等価回路解析装置及び等価回路解析方法
【課題】測定対象物の複素インピーダンスの周波数特性に基づいて等価回路の各素子定数を推定する際に、素子定数の一部を任意の値に固定して、他の残りの素子定数を推定することができる等価回路解析装置及び等価回路解析方法を提供する。
【解決手段】等価回路解析装置は、測定対象物の複素インピーダンスの周波数特性を測定する測定部と、複数の電気素子を組み合わせた所定の等価回路の各素子定数を任意の値に設定する操作が可能な設定ボタン１３ｂと、素子定数Ｃを固定する操作が可能な固定ボタン１４ｂと、測定部の測定した測定対象物の周波数特性に基づいて、固定ボタン１４ｂによって固定された素子定数Ｃを変更せずに、他の素子定数Ｒ，Ｌの推定を行う推定部とを備えるものである。
【解決手段】等価回路解析装置は、測定対象物の複素インピーダンスの周波数特性を測定する測定部と、複数の電気素子を組み合わせた所定の等価回路の各素子定数を任意の値に設定する操作が可能な設定ボタン１３ｂと、素子定数Ｃを固定する操作が可能な固定ボタン１４ｂと、測定部の測定した測定対象物の周波数特性に基づいて、固定ボタン１４ｂによって固定された素子定数Ｃを変更せずに、他の素子定数Ｒ，Ｌの推定を行う推定部とを備えるものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象物の複素インピーダンスの周波数特性を測定し、この周波数特性から、電気的な等価回路の素子定数を推定する等価回路解析装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
抵抗、コンデンサ、コイル、ダイオード、トランジスタ、一次・二次電池、太陽電池、フィルタなどの電気的な部品を測定対象物（以下、ＤＵＴともいう）として、そこに周波数を掃引させつつ測定用信号電圧を印加して、その電圧及び流れた電流から、複素インピーダンスの周波数特性を測定し、測定した周波数特性を表示パネルにグラフで表示するインピーダンス測定装置が知られている。このようなインピーダンス測定装置の中には、測定した複素インピーダンスの周波数特性から、測定対象物の電気的な等価回路の素子定数を推定する等価回路解析機能を有しているものがある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、複素インピーダンスの周波数特性を測定し、モンテカルロ法により評価関数が最小になる等価回路の素子定数を演算し、この演算した素子定数を局所探索法の開始値として評価関数が極小値になる素子定数を演算して、さらにこれら演算を所定回数繰り返し行って素子定数を求める等価回路解析方法が記載されている。
【０００４】
測定対象物によっては、等価回路の素子定数の一部が、予め既知である場合がある。例えば、測定対象物の直流抵抗を予め測定しておくことで、等価回路における抵抗値が既知になっているような場合や、容量計で静電容量値を予め測定しておくことで、等価回路の静電容量値が既知になっているような場合である。しかしながら、従来の種々の等価回路解析方法では、素子定数同士が互いに関連し合うように演算しているため、一部の素子定数を固定して、他の素子定数の推定を行うことができないという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２４９７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、測定対象物の複素インピーダンスの周波数特性に基づいて等価回路の各素子定数を推定する際に、素子定数の一部を任意の値に固定して、他の残りの素子定数を推定することができる等価回路解析装置及び等価回路解析方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項１に記載された等価回路解析装置は、測定対象物の複素インピーダンスの周波数特性を測定する測定部と、複数の電気素子を組み合わせた所定の等価回路の各素子定数を任意の値に設定する操作が可能な設定手段と、該各素子定数を個別に固定する操作が可能な固定手段と、該測定部の測定した該測定対象物の周波数特性に基づいて、該固定手段によって固定された該素子定数を変更せずに、他の該素子定数の推定を行う推定部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載された等価回路解析装置は、請求項１に記載されたもので、画像を表示可能な表示部と、前記等価回路の理論的な複素インピーダンスの周波数特性を算出する理論特性演算部とを備え、前記測定部の測定した前記測定対象物の周波数特性、及び該理論特性演算部の算出した該等価回路の周波数特性を、該表示部にグラフで表示させることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載された等価回路解析方法は、測定対象物の複素インピーダンスの周波数特性を測定する測定ステップと、複数の電気素子を組み合わせた所定の等価回路の各素子定数の一部を任意の値に設定する操作を行う設定ステップと、該各素子定数の一部を固定する操作を行う固定ステップと、該測定ステップで測定した該測定対象物の周波数特性に基づいて、該固定ステップで固定された該素子定数を変更せずに、他の該素子定数の推定を行う推定ステップとを含むことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載された等価回路解析方法は、請求項３に記載されたもので、前記等価回路の理論的な複素インピーダンスの周波数特性を算出する理論特性演算ステップを含み、前記測定ステップで測定した前記測定対象物の周波数特性、及び該理論特性演算ステップで算出した該等価回路の周波数特性を、表示部にグラフで表示させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の等価回路解析装置及び等価回路解析方法によれば、等価回路の各素子定数の一部を設定して固定することで、固定された素子定数を変更することなく、他の素子定数を算出するため、例えば予め既知な素子定数を設定することができる。このため、他の素子定数の推定精度を向上させることができる。
【００１２】
測定ステップで測定した測定対象物の周波数特性、及び等価回路の周波数特性を、表示部にグラフで表示させることにより、推定した等価回路の素子定数の誤差をグラフの差で測定者に認識させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用する等価回路解析装置のブロック図である。
【図２】本発明を適用する等価回路解析方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明を適用する等価回路解析装置に用いるタッチパネルの表示例を示す概要図である。
【図４】図３に示す素子定数の一部を固定させる固定操作の例を示す概要図である。
【図５】測定対象物の等価回路の例である。
【図６】図５に示す各等価回路のインピーダンス周波数特性及び位相周波数特性の例である。
【図７】等価回路ａにおける素子定数の推定方法を説明するための実効抵抗の周波数特性データ（グラフ）である。
【図８】本発明を適用する等価回路解析方法を説明するための他のフローチャートである。
【図９】等価回路ｄにおける素子定数の推定方法を説明するためのコンダクタンスの周波数特性データ（グラフ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。
【００１５】
本発明を適用する等価回路解析装置１は、図１に機能的ブロックで示すように、測定部２、推定部３、素子定数設定処理部４、理論特性演算部５、及びタッチパネル１０を備え、測定対象物（ＤＵＴ）９０の複素インピーダンスの周波数特性を測定して、その周波数特性から等価回路の各素子定数を推定部３が推定することが可能になっている。なお、同図に示す推定部３、素子定数設定処理部４、及び理論特性演算部５等は、一例として、本装置１の動作を統括的に制御する１つ又は複数のＣＰＵ（不図示）がメモリ（不図示）に予め記憶されたソフトウエアに従って動作して演算処理することで実現されている。また、等価回路解析装置１は、後述する図２のフローチャートに対応するプログラムがメモリに予め記憶されていて、そのフローチャートに従って動作可能に構成されている。なお、測定部２として従来のインピーダンス測定装置を用い、その他の推定部３、素子定数設定処理部４、理論特性演算部５、及びタッチパネル１０としてコンピュータ（例えばパーソナルコンピュータ）を用い、両者を組み合わせて本発明の等価回路解析装置１としてもよい。
【００１６】
タッチパネル１０は、画像を表示可能な液晶パネルやＣＲＴなどの表示装置と、タッチパッドなどの位置入力装置を組み合わせたもので、画像の表示機能を有すると共に、指や専用ペン等が画面に触れたときに、その触れた画面上の位置情報を出力する、接触操作の検出機能を有するものである。タッチパネル１０は、等価回路解析装置１の表示部及び操作部として用いられる。図３に示すように、タッチパネル１０には、グラフ表示領域１１に、測定部２が測定した複素インピーダンスの周波数特性のグラフ３１を表示させると共に、理論特性演算部５が算出した等価回路の理論的な複素インピーダンスのグラフ３２を表示させる。また、タッチパネル１０には、素子定数設定処理部４が、素子定数表示領域１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）に素子定数を表示させ、設定手段の一例として各素子定数の近く（例えば素子定数の下）に素子定数設定ボタン１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を表示させ、固定手段の一例として各素子定数の近く（例えば素子定数の横）に素子定数固定ボタン１４（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）を表示させる。さらに、素子定数設定処理部４が、タッチパネル１０に推定ボタン１５を表示させる。なお、タッチパネル１０に換えて、液晶パネル等の表示部と、キーボードやマウス等の操作部とを備えていてもよい。
【００１７】
等価回路解析装置１の具体的な動作について、図１〜図７を参照して説明する。ここで、図２に示すフローチャートは、本発明を適用する等価回路解析方法の一例を示し、これに沿って等価回路解析装置１の動作を説明する。
【００１８】
図２に示すステップ（測定ステップ）Ｓ１では、測定部２が、不図示の交流信号源からプローブ２１ａ，２１ｂを介して、周波数を開始周波数から終了周波数まで掃引させて測定用信号電圧を測定対象物（ＤＵＴ）９０に印加し、２端子法又は４端子法などの公知の測定方法で電圧と電流とを測定し、その電圧及び電流から、ＤＵＴ９０の複素インピーダンスの周波数特性を測定する。ここで測定部２は、開始周波数から終了周波数まで、周波数分解能ずつ順番にずらした測定周波数（周波数ポイント）で測定を行う。また、測定部２は、図３に示すように、タッチパネル１０のグラフ表示領域１１に、測定部２の測定した複素インピーダンスの周波数特性のグラフ３１を表示させる。複素インピーダンスの周波数特性として、測定部２は、一例として、複素インピーダンスの絶対値の周波数特性（インピーダンス周波数特性）、及び／又は位相の周波数特性（位相周波数特性）をグラフで表示させる。グラフ表示領域１１に、インピーダンス周波数特性のグラフを表示させるか、位相周波数特性のグラフを表示させるか、又は両特性のグラフを表示させるかの切り替えは、測定者がタッチパネル１０を操作することで、自由に切り換えることができる。同図の例では、グラフ３１は位相周波数特性θを表している。なお、タッチパネル１０にグラフ表示させる複素インピーダンスの周波数特性の表現方法は、コンダクタンス（Ｇ）−サセプタンス（Ｂ）特性、実効抵抗（Ｒｓ）−リアクタンス（Ｘ）特性、動アドミタンス円、又は動インピーダンス円などのように、公知の種々の表現方法で表現させることができる。
【００１９】
次に、推定部３が、本発明における推定ステップに相当するステップＳ２〜Ｓ１１を行い、ステップＳ１で測定部２の測定したＤＵＴ９０の複素インピーダンスの周波数特性に基づいて、複数の電気素子を組み合わせた所定の等価回路の各素子定数を推定する。等価回路を構成する電気素子は、抵抗（素子定数Ｒ）、コンデンサ（素子定数Ｃ）、コイル（素子定数Ｌ）である。等価回路は、抵抗、コンデンサ、コイルのうちの少なくとも２つを接続して構成する。等価回路に用いる電気素子の数は、特に限定がなく、同種の電気素子が複数用いられていてもよい。
【００２０】
等価回路の例を、図５の等価回路ａ〜ｄに示す。主として、等価回路ａはコイルや抵抗を測定する場合に用いられ、等価回路ｂは損失が大きなコイルを測定する場合に用いられ、等価回路ｃは高抵抗を測定する場合に用いられ、等価回路ｄはコンデンサを測定する場合に用いられる。図６に、等価回路ａ〜ｄのインピーダンス周波数特性Ｚ及び位相周波数特性θの例を図示する。このように複数の等価回路を予め設定しておき、測定者がタッチパネル１０を操作して、１つの等価回路を選択できるようにすることが好ましい。推定部３は、等価回路ａ〜ｄの各素子定数の推定が可能になっている。測定者は、タッチパネル１０を操作して、ステップＳ１又はステップＳ２の前に、用いる等価回路を予め選択しておく。
【００２１】
推定部３がステップＳ２〜Ｓ１１で各素子定数を推定する例として、並列共振回路の一例である等価回路ａが選択されている場合について説明する。
【００２２】
ステップＳ２では、推定部３は、測定部２の測定データから全ての周波数ポイントにおける複素インピーダンスの実効抵抗（レジスタンス）Ｒｓを算出する。全周波数ポイントにおける実効抵抗Ｒｓは、例えば図７のグラフ２５に示すような周波数特性となる。次に、ステップＳ３で、推定部３は、実効抵抗Ｒｓの周波数特性から並列共振周波数ｆｐ、及びそのときの実効抵抗Ｐを検索する。具体的には、推定部３は、グラフ２５（実効抵抗Ｒｓ）の中で実効抵抗Ｒｓが極大値Ｐ（極値の一例）となるときの周波数を、並列共振周波数ｆｐとする。次に、ステップＳ４で、推定部３は、グラフ２５が、極大値Ｐの１／２になる２つの周波数（象限周波数）ｆ1，ｆ2を検索する。次に、ステップＳ５で、推定部３は、共振の鋭さＱを次の（１）式で算出する。
Ｑ＝ｆp／（ｆ2−ｆ1） ・・・（１）
【００２３】
次に、ステップＳ６で、推定部３は、素子定数Ｃの値が固定ボタン１４ｂ（図３参照）により固定されているか否かを判別する。この場合、まだ固定されていないので、ステップＳ７に進む。
【００２４】
ステップＳ７で、推定部３は、素子定数Ｃを次の（２）式で推定する。
Ｃ＝Ｑ／（２×π×ｆp×Ｐ） ・・・（２）
【００２５】
次に、ステップＳ８で、推定部３は、素子定数Ｌの値が固定ボタン１４ｃ（図３参照）により固定されているか否かを判別する。この場合、固定されていないので、ステップＳ９に進む。
【００２６】
ステップＳ９で、推定部３は、素子定数Ｌを次の（３）式で算出する。
Ｌ＝（２×Ｑ2）／（４×π2×ｆp2×Ｃ×（２×Ｑ2−１）） ・・・（３）
【００２７】
次に、ステップＳ１０で、推定部３は、素子定数Ｒの値が固定ボタン１４ａ（図３参照）により固定されているか否かを判別する。この場合、固定されていないので、ステップＳ１１に進む。
【００２８】
ステップＳ１１で、推定部３は、素子定数Ｒを次の（４）式で算出する。
Ｒ＝Ｌ／（Ｃ×Ｐ） ・・・（４）
【００２９】
以上で、等価回路ａの全ての素子定数の推定が終了する。
【００３０】
推定部３は、推定した各素子定数を素子定数設定処理部４、及び理論特性演算部５に出力する。ステップＳ１２では、素子定数設定処理部４が、図３に示すように、素子定数Ｒを素子定数表示領域１２ａに表示させ、素子定数Ｃを素子定数表示領域１２ｂに表示させ、素子定数Ｌを素子定数表示領域１２ｃに表示させる。
【００３１】
ステップ（理論特性演算ステップ）Ｓ１３では、理論特性演算部５が、推定部３によって推定された各素子定数で、等価回路の理論的な複素インピーダンスの周波数特性を算出する。ここで、等価回路の理論的な複素インピーダンスとは、抵抗の複素インピーダンスがＲ、コンデンサの複素インピーダンスが１／（ｊωＣ）、コイルの複素インピーダンスがｊωＬであるので、これらを等価回路の接続に対応させて合成したものである。なお、ωは角周波数であり、周波数ｆのときに、ω＝２πｆである。複素インピーダンスの合成については、周知な事項であるので説明は省略する。合成した複素インピーダンスの周波数を開始周波数から終了周波数まで各測定ポイントに対応させて可変させることで、理論特性演算部５は、等価回路の理論的な複素インピーダンスの周波数特性（例えばインピーダンス周波数特性、位相周波数特性）を算出する。なお、計算にはアドミタンスを用いてもよいし、複素インピーダンスと位相から算出できる他のパラメータを用いてもよい。理論特性演算部５は、タッチパネル１０に表示させるグラフに適した形式で演算を行う。
【００３２】
理論特性演算部５は、図３に示すように、算出した等価回路の周波数特性（位相周波数特性）のグラフ３２をタッチパネル１０のグラフ表示領域１１に表示させる。両グラフ３１，３２の差異が目視でよく判るように、測定した周波数特性のグラフ３１を実線で表示させると共に等価回路の周波数特性のグラフ３２を破線で表示させるように線種を変え、または両グラフ３１，３２を色分けして表示させるようにして、各々を識別可能に表示させることが好ましい。さらに両グラフ３１，３２は、縦軸及び横軸を合わせるように、同じ軸上に重ね合わせるように表示させることが好ましい。
【００３３】
ここで、一例として、ＤＵＴ９０の周波数特性の測定前に、ＤＵＴ９０の静電容量値を予め測定して、素子定数Ｃの値が既知になっている場合について説明する。このように、素子定数Ｃの値が既知な場合、測定者は、ステップ（設定ステップ）Ｓ１４で、素子定数設定ボタン１３ｂを操作して、図４に示すように、素子定数Ｃを既知な値（例えば２６ｐＦ）に設定する。設定が終わったら、測定者は、ステップ（固定ステップ）Ｓ１５で、同図に示すように、素子定数固定ボタン１４ｂを指５０で押す（触れる）。これにより、素子定数設定処理部４は、固定ボタン１４ａの色を変えて表示させ、固定状態となっていることを示す。固定状態となっているときに、素子定数設定ボタン１３ｂを操作しても値は変更できないようにしておく。続いて、測定者（指５０）によってタッチパネル１０の推定ボタン１５が押されたときに（ステップＳ１６）、素子定数設定処理部４は、素子定数Ｃが固定されているという情報、及び固定された素子定数（素子定数Ｃ＝２６ｐＦ）を推定部３に出力して、ステップＳ６に進む。
【００３４】
ステップＳ６では、推定部３は、素子定数Ｃが固定されていると判別して、素子定数Ｃを算出することなく、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、素子定数Ｌは固定されていないため、ステップＳ９に進む。ステップＳ９では、固定された素子定数Ｃ（２６ｐＦ）を用いて、前述した（３）式を用いて素子定数Ｌを算出し、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、素子定数Ｒは固定されていないため、ステップＳ１１に進み、前述した（４）式を用いて素子定数Ｒを算出する。
【００３５】
これら素子定数Ｌ，Ｃ，Ｒは、推定部３から素子定数設定処理部４及び理論特性演算部５に出力される。ステップＳ１２で、素子定数設定処理部４は、素子定数表示領域１２ａ，１２ｂ，１２ｃに素子定数Ｌ，Ｃ，Ｒを再表示させる。また、ステップＳ１３で、理論特性演算部５が、新たな素子定数Ｌ，Ｃ，Ｒで等価回路の周波数特性を再演算し、タッチパネル１０にグラフ３２を表示させる。
【００３６】
以上で、任意の値に固定された素子定数Ｃを用いて、他の素子定数Ｌ，Ｒを推定する処理が終了する。既知な素子定数Ｃを固定して他の素子定数Ｌ，Ｒを推定しているので、誤差の少ない素子定数Ｌ，Ｒを求めることができる。この場合、例えば、素子定数Ｌが１４ｍＨ，素子定数Ｒが１５Ω等のように求められる。また、グラフ３２がグラフ３１に近づいた形状となる。複数の素子定数を固定して、他の素子定数を演算で算出してもよい。
【００３７】
なお、既知な素子定数を素子定数設定ボタン１２で設定するステップＳ１４、及び、設定した素子定数を素子定数固定ボタン１４で固定するステップＳ１５は、図２のフローチャート中に破線で示すように、測定ステップＳ１とステップＳ２の間に行うようにしてもよいし、図示しないが測定ステップＳ１よりも前に予め行うようにしてもよい。この場合、最初からステップＳ６〜Ｓ１１で固定した素子定数を用いて、他の素子定数を推定（算出）する処理となる。
【００３８】
図２のフローチャートでは、等価回路ａの素子定数を推定する例について説明したが、等価回路ｄの素子定数を推定する例について図８のフローチャートを用いて説明する。図８では、図２と同じステップに対しては同じ符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００３９】
測定ステップＳ１で、測定部２が、ＤＵＴ９０の周波数特性データを測定する。ステップＳ２ａでは、推定部３が、測定部２の測定データから全ての周波数ポイントにおける複素アドミタンス（複素インピーダンスの別の表現方法）のコンダクタンスＧを算出する。全周波数ポイントにおけるコンダクタンスＧは、例えば図９のグラフ２６に示すような周波数特性となる。次に、ステップＳ３ａで、推定部３は、コンダクタンスＧの周波数特性から直列共振周波数ｆｍ、及びそのときのコンダクタンスＭを検索する。具体的には、推定部３は、グラフ２６（コンダクタンスＧ）の中でコンダクタンスＧが極大値Ｍ（極値の一例）となるときの周波数を、直列共振周波数ｆｍとする。次に、ステップＳ４ａで、推定部３は、グラフ２６が、極大値Ｍの１／２になる２つの周波数（象限周波数）ｆ1，ｆ2を検索する。次に、ステップＳ５ａで、推定部３は、共振の鋭さＱを次の（５）式で算出する。
Ｑ＝ｆｍ／（ｆ2−ｆ1） ・・・（５）
【００４０】
次に、ステップＳ６ａで、推定部３は、素子定数Ｌの値が固定ボタン１４ｃにより固定されているか否かを判別する。固定されていない場合、ステップＳ７ａに進む。
【００４１】
ステップＳ７ａで、推定部３は、素子定数Ｌを次の（６）式で推定する。
Ｌ＝Ｑ／（２×π×ｆｍ×Ｍ） ・・・（６）
【００４２】
次に、ステップＳ８ａで、推定部３は、素子定数Ｃの値が固定ボタン１４ｂにより固定されているか否かを判別する。固定されていない場合、ステップＳ９ａに進む。
【００４３】
ステップＳ９ａで、推定部３は、素子定数Ｃを次の（７）式で算出する。
Ｃ＝１／（４×π2×ｆm2×Ｌ） ・・・（７）
【００４４】
次に、ステップＳ１０ａで、推定部３は、素子定数Ｒの値が固定ボタン１４ａにより固定されているか否かを判別する。固定されていない場合、ステップＳ１１ａに進む。
【００４５】
ステップＳ１１で、推定部３は、素子定数Ｒを次の（８）式で算出する。
Ｒ＝１／Ｍ ・・・（８）
【００４６】
以上で、等価回路ｄの各素子定数の推定が終了する。
【００４７】
ステップＳ１５で素子定数が固定されたときは、固定された素子定数については上記の各（６）式〜（８）式で演算を行わず、固定された値を用いる。
【００４８】
他の等価回路の場合であっても、並列共振周波数ｆｐ、直列共振周波数ｆｍ、２つの象限周波数ｆ1，ｆ2、共振の鋭さＱに基づいて、Ｒ，Ｃ，Ｌの各素子定数を推定することができる。なお、公知の他の推定方法で等価回路の各素子定数を推定してもよい。
【００４９】
なお、素子定数設定ボタン１２ａ〜１２ｃで測定者が設定した素子定数を理論特性演算部５に出力させて、理論特性演算部５が等価回路の周波数特性を算出し、そのグラフ３２をタッチパネルに表示させるようにしてもよい。このようにすると、グラフ３１，３２に差があるときに、測定者が素子定数を手動で変更して、グラフ３２がグラフ３１に一致させるようにすることで、誤差の少ない素子定数を得ることができる。本発明のように素子定数の一部を例えば既知な値に固定して他の素子定数を推定すると、誤差の少ない他の素子定数を得ることができ、その状態から素子定数設定ボタン１２ａ〜１２ｃで等価回路の素子定数を変更設定すると、一層正確な素子定数を迅速に得ることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１は等価回路解析装置、２は測定部、３は推定部、４は素子定数設定処理部、５は理論特性演算部、１０はタッチパネル、１１はグラフ表示領域、１２・１２ａ・１２ｂ・１２ｃは素子定数表示領域、１３・１３ａ・１３ｂ・１３ｃは素子定数設定ボタン、１４・１４ａ・１４ｂ・１４ｃは素子定数固定ボタン、１５は推定ボタン、２１ａ・２１ｂはプローブ、２５は実効抵抗Ｒｓの周波数特性のグラフ（データ）、２６はコンダクタンスＧの周波数特性のグラフ（データ）、３１は測定部２の測定した複素インピーダンス（位相周波数特性）のグラフ、３２は等価回路ａの理論的な複素インピーダンス（位相周波数特性）のグラフ、５０は測定者の指、９０は測定対象物、ａ・ｂ・ｃ・ｄは等価回路、Ｃはコンデンサの素子定数、Ｌはコイルの素子定数、Ｒは抵抗の素子定数、Ｒｓは実効抵抗、Ｇはコンダクタンス、Ｐ・Ｍは極大値、Ｚはインピーダンス周波数特性、θは位相周波数特性、ｆ1，ｆ2は象限周波数、ｆｐは並列共振周波数、ｆｍは直列共振周波数である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象物の複素インピーダンスの周波数特性を測定し、この周波数特性から、電気的な等価回路の素子定数を推定する等価回路解析装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
抵抗、コンデンサ、コイル、ダイオード、トランジスタ、一次・二次電池、太陽電池、フィルタなどの電気的な部品を測定対象物（以下、ＤＵＴともいう）として、そこに周波数を掃引させつつ測定用信号電圧を印加して、その電圧及び流れた電流から、複素インピーダンスの周波数特性を測定し、測定した周波数特性を表示パネルにグラフで表示するインピーダンス測定装置が知られている。このようなインピーダンス測定装置の中には、測定した複素インピーダンスの周波数特性から、測定対象物の電気的な等価回路の素子定数を推定する等価回路解析機能を有しているものがある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、複素インピーダンスの周波数特性を測定し、モンテカルロ法により評価関数が最小になる等価回路の素子定数を演算し、この演算した素子定数を局所探索法の開始値として評価関数が極小値になる素子定数を演算して、さらにこれら演算を所定回数繰り返し行って素子定数を求める等価回路解析方法が記載されている。
【０００４】
測定対象物によっては、等価回路の素子定数の一部が、予め既知である場合がある。例えば、測定対象物の直流抵抗を予め測定しておくことで、等価回路における抵抗値が既知になっているような場合や、容量計で静電容量値を予め測定しておくことで、等価回路の静電容量値が既知になっているような場合である。しかしながら、従来の種々の等価回路解析方法では、素子定数同士が互いに関連し合うように演算しているため、一部の素子定数を固定して、他の素子定数の推定を行うことができないという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２４９７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、測定対象物の複素インピーダンスの周波数特性に基づいて等価回路の各素子定数を推定する際に、素子定数の一部を任意の値に固定して、他の残りの素子定数を推定することができる等価回路解析装置及び等価回路解析方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項１に記載された等価回路解析装置は、測定対象物の複素インピーダンスの周波数特性を測定する測定部と、複数の電気素子を組み合わせた所定の等価回路の各素子定数を任意の値に設定する操作が可能な設定手段と、該各素子定数を個別に固定する操作が可能な固定手段と、該測定部の測定した該測定対象物の周波数特性に基づいて、該固定手段によって固定された該素子定数を変更せずに、他の該素子定数の推定を行う推定部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載された等価回路解析装置は、請求項１に記載されたもので、画像を表示可能な表示部と、前記等価回路の理論的な複素インピーダンスの周波数特性を算出する理論特性演算部とを備え、前記測定部の測定した前記測定対象物の周波数特性、及び該理論特性演算部の算出した該等価回路の周波数特性を、該表示部にグラフで表示させることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載された等価回路解析方法は、測定対象物の複素インピーダンスの周波数特性を測定する測定ステップと、複数の電気素子を組み合わせた所定の等価回路の各素子定数の一部を任意の値に設定する操作を行う設定ステップと、該各素子定数の一部を固定する操作を行う固定ステップと、該測定ステップで測定した該測定対象物の周波数特性に基づいて、該固定ステップで固定された該素子定数を変更せずに、他の該素子定数の推定を行う推定ステップとを含むことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載された等価回路解析方法は、請求項３に記載されたもので、前記等価回路の理論的な複素インピーダンスの周波数特性を算出する理論特性演算ステップを含み、前記測定ステップで測定した前記測定対象物の周波数特性、及び該理論特性演算ステップで算出した該等価回路の周波数特性を、表示部にグラフで表示させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の等価回路解析装置及び等価回路解析方法によれば、等価回路の各素子定数の一部を設定して固定することで、固定された素子定数を変更することなく、他の素子定数を算出するため、例えば予め既知な素子定数を設定することができる。このため、他の素子定数の推定精度を向上させることができる。
【００１２】
測定ステップで測定した測定対象物の周波数特性、及び等価回路の周波数特性を、表示部にグラフで表示させることにより、推定した等価回路の素子定数の誤差をグラフの差で測定者に認識させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用する等価回路解析装置のブロック図である。
【図２】本発明を適用する等価回路解析方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明を適用する等価回路解析装置に用いるタッチパネルの表示例を示す概要図である。
【図４】図３に示す素子定数の一部を固定させる固定操作の例を示す概要図である。
【図５】測定対象物の等価回路の例である。
【図６】図５に示す各等価回路のインピーダンス周波数特性及び位相周波数特性の例である。
【図７】等価回路ａにおける素子定数の推定方法を説明するための実効抵抗の周波数特性データ（グラフ）である。
【図８】本発明を適用する等価回路解析方法を説明するための他のフローチャートである。
【図９】等価回路ｄにおける素子定数の推定方法を説明するためのコンダクタンスの周波数特性データ（グラフ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。
【００１５】
本発明を適用する等価回路解析装置１は、図１に機能的ブロックで示すように、測定部２、推定部３、素子定数設定処理部４、理論特性演算部５、及びタッチパネル１０を備え、測定対象物（ＤＵＴ）９０の複素インピーダンスの周波数特性を測定して、その周波数特性から等価回路の各素子定数を推定部３が推定することが可能になっている。なお、同図に示す推定部３、素子定数設定処理部４、及び理論特性演算部５等は、一例として、本装置１の動作を統括的に制御する１つ又は複数のＣＰＵ（不図示）がメモリ（不図示）に予め記憶されたソフトウエアに従って動作して演算処理することで実現されている。また、等価回路解析装置１は、後述する図２のフローチャートに対応するプログラムがメモリに予め記憶されていて、そのフローチャートに従って動作可能に構成されている。なお、測定部２として従来のインピーダンス測定装置を用い、その他の推定部３、素子定数設定処理部４、理論特性演算部５、及びタッチパネル１０としてコンピュータ（例えばパーソナルコンピュータ）を用い、両者を組み合わせて本発明の等価回路解析装置１としてもよい。
【００１６】
タッチパネル１０は、画像を表示可能な液晶パネルやＣＲＴなどの表示装置と、タッチパッドなどの位置入力装置を組み合わせたもので、画像の表示機能を有すると共に、指や専用ペン等が画面に触れたときに、その触れた画面上の位置情報を出力する、接触操作の検出機能を有するものである。タッチパネル１０は、等価回路解析装置１の表示部及び操作部として用いられる。図３に示すように、タッチパネル１０には、グラフ表示領域１１に、測定部２が測定した複素インピーダンスの周波数特性のグラフ３１を表示させると共に、理論特性演算部５が算出した等価回路の理論的な複素インピーダンスのグラフ３２を表示させる。また、タッチパネル１０には、素子定数設定処理部４が、素子定数表示領域１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）に素子定数を表示させ、設定手段の一例として各素子定数の近く（例えば素子定数の下）に素子定数設定ボタン１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）を表示させ、固定手段の一例として各素子定数の近く（例えば素子定数の横）に素子定数固定ボタン１４（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）を表示させる。さらに、素子定数設定処理部４が、タッチパネル１０に推定ボタン１５を表示させる。なお、タッチパネル１０に換えて、液晶パネル等の表示部と、キーボードやマウス等の操作部とを備えていてもよい。
【００１７】
等価回路解析装置１の具体的な動作について、図１〜図７を参照して説明する。ここで、図２に示すフローチャートは、本発明を適用する等価回路解析方法の一例を示し、これに沿って等価回路解析装置１の動作を説明する。
【００１８】
図２に示すステップ（測定ステップ）Ｓ１では、測定部２が、不図示の交流信号源からプローブ２１ａ，２１ｂを介して、周波数を開始周波数から終了周波数まで掃引させて測定用信号電圧を測定対象物（ＤＵＴ）９０に印加し、２端子法又は４端子法などの公知の測定方法で電圧と電流とを測定し、その電圧及び電流から、ＤＵＴ９０の複素インピーダンスの周波数特性を測定する。ここで測定部２は、開始周波数から終了周波数まで、周波数分解能ずつ順番にずらした測定周波数（周波数ポイント）で測定を行う。また、測定部２は、図３に示すように、タッチパネル１０のグラフ表示領域１１に、測定部２の測定した複素インピーダンスの周波数特性のグラフ３１を表示させる。複素インピーダンスの周波数特性として、測定部２は、一例として、複素インピーダンスの絶対値の周波数特性（インピーダンス周波数特性）、及び／又は位相の周波数特性（位相周波数特性）をグラフで表示させる。グラフ表示領域１１に、インピーダンス周波数特性のグラフを表示させるか、位相周波数特性のグラフを表示させるか、又は両特性のグラフを表示させるかの切り替えは、測定者がタッチパネル１０を操作することで、自由に切り換えることができる。同図の例では、グラフ３１は位相周波数特性θを表している。なお、タッチパネル１０にグラフ表示させる複素インピーダンスの周波数特性の表現方法は、コンダクタンス（Ｇ）−サセプタンス（Ｂ）特性、実効抵抗（Ｒｓ）−リアクタンス（Ｘ）特性、動アドミタンス円、又は動インピーダンス円などのように、公知の種々の表現方法で表現させることができる。
【００１９】
次に、推定部３が、本発明における推定ステップに相当するステップＳ２〜Ｓ１１を行い、ステップＳ１で測定部２の測定したＤＵＴ９０の複素インピーダンスの周波数特性に基づいて、複数の電気素子を組み合わせた所定の等価回路の各素子定数を推定する。等価回路を構成する電気素子は、抵抗（素子定数Ｒ）、コンデンサ（素子定数Ｃ）、コイル（素子定数Ｌ）である。等価回路は、抵抗、コンデンサ、コイルのうちの少なくとも２つを接続して構成する。等価回路に用いる電気素子の数は、特に限定がなく、同種の電気素子が複数用いられていてもよい。
【００２０】
等価回路の例を、図５の等価回路ａ〜ｄに示す。主として、等価回路ａはコイルや抵抗を測定する場合に用いられ、等価回路ｂは損失が大きなコイルを測定する場合に用いられ、等価回路ｃは高抵抗を測定する場合に用いられ、等価回路ｄはコンデンサを測定する場合に用いられる。図６に、等価回路ａ〜ｄのインピーダンス周波数特性Ｚ及び位相周波数特性θの例を図示する。このように複数の等価回路を予め設定しておき、測定者がタッチパネル１０を操作して、１つの等価回路を選択できるようにすることが好ましい。推定部３は、等価回路ａ〜ｄの各素子定数の推定が可能になっている。測定者は、タッチパネル１０を操作して、ステップＳ１又はステップＳ２の前に、用いる等価回路を予め選択しておく。
【００２１】
推定部３がステップＳ２〜Ｓ１１で各素子定数を推定する例として、並列共振回路の一例である等価回路ａが選択されている場合について説明する。
【００２２】
ステップＳ２では、推定部３は、測定部２の測定データから全ての周波数ポイントにおける複素インピーダンスの実効抵抗（レジスタンス）Ｒｓを算出する。全周波数ポイントにおける実効抵抗Ｒｓは、例えば図７のグラフ２５に示すような周波数特性となる。次に、ステップＳ３で、推定部３は、実効抵抗Ｒｓの周波数特性から並列共振周波数ｆｐ、及びそのときの実効抵抗Ｐを検索する。具体的には、推定部３は、グラフ２５（実効抵抗Ｒｓ）の中で実効抵抗Ｒｓが極大値Ｐ（極値の一例）となるときの周波数を、並列共振周波数ｆｐとする。次に、ステップＳ４で、推定部３は、グラフ２５が、極大値Ｐの１／２になる２つの周波数（象限周波数）ｆ1，ｆ2を検索する。次に、ステップＳ５で、推定部３は、共振の鋭さＱを次の（１）式で算出する。
Ｑ＝ｆp／（ｆ2−ｆ1） ・・・（１）
【００２３】
次に、ステップＳ６で、推定部３は、素子定数Ｃの値が固定ボタン１４ｂ（図３参照）により固定されているか否かを判別する。この場合、まだ固定されていないので、ステップＳ７に進む。
【００２４】
ステップＳ７で、推定部３は、素子定数Ｃを次の（２）式で推定する。
Ｃ＝Ｑ／（２×π×ｆp×Ｐ） ・・・（２）
【００２５】
次に、ステップＳ８で、推定部３は、素子定数Ｌの値が固定ボタン１４ｃ（図３参照）により固定されているか否かを判別する。この場合、固定されていないので、ステップＳ９に進む。
【００２６】
ステップＳ９で、推定部３は、素子定数Ｌを次の（３）式で算出する。
Ｌ＝（２×Ｑ2）／（４×π2×ｆp2×Ｃ×（２×Ｑ2−１）） ・・・（３）
【００２７】
次に、ステップＳ１０で、推定部３は、素子定数Ｒの値が固定ボタン１４ａ（図３参照）により固定されているか否かを判別する。この場合、固定されていないので、ステップＳ１１に進む。
【００２８】
ステップＳ１１で、推定部３は、素子定数Ｒを次の（４）式で算出する。
Ｒ＝Ｌ／（Ｃ×Ｐ） ・・・（４）
【００２９】
以上で、等価回路ａの全ての素子定数の推定が終了する。
【００３０】
推定部３は、推定した各素子定数を素子定数設定処理部４、及び理論特性演算部５に出力する。ステップＳ１２では、素子定数設定処理部４が、図３に示すように、素子定数Ｒを素子定数表示領域１２ａに表示させ、素子定数Ｃを素子定数表示領域１２ｂに表示させ、素子定数Ｌを素子定数表示領域１２ｃに表示させる。
【００３１】
ステップ（理論特性演算ステップ）Ｓ１３では、理論特性演算部５が、推定部３によって推定された各素子定数で、等価回路の理論的な複素インピーダンスの周波数特性を算出する。ここで、等価回路の理論的な複素インピーダンスとは、抵抗の複素インピーダンスがＲ、コンデンサの複素インピーダンスが１／（ｊωＣ）、コイルの複素インピーダンスがｊωＬであるので、これらを等価回路の接続に対応させて合成したものである。なお、ωは角周波数であり、周波数ｆのときに、ω＝２πｆである。複素インピーダンスの合成については、周知な事項であるので説明は省略する。合成した複素インピーダンスの周波数を開始周波数から終了周波数まで各測定ポイントに対応させて可変させることで、理論特性演算部５は、等価回路の理論的な複素インピーダンスの周波数特性（例えばインピーダンス周波数特性、位相周波数特性）を算出する。なお、計算にはアドミタンスを用いてもよいし、複素インピーダンスと位相から算出できる他のパラメータを用いてもよい。理論特性演算部５は、タッチパネル１０に表示させるグラフに適した形式で演算を行う。
【００３２】
理論特性演算部５は、図３に示すように、算出した等価回路の周波数特性（位相周波数特性）のグラフ３２をタッチパネル１０のグラフ表示領域１１に表示させる。両グラフ３１，３２の差異が目視でよく判るように、測定した周波数特性のグラフ３１を実線で表示させると共に等価回路の周波数特性のグラフ３２を破線で表示させるように線種を変え、または両グラフ３１，３２を色分けして表示させるようにして、各々を識別可能に表示させることが好ましい。さらに両グラフ３１，３２は、縦軸及び横軸を合わせるように、同じ軸上に重ね合わせるように表示させることが好ましい。
【００３３】
ここで、一例として、ＤＵＴ９０の周波数特性の測定前に、ＤＵＴ９０の静電容量値を予め測定して、素子定数Ｃの値が既知になっている場合について説明する。このように、素子定数Ｃの値が既知な場合、測定者は、ステップ（設定ステップ）Ｓ１４で、素子定数設定ボタン１３ｂを操作して、図４に示すように、素子定数Ｃを既知な値（例えば２６ｐＦ）に設定する。設定が終わったら、測定者は、ステップ（固定ステップ）Ｓ１５で、同図に示すように、素子定数固定ボタン１４ｂを指５０で押す（触れる）。これにより、素子定数設定処理部４は、固定ボタン１４ａの色を変えて表示させ、固定状態となっていることを示す。固定状態となっているときに、素子定数設定ボタン１３ｂを操作しても値は変更できないようにしておく。続いて、測定者（指５０）によってタッチパネル１０の推定ボタン１５が押されたときに（ステップＳ１６）、素子定数設定処理部４は、素子定数Ｃが固定されているという情報、及び固定された素子定数（素子定数Ｃ＝２６ｐＦ）を推定部３に出力して、ステップＳ６に進む。
【００３４】
ステップＳ６では、推定部３は、素子定数Ｃが固定されていると判別して、素子定数Ｃを算出することなく、ステップＳ８に進む。ステップＳ８では、素子定数Ｌは固定されていないため、ステップＳ９に進む。ステップＳ９では、固定された素子定数Ｃ（２６ｐＦ）を用いて、前述した（３）式を用いて素子定数Ｌを算出し、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、素子定数Ｒは固定されていないため、ステップＳ１１に進み、前述した（４）式を用いて素子定数Ｒを算出する。
【００３５】
これら素子定数Ｌ，Ｃ，Ｒは、推定部３から素子定数設定処理部４及び理論特性演算部５に出力される。ステップＳ１２で、素子定数設定処理部４は、素子定数表示領域１２ａ，１２ｂ，１２ｃに素子定数Ｌ，Ｃ，Ｒを再表示させる。また、ステップＳ１３で、理論特性演算部５が、新たな素子定数Ｌ，Ｃ，Ｒで等価回路の周波数特性を再演算し、タッチパネル１０にグラフ３２を表示させる。
【００３６】
以上で、任意の値に固定された素子定数Ｃを用いて、他の素子定数Ｌ，Ｒを推定する処理が終了する。既知な素子定数Ｃを固定して他の素子定数Ｌ，Ｒを推定しているので、誤差の少ない素子定数Ｌ，Ｒを求めることができる。この場合、例えば、素子定数Ｌが１４ｍＨ，素子定数Ｒが１５Ω等のように求められる。また、グラフ３２がグラフ３１に近づいた形状となる。複数の素子定数を固定して、他の素子定数を演算で算出してもよい。
【００３７】
なお、既知な素子定数を素子定数設定ボタン１２で設定するステップＳ１４、及び、設定した素子定数を素子定数固定ボタン１４で固定するステップＳ１５は、図２のフローチャート中に破線で示すように、測定ステップＳ１とステップＳ２の間に行うようにしてもよいし、図示しないが測定ステップＳ１よりも前に予め行うようにしてもよい。この場合、最初からステップＳ６〜Ｓ１１で固定した素子定数を用いて、他の素子定数を推定（算出）する処理となる。
【００３８】
図２のフローチャートでは、等価回路ａの素子定数を推定する例について説明したが、等価回路ｄの素子定数を推定する例について図８のフローチャートを用いて説明する。図８では、図２と同じステップに対しては同じ符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００３９】
測定ステップＳ１で、測定部２が、ＤＵＴ９０の周波数特性データを測定する。ステップＳ２ａでは、推定部３が、測定部２の測定データから全ての周波数ポイントにおける複素アドミタンス（複素インピーダンスの別の表現方法）のコンダクタンスＧを算出する。全周波数ポイントにおけるコンダクタンスＧは、例えば図９のグラフ２６に示すような周波数特性となる。次に、ステップＳ３ａで、推定部３は、コンダクタンスＧの周波数特性から直列共振周波数ｆｍ、及びそのときのコンダクタンスＭを検索する。具体的には、推定部３は、グラフ２６（コンダクタンスＧ）の中でコンダクタンスＧが極大値Ｍ（極値の一例）となるときの周波数を、直列共振周波数ｆｍとする。次に、ステップＳ４ａで、推定部３は、グラフ２６が、極大値Ｍの１／２になる２つの周波数（象限周波数）ｆ1，ｆ2を検索する。次に、ステップＳ５ａで、推定部３は、共振の鋭さＱを次の（５）式で算出する。
Ｑ＝ｆｍ／（ｆ2−ｆ1） ・・・（５）
【００４０】
次に、ステップＳ６ａで、推定部３は、素子定数Ｌの値が固定ボタン１４ｃにより固定されているか否かを判別する。固定されていない場合、ステップＳ７ａに進む。
【００４１】
ステップＳ７ａで、推定部３は、素子定数Ｌを次の（６）式で推定する。
Ｌ＝Ｑ／（２×π×ｆｍ×Ｍ） ・・・（６）
【００４２】
次に、ステップＳ８ａで、推定部３は、素子定数Ｃの値が固定ボタン１４ｂにより固定されているか否かを判別する。固定されていない場合、ステップＳ９ａに進む。
【００４３】
ステップＳ９ａで、推定部３は、素子定数Ｃを次の（７）式で算出する。
Ｃ＝１／（４×π2×ｆm2×Ｌ） ・・・（７）
【００４４】
次に、ステップＳ１０ａで、推定部３は、素子定数Ｒの値が固定ボタン１４ａにより固定されているか否かを判別する。固定されていない場合、ステップＳ１１ａに進む。
【００４５】
ステップＳ１１で、推定部３は、素子定数Ｒを次の（８）式で算出する。
Ｒ＝１／Ｍ ・・・（８）
【００４６】
以上で、等価回路ｄの各素子定数の推定が終了する。
【００４７】
ステップＳ１５で素子定数が固定されたときは、固定された素子定数については上記の各（６）式〜（８）式で演算を行わず、固定された値を用いる。
【００４８】
他の等価回路の場合であっても、並列共振周波数ｆｐ、直列共振周波数ｆｍ、２つの象限周波数ｆ1，ｆ2、共振の鋭さＱに基づいて、Ｒ，Ｃ，Ｌの各素子定数を推定することができる。なお、公知の他の推定方法で等価回路の各素子定数を推定してもよい。
【００４９】
なお、素子定数設定ボタン１２ａ〜１２ｃで測定者が設定した素子定数を理論特性演算部５に出力させて、理論特性演算部５が等価回路の周波数特性を算出し、そのグラフ３２をタッチパネルに表示させるようにしてもよい。このようにすると、グラフ３１，３２に差があるときに、測定者が素子定数を手動で変更して、グラフ３２がグラフ３１に一致させるようにすることで、誤差の少ない素子定数を得ることができる。本発明のように素子定数の一部を例えば既知な値に固定して他の素子定数を推定すると、誤差の少ない他の素子定数を得ることができ、その状態から素子定数設定ボタン１２ａ〜１２ｃで等価回路の素子定数を変更設定すると、一層正確な素子定数を迅速に得ることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１は等価回路解析装置、２は測定部、３は推定部、４は素子定数設定処理部、５は理論特性演算部、１０はタッチパネル、１１はグラフ表示領域、１２・１２ａ・１２ｂ・１２ｃは素子定数表示領域、１３・１３ａ・１３ｂ・１３ｃは素子定数設定ボタン、１４・１４ａ・１４ｂ・１４ｃは素子定数固定ボタン、１５は推定ボタン、２１ａ・２１ｂはプローブ、２５は実効抵抗Ｒｓの周波数特性のグラフ（データ）、２６はコンダクタンスＧの周波数特性のグラフ（データ）、３１は測定部２の測定した複素インピーダンス（位相周波数特性）のグラフ、３２は等価回路ａの理論的な複素インピーダンス（位相周波数特性）のグラフ、５０は測定者の指、９０は測定対象物、ａ・ｂ・ｃ・ｄは等価回路、Ｃはコンデンサの素子定数、Ｌはコイルの素子定数、Ｒは抵抗の素子定数、Ｒｓは実効抵抗、Ｇはコンダクタンス、Ｐ・Ｍは極大値、Ｚはインピーダンス周波数特性、θは位相周波数特性、ｆ1，ｆ2は象限周波数、ｆｐは並列共振周波数、ｆｍは直列共振周波数である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物の複素インピーダンスの周波数特性を測定する測定部と、
複数の電気素子を組み合わせた所定の等価回路の各素子定数を任意の値に設定する操作が可能な設定手段と、
該各素子定数を個別に固定する操作が可能な固定手段と、
該測定部の測定した該測定対象物の周波数特性に基づいて、該固定手段によって固定された該素子定数を変更せずに、他の該素子定数の推定を行う推定部とを備えることを特徴とする等価回路解析装置。
【請求項２】
画像を表示可能な表示部と、前記等価回路の理論的な複素インピーダンスの周波数特性を算出する理論特性演算部とを備え、前記測定部の測定した前記測定対象物の周波数特性、及び該理論特性演算部の算出した該等価回路の周波数特性を、該表示部にグラフで表示させることを特徴とする請求項１に記載の等価回路解析装置。
【請求項３】
測定対象物の複素インピーダンスの周波数特性を測定する測定ステップと、
複数の電気素子を組み合わせた所定の等価回路の各素子定数の一部を任意の値に設定する操作を行う設定ステップと、
該各素子定数の一部を固定する操作を行う固定ステップと、
該測定ステップで測定した該測定対象物の周波数特性に基づいて、該固定ステップで固定された該素子定数を変更せずに、他の該素子定数の推定を行う推定ステップとを含むことを特徴とする等価回路解析方法。
【請求項４】
前記等価回路の理論的な複素インピーダンスの周波数特性を算出する理論特性演算ステップを含み、前記測定ステップで測定した前記測定対象物の周波数特性、及び該理論特性演算ステップで算出した該等価回路の周波数特性を、表示部にグラフで表示させることを特徴とする請求項３に記載の等価回路解析方法。
【請求項１】
測定対象物の複素インピーダンスの周波数特性を測定する測定部と、
複数の電気素子を組み合わせた所定の等価回路の各素子定数を任意の値に設定する操作が可能な設定手段と、
該各素子定数を個別に固定する操作が可能な固定手段と、
該測定部の測定した該測定対象物の周波数特性に基づいて、該固定手段によって固定された該素子定数を変更せずに、他の該素子定数の推定を行う推定部とを備えることを特徴とする等価回路解析装置。
【請求項２】
画像を表示可能な表示部と、前記等価回路の理論的な複素インピーダンスの周波数特性を算出する理論特性演算部とを備え、前記測定部の測定した前記測定対象物の周波数特性、及び該理論特性演算部の算出した該等価回路の周波数特性を、該表示部にグラフで表示させることを特徴とする請求項１に記載の等価回路解析装置。
【請求項３】
測定対象物の複素インピーダンスの周波数特性を測定する測定ステップと、
複数の電気素子を組み合わせた所定の等価回路の各素子定数の一部を任意の値に設定する操作を行う設定ステップと、
該各素子定数の一部を固定する操作を行う固定ステップと、
該測定ステップで測定した該測定対象物の周波数特性に基づいて、該固定ステップで固定された該素子定数を変更せずに、他の該素子定数の推定を行う推定ステップとを含むことを特徴とする等価回路解析方法。
【請求項４】
前記等価回路の理論的な複素インピーダンスの周波数特性を算出する理論特性演算ステップを含み、前記測定ステップで測定した前記測定対象物の周波数特性、及び該理論特性演算ステップで算出した該等価回路の周波数特性を、表示部にグラフで表示させることを特徴とする請求項３に記載の等価回路解析方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−４０８７８（Ｐ２０１３−４０８７８Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７８９９２（Ｐ２０１１−１７８９９２）
【出願日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【出願人】（０００２２７１８０）日置電機株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【出願人】（０００２２７１８０）日置電機株式会社 (982)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]