JP3964538B2

JP3964538B2 - Impedance measuring device

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Publication number: JP3964538B2
Application number: JP11784998A
Authority: JP
Inventors: 隆幸寺島
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 1998-04-13
Filing date: 1998-04-13
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2018-04-13
Also published as: JPH11295363A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、いわゆる４端子法に従って測定対象体の抵抗値、キャパシタンスおよびインダクタンスを要素とするインピーダンスを測定可能に構成されているインピーダンス測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のインピーダンス測定装置として、図４に示す抵抗測定装置５１が従来から知られている。同図に示す抵抗測定装置５１は、直流定電流の測定用電流ＩMDC を測定対象抵抗体２に供給するための定電流源５２と、測定対象抵抗体２の各端子における電圧Ｖ51，Ｖ52および定電流源５２の出力電圧Ｖ0 を測定するための計測部５３と、測定用電流ＩMDC の導通経路を切り替えるためのスイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３と、スイッチＳ１〜Ｓ３を切替制御すると共に計測された電圧Ｖ51，Ｖ52に基づいて測定対象抵抗体２の抵抗値を演算するＣＰＵ（図示せず）と、演算された測定値を表示する表示部（図示せず）とを備えている。
【０００３】
この抵抗測定装置５１では、測定対象抵抗体２の抵抗値を測定する場合、まず、電流供給用のプローブ４１ａ，４１ｂおよび電圧検出用のプローブ４２ａ，４２ｂを測定対象抵抗体２に接続した後、これらのプローブ４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂの接続確認試験を実行する。具体的には、ＣＰＵがスイッチＳ３，Ｓ１をそれぞれオン状態およびオフ状態に制御し、その状態で、計測部５３が出力電圧Ｖ0 を計測する。次いで、ＣＰＵがスイッチＳ３，Ｓ１をそれぞれオフ状態およびオン状態に制御し、計測部５３が電圧Ｖ51を計測する。さらに、ＣＰＵがスイッチＳ１，Ｓ２をそれぞれオフ状態およびオン状態に制御し、計測部５３が電圧Ｖ52を計測する。この場合、出力電圧Ｖ0 が定電流源５２の出力飽和電圧に達していれば、プローブ４１ａが断線していたり、未接続または接触不良になったりしている（以下、未接続および接触不良を総称して「未接続」ともいう）と判別し、電圧Ｖ51が出力電圧Ｖ0 またはその近傍値でなければ、プローブ４２ａが断線または未接続であると判別する。また、電圧Ｖ52が定電流源５２の出力飽和電圧に達していれば、プローブ４１ｂが断線または未接続であると判別し、電圧Ｖ52が０Ｖまたはその近傍値でなければ、プローブ４２ｂが断線していると判別する。
【０００４】
以上の接続確認試験を実行した後、すべてのプローブ４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂが断線していないと判別したときに、抵抗値測定を実行する。この場合、ＣＰＵは、スイッチＳ１およびスイッチＳ２を交互に繰り返しオン状態に制御することにより、計測部５３に対して、電圧Ｖ51および電圧Ｖ52を交互に繰り返し計測させる。次いで、ＣＰＵが、交互に計測された電圧Ｖ51および電圧Ｖ52の差電圧を逐次演算し、この差電圧を測定用電流ＩMDC の電流値で逐次除算することにより、除算結果を測定対象抵抗体２の抵抗値として表示部に逐次表示させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この抵抗測定装置５１には、以下の問題点がある。
すなわち、この抵抗測定装置５１では、プローブ４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂの接続確認試験は、測定開始時には行われているが、抵抗値測定の最中には行われていない。このため、測定開始時には、すべてのプローブ４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂが断線または未接続でない状態であったとしても、測定の最中にいずれかのプローブが断線したり外れたりした場合には、誤った抵抗値を表示部に表示させてしまうという問題点がある。
【０００６】
一方、各測定対象抵抗体２を測定する直前に測定した出力電圧Ｖ0 をその都度記憶させ、かつその出力電圧Ｖ0 と計測した電圧Ｖ51，Ｖ52とに基づいて接続確認試験を測定中に実行することは可能ではある。しかし、この場合であっても、測定対象抵抗体２の抵抗値測定を行う都度、接続確認試験を実行しなければならない。したがって、特に、自動抵抗値検査などにおいて数多くの測定対象抵抗体２の抵抗値を繰り返し測定する場合には、複数のスイッチＳ１〜Ｓ３を切替制御しなければならないためにその試験自体に長時間を要する接続確認試験を測定対象抵抗体数よりも数多くしなければならない。このため、この抵抗測定装置５１には、抵抗値測定が全体として長時間化する結果、測定コストが上昇しているという問題点がある。
【０００７】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、電圧検出用プローブの断線・未接続に起因する誤測定を回避しつつ、インピーダンス測定に要する測定時間を短縮することが可能なインピーダンス測定装置を提供することを主目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく請求項１記載のインピーダンス測定装置は、電流供給用プローブを介して第１の交流定電流を測定対象体に供給した状態で電圧検出用プローブを介して入力した測定対象体の両端電圧に基づいて測定対象体のインピーダンスを測定すると共に、電流供給用プローブおよび電圧検出用プローブの断線を検出可能に構成されているインピーダンス測定装置において、第１の交流定電流の周波数に対して偶数倍の周波数である第２の交流定電流を電圧検出用プローブを介して測定対象体に導通させるための交流定電流源と、第１の交流定電流に同期した同期信号で両端電圧を同期検波する同期検波回路と、交流定電流源の出力電圧に基づいて電圧検出用プローブの断線・未接続を検出するためのプローブ断線・未接続検出回路とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
一般的に、プローブの断線・未接続を検出するためには、断線・未接続検出用の電流をプローブに導通させ、この電流が導通していなければプローブが断線・未接続状態であると判別する方法が用いられる。この方法を測定中における電圧検出用プローブの断線・未接続検出に応用する場合には、断線・未接続検出用の電流が測定結果に影響を与えないようにする必要がある。
【００１０】
このインピーダンス測定装置では、まず、所定周波数の第１の交流定電流を電流供給用プローブを介して測定対象体に供給している状態において、交流定電流源が、電圧検出用プローブに第１の交流定電流の周波数に対して偶数倍の周波数の第２の交流定電流を導通させる。次いで、同期検波回路が第１の交流定電流に同期した同期信号で測定対象体の両端電圧を同期検波する。具体的には、測定対象体の両端電圧と同期信号とを互いに乗算した信号を生成し、この信号を低域ろ波することにより、測定対象体の実効抵抗またはリアクタンスに比例する電圧を出力する。この場合、第２の交流定電流の周波数が同期信号の周波数に対しても偶数倍となる。したがって、同期信号の正サイクル期間および負サイクル期間が、それぞれ交流定電流の１周期と等しいため、交流定電流の電流波形と同期信号との乗算電圧をろ波した場合、第２の交流定電流の正サイクルと負サイクルにそれぞれ相当する乗算電圧は互いに相殺される。このため、実効抵抗またはリアクタンスに比例する電圧の平均値は、測定用電流である第１の交流定電流のみを流した場合の測定対象体の両端電圧と同期信号とを互いに乗算した乗算電圧をろ波した電圧の平均値と等しくなる。この結果、第２の交流定電流を測定対象体に流したとしても、インピーダンス測定に与える影響が排除されるため、別個独立して電圧検出用プローブの断線・未接続確認試験を実行する必要がなく、電圧検出用プローブの断線・未接続確認試験とインピーダンス測定とを並行して処理することが可能となり、インピーダンス測定の時間を短縮することが可能となる。
【００１１】
請求項２記載のインピーダンス測定装置は、請求項１記載のインピーダンス測定装置において、プローブ断線・未接続検出回路は、交流定電流源の出力電圧が所定の電圧範囲を外れたときに第２の交流定電流の１周期よりも長時間の検出信号を出力すると共にリトリガ可能なタイマ回路を備えていることを特徴とする。
【００１２】
例えば、第２の交流定電流を出力する交流定電流源の出力電圧を整流平滑し、この整流平滑した電圧が所定の電圧値を超えたときに電圧検出用プローブの断線・未接続を検出することもできる。ところが、平滑回路の時定数が長い場合、電圧検出用プローブの断線を検出するのに長時間を要する。一方、この電圧検出用プローブ断線・未接続検出回路では、電圧検出用プローブが断線・未接続状態になると、第２の交流定電流源の出力電圧が所定の電圧範囲を外れるため、タイマ回路が、第２の交流定電流の１周期よりも長時間の検出信号を出力する。この場合、タイマ回路は、リトリガ可能であるため、第２の交流定電流源の出力電圧が次の周期において再度所定の電圧範囲を外れると、その周期においても検出信号を継続して出力する。したがって、タイマ回路は、交流定電流源の出力電圧が各周期において所定の電圧範囲を外れている限り、検出信号を出力し続ける。このため、例えば、電圧検出用プローブが断線・未接続であることを報知したり、測定を停止することにより、誤測定を回避することが可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係るインピーダンス測定装置を抵抗測定装置に適用した好適な実施の形態について説明する。
【００１４】
図１に示すように、抵抗測定装置１は、本発明における第１の交流定電流を出力する交流定電流源３、コンデンサ４，５、差動増幅回路６、乗算器７、ＬＰＦ８、本発明における第２の交流定電流を出力する交流定電流源９，１０、飽和検出回路１１ａ〜１１ｄ、Ａ／Ｄ変換器２１、ＣＰＵ２２、および表示部２３を備えている。
【００１５】
交流定電流源３は、例えば周波数が１ｋＨｚで電流値Ｉ1 の測定用電流ＩM を測定対象抵抗体２に供給すると共に測定用電流ＩM に同期した矩形波の同期信号ＳSYN を出力する。コンデンサ４は、測定対象抵抗体２がバッテリーなどの電圧源である場合に、その電圧が測定用電流ＩM に印加されるのを防止する。コンデンサ５は、測定対象抵抗体２の両端電圧における交流成分のみを差動増幅回路６に出力する。乗算器７およびＬＰＦ８は、本発明における同期検波回路に相当する。交流定電流源９は、プローブ４２ａに２ｋＨｚの交流定電流Ｉ2 を導通させ、交流定電流源１０は、プローブ４２ｂに２ｋＨｚの交流定電流Ｉ3 を導通させる。
【００１６】
飽和検出回路１１ａは、交流定電流源３の出力飽和を検出するための回路であって、図２に示すように、交流定電流源３の出力電圧Ｖ11の正の飽和電圧よりも若干低電圧の基準電圧ＶREF1を生成する基準電圧源１２ａと、出力電圧Ｖ11と基準電圧ＶREF1とを比較するコンパレータ１３ａと、コンパレータ１３ａの出力電圧がハイレベル電圧になったときに１．２ｍｓｅｃのパルス幅の飽和検出信号Ｓ1 を出力するリトリガ可能なワンショットタイマ１４ａとを備えている。飽和検出回路１１ｂは、飽和検出回路１１ｃと相俟って本発明におけるプローブ断線・未接続検出回路を構成し、交流定電流源９の出力飽和を検出する。この飽和検出回路１１ｂは、同図に示すように、交流定電流源９の出力電圧Ｖ12の正の飽和電圧よりも若干低電圧の基準電圧ＶREF2を生成する基準電圧源１２ｂと、出力電圧Ｖ12と基準電圧ＶREF2とを比較するコンパレータ１３ｂと、コンパレータ１３ｂの出力電圧がハイレベル電圧になったときに０．６ｍｓｅｃのパルス幅の飽和検出信号Ｓ2 を出力するリトリガ可能なワンショットタイマ１４ｂとを備えている。飽和検出回路１１ｃは、交流定電流源１０の出力飽和を検出するための回路であって、同図に示すように、交流定電流源１０の出力電圧Ｖ13の正の飽和電圧よりも若干低電圧の基準電圧ＶREF3を出力する基準電圧源１２ｃと、出力電圧Ｖ13と基準電圧ＶREF3とを比較するコンパレータ１３ｃと、コンパレータ１３ｃの出力電圧がハイレベル電圧になったときに０．６ｍｓｅｃのパルス幅の飽和検出信号Ｓ3 を出力するリトリガ可能なワンショットタイマ１４ｃとを備えている。
【００１７】
飽和検出回路１１ｄは、本発明における差動増幅回路飽和検出手段に相当し、差動増幅回路６の出力飽和を検出する。この飽和検出回路１１ｄは、同図に示すように、差動増幅回路６の出力電圧Ｖ1 の正の飽和電圧よりも若干低電圧の基準電圧ＶREF4を出力する基準電圧源１２ｄと、出力電圧Ｖ1 と基準電圧ＶREF4とを比較するコンパレータ１３ｄと、本発明におけるタイマ回路に相当しコンパレータ１３ｄの出力電圧がハイレベル電圧になったときに１．２ｍｓｅｃのパルス幅の飽和検出信号Ｓ4 を出力するリトリガ可能なワンショットタイマ１４ｄとを備えている。
【００１８】
ＣＰＵ２２は、Ａ／Ｄ変換器２１を介して入力されたディジタルデータに基づいて測定対象抵抗体２の抵抗値を演算すると共に、その演算した抵抗値を表示部２３に表示させる。また、ＣＰＵ２２は、後述するように、飽和検出回路１１ａ〜１１ｄから飽和検出信号Ｓ1 〜Ｓ4 が出力されたときには、測定不能である旨などを表示部２３に表示させる。
【００１９】
次に、この抵抗測定装置１の測定動作について、図３に示す波形図を参照して説明する。
【００２０】
最初に、測定対象抵抗体２にプローブ４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂを接続した状態で図外の測定開始スイッチを操作すると、交流定電流源３が、コンデンサ４およびプローブ４１ａ，４１ｂを介して同図（ａ）に示す正弦波１ｋＨｚの測定用電流ＩM を測定対象抵抗体２に供給する。同時に、交流定電流源３は、正側および負側の振幅値が同電圧であって、その立ち上がりおよび立ち下がりが測定用電流ＩM のゼロクロス点に同期する矩形波の同期信号ＳSYN （同図（ｂ）参照）を乗算器７に出力する。一方、交流定電流源９，１０は、同期信号ＳSYN に同期する正弦波２ｋＨｚの交流定電流Ｉ2 および交流定電流Ｉ3 （同図（ｃ）参照）をそれぞれ出力する。この場合、交流定電流Ｉ2 は、交流定電流源９、コンデンサ５、プローブ４２ａ、測定対象抵抗体２、プローブ４１ｂ、グランドライン、および交流定電流源９からなる経路を導通し、交流定電流Ｉ3 は、交流定電流源１０、プローブ４２ｂ、測定対象抵抗体２のリード線、プローブ４１ｂ、グランドライン、および交流定電流源１０からなる経路を導通する。この際に、測定対象抵抗体２には、測定用電流ＩM と交流定電流Ｉ2 との合成電流が導通する。
【００２１】
次いで、差動増幅回路６がプローブ４２ａ，４２ｂを介して入力した測定対象抵抗体２の両端電圧を差動増幅することにより出力電圧Ｖ1 を出力する。この場合、例えば、測定対象抵抗体２が抵抗成分のみの抵抗体であるとすると、同図（ｄ）に示すように、出力電圧Ｖ1 の波形は、測定対象抵抗体２を流れた１ｋＨｚの測定用電流ＩM および２ｋＨｚの交流定電流Ｉ2 の合成波形となる。次に、乗算器７が出力電圧Ｖ1 と同期信号ＳSYN とを互いに乗算することにより出力電圧Ｖ2 を生成する。この際の出力電圧Ｖ2 の波形は、同図（ｂ）に示す同期信号ＳSYN の正負サイクルに応じて極性反転させられるため、同図（ｅ）に示すように、出力電圧Ｖ1 を全波整流した波形となる。次いで、ＬＰＦ８が、出力電圧Ｖ2 をろ波することにより、測定対象抵抗体２の実効抵抗に電圧値が比例する電圧Ｖ3 を出力する。
【００２２】
この場合、同期信号ＳSYN の正サイクル期間Ａおよび負サイクル期間Ｂ（同図（ｂ）参照）が、それぞれ２ｋＨｚの交流定電流Ｉ2 の１周期と等しいため、交流定電流Ｉ2 の電流波形と同期信号ＳSYN との乗算電圧をろ波した場合、交流定電流Ｉ2 の正サイクルと負サイクルにそれぞれ相当する乗算電圧は互いに相殺される。このため、この電圧Ｖ3 の平均値は、測定用電流ＩM のみが流れたとした場合の測定対象抵抗体２の両端電圧と同期信号ＳSYN とを互いに乗算した乗算電圧をろ波した電圧の平均値と等しくなる。この結果、交流定電流Ｉ2 を測定対象抵抗体２に流したとしても、電圧Ｖ3 の平均値に対する影響が排除される。
【００２３】
次いで、Ａ／Ｄ変換器２１が電圧Ｖ3 をディジタルデータに変換し、ＣＰＵ２２に出力する。この後、ＣＰＵ２２は、測定用電流ＩM の電流値Ｉ1 の二乗値でディジタルデータを除算することにより測定対象抵抗体２の抵抗値を演算する。この際に、交流定電流Ｉ2 が測定対象抵抗体２に流れることによる電圧Ｖ3 の平均値に対する影響が排除されているため、ＣＰＵ２２は、測定対象抵抗体２の抵抗値を正確に測定することができる。なお、測定対象抵抗体２にリアクタンス成分が含まれていたとしても、同様にして、交流定電流Ｉ2 が測定対象抵抗体２を流れることによる影響が排除されるため、ＣＰＵ２２は、測定対象抵抗体２が純粋な抵抗体のみならずチョークコイルやコンデンサであったとしても、正確に抵抗値を測定することができる。次いで、ＣＰＵ２２は、演算した抵抗値を表示部２３に表示させる。
【００２４】
次に、電流供給用のプローブ４１ａ，４１ｂおよび電圧検出用のプローブ４２ａ，４２ｂが断線・未接続の場合や、高インピーダンスのチョークコイルなどが測定対象抵抗体２とされた場合の処理動作について説明する。
【００２５】
最初に、両プローブ４１ａ，４１ｂの断線・未接続状態のときの処理動作について説明する。この場合、両プローブ４１ａ，４１ｂのいずれか一方が断線・未接続状態であると、測定用電流ＩM の導通経路が絶たれることにより交流定電流源３の出力電圧Ｖ11が電源電圧まで飽和する。この際の出力電圧Ｖ11は、正負の瞬時電圧が正および負の電源電圧となる１ｋＨｚの台形波となる。したがって、飽和検出回路１１ａでは、出力電圧Ｖ11が基準電圧ＶREF1を上回ると、コンパレータ１３ａが出力レベルをロウレベルからハイレベルに反転し、これにより、ワンショットタイマ１４ａが、１．２ｍｓｅｃのパルス幅の出力信号Ｓ1 を出力する。この際に、測定用電流ＩM の各周期において出力電圧Ｖ11が基準電圧ＶREF1を上回っていると、その都度、ワンショットタイマ１４ａが出力信号Ｓ1 を出力することにより、出力信号Ｓ1 が継続して出力され続ける。この状態では、ＣＰＵ２２は、出力信号Ｓ1 が出力されたことにより、プローブ４１ａ，４１ｂが断線・未接続である旨を表示部２３に表示させる。
【００２６】
次に、両プローブ４２ａ，４２ｂが断線・未接続のときの処理動作について説明する。この場合、両プローブ４２ａ，４２ｂのいずれか一方が断線・未接続状態であると、交流定電流Ｉ2 ，Ｉ3 の導通経路が絶たれることにより交流定電流源９，１０の出力電圧Ｖ12，Ｖ13が電源電圧まで飽和する。この場合にも、出力電圧Ｖ11，Ｖ12は、正負の瞬時電圧が正および負の電源電圧となる２ｋＨｚの台形波となる。したがって、飽和検出回路１１ｂでは、プローブ４２ａの断線・未接続状態に起因して出力電圧Ｖ12が基準電圧ＶREF2を上回ると、コンパレータ１３ｂが出力レベルをロウレベルからハイレベルに反転し、これにより、ワンショットタイマ１４ｂが、０．６ｍｓｅｃのパルス幅の出力信号Ｓ2 を出力する。この際に、交流定電流Ｉ2 の各周期において出力電圧Ｖ12が基準電圧ＶREF2を上回っていると、その都度、ワンショットタイマ１４ｂが出力信号Ｓ2 を出力することにより、出力信号Ｓ2 が継続して出力され続ける。この状態では、ＣＰＵ２２は、出力信号Ｓ2 が出力されたことにより、プローブ４２ａが断線・未接続である旨を表示部２３に表示させる。同様にして、飽和検出回路１１ｃでは、プローブ４２ｂの断線・未接続状態に起因して交流定電流源１０の出力電圧Ｖ13が基準電圧ＶREF3を上回ると、ワンショットタイマ１４ｃが出力信号Ｓ3 を出力するため、ＣＰＵ２２が、プローブ４２ｂが断線・未接続である旨を表示部２３に表示させる。
【００２７】
次に、測定対象抵抗体２が高インピーダンスの場合の処理動作について説明する。この場合、測定対象抵抗体２の両端電圧が大きくなることにより、差動増幅回路６の出力電圧Ｖ1 が飽和電圧まで上昇することがある。この際に、飽和検出回路１１ｄでは、出力電圧Ｖ1 が１ｍｓｅｃの周期で基準電圧ＶREF4を超えるため、コンパレータ１３ｄが１ｍｓｅｃの周期でハイレベル信号を出力することにより、ワンショットタイマ１４ｄが、リトリガされつつ、出力信号Ｓ4 を継続して出力する。次いで、ＣＰＵ２２が、出力信号Ｓ4 を入力したときに、測定不能な測定対象抵抗体２が測定対象とされた旨を表示部２３に表示させる。
【００２８】
このように、この抵抗測定装置１によれば、交流定電流源９，１０がプローブ４２ａ，４２ｂに対して交流定電流Ｉ2 ，Ｉ3 を常時導通させ、飽和検出回路１１ｂ，１１ｃが出力電圧Ｖ12，Ｖ13の飽和を検出することにより、プローブ４２ａ，４２ｂが測定中に断線したり外れたりした場合に、プローブ４２ａ，４２ｂの断線・未接続を表示部２３に表示させることにより、誤った抵抗測定を防止することができる。また、飽和検出回路１１ｄが差動増幅回路６における出力電圧Ｖ1 の飽和を検出することにより、測定対象抵抗体２が高インピーダンスの測定対象であった場合にも、誤った抵抗測定を防止することができる。さらに、リトリガ可能なワンショットタイマ１４ａ〜１４ｄを飽和検出回路１１ａ〜１１ｄ内に配設したことにより、交流定電流源３，９，１０および差動増幅回路６の出力飽和を迅速かつ確実に検出することができる。
【００２９】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されず、その構成を適宜変更することができる。例えば、本発明の実施形態では、別個独立した交流定電流源９，１０がプローブ４２ａ，４２ｂに対してそれぞれ交流定電流Ｉ2 ，Ｉ3 を導通させているが、本発明は、これに限定されず、交流定電流源９，１０に代えて、１つの交流定電流源で構成することもできる。具体的には、交流定電流源から、コンデンサ５、プローブ４２ａ、測定対象抵抗体２、プローブ４２ｂ、およびこの交流定電流源からなる導通経路に交流定電流を導通させ、この交流定電流源の出力電圧の飽和を検出すればよい。この構成によれば、断線・未接続の状態のプローブ４２ａ，４２ｂを特定するのは困難であるが、簡易に構成することができる。
【００３０】
また、本発明の実施形態では、交流定電流Ｉ2 ，Ｉ3 の周波数を２ｋＨｚとしているが、本発明は、これに限定されず、測定用電流ＩM の周波数の偶数倍の周波数の交流定電流を用いることができるのは勿論である。
【００３１】
さらに、本発明の実施形態では、飽和検出回路１１ａ〜１１ｄは、出力電圧Ｖ11，Ｖ12，Ｖ13，Ｖ1 の正電圧側の飽和を検出しているが、本発明は、これに限定されず、出力電圧Ｖ11，Ｖ12，Ｖ13，Ｖ1 の負電圧側の飽和を検出してもよいし、両電圧側を同時に検出してもよい。また、飽和検出回路１１ａ〜１１ｄを整流平滑回路およびコンパレータで構成することもできる。また、本発明の実施の形態では、飽和検出信号Ｓ1 〜Ｓ4 を別個にＣＰＵ２２に出力しているが、これらの飽和検出信号の論理和信号を生成してもよい。
【００３２】
さらに、本発明の実施の形態では、インピーダンスの一態様である実効抵抗を測定する例について説明したが、本発明は、これに限らず、リアクタンス、キャパシタンスおよびインダクタンスを測定するインピーダンスメータに適用することができる。この場合、図３（ｂ）に示した同期信号ＳSYN の位相を９０゜移相した同期信号に基づいて同期検波することによりリアクタンスを測定する測定系を追加し、測定した実効抵抗およびリアクタンスに基づいてインピーダンスを測定することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載のインピーダンス測定装置によれば、第１の交流定電流の周波数に対して偶数倍の周波数の第２の交流定電流を電圧検出用プローブに導通させ、この第２の交流定電流を出力する交流定電流源の出力電圧に基づいて電圧検出用プローブの断線を検出することにより、インピーダンス測定と電圧検出用プローブの断線・未接続確認処理とを並行して処理することができる。この結果、電圧検出用プローブの断線・未接続に起因する誤測定を回避することができると共に、別個独立して電圧検出用プローブの断線・未接続確認処理を行う必要がないため、インピーダンス測定に要する測定時間を短縮することができ、これにより、測定コストを低減することができる。
【００３４】
また、請求項２記載のインピーダンス測定装置によれば、プローブ断線・未接続検出回路にリトリガ可能なタイマ回路を用いたことにより、交流定電流源の出力電圧が所定の電圧範囲を外れたことを迅速かつ確実に検出することができ、これにより、電圧検出用プローブの断線・未接続を迅速かつ確実に報知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る抵抗測定装置の回路図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る抵抗測定装置における飽和検出回路１１ａ〜１１ｄの回路図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る抵抗測定装置の抵抗測定動作を説明するための波形図であって、（ａ）は測定用電流ＩM の電流波形図、（ｂ）は同期信号ＳSYN の信号波形図、（ｃ）は交流定電流Ｉ2 ，Ｉ3 の電流波形図、（ｄ）は出力電圧Ｖ1 の電圧波形図、（ｅ）は出力電圧Ｖ2 の電圧波形図である。
【図４】従来の抵抗測定装置の回路図である。
【符号の説明】
１抵抗測定装置
２測定対象抵抗体
３交流定電流源
７乗算器
８ＬＰＦ
９交流定電流源
１０交流定電流源
１１ｂ飽和検出回路
１１ｃ飽和検出回路
１４ｂワンショットタイマ
１４ｃワンショットタイマ
４１ａプローブ
４１ｂプローブ
４２ａプローブ
４２ｂプローブ
ＩM 測定用電流
Ｉ2 交流定電流
Ｉ3 交流定電流
Ｖ12 出力電圧
Ｖ13 出力電圧
ＳSYN 同期信号
Ｓ2 飽和検出信号
Ｓ3 飽和検出信号[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an impedance measuring apparatus configured to be able to measure an impedance having a resistance value, capacitance and inductance of a measurement object as elements in accordance with a so-called four-terminal method.
[0002]
[Prior art]
As this type of impedance measuring apparatus, a resistance measuring apparatus 51 shown in FIG. 4 is conventionally known. A resistance measuring device 51 shown in the figure includes a constant current source 52 for supplying a measurement current IMDC of a DC constant current to the measuring object resistor 2, voltages V51 and V52 at each terminal of the measuring object resistor 2, and constant currents. A measuring unit 53 for measuring the output voltage V0 of the current source 52, switches S1, S2 and S3 for switching the conduction path of the measuring current IMDC, and switching control of the switches S1 to S3 and the measured voltage V51 , V52, a CPU (not shown) for calculating the resistance value of the resistor 2 to be measured, and a display unit (not shown) for displaying the calculated measurement value.
[0003]
In the resistance measuring device 51, when measuring the resistance value of the measuring object resistor 2, first, the current supply probes 41a and 41b and the voltage detecting probes 42a and 42b are connected to the measuring object resistor 2, A connection confirmation test of these probes 41a, 41b, 42a, 42b is executed. Specifically, the CPU controls the switches S3 and S1 to an on state and an off state, respectively, and in this state, the measuring unit 53 measures the output voltage V0. Next, the CPU controls the switches S3 and S1 to an off state and an on state, respectively, and the measurement unit 53 measures the voltage V51. Further, the CPU controls the switches S1 and S2 to be in an off state and an on state, respectively, and the measurement unit 53 measures the voltage V52. In this case, if the output voltage V0 has reached the output saturation voltage of the constant current source 52, the probe 41a is disconnected, or is not connected or has a poor contact (hereinafter referred to as unconnected and poor contact). If the voltage V51 is not the output voltage V0 or a value close to it, it is determined that the probe 42a is disconnected or not connected. Further, if the voltage V52 reaches the output saturation voltage of the constant current source 52, it is determined that the probe 41b is disconnected or not connected. If the voltage V52 is not 0V or a value close thereto, the probe 42b is disconnected. It is determined that there is.
[0004]
After performing the above connection confirmation test, when it is determined that all the probes 41a, 41b, 42a, 42b are not disconnected, resistance value measurement is performed. In this case, the CPU causes the measurement unit 53 to alternately and repeatedly measure the voltage V51 and the voltage V52 by alternately and repeatedly controlling the switch S1 and the switch S2. Next, the CPU sequentially calculates the difference voltage between the alternately measured voltage V51 and voltage V52, and sequentially divides this difference voltage by the current value of the measurement current IMDC. The resistance value is sequentially displayed on the display unit.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, this resistance measuring device 51 has the following problems.
That is, in the resistance measuring device 51, the connection confirmation test of the probes 41a, 41b, 42a, and 42b is performed at the start of measurement, but not during the resistance value measurement. For this reason, even if all the probes 41a, 41b, 42a, 42b are not disconnected or disconnected at the start of measurement, if any probe is disconnected or disconnected during the measurement, There is a problem that an incorrect resistance value is displayed on the display unit.
[0006]
On the other hand, the output voltage V0 measured immediately before measuring each resistor 2 to be measured is stored each time, and the connection confirmation test is executed during the measurement based on the output voltage V0 and the measured voltages V51 and V52. Is possible. However, even in this case, the connection confirmation test must be performed every time the resistance value of the measuring object resistor 2 is measured. Therefore, in particular, in the case of repeatedly measuring the resistance values of a large number of resistance objects 2 to be measured in an automatic resistance value inspection or the like, since a plurality of switches S1 to S3 must be switched and controlled, the test itself takes a long time. The number of necessary connection confirmation tests must be greater than the number of resistors to be measured. For this reason, the resistance measuring device 51 has a problem that the measurement cost is increased as a result of the long resistance measurement as a whole.
[0007]
The present invention has been made in view of such problems, and impedance measurement capable of shortening measurement time required for impedance measurement while avoiding erroneous measurement due to disconnection / non-connection of the voltage detection probe. The main purpose is to provide a device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the impedance measuring apparatus according to claim 1 is a measurement object input via a voltage detection probe in a state where the first AC constant current is supplied to the measurement object via the current supply probe. In the impedance measuring device configured to measure the impedance of the measurement object based on the voltage between both ends of the current and to detect the disconnection of the current supply probe and the voltage detection probe, the frequency of the first AC constant current is The AC constant current source for conducting the second AC constant current having an even multiple of the frequency to the measurement object via the voltage detection probe, and the voltage at both ends with a synchronization signal synchronized with the first AC constant current. Synchronous detection circuit for synchronous detection and probe disconnection / non-connection detection circuit for detecting disconnection / non-connection of the voltage detection probe based on the output voltage of the AC constant current source Characterized by comprising a.
[0009]
Generally, in order to detect the disconnection / non-connection of the probe, the disconnection / non-connection detection current is conducted to the probe, and if this current is not conducted, it is determined that the probe is disconnected / unconnected. Is used. When this method is applied to disconnection / non-connection detection of a voltage detection probe during measurement, it is necessary to prevent the current for disconnection / non-connection detection from affecting the measurement result.
[0010]
In this impedance measuring apparatus, first, in a state where the first AC constant current having a predetermined frequency is supplied to the measurement object via the current supply probe, the AC constant current source is connected to the voltage detection probe. The second AC constant current having a frequency that is an even multiple of the frequency of the AC constant current is conducted. Next, the synchronous detection circuit synchronously detects the voltage across the measurement object with a synchronous signal synchronized with the first AC constant current. Specifically, a signal that is obtained by multiplying the voltage across the object to be measured and the synchronization signal is generated, and this signal is low-pass filtered to output a voltage proportional to the effective resistance or reactance of the object to be measured. . In this case, the frequency of the second AC constant current is an even multiple of the frequency of the synchronization signal. Accordingly, since the positive cycle period and the negative cycle period of the synchronization signal are each equal to one cycle of the AC constant current, the second AC constant current is obtained when the multiplication voltage of the AC constant current current waveform and the synchronization signal is filtered. The multiplication voltages corresponding to the positive cycle and the negative cycle are canceled out. For this reason, the average value of the voltage proportional to the effective resistance or reactance is a multiplication voltage obtained by multiplying the voltage across the measurement object and the synchronization signal when only the first AC constant current as the measurement current is passed. It becomes equal to the average value of the filtered voltage. As a result, even if the second AC constant current is passed through the measurement object, the influence on the impedance measurement is eliminated. Therefore, it is necessary to separately perform a disconnection / non-connection confirmation test of the voltage detection probe. In addition, the disconnection / non-connection confirmation test of the voltage detection probe and the impedance measurement can be processed in parallel, and the impedance measurement time can be shortened.
[0011]
The impedance measuring device according to claim 2 is the impedance measuring device according to claim 1, wherein the probe disconnection / non-connection detecting circuit is configured to detect the second alternating current when the output voltage of the alternating current source is out of a predetermined voltage range. A timer circuit that outputs a detection signal longer than one cycle of a constant current and can be retriggered is provided.
[0012]
For example, the output voltage of the AC constant current source that outputs the second AC constant current is rectified and smoothed, and disconnection / non-connection of the voltage detection probe is detected when the rectified and smoothed voltage exceeds a predetermined voltage value. You can also. However, when the time constant of the smoothing circuit is long, it takes a long time to detect the disconnection of the voltage detection probe. On the other hand, in this voltage detection probe disconnection / unconnection detection circuit, when the voltage detection probe is disconnected / unconnected, the output voltage of the second AC constant current source is out of the predetermined voltage range. The detection signal is output for a longer time than one cycle of the second AC constant current. In this case, since the timer circuit can be retriggered, if the output voltage of the second AC constant current source is out of the predetermined voltage range again in the next cycle, the detection signal is continuously output in that cycle. Therefore, the timer circuit continues to output the detection signal as long as the output voltage of the AC constant current source is out of the predetermined voltage range in each cycle. For this reason, for example, it is possible to avoid erroneous measurement by notifying that the voltage detection probe is disconnected or not connected or by stopping the measurement.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment in which an impedance measuring device according to the invention is applied to a resistance measuring device will be described with reference to the accompanying drawings.
[0014]
As shown in FIG. 1, the resistance measuring apparatus 1 includes an AC constant current source 3 that outputs a first AC constant current according to the present invention, capacitors 4 and 5, a differential amplifier circuit 6, a multiplier 7, an LPF 8, and the present invention. Are provided with AC constant current sources 9 and 10 for outputting the second AC constant current, saturation detection circuits 11a to 11d, an A / D converter 21, a CPU 22, and a display unit 23.
[0015]
The AC constant current source 3 supplies, for example, a measuring current IM having a frequency of 1 kHz and a current value I1 to the measuring object resistor 2 and outputs a rectangular wave synchronizing signal SSYN synchronized with the measuring current IM. The capacitor 4 prevents the voltage from being applied to the measurement current IM when the resistor 2 to be measured is a voltage source such as a battery. The capacitor 5 outputs only the AC component in the voltage across the measurement target resistor 2 to the differential amplifier circuit 6. The multiplier 7 and the LPF 8 correspond to the synchronous detection circuit in the present invention. The AC constant current source 9 causes the probe 42a to conduct a 2 kHz AC constant current I2, and the AC constant current source 10 causes the probe 42b to conduct a 2 kHz AC constant current I3.
[0016]
The saturation detection circuit 11a is a circuit for detecting the output saturation of the AC constant current source 3, and is slightly lower than the positive saturation voltage of the output voltage V11 of the AC constant current source 3, as shown in FIG. A reference voltage source 12a for generating the reference voltage VREF1, a comparator 13a for comparing the output voltage V11 and the reference voltage VREF1, and a pulse width saturation of 1.2 msec when the output voltage of the comparator 13a becomes a high level voltage. And a retriggerable one-shot timer 14a for outputting the detection signal S1. The saturation detection circuit 11b, in combination with the saturation detection circuit 11c, constitutes a probe disconnection / unconnection detection circuit according to the present invention, and detects output saturation of the AC constant current source 9. As shown in the figure, the saturation detection circuit 11b includes a reference voltage source 12b that generates a reference voltage VREF2 that is slightly lower than the positive saturation voltage of the output voltage V12 of the AC constant current source 9, and an output voltage V12. A comparator 13b that compares the reference voltage VREF2 and a retriggerable one-shot timer 14b that outputs a saturation detection signal S2 having a pulse width of 0.6 msec when the output voltage of the comparator 13b becomes a high level voltage. Yes. The saturation detection circuit 11c is a circuit for detecting the output saturation of the AC constant current source 10, and as shown in the figure, is slightly lower than the positive saturation voltage of the output voltage V13 of the AC constant current source 10. The reference voltage source 12c that outputs the reference voltage VREF3, the comparator 13c that compares the output voltage V13 and the reference voltage VREF3, and the saturation of the pulse width of 0.6 msec when the output voltage of the comparator 13c becomes a high level voltage And a retriggerable one-shot timer 14c for outputting the detection signal S3.
[0017]
The saturation detection circuit 11d corresponds to the differential amplifier circuit saturation detection means in the present invention, and detects the output saturation of the differential amplifier circuit 6. As shown in the figure, the saturation detection circuit 11d includes a reference voltage source 12d that outputs a reference voltage VREF4 that is slightly lower than the positive saturation voltage of the output voltage V1 of the differential amplifier circuit 6, and an output voltage V1. A comparator 13d for comparing with the reference voltage VREF4 and a retriggerable output of a saturation detection signal S4 having a pulse width of 1.2 msec when the output voltage of the comparator 13d corresponding to the timer circuit in the present invention becomes a high level voltage. And a one-shot timer 14d.
[0018]
The CPU 22 calculates the resistance value of the measurement target resistor 2 based on the digital data input through the A / D converter 21 and causes the display unit 23 to display the calculated resistance value. Further, as will be described later, when the saturation detection signals S1 to S4 are output from the saturation detection circuits 11a to 11d, the CPU 22 displays on the display unit 23 that measurement is impossible.
[0019]
Next, the measuring operation of the resistance measuring apparatus 1 will be described with reference to the waveform diagram shown in FIG.
[0020]
First, when a measurement start switch (not shown) is operated in a state where the probes 41a, 41b, 42a, and 42b are connected to the measurement target resistor 2, the AC constant current source 3 is connected via the capacitor 4 and the probes 41a and 41b. A measurement current IM having a sine wave of 1 kHz shown in FIG. At the same time, the AC constant current source 3 has a square-wave synchronization signal SSYN (same as in the figure) whose amplitude on the positive side and that on the negative side are the same voltage, and whose rise and fall are synchronized with the zero cross point of the measurement current IM. b) is output to the multiplier 7. On the other hand, the AC constant current sources 9 and 10 respectively output a sine wave 2 kHz AC constant current I2 and AC constant current I3 (see FIG. 3C) synchronized with the synchronization signal SSYN. In this case, the AC constant current I2 is conducted through a path composed of the AC constant current source 9, the capacitor 5, the probe 42a, the measurement object resistor 2, the probe 41b, the ground line, and the AC constant current source 9, and the AC constant current I3. Conducts a path composed of the AC constant current source 10, the probe 42 b, the lead wire of the resistor 2 to be measured, the probe 41 b, the ground line, and the AC constant current source 10. At this time, a combined current of the measuring current IM and the alternating current I2 is conducted to the measuring object resistor 2.
[0021]
Next, the differential amplifier 6 differentially amplifies the voltage across the resistor 2 to be measured input via the probes 42a and 42b, thereby outputting the output voltage V1. In this case, for example, if the measuring object resistor 2 is a resistor having only a resistance component, the waveform of the output voltage V1 is measured at 1 kHz flowing through the measuring object resistor 2 as shown in FIG. This is a composite waveform of the current IM and the constant AC current I2 of 2 kHz. Next, the multiplier 7 multiplies the output voltage V1 and the synchronizing signal SSYN with each other to generate the output voltage V2. Since the waveform of the output voltage V2 at this time is inverted in accordance with the positive / negative cycle of the synchronizing signal SSYN shown in FIG. 4B, the output voltage V1 is full-wave rectified as shown in FIG. It becomes a waveform. Next, the LPF 8 filters the output voltage V2 to output a voltage V3 whose voltage value is proportional to the effective resistance of the measuring object resistor 2.
[0022]
In this case, since the positive cycle period A and the negative cycle period B (see FIG. 4B) of the synchronization signal SSYN are equal to one cycle of the AC constant current I2 of 2 kHz, respectively, the current waveform of the AC constant current I2 and the synchronization signal When the multiplication voltage with SSYN is filtered, the multiplication voltages corresponding to the positive and negative cycles of the AC constant current I2 cancel each other. For this reason, the average value of the voltage V3 is the average value of the filtered voltage of the multiplied voltage obtained by multiplying the voltage across the resistor 2 to be measured and the synchronization signal SSYN when only the measurement current IM flows. Will be equal. As a result, even if the AC constant current I2 is passed through the resistor 2 to be measured, the influence on the average value of the voltage V3 is eliminated.
[0023]
Next, the A / D converter 21 converts the voltage V3 into digital data and outputs it to the CPU 22. Thereafter, the CPU 22 calculates the resistance value of the measuring object resistor 2 by dividing the digital data by the square value of the current value I1 of the measuring current IM. At this time, since the influence on the average value of the voltage V3 due to the AC constant current I2 flowing through the measurement object resistor 2 is eliminated, the CPU 22 can accurately measure the resistance value of the measurement object resistor 2. it can. Even if the reactance component is included in the measurement object resistor 2, the influence of the AC constant current I2 flowing through the measurement object resistor 2 is eliminated in the same manner. Even if 2 is not only a pure resistor but also a choke coil or a capacitor, the resistance value can be measured accurately. Next, the CPU 22 causes the display unit 23 to display the calculated resistance value.
[0024]
Next, the processing operation when the current supply probes 41a and 41b and the voltage detection probes 42a and 42b are disconnected or not connected, or when a high impedance choke coil or the like is used as the measurement target resistor 2 will be described. To do.
[0025]
First, the processing operation when both the probes 41a and 41b are disconnected or not connected will be described. In this case, if either one of the probes 41a and 41b is disconnected or not connected, the output voltage V11 of the AC constant current source 3 is saturated to the power supply voltage due to the disconnection of the conduction path of the measurement current IM. The output voltage V11 at this time is a 1 kHz trapezoidal wave in which positive and negative instantaneous voltages are positive and negative power supply voltages. Therefore, in the saturation detection circuit 11a, when the output voltage V11 exceeds the reference voltage VREF1, the comparator 13a inverts the output level from the low level to the high level, whereby the one-shot timer 14a outputs the pulse width of 1.2 msec. The signal S1 is output. At this time, if the output voltage V11 exceeds the reference voltage VREF1 in each cycle of the measurement current IM, the output signal S1 is continuously output by the one-shot timer 14a outputting the output signal S1 each time. Continue to be. In this state, the CPU 22 causes the display unit 23 to display that the probes 41a and 41b are disconnected or not connected by outputting the output signal S1.
[0026]
Next, a processing operation when both probes 42a and 42b are disconnected or not connected will be described. In this case, if either one of the probes 42a and 42b is disconnected or not connected, the conduction paths of the AC constant currents I2 and I3 are cut off, so that the output voltages V12 and V13 of the AC constant current sources 9 and 10 are Saturates to supply voltage. Also in this case, the output voltages V11 and V12 are 2 kHz trapezoidal waves in which positive and negative instantaneous voltages are positive and negative power supply voltages. Accordingly, in the saturation detection circuit 11b, when the output voltage V12 exceeds the reference voltage VREF2 due to the disconnection / non-connection state of the probe 42a, the comparator 13b inverts the output level from the low level to the high level. The timer 14b outputs an output signal S2 having a pulse width of 0.6 msec. At this time, if the output voltage V12 exceeds the reference voltage VREF2 in each cycle of the AC constant current I2, the output signal S2 is continuously output by the one-shot timer 14b outputting the output signal S2 each time. Continue to be. In this state, the CPU 22 causes the display unit 23 to display that the probe 42a is disconnected / not connected by outputting the output signal S2. Similarly, in the saturation detection circuit 11c, when the output voltage V13 of the AC constant current source 10 exceeds the reference voltage VREF3 due to the disconnection / non-connection state of the probe 42b, the one-shot timer 14c outputs the output signal S3. Therefore, the CPU 22 displays on the display unit 23 that the probe 42b is disconnected or not connected.
[0027]
Next, the processing operation when the measurement target resistor 2 has a high impedance will be described. In this case, the output voltage V1 of the differential amplifier circuit 6 may rise to the saturation voltage due to an increase in the voltage across the resistor 2 to be measured. At this time, in the saturation detection circuit 11d, since the output voltage V1 exceeds the reference voltage VREF4 in a cycle of 1 msec, the one-shot timer 14d is being retriggered by the comparator 13d outputting a high level signal in a cycle of 1 msec. The output signal S4 is continuously output. Next, when the CPU 22 inputs the output signal S4, the display unit 23 displays that the measurement object resistor 2 that cannot be measured is set as the measurement object.
[0028]
Thus, according to the resistance measuring apparatus 1, the AC constant current sources 9 and 10 always conduct the AC constant currents I2 and I3 to the probes 42a and 42b, and the saturation detection circuits 11b and 11c have the output voltage V12, By detecting the saturation of V13, when the probes 42a and 42b are disconnected or disconnected during the measurement, the disconnection / non-connection of the probes 42a and 42b is displayed on the display unit 23, thereby making an erroneous resistance measurement. Can be prevented. In addition, the saturation detection circuit 11d detects the saturation of the output voltage V1 in the differential amplifier circuit 6, thereby preventing erroneous resistance measurement even when the measurement object resistor 2 is a high impedance measurement object. Can do. Further, the retriggerable one-shot timers 14a to 14d are arranged in the saturation detection circuits 11a to 11d, so that the output saturation of the AC constant current sources 3, 9, 10 and the differential amplifier circuit 6 can be detected quickly and reliably. can do.
[0029]
In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, The structure can be changed suitably. For example, in the embodiment of the present invention, the independent AC constant current sources 9 and 10 conduct the AC constant currents I2 and I3 to the probes 42a and 42b, respectively, but the present invention is not limited to this. Instead of the AC constant current sources 9 and 10, a single AC constant current source may be used. Specifically, an AC constant current is conducted from an AC constant current source to a conduction path including the capacitor 5, the probe 42a, the measurement target resistor 2, the probe 42b, and the AC constant current source. The saturation of the output voltage may be detected. According to this configuration, it is difficult to specify the disconnected probes 42a and 42b, but the configuration can be simplified.
[0030]
In the embodiment of the present invention, the frequency of the AC constant currents I2 and I3 is 2 kHz. However, the present invention is not limited to this, and an AC constant current having a frequency that is an even multiple of the frequency of the measurement current IM is used. Of course you can.
[0031]
Furthermore, in the embodiment of the present invention, the saturation detection circuits 11a to 11d detect the saturation on the positive voltage side of the output voltages V11, V12, V13, and V1, but the present invention is not limited to this, and the output Saturation on the negative voltage side of the voltages V11, V12, V13, and V1 may be detected, or both voltage sides may be detected simultaneously. Further, the saturation detection circuits 11a to 11d can be constituted by a rectifying / smoothing circuit and a comparator. In the embodiment of the present invention, the saturation detection signals S1 to S4 are separately output to the CPU 22, but a logical sum signal of these saturation detection signals may be generated.
[0032]
Furthermore, in the embodiment of the present invention, the example of measuring the effective resistance that is one aspect of the impedance has been described. However, the present invention is not limited to this, and is applied to an impedance meter that measures reactance, capacitance, and inductance. Can do. In this case, a measurement system for measuring reactance is added by synchronous detection based on a synchronization signal obtained by shifting the phase of the synchronization signal SSYN shown in FIG. 3B by 90 °, and based on the measured effective resistance and reactance. Impedance can be measured.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the impedance measuring apparatus of the first aspect, the second AC constant current having a frequency that is an even multiple of the frequency of the first AC constant current is conducted to the voltage detection probe. By detecting the disconnection of the voltage detection probe based on the output voltage of the AC constant current source that outputs the AC constant current of 2, the impedance measurement and the disconnection / non-connection confirmation process of the voltage detection probe are processed in parallel. can do. As a result, it is possible to avoid erroneous measurement due to disconnection / non-connection of the voltage detection probe, and it is not necessary to separately perform disconnection / non-connection confirmation processing of the voltage detection probe. The measurement time required can be shortened, and thereby the measurement cost can be reduced.
[0034]
In addition, according to the impedance measuring apparatus of the second aspect, by using a retriggerable timer circuit for the probe disconnection / non-connection detection circuit, the output voltage of the AC constant current source is out of the predetermined voltage range. It is possible to detect quickly and reliably, and thereby, it is possible to promptly and reliably notify disconnection / non-connection of the voltage detection probe.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of a resistance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram of saturation detection circuits 11a to 11d in the resistance measurement apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIGS. 3A and 3B are waveform diagrams for explaining a resistance measurement operation of the resistance measurement device according to the embodiment of the present invention, wherein FIG. 3A is a current waveform diagram of a measurement current IM, and FIG. 3B is a synchronization signal SSYN; (C) is a current waveform diagram of the alternating constant currents I2 and I3, (d) is a voltage waveform diagram of the output voltage V1, and (e) is a voltage waveform diagram of the output voltage V2.
FIG. 4 is a circuit diagram of a conventional resistance measuring apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Resistance measurement device
2 Resistance object to be measured
3 AC constant current source
7 Multiplier
8 LPF
9 AC constant current source
10 AC constant current source
11b Saturation detection circuit
11c Saturation detection circuit
14b One-shot timer
14c One-shot timer
41a probe
41b probe
42a probe
42b probe
Current for IM measurement
I2 AC constant current
I3 AC constant current
V12 output voltage
V13 output voltage
SSYN Sync signal
S2 Saturation detection signal
S3 Saturation detection signal

Claims

電流供給用プローブを介して第１の交流定電流を測定対象体に供給した状態で電圧検出用プローブを介して入力した当該測定対象体の両端電圧に基づいて当該測定対象体のインピーダンスを測定すると共に、当該電流供給用プローブおよび当該電圧検出用プローブの断線を検出可能に構成されているインピーダンス測定装置において、
前記第１の交流定電流の周波数に対して偶数倍の周波数である第２の交流定電流を前記電圧検出用プローブを介して前記測定対象体に導通させるための交流定電流源と、前記第１の交流定電流に同期した同期信号で前記両端電圧を同期検波する同期検波回路と、前記交流定電流源の出力電圧に基づいて前記電圧検出用プローブの断線・未接続を検出するためのプローブ断線・未接続検出回路とを備えたことを特徴とするインピーダンス測定装置。The impedance of the measurement object is measured based on the voltage across the measurement object input via the voltage detection probe in a state where the first AC constant current is supplied to the measurement object via the current supply probe. In addition, in the impedance measuring device configured to be able to detect disconnection of the current supply probe and the voltage detection probe,
An AC constant current source for conducting a second AC constant current having a frequency that is an even multiple of the frequency of the first AC constant current to the measurement object through the voltage detection probe; A synchronous detection circuit for synchronously detecting the voltages at both ends with a synchronous signal synchronized with one AC constant current, and a probe for detecting disconnection / non-connection of the voltage detection probe based on the output voltage of the AC constant current source An impedance measuring device comprising a disconnection / unconnection detection circuit.

前記プローブ断線・未接続検出回路は、前記交流定電流源の出力電圧が所定の電圧範囲を外れたときに前記第２の交流定電流の１周期よりも長時間の検出信号を出力すると共にリトリガ可能なタイマ回路を備えていることを特徴とする請求項１記載のインピーダンス測定装置。The probe disconnection / non-connection detection circuit outputs a detection signal longer than one cycle of the second AC constant current and retriggers when the output voltage of the AC constant current source is out of a predetermined voltage range. The impedance measuring apparatus according to claim 1, further comprising a timer circuit that can be used.