JP4965138B2 - 測定装置 - Google Patents

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Description

本発明は、測定対象体の被接続部に少なくとも一対の測定用端子を接続して所定のパラメータを測定可能に構成された測定装置に関するものである。
この種の測定装置として、特開平9−28120号公報において出願人が開示した電池測定装置が知られている。この電池測定装置は、交流定電流源、内部抵抗検出部、電圧検出部およびディジタル処理部等を備えて構成されている。この場合、交流定電流源は、測定対象としての電池の各端子に測定電極を介して交流電流(測定信号)を出力し、内部抵抗検出部は、交流電流の通電によって各端子間に生じる交流電圧を測定電極を介して入力して、その交流電圧に基づいて電池の実効抵抗を検出する。また、電圧検出部は、測定電極を介して入力される電池の各端子間の直流電圧を検出し、ディジタル処理部は、各検出部からの検出信号を処理した測定データをRAMに保存する。
また、この電池測定装置は、電池の端子を挟持可能な一対のプローブを備えており、各プローブの先端には、上記の測定電極がそれぞれ取り付けられている。この場合、この電池測定装置では、電池の端子をプローブで挟持することにより、端子と測定電極とを確実に接続(接触)させることが可能となっている。
特開平9−281202号公報(第4−6頁、第1,5図)
ところが、上記の電池測定装置には、改善すべき以下の課題がある。すなわち、この電池測定装置を含むこの種の測定装置を用いて例えば測定対象体の抵抗を正確に測定するためには、測定装置の内部抵抗に起因するオフセット値の分だけ測定値を補正するための零点調整を測定に先立って行う必要がある。この零点調整を行う際には、各プローブに取り付けられている各測定電極同士を互いに接触させた状態で零点調整用のスイッチを操作する。この場合、端子を挟持するタイプの上記のプローブを用いるときには、プローブの先端部を噛み合わせることで、プローブから手を離した状態においても各測定電極同士を確実に接触させることができるため、零点調整用のスイッチを容易に操作することができる。
一方、平面的な形状の端子を有する測定対象体を測定する際には、上記のプローブに代えて先端部を端子に押し当てる棒状タイプのプローブが用いられる。この場合、この棒状タイプのプローブを用いて零点調整を行うときには、例えば、導電性を有する金属板等にプローブの先端部を押し当てて、先端部に取り付けられている各測定電極同士を金属板を介して電気的に接続させる必要がある。しかしながら、プローブの先端部を金属板等に押し当てつつ零点調整用のスイッチを操作するのはやや困難であり、操作性向上の観点からこの点の改善が望まれている。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、零点調整の際の操作性を向上し得る測定装置を提供することを主目的とする。
上記目的を達成すべく請求項1記載の測定装置は、測定対象体についての所定のパラメータを測定する測定部と、前記測定対象体についての前記測定部による前記パラメータの測定に先立って当該パラメータについての装置内部のオフセット値を補正するための調整値を求める零点調整を行うと共に前記測定対象体についての前記所定のパラメータが前記測定部によって測定された際に当該求めた調整値を当該測定された所定のパラメータから差し引いて補正する制御部とを備えた測定装置であって、前記所定のパラメータを測定するための測定用端子と零点調整用の測定対象体の被接続部との接続状態を検出する検出部を備え、前記制御部は、外部からの指示信号および操作部からの操作信号の少なくとも一方の信号が入力された後に、前記測定用端子と前記被接続部との接続が前記検出部によって検出されたときに前記零点調整を行う。
また、請求項2記載の測定装置は、請求項1記載の測定装置において、前記制御部は、前記少なくとも一方の信号が入力された後に前記測定用端子と前記被接続部との接続が前記検出部によって検出された状態において前記測定部によって測定されている前記パラメータの測定値が所定値以下となったときに前記零点調整を行う。
また、請求項3記載の測定装置は、請求項1または2記載の測定装置において、前記測定用端子としての一対の第1端子を介して前記被接続部に出力する第1交流電流を生成する第1電源部と、前記測定用端子としての一対の第2端子を介して前記被接続部に出力する第2交流電流を生成する第2電源部とを備え、前記検出部は、前記第1交流電流の導通状態に基づいて前記各第1端子と前記被接続部との接続状態を検出する第1検出回路と、前記第2交流電流の導通状態に基づいて前記各第2端子と前記被接続部との接続状態を検出する第2検出回路とを備えて構成され、前記測定部は、前記第1交流電流の出力によって前記被接続部に生じる電圧を当該被接続部に接続された前記各第2端子を介して入力して前記調整値を測定可能に構成されている。
また、請求項4記載の測定装置は、請求項1から3のいずれかに記載の測定装置において、前記零点調整を開始可能な状態、前記零点調整を行っている状態、および前記零点調整を完了した状態の各状態を報知可能な音を出力する音声出力部を備えている。
請求項1記載の測定装置によれば、外部からの指示信号および操作部からの操作信号の少なくとも一方の信号が入力された後に測定用端子と被接続部との接続が検出部によって検出されたときに零点調整を行うことにより、制御部が零点調整を自動的に行うため、プローブユニットを金属板に押し当てた状態で零点調整スイッチを操作する従来の測定装置と比較して、操作性を十分に向上させることができる。
また、請求項2記載の測定装置によれば、少なくとも一方の信号が入力された後に測定用端子と被接続部との接続が検出部によって検出された状態において測定値が所定値以下となって安定したときに制御部が零点調整を行うことにより、例えば、表示部に表示される測定値を確認しつつ測定値が閾値以下となって安定したときに零点調整用スイッチを手動で操作する必要がないため、その分、作業効率を十分に向上させることができる。
また、請求項3記載の測定装置によれば、第1交流電流の導通状態に基づいて各第1端子と被接続部との接続状態を検出する第1検出回路と、第2交流電流の導通状態に基づいて各第2端子と被接続部との接続状態を検出する第2検出回路とを備えて検出部を構成したことにより、4端子法による測定値の測定に先立って行う零点調整の操作性や作業効率を十分に向上させることができる。
また、請求項4記載の測定装置によれば、零点調整を開始可能な状態、零点調整を行っている状態、および零点調整を完了した状態の各状態を報知可能な音を出力する音声出力部を備えたことにより、零点調整における各状態を確実に認識させることができる。
以下、本発明に係る測定装置の最良の形態について、添付図面を参照して説明する。
最初に、バッテリテスタ1の構成について、図面を参照して説明する。
図1に示すバッテリテスタ1は、本発明に係る測定装置の一例であって、例えば、バッテリ(本発明における測定対象体)の抵抗や電圧(本発明におけるパラメータの一例)を4端子法によって測定可能に構成されている。具体的には、バッテリテスタ1は、同図に示すように、第1電源部2a、第2電源部2b(以下、両電源部2a,2bを区別しないときには「電源部2」ともいう)、第1検出回路3a、第2検出回路3b(以下、両検出回路3a,3bを区別しないときには「検出回路3」ともいう)、電圧検出部4、RAM5、ROM6、操作部7、表示部8、音声出力部9およびCPU10を備えて構成されている。
第1電源部2aは、本発明における第1交流電流に相当する交流電流Imを生成可能に構成されている。この場合、第1電源部2aには、一対の第1端子22a,22b(図1参照:以下、区別しないときには「第1端子22」ともいう)が接続され、この第1端子22を介して交流電流Imが一対の被接続部に出力される。第2電源部2bは、本発明における第2交流電流に相当する交流電流Icを生成可能に構成されている。また、第2電源部2bには、一対の第2端子23a,23b(同図参照:以下、区別しないときには「第2端子23」ともいう)が接続され、この第2端子23を介して交流電流Icが上記の一対の被接続部に出力される。この場合、第1端子22aおよび第2端子23aは、図2に示すプローブユニット11aの先端部において絶縁されつつ互いに隣接した状態で配設され、第1端子22bおよび第2端子23bは、プローブユニット11b(以下、プローブユニット11a,11bを区別しないときには「プローブユニット11」ともいう)の先端部において絶縁されつつ互いに隣接した状態で配設されている。なお、第1端子22および第2端子23が、本発明における測定用端子に相当する。
第1検出回路3aは、例えば、検出用抵抗Rd1(図1参照)の両端間の電圧値を測定することによって交流電流Imの導通状態(導通および非導通)を検出する。つまり、第1検出回路3aは、検出用抵抗Rd1の両端間の電圧値が所定電圧以上のときには、交流電流Imが導通状態と検出し、所定電圧未満ときには、交流電流Imが非導通状態と検出する。また、第1検出回路3aは、交流電流Imの導通状態に基づいて両第1端子22と測定対象体における一対の被接続部(例えば、端子)との接続状態(接続および非接続)を検出して、その接続状態を識別可能な検出信号S1をCPU10に出力する。この場合、第1検出回路3aは、交流電流Imが導通状態のときには、両第1端子22と両被接続部とが接続されていることを示す検出信号S1を出力し、交流電流Imが非導通状態のときには、両第1端子22と両被接続部とが非接続であることを示す検出信号S1を出力する。
第2検出回路3bは、例えば、検出用抵抗Rd2(同図参照)の両端間の電圧値を測定することによって交流電流Icの導通状態を検出する。つまり、第2検出回路3bは、検出用抵抗Rd2の両端間の電圧値が所定電圧以上のときには、交流電流Icが導通状態と検出し、所定電圧未満ときには、交流電流Icが非導通状態と検出する。また、第2検出回路3bは、交流電流Icの導通状態に基づいて両第2端子23と測定対象体における一対の被接続部との接続状態を検出して、その接続状態を識別可能な検出信号S2をCPU10に出力する。この場合、第2検出回路3bは、交流電流Icが導通状態のときには、両第1端子23と両被接続部とが接続されていることを示す検出信号S2を出力し、交流電流Icが非導通状態のときには、両第1端子23と両被接続部とが非接続であることを示す検出信号Sを出力する。なお、第1検出回路3aおよび第2検出回路3bによって本発明における検出部が構成される。
電圧検出部4は、例えばA/D変換回路(図示せず)を備えて構成され、CPU10の制御に従い、一対の被接続部に交流電流Imが出力されたとき、つまり測定対象体に交流電流Imが流れたときに両被接続部間に生じる電圧の電圧値Vを検出して、電圧データDvを出力する。
RAM5は、CPU10の制御に従い、CPU10によって実行される零点調整処理40(図4参照)において測定される抵抗値Rを保存(記憶)する。ROM6は、零点調整処理40の実行時において用いられる閾値B等を記憶する。操作部7は、図2に示すように、電源スイッチ71、零点調整スイッチ72および測定スイッチ73などの各種のスイッチを備えて構成されると共に、バッテリテスタ1の正面パネルに配設されて、各スイッチの操作に対応する操作信号S3をCPU10に出力する。表示部8は、例えば、LCDパネルで構成されると共に、同図に示すように、バッテリテスタ1の正面パネルに配設されて、CPU10の制御に従って各種の画像G(例えば、図3,5,6に示す画像G1〜G3)を表示する。音声出力部9は、CPU10の制御に従い、零点調整における各状態を報知可能な各種の音を出力する。
CPU10は、電圧検出部4と共に本発明における測定部を構成し、電圧検出部4から出力される電圧データDvに基づいてバッテリの抵抗値Rを算出(測定)する。また、CPU10は、算出した抵抗値Rを示す画像Gを表示部8に表示させる。また、CPU10は、第1検出回路3aから出力された検出信号S1に基づいて両第1端子22が被接続部にそれぞれ接続されているか否かを判別すると共に、第2検出回路3bから出力された検出信号S2に基づいて両第2端子23が被接続部にそれぞれ接続されているか否かを判別する。
さらに、CPU10は、本発明における制御部として機能し、操作部7からの操作信号S3に従い、図4に示す零点調整処理40を実行することによって抵抗値Rについての零点調整を行う。この場合、CPU10は、両第1端子22および両第2端子23のすべてが被接続部に接続され、かつ算出(測定)している抵抗値Rが閾値B以下となって安定したときに零点調整を行う。また、CPU10は、零点調整処理40において音声出力部9を制御することにより、零点調整を開始可能な状態、零点調整を行っている状態、および零点調整を完了した状態の各状態をそれぞれ報知可能な音を出力させる。
次に、バッテリテスタ1の使用方法およびバッテリテスタ1を用いてバッテリの抵抗値Rを測定する方法について、図面を参照して説明する。
まず、操作部7の電源スイッチ71を操作する。この際に、CPU10が、RAM5を初期化してRAM5に記憶されている各データを消去させる。次に、バッテリの抵抗値Rの測定に先立って零点調整を行うために、操作部7の零点調整スイッチ72を操作する。この際に、操作部7が零点調整スイッチ72に対応する操作信号S3を出力し、CPU10がその操作信号S3に従って図4に示す零点調整処理40を実行する。この零点調整処理40では、CPU10は、まず、第1電源部2aを制御して交流電流Imを生成させると共に、第2電源部2bを制御して交流電流Icを生成させる(ステップ41)。次いで、CPU10は、表示部8を制御して、図3に示すように、零点調整を開始可能な状態となったことを示す画像G1(例えば、ZERO ADJ.(zero adjust )の文字が点滅する画像)を表示させる。また、CPU10は、音声出力部9を制御して、零点調整を開始可能な状態となった旨を報知する音(例えば、短い電子音が2回連続して出力され、それが所定時間間隔で繰り返されるパターンの音:以下、この音を「報知音So1」ともいう)を出力させる(ステップ42)。
続いて、図2に示すように、導電性を有する金属板101(本発明における零点調整用の測定対象体)における任意の2箇所の部位(本発明における被接続部:以下、この部位を「被接続部102a,102b」ともいい、両者を区別しないときには「被接続部102」ともいう)にプローブユニット11a,11bの先端部を押し当てる。この際に、プローブユニット11aの先端部に配設されている第1端子22aおよび第2端子23aが金属板101の被接続部102aに接続(接触)されると共に、プローブユニット11bの先端部に配設されている第1端子22bおよび第2端子23bが金属板101の被接続部102bに接続される。これにより、第1端子22a,22bが金属板101を介して電気的に接続されて、第1電源部2aからの交流電流Imが導通される。また、第2端子23a,23bが金属板101を介して電気的に接続されて、第2電源部2bからの交流電流Icが導通される。
次いで、検出回路3aが、交流電流Imの導通状態に基づいて両第1端子22と金属板101における両被接続部102との接続状態を検出して、その接続状態を識別可能な検出信号S1をCPU10に出力する。また、第2検出回路3bが、交流電流Icの導通状態に基づいて両第2端子23と金属板101における両被接続部102との接続状態を検出して、その接続状態を識別可能な検出信号S2をCPU10に出力する。
続いて、CPU10は、第1検出回路3aから出力された検出信号S1に基づいて両第1端子22のいずれもが両被接続部102に接続されているか否かを判別すると共に、第2検出回路3bから出力された検出信号S2に基づいて両第2端子23のいずれもが両被接続部102に接続されているか否かを判別する(ステップ43)。この場合、CPU10は、両第1端子22および両第2端子23の1つ以上が被接続部102aと非接続であると判別したときには、両第1端子22および両第2端子23のすべてが被接続部102に接続されるまで、つまりプローブユニット11a,11bのいずれもが被接続部102に接続されるまでステップ43を繰り返して実行する。
一方、CPU10は、両第1端子22および両第2端子23のすべてが被接続部102に接続されていると判別したときには、電圧検出部4を制御して、交流電流Imの出力によって金属板101の被接続部102a,102b間に生じる電圧の電圧値Vを検出させると共に、電圧データDvを出力させる。次いで、CPU10は、電圧データDvに基づいて被接続部102a,102b間の抵抗値Rを算出する(ステップ44)。
続いて、CPU10は、表示部8を制御して、図5に示すように、抵抗値Rを示す画像G2を表示させる。また、CPU10は、音声出力部9を制御して、零点調整を行っている状態である旨を報知する音(例えば、短い電子音が所定時間だけ連続的に出力されるパターンの音:以下、この音を「報知音So2」ともいう)を出力させる(ステップ45)。
次いで、CPU10は、ROM6から閾値Bを読み出すと共に、抵抗値Rが閾値B以下であるか否かを判別する(ステップ46)。この場合、抵抗値Rが閾値B以下のときには、プローブユニット11a,11bのいずれもが被接続部102に接続されて安定な状態となっている。したがって、CPU10は、抵抗値Rが閾値B以下となって安定したと判別したときは、バッテリテスタ1が零点調整を開始可能な状態になったと判別して、表示部8を制御してその時点における抵抗値R(以下、この抵抗値Rを「調整値R0」ともいう)をRAM5に記憶させる(ステップ47)。この場合、この調整値R0は、次回以降の各抵抗値測定時において、その際に測定された抵抗値RからCPU10によって差し引かれることにより、バッテリテスタ1の内部抵抗に起因するオフセット値の分だけ測定値Rが補正される。続いて、CPU10は、音声出力部9を制御して、零点調整を完了した状態である旨を報知する音(例えば、電子音が所定時間だけ連続的して出力されるパターンの音:この音を「報知音So3」ともいう)を出力させる。また、CPU10は、表示部8を制御して、図6に示すように、零点調整を完了して、抵抗測定を開始可能となった旨を示す画像G3を表示させる(ステップ48)。
以上により、零点調整が完了する。この場合、このバッテリテスタ1では、零点調整スイッチ72を操作した後にプローブユニット11を金属板101に押し当てて、検出回路3によって両端子22,23と金属板101の被接続部102との接続が検出されたときに、CPU10が零点調整を自動的に行うため、プローブユニット11を金属板101に押し当てた状態で零点調整スイッチ72を操作する従来の測定装置と比較して、操作性を十分に向上させることが可能となる。
次に、測定対象体としてのバッテリの抵抗値Rを測定する。この場合、まず、操作部7の測定スイッチ73を操作した後に、バッテリの両電極にプローブユニット11をそれぞれ接続させる。この際に、プローブユニット11の先端部に配設されている第1端子22a,22bを介して第1電源部2aからの交流電流Imが両電極に出力される。次いで、CPU10は、電圧検出部4を制御して、交流電流Imの出力によって両電極間に生じる電圧の電圧値Vを検出させると共に、電圧データDvを出力させる。続いて、CPU10は、電圧データDvに基づいて抵抗値Rを算出すると共に、RAM5から調整値R0を読み出して、算出した抵抗値Rから調整値R0を差し引く(調整値R0で抵抗値Rを調整する)。続いて、CPU10は、表示部8を制御して、調整後の抵抗値Raを示す画像を表示させる。以上により、バッテリの抵抗値Rの測定が完了する。
このように、このバッテリテスタ1によれば、零点調整スイッチ72に対応する操作信号S3が入力され、かつ第1端子22および第2端子23と被接続部との接続が検出回路3によって検出されたときにCPU10が零点調整を行うことにより、零点調整スイッチ72を操作した後にプローブユニット11を金属板101に押し当てて、第1端子22および第2端子23と金属板101の被接続部102とを接続させることで、CPU10が零点調整を自動的に行うため、プローブユニット11を金属板101に押し当てた状態で零点調整スイッチ72を操作する従来の測定装置と比較して、操作性を十分に向上させることができる。
また、このバッテリテスタ1によれば、零点調整スイッチ72に対応する操作信号S3が入力され、かつ第1端子22および第2端子23と被接続部との接続が検出回路3によって検出された状態において抵抗値Rが閾値B以下となって安定したときにCPU10が零点調整を行うことにより、例えば、表示部8に表示される抵抗値Rを確認しつつ抵抗値Rが閾値B以下となって安定したときに零点調整用スイッチを手動で操作する必要がないため、その分、作業効率を十分に向上させることができる。
また、このバッテリテスタ1によれば、第1端子22と被接続部102との接続状態を検出する第1検出回路3aと、第2端子23と被接続部102aとの接続状態を検出する第2検出回路3bとを備えたことにより、4端子法による抵抗値Rの測定に先立って行う零点調整の操作性や作業効率を十分に向上させることができる。
また、このバッテリテスタ1によれば、零点調整を開始可能な状態、零点調整を行っている状態、および零点調整を完了した状態の各状態を報知可能な音を出力する音声出力部9を備えたことにより、零点調整における各状態を確実に認識させることができる。
なお、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、抵抗値Rを測定するバッテリテスタ1に適用した例について上記したが、電圧、電流および温度等の各種のパラメータを測定可能な測定装置に本発明を適用することができる。また、これらの各種のパラメータを2種類以上測定可能な測定装置に適用することもできる。また、4端子法で抵抗値Rを測定するバッテリテスタ1を例に挙げて説明したが、2端子法で各種のパラメータを測定する測定装置に適用することもできる。また、零点調整スイッチ72の操作に対応する操作信号S3が入力されたときにCPU10が零点調整処理40を実行する例について上記したが、バッテリテスタ1にパーソナルコンピュータ等の外部装置を接続して、その外部装置からの指示信号(外部からの指示信号)に従ってCPU10が零点調整処理40を実行する構成を採用することもできる。
バッテリテスタ1の構成を示す構成図である。 バッテリテスタ1の正面図である。 表示部8に画像G1を表示させている状態の表示画面図である。 零点調整処理40のフローチャートである。 表示部8に画像G2を表示させている状態の表示画面図である。 表示部8に画像G3を表示させている状態の表示画面図である。
符号の説明
1 バッテリテスタ
2a,2b 電源部
3a 第1検出回路
3b 第2検出回路
4 電圧検出部
5 RAM
10 CPU
22a,22b 第1端子
23a,23b 第2端子
101 金属板
102a,102b 被接続部
Ic,Im 交流電流
R 抵抗値
S3 操作信号

Claims (4)

  1. 測定対象体についての所定のパラメータを測定する測定部と、前記測定対象体についての前記測定部による前記パラメータの測定に先立って当該パラメータについての装置内部のオフセット値を補正するための調整値を求める零点調整を行うと共に前記測定対象体についての前記所定のパラメータが前記測定部によって測定された際に当該求めた調整値を当該測定された所定のパラメータから差し引いて補正する制御部とを備えた測定装置であって、
    前記所定のパラメータを測定するための測定用端子と零点調整用の測定対象体の被接続部との接続状態を検出する検出部を備え、
    前記制御部は、外部からの指示信号および操作部からの操作信号の少なくとも一方の信号が入力された後に、前記測定用端子と前記被接続部との接続が前記検出部によって検出されたときに前記零点調整を行う測定装置。
  2. 前記制御部は、前記少なくとも一方の信号が入力された後に前記測定用端子と前記被接続部との接続が前記検出部によって検出された状態において前記測定部によって測定されている前記パラメータの測定値が所定値以下となったときに前記零点調整を行う請求項1記載の測定装置。
  3. 前記測定用端子としての一対の第1端子を介して前記被接続部に出力する第1交流電流を生成する第1電源部と、前記測定用端子としての一対の第2端子を介して前記被接続部に出力する第2交流電流を生成する第2電源部とを備え、
    前記検出部は、前記第1交流電流の導通状態に基づいて前記各第1端子と前記被接続部との接続状態を検出する第1検出回路と、前記第2交流電流の導通状態に基づいて前記各第2端子と前記被接続部との接続状態を検出する第2検出回路とを備えて構成され、
    前記測定部は、前記第1交流電流の出力によって前記被接続部に生じる電圧を当該被接続部に接続された前記各第2端子を介して入力して前記調整値を測定可能に構成されている請求項1または2記載の測定装置。
  4. 前記零点調整を開始可能な状態、前記零点調整を行っている状態、および前記零点調整を完了した状態の各状態を報知可能な音を出力する音声出力部を備えている請求項1から3のいずれかに記載の測定装置。
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