JPH05333069A - 電気抵抗測定方法 - Google Patents
電気抵抗測定方法Info
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- JPH05333069A JPH05333069A JP13515392A JP13515392A JPH05333069A JP H05333069 A JPH05333069 A JP H05333069A JP 13515392 A JP13515392 A JP 13515392A JP 13515392 A JP13515392 A JP 13515392A JP H05333069 A JPH05333069 A JP H05333069A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 測定回路の電源により抵抗測定が影響を受け
ないようにする。 【構成】 測定回路として抵抗体ＲＸを用いる発振回路
を採用し、オペアンプＯＰ１とＯＰ２により発振したパ
ルス信号のパルス幅を測定することにより測定対象の抵
抗体ＲＸの抵抗値を測定する。
ないようにする。 【構成】 測定回路として抵抗体ＲＸを用いる発振回路
を採用し、オペアンプＯＰ１とＯＰ２により発振したパ
ルス信号のパルス幅を測定することにより測定対象の抵
抗体ＲＸの抵抗値を測定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種素子等の電気抵抗
測定方法に関するものである。
測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電気抵抗の測定方法としては、被
測定体である抵抗に一定の電流をながしその抵抗体の電
圧ドロップを測定し測定電圧値を流した電流の定電流値
で割る事により抵抗値を算出する方法が広く知られてい
る。この方法の利点としては例えば１ｍＡの定電流源を
用意すれば被測定体の電圧ドロップが１Ｖ当りの抵抗値
としては１ＫΩになるため、電圧値を直読すれば抵抗値
がそのまま換算でき、また、特別に割算等の演算を行な
う必要が無いので、非常に簡単な構成で済むことが挙げ
られる。
測定体である抵抗に一定の電流をながしその抵抗体の電
圧ドロップを測定し測定電圧値を流した電流の定電流値
で割る事により抵抗値を算出する方法が広く知られてい
る。この方法の利点としては例えば１ｍＡの定電流源を
用意すれば被測定体の電圧ドロップが１Ｖ当りの抵抗値
としては１ＫΩになるため、電圧値を直読すれば抵抗値
がそのまま換算でき、また、特別に割算等の演算を行な
う必要が無いので、非常に簡単な構成で済むことが挙げ
られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電気抵抗測定方法では、正確な抵抗値測定を行なうため
には、定電流源の電流値が正確である事が要求され、高
精度の定電流源を作成する必要があるので非常に高価な
回路や精密な部品を使用する必要が有った。
電気抵抗測定方法では、正確な抵抗値測定を行なうため
には、定電流源の電流値が正確である事が要求され、高
精度の定電流源を作成する必要があるので非常に高価な
回路や精密な部品を使用する必要が有った。
【０００４】また前記の方法では高抵抗値を計るために
は定電流源として非常に微小電流が要求されるため定電
流電源の実現が難しかった。
は定電流源として非常に微小電流が要求されるため定電
流電源の実現が難しかった。
【０００５】そこで、本発明の目的は、電源に抵抗より
測定値が左右されていない電気抵抗測定方法を提供する
ことにある。
測定値が左右されていない電気抵抗測定方法を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、測定対象の抵抗体の抵抗値に応じて
パルス幅が異なるパルス信号を作成し、当該作成された
パルス信号のパルス幅を測定することを特徴とする。
るために本発明は、測定対象の抵抗体の抵抗値に応じて
パルス幅が異なるパルス信号を作成し、当該作成された
パルス信号のパルス幅を測定することを特徴とする。
【０００７】
【作用】測定対象の抵抗体を用いて作成したパルス信号
のパルス幅を測定する事により、抵抗値測定を行なうの
で、電流値が正確である必要はない。
のパルス幅を測定する事により、抵抗値測定を行なうの
で、電流値が正確である必要はない。
【０００８】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示す図面であり、
図４および図６〜図８と同一符号は同一構成部分を示し
ている。
図４および図６〜図８と同一符号は同一構成部分を示し
ている。
【０００９】図１においてＲＸは、測定対象物である抵
抗体であり、（積分用）オペアンプＯＰ１のマイナス端
子と（ヒステリシス用）オペアンプＯＰ２の出力端子に
接続される。Ｃ１は、オペアンプＯＰ１のマイナス端子
と出力端子間に接続されＲＸに流れる電流を蓄える積分
コンデンサであり、オペアンプＯＰ１は、コンデンサＣ
１と組合せることにより抵抗体ＲＸに流れる電流を蓄積
するミラー積分回路を構成する。
抗体であり、（積分用）オペアンプＯＰ１のマイナス端
子と（ヒステリシス用）オペアンプＯＰ２の出力端子に
接続される。Ｃ１は、オペアンプＯＰ１のマイナス端子
と出力端子間に接続されＲＸに流れる電流を蓄える積分
コンデンサであり、オペアンプＯＰ１は、コンデンサＣ
１と組合せることにより抵抗体ＲＸに流れる電流を蓄積
するミラー積分回路を構成する。
【００１０】オペアンプＯＰ１の出力端子は、抵抗Ｒ１
を介してオペアンプＯＰ２のプラス端子に接続され、そ
のプラス端子は、抵抗Ｒ２を介しオペアンプＯＰ２の出
力端子に接続することでオペアンプＯＰ２にポジティブ
フィードバックをかけている。オペアンプＯＰ１のプラ
ス入力端子とオペアンプＯＰ２のマイナス入力端子は接
地される。以上の接続により発振回路を構成する。ま
た、オペアンプＯＰ２の出力端子の発振出力は、パルス
幅を測定するパルス幅カウンターに接続される。
を介してオペアンプＯＰ２のプラス端子に接続され、そ
のプラス端子は、抵抗Ｒ２を介しオペアンプＯＰ２の出
力端子に接続することでオペアンプＯＰ２にポジティブ
フィードバックをかけている。オペアンプＯＰ１のプラ
ス入力端子とオペアンプＯＰ２のマイナス入力端子は接
地される。以上の接続により発振回路を構成する。ま
た、オペアンプＯＰ２の出力端子の発振出力は、パルス
幅を測定するパルス幅カウンターに接続される。
【００１１】次に動作に付いて説明する。
【００１２】この回路に電源を投入することによりオペ
アンプＯＰ１とオペアンプＯＰ２は動作を始める。まず
オペアンプＯＰ２は、抵抗Ｒ１とＲ２により正帰還が掛
っているためノイズやオフセット電圧などを増幅し出力
電圧ＶO は、プラス側もしくはマイナス側の電源電圧に
近い値に飽和する。
アンプＯＰ１とオペアンプＯＰ２は動作を始める。まず
オペアンプＯＰ２は、抵抗Ｒ１とＲ２により正帰還が掛
っているためノイズやオフセット電圧などを増幅し出力
電圧ＶO は、プラス側もしくはマイナス側の電源電圧に
近い値に飽和する。
【００１３】オペアンプＯＰ１のマイナス入力端子は、
コンデンサＣ１からのフィードバックにより接地電位に
なるように制御されているため被測定抵抗ＲＸにはオペ
アンプＯＰ２の出力電圧ＶO が印加される。
コンデンサＣ１からのフィードバックにより接地電位に
なるように制御されているため被測定抵抗ＲＸにはオペ
アンプＯＰ２の出力電圧ＶO が印加される。
【００１４】オペアンプＯＰ１のマイナス端子には、オ
ペアンプＯＰ２の出力電圧ＶO を被測定抵抗ＲＸの抵抗
値で割った値の電流が流れ込むため、オペアンプＯＰ１
の出力電圧は流入電流に見合うだけ出力電圧Ｖ１の電圧
を増やしてゆき、コンデンサＣ１により流入電流を吸収
する。この出力電圧Ｖ１は、マイナス端子の電流を打消
す方向のため出力電圧ＶO とは逆極性になる。
ペアンプＯＰ２の出力電圧ＶO を被測定抵抗ＲＸの抵抗
値で割った値の電流が流れ込むため、オペアンプＯＰ１
の出力電圧は流入電流に見合うだけ出力電圧Ｖ１の電圧
を増やしてゆき、コンデンサＣ１により流入電流を吸収
する。この出力電圧Ｖ１は、マイナス端子の電流を打消
す方向のため出力電圧ＶO とは逆極性になる。
【００１５】ここでオペアンプＯＰ２は、抵抗Ｒ１とＲ
２により正帰還が掛っておりヒステリシスコンパレータ
として動作するためオペアンプＯＰ１の出力電圧Ｖ１が
ある値以上になった時に出力を反転させる動作を行な
う。そのため、オペアンプＯＰ１の出力電圧Ｖ１が、被
測定抵抗ＲＸからの流入電流により上昇して行きＲ１と
Ｒ２の抵抗で決定される反転電圧ＶT を越えると出力電
圧ＶO は瞬時にして反転し被測定抵抗ＲＸには逆転され
たＶO が印加され、オペアンプＯＰ１に対する流入電流
の方向も逆転する。
２により正帰還が掛っておりヒステリシスコンパレータ
として動作するためオペアンプＯＰ１の出力電圧Ｖ１が
ある値以上になった時に出力を反転させる動作を行な
う。そのため、オペアンプＯＰ１の出力電圧Ｖ１が、被
測定抵抗ＲＸからの流入電流により上昇して行きＲ１と
Ｒ２の抵抗で決定される反転電圧ＶT を越えると出力電
圧ＶO は瞬時にして反転し被測定抵抗ＲＸには逆転され
たＶO が印加され、オペアンプＯＰ１に対する流入電流
の方向も逆転する。
【００１６】そこで、オペアンプＯＰ１の出力電圧Ｖ１
も逆方向に増加する事により流入電流をＣ１により吸収
する。
も逆方向に増加する事により流入電流をＣ１により吸収
する。
【００１７】オペアンプＯＰ１の出力電圧Ｖ１は、オペ
アンプＯＰ２の先程とは逆方向の反転電圧ＶT に達する
まで上昇して行き、反転電圧ＶT をこえると出力電圧Ｖ
O は瞬時にして反転し被測定抵抗ＲＸには最初に印加さ
れた極性のＶO が印加され、オペアンプＯＰ１に対する
流入電流の方向も最初の向きになる。
アンプＯＰ２の先程とは逆方向の反転電圧ＶT に達する
まで上昇して行き、反転電圧ＶT をこえると出力電圧Ｖ
O は瞬時にして反転し被測定抵抗ＲＸには最初に印加さ
れた極性のＶO が印加され、オペアンプＯＰ１に対する
流入電流の方向も最初の向きになる。
【００１８】このようにしてオペアンプＯＰ１とオペア
ンプＯＰ２は、発振を開始し、発振状態を維持する。そ
の時の発振波形を、図２に示す。
ンプＯＰ２は、発振を開始し、発振状態を維持する。そ
の時の発振波形を、図２に示す。
【００１９】ここでこの回路の発振時のパルス幅Ｔｗ
は、
は、
【００２０】
【数１】
【００２１】で示され式中、の電流ｉｘは、
【００２２】
【数２】
【００２３】のため（数１）式に（数２）式を代入する
と
と
【００２４】
【数３】
【００２５】となりパルス幅Ｔｗは、ＲＸの値に比例す
るので発振パルス幅Ｔｗを測定する事により、被測定抵
抗であるＲＸの値を測定することが実現できる。また本
実施例ではＶT は、
るので発振パルス幅Ｔｗを測定する事により、被測定抵
抗であるＲＸの値を測定することが実現できる。また本
実施例ではＶT は、
【００２６】
【数４】
【００２７】で示され（数３）式に代入すると、
【００２８】
【数５】
【００２９】となり、発振パルス幅は、被測定抵抗ＲＸ
及び定数Ｒ１とＲ２とＣ１により設定されるため電源電
圧の影響などもない非常に安定したパルス幅が発振可能
なため被測定抵抗ＲＸの測定も高精度に行なう事が出来
る。
及び定数Ｒ１とＲ２とＣ１により設定されるため電源電
圧の影響などもない非常に安定したパルス幅が発振可能
なため被測定抵抗ＲＸの測定も高精度に行なう事が出来
る。
【００３０】図４は、本発明の第２の実施例の回路構成
を示す。
を示す。
【００３１】この回路では抵抗値測定回路を単一電源に
より動作させるためＶCCの中間電圧を分割抵抗Ｒ３とＲ
４により作成し、オペアンプＯＰ１のプラス入力端子と
オペアンプＯＰ２のマイナス入力端子を接続する事によ
り中間電圧を中心に発振が出来るので被測定抵抗ＲＸの
値をパルス幅で読取る事が単一電源でも実現できる。そ
のため電源系統が簡略化でき低価格化が計れる。
より動作させるためＶCCの中間電圧を分割抵抗Ｒ３とＲ
４により作成し、オペアンプＯＰ１のプラス入力端子と
オペアンプＯＰ２のマイナス入力端子を接続する事によ
り中間電圧を中心に発振が出来るので被測定抵抗ＲＸの
値をパルス幅で読取る事が単一電源でも実現できる。そ
のため電源系統が簡略化でき低価格化が計れる。
【００３２】また、その時の動作波形は、図５の様にな
る。
る。
【００３３】図６は、本発明の第３の実施例の回路構成
を示す。この回路は、被測定抵抗であるＲＸに印加され
る電力や電圧を制限した例である。
を示す。この回路は、被測定抵抗であるＲＸに印加され
る電力や電圧を制限した例である。
【００３４】本実施例では、ヒステリシスコンパレータ
であるＯＰ２の出力電圧を抵抗Ｒ５とツェナーダイオー
ドＺＤ１とＺＤ２によりクランプし、オペアンプＯＰ３
のバッファーを通じたものを出力電圧ＶO とする事によ
り被測定体ＲＸに印加する電圧値を制限するものであ
る。
であるＯＰ２の出力電圧を抵抗Ｒ５とツェナーダイオー
ドＺＤ１とＺＤ２によりクランプし、オペアンプＯＰ３
のバッファーを通じたものを出力電圧ＶO とする事によ
り被測定体ＲＸに印加する電圧値を制限するものであ
る。
【００３５】これは、被測定体である抵抗ＲＸが何等か
のセンサーなどの場合、印加電力が大き過ぎると抵抗体
ＲＸが自己昇温してしまい正確な値が測定できないとい
う等の問題点に対策を施すものである。また、図中のク
ランプ回路に対しては、種々の方式を使用しても構わな
いので、例えばツェナーダイオードの替りにダイオード
を使用しそのＶF 値によりクランプを行なうなどの方法
が可能である。
のセンサーなどの場合、印加電力が大き過ぎると抵抗体
ＲＸが自己昇温してしまい正確な値が測定できないとい
う等の問題点に対策を施すものである。また、図中のク
ランプ回路に対しては、種々の方式を使用しても構わな
いので、例えばツェナーダイオードの替りにダイオード
を使用しそのＶF 値によりクランプを行なうなどの方法
が可能である。
【００３６】図７は、本発明の第４の実施例であり、回
路構成を示し、この回路は、被抵抗値測定体ＲＸの印加
電圧ＶO と反転電圧ＶT を各々独立に設定できるように
した１例である。
路構成を示し、この回路は、被抵抗値測定体ＲＸの印加
電圧ＶO と反転電圧ＶT を各々独立に設定できるように
した１例である。
【００３７】本実施例では、コンパレータＣＭＰ１とＣ
ＭＰ２でオペアンプＯＰ１の積分出力電圧Ｖ１を比較判
定しその出力をフリップ−フロップ回路でラッチして出
力の極性反転を発生させることにより被抵抗値測定体Ｒ
Ｘの印加電圧ＶO と反転電圧ＶT の関係を独立に設定で
きるようにしたものである。
ＭＰ２でオペアンプＯＰ１の積分出力電圧Ｖ１を比較判
定しその出力をフリップ−フロップ回路でラッチして出
力の極性反転を発生させることにより被抵抗値測定体Ｒ
Ｘの印加電圧ＶO と反転電圧ＶT の関係を独立に設定で
きるようにしたものである。
【００３８】通常反転電圧ＶT は印加電圧ＶO よりも小
さい値となり被抵抗値測定体ＲＸの印加電圧ＶO を制限
した時は、反転電圧ＶT も小さくなる。そのためオペア
ンプＯＰ１の出力電圧Ｖ１の振幅も小さくなりヒステリ
シスコンパレータではノイズの影響を受けやすくなり精
度の高い測定が出来ないという問題点の対策方法とし
て、この様に反転電圧ＶT を各々独立に設定する事で、
積分用オペアンプＯＰ１の出力電圧Ｖ１の振幅を大きく
出来るので被抵抗値測定体ＲＸの値を高精度に測定する
事が可能になる。
さい値となり被抵抗値測定体ＲＸの印加電圧ＶO を制限
した時は、反転電圧ＶT も小さくなる。そのためオペア
ンプＯＰ１の出力電圧Ｖ１の振幅も小さくなりヒステリ
シスコンパレータではノイズの影響を受けやすくなり精
度の高い測定が出来ないという問題点の対策方法とし
て、この様に反転電圧ＶT を各々独立に設定する事で、
積分用オペアンプＯＰ１の出力電圧Ｖ１の振幅を大きく
出来るので被抵抗値測定体ＲＸの値を高精度に測定する
事が可能になる。
【００３９】図８は、本発明の第５の実施例の回路構成
を示し、この回路は被抵抗値測定体ＲＸの値の範囲が非
常に広範囲に渉る時の１例である。
を示し、この回路は被抵抗値測定体ＲＸの値の範囲が非
常に広範囲に渉る時の１例である。
【００４０】本実施例では、被抵抗値測定体ＲＸの値の
範囲が広範囲に渉る場合は図３に示されるようにコンデ
ンサＣ１の積分コンデンサの容量値を切換える事が有効
である。このため、パルス幅カウンターのカウント値が
オーバーした場合は、レンジアップ信号を、また、カウ
ント値が少ない場合は、レンジダウン信号を発生させ
る。そのアップダウン信号によりコンデンサＣ１からＣ
４に直列に接続されているスイッチＳ１からＳ４を切換
える事で広い範囲で高精度の抵抗値測定が実現できる。
範囲が広範囲に渉る場合は図３に示されるようにコンデ
ンサＣ１の積分コンデンサの容量値を切換える事が有効
である。このため、パルス幅カウンターのカウント値が
オーバーした場合は、レンジアップ信号を、また、カウ
ント値が少ない場合は、レンジダウン信号を発生させ
る。そのアップダウン信号によりコンデンサＣ１からＣ
４に直列に接続されているスイッチＳ１からＳ４を切換
える事で広い範囲で高精度の抵抗値測定が実現できる。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、積分回路と、その
出力電圧を比較、反転させるヒステリシスコンパレータ
とそのコンパレータの出力から測定対象物である抵抗体
を積分回路の入力として接続する事によって測定対象物
である抵抗体の抵抗値に比例したパルス幅を発生させ、
そのパルス幅を測定する事により被測定抵抗の抵抗値と
する構成により、電源電圧依存性の無い安定で、高精度
の抵抗値測定が実現できる。
出力電圧を比較、反転させるヒステリシスコンパレータ
とそのコンパレータの出力から測定対象物である抵抗体
を積分回路の入力として接続する事によって測定対象物
である抵抗体の抵抗値に比例したパルス幅を発生させ、
そのパルス幅を測定する事により被測定抵抗の抵抗値と
する構成により、電源電圧依存性の無い安定で、高精度
の抵抗値測定が実現できる。
【００４２】またこの方法では、特別な定電流源などが
不用なため積分コンデンサの絶縁抵抗が高いものを使用
する事により、非常に高抵抗まで測定が可能になる。更
に、この測定方法では被測定体に印加される電圧は、交
流分のみであるため測定対象物が有機物などを使用した
センサーの抵抗値測定を行なうのにも適している特徴を
持つ。
不用なため積分コンデンサの絶縁抵抗が高いものを使用
する事により、非常に高抵抗まで測定が可能になる。更
に、この測定方法では被測定体に印加される電圧は、交
流分のみであるため測定対象物が有機物などを使用した
センサーの抵抗値測定を行なうのにも適している特徴を
持つ。
【図１】第１の実施例の回路構成を示す回路図である。
【図２】図１の回路の信号波形を示す波形図である。
【図３】積分コンデンサ容量対発振パルス幅特性を示す
特性図である。
特性図である。
【図４】第２の実施例の回路構成を示す回路図である。
【図５】図４の回路の信号波形を示す波形図である。
【図６】第３の実施例の回路構成を示す回路図である。
【図７】第４の実施例の回路構成を示す回路図である。
【図８】第５の実施例の回路構成を示す回路図である。
Ｃ１〜Ｃ４ 積分コンデンサ Ｃ５ バイパスコンデンサ ＯＰ１ （積分用）オペアンプ ＯＰ２ （ヒステリシス用）オペアンプ Ｒ１，Ｒ２ ヒステリシス設定用抵抗 ＲＸ 測定対象抵抗
Claims (1)
- 【請求項１】 測定対象の抵抗体の抵抗値に応じてパル
ス幅が異なるパルス信号を作成し、当該作成されたパル
ス信号のパルス幅を測定することを特徴とする電気抵抗
測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13515392A JPH05333069A (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | 電気抵抗測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13515392A JPH05333069A (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | 電気抵抗測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05333069A true JPH05333069A (ja) | 1993-12-17 |
Family
ID=15145060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13515392A Pending JPH05333069A (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | 電気抵抗測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05333069A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007051966A (ja) * | 2005-08-19 | 2007-03-01 | Hioki Ee Corp | 検査装置 |
| CN102539925A (zh) * | 2010-12-30 | 2012-07-04 | 北京中科微纳物联网技术股份有限公司 | 传感器高精度动态测试方法 |
| CN102539924A (zh) * | 2010-12-13 | 2012-07-04 | 北京中科微纳物联网技术股份有限公司 | 纳米传感器电阻宽范围精密测量电路及方法 |
| CN112130029A (zh) * | 2020-10-10 | 2020-12-25 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 一种列车网络故障检测工装及检测方法 |
-
1992
- 1992-05-27 JP JP13515392A patent/JPH05333069A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007051966A (ja) * | 2005-08-19 | 2007-03-01 | Hioki Ee Corp | 検査装置 |
| CN102539924A (zh) * | 2010-12-13 | 2012-07-04 | 北京中科微纳物联网技术股份有限公司 | 纳米传感器电阻宽范围精密测量电路及方法 |
| CN102539925A (zh) * | 2010-12-30 | 2012-07-04 | 北京中科微纳物联网技术股份有限公司 | 传感器高精度动态测试方法 |
| CN112130029A (zh) * | 2020-10-10 | 2020-12-25 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 一种列车网络故障检测工装及检测方法 |
| CN112130029B (zh) * | 2020-10-10 | 2024-03-01 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 一种列车网络故障检测工装及检测方法 |
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