JP2954449B2 - 容量測定回路及びそれを備えたｌｃｒメ−タ - Google Patents
容量測定回路及びそれを備えたｌｃｒメ−タInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被測定物の容量を測定
する容量測定回路に関するものであり、ＬＣＲ（ｉｎｄ
ｕｃｔａｎｃｅ−ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ−ｒｅｓｉｓ
ｔａｎｃｅ）メ−タや実装基板検査（所謂、インサ−キ
ットテスト）を行うインサ−キットテスタ−等に用いて
好適なものである。
する容量測定回路に関するものであり、ＬＣＲ（ｉｎｄ
ｕｃｔａｎｃｅ−ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ−ｒｅｓｉｓ
ｔａｎｃｅ）メ−タや実装基板検査（所謂、インサ−キ
ットテスト）を行うインサ−キットテスタ−等に用いて
好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、被測定物としてのコンデンサの容
量を測定するには、その抵抗成分による影響を考慮する
必要があった。即ち、図４に示すようにコンデンサ１の
両端に測定用交流電源２（一般に、正弦波交流電圧Ｅ）
を加えた場合、その容量Ｃだけならばその加えた電圧よ
りπ／２だけ位相の進んだ電流Ｉが流れるはずである
が、実際にはその電流の進み角がπ／２よりδだけ少な
くなっていた。
量を測定するには、その抵抗成分による影響を考慮する
必要があった。即ち、図４に示すようにコンデンサ１の
両端に測定用交流電源２（一般に、正弦波交流電圧Ｅ）
を加えた場合、その容量Ｃだけならばその加えた電圧よ
りπ／２だけ位相の進んだ電流Ｉが流れるはずである
が、実際にはその電流の進み角がπ／２よりδだけ少な
くなっていた。
【０００３】これは、コンデンサ１の抵抗成分による誘
電損が生じるためであり、このことからコンデンサ１の
等価回路は図５のように表され、その電圧電流の関係は
図６のようなベクトルで表されることになる。ここで、
１Ａはコンデンサ１の容量成分（容量値Ｃ）、１Ｂはそ
の抵抗成分（抵抗値Ｒ）、ＩCはその容量成分１Ａに流
れる電流、ＩRはその抵抗成分１Ｂに流れる電流であ
る。
電損が生じるためであり、このことからコンデンサ１の
等価回路は図５のように表され、その電圧電流の関係は
図６のようなベクトルで表されることになる。ここで、
１Ａはコンデンサ１の容量成分（容量値Ｃ）、１Ｂはそ
の抵抗成分（抵抗値Ｒ）、ＩCはその容量成分１Ａに流
れる電流、ＩRはその抵抗成分１Ｂに流れる電流であ
る。
【０００４】従って、このような等価回路で表されるコ
ンデンサ１の容量の測定を行うには、その抵抗成分の影
響を排除する必要があり、従来では図７に示すようにあ
る一定周波数の正弦波交流電圧を加えた時に、その等価
回路に流れる電流Ｉ（ＩCとＩRの合成電流）を取り出し
て、オペアンプ等からなる電流電圧変換回路３により電
圧に変換した後に、その電圧（合成電圧）を位相検波回
路４で位相検波、即ち抵抗成分１Ｂに流れる電流ＩRに
よって生じる位相０°の電圧と容量成分１Ａに流れる電
流ＩCによって生じる位相９０°の電圧とにベクトル分
解することで、容量成分１Ａのみの電圧を取り出すよう
にしていた。
ンデンサ１の容量の測定を行うには、その抵抗成分の影
響を排除する必要があり、従来では図７に示すようにあ
る一定周波数の正弦波交流電圧を加えた時に、その等価
回路に流れる電流Ｉ（ＩCとＩRの合成電流）を取り出し
て、オペアンプ等からなる電流電圧変換回路３により電
圧に変換した後に、その電圧（合成電圧）を位相検波回
路４で位相検波、即ち抵抗成分１Ｂに流れる電流ＩRに
よって生じる位相０°の電圧と容量成分１Ａに流れる電
流ＩCによって生じる位相９０°の電圧とにベクトル分
解することで、容量成分１Ａのみの電圧を取り出すよう
にしていた。
【０００５】図８は、このような位相検波方式の容量測
定回路を搭載したＬＣＲメ−タのブロック構成例を示
し、ＬＣＲメ−タ内部の測定用交流電源５から所定周波
数の正弦波交流電圧を測定端子６よりコンデンサ１の一
方に加えた際に流れる電流を、コンデンサ１の他方側の
測定端子７より取り込み、その電流から電流電圧変換回
路３、位相検波回路４を介して位相９０°の電圧のみを
取り出して、交流直流変換回路８で直流電圧に変換した
後デジタルにしてマイコン９に読み込ませるようになっ
ている。そして、マイコン９はこの読み込んだ電圧値と
内部電源電圧値の比から容量値を算出すようになってお
り、その算出結果を表示部にて表示させるようになって
いる。尚、測定用交流電源５の条件設定（周波数、レベ
ル等）はマイコン９からの制御によってなされるように
なっている。
定回路を搭載したＬＣＲメ−タのブロック構成例を示
し、ＬＣＲメ−タ内部の測定用交流電源５から所定周波
数の正弦波交流電圧を測定端子６よりコンデンサ１の一
方に加えた際に流れる電流を、コンデンサ１の他方側の
測定端子７より取り込み、その電流から電流電圧変換回
路３、位相検波回路４を介して位相９０°の電圧のみを
取り出して、交流直流変換回路８で直流電圧に変換した
後デジタルにしてマイコン９に読み込ませるようになっ
ている。そして、マイコン９はこの読み込んだ電圧値と
内部電源電圧値の比から容量値を算出すようになってお
り、その算出結果を表示部にて表示させるようになって
いる。尚、測定用交流電源５の条件設定（周波数、レベ
ル等）はマイコン９からの制御によってなされるように
なっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
位相検波方式の容量測定回路では、その位相検波回路の
精度で特性が大きく左右されることになり、丁度位相が
９０°ずれたところの電圧を取り出すようにするには、
その構成が複雑で高価になると云った問題を生じてい
た。本発明はこのような点に鑑み成されたものであっ
て、被測定物の容量の測定を、比較的簡単な構成で精度
よく行うことができる容量測定回路を提供することを目
的とするものである。
位相検波方式の容量測定回路では、その位相検波回路の
精度で特性が大きく左右されることになり、丁度位相が
９０°ずれたところの電圧を取り出すようにするには、
その構成が複雑で高価になると云った問題を生じてい
た。本発明はこのような点に鑑み成されたものであっ
て、被測定物の容量の測定を、比較的簡単な構成で精度
よく行うことができる容量測定回路を提供することを目
的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため本発明では、被測定物の容量を測定する容量測定回
路において、前記被測定物と並列に前記被測定物の抵抗
成分による出力をキャンセルするためのキャンセル回路
を接続し、所定の交流信号を入力したときに前記被測定
物の出力と前記キャンセル回路の出力との合成出力を計
測することによって前記容量を測定するようにしたもの
である。そして、ＬＣＤメータは、被測定物と並列に接
続されたキャンセル回路と、前記被測定物と前記キャン
セル回路の合成出力を測定する手段と、前記被測定物と
キャンセル回路に直流信号を与えた状態で前記測定手段
の出力がゼロになるように前記キャンセル回路の抵抗値
又はゲインを設定する手段と、前記キャンセル回路に対
する前記設定がなされた状態で前記被測定物とキャンセ
ル回路に所定周波数の交流信号を与えることにより前記
測定手段から得られる出力によって前記被測定物の測定
容量値を得る手段とを備えている。
ため本発明では、被測定物の容量を測定する容量測定回
路において、前記被測定物と並列に前記被測定物の抵抗
成分による出力をキャンセルするためのキャンセル回路
を接続し、所定の交流信号を入力したときに前記被測定
物の出力と前記キャンセル回路の出力との合成出力を計
測することによって前記容量を測定するようにしたもの
である。そして、ＬＣＤメータは、被測定物と並列に接
続されたキャンセル回路と、前記被測定物と前記キャン
セル回路の合成出力を測定する手段と、前記被測定物と
キャンセル回路に直流信号を与えた状態で前記測定手段
の出力がゼロになるように前記キャンセル回路の抵抗値
又はゲインを設定する手段と、前記キャンセル回路に対
する前記設定がなされた状態で前記被測定物とキャンセ
ル回路に所定周波数の交流信号を与えることにより前記
測定手段から得られる出力によって前記被測定物の測定
容量値を得る手段とを備えている。
【０００８】
【作用】このような構成によると、被測定物の容量を測
定する際に、その被測定物の抵抗成分の影響が測定側に
表れず、最初から容量成分のみの測定出力が得られるこ
とになる。そのため、例えば位相検波方式のように抵抗
成分も含んだ測定出力から容量成分を分離して取り出す
ものに比して、その回路構成が簡素化されることにな
る。
定する際に、その被測定物の抵抗成分の影響が測定側に
表れず、最初から容量成分のみの測定出力が得られるこ
とになる。そのため、例えば位相検波方式のように抵抗
成分も含んだ測定出力から容量成分を分離して取り出す
ものに比して、その回路構成が簡素化されることにな
る。
【０００９】
【実施例】以下、本発明容量測定回路の一実施例につい
て図面と共に説明する。尚、従来と同一部分については
同一符号を付すと共にその説明を省略する。本実施例で
は、図７、図８で示す位相検波回路４を用いずに、コン
デンサ１の抵抗成分１Ｂの影響をその測定入力側におい
てキャンセルすることで、位相が９０°の容量成分のみ
の電圧を取り出すようにしたものである。
て図面と共に説明する。尚、従来と同一部分については
同一符号を付すと共にその説明を省略する。本実施例で
は、図７、図８で示す位相検波回路４を用いずに、コン
デンサ１の抵抗成分１Ｂの影響をその測定入力側におい
てキャンセルすることで、位相が９０°の容量成分のみ
の電圧を取り出すようにしたものである。
【００１０】具体的には、図１に示すようにゲイン１の
位相反転アンプ１０と、その抵抗値ｒを可変調整するこ
とができる可変抵抗１１とからなるキャンセル回路１２
を設けて、コンデンサ１の容量測定時にこのキャンセル
回路１２にも測定用の正弦波交流電圧を加えて、その出
力を電流電圧変換回路３に入力させるように構成したも
のである。ここで、可変抵抗１１は、その容量測定前に
コンデンサ１とキャンセル回路１２とに直流電圧を加え
た状態（従って、コンデンサ１の容量成分による出力が
生じない状態）でその抵抗値ｒを変化させて、電流電圧
変換回路３の出力電圧がゼロとなるように、即ちＲ＝ｒ
となるように予め設定されているものとする。
位相反転アンプ１０と、その抵抗値ｒを可変調整するこ
とができる可変抵抗１１とからなるキャンセル回路１２
を設けて、コンデンサ１の容量測定時にこのキャンセル
回路１２にも測定用の正弦波交流電圧を加えて、その出
力を電流電圧変換回路３に入力させるように構成したも
のである。ここで、可変抵抗１１は、その容量測定前に
コンデンサ１とキャンセル回路１２とに直流電圧を加え
た状態（従って、コンデンサ１の容量成分による出力が
生じない状態）でその抵抗値ｒを変化させて、電流電圧
変換回路３の出力電圧がゼロとなるように、即ちＲ＝ｒ
となるように予め設定されているものとする。
【００１１】従って、このようにすると測定用の正弦波
交流電圧を加えたコンデンサ１の容量測定時に、電流電
圧変換回路３の入力側においてコンデンサ１の抵抗成分
１Ｂに流れる電流がキャンセル回路１２からの出力にて
キャンセルされることになり、電流電圧変換回路３から
はコンデンサ１の容量成分１Ａの電圧のみが取り出され
ることになる。
交流電圧を加えたコンデンサ１の容量測定時に、電流電
圧変換回路３の入力側においてコンデンサ１の抵抗成分
１Ｂに流れる電流がキャンセル回路１２からの出力にて
キャンセルされることになり、電流電圧変換回路３から
はコンデンサ１の容量成分１Ａの電圧のみが取り出され
ることになる。
【００１２】図２は、このような容量測定回路を搭載し
たＬＣＲメ−タのブロック構成例を示し、先ずその容量
測定前にＬＣＲメ−タ内部の直流電源（図示せず）から
の直流電圧をキャンセル回路１２と測定端子６よりコン
デンサ１とに加えて、その状態でキャンセル回路１２内
の可変抵抗１１の抵抗値ｒを、電流電圧変換回路３の出
力電圧がゼロ、即ちＲ＝ｒとなるようにマイコン９から
の制御にて変化させるようになっている。
たＬＣＲメ−タのブロック構成例を示し、先ずその容量
測定前にＬＣＲメ−タ内部の直流電源（図示せず）から
の直流電圧をキャンセル回路１２と測定端子６よりコン
デンサ１とに加えて、その状態でキャンセル回路１２内
の可変抵抗１１の抵抗値ｒを、電流電圧変換回路３の出
力電圧がゼロ、即ちＲ＝ｒとなるようにマイコン９から
の制御にて変化させるようになっている。
【００１３】そして、次にＬＣＲメ−タ内部の測定用交
流電源５から所定周波数の正弦波交流電圧を測定端子６
よりコンデンサ１の一方に加えて、その際に流れる電流
をコンデンサ１の他方側の測定端子７より取り込み、そ
の電流電圧変換回路３の入力側でキャンセル回路１２か
らの出力にてコンデンサ１の抵抗成分１Ｂに流れる電流
をキャンセルすることで、その容量成分１Ａに流れる電
流のみを電流電圧変換回路３で電圧に変換して、その電
圧を交流直流変換回路８で直流電圧に変換した後デジタ
ルにしてマイコン９に読み込ませるようになっている。
そして、マイコン９はこの読み込んだ電圧値と内部電源
電圧値の比から容量値を算出すようになっており、その
算出結果を表示部にて表示させるようになっている。
尚、測定用交流電源５の条件設定（周波数、レベル等）
や測定用交流電源と直流電源の切り換え等はマイコン９
からの制御によってなされるようになっている。
流電源５から所定周波数の正弦波交流電圧を測定端子６
よりコンデンサ１の一方に加えて、その際に流れる電流
をコンデンサ１の他方側の測定端子７より取り込み、そ
の電流電圧変換回路３の入力側でキャンセル回路１２か
らの出力にてコンデンサ１の抵抗成分１Ｂに流れる電流
をキャンセルすることで、その容量成分１Ａに流れる電
流のみを電流電圧変換回路３で電圧に変換して、その電
圧を交流直流変換回路８で直流電圧に変換した後デジタ
ルにしてマイコン９に読み込ませるようになっている。
そして、マイコン９はこの読み込んだ電圧値と内部電源
電圧値の比から容量値を算出すようになっており、その
算出結果を表示部にて表示させるようになっている。
尚、測定用交流電源５の条件設定（周波数、レベル等）
や測定用交流電源と直流電源の切り換え等はマイコン９
からの制御によってなされるようになっている。
【００１４】次に、図３はそのキャンセル回路１２を、
そのゲインを可変調整することができる位相反転アンプ
１３と、その抵抗値ｒが固定の抵抗１４とで構成した場
合の他の実施例を示し、この場合はコンデンサ１の容量
測定前にコンデンサ１とキャンセル回路１２とに直流電
圧を加えた状態で、その位相反転アンプ１３のゲイン
を、電流電圧変換回路３の出力電圧がゼロとなるように
マイコン９からの制御にて変化させることになる。その
ため、このようにしても同様に測定用の正弦波交流電圧
を加えたコンデンサ１の容量測定時に、その電流電圧変
換回路３の入力側においてコンデンサ１の抵抗成分１Ｂ
に流れる電流が、キャンセル回路１２からの出力にてキ
ャンセルされることになる。
そのゲインを可変調整することができる位相反転アンプ
１３と、その抵抗値ｒが固定の抵抗１４とで構成した場
合の他の実施例を示し、この場合はコンデンサ１の容量
測定前にコンデンサ１とキャンセル回路１２とに直流電
圧を加えた状態で、その位相反転アンプ１３のゲイン
を、電流電圧変換回路３の出力電圧がゼロとなるように
マイコン９からの制御にて変化させることになる。その
ため、このようにしても同様に測定用の正弦波交流電圧
を加えたコンデンサ１の容量測定時に、その電流電圧変
換回路３の入力側においてコンデンサ１の抵抗成分１Ｂ
に流れる電流が、キャンセル回路１２からの出力にてキ
ャンセルされることになる。
【００１５】以上、本実施例ではＬＣＲメ−タに用いた
場合について述べたが、インサ−キットテスタ−等であ
っても良い。また、本実施例ではコンデンサの容量測定
に用いるようにしたが、例えばセンサ−としての圧電素
子の容量変化を見るために用いるようにしても良く、要
は容量測定を必要とする全ての分野に適用できるもので
ある。
場合について述べたが、インサ−キットテスタ−等であ
っても良い。また、本実施例ではコンデンサの容量測定
に用いるようにしたが、例えばセンサ−としての圧電素
子の容量変化を見るために用いるようにしても良く、要
は容量測定を必要とする全ての分野に適用できるもので
ある。
【００１６】
【発明の効果】上述した如く本発明の容量測定回路によ
れば、被測定物の容量を測定する際に、その被測定物の
抵抗成分の影響をその測定入力側においてキャンセルす
るようにしているので、従来のように構成が複雑で高価
な位相検波回路等を用いることなく、最初から容量成分
のみの測定出力が精度良く得られることになる。そのた
め、その分回路構成が簡素化できることになり、例えば
精度の良いＬＣＲメ−タを比較的安価に実現することが
できる。
れば、被測定物の容量を測定する際に、その被測定物の
抵抗成分の影響をその測定入力側においてキャンセルす
るようにしているので、従来のように構成が複雑で高価
な位相検波回路等を用いることなく、最初から容量成分
のみの測定出力が精度良く得られることになる。そのた
め、その分回路構成が簡素化できることになり、例えば
精度の良いＬＣＲメ−タを比較的安価に実現することが
できる。
【図１】本発明の容量測定回路の一実施例を示す図。
【図２】それを搭載したＬＣＲメ−タのブロック構成例
を示す図。
を示す図。
【図３】その他の実施例を示す図。
【図４】一般的なコンデンサの性質を説明するための
図。
図。
【図５】そのコンデンサの等価回路を示す図。
【図６】その電圧電流の関係を示す図。
【図７】従来の容量測定回路例を示す図。
【図８】それを搭載したＬＣＲメ−タのブロック構成例
を示す図。
を示す図。
１ コンデンサ １Ａ 容量成分 １Ｂ 抵抗成分 ３ 電流電圧変換回路 １０ 位相反転アンプ １１ 可変抵抗 １２ キャンセル回路
Claims (2)
- 【請求項１】被測定物の容量を測定する容量測定回路に
おいて、前記被測定物と並列に前記被測定物の抵抗成分
による出力をキャンセルするためのキャンセル回路を接
続し、所定の交流信号を入力したときに前記被測定物の
出力と前記キャンセル回路の出力との合成出力を計測す
ることによって前記容量を測定することを特徴とする容
量測定回路。 - 【請求項２】被測定物と並列に接続されたキャンセル回
路と、 前記被測定物と前記キャンセル回路の合成出力を測定す
る手段と、 前記被測定物とキャンセル回路に直流信号を与えた状態
で前記測定手段の出力がゼロになるように前記キャンセ
ル回路の抵抗値又はゲインを設定する手段と、前記キャ
ンセル回路に対する前記設定がなされた状態で前記被測
定物とキャンセル回路に所定周波数の交流信号を与える
ことにより前記測定手段から得られる出力によって前記
被測定物の測定容量値を得る手段と 、 を備えたＬＣＤメータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9451993A JP2954449B2 (ja) | 1993-04-21 | 1993-04-21 | 容量測定回路及びそれを備えたｌｃｒメ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9451993A JP2954449B2 (ja) | 1993-04-21 | 1993-04-21 | 容量測定回路及びそれを備えたｌｃｒメ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06308176A JPH06308176A (ja) | 1994-11-04 |
| JP2954449B2 true JP2954449B2 (ja) | 1999-09-27 |
Family
ID=14112584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9451993A Expired - Lifetime JP2954449B2 (ja) | 1993-04-21 | 1993-04-21 | 容量測定回路及びそれを備えたｌｃｒメ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2954449B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4562551B2 (ja) * | 2005-03-02 | 2010-10-13 | 北斗電子工業株式会社 | インピーダンス検出装置 |
| JP5770596B2 (ja) * | 2011-10-21 | 2015-08-26 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | 静電容量検出回路、およびタッチセンサの信号処理回路 |
| JP6923680B2 (ja) * | 2018-01-25 | 2021-08-25 | アルプスアルパイン株式会社 | センサ装置 |
| CN112763833A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-05-07 | 成功工业（惠州）有限公司 | 一种高压下0~10kv容量测试方法 |
-
1993
- 1993-04-21 JP JP9451993A patent/JP2954449B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06308176A (ja) | 1994-11-04 |
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