JP6285705B2 - 測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、たとえば電流、電圧および抵抗等の電気的なパラメータを測定するための測定装置に関する。

電流、電圧や抵抗といった電気的なパラメータを測定するためのマルチメータには、たとえば特許文献１に示すようなものがある。特許文献１に示すマルチメータは、ノブを有するロータリスイッチを備えていて、そのノブを掴んでロータリスイッチを回転可能となっている。そして、ノブが示すポジションにロータリスイッチを回転させることにより、電流や電圧等の電気的パラメータを、所望のスケールで測定することが可能となっている。

ここで、特許文献１のマルチメータは、テストリードのピンプラグを差し込むための複数の入力端子孔を備えているが、かかる入力端子孔は、ロータリスイッチの回転と連動するシャッタ板によって、特定の入力端子孔のみが開放する構成となっている。

特開平１０−２４６７３７号公報

ところで、特許文献１に開示のマルチメータにおいては、測定に関係のない入力端子孔を、シャッタ板で閉じることを可能としている。しかしながら、電流を測定した後に、ロータリスイッチを電圧測定のポジションに切り替えるのを忘れると、低い入力インピーダンスの状態で、活電部に電気的に接続されてしまう。すると、ユーザにとって予期せぬ大電流がマルチメータに流れてしまう虞がある。

また、このような大電流が流れてしまうと、ヒューズが切れてしまうので、再度の測定のためにヒューズを交換する等の手間も生じる。

本発明は上記の事情にもとづきなされたもので、その目的とするところは、切替手段で電圧測定を行うように切り替えるのを忘れた場合でも、大電流が流れるのを防止可能な測定装置を提供しよう、とするものである。

上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によると、測定対象の電気的パラメータを測定する測定装置であって、測定対象に接触するテストリードの接続端子と電気的に接続される入力端子部と、入力端子部から入力される電力に基づいて測定対象の電気的パラメータを測定する測定処理を行う測定処理部と、測定処理部で測定処理がなされる電気的パラメータを切り替える切替手段と、オン状態では入力端子部を介して測定処理部へ向かう電力の導通を許容し、オフ状態では電力の導通を遮断するスイッチ手段と、スイッチ手段の作動を制御する制御手段と、を具備し、制御手段は、測定処理部で電気的パラメータのうち電流測定を行う場合には、予めスイッチ手段をオフ状態とすると共に、そのオフ状態でスイッチ手段のオン状態とする操作がなされた場合にはオン状態とする制御を行うと共に、制御手段は、測定処理部で測定される電流が一定値以下の状態が所定時間継続したときには、スイッチ手段をオフ状態とする制御を行う、ことを特徴とする測定装置が提供される。

さらに、本発明の他の側面は、上述の発明において、制御手段は、電流測定を行う場合には、報知手段を作動させて電流測定を行う旨を報知させる、ことが好ましい。

本発明によると、切替手段で電圧測定を行うように切り替えるのを忘れた場合でも、大電流が流れるのを防止可能な測定装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る測定装置の概略的な構成を示すブロック図である。 図１の測定装置の構成を示す平面図である。 図１の測定装置の構成を示す部分的な平面図であり、孔部がシャッタ板で塞がれている状態の一例を示す図である。

以下、本発明の一実施の形態に係る測定装置１０について、図面に基づいて説明する。

＜測定装置１０の概略構成について＞
図１は、測定装置１０の概略的な構成を示すブロック図である。また、図２は、測定装置１０の構成を示す平面図である。

測定装置１０は、たとえば電流、電圧および抵抗等の電気的なパラメータを測定可能なデジタルマルチメータである。この測定装置１０の装置本体２０は、入力端子部２１と、測定処理部２２と、制御部２３と、操作部２４と、記憶部２５と、表示部２６と、過電流保護部２７とを有し、さらにスイッチ部２８を有している。

入力端子部２１は、たとえばバナナプラグ等のような、テストリードＴの接続端子Ｔ１を差し込む部分を備えている。この入力端子部２１には、基準端子部２１ａ（ＣＯＭ端子）と、電流測定用端子部２１ｂと、電圧測定用端子部２１ｃとが存在している。なお、電圧測定用端子部２１ｃでは、電圧以外にも抵抗、コンダクタンス、ダイオード測定、静電容量、電気的導通、温度他を検出可能としても良い。また、図１に示す構成では、電流測定用端子部２１ｂは、測定レンジの異なるものが２つ設けられている。しかしながら、電流測定用端子部２１ｂは、１つのみ設けられる構成を採用しても良く、３つ以上設ける構成を採用しても良い。

測定処理部２２は、入力端子部２１を介してテストリードＴから取得された電気信号（電力）と、制御部２３での制御に基づいて、測定対象（活電部）の電気的パラメータを測定する処理を行い、その測定結果を制御部２３に出力する。

また、制御部２３は、測定装置１０の全体の制御を行うが、測定処理部２２から出力された測定結果を表示部２６に表示させたり、その測定結果を記憶部２５に記憶させる処理を行う。なお、制御部２３は、制御手段に対応するが、装置本体２０の他の構成を制御手段の構成要素に含めるようにしても良い。かかる他の構成としては、たとえば記憶部２５等が挙げられる。

操作部２４は、ロータリスイッチ２４１や各種の操作ボタン２４２を有している。この操作部２４は、ロータリスイッチ２４１のポジションに応じた操作信号や各種の操作ボタン２４２のボタン操作に応じた操作信号を、制御部２３に出力する。なお、操作部２４は、切替手段に対応する。

また、記憶部２５は、ＲＯＭ、ＲＡＭやフラッシュメモリのような制御部２３での演算結果を一時的に記憶したり、制御部２３での指示に基づいて測定結果を記憶する部分である。さらに記憶部２５は、制御部２３で動作する処理プログラムや、各種の処理用データを記憶する部分である。また、例えば、その全部または一部がＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などのディスプレイ装置で構成されている。表示部２６は、制御部２３が実行した各処理の結果を画面上に表示させる。なお、表示部２６は、後述するハウジング１００の操作面１００ａに露出している。

過電流保護部２７は、ヒューズを有しており、入力端子部２１からの過電流の導通に対して装置本体２０を保護する。

スイッチ部２８は、制御部２３での制御に基づいて、入力端子部２１から測定処理部２２に向かう回路を接続したり切断したりする。なお、スイッチ部２８は、スイッチ手段に対応する。このスイッチ部２８は、スイッチボタン２８ａを有し、そのスイッチボタン２８ａは後述するハウジング１００の操作面１００ａに露出している。また、スイッチ部２８は、電流を測定する場合には、入力端子部２１から測定処理部２２に向かう回路を切断する（オフ状態とする）が、スイッチボタン２８ａが押された場合には、入力端子部２１から測定処理部２２に向かう回路を接続する（オン状態とする）ように、制御部２３によって制御される。ただし、測定を開始してから、測定された電流が一定値以下の状態が所定の時間だけ継続すると、スイッチ部２８は、入力端子部２１から測定処理部２２に向かう回路を切断するように、制御部２３によって制御される。

かかる電流の「一定値」としては、たとえば電流を測定する測定レンジにおけるフルスケールの０．１％以下とするものがあるが、それ以外の値としても良い。また、回路を切断する「所定の時間」としては、作業者が、ある測定対象から次の測定対象へと移行する作業時間よりも短い方が好ましい。そのような「所定の時間」としては、たとえば１秒以下であることが好ましい。ただし、交流では周期的に電流値が低い状態が出現するので、「所定の時間」としては、たとえば商用の交流電源の１／６０よりも長い時間とするのが好ましい。そのような「所定の時間」としては、たとえば０．３秒程度とするものがある。

なお、スイッチ部２８としては、たとえばＳｉＣ（シリコンカーバイド）製のＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）等のような半導体スイッチ素子がある。半導体スイッチとしては、上記のＭＯＳＦＥＴのようなＦＥＴを利用したもの以外に、バイポーラトランジスタを用いたスイッチ、ＰＩＮダイオード（p-intrinsic-n Diode）のようなダイオードスイッチを始めとした種々の半導体スイッチを用いることができる。また、半導体スイッチ以外の種々のスイッチ（たとえば機械的なスイッチ、静電力や電磁気力を利用したスイッチ等）を用いても良い。

図２に示すように、装置本体２０は、その全体がハウジング１００によって覆われている。ハウジング１００の操作面１００ａには、上述した表示部２６が視認可能な状態に設けられている。

また、ハウジング１００には、孔部１０１を介して、ロータリスイッチ２４１の操作つまみ２４１ａが回転可能に取り付けられている。ロータリスイッチ２４１は、操作つまみ２４１ａを有していて、この２４１ａを把持してロータリスイッチ２４１を回転させることができる。かかる回転により、ロータリスイッチ２４１を、特定の回転ポジションに位置させることを可能としている。そして、その回転ポジションに位置すると、設定されているレンジで、所望の電気的パラメータを測定可能な状態となる。なお、回転ポジションとしては、種々の電気的パラメータの測定に対応付けることが可能であるが、そのような電気的パラメータとしては、直流電圧、交流電圧、直流電圧と交流電圧の同時測定、直流電流、交流電流、直流電流と交流電流の同時測定、抵抗、コンダクタンス、静電容量、周波数、ダイオード測定、測定レンジの変更、電気的導通の検出、温度等を始めとする種々のものがある。

また、ハウジング１００の操作面１００ａには、テストリードＴの接続端子Ｔ１が差し込まれる孔部１０２が設けられていて、この孔部１０２からは入力端子部２１が操作面１００ａに露出している。

図３は、測定装置１０の構成を示す部分的な平面図であり、孔部１０２がシャッタ板３０で塞がれている状態の一例を示す図である。図３に示すように、孔部１０２は、シャッタ板３０で塞ぐことを可能としている。シャッタ板３０は、基準端子部２１ａを塞ぐことなく常に開放している。しかし、シャッタ板３０は、電流測定用端子部２１ｂと電圧測定用端子部２１ｃのうち、操作つまみ２４１ａの回転ポジションが示す測定とは関係のないものを塞ぐ。そのため、シャッタ板３０は、上述のロータリスイッチ２４１に連動する。

また、操作面１００ａには、スイッチ部２８を構成するスイッチボタン２８ａが設けられている。スイッチボタン２８ａは、ユーザによって押し込み可能に設けられている。そして、スイッチボタン２８ａが押し込まれた場合には、スイッチ部２８は、測定を開始してから、測定された電流が一定値以下の状態が所定の時間だけ継続するまでの間、入力端子部２１から測定処理部２２に向かう回路を接続された状態とする。

なお、上述の構成に加えて更に、電流測定を行う場合には、制御部２３での制御に基づいて電流測定を行う旨を報知させる報知手段を備える構成としても良い。このような報知手段としては、たとえばブザー等の音を生じさせるものや、表示部２６を通常とは異なる所定の色で表示させたり、表示部２６の表示や色を周期的に変更したり（この変更の一例としては、点滅するようなものも含まれる）、振動モータで振動を与えるようにしても良い。

＜作用について＞
以上のような構成を有する測定装置１０の作用について、以下に説明する。測定装置１０を用いて、電気的なパラメータの測定を行う場合、ユーザは、ロータリスイッチ２４１の操作つまみ２４１ａを把持して、ロータリスイッチ２４１を回転させて、所望の回転ポジションに位置させる。すると、シャッタ板３０は、測定とは関係のない入力端子部２１を塞ぐ。具体的には、シャッタ板３０は、基準端子部２１ａを塞ぐことなく常に開放するものの、電流測定用端子部２１ｂと電圧測定用端子部２１ｃのうち、関係ないものを閉塞する。

たとえば、ロータリスイッチ２４１の操作つまみ２４１ａが、電流を測定する回転ポジションに位置している場合には、シャッタ板３０は、回転ポジションに対応する測定レンジの電流測定用端子部２１ｂを開放するが、それとは関係のない測定レンジの電流測定用端子部２１ｂや電圧測定用端子部２１ｃを塞ぐ。また、ロータリスイッチ２４１の操作つまみ２４１ａが、電圧を測定する回転ポジションに位置している場合には、シャッタ板３０は、電流測定用端子部２１ｂを塞ぐ。そして、ユーザは、基準端子部２１ａと、電流測定用端子部２１ｂと電圧測定用端子部２１ｃのうち、シャッタ板３０で塞がれていないもの（開放しているもの）に、テストリードＴの接続端子Ｔ１を差し込む。それにより、測定対象（活電部）の測定を行える状態となる。

このように、シャッタ板３０は、測定とは関係のない入力端子部２１を塞ぐので、誤った入力端子部２１にテストリードＴの接続端子Ｔ１が差し込まれるのが防止され、それによって誤った測定は行われないはずである。

しかしながら、次のような場合、問題が生じる。すなわち、たとえば電流を測定した後に、電圧を測定しようとしたとき、ユーザがロータリスイッチ２４１の操作つまみ２４１ａを、電圧を測定する回転ポジションに切り替えるのを忘れてしまうと、電流測定のための低い入力インピーダンスの状態で、測定対象（活電部）に電気的に接続されてしまう。すると、予期せぬ大電流が装置本体２０に流れてしまう。それにより、過電流保護部２７のヒューズが切れる等の不具合がある。

この場合、ユーザは、本来であれば、電圧を測定する回転ポジションに、ロータリスイッチ２４１の操作つまみ２４１ａを位置させるべきである。しかし、その回転操作を忘れてしまうと、シャッタ板３０は、電流測定用端子部２１ｂは開放したままで、電圧測定用端子部２１ｃを塞いだ状態となってしまう。このため、誤った測定を防ぐことはできない。

これに対して、本実施の形態では、電流測定を行う場合には、スイッチ部２８は、入力端子部２１から測定処理部２２に向かう回路を切断する状態としている。そして、スイッチボタン２８ａが押された場合には、制御部２３での制御に基づいて、スイッチ部２８は、入力端子部２１から測定処理部２２に向かう回路を接続するように制御している。なお、測定を開始してから、測定された電流が一定値以下の状態が所定の時間だけ継続すると、制御部２３での制御に基づいて、スイッチ部２８は、入力端子部２１から測定処理部２２に向かう回路をオフ状態とする。

このため、ユーザが電圧を測定しようとしても、電流測定に対応付けたスイッチボタン２８ａが押されない限りは、測定装置１０では測定ができない状態（測定不能の状態）となってしまう。それにより、ユーザは、ロータリスイッチ２４１の操作つまみ２４１ａを、電圧を測定する回転ポジションに切り替え忘れていることに気付く。そして、ユーザは、テストリードＴの接続端子Ｔ１を電圧測定用端子部２１ｃから抜いて、ロータリスイッチ２４１の操作つまみ２４１ａを、電圧を測定する回転ポジションに切り替える。その後に、ユーザは、接続端子Ｔ１を電流測定用端子部２１ｂに差し込む。

そして、以後、ユーザは、スイッチボタン２８ａを押し込むことで、測定対象（活電部）の電流測定を、正しく行うことが可能となる。なお、一般的に、電流測定を行う場合には、クリップ形のテストリードを用い、そのクリップ形のリードのクリップ部分は、測定対象を挟み込む。そのため、片手で測定装置１０を持ちながら、もう一方の片手でスイッチボタン２８ａを押すことができ、無理なくスイッチボタン２８ａを押し込むことができる。

ここで、上記とは逆に、電圧を測定した後に、電流を測定しようとするときには、ユーザがロータリスイッチ２４１の操作つまみ２４１ａを、電流を測定する回転ポジションに切り替えるのを忘れてしまったとしても、装置本体２０では、電圧測定のための高い入力インピーダンスの状態のため、過電流保護部２７のヒューズが切れる等の不具合は特に生じない。かかるヒューズが切れる等の不具合が発生しないため、この場合には、ユーザは、表示部２６で表示される電気的なパラメータを見る等で、自身の測定誤りに直ぐに気が付く。そのため、この場合には、スイッチ部２８は、入力端子部２１から測定処理部２２に向かう回路を切断する状態とはしていない。

このように、電圧を測定する場合には、スイッチボタン２８ａを押し込まずに済むものの、電流を測定する場合にのみ、スイッチボタン２８ａを押し込む構成としている。それにより、電圧を測定しようしているにも拘らず、測定ができない状態となると、電圧を測定する回転ポジションに、ロータリスイッチ２４１の操作つまみ２４１ａを替え忘れていることに気付かせることができる。

＜効果について＞
以上のような構成の測定装置１０によると、制御部２３は、測定処理部２２で電気的パラメータのうち電流測定を行う場合には、予めスイッチ部２８をオフ状態とする。そして、そのオフ状態でスイッチ部２８のオン状態とする操作がなされると、制御部２３は、スイッチ部２８をオン状態となるように制御して、測定処理部２２で電流測定が行われる。このため、たとえば電流を測定した後に、操作つまみ２４１ａを操作して、電圧測定を行うようにロータリスイッチ２４１を切り替えるのを忘れた場合でも、スイッチボタン２８ａを押さない限りは、装置本体２０に予期せぬ大電流が流れてしまうのを防止可能となる。そのため、過電流保護部２７のヒューズが予期せずに切れるのを防止可能となる。

また、ユーザが電圧を測定しようとしても、電流測定に対応付けたスイッチボタン２８ａを押し込まない限りは、測定装置１０では測定ができない状態となってしまう。このような測定不能の状態が生じるため、ユーザは、ロータリスイッチ２４１の操作つまみ２４１ａを、電圧を測定する回転ポジションに切り替え忘れていることに気付かせることができる。

また、電流の測定を行う場合には、スイッチボタン２８ａを押し込めば良く、その押し込みを行った場合には、制御部２３での制御に基づいて、入力端子部２１から測定処理部２２に向かう回路が接続される。そのため、ユーザは、電流測定を容易に行うことが可能となる。

また、ユーザは、電圧測定を行う場合と、電流測定を行う場合とで、測定装置１０の操作が異なり、両者を区別することができる。そのため、大電流が装置本体２０に流れる虞のある電流測定に対する意識を高めさせることができる。

さらに、本実施の形態では、制御部２３は、測定処理部２２で測定される電流が一定値以下の状態が所定時間継続したときには、スイッチ部２８をオフ状態とする制御を行っている。このため、電流の測定を新たに行う場合には、スイッチボタン２８ａを押し込んで、スイッチ部２８をオン状態とする動作が必要となり、電流測定を行うという意識をユーザに生じさせることができる。また、電流が一定値以下の状態が所定時間継続すると、スイッチ部２８をオフ状態となるように制御部２３で制御されるので、ユーザが次々と種々の測定対象（活電部）にテストリードＴを接触させて測定を行う場合において、誤って電圧測定から電流測定へとロータリスイッチ２４１を切り替えるのを忘れた場合でも、装置本体２０を大電流から保護することが可能となる。

さらに、本実施の形態では、制御部２３は、電流測定を行う場合には、報知手段を作動させて電流測定を行う旨を報知させるように構成することもできる。このように構成する場合には、ユーザに、装置本体２０が電流を行う設定となっている、という認識を高めさせることが可能となる。それにより、電圧を測定する意図であった場合には、ロータリスイッチ２４１の切り替え忘れを、一層確実に気付かせることが可能となる。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となっている。以下、それについて述べる。

上述の実施の形態においては、スイッチボタン２８ａを押し込むことで、電流測定を可能とするものの、制御部２３は、電流が一定値以下の状態が所定時間継続すると、オフ状態となるようにスイッチ部２８を作動させている。しかしながら、このような動作とはせずに、異なる動作としても良い。たとえば、スイッチボタン２８ａを押しっぱなしとしている場合には、制御部２３は、電流が一定値以下の状態が所定時間以上継続しても、オフ状態とならないようにスイッチ部２８を制御しても良い。

また、上述の実施の形態では、スイッチ部２８は、電流を測定する場合に押し込まれるものとしている。しかしながら、このようなスイッチ部２８とは異なるスイッチ部を設けるようにしても良い。たとえば、電圧を測定する場合に押し込まれるスイッチ部を、別途設けるようにしても良い。この場合、電流を測定する場合に押し込まれるスイッチ部２８と、電圧を測定する場合に押し込まれるスイッチ部が別々に存在することにより、ユーザが電圧を測定しようとして、電圧測定用のスイッチを押したにも拘わらず、電圧測定を行うようにロータリスイッチ２４１を切り替えるのを忘れた場合、たとえば上述の報知手段を作動させて、ロータリスイッチ２４１の切り替え忘れをしている旨を報知させるようにしても良い。

また、上述の実施の形態においては、測定装置１０（装置本体２０）として、図１に示すものが開示されている。しかしながら、次のように構成しても良い。すなわち、基準端子部２１ａと電流測定用端子部２１ｂの間に電圧を検出する回路を設け、所定の電圧（例えば５Ｖ）より大きい電圧が検出されたら、スイッチボタン２８ａを押しても入力端子部２１から測定処理部２２に向かう回路が接続されないように構成しても良い。

また、上述の実施の形態では、スイッチボタン２８ａとして、操作面１００ａに存在する押し込み式のボタンが開示されている。しかしながら、スイッチボタン２８ａは、どのようなものでも良い。たとえばダイヤル式のスイッチや、スライド式のスイッチを始めとして、種々のスイッチを用いることが可能である。

また、上述の実施の形態では、測定装置１０として、種々の電気的パラメータを測定可能なデジタルマルチメータとしている。しかしながら、測定装置は、アナログ表示式のマルチメータであっても良い。

１０…測定装置、２０…装置本体、２１…入力端子部、２１ａ…基準端子部、２１ｂ…電流測定用端子部、２１ｃ…電圧測定用端子部、２２…測定処理部、２３…制御部（制御手段に対応）、２４…操作部（切替手段に対応）、２５…記憶部、２６…表示部、２７…過電流保護部、２８…スイッチ部（スイッチ手段に対応）、２８ａ…スイッチボタン、３０…シャッタ板、１００…ハウジング、１００ａ…操作面、１０１，１０２…孔部，２４１…ロータリスイッチ、２４２…操作ボタン、Ｔ…テストリード、Ｔ１…接続端子

Claims (2)

1. 測定対象の電気的パラメータを測定する測定装置であって、
   測定対象に接触するテストリードの接続端子と電気的に接続される入力端子部と、
   前記入力端子部から入力される電力に基づいて前記測定対象の電気的パラメータを測定する測定処理を行う測定処理部と、
   前記測定処理部で測定処理がなされる前記電気的パラメータを切り替える切替手段と、
   オン状態では前記入力端子部を介して前記測定処理部へ向かう電力の導通を許容し、オフ状態では前記電力の導通を遮断するスイッチ手段と、
   前記スイッチ手段の作動を制御する制御手段と、
   を具備し、
   前記制御手段は、前記測定処理部で前記電気的パラメータのうち電流測定を行う場合には、予め前記スイッチ手段を前記オフ状態とすると共に、そのオフ状態で前記スイッチ手段の前記オン状態とする操作がなされた場合には前記オン状態とする制御を行うと共に、
   前記制御手段は、前記測定処理部で測定される電流が一定値以下の状態が所定時間継続したときには、前記スイッチ手段を前記オフ状態とする制御を行う、
   ことを特徴とする測定装置。
2. 請求項１記載の測定装置であって、
   前記制御手段は、前記電流測定を行う場合には、報知手段を作動させて電流測定を行う旨を報知させる、
   ことを特徴とする測定装置。

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