JPH10111327A

JPH10111327A - 絶縁抵抗計

Info

Publication number: JPH10111327A
Application number: JP28332796A
Authority: JP
Inventors: Hide Kihara; 秀木原; Takayuki Terajima; 隆幸寺島
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 1996-10-04
Filing date: 1996-10-04
Publication date: 1998-04-28
Anticipated expiration: 2016-10-04
Also published as: JP3393022B2

Abstract

(57)【要約】【課題】抵抗値を高精度に測定可能な絶縁抵抗計を提
供することにある。【解決手段】高電圧を生成する高電圧生成回路１１
と、被測定抵抗体３に高電圧を出力可能な一の測定用端
子Ｔ１および被測定抵抗体３を流れる負荷電流を入力可
能な他の測定用端子Ｔ２と、他の測定用端子Ｔ２および
負荷電流用経路を介して入力した負荷電流に基づき被測
定抵抗体３の抵抗値を測定用メータＭに指示させる指示
用電流を生成する指示用電流生成回路３１と、負荷電流
用経路に接続され交流成分を除去する交流成分除去用コ
ンデンサ９２とを備え、測定用端子間に交流電源ライン
を接続した状態において、一の測定用端子Ｔ１から入力
した交流電流を、測定用メータＭと他の測定用端子Ｔ２
との間に形成されると共に負荷電流用経路とは異なる電
流経路を介して他の測定用端子Ｔ２に帰還させること
で、交流電源ライン間の交流電圧を測定用メータに指示
可能に構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁抵抗計に関
し、詳しくは、被測定抵抗体の抵抗値、および交流電源
の交流電圧値の両者を測定用メータに選択的に表示させ
るように構成されている絶縁抵抗計に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の、測定した被測定抵抗体の抵抗
値と交流電源の交流電圧値との両者を選択的に表示可能
な絶縁抵抗計として、図２に示す絶縁抵抗計１２０が従
来から知られている。同図に示す絶縁抵抗計１２０は、
電池２の電池電圧をスイッチングによって昇圧して高電
圧を生成する高電圧生成回路１２１と、高電圧を被測定
抵抗体３の両端に印加したときに被測定抵抗体３に流れ
る負荷電流と基準電流とに基づいて被測定抵抗体３の抵
抗値を対数的にメータＭに指示させるための抵抗値指示
用電流、および電池２の電圧監視動作時において電池２
の電池電圧をメータＭに指示させるための電池電圧指示
用電流を生成する対数増幅回路１２２とを備えている。

【０００３】この絶縁抵抗計１２０は、被測定抵抗体３
の抵抗値の測定、交流電圧の測定、および電池２の電池
電圧の監視という三つの項目を測定または監視可能に構
成されている。以下に、各測定時等における絶縁抵抗計
１２０の動作について説明する。

【０００４】最初に抵抗値の測定動作について説明す
る。この測定時においては、測定開始用スイッチＳ１１
を操作すると、測定開始用スイッチＳ１１の可動接点ｃ
が常閉接点ａに接続されて、電池２の電池電源が、常閉
接点ａおよび可動接点ｃを介して高電圧生成回路１２１
に入力される。高電圧生成回路１２１は、電池電圧を昇
圧して測定用端子Ｔ１に出力する。測定用端子Ｔ１に高
電圧が印加されると、被測定抵抗体３、測定用端子Ｔ
２、ダイオード１２３および抵抗１２４を介して、負荷
電流Ｉ_L が対数増幅回路１２２の一方の入力部に入力さ
れる。一方、高電圧は、抵抗１２５，１２６によって分
圧されてオペアンプ１２７の非反転入力部にも入力す
る。この場合、オペアンプ１２７は、その高電圧を抵抗
１２８の抵抗値で除算した値の基準電流Ｉ_R1を対数増幅
回路１２２の他方の入力部に出力する。

【０００５】対数増幅回路１２２は、負荷電流Ｉ_L と基
準電流Ｉ_R1とに基づき、下記の式で示されるメータ指示
用電圧Ｖ_M をメータＭに出力することにより、被測定抵
抗体３の抵抗値をメータＭに指示させる。Ｖ_M ＝Ｋ×Ｌｏｇ（Ｉ_L ／Ｉ_R1）この場合、値Ｋは、所定の係数を意味する。

【０００６】次いで、交流電圧の測定動作について説明
する。まず、測定開始用スイッチＳ１１を投入しない状
態（つまり電源が断の状態）で、被測定抵抗体３に代え
て測定用端子Ｔ１，Ｔ２間に測定対象の交流電源ライン
を接続する。この状態では、測定用端子Ｔ１に印加され
ている交流電圧が測定用端子Ｔ２に印加されている交流
電圧よりも正電圧の場合には、交流電源ラインからの交
流電流が、測定用端子Ｔ１を介して入力されると共に、
抵抗１３１、ダイオード１３２およびコンデンサ１３３
の直列回路と、抵抗１２５，１２６の直列回路との並列
回路を通過した後、グランド、メータＭおよびダイオー
ド１３４を介して測定用端子Ｔ２に帰還する。逆に、測
定用端子Ｔ２の方が正電圧の場合には、ダイオード１３
４によって電流経路が遮断されるため、交流電流は、メ
ータＭを通過しない。この結果、メータＭには、交流電
源の半波分によって、その交流電圧が指示される。

【０００７】次に、電池電圧の監視動作について説明す
る。この監視動作時においては、スイッチＳ１２を操作
すると、可動接点ｃが常閉接点ａに接続されて、電池２
の電池電流Ｉ_B が、トランジスタ１４１、抵抗１４２、
トランジスタ１４３、スイッチＳ１２、および抵抗１２
４を介して対数増幅回路１２２の入力部に流れ込む。こ
の状態では、トランジスタ１４１，１４３が作動する結
果、トランジスタ１４１を介して高電圧生成回路１２１
に電池電源が入力されることにより、高電圧生成回路１
２１は高電圧を発生させる。ただし、トランジスタ１４
３が作動することにより、抵抗１４５の両端に発生した
信号Ｓ_S が高電圧生成回路１２１に入力されるため、高
電圧生成回路１２１は、疑似負荷としての内部ブリーダ
抵抗（図示せず）に電流を流して外部には出力しない。
一方、スイッチＳ１３もスイッチＳ１２と連動して可動
し、可動接点ｃが常閉接点ａに接続されて、基準電圧Ｖ
_re _f が、オペアンプ１２７の非反転入力部に入力され
る。オペアンプ１２７は、基準電圧Ｖ_ref を抵抗１２８
の抵抗値で除算した値の基準電流Ｉ_R2を対数増幅回路１
２２に出力する。対数増幅回路１２２は、電池電流Ｉ_B
および基準電流Ｉ_R2に基づき、上記した抵抗値の測定時
と同様にしてメータ指示用電圧Ｖ_M をメータＭに出力す
ることにより、電池２の電圧値をメータＭに対数的に指
示させる。

【０００８】このように、この絶縁抵抗計１２０では、
３つの項目を測定または監視することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この絶縁抵
抗計１２０には、以下の問題点がある。すなわち、この
絶縁抵抗計１２０では、電池２の電池電圧をスイッチン
グによって昇圧している。したがって、被測定抵抗体３
の抵抗値を測定する際に、高電圧にスイッチングノイズ
が重畳しているため、そのノイズ分がメータＭの指示誤
差となってしまうという問題点がある。

【００１０】この場合、本来的には、高電圧生成回路１
２１内でスイッチングノイズを除去することが理想的で
ある。ところが、高電圧生成回路１２１からは、例え
ば、２ＫＶ程度の高電圧が出力される。したがって、ス
イッチングノイズ除去用のコンデンサを高電圧生成回路
１２１内に配設するとすれば、使用可能なコンデンサ
は、非常に高耐圧かつ大容量のタイプになるため、極め
て大型かつ高価格になる。この結果、絶縁抵抗計の大型
化および高価格化を招いてしまう。一方、この種の絶縁
抵抗計では測定用端子Ｔ１，Ｔ２に交流ラインを接続し
て、その交流電圧を測定する必要上、測定用端子Ｔ１，
Ｔ２などにスイッチングノイズ除去用のコンデンサを接
続することはできない。結局、従来の抵抗値の測定にお
いては、抵抗値測定における絶縁抵抗計１２０の多少の
誤差はやむを得ないものとして扱っている。このよう
に、従来の絶縁抵抗計１２０には、スイッチングノイズ
に起因して、高精度の抵抗値測定を行うのが困難である
という問題点がある。

【００１１】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
ものであり、装置の大型化および高価格化を招くことな
く、被測定抵抗体の抵抗値を高精度に測定可能な絶縁抵
抗計を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく請
求項１記載の絶縁抵抗計は、入力された電源を昇圧して
高電圧を生成する高電圧生成回路と、被測定抵抗体に高
電圧を出力可能な一の測定用端子および被測定抵抗体を
流れる負荷電流を入力可能な他の測定用端子からなる１
対の測定用端子と、他の測定用端子および負荷電流用経
路を介して入力した負荷電流に基づいて被測定抵抗体の
抵抗値を測定用メータに指示させるための指示用電流を
生成する指示用電流生成回路と、負荷電流用経路に接続
され高電圧に重畳している交流成分を除去するための交
流成分除去用コンデンサとを備え、電源の高電圧生成回
路への入力が停止されると共に被測定抵抗体に代えて１
対の測定用端子間に交流電源ラインを接続した状態にお
いて、一の測定用端子から入力した交流電源ラインの交
流電流を、測定用メータと他の測定用端子との間に形成
されると共に負荷電流用経路とは異なる電流経路を介し
て他の測定用端子に帰還させることより、交流電源ライ
ン間の交流電圧を測定用メータに指示可能に構成されて
いることを特徴とする。

【００１３】この絶縁抵抗計では、被測定抵抗体の抵抗
値を測定するときには、一の測定用端子から出力された
高電圧が被測定抵抗体に印加され、その被測定抵抗体を
流れる負荷電流が、他の測定用端子および負荷電流用経
路を介して指示用電流生成回路に入力する。この際、負
荷電流に含まれているスイッチングノイズなどの交流成
分は、負荷電流用経路に接続されている交流成分除去用
コンデンサと、一般的に高抵抗である被測定抵抗体とか
ら少なくとも構成されるローパスフィルタによって除去
される。このため、高電圧に重畳されている交流成分を
測定用メータ加算して指示してしまうことによって発生
する測定誤差を低減することで、高精度の抵抗値測定を
行うことが可能になる。この場合、高電圧は被測定抵抗
体によって電圧降下され、降下した電圧が交流除去用コ
ンデンサに印加されるため、交流除去用コンデンサとし
て、低電圧タイプのものを使用することができる。ま
た、被測定抵抗体が一般的に高抵抗であるため、被測定
抵抗体自体と小容量の交流除去用コンデンサとで、ロー
パスフィルタのカットオフ周波数を低い周波数に設定す
ることができ、これにより、より低域の交流成分を除去
することが可能となる。なお、被測定抵抗体として低抵
抗値の抵抗を測定対象に含めることがある場合には、他
の測定用端子と直流除去用コンデンサとの間に直列に抵
抗を接続してもよい。

【００１４】一方、交流電圧測定のときには、１対の測
定用端子に接続された交流電源ラインの交流電流は、一
の測定用端子から入力し、測定用メータを通過すると共
に、負荷電流用経路とは異なる経路を介して他の測定用
端子に帰還する。したがって、交流電流が交流除去用コ
ンデンサに流れ込むことに起因する交流電圧測定の誤差
をなくすことが可能になる。

【００１５】請求項２記載の絶縁抵抗計は、請求項１記
載の絶縁抵抗計において、電源の高電圧生成回路への入
力が停止された時に、交流成分除去用コンデンサに蓄積
されている電荷を放出させるための電荷放出回路を備え
ていることを特徴とする。

【００１６】交流電圧測定時において、被測定対象の交
流電流が交流成分除去用コンデンサに流れ込むことに起
因する測定誤差が発生することはないが、交流成分除去
用コンデンサに電荷が蓄積されていると、その電荷が正
確な交流電圧測定を妨げることもある。この絶縁抵抗計
では、交流電圧測定の開始が可能な状態、つまり電源の
高電圧生成回路への入力が停止された時に、電荷放出回
路が、交流成分除去用コンデンサに蓄積されている電荷
を放出させる。これにより、正確な交流電圧測定を行う
ことができる。

【００１７】請求項３記載の絶縁抵抗計は、請求項２記
載の絶縁抵抗計において、電荷放出回路は、交流成分除
去用コンデンサに蓄積されている電荷を作動時に放出可
能なスイッチング素子と、電源が投入されているときに
充電可能な充電用コンデンサとを備え、電源の高電圧生
成回路への入力が停止された時に、充電用コンデンサに
蓄積されている電荷をスイッチング素子に供給すること
によりスイッチング素子を作動させることを特徴とす
る。

【００１８】この絶縁抵抗計では、充電用コンデンサ
は、電源投入状態のときに充電され、かつ、電源の高電
圧生成回路への入力が停止された時に、蓄積されている
電荷をスイッチング素子に供給する。これにより、スイ
ッチング素子が作動し、交流成分除去用コンデンサに蓄
積されている電荷が放出される。このように、この電荷
放出回路は、簡易な構成でありながら、電源の入力が停
止されたときに、交流成分除去用コンデンサに蓄積され
ている電荷を確実に放出することができる。

【００１９】請求項４記載の絶縁抵抗計は、請求項３記
載の絶縁抵抗計において、電荷放出回路は、スイッチン
グ素子と充電用コンデンサとの間に接続された第１の抵
抗と、スイッチング素子と交流成分除去用コンデンサと
の間に接続された第２の抵抗とを備え、第１の抵抗およ
び充電用コンデンサに基づく時定数が、第２の抵抗およ
び交流成分除去用コンデンサに基づく時定数よりも大き
く設定されていることを特徴とする。

【００２０】この絶縁抵抗計では、第１の抵抗および充
電用コンデンサに基づく時定数が、第２の抵抗および交
流成分除去用コンデンサに基づく時定数よりも大きいた
め、交流成分除去用コンデンサに蓄積されている電荷
が、充電用コンデンサに蓄積されている電荷が放出し終
わるまでに確実に放出される。これにより、正確な交流
電圧測定を行うことが可能になる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に係る絶縁抵抗計の実施の形態について説明する。

【００２２】図１は、絶縁抵抗計１の回路図を示してい
る。同図に示す絶縁抵抗計１は、従来の絶縁抵抗計１２
０と同様に、被測定抵抗体の抵抗値の測定、交流電圧の
測定、および電源用の電池の電池電圧の監視という三つ
の項目を測定または監視することができるように構成さ
れている。以下、その構成について詳述する。

【００２３】絶縁抵抗計１は、電池２の電池電圧を昇圧
して高電圧を生成する高電圧生成部１１を備えている。
高電圧生成部１１は、電池電源をスイッチングによって
昇圧するためのトランス１２、スイッチング素子として
のトランジスタ１３、トランジスタ１３のスイッチング
を制御するＰＷＭ回路１４、ＰＷＭ制御回路から出力さ
れる制御用パルスのパルス幅を制御するための選択回路
１５、およびトランス１２から出力される高電圧交流を
整流および平滑する整流回路１６を備えている。

【００２４】この高電圧生成部１１では、測定開始用ス
イッチＳ１が操作されると、図示しない安定化回路が、
回路用電源＋Ｖ，−Ｖを生成すると共に生成した回路用
電源を各回路に供給する。次いで、ＰＷＭ回路１４が、
発振を開始してトランジスタ１３に制御用パルスを出力
することにより、トランス１２の出力巻線に交流を発生
させる。整流回路１６は、この交流を半波整流すると共
に平滑して所定電圧の高電圧を測定用端子Ｔ１（本発明
における一の測定用端子に相当する）に出力する。一
方、整流回路１６の出力側に配設されたオペアンプ１７
が、抵抗１８，１９によって高電圧を分圧した分圧電圧
を選択回路１５に出力する。また、選択回路１５は、抵
抗測定時において測定用端子Ｔ２（本発明における他の
測定用端子に相当する）を介して入力した電圧値も入力
し、例えば、被測定抵抗体３の抵抗値が０．５ＭΩ以上
のときは整流回路１６から出力される高電圧が定電圧に
維持され、０．５ＭΩ未満のときは被測定抵抗体３に流
れる電流が定電流となるように、ＰＷＭ回路１４を制御
する。

【００２５】また、絶縁抵抗計１は、本発明における指
示用電流生成回路に相当する対数増幅回路３１、および
リニア増幅回路５１を備えている。

【００２６】対数増幅回路３１は、２つのオペアンプ３
２，３３、共に同一特性でＮＰＮ型の２つのトランジス
タ３４，３５、ダイオード３６，３７、抵抗３８〜４２
およびコンデンサ４３，４４を備えている。この対数増
幅回路３１では、トランジスタ３４，３５のＰＮ接合の
順方向特性における非線形な電圧−電流特性を利用して
被測定抵抗体３の抵抗値を対数的に指示するためのメー
タ指示用電圧Ｖ_M を生成する。具体的には、対数増幅回
路３１は、抵抗２０を介してオペアンプ３３に入力され
た基準電流Ｉ_R と、被測定抵抗体３および測定用端子Ｔ
２を介して入力した負荷電流Ｉ_L とに基づいて、下記の
式に従って、メータ指示用電圧Ｖ_M を生成し、生成した
メータ指示用電圧Ｖ_M をメータＭに出力する。Ｖ_M ＝Ｋ×Ｌｏｇ（Ｉ_L ／Ｉ_R ）この場合、値Ｋは、所定の係数を意味する。

【００２７】リニア増幅回路５１は、電池２の電池電圧
に比例する指示用電流を生成する回路であって、２つの
オペアンプ５２，５３、および抵抗５４〜５８を備えて
いる。このリニア増幅回路５１では、スイッチＳ２が操
作されると、スイッチＳ３も連動して可動接点ｃが常閉
接点ａに接続され、この状態では、電池２の電池電圧が
抵抗５４，５５で分圧され、分圧電圧がオペアンプ５２
の非反転入力部に入力される。オペアンプ５２，５３
は、分圧電圧を、それぞれ、利得１および所定の利得で
増幅し、極性がマイナスの指示用電流Ｉ_B を抵抗５８お
よびスイッチＳ３を介してメータＭに出力する。一方、
メータＭの電池電圧指示用目盛は、電池電圧に比例して
直線的に均等割り付けされており、メータＭは、入力し
た指示用電流Ｉ_B の電流値に応じた目盛の位置に指針を
振らせる。

【００２８】さらに、この絶縁抵抗計１は、電池電圧検
出回路６１を備えている。電池電圧検出回路６１は、電
池２の電池電圧を検出して所定の許容電圧よりも低下し
た時、および電池電圧監視時の両時において、高電圧生
成部１１による高電圧の生成を停止させる機能を有して
おり、トランジスタ６２〜６４および抵抗６５〜７２を
備えている。

【００２９】この電池電圧検出回路６１では、正常時に
おいては、図示しない安定化回路によって生成された基
準電源Ｖ_ref が抵抗６９を介してトランジスタ６４のベ
ースに印加されると共に、回路用電源＋Ｖを抵抗７１，
７２によって分圧した分圧電圧がトランジスタ６３のベ
ースに印加されてトランジスタ６３が作動状態になって
いる。この状態では、トランジスタ６４のベースには、
下記の式で表されるベース電圧Ｖ_B が印加される。Ｖ_B ＝Ｒ₆₈×Ｖ_ref ／（Ｒ₆₈＋Ｒ₆₉）ここで、Ｒ₆₈、Ｒ₆₉は、抵抗６８および抵抗６９の抵抗
値をそれぞれ意味する。したがって、抵抗６９の抵抗値
を抵抗６８の抵抗値よりも十分大きくしておくことによ
り、正常時においては、トランジスタ６４のベース電圧
Ｖ_B が殆ど０Ｖ近辺に維持される結果、トランジスタ６
４は作動を停止している。この場合、トランジスタ６４
は、作動時において、ＰＷＭ回路１４の作動を停止させ
る機能を有しているため、この状態では、ＰＷＭ回路１
４は、正常に作動する。

【００３０】一方、抵抗７１，７２の抵抗値は、電池２
の電池電圧が許容可能な電圧以下に低下した場合にトラ
ンジスタ６３が作動停止するように予め選択されてい
る。このため、電池２の電池電圧が許容可能電圧以下に
低下した場合は、トランジスタ６４のベースには、以下
の式で表されるベース電圧Ｖ_B が印加される。Ｖ_B ＝（Ｒ₆₈＋Ｒ_P ）×Ｖ_ref ／（Ｒ₆₉＋Ｒ₆₈＋Ｒ_P ）ここで、Ｒ_P は、抵抗６６，６５の直列抵抗値と、抵抗
６７の抵抗値との並列抵抗値を意味する。したがって、
この状態におけるベース電圧Ｖ_B がトランジスタ６４の
オン電圧（約．７Ｖ）を超えるように抵抗値６５〜６７
を規定しておくことにより、トランジスタ６４が作動
し、これにより、ＰＷＭ回路１４の作動が停止される。
したがって、制御用パルスがトランジスタ１３に入力さ
れないため、高電圧生成部１１による高電圧の生成が停
止される。この結果、抵抗値の測定が停止させられるた
め、誤った抵抗値測定を回避させることができる。

【００３１】また、電池電圧監視時においては、スイッ
チＳ２が操作されて可動接点ｃが常開接点ａに接続され
ると、抵抗６５に電池電流が流れる。この場合、抵抗６
５の抵抗値は、抵抗測定時において被測定抵抗体３によ
って消費される電力と同等の電力が消費されるように予
め規定されており、抵抗測定時とほぼ同じ条件下で、電
池電圧のチェックを行うことができるようになってい
る。また、電池電圧が供給されると、トランジスタ６２
が作動する結果、トランジスタ６３のベース電圧Ｖ_B が
低下し、これにより、トランジスタ６４のベースには、
以下の式で表されるベース電圧Ｖ_B が印加される。Ｖ_B ＝Ｒ₆₇×Ｖ_IN／（Ｒ₆₆＋Ｒ₆₇）＋Ｒ₆₇×Ｖ_ref ／
（Ｒ₆₇＋Ｒ₆₉）ここで、Ｒ₆₆、Ｒ₆₇およびＶ_INは、それぞれ、抵抗６６
の抵抗値、抵抗６７の抵抗値および電池電圧を意味し、
上記式においては、抵抗６８の抵抗値が抵抗６９，６７
の抵抗値よりも極めて小さいため、その存在による影響
を無視している。このベース電圧Ｖ_B は、トランジスタ
６４のオン電圧よりも高くなるため、トランジスタ６４
が作動する結果、高電圧生成部１１の高電圧生成動作が
停止される。

【００３２】さらに、絶縁抵抗計１は、交流電圧測定時
に交流電流の電流経路を形成するためのＰチャンネル型
のＦＥＴ８１、ダイオード８２および抵抗８３，８４を
備えている。この場合、ＦＥＴ８１は、抵抗測定時にお
いては、回路用電源＋Ｖを抵抗８３，８４によって分圧
した分圧電圧がゲートに印加されることにより、作動停
止状態になっており、電源が断にされている状態におい
ては、ゲート電圧が０Ｖになるため作動状態を維持す
る。したがって、この絶縁抵抗計１では、電源が断状態
のときに、被測定抵抗体３に代えて測定用端子Ｔ１，Ｔ
２間に交流ラインを接続すると、測定用端子Ｔ１に印加
されている交流電圧が測定用端子Ｔ２に印加されている
交流電圧よりも正電圧の場合には、測定用端子Ｔ１から
入力した交流電流が、抵抗２２、ダイオード２３、測定
開始用スイッチＳ１の常閉接点ｂ、可動接点ｃおよびコ
ンデンサ２１の直列回路と、抵抗１８，１９の直列回路
との並列回路を介してグランドに流入し、次いで、メー
タＭ、スイッチＳ３、ＦＥＴ８１およびダイオード８２
を介して測定用端子Ｔ２に帰還する。逆に、測定用端子
Ｔ２の方が正電圧の場合には、ダイオード８２によって
電流経路が遮断されるため、交流電流は、メータＭを通
過しない。この結果、メータＭには、交流電源の半波分
によって、その交流電圧が指示される。

【００３３】また、絶縁抵抗計１は、負荷電流Ｉ_L が流
れる測定用端子Ｔ２と対数増幅回路３１との間における
負荷電流用経路中に、ＮＰＮ型のトランジスタ９１、本
発明における交流成分除去用コンデンサに相当し電解コ
ンデンサであるコンデンサ９２、および抵抗９３を備え
ている。コンデンサ９２は、被測定抵抗体３を流れる負
荷電流Ｉ_L が、測定用端子Ｔ２、トランジスタ９１およ
び抵抗９３を介して対数増幅回路３１に入力する際に、
負荷電流Ｉ_L に重畳されているトランジスタ１３のスイ
ッチングノイズを除去する。この場合、トランジスタ１
３のスイッチングノイズは、整流回路１６内で完全に除
去するのは困難である一方、負荷電流Ｉ_L に重畳してい
ると、メータＭに加算されて指示されてしまうため、測
定誤差を生じさせる原因となる。このため、絶縁抵抗計
１では、一般的に高抵抗である被測定抵抗体３とコンデ
ンサ９２とで形成されるＣＲ型のローパスフィルタによ
ってスイッチングノイズを除去し、これにより、抵抗値
の測定誤差を低減している。

【００３４】この場合、測定端子Ｔ１から出力された高
電圧は被測定抵抗体３によって電圧降下され、降下した
電圧がコンデンサ９２に印加されるため、コンデンサ９
２には、低電圧タイプのものを使用することができる。
また、被測定抵抗体３が一般的に高抵抗であるため、小
型小容量のコンデンサで、ＣＲ型ローパスフィルタのカ
ットオフ周波数を低い周波数に設定することができ、こ
れにより、より低域のスイッチングノイズなどの交流成
分を除去することができる。なお、被測定抵抗体３とし
て低抵抗値の抵抗を測定対象に含めることがある場合に
は、トランジスタ９１のコレクタと抵抗９３との間に、
ＣＲ型ローパスフィルタの一部を構成するための抵抗を
直列に接続することによって、ローパスフィルタのカッ
トオフ周波数を低周波数に設定してもよい。

【００３５】さらに、絶縁抵抗計１は、コンデンサ９２
に蓄積されている電荷を交流電圧の測定を開始した時に
放出する電荷放出回路１０１を備えている。電荷放出回
路１０１は、トランジスタ１０２、本発明におけるスイ
ッチング素子に相当するＮチャンネル型のＦＥＴ１０
３、ダイオード１０４、本発明における充電用コンデン
サに相当するコンデンサ１０５、および抵抗１０６〜１
０９を備えている。

【００３６】電荷放出回路１０１では、交流電圧測定時
に、交流電流が測定用端子Ｔ２に帰還する経路が、コン
デンサ９２に蓄積されている電荷によって遮断されるの
を防止する。具体的には、交流電圧測定時においては、
メータＭ、ＦＥＴ８１およびダイオード８２の直列回路
には、コンデンサ９２およびトランジスタ９１の直列回
路が等価的に並列接続されている。したがって、コンデ
ンサ９２に電荷が蓄積されて、その端子間電圧が所定値
以上の場合には、ＦＥＴ８１およびダイオード８２の直
列回路に逆バイアスが印加される結果、ダイオード８２
が遮断状態になって交流電流用経路が遮断されることが
ある。このため、交流電圧測定が行われる電源断状態時
において、コンデンサ９２に蓄積されている電荷を放出
する必要がある。

【００３７】この電荷放出回路９１では、電源が供給さ
れている状態においては、トランジスタ１０２が作動状
態に維持されている結果、トランジスタ１０２のコレク
タの電位がマイナス電位に保持されている。このため、
ＦＥＴ１０３は、そのゲートに抵抗１０８を介してマイ
ナス電位が印加されるため、遮断状態になっている。し
たがって、この状態では、コンデンサ９２に蓄積されて
いる電荷は放出されず、コンデンサ９２は、負荷電流Ｉ
_L に重畳されているスイッチングノイズを除去する。一
方、電源が断になると、トランジスタ１０２が遮断状態
になる結果、電源投入状態においてコンデンサ１０５に
蓄積されていた電荷が抵抗１０７，１０８を介してＦＥ
Ｔ１０３のゲートに供給される。このため、ＦＥＴ１０
３が作動し、コンデンサ９２に蓄積されていた電荷が抵
抗１０９およびＦＥＴ１０３を介してグランドに放出さ
れる結果、ＦＥＴ８１およびダイオード８２の直列回路
に対する逆バイアスの印加が阻止される。この場合、ダ
イオード１０４がコンデンサ１０５に蓄積されている電
荷の電源ライン側への放出を阻止し、かつ、ダイオード
１０４、抵抗１０７，１０８（この両者が本発明におけ
る第１の抵抗に相当する）の抵抗値とコンデンサ１０５
の容量値に基づく時定数が、コンデンサ９２の容量値お
よび抵抗１０９（本発明における第２の抵抗に相当す
る）の抵抗値に基づく時定数よりも大きく設定されてい
る。したがって、コンデンサ９２に蓄積されている電荷
は、コンデンサ１０５に蓄積されている電荷が放出し終
わるまでに確実に放出される。

【００３８】次に、絶縁抵抗計１の動作、特に、抵抗値
測定時、交流電圧測定時および電池電圧監視時における
各動作について説明する。

【００３９】最初に抵抗値の測定動作について説明す
る。この測定においては、測定開始用スイッチＳ１を操
作すると、測定開始用スイッチＳ１の可動接点ｃが常閉
接点ａに接続されて、電池２の電池電源が、常閉接点ａ
および可動接点ｃを介してトランス１２に入力される。
一方、ＰＷＭ回路１４は、選択回路１５の制御下で、所
定幅の制御用パルスをトランジスタ１３に出力する。こ
れにより、整流回路１６が、所定の電圧に昇圧した高電
圧を測定用端子Ｔ１に出力する。測定用端子Ｔ１に高電
圧が印加されると、被測定抵抗体３、測定用端子Ｔ２、
トランジスタ９１および抵抗９３を介して、負荷電流Ｉ
_L が対数増幅回路３１に入力される。この際、コンデン
サ９２によって負荷電流Ｉ_L に重畳されているスイッチ
ングノイズが除去される。

【００４０】一方、高電圧は、抵抗１８，１９によって
分圧されてオペアンプ１７の非反転入力部にも入力す
る。この場合、オペアンプ１７は、その高電圧を抵抗２
０の抵抗値で除算した値の基準電流Ｉ_R を対数増幅回路
３１に出力する。対数増幅回路３１は、負荷電流Ｉ_L と
基準電流Ｉ_R とに基づき、上述したメータ指示用電圧Ｖ
_M をメータＭに出力することにより、被測定抵抗体３の
抵抗値をメータＭに対数的に指示させる。

【００４１】次いで、交流電圧の測定動作について説明
する。まず、測定開始用スイッチＳ１を投入しない状態
（つまり電源が断の状態）で、被測定抵抗体３に代えて
測定用端子Ｔ１，Ｔ２間に測定対象の交流電源ラインを
接続する。この状態では、測定用端子Ｔ１に印加されて
いる交流電圧が測定用端子Ｔ２に印加されている交流電
圧よりも正電圧の場合には、交流電源からの交流電流
が、測定用端子Ｔ１を介して入力され、抵抗２２、ダイ
オード２３およびコンデンサ２１の直列回路と抵抗１
８，１９の直列回路との並列回路を通過した後、グラン
ド、メータＭ、スイッチＳ３、ＦＥＴ８１およびダイオ
ード８２を介して測定用端子Ｔ２に帰還する。逆に、測
定用端子Ｔ２の方が正電圧の場合には、ダイオード８２
によって電流経路が遮断されるため、交流電流は、メー
タＭを通過しない。この結果、メータＭには、交流電源
の半波分によって、その電圧が指示される。

【００４２】次に、電池電圧の監視動作について説明す
る。この監視動作時においては、スイッチＳ２を操作す
ると、可動接点ｃが常閉接点ａに接続されて、電池２の
電池電圧を抵抗５４，５５で分圧した分圧電圧がオペア
ンプ５２の非反転入力部に入力される。オペアンプ５２
は、利得１で増幅した分圧電圧をオペアンプ５３に出力
する。次いで、オペアンプ５３が所定の利得で反転増幅
し、これにより、その出力電圧を抵抗５８の抵抗値で除
算した値の指示用電流Ｉ_B がスイッチＳ３を介してメー
タＭに入力される。この場合、メータＭの電池電圧指示
用目盛が電池電圧に比例して直線的に均等割り付けされ
て、その電池電圧指示用目盛のダイナミックレンジが大
きいため、測定者は、電池２の残容量を容易に監視する
ことができる結果、電池交換時期を確実に見極めること
ができる。

【００４３】このように、この実施形態における絶縁抵
抗計１によれば、被測定抵抗体３の抵抗値を測定すると
きには、負荷電流Ｉ_L に含まれているスイッチングノイ
ズなどの交流成分が、コンデンサ９２と、一般的に高抵
抗である被測定抵抗体３とから構成されるローパスフィ
ルタによって除去されるため、高電圧に重畳されている
交流成分をメータＭに加算して指示してしまうことによ
って発生する測定誤差を低減することができ、これによ
り、高精度の抵抗値測定を行うことができる。この場
合、交流除去用コンデンサとして、小型かつ低価格タイ
プのものを使用することができるため、装置の大型化お
よび高価格化を招くことなく、高精度の抵抗値測定を行
うことができる。

【００４４】なお、本実施形態では、交流除去用コンデ
ンサとして、電解コンデンサを用いる例について説明し
たが、本発明は、これに限定されず、セラミック型コン
デンサなど種々のタイプのコンデンサを用いることがで
きるのは勿論である。

【００４５】さらに、電荷放出回路内のスイッチング素
子として、ＦＥＴに代えてトランジスタを使用すること
ができるのは勿論のこと、ＳＣＲ（シリコン制御整流素
子）なども用いることができる。また、本発明は、電荷
放出回路の回路構成自体を適宜変更することもできる。

【００４６】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の絶縁抵抗計
によれば、負荷電流に含まれているスイッチングノイズ
などの交流成分が、負荷電流用経路に接続されている交
流成分除去用コンデンサと、一般的に高抵抗である被測
定抵抗体とから少なくとも構成されるローパスフィルタ
によって除去されるため、高電圧に重畳されている交流
成分を測定用メータ加算して指示してしまうことによっ
て発生する測定誤差を低減することができ、これによ
り、装置の大型化および高価格化を招くことなく、高精
度の抵抗値測定を行うことができる。また、交流電圧測
定のときには、一の測定用端子から入力した交流電流が
負荷電流用経路とは異なる経路を介して他の測定用端子
に帰還するため、交流電流が交流除去用コンデンサに流
れ込むことに起因する交流電圧測定の誤差を発生させる
ことなく、正確に交流電圧を測定することができる。

【００４７】また、請求項２記載の絶縁抵抗計によれ
ば、電荷放出回路が、交流成分除去用コンデンサに蓄積
されている電荷を電源の高電圧生成回路への入力が停止
された時に放出させることにより、交流成分除去用コン
デンサに蓄積されている電荷に妨げられることなく、正
確な交流電圧測定を行うことができる。

【００４８】さらに、請求項３記載の絶縁抵抗計によれ
ば、電源投入状態のときに充電用コンデンサが充電さ
れ、電源の高電圧生成回路への入力が停止された時に、
充電用コンデンサ蓄積されている電荷がスイッチング素
子に供給されることにより、交流成分除去用コンデンサ
に蓄積されている電荷がスイッチング素子によって放出
されるため、簡易に構成することができると共に交流成
分除去用コンデンサに蓄積されている電荷を確実に放出
することができる。

【００４９】また、請求項４記載の絶縁抵抗計によれ
ば、第１の抵抗および充電用コンデンサに基づく時定数
が、第２の抵抗および交流成分除去用コンデンサに基づ
く時定数よりも大きいため、交流成分除去用コンデンサ
に蓄積されている電荷が、充電用コンデンサに蓄積され
ている電荷が放出し終わるまでに確実に放出され、これ
により、正確な交流電圧測定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る絶縁抵抗計の回路図
である。

【図２】従来の絶縁抵抗計の回路図である。

【符号の説明】

１絶縁抵抗計２電池３被測定抵抗体１１高電圧生成部３１対数増幅回路８１ＦＥＴ８２ダイオード９１トランジスタ９２コンデンサ９３抵抗１０１電荷放出回路１０３ＦＥＴ１０５コンデンサ１０７抵抗１０８抵抗１０９抵抗ＭメータＴ１測定用端子Ｔ２測定用端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力された電源を昇圧して高電圧を生成
する高電圧生成回路と、被測定抵抗体に前記高電圧を出
力可能な一の測定用端子および当該被測定抵抗体を流れ
る負荷電流を入力可能な他の測定用端子からなる１対の
測定用端子と、前記他の測定用端子および負荷電流用経
路を介して入力した前記負荷電流に基づいて前記被測定
抵抗体の抵抗値を測定用メータに指示させるための指示
用電流を生成する指示用電流生成回路と、前記負荷電流
用経路に接続され前記高電圧に重畳している交流成分を
除去するための交流成分除去用コンデンサとを備え、前記電源の前記高電圧生成回路への入力が停止されると
共に前記被測定抵抗体に代えて前記１対の測定用端子間
に交流電源ラインを接続した状態において、前記一の測
定用端子から入力した前記交流電源ラインの交流電流
を、前記測定用メータと前記他の測定用端子との間に形
成されると共に前記負荷電流用経路とは異なる電流経路
を介して前記他の測定用端子に帰還させることより、当
該交流電源ライン間の交流電圧を前記測定用メータに指
示可能に構成されていることを特徴とする絶縁抵抗計。
【請求項２】前記電源の前記高電圧生成回路への入力
が停止された時に、前記交流成分除去用コンデンサに蓄
積されている電荷を放出させるための電荷放出回路を備
えていることを特徴とする請求項１記載の絶縁抵抗計。
【請求項３】前記電荷放出回路は、前記交流成分除去
用コンデンサに蓄積されている電荷を作動時に放出可能
なスイッチング素子と、前記電源が投入されているとき
に充電可能な充電用コンデンサとを備え、前記電源の前
記高電圧生成回路への入力が停止された時に、前記充電
用コンデンサに蓄積されている電荷を前記スイッチング
素子に供給することにより当該スイッチング素子を作動
させることを特徴とする請求項２記載の絶縁抵抗計。
【請求項４】前記電荷放出回路は、前記スイッチング
素子と前記充電用コンデンサとの間に接続された第１の
抵抗と、前記スイッチング素子と前記交流成分除去用コ
ンデンサとの間に接続された第２の抵抗とを備え、前記
第１の抵抗および前記充電用コンデンサに基づく時定数
が、前記第２の抵抗および前記交流成分除去用コンデン
サに基づく時定数よりも大きく設定されていることを特
徴とする請求項３記載の絶縁抵抗計。