JP2006177699A - 電気抵抗計測方法及びその装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 電流印加用の電極1a,1bに擬似ランダム信号を印加して鉄パイプ10に電流を流す擬似ランダム信号発生器3と、この電流の流れにより鉄パイプ10に生じる電圧を電圧検出用の電極4a,4bを通じて入力しデジタル化するA/D変換器6と、デジタル化された検出電圧に生じるノイズ成分と信号成分のうち信号成分のみを抽出する信号成分抽出部7aと、擬似ランダム信号と同一の参照信号7dと信号成分との相関演算を行って相関値を算出する相関演算部7bと、相関演算部7bによって算出された相関値のうち最大値の相関値を電圧とし、その電圧と擬似ランダム信号の電流とに基づいて鉄パイプ10の電気抵抗を求める抵抗演算部7cとを備えた。
【選択図】 図1
Description
またこの他に、人体の体脂肪の状態や体水分分布を推計するために用いられる生体電気インピーダンス法がある。これは、人体の表面部位に4本の電極をそれぞれ設け、そのうちの2本の電極に擬似ランダム信号を流し、他の2本の電極を通じて電圧を検出し、人体のインピーダンスを計測する方法である(例えば、特許文献2参照)。
以下、本発明に係る電気抵抗計測方法及び装置について説明する。図1は本発明の実施の形態1を示す電気抵抗計測装置の概略構成図である。
実施の形態1の電気抵抗計測装置は、測定対象となる例えば鉄パイプ10に設置された電流印加用の電極1a,1bと、ケーブル2を介して電流印加用の電極1a,1bに擬似ランダム信号を印加し、その間の鉄パイプ10に電流を流す擬似ランダム信号発生器3と、電流印加用の電極1a,1b間の鉄パイプ10に設置された電圧検出用の電極4a,4bと、ケーブル5を介して入力される電極4a,4b間の電圧をサンプリングし、デジタル値に変換するA/D変換器6と、このA/D変換器6に接続された例えばパーソナルコンピュータ7とからなっている。
ここで精度良い測定を行うためには、A/D変換器6でのサンプリング周期Ts (サンプリング周波数fs )は、擬似ランダム信号の最短のパルス幅(時間幅Tm 、周波数fm )より短くする必要がある。また、A/D変換器6では、少なくとも擬似ランダム信号1周期に相当する時間範囲To /Ts 以上であることが好ましい。
ここで、A/D変換器6でサンプリングしたデータ数は、信号成分とノイズ成分の各区間の合計のデータ数であり、これをNとしたとき、それからノイズ成分のデータ数nを減算したN−n個のデータが信号成分となる。参照信号7dをf(i)、信号成分の電圧をg(i)とすると、相関演算(自己相関関数)の結果の相関値V(j)は次式で表される。この式において、jは電流の伝播経路に相当する値となると最大値となり、それが電圧値に相当する。しかし、電流の伝播経路はいろいろあり、その距離は特定できないので、jの値を変化させて相関値がどの値になるか算出する。つまり、整数jを0〜Nの間で変化させたときの相関値V(j)の最大値が鉄パイプ10の抵抗算出に必要な電圧となる。
実施の形態1では 電流印加用の電極1a,1bに擬似ランダム信号を印加するようにしたが、実施の形態2は、矩形波信号を電流印加用の電極1a,1bに印加して鉄パイプの電気抵抗を計測するようにしたものである。以下、図6を参照して実施の形態2の電気抵抗計測方法及び装置について説明する。
図6は本発明の実施の形態2を示す電気抵抗計測装置の概略構成図である。なお、図1で説明した実施の形態1と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
Claims (8)
- 被測定物に設置された一対の電極に擬似ランダム信号を印加して被測定物に電流を流し、
この電流の流れにより被測定物に生じる電圧を前記の電極間に設置された一対の電極を通じて検出し、かつ、この検出電圧に生じるノイズ成分と信号成分のうち信号成分のみを抽出し、
印加された擬似ランダム信号と同一の参照信号と前記信号成分との相関演算を行って相関値を算出し、
この相関値のうち最大値の相関値を電圧として、その電圧と印加電流とに基づいて被測定物の電気抵抗を求めることを特徴とする電気抵抗計測方法。 - 被測定物に設置された一対の電極に擬似ランダム信号を印加して被測定物に電流を流し、
この電流の流れにより被測定物に生じる電圧を前記の電極間に設置された一対の電極を通じて検出し、かつ、この検出電圧に生じるノイズ成分と信号成分のうち信号成分のみを抽出し、
印加された擬似ランダム信号と同一の参照信号と前記信号成分との相関演算を、参照信号の複数の周期範囲においてそれぞれ周期毎に行って相関値を算出し、
この相関値のうち周期毎における最大値の相関値を周期毎の電圧とし、これらの平均値を電圧として算出し、その電圧と印加電流とに基づいて被測定物の電気抵抗を求めることを特徴とする電気抵抗計測方法。 - 被測定物に設置された一対の電極に矩形波信号を印加して被測定物に電流を流し、
この電流の流れにより被測定物に生じる電圧を前記の電極間に設置された一対の電極を通じて検出し、かつ、この検出電圧に生じるノイズ成分と信号成分のうち信号成分のみを抽出し、
抽出された信号成分の絶対値の平均値を算出して電圧とし、かつ、その電圧と印加電流とに基づいて被測定物の電気抵抗を求めることを特徴とする電気抵抗計測方法。 - 前記信号成分は、前記検出電圧のうち、その時間変化率の絶対値が予め設定された閾値より小さい時間範囲内の検出電圧であることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の電気抵抗計測方法。
- 被測定物に設置された一対の電流印加用の電極と、
この電極間の被測定物に設置された一対の電圧検出用の電極と、
前記電流印加用の電極に擬似ランダム信号を印加して被測定物に電流を流す擬似ランダム信号発生器と、
前記電流の流れにより被測定物に生じる電圧を前記電圧検出用の電極を通じて検出し、かつ、この検出電圧に生じるノイズ成分と信号成分のうち信号成分のみを抽出する信号成分抽出手段と、
印加された擬似ランダム信号と同一の参照信号と前記信号成分との相関演算を行って相関値を算出する相関演算手段と、
前記相関演算手段によって算出された相関値のうち最大値の相関値を電圧とし、その電圧と印加電流とに基づいて被測定物の電気抵抗を求める抵抗演算手段と
を備えたことを特徴とする電気抵抗計測装置。 - 前記相関演算手段は、印加された擬似ランダム信号と同一の参照信号と前記信号成分との相関演算を、参照信号の複数の周期範囲においてそれぞれ周期毎に行って相関値を算出し、
前記抵抗演算手段は、その相関値のうち周期毎における最大値の相関値を周期毎の電圧とし、これらの平均値を電圧として算出し、その電圧と印加電流とに基づいて被測定物の電気抵抗を求めることを特徴とする請求項5記載の電気抵抗計測装置。 - 被測定物に設置された一対の電流印加用の電極と、
この電極間の被測定物に設置された一対の電圧検出用の電極と、
前記電流供給用の電極に矩形波信号を印加して被測定物に電流を流す矩形波信号発生器と、
前記電流の流れにより被測定物に生じる電圧を前記電圧検出用の電極を通じて検出し、かつ、この検出電圧に生じるノイズ成分と信号成分のうち信号成分のみを抽出する信号成分抽出手段と、
前記信号成分抽出手段により抽出された信号成分の絶対値の平均値を算出して電圧とし、かつ、その電圧と印加電流とに基づいて被測定物の電気抵抗を求める抵抗演算手段と
を備えたことを特徴とする電気抵抗計測装置。 - 前記信号成分抽出手段は、前記電圧検出用の電極を通じて検出した電圧のうち、その時間変化率の絶対値が予め設定された閾値より小さい時間範囲内の検出電圧を信号成分として抽出することを特徴とする請求項5乃至7の何れかに記載の電気抵抗計測装置。
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