JP4800892B2 - 補正係数取得方法およびインピーダンス測定装置 - Google Patents
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Description
ここで、図1を参照する。図1は、インピーダンス測定装置10の構成を示す図である。図1において、インピーダンス測定装置10は、自動平衡ブリッジ法により、被測定物100のインピーダンスを測定する装置である。インピーダンス測定装置10は、信号源200と、電流電圧変換器300と、ベクトル比検出器400と、補正装置500とを備える。
次に、インピーダンス測定装置10の測定動作を、以下に説明する。ここで、図1に加えて図2を参照する。図2は、インピーダンス測定装置10を用いて、被測定物のインピーダンスを測定する手順を示すフローチャートである。
さて、記憶装置520に格納されている補正係数Gは、インピーダンス測定装置10により、被測定物100を測定する前に取得される。補正係数Gの取得は、周波数に応じてインピーダンスが変化する素子をインピーダンス測定装置10で測定することにより実施される。以下、周波数に応じてインピーダンスが変化する素子を、リアクタンス性素子とも称する。まず、測定周波数fを制御して、リアクタンス性素子のインピーダンスを変えることにより、同素子に印加される電圧または同素子を流れる電流を変化させる。そして、その変化する電圧もしくは電流の測定値、または、そのリアクタンス性素子のインピーダンス測定値と、その電圧または電流またはインピーダンスの真値とに基づいて、補正係数Gが求められる。
まず、方法(1)により補正係数Gを取得する具体的態様について、以下に説明する。以下、図1と図3を参照する。図3は、インピーダンス測定装置10を用いて、補正係数Gを取得する手順を示すフローチャートである。
Gk(i)=(Zc(i)/Zct(i))/(Zr(i)/Zrt(i))
Zct(i)=−j/(2π・f(i)・C)
Zrt(i)=R/(1+2π・f(i)・Cp・R)
Va=Vo・(1+efv)(1+eav)
Ia=Io・(1+efi)(1+eai)
Zr=Zrt・((1+e1)/(1+e2))・((1+e3)/(1+eair))
=(Zc/Zct)/(Zr/Zrt)
=Gk
次に、方法(2)により補正係数Gを取得する具体的態様について、以下に説明する。以下、図1と図4を参照する。図4は、インピーダンス測定装置10を用いて、補正係数Gを取得する手順を示すフローチャートである。
Gk(i)=(Zr(i)/Zrt(i))/(Zd(i)/Zdt(i))
Zdt(i)=j・2π・f(i)・L
次に、方法(3)により補正係数Gを取得する具体的態様について、以下に説明する。以下、図1と図5を参照する。図5は、インピーダンス測定装置10を用いて、補正係数Gを取得する手順を示すフローチャートである。
Gk(i)=(Ir(i)/Irt(i))/(Ic(i)/Ict(i))
Ict(i)=E/(Zo+Zct(i))≒E/Zct(i)
Irt(i)=E/(Zo+Zrt(i))≒E/Zrt(i)
次に、方法(4)により補正係数Gを取得する具体的態様について、以下に説明する。以下、図1と図6を参照する。図6は、インピーダンス測定装置10を用いて、補正係数Gを取得する手順を示すフローチャートである。
Gk(i)=(Vr(i)/Vrt(i))/(Vd(i)/Vdt(i))
Vdt(i)=E・Zdt(i)/(Zo+Zdt(i))
≒E・Zdt(i)/Zo
Vrt(i)=E・Zrt(i)/(Zo+Zrt(i))
≒E・Zrt(i)/Zo
100 被測定物
110,130,210 素子
120 抵抗器
200 信号源
300 電流電圧変換器
310 ヌルアンプ
320 レンジ抵抗器
330 帰還ループ
400 ベクトル比検出器
410,411 バッファ
420 スイッチ
430 アナログ・ディジタル変換器
500 補正装置
510 プロセッサ
520 記憶装置
Claims (8)
- インピーダンス測定装置に備えられるアナログ・ディジタル変換器であって、被測定物に印加される電圧を表す信号および前記被測定物を流れる電流を表す信号をディジタル変換するアナログ・ディジタル変換器の直線性誤差を補正するための係数を取得する方法であって、
インピーダンスが周波数に応じて変化し且つ周波数−インピーダンス特性が既知であり且つ被測定物として前記測定装置に接続され且つ前記測定装置が生成する測定信号が印加される素子のインピーダンスまたは前記素子を流れる電流を、前記素子に印加される電圧を実質的に一定に保ちつつ、前記測定信号の周波数を変化させながら、前記測定装置で測定する第一のステップと、
前記第一のステップにおける測定値、ならびに、前記素子のインピーダンスの真値または前記素子を流れる電流の真値を用いて、前記補正係数を求める第二のステップと、
を含むことを特徴とする補正係数取得方法。 - インピーダンス測定装置に備えられるアナログ・ディジタル変換器であって、被測定物に印加される電圧を表す信号および前記被測定物を流れる電流を表す信号をディジタル変換するアナログ・ディジタル変換器の直線性誤差を補正するための係数を取得する方法であって、
インピーダンスが周波数に応じて変化し且つ周波数−インピーダンス特性が既知であり且つ被測定物として前記測定装置に接続され且つ前記測定装置が生成する測定信号が印加される素子のインピーダンスまたは前記素子を流れる電流を、前記素子に印加される電圧を実質的に一定に保ちつつ、前記測定信号の周波数を変化させながら、前記測定装置で測定する第一のステップと、
抵抗値が既知であり且つ前記測定装置に被測定物として接続され且つ前記測定装置が生成する測定信号が印加される抵抗器のインピーダンスまたは前記抵抗器を流れる電流を、前記抵抗器に印加される電圧を実質的に一定に保ちつつ、前記測定信号の周波数を変化させながら、前記測定装置で測定する第二のステップと、
前記第一および前記第二のステップにおける測定値、ならびに、前記素子および前記抵抗器のインピーダンスの真値もしくは前記素子および前記抵抗器を流れる電流の真値を用いて、前記補正係数を求める第三のステップと、
を含むことを特徴とする補正係数取得方法。 - インピーダンス測定装置に備えられるアナログ・ディジタル変換器であって、被測定物に印加される電圧を表す信号および前記被測定物を流れる電流を表す信号をディジタル変換するアナログ・ディジタル変換器の直線性誤差を補正するための係数を取得する方法であって、
インピーダンスが周波数に応じて変化し且つ周波数−インピーダンス特性が既知であり且つ被測定物として前記測定装置に接続され且つ前記測定装置が生成する測定信号が印加される素子のインピーダンスまたは前記素子に印加される電圧を、前記素子を流れる電流を実質的に一定に保ちつつ、前記測定信号の周波数を変化させながら、前記測定装置で測定する第一のステップと、
前記第一のステップにおける測定値、ならびに、前記素子のインピーダンスの真値または前記素子に印加される電圧の真値を用いて、前記補正係数を導出する第二のステップと、
を含むことを特徴とする補正係数取得方法。 - インピーダンス測定装置に備えられるアナログ・ディジタル変換器であって、被測定物に印加される電圧を表す信号および前記被測定物を流れる電流を表す信号をディジタル変換するアナログ・ディジタル変換器の直線性誤差を補正するための係数を取得する方法であって、
インピーダンスが周波数に応じて変化し且つ周波数−インピーダンス特性が既知であり且つ被測定物として前記測定装置に接続され且つ前記測定装置が生成する測定信号が印加される素子のインピーダンスまたは前記素子に印加される電圧を、前記素子を流れる電流を実質的に一定に保ちつつ、前記測定信号の周波数を変化させながら、前記測定装置で測定する第一のステップと、
抵抗値が既知であり且つ前記測定装置に被測定物として接続され且つ前記測定装置が生成する測定信号が印加される抵抗器のインピーダンスまたは前記抵抗器に印加される電圧を、前記抵抗器を流れる電流を実質的に一定に保ちつつ、前記測定信号の周波数を変化させながら、前記測定装置で測定する第二のステップと、
前記第一および前記第二のステップにおける測定値、ならびに、前記素子および前記抵抗器のインピーダンスの真値または前記素子および前記抵抗器に印加される電圧の真値を用いて、前記補正係数を求める第三のステップと、
を含むことを特徴とする補正係数取得方法。 - 前記素子が、キャパシタまたはインダクタであることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の補正係数取得方法。
- 前記補正係数が、前記アナログ・ディジタル変換器の出力データに対する乗数または除数であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の補正係数取得方法。
- 被測定物に印加される電圧を表す信号および前記被測定物を流れる電流を表す信号をディジタル変換するアナログ・ディジタル変換器を備えるインピーダンス測定装置において、
請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の方法により得られる補正係数が格納された記憶手段と、
前記記憶手段に格納された補正係数を用いて、前記アナログ・ディジタル変換器の出力データを補正する演算手段と、
を備えることを特徴とするインピーダンス測定装置。 - 前記補正係数は、前記アナログ・ディジタル変換器の直線性誤差を補正するための係数であって、前記アナログ・ディジタル変換器の出力データに対する乗数または除数を含み、
前記演算手段は前記アナログ・ディジタル変換器の出力データに前記乗数または除数の前記補正係数を乗ずることを含む、
ことを特徴とする請求項7に記載のインピーダンス測定装置。
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