JPH02259582A - 回路素子測定器の端子接続状態検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）発明の技術分野 この発明は、四端子構成の回路素子測定器において、各
測定端子と測定素子の電気的接触を確認し、゛かつ、測
定素子に接続される接続径路のインピーダンスが測定で
きるようにしたものである。

（ｂ）従来技術と問題点 次に、第４図を参照して、四端子構成の回路素子測定器
の構成を説明する。

第４図の１は測定用の信号源、２は電流制限用の抵抗、
８は電流／電圧変換器、９は電圧検出器、１１〜１４は
測定端子、２０は測定素子、２１〜２４は接続端子であ
る。

電流／電圧変換器８は、演算増幅器８Ａ、基準抵抗８Ｂ
、差動増幅器８Ｃ″ｃｔ＃成され、電圧検出器９は差動
増幅器で構成されている。

第４図では、測定素子２０の端子２ＯＡに測定端子１１
・１２を接続し、測定素子２０の端子２０Ｂに測定端子
１３・１４を接続し、信号源１の信号を測定端子１１に
供給し、測定素子２０に流れる信号電流を測定端子１３
・１４に接続する電流／電圧変換器８で検出するととも
に、測定素子２０の端子間電圧を測定端子１２・１３に
接続する電圧検出器９で検出する。

測定端子１１〜１４と測定素子２０の間の接続には、測
定ジグなどを使用し、ケーブル等で接続する。

第４図では、測定端子１１〜１４から測定素子２０に対
する接続端子を２１〜２４とする。

正常に接続されている場合は、測定端子１１と接続端子
２１、測定端子１２と接続端子２２はそれぞれ同電位に
なり、測定素子２０の端子２ＯＡに接続される。また、
測定端子１３と接続端子２３、測定端子１４と接続端子
２４はそれぞれ同電位になり、測定素子２０の端子２０
Ｂに接続される。

しかし、ケーブルの断線や、接触不良等で、接続端子２
１〜２４が確実に測定素子２０に接続されない場合があ
り、正しい測定ができないことがある。

例えば、測定端子１１と接続端子２１の間だけが断線の
場合は、測定素子２０には測定信号が供給されなくなり
、測定素子２０の両端子間型圧は０■として検出され、
測定素子２０に流れる信号電流はＱＡとして検出され、
インピーダンス不定として測定される。

また、測定端子１４と接続端子２４の間だけが断線の場
合は、演算増幅器８Ａの帰還径路が断となり、測定素子
２０の端子２０Ｂを仮想接地電位に保てなくなる。

この状態では、測定端子１３の測定装置側の入力インピ
ーダンスがある値なので、微小電流が接続端子２３から
測定端子１３へ流れ、測定素子２０の端子間電圧は、あ
る有限の値を示し、測定端子１４が開放状態なので、基
準抵抗８Ｂには帰還電流が流れなくなり、信号電流はＯ
Ａとして検出される。

したがって、測定インピーダンスは、無限大となり正し
い測定値が得られないことになる。

さらに、測定端子１２と接続端子２２の間だけが断線の
場合は、測定端子１２が開放状態となり、測定素子２０
の端子間電圧はＯｖとして検出され、測定素子２０に流
れる信号電流は、ある有限の値として検出され、インピ
ーダンスは０Ωとして測定される。

また、測定端子１３と接続端子２３の間だけが断線の場
合は、演算増幅器８Ａの帰還径路が断になり、演算増幅
器８Ａが発生する信号で決まるある有限の信号電流・が
基準抵抗８Ｂに流れ、測定端子１２の電圧は、この信号
電流で決定される値となる、。

したがって、この場合には、測定インピーダンスはある
値が得られるが、測定素子２０のインピーダンスとは一
致しない値になる。

これらは、それぞれ単独で発生する異常接続状態である
が、これらが組み合わさって発生する場合もある。

（Ｃ）発明の目的 この発明は、測定素子２０の端子２ＯＡに接続される測
定端子１１と接続端子２１、測定端子１２と接続端子２
２について、測定端子１１・１２間に設けたスイッチを
開放したときと短絡したときとで導通試験と接続径路の
インピーダンスを測定し、次に、測定素子２０の端子２
０Ｂに接続される測定端子１３と接続端子２３、接続端
子２４と測定端子１４について、測定端子１３・１４間
に設けたスイ・ソチを開放したときと短絡したときとで
導通試験と接続径路のインピーダンスを測定し、導通試
験の結果と、接続径路のインピーダンスの測定値から、
正しく接続されていることを判断する回路素子測定器の
端子接続状態検出回路の提供を目的とする。

（ｄ）発明の実施例 次に、この発明による実施例の構成図を第１図に示す。

第１図の３Ｎ７はスイッチであり、その他の部分は第４
図と同じである。

スイッチ３は、信号源１の出力に、抵抗２を通して接続
され、スイッチ３の端子３Ａは測定端子１１に接続され
、端子３Ｂは測定端子１３に接続される。

スイッチ４は測定端子１１・１２の間に設けられており
、スイッチ５は測定端子１３・１４の間に設けられてい
る。

スイッチ６は、基準抵抗８Ｂの一端に接続される。そし
て、スイッチ６の端子６Ａは端子１４に接続され、端子
６Ｂは測定端子１２に接続される。

スイッチ７は、演算増幅器８Ａの入力端子に接続される
。そして、スイッチ７の端子７Ａは測定端子１３に接続
され、端子７Ｂは演算増幅器８Ａの帰還回路を構成する
基準抵抗８Ｂの一端に接続される。

なお、第１図のスイッチ３〜７の端子接続は、通常測定
の場合の状態を示す。

次に、第２図を参照して、測定端子１１・１２の間の導
通試験をする場合を説明する。

スイッチ３〜７は、第２図に示す位置にする。

測定素子２０の端子２ＯＡで、接続端子２１と接続端子
２２が正しく接続されていれば、測定信号電流ｉ、は、
スイッチ３の端子３Ａから、測定端子１１→接続端子２
１→接続端子２２−ＱＩＪＪ定端子１２→スイッチ６の
端子６Ｂの径路で流れる。

演算増幅器８Ａには、スイッチ７で基準抵抗８Ｂが演算
増幅器８Ａの帰還抵抗として接続されており、スイッチ
６の端子６Ｂ、すなわち、測定端子１２が仮想接地電位
となり、差動増幅器８Ｃの出力には、電圧Ｅ、が出る。

この電圧Ｅｌｆは、ケーブル等のインピーダンスと接続
端子２１・２２の接続インピーダンスの総和をＺｌｌと
すれば、式１式％ ここに、Ｒｒは基準抵抗８Ｂの抵抗値、Ｒ８は抵抗２の
抵抗値、Ｅｓは信号源１の電圧である。

式（１）を展開し、ＺＨを求める式に書き直すと、式（
２）となる。

Ｚｎ　−（Ｅｓ　／　　Ｅａｔ）ＸＲｒ−Ｒｓ−−・−
・（２）次に、スイッチ４を短絡する。

このとき流れる信号電流１１ｍは、測定端子１１→接続
端子２１→接続端子２２→測定端子１２の接続径路に関
係なく、スイッチ４で測定端子１１・１２が短絡される
ので、スイッチ３の端子３Ａからスイッチ４を通り、ス
イッチ６の端子６Ｂへ流れ、差動増幅器８Ｃの出力には
、Ｅ、１．の信号電圧が検出される。このときのＥｏ、
は、式（３）で表される。

−Ｅ、１．＝（Ｒｒ／Ｒ８）ＸＥｓ・・・・・・・・・
・・・（３）式（３）を展開し、Ｒ８を求める式に書き
直すと、式（４）になる。

Ｒｓ＝　（Ｅｓ／　　Ｅｔｔｓ　）　ＸＲｒ”・・−−
−（４３式（４）を式（２）に代入すると、式（５）と
なる。

Ｚｓ　＝（（１／　　Ｅａｔ）　−（１／　　Ｅｌｌ−
））ＸＥｓＸＲｒ・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・（５）基準抵抗８Ｂ
と信号源１のＥｓが既雉の値ならば、スイッチ４を開放
としたときの検出電圧Ｅｌｌと、スイッチ４を短絡とし
たときの検出電圧Ｅ２１．の値から、Ｚ、ｌを容易に算
出することができる。

次に、第３図を参照して、測定端子１３・１４の間の導
通試験をする場合について説明する。

スイッチ３〜７は、第３図に示す位置にする。

測定素子２０の端子２０Ｂに、接続端子２３と接続端子
２４が正しく接続されているときは、電流１２は、スイ
ッチ３の端子３Ｂから測定端子１３→接続端子２３→接
続端子２４→測定端子１４→スイツチ６の端子６Ａの接
続径路で流れる。

演算増幅器８Ａには、スイッチ７で、基準抵抗８Ｂが演
算増幅器８Ａの帰還抵抗として接続されており、スイッ
チ６の端子６Ａ、すなわち、接続端子１４が仮想接地電
位となり、基準抵抗８Ｂの端子電圧を検出するための差
動増幅器８Ｃの出力には、Ｅｌ２の信号電圧が出力され
る。この電圧Ｅｉｇは、測定ケーブル等のインピーダン
スと、接続端子２３・２４の接続インピーダンスの総和
インピーダンスをｚＬとすれば、式（６）で表される。

Ｅ＋ｚ＝　（Ｒｒ／　（Ｒ５＋ＺＬ　）ｌ　ＸＥｓ・・
・・・・・・・・・・・・・・・・（６）式（６）を展
開し、ｚＬを求める式に書き直すと、式（７）になる。

ＺＬ　＝　（Ｅｓ／−Ｅｉｚ）ＸＲｒ−ＦＬｓ−・−・
（７）次に、スイッチ５を短絡する。

このとき流れる信号電流ｉ□は、測定端子１３→接続端
子２３→接続端子２４→測定端子１４の接続径路に関係
なく、スイッチ５で測定端子１３・１４が短絡されるめ
で、スイッチ３の端子３Ｂからスイッチ５を通り、スイ
ッチ６の端子６Ａの径路で流れ、差動増幅器８Ｃの出力
には、Ｅ、□。

の信号電圧が検出される。

このときのＥｌ２．は、式（８）で表される。

Ｅ　Ｉ２．＝　（Ｒｒ／　Ｒｓ　）　Ｘ　Ｅ　ｓ・・”
・・−−（８）式（８）を展開し、Ｒｓを求める式に書
き直すと、式（９）になる。

Ｒｓ　＝　（Ｅｓ　／　　Ｅ　１２ｓ　）　Ｘ　Ｒｒ−
−−−（９）式（９）を式（７）に代入すると式（１０
）になる。

ｚＬ＝（（ｘ／−Ｅｉｚ）−（１／−Ｅｌ２．））ＸＥ
ｓＸＲｒ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・（１０）基準抵抗８Ｂと信号
源１のＥｓが既知の値ならば、スイッチ５を開放したと
きの検出電圧Ｅ１２と、スイッチ５を短絡したときの検
出電圧Ｅ１２．の値からＺＬを容易に算出することがで
きる。

もし、測定素子２０との接続点で、ケーブルが断線した
り、接触抵抗が大きくなったりして接続径路インピーダ
ンスが高くなった場合は、検出されたＥＩＫまたはＥｌ
２の電圧は、正常に接続されている場合より低い値にな
る。これは、式（１）や式（６）からも容易に理解され
る。

第２図と第３図の導通試験で測定されたＺＨとＺｔ、に
対して、あらかじめ正しい接続時の判定基準値と比較す
ることによって、正しく接続されているかどうかを判断
することができる。

正しく接続されているときは、スイッチ３〜７を第１図
の位置にし、測定素子２０の測定に移る。

簡単な導通試験の手段としては、あらかじめ、電圧Ｅｓ
、抵抗Ｒｓ、抵抗Ｒｒが既知の値ならば、スイッチ４・
５を設けなくても導通試験をすることができる。

あらかじめ式（３）または式（８）によって、Ｅｌ。

を計算しておき、第２図のとおり接続して測定したＥＬ
Ｓと、Ｅ６．を比較し、判定すればよい、また、第３図
のとおり接続して測定したＥ、２とＥｌｓを比較し判定
すればよい。

スイッチ３〜７を備えることによって、導通試験により
測定端子１１・１２の間、測定端子１３・１４の間の電
圧を検出し、流れる電流と端子間電圧から接続径路のイ
ンピーダンスを求め、正しく接続されていないと判断し
たときは、その装置に装備された表示器等で、接続異常
を表示させ、さらに、ＺＬ４とＺＬの接続径路のインピ
ーダンスの測定値を表示させることもできる。

（ｅ）発明の効果 この発明によれば、スイッチの設定によって、各測定端
子と測定素子との接続状態を確認するための導通試験を
することができるので、電気的接続を確認することがで
き、接続異常による測定ミスを防止することができる。

また、測定端子と接続端子の間の接続径路インピーダン
スを測定することができるので、接続径路のインピーダ
ンスを知らせることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による実施例の構成図、第２図は測定
端子１１・１２の間の導通試験をする場合の接続図、第
３図は測定端子１３・１４の間の導通試験をする場合の
接続図、第４図は四端子構成の回路素子測定器の構成図
である。 １・・・・・・信号源、２・・・・・・抵抗、３〜７・
・・・・・スイッチ、８・・・・・・電流／を圧変換器
、８Ａ・・・・・・演算増幅器、８Ｂ・・・・・・基準
抵抗、８Ｃ・・・・・・差動増幅器、９・・・・・・電
圧検出器、１１〜１４・・・・・・測定端子、２０・・
・・・・測定素子、２１〜２４・・・・・・接続端子。 代理人　　弁理士　　小　俣　欽　同 第 図 電圧検出器 ソ 電圧検出器 電圧検出器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、測定素子（２０）の第１の端子（２０Ａ）に第１の
   測定端子（１１）と第２の測定端子（１２）を接続し、
   測定素子（２０）の第２の端子（２０Ｂ）に第３の測定
   端子（１３）と第４の測定端子（１４）を接続し、信号
   源（１）の信号を第１の測定端子（１１）に供給し、測
   定素子（２０）に流れる信号電流を第３の測定端子（１
   ３）と第４の測定端子（１４）に接続する電流／電圧変
   換器（８）で検出するとともに、測定素子（２０）の端
   子間電圧を第２の測定端子（１２）と第３の測定端子（
   １３）に接続する電圧検出器（９）で検出する回路素子
   測定器において、 第１の測定端子（１１）と第２の測定端子（１２）の間
   を短絡、開放する第１のスイッチ（４）と、第３の測定
   端子（１３）と第４の測定端子（１４）の間を短絡、開
   放する第２のスイッチ（５）とを備え、 第１の測定端子（１１）と第２の測定端子（１２）の間
   の導通試験をするときは、信号源（１）の信号を第１の
   測定端子（１１）に接続し、第２の測定端子（１２）を
   電流／電圧変換器（８）に接続し、第１の測定端子（１
   １）と第２の測定端子（１２）を電圧検出器（９）に接
   続して、第１のスイッチ（４）を短絡、開放し、 第３の端子（１３）と第４の端子（１４）の間の導通試
   験をするときは、信号源（１）の信号を第３の測定端子
   （１３）に接続し、第４の測定端子（１４）を電流／電
   圧変換器（８）に接続し、第３の測定端子（１３）と第
   ４の測定端子（１４）を電圧検出器（９）に接続して、
   第２のスイッチ（５）を短絡、開放することを特徴とす
   る回路素子測定器の端子接続状態検出回路。