直流抵抗測定に使用する測定プローブについて

Question

お世話になります。
直流抵抗測定において繰り返し精度が出ないので困っています。

小型のスイッチングトランスについて、量産ラインで直流抵抗を全数測定することになりました。

そこで、測定ジグを製作し、測定器からジグまでを絶縁電線で接続しました。
絶縁電線の長さは1m前後、太さは2～3mm（多芯線）、配線はツイストしています。
測定器は4端子法にて計測しています。（温度補正付き）

測定対象物の直流抵抗値は5mΩ程度になりますが、まったく同じ現物の直流抵抗を測定したところ、繰り返し精度が出ておらず、また、専用の測定プローブにて計測した結果と比較すると、5～10%程度の誤差が生じております。

上記問題点の原因について何か知見はございますでしょうか。

因みに、小生が考えている原因・対策案は下記のとおりです。
・外来ノイズの影響？（ケーブルがアンテナの役割をしていてノイズを拾ってるかも・・・）
　→シールドチューブをかぶせることで解決するか？！

・ケーブルの長さが長いため、インピーダンス成分の影響を受けてる？
　→ジグと測定器までの距離を短くすることで解決するか？！

上記対策案は随時確認する予定ですが、何分それほど詳しいい人間が社内にいないため、皆様からのアドバイスを頂けると助かる次第です。

何卒、ご教授のほどよろしくお願い申し上げます。

Accepted Answer

5mΩの抵抗値に対して５％以下の再現性，つまりは0.25mΩ以下の再現性で
測ることは結構難しいことです。

プローブのちょっとした汚れや接触状態で測定値が変化します。
再現性を向上するには，以下のようなことに注意を払ったほうがいいと思います。

単純に４端子法と書いていらしゃいますが，電流供給端子と電圧測定端子は
どの程度の距離離れているでしょうか？ 電流供給端子は，電圧測定端子より
も電流経路の線径の数倍以上外側に接続しないと再現性に影響があります。

また,測定電流はどの程度流しているでしょうか？測定電流が１ｍＡとすると
0.25mΩで発生する電圧は0.25μVであり，温度補正したとしても測れない程
小さな値です。分解能として要求したい電流に対して，少なくとも10μV程度
の電圧が発生するように測定電流を流すように設定したほうがいいでしょう。

なお，熱起電力の影響を避けるため，交流電流を流して測ることで再現性を
向上させる方法もあるようです。

◆測定電流について
　ヒオキのｍΩハイテスターの仕様をしらべてみました。
　http://www.orixrentec.jp/cgi/tm/detail.cgi?id=150207&route=1
　３０ｍΩ，３００ｍΩレンジでは，１００ｍＡも電流を流しています。
　低抵抗を安定に測る決め手は，ここにあります。
　
　ＬＣＲ測定可能なマルチメータでは，これだけの測定電流が流せないのは
　止むを得ないかもしれません。プローブ構造の優劣もありますが，根本は
　低抵抗測定専用機とマルチメータの差が再現性の差に表れているように
　思います。

◆４端子対法
　ＬＣＲメータの場合，被測定物に高周波交流を印加して測定を行う関係で，
　被測定物と測定器の接続は単純な４端子法ではなく，４本の同軸ケーブル
　を使った「４端子対法」の場合が一般的と思います。

http://www.nfcorp.co.jp/techinfo/keisoku/lcr/connection.html

この場合，延長する電線は所定の特性インピーダンスの同軸ケーブルを
　使い，被測定物端の外側導体の接続をメーカー指示のとおりに行う必要が
　あります。直流抵抗の測定精度と直接関係ないかもしれませんが，若干
　気になりました。

直流低抵抗測定の再現性，プローブ(ジグ）の構造，被測定物と測定器の接続
合わせて，ＬＣＲメータの技術サポートに相談なさることが適切と思います。

◆技術資料
ＬＣＲメータのメーカーでは，技術資料を準備しています。

(1)　http://www.nfcorp.co.jp/techinfo/keisoku/lcr/z_shiryo.html
　技術資料『LCRメータを用いた電子部品の測定』
　請求すれば送ってもらえます。

(2)　http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5950-3000JA.pdf
　　「インピーダンス測定ハンドブック」
　　こちらはpdf文書をダウンロードできます。

◆講習会（有料）
http://www.home.agilent.com/agilent/educationDetail.jspx?cc=JP&lc=jpn&ckey=684505&nid=-536902441.0.00&id=684505

Answer

過去に同じような経験をしました。
測定対象は違いますが、私の場合20mΩがターゲットでした。
４端子測定法でしたがバラつきが大きく（±20％？）使い物になりませんでした。
結論から言うとマルチメータを高精度・高価格の物に交換しました。その性能の差は歴然としていました。
昔のことで仕様を確認することはできませんが、測定電流が大きくなったと記憶しています。

ohkawaさん大正解です。
>◆測定電流について
>　ヒオキのｍΩハイテスターの仕様をしらべてみました。
>　http://www.orixrentec.jp/cgi/tm/detail.cgi?id=150207&route=1
>　３０ｍΩ，３００ｍΩレンジでは，１００ｍＡも電流を流しています。
>　低抵抗を安定に測る決め手は，ここにあります。

一般のマルチメータ（例：100Ωレンジ、測定電流1mA）だとしたら5mΩの測定は限界に近いものがあります。
マルチメータと専用プローブで測定した場合に繰り返し精度はありますか？
この時点で問題があれば別のマルチメータをお勧めします。

単純に5～10%程度の誤差を何とかしたいということであれば原因を追究する必要があります。
冶具？　ケーブル？　測定環境？　測定方法？
それぞれ組み合わせを変えれば切り分けられますよね？

私は若い頃に原因がわからないままシールドしたり配線を短くするなど対策を行ないましたが解決するのは稀です。
必ず問題の原因がありますからそれを特定した後、対策をすることが筋です。
嘘のように問題が解決します。

Answer

繰り返し精度が接触状態であるかどうかを判断するには
そのままの状態で繰り返し測定する。
接続し直して測定する。
ということで判断できるかと思います。

直流抵抗測定に使用する測定プローブについて