JP5836053B2 - 測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の測定レンジの中の一つの測定レンジで測定対象物のパラメータを測定する測定装置に関するものである。

測定装置は、一般的に、測定値の大小に応じて切り換え可能な複数の測定レンジ（入力レンジ）を有している。このような測定装置は、装置が自動的に最適な測定レンジを決定するオートレンジ機能と、測定者の手動設定操作で測定レンジが決定されるホールド（固定）レンジ機能とを備えるものが多い。例えば特許文献１には、オートレンジ機能を備えるインピーダンス測定器が記載されている。

また、測定装置には、測定値と、予め設定された検査用閾値とを比較して、測定値の検査を行う検査機能を備えているものがある。例えば、特許文献２には、測定値と、上限値及び下限値とを比較する比較測定モードや、所定の基準値に対する測定値の偏差を測定する偏差測定モードを備える測定装置が記載されている。

このような検査を行う際に、オートレンジ機能を使用すると、測定周波数などの測定条件を変えたり、測定対象物を交換したりして測定を行う都度、測定レンジの自動選択処理が行われるので、測定に時間が掛かり、ひいては検査時間が長くなる。一方、ホールドレンジ機能を使用して、測定レンジを予め設定しておくと、短時間で測定できるので、検査時間を短くすることができる。しかしながら、測定レンジを予め設定するための作業は煩雑である。

特開平５−２８８７７８号公報 特開平６−１４７９３２号公報

本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、測定値と検査用閾値とを比較する検査機能で装置を動作させる際に、測定者による測定レンジの設定作業が不要でありながら、短時間で測定を行うことができる測定装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項１に記載された測定装置は、複数の測定レンジの中の一つの測定レンジで測定対象物のパラメータを測定する測定部と、測定に用いる該一つの測定レンジを該測定部に設定するレンジ制御部と、該測定部の測定した測定値と予め設定された検査用閾値との比較を行う検査部とを備える測定装置であって、該レンジ制御部が、該検査用閾値が複数設定されているときに、複数の該検査用閾値の中でインピーダンスに換算した値が最大となる検査用閾値に基づいて、該一つの測定レンジを決定することを特徴とする。

同じく前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項２に記載された測定装置は、複数の測定レンジの中の一つの測定レンジで測定対象物のパラメータを測定する測定部と、測定に用いる該一つの測定レンジを該測定部に設定するレンジ制御部と、該測定部の測定した測定値と予め設定された検査用閾値との比較を行う検査部とを備える測定装置であって、該レンジ制御部が、共に合成することでインピーダンスの絶対値を算出可能な第一及び第二の前記パラメータに対して、各々該検査用閾値が設定されているときに、該第一のパラメータの検査用閾値及び該第二のパラメータの検査用閾値で算出されるインピーダンスの絶対値に基づいて、該一つの測定レンジを決定することを特徴とする。

請求項３に記載の測定装置は、請求項１または２に記載のもので、前記レンジ制御部が前記検査用閾値に所定のマージンを算入した値を測定可能な前記測定レンジを、前記測定レンジとして決定することを特徴とする。

請求項４に記載の測定装置は、請求項１または２に記載のもので、前記レンジ制御部が、前記検査用閾値に所定のマージンを算入した値を測定可能な前記測定レンジが複数あるときに、その中でインピーダンスに換算した値が最小となる測定レンジを、前記測定レンジとして決定することを特徴とする。

請求項５に記載の測定装置は、請求項２に記載のもので、前記レンジ制御部が、前記第一及び第二の前記パラメータに対して、各々前記検査用閾値として上限値及び／又は下限値が設定されているときに、
１：該第一のパラメータの上限値及び該第二のパラメータの上限値、
２：該第一のパラメータの上限値及び該第二のパラメータの下限値、
３：該第一のパラメータの下限値及び該第二のパラメータの上限値、
４：該第一のパラメータの下限値及び該第二のパラメータの下限値、
の１〜４の組の中の当て嵌まる全ての組でインピーダンスの絶対値を算出し、その中の最も大きなインピーダンスの絶対値に基づいて、前記測定レンジを決定することを特徴とする。

本発明の測定装置によれば、レンジ制御部が測定値を検査するための検査用閾値に基づいて、測定に使用する一つの測定レンジを決定することにより、測定者が手動で測定レンジを設定する手間が掛からず、しかも、オートレンジ機能よりも高速に測定することができるホールドレンジ機能と同等の速度で測定を行うことができる。したがって、測定対象物の検査を短時間で行うことができる。このように、検査用閾値から測定レンジを決定できるのは、検査用閾値が正常な測定値から大きく離れない値で設定されるためである。

レンジ制御部が、検査用閾値に所定のマージンを算入した値を測定可能な測定レンジを、測定に用いる一つの測定レンジとする場合、このマージンを適宜設定することにより、測定値を正確に測定することのできる最適な測定レンジに設定することができる。例えば検査用閾値が測定レンジの測定範囲の上限側を規定する値であればマージンを小さく設定し、下限側を規定する値であればマージンを大きく設定する。

また、検査用閾値に所定のマージンを算入した値を測定可能な測定レンジが複数あるときに、その中でインピーダンスに換算した値が最小となる測定レンジを、一つの測定レンジとして決定する場合、一層最適な測定レンジに設定することができる。

レンジ制御部が、検査用閾値が複数設定されているときに、複数の検査用閾値の中でインピーダンスに換算した値が最大となる検査用閾値に基づいて、一つの測定レンジを決定する場合、いずれの検査用閾値付近の測定値に対しても正確に測定することができる測定レンジに設定することができる。

レンジ制御部が、共に合成することでインピーダンスの絶対値を算出可能な第一及び第二の前記パラメータに対して、各々検査用閾値が設定されているときに、第一のパラメータの検査用閾値及び第二のパラメータの検査用閾値で算出されるインピーダンスの絶対値に基づいて、測定レンジを決定する場合、２種類のパラメータの検査用閾値から測定レンジを決めているので、１種類のパラメータから測定レンジを決めるよりも、最適な測定レンジに設定することができる。

レンジ制御部が、第一及び第二の前記パラメータに対して、各々検査用閾値として上限値及び／又は下限値が設定されているときに、各々の上限値及び／又は下限値を組み合わせて算出できるインピーダンスの絶対値のうちの最も大きなインピーダンスの絶対値に基づいて、一つの測定レンジを決定する場合、取り得る組み合わせ全てでインピーダンスの絶対値を算出しているので、一層最適な測定レンジに設定することができる。

本発明を適用する測定装置の一例であるインピーダンス測定装置１の使用状態を示すブロック図である。 インピーダンス測定装置１のタッチパネル１０に表示された「測定レンジの設定画面」を示す概要図である。 インピーダンス測定装置１のタッチパネル１０に表示された「比較検査用の上限値、下限値の設定画面」を示す概要図である。 インピーダンス測定装置１の検査基準同期機能の動作を示すフローチャートである。 インピーダンス測定装置１のタッチパネル１０に表示された「比較検査実行画面」を示す概要図である。 インピーダンス測定装置１のタッチパネル１０に表示された「選別検査用の上限値、下限値の設定画面」を示す概要図である。 インピーダンス測定装置１のタッチパネル１０に表示された「選別検査実行画面」を示す概要図である。 インピーダンス測定装置１のθ，Ｑ，Ｄを考慮した検査基準同期機能の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。

本発明を適用する測定装置の一例として、図１にインピーダンス測定装置１の構成を示す。このインピーダンス測定装置１は、測定部２、ＣＰＵ（中央演算処理装置）３、メモリ４、タッチパネル１０を備え、ＤＵＴ（測定対象物）９０のパラメータを測定して、その測定値の検査を行うことが可能なものである。

測定部２は、例えば同図に示すように、ＤＵＴ９０の両端にプローブ２ａ、プローブ２ｂを接触させて２端子法でＤＵＴ９０のパラメータを測定可能に構成されている。測定部２は、４端子法や公知の他の方法でパラメータを測定するものであってもよい。測定部２は、複数の測定レンジの中の一つの測定レンジに切り換えて、測定対象物のパラメータを測定する。この複数の測定レンジは、測定可能な適正なレベルに入力レベルを変換するために、増幅度又は減衰度を段階的に切り換え可能に構成されている。複数の測定レンジは、公知の回路であるので、具体的な構成についての説明は省略する。

ここでパラメータとは、電気的な特性値であり、例えば、抵抗Ｒ、静電容量Ｃ、インダクタンスＬ、インピーダンスの絶対値|Ｚ|（以下において「インピーダンス|Ｚ|」ともいう）、インピーダンスの位相角θ、リアクタンスＸ、アドミタンスの絶対値｜Ｙ｜（以下において「アドミタンス|Ｙ|」ともいう）、アドミタンスの位相角φ、コンダクタンスＧ、サセプタンスＢであったり、抵抗、コンデンサ、及びコイルを直列接続した直列等価回路における直列等価抵抗Ｒｓ、直列等価静電容量Ｃｓ、直列等価インダクタンスＬｓであったり、抵抗、コンデンサ、及びコイルを並列接続した並列等価回路における並列等価抵抗Ｒｐ、並列等価静電容量Ｃｐ、並列等価インダクタンスＬｐであったり、Ｑ（Ｑファクタ）や損失係数Ｄ（Ｄ＝１／Ｑ＝ｔａｎδ）であったり、直流抵抗Ｒｄｃであったりする。測定するパラメータは、タッチパネル１０の操作により、任意に複数（例えば２つ）選択可能になっている。

ＣＰＵ３は、メモリ４に記憶されているプログラムに従って動作して、インピーダンス測定装置１の各部の動作を統括的に制御する。また、ＣＰＵ３は、本発明における検査部及びレンジ制御部を兼ねている。検査部としてＣＰＵ３は、測定部２の測定した測定値と予め設定された検査用閾値との比較を行う。レンジ制御部としてＣＰＵ３は、検査用閾値に基づいて、測定に用いる一つの測定レンジを決定して、測定部２に設定する。また、ＣＰＵ３は、タッチパネル１０に画像を表示させ、タッチパネル１０で操作された内容を判別する。

メモリ４は、例えば、プログラムを記憶するＲＯＭ（リードオンリーメモリ）、ＣＰＵ３の作業エリアとなるＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、及び、測定値、検査用閾値、及び各種設定値を記憶する例えばフラッシュＲＯＭなどの書き換え可能な不揮発性メモリ（いずれも図示せず）で構成されている。

タッチパネル１０は、操作部及び表示部を兼ねており、液晶パネルやＣＲＴなどの表示装置と、タッチパッドなどの位置入力装置とが組み合わされていて、画像を表示すると共に、指や専用ペン等が画面に触れたときに、その触れた画面上の位置情報をＣＰＵ３に出力する。

次に、インピーダンス測定装置１の動作について説明する。

図２に、タッチパネル１０に「測定レンジの設定画面」が表示されている例を示す。この画面は、測定や検査を行う前に予め設定を行うための画面である。

タッチパネル１０に表示されているパラメータ設定ボタン１１，１３は、測定を行うパラメータを設定するためのボタンである。パラメータ設定ボタン１１，１３が指等で選択される（触られる）と、複数種類のパラメータの中から測定を行うパラメータを選択可能に表示した「パラメータの選択画面」（図示せず）をＣＰＵ３（図１参照）が表示させる。測定者によってパラメータが選択されると、図２の「測定レンジの設定画面」に戻り、選択されたパラメータをパラメータ設定ボタン１１，１３に表示する。この例では、パラメータ設定ボタン１１にインピーダンス|Ｚ|を示す「|Ｚ|」が表示され、パラメータ設定ボタン１３にインピーダンスの位相角θを示す「θ」が表示されていて、|Ｚ|及びθを測定することが示されている。パラメータ設定ボタン１１の右横には、測定部２が測定した|Ｚ|の測定値２１が表示され、パラメータ設定ボタン１３の右横には、測定部２が測定したθの測定値２２が表示される。また、ＤＵＴ９０の両端電圧値２３ａ及びＤＵＴ９０に流れた電流値２３ｂが表示される。

検査用閾値設定ボタン１２は、パラメータ設定ボタン１１で設定されたパラメータ（この例ではインピーダンス|Ｚ|）の測定値との比較検査に用いる検査用閾値を設定するためのボタンである。検査用閾値設定ボタン１４は、パラメータ設定ボタン１３で設定されたパラメータ（この例では位相角θ）の測定値との比較検査に用いる検査用閾値を設定するためのボタンである。検査用閾値は、一例として、上限値や下限値で設定する。検査用閾値を、基準値に対する上限割合や下限割合、又は、基準値に対する上限幅の値（例えば|Ｚ|の場合、基準値＋１Ω）や下限幅の値（例えば|Ｚ|の場合、基準値−１Ω）で設定してもよい。

検査用閾値設定ボタン１２が指等で選択されたときに、例えば図３に示すように、検査用閾値として、上限値、及び下限値の少なくとも一方を設定するための「比較検査用の上限値、下限値の設定画面」をＣＰＵ３（図１参照）がタッチパネル１０に表示させる。「比較検査用の上限値、下限値の設定画面」では、同図に示すように、上限値を設定するためのＨＩボタン４１、下限値を設定するためのＬＯボタン４２、数値設定用ボタン４３、ＯＦＦボタン４４が表示されている。ＨＩボタン４１が選択されて、数値設定用ボタン４３によって数値設定されることで、上限値が設定される。ＬＯボタン４２が選択されて、数値設定用ボタン４３によって数値設定されることで、下限値が設定される。例えば、上限値として１７ｋΩ、下限値として１５ｋΩのように設定する。上限値、下限値はＯＦＦボタン４４で設定を解除、つまり設定しないようにすることができる。検査用閾値設定ボタン１４が選択されたときも、同様にして上限値及び下限値の少なくとも一方を設定する。設定された上限値、下限値は、パラメータに対応させてメモリ４（図１参照）に記憶させる。検査用閾値が設定されたときには、検査用閾値設定ボタン１２，１４には、一例として「ＬＩＭＩＴ」の文字が表示される。また、図５に示すように、上限値２４ａ，２５ａや下限値２４ｂ，２５ｂの値が表示される。

また、図２に示すように、タッチパネル１０には、ホールドレンジ機能を選択するためのＨＯＬＤボタン３１、オートレンジ機能を選択するためのＡＵＴＯボタン３２、及び検査基準同期機能を選択するためのＪＵＤＧＥ ＳＹＮＣボタン３３が表示されている。タッチパネル１０には、ホールドレンジ機能の選択時に測定レンジを手動で設定するための測定レンジ設定ボタン３４，３４・・・が表示されている。

同図において、測定レンジ設定ボタン３４，３４・・・に表示されている値が、各測定レンジを表している。各測定レンジは、測定するパラメータの種類にかかわらず、インピーダンス|Ｚ|で規定されている。また、各測定レンジは、測定可能なインピーダンス|Ｚ|の最大値で表されている。各測定レンジで測定可能なインピーダンス|Ｚ|（測定値）の範囲は、一例として、１００ｍΩレンジでは０〜１００ｍΩ、１Ωレンジでは８０ｍΩ〜１Ω、１０Ωレンジでは８００ｍΩ〜１０Ω、３００Ωレンジでは８Ω〜３００Ω、１ｋΩレンジでは２４０Ω〜１ｋΩ、３ｋΩレンジでは８００Ω〜３ｋΩ、１０ｋΩレンジでは２．４ｋΩ〜１０ｋΩ、３０ｋΩレンジでは８ｋΩ〜３０ｋΩ、１００ｋΩレンジでは２４ｋΩ〜１００ｋΩ、１ＭΩレンジでは８０ｋΩ〜１ＭΩ、１０ＭΩレンジでは８００ｋΩ〜１０ＭΩ、１００ＭΩレンジでは８ＭΩ〜１００ＭΩの範囲である。なお、測定レンジ設定ボタン３４，３４・・・に表示する測定レンジの値は、測定するパラメータの種類にかかわらず常にインピーダンス|Ｚ|で表してもよいし、例えば静電容量Ｃを測定するときは、測定レンジ設定ボタン３４，３４・・・を、１ｐＦ、・・・、１μＦ、・・・１Ｆのようにパラメータの種類に対応させた単位で表してもよいが、ＣＰＵ３の内部処理では、測定レンジは測定するパラメータの種類にかかわらず常にインピーダンス|Ｚ|で処理を行うものとする。

ホールドレンジ機能が選択されたときには、ＣＰＵ３（図１参照）は、測定レンジ設定ボタン３４，３４・・・で設定された測定レンジで測定部２（図１参照）にパラメータの測定を行わせ、測定値が上限値や下限値で示された範囲内にあるか検査して、その検査結果をタッチパネル１０に表示させる。オートレンジ機能が選択されたときには、ＣＰＵ３は、測定レンジの測定可能な範囲内に測定値が入るように測定レンジを適宜切換えて測定を行わせ、測定値の検査を行い、検査結果をタッチパネル１０に表示する。

検査基準同期機能がＪＵＤＧＥ ＳＹＮＣボタン３３によって選択されたときには、レンジ制御部として機能するＣＰＵ３は、図４に示すフローチャートにしたがって、検査用閾値から測定に用いる一つの測定レンジを決定する。

具体的には、レンジ制御部は、ステップＳ１で、測定を行うために予め設定されたパラメータの種類を判別する。検査基準同期機能では、一例として、単独でインピーダンスに換算することができるパラメータの検査用閾値を用いて測定レンジを決定する。単独でインピーダンスに換算することが可能なパラメータについては、表１中に算出式（第一算出式及び第二算出式）を示している。単独でインピーダンスに換算できないパラメータである位相角θ、Ｑファクタ、損失係数Ｄについては、表１中に算出式を示していない。図２，３の例では、パラメータとして、インピーダンス|Ｚ|及び位相角θの２つが設定されているので、レンジ制御部は、インピーダンス|Ｚ|について表１中に算出式があると判別する。この表１に相当するテーブルは、メモリ４に予め記憶されている。

表１中の上限値、下限値（検査用閾値）は、対応するパラメータの単位で設定されているものとする。例えば、検査用閾値が、インピーダンス|Ｚ|、リアクタンスＸ，抵抗Ｒｓ，Ｒｐのときには単位[Ω]で設定され、アドミタンス|Ｙ|、コンダクタンスＧ、サセプタンスＢでは単位[Ｓ]で設定され、静電容量Ｃｓ，Ｃｐのときには単位[Ｆ]で設定され、インダクタンスＬｓ，Ｌｐのときには単位[Ｈ]で設定されているものとする。また、表中のｆは測定周波数[Ｈｚ]である。

続いて、レンジ制御部は、ステップＳ２で、表１中の対応するパラメータ（この例ではインピーダンス|Ｚ|）の欄を参照して、第一算出式で用いる検査用閾値（インピーダンス|Ｚ|の場合、上限値）が設定されているか否かを判別する。第一算出式は、パラメータをインピーダンスの絶対値に換算したときに上限側となる検査用閾値の設定が有る場合に用いられ、第二算出式は、パラメータをインピーダンスの絶対値に換算したときに上限側となる検査用閾値の設定が無く、下限側となる検査用閾値の設定がある場合に用いられる。同表に示すように、第一算出式に上限値を用いるか、下限値を用いるかはパラメータの種類によって異なる。

レンジ制御部は、ステップＳ２で、第一算出式で用いる検査用閾値が有ると判別したときは、ステップＳ３に進み、第一算出式でレンジ決定用インピーダンスを算出する。ステップＳ２で、第一算出式で用いる検査用閾値が無いと判別したときは、ステップＳ４に進み、第二算出式でレンジ決定用インピーダンスを算出する。第一算出式又は第二算出式で算出されるレンジ決定用インピーダンスは、検査用閾値に所定のマージンを算入した値を、インピーダンスに換算した値である。第一算出式では、一例として検査用閾値にマージンを２０％算入して１２０％としてレンジ決定用インピーダンスを求め、第二算出式では、検査用閾値にマージンを１００％算入して２００％としてレンジ決定用インピーダンスを求めている。何れも、測定可能とすべきインピーダンス|Ｚ|の値を求めている。算入するマージンの値は、測定値のばらつき具合など対応させるように、タッチパネルの操作で測定者が変更設定できるようにすることが好ましい。第二算出式で算入するマージンの方が、第一算出式で算入するマージンよりも大きく設定することが好ましい。第一算出式で算入するマージンは、例えば１〜５０％とすることが好ましいが、第一算出式を用いる場合、マージンを算入しなくてもよい。第二算出式で算入するマージンは、例えば５０〜３００％とすることが好ましい。

インピーダンス|Ｚ|の上限値として１７ｋΩが設定されている場合、ステップＳ３では、第一算出式により１７ｋΩ×１２０％＝２０．４ｋΩのレンジ決定用インピーダンスが算出される。また、インピーダンス|Ｚ|の上限値が設定されておらず、下限値として１５ｋΩが設定されている場合、ステップＳ４では、第二算出式により１５ｋΩ×２００％＝３０ｋΩのレンジ決定用インピーダンスが算出される。

次に、レンジ制御部は、ステップＳ５で、測定に用いる一つの測定レンジとして、ステップＳ３又はステップＳ４で算出されたレンジ決定用インピーダンスを測定可能な測定レンジを選択する。例えば、ステップＳ３で算出されたレンジ決定用インピーダンスが２０．４ｋΩの場合、レンジ制御部は８ｋΩ〜３０ｋΩを測定可能な３０ｋΩレンジを選択する。また、例えばステップＳ４で算出されたレンジ決定用インピーダンスが３０ｋΩの場合、８ｋΩ〜３０ｋΩを測定可能な３０ｋΩレンジと、２４ｋΩ〜１００ｋΩを測定可能な１００ｋΩレンジの２つの測定レンジが選択可能であるが、下限値である１５ｋΩを測定可能な３０ｋΩレンジを選択する。このように、複数の測定レンジでレンジ決定用インピーダンスを測定可能な場合には、レンジ制御部はインピーダンスが最も小さい測定レンジを選択する。

以上で、検査基準同期機能によるレンジ決定処理が終了する。このような簡便な計算処理で、検査用閾値から測定に用いる一つの測定レンジを自動的に決定することができる。

なお、インピーダンスに換算可能な複数のパラメータで測定を行う場合、パラメータごとにステップＳ１〜Ｓ５を行い、得られた複数の測定レンジの中でインピーダンスが最も大きな測定レンジを、測定に用いる一つの測定レンジとして決定する。例えば、インピーダンス|Ｚ|及び直列等価静電容量Ｃｓで測定を行う場合、インピーダンス|Ｚ|についてステップＳ１〜Ｓ５を行って決定された測定レンジと、直列等価静電容量ＣｓについてステップＳ１〜Ｓ５を行って決定された測定レンジとを比較して、インピーダンスが大きな方の測定レンジを用いる。また、単独でインピーダンスに換算できないパラメータである位相角θ、Ｑファクタ、及び／又は損失係数Ｄのみが検査用閾値に設定されているときには、オートレンジ機能で測定レンジを決定することが好ましい。

図５に、タッチパネル１０に表示させた「比較検査実行画面」の表示例を示す。同図に示すＳＴＲＡＴボタン３５が押されると、ＣＰＵ３は、決定された測定レンジで測定部２に測定を行わせる。続いて、検査部となるＣＰＵ３は、測定値と上限値及び／又は下限値とを比較して測定値の検査（比較検査）を行い、その検査結果をタッチパネル１０に表示させる。

同図に示すように、「比較検査実行画面」には、インピーダンス|Ｚ|の測定値２１の検査結果として、測定値２１の下に検査結果２７を表示し、位相角θの測定値２２の下に検査結果２８を表示している。検査結果２７として、測定値２１が上限値２４ａ及び下限値２４ｂの範囲内に入っているときには「ＩＮ」を表示し、測定値２１が上限値２４ａよりも大きいときには「ＨＩ」を表示し、測定値２１が下限値２４ｂよりも小さいときには「ＬＯ」を表示する。上限値２４ａだけが設定されているときには、検査結果２７として、測定値２１が上限値２４ａ以下のときには「ＩＮ」を表示し、測定値２１が上限値２４ａよりも大きいときには「ＨＩ」を表示する。下限値２４ｂだけが設定されているときには、検査結果２７として、測定値２１が下限値２４ａ以上のときには「ＩＮ」を表示し、測定値２１が下限値２４ｂよりも小さいときには「ＬＯ」を表示する。検査結果２８についても同じ様に判定して表示する。また、「比較検査実行画面」には、インピーダンス|Ｚ|の上限値２４ａ、下限値２４ｂ、及び、位相角θの上限値２５ａ、下限値２５ｂを表示させる。また、測定レンジとして、検査基準同期機能で設定された測定レンジ２６を表示させる。「比較検査実行画面」には、同図に示すように、測定周波数、測定電圧などの各種測定条件を表示させてもよい。また、検査結果をＵＳＢメモリなどの外部メモリに保存するためのＳＡＶＥボタン３６や、印刷するためＰＲＩＮＴボタン３７を表示させる。

次に、インピーダンス測定装置１が、選別検査機能を有する場合に、検査基準同期機能で測定レンジを決定する例について説明する。

選別検査機能とは、測定値が、予め設定されている複数の選別範囲（グループ）のうちの何れの選別範囲に該当するか検査する機能である。選別検査機能では、選別検査用に上限値及び／又は下限値（検査用閾値）で示される選別範囲が複数設定されている。選別検査機能は、ＢＩＮ機能とも呼ばれている。例えば、測定値が、基準値に対して±１％以内（検査用閾値の一例）であればＢＩＮ（選別範囲）１、±３％以内であればＢＩＮ２、±５％以内であればＢＩＮ３、±１０％以内であればＢＩＮ４のように選別する。選別検査は、１つのパラメータに対して行ってもよいし、複数のパラメータに対して行ってもよい。

図６に、タッチパネル１０に「選別検査用の上限値、下限値の設定画面」が表示されている例を示す。同図は、パラメータとしてインピーダンス|Ｚ|及び位相角θについて選別検査する例である。インピーダンス|Ｚ|については、一例として、基準値に対する上限割合（ＨＩ）、及び下限割合（ＬＯ）でＢＩＮ１〜ＢＩＮ４の各範囲が設定されている。基準値に対する上限割合及び下限割合で演算した値が、上限値及び下限値となる。位相角θについては、一例として、相対値ではなく絶対値で、つまり上限値（ＨＩ）及び下限値（ＬＯ）で、ＢＩＮ１〜ＢＩＮ４の各範囲が設定されている。各選別範囲として、上限値（上限割合）又は下限値（下限割合）だけが設定される場合もある。

インピーダンス|Ｚ|の測定値がＢＩＮ１の範囲であり、かつ位相角θの測定値がＢＩＮ１の範囲であるときに、検査部であるＣＰＵ３は、検査結果としてＢＩＮ１であると判定する。インピーダンス|Ｚ|の測定値がＢＩＮ３の範囲であり、かつ位相角θの測定値がＢＩＮ１の範囲であるときに、検査部は、検査結果としてＢＩＮ３であると判定する。このように複数のパラメータに対して選別検査するときには、検査部は、該当する選別範囲の中で、最も広い範囲の選別範囲（基準の緩やかな選択範囲）を選択する。図７に、タッチパネル１０に表示した「選別検査実行画面」の表示例を示す。同図では、検査結果２９としてＢＩＮ１が表示されている。

このような選別検査を行う場合、検査基準同期機能を使用して測定レンジを決定するときには、レンジ制御部は、図４に示したフローチャートで測定レンジを決定する際に、複数の選別範囲（ＢＩＮ１〜ＢＩＮ４）の中で、表１の第一算出式（ステップＳ３）又は第二算出式（ステップＳ４）で算出するレンジ決定用インピーダンスが、最も大きくなる選別範囲で測定レンジを決定する。具体的には、図６のように上限割合（上限値）及び下限割合（下限値）で選別範囲が設定されているときには、レンジ制御部は、ステップＳ２からステップＳ３に進み、レンジ決定用インピーダンスが最も大きくなるＢＩＮ４のインピーダンス|Ｚ|の上限値（ＨＩ ＋１０％）を用いて、第一算出式でレンジ決定用インピーダンスを算出する。仮に、図６においてＢＩＮ１〜４のインピーダンス|Ｚ|の上限割合（ＨＩ）がＯＦＦに設定されているときには、レンジ制御部は、ステップＳ２からステップＳ４に進み、レンジ決定用インピーダンスが最も大きくなるＢＩＮ１のインピーダンス|Ｚ|の下限値（ＬＯ −１％）を用いて、第二算出式でレンジ決定用インピーダンスを算出する。なお、ステップＳ３又はステップＳ４において、ＢＩＮ１〜ＢＩＮ４でそれぞれレンジ決定用インピーダンスを算出し、算出した値を比較して最も大きなレンジ決定用インピーダンスを選択し、その値から測定レンジを決定するようにしてもよい。

なお、上記の例では、位相角θは単独でインピーダンスに換算できないパラメータであるので、インピーダンス|Ｚ|の検査用閾値から測定レンジを決定しているが、例えば静電容量ＣやインダクタンスＬなど、単独でインピーダンスに換算可能なパラメータを複数測定する場合、各パラメータに基づき決定した測定レンジの中で、インピーダンスが最も大きな測定レンジを用いる。

次に、インピーダンス測定装置１が、単独でインピーダンスに換算できない位相角θ、Ｑファクタ、損失係数Ｄを考慮して検査基準同期機能で測定レンジを決定する例について、図８のフローチャートを参照して説明する。

このフローチャートを実行する前に、測定を行うパラメータや検査用閾値は予め設定されているものとする。

先ず、レンジ制御部は、ステップＳ１１で、測定を行うために設定されているパラメータが、表２中の「メインパラメータとサブパラメータとの組み合わせ」欄に示した２つのパラメータに該当するか判別する。ここでは、位相角θ、Ｑファクタ、損失係数Ｄをサブパラメータ（本発明における第二のパラメータ）と称しており、表２中の抵抗Ｒｓ，Ｒｐ、リアクタンスＸ・・・等の他のパラメータをメインパラメータ（本発明における第一のパラメータ）と称している。このメインパラメータ及びサブパラメータの組み合わせは、両パラメータを共に合成してインピーダンスの絶対値（レンジ決定用インピーダンス|Ｚｒ|）を算出することができる組み合わせになっている。表２には、両パラメータからレンジ決定用インピーダンス|Ｚｒ|を求める算出式が表されている。表２に相当するテーブルは、メモリ４（図１参照）に予め記憶されている。

表２中、ω＝２πｆである。ここでｆは測定周波数（Ｈｚ）を表す。また、表２中、「＊」は乗算を表している。

ステップＳ１１で、設定されている２つのパラメータが表２中のパラメータに該当しているときは、レンジ制御部は、ステップＳ１２に進む。

次に、レンジ制御部は、ステップＳ１２で、メインパラメータ及びサブパラメータの各々に、検査用閾値として上限値及び／又は下限値の設定が有るか判別する。上限値及び／又は下限値の設定が有るときは、レンジ制御部は、ステップＳ１３に進む。なお、上限値や下限値は、基準値に対する上限割合や下限割合などのように、演算により求める形式で設定されていてもよい。

続いて、レンジ制御部は、ステップＳ１３で、
１：メインパラメータの上限値及びサブパラメータの上限値
２：メインパラメータの上限値及びサブパラメータの下限値
３：メインパラメータの下限値及びサブパラメータの上限値
４：メインパラメータの下限値及びサブパラメータの下限値
の１〜４の組（グループ）の中の当て嵌まる全ての組で、それぞれ表２中の算出式を用いてレンジ決定用インピーダンス|Ｚｒ|を算出し、その中の最も大きなレンジ決定用インピーダンス|Ｚｒ|を選択する。

例えば、メインパラメータの検査用閾値として上限値及び下限値が設定され、サブパラメータの検査用閾値として上限値及び下限値が設定されている場合、１〜４の組が全て当て嵌まるので、１〜４の各組が示す検査用閾値でそれぞれレンジ決定用インピーダンス|Ｚｒ|を算出し、その４つの中から、最も大きなレンジ決定用インピーダンス|Ｚｒ|を選択する。

また、例えば、メインパラメータの検査用閾値として上限値及び下限値が設定され、サブパラメータの検査用閾値として上限値のみが設定されている場合、１の組と３の組が当て嵌まるので、１の組及び３の組でレンジ決定用インピーダンス|Ｚｒ|を算出し、その２つの中から、最も大きなレンジ決定用インピーダンス|Ｚｒ|を選択する。

続いて、レンジ制御部は、ステップＳ１４で、測定レンジの中からステップＳ１３で選択されたレンジ決定用インピーダンス|Ｚｒ|を測定することができるレンジを、測定に用いる一つの測定レンジとして決定する。複数の測定レンジで測定が可能なときには、インピーダンスが最も小さな測定レンジを選択する。ステップＳ１３で選択されたレンジ決定用インピーダンス|Ｚｒ|に所定のマージンを算入して、その値を測定できるレンジを、測定レンジとして決定してもよい。

このように、サブパラメータの検査用閾値も考慮して測定レンジを決定することで、メインパラメータの検査用閾値だけから測定レンジを決定するときよりも、的確な測定レンジで測定することができる。なお、ステップＳ１１で該当しない（ＮＯ）と判別したときや、ステップＳ１２で上限値、下限値の設定が無い（ＮＯ）と判別したときには、処理を終了して、既に説明した図４のフローチャートに従って、測定レンジを決定することが好ましい。

選別検査機能を使用する場合、ステップＳ１３では、各選別範囲の中で、レンジ決定用インピーダンス|Ｚｒ|が最も大きくなる選別範囲の上限値及び下限値を用いて、測定レンジを決定する。例えば、ＢＩＮ１〜４の各条件でそれぞれステップＳ１３を実行し、その中で最も大きなレンジ決定用インピーダンス|Ｚｒ|を用いてステップＳ１４で測定レンジを決定する。

なお、種々のパラメータを測定可能なインピーダンス測定装置１について説明したが、例えば静電容量Ｃだけを測定可能な容量計のように単一のパラメータを測定可能な測定装置に本発明を適用してもよい。このような場合、測定レンジをインピーダンス|Ｚ|で規定せずに静電容量で規定して、レンジ決定用インピーダンスに換算することなく検査用閾値から直接測定レンジを決定してもよい。要は、検査用閾値が正常な測定値の範囲を規定していることから、検査用閾値、又はそこに必要性に応じてマージンを算入した値を測定することができる測定レンジを、測定に用いる一つの測定レンジとして決定すればよい。

１はインピーダンス測定装置、２は測定部、２ａ・２ｂはプローブ、３はＣＰＵ、４はメモリ、１０はタッチパネル、１１・１３はパラメータ設定ボタン、１２・１４は検査用閾値設定ボタン、２１は|Ｚ|の測定値、２２はθの測定値、２３ａは両端電圧値、２３ｂは電流値、２４ａ・２５ａは上限値、２４ｂ・２５ｂは下限値、２６は測定レンジ、２７・２８・２９は検査結果、３１はＨＯＬＤボタン、３２はＡＵＴＯボタン、３３はＪＵＤＧＥ ＳＹＮＣボタン、３４は測定レンジ設定ボタン、３５はＳＴＲＡＴボタン、３６はＳＡＶＥボタン、３７はＰＲＩＮＴボタン、４１はＨＩボタン、４２はＬＯボタン、４３は数値設定用ボタン、４４はＯＦＦボタン、９０はＤＵＴである。

Claims (5)

1. 複数の測定レンジの中の一つの測定レンジで測定対象物のパラメータを測定する測定部と、測定に用いる該一つの測定レンジを該測定部に設定するレンジ制御部と、該測定部の測定した測定値と予め設定された検査用閾値との比較を行う検査部とを備える測定装置であって、該レンジ制御部が、該検査用閾値が複数設定されているときに、複数の該検査用閾値の中でインピーダンスに換算した値が最大となる検査用閾値に基づいて、該一つの測定レンジを決定することを特徴とする測定装置。
2. 複数の測定レンジの中の一つの測定レンジで測定対象物のパラメータを測定する測定部と、測定に用いる該一つの測定レンジを該測定部に設定するレンジ制御部と、該測定部の測定した測定値と予め設定された検査用閾値との比較を行う検査部とを備える測定装置であって、該レンジ制御部が、共に合成することでインピーダンスの絶対値を算出可能な第一及び第二の前記パラメータに対して、各々該検査用閾値が設定されているときに、該第一のパラメータの検査用閾値及び該第二のパラメータの検査用閾値で算出されるインピーダンスの絶対値に基づいて、該一つの測定レンジを決定することを特徴とする測定装置。
3. 前記レンジ制御部が、前記検査用閾値に所定のマージンを算入した値を測定可能な前記測定レンジを、前記測定レンジとして決定することを特徴とする請求項１または２に記載の測定装置。
4. 前記レンジ制御部が、前記検査用閾値に所定のマージンを算入した値を測定可能な前記測定レンジが複数あるときに、その中でインピーダンスに換算した値が最小となる測定レンジを、前記測定レンジとして決定することを特徴とする請求項１または２に記載の測定装置。
5. 前記レンジ制御部が、前記第一及び第二の前記パラメータに対して、各々前記検査用閾値として上限値及び／又は下限値が設定されているときに、
   １：該第一のパラメータの上限値及び該第二のパラメータの上限値、
   ２：該第一のパラメータの上限値及び該第二のパラメータの下限値、
   ３：該第一のパラメータの下限値及び該第二のパラメータの上限値、
   ４：該第一のパラメータの下限値及び該第二のパラメータの下限値、
   の１〜４の組の中の当て嵌まる全ての組でインピーダンスの絶対値を算出し、その中の最も大きなインピーダンスの絶対値に基づいて、前記測定レンジを決定することを特徴とする請求項２に記載の測定装置。

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