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測定装置 - 特開2008−14648 | j-tokkyo
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【発明の名称】 測定装置
【発明者】 【氏名】斎藤 竜太

【要約】 【課題】測定結果を見易く表示し得る測定装置を提供する。

【構成】回路基板200における各導体パターン201間の絶縁抵抗を所定の測定レンジで測定して測定値R0を出力する測定部12と、測定値R0の下位桁が所定の基準値Sの整数倍となるように測定値R0を丸める丸め処理を実行すると共に丸め処理後の処理値R1を表示部16に表示させる制御部13とを備え、制御部13は、測定レンジの範囲内において測定値R0の大きさに応じて基準値Sを変更して丸め処理を実行する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
測定対象体についてのパラメータを所定の測定レンジで測定して測定値を出力する測定部と、前記測定値の下位桁が所定の基準値の整数倍となるように当該測定値を丸める丸め処理を実行すると共に当該丸め処理後の処理値を表示部に表示させる制御部とを備えた測定装置であって、
前記制御部は、前記測定レンジの範囲内において前記測定値の大きさに応じて前記基準値を変更して前記丸め処理を実行する測定装置。
【請求項2】
前記基準値は、前記測定値と前記処理値との差分値の当該測定値に対する割合の絶対値が所定値以下となるように規定されている請求項1記載の測定装置。
【請求項3】
前記基準値は、前記測定レンジを複数に分割した各分割レンジにそれぞれ対応付けられ、
前記制御部は、前記測定値が含まれる前記分割レンジに対応付けられた前記基準値を用いて前記丸め処理を実行する請求項2記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、測定値に対して丸め処理を実行して求めた処理値を表示部に表示可能に構成された測定装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
この種の装置として、特開2001−91562号公報において出願人が開示した検査装置が知られている。この検査装置は、複数のレンジ抵抗を有してプローブ間を流れる電流を電圧変換して電圧信号を生成するレンジ抵抗回路、レンジ抵抗回路から出力される電圧信号をアナログ−ディジタル変換して電圧データを生成するA/D変換回路、A/D変換回路から出力される電圧データ(つまりプローブ間を流れる電流値)、およびプローブに出力する検査電圧の電圧値に基づいて測定対象体としての導体パターン間の絶縁抵抗値を演算する演算回路、およびレンジ抵抗の切り替えによる入力レンジ(測定レンジ)の切替制御や絶縁良否の判定処理などを実行する制御回路などを備えて、回路基板等に対する絶縁検査を実行可能に構成されている。
【特許文献1】特開2001−91562号公報(第4頁、第1図)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
ところが、上記の検査装置には、改善すべき以下の課題がある。すなわち、この種の検査装置では、絶縁抵抗値等の測定値を表示部に数値表示(デジタル表示)する際に、測定値の変動に起因して表示値が頻繁に切り替わって読み取りが困難となるのを回避するために、測定値の下位桁が所定の基準値の整数倍となるように測定値を丸める丸め処理を行い、その丸め処理後の処理値を表示している。この場合、上記の基準値は、一般的に、1つの測定レンジに対して1つの値に規定されている。
【0004】
ここで、上記の検査装置を用いて、100MΩ〜1000MΩの測定レンジで絶縁抵抗値を測定する例を想定する。この場合、この測定レンジに対して基準値が10MΩに規定されているとすると、測定値が測定レンジの下限値である100MΩ程度のときには、ノイズ等の影響によって測定値が1%程度変動したとしても、その変動値(変動量)が1MΩ〜2MΩの範囲内に収まるため、表示値が100MΩに維持される。一方、測定値が測定レンジの上限値近傍の990MΩ程度であるときには、ノイズ等の影響によって測定値が1%程度変動しただけで、その変動値が9MΩ程度となる。このため、このような変動が発生しているときには、図7に示すように、表示値が、例えば、980MΩ〜1000MΩの範囲で変動することとなる。
【0005】
一方、絶縁抵抗値は、上記したようにプローブ間を流れる電流値、およびプローブに出力する検査電圧の電圧値に基づいて算出される。この場合、絶縁抵抗値をR、電流値をI、電圧値をVとすると、R=V/Iの関係式が成り立つ。つまり、電圧値が一定の場合には、絶縁抵抗値が大きいほど電流値が小さな値となる。このため、プローブ間を流れる電流に重畳されるノイズの量が一定であっても、絶縁抵抗値の測定値が測定レンジの上限値に近いほど電流値が小くなってその電流値に対するノイズの影響が大きくなる結果、電流値および電圧値に基づいて算出される絶縁抵抗値(測定値)のノイズによる変動値が大きくなって表示値が変動する傾向が顕著となる。したがって、上記の検査装置を含むこの種の検査装置には、測定値が測定レンジの上限値に近いほど表示値が読み取り難くくなる傾向があり、この点の改善が望まれている。
【0006】
この場合、上記した測定例における10MΩを20MΩに変更するというように、基準値を大きくする方法も考えられる。しかしながら、基準値を大きくしたときには、測定レンジの下限値の近傍において、表示値と測定値との差分値が大きくなり過ぎる(例えば、上記の測定例において基準値を20MΩとした場合には差分値が9%を超える)おそれがある。また、例えば、表示値と測定値との差分値が±5%以下とする旨がJIS規格等で規定されている装置においては、この規格に適合させる必要がある。したがって、この方法を採用するのは困難である。
【0007】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、測定結果を見易く表示し得る測定装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成すべく請求項1記載の測定装置は、測定対象体についてのパラメータを所定の測定レンジで測定して測定値を出力する測定部と、前記測定値の下位桁が所定の基準値の整数倍となるように当該測定値を丸める丸め処理を実行すると共に当該丸め処理後の処理値を表示部に表示させる制御部とを備えた測定装置であって、前記制御部は、前記測定レンジの範囲内において前記測定値の大きさに応じて前記基準値を変更して前記丸め処理を実行する。
【0009】
また、請求項2記載の測定装置は、請求項1記載の測定装置において、前記基準値は、前記測定値と前記処理値との差分値の当該測定値に対する割合の絶対値が所定値以下となるように規定されている。
【0010】
また、請求項3記載の測定装置は、請求項2記載の測定装置において、前記基準値は、前記測定レンジを複数に分割した各分割レンジにそれぞれ対応付けられ、前記制御部は、前記測定値が含まれる前記分割レンジに対応付けられた前記基準値を用いて前記丸め処理を実行する。
【発明の効果】
【0011】
請求項1記載の測定装置によれば、制御部が、測定レンジの範囲内において測定値の大きさに応じて基準値を変更して丸め処理を実行することにより、測定値が大きいときには大きい基準値を用い、測定値が小さいときには小さい基準値を用いて測定値を丸めることで、ノイズの影響等に起因する測定値の僅かな変動による処理値の変動を防止することができる。したがって、この測定装置によれば、処理値が頻繁に切り替わって表示されて、読み取りが困難となる事態を確実に回避することができる。
【0012】
また、請求項2記載の測定装置によれば、測定値と処理値との差分値の測定値に対する割合の絶対値が所定値以下となるように基準値を規定したことにより、JIS規格等に規定された値を所定値とすることで、測定装置をこれらの規格に確実に適合させることができる。
【0013】
また、請求項3記載の測定装置によれば、測定レンジを複数に分割した各分割レンジに基準値をそれぞれ対応付け、測定値が含まれる分割レンジに対応付けられた基準値を用いて制御部が丸め処理を実行することにより、分割レンジを特定してその分割レンジに対応付けられた基準値を読み出すだけで処理値を算出することができるため、例えば、測定値に応じた適正な基準値を丸め処理の実行時に算出する構成と比較して、丸め処理を短時間で実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、本発明に係る測定装置の最良の形態について、添付図面を参照して説明する。
【0015】
最初に、測定装置1の構成について、図面を参照して説明する。図1に示す測定装置1は、本発明に係る測定装置の一例であって、例えば、図2に示す回路基板200(本発明における測定対象体)における各導体パターン201(同図では一対の導体パターン201のみを図示している)間の絶縁抵抗(本発明におけるパラメータ)を測定可能に構成されている。具体的には、測定装置1は、図1に示すように、本体部2と、本体部2に接続可能に構成されたプローブ3,3とを備えて構成されている。本体部2は、図2に示すように、電源部11、測定部12、制御部13、操作部14、記憶部15および表示部16を備えて構成されている。
【0016】
電源部11は、測定用の電圧V(例えば、直流電圧)を生成する。測定部12は、電流検出回路21、A/D変換回路22および測定回路23を備えて構成されている。電流検出回路21は、切り替え可能な複数のレンジ抵抗を備えて構成され、このレンジ抵抗の切り替えによって測定レンジRmを切り替え可能に構成されている。また、電流検出回路21は、電源部11からの電圧Vの出力によってプローブ3,3間を流れる電流Iを、測定レンジRm毎に予め規定された所定の変換率で電圧変換することにより、電圧信号Svを生成する。A/D変換回路22は、電流検出回路21から出力される電圧信号Svをアナログ−ディジタル変換することにより、電圧データDvを生成する。測定回路23は、A/D変換回路22から出力される電圧データDv、および電源部11によって生成される電圧Vの電圧値に基づいて導体パターン201,201間の絶縁抵抗を測定して測定値R0を出力する。
【0017】
制御部13は、測定部12の測定回路23によって測定された絶縁抵抗の測定値R0における下位桁(例えば、整数部分の下1桁から下3桁)が所定の基準値Sの整数倍となるように測定値R0を丸める丸め処理50(図4参照)を実行する。また、制御部13は丸め処理50を実行することによって算出した処理値R1を表示部16に表示させる。操作部14は、図1に示すように、電源スイッチ41、レンジ切り替えスイッチ42および測定開始スイッチ43等の各種のスイッチを備えて構成されて、本体部2の正面パネルに配設されている。また、操作部14は、スイッチ操作に応じた操作信号を出力する。
【0018】
記憶部15は、制御部13によって実行される丸め処理50に用いられる基準値Sを記憶する。この場合、記憶部15には、図3に示すように、1つの測定レンジRmを複数(一例として、4つ)に分割した各分割レンジRp1〜Rp4(以下、区別しないときには「分割レンジRp」ともいう)にそれぞれ対応付けられた基準値Sが記憶されている。つまり、この測定装置1では、1つの測定レンジRmに対して互いに異なる複数の基準値Sが用意されており、制御部13は、操作部14のレンジ切り替えスイッチ42によって切り替えられた(選択された)測定レンジRmの範囲内において、測定値R0が含まれる分割レンジに対応付けられた基準値Sを用いて(測定値R0の大きさに応じて基準値Sを変更して)丸め処理50を実行する。
【0019】
ここで、上記したように、測定値R0が大きいほどプローブ3,3間を流れる電流Iの値が小さくなり、電流Iの値が小さいほど電流Iに対するノイズ等の影響が大きくなって測定値R0の変動値が大きくなる。このため、処理値R1の変動(ばたつき)を抑えるためには、1つの測定レンジRm内において、測定値R0が大きいほど基準値Sを大きくするのが好ましい。したがって、この測定装置1では、1つの測定レンジRm内において、分割レンジRpの数値(上下限値)が大きいほど大きな値となる基準値Sが対応付けられている。一例として、図3に示すように、分割レンジRp1の基準値Sよりも分割レンジRp2の基準値Sが大きく、分割レンジRp2の基準値Sよりも分割レンジRp3の基準値Sが大きく、分割レンジRp3の基準値Sよりも分割レンジRp4の基準値Sが大きくなっている。このため、この測定装置1では、測定値R0が大きいときであっても、処理値R1の変動を小さく抑えることが可能となっている。一方、上記した処理値R1と測定値R0との差分値R2(つまり、R1−R0)の測定値R0に対する割合、具体的には、((R1−R0)/R0×100)%で表される差分率R3を5%(本発明における所定値の一例)以下とすべき旨がJIS規格によって規定されている。このため、各基準値Sは、この規格に適合するようにそれぞれ規定されている。
【0020】
次に、測定装置1を用いた絶縁抵抗の測定方法について、図面を参照して説明する。
【0021】
まず、図1に示すように、操作部14のレンジ切り替えスイッチ42を操作することにより、測定レンジRmとして、例えば「100〜1000MΩ」(正確には、100MΩ以上1000MΩ未満の範囲)を選択する。次いで、図2に示すように、測定対象体としての回路基板200における一対の導体パターン201,201にプローブ3,3をそれぞれ接触させる。続いて、操作部14の測定開始スイッチ43を操作する。これに応じて、電源部11が測定用の電圧Vを生成し、その電圧Vがプローブ3,3を介して導体パターン201,201に出力される。次いで、測定部12の電流検出回路21が、電圧Vの出力によってプローブ3,3間を流れる電流Iを上記の測定レンジRmに対応付けられた変換率で電圧変換して電圧信号Svを生成する。
【0022】
続いて、測定部12のA/D変換回路22が、電流検出回路21から出力された電圧信号Svをアナログ−ディジタル変換することにより、電圧データDvを生成する。次いで、測定部12の測定回路23が、A/D変換回路22から出力された電圧データDv、および電圧Vの電圧値に基づいて導体パターン201,201間の絶縁抵抗を測定して測定値R0を出力する。続いて、制御部13が図4に示す丸め処理50を実行する。この丸め処理50では、制御部13は、測定レンジRm内において、測定値R0が含まれる分割レンジRpを特定する(ステップ51)。この場合、例えば、測定値R0が104MΩのときには、制御部13は、測定値R0が含まれる分割レンジRpとして分割レンジRp1(図3参照)を特定する。
【0023】
次いで、制御部13は、特定した分割レンジRp1に対応する基準値S(この場合、「5」)を記憶部15から読み出す(ステップ52)。続いて、制御部13は、処理値R1を算出する(ステップ53)。具体的には、制御部13は、一例として、測定値R0(104)を基準値S(5)で除算して、その除算値(104÷5=20.8)の小数点以下を四捨五入した値(21)に基準値Sを乗算することによって処理値R1(21×5=105)を算出する。次いで、制御部13は、表示部16を制御して、図1に示すように、処理値R1を表示させて(ステップ54)、丸め処理50を終了する。
【0024】
次に、他の一対の導体パターン201,201にプローブ3,3をそれぞれ接触させて、測定開始スイッチ43を操作する。これに応じて、電源部11および測定部12が上記した動作と同様にして動作することにより、測定部12の測定回路23から測定値R0が出力される。次いで、制御部13が丸め処理50を実行する。この場合、例えば、測定値R0が307MΩのときには、制御部13は、測定値R0が含まれる分割レンジRpとして分割レンジRp2(図3参照)を特定する(ステップ51)。
【0025】
続いて、制御部13は、特定した分割レンジRp1に対応する基準値S(この場合、「10」)を記憶部15から読み出す(ステップ52)。つまり、測定値R0の大きさに応じて基準値Sを変更する。次いで、制御部13は、測定値R0(307)を基準値S(10)で除算して、その除算値(307÷10=30.7)の小数点以下を四捨五入した値(31)に基準値Sを乗算することによって処理値R1(31×10=310)を算出する(ステップ53)。続いて、制御部13は、処理値R1を表示部16に表示させて(ステップ54)、丸め処理50を終了する。
【0026】
以下、同様にして、組み合わせを変更しつつ回路基板200における一対の導体パターン201,201にプローブ3,3をそれぞれ接触させて、導体パターン201,201間の絶縁抵抗を順次測定する。この場合、例えば、測定部12によって測定(出力)された測定値R0が603MΩのときには、制御部13は、丸め処理50において、測定値R0が含まれる分割レンジRpとして分割レンジRp3(図3参照)を特定して、分割レンジRp3に対応する基準値Sとしての「20」を記憶部15から読み出す。つまり、測定値R0の大きさに応じて基準値Sを変更する。次いで、制御部13は、その基準値Sを用いて処理値R1を「600」と算出する(図5参照)。
【0027】
また、例えば、測定部12によって測定された測定値R0が864MΩのときには、制御部13は、丸め処理50において、測定値R0が含まれる分割レンジRpとして分割レンジRp4(図3参照)を特定して、分割レンジRp4に対応する基準値Sとしての「50」を記憶部15から読み出す。つまり、測定値R0の大きさに応じて基準値Sを変更する。次いで、制御部13は、その基準値Sを用いて処理値R1を「850」と算出する(図5参照)。この場合、上記したように、基準値SがJIS規格に適合するように規定されているため、同図に示すように、処理値R1と測定値R0との差分率R3が5%以下に抑えられている。
【0028】
一方、測定値R0が測定レンジRmの上限値近傍の990MΩ程度のときには、制御部13は、丸め処理50において、分割レンジRp4に対応する基準値Sとしての「50」を記憶部15から読み出す。つまり、測定値R0の大きさに応じて基準値Sを変更する。次いで、制御部13は、その基準値Sを用いて処理値R1を算出する。この場合、他の分割レンジRpに対応付けられている基準値S(「5」、「10」および「20」)よりも大きな基準値Sである「50」を用いて測定値R0を丸めるため、図6に示すように、ノイズ等の影響によって測定値R0が例えば1%程度(9MΩ程度)変動したとしても、制御部13は、処理値R1を「1000」と算出する。したがって、表示部16に表示される処理値R1が一定に維持される結果、処理値R1が頻繁に切り替わって表示されて読み取りが困難となる事態が確実に回避される。
【0029】
このように、この測定装置1によれば、制御部13が、測定レンジRmの範囲内において測定値R0の大きさに応じて基準値Sを変更して丸め処理50を実行することにより、測定値R0が大きいときには大きい基準値Sを用い、測定値R0が小さいときには小さい基準値Sを用いて測定値R0を丸めることで、ノイズの影響等に起因する測定値R0の僅かな変動による処理値R1の変動を防止することができる。したがって、この測定装置1によれば、処理値R1が頻繁に切り替わって表示されて、読み取りが困難となる事態を確実に回避することができる。
【0030】
また、この測定装置1によれば、記憶部15が、測定値R0と処理値R1との差分値R2の測定値R0に対する割合(差分率R3)の絶対値が所定値以下となるように規定された基準値Sを記憶し、制御部13が、その基準値Sを記憶部15から読み出して丸め処理50を実行することにより、JIS規格等に規定された値を所定値とすることで、測定装置1をこれらの規格に確実に適合させることができる。
【0031】
また、この測定装置1によれば、記憶部15が、測定レンジRmを複数に分割した各分割レンジRpにそれぞれ対応付けられた基準値Sを記憶し、制御部13が、測定レンジRmが含まれる分割レンジRpに対応付けられた基準値Sを記憶部15から読み出して丸め処理50を実行することにより、分割レンジRpを特定してその分割レンジRpに対応付けられた基準値Sを読み出すだけで処理値R1を算出することができるため、例えば、測定値R0に応じた適正な基準値Sを丸め処理50の実行時に算出する構成と比較して、丸め処理50を短時間で実行することができる。
【0032】
なお、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、1つの測定レンジRmを4つの分割レンジRpに分割する例について上記したが、2つ以上(好ましくは3つ以上)の任意の数の分割レンジRpに分割することができる。また、記憶部15に記憶されている基準値Sを読み出してその基準値Sを用いて測定値R0を丸める例について上記したが、制御部13が丸め処理50の実行時に測定値R0に応じた適正な基準値Sを算出してその基準値Sを用いて測定値R0を丸める構成を採用することもできる。
【0033】
また、回路基板200の導体パターン201,201間の絶縁抵抗を測定する例について上記したが、リーク電流(本発明におけるパラメータの他の一例)の測定に測定装置1を用いることもできる。また、回路基板200に限定されず、コンデンサ等の各種の電気部品(本発明における測定対象体)に対する絶縁抵抗やリーク電流の測定に測定装置1を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】測定装置1の外観斜視図である。
【図2】測定装置1の構成を示す構成図である。
【図3】分割レンジRpおよび基準値Sの関係を説明するための説明図である。
【図4】丸め処理50のフローチャートである。
【図5】測定値R0、基準値S、処理値R1および差分率R3の関係を説明するための説明図である。
【図6】測定レンジの上限値の近傍における測定値R0、基準値S、処理値R1および差分率R3の関係を説明するための説明図である。
【図7】従来の装置における測定値、基準値および表示値の関係を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【0035】
1 測定装置
12 測定部
13 制御部
15 記憶部
16 表示部
50 丸め処理
200 回路基板
R0 測定値
R1 処理値
R2 差分値
R3 差分率
Rm 測定レンジ
Rp1〜Rp4 分割レンジ
S 基準値
【出願人】 【識別番号】000227180
【氏名又は名称】日置電機株式会社
【出願日】 平成18年7月3日(2006.7.3)
【代理人】 【識別番号】100104787
【弁理士】
【氏名又は名称】酒井 伸司


【公開番号】 特開2008−14648(P2008−14648A)
【公開日】 平成20年1月24日(2008.1.24)
【出願番号】 特願2006−183115(P2006−183115)