JP5410142B2 - 絶縁抵抗計 - Google Patents

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Description

本発明は、電池電圧を昇圧した測定用電圧の印加によって測定対象体に流れる電流に基づいて測定対象体の抵抗値を測定する絶縁抵抗計に関するものである。
この種の絶縁抵抗計として、特開平9−119952号公報に開示された絶縁抵抗計が知られている。この絶縁抵抗計は、試験電圧出力回路、電流検出回路、対数増幅器および表示回路を備えて構成されている。この絶縁抵抗計では、試験電圧出力回路が、電池を電源として用いて測定対象体(試験回路)に印加する電圧を出力し、電流検出回路が、その電圧の印加によって測定対象体に流れる電流を検出する。また、対数増幅器が、上記電圧と上記電流とを入力して対数目盛に対応する絶縁抵抗値を出力し、表示回路が、対数増幅器から出力された絶縁抵抗値を表示する。
特開平9−119952号公報(第2−3頁、第1図)
ところが、上記の絶縁抵抗計には、以下の問題点がある。すなわち、上記の絶縁抵抗計を含むこの種の絶縁抵抗計では、電池を電源として用いてその電池電圧を昇圧することにより、測定対象体に印加する電圧(測定用電圧)を生成している。このため、電池が消耗して電池電圧が低下した状態では、測定用電圧の電圧値が低下して、測定結果が不正確となるおそれがある。このような不都合を解消する手段として、電圧チェック用のスイッチを設けて、このスイッチが操作されたときに指示メータの指針が電池電圧の値を指示する機能を有した絶縁抵抗計が知られている。しかしながら、例えば、測定に先立ってこの機能を用いて電池電圧が低下していないことをチェック(確認)したとしても、チェック後に数多くの測定対象体に対する絶縁抵抗の測定を連続して行うときには、その一連の測定の途中で電池が消耗して上記と同様にして測定結果が不正確となるおそれがあるという問題点が依然として存在する。この場合、絶縁抵抗の測定中において電池電圧が低下したときにその旨を表示する構成が考えられる。しかしながら、デジタル式の表示器を備えているデジタル型の絶縁抵抗計では、電池電圧の低下を表示器に表示させることができるものの、アナログ型の絶縁抵抗計では、電池電圧の低下を表示するための専用の表示器を設ける必要があり、コストの上昇を招くという不都合が生じる。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、電池の消耗に起因する測定精度の低下を防止し得る絶縁抵抗計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記載の絶縁抵抗計は、電池電圧を昇圧して測定用電圧を生成する電圧生成部と、前記測定用電圧の印加によって測定対象体に流れる電流に基づいて当該測定対象体の抵抗値を測定する測定部と、前記抵抗値が小さいほど大きな回動量で指針を回動させて当該抵抗値を指示する指示メータとを備えた絶縁抵抗計であって、所定の指示操作がされた状態において前記電池電圧が所定値以下のときに、前記指示メータに対して低抵抗値を示す位置まで前記指針を回動させて前記電池電圧の低下を報知する報知処理を実行する処理部を備えている。
また、請求項2記載の絶縁抵抗計は、請求項1記載の絶縁抵抗計において、前記処理部は、前記所定の指示操作としての前記抵抗値の測定を指示する操作がされた状態において前記電池電圧が前記所定値以下のときに前記報知処理を実行する。
また、請求項3記載の絶縁抵抗計は、請求項1または2記載の絶縁抵抗計において、前記測定部は、前記指示メータの前記指針を前記抵抗値に応じた回動量で回動させるための指示用電流を生成する第1電流生成部を備え、前記処理部は、前記報知処理時において前記指針を回動させるための定電流を生成する第2電流生成部と、前記第1電流生成部と前記指示メータとの接続および切断並びに前記第2電流生成部と当該指示メータとの接続および切断を行う第1接続切断部と、前記第1接続切断部を制御する接続切断制御部とを備え、前記接続切断制御部は、前記電池電圧を検出すると共に、前記所定の指示操作がされた状態において当該電池電圧の検出値が前記所定値を超えているときには前記第1接続切断部に対して前記第1電流生成部と前記指示メータとを接続させ、前記所定の指示操作がされた状態において前記電池電圧の検出値が前記所定値以下のときには前記報知処理として前記第1接続切断部に対して前記第2電流生成部と前記指示メータとを接続させる接続切断処理を実行する。
また、請求項4記載の絶縁抵抗計は、請求項1から3のいずれかに記載の絶縁抵抗計において、前記電池電圧を示す電流を生成する第3電流生成部と、当該第3電流生成部と前記指示メータとの接続および切断を行う第2接続切断部と、当該第2接続切断部を動作させるための操作部とを備え、前記第2接続切断部は、前記操作部が操作されたときに前記第3電流生成部と前記指示メータとを接続する。
請求項1記載の絶縁抵抗計によれば、所定の指示操作がされた状態において電池電圧が所定値以下のときに、指示メータに対して低抵抗値を示す位置まで指針を回動させることにより、例えば、数多くの測定対象体の抵抗値の測定や測定対象体の絶縁検査を連続して行っている途中で電池が消耗したとしても、指針が低抵抗値を示す位置まで回動することで、電池電圧の低下を報知する専用の表示器等を設けることなく、電池が消耗していることを確実に報知することができる。したがって、この絶縁抵抗計によれば、電池が消耗して電池電圧が低下しているにも拘わらず、そのまま測定や検査が続行されることによって測定精度が低下したり、検査結果が不正確となったりする事態を確実に防止することができる。
また、請求項2記載の絶縁抵抗計によれば、抵抗値の測定を指示する操作がされた状態において電池電圧が所定値以下のときに報知処理を実行することにより、一般的に抵抗値の測定を指示する操作時には指示メータが十分に注目されるため、他のスイッチ等の操作時にこの処理を行う構成と比較して、電池が消耗していることをより確実に報知することができる。
また、請求項3記載の絶縁抵抗計によれば、所定の指示操作がされた状態において電池電圧の検出値が所定値以下のときに報知処理として第1接続切断部に対して第2電流生成部と指示メータとを接続させる接続切断処理を実行する接続切断制御部を備えて処理部を構成したことにより、簡易な構成でありながら、電池電圧の低下を確実に報知することができる。
また、請求項4記載の絶縁抵抗計によれば、電池電圧を示す電流を生成する第3電流生成部と、操作部が操作されたときに第3電流生成部と指示メータとを接続する第2接続切断部とを備えたことにより、電池の消耗度合いを正確に把握させることができる。
絶縁抵抗計1の構成を示す構成図である。 指示メータ14の動きを説明するための第1の説明図である。 指示メータ14の動きを説明するための第2の説明図である。 指示メータ14の動きを説明するための第3の説明図である。
以下、本発明に係る絶縁抵抗計の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
最初に、絶縁抵抗計1の構成について、図面を参照して説明する。図1に示す絶縁抵抗計1は、本発明に係る絶縁抵抗計の一例であって、測定対象体200の抵抗値Rの測定(測定対象体200に対する絶縁検査)が可能に構成されている。具体的には、絶縁抵抗計1は、高電圧生成部11、電流検出部12、測定部13、指示メータ14、定電流生成部15(本発明における第2電流生成部)、スイッチ16a,16b(本発明における第1接続切断部)、接続切断制御部17、チェック用電流生成部18(本発明における第3電流生成部)、スイッチ19a,19b(本発明における第2接続切断部)およびチェックボタン20(本発明における操作部)を備えて構成されている。なお、絶縁抵抗計1は、実際には、レンジ切替えスイッチ等を備えて複数のレンジでの抵抗値Rの測定が可能に構成されているが、発明の理解を容易とするために、これらの図示および説明を省略する。
高電圧生成部11は、本発明における電圧生成部の一例であって、電池100の電池電圧Vb(例えば、電池電圧が1.5Vの電池2本分の3V)を昇圧して測定用の高電圧(以下、「測定用電圧Vm」ともいう)を生成する。この場合、高電圧生成部11によって生成された測定用電圧Vmは、プローブ32(図1参照)を介して測定対象体200に印加される。電流検出部12は、測定用電圧Vmの印加によって測定対象体200に流れる電流Imをプローブ32を介して入力して検出する。測定部13は、電流検出部12によって検出された電流Imと測定用電圧Vmとに基づいて測定対象体200の抵抗値Rを測定する。また、測定部13は、指示メータ14に抵抗値Rを指示させる(指示メータ14の指針41を抵抗値Rに応じた回動量で回動させる)ための、抵抗値Rに応じた大きさの指示用電流Idを生成する指示用電流生成部31(本発明における第1電流生成部)を備えて構成されている。この場合、指示用電流生成部31は、抵抗値Rが大きいほど小さな指示用電流Idを生成し、抵抗値Rが小さいほど大きな指示用電流Idを生成する。また、指示用電流生成部31は、基準電位(グランド電位)から吸い込む向きで流れる指示用電流Idを生成する。
指示メータ14は、測定部13の指示用電流生成部31によって生成された指示用電流Idを入力して、指示用電流Idが大きいほど(抵抗値Rが小さいほど)大きな回動量で指針41を回動させることにより、抵抗値Rを指示する(図2,3参照)。この場合、指示用電流Idは、図1に実線で示す経路Aに沿って、基準電位(グランド電位)から指示用電流生成部31に向かう向き(指示用電流生成部31に吸い込まれる向き)に流れる。また、指示メータ14のパネルには、図2〜4に示すように、抵抗値Rを示すスケール、および電圧の値を示すスケールが描かれている。定電流生成部15、スイッチ16a,16bおよび接続切断制御部17は、本発明における処理部を構成し、絶縁抵抗計1に対する所定の指示操作(例えば、後述するメジャースイッチ33の操作)がされた状態において電池100の電池電圧Vbが基準値Vs(本発明における所定値(例えば、この例では2V))以下のときに、指示メータ14に対して低抵抗値側に指針41を回動させることによって電池電圧Vbが低下している旨を報知する報知処理を実行する。具体的には、定電流生成部15は、低抵抗値側(図2〜4における左側)に指針41を回動させるための定電流Isを生成する。この場合、定電流Isの値は、指針41が低抵抗値側に十分大きく回動する(一例として、絶縁不良を意味する低抵抗値(代表的な値としての0Ω)を示す位置まで回動する)ように十分に大きな値に規定されている。また、定電流生成部15は、基準電位(グランド電位)に向かう向きで流れる定電流Isを生成する。
スイッチ16a,16bは、互いに連動作動して、測定部13の指示用電流生成部31と指示メータ14との接続および切断、並びに定電流生成部15と指示メータ14との接続および切断を行う。接続切断制御部17は、スイッチ16a,16bを制御する。この場合、接続切断制御部17は、電池100の電池電圧Vbを検出すると共に、メジャースイッチ33の操作がされた状態において電池電圧Vbの検出値が基準値Vsを超えているときにはスイッチ16a,16bに対して指示用電流生成部31と指示メータ14とを接続させ、電池電圧Vbの検出値が基準値Vs以下のときにはスイッチ16a,16bに対して定電流生成部15と指示メータ14とを接続させる接続切断処理を上記した報知処理として実行する。
チェック用電流生成部18は、電池100の電池電圧Vbの高さに応じた(電池電圧Vbが高いほど大きく、低いほど小さい)チェック用電流Icを生成する。この場合、チェック用電流生成部18は、基準電位(グランド電位)に向かう向きで流れるチェック用電流Icを生成する。スイッチ19a,19bは、互いに連動作動して、チェック用電流生成部18と指示メータ14との接続および切断を行う。チェックボタン20は、スイッチ19a,19bを動作させるための操作ボタンであって、操作されたときに、スイッチ19a,19bに対してチェック用電流生成部18と指示メータ14とを接続させる。
次に、絶縁抵抗計1を用いて、測定対象体200の抵抗値Rの測定(測定対象体200に対する絶縁検査)を行う測定方法について、図面を参照して説明する。なお、初期状態においては、図1に実線で示すように、スイッチ16a,16bの可動側の2つの接点のうちの右側の接点と固定側の接点とが接続され、スイッチ19a,19bの可動側の2つの接点のうちの左側の接点と固定側の接点とが接続されているものとする。
この絶縁抵抗計1では、非使用状態(メジャースイッチ33が操作されていない状態)においては、高電圧生成部11に対する電池100の電池電圧Vbの供給が停止している。このため、この状態では、電流検出部12による電流Imの検出、および指示用電流生成部31による指示用電流Idの生成が行われない。また、この絶縁抵抗計1では、指示用電流Idが生成されていない状態では、指示メータ14の指針41が無限大の抵抗値を示す位置(図2における右側)に位置している。
測定対象体200の抵抗値Rを測定するときには、最初にメジャースイッチ33をオン操作(本発明における、所定の指示操作、および抵抗値の測定を指示する操作)する。この際に、電池100と接続切断制御部17とが接続され、これに伴い、接続切断制御部17が、電池電圧Vbを検出する。この場合、電池100が消耗しておらず、電池電圧Vbの検出値が基準値Vsを超えているときには、接続切断制御部17は、スイッチ16a,16bに対して指示用電流生成部31と指示メータ14とを接続させた状態(上記した初期状態)を維持させる。また、メジャースイッチ33のオン操作に伴って電池100と定電流生成部15とが接続され、定電流生成部15が定電流Isを生成する。
また、メジャースイッチ33のオン操作に伴って電池100の電池電圧Vbが高電圧生成部11に供給され、高電圧生成部11が電池電圧Vbを昇圧して測定用電圧Vmを生成する。次いで、測定対象体200の両端部にプローブ32,32を接触させる。この際に、電流検出部12が、測定用電圧Vmの印加によって測定対象体200に流れる電流Imを検出し、測定部13が、電流検出部12によって検出された電流Imと測定用電圧Vmとに基づいて測定対象体200の抵抗値Rを測定すると共に、その抵抗値Rに応じた大きさの指示用電流Idを生成する。
ここで、この状態では、図1に示すように、スイッチ16a,19aによって測定部13の指示用電流生成部31と指示メータ14の一方の電極とが接続され、スイッチ16b,19bによって指示メータ14の他方の電極と基準電位(グランド電位)とが接続されている。このため、指示用電流生成部31によって生成された指示用電流Idが、同図に実線で示す経路Aに沿って、基準電位から指示用電流生成部31に向かう向きに流れる結果、指示メータ14が指示用電流Idの大きさに応じた回動量で指針41を回動させる。続いて、指針41が指示する値を読み取る。この場合、上記したように、測定部13は、抵抗値Rが大きいほど小さな指示用電流Idを生成し、抵抗値Rが小さいほど大きな指示用電流Idを生成する。このため、測定対象体200の絶縁状態が良好で、その抵抗値Rが大きいときには、図2に示すように、指示メータ14の指針41が同図における右側に位置し、測定対象体200の絶縁状態が良好ではなく、その抵抗値Rが小さいときには、図3に示すように、指示メータ14の指針41が同図における左側(低抵抗値側)に回動する。
次に、数多く測定対象体200の抵抗を連続して測定する際には、メジャースイッチ33をオン状態に押圧操作するかオン状態にロックしたまま、各測定対象体200の両端部にプローブ32,32を次々に接触させ、その都度、指示メータ14における指針41が指示する値を読み取る。ここで、例えば、このように連続して測定を行っている途中で電池100が消耗して、電池電圧Vbの検出値が基準値Vs以下となったときには、接続切断制御部17が、スイッチ16a,16bに対して定電流生成部15と指示メータ14とを接続させる接続切断処理を実行する。
この場合、接続切断制御部17の接続切断処理により、図1に破線で示すように、スイッチ16a,16bの可動側の2つの接点のうちの左側の接点と固定側の接点とが接続される。これにより、同図に示すように、スイッチ16b,19bによって定電流生成部15と指示メータ14の他方の電極とが接続され、スイッチ16a,19aによって指示メータ14の一方の電極と基準電位(グランド電位)とが接続される。このため、定電流生成部15によって生成された定電流Isが、同図に破線で示す経路Bに沿って、定電流生成部15から基準電位に向かう向きに流れる結果、指示メータ14が定電流Isの大きさに応じた回動量で指針41を回動させる。この場合、定電流Isが十分に大きな値に規定されているため、上記の接続切断処理を実行した際に、図4に示すように、指示メータ14の指針41が最大の振れ量の一例として0Ω(低抵抗値を指示する一例)を示す位置まで大きく回動する(振れる)。このため、通常の絶縁検査においては発生し難い指針41の大きな動き(回動)により、測定者に対して、違和感を与えて注意を十分に促すことができる結果、電池100が消耗していることが確実に報知される。
次いで、電池100の消耗を確認する際には、チェックボタン20を操作する。この場合、チェックボタン20の操作に伴ってスイッチ19a,19bがチェック用電流生成部18と指示メータ14とを接続する。具体的には、チェックボタン20が操作されたときには、図1に破線で示すように、スイッチ19a,19bの可動側の2つの接点のうちの右側の接点と固定側の接点とが接続される。これにより、同図に示すように、スイッチ19bによってチェック用電流生成部18と指示メータ14の他方の電極とが接続され、スイッチ19aによって指示メータ14の一方の電極と基準電位(グランド電位)とが接続される。このため、チェック用電流生成部18によって生成されたチェック用電流Icが、同図に一点鎖線で示す経路Cに沿って、チェック用電流生成部18から基準電位に向かう向きに流れる結果、指示メータ14がチェック用電流Icの大きさに応じた回動量、つまり電池電圧Vbの高さに応じた回動量で指針41を回動させる。このため、指針41が指示する電圧値(図2において、最も下側の表示レンジで示す値の1/100の電圧値)を読み取ることで、電池100の消耗度合いを正確に把握することができる。
このように、この絶縁抵抗計1によれば、所定の指示操作がされた状態において電池電圧Vbが基準値Vs以下のときに、指示メータ14に対して指針41を低抵抗値を示す位置まで回動させることにより、例えば、数多くの測定対象体200の抵抗値Rの測定(絶縁検査)を連続して行っている途中で電池100が消耗したとしても、指針41が低抵抗値を示す位置まで回動することで、電池電圧Vbの低下を報知する専用の表示器等を設けることなく、電池100が消耗していることを確実に報知することができる。したがって、この絶縁抵抗計1によれば、電池100が消耗して電池電圧Vbが低下しているにも拘わらず、そのまま測定や検査が続行されることによって測定精度が低下したり、検査結果が不正確となったりする事態を確実に防止することができる。
また、この絶縁抵抗計1によれば、メジャースイッチ33が操作された状態において電池電圧Vbが基準値Vs以下のときに、指示メータ14に対して低抵抗値を示す位置まで指針41を回動させることにより、一般的にメジャースイッチ33の操作時には指示メータ14が十分に注目されるため、他のスイッチ等の操作時にこの処理を行う構成と比較して、電池100が消耗していることをより確実に報知することができる。
また、この絶縁抵抗計1によれば、メジャースイッチ33が操作された状態において電池電圧Vbの検出値が基準値Vs以下のときにスイッチ16a,16bに対して定電流生成部15と指示メータ14とを接続させる接続切断処理を報知処理として実行する接続切断制御部17を備えて処理部を構成したことにより、簡易な構成でありながら、電池100の電池電圧Vbの低下を確実に報知することができる。
また、この絶縁抵抗計1によれば、電池電圧Vbの高さに応じたチェック用電流Icを生成するチェック用電流生成部18と、チェックボタン20が操作されたときにチェック用電流生成部18と指示メータ14とを接続するスイッチ19a,19bとを備えたことにより、電池100の消耗度合いを正確に把握させることができる。
なお、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、非使用時(および抵抗値Rが大きい(無限大)のとき)において指針41が右側に位置し、抵抗値Rが小さいときに指針41が左側に回動する指示メータ14を例に挙げて説明したが、これとは逆向きに指針41が回動する構成、つまり、非使用時(および抵抗値Rが大きい(無限大)のとき)において指針41が左側に位置し、抵抗値Rが小さいときに指針41が右側に回動する指示メータの構成を採用することもできる。また、メジャースイッチ33が操作されたときに接続切断処理(報知処理)を実行する例について上記したが、レンジ切替えスイッチの操作等の他の操作がされたときなど任意のキーやスイッチの操作時に接続切断処理(報知処理)を実行する構成を採用することもできる。また、電池電圧Vbが3Vの電池100を用いる例について説明したが、任意の電池電圧の電池を用いることができ、その際に、本発明における「所定値」をその電池電圧に応じて適宜規定することができる。
1 絶縁抵抗計
11 高電圧生成部
13 測定部
14 指示メータ
15 定電流生成部
16a,16b,19a,19b スイッチ
17 接続切断制御部
18 チェック用電流生成部
20 チェックボタン
31 指示用電流生成部
33 メジャースイッチ
41 指針
100 電池
200 測定対象体
Im 電流
Ic チェック用電流
R 測定値
Vb 電池電圧
Vm 測定用電圧
Vs 基準値

Claims (4)

  1. 電池電圧を昇圧して測定用電圧を生成する電圧生成部と、前記測定用電圧の印加によって測定対象体に流れる電流に基づいて当該測定対象体の抵抗値を測定する測定部と、前記抵抗値が小さいほど大きな回動量で指針を回動させて当該抵抗値を指示する指示メータとを備えた絶縁抵抗計であって、
    所定の指示操作がされた状態において前記電池電圧が所定値以下のときに、前記指示メータに対して低抵抗値を示す位置まで前記指針を回動させて前記電池電圧の低下を報知する報知処理を実行する処理部を備えている絶縁抵抗計。
  2. 前記処理部は、前記所定の指示操作としての前記抵抗値の測定を指示する操作がされた状態において前記電池電圧が前記所定値以下のときに前記報知処理を実行する請求項1記載の絶縁抵抗計。
  3. 前記測定部は、前記指示メータの前記指針を前記抵抗値に応じた回動量で回動させるための指示用電流を生成する第1電流生成部を備え、
    前記処理部は、前記報知処理時において前記指針を回動させるための定電流を生成する第2電流生成部と、前記第1電流生成部と前記指示メータとの接続および切断並びに前記第2電流生成部と当該指示メータとの接続および切断を行う第1接続切断部と、前記第1接続切断部を制御する接続切断制御部とを備え、
    前記接続切断制御部は、前記電池電圧を検出すると共に、前記所定の指示操作がされた状態において当該電池電圧の検出値が前記所定値を超えているときには前記第1接続切断部に対して前記第1電流生成部と前記指示メータとを接続させ、前記所定の指示操作がされた状態において前記電池電圧の検出値が前記所定値以下のときには前記報知処理として前記第1接続切断部に対して前記第2電流生成部と前記指示メータとを接続させる接続切断処理を実行する請求項1または2記載の絶縁抵抗計。
  4. 前記電池電圧を示す電流を生成する第3電流生成部と、当該第3電流生成部と前記指示メータとの接続および切断を行う第2接続切断部と、当該第2接続切断部を動作させるための操作部とを備え、
    前記第2接続切断部は、前記操作部が操作されたときに前記第3電流生成部と前記指示メータとを接続する請求項1から3のいずれかに記載の絶縁抵抗計。
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