DE102014008979A1

DE102014008979A1 - Apparatus and method for resistance measurement by means of capacitor charging-time pulse conversion

Info

Publication number: DE102014008979A1
Application number: DE102014008979.7A
Authority: DE
Inventors: Csaba Klacek
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2014-06-17
Filing date: 2014-06-17
Publication date: 2014-11-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Widerstandsmessung, indem der durch den zu messenden Widerstand fließende Strom zur Aufladung eines Kondensators genutzt wird und die Aufladezeit des Kondensators auf eine vorbestimmte Schwellwertspannung bestimmt wird. Die Aufladezeit ist dann ein Maß für den Widerstandswert des gemessenen Widerstandes. Erfindungsgemäß ist der Messkondensator gegen eine spannungsstabilisierte positive Bezugsspannung geschaltet und das Signal eines Schwellwertkomparators wird einem nachgeschalteten Timer zugeführt, der Schaltzeitverzögerungen aus dem Signal eliminiert und ein, dem gemessenen Widerstand equivalenten zeitgenauen Rechtecksignal bildet.The invention relates to a device and a method for measuring resistance in which the current flowing through the resistance to be measured is used to charge a capacitor and the charging time of the capacitor is determined to a predetermined threshold voltage. The charging time is then a measure of the resistance value of the measured resistance. According to the invention, the measuring capacitor is connected to a voltage-stabilized positive reference voltage and the signal from a threshold value comparator is fed to a downstream timer, which eliminates switching time delays from the signal and forms a time-accurate square-wave signal equivalent to the measured resistance.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Widerstandsmessung, indem der durch den zu messenden Widerstand fließende Strom zur Aufladung eines Kondensators genutzt wird und die Aufladezeit des Kondensators auf eine vorbestimmte Schwellwertspannung bestimmt wird. Die Aufladezeit ist dann ein Maß für den Widerstandswert des gemessenen Widerstandes.The invention relates to a device and a method for measuring resistance by the current flowing through the resistor to be measured is used to charge a capacitor and the charging time of the capacitor is determined to a predetermined threshold voltage. The charging time is then a measure of the resistance of the measured resistance.

Verfahren und Vorrichtungen dieser Art sind beispielsweise aus der DE 10 2009 056 838 A1 bekannt. Hier wird eine zu messende Spannung zur Aufladung eines Kondensators verwendet. Der Kondensator wird gegen Masse aufgeladen. Der Kondensator wird von einem ersten Ladezustand in einen zweiten Ladezustand gebracht und die Ladezeit die dazu benötigt wird, wird ausgewertet, um den Spannungswert zu bestimmen, mit dem diese Aufladung erfolgte. Die Spannungs-Zeit Konvertierung erfolgt hierbei mit einem Flanken gesteuerten Toggle-Flip-Flop. Mit einem oszilierenden Schwellwertkomparator dessen Ausgang auf den CLK Eingang des Toggle Flip-Flops gelegt ist, wird gezählt wie viele Ladezyklen mit der zu messenden Spannung innerhalb eines vorgegebenen Messintervalls durchgeführt werden können. Die Anzahl der Aufladungen ist dann ein Maß für die gemessene Spannung.Methods and devices of this kind are known for example from DE 10 2009 056 838 A1 known. Here, a voltage to be measured is used to charge a capacitor. The capacitor is charged to ground. The capacitor is brought from a first state of charge to a second state of charge, and the charging time required for this is evaluated to determine the voltage value with which this charging took place. The voltage-time conversion takes place here with an edge-controlled toggle flip-flop. With an oscillating threshold comparator whose output is applied to the CLK input of the toggle flip-flop, it is counted how many charge cycles can be performed with the voltage to be measured within a given measurement interval. The number of charges is then a measure of the measured voltage.

Der Vorteil dieser Schaltung ist Ihre einfache Ausführung und ihre Robustheit. Eigenschaften, die für den vorgesehenen Einsatzzweck, nämlich der Spannungsmessung bei Elektrofahrzeugen im Hochvoltbereich, wichtig sind.The advantage of this circuit is its simple design and its robustness. Properties that are important for the intended purpose, namely the voltage measurement in electric vehicles in the high-voltage range.

Für die Messungen im Niederspannungsbereich von z. B. Antennenwiderständen oder Anschlusswiderständen von Geräten der Consumer Elektronik in Fahrzeugen ist die vorgenannte Messmethode weniger geeignet. Zum einen begrenzt die Größe des Messkondensators die Auflösung bzw. die Genauigkeit der möglichen Spannungs- bzw. Widerstandsmessung und zum anderen ist die Ladung bzw. Entladung des Messkondensators gegen Masse ungewünscht. Dies aus zwei Gründen, man möchte die Anschlusswiderstände nicht in Abhängigkeit eines Anschlusswiderstandes gegen Masse bestimmen und man möchte auf die Fahrzeugmasse keine Messsignale einbringen.For measurements in the low voltage range of z. As antenna resistance or connection resistance of consumer electronics devices in vehicles, the aforementioned method of measurement is less suitable. On the one hand, the size of the measuring capacitor limits the resolution or the accuracy of the possible voltage or resistance measurement and, on the other hand, the charge or discharge of the measuring capacitor to ground is undesirable. This for two reasons, you do not want to determine the connection resistance in dependence of a connection resistance to ground and you would like to bring to the vehicle mass no measurement signals.

Hier eine verbesserte Lösung vorzuschlagen ist Aufgabe der Erfindung.Here to propose an improved solution is the object of the invention.

Die Lösung gelingt mit einem Verfahren und einer Vorrichtung gemäß den unabhängigen Vorrichtungs- bzw. Verfahrensansprüchen. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der Beschreibung des Ausführungsbeispiels enthalten.The solution succeeds with a method and a device according to the independent device or method claims. Further embodiments of the invention are contained in the dependent claims and in the description of the embodiment.

Die entscheidenden Verbesserungen werden hauptsächlich dadurch erzielt, dass der Messkondensator gegen eine spannungsstabilisierte Versorgungsspannung geschaltet ist, und dadurch dass ein Timer Baustein eingesetzt wird, um die einfache Ladezeit des Messkondensators auf einen vorgegebenen Spannungswert zur ermitteln.The decisive improvements are achieved mainly by connecting the measuring capacitor to a voltage-stabilized supply voltage and by using a timer module to determine the simple charging time of the measuring capacitor to a specified voltage value.

Vorteilhafter Weise sind sowohl Verfahren als auch Vorrichtung mit einer Kalibriermöglichkeit versehen, bei der zunächst die Größe eines vorbekannten Kalibrierwiderstandes bestimmt wird und die Messungen erst freigegeben werden, wenn die Messung des Kalibrierwiderstandes zum richtigen Ergebnis geführt hat.Advantageously, both method and device are provided with a calibration option, in which the size of a previously known calibration resistor is first determined and the measurements are only released when the measurement of the calibration resistor has led to the correct result.

Vorteilhafter Weise werden Vorrichtung und Verfahren von einem einzigen gesteuert.Advantageously, the apparatus and method are controlled by a single one.

Vorteilhafter Weise ist der Messkondensator gegen die spannungsstabilisierte Versorgungsspannung der Halbleiterbausteine geschaltet und die Messung der Ladezeit erfolgt auch gegen diese spannungsstabilisierte Versorgungsspannung. Das Bezugspotential für die Messung ist die gemeinsame Masse. Der zu messende Widerstand lädt den Kondensator über die gemeinsame Masse gegen die stabilisierte Versorgungsspannung auf. Fahrzeugmasse und Messgerätemasse bilden das gemeinsame Bezugspotential. Dadurch fungiert das Masse-Signalpotential als Spannungspotential für den unbekannten Widerstand.Advantageously, the measuring capacitor is connected against the voltage-stabilized supply voltage of the semiconductor components and the measurement of the charging time also takes place against this voltage-stabilized supply voltage. The reference potential for the measurement is the common ground. The resistor to be measured charges the capacitor via the common ground against the stabilized supply voltage. Vehicle mass and meter ground form the common reference potential. As a result, the ground signal potential acts as a voltage potential for the unknown resistance.

Vorteilhafterweise ist der Timerbaustein aus zwei Flanken gesteuerten R/S Flip-Flops gebildet. Dies ermöglicht eine preiswerte und kompakte Realisierung des Messwandlers. Zudem wird der Messwandler durch die Flanken Steuerung deutlich genauer gegenüber der alleinigen Verwendung eines Threshold Komparators.

(Beispiel: das Minimum Setup Time Tsu beträgt bei dem verwendeten Baustein etwa 20 ns)Advantageously, the timer module is formed from two edge-controlled R / S flip-flops. This allows a low-cost and compact implementation of the transducer. In addition, the flank control makes the transducer significantly more accurate compared to the sole use of a threshold comparator.

(Example: the minimum setup time Tsu is about 20 ns for the module used)

Dabei zeigen:Showing:

1 Eine Prinzipdarstellung des Messwandlers mit den wichtigsten Bestandteilen und deren Zusammenwirken 1 A schematic diagram of the transducer with the most important components and their interaction

2 Die vorteilhafte Ausgestaltung des Timerbausteins aus 2 Flanken gesteuerten R/S Flip-Flops. 2 The advantageous embodiment of the timer module of 2 edge-controlled R / S flip-flops.

Ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist in 1 näher dargestellt. Ein Messwertaufnehmer aus vorteilhafterweise zwei Messpins; ein Signalpin SGN und ein Messpin gegen Masse wird an den zu messenden Widerstand Rx angelegt. Der Signalpin wird zur weiteren Auswertung durch einen Selbsttest 2, durch einen Messwertwandler 3 und einen Timer 4 durchgeschleift. Selbsttest, Messwandler und Timer sind über eine Spannungsstabilisierung 5 mit einer Versorgungsspannung von typischerweise konstant 5 Volt versorgt. Die Spannungsstabilisierung kann an die Batteriespannung des Fahrzeugs angeschlossen sein oder über eine getrennte Spannungsversorgung verfügen. Ein Mikrocontroller steuert die einzelnen Bauteile der Vorrichtung an und koordiniert mit seinen Steuerbefehlen das Zusammenwirken der einzelnen Bauteile und führt dadurch das Verfahren durch und wertet schließlich den digitalen Q-Ausgang des Timers aus.An embodiment of a device according to the invention is in 1 shown in more detail. A transducer advantageously consisting of two measuring pins; a signal pin SGN and a measuring pin to ground are applied to the resistor Rx to be measured. The signal pin becomes the next one Evaluation by a self-test 2 , by a transducer 3 and a timer 4 looped. Self-test, transducers and timers are via voltage stabilization 5 supplied with a supply voltage of typically constant 5 volts. The voltage stabilizer may be connected to the battery voltage of the vehicle or have a separate power supply. A microcontroller controls the individual components of the device and coordinates with its control commands the interaction of the individual components and thereby performs the process and finally evaluates the digital Q output of the timer.

In einem ersten Schritt nach dem Anschluss des Messaufnehmers an den zu bestimmenden Widerstand, wird mit der Vorrichtung ein Selbsttest oder Kalibriervorgang durchgeführt. Hierfür wird per Ansteuerung des Schalters S1 der Signalpin des Messwertaufnehmers abgetrennt und stattdessen ein Testwiderstand RTest mit bekanntem Widerstandswert durch ansteuern und schließen des Schalters S2 an den Messeingang des Messwandlers 3 und damit in Serie zum Messkondensator Cx gelegt. Dann wird ein kompletter nachfolgend erläuterter Messzyklus durchlaufen und in einem Auswertealgorithmus im Mikrocontroller überprüft, ob der Widerstandswert des Testwiderstandes richtig bestimmt wurde. Wenn ja, wird die Vorrichtung zu weiteren Verwendung freigegeben, wenn nicht, erfolgt ein entsprechender Hinweis zur Fehlerbehebung oder Nachkalibrierung.In a first step after the connection of the sensor to the resistance to be determined, a self-test or calibration process is performed with the device. For this purpose, the signal pin of the transducer is disconnected by triggering the switch S1 and instead a test resistor RTest with known resistance value by controlling and closing the switch S2 to the measuring input of the transducer 3 and thus placed in series to the measuring capacitor Cx. Then, a complete measurement cycle explained below is run through and an evaluation algorithm in the microcontroller checks whether the resistance of the test resistor has been determined correctly. If so, the device is released for further use, if not, an appropriate reminder for troubleshooting or recalibration is provided.

Ist alles in Ordnung wird vom Mikrocontroller der Schalter S2 geöffnet und der Schalter S1 geschlossen. Die Vorrichtung ist jetzt messbereit und der zu messende Widerstand Rx liegt am Messeingang des Messwandlers und in Serie zum Messkondensator Cx. Der messende Widerstand in Serie mit dem Messkondensator Cx, liegen zwischen Massepotential und Versorgungsspannung von typischerweise stabilisiertem 5 V. Die Bordnetzspannung eines Fahrzeuges von 12–14 Volt oder 42–48 Volt dient vorzugsweise als Betriebsspannungsquelle für die Messeinrichtung. Vorteilhafterweise wird der Messkondensator durch den unbekannten Widerstand, durch gemeinsame Fahrzeugmasse, geladen.If everything is OK, the switch S2 is opened by the microcontroller and the switch S1 is closed. The device is now ready to measure and the resistor Rx to be measured is located at the measuring input of the measuring transducer and in series with the measuring capacitor Cx. The measuring resistance in series with the measurement capacitor Cx, between ground potential and supply voltage of typically stabilized 5 V. The vehicle electrical system voltage of a vehicle of 12-14 volts or 42-48 volts is preferably used as an operating voltage source for the measuring device. Advantageously, the measuring capacitor is charged by the unknown resistance, by common vehicle mass.

Vor dem Start des Messvorgangs wird der Messkondensator durch ansteuern bzw. schließen des Schalters S3 gegen 5 V Versorgungsspannung entladen. Der Messvorgang startet dadurch mit einem Entladenem Kondensator.Before starting the measuring process, the measuring capacitor is discharged by activating or closing switch S3 against 5 V supply voltage. The measuring process starts with a discharging capacitor.

Der Mikrocontroller gibt ein Startsignal an den Timerbaustein 4 ab, und gleichzeitig öffnet er den Schalter S3. Dadurch startet der Ladevorgang des Messkondensators Cx, der durch den Rx Messwiderstand über gemeinsame Masse aufgeladen wird. Dieser Vorgang wird durch Spannungskomparator 6 überwacht. Die beiden Bausteine sind jetzt aktiv.The microcontroller gives a start signal to the timer module 4 and at the same time he opens the switch S3. This starts the charging process of the measuring capacitor Cx, which is charged by the Rx measuring resistor via common ground. This process is done by voltage comparator 6 supervised. The two blocks are now active.

Der Messkondensator liegt nun in Serie zum messenden Widerstand und wird durch den Widerstand fließenden Strom aufgeladen. Der Signal Pin des Messwertaufnehmers liegt an beiden Thresholdeingängen (Threshold High und Threshold Low) des Komparators 6. Unterschreitet die Kondensatorspannung die vorgegebene Schwellwertspannung des Threshold-LOW des Komparators 6, geht der Q-Ausgang des Komparators auf logisch 1. Der Q-Ausgang des Komparators liegt am Reset Eingang des Timers. Hierdurch wird der Timer angehalten bzw. sein Ausgang Q (4) zurückgesetzt.The measuring capacitor is now in series with the measuring resistor and is charged by the current flowing through the resistor. The signal pin of the sensor is located at both Thresold inputs (Threshold High and Threshold Low) of the comparator 6 , If the capacitor voltage falls below the predetermined threshold voltage of the threshold LOW of the comparator 6 , the Q output of the comparator goes to logic 1. The Q output of the comparator is at the reset input of the timer. This stops the timer or its output Q ( 4 ) reset.

Im Detail wird der Q-Ausgang des Timers 4 durch das Start Signal des Mikrocontrollers am Set Eingang auf logisch 1 gesetzt. Durch den Reset wird nun der Q-Ausgang des Timers auf logisch 0 zurückgesetzt. Der Q-Ausgang des Timers wird vom Mikrocontroller überwacht. Eine Zeitmessfunktion z. B. in Form eines Algorithmus im Mikrocontroller misst die Zeitspanne in Mikrosekunden, wie lange der Q-Ausgang des Timers auf logisch 1 war. Diese Zeitspanne ist ein Maß für die Größe des zu bestimmenden Widerstandes und kann mit einem Rechenalgorithmus im Mikrocontroller auf einen Widerstandswert umgerechnet werden und schließlich ausgegeben werden. In den Rechenalgorithmus fließen die Abklingskonstante des Kondensators (Tau), die Kapazität des Messkondensators, die Spannungsdifferenz (Threshold) mit der der Messkondensator auf geladen wurde und der zu bestimmende elektrische Widerstand ein. Die Berechnung nutzt das bekannte Aufladeverhalten eines Kondensators entsprechend einer Exponentialfunktion.In detail, the Q output of the timer 4 set to logical 1 by the start signal of the microcontroller on the set input. The reset now resets the Q output of the timer to logic 0. The Q output of the timer is monitored by the microcontroller. A timing function z. For example, in the form of an algorithm in the microcontroller, the time in microseconds measures how long the Q output of the timer was at logic 1. This period of time is a measure of the size of the resistor to be determined and can be converted to a resistance value with a calculation algorithm in the microcontroller and finally output. The calculation algorithm uses the decay constant of the capacitor (Tau), the capacitance of the measuring capacitor, the voltage difference (threshold) with which the measuring capacitor was charged and the electrical resistance to be determined. The calculation uses the known charging behavior of a capacitor according to an exponential function.

Alternativ kann das zeitliche Aufladeverhalten des Messkondensators in einer Messwerttabelle erfasst und kalibriert werden. Die Messwert-Tabelle wird dann im Mikrocontroller abgelegt und der Widerstand durch Auslesen des zum gemessenen Zeitwert zugehörigen Widerstandswerts ermittelt.Alternatively, the temporal charging behavior of the measuring capacitor can be recorded and calibrated in a measured value table. The measured value table is then stored in the microcontroller and the resistance is determined by reading out the resistance value associated with the measured time value.

Eine bevorzugte Ausführungsform des Timers 4 wird nun im Zusammenhang mit der Darstellung nach 2 beschrieben. Der Timer wird im Inneren durch zwei an für sich bekannte Flanken- gesteuerte R/S-Flip/Flops 20, 21 gebildet. Die Verschaltung der beiden R/S-Flip-Flops untereinander und die Beschaltung der Ein- und Ausgänge des Timer Bausteins kann der 2 entnommen werden.A preferred embodiment of the timer 4 will now be in connection with the presentation 2 described. Inside, the timer is controlled by two known edge-controlled R / S flip-flops 20 . 21 educated. The interconnection of the two R / S flip-flops with each other and the wiring of the inputs and outputs of the timer module can 2 be removed.

Im Einzelnen:In detail:

Der Set Eingang des Timer Bausteins liegt am CLK-Eingang (Flankentrigger) des ersten Flip-Flops 21, dessen Q-Ausgang am Q Ausgang des Timer Bausteins liegt. Das bewirkt, dass wenn am SET Eingang des Timer Bausteins, die Flanke des Startsignals des Mikrocontrollers anliegt, diese Flanke am CLK-Eingang des Flip Flops 21 anliegt und der Ausgang Q des Flip-Flops 21 sowie der Ausgang Q des Timer Bausteins auf logisch 1 gehen.The set input of the timer module is located at the CLK input (edge trigger) of the first flip-flop 21 whose Q output is connected to the Q output of the timer block. This causes if on SET Input of the timer module, the edge of the start signal of the microcontroller is present, this edge at the CLK input of the flip-flop 21 is present and the output Q of the flip-flop 21 and the output Q of the timer block go to logical 1.

Der Reset Eingang des Timers 4 wird auf den CLK (Flankentrigger) des zweiten Flip-Flops gelegt. Der Q-Ausgang des zweiten Flip-Flops 20 wird auf den Reset Eingang des ersten Flip Flops 21 gelegt. Dies bewirkt: Liegt am Reset Eingang des Timers (z. B. durch den Threshold Komparator aus 1) ein Signal an, wird durch dessen Flanke der Q-Ausgang von Flip-Flop 20 gesetzt und dadurch der Reset von Flip-Flop 21 gesetzt. Der Q-Ausgang von Flip-Flip 21 und der Q-Ausgang des Timer Bausteins gehen auf logisch 0. Damit keine unerwünschten Set Befehle an die Flip-Flops 20 und 21 gehen, sind die Set-Eingänge beider Flip-Flops auf Masse. Der negierte Ausgang Qquer des ersten Flip-Flops ist am Reset Eingang des zweiten Flip-Flops. Damit wird bei einem Reset vom ersten Flip-Flop auch das zweite Flip Flop auf Reset gesetzt. Der negierte Ausgang des zweiten Flip-Flops 20 wird nicht benötigt.The reset input of the timer 4 is applied to the CLK (edge trigger) of the second flip-flop. The Q output of the second flip-flop 20 will reset to the input of the first flip flop 21 placed. This has the following effect: Is due to the reset input of the timer (eg due to the threshold comparator) 1 ) to a signal is, by its edge of the Q output of flip-flop 20 set and thereby the reset of flip-flop 21 set. The Q output of flip-flip 21 and the Q output of the timer block go to logic 0. So no unwanted set commands to the flip-flops 20 and 21 go, the set inputs of both flip flops are grounded. The negated output Qquer of the first flip-flop is at the reset input of the second flip-flop. This also sets the second flip-flop to reset in the event of a reset by the first flip-flop. The negated output of the second flip-flop 20 is not needed.

Der Vorteil dieses Timers ist der folgende: Sowohl der Set als auch der Reset des Timers erfolgen auf eine positive Flanke. Das Zeitintervall, wie lange der Ausgang des Timers auf logisch 1 liegt, enthält damit keine Verzögerung durch irgendwelche Pulsbreiten oder Schaltzeiten. Laut Hersteller des Timerbausteines, liegen diese Reaktionszeiten bei der Flankenauswertung bei ca. 20 nS (Minimum Setup Time). Das aus dem Q-Ausgang des Timers gewinnbare Zeitsignal ist damit sehr genau, jedenfalls genauer als würde man die Set und Reset Eingänge von Flip-Flops benutzen. Es können preiswerte handelsübliche Flanken gesteuerte R/S-Flip-Flips eingesetzt werden, um einen hochgenauen Timer Baustein zu realisieren.The advantage of this timer is the following: Both the set and the reset of the timer take place on a positive edge. The time interval for how long the output of the timer is at logic 1 thus contains no delay due to any pulse widths or switching times. According to the manufacturer of the timer module, these response times for edge evaluation are around 20 nS (minimum setup time). The recoverable from the Q output of the timer time signal is so very accurate, at least more accurate than one would use the set and reset inputs of flip-flops. It can be used inexpensive commercial edge-controlled R / S flip-flips to realize a high-precision timer module.

Ein erstes Zeitsignal könnte auch am Q-Ausgang des Komparators 6 (siehe 1) abgegriffen werden. Dieses Signal enthält jedoch die Puls-Länge des Set Signals vom Mikrocontroller sowie die Mindestzeit der Spannung die am Threshold anliegen muss, damit dieser schaltet. Die Zeitsignalverfälschungen werden durch den nachfolgenden Timer Baustein 4, der sowohl im Set als auch im Reset Flanken gesteuert arbeitet eliminiert. Am Ausgang des Timers liegt als Ausgangsgröße ein positiver Rechteckimpuls an, dessen zeitliche Länge ein Maß für den gemessenen Widerstand ist.A first time signal could also be at the Q output of the comparator 6 (please refer 1 ) are tapped. However, this signal contains the pulse length of the set signal from the microcontroller and the minimum time the voltage must be applied to the threshold so that it switches. The time signal distortions are determined by the following timer block 4 , which works both in the set and in the reset flanks working eliminated. At the output of the timer, the output value is a positive rectangular pulse whose time length is a measure of the measured resistance.

Die Komparatorstufe 6 im Messwandler ist beispielweise mit einem CMOS-555 Universaltimer Baustein realisiert, der allerdings in einer speziellen Beschaltung mit dem Messkondensator gegen Spannungsplus eingesetzt ist.The comparator stage 6 In the transducer, for example, a CMOS-555 universal timer module is implemented, which is, however, used in a special circuit with the measuring capacitor against voltage plus.

Der Timer 4 entsprechend 2 kann mit einem CMOS 4013 doppel D-Flip-Flop in der speziellen Beschaltung nach 2 aufgebaut werden. Der Vorteil dieser erfindungsgemäßen Beschaltung ist, dass sowohl der Set als auch der Reset-Eingang des Timers auf eine postive (steigende) Flanke reagieren.The timer 4 corresponding 2 can with a CMOS 4013 double D flip-flop in the special wiring after 2 being constructed. The advantage of this circuit according to the invention is that both the set and the reset input of the timer react to a positive (rising) edge.

Der realisierte Messwandler wird als Handheld Tester in der Fahrzeugfertigung eingesetzt. Die Messwertausgabe erfolgt auf einem Matrix-Display des Handheld Testers. Messbar sind Widerstände von 1 kOhm bis 9000 kOhm mit max. 1% Fehler. Die Genauigkeit bleibt in Temperaturbereichen zwischen 0°C und 70°C stabil. Die zur Messung verwendeten Stromstärken bewegen sich je nach Messobjekt zwischen 1,5 microA bis max. 0,5 mA. Der Selbsttest des Gerätes dauert 2 sec. Die Messphase dauert 5 sec. Bis zu 500 Messwerte sind individuell programmierbar. Dies ist von Vorteil wenn der Handheld Tester zu Qualitätskontrolle eingesetzt wird. Nach der Messung kann unmittelbar im Mikrocontroller des Messwandlers eine Überprüfung stattfinden, ob das überprüfte Messobjekt im erlaubten Toleranzbereich liegt. Insgesamt können so 500 Messobjekte überprüft werden. Die Programmierung des Messwandlers erfolgt über ein Programmiertool auf einem handelsüblichen Windows-PC.The realized transducer is used as a handheld tester in vehicle production. The measured value is output on a matrix display of the handheld tester. Resistances from 1 kOhm to 9000 kOhm with max. 1% error. The accuracy remains stable in temperature ranges between 0 ° C and 70 ° C. The currents used for the measurement range from 1.5 microA to max. 0.5 mA. The self-test of the device lasts 2 sec. The measuring phase lasts 5 sec. Up to 500 measured values can be individually programmed. This is an advantage if the handheld tester is used for quality control. After the measurement, a check can be carried out directly in the microcontroller of the measuring transducer as to whether the tested measuring object is within the permitted tolerance range. In total, 500 objects can be checked. The transducer is programmed via a programming tool on a standard Windows PC.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009056838 A1 [0002]

Claims

Method for resistance measurement, in which the current flowing through the object to be measured (Rx) charges a capacitor (Cx) and the charging time of the capacitor to a predetermined threshold voltage is a measure of the resistance of the object to be measured, characterized in that the capacitor (Cx ) is charged against a voltage stabilized positive reference potential.

Method according to Claim 1, characterized in that the signal of the threshold value comparator ( 6 ) a timer ( 4 ) and the timer removes the switching time delays contained in the signal of the threshold comparator.

Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that before starting the measurement, a self-test with a test resistor (RTest) takes place.

Device for measuring resistance with a sensor ( 1 ) and a transducer ( 3 ), wherein a measuring capacitor (Cx) is connected in series with the measuring object (Rx), and the measuring capacitor is connected to a terminal at the Thresholdeingang a comparator ( 6 ) is applied, characterized in that the second terminal of the measuring capacitor is connected to a voltage-stabilized positive reference potential.

Apparatus according to claim 4; characterized in that the logical output (Q) of the threshold comparator ( 6 ) to the reset input of an edge-controlled timer ( 4 ) and the set input of the Times ( 4 ) is connected to a microcontroller.

Device according to claim 5, characterized in that the timer ( 4 ) from two edge controlled R / S flip flops ( 20 . 21 ) is constructed.

Apparatus according to claim 6, characterized in that the set input of the timer ( 4 ) at the CLK input of the first flip-flop ( 21 ) and the Q output of the first flip-flop is connected to the Q output of the timer, the reset input of the timer ( 4 ) at the CLK input of the second flip-flop ( 20 ) and the Q output of the second flip-flop ( 20 ) at the reset input of the first flip-flop ( 21 ), and the negated output (Qquer) of the first flip-flop ( 21 ) at the reset input of the second flip-flop ( 20 ) lies.

Device according to one of claims 4 to 7, characterized in that the switches (S1, S2) of the self-test, the discharge switch (S3) of the measuring capacitor, the threshold value comparator ( 6 ) and the timer ( 4 ) are controlled by a microcontroller.

Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the logical output of the timer ( 4 ) is monitored by a microcontroller and an evaluation in the microcontroller, the duration determines how long the output of the timer is at logic 1.