JP2003139811A - インピーダンス測定方法、インピーダンス測定装置およびインピーダンス測定システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 環状接続された複数の電子部品のインピーダ
ンスを短時間で測定する。 【解決手段】 コンデンサＣ１を測定する測定装置１−
１の出力部と、コンデンサＣ１に対して１のコンデンサ
Ｃ４を介して隣り合うコンデンサＣ３を測定する測定装
置１−２の出力部とが１のコンデンサＣのみで形成され
る経路で接続され、かつコンデンサＣ１を測定する測定
装置１−１における入力部と、コンデンサＣ１に対して
１のコンデンサＣ２を介して隣り合うコンデンサＣ３を
測定する測定装置１−２の入力部とが１のコンデンサＣ
３のみで形成される経路で接続されるように、測定装置
１−１，１−２を各コンデンサＣ１，Ｃ３に接続し、測
定装置１−１，１−２から出力される各測定用信号の各
周波数を互いに等しくした状態において、測定装置１−
１，１−２を用いて各コンデンサＣ１，Ｃ３の容量を測
定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の電子部品を
環状接続して構成されたネットワーク素子におけるその
電子部品各々の各インピーダンスを測定するインピーダ
ンス測定方法、インピーダンス測定装置およびインピー
ダンス測定システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６に示すように複数の電子部品（一例
として８個のコンデンサＣ１〜Ｃ８、以下、区別しない
ときには、「コンデンサＣ」ともいう）を環状接続して
構成されたネットワーク素子ＮＣ２における各コンデン
サＣのインピーダンスを測定するインピーダンス測定方
法として、以下に説明する測定方法が従来から一般的に
用いられている。

【０００３】この従来の測定方法では、ＬＣＲ測定装置
１−１（以下、後述するＬＣＲ測定装置１−２〜１−４
を含めて、区別しないときには「測定装置１」ともい
う）を一台使用して、コンデンサＣ１〜Ｃ８の容量を一
つずつ順に測定する。具体的には、まず、測定装置１の
出力端子に接続されたプローブＰＨと入力端子に接続さ
れたプローブＰＬとを電子部品同士が相互接続された電
極Ｔ１〜Ｔ８（以下、区別しないときには、「電極Ｔ」
ともいう）のいずれか隣り合う２つに接続する。一例と
してコンデンサＣ１を測定対象電子部品とするときに
は、コンデンサＣ１の一端に接続された電極Ｔ１と他端
に接続された電極Ｔ２とにそれぞれ接続する。この場
合、測定装置１の入力端子は基準電位（以下、一例とし
てグランド電位ＧＬとする）に仮想接地されている。ま
た、コンデンサＣ２〜Ｃ８間における電極Ｔ３〜Ｔ８の
うちのいずれか一つの電極Ｔ（一例としてコンデンサＣ
７，Ｃ８間の電極Ｔ８）をグランド電位ＧＬに接続す
る。

【０００４】次に、測定装置１を起動して、プローブＰ
Ｈから交流電圧の測定用信号を電極Ｔ１に出力し、この
ときに、電極Ｔ２を介してプローブＰＬに流れ込む電流
ＩとコンデンサＣ１の両端電圧Ｖ（電極Ｔ１，Ｔ２間の
電圧）とを測定する。この場合、測定装置１の入力端子
（プローブＰＬ）と、電極Ｔ８とが共に基準電位に維持
されている。したがって、測定装置１のプローブＰＨか
ら出力されてコンデンサＣ１通過する電流Ｉは、コンデ
ンサＣ２〜Ｃ７には流れずに、コンデンサＣ１のみを流
れる。したがって、測定装置１では、測定した両端電圧
Ｖと電流Ｉとに基づいて、並列接続されたコンデンサＣ
２〜Ｃ８の影響を受けずに、コンデンサＣ１のみの容量
を算出することが可能となる。次いで、プローブＰＨ，
ＰＬの接続を変えながら、同様にして他のコンデンサＣ
２〜Ｃ８の容量を一つずつ順に測定することにより、す
べてのコンデンサＣ１〜Ｃ８の容量を個別的に測定す
る。以上の測定処理により、環状に接続された他のコン
デンサＣの影響を受けることなく、すべてのコンデンサ
Ｃ１〜Ｃ８の容量が正確に測定される。

【０００５】ところが、上記のインピーダンス測定方法
には、１台の測定装置１を使用して、環状接続された複
数のコンデンサＣに対して一つずつその容量を順次測定
しているため、すべてのコンデンサＣの容量を測定する
のに長時間を要するという問題点がある。

【０００６】そこで、出願人は、ネットワーク素子内の
各コンデンサＣに対する容量測定に要する時間を短縮す
るために、以下に説明するインピーダンス測定方法を開
発している。このインピーダンス測定方法は、６つ以上
の電子部品を環状接続して構成されたネットワーク素子
内の各電子部品のインピーダンスを測定する際に、複数
の測定装置１を使用して、複数の電子部品の各インピー
ダンスを同時に測定することにより、インピーダンス測
定に要する時間を短縮している。以下にその概要を説明
する。

【０００７】一例として、図７に示すように、９個のコ
ンデンサＣ１〜Ｃ９を環状接続して構成されたネットワ
ーク素子ＮＣ３内の各コンデンサＣの容量を測定する例
について説明する。このインピーダンス測定方法では、
最初に、１回の測定において測定対象とする隣り合うコ
ンデンサＣ，Ｃ間にその測定の際に測定対象としないコ
ンデンサＣが少なくとも２つ以上常に存在するように測
定装置１−１，１−２を接続する。この例では、９個の
コンデンサが環状接続されているため、コンデンサＣ１
に測定装置１−１を接続し、２つのコンデンサＣ２，Ｃ
３を挟んでコンデンサＣ４に測定装置１−２を接続し、
コンデンサＣ５，Ｃ６を挟んでコンデンサＣ７に測定装
置１−３を接続する。

【０００８】次いで、測定対象としないコンデンサＣ
２，Ｃ３間の電極Ｔ３、コンデンサＣ５，Ｃ６間の電極
Ｔ６およびコンデンサＣ８，Ｃ９間の電極Ｔ９をそれぞ
れグランド電位ＧＬに接続する。また、各測定装置１の
基準電位をグランド電位ＧＬに共通接続する。次いで、
この状態で、各測定装置１のプローブＰＨから測定用信
号を出力し、測定対象のコンデンサＣ１，Ｃ４，Ｃ７の
各容量を同時に測定する。この場合も、上記した容量測
定方法と同じ測定原理によって、測定対象のコンデンサ
Ｃ以外のコンデンサＣの影響や、他の測定装置１が出力
する測定用信号との周波数差などに起因する影響を受け
ることなく測定対象のコンデンサＣ１，Ｃ４，Ｃ７の各
容量を正確に測定することができる。このようにして、
１回の測定で、３つのコンデンサＣの容量を同時に測定
することができるため、この測定をさらに２回繰り返す
ことにより、すべてのコンデンサＣ１〜Ｃ９の各容量を
正確に測定することができる。したがって、上記した従
来の測定方法では、容量測定を９回行う必要があるのに
対して、３回の測定ですべてのコンデンサＣ１〜Ｃ９の
容量を測定することができる結果、容量測定に要する時
間を大幅に短縮することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記したイ
ンピーダンス測定方法には以下の改善すべき点がある。
すなわち、この出願人の開発しているインピーダンス測
定方法では、１回の測定に使用する測定装置１の数と同
数の電極Ｔをグランド電位ＧＬに接続する必要がある。
したがって、その分、１回の測定に使用可能な測定装置
１の数が少なくなる。このため、すべてのコンデンサＣ
の容量を測定するために必要とされる測定回数が依然と
して多く、そのために測定時間がある程度長くなり、こ
れを改善するのが好ましい。また、電極Ｔをグランド電
位ＧＬに接続する必要があるため、この接続作業にある
程度の時間を要し、この点も改善するのが好ましい。

【００１０】本発明は、かかる改善すべき点に鑑みてな
されたものであり、環状接続された複数の電子部品各々
のインピーダンスを短時間で測定し得るインピーダンス
測定方法、インピーダンス測定装置およびインピーダン
ス測定システムを提供することを主目的とする。

【００１１】

【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記載のインピーダンス測定方法は、その出力部が
測定対象電子部品の一端に接続されて当該測定対象電子
部品に測定用信号を出力する信号出力部と、基準電位に
仮想接地された入力部が前記測定対象電子部品の他端に
接続されて当該測定対象電子部品に流れる電流を検出す
る電流検出部と、前記測定対象電子部品の両端電圧を検
出する電圧検出部と、前記検出した電流および両端電圧
に基づいて前記測定対象電子部品のインピーダンスを算
出するインピーダンス算出部とを備えた測定装置を偶数
台使用して、環状接続された４つ以上の電子部品のうち
の複数を前記測定対象電子部品として前記各測定装置を
それぞれ接続してその各インピーダンスを同時に測定可
能なインピーダンス測定方法であって、任意の１の前記
測定対象電子部品を測定する前記測定装置における前記
出力部と、当該任意の１の測定対象電子部品に対して１
または複数の前記電子部品を介して隣り合う他の１の前
記測定対象電子部品を測定する前記測定装置における前
記出力部とが当該１または複数の電子部品のみで形成さ
れる経路を介して接続され、かつ任意の１の前記測定対
象電子部品を測定する前記測定装置における前記入力部
と、当該任意の１の測定対象電子部品に対して１または
複数の前記電子部品を介して隣り合う他の１の前記測定
対象電子部品を測定する前記測定装置における前記入力
部とが当該１または複数の電子部品のみで形成される経
路を介して接続されるように、前記各測定装置を前記各
測定対象電子部品にそれぞれ接続し、前記出力部が前記
１または複数の電子部品のみで形成される経路を介して
互いに隣り合う前記一対の測定装置における前記各信号
出力部から出力される前記各測定用信号の各周波数を互
いに等しくした状態において、当該各測定装置を用いて
前記各測定対象電子部品のインピーダンスをそれぞれ測
定する。

【００１２】請求項２記載のインピーダンス測定装置
は、環状接続された４つ以上の電子部品の各インピーダ
ンスを測定可能に構成されたインピーダンス測定装置で
あって、測定用信号を生成すると共にその出力部が測定
対象電子部品の一端に接続されて当該測定対象電子部品
に当該測定用信号を出力する信号出力部と、基準電位に
仮想接地された入力部が前記測定対象電子部品の他端に
接続されて当該測定対象電子部品に流れる電流を検出す
る電流検出部と、前記測定対象電子部品の両端電圧を検
出する電圧検出部と、前記検出した電流および両端電圧
に基づいて前記測定対象電子部品のインピーダンスを算
出するインピーダンス算出部と、基準信号を生成して装
置外部に出力可能に構成された基準信号生成部とを備
え、前記信号出力部は、前記基準信号生成部によって生
成された前記基準信号、および装置外部から入力される
基準信号のいずれか一方を分周して所定周波数の前記測
定用信号を生成する。

【００１３】請求項３記載のインピーダンス測定装置
は、請求項２記載のインピーダンス測定装置において、
同期信号を生成して装置外部に出力可能に構成された同
期信号生成部を備え、前記信号出力部は、前記同期信号
生成部によってされた前記同期信号、および装置外部か
ら入力される同期信号のいずれか一方に同期して前記測
定用信号の生成を開始する。

【００１４】請求項４記載のインピーダンス測定システ
ムは、環状接続された４つ以上の電子部品のうちの複数
を測定対象電子部品として当該複数の測定対象電子部品
の各々に測定装置をそれぞれ接続してその各インピーダ
ンスを同時に測定可能なインピーダンス測定システムで
あって、偶数台の前記測定装置と、前記各電子部品同士
の各接続点にそれぞれ接触させられた複数のプローブか
ら制御信号に従っていずれかのプローブを選択すると共
に当該選択した各プローブと前記偶数台の測定装置とを
接続する選択接続装置とを備え、前記選択接続装置は、
前記制御信号に従い、任意の１の前記測定対象電子部品
を測定する前記測定装置における前記出力部と、当該任
意の１の測定対象電子部品に対して１または複数の前記
電子部品を介して隣り合う他の１の前記測定対象電子部
品を測定する前記測定装置における前記出力部とが当該
１または複数の電子部品のみで形成される経路を介して
接続され、かつ任意の１の前記測定対象電子部品を測定
する前記測定装置における前記入力部と、当該任意の１
の測定対象電子部品に対して１または複数の前記電子部
品を介して隣り合う他の１の前記測定対象電子部品を測
定する前記測定装置における前記入力部とが当該１また
は複数の電子部品のみで形成される経路を介して接続さ
れるように、前記各プローブを前記測定装置にそれぞれ
接続する選択接続処理を実行可能に構成され、前記測定
装置は、その出力部が前記測定対象電子部品の一端に接
続されて当該測定対象電子部品に測定用信号を出力する
信号出力部と、基準電位に仮想接地された入力部が前記
測定対象電子部品の他端に接続されて当該測定対象電子
部品に流れる電流を検出する電流検出部と、前記測定対
象電子部品の両端電圧を検出する電圧検出部と、前記検
出した電流および両端電圧に基づいて前記測定対象電子
部品のインピーダンスを算出するインピーダンス算出部
とを備えると共に前記選択接続装置によって前記選択接
続処理が実行された状態において前記測定対象電子部品
のインピーダンスを測定可能に構成されている。なお、
本発明において、「インピーダンス」には、容量、抵抗
およびインダクタンスが含まれる。また、「接続部」に
は、電極、接続端子およびリード線などが含まれる。

【００１５】請求項５記載のインピーダンス測定システ
ムは、請求項４記載のインピーダンス測定システムにお
いて、前記制御信号を前記選択接続装置に出力する制御
装置を備えて構成されている。

【００１６】請求項６記載のインピーダンス測定システ
ムは、請求項５記載のインピーダンス測定システムにお
いて、前記制御装置は、前記制御信号を出力すると共に
測定開始信号を出力可能に構成され、前記各測定装置
は、前記測定開始信号を入力したときに前記インピーダ
ンスの測定をそれぞれ開始する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に係るインピーダンス測定方法、インピーダンス測定
装置およびインピーダンス測定システムの実施の形態に
ついて説明する。

【００１８】最初に、図１，２を参照して、本発明に係
るインピーダンス測定装置に相当する測定装置１の構成
を説明する。なお、測定対象のネットワーク素子におけ
る同一の構成要素については同一の符号を付して重複す
る説明を省略する。

【００１９】図１に示すように、測定装置１−１，１−
２は、後述する測定装置１−３，１−４も含めて互いに
同一に構成されている。これらの測定装置１は、出力端
子２、入力端子３、信号生成部４、電流検出部５、電圧
検出部６、インピーダンス算出部７、基準クロック生成
部（基準信号生成部）１１およびスイッチ１２，１３を
備えている。この場合、出力端子２および入力端子３に
は、測定用のプローブＰＨ，ＰＬがそれぞれ接続され
る。このプローブＰＨ，ＰＬは、測定対象としての電子
部品の一端および他端に接続された一対の電極Ｔ，Ｔに
接続される。

【００２０】信号生成部４は、本発明における信号出力
部に相当し、図２に示すように、測定用信号として所定
周波数（例えば１０ＫＨｚ）の交流信号を生成する信号
源４ａと出力抵抗４ｂとを備えている。この場合、信号
源４ａは、ＤＤＳ（Direct Digital Synthesizer）で構
成され、図１に示すように、基準クロック生成部１１に
よって生成された基準信号Ｓｒ、または他の測定装置１
の基準クロック生成部１１から出力される基準信号Ｓｒ
をＮ分周することにより、基準信号Ｓｒによって指定さ
れた所定周波数の測定用信号を生成する。この場合、信
号源４ａとして、予め設定された所定周波数の測定用信
号を生成する構成を採用することもできる。また、信号
源４ａは、同図に示すように、演算制御部７ｃから出力
される同期信号Ｓｓ、または他の測定装置１の演算制御
部７ｃから出力される同期信号Ｓｓに同期して測定用信
号の生成を開始する。一方、出力抵抗４ｂは、図２に示
すように、一端が信号源４ａに接続され、他端が出力部
４ｃを介して出力端子２に接続されている。

【００２１】電流検出部５は、同図に示すように、一例
としてオペアンプ５ａとフィードバック用の抵抗５ｂと
を備えて構成されている。この場合、抵抗５ｂは、その
抵抗値Ｒが既知であって、オペアンプ５ａの出力端子と
反転入力端子との間に接続されている。また、オペアン
プ５ａの反転入力端子は、出力部５ｃを介して入力端子
３に接続され、オペアンプ５ａの非反転入力端子は基準
電位（一例としてグランド電位ＧＬ）に接地されてい
る。この場合、オペアンプ５ａの反転入力端子と非反転
入力端子とは仮想的に短絡状態となるため、入力部５ｃ
は基準電位としてのグランド電位ＧＬに仮想接地され
る。この構成により、電流検出部５は、プローブＰＨを
介して電子部品に測定用信号が印加された際に、測定対
象電子部品としてのコンデンサＣおよびプローブＰＬを
流れる電流Ｉを電圧（Ｒ×Ｉ）に変換して出力する。

【００２２】電圧検出部６は、図２に示すように、出力
端子２と入力端子３との間の電位差、つまりプローブＰ
Ｈ，ＰＬが接続された電子部品の両端電圧Ｖを検出す
る。インピーダンス算出部７は、一対のＡ／Ｄ変換器７
ａ，７ｂ、および演算制御部７ｃを備えている。この場
合、Ａ／Ｄ変換器７ａは、電圧検出部６によって検出さ
れた両端電圧Ｖを基準信号Ｓｒに同期してサンプリング
することによってディジタルデータに変換して電圧デー
タＤｖとして出力する。また、Ａ／Ｄ変換器７ｂは、電
流検出部５によって検出された電圧（Ｒ×Ｉ）を基準信
号Ｓｒに同期してサンプリングすることによってディジ
タルデータに変換して電流データＤｉとして出力する。
演算制御部７ｃは、例えばＣＰＵで構成され、概念的に
は、Ａ／Ｄ変換器７ｂから出力される電流データＤｉに
基づく電流値を抵抗５ｂの抵抗値Ｒで除算することによ
って電子部品に流れる電流Ｉの値を求め、求めた電流値
で電圧データＤｖに基づく電圧値を除算することによ
り、電子部品の抵抗、容量（キャパシタンス）およびイ
ンダクタンスなどのインピーダンスを算出する。より具
体的には、容量やインダクタンスを求めるときには、電
圧検出部６によって検出される両端電圧Ｖの位相と、電
流検出部５によって検出される電流の位相との位相差に
も基づいて、そのインピーダンスを算出する。また、演
算制御部７ｃは、本発明における同期信号生成部に相当
し、図１に示すように、同期信号Ｓｓを生成して、スイ
ッチ１３を介して、信号生成部４内の信号源４ａに出力
すると共に装置外部にも出力する。また、演算制御部７
ｃは、演算した容量値をインピーダンスデータとして図
示しない表示部に表示させると共に装置外部に測定デー
タとして出力する。

【００２３】基準クロック生成部１１は、図１に示すよ
うに、基準信号Ｓｒを生成して、スイッチ１２を介し
て、信号生成部４内の信号源４ａに出力すると共に装置
外部にも出力する。スイッチ１２は、装置内部の基準ク
ロック生成部１１によって生成された基準信号Ｓｒに基
づく周波数の測定用信号を生成する際には、オン状態に
制御され、他の測定装置１の基準クロック生成部１１に
よって生成された基準信号Ｓｒに基づく周波数の測定用
信号を生成する際には、オフ状態に制御される。この場
合、複数の測定装置１で同時にインピーダンス測定を行
う際には、いずれか任意の１台の測定装置１のスイッチ
１２がオン状態に制御され、かつ他の測定装置１のスイ
ッチ１２がオフ状態に制御される。この際には、その任
意の測定装置１内部の基準クロック生成部１１によって
生成された基準信号Ｓｒがすべての測定装置１内部の信
号源４ａに出力されるため、各信号源４ａは、同一周波
数の測定用信号を生成する。また、同様にして、いずれ
か任意の１台の測定装置１のスイッチ１３がオン状態に
制御され、かつ他の測定装置１のスイッチ１３がオフ状
態に制御されることで、各測定装置１の信号源４ａは、
その任意の１台の測定装置１の演算制御部７ｃから出力
された同期信号Ｓｓに同期して測定用信号の生成を開始
し、かつ出力する。したがって、各測定装置１は、スイ
ッチ１２，１３のオン／オフを制御することで、互いに
同一周波数で、しかもその位相が互いに同期する測定用
信号を各測定対象電子部品に出力可能となる。

【００２４】次に、ネットワーク素子内の各電子部品各
々のインピーダンスを測定するインピーダンス測定方法
の測定原理について、図１〜３を参照して説明する。な
お、一例として４個のコンデンサＣ１〜Ｃ４を環状接続
して構成されたネットワーク素子ＮＣ１を測定する例に
ついて説明する。

【００２５】まず、測定装置１−１，１−２のプローブ
ＰＨ，ＰＬを測定対象のコンデンサＣの両端に形成され
ている電極Ｔ，Ｔにそれぞれ接続する。この場合、各測
定装置１−１，１−２の接続条件として、任意の１の測
定対象のコンデンサＣを測定する測定装置１における出
力端子２（つまり信号生成部４の出力部４ｃ）と、その
コンデンサＣに対して１または複数のコンデンサＣを介
して隣り合う他の１の測定対象のコンデンサＣを測定す
る測定装置１における出力端子２（つまり信号生成部４
の出力部４ｃ）とが１または複数のコンデンサＣのみで
形成される経路を介して接続され、かつ任意の１の測定
対象のコンデンサＣを測定する測定装置１における入力
端子３（つまり電流検出部５の入力部５ｃ）と、そのコ
ンデンサＣに対して１または複数のコンデンサＣを介し
て隣り合う他の１の測定対象のコンデンサＣを測定する
測定装置１における入力端子３（つまり電流検出部５の
入力部５ｃ）とが１または複数のコンデンサＣのみで形
成される経路を介して接続されるようにそれぞれ接続す
る。この場合、「１または複数のコンデンサＣのみで形
成される経路を介して接続される」とは、「１または複
数のコンデンサＣのみで形成される経路を少なくとも介
して接続される」との意味であり、他の経路を介して接
続されてもよいことを意味する。また、他の接続条件と
して、両測定装置１−１，１−２の基準電位をグランド
電位ＧＬに共通接続する。

【００２６】したがって、この例では、例えば、図３に
示すように、測定装置１−１のプローブＰＨ，ＰＬをコ
ンデンサＣ１の両端に形成されている電極Ｔ１，Ｔ２に
それぞれ接続し、測定装置１−２のプローブＰＨ，ＰＬ
をコンデンサＣ３の両端に形成されている電極Ｔ４，Ｔ
３にそれぞれ接続する。この際の両測定装置１−１，１
−２の接続状態を図２に示す。この接続状態では、測定
装置１−１の出力部４ｃと測定装置１−２の出力部４ｃ
とが１の電子部品としてのコンデンサＣ４のみからなる
経路を介して接続されている。また、測定装置１−１の
入力部５ｃと測定装置１−２の入力部５ｃとが１の電子
部品としてのコンデンサＣ２のみからなる経路を介して
接続されている。この場合、測定装置１−１から出力さ
れる測定用信号の周波数および位相と測定装置１−２か
ら出力される測定用信号の周波数（正確には位相も）が
一致しているときには、互いの測定用信号同士の干渉が
生じないが、その周波数や位相が一致していないときに
は、互いの測定用信号同士が干渉を引き起こし、それに
起因してインピーダンス測定に誤差が生じる。一方、こ
のインピーダンス測定方法では、いずれか一方の測定装
置１から他方の測定装置１に基準信号Ｓｒおよび同期信
号Ｓｓが出力されているため、両測定用信号の周波数お
よび位相が互いに一致している。この場合、両測定装置
１，１の各測定用信号同士の電圧は、互いに等しいのが
好ましいが、必ずしも等しくする必要はなく、一定の電
圧差であればよい。また、両測定装置１の入力部５ｃ，
５ｃ同士がコンデンサＣ２を介して互いに接続され、か
つその入力部５ｃ，５ｃが共に仮想接地されている。こ
のため、一方の測定装置１から出力される測定用信号が
他方の測定装置１に回り込んで互いに干渉し合うことに
起因する弊害が防止される。したがって、このインピー
ダンス測定方法によれば、精度よくインピーダンスを測
定することができる。

【００２７】次に、図４を参照して、ネットワーク素子
ＮＣ２内の電子部品各々のインピーダンスを測定するイ
ンピーダンス測定方法について説明する。

【００２８】最初に、上記した２つの接続条件を満たす
ように偶数台の測定装置１を測定対象のコンデンサＣに
接続する。具体的には、任意の１の測定対象電子部品
（同図ではコンデンサＣ１とする）に形成された電極Ｔ
１に、プローブＰＨを介して測定装置１−１における信
号生成部４の出力部４ｃを接続し、そのコンデンサＣ１
に対して１または複数の電子部品（同図では１つのコン
デンサＣ８とする）を介して隣り合う他の１の測定対象
電子部品（同図ではコンデンサＣ７とする）に形成され
た電極Ｔ８に、プローブＰＨを介して測定装置１−４に
おける信号生成部４の出力部４ｃを接続する。同様にし
て、任意の１の測定対象電子部品（同図ではコンデンサ
Ｃ７とする）に形成された電極Ｔ７に、プローブＰＬを
介して測定装置１−４における電流検出部５の入力部５
ｃを接続し、そのコンデンサＣ７に対して１または複数
の電子部品（同図では１つのコンデンサＣ６とする）を
介して隣り合う他の１の測定対象電子部品（同図ではコ
ンデンサＣ５とする）に形成された電極Ｔ６に、プロー
ブＰＬを介して測定装置１−３における電流検出部５の
入力部５ｃを接続する。さらに、同様にして、コンデン
サＣ３に形成された電極Ｔ４にプローブＰＨを介して測
定装置１−２における信号生成部４の出力部４ｃを接続
し、コンデンサＣ５に形成された電極Ｔ５にプローブＰ
Ｈを介して測定装置１−３における信号生成部４の出力
部４ｃを接続し、コンデンサＣ１に形成された電極Ｔ２
にプローブＰＬを介して測定装置１−１における電流検
出部５の入力部５ｃを接続し、コンデンサＣ３に形成さ
れた電極Ｔ３にプローブＰＬを介して測定装置１−２に
おける電流検出部５の入力部５ｃを接続する。次いで、
各測定装置１−１〜１−４の基準電位を共にグランド電
位ＧＬに共通接続する。

【００２９】この接続状態では、測定装置１−１，１−
４における両測定用信号の周波数およびその位相を一致
させ、かつ測定装置１−２，１−３における両測定用信
号の周波数およびその位相を一致させる限り、すべての
測定装置１−１〜１−４は、他の測定装置１の測定用信
号による干渉等の影響を受けることなく、精度よく容量
（インピーダンス）を測定することができる。

【００３０】このように、このインピーダンス測定方法
によれば、上記の接続条件に従って各測定装置１を測定
対象電子部品としての各コンデンサＣに接続し、その状
態において各測定装置１を用いて各コンデンサＣの容量
をそれぞれ測定することにより、いずれかの電極Ｔをガ
ード電極としてグランド電位ＧＬに接地することなく、
１回の測定で複数のコンデンサＣの容量を同時に測定す
ることができるため、複数のコンデンサＣの容量を測定
するのに要する測定時間を大幅に短縮することができる
と共に精度よく測定することができる。また、上記の接
続条件において、任意の１の測定対象のコンデンサＣに
対して１のコンデンサＣを介して隣り合う他の１のコン
デンサＣを測定対象とすることにより、最も少ない測定
回数でネットワーク素子内のすべての電子部品のインピ
ーダンスを測定することができる。

【００３１】次に、複数の測定装置１を使用して、ネッ
トワーク素子内の各電子部品各々のインピーダンスを測
定するインピーダンス測定システムＳＹＳ１（以下、
「測定システムＳＹＳ１」ともいう）について、図５を
参照して説明する。なお、一例として、４個のコンデン
サＣ１〜Ｃ４を環状接続して構成されたネットワーク素
子ＮＣ１を２台の測定装置１−１，１−２を使用して測
定するのに適したシステム例について説明する。

【００３２】図５に示すように、この測定システムＳＹ
Ｓ１は、２台の測定装置１−１，１−２と、本発明にお
ける選択接続装置に相当するスキャナ装置２１と、制御
装置２２と、複数の接触型のプローブＰ１〜Ｐ４（以
下、区別しないときには、「プローブＰ」ともいう）と
を備えて構成されている。

【００３３】スキャナ装置２１は、制御装置２２から出
力される制御信号Ｓｃに従ってネットワーク素子の各電
極Ｔ１〜ＴＮ（Ｎは２以上の自然数）に接続されたプロ
ーブＰ１〜ＰＮのうちのいずれか４つを選択すると共
に、選択した各プローブＰと各測定装置１の各プローブ
ＰＨ，ＰＬ，ＰＧとを接続可能に構成されている。この
例では、スキャナ装置２１は、制御信号Ｓｃに従ってネ
ットワーク素子ＮＣ１の各電極Ｔ１〜Ｔ４に接続された
プローブＰ１〜Ｐ４のすべてを選択して、各プローブＰ
と各測定装置１の各プローブＰＨ，ＰＬとを接続可能に
構成されている。具体的には、一例として、スキャナ装
置２１は、連動して切り替えが可能に構成された４つの
スイッチＳ１〜Ｓ４（以下、区別しないときには、「ス
イッチＳ」ともいう）を備えている。この場合、スイッ
チＳ１のａ接点およびスイッチＳ２のｂ接点が互いに共
通接続されて接続端子１１ａに接続され、スイッチＳ２
のａ接点およびスイッチＳ４のｂ接点が互いに共通接続
されて接続端子１１ｂに接続され、スイッチＳ３のａ接
点およびスイッチＳ１のｂ接点が互いに共通接続されて
接続端子１１ｃに接続され、スイッチＳ３のｂ接点およ
びスイッチＳ４のａ接点が互いに共通接続されて接続端
子１１ｄに接続されている。さらに、各スイッチＳ１〜
Ｓ４の各ｃ接点は、それぞれプローブＰ１〜Ｐ４に接続
され、各プローブＰ１〜Ｐ４は、図外のプローブ自動接
続機構によってネットワーク素子ＮＣ１の電極Ｔ１〜Ｔ
４に接続される。

【００３４】制御装置２２は、スキャナ装置２１および
各測定装置１−１，１−２の測定を制御する装置であっ
て、制御信号Ｓｃを出力して各スイッチＳ１〜Ｓ４の切
替を制御すると共にスタート信号Ｓｔを出力して各測定
装置１の測定を開始させる。一方、測定装置１−１のプ
ローブＰＬ，ＰＨは、スキャナ装置２１の接続端子１１
ａ，１１ｂにそれぞれ接続され、測定装置１−２のプロ
ーブＰＬ，ＰＨは、スキャナ装置２１の接続端子１１
ｃ，１１ｄにそれぞれ接続される。

【００３５】この測定システムＳＹＳ１では、インピー
ダンス（容量）測定の際に、プローブ自動接続機構が、
図外の搬送機構によって測定位置まで搬送された測定対
象のネットワーク素子ＮＣ１における各電極Ｔ１〜Ｔ４
にスキャナ装置２１の各プローブＰ１〜Ｐ４をそれぞれ
自動接続する。次いで、制御装置２２が、制御信号Ｓｃ
を出力することにより、各スイッチＳを切り替え制御し
てｃ接点とａ接点とを接続する。この際には、プローブ
Ｐ１が測定装置１−１のプローブＰＨに接続されると共
にプローブＰ２が測定装置１−１のプローブＰＬに接続
され、かつプローブＰ３が測定装置１−２のプローブＰ
Ｈに接続されると共にプローブＰ４が測定装置１−２の
プローブＰＬに接続される。したがって、コンデンサＣ
１，Ｃ３が測定対象電子部品として自動選択され、上記
した接続条件が満たされる。次いで、制御装置２２は、
スタート信号Ｓｔを両測定装置１−１，１−２に出力す
る。これにより、両測定装置１−１，１−２は、容量測
定を開始し、容量測定を終了した時点で、制御装置２２
に対して測定終了信号Ｓｅを出力する。

【００３６】続いて、制御装置２２は、制御信号Ｓｃを
出力することにより、各スイッチＳを切り替え制御して
ｃ接点とｂ接点とを接続する。この際には、プローブＰ
２が測定装置１−１のプローブＰＨに接続されると共に
プローブＰ４が測定装置１−１のプローブＰＬに接続さ
れ、かつプローブＰ１が測定装置１−２のプローブＰＨ
に接続されると共にプローブＰ３が測定装置１−２のプ
ローブＰＬに接続される。したがって、コンデンサＣ
２，Ｃ４が測定対象電子部品として自動選択され、上記
した接続条件が満たされる。次いで、上記の処理と同様
にして、両測定装置１−１，１−２によって容量測定が
開始され、その後に測定が終了する。

【００３７】このように、この測定システムＳＹＳ１に
よれば、スキャナ装置２１が制御装置２２によって制御
されることによって測定装置１のプローブＰＨ，ＰＬと
ネットワーク素子ＮＣ１の各電極Ｔとを上記の接続条件
を満たすように自動接続することにより、１回の測定時
間内で複数のコンデンサＣの容量を同時に測定すること
ができるため、ネットワーク素子ＮＣ１内の複数のコン
デンサＣの容量を測定するのに要する測定時間を大幅に
短縮することができる。したがって、数多くのネットワ
ーク素子ＮＣ１内の各コンデンサＣの容量を測定する際
には、その測定時間を格段に短縮することができる。ま
た、ネットワーク素子ＮＣ１の各電極Ｔと各プローブＰ
とを自動接続し、かつ各測定装置１が制御装置２２の制
御に従って容量を自動測定することにより、人件費が不
要となる結果、ネットワーク素子ＮＣ１に対する測定コ
ストを格段に低減することができる。

【００３８】なお、本発明は、上記した実施の形態に示
した構成に限定されず、適宜変更することが可能であ
る。例えば、測定システムＳＹＳ１では、４個のコンデ
ンサＣ１〜Ｃ４を環状接続して構成されたネットワーク
素子ＮＣ１を２台の測定装置１−１，１−２を使用して
測定するのに適した構成が採用されているが、本発明に
係る測定システムの構成は、これに限らない。例えば、
５個以上の電子部品を環状接続して構成されたネットワ
ーク素子を２台以上の測定装置１を使用して測定する際
には、上記の接続条件を満たすようにスキャナ装置内の
スイッチＳの数やプローブＰの数、およびこれらの接続
関係を変更するなど、各構成要素を適宜変更して構成す
ることができる。また、ネットワーク素子内の各電子部
品を測定する順序を問わないのは勿論である。

【００３９】なお、本発明は、上記した実施の形態に示
した構成に限定されず、適宜変更することが可能であ
る。例えば、ネットワーク素子内の素子の種類はコンデ
ンサＣに限らず、抵抗やインダクタなどであってもよ
い。また、コンデンサ、抵抗およびインダクタが混在し
ているネットワーク素子であってもよいのは勿論であ
る。また、本発明におけるインピーダンス測定装置はＬ
ＣＲ測定装置１に限らず、ネットワーク素子内の電子部
品を測定するのに適した各種測定装置を用いることがで
きる。例えば、ネットワーク素子として、複数の抵抗を
環状接続したタイプのものであれば、インピーダンス測
定装置として、抵抗計を使用することができる。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明に係るインピーダ
ンス測定方法および測定装置によれば、任意の１の測定
対象電子部品を測定する測定装置における出力部と、任
意の１の測定対象電子部品に対して１または複数の電子
部品を介して隣り合う他の１の測定対象電子部品を測定
する測定装置における出力部とが１または複数の電子部
品のみで形成される経路を介して接続され、かつ任意の
１の測定対象電子部品を測定する測定装置における入力
部と、任意の１の測定対象電子部品に対して１または複
数の電子部品を介して隣り合う他の１の測定対象電子部
品を測定する測定装置における入力部とが１または複数
の電子部品のみで形成される経路を介して接続されるよ
うに、測定装置を各測定対象電子部品にそれぞれ接続
し、隣り合う一対の測定装置における各信号出力部から
出力される各測定用信号の各周波数を互いに等しくした
状態において、各測定装置で各測定対象電子部品のイン
ピーダンスをそれぞれ測定することにより、各電子部品
相互間の接続点を接地させる作業を行うことなく、１回
の測定で複数の測定対象電子部品のインピーダンスを同
時に測定することができるため、その測定時間を大幅に
短縮することができると共に精度よく測定することがで
きる。

【００４１】また、本発明に係る測定装置によれば、同
期信号を生成して装置外部に出力可能に構成された同期
信号生成部を備え、信号出力部が、同期信号生成部によ
ってされた同期信号、および装置外部から入力される同
期信号のいずれか一方に同期して測定用信号の生成を開
始することにより、各測定装置から出力される各測定用
信号の各周波数を確実に互いに等しくさせることができ
るため、その測定の信頼性を高めることができる。

【００４２】さらに、本発明に係る測定システムによれ
ば、選択接続装置が、制御信号に従い、任意の１の測定
対象電子部品を測定する測定装置における出力部と、任
意の１の測定対象電子部品に対して１または複数の電子
部品を介して隣り合う他の１の測定対象電子部品を測定
する測定装置における出力部とが１または複数の電子部
品のみで形成される経路を介して接続され、かつ任意の
１の測定対象電子部品を測定する測定装置における入力
部と、任意の１の測定対象電子部品に対して１または複
数の電子部品を介して隣り合う他の１の測定対象電子部
品を測定する測定装置における入力部とが１または複数
の電子部品のみで形成される経路を介して接続されるよ
うに、各プローブを測定装置にそれぞれ接続する選択接
続処理を実行することにより、１回の測定時間内で複数
の測定対象電子部品のインピーダンスを同時に測定する
ことができるため、ネットワーク素子内の複数の電子部
品のインピーダンスを測定するのに要する測定時間を大
幅に短縮することができる。したがって、数多くのネッ
トワーク素子内の各電子部品のインピーダンスを測定す
る際の測定時間を大幅に短縮することができる。また、
選択接続装置が制御信号に従って選択接続処理を自動実
行し、かつ各測定装置が選択接続装置によって選択接続
処理が実行された状態においてインピーダンスを自動測
定することにより、人件費が不要となる結果、ネットワ
ーク素子に対する測定コストを格段に低減することがで
きる。

【００４３】また、本発明に係るインピーダンス測定シ
ステムによれば、制御信号を選択接続装置に出力する制
御装置を備えたことにより、選択接続装置による選択接
続処理を自動的に実行させるシステムを構築することが
できる。

【００４４】さらに、本発明に係るインピーダンス測定
システムによれば、制御装置が制御信号を出力すると共
に測定開始信号を出力し、測定装置が測定開始信号を入
力したときにインピーダンスの測定を開始することによ
り、測定装置による測定を自動的に実行させるシステム
を構築することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る測定装置１−１，１
−２の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施の形態に係るインピーダンス測定
方法の測定原理を説明するための回路図である。

【図３】本発明の実施の形態に係るインピーダンス測定
方法の測定原理を説明するための接続例を示す接続図で
ある。

【図４】ネットワーク素子ＮＣ２内の各コンデンサＣの
容量を測定する際の測定系を示す回路図である。

【図５】測定システムＳＹＳ１の構成を示す構成図であ
る。

【図６】ネットワーク素子ＮＣ２内の各コンデンサＣの
容量を測定する際の従来の測定系を示す回路図である。

【図７】ネットワーク素子ＮＣ３内の各コンデンサＣの
容量を測定する際の出願人が既に開発している測定系を
示す回路図である。

【符号の説明】

１，１−１〜１−４ ＬＣＲ測定装置 ２ 出力端子 ３ 入力端子 ４ 信号生成部 ４ｃ 出力部 ５ 電流検出部 ５ｃ 入力部 ６ 電圧検出部 ７ インピーダンス算出部 ７ｃ 演算制御部 １１ 基準クロック生成部 ２１ スキャナ装置 ２２ 制御装置 Ｃ１〜Ｃ８ コンデンサ ＧＬ グランド電位 Ｉ 電流 ＮＣ１，ＮＣ２ ネットワーク素子 ＰＨ，ＰＬ，Ｐ１〜Ｐ４ プローブ ＳＹＳ１ 測定システム Ｔ１〜Ｔ８ 電極 Ｖ 両端電圧

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若松 英彰 長野県上田市大字小泉字桜町81番地 日置 電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2G014 AB34 AC18 2G028 AA02 BB10 CG08 CG20 DH05 FK01 GL07

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 その出力部が測定対象電子部品の一端に
   接続されて当該測定対象電子部品に測定用信号を出力す
   る信号出力部と、基準電位に仮想接地された入力部が前
   記測定対象電子部品の他端に接続されて当該測定対象電
   子部品に流れる電流を検出する電流検出部と、前記測定
   対象電子部品の両端電圧を検出する電圧検出部と、前記
   検出した電流および両端電圧に基づいて前記測定対象電
   子部品のインピーダンスを算出するインピーダンス算出
   部とを備えた測定装置を偶数台使用して、環状接続され
   た４つ以上の電子部品のうちの複数を前記測定対象電子
   部品として前記各測定装置をそれぞれ接続してその各イ
   ンピーダンスを同時に測定可能なインピーダンス測定方
   法であって、 任意の１の前記測定対象電子部品を測定する前記測定装
   置における前記出力部と、当該任意の１の測定対象電子
   部品に対して１または複数の前記電子部品を介して隣り
   合う他の１の前記測定対象電子部品を測定する前記測定
   装置における前記出力部とが当該１または複数の電子部
   品のみで形成される経路を介して接続され、かつ任意の
   １の前記測定対象電子部品を測定する前記測定装置にお
   ける前記入力部と、当該任意の１の測定対象電子部品に
   対して１または複数の前記電子部品を介して隣り合う他
   の１の前記測定対象電子部品を測定する前記測定装置に
   おける前記入力部とが当該１または複数の電子部品のみ
   で形成される経路を介して接続されるように、前記各測
   定装置を前記各測定対象電子部品にそれぞれ接続し、 前記出力部が前記１または複数の電子部品のみで形成さ
   れる経路を介して互いに隣り合う前記一対の測定装置に
   おける前記各信号出力部から出力される前記各測定用信
   号の各周波数を互いに等しくした状態において、当該各
   測定装置を用いて前記各測定対象電子部品のインピーダ
   ンスをそれぞれ測定するインピーダンス測定方法。
2. 【請求項２】 環状接続された４つ以上の電子部品の各
   インピーダンスを測定可能に構成されたインピーダンス
   測定装置であって、 測定用信号を生成すると共にその出力部が測定対象電子
   部品の一端に接続されて当該測定対象電子部品に当該測
   定用信号を出力する信号出力部と、基準電位に仮想接地
   された入力部が前記測定対象電子部品の他端に接続され
   て当該測定対象電子部品に流れる電流を検出する電流検
   出部と、前記測定対象電子部品の両端電圧を検出する電
   圧検出部と、前記検出した電流および両端電圧に基づい
   て前記測定対象電子部品のインピーダンスを算出するイ
   ンピーダンス算出部と、基準信号を生成して装置外部に
   出力可能に構成された基準信号生成部とを備え、前記信
   号出力部は、前記基準信号生成部によって生成された前
   記基準信号、および装置外部から入力される基準信号の
   いずれか一方を分周して所定周波数の前記測定用信号を
   生成するインピーダンス測定装置。
3. 【請求項３】 同期信号を生成して装置外部に出力可能
   に構成された同期信号生成部を備え、前記信号出力部
   は、前記同期信号生成部によってされた前記同期信号、
   および装置外部から入力される同期信号のいずれか一方
   に同期して前記測定用信号の生成を開始する請求項２記
   載のインピーダンス測定装置。
4. 【請求項４】 環状接続された４つ以上の電子部品のう
   ちの複数を測定対象電子部品として当該複数の測定対象
   電子部品の各々に測定装置をそれぞれ接続してその各イ
   ンピーダンスを同時に測定可能なインピーダンス測定シ
   ステムであって、 偶数台の前記測定装置と、前記各電子部品同士の各接続
   点にそれぞれ接触させられた複数のプローブから制御信
   号に従っていずれかのプローブを選択すると共に当該選
   択した各プローブと前記偶数台の測定装置とを接続する
   選択接続装置とを備え、 前記選択接続装置は、前記制御信号に従い、任意の１の
   前記測定対象電子部品を測定する前記測定装置における
   前記出力部と、当該任意の１の測定対象電子部品に対し
   て１または複数の前記電子部品を介して隣り合う他の１
   の前記測定対象電子部品を測定する前記測定装置におけ
   る前記出力部とが当該１または複数の電子部品のみで形
   成される経路を介して接続され、かつ任意の１の前記測
   定対象電子部品を測定する前記測定装置における前記入
   力部と、当該任意の１の測定対象電子部品に対して１ま
   たは複数の前記電子部品を介して隣り合う他の１の前記
   測定対象電子部品を測定する前記測定装置における前記
   入力部とが当該１または複数の電子部品のみで形成され
   る経路を介して接続されるように、前記各プローブを前
   記測定装置にそれぞれ接続する選択接続処理を実行可能
   に構成され、 前記測定装置は、その出力部が前記測定対象電子部品の
   一端に接続されて当該測定対象電子部品に測定用信号を
   出力する信号出力部と、基準電位に仮想接地された入力
   部が前記測定対象電子部品の他端に接続されて当該測定
   対象電子部品に流れる電流を検出する電流検出部と、前
   記測定対象電子部品の両端電圧を検出する電圧検出部
   と、前記検出した電流および両端電圧に基づいて前記測
   定対象電子部品のインピーダンスを算出するインピーダ
   ンス算出部とを備えると共に前記選択接続装置によって
   前記選択接続処理が実行された状態において前記測定対
   象電子部品のインピーダンスを測定可能に構成されてい
   るインピーダンス測定システム。
5. 【請求項５】 前記制御信号を前記選択接続装置に出力
   する制御装置を備えて構成されている請求項４記載のイ
   ンピーダンス測定システム。
6. 【請求項６】 前記制御装置は、前記制御信号を出力す
   ると共に測定開始信号を出力可能に構成され、前記各測
   定装置は、前記測定開始信号を入力したときに前記イン
   ピーダンスの測定をそれぞれ開始する請求項５記載のイ
   ンピーダンス測定システム。