用于电阻测量的电路装置和方法制造方法及图纸

一种用于电阻测量的电路装置包括耦接在第一电位节点(1)和第二电位节点(2)之间的电容器(C1、C2、C3、C4、C5)、包括第一端子(11、21、31、41)和第二端子(12、22、32、43)的端子对(10、20、30、40)，第一和第二端子(11、12、21、22、31、32，41、42)可耦接到至少一个电阻器(RM1A、RM1B、RM2A、RM2B、RM3A、RM3B、RM3C、RM4A、RM4B、RM4C、RM4D、RM5A、RM5B)中的一个。电路装置还包括电路支路组，其包括第一电路支路、第二电路支路、第三电路支路和第四电路支路(104、204、304、404)，每个电路支路包括可在导通状态和绝缘状态之间切换的开关(S1A…S1H、S2A…S2H、S3A…S3M、S4A…S4W、S5A…S5H)。另外，在电路装置中，第一端子(11、21、31、41)经由并联连接的第一电路支路(101、201、301、401)和第二电路支路(102、202、302、402)耦接到第一电位节点(1)。另外，在电路装置中，第二端子(12、22、32、42)经由并联连接的第三电路支路(103、203、303、403)和第四电路支路(104、204、304、404)耦接到第二电位节点(2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电阻测量的电路装置和方法本专利技术涉及一种用于测量至少一个电阻器的电阻的电路装置以及一种基于四线制传感的相应方法。四线制传感是一种补偿传感器线路的电阻和连接器的接触电阻的方法。常规的四线制传感是一种电阻抗测量技术，其中四个传感电极连接到电阻待确定的电阻器，与仅使用单个传感电极对的简单两线制传感相比，其使用分离的载流电极和电压传感电极对进行更精确的测量。电流和电压电极的分离消除了测量中的线电阻和接触电阻，从而补偿传感器线路的电阻和连接器的接触电阻。常规的电阻器的四线制传感可如下执行。电压源经由具有残余电阻的导线连接到电阻器。电流源经由同样具有残余电阻的导线连接到电阻器。通过另外的导线施加电流。线电阻和接触电阻将导致电压降，从而降低电阻器处的电压。与电压源连接的导线将电压降反馈给励磁电子，以便能够进行补偿测量。由于几乎没有电流流过，导线的电阻起着很小的作用。在诸如超声波热计量的应用中，对于输出线和输入线中的温度测量需要电阻待确定的两个传感器电阻器。电阻测量通常使用模数转换器(ADC)。文献DE102010048677A1示出通过至少一个电阻器测量电容器放电时间的电路。该文献示出电阻测量，其包括通过连接和控制方案进行的充电和放电，以改善电路的电磁兼容性(简称EMC)性能。其主要思想是通过晶体管将未使用的可能像天线一样的传感器线拉低至接地，从而减小EMC敏感天线的尺寸。文献DE10119080A1示出一种用于电阻测量的电路装置，其允许消除电子开关电阻值的干扰影响。电阻测量是通过反复充电和放电的电容器执行的。将电阻器和两个并联的开关的串联电路与电容器并联连接。进行几次测量。该文献显示用于测量的负载和放电方案。如文献中示例地显示，开关的电阻在数字后处理中进行测量并补偿。该装置仅限于三线制传感器，其中电阻器一侧上的线路电阻或接触电阻未得到补偿。本专利技术的目的是提供改进的用于电阻测量的电路装置以及相应的方法。所述电路装置设置为用于至少一个电阻器的电阻测量。该电路装置包括：电容器，其耦接在第一电位节点和第二电位节点之间，端子对，其包括第一端子和第二端子，第一端子和第二端子可耦接到至少一个电阻器中的一个，电路支路组，其包括带有开关的第一电路支路、带有开关的第二电路支路、带有开关的第三电路支路和带有开关的第四电路支路，所述开关可在导通状态和绝缘状态之间切换，所述第一端子经由第一电路支路和第二电路支路耦接到第一电位节点，所述第一电路支路和第二电路支路并联连接，所述第二端子经由第三电路支路和第四电路支路耦接到第二电位节点，所述第三电路支路和第四电路支路并联连接。该电路装置允许对连接到第一端子和第二端子的电阻器进行电阻测量。此外，由于可以消除支路的电阻，这种装置允许在电阻器的两侧进行端口补偿。电阻器的电阻可能取决于环境条件。因此，电阻器可适于感测环境值，例如，温度。这种电阻器可以称为传感器电阻器或只称为传感器。通过上述装置的电阻测量基于通过电路支路和电阻器中的至少一些对电容器充电或优选地使电容器放电。可以通过第一支路和第二支路中的至少一个、电阻器以及第三支路和第四支路中的至少一个对电容器进行充电或使电容器放电来执行几个测量步骤。开关的不同开关状态的组合允许形成从第一电位节点到第二电位节点的不同电流路径。电容器的相应充电或放电时间取决于电阻器的电阻以及具有处于导通状态的开关的电路支路的线电阻和接触电阻；不考虑具有处于绝缘状态的开关的支路。借助于电路支路的电阻器的四线制连接用于通过消除电路支路的连接线路电阻来实现最高精度。此外，该方法也适用于消除连接器的接触电阻。电路装置的一个实施例可适用于测量第一电阻器和第二电阻器的电阻。电路装置还包括第二端子对和第二电路支路组，它们以上述方式耦接到第一节点和第二节点。所述电路装置可以被实现为集成芯片，待测量电阻器可以连接到该集成芯片。四线制传感器电阻器通常具有到传感器芯片的四个连接件；两个四线制传感器电阻器通常具有到传感器芯片的八个连接件。在后一种情况下，第一端子对和第二端子对的第一端子之间以及第一端子对和第二端子对的第二端子之间不存在直接导电连接件。换句话说，端子间没有端子到端子的线状导体或引线。然而，它们可以通过如上所述的开关耦接。在替代实施例中，第一端子对和第二端子对的第一端子或第二端子通过直接导电连接件(例如，导线或线状导体)而连接。应该指出的是，尽管没有元件通过直接导电连接件耦接在端子之间，但是直接导电连接件具有固有的电阻率。如果第一端子直接连接，则第一电路支路组和第二电路支路组的第一电路支路包括相同的开关，并且第一电路支路组和第二电路支路组的第二电路支路包括相同的开关。换句话说，因为第二电路支路组的第一电路支路包括第一端子之间的直接导电连接件与第一电路支路组的第一电路支路，所以第一电路支路组的第一电路支路具有的开关和第二电路支路组的第一电路支路具有的开关是相同的开关。因为第一电路支路组的第二电路支路包括第一端子之间的直接导电连接件与第二电路支路组的第二电路支路，所以第一电路支路组的第二电路支路包括的开关和第二电路支路组的第二电路支路包括的开关是相同的开关。如果第二端子直接连接，则第一电路支路组和第二电路支路组的第三电路支路包括相同的开关，并且第一电路支路组和第二电路支路组的第四电路支路包括相同的开关。换句话说，因为第二电路支路组的第三电路支路包括直接导电连接件和第一电路支路组的第三电路支路，所以第一电路支路组的第三电路支路包括的开关和第二电路支路组的第三电路支路包括的开关是相同的开关。因为第一电路支路组的第四电路支路包括直接导电连接件与第二电路支路组的第四电路支路，所以第一电路支路组的第四电路支路包括的开关和第二电路支路组的第四电路支路包括的开关是相同的开关。电路装置的一个实施例可适用于测量三个电阻器的电阻。在这种情况下，该电路装置包括第三端子对和第三电路支路组。第三端子对的第一端子经由第三电路支路组的并联连接的第一电路支路和第二电路支路耦接到第一电位节点。第三端子对的第二端子经由第三电路支路组的并联连接的第三电路支路和第四电路支路耦接到第二电位节点。优选地，第一端子对、第二端子对和第三端子对的第一端子中的至少两个之间不存在直接导电连接件，并且第一端子对、第二端子对和第三端子对的第二端子中的至少两个之间不存在直接导电连接件。因此，可以为每个电阻器提供四个或更少的开关。第一端子对和第二端子对的第一端子可以通过直接导电连接件来连接。因此，第一电路支路组和第二电路支路组的第一电路支路包括相同的开关，并且第一电路支路组和第二电路支路组的第二电路支路包括相同的开关。上述关于具有相同开关的两个支路的说明也适用于本例和以下情况。替代地或附加地，第二端子对和第三端子对的第二端子通过直接导电连接件来连接。因此，第二电路支路组和第三电路支路组的第三电路支路包括相同的开关，并且第二电路支路组和第三电路支路组的第四电路支路包括相同的开关。尽管措辞不同，上述电路拓扑与以下电路拓扑等效本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于至少一个电阻器(RM1A、RM1B、RM2A、RM2B、RM3A、RM3B、RM3C、RM4A、RM4B、RM4C、RM4D、RM5A、RM5B)的电阻测量的电路装置，该电路装置包括：/n耦接在第一电位节点(1)和第二电位节点(2)之间的电容器(C1、C2、C3、C4、C5)，/n端子对(10、20、30、40)，其包括第一端子(11、21、31、41)和第二端子(12、22、32、43)，所述第一端子和第二端子(11、12、21、22、31、32、41、42)能够耦接到所述至少一个电阻器(RM1A、RM1B、RM2A、RM2B、RM3A、RM3B、RM3C、RM4A、RM4B、RM4C、RM4D、RM5A、RM5B)中的一个，/n电路支路组，其包括：第一电路支路(101、201、301、401)，所述第一电路支路包括开关(S1A…S1H、S2A…S2H、S3A…S3M、S4A…S4W、S5A…S5H)；第二电路支路(102、202、302、402)，所述第二电路支路包括开关(S1A…S1H、S2A…S2H、S3A…S3M、S4A…S4W、S5A…S5H)；第三电路支路(103、203、303、403)，所述第三电路支路包括开关(S1A…S1H、S2A…S2H、S3A…S3M、S4A…S4W、S5A…S5H)；以及第四电路支路(104、204、304、404)，所述第四电路支路包括开关(S1A…S1H、S2A…S2H、S3A…S3M、S4A…S4W、S5A…S5H)，/n所述开关(S1A…S1H、S2A…S2H、S3A…S3M、S4A…S4W、S5A…S5H)能够在导通状态和绝缘状态之间切换，/n所述第一端子(11、21、31、41)经由第一电路支路(101、201、301、401)和第二电路支路(102、202、302、402)耦接到第一电位节点(1)，所述第一电路支路和第二电路支路(101、102、201、202、301、302、401、402)并联连接，/n所述第二端子(12、22、32、42)经由第三电路支路(103、203、303、403)和第四电路支路(104、204、304、404)耦接到第二电位节点(2)，所述第三电路支路和第四电路支路(103、104、203、204、303、304、403、404)并联连接。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170517 EP 17171558.41.一种用于至少一个电阻器(RM1A、RM1B、RM2A、RM2B、RM3A、RM3B、RM3C、RM4A、RM4B、RM4C、RM4D、RM5A、RM5B)的电阻测量的电路装置，该电路装置包括：
耦接在第一电位节点(1)和第二电位节点(2)之间的电容器(C1、C2、C3、C4、C5)，
端子对(10、20、30、40)，其包括第一端子(11、21、31、41)和第二端子(12、22、32、43)，所述第一端子和第二端子(11、12、21、22、31、32、41、42)能够耦接到所述至少一个电阻器(RM1A、RM1B、RM2A、RM2B、RM3A、RM3B、RM3C、RM4A、RM4B、RM4C、RM4D、RM5A、RM5B)中的一个，
电路支路组，其包括：第一电路支路(101、201、301、401)，所述第一电路支路包括开关(S1A…S1H、S2A…S2H、S3A…S3M、S4A…S4W、S5A…S5H)；第二电路支路(102、202、302、402)，所述第二电路支路包括开关(S1A…S1H、S2A…S2H、S3A…S3M、S4A…S4W、S5A…S5H)；第三电路支路(103、203、303、403)，所述第三电路支路包括开关(S1A…S1H、S2A…S2H、S3A…S3M、S4A…S4W、S5A…S5H)；以及第四电路支路(104、204、304、404)，所述第四电路支路包括开关(S1A…S1H、S2A…S2H、S3A…S3M、S4A…S4W、S5A…S5H)，
所述开关(S1A…S1H、S2A…S2H、S3A…S3M、S4A…S4W、S5A…S5H)能够在导通状态和绝缘状态之间切换，
所述第一端子(11、21、31、41)经由第一电路支路(101、201、301、401)和第二电路支路(102、202、302、402)耦接到第一电位节点(1)，所述第一电路支路和第二电路支路(101、102、201、202、301、302、401、402)并联连接，
所述第二端子(12、22、32、42)经由第三电路支路(103、203、303、403)和第四电路支路(104、204、304、404)耦接到第二电位节点(2)，所述第三电路支路和第四电路支路(103、104、203、204、303、304、403、404)并联连接。


2.根据权利要求1所述的电路装置，
其中，所述端子对是第一端子对(10)，并且所述电路支路组是第一电路支路组；所述电路装置还包括第二端子对(20)和第二电路支路组，
所述第二端子对的第一端子(21)经由第二电路支路组的并联连接的第一电路支路和第二电路支路(201、202)耦接到第一电位节点(1)，
所述第二端子对的第二端子(22)经由第二电路支路组的并联连接的第三电路支路和第四电路支路(203、204)耦接到第二电位节点(2)。


3.根据权利要求2所述的电路装置，
其中，所述第一端子对和第二端子对的第一端子(11、21)之间不存在直接导电连接件，并且所述第一端子对和第二端子对的第二端子(12、22)之间不存在直接导电连接件。


4.根据权利要求2所述的电路装置，
其中，所述第一端子对和第二端子对的第一端子(11、21)通过直接导电连接件来连接，
并且所述第一电路支路组和第二电路支路组的第一电路支路(101、201)包括相同的开关(S1A…S1H、S2A…S2H、S3A…S3M、S4A…S4W、S5A…S5H)，并且所述第一电路支路组和第二电路支路组的第二电路支路(102、202)包括相同的开关(S1A…S1H、S2A…S2H、S3A…S3M、S4A…S4W、S5A…S5H)，
或者
其中，所述第一端子对和第二端子对的第二端子(12、22)通过直接导电连接件来连接，
并且所述第一电路支路组和第二电路支路组的第三电路支路(103、203)包括相同的开关(S1A…S1H、S2A…S2H、S3A…S3M、S4A…S4W、S5A…S5H)，并且所述第一电路支路组和第二电路支路组的第四电路支路(104、204)包括相同的开关(S1A…S1H、S2A…S2H、S3A…S3M、S4A…S4W、S5A…S5H)。


5.根据权利要求2至4中任一项所述的电路装置，
还包括第三端子对(30)和第三电路支路组，
所述第三端子对的第一端子(31)经由第三电路支路组的并联连接的第一电路支路和第二电路支路(301、302)耦接到第一电位节点(1)，
所述第三端子对的第二端子(32)经由第三电路支路组的并联连接的第三电路支路和第四电路支路(303、304)耦接到第二电位节点(2)，
其中，所述第一端子对、第二端子对和第三端子对的第一端子(11、21、31)中的至少两个之间不存在直接导电连接件，并且所述第一端子对、第二端子对和第三端子对的第二端子(12、22、32)中的至少两个之间不存在直接导电连接件。


6.根据权利要求5所述的电路装置，
其中，所述第一端子对和第二端子对的第二端子(12、22)通过直接导电连接件来连接，
并且所述第一电路支路组和第二电路支路组的第三电路支路(103、203)包括相同的开关(S1A…S1H、S2A…S2H、S3A…S3M、S4A…S4W、S5A…S5H)，并且所述第一电路支路组和第二电路支路组的第四电路支路(104、204)包括相同的开关(S1A…S1H、S2A…S2H、S3A…S3M、S4A…S4W、S5A…S5H)，
和/或其中所述第二端子对和第三端子对的第一端子(21、31)通过直接导电连接件来连接，
并且所述第二电路支路组和第三电路支路组的第一电路支路(201、301)包括相同的开关(S1A…S1H、S2A…S2H、S3A…S3M、S4A…S4W、S5A…S5H)，并且所述第二电路支路组和第三电路支路组的第二电路支路(202、302)包括相同的开关(S1A…S1H、S2A…S2H、S3A…S3M、S4A…S4W、S5A…S5H)。


7.根据权利要求5所述的电路装置，
还包括第四端子对(40)和第四电路支路组，
所述第四端子对的第一端子(41)经由第四电路支路组的并联连接的第一电路支路和第二电路支路(401、402)耦接到第一电位节点(1)，
所述第四端子对的第二端子(42)经由第四电路支路组的并联连接的第三电路支路和第四电路支路(403、404)耦接到第二电位节点(2)，
其中，所述第一端子对、第二端子对、第三端子对和第四端子对的第一端子(11、21、31、41)中的至少两个之间不存在直接导电连接件，并且所述第一端子对、第二端子对、第三端子对和第四端子对的第二端子(12、22、32、42)中的至少两个之间不存在直接导电连接件。


8.根据权利要求7所述的电路装置，
其中，所述第一端子对和第二端子对的第二端子(12、22)通过直接导电连接件来连接，
并且所述第一电路支路组...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗里德里希·巴恩米勒，
申请(专利权)人：AMS有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT