JPH0720172A - 回路定数・材料特性測定装置 - Google Patents
回路定数・材料特性測定装置Info
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- JPH0720172A JPH0720172A JP5187109A JP18710993A JPH0720172A JP H0720172 A JPH0720172 A JP H0720172A JP 5187109 A JP5187109 A JP 5187109A JP 18710993 A JP18710993 A JP 18710993A JP H0720172 A JPH0720172 A JP H0720172A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/12—Measuring magnetic properties of articles or specimens of solids or fluids
Abstract
(57)【要約】
【目的】高周波における測定や、ケーブルが長い場合の
測定において、ケーブルの伝送特性に因る誤差を除去し
て精度よく電圧や電流を測定し、所望の特性値を求める
方法を提示する。 【構成】被測定素子に印加した電圧または電流を測定
し、印加した電圧または電流により誘起される電圧また
は電流を測定し、これらの測定値から被測定素子のイン
ピーダンス等の回路定数や材料の特性値を求める装置に
おいて、電圧または電流を測定する測定器と被測定素子
との間を接続するケーブル１３、１４、１５の前記被測
定素子側に該ケーブルの特性インピーダンスに等しい抵
抗値の抵抗器９、１０、１１をそれぞれ接続する測定装
置。
測定において、ケーブルの伝送特性に因る誤差を除去し
て精度よく電圧や電流を測定し、所望の特性値を求める
方法を提示する。 【構成】被測定素子に印加した電圧または電流を測定
し、印加した電圧または電流により誘起される電圧また
は電流を測定し、これらの測定値から被測定素子のイン
ピーダンス等の回路定数や材料の特性値を求める装置に
おいて、電圧または電流を測定する測定器と被測定素子
との間を接続するケーブル１３、１４、１５の前記被測
定素子側に該ケーブルの特性インピーダンスに等しい抵
抗値の抵抗器９、１０、１１をそれぞれ接続する測定装
置。
Description
【０００１】
【発明の技術分野】本発明はインピーダンス等の回路定
数や材料の特性、特に磁性材料の磁気特性等の測定装置
に関する。
数や材料の特性、特に磁性材料の磁気特性等の測定装置
に関する。
【０００２】
【従来技術と問題点】従来技術の代表的な磁気特性測定
装置の測定原理を図４に示す。磁性材料５には１次コイ
ル６と２次コイル７が巻かれ、フィクスチャー４の中に
設置されている。フィクスチャー４と測定器本体１６と
の間はケーブル１３、１５で接続されている。信号発生
器１から電流増幅器２とケーブル３を介して１次コイル
６に励磁電流を流し、検出抵抗８の降下電圧を電圧計２
０で測定して励磁電流を求める。２次コイル７に発生す
る誘起電圧を電圧計１９で測定する。これらの励磁電流
と誘起電圧の測定値から各種の磁気特性値を演算によっ
て求める。従って、磁性材料の特性を精度良く測定する
ためには、励磁電流と誘起電圧を精度良く測定する必要
がある。
装置の測定原理を図４に示す。磁性材料５には１次コイ
ル６と２次コイル７が巻かれ、フィクスチャー４の中に
設置されている。フィクスチャー４と測定器本体１６と
の間はケーブル１３、１５で接続されている。信号発生
器１から電流増幅器２とケーブル３を介して１次コイル
６に励磁電流を流し、検出抵抗８の降下電圧を電圧計２
０で測定して励磁電流を求める。２次コイル７に発生す
る誘起電圧を電圧計１９で測定する。これらの励磁電流
と誘起電圧の測定値から各種の磁気特性値を演算によっ
て求める。従って、磁性材料の特性を精度良く測定する
ためには、励磁電流と誘起電圧を精度良く測定する必要
がある。
【０００３】次に図７は、従来技術の代表的なインピー
ダンス測定装置の測定原理を示す図ある。５７がインピ
ーダンス測定器本体で、被測定素子５２は測定器本体か
ら離れたフィクスチャー５１内に置かれている。フィク
スチャー５１と測定器本体５７の間はケーブル５３、５
４、５５、５６で接続されている。図は測定器本体５７
と被測定素子間の接続を含む測定原理を重点に示すもの
なので、本発明には直接関係がない部分は省略されてい
る。測定器本体５７内の信号源５８から被測定素子５２
に測定信号を供給し、ベクトル電流計６０で被測定素子
５２に流れる電流を測定する。ベクトル電圧計５９が被
測定素子５２の端子間の電圧を測定する。このベクトル
電圧とベクトル電流の測定値からインピーダンス等の所
望の回路定数を演算等により求めるようになっている。
このため回路定数を精度良く測定するためには、磁気特
性測定と同様に被測定素子の電圧と電流を精度良く測定
する必要がある。
ダンス測定装置の測定原理を示す図ある。５７がインピ
ーダンス測定器本体で、被測定素子５２は測定器本体か
ら離れたフィクスチャー５１内に置かれている。フィク
スチャー５１と測定器本体５７の間はケーブル５３、５
４、５５、５６で接続されている。図は測定器本体５７
と被測定素子間の接続を含む測定原理を重点に示すもの
なので、本発明には直接関係がない部分は省略されてい
る。測定器本体５７内の信号源５８から被測定素子５２
に測定信号を供給し、ベクトル電流計６０で被測定素子
５２に流れる電流を測定する。ベクトル電圧計５９が被
測定素子５２の端子間の電圧を測定する。このベクトル
電圧とベクトル電流の測定値からインピーダンス等の所
望の回路定数を演算等により求めるようになっている。
このため回路定数を精度良く測定するためには、磁気特
性測定と同様に被測定素子の電圧と電流を精度良く測定
する必要がある。
【０００４】上記の何れの測定においても、被測定素子
の電圧または電流をケーブルを介して測定器で測定して
いる。従来技術の問題点は、該ケーブルの伝送特性によ
って、被測定素子の電圧または電流が測定器入力端に誤
差なく伝送されないことである。ケーブルの伝送特性に
よる誤差を図８を用いて解析する。図８で７１がケーブ
ルである。ＶｘとＩｘはケーブルの入力端の電圧と電
流、７２は電圧計あるいは電流計の入力インピーダンス
Ｚinで、そこに電圧Ｖｍと電流Ｉｍが伝送される。即ち
ＶｘとＩｘが真値、ＶｍとＩｍが測定値である。ケーブ
ルを無損失線路とし、測定信号の波長をλとすると、ケ
ーブルの伝搬定数は位相定数βのみで表され、β＝２π
／λとなる。またケーブルの特性インピーダンスをＺ
ｏ、ケーブルの長さをＬとすると、Ｖｘ、Ｉｘ、Ｖｍ、
Ｉｍの関係は伝送パラメータから次式のように表され
る。なおＶｘ、Ｉｘ、Ｖｍ、Ｉｍはベクトル値を表す。
の電圧または電流をケーブルを介して測定器で測定して
いる。従来技術の問題点は、該ケーブルの伝送特性によ
って、被測定素子の電圧または電流が測定器入力端に誤
差なく伝送されないことである。ケーブルの伝送特性に
よる誤差を図８を用いて解析する。図８で７１がケーブ
ルである。ＶｘとＩｘはケーブルの入力端の電圧と電
流、７２は電圧計あるいは電流計の入力インピーダンス
Ｚinで、そこに電圧Ｖｍと電流Ｉｍが伝送される。即ち
ＶｘとＩｘが真値、ＶｍとＩｍが測定値である。ケーブ
ルを無損失線路とし、測定信号の波長をλとすると、ケ
ーブルの伝搬定数は位相定数βのみで表され、β＝２π
／λとなる。またケーブルの特性インピーダンスをＺ
ｏ、ケーブルの長さをＬとすると、Ｖｘ、Ｉｘ、Ｖｍ、
Ｉｍの関係は伝送パラメータから次式のように表され
る。なおＶｘ、Ｉｘ、Ｖｍ、Ｉｍはベクトル値を表す。
【０００５】
【数１】
【０００６】ここで、β＝２π／λとＶｍ＝ＩｍＺinか
ら、ＶｘとＶｍ、ＩｘとＩｍの関係は
ら、ＶｘとＶｍ、ＩｘとＩｍの関係は
【０００７】
【数２】
【０００８】となる。（２）（３）式は測定値／真値で
あので、これらから誤差を容易に求めることが出来る。
（２）（３）式から、電圧計あるいは電流計の入力イン
ピーダンスＺinが特性インピーダンスＺｏに等しくな
く、ケーブル長Ｌが波長λに対して無視できないと、誤
差が大きくなることが分かる。電圧計あるいは電流計の
入力インピーダンスＺinが特性インピーダンスＺｏに等
しいか、または波長λに対してケーブル長Ｌが無視出来
る程小さければ、伝送誤差は無い。しかしＺinをＺｏに
等しくすると、ケーブルの伝送特性以外の誤差を発生さ
せる。例えば、図４の磁気特性測定において、電圧計１
９の入力インピーダンスが高くないと、２次コイル７に
電流が流れる。この結果、１次コイル６の励磁電流から
演算で求める磁界と、磁性材料内の実際の磁界が一致し
なくなる。このように、ＺinをＺｏに等しくすることは
別の問題を引き起こすので、現実的解決方法ではない。
一方、入力インピーダンスＺinが無限大になると、Ｌ＝
λ／４の時、Ｖｍ／Ｖｘ＝∞となり、測定そのものが不
可能になる問題がある。また、（２）（３）の絶対値の
比は周波数により変化し、位相角は周波数に比例しな
い。このため、ひずみ波の場合、波形が変形して伝送さ
れる。即ち、真値と測定値の波形が異なってしまう。特
に、ひずみ波が発生しやすい磁性特性の測定において、
真の励磁電流と誘起電圧の波形と、測定された励磁電流
と誘起電圧の波形とが異なると、これらの波形をもとに
描く磁化曲線も本来の形状とは異なってしまう不都合が
生じる。以上の様に従来の測定方法では、ケーブルの伝
送特性による誤差があるため、高周波や長いケーブルで
の高精度の測定が困難であった。特に、Ｌ＝λ／４のと
きは測定が不可能になってしまうことが問題であった。
あので、これらから誤差を容易に求めることが出来る。
（２）（３）式から、電圧計あるいは電流計の入力イン
ピーダンスＺinが特性インピーダンスＺｏに等しくな
く、ケーブル長Ｌが波長λに対して無視できないと、誤
差が大きくなることが分かる。電圧計あるいは電流計の
入力インピーダンスＺinが特性インピーダンスＺｏに等
しいか、または波長λに対してケーブル長Ｌが無視出来
る程小さければ、伝送誤差は無い。しかしＺinをＺｏに
等しくすると、ケーブルの伝送特性以外の誤差を発生さ
せる。例えば、図４の磁気特性測定において、電圧計１
９の入力インピーダンスが高くないと、２次コイル７に
電流が流れる。この結果、１次コイル６の励磁電流から
演算で求める磁界と、磁性材料内の実際の磁界が一致し
なくなる。このように、ＺinをＺｏに等しくすることは
別の問題を引き起こすので、現実的解決方法ではない。
一方、入力インピーダンスＺinが無限大になると、Ｌ＝
λ／４の時、Ｖｍ／Ｖｘ＝∞となり、測定そのものが不
可能になる問題がある。また、（２）（３）の絶対値の
比は周波数により変化し、位相角は周波数に比例しな
い。このため、ひずみ波の場合、波形が変形して伝送さ
れる。即ち、真値と測定値の波形が異なってしまう。特
に、ひずみ波が発生しやすい磁性特性の測定において、
真の励磁電流と誘起電圧の波形と、測定された励磁電流
と誘起電圧の波形とが異なると、これらの波形をもとに
描く磁化曲線も本来の形状とは異なってしまう不都合が
生じる。以上の様に従来の測定方法では、ケーブルの伝
送特性による誤差があるため、高周波や長いケーブルで
の高精度の測定が困難であった。特に、Ｌ＝λ／４のと
きは測定が不可能になってしまうことが問題であった。
【０００９】
【発明の目的】本発明の目的は、高周波における測定
や、ケーブルが長い場合の測定において、ケーブルの伝
送特性に因る誤差を除去して精度よく電圧や電流を測定
し、所望の特性値を求める方法を提示する。
や、ケーブルが長い場合の測定において、ケーブルの伝
送特性に因る誤差を除去して精度よく電圧や電流を測定
し、所望の特性値を求める方法を提示する。
【００１０】
【発明の概要】本発明の実施例では、電圧または電流を
測定するケーブルの入力側にケーブルの特性インピーダ
ンスに等しい抵抗値の抵抗器を接続し、ケーブルの伝送
特性に因る誤差を取り除く。
測定するケーブルの入力側にケーブルの特性インピーダ
ンスに等しい抵抗値の抵抗器を接続し、ケーブルの伝送
特性に因る誤差を取り除く。
【００１１】
【発明の実施例】図１は本発明の磁気特性測定装置の一
実施例を示す図である。図４におけると同様の機能を有
する素子には同じ参照番号を付してある。１次コイル６
を出た励磁電流がケーブル１５の芯線を通り測定器本体
１６内の電流計１８に入力するよう接続し、さらにケー
ブル１５の外皮を通り電流増幅器２に戻るように接続す
る。そしてケーブル１５の１次コイル側の芯線と外皮の
間に、ケーブル１５の特性インピーダンスに等しい抵抗
値の抵抗器１１を接続する。また２次コイル７の誘起電
圧はケーブル１３、１４を介し電圧計１７に接続されて
いる。そして２次コイル７とケーブル１３、１４の間に
ケーブルの特性インピーダンスに等しい抵抗値の抵抗器
９、１０をそれぞれ直列に接続する。この方法でケーブ
ルの伝送特性による誤差を取り除くことが出来ることを
次に示す。まず電圧測定の場合、ケーブルの入力端に抵
抗を直列に接続する。これは、図８でケーブル７１の入
力側に抵抗Ｒを直列素子として縦続接続することとみな
せる。従って、伝送パラメータから電圧の真値Ｖｘと測
定電圧Ｖｍとの関係は
実施例を示す図である。図４におけると同様の機能を有
する素子には同じ参照番号を付してある。１次コイル６
を出た励磁電流がケーブル１５の芯線を通り測定器本体
１６内の電流計１８に入力するよう接続し、さらにケー
ブル１５の外皮を通り電流増幅器２に戻るように接続す
る。そしてケーブル１５の１次コイル側の芯線と外皮の
間に、ケーブル１５の特性インピーダンスに等しい抵抗
値の抵抗器１１を接続する。また２次コイル７の誘起電
圧はケーブル１３、１４を介し電圧計１７に接続されて
いる。そして２次コイル７とケーブル１３、１４の間に
ケーブルの特性インピーダンスに等しい抵抗値の抵抗器
９、１０をそれぞれ直列に接続する。この方法でケーブ
ルの伝送特性による誤差を取り除くことが出来ることを
次に示す。まず電圧測定の場合、ケーブルの入力端に抵
抗を直列に接続する。これは、図８でケーブル７１の入
力側に抵抗Ｒを直列素子として縦続接続することとみな
せる。従って、伝送パラメータから電圧の真値Ｖｘと測
定電圧Ｖｍとの関係は
【００１２】
【数３】
【００１３】となる。ここでＲ＝Ｚｏとすれば
【００１４】
【数４】
【００１５】となる。従って、ＶｘとＶｍの振幅比は
【００１６】
【数５】
【００１７】となり、ケーブルの伝送特性に無関係にな
る。ケーブル長にも無関係で、Ｌ＝λ／４においても問
題は生じない。（６）式から電圧計の入力インピーダン
スＺinが既知であれば測定値｜Ｖｍ｜から真値｜Ｖｘ｜
が求められる。またＶｍとＶｘの位相差は（５）式か
ら、−２πＬ／λであり、周波数に比例して増加するの
で、Ｖｘがひずみ波であってもＶｘとＶｍの波形は一致
する。電流測定の場合は、ケーブルの入力端に芯線と外
皮間に抵抗を接続する。即ち、図８でケーブル７１の入
力側に抵抗１／Ｇを並列素子として縦続接続することと
みなせる。従って、伝送パラメータから電流の真値Ｉｘ
と測定値Ｉｍとの関係は
る。ケーブル長にも無関係で、Ｌ＝λ／４においても問
題は生じない。（６）式から電圧計の入力インピーダン
スＺinが既知であれば測定値｜Ｖｍ｜から真値｜Ｖｘ｜
が求められる。またＶｍとＶｘの位相差は（５）式か
ら、−２πＬ／λであり、周波数に比例して増加するの
で、Ｖｘがひずみ波であってもＶｘとＶｍの波形は一致
する。電流測定の場合は、ケーブルの入力端に芯線と外
皮間に抵抗を接続する。即ち、図８でケーブル７１の入
力側に抵抗１／Ｇを並列素子として縦続接続することと
みなせる。従って、伝送パラメータから電流の真値Ｉｘ
と測定値Ｉｍとの関係は
【００１８】
【数６】
【００１９】となる。ここで１／Ｇ＝Ｚｏとすれば、
【００２０】
【数７】
【００２１】となる。従ってＩｘとＩｍの振幅比は
【００２２】
【数８】
【００２３】となり、電圧と同様の結果が得られる。即
ち、電流計の入力インピーダンスが既知であれば電流の
測定値｜Ｉｍ｜から真値｜Ｉｘ｜が求められる。また電
圧と同様にＩｘとＩｍの波形は一致する。以上のよう
に、本発明の測定方法では、被測定素子と電圧計および
電流計間を接続するケーブルによる振幅誤差を生じな
い。また電流と電圧がひずみ波であってもその波形を正
しく伝送できる。また、インピーダンス測定等では、電
圧と電流の振幅の他に位相差の精度が重要である。本発
明の方法によれば、（５）（８）式が示すようにケーブ
ルによる位相遅れは電流と電圧ともに−２πＬ／λであ
るので、電流測定と電圧測定用のケーブルの長さを等し
くすれば、電流と電圧の測定値の位相差はケーブルによ
る影響を受けない。
ち、電流計の入力インピーダンスが既知であれば電流の
測定値｜Ｉｍ｜から真値｜Ｉｘ｜が求められる。また電
圧と同様にＩｘとＩｍの波形は一致する。以上のよう
に、本発明の測定方法では、被測定素子と電圧計および
電流計間を接続するケーブルによる振幅誤差を生じな
い。また電流と電圧がひずみ波であってもその波形を正
しく伝送できる。また、インピーダンス測定等では、電
圧と電流の振幅の他に位相差の精度が重要である。本発
明の方法によれば、（５）（８）式が示すようにケーブ
ルによる位相遅れは電流と電圧ともに−２πＬ／λであ
るので、電流測定と電圧測定用のケーブルの長さを等し
くすれば、電流と電圧の測定値の位相差はケーブルによ
る影響を受けない。
【００２４】以下に本発明の他の実施例を示が、ケーブ
ルの伝送特性による誤差を取り除く原理は全て前記と同
じである。図２は磁気特性測定装置の第２の実施例であ
る。図４におけると同様の機能を有する素子には同じ参
照番号を付してある。図４と同様に励磁電流を検出抵抗
８の降下電圧に変換して電圧値を測定する方法なので、
ケーブル１５の入力側には芯線に直列にケーブル１５の
特性インピーダスに等しい抵抗値の抵抗器１２を接続
し、ケーブル１５の伝送特性による誤差を取り除いてい
る。また２次コイル７の誘起電圧はケーブル１３を介し
電圧計１９に接続されている。そして２次コイル７とケ
ーブル１３の間に該ケーブルの特性インピーダンスに等
しい抵抗値の抵抗器９を直列に接続し、ケーブル１３の
伝送特性による誤差を取り除いている。
ルの伝送特性による誤差を取り除く原理は全て前記と同
じである。図２は磁気特性測定装置の第２の実施例であ
る。図４におけると同様の機能を有する素子には同じ参
照番号を付してある。図４と同様に励磁電流を検出抵抗
８の降下電圧に変換して電圧値を測定する方法なので、
ケーブル１５の入力側には芯線に直列にケーブル１５の
特性インピーダスに等しい抵抗値の抵抗器１２を接続
し、ケーブル１５の伝送特性による誤差を取り除いてい
る。また２次コイル７の誘起電圧はケーブル１３を介し
電圧計１９に接続されている。そして２次コイル７とケ
ーブル１３の間に該ケーブルの特性インピーダンスに等
しい抵抗値の抵抗器９を直列に接続し、ケーブル１３の
伝送特性による誤差を取り除いている。
【００２５】図３は磁気特性測定装置の第３の実施例で
ある。これは補正コイル法あるいは８字コイル法と呼ば
れている測定法に本発明を実施した例である。磁性材料
５はコイル２１内に挿入され、コイル２２は空芯であ
る。コイル２１に含まれる空隙を補正するために、コイ
ル２１の誘起電圧から空芯コイル２２の誘起電圧を差し
引くように、コイル２１と２２を接続している。このよ
うに空隙を補正した誘起電圧を電圧計１９で測定する。
コイル２２は空隙補正用だけでなく、磁界検出コイルを
兼ねているので、コイル２２の誘起電圧は電圧計２０で
も測定される。いずれも誘起電圧としてケーブル１３、
１５を介して測定器本体１６に伝送されている。従って
ケーブル１３、１５の特性インピーダンスに等しい抵抗
値の抵抗器２３と２４をケーブル１３、１５の芯線の入
力側に直列にそれぞれ接続することによって、ケーブル
による伝送誤差を取り除いている。
ある。これは補正コイル法あるいは８字コイル法と呼ば
れている測定法に本発明を実施した例である。磁性材料
５はコイル２１内に挿入され、コイル２２は空芯であ
る。コイル２１に含まれる空隙を補正するために、コイ
ル２１の誘起電圧から空芯コイル２２の誘起電圧を差し
引くように、コイル２１と２２を接続している。このよ
うに空隙を補正した誘起電圧を電圧計１９で測定する。
コイル２２は空隙補正用だけでなく、磁界検出コイルを
兼ねているので、コイル２２の誘起電圧は電圧計２０で
も測定される。いずれも誘起電圧としてケーブル１３、
１５を介して測定器本体１６に伝送されている。従って
ケーブル１３、１５の特性インピーダンスに等しい抵抗
値の抵抗器２３と２４をケーブル１３、１５の芯線の入
力側に直列にそれぞれ接続することによって、ケーブル
による伝送誤差を取り除いている。
【００２６】本発明のインピーダンス測定における実施
例を図５に示す。図７におけると同様の機能を有する素
子には同じ参照番号を付してある。電圧を測定するケー
ブル５４、５５と被測定素子５２の間には直列にケーブ
ル５４、５５の特性インピーダンスに等しい抵抗値の抵
抗器６１、６２をそれぞれ接続し、電流測定ケーブル５
６の被測定素子端には芯線と外皮間にケーブル５６の特
性インピーダンスに等しい抵抗値の抵抗器６３を接続
し、ケーブルによる伝送誤差をなくすことが出来る。該
実施例はインピーダンス測定のみならず、インダクタン
ス、容量、抵抗などの回路定数の測定の他、誘電体特性
の測定などに適用できる。
例を図５に示す。図７におけると同様の機能を有する素
子には同じ参照番号を付してある。電圧を測定するケー
ブル５４、５５と被測定素子５２の間には直列にケーブ
ル５４、５５の特性インピーダンスに等しい抵抗値の抵
抗器６１、６２をそれぞれ接続し、電流測定ケーブル５
６の被測定素子端には芯線と外皮間にケーブル５６の特
性インピーダンスに等しい抵抗値の抵抗器６３を接続
し、ケーブルによる伝送誤差をなくすことが出来る。該
実施例はインピーダンス測定のみならず、インダクタン
ス、容量、抵抗などの回路定数の測定の他、誘電体特性
の測定などに適用できる。
【００２７】本発明のインピーダンス測定における第２
の実施例として、自動平衡ブリッジを図６に示す。被測
定素子５２の端子６５の電圧を増幅器６７が検出し、電
流源６８を制御する。電流源６８は、電流計６０、ケー
ブル５６を介し、端子６５に接続されている。増幅器６
７、電流源６８、電流計６０、ケーブル５６で構成する
帰還回路が、被測定素子５２を流れる電流を制御して、
端子６５の電圧を０Ｖにする。電流計６０は被測定素子
５２に流れる電流を測定する。この測定がケーブル５６
の伝送特性による誤差を受けないようにするために、ケ
ーブル５６の特性インピーダンスに等しい抵抗値の抵抗
器６４をケーブルの芯線６６に直列に接続している。こ
の根拠を以下に示す。いま抵抗器６４の抵抗値をｒと
し、Ｖｘは０Ｖになるので、（４）式にＶｘ＝０、Ｒ＝
ｒを代入すれば、
の実施例として、自動平衡ブリッジを図６に示す。被測
定素子５２の端子６５の電圧を増幅器６７が検出し、電
流源６８を制御する。電流源６８は、電流計６０、ケー
ブル５６を介し、端子６５に接続されている。増幅器６
７、電流源６８、電流計６０、ケーブル５６で構成する
帰還回路が、被測定素子５２を流れる電流を制御して、
端子６５の電圧を０Ｖにする。電流計６０は被測定素子
５２に流れる電流を測定する。この測定がケーブル５６
の伝送特性による誤差を受けないようにするために、ケ
ーブル５６の特性インピーダンスに等しい抵抗値の抵抗
器６４をケーブルの芯線６６に直列に接続している。こ
の根拠を以下に示す。いま抵抗器６４の抵抗値をｒと
し、Ｖｘは０Ｖになるので、（４）式にＶｘ＝０、Ｒ＝
ｒを代入すれば、
【００２８】
【数９】
【００２９】となる。ここで、ｒ＝Ｚｏとして、式（１
０）よりＶｍを消去すると、
０）よりＶｍを消去すると、
【００３０】
【数１０】
【００３１】となる。ＩｘとＩｍの振幅比は
【００３２】
【数１１】
【００３３】となり、ケーブルによる振幅誤差を取り除
くことが出来る。該実施例はインピーダンス測定のみな
らず、インダクタンス、容量、抵抗などの回路定数の測
定の他、誘電体特性の測定などに適用できる。
くことが出来る。該実施例はインピーダンス測定のみな
らず、インダクタンス、容量、抵抗などの回路定数の測
定の他、誘電体特性の測定などに適用できる。
【００３４】
【発明の効果】本発明の実施により、ケーブルの伝送特
性の影響を受けずに電流と電圧を測定できる。この測定
方法により高周波における測定や、フィクスチャーと測
定器本体間のケーブルが長い場合の測定でも回路定数や
材料の特性値を精度良く測定することが可能となった。
なお、例示の構成機器は、その型式やその他に限定する
ものでなく、必要に応じて本発明の要旨を失うことなく
構成の変形も許容される。
性の影響を受けずに電流と電圧を測定できる。この測定
方法により高周波における測定や、フィクスチャーと測
定器本体間のケーブルが長い場合の測定でも回路定数や
材料の特性値を精度良く測定することが可能となった。
なお、例示の構成機器は、その型式やその他に限定する
ものでなく、必要に応じて本発明の要旨を失うことなく
構成の変形も許容される。
【図１】本発明の磁気特性測定装置の一実施例を示す図
である。
である。
【図２】本発明の磁気特性測定装置の第２の実施例を示
す図である。
す図である。
【図３】本発明の磁気特性測定装置の第３の実施例を示
す図である。
す図である。
【図４】従来技術の代表的な磁気特性測定装置の測定原
理を示す図である。
理を示す図である。
【図５】本発明のインピーダンス測定装置の一実施例を
示す図である。
示す図である。
【図６】本発明のインピーダンス測定装置の第２の実施
例を示す図である。
例を示す図である。
【図７】従来技術の代表的なインピーダンス測定装置の
測定原理を示す図である。
測定原理を示す図である。
【図８】ケーブルの伝送誤差を解析する図である。
１：信号発生器 ２：電流増幅器 ３：ケーブル ４：フィクスチャー ５：磁性材料 ６：１次コイル ７：２次コイル ８：検出抵抗 ９、１０、１１、１２：特性インピーダンスに等しい抵
抗値の抵抗器 １３、１４、１５：ケーブル １６：測定器本体 １７：電圧計 １８：電流計 １９、２０：電圧計 ２１：磁性材料が挿入される２次コイル ２２：補正用の空芯の２次コイル ２３、２４：特性インピーダンスに等しい抵抗値の抵抗
器 ５１：フィクスチャー ５２：被測定素子 ５３、５４、５５、５６：ケーブル ５７：インピーダンス測定器本体 ５８：信号源 ５９：ベクトル電圧計 ６０：ベクトル電流計 ６１、６２、６３、６４：特性インピーダンスに等しい
抵抗値の抵抗器 ６５：被測定素子の電流測定側端子 ６６：電流測定ケーブルの被測定素子側の芯線 ７１：ケーブル ７２：電圧計あるいは電流計の入力インピーダンス
抗値の抵抗器 １３、１４、１５：ケーブル １６：測定器本体 １７：電圧計 １８：電流計 １９、２０：電圧計 ２１：磁性材料が挿入される２次コイル ２２：補正用の空芯の２次コイル ２３、２４：特性インピーダンスに等しい抵抗値の抵抗
器 ５１：フィクスチャー ５２：被測定素子 ５３、５４、５５、５６：ケーブル ５７：インピーダンス測定器本体 ５８：信号源 ５９：ベクトル電圧計 ６０：ベクトル電流計 ６１、６２、６３、６４：特性インピーダンスに等しい
抵抗値の抵抗器 ６５：被測定素子の電流測定側端子 ６６：電流測定ケーブルの被測定素子側の芯線 ７１：ケーブル ７２：電圧計あるいは電流計の入力インピーダンス
Claims (4)
- 【請求項１】被測定素子に印加した電圧または電流を測
定し、印加した電圧または電流により誘起される電圧ま
たは電流を測定し、これらの測定値から被測定素子のイ
ンピーダンス等の回路定数や材料の特性値を求める装置
において、電圧または電流を測定する測定器と前記被測
定素子との間を接続するケーブルと前記被測定素子との
間にケーブルの特性インピーダンスに等しい抵抗値の抵
抗器を接続し、ケーブルの伝送特性に起因する測定誤差
を取り除いたことを特徴とする測定装置。 - 【請求項２】磁性材料に巻かれた１次コイルに励磁電流
を流し、２次コイルに発生する誘起電圧を測定して、磁
性材料の磁気特性を求める装置において、励磁電流を測
定するケーブルの磁性材料側の芯線と外皮間に、ケーブ
ルの特性インピーダスに等しい抵抗値の抵抗器を接続
し、電圧を測定するケーブルの磁性材料側に芯線に直列
にケーブルの特性インピーダスに等しい抵抗値の抵抗器
を接続し、ケーブルの伝送特性による誤差を取り除いた
ことを特徴とする磁気特性の測定装置。 - 【請求項３】請求項２に記載の磁性材料の磁気特性の測
定装置において、励磁電流を検出抵抗の降下電圧に変換
し、該電圧値を測定して電流値を求める装置では、励磁
電流を測定するためのケーブルの入力側の芯線に直列に
ケーブルの特性インピーダスに等しい抵抗値の抵抗器を
接続し、ケーブルの伝送特性による誤差を取り除いたこ
とを特徴とする磁気特性の測定装置。 - 【請求項４】被測定素子の電圧と電流を測定して所望の
回路定数を求めるインピーダンス測定装置、あるいは該
電圧または電流を検出して自動平衡するブリッジを応用
したインピーダンス測定装置において、該電圧および電
流を測定または検出するケーブルの入力端に、ケーブル
の特性インピーダンスに等しい抵抗値の抵抗器を接続
し、ケーブルの伝送特性による誤差を取り除いたことを
特徴とするインピーダンス測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5187109A JPH0720172A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 回路定数・材料特性測定装置 |
| US08/261,154 US5532590A (en) | 1993-06-30 | 1994-06-17 | Apparatus for measuring circuit parameters wherein errors due to transmission lines are prevented |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5187109A JPH0720172A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 回路定数・材料特性測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0720172A true JPH0720172A (ja) | 1995-01-24 |
Family
ID=16200263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5187109A Pending JPH0720172A (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 回路定数・材料特性測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5532590A (ja) |
| JP (1) | JPH0720172A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19722471C2 (de) * | 1996-05-30 | 2003-08-21 | Agilent Technologies Inc | Impedanz- und Strommeßeinrichtung |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR100231887B1 (ko) * | 1997-02-20 | 1999-12-01 | 윤문수 | 고주파 자기특성 측정시스템 |
| NZ502167A (en) * | 1997-07-23 | 2001-03-30 | Pirelli Cavi E Sistemi Spa | System for measuring the alternating current equivalent series resistance of a conductor |
| US6414496B1 (en) | 2000-06-16 | 2002-07-02 | Analog Devices, Inc. | Comparator structures and methods for automatic test equipment |
| JP2004317345A (ja) * | 2003-04-17 | 2004-11-11 | Agilent Technol Inc | 狭帯域増幅器およびインピーダンス測定装置 |
| JPWO2005029099A1 (ja) * | 2003-09-22 | 2007-11-15 | 平河ヒューテック株式会社 | 電流測定装置及び試験装置と、これに用いる同軸ケーブル及び集合ケーブル |
| JP5210491B2 (ja) * | 2006-02-03 | 2013-06-12 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 熱式流量センサ |
| US7948248B1 (en) * | 2008-06-06 | 2011-05-24 | Keithley Instruments, Inc. | Cable length correction |
| US8656791B2 (en) * | 2010-08-25 | 2014-02-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Torque detection apparatus |
| US9335364B2 (en) * | 2013-02-01 | 2016-05-10 | Keithley Instruments, Inc. | SMU RF transistor stability arrangement |
| CN106249182A (zh) * | 2016-04-25 | 2016-12-21 | 南通河海大学海洋与近海工程研究院 | 磁性材料b‑h特征曲线宽频测试装置 |
| US10901035B2 (en) * | 2019-02-01 | 2021-01-26 | Intel Corporation | Techniques in ensuring functional safety (fusa) systems |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4928062A (en) * | 1988-01-20 | 1990-05-22 | Texas Instruments Incorporated | Loading and accurate measurement of integrated dynamic parameters at point of contact in automatic device handlers |
| JP3110827B2 (ja) * | 1991-10-31 | 2000-11-20 | アジレント・テクノロジー株式会社 | インピーダンス・メータ |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP5187109A patent/JPH0720172A/ja active Pending
-
1994
- 1994-06-17 US US08/261,154 patent/US5532590A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19722471C2 (de) * | 1996-05-30 | 2003-08-21 | Agilent Technologies Inc | Impedanz- und Strommeßeinrichtung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5532590A (en) | 1996-07-02 |
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