JP3018472B2 - 耐熱破壊測定方法およびその測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は被測定正特性サーミスタ素子の突入電流に対
する熱破壊特性を測定する耐熱破壊測定方法およびその
測定装置に関する。

（従来の技術） 一般に、テレビジョン受像機の受像管の消磁用として
使用される正特性サーミスタ素子やモータ起動用の正特
性サーミスタ素子等は、その使用態様上、電圧が印加さ
れたときに急激に大電流（突入電流）が流れる。

このため、この種の用途の正特性サーミスタ素子は、
通常、Ｆ耐圧と呼ばれる突入電流に対する素子の熱破壊
特性を測定している。

この熱破壊特性の測定は、従来、次のようなから
のステップからなる方法により行なわれていた。

電極を形成した被測定正特性サーミスタ素子に交流電
圧を数秒間印加する。

交流電圧印加後、この被測定正特性サーミスタ素子を
室温まで冷却し、電圧印加前後の素子抵抗値を比較す
る。

この比較において、通常、１％以上、抵抗値が増加し
ていると、被測定正特性サーミスタ素子の中心部から外
側にかけて層状の亀裂が生じている場合が多いので、被
測定正特性サーミスタ素子に軽い衝撃を与え、被測定正
特性サーミスタ素子を割ることで、層状の亀裂の有無を
測定者が目視で判断する。

電圧印加後の抵抗値の変化が１％未満であれば、さら
に大きな電圧を印加する。

以下、ないしのステップを繰り返す。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記従来の被測定正特性サーミスタ素子の
耐熱破壊測定方法では、被測定正特性サーミスタ素子に
交流電圧を印加した前後の抵抗値変化で、突入電流に対
する熱破壊の発生の有無を検出しているが、その抵抗値
変化率をどの位の値に設定すればよいかの判断基準が明
らかではなかった。

それは、被測定正特性サーミスタ素子に層状の亀裂が
発生していなくても、たとえば被測定正特性サーミスタ
素子のエッジが欠けてしまったような場合には、抵抗変
化が大きくなる場合があるからである。よって、抵抗値
変化の比較だけでは、層状の亀裂が発生しているか否か
は判断することは困難である。

そこで、測定者が上記のように被測定正特性サーミス
タ素子に軽い衝撃を与えて、被測定正特性サーミスタ素
子を割ることで、熱破壊の有無を確認しなければなら
ず、自動測定を行なうことは困難であり、測定者の目
視、経験によるところが大きかった。

本発明の目的は、被測定正特性サーミスタ素子の突入
電流に対する熱破壊特性の自動測定に適した耐熱破壊測
定方法を提供することである。

本発明のいま一つの目的は、被測定正特性サーミスタ
素子の突入電流に対する熱破壊特性を自動的に測定する
ことのできる耐熱破壊測定装置を提供することである。

（課題を解決するための手段） このため、本願の請求項１に係る発明は、熱破壊特性
を測定する被測定正特性サーミスタ素子に交流電圧を印
加したときに、この被測定正特性サーミスタ素子に流れ
る電流の電流波形の周期の回数をカウントし、このカウ
ント値と正常な熱破壊特性を有する正特性サーミスタ素
子に基づいて定められたカウント値とを比較して、上記
被測定正特性サーミスタ素子の熱破壊特性を測定するこ
とを特徴としている。

本願の請求項２に係る発明は、熱破壊特性を測定する
被測定正特性サーミスタ素子に交流電圧を印加したとき
に、この被測定正特性サーミスタ素子に流れる電流の電
流波形の周期の回数を検出し、この周期の回数から上記
被測定正特性サーミスタ素子の熱破壊特性を測定する耐
熱破壊測定装置であって、 上記被測定正特性サーミスタ素子に交流電圧が印加さ
れたときに上記被測定正特性サーミスタ素子に流れる電
流波形の周期の回数をカウントするカウント回路と、こ
のカウント回路から出力するカウント値が正常な熱破壊
特性を有する正特性サーミスタ素子に基づいて定められ
た値の範囲内にあるか否かを判定し、カウント値が上記
範囲内にあるときに素子異常なしと判定して正常信号を
出力する判定回路とを備えたことを特徴としている。

（作用） 被測定正特性サーミスタ素子に電圧が印加されると、
通常、被測定正特性サーミスタ素子に突入電流が流れた
あと、被測定正特性サーミスタ素子は発熱によりその抵
抗値が上昇し、電流が減衰していく。

したがって、被測定正特性サーミスタ素子に交流電圧
を印加すると、抵抗値が大きくなるまでの間、電流は所
定のレベルを越える周期的変動を何回か繰り返す。

これに対して、突入電流による熱破壊が生じていると
きに被測定正特性サーミスタ素子に電流が流れると、被
測定正特性サーミスタ素子内部に熱分布が生じ、熱応力
および膨張に差が生じ、被測定正特性サーミスタ素子内
部に層状の亀裂が生じる。このため、被測定正特性サー
ミスタ素子には電流が流れなくなり、被測定正特性サー
ミスタ素子に流れる電流は、たとえば２〜３周期で終了
する。

一方、被測定正特性サーミスタ素子の電極間に短絡不
良あるいは放電不良等が発生していると、電極間に電流
が流れ続け、電流の周期は交流電圧が印加されている間
中、流れ続ける。

（発明の効果） 本願の請求項１に係る発明によれば、被測定正特性サ
ーミスタ素子に交流電圧を印加し、そのときに被測定正
特性サーミスタ素子に流れる電流の減衰波形を用いるこ
とにより、被測定正特性サーミスタ素子の突入電流に対
する熱破壊特性を測定することができるので、熟練した
測定者の目視による検査が不要になり、被測定正特性サ
ーミスタ素子の突入電流に対する熱破壊特性の自動測定
に適した耐熱破壊測定方法を得ることができる。

また、本願の請求項２に係る発明によれば、被測定正
特性サーミスタ素子に交流電圧を印加し、そのときに被
測定正特性サーミスタ素子に流れる電流の減衰波形の周
期をカウントし、そのカウント値に基づいて被測定正特
性サーミスタ素子の突入電流に対する熱破壊特性を判定
回路で判定するようにしたので、被測定正特性サーミス
タ素子の熱破壊特性を自動的に測定することのできる熱
破壊測定装置を得ることができる。

（実施例） 以下に、添付の図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

本発明に係る耐熱破壊測定装置の一実施例の構成を第
１図に示す。

上記耐熱破壊測定装置１において、交流電源スイッチ
２に、被測定正特性サーミスタ素子３の一端3aが接続さ
れてなり、また被測定正特性サーミスタ素子３の他端3b
とアースとの間に電流検出用抵抗４が接続される。交流
電源スイッチ２がオンされると、被測定正特性サーミス
タ素子３に交流電源５から交流電圧が印加される。この
交流電圧により、上記被測定正特性サーミスタ素子３に
流れる電流は、電流検出用抵抗４の両端から、電圧に変
換されて取り出される。

上記電流検出用抵抗４の両端から取り出された電圧
は、増幅器７により増幅されて比較器８に入力し、基準
電圧Esと比較される。

上記比較器８は、増幅器７から入力する電圧が上記基
準電圧Esを越えると、その出力が「ロー」から「ハイ」
に立ち上がり、逆に、上記増幅器７から入力する電圧が
基準電圧Esよりも低くなると、「ハイ」から「ロー」に
立ち下がる。

したがって、上記比較器８からは、上記電流検出用抵
抗４から出力する電圧が上記比較器８の基準電圧Esに対
応する値を越える期間、交流電源５の周期でパルス信号
が出力する（第３図〜第５図参照）。

上記比較器８の出力はカウント回路９に入力される。

上記カウント回路９は、比較器８から出力する上記パ
ルスをカウントし、そのカウント値を判定回路10に出力
をする。

上記判定回路10は、交流電源スイッチ２のオン、オフ
を指令する指令信号を交流電源スイッチ２に出力すると
ともに、上記交流電源スイッチ２へのオン指令信号と同
時に、上記カウント回路９にカウントの開始を指令する
トリガ信号を出力する。

上記判定回路10には、被測定正特性サーミスタ素子３
の温度を検出する図示しない温度センサから、温度信号
が入力している。

上記判定回路10は、たとえばマイクロコンピュータか
ら構成され、第２図に示すフローにしたがって、被測定
正特性サーミスタ素子３の耐熱破壊特性の合格、不合格
の判定を行なう。そして、その判定結果は、出力回路11
により表示、あるいは記録される。

次に、上記耐熱破壊測定装置１による、被測定正特性
サーミスタ素子３の耐熱破壊特性の測定を、第２図を参
照して説明する。

測定開始ルーチンがスタートすると、上記判定回路10
は、ステップ１を実行して交流電源スイッチ２をオンさ
せる。これにより、被測定正特性サーミスタ素子３には
交流電源５より交流電圧が印加され、そのときに被測定
正特性サーミスタ素子３に流れる電流が電流検出用抵抗
４により検出される（第３図〜第５図参照）。

この検出された電圧は、増幅器７で処理に適した必要
なレベルにまで増幅されたのち、比較器８に入力され
る。これにより、上期比較器８からは、増幅器７の出力
が比較器８の基準電圧Esを越えるタイミングで、「ハ
イ」のパルスを出力する（第３図〜第５図参照）。

上記判定回路10は、ステップ２にてこのパルスの数を
カウントする。

そして、上記判定回路10は、ステップ３にて、増幅器
７の出力が比較器８の基準電圧を越える周期がｍ周期、
たとえばｍ＝３以上あったか否かを判定する。

上記出力が３周期以上ないと判定された場合は、上記
増幅器７の出力波形は、たとえば第３図に示すようなも
のであり、判定回路10は、ステップ４を実行して、被測
定正特性サーミスタ素子３の熱破壊を示す信号を出力回
路11に出力する。

一方、上記ステップ３にて、上記パルスがｍ発以上入
力した、すなわち、増幅器７の出力が比較器８の基準電
圧Esを越える周期がｍ周期以上あったと判定すると、上
記判定回路10はステップ５を実行し、上記パルスがｎ
（＞ｍ）発以上入力したか、すなわち、増幅器７の出力
が比較器８の基準電圧Esを越える周期がｎ周期以上あっ
たか否かを判定する。ｎ周期以上あった場合には、第４
図に示すように、上記被測定正特性サーミスタ素子３に
電流が流れ続けていると判定し、上記被測定正特性サー
ミスタ素子３の電極間に放電があるか、短絡が発生して
いると判定する。したがって、上記判定回路10はステッ
プ６を実行し、出力回路11に放電もしくは短絡信号を出
力する。

一方、上記ステップ５にて、ｎ周期以上でないと判定
すると、上記判定回路10はステップ７を実行し、交流電
源５のオフを指令する指令信号を交流電源スイッチ２に
出力し、被測定正特性サーミスタ素子３の電流を遮断
し、被測定正特性サーミスタ素子３を冷却させる。

その後、上記判定回路10は、ステップ８を実行し、被
測定正特性サーミスタ素子３の温度センサからの信号に
より、被測定正特性サーミスタ素子３の温度が室温にま
で低下したか否かを判定する。

そして、上記被測定正特性サーミスタ素子３の温度が
室温の一定温度まで低下すると、判定回路10はステップ
９を実行し、上記交流電源スイッチ２のオン回数が予め
設定した回数Ｎに達したか否かを判定する。

このステップにて、Ｎに達していると判定すると、出
力回路11に正常信号を出力し、Ｎに達していないと判定
すると、再び、上記ステップ１からステップ９を繰り返
して実行する。そして、上記交流電源スイッチ２のオン
回数がＮに達すると、判定回路10は、そのときの被測定
正特性サーミスタ素子３は正常と判断して、ステップ10
を実行して、出力回路11に正常信号を出力する。このと
きの被測定正特性サーミスタ素子３に流れる電流波形
は、第５図に示すように、ｍ回を越える周期が繰り返
し、したがって、比較器８からは、ｍとｎ発との間の個
数のパルスが出力する。

以上のようにして、被測定正特性サーミスタ素子３の
耐熱破壊特性を自動測定することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る耐熱破壊測定装置の一実施例の構
成のブロック図、 第２図は第１図の判定回路の動作のフロー、 第３図は層割れ不良時に被測定正特性サーミスタ素子に
流れる電流の説明図、 第４図は短絡不良時に被測定正特性サーミスタ素子に流
れる電流の説明図、 第５図は正常時に被測定正特性サーミスタ素子に流れる
電流の説明図である。 １……耐熱破壊測定装置,2……交流電源スイッチ,3……
被測定正特性サーミスタ素子,4……電流検出用抵抗,7…
…増幅器,8……比較器,9……カウント回路,10……判定
回路,11……出力回路。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱破壊特性を測定する被測定正特性サーミ
   スタ素子に交流電圧を印加したときに、この被測定正特
   性サーミスタ素子に流れる電流の電流波形の周期の回数
   をカウントし、このカウント値と正常な熱破壊特性を有
   する正特性サーミスタ素子に基づいて定められたカウン
   ト値とを比較して、上記被測定正特性サーミスタ素子の
   熱破壊特性を測定することを特徴とする耐熱破壊測定方
   法。
2. 【請求項２】熱破壊特性を測定する被測定正特性サーミ
   スタ素子に交流電圧を印加したときに、この被測定正特
   性サーミスタ素子に流れる電流の電流波形の周期の回数
   を検出し、この周期の回数から上記被測定正特性サーミ
   スタ素子の熱破壊特性を測定する耐熱破壊測定装置であ
   って、 上記被測定正特性サーミスタ素子に交流電圧が印加され
   たときに上記被測定正特性サーミスタ素子に流れる電流
   波形の周期の回数をカウントするカウント回路と、この
   カウント回路から出力するカウント値が正常な熱破壊特
   性を有する正特性サーミスタ素子に基づいて定められた
   値の範囲内にあるか否かを判定し、カウント値が上記範
   囲内にあるときに素子異常なしと判定して正常信号を出
   力する判定回路とを備えたことを特徴とする耐熱破壊測
   定装置。