JP6829026B2

JP6829026B2 - 測定装置

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Publication number: JP6829026B2
Application number: JP2016160929A
Authority: JP
Inventors: 中村　哲也; 哲也中村; 祐太赤松
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2016-08-19
Filing date: 2016-08-19
Publication date: 2021-02-10
Anticipated expiration: 2036-08-19
Also published as: JP2018028492A

Description

本発明は、抵抗、コンデンサおよびダイオードを測定対象として、その被測定量を測定する測定装置に関するものである。

この種の測定装置の一例として、本願出願人は、下記の特許文献１に開示された測定装置（マルチメータ）を既に提案している。この測定装置は、複数の測定機能（抵抗測定機能、コンデンサ測定機能およびダイオード測定機能）のうちの１つを選択するためのロータリースイッチを備え、ロータリースイッチに対する使用者の操作によって選択された測定機能に基づき、接続された測定対象の被測定量を測定可能に構成されている。

特開２０１４−１０００７号公報（第２−５頁、第１図）

ところが、上記した測定装置には、以下のような改善すべき課題が存在している。すなわち、この測定装置では、使用者がロータリースイッチを操作して測定機能を選択する構成のため、人為的なミスにより、この選択された測定機能と測定対象とが一致しない事態が生じることがあり、この場合には、ロータリースイッチを再度操作して測定対象（つまり、被測定量）に合致した測定機能を選択し直す必要があるという改善すべき課題が存在している。

本発明は、かかる課題を改善するためになされたものであり、被測定量に合致した測定機能を確実に選択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、一対の入力端子と、前記一対の入力端子間の端子間電圧を示す電圧データを出力する電圧検出部と、前記一対の入力端子間に定電流を供給可能な電流供給部と、前記定電流の供給状態において前記電圧検出部から出力される前記電圧データに基づいて前記端子間電圧の電圧値を測定すると共に、前記一対の入力端子間に接続された測定対象がダイオードのときには当該測定された電圧値に基づいて当該ダイオードの順方向電圧を被測定量として測定し、前記一対の入力端子間に接続された測定対象が抵抗またはコンデンサのときには当該測定された電圧値と当該定電流の電流値とに基づいて当該抵抗の抵抗値または当該コンデンサの容量値を被測定量として測定する被測定量測定処理を実行する処理部とを備え、前記処理部は、前記一対の入力端子間に接続されている前記測定対象がダイオードであるか抵抗であるかコンデンサであるかを特定する特定処理を実行する測定装置であって、前記一対の入力端子間に交流定電圧を供給可能な交流電圧供給部を備え、前記処理部は、前記交流定電圧の供給状態において前記電圧検出部から出力される前記電圧データのうちの当該交流定電圧の１つのゼロクロス点を中心とする所定の第１位相範囲に含まれる電圧データについての積算値を算出すると共に当該積算値がほぼゼロであるか否かに基づいて前記測定対象がダイオードであるか否かを特定する前記特定処理としての第１特定処理を実行する。

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、前記一対の入力端子間に交流定電流を供給可能な交流電流供給部を備え、前記処理部は、前記測定対象をダイオードでないと特定したときには、前記交流定電流の供給状態において前記電圧検出部から出力される前記電圧データのうちの当該交流定電流の１つのゼロクロス点を中心とする所定の第２位相範囲に含まれる電圧データについての積算値を算出すると共に当該積算値がほぼゼロであるか否かに基づいて前記測定対象が抵抗であるかコンデンサであるかを特定する前記特定処理としての第２特定処理を実行する。

請求項１記載の測定装置では、処理部が、特定処理を実行して、接続されている測定対象がダイオードであるか、抵抗であるか、コンデンサであるかを特定する。したがって、この測定装置によれば、特定処理の結果に基づいて、測定対象の被測定量に合致した測定機能を確実に選択して、この被測定量を確実に測定することができる。

また、この測定装置によれば、交流定電圧の供給状態において電圧検出部から出力される電圧データのうちの第１位相範囲に含まれる電圧データについての積算値を算出する構成のため、処理部は電圧検出部から電圧データを取得する都度、この電圧データをそれまでの積算値に加算することでこの電圧データまでの積算値を算出するという手法を採用できることから、第１位相範囲に含まれる複数の電圧データをすべて取得した後に全電圧データの積算値を算出する構成と比較して、電圧データを記憶させるためのメモリ容量を大幅に低減でき、これにより、測定装置を安価に製造することができる。

請求項２記載の測定装置によれば、交流定電流の供給状態において電圧検出部から出力される電圧データのうちの第２位相範囲に含まれる電圧データについての積算値を算出する構成のため、処理部は電圧検出部から電圧データを取得する都度、この電圧データをそれまでの積算値に加算することでこの電圧データまでの積算値を算出するという手法を採用できることから、第２位相範囲に含まれる複数の電圧データをすべて取得した後に全電圧データの積算値を算出する構成と比較して、電圧データを記憶させるためのメモリ容量を大幅に低減でき、これにより、測定装置を安価に製造することができる。

測定装置１の構成図である。測定装置１の動作を説明するためのフローチャートである。図２中の第１特定処理での動作を説明するための波形図である。図２中の第１特定処理での動作を説明するための他の波形図である。図２中の第１特定処理での動作を説明するための他の波形図である。図２中の第２特定処理での動作を説明するための波形図である。図２中の第２特定処理での動作を説明するための他の波形図である。図２中の第２特定処理での動作を説明するための他の波形図である。

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、測定装置としての測定装置１の構成について、図面を参照して説明する。

測定装置１は、図１に示すように、一対の入力端子２，３、交流電圧供給部４、交流電流供給部５、直流電流供給部６、切替部７、電圧計８、放電部９、処理部１０および出力部１１を備え、一対の入力端子２，３間に接続されている測定対象１００について、それが、ダイオードであるか、抵抗であるか、コンデンサであるかを自動的に特定すると共に、特定した測定対象１００の被測定量（特定した測定対象１００がダイオードのときには順方向電圧の電圧値Ｖｆ、抵抗のときには抵抗値Ｒ、コンデンサのときには容量値Ｃ）を自動的に測定可能に構成されている。また、測定装置１は、上記した交流電圧供給部４〜出力部１１などの各構成要素を作動させるための作動用電圧を基準電位（内部グランドＧの電位）を基準として生成する不図示の電源部を備えている。入力端子２，３のうちの一方（本例では一例として入力端子２）は、この内部グランドＧに接続されている。なお、測定対象１００としてダイオードを入力端子２，３間に接続する際には、アノード端子を入力端子３に接続し、かつカソード端子を入力端子２に接続するものとする。

交流電圧供給部４は、例えば、交流定電圧源で構成されて、予め規定された一定の電圧値（一定の振幅：既知）で、かつ一定の周期Ｔ１（既知）の交流電圧（交流定電圧）Ｖ１を、処理部１０の制御下で内部グランドＧを基準電位とする正弦波電圧として生成して不図示の出力端子から切替部７に出力可能に構成されている。また、交流電圧供給部４は、交流電圧Ｖ１を出力しているときには、交流電圧Ｖ１のゼロクロス点（立ち上がりゼロクロス点および立ち下がりゼロクロス点のうちのいずれか一方。本例では一例として、立ち上がりゼロクロス点）に同期して、トリガ信号Ｓｔ１を生成して処理部１０に出力する。また、交流電圧供給部４は、出力端子から出力される出力電流の電流値を、自らの出力電圧の上限値を超えないようにするための電流制限機能を有している。

交流電流供給部５は、例えば、交流定電流源で構成されて、予め規定された一定の電流値（一定の振幅：既知）で、かつ一定の周期Ｔ１（本例では一例として交流電圧Ｖ１と同じ周期であるが、既知であれば、交流電圧Ｖ１と異なる周期であってもよい）の交流電流（交流定電流）Ｉ１を、処理部１０の制御下で正弦波電流として生成して不図示の出力端子から切替部７に出力可能に構成されている。また、交流電流供給部５は、交流電流Ｉ１を出力しているときには、交流電流Ｉ１のゼロクロス点（立ち上がりゼロクロス点および立ち下がりゼロクロス点のうちのいずれか一方。本例では一例として、立ち上がりゼロクロス点）に同期して、トリガ信号Ｓｔ２を生成して処理部１０に出力する。また、交流電流供給部５は、交流電流Ｉ１の出力のために出力端子に発生させる出力電圧の電圧値を、自らの出力電圧の上限値を超えないようにするための電圧制限機能を有している。

直流電流供給部６は、例えば、直流定電流源で構成されて、予め規定された一定の電流値Ｉ２ａ（既知）の直流電流（直流定電流）Ｉ２を、処理部１０の制御下で生成して不図示の出力端子から切替部７にステップ信号として出力可能に構成されている。

切替部７は、例えば、リレーや半導体スイッチなどのスイッチを複数備えて構成されて、交流電圧供給部４、交流電流供給部５および直流電流供給部６と、入力端子２，３のうちの他方（本例では一例として入力端子３）との間に配設されている。また、切替部７は、処理部１０によって各スイッチのオン・オフ状態（つまり、切替部７の切替状態）が制御されることで、交流電圧供給部４、交流電流供給部５および直流電流供給部６の各出力端子のうちの選択された１つの出力端子を入力端子３に接続する。この構成により、切替部７は、交流電圧Ｖ１、交流電流Ｉ１および直流電流Ｉ２のうちの選択された１つを入力端子３に（つまり、入力端子２，３間に）供給可能となっている。

電圧計８は、一例としてデジタルサンプリング方式の電圧計で構成されて電圧検出部として機能して、入力端子２を基準（つまり、内部グランドＧの電位を基準）として入力端子３に発生している端子間電圧Ｖ２を入力インピーダンスの高い状態で入力すると共に所定のサンプリング周期（上記した交流電圧Ｖ１や交流電流Ｉ１の周期Ｔ１に対して十分に短い周期）でサンプリングすることにより、端子間電圧Ｖ２の瞬時値を示す電圧データＤｖを生成して処理部１０に出力する。

放電部９は、例えば、処理部１０によってオン・オフ状態が制御可能な不図示のスイッチと、このスイッチに直列接続された不図示の放電用抵抗（負荷）とを備えて、入力端子２，３間に接続されている。この構成により、放電部９は、このスイッチがオン状態に制御されたときには、一対の入力端子２，３間に接続された放電用抵抗により、例えば、入力端子２，３間に測定対象１００として接続されているコンデンサに蓄積されている電荷を放電することが可能となっている。一方、放電部９では、このスイッチがオフ状態に制御されたときには、一対の入力端子２，３間への放電用抵抗の接続が解除される。

処理部１０は、例えば、ＣＰＵおよびメモリ（いずれも図示せず）を備えて構成されて、交流電圧供給部４、交流電流供給部５、直流電流供給部６、切替部７および放電部９に対する制御処理を実行する。また、処理部１０は、図２に示す測定処理５０を実行する。また、処理部１０は、測定処理５０での測定結果を出力部１１に出力する出力処理を実行する。また、処理部１０のメモリには、測定処理５０において実行される後述の第１特定処理において用いられる所定の第１位相範囲の始期を規定する第１始期位相に対応する第１始期時間ｔｓ１および第１位相範囲の終期を規定する第１終期位相に対応する第１終期時間ｔｅ１と、後述の第２特定処理において用いられる所定の第２位相範囲の始期を規定する第２始期位相に対応する第２始期時間ｔｓ２および第２位相範囲の終期を規定する第２終期位相に対応する第２終期時間ｔｅ２とが予め記憶されている。

この場合、第１位相範囲は、交流電圧供給部４から交流電圧Ｖ１が出力されている状態（交流電圧Ｖ１の供給状態）において、この交流電圧Ｖ１の１つのゼロクロス点を中心とする±ａ度（ａは４５以上１８０以下の範囲内の所定値）の位相範囲をいうものとする。本例では一例として、値ａは「９０」に規定され、またこのゼロクロス点は、交流電圧供給部４がトリガ信号Ｓｔ１を出力するタイミングのゼロクロス点の次のゼロクロス点である。このため、この第１位相範囲を規定するためのゼロクロス点は、交流電圧供給部４が本例では上記のように立ち上がりゼロクロス点Ｐ１（図３などを参照）に同期してトリガ信号Ｓｔ１を出力する構成のため、この立ち上がりゼロクロス点Ｐ１の次のゼロクロス点（つまり、次の立ち下がりゼロクロス点Ｐ２）となる。よって、立ち上がりゼロクロス点Ｐ１の位相を０度としたときに、立ち下がりゼロクロス点Ｐ２の位相は１８０度であるから、第１位相範囲は、この１８０度の位相を中心とする±９０度の位相範囲（つまり、立ち上がりゼロクロス点Ｐ１の位相を０度としたときの９０度以上２７０度以下の位相範囲）として規定される。

処理部１０は、交流電圧Ｖ１の供給状態において、電圧計８から出力される電圧データＤｖのうちのこの第１位相範囲に含まれている電圧データＤｖを、第１始期時間ｔｓ１および第１終期時間ｔｅ１を用いて切り出して取得する。このため、この測定装置１では、処理部１０がトリガ信号Ｓｔ１の入力時点からの経過時間を計測して、この経過時間が第１始期時間ｔｓ１に達したときに第１位相範囲の始期が到来したと判別し、この経過時間が第１終期時間ｔｅ１に達したときに第１位相範囲の終期が到来したと判別し得るように、交流電圧Ｖ１の１周期Ｔ１に基づき、第１始期時間ｔｓ１は、Ｔ１×９０／３６０に規定され、第１終期時間ｔｅ１は、Ｔ１×２７０／３６０に規定されている。

また、第２位相範囲は、交流電流供給部５から交流電流Ｉ１が出力されている状態（交流電流Ｉ１の供給状態）において、この交流電流Ｉ１の１つのゼロクロス点を中心とする±ｂ度（ｂは４５以上９０以下の範囲内の所定値）の位相範囲をいうものとする。本例では一例として、値ｂは「９０」に規定され、またこのゼロクロス点は、交流電流供給部５がトリガ信号Ｓｔ２を出力するタイミングのゼロクロス点の次のゼロクロス点である。このため、この第２位相範囲を規定するためのゼロクロス点は、交流電流供給部５が本例では上記のように立ち上がりゼロクロス点Ｐ３（図６などを参照）に同期してトリガ信号Ｓｔ２を出力する構成のため、この立ち上がりゼロクロス点Ｐ３の次のゼロクロス点（つまり、次の立ち下がりゼロクロス点Ｐ４）となる。よって、立ち上がりゼロクロス点Ｐ３の位相を０度としたときに、立ち下がりゼロクロス点Ｐ４の位相は１８０度であるから、第２位相範囲は、この１８０度の位相を中心とする±９０度の位相範囲（つまり、立ち上がりゼロクロス点Ｐ３の位相を０度としたときの９０度以上２７０度以下の位相範囲）として規定される。

処理部１０は、交流電流Ｉ１の供給状態において、電圧計８から出力される電圧データＤｖのうちのこの第２位相範囲に含まれている電圧データＤｖを、第２始期時間ｔｓ２および第２終期時間ｔｅ２を用いて切り出して取得する。このため、この測定装置１では、処理部１０がトリガ信号Ｓｔ２の入力時点からの経過時間を計測して、この経過時間が第２始期時間ｔｓ２に達したときに第２位相範囲の始期が到来したと判別し、この経過時間が第２終期時間ｔｅ２に達したときに第２位相範囲の終期が到来したと判別し得るように、交流電流Ｉ１の１周期Ｔ１に基づき、第２始期時間ｔｓ２は、Ｔ１×９０／３６０に規定され、第２終期時間ｔｅ２は、Ｔ１×２７０／３６０に規定されている。

出力部１１は、一例として、ＬＣＤなどのディスプレイ装置で構成されて、処理部１０から出力される測定結果を入力して画面に表示する。なお、出力部１１は、ディスプレイ装置に代えて、種々のインターフェース回路で構成してもよく、例えば、メディアインターフェース回路としてリムーバブルメディアに測定結果を記憶させたり、ネットワークインターフェース回路としてネットワーク経由で外部装置に測定結果を伝送させたりする構成を採用することもできる。

次に、測定装置１の動作について、図面を参照して説明する。

測定装置１では、入力端子２，３間に測定対象１００が接続された状態において、処理部１０は、まず、放電部９に対する制御を実行して、放電部９のスイッチを初期状態としてのオフ状態から一旦オン状態に移行させた後に、再度オフ状態に移行させる。これにより、スイッチのオン状態のときに放電用抵抗が入力端子２，３間に接続されるため、仮に電荷が蓄積された状態のコンデンサが測定対象１００のときでも、放電部９がこの電荷を放電させることができて、処理部１０による測定処理５０の実行前に、端子間電圧Ｖ２の初期の電圧値をゼロボルトにすることが可能となっている。

次いで、処理部１０は、図２に示す測定処理５０を実行する。この測定処理５０では、処理部１０は、まず、第１特定処理を実行することにより、接続されている測定対象１００がダイオードであるか否かを特定する（ステップ５１）。具体的には、この第１特定処理では、処理部１０は、まず、切替部７に対する制御処理を実行して、交流電圧供給部４の出力端子と入力端子３とが接続される切替状態（図１に示す切替状態）に移行させる。また、処理部１０は、交流電圧供給部４に対する制御処理を実行して、交流電圧Ｖ１の出力を開始させる。これにより、この交流電圧Ｖ１が、切替部７、入力端子３、測定対象１００および入力端子２を介して内部グランドＧに至る経路に供給される（つまり、測定対象１００に交流電圧Ｖ１が供給される）。また、交流電圧供給部４は、交流電圧Ｖ１の出力の開始後における交流電圧Ｖ１の例えば最初の立ち上がりゼロクロス点Ｐ１に同期してトリガ信号Ｓｔ１を処理部１０に出力する。なお、最初の立ち上がりゼロクロス点Ｐ１に限定されず、２番目以降の複数番目の立ち上がりゼロクロス点Ｐ１に同期してトリガ信号Ｓｔ１を出力する構成とすることもできる。また、電圧計８は、交流電圧供給部４による入力端子３への交流電圧Ｖ１の供給（印加）に起因して入力端子２，３間に発生する端子間電圧Ｖ２をサンプリングすることにより、端子間電圧Ｖ２の瞬時値を示す電圧データＤｖを生成して処理部１０に出力する。

処理部１０は、この第１特定処理の実行中においてトリガ信号Ｓｔ１の入力を検出したときには、このトリガ信号Ｓｔ１の入力時点からの経過時間の計測を開始すると共に、この計測している経過時間が第１始期時間ｔｓ１に達したか否か、および第１終期時間ｔｅ１に達したか否かを検出する。そして、処理部１０は、計測している経過時間が第１始期時間ｔｓ１に達したとき（第１位相範囲の始期が到来したとき）には、電圧計８から出力される電圧データＤｖの取得を開始すると共に、取得した電圧データＤｖの積算を開始する。また、処理部１０は、計測している経過時間が第１終期時間ｔｅ１に達した後（第１位相範囲の終期が到来した以降）には、この電圧データＤｖの取得および積算を停止する。つまり、処理部１０は、第１位相範囲内に取得した電圧データＤｖを積算して積算値（第１積算値）を算出する。なお、積算値を第１位相範囲に取得した電圧データＤｖの個数で除算することで、第１位相範囲内の電圧データＤｖの平均値が算出されるが、本例では、このようにして積算値から算出される平均値も「積算値」の一種であるとして取り扱うものとする。

この第１積算値の算出において、処理部１０が、まず、第１位相範囲内に取得したすべての電圧データＤｖを一旦メモリに記憶し、次いで、このすべての電圧データＤｖをメモリから読み出して第１積算値を算出するという構成を採用することもできるが、本例では、処理部１０が、積算値の初期値をゼロとして、新たな電圧データＤｖを取得したときにはメモリに記憶されている直前の積算値（１つの積算値）にこの取得した新たな電圧データＤｖを加算して新たな積算値を算出し、この算出した新たな積算値を直前の積算値に代えてメモリに記憶することで、上記の第１積算値の算出する構成を採用している。このため、本例では、第１位相範囲内のすべての電圧データＤｖを記憶させるための記憶領域をメモリに確保する必要が無いため、メモリ容量を大幅に低減することが可能となり、これによって容量の少ない安価なメモリを用いて測定装置１を安価に製造することが可能となっている。

この場合、例えば、トリガ信号Ｓｔ１の出力タイミングからの交流電圧Ｖ１の１周期Ｔ１中における端子間電圧Ｖ２は、図３に示すように、測定対象１００が抵抗やコンデンサのときには、交流電圧Ｖ１と同位相の正弦波電圧となる。他方、端子間電圧Ｖ２は、測定対象１００がダイオードのときには、交流電圧Ｖ１が順方向に印加される前半の半周期ではダイオードの順方向電圧となり、交流電圧Ｖ１が逆方向に印加される後半の半周期では交流電圧Ｖ１と同位相の正弦波電圧となる。

このため、測定対象１００が抵抗やコンデンサのときには、図４において斜線を付したように（本図では一例として測定対象１００が抵抗の場合を図示した）、交流電圧Ｖ１の１つのゼロクロス点Ｐ２（位相が１８０度の点）を基準として、この１つのゼロクロス点Ｐ２より前の積算値と後の積算値とは符号（±）が逆で絶対値が同じ値となることから、この２つの積算値の総和、つまり処理部１０が算出する積算値は理論上ゼロ（測定誤差を考慮した場合にはほぼゼロ）になる。これに対して、測定対象１００がダイオードのときには、図５において斜線を付したように、上記の１つのゼロクロス点Ｐ２より前の積算値と後の積算値とは符号が逆になるものの絶対値は同じ値とはならない（上記の値ｂを適切な値に規定することで、確実に異なる値にすることが可能である）ことから、この２つの積算値の総和、つまり処理部１０が算出する積算値はゼロにはならない。

したがって、処理部１０は、算出した第１位相範囲内の電圧データＤｖの積算値がゼロであるか否かに基づき（例えば、ゼロを中心として規定された所定の判定範囲（−Ｖｔｈ以上＋Ｖｔｈ以下の範囲）内に含まれるか否かに基づき）、ゼロでないとき（この判定範囲外のとき）には、測定対象１００はダイオードであると特定し、ほぼゼロのとき（この判定範囲内に含まれるとき）には、測定対象１００はダイオードではない（つまり、抵抗かコンデンサである）と特定する。また、処理部１０は、交流電圧供給部４に対する制御処理を実行して、交流電圧Ｖ１の出力を停止させる。これにより、第１特定処理が完了する。

処理部１０は、上記の第１特定処理において、測定対象１００がダイオードではないと特定したときには、第２特定処理を実行することにより、接続されている測定対象１００が抵抗であるかコンデンサであるかを特定する（ステップ５２）。具体的には、この第２特定処理では、処理部１０は、まず、切替部７に対する制御処理を実行して、交流電流供給部５の出力端子と入力端子３とが接続される切替状態に移行させる。また、処理部１０は、交流電流供給部５に対する制御処理を実行して、交流電流Ｉ１の出力を開始させる。これにより、この交流電流Ｉ１が、切替部７、入力端子３、測定対象１００および入力端子２を介して内部グランドＧに至る経路に供給される（つまり、測定対象１００に交流電流Ｉ１が供給される）。また、交流電流供給部５は、交流電流Ｉ１の出力の開始後における交流電流Ｉ１の例えば最初の立ち上がりゼロクロス点Ｐ３に同期してトリガ信号Ｓｔ２を処理部１０に出力する。なお、最初の立ち上がりゼロクロス点Ｐ３に限定されず、２番目以降の複数番目の立ち上がりゼロクロス点Ｐ３に同期してトリガ信号Ｓｔ２を出力する構成とすることもできる。また、電圧計８は、交流電流供給部５による入力端子３への交流電流Ｉ１の供給（印加）に起因して入力端子２，３間に発生する端子間電圧Ｖ２をサンプリングすることにより、端子間電圧Ｖ２の瞬時値を示す電圧データＤｖを生成して処理部１０に出力する。

処理部１０は、この第２特定処理の実行中においてトリガ信号Ｓｔ２の入力を検出したときには、このトリガ信号Ｓｔ２の入力時点からの経過時間の計測を開始すると共に、この計測している経過時間が第２始期時間ｔｓ２に達したか否か、および第２終期時間ｔｅ２に達したか否かを検出する。そして、処理部１０は、計測している経過時間が第２始期時間ｔｓ２に達したとき（第２位相範囲の始期が到来したとき）には、電圧計８から出力される電圧データＤｖの取得を開始すると共に、取得した電圧データＤｖの積算を開始する。また、処理部１０は、計測している経過時間が第２終期時間ｔｅ２に達した後（第２位相範囲の終期が到来した以降）には、この電圧データＤｖの取得および積算を停止する。つまり、処理部１０は、第２位相範囲内に取得した電圧データＤｖを積算して積算値（第２積算値）を算出する。なお、積算値を第２位相範囲に取得した電圧データＤｖの個数で除算することで、第２位相範囲内の電圧データＤｖの平均値が算出されるが、本例では、このようにして積算値から算出される平均値も「積算値」の一種であるとして取り扱うものとする。

この第２積算値の算出においても、第２位相範囲内に取得したすべての電圧データＤｖを一旦メモリに記憶してから第２積算値を算出するという構成を採用することもできるが、本例では、上記した第１積算値の算出のときと同じ方法で処理部１０が第２積算値を算出する構成を採用している。このため、本例では、第２位相範囲内のすべての電圧データＤｖを記憶させるための記憶領域をメモリに確保する必要が無いため、メモリ容量を大幅に低減することが可能となり、これによって容量の少ない安価なメモリを用いて測定装置１を安価に製造することが可能となっている。

この場合、例えば、トリガ信号Ｓｔ２の出力タイミングからの交流電流Ｉ１の１周期Ｔ１中における端子間電圧Ｖ２は、図６に示すように、測定対象１００が抵抗のときには、交流電流Ｉ１と同位相の正弦波電圧となる。他方、端子間電圧Ｖ２は、測定対象１００がコンデンサのときには、交流電流Ｉ１に対して位相が９０度遅れた正弦波電圧となる。

このため、測定対象１００が抵抗のときには、図７において斜線を付したように、交流電流Ｉ１の１つのゼロクロス点Ｐ４（位相が１８０度の点）を基準として、この１つのゼロクロス点Ｐ４より前の積算値と後の積算値とは符号（±）が逆で絶対値が同じ値となることから、この２つの積算値の総和、つまり処理部１０が算出する積算値は理論上ゼロ（測定誤差を考慮した場合にはほぼゼロ）になる。これに対して、測定対象１００がコンデンサのときには、図８において斜線を付したように、上記の１つのゼロクロス点Ｐ４より前の積算値と後の積算値とは符号が同じ（この例では＋）になることから、この２つの積算値の総和、つまり処理部１０が算出する積算値はゼロにはならない。

したがって、処理部１０は、算出した第２位相範囲内の電圧データＤｖの積算値がゼロであるか否かに基づき（例えば、ゼロを中心として規定された所定の判定範囲（−Ｖｔｈ以上＋Ｖｔｈ以下の範囲）内に含まれるか否かに基づき）、ゼロでないとき（この判定範囲外のとき）には、測定対象１００はコンデンサであると特定し、ほぼゼロのとき（この判定範囲内に含まれるとき）には、測定対象１００は抵抗であると特定する。また、処理部１０は、交流電流供給部５に対する制御処理を実行して、交流電流Ｉ１の出力を停止させる。これにより、第２特定処理が完了する。

処理部１０は、第１特定処理を実行して測定対象１００がダイオードであると特定したときには、被測定量測定処理としての順方向電圧測定処理を実行し（ステップ５３）、第２特定処理を実行して測定対象１００が抵抗であると特定したときには、被測定量測定処理としての抵抗測定処理を実行し（ステップ５４）、第２特定処理を実行して測定対象１００がコンデンサであると特定したときには、放電処理を実行する（ステップ５５）と共に被測定量測定処理としての容量測定処理を実行する（ステップ５６）。

この場合、順方向電圧測定処理では、処理部１０は、まず、切替部７に対する制御処理を実行して、直流電流供給部６の出力端子と入力端子３とが接続される切替状態に移行させる。また、処理部１０は、直流電流供給部６に対する制御処理を実行して、直流電流Ｉ２の出力を開始させる。これにより、この直流電流Ｉ２が、切替部７、入力端子３、測定対象１００および入力端子２を介して内部グランドＧに至る経路に供給される（つまり、直流電流Ｉ２が入力端子３から入力端子２に向かって流れるように測定対象１００に供給される）。また、電圧計８は、直流電流供給部６による入力端子３への直流電流Ｉ２の供給（印加）に起因して入力端子２，３間に発生する端子間電圧Ｖ２をサンプリングすることにより、端子間電圧Ｖ２の瞬時値を示す電圧データＤｖを生成して処理部１０に出力する。この場合、測定対象１００として入力端子２，３間に接続されているダイオードには、直流電流Ｉ２が順方向に流れるため、端子間電圧Ｖ２はダイオードの順方向電圧となる。

次いで、処理部１０は、この電圧データＤｖを１個または複数個取得して、端子間電圧Ｖ２の電圧値Ｖ２ａを測定して順方向電圧の電圧値Ｖｆとして記憶する。また、処理部１０は、直流電流供給部６に対する制御処理を実行して、直流電流Ｉ２の出力を停止させる。これにより、順方向電圧測定処理が完了する。なお、処理部１０は、電圧データＤｖを複数個取得したときには、これらの平均値を算出し、この平均値に基づいて端子間電圧Ｖ２の電圧値Ｖ２ａを測定することもできる。

また、抵抗測定処理では、処理部１０は、まず、上記した順方向電圧測定処理のときと同様にして、端子間電圧Ｖ２の電圧値Ｖ２ａを測定して記憶する。次いで、処理部１０は、測定した端子間電圧Ｖ２の電圧値Ｖ２ａを直流電流Ｉ２の既知の電流値Ｉ２ａで除算することにより、測定対象１００である抵抗の抵抗値Ｒを算出して記憶する。また、処理部１０は、直流電流供給部６に対する制御処理を実行して、直流電流Ｉ２の出力を停止させる。これにより、抵抗測定処理が完了する。

また、放電処理では、処理部１０は、放電部９に対する制御を実行して、放電部９のスイッチを初期状態としてのオフ状態から一旦オン状態に移行させた後に、再度オフ状態に移行させる。これにより、スイッチのオン状態のときに放電用抵抗が入力端子２，３間に接続されるため、第１特定処理や第２特定処理において測定対象１００としてのコンデンサに電荷が蓄積されたとしても、この電荷が放電部９によって放電される。したがって、容量測定処理（ステップ５６）の実行の前に、端子間電圧Ｖ２の電圧値（つまり、コンデンサの両端間電圧）をゼロボルトにすることができる。

処理部１０は、この放電処理の後の容量測定処理では、まず、上記した順方向電圧測定処理のときと同様にして、直流電流供給部６に対する制御処理を実行して、ステップ信号である直流電流Ｉ２の出力を開始させる。また、処理部１０は、直流電流供給部６に対して直流電流Ｉ２の出力を開始させた時点からの経過時間の計測を開始すると共に、この計測している経過時間が予め規定された時間ｔｃｈに達したか否かを検出する。

次いで、処理部１０は、計測している経過時間がこの時間ｔｃｈに達したことを検出したときには、この検出時点において電圧計８から出力された電圧データＤｖを取得すると共に、この検出時点での端子間電圧Ｖ２の電圧値Ｖ２ａを算出する。

この場合、初期の電荷がゼロのコンデンサを直流定電流で充電したときには、コンデンサの両端間電圧（充電電圧）は、ゼロボルトを初期値として充電時間に比例して増加するという関係が成り立つ。つまり、容量値Ｃと電圧値Ｖ２ａと電流値Ｉ２ａと時間ｔｃｈ（この例では充電時間である）との間には、Ｃ×Ｖ２ａ＝Ｉ２ａ×ｔｃｈの関係式が成り立つ。続いて、処理部１０は、この関係式に基づき、測定対象１００であるコンデンサの容量値Ｃ（＝Ｉ２ａ×ｔｃｈ／Ｖ２ａ）を算出して記憶する。また、処理部１０は、直流電流供給部６に対する制御処理を実行して、直流電流Ｉ２の出力を停止させる。これにより、容量測定処理が完了する。

処理部１０は、順方向電圧測定処理（ステップ５３）が完了したとき、抵抗測定処理（ステップ５４）が完了したとき、容量測定処理（ステップ５６）が完了したときには、出力処理（ステップ５７）を実行して、直前に実行した測定処理において測定した測定結果（順方向電圧測定処理での順方向電圧の電圧値Ｖｆ、抵抗測定処理での抵抗値Ｒ、容量測定処理での容量値Ｃ）を出力部１１に出力する。本例では、出力部１１はディスプレイ装置で構成されているため、この測定結果が画面に表示される。これにより、測定処理５０が完了する。

このように、この測定装置１では、処理部１０が測定処理５０を実行して測定対象１００が、ダイオードであるか、抵抗であるか、コンデンサであるかを特定すると共に、ダイオードと特定したときには被測定量測定処理として順方向電圧測定処理を実行して被測定量としての順方向電圧の電圧値Ｖｆを測定し、抵抗と特定したときには被測定量測定処理として抵抗測定処理を実行して被測定量としての抵抗値Ｒを測定し、コンデンサと特定したときには被測定量測定処理として容量測定処理を実行して被測定量としての容量値Ｃを測定する。

したがって、この測定装置１によれば、測定対象１００の被測定量に合致した測定機能が自動的かつ確実に選択（つまり、被測定量に合致した測定処理が自動的かつ確実に実行）されるため、人為的なミスを回避できる結果、測定対象１００の被測定量を確実に測定することができる。

また、この測定装置１では、入力端子２，３間に配設された放電部９を備え、処理部１０は第２特定処理において測定対象１００がコンデンサであると特定したときには、被測定量測定処理としての容量測定処理（ステップ５６）の実行に先立ち、放電部９を作動させてコンデンサに蓄積された電荷を放電させる放電処理（ステップ５５）を実行する。したがって、この測定装置１によれば、第２特定処理の実行の後にコンデンサに電荷が残存していたとしてもこの電荷を放電させた後に容量測定処理を実行することができるため、コンデンサの容量値Ｃを正確に測定することができる。

なお、図２に示すように、測定処理５０において、最初に第１特定処理を実行し、次に第２特定処理を実行する構成を採用した例について上記したが、この測定装置１では、最初に第２特定処理を実行し、次に第１特定処理を実行する構成を採用することもできる。

また、処理部１０が特定処理（第１特定処理および第２特定処理）を実行すると共に、ダイオードと特定したときには被測定量測定処理（順方向電圧測定処理）を実行してその被測定量としての順方向電圧を測定し、抵抗と特定したときには被測定量測定処理（抵抗測定処理）を実行してその被測定量としての抵抗値を測定し、コンデンサと特定したときには被測定量測定処理（容量測定処理）を実行してその被測定量としての容量値を測定するという好ましい構成を採用した測定装置１について上記したが、この構成に限定されるものではない。例えば、処理部１０は、特定処理（第１特定処理および第２特定処理）を実行して測定対象を特定したときには、その特定結果（測定対象がダイオードであるか抵抗であるかコンデンサであるか）を出力部１１に出力（表示）させ、その後は、この出力部１１に出力（表示）された特定結果を確認した測定装置１の使用者からの指示（例えば、使用者によって操作される操作部から出力される指示）を待って、その指示の内容に応じた被測定量測定処理（例えば、指示の内容が、順方向電圧測定処理であればこの測定処理、また抵抗測定処理であればこの測定処理、また容量測定処理であればこの測定処理）を実行するという構成を採用することもできる。

また、上記の例では、処理部１０が第２特定処理（ステップ５２）において交流電流（交流定電流）Ｉ１を使用して、接続されている測定対象１００が抵抗であるかコンデンサであるかを特定する構成を採用しているが、測定対象１００が抵抗であるかコンデンサであるかを特定する構成はこれに限定されるものではない。例えば、処理部１０が、この第２特定処理において、直流電流供給部６に対して上記の直流電流（直流定電流）Ｉ２を出力させると共に、このときの端子間電圧Ｖ２を電圧計８を介して測定して、測定される端子間電圧Ｖ２が直流電流Ｉ２の立ち上がりから殆ど遅れることなく立ち上がるか否かに基づいて、測定対象１００が抵抗であるかコンデンサであるかを特定する構成を採用することもできる。この構成では、処理部１０は、端子間電圧Ｖ２が直流電流Ｉ２の立ち上がりから殆ど遅れることなく立ち上がるときには、測定対象１００は抵抗であると特定し、遅れて立ち上がるとき（徐々に立ち上がるとき）にはコンデンサであると特定する。この構成を採用することで、交流電流供給部５を省くことができ、測定装置の構成をより簡易にすることができる。

１測定装置
２，３入力端子
４交流電圧供給部
５交流電流供給部
６直流電流供給部
８電圧計（電圧検出部）
９放電部
１０処理部
１００測定対象
Ｃコンデンサの容量値
Ｄｖ電圧データ
Ｉ２直流電流
Ｒ抵抗の抵抗値
Ｖ２端子間電圧
Ｖ２ａ電圧値
Ｖｆ順方向電圧の電圧値

Claims

一対の入力端子と、前記一対の入力端子間の端子間電圧を示す電圧データを出力する電圧検出部と、前記一対の入力端子間に定電流を供給可能な電流供給部と、前記定電流の供給状態において前記電圧検出部から出力される前記電圧データに基づいて前記端子間電圧の電圧値を測定すると共に、前記一対の入力端子間に接続された測定対象がダイオードのときには当該測定された電圧値に基づいて当該ダイオードの順方向電圧を被測定量として測定し、前記一対の入力端子間に接続された測定対象が抵抗またはコンデンサのときには当該測定された電圧値と当該定電流の電流値とに基づいて当該抵抗の抵抗値または当該コンデンサの容量値を被測定量として測定する被測定量測定処理を実行する処理部とを備え、
前記処理部は、前記一対の入力端子間に接続されている前記測定対象がダイオードであるか抵抗であるかコンデンサであるかを特定する特定処理を実行する測定装置であって、前記一対の入力端子間に交流定電圧を供給可能な交流電圧供給部を備え、
前記処理部は、前記交流定電圧の供給状態において前記電圧検出部から出力される前記電圧データのうちの当該交流定電圧の１つのゼロクロス点を中心とする所定の第１位相範囲に含まれる電圧データについての積算値を算出すると共に当該積算値がほぼゼロであるか否かに基づいて前記測定対象がダイオードであるか否かを特定する前記特定処理としての第１特定処理を実行する測定装置。
前記一対の入力端子間に交流定電流を供給可能な交流電流供給部を備え、
前記処理部は、前記測定対象をダイオードでないと特定したときには、前記交流定電流の供給状態において前記電圧検出部から出力される前記電圧データのうちの当該交流定電流の１つのゼロクロス点を中心とする所定の第２位相範囲に含まれる電圧データについての積算値を算出すると共に当該積算値がほぼゼロであるか否かに基づいて前記測定対象が抵抗であるかコンデンサであるかを特定する前記特定処理としての第２特定処理を実行する請求項１記載の測定装置。