JP2016080363A - Measuring apparatus, measuring method, and program - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To measure internal impedance of a battery to be measured with high accuracy.SOLUTION: A measuring apparatus 1 includes a battery voltage cancel circuit 40 and an impedance measurement part 30. The battery voltage cancel circuit 40 includes a DC power supply battery 41, and an A/D converter 45 for detecting voltage of the DC power supply battery 41. The impedance measurement part 30 controls DC voltage, for subtracting a DC component of a battery B to be measured, so as to be constant on the basis of detection result of the A/D converter 45, even when voltage of the DC power supply battery 41 varies.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、測定装置および測定方法ならびにプログラムに関する。   The present invention relates to a measuring apparatus, a measuring method, and a program.

電池の内部インピーダンスを測定する場合、被測定電池に対して所定周波数の測定用交流信号が供給され、その状態における被測定電池の端子間電圧値または電流値が測定される。   When measuring the internal impedance of a battery, an AC signal for measurement having a predetermined frequency is supplied to the measured battery, and the voltage value or current value between the terminals of the measured battery in that state is measured.

このインピーダンス測定は、多くの場合、被測定電池が起電力(電池電圧)を持った状態で行われる。そのため、被測定電池の直流成分が測定に影響を与えないようにする技術がある(たとえば、特許文献1参照)。   In many cases, the impedance measurement is performed in a state where the battery to be measured has an electromotive force (battery voltage). Therefore, there is a technique for preventing the direct current component of the battery to be measured from affecting the measurement (see, for example, Patent Document 1).

特開2014−10028号公報JP 2014-10028 A

上述した特許文献1の測定装置では、直流電圧発生部を設け、被測定電池の直流成分を直流電圧発生部から発生する逆極性の直流成分によって打ち消すなどして測定に影響を与えないようにしている。この直流電圧発生部には、直流電源が備えられているが、この直流電源には、一般的に、電圧リファレンスIC(Integrated Circuit)と呼ばれる固定電圧を発生する電子デバイスが用いられる。   In the measuring apparatus of Patent Document 1 described above, a direct-current voltage generator is provided so that the direct current component of the measured battery is canceled by the reverse polarity direct-current component generated from the direct-current voltage generator so as not to affect the measurement. Yes. The DC voltage generator is provided with a DC power supply. Generally, an electronic device that generates a fixed voltage called a voltage reference IC (Integrated Circuit) is used as the DC power supply.

このような電圧リファレンスICには、一般的に、1/fノイズが発生する。従来、このような1/fノイズの測定への影響は無視できるものとされていた。しかしながら、近年普及が進んだリチウムイオン電池などの内部インピーダンスを測定するのに際しては、電圧リファレンスICが発生する1/fノイズの測定への影響が無視できないものとなっている。   Such a voltage reference IC generally generates 1 / f noise. Conventionally, the influence of such 1 / f noise on the measurement has been negligible. However, when measuring the internal impedance of a lithium ion battery or the like that has become popular in recent years, the influence on the measurement of 1 / f noise generated by the voltage reference IC cannot be ignored.

本発明は、このような背景の下に行われたものであって、1/fノイズの影響を受けることなく、高い精度で被測定電池の内部インピーダンスを測定することができる測定装置および測定方法ならびにプログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made under such a background, and is capable of measuring the internal impedance of a battery under measurement with high accuracy without being affected by 1 / f noise. As well as providing a program.

本発明は、測定用交流信号を発生する交流信号発生手段と、交流信号発生手段により発生された測定用交流信号が印加された被測定電池の電圧を検出する電圧検出手段と、測定用交流信号が印加される被測定電池の電圧を電圧検出手段が検出するのに先立って、被測定電池の直流成分を差し引くための直流電圧を発生する電池電圧キャンセル手段と、電圧検出手段により検出された被測定電池の電圧を基に被測定電池のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、を有する測定装置において、電池電圧キャンセル手段は、直流電源用電池と、直流電源用電池の電圧を検出する手段と、を有し、インピーダンス測定手段は、直流電源用電池の電圧を検出する手段の検出結果に基づき直流電源用電池の電圧が変化しても被測定電池の直流成分を差し引くための直流電圧を一定に制御する手段を有するものである。   The present invention relates to an AC signal generating means for generating an AC signal for measurement, a voltage detecting means for detecting the voltage of the battery under measurement to which the AC signal for measurement generated by the AC signal generating means is applied, and an AC signal for measurement. Prior to the voltage detecting means detecting the voltage of the measured battery to which the voltage is applied, the battery voltage canceling means for generating a DC voltage for subtracting the DC component of the measured battery, and the measured voltage detected by the voltage detecting means. An impedance measuring means for measuring the impedance of the battery to be measured based on the voltage of the measurement battery, the battery voltage canceling means is a DC power supply battery, a means for detecting the voltage of the DC power supply battery, The impedance measuring means has a direct connection to the measured battery even if the voltage of the DC power supply battery changes based on the detection result of the means for detecting the voltage of the DC power supply battery. And it has a means for controlling a constant DC voltage for subtracting the components.

本発明の他の観点は、測定用交流信号を発生する交流信号発生手段と、交流信号発生手段により発生された測定用交流信号が印加された被測定電池の電圧を検出する電圧検出手段と、測定用交流信号が印加される被測定電池の電圧を電圧検出手段が検出するのに先立って、被測定電池の直流成分を差し引くための直流電圧を発生する電池電圧キャンセル手段と、電圧検出手段により検出された被測定電池の電圧を基に被測定電池のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、を有する測定装置が実行するインピーダンス測定方法において、電池電圧キャンセル手段が有する直流電源用電池の電圧を検出するステップと、直流電源用電池の電圧を検出するステップの検出結果に基づき直流電源用電池の電圧が変化しても被測定電池の直流成分を差し引くための直流電圧を一定に制御するステップと、を有するものである。   Other aspects of the present invention are: AC signal generating means for generating a measuring AC signal; voltage detecting means for detecting the voltage of a battery to be measured to which the measuring AC signal generated by the AC signal generating means is applied; Prior to the voltage detection means detecting the voltage of the measured battery to which the AC signal for measurement is applied, the battery voltage canceling means for generating a DC voltage for subtracting the DC component of the measured battery, and the voltage detection means An impedance measuring method for measuring the impedance of the measured battery based on the detected voltage of the measured battery, and detecting the voltage of the DC power supply battery included in the battery voltage canceling means. And the step of detecting the voltage of the DC power supply battery, even if the voltage of the DC power supply battery changes based on the detection result of the DC power supply battery voltage, And controlling the DC voltage for subtracting the flow components constant, and has a.

本発明のさらに他の観点は、情報処理装置に、測定用交流信号を発生する交流信号発生手段と、交流信号発生手段により発生された測定用交流信号が印加された被測定電池の電圧を検出する電圧検出手段と、測定用交流信号が印加される被測定電池の電圧を電圧検出手段が検出するのに先立って、被測定電池の直流成分を差し引くための直流電圧を発生する電池電圧キャンセル手段と、電圧検出手段により検出された被測定電池の電圧を基に被測定電池のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、を有する測定装置の制御機能を実現するプログラムにおいて、電池電圧キャンセル手段が有する直流電源用電池の電圧を検出する機能と、直流電源用電池の電圧を検出する機能の検出結果に基づき直流電源用電池の電圧が変化しても被測定電池の直流成分を差し引くための直流電圧を一定に制御する機能と、を実現させるものである。   Still another aspect of the present invention is that an information processing device detects an AC signal generating means for generating an AC signal for measurement and a voltage of a battery to be measured to which the AC signal for measurement generated by the AC signal generating means is applied. And a battery voltage canceling means for generating a DC voltage for subtracting the DC component of the measured battery before the voltage detecting means detects the voltage of the measured battery to which the AC signal for measurement is applied. And a DC voltage included in the battery voltage canceling means in a program for realizing a control function of the measuring device having an impedance measuring means for measuring the impedance of the measured battery based on the voltage of the measured battery detected by the voltage detecting means. Even if the voltage of the DC power supply battery changes based on the detection result of the function of detecting the voltage of the power supply battery and the function of detecting the voltage of the DC power supply battery , A function of controlling a constant DC voltage for subtracting the DC component of the measured cell is used for realizing the.

本発明によれば、1/fノイズの影響を受けることなく、高い精度で被測定電池の内部インピーダンスを測定することができる。   According to the present invention, the internal impedance of a battery to be measured can be measured with high accuracy without being affected by 1 / f noise.

本発明の実施の形態に係る測定装置のブロック構成図である。It is a block block diagram of the measuring apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図1の測定制御部の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the measurement control part of FIG. 図2のフローチャートにおけるステップS4の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of step S4 in the flowchart of FIG. 比較例として電圧リファレンスICを測定装置に用いた場合の測定のバラツキを示す図である。It is a figure which shows the dispersion | variation in the measurement at the time of using voltage reference IC for a measuring apparatus as a comparative example. 本発明の実施の形態に係る測定装置における測定のバラツキを示す図である。It is a figure which shows the dispersion | variation in the measurement in the measuring apparatus which concerns on embodiment of this invention.

本発明の実施の形態に係る測定装置1の構成を図1を参照しながら説明する。測定装置1は、測定用交流信号を発生する交流信号発生回路10と、交流信号発生回路10により発生された測定用交流信号が印加された被測定電池Bの電圧を検出する電圧検出回路20と、測定用交流信号が印加される被測定電池Bの電圧を電圧検出回路20が検出するのに先立って、被測定電池Bの直流成分を差し引くための直流電圧を発生する電池電圧キャンセル回路40と、電圧検出回路20により検出された被測定電池Bの電圧と被測定電池Bに流れる電流を基に被測定電池Bのインピーダンスを測定するインピーダンス測定部30と、を有する。   A configuration of the measuring apparatus 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The measuring apparatus 1 includes an AC signal generation circuit 10 that generates a measurement AC signal, a voltage detection circuit 20 that detects the voltage of the battery B to be measured to which the measurement AC signal generated by the AC signal generation circuit 10 is applied, and A battery voltage cancel circuit 40 for generating a DC voltage for subtracting the DC component of the battery B to be measured before the voltage detection circuit 20 detects the voltage of the battery B to be measured to which the AC signal for measurement is applied; And an impedance measuring unit 30 that measures the impedance of the measured battery B based on the voltage of the measured battery B detected by the voltage detection circuit 20 and the current flowing through the measured battery B.

交流信号発生回路10は、測定用交流信号を発生する信号発生源11と、信号発生源11から発生する測定用交流信号を増幅する増幅器12と、被測定電池Bに測定用交流信号を供給する端子Hc,Lcとを有する。端子Hcの一端は、被測定電池Bの正極に接続され、端子Hcの他端は、増幅器12の出力に接続される。端子Lcの一端は、被測定電池Bの負極に接続され、端子Lcの他端は、接地される。信号発生源11から発生する測定用交流信号は、被測定電池Bに対して交流の定電流が流れるように制御されている。   The AC signal generation circuit 10 supplies the AC signal for measurement to the signal generator 11 that generates the AC signal for measurement, the amplifier 12 that amplifies the AC signal for measurement generated from the signal source 11, and the battery B to be measured. It has terminals Hc and Lc. One end of the terminal Hc is connected to the positive electrode of the battery B to be measured, and the other end of the terminal Hc is connected to the output of the amplifier 12. One end of the terminal Lc is connected to the negative electrode of the battery B to be measured, and the other end of the terminal Lc is grounded. The AC signal for measurement generated from the signal source 11 is controlled so that an AC constant current flows through the battery B to be measured.

電圧検出回路20は、被測定電池Bの正極に接続される端子Hpと、被測定電池Bの負極に接続される端子Lpと、オペアンプ21,22と、増幅器23と、A/D変換器24と、抵抗器R1,R2とを有する。   The voltage detection circuit 20 includes a terminal Hp connected to the positive electrode of the measured battery B, a terminal Lp connected to the negative electrode of the measured battery B, operational amplifiers 21 and 22, an amplifier 23, and an A / D converter 24. And resistors R1 and R2.

インピーダンス測定部30には、中央演算ユニット(CPU)やマイクロコンピュータ等が用いられる。インピーダンス測定部30は、A/D変換器24によりデジタル変換された増幅器23の出力電圧を入力し、被測定電池Bに流れる電流に基づき被測定電池Bのインピーダンスを算出する。被測定電池Bに流れる電流は、定電流とされているので、その電流値をあらかじめインピーダンス測定部30が記憶していてもよいし、図示しない電流検出回路で測定してもよい。インピーダンス測定部30が算出した被測定電池Bのインピーダンスは、不図示の表示部に表示される。   For the impedance measuring unit 30, a central processing unit (CPU), a microcomputer, or the like is used. The impedance measuring unit 30 receives the output voltage of the amplifier 23 digitally converted by the A / D converter 24 and calculates the impedance of the battery B to be measured based on the current flowing through the battery B to be measured. Since the current flowing through the battery B to be measured is a constant current, the impedance measurement unit 30 may store the current value in advance, or may be measured by a current detection circuit (not shown). The impedance of the measured battery B calculated by the impedance measuring unit 30 is displayed on a display unit (not shown).

電池電圧キャンセル回路40は、直流電源用電池41と、リレー42と、オペアンプ43,44と、A/D変換器45と、D/A変換器46と、抵抗器R3,R4,R5と、コンデンサ47とを有する。コンデンサ47は、オペアンプ44から出力されるノイズ成分を接地に流して除去する。   The battery voltage cancel circuit 40 includes a DC power supply battery 41, a relay 42, operational amplifiers 43 and 44, an A / D converter 45, a D / A converter 46, resistors R3, R4 and R5, and a capacitor. 47. The capacitor 47 removes the noise component output from the operational amplifier 44 by flowing it to the ground.

直流電源用電池41の電圧は、リレー42、オペアンプ43を介してA/D変換器45に入力されてデジタル信号に変換され、インピーダンス測定部30に出力される。他方で、直流電源用電池41の電圧は、リレー42、オペアンプ43を介してD/A変換器46に入力される。このとき、直流電源用電池41の電圧は、D/A変換器46にとって基準電圧(Vref)になる。また、直流電源用電池41の電圧は、リレー42、オペアンプ43、抵抗器R3を介してオペアンプ44の−入力端子に入力される。なお、リレー42は、測定装置1の不図示の電源スイッチがOFF状態のときに開放することで、直流電源用電池41の消耗を防いでいる。   The voltage of the DC power supply battery 41 is input to the A / D converter 45 via the relay 42 and the operational amplifier 43, converted into a digital signal, and output to the impedance measuring unit 30. On the other hand, the voltage of the DC power supply battery 41 is input to the D / A converter 46 via the relay 42 and the operational amplifier 43. At this time, the voltage of the DC power supply battery 41 becomes the reference voltage (Vref) for the D / A converter 46. The voltage of the DC power supply battery 41 is input to the negative input terminal of the operational amplifier 44 via the relay 42, the operational amplifier 43, and the resistor R3. The relay 42 is opened when a power switch (not shown) of the measuring apparatus 1 is in an OFF state, thereby preventing the DC power supply battery 41 from being consumed.

D/A変換器46は、インピーダンス測定部30からの指示に基づいてオペアンプ44の出力電圧を制御するための電圧(以下では、制御電圧と称する。)をオペアンプ44の+入力端子に入力する。すなわち、D/A変換器46は、直流電源用電池41の電圧を基準電圧(Vref)とし、インピーダンス測定部30の指示にしたがって、基準電圧(Vref)以下の電圧を出力する。オペアンプ44は、−入力端子に印加される直流電源用電池41が発生する電圧と、+入力端子に印加されるD/A変換器46から出力される制御電圧とに基づいて発生する出力電圧を抵抗器R5を介して電圧検出回路20のオペアンプ22の+入力端子に出力する。   The D / A converter 46 inputs a voltage (hereinafter referred to as a control voltage) for controlling the output voltage of the operational amplifier 44 based on an instruction from the impedance measuring unit 30 to the + input terminal of the operational amplifier 44. That is, the D / A converter 46 sets the voltage of the DC power supply battery 41 as the reference voltage (Vref), and outputs a voltage equal to or lower than the reference voltage (Vref) according to the instruction of the impedance measuring unit 30. The operational amplifier 44 generates an output voltage generated based on a voltage generated by the DC power supply battery 41 applied to the − input terminal and a control voltage output from the D / A converter 46 applied to the + input terminal. The voltage is output to the + input terminal of the operational amplifier 22 of the voltage detection circuit 20 through the resistor R5.

ここで、測定装置1では、信号発生源11が信号を発生していないときには、増幅器23の入力側のA点の電圧がゼロボルトであるように調整が行われる。すなわち、信号発生源11が信号を発生していないときには、オペアンプ22の+入力端子に印加される電池電圧キャンセル回路40の出力電圧を調整することで、オペアンプ22の出力電圧がゼロボルトとなるように調整が行われる。これにより、被測定電池Bの持つ直流電圧がインピーダンス測定に与える影響を除去することができる。   Here, in the measuring apparatus 1, when the signal source 11 is not generating a signal, adjustment is performed so that the voltage at the point A on the input side of the amplifier 23 is zero volts. That is, when the signal generation source 11 is not generating a signal, the output voltage of the operational amplifier 22 is adjusted to zero volts by adjusting the output voltage of the battery voltage cancellation circuit 40 applied to the positive input terminal of the operational amplifier 22. Adjustments are made. Thereby, the influence which the direct current voltage which the to-be-measured battery B has has on an impedance measurement is removable.

具体的には、インピーダンス測定部30がA点の電圧であるオペアンプ22の出力電圧を増幅器23およびA/D変換器24を介して検出し、その検出結果がゼロボルトになるように、電池電圧キャンセル回路40の出力電圧を調整する。このときに、電池電圧キャンセル回路40の出力電圧は、オペアンプ44の出力電圧であり、インピーダンス測定部30は、D/A変換器46の出力電圧を制御することによって、オペアンプ44の出力電圧を調整する。   Specifically, the impedance measuring unit 30 detects the output voltage of the operational amplifier 22 as the voltage at the point A via the amplifier 23 and the A / D converter 24, and cancels the battery voltage so that the detection result becomes zero volts. The output voltage of the circuit 40 is adjusted. At this time, the output voltage of the battery voltage cancel circuit 40 is the output voltage of the operational amplifier 44, and the impedance measuring unit 30 adjusts the output voltage of the operational amplifier 44 by controlling the output voltage of the D / A converter 46. To do.

たとえば、直流電源用電池41が新品であり、直流電源用電池41の電圧が最高値であるときに、インピーダンス測定部30からD/A変換器46に対し、基準電圧(Vref)の(1/L)の電圧を出力するように指示し、D/A変換器46がオペアンプ44の+入力端子に出力する制御電圧がMボルトであり、このときオペアンプ44の出力には、Nボルトの電圧が発生したとする。このNボルトの電圧が電池電圧キャンセル回路40の出力電圧であり、このとき、A点の電圧がゼロボルトであるとする。一方、直流電源用電池41が古くなり、直流電源用電池41の電圧が最高値未満であるときに、インピーダンス測定部30からD/A変換器46に対し、相変わらず基準電圧の(1/L)の電圧を出力するように指示していたとすれば、基準電圧(Vref)が下がっているため、D/A変換器46がオペアンプ44の+入力端子に出力する制御電圧は、Mボルトよりも低い電圧しか出力しない。このようなMボルトよりも低い電圧では、オペアンプ44の出力電圧もNボルトよりも低くなり、A点の電圧をゼロボルトに調整することができない場合がある。   For example, when the DC power supply battery 41 is new and the voltage of the DC power supply battery 41 is the highest value, the impedance measurement unit 30 applies a reference voltage (Vref) of (1 / ref) to the D / A converter 46. L), the control voltage output from the D / A converter 46 to the positive input terminal of the operational amplifier 44 is M volts, and at this time, the output of the operational amplifier 44 has a voltage of N volts. Suppose that it occurred. This voltage of N volts is the output voltage of the battery voltage cancel circuit 40, and at this time, the voltage at point A is zero volts. On the other hand, when the DC power supply battery 41 becomes old and the voltage of the DC power supply battery 41 is less than the maximum value, the impedance measurement unit 30 applies the reference voltage (1 / L) to the D / A converter 46 as usual. Since the reference voltage (Vref) is lowered, the control voltage output from the D / A converter 46 to the positive input terminal of the operational amplifier 44 is lower than M volts. Only voltage is output. At such a voltage lower than M volts, the output voltage of the operational amplifier 44 is also lower than N volts, and the voltage at point A may not be adjusted to zero volts.

そこで、インピーダンス測定部30は、A/D変換器45から直流電源用電池41の電圧情報を取得し、その電圧情報に基づいて、D/A変換器46がオペアンプ44の+入力端子に出力する制御電圧を増減するために、D/A変換器46に対する指示を変更する。すなわち、直流電源用電池41が新品であるときに、インピーダンス測定部30からD/A変換器46への指示が基準電圧(Vref)の(1/L)の電圧を出力せよという指示であれば、直流電源用電池41が古くなったときに、インピーダンス測定部30からD/A変換器46への指示は、基準電圧(Vref)の(1/(L1(<L))の電圧を出力せよとなる。これにより、D/A変換器46の制御電圧は、Mボルトを維持することができるので、オペアンプ44の出力電圧もNボルトを維持することができる。   Therefore, the impedance measuring unit 30 acquires voltage information of the DC power supply battery 41 from the A / D converter 45, and the D / A converter 46 outputs the voltage information to the + input terminal of the operational amplifier 44 based on the voltage information. In order to increase or decrease the control voltage, the instruction to the D / A converter 46 is changed. That is, when the DC power supply battery 41 is new, if the instruction from the impedance measurement unit 30 to the D / A converter 46 is an instruction to output a voltage (1 / L) of the reference voltage (Vref). When the DC power supply battery 41 becomes old, the instruction from the impedance measurement unit 30 to the D / A converter 46 is to output a voltage of (1 / (L1 (<L)) of the reference voltage (Vref). Thereby, since the control voltage of the D / A converter 46 can maintain M volts, the output voltage of the operational amplifier 44 can also maintain N volts.

このようにして、インピーダンス測定部30は、直流電源用電池41の経時による電圧の変化に係らず、D/A変換器46への指示を変更することで、オペアンプ44の出力電圧を一定に保ち、オペアンプ22の出力電圧(すなわち、A点の電圧)をゼロボルトに調整することができる。   In this way, the impedance measuring unit 30 keeps the output voltage of the operational amplifier 44 constant by changing the instruction to the D / A converter 46 regardless of changes in the voltage of the DC power supply battery 41 over time. The output voltage of the operational amplifier 22 (that is, the voltage at point A) can be adjusted to zero volts.

次に、本実施の形態に係る測定装置1を用いた被測定電池Bのインピーダンスの測定方法について、図2のフローチャートを参照しながら説明する。図2のフローチャートにおけるSTARTの条件は、測定装置1がON状態であり、被測定用電池Bが端子Hc,Lc,Hp,Lpに接続されているという条件である。STARTの条件が満たされると、処理は、ステップS1に移行する。   Next, a method for measuring the impedance of the battery B to be measured using the measuring apparatus 1 according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The START condition in the flowchart of FIG. 2 is a condition that the measuring apparatus 1 is in the ON state and the battery B to be measured is connected to the terminals Hc, Lc, Hp, and Lp. If the START condition is satisfied, the process proceeds to step S1.

ステップS1において、インピーダンス測定部30は、図2に示すA点(すなわち、オペアンプ22の出力電圧)は、ゼロボルトか否かを判定する。ステップS1において、A点はゼロボルトであると判定されると、処理は、ステップS2に進む。一方、A点はゼロボルトでないと判定されると、処理は、ステップS4に進む。   In step S1, the impedance measuring unit 30 determines whether or not the point A shown in FIG. 2 (that is, the output voltage of the operational amplifier 22) is zero volts. If it is determined in step S1 that point A is zero volts, the process proceeds to step S2. On the other hand, if it is determined that the point A is not zero volts, the process proceeds to step S4.

ステップS2において、インピーダンス測定部30は、信号発生源11に測定用交流信号を発生させる。ステップS2において、測定用交流信号が発生されると、処理は、ステップS3に進む。   In step S <b> 2, the impedance measurement unit 30 causes the signal generation source 11 to generate a measurement AC signal. When the measurement AC signal is generated in step S2, the process proceeds to step S3.

ステップS3において、インピーダンス測定部30は、被測定電池Bのインピーダンスを測定し、測定結果を不図示の出力部に出力して処理を終了する(END)。   In step S3, the impedance measuring unit 30 measures the impedance of the battery B to be measured, outputs the measurement result to an output unit (not shown), and ends the process (END).

ステップS4において、インピーダンス測定部30は、電池電圧キャンセル回路40の出力電圧を調整する。ステップS4において、電池電圧キャンセル回路40の出力電圧が調整されると、処理は、ステップS1に戻る。   In step S4, the impedance measuring unit 30 adjusts the output voltage of the battery voltage cancel circuit 40. In step S4, when the output voltage of the battery voltage cancel circuit 40 is adjusted, the process returns to step S1.

次に、図2のフローチャートにおけるステップS4の処理である電池電圧キャンセル回路40の出力電圧の調整方法について、図3のフローチャートを参照しながら説明する。図3のフローチャートのSTARTの条件は、図2のフローチャートのステップS1の処理がNoとなるという条件である。図2のフローチャートの処理でNoとなると、処理は、ステップS41に進む。   Next, a method for adjusting the output voltage of the battery voltage cancel circuit 40, which is the process of step S4 in the flowchart of FIG. 2, will be described with reference to the flowchart of FIG. The START condition of the flowchart of FIG. 3 is a condition that the process of step S1 of the flowchart of FIG. 2 is No. If No in the process of the flowchart of FIG. 2, the process proceeds to step S <b> 41.

ステップS41において、インピーダンス測定部30は、直流電源用電池41の電圧情報をA/D変換器45から取得する。ステップS41において、直流電源用電池41の電圧情報を取得すると、処理は、ステップS42に進む。   In step S <b> 41, the impedance measurement unit 30 acquires voltage information of the DC power supply battery 41 from the A / D converter 45. When the voltage information of the DC power supply battery 41 is acquired in step S41, the process proceeds to step S42.

ステップS42において、インピーダンス測定部30は、A/D変換器45から取得した直流電源用電池41の電圧情報に基づいて、直流電源用電池41の電圧は、測定に使用可能な電圧であるか否かを判定する。ステップS42において、直流電源用電池41の電圧は、測定に使用可能であると判定されると、処理は、ステップS43に進む。一方、直流電源用電池41の電圧は、測定に使用可能でないと判定されると、処理は、ステップS44に進む。   In step S42, the impedance measuring unit 30 determines whether the voltage of the DC power supply battery 41 is a voltage that can be used for measurement based on the voltage information of the DC power supply battery 41 acquired from the A / D converter 45. Determine whether. If it is determined in step S42 that the voltage of the DC power supply battery 41 is usable for measurement, the process proceeds to step S43. On the other hand, if it is determined that the voltage of the DC power supply battery 41 cannot be used for measurement, the process proceeds to step S44.

ステップS43において、インピーダンス測定部30は、直流電源用電池41の電圧に応じてD/A変換器46への指示値を変更する。すなわち、インピーダンス測定部30は、直流電源用電池41の電圧に応じてD/A変換器46が直流電源用電池41の基準電圧(Vref)以下の範囲の如何なる電圧を出力するかを指示する。ステップS43において、直流電源用電池41の電圧に応じてD/A変換器46への指示値が変更されると、処理は、ステップS1に戻る。   In step S43, the impedance measuring unit 30 changes the instruction value to the D / A converter 46 in accordance with the voltage of the DC power supply battery 41. That is, the impedance measuring unit 30 instructs the D / A converter 46 to output a voltage within a range equal to or lower than the reference voltage (Vref) of the DC power supply battery 41 according to the voltage of the DC power supply battery 41. In step S43, when the instruction value to the D / A converter 46 is changed according to the voltage of the DC power supply battery 41, the process returns to step S1.

ステップS44において、インピーダンス測定部30は、直流電源用電池41が使用不可であることを不図示の表示部に表示させて処理を終了する(END)。なお、このときには、図2のフローチャートの処理もステップS4で中断する。   In step S44, the impedance measurement unit 30 displays on the display unit (not shown) that the DC power supply battery 41 is unusable and ends the processing (END). At this time, the process of the flowchart of FIG. 2 is also interrupted in step S4.

これにより、直流電源用電池41の電圧が経時変化により変わってもオペアンプ44の出力電圧を一定に保つことができる。これによれば、直流電源用電池41の電圧が経時変化により変わってもオペアンプ22の+入力端子に印加される電圧を一定に保つことができるので、直流電源用電池41の電圧が経時変化により変わっても信号発生源11が測定用交流信号を発生していないときに、オペアンプ22の出力電圧(すなわち、A点の電圧)をゼロボルトに保つことができる。   As a result, the output voltage of the operational amplifier 44 can be kept constant even when the voltage of the DC power supply battery 41 changes with time. According to this, even if the voltage of the DC power supply battery 41 changes with time, the voltage applied to the + input terminal of the operational amplifier 22 can be kept constant, so that the voltage of the DC power supply battery 41 changes with time. When the signal source 11 does not generate a measurement AC signal, the output voltage of the operational amplifier 22 (that is, the voltage at point A) can be kept at zero volts.

ここで、比較例として、直流電源用電池41を用いる場合と、直流電源用電池41に代えて電圧リファレンスICを用いる場合とで、被測定電池Bのインピーダンスを測定したときの精度を比較する。図4は、電圧リファレンスICを用いたときの被測定電池Bのインピーダンス測定におけるバラツキの程度を示す図である。図5は、直流電源用電池41を用いたときの被測定電池Bのインピーダンス測定におけるバラツキの程度を示す図である。図4および図5は共に横軸に測定回数をとり、縦軸にインピーダンスをとる。   Here, as a comparative example, the accuracy when the impedance of the battery B to be measured is measured is compared between when the DC power supply battery 41 is used and when the voltage reference IC is used instead of the DC power supply battery 41. FIG. 4 is a diagram showing the degree of variation in the impedance measurement of the battery B to be measured when the voltage reference IC is used. FIG. 5 is a diagram showing the degree of variation in the impedance measurement of the battery B to be measured when the DC power supply battery 41 is used. 4 and 5 both take the number of measurements on the horizontal axis and the impedance on the vertical axis.

図4では、測定回数毎のバラツキが平均100μΩ程度あることがわかる。一方で、図5では、測定回数毎のバラツキが平均30μΩ程度に収まっていることがわかる。図4に示すバラツキは、電圧リファレンスICが1/fノイズを有することに起因する。これに対し、1/fノイズを有さない直流電源用電池41によれば、図5に示すように、バラツキを大幅に抑えることができる。   In FIG. 4, it can be seen that the variation for each number of measurements is about 100 μΩ on average. On the other hand, in FIG. 5, it can be seen that the variation for each number of measurements falls within an average of about 30 μΩ. The variation shown in FIG. 4 is caused by the voltage reference IC having 1 / f noise. In contrast, according to the DC power supply battery 41 having no 1 / f noise, as shown in FIG.

以上のように、電圧リファレンスICに代えて直流電源用電池41を用いることで、バラツキを抑えた精度の高い被測定用電池Bのインピーダンス測定を実現することができる。このときに、直流電源用電池41の経時による電圧の変化があっても電池電圧キャンセル回路40の出力電圧を一定に保つことができる。   As described above, by using the DC power supply battery 41 in place of the voltage reference IC, it is possible to realize the impedance measurement of the battery B to be measured with high accuracy with reduced variation. At this time, the output voltage of the battery voltage cancel circuit 40 can be kept constant even if the voltage of the DC power supply battery 41 changes with time.

(その他の実施の形態)
インピーダンス測定部30は、情報処理装置が予めインストールされている所定のプログラムを実行することによって実現することができる。このような情報処理装置は、たとえば、不図示のメモリ、CPU(Central Processing Unit)、入出力ポートなどを有する。情報処理装置のCPUは、メモリなどから所定のプログラムとして制御プログラムを読み込んで実行する。これにより、情報処理装置には、インピーダンス測定部30の機能が実現される。なお、CPUの代わりにASIC(Application Specific Integrated Circuit)、マイクロプロセッサ(マイクロコンピュータ)、DSP(Digital Signal Processor)などを用いてもよい。
(Other embodiments)
The impedance measuring unit 30 can be realized by executing a predetermined program in which the information processing apparatus is installed in advance. Such an information processing apparatus has, for example, a memory (not shown), a CPU (Central Processing Unit), an input / output port, and the like. The CPU of the information processing apparatus reads and executes a control program as a predetermined program from a memory or the like. Thereby, the function of the impedance measuring unit 30 is realized in the information processing apparatus. An ASIC (Application Specific Integrated Circuit), a microprocessor (microcomputer), a DSP (Digital Signal Processor), or the like may be used instead of the CPU.

また、上述の所定のプログラムは、インピーダンス測定部30の出荷前に、情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであっても、インピーダンス測定部30の出荷後に、情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであってもよい。また、プログラムの一部が、インピーダンス測定部30の出荷後に、情報処理装置のメモリなどに記憶されたものであってもよい。インピーダンス測定部30の出荷後に、情報処理装置のメモリなどに記憶されるプログラムは、例えば、CD−ROMなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に記憶されているものをインストールしたものであっても、インターネットなどの伝送媒体を介してダウンロードしたものをインストールしたものであってもよい。   Further, even if the predetermined program described above is stored in the memory of the information processing apparatus before shipment of the impedance measurement unit 30, it is stored in the memory of the information processing apparatus after shipment of the impedance measurement unit 30. It may be what was done. A part of the program may be stored in a memory of the information processing apparatus after the impedance measurement unit 30 is shipped. The program stored in the memory or the like of the information processing apparatus after the impedance measurement unit 30 is shipped may be, for example, an installed program stored in a computer-readable recording medium such as a CD-ROM. What was downloaded via transmission media, such as, may be installed.

また、上述の所定のプログラムは、情報処理装置によって直接実行可能なものだけでなく、ハードディスクなどにインストールすることによって実行可能となるものも含む。また、圧縮されたり、暗号化されたりしたものも含む。   The predetermined program described above includes not only a program that can be directly executed by the information processing apparatus but also a program that can be executed by being installed on a hard disk or the like. Also included are those that are compressed or encrypted.

このように、情報処理装置とプログラムによってインピーダンス測定部30を実現することにより、大量生産や仕様変更(または設計変更)に対して柔軟に対応可能となる。   As described above, by realizing the impedance measuring unit 30 with the information processing apparatus and the program, it is possible to flexibly cope with mass production and specification change (or design change).

なお、情報処理装置が実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであってもよいし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであってもよい。   Note that the program executed by the information processing apparatus may be a program that is processed in time series in the order described in this specification, or may be necessary in parallel or when a call is made. It may be a program that performs processing at timing.

1…測定装置、10…交流信号発生回路(交流信号発生手段)、20…電圧検出回路(電圧検出手段)、30…インピーダンス測定部(インピーダンス測定手段、直流電圧を一定に制御する手段)、40…電池電圧キャンセル回路(電池電圧キャンセル手段)、41…直流電源用電池、45…A/D変換器(直流電源用電池の電圧を検出する手段)、46…D/A変換器(直流電圧を一定に制御する手段の一部)、B…被測定電池 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Measuring apparatus, 10 ... AC signal generation circuit (AC signal generation means), 20 ... Voltage detection circuit (voltage detection means), 30 ... Impedance measurement part (impedance measurement means, means for controlling DC voltage constant), 40 ... battery voltage cancel circuit (battery voltage canceling means), 41 ... DC power supply battery, 45 ... A / D converter (means for detecting voltage of DC power supply battery), 46 ... D / A converter (DC voltage) Part of the means for constant control), B ... Battery to be measured

Claims (3)

測定用交流信号を発生する交流信号発生手段と、
前記交流信号発生手段により発生された前記測定用交流信号が印加された被測定電池の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記測定用交流信号が印加される前記被測定電池の電圧を前記電圧検出手段が検出するのに先立って、前記被測定電池の直流成分を差し引くための直流電圧を発生する電池電圧キャンセル手段と、
前記電圧検出手段により検出された前記被測定電池の電圧を基に前記被測定電池のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、
を有する測定装置において、
前記電池電圧キャンセル手段は、
直流電源用電池と、
前記直流電源用電池の電圧を検出する手段と、
を有し、
前記インピーダンス測定手段は、
前記直流電源用電池の電圧を検出する手段の検出結果に基づき前記直流電源用電池の電圧が変化しても前記被測定電池の直流成分を差し引くための直流電圧を一定に制御する手段を有する、
ことを特徴とする測定装置。
AC signal generating means for generating an AC signal for measurement;
Voltage detecting means for detecting the voltage of the battery under measurement to which the AC signal for measurement generated by the AC signal generating means is applied;
Battery voltage canceling means for generating a DC voltage for subtracting the DC component of the measured battery before the voltage detecting means detects the voltage of the measured battery to which the AC signal for measurement is applied;
Impedance measuring means for measuring the impedance of the measured battery based on the voltage of the measured battery detected by the voltage detecting means;
In a measuring device having
The battery voltage canceling means is
A battery for DC power supply;
Means for detecting the voltage of the battery for DC power supply;
Have
The impedance measuring means includes
Means for controlling the DC voltage for subtracting the DC component of the measured battery to be constant even if the voltage of the DC power supply battery changes based on the detection result of the means for detecting the voltage of the DC power supply battery;
A measuring device.
測定用交流信号を発生する交流信号発生手段と、
前記交流信号発生手段により発生された前記測定用交流信号が印加された被測定電池の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記測定用交流信号が印加される前記被測定電池の電圧を前記電圧検出手段が検出するのに先立って、前記被測定電池の直流成分を差し引くための直流電圧を発生する電池電圧キャンセル手段と、
前記電圧検出手段により検出された前記被測定電池の電圧を基に前記被測定電池のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、
を有する測定装置が実行するインピーダンス測定方法において、
前記電池電圧キャンセル手段が有する直流電源用電池の電圧を検出するステップと、
前記直流電源用電池の電圧を検出するステップの検出結果に基づき前記直流電源用電池の電圧が変化しても前記被測定電池の直流成分を差し引くための直流電圧を一定に制御するステップと、
を有する、
ことを特徴とする測定方法。
AC signal generating means for generating an AC signal for measurement;
Voltage detecting means for detecting the voltage of the battery under measurement to which the AC signal for measurement generated by the AC signal generating means is applied;
Battery voltage canceling means for generating a DC voltage for subtracting the DC component of the measured battery before the voltage detecting means detects the voltage of the measured battery to which the AC signal for measurement is applied;
Impedance measuring means for measuring the impedance of the measured battery based on the voltage of the measured battery detected by the voltage detecting means;
In an impedance measurement method executed by a measurement device having:
Detecting the voltage of the battery for direct current power supply that the battery voltage canceling means has,
Detecting a DC voltage for subtracting the DC component of the measured battery even if the voltage of the DC power supply battery changes based on the detection result of the step of detecting the voltage of the DC power supply battery; and
Having
A measuring method characterized by the above.
情報処理装置に、
測定用交流信号を発生する交流信号発生手段と、
前記交流信号発生手段により発生された前記測定用交流信号が印加された被測定電池の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記測定用交流信号が印加される前記被測定電池の電圧を前記電圧検出手段が検出するのに先立って、前記被測定電池の直流成分を差し引くための直流電圧を発生する電池電圧キャンセル手段と、
前記電圧検出手段により検出された前記被測定電池の電圧を基に前記被測定電池のインピーダンスを測定するインピーダンス測定手段と、
を有する測定装置の制御機能を実現するプログラムにおいて、
前記電池電圧キャンセル手段が有する直流電源用電池の電圧を検出する機能と、
前記直流電源用電池の電圧を検出する機能の検出結果に基づき前記直流電源用電池の電圧が変化しても前記被測定電池の直流成分を差し引くための直流電圧を一定に制御する機能と、
を実現させる、
ことを特徴とするプログラム。
In the information processing device,
AC signal generating means for generating an AC signal for measurement;
Voltage detecting means for detecting the voltage of the battery under measurement to which the AC signal for measurement generated by the AC signal generating means is applied;
Battery voltage canceling means for generating a DC voltage for subtracting the DC component of the measured battery before the voltage detecting means detects the voltage of the measured battery to which the AC signal for measurement is applied;
Impedance measuring means for measuring the impedance of the measured battery based on the voltage of the measured battery detected by the voltage detecting means;
In a program for realizing a control function of a measuring apparatus having
A function of detecting the voltage of the battery for direct current power supply possessed by the battery voltage canceling means;
A function of controlling the DC voltage for subtracting the DC component of the measured battery to be constant even if the voltage of the DC power supply battery changes based on the detection result of the function of detecting the voltage of the DC power supply battery;
To realize,
A program characterized by that.
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