JP3019482B2 - 高圧印加測定装置 - Google Patents
高圧印加測定装置Info
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- JP3019482B2 JP3019482B2 JP3166285A JP16628591A JP3019482B2 JP 3019482 B2 JP3019482 B2 JP 3019482B2 JP 3166285 A JP3166285 A JP 3166285A JP 16628591 A JP16628591 A JP 16628591A JP 3019482 B2 JP3019482 B2 JP 3019482B2
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- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はセラミック共振子のよう
な被検体に対し、高電圧を印加しかつインピーダンスの
周波数特性を測定する装置に関するものである。
な被検体に対し、高電圧を印加しかつインピーダンスの
周波数特性を測定する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、セラミック共振子のような被検体
の分極度をコントロールする場合、高圧を印加して分極
処理し、放電後、インピーダンスの周波数特性を測定
し、Δｆ（共振・反共振周波数差）が所定範囲内にある
か否かを判定している。このような高圧印加・測定を行
う場合、まず被検体をハンドリングして高圧印加し、放
電させた後、測定のために再び被検体をハンドリング
し、周波数特性を測定している。
の分極度をコントロールする場合、高圧を印加して分極
処理し、放電後、インピーダンスの周波数特性を測定
し、Δｆ（共振・反共振周波数差）が所定範囲内にある
か否かを判定している。このような高圧印加・測定を行
う場合、まず被検体をハンドリングして高圧印加し、放
電させた後、測定のために再び被検体をハンドリング
し、周波数特性を測定している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この方法で
は高圧印加時と測定時とでハンドリングを切り換えなけ
ればならず、その切換時に被検体が損傷しやすいという
問題があった。特にセラミック共振子の場合、セラミッ
ク基板が外力に対して非常に割れ易いため、ハンドリン
グの切換を少なくすることが重要課題となっていた。
は高圧印加時と測定時とでハンドリングを切り換えなけ
ればならず、その切換時に被検体が損傷しやすいという
問題があった。特にセラミック共振子の場合、セラミッ
ク基板が外力に対して非常に割れ易いため、ハンドリン
グの切換を少なくすることが重要課題となっていた。
【０００４】そこで、本発明の目的は、高圧印加時と測
定時とでハンドリングの切換をなくし、被検体の損傷を
防止するとともに、高い精度で周波数特性を測定可能な
高圧印加測定装置を提供することにある。
定時とでハンドリングの切換をなくし、被検体の損傷を
防止するとともに、高い精度で周波数特性を測定可能な
高圧印加測定装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、直流の高圧電源と、被検体に対して高圧
電源またはアースを択一的に接続する第１切換器と、可
変周波数の交流信号を発生する周波数発生器と、周波数
発生器を選択的に被検体に接続する第２切換器と、被検
体を流れた電流を電圧に変換するＩ／Ｖ変換器とを備
え、Ｉ／Ｖ変換器の出力電圧から被検体の周波数特性を
測定可能としたものである。
め、本発明は、直流の高圧電源と、被検体に対して高圧
電源またはアースを択一的に接続する第１切換器と、可
変周波数の交流信号を発生する周波数発生器と、周波数
発生器を選択的に被検体に接続する第２切換器と、被検
体を流れた電流を電圧に変換するＩ／Ｖ変換器とを備
え、Ｉ／Ｖ変換器の出力電圧から被検体の周波数特性を
測定可能としたものである。
【０００６】第１切換器を高圧電源側に切り換えると、
高圧電源の電流は第１切換器を通って被検体に流れ、高
圧が印加される。次に、第１切換器をアース側に切り換
えると、被検体の充電電荷は第１切換器を通ってアース
に流れ、放電される。その後、第２切換器を周波数発生
器側に切り換えると、周波数発生器から所定周波数の交
流信号が被検体に流れ、被検体を流れた電流をＩ／Ｖ変
換器が電圧に変換する。この電圧を測定すれば、被検体
のインピーダンスを電圧換算で求めることができる。こ
のように、ハンドリングを切り換えずに高圧印加，放電
および測定を行うことができる。
高圧電源の電流は第１切換器を通って被検体に流れ、高
圧が印加される。次に、第１切換器をアース側に切り換
えると、被検体の充電電荷は第１切換器を通ってアース
に流れ、放電される。その後、第２切換器を周波数発生
器側に切り換えると、周波数発生器から所定周波数の交
流信号が被検体に流れ、被検体を流れた電流をＩ／Ｖ変
換器が電圧に変換する。この電圧を測定すれば、被検体
のインピーダンスを電圧換算で求めることができる。こ
のように、ハンドリングを切り換えずに高圧印加，放電
および測定を行うことができる。
【０００７】第１切換器は高圧切換用、第２切換器は測
定用というように切換器を分離しているため、各々の目
的に応じた切換器を選定できる。したがって、微小信号
においても接触信頼性に優れた測定装置が得られる。
定用というように切換器を分離しているため、各々の目
的に応じた切換器を選定できる。したがって、微小信号
においても接触信頼性に優れた測定装置が得られる。
【０００８】周波数特性を測定する方法としては、例え
ばＡＣ電圧計を用いてＩ／Ｖ変換器の出力電圧を直接測
定してもよいし、出力電圧（交流信号）をＲＭＳ／ＤＣ
変換器で実効値に対応した直流信号に変換した後、この
直流信号をＡ／Ｄ変換器でデジタル化し、解析してもよ
い。
ばＡＣ電圧計を用いてＩ／Ｖ変換器の出力電圧を直接測
定してもよいし、出力電圧（交流信号）をＲＭＳ／ＤＣ
変換器で実効値に対応した直流信号に変換した後、この
直流信号をＡ／Ｄ変換器でデジタル化し、解析してもよ
い。
【０００９】なお、セラミック共振子の場合、共振イン
ピーダンスは小さく、反共振インピーダンスは大きいの
で、Ｉ／Ｖ変換器のゲイン調整を行うためにゲイン調整
用抵抗とこれら抵抗を切り換えるためのゲイン切換器を
設けるのが望ましい。これにより、Ｉ／Ｖ変換器の出力
電圧をほぼ一定レベルに調整でき、測定が容易となる。
ピーダンスは小さく、反共振インピーダンスは大きいの
で、Ｉ／Ｖ変換器のゲイン調整を行うためにゲイン調整
用抵抗とこれら抵抗を切り換えるためのゲイン切換器を
設けるのが望ましい。これにより、Ｉ／Ｖ変換器の出力
電圧をほぼ一定レベルに調整でき、測定が容易となる。
【００１０】
【実施例】図１は本発明にかかる高圧印加測定装置の一
例を示す。図において、１は直流の高圧電源、２は印加
制限抵抗、３は放電制限抵抗、４は印加／放電を切り換
えるための第１切換器、５は任意の周波数の交流信号を
発生するシンセサイザ等の周波数発生器、６は測定用抵
抗、７は測定用の第２切換器である。
例を示す。図において、１は直流の高圧電源、２は印加
制限抵抗、３は放電制限抵抗、４は印加／放電を切り換
えるための第１切換器、５は任意の周波数の交流信号を
発生するシンセサイザ等の周波数発生器、６は測定用抵
抗、７は測定用の第２切換器である。
【００１１】８はセラミック共振子のような被検体であ
り、その両主面が接触子によってハンドリングされてい
る。９はＯＰアンプ等のＩ／Ｖ変換器であり、正入力が
アースされ、負入力が被検体８の一端と接続されてい
る。１０はＩ／Ｖ変換器９の正，負入力間に接続された
保護回路であり、Ｉ／Ｖ変換器９に所定値以上の電流が
流れた時、この電流をＧＮＤへ流し、Ｉ／Ｖ変換器９を
保護するものである。１１，１２はＩ／Ｖ変換器９のゲ
イン調整用の帰還抵抗、１３，１４は帰還抵抗１１，１
２を切り換えるための切換器である。１５はＩ／Ｖ変換
器９の出力電圧を測定するＡＣ電圧計である。
り、その両主面が接触子によってハンドリングされてい
る。９はＯＰアンプ等のＩ／Ｖ変換器であり、正入力が
アースされ、負入力が被検体８の一端と接続されてい
る。１０はＩ／Ｖ変換器９の正，負入力間に接続された
保護回路であり、Ｉ／Ｖ変換器９に所定値以上の電流が
流れた時、この電流をＧＮＤへ流し、Ｉ／Ｖ変換器９を
保護するものである。１１，１２はＩ／Ｖ変換器９のゲ
イン調整用の帰還抵抗、１３，１４は帰還抵抗１１，１
２を切り換えるための切換器である。１５はＩ／Ｖ変換
器９の出力電圧を測定するＡＣ電圧計である。
【００１２】ここで、上記高圧印加測定装置の動作を説
明する。まず、高圧印加時には、第１切換器４を高圧電
源側４ａに切り換え、第２切換器７をＯＦＦする。これ
により、高圧電源１から高圧が抵抗２を介して被検体８
に印加される。つぎに、第１切換器４を放電側４ｂに切
り換え、第２切換器７をＯＦＦすると、被検体８の充電
電荷が抵抗３を介してアースへ放電される。上記のよう
にして、被検体８が分極処理される。
明する。まず、高圧印加時には、第１切換器４を高圧電
源側４ａに切り換え、第２切換器７をＯＦＦする。これ
により、高圧電源１から高圧が抵抗２を介して被検体８
に印加される。つぎに、第１切換器４を放電側４ｂに切
り換え、第２切換器７をＯＦＦすると、被検体８の充電
電荷が抵抗３を介してアースへ放電される。上記のよう
にして、被検体８が分極処理される。
【００１３】つぎに、被検体８の周波数特性を測定する
には、第１切換器４を放電側４ｂとし、第２切換器７を
ＯＮする。これにより、周波数発生器５から抵抗６を介
して交流信号が被検体８に流れ、その電流はＩ／Ｖ変換
器９によって数倍〜数万倍の電圧に変換された後、ＡＣ
電圧計１５で測定される。
には、第１切換器４を放電側４ｂとし、第２切換器７を
ＯＮする。これにより、周波数発生器５から抵抗６を介
して交流信号が被検体８に流れ、その電流はＩ／Ｖ変換
器９によって数倍〜数万倍の電圧に変換された後、ＡＣ
電圧計１５で測定される。
【００１４】いま、周波数発生器５の出力電圧をＶi 、
周波数発生器５〜被検体８までのインピーダンスをＺs
、被検体８のインピーダンスをＺx 、Ｉ／Ｖ変換器９
の帰還抵抗をＺf 、ＡＣ電圧計１５の入力電圧をＶo と
すると、 となる。ここで、Ｚs ≪Ｚx とすると、 となり、被検体８のインピーダンスＺx に反比例した電
圧Ｖo を得ることができる。したがって、電圧Ｖo を測
定すれば被検体８のインピーダンスＺx を知ることがで
きる。
周波数発生器５〜被検体８までのインピーダンスをＺs
、被検体８のインピーダンスをＺx 、Ｉ／Ｖ変換器９
の帰還抵抗をＺf 、ＡＣ電圧計１５の入力電圧をＶo と
すると、 となる。ここで、Ｚs ≪Ｚx とすると、 となり、被検体８のインピーダンスＺx に反比例した電
圧Ｖo を得ることができる。したがって、電圧Ｖo を測
定すれば被検体８のインピーダンスＺx を知ることがで
きる。
【００１５】図２は被検体（セラミック共振子）の周波
数特性図である。図から明らかなように、共振周波数ｆ
r ではインピーダンスが極小、反共振周波数ｆa ではイ
ンピーダンスが極大となるので、周波数発生器５の周波
数が共振周波数ｆr に対応した時にＡＣ電圧計１５の入
力電圧Ｖo が極大、反共振周波数ｆa に対応した時に入
力電圧Ｖo が極小となり、ｆr,ｆa を容易に検出でき
る。そして、周波数差Δｆ（ｆa −ｆr)が所定範囲内に
なるように高圧印加を行うことにより、分極度をコント
ロールできる。
数特性図である。図から明らかなように、共振周波数ｆ
r ではインピーダンスが極小、反共振周波数ｆa ではイ
ンピーダンスが極大となるので、周波数発生器５の周波
数が共振周波数ｆr に対応した時にＡＣ電圧計１５の入
力電圧Ｖo が極大、反共振周波数ｆa に対応した時に入
力電圧Ｖo が極小となり、ｆr,ｆa を容易に検出でき
る。そして、周波数差Δｆ（ｆa −ｆr)が所定範囲内に
なるように高圧印加を行うことにより、分極度をコント
ロールできる。
【００１６】なお、反共振インピーダンスＺa は共振イ
ンピーダンスＺr より大きいので、反共振点を測定する
場合には共振点の測定時より抵抗値の大きな帰還抵抗１
１，１２の方に切換器１３，１４を切り換えればよい。
これにより、ＡＣ電圧計１５の入力電圧を共振点，反共
振点ともに測定に適した値まで増幅でき、測定が容易と
なる。
ンピーダンスＺr より大きいので、反共振点を測定する
場合には共振点の測定時より抵抗値の大きな帰還抵抗１
１，１２の方に切換器１３，１４を切り換えればよい。
これにより、ＡＣ電圧計１５の入力電圧を共振点，反共
振点ともに測定に適した値まで増幅でき、測定が容易と
なる。
【００１７】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、第１，第２の切換器を切り換えることにより、
ハンドリングを切り換えずに高圧印加，放電，測定の３
種類の作業を行うことができ、被検体の損傷を防止でき
る。また、Ｉ／Ｖ変換器によって被検体を流れる電流を
直接測定しているので、回路を小形化でき、浮遊容量等
の測定誤差要因を減らすことができる。したがって、精
度の高い測定値を得ることができる。さらに、切換器は
高圧用と測定用とで分離してあるので、微小信号におけ
る切換器の接触信頼性が高いという特徴がある。
よれば、第１，第２の切換器を切り換えることにより、
ハンドリングを切り換えずに高圧印加，放電，測定の３
種類の作業を行うことができ、被検体の損傷を防止でき
る。また、Ｉ／Ｖ変換器によって被検体を流れる電流を
直接測定しているので、回路を小形化でき、浮遊容量等
の測定誤差要因を減らすことができる。したがって、精
度の高い測定値を得ることができる。さらに、切換器は
高圧用と測定用とで分離してあるので、微小信号におけ
る切換器の接触信頼性が高いという特徴がある。
【図１】本発明にかかる高圧印加測定装置の一例の回路
図である。
図である。
【図２】被検体の一例であるセラミック共振子の周波数
特性図である。
特性図である。
１ 高圧電源 ４ 第１切換器 ５ 周波数発生器 ７ 第２切換器 ８ 被検体 ９ Ｉ／Ｖ変換器 １０ 保護回路 １１，１２ 帰還抵抗 １３，１４ ゲイン切換器 １５ ＡＣ電圧計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−25029（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−278767（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−43667（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 31/00 G01R 27/02 G01R 29/22
Claims (1)
- 【請求項１】 直流の高圧電源と、被検体に対して高圧
電源またはアースを択一的に接続する第１切換器と、可
変周波数の交流信号を発生する周波数発生器と、周波数
発生器を選択的に被検体に接続する第２切換器と、被検
体を流れた電流を電圧に変換するＩ／Ｖ変換器とを備
え、Ｉ／Ｖ変換器の出力電圧から被検体の周波数特性を
測定可能とした高圧印加測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3166285A JP3019482B2 (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 高圧印加測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3166285A JP3019482B2 (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 高圧印加測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04364481A JPH04364481A (ja) | 1992-12-16 |
| JP3019482B2 true JP3019482B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=15828530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3166285A Expired - Lifetime JP3019482B2 (ja) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | 高圧印加測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3019482B2 (ja) |
-
1991
- 1991-06-11 JP JP3166285A patent/JP3019482B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04364481A (ja) | 1992-12-16 |
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