JP3446680B2 - 容量性電子部品の絶縁抵抗測定装置 - Google Patents
容量性電子部品の絶縁抵抗測定装置Info
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Description
量性電子部品の絶縁抵抗を測定する装置に関するもので
ある。
の絶縁抵抗を測定するために、図1に示される測定装置
が用いられている。すなわち、1は直流測定電源であ
り、その一端はアースされ、他端は電流制限抵抗2を介
して被測定コンデンサ3の一端に接続され、電流制限抵
抗2と被測定コンデンサ3との間には電圧計4の一端が
接続されている。被測定コンデンサ3の他端は電流計5
に接続され、被測定コンデンサ3に流れる漏れ電流を電
流計5で測定している。
定電圧Eを電圧計4で測定し、被測定コンデンサ3を流
れてくる電流Iを電流計5で測定することで、被測定コ
ンデンサ3の絶縁抵抗Rを R=E/I として求めることができる。
な測定装置の場合、測定電源1が発生するノイズや、商
用電源などのハムノイズ、被測定コンデンサ3自体が発
生するノイズなどによって、絶縁抵抗Rに測定誤差が生
じるという問題がある。
説明する。被測定コンデンサ3の容量をC、絶縁抵抗を
R、測定電源1の発生する直流電圧をE、測定電源1の
ノイズや商用電源のハムノイズなどによって発生する電
圧(交流成分)をeとする。さて、本来、被測定コンデ
ンサ3の絶縁抵抗Rは、もしノイズ成分eがなければ、
漏れ電流I=Irであるため、R=E/Iで求められ
る。しかし、実際には電流Iには、絶縁抵抗による漏れ
電流Ir以外に、容量成分を通過するノイズ成分Icが
含まれるため、I=Ir+Icとなり、測定誤差とな
る。
Fのコンデンサの絶縁抵抗を、50Vの電圧で測定し、
電源の出力には60Hz、10mVrmsのノイズが含
まれているとする。すると、 Ir=50V/50MΩ=1μA Ic=10mVrms/(1/2π×60×10μF) ≒38μArms であり、本来測定したい電流1μAは、30倍以上のノ
イズ電流38μAに埋もれてしまい、精度よい測定は到
底不可能である。長時間電流値Iを積分すれば、Icは
平均して0に近づくので、測定が可能であるが、測定に
長時間を要するという問題がある。
から電流計5に至る経路の途中に抵抗Rsを入れると、
ノイズ電流Icを小さくすることができる。例えば、R
s=50kΩとすると、 Ir=50V/(50MΩ+50kΩ)≒1μA Ic=10mVrms/(50kΩ+1/2π×60×
10μF) ≒0.2μArms となり、本来測定したい電流1μAに対して、ノイズ電
流が0.2μAと小さくなるため、精度よい測定が可能
になる。しかし、50kΩもの抵抗を用いることで、容
量Cの充電電流が、時定数RC=50kΩ×10μF=
500msの数倍の時間流れるため、これが収束するま
で測定を行なうことができない。よって、結局測定に長
時間を要するという問題があった。
響を受けずに容量性電子部品の絶縁抵抗を高精度に、し
かも短時間で測定できる絶縁抵抗測定装置を提供するこ
とにある。
め、請求項1に記載の発明は、容量性電子部品に所定の
測定電圧を印加し、この電子部品を流れる電流を測定す
ることで、容量性電子部品の絶縁抵抗を求める絶縁抵抗
測定装置において、測定電源から容量性電子部品を経て
電流検出装置に至る経路に接続され、抵抗器Raとスイ
ッチ手段RE1 の並列接続された回路を有するノイズ除
去回路と、上記スイッチ手段RE1 を、容量性電子部品
の充電初期には閉じ、容量性電子部品の充電が十分に進
んだ後で開くように制御する制御手段と、を備え、上記
ノイズ除去回路は、上記容量性電子部品と電流検出装置
との間に接続されていることを特徴とする容量性電子部
品の絶縁抵抗測定装置を提供する。
路を流れる電流が大きい間、すなわち容量Cの充電電流
が流れている間は抵抗Rsを小さくし、回路を流れる電
流が小さくなる、すなわち容量Cの充電電流が収束して
絶縁抵抗Rを流れる電流のみになると抵抗Rsを大きく
すればよい。そこで、請求項1では、ノイズ除去回路と
して並列接続された抵抗器Raとスイッチ手段RE1 と
を設け、容量性電子部品の充電初期にはスイッチ手段R
E1 を閉じておき、容量性電子部品の充電が十分に進ん
だ後でスイッチ手段RE1 を開くようにしたものであ
る。
スイッチ手段RE1 が閉じているため、ノイズ除去回路
には殆ど抵抗がない。そのため、回路抵抗が小さく、容
量性電子部品の充電を速やかに進めることができる。次
に、容量性電子部品の充電がほぼ完了した後にスイッチ
手段RE1 を開くと、ノイズ除去回路の抵抗が大きくな
るので、充電電流に含まれるノイズ成分が遮断され、精
度のよい測定ができる。また、ノイズ除去回路は、容量
性電子部品と電流検出装置との間に接続されている。す
なわち、比較的周波数の低いノイズには、電源装置に直
列にノイズ電圧が入るように見える性質のものと、電源
装置に並列にノイズ電圧が入るように見える性質のもの
とがあり、後者のノイズは、容量性電子部品に接触する
測定端子付近で入り込むことが多い。このノイズは、回
路に侵入した地点から見てインピーダンスが低い方に多
く流れるため、ノイズ除去回路を容量性電子部品よりも
電源側に接続すると、ノイズが電流検出装置へ多く流
れ、誤差の原因となる。そこで、ノイズ除去回路を容量
性電子部品よりも電流検出装置側に接続することで、後
者のノイズを殆ど電源側へ流し、電流測定に影響を与え
ないようにしたものである。
定する場合には、抵抗器Raとスイッチ手段RE1 のみ
からなるノイズ除去回路でよいが、容量性電子部品の充
電電流の時間変化を知りたい場合には、スイッチ手段R
E1 が閉じた状態で充電電流値が小さくなってくると、
ノイズ電流の影響を受けてしまい、正しい充電電流の変
化の様子を測定できない可能性がある。しかし、容量性
電子部品の充電が十分でない時点でスイッチ手段RE1
を開くと、抵抗器Raのために容量性電子部品の充電が
遅れてしまう。そこで、請求項2のように、ノイズ除去
回路が、第1の抵抗器Raと、第1のスイッチ手段RE
1 と、第2の抵抗器Rbおよび第2のスイッチ手段RE
2 の直列回路との並列接続回路を有するのが望ましい。
この場合、第2の抵抗器Rbは第1の抵抗器Raより小
さな抵抗値を有するものを用いる方が望ましい。
RE2 を閉じておき、ある程度充電が進み、充電電流が
小さくなれば、スイッチ手段RE1 を開き、スイッチ手
段RE 2 を閉じた状態にする。こうすれば、回路抵抗は
抵抗器RaとRbの並列抵抗となり、ノイズ電流をこの
時点での電流に対して目立たない大きさにすることがで
き、また容量性電子部品の充電はかなり進行しているた
め、多少充電が阻害されても大きな影響を発生しない。
しかし、さらに容量性電子部品の充電が進み、充電電流
値が小さくなると、ノイズ電流の大きさが相対的に大き
くなるので、目立つようになる。ここで、第2のスイッ
チ手段RE2 を開くと、回路の抵抗が抵抗器Raとなる
ため、ノイズ電流値が非常に小さくなり、精度のよい漏
れ電流値の測定が可能となる。なお、充電初期に必ずし
もスイッチ手段RE2 を閉じる必要はなく、少なくとも
スイッチ手段RE1 を閉じた状態とすればよい。なお、
請求項2における第2の抵抗器Rbと第2のスイッチ手
段RE2 との直列回路は、必要な数だけいくつでも並列
に接続することができる。このようにすれば、広い電流
範囲でノイズ電流の影響を避けつつ、充電電流の変化を
測定することができる。
電圧電源と容量性電子部品との間に接続してもよいが、
請求項3のように容量性電子部品と電流検出装置との間
に接続するのが望ましい。そうすることで、電源装置に
並列にノイズ電圧が入るように見える性質のノイズを殆
ど電源側へ流し、電流測定に影響を与えないようにした
ものである。なお、同様の理由により、請求項4のよう
に電流制限抵抗も容量性電子部品よりも電流検出装置側
に接続するのが望ましい。但し、ノイズ除去回路を容量
性電子部品よりも電源側に設けたとしても、電源に直列
に入るノイズに対しては効果がある。
る程度充電が進むと開かれるが、この開くタイミングを
決定するため、請求項5のように、電流検出装置の測定
値と所定のしきい値とを比較し、電流検出装置の測定値
が所定のしきい値を下回った時に開くようにしてもよい
し、請求項6のように、充電開始からの経過時間を計測
し、充電開始から所定時間経過後に開くようにしてもよ
い。
定装置の第1実施例を示す。図において、1は直流測定
電源、2は電流制限抵抗、3は被測定コンデンサ、4は
電圧計、5は電流計であり、図1と同一部品には同一符
号を付して重複説明を省略する。
まり被測定コンデンサ3と電流計5との間には、ノイズ
除去回路10が接続されている。この実施例のノイズ除
去回路10は、並列接続された抵抗器Raとスイッチ手
段RE1 とで構成されている。抵抗器Raの抵抗値は、
例えば50MΩの絶縁抵抗を持つ10μFのコンデンサ
の絶縁抵抗を50Vの測定電源で測定する場合には、5
0kΩ以上とするのが望ましい。スイッチ手段RE1 と
しては、有接点スイッチ(リレー)、半導体スイッチ
(リレー)のような無接点スイッチ(リレー)のいずれ
でもよい。
て制御される。制御装置11には電流計5から測定信号
が入力され、電流計5の測定値と所定のしきい値とを比
較する。そして、被測定コンデンサ3の充電初期にはス
イッチ手段RE1 を閉じておき、被測定コンデンサ3の
充電が十分に進んだ後、つまり電流計5の測定値が所定
のしきい値を下回った時にスイッチ手段RE1 を開くよ
う制御する。制御装置11には電圧計4からも測定信号
が入力され、電流計5の測定値とともに被測定コンデン
サ3の絶縁抵抗Rを演算・出力している。
装置の作動を説明する。被測定コンデンサ3の充電初期
には、制御装置11はスイッチ手段RE1 を閉じてお
く。そのため、ノイズ除去回路10の抵抗が小さく、電
流はスイッチ手段RE1 を通じて流れるので、コンデン
サ3の充電を速やかに進めることができる。次に、被測
定コンデンサ3の充電がほぼ完了すると、電流計5を流
れる電流値が小さくなるので、制御装置11はスイッチ
手段RE1 を開く。つまり、ノイズ除去回路10の抵抗
が大きくなるので、充電電流に含まれるノイズ成分が遮
断され、精度のよい測定ができる。
第2実施例を示す。この実施例では、ノイズ除去回路1
0を被測定コンデンサ3よりも電流計5側に接続すると
ともに、電流制限抵抗(例えば1kΩ)2を被測定コン
デンサ3よりも電流計5側に接続したものである。
ように電源1に直列にノイズ電圧が入る性質のもの(電
源のノイズや、電磁誘導により回路に入り込むノイズ、
あるいはセラミックコンデンサのような誘電率の高い誘
電体を用いたコンデンサなどでは、コンデンサ自体が機
械的な振動によって発生するノイズなどを含む)と、V
n2のように電源1に並列にノイズ電圧が入る性質のも
の(静電結合により回路に入り込むノイズ)とがあり、
後者のノイズは、被測定コンデンサ3に接触する測定端
子付近で入り込むことが多い。このノイズは、回路に侵
入した地点から見てインピーダンスが低い方に多く流れ
るため、ノイズ除去回路10を被測定コンデンサ3より
も電源1側に接続すると、ノイズが電流計5へ多く流
れ、誤差の原因となる。そこで、ノイズ除去回路10お
よび電流制限抵抗2を被測定コンデンサ3よりも電流計
5側に接続することで、後者のノイズを殆ど電源1側へ
流し、電流測定に影響を与えないようにしたものであ
る。
第3実施例を示す。この実施例では、ノイズ除去回路2
0として、抵抗器Raおよびスイッチ手段RE1 に対し
て、第2の抵抗器Rbと第2のスイッチ手段RE2 との
直列回路を並列接続したものである。第2の抵抗器Rb
は第1の抵抗器Raより小さな抵抗値を有し、例えばR
bをRaの約1/10程度とすればよい。
充電初期には両方のスイッチ手段RE 1 ,RE2 が閉じ
ており、ノイズ除去回路20の抵抗が小さく、電流はス
イッチ手段RE1 を通じて流れるので、コンデンサ3の
充電を速やかに進めることができる。次に、被測定コン
デンサ3の充電がある程度進むと、スイッチ手段RE1
のみが開き、スイッチ手段RE2 は閉じた状態を維持す
る。こうすれば、回路抵抗は抵抗器RaとRbの並列抵
抗となり、ノイズ電流をこの時点での電流に対して目立
たない大きさにすることができ、またコンデンサ3の充
電はかなり進行しているため、多少充電が阻害されても
大きな影響を発生しない。なお、スイッチ手段RE2 に
直列接続された第2の抵抗器Rbの抵抗値が抵抗器Ra
に比べて小さいので、抵抗器RaとRbの並列抵抗の抵
抗値が一層小さくなり、充電を阻害する影響度が少な
い。さらに、被測定コンデンサ3の充電が進み、充電電
流値が小さくなると、ノイズ電流の大きさが相対的に大
きくなり、目立つようになるので、第2のスイッチ手段
RE2 を開く。これにより、ノイズ除去回路20の抵抗
が抵抗器Raとなるため、ノイズ電流が非常に小さくな
り、精度のよい電流値の測定が可能となる。
0に対して第2の抵抗器Rbと第2のスイッチ手段RE
2 との直列回路を1個のみ並列接続したが、この直列回
路を必要な数だけいくつでも並列に接続することができ
る。この場合、複数の直列回路の中で、第2の抵抗器R
bの抵抗は順次異ならせ、抵抗値の小さな抵抗器Rbと
直列に接続された第2のスイッチ手段RE2 から順に開
くのがよい。このようにすれば、広い電流範囲でノイズ
電流の影響を避けつつ、充電電流の変化を測定すること
ができる。
よれば、測定電源から容量性電子部品を経て電流検出装
置に至る経路に、抵抗器Raとスイッチ手段RE1 とを
並列接続したノイズ除去回路を設け、スイッチ手段RE
1 を容量性電子部品の充電初期には閉じておき、容量性
電子部品の充電が十分に進んだ後で開くようにしたの
で、充電初期にはノイズ除去回路の抵抗が小さく、容量
性電子部品の充電を速やかに進めることができる。そし
て、充電がほぼ完了した後にスイッチ手段RE1 を開く
ことで抵抗が大きくなり、充電電流に含まれるノイズ成
分が遮断され、精度のよい測定ができる。したがって、
各種ノイズの影響を受けずに容量性電子部品の絶縁抵抗
を高精度に、しかも短時間で測定できる。
る。
である。
にノイズ除去用抵抗を入れた場合の回路図である。
の回路図である。
の回路図である。
の回路図である。
品) 4 電圧計 5 電流計(電流検出装置) 10,20 ノイズ除去回路 11 制御装置 Ra,Rb 抵抗器 RE1 ,RE2 スイッチ手段
Claims (6)
- 【請求項1】容量性電子部品に所定の測定電圧を印加
し、この電子部品を流れる電流を測定することで、容量
性電子部品の絶縁抵抗を求める絶縁抵抗測定装置におい
て、 測定電源から容量性電子部品を経て電流検出装置に至る
経路に接続され、抵抗器Raとスイッチ手段RE1 の並
列接続された回路を有するノイズ除去回路と、 上記スイッチ手段RE1 を、容量性電子部品の充電初期
には閉じ、容量性電子部品の充電が十分に進んだ後で開
くように制御する制御手段と、を備え、 上記ノイズ除去回路は、上記容量性電子部品と電流検出
装置との間に接続されている ことを特徴とする容量性電
子部品の絶縁抵抗測定装置。 - 【請求項2】容量性電子部品に所定の測定電圧を印加
し、この電子部品を流れる電流を測定することで、容量
性電子部品の絶縁抵抗を求める絶縁抵抗測定装置におい
て、 測定電源から容量性電子部品を経て電流検出装置に至る
経路に接続され、第1の抵抗器Raと、第1のスイッチ
手段RE1 と、第2の抵抗器Rbおよび第2のスイッチ
手段RE2 の直列回路との並列接続回路を有するノイズ
除去回路と、 容量性電子部品の充電初期には少なくとも第1のスイッ
チ手段RE1 を閉じ、容量性電子部品の充電がある程度
進むと第1のスイッチ手段RE1 を開いて第2のスイッ
チ手段RE2 を閉じ、さらに容量性電子部品の充電が進
むと第1と第2のスイッチ手段RE1 ,RE2 を共に開
くように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とす
る容量性電子部品の絶縁抵抗測定装置。 - 【請求項3】上記ノイズ除去回路は、上記容量性電子部
品と電流検出装置との間に接続されていることを特徴と
する請求項2に記載の容量性電子部品の絶縁抵抗測定装
置。 - 【請求項4】上記容量性電子部品と電流検出装置との間
に電流制限抵抗が接続されていることを特徴とする請求
項1または請求項3に記載の容量性電子部品の絶縁抵抗
測定装置。 - 【請求項5】上記制御手段は、上記電流検出装置の測定
値と所定のしきい値とを比較し、 上記電流検出装置の測定値が所定のしきい値を下回った
時に上記スイッチ手段を開くよう制御することを特徴と
する請求項1ないし4のいずれかに記載の容量性電子部
品の絶縁抵抗測定装置。 - 【請求項6】上記制御手段は、上記容量性電子部品の充
電開始からの経過時間を計測し、 上記容量性電子部品の充電開始から所定時間経過後に上
記スイッチ手段を開くよう制御することを特徴とする請
求項1ないし4のいずれかに記載の容量性電子部品の絶
縁抵抗測定装置。
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
JP26858799A JP3446680B2 (ja) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | 容量性電子部品の絶縁抵抗測定装置 |
MYPI20003989A MY121524A (en) | 1999-09-22 | 2000-08-29 | Insulation resistance measuring apparatus for capacitive electronic parts |
GB0022464A GB2354829B (en) | 1999-09-22 | 2000-09-13 | Insulation resistance measuring apparatus for capacitive electronic parts |
US09/666,843 US6456087B1 (en) | 1999-09-22 | 2000-09-21 | Insulation resistance measuring apparatus for capacitive electronic parts |
US10/214,346 US6639410B2 (en) | 1999-09-22 | 2002-08-08 | Insulation resistance measuring apparatus for capacitive electronic parts |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26858799A JP3446680B2 (ja) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | 容量性電子部品の絶縁抵抗測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001091553A JP2001091553A (ja) | 2001-04-06 |
JP3446680B2 true JP3446680B2 (ja) | 2003-09-16 |
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ID=17460613
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP26858799A Expired - Lifetime JP3446680B2 (ja) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | 容量性電子部品の絶縁抵抗測定装置 |
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---|---|---|---|---|
JP6911239B2 (ja) * | 2017-09-26 | 2021-07-28 | 株式会社三社電機製作所 | 検査装置 |
-
1999
- 1999-09-22 JP JP26858799A patent/JP3446680B2/ja not_active Expired - Lifetime
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---|---|
JP2001091553A (ja) | 2001-04-06 |
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