JP3155311B2 - 微小電流計および微小電流測定方法 - Google Patents
微小電流計および微小電流測定方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被測定対象接続判定回
路を備えてなる微小電流計に関し、被測定対象（ＤＵ
Ｔ）と微小電流計または直流電圧発生手段との接続端子
との接触，非接触を高精度で判定する上記微小電流計お
よび微小電流測定方法に関するものである。
路を備えてなる微小電流計に関し、被測定対象（ＤＵ
Ｔ）と微小電流計または直流電圧発生手段との接続端子
との接触，非接触を高精度で判定する上記微小電流計お
よび微小電流測定方法に関するものである。
【０００２】
【技術背景】従来、高抵抗ＤＵＴの抵抗値測定におい
て、ＤＵＴと電圧源または微小電流計との接触が不十分
であると、該接触部に接触抵抗，静電容量等が生じ、こ
れが測定に表れる。このため、ＤＵＴが容量性である場
合、測定に表れるリアクタンスが該ＤＵＴの持つ高抵抗
によるものなのか、上記不十分な接触により生じたもの
なのかの判定をすることができない。すなわち、ＤＵＴ
の抵抗値が極端に大きい場合もあり、この場合には当
然、微小電流計の指示は実質上０である。このため、従
来では、ＤＵＴが接続端子と非接触である場合には、抵
抗測定装置はＤＵＴの抵抗値を極端に大きな値として測
定しまう。そこで、ＤＵＴの容量に着目し、電圧源とＤ
ＵＴとが、あるいは微小電流計とＤＵＴとが正常に接触
しているか否かを判定するために次のような測定装置が
提案されている。
て、ＤＵＴと電圧源または微小電流計との接触が不十分
であると、該接触部に接触抵抗，静電容量等が生じ、こ
れが測定に表れる。このため、ＤＵＴが容量性である場
合、測定に表れるリアクタンスが該ＤＵＴの持つ高抵抗
によるものなのか、上記不十分な接触により生じたもの
なのかの判定をすることができない。すなわち、ＤＵＴ
の抵抗値が極端に大きい場合もあり、この場合には当
然、微小電流計の指示は実質上０である。このため、従
来では、ＤＵＴが接続端子と非接触である場合には、抵
抗測定装置はＤＵＴの抵抗値を極端に大きな値として測
定しまう。そこで、ＤＵＴの容量に着目し、電圧源とＤ
ＵＴとが、あるいは微小電流計とＤＵＴとが正常に接触
しているか否かを判定するために次のような測定装置が
提案されている。
【０００３】図５はこのような測定装置の回路例を示す
図である。同図の回路では、直流電圧発生手段１′の出
力側に設けた電極Ｇ1と、微小電流計２′の入力側に設
けた電極Ｇ2との間にＤＵＴ３（抵抗Ｒxと静電容量Ｃx
との並列接続で示す）が接続される。直流電圧発生手段
１′は、片側端子接地の主直流電源（Ｅ）１１′と、副
直流電源（Ｅr）１２′，抵抗Ｒrの並列接続回路との直
列接続回路により構成され、副直流電源１２′と抵抗Ｒ
rとの一方の接続点ｂは主直流電源１１′に、他方の接
続点ａは前記電極Ｇ1に接続されている。また、副直流
電源１２′には直列にスイッチＳＷ1が設けられ、出力
電圧を段階的に変化させることができるように構成され
ている。また、同図の微小電流計２′は、片側端子が接
地され他側端子が前記電極Ｇ2に接続された直流電流検
出用抵抗Ｒsと、該抵抗Ｒsに並列に接続された２組の電
流検出手段２１′と２２′とにより構成されている。電
流検出手段２１′は電流検出用抵抗Ｒsの電圧降下を検
出することで、ＤＵＴ３に流れる直流電流を測定するも
のであり、Ｒsの両端子間電圧をオペアンプ（Ａ１）２
１′ａを介して電圧計（ＭＶ）２１′ｂにより検出す
る。電流検出手段２２′は電流検出用抵抗Ｒsの電圧降
下の変化を検出することで、ＤＵＴ３に流れる微分波形
電流を測定するものであり、該電圧降下変化をコンデン
サＣとオペアンプ（Ａ２）２２′ａとからなる積分回路
と、比較器２２′ｂと、電圧計（Ｍｅ）２２′ｃとによ
り検出している。
図である。同図の回路では、直流電圧発生手段１′の出
力側に設けた電極Ｇ1と、微小電流計２′の入力側に設
けた電極Ｇ2との間にＤＵＴ３（抵抗Ｒxと静電容量Ｃx
との並列接続で示す）が接続される。直流電圧発生手段
１′は、片側端子接地の主直流電源（Ｅ）１１′と、副
直流電源（Ｅr）１２′，抵抗Ｒrの並列接続回路との直
列接続回路により構成され、副直流電源１２′と抵抗Ｒ
rとの一方の接続点ｂは主直流電源１１′に、他方の接
続点ａは前記電極Ｇ1に接続されている。また、副直流
電源１２′には直列にスイッチＳＷ1が設けられ、出力
電圧を段階的に変化させることができるように構成され
ている。また、同図の微小電流計２′は、片側端子が接
地され他側端子が前記電極Ｇ2に接続された直流電流検
出用抵抗Ｒsと、該抵抗Ｒsに並列に接続された２組の電
流検出手段２１′と２２′とにより構成されている。電
流検出手段２１′は電流検出用抵抗Ｒsの電圧降下を検
出することで、ＤＵＴ３に流れる直流電流を測定するも
のであり、Ｒsの両端子間電圧をオペアンプ（Ａ１）２
１′ａを介して電圧計（ＭＶ）２１′ｂにより検出す
る。電流検出手段２２′は電流検出用抵抗Ｒsの電圧降
下の変化を検出することで、ＤＵＴ３に流れる微分波形
電流を測定するものであり、該電圧降下変化をコンデン
サＣとオペアンプ（Ａ２）２２′ａとからなる積分回路
と、比較器２２′ｂと、電圧計（Ｍｅ）２２′ｃとによ
り検出している。
【０００４】図５の装置では、スイッチＳＷ1をオフ状
態からオン状態にすることで、直流電圧発生手段１′か
ら接触状態検査用波形（Ｅとの和であるステップ波形）
を出力し、電流検出手段２２′はＲsに流れる電流を積
分して検出する。これはステップ状の信号をＤＵＴに与
えることにより得られる微分波形電流を積分することに
よって得られる波形の最終値を測定することによってＤ
ＵＴ３と電極Ｇ1，Ｇ2との接触を判定するものである。
ＤＵＴ３が電極Ｇ1，Ｇ2と接触していないときは微分波
形電流がＧ1，Ｇ2間を流れないので、これを積分した電
流波形の最終値も０となる。なお、実際には電極Ｇ1，
Ｇ2間の浮遊容量によりわずかの微分電流が流れる。し
たがって、この最終値を測定，比較することで、ＤＵＴ
３と電極Ｇ1，Ｇ2とが接触しているか否かの判定をする
ことができる。
態からオン状態にすることで、直流電圧発生手段１′か
ら接触状態検査用波形（Ｅとの和であるステップ波形）
を出力し、電流検出手段２２′はＲsに流れる電流を積
分して検出する。これはステップ状の信号をＤＵＴに与
えることにより得られる微分波形電流を積分することに
よって得られる波形の最終値を測定することによってＤ
ＵＴ３と電極Ｇ1，Ｇ2との接触を判定するものである。
ＤＵＴ３が電極Ｇ1，Ｇ2と接触していないときは微分波
形電流がＧ1，Ｇ2間を流れないので、これを積分した電
流波形の最終値も０となる。なお、実際には電極Ｇ1，
Ｇ2間の浮遊容量によりわずかの微分電流が流れる。し
たがって、この最終値を測定，比較することで、ＤＵＴ
３と電極Ｇ1，Ｇ2とが接触しているか否かの判定をする
ことができる。
【０００５】また、直流電圧発生手段側に上記直流電源
１２′及びＳＷ1を必要としない装置として、ＤＵＴ３
の絶縁抵抗を測定した後の工程でＤＵＴ３にチャージさ
れた電荷を放電させ、そのときの電流を測定することに
よってＤＵＴが電圧源および電流源に接触していたか否
かを判定する装置も知られている。図６（Ａ），（Ｂ）
は図５とは異なる方式を採用した測定装置を示す回路図
である。この装置では、回路接続を同図（Ａ）から
（Ｂ）に変更することで、ＤＵＴの抵抗測定の前工程
と、接触判定の後工程とを行う。前工程を行う同図
（Ａ）の回路では、図５の場合と同様、直流電圧発生手
段１の出力側に設けた電極Ｇ1と、微小電流計２″の入
力側に設けた電極Ｇ2との間にＤＵＴ３が接続される。
そして、まず直流電圧発生手段１を構成する片側端子接
地の直流電源（Ｅ）１ａによりＤＵＴ３に直流電圧を印
加する。ことのき、ＤＵＴ３と電極Ｇ1，Ｇ2とが接続さ
れていれば容量Ｃxは充電され、接続されていないけれ
ば容量Ｃxは充電されない。次に、図６（Ｂ）に示すよ
うに回路接続を変更し、後工程を行う。この後工程で
は、直流電流検出用抵抗Ｒsと電流計４′との直列接続
回路を電極Ｇ3，Ｇ4間に接続し、Ｃxの放電電流を検出
することで、前工程で行った抵抗測定が有効であるか否
かを検知する。
１２′及びＳＷ1を必要としない装置として、ＤＵＴ３
の絶縁抵抗を測定した後の工程でＤＵＴ３にチャージさ
れた電荷を放電させ、そのときの電流を測定することに
よってＤＵＴが電圧源および電流源に接触していたか否
かを判定する装置も知られている。図６（Ａ），（Ｂ）
は図５とは異なる方式を採用した測定装置を示す回路図
である。この装置では、回路接続を同図（Ａ）から
（Ｂ）に変更することで、ＤＵＴの抵抗測定の前工程
と、接触判定の後工程とを行う。前工程を行う同図
（Ａ）の回路では、図５の場合と同様、直流電圧発生手
段１の出力側に設けた電極Ｇ1と、微小電流計２″の入
力側に設けた電極Ｇ2との間にＤＵＴ３が接続される。
そして、まず直流電圧発生手段１を構成する片側端子接
地の直流電源（Ｅ）１ａによりＤＵＴ３に直流電圧を印
加する。ことのき、ＤＵＴ３と電極Ｇ1，Ｇ2とが接続さ
れていれば容量Ｃxは充電され、接続されていないけれ
ば容量Ｃxは充電されない。次に、図６（Ｂ）に示すよ
うに回路接続を変更し、後工程を行う。この後工程で
は、直流電流検出用抵抗Ｒsと電流計４′との直列接続
回路を電極Ｇ3，Ｇ4間に接続し、Ｃxの放電電流を検出
することで、前工程で行った抵抗測定が有効であるか否
かを検知する。
【０００６】ところが、前記図５の装置では、直流電圧
発生手段１′側と微小電流計２′側の両方に接触判定の
ための回路が必要となり、直流電圧発生手段１′と微小
電流計２′とを別々に選ぶことができず、測定の範囲も
この組合せから可能な範囲に限定されるという不都合が
ある。また、図６（Ａ），（Ｂ）の装置では、接触判定
のために充電（絶縁抵抗測定），放電の２段階の工程を
必要とし、さらに接触判定の工程で電極Ｇ3又はＧ4と非
接触になった場合は前工程の測定時に非接触であったと
みなされてしまうという問題がある。
発生手段１′側と微小電流計２′側の両方に接触判定の
ための回路が必要となり、直流電圧発生手段１′と微小
電流計２′とを別々に選ぶことができず、測定の範囲も
この組合せから可能な範囲に限定されるという不都合が
ある。また、図６（Ａ），（Ｂ）の装置では、接触判定
のために充電（絶縁抵抗測定），放電の２段階の工程を
必要とし、さらに接触判定の工程で電極Ｇ3又はＧ4と非
接触になった場合は前工程の測定時に非接触であったと
みなされてしまうという問題がある。
【０００７】
【発明の目的】本発明は、直流電圧発生手段側に特別の
回路を設けることなしに容量性高抵抗ＤＵＴと直流電圧
発生手段側の接続端子（電極）及び微小電流計側の接続
端子との接触，非接触を判定し、さらに接触判定のため
の接続変更を要しない信頼性の高いＤＵＴ接続判定回路
を備えてなる微小電流計および微小電流測定方法を提供
することにある。
回路を設けることなしに容量性高抵抗ＤＵＴと直流電圧
発生手段側の接続端子（電極）及び微小電流計側の接続
端子との接触，非接触を判定し、さらに接触判定のため
の接続変更を要しない信頼性の高いＤＵＴ接続判定回路
を備えてなる微小電流計および微小電流測定方法を提供
することにある。
【０００８】
【発明の概要】本発明の微小電流計は、直流信号源によ
りＤＵＴに流れる電流の経路上に設けられた直流電流検
出用抵抗と、該直流電流検出用抵抗の端子間電圧を測定
する直流電圧測定手段とを有してなる微小電流計におい
て、前記ＤＵＴにＤＵＴ接続判定用の交流信号を印加す
る交流信号発生源と、前記交流信号発生源により前記Ｄ
ＵＴに流れる交流電流の大きさまたは時間変化を測定す
る手段と、を有するＤＵＴ接続判定回路を備えてなるこ
とを特徴とする。また、直流信号源によりＤＵＴに流れ
る電流の経路上に設けられた直流電流検出用抵抗と、該
直流電流検出用抵抗の端子間電圧を測定する直流電圧測
定手段とを有してなる微小電流計において、前記直流電
流検出用抵抗に並列に接続され、前記ＤＵＴを接続する
接続端子間にＤＵＴ接続判定用の交流信号を選択的に印
加する交流信号発生源と、１次巻線が前記直流電流検出
用抵抗と前記交流信号発生源との並列回路に直列に接続
されたトランスと、前記トランスの２次巻線に接続され
た２次電流検出手段と、を有するＤＵＴ接続判定回路を
備えてなることをも特徴とする。さらに、前記２次電流
検出手段が、前記トランスの２次電流信号を電圧信号に
変換する電流／電圧変換器と、該電流／電圧変換器の電
圧出力の大きさまたは時間変化を測定する手段とを有し
てなることをも特徴とする。本発明の微小電流測定方法
は、直流電源からＤＵＴに直流電流を流し、当該ＤＵＴ
を流れる直流電流を直流電流検出手段により測定し、前
記ＤＵＴを流れる直流電流の測定値が、所定数値に達し
ないときには、交流信号発生源からＤＵＴに交流電流を
流し、当該ＤＵＴを流れる交流電流を交流電流検出手段
により検出する、微小電流測定方法であって、予め、Ｄ
ＵＴをセットすることなく、前記交流電流検出手段によ
り、測定電流の最大勾配を検出しておき、この最大勾配
と、前記ＤＵＴを流れる交流電流の最大勾配とを比較す
ることで、前記ＤＵＴの接続判定を行う、ことを特徴と
する。
りＤＵＴに流れる電流の経路上に設けられた直流電流検
出用抵抗と、該直流電流検出用抵抗の端子間電圧を測定
する直流電圧測定手段とを有してなる微小電流計におい
て、前記ＤＵＴにＤＵＴ接続判定用の交流信号を印加す
る交流信号発生源と、前記交流信号発生源により前記Ｄ
ＵＴに流れる交流電流の大きさまたは時間変化を測定す
る手段と、を有するＤＵＴ接続判定回路を備えてなるこ
とを特徴とする。また、直流信号源によりＤＵＴに流れ
る電流の経路上に設けられた直流電流検出用抵抗と、該
直流電流検出用抵抗の端子間電圧を測定する直流電圧測
定手段とを有してなる微小電流計において、前記直流電
流検出用抵抗に並列に接続され、前記ＤＵＴを接続する
接続端子間にＤＵＴ接続判定用の交流信号を選択的に印
加する交流信号発生源と、１次巻線が前記直流電流検出
用抵抗と前記交流信号発生源との並列回路に直列に接続
されたトランスと、前記トランスの２次巻線に接続され
た２次電流検出手段と、を有するＤＵＴ接続判定回路を
備えてなることをも特徴とする。さらに、前記２次電流
検出手段が、前記トランスの２次電流信号を電圧信号に
変換する電流／電圧変換器と、該電流／電圧変換器の電
圧出力の大きさまたは時間変化を測定する手段とを有し
てなることをも特徴とする。本発明の微小電流測定方法
は、直流電源からＤＵＴに直流電流を流し、当該ＤＵＴ
を流れる直流電流を直流電流検出手段により測定し、前
記ＤＵＴを流れる直流電流の測定値が、所定数値に達し
ないときには、交流信号発生源からＤＵＴに交流電流を
流し、当該ＤＵＴを流れる交流電流を交流電流検出手段
により検出する、微小電流測定方法であって、予め、Ｄ
ＵＴをセットすることなく、前記交流電流検出手段によ
り、測定電流の最大勾配を検出しておき、この最大勾配
と、前記ＤＵＴを流れる交流電流の最大勾配とを比較す
ることで、前記ＤＵＴの接続判定を行う、ことを特徴と
する。
【０００９】本発明は、特に容量性の高抵抗ＤＵＴの電
流測定に用いられるものであり、通常、高抵抗ＤＵＴの
抵抗測定装置における電流測定手段として用いられる。
したがって、以下、抵抗測定装置における電流測定手段
として用いる場合を例に挙げて説明する。ＤＵＴの抵抗
値を測定する場合には、まず、直流電流検出用抵抗に並
列に接続された交流信号発生源を測定回路から切り離
す。具体的には、例えば交流信号発生源に直列にスイッ
チを接続しておき、このスイッチをオフ状態にする。そ
して、ＤＵＴが接続された接続端子（電極）間に直流電
圧発生手段により測定用直流電圧を印加し、測定回路に
測定電流を流す。この測定電流は、ＤＵＴが正常に接続
端子と接触していれば、直流電流検出用抵抗→トランス
１次巻線→直流電圧発生手段→ＤＵＴの経路で流れる
（この場合、測定電流は交流信号発生源側に分流しない
ことは勿論である）。この測定電流の値は、直流電圧検
出器が直流電流検出用抵抗での電圧降下を検出すること
で測定され、この電流測定値と直流電圧源の電圧値とか
らＤＵＴの抵抗値を得ることができる。
流測定に用いられるものであり、通常、高抵抗ＤＵＴの
抵抗測定装置における電流測定手段として用いられる。
したがって、以下、抵抗測定装置における電流測定手段
として用いる場合を例に挙げて説明する。ＤＵＴの抵抗
値を測定する場合には、まず、直流電流検出用抵抗に並
列に接続された交流信号発生源を測定回路から切り離
す。具体的には、例えば交流信号発生源に直列にスイッ
チを接続しておき、このスイッチをオフ状態にする。そ
して、ＤＵＴが接続された接続端子（電極）間に直流電
圧発生手段により測定用直流電圧を印加し、測定回路に
測定電流を流す。この測定電流は、ＤＵＴが正常に接続
端子と接触していれば、直流電流検出用抵抗→トランス
１次巻線→直流電圧発生手段→ＤＵＴの経路で流れる
（この場合、測定電流は交流信号発生源側に分流しない
ことは勿論である）。この測定電流の値は、直流電圧検
出器が直流電流検出用抵抗での電圧降下を検出すること
で測定され、この電流測定値と直流電圧源の電圧値とか
らＤＵＴの抵抗値を得ることができる。
【００１０】次に、ＤＵＴと接続端子との接触，非接触
を判定するため、交流信号発生源を測定回路に投入す
る。具体的には、上記スイッチが設けられている場合に
は、これをオン状態にする。そして、接続端子間（勿
論、これらの端子間にはＤＵＴは接続されたままであ
る）に交流信号発生源から接続判定用の交流電圧を印加
し、測定回路に交流電流を流す。ここで、ＤＵＴが正常
に接続端子と接触していれば、交流電流は交流信号発生
源→トランス１次巻線→直流電圧発生手段→ＤＵＴの経
路で流れ、トランス１次巻線に流れる電流はトランス２
次巻線に該トランスの巻線比に応じた電流を流す。そし
て２次電流は、例えば、電流／電圧変換器により電圧信
号に変換され、電圧計により電圧信号として測定され
る。この電流値と、交流電圧源の電圧値とから、ＤＵＴ
の静電容量が測定される。しかし、もしＤＵＴが接続端
子と非接触であれば、トランスにはほとんど電流は流れ
ない。この場合には、測定回路の微小浮遊容量等が測定
され、ＤＵＴ接続判定回路はＤＵＴと接続端子とが非接
触である旨を高精度で判定することができる。なお、交
流電流は直流電流検出用抵抗にも流れ、またＤＵＴが正
常に接続端子と接触している場合には、直流電圧源によ
る直流電流が交流電流に重畳してトランス１次巻線に流
れるが、これらは上記接触，非接触の判定には影響する
ことはない。上記交流信号の周波数は、余り大きすぎる
とＤＵＴのリアクタンスが抵抗値より小さくなりすぎて
測定にかかりにくくなるし、小さすぎると測定回路に流
れる電流が小さすぎて測定不能になる。したがって、上
記交流信号の周波数は、ＤＵＴの静電容量によるリアク
タンスがＤＵＴの抵抗値に比較して適度に大きくなるよ
うに選ばれる。このようにして、ＤＵＴが接続端子と非
接触であるため、抵抗測定装置がＤＵＴの抵抗値を極め
て大きい値として測定しまう場合であっても、ＤＵＴ接
続判定回路が接触，非接触を判定する。
を判定するため、交流信号発生源を測定回路に投入す
る。具体的には、上記スイッチが設けられている場合に
は、これをオン状態にする。そして、接続端子間（勿
論、これらの端子間にはＤＵＴは接続されたままであ
る）に交流信号発生源から接続判定用の交流電圧を印加
し、測定回路に交流電流を流す。ここで、ＤＵＴが正常
に接続端子と接触していれば、交流電流は交流信号発生
源→トランス１次巻線→直流電圧発生手段→ＤＵＴの経
路で流れ、トランス１次巻線に流れる電流はトランス２
次巻線に該トランスの巻線比に応じた電流を流す。そし
て２次電流は、例えば、電流／電圧変換器により電圧信
号に変換され、電圧計により電圧信号として測定され
る。この電流値と、交流電圧源の電圧値とから、ＤＵＴ
の静電容量が測定される。しかし、もしＤＵＴが接続端
子と非接触であれば、トランスにはほとんど電流は流れ
ない。この場合には、測定回路の微小浮遊容量等が測定
され、ＤＵＴ接続判定回路はＤＵＴと接続端子とが非接
触である旨を高精度で判定することができる。なお、交
流電流は直流電流検出用抵抗にも流れ、またＤＵＴが正
常に接続端子と接触している場合には、直流電圧源によ
る直流電流が交流電流に重畳してトランス１次巻線に流
れるが、これらは上記接触，非接触の判定には影響する
ことはない。上記交流信号の周波数は、余り大きすぎる
とＤＵＴのリアクタンスが抵抗値より小さくなりすぎて
測定にかかりにくくなるし、小さすぎると測定回路に流
れる電流が小さすぎて測定不能になる。したがって、上
記交流信号の周波数は、ＤＵＴの静電容量によるリアク
タンスがＤＵＴの抵抗値に比較して適度に大きくなるよ
うに選ばれる。このようにして、ＤＵＴが接続端子と非
接触であるため、抵抗測定装置がＤＵＴの抵抗値を極め
て大きい値として測定しまう場合であっても、ＤＵＴ接
続判定回路が接触，非接触を判定する。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示す説明図であ
る。同図は抵抗測定装置を示すものであり、直流電圧発
生手段１と微小電流計２とを有してなり、直流電圧発生
手段１は、片側端子が接地され他側端子がＤＵＴ接続端
子の一方（同図では電極Ｇ１）に接続された直流電源
（Ｅ）１ａから構成される。なお、ＤＵＴ接続端子の他
方（Ｇ２）は、後述する交流信号発生源６と直流電流検
出用抵抗Ｒｓとの接続点（トランス７とは逆側の接続
点）から引き出されている。上記微小電流計２は、直流
電流検出手段４と、ＤＵＴ接続判定回路５とから構成さ
れている。直流電流検出手段４は、直流電流検出用抵抗
Ｒｓと、オペアンプ（Ａ１）４１及び電圧計（ＭＶ１）
４２とから構成され、電圧計４２がＲｓの両端電圧をオ
ペアンプ４１を介して検出している。ここでオペアンプ
４１と電圧計４２とが直流電流検出器を構成している。
ＤＵＴ接続判定回路５は、交流信号発生源６，片側端子
接地のトランス７及び２次電流検出手段８とから構成さ
れている。交流信号発生源６は直列にスイッチＳＷを有
しており、これらが抵抗Ｒｓに並列に接続されている。
また交流信号発生源６の電極Ｇと反対側にはトランス７
の１次巻線が接続されている。トランス７の２次巻線
は、２次電流検出手段８に接続されている。２次電流検
出手段８は、トランス７の２次側電流信号を電圧信号に
変換する電流／電圧（Ｉ／Ｖ）変換器８１，該変換器８
１の波高値を検出する波高検出器８２及び該波高検出器
８２の出力電圧を測定する電圧計８３により構成されて
いる。Ｉ／Ｖ変換器８１はオペアンプ（Ａ２）８１ａと
積分コンデンサＣ ｖとにより構成されており、該変換器
８１の非反転入力端子は接地されている。波高検出器８
２はオペアンプ８１ａの出力に順接続したダイオードＤ
１と、該ダイオードＤ１の出力とオペアンプ８１ａの非
反転入力端子間（すなわち大地間）に接続したコンデン
サＣＨとにより構成されており、該コンデンサＣＨの端
子間電圧は電圧計８３により検出される。
る。同図は抵抗測定装置を示すものであり、直流電圧発
生手段１と微小電流計２とを有してなり、直流電圧発生
手段１は、片側端子が接地され他側端子がＤＵＴ接続端
子の一方（同図では電極Ｇ１）に接続された直流電源
（Ｅ）１ａから構成される。なお、ＤＵＴ接続端子の他
方（Ｇ２）は、後述する交流信号発生源６と直流電流検
出用抵抗Ｒｓとの接続点（トランス７とは逆側の接続
点）から引き出されている。上記微小電流計２は、直流
電流検出手段４と、ＤＵＴ接続判定回路５とから構成さ
れている。直流電流検出手段４は、直流電流検出用抵抗
Ｒｓと、オペアンプ（Ａ１）４１及び電圧計（ＭＶ１）
４２とから構成され、電圧計４２がＲｓの両端電圧をオ
ペアンプ４１を介して検出している。ここでオペアンプ
４１と電圧計４２とが直流電流検出器を構成している。
ＤＵＴ接続判定回路５は、交流信号発生源６，片側端子
接地のトランス７及び２次電流検出手段８とから構成さ
れている。交流信号発生源６は直列にスイッチＳＷを有
しており、これらが抵抗Ｒｓに並列に接続されている。
また交流信号発生源６の電極Ｇと反対側にはトランス７
の１次巻線が接続されている。トランス７の２次巻線
は、２次電流検出手段８に接続されている。２次電流検
出手段８は、トランス７の２次側電流信号を電圧信号に
変換する電流／電圧（Ｉ／Ｖ）変換器８１，該変換器８
１の波高値を検出する波高検出器８２及び該波高検出器
８２の出力電圧を測定する電圧計８３により構成されて
いる。Ｉ／Ｖ変換器８１はオペアンプ（Ａ２）８１ａと
積分コンデンサＣ ｖとにより構成されており、該変換器
８１の非反転入力端子は接地されている。波高検出器８
２はオペアンプ８１ａの出力に順接続したダイオードＤ
１と、該ダイオードＤ１の出力とオペアンプ８１ａの非
反転入力端子間（すなわち大地間）に接続したコンデン
サＣＨとにより構成されており、該コンデンサＣＨの端
子間電圧は電圧計８３により検出される。
【００１２】上記測定装置の動作を簡単に説明する。ま
ず、ＳＷをオフにし、直流電源１ａ→ＤＵＴ３→直流電
流検出用抵抗Ｒｓ→トランス７の１次巻線の経路で測定
電流を流す。ここで、電圧計４２が実質上、計量値０を
示した場合、Ｒｓに検出電流は流れていないことにな
る。したがって、（１）Ｒｘの抵抗値が極端に大きい
か、（２）ＤＵＴ３と電極Ｇ１，Ｇ２との接触が不良で
あるかの何れかであるが、この時点では電圧計４２の計
量値０は、（１），（２）の何れに起因するかは不明で
ある。一方、電圧計４２が実質上、有限の計量値を示し
た場合、Ｒｓに検出電流が流れているので、ＤＵＴ３と
電極Ｇ１，Ｇ２との接触が行われており、電圧計４２の
測定値によりＤＵＴ３の抵抗値が検出される。次に、Ｓ
Ｗをオンにする。このとき、ＤＵＴ３と電極Ｇ１，Ｇ２
との接触が正常であれば、交流電流は、交流信号発生源
６→トランス７→直流電源１ａ→ＤＵＴ３の経路で流れ
る。なお、該経路には、交流と直流電源１ａによる直流
電流とが重畳されて流れている。そして、トランス７に
より交流電流のみが２次巻線側に取り出される。この２
次電流はＩ／Ｖ変換器８１により電圧に変換され、次段
の波高検出器８２に出力され、検出器８２は波高値信号
を生成し、電圧計８３に出力し該電圧計８３はこれを電
圧値として指示する。なお、本実施例では波高検出器８
２と電圧計８３とがＩ／Ｖ変換器８１の電圧出力を検出
する手段として構成されている。
ず、ＳＷをオフにし、直流電源１ａ→ＤＵＴ３→直流電
流検出用抵抗Ｒｓ→トランス７の１次巻線の経路で測定
電流を流す。ここで、電圧計４２が実質上、計量値０を
示した場合、Ｒｓに検出電流は流れていないことにな
る。したがって、（１）Ｒｘの抵抗値が極端に大きい
か、（２）ＤＵＴ３と電極Ｇ１，Ｇ２との接触が不良で
あるかの何れかであるが、この時点では電圧計４２の計
量値０は、（１），（２）の何れに起因するかは不明で
ある。一方、電圧計４２が実質上、有限の計量値を示し
た場合、Ｒｓに検出電流が流れているので、ＤＵＴ３と
電極Ｇ１，Ｇ２との接触が行われており、電圧計４２の
測定値によりＤＵＴ３の抵抗値が検出される。次に、Ｓ
Ｗをオンにする。このとき、ＤＵＴ３と電極Ｇ１，Ｇ２
との接触が正常であれば、交流電流は、交流信号発生源
６→トランス７→直流電源１ａ→ＤＵＴ３の経路で流れ
る。なお、該経路には、交流と直流電源１ａによる直流
電流とが重畳されて流れている。そして、トランス７に
より交流電流のみが２次巻線側に取り出される。この２
次電流はＩ／Ｖ変換器８１により電圧に変換され、次段
の波高検出器８２に出力され、検出器８２は波高値信号
を生成し、電圧計８３に出力し該電圧計８３はこれを電
圧値として指示する。なお、本実施例では波高検出器８
２と電圧計８３とがＩ／Ｖ変換器８１の電圧出力を検出
する手段として構成されている。
【００１３】図２は波高検出器８２の入出力波形の一例
を示す図である。同図において破線が入力電圧を、実線
が出力電圧を表している。そして、交流信号発生源６の
電圧値，周波数と上記波高値とからＤＵＴ３の静電容量
Ｃxが求められる。一方、ＤＵＴ３と電極Ｇ1，Ｇ2との
接触が不良である場合には、トランス７の１次巻線には
測定回路の静電容量Ｃs（浮遊容量であり、電極Ｇ１，
Ｇ2におけるＤＵＴ３との非接触に起因して生じる静電
容量を含む）に基づく交流が流れる。この電流は、ＤＵ
Ｔの静電容量Ｃxに基づく電流と比較して十分小さい。
電圧計８３により測定されるこの電流値と、交流信号発
生源６との電圧値とから上記静電容量Ｃsが求められ
る。このように、ＤＵＴ接続判定回路５により、（１）
Ｒxの抵抗値が極端に大きいか、（２）ＤＵＴ３と電極
Ｇ1，Ｇ2との接触が不良であるかの何れかであるかを容
易に求めることができる。
を示す図である。同図において破線が入力電圧を、実線
が出力電圧を表している。そして、交流信号発生源６の
電圧値，周波数と上記波高値とからＤＵＴ３の静電容量
Ｃxが求められる。一方、ＤＵＴ３と電極Ｇ1，Ｇ2との
接触が不良である場合には、トランス７の１次巻線には
測定回路の静電容量Ｃs（浮遊容量であり、電極Ｇ１，
Ｇ2におけるＤＵＴ３との非接触に起因して生じる静電
容量を含む）に基づく交流が流れる。この電流は、ＤＵ
Ｔの静電容量Ｃxに基づく電流と比較して十分小さい。
電圧計８３により測定されるこの電流値と、交流信号発
生源６との電圧値とから上記静電容量Ｃsが求められ
る。このように、ＤＵＴ接続判定回路５により、（１）
Ｒxの抵抗値が極端に大きいか、（２）ＤＵＴ３と電極
Ｇ1，Ｇ2との接触が不良であるかの何れかであるかを容
易に求めることができる。
【００１４】なお、電圧計８３の測定値を、予めＤＵＴ
３を無接続状態にして求めておけば、測定回路の上記浮
遊容量Ｃs等を求めることができる。図３は、図１のＩ
／Ｖ変換器８１の後段に設けられた波高検出器８２及び
電圧計８３に代えて、Ａ／Ｄ変換器８４を設けた場合を
示しているおり、２次電流検出手段８は、Ｉ／Ｖ変換器
８１とＡ／Ｄ変換器８４とを有して構成される。微小期
間ΔＴにおける電圧差の変化量をΔＶとし（Ｖは検出電
流の値を表している）、検出電流をＩ，交流信号発生源
６の電源電圧をＶsとすると、これらの間には ΔＶ／ΔＴ＝ΔＩ／ΔＴ＝Ｃ（Δ2Ｖs／ΔＴ2）∝Ｃ （但し、Ｃは測定回路の静電容量）の関係が成立する。
したがって、ΔＶ／ΔＴ（すなわち、交流電流の傾きΔ
Ｉ／ΔＴ）を求めれば、その大きさにより、ＤＵＴ３と
電極Ｇ１，Ｇ2との接触、非接触の有無を判断できる。
Ａ／Ｄ変換器８４は交流信号の周波数より十分に高い変
換レートでＡ／Ｄ変換を行えば、高精度で上記ΔＩ／Δ
Ｔを求めることができる。ΔＴの始点を特定の位相に固
定して、ΔＩ／ΔＴを測定すればＤＵＴ３と電極Ｇ１，
Ｇ2とが接触しているか否かを上式より容易に判定でき
る。また、特に、交流波形の傾きΔＩ／ΔＴの最大値を
求めることで、極めて容易かつ高精度の判定が可能とな
る。図４（Ａ），（Ｂ）は、このような判定の一例を示
す図であり、（Ａ）はΔＶ1／ΔＴ1が大きいので、接触
していると判断される場合を示しており、（Ｂ）はΔＶ
2／ΔＴ2が小さいので非接触と判断される場合を示して
いる。この実施例では、Ａ／Ｄ変換器８４と図示しない
上記演算を行う回路とがＩ／Ｖ変換器８１の電圧出力の
時間変化を検出する手段を構成している。
３を無接続状態にして求めておけば、測定回路の上記浮
遊容量Ｃs等を求めることができる。図３は、図１のＩ
／Ｖ変換器８１の後段に設けられた波高検出器８２及び
電圧計８３に代えて、Ａ／Ｄ変換器８４を設けた場合を
示しているおり、２次電流検出手段８は、Ｉ／Ｖ変換器
８１とＡ／Ｄ変換器８４とを有して構成される。微小期
間ΔＴにおける電圧差の変化量をΔＶとし（Ｖは検出電
流の値を表している）、検出電流をＩ，交流信号発生源
６の電源電圧をＶsとすると、これらの間には ΔＶ／ΔＴ＝ΔＩ／ΔＴ＝Ｃ（Δ2Ｖs／ΔＴ2）∝Ｃ （但し、Ｃは測定回路の静電容量）の関係が成立する。
したがって、ΔＶ／ΔＴ（すなわち、交流電流の傾きΔ
Ｉ／ΔＴ）を求めれば、その大きさにより、ＤＵＴ３と
電極Ｇ１，Ｇ2との接触、非接触の有無を判断できる。
Ａ／Ｄ変換器８４は交流信号の周波数より十分に高い変
換レートでＡ／Ｄ変換を行えば、高精度で上記ΔＩ／Δ
Ｔを求めることができる。ΔＴの始点を特定の位相に固
定して、ΔＩ／ΔＴを測定すればＤＵＴ３と電極Ｇ１，
Ｇ2とが接触しているか否かを上式より容易に判定でき
る。また、特に、交流波形の傾きΔＩ／ΔＴの最大値を
求めることで、極めて容易かつ高精度の判定が可能とな
る。図４（Ａ），（Ｂ）は、このような判定の一例を示
す図であり、（Ａ）はΔＶ1／ΔＴ1が大きいので、接触
していると判断される場合を示しており、（Ｂ）はΔＶ
2／ΔＴ2が小さいので非接触と判断される場合を示して
いる。この実施例では、Ａ／Ｄ変換器８４と図示しない
上記演算を行う回路とがＩ／Ｖ変換器８１の電圧出力の
時間変化を検出する手段を構成している。
【００１５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、直
流電圧発生手段側には接触判定のための特別の回路を必
要とすることない。したがって、直流電圧発生手段と微
小電流計とを別々に選ぶ必要はなく、電圧源選択の自由
度を大きくでき、測定の範囲が広がった。更に、接触判
定のために、回路接続を変更する必要がないので、抵抗
測定時の接続のままで接触判定が行えるので信頼性の高
い微小電流計および微小電流測定方法を提供できる。
流電圧発生手段側には接触判定のための特別の回路を必
要とすることない。したがって、直流電圧発生手段と微
小電流計とを別々に選ぶ必要はなく、電圧源選択の自由
度を大きくでき、測定の範囲が広がった。更に、接触判
定のために、回路接続を変更する必要がないので、抵抗
測定時の接続のままで接触判定が行えるので信頼性の高
い微小電流計および微小電流測定方法を提供できる。
【図１】本発明の微小電流計を抵抗測定装置に適用した
場合の一実施例を示す該測定装置の回路図である。
場合の一実施例を示す該測定装置の回路図である。
【図２】図１の微小電流計における波高検出器の入出力
電圧を示す図である。
電圧を示す図である。
【図３】本発明の他の実施例を示す回路図であり、図１
の波高検出器及び電圧計に代えてＡ／Ｄ変換器を用いた
場合を示す図である。
の波高検出器及び電圧計に代えてＡ／Ｄ変換器を用いた
場合を示す図である。
【図４】図３のＡ／Ｄ変換器による接触判定の原理を示
す図であり、（Ａ）は接触，（Ｂ）は非接触の場合を示
している。
す図であり、（Ａ）は接触，（Ｂ）は非接触の場合を示
している。
【図５】接触判定機能を有する従来の抵抗測定装置を示
す図である。
す図である。
【図６】接続変更を行うことで接触判定を行う従来の抵
抗測定装置を示す図である。
抗測定装置を示す図である。
２ 微小電流計 ３ ＤＵＴ ４ 直流電流検出手段 ４１ オペアンプ ４２ 電圧計 ５ ＤＵＴ接続判定回路 ６ 交流電流発生源 ７ トランス ８ ２次電流検出手段 ８１ Ｉ／Ｖ変換器 ８２ 波高検出器 ８３ 電流計 Ｒs 直流電流検出用抵抗
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 31/02 G01R 31/00 G01R 1/06 - 1/073 G01R 19/00 G01R 27/02
Claims (4)
- 【請求項１】 直流信号源により被測定対象に流れる電
流の経路上に設けられた直流電流検出用抵抗と、該直流
電流検出用抵抗の端子間電圧を測定する直流電圧測定手
段とを有してなる微小電流計において、前記直流電流検出用抵抗に並列に接続され、 前記被測定
対象に被測定対象接続判定用の交流信号を印加する交流
信号発生源と、前記直流電流検出用抵抗と前記交流信号発生源との並列
回路に接続され、 前記交流信号発生源により前記被測定
対象に流れる交流電流の大きさまたは時間変化を測定す
る手段と、 を有する被測定対象接続判定回路を備えてなる微小電流
計。 - 【請求項２】 直流信号源により被測定対象に流れる電
流の経路上に設けられた直流電流検出用抵抗と、該直流
電流検出用抵抗の端子間電圧を測定する直流電圧測定手
段とを有してなる微小電流計において、 前記直流電流検出用抵抗に並列に接続され、前記被測定
対象を接続する接続端子間に被測定対象接続判定用の交
流信号を選択的に印加する交流信号発生源と、 １次巻線が前記直流電流検出用抵抗と前記交流信号発生
源との並列回路に直列に接続されたトランスと、 前記トランスの２次巻線に接続された２次電流検出手段
と、 を有する被測定対象接続判定回路を備えてなる微小電流
計。 - 【請求項３】 前記２次電流検出手段が、前記トランス
の２次電流信号を電圧信号に変換する電流／電圧変換器
と、該電流／電圧変換器の電圧出力の大きさまたは時間
変化を測定する手段とを有してなる請求項２記載の微小
電流計。 - 【請求項４】 直流電源から被測定対象に直流電流を流
し、当該被測定対象を流れる直流電流を直流電流検出手
段により測定し、前記被測定対象を流れる直流電流の測
定値が、所定数値に達しないときには、交流信号発生源
から被測定対象に交流電流を流し、当該被測定対象を流
れる交流電流を交流電流検出手段により検出する、微小
電流測定方法であって、 予め、被測定対象をセットすることなく、前記交流電流
検出手段により、測定電流の最大勾配を検出しておき、
この最大勾配と、前記被測定対象を流れる交流電流の最
大勾配とを比較することで、前記被測定対象の接続判定
を行う、 ことを特徴とする微小電流測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27481891A JP3155311B2 (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | 微小電流計および微小電流測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27481891A JP3155311B2 (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | 微小電流計および微小電流測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0587858A JPH0587858A (ja) | 1993-04-06 |
| JP3155311B2 true JP3155311B2 (ja) | 2001-04-09 |
Family
ID=17546998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27481891A Expired - Fee Related JP3155311B2 (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | 微小電流計および微小電流測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3155311B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015078019A (ja) * | 2015-01-29 | 2015-04-23 | 株式会社バンダイ | 物品排出装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2002014134A (ja) * | 2000-06-30 | 2002-01-18 | Hioki Ee Corp | 回路基板検査装置 |
| JP5307085B2 (ja) * | 2010-07-20 | 2013-10-02 | 日置電機株式会社 | 回路基板検査装置 |
| JP7080757B2 (ja) * | 2018-07-18 | 2022-06-06 | 日置電機株式会社 | インピーダンス測定装置およびインピーダンス測定方法 |
-
1991
- 1991-09-26 JP JP27481891A patent/JP3155311B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015078019A (ja) * | 2015-01-29 | 2015-04-23 | 株式会社バンダイ | 物品排出装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0587858A (ja) | 1993-04-06 |
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