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JPH0810121B2 - Calibration device for strain measuring instrument - Google Patents

Calibration device for strain measuring instrument

Info

Publication number
JPH0810121B2
JPH0810121B2 JP19901786A JP19901786A JPH0810121B2 JP H0810121 B2 JPH0810121 B2 JP H0810121B2 JP 19901786 A JP19901786 A JP 19901786A JP 19901786 A JP19901786 A JP 19901786A JP H0810121 B2 JPH0810121 B2 JP H0810121B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
circuit
resistance
bridge
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP19901786A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6355403A (en
Inventor
真司 久保寺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyowa Electronic Instruments Co Ltd
Original Assignee
Kyowa Electronic Instruments Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyowa Electronic Instruments Co Ltd filed Critical Kyowa Electronic Instruments Co Ltd
Priority to JP19901786A priority Critical patent/JPH0810121B2/en
Publication of JPS6355403A publication Critical patent/JPS6355403A/en
Publication of JPH0810121B2 publication Critical patent/JPH0810121B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 技術分野 本発明は、ひずみ測定器における較正装置に関し、よ
り詳しくは、ひずみゲージを用いた抵抗ブリッジからな
る測定ブリッジにブリッジ電源から定電流を印加し該測
定ブリッジから得られる出力を増幅し測定出力を得るひ
ずみ測定器における較正装置に関するものである。
Description: (a) Technical Field The present invention relates to a calibration device for a strain measuring instrument, and more specifically, a constant current is applied from a bridge power source to a measurement bridge formed of a resistance bridge using a strain gauge to perform the measurement. The present invention relates to a calibration device in a strain measuring instrument that amplifies an output obtained from a bridge to obtain a measurement output.

(b) 従来技術 一般にひずみ測定器においては、ひずみ量を電気量に
変換するために少なくとも一辺にひずみゲージを含むホ
イートストンブリッジが入力側に接続されている。第5
図に示すように入力抵抗、出力抵抗共にRgなるホイート
ストンブリッジ60の入力端子61および61′に電圧Eを印
加するブリッジ電源62が接続されている場合において、
出力端子63,63′間のブリッジ出力電圧Eoと入力端子61,
61′間のブリッジ入力電圧Eiとの関係を説明する。尚、
64,64′はブリッジ電源62からブリッジ入力端子61,61′
までの接続ケーブルの線抵抗で、rはその抵抗値であ
る。
(B) Prior Art Generally, in a strain measuring instrument, a Wheatstone bridge including a strain gauge on at least one side is connected to an input side in order to convert a strain amount into an electric amount. Fifth
As shown in the figure, when the bridge power supply 62 for applying the voltage E is connected to the input terminals 61 and 61 'of the Wheatstone bridge 60 in which the input resistance and the output resistance are both Rg,
Bridge output voltage Eo between output terminals 63 and 63 'and input terminal 61,
The relationship between the bridge input voltage Ei between 61 'will be described. still,
64, 64 'are bridge power supply 62 to bridge input terminals 61, 61'
Is the line resistance of the connecting cable up to and r is its resistance value.

上記ホイートストンブリッジを駆動するのに二つの方
式がある。その一つは、定電圧駆動方式であり、もう一
つは定電流駆動方式である。
There are two ways to drive the Wheatstone bridge. One is a constant voltage drive system, and the other is a constant current drive system.

先ず定電圧駆動方式の場合は、ブリッジ入力電圧Eiと
ブリッジ出力電圧Eoとの関係は、(1)式のようにな
る。
First, in the case of the constant voltage drive system, the relationship between the bridge input voltage Ei and the bridge output voltage Eo is as shown in equation (1).

Ei={Rg/(Rg+2r)}・E ……(1) 従って、接続ケーブルが長い場合には線抵抗rが大き
くなり該差が生じる。またこの該差を除去するためにリ
モートセンシング法を用いると、リモートセンシング用
の配線が別途必要となり、ブリッジ電源62からブリッジ
入力端子61,61′までの距離が長い(1000mに及ぶことが
ある)場合は、リモート・センシング用の配線分が不経
済であるばかりでなく設置、結線等の作業性も低下す
る。
Ei = {Rg / (Rg + 2r)} · E (1) Therefore, when the connecting cable is long, the line resistance r increases and the difference occurs. If the remote sensing method is used to remove this difference, a separate wiring for remote sensing is required, and the distance from the bridge power source 62 to the bridge input terminals 61, 61 'is long (may reach 1000 m). In this case, the wiring for remote sensing is not only uneconomical, but also the workability of installation and wiring is reduced.

一方、定電流駆動方式の場合には、ブリッジ入力電圧
Eiは、(2)式の関係となる。
On the other hand, in the case of the constant current drive system, the bridge input voltage
Ei has the relationship of equation (2).

Ei=I・Rg ……(2) この場合、電源電流Iが一定であるから線抵抗rの影
響を受けなくなる。しかしながら、(2)式からわかる
ようにブリッジ抵抗Rgが変ると、つまり実際の測定にお
いては異なる抵抗(公称ゲージ抵抗)のひずみゲージと
交換すると、入力電圧Eiが変化する。一般に、第5図に
示すブリッジ回路がひずみゲージで構成されている場合
においては、(3)式が成立する。
Ei = I · Rg (2) In this case, since the power supply current I is constant, the influence of the line resistance r is eliminated. However, as can be seen from the equation (2), when the bridge resistance Rg changes, that is, when the strain gauge having a different resistance (nominal gauge resistance) is replaced in the actual measurement, the input voltage Ei changes. Generally, when the bridge circuit shown in FIG. 5 is composed of strain gauges, the expression (3) is established.

Eo=K・ε・Ei/4 ……(3) ただし、上記(3)式において、Kはゲージ率、εは
ひずみである。従って、測定値となるブリッジ出力電圧
Eoは、本来ひずみεのみの関数でなければならないとこ
ろ、ブリッジ入力電圧Eiが変数として加わるため正確な
測定ができないか、あるいは一種類のゲージ抵抗のひず
みゲージしか使用できないという不都合がある。そこ
で、複数のゲージ抵抗で補正された較正値、例えば公称
ゲージ抵抗120Ωおよび350Ωのひずみゲージでそれぞれ
構成されたホイートストンブリッジに適合するように補
正された較正値2000με,1000με,500με等々を発生
する較正値発生回路65を設け、使用するひずみゲージの
公称ゲージ抵抗に応じて選択スイッチ66によって発生す
る較正値を適宜選択し、較正動作スイッチ67をONにして
利得調整回路68に注入する較正装置が既に考えられてい
る。つまり、この較正装置においては、較正値発生回路
65からの較正値電圧を利得調整回路68に注入し、外部操
作可能な可変抵抗器68aによって増幅器68bの利得を調整
してメータ(指示計)69の指針をフルスケール位置ある
いは所定の目盛線に合わせて基準位置(基準値)を設定
し得るように構成されている。このように構成された第
5図の較正装置において例えば、ゲージ抵抗が120Ωの
ひずみゲージによりホイートストンブリッジ60が組まれ
た荷重変換器であって、定格容量10tにおいて1850με
(με:10-6ひずみ)のひずみを発生する荷重変換器の
較正を行なう場合について説明する。
Eo = K · ε · Ei / 4 (3) However, in the above formula (3), K is the gauge factor and ε is the strain. Therefore, the measured bridge output voltage
Since Eo should originally be a function of only strain ε, there is a disadvantage that the bridge input voltage Ei is added as a variable, so that accurate measurement cannot be performed or only one type of strain gauge strain gauge can be used. Therefore, a calibration value corrected by a plurality of gauge resistances, for example, a calibration value 2000με, 1000με, 500με, etc., which are corrected to fit the Wheatstone bridge composed of strain gauges having nominal gauge resistances of 120Ω and 350Ω, respectively. A calibration device for providing a value generation circuit 65, appropriately selecting a calibration value generated by the selection switch 66 according to the nominal gauge resistance of the strain gauge used, and turning on the calibration operation switch 67 and injecting it into the gain adjustment circuit 68 is already available. It is considered. That is, in this calibration device, the calibration value generation circuit
The calibration value voltage from 65 is injected into the gain adjustment circuit 68, and the gain of the amplifier 68b is adjusted by the variable resistor 68a that can be operated externally, and the pointer of the meter (indicator) 69 is set to the full scale position or a predetermined scale line. The reference position (reference value) can be set together. In the calibration device of FIG. 5 configured in this way, for example, a load transducer in which a Wheatstone bridge 60 is assembled by a strain gauge having a gauge resistance of 120Ω, and a rated capacity of 1850 με
A case of calibrating a load converter that generates a strain of (με: 10 -6 strain) will be described.

先ず、較正値発生回路65で発生可能な較正値のうち上
記ひずみ量1850μεに最も近い値例えば2000μεを選ぶ
(その選択機構は図示していない)。すると、較正値発
生回路65からは公称ゲージ抵抗120Ωで補正された2000
μεに相当する較正値電圧(一般に1με=1μvとす
る)が出力され利得調整回路68に注入される。この較正
値発生回路65から出力される較正値2000μεと荷重変換
器の定格ひずみ1850μεとは、ずれているので、2000μ
εに対応する荷重を、次の(4)式により算出する。
First, of the calibration values that can be generated by the calibration value generation circuit 65, a value that is closest to the strain amount 1850 με, for example 2000 με, is selected (the selection mechanism is not shown). Then, from the calibration value generation circuit 65, the 2000
A calibration value voltage (generally 1 με = 1 μv) corresponding to με is output and injected into the gain adjustment circuit 68. Since the calibration value 2000 με output from the calibration value generation circuit 65 and the rated strain 1850 με of the load converter are different, 2000 με
The load corresponding to ε is calculated by the following equation (4).

(2000/1850)×10≒10.8(t) ……(4) この2000μεの較正値出力(電圧または波形)を10.8
tとして測定出力の較正を行なう。すなわち、可変抵抗6
8aを調整してメータ69の指針を10.8tの目盛に合わせ
る。次に較正動作スイッチを67をOFFにして、測定すべ
き荷重を上記荷重変換器にかけると、そとのきのブリッ
ジ出力電圧Eoがバッファー増幅器70を介して利得調整回
路68に入力されてメータ69に表示される。
(2000/1850) × 10≈10.8 (t) (4) This 2000με calibration value output (voltage or waveform) is 10.8
Calibrate the measured output as t. That is, variable resistor 6
Adjust 8a and adjust the pointer of meter 69 to the 10.8t scale. Next, when the calibration operation switch 67 is turned off and the load to be measured is applied to the load converter, the soft bridge output voltage Eo is input to the gain adjustment circuit 68 via the buffer amplifier 70 and the meter is read. Displayed on 69.

しかしながら、上記較正装置では、公称ゲージ抵抗と
して、120Ωと350Ωとについてしか較正値を補正できな
い。現在一般的に使われているゲージ抵抗の中には上記
120Ωと350Ω以外に500Ω,1000Ω等があり、また変換器
(ブリッジ回路60)を複数並列接続して使用することが
実際には多々あり、このように合成されたゲージ抵抗を
も考え合わせると、ゲージ抵抗は無数に存在することと
なり、このような多種のゲージ抵抗に対する較正値を生
成することは実際上不可能である。
However, the above calibration device can correct the calibration value only for the nominal gauge resistance of 120Ω and 350Ω. The above is one of the commonly used gauge resistors.
In addition to 120Ω and 350Ω, there are 500Ω, 1000Ω, etc. In addition, there are many cases in which a plurality of converters (bridge circuit 60) are connected in parallel, and considering the gauge resistance combined in this way, Gauge resistances will exist innumerably, and it is practically impossible to generate calibration values for such various kinds of gauge resistances.

一方、ひずみ測定器として較正可能な較正値は連続し
て設定できることが理想であるが、実際には端数のな
い、何らかの倍数関係が限られた較正値、例えば2000μ
ε,1000με,500με,100με,50με等を段階的に発生
させる構成となっている。そこで、仮に公称ゲージ抵抗
を120Ω,350Ω,500Ω,1000Ωの4種類に限定し、較正値
は上記2000με〜50μεの5種類に限定してみても上記
各々の公称ゲージ抵抗ごとに上記各々の較正値を補正す
るには4×5=20種類の組合せになる(ただし重複の組
合せも含んでいる)。さらに、上述した、合成された公
称ゲージ抵抗によっても補正が可能な構成にしようとす
ると、部品点数が非現実的な数字に上り大嵩化し、およ
そ実用性のないものとなってしまう。
On the other hand, it is ideal that a calibration value that can be calibrated as a strain measuring instrument can be set continuously, but in reality, there is no fractional value, for example, a calibration value with a limited multiple relationship, such as 2000 μ.
The configuration is such that ε, 1000 με, 500 με, 100 με, 50 με, etc. are generated in stages. Therefore, even if the nominal gauge resistance is limited to four types of 120Ω, 350Ω, 500Ω, and 1000Ω, and the calibration value is limited to five types of 2000με to 50με, each of the above calibration values for each nominal gauge resistance There are 4 × 5 = 20 kinds of combinations to correct (including overlapping combinations). Furthermore, if an attempt is made to make a configuration that can be corrected by the above-described synthesized nominal gauge resistance, the number of parts will increase to an unrealistic number and become bulky, making it almost impractical.

(c) 目的 本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、その目
的とするところは、簡略な回路構成で、測定ブリッジに
組まれるひずみゲージのゲージ抵抗がいかなる値のもの
であっても常に正確な較正値電圧を発生させることがで
き、しかも操作が極めて簡単で、定電流駆動方式の利点
を悉く享受し得るひずみ設定器における較正装置を提供
することにある。
(C) Purpose The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a simple circuit configuration, even if the gauge resistance of a strain gauge incorporated in a measurement bridge has any value. An object of the present invention is to provide a calibration device for a strain setting device that can always generate an accurate calibration value voltage, is extremely easy to operate, and can fully enjoy the advantages of the constant current drive system.

(d) 構成 本発明は、上述の目的を達成させるため、ひずみゲー
ジを用いた抵抗ブリッジからなる測定ブリッジにブリッ
ジ電源から定電流を印加し該測定ブリッジから得られる
出力を増幅し測定出力を得るひずみ測定器において、あ
る基準となる抵抗値を有するひずみゲージで構成された
測定ブリッジから出力される所定のひずみ量に相当する
電圧と等しい較正値電圧を発生する較正値発生回路と、
上記測定ブリッジを構成するひずみゲージの抵抗値が上
記基準となる抵抗値と異なるときに当該ひずみゲージの
抵抗値を数値設定でき、その数値設定された抵抗値に対
応する設定信号を出力する抵抗値設定回路と、上記較正
値発生回路の入力側または出力側に回路挿入され、上記
抵抗値設定回路の上記設定信号によって設定された抵抗
値と上記基準となる抵抗値との比を上記較正値発生回路
の較正値電圧に乗算して補正された較正値電圧を生成せ
しめる補正値発生回路と、上記補正された較正値電圧お
よび上記測定ブリッジの出力を選択的に受け、上記補正
された較正値電圧を外部操作により設定される利得によ
って所定のレベルに調整して出力すると共に上記測定ブ
リッジの出力を受け上記補正された較正値電圧と関係づ
けられた測定出力を出力する利得設定回路とをもって構
成したものである。
(D) Configuration In order to achieve the above-mentioned object, the present invention applies a constant current from a bridge power supply to a measurement bridge composed of a resistance bridge using a strain gauge and amplifies an output obtained from the measurement bridge to obtain a measurement output. In the strain measuring device, a calibration value generating circuit that generates a calibration value voltage equal to a voltage corresponding to a predetermined strain amount output from a measurement bridge composed of a strain gauge having a certain reference resistance value,
When the resistance value of the strain gauge that constitutes the measurement bridge is different from the reference resistance value, the resistance value of the strain gauge can be numerically set, and the resistance value that outputs a setting signal corresponding to the numerically set resistance value. The calibration value is generated by inserting a circuit between the setting circuit and the input side or the output side of the calibration value generating circuit, and calculating the ratio between the resistance value set by the setting signal of the resistance setting circuit and the reference resistance value. A correction value generating circuit for multiplying the calibration value voltage of the circuit to generate a corrected calibration value voltage, and the corrected calibration value voltage selectively receiving the corrected calibration value voltage and the output of the measurement bridge. Is adjusted to a predetermined level by the gain set by an external operation and is output, and the output of the measurement bridge is received and the measurement output related to the corrected calibration value voltage is output. Is constructed by having a gain setting circuit for outputting.

以下、本発明の要旨を実施例に基づき詳述する。 Hereinafter, the gist of the present invention will be described in detail based on examples.

第1図は、本発明に係るひずみ測定器における較正装
置の一実施例の概略構成を示すブロック図であり、第2
図は同実施例の回路構成を示す回路図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of a calibration device in a strain measuring instrument according to the present invention.
The drawing is a circuit diagram showing a circuit configuration of the embodiment.

第1図において、1は少なくとも一辺にひずみゲージ
を含んで構成されたホイートストンブリッジ回路すなわ
ち、測定ブリッジを有し、物理量を電気量に変換する荷
重変換器、圧力変換器、変位変換器等の変換部であり、
2は変換部1からの電気量を受けるボルテージホロワ等
による増幅度が「1」の緩衝増幅回路である。3は緩衝
増幅回路2の出力を受け、変換抵抗器等によって利得が
外部設定可能な可変利得増幅器による利得設定回路であ
り、4は利得設定回路3の出力をアナログ表示するメー
タ等による表示回路である。5は一定電圧を保持する基
準電圧発生回路であり、6はこの基準電圧発生回路の出
力電圧を分圧して所定の較正値を発生する較正値発生回
路である。7は各桁が4ビットBCD出力を有するデジタ
ルスイッチを3桁分(3個)用いて構成された抵抗値設
定回路であり、8は、較正値発生回路6の出力電圧に抵
抗値設定回路7で設定された抵抗値と、後述するある基
準となる抵抗値との比(係数)を上記較正値電圧に乗じ
て補正された較正値電圧を発生する補正値発生回路であ
る。9はトランスファー接点による動作切換スイッチ
で、9aは常開接点、9bは常閉接点、9cは共通接点であ
る。つまり、常開接点9aが閉成されたとき(CALの文字
で表示された側に倒されたとき)は較正動作になり、常
閉接点9bが閉成されたとき(MEASの文字で表示された側
に倒されたとき)は測定動作となるように構成されてい
る。一方、10は変換部1のホイートストンブリッジ回路
を駆動するための供給電流を検出する電流検出回路であ
り、11はこの電流検出回路10の出力と上記基準電圧発生
回路5の出力とを比較して制御信号を出力する比較回路
であり、12はこの比較回路からの制御信号に基づいて変
換部1に供給する駆動電流を一定に保持する電流制御回
路であり、13はこの電流制御回路12の制御を受ける非安
定化電源である。尚、上記基準電圧発生回路5、電流検
出回路10、比較回路11、電流制御回路12および非安定化
電源13とをもって定電流源14を構成しており、従って、
測定ブリッジへのブリッジ電源供給方式は、定電流駆動
方式となっている。また、基準電圧発生回路5は、較正
値発生回路6と比較回路11とで共用している。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a Wheatstone bridge circuit configured to include a strain gauge on at least one side, that is, a measurement bridge and conversion of a load converter, a pressure converter, a displacement converter or the like for converting a physical quantity into an electric quantity. Is a department
Reference numeral 2 is a buffer amplifier circuit having an amplification degree of “1” by a voltage follower or the like which receives the electric quantity from the conversion unit 1. Reference numeral 3 denotes a gain setting circuit that receives the output of the buffer amplifier circuit 2 and that is a variable gain amplifier whose gain can be externally set by a conversion resistor or the like, and 4 is a display circuit such as a meter that analog-displays the output of the gain setting circuit 3. is there. Reference numeral 5 is a reference voltage generating circuit that holds a constant voltage, and 6 is a calibration value generating circuit that divides the output voltage of the reference voltage generating circuit to generate a predetermined calibration value. Reference numeral 7 is a resistance value setting circuit configured by using three digits (three) of digital switches each having a 4-bit BCD output, and 8 is a resistance value setting circuit 7 for the output voltage of the calibration value generating circuit 6. It is a correction value generation circuit for generating a corrected calibration value voltage by multiplying the calibration value voltage by a ratio (coefficient) of a resistance value set in step 1 to a reference resistance value described later. Reference numeral 9 is an operation changeover switch using a transfer contact, 9a is a normally open contact, 9b is a normally closed contact, and 9c is a common contact. In other words, the calibration operation is performed when the normally open contact 9a is closed (when it is tilted to the side displayed with the CAL character), and when the normally closed contact 9b is closed (displayed with the MEAS character). (When it is pushed down to the side), the measurement operation is performed. On the other hand, 10 is a current detection circuit for detecting the supply current for driving the Wheatstone bridge circuit of the conversion unit 1, and 11 compares the output of the current detection circuit 10 with the output of the reference voltage generation circuit 5. Reference numeral 12 is a comparison circuit that outputs a control signal, 12 is a current control circuit that keeps the drive current supplied to the conversion unit 1 constant based on the control signal from this comparison circuit, and 13 is the control of this current control circuit 12. It is an unstabilized power source that receives A constant current source 14 is composed of the reference voltage generation circuit 5, the current detection circuit 10, the comparison circuit 11, the current control circuit 12 and the unstabilized power supply 13.
The bridge power supply method to the measurement bridge is a constant current drive method. Further, the reference voltage generation circuit 5 is shared by the calibration value generation circuit 6 and the comparison circuit 11.

第2図において、15は少なくとも一辺に公称ゲージ抵
抗Rgなるひずみゲージを含み、入力抵抗と出力抵抗が共
に略同一の抵抗値のRgを有する測定ブリッジとしてのホ
イートストンブリッジ回路(以下「ブリッジ回路」と略
称する)であり、16,16′はブリッジ入力端子で、ブリ
ッジ電源としての定電流源14に接続され、17,17′はブ
リッジ出力端子である。尚、以下ブリッジ入力端子16−
16′間の電圧をブリッジ入力電圧と称びEiで表わし、ブ
リッジ出力端子17−17′間の電圧をブリッジ出力電圧と
称びEoで表わすものとする。18はブリッジ回路15に外乱
を与えないためにブリッジ出力抵抗Rgに比べて十分に大
きな入力インピーダンスを有するボルテージホロワで上
記ひずみゲージの1μεひずみに対して1μVを出力
し、その入力端にはブリッジ出力端子17,17′がそれぞ
れ接続されている。
In Fig. 2, 15 includes a strain gauge having a nominal gauge resistance Rg on at least one side, and a Wheatstone bridge circuit (hereinafter referred to as a "bridge circuit") as a measurement bridge having Rg with substantially the same resistance value for both input resistance and output resistance. The bridge input terminals 16 and 16 'are connected to a constant current source 14 as a bridge power source, and 17 and 17' are bridge output terminals. The bridge input terminal 16-
The voltage between 16 'is referred to as a bridge input voltage and is referred to as Ei, and the voltage between the bridge output terminals 17-17' is referred to as a bridge output voltage and is referred to as Eo. Reference numeral 18 is a voltage follower having an input impedance sufficiently larger than the bridge output resistance Rg so as not to give a disturbance to the bridge circuit 15, and outputs 1 μV for 1 με strain of the strain gauge, and a bridge is provided at its input end. Output terminals 17 and 17 'are connected to each other.

19は演算増幅器であり、非反転入力端は接地されてい
る。20,20′は共に等しい抵抗値Riを有する入力抵抗
で、一端は共通に接続されて演算増幅器19の反転入力端
に接続され、入力抵抗20の他端はボルテージホロワ18の
出力端に接続され、入力抵抗20′の他端は動作切換スイ
ッチ9の共通接点9cに接続されている。21は可変抵抗器
よりなる帰還抵抗で、演算増幅器19の反転入力端と出力
端間に接続されている。尚、上記入力抵抗20,20′、帰
還抵抗21および演算増幅器19をもって反転加算増幅器が
構成され、以下この回路部分を利得設定回路3と称する
こととする。22は表示器4としてのメータで、一端は利
得設定回路3の出力端に接続され、他端は接地されてい
る。この利得設定回路3の出力が1Vのときフルスケール
を指示する。一方、23は基準電圧発生回路5としての基
準電源であり、負極端は接地されその出力電圧をEsと表
わす。24〜29は較正値を発生させたための分圧抵抗で、
それぞれの抵抗値をr1〜r6で表わす。30は外部操作可能
なロータリースイッチよりなる較正値選択スイッチであ
り、30a〜30eはそれぞれ2000με接点、1000με接点、
500με接点、100με接点および50με接点であり、30
fは共通接点である。分圧抵抗24の一端は基準電圧23の
正極端に接続され、他端は直列に接続された分圧抵抗25
〜29を介して接地されている。また、2000με接点30a
は、分圧抵抗24と25の接続点に接続され、以下同様に10
00με接点30b〜50με接点30eは、それぞれ分圧抵抗25
と26、分圧抵抗26と27、分圧抵抗27と28、分圧抵抗28と
29の接続点に接続されている。尚、分圧抵抗24〜29と較
正値選択スイッチ30とからなる回路部分(図中破線で包
囲した部分)は較正値発生回路6を構成している。ま
た、2000με接点〜50με接点のそれぞれの出力電圧
を、V1〜V5で表わしたときの分圧抵抗24〜29の抵抗値r1
〜r6との関係は、下記(5)式のとおりに構成されてい
る。
Reference numeral 19 is an operational amplifier whose non-inverting input terminal is grounded. 20, 20 'are input resistors having the same resistance value Ri, one end is commonly connected to the inverting input end of the operational amplifier 19, and the other end of the input resistor 20 is connected to the output end of the voltage follower 18. The other end of the input resistor 20 'is connected to the common contact 9c of the operation changeover switch 9. Reference numeral 21 is a feedback resistor composed of a variable resistor, which is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier 19. The input resistances 20 and 20 ', the feedback resistance 21 and the operational amplifier 19 constitute an inverting addition amplifier, and this circuit portion will be referred to as a gain setting circuit 3 hereinafter. 22 is a meter as the display unit 4, one end of which is connected to the output end of the gain setting circuit 3 and the other end of which is grounded. When the output of the gain setting circuit 3 is 1V, full scale is instructed. On the other hand, reference numeral 23 is a reference power source as the reference voltage generating circuit 5, the negative end of which is grounded and its output voltage is represented by Es. 24 to 29 are voltage dividing resistors for generating the calibration value,
Each resistance value is represented by r 1 to r 6 . 30 is a calibration value selection switch composed of a rotary switch that can be operated externally, and 30a to 30e are 2000 με contacts, 1000 με contacts,
There are 500 με contact, 100 με contact and 50 με contact, 30
f is a common contact. One end of the voltage dividing resistor 24 is connected to the positive terminal of the reference voltage 23, and the other end is connected in series to the voltage dividing resistor 25.
Grounded through ~ 29. Also, 2000με contact 30a
Is connected to the connection point of voltage dividing resistors 24 and 25, and so on.
00με contacts 30b to 50με contacts 30e are
And 26, voltage dividing resistors 26 and 27, voltage dividing resistors 27 and 28, voltage dividing resistor 28 and
Connected to 29 connection points. The circuit portion (the portion surrounded by the broken line in the figure) including the voltage dividing resistors 24 to 29 and the calibration value selection switch 30 constitutes the calibration value generating circuit 6. Also, when the output voltage of each of the 2000 με to 50 με contacts is expressed as V 1 to V 5 , the resistance value r 1 of the voltage dividing resistors 24 to 29 is
The relationship with r 6 is configured as in the following equation (5).

「V1={(r2+r3+r4+r5+r6)/r0}・Es=2000μV V2={(r3+r4+r5+r6)/r0}・Es=1000μV V3={(r4+r5+r6)/r0}・Es=500μV V4={(r5+r6)/r0}・Es=100μV V5=(r6/r0)・Es=50μV」 ……(5) ただし、r0=r1+r2+r3+r4+r5+r6 上記共通接点30fは、補正値発生回路8の入力端に接
続され、この補正値発生回路8の出力端は動作切換スイ
ッチ9の常開接点(CAL側接点)に接続されている。31
〜33は抵抗値設定回路7の各桁のそれぞれ4ビットから
なる設定信号としての抵抗値制御出力信号で、31が最下
位桁、33が最上位桁の抵抗値制御出力信号である。
"V 1 = {(r 2 + r 3 + r 4 + r 5 + r 6) / r 0} · Es = 2000μV V 2 = {(r 3 + r 4 + r 5 + r 6) / r 0} · Es = 1000μV V 3 = {(R 4 + r 5 + r 6 ) / r 0 } ・ Es = 500 μV V 4 = {(r 5 + r 6 ) / r 0 } ・ Es = 100 μV V 5 = (r 6 / r 0 ) ・ Es = 50 μV ” (5) However, r 0 = r 1 + r 2 + r 3 + r 4 + r 5 + r 6 The common contact 30f is connected to the input end of the correction value generating circuit 8, and the output end of this correction value generating circuit 8 is It is connected to the normally open contact (CAL side contact) of the operation changeover switch 9. 31
Numerals 33 are resistance value control output signals as setting signals each consisting of 4 bits of each digit of the resistance value setting circuit 7, 31 is a least significant digit, and 33 is a most significant digit resistance value control output signal.

第3図は、本発明の要部である補正値発生回路8の具
体的な一実施例を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a concrete embodiment of the correction value generating circuit 8 which is the main part of the present invention.

同図において、34は較正値入力端子で、較正値発生回
路6の共通接点30fに接続される。35a〜35e、36a〜36e
および37a〜37eは、アナログスイッチで、それぞれIは
入力端子、Oは出力端子、Cは制御入力端子である。こ
のアナログスイッチは、制御入力端子CがHレベルにな
ると、入力端子Iと出力端子Oが接続状態になり、Lレ
ベルで開放状態になる。38a〜38e、39a〜39eおよび40a
〜40eはそれぞれ入力抵抗であり、それぞれの抵抗値
は、入力抵抗38a,38b,38c,38dがそれぞれ8Ω,4Ω,2Ω,
1Ωであり、これらの抵抗値は入力抵抗39a〜39d、40a〜
40dにおいても同じである。尚、入力抵抗38e,39e,40eの
抵抗値は、それぞれ800Ω,80Ω,8Ωである。41a〜41cお
よび42はそれぞれ演算増幅器であり、非反転入力端が接
地されて反転増幅器を形成している。43a〜43cはそれぞ
れ演算増幅器41a〜41cの反転入力端と出力端の間に接続
された帰還抵抗であり、それぞれの抵抗値は800Ω,80
Ω,8Ωである。また、上記入力抵抗38a〜38eは、一端が
共通に接続されて演算増幅器41aの反転入力端に接続さ
れ、他端はそれぞれ上記アナログスイッチ35a〜35eの出
力端子Oに接続されている。そして、上記アナログスイ
ッチ35a〜35e、36a〜36eおよび37a〜37eの入力端子I
は、共通に接続されて較正値入力端子34に接続されてい
る。また、上記同様にアナログスイッチ36a〜36eおよび
37a〜37eの出力端子Oには、それぞれ入力抵抗39a〜39e
および40a〜40eの一端が直列接続され、他端はそれぞれ
共通に接続されてそれぞれ演算増幅器41bおよび41cの反
転入力端子に接続されている。45は演算増幅器42の反転
入力端と出力端間に接続された抵抗値Rの帰還抵抗であ
り、46a〜46cは抵抗値Rの入力抵抗で、その一端はそれ
ぞれ演算増幅器41a〜41cの出力端に接続され、他端は共
通に接続されて演算増幅器42の反転入力端に接続されて
いる。47は、補正値発生回路8の出力端子で、動作切換
スイッチ9の常開接点(CAL側接点)9aに接続されてい
る。尚、演算増幅器42の出力端は上記補正値発生回路8
の出力端子47に接続されている。
In the figure, 34 is a calibration value input terminal, which is connected to the common contact 30f of the calibration value generating circuit 6. 35a ~ 35e, 36a ~ 36e
And 37a to 37e are analog switches, I is an input terminal, O is an output terminal, and C is a control input terminal. In this analog switch, when the control input terminal C becomes H level, the input terminal I and the output terminal O are connected, and the analog switch is opened at L level. 38a-38e, 39a-39e and 40a
Input resistances 38a, 38b, 38c, and 38d are 8Ω, 4Ω, 2Ω, and 40e, respectively.
1Ω, and these resistance values are input resistance 39a ~ 39d, 40a ~
The same is true for 40d. The resistance values of the input resistors 38e, 39e, 40e are 800Ω, 80Ω, 8Ω, respectively. 41a to 41c and 42 are operational amplifiers, respectively, whose non-inverting input terminals are grounded to form an inverting amplifier. Reference numerals 43a to 43c are feedback resistors connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifiers 41a to 41c, respectively, and the respective resistance values are 800Ω and 80
Ω, 8Ω. The input resistors 38a to 38e are commonly connected at one end to the inverting input end of the operational amplifier 41a, and the other ends are connected to the output terminals O of the analog switches 35a to 35e, respectively. Then, the input terminals I of the analog switches 35a to 35e, 36a to 36e and 37a to 37e.
Are commonly connected to the calibration value input terminal 34. In addition, analog switches 36a to 36e and
Input terminals 39a to 39e are connected to the output terminals O of 37a to 37e, respectively.
And 40a to 40e have one ends connected in series and the other ends connected in common and connected to the inverting input terminals of the operational amplifiers 41b and 41c, respectively. Reference numeral 45 is a feedback resistor having a resistance value R connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier 42, 46a to 46c are input resistors having a resistance value R, and one ends thereof are output terminals of the operational amplifiers 41a to 41c, respectively. , And the other end is commonly connected to the inverting input end of the operational amplifier 42. Reference numeral 47 is an output terminal of the correction value generating circuit 8 and is connected to the normally open contact (CAL side contact) 9a of the operation changeover switch 9. The output end of the operational amplifier 42 is the correction value generating circuit 8 described above.
Connected to the output terminal 47 of.

一方、48a〜48cは4つの入力端子を有する負論理入力
ANDゲートで、それぞれの出力端子はアナログスイッチ3
5e,36eおよび37eの制御入力端子Cに接続されている。4
9a〜49d、50a〜50dおよび51a〜51dはそれぞれ4ビット
のBCD信号で、それぞれアナログスイッチ35a〜35d、36a
〜36dおよび37a〜37dの制御入力端子Cに1対1に接続
され、かつ負論理入力ANDゲート48a〜48cのそれぞれの
入力端と1対1に接続されている。尚、49a,50a,51aは
それぞれ最下位ビット(LSB)であり、49d,50d,51dはそ
れぞれ最上位ビット(MSB)である。
On the other hand, 48a to 48c are negative logic inputs having four input terminals.
AND gate, each output terminal is analog switch 3
It is connected to the control input terminals C of 5e, 36e and 37e. Four
9a to 49d, 50a to 50d and 51a to 51d are 4-bit BCD signals, and analog switches 35a to 35d and 36a, respectively.
.About.36d and 37a.about.37d are connected to the control input terminals C in a one-to-one manner and are also connected in a one-to-one manner with the respective input terminals of the negative logic input AND gates 48a to 48c. Note that 49a, 50a, 51a are the least significant bits (LSB), and 49d, 50d, 51d are the most significant bits (MSB), respectively.

52は抵抗値設定回路7としての3桁からなるデジタル
スイッチで、B1〜B3はそれぞれ抵抗値制御出力信号31〜
33に対応しB1は1位の4ビットBCD出力端子、B2,B3はそ
れぞれ10位、100位の4ビットBCD出力端子、Iは信号を
生成するための電源入力端子で+5Vが供給され、Gは共
通接点端子で、接地されている。また、53a〜53cはそれ
ぞれ抵抗値の1位、10位、100位を数値設定するツマミ
であり、0〜9まで設定でき、54a〜54cは上記各桁の設
定ツマミで設定された数値0〜9を表示するそれぞれの
表示窓である。
52 is a digital switch consisting of three digits as the resistance value setting circuit 7. B1 to B3 are resistance value control output signals 31 to, respectively.
Corresponding to 33, B1 is the first 4-bit BCD output terminal, B2 and B3 are the tenth and 100th 4-bit BCD output terminals, respectively, and I is the power input terminal for generating a signal, + 5V is supplied, and G Is a common contact terminal and is grounded. Also, 53a to 53c are knobs for numerically setting the 1st, 10th, and 100th resistance values, respectively, and can be set from 0 to 9; 54a to 54c are the numerical values set by the setting knobs of the above digits 0 to 0. It is each display window which displays 9.

第4図は、定電流源14の原理的構成を示す回路図であ
る。
FIG. 4 is a circuit diagram showing the principle configuration of the constant current source 14.

同図において、55は第1図における電流検出回路10と
しての電流検出抵抗、56は比較回路11としての誤差増幅
器、57は電流制御回路12としての制御トランジスタ、5
8,58′はブリッジ電源としての定電流の出力端子で、第
2図のブリッジ入力端子16,16′にそれぞれ接続され
る。上記電流検出抵抗55の一端は出力端子58に接続され
ると共に誤差増幅器56の反転入力端に接続され、他端は
接地されると共に非安定化電源13の負極側と接続されて
いる。上記誤差増幅器56の非反転入力端子には、基準電
圧発生回路5としての基準電源23の正極端が接続され、
この誤差増幅器56の出力端子には制御トランジスタ57の
ベースが接続され、この制御トランジスタ57のコレクタ
は非安定化電源13の正極側に接続され、エミッタは出力
端子58′に接続されている。
In the figure, 55 is a current detection resistor as the current detection circuit 10 in FIG. 1, 56 is an error amplifier as the comparison circuit 11, 57 is a control transistor as the current control circuit 12, 5
Reference numerals 8 and 58 'denote constant current output terminals as a bridge power source, which are respectively connected to the bridge input terminals 16 and 16' of FIG. One end of the current detection resistor 55 is connected to the output terminal 58 and the inverting input end of the error amplifier 56, and the other end is grounded and connected to the negative side of the unstabilized power supply 13. The positive terminal of the reference power source 23 as the reference voltage generating circuit 5 is connected to the non-inverting input terminal of the error amplifier 56,
The base of the control transistor 57 is connected to the output terminal of the error amplifier 56, the collector of the control transistor 57 is connected to the positive side of the unstabilized power supply 13, and the emitter is connected to the output terminal 58 '.

次に、上述のように構成された本実施例の動作につい
て説明する。説明の都合上、先ず第4図のブリッジ電源
としての定電流源14の動作を先に説明する。
Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described. For convenience of explanation, the operation of the constant current source 14 as the bridge power source in FIG. 4 will be described first.

非安定化電源13からの供給電流が電流検出抵抗55に流
れて発生する電圧をErとすると、誤差増幅器56は、この
電圧Erと基準電源23の出力電圧Esとを比較し、Esよりも
Erが小さい場合には制御トランジスタ57のベース電位を
上昇させて供給電流を増加させ、逆にEsよりもErが大き
い場合には制御トランジスタ57のベース電位を下降させ
て供給電流を低下させ、結果として一定電流を供給す
る。
When the voltage generated by the current supplied from the unregulated power supply 13 flowing in the current detection resistor 55 is Er, the error amplifier 56 compares this voltage Er with the output voltage Es of the reference power supply 23,
When Er is small, the base potential of the control transistor 57 is increased to increase the supply current. Conversely, when Er is larger than Es, the base potential of the control transistor 57 is decreased to decrease the supply current. As a constant current.

さて、次に、定電流源14を除いた本実施例全体の動作
を説明する。
Now, the operation of the entire embodiment except for the constant current source 14 will be described.

今、ひずみ測定器の入力として接続されるセンサが定
格容量10t、定格ひずみ1850μεの荷重変換器であっ
て、ブリッジ回路15を構成するひずみゲージが、公称ゲ
ージ抵抗508Ωのものが用いられている場合を例にして
説明する。先ず、較正のための操作としては、上記定格
ひずみ1850μεに最も近い較正値を較正値選択スイッチ
30(第2図)によって選択する。つまり、この場合選択
スイッチ30を回して2000με接点30aに共通接点30fを接
続する。次に、デジタルスイッチ52(第3図)の1位の
桁設定ツマミ53aを回してその表示窓54aが「8」を表示
するようにする。以下同様に、10位桁の表示窓54bの表
示が「0」、100位桁の表示窓54cの表示が「5」になる
ように設定ツマミ53b,53cを回す。さらに、動作切換ス
イッチ9をCAL側に倒す。この例の場合、較正値入力端
子34(第3図)に入力される電圧は、測定ブリッジを構
成するひずみゲージのゲーシ抵抗(基準となる抵抗)の
抵抗値が1Ωであると仮定したときの2000μεに相当す
る2000μVの電圧が印加される。そして、デジタルスイ
ッチ52の1位桁BCD出力端子B1からは10進数の「8」に
対応するBCDが、10位桁BCD出力端子B2からは10進数
「0」に対応するBCDが、100位桁BCD出力端子B3からは1
0進数「5」に対応するBCDがそれぞれ出力される。つま
り、1位桁のBCD出力信号51a〜51cはLレベル、BCD出力
信号51dはHレベルとなり、10位桁BCD出力信号50a〜50d
はすべてLレベル、また、100位桁BCD出力信号のうち49
aはHレベル、49bはLレベル、49cはHレベル、49dはL
レベルとなる。従って、100位桁の回路においてはアナ
ログスイッチ35a,35cがONとなり入力抵抗38aと38cが演
算増幅器41aの入力抵抗として有効になる。そして合成
された入力抵抗は、16/10Ωとなり帰還抵抗43aは800Ω
であるから、演算増幅器41aは500倍の増幅度を持つ反転
増幅器として動作する。さらに、10位桁の回路では、ア
ナログスイッチ36a〜36dは非動作状態であり、負論理入
力ANDゲート48bの出力がHレベルとなり、アナログスイ
ッチ36eのみONとなり、演算増幅器41bの反転入力端子は
入力抵抗39eを介して設置され、その出力は0Vと保持す
る。次に1位桁の回路においては、アナログスイッチ37
dのみがONとなり、入力抵抗40dのみが演算増幅器40cの
入力抵抗として有効になる。従って、演算増幅器41cは
8倍の増幅度を持った反転増幅器として動作する。これ
らの結果を数値で示すと、演算増幅器41の出力電圧は、
2000(μV)×500=1(V)となり、演算増幅器41cの
出力電圧は、2000(μV)×8=0.016(V)となり、
演算増幅器42よりなる加算増幅器で加算され、1+0.01
6=1.016Vとなり、較正値2000μεが公称ゲージ抵抗503
Ωで補正された出力電圧1.016Vが出力端子47より出力さ
れる。
Now, when the sensor connected as the input of the strain measuring instrument is a load transducer with a rated capacity of 10t and a rated strain of 1850με, and the strain gauge that constitutes the bridge circuit 15 has a nominal gauge resistance of 508Ω Will be described as an example. First, as the operation for calibration, the calibration value closest to the above rated strain of 1850 με is selected as the calibration value selection switch.
Select by 30 (Fig. 2). That is, in this case, the selection switch 30 is turned to connect the common contact 30f to the 2000 με contact 30a. Next, the first digit setting knob 53a of the digital switch 52 (Fig. 3) is turned so that the display window 54a displays "8". Similarly, the setting knobs 53b and 53c are turned so that the display in the tenth place display window 54b is "0" and the display in the 100th place display window 54c is "5". Further, the operation selector switch 9 is tilted to the CAL side. In the case of this example, the voltage input to the calibration value input terminal 34 (FIG. 3) is based on the assumption that the resistance value of the strain resistance (reference resistance) of the strain gauge constituting the measurement bridge is 1Ω. A voltage of 2000 μV corresponding to 2000 με is applied. The BCD corresponding to the decimal number "8" is output from the 1st digit BCD output terminal B1 of the digital switch 52, and the BCD corresponding to the decimal number "0" is output from the 10th digit BCD output terminal B2. 1 from BCD output terminal B3
The BCD corresponding to the decimal number "5" is output. That is, the BCD output signals 51a to 51c in the first digit are at the L level and the BCD output signal 51d is at the H level, and the BCD output signals in the tenth digit BCD output signals 50a to 50d.
Are all L level, and 49 of 100 digit BCD output signals
a is H level, 49b is L level, 49c is H level, 49d is L level
Level. Therefore, in the circuit of the 100th digit, the analog switches 35a and 35c are turned on and the input resistors 38a and 38c are effective as the input resistors of the operational amplifier 41a. The combined input resistance is 16 / 10Ω, and the feedback resistance 43a is 800Ω.
Therefore, the operational amplifier 41a operates as an inverting amplifier having an amplification factor of 500 times. Further, in the circuit of the tenth digit, the analog switches 36a to 36d are in the non-operating state, the output of the negative logic input AND gate 48b becomes the H level, only the analog switch 36e is turned on, and the inverting input terminal of the operational amplifier 41b is input. It is installed through resistor 39e and its output is kept at 0V. Next, in the first digit circuit, analog switch 37
Only d is turned on, and only the input resistance 40d becomes effective as the input resistance of the operational amplifier 40c. Therefore, the operational amplifier 41c operates as an inverting amplifier having an amplification factor of 8 times. When these results are shown by numerical values, the output voltage of the operational amplifier 41 is
2000 (μV) × 500 = 1 (V), the output voltage of the operational amplifier 41c is 2000 (μV) × 8 = 0.016 (V),
It is added by the addition amplifier consisting of operational amplifier 42 and is 1 + 0.01.
6 = 1.016V, calibration value 2000με is nominal gauge resistance 503
Output voltage 1.016V corrected by Ω is output from the output terminal 47.

さて、公称ゲージ抵抗とブリッジ抵抗が相等しくRgで
ある場合(一般にはそのようにブリッジを構成する)、
ブリッジ入力電圧Eiは、定電流駆動方式なので、一定の
供給電流をIとすると、(6)式となる。
Now, if the nominal gauge resistance and the bridge resistance are equal Rg (generally configuring the bridge as such),
Since the bridge input voltage Ei is a constant current drive system, when a constant supply current is I, the formula (6) is obtained.

Ei=I・Rg ……(6) Eo=K・ε・I・Rg/4 ……(7) また、従来技術項に示した(3)式に上記(6)式を
代入すると(7)式が得られる。
Ei = IRg (6) Eo = KεIRg / 4 (7) Also, substituting the above equation (6) into the equation (3) shown in the prior art section, (7) The formula is obtained.

そこで、利得がG、出力がEtでる任意の増幅系を想定
し、この増幅系に上記(7)式で示されるEoが入力され
たとき、その入出力関係は(8)式および(8)′式と
なる。
Therefore, assuming an arbitrary amplification system with a gain of G and an output of Et, and when Eo shown in the above equation (7) is input to this amplification system, the input / output relations are equations (8) and (8). ′ Becomes the formula.

Et=G・Eo ……(8) Et=G・K・ε・I・Rg/4 ……(8)′ そして、補正値発生回路の出力Ecは、定電流Iを受け
るブリッジ回路15のひずみゲージの基準となる抵抗値Rs
を1Ωと想定すると、 Ec=ε・Rg/Rs=ε・Rg ……(9) と表わせるから、(8)′式より次の(10)式が得られ
る。
Et = G · Eo (8) Et = G · K · ε · I · Rg / 4 (8) ′ The output Ec of the correction value generation circuit is the distortion of the bridge circuit 15 that receives the constant current I. Resistance value Rs that is the gauge reference
Assuming 1Ω, Ec = ε · Rg / Rs = ε · Rg (9) From equation (8) ', the following equation (10) is obtained.

Et=G・K・I・Ec ……(10) このことから利得設定回路3の出力をEtとすれば、利
得設定回路3は(10)式中の利得Gを持った増幅器とし
て実現される。
Et = G · K · I · Ec (10) Therefore, if the output of the gain setting circuit 3 is Et, the gain setting circuit 3 is realized as an amplifier having the gain G in the equation (10). .

ところで、補正値発生回路8から出力される補正され
た補正値2000μεと荷重変換器の定格ひずみ1850μεと
はずれているので、荷重変換器に発生する2000μεに対
応する荷重を次の式(11)により算出する。
By the way, since the corrected correction value 2000 με output from the correction value generation circuit 8 is deviated from the rated strain 1850 με of the load converter, the load corresponding to 2000 με generated in the load converter is calculated by the following formula (11). calculate.

(2000/1850)×10=10.8(t) ……(11) この2000μεの較正値出力を10.8tとして測定出力の
較正を行なう。
(2000/1850) × 10 = 10.8 (t) (11) Calibrate the measured output with this 2000 με calibration value output set to 10.8 t.

すなわち、動作切換スイッチ9を常開接点9a側に倒し
た状態で帰還抵抗21を調整してメータ22の指針を10.8t
の目盛に合わせればよい。
That is, the feedback resistance 21 is adjusted with the operation changeover switch 9 tilted to the normally open contact 9a side, and the pointer of the meter 22 is adjusted to 10.8t.
It should be adjusted according to the scale.

この較正操作の段階でメータ22の指針10.8tに合わせ
ず、以下に説明するように、フルスケール(10tの目
盛)になるように合わせて、測定値を補正するようにし
てもよい。この場合、先に求めた補正値発生回路8の出
力電圧Ec=1.016Vは、動作切換スイッチ9を介して入力
抵抗20′に加わるので、メータ22がフルスケールになる
ように可変抵抗器21を設定する。尚、この時点におい
て、上記荷重変換器には荷重が加わっていないので、ブ
リッジ回路15の出力Eoは0Vであり、従って入力抵抗20に
印加される電圧も0Vが保持されている。ここで、ゲージ
率K=2.0、ブリッジ回路15への供給電流I=2mAとすれ
ば、このときの利得Gは、メータ22のフルスケールが1V
であるから、次の(11)式よりEt=1Vとおいて、利得G
を求めると、 G=4・Et/K・I・Ec=984.25 (12) となり、利得設定回路3の利得をG=984.25に設定する
ことによって上記定格の荷重変換器に対する2000μεに
おける較正が行なえたことになる。
At the stage of this calibration operation, the measured value may be corrected by not adjusting to the pointer 10.8t of the meter 22 but adjusting to a full scale (scale of 10t) as described below. In this case, since the output voltage Ec = 1.016V of the correction value generating circuit 8 obtained above is applied to the input resistance 20 'through the operation changeover switch 9, the variable resistor 21 is set so that the meter 22 becomes full scale. Set. At this point in time, since no load is applied to the load converter, the output Eo of the bridge circuit 15 is 0V, so the voltage applied to the input resistor 20 is also 0V. Here, if the gauge factor K = 2.0 and the supply current I to the bridge circuit 15 is 2 mA, the gain G at this time is 1V when the full scale of the meter 22 is 1V.
Therefore, from the following equation (11), set Et = 1V and gain G
Then, G = 4 · Et / K · I · Ec = 984.25 (12), and by setting the gain of the gain setting circuit 3 to G = 984.25, the load transducer with the above rating can be calibrated at 2000 με. It will be.

次に、動作切換スイッチ9をMEAS側に倒し、つまり常
閉接点9bを閉成して、入力抵抗20′への印加電圧を0Vと
し、測定動作に移る。そして、上記荷重変換器に測定す
べき未知の荷重(ただし説明の都合上、この荷重は10t
であるとする)が印加されたとすると、上記荷重変器/
の定格ひずみは1850μεであるからブリッジ出力端子1
7,17′間の電圧Eoは、(7)式より Eo=K・ε・I・Rg/4=2.0×1850×10-6×2×10-3 ×508÷4≒0.9398×10-3V ……(13) となる。そして、ボルテージホロワ18は入出力が1対1
であるから(8)式に、(12)式と(13)式を代入し
て、 Et=G・Eo=984.25×0.9398×10-3=0.925V……(14) すなわち、フルスケール(10tの目盛)が1Vであるか
ら、メータ22は9.25tを指示している。そこで、(4)
式より 真値=(2000/1850)×9.25t=10t ……(15) となり、今、上記荷重変換器に印加された未知の荷重が
10tであったとして測定される。
Next, the operation changeover switch 9 is tilted to the MEAS side, that is, the normally closed contact 9b is closed, the applied voltage to the input resistor 20 'is set to 0V, and the measurement operation is started. And an unknown load to be measured by the above load converter (However, for convenience of explanation, this load is 10t
Is applied), the above load transformer /
Since the rated strain of is 1850 με, the bridge output terminal 1
The voltage Eo between 7,17 'is Eo = K ・ ε ・ I ・ Rg / 4 = 2.0 × 1850 × 10 -6 × 2 × 10 -3 × 508 ÷ 4≈0.9398 × 10 -3 from the equation (7). V ... (13) And the voltage follower 18 has 1: 1 input and output
Therefore, by substituting the equations (12) and (13) into the equation (8), Et = G · Eo = 984.25 × 0.9398 × 10 −3 = 0.925V …… (14) That is, the full scale (10t Since the scale) is 1V, the meter 22 indicates 9.25t. Therefore, (4)
From the formula, the true value = (2000/1850) × 9.25t = 10t (15), and now the unknown load applied to the load converter is
Measured as if it was 10t.

上述のように、本実施例によれば補正値発生回路8を
3桁のデジタルスイッチで構成しているので、少なくと
も1〜999Ωまで1Ω刻みで任意の公称ゲージ抵抗(勿
論、ひずみゲージの固有の実測抵抗値によってもよい)
が設定でき、従って、1〜999Ωまでの1Ω刻みのゲー
ジ抵抗に対する較正値の補正が可能であるため、接続ケ
ーブルの線抵抗rの影響を受けない定電流駆動方式の利
点をさらに拡大したひずみ測定器を得ることができる。
すなわち、定電流駆動方式の場合、ゲージ抵抗による較
正値の補正を行なわなれれば、一種類のゲージ抵抗のひ
ずみゲージにしか対応できず、また、既述したように、
補正が行ない得たとしても従来は、せいぜい120Ωと350
Ωの二種類でしか補正できなかった。そして、補正でき
るゲージ抵抗の種類を従来の方法で増やそうとすれば部
品点数が膨大な数字(単純計算でも、固定抵抗器が999
本以上、それを切換える接点も999個以上必要)にな
り、また部品点数が増加すれば組立工数が増加し、調整
・検査等の工数も膨大となり、実質上製作不可能であっ
たところ、上述した実施例によれば、僅かの部品点数
で、上述のように1〜999Ωまで、つまり999種類の補正
が可能となり、実用上、あらゆるゲージ抵抗に対応が可
能になる。その結果、定電流駆動方式の利点を活かしつ
つ、測定精度の向上と較正・測定の操作生の向上を実現
することができる。
As described above, according to the present embodiment, since the correction value generating circuit 8 is composed of a 3-digit digital switch, any nominal gauge resistance (of course, the strain gauge's peculiar to the strain gauge is required) in increments of at least 1 to 999 Ω in increments of 1 Ω. It may be measured resistance value)
Since the calibration value can be corrected for the gauge resistance in 1Ω increments from 1 to 999Ω, strain measurement that further expands the advantages of the constant current drive method that is not affected by the line resistance r of the connecting cable You can get a vessel.
That is, in the case of the constant current drive system, if the calibration value can be corrected by the gauge resistance, it is possible to deal with only one type of gauge resistance strain gauge, and as described above,
Even if the correction could be made, in the past, at most 120Ω and 350
It could only be corrected with two types of Ω. And if you try to increase the number of gauge resistances that can be corrected by the conventional method, the number of parts will be huge (even with simple calculation, the fixed resistor has 999
More than 999 contacts are required to switch between them, and if the number of parts increases, the assembly man-hours also increase, and the man-hours for adjustments and inspections also increase, making it virtually impossible to manufacture. According to the embodiment, it is possible to correct 1 to 999Ω, that is, 999 kinds of corrections as described above with a small number of parts, and practically any gauge resistance can be supported. As a result, while taking advantage of the constant current drive method, it is possible to improve the measurement accuracy and the calibration / measurement operator.

尚、本発明は、上述の実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施で
きるものである。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be carried out by being variously modified without departing from the scope of the invention.

例えば、較正値発生回路6は、補正値発生回路8の出
力側に設けることも可能であり、またスイッチにより測
定時に測定系から切離すように構成すれば利得調整回路
3の出力側に設けることも可能である。
For example, the calibration value generation circuit 6 may be provided on the output side of the correction value generation circuit 8, or provided on the output side of the gain adjustment circuit 3 if it is configured to be disconnected from the measurement system during measurement by a switch. Is also possible.

また、抵抗値設定回路7および補正値発生回路8は3
桁構成に限ることなく、3桁以上、または3桁以下の構
成も可能であり、さらに整数に限ることなく、小数点以
下を設定する構成も可能である。この場合、例えばブリ
ッジ抵抗350Ωのブリッジ回路を4つ並列接続した87.5
Ω等の設定が可能になり一層実用性が向上する。
In addition, the resistance value setting circuit 7 and the correction value generating circuit 8 are 3
The configuration is not limited to the digit configuration, and the configuration having three digits or more or the three digits or less is possible. Further, the configuration is not limited to the integer, and the configuration can be set to the decimal point. In this case, for example, 87.5 in which four bridge circuits with a bridge resistance of 350Ω are connected in parallel.
It is possible to set Ω etc., and the practicality is further improved.

また、表示回路4はメータ22に限ることなく、さらに
アナログ表示に限ることなく表示回路4としてA/D変換
器を備えたデジタルメータを用いることも可能である。
また、利得設定回路3の出力に外部出力端子を設けてア
ナログ記録計、例えばペンレコーダ、電磁オシログラフ
等に接続することも可能である。
Further, the display circuit 4 is not limited to the meter 22, and further, not limited to analog display, it is possible to use a digital meter provided with an A / D converter as the display circuit 4.
It is also possible to provide an external output terminal at the output of the gain setting circuit 3 and connect it to an analog recorder such as a pen recorder or an electromagnetic oscillograph.

また、上記実施例における較正値発生回路において
は、50με,100με,500με等のように予め決められた
数種類の較正値に対応する較正値電圧しか出力できない
が、抵抗値設定回路7および補正値発生回路8と同様な
構成とし、桁数を5桁とすれば、1με〜10000μεの
範囲に亘って1με単位の較正値を発生させることがで
きる。従って、この場合には(11)式および(15)式の
ような比例計算等を行なうことなく容易に較正を行なう
ことができる。
Further, in the calibration value generation circuit in the above embodiment, only the calibration value voltage corresponding to several predetermined calibration values such as 50 με, 100 με and 500 με can be output, but the resistance value setting circuit 7 and the correction value generation circuit If the circuit 8 has the same configuration as that of the circuit 8 and the number of digits is five, it is possible to generate a calibration value in units of 1 με over a range of 1 με to 10000 με. Therefore, in this case, the calibration can be easily performed without performing the proportional calculation and the like like the equations (11) and (15).

また、動作切換スイッチ9を実施例では、補正値発生
回路8の出力端と入力抵抗20′との間に設けたが第2図
において、入力抵抗20の一端(ボルテージホロワ18の出
力端側)とボルテージホロワ18の出力端とを切離し、該
入力抵抗20の一端に共通接点9cを接続し、補正値発生回
路8の出力端に常開接点9aを接続し、ボルテージホロワ
18の出力端に常閉接点9bを接続するように構成してもよ
い。このように構成すれば、入力抵抗20′を不要化でき
るばかりでなく、較正時に変換部に負荷(荷重、圧力、
力等)がかかっていると否とに関係なく、較正を行なう
ことができ、一層好都合である。
Further, in the embodiment, the operation changeover switch 9 is provided between the output end of the correction value generating circuit 8 and the input resistor 20 ', but in FIG. 2, one end of the input resistor 20 (the output end side of the voltage follower 18 is provided. ) And the output end of the voltage follower 18 are separated from each other, the common contact 9c is connected to one end of the input resistor 20, and the normally open contact 9a is connected to the output end of the correction value generating circuit 8.
The normally-closed contact 9b may be connected to the output end of 18. With this configuration, not only the input resistance 20 'can be eliminated, but also the load (load, pressure,
It is more convenient because the calibration can be performed regardless of whether or not a force is applied.

(e) 効果 以上詳述したように、本発明によれば、簡略な構成
で、定電流源が印加される測定ブリッジに組まれたひず
みゲージがいかなる抵抗値のものであってもその抵抗値
に応じて補正された正確な較正値電圧を発生させること
ができ、しかも操作が極めて簡単で、定電流駆動方式の
利点を悉く享受し得るひずみ測定器における較正装置を
提供することができる。
(E) Effects As described in detail above, according to the present invention, the resistance value of the strain gauge incorporated in the measurement bridge to which the constant current source is applied is simple, regardless of the resistance value. It is possible to provide a calibration device in a strain measuring instrument that can generate an accurate calibration value voltage corrected according to the above, and is extremely easy to operate and can fully enjoy the advantages of the constant current drive system.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、本発明に係るひずみ測定器における較正装置
の一実施例の概略構成を示すブロック図、第2図は、同
実施例の具体的回路構成を示す回路図、第3図は、本発
明の要部である補正値発生回路の具体的な回路構成を示
す回路図、第4図は、本発明に用いられる定電流源の原
理的な回路構成を示す回路図、第5図は、従来装置のブ
ロック図である。 1……変換部、 2……緩衝増幅回路、 3……利得設定回路、 4……表示回路、 5……基準電圧発生回路、 6……較正値発生回路、 7……抵抗値設定回路、 8……補正値発生回路、 9……動作切換スイッチ、 10……電流検出回路、 11……比較回路、 12……電流制御回路、 13……非安定化電源、 14……定電流源、 15……ホイートストンブリッジ回路、 18……ボルテージホロワ、 19……演算増幅器、 20,20′……入力抵抗、 21……利得設定用可変抵抗器、 22……メータ、 23……基準電源、 24〜29……較正値発生用分圧抵抗、 30……較正値選択スイッチ、 31……抵抗値制御出力信号、 35a〜35e,36a〜36e,37a〜37e……アナログスイッチ、 38a〜38e,39a〜39e,40a〜40e,46a〜46c……入力抵抗、 41a〜41c,42……演算増幅器、 43a〜43c,45……帰還抵抗、 52……3桁デジタルスイッチ。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of a calibration device in a strain measuring instrument according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing a concrete circuit configuration of the embodiment, and FIG. FIG. 4 is a circuit diagram showing a concrete circuit configuration of a correction value generating circuit which is an essential part of the present invention, FIG. 4 is a circuit diagram showing a principle circuit configuration of a constant current source used in the present invention, and FIG. FIG. 7 is a block diagram of a conventional device. 1 ... conversion part, 2 ... buffer amplification circuit, 3 ... gain setting circuit, 4 ... display circuit, 5 ... reference voltage generation circuit, 6 ... calibration value generation circuit, 7 ... resistance value setting circuit, 8 ... Correction value generation circuit, 9 ... Operation changeover switch, 10 ... Current detection circuit, 11 ... Comparison circuit, 12 ... Current control circuit, 13 ... Unstabilized power supply, 14 ... Constant current source, 15 …… Wheatstone bridge circuit, 18 …… Voltage follower, 19 …… Operational amplifier, 20,20 ′ …… Input resistance, 21 …… Gain setting variable resistor, 22 …… Meter, 23 …… Reference power supply, 24 to 29 …… Division resistance for generating calibration value, 30 …… Calibration value selection switch, 31 …… Resistance control output signal, 35a to 35e, 36a to 36e, 37a to 37e …… Analog switch, 38a to 38e, 39a to 39e, 40a to 40e, 46a to 46c …… Input resistance, 41a to 41c, 42 …… Operational amplifier, 43a to 43c, 45 …… Feedback resistance, 52 …… 3 digit digital switch.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ひずみゲージを用いた抵抗ブリッジからな
る測定ブリッジにブリッジ電源から定電流を印加し該測
定ブリッジから得られる出力を増幅し測定出力を得るひ
ずみ測定器において、ある基準となる抵抗値を有するひ
ずみゲージで構成された測定ブリッジから出力される所
定のひずみ量に相当する電圧と等しい較正値電圧を発生
する較正値発生回路と、上記測定ブリッジを構成するひ
ずみゲージの抵抗値が上記基準となる抵抗値と異なると
きに当該ひずみゲージの抵抗値を測定設定でき、その数
値設定された抵抗値に対応する設定信号を出力する抵抗
値設定回路と、上記較正値発生回路の入力側または出力
側に回路挿入され、上記抵抗値設定回路の上記設定信号
によって設定された抵抗値と上記基準となる抵抗値との
比を上記較正値発生回路の較正値電圧に乗算して補正さ
れた較正値電圧を生成せしめる補正値発生回路と、上記
補正された較正値電圧および上記測定ブリッジの出力を
選択的に受け、上記補正された較正値電圧を外部操作に
より設定される利得によって所定のレベルに調整して出
力すると共に上記測定ブリッジの出力を受け上記補正さ
れた較正値電圧と関係づけられた測定出力を出力する利
得設定回路とを具備してなることを特徴とするひずみ測
定器における較正装置。
1. A strain measuring instrument for obtaining a measured output by applying a constant current from a bridge power source to a measuring bridge consisting of a resistance bridge using a strain gauge to obtain a measured output. A calibration value generation circuit that generates a calibration value voltage equal to the voltage corresponding to a predetermined strain amount output from the measurement bridge configured by the strain gauge, and the resistance value of the strain gauge that constitutes the measurement bridge is the reference The resistance value of the strain gauge can be measured and set when it is different from the resistance value, and the resistance value setting circuit that outputs the setting signal corresponding to the numerically set resistance value and the input side or output of the calibration value generation circuit Circuit, and the ratio of the resistance value set by the setting signal of the resistance setting circuit to the reference resistance value is used to calculate the calibration value. A correction value generating circuit for multiplying the calibration value voltage of the circuit to generate a corrected calibration value voltage, and the corrected calibration value voltage selectively receiving the corrected calibration value voltage and the output of the measurement bridge. Is adjusted to a predetermined level by a gain set by an external operation and is output, and a gain setting circuit that receives the output of the measurement bridge and outputs a measurement output related to the corrected calibration value voltage is provided. A calibration device for a strain measuring instrument characterized by the following.
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