TOP > 国内特許検索 > 電源装置及び電流-電圧特性測定装置

電源装置及び電流-電圧特性測定装置

国内特許コード P160013545
整理番号 S2015-0721-N0
掲載日 2016年12月6日
出願番号 特願2015-070313
公開番号 特開2016-191560
出願日 平成27年3月30日(2015.3.30)
公開日 平成28年11月10日(2016.11.10)
発明者
  • 萩原 亮
  • 藤井 暁大
  • 宮崎 烈
出願人
  • 国立大学法人京都工芸繊維大学
発明の名称 電源装置及び電流-電圧特性測定装置
発明の概要 【課題】測定対象物に入力されたときに発生する隣り合うパルスによるジュール熱を平均した値が略一定となる時系列パルス信号を出力する電源装置を提供する。
【解決手段】電源装置は、電流又は電圧の時系列パルス信号を出力する電源装置である。時間tに対して、F(t)とG(t)とは、それぞれの2乗の和が一定値になる条件を満たす関数であり、tをt2i及びt2i+1(t2i=t+Δt×2i、t2i+1=t+Δt×(2i+1)、iは0を含む所定範囲の連続する自然数、tは測定開始時間、Δtは所定の時間幅)としたとき、時系列パルス信号の隣り合うパルスの波高値の絶対値は、それぞれF(t2i)の絶対値とG(t2i+1)の絶対値とに等しい値である。Δtは、F(t2i)とG(t2i+1)のそれぞれの2乗の和と、一定値との差が、i値に依らず、所定の許容誤差以下になるように予め設定された値である。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


物質、素子、測定装置、あるいは電力用機器等の測定対象物の電流-電圧特性(以下、I-V特性と呼ぶ)は、測定対象物の温度に依存する。そのため、正確にI-V特性を測定するには測定対象物それ自体の温度をできるだけ一定に保った状態で測定を行う必要がある。このような要請に応えることは、超伝導材料の臨界温度近傍での電気抵抗の非線形特性の計測、一般の抵抗測定器における精密な抵抗測定、金属の相変態、時効現象、再結晶反応等が関与する場合の物性評価、大電流用の電力用遮断器等の部品において重要である。



所定の温度におけるI-V特性を測定するために、基本的には、測定対象物を格納する測定環境の温度が制御される。この状態で、測定対象物に複数の異なる値の電流を順次通電して、それぞれの電流に対応する測定対象物における電圧降下を測定するか、又は測定対象物に複数の異なる値の電圧を順次印加し、それぞれに対応して測定対象物に流れる電流を測定する。このとき、測定対象物およびそれに電流を通じるための電極、リード線等に電力が投入され、それにより発生するジュール熱が測定対象物自体の温度を上昇させる効果をもつ。その結果、I-V特性を測定する過程における測定対象物の温度は、通電電流又は印加電圧に応じて変化することになる。このジュール発熱の効果まで含めて、測定対象物の温度が所定の温度に保たれるような能動的制御を実現することが理想である。しかし、ジュール発熱の効果は測定対象物自体に直接に及ぶのに対して、温度制御のための温度センサーは測定対象物の外部に設置されている。そのため、温度センサーによる測定で得られる温度を所定値に合わせるように温度制御しても、測定対象物の温度が電圧又は電流に依存して変化することは避けられず、I-V特性の測定に必要な温度範囲の各設定温度において、測定対象物の温度が略一定の状態でI-V特性を測定することができない。



特許文献1に開示されている電流-電圧特性測定装置は、電源装置として電圧供給装置を使用して、測定対象物にある一定電圧を印加し続けた状態で、この一定電圧よりも低く、その電圧値が時系列的に変化するパルス電圧を時系列信号として印加し、電流測定装置で、この時系列信号の印加と同期して電流測定を行うものであり、温度によって状態が変化する物質のI-V特性を、物質の温度を一定に保った状態で測定することを目的としている。

産業上の利用分野


本発明は、電源装置及び電源装置を含む電流-電圧特性測定装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
電流又は電圧の2系列の時系列パルス信号を出力する電源装置であって、
時間tに対して、F(t)とG(t)とは、それぞれの2乗の和が一定値になる条件を満たす関数であり、
tをt2i及びt2i+1(t2i=t+Δt×2i、t2i+1=t+Δt×(2i+1)、iは0を含む予め定められた範囲の連続する自然数、tは測定開始時間、Δtは予め設定された時間幅)としたとき、
前記2系列の時系列パルス信号のうち、第1系列の時系列パルス信号のパルス波高値の絶対値はF(t2i)の絶対値と等しい値であり、前記第1系列の時系列パルス信号の各パルスと隣り合う第2系列の時系列パルス信号のパルスの波高値の絶対値はG(t2i+1)の絶対値と等しい値であり、
前記Δtは、F(t2i)の2乗とG(t2i+1)の2乗との和と、前記一定値との差が、前記iの値に依らず、予め設定された許容誤差以下になるように予め設定された値である、
ことを特徴とする電源装置。

【請求項2】
F(t)は余弦関数であり、G(t)はF(t)と同一周期、同一振幅及び同一位相の正弦関数である、
ことを特徴とする請求項1に記載の電源装置。

【請求項3】
F(t)は、周期Tを有し、時間T/2で0となる直線状の関数で、G(t)は、T/2に中心を有し、時間tを示す方向の軸長がTで、G(t)の値を示す方向の軸長がF(0)と等しい値である楕円を表す式の正又は負の一方を表す関数である、
ことを特徴とする請求項1に記載の電源装置。

【請求項4】
G’(t)=G(t-Δt)として、
前記第2系列の時系列パルス信号のパルス波高値の絶対値はG’(t2i+1)の絶対値と等しい値である、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電源装置。

【請求項5】
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の電源装置と、
前記時系列パルス信号を測定対象物のI-V特性の測定対象箇所に入力したときの該測定対象箇所での電圧降下又は電流を、時系列応答パルス信号として、前記時系列パルス信号に同期して測定し、前記時系列応答パルス信号の各パルスの正味の波高値を出力する応答信号測定部と、
を備えることを特徴とする電流-電圧特性測定装置。

【請求項6】
前記電源装置は請求項2に記載の電源装置であり、
予め設定された期間の、前記第1系列の時系列パルス信号の各パルスの波高値である第1の情報と、前記第2系列の時系列応答パルス信号の各パルスの波高値である第2の情報とを入力し、該入力した前記第1の情報及び前記第2の情報とに基づき、フーリエ解析を行うことにより、前記測定対象箇所の電流-電圧特性に関する情報を取得する解析部、
を備えることを特徴とする請求項5に記載の電流-電圧特性測定装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2015070313thum.jpg
出願権利状態 公開
ライセンスをご希望の方、特許の内容に興味を持たれた方は、下記「問合せ先」まで直接お問い合わせください。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close