CN102998531A

CN102998531A - 电阻抗测量装置

Info

Publication number: CN102998531A
Application number: CN2012103256218A
Authority: CN
Inventors: 山下宗寛
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2011-09-12
Filing date: 2012-09-05
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2032-09-05
Also published as: TW201312128A; KR101354031B1; TWI461706B; JP2013061177A; KR20130028858A; CN102998531B

Abstract

本发明提供一种电阻抗测量装置，其在对构成三角形电路的第一至第三电阻抗元件中的第一电阻抗元件的电阻抗测量中，将在第二电阻抗元件与第三电阻抗元件之间流过的电流抑制为零，并能够准确地测量出第一电阻抗元件的电阻抗。该电阻抗测量装置具备运算放大器（34），该运算放大器（34）包括：与第二导电路L2电连接的输出端子以及反相输入端子、以及与规定的基准电位（例如接地电位）电连接的同相输入端子。然后，一面将第一电阻抗元件Z1与第二电阻抗元件Z2之间的第一导电路L1的电位以及第二电阻抗元件Z2与第三电阻抗元件Z3之间的第二导电路L2的电位感应成基准电位，一面测量第一电阻抗元件Z1的电阻抗。

Description

电阻抗测量装置

技术领域

本发明涉及一种电阻抗测量装置。

背景技术

参照图4，该图4所示的现有的电阻抗测量装置，是测量构成三角形电路的第一至第三电阻抗元件Z1～Z3中的第一电阻抗元件Z1的电阻抗的装置。将对于第一电阻抗元件Z1与第二电阻抗元件Z2进行电连接的第一导电路L1的电位以及对于第二电阻抗元件Z2与第三电阻抗元件Z3进行电连接的第二导电路L2的电位感应成基准电位（在图4的例子中为接地电位），并测量第一电阻抗元件Z1的电阻抗。将第一以及第二导电路L1、L2的电位感应成基准电位即接地电位是为了防止电流流到第二电阻抗元件Z2，以便避免在测量电阻抗时对第一电阻抗元件Z1的电阻抗测量造成影响。

使用电位感应电路11将第一导电路L1的电位感应成接地电位。电位感应电路11具备比较器111以及可变电源部112。比较器111的正侧输入端子经由接触销P1与第一导电路L1电连接，其负侧输入端子与作为基准电位的接地电位电连接。从比较器111的输出端子输出的输出信号被当作控制信号输入到可变电源部112。可变电源部112根据比较器111的输出信号来改变经由2个输出端子输出的电流。可变电源部112的2个输出端子中的一个经由接触销P2与第一导电路L1电连接，另一个与基准电位即接地电位电连接。然后，当第一导电路L1的电位相对于接地电位变动至正侧或负侧时，比较器111输出基于该变动的输出信号，并根据该输出信号，通过可变电源部112经由2个输出端子输出电流以便抵消第一导电路L1的电位的自接地电位的变动。由此，将第一导电路L1的电位始终感应成接地电位。

通过使与接地电位连接的接地导线12经由接触销P3与第二导电路L2电连接，来将第二导电路L2的电位感应成接地电位。

用于测量电阻抗的电力由电源部13经由第三导电路L3赋予给第一电阻抗元件Z1。电源部13经由2个输出端子输出用于测量第一电阻抗元件Z1的电阻抗的电力（例如，固定输出的交流电流）。该2个输出端子中的一个，经由电流检测部14以及接触销P4与第三导电路L3电连接，另一个与接地电位连接。电流检测部14用于检测电源部13赋予给第一电阻抗元件Z1的电流値。

电位差检测部15检测由电源部13经由第三导电路L3赋予给第一电阻抗元件Z1的电位差。电位差检测部15的2个输入端子中的一个，经由接触销P5与第三导电路L3电连接，另一个与基准电位即接地电位电连接。因此，由电位差检测部15检测出赋予给第一电阻抗元件Z1的电位差，并将其作为第三导电路L3的电位与基准电位即接地电位的差。

然后，如上所述，将第一以及第二导电路L1、L2的电位感应成接地电位，并由电源部13经由第三导电路L3将交流电流赋予给第一电阻抗元件Z1，此时由电流检测部14以及电位差检测部15检测出赋予给第一电阻抗元件Z1的电流以及电位差，根据该检测结果计算出第一电阻抗元件Z1的电阻抗。

另外，作为在先技术，可举例如下述的专利文献1。

［专利文献1］日本实开昭61－46474号公报

然而，在上述图4的现有技术中，将与接地电位电连接的接地导线12经由接触销P3与第二导电路L2电连接，由此，将第二导电路L2的电位感应成接地电位。因此，因接地导线12具有的电阻値的影响会使第二导电路L2的电位从作为基准电位的接地电位背离到正侧或负侧，而且会有该背离幅度根据接地导线12的长度以及单位长度的电阻値而变化的问题。其结果，在测量电阻抗时会有多余的电流流过第二电阻抗元件Z2，导致无法准确地测量第一电阻抗元件Z1的电阻抗。

另外，在将接地导线12经由第二导电路L2与接地电位电连接的结构中，接地导线12以后的导线路径具有规定的静电容量，因此，从电源部13开始供给电力到第二导电路L2的电位稳定为止需要规定的充电时间。为了确保该充电时间，测量第一电阻抗元件Z1的电阻抗的时序会延迟，存在测量电阻抗所需的时间会变长的问题。

另外，当在接地导线12插设开关元件（例如，半导体开关组件）时，也存在因流过接地导线12的电流而使开关组件易于老化的问题。

发明内容

因此，本发明要解决的问题在于提供一种电阻抗测量装置，其在构成三角形电路的第一至第三电阻抗元件中的第一电阻抗元件的电阻抗测量中，将在第二电阻抗元件与第三电阻抗元件之间流动的电流抑制为零，能够准确地测量第一电阻抗元件的电阻抗，并达到提高电阻抗测量速度以及延长开关元件使用寿命的目的。

为了解决上述问题，本发明涉及的第一方式提供一种电阻抗测量装置，其通过由第一导电路至第三导电路电连接的第一电阻抗元件至第三电阻抗元件构成三角形电路，将电连接上述第一电阻抗元件与上述第二电阻抗元件的上述第一导电路的电位以及电连接上述第二电阻抗元件与该第三电阻抗元件的上述第二导电路的电位感应成基准电位，并测量上述第一电阻抗元件的电阻抗，该电阻抗测量装置的特征在于，包括：第一运算放大器，其具有与上述第二导电路电连接的输出端子和反相输入端子、以及与规定的基准电位电连接的同相输入端子；电源部，其与上述第三导电路电连接并对上述第三导电路赋予用于测量电阻抗的电力，上述第三导电路将上述第一电阻抗元件与上述第三电阻抗元件电连接；以及电特性检测部，其在通过上述电源部对上述第三导电路赋予上述电力时，检测用于测量上述第一电阻抗元件的电阻抗的上述第一电阻抗元件的电特性。

另外，本发明涉及的第二方式的电阻抗测量装置，在上述第一方式所述的电阻抗测量装置的基础上，进一步包括：第二运算放大器，其具有与上述第一导电路电连接的输出端子和反相输入端子、以及与规定的接地线电连接的同相输入端子。

另外，本发明涉及的第三方式的电阻抗测量装置，在上述第一方式1所述的电阻抗测量装置的基础上，在被检査基板上设置多组上述第一电阻抗元件至第三电阻抗元件以及上述第一导电路至第三导电路，上述电阻抗测量装置进一步包括：多销夹具，其具有分别同时与上述多组的上述第一导电路至第三导电路接触的多个接触销；以及连接切换部，其具有多个开关元件，并切换上述多销夹具的上述各接触销与上述第一运算放大器的上述输出端子、上述反相输入端子、上述同相输入端子以及上述电源部的电连接关系。

根据本发明涉及的电阻抗测量装置的第一方式，通过第一运算放大器，将第二电阻抗元件与第三电阻抗元件之间的第二导电路的电位可靠地感应成基准电位，使第二导电路的电位成为与第一导电路的电位同样的基准电位。因此，在测量电阻抗时，能够可靠地将流向第二电阻抗元件的电流抑制为零，以准确地测量第一电阻抗元件的电阻抗。

另外，当第二导电路的电位自基准电位偏离时，第一运算放大器在瞬间抑制该电位变动，使第二导电路的电位返回到基准电位。因此，即使在由电源部对第三导电路开始供给电力时，也能够将第二导电路的电位稳定地维持在基准电位。其结果，在由电源部对第三导电路供给电力之后，能够由电特性检测部检测出第一电阻抗元件的电特性并进行第一电阻抗元件的电阻抗测量，进而实现电阻抗测量的高速化。

另外，与图4的现有技术涉及的第二导电路L2与接地导线12中流过的电流相比，第二导电路与第一运算放大器的反相输入端子以及输出端子之间流过的电流非常小，因此，即使在使第二导电路与第一运算放大器的反相输入端子以及输出端子之间电连接的导线上插设开关元件（例如，半导体开关元件）的情况下，也可以实现该开关元件的长寿命化。

根据本发明涉及的电阻抗测量装置的第二方式，由第二运算放大器将第一电阻抗元件与第二电阻抗元件之间的第一导电路的电位可靠地感应成基准电位，使第一以及第二导电路的电位同样成为基准电位。因此，在测量电阻抗时，能够可靠地将流向第二电阻抗元件的电流抑制为零，进而能够准确地测量第一电阻抗元件的电阻抗。

另外，也可以进一步增强对上述第二导电路使用第一运算放大器所得到的效果（电阻抗测量的高速化以及开关组件的长寿命化）。

本发明涉及的第三方式的电阻抗测量装置，在使用多销夹具的电阻抗测量装置中，使用与多销夹具电连接的多根导线以及插设于该导线的开关元件。因此，与使用图4所示的现有结构的情况相比，通过使用了本发明涉及的第一运算放大器的构造，能够降低导线以及开关组件的影响。

附图说明

图1是表示作为本发明的一个实施方式涉及的电阻抗测量装置的基板检査装置的电构造的图。

图2是图1的基板检査装置所具备的多销夹具的侧视图。

图3是表示图1的基板检査装置的变形例的图。

图4是表示现有的电阻抗测量装置的构造的图。

（附图标记说明）

21、21a基板检査装置，22被检査基板，31多销夹具，311保持部件，32连接切换部，

33电位感应部，331比较器，332可变电源部，34运算放大器，35电源部，

36电流检测部，37电位差检测部，38控制部，41运算放大器，L1第一导电路，

L2第二导电路，L3第三导电路，P、P11～P16接触销，S1、S2电路组，

Z1第一电阻抗元件，Z2第二电阻抗元件，Z3第三电阻抗元件。

具体实施方式

参照图1以及图2，说明作为本发明的一个实施方式涉及的电阻抗测量装置的基板检査装置21。如图1所示，该基板检査装置21对以构成三角形电路的方式设置于被检査基板22上的第一至第三电阻抗元件Z1～Z3中的任意一个（在此为第一电阻抗元件Z1）的电阻抗进行测量并检查。在被检査基板22上设置有构成三角形电路的多个电路组S1、S2、…（以下，在总称它们时仅使用符号“S”）的第一至第三电阻抗元件Z1～Z3。

各电路组S的第一至第三电阻抗元件Z1～Z3具备一侧以及另一侧的连接部，通过第一至第三导电路L1～L3电连接而构成三角形电路。更具体而言，第一电阻抗元件Z1的一侧的连接部与第二电阻抗元件Z2的另一侧的连接部通过第一导电路L1电连接，第二电阻抗元件Z2的一侧的连接部与第三电阻抗元件Z3的另一侧的连接部通过第二导电路L2电连接，第三电阻抗元件Z3的一侧的连接部与第一电阻抗元件Z1的另一侧的连接部通过第三导电路L3电连接。

在此，第一电阻抗元件Z1的电阻抗的测量是一边将第一以及第二导电路L1、L2的电位感应成规定的基准电位（在本实施方式中为接地电位）一边进行的。将第一以及第二导电路L1、L2的电位感应成基准电位即接地电位，是为了防止电流流向第二电阻抗元件Z2，以便避免在测量电阻抗时对第一电阻抗元件Z1的电阻抗测量造成影响。

如图1以及图2所示，该基板检査装置21包含：多销夹具31、连接切换部32、电位感应电路33、相当于第一运算放大器的运算放大器34、电源部35、电流检测部36、电位差检测部37以及控制部38。电流检测部36以及电位差检测部37对应于本发明涉及的电特性检测部。

如图2所示，多销夹具31包含：具备导电性的多个接触销P以及确保该多个接触销P彼此絶缘性并保持该多个接触销P的保持部件311。如图1所示，多个接触销P可以分别同时接触第一至第三导电路L1～L3，该第一至第三导电路L1～L3对设于被检査基板22的多个电路组S的第一至第三电阻抗元件Z1～Z3之间进行电连接。

以一个电路组S来说明接触销P的结构。在对应于各电路组S的接触销P的组中包含：与第一导电路L1接触的接触销P11、P12；与第二导电路L2接触的接触销P13、P14；以及与第三导电路L3接触的接触销P15、P16。

连接切换部32包含通过控制部38的控制来进行闭合断开动作的多个开关元件（例如，半导体开关元件）SW。然后，通过闭合断开该开关组件SW，以切换多销夹具31的各接触销P与装置本体侧的各连接部（在此，为后述的比较器331的正侧输入端子、可变电源部332的一侧输出端子、运算放大器34的反相输入端子以及输出端子、电源部35的一侧输出端子、以及电位差检测部37的一侧输入端子）的电连接关系。在本实施方式中，多个开关元件SW以如下方式进行闭合断开动作：与设于多销夹具31的多个接触销P中的设于被检査基板22上的三角形电路的各电路组S的每个对应地，且与任一电路组S对应的接触销P与装置本体侧的上述各连接部依次电连接。

另外，在图1所示的结构中，仅针对各电路组S的第一至第三电阻抗元件Z1～Z3中的第一电阻抗元件Z1进行电阻抗测量，但也可以增设连接切换部32内的开关元件SW的数目以及配线路径，以便可测量第二以及第三电阻抗元件Z2、Z3的电阻抗。

电位感应电路33用于将各电路组S的第一导电路L1的电位感应成作为基准电位的接地电位，并且包含比较器331与可变电源部332。比较器331的正侧输入端子经由连接切换部32以及与多销夹具31各电路组S对应设置的接触销P11而与各电路组S内的第一导电路L1电连接，该负侧输入端子与作为基准电位的接地电位电连接。从比较器331的输出端子输出的输出信号，作为控制信号赋予给可变电源部332。可变电源部332根据比较器331的输出信号，使经由2个输出端子输出的电流产生变化（也可以取代电流而使输出电压产生变化）。

可变电源部332的2个输出端子中的一个，经由连接切换部32以及与多销夹具31的各电路组S对应设置的接触销P12而与各电路组S内的第一导电路L1电连接，另一个与作为基准电位的接地电位电连接。然后，当第一导电路L1的电位相对于接地电位朝正侧或负侧变动时，比较器331根据该变动输出输出信号，并根据该输出信号，由可变电源部332经由2个输出端子输出电流，以便抵消第一导电路L1的电位自接地电位的变动。由此，第一导电路L1的电位始终被感应成作为基准电位的接地电位。

运算放大器34用于将各电路组S的第二导电路L2的电位感应成作为基准电位的接地电位。运算放大器34的反相输入端子经由连接切换部32以及与多销夹具31的各电路组S对应设置的接触销P13而与各电路组S内的第二导电路L2电连接。另外，其同相输入端子与作为基准电位的接地电位电连接。另外，其输出端子经由连接切换部32以及与多销夹具31的各电路组S对应设置的接触销P14而与各电路组S内的第二导电路L2电连接。

然后，当第二导电路L2的电位自基准电位即接地电位偏离时，该第二导电路L2的电位变动会被赋予给运算放大器34的反相输入端子，而抵消该电位变动的电流（或电压）瞬间从运算放大器34的输出端子赋予给第二导电路L2。由此，第二导电路L2的电位变动在瞬间被运算放大器34抑制，使第二导电路L2的电位返回到作为基准电位的接地电位。

电源部35通过控制部38的控制，经由2个输出端子输出进行各电路组S的第一电阻抗元件Z1的电阻抗测量所需的电力（例如，固定输出的交流电流）。电源部35的2个输出端子中的一个经由后述的电流检测部36、连接切换部32以及与多销夹具31的各电路组S对应设置的接触销P15而与各电路组S内的第三导电路L3电连接，另一个与接地电位电连接。在本实施方式中，电源部35输出固定输出的交流电流，但也可以使电源部35输出固定输出的交流电压、电流値或电压値以固定振幅与周期周期性变动的变动直流电流或变动直流电压。或者，在只需测量第一电阻抗元件Z1的电阻値的情况下，作为电源部35也可以使用恒定电流源或恒定电压源。

电流检测部36插设于将电源部35一侧的输出端子与连接切换部32连接的导线上，并检测出由电源部35经由各电路组S的第三导电路L3赋予给第一电阻抗元件Z1的电流値（例如，交流电流値），将该检测结果赋予给控制部38。

电位差检测部37检测由电源部35经由各电路组S的第三导电路L3赋予给第一电阻抗元件Z1的电位差（例如，交流电位差），并将该检测结果赋予给控制部38。电位差检测部37的2个输入端子中的一个，经由连接切换部32以及与多销夹具31的各电路组S对应设置的接触销P16而与各电路组S内的第三导电路L3电连接，另一个与作为基准电位的接地电位电连接。因此，赋予给第一电阻抗元件Z1的电位差当作第三导电路L3的电位与作为基准电位的接地电位之的差被电位差检测部15检测出。作为与这一点相关的变形例，例如，电位差检测部37的另一个输入端子也可以不与作为基准电位的接地电位连接，而是与比较器331的正侧输入端子一起经由连接切换部32以及与多销夹具31的各电路组S对应设置的接触销P11而与各电路组S的第一导电路L1电连接。

另外，在本实施方式中，设置有电流检测部36以及电位差检测部37二者，但在能够根据电源部35的输出电流値或输出电压値取得与赋予给第一电阻抗元件Z1的电流値或电压値相关的信息时，也可以省略电流检测部36与电位差检测部37中的一个。

控制部38负责该基板检査装置21的控制以及被检査基板22的检査处理。具体而言，例如控制部38使连接切换部32的各开关元件SW闭合断开，以使被检査基板22上所设置的多个三角形电路的电路组S中的任意一个与装置本体侧的上述各连接部依次连接，并使电源部35对各电路组S的第一电阻抗元件Z1供给用于测量电阻抗的电力。然后，控制部38根据电流检测部36以及电位差检测部37检测出的赋予给各电路组S的第一电阻抗元件Z1的电流値以及电位差値，计算出第一电阻抗元件Z1的电阻抗，并根据该计算结果进行第一电阻抗元件Z1以及被检査基板22的好坏与否判断等。

基于该基板检査装置21的检査例如是，使连接切换部32的各开关元件SW闭合断开，以使被检査基板22上所设置的多个三角形电路组S中的任意一个与装置本体侧的上述各连接部依次导通。此时，装置本体侧的各连接部（比较器331的正侧输入端子、可变电源部332的一侧的输出端子、运算放大器34的反相输入端子与输出端子、电源部35的一侧的输出端子、以及电位差检测部37的一侧的输入端子）经由连接切换部32以及与多销夹具31的多个接触销P中的对应于该定时的检査对象的三角形电路组S的接触销P11～P16，而与对应于检査对象电路组S的第一至第三导电路L1～L3依次导通。

然后，通过电源部35经由第一导电路L1对检査对象的电路组S的第一电阻抗元件Z1赋予用于测量电阻抗的电力（例如交流电流），并且通过电流检测部36以及电位差检测部37检测赋予给该第一电阻抗元件Z1的电流値以及电位差値，根据该检测出的电流値以及电位差値，通过控制部38判断该第一电阻抗元件Z1的好坏与否。当针对一个电路组S的检査完成时，将下一个电路组S设定为检査对象，依次进行检査至最后一个电路组S。

如上所述，根据本实施方式，通过运算放大器34将构成三角形电路的第二电阻抗元件Z2与第三电阻抗元件Z3之间的第二导电路L2的电位准确地感应成作为基准电位的接地电位，使第二导电路L2的电位成为与第一导电路L1的电位同样的基准电位即接地电位。因此，在测量电阻抗时，能够将流向第二电阻抗元件Z2的电流可靠地抑制为零，并能够准确地测量第一电阻抗元件Z1的电阻抗。

另外，当第二导电路L2的电位自基准电位偏离时，通过运算放大器34瞬间抑制该电位变动，使第二导电路L2的电位返回到作为基准电位的接地电位。因此，即使当由电源部35对第三导电路L3开始供给电力时，第二导电路L2的电位也能够稳定地维持在作为基准电位的接地电位。其结果，在由电源部35对第三导电路L3供给电力之后，能够使电流检测部36以及电位差检测部37检测出赋予给第一电阻抗元件Z1的电流値以及电位差値，并进行第一电阻抗元件Z1的电阻抗测量，进而实现使电阻抗测量及好坏与否判断等的高速化。

另外，与图4的现有技术涉及的第二导电路L2与接地导线12中流过的电流相比，各电路组S的三角形电路的第二导电路L2与运算放大器34的反相输入端子以及输出端子之间流过的电流非常小，因此能够实现导线上所插设的连接切换部32的开关元件SW（例如半导体开关元件）等的长寿命化，上述导线将第二导电路L2与运算放大器34的反相输入端子以及输出端子之间电连接。

另外，如本实施方式涉及的基板检査装置21一样，在使用多销夹具31的装置中，使用与多销夹具31电连接的多根导线以及插设于该导线的开关元件。因此，与使用图4所示的现有结构的情况相比，通过使用本实施方式涉及的运算放大器34的构造，能够降低导线以及开关元件的影响。

参照图3，说明本实施方式涉及的基板检査装置21的变形例。在图3的变形例涉及的基板检査装置21a中，使用运算放大器41取代电位感应电路33，而将各电路组S的第一导电路L1的电位感应成作为基准电位的接地电位。该运算放大器41相当于本发明涉及的第二运算放大器。

运算放大器41的反相输入端子经由连接切换部32以及与多销夹具31的各电路组S对应设置的接触销P11而与各电路组S内的第一导电路L1电连接。另外，其同相输入端子与作为基准电位的接地电位电连接。另外，其输出端子经由连接切换部32以及与多销夹具31的各电路组S对应设置的接触销P12，而与各电路组S内的第一导电路L1电连接。

通过该运算放大器41，将各电路组S的第一导电路L1的电位可靠地感应成作为基准电位的接地电位，使第一以及第二导电路L1、L2的电位同样地成为作为基准电位的接地电位。因此，在测量电阻抗时，能够可靠地将流向第二电阻抗元件Z2的电流抑制为零，并能够准确地测量第一电阻抗元件Z1的电阻抗。另外，也能够进一步加强对上述第二导电路L2使用运算放大器34所得到的效果（电阻抗测量的高速化以及开关元件的长寿命化）。

Claims

1.一种电阻抗测量装置，其通过由第一导电路至第三导电路电连接的第一电阻抗元件至第三电阻抗元件构成三角形电路，将电连接上述第一电阻抗元件与上述第二电阻抗元件的上述第一导电路的电位以及电连接上述第二电阻抗元件与上述第三电阻抗元件的上述第二导电路的电位感应成基准电位，并测量上述第一电阻抗元件的电阻抗，该电阻抗测量装置的特征在于，包括：

第一运算放大器，其具有与上述第二导电路电连接的输出端子和反相输入端子、以及与规定的基准电位电连接的同相输入端子；

电源部，其与上述第三导电路电连接并对上述第三导电路赋予用于测量电阻抗的电力，上述第三导电路将上述第一电阻抗元件与上述第三电阻抗元件电连接；以及

电特性检测部，其在通过上述电源部对上述第三导电路赋予上述电力时，检测用于测量上述第一电阻抗元件的电阻抗的上述第一电阻抗元件的电特性。

2.根据权利要求1所述的电阻抗测量装置，其特征在于，进一步包括：

第二运算放大器，其具有与上述第一导电路电连接的输出端子和反相输入端子、以及与规定的接地线电连接的同相输入端子。

3.根据权利要求1所述的电阻抗测量装置，其特征在于，

在被检査基板上设置多组上述第一电阻抗元件至第三电阻抗元件以及上述第一导电路至第三导电路，

上述电阻抗测量装置进一步包括：

多销夹具，其具有分别同时与上述多组的上述第一导电路至第三导电路接触的多个接触销；以及

连接切换部，其具有多个开关元件，并切换上述多销夹具的上述各接触销与上述第一运算放大器的上述输出端子、上述反相输入端子、上述同相输入端子以及上述电源部之间的电连接关系。