JPS62123367A - 容量素子の充電電流測定方法 - 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】 「産業上の利用分野」 コノ発明は例えばコンデンサのような容量素子の絶縁抵
抗を測定する場合に用いることができる容量素子の充放
電電流測定方法に関する。

「従来技術」 従来容量素子の絶縁抵抗は第４図及び第５図に示すよう
な測定回路によって測定している。第４図に示す測定回
路はＪＩＳ　−Ｃ５１０２で規定された測定方法を示す
。また第５図に示す測定回路はＪＩＳ−Ｃ１３０３で規
定された測定回路である。

第４図に示す測定回路において１は被測定体、２は保護
抵抗器、３は標準抵抗器、４は直流電源。

５は検流計、６は分流器、Ｓｌは検流計５８をショート
シておくシャントスイッチ、Ｓ２は切替スイッチをそれ
ぞれ示す。

測定時はシャントスイッチＳ１をオフにし、切替スイッ
チＳ２を接点９に投入する。このときの検流計５の振れ
をｄ。とする。またこのときの分流器６０分流比を８０
とする。次に切替スイッチＳ２を接点すに倒す。このと
きの検流計５の撮れをｄＸ、分流器６の分流比をＳｘ、
標準抵抗器３の抵抗値をＲ３とすると、被測定体１の絶
縁抵抗Ｒは によって求められる。

第５図に示す測定回路において１は被測定体、３は標準
抵抗器、４は直流電源、７は例えばディジゴルのような
入力インピーダンスが高い電圧測定器、Ｓ２は切替スイ
ッチを示す。

この測定回路では切替スイッチＳ２を平素は接点ａに接
触させておき被測定体１の電荷を放出しておく、測定時
は切替スイッチＳ２を接点すに切替え直流電源４から被
測定体１と標準抵抗３かも成る直列回路に直流電圧を印
加する。被測定体１に対する充電電流がゼロになった時
点で標準抵抗器３の両端に発生している電圧を電圧測定
器７によって測定する。その測定値をＶ。とすれば絶縁
抵抗値Ｒは で求められる。ここでＶＢは直流電源４の電圧、Ｒ３は
標準抵抗器３の抵抗値である。

「発明が解決しようとする問題点」 第４図に示す測定方法において検流計５の振れｄＸを読
取るタイミングは被測定体１を流れる充電電流がゼロに
達した時点でなければならない。このためＪＩＳ　−Ｃ
５１０２では切替スイッチＳ２を接点すに切替た直後か
ら１分±５秒後に読取った値を採用している。

従って測定に少なくとも１公租度の時間を必要とするた
めコンデンサの製造工場において製造されるコンデンサ
を全量検査しようとすると１個当シの検査時間が長くな
るため多くの検査員を配置して掛らなければ検査が間に
合なくなる不都合がある。第５図に示す測定回路でも同
様の欠点がある。また容量が大きいコンデンサの場合は
１分を経過しても未だ充電電流が流れていることもあり
、容量の大きいコンデンサに対して正確な絶縁抵抗値を
測定できない不都合もある。

このような理由から容量素子に充電電流又は放電電流を
流し始めた直後の短かい時間内において複数のタイミン
グにおいて充電電流値又は放電電流値を測定し、その複
数の電流測定値によって所望時間後の電流値を予測して
算出できると都合がよい。

この発明の目的は容量素子を流れる充電電流又は放電電
流の定常状態に達しだ状態の電流値を短時間に測定する
ことができる容量素子の充放電電流測定方法を提案しよ
うとするものである。

「問題点を解決するための手段」 この発明では容量素子を流れる充電電流又は放電電流の
流れ始めから所定時間経過した時点を先頭に一定時間毎
の少なくとも三点の電流値を測定し、この少なくとも三
つの電流値から所望時間後の電流値を予測して算出する
ようにしたものである。

つまりこの発明では充電電流又は放電電流の流れ始めか
られずかな時間内に三点の電流値を測定し、その三点の
電流測定値により流れ始めから充分時間が経過した時点
の定常状態の電流値を予測して算出する方法を提案する
ものである。

この発明の電流測定方法によれば測定開始かられずかな
時間内において三点の時点で電流値Ｉｏ。

１１、Ｉ２を測定し、その電流値Ｉ。、　Ｉ、　、　Ｉ
２によって定常状態における電流値Ｉｘを によって算出する。

この結果定常状態に達する時間よυ前の状態で結果を算
出することができ、定常状態における電流値が求められ
ることにより容量素子の絶縁抵抗値を容易に求めること
ができる。

よってこの発明の充放電電流測定方法によれば短時間に
定常状態の電流値を求めることができ、これにより短時
間に容量素子の絶縁抵抗値等を算出することができる。

「実施例」 第１図にこの発明による充放電電流測定方法の概要を示
す。第１図において１１は成る容量素子の充電電流又は
放電電流波形を示す。時点１＝０から電流が流れ始め時
間ｔ０が経過した時点ｔ。において電流工。を測定する
。

時点ｔ。から時間ｋｔ。経過した時点ｔ１において電流
Ｉ、を測定し、更に時点ｔ１から時間ｋｔｏ経過した時
点ｔ２で電流Ｉ２を測定する。ここまでの時間ｔｏ＋２
ｋｔｏは短かい時間内に選定する。

この発明によればこれらの電流測定方法。、■、。

Ｉ２を使って任意時間ｔＸ後の電流値Ｉｘを次式によっ
て求める。

以下に■工の式の算出過程を説明する。

容量素子の電気的な等何回路を第２図に示す。

第２図において１２は容量素子を指すものとする。

１２Ａは容量素子１２の容量を示し、その容量値をＣと
する。１２Ｂは直列抵抗を示しその抵抗値をＲ４とする
。１２Ｃは絶縁抵抗を示し、その抵抗値をＲ２とする。

第３図に測定回路の原理図を示す。第３図において１３
は既知の電圧値Ｖを発生する直流源、１４は直流源１３
の内部抵抗を示し、その抵抗値をｒとする。測定開始に
先立ってスイッチ１５を接点Ａに接触させ容量素子１２
の両端を短絡し、容量１２Ａに充電されている電荷を放
出させる。電荷の放出が完了した時点でスイッチ１５を
接点Ｂに転接し、直流源１３から容量素子１２に電圧■
を印加する。容量素子１２には電流測定手段１６が直列
に接続され、時間の経過に従って電流値を測定する。こ
の電流測定手段１６は例えばマイクロコンピュータ等を
組込んだ電圧電流測定器を使うことができ、ＡＤ変換器
によって電流値をＡＤ変換し、そのディジタル信号をマ
イクロコンピュータによって所定の時間毎に取込む構造
とすることができる。

スイッチ１５が接点Ｂに転接したときの電流エエは Ｉ　　＝　−＋−ｙ−ｔ″″ζ７” ”ｒ＋Ｒ２ｒ十Ｒ１ （Ｒ１・Ｒ２＞　ｒ　） となる。

時点１＝１０のときのエエをＩ。

１　＝　１．　＝　１ｏ＋　１．のときのＩ、を■。

ｔ＝ｔ２＝Ｌ０＋２ｔａのときのＩ、を工２とすると、
■＝−十□・−÷（′°“°）・・・（３）２ｒ　＋　
Ｒｒ　＋　Ｒ１ となる。尚τ＝＝ｃ（ｒｔ１＋ｒ）である。

電流Ｉｘの一般式は 一工（ｔｏ＋ｘｔａ） ■・＝・＋Ｒ２＋・十Ｒ１“′ ここでｔａの値をｔａ＝ｋｔｏとすると一１ｔｏ　＜　
＋１′’　、（４） Ｉｘ””　１　＋　Ｒ２＋ｒ　＋　Ｒ１’ｆＡ　＝ａ　
”’　ｔ　ｔＯとおくと （１＋ｘｋ　）　　・・・・・・・・・（５）１・＝・
＋Ｒ２＋・＋Ｒ１Ａ （ｉ）　ｔ　（２）　ｔ　（３）式をこの様に書き直す
と””　ｒ　＋　Ｒ２−＋ヨＡ　　　　−・・−−−−
−−＝　（６）Ｖ　　　　（ｒ＋ｋ）　　・・・・・・
・・・・・・・・・（７）””　ｒ　＋　Ｒ２＋ｒ　＋
　ＲＩＡ Ｖ　　　（１−１−ｚｋ）・・・・・・・・・・・・・
・＜８）’＝ｒ　＋　Ｒ２＋ｒ　＋　Ｒ１Ａ α１式を（９）式で割算すると、 （５）式と（６）式から （９）式より ０９式よシ Ｉ、−Ｉ。

α■式に代入すると これにより任意の時間ｔｘの電流へが算出できる。

ｋ＝１　　（ｔ、、−ｔ、＝ｔ、−ｔｏ＝ｔｏ）のとき
は０３式においてＡ　　（（１のときは の様に簡単な式となる。

ここでＡ（（１条件は、 ０め式よシ 第１図から明らかなように工、−Ｉ２＜Ｉｏ−工、であ
るから ＡＸｋ（１であるためには約 でなければならない。ここで求める電流値の時間ｔｘを
測定時間間隔ｋｔ０の１０倍以上（Ｘ≧１０）に探るも
のとすると、 Ａｘ　ｋ　＜　（台）１ｏ　　＝　　１．ｇ　Ｘ　１　
ｏ−５＜＜　１とすｌＪＣＭ式が成り立つ ２（Ｉ、−Ｉ、）≦Ｉｏ−Ｉ。

■　≧３Ｉ、−２Ｉ２　　　　　　、・・α・（６）　
？　（７）　ｅ　（ｓ）式を ■。＝に０＋αＡ ■、＝に０＋αＡ（１＋ｋ） 工２＝に０＋ａＡ（１＋２ｋ） とかき直すとａＱ式は （１＋ｋ） Ｋ０＋αＡ≧３（Ｋ０＋αＡ）−２（Ｋ刊Ａ（針泳））
Ｚ　ｃｔＡ（１＋２ｋ）　−３ａＡ（１＋ｋ）＋（ＩＡ
　≧０２Ａ２に−３Ａｋ＋　１≧０ （２Ａｋ−１）（Ａｋ−１）≧Ｏ ５０≦Ｏとなシ（ｋ−）Ｏ）解ではないゆえに　Ａｋ≦
ユ ｌ “−一′・≦７ τ ｋ　　　　　　　　　１ −−１　　≦ｔｎ　− τ　０２ ｋｔｏ≧０．６９　Ｃ（Ｒ４十ｒ　） これは次の様な事を意味する。第１図において、スイッ
チ５を時点を耕０で接点Ｂに転換した後、時間ｔ０後の
時点ｔ０における電流工。時点ｔ。から時間ｋｔ。

後の電流工４．２　ｋｔ０後の電流工２を測定すると、
ｔ　　＝＝　ｔ　　＋　ｘｋｔ０後の電流工Ｘはｘ　　
　　　　Ｏ で計算することができる。

さらにｋｔｏを ｋｔ　　≧０．６９　Ｃ（Ｒ１＋　ｒ〕に選べば で計算する事ができる。

「発明の作用効果」 上述したようにこの発明によれば電流測定の時間間隔ｋ
ｔ０を容量２人の容量値Ｃと直列抵抗２Ｂ及び直流源３
の内部抵抗４の各抵抗値Ｒ１とｒで決まる時定数Ｃ（Ｒ
１＋　ｒ　）の約７０％の時間に選定し、この時間間隔
で三点の電流値■。、　１１．　Ｉ２を測定することに
より、時定数の例えば１０倍の時間経過した時点におけ
る電流値を予測して算出することができる。

ｔｏを充分小さい値に選定することにより測定に要する
時間は約１．４　Ｃ（Ｒ１＋　ｒ　）で終了することが
できる。つまシ時定数の約１．４倍の時間で測定を終了
し、時定数の１０倍の時間経過した時点の電流値を予測
して算出することができる。時定数Ｃ（Ｒ＋＋ｒ）は充
放電波形１１が約７０％低下するまでの時間に対応する
。よってｔ。を小さい値に選定すれば電流Ｉ、を測定す
る時点ｔ１が大凡時定数Ｃ（Ｒ１＋　ｒ　）に対応する
。例えばｃ　＝　１μＦ、　Ｒ，＋ｒ＝１０Ωとした場
合、時定数は１０Ｂ秒となる。

この時定数の場合に電流工。、　Ｉ４．　Ｉ、を測定す
るに必要な時間（ｔ０＋２ｋｔｏ）は約１４μとなる。

１４Ｂ秒の測定時間によって時定数の１０倍の時間経過
した約１００μ秒後における電流値を予測して算出する
ことができるから短時間に充放電電流の定常状態におけ
る電流の測定を終了することができる。容量１２Ａの値
が大きい場合にはその容量値Ｃに応じて測定時間間隔ｋ
ｔ。〉０．６９　Ｃ（Ｒ１＋ｒ）　Ｋ選定するから容量
値Ｃが大きい場合でも定常状態の電流値を正確に求める
ことができる。

充放電電流の定常状態における電流を短時間に知ること
ができることによシ例えば容量素子の絶縁抵抗も短時間
に測定できる。よってコンデンサの製造工程においてコ
ンデンサを全量チェックするようにしても、製品を高速
度で試験することができる利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の要部の動作を説明するだめのグラフ
、第２図は被測定対象であるコンデンサの等何回路を示
す接続図、第３図はこの発明の一実施例を説明するため
の接続図、第４図及び第５図は従来の回路を説明するた
めのブロック図である。 １１：充放電電流波形、１２：容量、素子、１２Ａ：容
量、１２Ｂ：直列抵抗、１２ｃ：絶縁抵抗。 １３：直流源、１４：直流源の内部抵抗、１５：スイッ
チ、１６：電流測定手段。 特許出願人　　株式会社アトパンテスト代　理　　人　
　草　　野　　　　　　卓オ　２　図 か　３　Ｚ 電５危計

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）容量素子を流れる充電電流又は放電電流の流れ始
   めから所定時間経過した時点を先頭に一定時間毎に少な
   くとも三点以上にわたって電流値を測定し、この三つの
   電流測定値から上記容量素子を流れる所望時間後の電流
   値を算出するようにした容量素子の充放電電流測定方法
   。