JP2727324B2 - 抵抗回路網解析装置 - Google Patents

抵抗回路網解析装置

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JP2727324B2 JP15309688A JP15309688A JP2727324B2 JP 2727324 B2 JP2727324 B2 JP 2727324B2 JP 15309688 A JP15309688 A JP 15309688A JP 15309688 A JP15309688 A JP 15309688A JP 2727324 B2 JP2727324 B2 JP 2727324B2
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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、高密度プリント配線基板、ハイブリッジ
IC及び多端子コネクタ等において多数の測定点間に存在
する抵抗成分の大きさ、電流、電圧などを測定する抵抗
回路網解析装置の改良に関する。
「従来の技術」 従来の抵抗回路網解析装置を第5図に示す。電流計I
ia(i=1,2,…n)−スイッチSi−電圧計Ei−電流計I
ibより成る抵抗測定回路1iが並列に接続されて共通の電
源2に接続される。スイッチSi、電圧計Eiの接続点は測
定端子Aiに接続され、また電圧計Ei及び電流計Iibの接
続点は測定端子Biに接続される。これら測定端子Ai、Bi
は被測定抵抗体(以下試料と言う)Xiの両端に接続され
る。
いま電流計Iia及びIibの測定値Uia,Uibが等しけれ
ば、その測定値と、電圧計Eiの測定値とから試料Xiの抵
抗値が求められる。もし、Uia≠Uibで、Uia−Uib=ΔU
であれば、Xiより他の試料にリーク電流が存在している
ことになる。更に測定端子Ajより試料Xj(j=1,2,…n
でj≠i)に供給された電流Ujaと測定点Bjに流入した
電流Ujbとの間にUjb=Uja+ΔUの関係があり、その他
の一対の電流計Ika,Ikb(k=1,2,…nで、かつk≠i,
j)の測定値が互に等しい場合には、試料Xiに流入した
電流Uiaの内ΔUだけ試料Xj側にリークしていることが
分る。このようにリーク電流の分布状態なども解析でき
るように一対の電流計を使用している。
電源2を流れる電流が許容できる上限値に達すると、
電源や電流計を保護するために、電流をそれ以上増えな
いように制限するような保護機能を電源2に持たせてい
る。
「発明が解決しようとする課題」 被測定抵抗に容量成分が含まれていたり、接続されて
いたりした場合には、スイッチSiをオンしてから定常状
態に達する迄の時間、つまり測定可能となる迄の時間が
長くなると共に大きな過渡電流により電流計がスケール
アウトされ、その確度や寿命が低下する恐れがあった。
また被測定抵抗体にショートなど異状に低い抵抗値のも
のが含まれていると、それを含む抵抗測定回路の直列合
成抵抗が小さくなり、電源はその小さな合成抵抗により
短絡される。その抵抗測定回路に電源より大きな電流が
流れ込み、電源はその内部抵抗により大きな電圧降下が
発生し、このため端子電圧が著しく低下し、全ての抵抗
測定回路による測定が不能となる問題があった。
この発明の目的は従来の問題点を解決し、大きな過渡
電流が電流計に流れないようにすると共に定常状態にな
る迄の時間を極力短かくし、また被測定抵抗体に短絡状
態が含まれていても測定に支障がないようにしようとす
るものである。
「課題を解決するための手段」 抵抗回路網解析装置は複数の抵抗測定回路が互に並列
に接続されて共通の電源に接続されて構成されるが、こ
の発明の請求項(1)によれば、上記抵抗測定回路は、
第1スイッチ、第2スイッチが直列に接続され、その第
1スイッチ、第2スイッチの接続点は測定端子に接続さ
れると共に第3スイッチを介して電圧計の一端に接続さ
れ、また第4スイッチを介して上記電圧計の他端に接続
される。また上記第1スイッチと直列に、通過電流が所
定値以下で抵抗器として動作し、所定値以上で定電流源
として動作する電流制限回路とその電流制限回路に加え
る電圧の上限を制限する定電圧素子との並列回路が接続
される。また上記第1スイッチ又は第2スイッチと並列
に第5スイッチを介して電流計が接続される。
この発明の請求項(2)によれば、各抵抗測定回路
は、第1スイッチ、第2スイッチが直列に接続され、そ
の第1スイッチと直列に、通過電流が所定値以下で抵抗
器として動作し、所定値以上で定電流源として動作する
電流制限回路とその電流制限回路に加える電圧の上限を
制限する定電圧素子との並列回路で接続される。また上
記第1スイッチ、第2スイッチの接続点と測定端子との
間に第3スイッチと電流計及び第4スイッチの直列回路
との並列回路が接続され、上記測定端子は第5スイッチ
を介して電圧計の一端に接続されると共に第6スイッチ
を介して上記電圧計の他端に接続されて構成される。
「実施例」 この発明の請求項(1)に関する実施例を第1図を参
照して説明する。
抵抗測定回路11〜1nが並列に接続されて共通の電源2
に接続される。抵抗測定回路1i(i=1〜n)におい
て、第1スイッチS1i,第6スイッチS6i、第7スイッチS
7i及び第2スイッチS2iが直列に接続され、第6スイッ
チS6iと第7スイッチS7iの接続点Piは測定端子ABi接続
されると共に第3スイッチS3iを介して共通の電圧計E
の一端に接続され、また第4スイッチS4iを介して電圧
計Eの他端に接続される。第1スイッチS1iと直列に、
電流制限回路LIiとその電流制限回路に加える電圧の上
限を制限する定電圧素子VLiとの並列回路が接続され
る。
更にこの例では上記電流制限回路ILiと並列に電圧セ
ンサVDiが接続されている。第1スイッチS1iと並列に第
5スイッチS5iaを介して、電流計Iiaが接続され、第2
スイッチS2iと並列に第5スイッチS5ibを介して電流計I
ibが接続される。
なお、第6スイッチS6i及び第7スイッチS7iは省略さ
れる場合もある。また上記の電流計Iia及び第5スイッ
チS5iaの直列回路または電流計Iib及び第5スイッチS
5ibの直列回路のいずれかを省略する場合もある。
抵抗測定回路1iに対して次の3つの動作モードを持た
せている。即ち、抵抗測定回路11に点線で示すように、
第1スイッチS1i又は第5スイッチS5iaの少くとも一方
のスイッチ及び第6スイッチS6iがオンで、第2スイッ
チS2i、第5スイッチS5i、第7スイッチS7iがオフとさ
れる電流供給モードがその1つである。またそれと対応
して、抵抗測定回路12に点線で示すように、第2スイッ
チS2i又は第5スイッチS5ibの一方及び第7スイッチS7i
がオン、第1スイッチS1i、第5スイッチS5ia、第6ス
イッチS6iがオフとされる電流吸収モードがある。また
抵抗測定回路1nで示すように、全てのスイッチがオフと
される開放モードがある。
第1図においては測定端子AB1,AB2を試料X1の両端に
接続し、抵抗測定回路11より電流を供給し、試料X1から
の電流を抵抗測定回路12で吸い込むようにした場合が例
示されている。他の測定端子についても適当にペアを組
んで、対応する他の試料にそれぞれ接続される。
電流制限回路ILiは第2図に示すような電圧対電流特
性を持つものであって、端子間に印加される電圧VがVS
以下の範囲では、電圧Vは通過電流Iに比例し、V=RI
(Rは比例定数)で表わされる。V≧VSの範囲では、電
流はI=Imaxで一定となる。このような電流制限回路は
第3図Aに示すように、負荷RLと直列に接続されたFET
トランジスタQ1により容易に実現することができる。ま
た第3図Bに示すように、電源端子に抵抗器Reを介して
トランジスタQ2のエミッタを接続し、そのコレクタを負
荷RLに接続し、またエミッタを演算増幅器OAの反転入力
端子に接続し、その非反転入力端子を電池ESの負極に接
続し、その正極を電源端子に接続して構成される一般的
な定電流回路を用いることもできる。
電流制限回路ILiにあまり大きな電圧が印加されて破
壊されることのないように、それと並列に定電圧素子
(例えばツェナーダイオード)VLiが接続されて、端子
電圧の上限をその閾値電圧V2に制限している。
試料Xに容量成分が含まれていると従来例で述べたよ
うに、電流計に過渡電流が流れ、また測定系が平衡状態
に達する迄に時間がかかる。そこでこの発明では、測定
のはじめの準備期間の間は、電流供給モードにある抵抗
測定回路1iの第1スイッチS1iと、電流吸込みモードに
ある抵抗測定回路1jの第2スイッチS2jとを共にオンと
して、電流計Iia及びIjbを通さずに試料Xに電流を供給
する。このようにすれば2つの電流計の内部抵抗を含ま
ないので、定常状態に達する迄の時間を短くできる。定
常状態に達した後、上記両スイッチS1i及びS2jはオフと
され、電流計Iia,Iibを通して電流が供給される。過渡
現象が全て無くなるように、これより短時間経過した後
に、電流計Iia,Ijbを用いて各試料の電流が求められ、
また第3スイッチS31〜S3n及び第4スイッチS41〜S4n
用いて各試料の両端に順次電圧計Eが接続されて端子電
圧が測定される。これらの測定値を用いて各試料の抵抗
値や試料間のリーク電流などが解析される。
試料Xが短絡素子である場合には、電流制限回路ILi
の電流は増加するが、しかし最大値Imaxに制限される。
またその端子電圧は増加するが、定電圧素子VLiがオン
となるのでその閾値電圧VZに抑えられる。電源2は供給
電流が増加するので、内部電圧降下により端子電圧が低
下するが、しかし、定電圧素子VLiの閾値電圧VZ以下に
下ることはなく、ほぼその電圧VZに近い値に保たれる。
従って他の試料の測定に支障を与えることはない。
この発明の装置を用いると、多数の試料を接続して、
導通試験と絶縁試験を同じ試験装置で行うこともでき
る。即ち、電圧センサVDiにより電流制限回路LIiの端子
電圧Vを監視し、第2図に示すように端子電圧Vが0〜
VS間の所定の電圧Vrに対して、V≧VrかV<Vrかに従っ
て、対応する試料が短絡(状態)試料又は開放(状態)
試料のいずれであるかが識別され、次に短絡試料に関す
る電圧、電流、抵抗値等が必要に応じて測定され次に開
放試料に関し同様の測定が行われる。
これ迄の説明でも多数の試料Xに対し電源2より同時
に通電するものとしたが、この発明はその場合に限ら
ず、順次通電し、測定するようにしてもよいことは明ら
かである。
他の実施例 請求項(2)に関する実施例を第4図に示す。抵抗測
定回路11〜1nが並列に接続されて共通の電源2に接続さ
れる。抵抗測定回路1i(i=1〜n)は、定電圧素子VL
i、電流制限回路ILi及び電圧センサVDiの並列回路が第
1スイッチS1iに直列に接続され、その第1スイッチS1i
は第2スイッチS2iと直列に接続され、第1スイッチ
S1i、第2スイッチS2iの接続点Piは、第3スイッチS3i
と第4スイッチS4i、電流計Iiの直列回路との並列回路
を通じ、更に必要に応じて第7スイッチS7iを通じて測
定端子ABiに接続される。その測定端子ABiは第5スイッ
チS5iを介して電圧計Eの一端に、また第6スイッチを
介してその他端に接続される。
電流供給モードにおいては抵抗測定回路11に関し点線
で示したように、第1スイッチS1iと第3スイッチS3i
び第4スイッチS4iの少なくとも一方と第7スイッチS7i
とがオンにされ、第2スイッチS2iはオフとされる。電
流吸込みモードにおいては抵抗測定回路12に関し点線で
示したように、第1スイッチS1iがオフ、第2スイッチS
2iがオンとされ、第3スイッチS3i、第4スイッチS4i
び第7スイッチS7iは電流供給モードと同様である。
測定の基準期間ではペアとなる抵抗測定回路1i,1
j(j≠i)の第3スイッチS3i,S3jがオンとされ、電流
計Ii,Ijを通さないで試料に通電される。その他の動作
も第1図の実施例と同様であるので詳しい説明は省略す
るが、この場合は電流計の数が第1図の場合の半分で済
むメリットがある。
「発明の効果」 この発明によれば、測定準備期間には電流計を通さな
いで試料を通電するようにしているので、平衡状態に達
し、測定可能になる迄の時間を短かくすることができる
と共に、電流計に大きな過渡電流が流れないのでその確
度や寿命を低下させる恐れはない。またこの発明では試
料に短絡状態が含まれていても、電源の端子電圧が抵抗
測定回路内に接続された定電圧素子の閾値電圧付近のほ
ぼ一定値に保たれるので、全ての抵抗測定回路による測
定が滞りなく行われる。またプリント配線基板等の導通
試験と絶縁試験とを合せて行うことができ、はなはだ便
利である。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の請求項(1)に関する実施例を示す
回路図、第2図は第1図の電流制御回路ILの端子電圧対
電流特性を示す図、第3図は第1図の電流制限回路ILの
例を示す回路図、第4図はこの発明の請求項(2)に関
する実施例を示す回路図、第5図は従来の抵抗回路網解
析装置の回路図である。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の抵抗測定回路が並列に接続されて共
    通の電源に接続されている抵抗回路網解析装置におい
    て、 上記抵抗測定回路は、 第1スイッチ、第2スイッチが直列に接続され、その第
    1スイッチ、第2スイッチの接続点は測定端子に接続さ
    れると共に第3スイッチを介して電圧計の一端に接続さ
    れ、また第4スイッチを介して上記電圧計の他端に接続
    され、 上記第1スイッチと直列に通過電流が所定値以下で抵抗
    器として動作し、所定値以上で定電流源として動作する
    電流制限回路とその電流制限回路に加える電圧の上限を
    制限する定電圧素子との並列回路が接続され、 上記第1スイッチ又は第2スイッチと並列に第5スイッ
    チを介して電流計が接続されてなることを特徴とする抵
    抗回路網解析装置。
  2. 【請求項2】複数の抵抗測定回路が互に並列に接続され
    て共通の電源に接続されている抵抗回路網解析装置にお
    いて、 上記抵抗測定回路は、 第1スイッチ、第2スイッチが直列に接続され、その第
    1スイッチと直列に、通過電流が所定値以下で抵抗器と
    して動作し、所定値以上で定電流源として動作する電流
    制限回路とその電流制限回路に加える電圧の上限を制限
    する定電圧素子との並列回路が接続され、 上記第1スイッチ、第2スイッチの接続点と測定端子と
    の間に第3スイッチと電流計及び第4スイッチの直列回
    路との並列回路が接続され、 上記測定端子は第5スイッチを介して電圧計の一端に接
    続されると共に第6スイッチを介して上記電圧計の他端
    に接続されてなることを特徴とする抵抗回路網解析装
    置。
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