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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-19
(45)【発行日】2023-12-27
(54)【発明の名称】測定システム、および、測定方法
(51)【国際特許分類】
G01R 29/26 20060101AFI20231220BHJP
G01R 35/00 20060101ALI20231220BHJP
【ＦＩ】
G01R29/26 D
G01R35/00 K
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2022539860
(86)(22)【出願日】2020-07-29
(86)【国際出願番号】 JP2020029018
(87)【国際公開番号】W WO2022024249
(87)【国際公開日】2022-02-03
【審査請求日】2022-12-15
(73)【特許権者】
【識別番号】000004226
【氏名又は名称】日本電信電話株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100083806
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和
(74)【代理人】
【識別番号】100129230
【弁理士】
【氏名又は名称】工藤 理恵
(72)【発明者】
【氏名】荒井 稔登
(72)【発明者】
【氏名】鳥海 陽平
(72)【発明者】
【氏名】加藤 潤
【審査官】永井 皓喜
(56)【参考文献】
【文献】特開２００１－２５５３４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－５５１２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２０／１４９１３５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許第６１７７８０４（ＵＳ，Ｂ１）
【文献】荒井 稔登，非接地状態の電圧測定装置を用いた伝導電磁ノイズ測定手法の提案，電子情報通信学会２０１９年通信ソサイエティ大会講演論文集１，日本，2019年08月27日，p.235
【文献】荒井 稔登，デバイス装着型電磁ノイズ測定への対地容量測定手法の適用性評価，電子情報通信学会２０２０年総合大会講演論文集 通信１，日本，2020年03月03日，p.265
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｒ ２９／２６
Ｇ０１Ｒ ３５／００
Ｇ０１Ｒ ２９／０８
Ｇ０１Ｒ ２９／００
Ｇ０１Ｒ ２７／２６
Ｇ０１Ｒ １５／０４
Ｇ０１Ｒ １５／１２
Ｇ０１Ｒ １９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
グラウンド線を接地しない状態で電磁ノイズの対地電圧を測定する測定器と、前記電磁ノイズの対地電圧の誤差を補正するために用いられ、自補正装置の対地容量の大きさに応じて変化する変動電圧を測定する補正装置と、前記測定器と前記補正装置とにそれぞれ通信可能に接続された演算装置と、を備えた測定システムにおいて、前記演算装置は、
前記測定器と前記補正装置とがそれぞれ誘電体板に設置された状態において、前記誘電体板の厚みを変更させる毎に、前記補正装置で測定された前記変動電圧の値と、前記電磁ノイズの対地電圧の誤差を補正するために用いられ、疑似電磁ノイズに基づき前記測定器で測定された補正用データの値と、を関係付けたリストを生成する生成部と、
前記測定器と前記補正装置とがそれぞれ電磁ノイズの測定場所に設置された状態において、前記補正装置で測定された前記変動電圧の値に対応する前記補正用データの値を前記リストから取得し、前記測定器で測定された電磁ノイズの対地電圧を当該補正用データの値で補正する補正部と、
を備える測定システム。
【請求項2】
前記補正用データは、前記測定器のグラウンド線に接続され、前記誘電体板に設置された導体板の対地容量である請求項１に記載の測定システム。
【請求項3】
前記補正用データは、前記測定器で測定された電磁ノイズの対地電圧に対して乗ずることで補正後の電磁ノイズの対地電圧を求めることが可能な補正係数である請求項１に記載の測定システム。
【請求項4】
前記補正係数は、信号発生装置から出力された前記疑似電磁ノイズの電圧と前記測定器で測定された前記疑似電磁ノイズの電圧との比である請求項３に記載の測定システム。
【請求項5】
グラウンド線を接地しない状態で電磁ノイズの対地電圧を測定する測定器と、前記電磁ノイズの対地電圧の誤差を補正するために用いられ、自補正装置の対地容量の大きさに応じて変化する変動電圧を測定する補正装置と、前記測定器と前記補正装置とにそれぞれ通信可能に接続された演算装置と、を用いて行う測定方法において、前記演算装置は、
前記測定器と前記補正装置とがそれぞれ誘電体板に設置された状態において、前記誘電体板の厚みを変更させる毎に、前記補正装置で測定された前記変動電圧の値と、前記電磁ノイズの対地電圧の誤差を補正するために用いられ、疑似電磁ノイズに基づき前記測定器で測定された補正用データの値と、を関係付けたリストを生成するステップと、
前記測定器と前記補正装置とがそれぞれ電磁ノイズの測定場所に設置された状態において、前記補正装置で測定された前記変動電圧の値に対応する前記補正用データの値を前記リストから取得し、前記測定器で測定された電磁ノイズの対地電圧を当該補正用データの値で補正するステップと、
を行う測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、測定システム、および、測定方法に関する。
【背景技術】
【0002】
通信に使用される信号と同じ周波数帯域の電磁ノイズは、電源ケーブルや通信ケーブルを経由して通信機器に侵入し、通信機器で通信障害を発生させる。例えば、電気自動車の急速充電器から発生した数百ｋＨｚから数ＭＨｚの電磁ノイズが、同じ周波数帯域のＡＤＳＬ通信を遮断させる場合がある。
【0003】
電磁ノイズは、目で見ることができない電気信号であり、電磁ノイズによる通信障害は、ケーブル破断のように目視で障害原因を特定できない。そのため、電磁ノイズに起因することが疑われる通信障害が発生した場合、保守担当者はオシロスコープなどの測定器を用いて、ケーブルに流れる電磁ノイズの強度や周波数を測定する。その際、その電磁ノイズが大地または大地に接続された大きな導体（以降、大地）をリターンパスとするループを形成することが多いため、測定対象のケーブルと大地との間の電圧、すなわち、測定対象のケーブルに流れる電磁ノイズの対地電圧を測定する。
【0004】
通常、電磁ノイズの対地電圧は、使用する測定器の接地を取り、その測定器のパッシブプローブまたは容量性電圧プローブ（非特許文献１参照）を測定対象のケーブルに接触またはクランプすることで、測定される。一方、測定器の接地を取ることが難しい場合には、測定器の接地を取らない状態で電磁ノイズの対地電圧を測定するとともに、測定器と同じ高度の位置に設置した対地容量測定機構（非特許文献２参照）で測定器の対地容量を間接的に測定する。そして、測定器で測定した誤差のある電磁ノイズの対地電圧を、対地容量測定機構で測定した測定器の対地容量を用いて補正することで、正確な電磁ノイズの対地電圧を得る（非特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0005】
【文献】Ryuichi KOBAYASHI、外５名、“A Novel Non-contact Capacitive Probe for Common-Mode Voltage Measurement”、IEICE TRANS. COMMUN.、VOL.E90-B、NO.6、DOI: 10.1093/ietcom/e90-b.6.1329、2007年6月、p.1329-p.1337
【文献】荒井稔登、外２名、“測定器の簡易的接地に向けた対地静電容量の見積もり手法の提案”、2019年3月19日－22日、電子情報通信学会総合大会、B-4-44、通信講演論文集１、p.264
【文献】Naruto ARAI、外３名、“Method of Measuring Conducted Noise Voltage with a Floating Measurement System to Ground”、IEICE TRANSACTIONS on Communications、DOI:10.1587/transcom.2019MCP0001、The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers、2020年4月8日、p.1-p.9
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
非特許文献２，３の技術を用いることで、測定器が非接地状態であっても正確に電磁ノイズの対地電圧を測定できる。ただし、測定器のグラウンド線に接続される導体板と大地との間に形成される対地容量Ｃ、対地容量測定機構の電極の対地容量Ｃが、それぞれ、導体板または電極の面積Ｓ、導体板または電極と大地との間に存在する物質の厚みｄｋ、比誘電率εｋを用いて、式（１）で表されることを前提としている。なお、ε０は、電気定数である。Ｎは、電極と大地との間に存在する物質層の総数である。
【0007】
【数1】
【0008】
しかし、測定器および対地容量測定機構を設置する測定場所と大地との間が離れている場合、式（１）は成立しないため、正確な測定器の対地容量が得られず、電磁ノイズの対地電圧を正確な測定器の対地容量で補正できない、という課題があった。
【0009】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、非接地状態の測定器で電磁ノイズの対地電圧を測定する手法において、測定器を設置する測定場所と大地との間の距離が離れている場合であっても、電磁ノイズの対地電圧を精度よく測定可能な技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の一態様の測定システムは、グラウンド線を接地しない状態で電磁ノイズの対地電圧を測定する測定器と、前記電磁ノイズの対地電圧の誤差を補正するために用いられ、自補正装置の対地容量の大きさに応じて変化する変動電圧を測定する補正装置と、前記測定器と前記補正装置とにそれぞれ通信可能に接続された演算装置と、を備えた測定システムにおいて、前記演算装置は、前記測定器と前記補正装置とがそれぞれ誘電体板に設置された状態において、前記誘電体板の厚みを変更させる毎に、前記補正装置で測定された前記変動電圧の値と、前記電磁ノイズの対地電圧の誤差を補正するために用いられ、疑似電磁ノイズに基づき前記測定器で測定された補正用データの値と、を関係付けたリストを生成する生成部と、前記測定器と前記補正装置とがそれぞれ電磁ノイズの測定場所に設置された状態において、前記補正装置で測定された前記変動電圧の値に対応する前記補正用データの値を前記リストから取得し、前記測定器で測定された電磁ノイズの対地電圧を当該補正用データの値で補正する補正部と、を備える。
【0011】
本発明の一態様の測定方法は、グラウンド線を接地しない状態で電磁ノイズの対地電圧を測定する測定器と、前記電磁ノイズの対地電圧の誤差を補正するために用いられ、自補正装置の対地容量の大きさに応じて変化する変動電圧を測定する補正装置と、前記測定器と前記補正装置とにそれぞれ通信可能に接続された演算装置と、を用いて行う測定方法において、前記演算装置は、前記測定器と前記補正装置とがそれぞれ誘電体板に設置された状態において、前記誘電体板の厚みを変更させる毎に、前記補正装置で測定された前記変動電圧の値と、前記電磁ノイズの対地電圧の誤差を補正するために用いられ、疑似電磁ノイズに基づき前記測定器で測定された補正用データの値と、を関係付けたリストを生成するステップと、前記測定器と前記補正装置とがそれぞれ電磁ノイズの測定場所に設置された状態において、前記補正装置で測定された前記変動電圧の値に対応する前記補正用データの値を前記リストから取得し、前記測定器で測定された電磁ノイズの対地電圧を当該補正用データの値で補正するステップと、を行う。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、非接地状態の測定器で電磁ノイズの対地電圧を測定する手法において、測定器を設置する測定場所と大地との間の距離が離れている場合であっても、電磁ノイズの対地電圧を精度よく測定可能な技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付し説明を省略する。
【0015】
［発明の概要］
本発明は、電源ケーブルや金属製の通信ケーブルに生じる電磁ノイズを簡易に測定する手法に関する発明である。既に説明したように、測定器および対地容量測定機構を設置する測定場所と大地との間が離れている場合、式（１）は成立しない。例えば、２５０ｍｍ×１２０ｍｍの第１導体板をアクリル板を挟んで大きな第２導体板の上に置いた場合の第１導体板と第２導体板との間の静電容量、つまり、第１導体板の対地容量を図１に示す。
本発明は、電源ケーブルや金属製の通信ケーブルに生じる電磁ノイズを簡易に測定する手法に関する発明である。既に説明したように、測定器および対地容量測定機構を設置する測定場所と大地との間が離れている場合、式（１）は成立しない。例えば、２５０ｍｍ×１２０ｍｍの第１導体板をアクリル板を挟んで大きな第２導体板の上に置いた場合の第１導体板と第２導体板との間の静電容量、つまり、第１導体板の対地容量を図１に示す。
【0016】
図１の三角プロットは、電磁界解析によって求めた第１導体板の第１対地容量Ｃ１である。丸プロットは、式（１）が成立すると仮定した場合の第１導体板の第２対地容量Ｃ２である。四角プロットおよび四角プロットを繋いだ線は、第２対地容量Ｃ２が第１対地容量Ｃ１の何倍であるかを示すグラフである。三角プロットおよび丸プロットの目盛りは左側の目盛り、四角プロットおよび四角プロットを繋いだ線の目盛りは右側の目盛りである。
【0017】
図１において、四角プロットおよび四角プロットを繋いだ線は、アクリル板の厚みが増すに従って１から次第に離れていく。これは、式（１）の対地容量モデルが、測定器および対地容量測定機構を設置する測定場所と大地との間が離れている場合には成立しないことを示している。
【0018】
そこで、本発明では、式（１）は用いず、電磁ノイズの対地電圧を補正するための補正用のリストを事前に生成しておき、測定場所において非接地状態の測定器で測定された不正確な誤差のある電磁ノイズの対地電圧を当該補正用のリストを用いて補正することで、課題を解決する。
【0019】
具体的には、電磁ノイズの測定場所において非接地状態の測定器で測定された不正確な電磁ノイズの対地電圧を、測定器のグラウンド線に接続される導体板の対地容量を用いて補正する手法（実施例１）、所定の補正係数を用いて補正する手法（実施例２）、を開示する。なお、本発明でも、従来技術で用いていた「対地容量測定機構」と同じ構成を備える装置を用いるが、本発明では、対地容量は利用しないため、その装置を「補正装置」と表現する。
【0020】
例えば、事前作業にて、補正装置で測定した測定結果（補正装置の対地容量の大きさに応じて変化する変動電圧）と、実施例１では測定器のグラウンド線に接続される導体板の対地容量とを関係付け、実施例２では補正係数とを関係付けて、リスト化しておく。その後、測定場所において、非接地状態の測定器で測定した不正確な電磁ノイズの対地電圧を、補正装置で測定した測定結果（変動電圧）に対応する導体板の対地容量または補正係数で補正する。
【0021】
本発明は、式（１）を用いないので、式（１）が成立しないという問題が発生せず、測定器および対地容量測定機構を設置する測定場所と大地との間の距離が大きくなった場合であっても、電磁ノイズの対地電圧を高精度に測定可能となる。
【0022】
［測定器］
図２は、非接地状態の測定器１で電磁ノイズの対地電圧を測定する場合の等価回路を示す図である。測定の際は、測定器１のグラウンド線に導体板を銅線などで接続し、その導体板の上に測定器１を設置する。Ｖｎは、測定対象である電磁ノイズの対地電圧である。Ｚｎは、等価的な電磁ノイズの負荷インピーダンスである。Ｚｍは、測定器１の入力インピーダンスである。Ｖｍは、測定器１で測定される電磁ノイズの対地電圧である。Ｃｍは、測定器１のグラウンド線に接続される導体板の対地容量である。このとき、Ｚｎは一般的に小さい値であるため、測定器１で測定される電磁ノイズの対地電圧Ｖｍは、式（２）で表される。なお、ωｎは、電磁ノイズの角周波数である。ｊは、虚数単位である。
図２は、非接地状態の測定器１で電磁ノイズの対地電圧を測定する場合の等価回路を示す図である。測定の際は、測定器１のグラウンド線に導体板を銅線などで接続し、その導体板の上に測定器１を設置する。Ｖｎは、測定対象である電磁ノイズの対地電圧である。Ｚｎは、等価的な電磁ノイズの負荷インピーダンスである。Ｚｍは、測定器１の入力インピーダンスである。Ｖｍは、測定器１で測定される電磁ノイズの対地電圧である。Ｃｍは、測定器１のグラウンド線に接続される導体板の対地容量である。このとき、Ｚｎは一般的に小さい値であるため、測定器１で測定される電磁ノイズの対地電圧Ｖｍは、式（２）で表される。なお、ωｎは、電磁ノイズの角周波数である。ｊは、虚数単位である。
【0023】
【数2】
【0024】
式（２）より、測定器１のグラウンド線に接続される導体板の対地容量Ｃｍによって、測定器１で測定される電磁ノイズの対地電圧Ｖｍは、測定対象である電磁ノイズの対地電圧Ｖｎよりも小さくなる。そこで、実施例１では、事前作業で生成した補正用のリストから対地容量Ｃｍを求め、式（２）を変換した式（３）に対地容量Ｃｍを代入して解くことで、測定器１で測定した電磁ノイズの対地電圧Ｖｍを、測定対象である電磁ノイズの対地電圧Ｖｎに補正する。
【0025】
【数3】
【0026】
実施例２では、事前作業で作成した補正用のリストから補正係数Ｘを求め、式（４）を用いて計算することで、測定器１で測定した電磁ノイズの対地電圧Ｖｍを、測定対象である電磁ノイズの対地電圧Ｖｎに補正する。なお、実施例２では、測定器１のグラウンド線に接続される導体板の対地容量Ｃｍを求める必要はない。
【0027】
【数4】
【0028】
［実施例１］
実施例１について説明する。
実施例１について説明する。
【0029】
図３は、補正装置２の構成を示す図である。補正装置２は、電圧測定回路２１と、発振回路２２と、第１電極２３ａと、第２電極２３ｂと、第３電極２３ｃと、第１スペーサ２４ａと、第２スペーサ２４ｂと、を備える。第１電極２３ａおよび第２電極２３ｂは、離間して同じ高度に配置され、第１スペーサ２４ａを挟んで第３電極２３ｃに対向配置されている。電圧測定回路２１と発振回路２２は、直列に接続されている。電圧測定回路２１の各端は、第１電極２３ａと第３電極２３ｃとにそれぞれ接続されている。発振回路２２の各端は、第２電極２３ｂと第３電極２３ｃとにそれぞれ接続されている。第２スペーサ２４ｂは、第１電極２３ａおよび第２電極２３ｂの下に配置されている。
【0030】
図４は、大地を含めた補正装置２の等価回路を示す図である。発振回路２２から信号を出力すると、電圧測定回路２１に電圧Ｖｒが生じる。電圧測定回路２１の入力インピーダンスを十分に大きく設計すると、その電圧Ｖｒは式（５）で表される。
【0031】
【数5】
【0032】
なお、Ｖｏｕｔは、発振回路２２の出力電圧である。Ｒｏｕｔは、発振回路２２の出力抵抗である。Ｃ１は、第１電極２３ａの対地容量である。Ｃ２は、第２電極２３ｂの対地容量である。Ｃ３は、第３電極２３ｃの対地容量である。Ｃ４は、第１電極２３ａと第３電極２３ｃとの間の静電容量である。Ｃ５は、第２電極２３ｂと第３電極２３ｃとの間の静電容量である。ωは、発振回路２２から出力される信号の角周波数である。
【0033】
式（５）は、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の値によって、電圧Ｖｒが変化するということを示している。例えば、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の値が小さい場合、つまり、補正装置２と大地との間の距離が離れている場合、もしくは、補正装置２と大地との間の物質の比誘電率が小さい場合、電圧Ｖｒは小さい値となる。
【0034】
この補正装置２を用いて、測定器１のグラウンド線に接続される導体板の対地容量Ｃｍ（図２参照）を電磁ノイズの測定場所で求めるためには、補正装置２の電圧Ｖｒと、測定器１のグラウンド線に接続される導体板の対地容量Ｃｍと、の対応関係を事前に求めておく必要がある。以降、この事前作業を説明する。
【0035】
図５は、事前作業時における測定システムの構成を示す図である。大きな導体としてのシールドルーム床３の上に、アクリル板や木材などの誘電体板４を置き、その上に補正装置２を置く。次に、電圧が２Ｖｎｔ、角周波数がωｎｔの正弦波を出力する信号発生装置５を、信号発生装置５の出力インピーダンスと同じ大きさの抵抗６で、シールドルーム床３に接続する。この作業は、抵抗６に、測定対象である電磁ノイズの対地電圧Ｖｎに相当するＶｎｔの電圧が生じるようにするための作業である。次に、測定器１のグラウンド線に導体板７に接続し、導体板７を誘電体板４の上に置く。測定器１は、導体板７の上に置く。これにより、補正装置２と導体板７との高度は等しくなる。最後に、演算装置８を、測定器１と、補正装置２と、信号発生装置５とにそれぞれ有線または無線で通信可能に接続する。
【0036】
図５の測定システムにおいて、測定器１は、グラウンド線を接地しない状態で電磁ノイズの対地電圧Ｖｍを測定する。補正装置２は、測定器１で測定された電磁ノイズの対地電圧Ｖｍの誤差を補正するために用いられ、補正装置２の対地容量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３の大きさに応じて変化、変動する電圧Ｖｒを測定する。演算装置８は、測定器１で測定された電磁ノイズの対地電圧Ｖｍと抵抗６に生じた電圧Ｖｎとを用いて測定器１のグラウンド線に接続される導体板の対地容量Ｃｍを求め、補正装置２の電圧Ｖｒと、測定器１のグラウンド線に接続される導体板の対地容量Ｃｍと、の対応関係をリスト化する。演算装置８は、例えば、事前作業時に機能する生成部８１と、測定場所での測定作業時に機能する補正部８２と、測定結果などの各種データを記憶する記憶部８３と、を備える。
【0037】
生成部８１は、測定器１と補正装置２とがそれぞれ誘電体板４に設置された状態において、誘電体板４の厚みを変更させる毎に、補正装置２で測定された電圧Ｖｒの値と、測定器１で測定された電磁ノイズの対地電圧Ｖｍの誤差を補正するために用いられ、信号発生装置５から出力された疑似電磁ノイズとしての信号に基づき測定器１で測定された補正用データの値と、を関係付けたリストを生成して記憶部８３に記憶する機能を備える。
【0038】
補正部８２は、測定器１と補正装置２とがそれぞれ電磁ノイズの測定場所に設置された状態において、補正装置２で測定された電圧Ｖｒの値に対応する補正用データの値を記憶部８３のリストから取得し、測定器１で測定された電磁ノイズの対地電圧Ｖｍを当該補正用データの値で補正する機能を備える。
【0039】
補正用データの値とは、実施例１では、測定器１のグラウンド線に接続され、誘電体板４に設置された導体板７の対地容量である。後述する実施例２では、補正用データの値とは、測定器１で測定された電磁ノイズの対地電圧Ｖｍに対して乗ずることで補正後の電磁ノイズの対地電圧Ｖｎを求めることが可能な補正係数である。具体的には、信号発生装置５から出力された信号により抵抗６に生じた電圧Ｖｎと、測定器１で測定された電磁ノイズの対地電圧Ｖｍと、の比である。
【0040】
図６は、実施例１における事前作業の処理フローを示す図である。
【0041】
ステップＳ１０１；
まず、補正装置２は、電圧Ｖｒを測定する。補正装置２は、電圧Ｖｒの測定結果を演算装置８に送信する。演算装置８は、電圧Ｖｒの測定結果を保存する。
まず、補正装置２は、電圧Ｖｒを測定する。補正装置２は、電圧Ｖｒの測定結果を演算装置８に送信する。演算装置８は、電圧Ｖｒの測定結果を保存する。
【0042】
ステップＳ１０２；
次に、信号発生装置５は、電圧２Ｖｎｔの正弦波を出力する。信号発生装置５は、電圧２Ｖｎｔの１／２であるＶｎｔの電圧値を演算装置８に送信する。測定器１は、測定器１に接続されるプローブ１１を用いて（図５参照）、抵抗６に生じる電圧Ｖｍｔを測定する。測定器１は、電圧Ｖｍｔの測定結果を演算装置８に送信する。演算装置８は、電圧Ｖｎｔと電圧Ｖｍｔとを保存する。
次に、信号発生装置５は、電圧２Ｖｎｔの正弦波を出力する。信号発生装置５は、電圧２Ｖｎｔの１／２であるＶｎｔの電圧値を演算装置８に送信する。測定器１は、測定器１に接続されるプローブ１１を用いて（図５参照）、抵抗６に生じる電圧Ｖｍｔを測定する。測定器１は、電圧Ｖｍｔの測定結果を演算装置８に送信する。演算装置８は、電圧Ｖｎｔと電圧Ｖｍｔとを保存する。
【0043】
ステップＳ１０３；
次に、演算装置８は、電圧Ｖｎｔと電圧Ｖｍｔとを、対地容量Ｃｍを計算するための式（６）に代入して解くことで、測定器１のグラウンド線に接続される導体板の対地容量Ｃｍを求める。なお、Ｚｍは、プローブ１１まで含めた測定器１の入力インピーダンスであり、測定器１やプローブ１１のデータシートに記載されている値である。
次に、演算装置８は、電圧Ｖｎｔと電圧Ｖｍｔとを、対地容量Ｃｍを計算するための式（６）に代入して解くことで、測定器１のグラウンド線に接続される導体板の対地容量Ｃｍを求める。なお、Ｚｍは、プローブ１１まで含めた測定器１の入力インピーダンスであり、測定器１やプローブ１１のデータシートに記載されている値である。
【0044】
【数6】
【0045】
その後、演算装置８は、補正装置２の電圧Ｖｒと、測定器１のグラウンド線に接続される導体板の対地容量Ｃｍと、を関係付けたリストを生成する。既にリストが生成されている場合、演算装置８は、電圧Ｖｒと対地容量Ｃｍとの対応関係をリストの次の行に追加する。
【0046】
ステップＳ１０４；
次に、演算装置８または測定者は、全ての誘電体板４の厚みについて上記測定を実行したか否かを判定する。全ての誘電体板４の厚みについて上記測定を実行していない場合、ステップＳ１０５へ進む。全ての誘電体板４の厚みについて上記測定を実行した場合、処理を終了する。
次に、演算装置８または測定者は、全ての誘電体板４の厚みについて上記測定を実行したか否かを判定する。全ての誘電体板４の厚みについて上記測定を実行していない場合、ステップＳ１０５へ進む。全ての誘電体板４の厚みについて上記測定を実行した場合、処理を終了する。
【0047】
ステップＳ１０５；
次に、演算装置８または測定者は、誘電体板４の厚みを変更する。その後、ステップＳ１０１へ戻る。
次に、演算装置８または測定者は、誘電体板４の厚みを変更する。その後、ステップＳ１０１へ戻る。
【0048】
以降、誘電体板４の厚みを変更しながら、ステップＳ１０１～ステップＳ１０３を繰り返し実行する。これにより、演算装置８にて、誘電体板４の厚みに応じた電圧Ｖｒと対地容量Ｃｍとの対応関係をリスト化することができる。なお，誘電体板４の厚みを変更する方法は、例えば、測定者が手作業で変更する方法、リンク機構を演算装置８に接続して自動で行う方法がある。
【0049】
次に、電磁ノイズの測定場所での測定作業について説明する。
【0050】
図７は、実施例１における測定場所での測定作業の処理フローを示す図である。電磁ノイズの測定場所でも、測定器１と、導体板７と、補正装置２と、演算装置８とを、図５と同じように設置する。図５の誘電体板４が電磁ノイズの測定場所となる。
【0051】
ステップＳ２０１；
まず、補正装置２は、電磁ノイズの測定場所での電圧Ｖｒを測定する。補正装置２は、電圧Ｖｒの測定結果を演算装置８に送信する。
まず、補正装置２は、電磁ノイズの測定場所での電圧Ｖｒを測定する。補正装置２は、電圧Ｖｒの測定結果を演算装置８に送信する。
【0052】
ステップＳ２０２；
次に、演算装置８は、事前作業で作成したリストから、電磁ノイズの測定場所での補正装置２の電圧Ｖｒに対応する、測定器１のグラウンド線に接続される導体板の対地容量Ｃｍを選択する。
次に、演算装置８は、事前作業で作成したリストから、電磁ノイズの測定場所での補正装置２の電圧Ｖｒに対応する、測定器１のグラウンド線に接続される導体板の対地容量Ｃｍを選択する。
【0053】
ステップＳ２０３；
次に、測定器１は、電磁ノイズの測定場所で電磁ノイズの対地電圧Ｖｍを測定する。測定器１は、対地電圧Ｖｍの測定結果を演算装置８に送信する。
次に、測定器１は、電磁ノイズの測定場所で電磁ノイズの対地電圧Ｖｍを測定する。測定器１は、対地電圧Ｖｍの測定結果を演算装置８に送信する。
【0054】
ステップＳ２０４；
最後に、補正装置２は、対地容量Ｃｍと対地電圧Ｖｍとを式（３）に代入して解くことで、電磁ノイズの対地電圧Ｖｎを得る。すなわち、測定器１で測定された誤差のある電磁ノイズの対地電圧Ｖｍが、測定対象の電磁ノイズの対地電圧Ｖｎに補正される。電磁ノイズの対地電圧Ｖｎは、補正装置２にモニタに表示される。このとき、Ｖｎは、周波数ごとの強度として表示してもよいし、電磁ノイズの波形として表示してもよい。これは、対地容量Ｃｍを用いた補正を行うため、強度だけではなく位相の情報も補正できるためである。
最後に、補正装置２は、対地容量Ｃｍと対地電圧Ｖｍとを式（３）に代入して解くことで、電磁ノイズの対地電圧Ｖｎを得る。すなわち、測定器１で測定された誤差のある電磁ノイズの対地電圧Ｖｍが、測定対象の電磁ノイズの対地電圧Ｖｎに補正される。電磁ノイズの対地電圧Ｖｎは、補正装置２にモニタに表示される。このとき、Ｖｎは、周波数ごとの強度として表示してもよいし、電磁ノイズの波形として表示してもよい。これは、対地容量Ｃｍを用いた補正を行うため、強度だけではなく位相の情報も補正できるためである。
【0055】
［実施例２］
次に、実施例２について説明する。
次に、実施例２について説明する。
【0056】
実施例２は、実施例１と異なり、事前作業において、電圧Ｖｒと対地容量Ｃｍとの対応関係を求めるのではなく、補正係数Ｘを求める手法である。また、実施例２は、実施例１と異なり、信号発生装置５からは、単一の周波数ではなく、角周波数ωｎｔ１から角周波数ωｎｔＭまでのＭ種類の周波数の正弦波を出力する。信号発生装置５から出力する電圧の大きさは、実施例１と同様に２Ｖｎｔで一定である。測定システムの全体構成、測定器１や補正装置２などの仕組みについても、実施例１と同じである。以降、事前作業について説明する。
【0057】
図８は、実施例２における事前作業の処理フローを示す図である。
【0058】
ステップＳ３０１；
まず、補正装置２は、電圧Ｖｒを測定する。補正装置２は、電圧Ｖｒの測定結果を演算装置８に送信する。演算装置８は、電圧Ｖｒの測定結果を保存する。
まず、補正装置２は、電圧Ｖｒを測定する。補正装置２は、電圧Ｖｒの測定結果を演算装置８に送信する。演算装置８は、電圧Ｖｒの測定結果を保存する。
【0059】
ステップＳ３０２；
次に、信号発生装置５は、電圧２Ｖｎｔ、角周波数ωｎｔｋ（ｋ＝１）の正弦波を出力する。信号発生装置５は、電圧２Ｖｎｔの１／２であるＶｎｔの電圧値を演算装置８に送信する。測定器１は、測定器１に接続されるプローブ１１を用いて、抵抗６に生じる電圧Ｖｍｔｋ（ｋ＝１）を測定する。測定器１は、電圧Ｖｍｔｋ（ｋ＝１）の測定結果を演算装置８に送信する。演算装置８は、電圧Ｖｎｔと電圧Ｖｍｔｋ（ｋ＝１）とを保存する。
次に、信号発生装置５は、電圧２Ｖｎｔ、角周波数ωｎｔｋ（ｋ＝１）の正弦波を出力する。信号発生装置５は、電圧２Ｖｎｔの１／２であるＶｎｔの電圧値を演算装置８に送信する。測定器１は、測定器１に接続されるプローブ１１を用いて、抵抗６に生じる電圧Ｖｍｔｋ（ｋ＝１）を測定する。測定器１は、電圧Ｖｍｔｋ（ｋ＝１）の測定結果を演算装置８に送信する。演算装置８は、電圧Ｖｎｔと電圧Ｖｍｔｋ（ｋ＝１）とを保存する。
【0060】
ステップＳ３０３；
次に、演算装置８は、電圧Ｖｎｔと電圧Ｖｍｔｋ（ｋ＝１）とを式（７）に代入して解くことで、角周波数ωｎｔｋ（ｋ＝１）における補正係数Ｘを計算する。
次に、演算装置８は、電圧Ｖｎｔと電圧Ｖｍｔｋ（ｋ＝１）とを式（７）に代入して解くことで、角周波数ωｎｔｋ（ｋ＝１）における補正係数Ｘを計算する。
【0061】
【数7】
【0062】
ステップＳ３０４；
次に、演算装置８は、ｋ＝Ｍであるか否かを判定する。ｋ＝Ｍでない場合、ステップＳ３０５へ進む。ｋ＝Ｍの場合、ステップＳ３０６へ進む。
次に、演算装置８は、ｋ＝Ｍであるか否かを判定する。ｋ＝Ｍでない場合、ステップＳ３０５へ進む。ｋ＝Ｍの場合、ステップＳ３０６へ進む。
【0063】
ステップＳ３０５；
次に、演算装置８は、ｋ＝ｋ＋１とし、ステップＳ３０２へ戻る。
次に、演算装置８は、ｋ＝ｋ＋１とし、ステップＳ３０２へ戻る。
【0064】
その後、信号発生装置５は、電圧２Ｖｎｔ、角周波数ωｎｔｋ（ｋ＝２）の正弦波を出力する。また、演算装置８は、角周波数ωｎｔｋ（ｋ＝２）における補正係数Ｘを計算する。この処理を角周波数ωｎｔｋが角周波数ωｎｔＭになるまで繰り返す。
【0065】
ステップＳ３０６；
次に、演算装置８は、補正装置２の電圧Ｖｒと、各角周波数ωｎｔｋでのそれぞれの補正係数Ｘと、を関係付けたリストを生成する。既にリストが生成されている場合、演算装置８は、電圧Ｖｒと各角周波数ωｎｔｋでのそれぞれの補正係数Ｘとの対応関係をリストの次の行に追加する。
次に、演算装置８は、補正装置２の電圧Ｖｒと、各角周波数ωｎｔｋでのそれぞれの補正係数Ｘと、を関係付けたリストを生成する。既にリストが生成されている場合、演算装置８は、電圧Ｖｒと各角周波数ωｎｔｋでのそれぞれの補正係数Ｘとの対応関係をリストの次の行に追加する。
【0066】
ステップＳ３０７；
次に、演算装置８または測定者は、全ての誘電体板４の厚みについて上記測定を実行したか否かを判定する。全ての誘電体板４の厚みについて上記測定を実行していない場合、ステップＳ３０８へ進む。全ての誘電体板４の厚みについて上記測定を実行した場合、処理を終了する。
次に、演算装置８または測定者は、全ての誘電体板４の厚みについて上記測定を実行したか否かを判定する。全ての誘電体板４の厚みについて上記測定を実行していない場合、ステップＳ３０８へ進む。全ての誘電体板４の厚みについて上記測定を実行した場合、処理を終了する。
【0067】
ステップＳ３０８；
次に、演算装置８または測定者は、誘電体板４の厚みを変更する。その後、ステップＳ３０１へ戻る。
次に、演算装置８または測定者は、誘電体板４の厚みを変更する。その後、ステップＳ３０１へ戻る。
【0068】
以降、誘電体板４の厚みを変更しながら、ステップＳ３０１～ステップＳ３０６を繰り返し実行する。これにより、演算装置８にて、誘電体板４の厚みに電圧Ｖｒと各角周波数ωｎｔｋでのそれぞれの補正係数Ｘとの対応関係をリスト化することができる。
【0069】
次に、電磁ノイズの測定場所での測定作業について説明する。
【0070】
図９は、実施例２における測定場所での測定作業の処理フローを示す図である。
【0071】
ステップＳ４０１；
まず、補正装置２は、電磁ノイズの測定場所での電圧Ｖｒを測定する。補正装置２は、電圧Ｖｒの測定結果を演算装置８に送信する。なお、電圧Ｖｒは、角周波数ωｎｔｋごとに分解可能である。
まず、補正装置２は、電磁ノイズの測定場所での電圧Ｖｒを測定する。補正装置２は、電圧Ｖｒの測定結果を演算装置８に送信する。なお、電圧Ｖｒは、角周波数ωｎｔｋごとに分解可能である。
【0072】
ステップＳ４０２；
次に、補正装置２は、事前作業で作成したリストから、電磁ノイズの測定場所での補正装置２の電圧Ｖｒに対応する、Ｍ個すべての補正係数Ｘを選択する。
次に、補正装置２は、事前作業で作成したリストから、電磁ノイズの測定場所での補正装置２の電圧Ｖｒに対応する、Ｍ個すべての補正係数Ｘを選択する。
【0073】
ステップＳ４０３；
次に、測定器１は、電磁ノイズの測定場所で電磁ノイズの対地電圧Ｖｍを測定する。測定器１は、対地電圧Ｖｍの測定結果を演算装置８に送信する。
次に、測定器１は、電磁ノイズの測定場所で電磁ノイズの対地電圧Ｖｍを測定する。測定器１は、対地電圧Ｖｍの測定結果を演算装置８に送信する。
【0074】
ステップＳ４０４；
最後に、補正装置２は、各補正係数Ｘと対地電圧Ｖｍとをそれぞれ式（４）に代入して解くことで、各角周波数ωｎｔｋにおける電磁ノイズの対地電圧Ｖｎをそれぞれ得る。すなわち、測定器１で測定された誤差のある電磁ノイズの対地電圧Ｖｍが、測定対象の電磁ノイズの対地電圧Ｖｎに補正される。電磁ノイズの対地電圧Ｖｎは、補正装置２にモニタに表示される。このとき、Ｖｎは、周波数ごとの強度として表示される。
最後に、補正装置２は、各補正係数Ｘと対地電圧Ｖｍとをそれぞれ式（４）に代入して解くことで、各角周波数ωｎｔｋにおける電磁ノイズの対地電圧Ｖｎをそれぞれ得る。すなわち、測定器１で測定された誤差のある電磁ノイズの対地電圧Ｖｍが、測定対象の電磁ノイズの対地電圧Ｖｎに補正される。電磁ノイズの対地電圧Ｖｎは、補正装置２にモニタに表示される。このとき、Ｖｎは、周波数ごとの強度として表示される。
【0075】
以上、今回発明した測定手法によって、非接地状態での電磁ノイズの対地電圧測定を行う際、測定場所と大地との間の距離が離れていても正確な測定が可能になった。この理由は、従来技術で前提としていた式（１）を用いず、事前作業で補正用のリストを作成するためである。
【0076】
［実施例の効果］
実施例１では、事前作業において、測定器１のグラウンド線に接続される導体板７の対地容量Ｃｍを、補正装置２の測定結果と関連付けた補正用のリストを作成しておき、測定現場において、このリストを用いて、補正装置２の測定結果から測定器１のグラウンド線に接続される導体板７の対地容量Ｃｍを求め、当該対地容量Ｃｍで、測定器１で測定した電磁ノイズの対地電圧Ｖｍを補正する手法を説明した。
実施例１では、事前作業において、測定器１のグラウンド線に接続される導体板７の対地容量Ｃｍを、補正装置２の測定結果と関連付けた補正用のリストを作成しておき、測定現場において、このリストを用いて、補正装置２の測定結果から測定器１のグラウンド線に接続される導体板７の対地容量Ｃｍを求め、当該対地容量Ｃｍで、測定器１で測定した電磁ノイズの対地電圧Ｖｍを補正する手法を説明した。
【0077】
実施例２では、事前作業において、測定器１で測定した電磁ノイズの対地電圧Ｖｍに乗ずることで測定対象の対地電圧Ｖｎを求めることができる補正係数Ｘを、補正装置２の測定結果と関連付けた補正用のリストを作成しておき、測定現場において、このリストを用いて、補正装置２の測定結果から補正係数Ｘを求め、当該補正係数Ｘで、測定器１で測定した電磁ノイズの対地電圧Ｖｍを補正する手法を説明した。
【0078】
実施例２の手法は、測定対象としたい全周波数帯のデータを事前作業にて取得するため、実施例１よりも測定精度が高い。一方、実施例１は、事前作業にて単一周波数のデータを取得するだけでよいので、事前作業にかかる時間を実施例２よりも短縮可能であり、さらに、強度だけでなく位相の補正が可能であるため、測定結果を波形として表示することが可能である。
【0079】
以上より、本実施形態によれば、グラウンド線を接地しない状態で電磁ノイズの対地電圧を測定する測定器１と、前記電磁ノイズの対地電圧の誤差を補正するために用いられ、自補正装置の対地容量の大きさに応じて変化する変動電圧を測定する補正装置２と、前記測定器１と前記補正装置２とにそれぞれ通信可能に接続された演算装置８と、を備えた測定システムにおいて、前記演算装置８は、前記測定器１と前記補正装置２とがそれぞれ誘電体板４に設置された状態において、前記誘電体板４の厚みを変更させる毎に、前記補正装置２で測定された前記変動電圧の値と、前記電磁ノイズの対地電圧の誤差を補正するために用いられ、疑似電磁ノイズに基づき前記測定器で測定された補正用データの値と、を関係付けたリストを生成する生成部８１と、前記測定器１と前記補正装置２とがそれぞれ電磁ノイズの測定場所に設置された状態において、前記補正装置２で測定された前記変動電圧の値に対応する前記補正用データの値を前記リストから取得し、前記測定器１で測定された電磁ノイズの対地電圧を当該補正用データの値で補正する補正部８２と、を備えるので、測定器１を設置する測定場所と大地との間の距離が離れている場合であっても、電磁ノイズの対地電圧を精度よく測定可能な技術を提供できる。
【0080】
［その他］
なお、本発明は、上記実施形態に限定されない。本発明は、本発明の要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されない。本発明は、本発明の要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
【0081】
上記説明した本実施形態の演算装置８は、例えば、図１０に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit、プロセッサ）９０１と、メモリ９０２と、ストレージ（ＨＤＤ：Hard Disk Drive、ＳＳＤ：Solid State Drive）９０３と、通信装置９０４と、入力装置９０５と、出力装置９０６と、を備えた汎用的なコンピュータシステムを用いて実現できる。メモリ９０２及びストレージ９０３は、記憶装置である。当該コンピュータシステムにおいて、ＣＰＵ９０１がメモリ９０２上にロードされた所定のプログラムを実行することにより、演算装置８の各機能が実現される。
【0082】
演算装置８は、１つのコンピュータで実装されてもよい。演算装置８は、複数のコンピュータで実装されてもよい。演算装置８は、コンピュータに実装される仮想マシンであってもよい。演算装置８用のプログラムは、ＨＤＤ、ＳＳＤ、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などのコンピュータ読取り可能な記録媒体に記憶できる。演算装置８用のプログラムは、通信ネットワークを介して配信することもできる。
【符号の説明】
【0083】
１：測定器
１１：プローブ
２：補正装置
２１：電圧測定回路
２２：発振回路
２３ａ：第１電極
２３ｂ：第２電極
２３ｃ：第３電極
２４ａ：第１スペーサ
２４ｂ：第２スペーサ
３：シールドルーム床
４：誘電体板
５：信号発生装置
６：抵抗
７：導体板
８：演算装置
８１：生成部
８２：補正部
８３：記憶部
９０１：ＣＰＵ
９０２：メモリ
９０３：ストレージ
９０４：通信装置
９０５：入力装置
９０６：出力装置
１１：プローブ
２：補正装置
２１：電圧測定回路
２２：発振回路
２３ａ：第１電極
２３ｂ：第２電極
２３ｃ：第３電極
２４ａ：第１スペーサ
２４ｂ：第２スペーサ
３：シールドルーム床
４：誘電体板
５：信号発生装置
６：抵抗
７：導体板
８：演算装置
８１：生成部
８２：補正部
８３：記憶部
９０１：ＣＰＵ
９０２：メモリ
９０３：ストレージ
９０４：通信装置
９０５：入力装置
９０６：出力装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】