JP3527665B2 - コンデンサのインピーダンス測定装置 - Google Patents
コンデンサのインピーダンス測定装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はコンデンサのインピ
ーダンスを生産ライン上で精度良く測定することができ
るコンデンサのインピーダンス測定装置に関するもので
ある。 【０００２】 【従来の技術】近年コンデンサの市場ニーズは、高周波
領域での低インピーダンス化が要求され、特に電源回路
やデジタル回路に使用される用途が圧倒的に多くなって
きている。そこで、コンデンサに対するインピーダンス
特性の測定精度の向上が求められてきている。 【０００３】図５はコンデンサのインピーダンスを測定
する従来のインピーダンス測定装置の構成を示した概念
図であり、同図において、３１は交流電源、３２は電流
制限抵抗、５３はコンデンサ３７に流れる電流を検出す
る電流検出器、５０は電圧検出器である。３６および３
８はコンデンサ３７の電極に接触させてインピーダンス
を測定する際の電流接触子、４２および４６はコンデン
サ３７の電極端子に接触させてインピーダンスを測定す
る際の電圧接触子である。また、電流接触子３６の他端
３３と電圧接触子４２の他端４５には検出抵抗５１が接
続されていて、電流接触子３８の他端４１と電圧接触子
４６の他端４９にも検出抵抗５２が接続されている。 【０００４】このように構成されたインピーダンス測定
装置でコンデンサ３７のインピーダンスを測定する場合
は、コンデンサ３７の両端の電極端子に電流接触子３６
および３８と電圧接触子４２および４６を接触させて、
電流接触子３６および３８に電流が流れてコンデンサ３
７の両端に電圧が発生したのを電圧接触子４２および４
６で検出する。このときの電流（Ｉ）と電圧（Ｖ）を電
圧検出器５０および電流検出器５３で検出してインピー
ダンスをＺ＝Ｖ／Ｉの計算式から算出して求めるように
していた。 【０００５】図６は、図５のインピーダンス測定装置の
電気等価回路図であり、図中の点線で囲まれた部分５４
は簡易的に示したインピーダンス測定器であり、コンデ
ンサ３７には静電容量３７ａと等価直列抵抗３７ｂが存
在している。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のインピーダンス測定装置では、人が介在しない生産
ライン上で用いると、測定に用いる測定接触子が何らか
の要因で接触不良や、破損、断線を起こしても、インピ
ーダンス測定結果から不良品を良品として処理されてし
まう危険性が大であるという問題点があった。 【０００７】図７は、図５のインピーダンス測定装置で
コンデンサを測定したときに電圧接触子４２が接触不良
になった時の電気等価回路図である。交流電源３１の周
波数が１ｋＨｚ程度と低い場合は何ら問題なく測定する
ことができるが、数十〜数百ｋＨｚの高周波領域になっ
てくると電流接触子３６と他端３３との間に介在する固
有抵抗３４および誘導成分３５の影響を受けやすくなっ
てくる。特に誘導成分３５は、コンデンサ３７の容量成
分と位相的に全く逆の性質なので相殺される方向に作用
し、インピーダンスの値を小さくしてしまう。 【０００８】ちなみに、この状態でのコンデンサ３７の
インピーダンスＺは、固有抵抗３４をＲ、誘導成分３５
をＬとすると、（数３）で表され、 【０００９】 【数３】 【００１０】例えば、次の値を代入して計算すると、 【００１１】一方、図６の電気等価回路図の状態（測定
接触子が全て接触している状態）でのコンデンサ３７の
インピーダンスＺｃは、（数４）で表され、Ｚｃ≒０．
３５３Ωとなる。 【００１２】 【数４】 【００１３】従って、電圧接触子４２が接触不良を起こ
して測定された値は正常に測定した値よりも小さくな
る。 【００１４】コンデンサのインピーダンスは小さい値の
方が良品として扱われるので、コンデンサ３７の良否判
定基準が例えば０．３Ω未満を良品として扱うようにし
た場合は、上記の実測値０．２６０Ωは本来のインピー
ダンス値とは違う値として扱われ、しかも良品として判
定してしまう不具合があった。 【００１５】本発明は上記のような問題点を解決するも
ので、コンデンサのインピーダンスを生産ライン上で測
定する際に、測定接触子が接触不良または破損等の発生
があった場合でも、正確にインピーダンスを測定するこ
とができるコンデンサのインピーダンス測定装置を提供
することを目的とするものである。 【００１６】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のコンデンサのインピーダンス測定装置は、コ
ンデンサのインピーダンス測定に用いる測定接触子の一
部に直列に抵抗体を付加したものであり、これにより測
定接触子が接触不良等の異常発生時においても、本来の
コンデンサのインピーダンスより小さく測定することな
く正確にインピーダンスを測定することができ、人が介
在しない生産ライン上でもコンデンサの良否判定を安全
側で判断することができるものである。 【００１７】 【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、装置本体に第１、第２の電流端子と第１、第２の電
圧端子が配置され、上記第１、第２の電流端子からそれ
ぞれ抵抗体を介してコンデンサの電極端子に電流を供給
する一対の電流接触子及び上記第１、第２の電圧端子か
らそれぞれ抵抗体を介してコンデンサの電極端子の電圧
を検出する一対の電圧接触子からなる測定接触子を有
し、且つ上記第１の電流端子と抵抗体の間と第１の電圧
端子と抵抗体の間及び上記第２の電流端子と抵抗体の間
と第２の電圧端子と抵抗体の間にそれぞれ検出抵抗を接
続した測定装置であって、コンデンサの静電容量をＣ、
等価直列抵抗をＥＳＲ、測定接触子に発生する固有抵抗
をＲおよび誘導成分をＬとして、（数５）の条件を満足
しない場合において、抵抗体をＲｓとしてＲ＋Ｒｓ＝Ａ
としたときに、（数６）を満足し、さらにＲｓ≧Ａ−Ｒ
を満足するように抵抗体の抵抗値を決定するようにした
もので、測定接触子が接触不良等の異常発生時において
も、測定接触子および測定接触子に配線されているケー
ブル等に等価的に発生する誘導成分がコンデンサの容量
成分を相殺し、インピーダンスが小さくならないように
できるという作用を有する。 【００１８】 【数５】 【００１９】 【数６】 【００２０】以下、本発明の実施の形態について、添付
図面に基づいて説明する。 【００２１】（実施の形態１） 図１は本発明の第１の実施の形態におけるコンデンサの
インピーダンス測定装置の概略図である。同図におい
て、点線で囲まれた部分２４は簡易的に示したインピー
ダンス測定器で、１は交流電源、２は電流制限抵抗、２
３はコンデンサ７に流れる電流を検出する電流検出器、
２０は電圧検出器であり、電流端子２５および２６と電
圧端子２７および２８を備えて構成されている。 【００２２】６および８は被測定物であるコンデンサ７
の電極端子に接触させてインピーダンスを測定する際の
電流接触子、１２および１６はコンデンサ７の電極に接
触させてインピーダンスを測定する際の電圧接触子であ
る。また、電流接触子６と他端３との間に抵抗体４を介
し、電圧接触子１２と他端１５の間にも抵抗体１４を介
して他端３と他端１５の間に検出抵抗２１が接続されて
いる。もう一方の電流接触子８と電圧接触子１６も同じ
ように電流接触子８と他端１１との間に抵抗体１０を介
し、電圧接触子１６と他端１９の間にも抵抗体１８を介
して他端１１と他端１９の間に検出抵抗２２が接続され
ている。検出抵抗２１および２２は測定接触子の接触抵
抗よりも十分大きな値（１０Ω〜１００Ω）のものを使
用することが好ましいが、検出抵抗が無くても構わな
い。 【００２３】図２は図１のインピーダンス測定装置の電
気等価回路図である。図中の点線で囲まれた部分２４は
簡易的に示したインピーダンス測定器、７はコンデンサ
で静電容量７ａと等価直列抵抗７ｂが存在する。また、
電流接触子６と他端３の間に抵抗体４を介して固有抵抗
４ａと誘導成分５が存在して、同様に電流接触子８と他
端１１の間に抵抗体１０を介して固有抵抗１０ａと誘導
成分９が存在している。さらに、電圧接触子１２と他端
１５の間に抵抗体１４を介して固有抵抗１４ａと誘導成
分１３が存在して、電圧接触子１６と他端１９の間に抵
抗体１８を介して固有抵抗１８ａと誘導成分１７が存在
している。 【００２４】この状態でのコンデンサ７のインピーダン
ス測定は、コンデンサ７を配置しない状態でオープン補
正およびショート補正を行った後、コンデンサ７の両端
の電極端子に電流接触子６および８と電圧接触子１２お
よび１６を接触させて、電流接触子６および８に電流が
流れてコンデンサ７の両端に電圧が発生したのを電圧接
触子１２および１６で検出する。このときの電流（Ｉ）
と電圧（Ｖ）を、電圧検出器２０および電流検出器２３
で検出してインピーダンスをＺ＝Ｖ／Ｉの計算式から算
出することにより求められる。 【００２５】ここでは電流接触子６および８と電圧接触
子１２および１６はコンデンサ７の電極端子に接触され
ているので、それぞれの測定接触子に存在する固有抵抗
４ａ，１０ａ，１４ａ，１８ａおよび誘導成分５，９，
１３，１７は補正されて電気等価回路上０となり、何ら
問題なく正確にインピーダンスを測定することができ
る。 【００２６】（実施の形態２） 図３は図１のインピーダンス測定装置でコンデンサ７を
測定したとき、電圧接触子１２が接触不良になった時の
電気等価回路図である。電流接触子８と電圧接触子１６
はコンデンサ７の電極端子に接触されているので、電流
接触子８と他端１１および電圧接触子１６と他端１９の
間の電気等価回路は、固有抵抗１０ａおよび１８ａと誘
導成分９および１７を無視できる状態でインピーダンス
測定器２４に接続されており、電流接触子６は、電流接
触子６の他端３から検出抵抗２１によって電圧接触子１
２の他端１５に接続されインピーダンス測定器２４に接
続される。 【００２７】この状態でのコンデンサ７のインピーダン
ス値Ｚは、抵抗体４の抵抗をＲ１、固有抵抗４ａの抵抗
をＲ１ａ、誘導成分５のインピーダンスをＬ１、コンデ
ンサ７の静電容量７ａをＣ、等価直列抵抗７ｂをＥＳＲ
とすると、（数７）で表され、 【００２８】 【数７】 【００２９】ここで、Ｒ１ａ＋Ｒ１＝Ａとすると（数
８）となり 【００３０】 【数８】 【００３１】例えば、次の数値を代入し、Ｒ１≧Ａ−Ｒ
１ａとして計算すると 【００３２】仮にＲ１＝０．２Ωとすると、（数９）に
代入してインピーダンス値Ｚを計算すると、Ｚ≒０．４
０９７Ωとなる。 【００３３】 【数９】 【００３４】一方、コンデンサ７を正常な状態（全ての
測定接触子が接触している状態）で測定した値Ｚｃは、
（数１０）からＺｃ≒０．３５Ωである。 【００３５】 【数１０】 【００３６】従って、電圧接触子１２が接触不良になっ
たときのインピーダンス値は、正常な状態で測定した値
よりも大きな測定値を示すので、この場合は不良品とし
て選別することができる。 【００３７】（実施の形態３） 図４は図１のインピーダンス測定装置でコンデンサ７を
測定したとき、電圧接触子１２と電流接触子８が接触不
良になった時の電気等価回路図である。電流接触子６の
他端３はインピーダンス測定器２４の電流端子２５に接
続されると同時に、検出抵抗２１を介して電圧接触子１
２の他端１５に接続され、さらにインピーダンス測定器
２４の電圧端子２７に接続される。また電流接触子８の
他端１１はインピーダンス測定器２４の電流端子２６に
接続されると同時に検出抵抗２２を介して電圧端子２８
に接続される。このような状態では、さらにインピーダ
ンス測定器２４で補正される部分が完全になくなるた
め、電流接触子６と他端３の間および電圧接触子１６と
他端１９の間には、それぞれ等価的に発生する固有抵抗
４ａ、誘導成分５と固有抵抗１８ａ、誘導成分１７が発
生する。 【００３８】この時のインピーダンス値Ｚは、固有抵抗
４ａをＲ１ａ、抵抗体４をＲ１、誘導成分５をＬ１、誘
導成分１７をＬ２、抵抗体１８をＲ２、固有抵抗１８ａ
をＲ２ａ、コンデンサの等価直列抵抗７ｂをＥＳＲ、静
電容量７ａをＣとし、さらに、Ｒ１ａ＋Ｒ２ａ＝Ｒａ、
Ｒ１＋Ｒ２＝Ｒｂ、Ｌ１＋Ｌ２＝Ｌａとして、実測され
るインピーダンスＺは、（数１１）となる。 【００３９】 【数１１】 【００４０】ここで、一般的な物理的構成から全ての測
定接触子は、電流接触子６から他端３、電流接触子８か
ら他端１１、電圧接触子１２から他端１５、電圧接触子
１６から他端１９までの材料、材質、形状は同一のもの
で、また、長さについても同一またはほぼ同一のものを
使用するのが測定精度を向上させることができることか
ら、Ｒ１ａ≒Ｒ２ａ＝Ｒ、Ｒ１≒Ｒ２＝Ｒｓ、Ｌ１≒Ｌ
２＝Ｌとなり、インピーダンスＺは（数１２）に置き換
えることができる。 【００４１】 【数１２】 【００４２】この（数１２）に上記実施の形態２の代入
値を用いて計算すると、Ｚ≒０．６０６３Ωとなる。一
方、正常な状態で測定したインピーダンスＺｃは、（数
６）からＺｃ≒０．３５３Ωとなっているので、ここで
も電圧接触子１２と電流接触子８が接触不良になっても
正常な状態より大きな測定値を示すもので、不良品とし
て選別することができる。 【００４３】なお、上記によるインピーダンスの測定
は、コンデンサ７の静電容量やＥＳＲは一定でないの
で、目的とする測定範囲をあらかじめ決定し、決定した
静電容量やＥＳＲの値を（数６）に代入してＡが最大に
なるようにすることによって精度の良い測定を行うこと
ができる。 【００４４】以上、実施の形態１〜３まで記述したが、
４つの測定接触子の内３つ以上が接触不良を起こすと、
コンデンサ７に流れる電流経路が断たれるため、インピ
ーダンスの測定は不可能となることは、容易に判断でき
る。 【００４５】また、本発明で用いられる抵抗体は、電子
部品として市販されている抵抗の他に、電気抵抗を有す
る材料全てを含む。さらに、測定接触子とはコンデンサ
７に機械的に接触する接点および上記接点に接続される
配線用ケーブルを意味する。 【００４６】 【発明の効果】以上のように本発明のコンデンサのイン
ピーダンス測定装置は、装置本体に配置された第１、第
２の電流端子と第１、第２の電圧端子と、上記第１、第
２の電流端子からそれぞれ抵抗体を介してコンデンサの
電極端子に電流を供給する一対の電流接触子及び上記第
１、第２の電圧端子からそれぞれ抵抗体を介してコンデ
ンサの電極端子の電圧を検出する一対の電圧接触子から
なる測定接触子を有し、且つ上記第１の電流端子と抵抗
体の間と第１の電圧端子と抵抗体の間及び上記第２の電
流端子と抵抗体の間と第２の電圧端子と抵抗体の間にそ
れぞれ検出抵抗を接続した測定装置であって、コンデン
サの静電容量をＣ、等価直列抵抗をＥＳＲ、測定接触子
に発生する固有抵抗をＲおよび誘導成分をＬとして、
（数１３）の条件を満足しない場合において、抵抗体を
ＲｓとしてＲ＋Ｒｓ＝Ａとしたときに、（数１４）を満
足し、さらにＲｓ≧Ａ−Ｒを満足するように抵抗体の抵
抗値を決定するようにしたことで、上記測定接触子の少
なくとも１つが接触不良を起こし異常状態になっても、
コンデンサのインピーダンスを低く測定されることがな
く、人が介在しない機械設備上で自動判別等を行なう検
査機に使用した場合でも、コンデンサの良否判定が安全
側で判断することができる効果が得られるものである。 【００４７】【数１３】 【００４８】【数１４】
ーダンスを生産ライン上で精度良く測定することができ
るコンデンサのインピーダンス測定装置に関するもので
ある。 【０００２】 【従来の技術】近年コンデンサの市場ニーズは、高周波
領域での低インピーダンス化が要求され、特に電源回路
やデジタル回路に使用される用途が圧倒的に多くなって
きている。そこで、コンデンサに対するインピーダンス
特性の測定精度の向上が求められてきている。 【０００３】図５はコンデンサのインピーダンスを測定
する従来のインピーダンス測定装置の構成を示した概念
図であり、同図において、３１は交流電源、３２は電流
制限抵抗、５３はコンデンサ３７に流れる電流を検出す
る電流検出器、５０は電圧検出器である。３６および３
８はコンデンサ３７の電極に接触させてインピーダンス
を測定する際の電流接触子、４２および４６はコンデン
サ３７の電極端子に接触させてインピーダンスを測定す
る際の電圧接触子である。また、電流接触子３６の他端
３３と電圧接触子４２の他端４５には検出抵抗５１が接
続されていて、電流接触子３８の他端４１と電圧接触子
４６の他端４９にも検出抵抗５２が接続されている。 【０００４】このように構成されたインピーダンス測定
装置でコンデンサ３７のインピーダンスを測定する場合
は、コンデンサ３７の両端の電極端子に電流接触子３６
および３８と電圧接触子４２および４６を接触させて、
電流接触子３６および３８に電流が流れてコンデンサ３
７の両端に電圧が発生したのを電圧接触子４２および４
６で検出する。このときの電流（Ｉ）と電圧（Ｖ）を電
圧検出器５０および電流検出器５３で検出してインピー
ダンスをＺ＝Ｖ／Ｉの計算式から算出して求めるように
していた。 【０００５】図６は、図５のインピーダンス測定装置の
電気等価回路図であり、図中の点線で囲まれた部分５４
は簡易的に示したインピーダンス測定器であり、コンデ
ンサ３７には静電容量３７ａと等価直列抵抗３７ｂが存
在している。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のインピーダンス測定装置では、人が介在しない生産
ライン上で用いると、測定に用いる測定接触子が何らか
の要因で接触不良や、破損、断線を起こしても、インピ
ーダンス測定結果から不良品を良品として処理されてし
まう危険性が大であるという問題点があった。 【０００７】図７は、図５のインピーダンス測定装置で
コンデンサを測定したときに電圧接触子４２が接触不良
になった時の電気等価回路図である。交流電源３１の周
波数が１ｋＨｚ程度と低い場合は何ら問題なく測定する
ことができるが、数十〜数百ｋＨｚの高周波領域になっ
てくると電流接触子３６と他端３３との間に介在する固
有抵抗３４および誘導成分３５の影響を受けやすくなっ
てくる。特に誘導成分３５は、コンデンサ３７の容量成
分と位相的に全く逆の性質なので相殺される方向に作用
し、インピーダンスの値を小さくしてしまう。 【０００８】ちなみに、この状態でのコンデンサ３７の
インピーダンスＺは、固有抵抗３４をＲ、誘導成分３５
をＬとすると、（数３）で表され、 【０００９】 【数３】 【００１０】例えば、次の値を代入して計算すると、 【００１１】一方、図６の電気等価回路図の状態（測定
接触子が全て接触している状態）でのコンデンサ３７の
インピーダンスＺｃは、（数４）で表され、Ｚｃ≒０．
３５３Ωとなる。 【００１２】 【数４】 【００１３】従って、電圧接触子４２が接触不良を起こ
して測定された値は正常に測定した値よりも小さくな
る。 【００１４】コンデンサのインピーダンスは小さい値の
方が良品として扱われるので、コンデンサ３７の良否判
定基準が例えば０．３Ω未満を良品として扱うようにし
た場合は、上記の実測値０．２６０Ωは本来のインピー
ダンス値とは違う値として扱われ、しかも良品として判
定してしまう不具合があった。 【００１５】本発明は上記のような問題点を解決するも
ので、コンデンサのインピーダンスを生産ライン上で測
定する際に、測定接触子が接触不良または破損等の発生
があった場合でも、正確にインピーダンスを測定するこ
とができるコンデンサのインピーダンス測定装置を提供
することを目的とするものである。 【００１６】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のコンデンサのインピーダンス測定装置は、コ
ンデンサのインピーダンス測定に用いる測定接触子の一
部に直列に抵抗体を付加したものであり、これにより測
定接触子が接触不良等の異常発生時においても、本来の
コンデンサのインピーダンスより小さく測定することな
く正確にインピーダンスを測定することができ、人が介
在しない生産ライン上でもコンデンサの良否判定を安全
側で判断することができるものである。 【００１７】 【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、装置本体に第１、第２の電流端子と第１、第２の電
圧端子が配置され、上記第１、第２の電流端子からそれ
ぞれ抵抗体を介してコンデンサの電極端子に電流を供給
する一対の電流接触子及び上記第１、第２の電圧端子か
らそれぞれ抵抗体を介してコンデンサの電極端子の電圧
を検出する一対の電圧接触子からなる測定接触子を有
し、且つ上記第１の電流端子と抵抗体の間と第１の電圧
端子と抵抗体の間及び上記第２の電流端子と抵抗体の間
と第２の電圧端子と抵抗体の間にそれぞれ検出抵抗を接
続した測定装置であって、コンデンサの静電容量をＣ、
等価直列抵抗をＥＳＲ、測定接触子に発生する固有抵抗
をＲおよび誘導成分をＬとして、（数５）の条件を満足
しない場合において、抵抗体をＲｓとしてＲ＋Ｒｓ＝Ａ
としたときに、（数６）を満足し、さらにＲｓ≧Ａ−Ｒ
を満足するように抵抗体の抵抗値を決定するようにした
もので、測定接触子が接触不良等の異常発生時において
も、測定接触子および測定接触子に配線されているケー
ブル等に等価的に発生する誘導成分がコンデンサの容量
成分を相殺し、インピーダンスが小さくならないように
できるという作用を有する。 【００１８】 【数５】 【００１９】 【数６】 【００２０】以下、本発明の実施の形態について、添付
図面に基づいて説明する。 【００２１】（実施の形態１） 図１は本発明の第１の実施の形態におけるコンデンサの
インピーダンス測定装置の概略図である。同図におい
て、点線で囲まれた部分２４は簡易的に示したインピー
ダンス測定器で、１は交流電源、２は電流制限抵抗、２
３はコンデンサ７に流れる電流を検出する電流検出器、
２０は電圧検出器であり、電流端子２５および２６と電
圧端子２７および２８を備えて構成されている。 【００２２】６および８は被測定物であるコンデンサ７
の電極端子に接触させてインピーダンスを測定する際の
電流接触子、１２および１６はコンデンサ７の電極に接
触させてインピーダンスを測定する際の電圧接触子であ
る。また、電流接触子６と他端３との間に抵抗体４を介
し、電圧接触子１２と他端１５の間にも抵抗体１４を介
して他端３と他端１５の間に検出抵抗２１が接続されて
いる。もう一方の電流接触子８と電圧接触子１６も同じ
ように電流接触子８と他端１１との間に抵抗体１０を介
し、電圧接触子１６と他端１９の間にも抵抗体１８を介
して他端１１と他端１９の間に検出抵抗２２が接続され
ている。検出抵抗２１および２２は測定接触子の接触抵
抗よりも十分大きな値（１０Ω〜１００Ω）のものを使
用することが好ましいが、検出抵抗が無くても構わな
い。 【００２３】図２は図１のインピーダンス測定装置の電
気等価回路図である。図中の点線で囲まれた部分２４は
簡易的に示したインピーダンス測定器、７はコンデンサ
で静電容量７ａと等価直列抵抗７ｂが存在する。また、
電流接触子６と他端３の間に抵抗体４を介して固有抵抗
４ａと誘導成分５が存在して、同様に電流接触子８と他
端１１の間に抵抗体１０を介して固有抵抗１０ａと誘導
成分９が存在している。さらに、電圧接触子１２と他端
１５の間に抵抗体１４を介して固有抵抗１４ａと誘導成
分１３が存在して、電圧接触子１６と他端１９の間に抵
抗体１８を介して固有抵抗１８ａと誘導成分１７が存在
している。 【００２４】この状態でのコンデンサ７のインピーダン
ス測定は、コンデンサ７を配置しない状態でオープン補
正およびショート補正を行った後、コンデンサ７の両端
の電極端子に電流接触子６および８と電圧接触子１２お
よび１６を接触させて、電流接触子６および８に電流が
流れてコンデンサ７の両端に電圧が発生したのを電圧接
触子１２および１６で検出する。このときの電流（Ｉ）
と電圧（Ｖ）を、電圧検出器２０および電流検出器２３
で検出してインピーダンスをＺ＝Ｖ／Ｉの計算式から算
出することにより求められる。 【００２５】ここでは電流接触子６および８と電圧接触
子１２および１６はコンデンサ７の電極端子に接触され
ているので、それぞれの測定接触子に存在する固有抵抗
４ａ，１０ａ，１４ａ，１８ａおよび誘導成分５，９，
１３，１７は補正されて電気等価回路上０となり、何ら
問題なく正確にインピーダンスを測定することができ
る。 【００２６】（実施の形態２） 図３は図１のインピーダンス測定装置でコンデンサ７を
測定したとき、電圧接触子１２が接触不良になった時の
電気等価回路図である。電流接触子８と電圧接触子１６
はコンデンサ７の電極端子に接触されているので、電流
接触子８と他端１１および電圧接触子１６と他端１９の
間の電気等価回路は、固有抵抗１０ａおよび１８ａと誘
導成分９および１７を無視できる状態でインピーダンス
測定器２４に接続されており、電流接触子６は、電流接
触子６の他端３から検出抵抗２１によって電圧接触子１
２の他端１５に接続されインピーダンス測定器２４に接
続される。 【００２７】この状態でのコンデンサ７のインピーダン
ス値Ｚは、抵抗体４の抵抗をＲ１、固有抵抗４ａの抵抗
をＲ１ａ、誘導成分５のインピーダンスをＬ１、コンデ
ンサ７の静電容量７ａをＣ、等価直列抵抗７ｂをＥＳＲ
とすると、（数７）で表され、 【００２８】 【数７】 【００２９】ここで、Ｒ１ａ＋Ｒ１＝Ａとすると（数
８）となり 【００３０】 【数８】 【００３１】例えば、次の数値を代入し、Ｒ１≧Ａ−Ｒ
１ａとして計算すると 【００３２】仮にＲ１＝０．２Ωとすると、（数９）に
代入してインピーダンス値Ｚを計算すると、Ｚ≒０．４
０９７Ωとなる。 【００３３】 【数９】 【００３４】一方、コンデンサ７を正常な状態（全ての
測定接触子が接触している状態）で測定した値Ｚｃは、
（数１０）からＺｃ≒０．３５Ωである。 【００３５】 【数１０】 【００３６】従って、電圧接触子１２が接触不良になっ
たときのインピーダンス値は、正常な状態で測定した値
よりも大きな測定値を示すので、この場合は不良品とし
て選別することができる。 【００３７】（実施の形態３） 図４は図１のインピーダンス測定装置でコンデンサ７を
測定したとき、電圧接触子１２と電流接触子８が接触不
良になった時の電気等価回路図である。電流接触子６の
他端３はインピーダンス測定器２４の電流端子２５に接
続されると同時に、検出抵抗２１を介して電圧接触子１
２の他端１５に接続され、さらにインピーダンス測定器
２４の電圧端子２７に接続される。また電流接触子８の
他端１１はインピーダンス測定器２４の電流端子２６に
接続されると同時に検出抵抗２２を介して電圧端子２８
に接続される。このような状態では、さらにインピーダ
ンス測定器２４で補正される部分が完全になくなるた
め、電流接触子６と他端３の間および電圧接触子１６と
他端１９の間には、それぞれ等価的に発生する固有抵抗
４ａ、誘導成分５と固有抵抗１８ａ、誘導成分１７が発
生する。 【００３８】この時のインピーダンス値Ｚは、固有抵抗
４ａをＲ１ａ、抵抗体４をＲ１、誘導成分５をＬ１、誘
導成分１７をＬ２、抵抗体１８をＲ２、固有抵抗１８ａ
をＲ２ａ、コンデンサの等価直列抵抗７ｂをＥＳＲ、静
電容量７ａをＣとし、さらに、Ｒ１ａ＋Ｒ２ａ＝Ｒａ、
Ｒ１＋Ｒ２＝Ｒｂ、Ｌ１＋Ｌ２＝Ｌａとして、実測され
るインピーダンスＺは、（数１１）となる。 【００３９】 【数１１】 【００４０】ここで、一般的な物理的構成から全ての測
定接触子は、電流接触子６から他端３、電流接触子８か
ら他端１１、電圧接触子１２から他端１５、電圧接触子
１６から他端１９までの材料、材質、形状は同一のもの
で、また、長さについても同一またはほぼ同一のものを
使用するのが測定精度を向上させることができることか
ら、Ｒ１ａ≒Ｒ２ａ＝Ｒ、Ｒ１≒Ｒ２＝Ｒｓ、Ｌ１≒Ｌ
２＝Ｌとなり、インピーダンスＺは（数１２）に置き換
えることができる。 【００４１】 【数１２】 【００４２】この（数１２）に上記実施の形態２の代入
値を用いて計算すると、Ｚ≒０．６０６３Ωとなる。一
方、正常な状態で測定したインピーダンスＺｃは、（数
６）からＺｃ≒０．３５３Ωとなっているので、ここで
も電圧接触子１２と電流接触子８が接触不良になっても
正常な状態より大きな測定値を示すもので、不良品とし
て選別することができる。 【００４３】なお、上記によるインピーダンスの測定
は、コンデンサ７の静電容量やＥＳＲは一定でないの
で、目的とする測定範囲をあらかじめ決定し、決定した
静電容量やＥＳＲの値を（数６）に代入してＡが最大に
なるようにすることによって精度の良い測定を行うこと
ができる。 【００４４】以上、実施の形態１〜３まで記述したが、
４つの測定接触子の内３つ以上が接触不良を起こすと、
コンデンサ７に流れる電流経路が断たれるため、インピ
ーダンスの測定は不可能となることは、容易に判断でき
る。 【００４５】また、本発明で用いられる抵抗体は、電子
部品として市販されている抵抗の他に、電気抵抗を有す
る材料全てを含む。さらに、測定接触子とはコンデンサ
７に機械的に接触する接点および上記接点に接続される
配線用ケーブルを意味する。 【００４６】 【発明の効果】以上のように本発明のコンデンサのイン
ピーダンス測定装置は、装置本体に配置された第１、第
２の電流端子と第１、第２の電圧端子と、上記第１、第
２の電流端子からそれぞれ抵抗体を介してコンデンサの
電極端子に電流を供給する一対の電流接触子及び上記第
１、第２の電圧端子からそれぞれ抵抗体を介してコンデ
ンサの電極端子の電圧を検出する一対の電圧接触子から
なる測定接触子を有し、且つ上記第１の電流端子と抵抗
体の間と第１の電圧端子と抵抗体の間及び上記第２の電
流端子と抵抗体の間と第２の電圧端子と抵抗体の間にそ
れぞれ検出抵抗を接続した測定装置であって、コンデン
サの静電容量をＣ、等価直列抵抗をＥＳＲ、測定接触子
に発生する固有抵抗をＲおよび誘導成分をＬとして、
（数１３）の条件を満足しない場合において、抵抗体を
ＲｓとしてＲ＋Ｒｓ＝Ａとしたときに、（数１４）を満
足し、さらにＲｓ≧Ａ−Ｒを満足するように抵抗体の抵
抗値を決定するようにしたことで、上記測定接触子の少
なくとも１つが接触不良を起こし異常状態になっても、
コンデンサのインピーダンスを低く測定されることがな
く、人が介在しない機械設備上で自動判別等を行なう検
査機に使用した場合でも、コンデンサの良否判定が安全
側で判断することができる効果が得られるものである。 【００４７】【数１３】 【００４８】【数１４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるコンデンサ
のインピーダンス測定装置の概念図 【図２】同装置の電気等価回路図 【図３】本発明の第２の実施の形態によるコンデンサの
インピーダンス測定装置の電気等価回路図 【図４】本発明の第３の実施の形態によるコンデンサの
インピーダンス測定装置の電気等価回路図 【図５】従来のコンデンサのインピーダンス測定装置の
概略図 【図６】同装置の電気等価回路図 【図７】同装置の測定接触子が接触不良になった状態の
電気等価回路図 【符号の説明】 １ 交流電源 ２ 電流制限抵抗 ３ 電流接触子６の他端 ４，１０，１４，１８ 抵抗体 ６，８ 電流接触子 ７ コンデンサ ７ａ コンデンサの静電容量 ７ｂ コンデンサの等価直列抵抗 １１ 電流接触子８の他端 １２，１６ 電圧接触子 １５ 電圧接触子１２の他端 １９ 電圧接触子１６の他端 ２０ 電圧検出器 ２１，２２ 検出抵抗 ２３ 電流検出器 ２４ インピーダンス測定器 ２５，２６ 電流端子 ２７，２８ 電圧端子
のインピーダンス測定装置の概念図 【図２】同装置の電気等価回路図 【図３】本発明の第２の実施の形態によるコンデンサの
インピーダンス測定装置の電気等価回路図 【図４】本発明の第３の実施の形態によるコンデンサの
インピーダンス測定装置の電気等価回路図 【図５】従来のコンデンサのインピーダンス測定装置の
概略図 【図６】同装置の電気等価回路図 【図７】同装置の測定接触子が接触不良になった状態の
電気等価回路図 【符号の説明】 １ 交流電源 ２ 電流制限抵抗 ３ 電流接触子６の他端 ４，１０，１４，１８ 抵抗体 ６，８ 電流接触子 ７ コンデンサ ７ａ コンデンサの静電容量 ７ｂ コンデンサの等価直列抵抗 １１ 電流接触子８の他端 １２，１６ 電圧接触子 １５ 電圧接触子１２の他端 １９ 電圧接触子１６の他端 ２０ 電圧検出器 ２１，２２ 検出抵抗 ２３ 電流検出器 ２４ インピーダンス測定器 ２５，２６ 電流端子 ２７，２８ 電圧端子
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 装置本体に第１、第２の電流端子と第
１、第２の電圧端子が配置され、上記第１、第２の電流
端子からそれぞれ抵抗体を介してコンデンサの電極端子
に電流を供給する一対の電流接触子及び上記第１、第２
の電圧端子からそれぞれ抵抗体を介してコンデンサの電
極端子の電圧を検出する一対の電圧接触子からなる測定
接触子を有し、且つ上記第１の電流端子と抵抗体の間と
第１の電圧端子と抵抗体の間及び上記第２の電流端子と
抵抗体の間と第２の電圧端子と抵抗体の間にそれぞれ検
出抵抗を接続したコンデンサのインピーダンスの測定装
置であって、コンデンサの静電容量をＣ、等価直列抵抗
をＥＳＲ、測定接触子に発生する固有抵抗をＲおよび誘
導成分をＬとして、（数１）の条件を満足しない場合に
おいて、抵抗体をＲｓとしてＲ＋Ｒｓ＝Ａとしたとき
に、（数２）を満足し、さらにＲｓ≧Ａ−Ｒを満足する
ように抵抗体の抵抗値を決定するようにしたコンデンサ
のインピーダンス測定装置。 【数１】 【数２】
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20307699A JP3527665B2 (ja) | 1999-07-16 | 1999-07-16 | コンデンサのインピーダンス測定装置 |
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Family Applications (1)
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-
1999
- 1999-07-16 JP JP20307699A patent/JP3527665B2/ja not_active Expired - Fee Related
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