JP3155310B2 - コンタクトチェック機能付二端子回路素子測定装置および被測定対象のコンタクトチェック方法 - Google Patents
コンタクトチェック機能付二端子回路素子測定装置および被測定対象のコンタクトチェック方法Info
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Description
能付二端子回路素子測定装置および被測定対象のコンタ
クトチェック方法に関し、コンタクトチェックと同時に
試料(被測定対象)の絶縁抵抗を検査すると共に、該試
料の静電容量をケーブルの接続変更なしに測定できる上
記測定装置およびコンタクトチェック方法に関するもの
である。
縁抵抗の検査がある。この検査においては、試料の絶縁
抵抗が高い程良品とされる。したがって、試料が計器と
の接続部分で接触不良を起こしている場合、該試料が絶
縁不良品であっても良品と判断されてしまう。すなわ
ち、従来、試料が正常に計器に接続されているか否か
を、測定値から認識(コンタクトチェック)することが
できないという不都合があり、特に自動検査工程におい
て特に問題となる。ところで、試料がコンデンサである
場合には、交流的には低いインピーダンスを示すので、
直流を用いて該コンデンサの絶縁抵抗を測定すると共
に、交流を用いて該コンデンサの高周波インピーダンス
を測定すれば、接触状態の良否、すなわち、絶縁抵抗の
測定が有効であるか否かが判断できる。
計器本体1と延長ケーブル5とから構成されている。計
器本体1はシールドした外被11に一方の入力端子が接
続された直流電流計12と、該シールド外被11,大地
間に直流高電圧を印加する直流電圧源13とから構成さ
れている。また、延長ケーブル5は、中心導体を構成す
る第1導体,該第1導体を被覆する第2導体,該第2導
体を更に被覆する第3導体により構成されている。上記
ケーブル5の一端側において、第1導体は前記直流電流
計12の他方の入力端子に、第2導体は外被11にそれ
ぞれ接続され、第3導体は接地され、上記ケーブル5の
他端側の第1,第3導体の試料接続用端子a,bには、
試料6(容量Cと抵抗RDCの並列回路)が接続されてい
る。
常、試料が所定の特性を有するか否かをも検査するため
に、インピーダンス測定が上記検査と併せて行われる。
インピーダンス測定では、試料(すなわち被測定対象、
以下試料及び被測定対象をDUTと言う)と測定装置と
の間に距離があるときには、測定端子のケーブルの延長
(1〜2〔m〕)が必要とされるし、またDUTを片線
接地した状態で測定しなければならない場合も生ずる。
このため、該測定に際しては以下の要件を具備する必要
がある。 (1)ケーブルの延長にかかわらず、DUTの接続によ
って生ずる静電容量の増加を安定に判別できること。 (2)交流的に片線接地のDUTを測定できること。 (3)直流抵抗を測定するための電流パスが外部電磁界
等から影響を受けないこと、またこれと逆に該電流パス
が外部に電磁的な影響を与えないこと。 (4)インピーダンス測定用に新たにケーブルを増設す
る必要がないこと。しかし、従来のインピーダンス測定
装置(例えば、ヒューレット・パッカード社から販売さ
れているLFインピーダンスアナライザ(製品番号HP
4192A)など)は、上記(1)の条件を満たすもの
の、以下のような問題を抱えている。すなわち、このよ
うな従来のインピーダンス測定装置は、DUTの2つの
端子のうちの一方が測定信号源によって駆動され、他方
が電流計を介して実質的に接地されるので、高インピー
ダンスDUT用の測定回路では、片線接地されたDUT
を接続することができず、上記条件(2)を満たすこと
ができない。また、片線接地されるべきDUTの接地側
端子を大地から浮かせて測定すると、外部電磁界からの
悪影響が顕著となり、大幅な精度劣化が生じ、上記条件
(3)を満たさない。更に、絶縁抵抗計が直流高電圧
(1000V)及び直流低電流(1pA以下)を扱うの
に対し、インピーダンス測定装置は10Hzから1MH
zの範囲の交流電流及び電圧を扱う。これらの違いは絶
縁抵抗計とインピーダンス測定装置を組み合わせること
を困難にするものであった。
ために提案されたものあって、部品自動送り装置を用い
て検査をする場合等において、一の装置により、DUT
の測定端子における接続不良を高精度で検知すると共
に、DUTのインピーダンス測定を同じく高精度で行う
ことができるコンタクトチェック機能付二端子回路素子
測定装置および被測定対象のコンタクトチェック方法を
提供することを目的とする。
4543号)の「一端子トリオ,二端子トリオ測定装
置」における一端子トリオ測定装置の構成が、上記図3
に示した絶縁抵抗計の構成と極めて類似しており、この
測定装置が、上記(1)〜(4)の条件を全て満足して
いることに着目した。そして、以下のように構成するこ
とで、上記したコンタクトチェック機能を無理なく付加
できるとの結論を得た。すなわち、本発明の装置は、測
定装置本体内に、第1,第2導体と、接地状態の第3導
体との間に交流信号を印加する交流電圧信号源と、同じ
く第1,第2導体と前記第3導体との間に直流信号を印
加する直流電圧信号源と、上記交流電圧信号源がDUT
に印加する交流電圧値を測定する交流電圧測定器と、上
記直流電圧信号源がDUTに注入する直流電流値を測定
する直流電流測定器と、上記交流電圧信号源がDUTに
注入する交流電流を測定する交流電流測定器とを有して
なることを特徴とする。また、前記交流電圧信号源が、
交流電圧源と3線同軸ケーブルの第1,第2導体に挿着
されたフェライトコアトランスとにより構成されて成
り、該交流電圧源の一端が3線同軸ケーブルの第3導体
に接続され、該フェライトコアトランスの駆動巻線の一
方端が前記交流電圧源の他端に、他方端が前記第3導体
にそれぞれ接続され、前記直流電圧測定器がインダクタ
と直流電流計との直列接続により、前記交流電圧測定器
がコンデンサと交流電流計との直列接続によりそれぞれ
構成され、これらが第1,第2導体間に並列接続されて
成ることをも特徴とする。さらに、本発明のコンタクト
チェック方法は、前記直流電流計および交流電流計の計
量値が共に実質上0である場合に、前記被測定対象接続
端子に接続された被測定対象の接続が不良であると判断
し、前記交流電流計の計量値が実質上0でない場合には
被測定対象の接続は正常であると判断することを特徴と
する。
に示す別途提案の一端子トリオ測定装置を参照しつつ、
本発明の理論及び作用を説明する。上記別途提案に係る
一端子トリオ測定装置は高インピーダンスDUT測定用
であり、図4に示すように測定装置本体2と3線同軸ケ
ーブル5とから構成されている。そして、測定装置本体
2は、上記絶縁抵抗計の場合と概ね同様、図3の直流電
流計12に対応する交流電流計22、図3の直流電圧源
13に対応する交流電圧源23,交流電圧計24の並列
接続から成る回路により構成されている。同図において
は、図3の試料に代えてインピーダンスZxが接続され
ている。従って、図3の絶縁抵抗計と図4の一端子トリ
オ測定装置を干渉を生じさせることなく組み合わせれ
ば、上記目的は達成できることになる。
明装置の一態様)を示しており、図3,図4の場合と同
様、測定装置本体3には3線同軸ケーブル5の一端が接
続され、他端の第1,第3導体間には容量Cと抵抗RDC
との並列接続で示されるDUT6が接続されている。ま
た、図3,図4の電流計12,22の接続部位にこれら
の直列接続が、同じく直流電圧源13の接続部位、交流
電圧源23と交流電圧計24との並列回路の接続部位
に、該直流電圧源13と該並列回路が直列接続がそれぞ
れ配置されている。図1において、直流,交流電流計1
2,22、交流電圧計24及び直流,交流電圧源13,
23は、本発明の直流,交流電流測定器、交流電圧測定
器及び直流,交流電圧信号源に対応している。なお、本
発明は、図1に示した回路接続に限定されるものではな
く、例えば、直流電流測定器として直流電流計とインダ
クタの直列接続回路を、交流電流測定器としてコンデン
サと交流電流計との直列接続回路をそれぞれ用い、これ
らの回路を並列接続して第1,第2導体間に接続して直
流,交流電流を測定するようにしてもよい。また、交流
電圧信号源として、第1,第2導体に挿通したフェライ
トコアトランスを用い、該フェライトコアトランスを介
して交流電圧を第1,第2導体と第3導体との間に印加
することにしてもよい。図1の回路においては、直流電
圧源13から直流電流がDUT6に注入され、この直流
電流は電流計12により検出される。また、交流電圧源
23から交流電流がDUT6に注入され、この交流電流
が電流計22により、DUT6の応答電圧が電圧計24
により測定される。
とができ、非接地の第1導体は、同電位の第2導体によ
りリークガードされているので、交流電流計22の計量
値を0にすることができる。そして、直流電流計12,
交流電流計22の計量値が共に実質上0である場合に
は、確実にDUT6の接続が不良であることが検知さ
れ、交流電流計22の計量値が実質上0でない場合には
DUT6の接続は正常であるので、該交流電流計22の
計量値と交流電圧計23の計量値とからDUT6のイン
ピーダンス(実質上、コンデンサCのキャパシタンス)
が測定される。なお、上記理想開放状態を得ることがで
きない従来の測定装置では、DUT6の接続不良が生じ
該DUT6に電流が流れない場合には、直流電流計12
の計量値が0となるが、交流電流計22の計量値は必ず
しも0になるとは限らない。したがって、真に接続不良
が生じているのか、DUT6が高インピーダンスとなっ
ているか否かの判別をすることができない。
(B)により説明する。同図(A)において、測定装置
本体4には、3線同軸ケーブル5の一端が接続され、こ
のケーブル5の他端の第1及び接地された第3導体はD
UT測定端子a,bを有しており、これらの端子a,b
間にDUT(コンデンサCと絶縁抵抗RDCとの並列回
路で示す)6が接続されている。そして、3線同軸ケー
ブルの第1,第2導体にフェライトコアトランス41が
挿着されており、このトランス41に巻回された駆動巻
線の一方端は交流電圧源23に、他方端はケーブル5の
第3導体にそれぞれ大地を介して接続されている。な
お、本実施例では、このトランス41と交流電圧源23
が本発明における交流電圧信号源を構成している。上記
交流電圧源23には、交流電圧測定器(図2(A)では
交流電圧計24)が並列接続されており、これが交流電
圧源23がトランス41を介してDUT6に印加する交
流電圧を測定する。図2(B)は上記トランス41の等
価回路を示しており、第1導体,第2導体,駆動巻線が
3巻線トランスを形成している様子を示している。本実
施例では、第1,第2導体をトランス41により同時駆
動することで、グランド浮上のための回路を別途設ける
必要がない。
z以上にすれば、フェライトコアに1〜3ターンの同軸
線を巻回するだけで、数十Ωの励磁インピーダンスを持
つ小型トランスを容易に構成できる。そして、ケーブル
5の第1,第2導体と前記第3導体との間には、直流電
圧信号源(同図では直流電圧源13)が接続され、同じ
く第1,第2導体間には、インダクタ7と微小電流用直
流電流計12との直列接続により構成される直流電流測
定器と、コンデンサ8と交流電流計22との直列接続に
より構成される交流電流測定器との並列回路が接続され
ている。ここで、インダクタ7のインダクタンスは測定
周波数における測定回路のインピーダンスよりもインピ
ーダンスが十分大きくなるように設定してあり、またコ
ンデンサ8のキャパシタンスは測定回路のインピーダン
スよりもインピーダンスが十分小さくなるように設定し
てある。
する。測定端子a,bには直流電圧が直流電圧源13に
より、所定周波数の交流電圧がフェライトコアトランス
41を介して交流電圧源23によりそれぞれ印加され、
端子a,b間には直流電圧と交流電圧との重畳電圧が印
加される。交流電流計22に、実質0以外の計量値が現
れている場合には、端子a,bとDUT6との接続は正
常であると判断される。そして、直流電流計12の計量
値に応じてDUT6の良否等が判断(すなわち、該計量
値が小さい程良品と判断)されると共に、交流電圧計2
4と交流電流計22との計量値からDUT6のインピー
ダンスが測定される。一方、直流電流計12,交流電流
計22の計量値が共に実質0である場合には、端子a,
bの接触が異常であると判断され、該DUT6には再度
の検査,測定が行われる。
下の効果を奏することができる。 (1)特に、自動検査工程において、コンタクトチェッ
クを確実に行うことができるとともに、ケーブルを別途
増設することなしに、DUTの絶縁抵抗検査,インピー
ダンス測定を行うことができる。 (2)3線同軸ケーブルの第3導体は接地されているの
で、絶縁検査,インピーダンス測定の際に外部電磁界の
影響を受けない。したがって、ケーブルの延長によるイ
ンピーダンス測定の精度低下を招来しない。また、DU
Tが片線接地状態にある場合でも、絶縁抵抗検査,イン
ピーダンス測定を高精度で行うことができる。 (3)また、理想開放状態が可能であるので、ケーブル
延長にかかわらずDUTの接続によって生ずる静電容量
の増加を安定に判別できる。 (4)フェライトコアトランスを第1,第2導体に挿通
した装置では、低周波ノイズが直流電流計に注入されな
い(すなわち、直流電流測定のための電流パスに影響を
受けない)ので、絶縁抵抗検査の精度,コンタクトチェ
ックの精度が向上する。また、直流電流測定系の共通接
地点を浮上させるための回路を別途設けるという不都合
もない。 逆に、この装置では直流電流測定のための電流パスによ
り、インピーダンス測定系が影響を受けることもないの
で、インピーダンス測定の精度劣化も生じない。
路図、(B)は(A)におけるフェライトコアトランス
の等価回路図である。
トリオ測定装置を示す回路図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 測定装置本体に、中心導体である第1導
体と、該第1導体を被覆する第2導体と、該第2導体を
更に被覆する第3導体とから成る3線同軸ケーブルの一
端が接続され、該ケーブル他端の第1及び第3導体に被
測定対象接続端子を有する測定装置であって、 前記測定装置本体内に、第1,第2導体と、接地状態の
第3導体との間に交流信号を印加する交流電圧信号源
と、同じく第1,第2導体と前記第3導体との間に直流
信号を印加する直流電圧信号源と、上記交流電圧信号源
が被測定対象に印加する交流電圧値を測定する交流電圧
測定器と、上記直流電圧信号源が被測定対象に注入する
直流電流値を測定する直流電流測定器と、上記交流電圧
信号源が被測定対象に注入する交流電流を測定する交流
電流測定器とを有して成り、前記直流電圧信号源及び前
記直流電流測定器と、前記交流電圧信号源及び前記交流
電流測定器とにより、コンタクトチェックを行うことを
特徴とするコンタクトチェック機能付二端子回路素子測
定装置。 - 【請求項2】 前記交流電圧信号源が、交流電圧源と3
線同軸ケーブルの第1,第2導体に挿着されたフェライ
トコアトランスとにより構成されて成り、該交流電圧源
の一端が3線同軸ケーブルの第3導体に接続され、該フ
ェライトコアトランスの駆動巻線の一方端が前記交流電
圧源の他端に、他方端が前記第3導体にそれぞれ接続さ
れ、 前記直流電流測定器がインダクタと直流電流計との直列
接続により、前記交流電流測定器がコンデンサと交流電
流計との直列接続によりそれぞれ構成され、これらが第
1,第2導体間に並列接続されて成ることを特徴とする
請求項1記載のコンタクトチェック機能付二端子回路素
子測定装置。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載のコンタクトチ
ェック機能付二端子回路素子測定装置を用いた、被測定
対象のコンタクトチェック方法であって、 前記直流電流測定器および交流電流測定器の計量値が共
に0である場合に、前記被測定対象接続端子に接続され
た被測定対象の接続が不良であると判断し、前記交流電
流測定器の計量値が0でない場合には被測定対象の接続
は正常であると判断することを特徴とする被測定対象の
コンタクトチェック方法。
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