KR100476566B1 - 저 저항 측정기의 저항 측정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 계측기의 오염이나 파손으로 인하여 측정환경이 변할 경우 이를 감지하여 알려줌으로서 측정 정밀도를 더 향상시킬 수 있는 저 저항측정기의 측정 방법에 관한 것으로, 전류원과 상기 전류원의 전류를 측정대상체에 전달하기 위한 프로브와, 측정대상체에 걸리는 전압 및 전류를 측정하는 전압측정기와 전류측정기를 포함하는 저 저항측정기에 있어서, 상기 저 저항측정기에 저항측정범위, 인가할 전류의 레벨, 상기 설정된 저항측정범위에 대응하여 신뢰가능한 측정결과를 얻기 위한 최소의 전류측정값인 전류임계값을 설정하는 단계; 상기 저 저항측정기의 영점을 조정하는 단계; 상기 저 저항측정기의 프로브가 측정대상체에 접촉되었는지의 여부를 체크하는 단계; 상기 체크결과, 프로브가 측정대상체에 접촉되면, 상기 전류측정기 및 전압측정기의 측정값을 읽어들이는 단계; 상기 읽어들인 전류 측정값과 전압측정값은 전압, 저항, 전류간의 관계식에 대입하여 저항값을 산출하고, 산출된 저항값을 측정값으로 표시하는 단계; 상기 읽어들인 전류측정값이 상기 전류임계값보다 작은지를 비교판단하는 단계; 및, 상기 판단결과, 전류측정값이 전류임계값보다 낮지 않으면, 상기 프로브접속을 체크하는 단계부터 다시 반복실행하고, 전류측정값이 전류임계값보다 낮으면, 상기 저항측정값의 표시를 중단하고, 에러메시지를 표시하는 단계로 이루어진다.

Description

저 저항 측정기의 저항 측정 방법{Ohm measurment method of milli-ohmmeter}

본 발명은 mΩ단위의 저항값을 측정할 수 있는 저 저항측정기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 계측기의 오염이나 파손으로 인하여 측정환경이 변할 경우 이를 감지하여 알려줌으로서 측정 정밀도를 더 향상시킬 수 있는 저 저항측정기의 측정 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 저항측정기(ohm-meter)는 도 1에 도시된 바와 같이, 측정 대상 저항(10)의 양 리드에 접촉되는 제1,2프로브(11,12)를 구비하고, 상기 제1,2프로브(11,12)와 소정 길이의 케이블(14)에 의해서 연결되어 제1,2프로브(11,12)를 통해 전기적으로 접속된 측정 대상 저항(10)에 전류를 가하여 저항값을 측정한 후 디스플레이하는 계측부(13)로 구성된다.

상기와 같은 저항측정기는 측정 대상 저항에 프로브를 접속하여 전류를 인가한 후, 인가된 전류에 의해 저항의 양단에 발생된 전압을 측정하고, 또한 상기 측정 대상 저항을 거쳐 흐르는 전류를 측정하여, 이 측정 전압 및 전류로부터 저항값을 산출한 후, 디스플레이시킨다.

이때, 저항측정기는 상기 전압측정기와 전류측정기를 측정대상 저항과 연결시키는 방식에 따라서 2선식과 4선식으로 구분될 수 있다.

도 2는 2선식 저항측정기의 측정대상 저항과 연결된 상태의 등가회로도로서, 측정대상저항(10)에 저 저항측정기(20)의 전류원(17)이 연결되고, 상기 전류원(17)의 전류가 들어오는 방향에 직렬로 전류측정기(16)가 구비되고, 상기 전류원(17)과 병렬로 전압측정기(15)가 연결된다.

따라서, 상기 전류원(17)로부터 공급된 전류의 경로는 측정대상 저항(10)을 통과하여 다시 전류원(17)으로 이어지는 폐루프를 형성하고, 이때, 전류측정기(16)는 상기 측정대상 저항(10)을 통과한 후의 전류값을 측정하고, 전압측정기(15)는 상기 측정대상 저항(10)의 양단에 걸린 전압을 측정한다.

상기 전류측정기(16)와 전압측정기(15)의 측정값은 도시되지는 않았지만 저저항측정기(20)의 내부에 구비된 제어부로 인가되고, 상기 제어부는 전압, 전류, 저항간의 관계(V=IR)에 따라서 측정된 전압 및 전류로부터 저항을 산출하고, 이를 표시장치(미도시)에 디스플레이한다. 상기 표시장치는 눈금과 바늘로 표시되는 아날로그장치일 수 도 있고, 디지털 숫자로 표시되는 디지털 장치일 수 도 있다.

그런데, 저항 측정시에는 상기 제1,2프로브(11,12)와 측정대상 저항체(10)의 접촉시, 접촉저항(미도시)이 발생하고, 또한, 상기 제1,2프로브(11,12)를 측정부(13)의 회로에 연결시키는 케이블(14)에 의한 리드저항(RI1,RI2)이 발생한다.

그런데, 상기 2선식 저항측정기의 경우는 상술한 접촉저항 및 리드저항(RI1,RI2)들이 측정저항값에 포함되게 된다.

따라서, 상기 성분들을 제거하여 정확한 저항값만을 측정하고자 제안된 것이 4선식 저항측정기로서, 이는 전류소스를 인가하는 회로와 전압을 측정하는 회로를 분리하여, 저항측정시 리드저항값 및 접점 저항값을 배제한 정확한 측정대상체의 저항값을 측정할 수 있다.

도 3은 종래 4선식 저항측정기의 측정원리를 설명하는 등가회로도로서, 전압측정기(15)와 측정대상체(10)와의 접점과, 상기 전류원(17) 및 전류측정기(16)와 측정대상체(10)와의 접점이 구분되어 있어, 전류원(17)으로부터 인가된 전류(I)는 접점(P2)에서 I1, I2로 분배되고, 이때, 리드저항 R14, R15는 전류가 흐르지 않도록 측정가능 저항범위에 비하여 고저항으로 설계하여, 전류 I2를 0로 한다.

따라서, 상기 전압측정기(15)에서 측정된 전압(V)은 상기 측정대상체(Rs)에서의 순수 전압값이며, 그로부터 저 저항측정기로부터 측정된 저항값 R은 측정대상 저항(Rs)에서 발생하는 전압(V) 및 소스 인가후 측정된 전류(I1)를 전류/전압 관계식(V=IR)에 대입함으로서, 다음의 수학식 1과 같이 나타난다. 여기서, Rm은 전압측정기(17)의 내부 임피던스를 나타낸다.

상기에서, 리드저항 R14, R15는 저항 Rs에 비하여 상대적으로 고저항이기 때문에, 전류 I2가 흐르지 않으며, 따라서, 상기 수학식 1과 같은 결과가 도출된다.

이와 같이, 종래의 4선식 저항측정기에서는 접점저항이나 리드저항을 배제시켜 정확한 측정을 가능하게 하고 있다.

그러나, 상술한 종래의 저항측정기들은 저항 측정 환경의 변화, 예를 들어, 프로브의 오염, 케이블이나 계측기의 파손등을 체크할 수 있는 방법이 없었기 때문에, 4선식 저항측정기를 이용하더라도, 프로브가 오염되거나, 일부 부품이 파손될 경우 이에 따라 틀려진 측정값의 변화를 측정자가 알기 어려웠다.

특히, 프로브가 오염되면, 측정시 접점저항이 증가하게 되거나, 측정케이블에 손상이 발생하여 인가되는 전류가 작아지면, 측정대상체의 정확한 저항 측정이 어려웠다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 계측기의 오염이나 파손으로 인하여 측정환경이 변할 경우 이를 감지하여 알려줌으로서 측정 정밀도를 더 향상시킬 수 있는 저 저항측정기의 측정 방법을 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구성수단으로서, 본 발명의 저항 측정 방법은 전류원과 상기 전류원의 전류를 측정대상체에 전달하기 위한 프로브와, 측정대상체에 걸리는 전압 및 전류를 측정하는 전압측정기와 전류측정기를 포함하는 저 저항측정기에 있어서, 상기 저 저항측정기에 저항측정범위, 인가할 전류의 레벨, 상기 설정된 저항측정범위에 대응하여 신뢰가능한 측정결과를 얻기 위한 최소의 전류측정값인 전류임계값을 설정하는 단계; 상기 저 저항측정기의 영점을 조정하는 단계; 상기 저 저항측정기의 프로브가 측정대상체에 접촉되었는지의 여부를 체크하는 단계; 상기 체크결과, 프로브가 측정대상체에 접촉되면, 상기 전류측정기 및 전압측정기의 측정값을 읽어들이는 단계; 상기 읽어들인 전류 측정값과 전압측정값은 전압, 저항, 전류간의 관계식에 대입하여 저항값을 산출하고, 산출된 저항값을 측정값으로 표시하는 단계; 상기 읽어들인 전류측정값이 상기 전류임계값보다 작은지를 비교판단하는 단계; 및, 상기 판단결과, 전류측정값이 전류임계값보다 낮지 않으면, 상기 프로브접속을 체크하는 단계부터 다시 반복실행하고, 전류측정값이 전류임계값보다 낮으면, 상기 저항측정값의 표시를 중단하고, 에러메시지를 표시하는 단계로 이루어진다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 저 저항측정기의 측정 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 의한 저 저항측정기의 측정방법은 도 1 내지 도 3에 보인 저 저항 측정기에 있어서, 전압측정기(15)와 전류측정기(16)로부터 전압 및 전류 측정값을 입력받아 저항값을 산출하는 제어부(미도시)에 의해 수행되는 것으로서, 이는 마이콤등에 의해 수행되는 소프트웨어 형태로 구현될 수 있다.

즉, 본 발명에 의한 측정방법이 적용된 저 저항측정기는 종래의 저 저항측정기와 대비하여, 측정된 전류 및 전압값을 저항으로 산출하는 플로우에서 차이가 발생된다.

도 4는 본 발명에 의한 저 저항 측정기의 저항 측정 방법을 나타낸 플로우챠트로서, 이를 참조하여 이하에서 본 발명에 따른 저항 측정 방법을 설명한다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 저 저항 측정 방법은 측정을 시작하기 전에 저 저항측정기의 초기화작업으로서, 파라메터 범위 및 레벨을 설정한다(S401).

상기 단계 S401에서 설정되는 파라메터는 저저항측정기에서 저항측정시 제공되는 전류, 저항에 대한 것으로서, 저항측정범위, 저항측정을 위해 인가되는 전류의 적정레벨, 그리고, 정상적인 저항측정이 가능한 전류레벨범위의 하한값에 대응하는 전류 임계값등이다. 상기 설정된 파라메터들은 도 1에 보인 저저항측정기의 측정부(13)의 내부에 세팅된다.

다음으로, 상기 설정된 파라메터에 따라서 측정계의 눈금을 조정한다. 예를 들어, 전류원(17)의 공급전류 레벨을 조정하고, 측정저항 표시부의 단위로 조정한다.

그 다음, 상기 저 저항측정기의 제1,2프로브(11,12)가 측정대상체(즉, 저항을 포함하는 도전체)에 접촉되었는지를 체크한다(S403).

보통, 측정자가 상기와 같이 초기화된 저 저항측정기를 이용하여 소정의 측정대상체(10)의 저항을 측정하고자 하는 경우, 상기 도 1에 도시된 제1,2프로브(11,12)를 측정대상체(10)의 양 리드에 접촉시킨다.

따라서, 상기와 같은 처리에 의하여, 단계 S403에서 제1,2프로브(11,12)가 측정대상체에 접촉되면, 상기 전압측정기(15)와 전류측정기(16)로부터 전압측정값 및 인가전류 측정값을 읽어들인다(S404).

그리고, 예를 들어, 수학식 1과 같은 저항 산출식에 상기 측정된 전압 및 전류값을 대입하여, 측정대상체(10)의 저항값(Rs)을 산출하여, 표시부에 디스플레이시킨다(S405).

이와 함께, 상기 전류측정기(16)로부터 읽어들인 전류측정값을 상기 초기단계 S401에서 설정된 전류임계값과 비교한다(S406). 여기서, 전류임계값은 앞서 설명한 바와 같이, 상기 저 저항 측정기에서 소정 범위의 저항값을 측정하기 위해서 요구되는 최저 전류레벨이며, 또한, 제1,2프로브(11,12)이 오염되어 접점저항값이 커지거나 케이블(14)이 손상되어 리드저항값이 커져 전류값이 작아질 때, 이를 판단하는 기준 전류레벨이다.

따라서, 상기 비교결과 측정된 전류값, 즉, 측정대상체(10)를 통과하는 전류의 값이 상기 설정된 전류임계값보다 작으면(S407), 산출된 저항값(R)과 실제 측정대상체(10)의 저항값(Rs)과의 편차가 커지게 되므로, 이를 알리는 에러메시지를 표시한다(S408).

상기 에러메시지를 측정부(13)상에 경고램프를 구비시킨 후, 이를 점등시키는 것으로 표시할 수 도 있고, 다른 방식으로 디스플레이부상에 저항측정값을 표시하지 않은 에러가 났음을 나타내는 메시지를 출력시키는 등, 사용자가 인식가능하게 표시되면 어떤 방식으로라도 가능하다.

저 저항측정기의 사용자는 소정 측정대상체의 저항값을 상기와 같이 측정하다고, 에러표시가 발생되면, 저항측정을 중단하고, 해당 저항측정기를 수리하거나, 오염물을 제거할 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 저항측정자가 저항측정기의 오염이나 다른 파손문제로 저항측정값에 편차가 발생되는 시점을 쉽게 인식할 수 있으며, 그 결과 불확실한 측정데이타를 사용하지 않을 수 있으며, 더하여, 적절한 시점에서 저항측정기에서 계측기의 교체나 청소, 눈금조정을 실시할 수 있게 된다.

그리고, 상기에 의하여 전류값의 저하원인이 해결되면, 상기 단계S402부터 다시 실행하여 저항 측정을 실시할 수 있다.

이상의 저항 측정 방법에 있어서, 전류임계값은, 측정저항범위에 대응하여 설정되며, 이때, 전류와 저항과의 관계식에 따라서 측정저항범위를 측정자가 설정하면, 상기 측정부(13)의 내부에서 전류임계값을 자동으로 설정하게 할 수 도 있으며, 측정자가 직접 입력하여 설정할 수 도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 저 저항측정기로 소자의 저항값을 측정시, 프로브의 오염이나 케이블의 파손등에 의하여 저항측정기의 측정환경이 측정값의 정확도가 떨어지는 것을 측정자가 인식할 수 있게 되며, 그 결과, 적절한 시점에서 오염물 제거나 부품의 교체등과 같이 적절한 조취를 취하는 것이 가능하여, 측정오류의 발생을 미연에 방지할 수 있으며, 항상 정확한 측정값을 얻을 수 있는 우수한 효과가 나타난다.

도 1은 일반적인 저항측정기의 구성을 보인 사시도이다.

도 2는 종래의 2선식 저 저항측정기의 등가회로도이다.

도 3은 종래의 4 선식 저 저항측정기의 등가회로도이다.

도 4는 본 발명에 의한 저 저항 측정기의 측정방법을 나타낸 플로우챠트이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 측정대상체 11, 12 : 프로브

13 : 측정부 14 : 케이블

15 : 전압측정기 16 : 전류측정기

17 : 전류원 20 : 저 저항 측정회로부

Claims (1)

1. 전류원과 상기 전류원의 전류를 측정대상체에 전달하기 위한 프로브와, 측정대상체에 걸리는 전압 및 전류를 측정하는 전압측정기와 전류측정기를 포함하는 저 저항측정기의 저항 측정 방법에 있어서,

   상기 저 저항측정기에 저항측정범위, 인가할 전류의 레벨, 상기 설정된 저항측정범위에 대응하여 신뢰가능한 측정결과를 얻기 위한 최소의 전류측정값인 전류임계값을 설정하는 단계;

   상기 저 저항측정기의 영점을 조정하는 단계;

   상기 저 저항측정기의 프로브가 측정대상체에 접촉되었는지의 여부를 체크하는 단계;

   상기 체크결과, 프로브가 측정대상체에 접촉되면, 상기 전류측정기 및 전압측정기의 측정값을 읽어들이는 단계;

   상기 읽어들인 전류 측정값과 전압측정값은 전압, 저항, 전류간의 관계식에 대입하여 저항값을 산출하고, 산출된 저항값을 측정값으로 표시하는 단계;

   상기 읽어들인 전류측정값이 상기 전류임계값보다 작은지를 비교판단하는 단계; 및

   상기 판단결과, 전류측정값이 전류임계값보다 낮지 않으면, 상기 프로브접속을 체크하는 단계부터 다시 반복실행하고, 전류측정값이 전류임계값보다 낮으면, 상기 저항측정값의 표시를 중단하고, 에러메시지를 표시하는 단계

   로 이루어지는 저 저항측정기의 저항 측정 방법.