WO2018012388A1 - 測定装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a measuring device that measures at least a resistance value and a voltage value.
- this measuring apparatus has already proposed a measuring apparatus (digital multimeter) disclosed in Non-Patent Document 1 below.
- this measuring apparatus has a pair of input terminals (one COM terminal, one terminal for voltage measurement and one terminal for resistance measurement). Terminal (V / ⁇ terminal)), an input circuit for voltage measurement connected between the pair of input terminals, and an input circuit for resistance measurement connected between the pair of terminals.
- the measuring device 81 includes a pair of input terminals 82 and 83, a voltage detection unit 84, an A / D conversion unit 85, a thermistor 86, a current supply unit 87, a processing unit 88, and An output unit 89 is provided.
- One of the input terminals 82 and 83 (in this example, the input terminal 82) is connected to a reference potential (internal ground G) in the apparatus and functions as a COM terminal.
- the voltage detector 84 detects the inter-terminal voltage V1 between the input terminals 82 and 83, and outputs a detection voltage V2 having a voltage value corresponding to the voltage value of the inter-terminal voltage V1.
- the voltage detection unit 84 detects a high-voltage AC voltage or a high-voltage DC voltage input between the input terminals 82 and 83 as the inter-terminal voltage V1, and divides and outputs the detection voltage V2.
- the high-voltage detection circuit includes an input resistor 21 interposed in the first voltage detection line Lv1 connected to the input terminal 83, and a plurality of (two in this example) ranges provided corresponding to the measurement range.
- the resistors (voltage dividing resistors) 22 and 23 and the range resistors corresponding to the measurement range to be used among the range resistors 22 and 23 are selectively connected to the first voltage detection line Lv1, and the first voltage detection line Lv1.
- four switches 27, 28, 29, and 30 for outputting the inter-terminal voltage V1 divided by the range resistor and the input resistor 21 to the A / D converter 85 as the detection voltage V2. It is configured.
- the low-voltage detection circuit uses the input resistor 24 interposed in the second voltage detection line Lv2 connected to the input terminal 83 and the inter-terminal voltage V1 as the detection voltage V2 via the second voltage detection line Lv2. And a switch 31 for outputting to the D conversion unit 85.
- the A / D conversion unit 85 inputs the detection voltage V2 and samples it at a predetermined sampling period to convert it into voltage data Dv indicating the instantaneous value of the detection voltage V2 and output it to the processing unit 88. .
- the current supply unit 87 is configured to be able to supply a measurement current Im (a DC constant current whose current value is known) from the output terminal to the current supply line Li by generating an output voltage based on the internal ground G at the output terminal. Has been.
- the current supply unit 87 has a low resistance (output resistance) between the output terminal and the internal ground G. Therefore, a PTC thermistor 86 is interposed in the current supply line Li in order to prevent a large current from flowing into the current supply unit 87 due to the voltage input between the input terminals 82 and 83.
- the processing unit 88 includes a computer and a memory (both not shown), and in accordance with an instruction input from an operation unit (not shown), performs an instructed measurement process out of a voltage measurement process and a resistance measurement process.
- the output unit 89 is configured by a display device (liquid crystal display device or the like) as an example, and displays the measurement results in each measurement process executed by the processing unit 88 on the screen.
- the processing unit 88 executes voltage measurement processing.
- the processing unit 88 shifts the switch 31 in the voltage detection unit 84 to the off state (releases the connection between the low voltage detection circuit and the A / D conversion unit 85) and the range resistors 22 and 23.
- a necessary pair of switches (a set of switches 27 and 29 and a switch 28, One set of 30 sets) is turned on, and the remaining pair of switches (the set of switches 27 and 29 and the other set of the switches 28 and 30) is turned off (high voltage detection).
- the circuit is connected to the A / D converter 85).
- the voltage detector 84 converts the voltage (inter-terminal voltage V1) input between the input terminals 82 and 83 to a range resistor (one of the range resistors 22 and 23) corresponding to the measurement range, and the input resistor 21.
- a range resistor one of the range resistors 22 and 23
- the processing unit 88 measures (calculates) the inter-terminal voltage V ⁇ b> 1 based on the voltage data Dv output from the A / D conversion unit 85 and causes the output unit 89 to display it.
- this measuring apparatus 81 when an instruction to measure resistance is output from the operation unit to the processing unit 88 by the operator's operation on the operation unit, the processing unit 88 executes resistance measurement processing.
- the processing unit 88 shifts the switches 27 to 30 in the voltage detection unit 84 to an off state (releases the connection between the high voltage detection circuit and the A / D conversion unit 85), and switches the switch 31. Transition to the ON state (connect the low voltage detection circuit and the A / D converter 85).
- the measurement current Im is supplied from the current supply unit 87 to the resistance as the measurement target connected between the input terminals 82 and 83 via the current supply line Li.
- the voltage generated between both ends of the resistor when the measurement current Im flows is input as the inter-terminal voltage V1.
- the voltage detection unit 84 outputs the inter-terminal voltage V1 directly to the A / D conversion unit 85 as the detection voltage V2 via the second voltage detection line Lv2 (without dividing the voltage), and the A / D conversion unit 85
- This detection voltage V2 is converted into voltage data Dv and output.
- the processing unit 88 measures (calculates) the inter-terminal voltage V ⁇ b> 1 based on the voltage data Dv output from the A / D conversion unit 85. Further, the processing unit 88 divides the measured inter-terminal voltage V1 by the current value (known) of the measurement current Im, thereby calculating the resistance value of the measurement target and displaying it on the output unit 89.
- the current supply unit 87 is always connected to the input terminal 83 via the current supply line Li, and the output resistance of the current supply unit 87 is generally low as described above. Therefore, the inventors of the present application connect a pair of input terminals 82 and 83 to a pair of commercial power supply lines and attempt to measure a commercial power supply voltage (high voltage such as AC100V) between the commercial power supply lines. , Leakage current flows in a path from the input terminal 83 to the internal ground G (that is, the input terminal 82) via the current supply line Li and the current supply unit 87, and the leakage breaker installed in the commercial power line falls. It has been found that there is a problem to be improved in the measuring device 81 that there is a problem.
- the inventors of the present application provide a protection resistor (for example, a resistor having a high resistance value of 1 M ⁇ or more) 7 on the current supply line Li as shown by a broken line in FIG.
- the switch 8 is connected in parallel to the protective resistor 7 and the processing unit 88 compares the inter-terminal voltage V1 calculated from the voltage data Dv when the protective resistor 7 is interposed with a predetermined reference voltage.
- the current supply unit 87 is connected to the input terminal 83 via the protective resistor 7 having a high resistance value, and thus the leakage described above. It is possible to greatly reduce the current value of the current, thereby preventing the occurrence of a situation in which the leakage breaker falls.
- the processing unit 88 determines that the inter-terminal voltage V1 calculated from the voltage data Dv is a low voltage, and releases the interposed state of the protective resistor 7 In the state (the state in which the switch 8 is turned on), when the inter-terminal voltage V1 is equal to or lower than a predetermined voltage value, it is determined that a resistor is connected between the input terminals 82 and 83, and this terminal A configuration is employed in which a resistance measurement process is performed in which the resistance value of the resistor is measured based on the voltage value of the inter-voltage V1 and the current value of the measurement current Im supplied from the current supply unit 87 to the resistor.
- the inter-terminal voltage V1 is a voltage generated across the resistor due to the measurement current Im from the current supply unit 87 flowing through the resistor.
- the processing unit 88 uses the voltage data Dv.
- the calculated inter-terminal voltage V1 is an upper threshold value in the current measurement range (for example, 1 ⁇ Dsf when the full scale value of this measurement range is Dsf) and a lower threshold value (k ⁇ Dsf, k is (For example, a predetermined value within a range of 0.09 or less), when it is detected that the inter-terminal voltage V1 exceeds the upper limit threshold, the resistance measurement range is switched to the next higher level (specifically, When the current value of the measurement current Im is changed (reduced) to a current value corresponding to this higher resistance measurement range), on the other hand, when it is detected that the voltage V1 between the terminals is below the lower limit threshold value, the next lower resistance Measurement range (Specifically, the current value of the measurement current Im is changed (increased) to
- the processing unit 88 detects that the resistance value calculated in the resistance measurement processing exceeds the upper limit threshold value of the highest resistance measurement range, the processing unit 88 is in an open state (the resistor is connected).
- the current supply line Li is shifted to the interposed state of the protective resistor 7 (the switch 8 is shifted to the OFF state).
- the processing unit 88 repeats the switching operation described above, thereby changing the resistance measurement range to the highest resistance. Time required for switching to the measurement range (that is, the time required for shifting the switch 8 that has been switched to the ON state in the resistance measurement process to the OFF state and shifting the current supply line Li to the interposed state of the protective resistor 7) ) May be longer.
- the current supply line Li is used when the operator immediately connects the input terminals 82 and 83 to the commercial power line after completing the resistance measurement.
- a high voltage may be applied between the input terminals 82 and 83 before the protective resistor 7 is interposed (before the switch 8 is shifted from the on state to the off state).
- a leakage current having a large current value is generated (a possibility that the leakage breaker is dropped).
- the present invention has been made in order to improve such a problem, and when the resistance between the input terminals is opened during the resistance measurement process, the current supply section and the input terminal can be connected in a shorter time.
- the main object is to provide a measuring device capable of interposing a protective resistor.
- the measuring apparatus detects a voltage between the pair of input terminals and the pair of input terminals and outputs a detection voltage corresponding to a voltage value of the voltage between the terminals.
- a voltage detection unit; a current supply unit capable of supplying a measurement current between the pair of input terminals; a voltage measurement process for measuring the voltage value based on the detection voltage; and the voltage measurement process when the measurement current is supplied A processing unit for performing a resistance measurement process for measuring a resistance value of a measurement object connected between the pair of input terminals based on the voltage value measured in Step 1 and the current value of the measurement current.
- a protective resistor is disposed between one of the input terminals and the current supply unit, and a first switch capable of shifting to any one of a short circuit state and an open state is connected in parallel to the protective resistor.
- the processing unit The voltage measurement process is performed in a state where the first switch is shifted to the open state, the voltage value is measured, and the measured voltage value is compared with a predetermined reference voltage value, When the measured voltage value is less than or equal to the reference voltage value, the measurement device performs the resistance measurement process by shifting the first switch to the short-circuit state, and the current supply unit has a plurality of resistance measurement ranges.
- the measurement unit is configured to be able to supply the measurement current with a corresponding current value, and in the resistance measurement process, the processing unit is configured such that the resistance value measured in the current resistance measurement range is greater than or equal to a lower threshold value in the resistance measurement range. If the measured resistance value is less than or equal to the first upper limit threshold value, the measured resistance value is acquired as the resistance value of the measurement object, and the measured resistance value is the first upper limit value in the current resistance measurement range. When the current value exceeds the first upper limit threshold value and is less than or equal to the second upper limit threshold value, the resistance measurement range is switched to the next higher resistance measurement range, and the measured resistance value is the first resistance value in the current resistance measurement range. When the upper limit threshold value is exceeded, the first switch is shifted to the open state, and the resistance measurement process is terminated.
- the measurement apparatus is the measurement apparatus according to claim 1, further comprising a display unit, wherein the processing unit is configured to measure the resistance value measured in the current resistance measurement range in the resistance measurement process. When the value exceeds the upper limit threshold value, the display unit displays that it is out of the input range in the highest measurement range among the plurality of resistance measurement ranges, and ends the resistance measurement process.
- the measuring apparatus of claim 1 even if the user of the measuring apparatus connects each input terminal to the commercial power line immediately after completing the resistance measurement, the pair of input terminals Since a protective resistor is interposed between one side and the current supply unit in a very short time, a leakage current having a large current value is generated by applying a commercial power supply voltage (high voltage such as AC 100 V) between the input terminals. It is possible to reliably prevent the occurrence of the situation (and the situation where the leakage breaker is dropped due to this).
- a commercial power supply voltage high voltage such as AC 100 V
- the measurement apparatus of the second aspect it is displayed that it is out of the input range in a state where the display content is switched to the display content in the highest resistance measurement range among the plurality of resistance measurement ranges (for example, “input” Therefore, the operator clearly knows that the displayed “Out of input range” is a display indicating that the upper limit of the resistance measurement range of the measuring device has been exceeded. Can be obtained.
- FIG. 1 is a configuration diagram of a measuring device 1.
- FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the measuring apparatus 1; 3 is a flowchart for explaining an operation in resistance measurement processing 63 in FIG. 2.
- 2 is a configuration diagram of a measuring device 81.
- the configuration of the measuring apparatus 1 as a measuring apparatus will be described with reference to the drawings.
- the measuring device 1 includes a pair of input terminals 2 and 3, a voltage detection unit 4, an A / D conversion unit 5, a thermistor 6, protective resistors 7 and 12, a first switch 8, and a current supply unit 9.
- the processing unit 10 and the output unit 11 are provided.
- One of the input terminals 2 and 3 (in this example, the input terminal 2) is connected to a reference potential (internal ground G) in the apparatus and functions as a COM terminal, and the other (in this example, the input terminal 3) is Also serves as a voltage measurement terminal and a resistance measurement terminal.
- the measuring apparatus 1 can automatically measure, that is, whether or not an AC voltage (sine wave voltage: E ⁇ sin ⁇ t) is automatically input between the input terminals 2 and 3, or a DC voltage is input. No, whether a resistance as a measurement target is connected, whether a diode as a measurement target is connected, and when it is determined that an AC voltage is input, measure this voltage value.
- this voltage value is measured, and when it is determined that a resistor is connected, this resistance value R is measured, and the diode is in a forward state (input terminal 2).
- the cathode terminal is connected to the input terminal 3 and the anode terminal is connected to the input terminal 3
- the forward voltage is measured and each measured value can be output to the output unit 11. It is configured to function.
- the specification of the measuring apparatus 1 is, for example, the measurement voltage range in the upper voltage measurement range is DC ⁇ 600.0V for DC voltage and AC600.0V or less for AC voltage.
- the measurement voltage range in the middle voltage measurement range is DC ⁇ 60.00V for DC voltage and AC 60.00V or less for AC voltage, and the measurement voltage in the lower voltage measurement range.
- the range is DC ⁇ 6.0000 V for DC voltage (excluding the range of 0 V to +3.000 V) and AC 6.000 V or less for AC voltage.
- the resistance measurement range is, for example, a first resistance measurement range (measurement resistance range: lowest resistance measurement range of 0 ⁇ to 600.0 ⁇ ) having an upper limit value (full scale) of 600.0 ⁇ , and 6.000 k ⁇ .
- the second resistance measurement range (measurement resistance range: 0 ⁇ to 6.000 k ⁇ ) as the upper limit value
- the third resistance measurement range (measurement resistance range: 0 ⁇ to 60.00 k ⁇ ) as the upper limit value
- Fourth resistance measurement range with upper limit (measurement resistance range: 0 ⁇ to 600.0k ⁇ )
- fifth resistance measurement range with upper limit of 6.000M ⁇ (measurement resistance range: 0 ⁇ to 6.000M ⁇ )
- 60.00M ⁇ It is assumed that there are six resistance measurement ranges of the sixth resistance measurement range (measurement resistance range: the highest resistance measurement range of 0 ⁇ to 60.00 M ⁇ ) with the upper limit value as.
- the upper limit value (600 ⁇ ) of this resistance measurement range is defined as the first upper limit threshold value RH1, and moreover than the first upper limit threshold value RH1.
- a larger resistance value (in this example, 720 ⁇ as an example) is defined as the second upper limit threshold value RH2.
- the second resistance measurement range has a lower limit of a predetermined value within a range of, for example, 9% or less (540 ⁇ corresponding to 9% as an example in this example) with respect to the upper limit value (6 k ⁇ ) of the resistance measurement range.
- a threshold value RL is defined, and this upper limit value (6 k ⁇ ) is defined as a first upper limit threshold value RH1, and a resistance value larger than the first upper limit threshold value RH1 (in this example, 7.2 k ⁇ ) is defined. It is defined as the second upper limit threshold RH2.
- the third resistance measurement range (upper limit value: 60 k ⁇ ) has a lower threshold RL (5.4 k ⁇ ) in the same manner as the second resistance measurement range described above.
- the first upper limit threshold value RH1 (60 k ⁇ ) and the second upper limit threshold value RH2 (72 k ⁇ ) are defined, and the fourth resistance measurement range (upper limit value: 600 k ⁇ ) includes the lower limit threshold value RL (54 k ⁇ ), A first upper limit threshold value RH1 (600 k ⁇ ) and a second upper limit threshold value RH2 (720 k ⁇ ) are defined.
- the fifth resistance measurement range (upper limit value: 6 M ⁇ ) includes a lower limit threshold value RL (540 k ⁇ ) and a first upper limit threshold value RH2 (720 k ⁇ ).
- a threshold value RH1 (6 M ⁇ ) and a second upper limit threshold value RH2 (7.2 M ⁇ ) are defined.
- the sixth resistance measurement range (upper limit value: 60 M ⁇ ) includes a lower limit threshold value RL (5.4 M ⁇ ), 1 Upper threshold RH 1 (60 M ⁇ ) and a second upper threshold RH2 (72 M ⁇ ) are defined.
- the diode for example, a Schottky barrier diode with a forward voltage of about 0.35V, a general-purpose diode with a forward voltage of about 0.6V, a switching diode with a forward voltage of about 1.2V, and a forward voltage of
- the voltage range (DC voltage) in the lower voltage measurement range exceeds DC + 0.3V and is less than DC + 3V (hereinafter referred to as forward voltage).
- forward voltage DC + 0.3V and is less than DC + 3V
- each component is configured as follows as an example.
- the voltage detection unit 4 detects an inter-terminal voltage V1 between the input terminals 2 and 3 (voltage generated at the input terminal 3 with the input terminal 2 as a reference potential), and also according to the voltage value of the inter-terminal voltage V1.
- a detection voltage V3 (to be described later) of the voltage value is output.
- the voltage detection unit 4 includes an input resistor 21 interposed in the first voltage detection line (first detection path) Lv1 and a plurality of voltage dividing (range) resistors (range) connected to the first voltage detection line Lv1.
- two voltage dividing resistors 22 and 23 that form a voltage dividing circuit in combination with the input resistor 21, an input resistor 24 interposed in a second voltage detection line (second detection path) Lv2, and
- An arbitrary one of the second switch 25, the buffer (or amplifier) 26, and the plurality of voltage dividing resistors is connected to the first voltage detection line Lv1.
- Two switches 29,3 When, and a single switch 31 for connecting the second voltage detection line Lv2 to the input terminal of the buffer 26.
- the input resistor 21, the voltage dividing resistors 22 and 23, and the switches 27 to 30 constitute a high voltage detection circuit that divides and outputs the inter-terminal voltage V1, and the input resistor 24, the second switch 25, and the switch 31. Constitutes a low voltage detection circuit that outputs the inter-terminal voltage V1 without being divided.
- the input resistors 21 and 24 measure a high voltage (for example, a voltage of about a commercial power supply voltage (AC100V (amplitude: 141V) in Japan, AC230V (amplitude: 325V)) in Europe and America) between the input terminals 2 and 3.
- a high voltage for example, a voltage of about a commercial power supply voltage (AC100V (amplitude: 141V) in Japan, AC230V (amplitude: 325V)) in Europe and America
- AC100V amplitude: 141V
- AC230V amplitude: 325V
- the leakage current flowing into the measuring device 1 is changed to the operating current of the leakage breaker installed in the commercial power line ( It is defined as a resistance value (for example, 1 M ⁇ or more) that can be suppressed to less than a sensitivity current (for example, about 30 mA).
- the input resistor 21 has one end connected to the input terminal 3 and the other end connected to one end of the voltage dividing resistor 22 via the switch 27 and to one end of the voltage dividing resistor 23 via the switch 28. Has been. The other ends of the voltage dividing resistors 22 and 23 are connected to the internal ground G. With this configuration, the input resistor 21 is connected to the selected one of the voltage dividing resistors 22 and 23 (the voltage dividing resistor connected to one of the switches 27 and 28 that has been turned on). ) And a voltage dividing resistor that divides the inter-terminal voltage V1 to generate a divided voltage V2, and is defined as 10 M ⁇ as an example in this example.
- connection point between the voltage dividing resistor 22 and the switch 27 is connected to the input terminal of the buffer 26 via the switch 29, and the connection point between the voltage dividing resistor 23 and the switch 28 is connected to the buffer 26 via the switch 30.
- the input resistance 24 is defined to be, for example, several M ⁇ (in this example, 1 M ⁇ as an example).
- the resistance value of each input resistance 21 and 24 is not limited to this, As long as the conditions about said leakage current are satisfy
- the voltage dividing resistor 22 is used in the upper measurement range, and takes into account the input rating of the A / D converter 5 (to be described below, from -10 V to +10 V as an example). So that the divided voltage V2 becomes (+ 10V, ⁇ 10V) when the inter-terminal voltage V1 is input at a voltage value (+ 1000V, ⁇ 1000V) that maximizes (that is, the input resistor 21 and the divided resistor 22) As an example, it is specified to be 100 k ⁇ .
- the voltage dividing resistor 23 is used in the middle measurement range, and in consideration of this input rating of the A / D converter 5, the voltage value (maximum absolute value in the middle measurement range) (When the inter-terminal voltage V1 is input at + 100V, ⁇ 100V), the divided voltage V2 is (+ 10V, ⁇ 10V) (that is, the divided value 1/10 between the input resistor 21 and the voltage dividing resistor 23). As an example, it is defined as 1 M ⁇ .
- the input resistor 24 has one end connected to the input terminal 3 and the other end connected to one end of the second switch 25.
- the other end of the second switch 25 is connected to the input terminal of the buffer 26 via the switch 31. Therefore, the input resistor 24 and the second switch 25 are connected to the second voltage detection line Lv2 in a state where they are connected in series.
- the second voltage detection line Lv2 outputs the inter-terminal voltage V1 as it is (with a voltage division ratio of 1) to the input terminal of the buffer 26 when the switches 25 and 31 are on.
- the switch 31 selectively connects the second voltage detection line Lv2 to the input terminal of the buffer 26.
- the second switch 25 is composed of a high-breakdown-voltage switch (for example, a high-breakdown-voltage photomoss relay or a mechanical relay).
- each of the switches 27 to 31 is configured by a semiconductor relay or a semiconductor switch.
- the switch 31 is connected in series with the second switch 25 interposed in the second voltage detection line Lv2 with the above-described configuration. For this reason, the switch 31 may be omitted, and the second switch 25 may be directly connected to the input terminal of the buffer 26.
- the buffer 26 is connected to the divided voltage V2 output from one of the switches 29 and 30 connected to the voltage dividing resistors 22 and 23 connected to the first voltage detection line Lv1, and to the second voltage detection line Lv2. Any one of the inter-terminal voltages V1 output from the switched switch 31 is input with a high input impedance, and is output to the A / D converter 5 as a detection voltage V3. As will be described later, an input amplifier is provided in the A / D conversion unit 5. When the input impedance of the input amplifier is high, the buffer 26 may be omitted.
- the A / D converter 5 includes, for example, an input amplifier (not shown) and an A / D converter, and detects the detected voltage V3 as an analog signal having a voltage value within the input rating (from ⁇ 10 V to +10 V). By inputting and sampling at a predetermined fixed sampling cycle, it is converted into voltage data Dv indicating an instantaneous value of the detected voltage V3 and output to the processing unit 10.
- the thermistor 6, the protective resistors 7 and 12, and the first switch 8 are interposed in a current supply line Li extending from the input terminal 3 to the output terminal of the current supply unit 9.
- the thermistor 6 is configured by using a PTC thermistor (positive characteristic thermistor) as an example, and one end is connected to the input terminal 3.
- One protective resistor 12 is defined, for example, to several k ⁇ (in this example, 1 k ⁇ ), and one end is connected to the other end of the thermistor 6.
- the other protective resistor 7 is defined to be, for example, several M ⁇ (1.5 M ⁇ as an example in this example), one end is connected to the other end of the protective resistor 12, and the other end is connected to the output terminal of the current supply unit 9.
- the first switch 8 is formed of a high breakdown voltage switch similar to the second switch 25, and is connected in parallel to the protective resistor 7.
- the first switch 8 shifts to an off state (open state) as described later.
- the current value (leakage current) flowing from the input terminal 3 into the current supply unit 9 having a low output impedance can be limited to a sufficiently small value by the protective resistor 7 having a high resistance value.
- the first switch 8 shifts to an on state (short circuit state) as described later.
- the thermistor 6 Even if a high voltage is temporarily applied from the terminal 3, the thermistor 6 generates heat instantaneously and raises its resistance value, so that an overcurrent flows into the current supply unit 9 (that is, the overcurrent Damage to the current supply unit 9 due to inflow is avoided. Further, even when a low voltage of about 10 V, for example, is applied between the input terminals 2 and 3 in the ON state of the first switch 8, the current value of the current flowing into the current supply unit 9 is about 10 mA by the protective resistor 12. It is possible to limit to (current value less than the above sensitivity current).
- the voltage applied to the current supply line Li from the input terminal 3 is the internal ground G or a power supply voltage (A / D) generated with reference to the internal ground G by a power supply (not shown) in the apparatus. It is also possible to employ a configuration in which a protection diode for clamping to a current supply line Li is clamped to an operation voltage for components inside the apparatus such as the conversion unit 5, the current supply unit 9, and the processing unit 10.
- the current supply unit 9 generates an output voltage with the internal ground G as a reference at the output terminal, so that the measurement current (DC constant current) Im is supplied from the output terminal to the current supply line Li, and is constant given by the processing unit 10. It can be supplied at a current value of.
- the resistance measurement range includes a first resistance measurement range having an upper limit (full scale) of 600.0 ⁇ , a second resistance measurement range having an upper limit of 6.000 k ⁇ , and 60.00 k ⁇ . Third resistance measurement range with upper limit value, fourth resistance measurement range with upper limit value of 600.0 k ⁇ , fifth resistance measurement range with upper limit value of 6.000 M ⁇ , and sixth resistance with upper limit value of 60.00 M ⁇ There are six resistance measurement ranges in the measurement range.
- the current supply unit 9 can supply the measurement current Im with a current value corresponding to a plurality of resistance measurement ranges (six in this example as described above), that is, 0. 0 corresponding to the first resistance measurement range.
- a constant current value of 5 mA a constant current value of 50 ⁇ A corresponding to the second resistance measurement range, a constant current value of 5 ⁇ A corresponding to the third resistance measurement range, and a constant value of 0.5 ⁇ A corresponding to the fourth resistance measurement range.
- the measurement current Im can be supplied with a constant current value of 50 nA corresponding to the fifth resistance measurement range and a constant current value of 5 nA corresponding to the sixth resistance measurement range.
- the current supply unit 9 controls the voltage value of the output voltage so that the current value of the measurement current Im is constant according to the magnitude (resistance value) of the load between the internal ground G and the output terminal.
- the upper limit of this voltage value is defined by a predetermined upper limit voltage value (for example, DC 2.8 V, that is, a voltage that can shift the diode connected in the forward state to the ON state).
- a predetermined upper limit voltage value for example, DC 2.8 V, that is, a voltage that can shift the diode connected in the forward state to the ON state.
- the processing unit 10 is configured by a computer as an example, and executes the measurement process 50 shown in FIG.
- the processing unit 10 acquires the voltage data Dv output from the A / D conversion unit 5 and the voltage data Dv among the voltage detection lines Lv1 and Lv2. Based on the voltage dividing ratio (one of 1/100, 1/10, 1) in the voltage detection line used at the time, and the amplification factor in the buffer 26 and the A / D converter 5, V1 is measured (calculated).
- the processing unit 10 analyzes the voltage data Dv output from the A / D conversion unit 5 and the voltage detection line Lv2 used in the resistance measurement process.
- the inter-terminal voltage V1 is measured (calculated) based on the pressure ratio (1) and the amplification factor in the buffer 26 and the A / D converter 5, and the measured inter-terminal voltage V1 and the current value of the measured current Im
- the resistance value R of the resistor connected between the input terminals 2 and 3 is measured (calculated) based on (the current value instructed to the current supply unit 9).
- the processing unit 10 calculates the measured resistance value R, the lower limit threshold value RL, the first upper limit threshold value RH1, and the second upper limit threshold value RH2 in the current resistance measurement range. By comparing, an appropriate resistance measurement range is determined, and an operation of instructing the current supply unit 9 to output the measurement current Im at a current value corresponding to the determined resistance measurement range is executed.
- the processing unit 10 determines whether the input terminals 2 and 3 are open, a resistor is connected, or a diode is connected in the forward direction based on the measured inter-terminal voltage V1. When it is in the open state, a resistance measurement process is executed for the resistance, and the resistance value R is measured for the resistance, and the forward voltage is measured for the diode and displayed on the output unit 11. In addition, the processing unit 10 performs on / off control for the first switch 8, the second switch 25, and the switches 27 to 31.
- a configuration in which the A / D conversion unit 5 is disposed outside the processing unit 10 is employed, but a configuration in which the A / D conversion unit 5 is disposed in the processing unit 10 (that is, the A / D conversion unit 5).
- a configuration in which the D conversion unit 5 and the processing unit 10 serve as a processing unit can be employed, and the processing unit in this configuration directly inputs the detection voltage V3, and the inter-terminal voltage based on the detection voltage V3.
- the resistance measurement process is executed based on the voltage measurement process for measuring V1 and the inter-terminal voltage V1 based on the detection voltage V3 and the current value of the measurement current Im when the measurement current Im is supplied.
- the output unit 11 includes a display device such as an LCD, and displays measurement results (measured voltage values and resistance values R) measured in the measurement process performed by the processing unit 10 on the screen.
- the output unit 11 may be configured by various interface circuits instead of the display device. For example, a configuration in which the output unit 11 is configured by a network interface circuit and transmits the measurement result to an external device via the network may be adopted. it can.
- the A / D conversion unit 5 executes a sampling operation, and the processing unit 10 repeatedly executes the measurement process 50.
- the processing unit 10 first shifts the first switch 8 and the second switch 25 to the off state (step 51).
- the processing unit 10 instructs the current supply unit 9 to specify a current value (5 nA) corresponding to the uppermost sixth resistance measurement range. Thereby, the current supply unit 9 supplies the measurement current Im at this current value (5 nA).
- the processing unit 10 measures and stores the effective value for the inter-terminal voltage V1 in this state as the inter-terminal voltage Vac_off (step 52), and also calculates the average value for the inter-terminal voltage V1 as the inter-terminal voltage Vdc_off. Is measured and stored (step 53).
- the processing unit 10 determines that the voltage data Dv output from the A / D conversion unit 5 is a predetermined period (for example, the inter-terminal voltage V1 is an AC voltage).
- the AC voltage is acquired for the period of one period or more), and the inter-terminal voltage Vac_off and the inter-terminal voltage Vdc_off are calculated (measured) based on the voltage data Dv for one period or a plurality of periods.
- the processing unit 10 uses the voltage dividing resistor 22 based on the calculated inter-terminal voltage Vac_off and inter-terminal voltage Vdc_off, with the upper measurement range (switches 27 and 29 turned on and the switches 28 and 30 turned off. Range) and intermediate measurement ranges (measurement ranges using switches 27, 29 off and switches 28, 30 on and voltage divider 23) to select the final measurement range.
- the terminal voltage Vac_off and the terminal voltage Vdc_off are calculated (measured).
- the processing unit 10 compares the measured inter-terminal voltage Vac_off and the inter-terminal voltage Vdc_off to determine whether or not the inter-terminal voltage Vac_off exceeds the absolute value of the inter-terminal voltage Vdc_off (step 54). In this case, when an AC voltage is input from the outside between the input terminals 2 and 3, the processing unit 10 measures the inter-terminal voltage Vac_off and the inter-terminal voltage Vdc_off using the AC voltage as the inter-terminal voltage V1.
- the processing unit 10 measures the inter-terminal voltage Vac_off and the inter-terminal voltage Vdc_off using the DC voltage as the inter-terminal voltage V1.
- the inter-terminal voltage Vac_off is measured as the same value as the absolute value of the inter-terminal voltage Vdc_off which is the voltage value of the DC voltage.
- the processing unit 10 measures the inter-terminal voltage Vac_off and the inter-terminal voltage Vdc_off using the upper-limit voltage value that is the DC voltage as the inter-terminal voltage V1, and the inter-terminal voltage Vac_off is the upper-limit voltage value. It is measured as the same value as the absolute value of the inter-terminal voltage Vdc_off indicating (DC 2.8V).
- the input terminal 3 is a forward voltage of this diode with reference to the potential of the input terminal 2 (about 0.35V DC for a Schottky barrier diode, about 0.6V DC for a general-purpose diode, about 1.2V DC for a switching diode, and about 2V DC for a light emitting diode. Degree).
- the processing unit 10 measures the inter-terminal voltage Vac_off and the inter-terminal voltage Vdc_off using the forward voltage that is the DC voltage as the inter-terminal voltage V1, and the inter-terminal voltage Vac_off is the forward voltage. Is measured as the same value as the absolute value of the inter-terminal voltage Vdc_off.
- the processing unit 10 determines that an AC voltage is input between the input terminals 2 and 3 only when it is determined in step 54 that the terminal voltage Vac_off exceeds the terminal voltage Vdc_off.
- the measured inter-terminal voltage Vac_off is displayed on the output unit 11 as the voltage value of this AC voltage (step 55), and the process returns to step 51.
- the processing unit 10 determines in step 54 that the inter-terminal voltage Vac_off does not exceed the absolute value of the inter-terminal voltage Vdc_off (that is, whether a DC voltage is input between the input terminals 2 and 3
- the absolute value of the inter-terminal voltage Vdc_off is the upper limit voltage value (DC 2.8 V) of the current supply unit 9. It is determined whether or not they match (for example, whether or not they are included within a voltage range of ⁇ several percent (upper limit voltage range) centered on DC 2.8 V) (step 56).
- step 56 when the processing unit 10 determines in step 56 that the absolute value of the inter-terminal voltage Vdc_off is equal to the upper limit voltage value (DC 2.8 V) of the current supply unit 9, it is between the input terminals 2 and 3. Is in an open state or a diode is connected in the reverse direction, and is in an open state (including a state in which the diode is connected in the reverse direction) Information indicating this is displayed on the output unit 11 (step 57), and the process returns to step 51.
- DC 2.8 V the upper limit voltage value
- the processing unit 10 determines in step 56 that the absolute value of the inter-terminal voltage Vdc_off does not match the upper limit voltage value (DC 2.8 V) of the current supply unit 9 (that is, the input terminals 2 and 3).
- the absolute value of the inter-terminal voltage Vdc_off is then determined in advance as a reference voltage. It is determined whether or not the value exceeds the value Vref_dc (step 58).
- the reference voltage value Vref_dc is defined as an absolute value (in this example, 6.000 V) of the upper limit value and the lower limit value of the measurement voltage range for the DC voltage in the lower voltage measurement range.
- the absolute value of the inter-terminal voltage Vdc_off exceeds the reference voltage value Vref_dc when a DC voltage having an absolute value exceeding 6V is input between the input terminals 2 and 3 and an AC voltage having an amplitude of 9.42V. Is input between the input terminals 2 and 3, and when the AC voltage is input, the process proceeds to the process in step 55 by the determination in step 54 described above. Therefore, the inter-terminal voltage Vdc_off is determined in this step 58. Is more than the reference voltage value Vref_dc only when a DC voltage having an absolute value exceeding 6 V is input between the input terminals 2 and 3.
- Step 59 the process returns to step 51.
- each process of step 58,59 it can replace with the present structure performed after each process of step 56,57, and can also employ
- the processing unit 10 determines in step 58 that the absolute value of the inter-terminal voltage Vdc_off does not exceed the reference voltage value Vref_dc (that is, the inter-terminal voltage V1 generated between the input terminals 2 and 3 is When the voltage is low (when the absolute value is a reference voltage value Vref_dc (6 V in this example)), the first switch 8 and the second switch 25 are shifted from the off state to the on state (step 60).
- the transition of the second switch 25 to the ON state is to switch the voltage detection line to be used from the voltage detection line Lv1 to the voltage detection line Lv2 (that is, to enable the lower measurement range).
- the switches 27 to 31 for selecting the measurement range are shifted to the OFF state, and the switch 31 is shifted to the ON state.
- both ends of the protective resistor 7 (1.5 M ⁇ ) are short-circuited by the first switch 8 that has been turned on, but there is another one between the output terminal and the input terminal 3 of the current supply unit 9 having a low output impedance. Since two protective resistors 12 are interposed, the protective resistor 12 suppresses the current (leakage current) flowing from the input terminal 3 to the output terminal of the current supply unit 9 below the sensitivity current of the breaker.
- the processing unit 10 measures and stores the average value of the inter-terminal voltage V1 in this state as the inter-terminal voltage Vdc_on in the same manner as the measurement of the inter-terminal voltage Vdc_off (step 61). .
- the processing unit 10 determines whether or not the measured inter-terminal voltage Vdc_on is equal to or lower than the full-scale voltage Vfs in the current resistance measurement range (step 62).
- the full-scale voltage Vfs in the resistance measurement range is such that a resistance having the same resistance value R as the upper limit value (full scale) in the measurement resistance range in the resistance measurement range is connected between the input terminals 2 and 3.
- the resistance measurement range includes the first resistance measurement range (upper limit value: 600.0 ⁇ ), the second resistance measurement range (upper limit value: 6.000 k ⁇ ), and the third resistance measurement range (upper limit value). 60.00 k ⁇ ), 4th resistance measurement range (upper limit value: 600.0 k ⁇ ), 5th resistance measurement range (upper limit value: 6.000 M ⁇ ), and 6th resistance measurement range (upper limit value: 60.00 M ⁇ )
- the processing unit 10 supplies the current supply unit 9 with 0.5 mA corresponding to this measurement range when in the first resistance measurement range, and within this measurement range when in the second resistance measurement range.
- step 62 When the processing unit 10 determines in step 62 that the inter-terminal voltage Vdc_on is equal to or higher than DC 0 volts and is equal to or lower than the full-scale voltage Vfs (DC + 0.3 V), a resistance (resistance measurement range) is input between the input terminals 2 and 3. And a resistance measurement process 63 is executed (step 63).
- the processing unit 10 first measures (calculates) the resistance value R in the current resistance measurement range (step 63a). Next, the processing unit 10 determines whether or not the resistance value R exceeds the second upper limit threshold value RH2 in the current resistance measurement range (step 63b). The display content of the unit 11 is switched to the display content in the uppermost sixth resistance measurement range (for example, a character (“M ⁇ ”) indicating the unit of the sixth resistance measurement range is displayed), and the input unit 11 It is displayed that it is outside (for example, a character “out of input range” is displayed) (step 63c). In step 63c, the processing unit 10 shifts the first switch 8 to the OFF state, and ends the resistance measurement processing 63. In addition, when the resistance measurement process 63 ends, the processing unit 10 returns to step 51 of the measurement process 50.
- M ⁇ character
- the processing unit 10 determines that the resistance value R does not exceed the second upper limit threshold value RH2 (the resistance value R is equal to or less than the second upper limit threshold value RH2). When this is done, it is determined whether or not the resistance value R is greater than the first upper limit threshold value RH1 and not greater than the second upper limit threshold value RH2 (step 63d). If so, it is next determined whether or not the current resistance measurement range is the highest resistance measurement range (step 63e). As a result of the determination in step 63e, when determining that the current resistance measurement range is the highest resistance measurement range, the processing unit 10 ends the resistance measurement process after executing the process in step 63c. Then, the process returns to step 51.
- the processing unit 10 determines that the current resistance measurement range is not the highest resistance measurement range (that is, there is a resistance measurement range higher than the current resistance measurement range). If it is determined that the resistance measurement range is higher than the current resistance measurement range, a process of increasing the resistance measurement range to the next higher resistance measurement range is executed (step 63f), and the process returns to step 63a. In the process of up to the higher resistance measurement range, the processing unit 10 instructs the current supply unit 9 to specify a current value corresponding to the resistance measurement range corresponding to the higher resistance measurement range, thereby providing a current supply unit. 9 causes the measurement current Im to be supplied at the instructed current value.
- step 63g it is determined whether or not the resistance value R is below a lower threshold value RL (step 63g).
- the processing unit 10 determines that the resistance value R is not lower than the lower limit threshold value RL (that is, the resistance value R is equal to or higher than the lower limit threshold value RL) as a result of this determination, the display content of the output unit 11 Is switched to the display content in the current resistance measurement range (for example, a character indicating the unit of the current resistance measurement range is displayed), and the resistance value R is displayed on the output unit 11 (step 63h), and step 63a is displayed.
- the display content of the output unit 11 Is switched to the display content in the current resistance measurement range (for example, a character indicating the unit of the current resistance measurement range is displayed), and the resistance value R is displayed on the output unit 11 (step 63h), and step 63a is displayed.
- step 63g when the processing unit 10 determines that the resistance value R is below the lower limit threshold value RL, the current resistance measurement range is the lowest resistance measurement range. It is determined whether or not there is (step 63i). As a result of the determination in step 63i, when the processing unit 10 determines that the current resistance measurement range is the lowest resistance measurement range, the processing unit 10 performs the process of step 63h and returns to step 63a. As a result of the determination in step 63i, the processing unit 10 determines that the current resistance measurement range is not the lowest resistance measurement range (that is, there is a lower resistance measurement range than the current resistance measurement range).
- step 63j a process of lowering the resistance measurement range to the next lower resistance measurement range is executed (step 63j), and the process returns to step 63a.
- the processing unit 10 instructs the current supply unit 9 to specify a current value corresponding to the resistance measurement range corresponding to the lower resistance measurement range, so that the current supply unit 9 causes the measurement current Im to be supplied at the instructed current value.
- the processing unit 10 executes the above resistance measurement process 63 by using the resistance measurement range at the beginning as the sixth resistance measurement range.
- the resistance value R measured in step 63a is not less than the lower limit threshold value RL and not more than the first upper limit threshold value RH1 in this sixth resistance measurement range (that is, the sixth resistance measurement range is In the resistance measurement range suitable for the measurement of the resistance value R (also referred to as an appropriate resistance measurement range)
- step 63h executed through the discrimination processing in step 63b, step 63d and step 63g It is displayed as the resistance value R of the resistor.
- step 63a When the resistance value R measured in step 63a exceeds the first upper limit threshold value RH1 in the sixth resistance measurement range, the determination process in step 63b or the determination in steps 63b, 63d, and 63e is performed.
- step 63c executed through the process of (2), the resistance value R of the resistance exceeds the resistance measurement range (range of 0 ⁇ to 60M ⁇ ) in the measuring apparatus 1 (the upper limit of the uppermost sixth resistance measurement range) “Out of input range” is displayed indicating that the value has been exceeded.
- the processing unit 10 returns to step 63a through steps 63b, 63d, 63g, 63i, and step 63j.
- the resistance value R measured in step 63a is equal to or higher than the lower threshold RL while the resistance measurement range is lowered one by one.
- An appropriate resistance measurement range that falls within the range of 1 upper limit threshold value RH1 or less is specified in the discrimination process at step 63g or step 63i, and the process at step 63h is executed to display the resistance value R of the resistance.
- the processing unit 10 while the processing unit 10 is executing the resistance measurement process 63, the resistance value R of the resistor connected between the input terminals 2 and 3 increases, and the first upper limit in the current resistance measurement range.
- the processing unit 10 determines that the resistance value R is within this range in the process at step 63d, Moving to step 63e, it is determined whether or not the current resistance measurement range is the highest resistance measurement range.
- the current resistance measurement range is the highest resistance measurement range (in this example, the sixth resistance measurement range)
- the above-described step 63c is executed to end the resistance measurement process 63, and the measurement process Return to 50 step 51.
- step 63e when there is a resistance measurement range higher than the current resistance measurement range, the processing unit 10 sets one resistance measurement range from the current resistance measurement range.
- step 63f the processing unit 10 repeatedly executes steps 63a, 63b, 63d, 63e, and 63f to increase the resistance measurement range one by one, so that the appropriate resistance measurement range suitable for measuring the increased resistance value R is obtained.
- the resistance value R measured in step 63a is equal to or higher than the lower limit threshold value RL in the current resistance measurement range. It is within the range of RH1 or less. For this reason, the resistance value R is displayed as the resistance value R of the resistance in the process in step 63h executed by the processing unit 10 through the determination process in steps 63b, 63d, and 3g.
- step 63a the processing unit 10 measures (calculates) a resistance value R exceeding the second upper limit threshold value RH2 in the current resistance measurement range. As a result, the processing unit 10 determines that the measured resistance value R exceeds the second upper limit threshold value RH2 as a result of the determination process in Step 63b, and immediately performs the process in Step 63c (“out of input range”). ”Is displayed on the output unit 11 and the first switch 8 is turned off), the resistance measurement process 63 is terminated, and the process returns to step 51 of the measurement process 50.
- the measurement apparatus 1 when the resistance measurement process 63 is being executed, when the input terminals 2 and 3 are opened, immediately (that is, the process of increasing the resistance measurement range one by one to the upper side). Without switching the first switch 8 to the OFF state, and the protective resistor 7 having a high resistance value is provided on the current supply line Li between the output terminal of the current supply unit 9 and the input terminal 3 of the measuring device 1. It is possible to intervene.
- step 62 the processing unit 10 determines that the inter-terminal voltage Vdc_on is not less than DC 0 volts and not in the range of the full-scale voltage Vfs (that is, a voltage exceeding the full-scale voltage Vfs). If the absolute value is a negative voltage less than the reference voltage value Vref_dc), then the inter-terminal voltage Vdc_on is within the forward voltage range (voltage range exceeding DC + 0.3V and less than DC + 3V). (Step 64).
- the processing unit 10 determines that a diode is connected between the input terminals 2 and 3 in the forward state.
- the inter-terminal voltage Vdc_on is displayed on the output unit 11 as the forward voltage of the diode (step 65), and the process returns to step 51.
- the processing unit 10 determines that the inter-terminal voltage Vdc_on is a voltage when a resistor is connected (at 0V or more at full scale). Voltage Vfs (DC + 0.3V) or less) and voltage when the diode is connected (voltage within DC + 0.3V and less than DC + 3V). The voltage is displayed on the output unit 11 (step 66), and the process returns to step 51.
- the measurement apparatus 1 when a high voltage or a low AC voltage is input between the input terminals 2 and 3 by the processing unit 10 performing the measurement process 50, the voltage value ( The inter-terminal voltage Vac_off) is automatically measured via the high resistance input resistor 21 and displayed on the output unit 11. Further, in this measuring apparatus 1, when the input terminals 2 and 3 are in an open state or the diode is connected in the reverse direction, it is automatically detected that these states are in an open state. Is displayed on the output unit 11. Further, in this measuring apparatus 1, when a high DC voltage (voltage whose absolute value exceeds the reference voltage value Vref_dc (6V in this example)) is input between the input terminals 2 and 3, the voltage value is high.
- Vref_dc (6V in this example
- the resistance value is automatically measured through the input resistance 21 and displayed on the output unit 11, and the DC voltage between the input terminals 2 and 3 is a low voltage (a voltage range of ⁇ 6 V or more and less than 0 V, and +3 V or more).
- the voltage value is not as high as that of the protective resistor 7, but the resistance value that can suppress the leakage current below the sensitivity current. Is automatically measured via the protective resistor 12 and displayed on the output unit 11.
- this measuring apparatus when a resistance having a resistance value R within the measurement resistance range (0 ⁇ or more and 60.00 M ⁇ or less) in the resistance measurement range is connected between the input terminals 2 and 3, the resistance measurement processing 63 is performed. Then, the resistance value R is automatically measured and displayed on the output unit 11 and displayed between the input terminals 2 and 3 during the measurement of the resistance value R. When the resistance value R measured in this state exceeds the second upper limit threshold value RH2, any resistance measurement range is immediately (one resistance measurement range at a time). Without performing the operation to increase the current), the output unit 11 is determined to be out of the input range, and the fact is displayed on the output unit 11 and the first switch 8 is shifted to the OFF state, thereby connecting the current supply line Li to the protective resistor 7. Transition to the intervening state. In the measuring apparatus 1, when a diode is connected between the input terminals 2 and 3 in the forward direction, the forward voltage is automatically measured and displayed on the output unit 11.
- the processing unit 10 when the processing unit 10 is executing the resistance measurement process 63, when the input terminals 2 and 3 are opened, the processing unit 10 performs measurement in this state. Based on the fact that the resistance value R exceeds the second upper limit threshold value RH2, no matter what the current resistance measurement range is, the resistance measurement range is immediately increased (without performing the operation of increasing the resistance measurement range one by one). In a very short time), it is determined that it is out of the input range, the fact is displayed on the output unit 11, and the first switch 8 is shifted to the OFF state, so that the current supply line Li is shifted to the interposed state of the protective resistor 7. .
- this measuring apparatus even if an operator (user of the measuring apparatus 1) immediately connects the input terminals 2 and 3 to the commercial power line after completing the resistance measurement. Since the protection resistor 7 is interposed in the current supply line Li in an extremely short time, a leakage current having a large current value is generated by applying a commercial power supply voltage (high voltage such as AC 100 V) between the input terminals 2 and 3. It is possible to reliably prevent the occurrence of the situation (and the situation where the leakage breaker is dropped due to this).
- a commercial power supply voltage high voltage such as AC 100 V
- the processing unit 10 detects the open state between the input terminals 2 and 3 in the resistance measurement process as described above, and displays on the output unit 11 that it is out of the input range and the first switch.
- the display contents in the uppermost sixth resistance measurement range out of the plurality of resistance measurement ranges are switched to outside the input range.
- the fact that it is displayed that is, the fact that it is out of the input range in the uppermost sixth resistance measurement range
- the resistance measurement process is terminated.
- the displayed “out of input range” for the operator exceeds the upper limit value (60 M ⁇ ) of the resistance measuring range (the range of 0 ⁇ to 60 M ⁇ ) in the measuring apparatus 1. It is possible to clearly know that the display indicates that there is.
- the current supply unit 9 for automatically detecting whether or not the input terminals 2 and 3 are in an open state is provided with the input terminal 3 (input not connected to the internal ground G). Even when a high-voltage AC voltage such as a commercial power supply voltage or a high-voltage DC voltage is input between the input terminals 2 and 3 and the voltage value is measured. The current value of the leakage current into the current supply unit 9 generated due to the input of these high voltage voltages can be greatly reduced (for example, reduced below the sensitivity current of the leakage breaker).
- the first switch 8 is controlled to be turned on to short-circuit the protective resistor 7, thereby causing the current supply unit 9 to input the input terminal.
- the resistance measurement process can be executed by supplying the measurement current Im to the resistance connected between the two and the third.
- the measuring apparatus 1 when there is a possibility that a high voltage V1 between the terminals is inputted between the input terminals 2 and 3, the voltage V1 between the terminals is changed to the switch 31, the buffer 26, and the A / D. Since the situation of being directly input (applied) to the conversion unit 5 can be avoided, the failure of the voltage detection unit 4 and the failure of the A / D conversion unit 5 can be prevented.
- the inter-terminal voltage V1 input between the input terminals 2 and 3 is a low DC voltage
- the inter-terminal voltage V1 is directly input to the buffer 26 through the second voltage detection line Lv2.
- the resistance measurement process The resistance value of the resistor connected between the input terminals 2 and 3 can be measured with high accuracy based on the inter-terminal voltage V1.
- the lower limit threshold value RL, the first upper limit threshold value RH1, and the second upper limit threshold value RH2 are individually defined for each resistance measurement range.
- a lower limit threshold value predetermined number of bits
- a first upper limit threshold value predetermined number of bits
- a second upper limit threshold value predetermined number of bits
- the processing unit 10 uses the common lower limit threshold value, the first upper limit threshold value, and the second upper limit threshold value in any resistance measurement range, based on the voltage data Dv.
- the resistance measurement process 63 can be executed.
- the current supply unit 9 constantly supplies (outputs) the measurement current Im to the current supply line Li.
- the measurement unit Im is controlled by the processing unit 10 to control the measurement current Im. It is also possible to adopt a configuration in which supply (output) to the current supply line Li can be turned on / off.
- the present invention after the user completes the resistance measurement, even if each input terminal is immediately connected to a commercial power line for voltage measurement, for example, one of the pair of input terminals and the current Since the protective resistor is connected to the supply section in a very short time, the occurrence of a situation in which a large leakage current occurs due to the application of the commercial power supply voltage between the input terminals is reliably prevented. can do. For this reason, the present invention can be widely applied to measurement devices capable of performing resistance measurement and voltage measurement.
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Abstract
抵抗測定処理の実行中に入力端子間が開放状態となったときに、より短時間で電流供給部と入力端子との間に保護抵抗を介装する。 処理部は、抵抗測定処理63において、現在の抵抗測定レンジで測定した抵抗値Rが抵抗測定レンジでの下限しきい値RL以上であって第1上限しきい値RH1以下のときにはこの抵抗値Rを表示し(ステップ63h)、この抵抗値Rが現在の抵抗測定レンジでの下限しきい値RLを下回っているときには1つ下位側の抵抗測定レンジに切り替え(ステップ63j)、この抵抗値Rが現在の抵抗測定レンジでの第1上限しきい値RH1を超え第2上限しきい値RH2以下のときには1つ上位側の抵抗測定レンジに切り替え(ステップ63f)、かつこの抵抗値Rが現在の抵抗測定レンジでの第2上限しきい値RH2を上回っているときには第1スイッチ8を開放状態に移行させて(ステップ63c)抵抗測定処理63を終了する。
Description
本発明は、少なくとも抵抗値および電圧値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、下記の非特許文献1に開示された測定装置(デジタルマルチメータ)を既に提案している。この測定装置は、この非特許文献1の図6,7に開示されているように、一対の入力端子(1つのCOM端子と、電圧測定用の端子および抵抗測定用の端子を兼用する1つの端子(V/Ω端子))と、この一対の入力端子間に接続された電圧測定用の入力回路と、この一対の端子間に接続された抵抗測定用の入力回路とを備えている。
具体的には、図4に示すように、この測定装置81は、一対の入力端子82,83、電圧検出部84、A/D変換部85、サーミスタ86、電流供給部87、処理部88および出力部89を備えている。入力端子82,83のうちの一方(本例では入力端子82)は、装置内の基準電位(内部グランドG)に接続されて、COM端子として機能する。
電圧検出部84は、入力端子82,83間の端子間電圧V1を検出すると共に、この端子間電圧V1の電圧値に応じた電圧値の検出電圧V2を出力する。一例として、電圧検出部84は、入力端子82,83間に入力された高電圧の交流電圧や高電圧の直流電圧を端子間電圧V1として検出すると共に分圧して検出電圧V2として出力する高圧検出回路と、入力端子82,83間に接続された抵抗に電流供給部87から供給された測定電流Imが流れることによってこの抵抗の両端間に発生する電圧を端子間電圧V1として検出してそのまま(分圧することなく)検出電圧V2として出力する低圧検出回路とを備えている。
一例として、高圧検出回路は、入力端子83に接続された第1電圧検出ラインLv1に介装された入力抵抗21と、測定レンジに対応させて設けられた複数(この例では2つ)のレンジ抵抗(分圧抵抗)22,23と、レンジ抵抗22,23のうちの使用する測定レンジに対応するレンジ抵抗を選択的に第1電圧検出ラインLv1に接続すると共に、この第1電圧検出ラインLv1に接続されたレンジ抵抗と入力抵抗21とで分圧された端子間電圧V1を検出電圧V2としてA/D変換部85に出力するための4つのスイッチ27,28,29,30とを備えて構成されている。また、低圧検出回路は、入力端子83に接続された第2電圧検出ラインLv2に介装された入力抵抗24と、端子間電圧V1を第2電圧検出ラインLv2を介して検出電圧V2としてA/D変換部85に出力するためのスイッチ31とを備えて構成されている。
A/D変換部85は、検出電圧V2を入力すると共に予め規定された一定のサンプリング周期でサンプリングすることにより、検出電圧V2の瞬時値を示す電圧データDvに変換して処理部88に出力する。
電流供給部87は、内部グランドGを基準とする出力電圧を出力端子に発生させることにより、出力端子から電流供給ラインLiに測定電流Im(電流値が既知の直流定電流)を供給可能に構成されている。また、電流供給部87は、その出力端子と内部グランドGとの間の抵抗(出力抵抗)が低い構成となっている。このため、入力端子82,83間に入力される電圧に起因して電流供給部87内に大電流が流れ込まないようにするため、電流供給ラインLiにPTCサーミスタ86が介装されている。
処理部88は、コンピュータおよびメモリ(いずれも図示せず)を含んで構成されて、不図示の操作部から入力される指示に従い、電圧測定処理および抵抗測定処理のうちの指示された測定処理を実行する。出力部89は、一例としてディスプレイ装置(液晶ディスプレイ装置など)で構成されて、処理部88が実行した各測定処理での測定結果を画面に表示する。
この測定装置81では、作業者による不図示の操作部に対する操作によって操作部から電圧測定する旨の指示が処理部88に出力されたときには、処理部88は電圧測定処理を実行する。この電圧測定処理では、処理部88は、電圧検出部84内のスイッチ31をオフ状態に移行させる(低圧検出回路とA/D変換部85との接続を解除する)と共に、レンジ抵抗22,23のうちの適切な測定レンジに対応するレンジ抵抗を第1電圧検出ラインLv1に接続させるために、スイッチ27~スイッチ30のうちの必要な一対のスイッチ(スイッチ27,29の組、およびスイッチ28,30の組の一方の組)をオン状態に移行させると共に、残りの一対のスイッチ(スイッチ27,29の組、およびスイッチ28,30の組の他方の組)をオフ状態に移行させる(高圧検出回路とA/D変換部85とを接続する)。
この状態において、電圧検出部84は、入力端子82,83間に入力されている電圧(端子間電圧V1)を測定レンジに対応するレンジ抵抗(レンジ抵抗22,23の一方)と入力抵抗21とで分圧して検出電圧V2としてA/D変換部85に出力し、A/D変換部85は、この検出電圧V2を電圧データDvに変換して出力する。処理部88は、A/D変換部85から出力される電圧データDvに基づいて端子間電圧V1を測定(算出)して出力部89に表示させる。
また、この測定装置81では、作業者による操作部に対する操作によって操作部から抵抗測定する旨の指示が処理部88に出力されたときには、処理部88は抵抗測定処理を実行する。この抵抗測定処理では、処理部88は、電圧検出部84内のスイッチ27~30をオフ状態に移行させる(高圧検出回路とA/D変換部85との接続を解除する)と共に、スイッチ31をオン状態に移行させる(低圧検出回路とA/D変換部85とを接続する)。
この状態において、入力端子82,83間に接続されている測定対象としての抵抗には、電流供給ラインLiを介して電流供給部87から測定電流Imが供給されるため、入力端子82,83間には、測定電流Imが流れることによって抵抗の両端間に発生する電圧が端子間電圧V1として入力される。電圧検出部84は、この端子間電圧V1を第2電圧検出ラインLv2を介して検出電圧V2として直接(分圧することなく)A/D変換部85に出力し、A/D変換部85は、この検出電圧V2を電圧データDvに変換して出力する。処理部88は、A/D変換部85から出力される電圧データDvに基づいて端子間電圧V1を測定(算出)する。また、処理部88は、この測定した端子間電圧V1を測定電流Imの電流値(既知)で除算することにより、測定対象の抵抗値を算出して出力部89に表示させる。
宮澤好幸、三木昭彦、冨山英樹、尾沼誠司 著、「3246ペンシルハイテスタ」、日置技報VOL.24 2003 NO.1、[平成28年6月21日検索]、インターネット〈URL:https://www.hioki.co.jp/jp/support/download3/〉
ところが、上記した測定装置81では、入力端子83に電流供給ラインLiを介して電流供給部87が常時接続されており、また電流供給部87の出力抵抗は上記したように一般的に低い。このため、本願発明者らは、一対の入力端子82,83を一対の商用電源ラインに接続して、この商用電源ライン間の商用電源電圧(AC100Vなどの高電圧)を測定しようとしたときに、入力端子83から、電流供給ラインLiおよび電流供給部87を介して内部グランドG(つまり、入力端子82)に至る経路に漏れ電流が流れて、商用電源ラインに設置されている漏電ブレーカが落ちることがあるという改善すべき課題が測定装置81に存在していることを見い出した。
そこで、本願発明者らは、上記の測定装置81の構成を基本としつつ、図4において破線で示すように、電流供給ラインLiに保護抵抗(例えば、1MΩ以上の抵抗値の高い抵抗)7を介装すると共にこの保護抵抗7にスイッチ8を並列接続し、処理部88が、保護抵抗7の介装状態での電圧データDvから算出した端子間電圧V1と予め規定された基準電圧とを比較して、算出した端子間電圧V1が基準電圧を超えているときには、入力端子82,83間に商用電源電圧のような高電圧が印加されている状態であると判別して、保護抵抗7の介装状態を維持し(スイッチ8をオフ状態のままとし)、他方、算出した端子間電圧V1が基準電圧以下のときには、入力端子82,83間に高電圧が印加されていない状態(端子間電圧V1が低電圧)であると判別して、保護抵抗7の介装状態を解除する(スイッチ8をオン状態に移行させる)という構成を採用する測定装置を開発している。この測定装置によれば、端子間電圧V1が基準電圧を超える高電圧のときには、電流供給部87は高い抵抗値の保護抵抗7を介して入力端子83に接続される構成のため、上記の漏れ電流の電流値を大幅に低減でき、これにより、漏電ブレーカが落ちるという事態の発生を防止することが可能となっている。
また、発明者らは、この開発している測定装置において、処理部88が、電圧データDvから算出した端子間電圧V1が低電圧であると判別して保護抵抗7の介装状態を解除した状態(スイッチ8をオン状態に移行させた状態)において、端子間電圧V1が予め規定された電圧値以下のときには、入力端子82,83間に抵抗が接続されていると判別して、この端子間電圧V1の電圧値と電流供給部87から抵抗に供給されている測定電流Imの電流値とに基づいて抵抗の抵抗値を測定する抵抗測定処理を実行する構成を採用している。
この場合、端子間電圧V1は、電流供給部87からの測定電流Imが抵抗に流れることによって抵抗の両端間に発生する電圧であるが、抵抗測定処理では、処理部88は、電圧データDvから算出した端子間電圧V1を現在の測定レンジでの上限しきい値(この測定レンジのフルスケール値をDsfとしたときに、例えば、1×Dsf)および下限しきい値(k×Dsf。kは、例えば0.09以下の範囲内の所定値)と比較して、端子間電圧V1が上限しきい値を超えたことを検出したときには1つ上位の抵抗測定レンジに切り替え(具体的には、測定電流Imの電流値をこの上位の抵抗測定レンジに対応した電流値に変更(低減)し)、他方、端子間電圧V1が下限しきい値を下回ったことを検出したときには1つ下位の抵抗測定レンジに切り替える(具体的には、測定電流Imの電流値をこの下位の抵抗測定レンジに対応した電流値に変更(増加)する)、という動作を実行する。
また、処理部88は、抵抗測定処理で算出される抵抗値が最上位の抵抗測定レンジの上限しきい値を上回ったことを検出したときには、入力端子82,83間が開放状態(抵抗が接続されていない状態)であると判別して、電流供給ラインLiを保護抵抗7の介装状態に移行させる(スイッチ8をオフ状態に移行させる)。この構成により、この測定装置では、作業者(この装置の使用者)が抵抗測定を終わらせ、次いで電圧測定を実行して入力端子82,83間に高電圧を印加したとしても、電流供給ラインLiに介装されている保護抵抗7により、上記の漏れ電流の電流値を大幅に低減できて、漏電ブレーカが落ちるという事態の発生を未然に防止可能となっている。
しかしながら、抵抗測定レンジの切り替えでは、抵抗測定レンジを上位側に切り替えるときにも、また下位側に切り替えるときにも、現在の抵抗測定レンジから1つ上位側の抵抗測定レンジに切り替えたり、また1つ下位側の抵抗測定レンジに切り替えたりするという切替動作を繰り返すのが一般的であり、上記の測定装置でもこの一般的な切替動作を実行する構成を採用している。このため、上記の測定装置では、抵抗測定が行われていた抵抗を入力端子82,83間から切り離したときに、処理部88が上記の切替動作を繰り返すことによって抵抗測定レンジを最上位の抵抗測定レンジに切り替えるまでに要する時間(つまり、抵抗測定処理においてオン状態に移行させていたスイッチ8をオフ状態に移行させて電流供給ラインLiを保護抵抗7の介装状態に移行させるのに要する時間)が長くなる場合がある。
したがって、この発明者らが開発している測定装置には、作業者が、抵抗測定を完了させた後に、直ちに入力端子82,83を商用電源ラインに接続したような場合に、電流供給ラインLiへの保護抵抗7の介装が行われる前(スイッチ8がオン状態からオフ状態に移行させられる前)に入力端子82,83間に高電圧が印加される事態が生じることがあり、これによって電流値の大きな漏れ電流が発生する虞(漏電ブレーカが落ちる虞)があるという改善すべき課題が生じる。
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、抵抗測定処理の実行中に入力端子間が開放状態となったときに、より短時間で電流供給部と入力端子との間に保護抵抗を介装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検出して当該端子間電圧の電圧値に応じた検出電圧を出力する電圧検出部と、前記一対の入力端子間に測定電流を供給可能な電流供給部と、前記検出電圧に基づいて前記電圧値を測定する電圧測定処理および前記測定電流の供給時における当該電圧測定処理で測定した前記電圧値と当該測定電流の電流値とに基づいて前記一対の入力端子間に接続された測定対象の抵抗値を測定する抵抗測定処理を実行する処理部とを備え、前記一対の入力端子の一方と前記電流供給部との間に保護抵抗が配設されると共に、短絡状態および開放状態のうちの任意の一方の状態に移行可能な第1スイッチが前記保護抵抗に並列接続され、前記処理部は、前記第1スイッチを前記開放状態に移行させた状態において前記電圧測定処理を実行して前記電圧値を測定すると共に当該測定した電圧値と予め規定された基準電圧値とを比較して、前記測定した電圧値が前記基準電圧値以下のときに前記第1スイッチを前記短絡状態に移行させて前記抵抗測定処理を実行する測定装置であって、前記電流供給部は、複数の抵抗測定レンジに対応した電流値で前記測定電流を供給可能に構成され、前記処理部は、前記抵抗測定処理において、現在の抵抗測定レンジで測定した前記抵抗値が当該抵抗測定レンジでの下限しきい値以上であって第1上限しきい値以下のときには当該測定された抵抗値を前記測定対象の抵抗値として取得し、当該測定した抵抗値が前記現在の抵抗測定レンジでの前記第1上限しきい値を超え当該第1上限しきい値よりも大きな第2上限しきい値以下のときには1つ上位側の抵抗測定レンジに切り替え、当該測定した抵抗値が前記現在の抵抗測定レンジでの前記第2上限しきい値を上回っているときには前記第1スイッチを開放状態に移行させて当該抵抗測定処理を終了する。
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、表示部を備え、前記処理部は、前記抵抗測定処理において、前記測定した抵抗値が前記現在の抵抗測定レンジでの前記第2上限しきい値を上回っているときには、前記複数の抵抗測定レンジのうちの最上位の測定レンジにおいて入力範囲外である旨を前記表示部に表示させて当該抵抗測定処理を終了する。
請求項1記載の測定装置によれば、測定装置の使用者が、抵抗測定を完了させた後に、直ちに各入力端子を商用電源ラインに接続したような場合であっても、一対の入力端子の一方と電流供給部との間への保護抵抗の介装が極めて短時間で行われるため、各入力端子間への商用電源電圧(AC100Vなどの高電圧)の印加によって電流値の大きな漏れ電流が発生するという事態(また、これが原因となって漏電ブレーカが落ちるという事態)の発生を確実に防止することができる。
請求項2記載の測定装置によれば、複数の抵抗測定レンジのうちの最上位の抵抗測定レンジでの表示内容に切り替えられた状態で入力範囲外である旨が表示される(例えば、「入力範囲外」が表示される)ため、作業者に対して、表示されている「入力範囲外」が測定装置における抵抗測定範囲の上限値を超えていることを示す表示であることを明確に知得させることができる。
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、電圧検出部4、A/D変換部5、サーミスタ6、保護抵抗7,12、第1スイッチ8、電流供給部9、処理部10および出力部11を備えている。入力端子2,3のうちの一方(本例では入力端子2)は、装置内の基準電位(内部グランドG)に接続されてCOM端子として機能し、他方(本例では入力端子3)は、電圧測定用の端子および抵抗測定用の端子を兼用する。
また、測定装置1は、自動測定可能、すなわち、自動的に、入力端子2,3間に交流電圧(正弦波電圧:E×sinωt)が入力されているか否か、直流電圧が入力されているか否か、測定対象としての抵抗が接続されているか否か、測定対象としてのダイオードが接続されているか否かを判別して、交流電圧が入力されていると判別したときにはこの電圧値を測定し、また直流電圧が入力されていると判別したときにはこの電圧値を測定し、また抵抗が接続されていると判別したときにはこの抵抗値Rを測定し、またダイオードが順方向の状態(入力端子2にカソード端子が接続され、入力端子3にアノード端子が接続される状態)で接続されていると判別したときにはその順方向電圧を測定して、それぞれの測定値を出力部11に出力可能に構成されている。
また、測定装置1の仕様は、一例として、上位の電圧測定レンジでの測定電圧範囲は、直流電圧についてはDC±600.0Vの範囲で、かつ交流電圧についてはAC600.0V以下の範囲であり、中位の電圧測定レンジでの測定電圧範囲は、直流電圧についてはDC±60.00Vの範囲で、かつ交流電圧についてはAC60.00V以下の範囲であり、下位の電圧測定レンジでの測定電圧範囲は、直流電圧についてはDC±6.000Vの範囲(但し、0V以上+3.000V未満の範囲は除く)で、かつ交流電圧についてはAC6.000V以下の範囲であるものとする。
また、抵抗測定レンジは、一例として、600.0Ωを上限値(フルスケール)とする第1抵抗測定レンジ(測定抵抗範囲:0Ω~600.0Ωの最下位の抵抗測定レンジ)、6.000kΩを上限値とする第2抵抗測定レンジ(測定抵抗範囲:0Ω~6.000kΩ)、60.00kΩを上限値とする第3抵抗測定レンジ(測定抵抗範囲:0Ω~60.00kΩ)、600.0kΩを上限値とする第4抵抗測定レンジ(測定抵抗範囲:0Ω~600.0kΩ)、6.000MΩを上限値とする第5抵抗測定レンジ(測定抵抗範囲:0Ω~6.000MΩ)、および60.00MΩを上限値とする第6抵抗測定レンジ(測定抵抗範囲:0Ω~60.00MΩの最上位の抵抗測定レンジ)の6つの抵抗測定レンジがあるものとする。
また、最下位の抵抗測定レンジである第1抵抗測定レンジには、この抵抗測定レンジの上限値(600Ω)が第1上限しきい値RH1として規定され、またこの第1上限しきい値RH1よりも大きい抵抗値(本例では一例として720Ω)が第2上限しきい値RH2として規定されている。また、第2抵抗測定レンジには、この抵抗測定レンジの上限値(6kΩ)に対して例えば9パーセント以下の範囲内の所定値(本例では一例として、9パーセントに相当する540Ω)が下限しきい値RLとして規定され、この上限値(6kΩ)が第1上限しきい値RH1として規定され、またこの第1上限しきい値RH1よりも大きい抵抗値(本例では一例として7.2kΩ)が第2上限しきい値RH2として規定されている。第3抵抗測定レンジから第6抵抗測定レンジについても、上記した第2抵抗測定レンジと同様にして、第3抵抗測定レンジ(上限値:60kΩ)には、下限しきい値RL(5.4kΩ)、第1上限しきい値RH1(60kΩ)および第2上限しきい値RH2(72kΩ)が規定され、第4抵抗測定レンジ(上限値:600kΩ)には、下限しきい値RL(54kΩ)、第1上限しきい値RH1(600kΩ)および第2上限しきい値RH2(720kΩ)が規定され、第5抵抗測定レンジ(上限値:6MΩ)には、下限しきい値RL(540kΩ)、第1上限しきい値RH1(6MΩ)および第2上限しきい値RH2(7.2MΩ)が規定され、第6抵抗測定レンジ(上限値:60MΩ)には、下限しきい値RL(5.4MΩ)、第1上限しきい値RH1(60MΩ)および第2上限しきい値RH2(72MΩ)が規定されている。
また、ダイオードについては、例えば、順方向電圧が0.35V程度のショットキーバリアダイオード、順方向電圧が0.6V程度の汎用ダイオード、順方向電圧が1.2V程度のスイッチングダイオード、順方向電圧が2V程度の発光ダイオードなどの種々のダイオードの順方向電圧を測定可能とするため、下位の電圧測定レンジでの測定電圧(直流電圧)がDC+0.3Vを超えDC+3V未満の電圧範囲(以下では、順方向電圧範囲ともいう)に含まれるときには、ダイオードが順方向に接続されたと判別して、測定した直流電圧を順方向電圧として出力するものとする。
この測定装置1では、上記の仕様を満たすために、各構成要素が一例として以下のように構成されている。
電圧検出部4は、入力端子2,3間の端子間電圧(入力端子2を基準電位として入力端子3に生じている電圧)V1を検出すると共に、この端子間電圧V1の電圧値に応じた電圧値の後述する検出電圧V3を出力する。一例として、電圧検出部4は、第1電圧検出ライン(第1検出経路)Lv1に介装された入力抵抗21と、第1電圧検出ラインLv1に接続される複数の分圧(レンジ)抵抗(本例では一例として、入力抵抗21と相まって分圧回路をそれぞれ構成する2つの分圧抵抗22,23)と、第2電圧検出ライン(第2検出経路)Lv2に介装された入力抵抗24および第2スイッチ25と、バッファ(またはアンプ)26と、複数の分圧抵抗(本例では上記のように2つの分圧抵抗22,23)のうちの任意の1つを第1電圧検出ラインLv1に選択的に接続するための2つのスイッチ27,28と、この選択的に接続された1つの分圧抵抗と入力抵抗21との接続点をバッファ26の入力端子に選択的に接続するための2つのスイッチ29,30と、第2電圧検出ラインLv2をバッファ26の入力端子に接続するための1つのスイッチ31とを備えている。ここで、入力抵抗21、各分圧抵抗22,23、およびスイッチ27~30は、端子間電圧V1を分圧して出力する高圧検出回路を構成し、入力抵抗24、第2スイッチ25およびスイッチ31は、端子間電圧V1を分圧せずにそのまま出力する低圧検出回路を構成する。
この場合、入力抵抗21,24は、入力端子2,3間に高圧(例えば、商用電源電圧(日本ではAC100V(振幅:141V)、欧米ではAC230V(振幅:325V))程度の電圧)を測定するための上位の測定レンジでの絶対値が最大となる電圧が入力(印加)された状態において、測定装置1の内部に流入する漏れ電流を商用電源ラインに設置されている漏電ブレーカの作動電流(感度電流。例えば30mA程度)未満に抑制し得る抵抗値(例えば、1MΩ以上)に規定されている。
また、入力抵抗21は、一端が入力端子3に接続されると共に、他端がスイッチ27を介して分圧抵抗22の一端に接続されると共にスイッチ28を介して分圧抵抗23の一端に接続されている。また、各分圧抵抗22,23の他端は内部グランドGに接続されている。この構成により、入力抵抗21は、分圧抵抗22,23のうちの選択された1つの分圧抵抗(スイッチ27,28のうちのオン状態に移行した1つのスイッチに接続されている分圧抵抗)と相まって端子間電圧V1を分圧して分圧電圧V2を生成する分圧抵抗として機能するものであり、本例では一例として10MΩに規定されている。また、分圧抵抗22とスイッチ27との接続点は、スイッチ29を介してバッファ26の入力端子に接続され、分圧抵抗23とスイッチ28との接続点は、スイッチ30を介してバッファ26の入力端子に接続されている。また、入力抵抗24は、例えば数MΩ(本例では一例として1MΩ)に規定されている。なお、各入力抵抗21,24の抵抗値はこれに限定されず、上記の漏れ電流についての条件を満たす限りにおいて任意の値に規定することができる。
分圧抵抗22は、上位の測定レンジで用いられて、後述するA/D変換部5の入力定格(一例として、-10Vから+10Vまで)を考慮して、この上位の測定レンジでの絶対値が最大となる電圧値(+1000V,-1000V)での端子間電圧V1の入力時に上記の分圧電圧V2が(+10V,-10V)となるように(つまり、入力抵抗21と分圧抵抗22とで分圧比1/100に分圧し得るように)、一例として100kΩに規定されている。また、分圧抵抗23は、中位の測定レンジで用いられて、A/D変換部5のこの入力定格を考慮して、この中位の測定レンジでの絶対値が最大となる電圧値(+100V,-100V)での端子間電圧V1の入力時に上記の分圧電圧V2が(+10V,-10V)となるように(つまり、入力抵抗21と分圧抵抗23とで分圧値1/10に分圧し得るように)、一例として1MΩに規定されている。
入力抵抗24は、一端が入力端子3に接続されると共に他端が第2スイッチ25の一端に接続されている。また、第2スイッチ25は、他端がスイッチ31を介してバッファ26の入力端子に接続されている。したがって、入力抵抗24および第2スイッチ25は直列接続された状態で、第2電圧検出ラインLv2に介装されている。この構成により、この第2電圧検出ラインLv2は、各スイッチ25,31のオン状態において端子間電圧V1をそのまま(分圧比1で)バッファ26の入力端子に出力する。また、スイッチ31は、第2電圧検出ラインLv2をバッファ26の入力端子に選択的に接続する。この場合、第2スイッチ25は、高耐圧のスイッチ(例えば、高耐圧のフォトモスリレーやメカニカルリレーなど)で構成されている。また、本例では一例として、各スイッチ27~31は、半導体リレーや半導体スイッチで構成されている。なお、スイッチ31は、上記の構成により、第2電圧検出ラインLv2に介装された第2スイッチ25と直列に接続されている。このため、スイッチ31を省いて、第2スイッチ25をバッファ26の入力端子に直接接続する構成としてもよい。
バッファ26は、第1電圧検出ラインLv1に接続された各分圧抵抗22,23に接続されたスイッチ29,30のいずれかから出力される分圧電圧V2、および第2電圧検出ラインLv2に接続されたスイッチ31から出力される端子間電圧V1のいずれか一方を入力インピーダンスの高い状態で入力すると共に、A/D変換部5に検出電圧V3として出力する。なお、A/D変換部5内に後述するように入力アンプが配設されており、この入力アンプの入力インピーダンスが高いときには、バッファ26を省く構成とすることもできる。
A/D変換部5は、例えば、不図示の入力アンプおよびA/D変換器を備えて構成されて、入力定格(-10Vから+10Vまで)内の電圧値のアナログ信号としての検出電圧V3を入力すると共に予め規定された一定のサンプリング周期でサンプリングすることにより、検出電圧V3の瞬時値を示す電圧データDvに変換して処理部10に出力する。
サーミスタ6、保護抵抗7,12および第1スイッチ8は、入力端子3から電流供給部9の出力端子に至る電流供給ラインLiに介装されている。具体的には、サーミスタ6は、一例としてPTCサーミスタ(正特性サーミスタ)を用いて構成されて、一端が入力端子3に接続されている。1つの保護抵抗12は、例えば数kΩ(本例では一例として1kΩ)に規定されて、一端がサーミスタ6の他端に接続されている。もう1つの保護抵抗7は、例えば数MΩ(本例では一例として1.5MΩ)に規定されて、一端が保護抵抗12の他端に接続され、他端が電流供給部9の出力端子に接続されている。また、第1スイッチ8は、第2スイッチ25と同様の高耐圧のスイッチで構成されて、保護抵抗7に並列に接続されている。
この構成により、電流供給ラインLiでは、入力端子2,3間の端子間電圧V1が高電圧のときには、後述するように第1スイッチ8がオフ状態(開放状態)に移行することで、一般的に出力インピーダンスの低い電流供給部9内に入力端子3から流入する電流(漏れ電流)の電流値を高い抵抗値の保護抵抗7で十分に小さい値に制限することが可能となっている。また、電流供給ラインLiでは、入力端子2,3間の端子間電圧V1が低電圧のときには、後述するように、第1スイッチ8がオン状態(短絡状態)に移行するが、この状態において入力端子3から一時的に高電圧が印加されたとしても、サーミスタ6が瞬時に発熱してその抵抗値を上昇させることで、電流供給部9内への過電流の流入(つまり、この過電流の流入に起因した電流供給部9の損傷)が回避されている。また、第1スイッチ8のオン状態において、入力端子2,3間に例えば10V程度の低電圧が印加されたとしても、電流供給部9内に流入する電流の電流値を保護抵抗12によって10mA程度(上記の感度電流未満の電流値)に制限することが可能となっている。
なお、図示はしないが、入力端子3から電流供給ラインLiに印加される電圧を、内部グランドG、または装置内の不図示の電源によって内部グランドGを基準として生成される電源電圧(A/D変換部5や電流供給部9や処理部10などの装置内部の構成要素のための作動電圧)にクランプするための保護ダイオードを電流供給ラインLiに接続する構成を採用することもできる。
電流供給部9は、内部グランドGを基準とする出力電圧を出力端子に発生させることにより、出力端子から電流供給ラインLiに測定電流(直流定電流)Imを、処理部10から指示された一定の電流値で供給可能に構成されている。本例では、上記したように、抵抗測定レンジは、600.0Ωを上限値(フルスケール)とする第1抵抗測定レンジ、6.000kΩを上限値とする第2抵抗測定レンジ、60.00kΩを上限値とする第3抵抗測定レンジ、600.0kΩを上限値とする第4抵抗測定レンジ、6.000MΩを上限値とする第5抵抗測定レンジ、および60.00MΩを上限値とする第6抵抗測定レンジの6つの抵抗測定レンジがある。このため、電流供給部9は、複数(本例では上記のように6つ)の抵抗測定レンジに対応した電流値で測定電流Imを供給可能、つまり、第1抵抗測定レンジに対応した0.5mAの定電流値で、第2抵抗測定レンジに対応した50μAの定電流値で、第3抵抗測定レンジに対応した5μAの定電流値で、第4抵抗測定レンジに対応した0.5μAの定電流値で、第5抵抗測定レンジに対応した50nAの定電流値で、また第6抵抗測定レンジに対応した5nAの定電流値で測定電流Imを供給可能に構成されている。
また、電流供給部9は、内部グランドGと出力端子との間の負荷の大きさ(抵抗値)に応じて、測定電流Imの電流値が一定となるように出力電圧の電圧値を制御するが、この電圧値の上限は予め規定された上限電圧値(例えばDC2.8V。つまり、順方向の状態で接続されたダイオードをオン状態に移行させ得る電圧)に規定されている。また、本例では、電流供給部9は、測定装置1の起動状態において、処理部10から指示された電流値で測定電流Imの供給動作を常時実行しているものとする。
処理部10は、一例としてコンピュータで構成されて、図2に示す測定処理50を実行する。この測定処理50において実行する電圧測定処理では、処理部10は、A/D変換部5から出力されている電圧データDvと、各電圧検出ラインLv1,Lv2のうちのこの電圧データDvの取得の際に使用している電圧検出ラインでの分圧比(1/100,1/10,1のいずれか)と、バッファ26およびA/D変換部5での増幅率とに基づいて、端子間電圧V1を測定(算出)する。
また、この測定処理50において実行する抵抗測定処理では、処理部10は、A/D変換部5から出力されている電圧データDvと、この抵抗測定処理において使用される電圧検出ラインLv2での分圧比(1)と、バッファ26およびA/D変換部5での増幅率とに基づいて、端子間電圧V1を測定(算出)すると共に、この測定した端子間電圧V1と測定電流Imの電流値(電流供給部9に対して指示している電流値)とに基づいて、入力端子2,3間に接続されている抵抗の抵抗値Rを測定(算出)する。また、処理部10は、この抵抗測定処理において、測定した抵抗値Rと、現在の抵抗測定レンジでの下限しきい値RL、第1上限しきい値RH1および第2上限しきい値RH2とを比較することにより、適切な抵抗測定レンジを決定すると共に、この決定した抵抗測定レンジに対応する電流値での測定電流Imの出力を電流供給部9に対して指示する動作を実行する。
また、処理部10は、この測定処理50において、測定した端子間電圧V1に基づき、入力端子2,3間が開放状態であるか、抵抗が接続されているか、ダイオードが順方向で接続されているかを判別して、開放状態のときにはその旨を、また抵抗のときには抵抗測定処理を実行してその抵抗値Rを、またダイオードのときにはその順方向電圧を測定して出力部11に表示させる。また、処理部10は、第1スイッチ8、第2スイッチ25および各スイッチ27~31に対するオン・オフ制御を実行する。なお、本例ではA/D変換部5を処理部10の外部に配設する構成を採用しているが、A/D変換部5を処理部10内に配設する構成(つまり、A/D変換部5と処理部10とで処理部となる構成)を採用することもでき、この構成での処理部は、検出電圧V3を直接入力して、この検出電圧V3に基づいて端子間電圧V1を測定する電圧測定処理と、測定電流Imの供給時における検出電圧V3に基づく端子間電圧V1と測定電流Imの電流値とに基づいて抵抗測定処理を実行する。
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が実行している測定処理において測定された測定結果(測定された電圧値や抵抗値R)を画面に表示する。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、ネットワークインターフェース回路で構成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の動作について説明する。
測定装置1では、起動状態において、A/D変換部5はサンプリング動作を実行し、処理部10は測定処理50を繰り返し実行している。
この測定処理50では、処理部10は、まず、第1スイッチ8および第2スイッチ25をオフ状態に移行させる(ステップ51)。また、このステップ51において処理部10は、最上位の第6抵抗測定レンジに対応する電流値(5nA)を電流供給部9に対して指示する。これにより、電流供給部9は、この電流値(5nA)での測定電流Imの供給を実行する。
次いで、処理部10は、この状態での端子間電圧V1についての実効値を端子間電圧Vac_offとして測定して記憶する(ステップ52)と共に、この端子間電圧V1についての平均値を端子間電圧Vdc_offとして測定して記憶する(ステップ53)。この端子間電圧Vac_offおよび端子間電圧Vdc_offの測定に際しては、処理部10は、A/D変換部5から出力される電圧データDvを所定期間(例えば、端子間電圧V1が交流電圧であったとしたときに、この交流電圧の1周期以上となる期間)分だけ取得し、このうちの1周期分または複数周期分の電圧データDvに基づいて端子間電圧Vac_offおよび端子間電圧Vdc_offを算出(測定)する。また、処理部10は、算出した端子間電圧Vac_offや端子間電圧Vdc_offに基づき、上位の測定レンジ(スイッチ27,29をオンにし、かつスイッチ28,30をオフにして分圧抵抗22を用いる測定レンジ)、および中位の測定レンジ(スイッチ27,29をオフにし、かつスイッチ28,30をオンにして分圧抵抗23を用いる測定レンジ)のうちの好ましい測定レンジを選択して、最終的な端子間電圧Vac_offや端子間電圧Vdc_offを算出(測定)する。
次いで、処理部10は、測定した端子間電圧Vac_offと端子間電圧Vdc_offとを比較して、端子間電圧Vac_offが端子間電圧Vdc_offの絶対値を上回っているか否かを判別する(ステップ54)。この場合、外部から交流電圧が入力端子2,3間に入力されているときには、処理部10は、この交流電圧を端子間電圧V1としてその端子間電圧Vac_offと端子間電圧Vdc_offとを測定することになるが、交流電圧の電圧値である端子間電圧Vac_off(=E/√2)は、端子間電圧Vdc_off(=2×E/π)の絶対値の1.11倍の値として測定される。また、外部から直流電圧が入力端子2,3間に入力されているときには、処理部10は、この直流電圧を端子間電圧V1としてその端子間電圧Vac_offと端子間電圧Vdc_offとを測定することになるが、端子間電圧Vac_offは直流電圧の電圧値である端子間電圧Vdc_offの絶対値と同じ値として測定される。
また、外部から交流電圧および直流電圧のいずれも入力端子2,3間に入力されていないときであって、入力端子2,3間に抵抗およびダイオードのいずれも接続されていないか(入力端子2,3間が開放状態のときか)、またはダイオードについては接続されていても逆方向の状態(入力端子2にアノード端子が接続され、入力端子3にカソード端子が接続される状態)で接続されているときには、入力端子3の電圧は、入力端子2の電位を基準として電流供給部9の上限電圧値(本例ではDC2.8V)に規定される。このため、処理部10は、この直流電圧である上限電圧値を端子間電圧V1としてその端子間電圧Vac_offと端子間電圧Vdc_offとを測定することになるが、端子間電圧Vac_offはこの上限電圧値(DC2.8V)を示す端子間電圧Vdc_offの絶対値と同じ値として測定される。
また、外部から交流電圧および直流電圧のいずれも入力端子2,3間に入力されていないときであって、入力端子2,3間にダイオードが順方向の状態で接続されているときには、入力端子3の電圧は、入力端子2の電位を基準としてこのダイオードの順方向電圧(ショットキーバリアダイオードではDC0.35V程度、汎用ダイオードではDC0.6V程度、スイッチングダイオードではDC1.2V程度、発光ダイオードではDC2V程度)に規定される。このため、処理部10は、この直流電圧である順方向電圧を端子間電圧V1としてその端子間電圧Vac_offと端子間電圧Vdc_offとを測定することになるが、端子間電圧Vac_offはこの順方向電圧を示す端子間電圧Vdc_offの絶対値と同じ値として測定される。
したがって、処理部10は、このステップ54において端子間電圧Vac_offが端子間電圧Vdc_offを上回っていると判別したときにのみ、入力端子2,3間に交流電圧が入力されていると判別して、測定した端子間電圧Vac_offをこの交流電圧の電圧値として出力部11に表示させて(ステップ55)、ステップ51に戻る。
一方、処理部10は、このステップ54において端子間電圧Vac_offが端子間電圧Vdc_offの絶対値を上回ってはいないと判別したとき(つまり、入力端子2,3間に直流電圧が入力されているか、抵抗またはダイオードが接続されているか、何も接続されていない(開放状態の)とき)には、次に、端子間電圧Vdc_offの絶対値が電流供給部9の上限電圧値(DC2.8V)と一致しているか否か(例えば、DC2.8Vを中心とする±数%の電圧範囲(上限電圧範囲)内に含まれているか否か)を判別する(ステップ56)。この場合、上記したように、端子間電圧Vdc_offの絶対値が、電流供給部9の上限電圧値(本例ではDC2.8V)と同じ値として測定されたときには、入力端子2,3間に抵抗もダイオードも接続されていないか(入力端子2,3間が開放状態のときか)、またはダイオードについては接続されていても逆方向の状態(入力端子2にアノード端子が接続され、入力端子3にカソード端子が接続される状態)で接続されているときである。
このため、処理部10は、このステップ56において、端子間電圧Vdc_offの絶対値が電流供給部9の上限電圧値(DC2.8V)と一致していると判別したときには、入力端子2,3間が開放状態か、またはダイオードが逆方向の状態で接続されているかのいずれかの状態であると判別して、開放状態(ダイオードが逆方向の状態で接続されている状態を含む状態)である旨を示す情報を出力部11に表示させて(ステップ57)、ステップ51に戻る。
一方、処理部10は、このステップ56において、端子間電圧Vdc_offの絶対値が電流供給部9の上限電圧値(DC2.8V)と一致していないと判別したとき(つまり、入力端子2,3間に直流電圧が入力されているか、抵抗が接続されているか、ダイオードが順方向の状態で接続されているとき)には、次に、端子間電圧Vdc_offの絶対値が予め規定された基準電圧値Vref_dcを上回っているか否かを判別する(ステップ58)。本例では、基準電圧値Vref_dcは、下位の電圧測定レンジでの直流電圧についての測定電圧範囲の上限値および下限値の絶対値(本例では、6.000V)に規定されている。
この場合、端子間電圧Vdc_offの絶対値が基準電圧値Vref_dcを上回るのは、絶対値が6Vを超える直流電圧が入力端子2,3間に入力されたときと、振幅が9.42Vの交流電圧が入力端子2,3間に入力されたときだけであり、交流電圧が入力されているときには上記したステップ54における判別によってステップ55での処理に移行することから、このステップ58において端子間電圧Vdc_offの絶対値が基準電圧値Vref_dcを上回るのは、絶対値が6Vを超える直流電圧が入力端子2,3間に入力されたときだけである。このため、処理部10は、端子間電圧Vdc_offの絶対値が基準電圧値Vref_dcを上回っていると判別したときには、入力端子2,3間に絶対値が6Vを超える直流電圧が入力されていると判別して、測定した端子間電圧Vdc_offをこの直流電圧の電圧値(例えば、極性が正のときには+符号付きの電圧値、また負のときには-符号付きの電圧値)として出力部11に表示させて(ステップ59)、ステップ51に戻る。なお、ステップ58,59の各処理については、ステップ56,57の各処理の後に実行する現状の構成に代えて、ステップ56,57の各処理の前に実行する構成を採用することもできる。
一方、処理部10は、このステップ58において、端子間電圧Vdc_offの絶対値が基準電圧値Vref_dcを上回っていないと判別したとき(つまり、入力端子2,3間に生じている端子間電圧V1が低電圧(絶対値が基準電圧値Vref_dc(本例では6V)以下の直流電圧)のとき)には、第1スイッチ8および第2スイッチ25をオフ状態からオン状態に移行させる(ステップ60)。また、第2スイッチ25をオン状態に移行させることは、使用する電圧検出ラインを、電圧検出ラインLv1から電圧検出ラインLv2に切り替える(つまり、下位の測定レンジを有効にする)ことであるから、測定レンジを選択するための各スイッチ27~スイッチ31のうちのスイッチ27~スイッチ30をオフ状態に移行させると共に、スイッチ31をオン状態に移行させる。なお、オン状態に移行した第1スイッチ8によって保護抵抗7(1.5MΩ)の両端が短絡されるが、出力インピーダンスの低い電流供給部9の出力端子と入力端子3との間にはもう1つの保護抵抗12が介装されているため、この保護抵抗12により、入力端子3から電流供給部9の出力端子に流入する電流(漏れ電流)がブレーカの感度電流未満に抑制されている。
次いで、処理部10は、この状態での端子間電圧V1についての平均値を、上記した端子間電圧Vdc_offの測定のときと同様にして、端子間電圧Vdc_onとして測定して記憶する(ステップ61)。
続いて、処理部10は、この測定した端子間電圧Vdc_onが、現在の抵抗測定レンジでのフルスケール時電圧Vfs以下であるか否かを判別する(ステップ62)。この場合、抵抗測定レンジでのフルスケール時電圧Vfsとは、抵抗測定レンジでの測定抵抗範囲における上限値(フルスケール)と同じ抵抗値Rの抵抗が入力端子2,3間に接続されているときに、電流供給部9から供給されるこの抵抗測定レンジでの電流値に規定された測定電流Imがこの抵抗を流れることによってこの抵抗の両端間に発生する電圧(端子間電圧V1)をいうものとする。
本例では、上記したように、抵抗測定レンジは、第1抵抗測定レンジ(上限値:600.0Ω)、第2抵抗測定レンジ(上限値:6.000kΩ)、第3抵抗測定レンジ(上限値:60.00kΩ)、第4抵抗測定レンジ(上限値:600.0kΩ)、第5抵抗測定レンジ(上限値:6.000MΩ)、および第6抵抗測定レンジ(上限値:60.00MΩ)の6つの抵抗測定レンジがあるが、処理部10は、電流供給部9に対して、第1抵抗測定レンジのときにはこの測定レンジに対応する0.5mAを、第2抵抗測定レンジのときにはこの測定レンジに対応する50μAを、第3抵抗測定レンジのときにはこの測定レンジに対応する5μAを、第4抵抗測定レンジのときにはこの測定レンジに対応する0.5μAを、第5抵抗測定レンジのときにはこの測定レンジに対応する50nAを、第6抵抗測定レンジのときにはこの測定レンジに対応する5nAを指示するため、フルスケール時電圧Vfsは、いずれの抵抗測定レンジにおいても、DC+0.3V(第1抵抗測定レンジを例に挙げると、600Ω×0.5mA=0.3V)である。
処理部10は、ステップ62において、端子間電圧Vdc_onがDC0ボルト以上で、かつフルスケール時電圧Vfs(DC+0.3V)以下であると判別したときには、入力端子2,3間に抵抗(抵抗測定レンジの上限値以下の抵抗値Rの抵抗)が接続されていると判別して、抵抗測定処理63を実行する(ステップ63)。
この抵抗測定処理63では、図3に示すように、処理部10は、まず、現在の抵抗測定レンジでの抵抗値Rを測定(算出)する(ステップ63a)。次いで、処理部10は、この抵抗値Rが、現在の抵抗測定レンジでの第2上限しきい値RH2を上回っているか否かを判別し(ステップ63b)、上回っていると判別したときには、出力部11の表示内容を最上位の第6抵抗測定レンジでの表示内容に切り替える(例えば、第6抵抗測定レンジの単位を示す文字(「MΩ」)を表示させる)と共に、出力部11に入力範囲外である旨を表示させる(例えば、「入力範囲外」の文字を表示させる)(ステップ63c)。また、処理部10は、このステップ63cにおいて、第1スイッチ8をオフ状態に移行させて、抵抗測定処理63を終了する。また、処理部10は、抵抗測定処理63を終了したときには、測定処理50のステップ51に戻る。
また、処理部10は、上記のステップ63bでの判別の結果、抵抗値Rが第2上限しきい値RH2を上回っていない(抵抗値Rが第2上限しきい値RH2以下である)と判別したときには、この抵抗値Rが、第1上限しきい値RH1を上回り、かつ第2上限しきい値RH2以下の範囲内であるか否かを判別し(ステップ63d)、この範囲内であると判別したときには、次に、現在の抵抗測定レンジが最上位の抵抗測定レンジであるか否かを判別する(ステップ63e)。このステップ63eでの判別の結果、処理部10は、現在の抵抗測定レンジが最上位の抵抗測定レンジであると判別したときには、上記したステップ63cでの処理を実行した後に抵抗測定処理を終了して、ステップ51に戻る。
一方、このステップ63eでの判別の結果、処理部10は、現在の抵抗測定レンジが最上位の抵抗測定レンジではない(つまり、現在の抵抗測定レンジよりも上位側の抵抗測定レンジが存在している)と判別したときには、現在の抵抗測定レンジから、抵抗測定レンジを1つ上位の抵抗測定レンジにアップする処理を実行して(ステップ63f)、上記のステップ63aに戻る。処理部10は、この上位の抵抗測定レンジにアップする処理では、この上位の抵抗測定レンジに相当する抵抗測定レンジに対応する電流値を電流供給部9に対して指示することにより、電流供給部9にこの指示した電流値での測定電流Imの供給を実行させる。
また、処理部10は、上記のステップ63dでの判別の結果、抵抗値Rが第1上限しきい値RH1を上回り、かつ第2上限しきい値RH2以下の範囲内ではないと判別したときには、次いで、抵抗値Rが下限しきい値RLを下回るか否かを判別する(ステップ63g)。処理部10は、この判別の結果、抵抗値Rが下限しきい値RLを下回っていない(つまり、抵抗値Rが下限しきい値RL以上である)と判別したときには、出力部11の表示内容を現在の抵抗測定レンジでの表示内容に切り替える(例えば、現在の抵抗測定レンジの単位を示す文字を表示させる)と共に、出力部11に抵抗値Rを表示させて(ステップ63h)、ステップ63aに戻る。
一方、上記のステップ63gでの判別の結果、処理部10は、抵抗値Rが下限しきい値RLを下回っていると判別したときには、次いで、現在の抵抗測定レンジが最下位の抵抗測定レンジであるか否かを判別する(ステップ63i)。このステップ63iでの判別の結果、処理部10は、現在の抵抗測定レンジが最下位の抵抗測定レンジであると判別したときには、上記のステップ63hの処理を実行して、ステップ63aに戻る。また、このステップ63iでの判別の結果、処理部10は、現在の抵抗測定レンジが最下位の抵抗測定レンジではない(つまり、現在の抵抗測定レンジよりも下位側の抵抗測定レンジが存在している)と判別したときには、現在の抵抗測定レンジから、抵抗測定レンジを1つ下位の抵抗測定レンジにダウンする処理を実行して(ステップ63j)、上記のステップ63aに戻る。処理部10は、この下位の抵抗測定レンジにダウンする処理では、この下位の抵抗測定レンジに相当する抵抗測定レンジに対応する電流値を電流供給部9に対して指示することにより、電流供給部9にこの指示した電流値での測定電流Imの供給を実行させる。
このようにして入力端子2,3間に抵抗が接続されているときに、処理部10が上記の抵抗測定処理63を、開始当初での抵抗測定レンジを第6抵抗測定レンジとして実行することにより、ステップ63aで測定された抵抗値Rがこの第6抵抗測定レンジにおける下限しきい値RL以上で、かつ第1上限しきい値RH1以下の範囲内のとき(つまり、第6抵抗測定レンジがこの抵抗値Rの測定に適した抵抗測定レンジ(適正抵抗測定レンジともいう)であるとき)には、ステップ63b、ステップ63dおよびステップ63gでの判別の処理を経て実行されるステップ63hでの処理において抵抗の抵抗値Rとして表示される。
また、ステップ63aで測定された抵抗値Rがこの第6抵抗測定レンジにおける第1上限しきい値RH1を上回るときには、ステップ63bでの判別の処理を経て、またはステップ63b,63d,63eでの判別の処理を経て実行されるステップ63cでの処理において、抵抗の抵抗値Rが測定装置1における抵抗測定範囲(0Ω以上60MΩ以下の範囲)を超えている(最上位の第6抵抗測定レンジの上限値を超えている)旨を示す「入力範囲外」との文字が表示される。
また、ステップ63aで測定された抵抗値Rがこの第6抵抗測定レンジにおける下限しきい値RLを下回るときには、処理部10は、ステップ63b,63d,63g,63iおよびステップ63jを経てステップ63aに戻る経路に含まれる各ステップでの処理を繰り返し実行することにより、抵抗測定レンジを1つずつ下位側にダウンしながら、ステップ63aで測定された抵抗値Rが下限しきい値RL以上で、かつ第1上限しきい値RH1以下の範囲内となる適正抵抗測定レンジを、ステップ63gまたはステップ63iでの判別の処理において特定して、ステップ63hでの処理を実行して、抵抗の抵抗値Rとして表示させる。
一方、処理部10が抵抗測定処理63を実行している最中に、入力端子2,3間に接続されている抵抗の抵抗値Rが増加して、現在の抵抗測定レンジでの第1上限しきい値RH1を超え第2上限しきい値RH2以下の範囲内となったときには、処理部10は、ステップ63dでの処理において、抵抗値Rがこの範囲内となったことを判別して、ステップ63eに移行して、現在の抵抗測定レンジが最上位の抵抗測定レンジであるかを判別する。この判別の結果、現在の抵抗測定レンジが最上位の抵抗測定レンジ(本例では、第6抵抗測定レンジ)のときには、上記したステップ63cを実行してこの抵抗測定処理63を終了し、測定処理50のステップ51に戻る。
また、上記のステップ63eでの判別の結果、現在の抵抗測定レンジよりも上位側の抵抗測定レンジが存在しているときには、処理部10は、現在の抵抗測定レンジから、抵抗測定レンジを1つ上位の抵抗測定レンジにアップする理(ステップ63f)を実行して、ステップ63aに戻る。処理部10は、このようにしてステップ63a,63b,63d,63e,63fを繰り返し実行して抵抗測定レンジを1つずつアップすることで、増加した抵抗値Rの測定に適した適正抵抗測定レンジに切り替える。この場合、現在の抵抗測定レンジがこの適正抵抗測定レンジに切り替えられたときには、ステップ63aにおいて測定される抵抗値Rは、現在の抵抗測定レンジでの下限しきい値RL以上第1上限しきい値RH1以下の範囲内になる。このため、この抵抗値Rは、処理部10により、ステップ63b,63d,3gでの判別の処理を経て実行されるステップ63hでの処理において抵抗の抵抗値Rとして表示される。
また、処理部10が抵抗測定処理63を実行している最中に、入力端子2,3間に接続されている抵抗が外されたとき(入力端子2,3間が開放状態となったとき)には、処理部10は、ステップ63aにおいて、現在の抵抗測定レンジでの第2上限しきい値RH2を超える抵抗値Rを測定(算出)する。これにより、処理部10は、ステップ63bでの判別の処理の結果、測定した抵抗値Rが第2上限しきい値RH2を超えると判別して、直ちに上記したステップ63cの処理(「入力範囲外」を出力部11に表示させる処理と、第1スイッチ8をオフ状態に移行させる処理)を実行した後に抵抗測定処理63を終了して、測定処理50のステップ51に戻る。
このように、この測定装置1では、抵抗測定処理63の実行中に、入力端子2,3間が開放状態となったときには、直ちに(つまり、抵抗測定レンジを上位側に1つずつアップする処理を行うことなく)、第1スイッチ8をオフ状態に移行させて、電流供給部9の出力端子と測定装置1の入力端子3との間の電流供給ラインLiに高い抵抗値の保護抵抗7を介装することが可能となっている。
一方、処理部10は、上記のステップ62において、端子間電圧Vdc_onが、DC0ボルト以上で、かつフルスケール時電圧Vfs以下の範囲内の電圧ではない(つまり、フルスケール時電圧Vfsを上回る電圧であるか、絶対値が基準電圧値Vref_dc未満の負の電圧である)と判別したときには、次に、端子間電圧Vdc_onが順方向電圧範囲(DC+0.3Vを超えDC+3V未満の電圧範囲)内か否かを判別する(ステップ64)。
処理部10は、このステップ64において、端子間電圧Vdc_onがこの順方向電圧範囲内の電圧であると判別したときには、入力端子2,3間にダイオードが順方向の状態で接続されていると判別して、この端子間電圧Vdc_onをダイオードの順方向電圧として出力部11に表示させて(ステップ65)、ステップ51に戻る。一方、処理部10は、この端子間電圧Vdc_onがこの順方向電圧範囲内の電圧ではないと判別したときには、この端子間電圧Vdc_onが、抵抗が接続されているときの電圧(0V以上フルスケール時電圧Vfs(DC+0.3V)以下の電圧)でもなく、またダイオードが接続されているときの電圧(DC+0.3Vを超えDC+3V未満の範囲内の電圧)でもないことから、この端子間電圧Vdc_onを直流電圧として出力部11に表示させて(ステップ66)、ステップ51に戻る。
これにより、この測定装置1では、処理部10が上記の測定処理50を実行することにより、入力端子2,3間に高電圧または低電圧の交流電圧が入力されているときには、その電圧値(端子間電圧Vac_off)が高抵抗値の入力抵抗21を介して自動的に測定されて出力部11に表示される。また、この測定装置1では、入力端子2,3間が開放状態であるか、またはダイオードが逆方向の状態で接続されているときには、自動的にこれらの状態であることが検出されて開放状態である旨を示す情報が出力部11に表示される。また、この測定装置1では、入力端子2,3間に高電圧の直流電圧(絶対値が基準電圧値Vref_dc(本例では6V)を超える電圧)が入力されているときには、その電圧値が高抵抗値の入力抵抗21を介して自動的に測定されて出力部11に表示され、また入力端子2,3間に低電圧の直流電圧(-6V以上で0V未満の電圧範囲、および+3V以上で+6V未満の電圧範囲のいずれかの電圧範囲内の直流電圧)が入力されているときには、その電圧値が保護抵抗7ほどの高抵抗ではないが、漏れ電流を感度電流未満に抑制し得る抵抗値の保護抵抗12を介して自動的に測定されて出力部11に表示される。
また、この測定装置1では、入力端子2,3間に抵抗測定レンジでの測定抵抗範囲(0Ω以上60.00MΩ以下)内の抵抗値Rの抵抗が接続されているときには抵抗測定処理63が行われて、自動的に複数の抵抗測定レンジのうちの適正抵抗測定レンジに切り替えられると共に抵抗値Rが測定されて出力部11に表示され、また抵抗値Rの測定中に入力端子2,3間が開放状態となったときにはこの状態において測定される抵抗値Rが第2上限しきい値RH2を上回ることを利用していずれの抵抗測定レンジであっても、直ちに(抵抗測定レンジを1つずつアップする動作を実行することなく)、入力範囲外と判別してその旨を出力部11に表示させると共に第1スイッチ8をオフ状態に移行させることで電流供給ラインLiを保護抵抗7の介装状態に移行させる。また、この測定装置1では、入力端子2,3間にダイオードが順方向の状態で接続されているときには、自動的にその順方向電圧が測定されて出力部11に表示される。
このように、この測定装置1では、処理部10が抵抗測定処理63を実行している最中に、入力端子2,3間が開放状態となったときには、処理部10がこの状態において測定した抵抗値Rが第2上限しきい値RH2を上回ることに基づき、現在の抵抗測定レンジがいずれの抵抗測定レンジであっても、直ちに(抵抗測定レンジを1つずつアップする動作を実行することなく極めて短時間で)、入力範囲外と判別してその旨を出力部11に表示させると共に第1スイッチ8をオフ状態に移行させることで電流供給ラインLiを保護抵抗7の介装状態に移行させる。
したがって、この測定装置1によれば、作業者(測定装置1の使用者)が、抵抗測定を完了させた後に、直ちに入力端子2,3を商用電源ラインに接続したような場合であっても、電流供給ラインLiへの保護抵抗7の介装が極めて短時間で行われるため、入力端子2,3間への商用電源電圧(AC100Vなどの高電圧)の印加によって電流値の大きな漏れ電流が発生するという事態(また、これが原因となって漏電ブレーカが落ちるという事態)の発生を確実に防止することができる。
また、この測定装置1では、処理部10が抵抗測定処理において入力端子2,3間の開放状態を上記のように検出して入力範囲外である旨を出力部11に表示させると共に第1スイッチ8をオフ状態に移行させる際に、複数の抵抗測定レンジ(上記の例では6つの抵抗測定レンジ)のうちの最上位の第6抵抗測定レンジでの表示内容に切り替えた状態で入力範囲外である旨を表示させて(つまり、最上位の第6抵抗測定レンジにおいて入力範囲外である旨を表示させて)抵抗測定処理を終了する。したがって、この測定装置1によれば、作業者に対して、表示されている「入力範囲外」が測定装置1における抵抗測定範囲(0Ω以上60MΩ以下の範囲)の上限値(60MΩ)を超えていることを示す表示であることを明確に知得させることができる。
また、この測定装置1によれば、入力端子2,3間が開放状態であるか否かを自動的に検出可能とするための電流供給部9を入力端子3(内部グランドGに接続されない入力端子)に常時接続した状態にしつつ、例えば商用電源電圧のような高電圧の交流電圧や高電圧の直流電圧を入力端子2,3間に入力してその電圧値を測定する場合であっても、これらの高電圧の電圧の入力に起因して発生する電流供給部9内への漏れ電流の電流値を大幅に低減すること(例えば漏電ブレーカの感度電流未満に低減すること)ができる。また、入力端子2,3間に入力されている直流電圧が低電圧のときにのみ、第1スイッチ8をオン状態に制御して保護抵抗7を短絡し、これによって電流供給部9から入力端子2,3間に接続された抵抗に測定電流Imを供給して抵抗測定処理を実行することができる。
また、この測定装置1によれば、高電圧の端子間電圧V1が入力端子2,3間に入力される可能性のあるときに、この端子間電圧V1がスイッチ31やバッファ26やA/D変換部5に直接入力(印加)される事態を回避できるため、電圧検出部4の故障およびA/D変換部5の故障を防止することができる。また、入力端子2,3間に入力されている端子間電圧V1が低電圧の直流電圧のときには、この端子間電圧V1を第2電圧検出ラインLv2を介してバッファ26に分圧することなく直接入力することができるため(つまり、下位の測定レンジを用いてこの端子間電圧V1を測定することができるため)、端子間電圧V1をより高い精度で測定することができ、この結果、抵抗測定処理においても、この端子間電圧V1に基づいて入力端子2,3間に接続されている抵抗の抵抗値を高い精度で測定することができる。
なお、上記の例では、下限しきい値RL、第1上限しきい値RH1および第2上限しきい値RH2を抵抗測定レンジ毎に個別に規定する構成を採用しているが、A/D変換部5から出力される電圧データDvに対して、下限しきい値(所定のビット数)、第1上限しきい値(所定のビット数)および第2上限しきい値(所定のビット数)を規定する構成を採用することもできる。この構成を採用することで、処理部10は、いずれの抵抗測定レンジにおいても、共通の下限しきい値、第1上限しきい値および第2上限しきい値を用いて、電圧データDvに基づく抵抗測定処理63を実行することが可能となる。
また、上記の例では、発明の理解を容易にするため、種々の電圧値や抵抗値に対して具体的な数値を適用して説明したが、この数値に限定されるものではなく、任意の数値に変更することができる。また、上記の例では、電流供給部9が測定電流Imを常時電流供給ラインLiに供給(出力)する構成を採用しているが、例えば処理部10によって制御されることで、測定電流Imの電流供給ラインLiへの供給(出力)をオン・オフ可能とする構成を採用することもできる。
本願発明によれば、使用者が抵抗測定を完了させた後に、電圧測定のために直ちに各入力端子を例えば商用電源ラインに接続したような場合であっても、一対の入力端子の一方と電流供給部との間への保護抵抗の介装が極めて短時間で行われるため、各入力端子間への商用電源電圧の印加によって電流値の大きな漏れ電流が発生するという事態の発生を確実に防止することができる。このため、本発明は、抵抗測定と電圧測定を実行可能な測定装置に広く適用することができる。
1 測定装置
2,3 入力端子
4 電圧検出部
5 A/D変換部
7 保護抵抗
8 第1スイッチ
9 電流供給部
10 処理部
21 入力抵抗
22,23 分圧抵抗
25 第2スイッチ
Dv 電圧データ
Li 電流供給ライン
Lv1 第1電圧検出ライン
Lv2 第2電圧検出ライン
V1 端子間電圧
V2,V3 検出電圧
2,3 入力端子
4 電圧検出部
5 A/D変換部
7 保護抵抗
8 第1スイッチ
9 電流供給部
10 処理部
21 入力抵抗
22,23 分圧抵抗
25 第2スイッチ
Dv 電圧データ
Li 電流供給ライン
Lv1 第1電圧検出ライン
Lv2 第2電圧検出ライン
V1 端子間電圧
V2,V3 検出電圧
Claims (2)
- 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検出して当該端子間電圧の電圧値に応じた検出電圧を出力する電圧検出部と、前記一対の入力端子間に測定電流を供給可能な電流供給部と、前記検出電圧に基づいて前記電圧値を測定する電圧測定処理および前記測定電流の供給時における当該電圧測定処理で測定した前記電圧値と当該測定電流の電流値とに基づいて前記一対の入力端子間に接続された測定対象の抵抗値を測定する抵抗測定処理を実行する処理部とを備え、
前記一対の入力端子の一方と前記電流供給部との間に保護抵抗が配設されると共に、短絡状態および開放状態のうちの任意の一方の状態に移行可能な第1スイッチが前記保護抵抗に並列接続され、
前記処理部は、前記第1スイッチを前記開放状態に移行させた状態において前記電圧測定処理を実行して前記電圧値を測定すると共に当該測定した電圧値と予め規定された基準電圧値とを比較して、前記測定した電圧値が前記基準電圧値以下のときに前記第1スイッチを前記短絡状態に移行させて前記抵抗測定処理を実行する測定装置であって、
前記電流供給部は、複数の抵抗測定レンジに対応した電流値で前記測定電流を供給可能に構成され、
前記処理部は、前記抵抗測定処理において、現在の抵抗測定レンジで測定した前記抵抗値が当該抵抗測定レンジでの下限しきい値以上であって第1上限しきい値以下のときには当該測定された抵抗値を前記測定対象の抵抗値として取得し、当該測定した抵抗値が前記現在の抵抗測定レンジでの前記第1上限しきい値を超え当該第1上限しきい値よりも大きな第2上限しきい値以下のときには1つ上位側の抵抗測定レンジに切り替え、当該測定した抵抗値が前記現在の抵抗測定レンジでの前記第2上限しきい値を上回っているときには前記第1スイッチを開放状態に移行させて当該抵抗測定処理を終了する測定装置。 - 表示部を備え、
前記処理部は、前記抵抗測定処理において、前記測定した抵抗値が前記現在の抵抗測定レンジでの前記第2上限しきい値を上回っているときには、前記複数の抵抗測定レンジのうちの最上位の測定レンジにおいて入力範囲外である旨を前記表示部に表示させて当該抵抗測定処理を終了する請求項1記載の測定装置。
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