JP2009270942A

JP2009270942A - インピーダンス測定装置およびインピーダンス測定方法

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Publication number: JP2009270942A
Application number: JP2008121774A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Taguchi; 圭一田口; Tsutomu Yamaguchi; 力山口; Hideaki Tanaka; 秀明田中; Tsuneo Ogawa; 恒夫小川
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2008-05-08
Filing date: 2008-05-08
Publication date: 2009-11-19
Anticipated expiration: 2028-05-08
Also published as: JP5290617B2

Abstract

【課題】測定対象体への過大電圧の供給を回避する。
【解決手段】信号供給部２は、各プローブＰ１，Ｐ３を帰還ループＡに含んでＤＵＴの一端に測定信号Ｓ１を供給する増幅器２２と、増幅器２２に対して他の帰還ループＢを形成する第１スイッチＳＷ１とを備え、電流検出部３は、第４プローブＰ４の基端と反転入力端子とが接続される増幅器３１、増幅器３１に対して帰還ループＣを形成する第２スイッチＳＷ２、および第２プローブＰ２の基端と増幅器３１の出力端子との間に電流検出抵抗３２ａが接続されて第２プローブＰ２に流れる電流Ｉを電圧信号Ｖｉに変換して出力する電流電圧変換器３２を備え、電圧検出部４は、各プローブＰ３，Ｐ４を介してＤＵＴの両端間電圧Ｖを検出して電圧信号Ｖｖとして出力し、処理部５は、両電圧信号Ｖｉ，Ｖｖに基づいてＤＵＴのインピーダンスＺを算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、測定対象体のインピーダンスを測定するインピーダンス測定装置、およびインピーダンス測定方法に関するものである。

この種のインピーダンス測定装置として、出願人は、下記の特許文献１に開示されているインピーダンス測定装置を提案している。このインピーダンス測定装置の基本的な構成は、測定対象体に測定信号を供給する発振器、測定対象体に流れる電流を検出する電流検出部、測定対象体に流れる電流に起因して測定対象体の両端間に発生する両端電圧を検出する電圧検出部、および電流検出部で検出した電流の電流波形と電圧検出部で検出した両端電圧の電圧波形とに基づいて電流の実効値と電圧の実効値とを求めると共に各実効値から測定対象体のインピーダンスを算出する制御部とを備えた構成となっている。

また、本願発明者は、プローブなどの接続ケーブルで生じる電圧降下の影響を排除した状態で測定対象体（ＤＵＴ）のインピーダンスを測定し得るインピーダンス測定装置として図５に示す構成のインピーダンス測定装置１０１を開発している。このインピーダンス測定装置１０１の基本構成は、同図に示すように、ＤＵＴに測定信号Ｓ１を供給する信号供給部１０２、ＤＵＴに流れる電流Ｉを検出する電流検出部１０３、ＤＵＴに流れる電流Ｉに起因してＤＵＴの両端間に発生する両端間電圧Ｖを検出する電圧検出部４、および電流検出部１０３で検出した電流Ｉを電流電圧変換して得られる電圧信号Ｖｉの信号波形と電圧検出部４で検出した両端間電圧Ｖを示す電圧信号Ｖｖの信号波形とに基づいて電流Ｉの実効値と両端間電圧Ｖの実効値とを求めると共に各実効値からＤＵＴのインピーダンスＺを算出する処理部１０５を備えた構成となっている。また、インピーダンス測定装置１０１は、Ｈｃ端子に接続されて測定信号Ｓ１を供給する信号供給用プローブ（第１プローブＰ１）と、Ｌｃ端子に接続されて電流Ｉを検出するための電流検出用プローブ（第２プローブＰ２）と、Ｈｐ端子およびＬｐ端子に接続されて両端間電圧Ｖを検出するための電圧測定用プローブ（第３プローブＰ３、第４プローブＰ４）とを備えている。

このインピーダンス測定装置１０１では、各プローブＰ１〜Ｐ４がＤＵＴの各端部に図５に示すように接続された際に、信号供給部１０２では、増幅器（演算増幅器）２２に対して、その出力端子に接続された出力抵抗２５、第１プローブＰ１、ＤＵＴの一端、第３プローブＰ３および帰還抵抗２３を含む帰還ループＡが形成される。このため、信号供給部１０２では、増幅器２２が、フィードバック制御動作することにより、発振器２１からの交流信号Ｓ０を入力抵抗２４および帰還抵抗２３で決定される増幅率で反転増幅して、測定信号Ｓ１としてＤＵＴの一端に供給する。これにより、信号供給部１０２は、各プローブＰ１，Ｐ３において発生する電圧降下に影響を受けることなく、所望のレベルの測定信号Ｓ１をＤＵＴに供給する。

また、ＤＵＴの他端側では、ＤＵＴに流れた電流Ｉが、第２プローブＰ２および電流電圧変換器３２を構成する電流検出抵抗３２ａを介して増幅器（演算増幅器）３１の出力端子に達する。電流検出部１０３では、電流電圧変換器３２が電流Ｉを電圧信号Ｖｉに電流電圧変換して（具体的には、電流電圧変換器３２の増幅器３２ｂが電流検出抵抗３２ａの両端間に発生する電圧を増幅して）、処理部１０５に出力する。この場合、増幅器３１は、図５に示すように形成された帰還ループＤによってフィードバック制御動作しており、また反転入力端子は非反転入力端子に対してバーチャルショートした状態となっている。したがって、ＤＵＴの他端は、この増幅器３１の反転入力端子に接続された第４プローブＰ４を介してグランド電位に正確に維持される。したがって、このインピーダンス測定装置１０１では、ＤＵＴの両端間電圧Ｖを一定に維持しつつ、プローブＰ１〜Ｐ４での電圧降下の影響を排除した状態でＤＵＴのインピーダンスＺの測定が可能となっている。
特開２００７−１２１１２５号公報（第４−６頁、第１図）

ところが、上記のインピーダンス測定装置には、以下の解決すべき課題がある。すなわち、このインピーダンス測定装置では、作動状態のときに各プローブＰ１〜Ｐ４をＤＵＴに接続しようとしたときには、信号供給部１０２において帰還ループＡが形成されておらず、また電流検出部１０３においても帰還ループＤが形成されていない状態となる。このため、ＤＵＴの一端には信号供給部１０２の増幅器２２に供給されている電源電圧とほぼ同じ電圧（正常な動作時には印加されない過大電圧）が供給され、またＤＵＴの他端にも電流検出部１０３の増幅器３１に供給されている電源電圧とほぼ同じ電圧が供給されるという不都合が生じるおそれがある。このため、このような過大電圧のＤＵＴへの供給を確実に回避し得るインピーダンス測定装置の開発が望まれている。

本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、測定対象体への過大電圧の供給を回避し得るインピーダンス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記載のインピーダンス測定装置は、信号供給部、電流検出部、電圧検出部および処理部を備え、前記信号供給部は、測定対象体の一端に先端が接続される電圧検出用第１プローブの基端と反転入力端子との間に帰還抵抗が接続されると共に当該測定対象体の当該一端に先端が接続される信号供給用プローブの基端と出力端子との間が直接またはインピーダンス素子を介して接続され、かつ当該電圧検出用第１プローブおよび当該信号供給用プローブを帰還ループに含むように構成されてフィードバック制御によって当該測定対象体の当該一端に測定信号を供給する第１演算増幅器を備え、前記電流検出部は、前記測定対象体の他端に先端が接続される電圧検出用第２プローブの基端と反転入力端子とが接続される第２演算増幅器、および当該測定対象体の当該他端に先端が接続される電流検出用プローブの基端と前記第２演算増幅器の出力端子との間に電流検出抵抗が接続されて当該電流検出用プローブに流れる電流を電圧に変換して出力する電流電圧変換器を備え、前記電圧検出部は、前記電圧検出用第１プローブおよび前記電圧検出用第２プローブを介して前記測定対象体の両端間電圧を検出し、前記処理部は、前記電流電圧変換器から出力される前記電圧および前記電圧検出部で検出された前記両端間電圧に基づいて前記測定対象体のインピーダンスを算出するインピーダンス測定装置であって、前記電圧検出用第１プローブおよび前記信号供給用プローブを含まない帰還ループを前記第１演算増幅器に対して形成する第１スイッチと、前記電圧検出用第２プローブおよび前記信号検出用プローブを含まない帰還ループを前記第２演算増幅器に対して形成する第２スイッチとを備え、前記処理部は、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチの接続および非接続を制御する。

また、請求項２記載のインピーダンス測定装置は、請求項１記載のインピーダンス測定装置において、前記処理部は、前記電圧検出用第１プローブ、前記電圧検出用第２プローブ、前記信号供給用プローブおよび前記電流検出用プローブの前記測定対象体への接続に先立って前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを接続状態に制御し、当該各プローブの当該測定対象体への接続の完了後に、当該第１スイッチおよび当該第２スイッチを非接続状態に制御する。

また、請求項３記載のインピーダンス測定装置は、請求項１または２記載のインピーダンス測定装置において、前記帰還抵抗と前記電圧検出用第１プローブの前記基端との間に介装された第３スイッチと、前記信号供給用プローブの前記基端と第１演算増幅器の前記出力端子との間に介装された第４スイッチと、前記電圧検出用第１プローブの前記基端に抵抗を介して定電圧を印加するための第５スイッチと、前記信号供給用プローブの前記基端を基準電位に接続するための第６スイッチと、前記電圧検出用第１プローブの前記基端に発生する電圧と予め規定された参照電位とを比較して前記電圧検出用第１プローブおよび前記信号供給用プローブの接続状態を示す比較結果を出力する第１比較部とを備え、前記処理部は、前記第３スイッチおよび前記第４スイッチを非接続状態に制御すると共に、その後に前記各先端が前記測定対象体の前記一端に接続された前記電圧検出用第１プローブおよび前記信号供給用プローブに対して、前記第５スイッチおよび前記第６スイッチを接続状態に制御することによって前記定電圧を印加し、その状態において前記第１比較部から出力される前記比較結果が当該電圧検出用第１プローブおよび当該信号供給用プローブの前記各先端と前記測定対象体との接続状態が良好である旨を示しているときに、当該第５スイッチおよび当該第６スイッチを非接続状態に制御した後に、前記第１スイッチを接続状態に制御し、次いで、前記第３スイッチおよび前記第４スイッチを接続状態に制御すると共に当該第１スイッチを非接続状態に制御する。

また、請求項４記載のインピーダンス測定装置は、請求項１または２記載のインピーダンス測定装置において、前記電圧検出用第２プローブの前記基端と前記第２演算増幅器の前記反転入力端子との間に介装された第７スイッチと、前記電流検出抵抗と前記電流検出用プローブの前記基端との間に介装された第８スイッチと、前記電圧検出用第２プローブの前記基端に抵抗を介して定電圧を印加するための第９スイッチと、前記電流検出用プローブの前記基端を基準電位に接続するための第１０スイッチと、前記電圧検出用第２プローブの前記基端に発生する電圧と予め規定された参照電位とを比較して前記電圧検出用第２プローブおよび前記信号供給用プローブの接続状態を示す比較結果を出力する第２比較部とを備え、前記処理部は、前記第７スイッチおよび前記第７スイッチを非接続状態に制御すると共に、その後に前記各先端が前記測定対象体の前記他端に接続された前記電圧検出用第２プローブおよび前記電流検出用プローブに対して、前記第９スイッチおよび前記第１０スイッチを接続状態に制御することによって前記定電圧を印加し、その状態において前記第２比較部から出力される前記比較結果が当該電圧検出用第２プローブおよび当該電流検出用プローブの前記各先端と前記測定対象体との接続状態が良好である旨を示しているときに、当該第９スイッチおよび当該第１０スイッチを非接続状態に制御した後に、前記第２スイッチを接続状態に制御し、次いで、前記第７スイッチおよび前記第８スイッチを接続状態に制御すると共に当該第２スイッチを非接続状態に制御する。

請求項５記載のインピーダンス測定方法は、信号供給部を構成する第１演算増幅器の反転入力端子に帰還抵抗を介して基端が接続された電圧検出用第１プローブの先端、および当該第１演算増幅器の出力端子に直接またはインピーダンス素子を介して基端が接続された信号供給用プローブの先端を測定対象体の一端に接続して、当該電圧検出用第１プローブおよび当該信号供給用プローブを含む第１帰還ループを当該第１演算増幅器に対して形成してフィードバック制御動作させ、電流検出部を構成すると共に非反転入力端子が基準電位に接続された第２演算増幅器の反転入力端子に基端が接続された電圧検出用第２プローブの先端、および当該第２演算増幅器の出力端子に電流検出抵抗を介して基端が接続された電流検出用プローブの先端を前記測定対象体の他端に接続して、当該電圧検出用第２プローブおよび当該電流検出用プローブを含む第２帰還ループを当該第２演算増幅器に対して形成してフィードバック制御動作させ、次いで、前記第１演算増幅器から測定信号を供給させて、前記測定対象体に電流が流れることに起因して当該測定対象体に発生する両端間電圧と前記電流とを検出し、当該検出した両端間電圧および当該電流に基づいて当該測定対象体のインピーダンスを算出するインピーダンス算出処理を実行するインピーダンス測定方法であって、前記信号供給用プローブおよび前記電圧検出用第１プローブの前記各先端を前記測定対象体の前記一端に接続する第１接続処理の実行に先立ち、当該信号供給用プローブおよび当該電圧検出用第１プローブを含まない第３帰還ループを前記第１演算増幅器に対して形成してフィードバック制御動作させ、前記電流供給用プローブおよび前記電圧検出用第２プローブの前記各先端を前記測定対象体の前記他端に接続する第２接続処理の実行に先立ち、当該電流検出用プローブおよび当該電圧検出用第２プローブを含まない第４帰還ループを前記第２演算増幅器に対して形成してフィードバック制御動作させ、前記第１接続処理および前記第２接続処理を実行して、前記第１帰還ループを前記第１演算増幅器に対して形成し、かつ前記第２帰還ループを前記第２演算増幅器に対して形成した後に、前記第３帰還ループおよび前記第４帰還ループの形成を解除して前記インピーダンス算出処理を実行する。

また、請求項６記載のインピーダンス測定方法は、請求項５記載のインピーダンス測定方法において、前記第１接続処理の実行に先立ち、前記帰還抵抗と前記電圧検出用第１プローブの前記基端との間、および前記第１演算増幅器の出力端子と前記信号供給用プローブの前記基端との間を非接続状態とし、前記第１接続処理を実行した後に、前記電圧検出用第１プローブの前記基端にプルアップ抵抗を介して定電圧を印加すると共に前記信号供給用プローブの前記基端を基準電位に接続して、当該電圧検出用第１プローブの当該基端に発生する電圧と予め規定された参照電位との比較を行うことにより、当該電圧検出用第１プローブおよび当該信号供給用プローブの前記各先端と前記測定対象体の前記一端との接続状態を検査する第１接触検査処理を実行し、前記電圧検出用第１プローブおよび前記信号供給用プローブの前記各先端と前記測定対象体の前記一端との接続状態が良好であるときには、前記第１演算増幅器に対して前記第３帰還ループを形成し、次いで前記帰還抵抗と前記電圧検出用第１プローブの前記基端との間、および前記第１演算増幅器の出力端子と前記信号供給用プローブの前記基端との間を接続状態として前記第１帰還ループを形成した後に、前記第３帰還ループの形成を解除して前記インピーダンス算出処理を実行可能な状態とし、当該電圧検出用第１プローブおよび当該信号供給用プローブの各先端と当該測定対象体の当該一端との接続状態が不良であるときには当該帰還抵抗と当該電圧検出用第１プローブの当該基端との間、および当該第１演算増幅器の当該出力端子と当該信号供給用プローブの当該基端との間を非接続状態に維持する。

また、請求項７記載のインピーダンス測定方法は、請求項５記載のインピーダンス測定方法において、前記第２接続処理の実行に先立ち、前記電圧検出用第２プローブの前記基端と前記第２演算増幅器の前記反転入力端子との間、および前記電流検出抵抗と前記電流検出用プローブの前記基端との間を非接続状態とし、前記第２接続処理を実行した後に、前記電圧検出用第２プローブの前記基端にプルアップ抵抗を介して定電圧を印加すると共に前記電流検出用プローブの前記基端を基準電位に接続して、当該電圧検出用第２プローブの当該基端に発生する電圧と予め規定された参照電位との比較を行うことにより、当該電圧検出用第２プローブおよび当該電流供給用プローブの前記各先端と前記測定対象体の前記他端との接続状態を検査する第２接触検査処理を実行し、前記電圧検出用第２プローブおよび前記電流検出用プローブの前記各先端と前記測定対象体の前記他端との接続状態が良好であるときには、前記第２演算増幅器に対して前記第４帰還ループを形成し、次いで前記電圧検出用第２プローブの前記基端と前記第２演算増幅器の前記反転入力端子との間、および前記電流検出抵抗と前記電流検出用プローブの前記基端との間を接続状態として前記第２帰還ループを形成した後に、前記第４帰還ループの形成を解除して前記インピーダンス算出処理を実行可能な状態とし、当該電圧検出用第２プローブおよび当該電流供給用プローブの前記各先端と当該測定対象体の当該他端との接続状態が不良であるときには当該電圧検出用第２プローブの前記基端と前記第２演算増幅器の前記反転入力端子との間、および前記電流検出抵抗と前記電流検出用プローブの前記基端との間を非接続状態に維持する。

請求項１記載のインピーダンス測定装置および請求項５記載のインピーダンス測定方法では、信号供給用プローブおよび電圧検出用第１プローブを含まない帰還ループ（第３帰還ループ）を第１演算増幅器に対して形成すると共に、電流検出用プローブおよび電圧検出用第２プローブを含まない帰還ループ（第４帰還ループ）を第２演算増幅器に対して形成し、この状態で信号供給用プローブおよび電圧検出用第１プローブを測定対象体の一端に接続させると共に、電流検出用プローブおよび電圧検出用第２プローブを測定対象体の他端に接続させる。したがって、このインピーダンス測定装置およびインピーダンス測定方法によれば、第１演算増幅器および第２演算増幅器をフィードバック制御動作させた状態で、各プローブを測定対象体の各端部に接触させることができるため、各プローブの接触時に第１演算増幅器および第２演算増幅器から測定対象体に対して電源電圧のような過大電圧が供給（印加）される事態を確実に防止することができる。

請求項２記載のインピーダンス測定装置によれば、処理部が、電圧検出用第１プローブ、電圧検出用第２プローブ、信号供給用プローブおよび電流検出用プローブの測定対象体への接続に先立って第１スイッチおよび第２スイッチを接続状態に制御し、各プローブの測定対象体への接続の完了後に、第１スイッチおよび第２スイッチを非接続状態に制御することにより、各プローブの接触時において第１演算増幅器および第２演算増幅器を自動的にフィードバック制御動作状態に移行させることができるため、第１演算増幅器および第２演算増幅器から測定対象体に対して電源電圧のような過大電圧が供給（印加）される事態を一層確実に防止することができる。

請求項３記載のインピーダンス測定装置および請求項６記載のインピーダンス測定方法によれば、信号供給用プローブおよび電圧検出用第１プローブの各先端を測定対象体の一端に接続する第１接続処理の実行に先立ち、帰還抵抗と電圧検出用第１プローブの基端との間、および第１演算増幅器の出力端子と信号供給用プローブの基端との間を非接続状態とし、この状態において第１接続処理を実行する。したがって、各プローブを測定対象体の一端に接続する際に、第１演算増幅器および第２演算増幅器から測定対象体に対して電源電圧のような過大電圧が供給される事態を確実に防止することができる。また、電圧検出用第１プローブおよび信号供給用プローブの各先端と測定対象体の一端との接続状態を検査する第１接触検査処理を実行し、各プローブの先端と測定対象体の一端との接続状態が良好であるときには、第１演算増幅器に対して第３帰還ループを形成した状態で、帰還抵抗と電圧検出用第１プローブの基端との間、および第１演算増幅器の出力端子と信号供給用プローブの基端との間を接続状態とし、その後、第３帰還ループの形成を解除することにより、帰還抵抗と電圧検出用第１プローブの基端との接続時、および第１演算増幅器の出力端子と信号供給用プローブの基端との接続時においても、測定対象体に対して電源電圧のような過大電圧が供給される事態をより一層確実に防止することができる。

請求項４記載のインピーダンス測定装置および請求項７記載のインピーダンス測定方法によれば、電流検出用プローブおよび電圧検出用第２プローブの各先端を測定対象体の他端に接続する第２接続処理の実行に先立ち、電圧検出用第２プローブの基端と第２演算増幅器の反転入力端子との間、および電流検出抵抗と電圧検出用第２プローブとの間を非接続状態とし、この状態において第２接続処理を実行する。したがって、各プローブを測定対象体の他端に接続する際に、第２演算増幅器から測定対象体に対して電源電圧のような過大電圧が供給される事態を確実に防止することができる。また、電圧検出用第２プローブおよび電流検出用プローブの各先端と測定対象体の他端との接続状態を検査する第２接触検査処理を実行し、各プローブの先端と測定対象体の他端との接続状態が良好であるときには、第２演算増幅器に対して第４帰還ループを形成した状態で、電圧検出用第２プローブの基端と第２演算増幅器の反転入力端子との間、および電流検出抵抗と電圧検出用第２プローブとの間を接続状態とし、その後、第４帰還ループの形成を解除することにより、電圧検出用第２プローブと第２演算増幅器との接続時、および第２演算増幅器の出力端子と信号供給用プローブの基端との接続時においても、測定対象体に対して電源電圧のような過大電圧が供給される事態をより一層確実に防止することができる。

以下、本発明に係るインピーダンス測定方法およびインピーダンス測定装置の最良の形態について、添付図面を参照して説明する。

最初に、インピーダンス測定装置１の構成について、図面を参照して説明する。

インピーダンス測定装置１は、図１に示すように、信号供給部２、電流検出部３、電圧検出部４、処理部５、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、信号供給用プローブＰ１（以下、「第１プローブＰ１」ともいう）、電流検出用プローブＰ２（以下、「第２プローブＰ２」ともいう）、電圧検出用第１プローブＰ３（以下、「第３プローブＰ３」ともいう）、および電圧検出用第２プローブＰ４（以下、「第４プローブＰ４」ともいう）を備えている。また、インピーダンス測定装置１は、第１接続処理が実行されて、基端がＨｃ端子に接続された第１プローブＰ１の先端、および基端がＨｐ端子に接続された第３プローブＰ３の先端がＤＵＴの一端に接触（接続）され、かつ第２接続処理が実行されて、基端がＬｃ端子に接続された第２プローブＰ２の先端、および基端がＬｐ端子に接続された第４プローブＰ４の先端がＤＵＴの他端に接触（接続）された状態で、ＤＵＴのインピーダンスＺを測定可能に構成されている。

信号供給部２は、一例として、発振器２１、第１演算増幅器２２（以下、「増幅器２２」ともいう）、帰還抵抗２３、入力抵抗２４および出力抵抗２５を備えている。発振器２１は、予め規定された周波数の交流信号Ｓ０を生成して出力する。この信号供給部２では、増幅器２２は、反転入力端子に入力抵抗２４を介して発振器２１が接続され、非反転入力端子は基準電位（一例としてグランド電位）に接続されている。帰還抵抗２３は、一端が増幅器２２の反転入力端子に接続され、他端がＨｐ端子（つまりＨｐ端子を介して第３プローブＰ３の基端）に接続されている。したがって、第３プローブＰ３の基端は、帰還抵抗２３を介して増幅器２２の反転入力端子に接続されている。出力抵抗２５は、本発明におけるインピーダンス素子であって、一端が増幅器２２の出力端子に接続され、他端がＨｃ端子（つまりＨｃ端子を介して第１プローブＰ１の基端）に接続されている。したがって、第１プローブＰ１の基端は、出力抵抗２５を介して増幅器２２の出力端子に接続されている。この構成により、第１プローブＰ１および第３プローブＰ３の各先端がＤＵＴの一端に接触した状態のときには、出力抵抗２５、第１プローブＰ１、ＤＵＴの一端、第３プローブＰ３および帰還抵抗２３が増幅器２２の帰還ループＡ（本発明における第１帰還ループ）に含まれる構成となる。

電流検出部３は、一例として、第２演算増幅器３１（以下、「増幅器３１」ともいう）、および電流電圧変換器３２を備えている。この電流検出部３では、増幅器３１は、反転入力端子がＬｐ端子（つまりＬｐ端子を介して第４プローブＰ４の基端）に接続され、非反転入力端子は基準電位（一例としてグランド電位）に接続されている。電流電圧変換器３２は、第２プローブＰ２の基端と増幅器３１の出力端子との間に接続（介装）された電流検出抵抗３２ａと、第２プローブＰ２に流れる電流Ｉに起因して電流検出抵抗３２ａの両端間に発生する電圧を増幅して電圧信号Ｖｉとして出力する増幅器３２ｂとを備えている。この構成により、電流電圧変換器３２は、第２プローブＰ２に流れる電流Ｉを電圧（電圧信号Ｖｉ）に変換して出力する。

電圧検出部４は、その一対の入力端子がＨｐ端子（つまりＨｐ端子を介して第３プローブＰ３の基端）およびＬｐ端子（つまりＬｐ端子を介して第４プローブＰ４の基端）に接続されている。この構成により、電圧検出部４は、第３プローブＰ３および第４プローブＰ４を介して、電流Ｉの供給に起因してＤＵＴの両端間に発生する両端間電圧Ｖを検出して、電圧信号Ｖｖとして出力する。処理部５は、電圧信号Ｖｉをディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器、電圧信号Ｖｖをディジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器、ＣＰＵおよびメモリ（いずれも図示せず）を備え、電圧信号Ｖｉおよび電圧信号Ｖｖの各ディジタルデータに基づいてＤＵＴのインピーダンスＺを算出するインピーダンス算出処理を実行する。また、処理部５は、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２に対する制御を行って、各スイッチＳＷ１，ＳＷ２を接続状態（ＯＮ状態）および非接続状態（ＯＦＦ状態）のいずれか一方の状態に移行させる。

第１スイッチＳＷ１は、一端が帰還抵抗２３の他端に接続されると共に、他端が増幅器２２の出力端子に接続されている。この構成により、第１スイッチＳＷ１は、接続状態となったときには、帰還抵抗２３の他端を増幅器２２の出力端子に接続することにより、第１プローブＰ１および第３プローブＰ３を含まない経路で増幅器２２に対する帰還ループＢ（本発明における第３帰還ループ。本例では、第１スイッチＳＷ１および帰還抵抗２３だけで構成される帰還ループ）を構成する。一方、第１スイッチＳＷ１は、非接続状態となったときには、帰還ループＢの形成を解除する。第２スイッチＳＷ２は、一端が増幅器３１の反転入力端子に接続されると共に、他端が増幅器３１の出力端子に接続されている。この構成により、第２スイッチＳＷ２は、接続状態となったときには、第２プローブＰ２および第４プローブＰ４を含まない経路で増幅器３１に対する帰還ループＣ（本発明における第４帰還ループ。本例では、第２スイッチＳＷ２だけで構成される帰還ループ）を構成する。一方、第２スイッチＳＷ２は、非接続状態となったときには、帰還ループＣの形成を解除する。本例では第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２は、一例としてアナログスイッチで構成されて、その状態が処理部５によって上記したように制御される。

次に、インピーダンス測定装置１によるＤＵＴについてのインピーダンスＺの測定動作について図２を参照して説明する。なお、一例として、インピーダンス測定装置１をＤＵＴの検査ラインに適用して、測定位置に搬送されたＤＵＴのインピーダンスＺを自動測定する例を挙げて説明する。この場合、ＤＵＴは、検査ラインに設置された搬送機構（図示せず）によって所定時間間隔で測定位置に搬送され、インピーダンスＺの測定が完了した後に測定位置から搬出されるものとする。また、搬送機構は、新たなＤＵＴを測定位置に搬送する都度、第１トリガ信号Ｓｔ１を出力するものとする。また、検査ラインには、インピーダンス測定装置１の各プローブＰ１〜Ｐ４を駆動してＤＵＴの各端部に接続させるための第１接続処理および第２接続処理などを実行する駆動機構（図示せず）が設置されているものとする。この駆動機構は、第１トリガ信号Ｓｔ１を入力したときには、インピーダンス測定装置１の各プローブＰ１，Ｐ３を、待避位置から、測定位置に搬送されたＤＵＴの一端に接触する接触位置まで移動させる（プローブＰ１，Ｐ３をＤＵＴの一端に接触させる）第１接続処理と、他のプローブＰ２，Ｐ４を、待避位置から、測定位置に搬送されたＤＵＴの他端に接触する接触位置まで移動させる（プローブＰ２，Ｐ４をＤＵＴの他端に接触させる）第２接続処理とを実行する。また、駆動機構は、各プローブＰ１〜Ｐ４を接触位置に移動させてから一定時間が経過したときには、各プローブＰ１〜Ｐ４を接触位置から待避位置に移動させて、ＤＵＴの各端部と各プローブＰ１〜Ｐ４との接触を解除させる処理も実行する。また、この一定時間は、インピーダンス測定装置１がＤＵＴのインピーダンスＺの測定するに要する時間よりも長い時間で、かつ搬送機構によるＤＵＴの搬送間隔（第１トリガ信号Ｓｔ１の周期。上記の所定時間）よりも短い時間に設定されている。また、駆動機構は、ＤＵＴの各端部にプローブＰ１〜Ｐ４を接触させるタイミングに同期して第２トリガ信号Ｓｔ２をインピーダンス測定装置１に出力する機能も備えている。

検査ラインが稼働している状態において、搬送機構は、インピーダンス測定装置１によってインピーダンスＺの測定処理が完了したＤＵＴを測定位置から搬出すると共に、新たなＤＵＴを測定位置に搬送して第１トリガ信号Ｓｔ１を出力する上記の搬送動作を繰り返し実行する。また、駆動機構は、第１トリガ信号Ｓｔ１を入力してインピーダンス測定装置１の各プローブＰ１〜Ｐ４をＤＵＴの対応する端部に接触させ、第２トリガ信号Ｓｔ２を出力する上記の駆動動作を繰り返し実行する。

インピーダンス測定装置１では、この稼働状態において、発振器２１が交流信号Ｓ０を連続して生成している。また、電圧検出部４は、ＤＵＴの両端間電圧Ｖを検出して電圧信号Ｖｖを出力している。この状態において、処理部５は、第１トリガ信号Ｓｔ１を入力したときには、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２を制御して、非接続状態から接続状態に移行させることで、増幅器２２，３１に短時間に帰還ループＢ，Ｃを形成する（ステップ８１，８２）。これにより、第１プローブＰ１および第３プローブＰ３の各先端がＤＵＴの一端に接触していない状態、すなわち帰還ループＡが形成されていない状態（オープン状態）においても、増幅器２２は、形成されている帰還ループＢによってフィードバック制御動作を実行して、発振器２１で生成される交流信号Ｓ０を、入力抵抗２４と帰還抵抗２３の各抵抗値の比で決定される増幅率で増幅して測定信号Ｓ１として出力端子から出力する。したがって、出力端子から電源電圧のような高い電圧が出力される事態が回避されている。また、増幅器３１も、第２プローブＰ２および第４プローブＰ４の各先端がＤＵＴの一端に接触していない状態、すなわち帰還ループＤ（本発明における第２帰還ループ）が形成されていない状態（解除された状態（オープン状態））においても、帰還ループＣによってフィードバック制御動作を実行して、反転入力端子に入力されている電圧を出力端子から出力する。したがって、出力端子から電源電圧のような高い電圧が出力される事態が回避されている。

その後、駆動機構が、第１，２接続処理を実行して、各プローブＰ１〜Ｐ４をＤＵＴの対応する端部に接触させて、第２トリガ信号Ｓｔ２を処理部５に出力する。この場合、上記したように、各プローブＰ１〜Ｐ４のＤＵＴへの接触に先立って、増幅器２２，３１に帰還ループＢ，Ｃが形成されているため、増幅器２２，３１からＤＵＴに対して電源電圧のような高い電圧が出力されて、ＤＵＴに悪影響を及ぼす事態が回避されている。

次いで、処理部５は、第２トリガ信号Ｓｔ２の入力に同期して、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２を制御して、接続状態から非接続状態に移行させる（ステップ８３）。これにより、増幅器２２においては、出力抵抗２５、第１プローブＰ１、ＤＵＴの一端、第３プローブＰ３、および帰還抵抗２３を含む帰還ループＡが形成された後に、帰還ループＢが解除される。このため、信号供給部２の増幅器２２では、帰還ループＢによるフィードバック制御動作から帰還ループＡによるフィードバック制御動作へ連続して制御動作状態が切り替わる（つまりフィードバックが常にかかった状態で帰還ループＡによるフィードバック制御動作へ切り替わる）。したがって、増幅器２２は、電源電圧のような高い電圧をＤＵＴに出力することなく、かつ第１プローブＰ１および第３プローブＰ３において発生する電圧降下に影響を受けることなく交流信号Ｓ０を所望のレベルの測定信号Ｓ１に増幅して、ＤＵＴに供給する。

また、増幅器３１においては、電流検出抵抗３２ａ、第２プローブＰ２、ＤＵＴの他端、および第４プローブＰ４を含む帰還ループＤが形成された後に、帰還ループＣが解除される。このため、電流検出部３の増幅器３１においても、帰還ループＣによるフィードバック制御動作から帰還ループＤによるフィードバック制御動作へ連続して制御動作状態が切り替わる。このため、増幅器３１も、この帰還ループの切り替えに際して、電源電圧のような高い電圧をＤＵＴに出力することはない。また、増幅器３１では、反転入力端子がグランド電位に接地された非反転入力端子にバーチャルショートされた状態となり、この反転入力端子に接続されたＬｐ端子およびこのＬｐ端子に接続された第４プローブＰ４が接触しているＤＵＴの他端がグランド電位に正確に維持される。したがって、上記したように、信号供給部２からＤＵＴの一端に所望のレベルの測定信号Ｓ１が供給されることと相俟って、インピーダンス測定中においてＤＵＴに供給される測定信号Ｓ１の実効値は正確に一定な状態に維持される。また、ＤＵＴに流れている電流Ｉは、電流検出抵抗３２ａを経由して増幅器３１の出力端子に達する。電流電圧変換器３２では、増幅器３２ｂが、電流Ｉに起因して電流検出抵抗３２ａの両端間に発生する電圧を増幅して電圧信号Ｖｉとして出力する。

一方、電圧検出部４は、電流Ｉが流れることに起因してＤＵＴの両端間に発生する両端間電圧Ｖを第３プローブＰ３および第４プローブＰ４を介して検出して、電圧信号Ｖｖとして出力する。処理部５は、電圧信号Ｖｉおよび電圧信号Ｖｖを入力すると共に、この各信号Ｖｉ，Ｖｖに基づいて、インピーダンス算出処理を実行する（ステップ８４）。このインピーダンス算出処理では、処理部５は、まず、電圧信号Ｖｉおよび電圧信号Ｖｖをディジタルデータにそれぞれ変換すると共に、少なくとも１周期分ずつメモリに記憶する。次いで、処理部５は、メモリに記憶されているディジタルデータに基づき、電圧信号Ｖｉおよび電圧信号Ｖｖの各信号波形（つまり、ＤＵＴに流れる電流Ｉの信号波形およびＤＵＴの両端間電圧Ｖの信号波形）との間の位相差を算出する。続いて、処理部５は、１周期分の電圧波形から算出した両端間電圧Ｖの実効値と、１周期分の電流波形から算出した電流Ｉの実効値とに基づいてＤＵＴのインピーダンスＺを算出する。最後に、処理部５は、算出したインピーダンスＺをメモリに記憶すると共に、外部に出力する。これにより、１つのＤＵＴに対するインピーダンス測定処理が完了する。処理部５は、上記したインピーダンス測定処理（各スイッチＳＷ１，ＳＷ２に対する制御およびこのインピーダンス算出処理）を、搬送機構から出力される第１トリガ信号Ｓｔ１および駆動機構から出力される第２トリガ信号Ｓｔ２に同期して実行することにより、測定位置に次々と搬送されてくるＤＵＴのインピーダンスＺを自動的に測定して出力する。

このように、このインピーダンス測定装置１では、第１プローブＰ１および第３プローブＰ３を含まない経路で増幅器２２に対して帰還ループＢを形成するための第１スイッチＳＷ１と、第２プローブＰ２および第４プローブＰ４を含まない経路で増幅器３１に対して帰還ループＣを形成するための第２スイッチＳＷ２とを備えている。したがって、このインピーダンス測定装置１およびこのインピーダンス測定装置１によって実施されるインピーダンス測定方法によれば、第１スイッチＳＷ１を接続状態として増幅器２２に対して帰還ループＢを形成してフィードバック制御動作をさせ、かつ第２スイッチＳＷ２を接続状態として増幅器３１に対して帰還ループＣを形成してフィードバック制御動作をさせた状態で、各プローブＰ１〜Ｐ４をＤＵＴの各端部に接触させることができるため、各プローブＰ１〜Ｐ４の接触時に増幅器２２および増幅器３１からＤＵＴに対して電源電圧のような過大電圧が供給（印加）される事態を確実に防止することができる。

なお、上記のインピーダンス測定装置１では、各プローブＰ１〜Ｐ４のＤＵＴの各端部への接触が常に良好な状態（接触抵抗が低い状態）となることを前提としているが、ＤＵＴの端部の表面状態によっては、接触状態が良好とならない場合（接触抵抗の大きな不良な状態）もあり、このような場合にインピーダンス測定装置１では、第１スイッチＳＷ１による帰還ループＢの形成を解除したときに、増幅器２２に帰還ループＡが形成されずに、増幅器２２がフィードバック制御動作ができない状態となって、第１プローブＰ１および第３プローブＰ３の少なくとも一方から電源電圧に近い電圧がＤＵＴの一端に印加されるおそれがある。また、第２スイッチＳＷ２による帰還ループＣの形成を解除したときにも同様にして、増幅器３１がフィードバック制御動作できない状態となって、第２プローブＰ２および第４プローブＰ４の少なくとも一方から電源電圧に近い電圧がＤＵＴの他端に印加されることがある。このため、本願発明者らは、さらにこの課題についても解決し得るインピーダンス測定装置も開発した。以下、このインピーダンス測定装置１Ａについて説明する。

最初に、インピーダンス測定装置１Ａの構成について、図面を参照して説明する。なお、インピーダンス測定装置１と同一の構成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。

インピーダンス測定装置１Ａは、図３に示すように、信号供給部２、電流検出部３、電圧検出部４、処理部５、第１スイッチＳＷ１、第２スイッチＳＷ２、各プローブＰ１〜Ｐ４を備えている点でインピーダンス測定装置１と共通し、さらに、第１プローブＰ１および第３プローブＰ３の各先端とＤＵＴの一端との接触状態を検査する第１接触検査部６と、第２プローブＰ２および第４プローブＰ４の各先端とＤＵＴの他端との接触状態を検査する第２接触検査部７とを備えている点でインピーダンス測定装置１と相違している。以下では、この相違する構成について説明する。

第１接触検査部６は、第３スイッチＳＷ３、第４スイッチＳＷ４、第５スイッチＳＷ５、第６スイッチＳＷ６、第１プルアップ抵抗６１および第１比較部６２を備えて構成されている。具体的には、第３スイッチＳＷ３は、帰還抵抗２３とＨｐ端子（つまり第３プローブＰ３の基端）との間に介装されている。第４スイッチＳＷ４は、Ｈｃ端子（つまり第１プローブＰ１の基端）と増幅器２２の出力端子との間に出力抵抗（本発明におけるインピーダンス素子）２５を介して介装されている。第５スイッチＳＷ５は、一端が定電圧（本例では一例として電源正電圧Ｖｃｃよりも十分に低い電圧。例えば、電源正電圧Ｖｃｃの半分程度の電圧）Ｖ１に接続された第１プルアップ抵抗６１の他端とＨｐ端子との間に介装されている。第６スイッチＳＷ６は、Ｈｃ端子（つまり第１プローブＰ１の基端）と基準電位（一例としてグランド電位）との間に接続されている。この場合、定電圧Ｖ１を負電圧とすることもできる。

第１比較部６２は、Ｈｐ端子（第３プローブＰ３の基端）に発生する電圧Ｖｃ１と予め規定された参照電位Ｖｒｅｆとを比較して比較結果を出力する。一例として、本例では、第１プルアップ抵抗６１が定電圧Ｖ１に接続されているため、参照電位Ｖｒｅｆは定電圧Ｖ１の半分程度の電圧（Ｖ１／２）に規定されている。また、第１比較部６２は、電圧Ｖｃ１と参照電位Ｖｒｅｆとを比較して、電圧Ｖｃ１が参照電位Ｖｒｅｆ以上のときにＨｉｇｈレベルとなり、電圧Ｖｃ１が参照電位Ｖｒｅｆ未満のときにＬｏｗレベルとなる検出信号Ｓ２を比較結果として出力する。

第２接触検査部７は、第７スイッチＳＷ７、第８スイッチＳＷ８、第９スイッチＳＷ９、第１０スイッチＳＷ１０、第２プルアップ抵抗７１および第２比較部７２を備えて構成されている。具体的には、第７スイッチＳＷ７は、Ｌｐ端子（つまり第４プローブＰ４の基端）と増幅器３１の反転入力端子との間に介装されている。第８スイッチＳＷ８は、電流検出抵抗３２ａとＬｃ端子（つまり第２プローブＰ２の基端）との間に介装されている。第９スイッチＳＷ９は、一端が定電圧（本例では一例として定電圧Ｖ１）に接続された第２プルアップ抵抗７１の他端とＬｐ端子との間に介装されている。第１０スイッチＳＷ１０は、Ｌｃ端子（つまり第２プローブＰ２の基端）と基準電位（一例としてグランド電位）との間に接続されている。

第２比較部７２は、Ｌｐ端子（第４プローブＰ４の基端）に発生する電圧Ｖｃ２と予め規定された参照電位Ｖｒｅｆとを比較して比較結果を出力する。一例として本例では、第１比較部６２と同様の理由により、参照電位Ｖｒｅｆは（Ｖ１／２）に規定されている。また、第２比較部７２は、電圧Ｖｃ２と参照電位Ｖｒｅｆとを比較して、電圧Ｖｃ２が参照電位Ｖｒｅｆ以上のときにＨｉｇｈレベルとなり、電圧Ｖｃ２が参照電位Ｖｒｅｆ未満のときにＬｏｗレベルとなる検出信号Ｓ３を比較結果として出力する。また、各第３スイッチＳＷ３〜第１０スイッチＳＷ１０は、一例としてアナログスイッチで構成されて、処理部５によって制御されることで、接続状態および非接続状態のいずれか一方の状態に移行する。

次に、インピーダンス測定装置１ＡによるＤＵＴのインピーダンス測定処理９０について、図４を参照しつつ、各プローブＰ１〜Ｐ４とＤＵＴとの接触検査処理（コンタクトチェック処理）動作を中心として説明する。なお、一例として、インピーダンス測定装置１Ａを上記したインピーダンス測定装置１と同様のＤＵＴの検査ラインに適用した例について説明し、インピーダンス測定装置１と同一の動作については説明を省略する。

インピーダンス測定装置１Ａでは、搬送機構によって新たなＤＵＴが測定位置に搬送される。処理部５は、このときに搬送機構から出力される第１トリガ信号Ｓｔ１を入力して、第３スイッチＳＷ３、第４スイッチＳＷ４、第７スイッチＳＷ７および第８スイッチＳＷ８を制御して非接続状態に移行させる（ステップ９１）。これにより、帰還抵抗２３と第３プローブＰ３とが分離され（非接続状態となり）、増幅器２２の出力端子と第１プローブＰ１とが分離され（非接続状態となり）、かつ増幅器３１の反転入力端子と第４プローブＰ４とが分離され（非接続状態となり）、電流検出抵抗３２ａと第２プローブＰ２とが分離される（非接続状態となる）。なお、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２については、処理部５により、非接続状態に制御されていてもよいし、接続状態に制御されていてもよい。

その後、駆動機構によって第１，２接続処理が実行されて、各プローブＰ１〜Ｐ４がＤＵＴに接触させられる。この場合、この各プローブＰ１〜Ｐ４のＤＵＴへの接触に先立ち、上記したように、各増幅器２２，３１から各プローブＰ１〜Ｐ４が切り離されているため、各増幅器２２，３１からＤＵＴに対して電源電圧のような高い電圧が印加される事態が回避されている。次いで、処理部５は、各プローブＰ１〜Ｐ４のＤＵＴへの接触動作に伴い駆動機構から出力される第２トリガ信号Ｓｔ２を入力したときには、第１接触検査部６および第２接触検査部７を作動させることにより、第１および第２接触検査処理を実行する（ステップ９２）。

この第１接触検査処理では、処理部５は、第５スイッチＳＷ５および第６スイッチＳＷ６を制御して非接続状態から接続状態にそれぞれ移行させる。これにより、Ｈｐ端子およびＬｐ端子は、プルアップ抵抗６１，７１を介して定電圧Ｖ１に接続されて、定電圧Ｖ１が印加され得る状態となる。この状態において、第１プローブＰ１および第３プローブＰ３の各先端が共に接触抵抗の低い良好な状態でＤＵＴの一端に接触しているときには、第３プローブＰ３、ＤＵＴの一端、第１プローブＰ１および第６スイッチＳＷ６を介してＨｐ端子がグランド電位に規定される。このため、電圧Ｖｃ１もまたグランド電位になることから、第１比較部６２は、この電圧Ｖｃ１と参照電位Ｖｒｅｆとを比較して、Ｌｏｗレベルとなる検出信号Ｓ２を比較結果として出力する。一方、第１プローブＰ１および第３プローブＰ３の各先端の少なくとも一方が接触抵抗の高い不良な状態（接触不良状態）でＤＵＴの一端に接触しているときには、電圧Ｖｃ１は、定電圧Ｖ１がプルアップ抵抗６１とこの一端での接触抵抗とで分圧された電圧となる。このため、プルアップ抵抗６１の抵抗値および参照電位Ｖｒｅｆを適切に規定して、第１プローブＰ１および第３プローブＰ３の各先端の少なくとも一方が接触抵抗の高い不良な状態でＤＵＴの一端に接触しているときの電圧Ｖｃ１が常に参照電位Ｖｒｅｆ以上となるように規定することで、第１比較部６２は、この電圧Ｖｃ１と参照電位Ｖｒｅｆとを比較して、Ｈｉｇｈレベルとなる検出信号Ｓ２を比較結果として出力する。

また、第２接触検査処理では、処理部５は、第９スイッチＳＷ９および第１０スイッチＳＷ１０を制御して非接続状態から接続状態にそれぞれ移行させる。この場合、第２プローブＰ２および第４プローブＰ４の各先端が共に接触抵抗の低い良好な状態でＤＵＴの他端に接触しているときには、第４プローブＰ４、ＤＵＴの他端、第２プローブＰ２および第１０スイッチＳＷ１０を介してＬｐ端子がグランド電位に規定される。このため、電圧Ｖｃ２もまたグランド電位になることから、第２比較部７２は、この電圧Ｖｃ２と参照電位Ｖｒｅｆとを比較して、Ｌｏｗレベルとなる検出信号Ｓ３を比較結果として出力する。一方、第２プローブＰ２および第４プローブＰ４の各先端の少なくとも一方が接触抵抗の高い不良な状態（接触不良状態）でＤＵＴの他端に接触しているときには、電圧Ｖｃ２は、定電圧Ｖ１がプルアップ抵抗７１とこの一端での接触抵抗とで分圧された電圧となる。このため、プルアップ抵抗７１の抵抗値および参照電位Ｖｒｅｆを適切に規定することにより、第１比較部６２と同様にして、第２比較部７２は、この電圧Ｖｃ１と参照電位Ｖｒｅｆとを比較して、Ｈｉｇｈレベルとなる検出信号Ｓ３を比較結果として出力する。処理部５は、各検出信号Ｓ２，Ｓ３のレベルを検出してメモリに記憶する。その後、処理部５は、第５スイッチＳＷ５、第６スイッチＳＷ６、第９スイッチＳＷ９および第１０スイッチＳＷ１０を制御して接続状態から非接続状態に移行させ、第１接触検査部６および第２接触検査部７を用いた第１および２接触検査処理を終了させる。

処理部５は、メモリに記憶されている各検出信号Ｓ２，Ｓ３のレベルに基づいて、各プローブＰ１〜Ｐ４の先端とＤＵＴとの接触が良好であるか否かを判別する（ステップ９３）。具体的には、処理部５は、いずれの検出信号Ｓ２，Ｓ３のレベルもＬｏｗレベルとなっているときには、すべてのプローブＰ１〜Ｐ４の先端がＤＵＴの各端部に低い接触抵抗で良好に接触していると判別して、ＤＵＴのインピーダンス測定処理を実行するための前処理を実行する。この前処理では、処理部５は、まず、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２を制御して非接続状態から接続状態に移行させて、増幅器２２，３１に対して帰還ループＢ，Ｃを形成する（ステップ９４）。次いで、処理部５は、第３スイッチＳＷ３、第４スイッチＳＷ４、第７スイッチＳＷ７および第８スイッチＳＷ８を制御して非接続状態から接続状態に移行させて、帰還抵抗２３と第３プローブＰ３の基端とを接続状態とし、増幅器２２の出力端子と第１プローブＰ１の基端とを接続状態とし、かつ増幅器３１の反転入力端子と第４プローブＰ４の基端とを接続状態とし、電流検出抵抗３２ａと第２プローブＰ２の基端とを接続状態とする（ステップ９５）。これにより、プローブＰ１〜Ｐ４の先端がＤＵＴの各端部に低い接触抵抗で良好に接触することと相俟って、増幅器２２に帰還ループＡが形成され、また増幅器３１に帰還ループＤが形成される。

最後に、処理部５は、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２を制御して接続状態から非接続状態に移行させて、帰還ループＢ，Ｃを解除する（ステップ９６）。これにより、前処理が完了する。この状態においては、増幅器２２は、帰還ループＡによるフィードバック制御動作を実行し、増幅器３１は、帰還ループＤによるフィードバック制御動作を実行している。したがって、信号供給部２は、第１プローブＰ１および第３プローブＰ３において発生する電圧降下に影響を受けることなく、所望のレベルの測定信号Ｓ１をＤＵＴに供給する。また、電流検出部３では、増幅器３１の反転入力端子がグランド電位に接地された非反転入力端子にバーチャルショートされた状態となり、この反転入力端子に接続されたＬｐ端子およびこのＬｐ端子に接続された第４プローブＰ４が接触しているＤＵＴの他端をグランド電位に正確に維持する。

処理部５は、次いで、インピーダンス算出処理を実行する（ステップ９７）。インピーダンス測定装置１Ａにおいても、上記のようにして、インピーダンス測定中においてＤＵＴに供給される測定信号Ｓ１の実効値は正確に一定な状態に維持されるため、ＤＵＴのインピーダンスＺが正確に測定される。

一方、処理部５は、ステップ９３において、各検出信号Ｓ２，Ｓ３のいずれかのレベルがＨｉｇｈレベルとなっているときには、各プローブＰ１〜Ｐ４の先端とＤＵＴとの間に接触不良（接触抵抗が高い状態での接触）が生じていると判別して、ＤＵＴのインピーダンス算出処理を実行することなく、インピーダンス測定処理を終了させる。これにより、帰還抵抗２３と第３プローブＰ３とが分離されると共に、増幅器２２の出力端子と第１プローブＰ１とが分離され、かつ増幅器３１の反転入力端子と第４プローブＰ４とが分離されると共に、電流検出抵抗３２ａと第２プローブＰ２とが分離された状態が維持されるため、つまり各プローブＰ１〜Ｐ４と増幅器２２，３１との間が非接続状態に維持されるため、ＤＵＴに対して高い電圧が印加されるおそれのある状態での各プローブＰ１〜Ｐ４とＤＵＴとの接触が回避される。

このように、このインピーダンス測定装置１Ａでは、インピーダンス測定装置１の構成に加えて、帰還抵抗２３と第３プローブＰ３の基端との間に第３スイッチＳＷ３が介装され、増幅器２２の出力端子と第１プローブＰ１の基端との間に第４スイッチＳＷ４が介装され、さらに第４プローブＰ４の基端と増幅器３１の反転入力端子との間に第７スイッチＳＷ７が介装され、電流検出抵抗３２ａと第２プローブＰ２の基端との間に第８スイッチＳＷ８が介装されている。また、第３プローブＰ３の基端に定電圧Ｖ１を印加するための第５スイッチＳＷ５と、第１プローブＰ１の基端をグランド電位に接続するための第６スイッチＳＷ６と、第４プローブＰ４の基端に定電圧Ｖ１を印加するための第９スイッチＳＷ９と、第２プローブＰ２の基端をグランド電位に接続するための第１０スイッチＳＷ１０と、第１プローブＰ１の基端に発生する電圧Ｖｃ１と参照電位Ｖｒｅｆとを比較して検出信号Ｓ２を出力する第１比較部６２と、第４プローブＰ４の基端に発生する電圧Ｖｃ２と参照電位Ｖｒｅｆとを比較して検出信号Ｓ３を出力する第２比較部７２とを備えている。

したがって、このインピーダンス測定装置１Ａによれば、第３スイッチＳＷ３および第４スイッチＳＷ４を非接続状態に移行させて、増幅器２２から第１プローブＰ１および第３プローブＰ３を切り離すことができ、この状態において第５スイッチＳＷ５および第６スイッチＳＷ６を接続状態に移行させることにより、第１比較部６２から出力される検出信号Ｓ２に基づいてこれらのプローブＰ１，Ｐ３とＤＵＴの一端との間の接続状態（接触状態）を判別することができる。このため、第１プローブＰ１および第３プローブＰ３の各先端がＤＵＴの一端に確実に接触した状態、つまり増幅器２２に対する帰還ループＡ（各プローブＰ１，Ｐ３を含む経路での帰還ループ）が形成された状態で、ＤＵＴに測定信号Ｓ１を供給することができる結果、これらのプローブＰ１，Ｐ３からＤＵＴに対して電源電圧のような過大電圧が供給（印加）される事態を一層確実に防止しつつＤＵＴのインピーダンスＺを測定することができる。

また、第７スイッチＳＷ７および第８スイッチＳＷ８を非接続状態に移行させて、増幅器３１から第２プローブＰ２および第４プローブＰ４を切り離すことができ、この状態において第９スイッチＳＷ９および第１０スイッチＳＷ１０を接続状態に移行させることにより、第２比較部７２から出力される比較結果に基づいてこれらのプローブＰ２，Ｐ４とＤＵＴの他端との間の接続状態（接触状態）を判別することができる。このため、プローブＰ２，Ｐ４の各先端がＤＵＴの他端に確実に接触した状態、つまり増幅器３１に対する帰還ループＤ（各プローブＰ２，Ｐ４を含む経路での帰還ループ）が形成された状態で、ＤＵＴに流れる電流Ｉを検出することができる結果、これらのプローブＰ２，Ｐ４からＤＵＴに対して電源電圧のような過大電圧が供給（印加）される事態を一層確実に防止しつつＤＵＴのインピーダンスＺを測定することができる。

なお、本発明は、上記のインピーダンス測定装置１，１Ａでは、第１スイッチＳＷ１を帰還抵抗２３の第３プローブＰ３側の端部と増幅器２２の出力端子との間に配置して帰還ループＢを形成しているが、帰還ループＢ内に出力抵抗２５を含む構成を採用することもできるし、帰還ループＢから帰還抵抗２３を外す構成（つまり、増幅器２２の反転入力端子と出力端子とを直接または出力抵抗２５を介して接続する構成）を採用することもできる。また、増幅器３１についての帰還ループＣを第２スイッチＳＷ２のみで構成したが、帰還抵抗（インピーダンス素子）を帰還ループＣに含めることもできる。一例として、第２スイッチＳＷ２における増幅器３１の出力端子に接続されている一端をＬｃ端子に接続して帰還ループＣ内に電流検出抵抗３２ａを含める構成を採用することができる。また、増幅器２２の出力端子と第１プローブＰ１の基端とを出力抵抗２５を介して接続した例について説明したが、直接接続することもできる。

インピーダンス測定装置１の構成図である。インピーダンス測定装置１のインピーダンス測定処理８０を説明するためのフローチャートである。インピーダンス測定装置１Ａの構成図である。インピーダンス測定装置１Ａのインピーダンス測定処理９０を説明するためのフローチャートである。従来のインピーダンス測定装置１０１の構成図である。

符号の説明

１，１Ａインピーダンス測定装置
２信号供給部
３電流検出部
４電圧検出部
５処理部
２２，３１増幅器
２３帰還抵抗
３２電流電圧変換器
６２第１比較部
７２第２比較部
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ帰還ループ
ＤＵＴ測定対象体
Ｐ１〜Ｐ４プローブ
ＳＷ１〜ＳＷ１０スイッチ
Ｖ１定電圧
Ｖｒｅｆ参照電位
Ｚインピーダンス

Claims

信号供給部、電流検出部、電圧検出部および処理部を備え、
前記信号供給部は、測定対象体の一端に先端が接続される電圧検出用第１プローブの基端と反転入力端子との間に帰還抵抗が接続されると共に当該測定対象体の当該一端に先端が接続される信号供給用プローブの基端と出力端子との間が直接またはインピーダンス素子を介して接続され、かつ当該電圧検出用第１プローブおよび当該信号供給用プローブを帰還ループに含むように構成されてフィードバック制御によって当該測定対象体の当該一端に測定信号を供給する第１演算増幅器を備え、
前記電流検出部は、前記測定対象体の他端に先端が接続される電圧検出用第２プローブの基端と反転入力端子とが接続される第２演算増幅器、および当該測定対象体の当該他端に先端が接続される電流検出用プローブの基端と前記第２演算増幅器の出力端子との間に電流検出抵抗が接続されて当該電流検出用プローブに流れる電流を電圧に変換して出力する電流電圧変換器を備え、
前記電圧検出部は、前記電圧検出用第１プローブおよび前記電圧検出用第２プローブを介して前記測定対象体の両端間電圧を検出し、
前記処理部は、前記電流電圧変換器から出力される前記電圧および前記電圧検出部で検出された前記両端間電圧に基づいて前記測定対象体のインピーダンスを算出するインピーダンス測定装置であって、
前記電圧検出用第１プローブおよび前記信号供給用プローブを含まない帰還ループを前記第１演算増幅器に対して形成する第１スイッチと、
前記電圧検出用第２プローブおよび前記信号検出用プローブを含まない帰還ループを前記第２演算増幅器に対して形成する第２スイッチとを備え、
前記処理部は、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチの接続および非接続を制御するインピーダンス測定装置。
前記処理部は、前記電圧検出用第１プローブ、前記電圧検出用第２プローブ、前記信号供給用プローブおよび前記電流検出用プローブの前記測定対象体への接続に先立って前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを接続状態に制御し、当該各プローブの当該測定対象体への接続の完了後に、当該第１スイッチおよび当該第２スイッチを非接続状態に制御する請求項１記載のインピーダンス測定装置。
前記帰還抵抗と前記電圧検出用第１プローブの前記基端との間に介装された第３スイッチと、
前記信号供給用プローブの前記基端と第１演算増幅器の前記出力端子との間に介装された第４スイッチと、
前記電圧検出用第１プローブの前記基端に抵抗を介して定電圧を印加するための第５スイッチと、
前記信号供給用プローブの前記基端を基準電位に接続するための第６スイッチと、
前記電圧検出用第１プローブの前記基端に発生する電圧と予め規定された参照電位とを比較して前記電圧検出用第１プローブおよび前記信号供給用プローブの接続状態を示す比較結果を出力する第１比較部とを備え、
前記処理部は、前記第３スイッチおよび前記第４スイッチを非接続状態に制御すると共に、その後に前記各先端が前記測定対象体の前記一端に接続された前記電圧検出用第１プローブおよび前記信号供給用プローブに対して、前記第５スイッチおよび前記第６スイッチを接続状態に制御することによって前記定電圧を印加し、その状態において前記第１比較部から出力される前記比較結果が当該電圧検出用第１プローブおよび当該信号供給用プローブの前記各先端と前記測定対象体との接続状態が良好である旨を示しているときに、当該第５スイッチおよび当該第６スイッチを非接続状態に制御した後に、前記第１スイッチを接続状態に制御し、次いで、前記第３スイッチおよび前記第４スイッチを接続状態に制御すると共に当該第１スイッチを非接続状態に制御する請求項１または２記載のインピーダンス測定装置。
前記電圧検出用第２プローブの前記基端と前記第２演算増幅器の前記反転入力端子との間に介装された第７スイッチと、
前記電流検出抵抗と前記電流検出用プローブの前記基端との間に介装された第８スイッチと、
前記電圧検出用第２プローブの前記基端に抵抗を介して定電圧を印加するための第９スイッチと、
前記電流検出用プローブの前記基端を基準電位に接続するための第１０スイッチと、
前記電圧検出用第２プローブの前記基端に発生する電圧と予め規定された参照電位とを比較して前記電圧検出用第２プローブおよび前記信号供給用プローブの接続状態を示す比較結果を出力する第２比較部とを備え、
前記処理部は、前記第７スイッチおよび前記第７スイッチを非接続状態に制御すると共に、その後に前記各先端が前記測定対象体の前記他端に接続された前記電圧検出用第２プローブおよび前記電流検出用プローブに対して、前記第９スイッチおよび前記第１０スイッチを接続状態に制御することによって前記定電圧を印加し、その状態において前記第２比較部から出力される前記比較結果が当該電圧検出用第２プローブおよび当該電流検出用プローブの前記各先端と前記測定対象体との接続状態が良好である旨を示しているときに、当該第９スイッチおよび当該第１０スイッチを非接続状態に制御した後に、前記第２スイッチを接続状態に制御し、次いで、前記第７スイッチおよび前記第８スイッチを接続状態に制御すると共に当該第２スイッチを非接続状態に制御する請求項１または２記載のインピーダンス測定装置。
信号供給部を構成する第１演算増幅器の反転入力端子に帰還抵抗を介して基端が接続された電圧検出用第１プローブの先端、および当該第１演算増幅器の出力端子に直接またはインピーダンス素子を介して基端が接続された信号供給用プローブの先端を測定対象体の一端に接続して、当該電圧検出用第１プローブおよび当該信号供給用プローブを含む第１帰還ループを当該第１演算増幅器に対して形成してフィードバック制御動作させ、
電流検出部を構成すると共に非反転入力端子が基準電位に接続された第２演算増幅器の反転入力端子に基端が接続された電圧検出用第２プローブの先端、および当該第２演算増幅器の出力端子に電流検出抵抗を介して基端が接続された電流検出用プローブの先端を前記測定対象体の他端に接続して、当該電圧検出用第２プローブおよび当該電流検出用プローブを含む第２帰還ループを当該第２演算増幅器に対して形成してフィードバック制御動作させ、
次いで、前記第１演算増幅器から測定信号を供給させて、前記測定対象体に電流が流れることに起因して当該測定対象体に発生する両端間電圧と前記電流とを検出し、当該検出した両端間電圧および当該電流に基づいて当該測定対象体のインピーダンスを算出するインピーダンス算出処理を実行するインピーダンス測定方法であって、
前記信号供給用プローブおよび前記電圧検出用第１プローブの前記各先端を前記測定対象体の前記一端に接続する第１接続処理の実行に先立ち、当該信号供給用プローブおよび当該電圧検出用第１プローブを含まない第３帰還ループを前記第１演算増幅器に対して形成してフィードバック制御動作させ、
前記電流供給用プローブおよび前記電圧検出用第２プローブの前記各先端を前記測定対象体の前記他端に接続する第２接続処理の実行に先立ち、当該電流検出用プローブおよび当該電圧検出用第２プローブを含まない第４帰還ループを前記第２演算増幅器に対して形成してフィードバック制御動作させ、
前記第１接続処理および前記第２接続処理を実行して、前記第１帰還ループを前記第１演算増幅器に対して形成し、かつ前記第２帰還ループを前記第２演算増幅器に対して形成した後に、前記第３帰還ループおよび前記第４帰還ループの形成を解除して前記インピーダンス算出処理を実行するインピーダンス測定方法。
前記第１接続処理の実行に先立ち、前記帰還抵抗と前記電圧検出用第１プローブの前記基端との間、および前記第１演算増幅器の出力端子と前記信号供給用プローブの前記基端との間を非接続状態とし、
前記第１接続処理を実行した後に、前記電圧検出用第１プローブの前記基端にプルアップ抵抗を介して定電圧を印加すると共に前記信号供給用プローブの前記基端を基準電位に接続して、当該電圧検出用第１プローブの当該基端に発生する電圧と予め規定された参照電位との比較を行うことにより、当該電圧検出用第１プローブおよび当該信号供給用プローブの前記各先端と前記測定対象体の前記一端との接続状態を検査する第１接触検査処理を実行し、
前記電圧検出用第１プローブおよび前記信号供給用プローブの前記各先端と前記測定対象体の前記一端との接続状態が良好であるときには、前記第１演算増幅器に対して前記第３帰還ループを形成し、次いで前記帰還抵抗と前記電圧検出用第１プローブの前記基端との間、および前記第１演算増幅器の出力端子と前記信号供給用プローブの前記基端との間を接続状態として前記第１帰還ループを形成した後に、前記第３帰還ループの形成を解除して前記インピーダンス算出処理を実行可能な状態とし、当該電圧検出用第１プローブおよび当該信号供給用プローブの各先端と当該測定対象体の当該一端との接続状態が不良であるときには当該帰還抵抗と当該電圧検出用第１プローブの当該基端との間、および当該第１演算増幅器の当該出力端子と当該信号供給用プローブの当該基端との間を非接続状態に維持する請求項５記載のインピーダンス測定方法。
前記第２接続処理の実行に先立ち、前記電圧検出用第２プローブの前記基端と前記第２演算増幅器の前記反転入力端子との間、および前記電流検出抵抗と前記電流検出用プローブの前記基端との間を非接続状態とし、
前記第２接続処理を実行した後に、前記電圧検出用第２プローブの前記基端にプルアップ抵抗を介して定電圧を印加すると共に前記電流検出用プローブの前記基端を基準電位に接続して、当該電圧検出用第２プローブの当該基端に発生する電圧と予め規定された参照電位との比較を行うことにより、当該電圧検出用第２プローブおよび当該電流供給用プローブの前記各先端と前記測定対象体の前記他端との接続状態を検査する第２接触検査処理を実行し、
前記電圧検出用第２プローブおよび前記電流検出用プローブの前記各先端と前記測定対象体の前記他端との接続状態が良好であるときには、前記第２演算増幅器に対して前記第４帰還ループを形成し、次いで前記電圧検出用第２プローブの前記基端と前記第２演算増幅器の前記反転入力端子との間、および前記電流検出抵抗と前記電流検出用プローブの前記基端との間を接続状態として前記第２帰還ループを形成した後に、前記第４帰還ループの形成を解除して前記インピーダンス算出処理を実行可能な状態とし、当該電圧検出用第２プローブおよび当該電流供給用プローブの前記各先端と当該測定対象体の当該他端との接続状態が不良であるときには当該電圧検出用第２プローブの前記基端と前記第２演算増幅器の前記反転入力端子との間、および前記電流検出抵抗と前記電流検出用プローブの前記基端との間を非接続状態に維持する請求項５記載のインピーダンス測定方法。