JPS61105470A - 絶縁抵抗判定制御方式 - Google Patents

絶縁抵抗判定制御方式

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JPS61105470A
JPS61105470A JP22752884A JP22752884A JPS61105470A JP S61105470 A JPS61105470 A JP S61105470A JP 22752884 A JP22752884 A JP 22752884A JP 22752884 A JP22752884 A JP 22752884A JP S61105470 A JPS61105470 A JP S61105470A
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voltage
current
insulation resistance
measurement
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Taiichi Miho
美保 泰一
Koichi Shimada
耕一 嶋田
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Fujitsu Ltd
DKK TOA Corp
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Fujitsu Ltd
Toa Electronics Ltd
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は絶縁抵抗判定制御方式に関し、特に、例えばプ
リント基板上の離隔された導体間の絶縁抵抗を測定する
試験装置における絶縁抵抗判定制御方式に関する。
〔従来の技術〕
例えば、プリント基板の導体対導体間の絶縁を電圧電流
計法により測定するにあたっては、次の点に留意する必
要がある。
(al  試験器のセンサ(測定部)とプリント板との
間には必然的にスキャナ、装着治具等が介在し、それら
は漏れ電流と浮遊容量を持つ。
(bl  それらに流れる電流と本来のプリント板の漏
れ電流とを区別することが必要である。
これらの点を解決するために、一般には、測定ラインに
印加される電圧の変化勾配を検出して、その勾配がなく
なったことを充電完了と判断して、それ以後の判定結果
を有効としている。勾配検出には微分回路を使用してい
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕 電圧の勾配を検出する場合、電圧を微分してその勾配を
得るが、純粋なCR回路の場合には充放電特性は電圧と
電流の間に密接な関係があって、V  =E・(1−e
xp  (−t/cg  )  )の関係が成り立ち、
電圧の変化が一定値を下まわると電流値も同様に下まわ
り、目的を達成することができる。
しかし、実際のシステムの場合、ケーブル等の容量に流
れる電流としては電圧が安定した後も流れ続ける吸収電
流あるいは漏れ電流が存在する。
この場合電圧の勾配がないことと電流が流れないことと
は対応しない。
この結果正確な測定ができない。この対応関係を第5図
に示す。
第5図(L)は、印加電圧の変化状態を示す図であり、
第5図(2)は充電電流の変化状態を示す図である。
第5図(2)において、■は本来の充電電流を示し、■
は本来の充電電流に吸収電流が加えられたもの碌 を示している。
そのため、従来方式の問題点を解決し、正確な測定を可
能にすることが望まれている。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点を解決するために本発明は、被試験物の絶縁
抵抗測定用端子に接続される第1およさ第2の測定端子
と、上記第1および第2の測定端子を介して被試験物に
絶縁抵抗測定用電圧を印加する測定用電源と、上記第1
の測定端子に一端が接続され他端が上記測定用電源に接
続される第1の抵抗と、上記第2の測定端子に一端が接
続され他端が上記測定用電源に接続される第2の抵抗と
、上記第1の抵抗の両端に接続され当該抵抗め両端の電
圧を検出する第1の増幅器と、上記第2の抵抗の両端に
接続され当該抵抗の両端の電圧を、上記第1の増幅器へ
の入力電圧とは逆方向の向きにて検出する第2の増幅器
と、上記第1の増幅器の出力と上記第2の増幅器の出力
とを加算する電圧加算回路と、上記電圧加算回路の出力
電圧の勾配を検出し当該勾配が一定値以下であることを
判定する電圧勾配判定手段と、上記電圧加算回路の出力
電圧の絶対値を検出し当該絶対値が一定値以下であるこ
とを判定する電圧絶対値判定手段と、上記電圧勾配判定
手段の出力と上記電圧絶対値判定手段の出力にもとづき
絶縁抵抗測定の可否を指示する絶縁抵抗判定制御信号を
作成する絶縁抵抗判定制御信号作成手段とを少な(とも
そなえて絶縁抵抗の判定制御を行なうことを特徴とする
ものである。
〔作 用〕
本発明は、 (イ)接続ケーブルに流れる電流成分が所定値以下にな
ったことを検出する回路構成、 (Ll)接続ケーブルに流れる電流成分の変化(勾配)
が所定値以下になったことを検出する回路構成、 (ハ)接続ケーブルに流れる電流成分が所定値以下とな
り、かつ電流成分の変化(勾配)が所定値以下となった
とき充電完了と判断する回路構成、をそなえ、正確に絶
縁抵抗を測定できるタイミングを与えるものである。
〔実施例〕
第1図は本発明による1実施例の回路構成図であり、図
中1と2は増幅器、3と4は電流検出用抵抗、5は測定
用電源、6は加算器、7は減算器、8は微分回路、9と
10は絶対値増幅回路、11と12は比較器、13はオ
アゲート、14は禁止出力信号(線)、15は測定出力
信号(線)、16と17は測定端子、18は被測定抵抗
(絶縁抵抗)、19と20はケーブル容量、21は被測
定抵抗浮遊容量、22は比較器、23は禁止ゲート、2
4は抵抗測定出力信号(線)である。
図中、測定端子16.17を通る破線より左側ル容量C
L、21はプリント板の容量である。抵抗3と増幅器1
で電圧印加側の電流電圧変換増幅器を構成し、利得はG
である。
抵抗4と増幅器2は、接地側の電流電圧変換増幅器を構
成し、利得はGである。抵抗3と4に流れる電流は、そ
れぞれ逆極性とされている。
したがって、仮に、ケーブル容量19と20が存在しな
いならば、電圧印加源である測定用電源5の出力電流は
、抵抗3、被測定抵抗18、抵抗4の経路を通り、抵抗
3に流れる電流と抵抗4に流れる電流は同一である。さ
らに、増幅器1の出力と増数器2の出力は、プリント板
に流れる電流に関しては逆位相であり、加算器6の出力
部においては、プリント板に流れる電流に関しては出力
流の不平衡分だけが表われる。
逆に、減算器7の出力には、プリント板に流れる電流が
加え合わされて2倍の電流出力が得られる。
符号8〜14の部分は不平衡分(ケーブル容量、漏れ)
を検出するための回路であって、微分回路8はCR時定
数によるもの、絶対値増幅回路9゜10は正、負いずれ
の入力に対してもその入力に比例した正の出力電圧を作
成するもの、比較器11.12は、アナログ電圧を一定
の値で比較してロジック信号に変換する判定機能を有す
る回路であって、入力電圧がある値を越すと(この場合
、比較器12は漏れ、充電電流のリミット値、比較器1
2は充電電流の変化のリミット値)正の論理出力を作成
するもの、オアゲート13は論理和回路である。
このように、絶対値増幅回路10、比較器12は、接続
ケーブルに流れる電流成分を、微分回路8、絶対値増幅
回路9、比較器11は接続ケーブルに流れる電流成分の
変化を検出する。
また、絶縁抵抗18を流れる電流に比例した電圧である
減算器7の出力は、比較器22により、あらかじめ設定
された所定値と、その大小が判定される。そして、比較
器22は、例えば、絶縁抵抗18が所定値以上大きいと
き論理“0”を、所定値以下のとき論理“1”を出力す
るように構成されている。次に、禁止ゲート23は、オ
アゲー ′ト13の出力14が“0”となったとき(す
なわち、漏れ、充電電流が所定値以下となり、かつ充電
電流の変化成分も所定値以下となったとき)、開状態と
され、比較器22の出力を抵抗判定出力信号線24上に
送出する。
図示しない制御部では、オアゲート13の出力(信号線
14)が“O”のとき、禁止ゲート23の出力(抵抗判
定出力信号線24)の状態を監視し、“0”状態であれ
ば、絶縁抵抗は十分大であり絶縁良好と判定し、逆に“
1”状態であれば絶縁不良と判定する。
さらに、絶縁抵抗18の値、そのものは、オアゲート1
3の出力(信号線14)が“0”のときにおける減算器
7の出力(測定出力信号線15)の電圧値を求め、これ
に所定の係数を乗することによって求めることができる
。
この所定の係数は、増幅31.2の利得、抵抗3.4の
抵抗値等によって定められるものである。
次に、各部の動作をより明確にするために等価いる。
各素子のインビダンスをSを用いて表現すると、Zr2
−zト4−>   = (1)+ (2)=   (R
+  r  )(1+5−CL −r) ・ (l+S
−Cス ・RA )□(3) 2194ト4・λo・+q=(R+r)(1+Sr5 
 )  ・ (1+5rae  )□(4) ZIs−’2J・う4−1’?−21F  (R+  
2  r  )(1+Sτ7 )・ (1+Sτ? )
(1+SτS )・ (1+Sr&、)□(5) ただし、 τ1=CL+・r τz=Cに ・RX r4 =Cp−(RX +r) τラ +τb =τ1 +τ21−τ牛τ5 Φ τら
 =τL’  τλ +τ3 ・ τ4+ □ ・ (
T5+Tら ) R+2r 抵抗3に流れる電流lうは印加電圧が振巾Eのステップ
電圧であるから、               lS
・ (1+S・τ7)・ (1+S・1g)□(6) 抵抗4に流れる電流■4は、以下の手順で求められる。
Rz+’lr S  ・ (1+Srワ )  ・ (1+Sr8  
)□(7) ■19・λ1 = ■4・20”119・ニド4−・2
りS (1+Sr7 )  ・(1+Sτg )□(8
) 13 と■Φはそれぞれ3.4の抵抗rによって電圧に
変換されて増巾される。項中利得をGとして、 (1+Sτり)(1+Sτb) S(1+SτI?)(1+Sτ9) □(9) S・ (1+Sτ7)・ (1+Sで9)差の成分は、
V3 −V4で信号分が加算され、和の成分は、V3+
V4で充電電流が打消される。
S・ (1+Sで7)・ (1+SτB)−□ (11
) (1+−3τ7)・ (1+Sτ9) ただし、 τ9 ・τW= τs Iτ&/2 τ? +τto”<τλ +τζ +τら )/2K 
−τS+τムーτ2 τ11 ”  τタ °τb /(τ5 +でムーτ2) V3 +V4を時間に変換すると、 (13)式から導かれる通り、この中にはRxに流れる
定常電流成分は入ってこない。
また時定数τ9とて、、とτ7の関係によっては電圧印
加時の1=0からt=ωまで間に(13)式%式% た同−測定内に正の値から負の値、あるいは負の値から
正の値にと変化できる。
プリント板等の絶縁試験器においては判定を良しとする
ためには充電電流が流れないことも当然ながら、負の電
流(見かけ上)が流れてもだめであり同一の条件で将来
にわたって充電電流が流れないことが必要である。
従って(13)式の和の成分はこのままでは判定禁止信
号として使用することは不可であり、まず正の電圧の場
合でも負の電圧の場合でも正の信号とするために絶対値
回路を使用する。これは単純には両波整流回路でよく、
実際には帰還増中器に検波ダイオードを挿入することで
構成される。
次に、この絶対値回路を使った場合でも、例えば第2図
(1))の如(、時間と共に0をクロスする信号の場合
、クロス点で充電終了と誤判定をすることを防ぐために
、(13)式の微分値をもって、その微分値が0になる
まで判定を待つ。この微分値は、充電電流の変化の有無
を判別するものであって、正の変化も負の変化もある。
微分値についても正の場合も負の場合もある。従って、
微分値も絶対値回路を使用する。
以上により得た充電電流の絶対値の有無と充電電流の変
化の有無をそれぞれ論理レベルに変換し、論理和をとる
ことで確実な判定禁止回路を構成できる。
第3図は、本発明の1実施例を、被測定プリント板−切
換画一測定器と並べて図示したものである。
図中、番号16.17を通る破線の右側が測定器であり
、第1図図示のものと同一のもの、その左側が被測定プ
リント板27と測定器の間にあって、測定ポイントを選
択する切換器25と接続ケーブルである。
第3図の例において、19’、20’、26は各ケーブ
ルの浮遊容量であるが、この値は特に2めである。
またプリント板試験装置の場合、その接続される回路の
数は数千を越し数万に到る場合もある。
また測定器側から見た容量も、印加側の容量(これをC
pとする)、接地側から見た容I(これをCムとする)
、さらに、印加側と接地側の間の容量(これをCcとす
る)の間はその大小関係において法則性はなく、容量C
L、CC,Cpの間に大きな不平衡を生じる可能性があ
る。このような不平衡のある場合、従来の方法では、測
定を開始して誤った結果を出す可能性が高い。
また、一般的な接続ケーブルの場合、吸収電流が流れ、
従来の印加電圧の微分による方法によると、吸収電流(
ケーブルの)を測定してしまう。
第4図は吸収電流の一例である。
第4図(alは比較的容量の少ない、もの、第4図(b
lは容量の多いもので、これらは第4図(a)が約20
0 (l p F、第4図(b)が約0.15μFの値
を示すものの例である。データから分かるとおり、時間
が0に近いときはコンデンサの充電電流が主であるが充
電し終ってからち、時間と共に減少していく電流が流れ
ている。これに対し印加電圧はすでに充電は終っている
ので電圧変化は起きない。
従って従来の方法ではプリント板の絶縁抵抗とケーブル
の吸収電流とを区別することができない。
本発明は接続ケーブルに流れる電流成分とその変化して
いる事を検出し、その間、測定を行なわないので、測定
結果からケーブルの電流は排除される。
〔効 果〕
本発明によれば、プリント基板上の導体パターン間等に
おける絶縁抵抗を測定する場合、(イ)接続ケーブルの
吸収電流、浮遊容量の充電電流、漏れ電流共に検出し、
その影響を排除できること、 (ロ)回路の過渡状態を検出し、その影響を排除できる
こと、 (ハ)各測定ラインの浮遊容量の比率に関係なく測定で
きること、 等のすぐれた効果をもたらすことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による1実施例の回路構成図、第2図(
a)は測定系の等価回路を示す図、第2図(blは測定
電流(電圧)の和の合成波形の例を示す図、第3図は本
発明の1実施例を被測定プリント板−切換器一例定器と
並べて図示した図0、第4図は吸収電流の一例を示す図
、第5図は印加電圧と吸収電流の関係を示す図である。 第1図において、lと2は増幅器、3と4は電流検出用
抵抗、5は測定用電源、6は加算器、7は減算器、8は
微分回路、9と10は絶対値増幅回路、11と12は比
較器、13はオアゲート、14は禁止出力信号(線)、
15は測定出力信号(線)、16と17は測定端子、1
8は被測定抵抗(絶縁抵抗)、19と20はケーブル容
量、21は被測定抵抗浮遊容量、22は比較器、23は
禁止ゲート、24は抵抗判定出力信号(線)であ   
   :)る。 (a) (b) (hn3   10FFIJ   ?OmS     
    10(hs3(a +           
 141110甫S      ID0y+5    
 ?lJOmS     3θ0−5(b)     
   −隣M 庵4凹 (Iン M−s囚

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被試験物の絶縁抵抗測定用端子に接続される第1
    および第2の測定端子と、上記第1および第2の測定端
    子を介して被試験物に絶縁抵抗測定用電圧を印加する測
    定用電源と、上記第1の測定端子に一端が接続され他端
    が上記測定用電源に接続される第1の抵抗と、上記第2
    の測定端子に一端が接続され他端が上記測定用電源に接
    続される第2の抵抗と、上記第1の抵抗の両端に接続さ
    れ当該抵抗の両端の電圧を検出する第1の増幅器と、上
    記第2の抵抗の両端に接続され当該抵抗の両端の電圧を
    、上記第1の増幅器への入力電圧とは逆方向の向きにて
    検出する第2の増幅器と、上記第1の増幅器の出力と上
    記第2の増幅器の出力とを加算する電圧加算回路と、上
    記電圧加算回路の出力電圧の勾配を検出し当該勾配が一
    定値以下であることを判定する電圧勾配判定手段と、上
    記電圧加算回路の出力電圧の絶対値を検出し当該絶対値
    が一定値以下であることを判定する電圧絶対値判定手段
    と、上記電圧勾配判定手段の出力と上記電圧絶対値判定
    手段の出力にもとづき絶縁抵抗測定の可否を指示する絶
    縁抵抗判定制御信号を作成する絶縁抵抗判定制御信号作
    成手段とを少なくともそなえたことを特徴とする絶縁抵
    抗判定制御方式。
  2. (2)上記第1の増幅器の出力と上記第2の増幅器の出
    力との差電圧を作成する電圧減算回路と、上記電圧減算
    回路の出力電圧の絶対値を検出し当該絶対値が一定値以
    下であるか否かを指示する判定信号を出力する比較判定
    手段と、上記判定信号と上記絶縁抵抗判定制御信号とに
    もとづき絶縁抵抗良否判定信号を出力する判定出力手段
    とをそなえたことを特徴とする特許請求の範囲第(1)
    項記載の絶縁抵抗判定制御方式。
JP22752884A 1984-10-29 1984-10-29 絶縁抵抗判定制御方式 Granted JPS61105470A (ja)

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JPH0446385B2 JPH0446385B2 (ja) 1992-07-29

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007333465A (ja) * 2006-06-13 2007-12-27 Hioki Ee Corp 検査装置
JP2010210510A (ja) * 2009-03-11 2010-09-24 Micronics Japan Co Ltd 絶縁検査装置及び絶縁検査方法
US10641817B2 (en) 2017-11-28 2020-05-05 Fanuc Corporation Motor driving device and measuring method

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