JPH03261871A - 電流測定装置 - Google Patents

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】 〔目次］ 概要 産業上の利用分野 従来の技術（第５図） 発明が解決しようとする課題（第６．第７図）課題を解
決するための手段（第１図） 作用 実施例（第２〜第４図） 発明の効果 〔概　要〕 電流測定装置、特に測定系の内部抵抗や浮遊容量の影響
を受は易い数＋（ｎＡ）程度の微小電流を測定する装置
に関し、 該測定系の時定数に依存されることなく、セットアツプ
時間の短縮化を図り、微小を流の高速測定化を図ること
を目的とし、 第１の反転入力部が一つの測定端子に接続され、第１の
非反転入力部が設定電圧源に接続された第１の差動増幅
器と、前記測定端子と第１の差動増幅器の第１の出力部
との間に接続されたｔ７Ｒ検出用抵抗と、前記電波検出
用抵抗に並列に接続された電流範囲設定手段、電流表示
手段と、前記測定端子に第２の反転入力部が接続され、
前記第１の差動増幅器の第１の出力部に第２の非反転入
力部が接続された第２の差動増幅器と、前記を流範囲設
定手段と前記第２の差動増幅器の第２の出力部との間に
接続されたｎ個の抵抗選択制御手段とを具備し、前記電
流範囲設定手段が、ｎ個の電流範囲設定用抵抗とｎ個の
抵抗選択手段から戒り、前記第２の差動増幅器が前記電
流検出用抵抗の両端の電圧を検出して前記各抵抗選択制
御手段に検出電圧の出力をし、前記抵抗選択制御手段が
、前記第２の差動増幅器からの検出電圧、下位からの動
作解除信号及び外部からの抵抗切換設定電圧を人力して
前記各抵抗選択手段に選択制御信号の出力をし、前記電
流表示手段が前記電流検出用抵抗の両端の電圧に基づく
電流を表示することを含み構成する。

〔産業上の利用分野］ 本発明は、電流測定装置に関するものであり、更に詳し
く言えば、測定系の内部抵抗や浮遊容量の影響を受は易
い数十（ｎＡ）程度の微小電流を測定する装置に関する
ものである。

近年、半導体集積回路装置等の微小電流の測定の要求に
伴いオペアンプを用いて電波検出用抵抗の両端に現れる
電圧を測定し、該電圧を電流換算する電流測定装置が使
用されている。

該装置によれば、測定物・測定治具及び測定装置自身の
浮遊容量と被測定物の高内部抵抗との積により算出され
る測定系の時定数が大きくなることから、オペアンプが
測定可能になるまでの時間すなわち、セットアツプ時間
が長くなり、微小電流を高速に測定することができない
という問題がある。

そこで、測定系の時定数に依存されることなく、セット
アツプ時間の短縮化を図り、微小電流を高速に測定する
ことができる装置が望まれている。

〔従来の技術］ 第３図は、従来例に係る電流測定装置の構成図である。

図において、数＋（ｎＡ）程度の微小電流を測定する電
流測定装置は、ＣＰＵＩ、電流検出用抵抗ＲＯ，オペア
ンプＯＰＩ、　ＯＰ２．電流範囲設定量！２．ｉｉ圧計
３．Ａ／Ｄ変換回路４．リレーコイル選択回路５．＠、
圧発生回Ｗ！６．測定端子７ａ。

７ｂ、測定治具８等から成る。また、当該装置の測定原
理は、オペアンプＯＰＩの出力部ｏｕｔと測定端子７ａ
との間に接続された電流検出用抵抗ＲＯと電流範囲設定
回路２との並列合成抵抗の両端の電位差を測定し、該電
位差を電流換算したものを電圧計３により表示するもの
である。

その測定方法は、まず、測定端子７ａ、７ｂと被測定対
象９とを接続する。ここで、当該装置の初期条件として
、を流範囲設定回路２の電流範囲設定用抵抗Ｒ１〜Ｒｎ
はすべて、非選択状態となっている。すなわち、電流検
出用抵抗ＲＯとＩＩ範囲設定回路２との並列合成抵抗は
、電流検出用抵抗ＲＯ（ＲＯ＞Ｒ１＞Ｒ２＞−＝＞Ｒｎ
）のみの値となる。

次に、オペアンプ○ＰＩの非反転端子ｉｎ十に設定電圧
Ｖｏを印加する。これにより、被測定対象９から流出し
た被測定電流は測定治具８．測定端子７　ａ　、　ＴＬ
流検出用抵抗ＲＯ，オペアンプＯＰＩを介して測定端子
７ｂに至る。この際に、オペアンプＯＰ２により検出さ
れたｔ流用出用抵抗ＲＯの両端の電圧がＡ／Ｄ変換され
る。

また、Ａ／Ｄ変換された２値化データがＣＰＵＩに入力
される。ＣＰＵＩでは、２値化データに基づいてリレー
選択回路５に選択制御信号を出力し、電流範囲設定回路
２のリレーコイルＬ１〜Ｌｎの下位、すなわち、ｎ番目
のリレーコイルＬｎを活性化し、抵抗Ｒｎを選択する。

これにより、被測定対象９の電流測定範囲を自動設定し
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、従来例によればＣＰＵＩによるｔｉ測定範囲
の自動設定処理は、測定系の初期化安定動作後乙こ行わ
れている。

このため、被測定対象９から見た測定系の特定数が大き
いことから電流検出用抵抗ＲＯの両端の電圧が設定電圧
ＶＯに安定するまでの時間、すなわち、第６図に示すよ
うなセットアツプ時間ＴＩを長く要することがある。こ
れは、電流検出用抵抗ＲＯが大きいこと、測定治具８や
装置内部Ｂの浮遊容量Ｃの影響により測定系の時定数τ
＝ＣｘＲＯが大きくなるためである。これにより、測定
系が安定して測定可能になるまでの時間が長くなるとい
う第１の問題がある。

また、電流測定範囲を設定する場合、第７図に示すよう
なＣＰＵの動作フローチャートに基づいて処理をしてい
る。

すなわち、ステップＰ１で電流範囲設定用抵抗Ｒｎを選
択してから測定系が安定するまで待機処理をする。

次いで、ステ・７ブＰ２で電流検出用抵抗ＲＯの両端の
電圧の取り込み処理をする。この際に、電流検出用抵抗
ＲＯと電流範囲設定用抵抗Ｒｎとの並列合成抵抗に係る
電位差がオペアンプＯＰ２により検出される。その後、
ステップＰ３で電／ｉｔｍ定範囲の設定処理の正誤判断
をする。

このため、電流検出用抵抗ＲＯに電流範囲設定用抵抗Ｒ
ｎが加入されたことによる測定系の安定化のための待機
処理や設定判断処理に多くの時間を要することがある。

これにより、被測定対象９の微小電流の高速測定化を図
ることができないという第２の問題がある。

本発明は、かかる従来例の問題点に鑑み創作されたもの
であり、測定系の時定数に依存されることなく、セット
アツプ時間の短縮化を図り、微小電流の高速測定化を図
ることを可能とする電流測定装置の提供を目的とす−る
。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、本発明に係る電流測定装置の原理図を示して
いる。

その装置は、第１の反転入力部ｉｎ！−が一つの測定端
子ＩＮＩに接続され、第１の非反転入力部ｉｎｌ＋が設
定電圧ｆｉＶｓｏに接続された第１の差動増幅器１１と
、前記測定端子ＩＮＩと第１の差動増幅器１１の第１の
出力部ｏｕ　ｔｌとの間に接続された電流検出用抵抗Ｒ
Ｏと、前記電流検出用抵抗ＲＯに並列に接続された電流
範囲設定手段１２．電流表示手段１３と、前記測定端子
ＩＮＩに第２の反転入力部１ｎ２−が接続され、前記第
１の差動増幅器１１の第１の出力部ｏｕ　ｔｌに第２の
非反転入力部ｉｎ２＋が接続された第２の差動増幅器１
４と、前記電流範囲設定手段１２と前記第２の差動増幅
器１４の第２の出力部ｏｕｔ２との間に接続されたｎ個
の抵抗選択制御手段ＲＣ１〜ＲＣｎとを具備し、前記電
流範囲設定手段１２が、ｎ個のｔ流範囲設定用抵抗Ｒ１
〜Ｒｎとｎ個の抵抗選択手段ＬＬ−Ｌｎから戒り、前記
第２の差動増幅器１４が前記ｉｉｔ流検流用出用抵抗の
両端の電圧を検出して前記各抵抗選択制御手段ＲＣ１〜
ＲＣｎに検出電圧Ｖの出力をし、前記抵抗選択制御手段
ＲＣ１〜ＲＣｎが、前記第２の差動増幅器１４からの検
出電圧■、下位からの動作解除信号ＳＲ及び外部からの
抵抗切換設定電圧±ΔＶを人力して前記各抵抗選択手段
ＲＣ１〜ＲＣｎに選択制御信号５１〜Ｓｎの出力をし、
前記電魔表示手段１３が前記電流検出用抵抗ＲＯの両端
の電圧に基づく電流を表示することを特徴とし、上記目
的を達成する。

〔作　用］ 本発明によれば、第２の差動増幅器１４からの検出電圧
Ｖ、下位からの動作解除信号ＳＲ及び外部からの抵抗切
換設定電圧±Δ■を入力して各抵抗選択手段ＲＣＩ−Ｒ
Ｃｎに選択制御信号Ｓ１〜Ｓｎの出力をする抵抗選択制
御手段ＲＣ１〜ＲＣｎが設けられている。

例えば、ｎ個の電流範囲設定用抵抗Ｒ１〜Ｒｎの大小関
係をＲ１＞Ｒ２＞Ｒ３＞・＞Ｒｎとし、ｎ個の抵抗選択
手段ＲＣ１〜ＲＣｎを動作解除信号ＳＲによりリセット
し、当該装置の初期状態として第ｎ番目の抵抗選択制御
手段ＲＣｎにより第ｎ番目の抵抗選択手段Ｌｎを活性化
し、第ｎ番目の電流範囲設定用抵抗Ｒｎを選択し、電流
検出用抵抗ＲＯと電流範囲設定手段１２との並列抵抗を
最小にするにの際の時定数τｎは電流検出用抵抗ＲＯと
第ｎ番目の電流範囲設定用抵抗Ｒｎ、ｌ定論具や装置内
部の浮遊容量をＣとすれば、ＣＸ　（ＲＯ・Ｒｎ　／　
ＲＯ＋Ｒｎ　）となる。これにより、測定系の時定数τ
ｎに基づいて経時的に電圧上昇した電流検出用抵抗ＲＯ
の電位差と抵抗切換設定電圧子ΔＶの電圧レベルとの比
較動作がされる。

この比較動作は、電流検出用抵抗ＲＯの電位差と抵抗切
換設定電圧＋ΔＶの電圧レベルとに差を生している場合
には、第ｎの抵抗選択制御手段ＲＣｎからの選択制御信
号Ｓｎが不活性化することにより第ｎの電流範囲設定用
抵抗Ｒｎが非選択状態となる。

これと共に、第ｎの抵抗選択制御手段ＲＣｎから上位の
第ｎ−１の抵抗選択制御手段ＲＣｎ−１に動作解除信号
ＳＲが出力される。これにより、第ｎｌの抵抗選択制御
手段ＲＣｎ−１が活性化し、第ｎ−■の電流範囲設定用
抵抗Ｒｎ−１が選択される。この際の時定数τｎ−１は
電流検出用抵抗ＲＯと第ｎ−１番目の電流範囲設定用抵
抗Ｒｎ−１浮遊容量をＣとすれば、ｃｘ　（ＲＯ−Ｒｎ
−１／（ＲＯ＋Ｒｎ−１））となり、ｒＨ＜ｒｎ　　１
の関係になる。

次いで、電流検出用抵抗ＲＯの電位差と抵抗切換設定電
圧＋ΔＶの電圧レベルとの比較動作がされる。両者に差
を生していれば、第ｎ−１の抵抗選択制御手段ＲＣｎ　
　１からの選択制御信号５ｎ−１が不活性化することに
より第ｎ−１の電流範囲設定用抵抗Ｒｎ−１が非選択状
態となる。

これと共に、第ｎ−１の抵抗選択＃御手段ＲＣｎｌから
上位の第ｎ−２の抵抗選択制御手段ＲＣｎ２に動作解除
信号ＳＲが出力される。これにより、第ｎ−２の抵抗選
択制御手段Ｒ（：ｎ−２が活性化し、電流範囲設定用抵
抗Ｒｎ−２が選択される。

この際の測定系の時定数τｎ−２は、Ｃｘ　（ＲＯ−Ｒ
ｎ−２／（ＲＯ＋Ｒｎ−２））となり、ｒｎ〈τｎ−１
〈τｎ−２の関係になる。

このような抵抗選択制御動作が順次行なわれる。

このため、被測定対象から見た測定系の時定数が最小値
τｎから順次τｎ−１，τｎ−２・・・と大きい値に推
移することから電流検出用抵抗ＲＯの電位差が設定電圧
■０に安定するまでの時間、すなわち、第４図に示すよ
うなセットアツプ時間Ｔを短くすることができる。

また、電流検出用抵抗ＲＯの電位差と抵抗切換設定電圧
＋Δ■の電圧レベルとの差が「ＯＪとなって、比較動作
が不能になったとき、下位からの動作解除信号ＳＲが停
止する。このことで電流測定範囲を自動設定することが
できる。

これにより、ハード的に時定数τが強制推移されること
で、従来例のＣＰＵ１の動作に依存することなく微小を
流の高速測定化を図ることが可能となる。

Ｃ実施例〕 次に図を参照しながら本発明の実施例について説明をす
る。

第２〜第４図は、本発明の実施例に係る電流測定装置の
説明図であり、第２図はその構成図を示している。

図において、例えば、被測定対象から流出する被測定電
流に応して６通りの電流測定範囲の中から一つのｔ流側
定範囲を自動設定して、数十〔ｎＡ〕程度の微小を流を
測定する電流測定装置について説明をする。

○Ｐｌは第１の差動増幅器１１の一実施例となる第１の
オペアンプであり、第１の反転入力部ｉｎｌ−が一つの
測定端子ＩＮＩに接続され、第１の非反転入力部ｉｎｌ
＋が電圧発生回路２１に接続されている。電圧発生回路
２１は設定電圧源ＶＳｏの一実施例であり、設定電圧Ｖ
ｏを供給したり、リレーコイル用等の電源を供給するも
のである。

ＲＯはｘｉ検出用抵抗であり、測定端子ＩＮＩと第１の
オペアンプ○Ｐ１の第１の出力部ｏｕ　ｔｌとの間に接
続されている。

２２は電流範囲設定手段１２の一実施例となる電流範囲
設定回路であり、電流検出用抵抗ＲＯに並列に接続され
ている。該設定回路２２は、５個のｔ流範囲設定用抵抗
Ｒ１〜Ｒ５と５個のリレーコイルＬ１〜Ｌ５から成る。

該設定用抵抗Ｒ１〜Ｒ５と電流検出用抵抗ＲＯとの関係
は、ＲＯ＞Ｒ１＞Ｒ２＞・・・・・・＞Ｒ５となってい
る。また、リレーコイルＬ１〜Ｌ５は、第１〜第５の抵
抗選択制御回路２４ａ〜２４ｅにより個別に制御される
。

２３は電流表示手段１３の一実施例となる電圧計であり
、電流検出用抵抗ＲＯに並列に接続されている。電圧計
２３が電流検出用抵抗ＲＯの電位差に基づく電流を表示
するものである。

ＯＦ２は第２の差動増幅器１４の一実施例となる第２の
オペアンプであり、第２の反転入力部１ｎ２が測定端子
ＩＮＩに接続され、第１のオペアンプＯＰＩの第１の出
力部ｏｕｔｌに第２の非反転入力部ｉｎ２＋が接続され
ている。第２のオペアンプＯＰ２は電流検出用抵抗ＲＯ
の電位差を検出して各抵抗選択制御回路２４ａ〜２４ｅ
の各組のコンパレータＰ３０Ｐ４〜０ＰＩＩ、　０Ｐ１
２に検出電圧Ｖを同時に出力するものである。

２４　ａ　〜２４　ｅは抵抗選択制御手段ＲＣ１〜ＲＣ
ｎの一実施例となる５個の抵抗選択制御回路であり、電
流範囲設定回路２２と第２のオペアンプＯＰ２の第２の
出力部ｏｕ　ｔ２との間に接続されている。

一つの抵抗選択制御回路２４ａは、−組のコンパレータ
ＯＰ３．　　ＯＦ２と、２人力ＡＮＤ論理回路ＡＮＤ１
から成る比較回路と、２人力ＡＮＤ論理回路ＡＮＤ６　
　バイポーラトランジスタＱ１から威るオープンコレク
タホールド回路とにより構成する。

各コンパレータＯＰ３．　ＯＦ２は、第２のオペアンプ
ＯＰ２からの検出電圧Ｖと抵抗切換設定電圧±Δ■とを
比較してその電位差を出力するものである。

ここで、抵抗切換設定電圧を±ΔＶとしたのは、被測定
対象から当該装置への電流の向きが反転・非反転する場
合があるためである。

この際に、電位差を検出した場合にはｒＨ，レベルを２
人力ＡＮＤ論理回路ＡＮＤＩに出力する。

また、電位差が検出できない場合には「Ｌ」レベルを該
論理回路ＡＮＤＩに出力する。

２人力ＡＮＤ論理回路ＡＮＤＩでは、各コンパレータ○
Ｐ３．　　ＯＦ２の出力が一致したときにホールド回路
の２人力ＡＮＤ論理回路ＡＮＤ２にｒＨ，レベルを出力
する。また、該論理回路ＡＮＤ２は下位からの動作解除
信号ＳＲ＝　ｒＬＪ又はｒＨ，レベルと先の論理回路Ａ
ＮＤ２からのｒＨ，レベルとのＡＮＤ論理をする。

このＡＮＤ論理の結果により、オープンコレクタホール
ド回路ではトランジスタＱ１がカントオフされてリレー
コイルＬｌへの選択制御信号Ｓ１が「ＬＪレヘルとなる
。これにより、リレーコイルＬ１の電源がｒＯＦＦＪさ
れ、電流範囲設定用抵抗Ｒ１が非選択状態とされる。こ
れと共に、レンジ表示回路にレンジ表示データＤＩとし
て「Ｌｊレベルが出力される。ここで、レンジ表示デー
タＤＩは、例えば、アナログ表示の電圧計２３の場合、
電流範囲設定用抵抗Ｒ１が選択されたときの電流測定範
囲を示す目盛りスケールを特定するものである。

なお、ＳＷＩは測定スタートボタンであり、スイッチ「
○Ｎ」と共にオペアンプ○Ｐ１に設定電圧Ｖｏを印加す
るものである。、ＳＷ２はリセットボタンであり、スイ
ッチ「○Ｎ」と共に第５番目のオーブンコレクタホール
ド回路を動作解除状態にするものである。

［Ｎ１．　　［Ｎ２は測定入力端子であり、２５は測定
治具である。

２６は被測定対象であり、微小電流が測定される半導体
集積回路装置等である。

また、第３図は本発明に係る測定系の初期設定時の個別
特性図である。

図において、ｅｌ〜ｅ６は設定電圧ＶＯを一定とし、電
流設定抵抗ＲＯを固定してｉ流範囲設定用抵抗Ｒ１〜Ｒ
５を−づつ選択した場合の各充電特性を示している。な
お、各オペアンプ○Ｐ１０Ｐ２　　コンパレータ○Ｐ３
〜０Ｐ１２の特性は無視するものとする。

充電特性ｅ１は、電流設定抵抗ＲＯを固定して電流範囲
設定用抵抗Ｒ１〜Ｒ５を全て非選択とした場合の充電特
性である。この場合、測定治具や装置内部の浮遊容量を
Ｃとすれば測定系の時定数τ１はＣｘＲＯとなり、該抵
抗ＲＯの両端に現れる電圧は、Ｖ　ｏ　（１−ｅｘｐ　
Ｃ−ｔ／ｒ１）　）　　となる。

充電特性ｅ２は、電流設定抵抗ＲＯを固定して電流範囲
設定用抵抗Ｒ１のみを選択した場合の充電特性である。

この場合、測定系の時定数τ２はＣＸ（ＲＯ・Ｒ１／　
［ＲＯ＋Ｒ１］　）となり、３亥抵抗ＲＯの両端に現れ
る電圧は、Ｖｏ（１−ｅｘｐ〔−ｔ／τ２］）となる。

充電特性ｅ３は、電流設定抵抗ＲＯを固定して電流範囲
設定用抵抗Ｒ２のみを選択した場合の充電特性である。

この場合、測定系の時定数τ３はＣＸ　（ＲＯ−Ｒ２／
　［ＲＯ＋Ｒ２］　　）　　となり、該抵抗ＲＯの両端
に現れる電圧は、ＶＯ（１ｅｘｐ（−ｔ／τ３〕）とな
る。

充電特性ｅ４は、電流設定抵抗ＲＯを固定して電流範囲
設定用抵抗Ｒ３のみを選択した場合の充電特性である。

この場合、測定系の時定数τ４はｃｘ　（ＲＯ−Ｒ３／
　［ＲＯ＋Ｒ３１）となり、該抵抗ＲＯの両端に現れる
電圧は、Ｖｏ（Ｉｅｘρ〔−１／τ４〕）となる。

充電特性ｅ５は、電流設定抵抗ＲＯを固定して電流範囲
設定用抵抗Ｒ４のみを選択した場合の充電特性である。

この場合、測定系の時定数τ５はＣＸ　（ＲＯ−Ｒ４／
　［ＲＯ＋Ｒ４１）となり、該抵抗ＲＯの両端に現れる
電圧は、Ｖｏ（１−ｅｘｐ〔−１／τ５］）となる。

充電特性ｅ６は、電流設定抵抗ＲＯを固定して電流範囲
設定用抵抗Ｒ５のみを選択した場合の充電特性である。

この場合、測定系の時定数τ６はＣＸ　（ＲＯ・Ｒ５／
　［ＲＯ＋Ｒ５］　　）となり、該抵抗ＲＯの両端に現
れる電圧は、Ｖｏ（１−ｅｘｐ〔−１／τ６〕）となる
。

第４図は、本発明に実施例に係る測定系の初期設定時の
合成特性図を示している。

図において、Ｃは本発明に係る合成充電特性であり、個
別充電特性ｅ６〜ｅ４を結合した充電特性を示している
。

該特性は、設定電圧Ｖｏを一定とし、電流設定抵抗ＲＯ
を固定してｉｔ流範囲設定用抵抗Ｒ５〜Ｒ４を−づつ選
択した場合、抵抗切換設定電圧ΔＶを基準にして個別充
電特性ｅ６〜ｅ４を結合した特性を示している。

また、Ｔはセットアツプ時間であり、測定系が安定して
電流検出動作をすることが可能となるまでの時間である
。Δ■は当該装置の作成時に設定される抵抗切換設定電
圧であり、セントアップ時間Ｔを制御するための基１！
値である。

こようにして、本発明の実施例によれば　第２のオペア
ンプＯＰ、２からの検出電圧Ｖ、下位からの動作解除信
号ＳＲ及び外部からの抵抗切換設定電圧±ΔＶを人力し
て各リレーコイルＬ１〜Ｌ５に選択制御信号Ｓ１〜Ｓ５
の出力をする抵抗選択制御回路２４ａ〜２４ｅが設けら
れている。

例えば、測定入力端子ＩＮＩ、　　ＩＮ２に接続された
被測定対象２６の微小ｉｔ流を測定する場合、まず、当
該装置の初期状態として第５番目の抵抗選択制御回路２
４ｅをリセットするためにリセットスイッチＳＷ２を接
地線側にして「Ｌ」レヘルを人力する。

次に、測定スタートボタンＳＷＩをｒＯＮＪ　１．、て
コンパレータＯＰＩに設定電圧ＶＯを入力する。これに
より、第５番目の抵抗選択制御口Ｂ２４ｅがリレーコイ
ルＬ５を活性化し、電流範囲設定用抵抗Ｒ５を選択し、
電流検出用抵抗ＲＯと電流範囲設定用抵抗Ｒ５との並列
合成抵抗を最小にする。この際の時定数τ６は電流検出
用抵抗ＲＯとｔ流範囲設定用抵抗Ｒ５，測定治具や装置
内部の浮遊容量をＣとすれば、ＣＸ　（ＲＯ−Ｒ５／Ｒ
Ｏ＋Ｒ５）となる、これにより、測定系の時定数τ６に
基づいて電流検出用抵抗ＲＯの電位が経時的に電圧上昇
する（第４図ｅ６参照）。

また、電流検出用抵抗ＲＯの電位差と抵抗切換設定電圧
＋ΔＶの電圧レベルとの比較動作がされる。この比較動
作は、電流検出用抵抗ＲＯの電位差と抵抗切換設定電圧
＋ΔＶの電圧レベルとに差を生している場合には、第５
の抵抗選択制御回路２４ｅからの選択制御信号Ｓ５が不
活性化することにより第５の電流範囲設定用抵抗Ｒ５が
非選択状態となる。

これと共に、第５の抵抗選択制御口Ｎ２４ｅから上位の
第４番目の抵抗選択制御回路２４ｄに動作解除信号ＳＲ
＝　’ＨＪレベルが出力される。これにより、第４番目
の抵抗選択制御回路２４ｄが活性化し、第４番目の１ｉ
流範囲設定用抵抗Ｒ４が選択される。この際の時定数τ
５は電流検出用抵抗ＲＯとｔ流範囲設定用抵抗Ｒ４，浮
遊容量をＣとすれば、Ｃｘ　（ＲＯ・Ｒ４／（ＲＯ＋Ｒ
４））となり、τ６〈τ５の関係になる。

次いで、電流検出用抵抗ＲＯの電位差と抵抗切換設定電
圧＋ΔＶの電圧レベルとの比較動作がされる。両者に差
を生していれば、第４番目の抵抗選択制御回路２４ｄか
らの選択制御信号Ｓ４が不活性化することにより第４番
目の電流範囲設定用抵抗Ｒ５が非選択状態となる。

これと共に、第４番目の抵抗選択制御回路２４ｄから上
位の第３番目の抵抗選択制御回路２４ｃに動作解除信号
ＳＲ＝　ｒＨＪレベルが出力される。これにより、第３
番目の抵抗選択制御回路２４ｃが活性化し、電流範囲設
定用抵抗Ｒ３が選択される。

この際の測定系の時定数τ４ば、Ｃｘ（ＲＯ−Ｒ３／（
ＲＯ＋Ｒ３）’）となり、τ６〈τ５〈τ４の関係にな
る（第４図参照）。

このような抵抗選択制御動作が順次行なわれる。

このため、被測定対象２６から見た測定系の時定数が最
小値τ６から順次τ５．τ４・・・と推移することから
電流検出用抵抗ＲＯの電位差が設定電圧ｖＯに安定する
までの時間、すなわち、第４図に示すようなセットアツ
プ時間Ｔを短くすることができる。

また、電流検出用抵抗ＲＯの電位差と抵抗切換設定電圧
＋ΔＶの電圧レベルとの差が「０」となって、比較動作
が不能になったとき、下位からの動作解除信号ＳＲが停
止する。このことで電流測定範囲を自動設定することが
できる。

これにより、ハード的に時定数τが強制推移されること
で、従来例のＣＰＵＩの動作に依存することなく微小を
流の高速測定化を図ることが可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば動作解除信号及び
抵抗切換設定電圧に基づいて電流範囲設定用抵抗をハー
ド的に選択する抵抗選択制御手段が設けられている。

このため、測定開始と共に最小の電流範囲設定用抵抗を
選択すること番こより、被測定対象から見た測定系の時
定数が最小値から徐々に最大値に強制推移される。この
ことで、電流検出用抵抗の両端の電圧が設定電圧に安定
するまでのセフドアノブ時間Ｔを短くすることが可能と
なる。

また、従来例のように待機処理や設定判断処理に多くの
時間を要するＣＰＵの動作Ｇこ依存することなく電流測
定範囲の設定動作をすることが可能となる。

これにより、被測定対象の微小電流の高速測定化を図る
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る電流測定装置の原理図、第２図
は、本発明の実施例に係る電流測定装置の構成図、 第３図は、本発明の実施例に係る測定系の初期設定時の
個別特性図、 第４図は、本発明の実施例に係る測定系の初期設定時の
合成特性図、 第５図は、従来例０こ係る電流測定装置の構成図、第６
図は、従来側番こ係る問題点を説明する初期設定時の特
性図、 第７図は、従来例に係る問題点を説明するＣＰＵの動作
フローチャートである。 （符号の説明） １１・・・第１の差動増幅器、 １２・・・電流範囲設定手段、 １３・・・電流表示手段、 １４・・・第２の差動増幅器、 ＲＣ１＝ＲＣｎ・・・第１〜第ｎの抵抗選択制御手段、
ＲＯ・・・電流検出用抵抗、 Ｒ１〜Ｒｎ・・・電流範囲設定用抵抗、Ｌ１〜Ｌｎ・・
・抵抗選択手段、 ＶＳｏ・・・設定電圧源、 ＩＮＩ、ＩＮ２・・・第１．第２の測定端子、Ｖ・・・
検出電圧、 ＳＲ・・・動作解除１３号、 ＶＯ・・・設定電圧、 ５１〜Ｓｎ・・・選択制御信号、 ±Δ■・・・抵抗切換設定電圧。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 第１の反転入力部（ｉｎ１−）が一つの測定端子（ＩＮ
   １）に接続され、第１の非反転入力部（ｉｎ１＋）が設
   定電圧源（ＶＳ＿０）に接続された第１の差動増幅器（
   １１）と、 前記測定端子（ＩＮ１）と第１の差動増幅器（１１）の
   第１の出力部（ｏｕｔ１）との間に接続された電流検出
   用抵抗（Ｒ０）と、 前記電流検出用抵抗（Ｒ０）に並列に接続された電流範
   囲設定手段（１２）、電流表示手段（１３）と、 前記測定端子（ＩＮ１）に第２の反転入力部（ｉｎ２−
   ）が接続され、前記第１の差動増幅器（１１）の第１の
   出力部（ｏｕｔ１）に第２の非反転入力部（ｉｎ２＋）
   が接続された第２の差動増幅器（１４）と、 前記電流範囲設定手段（１２）と前記第２の差動増幅器
   （１４）の第２の出力部（ｏｕｔ２）との間に接続され
   たｎ個の抵抗選択制御手段（ＲＣ１〜ＲＣｎ）とを具備
   し、 前記電流範囲設定手段（１２）が、ｎ個の電流範囲設定
   用抵抗（Ｒ１〜Ｒｎ）とｎ個の抵抗選択手段（Ｌ１〜Ｌ
   ｎ）から成り、 前記第２の差動増幅器（１４）が前記電流検出用抵抗（
   Ｒ０）の両端の電圧を検出して前記各抵抗選択制御手段
   （ＲＣ１−ＲＣｎ）に検出電圧（ｖ）の出力をし、 前記抵抗選択制御手段（ＲＣ１〜ＲＣｎ）が、前記第２
   の差動増幅器（１４）からの検出電圧（ｖ）、下位から
   の動作解除信号（ＳＲ）及び外部からの抵抗切換設定電
   圧（±ΔＶ）を入力して前記各抵抗選択手段（ＲＣ１〜
   ＲＣｎ）に選択制御信号（Ｓ１〜Ｓｎ）の出力をし、 前記電流表示手段（１３）が前記電流検出用抵抗（Ｒ０
   ）の両端の電圧に基づく電流を表示することを特徴とす
   る電流測定装置。