JP3003657U - インピーダンス測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 接触抵抗が測定誤差を発生する直前の値まで
増加したことを知る。 【構成】 測定対象物１の一対の端子１ａ，１ｂが一対
の電流出力端子２ａ，２ｂにそれぞれ接触したときに接
触抵抗ｒ₁ ，ｒ₂ を介して測定対象物１に一定の電流Ｉ
を流す定電流回路２を設け、測定対象物１の一対の端子
１ａ，１ｂが定電流回路２の一対の電圧入力端子２ａ，
２ｂにそれぞれ接触したときに測定対象物１の一対の端
子１ａ，１ｂ間に現れる電圧を検出する第１の電圧検出
器３を設け、定電流回路２の一対の電圧入力端子２ａ，
２ｂ間に現れる電圧を検出する第２の電圧検出器４を設
け、第２の電圧検出器４の出力電圧から第１の電圧検出
器３の出力電圧を減じた電圧を出力する減算器５を設
け、減算器５の出力電圧を所定のしきい値と比較し減算
器５の出力電圧がしきい値を超えたときに接触抵抗異常
検知出力を発生する比較器８を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、抵抗器、コンデンサ、コイル等のインピーダンスを測定するイン ピーダンス測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

現在、特に日本国内における抵抗器、コンデンサ、コイルの生産のほとんど（ 半数以上）はリード線のないチップタイプであり、ますますチップの比率が高く なっていくものと思われる。チップのサイズも、ますます小型化の要求がつよく なり、１ｍｍ×０．５ｍｍ、さらにそれ以下というように需要が変化しつつある 。これらの部品は、全数インピーダンスを測定し、実測値が公称値に対してどの 程度の誤差があるかが検査され、規格を超える誤差があるものは不良品として廃 棄され、良品のみが選別されて出荷される。

【０００３】 一般的に、抵抗器、コンデンサ、コイル等の電子部品の公称値は２桁〜３桁の 有効数字と後に続くゼロの数〔指数〕（例えば、１．２ｋΩであれば、１２００ Ωであるので、１２２または１２０１）とで表し、その公称値に対して±１％、 ±５％、±１０％の規格内に入っているかどうかの検査を行って良品が選別され て出荷される。このような出荷時の検査に際し、製品の信頼性の要求がますます つよくなり、例えば不良品の混入率が１ｐｐｍ（百万分の１）以下であることが 要求される。また、この際の検査のスピードは、大量の部品の全数検査を短時間 に行うために、１０００個／分〜１２００個／分と非常に高速性が要求される。

【０００４】 上記のように、大量の部品の検査を超高速でかつ高精度に行うには、測定器の 精度、信頼度、低故障率等の要求はもちろん、超高速で大量の検査を高精度に行 うためには、測定対象物に接触する測定端子の部分が最も重要である。この測定 端子の部分はできるだけ接触抵抗の少ない金属を使用しなければならないが、一 般的に接触抵抗の小さい金属は摩耗が大きく、最初は接触が良好であっても検査 中に測定端子が劣化して接触不良が発生し、接触不良に起因して測定誤差が発生 するという問題がある。

【０００５】 このような接触不良による測定誤差の発生に伴う誤選別を避けるための工夫が 測定器に必要となる。しかも、そのための測定器の測定速度の低下をできるかぎ り少なく抑えることが必要である。 以下、本考案の従来例について図面を参照しながら説明する。 図３に従来のインピーダンス測定装置のブロック図を示す。図３において、１ は抵抗等のインピーダンスを測定する例えばチップタイプの測定対象物（例えば 、チップ抵抗器で、その抵抗値をＲ_X とする）である。

【０００６】 ２は測定対象物１の一対の端子１ａ，１ｂが一対の電流出力端子２ａ，２ｂに それぞれ接触したときに接触抵抗ｒ₁ ，ｒ₂ を介して測定対象物１に既知の一定 の電流Ｉを流す定電流回路である。 ３は測定対象物１の一対の端子１ａ，１ｂが一対の電圧入力端子３ａ，３ｂに それぞれ接触したときに測定対象物１の一対の端子１ａ，１ｂ間に現れる電圧Ｖ ₁ を検出して測定対象物１のインピーダンス対応電圧Ｅ₁ として電圧出力端子３ ｃより出力する電圧検出器であり、例えば１倍の増幅度の差動増幅器で構成され る。

【０００７】 以上のような構成のインピーダンス測定装置は、測定対象物１の一対の端子１ ａ，１ｂを定電流回路２の一対の電流出力端子２ａ，２ｂにそれぞれ接触させる とともに、測定対象物１の一対の端子１ａ，１ｂを電圧検出器３の一対の電圧入 力端子３ａ，３ｂにそれぞれ接触させると、定電流回路２から接触抵抗ｒ₁ ，ｒ ₂ を通して測定対象物１に既知の一定の電流Ｉが流れ、測定対象物１の一対の端 子１ａ，１ｂ間に電流Ｉと抵抗Ｒ_X の積で表される電圧Ｖ₁ （＝Ｒ_X ×Ｉ）が生 じ、この電圧Ｖ₁ を電圧検出器３が検出して電圧出力端子３ｃよりインピーダン ス対応電圧Ｅ₁ （＝Ｖ₁ ）を出力することになり、このインピーダンス対応電圧 Ｅ₁ から測定対象物１の抵抗Ｒ_X を知ることができる。

【０００８】 なお、電圧出力端子３ｃより出力されるインピーダンス対応電圧Ｅ₁ を適当な インターフェース手段を介して例えばアナログメータあるいはデジタル表示器に 供給することで、測定対象物１の抵抗Ｒ_X を表示することができる。また、選別 手段に公称値および許容誤差とともに入力すれば、検査した部品を選別すること も可能である。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

定電流方式で抵抗値等のインピーダンスを測定する場合、測定対象物１に流す 電流Ｉが常に一定であることが必要とされる。 従来のインピーダンス測定装置では、定電流回路２の一対の電流出力端子２ａ ，２ｂと測定対象物１の一対の端子１ａ，１ｂとの間の接触抵抗ｒ₁ ，ｒ₂ が小 さい状態では、定電流回路２は正常に一定の電流Ｉを測定対象物１に流すことが でき、上記の条件を満たすが、測定作業の繰り返しによる定電流回路２の一対の 電流出力端子２ａ，２ｂの摩耗等によって接触抵抗ｒ₁ ，ｒ₂ が大きくなり、そ の接触抵抗ｒ₁ ，ｒ₂ の和がある値ｒ_MAX （定電流回路２の電流制御動作特性に より決まる）を超えると、定電流回路２より測定対象物１に流れる電流Ｉが一定 に保たれなくなってしまい、したがって電圧出力端子３ｃより出力されるインピ ーダンス対応電圧Ｅ₁ にも誤差が含まれることになり、測定対象物１の抵抗Ｒ_X の測定値に誤差を生じることになり、高精度の測定を行えなくなる。

【００１０】 なお、電圧検出器３の一対の電圧入力端子３ａ，３ｂと測定対象物１の一対の 端子１ａ，１ｂとの間の接触抵抗は本考案の目的外であるので、それについては 言及していない。 しかしながら、従来のインピーダンス測定装置では、単にインピーダンスの測 定を行うだけであったので、接触抵抗ｒ₁ ，ｒ₂ の値がわからず、したがって、 接触抵抗ｒ₁ ，ｒ₂ の増加に伴う測定誤差の発生がわからず、測定結果の信頼性 が低かった。この信頼性を高めるには、接触抵抗ｒ₁ ，ｒ₂ を知り、接触抵抗ｒ ₁ ，ｒ₂ の値が測定誤差を発生する直前の値まで増加したときに測定端子の部分 の交換を行うようにすればよい。

【００１１】 この考案の目的は、定電流回路の一対の電流出力端子と測定対象物の一対の端 子との間の接触抵抗を監視することで、接触抵抗が測定誤差を発生する直前の値 まで増加したことを知ることができるインピーダンス測定装置を提供することで ある。 この考案の他の目的は、インピーダンス測定時に定電流回路の一対の電流出力 端子と測定対象物の一対の端子との間の接触抵抗を常時監視しなくても、定電流 回路の一対の電流出力端子と測定対象物の一対の端子との間の接触抵抗が測定誤 差を発生する直前の値まで増加したことを知ることができるインピーダンス測定 装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

請求項１記載のインピーダンス測定装置は、測定対象物の一対の端子が一対の 電流出力端子にそれぞれ接触したときに接触抵抗を介して測定対象物に一定の電 流を流す定電流回路を設け、測定対象物の一対の端子が一対の電圧入力端子にそ れぞれ接触したときに測定対象物の一対の端子間に現れる電圧を検出して測定対 象物のインピーダンス対応電圧として出力する第１の電圧検出器を設け、定電流 回路の一対の電流出力端子間に現れる電圧を検出して総インピーダンス対応電圧 として出力する第２の電圧検出器を設け、第２の電圧検出器の出力電圧から第１ の電圧検出器の出力電圧を減じた電圧を接触抵抗対応電圧として出力する減算器 を設けている。

【００１３】 請求項２記載のインピーダンス測定装置は、請求項１のインピーダンス測定装 置において、減算器の出力電圧を所定のしきい値と比較し減算器の出力電圧が所 定のしきい値を超えたときに接触抵抗異常検知出力を発生する比較器をさらに設 けている。 請求項３記載のインピーダンス測定装置は、請求項１または請求項２の測定対 象物が抵抗器である。

【００１４】

【作用】

請求項１記載の考案の構成によれば、測定対象物の一対の端子が定電流回路の 一対の電流出力端子にそれぞれ接触するとともに、第１の電圧検出器の一対の電 圧入力端子にそれぞれ接触したときに、定電流回路から接触抵抗を介して測定対 象物に一定の電流が流れ、第１の電圧検出器が測定対象物の一対の端子間に現れ る電圧を検出して測定対象物のインピーダンス対応電圧として出力することにな り、このインピーダンス対応電圧から測定対象物のインピーダンスを知ることが できる。また、第２の電圧検出器が定電流回路の一対の電流出力端子間に現れる 電圧を検出して総インピーダンス対応電圧として出力し、減算器が第２の電圧検 出器の出力電圧から第１の電圧検出器の出力電圧を減じた電圧を接触抵抗対応電 圧として出力することになり、この接触抵抗対応電圧から測定対象物の一対の端 子と定電流回路の一対の電流出力端子との間の接触抵抗を知ることができる。こ の接触抵抗をインピーダンス測定時に監視することにより、定電流回路の一対の 電流出力端子と測定対象物の一対の端子との間の接触抵抗が測定誤差を発生する 直前の値まで増加したことを知ることができ、この結果定電流回路の一対の電流 出力端子の交換を促すことができる。

【００１５】 請求項２記載の考案の構成によれば、比較器において、減算器の出力電圧と所 定のしきい値とが比較され、減算器の出力電圧が所定のしきい値を超えたときに 比較器から接触抵抗異常検知出力が発生し、定電流回路の一対の電流出力端子と 測定対象物の一対の端子との間の接触抵抗を測定時に常時監視しなくても、接触 抵抗が測定誤差を発生する直前の値まで大きくなったことを知ることができ、こ の結果定電流回路の一対の電流出力端子の交換を促すことができる。

【００１６】 請求項３記載の構成によれば、請求項１または請求項２と同様に作用する。

【００１７】

【実施例】

図１にこの考案の一実施例のインピーダンス測定装置のブロック図を示す。図 １において、１は抵抗等のインピーダンスを測定する例えばチップタイプの測定 対象物（例えば、チップ抵抗器で、その抵抗値をＲ_X とする）である。 ２は測定対象物１の一対の端子１ａ，１ｂが一対の電流出力端子２ａ，２ｂに それぞれ接触したときに接触抵抗ｒ₁ ，ｒ₂ を介して測定対象物１に既知の一定 の電流Ｉを流す定電流回路である。

【００１８】 ３は測定対象物１の一対の端子１ａ，１ｂが一対の電圧入力端子３ａ，３ｂに それぞれ接触したときに測定対象物１の一対の端子１ａ，１ｂ間に現れる電圧Ｖ ₁ を検出して測定対象物１のインピーダンス対応電圧Ｅ₁ として電圧出力端子３ ｃより出力する第１の電圧検出器であり、例えば１倍の増幅度の差動増幅器（例 えば、ＡＤ６２０：アナログデバイセズ株式会社製）で構成される。

【００１９】 ４は定電流回路２の一対の電流出力端子２ａ，２ｂ間に現れる電圧Ｖ₂ を検出 して総インピーダンス対応電圧Ｅ₂ として出力する第２の電圧検出器であり、例 えば１倍の増幅度の差動増幅器（例えば、ＡＤ６２０：アナログデバイセズ株式 会社製）で構成される。 ５は第２の電圧検出器４の出力電圧である総インピーダンス対応電圧Ｅ₂ から 第１の電圧検出器３の出力電圧であるインピーダンス対応電圧Ｅ₁ を減じた電圧 を接触抵抗対応電圧Ｅ₃ として出力する減算器であり、例えば１倍の増幅度の差 動増幅器（例えば、ＡＤ６２０：アナログデバイセズ株式会社製）で構成される 。

【００２０】 ６は基準電圧源である。 ７は基準電圧源６の電圧を分圧することにより定電流回路２が測定対象物１に 一定の電流Ｉを流せなくなる制御限界の接触抵抗ｒ₁ , ｒ₂ の和の値ｒ_MAX に対 応した所定のしきい値Ｅ_S を設定する可変抵抗器である。 ８は減算器５の出力電圧である接触抵抗対応電圧Ｅ₃ を所定のしきい値Ｅ_S と 比較し減算器５から出力される接触抵抗対応電圧Ｅ₃ が所定のしきい値Ｅ_S を超 えたときに接触抵抗異常検知出力を出力端子８ａより出力する比較器であり、例 えば演算増幅器（例えば、ＬＦ３１１：ナショナルセミコンダクター社製）で構 成される。

【００２１】 以上のような構成のインピーダンス測定装置は、測定対象物１の一対の端子１ ａ，１ｂを定電流回路２の一対の電流出力端子２ａ，２ｂにそれぞれ接触させる とともに、第１の電圧検出器３の一対の電圧入力端子３ａ，３ｂにそれぞれ接触 させると、定電流回路２から接触抵抗ｒ₁ ，ｒ₂ を通して測定対象物１に既知の 一定の電流Ｉが流れ、測定対象物１の一対の端子１ａ，１ｂ間に電流Ｉと抵抗Ｒ _X の積で表される電圧Ｖ₁ （＝Ｒ_X ×Ｉ）が生じ、この電圧Ｖ₁ を第１の電圧検 出器３が検出して電圧出力端子３ｃよりインピーダンス対応電圧Ｅ₁ （＝Ｖ₁ ） を出力することになり、このインピーダンス対応電圧Ｅ₁ から測定対象物１の抵 抗Ｒ_X を知ることができる。

【００２２】 また、定電流回路２から接触抵抗ｒ₁ ，ｒ₂ を通して測定対象物１に既知の一 定の電流Ｉが流れると、定電流回路２の一対の電流出力端子２ａ，２ｂ間に、電 流Ｉと抵抗Ｒ_X および接触抵抗ｒ₁ ，ｒ₂ の和（総インピーダンス）との積で表 される電圧Ｖ₂ （＝（Ｒ_X ＋ｒ₁ ＋ｒ₂ ）×Ｉ）が生じ、この電圧Ｖ₂ を第２の 電圧検出器４が検出して総インピーダンス対応電圧Ｅ₂ （＝Ｖ₂ ）として出力す る。

【００２３】 そして、減算器５が第２の電圧検出器４の出力電圧である総インピーダンス対 応電圧Ｅ₂ から第１の電圧検出器３の出力電圧であるインピーダンス対応電圧Ｅ ₁ を減じた電圧を接触抵抗対応電圧Ｅ₃ （＝Ｅ₂ −Ｅ₁ ＝Ｖ₂ −Ｖ₁ ＝（ｒ₁ ＋ ｒ₂ ）×Ｉ）として出力することになり、この接触抵抗対応電圧Ｅ₃ から測定対 象物１の一対の端子１ａ，１ｂと定電流回路２の一対の電流出力端子２ａ，２ｂ との間の接触抵抗ｒ₁ ，ｒ₂ を知ることができる。

【００２４】 さらに、比較器８において、減算器５の出力電圧である接触抵抗対応電圧Ｅ₃ と所定のしきい値Ｅ_S とが比較され、減算器５から出力される接触抵抗対応電圧 Ｅ₃ が所定のしきい値Ｅ_S を超えたときに比較器８の端子８ａから接触抵抗異常 検知出力が発生し、接触抵抗ｒ₁ ，ｒ₂ が測定誤差を発生する直前の値まで大き くなったことを知らせる。これによって、定電流回路２の一対の電流出力端子２ ａ，２ｂの交換を促すことができる。

【００２５】 なお、電圧出力端子３ｃより出力されるインピーダンス対応電圧Ｅ₁ を適当な インターフェース手段を介して例えばアナログメータあるいはデジタル表示器に 供給することで、測定対象物１の抵抗Ｒ_X を表示することができる。また、出力 端子８ａに現れる信号で表示器を駆動するようにすれば、接触抵抗ｒ₁ ，ｒ₂ が 測定誤差を発生する直前の値まで大きくなったことを表示することができる。

【００２６】 図２には、図１のインピーダンス測定装置の具体構成の一例を示す回路図であ る。図２において、定電流回路２は、演算増幅器（例えばＬＦ３５５：ナショナ ルセミコンダクター社製）ＩＣ₁ ，抵抗Ｒ₁ ，Ｒ₂ ，Ｒ₃ ，ツェナーダイオード ＺＤ₁ ，トランジスタＴＲ₁ で構成され、ツェナーダイオードＺＤ₁ のツェナー 電圧をＥ_Z としたときに、Ｅ_Z ／Ｒ₃ で表される一定の電流Ｉが出力される。基 準電圧源６は、抵抗Ｒ₄ とツェナーダイオードＺＤ₂ で構成されている。Ｒ₅ は プルアップ用の抵抗である。

【００２７】 このように、この実施例のインピーダンス測定装置によれば、測定対象物１の 一対の端子１ａ，１ｂが定電流回路２の一対の電流出力端子２ａ，２ｂにそれぞ れ接触するとともに、第１の電圧検出器３の一対の電圧入力端子３ａ，３ｂにそ れぞれ接触したときに、定電流回路２から接触抵抗ｒ₁ ，ｒ₂ を介して測定対象 物１に一定の電流Ｉが流れ、第１の電圧検出器３が測定対象物１の一対の端子１ ａ，１ｂ間に現れる電圧Ｖ₁ を検出して測定対象物１のインピーダンス対応電圧 Ｅ₁ として出力することになり、このインピーダンス対応電圧Ｅ₁ から測定対象 物１の抵抗Ｒ_X を知ることができる。

【００２８】 また、第２の電圧検出器４が定電流回路２の一対の電流出力端子２ａ，２ｂ間 に現れる電圧Ｖ₂ を検出して総インピーダンス対応電圧Ｅ₂ として出力し、減算 器５が第２の電圧検出器４の出力電圧である総インピーダンス対応電圧Ｅ₂ から 第１の電圧検出器３の出力電圧であるインピーダンス対応電圧Ｅ₁ を減じた電圧 を接触抵抗対応電圧Ｅ₃ として出力することになり、比較器８において、減算器 ５の出力電圧と所定のしきい値Ｅ_S とが比較され、減算器５の出力電圧である接 触抵抗対応電圧Ｅ₃ が所定のしきい値Ｅ_S を超えたときに比較器８から接触抵抗 異常検知出力が発生し、測定中接触抵抗ｒ₁ ，ｒ₂ を常時監視しなくても、接触 抵抗ｒ₁ ，ｒ₂ が測定誤差を発生する直前の値まで大きくなったことがわかる。 この結果、定電流回路２の一対の電流出力端子２ａ，２ｂの交換を促すことがで きる。

【００２９】 なお、比較器７を設ける代わりに、接触抵抗を表示する手段を設けてもよい。 このような構成では、接触抵抗対応電圧Ｅ₃ から測定対象物１の一対の端子１ａ ，１ｂと定電流回路１の一対の電流出力端子２ａ，２ｂとの間の接触抵抗ｒ₁ ， ｒ₂ を知ることができ、その接触抵抗ｒ₁ ，ｒ₂ の値を監視することにより、接 触抵抗ｒ₁ ，ｒ₂ が測定誤差を発生する直前の値まで大きくなったことがわかる 。この結果、定電流回路２の一対の電流出力端子２ａ，２ｂの交換を促すことが できる。

【００３０】 また、上記実施例では、測定対象物が抵抗器であり、その抵抗値を測定するも のの例を示したが、抵抗器に限らず、コンデンサやコイルのインピーダンスを測 定する場合にも、この考案を適用できる。この場合、定電流回路としては、一定 振幅の交流電流を流す回路を用いることが必要である。

【００３１】

【考案の効果】

請求項１記載の考案のインピーダンス測定装置によれば、第２の電圧検出器が 定電流回路の一対の電流出力端子間に現れる電圧を検出して総インピーダンス対 応電圧として出力し、減算器が第２の電圧検出器の出力電圧から第１の電圧検出 器の出力電圧を減じた電圧を接触抵抗対応電圧として出力することになり、この 接触抵抗対応電圧から測定対象物の一対の端子と定電流回路の一対の電流出力端 子との間の接触抵抗を知ることができ、この接触抵抗をインピーダンス測定時に 監視することにより、定電流回路の一対の電流出力端子と測定対象物の一対の端 子との間の接触抵抗が測定誤差を発生する直前の値まで増加したことを知ること ができる。

【００３２】 請求項２記載のインピーダンス測定装置によれば、比較器において、減算器の 出力電圧と所定のしきい値とが比較され、減算器の出力電圧が所定のしきい値を 超えたときに比較器から接触抵抗異常検知出力が発生し、定電流回路の一対の電 流出力端子と測定対象物の一対の端子との間の接触抵抗をインピーダンス測定時 に常時監視しなくても、接触抵抗が測定誤差を発生する直前の値まで大きくなっ たことを知ることができる。

【００３３】 請求項３記載のインピーダンス測定装置によれば、請求項１または請求項２の インピーダンス測定装置と同様の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例のインピーダンス測定装置
の構成を示す回路図である。

【図２】図１のインピーダンス測定装置の具体的な構成
を示す回路図である。

【図３】従来のインピーダンス測定装置の一例の構成を
示す回路図である。

【符号の説明】

１ 測定対象物 １ａ，１ｂ 端子 ２ 定電流回路 ２ａ，２ｂ 電流出力端子 ３ 電圧検出器（第１） ３ａ，３ｂ 電圧入力端子 ４ 電圧検出器（第２） ５ 減算器 ８ 比較器

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定対象物の一対の端子が一対の電流出
   力端子にそれぞれ接触したときに接触抵抗を介して前記
   測定対象物に一定の電流を流す定電流回路と、前記測定
   対象物の一対の端子が一対の電圧入力端子にそれぞれ接
   触したときに前記測定対象物の一対の端子間に現れる電
   圧を検出して前記測定対象物のインピーダンス対応電圧
   として出力する第１の電圧検出器と、前記定電流回路の
   一対の電流出力端子間に現れる電圧を検出して総インピ
   ーダンス対応電圧として出力する第２の電圧検出器と、
   前記第２の電圧検出器の出力電圧から前記第１の電圧検
   出器の出力電圧を減じた電圧を接触抵抗対応電圧として
   出力する減算器とを備えたインピーダンス測定装置。
2. 【請求項２】 減算器の出力電圧を所定のしきい値と比
   較し前記減算器の出力電圧が前記所定のしきい値を超え
   たときに接触抵抗異常検知出力を発生する比較器をさら
   に備えた請求項１記載のインピーダンス測定装置。
3. 【請求項３】 測定対象物が抵抗器である請求項１また
   は請求項２記載のインピーダンス測定装置。