JP2870764B2 - 自動校正機能付電流測定装置 - Google Patents
自動校正機能付電流測定装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は例えば高抵抗素子の電流−電圧特性を測定
するような場合に用いる電流測定装置に関し、特に自動
校正機能を付加した電流測定装置に関する発明である。
するような場合に用いる電流測定装置に関し、特に自動
校正機能を付加した電流測定装置に関する発明である。
「従来の技術」 第５図に従来の電流測定装置を示す。図中10は電流測
定装置全体を指す。電流測定装置10は演算増幅器11と、
電流検出用抵抗器R1，R2，R3と、これら電流検出用抵抗
器R1，R2，R3を選択的に演算増幅器11の入力端子と出力
端子の間に接続するレンジ切替スイッチS1，S2，S3と、
演算増幅器11から出力される電圧信号をディジタル信号
に変換するAD変換器15と、このAD変換器15を制御するこ
と、補正演算を行なうこと、表示器16に測定結果を表示
すること等を実行するマイクロコンピュータ17と、この
マイクロコンピュータ17に付設されたメモリ18とによっ
て構成される。
定装置全体を指す。電流測定装置10は演算増幅器11と、
電流検出用抵抗器R1，R2，R3と、これら電流検出用抵抗
器R1，R2，R3を選択的に演算増幅器11の入力端子と出力
端子の間に接続するレンジ切替スイッチS1，S2，S3と、
演算増幅器11から出力される電圧信号をディジタル信号
に変換するAD変換器15と、このAD変換器15を制御するこ
と、補正演算を行なうこと、表示器16に測定結果を表示
すること等を実行するマイクロコンピュータ17と、この
マイクロコンピュータ17に付設されたメモリ18とによっ
て構成される。
被測定電流IXは入力端子19を通じてレンジ切替スイッ
チS1〜S3によって選択された電流検出用抵抗器R1，R2，
R3の何れにか流れ、電流検出用抵抗器R1，R2，R3の何れ
かに電圧降下を生じさせる。この電圧降下に相当する電
圧が電圧信号として出力され、AD変換されて表示器16に
表示される。
チS1〜S3によって選択された電流検出用抵抗器R1，R2，
R3の何れにか流れ、電流検出用抵抗器R1，R2，R3の何れ
かに電圧降下を生じさせる。この電圧降下に相当する電
圧が電圧信号として出力され、AD変換されて表示器16に
表示される。
つまり演算増幅器11と、電流検出用抵抗器R1〜R3によ
って電流−電圧変換器が構成される。演算増幅器11は高
入力インピーダンス−低出力インピーダンスを実現する
インピーダンス変換器として動作する。
って電流−電圧変換器が構成される。演算増幅器11は高
入力インピーダンス−低出力インピーダンスを実現する
インピーダンス変換器として動作する。
この電流測定装置10の測定精度は電流検出用抵抗器R1
〜R3の抵抗値によって決められる。このため従来この電
流測定装置10を校正するために電流検出用抵抗器R1〜R3
と直列に抵抗値調整用として可変抵抗器を接続したり、
或はマイクロコンピュータ17に付設したメモリ18に電流
検出用抵抗器R1〜R3の校正係数を記憶させ、測定の都度
この校正係数を測定結果又は各電流検出用抵抗器R1〜R3
の抵抗値に乗算して補正している。
〜R3の抵抗値によって決められる。このため従来この電
流測定装置10を校正するために電流検出用抵抗器R1〜R3
と直列に抵抗値調整用として可変抵抗器を接続したり、
或はマイクロコンピュータ17に付設したメモリ18に電流
検出用抵抗器R1〜R3の校正係数を記憶させ、測定の都度
この校正係数を測定結果又は各電流検出用抵抗器R1〜R3
の抵抗値に乗算して補正している。
「発明が解決しようとする課題」 電流検出用抵抗器R1〜R3のそれぞれに抵抗値調整用の
可変抵抗器を直列に接続するか、又は各電流検出用抵抗
器R1〜R3の校正係数をメモリ18に記憶させる方法の何れ
にしても各レンジ毎に校正を行なわなくてはならない。
可変抵抗器を直列に接続するか、又は各電流検出用抵抗
器R1〜R3の校正係数をメモリ18に記憶させる方法の何れ
にしても各レンジ毎に校正を行なわなくてはならない。
このため各レンジのフルスケールに対応する電流を発
生する標準電流発生器を用意し、この標準電流発生器を
利用して各レンジを校正している。
生する標準電流発生器を用意し、この標準電流発生器を
利用して各レンジを校正している。
また測定電流レンジがマイクロ、ナノ、ピコオーダの
ように微少電流の場合は入力端子19と標準電流発生器と
の間に接続されるケーブルの静電容量の影響によって標
準電流発生器から与えられる電流が安定するまでの時間
が長いため、校正に時間が掛る欠点もある。
ように微少電流の場合は入力端子19と標準電流発生器と
の間に接続されるケーブルの静電容量の影響によって標
準電流発生器から与えられる電流が安定するまでの時間
が長いため、校正に時間が掛る欠点もある。
この発明はこれらの欠点を解決して微少電流域での校
正を自動化した校正機能を備えた電流測定装置を提供し
ようとするものである。
正を自動化した校正機能を備えた電流測定装置を提供し
ようとするものである。
「課題を解決するための手段」 被測定電流が反転入力端子に与えられ、出力端子と上
記反転入力端子との間に選択的に電流検出用抵抗器R1，
R2，R3が接続され、被測定電流の値に対応した電圧を出
力する演算増幅器と、 電流検出用抵抗器R1，R2，R3を選択的に演算増幅器の
出力端子と反転入力端子との間に接続し、被測定電流の
測定レンジを切替るレンジ切替スイッチと、 演算増幅器の反転入力端子から導出され、外部から上
記演算増幅器の反転入力端子に被測定電流又は標準電流
を与える入力端子と、 校正時に標準電池から標準電圧が与えられる標準電池
接続端子と、 校正電圧Vrを発生する校正電圧源と、 演算増幅器の出力電圧と、標準電池接続端子に供給さ
れる標準電圧と、校正電圧Vrと、共通電位の電圧とが選
択的に入力され、これら各電圧をAD変換するAD変換器
と、 電流検出用抵抗器R1，R2，R3の中の最も抵抗値の小さ
い電流検出用抵抗器R1を基準抵抗器と定め、この基準抵
抗器R1を演算増幅器の反転入力端子と出力端子との間に
接続した状態で他の電流検出用抵抗器R2又はR3の一端に
レンジ切替スイッチを通じて校正電圧Vrを印加し、電流
検出用抵抗器R2又はR3を通じて校正電圧Vrと各電流検出
用抵抗器R2，R3の各抵抗値で決まる電流を演算増幅器の
反転入力端子に与える状態に切替るモード切替スイッチ
と、 標準電池接続端子に与えられる標準電圧をAD変換器に
直接入力し、そのAD変換値SFと共通電位の電圧をAD変換
した値S2との差の値Ｋ＝SF−SZ及び、 校正電圧Vrを上記AD変換器に直接入力し、そのAD変換
した値EFと共通電位の電圧をAD変換した値EZとの差Ｐ＝
EF−EZ及び、 上記標準電池に表示された電圧値Ｄ及び、 演算増幅器の反転入力端子と出力端子との間に上記基
準抵抗器R1を接続した状態で上記入力端子に標準電流IS
を入力し、上記演算増幅器が出力する電圧をAD変換した
値a1及び、 標準電流ISを入力した標準電流源に表示された電流値
A1と、 を初期校正係数として記憶するメモリと、 演算増幅器の反転入力端子と出力端子との間に基準抵
抗器R1を接続した状態で基準抵抗器R1より大きい抵抗値
を持つ電流検出用抵抗器R2の一端に校正電圧Vrを与え、
この電流検出用抵抗器R2を通じて演算増幅器の反転入力
端子に校正電圧Vrと電流検出用抵抗器R2の抵抗値で決ま
る電流を入力した状態で演算増幅器が校正する電圧をAD
変換した値b2及び、 演算増幅器の反転入力端子と出力端子との間に基準抵
抗器R1を接続した状態で電流検出用抵抗器R2より大きい
抵抗値を持つ電流検出用抵抗器R3の一端に校正電圧Vrを
与え、その電流検出用抵抗器R3を通じて演算増幅器の反
転入力端子に校正電圧Vrと電流検出用抵抗器R3の抵抗値
で決まる電流を入力した状態で演算増幅器が出力する電
圧をAD変換した値b3とを測定する校正動作制御手段と、 この校正動作制御手段で求めた値b2，b3を更に記憶す
る上記メモリと、 メモリに記憶した初期校正係数K,P,D,a1，A1と値b2，
b3とにより電流検出用抵抗器R2の校正係数G2をG2＝A1・
Ｋ・b2／a1・Ｐ・Ｄにより求め、電流検出用抵抗器R3の
校正係数G3をG3＝A1・Ｋ・b3／a1・Ｐ・Ｄにより求めて
記憶する演算記憶手段と、 実用中に入力端子に与えられる被測定電流を上記演算
増幅器に入力し、その電圧出力に測定レンジに応じて読
み出される上記校正係数G2又はG3を剰算し、被測定電流
値を校正する演算手段と、 によって自動校正機能付電流測定装置を構成したもの
である。
記反転入力端子との間に選択的に電流検出用抵抗器R1，
R2，R3が接続され、被測定電流の値に対応した電圧を出
力する演算増幅器と、 電流検出用抵抗器R1，R2，R3を選択的に演算増幅器の
出力端子と反転入力端子との間に接続し、被測定電流の
測定レンジを切替るレンジ切替スイッチと、 演算増幅器の反転入力端子から導出され、外部から上
記演算増幅器の反転入力端子に被測定電流又は標準電流
を与える入力端子と、 校正時に標準電池から標準電圧が与えられる標準電池
接続端子と、 校正電圧Vrを発生する校正電圧源と、 演算増幅器の出力電圧と、標準電池接続端子に供給さ
れる標準電圧と、校正電圧Vrと、共通電位の電圧とが選
択的に入力され、これら各電圧をAD変換するAD変換器
と、 電流検出用抵抗器R1，R2，R3の中の最も抵抗値の小さ
い電流検出用抵抗器R1を基準抵抗器と定め、この基準抵
抗器R1を演算増幅器の反転入力端子と出力端子との間に
接続した状態で他の電流検出用抵抗器R2又はR3の一端に
レンジ切替スイッチを通じて校正電圧Vrを印加し、電流
検出用抵抗器R2又はR3を通じて校正電圧Vrと各電流検出
用抵抗器R2，R3の各抵抗値で決まる電流を演算増幅器の
反転入力端子に与える状態に切替るモード切替スイッチ
と、 標準電池接続端子に与えられる標準電圧をAD変換器に
直接入力し、そのAD変換値SFと共通電位の電圧をAD変換
した値S2との差の値Ｋ＝SF−SZ及び、 校正電圧Vrを上記AD変換器に直接入力し、そのAD変換
した値EFと共通電位の電圧をAD変換した値EZとの差Ｐ＝
EF−EZ及び、 上記標準電池に表示された電圧値Ｄ及び、 演算増幅器の反転入力端子と出力端子との間に上記基
準抵抗器R1を接続した状態で上記入力端子に標準電流IS
を入力し、上記演算増幅器が出力する電圧をAD変換した
値a1及び、 標準電流ISを入力した標準電流源に表示された電流値
A1と、 を初期校正係数として記憶するメモリと、 演算増幅器の反転入力端子と出力端子との間に基準抵
抗器R1を接続した状態で基準抵抗器R1より大きい抵抗値
を持つ電流検出用抵抗器R2の一端に校正電圧Vrを与え、
この電流検出用抵抗器R2を通じて演算増幅器の反転入力
端子に校正電圧Vrと電流検出用抵抗器R2の抵抗値で決ま
る電流を入力した状態で演算増幅器が校正する電圧をAD
変換した値b2及び、 演算増幅器の反転入力端子と出力端子との間に基準抵
抗器R1を接続した状態で電流検出用抵抗器R2より大きい
抵抗値を持つ電流検出用抵抗器R3の一端に校正電圧Vrを
与え、その電流検出用抵抗器R3を通じて演算増幅器の反
転入力端子に校正電圧Vrと電流検出用抵抗器R3の抵抗値
で決まる電流を入力した状態で演算増幅器が出力する電
圧をAD変換した値b3とを測定する校正動作制御手段と、 この校正動作制御手段で求めた値b2，b3を更に記憶す
る上記メモリと、 メモリに記憶した初期校正係数K,P,D,a1，A1と値b2，
b3とにより電流検出用抵抗器R2の校正係数G2をG2＝A1・
Ｋ・b2／a1・Ｐ・Ｄにより求め、電流検出用抵抗器R3の
校正係数G3をG3＝A1・Ｋ・b3／a1・Ｐ・Ｄにより求めて
記憶する演算記憶手段と、 実用中に入力端子に与えられる被測定電流を上記演算
増幅器に入力し、その電圧出力に測定レンジに応じて読
み出される上記校正係数G2又はG3を剰算し、被測定電流
値を校正する演算手段と、 によって自動校正機能付電流測定装置を構成したもの
である。
「作用」 この発明の構成において、先ず外部に標準電池を用意
し、この標準電池の標準電圧を直接AD変換器に与え、そ
のAD変換出力が標準電圧に対応する値になっているか否
かを判別し、標準電圧に対応する値から外れている場合
は、そのAD変換値を標準電圧に対応する値に修正するた
めの校正係数を求め、この校正係数をメモリに記憶して
AD変換器の校正を終了する。
し、この標準電池の標準電圧を直接AD変換器に与え、そ
のAD変換出力が標準電圧に対応する値になっているか否
かを判別し、標準電圧に対応する値から外れている場合
は、そのAD変換値を標準電圧に対応する値に修正するた
めの校正係数を求め、この校正係数をメモリに記憶して
AD変換器の校正を終了する。
このようにして校正されたAD変換器を使って、内部に
設けた校正電圧源の校正電圧を測定し、校正電圧の真値
を求める。
設けた校正電圧源の校正電圧を測定し、校正電圧の真値
を求める。
次に複数ある電流検出用抵抗器の中の最も抵抗値が小
さい、つまり最も電流値が大きいレンジで用いられる第
１電流検出用抵抗器の抵抗値を校正する。
さい、つまり最も電流値が大きいレンジで用いられる第
１電流検出用抵抗器の抵抗値を校正する。
この校正は演算増幅器の入力と出力端子間に第１電流
検出用抵抗器を接続した状態で演算増幅器の入力端子に
標準電流源を接続して行なわれる。
検出用抵抗器を接続した状態で演算増幅器の入力端子に
標準電流源を接続して行なわれる。
つまり第１電流検出用抵抗器に外部から既知の値を持
つ標準電流を与え、そこに発生する電圧をAD変換器でAD
変換し、そのAD変換値からそのとき接続されている第１
電流検出用抵抗器の真の抵抗値を求める。
つ標準電流を与え、そこに発生する電圧をAD変換器でAD
変換し、そのAD変換値からそのとき接続されている第１
電流検出用抵抗器の真の抵抗値を求める。
第１電流検出用抵抗器の抵抗値が求まると、その状態
で次に大きい抵抗値の第２電流検出用抵抗器を演算増幅
器と内部に設けた校正電圧源との間に接続し、この第２
電流検出用抵抗器を通じて第１電流検出用抵抗器に電流
を与える。この状態で発生する電圧は第１電流検出用抵
抗器の抵抗値をR1、第２電流検出用抵抗器の抵抗値を
R2、校正電圧源の電圧をVrとすると、R1／R2・Vrで与え
られる。この結果この測定電圧とR1とVrが既知であるこ
とから第２電流検出用抵抗器の抵抗値R2を求めることが
できる。
で次に大きい抵抗値の第２電流検出用抵抗器を演算増幅
器と内部に設けた校正電圧源との間に接続し、この第２
電流検出用抵抗器を通じて第１電流検出用抵抗器に電流
を与える。この状態で発生する電圧は第１電流検出用抵
抗器の抵抗値をR1、第２電流検出用抵抗器の抵抗値を
R2、校正電圧源の電圧をVrとすると、R1／R2・Vrで与え
られる。この結果この測定電圧とR1とVrが既知であるこ
とから第２電流検出用抵抗器の抵抗値R2を求めることが
できる。
このようにして第１の電流検出用抵抗器の抵抗値と、
校正電圧源の電圧を利用して第２、第３、第４の電流検
出用抵抗器の抵抗値を測定し、そのズレを修正する校正
係数をマイクロコンピュータの演算によって求める。
校正電圧源の電圧を利用して第２、第３、第４の電流検
出用抵抗器の抵抗値を測定し、そのズレを修正する校正
係数をマイクロコンピュータの演算によって求める。
従ってこの発明によれば内部に設けた校正電圧源で発
生する校正電圧を利用して第２、第３、第４・・・の電
流検出用抵抗器の抵抗値を校正するための測定を行なう
から、各レンジ毎に校正用の標準電流源を用意しなくて
済む利点が得られる。
生する校正電圧を利用して第２、第３、第４・・・の電
流検出用抵抗器の抵抗値を校正するための測定を行なう
から、各レンジ毎に校正用の標準電流源を用意しなくて
済む利点が得られる。
また内部の校正電圧源を利用して各レンジの校正を行
なうから、ケーブルの影響を受けることがない。このた
めに短時間に校正を行なうことができる利点も得られ
る。
なうから、ケーブルの影響を受けることがない。このた
めに短時間に校正を行なうことができる利点も得られ
る。
「実施例」 第１図にこの発明の一実施例を示す。図中10はこの発
明による自動校正機能付電流測定装置を示す。
明による自動校正機能付電流測定装置を示す。
この発明による自動校正機能付電流測定装置10は測定
入力端子19の他に標準電圧入力端子21を有し、この標準
電圧入力端子21に必要に応じて標準電池22を接続し、ス
イッチS7を接点ｃに転換することによってAD変換器15に
標準電池22から標準電圧を与えることができるように構
成する。
入力端子19の他に標準電圧入力端子21を有し、この標準
電圧入力端子21に必要に応じて標準電池22を接続し、ス
イッチS7を接点ｃに転換することによってAD変換器15に
標準電池22から標準電圧を与えることができるように構
成する。
更にこの発明では内部に校正電圧源23を設け、この校
正電圧源23から校正電圧Vrを発生させ、この校正電圧Vr
をスイッチS7の接点ａを通じてAD変換器15に供給できる
ように構成する。尚スイッチS8は校正電圧Vrと共通電位
をAD変換器15に選択的に入力するための切換スイッチを
示す。
正電圧源23から校正電圧Vrを発生させ、この校正電圧Vr
をスイッチS7の接点ａを通じてAD変換器15に供給できる
ように構成する。尚スイッチS8は校正電圧Vrと共通電位
をAD変換器15に選択的に入力するための切換スイッチを
示す。
一方電流検出用抵抗器R1，R2，R3，R4の一端は演算増
幅器11の反転入力端子に接続する。最も大きい電流レン
ジを規定する第１電流検出用抵抗器をここではR1とする
と、この抵抗器R1はレンジ切替スイッチS0を通じて演算
増幅器11の出力端子に接続する。
幅器11の反転入力端子に接続する。最も大きい電流レン
ジを規定する第１電流検出用抵抗器をここではR1とする
と、この抵抗器R1はレンジ切替スイッチS0を通じて演算
増幅器11の出力端子に接続する。
その他の電流検出用抵抗器R2，R3，R4はレンジ切替ス
イッチS1，S2，S3を通じてモード切替スイッチS4，S5，
S6の可動接点に接続する。
イッチS1，S2，S3を通じてモード切替スイッチS4，S5，
S6の可動接点に接続する。
このモード切替スイッチS4，S5，S6の一方の接点ａは
演算増幅器11の出力端子に接続され、他方の接点ｂは校
正電圧源23に接続される。
演算増幅器11の出力端子に接続され、他方の接点ｂは校
正電圧源23に接続される。
レンジ切替スイッチS0〜S3とモード切替スイッチS4〜
S6及び切替スイッチS7，S8はマイクロコンピュータ17に
よってそれぞれ独立してプログラムに従って自動的に切
替制御される。
S6及び切替スイッチS7，S8はマイクロコンピュータ17に
よってそれぞれ独立してプログラムに従って自動的に切
替制御される。
通常の測定モードではモード切替スイッチS4，S5，S6
は接点ａに接続され、また切替スイッチS7は接点ｂに接
続され、入力される被測定電流の大きさに応じてレンジ
切替スイッチS0〜S3が選択されて何れか一つがオンに操
作されて測定が行なわれる。
は接点ａに接続され、また切替スイッチS7は接点ｂに接
続され、入力される被測定電流の大きさに応じてレンジ
切替スイッチS0〜S3が選択されて何れか一つがオンに操
作されて測定が行なわれる。
これに対し校正動作は次の順序に従って実行される。
AD変換器15を校正する。
スイッチS7を接点ｃに接続し、入力端子21に標準電池
22を接続する。AD変換器15は標準電池22から与えられる
既知の電圧ＤをAD変換し、そのAD変換値SFをメモリ18に
記憶する。この場合AD変換器15に共通電位の0Vを入力
し、そのときのAD変換値SZをSFから減算し、ゼロ点のズ
レを除去したＫ＝SF−SZをメモリ18に初期校正係数の一
つとして記憶する。またこのとき使用した標準電池22の
真の電圧Ｄ（電池22に表示されている）をメモリ18に初
期校正係数の一つとして記憶させる。
22を接続する。AD変換器15は標準電池22から与えられる
既知の電圧ＤをAD変換し、そのAD変換値SFをメモリ18に
記憶する。この場合AD変換器15に共通電位の0Vを入力
し、そのときのAD変換値SZをSFから減算し、ゼロ点のズ
レを除去したＫ＝SF−SZをメモリ18に初期校正係数の一
つとして記憶する。またこのとき使用した標準電池22の
真の電圧Ｄ（電池22に表示されている）をメモリ18に初
期校正係数の一つとして記憶させる。
校正電圧源23の電圧を測定する。
切換スイッチS7を接点ａに接続し、切換スイッチS8を
転換してAD変換器15に校正電圧Vrと共通電位0Vを与え
る。校正電圧VrのAD変換値EFから0Vを与えたときのAD変
換値EZを減算し、Ｐ＝EF−EZを求め、Ｐをメモリ18に初
期校正係数の一つとして記憶する。
転換してAD変換器15に校正電圧Vrと共通電位0Vを与え
る。校正電圧VrのAD変換値EFから0Vを与えたときのAD変
換値EZを減算し、Ｐ＝EF−EZを求め、Ｐをメモリ18に初
期校正係数の一つとして記憶する。
基準抵抗R1を校正する。
最大レンジを規定する第１電流検出用抵抗器がR1とす
ると、この抵抗器R1が電流検出用抵抗器の中でも最も抵
抗値が小さい値となる。つまり電流測定レンジが1,1/1
0,1/100,1/1000の関係に設定されたとすると、R1，R2，
R3，R4の抵抗値はR1の抵抗値を１とすればR2は10倍、R3
は100倍、R4は1000倍の抵抗値となる。
ると、この抵抗器R1が電流検出用抵抗器の中でも最も抵
抗値が小さい値となる。つまり電流測定レンジが1,1/1
0,1/100,1/1000の関係に設定されたとすると、R1，R2，
R3，R4の抵抗値はR1の抵抗値を１とすればR2は10倍、R3
は100倍、R4は1000倍の抵抗値となる。
従ってここでは最も抵抗値が小さい電流検出用抵抗器
R1を基準抵抗器と定め、この基準抵抗器R1の真の抵抗値
を測定する。
R1を基準抵抗器と定め、この基準抵抗器R1の真の抵抗値
を測定する。
このためにはスイッチS7を接点ｂに接続し、レンジ切
替スイッチS0をオン、S1〜S3をオフに制御する。この状
態で入力端子19に標準電流源24を接続し、既知の標準電
流ISを入力する。このとき演算増幅器11の出力に発生す
る電圧をAD変換し、この測定値をa1としてメモリ18に初
期校正係数の一つとして記憶する。またこのとき入力し
た標準電流ISの真の値（標準電流源24に表示されている
値）をA1としてメモリ18に初期校正係数の一つとして記
憶する。これらの初期校正係数K,P,D,a1，A1の記憶が行
なわれると標準電流源24は入力端子19から切り離され
る。
替スイッチS0をオン、S1〜S3をオフに制御する。この状
態で入力端子19に標準電流源24を接続し、既知の標準電
流ISを入力する。このとき演算増幅器11の出力に発生す
る電圧をAD変換し、この測定値をa1としてメモリ18に初
期校正係数の一つとして記憶する。またこのとき入力し
た標準電流ISの真の値（標準電流源24に表示されている
値）をA1としてメモリ18に初期校正係数の一つとして記
憶する。これらの初期校正係数K,P,D,a1，A1の記憶が行
なわれると標準電流源24は入力端子19から切り離され
る。
ここで演算増幅器11が出力する電圧値a1は a1＝R1・A1 で求められる。基準抵抗器R1の校正係数をG1とすると、
入力された電流値A1と、演算増幅器11の出力電圧a1との
間には A1＝G1 a1 が成り立つ。
入力された電流値A1と、演算増幅器11の出力電圧a1との
間には A1＝G1 a1 が成り立つ。
従って基準抵抗器R1の校正係数G1を G1＝A1／a1 により演算して求め、G1の値をメモリ18に記憶し、初期
校正動作を終了する。
校正動作を終了する。
電流検出用抵抗器R2の抵抗値を測定する。
切替スイッチS7をｂに接続し、レンジ切替スイッチ
S0，S1をオン、その他S2，S3はオフ、モード切替スイッ
チS4を接点ｂに接続する。
S0，S1をオン、その他S2，S3はオフ、モード切替スイッ
チS4を接点ｂに接続する。
従ってこの状態では第２図に示すように校正電圧源23
が電流検出用抵抗器R2を通じて演算増幅器11の反転入力
端子に接続され、電流検出用抵抗器R2を通じて電流Ibを
電流検出用抵抗器R1に与える。このときAD変換器15の出
力側に現れる電圧をb2としてメモリ18に記憶する。
が電流検出用抵抗器R2を通じて演算増幅器11の反転入力
端子に接続され、電流検出用抵抗器R2を通じて電流Ibを
電流検出用抵抗器R1に与える。このときAD変換器15の出
力側に現れる電圧をb2としてメモリ18に記憶する。
電流検出用抵抗器R2の校正係数を求める。
今ここで電流検出用抵抗器R2による測定レンジの接続
状態は第３図に示すようになる。
状態は第３図に示すようになる。
この測定状態において、被測定電流を仮にＸとし、そ
のAD変換データをc1とすると、 c1＝R2X ……（１） であるから（以下電流検出用抵抗器R1〜R4の符号を抵抗
値と共用する）これを校正するとデータはＸにならなけ
ればならない。つまり校正係数をG2とすると、 Ｘ＝G2・c1 ……（２） （１），（２）式より校正係数G2は を求めればよい。
のAD変換データをc1とすると、 c1＝R2X ……（１） であるから（以下電流検出用抵抗器R1〜R4の符号を抵抗
値と共用する）これを校正するとデータはＸにならなけ
ればならない。つまり校正係数をG2とすると、 Ｘ＝G2・c1 ……（２） （１），（２）式より校正係数G2は を求めればよい。
第２図において で求めた電流検出用抵抗器R1の校正では a1＝R1・A1 ……（４） ，のAD変換器15の校正データと、校正電圧Vrの測定
により Vr:P＝D:K ……（５） （５）式より、 （３）式に（４），（６）式を代入すると、 これによって電流検出用抵抗器R2のレンジの校正係数G2
が求まる。この校正係数G2をメモリ18に記憶する。
により Vr:P＝D:K ……（５） （５）式より、 （３）式に（４），（６）式を代入すると、 これによって電流検出用抵抗器R2のレンジの校正係数G2
が求まる。この校正係数G2をメモリ18に記憶する。
電流検出用抵抗器R3とR4のレンジでは第２図で電流検
出用抵抗器R2をR3とR4に変更すればよい。
出用抵抗器R2をR3とR4に変更すればよい。
然し乍ら電流検出用抵抗器R4のレンジでは各レンジが
10倍ずつ変化するものとすれば、R4とR1の抵抗値の比は
1/1000にもなり、AD変換器15のダイナミックレンジが不
足となる。この制約から必要な有効データが得られなく
なる。そこで電流検出用抵抗器R3をR1の代わりに基準抵
抗器として使用することも考えられる。
10倍ずつ変化するものとすれば、R4とR1の抵抗値の比は
1/1000にもなり、AD変換器15のダイナミックレンジが不
足となる。この制約から必要な有効データが得られなく
なる。そこで電流検出用抵抗器R3をR1の代わりに基準抵
抗器として使用することも考えられる。
（７）式より電流検出用抵抗器R3の校正係数G3は となる。
（３）式から （９）式に（８）式と（６）式を代入すると、 となる。
このように基準抵抗器R1と各電流検出用抵抗器R2，
R3，R4の校正係数G1，G2，G3，G4は で与えられる。
R3，R4の校正係数G1，G2，G3，G4は で与えられる。
実際の測定に当っては測定レンジ（演算増幅器11に接
続されている電流検出用抵抗器R1，R2，R3・・・）に応
じて校正係数G1，G2，G3，G4・・・の何れかを選択して
読み出し、その校正係数G1，G2，G3，G4・・・を測定電
圧値Vx（演算増幅器11の出力電圧をAD変換した値）に剰
算し、各測定レンジ毎に校正を行なうことができる。
続されている電流検出用抵抗器R1，R2，R3・・・）に応
じて校正係数G1，G2，G3，G4・・・の何れかを選択して
読み出し、その校正係数G1，G2，G3，G4・・・を測定電
圧値Vx（演算増幅器11の出力電圧をAD変換した値）に剰
算し、各測定レンジ毎に校正を行なうことができる。
上記した校正動作はマイクロコンピュータ17に内蔵し
たROMに収納したプログラムに従って自動的に実行され
る。従ってマイクロコンピュータ17とROMに記憶したプ
ログラムによて校正制御手段が校正されているものと見
ることができる。
たROMに収納したプログラムに従って自動的に実行され
る。従ってマイクロコンピュータ17とROMに記憶したプ
ログラムによて校正制御手段が校正されているものと見
ることができる。
「変形実施例」 上述においてはレンジ切替スイッチS0〜S6が順次一個
だけオンに操作されてレンジを切替る構造の場合を説明
したが、複数の電流検出用抵抗器を全部並列接続して最
も電流値が大きいレンジを設定し、その状態から電流検
出用抵抗器を一本ずつ切離して測定電流のレンジを下げ
るように構成することもできる。
だけオンに操作されてレンジを切替る構造の場合を説明
したが、複数の電流検出用抵抗器を全部並列接続して最
も電流値が大きいレンジを設定し、その状態から電流検
出用抵抗器を一本ずつ切離して測定電流のレンジを下げ
るように構成することもできる。
また第４図に示すように基準抵抗RXを演算増幅器11の
入力側に接続することもできる。
入力側に接続することもできる。
「発明の効果」 以上説明したようにこの発明によれば内部を設けた校
正電圧源23を用いて各レンジの校正を行なうから、各レ
ンジ毎に標準電流源を用意しなくてよい。よって利用者
の経済的な負担を少なくすることができる。
正電圧源23を用いて各レンジの校正を行なうから、各レ
ンジ毎に標準電流源を用意しなくてよい。よって利用者
の経済的な負担を少なくすることができる。
また内部に設けた校正電圧源を利用して校正を行なう
構造としたからケーブルの静電容量の影響を受けないで
校正を行なうことができる。この結果校正を短時間に済
ませることができる。
構造としたからケーブルの静電容量の影響を受けないで
校正を行なうことができる。この結果校正を短時間に済
ませることができる。
更にこの発明では電流検出用抵抗器R1〜R4の内で最も
抵抗値の小さい抵抗器を基準抵抗器と定め、この基準抵
抗器の抵抗値を利用して各レンジの校正を行なう構造と
したから精度の高い校正を行なうことができる。
抵抗値の小さい抵抗器を基準抵抗器と定め、この基準抵
抗器の抵抗値を利用して各レンジの校正を行なう構造と
したから精度の高い校正を行なうことができる。
換言すれば抵抗器の経時変化は抵抗値が大きい程大き
くずれる。このために基準となる抵抗器を抵抗値が最も
小さい抵抗器に選定することによって経時変化による影
響を最小にすることができ、この点で校正の精度を確保
することができる。
くずれる。このために基準となる抵抗器を抵抗値が最も
小さい抵抗器に選定することによって経時変化による影
響を最小にすることができ、この点で校正の精度を確保
することができる。
第１図はこの発明の一実施例を示す接続図、第２図及び
第３図はこの発明の校正動作を説明するための接続図、
第４図はこの発明の変形実施例を示す接続図、第５図は
従来の技術を説明するための接続図である。 10:電流測定装置、11:演算増幅器、R1〜R4：電流検出用
抵抗器、S0〜S3：レンジ切替スイッチ、S4〜S6：モード
切替スイッチ、S7，S8：切替スイッチ、15:AD変換器、1
6:表示器、17:マイクロコンピュータ、18:メモリ、22:
外部に設けた標準電池、23:内部に設けた校正電圧源、2
4:外部に設けた標準電流源。
第３図はこの発明の校正動作を説明するための接続図、
第４図はこの発明の変形実施例を示す接続図、第５図は
従来の技術を説明するための接続図である。 10:電流測定装置、11:演算増幅器、R1〜R4：電流検出用
抵抗器、S0〜S3：レンジ切替スイッチ、S4〜S6：モード
切替スイッチ、S7，S8：切替スイッチ、15:AD変換器、1
6:表示器、17:マイクロコンピュータ、18:メモリ、22:
外部に設けた標準電池、23:内部に設けた校正電圧源、2
4:外部に設けた標準電流源。
Claims (1)
- 【請求項１】A.被測定電流が反転入力端子に与えられ、
出力端子と上記反転入力端子との間に選択的に電流検出
用抵抗器R1，R2，R3が接続され、被測定電流の値に対応
した電圧を出力する演算増幅器と、 B.上記電流検出用抵抗器R1，R2，R3を選択的に上記演算
増幅器の出力端子と反転入力端子との間に接続し、被測
定電流の測定レンジを切替るレンジ切替スイッチと、 C.上記演算増幅器の反転入力端子から導出され、外部か
ら上記演算増幅器の反転入力端子に被測定電流又は標準
電流を与える入力端子と、 D.校正時に標準電池から標準電圧が与えられる標準電池
接続端子と、 E.校正電圧Vrを発生する校正電圧源と、 F.上記演算増幅器の出力電圧と、上記標準電池接続端子
に供給される標準電圧と、上記校正電圧源が発生する校
正電圧Vrと、共通電位の電圧とが選択的に入力され、こ
れら各電圧をAD変換するAD変換器と、 G.上記電流検出用抵抗器の中の最も抵抗値の小さい電流
検出用抵抗器R1を基準抵抗器と定め、この基準抵抗器R1
を上記演算増幅器の反転入力端子と出力端子との間に接
続した状態で他の電流検出用抵抗器R2またはR3の一端に
上記レンジ切替スイッチを通じて上記校正電圧Vrを印加
し、上記電流検出用抵抗器R2又はR3を通じて上記校正電
圧Vrと各電流検出用抵抗器R2，R3の各抵抗値で決まる電
流を上記演算増幅器の反転入力端子に与える状態に切替
るモード切替スイッチと、 H.上記標準電池接続端子に与えられる標準電圧を上記AD
変換器に直接入力し、そのAD変換値SFと共通電位の電圧
をAD変換した値SZとの差の値Ｋ＝SF−SZ及び、 上記校正電圧Vrを上記AD変換器に直接入力し、そのAD変
換した値EFと共通電位の電圧をAD変換した値EZとの差Ｐ
＝EF−EZ及び、 上記標準電池に表示された電圧値Ｄ及び、 上記演算増幅器の反転入力端子と出力端子との間に上記
基準抵抗器を接続した状態で上記入力端子に標準電流IS
を入力し、上記演算増幅器が出力する電圧をAD変換した
値a1及び、 上記標準電流ISを入力した標準電流源に表示された電流
値A1とを初期校正係数として記憶するメモリと、 I.上記演算増幅器の反転入力端子と出力端子との間に上
記基準抵抗器R1を接続した状態で上記基準抵抗器R1より
大きい抵抗値を持つ電流検出用抵抗器R2の一端に上記校
正電圧Vrを与え、この電流検出用抵抗器R2を通じて上記
演算増幅器の反転入力端子に上記校正電圧Vrと上記電流
検出用抵抗器R2の抵抗値で決まる電流を入力した状態で
上記演算増幅器が出力する電圧をAD変換した値b2と、 上記演算増幅器の反転入力端子と出力端子との間に上記
基準抵抗器R1を接続した状態で上記電流検出用抵抗器R2
より大きい抵抗値を持つ電流検出用抵抗器R3の一端に上
記校正電圧Vrを与え、その電流検出用抵抗器R3を通じて
上記演算増幅器の反転入力端子に上記校正電圧Vrと上記
電流検出用抵抗器R3の抵抗値で決まる電流を入力した状
態で上記演算増幅器が出力する電圧をAD変換した値b
3と、 を測定する校正動作制御手段と、 J.この校正動作制御手段で求めた上記値b2，b3を更に記
憶する上記メモリと、 K.上記メモリに記憶した初期校正係数K,P,D,a1，A1と値
b2，b3とにより上記電流検出用抵抗器R2の校正係数G2を
G2＝A1・Ｋ・b2／a1・Ｐ・Ｄにより求め、上記電流検出
用抵抗器R3の校正係数G3をG3＝A1・Ｋ・b3／a1・Ｐ・Ｄ
により求めて記憶する演算記憶手段と、 L.実用中に上記入力端子に与えられる被測定電流を上記
演算増幅器に入力し、その電圧出力に測定レンジに応じ
て読み出される上記校正係数G2又はG3を剰算し、上記被
測定電流値を校正する演算手段と、 によって構成したことを特徴とする自動校正機能付電流
測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63192422A JP2870764B2 (ja) | 1988-08-01 | 1988-08-01 | 自動校正機能付電流測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63192422A JP2870764B2 (ja) | 1988-08-01 | 1988-08-01 | 自動校正機能付電流測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0240567A JPH0240567A (ja) | 1990-02-09 |
| JP2870764B2 true JP2870764B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=16291056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63192422A Expired - Lifetime JP2870764B2 (ja) | 1988-08-01 | 1988-08-01 | 自動校正機能付電流測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2870764B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007009425A1 (de) * | 2005-07-20 | 2007-01-25 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur strommessung |
| CN104977557A (zh) * | 2015-07-08 | 2015-10-14 | 南车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 一种接触电阻测试仪校准装置和方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100502666B1 (ko) | 2002-09-02 | 2005-07-22 | 주식회사 하이닉스반도체 | 저항 보정 회로 |
| CN101789687B (zh) * | 2010-03-23 | 2012-01-25 | 浙江大学 | 基于电感电流自校准无损检测的平均电流模式控制器 |
| CN103472426A (zh) * | 2013-09-26 | 2013-12-25 | 国家电网公司 | 基于电流比较仪的正弦有功功率校准*** |
| CN115840181A (zh) * | 2023-02-16 | 2023-03-24 | 南方电网产业投资集团有限责任公司 | 充电桩高压采样校准电路、方法及电子设备 |
-
1988
- 1988-08-01 JP JP63192422A patent/JP2870764B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007009425A1 (de) * | 2005-07-20 | 2007-01-25 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur strommessung |
| CN104977557A (zh) * | 2015-07-08 | 2015-10-14 | 南车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 一种接触电阻测试仪校准装置和方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0240567A (ja) | 1990-02-09 |
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