JP2000147022A

JP2000147022A - 測定装置

Info

Publication number: JP2000147022A
Application number: JP10320100A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Fujisawa; 政幸藤沢; Atsushi Mizuno; 厚水野
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 1998-11-11
Filing date: 1998-11-11
Publication date: 2000-05-26
Anticipated expiration: 2018-11-11
Also published as: JP4098900B2

Abstract

(57)【要約】【課題】装置のデザイン上の制限を受けることなく連
続的かつ長期に亘る測定が可能な測定装置を提供するこ
とを主目的とする。【解決手段】１組の測定用プローブ３ａ，３ｂと、測
定用プローブを３ａ，３ｂ介して入力される測定対象信
号ＳM に基づく測定を行う測定回路１１と、測定回路１
１の測定結果を表示する表示部５と、電源用の二次電池
２５とを備えている測定装置１において、１組の測定用
プローブ３ａ，３ｂを介して入力された入力電圧によっ
て二次電池２５を充電可能に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、充電可能な電源用
の二次電池を内蔵する測定装置に関し、詳しくは、電圧
計、電流計、電力計およびマルチメータなどに好適な測
定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の測定装置として、図３に示すマ
ルチメータ４１が従来から知られており、このマルチメ
ータ４１は、マルチメータ本体４２と、１組の測定用プ
ローブ３ａ，３ｂとから構成されている。マルチメータ
本体４２は、電圧値、電流値および抵抗値などを測定す
る測定回路１１と、測定回路１１によって測定された測
定値の表示制御などを行うＣＰＵ１２と、測定値を表示
する表示部５と、電源部４３とを備えている。この場
合、電源部４３は、例えば単結晶シリコンによるｐｎ接
続素子と逆流防止用ダイオードとを複数備えて構成され
る太陽電池２８と、逆流防止用のダイオード２９と、ニ
ッケルカドミウム電池３０（以下、「ニッカド電池３
０」という）とを備えている。

【０００３】このマルチメータ４１では、太陽電池２８
が、図外の電源スイッチのオン／オフいずれの状態であ
っても、光電変換によって充電電流を生成する。このた
め、ニッカド電池３０は、ダイオード２９を介して供給
される充電電流によって常時充電される。したがって、
測定回路１１は、ニッカド電池３０の電池電力を作動用
電源として、屋内および屋外のいずれであっても作動可
能状態となる。一方、測定時には、測定回路１１は、測
定用プローブ３ａ，３ｂを介して測定対象信号が入力さ
れると、その測定対象信号の例えば電圧値を測定し、測
定した測定データＤM をＣＰＵ１２に出力する。次い
で、ＣＰＵ１２が、その測定データＤM に基づく測定値
を表示部５に表示させる。このように、このマルチメー
タ４１では、太陽電池２８の発電電力によってニッカド
電池３０を充電させているため、煩雑な電池交換を必要
とすることなく、各種の測定を行うことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
マルチメータ４１には、以下の問題点がある。すなわ
ち、このマルチメータ４１では、太陽電池２８の発電力
でニッカド電池３０を充電している。この場合、小型化
が要求されている今日では、マルチメータ４１に配設で
きる太陽電池２８のサイズも制限される。したがって、
太陽電池２８の発電力が小さくなるため、ニッカド電池
３０を満充電させるには、長時間を要してしまう。この
結果、ニッカド電池３０を常に満充電状態に維持するこ
とができず、連続的かつ長期に亘る測定が困難であると
いう問題点がある。また、一般的には、マルチメータ４
１は、工具箱内などで保管されることが多く、かかる場
合、太陽電池２８によるニッカド電池３０の充電が行わ
れず、その間に、ニッカド電池３０の充電電圧が低下す
る。このため、工具箱から取り出して直ちに測定を開始
することが困難となることもある。

【０００５】一方、例えば、商用交流を整流した直流電
圧でニッカド電池３０を充電可能に構成することも考え
られる。この場合には、ＡＣアダプタを付属品とし、そ
のＡＣアダプタから出力される直流電流でマルチメータ
本体４２内のニッカド電池３０を充電する充電回路を配
設すればよい。ところが、かかる場合には、ＡＣアダプ
タ接続用のコネクタをマルチメータ本体４２に設けなけ
ればならず、デザイン上の制限を受けることになるとい
う問題点がある。また、マルチメータ本体４２とは別体
のＡＣアダプタを付属品とした場合、ＡＣアダプタが紛
失され易い点、および持ち運びに不便となる点も問題と
なる。

【０００６】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
ものであり、装置のデザイン上の制限を受けることなく
連続的かつ長期に亘る測定が可能な測定装置を提供する
ことを主目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく請
求項１記載の測定装置は、１組の測定用プローブと、測
定用プローブを介して入力される測定対象信号に基づく
測定を行う測定回路と、測定回路の測定結果を表示する
表示部と、電源用の二次電池とを備えている測定装置に
おいて、１組の測定用プローブを介して入力された入力
電圧によって二次電池を充電可能に構成されていること
を特徴とする。

【０００８】この測定装置では、二次電池の充電電圧が
低下している場合には、１組の測定用プローブを例えば
商用交流用コンセントに差し込む。この際に、測定用プ
ローブを介して測定装置内に商用交流が入力され、その
商用交流に基づいて二次電池が充電される。したがっ
て、太陽電池の発電力によって二次電池を充電させるの
とは異なり、二次電池を満充電状態にすることができる
ため、連続的かつ長期に亘る測定が可能となる。また、
装置のデザイン上の制限となる充電用のコネクタが不要
となるため、自由にデザイン設計を行うことが可能とな
る。

【０００９】請求項２記載の測定装置は、請求項１記載
の測定装置において、二次電池は電気二重層コンデンサ
で構成されていることを特徴とする。

【００１０】二次電池をニッカド電池で構成することも
できる。一方、電気二重層コンデンサは、ニッカド電池
などの化学反応によって充電が行われる二次電池とは異
なり、活性炭への電荷の吸脱着によって充電が行われ
る。つまり、電気二重層コンデンサは、電荷の直接的な
移動による、急速充電が可能な構造となっている。した
がって、１組の測定用プローブを商用交流用コンセント
に差し込めば、例えばＡＣ−ＤＣコンバータによって生
成される直流電流によって電気二重層コンデンサが瞬時
に満充電状態まで充電される。このため、屋外使用の際
において、測定装置による測定を直ちに開始することが
可能となると共に連続的かつ長期に亘る測定が可能とな
る。

【００１１】請求項３記載の測定装置は、請求項１また
は２記載の測定装置において、測定回路は、少なくとも
充電時に二次電池の充電電圧を測定し、表示部は、測定
回路によって測定された二次電池の充電電圧に基づく充
電状態を表示することを特徴とする。

【００１２】この測定装置では、充電の際には、測定回
路が二次電池の充電電圧を測定し、表示部が、その充電
状態を表示する。したがって、オペレータは、表示部に
表示された充電状態を監視することにより、二次電池を
適正な状態に充電することが可能となる。

【００１３】請求項４記載の測定装置は、請求項１から
３のいずれかに記載の測定装置において、二次電池を充
電するための太陽電池を備えていることを特徴とする。

【００１４】この測定装置では、測定器本体は、太陽光
が太陽電池に入射している限り、太陽電池の発電によっ
て発生した電力に基づいて作動する。したがって、太陽
電池によって発電されている限り充電を不要にすること
ができ、また、日陰で使用されたり、室内で使用された
りしたときであっても、充電回数を低減することが可能
となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に係る測定装置をマルチメータに適用した実施の形態
について説明する。なお、従来のマルチメータ４１と同
一の構成要素については、同一の符号を付して重複した
説明を省略する。

【００１６】最初に、マルチメータ１の構成について図
１，２を参照して説明する。

【００１７】マルチメータ１は、屋外使用および屋内使
用の両用型の測定装置であって、図２に示すように、マ
ルチメータ本体２と、２本の測定用プローブ３ａ，３ｂ
とを備え、マルチメータ本体２の正面パネルには、表示
部５、ロータリスイッチ４および太陽電池２８が配設さ
れている。この場合、表示部５は、例えばＬＣＤパネル
で構成されており、測定値や後述する電気二重層コンデ
ンサ２５の充電電圧を表示する数値表示部５ａ、充電時
に「CHARGE」を表示することによりマルチメータ１が充
電中の状態である旨を表示する動作状態表示部５ｂ、お
よび充電状態を５段階で示す充電状態表示部５ｃが形成
されている。また、ロータリスイッチ４は、図１に示す
ように、連動して切り替えられる２つのスイッチ回路４
ａ，４ｂを備え、ＡＣ電圧測定、ＤＣ電圧測定、抵抗値
測定、商用交流による充電、および直流電圧による充電
のいずれかの状態に切り替えるために用いられる。ま
た、測定用プローブ３ａ，３ｂは、図２に示すように、
その一端がマルチメータ本体２の内部に接続され、その
他端側には、接触子Ｃがそれぞれ取り付けられている。

【００１８】一方、マルチメータ本体２の内部には、図
１に示すように、測定回路１１、ＣＰＵ１２，ＲＯＭ１
３、ＲＡＭ１４、電源部１５およびアナログスイッチ１
６が配設されている。この場合、測定回路１１は、電流
値、電圧値および抵抗値などの各種の電気的パラメータ
を測定する。具体的には、測定回路１１は、ロータリス
イッチ４のスイッチ回路４ａを介して入力される測定対
象信号ＳM 、またはアナログスイッチ１６を介して入力
される電源部１５の出力電圧ＶO を測定すると共に、ア
ナログ−ディジタル変換して生成した測定データＤM を
ＣＰＵ１２に出力する。ＣＰＵ１２は、ロータリスイッ
チ４のスイッチ回路４ｂから出力されるスイッチ信号Ｓ
S および測定回路１１から出力される測定データＤM に
基づいての表示部５に対する表示制御などを実行する。
また、ＲＯＭ１３は、ＣＰＵ１２の制御プログラムを記
憶し、ＲＡＭ１４は、ＣＰＵ１２の演算結果などを一時
的に記憶する。

【００１９】電源部１５は、電圧変換用のトランス２
１、整流用のダイオードスタック２２、平滑用のコンデ
ンサ２３、定電流回路２４、二次電池として機能する電
気二重層コンデンサ２５、電流制限用の抵抗２６、ツェ
ナーダイオード２７、太陽電池２８およびダイオード２
９を備えて構成されている。この電源部１５では、ロー
タリスイッチ４の切替えに応じて交流電流または直流電
流によって電気二重層コンデンサ２５を充電することが
できるように構成されている。

【００２０】具体的には、交流による充電時には、測定
用プローブ３ａ，３ｂを商用コンセントに差し込む。こ
の際には、測定用プローブ３ａ，３ｂ、およびロータリ
スイッチ４のスイッチ回路４ａを介してトランス２１の
一次巻線２１ａに商用交流が入力される。この場合、ト
ランス２１は、商用交流を低電圧に電圧変換し、その交
流電圧を二次巻線２１ｂからダイオードスタック２２に
出力する。ダイオードスタック２２は、電圧変換された
交流電圧を全波整流し、コンデンサ２３は、全波整流さ
れた直流電圧を平滑する。一方、定電流回路２４は、定
電流制御により、所定の定電流（例えば１Ａ）を電気二
重層コンデンサ２５に供給する。また、ツェナーダイオ
ード２７は、電気二重層コンデンサ２５の端子間電圧を
所定のツェナー電圧に制限することにより、電気二重層
コンデンサ２５の過電圧破壊を防止する。

【００２１】一方、直流電圧による充電時には、測定用
プローブ３ａ，３ｂを例えばバッテリーのプラス端子お
よびマイナス端子にそれぞれ接続する。この際には、測
定用プローブ３ａ，３ｂ、およびロータリスイッチ４の
スイッチ回路４ａを介して定電流回路２４に直流電圧が
入力される。この場合にも、定電流回路２４は、定電流
制御により、所定の定電流（例えば１Ａ）を電気二重層
コンデンサ２５に供給する。

【００２２】また、アナログスイッチ１６は、ロータリ
スイッチ４がＡＣ充電またはＤＣ充電に選択された際
に、ＣＰＵ１２によってオン状態に制御される。この場
合、アナログスイッチ１６は、オン状態に制御される
と、電気二重層コンデンサ２５の充電電圧である電源部
１５の出力電圧ＶO を測定回路１１に出力する。

【００２３】次に、マルチメータ１の全体的な動作につ
いて説明する。

【００２４】このマルチメータ１では、内蔵の太陽電池
２８に太陽光が当たる場所にマルチメータ本体２を一定
時間放置することにより、太陽電池２８の発電によって
生成された直流電流で内蔵の電気二重層コンデンサ２５
が自動的に充電される。この場合、ロータリスイッチ４
の切替え操作によって「ＡＣ充電」または「ＤＣ充電」
が選択されると、ＣＰＵ１２は、ロータリスイッチ４の
スイッチ回路４ｂのスイッチ信号ＳS に基づいて充電時
制御処理を実行する。具体的には、ＣＰＵ１２は、表示
部５の動作状態表示部５ｂに「CHARGE」を表示させると
共に、アナログスイッチ１６をオン状態に制御する。こ
れにより、電源部１５の出力電圧ＶO がアナログスイッ
チ１６を介して測定回路１１に入力され、この際に、測
定回路１１は、出力電圧ＶO を測定し、その測定データ
ＤM をＣＰＵ１２に出力する。次いで、ＣＰＵ１２は、
測定データＤM に基づいて、電気二重層コンデンサ２５
の充電電圧を表示部５の数値表示部５ａに表示させると
共に、電気二重層コンデンサ２５の充電状態を充電状態
表示部５ｃに５段階で表示させる。このため、オペレー
タは、数値表示部５ａまたは充電状態表示部５ｃの表示
を確認することにより、電気二重層コンデンサ２３の充
電状態を直ちに確認することができる。

【００２５】使用の際には、ロータリスイッチ４を切替
え操作して例えば「ＡＣＶ」を選択すると、ＣＰＵ１２
は、アナログスイッチ１６をオフ状態に制御する共に、
動作状態表示部５ｂの「CHARGE」表示を消灯制御する。
この際には、測定回路１１は、ロータリスイッチ４のス
イッチ回路４ａを介して交流電圧が入力されると、入力
レンジを所定の倍率に自動変更した後に交流電圧を測定
し、測定データＤM をＣＰＵ１２に出力する。次いで、
ＣＰＵ１２が、測定データＤM に基づき、表示部５の数
値表示部５ａに交流電圧を表示させる。なお、ロータリ
スイッチ４の切替え操作によって「ＤＣＶ」や「Ω」が
選択されたときにも、測定回路１１が、測定用プローブ
３ａ，３ｂを介して入力される入力電圧に基づき、通常
のマルチメータと同様にして直流電圧や抵抗値を測定
し、ＣＰＵ１２が、その測定値を表示部５の数値表示部
５ａに表示させる。

【００２６】一方、日陰などでの長時間の使用や、工具
箱などの日の当たらない場所での長期間の保管などによ
って電気二重層コンデンサ２５の電圧が低下し、かつ測
定回路１１が作動するのに十分な電流が太陽電池２８か
ら出力されない状況下で使用するときには、電気二重層
コンデンサ２５を充電させる必要がある。この場合、商
用交流で充電するときには、ロータリスイッチ４を切替
え操作することにより「ＡＣ充電」を選択する。この際
には、上記した充電時処理がＣＰＵ１２によって実行さ
れる。次いで、測定用プローブ３ａ，３ｂを商用コンセ
ントに差し込むと、商用交流が、測定用プローブ３ａ，
３ｂ、およびロータリスイッチ４のスイッチ回路４ａを
介してトランス２１の一次巻線２１ａに入力される。次
いで、トランス２１が商用交流を低電圧に電圧変換し、
ダイオードスタック２２およびコンデンサ２３が、その
交流電圧を整流平滑する。この後、定電流回路２４が、
定電流制御によって所定の定電流を電気二重層コンデン
サ２５に供給する。この場合、電気二重層コンデンサ２
５は、活性炭への電荷の吸脱着によって充電が行われる
ため、電荷の直接的な移動によって満充電状態まで急速
に充電される。このため、マルチメータ１による測定を
直ちに開始することができると共に連続的かつ長期に亘
って測定することができる。

【００２７】また、バッテリーなどの直流電圧によって
充電する場合には、ロータリスイッチ４を切替え操作す
ることにより「ＤＣ充電」を選択する。この際にも、Ｃ
ＰＵ１２は、充電時処理を実行する。次いで、測定用プ
ローブ３ａ，３ｂを例えばバッテリーのプラス端子およ
びマイナス端子にそれぞれ接続すると、測定用プローブ
３ａ，３ｂ、およびロータリスイッチ４のスイッチ回路
４ａを介して定電流回路２４に直流電圧が入力される。
この場合にも、定電流回路２４は、定電流制御により、
所定の定電流を電気二重層コンデンサ２５に供給する。
これにより、電気二重層コンデンサ２５が満充電状態ま
で急速に充電される。

【００２８】このように、このマルチメータ１によれ
ば、電気二重層コンデンサ２５の電圧が低下した場合、
測定用プローブ３ａ，３ｂを利用して充電することがで
きる。また、二次電池として電気二重層コンデンサ２５
を用いたため、測定用プローブ３ａ，３ｂを例えば商用
コンセントに短時間差し込むだけで、満充電状態まで急
速に充電することができる。したがって、外部電源や乾
電池などを使用することなく、屋外で連続的かつ長時間
に亘る測定を直ちに開始することができる。

【００２９】なお、本発明は、上記した本発明の実施の
形態に示した構成に限定されない。例えば、本発明の実
施の形態では、商用交流および直流電圧のいずれによっ
ても電気二重層コンデンサ２５を充電することができる
構成を例に挙げて説明したが、商用交流および直流電圧
のいずれか一方のみで充電する構成を採用することもで
きる。また、例えば、商用交流の電圧を測定している際
に、その商用交流を利用して電気二重層コンデンサ２５
を充電する構成を採用することもできる。

【００３０】また、本発明の実施の形態では、単結晶シ
リコン型の太陽電池２８を用いた例について説明した
が、アモルファスシリコン型の太陽電池を用いることも
できる。なお、太陽電池２８については、必ずしも内蔵
させる必要はなく、測定用プローブ３ａ，３ｂを利用し
ての外部電源からの充電のみが可能な構成を採用するこ
ともできる。この場合には、マルチメータ本体２の正面
パネルから太陽電池２８を省くことができるため、デザ
イン設計の自由度がより高まると共に、その分のコスト
を低減することができる。

【００３１】さらに、測定回路１１や、ロータリスイッ
チ４およびアナログスイッチ１６による切替回路などに
ついても、本発明の実施の形態に示した構成および動作
に限定されず、測定装置業界で通常に採用されている公
知技術を適用することができるのは勿論である。また、
電気二重層コンデンサ２５の充電状態を表示させるため
の構成についても、本発明の実施の形態では、測定回路
１１が測定対象信号ＳM と電気二重層コンデンサ２５の
充電電圧との両者を測定する例について説明したが、測
定対象信号ＳM を測定する測定回路と、電気二重層コン
デンサ２５の充電電圧を測定する測定回路とを別個独立
して設けることもできる。この場合には、コストが上昇
という不都合があるものの、電気二重層コンデンサ２５
の充電電圧を常時測定することができるため、オペレー
タに対して、電気二重層コンデンサ２５の充電状態をリ
アルタイムで知らしめることができる。また、本発明の
実施の形態では、本発明における測定装置をマルチメー
タ１に適用した実施の形態について説明しているが、本
発明は、電流計、電圧計、電力計および記録計などの各
種の測定装置に好適に用いることもできる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の測定装置
によれば、１組の測定用プローブを介して入力された入
力電圧によって二次電池を充電することにより、太陽電
池などの発電力によって二次電池を充電させるのとは異
なり、二次電池を満充電状態にすることができる結果、
連続的かつ長期に亘っての測定を行うことができる。ま
た、充電用のコネクタが不要となるため、自由にデザイ
ン設計を行うことができる。加えて、ＡＣアダプタなど
を用いて充電するのと比較して、そのＡＣアダプタの紛
失を考慮する必要もなく、しかも、持ち運びが簡単な携
帯用測定装置を提供することができる。

【００３３】また、請求項２記載の測定装置によれば、
二次電池を電気二重層コンデンサで構成したことによ
り、瞬時に満充電状態まで充電することができ、これに
より、屋外使用の際において、測定装置による測定を直
ちに開始することができると共に連続的かつ長期に亘っ
て測定することができる。

【００３４】さらに、請求項３記載の測定装置によれ
ば、表示部が測定回路によって測定された二次電池の充
電電圧に基づく充電状態を表示することにより、オペレ
ータは、この充電状態を監視することができ、これによ
り、二次電池を適正な状態に充電することができる。ま
た、測定装置に本来的に使用される測定回路を用いて二
次電池の充電状態を測定することにより、新たな測定回
路を追加する必要がない結果、製造コストの上昇を抑え
ることができる。

【００３５】また、請求項４記載の測定装置によれば、
二次電池を充電するための太陽電池を備えたことによ
り、太陽電池によって発電されている限り充電を不要に
することができ、また、日陰で使用されたり、室内で使
用されたりするときであっても、充電回数を低減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るマルチメータ１の回
路図である。

【図２】本発明の実施の形態に係るマルチメータ１の正
面図である。

【図３】従来のマルチメータ４１の回路図である。

【符号の説明】

１マルチメータ２マルチメータ本体３ａ測定用プローブ３ｂ測定用プローブ５表示部１１測定回路１５電源部２５電気二重層コンデンサ２８太陽電池

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０２Ｊ 7/35 Ｈ０２Ｊ 7/35 Ａ // Ｈ０２Ｊ 7/00 ３０３ 7/00 ３０３ＡＦターム(参考） 2G016 CA00 CB11 CB12 CB31 CC06 CC12 CC23 CC27 CC28 CD09 CD10 CE31 2G025 DA02 DA05 DB01 DB06 2G035 AA22 AB03 AC01 AC16 AD04 AD08 AD14 AD28 AD45 5G003 AA01 AA04 AA06 BA01 CA02 CA11 CC02 DA07 EA02 EA05 FA03 FA08 GC05 5H030 AA03 AS18 BB04 BB07 DD20 DD30 FF43 FF68

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１組の測定用プローブと、当該測定用プ
ローブを介して入力される測定対象信号に基づく測定を
行う測定回路と、当該測定回路の測定結果を表示する表
示部と、電源用の二次電池とを備えている測定装置にお
いて、前記１組の測定用プローブを介して入力された入力電圧
によって前記二次電池を充電可能に構成されていること
を特徴とする測定装置。
【請求項２】前記二次電池は電気二重層コンデンサで
構成されていることを特徴とする請求項１記載の測定装
置。
【請求項３】前記測定回路は、少なくとも充電時に前
記二次電池の充電電圧を測定し、前記表示部は、前記測
定回路によって測定された前記二次電池の充電電圧に基
づく充電状態を表示することを特徴とする請求項１また
は２記載の測定装置。
【請求項４】前記二次電池を充電するための太陽電池
を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれ
かに記載の測定装置。