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Abstract
電圧電流測定装置100は、電流測定時に被測定回路の一端と接続するための電流入力端子I+と、電流測定時に被測定回路の他端と接続するための共通端子COMと、電流入力端子I+と共通端子COMとの間を流れる電流の大きさをアナログ値からデジタル値に変換する電流測定用AD変換部1bと、共通端子COMと電流測定用AD変換部1bとの間に設けられたスイッチ回路5と、電流測定用AD変換部1bの出力値を元に、電流入力端子I+と共通端子COMとの間に規定の大きさ以上の電流である過電流が流れたことを検出すると、共通端子COMと電流測定用AD変換部1bとの接続を切断する制御部1cと、を備える。The voltage / current measuring apparatus 100 includes a current input terminal I + for connection to one end of the circuit under measurement during current measurement, a common terminal COM for connection with the other end of the circuit under measurement during current measurement, and a current input terminal I + A current measuring AD converter 1b for converting the magnitude of the current flowing between the common terminal COM from an analog value to a digital value, and a switch circuit provided between the common terminal COM and the current measuring AD converter 1b 5 and the output value of the current measuring AD converter 1b, it is detected that an overcurrent having a current of a specified magnitude or more flows between the current input terminal I + and the common terminal COM. And a control unit 1c for disconnecting the connection between the COM and the current measuring AD conversion unit 1b.
Description
本発明は、例えば流量センサ、圧力センサ、変位センサ等、種々の被測定回路から入力されるアナログ信号を測定する測定装置に関する。 The present invention relates to a measuring apparatus that measures analog signals input from various circuits to be measured, such as a flow sensor, a pressure sensor, and a displacement sensor.
従来、例えば特許文献1及び特許文献2に記載の装置のように、種々の被測定回路から入力されるアナログ信号を単一のAD変換部により測定する測定装置が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, measurement apparatuses that measure analog signals input from various circuits under measurement using a single AD conversion unit, such as the apparatuses described in
特許文献1に記載の装置の構成を図4に示す。図4に示すように、特許文献1に記載の装置では、図示しないセンサ等の被測定回路から入力される電圧を測定する場合、AD変換部の定格入力電圧に対応して、接続先及び接続回路を変更することで、種々のアナログ入力信号に対応したAD変換を実施している。
The configuration of the apparatus described in
具体的には、AD変換部の定格入力電圧の範囲内の入力電圧を測定する場合は、電圧入力端子TB1及び共用端子TB3に入力電圧を加え、スイッチSW41を切り替えて、入力される入力電圧が直接AD変換部によって測定される。また、AD変換部の定格入力電圧以上の入力電圧を測定する場合は、電圧入力端子TB1及び共用端子TB3に入力電圧を加え、スイッチSW41を切り替えて電圧測定用抵抗器R41に接続するとともに、スイッチSW42を開放することで、電圧入力端子TB1及び共用端子TB3間の入力電圧がAD変換部によって測定される。 Specifically, when measuring the input voltage within the range of the rated input voltage of the AD converter, the input voltage is applied to the voltage input terminal TB1 and the common terminal TB3, the switch SW41 is switched, and the input voltage input is changed. Measured directly by the AD converter. Further, when measuring an input voltage equal to or higher than the rated input voltage of the AD converter, an input voltage is applied to the voltage input terminal TB1 and the common terminal TB3, and the switch SW41 is switched to connect to the voltage measuring resistor R41. By opening SW42, the input voltage between the voltage input terminal TB1 and the common terminal TB3 is measured by the AD converter.
一方、入力電流を測定する場合、電流入力端子TB2及び共用端子TB3に入力電圧を加え、スイッチSW41を開放するとともに、スイッチSW42を切り替えて電流測定用抵抗器R43に接続する。これにより、電流入力端子TB2及び共用端子TB3間の電圧が電流測定用抵抗器R43に印加され、電流測定用抵抗器R43の電圧降下を測定することにより電流入力端子TB2及び共用端子TB3間の入力電流がAD変換部によって測定される。 On the other hand, when measuring the input current, an input voltage is applied to the current input terminal TB2 and the common terminal TB3, the switch SW41 is opened, and the switch SW42 is switched to connect to the current measurement resistor R43. As a result, the voltage between the current input terminal TB2 and the common terminal TB3 is applied to the current measurement resistor R43, and the voltage drop across the current measurement resistor R43 is measured to thereby input the current input terminal TB2 and the common terminal TB3. The current is measured by the AD converter.
このようにして、単一のAD変換部により被測定回路の電圧あるいは電流を測定している。しかしながら、この特許文献1に記載の装置では、電流測定用抵抗器R43に規定以上の過電流が流れた場合、当該電流測定用抵抗器R43の過熱を引き起こすことがあった。
In this way, the voltage or current of the circuit under measurement is measured by a single AD converter. However, in the apparatus described in
これに対し、特許文献2に記載の装置では、図5に示すように、単一のAD変換部に加え、異常判別用回路B53を備える。 On the other hand, as shown in FIG. 5, the apparatus described in Patent Document 2 includes an abnormality determination circuit B53 in addition to a single AD conversion unit.
図示しないセンサ等の被測定回路から得られる入力電圧を測定する場合、入力端子TB51及び等電位端子TB52に入力電圧を加え、第1スイッチ回路SW51を切り替えて電圧測定用回路B52に接続するとともに、第2スイッチ回路SW52を切り替えて接続点N11とチャンネルCH2とを接続する。これにより、入力端子TB51及び等電位端子TB52間の入力電圧(実際には抵抗器R52及び抵抗器R53の分圧)がAD変換部によって測定される。 When measuring an input voltage obtained from a circuit to be measured such as a sensor (not shown), the input voltage is applied to the input terminal TB51 and the equipotential terminal TB52, and the first switch circuit SW51 is switched to connect to the voltage measurement circuit B52. The second switch circuit SW52 is switched to connect the connection point N11 and the channel CH2. Thereby, the input voltage between the input terminal TB51 and the equipotential terminal TB52 (actually, the divided voltage of the resistor R52 and the resistor R53) is measured by the AD converter.
一方、入力電流を測定する場合、入力端子TB51及び等電位端子TB52に入力電圧を加え、第1スイッチ回路SW51を切り替えて電流測定用回路B51(抵抗器R51)に接続するとともに、第2スイッチ回路SW52を切り替えて異常判別用回路B53(接続点N12)に接続する。これにより、入力端子TB51及び等電位端子TB52間の電圧が電流測定用回路B51に印加され、抵抗器R51の電圧降下を測定することにより入力端子TB51及び等電位端子TB52間の入力電流がAD変換部によって測定される。さらに、接続点N21の電圧を監視しており、既定以上の電圧が測定される場合には、第1スイッチ回路SW51を切り替えて電圧測定用回路B52に接続する。このようにして、電流測定用回路B51(抵抗器R51)の過熱を低減する。 On the other hand, when measuring the input current, an input voltage is applied to the input terminal TB51 and the equipotential terminal TB52, the first switch circuit SW51 is switched to connect to the current measurement circuit B51 (resistor R51), and the second switch circuit. The switch 52 is switched to connect to the abnormality determination circuit B53 (connection point N12). As a result, the voltage between the input terminal TB51 and the equipotential terminal TB52 is applied to the current measurement circuit B51, and the input current between the input terminal TB51 and the equipotential terminal TB52 is AD converted by measuring the voltage drop across the resistor R51. Measured by part. Further, the voltage at the connection point N21 is monitored, and when a voltage higher than a predetermined value is measured, the first switch circuit SW51 is switched and connected to the voltage measurement circuit B52. In this way, overheating of the current measuring circuit B51 (resistor R51) is reduced.
しかしながら、上記特許文献2に記載の装置では、電流検出用回路に規定以上の電流が流れるか否かを監視する目的で、電圧測定用回路及び電流測定用回路とは別に異常判別用回路及びスイッチ回路を別途設けているため、1つの被測定回路の電圧あるいは電流を測定するには、2つの双投型のスイッチ回路が必要な構成となっている。双投型のスイッチ回路は、内部構成において2つの切替先を互いに絶縁するためにある程度の距離を保たなければならず、集積化すること、ひいては小型化することが難しい。 However, in the apparatus described in Patent Document 2, an abnormality determination circuit and a switch are separated from the voltage measurement circuit and the current measurement circuit for the purpose of monitoring whether or not a current exceeding a specified value flows in the current detection circuit. Since a circuit is provided separately, two double-throw switch circuits are required to measure the voltage or current of one circuit under test. The double throw type switch circuit must maintain a certain distance in order to insulate the two switching destinations from each other in the internal configuration, and is difficult to be integrated and thus downsized.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、回路全体の小型化を図ることのできる測定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a measuring apparatus that can reduce the size of the entire circuit.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1に記載の装置では、電流測定時に被測定回路の一端と接続するための電流入力端子と、電流測定時に前記被測定回路の他端と接続するための共通端子と、電流入力端子と共通端子との間を流れる電流の大きさをアナログ値からデジタル値に変換する電流測定用AD変換部と、共通端子と電流測定用AD変換部との間に設けられたスイッチ回路と、電流測定用AD変換部の出力値を元に、電流入力端子と共通端子との間に規定の大きさ以上の電流である過電流が流れたことを検出すると、共通端子と電流測定用AD変換部との接続を切断する制御部と、を備えることとした。
In order to solve the above-described problems and achieve the object, the apparatus according to
本発明に係る測定装置によれば、使用するスイッチ回路の数を低減し、ひいては、回路全体の小型化を図ることができる。 According to the measuring apparatus according to the present invention, the number of switch circuits to be used can be reduced, and as a result, the entire circuit can be reduced in size.
以下に、本発明に係る測定装置の実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、例示した実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a measuring apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the illustrated embodiments.
実施の形態1.
図1は、本発明に係る測定装置の実施の形態1の構成例を示す図である。本実施の形態では、測定装置として電圧電流測定装置として構成しており、電圧電流測定装置100は、当該装置の入力端子台2を介して、例えば流量センサ、圧力センサ、変位センサ等の図示しない種々の被測定回路に接続され、この被測定回路から入力端子台2を介して入力されるアナログ信号の電圧を測定し、当該アナログ信号の電圧あるいは電流の測定結果を図示しない出力端子台からデジタル信号にて出力するものである。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of
図1に示されるように、電圧電流測定装置100は、基本的に、アナログデジタル変換回路1(以下、AD変換回路と記載する)、入力端子台2(以下、単に端子台と記載する)、電圧測定用回路3、電流測定用回路4、スイッチ回路5、FET6、保護ダイオード7、及び保護ダイオード8を備える。なお、本実施の形態では、各回路は同一の半導体基板に作製されているが、複数の半導体基板に作製され互いに電気的に接続して構成してもよい。
As shown in FIG. 1, the voltage /
AD変換回路1は、電圧測定用AD変換部1aと、電流測定用AD変換部1bと、制御部1cとを有する。電圧測定用AD変換部1aは、例えば演算増幅器(オペアンプ)によって構成されており、正のアナログ入力端子Ain1(+)と、負のアナログ入力端子Ain1(−)と、デジタル出力端子Dout1とを有する。電圧測定用AD変換部1aは、正のアナログ入力端子Ain1(+)と負のアナログ入力端子Ain1(−)にかかる電圧のアナログ値の電位差をデジタル値に変換し、デジタル出力端子Dout1から出力する。デジタル出力端子Dout1から出力される値は、図示しない被測定回路の電圧の測定結果である。
The
同様に、電流測定用AD変換部1bは、例えば演算増幅器(オペアンプ)によって構成されており、正のアナログ入力端子Ain2(+)と、負のアナログ入力端子Ain2(−)と、デジタル出力端子Dout2とを有する。電流測定用AD変換部1bは、正のアナログ入力端子Ain2(+)と負のアナログ入力端子Ain2(−)にかかる電圧のアナログ値の電位差をデジタル値に変換し、デジタル出力端子Dout2から出力する。デジタル出力端子Dout2から出力される値は、図示しない被測定回路の電流の測定結果である。 Similarly, the AD converter 1b for current measurement is configured by, for example, an operational amplifier (operational amplifier), and includes a positive analog input terminal Ain2 (+), a negative analog input terminal Ain2 (−), and a digital output terminal Dout2. And have. The AD converter 1b for current measurement converts a potential difference between analog values of voltages applied to the positive analog input terminal Ain2 (+) and the negative analog input terminal Ain2 (−) into a digital value, and outputs the digital value from the digital output terminal Dout2. . The value output from the digital output terminal Dout2 is the measurement result of the current of the circuit under measurement (not shown).
制御部1cは、例えばマイクロコンピュータにより構成されており、デジタル入力端子Din1と、デジタル入力端子Din2と、デジタル出力端子Doutとを有する。デジタル入力端子Din1は、電圧測定用AD変換部1aのデジタル出力端子Dout1と接続されており、被測定回路の電圧の測定結果が入力される。デジタル入力端子Din2は、電流測定用AD変換部1bのデジタル出力端子Dout2と接続されており、被測定回路の電流の測定結果が入力される。デジタル出力端子Doutは、スイッチ回路5及びFET6と接続されており、スイッチ回路5及びFET6のオンオフを制御する後述の制御信号が出力される。
The
詳しくは、制御部1cは、内部に記憶されたプログラムを実行することにより、被測定回路の電圧を測定する場合には、スイッチ回路5及びFET6をオフにする論理Lレベル(例えば「0V」)の制御信号を生成し、デジタル出力端子Doutから出力する。また、制御部1cは、内部に記憶されたプログラムを実行することにより、被測定回路の電流を測定する場合には、スイッチ回路5及びFET6をオンにする論理Hレベル(例えば「5V」)の制御信号を生成し、デジタル出力端子Doutから出力する。
Specifically, the
さらに、制御部1cは、被測定回路の電流を測定している間、当該測定している電流値と当該制御部1cの内部に記憶された既定値(例えば30mA)との大きさを比較する。そして、制御部1cは、測定している電流値が既定の大きさ以上の電流である場合、すなわち過電流が流れている場合、スイッチ回路5及びFET6をオフにする論理Lレベルの制御信号を生成し、デジタル出力端子Doutから出力する。一方、制御部1cは、測定している電流値が既定値以下である場合、すなわち正常電流が流れている場合、スイッチ回路5及びFET6をオンにする論理Lレベルの制御信号を生成し、デジタル出力端子Doutから出力することで、電流の測定を継続する。
Furthermore, while measuring the current of the circuit under test, the
なお、上記各端子については、単に、入力端子Ain1(+)、入力端子Ain1(−)、入力端子Ain2(+)、入力端子Ain2(−)、出力端子Dout1、出力端子Dout2、入力端子Din1、入力端子Din2、及び出力端子Doutと記載する。 For each of the above terminals, the input terminal Ain1 (+), the input terminal Ain1 (−), the input terminal Ain2 (+), the input terminal Ain2 (−), the output terminal Dout1, the output terminal Dout2, the input terminal Din1, It is described as an input terminal Din2 and an output terminal Dout.
端子台2は、図示しない被測定回路の電圧測定時に当該被測定回路の一端と接続するための電圧入力端子V+と、被測定回路の電流測定時に当該被測定回路の一端と接続するための電流入力端子I+と、被測定回路の電圧測定時あるいは電流測定時に当該被測定回路の他端と接続するための共通端子COMとを有する。電圧入力端子V+は、電圧測定用回路3を介して、入力端子Ain1(+)に接続されている。電流入力端子I+は、電流測定用回路4を介して、入力端子Ain2(+)に接続されている。共通端子COMは、電圧測定用回路3を介して入力端子Ain1(−)に接続されているとともに、電流測定回路4及びスイッチ回路5を介して入力端子Ain2(−)に接続されている。
The terminal block 2 includes a voltage input terminal V + for connecting to one end of the circuit under measurement when measuring the voltage of the circuit under measurement (not shown), and a current for connecting to one end of the circuit under measurement when measuring the current of the circuit under measurement. It has an input terminal I + and a common terminal COM for connecting to the other end of the circuit under test when measuring the voltage or current of the circuit under test. The voltage input terminal V + is connected to the input terminal Ain1 (+) through the voltage measurement circuit 3. The current input terminal I + is connected to the input terminal Ain2 (+) via the current measurement circuit 4. The common terminal COM is connected to the input terminal Ain1 (−) through the voltage measurement circuit 3 and is connected to the input terminal Ain2 (−) through the current measurement circuit 4 and the
電圧測定用回路3は、抵抗器R1と、抵抗器R2と、抵抗器R3と、抵抗器R4とを有し、端子台2と電圧測定用AD変換部1aとの間に配置されている。詳しくは、電圧入力端子V+と入力端子Ain1(+)との間に抵抗器R1が配置され、端子台2の共通端子COMと入力端子Ain1(−)との間に抵抗器R4が配置され、これら抵抗器R1及び抵抗器R4の間に抵抗器R2及びR3が直列にて配置されている。被測定回路の電圧は、端子台2の電圧入力端子V+と共通入力端子COMとの間に入力され、抵抗器R1〜R4にて分圧されることにより、入力端子Ain1(+)及び入力端子Ain1(−)に入力可能な電圧となる。 The voltage measurement circuit 3 includes a resistor R1, a resistor R2, a resistor R3, and a resistor R4, and is disposed between the terminal block 2 and the voltage measurement AD converter 1a. Specifically, the resistor R1 is disposed between the voltage input terminal V + and the input terminal Ain1 (+), and the resistor R4 is disposed between the common terminal COM of the terminal block 2 and the input terminal Ain1 (−). Resistors R2 and R3 are arranged in series between the resistors R1 and R4. The voltage of the circuit under test is input between the voltage input terminal V + of the terminal block 2 and the common input terminal COM, and is divided by resistors R1 to R4, whereby the input terminal Ain1 (+) and the input terminal A voltage that can be input to Ain1 (−).
なお、抵抗器R1及び抵抗器R4は例えば「数十kΩ」の抵抗値を有し、抵抗器R2及び抵抗器R3は例えば「数百kΩ」の抵抗値を有する。これら抵抗器R1〜R4の抵抗値は、端子台2の電圧入力端子V+と共通端子COMとの間に定格内で最大の電圧が印加された場合でも、電圧測定用AD変換部1aの電圧入力端子Ain(+)と電圧入力端子Ain(−)との間に入力される電圧が定格(例えば「5V」)内に収まるように選択される。 The resistors R1 and R4 have a resistance value of “several tens kΩ”, for example, and the resistors R2 and R3 have a resistance value of “several hundred kΩ”, for example. The resistance values of these resistors R1 to R4 are the voltage inputs of the voltage measuring AD converter 1a even when the maximum voltage within the rating is applied between the voltage input terminal V + of the terminal block 2 and the common terminal COM. The voltage input between the terminal Ain (+) and the voltage input terminal Ain (−) is selected so as to be within a rating (for example, “5V”).
電流測定用回路4は、抵抗器Rs及び抵抗器R5を有し、端子台2と電流測定用AD変換部1bとの間に配置されている。詳しくは、電流入力端子I+と入力端子Ain2(+)との間に抵抗器R5が配置され、抵抗器R5と入力端子Ain2(−)との間に抵抗器Rsが配置されている。被測定回路の電圧は、端子台2の電流入力端子I+と共通端子COMとの間に入力され、抵抗器R5及び抵抗器Rsにて分圧されることにより、入力端子Ain2(+)及び入力端子Ain2(−)に入力可能な電圧となる。電流測定用回路4を分圧抵抗にて構成することにより、ダイナミックレンジの調整が容易となり電流検出の精度を向上することができる。 The current measurement circuit 4 includes a resistor Rs and a resistor R5, and is disposed between the terminal block 2 and the current measurement AD converter 1b. Specifically, the resistor R5 is disposed between the current input terminal I + and the input terminal Ain2 (+), and the resistor Rs is disposed between the resistor R5 and the input terminal Ain2 (−). The voltage of the circuit under test is input between the current input terminal I + of the terminal block 2 and the common terminal COM, and is divided by the resistor R5 and the resistor Rs, whereby the input terminal Ain2 (+) and the input are input. The voltage can be input to the terminal Ain2 (−). By configuring the current measuring circuit 4 with a voltage dividing resistor, the dynamic range can be easily adjusted and the accuracy of current detection can be improved.
なお、抵抗器Rsは例えば「数十Ω」の抵抗値を有し、抵抗器R5は例えば「数百Ω」の抵抗値を有する。これら抵抗器R1〜R4の抵抗値は、端子台2の電流入力端子I+と共通端子COMとの間に定格内で最大の電圧が印加された場合でも、電流測定用AD変換部1bの電流入力端子Ain(+)及び電流入力端子Ain(−)間に入力される電圧が定格(例えば「5V」)内に収まるように選択される。 The resistor Rs has a resistance value of “several tens of ohms”, for example, and the resistor R5 has a resistance value of “several hundreds Ω”, for example. The resistance values of these resistors R1 to R4 are the current inputs of the current measuring AD converter 1b even when the maximum voltage within the rating is applied between the current input terminal I + of the terminal block 2 and the common terminal COM. The voltage input between the terminal Ain (+) and the current input terminal Ain (−) is selected so as to be within a rating (for example, “5V”).
図2は、図1に示すスイッチ回路5の一構成を示す模式図である。図2を併せ参照して、スイッチ回路5及びFET6について説明する。
FIG. 2 is a schematic diagram showing one configuration of the
スイッチ回路5は、マルチプレクサ5a、制御入力端子5b、電源端子5c、保護ダイオード5d、保護ダイオード5eを有する。
The
このうち、マルチプレクサ5aは、例えば単投型マルチプレクサであり、アナログスイッチとスイッチドライバを有して構成され、端子台2の電流入力端子I+と共通端子COMとの間に配置されている。なお、図2では、簡略化のため、マルチプレクサ5a(詳しくはアナログスイッチ)は、電流入力端子I+及び共通端子COMに直接接続されているが、実際には図1に示すように、マルチプレクサ5aと電流入力端子I+との間には電流測定用回路4が介在している。
Among these, the
また、制御入力端子5bは、出力端子Doutに接続されており、上記制御信号が入力される。電源端子5cは、半導体スイッチであるFET6を介して電源Eに接続されており、電源Eから電源が供給される。保護ダイオード5dは、接続点N1とグランドとの間に配置されており、保護ダイオード5eは、電源端子5cと接続点N1との間に配置されている。FET6は、スイッチ回路5と電源Eとの間に配置され、ゲート端子Gは、出力端子Doutに接続されており、上記制御信号が入力される。
The
端子台2に接続された被測定回路の電圧を測定する場合、制御部1cの出力端子DoutからFET6のゲートG及びスイッチ回路5の制御入力端子5bのそれぞれに対して論理Lレベルの制御信号が入力される。このとき、FET6は駆動されないため、スイッチ回路5に電源Eから電源は供給されない。また、このとき、マルチプレクサ5aはオフであるため、端子台2の電流入力端子I+と共通端子COMとは接続されず、切断される。したがって、共通端子COMは、電圧測定用AD変換部1aにのみ接続されている。
When measuring the voltage of the circuit under test connected to the terminal block 2, a logic L level control signal is output from the output terminal Dout of the
一方、端子台2に接続された被測定回路の電流を測定する場合、制御部1cの出力端子DoutからFET6のゲートG及びスイッチ回路5の制御入力端子5bのそれぞれに対して論理Hレベルの制御信号が入力される。このとき、FET6は駆動されるため、スイッチ回路5に電源Eから電源が供給される。スイッチ回路5に電源が供給された状態で、マルチプレクサ5aがオンにされるため、端子台2の電流入力端子I+と共通端子COMとが接続される。したがって、共通端子COMは、電圧測定用AD変換部1aに接続されているだけでなく、電流測定用AD変換部1bにも接続されることになる。
On the other hand, when the current of the circuit under test connected to the terminal block 2 is measured, the logic H level control is performed for each of the gate G of the
このように、スイッチ回路5は、共通端子COMの接続先を、電圧測定用AD変換部1aのみと、電圧測定用AD変換部1a及び電流測定用AD変換部1bの双方との間で切り換え可能に構成されている。また、FET6は、スイッチ回路5への電源Eからの電源供給を遮断可能に構成されている。
In this way, the
ところで、上述の通り、本実施の形態では、FET6は、マルチプレクサ5aによって構成されているスイッチ回路5と電源Eとの間に配置されているが、FET6を割愛する場合には、次のような事態が生じ得る。すなわち、スイッチ回路5の待機時(オフとされている間)に、端子台2の電圧入力端子V+と共通端子COMとの間、あるいは、電流入力端子I+と共通端子COMとの間に電圧が入力されると、スイッチ回路5の保護ダイオード5d及び5eを介して、漏電電流が流れることがある。漏電電流が流れると、電圧入力端子V+から共通端子COMへ、あるいは、電流入力端子I+から共通端子COMへ、電流が流れ続けてしまう。この点、本実施の形態では、FET6がスイッチ回路5と電源Eとの間に配置されていることから、スイッチ回路5の待機時に電圧入力端子V+と共通端子COMとの間、あるいは、電流入力端子I+と共通端子COMとの間に電圧が入力されても、スイッチ回路5の漏洩電流を遮断することができる。そして、ひいては、電圧入力端子V+から共通端子COMへ、あるいは、電流入力端子I+から共通端子COMへ、電流が流れ続ける事態の発生を防止することができる。ただし、FET6を必ずしも設ける必要はなく、割愛してもよい。
By the way, as described above, in the present embodiment, the
保護ダイオード7は、電圧入力端子V+と抵抗器R1との間に接続されており、保護ダイオード8は、共通端子COMと抵抗器R4との間にされている。これにより、電圧入力端子V+と共通端子COMとの間に異常な電圧が入力された場合でも、保護ダイオード7及び8を介して電流をグランドに逃がすことにより、測定用回路3を保護している。 The protection diode 7 is connected between the voltage input terminal V + and the resistor R1, and the protection diode 8 is connected between the common terminal COM and the resistor R4. As a result, even when an abnormal voltage is input between the voltage input terminal V + and the common terminal COM, the measurement circuit 3 is protected by allowing the current to escape to the ground via the protection diodes 7 and 8. .
以上のように構成された電圧電流測定装置100にて被測定回路の電圧あるいは電流を測定するにあたって、まず、当該電圧電流測定装置100に図示しないエンジツールが接続され、制御部1cの設定が行われる。詳しくは、制御部1cは、被測定回路の電圧を測定する場合、出力端子Doutから論理Lレベルの制御信号を出力するよう設定され、被測定回路の電流を測定する場合、出力端子Doutから論理Hレベルの制御信号を出力するよう設定される。
When measuring the voltage or current of the circuit under test using the voltage /
そして、被測定回路から得られる入力電圧を測定する場合には、被測定回路の一端及び他端を端子台2の電圧入力端子V+及び共通端子COMにそれぞれ接続する。上記の通り、制御部1cの出力端子DoutからはFET6のゲートG及びスイッチ回路5の制御入力端子5bに対して論理Lレベルの制御信号が出力されていることから、スイッチ回路5及びFET6がオフにされ、電源入力端子V+及び共通端子COM間の入力電圧が電圧測定用AD変換部1aによって測定される。
When measuring the input voltage obtained from the circuit under test, one end and the other end of the circuit under test are connected to the voltage input terminal V + and the common terminal COM of the terminal block 2, respectively. As described above, since the control signal of logic L level is output from the output terminal Dout of the
一方、被測定回路から得られる入力電流を測定する場合には、被測定回路の一端及び他端を端子台2の電流入力端子I+及び共通端子COMに接続する。上述の通り、制御部1cの出力端子DoutからはFET6のゲートG及びスイッチ回路5の制御入力端子5bに対して論理Hレベルの制御信号が出力されていることから、スイッチ回路5及びFET6がオンにされ、電流入力端子I+及び共通端子COM間の入力電圧が電流測定用AD変換部1bによって測定される。
On the other hand, when measuring the input current obtained from the circuit under test, one end and the other end of the circuit under test are connected to the current input terminal I + of the terminal block 2 and the common terminal COM. As described above, since the control signal of logic H level is output from the output terminal Dout of the
さらに、制御部1cは、上述の通り、電流測定用AD変換部1bの出力値を元に、過電電流が流れたか否かを検出し、過電流を検出すると、FET6のゲートG及びスイッチ回路5の制御入力端子5bに対して論理Lレベルの制御信号を出力してオフにすることで、共通端子COMと電流測定用AD変換部1bの入力端子Ain2(−)との接続を切断し、電流測定用回路4を保護する。
Further, as described above, the
以上説明したように、本実施の形態1の電圧電流測定装置によれば、1つの被測定回路につき、演算増幅器は2つ必要とはなるものの、スイッチ回路は1つ必要となるに過ぎない。演算増幅器はスイッチ回路よりも集積化すること、ひいては小型化することが可能であることから、回路全体を小型化することができるようになる。 As described above, according to the voltage / current measurement apparatus of the first embodiment, although only two operational amplifiers are required for each circuit under measurement, only one switch circuit is required. Since the operational amplifier can be integrated more than the switch circuit, and thus can be downsized, the entire circuit can be downsized.
また、本実施の形態1では、スイッチ回路5への電源供給を切断可能なFET6を備え、制御部1cは、FET6によって、スイッチ回路5への電源供給を切断する。これにより、スイッチ回路5の待機時に漏電電流が生じることを防止することができるようになる。
In the first embodiment, the
実施の形態2.
本発明に係る測定装置は、実施の形態1の構成に限定されるものではない。本発明に係る測定装置の実施の形態2の構成を図3に示すように、電圧電流測定装置100aは、図1に示した電圧電流測定装置100と類似の構成を有している。以下、第1の実施の形態の構成との差異について主に説明し、同一の構成については、同一の符号を付している。Embodiment 2. FIG.
The measuring apparatus according to the present invention is not limited to the configuration of the first embodiment. As shown in FIG. 3 of the configuration of the second embodiment of the measuring apparatus according to the present invention, the voltage /
具体的には、端子台2aは、図示しない被測定回路に接続される電圧入力端子V−と、被測定回路に接続される電流入力端子I−と、電圧入力端子V+及び電流入力端子I+に接続される共通端子COMとを有する。電圧入力端子V−は、電圧測定用回路3を介して、入力端子Ain1(−)に接続されている。電流入力端子I−は、電流測定用回路4を介して、入力端子Ain2(−)に接続されている。共通端子COMは、電圧測定用回路3を介して入力端子Ain1(+)に接続されているとともに、電流測定回路4及びスイッチ回路5を介して入力端子Ain2(+)に接続されている。すなわち、端子台2の電圧入力端子V+が端子台2aの電圧入力端子V−に、端子台2の電流入力端子I+が端子台2aの電流入力端子I−に、それぞれ極性が反転されている。また、保護ダイオード7aは、電圧入力端子V−と抵抗器R4との間に接続されており、保護ダイオード8aは、共通端子COMと抵抗器R1との間にされている。このような構成によっても、電圧電流測定装置100と同様の効果を得ることができる。
Specifically, the
他の実施の形態
上記実施の形態1の電圧電流測定装置100及び実施の形態2の電圧電流測定装置100aにおいても、スイッチ回路5は単投型のマルチプレクサにて構成されていたが、これに限られず、単投型のアナログスイッチにて構成されていてもよい。要は、単投型のスイッチ回路であれば、同様の効果を奏することができる。Other Embodiments In the voltage /
また、上記実施の形態(変形例を含む)では、本発明に係る測定装置として、被測定回路の電圧あるいは電流を測定する電圧電流測定装置として実現していたが、これに限らず、被測定回路の電圧を測定する構成を備えなくてもよい。すなわち、電圧測定時に被測定回路の一端と接続するための電圧入力端子、及び当該電圧入力端子と共通端子との間に印加される電圧の大きさをアナログ値からデジタル値に変換する電圧測定用AD変換器について割愛し、被測定回路の電流のみを測定する測定装置として構成してもよい。単投型のスイッチ回路は、双投型のスイッチ回路と比較して小型化することができるため、回路全体の小型化を図るという所期の目的を達成することはできる。 In the above-described embodiments (including modifications), the measuring device according to the present invention is realized as a voltage / current measuring device that measures the voltage or current of the circuit under measurement. A configuration for measuring the voltage of the circuit may not be provided. That is, a voltage input terminal for connecting to one end of the circuit under test at the time of voltage measurement, and for voltage measurement that converts the magnitude of the voltage applied between the voltage input terminal and the common terminal from an analog value to a digital value The AD converter may be omitted, and the measuring apparatus may be configured to measure only the current of the circuit under measurement. Since the single throw type switch circuit can be reduced in size compared with the double throw type switch circuit, the intended purpose of downsizing the entire circuit can be achieved.
以上説明した実施の形態の構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration of the embodiment described above shows an example of the content of the present invention, and can be combined with another known technique, or a part of the configuration without departing from the gist of the present invention. Can be omitted or changed.
1,1a アナログデジタル変換回路、2,2a 入力端子台、3 電圧測定用回路、4 電流測定用回路、5 スイッチ回路、6 FET、R1,R2,R3,R4,R5,Rs 抵抗器、100,100a 電圧電流測定回路。 1, 1a analog-digital conversion circuit, 2, 2a input terminal block, 3 voltage measurement circuit, 4 current measurement circuit, 5 switch circuit, 6 FET, R1, R2, R3, R4, R5, Rs resistor, 100, 100a Voltage current measurement circuit.
Claims (5)
前記電流測定時に前記被測定回路の他端と接続するための共通端子と、
前記電流入力端子と前記共通端子との間を流れる電流の大きさをアナログ値からデジタル値に変換する電流測定用AD変換部と、
前記共通端子と前記電流測定用AD変換部との間に設けられたスイッチ回路と、
前記電流測定用AD変換部の出力値を元に、前記電流入力端子と前記共通端子との間に規定の大きさ以上の電流である過電流が流れたことを検出すると、前記共通端子と前記電流測定用AD変換部との接続を切断する制御部と、
を備える測定装置。A current input terminal for connection to one end of the circuit under test during current measurement;
A common terminal for connecting to the other end of the circuit under test during the current measurement;
An AD converter for current measurement for converting the magnitude of the current flowing between the current input terminal and the common terminal from an analog value to a digital value;
A switch circuit provided between the common terminal and the current measuring AD converter;
Based on the output value of the A / D converter for current measurement, upon detecting that an overcurrent that is a current of a specified magnitude or more flows between the current input terminal and the common terminal, the common terminal and the common terminal A control unit for cutting off the connection with the AD converter for current measurement;
A measuring apparatus comprising:
前記電圧測定時に前記被測定回路の他端と接続するための前記共通端子と、
前記電圧入力端子と前記共通端子との間に印加される電圧の大きさをアナログ値からデジタル値に変換する電圧測定用AD変換部と、を備え、
前記制御部は、前記電流測定用AD変換部の出力値を元に、前記電流入力端子と前記共通端子との間に規定の大きさ以上の電流である過電流が流れたことを検出すると、前記共通端子の接続先を、前記電圧測定用AD変換部及び前記電流測定用AD変換部の双方から前記電圧測定用AD変換部のみへ前記スイッチ回路を切り替えることにより、前記共通端子と前記電流測定用AD変換部との接続を切断する
請求項1に記載の測定装置。A voltage input terminal for connecting to one end of the circuit under test during voltage measurement;
The common terminal for connecting to the other end of the circuit under test during the voltage measurement;
A voltage measurement AD converter that converts the magnitude of the voltage applied between the voltage input terminal and the common terminal from an analog value to a digital value;
The control unit detects, based on the output value of the current measurement AD conversion unit, that an overcurrent that is a current of a specified magnitude or more flows between the current input terminal and the common terminal. The common terminal and the current measurement are switched by switching the switch circuit from only both the voltage measurement AD converter and the current measurement AD converter to the voltage measurement AD converter. The measurement apparatus according to claim 1, wherein the connection with the AD conversion unit is disconnected.
前記制御部は、前記半導体スイッチによって、前記スイッチ回路への電源供給を遮断する
請求項1又は2に記載の測定装置。Comprising a semiconductor switch capable of shutting off the power supply to the switch circuit;
The measuring apparatus according to claim 1, wherein the control unit cuts off power supply to the switch circuit by the semiconductor switch.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の測定装置。The measurement apparatus according to claim 1, wherein the switch circuit is configured by an analog switch.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の測定装置。The measurement apparatus according to claim 1, wherein the switch circuit is configured by a multiplexer.
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001043904A (en) * | 1999-07-30 | 2001-02-16 | Fujitsu Ltd | Current monitoring circuit |
JP2003195988A (en) * | 2001-12-25 | 2003-07-11 | Sharp Corp | Electric power consumption control device and its method |
JP2007333574A (en) * | 2006-06-15 | 2007-12-27 | Sanyo Electric Co Ltd | Sensing device |
US20140092512A1 (en) * | 2012-09-29 | 2014-04-03 | Danaher (Shanghai) Industrial Instrumentation Technologies R&D Co., Ltd. | Battery Tester |
WO2015025709A1 (en) * | 2013-08-23 | 2015-02-26 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Battery-monitoring device |
JP2017034792A (en) * | 2015-07-30 | 2017-02-09 | ミツミ電機株式会社 | Multi-chip, battery protection device and battery pack |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61189627A (en) | 1985-02-18 | 1986-08-23 | Canon Inc | Formation of deposited film |
JPS61189627U (en) * | 1985-05-20 | 1986-11-26 | ||
IE913900A1 (en) * | 1990-12-28 | 1992-07-01 | Eaton Corp | Sure chip plus |
KR200442811Y1 (en) * | 2008-05-28 | 2008-12-11 | 여운남 | Receptacle with power-meter |
KR100964727B1 (en) * | 2008-07-08 | 2010-06-21 | 주식회사 금영 | Circuit and Method for Protecting Overcurrent |
JP5457152B2 (en) | 2009-12-03 | 2014-04-02 | 東芝シュネデール・インバータ株式会社 | Inverter device |
KR101614202B1 (en) * | 2013-08-28 | 2016-04-21 | 주식회사 엘지화학 | Current measurement relay apparatus |
CN104917142B (en) * | 2014-03-10 | 2017-12-29 | 艾默生网络能源***北美公司 | A kind of sample circuit and monitoring device |
CN104168011B (en) * | 2014-05-06 | 2017-07-28 | 浙江中控自动化仪表有限公司 | A kind of analog signal input circuit |
TWI548184B (en) * | 2014-09-05 | 2016-09-01 | 緯創資通股份有限公司 | Protection device and method for electronic device |
-
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001043904A (en) * | 1999-07-30 | 2001-02-16 | Fujitsu Ltd | Current monitoring circuit |
JP2003195988A (en) * | 2001-12-25 | 2003-07-11 | Sharp Corp | Electric power consumption control device and its method |
JP2007333574A (en) * | 2006-06-15 | 2007-12-27 | Sanyo Electric Co Ltd | Sensing device |
US20140092512A1 (en) * | 2012-09-29 | 2014-04-03 | Danaher (Shanghai) Industrial Instrumentation Technologies R&D Co., Ltd. | Battery Tester |
WO2015025709A1 (en) * | 2013-08-23 | 2015-02-26 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Battery-monitoring device |
JP2017034792A (en) * | 2015-07-30 | 2017-02-09 | ミツミ電機株式会社 | Multi-chip, battery protection device and battery pack |
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