JP2002139528A - インピーダンス測定装置 - Google Patents
インピーダンス測定装置Info
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- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000002847 impedance measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
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- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】測定系に外乱を与えることなく、廉価で安定且
つ高精度なインピーダンス測定を可能とする。 【解決手段】供試インピーダンス2と少なくとも第1の
既知インピーダンス3を含み、供試インピーダンス2が
第1の既知インピーダンス3よりも低い電位側に接続さ
れたインピーダンス直列回路の両端に交流信号源1から
交流信号を印加する。第1の既知インピーダンス3の両
端の電圧信号が電圧測定回路により測定され、測定され
た第1の既知インピーダンス3の一端xの電圧信号と他
端yの電圧信号が、順次切換スイッチ5を介して、ベク
トル比測定器8の一方の入力端子に入力され、インピー
ダンス直列回路中の供試インピーダンス2の前記第1の
既知インピーダンスとの接続点とは異なる端からの電圧
信号が他方の入力端子に入力される。Z演算部9では、
測定されたベクトル比測定器8のそれぞれの出力値を求
め、これら出力値の比から供試インピーダンスを算出す
る。
つ高精度なインピーダンス測定を可能とする。 【解決手段】供試インピーダンス2と少なくとも第1の
既知インピーダンス3を含み、供試インピーダンス2が
第1の既知インピーダンス3よりも低い電位側に接続さ
れたインピーダンス直列回路の両端に交流信号源1から
交流信号を印加する。第1の既知インピーダンス3の両
端の電圧信号が電圧測定回路により測定され、測定され
た第1の既知インピーダンス3の一端xの電圧信号と他
端yの電圧信号が、順次切換スイッチ5を介して、ベク
トル比測定器8の一方の入力端子に入力され、インピー
ダンス直列回路中の供試インピーダンス2の前記第1の
既知インピーダンスとの接続点とは異なる端からの電圧
信号が他方の入力端子に入力される。Z演算部9では、
測定されたベクトル比測定器8のそれぞれの出力値を求
め、これら出力値の比から供試インピーダンスを算出す
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はインピーダンス測定
装置に関し、特にベクトル比測定器を用いたインピーダ
ンス測定装置に関する。
装置に関し、特にベクトル比測定器を用いたインピーダ
ンス測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】インピーダンスを測定する一つの方法と
して、従来からベクトル比測定器を用いた方法が知られ
ている。図7には、かかるベクトル比測定器を用いて供
試インピーダンスZを測定する測定装置の回路例が示さ
れている。ここで、ベクトル比測定器とは、振幅と位相
情報を含んだ2つの入力信号の比を演算し、出力として
入力信号の比を、例えば (Acosθ+jAsinθ) あるいは、これと等価である A・exp(jθ) の形で得るものである。なお、ここでAは絶対値、θは
位相である。
して、従来からベクトル比測定器を用いた方法が知られ
ている。図7には、かかるベクトル比測定器を用いて供
試インピーダンスZを測定する測定装置の回路例が示さ
れている。ここで、ベクトル比測定器とは、振幅と位相
情報を含んだ2つの入力信号の比を演算し、出力として
入力信号の比を、例えば (Acosθ+jAsinθ) あるいは、これと等価である A・exp(jθ) の形で得るものである。なお、ここでAは絶対値、θは
位相である。
【0003】図7を参照して供試インピーダンス502
の値Zを測定する原理及び動作を説明する。交流信号源
501から電圧Vの信号が、供試インピーダンス502
とインピーダンス値rをもつ既知インピーダンス504
との直列回路に印加されると、この直列回路には電流I
が流れる。ここで、既知インピーダンス504は電流検
出用のインピーダンスであり、通常は|Z|>>rとする。
の値Zを測定する原理及び動作を説明する。交流信号源
501から電圧Vの信号が、供試インピーダンス502
とインピーダンス値rをもつ既知インピーダンス504
との直列回路に印加されると、この直列回路には電流I
が流れる。ここで、既知インピーダンス504は電流検
出用のインピーダンスであり、通常は|Z|>>rとする。
【0004】交流信号源501と供試インピーダンス5
02との接続点には、伝達係数K1を有するシグナルコ
ンディショナ506が接続されている。この出力はベク
トル比測定器508の入力端子Aに接続されている。シ
グナルコンディショナ506は、交流信号501の出力
電圧Vが、例えば200Vや300V等の高電圧であっ
た場合、この電圧をそのままベクトル比測定器508に
印加したのでは測定レンジをオーバしてしまうため、電
圧分圧器等の電圧を下げる機能が必要となるからであ
る。従って、もし、交流信号原501の出力電圧Vがベ
クトル比測定器508の測定範囲内であればK=1、す
なわち電圧分割器は不要である。他方、それとは逆に、
前記Vの大きさが小さい場合には、この電圧を増幅する
ために、増幅器を内蔵したシグナルコンディショナを使
用する必要がある。
02との接続点には、伝達係数K1を有するシグナルコ
ンディショナ506が接続されている。この出力はベク
トル比測定器508の入力端子Aに接続されている。シ
グナルコンディショナ506は、交流信号501の出力
電圧Vが、例えば200Vや300V等の高電圧であっ
た場合、この電圧をそのままベクトル比測定器508に
印加したのでは測定レンジをオーバしてしまうため、電
圧分圧器等の電圧を下げる機能が必要となるからであ
る。従って、もし、交流信号原501の出力電圧Vがベ
クトル比測定器508の測定範囲内であればK=1、す
なわち電圧分割器は不要である。他方、それとは逆に、
前記Vの大きさが小さい場合には、この電圧を増幅する
ために、増幅器を内蔵したシグナルコンディショナを使
用する必要がある。
【0005】一方、既知インピーダンス504の両端に
発生した電圧は、伝達係数K2を有するシグナルコンデ
ィショナ507を通してベクトル比測定器508の他方
の入力端子Bに入力される。
発生した電圧は、伝達係数K2を有するシグナルコンデ
ィショナ507を通してベクトル比測定器508の他方
の入力端子Bに入力される。
【0006】さて、ベクトル比測定器508の入力端子
Aから出力までの伝達係数をK3、同じく入力端子Bか
ら出力までの伝達係数をK4とする。そして入力端子A
による出力をEa_、入力端子Bによる出力をEb_とする
と、それぞれの出力は次のように表される。 Ea_=V・K1・K3 Eb_=r・I・K2・K4 ベクトル比測定器508は、上記電圧Ea_、Eb_の比を
出力するが、この比をA・exp(jθ)とすると、次式が得
られる。 {(V・K1・K3)/(r・I・K2・K4)}=A・ex
p(jθ) ここで、上述のように、Aはベクトル比測定器の示す振
幅値、θは同じく位相値を示す。尚、上式の右辺のA・
exp(jθ)は、(Acosθ+jAsinθ)と表しても同様で
ある。
Aから出力までの伝達係数をK3、同じく入力端子Bか
ら出力までの伝達係数をK4とする。そして入力端子A
による出力をEa_、入力端子Bによる出力をEb_とする
と、それぞれの出力は次のように表される。 Ea_=V・K1・K3 Eb_=r・I・K2・K4 ベクトル比測定器508は、上記電圧Ea_、Eb_の比を
出力するが、この比をA・exp(jθ)とすると、次式が得
られる。 {(V・K1・K3)/(r・I・K2・K4)}=A・ex
p(jθ) ここで、上述のように、Aはベクトル比測定器の示す振
幅値、θは同じく位相値を示す。尚、上式の右辺のA・
exp(jθ)は、(Acosθ+jAsinθ)と表しても同様で
ある。
【0007】今、左辺のV/Iに注目して上式を変形す
ると次式が得られる。 V/I=A・{(r・K2・K4)/(K1・K3)}exp
(jθ)
ると次式が得られる。 V/I=A・{(r・K2・K4)/(K1・K3)}exp
(jθ)
【0008】上記電圧と電流の比V/Iはインピーダン
ス(=Z+r)であるから、結局、供試インピーダンス
Zは次式に従って計算される。 Z=[A・{(r・K2・K4)/(K1・K3)}exp(j
θ)]−r このようにして、ベクトル比測定器を用いることによ
り、供試インピーダンスZを算出できる。
ス(=Z+r)であるから、結局、供試インピーダンス
Zは次式に従って計算される。 Z=[A・{(r・K2・K4)/(K1・K3)}exp(j
θ)]−r このようにして、ベクトル比測定器を用いることによ
り、供試インピーダンスZを算出できる。
【0009】ところで図7に示す方式は、Zの算出式を
見ても分かる通り、測定系の伝達係数K1〜K4の影響
を受けてしまうという問題点がある。この問題を解消す
るための測定装置が、本願と同一出願人の出願になる特
願2000−104354号に提案されている。
見ても分かる通り、測定系の伝達係数K1〜K4の影響
を受けてしまうという問題点がある。この問題を解消す
るための測定装置が、本願と同一出願人の出願になる特
願2000−104354号に提案されている。
【0010】図8には、かかる測定装置の回路図が示さ
れている。図7に示す測定装置との差異は、供試インピ
ーダンスZと既知インピーダンスrとの直列回路に既知
インピーダンスRoが直列に追加されており、このRoに
は、このインピーダンスRoを短絡させるためのスイッ
チSWが並列に接続されている点である。
れている。図7に示す測定装置との差異は、供試インピ
ーダンスZと既知インピーダンスrとの直列回路に既知
インピーダンスRoが直列に追加されており、このRoに
は、このインピーダンスRoを短絡させるためのスイッ
チSWが並列に接続されている点である。
【0011】このスイッチSWをオン/オフすることに
より供試インピーダンスZに流れる電流を変化させ、そ
れに応じたベクトル比測定器608の測定値を得て、供
試インピーダンスZを算出している点に大きな特徴があ
る。
より供試インピーダンスZに流れる電流を変化させ、そ
れに応じたベクトル比測定器608の測定値を得て、供
試インピーダンスZを算出している点に大きな特徴があ
る。
【0012】今、図8において、供試インピーダンス6
02、Roなる値を有するインピーダンス603、及び
rなる値を有するインピーダンス604の直列回路を考
えると、電圧Vと電流Iを用いて次式(1)が得られ
る。 V/I=Z+Ro+r (1)
02、Roなる値を有するインピーダンス603、及び
rなる値を有するインピーダンス604の直列回路を考
えると、電圧Vと電流Iを用いて次式(1)が得られ
る。 V/I=Z+Ro+r (1)
【0013】また、入力端子A、Bに加わる電圧による
ベクトル比測定器608の出力をそれぞれEa、Ebとす
ると、次式(2)、(3)が得られる。 Ea=V・K1・K3 (2) Eb=r・I・K3・K4 (3)
ベクトル比測定器608の出力をそれぞれEa、Ebとす
ると、次式(2)、(3)が得られる。 Ea=V・K1・K3 (2) Eb=r・I・K3・K4 (3)
【0014】ベクトル比測定器608では、EaとEbの
比を測定し、A・exp(jθ)の形で出力(表示)するの
で、次式が得られる。(尚、右辺は(Acosθ+jAsin
θ)と表してもよい。) {(V・K1・K3)/(r・I・K2・K4)}=A・exp(jθ) (4) ここで、前述の如く、Aはベクトル比測定器の示す振幅
値、θは同じく位相値を示す。
比を測定し、A・exp(jθ)の形で出力(表示)するの
で、次式が得られる。(尚、右辺は(Acosθ+jAsin
θ)と表してもよい。) {(V・K1・K3)/(r・I・K2・K4)}=A・exp(jθ) (4) ここで、前述の如く、Aはベクトル比測定器の示す振幅
値、θは同じく位相値を示す。
【0015】今、左辺のV/Iに式(1)を代入する
と、スイッチ605のオン、オフに応じて次のような関
係式(5)、(6)が得られる。
と、スイッチ605のオン、オフに応じて次のような関
係式(5)、(6)が得られる。
【0016】(a)スイッチ605がオフのとき(つま
り、インピーダンス603の値がRoのとき): (Z+Ro+R){K1・K3/(r・K2・K4)}=A1・exp(jθ1) (5) 但し、A1、θ1は、この場合のベクトル比測定器の示
す振幅及び位相である。
り、インピーダンス603の値がRoのとき): (Z+Ro+R){K1・K3/(r・K2・K4)}=A1・exp(jθ1) (5) 但し、A1、θ1は、この場合のベクトル比測定器の示
す振幅及び位相である。
【0017】(b)スイッチ605がオンのとき(つま
り、インピーダンス603の値が零のとき): (Z+r){K1・K3/(r・K2・K4)}=A2・exp(jθ2) (6) 但し、A2、θ2は、この場合のベクトル比測定器の示す
振幅及び位相である。
り、インピーダンス603の値が零のとき): (Z+r){K1・K3/(r・K2・K4)}=A2・exp(jθ2) (6) 但し、A2、θ2は、この場合のベクトル比測定器の示す
振幅及び位相である。
【0018】次に、このベクトル比測定器608の測定
結果である式(5)、式(6)につき、Z演算部609
によって、式(5)を式(6)で除すことにより次式
(7)が得られる。 (Z+r+Ro)/(Z+r)=(A1/A2)・exp{j(θ1−θ2)} (7) この式(7)をZについて解くと、 Z=Ro/[(A1/A2)・exp{j(θ1−θ2)}-1]−r (8) が得られる。
結果である式(5)、式(6)につき、Z演算部609
によって、式(5)を式(6)で除すことにより次式
(7)が得られる。 (Z+r+Ro)/(Z+r)=(A1/A2)・exp{j(θ1−θ2)} (7) この式(7)をZについて解くと、 Z=Ro/[(A1/A2)・exp{j(θ1−θ2)}-1]−r (8) が得られる。
【0019】式(8)において、Ro、r、A1、A2、
θ1、θ2は既知であるので、この式(8)によれば、
供試インピーダンスZを容易に算出できる。更に、式
(8)中には係数K1〜K4が含まれていないため、シグ
ナルコンディショナ606、607やベクトル比測定器
608の誤差は無視できるようになる。
θ1、θ2は既知であるので、この式(8)によれば、
供試インピーダンスZを容易に算出できる。更に、式
(8)中には係数K1〜K4が含まれていないため、シグ
ナルコンディショナ606、607やベクトル比測定器
608の誤差は無視できるようになる。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】上述図8に示す測定装
置は、測定系に含まれているシグナルコンディショナや
ベクトル比測定器のスケーリング誤差をキャンセルでき
るが、測定時にRoに並列に接続されたスイッチをオン
/オフするため、供試インピーダンスZに流れる電流が
変化してしまうという問題点があった。
置は、測定系に含まれているシグナルコンディショナや
ベクトル比測定器のスケーリング誤差をキャンセルでき
るが、測定時にRoに並列に接続されたスイッチをオン
/オフするため、供試インピーダンスZに流れる電流が
変化してしまうという問題点があった。
【0021】本発明は、上述のような問題点を解決する
ために為されたものであり、測定系に外乱を与えること
なく、廉価で安定且つ高精度なインピーダンス測定を可
能とするインピーダンス測定装置を提供することを目的
とする。
ために為されたものであり、測定系に外乱を与えること
なく、廉価で安定且つ高精度なインピーダンス測定を可
能とするインピーダンス測定装置を提供することを目的
とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明によるインピーダンス測定装置は、次のよう
な特徴的な構成を採用している。
め、本発明によるインピーダンス測定装置は、次のよう
な特徴的な構成を採用している。
【0023】(1)供試インピーダンスと少なくとも第
1の既知インピーダンスを含み、前記供試インピーダン
スが前記第1の既知インピーダンスよりも低い電位側に
接続されたインピーダンス直列回路と、前記インピーダ
ンス直列回路の両端に交流信号を印加する交流信号源
と、前記第1の既知インピーダンスの両端の電圧信号を
測定する電圧測定回路と、前記測定された第1の既知イ
ンピーダンスの一端の電圧信号と、他端の電圧信号が順
次一方の入力端子に接続され、前記インピーダンス直列
回路中の前記供試インピーダンスの前記第1の既知イン
ピーダンスとの接続点とは異なる端からの電圧信号が他
方の入力端子に接続されたベクトル比測定器と、前記測
定された第1の既知インピーダンスの一端の電圧信号
と、前記第1の既知インピーダンスの他端の電圧信号が
順次前記一方の入力端子に接続されたときの前記ベクト
ル比測定器のそれぞれの出力値を求め、これら出力値の
比から供試インピーダンスを算出する演算手段と、を備
えて成るインピーダンス測定装置。
1の既知インピーダンスを含み、前記供試インピーダン
スが前記第1の既知インピーダンスよりも低い電位側に
接続されたインピーダンス直列回路と、前記インピーダ
ンス直列回路の両端に交流信号を印加する交流信号源
と、前記第1の既知インピーダンスの両端の電圧信号を
測定する電圧測定回路と、前記測定された第1の既知イ
ンピーダンスの一端の電圧信号と、他端の電圧信号が順
次一方の入力端子に接続され、前記インピーダンス直列
回路中の前記供試インピーダンスの前記第1の既知イン
ピーダンスとの接続点とは異なる端からの電圧信号が他
方の入力端子に接続されたベクトル比測定器と、前記測
定された第1の既知インピーダンスの一端の電圧信号
と、前記第1の既知インピーダンスの他端の電圧信号が
順次前記一方の入力端子に接続されたときの前記ベクト
ル比測定器のそれぞれの出力値を求め、これら出力値の
比から供試インピーダンスを算出する演算手段と、を備
えて成るインピーダンス測定装置。
【0024】(2)前記インピーダンス直列回路の前記
供試インピーダンスの前記第1の既知インピーダンスと
の接続点とは異なる端には第2の既知インピーダンスが
接続されている上記(1)のインピーダンス測定装置。
供試インピーダンスの前記第1の既知インピーダンスと
の接続点とは異なる端には第2の既知インピーダンスが
接続されている上記(1)のインピーダンス測定装置。
【0025】(3)供試インピーダンスに、直列に接続
された第1と第2の既知インピーダンスが並列接続され
た並列回路と、前記並列回路に直列接続された第3の既
知インピーダンスと、前記並列回路と前記第3の既知イ
ンピーダンスとの直列回路の両端に交流信号を印加する
交流信号源と、前記第1の既知インピーダンスの両端の
電圧信号を測定する電圧測定回路と、前記測定された第
1の既知インピーダンスの一端の電圧信号と、他端の電
圧信号が順次一方の入力端子に接続され、前記並列回路
と前記第3の既知インピーダンスとの接続点の電圧信号
が他方の入力端子に接続されたベクトル比測定器と、前
記測定された第1の既知インピーダンスの一端の電圧信
号と、他端の電圧信号が順次一方の入力端子に接続され
たときの前記ベクトル比測定器のそれぞれの出力値を求
め、これら出力値の比から供試インピーダンスを算出す
る演算手段と、を備えて成るインピーダンス測定装置。
された第1と第2の既知インピーダンスが並列接続され
た並列回路と、前記並列回路に直列接続された第3の既
知インピーダンスと、前記並列回路と前記第3の既知イ
ンピーダンスとの直列回路の両端に交流信号を印加する
交流信号源と、前記第1の既知インピーダンスの両端の
電圧信号を測定する電圧測定回路と、前記測定された第
1の既知インピーダンスの一端の電圧信号と、他端の電
圧信号が順次一方の入力端子に接続され、前記並列回路
と前記第3の既知インピーダンスとの接続点の電圧信号
が他方の入力端子に接続されたベクトル比測定器と、前
記測定された第1の既知インピーダンスの一端の電圧信
号と、他端の電圧信号が順次一方の入力端子に接続され
たときの前記ベクトル比測定器のそれぞれの出力値を求
め、これら出力値の比から供試インピーダンスを算出す
る演算手段と、を備えて成るインピーダンス測定装置。
【0026】(4)前記電圧測定回路は、測定対象両端
の電圧信号を切り換え出力する切り換え手段である上記
(1)乃至(3)のいずれかのインピーダンス測定装
置。
の電圧信号を切り換え出力する切り換え手段である上記
(1)乃至(3)のいずれかのインピーダンス測定装
置。
【0027】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるインピーダン
ス測定装置の好適実施形態例を添付図を参照して説明す
る。図1は本発明になるインピーダンス測定装置の第1
の実施形態例を示す回路図である。
ス測定装置の好適実施形態例を添付図を参照して説明す
る。図1は本発明になるインピーダンス測定装置の第1
の実施形態例を示す回路図である。
【0028】本実施形態例では、既知インピーダンスR
oに接続されているスイッチSWをx側、y側に切換え
て、それぞれの場合におけるベクトル比測定器の出力値
を得て、この得た出力値の比を取り、これから供試イン
ピーダンスZの値を算出している。
oに接続されているスイッチSWをx側、y側に切換え
て、それぞれの場合におけるベクトル比測定器の出力値
を得て、この得た出力値の比を取り、これから供試イン
ピーダンスZの値を算出している。
【0029】図2は、図1の回路を一般化したものであ
り、図2を参照して本発明になるインピーダンス測定装
置の供試インピーダンスZ算出の一般式を示す。
り、図2を参照して本発明になるインピーダンス測定装
置の供試インピーダンスZ算出の一般式を示す。
【0030】図2に示すような本発明の第1の実施形態
は、インピーダンス直列回路に交流信号源Vが接続され
ている。このインピーダンス直列回路は、インピーダン
ス群のΣZa、既知インピーダンスRo及び供試インピー
ダンスZを含むインピーダンス群(Z+ΣZb)とで構
成されている。そしてRoには、このRoの両端電位を測
定するための切換えスイッチSWが接続されている。
は、インピーダンス直列回路に交流信号源Vが接続され
ている。このインピーダンス直列回路は、インピーダン
ス群のΣZa、既知インピーダンスRo及び供試インピー
ダンスZを含むインピーダンス群(Z+ΣZb)とで構
成されている。そしてRoには、このRoの両端電位を測
定するための切換えスイッチSWが接続されている。
【0031】このスイッチSWの出力は、伝達係数K1
を持つシグナルコンディショナ(図示せず)を通してベ
クトル比測定器の入力端子Aに接続されている。また、
インピーダンス直列回路中の図示しない1点(電位はE
z)から伝達係数K2を持つシグナルコンディショナ(図
示せず)を通してベクトル比測定器の入力端子Bに接続
されている。このシグナルコンディショナの入力インピ
ーダンスは大きく、シグナルコンディショナを接続した
ことによる影響は無視できるものとする。また、ベクト
ル比測定器は、入力端子Aから出力についてはK2、入
力端子Bから出力についてはK3という伝達係数をそれ
ぞれ有している。
を持つシグナルコンディショナ(図示せず)を通してベ
クトル比測定器の入力端子Aに接続されている。また、
インピーダンス直列回路中の図示しない1点(電位はE
z)から伝達係数K2を持つシグナルコンディショナ(図
示せず)を通してベクトル比測定器の入力端子Bに接続
されている。このシグナルコンディショナの入力インピ
ーダンスは大きく、シグナルコンディショナを接続した
ことによる影響は無視できるものとする。また、ベクト
ル比測定器は、入力端子Aから出力についてはK2、入
力端子Bから出力についてはK3という伝達係数をそれ
ぞれ有している。
【0032】このような回路において、スイッチをx、
yに切換え、それぞれの場合のベクトル比測定器出力を
求め、さらにこれらの出力値を供試インピーダンスの算
出式に代入して、供試インピーダンス値を算出してい
る。
yに切換え、それぞれの場合のベクトル比測定器出力を
求め、さらにこれらの出力値を供試インピーダンスの算
出式に代入して、供試インピーダンス値を算出してい
る。
【0033】まず、スイッチをx側に設定したときのベ
クトル比測定器の入力端子A、Bそれぞれに対する出力
をEax、Ebxとすると、 Eax={(Ro+Z+ΣZb)/(ΣZa+Ro+Z+ΣZb)} ・V・(K1K3) Ebx=Ez・K2K4 となる。ベクトル比測定器出力はEax/Ebxであり、こ
れは振幅A1と位相θ1の形、すなわちA1・exp(jθ1)で
表すこともできるから次のようになる。 Eax/Ebx={(Ro+Z+ΣZb)/(ΣZa+Ro+Z+ΣZb)} ・(V/Ez)・(K1K3/K2K4) =A1・exp(jθ1) (9)
クトル比測定器の入力端子A、Bそれぞれに対する出力
をEax、Ebxとすると、 Eax={(Ro+Z+ΣZb)/(ΣZa+Ro+Z+ΣZb)} ・V・(K1K3) Ebx=Ez・K2K4 となる。ベクトル比測定器出力はEax/Ebxであり、こ
れは振幅A1と位相θ1の形、すなわちA1・exp(jθ1)で
表すこともできるから次のようになる。 Eax/Ebx={(Ro+Z+ΣZb)/(ΣZa+Ro+Z+ΣZb)} ・(V/Ez)・(K1K3/K2K4) =A1・exp(jθ1) (9)
【0034】次に、スイッチをy側に設定したときのベ
クトル比測定器の入力端子A、Bそれぞれに対する出力
をEay、Ebyとすると、 Eay={(Z+ΣZb)/(ΣZa+Ro+Z+ΣZb)}・V・(K1K3) Eby=Ez・K2K4 となる。ベクトル比測定器出力はEay/Ebyであり、こ
れは振幅A2と位相θ2の形、すなわちA2・exp(jθ2)で
表すこともできるから次のようになる。 Eay/Eby={(Z+ΣZb)/(ΣZa+Ro+Z+ΣZb)} ・(V/Ez)・(K1K3/K2K4) =A2・exp(jθ2) (10)
クトル比測定器の入力端子A、Bそれぞれに対する出力
をEay、Ebyとすると、 Eay={(Z+ΣZb)/(ΣZa+Ro+Z+ΣZb)}・V・(K1K3) Eby=Ez・K2K4 となる。ベクトル比測定器出力はEay/Ebyであり、こ
れは振幅A2と位相θ2の形、すなわちA2・exp(jθ2)で
表すこともできるから次のようになる。 Eay/Eby={(Z+ΣZb)/(ΣZa+Ro+Z+ΣZb)} ・(V/Ez)・(K1K3/K2K4) =A2・exp(jθ2) (10)
【0035】更に、上記式(9)を式(10)で除すと
シグナルコンディショナとEzに関する項がキャンセル
されて次の式(11)が得られる。 (Ro+Z+ΣZb)/(Z+ΣZb) =(A1/A2)exp{j(θ1―θ2)} (11) この式(11)から供試インピーダンスZを計算すると
次のようになる。 Z=[Ro/{(A1/A2)exp(j(θ1−θ2))−1}]−ΣZb (12) これが供試インピーダンスZを算出する一般式である。
シグナルコンディショナとEzに関する項がキャンセル
されて次の式(11)が得られる。 (Ro+Z+ΣZb)/(Z+ΣZb) =(A1/A2)exp{j(θ1―θ2)} (11) この式(11)から供試インピーダンスZを計算すると
次のようになる。 Z=[Ro/{(A1/A2)exp(j(θ1−θ2))−1}]−ΣZb (12) これが供試インピーダンスZを算出する一般式である。
【0036】このように本発明の第1の実施形態では、
供試インピーダンス測定に際し、既知インピーダンスR
oの両端の電位を測定し、そして供試インピーダンスは
このRoよりも低い電位の箇所に接続されているという
構成上の特徴を有する。
供試インピーダンス測定に際し、既知インピーダンスR
oの両端の電位を測定し、そして供試インピーダンスは
このRoよりも低い電位の箇所に接続されているという
構成上の特徴を有する。
【0037】このような構成をとることにより、既知イ
ンピーダンスRoよりも高い電位に接続されているイン
ピーダンス(ΣZa)は供試インピーダンスの計算には
関係しなくなるという特徴が出てくる。
ンピーダンスRoよりも高い電位に接続されているイン
ピーダンス(ΣZa)は供試インピーダンスの計算には
関係しなくなるという特徴が出てくる。
【0038】また、ベクトル比測定器の入力端子Bに接
続されている信号Ezは、式(9)÷式(10)なる計
算の結果、キャンセルされるため、供試インピーダンス
値の算出には影響を及ぼさないことも上述した通りであ
る。
続されている信号Ezは、式(9)÷式(10)なる計
算の結果、キャンセルされるため、供試インピーダンス
値の算出には影響を及ぼさないことも上述した通りであ
る。
【0039】以上の結果を踏まえて、図1に示す第1の
実施形態について説明する。図1において、交流信号源
1から電圧Vが、3の既知インピーダンスRoと、2の
供試インピーダンスZと、4の既知インピーダンスrと
の直列回路に印加されている。この直列回路には電流I
が流れている。そして、スイッチ5はインピーダンス値
Roを有する既知インピーダンス3のそれぞれの端子の
電圧を測定するためのものである。このスイッチ5の出
力は、伝達係数K1を有するシグナルコンディショナ6
を経由してベクトル比測定器8の入力端子Aに印加され
ている。
実施形態について説明する。図1において、交流信号源
1から電圧Vが、3の既知インピーダンスRoと、2の
供試インピーダンスZと、4の既知インピーダンスrと
の直列回路に印加されている。この直列回路には電流I
が流れている。そして、スイッチ5はインピーダンス値
Roを有する既知インピーダンス3のそれぞれの端子の
電圧を測定するためのものである。このスイッチ5の出
力は、伝達係数K1を有するシグナルコンディショナ6
を経由してベクトル比測定器8の入力端子Aに印加され
ている。
【0040】インピーダンス値rを有する既知インピー
ダンス4の両端電圧は、伝達係数K2を有するシグナル
コンディショナ7を経由してベクトル比測定器8の入力
端子Bに印加されている。ベクトル比測定器の入出力間
の伝達係数は、入力端子Aに関してはK3、入力端子B
についてはK4である。また、シグナルコンディショナ
6、7の入力インピーダンスは大きく、これを接続した
ことによる影響は無視できるものとする。従って、V、
Ro、Z、rから成る回路に影響を及ぼさないものとす
る。
ダンス4の両端電圧は、伝達係数K2を有するシグナル
コンディショナ7を経由してベクトル比測定器8の入力
端子Bに印加されている。ベクトル比測定器の入出力間
の伝達係数は、入力端子Aに関してはK3、入力端子B
についてはK4である。また、シグナルコンディショナ
6、7の入力インピーダンスは大きく、これを接続した
ことによる影響は無視できるものとする。従って、V、
Ro、Z、rから成る回路に影響を及ぼさないものとす
る。
【0041】このベクトル比測定器8は、入力端子Aと
入力端子Bとのベクトル比(Ea/Eb)を出力する機能
を有している。スイッチ5をx側、y側それぞれに切換
えたとき、各々の場合におけるベクトル比の測定結果が
出力されるが、これを次段のZ演算部9に加え、以下に
示された計算式を用いて供試インピーダンスZの値を算
出している。
入力端子Bとのベクトル比(Ea/Eb)を出力する機能
を有している。スイッチ5をx側、y側それぞれに切換
えたとき、各々の場合におけるベクトル比の測定結果が
出力されるが、これを次段のZ演算部9に加え、以下に
示された計算式を用いて供試インピーダンスZの値を算
出している。
【0042】供試インピーダンスZの算出式は、前述の
一般式である式(12)においてΣZb=rとすれば良
いので次のようになる。 Z=[Ro/{(A1/A2)exp(j(θ1−θ2))−1}]−r (13)
一般式である式(12)においてΣZb=rとすれば良
いので次のようになる。 Z=[Ro/{(A1/A2)exp(j(θ1−θ2))−1}]−r (13)
【0043】式(13)において、Ro、r、A1、A
2、θ1、θ2は既知であるので、この式(13)によ
れば、供試インピーダンスZを容易に算出できる。更
に、式(13)中には係数K1〜K4が含まれていないた
め、シグナルコンディショナ6、7やベクトル比測定器
8の誤差は無視できるようになる。
2、θ1、θ2は既知であるので、この式(13)によ
れば、供試インピーダンスZを容易に算出できる。更
に、式(13)中には係数K1〜K4が含まれていないた
め、シグナルコンディショナ6、7やベクトル比測定器
8の誤差は無視できるようになる。
【0044】この算出された供試インピーダンスZは、
複素数で表されているので、これをZ=R+jXの形で表
せば、Zの抵抗成分Rとリアクタンス成分Xが求まる。
複素数で表されているので、これをZ=R+jXの形で表
せば、Zの抵抗成分Rとリアクタンス成分Xが求まる。
【0045】上述したように、本実施形態のインピーダ
ンス測定装置によれば、インピーダンス測定は切換スイ
ッチ5をx側、y側に切換えて行う。シグナルコンディ
ショナ6は一般的には電圧分圧器で構成するが、この入
力インピーダンスを大きくすることは通常容易である。
従って、この切換動作によっては、Ro、Z、rそして
交流信号源Vから成る回路は一切影響を受けない。した
がって、供試インピーダンスZに加わる条件は変化しな
いため高精度な測定が可能になる。
ンス測定装置によれば、インピーダンス測定は切換スイ
ッチ5をx側、y側に切換えて行う。シグナルコンディ
ショナ6は一般的には電圧分圧器で構成するが、この入
力インピーダンスを大きくすることは通常容易である。
従って、この切換動作によっては、Ro、Z、rそして
交流信号源Vから成る回路は一切影響を受けない。した
がって、供試インピーダンスZに加わる条件は変化しな
いため高精度な測定が可能になる。
【0046】尚、本実施形態は既知インピーダンスRo
の両端子の電位を切換えて測定するが、この既知インピ
ーダンス値は通常小さい値が用いられており、そのため
両端子の電位はあまり変化しないので測定電圧を適切に
選べば測定電圧のレンジ切換えの必要がない。従って、
同一レンジ内で測定を行うことができるため、複数の測
定レンジを使用する必要がなく、測定器のレンジ切換え
に伴う誤差が発生しないというメリットもある。
の両端子の電位を切換えて測定するが、この既知インピ
ーダンス値は通常小さい値が用いられており、そのため
両端子の電位はあまり変化しないので測定電圧を適切に
選べば測定電圧のレンジ切換えの必要がない。従って、
同一レンジ内で測定を行うことができるため、複数の測
定レンジを使用する必要がなく、測定器のレンジ切換え
に伴う誤差が発生しないというメリットもある。
【0047】また以上の説明では、交流信号源1は定電
圧源であるが、これは定電流源に置きかえることも可能
である。すなわち、定電流源は定電圧源に抵抗を直列に
接続したものと等価であるから、この実施形態では交流
信号源とRoなる既知インピーダンス3との間に抵抗を
入れれば良い。このようにしても式(13)のZなる供
試インピーダンス2の算出式には変化は生じない。これ
は供試インピーダンス2の算出一般式である式(12)
において、供試インピーダンスR0よりも高電位側にあ
るインピーダンスは供試インピーダンスの値には関係し
ないことからも明らかである。
圧源であるが、これは定電流源に置きかえることも可能
である。すなわち、定電流源は定電圧源に抵抗を直列に
接続したものと等価であるから、この実施形態では交流
信号源とRoなる既知インピーダンス3との間に抵抗を
入れれば良い。このようにしても式(13)のZなる供
試インピーダンス2の算出式には変化は生じない。これ
は供試インピーダンス2の算出一般式である式(12)
において、供試インピーダンスR0よりも高電位側にあ
るインピーダンスは供試インピーダンスの値には関係し
ないことからも明らかである。
【0048】更に、本実施形態ではrなるインピーダン
ス4の端子電圧を、ベクトル比測定器8の入力端子Bで
測定している。ところで、この端子電圧をインピーダン
ス値rで割れば、即ち、供試インピーダンス2に流れる
電流を知ることができるので、電流変化に対するインピ
ーダンス値を測定する場合などに便利である。
ス4の端子電圧を、ベクトル比測定器8の入力端子Bで
測定している。ところで、この端子電圧をインピーダン
ス値rで割れば、即ち、供試インピーダンス2に流れる
電流を知ることができるので、電流変化に対するインピ
ーダンス値を測定する場合などに便利である。
【0049】尚、上記の説明では、シグナルコンデショ
ナの入力インピーダンスは非常に大きく、これを接続し
たことによる影響は無視したが、入力インピーダンスの
値が無視できない場合には、これを考慮した供試インピ
ーダンス算出式を計算し、それを用いることもできる。
ナの入力インピーダンスは非常に大きく、これを接続し
たことによる影響は無視したが、入力インピーダンスの
値が無視できない場合には、これを考慮した供試インピ
ーダンス算出式を計算し、それを用いることもできる。
【0050】図3は本発明の第2の実施形態を示す回路
図である。この実施形態では供試インピーダンス102
に、既知インピーダンス103aと103bの直列回路
が並列に接続されており、スイッチ105でインピーダ
ンス103aの両端子の電位を切換えて測定している。
他の回路構成要素は第1の実施形態と同じであるので説
明を省略する。
図である。この実施形態では供試インピーダンス102
に、既知インピーダンス103aと103bの直列回路
が並列に接続されており、スイッチ105でインピーダ
ンス103aの両端子の電位を切換えて測定している。
他の回路構成要素は第1の実施形態と同じであるので説
明を省略する。
【0051】この実施形態でも、第1の実施形態と同じ
ように、スイッチ105をx側、y側にそれぞれ切換え
たとき、各々の場合におけるベクトル比の測定結果を得
て、これを次段のZ演算部109に与え、計算により供
試インピーダンスZの値を算出している。以下、その動
作、原理を詳細に説明する。
ように、スイッチ105をx側、y側にそれぞれ切換え
たとき、各々の場合におけるベクトル比の測定結果を得
て、これを次段のZ演算部109に与え、計算により供
試インピーダンスZの値を算出している。以下、その動
作、原理を詳細に説明する。
【0052】既知インピーダンスRo1、Ro2に流れる電
流をI2とすると、 I2=V{Z/(Z+r)}/{(Ro1+Ro2+r)−(r・r
/(Z+r))} (14)のようになる。
流をI2とすると、 I2=V{Z/(Z+r)}/{(Ro1+Ro2+r)−(r・r
/(Z+r))} (14)のようになる。
【0053】(イ)スイッチ105をx側に設定したと
き:この場合、ベクトル比測定器108の入力端子Aの
電圧をEa、入力端子Bの電圧をEbxとすると Eax=V・K1・K3 Ebx=r・I・K2・K4 ベクトル比測定器108の出力は(Eax/Ebx)である
から次のようになる。 但し、A1、θ1は、この場合のベクトル比測定器10
8の示す振幅及び位相である。
き:この場合、ベクトル比測定器108の入力端子Aの
電圧をEa、入力端子Bの電圧をEbxとすると Eax=V・K1・K3 Ebx=r・I・K2・K4 ベクトル比測定器108の出力は(Eax/Ebx)である
から次のようになる。 但し、A1、θ1は、この場合のベクトル比測定器10
8の示す振幅及び位相である。
【0054】(ロ)スイッチ105をy側に設定したと
き:この場合、ベクトル比測定器108の入力端子Aの
電圧をEay、入力端子Bの電圧をEbyとすると次のよう
になる。ここでI2は式(14)の通りである。 Eay=(V−I2・Ro1)・K1・K3 =V・[{Z(Ro2+r)+r(Ro1+Ro2)}/{Z(Ro1+Ro2+r) +r(Ro1+Ro2)}]・K1K3 Eby=r・I・K2・K4 ベクトル比測定器108の出力は(Eay/Eby)である
から次のようになる。 Eay/Eby=(V/rI) [{Z(Ro2+r)+r(Ro1+Ro2)}/{Z(Ro1 +Ro2+r)+r(Ro1+Ro2)}](K1K3/K2K4) =A2・exp(jθ2) (16) 但し、A2、θ2は、この場合のベクトル比測定器10
8の示す振幅及び位相である。
き:この場合、ベクトル比測定器108の入力端子Aの
電圧をEay、入力端子Bの電圧をEbyとすると次のよう
になる。ここでI2は式(14)の通りである。 Eay=(V−I2・Ro1)・K1・K3 =V・[{Z(Ro2+r)+r(Ro1+Ro2)}/{Z(Ro1+Ro2+r) +r(Ro1+Ro2)}]・K1K3 Eby=r・I・K2・K4 ベクトル比測定器108の出力は(Eay/Eby)である
から次のようになる。 Eay/Eby=(V/rI) [{Z(Ro2+r)+r(Ro1+Ro2)}/{Z(Ro1 +Ro2+r)+r(Ro1+Ro2)}](K1K3/K2K4) =A2・exp(jθ2) (16) 但し、A2、θ2は、この場合のベクトル比測定器10
8の示す振幅及び位相である。
【0055】以上で、スイッチ105をx側、y側にそ
れぞれ設定したときのベクトル比測定器108の各々の
出力(式(15)、(16))が求まる。この測定結果
を用いて供試インピーダンス102の値を求める。これ
はZ演算部109で行われ、具体的には式(15)を式
(16)で除して次式(17)を得る。 式(15)/式(16)= 1/[{Z(Ro2+r)+r(Ro1+Ro2)}/{Z(Ro1+Ro2+r) +r(Ro1+Ro2)}] =(A1/A2)・exp{j(θ1−θ2)} (17) 式(17)を変形してZを算出すると式(18)のよう
になる。 Z=r(Ro1+Ro2)/[Ro1・{(1/((A1/A2)exp(j(θ1−θ2))−1))− ((Ro2+r)/Ro1)}] (18)
れぞれ設定したときのベクトル比測定器108の各々の
出力(式(15)、(16))が求まる。この測定結果
を用いて供試インピーダンス102の値を求める。これ
はZ演算部109で行われ、具体的には式(15)を式
(16)で除して次式(17)を得る。 式(15)/式(16)= 1/[{Z(Ro2+r)+r(Ro1+Ro2)}/{Z(Ro1+Ro2+r) +r(Ro1+Ro2)}] =(A1/A2)・exp{j(θ1−θ2)} (17) 式(17)を変形してZを算出すると式(18)のよう
になる。 Z=r(Ro1+Ro2)/[Ro1・{(1/((A1/A2)exp(j(θ1−θ2))−1))− ((Ro2+r)/Ro1)}] (18)
【0056】式(18)において、Ro1、Ro2、r、A
1、A2、θ1、θ2は既知であるので、この式(1
8)によれば、供試インピーダンスZを容易に算出でき
る。更に、式(18)中には係数K1〜K4が含まれてい
ないため、シグナルコンディショナ106、107やベ
クトル比測定器108の誤差は無視できるようになる。
1、A2、θ1、θ2は既知であるので、この式(1
8)によれば、供試インピーダンスZを容易に算出でき
る。更に、式(18)中には係数K1〜K4が含まれてい
ないため、シグナルコンディショナ106、107やベ
クトル比測定器108の誤差は無視できるようになる。
【0057】この算出された供試インピーダンスZは、
複素数で表されているので、これをZ=R+jXの形で表
せば、Zの抵抗成分Rとリアクタンス成分Xが求まる。
複素数で表されているので、これをZ=R+jXの形で表
せば、Zの抵抗成分Rとリアクタンス成分Xが求まる。
【0058】この第2の実施形態でも、シグナルコンデ
ィショナ106の入力インピーダンスの値は大きいと仮
定しているので、スイッチ105を切換えても供試イン
ピーダンス102に流れる電流は影響を受けない。従っ
て、供試インピーダンス102を高精度に測定できる。
ィショナ106の入力インピーダンスの値は大きいと仮
定しているので、スイッチ105を切換えても供試イン
ピーダンス102に流れる電流は影響を受けない。従っ
て、供試インピーダンス102を高精度に測定できる。
【0059】以下では、第3の実施形態〜第5の実施形
態を図4〜図6を参照しながら説明する。これらの実施
形態は、第1の実施形態の変形例である。
態を図4〜図6を参照しながら説明する。これらの実施
形態は、第1の実施形態の変形例である。
【0060】図4は本発明の第3の実施形態を示す回路
図である。上述した式(12)の供試インピーダンス算
出の一般式の説明からも明らかなように、Ra、rは既
知である必要はない。他の構成要素は第1の実施形態と
同じであるので説明は省略する。この場合の供試インピ
ーダンスZの値は、式(12)の一般式においてΣZb=
0として次のようになる。 Z=Ro/[{(A1/A2)exp(j(θ1−θ2))−1}] (19)
図である。上述した式(12)の供試インピーダンス算
出の一般式の説明からも明らかなように、Ra、rは既
知である必要はない。他の構成要素は第1の実施形態と
同じであるので説明は省略する。この場合の供試インピ
ーダンスZの値は、式(12)の一般式においてΣZb=
0として次のようになる。 Z=Ro/[{(A1/A2)exp(j(θ1−θ2))−1}] (19)
【0061】式(19)において、Ra、rの項は入っ
ておらず、他のRo、A1、A2、θ1、θ2は既知なの
で供試インピーダンスZを算出できる。この場合も、ス
イッチ205を切換えても供試インピーダンス202に
何ら影響を及ぼさないので、供試インピーダンス202
を高精度に測定できる。
ておらず、他のRo、A1、A2、θ1、θ2は既知なの
で供試インピーダンスZを算出できる。この場合も、ス
イッチ205を切換えても供試インピーダンス202に
何ら影響を及ぼさないので、供試インピーダンス202
を高精度に測定できる。
【0062】図5は本発明の第4の実施形態を示す回路
図である。ここでRd、rは既知インピーダンスであ
る。他の構成要素は第1の実施形態と同じである。この
場合の供試インピーダンスZの値は、式(12)の一般
式においてΣZb=Rd+rであるので次のようになる。 Z=Ro/{(A1/A2)exp(j(θ1−θ2))−1}]−(Rd+r) (20)
図である。ここでRd、rは既知インピーダンスであ
る。他の構成要素は第1の実施形態と同じである。この
場合の供試インピーダンスZの値は、式(12)の一般
式においてΣZb=Rd+rであるので次のようになる。 Z=Ro/{(A1/A2)exp(j(θ1−θ2))−1}]−(Rd+r) (20)
【0063】式(20)において、Ro、Rd、r、A
1、A2、θ1、θ2は既知なので供試インピーダンスZ
を算出できる。この場合も、スイッチ305を切換えて
も供試インピーダンス302に何ら影響を及ぼさないの
で、供試インピーダンス302を高精度に測定できるこ
とは前述の実施形態と同様である。
1、A2、θ1、θ2は既知なので供試インピーダンスZ
を算出できる。この場合も、スイッチ305を切換えて
も供試インピーダンス302に何ら影響を及ぼさないの
で、供試インピーダンス302を高精度に測定できるこ
とは前述の実施形態と同様である。
【0064】図6は本発明の第5の実施形態を示す回路
図である。この実施形態の構成要素は第1の実施形態と
同じである。この場合の供試インピーダンスZの値は、
式(12)の一般式においてΣZb=rであるので次の
ようになる。 Z=Ro・[1/{(A1/A2)exp(j(θ1−θ2))−1}]−r (21)
図である。この実施形態の構成要素は第1の実施形態と
同じである。この場合の供試インピーダンスZの値は、
式(12)の一般式においてΣZb=rであるので次の
ようになる。 Z=Ro・[1/{(A1/A2)exp(j(θ1−θ2))−1}]−r (21)
【0065】式(21)において、Ro、r、A1、A
2、θ1、θ2は既知なので供試インピーダンスZを算
出できる。この場合の特徴も上記の実施形態と同じであ
る。
2、θ1、θ2は既知なので供試インピーダンスZを算
出できる。この場合の特徴も上記の実施形態と同じであ
る。
【0066】また、この実施形態の変形として、既知イ
ンピーダンスrを取り去ることも可能であり、この場合
の供試インピーダンスは式(21)においてrを零にす
ればよい。
ンピーダンスrを取り去ることも可能であり、この場合
の供試インピーダンスは式(21)においてrを零にす
ればよい。
【0067】以上、本発明の各種の実施形態について説
明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるもので
はなく、種々の変更、拡張が考えられる。
明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるもので
はなく、種々の変更、拡張が考えられる。
【0068】例えば、既知インピーダンスRoの両端電
位を測定することが可能となる手段であれば、スイッチ
で切り換えて測定する手段に限らず、他の任意の手段を
用いることができることは明らかである。
位を測定することが可能となる手段であれば、スイッチ
で切り換えて測定する手段に限らず、他の任意の手段を
用いることができることは明らかである。
【0069】また、上記の実施形態中、図1や図3で
は、既知インピーダンスrの端子電圧をシグナルコンデ
ィショナK2を介してベクトル比測定器の入力端子Bに
印加しており、等価的に供試インピーダンス2に流れる
電流値を測定している。すなわち、rなる既知インピー
ダンスは電流検出の働きをしている。従って、このrの
代わりにCT(電流トランス)等の電流検出手段を用い
ても良いことは勿論である。
は、既知インピーダンスrの端子電圧をシグナルコンデ
ィショナK2を介してベクトル比測定器の入力端子Bに
印加しており、等価的に供試インピーダンス2に流れる
電流値を測定している。すなわち、rなる既知インピー
ダンスは電流検出の働きをしている。従って、このrの
代わりにCT(電流トランス)等の電流検出手段を用い
ても良いことは勿論である。
【0070】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるイン
ピーダンス測定装置によれば、ベクトル比測定器への入
力レベルを適切に調節するためのシグナルコンディショ
ナの伝達係数の劣化や、ベクトル比測定器それ自体の持
つ伝達係数の影響を受けることなく、廉価で安定且つ高
精度なインピーダンス測定が可能となる。
ピーダンス測定装置によれば、ベクトル比測定器への入
力レベルを適切に調節するためのシグナルコンディショ
ナの伝達係数の劣化や、ベクトル比測定器それ自体の持
つ伝達係数の影響を受けることなく、廉価で安定且つ高
精度なインピーダンス測定が可能となる。
【0071】また、既知インピーダンスRoの値は通常小
さいために測定時の測定値変化が小さく、測定レンジを
切換えないで済むのでシグナルコンディショナ及び測定
器の誤差を無視できるようになる。
さいために測定時の測定値変化が小さく、測定レンジを
切換えないで済むのでシグナルコンディショナ及び測定
器の誤差を無視できるようになる。
【図1】本発明によるインピーダンス測定装置の第1の
実施形態を示す回路図である。
実施形態を示す回路図である。
【図2】本発明によるインピーダンス測定装置の第1の
実施形態における供試インピーダンス算出用の説明図で
ある。
実施形態における供試インピーダンス算出用の説明図で
ある。
【図3】本発明によるインピーダンス測定装置の第2の
実施形態を示す回路図である。
実施形態を示す回路図である。
【図4】本発明によるインピーダンス測定装置の第3の
実施形態を示す回路図である。
実施形態を示す回路図である。
【図5】本発明によるインピーダンス測定装置の第4の
実施形態を示す回路図である。
実施形態を示す回路図である。
【図6】本発明によるインピーダンス測定装置の第5の
実施形態を示す回路図である。
実施形態を示す回路図である。
【図7】従来のインピーダンス測定装置の回路図であ
る。
る。
【図8】従来のインピーダンス測定装置の他の回路図で
ある。
ある。
1、101、201、301、401、501、601
交流信号源 2、102、202、302、402、502、602
供試インピーダンス 3、103、203、303、403、503、603
インピーダンス 4、104、204、304、404、504、604
インピーダンス 5、105、205、305、405、505、605
スイッチ 6、106、206、306、406、506、606
シグナルコンディショナ 7、107、207、307、407、507、607
シグナルコンディショナ 8、108、208、308、408、508、608
ベクトル比測定器 9、109、209、309、409、509、609
Z演算部 210 インピーダンス 310 インピーダンス
交流信号源 2、102、202、302、402、502、602
供試インピーダンス 3、103、203、303、403、503、603
インピーダンス 4、104、204、304、404、504、604
インピーダンス 5、105、205、305、405、505、605
スイッチ 6、106、206、306、406、506、606
シグナルコンディショナ 7、107、207、307、407、507、607
シグナルコンディショナ 8、108、208、308、408、508、608
ベクトル比測定器 9、109、209、309、409、509、609
Z演算部 210 インピーダンス 310 インピーダンス
Claims (4)
- 【請求項1】供試インピーダンスと少なくとも第1の既
知インピーダンスを含み、前記供試インピーダンスが前
記第1の既知インピーダンスよりも低い電位側に接続さ
れたインピーダンス直列回路と、 前記インピーダンス直列回路の両端に交流信号を印加す
る交流信号源と、 前記第1の既知インピーダンスの両端の電圧信号を測定
する電圧測定回路と、 前記測定された第1の既知インピーダンスの一端の電圧
信号と、他端の電圧信号が順次一方の入力端子に接続さ
れ、前記インピーダンス直列回路中の前記供試インピー
ダンスの前記第1の既知インピーダンスとの接続点とは
異なる端からの電圧信号が他方の入力端子に接続された
ベクトル比測定器と、 前記測定された第1の既知インピーダンスの一端の電圧
信号と、前記第1の既知インピーダンスの他端の電圧信
号が順次前記一方の入力端子に接続されたときの前記ベ
クトル比測定器のそれぞれの出力値を求め、これら出力
値の比から供試インピーダンスを算出する演算手段と、
を備えて成ることを特徴とするインピーダンス測定装
置。 - 【請求項2】前記インピーダンス直列回路の前記供試イ
ンピーダンスの前記第1の既知インピーダンスとの接続
点とは異なる端には第2の既知インピーダンスが接続さ
れていることを特徴とする請求項1に記載のインピーダ
ンス測定装置。 - 【請求項3】供試インピーダンスに、直列に接続された
第1と第2の既知インピーダンスが並列接続された並列
回路と、 前記並列回路に直列接続された第3の既知インピーダン
スと、 前記並列回路と前記第3の既知インピーダンスとの直列
回路の両端に交流信号を印加する交流信号源と、 前記第1の既知インピーダンスの両端の電圧信号を測定
する電圧測定回路と、 前記測定された第1の既知インピーダンスの一端の電圧
信号と、他端の電圧信号が順次一方の入力端子に接続さ
れ、前記並列回路と前記第3の既知インピーダンスとの
接続点の電圧信号が他方の入力端子に接続されたベクト
ル比測定器と、 前記測定された第1の既知インピーダンスの一端の電圧
信号と、他端の電圧信号が順次一方の入力端子に接続さ
れたときの前記ベクトル比測定器のそれぞれの出力値を
求め、これら出力値の比から供試インピーダンスを算出
する演算手段と、を備えて成ることを特徴とするインピ
ーダンス測定装置。 - 【請求項4】前記電圧測定回路は、測定対象両端の電圧
信号を切り換え出力する切り換え手段であることを特徴
とする請求項1乃至3のいずれかに記載のインピーダン
ス測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000334299A JP2002139528A (ja) | 2000-11-01 | 2000-11-01 | インピーダンス測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000334299A JP2002139528A (ja) | 2000-11-01 | 2000-11-01 | インピーダンス測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002139528A true JP2002139528A (ja) | 2002-05-17 |
Family
ID=18810244
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000334299A Pending JP2002139528A (ja) | 2000-11-01 | 2000-11-01 | インピーダンス測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002139528A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006220520A (ja) * | 2005-02-10 | 2006-08-24 | Honda Motor Co Ltd | 非接地直流電源の絶縁抵抗測定装置及びその方法 |
CN102608425A (zh) * | 2012-03-26 | 2012-07-25 | 中国科学院物理研究所 | 一种宽频阻抗测量***及宽频阻抗测量方法 |
JP2013504845A (ja) * | 2009-09-14 | 2013-02-07 | コミサリア ア レネルジ アトミク エ オウ エネルジ アルタナティヴ | 燃料電池用電圧制御装置 |
JP2014518026A (ja) * | 2011-03-31 | 2014-07-24 | 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 | 2点電圧サンプリングを用いるrfインピーダンス検出 |
CN104237637A (zh) * | 2014-08-01 | 2014-12-24 | 国家电网公司 | 阻波器阻塞电阻值的测量方法 |
CN104698277A (zh) * | 2013-12-03 | 2015-06-10 | 洛克威尔自动控制技术股份有限公司 | 阻抗检测器设备及方法 |
-
2000
- 2000-11-01 JP JP2000334299A patent/JP2002139528A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006220520A (ja) * | 2005-02-10 | 2006-08-24 | Honda Motor Co Ltd | 非接地直流電源の絶縁抵抗測定装置及びその方法 |
JP2013504845A (ja) * | 2009-09-14 | 2013-02-07 | コミサリア ア レネルジ アトミク エ オウ エネルジ アルタナティヴ | 燃料電池用電圧制御装置 |
JP2014518026A (ja) * | 2011-03-31 | 2014-07-24 | 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 | 2点電圧サンプリングを用いるrfインピーダンス検出 |
CN102608425A (zh) * | 2012-03-26 | 2012-07-25 | 中国科学院物理研究所 | 一种宽频阻抗测量***及宽频阻抗测量方法 |
CN102608425B (zh) * | 2012-03-26 | 2015-04-22 | 中国科学院物理研究所 | 一种宽频阻抗测量***及宽频阻抗测量方法 |
CN104698277A (zh) * | 2013-12-03 | 2015-06-10 | 洛克威尔自动控制技术股份有限公司 | 阻抗检测器设备及方法 |
CN104237637A (zh) * | 2014-08-01 | 2014-12-24 | 国家电网公司 | 阻波器阻塞电阻值的测量方法 |
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