JP2015032209A - Constant current generating circuit, constant current generating device, and constant current generating method, and resistance measuring device and resistance measuring method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、定電流発生回路、定電流発生装置、および定電流発生方法、並びに、抵抗測定装置、および、抵抗測定方法に関する。 The present invention relates to a constant current generation circuit, a constant current generation device, a constant current generation method, a resistance measurement device, and a resistance measurement method.
従来、被測定抵抗体に接続されるそれぞれ一対の電流供給端子と電圧検出端子とを有する四端子抵抗測定装置が広く用いられている(例えば、特許文献1)。 Conventionally, a four-terminal resistance measuring device having a pair of current supply terminals and a voltage detection terminal connected to the resistor to be measured has been widely used (for example, Patent Document 1).
このような四端子抵抗測定装置は、定電流源を含んで構成される。 Such a four-terminal resistance measurement device includes a constant current source.
図1を参照して、従来の定電流源を備えた四端子抵抗測定装置の一例について説明する。 With reference to FIG. 1, an example of a four-terminal resistance measuring device having a conventional constant current source will be described.
四端子抵抗測定装置1は、被測定抵抗体2の抵抗値を測定するものであって、定電流源11、ダイオード回路12、一対の電流供給端子であるHi側電流供給端子13およびLo側電流供給端子14、一対の電圧検出端子であるHi側電圧検出端子15およびLo側電圧検出端子16、電圧検出部17、A/D変換部18、Hi側交流電源19、Hi側電圧検出部20、Lo側交流電源21、Lo側電圧検出部22、処理部23、並びに、出力部24を備えている。ダイオード回路12は、互いに逆極性の向きで並列接続した2つのダイオード12aおよび12bで構成されている。
The four-terminal
定電流源11は、電流源の一例であって、オペアンプで構成された電流バッファ41、定電圧源(直流定電圧源)42、および、基準抵抗となる抵抗43で構成されている。この場合、基準電圧源となる定電圧源42が、電流バッファ41の非反転入力端子とグランドとの間に接続され、抵抗43が、電流バッファ41の反転入力端子とグランドとの間に接続されている。また、一対の出力端子44および出力端子45のうちの一方の出力端子44は、電流バッファ41の出力端子に接続され、他方の出力端子45は、電流バッファ41の反転入力端子に接続されている。この定電流源11では、オペアンプで構成された電流バッファ41の非反転入力端子と反転入力端子とがバーチャルショートの状態にあるため、抵抗43には、定電圧源42から直流定電圧が常時印加された状態となっている。
The constant
この構成により、定電流源11は、一対の出力端子44および出力端子45間に接続された外部回路に対して、定電圧源42が出力する直流定電圧の電圧値を抵抗43の抵抗値で除算して得られる電流値(既知の電流値)の測定電流(直流定電流)Imを供給可能となっている。
With this configuration, the constant
なお、定電流源11の出力端子44から出力される電圧の電圧値は、被測定抵抗体2の抵抗値によって変化する。そして、Hi側電流供給端子13、Lo側電流供給端子14、Hi側電圧検出端子15、および、Lo側電圧検出端子16と、被測定抵抗体2との間の接触抵抗がある程度ばらつく場合もある。これらの条件、および、ダイオード回路12を構成するダイオード12aおよび12bの順方向電圧などを鑑みて、定電流源11の出力端子44から出力される電圧の電圧値は、所望の電流値の測定電流Imを被測定抵抗体2に供給し得るように、常にダイオード12aおよび12bのターンオン電圧Vonを超える電圧値に規定されている。
Note that the voltage value of the voltage output from the
ダイオード回路12は、上述したように、互いに逆極性の向きで並列接続した2つのダイオード12aおよび12bで構成されている。この場合、ダイオード12aおよび12bは、電気的特性(例えば、ターンオン電圧Von、順電圧および順電流など)の等しい同種のダイオードを使用するのが好ましい。このようにして構成されたダイオード回路12は、一例として、一端(本例ではダイオード12aのアノード端子)が定電流源11の一方の出力端子44に接続され、他端はHi側電流供給端子13に接続されて、定電流源11の出力端子44とHi側電流供給端子13との間に配設されている。
As described above, the
Hi側電流供給端子13は、ダイオード回路12の他端(本例ではダイオード12aのカソード端子)に接続されている。Lo側電流供給端子14は、定電流源11の他方の出力端子45に接続されている。Hi側電圧検出端子15は、電圧検出部17の一方の入力端子に接続され、Lo側電圧検出端子16は、電圧検出部17の他方の入力端子に接続されている。
The Hi-side
電圧検出部17は、高入力インピーダンスの一対の入力端子に接続されたHi側電圧検出端子15およびLo側電圧検出端子16間に発生する電圧V1を検出して、この電圧V1の波形を示す電圧信号SvをA/D変換部18に出力する。A/D変換部18は、電圧信号Svを入力すると共に、予め規定されたサンプリング周期でサンプリングすることにより、電圧信号Svの電圧(振幅)を示す電圧データDvを生成して処理部23に出力する。
The
Hi側交流電源19は、Hi側電流供給端子13およびHi側電圧検出端子15に接続されて、Hi側電流供給端子13−Hi側電圧検出端子15間に、コンタクトチェック用のHi側交流電流(交流定電流)Ie1を供給(出力)可能に構成されている。Hi側交流電源19は、その最大出力振幅(電圧)Vmax1がダイオード12aおよび12bのターンオン電圧Von未満となるように予め規定されている。つまり、最大出力振幅Vmax1は、Hi側交流電流Ie1の供給によってダイオード12aおよび12bがターンオンしない電圧値に規定されている。なお、ダイオードのターンオン電圧Vonは、種類によって異なり、ゲルマニウムダイオードでは、0.2[V]程度、シリコンダイオードで0.7[V]程度である。
The Hi-side
Hi側電圧検出部20は、図示せぬコンパレータを備えて構成され、Hi側電流供給端子13およびHi側電圧検出端子15が接続される各入力端子の入力インピーダンスが、高インピーダンスに規定されている。また、Hi側電圧検出部20は、Hi側電流供給端子13およびHi側電圧検出端子15間に発生する電圧V2を検出するとともに、予め規定された基準電圧Vrefと比較することにより、被測定抵抗体2に対するHi側電流供給端子13およびHi側電圧検出端子15の接続状態を検出する。具体的には、Hi側電圧検出部20は、電圧V2が基準電圧Vrefを超えている場合、Hi側電流供給端子13およびHi側電圧検出端子15の少なくとも一方が被測定抵抗体2(具体的には、被測定抵抗体2の一方の端子)に正常に接続されていないという接続状態を示す検出信号S1を生成して、処理部23に出力する。
The Hi-side
この場合、Hi側電流供給端子13および被測定抵抗体2の一方の端子間の接触抵抗とHi側電圧検出端子15および被測定抵抗体2の一方の端子間の接触抵抗の合計抵抗値が増加するに伴い、電圧V2も上昇する。ここでは、この合計抵抗値が予め規定された許容最大値となったときの電圧V2を基準電圧Vrefとして規定している。したがって、Hi側電圧検出部20は、上記の各接触抵抗の合計抵抗値が許容最大値を超えたとき(Hi側電流供給端子13およびHi側電圧検出端子15の少なくとも一方が被測定抵抗体2の一方の端子から離れたとき(非接触のとき)も含む)に、検出信号S1を生成して、処理部23に出力する。
In this case, the total resistance value of the contact resistance between the Hi-side
Lo側交流電源21は、Lo側電流供給端子14およびLo側電圧検出端子16に接続されて、Lo側電流供給端子14−Lo側電圧検出端子16間にコンタクトチェック用のLo側交流電流(交流定電流)Ie2を供給(出力)可能に構成されている。Lo側交流電源21は、その最大出力振幅(電圧)Vmax2がダイオード12aおよび12bのターンオン電圧Von未満となるように予め規定されている。つまり、最大出力振幅Vmax2は、Lo側交流電流Ie2の供給によってダイオード12aおよび12bがターンオンしない電圧値に規定されている。
The Lo-side
Lo側電圧検出部22は、Hi側電圧検出部20と同様にして、図示せぬコンパレータを備えて構成され、Lo側電流供給端子14およびLo側電圧検出端子16が接続される各入力端子の入力インピーダンスが、高インピーダンスに規定されている。また、Lo側電圧検出部22は、Lo側電流供給端子14およびLo側電圧検出端子16間に発生する電圧V3を検出するとともに、予め規定された基準電圧Vrefと比較することにより、被測定抵抗体2に対する両端子6,8の接続状態を検出する。具体的には、Lo側電圧検出部22は、電圧V3が基準電圧Vrefを超えている場合、Lo側電流供給端子14およびLo側電圧検出端子16の少なくとも一方が被測定抵抗体2(具体的には、被測定抵抗体2の他方の端子)に正常に接続されていないという接続状態を示す検出信号S2を生成して、処理部23に出力する。
The Lo-side
ここでは、Lo側電圧検出部22の基準電圧Vrefも、Hi側電圧検出部20の場合と同様にして規定されている。したがって、Lo側電圧検出部22は、Lo側電流供給端子14および被測定抵抗体2の他方の端子間の接触抵抗とLo側電圧検出端子16および被測定抵抗体2の他方の端子間の接触抵抗の合計抵抗値が許容最大値を超えたとき(Lo側電流供給端子14およびLo側電圧検出端子16の少なくとも一方が被測定抵抗体2の他方の端子から離れたとき(非接触のとき)も含む)に、検出信号S2を生成して、処理部23に出力する。
Here, the reference voltage Vref of the Lo
処理部23は、CPUおよび内部メモリを備えて構成されて、A/D変換部18から供給される電圧データDvに基づいて、被測定抵抗体2の抵抗値測定処理を実行し、測定結果を出力部24に供給する。また、処理部23は、Hi側電圧検出部20から検出信号S1が供給されるか否か、および、Lo側電圧検出部22から検出信号S2が供給されるか否かに基づいて、被測定抵抗体2に対するHi側電流供給端子13、Hi側電圧検出端子15、Lo側電流供給端子14およびLo側電圧検出端子16が正しく接続されているかを判別する処理も実行可能である。
The
すなわち、電圧検出部17、A/D変換部18、および、処理部23により、抵抗測定部が構成されている。
That is, the
出力部24は、一例として、LCD(Liquid Crystal Display)などの表示装置で構成されて、コンタクトチェック処理の結果、および抵抗値測定処理の結果を表示する。
For example, the
次に、四端子抵抗測定装置1の動作について説明する。
Next, the operation of the four-terminal
まず、Hi側電流供給端子13およびHi側電圧検出端子15の被測定抵抗体2における一方の端子への接続作業、並びに、Lo側電流供給端子14およびLo側電圧検出端子16の被測定抵抗体における他方の端子への接続作業が、測定者により実施される。
First, connection work of the Hi-side
四端子抵抗測定装置1の作動状態において、Hi側電流供給端子13およびHi側電圧検出端子15が被測定抵抗体2の一方の端子に正常に接続され、かつLo側電流供給端子14およびLo側電圧検出端子16が被測定抵抗体2の他方の端子に正常に接続されているときには、定電流源11の出力端子44から出力される電圧(直流電圧)の電圧値がダイオード12aのターンオン電圧Vonを超えているため、定電流源11により、出力端子44、ダイオード回路12、Hi側電流供給端子13、被測定抵抗体2およびLo側電流供給端子14を経由して出力端子45に至る経路に、測定電流Imが供給される。
In the operating state of the four-terminal
電圧検出部17は、Hi側電圧検出端子15およびLo側電圧検出端子16間に発生している電圧V1を検出して、電圧V1の波形を示す電圧信号Svを出力する。そして、A/D変換部18は、電圧信号Svの入力を受け、予め規定されたサンプリング周期でサンプリングすることにより、電圧信号Svの電圧(振幅)を示す電圧データDvを生成して、処理部23に出力する。
The
このように、四端子抵抗測定装置1の各構成要素がそれぞれの動作を開始している状態において、処理部23は、A/D変換部18から出力される電圧データDvに基づいて、被測定抵抗体2の両端間電圧である電圧V1の電圧値を算出し、この算出した電圧V1の電圧値と定電流源11から出力される測定電流Imの電流値(既知)とに基づいて、被測定抵抗体2の抵抗値を測定して、出力部24に表示させる。
In this way, in a state where each component of the four-terminal
また、Hi側交流電源19により、Hi側電流供給端子13および被測定抵抗体2の一方の端子を経由してHi側電圧検出端子15に至る経路に、Hi側交流電流Ie1が供給されるとともに、Lo側交流電源21により、Lo側電流供給端子14および被測定抵抗体2の他方の端子を経由してLo側電圧検出端子16に至る経路に、Lo側交流電流Ie2が供給される。
In addition, the Hi-side
そして、Hi側電圧検出部20は、入力される電圧V2、すなわち、Hi側電流供給端子13とHi側電圧検出端子15間の電圧と、基準電圧Vrefとの比較を開始する。そして、Lo側電圧検出部22は、入力される電圧V3、すなわち、Lo側電流供給端子14とLo側電圧検出端子16間の電圧)と基準電圧Vrefとの比較を開始する。
Then, the Hi-side
Hi側電圧検出部20から検出信号S1が出力された場合、処理部23は、Hi側電流供給端子13およびHi側電圧検出端子15のうちの少なくとも一方に接続不良が発生していると判別して、その旨を出力部24に表示させる。また、Lo側電圧検出部22から検出信号S2が出力された場合、処理部23は、Lo側電流供給端子14およびLo側電圧検出端子16のうちの少なくとも一方に接続不良が発生していると判別して、その旨を出力部24に表示させる。
When the detection signal S <b> 1 is output from the Hi-side
しかしながら、図1を用いて説明した四端子抵抗測定装置1の定電流源11の回路構成においては、Hi側電流供給端子13とLo側電流供給端子14が開放状態となったとき、定電流源11は定電流を流すことができなくなるため、電流バッファ41の出力電圧は、電流バッファ41の電源電圧付近まで上昇する。
However, in the circuit configuration of the constant
そこで、本発明は、上記課題を解決すること、すなわち、通常の測定状態ではない場合に発生してしまう開放電圧を抑制することができる、定電流発生回路、定電流発生装置、および定電流発生方法、並びに、抵抗測定装置、および、抵抗測定方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention solves the above-described problem, that is, a constant current generating circuit, a constant current generating device, and a constant current generating capable of suppressing an open circuit voltage that is generated when the measurement state is not normal. It is an object to provide a method, a resistance measuring apparatus, and a resistance measuring method.
上記課題を解決するために、本発明の定電流発生回路の一側面は、演算増幅器の非反転入力端子に入力される基準電圧源の電圧値を変更する基準電圧変更手段と、電流出力手段の出力と演算増幅器の反転入力端子とを接続する第1の経路と、演算増幅器の非反転入力端子との接続を、基準抵抗の他端と第1の経路とで切り替える切り替え手段と、基準電圧変更手段、および、切り替え手段を制御する制御手段とを備え、制御手段は、電流出力手段が通常動作状態である場合、基準電圧変更手段を制御して、基準抵抗の電圧値を電流出力手段が一定の直流定電流を出力するための所定の電圧値とし、切り替え手段を制御して、演算増幅器の非反転入力端子との接続を、基準抵抗の他端とするとともに、制御手段は、電流出力手段が通常動作状態ではない場合、基準電圧変更手段を制御して、基準抵抗の電圧値を0Vとし、切り替え手段を制御して、演算増幅器の非反転入力端子との接続を、第1の経路とすることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, one aspect of the constant current generating circuit of the present invention includes a reference voltage changing unit that changes a voltage value of a reference voltage source input to a non-inverting input terminal of an operational amplifier, and a current output unit. A switching means for switching the connection between the first path connecting the output and the inverting input terminal of the operational amplifier and the non-inverting input terminal of the operational amplifier between the other end of the reference resistor and the first path, and a reference voltage change And a control means for controlling the switching means. When the current output means is in a normal operation state, the control means controls the reference voltage changing means so that the voltage value of the reference resistance is constant by the current output means. A predetermined voltage value for outputting a DC constant current of the control amplifier, the switching means is controlled to connect the non-inverting input terminal of the operational amplifier to the other end of the reference resistor, and the control means is a current output means Is in normal operation If not, the reference voltage changing means is controlled to set the voltage value of the reference resistor to 0 V, and the switching means is controlled to connect the non-inverting input terminal of the operational amplifier as the first path. And
本発明の定電流発生回路の他の側面は、電流出力手段が出力する電流値を検出する検出手段をさらに備え、制御手段は、検出手段により、電流出力手段が一定の直流定電流を出力していることが検出された場合、電流出力手段が通常動作状態であると判断するとともに、検出手段により、電流出力手段が一定の直流定電流を出力していないことが検出された場合、電流出力手段が通常動作状態ではないと判断することを特徴とする。 Another aspect of the constant current generating circuit of the present invention further includes detection means for detecting a current value output by the current output means, and the control means outputs a constant DC constant current by the detection means. If the current output means detects that the current output means does not output a constant DC constant current, the current output means determines that the current output means is in a normal operation state. It is determined that the means is not in a normal operation state.
本発明の定電流発生回路の他の側面は、制御手段は、ユーザにより動作開始が指令されている場合、電流出力手段が通常動作状態であると判断するとともに、ユーザにより動作開始が指令されていない場合、電流出力手段が通常動作状態ではないと判断することを特徴とする。 In another aspect of the constant current generation circuit of the present invention, the control means determines that the current output means is in a normal operation state when the user is instructed to start the operation, and the user is instructed to start the operation. If not, it is determined that the current output means is not in a normal operation state.
本発明の定電流発生回路の他の側面は、電流出力手段の出力と基準抵抗の他端とを、スイッチを介して接続する第2の経路をさらに備え、制御手段は、電流出力手段が通常動作状態である場合、スイッチを開放状態とし、制御手段は、電流出力手段が通常動作状態ではない場合、スイッチを接続状態とすることを特徴とする。 Another aspect of the constant current generating circuit of the present invention further includes a second path for connecting the output of the current output means and the other end of the reference resistor via a switch. When in the operating state, the switch is opened, and when the current output means is not in the normal operating state, the control means places the switch in the connected state.
本発明の定電流発生回路の他の側面は、第2の経路上であって、第1の経路上ではなく、かつ、基準抵抗と基準電位との間ではない位置に、電流出力手段のオフセット電圧値と基準抵抗の抵抗値とで決まる所定の定数の抵抗をさらに備えることを特徴とする。 Another aspect of the constant current generating circuit of the present invention is that the offset of the current output means is located on the second path, not on the first path and not between the reference resistance and the reference potential. A resistor having a predetermined constant determined by the voltage value and the resistance value of the reference resistor is further provided.
本発明の定電流発生回路の他の側面は、基準電圧変更手段は、D/A変換器を用いて基準電圧源の電圧値を変更することを特徴とする。 Another aspect of the constant current generating circuit of the present invention is characterized in that the reference voltage changing means changes the voltage value of the reference voltage source using a D / A converter.
本発明の定電流発生回路の他の側面は、基準電圧変更手段は、演算増幅器の非反転入力端子との接続を、基準電位と所定の電圧を印加する電圧源とで切り替えるスイッチであり、制御手段は、電流出力手段が通常動作状態である場合、スイッチを制御して、演算増幅器の非反転入力端子と電圧源とを接続し、制御手段は、電流出力手段が通常動作状態ではない場合、スイッチを制御して、演算増幅器の非反転入力端子と基準電位とを接続することを特徴とする。 In another aspect of the constant current generating circuit of the present invention, the reference voltage changing means is a switch for switching the connection with the non-inverting input terminal of the operational amplifier between a reference potential and a voltage source that applies a predetermined voltage, When the current output means is in a normal operation state, the means controls the switch to connect the non-inverting input terminal of the operational amplifier and the voltage source, and when the current output means is not in the normal operation state, the control means The switch is controlled to connect the non-inverting input terminal of the operational amplifier and the reference potential.
本発明の定電流発生回路の他の側面は、切り替え手段は、演算増幅器の非反転入力端子との基準抵抗の他端との接続と切断を切り替える第1のスイッチと、演算増幅器の非反転入力端子との第1の経路との接続と切断を切り替える第2のスイッチとを含んで構成され、制御手段は、電流出力手段が通常動作状態である場合、第1のスイッチを制御して、演算増幅器の非反転入力端子との基準抵抗の他端とを接続するとともに、第2のスイッチを制御して、演算増幅器の非反転入力端子と第1の経路との接続を切断し、電流出力手段が通常動作状態ではない場合、第1のスイッチを制御して、演算増幅器の非反転入力端子との基準抵抗の他端との接続を切断するとともに、第2のスイッチを制御して、演算増幅器の非反転入力端子と第1の経路とを接続することを特徴とする。 According to another aspect of the constant current generating circuit of the present invention, the switching means includes a first switch that switches connection and disconnection between the other end of the reference resistor and a non-inverting input terminal of the operational amplifier, and a non-inverting input of the operational amplifier. And a second switch that switches between connection and disconnection of the first path with the terminal, and the control means controls the first switch when the current output means is in a normal operation state, and calculates The other end of the reference resistor is connected to the non-inverting input terminal of the amplifier, and the second switch is controlled to disconnect the non-inverting input terminal of the operational amplifier from the first path. Is not in the normal operation state, the first switch is controlled to disconnect the other end of the reference resistor from the non-inverting input terminal of the operational amplifier, and the second switch is controlled to control the operational amplifier. Non-inverting input terminal and first path Wherein the connecting.
本発明の定電流発生装置の一側面は、演算増幅器の非反転入力端子に入力される基準電圧源の電圧値を変更する基準電圧変更手段と、電流出力手段の出力と演算増幅器の反転入力端子とを接続する第1の経路と、演算増幅器の非反転入力端子との接続を、基準抵抗の他端と第1の経路とで切り替える切り替え手段と、基準電圧変更手段、および、切り替え手段を制御する制御手段とを備え、制御手段は、電流出力手段が通常動作状態である場合、基準電圧変更手段を制御して、基準抵抗の電圧値を電流出力手段が一定の直流定電流を出力するための所定の電圧値とし、切り替え手段を制御して、演算増幅器の非反転入力端子との接続を、基準抵抗の他端とするとともに、制御手段は、電流出力手段が通常動作状態ではない場合、基準電圧変更手段を制御して、基準抵抗の電圧値を0Vとし、切り替え手段を制御して、演算増幅器の非反転入力端子との接続を、第1の経路とすることを特徴とする。 One aspect of the constant current generator of the present invention is a reference voltage changing means for changing a voltage value of a reference voltage source input to a non-inverting input terminal of an operational amplifier, an output of the current output means, and an inverting input terminal of the operational amplifier. The switching means, the reference voltage changing means, and the switching means for switching the connection between the first path for connecting the non-inverting input terminal of the operational amplifier and the other end of the reference resistor and the first path are controlled. Control means for controlling the reference voltage changing means when the current output means is in a normal operation state, so that the current output means outputs a constant DC constant current with the voltage value of the reference resistance. When the switching means is controlled, the connection with the non-inverting input terminal of the operational amplifier is the other end of the reference resistor, and the control means, when the current output means is not in a normal operation state, Reference voltage change By controlling the stage, the voltage value of the reference resistor and 0V, by controlling the switching means, the connection between the non-inverting input terminal of the operational amplifier, characterized in that the first path.
本発明の定電流発生装置の他の側面は、電流出力手段が出力する電流値を検出する検出手段をさらに備え、制御手段は、検出手段により、電流出力手段が一定の直流定電流を出力していることが検出された場合、電流出力手段が通常動作状態であると判断するとともに、検出手段により、電流出力手段が一定の直流定電流を出力していないことが検出された場合、電流出力手段が通常動作状態ではないと判断することを特徴とする。 Another aspect of the constant current generator of the present invention further includes detection means for detecting a current value output by the current output means, and the control means outputs a constant DC constant current by the detection means. If the current output means detects that the current output means does not output a constant DC constant current, the current output means determines that the current output means is in a normal operation state. It is determined that the means is not in a normal operation state.
本発明の定電流発生装置の他の側面は、制御手段は、ユーザにより動作開始が指令されている場合、電流出力手段が通常動作状態であると判断するとともに、ユーザにより動作開始が指令されていない場合、電流出力手段が通常動作状態ではないと判断することを特徴とする。 In another aspect of the constant current generator of the present invention, the control means determines that the current output means is in a normal operation state when the user is instructed to start the operation, and the user is instructed to start the operation. If not, it is determined that the current output means is not in a normal operation state.
本発明の定電流発生装置の他の側面は、電流出力手段の出力と基準抵抗の他端とを、スイッチを介して接続する第2の経路をさらに備え、制御手段は、電流出力手段が通常動作状態である場合、スイッチを開放状態とし、制御手段は、電流出力手段が通常動作状態ではない場合、スイッチを接続状態とすることを特徴とする。 Another aspect of the constant current generating device of the present invention further includes a second path that connects the output of the current output means and the other end of the reference resistor via a switch. When in the operating state, the switch is opened, and when the current output means is not in the normal operating state, the control means places the switch in the connected state.
本発明の定電流発生装置の他の側面は、第2の経路上であって、第1の経路上ではなく、かつ、基準抵抗とグランドとの間ではない位置に、電流出力手段のオフセット電圧値と基準抵抗の抵抗値とで決まる所定の定数の抵抗をさらに備えることを特徴とする。 Another aspect of the constant current generating device of the present invention is the offset voltage of the current output means on the second path, not on the first path and not between the reference resistor and the ground. A resistor having a predetermined constant determined by the value and the resistance value of the reference resistor is further provided.
本発明の定電流発生方法は、演算増幅器の非反転入力端子に入力される基準電圧源の電圧値は変更可能であり、電流出力手段の出力と演算増幅器の反転入力端子とが接続可能であり、演算増幅器の非反転入力端子との接続が、基準抵抗の他端と第1の経路とで切り替え可能であるとともに、電流出力手段が通常動作状態である場合、基準抵抗の電圧値を電流出力手段が一定の直流定電流を出力するための所定の電圧値とし、演算増幅器の非反転入力端子を、基準抵抗の他端と接続し、電流出力手段が通常動作状態ではない場合、基準抵抗の電圧値を0Vとし、演算増幅器の非反転入力端子を第1の経路を介して電流出力手段の出力と接続することを特徴とする。 In the constant current generation method of the present invention, the voltage value of the reference voltage source input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier can be changed, and the output of the current output means and the inverting input terminal of the operational amplifier can be connected. The connection of the operational amplifier with the non-inverting input terminal can be switched between the other end of the reference resistor and the first path, and when the current output means is in a normal operation state, the voltage value of the reference resistor is output as a current. When the means has a predetermined voltage value for outputting a constant DC constant current, the non-inverting input terminal of the operational amplifier is connected to the other end of the reference resistor, and when the current output means is not in the normal operation state, The voltage value is set to 0 V, and the non-inverting input terminal of the operational amplifier is connected to the output of the current output means through the first path.
本発明の抵抗測定装置の一側面は、定電流発生手段は、演算増幅器の非反転入力端子に入力される基準電圧源の電圧値を変更する基準電圧変更手段と、電流出力手段の出力と演算増幅器の反転入力端子とを接続する第1の経路と、演算増幅器の非反転入力端子との接続を、基準抵抗の他端と第1の経路とで切り替える切り替え手段と、基準電圧変更手段、および、切り替え手段を制御する制御手段とを備え、制御手段は、電流出力手段が通常動作状態である場合、基準電圧変更手段を制御して、基準抵抗の電圧値を電流出力手段が一定の直流定電流を出力するための所定の電圧値とし、切り替え手段を制御して、演算増幅器の非反転入力端子との接続を、基準抵抗の他端とするとともに、制御手段は、電流出力手段が通常動作状態ではない場合、基準電圧変更手段を制御して、基準抵抗の電圧値を0Vとし、切り替え手段を制御して、演算増幅器の非反転入力端子との接続を、第1の経路とすることを特徴とする。 One aspect of the resistance measuring apparatus of the present invention is that the constant current generating means includes a reference voltage changing means for changing a voltage value of a reference voltage source input to a non-inverting input terminal of the operational amplifier, an output of the current output means, and an arithmetic operation. A switching means for switching the connection between the first path connecting the inverting input terminal of the amplifier and the non-inverting input terminal of the operational amplifier between the other end of the reference resistor and the first path; a reference voltage changing means; Control means for controlling the switching means, and when the current output means is in a normal operation state, the control means controls the reference voltage changing means so that the voltage value of the reference resistance is constant DC constant by the current output means. A predetermined voltage value for outputting current is set, the switching means is controlled, and the connection with the non-inverting input terminal of the operational amplifier is used as the other end of the reference resistor. When not in a state Controls the reference voltage changing means, the voltage value of the reference resistor and 0V, by controlling the switching means, the connection between the non-inverting input terminal of the operational amplifier, characterized in that the first path.
本発明の抵抗測定装置の他の側面は、定電流発生手段は、電流出力手段が出力する電流値を検出する検出手段をさらに備え、制御手段は、検出手段により、電流出力手段が一定の直流定電流を出力していることが検出された場合、電流出力手段が通常動作状態であると判断するとともに、検出手段により、電流出力手段が一定の直流定電流を出力していないことが検出された場合、電流出力手段が通常動作状態ではないと判断することを特徴とする。 In another aspect of the resistance measuring apparatus of the present invention, the constant current generating means further includes a detecting means for detecting a current value output from the current output means, and the control means is configured to detect a direct current with a constant current output means. When it is detected that a constant current is being output, it is determined that the current output means is in a normal operation state, and the detection means detects that the current output means is not outputting a constant DC constant current. In this case, it is determined that the current output means is not in a normal operation state.
本発明の抵抗測定装置の他の側面は、定電流発生手段は、抵抗値測定手段により測定された被測定抵抗体の両端の電圧値を取得する取得手段をさらに備え、制御手段は、取得手段により被測定抵抗体の両端の電圧値に基づいて、電流出力手段が通常動作状態であるか否か判断することを特徴とする。 In another aspect of the resistance measuring apparatus of the present invention, the constant current generating unit further includes an acquiring unit that acquires a voltage value at both ends of the measured resistor measured by the resistance value measuring unit, and the control unit includes the acquiring unit. Based on the voltage value across the resistor to be measured, it is determined whether or not the current output means is in a normal operation state.
本発明の抵抗測定装置の他の側面は、被測定抵抗体の両端に測定端子が正しく接続されているか否かを検出する検出手段をさらに備え、定電流発生手段は、制御手段は、検出手段により被測定抵抗体の両端に測定端子が正しく接続されていることが検出された場合、電流出力手段が通常動作状態であると判断するとともに、検出手段により被測定抵抗体の両端に測定端子が正しく接続されていないことが検出された場合、電流出力手段が通常動作状態ではないと判断することを特徴とする。 Another aspect of the resistance measuring apparatus according to the present invention further includes detection means for detecting whether or not the measurement terminals are correctly connected to both ends of the resistor to be measured, and the constant current generation means, the control means, and the detection means When it is detected that the measurement terminals are correctly connected to both ends of the resistor to be measured, it is determined that the current output means is in a normal operation state, and the measurement terminals are connected to both ends of the resistor to be measured by the detection means. When it is detected that the connection is not correct, it is determined that the current output means is not in a normal operation state.
本発明の抵抗測定装置の他の側面は、制御手段は、ユーザにより動作開始が指令されている場合、電流出力手段が通常動作状態であると判断するとともに、ユーザにより動作開始が指令されていない場合、電流出力手段が通常動作状態であると判断することを特徴とする。 In another aspect of the resistance measuring device of the present invention, the control means determines that the current output means is in a normal operation state when the operation start is instructed by the user, and the operation start is not instructed by the user. In this case, the current output means is determined to be in a normal operation state.
本発明の抵抗測定装置の他の側面は、定電流発生手段は、電流出力手段の出力と基準抵抗の他端とを、スイッチを介して接続する第2の経路をさらに備え、制御手段は、電流出力手段が通常動作状態である場合、スイッチを開放状態とし、制御手段は、電流出力手段が通常動作状態ではない場合、スイッチを接続状態とすることを特徴とする。 In another aspect of the resistance measuring apparatus of the present invention, the constant current generating means further includes a second path that connects the output of the current output means and the other end of the reference resistor via a switch, and the control means includes: When the current output means is in a normal operation state, the switch is opened. When the current output means is not in a normal operation state, the control means places the switch in a connected state.
本発明の抵抗測定装置の他の側面は、定電流発生手段は、第2の経路上であって、第1の経路上ではなく、かつ、基準抵抗とグランドとの間ではない位置に、電流出力手段のオフセット電圧値と基準抵抗の抵抗値とで決まる所定の定数の抵抗をさらに備えることを特徴とする。 In another aspect of the resistance measuring device of the present invention, the constant current generating means is located on the second path, not on the first path, and at a position not between the reference resistance and the ground. A resistor having a predetermined constant determined by the offset voltage value of the output means and the resistance value of the reference resistor is further provided.
本発明の抵抗測定方法は、演算増幅器の非反転入力端子に入力される基準電圧源の電圧値は変更可能であり、電流出力手段の出力と演算増幅器の反転入力端子とが接続可能であり、演算増幅器の非反転入力端子との接続が、基準抵抗の他端と第1の経路とで切り替え可能であるとともに、電流出力手段が通常動作状態である場合、基準抵抗の電圧値を電流出力手段が一定の直流定電流を出力するための所定の電圧値とし、演算増幅器の非反転入力端子を、基準抵抗の他端と接続し、電流出力手段が通常動作状態ではない場合、基準抵抗の電圧値を0Vとし、演算増幅器の非反転入力端子を第1の経路を介して電流出力手段の出力と接続することを特徴とする。 In the resistance measurement method of the present invention, the voltage value of the reference voltage source input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier can be changed, and the output of the current output means and the inverting input terminal of the operational amplifier can be connected, When the connection with the non-inverting input terminal of the operational amplifier can be switched between the other end of the reference resistor and the first path, and the current output means is in a normal operation state, the voltage value of the reference resistor is set as the current output means. Is a predetermined voltage value for outputting a constant DC constant current, the non-inverting input terminal of the operational amplifier is connected to the other end of the reference resistor, and the current output means is not in a normal operation state, the voltage of the reference resistor The value is 0 V, and the non-inverting input terminal of the operational amplifier is connected to the output of the current output means through the first path.
本発明によれば、通常の測定状態ではない場合に発生してしまう電流の出力端子間の開放電圧を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress an open voltage between output terminals of a current that occurs when the measurement state is not normal.
以下、本発明の一実施の形態の四端子抵抗測定装置について、図2〜図15を参照しながら説明する。 Hereinafter, a four-terminal resistance measuring device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図2を参照して、四端子抵抗測定装置51について説明する。
The four-terminal
なお、図1と対応する部分は、同一の番号とする。 The parts corresponding to those in FIG. 1 have the same numbers.
図2の四端子抵抗測定装置51は、定電流源11に代わって、定電流源61が備えられ、新たに、操作入力部62および装置制御部63が備えられている以外は、図1を用いて説明した四端子抵抗測定装置1と同様の構成を有するものである。操作入力部62は、例えば、スイッチ、レバー、タッチパネル等の入力デバイスにより構成され、例えば、測定開始および測定終了などの、ユーザからの操作入力を受け、ユーザの操作入力を示す情報を、装置制御部63に供給する。装置制御部63は、操作入力部62から供給されたユーザの操作入力を示す情報の入力を受け、四端子抵抗測定装置51各部の動作を制御する。
The four-terminal
定電流源61は、電流バッファ41に代わって、電流バッファ41と同様の機能を有して電流をドライブすることが可能な電流出力部71が設けられ、新たに、スイッチ72、およびスイッチ73、状態検出部74、並びに、制御部75が設けられている。そして、新たに設けられたスイッチ73を介して電流出力部71の出力端子と抵抗43とが接続可能な経路Aが設けられ、スイッチ72は、電流出力部71の非反転入力端子を、グランド(基準電位)、または、定電圧源42のいずれかと接続することにより、非反転入力端子に供給される電圧値、すなわち、電流出力部71が電流を出力するための基準電圧値を変更する。定電流源61は、上述した部分以外は、図1を用いて説明した定電流源11と同様の構成を有するものである。
The constant
電流出力部71は、後述する制御部75の制御に基づいて、その動作を開始または終了するものであり、少なくとも1つの演算増幅回路を含んで構成され、所定の電流値の電流を出力可能なものであり、例えば、複数の素子によって構成されている回路であってもよいし、電流ドライバICなどを用いてもよい。状態検出部74は、四端子抵抗測定装置51が通常の測定状態であるか否かを検出し、検出結果を制御部75に供給する。状態検出部74は、例えば、電流出力部71の出力電流値を監視することにより、電流出力部71が動作中であるか否か、および、Hi側電流供給端子13とLo側電流供給端子14が開放状態であるか否かを検出することができる。
The
すなわち、Hi側電流供給端子13とLo側電流供給端子14が被測定抵抗体2を介して電気的に接続されているとき、電流出力部71は、非反転入力端子に供給される電圧値、すなわち、定電圧源42が出力する直流定電圧の電圧値を抵抗43の抵抗値で除算して得られる電流値の測定電流を供給するのに対して、Hi側電流供給端子13とLo側電流供給端子14が開放状態であるとき、電流出力部71は微量の電流のみを出力(この出力についての詳細は後述する)する。また、操作入力部62を用いてユーザが測定開始を指令し、装置制御部63が四端子抵抗測定装置51各部を動作させていない場合、電流出力部71は微量の電流のみを出力(この出力についての詳細は後述する)する。したがって、状態検出部74は、例えば、電流出力部71の出力電流値を監視することにより、電流出力部71が動作中であるか否か、または、Hi側電流供給端子13とLo側電流供給端子14が開放状態であるか否かを検出することができる。
That is, when the Hi-side
また、状態検出部74は、例えば、電圧検出部17、Hi側電圧検出部20,または、Lo側電圧検出部22により検出される電圧値に基づいて、Hi側電流供給端子13とLo側電流供給端子14が開放状態であるか否か、または、被測定抵抗体2が正しく接続されている状態であるか否かを検出することも可能である。
In addition, the
制御部75は、装置制御部63から動作開始を指令された場合、電流出力部71などの各部の動作を開始させるとともに、装置制御部63から動作終了を指令された場合、電流出力部71などの各部の動作を終了させる。また、制御部75は、状態検出部74から、定電流源61が外部の回路に定電流を出力している状態であるか否かの検出結果の供給を受け、検出結果に基づいて、スイッチ72およびスイッチ73を制御する。
When the operation start is instructed from the
すなわち、図2の定電流源61においては、状態検出部74から、四端子抵抗測定装置51が通常の測定状態であるとの検出結果の供給を受けた制御部75の制御に基づいて、スイッチ72により定電圧源42と電流出力部71の非反転入力端子とが接続され、スイッチ73が開放状態となって、出力端子44と電気的に接続されているHi側電流供給端子13、および、出力端子45と電気的に接続されているLo側電流供給端子14が、それぞれ被測定抵抗体2と接続された状態において、図1を用いて説明した定電流源11と同様に、基準抵抗となる抵抗43における電圧降下が定電圧源42の電圧値V4と等しくなるように、電流出力部71の制御により、一対の出力端子44および出力端子45間に接続された外部回路に対して、一定の測定電流(直流定電流)Imを供給可能となっている。
That is, in the constant
しかしながら、図2に示される接続状態のままであれば、図1を用いて説明した定電流源11における場合と同様に、Hi側電流供給端子13とLo側電流供給端子14が開放状態となったとき、Hi側電流供給端子13−Lo側電流供給端子14間に、電流出力部71の電源電圧程度の電圧が発生してしまう。
However, if the connection state shown in FIG. 2 is maintained, the Hi-side
図3を参照して、Hi側電流供給端子13とLo側電流供給端子14が開放状態であるときのHi側電流供給端子13−Lo側電流供給端子14間の開放電圧を抑制するための回路構成について説明する。
Referring to FIG. 3, a circuit for suppressing an open voltage between Hi-side
すなわち、図3に示されるように、四端子抵抗測定装置51の定電流源61においては、状態検出部74により、四端子抵抗測定装置51が通常の測定状態ではないことが検出された場合、制御部75の制御により、スイッチ72が切り換えられて、電流出力部71の非反転入力端子がグランドと接続されることにより、非反転入力端子に供給される基準電圧値が0となされるとともに、制御部75の制御により、スイッチ73が接続状態とされて、電流出力部71からの出力電流がフィードバックされる、すなわち、電流出力部71からの出力電流Im´が、抵抗43を介してグランドに流れる。
That is, as shown in FIG. 3, in the constant
図2および図3を用いて説明したように、定電流源61は、四端子抵抗測定装置51が通常の測定状態であるか否かに基づいて、定電流源61内の回路の接続状態を切り替えることができるようにしたので、Hi側電流供給端子13とLo側電流供給端子14が開放状態であるときなどの通常測定状態ではない場合に、Hi側電流供給端子13−Lo側電流供給端子14間に、電流出力部71の電源電圧程度の電圧が発生することを抑制するとともに、一対の出力端子44および出力端子45間に接続された外部回路に対しての電流を停止することが可能となる。
As described with reference to FIGS. 2 and 3, the constant
しかしながら、図2および図3を用いて説明した四端子抵抗測定装置51の定電流源61においては、通常測定状態ではない場合に、電流出力部71のオフセット電圧値、基準抵抗となる抵抗43の抵抗値、および、スイッチ73が接続状態にあるときの抵抗値との関係によって、Hi側電流供給端子13−Lo側電流供給端子14間に電圧が発生する。
However, in the constant
例えば、図3に示すように、電流出力部71のオフセット電圧値が100μV、抵抗43の抵抗値が100mΩ、スイッチ73が接続状態にあるときの抵抗値が100Ωであった場合、状態検出部74から、四端子抵抗測定装置51が通常の測定状態ではないとの検出結果の供給を受けた制御部75の制御に基づいて、スイッチ72が切り換えられて、電流出力部71の非反転入力端子がグランドと接続され、スイッチ73が接続状態とされて、電流出力部71からの出力電流がフィードバックされた状態においても、抵抗43の両端電圧が100μVになるように電流が僅かに流れる。すなわち、接続状態であるスイッチ73に流れる電流Im’’の電流値は1mAとなり、スイッチ73間には、100mVの電圧降下が生じる。これにより、Hi側電流供給端子13−Lo側電流供給端子14間には、100mVの電圧が生じる。
For example, as shown in FIG. 3, when the offset voltage value of the
この電圧は、電流出力部71のオフセット電圧が大きいほど、基準抵抗となる抵抗43の抵抗値が小さいほど、また、スイッチ73が接続状態にあるときの抵抗値が大きいほど大きくなる。また、例えば、スイッチ73の少なくともいずれか一方にスイッチ73を保護するための電流制限抵抗が設けられた場合にも、Hi側電流供給端子13−Lo側電流供給端子14間に発生する電圧は、さらに高くなってしまう。
This voltage increases as the offset voltage of the
次に、図4を参照して、通常測定状態ではない場合にHi側電流供給端子13−Lo側電流供給端子14間に発生する開放電圧を抑制することができる、四端子抵抗測定装置78について説明する。
Next, referring to FIG. 4, a four-terminal
図4の四端子抵抗測定装置78は、定電流源61に代わって、定電流源81が新たに設けられている以外は、図2を用いて説明した四端子抵抗測定装置51と同様の構成を有するものである。
The four-terminal
また、定電流源81は、電流出力部71の反転入力端子と抵抗43との間に、新たにスイッチ91が設けられ、電流出力部71の反転入力端子と電流出力部71の出力端子とを、新たに設けられたスイッチ92を介し、かつ、スイッチ73およびスイッチ91を介さずに接続可能な経路Bが新たに設けられ、制御部75に代わって、制御部93が設けられている以外は、図2を用いて説明した定電流源61と同様の構成を有するものである。スイッチ72は、電流出力部71に供給される基準電圧を変更する基準電圧変更部を構成し、スイッチ91およびスイッチ92は、電流出力部71の反転入力端子への入力を切り替える切り替え部を構成する。
In addition, the constant
制御部93は、状態検出部74の状態検出結果に基づいて、スイッチ72、スイッチ73、スイッチ91、および、スイッチ92を制御する。
The
すなわち、図4の定電流源81においては、状態検出部74から、四端子抵抗測定装置78が通常の測定状態であるとの検出結果の供給を受けた制御部93の制御に基づいて、スイッチ72により定電圧源42と電流出力部71の非反転入力端子とが接続され、スイッチ91により電流出力部71の反転入力端子と基準抵抗である抵抗43とが接続され、スイッチ73およびスイッチ92が開放状態であって、出力端子44と電気的に接続されているHi側電流供給端子13、および、出力端子45と電気的に接続されているLo側電流供給端子14が、それぞれ被測定抵抗体2と接続された状態において、図1を用いて説明した定電流源11と同様に、基準抵抗となる抵抗43における電圧降下が定電圧源42の電圧値V4と等しくなるように、電流出力部71の制御により、一対の出力端子44および出力端子45間に接続された外部回路に対して、一定の測定電流(直流定電流)Imを供給可能となっている。
That is, in the constant
しかしながら、図4に示される接続状態においては、Hi側電流供給端子13とLo側電流供給端子14が開放状態であるとき、図1を用いて説明した定電流源11における場合と同様に、Hi側電流供給端子13−Lo側電流供給端子14間に電圧が発生してしまう。
However, in the connection state shown in FIG. 4, when the Hi-side
次に、図5を参照して、四端子抵抗測定装置78が通常の測定状態ではないとき、図3を用いて説明したHi側電流供給端子13−Lo側電流供給端子14間の開放電圧を抑制することができる回路構成について説明する。
Next, referring to FIG. 5, when the four-terminal
すなわち、図5に示されるように、四端子抵抗測定装置78の定電流源81においては、四端子抵抗測定装置78が通常の測定状態ではないことが状態検出部74により検出された場合、制御部93の制御により、スイッチ72が切り換えられて、電流出力部71の非反転入力端子がグランドと接続されることにより、電流出力部71の非反転入力端子の電圧値が0となるとともに、スイッチ91が開放されて、抵抗43と電流出力部71の反転入力端子との接続が切断されるとともに、スイッチ92が接続されるので、電流出力部71の反転入力端子は、スイッチ73を介さずに電流出力部71の出力の供給を受ける。すなわち、電流出力部71のフィードバックポイントが、図3を用いて説明した定電流源61における場合と異なる。また、定電流源81においては、スイッチ73が接続状態とされて、スイッチ73および抵抗43を介して、電流がグランドに流れるようになされる。
That is, as shown in FIG. 5, in the constant
このような回路構成により、Hi側電流供給端子13−Lo側電流供給端子14間の開放電圧は、電流出力部71のオフセット電圧値とほぼ同程度の100μV程度に抑制される。
With such a circuit configuration, the open-circuit voltage between the Hi-side
なお、スイッチ91およびスイッチ92の機能を一つのスイッチで実現することも可能である。すなわち、電流出力部71の反転入力端子と接続されるものを、抵抗43と電流出力部71の出力(他のスイッチを介さない出力)とで切り替える切り替え部としてのスイッチを備え、Hi側電流供給端子13とLo側電流供給端子14が接続状態となったことが状態検出部74により検出された場合、制御部93は、スイッチを制御して、電流出力部71の反転入力端子を抵抗43と接続し、Hi側電流供給端子13とLo側電流供給端子14が切断状態となったことが状態検出部74により検出された場合、制御部93は、スイッチを制御して、電流出力部71の反転入力端子を電流出力部71の出力と接続する。
It should be noted that the functions of the
また、ここでは、スイッチ72によって、電流出力部71の非反転入力端子に入力される基準電圧値を、電圧値V4と0(グランドレベル)とで切り替えるものとして説明したが、D/A変換器を用いて、電流出力部71の非反転入力端子に入力される電圧値を可変としてもよい。すなわち、スイッチ72を用いることなく、D/A変換器を用いて、基準電圧変更部を構成するものとしてもよい。
Although the reference voltage value input to the non-inverting input terminal of the
また、ここでは、定電圧源42は、基準抵抗43に対して、正電圧を印加するものとして図示されているが、定電圧源42は、基準抵抗33に対して、負電圧を印加するように切り替えることを可能としてもよい。その場合、グランドは、電流出力部71の非反転入力端子側となるため、定電圧源42および基準抵抗43の電流出力部71と接続されていない側の端子がグランドを介さずにそれぞれ接続されることは言うまでもない。
Here, the
図5を用いて説明したように、定電流源81においては、各スイッチを制御することにより、図2および図3を用いて説明した定電流源61と同様のオフセット電圧値や基準抵抗値を有する場合であっても、四端子抵抗測定装置78が通常の測定状態ではない場合の開放電圧を抑制することが可能である。
As described with reference to FIG. 5, in the constant
次に、図6のフローチャートを参照して、定電流源81が実行するスイッチ制御処理1について説明する。
Next, the
ステップS1において、状態検出部74は、電流出力部71の出力電流値、または、電圧検出部17、Hi側電圧検出部20、もしくは、Lo側電圧検出部22により検出される電圧値に基づいて、四端子抵抗測定装置78が測定可能状態ではないこと、換言すれば、電流出力部71が動作状態ではないことが検出されたか否かを判断する。
In step S <b> 1, the
ステップS1において四端子抵抗測定装置78が測定可能状態ではないことが検出されたと判断された場合、状態検出部74は検出結果を制御部93に供給するので、ステップS2において、制御部93は、スイッチ72をグランドに接続し、スイッチ73およびスイッチ92を接続状態とするとともに、スイッチ91を開放状態とする。したがって、電流出力部71の非反転入力端子の電圧値が0となり、電流出力部71の反転入力端子は、スイッチ73を介さずに電流出力部71の出力の供給を受ける。また、定電流源81においては、スイッチ73が接続状態とされて、スイッチ73および抵抗43を介して、電流がグランドに流れるようになされる。ステップS2の処理の終了後、処理は、ステップS1に戻り、それ以降の処理が繰り返される。
If it is determined in step S1 that the four-terminal
ステップS1において四端子抵抗測定装置78が測定可能状態ではないことが検出されていないと判断された場合、状態検出部74は検出結果を制御部93に供給するので、ステップS3において、制御部93は、スイッチ72を定電圧源42に接続し、スイッチ73およびスイッチ92を開放状態とするとともに、スイッチ91を接続状態とする。これにより、定電流源81は、基準抵抗となる抵抗43における電圧降下が定電圧源42の電圧値V4と等しくなるように、電流出力部71の制御により、一対の出力端子44および出力端子45間に接続された外部回路に対して、一定の測定電流(直流定電流)Imを供給する。ステップS3の処理の終了後、処理は、ステップS1に戻り、それ以降の処理が繰り返される。
If it is determined in step S1 that the four-terminal
このような処理が実行されることにより、定電流源81においては、各スイッチを制御することにより、図2および図3を用いて説明した定電流源61と同様のオフセット電圧値や基準抵抗値を有する場合であっても、四端子抵抗測定装置78が測定可能状態ではない場合、換言すれば、電流出力部71が動作状態ではない場合におけるHi側電流供給端子13−Lo側電流供給端子14間の開放電圧の発生を抑制することが可能である。
By executing such processing, the constant
また、近年、回路の小型化に伴って小型ICが広く用いられるようになった。すなわち、上述した電流出力部71にも、小型のICが広く用いられている。さらに、近年、低抵抗の被測定抵抗体の抵抗値を測定したいというニーズが高まっており、定電流源からより高い電流値の電流を発生することが求められている。すなわち、定電流源の基準抵抗である抵抗43の抵抗値が小さく設定され、電流出力部71のオフセット電圧も高くなる傾向にある。電流出力部71が小型ICである場合、定電流源の各素子の値によっては、Hi側電流供給端子13−Lo側電流供給端子14間が開放された場合に発生してしまう電流が電流出力部71にとって過負荷となってしまい、発熱や劣化の原因となってしまう恐れがある。
In recent years, small ICs have been widely used with the miniaturization of circuits. That is, a small IC is widely used for the
例えば、図7に示されるように、電流出力部71のオフセット電圧値が10mV、抵抗43の抵抗値が10mΩ、スイッチ73が接続状態にあるときの抵抗値が100Ωであって、四端子抵抗測定装置78が測定可能状態ではないこと、換言すれば、電流出力部71が動作状態ではないことが検出された場合、制御部93の制御により、スイッチ72が切り換えられて、電流出力部71の非反転入力端子がグランドと接続されることにより、電流出力部71の非反転入力端子の電圧値が0となるとともに、スイッチ91が開放され、スイッチ92が接続されて、電流出力部71の反転入力端子がスイッチ73を介さずに電流出力部71の出力の供給を受ける状態となり、スイッチ73が接続状態とされて、スイッチ73および抵抗43を介して電流Im’’がグランドに流れる。このときの端子間電圧は、電流出力部71のオフセット電圧値とほぼ同程度となるので、電流Im’’の電流値は、10mV/(10mΩ+100Ω)≒91mAとなる。すなわち、電流出力部71は、約90mAもの電流を出力する必要があり、電流出力部71にとって過負荷となってしまう。
For example, as shown in FIG. 7, the offset voltage value of the
次に、図8を参照して、電流出力部71の過負荷を防止することができる四端子抵抗測定装置101について説明する。
Next, a four-terminal
図8の四端子抵抗測定装置101は、定電流源81に代わって、定電流源111が新たに設けられている以外は、図4を用いて説明した四端子抵抗測定装置78と同様の構成を有するものである。
The four-terminal
また、定電流源111は、スイッチ73を含む電流Im’’が流れる経路上であって、スイッチ92を介した電流出力部71の出力と反転入力端子とを接続する経路上ではなく、さらに、抵抗43とグランドの間ではない位置(図8においては、スイッチ73と抵抗43との間)に抵抗121がさらに設けられている以外は、図4および図5を用いて説明した定電流源81と同様の構成を有するものである。
Further, the constant
すなわち、図8の定電流源111においては、図4の定電流源81における場合と同様に、状態検出部74から、四端子抵抗測定装置101が測定可能状態であるとの検出結果の供給を受けた制御部93の制御に基づいて、スイッチ72により定電圧源42と電流出力部71の非反転入力端子とが接続され、スイッチ91により電流出力部71の反転入力端子と基準抵抗である抵抗43とが接続され、スイッチ73およびスイッチ92が開放状態であって、出力端子44と電気的に接続されているHi側電流供給端子13、および、出力端子45と電気的に接続されているLo側電流供給端子14が、それぞれ被測定抵抗体2と接続された状態において、図1を用いて説明した定電流源11と同様に、基準抵抗となる抵抗43における電圧降下が定電圧源42の電圧値V4と等しくなるように、電流出力部71の制御により、一対の出力端子44および出力端子45間に接続された外部回路に対して、一定の測定電流(直流定電流)Imを供給可能となっている。
That is, in the constant
次に、図9を参照して、四端子抵抗測定装置101が測定可能状態ではないとき、換言すれば、電流出力部71が動作状態ではないときのHi側電流供給端子13−Lo側電流供給端子14間の開放電圧を抑制するとともに、電流出力部71の過負荷を防止するための回路構成について説明する。
Next, referring to FIG. 9, when the four-terminal
すなわち、図9に示されるように、四端子抵抗測定装置101の定電流源111においては、状態検出部74から、四端子抵抗測定装置101が測定可能状態ではないとの検出結果の供給を受けた制御部93の制御に基づいて、定電流源81における場合と同様に、Hi側電流供給端子13とLo側電流供給端子14が開放状態となったとき、スイッチ72が切り換えられて、IC72の非反転入力端子がグランドと接続されることにより、電流出力部71の非反転入力端子の電圧値が0となり、スイッチ91が開放されて、抵抗43と電流出力部71の反転入力端子との接続が切断されるとともに、スイッチ92が接続されるので、電流出力部71の反転入力端子は、スイッチ73を介さずに電流出力部71の出力の供給を受ける。すなわち、電流出力部71のフィードバックポイントが、図3を用いて説明した定電流源61における場合と異なる。また、定電流源111においては、スイッチ73が接続状態とされて、スイッチ73、抵抗121、および、抵抗43を介して、電流がグランドに流れるようになされる。
That is, as shown in FIG. 9, in the constant
図9に示される接続状態においては、端子間の開放電圧は、電流出力部71のオフセット電圧値とほぼ等しい10mVとなるので、例えば、抵抗121の抵抗値が10kΩである場合、接続状態であるスイッチ73に流れる電流Im’’の電流値、すなわち、電流出力部71の出力電流の電流値は、10mV/(10Ω+100Ω+10kΩ)≒1μA程度に抑制される。
In the connection state shown in FIG. 9, the open circuit voltage between the terminals is 10 mV, which is substantially equal to the offset voltage value of the
このように、スイッチ73と抵抗43との間に抵抗121を設け、その抵抗値を適切に設定することにより、通常測定状態ではない場合の出力端子間の開放電圧を抑制するとともに、電流出力部71がドライブする電流の電流値を低減し、電流出力部71の過負荷を防止することが可能となる。
In this way, by providing the
また、抵抗121は、スイッチ73に対する電流制限抵抗の意味も有し、スイッチ73の保護の役割も果たすものである。
The
また、定電流源111が実行するスイッチ制御処理は、図6のフローチャートを用いて説明した定電流源81が実行するスイッチ制御処理と同様のものであるので、その説明は省略する。
The switch control process executed by the constant
なお、定電流源111においても、スイッチ91およびスイッチ92の機能を一つのスイッチで実現することが可能であるとともに、D/A変換器を用いて、電流出力部71の非反転入力端子に入力される電圧値を可変としてもよいことはいうまでもない。
In the constant
また、同様の効果を図10に示す四端子抵抗測定装置141を用いても実現可能である。
The same effect can also be realized by using a four-terminal
図10の四端子抵抗測定装置141は、定電流源81に代わって、定電流源151が新たに設けられている以外は、図4を用いて説明した四端子抵抗測定装置78と同様の構成を有するものである。
The four-terminal
また、定電流源151は、制御部93に代わって、制御部161が設けられ、スイッチ73、および、スイッチ73を介して電流出力部71の出力端子と抵抗43とが接続可能な経路Aが削除されている以外は、図5を用いて説明した定電流源81と同様の構成を有するものである。すなわち、スイッチ92が接続状態であるとき、電流出力部71の出力は、経路Bを介して、電流出力部71の反転入力端子に入力される。換言すれば、定電流源151の回路構成は、図5を用いて説明した定電流源81のスイッチ73の接続状態における抵抗値が無限大である場合の回路構成に相当する。
In addition, the constant
制御部161は、状態検出部74の状態検出結果に基づいて、スイッチ72、スイッチ91、および、スイッチ92を制御する。
The
すなわち、図13の定電流源151においては、状態検出部74から、四端子抵抗測定装置141が測定可能状態である、換言すれば、電流出力部71が動作状態であるとの検出結果の供給を受けた制御部161の制御に基づいて、スイッチ72により定電圧源42と電流出力部71の非反転入力端子とが接続され、スイッチ91により電流出力部71の反転入力端子と基準抵抗である抵抗43とが接続され、スイッチ92が開放状態であって、出力端子44と電気的に接続されているHi側電流供給端子13、および、出力端子45と電気的に接続されているLo側電流供給端子14が、それぞれ被測定抵抗体2と接続された状態において、図1を用いて説明した定電流源11と同様に、基準抵抗となる抵抗43における電圧降下が定電圧源42の電圧値V4と等しくなるように、電流出力部71の制御により、一対の出力端子44および出力端子45間に接続された外部回路に対して、一定の測定電流(直流定電流)Imを供給可能となっている。
That is, in the constant
しかしながら、図10に示される接続状態においては、四端子抵抗測定装置141が測定可能状態ではない換言すれば、電流出力部71が動作状態ではないとき、図1を用いて説明した定電流源11における場合と同様に、Hi側電流供給端子13−Lo側電流供給端子14間に電圧が発生してしまう。
However, in the connection state shown in FIG. 10, the four-terminal
そこで、図11に示されるように、四端子抵抗測定装置141の定電流源151においては、四端子抵抗測定装置141が測定可能状態ではないことが状態検出部74により検出された場合、制御部161の制御により、スイッチ72が切り換えられて、電流出力部71の非反転入力端子がグランドと接続されることにより、電流出力部71の非反転入力端子の電圧値が0となるとともに、スイッチ91が開放されて、抵抗43と電流出力部71の反転入力端子との接続が切断されるとともに、スイッチ92が接続されるので、電流出力部71の反転入力端子は、電流出力部71の出力の供給を受ける。すなわち、電流出力部71のフィードバックポイントが、図5を用いて説明した定電流源81における場合と同一となる。
Therefore, as shown in FIG. 11, in the constant
このような回路構成により、定電流源151においては、部品点数を削減しつつ、四端子抵抗測定装置141が測定可能状態ではない場合、換言すれば、電流出力部71が動作状態ではない場合のHi側電流供給端子13−Lo側電流供給端子14間の開放電圧が、電流出力部71のオフセット電圧値とほぼ同程度の100μV程度に抑制されるとともに、図2および図3を用いて説明した定電流源61と同様のオフセット電圧値や基準抵抗値を有する場合であっても、通常測定状態ではない場合に発生する開放電圧の発生を抑制することが可能である。
With such a circuit configuration, in the constant
次に、図12のフローチャートを参照して、定電流源151が実行するスイッチ制御処理2について説明する。
Next, the
ステップS11において、状態検出部74は、電流出力部71から出力される電流値、または、電圧検出部17、Hi側電圧検出部20、もしくは、Lo側電圧検出部22により検出される電圧値に基づいて、四端子抵抗測定装置141が測定可能状態ではないこと、換言すれば、電流出力部71が動作状態ではないことが検出されたか否かを判断する。
In step S11, the
ステップS11において測定可能状態ではないことが検出されたと判断された場合、状態検出部74は検出結果を制御部161に供給するので、ステップS12において、制御部161は、スイッチ72をグランドに接続し、スイッチ92を接続状態とするとともに、スイッチ91を開放状態とする。したがって、電流出力部71の非反転入力端子の電圧値が0となり、電流出力部71の反転入力端子は、電流出力部71の出力の供給を受ける。ステップS12の処理の終了後、処理は、ステップS11に戻り、それ以降の処理が繰り返される。
If it is determined in step S11 that the state is not measurable, the
ステップS11において測定可能状態ではないことが検出されていないと判断された場合、状態検出部74は検出結果を制御部161に供給するので、ステップS13において、制御部161は、スイッチ72を定電圧源42に接続し、スイッチ92を開放状態とするとともに、スイッチ91を接続状態とする。これにより、定電流源151は、基準抵抗となる抵抗43における電圧降下が定電圧源42の電圧値V4と等しくなるように、電流出力部71の制御により、一対の出力端子44および出力端子45間に接続された外部回路に対して、一定の測定電流(直流定電流)Imを供給する。ステップS13の処理の終了後、処理は、ステップS11に戻り、それ以降の処理が繰り返される。
When it is determined in step S11 that it is not detected that the measurement is not possible, the
このような処理が実行されることにより、定電流源151においては、各スイッチを制御することにより、図2および図3を用いて説明した定電流源61と同様のオフセット電圧値や基準抵抗値を有する場合であっても、通常測定状態ではない場合に発生する開放電圧の発生を抑制することが可能である。
By executing such processing, the constant
なお、定電流源151においても、スイッチ91およびスイッチ92の機能を一つのスイッチで実現することが可能であるとともに、D/A変換器を用いて、電流出力部71の非反転入力端子に入力される電圧値を可変としてもよいことは言うまでもない。
In the constant
また、オフセット電圧値などの条件のために発生してしまう開放電圧は、ユーザが測定開始を指令していない場合に問題となることがある。例えば、ユーザが測定開始を指令していない状態において測定端子間に電圧が発生していると、ユーザが故障を疑ってしまう恐れがある。そこで、各スイッチの制御を、ユーザが測定開始を指令しているか否かに基づいて行うものとしてもよい。 Also, an open-circuit voltage that occurs due to a condition such as an offset voltage value may cause a problem when the user does not command the start of measurement. For example, if a voltage is generated between the measurement terminals in a state where the user has not commanded the start of measurement, the user may suspect a failure. Therefore, the control of each switch may be performed based on whether or not the user commands the start of measurement.
図13を参照して、ユーザが測定開始を指令しているか否か、換言すれば、電流出力部71が動作状態にあるか否かに基づいて各スイッチを制御する四端子抵抗測定装置181について説明する。四端子抵抗測定装置181は、定電流源81に代わって、定電流源191が新たに設けられている以外は、図10を用いて説明した四端子抵抗測定装置141と同様の構成を有するものである。
Referring to FIG. 13, four-terminal
また、定電流源191は、制御部93に代わって、制御部201が設けられ、状態検出部74が削除されている以外は、図10を用いて説明した定電流源151と同様の構成を有するものである。すなわち、スイッチ92が接続状態であるとき、電流出力部71の出力は、経路Bを介して、電流出力部71の反転入力端子に入力される。
The constant
制御部201は、装置制御部63から供給される、ユーザの操作入力を示す信号に基づいて、スイッチ72、スイッチ91、および、スイッチ92を制御する。
The
すなわち、図13の定電流源191においては、装置制御部63から、ユーザにより測定開始の指令を受けたことを示す情報の供給を受けた制御部201の制御に基づいて、スイッチ72により定電圧源42と電流出力部71の非反転入力端子とが接続され、スイッチ91により電流出力部71の反転入力端子と基準抵抗である抵抗43とが接続され、スイッチ92が開放状態とされて、図1を用いて説明した定電流源11と同様に、基準抵抗となる抵抗43における電圧降下が定電圧源42の電圧値V4と等しくなるように、電流出力部71の制御により、一対の出力端子44および出力端子45間に接続された外部回路に対して、一定の測定電流(直流定電流)Imを供給可能となっている。
That is, in the constant
そして、図14に示されるように、装置制御部63から、ユーザにより測定開始の指令を受けていない(あるいは、測定終了の指令を受けた)ことを示す情報の供給を受けた制御部201の制御により、スイッチ72が切り換えられて、電流出力部71の非反転入力端子がグランドと接続されることにより、電流出力部71の非反転入力端子の電圧値が0となるとともに、スイッチ91が開放されて、抵抗43と電流出力部71の反転入力端子との接続が切断されるとともに、スイッチ92が接続されるので、電流出力部71の反転入力端子は、電流出力部71の出力の供給を受ける。すなわち、電流出力部71のフィードバックポイントが、図5を用いて説明した定電流源81における場合と同一となる。
Then, as shown in FIG. 14, the
このような回路構成により、四端子抵抗測定装置181が測定開始を指令されていない場合のHi側電流供給端子13−Lo側電流供給端子14間の開放電圧は、電流出力部71のオフセット電圧値とほぼ同程度の100μV程度に抑制されるとともに、図2および図3を用いて説明した定電流源61と同様のオフセット電圧値や基準抵抗値を有する場合であっても、通常測定状態ではない場合に発生する開放電圧の発生を抑制することが可能である。
With such a circuit configuration, the open voltage between the Hi-side
次に、図15のフローチャートを参照して、定電流源191が実行するスイッチ制御処理3について説明する。
Next, the switch control process 3 executed by the constant
ステップS21において、制御部201は、操作制御部63から供給される情報に基づいて、操作開始がユーザから操作入力されたか否か、換言すれば、電流出力部71が動作状態となることが指令されたか否かを判断する。
In step S <b> 21, the
ステップ21において操作開始がユーザから操作入力されていないと判断された場合、ステップS22において、制御部201は、スイッチ72をグランドに接続し、スイッチ92を接続状態とするとともに、スイッチ91を開放状態とする。したがって、電流出力部71の非反転入力端子の電圧値が0となり、電流出力部71の反転入力端子は、電流出力部71の出力の供給を受ける。ステップS22の処理の終了後、処理は、ステップS21に戻り、それ以降の処理が繰り返される。
When it is determined in
ステップS21において操作開始がユーザから操作入力されたと判断された場合、ステップS23において、制御部201は、スイッチ72を定電圧源42に接続し、スイッチ92を開放状態とするとともに、スイッチ91を接続状態とする。これにより、定電流源81は、基準抵抗となる抵抗43における電圧降下が定電圧源42の電圧値V4と等しくなるように、電流出力部71の制御により、一対の出力端子44および出力端子45間に接続された外部回路に対して、一定の測定電流(直流定電流)Imを供給する。ステップS23の処理の終了後、処理は、ステップS21に戻り、それ以降の処理が繰り返される。
When it is determined in step S21 that the operation start is input from the user, in step S23, the
このような処理が実行されることにより、定電流源191においては、各スイッチを制御することにより、図2および図3を用いて説明した定電流源61と同様のオフセット電圧値や基準抵抗値を有する場合であっても、より少ない部品点数で、より簡単な制御に基づいて、ユーザが操作入力の開始を指令していない場合、すなわち、通常測定状態ではない場合に発生する開放電圧の発生を抑制することが可能である。
By executing such processing, the constant
なお、定電流源191においても、スイッチ91およびスイッチ92の機能を一つのスイッチで実現することが可能であるとともに、D/A変換器を用いて、電流出力部71の非反転入力端子に入力される電圧値を可変としてもよいことは言うまでもない。
In the constant
なお、上述した四端子抵抗測定装置78、四端子抵抗測定装置101、四端子抵抗測定装置141、および、四端子抵抗測定装置181において、Hi側交流電源19、Lo側交流電源21、Hi側電圧検出部20、および、Lo側電圧検出部22を備えず、Hi側電流供給端子13、Hi側電圧検出端子15、Lo側電流供給端子14およびLo側電圧検出端子16のいずれかが被測定抵抗体と正しく接続されているか否かを検出することができない場合や、また、出力部24が四端子抵抗測定装置78、四端子抵抗測定装置101、四端子抵抗測定装置141、および、四端子抵抗測定装置181内に備えられず、外部の表示装置や音声出力装置などとして構成されている場合など、装置の構成の一部が異なる場合であっても、被測定抵抗体2に一定の電流を供給するという目的が同一であれば、上述した定電流源81、定電流源111、定電流源151、および、定電流源191は、同様の効果を奏することができるのは言うまでもない。
In the four-terminal
また、上述した定電流源81、定電流源111、定電流源151、および、定電流源191は、個別の装置として実現してもよいことは言うまでもない。さらに、上述した定電流源81、定電流源111、定電流源151、および、定電流源191は、定電流の出力を必要する他の装置に応用可能である。
Needless to say, the constant
さらに、上述した定電流源81、定電流源111、定電流源151、および、定電流源191は、各装置内において、定電流源として1つのユニットとして構成されていなくても、定電流発生回路として同様の回路構成を用いることにより、同様の効果を奏することが可能であることは言うまでもない。
Furthermore, the constant
上述した技術は、ハードウェアとしては、例えば、抵抗測定装置以外にも、定電流を発生する定電流源を含む各種の装置、および、定電流を発生する回路を含む各種の装置、並びに、定電流発生装置などに適用することができる。 In the technology described above, as hardware, for example, in addition to a resistance measuring device, various devices including a constant current source that generates a constant current, various devices including a circuit that generates a constant current, and a constant current It can be applied to a current generator.
また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、以上説明したすべての場合においては、基準電位として、回路のグランド以外の電位を用いる場合もある。 The embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. In all cases described above, a potential other than the circuit ground may be used as the reference potential.
2…被測定抵抗体、 13…Hi側電流供給端子、 14…Lo側電流供給端子、 17…電圧検出部、 42…定電圧源、 43…抵抗、 2…操作入力部、 63…装置制御部、 71…電流出力部、 72,73…スイッチ、 74…状態検出部、 78…四端子抵抗測定装置、 81…定電流源、 91,92…スイッチ 93…制御部、 101…四端子抵抗測定装置、 111…定電流源、 121…抵抗 141…四端子抵抗測定装置、 151…定電流源、 161…制御部、 181…四端子抵抗測定装置、 191…定電流源、 201…制御部
DESCRIPTION OF
Claims (22)
前記演算増幅器の前記非反転入力端子に入力される前記基準電圧源の電圧値を変更する基準電圧変更手段と、
前記電流出力手段の出力と前記演算増幅器の反転入力端子とを接続する第1の経路と、
前記演算増幅器の非反転入力端子との接続を、前記基準抵抗の他端と前記第1の経路とで切り替える切り替え手段と、
前記基準電圧変更手段、および、前記切り替え手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記電流出力手段が通常動作状態である場合、
前記基準電圧変更手段を制御して、前記基準抵抗の電圧値を前記電流出力手段が前記一定の直流定電流を出力するための所定の電圧値とし、
前記切り替え手段を制御して、前記演算増幅器の非反転入力端子との接続を、前記基準抵抗の他端とする
とともに、
前記制御手段は、前記電流出力手段が通常動作状態ではない場合、
前記基準電圧変更手段を制御して、前記基準抵抗の電圧値を0Vとし、
前記切り替え手段を制御して、前記演算増幅器の非反転入力端子との接続を、前記第1の経路とする
ことを特徴とする定電流発生回路。 A current output means including at least one operational amplifier, a reference voltage source, a reference resistor, and a pair of output terminals, wherein the output of the current output means and one of the pair of output terminals are connected, the reference voltage source and the One end of each reference resistor is connected to each other, the other end of the reference resistor is connected to the other of the pair of output terminals, and the other of the pair of output terminals is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier. A constant current in which a constant DC constant current is output from the current output means so that the voltage drop of the reference resistor is equal to the voltage value of the reference voltage source in a state where the reference resistor is connected without going through the reference resistor In the generator circuit,
Reference voltage changing means for changing a voltage value of the reference voltage source input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier;
A first path connecting the output of the current output means and the inverting input terminal of the operational amplifier;
Switching means for switching the connection with the non-inverting input terminal of the operational amplifier between the other end of the reference resistor and the first path;
Control means for controlling the reference voltage changing means and the switching means;
With
The control means, when the current output means is in a normal operation state,
By controlling the reference voltage changing means, the voltage value of the reference resistance as a predetermined voltage value for the current output means to output the constant DC constant current,
By controlling the switching means, the connection with the non-inverting input terminal of the operational amplifier as the other end of the reference resistor,
The control means, when the current output means is not in a normal operation state,
By controlling the reference voltage changing means, the voltage value of the reference resistor is set to 0V,
A constant current generating circuit, wherein the switching means is controlled to connect the non-inverting input terminal of the operational amplifier to the first path.
前記電流出力手段が出力する電流値を検出する検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記検出手段により、前記電流出力手段が前記一定の直流定電流を出力していることが検出された場合、前記電流出力手段が通常動作状態であると判断するとともに、前記検出手段により、前記電流出力手段が前記一定の直流定電流を出力していないことが検出された場合、前記電流出力手段が通常動作状態ではないと判断する
ことを特徴とする定電流発生回路。 The constant current generation circuit according to claim 1,
And further comprising detection means for detecting a current value output by the current output means,
The control means determines that the current output means is in a normal operating state when the detection means detects that the current output means outputs the constant DC constant current, and the detection means When the means detects that the current output means does not output the constant DC constant current, it is determined that the current output means is not in a normal operation state.
前記制御手段は、ユーザにより動作開始が指令されている場合、前記電流出力手段が通常動作状態であると判断するとともに、ユーザにより動作開始が指令されていない場合、前記電流出力手段が通常動作状態ではないと判断する
ことを特徴とする定電流発生回路。 The constant current generation circuit according to claim 1,
The control means determines that the current output means is in a normal operation state when an operation start is instructed by a user, and the current output means is in a normal operation state when an operation start is not instructed by the user. A constant current generating circuit characterized in that it is not.
前記電流出力手段の出力と前記基準抵抗の他端とを、スイッチを介して接続する第2の経路をさらに備え、
前記制御手段は、前記電流出力手段が通常動作状態である場合、前記スイッチを開放状態とし、
前記制御手段は、前記電流出力手段が通常動作状態ではない場合、前記スイッチを接続状態とする
ことを特徴とする定電流発生回路。 The constant current generation circuit according to claim 1,
A second path connecting the output of the current output means and the other end of the reference resistor via a switch;
The control means opens the switch when the current output means is in a normal operation state,
The control means sets the switch in a connected state when the current output means is not in a normal operation state.
前記第2の経路上であって、前記第1の経路上ではなく、かつ、前記基準抵抗と基準電位との間ではない位置に、前記電流出力手段のオフセット電圧値と前記基準抵抗の抵抗値とで決まる所定の定数の抵抗をさらに備える
ことを特徴とする定電流発生回路。 The constant current generation circuit according to claim 1,
An offset voltage value of the current output means and a resistance value of the reference resistor at a position on the second path, not on the first path and not between the reference resistance and the reference potential. A constant current generating circuit, further comprising a predetermined constant resistance determined by:
前記基準電圧変更手段は、D/A変換器を用いて前記基準電圧源の電圧値を変更する
ことを特徴とする定電流発生回路。 The constant current generation circuit according to claim 1,
The reference voltage changing means changes the voltage value of the reference voltage source using a D / A converter.
前記基準電圧変更手段は、前記演算増幅器の前記非反転入力端子との接続を、基準電位と所定の電圧を印加する電圧源とで切り替えるスイッチであり、
前記制御手段は、前記電流出力手段が通常動作状態である場合、前記スイッチを制御して、前記演算増幅器の前記非反転入力端子と前記電圧源とを接続し、
前記制御手段は、前記電流出力手段が通常動作状態ではない場合、前記スイッチを制御して、前記演算増幅器の前記非反転入力端子と前記基準電位とを接続する
ことを特徴とする定電流発生回路。 The constant current generation circuit according to claim 1,
The reference voltage changing means is a switch for switching the connection with the non-inverting input terminal of the operational amplifier between a reference potential and a voltage source for applying a predetermined voltage,
When the current output means is in a normal operation state, the control means controls the switch to connect the non-inverting input terminal of the operational amplifier and the voltage source,
The control means controls the switch to connect the non-inverting input terminal of the operational amplifier and the reference potential when the current output means is not in a normal operation state. .
前記切り替え手段は、前記演算増幅器の非反転入力端子との前記基準抵抗の他端との接続と切断を切り替える第1のスイッチと、前記演算増幅器の非反転入力端子との前記第1の経路との接続と切断を切り替える第2のスイッチとを含んで構成され、
前記制御手段は、
前記電流出力手段が通常動作状態である場合、前記第1のスイッチを制御して、前記演算増幅器の非反転入力端子との前記基準抵抗の他端とを接続するとともに、前記第2のスイッチを制御して、前記演算増幅器の非反転入力端子と前記第1の経路との接続を切断し、
前記電流出力手段が通常動作状態ではない場合、前記第1のスイッチを制御して、前記演算増幅器の非反転入力端子との前記基準抵抗の他端との接続を切断するとともに、前記第2のスイッチを制御して、前記演算増幅器の非反転入力端子と前記第1の経路とを接続する
ことを特徴とする定電流発生回路。 The constant current generation circuit according to claim 1,
The switching means includes: a first switch that switches connection and disconnection between the non-inverting input terminal of the operational amplifier and the other end of the reference resistor; and the first path to the non-inverting input terminal of the operational amplifier; And a second switch for switching between connection and disconnection,
The control means includes
When the current output means is in a normal operation state, the first switch is controlled to connect the other end of the reference resistor to the non-inverting input terminal of the operational amplifier, and the second switch Controlling, disconnecting the non-inverting input terminal of the operational amplifier and the first path,
When the current output means is not in a normal operation state, the first switch is controlled to disconnect the non-inverting input terminal of the operational amplifier from the other end of the reference resistor, and the second switch A constant current generating circuit, wherein a switch is controlled to connect the non-inverting input terminal of the operational amplifier and the first path.
前記演算増幅器の前記非反転入力端子に入力される前記基準電圧源の電圧値を変更する基準電圧変更手段と、
前記電流出力手段の出力と前記演算増幅器の反転入力端子とを接続する第1の経路と、
前記演算増幅器の非反転入力端子との接続を、前記基準抵抗の他端と前記第1の経路とで切り替える切り替え手段と、
前記基準電圧変更手段、および、前記切り替え手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記電流出力手段が通常動作状態である場合、
前記基準電圧変更手段を制御して、前記基準抵抗の電圧値を前記電流出力手段が前記一定の直流定電流を出力するための所定の電圧値とし、
前記切り替え手段を制御して、前記演算増幅器の非反転入力端子との接続を、前記基準抵抗の他端とする
とともに、
前記制御手段は、前記電流出力手段が通常動作状態ではない場合、
前記基準電圧変更手段を制御して、前記基準抵抗の電圧値を0Vとし、
前記切り替え手段を制御して、前記演算増幅器の非反転入力端子との接続を、前記第1の経路とする
ことを特徴とする定電流発生装置。 A current output means including at least one operational amplifier, a reference voltage source, a reference resistor, and a pair of output terminals, wherein the output of the current output means and one of the pair of output terminals are connected, the reference voltage source and the One end of each reference resistor is connected to each other, the other end of the reference resistor is connected to the other of the pair of output terminals, and the other of the pair of output terminals is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier. When the pair of output terminals and the resistor to be measured are electrically connected in a state of being connected without passing through the reference resistor, the voltage drop of the reference resistor is equal to the voltage value of the reference voltage source. In the constant current generator in which a constant DC constant current is output from the current output means,
Reference voltage changing means for changing a voltage value of the reference voltage source input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier;
A first path connecting the output of the current output means and the inverting input terminal of the operational amplifier;
Switching means for switching the connection with the non-inverting input terminal of the operational amplifier between the other end of the reference resistor and the first path;
Control means for controlling the reference voltage changing means and the switching means;
With
The control means, when the current output means is in a normal operation state,
By controlling the reference voltage changing means, the voltage value of the reference resistance as a predetermined voltage value for the current output means to output the constant DC constant current,
By controlling the switching means, the connection with the non-inverting input terminal of the operational amplifier as the other end of the reference resistor,
The control means, when the current output means is not in a normal operation state,
By controlling the reference voltage changing means, the voltage value of the reference resistor is set to 0V,
The constant current generator according to claim 1, wherein the switching means is controlled to connect the operational amplifier to a non-inverting input terminal as the first path.
前記電流出力手段が出力する電流値を検出する検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記検出手段により、前記電流出力手段が前記一定の直流定電流を出力していることが検出された場合、前記電流出力手段が通常動作状態であると判断するとともに、前記検出手段により、前記電流出力手段が前記一定の直流定電流を出力していないことが検出された場合、前記電流出力手段が通常動作状態ではないと判断する
ことを特徴とする定電流発生装置。 The constant current generator according to claim 9,
And further comprising detection means for detecting a current value output by the current output means,
The control means determines that the current output means is in a normal operating state when the detection means detects that the current output means outputs the constant DC constant current, and the detection means When it is detected by the means that the current output means does not output the constant DC constant current, it is determined that the current output means is not in a normal operation state.
前記制御手段は、ユーザにより動作開始が指令されている場合、前記電流出力手段が通常動作状態であると判断するとともに、ユーザにより動作開始が指令されていない場合、前記電流出力手段が通常動作状態ではないと判断する
ことを特徴とする定電流発生装置。 The constant current generator according to claim 9,
The control means determines that the current output means is in a normal operation state when an operation start is instructed by a user, and the current output means is in a normal operation state when an operation start is not instructed by the user. A constant current generator characterized in that it is not.
前記電流出力手段の出力と前記基準抵抗の他端とを、スイッチを介して接続する第2の経路をさらに備え、
前記制御手段は、前記電流出力手段が通常動作状態である場合、前記スイッチを開放状態とし、
前記制御手段は、前記電流出力手段が通常動作状態ではない場合、前記スイッチを接続状態とする
ことを特徴とする定電流発生装置。 The constant current generator according to claim 9,
A second path connecting the output of the current output means and the other end of the reference resistor via a switch;
The control means opens the switch when the current output means is in a normal operation state,
The control means sets the switch in a connected state when the current output means is not in a normal operation state.
前記第2の経路上であって、前記第1の経路上ではなく、かつ、前記基準抵抗とグランドとの間ではない位置に、前記電流出力手段のオフセット電圧値と前記基準抵抗の抵抗値とで決まる所定の定数の抵抗をさらに備える
ことを特徴とする定電流発生装置。 The constant current generator according to claim 9,
An offset voltage value of the current output means and a resistance value of the reference resistor at a position on the second path, not on the first path and not between the reference resistor and the ground. A constant current generator characterized by further comprising a predetermined constant resistance determined by:
前記演算増幅器の前記非反転入力端子に入力される前記基準電圧源の電圧値は変更可能であり、
前記電流出力手段の出力と前記演算増幅器の反転入力端子とが接続可能であり、
前記演算増幅器の非反転入力端子との接続が、前記基準抵抗の他端と前記第1の経路とで切り替え可能であるとともに、
前記電流出力手段が通常動作状態である場合、
前記基準抵抗の電圧値を前記電流出力手段が前記一定の直流定電流を出力するための所定の電圧値とし、
前記演算増幅器の非反転入力端子を、前記基準抵抗の他端と接続し、
前記電流出力手段が通常動作状態ではない場合、
前記基準抵抗の電圧値を0Vとし、
前記演算増幅器の非反転入力端子を前記第1の経路を介して前記電流出力手段の出力と接続する
ことを特徴とする定電流発生方法。 A current output means including at least one operational amplifier, a reference voltage source, a reference resistor, and a pair of output terminals, wherein the output of the current output means and one of the pair of output terminals are connected, the reference voltage source and the One end of each reference resistor is connected to each other, the other end of the reference resistor is connected to the other of the pair of output terminals, and the other of the pair of output terminals is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier. When the pair of output terminals and the resistor to be measured are electrically connected in a state of being connected without passing through the reference resistor, the voltage drop of the reference resistor is equal to the voltage value of the reference voltage source. The constant current generation method of the constant current generation circuit, wherein a constant DC constant current is output from the current output means,
The voltage value of the reference voltage source input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier can be changed,
The output of the current output means and the inverting input terminal of the operational amplifier can be connected,
The connection with the non-inverting input terminal of the operational amplifier can be switched between the other end of the reference resistor and the first path,
When the current output means is in a normal operation state,
The voltage value of the reference resistor is a predetermined voltage value for the current output means to output the constant DC constant current,
A non-inverting input terminal of the operational amplifier is connected to the other end of the reference resistor;
When the current output means is not in a normal operation state,
The voltage value of the reference resistor is 0V,
A non-inverting input terminal of the operational amplifier is connected to the output of the current output means via the first path.
前記定電流発生手段により発生された定電流が流された状態の前記被測定抵抗体の両端の電圧を測定し、測定結果に基づいて、前記被測定抵抗の抵抗値を求める抵抗値測定手段と
を備える抵抗測定装置において、
前記定電流発生手段は、
前記演算増幅器の前記非反転入力端子に入力される前記基準電圧源の電圧値を変更する基準電圧変更手段と、
前記電流出力手段の出力と前記演算増幅器の反転入力端子とを接続する第1の経路と、
前記演算増幅器の非反転入力端子との接続を、前記基準抵抗の他端と前記第1の経路とで切り替える切り替え手段と、
前記基準電圧変更手段、および、前記切り替え手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記電流出力手段が通常動作状態である場合、
前記基準電圧変更手段を制御して、前記基準抵抗の電圧値を前記電流出力手段が前記一定の直流定電流を出力するための所定の電圧値とし、
前記切り替え手段を制御して、前記演算増幅器の非反転入力端子との接続を、前記基準抵抗の他端とする
とともに、
前記制御手段は、前記電流出力手段が通常動作状態ではない場合、
前記基準電圧変更手段を制御して、前記基準抵抗の電圧値を0Vとし、
前記切り替え手段を制御して、前記演算増幅器の非反転入力端子との接続を、前記第1の経路とする
ことを特徴とする抵抗測定装置。 A current output means including at least one operational amplifier, a reference voltage source, a reference resistor, and a pair of output terminals, wherein the output of the current output means and one of the pair of output terminals are connected, the reference voltage source and the One end of each reference resistor is connected to each other, the other end of the reference resistor is connected to the other of the pair of output terminals, and the other of the pair of output terminals is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier. When the pair of output terminals and the resistor to be measured are electrically connected in a state of being connected without passing through the reference resistor, the voltage drop of the reference resistor is equal to the voltage value of the reference voltage source. A constant current generating means for outputting a constant DC constant current from the current output means,
A resistance value measuring means for measuring a voltage across the resistor under measurement in a state in which a constant current generated by the constant current generating means is passed, and obtaining a resistance value of the resistor under measurement based on a measurement result; In a resistance measuring device comprising:
The constant current generating means includes
Reference voltage changing means for changing a voltage value of the reference voltage source input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier;
A first path connecting the output of the current output means and the inverting input terminal of the operational amplifier;
Switching means for switching the connection with the non-inverting input terminal of the operational amplifier between the other end of the reference resistor and the first path;
Control means for controlling the reference voltage changing means and the switching means;
With
The control means, when the current output means is in a normal operation state,
By controlling the reference voltage changing means, the voltage value of the reference resistance as a predetermined voltage value for the current output means to output the constant DC constant current,
By controlling the switching means, the connection with the non-inverting input terminal of the operational amplifier as the other end of the reference resistor,
The control means, when the current output means is not in a normal operation state,
By controlling the reference voltage changing means, the voltage value of the reference resistor is set to 0V,
The resistance measuring apparatus, wherein the switching unit is controlled to connect the non-inverting input terminal of the operational amplifier to the first path.
前記定電流発生手段は、
前記電流出力手段が出力する電流値を検出する検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記検出手段により、前記電流出力手段が前記一定の直流定電流を出力していることが検出された場合、前記電流出力手段が通常動作状態であると判断するとともに、前記検出手段により、前記電流出力手段が前記一定の直流定電流を出力していないことが検出された場合、前記電流出力手段が通常動作状態ではないと判断する
ことを特徴とする抵抗測定装置。 The resistance measuring device according to claim 15,
The constant current generating means includes
And further comprising detection means for detecting a current value output by the current output means,
The control means determines that the current output means is in a normal operating state when the detection means detects that the current output means outputs the constant DC constant current, and the detection means When it is detected by the means that the current output means does not output the constant DC constant current, it is determined that the current output means is not in a normal operation state.
前記定電流発生手段は、
前記抵抗値測定手段により測定された前記被測定抵抗体の両端の電圧値を取得する取得手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記取得手段により前記被測定抵抗体の両端の電圧値に基づいて、前記電流出力手段が通常動作状態であるか否か判断する
ことを特徴とする抵抗測定装置。 The resistance measuring device according to claim 15,
The constant current generating means includes
An acquisition means for acquiring a voltage value at both ends of the measured resistor measured by the resistance value measurement means;
The control means determines whether or not the current output means is in a normal operation state based on a voltage value at both ends of the resistor to be measured by the acquisition means.
前記被測定抵抗体の両端に測定端子が正しく接続されているか否かを検出する検出手段
をさらに備え、
前記定電流発生手段は、
前記制御手段は、前記検出手段により前記被測定抵抗体の両端に前記測定端子が正しく接続されていることが検出された場合、前記電流出力手段が通常動作状態であると判断するとともに、前記検出手段により前記被測定抵抗体の両端に前記測定端子が正しく接続されていないことが検出された場合、前記電流出力手段が通常動作状態ではないと判断する
ことを特徴とする抵抗測定装置。 The resistance measuring device according to claim 15,
It further comprises detection means for detecting whether or not the measurement terminals are correctly connected to both ends of the measured resistor,
The constant current generating means includes
The control means determines that the current output means is in a normal operation state when the detection means detects that the measurement terminals are correctly connected to both ends of the measured resistor, and the detection means When the means detects that the measurement terminal is not correctly connected to both ends of the resistor to be measured, it is determined that the current output means is not in a normal operation state.
前記制御手段は、ユーザにより動作開始が指令されている場合、前記電流出力手段が通常動作状態であると判断するとともに、ユーザにより動作開始が指令されていない場合、前記電流出力手段が通常動作状態であると判断する
ことを特徴とする抵抗測定装置。 The resistance measuring device according to claim 15,
The control means determines that the current output means is in a normal operation state when an operation start is instructed by a user, and the current output means is in a normal operation state when an operation start is not instructed by the user. It is judged that it is. The resistance measuring apparatus characterized by the above-mentioned.
前記定電流発生手段は、
前記電流出力手段の出力と前記基準抵抗の他端とを、スイッチを介して接続する第2の経路をさらに備え、
前記制御手段は、前記電流出力手段が通常動作状態である場合、前記スイッチを開放状態とし、
前記制御手段は、前記電流出力手段が通常動作状態ではない場合、前記スイッチを接続状態とする
ことを特徴とする抵抗測定装置。 The resistance measuring device according to claim 15,
The constant current generating means includes
A second path connecting the output of the current output means and the other end of the reference resistor via a switch;
The control means opens the switch when the current output means is in a normal operation state,
The resistance measuring apparatus, wherein the control means sets the switch in a connected state when the current output means is not in a normal operation state.
前記定電流発生手段は、
前記第2の経路上であって、前記第1の経路上ではなく、かつ、前記基準抵抗とグランドとの間ではない位置に、前記電流出力手段のオフセット電圧値と前記基準抵抗の抵抗値とで決まる所定の定数の抵抗をさらに備える
ことを特徴とする抵抗測定装置。 The resistance measuring device according to claim 20, wherein
The constant current generating means includes
An offset voltage value of the current output means and a resistance value of the reference resistor at a position on the second path, not on the first path and not between the reference resistor and the ground. A resistance measuring device, further comprising a resistance having a predetermined constant determined by:
前記定電流発生手段により発生された定電流が流された状態の前記被測定抵抗体の両端の電圧を測定し、測定結果に基づいて、前記被測定抵抗の抵抗値を求める抵抗値測定手段と
を備える抵抗測定装置の抵抗測定方法であって、
前記演算増幅器の前記非反転入力端子に入力される前記基準電圧源の電圧値は変更可能であり、
前記電流出力手段の出力と前記演算増幅器の反転入力端子とが接続可能であり、
前記演算増幅器の非反転入力端子との接続が、前記基準抵抗の他端と前記第1の経路とで切り替え可能であるとともに、
前記電流出力手段が通常動作状態である場合、
前記基準抵抗の電圧値を前記電流出力手段が前記一定の直流定電流を出力するための所定の電圧値とし、
前記演算増幅器の非反転入力端子を、前記基準抵抗の他端と接続し
前記電流出力手段が通常動作状態ではない場合、
前記基準抵抗の電圧値を0Vとし、
前記演算増幅器の非反転入力端子を前記第1の経路を介して前記電流出力手段の出力と接続する
ことを特徴とする抵抗測定方法。
A current output means including at least one operational amplifier, a reference voltage source, a reference resistor, and a pair of output terminals, wherein the output of the current output means and one of the pair of output terminals are connected, the reference voltage source and the One end of each reference resistor is connected to each other, the other end of the reference resistor is connected to the other of the pair of output terminals, and the other of the pair of output terminals is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier. When the pair of output terminals and the resistor to be measured are electrically connected in a state of being connected without passing through the reference resistor, the voltage drop of the reference resistor is equal to the voltage value of the reference voltage source. A constant current generating means for outputting a constant DC constant current from the current output means,
A resistance value measuring means for measuring a voltage across the resistor under measurement in a state in which a constant current generated by the constant current generating means is passed, and obtaining a resistance value of the resistor under measurement based on a measurement result; A resistance measuring method of a resistance measuring device comprising:
The voltage value of the reference voltage source input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier can be changed,
The output of the current output means and the inverting input terminal of the operational amplifier can be connected,
The connection with the non-inverting input terminal of the operational amplifier can be switched between the other end of the reference resistor and the first path,
When the current output means is in a normal operation state,
The voltage value of the reference resistor is a predetermined voltage value for the current output means to output the constant DC constant current,
When the non-inverting input terminal of the operational amplifier is connected to the other end of the reference resistor, and the current output means is not in a normal operation state,
The voltage value of the reference resistor is 0V,
A non-inverting input terminal of the operational amplifier is connected to an output of the current output means via the first path.
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