JPH04301776A - Lcr測定装置 - Google Patents

Lcr測定装置

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JPH04301776A
JPH04301776A JP9124791A JP9124791A JPH04301776A JP H04301776 A JPH04301776 A JP H04301776A JP 9124791 A JP9124791 A JP 9124791A JP 9124791 A JP9124791 A JP 9124791A JP H04301776 A JPH04301776 A JP H04301776A
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JP
Japan
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measured
voltage
terminals
signal
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JP9124791A
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English (en)
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Takaaki Kanai
金井 孝昭
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Hioki EE Corp
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Hioki EE Corp
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は被測定体のL成分、C
成分およびR成分を測定するLCR測定装置に係り、更
に詳しくは被測定体(電流依存性あるいは電圧依存性の
ある試料等)の測定の再現性の向上を図り、他のLCR
装置との測定の整合をとることができるLCR測定装置
に関するものである。
【0002】
【従来例】従来、この種のLCR測定装置は、例えば図
3に示すように、被測定体1に所定レベルの測定信号を
印加する信号源2と、その被測定体1に流れる電流を検
出して電圧に変換する電流検出部3と、その被測定体1
の端子間電圧を検出する電圧検出部4とを備え、その電
流信号と電圧信号の位相差を検出し、この検出位相差、
上記電流検出部3による検出値(Vi)および電圧検出
部4による検出値(Vv)のアナログ信号をディジタル
信号に変換し、このディジタル信号を所定処理してその
被測定体1のL成分、C成分およびR成分を測定するよ
うになっている。なお、詳しくは出願人による特開昭6
3−304173号を参照されたい。
【0003】ところで、上記被測定体1のインピーダン
スが0Ωとなり、つまりその被測定体1の端子間がショ
ートすると、LCR測定装置の回路に電流が多量に流れ
、その回路を破損することになる。そこで、同図に示す
ように、信号源2と被測定体1に間に電流制限抵抗5を
設け、LCR測定装置の回路に多量の電流が流れないよ
うにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記L
CR測定装置にあっては、被測定体1の端子間電圧がそ
の電流制限抵抗5と被測定体1のインピーダンスの分圧
となるため、例えばその電流制限抵抗5の値が異なると
、被測定体1に印加する測定信号のレベルが同じでも、
その被測定体1の端子間電圧が異なり、つまり一定でな
い。そのために、その電流制限抵抗5の値が異なるLC
R測定装置間と被測定体1の測定値が異なってしまうこ
とになる。
【0005】また、電流依存性を有している被測定体1
、例えばコア入りインダクタのインダクタンスを測定す
る場合、被測定体1に流れる電流によってそのイダクタ
ンスの値が変わることから、例えば被測定体1に印加す
る測定信号のレベルを同じにしても、その被測定体1の
測定結果が異なる、つまり再現性が悪く、さらには上記
同様に電流制限抵抗の異なる他のLCR測定装置とその
電流依存性を有する被測定体1の測定結果が異なってし
まうという問題点があった。
【0006】この発明は上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は被測定体の測定に際し、その被測定体
に流れる電流を一定とし、あるいはその被測定体の端子
間電圧を一定とし、電流依存性を有する被測定体の測定
の再現性の向上を図り、電流制限抵抗の異なる他のLC
R測定装置と測定の整合をとることができるようにした
LCR測定装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は被測定体に所定レベルの測定信号を印加
し、その被測定体に流れる電流、その被測定体の端子間
電圧およびその電流信号と電圧信号の位相差を検出し、
これら検出した電流、電圧および位相差の各アナログ信
号をA/D変換してディジタル信号を得、これらディジ
タル信号を所定処理して、上記被測定体のL、C、R成
分を測定し、かつその測定に際し、上記検出電流のディ
ジタル信号と検出電圧のディジタル信号の比を演算する
とともに、この比演算結果によりその測定レンジを検出
し、この検出レンジに応じて上記被測定体に印加する測
定信号のレベル可変可能なLCR測定装置において、上
記被測定体に流れる電流を制限する複数個の電流制限抵
抗と、これら電流制限抵抗の何れか1つに切り替える切
替部と、上記ディジタル信号に基づいて現に上記被測定
体に流れている電流、その被測定体の端子間電圧を演算
するマイクロプロセッサ(測定範囲検出手段)とを備え
、上記被測定体の測定に際し、その被測定体が電流依存
性である場合、上記マイクロプロセッサにて得た電流あ
るいは端子間電圧をモニタするとともに、このモニタし
ている電流あるいは端子間電圧に基づいて上記測定信号
のレベルを可変し、あるいは上記複数の電流制限抵抗を
選択し、その被測定体に流れる電流を一定とし、あるい
はその端子間電圧を一定としたことを要旨とする。
【0008】
【作用】上記構成としたので、上記被測定体の測定に際
し、上記マイクロコンピュータにてその被測定体に流れ
ている電流あるいはその被測定体の端子間電圧がモニタ
されるとともに、被測定値に流れる電流がある一定値に
なるように、そのモニタ電流に基づいて上記切替部が切
り替えられ、あるいはその被測定体に印加する測定信号
を発生する信号源が制御される。
【0009】このとき、例えば電流依存性を有する被測
定体の測定に際しては、その被測定体に流れる電流が所
定の一定値になるように、そのモニタしている電流に基
づいて複数の電流制限抵抗のうち1つが選択され、ある
いは信号源からの測定信号のレベルが所定ステップで可
変される。
【0010】このように、被測定体に流れる電流が所定
の一定値にされることから、電流依存性を有する被測定
体の測定の再現性がよく、また他のLCR測定装置ある
いは電流制限抵抗の異なるLCR測定装置と同じ測定結
果が得られる。すなわち、被測定体の測定条件を同一に
することができるからである。
【0011】また、被測定体の端子間電圧を所定の一定
値になるように、上記モニタしている電圧に基づいて上
記切替部が切り替えられ、あるいはその被測定体に印加
する測定信号を発生する信号源が制御されることから、
上述同様の作用があり、他のLCR測定装置あるいは電
流制限抵抗が異なるLCR測定装置と被測定体の測定結
果が一致することになる。
【0012】
【実施例】以下、この発明の実施例を図1および図2に
基づいて説明する。なお、図中、図3と同一部分には同
一符号を付し重複説明を省略する。
【0013】図1および図2において、このLCR測定
装置は、被測定体1に流れる電流を制限する2つの電流
制限抵抗6,7と、これら電流制限抵抗6,7を切り替
える切替部8とを備えている。なお、電流制限抵抗6,
7の値は、例えば20Ω、100Ωであり、またそれら
電流制限抵抗は2つ以上であってもよい。
【0014】また、このLCR測定装置は、信号源2か
らの所定レベル信号の周波数を設定する周波数設定部9
と、図3の電流検出部3と同じ機能を有し、測定レンジ
の切り替えを可能とするレンジ設定部10を備えた電流
検出部11と、この電流検出部11による検出電流値(
Vi)の信号を1/2.5倍、1倍、2倍、5倍、10
倍および20倍にそれぞれ電流増幅する電流ゲイン増幅
部12と、それら電流ゲインを切り替える電流ゲイン設
定部13と、同じく電圧検出部4による検出電圧値(V
v)の信号を1/2.5倍、1倍、2倍、5倍、10倍
および20倍にそれぞれ電圧増幅する電圧ゲイン増幅部
14と、それら電圧ゲインを切り替える電圧ゲイン設定
部15と、その電流ゲインした検出電流信号(Vi;電
流値)およびの電圧ゲインした検出電圧信号(Vv;電
圧値)をそれぞれ周波数、入力レベルと無関係に同じ振
幅の正弦波とする自動利得制御部16,17と、これら
正弦波により位相差を検出する引算部18およびその位
相極性を検出する位相比較部19と、その電流ゲイン設
定13で切り替えられた検出電流信号、その電圧ゲイン
設定部15で切り替えられた検出電圧信号およびその引
算部18で得られた検出位相差信号をそれぞれ直流に変
換するAC/DC変換部20,21,22と、これら直
流変換した検出電流値(Vi)および検出電圧値(Vv
)をディジタル信号に変換し、かつ位相比較部19から
の位相極性によりその検出位相値をディジタルに変換す
るA/Dコンバータ部23と、このA/Dコンバータ部
23による変換ディジタル信号により、上記被測定体1
のL成分、C成分およびR成分を算出し、かつ手動ある
いは自動操作等により上記レンジ設定部10、電流ゲイ
ン設定部13および電圧ゲイン設定部15等を制御する
マイクロコンピュータ24と、その算出したL成分、C
成分、R成分、周波数設定部9の設定周波数および上記
被測定体1の端子間電圧、電流を表示する表示部25と
を備えている。
【0015】レンジ設定部10は、複数の電流検出抵抗
26と、マイクロコンピュータ24からの信号によりそ
れら電流検出抵抗26を切り替える切替部27とから構
成されている。電流ゲイン増幅部12は、1倍増幅部、
2倍増幅部、2.5倍増幅部、2倍増幅部および2倍増
幅部を直列に接続したものであり、電流ゲイン設定部1
3は、それら増幅部で増幅された検出電流値の信号をマ
イクロコンピュータ24からの信号により切り替える切
替部28と、その1倍増幅部で増幅した信号を切り替え
て1/2.5倍に増幅するための切替部29および1/
2.5倍増幅部30とから構成されている。
【0016】同様に、電圧ゲイン増幅部14は、1倍増
幅部、2倍増幅部、2.5倍増幅部、2倍増幅部および
2倍増幅部を直列に接続したものであり、電圧ゲイン設
定部15は、それら増幅部で増幅された検出電圧値の信
号をマイクロコンピュータ24からの信号により切り替
える切替部31と、その1倍増幅部で増幅した信号を切
り替えて1/2.5倍に増幅するための切替部32およ
び1/2.5倍増幅部33とから構成されている。
【0017】A/Dコンバータ部23においては、入力
信号をV/F変換器で周波数変換し、次にカウンタで一
定時間カウントすることによりディジタル信号を得るが
、そのV/F変換器の最大周波数が204.8kHzで
あり、そのカウント時間がゲートのオン時間になっいる
。そして、そのゲートがオフになったときのカウント値
がA/D変換された値であり、アナログ入力1Vに対し
て204.8kHzになるように設定されており、その
ときの最大カウント数は1kHz以上の場合204.8
kHz×40ms=8192カウントに、1kHz未満
の場合204.8kHz×80ms=16384カウン
トになる。
【0018】マイクロコンピュータ24は、CPUを中
心に、演算、表示、スイッチの読み込み、外部インター
フェイスとのデータの授受を行ない、そのCPUはメモ
リを備えたワンチップになっている。
【0019】また、このマイクロコンピュータ24は、
A/Dコンバータ部23からのディジタル信号(カウン
ト値)、つまり電流検出値のカウント値Iと電圧検出値
のカウント値Vを比較するV/I比演算手段34と、こ
の比較結果により測定範囲を検出し、かつそれらディジ
タル信号に基づいて現に被測定体1に流れている電流お
よびその端子間電圧を演算し、これら被測定体1の電流
あるいは端子間電圧に基づいて信号源2からの測定信号
のレベルを可変し、切替部8を切り替える測定範囲検出
手段35と、上記レンジ設定部10をその測定範囲のレ
ンジに切り替えるレンジ切替手段36と、そのレンジ設
定部10のレンジ切り替えを自動、手動の何れでも可能
とするオート/マニュアル切替部37と、その検出測定
範囲に応じて電流ゲイン設定部13を切り替える電流ゲ
イン切替手段38および電圧ゲイン設定部15を切り替
える電圧ゲイン切替手段39と、その測定範囲における
被測定体1のL成分、C成分、R成分およびZ成分を演
算し、かつその被測定体1の端子間電圧、電流を演算す
るLCRZ演算手段40とを有している。
【0020】ここで、当該LCR測定装置のパネルスイ
ッチにより、電流値モニタあるいは電圧値モニタが選択
されると、V/I比演算手段34においては、A/Dコ
ンバータ部23からのディジタル信号(カウント値)を
上記電流ゲイン設定部13で切り替えられている電流ゲ
インあるいは上記電圧ゲイン設定部15で切り替えられ
ている電圧ゲインで除算し、つまり電流ゲイン設定部1
3および電圧ゲイン設定部15を通す前の電流検出値(
Vi)あるいは電圧検出値(Vv)に対応するカウント
数(Vi)および(Vv)を算出する処理が実行される
【0021】続いて、その電流検出値(Vi)に対応す
るカウント数が既に説明した値の8192で除算され、
被測定体1の端子間電流に対応するカウント数が得られ
、また同様に、その電圧検出値(Vv)に対応するカウ
ント数が8192で除算され、その端子間電圧に対応す
るカウント値が得られる。これらカウント値により、測
定範囲検出手段35にて現に被測定体1に流れている電
流およびその端子間電流が演算され、LCRZ演算手段
40にてその被測定体1の電流、あるいは端子間電圧の
表示処理が行われることから、表示部25には現に被測
定体1に流れている電流あるいはその端子間電圧がモニ
タされる。
【0022】ところで、電流依存性を有している被測定
体1、例えばコア入りインダクタのインダクタンスの測
定に際し、その被測定体1に流れる電流が所定の一定値
になるように、マイクロコピュータ24の測定範囲検出
手段35にてそのモニタ電流に基づいて切替部8が切り
替られ、あるいは信号源2からの測定信号のレベルが所
定ステップで可変される。
【0023】この場合、その一定値とする電流値が予め
決定されていることから、被測定体1の電流依存性にか
かわず、その被測定体1に流れる電流がその一定値にな
るため、その被測定体1の測定の再現性がよくなり、ま
たその一定とする値を他のLCR測定装置(電流制限抵
抗の異なる装置を含み)において被測定体に流れる電流
とすることで、他のLCR測定装置と測定の整合をとる
ことができる。
【0024】また、被測定体1の測定に際し、その被測
定体1の端子間電圧が所定の一定値になるように、マイ
クロコンピュータ24の測定範囲検出手段35にてその
端子間電圧のモニタに基づいて切替部8が切り替えられ
、あるいは信号源2からの測定信号のレベルが所定ステ
ップで可変される。
【0025】この場合、上記被測定体1に流れる電流を
一定とした場合と同様の作用が行われ、その一定とする
値を電流制限抵抗の異なるLCR測定装置における被測
定体の端子間電圧とすることで、他のLCR測定装置と
同じ測定結果を得ることができる。
【0026】このように、被測定体1の測定に際し、そ
の被測定体1に流れている電流あるいはその被測定体1
の端子間電圧をモニタするとともに、そのモニタしてい
る電流あるいは電圧に基づいて複数の電流制限抵抗を切
り替え、あるいは被測定体1に印加する測定信号のレベ
ルを可変し、その被測定体1に流れる電流を一定とし、
あるいはその被測定体1の端子間電圧を一定としたので
、電流依存性を有する被測定体1に流れる電流が一定と
なることから、その電流依存性にかかわらず、同じ測定
結果を得ることができ、またその電流が一定となり、あ
るいは端子間電圧が一定となることから、他のLCR測
定装置および電流制限抵抗の異なるLCR測定装置の測
定時における被測定体1の端子間電圧が分かれば、それ
らLCR測定装置と測定の整合をとることができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、被測定体に所定レベルの測定信号を印加し、その被測
定体の電流およびその端子間電圧を検出するとともに、
それら検出アナログ信号をA/D変換してディジタル信
号を得、これらディジタル信号によりその被測定体のL
成分、C成分およびR成分を測定するLCR測定装置に
おいて、複数の電流制限抵抗と、これら電流制限抵抗を
切り替える切替部と、そのディジタル信号により被測定
体に現に流れている電流あるいはその端子間電圧を演算
する演算手段とを備え、被測定体の測定に際し、その被
測定体に現に流れている電流、あるいはその端子間電圧
をモニタし、このモニタ電流に基づいて被測定体に流れ
る電流を一定とし、あるいはその端子間電圧を一定とし
たので、電流依存性を有する被測定体の測定に際し、そ
の被測定体に流れる電流を所定の一定値にすることによ
り、その電流依存性を有する被測定体の測定の再現性の
向上を図ることができ、また他のLCR測定装置、ある
いは電流制限抵抗の異なるLCR測定装置と測定の整合
をとることができ、つまり同じ測定結果を得ることがで
きるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示すLCR測定装置の概
略的部分ブロック図
【図2】この発明の一実施例を示すLCR測定装置の概
略的部分ブロック図
【図3】従来のLCR測定装置の概略的部分ブロック図
【符号の説明】
1  被測定体 2  信号源 4  電圧検出部 6,7  電流制限抵抗 8  切替部 11  電流検出部 12  電流ゲイン増幅部 13  電流ゲイン設定部 14  電圧ゲイン増幅部 15  電圧ゲイン設定部 20,21  AC/DC変換部 23  A/Dコンバータ部 24  マイクロコンピュータ 38  電流ゲイン切替手段 39  電圧ゲイン切替手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  被測定体に所定レベルの測定信号を印
    加し、その被測定体に流れる電流、その被測定体の端子
    間電圧およびその電流信号と電圧信号の位相差を検出し
    、これら検出した電流、電圧および位相差の各アナログ
    信号をA/D変換してディジタル信号を得、これらディ
    ジタル信号を所定処理して、前記被測定体のL、C、R
    成分を測定し、かつその測定に際し、前記検出電流のデ
    ィジタル信号と検出電圧のディジタル信号の比を演算す
    るとともに、該比演算結果によりその測定レンジを検出
    し、この検出レンジに応じて前記被測定体に印加する測
    定信号のレベル可変可能なLCR測定装置において、前
    記被測定体に流れる電流を制限する複数個の電流制限抵
    抗と、これら電流制限抵抗の何れか1つに切り替える切
    替手段と、前記ディジタル信号に基づいて現に前記被測
    定体に流れている電流、その被測定体の端子間電圧を演
    算する演算手段とを備え、前記被測定体の測定に際し、
    前記演算手段にて得た電流をモニタするとともに、該モ
    ニタしている電流に基づいて前記測定信号のレベルを可
    変し、あるいは前記複数の電流制限抵抗を選択し、その
    被測定体に流れる電流を一定としたことを特徴とするL
    CR測定装置。
  2. 【請求項2】  前記被測定体の測定に際し、前記被測
    定体の端子間電圧をモニタするととともに、該モニタし
    ている端子間電圧に基づいて前記測定信号のレベルを可
    変し、あるいは前記複数の電流制限抵抗を選択してその
    モニタ電圧を一定とした請求項1記載のLCR測定装置
JP9124791A 1991-03-29 1991-03-29 Lcr測定装置 Pending JPH04301776A (ja)

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