JP2015197310A - 静電容量測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キャパシタを充電する定電流値と、その充電時間と、初期電圧と最終電圧の差電圧とからキャパシタの容量を測定するにあたって、突発的なノイズによる影響を緩和してキャパシタの静電容量を高速かつ高安定度のもとで測定可能とする。【解決手段】定電流Ｉでの充電により直線的に上昇するキャパシタ電圧波形に沿って、所定の区間Δｔを一定として、各区間Δｔｎごとに、その区間終了時点で移動平均法によりキャパシタ電圧Ｖの移動平均電圧ＶＡｍを求め、各区間ごとの移動平均電圧ＶＡｍと、予め設定されている充電終結電圧ＦＶとを比較し、ＶＡｍ＝ＦＶになった時点で充電を終了し、最初の第１区間Δｔ０の区間平均電圧をＶＡ０，第１区間Δｔ０の終了時点をｔｓ，ＶＡ＝ＦＶになったときの第ｎ区間Δｔｎの終了時点をｔｅとして、キャパシタの静電容量Ｃを、Ｉ?（ｔｅ−ｔｓ）／（ＦＶ−ＶＡ０）により算出する。【選択図】図２

Description

本発明は、被測定素子であるキャパシタの静電容量を測定する静電容量測定装置に関し、さらに詳しく言えば、キャパシタを定電流にて所定時間充電し、その定電流値と、充電時間と、キャパシタの初期電圧と充電終了時の最終電圧の差電圧とから、キャパシタの静電容量を測定する静電容量測定装置に関するものである。

キャパシタ（コンデンサ）を定電流で充電すると、経時的に電圧が線形に上昇する。したがって、充電電流（定電流）をＩ，充電時間をＴ，充電開始時の初期電圧をＶｉｎｉｔ，充電終了時の最終電圧をＶｆｉｎａｌとすれば、キャパシタの静電容量Ｃは、
Ｃ＝Ｉ×Ｔ／（Ｖｆｉｎａｌ−Ｖｉｎｉｔ）
により求めることができる（特許文献１参照）。通常、充電はキャパシタを放電してから行うため、初期電圧のＶｉｎｉｔは０Ｖである。

この測定原理を利用した静電容量測定装置の一つとして、特許文献２には、線形に増加する電圧ランプ波形を生成するために、キャパシタに接続可能な定電流源を含む電荷回路と、前記電圧ランプ波形に沿って第１の点と第２の点の２点間の電位差ΔＶおよび時間差Δｔを測定する測定手段と、キャパシタを放電させる制御部とを含み、キャパシタに対する充電電流（定電流）Ｉ，電位差ΔＶおよび時間差Δｔから、キャパシタの静電容量Ｃを、Ｃ＝Ｉ×Δｔ／ΔＶにより求める容量測定システムが記載されている。

特開２００２−２７７４９５号公報 米国特許第６２７５０４７号明細書（請求項６）

前記特許文献２に記載された発明によれば、容量を測定するにあたって、キャパシタの初期電圧を必ずしも放電完了時の０Ｖにする必要はなく、定電流充電によって線形に増加するキャパシタの電圧ランプ波形の安定した所定の２点間の電位差ΔＶと時間差Δｔとを見ればよい。

しかしながら、前記特許文献１，２に記載された発明のいずれにおいても、キャパシタの静電容量を算出する基礎としての初期電圧Ｖｉｎｉｔと最終電圧Ｖｆｉｎａｌを、それら各ポイントの瞬時値としているため、突発的なノイズによる影響を受けやすい、という問題がある。

また、充電電流が被測定キャパシタの静電容量に対して適切かどうかの判定（充電途中でのレンジ切り替えや放電開始の判定）が行わないため、結果として測定時間が長くなる。

したがって、本発明の課題は、キャパシタを定電流にて充電し、その定電流値と、充電時間と、キャパシタの初期電圧と充電終了時の最終電圧の差電圧とから、キャパシタの静電容量を測定する静電容量測定装置において、突発的なノイズによる影響を緩和してキャパシタの静電容量を高速かつ高安定度のもとで静電容量の測定を可能にし、充電途中において適宜レンジの切り替えと放電開始の判定を行い高速化を可能にした静電容量測定装置を提供することにある。

前記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、被測定素子であるキャパシタを定電流で充電する定電流源からなる充電手段と、前記キャパシタを放電する放電手段と、前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖを測定する電圧測定手段と、前記キャパシタに対する充放電を制御するとともに、充電時間および放電時間を計時するタイマ手段を有する制御手段と、表示部とを含み、前記充電手段により前記キャパシタを定電流Ｉで充電したときに、前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖが時間の経過とともに直線的に変化することに基づいて、前記キャパシタの静電容量Ｃを求めて前記表示部に表示する静電容量測定装置において、前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記キャパシタを所定の電圧範囲内にまで放電した後、一定の単位時間Δｔを１区間として、複数のｎ区間（ｎは０を含む順序を表す正の整数）にわたって、前記定電流源により前記キャパシタを連続的に充電し、前記複数のｎ区間の１区間ごとに、その区間内で所定の時間間隔でサンプリングした所定個数の前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖから区間平均電圧ＶＡを取得し、最初（ｎ＝０区間）の区間平均電圧をＶＡ０、ｎ区間目の区間平均電圧をＶＡｎとして、前記区間平均電圧ＶＡｎの差電圧を求め、前記複数のｎ区間の１区間ごと、または前記一定の単位時間Δｔの区間の移動平均電圧ＶＡｍを前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖから取得するごとに、前記一定の単位時間Δｔの区間の移動平均電圧ＶＡｍの差電圧または前記キャパシタの静電容量Ｃを求め、前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖ，前記区間平均電圧ＶＡｎ，前記区間平均電圧ＶＡｎの差電圧，前記移動平均電圧ＶＡｍの差電圧，前記キャパシタの静電容量Ｃのうちの少なくとも１つの値が所定の範囲外の値であるときには、前記キャパシタを所定の電圧範囲内にまで放電させた後、前記定電流源の前記定電流の値Ｉを変更して、前記キャパシタを連続的に充電して前記キャパシタの静電容量Ｃを求めることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記制御手段または前記電圧測定手段は、高速演算機能を有するＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）を有し、前記ＤＳＰには、前記キャパシタの初期区間平均電圧ＶＡ０と所定の充電終結電圧ＦＶとの差電圧Ｖｄが設定してあり、前記ＤＳＰが前記充電時に、前記キャパシタの初期電圧を前記最初の区間時間Δｔ０の区間平均電圧ＶＡ０とし、前記最初の区間時間Δｔ０の区間終了時点をｔｓとして、前記ｔｓ時刻以降に前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖをサンプルするごとに、一定の単位時間Δｔの区間の移動平均電圧ＶＡｍを計算し、前記移動平均電圧ＶＡｍと、充電終結電圧ＦＶ（＝ＶＡ０＋Ｖｄ）とを比較し、前記移動平均電圧ＶＡｍが前記充電終結電圧ＦＶに到達または超えた時点で充電を終結し、前記移動平均電圧ＶＡｍが前記充電終結電圧ＦＶに到達または超えた時刻をｔｅとし、前記定電流の電流値をＩとして、 前記キャパシタの静電容量Ｃを次の式（１）あるいは式（１ａ）、
Ｃ＝Ｉ×（ｔｅ−ｔｓ）／Ｖｄ…（１）
Ｃ＝Ｉ×（ｔｅ−ｔｓ）／（ＶＡｍ−ＶＡ０）…（１ａ）
により算出して前記表示部に表示することを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２において、前記制御手段または前記電圧測定手段には、前記充電手段より出力可能な前記定電流の電流量と前記キャパシタの測定容量範囲とに応じた複数の測定レンジが設定してあり、前記制御手段は、前記測定レンジをレンジアップまたはレンジダウンさせるレンジ切替機能を備えていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記求めたキャパシタの静電容量Ｃが、レンジ下限容量未満の場合には、前記充電電流を減少するレンジダウン処理を行い、再度、前記キャパシタへの充電を開始することを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、請求項３において、前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記求めたキャパシタの静電容量Ｃが、レンジ上限容量を超える場合には、前記充電電流を増加するレンジアップ処理を行い、再度、前記キャパシタへの充電を開始することを特徴としている。

請求項６に記載の発明は、請求項３において、前記制御手段または前記電圧測定手段は、所定のタイムアウト時間Ｔｏｕｔが経過しても、前記区間平均電圧ＶＡｎが前記充電終結電圧ＦＶに到達しない場合には、前記充電手段による充電を中止して、前記放電手段により前記キャパシタを放電し、前記充電電流を増加させるレンジアップ処理を行い、再度、前記キャパシタへの充電を開始することを特徴としている。

請求項７に記載の発明は、請求項６において、前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記タイムアウト時間Ｔｏｕｔを、レンジ最大容量をＣｍａｘ，定電流をＩ，前記差電圧をＶｄ，所定のマージンをＭとして次の式（２）、
Ｔｏｕｔ＝Ｍ×Ｖｄ×Ｃｍａｘ／Ｉ…（２）
により求めること、または、前記制御手段または前記電圧測定手段には、あらかじめ前記式（２）により求めた前記タイムアウト時間Ｔｏｕｔが設定してあることを特徴としている。

請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれか１項において、前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記放電手段により前記キャパシタを放電したのち、その放電状態が安定する所定の第１安定化時間が経過したのち、前記キャパシタに対する充電を開始することを特徴としている。

請求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれか１項において、前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記キャパシタに対する充電を開始してから、その充電状態が安定する所定の第２安定化時間が経過したのち、前記キャパシタの前記区間平均電圧ＶＡｎを取得することを特徴としている。

請求項１０に記載の発明は、請求項３ないし９のいずれか１項において、前記制御手段または前記電圧測定手段には、前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖに対する所定の判定基準値が設定してあり、前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記キャパシタへの充電期間中、前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖと前記判定基準値とを比較して、前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖが前記判定基準値の範囲外であるときには、時点で前記充電手段による充電を中止して、前記放電手段により前記キャパシタを放電し、レンジアップ処理またはレンジダウン処理を行い、再度、前記キャパシタへの充電を開始することを特徴としている。

請求項１１に記載の発明は、請求項１０において、前記制御手段または前記電圧測定手段には、前記判定基準値として、測定範囲上限電圧ＶＵが設定してあり、前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖまたは前記区間平均電圧ＶＡｎが前記測定範囲上限電圧ＶＵを超えたとき、すなわち充電電圧が上昇する場合において、Ｖ＞ＶＵまたはＶＡｎ＞ＶＵのときには、その時点で放電を開始し、前記レンジダウン処理を行い、再度、前記キャパシタへの充電を開始することを特徴としている。

請求項１２に記載の発明は、請求項１０において、前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記判定基準値として、各測定レンジの最小容量と所定の定数により定められたレンジダウン規定電圧Ｖｄｏｗｎを用い、隣接する２区間の区間平均電圧ＶＡｎの電圧差をＶＤｎとし、前記電圧差ＶＤｎが前記レンジダウン規定電圧Ｖｄｏｗｎを超えたとき、すなわち充電電圧が上昇する場合において、ＶＤｎ＞Ｖｄｏｗｎのときには、その時点で放電を開始し、前記レンジダウン処理を行い、再度、前記キャパシタへの充電を開始することを特徴としている。

請求項１３に記載の発明は、請求項１０において、前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記区間平均電圧ＶＡｎと前記最初の区間平均電圧ＶＡ０との電圧差をＶＤ（ｎ）とし、前記レンジダウン規定電圧Ｖｄｏｗｎのｎ倍の値をＶｄｏｗｎ（ｎ）として、前記電圧差ＶＤ（ｎ）が前記Ｖｄｏｗｎ（ｎ）を超えたとき、すなわち充電電圧が上昇する場合において、ＶＤ（ｎ）＞Ｖｄｏｗｎ（ｎ）のときには、その時点で放電を開始し、前記レンジダウン処理を行い、再度、前記キャパシタへの充電を開始することを特徴としている。

請求項１４に記載の発明は、請求項１２または１３において、前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記レンジダウン規定電圧Ｖｄｏｗｎを、測定レンジの最小容量をＣｍｉｎ，定電流をＩ，区間の単位時間をΔｔ，所定のマージンをＪとして次の式（３）、
Ｖｄｏｗｎ＝Ｊ×Ｉ×Δｔ／Ｃｍｉｎ…（３）
により求めること、または、前記制御手段または前記電圧測定手段には、あらかじめ前記式（３）により求めた前記レンジダウン規定電圧Ｖｄｏｗｎが設定してあることを特徴としている。

請求項１５に記載の発明は、請求項１０において、前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記判定基準値として、各測定レンジの最大容量と所定の定数により定められたレンジアップ規定電圧Ｖｕｐを用い、前記レンジアップ規定電圧Ｖｕｐが前記隣接する２区間の区間平均電圧ＶＡｎの電圧差ＶＤｎを超えたとき、すなわち充電電圧が上昇する場合において、ＶＤｎ＜Ｖｕｐのときには、その時点で放電を開始とし、前記レンジアップ処理を行い、再度、前記キャパシタへの充電を開始することを特徴としている。

請求項１６に記載の発明は、請求項１５において、前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記区間区間平均電圧ＶＡｎと前記最初の区間区間平均電圧ＶＡ０との電圧差をＶＤ（ｎ）とし、前記レンジアップ規定電圧Ｖｕｐのｎ倍の値をＶｕｐ（ｎ）として、前記レンジアップ規定電圧Ｖｕｐのｎ倍の値Ｖｕｐ（ｎ）が前記電圧差をＶＤ（ｎ）を超えたとき、すなわち充電電圧が上昇する場合において、ＶＤ（ｎ）＜Ｖｕｐ（ｎ）のときには、その時点で放電を開始とし、前記レンジアップ処理を行い、再度、前記キャパシタへの充電を開始することを特徴としている。

請求項１７に記載の発明は、請求項１５または１６において、前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記レンジアップ規定電圧Ｖｕｐを、測定レンジの最大容量をＣｍａｘ，定電流をＩ，区間の単位時間をΔｔ，所定のマージンをＬとして次の式（４）、
Ｖｕｐ＝Ｌ×Ｉ×Δｔ／Ｃｍａｘ…（４）
により求めること、または、前記制御手段または前記電圧測定手段には、あらかじめ前記式（４）により求めた前記レンジアップ規定電圧Ｖｕｐが設定してあることを特徴としている。

請求項１８に記載の発明は、請求項３ないし１７のいずれか１項において、前記制御手段または前記電圧測定手段には、前記定電流の値Ｉを補正電流式Ｉ＝ｄ×Ｉにより補正し、サンプリングした前記区間平均電圧ＶＡｎまたは前記移動平均電圧ＶＡｍまたはキャパシタの端子間瞬時電圧Ｖを、電圧補正式Ｖ＝ｅ×Ｖ＋ｆにより補正し、前記キャパシタの静電容量Ｃを、静電容量補正式Ｃ＝ｇ×Ｃ＋ｈにより補正する補正パラメータｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈが設定してあり、前記制御手段または前記電圧測定手段は、測定レンジの整合性を判定する際またはキャパシタの静電容量を算出する際に、前記補正電流式、前記電圧補正式または前記静電容量補正式による補正計算を１回以上行うことを特徴としている。

請求項１９に記載の発明は、請求項１８において、前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記電流補正式または前記電圧補正式または前記静電容量補正式による補正計算の有無とその計算回数と、前記補正パラメータを表示機能付きキースイッチまたはデジタル信号またはデジタル接点信号または通信インフェイスまたは持ち運び可能なメモリ装置を介して設定または出力が可能であることを特徴としている。

請求項２０に記載の発明は、被測定素子であるキャパシタを定電流で充電する定電流源からなる充電手段と、前記キャパシタを放電する放電手段と、前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖを測定する電圧測定手段と、前記キャパシタに対する充放電を制御するとともに、充電時間および放電時間を計時するタイマ手段を有する制御手段と、表示部とを含み、前記充電手段により前記キャパシタを定電流Ｉで充電したときに、前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖが時間の経過とともに直線的に変化することに基づいて、前記キャパシタの静電容量Ｃを求めて前記表示部に表示する静電容量測定装置において、前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記キャパシタの静電容量Ｃを求めない場合には、前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖが実質的に０Ｖとみなせる状態にまで放電し、前記キャパシタの静電容量Ｃを求める場合には、放電の１回ごとに交互に定める所定の電圧範囲内にまで放電した後、前記定電流で充電する定電流源により前記キャパシタを正の方向あるいは負の方向に、充電の１回ごとに交互に充電を開始して、一定の単位時間Δｔを１区間として、複数のｎ区間（ｎは０を含む順序を表す正の整数）にわたって、前記定電流源により前記キャパシタを連続的に充電し、前記複数のｎ区間の１区間ごとに、その区間内で所定の時間間隔でサンプリングされた所定個数の前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖから区間平均電圧ＶＡを取得し、最初（ｎ＝０区間）の区間平均電圧をＶＡ０、ｎ区間目の区間平均電圧をＶＡｎとして、前記区間平均電圧ＶＡｎの差電圧を求め、前記複数のｎ区間の１区間ごと、または前記一定の単位時間Δｔの移動平均電圧ＶＡｍを前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖから取得するごとに、前記一定の単位時間Δｔの移動平均電圧ＶＡｍの差電圧または前記キャパシタの静電容量Ｃを求め、前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖ，前記区間平均電圧ＶＡｎ，前記区間平均電圧ＶＡｎの差電圧，前記移動平均電圧ＶＡｍ，前記移動平均電圧ＶＡｍの差電圧，前記キャパシタの静電容量Ｃのうちの少なくとも１つの値が所定の範囲外の値であるときには、前記キャパシタをその端子間瞬時電圧Ｖが実質的に０Ｖとみなせる状態にまで放電し、前記定電流源の前記定電流の値Ｉを変更して、前記定電流で充電する定電流源により前記キャパシタを正の方向あるいは負の方向に、充電の１回ごとに交互に充電を開始して、前記キャパシタの静電容量Ｃを求めることを特徴としている。

請求項２１に記載の発明は、請求項２０において、前記制御手段または前記電圧測定手段には、前記定電流源が発生する前記定電流の値Ｉと、前記キャパシタの測定容量範囲とに応じた複数の測定レンジがあらかじめ設定してあり、前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記測定レンジのレンジダウンあるいは前記測定レンジのレンジアップを実施するときに、前記充電の１回ごとに前記測定レンジのレンジダウンあるいは前記測定レンジのレンジアップを交互に繰り返している場合は、前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖが経時的に直線的に変化することに基づいて前記キャパシタの静電容量Ｃを求め、これに対して、前記充電の１回ごとに前記測定レンジのレンジダウンあるいは前記測定レンジのレンジアップを交互に繰り返していない場合には、前記測定レンジのレンジダウンあるいは前記測定レンジのレンジアップを実施することを特徴としている。

本発明によれば、制御手段または電圧測定手段が備える例えば高速演算機能を有するＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）には、キャパシタの初期区間平均電圧ＶＡ０と所定の充電終結移動平均電圧ＦＶとの差電圧Ｖｄが設定してあり、充電時に、キャパシタの初期電圧を最初の区間時間Δｔ０の区間平均電圧ＶＡ０とし、最初の区間時間Δｔ０の区間終了時点をｔｓとして、ｔｓ時刻以降にキャパシタの端子間瞬時電圧Ｖをサンプルするごとに、一定の単位時間Δｔ時間の移動平均電圧ＶＡｍを計算し、その移動平均電圧ＶＡｍと、充電終結電圧ＦＶ（＝ＶＡ０＋Ｖｄ）とを比較し、移動平均電圧ＶＡｍが充電終結電圧ＦＶに到達または超えた時点で充電を終結し、移動平均電圧ＶＡｍが充電終結電圧ＦＶに到達または超えた時刻をｔｅとし、キャパシタを充電する定電流の電流値をＩとして、 キャパシタの静電容量Ｃを次の式（１）あるいは式（１ａ）、
Ｃ＝Ｉ×（ｔｅ−ｔｓ）／Ｖｄ…（１）
Ｃ＝Ｉ×（ｔｅ−ｔｓ）／（ＶＡｍ−ＶＡ０）…（１ａ）
により算出して前記表示部に表示するようにしたことにより、突発的なノイズによる影響が緩和され、キャパシタの静電容量を高速かつ高安定度のもとで測定することができる。

また、判定基準値（測定範囲上限電圧ＶＵ、レンジダウン規定電圧Ｖｄｏｗｎ、レンジアップ規定電圧Ｖｕｐ）を用い、キャパシタへの充電期間中、キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖ，区間平均電圧ＶＡｎ，隣接する区間平均電圧ＶＡｎの差電圧，移動平均電圧ＶＡｍ，移動平均電圧ＶＡｍの差電圧が、判定基準値の範囲外のときには、その時点で充電手段による充電を中止して、放電手段によりキャパシタを放電し、レンジアップ処理もしくはレンジダウン処理を行い、再度、キャパシタへの充電を開始するようにしたことにより、最初に設定した初期の電流レンジが適切でない場合、キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖの差電圧がキャパシタの初期電圧と所定の充電終結電圧との差電圧に相当する電圧Ｖｄに達する充電時間Ｔまで待つことなく、適宜レンジアップもしくはレンジダウン処理を実施して、最適な電流レンジに設定することができ、測定時間を短縮することが可能となる。

本発明の実施形態に係る静電容量測定装置の構成を示す模式図。 本発明により充放電されるキャパシタ電圧波形の一例を示すグラフ。 本発明の動作の一例を示すフローチャート。 （ａ）〜（ｃ）前記動作過程で実行する割込ルーチンのフローチャート。

次に、図１ないし図４により、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

まず、図１に示すように、この実施形態に係る静電容量測定装置１０は、基本的な構成として、制御手段１１と、充電手段としての定電流源１２と、放電手段１３と、電圧測定手段１４と、放電検出用比較器１５と、スイッチＳＷとを備えている。

また、この静電容量測定装置１０は、被測定素子であるキャパシタＣｘを接続するＨｉ側の接続端子１６ａとＬｏ側の接続端子１６ｂとを備え、Ｈｉ側の接続端子１６ａには、スイッチＳＷを介して定電流源１２と放電手段１３とが接続してあり、Ｌｏ側の接続端子１６ｂは接地してある。これとは異なり、Ｈｉ側の接続端子１６ａを測定回路のグランドに接地し、Ｌｏ側の接続端子１６ｂを測定回路に接続する構成、あるいはＨｉ側の接続端子１６ａとＬｏ側の接続端子１６ｂをともに測定回路に接続する回路構成とすることもある。

この実施形態において、定電流源１２は、出力電流が異なる複数の定電流ソース回路もしくは可変出力型の定電流ソース回路を備え、充電時においては、キャパシタＣｘに所定の定電流Ｉを供給する。定電流Ｉの電流値は、測定レンジの切り替えによって適宜選択される。

放電手段１３は、放電時においては、キャパシタＣｘを好ましくは定電流により放電する定電流シンク回路を備えている。

この実施形態において、電圧測定手段１４は、増幅器１４ａと、Ａ／Ｄ変換器１４ｂと、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）１４ｃとを備えている。電圧測定手段１４は、キャパシタＣｘの端子間瞬時電圧Ｖを増幅器１４ａにて所定の電圧に増幅（この例では増幅率１）し、Ａ／Ｄ変換器１４ｂでデジタル値に変換したのち、ＤＳＰ１４ｃに入力し、キャパシタＣｘの端子間瞬時電圧Ｖの信号処理を実施する。

ＤＳＰ１４ｃは、例えば１ｍｓでキャパシタＣｘの端子間瞬時電圧Ｖをサンプリングし、１００ｍｓが経過した時点で、１００個のサンプリングデータから平均値（区間平均電圧ＶＡ）を算出し、また、例えば１ｍｓごとに連続する１００個のサンプリングデータの和から移動平均電圧ＶＡｍを算出し、区間平均電圧ＶＡと移動平均電圧ＶＡｍを制御手段１１に送信する。

このように、ＤＳＰ１４ｃは、一定の単位時間Δｔを１００ｍｓとし、一定の単位時間を１区間として、区間平均電圧ＶＡｎを算出し、併せてキャパシタＣｘの端子間瞬時電圧Ｖをサンプルするごとに、一定の単位時間Δｔの時間を計算区間とする移動平均電圧ＶＡｍを計算する。ｎ区間目の区間平均電圧ＶＡｎは、移動平均電圧ＶＡｍを利用して求めてもよい。

放電検出用比較器１５は、放電時にキャパシタＣｘの端子間瞬時電圧Ｖを監視し、この実施形態では、キャパシタＣｘの端子間瞬時電圧Ｖが実質的に０Ｖとみなせる電圧になった時点で、放電終結信号を制御手段１１と放電手段１３とに送信する。

制御手段１１には、充電手段である定電流源１２により出力可能な定電流の電流値と、キャパシタＣｘの測定容量範囲とに応じた複数の測定レンジが設定してある。制御手段１１には、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）やマイクロコンピュータが用いられ、また、制御手段１１には、メモリ１１ａ，表示部１１ｂ，タイマ１１ｃ等が接続してある。

メモリ１１ａは、制御手段１１の動作プログラム等が書き込まれたＲＯＭと、ワークＲＡＭとを備えている。表示部１１ｂには、液晶表示パネル等を用い、表示部１１ｂは、キャパシタＣｘの電圧波形や測定条件等を表示する。タイマ１１ｃは、タイマカウンタを有し、充電時間や放電時間、それに待ち時間等を計時する。

本発明において、制御手段１１には、キャパシタＣｘの初期区間平均電圧値と所定の充電終結移動平均電圧との差電圧Ｖｄが設定してあり、制御手段１１または電圧測定手段１４は、充電時に、キャパシタＣｘの初期電圧を最初の区間時間Δｔ０の区間平均電圧ＶＡ０とし、充電終結電圧ＦＶ＝ＶＡ０＋Ｖｄとして、移動平均法による移動平均電圧ＶＡｍが充電終結電圧ＦＶに到達または超えた時点で充電を終結し、キャパシタＣｘの静電容量Ｃを算出する。なお、このような制御手段１１の機能を、電圧測定手段が実行するようにしてもよい。

制御手段１１は、充電終結電圧ＦＶを用いるにあたり、この実施形態においては、キャパシタＣｘの最初の区間電圧ＶＡ０と充電終結電圧ＦＶとの差電圧Ｖｄを用いるようにしている。したがって、充電終結電圧ＦＶは、ＦＶ＝ＶＡ０＋Ｖｄになる。

次に、図２のグラフおよび図３，４のフローチャートを参照して、キャパシタＣｘの静電容量Ｃを測定する手順の一例について説明する。

まず、ステップＳＴ１０１で、制御手段１１は、初期設定として、測定レンジを最小レンジ（定電流源１２がキャパシタＣｘに印加する電流値が最も小さくなるレンジ）として、定電流源１２の定電流値を設定する。また、キャパシタＣｘの最初の区間電圧ＶＡ０と充電終結電圧ＦＶとの差電圧Ｖｄと、タイムアウト時間Ｔｏｕｔとを設定する。

最小レンジの設定について、測定開始時は自動的に最小レンジが選択されるようにプログラムされてもよいし、測定者により設定されてもよい。また、差電圧Ｖｄとタイムアウト時間Ｔｏｕｔは、例えば制御手段１１のメモリ１１ｃに設定する。

そして、制御手段１１は、定電流源１２をオフ、放電手段１３をオンとし、スイッチＳＷをオンにして放電を開始し、キャパシタＣｘを放電手段１３により定電流（好ましくは許容最大電流）で放電し、ステップＳＴ１０２で、キャパシタＣｘの端子間瞬時電圧Ｖが放電規定電圧の例えば実質的に０Ｖとみなせる電圧になるまで待つ。

なお、キャパシタＣｘを接続端子１６ａ，１６ｂに対して逆接続（帯電しているキャパシタＣｘのプラス側をＬｏ（接地）側の接続端子１６ｂに接続し、マイナス側をＨｉ側の接続端子１６ａに接続）した場合には、定電流源１２が備える定電流ソース回路により、キャパシタＣｘを放電する。

キャパシタＣｘを逆接続した場合において、放電手段１３が放電用の定電流ソース回路を備えている場合には、その定電流ソース回路によりキャパシタＣｘを放電させることができるが、キャパシタＣｘを接続端子１６ａ，１６ｂに対して逆接続した場合のキャパシタの放電波形は、図２の電圧波形グラフが時間軸ｔを中心として上下対称の波形となる。

なお、前記したように、Ｈｉ側の接続端子１６ａを測定回路のグランドに接地し、Ｌｏ側の接続端子１６ｂを測定回路に接続する構成、あるいはＨｉ側の接続端子１６ａとＬｏ側の接続端子１６ｂをともに測定回路に接続する回路構成とすることもある。

キャパシタＣｘの端子間瞬時電圧Ｖが実質的に０Ｖとみなせる電圧になると、放電が集結して、放電検出用検出器１５は、制御手段１１と放電手段１４とに放電終結信号をＯＮとして出力し、制御手段１１は、ステップＳＴ１０３で、キャパシタＣｘの電圧波形、放電電流、放電終結信号が安定するまでの時間と、制御手段１１が送信する指令信号と、電圧測定手段１４が出力する測定値信号の伝達遅延時間マージン時間として、ｓ０時間（安定化時間）待つ。このｓ０時間は、約１ｍｓ〜２００ｍｓ程度であってよい。

このとき、電圧測定手段１４がフリーランの状態で、一定時間間隔（この例では１００ｍｓ）で区間平均電圧ＶＡｎを出力している場合には、制御手段１１は、ｓ０時間内に電圧測定手段１４が出力する区間平均電圧ＶＡｎを読み捨てる。電圧測定手段１４がフリーランでない場合も同様に、ｓ０時間内に出力される区間平均電圧ＶＡｎを読み捨てる。

そして、ｓ０の第１安定化時間経過直後に、制御手段１１は、ステップＳＴ１０４において、区間Δｔの順序を表す変数ｎ（０を含む正の整数）を「ｎ＝０」に設定し、タイマ取得フラグと瞬時電圧ＯＶＥＲフラグをともにクリアし、タイマ１１ｃをスタート（カウント開始）したうえで、放電手段１３をオフ、定電流源１２をオンにして、キャパシタＣｘを定電流Ｉにて充電を開始して、ステップＳＴ１０５に移行し、キャパシタＣｘの電圧波形、充電電流が安定するまでの時間として、ｓ１時間（第２安定化時間）待つ。

この第２安定化時間としてのｓ１時間（待ち時間）は、制御手段１１が送信する指令信号と電圧測定手段１４が出力する測定値信号の伝達遅延時間マージン（約０．０ｍｓ〜１０ｍｓ程度）や前回の測定値出力信号受信時からの経過時間等を考慮して、約０．１ｍｓ〜１００ｍｓ程度として設定してある。

このとき、電圧測定手段１４がフリーランの状態で、一定時間間隔（この例では１００ｍｓ）で区間平均電圧ＶＡｎを出力している場合には、制御手段１１は、ｓ１時間内に電圧測定手段１４が出力する区間平均電圧ＶＡｎを読み捨てる。電圧測定手段１４がフリーランでない場合も同様に、ｓ１時間内に出力される区間平均電圧ＶＡｎを読み捨てる。

ｓ１時間経過直後、制御手段１１は、ステップＳＴ１０６において、一定の単位時間Δｔごとに、その区間終了時点でＤＳＰ１４ｃが出力するキャパシタＣｘの端子間瞬時電圧Ｖの区間平均電圧ＶＡｎを取得する。また、キャパシタＣｘの端子間瞬時電圧Ｖをサンプリングするごとに、一定の単位時間Δｔの区間のサンプリングしたキャパシタＣｘの端子間瞬時電圧Ｖの和から移動平均電圧ＶＡｍを算出する。

ステップＳＴ１０４での定電流充電によりキャパシタＣｘの端子間瞬時電圧Ｖは、図２に示すように直線的に上昇する。その傾きは、定電流値が増大するほど急傾斜になり、定電流値が減少するに連れて緩やかになる。ＤＳＰ１４ｃは、キャパシタ電圧波形の時間軸を複数の一定の単位時間Δｔの区間に分け、その区間時間Δｔごとに区間平均電圧ＶＡｎを算出する。

この実施形態において、ＤＳＰ１４ｃは、サンプリング間隔を１ｍｓ，一定の単位時間Δｔを１００ｍｓとして、一定の単位時間Δｔを１区間とする各区間の区間平均電圧ＶＡｎを算出する。

この区間平均電圧ＶＡｎを算出するにあたって、まず、第２安定化時間ｓ１経過後の最初（ｎ＝０）の区間時間Δｔ０では、ＤＳＰ１４ｃは、データ番号０〜９９までの１００個のサンプリングデータから、最初の区間時間Δｔ０の終了時点で、区間平均電圧ＶＡ０を算出して制御手段１１に出力し、制御手段１１は、最初の区間時間Δｔ０の終了時点を時刻ｔｓとして取得する。

そして、次のステップＳＴ１０７において、制御手段１１は、タイムアウト時間Ｔｏｕｔ以内かどうかを判定する。この実施形態において、タイムアウト時間Ｔｏｕｔは、レンジ最大容量をＣｍａｘ，定電流をＩ，前記差電圧をＶｄ，所定のマージンをＭとして次の式（２）、
Ｔｏｕｔ＝Ｍ×Ｖｄ×Ｃｍａｘ／Ｉ…（２）
により求められるが、制御手段１１に、この式（２）により求まるタイムアウト時間Ｔｏｕｔをあらかじめ設定する態様も本発明に含まれる。

ステップＳＴ１０７での判定において、キャパシタＣｘの端子間瞬時電圧Ｖが充電終結電圧ＦＶに達する前にタイムアウト時間Ｔｏｕｔが経過していれば、ＮＯの経路を通り、ステップＳＴ１０７ａに移行し、充電手段１２による充電を中止して、放電手段１３によりキャパシタＣｘを放電し、充電電流を増加させるレンジアップ処理を行うとともに、表示部１１ｂに測定範囲外であることを表示してステップＳＴ１０２に戻る。

これに対して、ステップＳＴ１０７での判定おいて、タイムアウト時間Ｔｏｕｔが経過していない場合には、ＹＥＳの経路を通り、次段のステップＳＴ１０８に移行して、キャパシタＣｘの端子間瞬時電圧Ｖが、あらかじめ設定してある測定範囲上限電圧ＶＵを超えるかどうかを判定する。

キャパシタＣｘの端子間瞬時電圧Ｖが、あらかじめ設定してある測定範囲上限電圧ＶＵを超えたときは、制御手段１１は、図４（ｃ）の瞬時電圧範囲外割込ルーチンが実行し、瞬時電圧ＯＶＥＲフラグをセットする。
この実施形態において、測定範囲上限電圧ＶＵは１Ｖであり、ステップＳＴ１０８での判定において、キャパシタＣｘの端子間瞬時電圧Ｖが、あらかじめ設定してある測定範囲上限電圧ＶＵを超えたときは（充電電圧が上昇する場合において、Ｖ≧ＶＵ）、前記瞬時電圧範囲外割込ルーチンを実行し、瞬時電圧ＯＶＥＲフラグをセットしてあるので、ＹＥＳの経路を通り、ステップＳＴ１０８ａに移行する。

これに対して、ステップＳＴ１０８での判定において、キャパシタＣｘの端子間瞬時電圧Ｖが、あらかじめ設定してある測定範囲上限電圧ＶＵを超えないとき（充電電圧が上昇する場合において、Ｖ＜ＶＵ）、瞬時電圧ＯＶＥＲフラグをセットしていないので、ＮＯの経路を通り、次段のステップＳＴ１０９に移行して、新たな区間平均電圧ＶＡｎがあるかどうかを確認する。新たな区間平均電圧ＶＡｎがない場合には、ＮＯの経路を通り、ステップＳＴ１１７に移行し、移動平均電圧ＶＡｍがＦＶ（＝ＶＡ０＋Ｖｄ）に到達または超えたかどうかを判定し、また、タイマ取得済みフラグにより充電終結時刻ｔｅ（キャパシタＣｘの端子間瞬時電圧Ｖのサンプリング終了時刻ｔｅ）を取得済みであるかどうかを判定する。

ステップＳＴ１１７での判定において、移動平均電圧ＶＡｍが充電終結時刻ｔｅに到達または超えていないときは、ＮＯ判定の経路を通り、ステップＳＴ１０７に戻る。これに対して、移動平均電圧ＶＡｍが充電終結時刻ｔｅに到達または超えているときは、ＹＥＳの経路を通り、ステップＳＴ１１８に移行する。別の例として、移動平均電圧ＶＡｍをレンジアップ・レンジダウンの判定に使用する場合には、区間平均電圧ＶＡｎの代わりに移動平均電圧ＶＡｍがあるかどうかを確認することにより、より高速にレンジのアップダウンを実施することができる。

ステップＳＴ１０９での判定において、新たな区間平均電圧ＶＡｎがあれば、ＹＥＳの経路を通り、ステップＳＴ１１０に移行し、制御手段１１は、ＤＳＰ１４ｃより、一定の単位時間Δｔ内でサンプリングした区間平均電圧ＶＡｎを取得する。また、制御手段１１は、一定の単位時間Δｔ内でサンプリングしたキャパシタＣｘの端子間瞬時電圧Ｖの和から移動平均電圧ＶＡｍを算出する。

まず、ｎ＝０のときには、最初の単位時間区間Δｔ０の区間平均電圧ＶＡ０を取得し、これを初期電圧としてメモリ１１ａに記憶する。また、最初の単位時間区間Δｔ０の終了時点で、図４（ａ）の充電開始割込ルーチンを実行し、タイマ１１ｃにより、最初の単位時間区間Δｔ０の終了時点のカウント値を得て、このカウント値を充電開始時刻ｔｓとしてメモリ１１ａに記憶する。

なお、制御手段１１は、一定の単位時間Δｔの時間である各区間ごとに、その区間平均電圧ＶＡｎを取得する。このとき、ｎ１≧である第２区間Δｔ１目以降の区間については、制御手段１１は、一定の単位時間Δｔの区間のサンプリングしたキャパシタＣｘの端子間瞬時電圧Ｖの和から移動平均電圧ＶＡｍを算出しているので、移動平均電圧ＶＡｍから区間平均電圧ＶＡｎを取得できる。

すなわち、この実施形態において、区間平均電圧ＶＡｎと移動平均電圧ＶＡｍは、一定の単位時間Δｔを共通にしているので、制御手段１１は、ｎ＝１の区間時間Δｔ１の区間平均電圧ＶＡ１を、区間時間Δｔ１終了時点での移動平均電圧ＶＡｍをＶＡ１として取得する。

以後は同様に、制御手段１１は、区間時間Δｔｎ終了時点での移動平均電圧ＶＡｍを区間平均電圧ＶＡｎとして取得する。

なお、この実施形態において、制御手段１１は、便宜的に、区間平均電圧ＶＡｎと移動平均電圧ＶＡｍとで一定の単位時間Δｔを共通に使用しているが、一定の単位時間Δｔを共通に使用しない別のの実施形態としてもよい。この場合には、区間平均電圧ＶＡｎと移動平均電圧ＶＡｍとを個別に求めるものとする。

制御手段１１は、続くステップＳＴ１１１で、区間平均電圧ＶＡｎ（この場合ＶＡ０）が前記測定範囲上限電圧ＶＵを超えていない状態（充電電圧が上昇する場合において、ＶＡ０≦ＶＵ）であるかどうかを判定する。

ステップＳＴ１１１での判定において、区間平均電圧ＶＡ０が前記測定範囲上限電圧ＶＵを超えている状態（充電電圧が上昇する場合において、ＶＡ０＞ＶＵ）の場合は、ＮＯの経路を通り、ステップＳＴ１０８ａに移行し、制御手段１１は、充電手段１２による充電を中止して、放電手段１３によりキャパシタＣｘを放電し、充電電流が減少するレンジダウン処理を行うとともに、表示部１１ｂに測定範囲外であることを表示してステップＳＴ１０２に戻る。

これに対して、ステップＳＴ１１１での判定において、区間平均電圧ＶＡ０が前記測定範囲上限電圧ＶＵを超えていない状態（充電電圧が上昇する場合において、ＶＡ０≦ＶＵ）である場合には、ＹＥＳの経路を通り、次段のステップＳＴ１１２に移行し、制御手段１１は、ｎ＞０であるかどうかを判定する。今回の場合、先のステップＳＴ１０４でｎ＝０に設定してあるので、ｎ≦０であることから、ステップＳＴ１１６に移行する。

ステップＳＴ１１６において、制御手段１１は、ｎ＝ｎ＋１として、変数ｎを１インクリメントして、ステップＳＴ１０７に戻り、ステップＳＴ１０８とステップＳＴ１０９を経由してステップＳＴ１１０に移行したときは、ｎ＝１である区間時間Δｔ１の区間平均電圧ＶＡ１を取得してメモリ１１ａに格納する。

そして、ステップＳＴ１１１に移行して、制御手段１１は、ｎ＝１の区間時間Δｔ１以降の各区間時間についても、区間平均電圧ＶＡｎが測定範囲上限電圧ＶＵ以下かどうかを判定し、区間平均電圧ＶＡｎが前記測定範囲上限電圧ＶＵを超えていない状態であれば、すなわち充電電圧が上昇する場合においてＶＡ０≦ＶＵであれば、次のステップＳＴ１１２に移行する。ステップＳＴ１１２では、ｎ＞０かどうかを判定し、今回はｎ＝１でｎ＞０あるため、次のステップＳＴ１１３に移行する。なお、ステップＳＴ１１１での判定において、区間平均電圧ＶＡｎが前記測定範囲上限電圧ＶＵを超えている状態、すなわち充電電圧が上昇する場合において、ＶＡｎ＞ＶＵのときには、前記したように、ステップＳＴ１０８ａに移行する。

ステップＳＴ１１３において、制御手段１１は、ｎ区間目の区間平均電圧ＶＡｎと、ｎ＝０の最初の区間の区間平均電圧ＶＡ０との電圧差ＶＤ（ｎ）が、あらかじめ設定してあるレンジダウン規定電圧Ｖｄｏｗｎのｎ倍（ｎは前記ｎ区間目の変数ｎと同値）の値Ｖｄｏｗｎ（ｎ）を超えていない状態であるかどうか、あるいは、ｎ区間目の隣接する２区間の区間平均電圧ＶＡの電圧差ＶＤｎ（＝ＶＡｎ−ＶＡｎ−１：今回の場合、ＶＡ１−ＶＡ０）が、レンジダウン規定電圧Ｖｄｏｗｎを超えていない状態であるかどうか、のいずれか一方の判定を選択して実行する。この選択は、各測定レンジにおける測定レンジのアップダウン感度やノイズ電圧の状況等に応じて実施する。

この実施形態において、制御手段１１は、レンジダウン規定電圧Ｖｄｏｗｎを、測定レンジの最小容量をＣｍｉｎ，定電流をＩ，区間の単位時間をΔｔ，所定のマージンをＪ（約１．１）として次の式（３）、
Ｖｄｏｗｎ＝Ｊ×Ｉ×Δｔ／Ｃｍｉｎ…（３）
により求める。なお、このレンジダウン規定電圧の整数倍の値であるＶｄｏｗｎ（ｎ）は、ｎ区間目の変数をｎとして、Ｖｄｏｗｎ×ｎにより求める。また、制御手段１１に、あらかじめ求めたレンジダウン規定電圧Ｖｄｏｗｎを設定してもよい。

制御手段１１は、ステップＳＴ１１３での判定において、前記電圧差ＶＤ（ｎ）が、Ｖｄｏｗｎ（ｎ）を超えた場合、すなわち充電電圧が上昇する場合において、ＶＤ（ｎ）＞Ｖｄｏｗｎ（ｎ）の場合、あるいは、前記電圧差ＶＤｎが、Ｖｄｏｗｎを超えた場合、すなわち充電電圧が上昇する場合において、ＶＤ（ｎ）＞Ｖｄｏｗｎの場合には、ステップＳＴ１０８ａに移行し、充電手段１２による充電を中止して、放電手段１３によりキャパシタＣｘを放電し、充電電流を減少させるレンジダウン処理を行うとともに、表示部１１ｂに測定範囲外であることを表示してステップＳＴ１０２に戻る。

なお、ステップＳＴ１１３からステップＳＴ１０８ａに移行して測定レンジのレンジダウン処理を実行する場合、制御手段１１は、ｎ区間目の区間平均電圧ＶＡｎと最初の区間平均電圧ＶＡ０の電圧差ＶＤ（ｎ）の値が、比較値であるＶｄｏｗｎ（ｎ）の１０倍を超える場合には、測定レンジを２レンジ分ダウンしてもよいし、また、１００場合を超える場合には、測定レンジを３レンジ分ダウンしてもよい。

同様に、制御手段１１は、隣接する２区間の区間平均電圧の電圧差ＶＤｎの値が、比較値であるＶｄｏｗｎの１０倍を超える場合には、測定レンジを２レンジ分ダウンしてもよいし、また、１００場合を超える場合には、測定レンジを３レンジ分ダウンしてもよい。

これに対して、制御手段１１は、ステップＳＴ１１３での判定において、電圧差ＶＤ（ｎ）がＶｄｏｗｎ（ｎ）を超えない場合、すなわち充電電圧が上昇する場合において、ＶＤ（ｎ）≦Ｖｄｏｗｎ（ｎ）の場合、あるいは、電圧差ＶＤｎがＶｄｏｗｎを超えない場合、すなわち充電電圧が上昇する場合において、ＶＤｎ≦Ｖｄｏｗｎの場合はステップＳＴ１１４に移行する。

ステップＳＴ１１４において、制御手段１１は、ｎ区間目の区間平均電圧ＶＡｎと、最初の区間平均電圧ＶＡ０との電圧差ＶＤ（ｎ）が、レンジアップ規定電圧Ｖｕｐのｎ倍（ｎは前記ｎ区間目の変数ｎと同値）の値Ｖｕｐ（ｎ）を超えている状態であるかどうか、あるいは、ｎ区間目の隣接する２区間の区間平均電圧ＶＡｎの電圧差ＶＤｎ（＝ＶＡｎ−ＶＡｎ−１）が、レンジアップ規定電圧Ｖｕｐを超えている状態であるかどうか、のいずれか一方の判定を選択して実行する。

制御手段１１は、各測定レンジにおける電圧測定手段１４の最小分解能やノイズ電圧の状況等に応じて前記の判定方法を選択する。この判定方法は、あらかじめ設定してあってもよい。また、すでに最大測定レンジである場合は、電圧測定手段１４の最小分解能やノイズ電圧の状況によっては、複数のｎ区間のうちの最初の数区間は測定レンジのレンジアップ処理を見合わせてもよい。また、Ｖｕｐの値自体も、他の測定レンジでのＶｕｐに比べて小さな値としてもよい。最大測定レンジでない場合でも、電圧測定手段１４の最小分解能やノイズ電圧の状況によっては、複数のｎ区間のうちの最初の数区間は測定レンジのレンジアップ処理を見合わせてもよい。

この実施形態において、制御手段１１は、レンジアップ規定電圧Ｖｕｐを、測定レンジの最大容量をＣｍａｘ，定電流をＩ，区間の単位時間をΔｔ，所定のマージンをＬ（約１．０）として次の式（４）、
Ｖｕｐ＝Ｌ×Ｉ×Δｔ／Ｃｍａｘ…（４）
により求める。なお、このレンジアップ規定電圧の整数倍の値であるＶｕｐ（ｎ）についても、前記と同様に、ｎ区間目の変数をｎとして、Ｖｕｐ×ｎにより求める。また、制御手段１１に、あらかじめ求めたレンジアップ規定電圧Ｖｕｐを設定してもよい。

ステップＳＴ１１４での判定において、制御手段１１は、レンジアップ規定電圧Ｖｕｐ（ｎ）が電圧差ＶＤ（ｎ）を超えた場合、すなわち充電電圧が上昇する場合において、ＶＤ（ｎ）＜Ｖｕｐ（ｎ）である場合、あるいは、レンジアップ規定電圧Ｖｕｐが電圧差ＶＤを超えた場合、すなわち充電電圧が上昇する場合において、ＶＤ＜Ｖｕｐである場合には、ステップＳＴ１１４ａに移行する。

ステップＳＴ１１４ａにおいて、制御手段１１は、充電手段１２による充電を中止して、放電手段１３によりキャパシタＣｘを放電し、充電電流を増加させるレンジアップ処理を行うとともに、表示部１１ｂに測定範囲外であることを表示してステップＳＴ１０２に戻る。

なお、測定レンジのレンジアップするにあたって、制御手段１１は、ｎ区間目の区間平均電圧ＶＡｎと最初の区間の区間平均電圧ＶＡ０の電圧差ＶＤ（ｎ）の１０倍を超える場合には、測定レンジを２レンジ分アップしてもよいし、また、１００場合を超える場合には、測定レンジを３レンジ分アップしてもよい。

同様に、制御手段１１は、レンジアップ規定電圧の値Ｖｕｐが、比較値としての隣接する２区間の区間平均電圧の電圧差ＶＤｎの１０倍を超える場合には、測定レンジを２レンジ分アップしてもよいし、また、１００場合を超える場合には、測定レンジを３レンジ分アップしてもよい。

前記ステップＳＴ１１４ａの処理を実施するとき、すでに最大レンジになっている場合には、レンジアップは実施せず、測定範囲外表示として、表示部１１ｂに例えば「９９９９」等と表示する。この表示桁数は任意に決めてもよい。また、表示内容も数字以外の例えば「ＸＸＸＸ」等の別の態様としてもよい。

これに対し、ステップＳＴ１１４での判定において、レンジアップ規定電圧Ｖｕｐ（ｎ）が電圧差ＶＤ（ｎ）を超えない場合、すなわち充電電圧が上昇する場合において、ＶＤ（ｎ）≧Ｖｕｐ（ｎ）である場合、あるいは、レンジアップ規定電圧Ｖｕｐが電圧差ＶＤを超えない場合、すなわち充電電圧が上昇する場合において、ＶＤ≧Ｖｕｐである場合には、ステップＳＴ１１５に移行して、ｎが規定回数に達しているかどうかを判定する。

ステップＳＴ１１５での判定において、制御手段１１は、ｎが規定回数に達している場合には、ＮＯの経路を通り、ステップＳＴ１１４ａに移行して、充電手段１２による充電を中止して、放電手段１３によりキャパシタＣｘを放電し、充電電流が増加するレンジアップ処理を行うとともに、表示部１１ｂに測定範囲外であることを表示してステップＳＴ１０２に戻る。

これに対して、ステップＳＴ１１５での判定において、ｎが規定回数に達していない場合には、ステップＳＴ１１６に移行し、ｎ＝ｎ＋１として、変数ｎを１インクリメントして、ステップＳＴ１０７に戻る。

そして、ステップＳＴ１０７とステップＳＴ１０８を経由して、ステップＳＴ１０９のＹＥＳの経路を通過した場合には、制御手段１１は、ステップＳＴ１１０からＳＴ１１６を繰り返し、その間、ステップＳＴ１１１，ＳＴ１１３，ＳＴ１１４の各判定ステップでＮＯの経路を通過した場合には、前記したように、キャパシタＣｘの充電を中止し、キャパシタＣｘの放電を開始し、測定レンジのレンジアップ処理もしくはレンジダウン処理を行い、ステップＳＴ１０２に戻り、再度、キャパシタＣｘへの充電（容量測定）を開始する。

これに対して、ステップＳＴ１０７とステップＳＴ１０８を経由して、ステップＳＴ１０９での判定において、新たな区間平均電圧ＶＡｎがなく、ＮＯの経路を通過した場合には、制御手段１１は、ステップＳＴ１１７に移行する。この間に、移動平均電圧ＶＡｍが充電終結電圧ＦＶ（＝ＶＡ０＋Ｖｄ）に到達または超えていると、この実施形態では、ＤＳＰ１４ｃに内蔵されている図示しない充電検出用比較器の出力がＯＮになり、ＤＳＰ１４ｃは、制御手段１１に充電終結信号を送信する。

これにより、制御手段１１は、図４（ｂ）の充電終結割込ルーチンを実行し、移動平均電圧ＶＡｍが充電終結電圧ＦＶ（＝ＶＡ０＋Ｖｄ）に到達または超えたときのカウント値を得て充電終結時刻ｔｅとし、このときの移動平均電圧ＶＡｍと充電終結時刻ｔｅをメモリ１１ａに記憶して、タイマ取得フラグをセットする。制御手段１１は、ステップＳＴ１１７の処理を実施して、前記タイマ取得フラグがセットしてあるかどうかを確認し、タイマ取得フラグがセットしてあれば、ステップＳＴ１１８に移行する。ステップＳＴ１１８において、制御手段１１は、放電手段１３をオンにして放電を開始するとともに、充電開始時刻ｔｓと充電終結時刻ｔｅと移動平均電圧ＶＡｍをメモリ１１ａから取得する。また、タイマ取得フラグをクリアする。

そして、ステップＳＴ１１８での処理を引き続き実施して、充電開始時刻ｔｓと充電終結時刻ｔｅとから充電時間Ｔ（＝ｔｅ−ｔｓ）を求め、キャパシタＣｘの静電容量Ｃを次の式（１）もしくは（１ａ）、
Ｃ＝Ｉ×Ｔ／Ｖｄ…（１）
Ｃ＝Ｉ×Ｔ／（ＶＡｍ−ＶＡ０）…（１ａ）
により算出する。

その後、ステップＳＴ１１９において、算出したキャパシタＣｘの静電容量Ｃがレンジ下限容量以上であるかどうかを判定し、キャパシタＣｘの静電容量Ｃがレンジ下限容量以上であれば、ステップＳＴ１２０に移行し、今度はキャパシタＣｘの静電容量Ｃがレンジ上限容量以下であるどうかを判定する。

ステップＳＴ１２０での判定において、キャパシタＣｘの静電容量Ｃがレンジ上限容量以下であれば、ステップＳＴ１２１に移行し、制御手段１１は、表示部１１ｂに前記ステップＳＴ１１８で式（１）もしくは式（１ａ）により算出したキャパシタＣｘの静電容量Ｃを表示し、ステップＳＴ１２２に移行して、測定終了かどうかを判定する。

ステップＳＴ１２２での判定で、測定終了であれば、ステップＳＴ１２３に移行し、ステップＳＴ１１８で開始した放電が終結するのを待って終了処理を実行する。測定終了でなければ、ステップＳＴ１０２に戻り、同じキャパシタＣｘについて、再度容量測定を行う。

なお、前記ステップＳＴ１１９での判定において、キャパシタＣｘの静電容量Ｃがレンジ下限容量未満でレンジ範囲外の場合には、ステップＳＴ１１９ａに移行し、制御手段１１は、表示部１１ｂに測定範囲外であることを表示し、充電電流（定電流）が減少するレンジダウン処理を実行したうえで、ステップＳＴ１０２に戻り、同じキャパシタＣｘについて、再度容量測定を行う。

このレンジダウン処理を行う際、キャパシタＣｘの静電容量Ｃがレンジの下限容量に対して１／１０以下である場合には、制御手段１１は、測定レンジを２レンジ同時に下げてもよい。

また、前記ステップＳＴ１２０での判定において、キャパシタＣｘの静電容量Ｃがレンジ上限容量を超えてレンジ範囲外の場合には、ステップＳＴ１２０ａに移行し、制御手段１１は、表示部１１ｂに測定範囲外であることを表示し、充電電流（定電流）が増加するレンジアップ処理を実行したうえで、ステップＳＴ１０２に戻り、同じキャパシタＣｘについて、再度容量測定を行う。

なお、前記ＤＳＰ１４ｃは、内蔵している充電検出用比較器がＯＮに遷移してから、制御初段１１に充電終結信号を送信するタイミングを、所定のディレイ時間βだけ遅延することが好ましい。これによれば、例えばキャパシタＣｘが小容量で、充電開始から充電終結までの時間が極端に短い場合、制御手段１１に処理に対する時間的余裕を与えることができる。このようなディレイβ時間を設定する場合、制御手段１１は、充電開始時刻ｔｓと充電終結時刻ｔｅとから求められる充電時間Ｔからβ時間を減ずればよい。

また、この実施形態では、ＤＳＰ１４ｃは、移動平均電圧ＶＡｍと充電終結電圧ＦＶ（＝ＶＡ０＋Ｖｄ）とを逐次比較するようにしているが、制御手段１１が高速演算機能を有している場合には、制御手段１１が前記逐次比較を行うようにしてもよい。

以上説明した実施形態から分かるように、本発明によれば、充電に伴って直線的に上昇するキャパシタＣｘの端子間瞬時電圧波形を移動平均法により平均化して移動平均電圧ＶＡｍを求めるようにしたことにより、突発的なノイズによる影響が緩和し、高速で安定度の高い容量測定を行うことができる。

また、最初に設定した初期の測定レンジが適切でない場合、キャパシタＣｘの端子間瞬時電圧Ｖが充電終結電圧ＦＶに達するまたは超える充電時間Ｔまで待つことなく、適宜レンジアップもしくはレンジダウン処理して、最適な電流レンジに設定することができ、制御手段１１は、容量測定後に実施する前記ステップＳＴ１１９ａとステップＳＴ１２０ａのレンジ修正ステップをほとんど行うことがなくなり、結果的に測定時間を短縮することが可能となる。

また、本発明によると、前記ステップＳＴ１１０で取得される区間平均電圧ＶＡｎからも、キャパシタＣｘの静電容量Ｃを求めることもできる。

すなわち、最初の１区間（ｎ＝０区間）の区間平均電圧をＶＡ０、ｎ区間目の区間平均電圧をＶＡｎとして、キャパシタＣｘの静電容量Ｃを次の式（５）、
Ｃ＝（Ｉ×ｎ×Δｔ）／（ＶＡｎ−ＶＡ０）…（５）
により求めることができ、この式（５）による静電容量Ｃを例えば参考値として、前記式（１）による静電容量Ｃとともに表示部１１ｂに併せて表示することもできる。

なお、制御手段１１に、定電流の値Ｉを補正電流式Ｉ＝ｄ×Ｉにより補正し、サンプリングした前記区間平均電圧ＶＡｎまたはキャパシタＣｘの端子間瞬時電圧Ｖを電圧補正式Ｖ＝ｅ×Ｖ＋ｆにより補正し、キャパシタＣｘの静電容量Ｃを静電容量補正式Ｃ＝ｇ×Ｃ＋ｈにより補正する補正パラメータｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈを設定し、測定レンジの整合性を判定する際またはキャパシタＣｘの静電容量Ｃを算出する際に、前記補正電流式、前記電圧補正式および前記静電容量補正式による補正計算を１回以上行うようにすることが好ましい。これらの補正計算を電圧測定手段１４が行うようにしてもよい。

制御手段１１は、前記電流補正式と電圧補正式と静電容量補正式に対する補正パラメータｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈを、それぞれ複数個用い、電流の値Ｉと、区間平均電圧ＶＡｎまたはキャパシタＣｘの端子間瞬時電圧Ｖと、キャパシタＣｘの大きさ等に応じた適正な補正パラメータを使い分けるようにしてもよい。また、補正したキャパシタＣｘの静電容量Ｃに対して、再度補正をかけてもよい。これらの補正パラメータを、図示しない操作キーまたは外部通信インタフェースを介して設定することができる。

また、キャパシタＣｘの静電容量Ｃの別の算出方法として、電圧測定手段１４の最小分解能が大きい場合や、ノイズがある場合のことを考慮して、最初の第１区間Δｔ０〜第ｎ区間Δｔｎまでを前半と後半とに２分し、前半の区間平均電圧ＶＡｎまたは前半でサンプリングしたキャパシタＣｘの瞬時電圧Ｖの平均をＶａ，前半のサンプリング時刻の平均をｔａとし、後半の区間平均電圧ＶＡｎまたは後半でサンプリングしたキャパシタＣｘの瞬時電圧Ｖの平均をＶｂ，後半のサンプリング時刻の平均をｔｂとして、キャパシタＣｘの静電容量Ｃを前記式（１）に代えて次の式（６）、
Ｃ＝Ｉ×（ｔｂ−ｔａ）／（Ｖｂ−Ｖａ）…（６）
により求めてもよい。

例として、ｎ＝０〜４の５区間の場合、ｔａ−ｔｂ＝２．５Δｔで、キャパシタＣｘの静電容量Ｃは、
Ｃ＝Ｉ×２．５Δｔ／｛（ＶＡ４＋ＶＡ３＋ＶＡ２）／３−（ＶＡ１＋ＶＡ０）／２}
または
Ｃ＝Ｉ×２．５Δｔ／｛（ＶＡ４＋ＶＡ３＋ＶＡ２＋ＶＡ１）／４−（ＶＡ０）}
により求められる。

また、さらに別のキャパシタＣｘの静電容量Ｃの算出方法として、最初の第１区間Δｔ０〜第ｎ区間Δｔｎまでを同じく前半と後半とに２分し、前半の区間での電圧データ数をａ、前半の区間平均電圧ＶＡｎもしくは前半の区間内でサンプリングされたキャパシタＣｘの瞬時電圧Ｖの総和をΣＶＡａ、後半の区間での電圧データ数をｂ、後半の区間平均電圧ＶＡｎもしくは後半の区間内でサンプリングされたキャパシタＣｘの瞬時電圧Ｖの総和をΣＶＡｂ、区間平均電圧ＶＡもしくは瞬時電圧Ｖを取得するサンプリング間隔をΔｔとして、キャパシタＣｘの静電容量Ｃを前記式（１）に代えて次の式（７）、
Ｃ＝Ｉ×０．５×（ａ＋ｂ）×Δｔ／（（ΣＶＡｂ）／ｂ−（ΣＶＡａ）／ａ）
＝Ｉ×０．５×ａ×ｂ×（ａ＋ｂ）×Δｔ／（ａ×（ΣＶＡｂ）−ｂ×（ΣＶＡａ））
…（７）
により求めることもできる。

これらの別のキャパシタＣｘの静電容量Ｃの算出方法を採用するにあたっては、制御手段１１の演算性能や、最小の区間数が２区間であることを踏まえて、前記式（６）と式（７）のいずれかの方法を選択することになるが、前半と後半に２分する場合、区間平均電圧ＶＡｎや端子間瞬時電圧Ｖの最小分解能が大きい場合には、相対的に前半区間を短く後半区間を長くして、キャパシタＣｘの静電容量Ｃの計算桁数を多くし、ノイズが多い場合は、前半区間と後半区間をほぼ同じ時間間隔とすることが好ましい。

このように、前記実施形態によれば、前記種々の計算式（５），（６），（７）により求められるキャパシタＣｘの静電容量Ｃを、式（１）により求められるキャパシタＣｘの静電容量Ｃとともに表示部１１ｂに併せて表示することができ、測定の確度をより高めることができる。

以上説明したように、本発明によれば、突発的なノイズによる影響を緩和し、キャパシタの静電容量を高速かつ高安定度のもとで測定可能であり、また、充電途中でレンジ切り替えおよび放電開始の判定を追加することにより、高速で信頼性の高い静電容量測定装置を提供することができる。

１１ 制御手段
１１ａ メモリ
１１ｂ 表示部
１１ｃ タイマ
１２ 定電流源（充電手段）
１３ 放電手段
１４ 電圧測定手段
１４ａ 増幅器
１４ｂ Ａ／Ｄ変換器
１４ｃ ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）
１５ 放電検出用比較器
Ｃｘ 被測定キャパシタ

Claims (21)

1. 被測定素子であるキャパシタを定電流で充電する定電流源からなる充電手段と、前記キャパシタを放電する放電手段と、前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖを測定する電圧測定手段と、前記キャパシタに対する充放電を制御するとともに、充電時間および放電時間を計時するタイマ手段を有する制御手段と、表示部とを含み、
   前記充電手段により前記キャパシタを定電流Ｉで充電したときに、前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖが時間の経過とともに直線的に変化することに基づいて、前記キャパシタの静電容量Ｃを求めて前記表示部に表示する静電容量測定装置において、
   前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記キャパシタを所定の電圧範囲内にまで放電した後、一定の単位時間Δｔを１区間として、複数のｎ区間（ｎは０を含む順序を表す正の整数）にわたって、前記定電流源により前記キャパシタを連続的に充電し、前記複数のｎ区間の１区間ごとに、その区間内で所定の時間間隔でサンプリングした所定個数の前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖから区間平均電圧ＶＡを取得し、最初（ｎ＝０区間）の区間平均電圧をＶＡ０、ｎ区間目の区間平均電圧をＶＡｎとして、前記区間平均電圧ＶＡｎの差電圧を求め、
   前記複数のｎ区間の１区間ごと、または前記一定の単位時間Δｔの区間の移動平均電圧ＶＡｍを前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖから取得するごとに、前記一定の単位時間Δｔの区間の移動平均電圧ＶＡｍの差電圧または前記キャパシタの静電容量Ｃを求め、
   前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖ，前記区間平均電圧ＶＡｎ，前記区間平均電圧ＶＡｎの差電圧，前記移動平均電圧ＶＡｍの差電圧，前記キャパシタの静電容量Ｃのうちの少なくとも１つの値が所定の範囲外の値であるときには、前記キャパシタを所定の電圧範囲内にまで放電させた後、前記定電流源の前記定電流の値Ｉを変更して、前記キャパシタを連続的に充電して前記キャパシタの静電容量Ｃを求めることを特徴とする静電容量測定装置。
2. 前記制御手段または前記電圧測定手段は、高速演算機能を有するＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）を有し、前記ＤＳＰには、前記キャパシタの初期区間平均電圧ＶＡ０と所定の充電終結電圧ＦＶとの差電圧Ｖｄが設定してあり、前記ＤＳＰが前記充電時に、前記キャパシタの初期電圧を前記最初の区間時間Δｔ０の区間平均電圧ＶＡ０とし、前記最初の区間時間Δｔ０の区間終了時点をｔｓとして、前記ｔｓ時刻以降に前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖをサンプルするごとに、一定の単位時間Δｔの区間の移動平均電圧ＶＡｍを計算し、前記移動平均電圧ＶＡｍと、充電終結電圧ＦＶ（＝ＶＡ０＋Ｖｄ）とを比較し、前記移動平均電圧ＶＡｍが前記充電終結電圧ＦＶに到達または超えた時点で充電を終結し、前記移動平均電圧ＶＡｍが前記充電終結電圧ＦＶに到達または超えた時刻をｔｅとし、前記定電流の電流値をＩとして、 前記キャパシタの静電容量Ｃを次の式（１）あるいは式（１ａ）、
   Ｃ＝Ｉ×（ｔｅ−ｔｓ）／Ｖｄ…（１）
   Ｃ＝Ｉ×（ｔｅ−ｔｓ）／（ＶＡｍ−ＶＡ０）…（１ａ）
   により算出して前記表示部に表示することを特徴とする請求項１に記載の静電容量測定装置。
3. 前記制御手段または前記電圧測定手段には、前記充電手段より出力可能な前記定電流の電流量と前記キャパシタの測定容量範囲とに応じた複数の測定レンジが設定してあり、前記制御手段は、前記測定レンジをレンジアップまたはレンジダウンさせるレンジ切替機能を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の静電容量測定装置。
4. 前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記求めたキャパシタの静電容量Ｃが、レンジ下限容量未満の場合には、前記充電電流を減少するレンジダウン処理を行い、再度、前記キャパシタへの充電を開始することを特徴とする請求項３に記載の静電容量測定装置。
5. 前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記求めたキャパシタの静電容量Ｃが、レンジ上限容量を超える場合には、前記充電電流を増加するレンジアップ処理を行い、再度、前記キャパシタへの充電を開始することを特徴とする請求項３に記載の静電容量測定装置。
6. 前記制御手段または前記電圧測定手段は、所定のタイムアウト時間Ｔｏｕｔが経過しても、前記区間平均電圧ＶＡｎが前記充電終結電圧ＦＶに到達しない場合には、前記充電手段による充電を中止して、前記放電手段により前記キャパシタを放電し、前記充電電流を増加させるレンジアップ処理を行い、再度、前記キャパシタへの充電を開始することを特徴とする請求項３に記載の静電容量測定装置。
7. 前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記タイムアウト時間Ｔｏｕｔを、レンジ最大容量をＣｍａｘ，定電流をＩ，前記差電圧をＶｄ，所定のマージンをＭとして次の式（２）、
   Ｔｏｕｔ＝Ｍ×Ｖｄ×Ｃｍａｘ／Ｉ…（２）
   により求めること、または、前記制御手段または前記電圧測定手段には、あらかじめ前記式（２）により求めた前記タイムアウト時間Ｔｏｕｔが設定してあることを特徴とする請求項６に記載の静電容量測定装置。
8. 前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記放電手段により前記キャパシタを放電したのち、その放電状態が安定する所定の第１安定化時間が経過したのち、前記キャパシタに対する充電を開始することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の静電容量測定装置。
9. 前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記キャパシタに対する充電を開始してから、その充電状態が安定する所定の第２安定化時間が経過したのち、前記キャパシタの前記区間平均電圧ＶＡｎを取得することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の静電容量測定装置。
10. 前記制御手段または前記電圧測定手段には、前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖに対する所定の判定基準値が設定してあり、前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記キャパシタへの充電期間中、前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖと前記判定基準値とを比較して、前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖが前記判定基準値の範囲外であるときには、時点で前記充電手段による充電を中止して、前記放電手段により前記キャパシタを放電し、レンジアップ処理またはレンジダウン処理を行い、再度、前記キャパシタへの充電を開始することを特徴とする請求項３ないし９のいずれか１項に記載の静電容量測定装置。
11. 前記制御手段または前記電圧測定手段には、前記判定基準値として、測定範囲上限電圧ＶＵが設定してあり、前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖまたは前記区間平均電圧ＶＡｎが前記測定範囲上限電圧ＶＵを超えたとき、すなわち充電電圧が上昇する場合において、Ｖ＞ＶＵまたはＶＡｎ＞ＶＵのときには、その時点で放電を開始し、前記レンジダウン処理を行い、再度、前記キャパシタへの充電を開始することを特徴とする請求項１０に記載の静電容量測定装置。
12. 前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記判定基準値として、各測定レンジの最小容量と所定の定数により定められたレンジダウン規定電圧Ｖｄｏｗｎを用い、隣接する２区間の区間平均電圧ＶＡｎの電圧差をＶＤｎとし、前記電圧差ＶＤｎが前記レンジダウン規定電圧Ｖｄｏｗｎを超えたとき、すなわち充電電圧が上昇する場合において、ＶＤｎ＞Ｖｄｏｗｎのときには、その時点で放電を開始し、前記レンジダウン処理を行い、再度、前記キャパシタへの充電を開始することを特徴とする請求項１０に記載の静電容量測定装置。
13. 前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記区間平均電圧ＶＡｎと前記最初の区間平均電圧ＶＡ０との電圧差をＶＤ（ｎ）とし、前記レンジダウン規定電圧Ｖｄｏｗｎのｎ倍の値をＶｄｏｗｎ（ｎ）として、前記電圧差ＶＤ（ｎ）が前記Ｖｄｏｗｎ（ｎ）を超えたとき、すなわち充電電圧が上昇する場合において、ＶＤ（ｎ）＞Ｖｄｏｗｎ（ｎ）のときには、その時点で放電を開始し、前記レンジダウン処理を行い、再度、前記キャパシタへの充電を開始することを特徴とする請求項１０に記載の静電容量測定装置。
14. 前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記レンジダウン規定電圧Ｖｄｏｗｎを、測定レンジの最小容量をＣｍｉｎ，定電流をＩ，区間の単位時間をΔｔ，所定のマージンをＪとして次の式（３）、
    Ｖｄｏｗｎ＝Ｊ×Ｉ×Δｔ／Ｃｍｉｎ…（３）
    により求めること、または、前記制御手段または前記電圧測定手段には、あらかじめ前記式（３）により求めた前記レンジダウン規定電圧Ｖｄｏｗｎが設定してあることを特徴とする請求項１２または１３に記載の静電容量測定装置。
15. 前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記判定基準値として、各測定レンジの最大容量と所定の定数により定められたレンジアップ規定電圧Ｖｕｐを用い、前記レンジアップ規定電圧Ｖｕｐが前記隣接する２区間の区間平均電圧ＶＡｎの電圧差ＶＤｎを超えたとき、すなわち充電電圧が上昇する場合において、ＶＤｎ＜Ｖｕｐのときには、その時点で放電を開始とし、前記レンジアップ処理を行い、再度、前記キャパシタへの充電を開始することを特徴とする請求項１０に記載の静電容量測定装置。
16. 前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記区間区間平均電圧ＶＡｎと前記最初の区間区間平均電圧ＶＡ０との電圧差をＶＤ（ｎ）とし、前記レンジアップ規定電圧Ｖｕｐのｎ倍の値をＶｕｐ（ｎ）として、前記レンジアップ規定電圧Ｖｕｐのｎ倍の値Ｖｕｐ（ｎ）が前記電圧差をＶＤ（ｎ）を超えたとき、すなわち充電電圧が上昇する場合において、ＶＤ（ｎ）＜Ｖｕｐ（ｎ）のときには、その時点で放電を開始とし、前記レンジアップ処理を行い、再度、前記キャパシタへの充電を開始することを特徴とする請求項１５に記載の静電容量測定装置。
17. 前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記レンジアップ規定電圧Ｖｕｐを、測定レンジの最大容量をＣｍａｘ，定電流をＩ，区間の単位時間をΔｔ，所定のマージンをＬとして次の式（４）、
    Ｖｕｐ＝Ｌ×Ｉ×Δｔ／Ｃｍａｘ…（４）
    により求めること、または、前記制御手段または前記電圧測定手段には、あらかじめ前記式（４）により求めた前記レンジアップ規定電圧Ｖｕｐが設定してあることを特徴とする請求項１５または１６に記載の静電容量測定装置。
18. 前記制御手段または前記電圧測定手段には、前記定電流の値Ｉを補正電流式Ｉ＝ｄ×Ｉにより補正し、サンプリングした前記区間平均電圧ＶＡｎまたは前記移動平均電圧ＶＡｍまたはキャパシタの端子間瞬時電圧Ｖを、電圧補正式Ｖ＝ｅ×Ｖ＋ｆにより補正し、前記キャパシタの静電容量Ｃを、静電容量補正式Ｃ＝ｇ×Ｃ＋ｈにより補正する補正パラメータｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈが設定してあり、前記制御手段または前記電圧測定手段は、測定レンジの整合性を判定する際またはキャパシタの静電容量を算出する際に、前記補正電流式、前記電圧補正式または前記静電容量補正式による補正計算を１回以上行うことを特徴とする請求項３ないし１７のいずれか１項に記載の静電容量測定装置。
19. 前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記電流補正式または前記電圧補正式または前記静電容量補正式による補正計算の有無とその計算回数と、前記補正パラメータを表示機能付きキースイッチまたはデジタル信号またはデジタル接点信号または通信インフェイスまたは持ち運び可能なメモリ装置を介して設定または出力が可能であることを特徴とする請求項１８に記載の静電容量測定装置。
20. 被測定素子であるキャパシタを定電流で充電する定電流源からなる充電手段と、前記キャパシタを放電する放電手段と、前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖを測定する電圧測定手段と、前記キャパシタに対する充放電を制御するとともに、充電時間および放電時間を計時するタイマ手段を有する制御手段と、表示部とを含み、
    前記充電手段により前記キャパシタを定電流Ｉで充電したときに、前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖが時間の経過とともに直線的に変化することに基づいて、前記キャパシタの静電容量Ｃを求めて前記表示部に表示する静電容量測定装置において、
    前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記キャパシタの静電容量Ｃを求めない場合には、前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖが実質的に０Ｖとみなせる状態にまで放電し、前記キャパシタの静電容量Ｃを求める場合には、放電の１回ごとに交互に定める所定の電圧範囲内にまで放電した後、前記定電流で充電する定電流源により前記キャパシタを正の方向あるいは負の方向に、充電の１回ごとに交互に充電を開始して、一定の単位時間Δｔを１区間として、複数のｎ区間（ｎは０を含む順序を表す正の整数）にわたって、前記定電流源により前記キャパシタを連続的に充電し、前記複数のｎ区間の１区間ごとに、その区間内で所定の時間間隔でサンプリングされた所定個数の前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖから区間平均電圧ＶＡを取得し、最初（ｎ＝０区間）の区間平均電圧をＶＡ０、ｎ区間目の区間平均電圧をＶＡｎとして、前記区間平均電圧ＶＡｎの差電圧を求め、
    前記複数のｎ区間の１区間ごと、または前記一定の単位時間Δｔの移動平均電圧ＶＡｍを前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖから取得するごとに、前記一定の単位時間Δｔの移動平均電圧ＶＡｍの差電圧または前記キャパシタの静電容量Ｃを求め、前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖ，前記区間平均電圧ＶＡｎ，前記区間平均電圧ＶＡｎの差電圧，前記移動平均電圧ＶＡｍ，前記移動平均電圧ＶＡｍの差電圧，前記キャパシタの静電容量Ｃのうちの少なくとも１つの値が所定の範囲外の値であるときには、前記キャパシタをその端子間瞬時電圧Ｖが実質的に０Ｖとみなせる状態にまで放電し、前記定電流源の前記定電流の値Ｉを変更して、前記定電流で充電する定電流源により前記キャパシタを正の方向あるいは負の方向に、充電の１回ごとに交互に充電を開始して、前記キャパシタの静電容量Ｃを求めることを特徴とする静電容量測定装置。
21. 前記制御手段または前記電圧測定手段には、前記定電流源が発生する前記定電流の値Ｉと、前記キャパシタの測定容量範囲とに応じた複数の測定レンジがあらかじめ設定してあり、前記制御手段または前記電圧測定手段は、前記測定レンジのレンジダウンあるいは前記測定レンジのレンジアップを実施するときに、前記充電の１回ごとに前記測定レンジのレンジダウンあるいは前記測定レンジのレンジアップを交互に繰り返している場合は、前記キャパシタの端子間瞬時電圧Ｖが経時的に直線的に変化することに基づいて前記キャパシタの静電容量Ｃを求め、これに対して、前記充電の１回ごとに前記測定レンジのレンジダウンあるいは前記測定レンジのレンジアップを交互に繰り返していない場合には、前記測定レンジのレンジダウンあるいは前記測定レンジのレンジアップを実施することを特徴とする請求項２０に記載の静電容量測定装置。

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