電圧測定装置の評価計測における計器接続方法について

質問

電圧測定装置の評価計測における計器接続方法について教えて下さい。

・電圧を測定し、内部処理をする装置を自作した。
・電圧入力は、そこそこの高精度が必要。

・発生器からの信号を入力して測定-内部処理結果を評価したい。
・測定範囲中多点を、複数回数測定取得して評価とする予定。
・高確度発生器の準備が困難なので、中確度高安定性発生器の信号を高確度マルチメータと自作装置に並列につないで評価データとしたいが、この方法は許される事なのかどうかが知りたい。
(入力インピーダンスや試験ケーブルの抵抗値などは検討済で問題無し)
・トレーザビリティに従って校正済みの発生器と高確度マルチメータを使用する事を前提とする。

客が「高確度マルチメータと自作装置を並列につないでの検証は信頼が無いのではないか、信頼があるというのであればそれを証明する文献なりを示せ」と言ってくるので、それに対して提示できる基準・規格や文献などは無いでしょうか。
又は、並列接続ではダメという理由があればあきらめるのですが、今のところどこに当っても、「問題は無いが証明については判らない」という回答しか得られていません。

回答No.2

noname#252929 · ベストアンサー

照明についてはわからないではなく、照明は即t礼したところが行うというだけの話です。

つまり、あなたが証明を行うのであれば、あなたもしくはあなたの会社といて照明を行えば良いだけの話です。

仰々しくやりたいのであれば、検査基準書を会社として作成し、そこに校正手順を入れ、その校正実施仕様書をつけてそれに合わせて測定と記録をしていけば良いわけです。

電圧測定であれば、並列での接続は問題ありません。

測定器側の内部抵抗があるだろうなんて言ってくる人もいるわけですが、それだけで大きく影響を受けるような貧弱な電源を使うのであれば別の話ですが、そんなものは考えられません。

また、測定点は、その点での電圧で測るわけですから、その点が、測定器が2つついていうようが1つ
ついていようが、同じ数値が表示されていれば良いわけです。

値がずれるなどのいちゃもんに近い文句を言ってくるような方がいるのであれば、等価回路を描いてあげて、測定器の内部抵抗などから、並列でつないだところで、どれだけの誤差しかできないということ、そもそもそこで並列につないだことによる
誤差はどのように起こるのか？などがわかれば、誤差が起こらないことは分かるはずで、その説明ができればようだけの話です。

それが説明できれば、きちんと理解しているし、できなければ知識がない人と追う判断を相手がするかもしれません。

補足

ご回答ありがとうございます。

そうですよね．．．

計器仕様の確度数値、入力インピーダンス、テストケーブルの抵抗値なども検討して客先へ提示済みで、それでも
『客が「高確度マルチメータと自作装置を並列につないでの検証は信頼が無いのではないか、JISなりなんなりで許可される方法なのか、それを証明する規格なり文献なりを示せ」と言ってくる』ので困っているのです。

回答No.7

lumiheart

回答5です

＞高確度マルチメータ　ADCMT 7481
https://www.adcmt.com/products/dmm/7481
「8½ 桁表示で0.01 ppmの高分解能を持つデジタル・マルチメータ」

最初の質問にこれを書いていればこんなに長いスレにならなかったでしょうね
守秘義務云々とか有るにしても

恐らくですが、
このスレに回答した方々はせいぜい↓程度を想像してたんでは？（私を含めて）
https://www.hioki.co.jp/jp/products/detail/?product_key=61
「DT4281　最高級デジタルマルチメータ! 高確度と高速応答」

ADCMT7481は日置DT4281を校正するヤツですね

それにしてもADCMT7481で何を測るんでしょう？
こんな超が付く高精度を要求される理由を知りたい
守秘義務に抵触しない程度に開示して頂ければ有り難いです

＞熱電対の起電力電圧を測定し、平均をとり内部計算して温度値として数値出力
普通の熱電対の電圧程度なら↑の日置DT4281で十分な高精度を持ってるんだが？
https://www.okazaki-mfg.com/Tech_info/EMF.html

それとも高精度の温度計測？
https://www.rkcinst.co.jp/technical_commentary/1338/
温度値で１／１０００℃とかでしょうか？

ここまで来ると計測器の精度よりも、ノイズ除去技術の方が遥かに重要なのだが
http://www.nfcorp.co.jp/techinfo/keisoku/noise/li_noise.html
その事には触れてないみたいですが
客先は、その事は無視してるんでしょうか？
それとも、単純に理解できないのでしょうか？

まぁ、技術を理解できない客先はめんどくさいけどね
そして概ねケチだし

技術を理解できない客先に対しての最終手段
客先の上司に訴える（部長以上の専務とか社長とか）
「御担当者様は本件を技術的に理解するスキルが足りないように見受けられます」

補足

いろいろとご心配頂いて、ありがとうございます。

申し訳ありませんが、さすがにこれ以上の装置自体や高精度が要求される理由などに関する情報開示はいろいろと差障りがあるのでご容赦ください。

質問する側として慣れていなかった事と、どこまで開示して良いかなどもあり手探りでしたので、このような形になってしまいました。
回答を頂く方にも、何を回答して良いのかが判らずご迷惑をお掛けしたと思います。

それでも、皆さんに頂いた情報を元に粘ってみようと思います。

回答No.6

lumiheart

回答5です

忘れ物
＞JISなりなんなりで許可される方法なのか、

JIS検索
https://www.jisc.go.jp/app/jis/general/GnrJISSearch.html

JISC1202 回路計
JISC1010-31
測定用，制御用及び試験室用電気機器の安全性－第３１部：電気的試験及び測定のための手持形及び手で操作するプローブアセンブリに対する安全要求事項
JISC0452-2
電気及び関連分野－工業用システム，設備及び装置，並びに工業製品－構造化原理及び参照指定－第２部：オブジェクトの分類（クラス）及び分類コード
JISC5402-2-1
電子機器用コネクタ－試験及び測定－第２－１部：導通及び接触抵抗試験－試験２ａ：接触抵抗－ミリボルトレベル法
JISC5533-1
オーディオ機器及びオーディオビジュアル機器－デジタルオーディオ部－音響特性の基本測定方法－第１部：一般事項
JISC5533-4
オーディオ機器及びオーディオビジュアル機器－デジタルオーディオ部－音響特性の基本測定方法－第４部：パーソナルコンピュータ
JISC6115-2
ｐｉｎ-ＦＥＴモジュール測定方法

本件の「電圧測定装置の評価計測」そのものJISは探し出せませんでしたが
上記でそれに近い規格は有ると思う
少なくとも、JISとかけ離れた方法ではない事の証明は出来るでしょう

例えば、上記の
「JISC5533-4オーディオ機器及、、」
１１／２７ページ
6.1.1.1測定方法

なんと、測定方法のブロック図が有るのみで測定器の精度云々に関する記述が見つからない
更に、
「電圧計は○○のタイプでなければならない」とか
「電圧測定は○○しなければならない」とかの文言は見当たらない

補足

資料の御提示、ありがとうございます。

せっかく御提示頂いたのに申し訳ありませんが、御提示の資料はうまく使いこなす事はできなさそうです。
「JISC5533-4オーディオ機器及、、」についてはうまく使えば証明にはなると思いますが、客先に説明納得させるにはかなり不向きと思いました。

お手間だけ取らせたようで、申し訳ありません。

回答No.5

lumiheart

＞あればそれを証明する文献なりを示せ
文献はメータメーカ発行の校正証明書及びトレーサビリティ証明書それと取説で十分です
と言うか、それ以上の書類は必要なし

「計測器の測定端子の電圧は計測器メーカが保証してる」
それで充分では？

「高確度 デジタルマルチメータ」とは↓の事でしょうか？
https://www.hioki.co.jp/jp/products/detail/?product_key=1549

「高確度」は恐らく日置の商品名じゃあないかな？
横河で同程度のは「高精度」と記載してる
https://tmi.yokogawa.com/jp/solutions/products/portable-and-bench-instruments/digital-multimeters/dm7560-digital-multimeter-65-digit/
キーサイトも同様
https://www.keysight.com/ja/pcx-2832403/digital-multimeters-dmm?nid=-32052.0.00&cc=JP&lc=jpn
テクトロも似たような物
https://jp.tek.com/tektronix-and-keithley-digital-multimeter/dmm6500

マルチメータでなくてベンチトップの呼び方の方がカッコ良いかなぁ？

「電圧入力は、そこそこの高精度が必要。」
そもそもこの表現がイケナイ
「テクトロDMM6500型ベンチトップと同等計測器」と書けば誰も文句言わない

補足

回答ありがとうございます。

もう少し考えて、その方向でなんとか客先を説得してみようと思います。

ちなみに、検討していた機器は
・高確度発生器　FLUKE 5730A
https://jp.flukecal.com/products/electrical-calibration/electrical-calibrators/%E3%83%9E%E3%83%AB%E3%83%81%E3%83%95%E3%82%A1%E3%83%B3%E3%82%AF%E3%82%B7%E3%83%A7%E3%83%B3%E6%A0%A1%E6%AD%A3%E5%99%A8-5730a
　この5730Aとこれの前型製品5720Aが某研究機関にあり、使用させてもらう事は出来ますがベラボーに費用がかかる。

・中確度発生器　ADCMT 6166
https://www.adcmt.com/products/vig/6166
　レンタル可能。

・高確度マルチメータ　ADCMT 7481
https://www.adcmt.com/products/dmm/7481
　これの前型製品6581がレンタル可能。

でした。

回答No.4

ohkawa3

＞『客が「高確度マルチメータと自作装置を並列につないでの検証は信頼が
＞無いのではないか、JISなりなんなりで許可される方法なのか、それを証明
＞する規格なり文献なりを示せ」と言ってくる』ので困っているのです。

お困りの状況は理解できますが、「証明する規格なり文献」は、おいそれとは
見つからないでしょう。「似たような事例が探せればラッキー」程度の状況に
お見受けします。

貴方のお客様は、自作装置とそのシステム構成に疑念を抱いている様子ですから
疑念の一つに対して説明資料を準備すれば、他の疑念を探して、また攻めてくる
でしょう。

時間はかかりますが、自作装置及びシステム構成に関して、長期及び短期の経時
変化を定量的に見積もること、周囲温度の変化に対する測定値の温度特性が十分に
小さいことを実測データで示すこと、摩耗故障及び偶発故障に対する信頼度をデータ
に基いて見積もること、電源瞬断・電源サージなどに対するイミュニティーが一流
メーカー品に比べて遜色ないこと、などを具体的なデータを掲載した技術文書で
提示することが必要と思います。
また、機械的な構造が堅固にみえることも必要と思います。

さらに、微小な電圧を測定するシステムであれば、測定したい電圧が発生する部分
と、電圧を測定する部分の間に、何か所の接続点があり、それぞれの接続点の温度差
がどの程度であり、その結果として熱起電力による誤差がどの程度になるかなどを
見積もることも必要と思います。
このようなシステムの短期的及び長期的な変化量を合理的に見積もって、測定の不確
かさとして表明することによって、貴殿が提案するシステムが、技術的にどの程度
信頼に足るかをデモンストレーションする必要がありそうに思う次第です。

補足

ありがとうございます。

客先は装置製作の遅れや設計製作の費用がかさんだ事、検証方法についてのすり合わせが遅れた事などにより若干お怒りになられている事もあります。
機能構成はすり合わせ済みで御納得頂き、検証データも「中確度の電圧発生器」で試験したデータを元に、安定した結果が出せている事は御納得頂いていると思っています。
問題は「中確度の電圧発生器」で試験した結果では、発生器自体のカタログ確度が不足しており、その分の確度誤差を考慮すると目的の精度が出せていないという判断になる事です。
この為に、第三者から問合せられた時に精度が確保できていると自信を持って説明できないと考えられているようです。
この為、１点の曇りも無い測定方法、測定結果をと求められているのです。

回答No.3

noname#252929

＞『客が「高確度マルチメータと自作装置を並列につないでの検証は信頼が無いのではないか、JISなりなんなりで許可される方法なのか、それを証明する規格なり文献なりを示せ」と言ってくる』ので困っているのです。

まぁ、そこまでいちゃもんをつけてくる会社であれば、御社専用に、公的な校正機関を使用した校正済みの機器を使用しますので、その校正費用について、単価に上乗せさせていただきますので、よろしくお願いします。

というのも面白いですね。
そこまでの校正が必要というもおなので、それは必要となる経費ですからね。というので良いかと思います。

私の場合、指定通りの規格で試験を行うときは、国内に2から3箇所しかないような試験装置を使わなければならないような試験項目があります。

でも、そんなところを借りると、1日で150万からの費用がかかるので、とても借りられません。（依頼主側も払えない）となるので、簡易的にはなりますがと、電気理論上での、考え方を使って、相当条件を作り出して試験を行ったりしています。
そうすれば試験場なども、1日5万円程度で借りられたりするので。

まぁ、お客様が納得できないなら、納得できる条件でやりますが、それにかかる費用は、製品価格に上乗せさせていただくことになります。

ということになるでしょうね。
もしくは引き受けないか、営業判断で引き受けるとするのかはわかりませんが。

私はいつも、きっちりと説明して納得してもらっていますが。。。。

補足

ご意見ありがとうございます。

話がずれてしまったのですが、実は、実施済みなのです。
ある公的期間に高確度の発生器があり、乗り込んで使用させてもらう見積りを取って、400～500万近くになりました。
客先へ提示はしたのですが、装置製作の遅れや設計製作の費用がかさんだ事、検証方法についてのすり合わせが遅れた事が重なり、こちらの折衝もうまくいっていないのです。

ご協力ありがとうございます。
もう少しいろいろと粘ってみるつもりです。

回答No.1

kuro804

おはようございます。
質問文を読みましたが、技術系文書としてははなはだ要所を欠く内容です。
質問内容に対して必要な要素の多くが表記されていません。
一例のみですが
まずは被測定物が何か？
たぶん電圧を出力するもので、出力が複数あり、かつ各出力を一定間隔で複数回サンプリングし、何らかの集計を施し、結果を出力されるのでしょう。
また、高精度デジタル電圧計を用いて、被測定物につないだ上記内容の機能を持った測定器の出力内容の精度等の確認を行われるという事と理解しました。
さて、少し短絡的ですが上記推察内容が当たってれば、以下の内容が問題となるでしょう。
１．高精度デジタル電圧計は一般的に応答が遅く、数秒程度の平均値と見なされる。よって高速応答を必要とする計測には不適。
また、このように高速応答用でないため、一般的に入力抵抗は高いものの入力容量が大きい事に注意が必要。
２．測定器が内部処理を行ったデーターに対して高精度デジタル電圧計の表示値がどのように対比するのか？、その見極めを明確にしなければならない。
以上、一部のみについて推測の推測ですが、つっこみ所は無数に存在します。

補足

ご回答ありがとうございます。
計測機器の接続方法、及びその方法の証明文献に関しての質問のつもりでしたので、装置の内容まで必要であるとは思っていませんでした。

具体的には、熱電対の起電力電圧を測定し、平均をとり内部計算して温度値として数値出力するものです。
評価データとして急激な変化は想定していないので、一定電圧を加えて数秒待ち、安定した計測結果を取得するものです。
よって高速応答は不要です。

精度保証された入力電圧に対して出力される温度値が正しい事を検証します。
この入力電圧の精度保証の為、高確度の電圧発生器があればよいのですが、準備が困難な為、中確度の電圧発生器と高確度のマルチメータを組み合わせて精度保証をしたいという考え方です。

つっこまれたところについて補足致しましたが、不明点があれば御指摘ください。