JP5415223B2

JP5415223B2 - 測定装置

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Publication number: JP5415223B2
Application number: JP2009236849A
Authority: JP
Inventors: 竜太斎藤
Original assignee: Hioki EE Corp
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Priority date: 2009-10-14
Filing date: 2009-10-14
Publication date: 2014-02-12
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Description

本発明は、パネルに標示されたスケールにおいて指針を振らせて物理量の測定値を指示する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１１−１１８８５２号公報において出願人が開示した接地抵抗計が知られている。この接地抵抗計は、トランス、可変抵抗器、発振回路、同期整流回路および検流計等を備えて、２電極法や３電極法によって接地電極（被測定接地体）の接地抵抗を測定可能に構成されている。この種の接地抵抗計を用いて２電極法によって接地電極の接地抵抗を測定する際には、測定端子の１つを接地電極に接続すると共に、測定端子の他の１つを商用電源の接地線に接続して、両者の間の抵抗値を測定する。この場合、抵抗の測定値が規定値以下のときには、接地電極が良好に機能することが判定される。

一方、この種の接地抵抗計を用いて２電極法によって接地抵抗を測定する際には、接地抵抗の測定に先立ち、接地電極が地中に確実に埋設されているか否か、および接地電極を埋設した地中の地電圧が規定値以下であるか否かの２つの点について判定する必要がある。具体的には、まず、接地電極が地中に確実に埋設されているか否かを判定するために、測定端子の１つを接地電極に接続すると共に、測定端子の他の１つを商用電源のホット側（活線側）端子に接続して、接地電極−ホット側端子間の電圧の値を測定する。この場合、例えば定格１００Ｖの商用電源において、接地電極が正しく地中に埋設されているときには、ほぼ１００Ｖ（または、１００Ｖ）の値が測定され、接地電極が地中に埋設されていない（または、正しく埋設されていない）ときには、ほぼ０Ｖ（または、０Ｖ）の値が測定される。したがって、接地電極−ホット側端子間の電圧の測定値がほぼ０Ｖのときには、接地電極が正しく地中に埋設されていないおそれがあり、この際には、接地電極を埋設し直す必要がある。一方、接地電極−ホット側端子間の電圧の測定値がほぼ１００Ｖのときには、続いて、測定端子の１つを接地電極に接続すると共に、測定端子の他の１つを商用電源のコールド側（接地線側）端子に接続して、両者の間の電圧（地電圧）を測定する。この場合、地電圧の測定値が１０Ｖを超えるときには、漏電が生じているおそれがあり、この際には、地電圧の影響によって２電極法による正確な接地抵抗の測定が困難となる。したがって、地電圧の測定値が１０Ｖを超えるときには、漏電の有無を検査する必要がある。一方、地電圧の測定値が１０Ｖ以下のときには、地電圧の影響がない（または、少ない）ため、２電極法による正確な接地抵抗の測定が可能となる。

２電極法による接地抵抗の測定では、上記したように、接地抵抗の測定に先立って接地電極−ホット側端子間の電圧および地電圧を測定する必要がある。このため、この種の接地抵抗計には、一般的に、２つの測定レンジ（例えば、０Ｖ〜１０Ｖ程度の測定レンジ、および５０Ｖ〜５００Ｖ程度の測定レンジ）での電圧測定が可能な機能が備えられている。この場合、出願人が開示している上記の接地抵抗計では、接地電極−ホット側端子間の電圧および地電圧を測定する際には、切り替えスイッチを操作して測定レンジを選択するように構成されている。また、この接地抵抗計では、図１０に示すように、接地電極−ホット側端子間の電圧測定用のスケール５０１と地電圧測定用のスケール５０２とが同じ長さで上下に並べられた状態で指示部５００のパネルに標示されており、指針５０３によって示された測定値を、選択した測定レンジに対応するスケールから読み取るように構成されている。

特開平１１−１１８８５２号公報（第３−４頁、第１図）

ところが、上記の接地抵抗計には、改善すべき以下の課題がある。すなわち、上記の接地抵抗計では、接地電極−ホット側端子間の電圧を測定するときと、地電圧を測定するときとで、指針によって指示される値を読み取る際に使用するスケールを使い分ける必要がある。しかしながら、この接地抵抗計では、２つのスケールが同じ長さで上下に並べられた状態でパネルに標示されているため、２つのスケールにおける２つの異なる数値が１つの指針によって指示されることとなる結果、測定値の読み取り間違いが生じ易いという課題が存在する。

本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、測定値の読み取り間違いを防止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、物理量の測定値を示す複数のスケールとしての当該測定値が低い低測定レンジに対応する低測定レンジ用スケールと当該測定値が高い高測定レンジに対応する高測定レンジ用スケールとが標示されたパネル、および１つの指針を有して前記各スケールにおいて当該指針を振らせて前記測定値を指示するメータと、前記指針の振れを前記測定値に応じた振れ量に制御する制御信号を前記メータに出力する制御信号出力回路とを備え、前記低測定レンジ用スケールおよび前記高測定レンジ用スケールは、前記指針が振れている状態において当該低測定レンジ用スケールおよび当該高測定レンジ用スケールのいずれか一方と当該指針とが交差状態となり、かつ当該低測定レンジ用スケールおよび当該高測定レンジ用スケールの他方と当該指針とが非交差状態となるように前記パネルに標示されると共に、前記測定値が０のときに位置すべき前記高測定レンジ用スケールの位置が当該高測定レンジ用スケールにおける最小値を示す位置と前記低測定レンジ用スケールにおける最大値を示す位置との間に位置するように規定されている。

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、前記測定値が含まれる測定レンジとしての前記低測定レンジおよび前記高測定レンジのいずれかを特定してその旨を示す特定信号を前記制御信号出力回路に出力するレンジ特定回路を備え、前記制御信号出力回路は、前記特定信号に従い、前記特定されたいずれかの測定レンジに対応する前記スケールにおいて前記指針が振れる振れ量となる前記制御信号を前記メータに出力する。

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、前記パネルには、前記物理量とは異なる他の種類の物理量の測定値を示す他のスケールが前記スケールに沿って標示され、前記制御信号出力回路は、前記他の種類の物理量の測定が選択されたときに、前記指針の振れを前記他の種類の物理量の測定値に応じた振れ量に制御する前記制御信号を前記メータに出力する。

請求項１記載の測定装置では、物理量の測定値を示す複数のスケールとしての測定値が低い低測定レンジに対応する低測定レンジ用スケールと測定値が高い高測定レンジに対応する高測定レンジ用スケールとが標示されたパネルおよび１つの指針を有するメータを備え、指針が振れている状態において１つのスケールと指針とが交差状態となりかつ他のスケールと指針とが非交差状態となるように低測定レンジ用スケールおよび高測定レンジ用スケールがパネルに標示されると共に、測定値が０のときに位置すべき高測定レンジ用スケールの位置が高測定レンジ用スケールにおける最小値を示す位置と低測定レンジ用スケールにおける最大値を示す位置との間に位置するように規定されている。このため、この測定装置によれば、例えば、物理量の測定値が低測定レンジに含まれているときには低測定レンジに対応する低測定レンジ用スケールにおいて指針によって測定値が指示され、物理量の測定値が高測定レンジに含まれているときには高測定レンジに対応する高測定レンジ用スケールにおいて指針によって測定値が指示される。したがって、この測定装置によれば、２つの測定レンジに対応する２つのスケールが同じ長さで上下に並べられた状態で標示されて異なる２つの数値が１つの指針によって指示される従来の接地抵抗計とは異なり、指針によって指示される数値が、いずれか１つのスケールにおける１つの数値だけに限られるため、測定値の読み取り間違いを確実に防止することができる。

また、請求項２記載の測定装置によれば、測定値が含まれる測定レンジとしての低測定レンジおよび高測定レンジのいずれかを特定するレンジ特定回路を備えたことにより、物理量の測定値に応じていずれかの測定レンジが自動的に選択されるため、切り替えスイッチを操作していずれかの測定レンジを選択する構成とは異なり、測定レンジの選択誤り起因して不正確な測定値が指示される事態を確実に防止することができる。

また、請求項３記載の測定装置によれば、上記の物理量とは異なる他の種類の物理量の測定値を示す他のスケールを上記のスケールに沿ってパネルに標示し、他の種類の物理量の測定が選択されたときに他のスケールにおいて上記の１つの指針を振らせることにより、２つの物理量を指示する機能を１つのパネルおよび１つの指針（１つのメータ）で実現することができるため、各物理量を別々のパネルや指針で指示する構成と比較して測定装置を安価にしかもコンパクトに構成することができる。

接地抵抗計１の構成を示す構成図である。レンジ特定回路３および制御信号出力回路４の回路図である。指示メータ６の正面図である。接地抵抗計１を用いた測定方法を説明する第１の説明図である。指示メータ６の動きを説明する第１の説明図である。接地抵抗計１を用いた測定方法を説明する第２の説明図である。指示メータ６の動きを説明する第２の説明図である。指示メータ６の動きを説明する第３の説明図である。指示メータ１０６の正面図である。従来の接地抵抗計における指示メータの正面図である。

以下、測定装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

最初に、接地抵抗計１の構成について、図面を参照して説明する。図１に示す接地抵抗計１は、測定装置の一例であって、電圧Ｖ（後述する電圧Ｖｃおよび電圧Ｖｇ）の測定、および接地電極１００（図４参照）における接地抵抗Ｒｘの２電極法による測定が可能に構成されている。具体的には、接地抵抗計１は、同図に示すように、整流平滑回路２、レンジ特定回路３、制御信号出力回路４、抵抗測定回路５および指示メータ６を備えて構成されている。

整流平滑回路２は、プローブ７ａ，７ｂ（図１参照）を介して入力した交流の電圧Ｖを整流・平滑化して電圧Ｖｓを出力する。

レンジ特定回路３は、図２に示すように、オペアンプ１１を備えて構成されている。この場合、オペアンプ１１は、コンパレータとして機能し、電圧Ｖｓの値が比較電圧Ｖｒ（同図参照）の値を超えたときに、後述する制御信号出力回路４のスイッチ２２ａ，２２ｂをオフ状態からオン状態に移行させる（作動させる）ための作動信号Ｓｏを出力する。

制御信号出力回路４は、電圧測定モードが選択されている状態において、図２に示すように、整流平滑回路２から出力された電圧Ｖｓに応じた制御信号Ｓｉ（指示メータ６における指針３２の振れを、電圧Ｖの測定値に応じた振れ量に制御する制御信号であって、一例として電流）を指示メータ６に出力する。具体的には、制御信号出力回路４は、同図に示すように、オペアンプ２１、スイッチ２２ａ，２２ｂおよび抵抗２３ａ〜２３ｅを備えて構成されている。

オペアンプ２１は、抵抗２３ａ〜２３ｄと共に加算増幅回路を構成する。また、オペアンプ２１は、スイッチ２２ａ，２２ｂがオフ状態のときには、電圧Ｖｓを高い利得で増幅して制御信号Ｓｉを出力し、スイッチ２２ａ，２２ｂがオン状態のときには、抵抗２３ａを介してオフセット電圧Ｖｏ（同図参照）を反転入力端子に入力して電圧Ｖｓに加算すると共に、加算後の電圧を低い利得で増幅して制御信号Ｓｉを出力する。この場合、オフセット電圧Ｖｏは、高電圧用スケール４１ｂにおいて指針３２を振らせる際に、電圧Ｖが０Ｖのときに図３において示す数値「０」（同図において「５０」の数値と「１０」の数値との間に標示されている数値「０」：この破線で示す数値「０」や線分は実際には標示されていない）まで指針３２を振らせるための電圧として機能する。スイッチ２２ａは、抵抗２３ａとオペアンプ２１の反転入力端子との間に配置され、レンジ特定回路３から出力される作動信号Ｓｏに従って作動して、両者の接断（接続および切断）を行う。スイッチ２２ｂは、抵抗２３ｃとオペアンプ２１の反転入力端子との間に配置され、作動信号Ｓｏに従って作動して両者の接断を行う。

この接地抵抗計１では、レンジ特定回路３および制御信号出力回路４が上記のように構成されることにより、電圧Ｖｓが比較電圧Ｖｒ以下のときには、電圧Ｖｓが高い利得で増幅され、電圧Ｖｓが比較電圧Ｖｒを超えるときには、電圧Ｖｓとオフセット電圧Ｖｏとの加算電圧が低い利得で増幅される。したがって、この接地抵抗計１では、電圧測定モードが選択されている状態において、電圧Ｖｓが比較電圧Ｖｒ以下の測定レンジ（低測定レンジ：一例として、電圧Ｖの測定値が０〜１０Ｖのレンジ：以下、「低電圧用測定レンジ」ともいう）と、電圧Ｖｓが比較電圧Ｖｒを超える測定レンジ（高測定レンジ：一例として、電圧Ｖの測定値が５０Ｖ〜５００Ｖのレンジ：以下、「高電圧用測定レンジ」ともいう）とを切り替える機能（つまり、電圧Ｖの測定値が含まれる測定レンジを特定してその旨を示す特定信号としての作動信号Ｓｏを制御信号出力回路４に出力する機能）をレンジ特定回路３が果たし、作動信号Ｓｏに従い、レンジ特定回路３によって特定された（切り替えられた）測定レンジに対応する電圧用スケール４１（これについては後述する）において指針３２が振れる振れ量となる制御信号Ｓｉを指示メータ６に出力する機能を制御信号出力回路４が果たしている。

抵抗測定回路５は、図外の電池を電源として用いて接地抵抗測定用の電流（一例として直流定電流：以下、「測定用電流Ｉｍ」ともいう）を生成する。この場合、抵抗測定回路５によって生成された測定用電流Ｉｍは、図外のモード切り替えスイッチの操作によって接地抵抗測定モードが選択されたときに、プローブ７ａ，７ｂ間に供給される。また、モード切り替えスイッチの操作によって電圧測定モードが選択されている状態では、抵抗測定回路５とプローブ７ａ，７ｂとが切断されて、プローブ７ａ，７ｂに対する測定用電流Ｉｍの供給が停止する。また、抵抗測定回路５は、接地抵抗測定時における制御信号出力回路として機能し、接地抵抗測定モードが選択されている状態において、測定用電流Ｉｍの供給によってプローブ７ａ，７ｂ間に生じる直流の電圧Ｖを入力して、その電圧Ｖに基づいて抵抗指示用の制御信号Ｓｉを出力する。

指示メータ６は、図３に示すように、パネル３１、１つの指針３２、および制御信号Ｓｉの値に応じた振れ量で指針３２を振らせる（一例として、弧を描くように指針３２を回動させる）駆動用コイル（図示せず）を備えて構成されている。この場合、パネル３１には、同図に示すように、電圧Ｖ（同種の物理量の一例）の測定値を示す低電圧用スケール４１ａおよび高電圧用スケール４１ｂ（低測定レンジ用スケールおよび高測定レンジ用スケール：複数のスケールの一例：以下、区別しないときには「電圧用スケール４１」ともいう）が、上記した低電圧用測定レンジおよび高電圧用測定レンジ（複数の測定レンジの一例）にそれぞれ対応して標示されている。また、パネル３１には、接地抵抗Ｒｘ（他の種類の物理量の一例）の測定値を示す抵抗用スケール４２（他のスケールの一例）が、電圧用スケール４１に沿って標示されている。この場合、この指示メータ６では、同図に示すように、低電圧用スケール４１ａおよび高電圧用スケール４１ｂが、１つの円弧（線分の一例）上において互いに離間した状態で標示されている。つまり、指針３２が振れている状態において１つの電圧用スケール４１と指針３２とが交差状態となり、かつ他の電圧用スケール４１と指針３２とが非交差状態となるように２つの電圧用スケール４１がパネル３１に標示されている。

また、この指示メータ６は、制御信号出力回路４から出力される制御信号Ｓｉの値に応じた振れ量（つまり、電圧Ｖや接地抵抗Ｒｘの測定値に応じた振れ量）で指針３２を振らせて、電圧Ｖの測定値および接地抵抗Ｒｘの測定値（厳密には、接地抵抗Ｒｘと後述する接地抵抗Ｒｏとの合計抵抗の測定値）を指示する（図５，７，８参照）。この場合、指示メータ６は、電圧測定モードが選択されているときには、低電圧用測定レンジおよび高電圧用測定レンジのうちの、電圧Ｖの測定値が含まれるいずれかの測定レンジに対応する電圧用スケール４１において（電圧用スケール４１の範囲内で）指針３２を振らせて電圧Ｖの測定値を指示する。また、指示メータ６は、接地抵抗測定モードが選択されているときには、抵抗用スケール４２において（抵抗用スケール４２の範囲内で）指針３２を振らせて接地抵抗Ｒｘの測定値を指示する。

次に、例えば、定格１００Ｖの商用電源が引き込まれている家屋において、接地電極１００を地中２００に埋設し（図４参照）、その接地電極１００の接地抵抗Ｒｘを接地抵抗計１を用いて例えば２電極法で測定する際の測定手順、およびそのときの接地抵抗計１の動作について、図面を参照して説明する。なお、この接地抵抗計１では、上記した比較電圧Ｖｒが、１５Ｖの電圧Ｖの入力時において整流平滑回路２から出力される電圧値（１５Ｖに対応する電圧値）に予め設定されているものとする。つまり、１５Ｖを超える電圧Ｖが入力されたときには、電圧Ｖｓが比較電圧Ｖｒを超え、１５Ｖ以下の電圧Ｖが入力されたときには、電圧Ｖｓが比較電圧Ｖｒ以下となるように、比較電圧Ｖｒが規定されている。また、同図に示すように、商用電源のコールド側（接地線側）端子３００ｃが、図外の柱上変圧器における２次側の中性点に接続され、この中性点が、地中２００に正しく埋設されている接地電極４００に接続されている（つまり、コールド側端子３００ｃが接地電極４００に接続されている）ものとする。

接地抵抗Ｒｘの測定に先立ち、２電極法による接地抵抗Ｒｘの測定が可能であるか否かを判断するために、接地電極１００が地中２００に確実に埋設されているか否か、および接地電極１００を埋設した地中２００の地電圧（具体的には、地中２００における接地電極１００と接地電極４００との間の電圧Ｖ（以下、この電圧Ｖを「電圧Ｖｇ」ともいう））が規定値（例えば１０Ｖ）以下であるか否かの２つの点について判定する。

まず、接地電極１００が地中２００に確実に埋設されているか否かを判定するために、接地電極１００と商用電源のホット側（活線側）端子３００ｈ（図４参照）との間の電圧Ｖ（以下、この電圧Ｖを「電圧Ｖｃ」ともいう）を測定する。この電圧Ｖｃの測定では、図外のモード切り替えスイッチを操作して電圧測定モードを選択する。この場合、電圧測定モードが選択されている状態では、抵抗測定回路５とプローブ７ａ，７ｂとが切断されてプローブ７ａ，７ｂに対する測定用電流Ｉｍの供給が停止している。

次いで、図４に示すように、プローブ７ａ，７ｂの一方（例えば、プローブ７ａ）を接地電極１００（接地電極１００に接続されている導線）に接続すると共に、プローブ７ａ，７ｂの他方（例えば、プローブ７ｂ）をホット側端子３００ｈに接続する。続いて、整流平滑回路２が、プローブ７ａ，７ｂを介して入力した電圧Ｖｃを整流・平滑化して電圧Ｖｓを出力する。

ここで、接地電極１００が地中２００に埋設されていない（または、正しく埋設されていない）ときには、プローブ７ａ，７ｂ間の電圧Ｖｃがほぼ０Ｖ（または、０Ｖ）となる（つまり、電圧Ｖｃが１５Ｖ以下となる）。この場合、上記したように、電圧Ｖｃが１５Ｖ以下のときには、整流平滑回路２から出力される電圧Ｖｓが比較電圧Ｖｒ以下となるため、レンジ特定回路３のオペアンプ１１が作動信号Ｓｏを出力せずに、スイッチ２２ａ，２２ｂがオフ状態に維持される。この際には、制御信号出力回路４のオペアンプ２１は、オフセット電圧Ｖｏの加算を行うことなく、電圧Ｖｓを高い利得で増幅して制御信号Ｓｉを出力する。この場合、整流平滑回路２から出力される電圧Ｖｓが、ほぼ０Ｖの電圧Ｖｃに応じた低い値であるため、オペアンプ２１からは、低い値の制御信号Ｓｉが出力される。

次いで、指示メータ６が、制御信号Ｓｉの値に応じた振れ量で指針３２を振らせて電圧Ｖｃの測定値を指示する。この場合、制御信号Ｓｉの値が、ほぼ０Ｖの電圧Ｖｃに応じた低い値であるため、図３に示すように、その電圧Ｖｃの測定値が含まれる低電圧用測定レンジに対応する低電圧用スケール４１ａの０Ｖを示す位置近傍に指針３２が振れて、ほぼ０Ｖの測定値が指示される。このように、制御信号出力回路４は、電圧Ｖｃの測定値に対応する電圧Ｖｓが比較電圧Ｖｒ以下のときには、その電圧Ｖｃの測定値が含まれる低電圧用測定レンジに対応する低電圧用スケール４１ａにおいて指針３２が振れる振れ量となる制御信号Ｓｉを出力する。

この場合、測定者は、指示メータ６によって指示された電圧Ｖｃの測定値がほぼ０Ｖであることから、接地電極１００が正しく地中に埋設されていないおそれがあることを認識することができる。このため、この際には、測定を中断して接地電極１００を埋設し直す必要があることを認識することができる。

一方、接地電極１００が正しく地中２００に埋設されているときには、電圧Ｖｃの測定値が１００Ｖ（または、ほぼ１００Ｖ）となる（つまり、電圧Ｖｃが１５Ｖを超える）。この場合、上記したように、電圧Ｖｃが１５Ｖを超えるときには、整流平滑回路２から出力される電圧Ｖｓが比較電圧Ｖｒを超えるため、レンジ特定回路３のオペアンプ１１が作動信号Ｓｏを出力する。これに応じて、制御信号出力回路４のスイッチ２２ａ，２２ｂがオフ状態からオン状態に移行する。この結果、オフセット電圧Ｖｏ（図２参照）が抵抗２３ａおよびスイッチ２２ａを介してオペアンプ２１の反転入力端子に入力され、抵抗２３ｃがスイッチ２２ｂを介してオペアンプ２１に接続される。この場合、オペアンプ２１が、オフセット電圧Ｖｏを電圧Ｖｓに加算すると共に、加算後の電圧を低い利得で増幅して制御信号Ｓｉを出力する。したがって、オペアンプ２１からは、ほぼ１００Ｖの電圧Ｖｃの値に応じた値の制御信号Ｓｉが出力される。

次いで、指示メータ６が、制御信号Ｓｉの値に応じた振れ量で指針３２を振らせて電圧Ｖｃの測定値を指示する。この場合、制御信号Ｓｉの値が、ほぼ１００Ｖの電圧Ｖｃの測定値に応じた値であるため、図５に示すように、電圧Ｖｃの測定値が含まれる高電圧用測定レンジに対応する高電圧用スケール４１ｂの１００Ｖを示す位置近傍に指針３２が振れて、ほぼ１００Ｖの値が指示される。このように、制御信号出力回路４は、電圧Ｖｃの測定値に対応する電圧Ｖｓが比較電圧Ｖｒを超えるときには、その電圧Ｖｃの測定値が含まれる高電圧用測定レンジに対応する高電圧用スケール４１ｂにおいて指針３２が振れる振れ量となる制御信号Ｓｉを出力する。

この場合、測定者は、指示メータ６によって指示された電圧Ｖｃの値がほぼ１００Ｖであることから、接地電極１００が正しく地中に埋設されていることを認識することができ、この際には、接地電極１００を埋設した地中２００の電圧Ｖｇが１０Ｖ以下であるか否かを判定するために電圧Ｖｇを測定する。

この電圧Ｖｇの測定では、電圧測定モードを選択した状態で、図６に示すように、プローブ７ａを接地電極１００に接続すると共に、プローブ７ｂを商用電源のコールド側端子３００ｃに接続する。続いて、整流平滑回路２が、プローブ７ａ，７ｂを介して入力した電圧Ｖｇを整流・平滑化して電圧Ｖｓを出力する。

この場合、例えば、電圧Ｖｇの値が４Ｖのとき（つまり、電圧Ｖｇが１５Ｖ以下のとき）には、上記したように、電圧Ｖｓが比較電圧Ｖｒ以下となるため、レンジ特定回路３のオペアンプ１１が作動信号Ｓｏを出力せずに、スイッチ２２ａ，２２ｂがオフ状態に維持される。したがって、制御信号出力回路４のオペアンプ２１は、オフセット電圧Ｖｏの加算を行うことなく、電圧Ｖｓを高い利得で増幅して４Ｖの電圧Ｖｇに応じた値の制御信号Ｓｉを出力する。

次いで、指示メータ６が、制御信号Ｓｉの値に応じた振れ量で指針３２を振らせて電圧Ｖｇの測定値を指示する。この場合、制御信号Ｓｉが４Ｖの電圧Ｖｇに応じた値であるため、図７に示すように、電圧Ｖｇの測定値が含まれる低電圧用測定レンジに対応する低電圧用スケール４１ａの４Ｖを示す位置近傍に指針３２が振れて、４Ｖの測定値が指示される。

一方、図１０に示す従来の接地抵抗計では、２つの測定レンジに対応する２つのスケール５０１，５０２が同じ長さで上下に並べられた状態でパネルに標示されているため、２つのスケール５０１，５０２の２つの異なる数値が指針５０３によって指示される結果、測定値の読み取り間違いが生じるおそれがある。これに対して、この接地抵抗計１では、上記したように、電圧Ｖの測定値が低電圧用測定レンジに含まれているときには低電圧用測定レンジに対応する低電圧用スケール４１ａにおいて指針３２が振れ、電圧Ｖの測定値が高電圧用測定レンジに含まれているときには高電圧用測定レンジに対応する高電圧用スケール４１ｂにおいて指針３２が振れる。つまり、この接地抵抗計１では、指針３２によって指示される数値が、いずれか一方の電圧用スケール４１における１つの数値だけに限られる。このため、この接地抵抗計１では、従来の接地抵抗計とは異なり、測定値の読み取り間違いを確実に防止することが可能となっている。また、この接地抵抗計１では、電圧測定モードが選択されている状態において、測定値が含まれる測定レンジをレンジ特定回路３が特定して、制御信号出力回路４が、レンジ特定回路３によって特定された測定レンジに対応する電圧用スケール４１において指針３２が振れる振れ量となる制御信号Ｓｉを出力する（つまり、レンジ特定回路３が低電圧用測定レンジと高電圧用測定レンジとを自動的に切り替える）。このため、この接地抵抗計１では、切り替えスイッチを操作して測定レンジを選択する構成とは異なり、測定レンジの選択誤り起因して不正確な測定値が指示される事態が確実に防止されている。

ここで、上記した電圧Ｖｇの測定において、その測定値が１０Ｖを超えるときには、漏電が生じているおそれがあり、この際には２電極法による正確な接地抵抗Ｒｘの測定が困難となる。したがって、地電圧の測定値が１０Ｖを超えるときには、測定を中断して漏電の有無を検査する必要がある。一方、上記したように電圧Ｖｇの測定値が１０Ｖ以下（上記の例では４Ｖ）のときには、２電極法による正確な接地抵抗Ｒｘの測定が可能なため、続いて、２電極法による接地抵抗Ｒｘの測定を行う。

この２電極法による接地抵抗Ｒｘの測定では、モード切り替えスイッチを操作して、接地抵抗測定モードを選択する。この際に、抵抗測定回路５とプローブ７ａ，７ｂとが接続されて、抵抗測定回路５によって生成された測定用電流Ｉｍがプローブ７ａ，７ｂ間に供給される。次いで、図６に示すように、プローブ７ａを接地電極１００に接続すると共に、プローブ７ｂを商用電源のコールド側端子３００ｃに接続する。これにより、プローブ７ａ，７ｂ間に供給された測定用電流Ｉｍが、接地電極１００および、図外の柱上変圧器介してコールド側端子３００ｃに接続されている接地電極４００に供給される。また、接地電極１００，４００に対する測定用電流Ｉｍの供給に伴い、接地電極１００，４００間に電圧Ｖが生じる。

次いで、抵抗測定回路５が、プローブ７ａ，７ｂを介して入力した接地電極１００，４００間の電圧Ｖに基づき、指針３２の振れを電圧Ｖの値に応じた（つまり、接地抵抗Ｒｘと接地抵抗Ｒｏとの合計抵抗の測定値に応じた）振れ量に制御する制御信号Ｓｉを出力する。続いて、指示メータ６が、図８に示すように、抵抗用スケール４２において、制御信号Ｓｉの値に応じた振れ量で指針３２を振らせる。これにより、同図に示すように、接地抵抗Ｒｘと接地抵抗Ｒｏとの合計抵抗の測定値が指示される。この場合、柱上変圧器における２次側の中性点に接続されている接地電極４００の接地抵抗Ｒｏは、一般的に、無視することができる程度に十分に小さい。このため、指針３２によって指示された測定値を接地電極１００についての接地抵抗Ｒｘの測定値とすることができる。以上により、２電極法による接地抵抗Ｒｘの測定が完了する。

このように、この接地抵抗計１では、同種の物理量としての電圧Ｖの測定値を示す２つの電圧用スケール４１が２つの測定レンジにそれぞれ対応して標示されたパネル３１および１つの指針３２を有する指示メータ６を備え、指針３２が振れている状態において１つの電圧用スケール４１と指針３２とが交差状態となりかつ他の電圧用スケール４１と指針３２とが非交差状態となるように各電圧用スケール４１がパネル３１に標示され、電圧Ｖの測定値が含まれる測定レンジに対応する電圧用スケール４１において指針３２が振れる。このため、この接地抵抗計１によれば、電圧Ｖの測定値が低電圧用測定レンジに含まれているときには低電圧用測定レンジに対応する低電圧用スケール４１ａにおいて指針３２によって測定値が指示され、電圧Ｖの測定値が高電圧用測定レンジに含まれているときには高電圧用測定レンジに対応する高電圧用スケール４１ｂにおいて指針３２によって測定値が指示される。したがって、この接地抵抗計１によれば、２つの測定レンジに対応する２つのスケールが同じ長さで上下に並べられた状態でパネルに標示されて２つのスケールにおける２つの異なる数値が１つの指針によって指示される従来の接地抵抗計とは異なり、指針３２によって指示される数値が、いずれか一方の電圧用スケール４１における１つの数値だけに限られるため、測定値の読み取り間違いを確実に防止することができる。

また、この接地抵抗計１によれば、測定値が含まれる測定レンジを特定するレンジ特定回路３を備えたことにより、電圧Ｖの測定値に応じて測定レンジが自動的に選択されるため、切り替えスイッチを操作して測定レンジを選択する構成とは異なり、測定レンジの選択誤り起因して不正確な測定値が指示される事態を確実に防止することができる。

また、この接地抵抗計１によれば、接地抵抗Ｒｘの値を示す抵抗用スケール４２を電圧用スケール４１に沿ってパネル３１に標示し、接地抵抗Ｒｘの測定モードが選択されたときに抵抗用スケール４２において指針３２が振れることにより、電圧Ｖおよび接地抵抗Ｒｘの２つの物理量を指示する機能を１つのパネル３１および１つの指針３２（１つの指示メータ６）で実現することができるため、各物理量を別々のパネル３１や指針３２で指示する構成と比較して接地抵抗計１を安価にしかもコンパクトに構成することができる。

なお、低電圧用スケール４１ａおよび高電圧用スケール４１ｂを１つの円弧上において互いに離間した状態でパネル３１に標示した構成例について上記したが、図９に示すように、低電圧用スケール４１ａおよび高電圧用スケール４１ｂを半径が互いに異なる円弧状として、指針３２が振れている状態において１つの電圧用スケール４１と指針３２とが交差状態となりかつ他の電圧用スケール４１と指針３２とが非交差状態となるようにパネル３１に標示した指示メータ１０６を採用することもできる。

また、弧を描くように指針３２を振らせる（指針３２を回動させる）構成例について上記したが、直線的に移動するように指針３２を振らせる構成を採用することもできる。この構成を採用したときには、低電圧用スケール４１ａと高電圧用スケール４１ｂとを１つの円弧上において互いに離間させた状態でパネル３１に標示する構成に代えて、これらの電圧用スケール４１を１つの直線上において互いに離間させた状態でパネル３１に標示する構成を採用することができる。また、１つの直線に代えて、平行な２つの直線上においてそれぞれ１つの電圧用スケール４１を標示して、指針３２が振れている状態において１つの電圧用スケール４１と指針３２とが交差状態となりかつ他の電圧用スケール４１と指針３２とが非交差状態となるようにパネル３１に標示した指示メータを採用することもできる。

また、２つの測定レンジに対応する２つの電圧用スケール４１をパネル３１に標示した構成例について上記したが、３つ以上の測定レンジに対応する３つ以上の電圧用スケール４１をパネル３１に標示することもでき、指針３２が振れている状態において１つの電圧用スケール４１と指針３２とが交差状態となりかつ他の電圧用スケール４１と指針３２とが非交差状態となるように（一例として、１つの線分上において互いに離間した状態で）各電圧用スケール４１をパネル３１に標示することで、上記した効果と同様の効果を実現することができる。

さらに、接地抵抗Ｒｘについても複数の測定レンジを規定して、各測定レンジにそれぞれ対応する複数の抵抗用スケール４２をパネル３１に標示することもでき、指針３２が振れている状態において１つの抵抗用スケール４２と指針３２とが交差状態となりかつ他の抵抗用スケール４２と指針３２とが非交差状態となるように（一例として、１つの線分上において互いに離間した状態で）各電圧用スケール４１をパネル３１に標示することで、上記した効果と同様の効果を実現することができる。また、物理量の一例としての電圧Ｖ、および他の物理量の一例としての接地抵抗Ｒｘを測定可能に構成された接地抵抗計１を例に挙げて説明したが、電圧Ｖおよび接地抵抗Ｒｘ以外の物理量（例えば、電流、電力、温度、速度など）を測定する各種の測定装置に適用することができる。また、制御信号Ｓｉとして、電流値を規定して指示メータ６に出力する例について上記したが、制御信号Ｓｉとして、電圧値を規定して出力する構成を採用することもできる。また、指示メータ６における指針３２の振れ量を制御する構成（整流平滑回路２、レンジ特定回路３および制御信号出力回路４など）は上記の構成に限定されず、各種の公知回路を採用することができる。

１接地抵抗計
３レンジ特定回路
４制御信号出力回路
５抵抗測定回路
６，１０６指示メータ
３１パネル
３２指針
４１ａ低電圧用スケール
４１ｂ高電圧用スケール
４２抵抗用スケール
Ｒｘ接地抵抗
Ｓｉ制御信号
Ｓｏ作動信号
Ｖ，Ｖｇ，Ｖｃ電圧

Claims

物理量の測定値を示す複数のスケールとしての当該測定値が低い低測定レンジに対応する低測定レンジ用スケールと当該測定値が高い高測定レンジに対応する高測定レンジ用スケールとが標示されたパネル、および１つの指針を有して前記各スケールにおいて当該指針を振らせて前記測定値を指示するメータと、前記指針の振れを前記測定値に応じた振れ量に制御する制御信号を前記メータに出力する制御信号出力回路とを備え、
前記低測定レンジ用スケールおよび前記高測定レンジ用スケールは、前記指針が振れている状態において当該低測定レンジ用スケールおよび当該高測定レンジ用スケールのいずれか一方と当該指針とが交差状態となり、かつ当該低測定レンジ用スケールおよび当該高測定レンジ用スケールの他方と当該指針とが非交差状態となるように前記パネルに標示されると共に、前記測定値が０のときに位置すべき前記高測定レンジ用スケールの位置が当該高測定レンジ用スケールにおける最小値を示す位置と前記低測定レンジ用スケールにおける最大値を示す位置との間に位置するように規定されている測定装置。
前記測定値が含まれる測定レンジとしての前記低測定レンジおよび前記高測定レンジのいずれかを特定してその旨を示す特定信号を前記制御信号出力回路に出力するレンジ特定回路を備え、
前記制御信号出力回路は、前記特定信号に従い、前記特定されたいずれかの測定レンジに対応する前記スケールにおいて前記指針が振れる振れ量となる前記制御信号を前記メータに出力する請求項１記載の測定装置。
前記パネルには、前記物理量とは異なる他の種類の物理量の測定値を示す他のスケールが前記スケールに沿って標示され、
前記制御信号出力回路は、前記他の種類の物理量の測定が選択されたときに、前記指針の振れを前記他の種類の物理量の測定値に応じた振れ量に制御する前記制御信号を前記メータに出力する請求項１または２記載の測定装置。