DD292975A5 - CIRCUIT ARRANGEMENT FOR MEASURING LARGE ELECTRICAL RESISTANCES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Messung von groszen elektrischen Widerstaenden, die vorzugsweise zur Bestimmung des Reifegrades von Getreide Anwendung finden kann. Die erfindungsgemaesze Schaltungsanordnung soll durch eine hohe Offsetspannungsdriftstabilitaet charakterisiert sein. Dies wird dadurch erreicht, dasz sowohl zwischen dem positiven Potential einer Meszspannung und dem positiven Eingang eines Differenzverstaerkers als auch zwischen dem negativen Potential der Meszspannung und dem negativen Eingang des Differenzverstaerkers jeweils ein Bezugswiderstand geschaltet ist. Der zu messende Widerstand ist zwischen dem positiven und negativen Eingang des Differenzverstaerkers geschaltet. Diese Loesung stellt einen Doppelspannungsteiler mit zwei resultierenden Spannungen dar. Fig. 1{Reifegrad; Widerstandmessung; Schaltungsanordnung; Differenzverstaerker; Offsetspannungsstabilitaet; Bezugswiderstand; Meszwiderstand; Meszspannung; Getreide; Doppelspannungsteiler}The invention relates to a circuit arrangement for measuring large electrical resistances, which can preferably be used for determining the degree of ripeness of cereals. The inventive circuit arrangement should be characterized by a high offset voltage drift stability. This is achieved by a respective reference resistance being connected between the positive potential of a measuring voltage and the positive input of a differential amplifier as well as between the negative potential of the measuring voltage and the negative input of the differential amplifier. The resistance to be measured is connected between the positive and negative input of the differential amplifier. This solution represents a double voltage divider with two resulting voltages. Fig. 1 {Maturity; Resistance measurement; Circuitry; differential amplifier; Offsetspannungsstabilitaet; Reference resistance; Meszwiderstand; Meszspannung; Grain; Double voltage divider}
Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Messung von großen elektrischen Widerständen, die vorzugsweise zur Ermittlung des Reifegrades von Getreide Anwendung finden kann.The invention relates to a circuit arrangement for measuring large electrical resistances, which can preferably be used to determine the degree of ripeness of cereals.
Differenzverstärker und das Verfahren des einfachen Spannungsteilers mit nachfolgendem Meßverstärker zurückzuführen sind.Differential amplifier and the method of the simple voltage divider with subsequent measuring amplifier are due.
Als Beispiel soll die DT-AS 2505595 herangezogen werden. In ihr wird ein Meßverfahren mit einfach wirkendem Spannungsteiler und nachfolgendem Meßverstärker beschrieben. Das Wesen dieser Erfindung besteht in einem Meßverfahren, welches unter Erzielung einer hohen Meßgenauigkeit in der Lage ist, extrem große Widerstandsbereiche bis 1012 Ohm melltechnisch zu erfassen und schnell zu verarbeiten.As an example, the DT-AS 2505595 will be used. It describes a measuring method with a single-acting voltage divider and subsequent measuring amplifier. The essence of this invention is a measuring method which is capable of detecting extremely high resistance ranges up to 10 12 ohms and achieving high processing accuracy while achieving a high measuring accuracy.
Die dargestellte Meßeinrichtung besteht aus einem einfachen Spannungsteiler als Eingangskreis, einem Meßverstärker, einem Abgleichpotentiometer und zwei Kontrollampen zur Anzeige des abgeglichenen Zustandes.The measuring device shown consists of a simple voltage divider as an input circuit, a measuring amplifier, a tuning potentiometer and two indicator lamps for displaying the adjusted state.
Nach Anschalten des Meßwiderstandes ist das mit einer Meßwertskala versehene Abgleichpotentiometer soweit zu verstellen, bis beide Kontrollampen den abgeglichenen Zustand anzeigen. Der Meßwert ist an der Skala des Meßwiderstandes abzulesen.After switching on the measuring resistor, the adjustment potentiometer provided with a measuring scale must be adjusted until both control lamps indicate the adjusted condition. The measured value can be read on the scale of the measuring resistor.
Eine Variante sieht einen automatischen Abgleich mittels Komperatoren, die durch die Kontrollampen gesteuert werden und einem mit Motor angetriebenen Abgleichpotentiometer vor.One variant provides for automatic adjustment by means of comparators controlled by the control lamps and a motorized tuning potentiometer.
Die Temperaturkompensation wird durch temperaturabhängige Elemente im Rückkopplungszweig des Meßverstärkers realisiert.The temperature compensation is realized by temperature-dependent elements in the feedback branch of the sense amplifier.
Nachteilig bei diesen Lösungen ist der verhältnismäßig große Abgleichaufwand, da die DT-AS 2506595 durch eine hohe Offsetspannungsdrift gekennzeichnet ist.A disadvantage of these solutions is the relatively large adjustment effort, since the DT-AS 2506595 is characterized by a high offset voltage drift.
Bei den bekannten Widerstandsmeßbrücken wirkt sich der verhältnismäßig hohe Bauelementeaufwand sehr nachteilig aus.In the known resistance measuring bridges, the relatively high component cost has a very disadvantageous effect.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Schaltungsanordnung zur Messung von großen elektrischen Widerständen zu schaffen, die durch ein kleines Bauvolumen gekennzeichnet ist und damit einen transportablen Einsatz ermöglicht.The object of the invention is to provide a circuit arrangement for the measurement of large electrical resistances, which is characterized by a small volume of construction and thus enables a portable use.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Messung von großen elektrischen Widerständen zu schaffen, die durch eine hohe Offsetspannungsdriftstabilität gekennzeichnet ist.The invention has for its object to provide a circuit arrangement for measuring large electrical resistances, which is characterized by a high offset voltage drift stability.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß sowohl zwischen dem positiven Potential einer Meßspannung und dem positiven Eingang eines Differenzverstärkers als auch zwischen dem negativen Potential der Meßspannung und dem negativen Eingang des Differenzverstärkers jeweils ein Bezugswiderstand geschaltet ist. Der zu messende Widerstand ist zwischen dem positiven und negativen Eingang des Differenzverstärkers geschaltet. In günstiger Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ist der jeweilige Bezugswiderstand aus einer Vielzahl jeweils in Reihe geschalteter Einzelwiderstände aufgebaut.According to the invention, this object is achieved in that a respective reference resistance is connected between the positive potential of a measuring voltage and the positive input of a differential amplifier as well as between the negative potential of the measuring voltage and the negative input of the differential amplifier. The resistance to be measured is connected between the positive and negative input of the differential amplifier. In a favorable embodiment of the solution according to the invention, the respective reference resistance is constructed from a plurality of series-connected individual resistors.
Anschließend soll die erfindungsgemäße Lösung kurz in Funktion beschrieben werden. Diese Lösung stellt einen Doppelspannungsteiler mit zwei resultierenden Spannungen dar. Diese resultierenden Spannungen in den Knotenpunkten des Doppelspannungsteilers, zwischen denen der zu messende Widerstand angeordnet ist, werden zur Weiterverarbeitung einem Differenzverstärker zugeführt. Dabei kann der zu messende Widerstand wesentlich größersein als die in den jeweiligen Zweigen angeordneten Bezugswiderstände.Subsequently, the solution according to the invention will be briefly described in function. This solution represents a double voltage divider with two resulting voltages. These resulting voltages in the nodes of the double voltage divider, between which the resistor to be measured is arranged, are fed to a differential amplifier for further processing. In this case, the resistance to be measured can be substantially greater than the reference resistors arranged in the respective branches.
Ein Bezügswiderstand 01 ist zwischen dem positiven Meßpotential UBpi und dem Knotenpunkt 04 angeordnet und der zweite Bezugswiderstand 02 befindet sich zwischen dem Knotenpunkt 05 und dem negativen Meßpotential UBP2. Dabei ist der Knotenpunkt 04 mit dem positiven Eingang 06 und der Knotenpunkt 05 mit dem negativen Eingang 07 des Differenzverstärkers 09 verbunden. Die Gesamtmeßspannung Um ergibt sich aus den Beträgen der Meßpotentiale Ub^i und Uop2 nach folgender BezeichnungA reference resistor 01 is arranged between the positive measuring potential U B pi and the node 04 and the second reference resistor 02 is located between the node 05 and the negative measuring potential U BP2 . In this case, the node 04 is connected to the positive input 06 and the node 05 to the negative input 07 of the differential amplifier 09. The Gesamtmeßspannung Um results from the amounts of the measuring potentials Ub ^ i and Uop2 according to the following name
Um = /UBP1/ + /UBP2/Um = / U BP1 / + / U BP2 /
Die Bezugswiderstände 01 und 02 bilden im Zusammenhang mit dem zu messenden Widerstand 03 einen Doppelspsnnungsteiler, deren positive Teilspannung im Knotenpunkt 04 und deren negative Teilspannung im Knotenpunkt 05 gebildet wird. Die Teilspannung des Knotenpunktes 04 bildet die positive Meßspannung U2 am positiven Eingang 06 und die Teilspannung des Knotenpunktes 05 die negative Meßspannung U1 am negativen Eingang 07 des Differenzverstärkers 09. Die positive Meßspannung U2 und die negative Meßspannung U1 wird im Differenzverstärker 09 in bekannter Weise verarbeitet.The reference resistors 01 and 02 form, in connection with the resistance 03 to be measured, a double-voltage divider whose positive partial voltage is formed in node 04 and whose negative partial voltage in node 05. The partial voltage of the node 04 forms the positive measuring voltage U 2 at the positive input 06 and the partial voltage of the node 05, the negative measuring voltage U 1 at the negative input 07 of the differential amplifier 09. The positive measuring voltage U 2 and the negative measuring voltage U 1 is in differential amplifier 09 in processed in a known manner.
Gemäß Figur 2 ist zur Erweiterung des Gesamtmeßbereiches der Bezugswiderstand 01 in die Teilwiderstände R 1.1, R 1.2, R 1.3 und der Bezugswiderstand 02 in die Teilwiderstände R2.1, R2.2, R2.3 unterteilt. Der Betrag der Bezugswiderstände 01 und 02 wird durch die Schaltstellung des Doppelschalters 10 mit seinen Bestandteilen S1.1 und S1.2 unter Wirkung der Schaltstellung a, b oder c bestimmt. Befindet sich der Doppelschalter 10 in der Schaltstellung a ist der kleinste Meßbereich ausgewählt, in der Schaltstellung c ist der größte Meßbereich wirksam geschaltet. Um Rückwirkungen vom Ausgang 08 des Differenzverstärkers 09 sowie der Bezugsspannung GND auf die Eingänge 06 und 07 zu vermeiden, ist der Differenzverstärker 09 als Instrumentationsverstärker in bekannter Weise ausgeführt. Die im Instrumentationsverstärker 09 gebildete Ausgangsspannung UOut wird über den Ausgang 08 einer Einrichtung zur Signalverarbeitung 11 zugeführt. Die Figur 3 zeigt den Zusammenhang zwischen den Bezugswiderständen 01 (R 1) und 02 (R2), dem zu messenden Widerstand 03 (Rx) und der Ausgangsspannung Uout unter Berücksichtigung unterschiedlicher Widerstandsverhältnisse. Dabei kann der zu messende Widerstand wesentlich größer sein als die Bezugswiderstände. Es sind mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung Messungen möglich, bei denen derzu messende elektrische Widerstand weit über 1 GOhm liegt. Oberer und unterer Bezugswiderstand 01 bzw. 02 können zur Kennlinienverformung variabel gestaltet werden. Zur Erhöhung der Meßwertauflösung ist die Verstärkung der Verarbeitungsschaltung bestellbar. Da die Verarbeitungsschaltung den differentiellen Betrag der beiden Knotenpunktschaltungen auswertet, sind die Werte der Bezugswiderstände 01 und 02 bei Beibehaltung der Kennlinienform vertauschbar.According to FIG. 2, the reference resistance 01 is subdivided into the partial resistances R 1.1, R 1.2, R 1.3 and the reference resistance 02 into the partial resistances R2.1, R2.2, R2.3 in order to expand the total measuring range. The amount of the reference resistors 01 and 02 is determined by the switching position of the double switch 10 with its components S1.1 and S1.2 under the action of the switching position a, b or c. If the double switch 10 is in the switching position a, the smallest measuring range is selected, in the switching position c the largest measuring range is effectively switched. In order to avoid reactions from the output 08 of the differential amplifier 09 and the reference voltage GND to the inputs 06 and 07, the differential amplifier 09 is designed as a instrumentation amplifier in a known manner. The output voltage U O ut formed in the instrumentation amplifier 09 is supplied via the output 08 of a signal processing device. 11 FIG. 3 shows the relationship between the reference resistances 01 (R 1) and O 2 (R 2), the resistance 03 (R x ) to be measured and the output voltage U out taking into account different resistance ratios. In this case, the resistance to be measured can be substantially greater than the reference resistances. It is possible with the circuit arrangement according to the invention measurements in which the electrical resistance to be measured is well over 1 GOhm. Upper and lower reference resistance 01 and 02 can be made variable for characteristic deformation. To increase the Meßwertauflösung the gain of the processing circuit can be ordered. Since the processing circuit evaluates the differential amount of the two node circuits, the values of the reference resistors 01 and 02 are interchangeable while maintaining the characteristic shape.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD33900590A DD292975A5 (en) | 1990-03-23 | 1990-03-23 | CIRCUIT ARRANGEMENT FOR MEASURING LARGE ELECTRICAL RESISTANCES |
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| DD33900590A DD292975A5 (en) | 1990-03-23 | 1990-03-23 | CIRCUIT ARRANGEMENT FOR MEASURING LARGE ELECTRICAL RESISTANCES |
Publications (1)
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| DD292975A5 true DD292975A5 (en) | 1991-08-14 |
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| DD33900590A DD292975A5 (en) | 1990-03-23 | 1990-03-23 | CIRCUIT ARRANGEMENT FOR MEASURING LARGE ELECTRICAL RESISTANCES |
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| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD292975A5 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1110445A1 (en) * | 1999-12-21 | 2001-06-27 | Unilever Plc | Method of assessing maturity of vining peas during harvesting |
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1990
- 1990-03-23 DD DD33900590A patent/DD292975A5/en not_active IP Right Cessation
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