JPS613076A - 測定装置 - Google Patents

測定装置

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JPS613076A
JPS613076A JP12559884A JP12559884A JPS613076A JP S613076 A JPS613076 A JP S613076A JP 12559884 A JP12559884 A JP 12559884A JP 12559884 A JP12559884 A JP 12559884A JP S613076 A JPS613076 A JP S613076A
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resistor
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Naoji Suzuki
直司 鈴木
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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」 この発明は微弱電流を測定したシ或は高抵抗を測定する
測定装置に関する。
「従来技術」 電流測定モード及び抵抗測定モードを備えたディジタル
表示影測定器がちる。この測定器では電流測定モードで
は入力回路に電流−電圧変換器を配置し、被測定電流を
電圧に変換し、その電圧全AD変換して被測定電流値を
ディジタル表示する。
また抵抗測定モードでは入力回路に抵抗−電圧変換器を
配置し、被測定抵抗器の抵抗値を電圧に変換し、この電
圧iAD変換してディジタル表示する構造となっている
第11図に従来の電流−電圧変換器を、第12図に従来
の抵抗−電圧変換器を示す。第11図に示した電流−電
圧変換器において出力電圧V。はVo=−IxR,とな
る。被測定電流Ixが微弱電流の場合出力電圧V。をA
D変換に適した適当なレベルの電圧値にするには抵抗器
R,の値を大きな値に選定しなければならない。例えば
1マイクロアンペアの電流を測定する場合に出力電圧V
として1ポルトを得るためにはR,=IQ”Ωとなる。
一方第12図に示した抵抗−電圧変換器でけV。
の抵抗値を被測定抵抗器RxO値に近い大きな抵抗値の
ものとしなければならない。
「発明が解決しようとする問題点」 このように測定条件によって大きい抵抗値の抵抗器を用
いなければならないが、電流測定モード及び抵抗測定モ
ードでは上記した式から明らかなように使用する抵抗器
R,の値が直接測定値に影響を与える。%に抵抗値が大
きい抵抗器は温度変化、湿度の変化等に影響され易く経
時変化も比較的大きく現われる傾向がある。従って高抵
抗を用いる測定モードの精度を初期の状態に維持するこ
とはむずかしいこととされている。
このため測定器内に基準電圧源と基準抵抗器を設け、基
準電圧源と基準抵抗器によって測定値を校正することが
考えられるが、基準抵抗器の抵抗値を大きい値に設定す
ることは安定性を考慮すれば明らかなように不利である
。基準抵抗器として採シ得る抵抗値としてはIMΩ程度
が限度とされている。
IMΩの基準抵抗器によって数100MΩ以上の高抵抗
を使った回路を校正した場合、その校正精度は低いもの
となる。
[問題点を解決するための手段」 この発明では電流測定モード及び抵抗測定モードの何れ
にもレンジ切換回路を具備している点に着目し、抵抗値
が低い抵抗器を用いたレンジにおいて基準抵抗器によっ
て校正を行ない、その校正されたレンジに用いた抵抗器
を用いて更に高い抵抗器を用いるレンジを校正するよう
にしたものである。
第1図に電流−電圧変換器の校正時の接続状態を示す。
この接続状態は基準抵抗器Rrによって比較的抵抗値が
低い例えばIOMΩ程度の抵抗値を持つ抵抗器R,の抵
抗値(演算増幅器1の利得と等価)を校正している状態
を示している。
第2図は第1図で校正した抵抗器R,より大きい抵抗値
を持つ抵抗器Rz ’に抵抗器R,によって校正してい
る状態を示す。
このようにこの発明では基準抵抗器R,,によって抵抗
値が比較的小さい第1抵抗器R1を校正すると共に、こ
の第1抵抗器R1を使って更に高い抵抗値を持つ第2抵
抗器R2を校正することを特徴とするものである。
その具体的な実施例は第8図及び第9図に示している。
「作用」 第1図においてスイッチS。を接点aに接続し、基準電
圧源■rを基準抵抗器R1の一端に接続する。この接続
により基準電流源が構成され演算増幅器1に基準電流■
、が与えられる。基準電流■。
が与えられたときの出方電圧を■olとする・スイッチ
Soを接点すに接続し基準抵抗器几、の一端な共通電位
点2に接続する。このときの出°カ電圧をv。2とする
。このVC2は演算増幅器1のオフセラ) 電圧11[
し、VOI −VO2を演算してオフセット電圧を除去
した値VCを求める。経時ゼロのときのvcの値をCo
、 、 ’r時間後のVCの値をCT。
とすると、 αIVi抵抗R1の経時変化分、βは基準抵抗器Rrの
経時変化分、γけ基準電圧源Vrの経時変化分を表わす
この回路の変化の比はCTI/Colとなる。経時がゼ
ロならばCT+/Co1= 1となる。
ここで第3図に示す状態で入力電流Iを与え経時がゼロ
のときの出力電圧voの値をAOi、T時間後に電流工
を与えたときの出力電圧voの値をAT+とすると、 A01=−RI  I  ・−・・・・・・・・・・・
・・・・・(3)ATt=−几t(1+α1)1 ・・
・・・・・(4)となる。
A T IをCTI/Cotで除した値X1を求めると
Xlは経時変化を除去した校正された値となる。
ζ−R1・Ir・(1+β−γ) となる。基準抵抗器Rrの経時変化βと基準電圧源vr
の経時変化γは非常に小さいものとすればβ及びγは無
視することができる。よって(5)式の演算によって求
めたXIは抵抗器R1の経時変化α1を金遣ない値とな
り抵抗器R1の経時変化α1は校正されたことになる。
次に第2図に示す状態に切換えて第1抵抗器R1によっ
て第2抵抗器R2を校正する。経時ゼロのときの出力電
圧VOをA(+z、T時間後の出力電圧Vo k AT
2 、経時ゼロのときのオフセット電圧を除去した実測
値をCo2.T時間後の実測値をcT2とすると、 Ao2 =  R2・I この場合は第1抵抗器R,も高抵抗であるためこを演算
する。つ捷り となり、基準抵抗器Rrの経時変化βと、基準電圧源V
rの経時変化2γだけとなり、第1.第2抵抗器R1・
R2の経時変化は除去される。
以上の様な演算によって低い抵抗から順次高い抵抗を校
正していくことによって精度の高い校正を行なうことが
できる。上述では2段階の場合を証明したが、n段階の
校正を行なうことができる。
n段階校正した場合の誤差ρはρ−β+nγとなる。
次に抵抗−電圧変換器の場合について説明する。
先ず第4図に示すように標準抵抗RXを接続した状態で
出力電圧vOの経時ゼロのときの値をAo、T時間後の
V。の値をATとすると、次に第5図に示す状態に切換
える。このとき基準電圧源■r2けVrIの電圧よシ高
い電圧を発生するものとする。スイッチSoをオンにし
て演算増幅器工のオフセット電圧を測定し、オフセント
電圧を除去した後の値VCの経時ゼロのときの値をCo
、 、 T時間後の値をCT+とすると、となり、前記
電流−電圧変換器の場合と同様にを演算する。つまり il  (1+α1)(1+、&)(1+γ2)γ1.
γ2 は基準電圧源vr、、Vr2の経時変化でありこ
れはγl=γ2であればゼロとなる。またβは基準抵抗
器urの経時変化でありこれも充分小さいからXlけ実
質的VCRx・V r 1/R1で決まる。
従って第6式を演算することにより抵抗器R1の経時変
化α1を除去することができる。
次により高い抵抗器R2を校正するには第5図及び第6
図に示すようにR1の位置にR2を接続し、基準抵抗器
■rの位置に几1を接続する。この状態で、 を測定し、 の演算を行なう。つまり となり、R,、R2の変化による誤差髪因はなくなる。
低抵抗から順次この校正を行なうと、n回目の誤差ρは
、 ρ=γ1−β−nγ2 γl  ;r2の時は ρ −−β −(ロ − 1  )  r 2となる。
「実施例」 第8図及び第9図に具体的な実施例を示す。第8図は電
流−電圧変換器の場合、第9図は抵抗−電圧変換器の場
合を示す。
第8図及び第9図において3はマイクロコンピユータに
よって構成した制御器を示す。この制御器3によってス
イッチ81〜S9をオン、オフ操作し、上述した校正を
行なう。このとき演算増幅器1の出力電圧VOをAD変
換器4によってAD変換して制御器3に取込み表示器5
に測定値を表示すると共に校正動作の場合はCOI *
 cT、 l Aol +ATI 、 CO2、cT2
. AO2、AT2 k記憶し、校正のための演算を行
なう。
第8図に示す電流−電圧変換器において、校正を行なう
場合は先ずスイッチS8をオン、S9をオフとし、スイ
ッチ31をオン、S2 、Sakオフにし、スイッチS
se接点すに接続することにより第3図の状態にするこ
とができる。この状態で入力端子に基準電流源■oを接
続し、基準電流I全方え、A、 01*又はA T 1
をタリ定する。A 01は初期出荷時に制御器3に記憶
させておく、その後ユーザにおいて校正を行なうときA
T+を測定すること表なる。
次にスイッチSatオフ、S9をオン・S、、S3全オ
ン、Szkオフ、スイッチS、を接点bVC。
S6を接点aに接続することにより第1図に示した状態
にすることができる。この状態でCo+’を出荷時に測
定し制御器3に記憶しておく。またスイッチS3をオフ
にし、S、、S2をオン、スイッチS4を接点bK液接
触せ、スイッチSst”接点aに接触させることにより
第2図に示した状態にすることができる。
よってこの状態でCO2を測定することができる。
これらCotとCo2h出荷時に制御器3に記憶してお
く、出荷時はCT+及びcT2はCo1−CT1.Co
2−CTzであるため校正のための演算は測定値を1で
除すこととなる。
時間が経過してR,、、R2に経時変化が起きた場合ユ
ーザにおいてAT、 、 AT2及びcT、 、 cT
2を測定し、これを制御器3に記憶させる。この記憶値
を使ってCTI/Cot及びCT2/CO2を演算し。
その演算結果で測定値を除すことによりR,、R2の経
時変化を除去した測定値を表示器5に表示させることが
できる。
第9図に示す抵抗−電圧変換器の場合はスイッチS8を
オン、S、をオフ、スイッチSlをオン、S2 、S3
をオフ、スイッチS5を接点bK液接触せ、スイッチS
7を接点aに接触させることにより第4図に示した状態
にすることができる。この状態で外部標準抵抗器Rxを
測定しAOIを求める。このAo+Vi出荷時に制御器
3に記憶しておく。
次にスイッチS8をオフにし、スイッチS1 。
S3をオン、S2をオフ、スイッチS5を接点すに、ス
イッチS6を接点aに、スイッチS7を接点すに接触さ
せることにより第5図に示した状態にすることができる
。この状態でスイッチS9をオン、オフ操作してオフセ
ット電圧を除去したCo1を求め出荷時にこれを制御器
3に記憶させる。このようにして出荷時にCOI 、 
CO2を測定して制御器3に記憶する。出荷後時間の経
過を見て校正作業を行なう。この校正作業によりCT1
1 cT2を測定し、CT+/Co1及びCT2/CO
2を演算し、この演算値の逆数全測定値AT+ 、 A
’r2に乗算することにより抵抗器R1とR2の経過変
化を除去した正しい抵抗値を表示することができる。
制御器3における制御の様子を第10図にフローチャー
トで示す。
ステップ■で外部校正が否かを判定する。外部校正の場
合は外部校正ルーチンL、に分岐する。
外部校正ルーチンL、ではステップ■で第3図の状態又
は第4図、第6図の状態に切換えてA、01゜AC+2
を求める。ステップ■でco、 l 002を求めこれ
らを記憶する。
外部校正が終了すると、ステップ■で経時変化を校正す
るモードが否かを判定する。経時変化を校正するモード
のときルーチンL2に分岐する。
ルーチンL2ではステップ■でcT、、CT2を求め、
ステップ■でCo+/CT+又Fi”02 ・Cot/
CT2 ’CT+の演算を行ない、その演算結果を記憶
する。
ステップ■で測定モードと判定した場合はステップので
測定値ATl又けAT2を求めその測定値ATI 、 
ATzにステップ■において演算により校正された値X
、、X2を求める。ステップ■でその校正された値X1
とXzk表示器5に表示させる。
「発明の効果」 上述したようにこの発明によれば抵抗値の低い基準抵抗
器Rrを用いて高抵抗を校正することができる。この結
果基準抵抗器RrO値は安定性よく初期値全維持するこ
とができ長期にわたって高い精度を維持することができ
る。
「変形実施例」 第13図はこの発明の変形実施例を示す。この例ではス
イッチ84 、Ss 、86に切換ることにより第14
図及び第15図に示す状態に切換えて抵抗器R1とR2
の経時変化を校正するようにした場合を示す。
尚上述では電流−電圧変換器と抵抗−電圧変換器音別々
に図示したが実用上はスイッチの切換により演算増幅器
1を何れにも共用するものであり一体の測定装置として
構成される。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第7図はこの発明の詳細な説明するための接
続図、第8図及び第9図はこの発明の詳細な説明するた
めの接続図、第10図は第8図及び第9図に示した実施
例の動作を説明するためのフローチャート、第11図及
び第12図は従来の測定装置を説明するための接続図、
第13図乃至第15図はこの発明の変形実施例を説明す
るだめの接続図である。 1:演算増幅器、2:共通電位点、3:制御器。 4:AD変換器、5:表示器、J 、R,2:レンジ切
換用高抵抗器、Rr二基準抵抗器、Vr:基準電圧源。 特許出願人   クヶグ理研工業株式会社代  理  
人    草 野    車外 1日 ρ( 汁 20 歩3日 牛40        第5に 卆6[ii2]         オフ図オ 80 々9囲 柑 1o口 第11圏       沙12記 牛14囮       第15図 手続補正書(自発)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)抵抗値が比較的小さい基準抵抗器と安定性が高い
    基準電圧源とを有し、この基準抵抗器と基準電圧源を使
    って第1レンジ切換用抵抗器を校正し、その校正された
    第1レンジ切換用抵抗器と基準電圧源を使って上記第1
    レンジ切換用抵抗器より抵抗値が大きい第2レンジ切換
    用抵抗器を校正することを特徴とした測定装置。
JP12559884A 1984-06-18 1984-06-18 測定装置 Granted JPS613076A (ja)

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JP12559884A JPS613076A (ja) 1984-06-18 1984-06-18 測定装置

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JPS613076A true JPS613076A (ja) 1986-01-09
JPH0465993B2 JPH0465993B2 (ja) 1992-10-21

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5201566A (en) * 1991-03-25 1993-04-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Front body structure for vehicles
JPH09281163A (ja) * 1996-04-18 1997-10-31 Hewlett Packard Japan Ltd インピーダンス測定装置
JP2023027569A (ja) * 2021-08-17 2023-03-02 株式会社デンソー 電流センサ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH09281163A (ja) * 1996-04-18 1997-10-31 Hewlett Packard Japan Ltd インピーダンス測定装置
JP2023027569A (ja) * 2021-08-17 2023-03-02 株式会社デンソー 電流センサ

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