JP4634470B2

JP4634470B2 - インピーダンス測定装置

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Publication number: JP4634470B2
Application number: JP2008042840A
Authority: JP
Inventors: 力山口; 昭彦三木; 英彰若松
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2008-02-25
Filing date: 2008-02-25
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2021-11-02
Also published as: JP2008134264A

Description

本発明は、複数の電子部品を環状接続して構成されたネットワーク素子におけるその電子部品各々の各インピーダンスを測定するインピーダンス測定装置に関するものである。

図６に示すように複数の電子部品（一例として８個のコンデンサＣ１〜Ｃ８、以下、区別しないときには、「コンデンサＣ」ともいう）を環状接続して構成されたネットワーク素子ＮＣ２における各コンデンサＣのインピーダンスを測定するインピーダンス測定方法として、以下に説明する測定方法が従来から一般的に用いられている。

この従来の測定方法では、ＬＣＲ測定装置１−１（以下、後述するＬＣＲ測定装置１−２〜１−４を含めて、区別しないときには「測定装置１」ともいう）を一台使用して、コンデンサＣ１〜Ｃ８の容量を一つずつ順に測定する。具体的には、まず、測定装置１の出力端子に接続されたプローブＰＨと入力端子に接続されたプローブＰＬとを電子部品同士が相互接続された電極Ｔ１〜Ｔ８（以下、区別しないときには、「電極Ｔ」ともいう）のいずれか隣り合う２つに接続する。一例としてコンデンサＣ１を測定対象電子部品とするときには、コンデンサＣ１の一端に接続された電極Ｔ１と他端に接続された電極Ｔ２とにそれぞれ接続する。この場合、測定装置１の入力端子は基準電位（以下、一例としてグランド電位ＧＬとする）に仮想接地されている。また、コンデンサＣ２〜Ｃ８間における電極Ｔ３〜Ｔ８のうちのいずれか一つの電極Ｔ（一例としてコンデンサＣ７，Ｃ８間の電極Ｔ８）をグランド電位ＧＬに接続する。

次に、測定装置１を起動して、プローブＰＨから交流電圧の測定用信号を電極Ｔ１に出力し、このときに、電極Ｔ２を介してプローブＰＬに流れ込む電流ＩとコンデンサＣ１の両端電圧Ｖ（電極Ｔ１，Ｔ２間の電圧）とを測定する。この場合、測定装置１の入力端子（プローブＰＬ）と、電極Ｔ８とが共に基準電位に維持されている。したがって、測定装置１のプローブＰＨから出力されてコンデンサＣ１を通過する電流Ｉは、コンデンサＣ２〜Ｃ７には流れずに、コンデンサＣ１のみを流れる。したがって、測定装置１では、測定した両端電圧Ｖと電流Ｉとに基づいて、並列接続されたコンデンサＣ２〜Ｃ８の影響を受けずに、コンデンサＣ１のみの容量を算出することが可能となる。次いで、プローブＰＨ，ＰＬの接続を変えながら、同様にして他のコンデンサＣ２〜Ｃ８の容量を一つずつ順に測定することにより、すべてのコンデンサＣ１〜Ｃ８の容量を個別的に測定する。以上の測定処理により、環状に接続された他のコンデンサＣの影響を受けることなく、すべてのコンデンサＣ１〜Ｃ８の容量が正確に測定される。

ところが、上記のインピーダンス測定方法には、１台の測定装置１を使用して、環状接続された複数のコンデンサＣに対して一つずつその容量を順次測定しているため、すべてのコンデンサＣの容量を測定するのに長時間を要するという問題点がある。

そこで、出願人は、ネットワーク素子内の各コンデンサＣに対する容量測定に要する時間を短縮するために、以下に説明するインピーダンス測定方法を開発している。このインピーダンス測定方法は、６つ以上の電子部品を環状接続して構成されたネットワーク素子内の各電子部品のインピーダンスを測定する際に、複数の測定装置１を使用して、複数の電子部品の各インピーダンスを同時に測定することにより、インピーダンス測定に要する時間を短縮している。以下にその概要を説明する。

一例として、図７に示すように、９個のコンデンサＣ１〜Ｃ９を環状接続して構成されたネットワーク素子ＮＣ３内の各コンデンサＣの容量を測定する例について説明する。このインピーダンス測定方法では、最初に、１回の測定において測定対象とする隣り合うコンデンサＣ，Ｃ間にその測定の際に測定対象としないコンデンサＣが少なくとも２つ以上常に存在するように測定装置１−１，１−２を接続する。この例では、９個のコンデンサが環状接続されているため、コンデンサＣ１に測定装置１−１を接続し、２つのコンデンサＣ２，Ｃ３を挟んでコンデンサＣ４に測定装置１−２を接続し、コンデンサＣ５，Ｃ６を挟んでコンデンサＣ７に測定装置１−３を接続する。

次いで、測定対象としないコンデンサＣ２，Ｃ３間の電極Ｔ３、コンデンサＣ５，Ｃ６間の電極Ｔ６およびコンデンサＣ８，Ｃ９間の電極Ｔ９をそれぞれグランド電位ＧＬに接続する。また、各測定装置１の基準電位をグランド電位ＧＬに共通接続する。次いで、この状態で、各測定装置１のプローブＰＨから測定用信号を出力し、測定対象のコンデンサＣ１，Ｃ４，Ｃ７の各容量を同時に測定する。この場合も、上記した容量測定方法と同じ測定原理によって、測定対象のコンデンサＣ以外のコンデンサＣの影響や、他の測定装置１が出力する測定用信号との周波数差などに起因する影響を受けることなく測定対象のコンデンサＣ１，Ｃ４，Ｃ７の各容量を正確に測定することができる。このようにして、１回の測定で、３つのコンデンサＣの容量を同時に測定することができるため、この測定をさらに２回繰り返すことにより、すべてのコンデンサＣ１〜Ｃ９の各容量を正確に測定することができる。したがって、上記した従来の測定方法では、容量測定を９回行う必要があるのに対して、３回の測定ですべてのコンデンサＣ１〜Ｃ９の容量を測定することができる結果、容量測定に要する時間を大幅に短縮することができる。

ところが、上記したインピーダンス測定方法には以下の改善すべき点がある。すなわち、この出願人の開発しているインピーダンス測定方法では、１回の測定に使用する測定装置１の数と同数の電極Ｔをグランド電位ＧＬに接続する必要がある。したがって、その分、１回の測定に使用可能な測定装置１の数が少なくなる。このため、すべてのコンデンサＣの容量を測定するために必要とされる測定回数が依然として多く、そのために測定時間がある程度長くなり、これを改善するのが好ましい。また、電極Ｔをグランド電位ＧＬに接続する必要があるため、この接続作業にある程度の時間を要し、この点も改善するのが好ましい。

本発明は、かかる改善すべき点に鑑みてなされたものであり、環状接続された複数の電子部品各々のインピーダンスを短時間で測定し得るインピーダンス測定装置を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載のインピーダンス測定装置は、測定対象電子部品のインピーダンスを測定可能に構成されたインピーダンス測定装置であって、当該インピーダンス測定装置の内部または装置外部から出力された基準信号を分周して測定用信号を生成すると共にその出力部が前記測定対象電子部品の一端に接続されて当該測定対象電子部品に当該測定用信号を出力する信号出力部と、基準電位に仮想接地された入力部が前記測定対象電子部品の他端に接続されて当該測定対象電子部品に流れる電流を検出する電流検出部と、前記測定対象電子部品の両端電圧を検出する電圧検出部と、前記検出した電流および両端電圧に基づいて前記測定対象電子部品のインピーダンスを算出するインピーダンス算出部と、前記基準信号を生成して装置外部および前記信号出力部に出力可能に構成された基準信号生成部と、同期信号を生成して装置外部および前記信号出力部に出力可能に構成された同期信号生成部とを備え、当該インピーダンス測定装置を複数用いて複数の前記測定対象電子部品のインピーダンス測定を同時に行う際に、当該インピーダンス測定装置の前記基準信号生成部から出力された前記基準信号および前記同期信号生成部から出力された前記同期信号に基づいて前記測定用信号を生成して測定するときには、前記基準信号生成部が前記基準信号を装置外部および前記信号出力部に出力すると共に前記同期信号生成部が前記同期信号を装置外部および前記信号出力部に出力し、かつ前記信号出力部が、当該出力された同期信号に同期して当該出力された基準信号を分周することにより、他の前記インピーダンス測定装置の前記基準信号生成部から出力された前記基準信号および当該他のインピーダンス測定装置の前記同期信号生成部から出力された前記同期信号に基づいて前記測定用信号を生成して測定するときには、前記信号出力部が、当該出力された同期信号に同期して当該出力された基準信号を分周することにより、当該インピーダンス測定装置の前記信号出力部から出力される前記測定用信号を当該他のインピーダンス測定装置の前記信号出力部から出力される前記測定用信号の周波数および位相と互いに一致させた状態において前記測定対象電子部品のインピーダンスを測定可能に構成されている。なお、本発明において、「インピーダンス」には、容量、抵抗およびインダクタンスが含まれる。

本発明に係るインピーダンス測定装置によれば、任意の１の測定対象電子部品を測定するインピーダンス測定装置における出力部と、任意の１の測定対象電子部品に対して１または複数の電子部品を介して隣り合う他の１の測定対象電子部品を測定するインピーダンス測定装置における出力部とが１または複数の電子部品のみで形成される経路を介して接続され、かつ任意の１の測定対象電子部品を測定するインピーダンス測定装置における入力部と、任意の１の測定対象電子部品に対して１または複数の電子部品を介して隣り合う他の１の測定対象電子部品を測定するインピーダンス測定装置における入力部とが１または複数の電子部品のみで形成される経路を介して接続されるように、インピーダンス測定装置を各測定対象電子部品にそれぞれ接続し、隣り合う一対のインピーダンス測定装置における各信号出力部から出力される各測定用信号の各周波数および各位相を互いに等しくした状態において、各インピーダンス測定装置で各測定対象電子部品のインピーダンスをそれぞれ測定することにより、各電子部品相互間の接続点を接地させる作業を行うことなく、１回の測定で複数の測定対象電子部品のインピーダンスを同時に測定することができるため、その測定時間を大幅に短縮することができると共に精度よく測定することができる。

また、このインピーダンス測定装置によれば、同期信号を生成して装置外部に出力可能に構成された同期信号生成部を備え、信号出力部が、同期信号生成部によって出力された同期信号、および装置外部から入力される同期信号のいずれか一方に同期して測定用信号の生成を開始することにより、各インピーダンス測定装置から出力される各測定用信号の各周波数および各位相を確実に互いに等しくさせることができるため、その測定の信頼性を高めることができる。

以下、添付図面を参照して、本発明に係るインピーダンス測定装置の実施の形態について説明する。

最初に、図１，２を参照して、本発明に係るインピーダンス測定装置に相当する測定装置１の構成を説明する。なお、測定対象のネットワーク素子における同一の構成要素については同一の符号を付して重複する説明を省略する。

図１に示すように、測定装置１−１，１−２は、後述する測定装置１−３，１−４も含めて互いに同一に構成されている。これらの測定装置１は、出力端子２、入力端子３、信号生成部４、電流検出部５、電圧検出部６、インピーダンス算出部７、基準クロック生成部（基準信号生成部）１１およびスイッチ１２，１３を備えている。この場合、出力端子２および入力端子３には、測定用のプローブＰＨ，ＰＬがそれぞれ接続される。このプローブＰＨ，ＰＬは、測定対象としての電子部品の一端および他端に接続された一対の電極Ｔ，Ｔに接続される。

信号生成部４は、本発明における信号出力部に相当し、図２に示すように、測定用信号として所定周波数（例えば１０ＫＨｚ）の交流信号を生成する信号源４ａと出力抵抗４ｂとを備えている。この場合、信号源４ａは、ＤＤＳ（Direct Digital Synthesizer）で構成され、図１に示すように、基準クロック生成部１１によって生成された基準信号Ｓｒ、または他の測定装置１の基準クロック生成部１１から出力される基準信号ＳｒをＮ分周することにより、基準信号Ｓｒによって指定された所定周波数の測定用信号を生成する。この場合、信号源４ａとして、予め設定された所定周波数の測定用信号を生成する構成を採用することもできる。また、信号源４ａは、同図に示すように、演算制御部７ｃから出力される同期信号Ｓｓ、または他の測定装置１の演算制御部７ｃから出力される同期信号Ｓｓに同期して測定用信号の生成を開始する。一方、出力抵抗４ｂは、図２に示すように、一端が信号源４ａに接続され、他端が出力部４ｃを介して出力端子２に接続されている。

電流検出部５は、同図に示すように、一例としてオペアンプ５ａとフィードバック用の抵抗５ｂとを備えて構成されている。この場合、抵抗５ｂは、その抵抗値Ｒが既知であって、オペアンプ５ａの出力端子と反転入力端子との間に接続されている。また、オペアンプ５ａの反転入力端子は、出力部５ｃを介して入力端子３に接続され、オペアンプ５ａの非反転入力端子は基準電位（一例としてグランド電位ＧＬ）に接地されている。この場合、オペアンプ５ａの反転入力端子と非反転入力端子とは仮想的に短絡状態となるため、入力部５ｃは基準電位としてのグランド電位ＧＬに仮想接地される。この構成により、電流検出部５は、プローブＰＨを介して電子部品に測定用信号が印加された際に、測定対象電子部品としてのコンデンサＣおよびプローブＰＬを流れる電流Ｉを電圧（Ｒ×Ｉ）に変換して出力する。

電圧検出部６は、図２に示すように、出力端子２と入力端子３との間の電位差、つまりプローブＰＨ，ＰＬが接続された電子部品の両端電圧Ｖを検出する。インピーダンス算出部７は、一対のＡ／Ｄ変換器７ａ，７ｂ、および演算制御部７ｃを備えている。この場合、Ａ／Ｄ変換器７ａは、電圧検出部６によって検出された両端電圧Ｖを基準信号Ｓｒに同期してサンプリングすることによってディジタルデータに変換して電圧データＤｖとして出力する。また、Ａ／Ｄ変換器７ｂは、電流検出部５によって検出された電圧（Ｒ×Ｉ）を基準信号Ｓｒに同期してサンプリングすることによってディジタルデータに変換して電流データＤｉとして出力する。演算制御部７ｃは、例えばＣＰＵで構成され、概念的には、Ａ／Ｄ変換器７ｂから出力される電流データＤｉに基づく電圧値を抵抗５ｂの抵抗値Ｒで除算することによって電子部品に流れる電流Ｉの値を求め、求めた電流値で電圧データＤｖに基づく電圧値を除算することにより、電子部品の抵抗、容量（キャパシタンス）およびインダクタンスなどのインピーダンスを算出する。より具体的には、容量やインダクタンスを求めるときには、電圧検出部６によって検出される両端電圧Ｖの位相と、電流検出部５によって検出される電流の位相との位相差にも基づいて、そのインピーダンスを算出する。また、演算制御部７ｃは、本発明における同期信号生成部に相当し、図１に示すように、同期信号Ｓｓを生成して、スイッチ１３を介して、信号生成部４内の信号源４ａに出力すると共に装置外部にも出力する。また、演算制御部７ｃは、演算した容量値をインピーダンスデータとして図示しない表示部に表示させると共に装置外部に測定データとして出力する。

基準クロック生成部１１は、図１に示すように、基準信号Ｓｒを生成して、スイッチ１２を介して、信号生成部４内の信号源４ａに出力すると共に装置外部にも出力する。スイッチ１２は、装置内部の基準クロック生成部１１によって生成された基準信号Ｓｒに基づく周波数の測定用信号を生成する際には、オン状態に制御され、他の測定装置１の基準クロック生成部１１によって生成された基準信号Ｓｒに基づく周波数の測定用信号を生成する際には、オフ状態に制御される。この場合、複数の測定装置１で同時にインピーダンス測定を行う際には、いずれか任意の１台の測定装置１のスイッチ１２がオン状態に制御され、かつ他の測定装置１のスイッチ１２がオフ状態に制御される。この際には、その任意の測定装置１内部の基準クロック生成部１１によって生成された基準信号Ｓｒがすべての測定装置１内部の信号源４ａに出力されるため、各信号源４ａは、同一周波数の測定用信号を生成する。また、同様にして、いずれか任意の１台の測定装置１のスイッチ１３がオン状態に制御され、かつ他の測定装置１のスイッチ１３がオフ状態に制御されることで、各測定装置１の信号源４ａは、その任意の１台の測定装置１の演算制御部７ｃから出力された同期信号Ｓｓに同期して測定用信号の生成を開始し、かつ出力する。したがって、各測定装置１は、スイッチ１２，１３のオン／オフを制御することで、互いに同一周波数で、しかもその位相が互いに同期する測定用信号を各測定対象電子部品に出力可能となる。

次に、ネットワーク素子内の各電子部品各々のインピーダンスを測定するインピーダンス測定方法の測定原理について、図１〜３を参照して説明する。なお、一例として４個のコンデンサＣ１〜Ｃ４を環状接続して構成されたネットワーク素子ＮＣ１を測定する例について説明する。

まず、測定装置１−１，１−２のプローブＰＨ，ＰＬを測定対象のコンデンサＣの両端に形成されている電極Ｔ，Ｔにそれぞれ接続する。この場合、各測定装置１−１，１−２の接続条件として、任意の１の測定対象のコンデンサＣを測定する測定装置１における出力端子２（つまり信号生成部４の出力部４ｃ）と、そのコンデンサＣに対して１または複数のコンデンサＣを介して隣り合う他の１の測定対象のコンデンサＣを測定する測定装置１における出力端子２（つまり信号生成部４の出力部４ｃ）とが１または複数のコンデンサＣのみで形成される経路を介して接続され、かつ任意の１の測定対象のコンデンサＣを測定する測定装置１における入力端子３（つまり電流検出部５の入力部５ｃ）と、そのコンデンサＣに対して１または複数のコンデンサＣを介して隣り合う他の１の測定対象のコンデンサＣを測定する測定装置１における入力端子３（つまり電流検出部５の入力部５ｃ）とが１または複数のコンデンサＣのみで形成される経路を介して接続されるようにそれぞれ接続する。この場合、「１または複数のコンデンサＣのみで形成される経路を介して接続される」とは、「１または複数のコンデンサＣのみで形成される経路を少なくとも介して接続される」との意味であり、他の経路を介して接続されてもよいことを意味する。また、他の接続条件として、両測定装置１−１，１−２の基準電位をグランド電位ＧＬに共通接続する。

したがって、この例では、例えば、図３に示すように、測定装置１−１のプローブＰＨ，ＰＬをコンデンサＣ１の両端に形成されている電極Ｔ１，Ｔ２にそれぞれ接続し、測定装置１−２のプローブＰＨ，ＰＬをコンデンサＣ３の両端に形成されている電極Ｔ４，Ｔ３にそれぞれ接続する。この際の両測定装置１−１，１−２の接続状態を図２に示す。この接続状態では、測定装置１−１の出力部４ｃと測定装置１−２の出力部４ｃとが１の電子部品としてのコンデンサＣ４のみからなる経路を介して接続されている。また、測定装置１−１の入力部５ｃと測定装置１−２の入力部５ｃとが１の電子部品としてのコンデンサＣ２のみからなる経路を介して接続されている。この場合、測定装置１−１から出力される測定用信号の周波数および位相と測定装置１−２から出力される測定用信号の周波数（正確には位相も）が一致しているときには、互いの測定用信号同士の干渉が生じないが、その周波数や位相が一致していないときには、互いの測定用信号同士が干渉を引き起こし、それに起因してインピーダンス測定に誤差が生じる。一方、このインピーダンス測定方法では、いずれか一方の測定装置１から他方の測定装置１に基準信号Ｓｒおよび同期信号Ｓｓが出力されているため、両測定用信号の周波数および位相が互いに一致している。この場合、両測定装置１，１の各測定用信号同士の電圧は、互いに等しいのが好ましいが、必ずしも等しくする必要はなく、一定の電圧差であればよい。また、両測定装置１の入力部５ｃ，５ｃ同士がコンデンサＣ２を介して互いに接続され、かつその入力部５ｃ，５ｃが共に仮想接地されている。このため、一方の測定装置１から出力される測定用信号が他方の測定装置１に回り込んで互いに干渉し合うことに起因する弊害が防止される。したがって、このインピーダンス測定方法によれば、精度よくインピーダンスを測定することができる。

次に、図４を参照して、ネットワーク素子ＮＣ２内の電子部品各々のインピーダンスを測定するインピーダンス測定方法について説明する。

最初に、上記した２つの接続条件を満たすように偶数台の測定装置１を測定対象のコンデンサＣに接続する。具体的には、任意の１の測定対象電子部品（同図ではコンデンサＣ１とする）に形成された電極Ｔ１に、プローブＰＨを介して測定装置１−１における信号生成部４の出力部４ｃを接続し、そのコンデンサＣ１に対して１または複数の電子部品（同図では１つのコンデンサＣ８とする）を介して隣り合う他の１の測定対象電子部品（同図ではコンデンサＣ７とする）に形成された電極Ｔ８に、プローブＰＨを介して測定装置１−４における信号生成部４の出力部４ｃを接続する。同様にして、任意の１の測定対象電子部品（同図ではコンデンサＣ７とする）に形成された電極Ｔ７に、プローブＰＬを介して測定装置１−４における電流検出部５の入力部５ｃを接続し、そのコンデンサＣ７に対して１または複数の電子部品（同図では１つのコンデンサＣ６とする）を介して隣り合う他の１の測定対象電子部品（同図ではコンデンサＣ５とする）に形成された電極Ｔ６に、プローブＰＬを介して測定装置１−３における電流検出部５の入力部５ｃを接続する。さらに、同様にして、コンデンサＣ３に形成された電極Ｔ４にプローブＰＨを介して測定装置１−２における信号生成部４の出力部４ｃを接続し、コンデンサＣ５に形成された電極Ｔ５にプローブＰＨを介して測定装置１−３における信号生成部４の出力部４ｃを接続し、コンデンサＣ１に形成された電極Ｔ２にプローブＰＬを介して測定装置１−１における電流検出部５の入力部５ｃを接続し、コンデンサＣ３に形成された電極Ｔ３にプローブＰＬを介して測定装置１−２における電流検出部５の入力部５ｃを接続する。次いで、各測定装置１−１〜１−４の基準電位を共にグランド電位ＧＬに共通接続する。

この接続状態では、測定装置１−１，１−４における両測定用信号の周波数およびその位相を一致させ、かつ測定装置１−２，１−３における両測定用信号の周波数およびその位相を一致させる限り、すべての測定装置１−１〜１−４は、他の測定装置１の測定用信号による干渉等の影響を受けることなく、精度よく容量（インピーダンス）を測定することができる。

このように、このインピーダンス測定方法によれば、上記の接続条件に従って各測定装置１を測定対象電子部品としての各コンデンサＣに接続し、その状態において各測定装置１を用いて各コンデンサＣの容量をそれぞれ測定することにより、いずれかの電極Ｔをガード電極としてグランド電位ＧＬに接地することなく、１回の測定で複数のコンデンサＣの容量を同時に測定することができるため、複数のコンデンサＣの容量を測定するのに要する測定時間を大幅に短縮することができると共に精度よく測定することができる。また、上記の接続条件において、任意の１の測定対象のコンデンサＣに対して１のコンデンサＣを介して隣り合う他の１のコンデンサＣを測定対象とすることにより、最も少ない測定回数でネットワーク素子内のすべての電子部品のインピーダンスを測定することができる。

次に、複数の測定装置１を使用して、ネットワーク素子内の各電子部品各々のインピーダンスを測定するインピーダンス測定システムＳＹＳ１（以下、「測定システムＳＹＳ１」ともいう）について、図５を参照して説明する。なお、一例として、４個のコンデンサＣ１〜Ｃ４を環状接続して構成されたネットワーク素子ＮＣ１を２台の測定装置１−１，１−２を使用して測定するのに適したシステム例について説明する。

図５に示すように、この測定システムＳＹＳ１は、２台の測定装置１−１，１−２と、選択接続装置に相当するスキャナ装置２１と、制御装置２２と、複数の接触型のプローブＰ１〜Ｐ４（以下、区別しないときには、「プローブＰ」ともいう）とを備えて構成されている。

スキャナ装置２１は、制御装置２２から出力される制御信号Ｓｃに従ってネットワーク素子の各電極Ｔ１〜ＴＮ（Ｎは２以上の自然数）に接続されたプローブＰ１〜ＰＮのうちのいずれか４つを選択すると共に、選択した各プローブＰと各測定装置１の各プローブＰＨ，ＰＬ，ＰＧとを接続可能に構成されている。この例では、スキャナ装置２１は、制御信号Ｓｃに従ってネットワーク素子ＮＣ１の各電極Ｔ１〜Ｔ４に接続されたプローブＰ１〜Ｐ４のすべてを選択して、各プローブＰと各測定装置１の各プローブＰＨ，ＰＬとを接続可能に構成されている。具体的には、一例として、スキャナ装置２１は、連動して切り替えが可能に構成された４つのスイッチＳ１〜Ｓ４（以下、区別しないときには、「スイッチＳ」ともいう）を備えている。この場合、スイッチＳ１のａ接点およびスイッチＳ２のｂ接点が互いに共通接続されて接続端子１１ａに接続され、スイッチＳ２のａ接点およびスイッチＳ４のｂ接点が互いに共通接続されて接続端子１１ｂに接続され、スイッチＳ３のａ接点およびスイッチＳ１のｂ接点が互いに共通接続されて接続端子１１ｃに接続され、スイッチＳ３のｂ接点およびスイッチＳ４のａ接点が互いに共通接続されて接続端子１１ｄに接続されている。さらに、各スイッチＳ１〜Ｓ４の各ｃ接点は、それぞれプローブＰ１〜Ｐ４に接続され、各プローブＰ１〜Ｐ４は、図外のプローブ自動接続機構によってネットワーク素子ＮＣ１の電極Ｔ１〜Ｔ４に接続される。

制御装置２２は、スキャナ装置２１および各測定装置１−１，１−２の測定を制御する装置であって、制御信号Ｓｃを出力して各スイッチＳ１〜Ｓ４の切替を制御すると共にスタート信号Ｓｔを出力して各測定装置１の測定を開始させる。一方、測定装置１−１のプローブＰＬ，ＰＨは、スキャナ装置２１の接続端子１１ａ，１１ｂにそれぞれ接続され、測定装置１−２のプローブＰＬ，ＰＨは、スキャナ装置２１の接続端子１１ｃ，１１ｄにそれぞれ接続される。

この測定システムＳＹＳ１では、インピーダンス（容量）測定の際に、プローブ自動接続機構が、図外の搬送機構によって測定位置まで搬送された測定対象のネットワーク素子ＮＣ１における各電極Ｔ１〜Ｔ４にスキャナ装置２１の各プローブＰ１〜Ｐ４をそれぞれ自動接続する。次いで、制御装置２２が、制御信号Ｓｃを出力することにより、各スイッチＳを切り替え制御してｃ接点とａ接点とを接続する。この際には、プローブＰ１が測定装置１−１のプローブＰＨに接続されると共にプローブＰ２が測定装置１−１のプローブＰＬに接続され、かつプローブＰ３が測定装置１−２のプローブＰＨに接続されると共にプローブＰ４が測定装置１−２のプローブＰＬに接続される。したがって、コンデンサＣ１，Ｃ３が測定対象電子部品として自動選択され、上記した接続条件が満たされる。次いで、制御装置２２は、スタート信号Ｓｔを両測定装置１−１，１−２に出力する。これにより、両測定装置１−１，１−２は、容量測定を開始し、容量測定を終了した時点で、制御装置２２に対して測定終了信号Ｓｅを出力する。

続いて、制御装置２２は、制御信号Ｓｃを出力することにより、各スイッチＳを切り替え制御してｃ接点とｂ接点とを接続する。この際には、プローブＰ２が測定装置１−１のプローブＰＨに接続されると共にプローブＰ４が測定装置１−１のプローブＰＬに接続され、かつプローブＰ１が測定装置１−２のプローブＰＨに接続されると共にプローブＰ３が測定装置１−２のプローブＰＬに接続される。したがって、コンデンサＣ２，Ｃ４が測定対象電子部品として自動選択され、上記した接続条件が満たされる。次いで、上記の処理と同様にして、両測定装置１−１，１−２によって容量測定が開始され、その後に測定が終了する。

このように、この測定システムＳＹＳ１によれば、スキャナ装置２１が制御装置２２によって制御されることによって測定装置１のプローブＰＨ，ＰＬとネットワーク素子ＮＣ１の各電極Ｔとを上記の接続条件を満たすように自動接続することにより、１回の測定時間内で複数のコンデンサＣの容量を同時に測定することができるため、ネットワーク素子ＮＣ１内の複数のコンデンサＣの容量を測定するのに要する測定時間を大幅に短縮することができる。したがって、数多くのネットワーク素子ＮＣ１内の各コンデンサＣの容量を測定する際には、その測定時間を格段に短縮することができる。また、ネットワーク素子ＮＣ１の各電極Ｔと各プローブＰとを自動接続し、かつ各測定装置１が制御装置２２の制御に従って容量を自動測定することにより、人件費が不要となる結果、ネットワーク素子ＮＣ１に対する測定コストを格段に低減することができる。

なお、上記した実施の形態に示した構成に限定されず、適宜変更することが可能である。例えば、測定システムＳＹＳ１では、４個のコンデンサＣ１〜Ｃ４を環状接続して構成されたネットワーク素子ＮＣ１を２台の測定装置１−１，１−２を使用して測定するのに適した構成が採用されているが、測定システムの構成は、これに限らない。例えば、５個以上の電子部品を環状接続して構成されたネットワーク素子を２台以上の測定装置１を使用して測定する際には、上記の接続条件を満たすようにスキャナ装置内のスイッチＳの数やプローブＰの数、およびこれらの接続関係を変更するなど、各構成要素を適宜変更して構成することができる。また、ネットワーク素子内の各電子部品を測定する順序を問わないのは勿論である。

また、例えば、ネットワーク素子内の素子の種類はコンデンサＣに限らず、抵抗やインダクタなどであってもよい。また、コンデンサ、抵抗およびインダクタが混在しているネットワーク素子であってもよいのは勿論である。また、本発明におけるインピーダンス測定装置はＬＣＲ測定装置１に限らず、ネットワーク素子内の電子部品を測定するのに適した各種測定装置を用いることができる。例えば、ネットワーク素子として、複数の抵抗を環状接続したタイプのものであれば、インピーダンス測定装置として、抵抗計を使用することができる。

本発明の実施の形態に係る測定装置１−１，１−２の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態に係るインピーダンス測定方法の測定原理を説明するための回路図である。本発明の実施の形態に係るインピーダンス測定方法の測定原理を説明するための接続例を示す接続図である。ネットワーク素子ＮＣ２内の各コンデンサＣの容量を測定する際の測定系を示す回路図である。測定システムＳＹＳ１の構成を示す構成図である。ネットワーク素子ＮＣ２内の各コンデンサＣの容量を測定する際の従来の測定系を示す回路図である。ネットワーク素子ＮＣ３内の各コンデンサＣの容量を測定する際の出願人が既に開発している測定系を示す回路図である。

符号の説明

１，１−１〜１−４ＬＣＲ測定装置
２出力端子
３入力端子
４信号生成部
４ｃ出力部
５電流検出部
５ｃ入力部
６電圧検出部
７インピーダンス算出部
７ｃ演算制御部
１１基準クロック生成部
２１スキャナ装置
２２制御装置
Ｃ１〜Ｃ８コンデンサ
ＧＬグランド電位
Ｉ電流
ＮＣ１，ＮＣ２ネットワーク素子
ＰＨ，ＰＬ，Ｐ１〜Ｐ４プローブ
ＳＹＳ１測定システム
Ｔ１〜Ｔ８電極
Ｖ両端電圧

Claims

測定対象電子部品のインピーダンスを測定可能に構成されたインピーダンス測定装置であって、
当該インピーダンス測定装置の内部または装置外部から出力された基準信号を分周して測定用信号を生成すると共にその出力部が前記測定対象電子部品の一端に接続されて当該測定対象電子部品に当該測定用信号を出力する信号出力部と、基準電位に仮想接地された入力部が前記測定対象電子部品の他端に接続されて当該測定対象電子部品に流れる電流を検出する電流検出部と、前記測定対象電子部品の両端電圧を検出する電圧検出部と、前記検出した電流および両端電圧に基づいて前記測定対象電子部品のインピーダンスを算出するインピーダンス算出部と、前記基準信号を生成して装置外部および前記信号出力部に出力可能に構成された基準信号生成部と、同期信号を生成して装置外部および前記信号出力部に出力可能に構成された同期信号生成部とを備え、
当該インピーダンス測定装置を複数用いて複数の前記測定対象電子部品のインピーダンス測定を同時に行う際に、
当該インピーダンス測定装置の前記基準信号生成部から出力された前記基準信号および前記同期信号生成部から出力された前記同期信号に基づいて前記測定用信号を生成して測定するときには、前記基準信号生成部が前記基準信号を装置外部および前記信号出力部に出力すると共に前記同期信号生成部が前記同期信号を装置外部および前記信号出力部に出力し、かつ前記信号出力部が、当該出力された同期信号に同期して当該出力された基準信号を分周することにより、他の前記インピーダンス測定装置の前記基準信号生成部から出力された前記基準信号および当該他のインピーダンス測定装置の前記同期信号生成部から出力された前記同期信号に基づいて前記測定用信号を生成して測定するときには、前記信号出力部が、当該出力された同期信号に同期して当該出力された基準信号を分周することにより、当該インピーダンス測定装置の前記信号出力部から出力される前記測定用信号を当該他のインピーダンス測定装置の前記信号出力部から出力される前記測定用信号の周波数および位相と互いに一致させた状態において前記測定対象電子部品のインピーダンスを測定可能に構成されているインピーダンス測定装置。