DD219299A1 - RESISTANCE MEASURING CIRCUIT - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Widerstandsmessschaltung mit Schutz gegen Fremdspannung, insbesondere zur Messung ohmscher Widerstaende. Ziel der Erfindung ist es, eine Widerstandsmessschaltung mit Konstantstromquelle zu entwickeln, welche sich durch minimalen schaltungstechnischen Aufwand, einfache und billige Schaltungsanordnung auszeichnet und keine Stoeranfaelligkeit gegenueber Fremdspannungen aufweist. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Widerstandsmessschaltung zu schaffen, wobei die Konstantstromquelle auf einen geerdeten Lastwiderstand arbeitet und nicht auf bestimmte Strombereiche begrenzt ist. Erfindungsgemaess wird dies dadurch geloest, dass eine Referenzspannung zwischen dem invertierenden Eingang und dem Ausgang eines Operationsverstaerkers liegt, sowie ein Referenzwiderstand zwischen dem nichtinvertierenden Eingang und dem Ausgang des Operationsverstaerkers angeschlossen und ein Lastwiderstand einseitig mit dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstaerkers und andererseits mit Masse verbunden ist. Zum Schutz der Schaltung vor Fremdspannungen sind Dioden zur Spannungsbegrenzung und ein Widerstand in Verbindung mit einer Sicherung zur Strombegrenzung als Schutzschaltung vorgesehen. Die Erfindung kann in der Messtechnik, Nachrichtentechnik, Elektroindustrie und artverwandten Zweigen eingesetzt werden. Fig. 1The invention relates to a resistance measuring circuit with protection against external voltage, in particular for measuring ohmic resistors. The aim of the invention is to develop a resistance measuring circuit with a constant current source, which is characterized by minimal circuit complexity, simple and inexpensive circuit arrangement and has no Stoeranfaelligkeit against external voltages. The object of the invention is to provide a resistance measuring circuit, wherein the constant current source operates on a grounded load resistor and is not limited to certain current ranges. According to the invention, this is achieved by connecting a reference voltage between the inverting input and the output of an operational amplifier, connecting a reference resistor between the noninverting input and the output of the operational amplifier, and connecting a load resistor on one side to the noninverting input of the operational amplifier and on the other side to ground. To protect the circuit from external voltages, diodes for limiting the voltage and a resistor in connection with a fuse for current limiting are provided as a protection circuit. The invention can be used in metrology, telecommunications, electrical industry and related branches. Fig. 1

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Wi der s ta η ds meß s c ha I tu ngThe s ta η ds mea s s c ha i tu ng

'Anwendungsgebiet der Erfindung'Field of the invention

Die Erfindung betrifft eine Widerstandsmeßschaltung mit Schütz gegen Fremdspannung, insbesondere zur Messung ohmscher Widerstände . .. ' The invention relates to a resistance measuring circuit with contactor against external voltage, in particular for measuring ohmic resistances. .. '

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Bisher sind nach DE-AS 2Λ48337 Schaltungsanordnung für Widerstandsmessungen bekannt, welche insbesondere für Temperaturmessungen mit Hilfe von mindestens, einem temperaturabhängigen Meßwiderstand angewendet werden . Diese Schaltungsanordnungen bestehen aus einer Speisespannungsquelle , einer Konstantstromquelle und einem hochohmigen Eingang aufweisenden Spannungsmeßgerät mit einem vorgeschalteten Differenzverstärker .. Die Speisespannungsquelle-liefert sowohl die von der Konstantstromquelle als auch die von dem Spannungs.meßgerät benötigte elektrische Energie . Ausgehend von der KonstantstromqueHe wird über den Meßwiderstand mit Hilfe einer Hinleitung und einer Rückieitung ein- konstanter Strom geführt.So far, according to DE-AS 2Λ48337 circuit arrangement for resistance measurements are known, which are used in particular for temperature measurements using at least one temperature-dependent measuring resistor. These circuits consist of a supply voltage source, a constant current source and a high-impedance input voltmeter with an upstream differential amplifier. The supply voltage source supplies both the electrical energy required by the constant current source and the voltage meter. Starting from the constant current, a constant current is conducted via the measuring resistor with the aid of an outgoing line and a return line.

-».1933*127-. "1933 * 127

Der an dem 'Meßwiderstand entstandene Spannungsabfall wird über, zwei Meßleitungen mit dem Spannungsmeßgerät^: gemessen. Desweiteren sind nach DE-OS 31o1994 Verfahren und Einrichtungen zur !Messung elektrischer Widerstände mit Hilfe von Spannungsmeßgeräten und einer einen 'Meßstrom liefernden Konstantstrom-, quelle bekannt . Mit Hilfe von Schaltern und Steuergeräten werden in einer ersten Messung der Spannungsabfall an einem Htlfswiderr stand, in einer zweiten Messung der Spannungsbafall an einem Summenwiderstand, bestehend aus einem HTIfswiderstand und einem Referenzwiderstand , und in einer dritten Messung der Spannungs-The resulting at the 'measuring resistance voltage drop is measured via two measuring lines with the voltmeter ^:. Furthermore, according to DE-OS 31o1994 methods and devices for! Measuring electrical resistance with the help of voltage measuring and a 'measuring current supplying constant current source, known. With the aid of switches and control devices, in a first measurement, the voltage drop at a high-frequency resistor, in a second measurement the voltage drop across a summation resistor consisting of a high-resistance resistor and a reference resistor, and in a third measurement of the voltage

'. abfall an einem Summenwiderstand, bestehend aus dem Hilfswiderstand und dem zu messenden elektrischen Widerstand bestimmt. Alle drei Spannungswerte werden in einem Speicher gespeichert und nach Beendigung der dritten Messung mit Hilfe eines Rechners so ausgewertet, daß unbekannte und/oder variable Eichparameter · eliminiert werden . Der Rechner, der Speicher 'und das Steuerge-. rät sind Teil eines Mikrocomputers. . : .... Nachteilig hierbei ist, daß das Meßergebnis aus mehreren Teilmeßergebnissen besteht und der große schaltungstechnische Auf-''. waste at a summation resistance, consisting of the auxiliary resistance and the electrical resistance to be measured. All three voltage values are stored in a memory and evaluated after completion of the third measurement by means of a computer so that unknown and / or variable calibration parameters are eliminated. The calculator, the memory 'and the control. advise are part of a microcomputer. , : .... The disadvantage here is that the measurement result consists of several Teilmeßergebnissen and the great circuitry technical Auf '

' · wand. ^: ' ' '. ^: ' ' . L. 'Wall. ^: '''. ^: ''. L.

Weiterhin ist nach DE-OS 2234956 eine Einrichtung zur Messung . von Widerständen bekannt, welche au.s einer Spannungsstabilisierungsschaltung mit einem Längstransistor und einem Operationsverstärker besteht. Die Referenzspannung für den Operationsverstärker wird mit Hilfe einer Z-Diode abgeleitet und einem nicht invertierenden zweiten Eingang des Operationsverstärkers zugeführt. Die stabilisierte Spannung, die an einem Verbindungspunkt einer Sicherung mit einem Vergleichswiderstand abgegriffen wird, wird dagegen einem invertierenden ersten Eingang des Operationsverstärkers zugeführt und mit der Referenzspannung , die an dem zweiten Eingang des Operationsverstärkers angelegt ist, verglichen . -Furthermore, according to DE-OS 2234956 a device for measuring. of resistors consisting of a voltage stabilizing circuit having a series transistor and an operational amplifier. The reference voltage for the operational amplifier is derived by means of a Zener diode and supplied to a non-inverting second input of the operational amplifier. The stabilized voltage, which is tapped at a connection point of a fuse with a comparison resistor, however, is supplied to an inverting first input of the operational amplifier and compared with the reference voltage, which is applied to the second input of the operational amplifier. -

Nachteilig erweist sich auch hier der große schaitungstechnische Aufwand und daß das Meßinstrument nicht an Masse liegt. Außerdem ist das Meßergebnis dem Widerstahdswert indirekt proportional -. - . :.' . ' , , ' .The disadvantage also proves here the great schaitungstechnische effort and that the measuring instrument is not grounded. In addition, the measurement result is indirectly proportional to the resistance value . -. :. ' , ',,'.

2iei der Erfindung2iei of the invention

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Widerstandsmeßschaitung mit Konstantstromqueile , welche sich durch minimalen schaltungstechnischen Aufwand, einfache und billige Schaltungsanordnung auszeichnet und keine Störanfälligkeit gegenüber Fremdspannungen aufweist. ·The aim of the invention is to provide a Widerstandsmeßschaitung with Konstantstromqueile, which is characterized by minimal circuit complexity, simple and inexpensive circuitry and has no susceptibility to external voltages . ·

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Widerstandsmeßs'chaltung zu schaffen, wobei die Kpnstantstromquelte auf einen geerdeten Lastwiderstand arbeitet und nicht auf bestimmte Strombereiche begrenzt, ist.The object of the invention is to provide a Widerstandsmeßs'chaltung, the Kpnstantstromquelte works on a grounded load resistor and is not limited to certain current ranges is.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß eine Referenzspannung zwischen dem invertierenden Eingang und dem Ausgang eines Operationsverstärkers liegt, sowie ein Referenzwiderstand zwischen dem nichtinvertierenden Eingang und dem Ausgang des- Operationsverstärkers angeschlossen, und ein Lastwiderstand einseitig mit dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers und andererseits mit Masse verbunden ist.This is achieved according to the invention in that a reference voltage is connected between the inverting input and the output of an operational amplifier, and a reference resistor is connected between the non-inverting input and the output of the operational amplifier, and a load resistor is connected on one side to the non-inverting input of the operational amplifier and on the other hand to ground is.

Zum Schutz der Schaltung vor Fremdspannung sind Dioden zur Spannungsbegrenzung und ein Widerstand in Verbindung mit einer Sicherung zur Strombegrenzung als Schutzschaltung vorgesehen .To protect the circuit from external voltage diodes for limiting the voltage and a resistor in conjunction with a fuse for current limiting are provided as a protection circuit.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden .The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.

In der dazugehörigen Zeichnung zeigt:In the accompanying drawing shows:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung.Fig. 1, the circuit arrangement according to the invention.

Die Konstantstromquelle besteht aus der Stromquelle 1 , der Z-Diode 2, dem regelbaren Widerstand 3 , dem Operationsverstärker 11 und dem Referenzwiderstand 4 . Mitteis- der Stromquelle 1, der, Z-Diode 2 und des regelbaren Widerstandes 3 wird eine Referenzspannung 13 erzeugt, welche dem Potential des Ausganges 12 des Operationsverstärkers 11 abgezogen und dem invertierenden. Eingang9 des Operationsverstärkers 1 1 zugeführt wird. Der Operationsverstärker 11 spiegelt diese Referenzspannung'_v13 . auf' den Referenzwiderstand 4, welcher ,zwischen dem Ausgang 12 des Operationsverstärkers 11 und dem nichtinvertierenden Eingang Io des Operationsverstärkers 1 1 liegt. Ein dadurch festgelegter Konstantstrom fließt aus dem Ausgang 12 des Operationsverstärkers 1 1 , über den Referenzwiderstand 4 , dem Widerstand 14 und der Siche-r rung 15, zum Lastwiderstand 18. Durch den geerdeten Lastwiderstand 18 fließt ein konstanter Strom^ der durch die Referenzspan-· nung 13 und den Referenzwiderstand 4 bestimmt wird, wobei der maximale Ausgangsstrom des Operationsverstärekrs 11 den maximal möglichen Konstantstrom begrenzt und der_vminimai mögliche Konstantstrom von dem Eingangswiderstand des Operationsverstärkers 1 1 abhängig ist. Der Lastwiderstand 18 ist den Meßbuchsen 16 und zwischengeschaltet. Somit kann eine dem Widerstandswert direkt proportionale Spannung an den Meßbuchsen 16 und 17 mit Hilfe eines hochohmigen Meßgerätes 19 gemessen werden , wobei die Meßbuchse 17 an Masse anliegt. Eine eventuell auftretende Fremdspannung an der Meßbuchse 16 kann durch die Schutzschaltung 5 und 5'unwirk-' sam gemacht werden, indem eine Z-Diode 6 und Dioden 7 und 8 die Spannung zunächst begrenzen. Ein weiteres Ansteigen des Fremdstromes iäßt eine Sicherung 15 ansprechen und trennt die Schaltung somit von der Fremdsp'annung ab . Ein mit der Sicherung 15 in Reihe geschalteter Widerstand 14 begrenzt beim Auftreten einer Fremdspannung den Strom. Die Schutzschaltung 5 und 5', bestehend aus der Z-Diode 6, den beiden Dioden 7 und 8, dem Widerstand und der Sicherung 15, ist an den beiden Eingängen 9 und¹ 1o des Operationsverstärkers 11 angeschlossen. The constant current source consists of the current source 1, the Zener diode 2, the variable resistor 3, the operational amplifier 11 and the reference resistor 4. Mitteis- the current source 1, the, Z-diode 2 and the variable resistor 3, a reference voltage 13 is generated, which deducted the potential of the output 12 of the operational amplifier 11 and the inverting. Input 9 of the operational amplifier 1 1 is supplied. The operational amplifier 11 mirrors this reference voltage ' _v 13. on the reference resistor 4, which, between the output 12 of the operational amplifier 11 and the non-inverting input Io of the operational amplifier 1 1 is located. A constant current determined thereby flows from the output 12 of the operational amplifier 11, via the reference resistor 4, the resistor 14 and the fuse 15, to the load resistor 18. A grounded load resistor 18 flows through the reference chip. voltage 13 and the reference resistance is determined 4, wherein the maximum output current of the Operationsverstärekrs 11 limits the maximum possible constant current and the potential _v minimai constant current by the input resistance of the operational amplifier 1 1 is dependent. The load resistor 18 is the measuring sockets 16 and interposed. Thus, a voltage directly proportional to the resistance at the measuring sockets 16 and 17 can be measured by means of a high-impedance measuring device 19, wherein the measuring socket 17 is grounded. A possibly occurring external voltage at the measuring jack 16 can be made'unwirk- 'sam by the protection circuit 5 and 5' by a Zener diode 6 and diodes 7 and 8 initially limit the voltage. A further increase in the external current leaves a fuse 15 and thus disconnects the circuit from the Fremdsp'annung. A resistor 14 connected in series with the fuse 14 limits the current when external voltage occurs. The protection circuit 5 and 5 ', consisting of the Zener diode 6, the two diodes 7 and 8, the resistor and the fuse 15 is connected to the two inputs 9 and ¹ 1o of the operational amplifier 11.

Claims (2)

Erfin dungs an SpruchInven tion to saying 1. . Widerstandsmeßschaitung mit Konstantstromquelle zur Messung ohmscher Widerstände, gekennzeichnet dadurch, daß eine Referenzspannung (13) zwischen dem invertierenden Eingang (9) und dem Ausgang (12) eines Operationsverstärkers (11) liegt, sowie ein Referenzwiderstand (4) zwischen dem nichtinvertiergnden Eingang (1o) und dem Ausgang (12) des Operationsverstärkers (11) angeschlossen und ein Lastwiderstand (18) einseitig mit dem nichtinvertierenden Eingang (1o) des Operationsverstärkers (11) und andererseits mit Masse verbunden ist.1. . Resistance measurement with constant current source for measuring ohmic resistances, characterized in that a reference voltage (13) is located between the inverting input (9) and the output (12) of an operational amplifier (11), and a reference resistor (4) between the noninverting input (10) and the output (12) of the operational amplifier (11) and a load resistor (18) on one side to the non-inverting input (1o) of the operational amplifier (11) and on the other hand connected to ground. 2 . Widerstandsmeßschaitung nach Anspruch" 1, gekennzeichnet dadurch, daß Dioden (6; 7; 8) zur Spannungsbegrenzung und ein Widerstand (14) in Verbindung mit einer Sicherung (15) zur Strombegrenzung als Schutzschaltung (5; 5 *) vorgesehen sind. '2. A resistance measuring circuit according to claim 1, characterized in that diodes (6; 7; 8) for limiting the voltage and a resistor (14) in connection with a fuse (15) for current limiting are provided as a protective circuit (5; 5 *). Hierzu //Saite ZeichnungenFor this purpose // string drawings