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技術情報:計測お役立ち情報

LCRメータの機能と正しい使い方

LCRメータと試料の接続方法

LCRメータを用いて電子部品のパラメタを測定する際、問題となるのは測定誤差です。
LCRメータ内部の誤差要因をはじめ、さまざまな要因があり、試料との接続による誤差もその1つです。
LCRメータの機種によって可能な接続方法は異なりますが、ここでは、5つの接続方法について、それぞれの特徴を整理してみました。
一般的に、接続が面倒なものほど正しく測定できます。

2端子法

接続は容易ですが、接触抵抗、ケーブルの直列インピーダンス (r)、ケーブルや端子間の浮遊容量 (Copen) による誤差が大きいため、中間的なインピーダンスでないと、誤差が大きくなります。

図:2端子法

3端子法

ケーブルや試料に静電シールドを施し、浮遊容量を抑えることで、高インピーダンスの測定誤差を低減する方法です。
おもにに小さな容量の測定で使われます。

3端子法

4端子法

電圧検出ケーブルを独立して設けることで、ケーブルの直列インピーダンスによる電圧降下や接触抵抗の影響をなくし、低インピーダンスの測定誤差を低減する方法です。ケーブル間の相互インダクタンス (M) による影響を考慮する必要があります。
1つのクリップに絶縁された2つの電極を持つケルビンクリップを使うと、2つのクリップで容易に4端子接続ができます。

4端子法

5端子法

4端子法の各ケーブルをシールドして、広範囲のインピーダンスに対して測定誤差を低減する方法です。

5端子法

4端子対法

交流インピーダンスの測定は、直流と異なり、熱起電力の影響を受けないという特徴があります。しかし、電流ケーブルと電圧ケーブル間の電磁誘導によって、周波数が高くなるほど低インピーダンスの測定が困難になります。そこでケーブルのシールドを利用して、電流の往路と復路を重ねることで磁束の発生を抑え、電磁誘導による残留インピーダンスを低減します。
本来は、試料の一端(LP端子対)の電圧がゼロになるように、電流電圧変換部を制御します。Lc端子対の電圧がゼロになるようにしても、電流の往路と復路が重なるので、電磁誘導の影響を抑えられます。

4端子対法