日本電計熊本営業所様共同企画 誌上セミナー:ソニーセミコンダクタマニファクチャリング様向け

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入門 低い抵抗を正しく測る きほんのき

HIOKIの計測技術「はかる」は社会の安全を守り、
豊かな未来に変えてゆきます。

HIOKIの測る技術は、プラントやインフラ、ビル・工場の保守現場で使用され、安全な暮らしづくりに貢献しています。
また、自動車・新エネルギーをはじめとする次世代技術の開発や、高品質かつ低コストなものづくりを支えています。


電気の基本式である V = IR の中で「R: 抵抗」、その中でも「低抵抗」に着目し、測定対象の性質から測定の注意点について説明します。

知っていれば怖くない

低抵抗を測ろうとすると、邪魔する者たちがどこからともなくいっぱい出てきます。
それは、測定器とプローブを接続する配線の抵抗であったり、プローブと測定対象の間に生じる接触抵抗であったりしますが、それに気づかず、安定して測れてるからいいやっておもっていると、ある日突然牙をむいて暴れだし、測定結果が、何が何だか分からなくなってしまいます。

そこで、低抵抗の計測を、正しく理解し、正しく測ってもらおう!と、企画した誌上セミナー。
まずは、「入門 低い抵抗を正しく測る きほんのき」 最後までお付き合い下さい。


■ 抵抗測定の方式のお話

抵抗測定には、試料に定電流を印加する方式(CC:Constant Current)、試料の両端に定電圧を印加する方式(CV:Constant Voltage)、計測器の出力インピーダンスと試料との直列接続された両端に印加する電圧を設定する方式の3通りがあり、この中で、HIOKIの抵抗計は定電流印加のCC方式です。

2端子測定法
4端子測定法

ポイント! 低抵抗測定は4端子法の抵抗計を選びましょう

デジタルテスターの抵抗測定方法のほとんどは2端子測定法です。一定の電流を流して抵抗R0の抵抗値を電圧計により読み取りますが、配線抵抗(テストリードの抵抗)のr1とr2も含んだ抵抗値を測定してしまいます。
この影響を少なくするために抵抗R0を測定する前に、テストリードを短絡させてゼロ調整を行う必要があります。
しかしこの方法でもテストリードと測定物との接触抵抗の影響を取り除くことができません。また抵抗R0の抵抗値が低いと正確な測定ができません。

4端子測定法では一定の電流を流す回路と電圧計の回路が、測定対象の両端まで独立しています。 測定対象へ4端子接触しますと、r1からr4の配線抵抗の影響を無視できます。
ただしやむを得ず4端子測定法が適用できない場合(測定対象に接触する部分が2端子になってしまう場合)、 4端子を適切に短絡させてゼロ調整を実行すれば接触抵抗や配線抵抗(テストリードの抵抗)の影響を除去できます。

直流抵抗を測定する4端子測定法はHIOKI製品の場合、一部のベンチトップ・デジタルマルチメータと抵抗計にのみ採用している測定方法です。


■ 温度のお話

どんな物体でも温度により抵抗値が変化します。抵抗計で測定する対象の持つ温度が一定とは限りませんから一律の検査を実施するには温度の影響を取り除くことが必要です。抵抗計に接続された温度センサの温度値tから、基準温度t0との差を読み取り、測定した抵抗値に補正をかけて表示させる機能が抵抗計の温度補正機能になります。
この設定には抵抗計に温度係数を設定する必要があります。
軟銅線の場合、0.00393/℃の係数を設定します。(HIOKI製抵抗計の基準採用値)物質による温度係数の詳細は コチラ!


■ ゼロアジャストのお話

ゼロアジャストは、0Ωを測定した際に残ってしまう値を差し引き、ゼロ点を調節する機能です。このため0Ωを接続した状態で行う必要があります。しかし、抵抗値が全くない測定対象(理想的な0Ω)を接続する事は難しく、現実的ではありません。
そこで、実際のゼロアジャスト時には、疑似的に0Ωを接続した状態で、ゼロを調整します。

理想的な0Ωと疑似的0Ωって・・・

理想的な0Ωを接続できたとすると、オームの法則 V=IR の関係により、左図のSENSE AとSENCE B間の電圧は0Vとなります。
つまり、SENSE AとSENCE B間の電圧を0Vにすれば、0Ωを接続した状態と同じ状態にすることが出来ると言う事です。

この時の疑似的0Ω接続方法は、測定プローブごとにやり方が違いますので、取扱説明書でご確認下さい。

ゼロアジャストの落とし穴

正確に計測するうえで、とても大事なゼロアジャストですが、環境温度に変化があった時や、測定リードを変更した時などには、再度ゼロアジャストを実行することで、正確な計測が継続します。


■ 測定対象の温度が安定しない

銅線を手で持つだけで、測定対象の温度が上昇し、抵抗値も上昇します。
また、手を離すと温度が下がり、抵抗値も下降していきます。
これは、銅線の抵抗が約0.4%/℃の温度係数を持っているからです。
正しく測るには、なるべく測定対象の温度が、室温に馴染んでから測定する必要があります。


■ 測定対象が温まる???

抵抗計は試料に対し、測定レンジごとに決められた定電流を流して測定します。
その影響で、熱容量の小さな測定対象は発熱し、抵抗値が変わる場合があります。
そのような場合は、より小さな電流で計測する、ローパワー抵抗測定モードのある抵抗計をお選びください。


■ 測定プローブのお話

さまざまな測定対象に対応できるプローブをラインナップ。
生産ラインでの手動測定に耐えれるよう、耐屈曲性を大幅に強化しております。

クリップ形リード L2101

機種によっては、標準付属品のこのプローブ。
クリップタイプではございますが、ちゃんと先端まで4端子です。
クリップに入っているケーブルを見ていただいてもわかりますが、上下が絶縁されており、片側で定電流を流し、もう片側で電圧降下を計測し、抵抗計で抵抗値を表示させています。

よく「このクリップは2端子ですよね」と、ご質問いただきますが、ちゃんと4端子のプローブとなっております。
実際には、4端子プラス、外来ノイズ対策用にガード端子もついております。

ピン形リード L2102

ピン形リード L2103

4端子ピン形リード L2104

ピン形リード 9455


■ 測定用の配線を自作したい場合

既存品で適した測定プローブがない場合は、測定用の配線を自作して、使用するケースもあります。自作する場合は、以下の点に注意して作成してください。誤った方法で配線を製作してしまうと、測定がうまく出来ない場合があります。

①推奨測定リード仕様の配線を使用する
②測定リードには、シールド線を使用する(シールド電位は抵抗計のGURARD端子に接続)
③4本の配線はツイストして、ループ面積を小さくする
④配線抵抗の大きさが各測定レンジの規定値を越えないように注意する
※抵抗計の取扱説明書にも自作時の注意点を記載しておりますので、自作時は必ずご確認ください

抵抗計ラインナップ(評価用貸出機もご準備可能です)

抵抗計 RM3545
超高確度・多チャネル(4端子20チャネル)対応

● 基本確度0.006%, 最小分解能0.01μΩ, 最大測定電流1A
● 測定可能範囲0.00μΩ(測定電流1A)〜1200MΩ
● マルチプレクサユニットZ3003(オプション)で多点測定(4端子20チャネル) と総合判定ができるマルチプレクサ機能(RM3545-02のみ)
● 開放端子電圧20mV以下のローパワー抵抗測定
● 高速でトータルな生産性をサポート、測定スタートから判定出力まで最短2.0ms

抵抗計 RM3544
低抵抗測定に対応したロングセラーモデル

● 基本確度0.02%, 最小分解能1μΩ, 最大測定電流300mA
● 測定可能範囲0.000mΩ(測定電流300mA)〜3.5MΩ
● ガード端子使用のプローブと測定電流アップでノイズに強い測定
● 生産現場で良否判定が確実に伝わる、手元コンパレータランプ(オプション)と大音量判定音
● NPN/PNP対応のEXT I/Oでさまざまな自動ラインに対応(-01仕様)

抵抗計 RM3548
μΩからMΩまで測れる高精度ポータブル抵抗計

● 基本確度0.02%, 最小分解能0.1μΩ, 最大測定電流1A
● 測定可能範囲0.0μΩ(測定電流1A)〜3.5MΩ
● プローブをあてるだけで、メモリ1,000個まで簡単記録
● インターバル測定で、温度上昇試験のデータをスムーズに収集
● ポータブルな形状で、メンテナンス・大型製品の検査に最適

抵抗計 RM3542
最短測定時間0.9ms 自動機に最適な高速抵抗計

● 自動機で要求されるスピードと高精度を実現、トータルな生産性を提供
● 確実なコンタクトを目指す数々のチェック機能で、信頼性の高い測定を実現
● チップインダクタやEMC対策部品のローパワー抵抗測定に対応
● 製造工程の手動での抜き取り検査にも対応

抵抗計 RM3542A
自動機に最適な抵抗計、極小電子部品に対応

● 印加電圧制限機能により、検査電圧5V以下に変更可能
● 突入電流を抑えた接触改善機能で、極小部品へのプロービングを支援
● 豊富な測定レンジで検出電圧を確保、安定した測定を実現
● スケーリング機能で実装状態や検査ステージによる差を補正可能

抵抗計 RM3543
超・低シャント時代に対応する抵抗計

● 0.1mΩを0.16%の高確度、0.01μΩの高分解能で検査。
 シャント抵抗器の出荷検査に適した超高精度・高分解能抵抗計
● 優れた繰り返し測定精度
● コンタクトチェック・コンパレータ・データ出力機能を搭載
● 直感的なユーザインタフェースと高い耐ノイズ性で自動機に最適

アンケート回答者全員に
「抵抗測定の手引き」「抵抗計RM3545ユーザーズガイド」「抵抗測定アプリケーション集」のセットを紙面にて差し上げます。


日置電機株式会社 個人情報の利用規約

私が入力した個人情報を、プライバシーポリシーの利用目的の範囲で、HIOKIが使用することに同意します。また、利用目的を実現するために、HIOKIの販売子会社及び流通パートナー、特に販売代理店とレンタル会社へ個人情報を提供することに同意します。この同意は私の自由な決定に基づいており、いつでも同意を取り下げることができます。HIOKIが私の脱退宣言を受領する場合は、私の個人情報は使用されなくなり、過度の遅延なく削除されるものとします。私の同意の撤回は、撤回前の私の同意に基づく処理の合法性に影響を与えません。

以下の連絡先に同意の撤回を宣言することができます。
日置電機株式会社 総務課 個人情報担当〒386-1192 上田市小泉81番地 TEL 0268-28-0550

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