DE29708356U1 - Widerstandsmeßvorrichtung - Google Patents
WiderstandsmeßvorrichtungInfo
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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Description
GR 97 G 3288
Beschreibung
Widerstandsmeßvorrichtung
Widerstandsmeßvorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Widerstandsmeßvorrichtung,
insbesondere für einen Thermowiderstand PtIOO.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Meßvorrichtung anzugeben, mit der mit geringem Bauteilaufwand
eine schnelle und effektive Messung eines ohmschen Widerstands ermöglicht ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Widerstandsmeßvorrichtung, insbesondere
für einen Thermowiderstand PtIOO, mit einem zu bestimmenden Widerstand und einem dazu in Reihe geschalteten
Referenzwiderstand, mit einer Umschalteinrichtung, einer Konvertierungseinrichtung
und einer Verarbeitungseinrichtung gelöst,
- wobei der Umschalteinrichtung die über den Widerständen ab-
0 greifbare Spannung Ul, U2 an voreinander unabhängigen Eingängen zuführbar und in Abhängigkeit von einem von der Verarbeitungseinrichtung
auslösbaren und von der Umschalteinrichtung detektierbaren Umschaltsteuersignal eine der Spannungen
Ul, U2 an derem Ausgang abgreifbar ist,
- wobei die am Ausgang der der Umschalteinrichtung abgreifbare Spannung Ul, U2 der Konvertierungseinrichtung zuführbar
ist und in Abhängigkeit von einem von der Verarbeitungseinrichtung auslösbaren und von der Konvertierungseinrichtung
detektierbaren Konvertierungssteuersignal mittels Konver-0 tierungseinrichtung ein dem zugeführten Spannungswert Ul,
U2 proportionales Ausgangssignal generierbar ist, das der Verarbeitungseinrichtung zuführbar ist,
- wobei mittels der Verarbeitungseinrichtung durch Auslösen des Umschaltsteuersignals bzw. des Konvertierungssteuersignals
ein erster und ein zweiter Teilmeßvorgang initiierbar
GR 97 G 3288
und ein mit dem Widerstandswert des Referenzwiderstandes gewichtetes Verhältnis der jeweiligen Eingangssignale des
ersten und des zweiten Teilmeßvorgangs ermittelbar ist.
Das mit dem Widerstandswert des Referenzwiderstandes gewichtete Verhältnis der jeweiligen Eingangssignale des ersten und
zweiten Teilmeßvorgangs ist ein Maß für den Widerstandswert des zu bestimmenden Widerstands.
Der Bauteilaufwand für die Widerstandsmeßvorrichtung wird verringert, wenn die Umschalteinrichtung als Multiplexer ausgebildet
ist.
Die Weiterverarbeitung des ermittelten Widerstandsmeßwerts wird erleichtert, wenn die Konvertierungseinrichtung als Analog-Digital-Wandler
ausgebildet ist, so daß ein der Verarbeitungseinrichtung unmittelbar zuführbares Ausgangssignal generierbar
ist.
Die Auswertung des ermittelten Widerstandsmeßwertes wird erleichtert,
wenn die Verarbeitungseinrichtung als Mikroprozessor ausgebildet ist, so daß der ermittelte Widerstandsmeßwert
direkt als Digitalinformation ausgebbar ist.
Die Verarbeitungseinheit kann dabei als Mikroprozessor oder anwenderspezifischer Schaltkreis (ASIC) ausgebildet sein. Ein
solcher Mikroprozessor oder ASIC ist in der Lage einzelne Meßwerte zu speichern und auf die gespeicherten Meßwerte mathematische
Operationen gemäß einer vorgebbaren Operations-0 folge anzuwenden.
Die Genauigkeit des mit der Widerstandsmeßvorrichtung ermittelten Widerstandswertes wird erhöht, wenn das mittels der
Widerstandsmeßvorrichtung realisierbare Meßverfahren mehrfach hintereinander, insbesondere zweimal hintereinander ausge-
GR 97 G 3288
führt wird. Der tatsächliche Widerstandswert kann dann mit
einer mathematischen Operation, z.B. mit einer Mittelwertbildung aus sämtlichen, zu einer Messung gehörigen Meßwerten ermittelt werden.
einer mathematischen Operation, z.B. mit einer Mittelwertbildung aus sämtlichen, zu einer Messung gehörigen Meßwerten ermittelt werden.
Weitere Vorteile und erfinderische Einzelheiten ergeben sich
aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Unteransprüchen. Im einzelnen zeigt:
aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Unteransprüchen. Im einzelnen zeigt:
FIG 1
eine Widerstandsmeßvorrichtung.
Die Widerstandsmeßvorichtung besteht aus den in Reihe geschalteten
Widerständen 1 und 2, wobei der Widerstand 1 der
zu bestimmende Widerstand und der Widerstand 2 der bekannte
Referenzwiderstand ist. Die Widerstände 1, 2 werden von einem von einer Spannungsquelle 3 gelieferten Strom I durchflossen.
Widerständen 1 und 2, wobei der Widerstand 1 der
zu bestimmende Widerstand und der Widerstand 2 der bekannte
Referenzwiderstand ist. Die Widerstände 1, 2 werden von einem von einer Spannungsquelle 3 gelieferten Strom I durchflossen.
Der Stromfluß durch die Widerstände 1, 2 führt zu einem Spannungsabfall
an den Widerständen. Die am zu bestimmenden Widerstand
1 abgreifbare Spannung Ul und die am Referenzwiderstand
2 abgreifbare Spannung U2 ist der Umschalteinrichtung 4 an jeweils voneinander unabhängigen Eingängen zuführbar.
1 abgreifbare Spannung Ul und die am Referenzwiderstand
2 abgreifbare Spannung U2 ist der Umschalteinrichtung 4 an jeweils voneinander unabhängigen Eingängen zuführbar.
Die Umschalteinrichtung 4 schaltet in Abhängigkeit von einem
von der Verarbeitungseinrichtung 7 auslösbaren und von der
von der Verarbeitungseinrichtung 7 auslösbaren und von der
Ums chaIteinrichtung 4 detektierbaren Umschaltsteuersignal eine
der an den voneinander unabhängigen Eingängen anliegenden
Spannungen Ul bzw. U2 an den Ausgang durch.
Spannungen Ul bzw. U2 an den Ausgang durch.
Das Umschaltsteuersignal kann dabei z.B. ein Impuls sein, wobei die Umschalteinrichtung 4 bei jeder Detektion eines Impulses
die Schaltstellung ändert und somit die jeweils andere Eingangsspannung an die Ausgänge durchschaltet. Andererseits
kann das Umschaltsteuersignal auch so ausgewertet werden, daß stets die Eingangsspannung Ul an die Ausgänge durchgeschaltet
die Schaltstellung ändert und somit die jeweils andere Eingangsspannung an die Ausgänge durchschaltet. Andererseits
kann das Umschaltsteuersignal auch so ausgewertet werden, daß stets die Eingangsspannung Ul an die Ausgänge durchgeschaltet
GR 91 G 3288
ist, wenn das Umschaltsteuersignal z.B. „high" ist, und daß
immer die Eingangsspannung U2 an die Ausgänge durchgeschaltet
ist, wenn das Umschaltsteuersignal entsprechend „low" ist.
Der Einsatz der Umschalteinrichtung 4, die in einer vorteilhaften Ausgestaltung als Multiplexer 4 ausgebildet ist, ermöglicht
eine Realisierung der Widerstandsmeßvorrichtung mit einem reduzierten Bauteilaufwand.
Die in Abhängigkeit vom Umschaltsteuersignal an den Ausgängen der Umschalteinrichtung jeweils abgreifbare Spannung U ist
den Eingängen einer Konvertierungseinrichtung 5 zuführbar. Die Konvertierungseinrichtung 5, die im Ausführungsbeispiel
als Analog-Digital-Wandler 5 ausgebildet ist, ermöglicht die Umwandlung des analogen Spannungswertes in einen korrespondierenden,
proportionalen Digitalwert, so daß mittels der Konvertierungseinrichtung 5 ein der Verarbeitungseinrichtung
7 unmittelbar zuführbares Ausgangssignal generierbar ist.
Die Konvertierung des an den Eingängen der Konvertierungseinheit 5 anstehenden analogen Spannungswertes U in einen korrespondierenden
Digitalwert, erfolgt in Abhängigkeit von einem, von der Verarbeitungseinrichtung 7 auslösbaren, und von der
Konvertierungseinrichtung 5 detektierbaren Konvertierungs-5 steuersignal. Das von der Konvertierungseinrichtung 5 generierte,
der Verarbeitungseinrichtung 7 unmittelbar zuführbare Ausgangssignal ist in. der Verarbeitungseinheit 7 speicherbar.
Die Verarbeitungseinheit 7 ist im Ausführungsbeispiel als Mikroprozessor 7 ausgebildet, der in der Lage ist, einzelne
0 Meßwerte zu speichern und auf die gespeicherten Meßwerte mathematische Operationen gemäß einer vorgebbaren Operationsfolge
anzuwenden.
Zur Ermittlung eines mit dem Widerstandswert des zu bestim-5 menden Widerstands 1 korrespondierenden Widerstandsmeßwertes
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wird - eventuell unter Auslösung des Umschaltsteuersignals durch die Konvertierungseinheit 5 ein mit dem jeweils an seinem
Eingang anstehenden Spannungswert korrespondierender Meßwert generiert, der von der Verarbeitungseinrichtung 7 einlesbar
und speicherbar ist. Damit sei z.B. ein Meßwert für die über dem Referenzwiderstand 2 abfallende Spannung U2 in
der Verarbeitungseinrichtung 7 gespeichert. Die Ermittlung des Spannungswertes, dessen Konvertierung in einen Digitalwert
und schließlich die Speicherung in der Verarbeitungseinheit 7 erfolgt in einem ersten Teilmeßvorgang. Im zweiten
Teilmeßvorgang wird durch die Verarbeitungseinrichtung 7 das Umschaltsteuersignal ausgelöst, so daß an den Ausgängen der
Umschalteinrichtung 4 jetzt die über dem zu bestimmenden Widerstand 1 abgreifbare Spannung Ul abgreifbar ist und folglieh
der Konvertierungseinrichtung 5 zugeführt ist. Mit der
Auslösung des Konvertierungssteuersignals durch die Verarbeitungseinrichtung 7 konvertiert die Konvertierungseinrichtung
5 den an ihren Eingängen anstehenden Spannungswert, in diesem Falle also den Spannungswert Ul, der über dem zu bestimmenden
Widerstand 1 abfällt, in einen Digitalwert, der wiederum der Verarbeitungseinrichtung 7 zuführbar ist und dort speicherbar
ist. Damit ist auch der zweite Teilmeßvorgang abgeschlossen.
Wenn die beiden Teilmeßvorgänge schnell hintereinander, insbesondere
so schnell hintereinander, das während des benötigten Zeitraums der von der Stromquelle 3 gelieferte Strom I
als konstant angesehen werden kann, ist eine Ermittlung des Widerstandswertes für den zu bestimmenden Widerstand 1 als
mit dem Widerstandswert des Referenzwiderstandes 2 gewichtetes Verhältnis der jeweiligen Eingangssignale des ersten und
des zweiten Teilmeßvorganges ermittelbar.
U2 I · R2 Ul
Ul I · R1 J' "2 U2
GR 97 G 3288
Da sich während der beiden aufeinanderfolgenden Teilmeßvorgänge weder der Strom I, noch die Genauigkeit der Widerstandsvorrichtung
ändert, verhält sich die über den Widerständen 1, 2 abgreifbare Spannung Ul, U2 zueinander genauso
wie die Widerstandswerte Ri, R2 selbst.
Der Widerstandswert des Referenzwiderstandes 2 ist der Verarbeitungseinrichtung
vorgebbar, und kann z.B. über eine Benutzereingabe auch veränderbar sein. Da durch dieses Prinzip die
Genauigkeit der Messung nur durch die absolute Genauigkeit des Widerstandswertes des Referenzwiderstandes 2 bestimmt
ist, kann dessen Wert in die Rechnung einbezogen werden und bedarfsweise mit einer additiven bzw. multiplikativen Korrektur
beaufschlagt sein.
Wenn die Bestimmung des Widerstandswertes des zu bestimmenden Widerstandes 1 mehrfach hintereinander ausgeführt wird, können
die jeweils ermittelten Widerstandswerte in der Verarbeitungseinrichtung 7 zwischengespeichert werden und auf eine
Folge von Widerstandswerten eine mathematische Operation, z.B. eine Mittelwertbildung angewendet werden, um die Genauigkeit
des Berechnungsverfahrens auch weiter zu erhöhen.
Die Genauigkeit der erfindungsgemäßen Widerstandsmeßvorrichtung und des damit durchführbaren Widerstandsmeßverfahrens
läßt sich erhöhen, wenn die Stromquelle 3 und die Konvertierungseinrichtung 5 aus der gleichen Referenzspannungsquelle
versorgt werden, in der Referenzspannungsquelle 6. Die Referenzspannungsquelle 6 bildet dann einen Bezug für die Konvertierungseinrichtung
5 und für die Stromquelle 3. In diesem Falle ist die Stromquelle 3 dann ein Umsetzer, der von der
Referenzspannungsquelle 6 gelieferten Referenzspannung in einen
Referenzstrom U/I-Wandler für die Konvertierungseinrichtung
5 erfolgt dann die Umsetzung des dieser zuführbaren Analogsignals in einen Digitalwert als Verhältnis des Analog-
GR 91 G 3288
signals zur Referenzspannung; wenn der Spannungswert des Analogsignals
der Referenzspannung entspricht, erreicht der gebildete
Digitalwert sein Maximum.
Nach diesem Prinzip ist die Genauigkeit der Messung nur durch die absolute Genauigkeit des Referenzwiderstands 2 bestimmt.
Da jedoch dessen Wert in die Rechnung einbezogen wird, kann eine eventuelle Ungenauigkeit durch eine einmalige additive
oder multiplikative Kalibrierung kompensiert werden. 10
Claims (4)
1. Widerstandsmeßvorrichtung, insbesondere für einen Thermowiderstand
PTlOO, mit einem zu bestimmenden Widerstand (1) und einem dazu in Reihe geschalteten Referenzwiderstand (2),
mit einer Umschalteinrichtung (4), einer Konvertierungseinrichtung
(5) und einer Verarbeitungseinrichtung (7),
- wobei der Umschalteinrichtung (4) die über den Widerständen (1, 2) abgreifbare Spannung (Ul, U2) an voreinander unabhängigen
Eingängen zuführbar und in Abhängigkeit von einem von der Verarbeitungseinrichtung (7) auslösbaren und von
der Umschalteinrichtung (4) detektierbaren Umschaltsteuersignal
eine der Spannungen (Ul, U2) an derem Ausgang abgreifbar
ist,
- wobei die am Ausgang der der Umschalteinrichtung (4) abgreifbare
Spannung (Ul, U2) der Konvertierungseinrichtung (5) zuführbar ist und in Abhängigkeit von einem von der
Verarbeitungseinrichtung (7) auslösbaren und von der Konvertierungseinrichtung
(5) detektierbaren Konvertierungssteuersignal mittels Konvertierungseinrichtung (5) ein dem
zugeführten Spannungswert (Ul, U2) proportionales Ausgangssignal
generierbar ist, das der Verarbeitungseinrichtung (7) zuführbar ist,
- wobei mittels der Verarbeitungseinrichtung (7) durch Auslösen
des Umschaltsteuersignals bzw. des Konvertierungssteuersignals ein erster und ein zweiter Teilmeßvorgang initiierbar
und ein mit dem Widerstandswert des Referenzwiderstandes (2) gewichtetes Verhältnis der jeweiligen Eingangssignale
des ersten und des zweiten Teilmeßvorgangs ermittelbar ist.
2. Widerstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch
gekennzeichnet , daß die Umschalteinrichtung (4) ein Multiplexer (4) ist.
GR 97 G 3288
3. Widerstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a durch
gekennzeichnet, daß die Konvertierungseinrichtung (5) ein Analog-Digital-Wandler {5)
ist.
gekennzeichnet, daß die Konvertierungseinrichtung (5) ein Analog-Digital-Wandler {5)
ist.
4. Widerstandsmeßvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a durch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung
(7) ein Mikroprozessor (7) ist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29708356U DE29708356U1 (de) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | Widerstandsmeßvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29708356U DE29708356U1 (de) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | Widerstandsmeßvorrichtung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29708356U1 true DE29708356U1 (de) | 1997-07-10 |
Family
ID=8040170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29708356U Expired - Lifetime DE29708356U1 (de) | 1997-05-09 | 1997-05-09 | Widerstandsmeßvorrichtung |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Effective date: 19970821 |
|
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Effective date: 20001031 |
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| R157 | Lapse of ip right after 6 years |
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