JPS58218659A - 測定装置 - Google Patents

測定装置

Info

Publication number
JPS58218659A
JPS58218659A JP8835683A JP8835683A JPS58218659A JP S58218659 A JPS58218659 A JP S58218659A JP 8835683 A JP8835683 A JP 8835683A JP 8835683 A JP8835683 A JP 8835683A JP S58218659 A JPS58218659 A JP S58218659A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bridge
differential amplifier
measuring device
bridge circuit
diagonal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8835683A
Other languages
English (en)
Inventor
アルフレ−ト・ラ−トマ−
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Schuckertwerke AG, Siemens Corp filed Critical Siemens Schuckertwerke AG
Publication of JPS58218659A publication Critical patent/JPS58218659A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G01L1/22Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
    • G01L1/2268Arrangements for correcting or for compensating unwanted effects
    • G01L1/2275Arrangements for correcting or for compensating unwanted effects for non linearity
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/16Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying resistance
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R17/00Measuring arrangements involving comparison with a reference value, e.g. bridge
    • G01R17/10AC or DC measuring bridges

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、少なくとも一方のブリッジ半部の一つのブリ
ッジ辺f検出すべき測定fにより変化する測定抵抗な有
するブリッジ回路と、ブリッジ回路に接続され゛〔いる
定電流発生回路とを含む測定装置に関する。
〔従来技術とその問題点〕
この種の一つの公知の測定装置(T、 Potma (
チー・ボ11マ) ’ 1)ehnungs−meβ8
1「e目en −Me/1echnik(ストレインゲ
ージ測定技術) ’ Pbl 1ips Ta5che
nbucher。
1968年、第70頁)では、定電流発生回路はプ1ル
ジ回路の電源対角線に接続されている定電流源から成っ
ている。定電流の供給により、検出すべき測定量により
変化する測定抵抗を形成するストレインゲージにかかる
電圧は、半導体ストレインゲージの場合、感度低下にも
かかわらず上昇するようにすることができる。それによ
りストレインゲージな通る電流が一定に保たれるので、
温度に関係するゲージ率を有するストレインゲージを使
用する場合にも測定量への温度の影響が除かれる。
しかし、この公知の測定装置は他の通常のブリッジ回路
と同様に、検出すべき測定量により変化する測定抵抗の
抵抗値の変化とブリッジ回路の出力対角線における電圧
との間の関係が非直線的であるという欠点なMする。第
1図によりこの関係を一層詳細に説明する。
第1図に示されているブリッジ回路は電源電圧Usに接
続されており、その一方のブリッジ半部に検出すべざ測
定量により変化する測定抵抗R十△Hとそれに直列にf
&続された抵抗Rとを含んでいる。
他力のブリッジ半部には二つの抵抗Rが接続されている
。この場合、出力対角線における測定′電圧△Uは式(
1)により表わされる。
すなわち、出力対角線における測定電圧は測定抵抗の変
化分△Itと非直線的関係で結びつけられている。
〔発明の目的〕
本発明の1」的は、比較的わずがな回路費用で測定量を
検出する測定抵抗の変化により直朦的に変化する測定電
圧が得られるブリッジ回路を有する測定装置を提供する
ことにある。
〔発明の要点〕
この目的は、本発明によれば、冒頭に記載したS類の測
定装置において、定’tfL発生回路が差動増幅器なさ
んでおり、との差動増ll!!器がその一方の入力端で
出力対角線の一方の接続点を形成する前記一つのブリッ
ジ辺の一端に、またその出力端   1で電源対角線の
一方の接続点を形成する前記一つのブリッジ辺の他端に
接続さ才じ〔おり、また差動増幅器の他方の入力端が一
方ではゼナダイオードを介して電源対角線の他方の接続
点に、また他方では差動増幅器の動作電圧源に接続され
ていることを特徴とする測定装置により達成される。
本発明による測定装置の主な利点は、ブリッジ回路の出
力対角線に測定量により変化する測定抵抗の変化と直線
的に関係する測定電圧が得られることである。これは、
変化する測定抵抗が差動増幅器の帰還回路内に配置され
ており、従ってゼナダイオードとの共同作用のもとに常
に一定の電流を流されていることによるものである。も
う一つの利点は、直線的関係−を得るためにゼナダイオ
ードを付属した差動増幅器を追加するだけでよいので、
追加回路費用がわずかですむことである。
本発明による測定装置によって可能なかぎり高い測定電
圧を得るため、ブリッジ回路が前記一つのブリッジ辺と
対角線状に向かい合う他方のブリッジ半部のブリッジ辺
にも測定量により前記測定抵抗と同じく変化する測定抵
抗を有することは有利である。すなわち、この場合には
、測定抵抗を(5) ただ一つしかもしていないブリッジ回路の場合にくらべ
て、測定抵抗の変化が同一であれば、ブリッジ回路の出
力対角IIMVC2倍の測定電圧が得られる。
このように構成され土1!i:公知の測定装置と同様に
、定電流源から一足の電流が供給されるブリッジ回路で
は、測定電圧の変化と測定抵抗の変化との間にほぼ直線
的な関係が得られるが、半分の大きさの測定電圧しか得
られないので、一層大きな増幅率での増幅を必要としよ
う。
〔発明の実施例〕 本発明を説明するため、第2図に本発明による測定装置
の実施例が示されている。
第2図に示されている測定装置は、一方のブリッジ半部
I Jtfよd他方のブリッジ半部2を有する、ブリッ
ジ回路を含んでいる。ブリッジ回路は接続点3および4
を有する電源対角線を有し、そのうち接続点4は接地点
に接続されている。
一方のブリッジ半Pr1S 1の一つのブリッジ辺は測
定量により変化する測定抵抗5により形成されて(6) おり、この測定抵抗はたとえばストレインゲージであっ
てよい。笈化する測定抵抗5と直列に、従ってまた一力
のブリッジ半部1のもう一つのブリッジ辺を形成するよ
うに、一定の抵抗値を有する抵抗Oか長続されている。
一方のブリッジ半部1の両ブリッジ辺間の接続点7は、
ブリッジ回路の出力対角線の一方の接続点を形成してい
る。
他方のブリッジ半部2は、一定の抵抗値を有する二つの
抵抗8および9から成っている。両抵抗間の接続点は出
力対角線の他方の接続点10を形成している。抵抗6,
8および9の抵抗値と測定抵抗5の抵抗値とは、その初
期状態においては等大である。
出力対角線の一方の接続点7には、差動増幅器12が一
方の入力端11で接続されている。差動増幅器12の出
力端13はブリッジ回路の電源対角線の一方の接続点3
に接続されている。差動増幅器12の他方の入力端14
は、一方ではゼナダイオード15を介して電源対角線の
他方の接続点4または接地点に接続されており、他方で
は抵抗16を介して差動増幅器12の動作電圧源Ubに
接続されている。
図示されている実施例では、差動増幅器として演算増幅
器が用いられており、その反転入力端が差動増幅器の一
方の入力端となり、また非反転入力端が他方の入力端1
4となっている。
以下′K11iE明されるように、[2図に示されてい
る測定装置では、測定抵抗の変化により直線的に変化す
る測定電圧Δ[Jが出力対角線7−10に生ずる。
すなわち、図示されている測定装置では、測定抵抗5が
変化するKもかかわらず出力対角線の接続点7に一定の
大きさの電圧U1が発生される。これは、ゼナダイオー
ド15の作用により差動増幅器12の入力端14におけ
る電圧[Jrが一定となり、また差動増幅器12の作用
により測定抵抗5の変化の影響を受けない一定の電流■
1が測定抵抗51C流されるので、電圧U1が電圧U「
と等しくなることによるものである。
検出すべき測定1により変化する測定抵抗が抵抗値R+
ΔRを有するとき、ブリッジ回路の電源対角線3−4に
おける電源電圧UFIは式(2) Kより表わされる。
US=I、s(R+ΔR)十It  R=Is”(2R
+ハI’t)   (2)他方のブリッジ半部に対して
は次の式(3)が成り立つ。
式(2)のUSの値を式(3)に代入すると、式(4)
が得られる。
出力対角線の接続点10&cおける電圧なU2とすれば
、測定電圧ΔUは次式で求められる。
U2−IJ1=△U=1.φI’L−I、・R=R(I
t−It )  (5)式(4)の12の値を式(5)
に代入すると、となり、従って容易に次の関係式が得ら
れる。
この式(7)は、図示されている測定装置によって、ブ
リッジ回路の出力対角線7−10における測定電圧ΔU
と、検出すべき測定量により変化する測定紙(9) 抗5の抵抗変化ΔRとの間に直線的関係が得られること
を示している。
第2図に示されている測定装置において、測定抵抗5と
対角線状に向かい合う抵抗9が同じく測定量により変化
する測定抵抗として構成されている場合には、電圧U雪
は、 [J1=l、・(R+Δル)(8) で表わされ、これに式(2)の01の値を代入すると、
となる。従って、ブリッジ回路の対角線7−10におけ
る測定′−圧ΔUは次式で求められる。
1、−u、=ΔLJ= I 、 −(It−1−ΔIt
)−I 盈・[(= I l・ΔR(10すなわち、こ
の場合にも、 11定電圧△Uと、検出すべき測定量に
より変化する測定抵抗5および9の抵抗変化ΔItとの
間に直線的関係が得られる。
しかもこの場合には、測定抵抗をただ一つしか有してい
ないブリッジ回路の場合にくらべ【2倍の高い測定電圧
へ〇が得られる。
(10) 最後になお言及すべきこととして、電源対角線に調節さ
れる交流電圧源を接続し、その調節を入力側で整流器を
介してブリッジ回路の出力対角線に接続されている差動
増幅器により行なえば、本発明による測定装置は交流電
圧源を用いる場合にも原理的に適している。
〔発明の効果〕
以上説明のとおり、本発明においては差動増幅器を用い
た定電流発生回路から測定量により変化する測定抵抗例
えばストレンゲージをブリッジ辺として含むブリッジ半
部に一定の電流を流し、かつ該測定抵抗な差動増幅器の
帰還回路内圧配するようにしたため、ブリッジの出力電
圧すなわち測定電圧を測定抵抗の変化に対して直線的に
変化させることができるようKなり、従来のこの種測定
ブリッジ回路における測定電圧と測定抵抗の変化との間
の非直線性の問題を解決して、測定装置としては理想的
な特性を得ることができる。しかも測定回路構成上も従
来のものに対して差動増幅器とこの差動増幅器の非反転
入力端を基準電圧にクランプするゼナダイオードだけを
追加するだけでよいので、僅かな費用の増加により装置
の測定特性を飛躍的に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1因は公知のブリッジ回路を示す図、第2図は本発明
による測定装置ηの実施例の回路図である。 1.2・・・ブリッジ半部、3,4・・・電源対角線の
接続点、5,6,8.9・・・ブリッジ辺(抵抗)、7
.10・・・出力対角線の接続点、12・・・差動増幅
器、15・・・ゼナダイオ・−ド、16・・・抵抗。 α       ヱ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)少なくとも一方のブリッジ半部の一つのブリッジ辺
    に検出すべき測定量により変化する測定抵抗を有するブ
    リッジ回路と、ブリッジ回路に接続されている定電流発
    生回路とを含む測定装置において、定jlt流発生回路
    が差動増幅器を含んでおり、この差動増幅器がその一方
    の入力端で出力対角線の一方の接続点を形成する前記一
    つのブリッジ辺の一端に、またその出力端で電源対角線
    の一方の接続点を形成する前記一つの71129辺の他
    端に接続されており、また差動増幅器の他方の入力端が
    一方ではゼナダイオードを介して電源対角線の他方の接
    続点にまた他方では差動増幅器の動作電圧源に接続され
    ていることを特徴とする測定装置。 2、特許請求の範囲謁1項記載の測定装置において、ブ
    リッジ回路が前記−づのブリッジ辺と対角線状に向かい
    合う他方のブリッジ半部のブリッジ辺にも測定量により
    前記沖j定抵抗と同じく変化1゜る測定抵抗を有するこ
    とを特徴とする測定装置。 3)特許請求の範囲11111項または第2項記載の測
    定装置において、差動増幅器の一方の入力端が整流器を
    介してブリッジ回路の出力対角線の一方の接続漬に、ま
    た差動増幅器の出力端が調節可能な交流電圧源を介して
    ブリッジ回路の電源対角線の一方の接続点に接続されて
    いることを特徴とする測定装置。
JP8835683A 1982-05-19 1983-05-19 測定装置 Pending JPS58218659A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823219372 DE3219372A1 (de) 1982-05-19 1982-05-19 Messanordnung mit einer brueckenschaltung
DE32193726 1982-05-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS58218659A true JPS58218659A (ja) 1983-12-19

Family

ID=6164315

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8835683A Pending JPS58218659A (ja) 1982-05-19 1983-05-19 測定装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPS58218659A (ja)
DE (1) DE3219372A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4735082A (en) * 1986-07-14 1988-04-05 Hewlett-Packard Company Pulse modulated thermal conductivity detector
CN103487656B (zh) * 2013-09-30 2016-03-02 中国科学技术大学 一种利用电桥分离感抗和电阻微小变化的解调电路
CN104198791B (zh) * 2014-09-22 2017-05-03 杭州戎密科技有限公司 双臂电桥

Also Published As

Publication number Publication date
DE3219372A1 (de) 1983-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5686826A (en) Ambient temperature compensation for semiconductor transducer structures
JPS60104263A (ja) パラメ−タを測定する検出装置
US11012044B2 (en) Amplifier with common mode detection
TW432268B (en) Improved mass flow sensor interface circuit
US3048778A (en) High frequency power meter
JPH0152783B2 (ja)
JPS58218659A (ja) 測定装置
JP3516644B2 (ja) 磁気センサ装置および電流センサ装置
GB2310046A (en) Temperature compensated Hall effect device
JPS61501799A (ja) 電圧−電流変換装置
RU2160960C1 (ru) Интегральный преобразователь
JP4397502B2 (ja) 湿度センサユニット
JP3806637B2 (ja) 半導体圧力検出装置
JPH0229011A (ja) 増幅回路
JP3105697B2 (ja) 定電流発生回路
JP3766855B2 (ja) 変流器
RU2117304C1 (ru) Инвариантный измерительный мост
JPS5818678B2 (ja) 変位電気信号変換装置
JPS58182529A (ja) 半導体圧力変換装置
JPH0313830A (ja) 白金温度センサ用の温度検出回路
US3644752A (en) Analog output circuit
KR850000355B1 (ko) 변환기 소자용 온도보상회로
JPS60253288A (ja) レ−ザダイオ−ドのバイアスモニタ回路
JPH0390880A (ja) 磁気検出装置
SU460440A1 (ru) Нормирующий преобразователь к дифманометрам-расходомерам