JP2007278977A

JP2007278977A - 測定装置

Info

Publication number: JP2007278977A
Application number: JP2006108653A
Authority: JP
Inventors: Nobuhisa Handa; 信久半田; Tsutomu Yamaguchi; 力山口
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2006-04-11
Filing date: 2006-04-11
Publication date: 2007-10-25

Abstract

【課題】測定対象体の電気的特性を正確に算出し得る測定装置を提供する。
【解決手段】交流電圧Ｓ１を生成して測定対象体２１に印加する信号生成部２と、交流電圧Ｓ１の印加時における測定対象体２１の両端間電圧Ｖ１を検出する電圧検出部３と、交流電圧Ｓ１の印加時において測定対象体２１に流れる交流電流Ｉ１を検出する電流検出部４と、両端間電圧Ｖ１と交流電流Ｉ１とに基づいて測定対象体２１の電気的特性（インピーダンスデータＤ７）を算出して出力する演算制御部９とを備えている測定装置１であって、演算制御部９は、両端間電圧Ｖ１の波形についてｎ／２周期（ｎは自然数）における電気的パラメータ（実効値）を複数回算出して電気的パラメータの変化率データＤ６を算出すると共に、変化率データＤ６が予め設定された基準条件を満たしたときに複数のｎ／２周期における電気的特性を算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、測定対象体に交流電圧を印加して測定対象体の電気的特性を算出する測定装置に関するものである。

この種の測定装置として、本願出願人は、特開平６−１０９７８３号公報に開示された測定装置（ＬＣＲテスタ）を提案している。この測定装置は、測定用の正弦波交流電圧を１周期分発生して測定対象体（試料）に印加する正弦波発生回路と、測定対象体の両端間における１周期分の電圧を検出する電圧検出器と、この電圧検出器で検出された両端間における１周期分の電圧をディジタル変換する第１のＡ／Ｄコンバータと、測定対象体に流れる１周期分の電流を検出すると共に電圧に変換して出力する電流検出器と、この電流検出器から出力される電圧をディジタル変換する第２のＡ／Ｄコンバータと、第１および第２のＡ／Ｄコンバータからのデータに基づいて測定対象体の電気的特性（諸特性）を算出する演算処理手段とを備えている。

この測定装置では、各Ａ／Ｄコンバータが、測定対象体に加えた０から２πまでの一周期分の測定用の正弦波交流電圧と測定対象体に流れる一周期分の交流電流とをそれぞれ同一時刻にｎ点サンプリングして各ｎ個のディジタル変換データ（電圧データおよび電流データ）を得る。演算処理手段は、電圧データと電流データのうちの、０からπまでの間における各ｎ／２個のデータにおのおの乗算定数１を乗じて積算し、この積算値の平均値をそれぞれ算出して正弦波交流電圧および交流電流の各０゜成分を取得する。また、演算処理手段は、上記の電圧データと電流データのうちの、π／２から３π／２までの間（もしくは０からπ／２までの間と３π／２から２πまでの間）における各ｎ／２個のデータにおのおの乗算定数１を乗じて積算し、該積算値の平均値をそれぞれ算出して正弦波交流電圧と交流電流の各９０゜成分を取得する。

最後に、演算処理手段は、取得した正弦波交流電圧の０゜成分および交流電流の０゜成分と、正弦波交流電圧の９０゜成分および交流電流の９０゜成分とを基礎データとして、電圧、電流、測定対象体のインピーダンス等の絶対値や電圧と電流との位相差を算出する。さらに、測定対象体の抵抗値や、インダクタンスまたは静電容量の値、インダクタンスの良さ、静電容量の損失等の測定対象体についての電気的特性を算出する。したがって、この測定装置によれば、同期検波回路の機能はソフトウェアにて処理され、Ａ／Ｄコンバータなども２つで足りるため、構成を簡素化でき、装置のコストダウンに大きく貢献することができる。
特開平６−１０９７８３号公報（第４−１０頁、第１図）

ところで、上記の測定装置を使用して測定対象体の電気的特性を測定する際に、例えば、電流検出用および電圧検出用の各プローブを測定対象体に取り付けた直後や、外部ノイズが混入したときには、各プローブを介して検出される電圧や電流の波形に一時的な乱れ（チャタリング）が発生することがある。

ところが、上記の測定装置では、各プローブを介して検出される電圧や電流の波形に一時的な乱れが発生しているしていないに拘わらず、このときの各波形から取得した電圧データおよび電流データに基づいて、測定対象体の電気的特性を算出している。このため、この測定装置には、電圧や電流の波形に一時的な乱れが発生しているときには、測定対象体の本来の電気的特性を示す値とは異なった値を算出する可能性があるという解決すべき課題が存在している。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、測定対象体の電気的特性を正確に算出し得る測定装置を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載の測定装置は、交流電圧を生成して測定対象体に印加する信号生成部と、前記交流電圧の印加時における前記測定対象体の両端間電圧を検出する電圧検出部と、前記交流電圧の印加時において前記測定対象体に流れる交流電流を検出する電流検出部と、前記両端間電圧と前記交流電流とに基づいて前記測定対象体の電気的特性を算出して出力する演算部とを備えている測定装置であって、前記演算部は、前記両端間電圧および前記交流電流のうちのいずれか一方の波形についてｎ／２周期（ｎは自然数）における電気的パラメータを複数回算出して当該電気的パラメータの変化の度合いを算出すると共に、当該変化の度合いが予め設定された基準条件を満たしたときに当該複数のｎ／２周期における前記電気的特性を算出する。

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、前記演算部は、前記電気的パラメータとして実効値を算出する。

請求項３記載の測定装置は、請求項１記載の測定装置において、前記演算部は、前記電気的パラメータとしてピーク値を算出する。

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、前記変化の度合いが前記基準条件を満たしていないときにエラー処理を実行する制御部を備えている。

請求項１記載の測定装置によれば、演算部が、両端間電圧および交流電流のうちのいずれか一方の波形についてｎ／２周期（ｎは自然数）における電気的パラメータを複数回算出して電気的パラメータの変化率を算出すると共に変化率が予め設定された基準条件を満たしたときに複数のｎ／２周期における電気的特性を算出することにより、変化率が基準条件を満たさないいずれか一方の波形に基づいて電気的特性を算出する事態を確実に回避することができる。その結果、測定対象体の電気的特性を正確に算出（測定）することができる。この場合、いずれか一方の波形についての変化率が基準条件を満たすか否かに基づいて、いずれか一方の波形に乱れが発生しているか否かを判別することにより、例えば各電気的パラメータの大きさを基準値（閾値）と比較するなどの方式と比べて、各電気的パラメータの大きさを相対的に比較することで、電圧検出部（または電流検出部）などの利得が変化したとしても、いずれか一方の波形に乱れが発生しているか否かを正確に判別することができる。したがって、測定対象体の電気的特性を一層正確に算出（測定）することができる結果、測定した電気的特性の値の信頼性、ひいては測定装置の信頼性を十分に高めることができる。

請求項２記載の測定装置では、演算部が電気的パラメータとして実効値を算出する。この場合、例えば、演算部は、両端間電圧および交流電流をそれぞれ所定のサンプリング周期でサンプリングして得られたディジタルデータに基づいて測定対象体の電気的特性を算出する。このため、演算部は、両端間電圧および交流電流のうちのいずれか一方の波形のディジタルデータを用いて実効値を算出する際に、このディジタルデータを積算して算出する。このため、乱れというレベルには達しないようなノイズが一方の波形に重畳していたときに、ディジタルデータの積算によってノイズの重畳による影響が低減される。したがって、この測定装置によれば、いずれか一方の波形にノイズが重畳しているときであっても、その一方の波形に生じた乱れを正確に検出することができる。

請求項３記載の測定装置によれば、演算部が電気的パラメータとしてピーク値を算出することにより、いずれか一方の波形に生じた乱れを一層簡易で、しかも短時間で検出することができる。

請求項４記載の測定装置によれば、変化率が前記基準条件を満たしていないときに、制御部が例えば測定のリトライなどのエラー処理を実行することにより、測定対象体の電気的特性を一層正確に算出（測定）することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る測定装置の最良の形態について説明する。

最初に、測定装置１の構成について、図面を参照して説明する。なお、測定装置１の一例として、測定対象体２１の電気的特性（本例ではインピーダンス）を測定するＬＣＲメータを例に挙げて説明する。

測定装置１は、図１に示すように、信号生成部２、電圧検出部３、電流検出部４、Ａ／Ｄ変換部５，６、操作部７、記憶部８、演算制御部９、出力部１０、出力プローブ１１、一対の電圧検出プローブ１２，１３、および入力プローブ１４を備え、測定対象体２１のインピーダンスを測定可能に構成されている。この場合、信号生成部２は、測定対象体２１に印加する交流電圧Ｓ１（周期Ｔｒが既知の信号。図２参照）を連続して生成する。本例では、信号生成部２は、正弦波交流電圧を交流電圧Ｓ１として生成して出力する。また、信号生成部２は、出力プローブ１１を介して測定対象体２１の一端２１ａに接続可能に構成されて、生成した交流電圧Ｓ１を測定対象体２１の一端２１ａに印加する。

電圧検出部３は、一例として、演算増幅器（図示せず）を備えて構成されている。また、電圧検出部３は、一対の電圧検出プローブ１２，１３を介して測定対象体２１の一端２１ａおよび他端２１ｂにそれぞれ接続可能に構成されている。また、電圧検出部３は、交流電圧Ｓ１の印加時において測定対象体２１の両端間に発生する電圧（以下、「両端間電圧」）Ｖ１を各電圧検出プローブ１２，１３を介して検出すると共に、Ａ／Ｄ変換部５の入力定格電圧を考慮して予め規定された増幅率で両端間電圧Ｖ１を増幅して電圧信号Ｖｖとして出力する。Ａ／Ｄ変換部５は、この電圧信号Ｖｖを既知のサンプリング周期（交流電圧Ｓ１の周期Ｔｒに対して十分に短い周期）でサンプリングして、両端間電圧Ｖ１の電圧値（振幅値）を示す電圧データＤｖに変換して出力する。

電流検出部４は、一例として、演算増幅器（図示せず）を備え、入力プローブ１４を介して測定対象体２１の他端に接続可能に構成されている。また、電流検出部４は、交流電圧Ｓ１の印加時において測定対象体２１に流れる交流電流Ｉ１を入力プローブ１４を介して入力（検出）して、Ａ／Ｄ変換部６の入力定格電圧を考慮して予め規定された増幅率で電圧信号Ｖｉに変換して出力する。Ａ／Ｄ変換部６は、電圧信号ＶｉをＡ／Ｄ変換部５と同一タイミングでサンプリングして、交流電流Ｉ１の電流値（振幅値）を示す電流データＤｉに変換して出力する。

操作部７は、複数のスイッチ（いずれも図示せず）を備え、各スイッチに対する操作内容に応じて、両端間電圧Ｖ１および交流電流Ｉ１のうちのいずれをチャタリング（交流電圧Ｓ１の波形の乱れ）有無検出用の対象信号とするかを選択するための選択データＤ１、対象信号についての電気的パラメータ（本例では実効値）を算出する基本周期Ｔｓを規定するための基本周期データＤ２、電気的パラメータを連続して算出する回数ｍ（ｍは２以上の自然数）を規定する回数データＤ３、および算出された電気的パラメータの変化の度合い（本例では一例として変化率）と比較する基準データ（本発明における基準条件を示すデータ）Ｄ４を出力する。なお、本例では、基本周期データＤ２として自然数ｎが出力され、基本周期Ｔｓは、その最小単位である交流電圧Ｓ１の１／２周期（両端間電圧Ｖ１および交流電流Ｉ１の１／２周期でもある）に数値ｎを乗じた期間（ｎ／２周期）に規定される。

記憶部８は、ＲＯＭおよびＲＡＭ（いずれも図示せず）を備えて内部メモリとして構成されている。この場合、ＲＯＭには、演算制御部９の動作プログラムが予め記憶されている。一方、ＲＡＭは、演算制御部９によってワークメモリとして使用される。また、ＲＡＭは、操作部７から入力された最新の選択データＤ１、基本周期データＤ２、回数データＤ３および基準データＤ４を演算制御部９の制御に従って更新記憶する。一例として、ＲＡＭには、初期値として、両端間電圧Ｖ１を対象信号とするデータが選択データＤ１として記憶され、基本周期データＤ２として数値２（＝ｎ）が記憶され、回数データＤ３として数値４（＝ｍ）が記憶され、基準データＤ４として例えば「−０．１以上＋０．１以下」とする範囲データが記憶されている。また、記憶部８には、既知である交流電圧Ｓ１の周期Ｔｒおよび既知であるＡ／Ｄ変換部５，６のサンプリング周期から算出される回数であって、基本周期Ｔｓの最小単位（交流電圧Ｓ１の１／２周期）中における各Ａ／Ｄ変換部５，６のサンプリング回数を特定可能なサンプリング回数データＤｓも予め記憶されている。

演算制御部９は、ＣＰＵ（図示せず）を備えて構成されて、本発明における演算部および制御部として機能する。また、演算制御部９は、記憶部８に記憶されている動作プログラムに従って動作して、図３に示すインピーダンス測定処理１００を実行する。このインピーダンス測定処理１００では、演算制御部９は、選択データＤ１で指定された対象信号についての１基本周期Ｔｓ分の電気的パラメータ（本例では一例として実効値）を実効値データＤ５として算出するパラメータ算出処理、算出した実効値の変化率を変化率データＤ６として算出する変化率算出処理、基準データＤ４に基づく変化率データＤ６に対する判別処理、測定対象体２１の電気的特性（本例では一例としてインピーダンス）をインピーダンスデータＤ７として算出する測定処理、および算出したインピーダンスデータＤ７の出力処理を実行する。また、演算制御部９は、選択データＤ１、基本周期データＤ２、回数データＤ３および基準データＤ４を操作部７から入力したときに、入力したこれらのデータＤ１〜Ｄ４を記憶部８に更新記憶させる記憶処理も実行する。

出力部１０は、本例では、一例としてＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）を備えた表示装置で構成されている。また、出力部１０は、演算制御部９によって算出された測定対象体２１のインピーダンスデータＤ７を入力して表示する。なお、出力部１０は、表示装置に限定されず、印刷装置で構成してインピーダンスデータＤ７の示す値を印刷したり、外部記憶装置で構成してインピーダンスデータＤ７を記憶させたり、外部インターフェース装置で構成してインピーダンスデータＤ７を外部装置に伝送させたりするように構成してもよい。

次に、測定装置１の動作について図１，２を参照して説明する。なお、出力プローブ１１および電圧検出プローブ１２が測定対象体２１の一端２１ａに接続され、電圧検出プローブ１３および入力プローブ１４が他端２１ｂに接続されているものとする。

測定装置１の測定実行状態においては、信号生成部２が、交流電圧Ｓ１を連続して生成し、生成した交流電圧Ｓ１を出力プローブ１１を介して測定対象体２１の一端２１ａに出力（印加）する。この交流電圧Ｓ１の印加に起因して、信号生成部２、出力プローブ１１、測定対象体２１、入力プローブ１４および電流検出部４からなる経路に交流電流Ｉ１が流れる。電流検出部４は、この交流電流Ｉ１を検出すると共に、電圧信号Ｖｉに変換して出力する。Ａ／Ｄ変換部６は、この電圧信号Ｖｉをサンプリングして電流データＤｉに変換し、変換した電流データＤｉを演算制御部９に出力する。一方、電圧検出部３は、交流電流Ｉ１の印加に起因して測定対象体２１の両端間に発生する両端間電圧Ｖ１を電圧検出プローブ１２，１３を介して検出すると共に、電圧信号Ｖｖに増幅して出力する。Ａ／Ｄ変換部５は、この電圧信号Ｖｖをサンプリングし、変換した電圧データＤｖを演算制御部９に出力する。

一方、演算制御部９は、図３に示すインピーダンス測定処理１００を実行して測定対象体２１のインピーダンスをインピーダンスデータＤ７として算出して出力部１０に表示させる。

具体的には、演算制御部９は、まず、パラメータ算出処理を実行する（ステップ１０１）。このパラメータ算出処理では、演算制御部９は、まず、１基本周期Ｔｓ分の電流データＤｉおよび電圧データＤｖを記憶部８に記憶させる。本例では、演算制御部９は、入力した電流データＤｉおよび電圧データＤｖのうちの少なくとも一方の個数をカウントしつつ電流データＤｉおよび電圧データＤｖを記憶部８に記憶させる記憶動作を、カウントした個数が、記憶部８から読み出したサンプリング回数データＤｓに基本周期データＤ２の数値「２」を乗算した数値（２・Ｄｓ）に達するまで繰り返すことにより、１基本周期Ｔｓ分の電流データＤｉおよび電圧データＤｖを記憶部８に記憶させる。本例では、基本周期Ｔｓの最小単位が交流電圧Ｓ１の１／２周期であり、基本周期データＤ２が数値２であるため、演算制御部９は、交流電圧Ｓ１の１周期分についての電流データＤｉおよび電圧データＤｖを記憶部８に記憶させる。次いで、演算制御部９は、記憶部８に記憶されている基本周期Ｔｓ分の電圧データＤｖに基づいて、選択データＤ１で対象信号に指定された両端間電圧Ｖ１についての基本周期Ｔｓの実効値を実効値データＤ５として算出して、記憶部８に記憶させる。この場合、演算制御部９は、基本周期Ｔｓ分の電圧データＤｖを積算して実効値を算出する。このため、乱れというレベルには達しないようなノイズが両端間電圧Ｖ１の波形に重畳していたときに、電圧データＤｖの積算によってノイズの重畳による影響が低減される。以上により、１つの基本周期Ｔｓについてのパラメータ算出処理が完了する。演算制御部９は、このパラメータ算出処理を、記憶部８に記憶されている回数データＤ３で示される回数ｍ（＝４）だけ実行する。これにより、４つの連続した基本周期Ｔｓで構成される最初の期間Ｔ１（図２参照）における電流データＤｉおよび電圧データＤｖが記憶部８に記憶され、また、両端間電圧Ｖ１についての４つの基本周期Ｔｓ毎の実効値が実効値データＤ５ａ，Ｄ５ｂ，Ｄ５ｃ，Ｄ５ｄ（図２参照）としてそれぞれ算出されて、記憶部８に記憶される。

次いで、演算制御部９は変化率算出処理を実行する（ステップ１０２）。この変化率算出処理では、演算制御部９は、記憶部８に記憶されている４つの基本周期Ｔｓの各実効値データＤ５に基づいて、一例として、１番目の実効値データＤ５ａの値を基準とした２番目の実効値データＤ５ｂの値についての変化率を示す変化率データＤ６ａ（＝（Ｄ５ｂ−Ｄ５ａ）／Ｄ５ａ）、２番目の実効値データＤ５ｂの値を基準とした３番目の実効値データＤ５ｃの値についての変化率を示す変化率データＤ６ｂ、３番目の実効値データＤ５ｃの値を基準とした４番目の実効値データＤ５ｄの値についての変化率を示す変化率データＤ６ｃというように、１つの実効値データＤ５の値について、その直前の実効値データＤ５の値を基準とした変化率を、２番目、３番目および４番目の各実効値データＤ５ｂ，Ｄ５ｃ，Ｄ５ｄについてそれぞれ算出して、これらの変化率を変化率データＤ６ａ，Ｄ６ｂ，Ｄ６ｃ（図２参照）として記憶部８にそれぞれ記憶させる。なお、本例では、変化率を上記のように定義して１つの期間Ｔ１において（ｍ−１）個の変化率を変化率データＤ６として算出しているが、期間Ｔ１に含まれる各基本周期Ｔｓの実効値データＤ５ａ，Ｄ５ｂ，Ｄ５ｃ，Ｄ５ｄの中の最大の実効値と最小の実効値とを求め、例えば、最小の実効値を基準とした最大の実効値についての１つの変化率を変化率データＤ６として算出して、これをこの期間Ｔ１における両端間電圧Ｖ１の変化率データＤ６として記憶部８に記憶させる構成を採用することもできる。

続いて、演算制御部９は、判別処理を実行する（ステップ１０３）。この判別処理では、演算制御部９は、算出した３つの変化率データＤ６ａ〜Ｄ６ｃの値と、記憶部８に記憶されている基準データＤ４の示す範囲（−０．１以上＋０．１以下）とを比較し、各変化率データＤ６ａ〜Ｄ６ｃの値が基準データＤ４の範囲内のときは基準条件を満たすと判別し、範囲外のときは基準条件を満たさないと判別する。この際に、図２に示す期間Ｔ１のように、各基本周期Ｔｓ（交流電圧Ｓ１の１周期Ｔｒでもある）における両端間電圧Ｖ１の波形がほぼ均一で、両端間電圧Ｖ１に波形の乱れが発生していないときには、各基本周期Ｔｓにおいて算出した４つの実効値データＤ５ａ〜Ｄ５ｄの値がほぼ同じになるため、３つの変化率データＤ６ａ〜Ｄ６ｃはすべてほぼ値「０」となる。両端間電圧Ｖ１の波形がこのような状態のときには、演算制御部９は、判別処理において、各変化率データＤ６ａ〜Ｄ６ｃについては、基準条件を「満たす」と判別して、ステップ１０４に移行する。

一方、図２に示す期間Ｔ３のように、各基本周期Ｔｓにおける両端間電圧Ｖ１の波形がほぼ均一ではなく、少なくとも１つの基本周期Ｔｓの波形が、他の少なくとも１つの基本周期Ｔｓの波形と相違しているとき（本例では、２番目の基本周期Ｔｓの波形が他の基本周期Ｔｓの波形と相違している）、つまり両端間電圧Ｖ１の波形の一部に乱れが発生しているときには、各基本周期Ｔｓの波形についての４つの実効値データＤ５ａ〜Ｄ５ｄの値が揃わない（ほぼ等しくならない）。このため、３つの変化率データＤ６ａ〜Ｄ６ｃのうちの少なくとも１つは、値「０」にはならず、両端間電圧Ｖ１の波形に生じた乱れの程度によっては、基準データＤ４の範囲内とはならない状態、つまり基準条件を満たさない状態となる。両端間電圧Ｖ１の波形がこのような状態のときには、演算制御部９は、判別処理において、３つの変化率データＤ６ａ〜Ｄ６ｃについては、基準条件を「満たさない」と判別する。このときには、この期間Ｔ３において記憶部８に記憶された電流データＤｉおよび電圧データＤｖは、許容範囲を超える乱れに相当する不要成分が含まれたデータとなっている。このため、この電流データＤｉおよび電圧データＤｖに基づいて交流電圧Ｓ１のインピーダンスを算出したとしても、データの信頼性に欠けることとなる。したがって、演算制御部９は、エラー処理として、期間Ｔ３において記憶部８に記憶させた電流データＤｉおよび電圧データＤｖを消去した後に、ステップ１０１に移行して、期間Ｔ３の次の期間Ｔ４において、ステップ１０１〜１０２を再度実行（リトライ）する。

本例の期間Ｔ４では、図２に示すように、両端間電圧Ｖ１の波形に乱れが発生していない。このため、演算制御部９は、この期間Ｔ４では、上記した期間Ｔ１と同様にして、すべての値がほぼ「０」となる３つの変化率を変化率データＤ６ａ〜Ｄ６ｃとして算出する。したがって、演算制御部９は、判別処理において、各変化率データＤ６ａ〜Ｄ６ｃが基準条件を「満たす」と判別して、ステップ１０４に移行する。この場合、記憶部８には、乱れの発生していない電流データＤｉおよび電圧データＤｖが記憶される。

次いで、演算制御部９は、測定処理を実行する（ステップ１０４）。この測定処理では、演算制御部９は、記憶部８に記憶されている電流データＤｉおよび電圧データＤｖに基づいて、測定対象体２１についてのインピーダンスをインピーダンスデータＤ７として算出して、記憶部８に記憶させる。

続いて、演算制御部９は、出力処理を実行する（ステップ１０５）。この出力処理では、演算制御部９は、記憶部８に記憶されている測定対象体２１のインピーダンスデータＤ７を出力部１０に出力して表示させる。これにより、測定対象体２１についてのインピーダンス測定処理１００が完了する。

また、演算制御部９は、操作部７からの選択データＤ１、基本周期データＤ２、回数データＤ３および基準データＤ４の入力を常時検出しており、これらのデータを入力したときには、記憶処理を実行して、随時、記憶部８に更新記憶させる。したがって、演算制御部９は、選択データＤ１が更新されて対象信号が交流電流Ｉ１となったときには、上記した各処理を両端間電圧Ｖ１の電圧データＤｖに代えて交流電流Ｉ１の電流データＤｉを用いて実行し、また基本周期データＤ２（ｎの値）が更新されたときには、更新された期間（ｎ／２周期）を基本周期Ｔｓとして上記した各処理を実行する。また、演算制御部９は、回数データＤ３（ｍの値）が更新されたときには、更新された回数ｍだけ上記の測定処理とパラメータ算出処理とを繰り返し実行し、基準データＤ４が更新されたときには、更新された基準データＤ４を用いて上記判別処理を実行する。

このように、この測定装置１では、演算制御部９が、両端間電圧Ｖ１および交流電流Ｉ１のうちのいずれか一方の波形について基本周期Ｔｓ（ｎ／２周期）における実効値（電気的パラメータ）を実効値データＤ５として複数回算出してこの実効値データＤ５の値の変化率を変化率データＤ６として算出すると共に、変化率データＤ６が予め設定された基準条件を満たしたとき（基準データＤ４の範囲内のとき）に、複数のｎ／２周期における交流電圧Ｓ１についてのインピーダンス（電気的特性）を算出する。したがって、この測定装置１によれば、両端間電圧Ｖ１および交流電流Ｉ１のうちのいずれか一方の波形が基準条件を満たさない（変化率データＤ６の値が基準データＤ４の範囲外となる）ときの、つまりこの一方の波形に乱れが発生しているときの両端間電圧Ｖ１および交流電流Ｉ１の各波形から検出された電圧データＤｖおよび電流データＤｉに基づいてインピーダンスを算出する事態を確実に回避することができ、その結果、算出した測定対象体２１のインピーダンスを正確に算出（測定）することができる。

この場合、両端間電圧Ｖ１および交流電流Ｉ１のうちのいずれか一方の波形についての変化率を変化率データＤ６として算出し、この変化率データＤ６が基準条件を満たすか否かに基づいて、両端間電圧Ｖ１および交流電流Ｉ１の各波形に乱れが発生しているか否かを判別することにより、例えば各実効値データＤ５の値を基準値（閾値）と比較するなどの方式と比べて、各実効値データＤ５の値を相対的に比較することで、電圧検出部３（または電流検出部４）などの利得が変化したとしても、両端間電圧Ｖ１および交流電流Ｉ１の波形に乱れが発生しているか否かを正確に判別することができる。したがって、測定対象体２１のインピーダンスを一層正確に算出（測定）することができる結果、測定したインピーダンスの値の信頼性、ひいては測定装置１の信頼性を十分に高めることができる。

また、この測定装置１によれば、演算制御部９が、基本周期Ｔｓ分の電圧データＤｖを積算して電気的パラメータとしての実効値を算出することにより、乱れというレベルには達しないようなノイズが両端間電圧Ｖ１の波形に重畳していたときに、電圧データＤｖの積算によってノイズの重畳による影響が低減される。したがって、この測定装置１によれば、両端間電圧Ｖ１の波形（いずれか一方の波形）にノイズが重畳しているときであっても、両端間電圧Ｖ１の波形に生じた乱れを正確に検出することができる。

また、この測定装置１によれば、変化率データＤ６が基準条件を満たしていないときに、演算制御部９がエラー処理として、ステップ１０１〜１０２をリトライすることにより、乱れの発生していない両端間電圧Ｖ１および交流電流Ｉ１の各波形から検出された電圧データＤｖおよび電流データＤｉを常に記憶部８に記憶させることができる。したがって、測定対象体２１のインピーダンスを一層正確に算出（測定）することができる。

なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されない。例えば、対象信号についての電気的パラメータとして各基本周期Ｔｓにおける実効値を算出する構成について上記したが、各基本周期Ｔｓの波形の絶対値のピーク値を算出する構成を採用することもできる。この構成によれば、実効値を算出する構成と比較して、正確さでは若干劣るものの、交流電圧Ｓ１の波形に生じた乱れを一層簡易で、しかも短時間で検出することができる。また、電気的パラメータの変化の度合いとして、連続した２つの電気的パラメータ同士の差分を一方の電気的パラメータで除算して得られた変化率を用いた例について上記したが、より簡易に、連続した２つの電気的パラメータ同士の差分、つまり変化量を用いる構成を採用することもできる。また、電気的パラメータの変化の度合いとして変化率と変化量を用いた例について上記したが、例えば、連続した２つの電気的パラメータ同士の比率（例えば、前の電気的パラメータで後の電気的パラメータを除算した値）を用いる構成を採用することもできる。この構成では、基準データＤ４として「０．９以上１．１以下」を用いることができる。

また、交流電圧Ｓ１の波形に乱れが発生しているとき、つまり、基準条件を満たしていないときのエラー処理として、演算制御部９がリトライを行う構成について上記したが、演算制御部９が「測定不可」などエラー表示を出力部１０に表示させる構成を採用することもできる。また、一例としてＬＣＲメータを例に挙げて上記したが、本発明はこれに限定されず、波形記録装置などの各種測定装置にも適用できるのは勿論である。

測定装置１のブロック図である。測定装置１の動作を説明するための交流電圧Ｓ１および両端間電圧Ｖ１の波形図である。インピーダンス測定処理１００のフローチャートである。

符号の説明

１測定装置
２信号生成部
３電圧検出部
４電流検出部
９演算制御部
２１測定対象体
Ｄ５実効値データ
Ｄ６変化率データ
Ｄ７インピーダンスデータ
Ｉ１交流電流
Ｓ１交流電圧
Ｖ１両端間電圧

Claims

交流電圧を生成して測定対象体に印加する信号生成部と、
前記交流電圧の印加時における前記測定対象体の両端間電圧を検出する電圧検出部と、
前記交流電圧の印加時において前記測定対象体に流れる交流電流を検出する電流検出部と、
前記両端間電圧と前記交流電流とに基づいて前記測定対象体の電気的特性を算出して出力する演算部とを備えている測定装置であって、
前記演算部は、前記両端間電圧および前記交流電流のうちのいずれか一方の波形についてｎ／２周期（ｎは自然数）における電気的パラメータを複数回算出して当該電気的パラメータの変化の度合いを算出すると共に、当該変化の度合いが予め設定された基準条件を満たしたときに当該複数のｎ／２周期における前記電気的特性を算出する測定装置。
前記演算部は、前記電気的パラメータとして実効値を算出する請求項１記載の測定装置。
前記演算部は、前記電気的パラメータとしてピーク値を算出する請求項１記載の測定装置。
前記変化の度合いが前記基準条件を満たしていないときにエラー処理を実行する制御部を備えている請求項１から３のいずれかに記載の測定装置。