JPS6355403A - Calibrating device for strain measuring device - Google Patents
Calibrating device for strain measuring deviceInfo
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- JPS6355403A JPS6355403A JP19901786A JP19901786A JPS6355403A JP S6355403 A JPS6355403 A JP S6355403A JP 19901786 A JP19901786 A JP 19901786A JP 19901786 A JP19901786 A JP 19901786A JP S6355403 A JPS6355403 A JP S6355403A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(a) 技術分野
本発明は、ひずみ測定器における較正装置に関し、より
詳しくは、ひずみゲージを用いた抵抗ブリッジからなる
測定ブリッジにブリッジ電源から定電流を印加し該測定
ブリッジから得られる出力を増幅し測定出力を得るひず
み測定器における較正装置に関するものである。Detailed Description of the Invention (a) Technical Field The present invention relates to a calibration device for a strain measuring instrument, and more specifically, it applies a constant current from a bridge power supply to a measurement bridge consisting of a resistance bridge using a strain gauge, and performs the measurement. The present invention relates to a calibration device for a strain measuring instrument that amplifies the output obtained from a bridge and obtains a measurement output.
(b) 従来技術
一般にひずみ測定器においては、ひずみ量を電気量に変
換するために少なくとも一辺にひずみゲージを含むホイ
ートストンブリッジが入力側に接続されている。第5図
に示すように入力抵抗、出力抵抗共にRgなるホイート
ストンブリッジ60の入力端子61および61′に電圧
Eを印加するブリッジ電源62が接続されている場合に
おいて、出力端子63.63’間のブリッジ出力電圧E
Oと入力端子61.61’間のブリッジ入力電圧Eiと
の関係を説明する。(b) Prior Art Generally, in a strain measuring instrument, a Wheatstone bridge including a strain gauge on at least one side is connected to the input side in order to convert the amount of strain into an amount of electricity. As shown in FIG. 5, when the bridge power supply 62 that applies voltage E is connected to the input terminals 61 and 61' of the Wheatstone bridge 60 whose input resistance and output resistance are both Rg, Bridge output voltage E
The relationship between O and the bridge input voltage Ei between the input terminals 61 and 61' will be explained.
尚、64.64’はブリッジ電源62からブリッジ入力
端子61.61’までの接続ケーブルの線抵抗で、rは
その抵抗値である。Note that 64.64' is the wire resistance of the connection cable from the bridge power supply 62 to the bridge input terminal 61.61', and r is the resistance value thereof.
上記ホイートストンブリッジを駆動するのに二つの方式
がある。その−っは、定電圧駆動方式であり、もう−っ
は定電流駆動方式である。There are two ways to drive the Wheatstone bridge. One is a constant voltage drive method, and the other is a constant current drive method.
先ず定電圧駆動方式の場合は、ブリッジ入力電圧Eiと
ブリッジ出力電圧Eoとの関係は、(1)式のようにな
る。First, in the case of the constant voltage drive method, the relationship between the bridge input voltage Ei and the bridge output voltage Eo is as shown in equation (1).
Ei = (Rg /(Rg +2 r)) ・E−
(1)従って、接続ケーブルが長い場合には線抵抗rが
大きくなり該差が生じる。またこの該差を除去するため
にリモートセンシング法を用いると、リモートセンシン
グ用の配線が別途必要となり、ブリッジ電源62からブ
リッジ入力端子61゜61′までの距離が長い(100
0mに及ぶことがある)場合は、リモート・センシング
用の配線分が不経済であるばかりでなく設置、結線等の
作業性も低下する。Ei = (Rg / (Rg +2 r)) ・E-
(1) Therefore, when the connection cable is long, the line resistance r increases and this difference occurs. Furthermore, if a remote sensing method is used to eliminate this difference, separate wiring for remote sensing is required, and the distance from the bridge power supply 62 to the bridge input terminal 61°61' is long (100°
0 m), the wiring for remote sensing is not only uneconomical, but also the workability of installation, wiring, etc. is reduced.
一方、定電流駆動方式の場合には、ブリッジ入力電圧E
iは、(2)式の関係となる。On the other hand, in the case of a constant current drive method, the bridge input voltage E
i has the relationship of equation (2).
Ei =I・Rg ・・・・・・
(2)この場合、電源電流工が一定であるから線抵抗r
の影響を受けなくなる。しかしながら、(2)式かられ
かるようにブリッジ抵抗Rgが変ると、つまり実際の測
定においては異なる抵抗(公称ゲージ抵抗)のひずみゲ
ージと交換すると、入力電圧Eiが変化する。一般に、
第5図に示すブリッジ回路がひずみゲージで構成されて
いる場合においては、(3)式が成立する。Ei = I・Rg ・・・・・・
(2) In this case, since the power supply current is constant, the wire resistance r
become unaffected by However, as can be seen from equation (2), if the bridge resistance Rg changes, that is, if the strain gauge is replaced with a strain gauge having a different resistance (nominal gauge resistance) in actual measurement, the input voltage Ei changes. in general,
When the bridge circuit shown in FIG. 5 is composed of strain gauges, equation (3) holds true.
Eo=K・ε・Ei /4 −− (3)ただ
し、上記(3)式において、Kはゲージ率、εはひずみ
である。従って、測定値となるブリッジ出力電圧Eoは
、本来ひずみεのみの関数でなければならないところ、
ブリッジ入力電圧Eiが変数として加わるため正確な測
定ができないか、あるいは一種類のゲージ抵抗のひずみ
ゲージしか使用できないという不都合がある。Eo=K·ε·Ei /4 -- (3) However, in the above equation (3), K is the gauge factor and ε is the strain. Therefore, the bridge output voltage Eo, which is the measured value, should originally be a function only of the strain ε;
Since the bridge input voltage Ei is added as a variable, accurate measurements cannot be made, or only a strain gauge with one type of gauge resistance can be used.
そこで、複数のゲージ抵抗で補正された較正値、例えば
公称ゲージ抵抗120Ωおよび350Ωのひずみゲージ
でそれぞれ構成されたホイートストンブリッジに適合す
るように補正された較正値2000μs、1000μs
、500μを等々を発生する校正値発生回路65を設け
、使用するひずみゲージの公称ゲージ抵抗に応じて選択
スイッチ66によって発生する較正値を適宜選択し、較
正動作スイッチ67をONにして利得調整回路68に注
入する較正装置が既に考えられている。つまり、この較
正装置においては、校正値発生回路65からの較正値電
圧を利得11整回路68に注入し、外部操作可能な可変
抵抗器68aによって増幅器68bの利得を調整してメ
ータ(指示計)69の指針をフルスケール位置あるいは
所定の目盛線に合わせて基準位置(基準値)を設定し得
るように構成されている。このように構成された第5図
の較正装置において例えば、ゲージ抵抗が120Ωのひ
ずみゲージによりホイートストンブリッジ60が組まれ
た荷重変換器であって、定格容量Lotにおいて185
0με(με:10−11ひずみ)のひずみを発生する
荷重変換器の較正を行なう場合について説明する。Therefore, a calibration value corrected with multiple gauge resistances, for example, a calibration value of 2000 μs, 1000 μs, corrected to fit a Wheatstone bridge configured with a strain gauge with a nominal gauge resistance of 120 Ω and 350 Ω, respectively.
. 68 injection calibration devices have already been considered. That is, in this calibration device, the calibration value voltage from the calibration value generation circuit 65 is injected into the gain 11 adjustment circuit 68, and the gain of the amplifier 68b is adjusted by the externally operable variable resistor 68a. The reference position (reference value) can be set by aligning the 69 pointer with the full scale position or a predetermined scale line. In the calibration device of FIG. 5 configured in this manner, for example, a load transducer is constructed in which a Wheatstone bridge 60 is assembled with a strain gauge having a gauge resistance of 120Ω, and the rated capacity Lot is 185Ω.
A case will be described in which a load transducer that generates a strain of 0 με (με: 10−11 strain) is calibrated.
先ず、校正値発生回路65で発生可能な較正値のうち上
記ひずみ量1850μEに最も近い値例えば2000μ
εを選ぶ(その選択機構は図示していない)。すると、
校正値発生回路65からは公称ゲージ抵抗120Ωで補
正された2000μεに相当する較正値電圧(一般に1
με=1μVとする)が出力され利得調整回路68に注
入され゛る。この校正値発生回路65から出力される較
正値2000μεと荷重変換器の定格ひずみ1850μ
εとは、ずれているので、2000μεに対応する荷重
を、次の(4)式により算出する。First, among the calibration values that can be generated by the calibration value generation circuit 65, the value closest to the above distortion amount of 1850μE, for example 2000μE, is selected.
ε (the selection mechanism is not shown). Then,
The calibration value generation circuit 65 outputs a calibration value voltage (generally 1
με=1 μV) is output and injected into the gain adjustment circuit 68. The calibration value 2000με output from this calibration value generation circuit 65 and the rated strain of the load converter 1850μ
Since there is a deviation from ε, the load corresponding to 2000 με is calculated using the following equation (4).
(2000/1850)X10+10.8(t)・・・
・・・(4)
この2000μεの較正値出力(電圧または波形)を1
0.8tとして測定出力の較正を行なう。すなわち、可
変抵抗68aを調整してメータ69の指針を10.8t
の目盛に合わせる。(2000/1850)X10+10.8(t)...
...(4) This 2000με calibration value output (voltage or waveform) is
The measurement output is calibrated as 0.8t. That is, by adjusting the variable resistor 68a, the pointer of the meter 69 is set to 10.8t.
Align with the scale.
次に較正動作スイッチを67をOFFにして、測定すべ
き荷重を上記荷重変換器にかけると、そのときのブリッ
ジ出力電圧EOがバッファー増幅a70を介して利得調
整回路68に入力されてメータ69に表示される。Next, when the calibration operation switch 67 is turned OFF and the load to be measured is applied to the load converter, the bridge output voltage EO at that time is inputted to the gain adjustment circuit 68 via the buffer amplifier a70 and sent to the meter 69. Is displayed.
しかしながら、上記較正装置では、公称ゲージ抵抗とし
て、120Ωと350Ωとについてしか較正値を補正で
きない。現在一般的に使われているゲージ抵抗の中(こ
は上記120Ωと350Ω以外に500Ω、1000Ω
等があり、また変換器(ブリッジ回路60)を複数並列
接続して使用することが実際には多々あり、このように
合成されたゲージ抵抗をも考え合わせると、ゲージ抵抗
は無数に存在することとなり、このような多種のゲージ
抵抗に対する較正値を生成することは実際上不可能であ
る。However, with the above calibration device, the calibration values can only be corrected for nominal gauge resistances of 120Ω and 350Ω. Among the gauge resistors commonly used today (in addition to the 120Ω and 350Ω mentioned above, 500Ω and 1000Ω
etc., and in reality, multiple converters (bridge circuits 60) are often connected in parallel, and if we consider the gauge resistances synthesized in this way, there are an infinite number of gauge resistances. Therefore, it is practically impossible to generate calibration values for such a variety of gauge resistances.
一方、ひずみ測定器として較正可能な較正値は連続して
設定できることが理想であるが、実際には端数のない、
何らかの倍数関係の限られた較正値、例えば2000μ
ε、1000με。On the other hand, it is ideal that the calibration values that can be calibrated as a strain measurement device can be set continuously, but in reality, the calibration values can be set continuously.
some multiplier-related limited calibration value, e.g. 2000μ
ε, 1000με.
500με、100με、50με等を段階的に発生さ
せる構成となっている。そこで、仮に公称ゲージ抵抗を
120Ω、350Ω、500Ω、1000Ωの4種類に
限定し、較正値は上記2000με〜50μεの5種類
に限定してみても上記各々の公称ゲージ抵抗ごとに上記
各々の較正値を補正するには4X5=20種類の組合せ
になる(ただし重複の組合せも含んでいる)。さらに、
上述した、合成された公称ゲージ抵抗によっても補正が
可能な構成にしようとすると、部品点数が非現実的な数
字に上り大嵩化し5およそ実用性のないものとなってし
まう。The configuration is such that 500με, 100με, 50με, etc. are generated in stages. Therefore, even if we limit the nominal gauge resistance to four types: 120Ω, 350Ω, 500Ω, and 1000Ω, and limit the calibration values to the five types from 2000με to 50με, the calibration values for each of the above-mentioned nominal gauge resistances will differ. To correct this, there will be 4×5=20 combinations (including overlapping combinations). moreover,
If an attempt is made to create a configuration that can also be corrected using the synthesized nominal gauge resistance as described above, the number of parts will increase to an unrealistic number, resulting in a large bulk, making it almost impractical.
(c) 目的
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、その目的
とするところは、簡略な回路構成で、測定ブリッジに組
まれるひずみゲージのゲージ抵抗がいかなる値のもので
あっても常に正確な較正値電圧を発生させることができ
、しかも操作が極めて簡単で、定電流駆動方式の利点を
悉く享受し得るひずみ測定器における較正装置を提供す
ることにある。(c) Purpose The present invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to provide a simple circuit configuration, regardless of the value of the gauge resistance of the strain gauge assembled in the measurement bridge. It is an object of the present invention to provide a calibration device for a strain measuring instrument that can always generate an accurate calibration value voltage, is extremely easy to operate, and can enjoy all the advantages of a constant current drive system.
(d) 構成
本発明は、上記の目的を達成させるため、ひずみゲージ
を用いた抵抗ブリッジからなる測定ブリッジにブリッジ
電源から定電流を印加し該測定ブリッジから得られる出
力を増幅し測定出力を得るひずみ測定器において、ある
基準となる抵抗値を有するひずみゲージで構成された測
定ブリッジから出力される所定のひずみ量に相当する電
圧と等しい較正値電圧を発生する較正値発生回路と、上
記測定ブリッジを構成するひすみゲージの抵抗値が上記
基準となる抵抗値と異なるときに当該ひずみゲージの抵
抗値を数値設定でき、その数値設定された抵抗値に対応
する設定信号を出力する抵抗値設定回路と、上記較正値
発生回路の入力側または出力側に回路挿入され、上記抵
抗値設定回路の上記設定信号によって設定された抵抗値
と上記基準となる抵抗値との比を上記較正値発生回路の
較正値電圧に乗算して補正された較正値電圧を生成せし
める補正値発生回路と、上記補正された較正値電圧およ
び上記測定ブリッジの出力を選択的に受け、上記補正さ
れた較正値電圧を外部操作により設定される利得によっ
て所定のレベルに調整して出力すると共に上記測定ブリ
ッジの出力を受け上記補正された較正値電圧と関係づけ
られた測定出力を出力する利得設定回路とをもって構成
したものである。(d) Structure In order to achieve the above object, the present invention applies a constant current from a bridge power supply to a measurement bridge consisting of a resistance bridge using a strain gauge, amplifies the output obtained from the measurement bridge, and obtains a measurement output. In a strain measuring instrument, a calibration value generation circuit that generates a calibration value voltage equal to a voltage corresponding to a predetermined amount of strain output from a measurement bridge composed of a strain gauge having a certain reference resistance value, and the measurement bridge described above. A resistance value setting circuit that can numerically set the resistance value of the strain gauge when the resistance value of the strain gauge that constitutes the strain gauge is different from the reference resistance value, and outputs a setting signal corresponding to the numerically set resistance value. A circuit is inserted into the input or output side of the calibration value generation circuit, and the ratio of the resistance value set by the setting signal of the resistance value setting circuit to the reference resistance value is calculated by the calibration value generation circuit. A correction value generation circuit that multiplies the calibration value voltage to generate a corrected calibration value voltage, selectively receives the corrected calibration value voltage and the output of the measurement bridge, and outputs the corrected calibration value voltage to an external circuit. It is configured with a gain setting circuit that adjusts and outputs a predetermined level according to a gain set by operation, and also receives the output of the measurement bridge and outputs a measurement output related to the corrected calibration value voltage. be.
以下、本発明の要旨を実施例に基づき詳述する。Hereinafter, the gist of the present invention will be explained in detail based on examples.
第1図は、本発明に係るひずみ測定器における較正装置
の一実施例の概略構成を示すブロック図であり、第2図
は同実施例の回路構成を示す回路図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of a calibration device for a strain measuring instrument according to the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the same embodiment.
第1図において、1は少なくとも一辺にひずみゲージを
含んで構成されたホイートストンブリッジ回路すなわち
、測定ブリッジを有し、物理量を電気量に変換する荷重
変換器、圧力変換器、変位変換器等の変換部であり、2
は変換部1からの電気量を受けるポルチーシボロワ等に
よる増幅度がrlJの緩衝増幅回路である63は緩衝増
幅回路2の出力を受け、可変抵抗器等によって利得が外
部設定可能な可変利得増幅器による利得設定回路であり
、4は利得設定回路3の出力をアナログ表示するメータ
等による表示回路である。5は一定電圧を保持する基準
電圧発生回路であり、6はこの基準電圧発生回路の出力
電圧を分圧して所定の較正値を発生する校正値発生回路
である。7は各桁が4ビツトBCD出力を有するデジタ
ルスイッチを3桁分(3個)用いて構成された抵抗値設
定回路であり、8は、校正値発生回路6の出力電圧に抵
抗値設定回路7で設定された抵抗値と、後述するある基
準となる抵抗値との昆(係数)を上記較正値電圧に乗じ
て補正された較正値電圧を発生する補正値発生回路であ
る。9はトランスファー接点による動作切換スイッチで
、9aは常開接点、9bは常閉接点、9cは共通接点で
ある。In FIG. 1, 1 is a Wheatstone bridge circuit configured to include a strain gauge on at least one side, that is, a measurement bridge, and converts a load transducer, pressure transducer, displacement transducer, etc. that converts a physical quantity into an electrical quantity. part, 2
63 is a buffer amplifier circuit with an amplification degree of rlJ, which receives the electrical quantity from the converter 1 and is made of a porticivorowa or the like. 63 receives the output of the buffer amplifier circuit 2, and has a gain by a variable gain amplifier whose gain can be set externally using a variable resistor or the like. This is a setting circuit, and 4 is a display circuit such as a meter that displays the output of the gain setting circuit 3 in analog form. 5 is a reference voltage generation circuit that maintains a constant voltage, and 6 is a calibration value generation circuit that divides the output voltage of this reference voltage generation circuit to generate a predetermined calibration value. 7 is a resistance value setting circuit configured using three digital switches each having a 4-bit BCD output, and 8 is a resistance value setting circuit 7 that uses the output voltage of the calibration value generation circuit 6. This is a correction value generation circuit that generates a corrected calibration value voltage by multiplying the above calibration value voltage by a coefficient between the resistance value set in and a certain reference resistance value to be described later. Reference numeral 9 designates an operation changeover switch using a transfer contact, 9a is a normally open contact, 9b is a normally closed contact, and 9c is a common contact.
つまり、常開接点9aが閉成されたとき(CALの文字
で表示された側に倒されたとき)は較正動作になり、常
閉接点9bが閉成されたとき(MEASの文字で表示さ
れた側に倒されたとき)は測定動作となるように構成さ
れている。In other words, when the normally open contact 9a is closed (when it is turned to the side indicated by the letters CAL), the calibration operation is activated, and when the normally closed contact 9b is closed (when it is pushed to the side indicated by the letters MEAS), the calibration operation is activated. When the device is tilted to the opposite side), it is configured to perform a measurement operation.
一方、10は変換部1のホイートストンブリッジ回路を
駆動するための供給電流を検出する電流検出回路であり
、11はこの電流検出回路10の出力と上記基準電圧発
生回路5の出力とを比較して制御信号を出力する比較回
路であり、12はこの比較回路からの制御信号に基づい
て変換部1に供給する駆動電流を一定に保持する電流制
御回路で・あり、13はこの電流制御回路12の制御を
受ける非安定化電源である。尚、上記基準電圧発生回路
5、電流検出回路1o、比較回路11、電流制御回路1
2および非安定化電源13とをもって定電流源14を構
成しており、従って、測定ブリッジへのブリッジ電源供
給方式は、定電流駆動方式となっている。また、基準電
圧発生回路5は、校正値発生回路6と比較回路11とで
共用している。On the other hand, 10 is a current detection circuit that detects the supplied current for driving the Wheatstone bridge circuit of the conversion section 1, and 11 is a current detection circuit that compares the output of this current detection circuit 10 with the output of the reference voltage generation circuit 5. 12 is a current control circuit that maintains the drive current supplied to the converter 1 constant based on the control signal from this comparison circuit; 13 is a current control circuit of this current control circuit 12; It is an unregulated power supply that is subject to control. Note that the reference voltage generation circuit 5, the current detection circuit 1o, the comparison circuit 11, and the current control circuit 1
2 and the unregulated power supply 13 constitute a constant current source 14. Therefore, the bridge power supply method to the measurement bridge is a constant current drive method. Further, the reference voltage generation circuit 5 is shared by the calibration value generation circuit 6 and the comparison circuit 11.
第2図において、15は少なくとも一辺に公称ゲージ抵
抗Rgなるひずみゲージを含み、入力抵抗と出力抵抗が
共に略同−の抵抗値のRgを有する測定ブリッジとして
のホイートストンブリッジ回路(以下「ブリッジ回路」
と略称する)であり、16.16’はブリッジ入力端子
で、ブリッジ電源としての定電流源14に接続され、1
7.17’はブリッジ出力端子である。In FIG. 2, reference numeral 15 includes a strain gauge with a nominal gauge resistance Rg on at least one side, and a Wheatstone bridge circuit (hereinafter referred to as a "bridge circuit") as a measurement bridge in which input resistance and output resistance both have approximately the same resistance value Rg.
16.16' is a bridge input terminal connected to the constant current source 14 as a bridge power supply,
7.17' is a bridge output terminal.
尚、以下ブリッジ入力端子16−16’間の電圧をブリ
ッジ入力電圧と称びEiで表わし、ブリッジ出力端子1
7−17’間の電圧をブリッジ出力電圧と称びEoで表
わすものとする。Note that the voltage between the bridge input terminals 16 and 16' is hereinafter referred to as the bridge input voltage and expressed as Ei, and the voltage between the bridge output terminals 1 and 16' is referred to as the bridge input voltage.
The voltage between 7 and 17' is called the bridge output voltage and is expressed as Eo.
18はブリッジ回路15に外乱を与えないためにブリッ
ジ出力抵抗Rgに比べて十分に大きな入力インピーダン
スを有するボルテージホロワで上記ひずみゲージの1μ
εひすみに対して1μVを出力し、その入力端にはブリ
ッジ出力端子17.17’がそれぞれ接続されている。18 is a voltage follower having a sufficiently large input impedance compared to the bridge output resistance Rg so as not to cause disturbance to the bridge circuit 15;
It outputs 1 μV to the ε strain, and its input terminals are connected to bridge output terminals 17 and 17', respectively.
19は演算増幅器であり、非反転入力端は接地されてい
る。20.20’は共に等しい抵抗値Riを有する入力
抵抗で、一端は共通に接続されて演算増幅器19の反転
入力端に接続され、入力抵抗20の他端はボルテージホ
ロワ18の出力端に接続され、入力抵抗20’の他端は
動作切換スイッチ9の共通接点9cに接続されている。19 is an operational amplifier, the non-inverting input terminal of which is grounded. 20 and 20' are input resistors both having the same resistance value Ri, one end of which is connected in common to the inverting input end of the operational amplifier 19, and the other end of the input resistor 20 is connected to the output end of the voltage follower 18. The other end of the input resistor 20' is connected to the common contact 9c of the operation changeover switch 9.
21は可変抵抗器よりなる帰還抵抗で、演算増幅器19
の反転入力端と出力端間に接続されている。尚、上記入
力抵抗20.20’、帰還抵抗21および演算増幅器1
9をもって反転加算増幅器が構成され、以下この回路部
分を利得設定回路3と称することとする。22は表示器
4としてのメータで、一端は利得設定回路3の出力端に
接続され、他端は接地されている。21 is a feedback resistor consisting of a variable resistor, and operational amplifier 19
is connected between the inverting input terminal and output terminal of. In addition, the input resistor 20, 20', the feedback resistor 21 and the operational amplifier 1
9 constitutes an inverting and summing amplifier, and this circuit portion will hereinafter be referred to as gain setting circuit 3. Reference numeral 22 denotes a meter as the indicator 4, one end of which is connected to the output end of the gain setting circuit 3, and the other end of which is grounded.
この利得設定回路3の出力が1vのときフルスケールを
指示する。一方、23は基準電圧発生回路5としての基
準電源であり、負極端は接地されその出力電圧をEsと
表わす。24〜29は較正値を発生させたための分圧抵
抗で、それぞれの抵抗値をr1〜r6で表わす。30は
外部操作可能なロータリースイッチよりなる較正値選択
スイッチであり、30a〜30eはそれぞれ2000μ
E接点、1000μE接点、500με接点、100μ
ε接点および50με接点であり、30fは共通接点で
ある。分圧抵抗24の一端は基準電圧23の正極端に接
続され、他端は直列に接続された分圧抵抗25〜29を
介して接地されている。また、2000μE接点30a
は、分圧抵抗24と25の接続点に接続され、以下同様
に1000με接点30b〜50με接点30eは、そ
れぞれ分圧抵抗25と26、分圧抵抗26と27、分圧
抵抗27と28、分圧抵抗28と29の接続点に接続さ
れている。尚、分圧抵抗24〜29と較正値選択スイッ
チ30とからなる回路部分(図中破線で包囲した部分)
は校正値発生回路6を構成している。また、2000μ
E接点〜50με接点のそれぞれの出力電圧を、■1〜
■5で表わしたときの分圧抵抗24〜29の抵抗値r1
〜r6との関係は、下記(5)式のとおりに構成されて
いる。When the output of this gain setting circuit 3 is 1V, full scale is indicated. On the other hand, 23 is a reference power source as the reference voltage generating circuit 5, the negative terminal of which is grounded, and its output voltage is expressed as Es. 24 to 29 are voltage dividing resistors for generating calibration values, and their respective resistance values are represented by r1 to r6. 30 is a calibration value selection switch consisting of an externally operable rotary switch, and 30a to 30e each have a 2000μ
E contact, 1000μE contact, 500με contact, 100μ
They are an ε contact and a 50 με contact, and 30f is a common contact. One end of the voltage dividing resistor 24 is connected to the positive end of the reference voltage 23, and the other end is grounded via voltage dividing resistors 25 to 29 connected in series. In addition, 2000μE contact 30a
are connected to the connection point of the voltage dividing resistors 24 and 25, and similarly, the 1000με contacts 30b to 50με contacts 30e are connected to the voltage dividing resistors 25 and 26, the voltage dividing resistors 26 and 27, the voltage dividing resistors 27 and 28, and the voltage dividing resistors 27 and 28, respectively. It is connected to the connection point between piezoresistors 28 and 29. In addition, the circuit part (the part surrounded by the broken line in the figure) consisting of the voltage dividing resistors 24 to 29 and the calibration value selection switch 30
constitutes a calibration value generation circuit 6. Also, 2000μ
The output voltage of each of the E contact to the 50με contact is 1 to
■Resistance value r1 of voltage dividing resistors 24 to 29 when expressed as 5
The relationship with ~r6 is configured as shown in equation (5) below.
rV1= ((r2+rs +ra +rs +rs)
/ro) ・Es =2000μV
V2== ((re +r4+rs 十rs)/ro’
t・Es=1000μv
Vs = ((r+ +rs +rs )/re )・
Es=500μv
V4=((rs+rs)/re) ・Es=100μ
V
V5= (rs/re) #Es =50ttVJ・
・・・・・(5)
ただし、ro ==rt +r2+rx +r4+r5
+rs
上記共通接点3Ofは、補正値発生回路8の入力端に接
続され、この補正値発生回路8の出力端は動作切換スイ
ッチ9の常開接点(CAL側接点)に接続されている。rV1= ((r2+rs +ra +rs +rs)
/ro) ・Es =2000μV V2== ((re +r4+rs 10rs)/ro'
t・Es=1000μv Vs = ((r+ +rs +rs)/re)・
Es=500μv V4=((rs+rs)/re) ・Es=100μ
V V5= (rs/re) #Es =50ttVJ・
...(5) However, ro ==rt +r2+rx +r4+r5
+rs The common contact 3Of is connected to the input end of the correction value generation circuit 8, and the output end of the correction value generation circuit 8 is connected to the normally open contact (CAL side contact) of the operation changeover switch 9.
31〜33は抵抗値設定回路7の各桁のそれぞれ4ビツ
トからなる設定信号としての抵抗値制御出力信号で、3
1が最下位桁、33が最上位桁の抵抗値制御出力信号で
ある。31 to 33 are resistance value control output signals as setting signals consisting of 4 bits for each digit of the resistance value setting circuit 7;
1 is the resistance value control output signal for the least significant digit, and 33 is the resistance value control output signal for the most significant digit.
第3図は、本発明の要部である補正値発生回路8の具体
的な一実施例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific embodiment of the correction value generation circuit 8, which is the main part of the present invention.
同図において、34は較正値入力端子で、校正値発生回
路6の共通接点30fに接続される。In the figure, 34 is a calibration value input terminal, which is connected to the common contact 30f of the calibration value generation circuit 6.
35a〜35e、36a〜36eおよび37a〜37e
は、アナログスイッチで、それぞれIは入力端子、0は
出力端子、Cは制御入力端子である。このアナログスイ
ッチは、制御入力端子CがHレベルになると、入力端子
Iと出力端子0が接続状態になり、Lレベルで開放状態
になる。38a 〜38e 、39a〜39oおよび4
0a〜40eはそれぞれ入力抵抗であ、す、それぞれの
抵抗値は、入力抵抗38a 、38b 。35a-35e, 36a-36e and 37a-37e
are analog switches, I is an input terminal, 0 is an output terminal, and C is a control input terminal. In this analog switch, when the control input terminal C becomes H level, the input terminal I and the output terminal 0 are connected, and when the control input terminal C becomes L level, the analog switch becomes open. 38a-38e, 39a-39o and 4
0a to 40e are input resistors, respectively, and their respective resistance values are input resistors 38a and 38b.
38c38dがそれぞれ8Ω、4Ω、2Ω、lΩであり
、これらの抵抗値は入力抵抗39a〜39d、40a〜
40dにおいても同じである。38c38d are 8Ω, 4Ω, 2Ω, and lΩ, respectively, and these resistance values are the input resistances 39a to 39d, 40a to
The same applies to 40d.
尚、入力抵抗38e 、39e 、40eの抵抗値は、
それぞれ800Ω、80Ω、8Ωである。The resistance values of the input resistors 38e, 39e, and 40e are as follows:
They are 800Ω, 80Ω, and 8Ω, respectively.
41a〜41cおよび42はそれぞれ演算増幅器であり
、非反転入力端が接地されて反転増幅器を形成している
。438〜43cはそれぞれ演算増幅器41a〜41c
の反転入力端と出力端の間に接続された帰還抵抗であり
、それぞれの抵抗値は800Ω、80Ω、8Ωである。41a to 41c and 42 are operational amplifiers, each having a non-inverting input terminal grounded to form an inverting amplifier. 438-43c are operational amplifiers 41a-41c, respectively.
A feedback resistor is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the circuit, and the respective resistance values are 800Ω, 80Ω, and 8Ω.
また、上記入力抵抗38a〜38eは、一端が共通に接
続されて演算増幅器41aの反転入力端に接続され、他
端はそれぞれ上記アナログスイッチ35a〜35eの出
力端子0に接続されている。そして、上記アナログスイ
ッチ35a〜35e、36a〜36eおよび37a〜3
7eの入力端子Iは、共通に接続されて較正値入力端子
34に接続されている。また、上記同様にアナログスイ
ッチ36a〜36eおよび37a〜37eの出力端子○
には、それぞれ入力抵抗39a〜39eおよび40a〜
40eの一端が直列接続され、他端はそれぞれ共通に接
続されてそれぞれ演算増幅器41bおよび41cの反転
入力端子に接続されている。45は演算増幅器42の反
転入力端と出力端間に接続された抵抗値Rの帰還抵抗で
あり、46a〜46cは抵抗値Rの入力抵抗で、その一
端はそれぞれ演算増幅器41a〜41cの出力端に接続
され、他端は共通に接続されて演算増幅器42の反転入
力端に接続されている。47は、補正値発生回路8の出
力端子で、動作切換スイッチ9の常開接点(CAL側接
点)9aに接続されている6尚、演算増幅器42の出力
端は上記補正値発生回路8の出力端子47に接続されて
いる。The input resistors 38a to 38e have one end commonly connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 41a, and the other end to the output terminal 0 of the analog switches 35a to 35e, respectively. The analog switches 35a to 35e, 36a to 36e and 37a to 3
The input terminals I of 7e are connected in common to the calibration value input terminal 34. Also, as above, the output terminals of the analog switches 36a to 36e and 37a to 37e
have input resistors 39a to 39e and 40a to 40a, respectively.
One end of 40e is connected in series, and the other end is connected in common to the inverting input terminal of operational amplifiers 41b and 41c, respectively. 45 is a feedback resistor with a resistance value R connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier 42, and 46a to 46c are input resistors with a resistance value R, one end of which is connected to the output terminal of each of the operational amplifiers 41a to 41c. The other ends are connected in common and connected to the inverting input end of the operational amplifier 42. 47 is the output terminal of the correction value generation circuit 8, which is connected to the normally open contact (CAL side contact) 9a of the operation changeover switch 9.6The output terminal of the operational amplifier 42 is the output terminal of the correction value generation circuit 8. It is connected to terminal 47.
一方、488〜48cは4つの入力端子を有する負論理
入力ANDゲートで、それぞれの出力端子はアナログス
イッチ35e、36eおよび37eの制御入力端子Cに
接続されている。On the other hand, 488 to 48c are negative logic input AND gates having four input terminals, each output terminal being connected to the control input terminal C of the analog switches 35e, 36e and 37e.
49a 〜49d 、 50a 〜50dおよび51a
〜51dはそれぞれ4ビツトのBCD信号で、それぞれ
アナログスイッチ35a〜35d、36a〜36dおよ
び37a〜37dの制御入力端子Cに1対1に接続され
、かつ負論理入力ANDゲート48a〜48cのそれぞ
れの入力端と1対1に接続されている。尚、49a。49a to 49d, 50a to 50d and 51a
~51d are 4-bit BCD signals, which are connected one-to-one to the control input terminals C of the analog switches 35a-35d, 36a-36d, and 37a-37d, and are connected to the respective control input terminals C of the negative logic input AND gates 48a-48c. It is connected one-to-one with the input terminal. Furthermore, 49a.
50a、51aはそれぞれ最下位ビット(LSB)であ
り、49d 、50d 、51dはそれぞれ最上位ビッ
ト(MSB)である。50a and 51a are the least significant bits (LSB), respectively, and 49d, 50d, and 51d are the most significant bits (MSB), respectively.
52は抵抗値設定回路7としての3桁からなるデジタル
スイッチで、B1〜B3はそれぞれ抵抗値制御出力信号
31〜33に対応しB1は1位の4ビツトBCD出力端
子、B2.B3はそれぞれ10位、100位の4ビツト
BCD出力端子、工は信号を生成するための電源入力端
子で+5vが供給され、Gは共通接点端子で、接地され
ている。また、53a〜53cはそれぞれ抵抗値の1位
、10位、100位を数値設定するツマミであり、0〜
9まで設定でき、54a〜54cは上記各桁の設定ツマ
ミで設定された数値0〜9を表示するそれぞれの表示窓
である。52 is a digital switch consisting of three digits as the resistance value setting circuit 7, B1 to B3 correspond to the resistance value control output signals 31 to 33, respectively, B1 is the first 4-bit BCD output terminal, B2 . B3 is a 4-bit BCD output terminal for the 10th and 100th positions, B is a power input terminal for generating signals and is supplied with +5V, and G is a common contact terminal, which is grounded. Further, 53a to 53c are knobs for numerically setting the 1st, 10th, and 100th positions of the resistance value, respectively.
It can be set up to 9, and 54a to 54c are display windows that display the numerical values 0 to 9 set by the setting knobs for each digit.
第4図は、定電流源14の原理的構成を示す回路図であ
る。FIG. 4 is a circuit diagram showing the basic configuration of the constant current source 14.
同図において、55は第1図における電流検出回路10
としての電流検出抵抗、56は比較回路11としての誤
差増幅器、57は電流制御回路12としての制御トラン
ジスタ、58゜58′はブリッジ電源としての定電流の
出力端子で、第2図のブリッジ入力端子16.16’に
それぞれ接続される。上記電流検出抵抗55の一端は出
力端子58に接続されると共に誤差増幅器56の反転入
力端に接続され、他端は接地されると共に非安定化電源
13の負極側と接続されている。上記誤差増幅器56の
非反転入力端子には、基準電圧発生回路5としての基準
電源23の正極端が接続され、この誤差増幅器56の出
力端子には制御トランジスタ57のベースが接続され、
この制御トランジスタ57のコレクタは非安定化電源1
3の正極側に接続され、エミッタは出力端子58′に接
続されている。In the same figure, 55 is the current detection circuit 10 in FIG.
56 is an error amplifier as comparator circuit 11, 57 is a control transistor as current control circuit 12, 58° 58' is a constant current output terminal as a bridge power supply, and 56 is an error amplifier as comparator circuit 11. 16 and 16', respectively. One end of the current detection resistor 55 is connected to the output terminal 58 and the inverting input terminal of the error amplifier 56, and the other end is grounded and connected to the negative electrode side of the unregulated power supply 13. The non-inverting input terminal of the error amplifier 56 is connected to the positive end of the reference power supply 23 as the reference voltage generating circuit 5, and the output terminal of the error amplifier 56 is connected to the base of the control transistor 57.
The collector of this control transistor 57 is connected to the unregulated power supply 1.
The emitter is connected to the output terminal 58'.
次に、上述のように構成された本実施例の動作について
説明する。説明の都合上、先ず第4図のブリッジ電源と
しての定電流源14の動作を先に説明゛する。Next, the operation of this embodiment configured as described above will be explained. For convenience of explanation, the operation of the constant current source 14 as a bridge power supply shown in FIG. 4 will be explained first.
非安定化電源13からの供給電流が電流検出抵抗55に
流れて発生する電圧をErとすると、誤差増幅器56は
、この電圧Erと基準電源23の出力電圧Esとを比較
し、EsよりもErが小さい場合には制御トランジスタ
57のベース電位を上昇させて供給電流を増加させ、逆
にEsよりもErが大きい場合には制御トランジスタ5
7のベース電位を下降させて供給電流を低下させ、結果
として一定電流を供給する。If the voltage generated when the supplied current from the unregulated power supply 13 flows through the current detection resistor 55 is Er, the error amplifier 56 compares this voltage Er with the output voltage Es of the reference power supply 23, and the error amplifier 56 compares this voltage Er with the output voltage Es of the reference power supply 23 and When Er is small, the base potential of the control transistor 57 is raised to increase the supply current, and conversely, when Er is larger than Es, the base potential of the control transistor 57 is increased.
By lowering the base potential of 7, the supplied current is lowered, and as a result, a constant current is supplied.
さて、次に、定電流源14を除いた本実施例全体の動作
を説明する。Next, the operation of the entire embodiment except for the constant current source 14 will be explained.
今、ひずみ測定器の入力として接続されるセンサが定格
容量Lot、定格ひずみ1850μεの荷重変換器であ
って、ブリッジ回路15を構成するひずみゲージが、公
称ゲージ抵抗508Ωのものが用いられている場合を例
にして説明する。先ず、較正のための操作としては、上
記定格ひずみ1850μεに最も近い較正値を校正値選
択スイッチ30(第2図)によって選択する。つまり、
この場合選択スイッチ30を回して2000με接点3
0aに共通接点30fを接続する。次に、デジタルスイ
ッチ52(第3図)の1位の桁設定ツマミ53aを回し
てその表示窓54aが「8」を表示するようにする。以
下同様に、10位桁の表示窓54bの表示がjob、1
00位桁の表示窓54cの表示が「5」になるように設
定ツマミ53b。Now, if the sensor connected as the input of the strain measuring device is a load transducer with a rated capacity Lot and a rated strain of 1850με, and the strain gauge forming the bridge circuit 15 has a nominal gauge resistance of 508Ω. This will be explained using an example. First, as an operation for calibration, the calibration value closest to the rated strain 1850 με is selected using the calibration value selection switch 30 (FIG. 2). In other words,
In this case, turn the selection switch 30 to select 2000με contact 3.
Connect the common contact 30f to 0a. Next, the first digit setting knob 53a of the digital switch 52 (FIG. 3) is turned so that the display window 54a displays "8". Similarly, the display window 54b for the 10th digit shows job and 1.
Set the setting knob 53b so that the display window 54c for the 00th digit shows "5".
53cを回す。さらに、動作切換スイッチ9をCAL側
に倒す。この例の場合、較正値入力端子34(第3図)
に入力される電圧は、測定ブリッジを構成するひずみゲ
ージのゲージ抵抗(基準となる抵抗)の抵抗値が1Ωで
あると仮定したときの2000μεに相当する2000
μVの電圧が印加される。そして、デジタルスイッチ数
の「8」に対応するBCDが、10位位桁CD出力端子
B2からは10進数「0」に対応するBCDが、100
位桁BCD出力端子B3からは10進数「5」に対応す
るBCDがそれぞれ出力される。つまり、1位桁のBC
D出力信号51a〜51CはLレベル、BCD出力信号
51dはHレベルとなり、10位桁BCD出力信号50
a〜50dはすべてLレベル。Turn 53c. Furthermore, turn the operation changeover switch 9 to the CAL side. In this example, the calibration value input terminal 34 (Fig. 3)
The voltage input to is 2000με, which corresponds to 2000με assuming that the resistance value of the gauge resistance (reference resistance) of the strain gauge that makes up the measurement bridge is 1Ω.
A voltage of μV is applied. Then, the BCD corresponding to the digital switch number "8" is 100, and the BCD corresponding to the decimal number "0" is 100 from the 10th digit CD output terminal B2.
The BCD corresponding to the decimal number "5" is output from the digit BCD output terminal B3. In other words, the first digit BC
The D output signals 51a to 51C are at L level, the BCD output signal 51d is at H level, and the 10th digit BCD output signal 50
A to 50d are all L level.
また、100位桁BCD出力信号のうち49aはHレベ
ル、49bはLレベル、49cはHレベル、49dはL
レベルとなる。従って、100位桁の回路においてはア
ナログスイッチ35a+35cがONとなり入力抵抗3
8aと380が演算増幅器41aの入力抵抗として有効
になる。そして合成された入力抵抗は、16/10Ωと
なり帰還抵抗43aは800Ωであるから、演算増幅器
41aは500倍の増幅度を持つ反転増幅器として動作
する。さらに、10位桁の回路では、アナログスイッチ
36a〜36dは非動作状態であり、負論理入力AND
ゲート48bの出力がHレベルとなり、アナログスイッ
チ36eのみONとなり、演算増幅器41bの反転入力
端子は入力抵抗39eを介して接地され、その出力はO
vを保持する。次に1位桁の回路においては、アナログ
スイッチ37dのみがONとなり、入力抵抗40dのみ
が演算増幅器41cの入力抵抗として有効になる。Also, of the 100th digit BCD output signal, 49a is H level, 49b is L level, 49c is H level, and 49d is L level.
level. Therefore, in the circuit for the 100th digit, the analog switches 35a+35c are turned on and the input resistor 3
8a and 380 become effective as input resistances of the operational amplifier 41a. The combined input resistance is 16/10Ω, and the feedback resistor 43a is 800Ω, so the operational amplifier 41a operates as an inverting amplifier with an amplification factor of 500 times. Furthermore, in the 10th digit circuit, the analog switches 36a to 36d are inactive, and the negative logic input AND
The output of the gate 48b becomes H level, only the analog switch 36e is turned on, the inverting input terminal of the operational amplifier 41b is grounded via the input resistor 39e, and its output becomes O
hold v. Next, in the first digit circuit, only the analog switch 37d is turned on, and only the input resistance 40d becomes effective as the input resistance of the operational amplifier 41c.
従って、演算増幅器41cは8倍の増幅度を持った反転
増幅器として動作する。これらの結果を数値で示すと、
演算増幅器41aの出力電圧は、2000 (μV)X
500=1 (V)となり。Therefore, the operational amplifier 41c operates as an inverting amplifier with an amplification factor of 8 times. Expressing these results numerically,
The output voltage of the operational amplifier 41a is 2000 (μV)
500=1 (V).
演算増幅器41cの出力電圧は、2000 (μv)x
8=o、o 16 (V)となり、演算増幅器42よ
りなる加算増幅器で加算され、1+0゜016 =1
.016 Vとなり、較正値2000μεが公称ゲー
ジ抵抗503Ωで補正された出力電圧1.016Vが出
力端子47より出力される。The output voltage of the operational amplifier 41c is 2000 (μv) x
8=o, o 16 (V), which are added by the summing amplifier consisting of the operational amplifier 42, 1+0°016 = 1
.. 016 V, and an output voltage of 1.016 V is output from the output terminal 47 by correcting the calibration value of 2000 με with the nominal gauge resistance of 503 Ω.
さて、公称ゲージ抵抗とブリッジ抵抗が相等しくRgで
ある場合(一般にはそのようにブリッジを構成する)、
ブリッジ入力電圧Eiは、定電流駆動方式なので、一定
の浜給電流を■とすると、(6)式となる。Now, if the nominal gauge resistance and the bridge resistance are equal to Rg (generally, the bridge is configured in this way),
Since the bridge input voltage Ei is driven by a constant current, if the constant beach supply current is represented by ■, the formula (6) is obtained.
Ei=I・RR・・・・・・(6)
Eo=K・ε−I −Rg /4 ・−C7)
また、従来技術項に示した(3)式に上記(6)式を代
入すると(7)式が得られる。Ei=I・RR・・・・・・(6) Eo=K・ε−I −Rg /4 ・−C7)
Furthermore, by substituting the above equation (6) into equation (3) shown in the prior art section, equation (7) is obtained.
そこで、利得がG、出力がEtである任意の増幅系を想
定し、この増幅系に上記(7)式で示されるEOが入力
されたとき、その入出力関係は(8)式および(8)2
式となる。Therefore, assuming an arbitrary amplification system with a gain of G and an output of Et, and when the EO shown in the above equation (7) is input to this amplification system, the input-output relationship is the equation (8) and (8). )2
The formula becomes
Et =G−Eo −・・・(8
)Et=G−K・ε・工・Rg/4 ・・・・・・(
8)′そして、補正値発生回路の出力ECは、定電流I
を受けるブリッジ回路15のひずみゲージの基準となる
抵抗値Rsを1Ωと想定すると、Ec =ε・Rg /
Rs =ε・Rg −−(9)と表わせるから、
(8)2式より次の(10)式が得られる。Et = G-Eo - (8
)Et=G-K・ε・engine・Rg/4 ・・・・・・(
8)' Then, the output EC of the correction value generation circuit is the constant current I
Assuming that the reference resistance value Rs of the strain gauge of the bridge circuit 15 receiving the voltage is 1Ω, Ec = ε・Rg /
Since it can be expressed as Rs = ε・Rg −-(9),
The following equation (10) is obtained from equation (8) 2.
Et =G −K ・ I ・Ec
−−00)このことから利得設定回路3の出力をEt
とすれば、利得設定回路3は(10)式中の利得Gを持
った増幅器として実現される。Et = G −K ・I ・Ec
--00) From this, the output of the gain setting circuit 3 is Et
Then, the gain setting circuit 3 is realized as an amplifier having a gain G in equation (10).
ところで、補正値発生回路8から出力される補正された
較正値2000μεと荷重変換器の定格ひずみ1850
μεとはずれているので、荷重変換器に発生する200
0μεに対応する荷重を次の式(11)により算出する
。By the way, the corrected calibration value 2000 με output from the correction value generation circuit 8 and the rated strain 1850 of the load converter
Since it deviates from με, 200
The load corresponding to 0 με is calculated using the following equation (11).
(2000/1850)xlO=10.8 (t)・
・・・・・(11)
この2000μεの較正値出力を10.8tとして測定
出力の較正を行なう。(2000/1850)xlO=10.8 (t)・
(11) Calibrate the measurement output by setting this 2000με calibration value output as 10.8t.
すなわち、動作切換スイッチ9を常閉接点9a側に倒し
た状態で帰還抵抗21をm整してメータ22の指針を1
0.8tの目盛に合わせればよい。That is, with the operation changeover switch 9 turned to the normally closed contact 9a side, the feedback resistor 21 is adjusted to m, and the pointer of the meter 22 is set to 1.
Just set it to the 0.8t scale.
この較正操作の段階でメータ22の指針を10.8 t
に合わせず、以下に説明するように、フルスケール(1
0tの目盛)になるように合わせて、測定値を補正する
ようにしてもよい。At this stage of the calibration operation, the pointer of the meter 22 is set to 10.8 t.
Full scale (1
The measured value may be corrected so that the measured value becomes 0t scale).
この場合、先に求めた補正値発生回路8の出力電圧Ec
=1.016Vは、動作切換スイッチ9を介して入力抵
抗20′に加わるので、メータ22がフルスケールにな
るように可変抵抗器21を設定する。尚、この時点にお
いて、上記荷重変換器には荷重が加わっていないので、
ブリッジ回路15の出力Eoは0■であり、従って入力
抵抗20に印加される電圧もOvが保持されている。こ
こで、ゲージ率に=2.0 、ブリッジ回路15への
供給電流I=2mAとすれば、このときの利得Gは、メ
ータ22のフルスケールが1vであるから、次の(11
)式よりEt=IVとおいて、利得Gを求めると、G=
4 ・Et /K・I ・Ec =984.25・・・
・・・(12)
となり、利得設定回路3の利得を
G=984.25 に設定することによって上記定格
の荷重変換器に対する2000μεにおける較正が行な
えたことになる。In this case, the previously determined output voltage Ec of the correction value generation circuit 8
=1.016V is applied to the input resistor 20' via the operation changeover switch 9, so the variable resistor 21 is set so that the meter 22 is at full scale. At this point, no load is applied to the load converter, so
The output Eo of the bridge circuit 15 is 0. Therefore, the voltage applied to the input resistor 20 is also maintained at Ov. Here, if the gauge factor = 2.0 and the supply current I to the bridge circuit 15 = 2 mA, the gain G at this time is the following (11
) From the formula, Et=IV and find the gain G, G=
4 ・Et /K・I ・Ec =984.25...
(12) By setting the gain of the gain setting circuit 3 to G=984.25, it is possible to calibrate the load converter with the above rating at 2000 με.
次に、動作切換スイッチ9をMEAS側に倒し、つまり
常閉接点9bを閉成して、入力抵抗20′への印加電圧
をOvとし、測定動作に移る。そして、上記荷重変換器
に測定すべき未知の荷重(ただし説明の都合上、この荷
重は10tであるとする)が印加されたとすると、上記
荷重変換器の定格ひずみは1850μEであるからブリ
ッジ出力端子17.17’間の電圧EOは、(7)式よ
り
Eo=K・ε・工・RfC/4=2.0 ×1850X
10−11X2X10−3X508+4’=0.939
8 xlO−3V・・・・・・(13)
となる。そして、ボルテージホロワ18は入出力が1対
1であるから(8)式に、(12)式と(13)式を代
入して、
Et =G−Eo =984.25 xo、9398
X 10−3=0.925 V・・・・・・(14)
すなわち、フルスケール
Vであるから、メータ22は9.25t を指示して
いる。そこで、(4)式より
真値= (2000/1850)X9.25 t=1
0t ・・・・・・(15)とな
り、今、上記荷重変換器に印加された未知の荷重が10
tであったとして測定される。Next, the operation selector switch 9 is turned to the MEAS side, that is, the normally closed contact 9b is closed, the voltage applied to the input resistor 20' is set to Ov, and the measurement operation is started. If an unknown load to be measured is applied to the load transducer (for convenience of explanation, this load is assumed to be 10 t), the rated strain of the load transducer is 1850 μE, so the bridge output terminal 17. The voltage EO between 17' and
10-11X2X10-3X508+4'=0.939
8 xlO-3V (13) Since the voltage follower 18 has a one-to-one ratio of input and output, substituting equations (12) and (13) into equation (8), Et = G-Eo = 984.25 xo, 9398
X10-3=0.925V...(14)
That is, since the full scale is V, the meter 22 is indicating 9.25t. Therefore, from formula (4), true value = (2000/1850)X9.25 t=1
0t...(15), and now the unknown load applied to the load converter is 10
t.
上述のように,本実施例によれば補正値発生回路8を3
桁のデジタルスイッチで構成しているので,少なくとも
1〜999Ωまで1Ω刻みで任意の公称ゲージ抵抗(勿
論、ひずみゲージの個有の実測抵抗値によってもよい)
が設定でき、従って、1〜999Ωまで1Ω刻みのゲー
ジ抵抗に対する較正値の補正が可能であるため、接続ケ
ーブルの線抵抗rの影響を受けない定電流駆動方式の利
点をさらに拡大したひずみ測定器を得ることができる。As mentioned above, according to this embodiment, the correction value generation circuit 8 is
Since it is composed of digit digital switches, it can be set to any nominal gauge resistance in 1Ω increments from at least 1 to 999Ω (of course, it may also be based on the actual measured resistance value of the strain gauge).
can be set, and therefore, the calibration value can be corrected for the gauge resistance in 1Ω increments from 1 to 999Ω, making it a strain measuring instrument that further expands the advantages of the constant current drive method, which is unaffected by the wire resistance r of the connecting cable. can be obtained.
すなわち、定電流駆動方式の場合、ゲージ抵抗による較
正値の補正を行なわなれれば、一種類のゲージ抵抗のひ
ずみゲージにしか対応できず、また、既述したように、
補正が行ない得たとしても従来は、せいぜい120Ωと
350Ωの二種類でしか補正できなかった。そして、補
正できるゲージ抵抗の種類を従来の方法で増やそうとす
れば部品点数が膨大な数字(単純計算でも、固定抵抗器
が999本以上、それを切換える接点も999個以上必
要)になり、また部品点数が増加すれば組立工数が増加
し、調整・検査等の工数も膨大となり、実質上製作不可
能であったところ、上述した実施例によれば、僅かの部
品点数で、上述のように1〜999Ωまで、つまり99
9種類の補正が可能となり、実用上、あらゆるゲージ抵
抗に対応が可能になる。その結果、定電流駆動方式の利
点を活かしつつ、測定精度の向上と較正・測定の操作性
の向上を実現することができる。In other words, in the case of the constant current drive method, if the calibration value can be corrected using the gauge resistance, it can only be used with strain gauges with one type of gauge resistance, and as mentioned above,
Even if correction could be made, conventionally it could only be corrected for two types of resistance, 120Ω and 350Ω. If we try to increase the number of gauge resistances that can be corrected using the conventional method, the number of parts will be enormous (even by simple calculation, we will need more than 999 fixed resistors and more than 999 contacts to switch them), and If the number of parts increases, the number of assembly man-hours increases, and the number of man-hours for adjustment, inspection, etc. becomes enormous, making it virtually impossible to manufacture. However, according to the above-mentioned embodiment, the number of parts is small and the number of man-hours for assembling increases, and the number of man-hours for adjustment and inspection becomes enormous. From 1 to 999Ω, that is, 99
Nine types of corrections are possible, making it possible to deal with practically any gauge resistance. As a result, it is possible to improve measurement accuracy and improve the operability of calibration and measurement while taking advantage of the advantages of the constant current drive method.
尚、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく
、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施でき
るものである。It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with various modifications without departing from the spirit thereof.
例えば、校正値発生回路6は、補正値発生回路8の出力
側に設けることも可能であり、またスイッチにより測定
時に測定系から切離すように構成すれば利得調整回路3
の出力側に設けることも可能である。For example, the calibration value generation circuit 6 can be provided on the output side of the correction value generation circuit 8, or if it is configured to be disconnected from the measurement system during measurement using a switch, the gain adjustment circuit 3
It is also possible to provide it on the output side.
また、抵抗値設定回路7および補正値発生回路8は3桁
構成に限ることなく、3桁以上、または3桁以下の構成
も可能であり、さらに整数に限ることなく、小数点以下
を設定する構成も可能である。この場合、例えばブリッ
ジ抵抗350Ωのブリッジ回路を4つ並列接続した87
゜5Ω等の設定が可能になり一層実用性が向上する。Furthermore, the resistance value setting circuit 7 and the correction value generation circuit 8 are not limited to a three-digit configuration, but can also be configured with three or more digits or three digits or less, and are not limited to integers, but can also be configured to set decimal points. is also possible. In this case, for example, an 87
Settings such as ゜5Ω are possible, further improving practicality.
また、表示回路4はメータ22に限ることなく、さらに
アナログ表示に限ることなく表示回路4としてA/D変
換器を備えたデジタルメータを用いることも可能である
。また、利得設定回路3の出力に外部出力端子を設けて
アナログ記録計、例えばペンレコーダ、電磁オシログラ
フ等に接続することも可能である。Furthermore, the display circuit 4 is not limited to the meter 22, and is not limited to analog display; a digital meter equipped with an A/D converter can also be used as the display circuit 4. Further, it is also possible to provide an external output terminal at the output of the gain setting circuit 3 and connect it to an analog recorder, such as a pen recorder, an electromagnetic oscilloscope, or the like.
また、上記実施例における校正値発生回路においては、
50με、100μf、500μE等のように予め決め
られた数種類の較正値に対応する較正値電圧しか出力で
きないが、抵抗値設定回路7および補正値発生回路8と
同様な構成とし、桁数を5桁とすれば、1με〜100
00μEの範囲に亘ってlμE単位の較正値を発生させ
ることができる。従って、この場合には(11)式およ
び(15)式のような比例計算等を行なうことなく容易
に較正を行なうことができる。Furthermore, in the calibration value generation circuit in the above embodiment,
Although it can only output calibration value voltages corresponding to several predetermined calibration values such as 50με, 100μf, 500μE, etc., it has the same configuration as the resistance value setting circuit 7 and correction value generation circuit 8, and has a 5-digit number of digits. Then, 1 με ~ 100
Calibration values in lμE can be generated over a range of 00μE. Therefore, in this case, calibration can be easily performed without performing proportional calculations such as equations (11) and (15).
また、動作切換スイッチ9を実施例では、補正値発生回
路8の出力端と入力抵抗20′との間に設けたが第2図
において、入力抵抗20の一端(ボルテージホロワ18
の出力端側)とボルテージホロワ18の出力端とを切離
し、該入力抵抗20の一端に共通接点9cを接続し、補
正値発生回路8の出力端に常開接点9aを接続し、ボル
テージホロワ18の出力端に常閉接点9bを接続するよ
うに構成してもよい。このように構成すれば、入力抵抗
20’ を不要化できるばかりでなく、較正時に変換部
に負荷(荷重、圧力、力等)がかかっていると否とに関
係なく、較正を行なうことができ、−層好都合である。Further, in the embodiment, the operation changeover switch 9 is provided between the output end of the correction value generation circuit 8 and the input resistor 20', but in FIG.
The output end of the voltage follower 18 is separated from the output end of the voltage follower 18, the common contact 9c is connected to one end of the input resistor 20, the normally open contact 9a is connected to the output end of the correction value generation circuit 8, and the voltage follower The normally closed contact 9b may be connected to the output end of the wire 18. With this configuration, not only can the input resistor 20' be eliminated, but also calibration can be performed regardless of whether or not a load (load, pressure, force, etc.) is applied to the conversion section during calibration. , -layer advantageous.
(e) 効果
以上詳述したように、本発明によれば、簡略な構成で、
定電流源が印加される測定ブリッジに組まれたひずみゲ
ージがいかなる抵抗値のものであってもその抵抗値に応
じて補正された正確な較正値電圧を発生させることがで
き、しかも操作が極めて簡単で、定電流駆動方式の利点
を悉く享受し得るひずみ測定器における較正装置を提供
することができる。(e) Effects As detailed above, according to the present invention, with a simple configuration,
Regardless of the resistance value of the strain gauge assembled in the measurement bridge to which the constant current source is applied, it is possible to generate an accurate calibration value voltage that is corrected according to the resistance value, and it is extremely easy to operate. It is possible to provide a calibration device for a strain measuring instrument that is simple and can enjoy all the advantages of a constant current drive system.
第1図は、本発明に係るひずみ測定器における較正装置
の一実施例の概略構成を示すブロック図、第2図は、同
実施例の具体的回路構成を示す回路図、第3図は、本発
明の要部である補正値発生回路の具体的な回路構成を示
す回路図、第4図は、本発明に用いられる定電流源の原
理的な回路構成を示す回路図、第5図は、従来装置のブ
ロック図である。
1・・・・・・変換部、
2・・・・・・緩衝増幅回路、
3・・・・・・利得設定回路、
4・・・・・・表示回路、
5・・・・・・基準電圧発生回路、
6・・・・・・校正値発生回路、
7・・・・・・抵抗値設定回路、
8・・・・・・補正値発生回路、
9・・・・・・動作切換スイッチ、
10・・・・・・電流検出回路、
11・・・・・・比較回路、
12・・・・・・電流制御回路、
13・・・・・・非安定化電源、
14・・・・・・定電流源、
15・・・・・・ホイートストンブリッジ回路、18・
・・・・・ボルテージホロワ、
19・・・・・・演算増幅器、
20.20’・・・・・・入力抵抗、
21・・・・・・利得設定用可変抵抗器、22・・・・
・・メータ、
23・・・・・・基準電源、
24〜29・・・・・・校正値発生用分圧抵抗、30・
・・・・・校正値選択スイッチ、31・・・・・・抵抗
値制御出力信号、35a〜35e、36a〜36e、3
7a〜37e・・・・・・アナログスイッチ、38a〜
38e、39a〜39e、40a〜40e、46a〜4
6c・・・・・・入力抵抗、41a〜41c、42・・
・・・・演算増幅器、43a〜43c、45・・・・・
・帰還抵抗、52・・・・・・3桁デジタルスイッチ。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of a calibration device for a strain measuring instrument according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific circuit configuration of the same embodiment, and FIG. FIG. 4 is a circuit diagram showing the specific circuit configuration of the correction value generation circuit, which is the main part of the present invention, and FIG. 5 is a circuit diagram showing the principle circuit configuration of the constant current source used in the present invention. , is a block diagram of a conventional device. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Conversion section, 2... Buffer amplifier circuit, 3... Gain setting circuit, 4... Display circuit, 5... Standard Voltage generation circuit, 6... Calibration value generation circuit, 7... Resistance value setting circuit, 8... Correction value generation circuit, 9... Operation selector switch , 10...Current detection circuit, 11...Comparison circuit, 12...Current control circuit, 13...Unregulated power supply, 14...・・Constant current source, 15・・Wheatstone bridge circuit, 18・
...Voltage follower, 19...Operation amplifier, 20.20'...Input resistance, 21...Variable resistor for gain setting, 22...・
...Meter, 23...Reference power supply, 24-29...Calibration value generation voltage dividing resistor, 30.
...Calibration value selection switch, 31...Resistance value control output signal, 35a to 35e, 36a to 36e, 3
7a~37e...Analog switch, 38a~
38e, 39a-39e, 40a-40e, 46a-4
6c...Input resistance, 41a to 41c, 42...
...Operation amplifier, 43a to 43c, 45...
・Feedback resistor, 52...3-digit digital switch.
Claims (1)
ブリッジにブリッジ電源から定電流を印加し該測定ブリ
ッジから得られる出力を増幅し測定出力を得るひずみ測
定器において、ある基準となる抵抗値を有するひずみゲ
ージで構成された測定ブリッジから出力される所定のひ
ずみ量に相当する電圧と等しい較正値電圧を発生する較
正値発生回路と、上記測定ブリッジを構成するひずみゲ
ージの抵抗値が上記基準となる抵抗値と異なるときに当
該ひずみゲージの抵抗値を数値設定でき、その数値設定
された抵抗値に対応する設定信号を出力する抵抗値設定
回路と、上記較正値発生回路の入力側または出力側に回
路挿入され、上記抵抗値設定回路の上記設定信号によっ
て設定された抵抗値と上記基準となる抵抗値との比を上
記較正値発生回路の較正値電圧に乗算して補正された較
正値電圧を生成せしめる補正値発生回路と、上記補正さ
れた較正値電圧および上記測定ブリッジの出力を選択的
に受け、上記補正された較正値電圧を外部操作により設
定される利得によって所定のレベルに調整して出力する
と共に上記測定ブリッジの出力を受け上記補正された較
正値電圧と関係づけられた測定出力を出力する利得設定
回路とを具備してなることを特徴とするひずみ測定器に
おける較正装置。(1) A strain measuring instrument that applies a constant current from a bridge power source to a measurement bridge consisting of a resistance bridge using a strain gauge, amplifies the output obtained from the measurement bridge, and obtains a measurement output, has a certain reference resistance value. A calibration value generation circuit that generates a calibration value voltage equal to a voltage corresponding to a predetermined amount of strain output from a measurement bridge composed of strain gauges, and a resistance value of the strain gauges constituting the measurement bridge serve as the above reference. A resistance value setting circuit that can numerically set the resistance value of the strain gauge when it differs from the resistance value and outputs a setting signal corresponding to the numerically set resistance value, and a resistance value setting circuit that outputs a setting signal corresponding to the numerically set resistance value; A calibration value voltage that is corrected by multiplying the calibration value voltage of the calibration value generation circuit by the ratio between the resistance value set by the setting signal of the resistance value setting circuit and the reference resistance value is obtained by inserting the circuit into the circuit. a correction value generation circuit that selectively receives the corrected calibration value voltage and the output of the measurement bridge, and adjusts the corrected calibration value voltage to a predetermined level by a gain set by an external operation. A calibration device for a strain measuring instrument, comprising: a gain setting circuit that receives the output of the measurement bridge and outputs a measurement output that is correlated with the corrected calibration value voltage.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19901786A JPH0810121B2 (en) | 1986-08-27 | 1986-08-27 | Calibration device for strain measuring instrument |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6355403A true JPS6355403A (en) | 1988-03-09 |
| JPH0810121B2 JPH0810121B2 (en) | 1996-01-31 |
Family
ID=16400732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19901786A Expired - Lifetime JPH0810121B2 (en) | 1986-08-27 | 1986-08-27 | Calibration device for strain measuring instrument |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0810121B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004132932A (en) * | 2002-10-15 | 2004-04-30 | Hioki Ee Corp | Leakage current measuring device |
| CN112313789A (en) * | 2018-06-22 | 2021-02-02 | 日商乐华股份有限公司 | Aligner and Aligner Correction Value Calculation Method |
Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN105277112B (en) * | 2015-11-18 | 2018-04-03 | 招商局重庆交通科研设计院有限公司 | Eliminate half-bridge Wheatstone bridge strain measurement system and the method that conductor resistance influences |
-
1986
- 1986-08-27 JP JP19901786A patent/JPH0810121B2/en not_active Expired - Lifetime
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| JP2004132932A (en) * | 2002-10-15 | 2004-04-30 | Hioki Ee Corp | Leakage current measuring device |
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| JPH0810121B2 (en) | 1996-01-31 |
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