DE2627936A1 - Schaltungsanordnung zum verkuerzen der einschwingvorgaenge beim messen kapazitaetsbehafteter widerstandswerte - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung zum Verkürzen der Einschwingvorgänge
• beim Messen kapazitätsbehafteter Widerstandswerte Zusatz zum Patent .......... (Patentanm. P 26 10 040.3).
• Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Verkürzen der Einschwingvorgänge beim Messen kapazitätsbehafteterWiderstandswerte mit Hilfe einer von einer Ablaufsteuerung steuerbaren Spannungsquelle, wobei zu Beginn jeder Messung ein von der Ablaufsteuerung betätigter Kurzschlußkontakt zum Entladen der Kapazitäten vorgesehen ist, bevor diese durch Öffnen des Kurzschlußkontaktes, von der Ablaufsteuerung beeinflußt und von einem digital oder analog arbeitenden Elnschwingzusatz gesteuert mit einer Zusatzspannung während der restlichen Dauer des Einschwingvorganges aufgeladen werden, nach Patent .......
• (Patentanm. P26 10 040.3).
• Das IIauptpatent sieht vor, daß der zu messende Widerstand, der mit einer Kapazität behaftet ist, an eine Spannungsquelle gelegt wird, mit der sich diese Kapazität sowie die Kapazitäten der Meßanordnung aufladen. Solange es sich hierbei um eine relativ geringe Gesattkapazität handelt, braucht nur eine relativ geringe Zeitkonstante berücksichtigt zu werden. Im anderen Fall aber erreicht die Ladezeitkonstante einen nicht zu vernachlässigenden Wert, so daß deren Verringerung anzustreben ist.
• Aufgabe der Erfindung: ist es daher, die Zeitlconstanten und damit die Dauer der Einsc'.w ingvorgcinge auch beim Messendes kapazitätsbehafteten Widerstandes derart zu verringern, daß eine Messung in möglichst kurzer Zeit mit ausreichender Genauigkeit durchgeführt werden kann.
• Erreicht wird das gemäß der Erfindung dadurch, daß der Kurzschlußkontakt den zu messenden Widerstand überbrückt, daß bei wieder geöffnetem Kurzschlußkontakt an die Meßeinrichtung ein Differenzierglied angeschlossen ist, welches untersucht, ob ein sich durch der Meßstrom nicht mehr ändernder Meßwert vorliegt, daß bei sich noch änderndem Meßwert so lange eine Zusatzspannung impulsweise an den Widerstand gelegt wird, bis durch das Differenzierglied keine Änderung des Meßwertes durch dcn Meßstrom mehr feststellbar ist, und daß erst dann die Meßwertausgabe veranlaßt wird.
• Gemäß der Hauptanmeldung werden lediglich die Kapazitäten des Picoamperemeters, insbesondere des Gegenkopplungszweiges, mit eine besonderen Spannungsquelle, dem Einschwingzusatz, aufgeladen, nich aber die Kapazitäten des zu messenden Widerstandes und der Meßanor nung. Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß durch Aufladung auch dieser Kapazitäten die Zeitkonstante noch weiter herabgesetzt wird.
• Da diese Kapazitäten über einen eigenen Ladestromkreis aufgeladen werden, können zum Laden Ströme und Spannungen venrendet werden, die nicht von der Größe des Meßstromes, sondern von frei wälllbaren Schaltungsparametern abhängig sind. So bestimmt sich beispielsweise auch die Anzahl der ladeimpulse aus der Größe des Ladestromes und der l,adeimpulslänge.
• Ein Beipiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben.
• Der zu messende Widerstand Rx weist eine Parallelkapazität Cx auf. In dieser Kapazität ist auch noch die Querkapazität zwischen den Meßsclmüren und den anderen Teilen der Meßanordnung enthalten.
• Die Zeitverzögerung beträgt Rx Cx = Tx, wobei der Widerstand Rx beliebige Werte haben kann. Hochohmig Widerstände liefern in solchen Meßanordnungen in der Regel auch die größten Verzögerunger Dieser Widerstand Rx ist mit einer Meßeinrichtung M verbunden, und stellt dort einen Zweig einer aus den Widerständen R4, R5 und R6 gebildeten Meßbrücke dar. Diese Meßbrücke wird von einer Spannungsquelle U gespeist. In der Diagonale der Meßbrücke ist ein Operationsverstärker V angeordnet, der die Verstimmung der Meßbrücke durch Rx ausgleicht. Die sich dabei einstellende Spannung am Kontakt an ist proportional dem Widerstand Rx. Das Meßergebnis wird über den Kontakt an an eine Meßwertausgabe A geliefert.
• Zwischen dem Widerstand Rx und die Meßeinrichtung M ist ein Einschwingzusatz E angeordnet. Mit Hilfe dieses Einschwingzusatzes wird die Kapazität Cx so schnell wie möglich auf einen Spannungswert aufgeladen, der dem Produkt Meßstrom Rx = Uan und somit dem eigentlichen Meßwert entspricht.
• Der Einschwingzusatz E besitzt einen Kurzschlußkontakt k, der über einen Widerstand R1 zu Beginn der Messung die Kapazität Cx kurzschließt und damit entlädt. Sobald dieser Kontakt k wieder öffnet, wird die Aussage des pifferenziergliedes D am Ausgang des Operationsverstärkers V bewertet. Stellt nun das Differenzierglied D fest, daß der Wert an seinem Eingang noch steigt, weil der Meßstrom der Meßbrücke Cx noch aufladen muß, so betätigt es ein Relais J kurzzeitig. Dieses Relais J schließt für eine vom Differenzierglied D vorgegebene Zeitdauer die Kontakte il und i2, so daß eine Zusatzspannungsquelle llz über einen Widerstand R2 mit dem Widerstand Rx und damit auch mit der Kapazität Cx verbunden is-t.
• Mit dieser Zusatzspannung wird folglich die Kapazität Cx impulsartig geladen.
• Nach Beendigung dieses Ladeimpulses stellt das Differenzierglied D erneut fest, ob der Meßstrom Cx nochslädt. Wenn ja, wird wiederum das Relais J betätigt und es gelangt ein zweiter Ladeimpuls auf die Kapazität Cx. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis das Differeiizierglied D Iceine Änderung des Meßwertes durch den Meßstrom mehr feststellt. Jetzt wird nicht mehr das Relais J betätigt, sondern das Relais AN, das seinen Kontakt an schließt und damit die Meßwertausgabe A aktiviert.
• Im vorstehend beschriebenem Beispiel der Erfindung besteht die Meßeinrichtung M aus einer Meßbrücke. Anstelle der Meßbrücke kann aber auch ein anderes Meßgerät eingesetzt werden, das nach einem unterschiedlichen Meßprinzip arbeitet. Es kann dies beispielsweise eine Meßeinrichtung sein, die den Widerstandswert des zu Messen den Widerstandes Rx in einer Beitwertmessung ermittelt, beispielsweise, wie im Hauptpatent beschrieben.
• Auch ist im vorstehenden Beispiel beschrieben, daß das Differenzierglied D Spannungsimpulse der gleichen Polarität an die Kapazität Cx legt. Es gibt aber auch andere Möglichkeiten, diese Kapazität zu laden. Es können auch Spannungsstöße von einer Spannungsquelle Uz erzeugt werden, die immer kleiner werden, oder die sich auf andere Weise nach der Methode der sukzessiven Approximation dem Endwert nähern.
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Claims (2)

1. P a t e n t a n s p r u c h P a t e n t a n s p r u c h 1. Schaltungsanordnung zum Verkürzen der Sinschazingvorgänge beim Messen kapazitätsbehafteter Wirderstandswerte mit Hilfe einer von einer Ablaufsteuerung steuerbaren Spannungsquelle, wobei zu Beginn Jeder Meßung ein von der Ablaufsteuerung betätigter Kurzschlußkontakt zum Entladen der Kapazitäten vorgesehen ist, bevor diese durch Öffnen des Kurzschltißkontktes, von der Ablaufsteuerung beeinflußt und von einem digital oder analog arbeitenden Einschwingzusatz gesteuert, mit einer Zusatzspannung während der restlichen Dauer des Einschwingvorganges aufgeladen werden, nach Patent (Anmeldung P 26 10 040.3), d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Kurzschlußkontakt (k) den zu messenden Widerstand (Rx,Cx) überbrückt, daß bei wieder geöffnetem Kurzschiußkontakt (k) an die Meßeinrichtung (M) ein Differenzierglied (D) angeschlossen ist, welches untersucht, ob ein sich durch den Meßstrom nicht mehr ändernder Meßwert vorliegt, daß bei. sich noch änderndem Meßwert so lange eine Zusatzspannung impulsweise an den Widerstand (Rx,Cx) gelegt wird, bis durch das Differenzierglied D kei.ne Änderung des Meßwertes durch den Meßstrom mehr feststellbar ist, und daß erst dann die Meßwertausgabe (A) veranlaßt wird.
2. 2. Schantungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß das ifferenzierglied (D) die Impulsbreite der Zusatzspannung bestimmt.