JPH01172765A

JPH01172765A - 容量性物質の漏れ電流測定装置

Info

Publication number: JPH01172765A
Application number: JP33259787A
Authority: JP
Inventors: Naoji Suzuki; 直司鈴木
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1987-12-28
Publication date: 1989-07-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、コンデンサなどの容量性物質の漏れ？［流
ン測定する、容量性物質の漏れ電流測定装置に関する。

「従来の技術」コンデンサなどの容量性物質の漏れ電流ないし絶縁抵抗
は、従来一般に、第５図に示すような測定回路によって
以下のような方法で測定している。

丁なわち、測定回路は、充電用電源１１、放電用抵抗器
１２、スイッチ１３、電流計１４およびスイッチ１５を
有し、最初に、スイッチ１３および１５乞それぞれ図の
状態と逆の状態に切り換えて、容量性物質１を抵抗器１
２を介して放電させ、次に、スイッチ１５を図の状態と
逆の状態にしたままスイッチ１３を図の状態に切り換え
て、容量性物質１を電源１１により急速に充電し、その
後、スイッチ１３を図の状態にしたままスイッチ１５を
図の状態に切り換えることによって、容量性物質１に流
れる電流を電流計１４に流し１．この電流計１４に流れ
る電流を容量性物質１の漏れ電流として測定する。容量
性物質１の絶縁抵抗Ｒｘは、この漏れ電流の測定値で電
源１１の電圧Ｖｃ乞除して求める。

この場合、スイッチ１５が図の状態に切り換えられると
、電流計１４の入力抵抗Ｒｉにより容量性、物質１の両
端の電圧が変（ヒし、この電圧が安定するまで、容量性
物質１の容＠ｃｘと電流計１４の入力抵抗Ｒｉの積であ
るＣｘ　Ｒｉの時定数で決まる時間を必要とし、この間
、電流計１４に流れる電流が徐々に増加して最終値に達
する。

そのため、漏れ電流の最終値を測定し、またその測定値
から絶縁抵抗を求めるには、Ｃｘ　Ｒｉの時定数で決ま
る時間を要する。特に、容量性物質１の絶縁抵抗Ｒｘが
大きく、漏れ電流が小さいときは、電流計１４の感度を
上Ｉｆる必要があり、入力抵抗Ｒｉを大きくしなければ
ならないので、容量性物質１の容量Ｃｘが太きいと、Ｃ
ｘ　Ｒｉの時定数が大きくなり、測定に長い時間がかか
る。例えば、容ｆｆ１ｃｘが１００／ＪＦ、入力抵抗Ｒ
ｉがｌＸｌ０９Ωのときは、Ｃｘ　Ｒｉの時定数が１０
万秒となり、１０万秒以上もの時間を要する。

「発明が解決しようとする問題点」上述のように、従来の測定方法では、容量性物質の漏れ
電流の最終値を測定するのに容量性物質の容量と電流計
の入力抵抗の積で決まる時間を必要とし、容量性物質の
容量や電流計の入力抵抗が大きいときは測定に長い時間
がかかる不都合がある。

そこで、この発明は、コンデンサなどの容量性物質の漏
れ電流を測定する、容量性物質の漏れ電流測定装置にお
いて、漏れ電流の最終値乞短時間で６川定することがで
きるよう（二したものである。

「問題点を解決するための手段」この発明の漏れ電流測定装置は、測定回路部と、電流値
検出部と、演算制御部と全備える。

測定回路部は、充電用′ｉＪＬ源と電流検出用抵抗器と
スイッチと２代し、上記スイッチが第１の状態にされて
容量性物質が上記充電用電源により急速に充電されたの
ち、上記スイッチが第２の状態に切り換えられて上記容
量性物質から上記電流検出用抵抗器に電流が流れる構成
にされる。

′電流値検出部は、測定回路部の上記電流検出用抵抗器
に流れる電流の、上記スイッチの切換時点から所定時間
後の第１の時点、この第１の時点から所定時間後の第２
の時点、およびこの弗２の時点から所定時間後の弗３の
時点における値を、それぞれデジタルデータとして検出
するものである。

演算制御部は、電流値検出部からの上記それぞれのデジ
タルデータにより示される上記第１、第２および第３の
時点における電流値から所定の算出式によって上記電流
検出用抵抗器に流れる電流の最終値をデジタルデータと
して算出するものである。

「作　用」上述のように構成された、この発明の漏れ電流測定装置
においては、第１、第２および第３の時点をスイッチの
切換時点に近い点に選定することによって、漏れ電流の
最終値が短時間で測定される。

「実施例」第１図は、この発明の漏れ電流測定装置の一例を示す。

測定装置は、測定回路部１０、電流値検出部２０、演算
制御部３０および表示部４０’ＹＷＩえる。

測定回路部１０は、充電用電源１１、放電用抵抗器１２
、容量性物質１の一端を電源１１または抵抗器１２に接
続するスイッチ１３、容量性物質１のｏｈ端側の電流検
出用抵抗器１６、および抵抗器１６を短絡するスイッチ
１７’ｒ有し、抵抗器１６の両端が電流値検出部２０の
入力端に接続される。

スイッチ１３および１７は、それぞれ演算制御部３０か
ら送出される切換信号Ｓａおよびｓｂにより切り換えら
れる。′電流検出用抵抗器１６は、演算制御部３０から
送出される切換信号Ｓｃにより、その抵抗Ｒｓが複数連
りに切り換えられる。電流値検出部２０は、その入力イ
ンピーダンスが十分高くされる。演算制御部３０は、例
えばマイクロコンピユータで構成される。

頭初は電流検出用抵抗器１６の抵抗Ｒ３が小さい値にさ
れて、以下の測定がなされる。まず、スイッチ１３が図
の状態と逆の状態に切り換えられ、スイッチ１７がオン
にされて、容量性物質１が抵抗器１２を介して放電させ
られる。放電完了後、スイッチ１７がオンにされたまま
スイッチ１３が図の状態に切り換えられて、容量性物質
１が′電源１．１により急速に充電される。容量性物質
１の容量をＣＸ、絶縁抵抗をＲｘ、両端の電圧’ｋＶｘ
、電源１１の電圧をＶｃ、スイッチ１７のオン抵抗をＲ
Ｏとすれば、このときの測定回路部１０の等価回路は弗
２図に示すようになる。充′硫完了後、スイッチ１３が
図の状態にされたままスイッチ１７がオフにされる。ス
イッチ１７がオフにされると、測定回路部１０の等価回
路は第３図に示すようになり、容量性物質１の両端の電
圧ＶＸが変化し、電流検出用抵抗器１６に流れる電流Ｉ
が弗４図に示すように時間ｔに対して指数関数的に増加
する。

電流値検出部２０はＡ／Ｄ変換器？備え、この電流値検
出部２０において、演算制御部３０から送出される制御
信号Ｓｄにより、電流検出用抵抗器１６の°両端の電圧
により示される、抵抗器１６に流れる電流Ｉの、スイッ
チ１７のオンからオフへ・′の切換時点から所定時間ｔ
０後の時点ｔ１における値１１％時点ｔ１から同じ時間
ｔ。後の時点ｔ２における値Ｉ２、および時点ｔ２から
同じ時間ｔ。後の時点ｔ３における値工３が、それぞれ
デジタルデータとして順次、検出される。ただし、時点
１１．１２およびｔ３がスイッチ１７の切換時点に著し
く近づきすぎないように、時間ｔ。が選定される。

これらデジタルデータは、演算制御部３０に取り込まれ
て演算制御部３０内のメモリに書き込まれたのち、メモ
リから読み出され、その読み出されたデジタルデータか
ら、後述の算出式によって、電流検出用抵抗器１６に流
れる電流Ｉの最終値Ｉｅを示すデジタルデータが得られ
、さらに、そのデジタルデータと、演算制御部３０内の
メモリに予め薔き込まれた電源１１の電圧Ｖｃ’ｔ’示
すデジタルデータとから、容量性物質１の絶縁抵抗Ｒｘ
Ｙ示すデジタルデータが得られる。すなわち、演算制御
部３０において、デジタルデータの形式で、電流Ｉの時
点ｔ１　＋　ｔ２およびｔ３における値１１．Ｉ２およ
びＩ３から電流Ｉの最終値Ｉｅが算出され、その算出さ
れた最終値Ｉｅで電圧Ｖｃが除されて絶縁抵抗Ｒｘが算
出される。その算出された最終値Ｉｅおよび絶縁抵抗Ｒ
ｘは、表示部４０に表示される。

スイッチ１７がオンからオフに切り換えられる直前にお
いては、第２図から明らかなように、電＃１１の電圧Ｖ
ｃは容量性物質ｌの絶縁抵抗Ｒｘとスイッチ１７のオン
抵抗あおよび電流検出用抵抗器１６の抵抗Ｒｓとで分圧
され、容量性物質１の両端の電圧Ｖｘはとなっている。ただし、である。

この状態でスイッチ１７がオフにされると、抵抗Ｒｓに
流れる電流Ｉは・・・・（３）で表わされるように時間ｔに対して指数関数的に変化す
る。ただし、スイッチ１７のオンからオフへの切換時点
がｔ＝Ｏであり、である。ここで、一＝α　　　　　　　　　　　　・・・・（５）τ ・・・・（７）とおくと、（３）式はＩ”Ｉｅ　　Ｉｏε−ａｔ　　　　　　　、　、　、　
、（Ｂ）で表わされる。これを示したのが第４図で、Ｉ
ｅは電流Ｉのｔ＝−での値、すなわち電流Ｉの最終値で
あり、Ｉｅ　−Ｉｏは電流Ｉのｔ＝Ｏでの値である。

電流Ｉの上述した時点１１．１２．１３における値ＩＩ
　ｔ　Ｉ２　＋　Ｉ３は、第４図から明らかなように、
（８）式においてｔ＝ｔ、、ｔ＝２ｔｏ、ｔ＝３ｔ、と
して、それぞれ、ＩＩ　”　Ｉ６　　Ｉ□ε　　Ｇ　　　　　　−−−−
（９）Ｉ２　＝　Ｉｅ　　Ｉｏε−２ａｔＯ・・・・（
１０）Ｉ３＝Ｉｅ−工０ε−３ａｔＯ・・・・（１１）
となり、（１０）式から（９）式を引くと、Ｉ２−１１
＝　１．ε　　０（１−ε　　０）・・・・（１２）となり、（１１）式から（１０）式を引くと、１、−　
Ｉ２＝　１．ε−２’ａ　ｔ６　（１−ｇ　　　’　）
・・・・（１３）となり、（１３）式を（１２）式で割ると、となり、（
１４）式を（１２）式に代入すると、となり、となる。この（１６）式全（９）式に代入すると、とな
り、最終値Ｉｅはとなる。

演算制御部３０においては、この（１８）弐直二よって
電流Ｉの最終値Ｉｅが算出され、またその算出された最
終値Ｉｅで電圧ＶＣが除されて絶縁抵抗ＲＸが算出され
る。

上述のようにして算出された最終値Ｉｅが時点ｔ１゜ｔ
２．ｔ３における電流値１１．　Ｉ２．　Ｉ３に比べて
極めて大きいときは、その算出された最終値Ｉｅは誤差
ン有する可能性が高くなる。

そこで、演算制御部３０は、上述のようにして算出した
最終値Ｉｅが例えば時点ｔ３における電流値Ｉ３に対し
て所定の比または差以上に大きいか否かを判定し、所定
の比または差以上：二大きいと判定したときには、その
算出した最終値Ｉｅの表示を中止するとともに、切換信
号Ｓｃにより電流検出用抵抗器１６の抵抗Ｒｓ’＆頭初
の値よりも大きい値に切り換えて、制御信号Ｓｄにより
電流値検出部２０から上述と同様に電流Ｉの三つの時点
における値ン取り込み、その値から電流Ｉの最終値？算
出し部子ようにされる。

電流検出用抵抗器１６の抵抗Ｒｓが容量性物質１の絶縁
抵抗Ｒｘに比べて十分小さいときは、丁なわちＲｓ　＜
＜　ＲＸであれば、上述の（３）式および（４）式は・
・・・（１９） τ＝ｃｘＲｓ・・・・（２０）となり、さらにスイッチ１７のオン抵抗Ｒｏが電流検出
用抵抗器１６の抵抗Ｒ８に比べて十分小さいときは、す
なわちＲｏ　＜＜　Ｒｓであれば、（１９）式は骨となる。ここで、一＝α　　　　　　　　　　　　・・・・（２２）τ とおけば、（２１）式は（８）式においてＩｏ　＝　Ｉ
ｅとした一α　ｔＩ：Ｉｅ（１−ε　　）　　　　　　−−−−（２４）
で表わされ、これからエ、＝Ｉｅ（１−εｏ）・・・・（２５）となるので、
この（２５）式に（１４）式を代入すれば、となり、最
終値Ｉｅは、となる。

Ｒｓ　（ＲｘかっＲｏ　（Ｒｓであれば、演算制御部３
゜においては、この（２７）式によって電流工の最終値
Ｉｅが算出されるようにしてもよい。

なお、算出式が幾分複雑になるが、スインｙ−１７の切
換時点から第１の時点ｔ１までの時間、゛第１の時点ｔ
１から弗２の時点ｔ２までの時間、および第２の時点ｔ
２から第３の時点ｔ３までの時間が、例えば順次整数倍
で増加するように、互いに変えられてもよい。

また、充電と電流検出を切り換えるスイッチ１７は、上
述のように電流検出用抵抗器１６を短絡するものでなく
、第５図のスイン７１５のようなものでもよい。

「発明の効果ｊこの発明によれば、漏れ電流の最終値を短時間で測定す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の漏れ電流測定装置の一例を示す接続
図、第２図および第３図はその測定回路部の充電時およ
び電流検出時における等価回路図、弗４図は絽れ電流の
変化の態様を示す図、第５図は従来の彪れ″電流測定方
法で用いられる測定回路を示す接続図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）充電用電源と電流検出用抵抗器とスイッチとを有
し、上記スイッチが第１の状態にされて容量性物質が上
記充電用電源により急速に充電されたのち、上記スイッ
チが第２の状態に切り換えられて上記容量性物質から上
記電流検出用抵抗器に電流が流れる測定回路部と、上記電流検出用抵抗器に流れる電流の、上記スイッチの
切換時点から所定時間後の第１の時点、この第１の時点
から所定時間後の第２の時点、およびこの第２の時点か
ら所定時間後の第３の時点における値を、それぞれデジ
タルデータとして検出する電流値検出部と、上記それぞ
れのデジタルデータにより示される上記第１、第２およ
び第３の時点における電流値から所定の算出式によって
上記電流検出用抵抗器に流れる電流の最終値をデジタル
データとして算出する演算制御部と、を備える容量性物質の漏れ電流測定装置。