(57)【要約】【課題】被測定試料の鉄損を正確に算出するのに必要となる基準試料の両端の電圧に対する基準試料に流れる電流の相対測定位相誤差の周波数特性を正確に求めることができる鉄損測定方法、インピーダンスアナライザのテストフィクスチャ及び鉄損測定装置の試料台を提供する。【解決手段】テストフィクスチャ４０は、基準試料のインピーダンスの大きさの周波数特性及び位相周波数特性を測定するために基準試料を接続する二つのバインディングポスト４０ａ，４０ｂを備える。二つのバインディングポスト４０ａ，４０ｂは、基準試料の両端の電圧に対する基準試料に流れる電流の相対測定位相誤差の周波数特性を位相周波数特性に基づいて求めるために基準試料を接続する試料台の二つのバインディングポストと同一の構造、大きさ及び材質を有し、二つのバインディングポスト４０ａ，４０ｂの間隔は、試料台の二つの接続部品の間隔と同一である。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄損測定装置を用いて被測定試料の鉄損を測定する鉄損測定方法であって、
インピーダンスアナライザのテストフィクスチャの二つの接続部品に接続された基準試料のインピーダンスの大きさの周波数特性及び位相周波数特性を測定する第１の準備工程と、
前記鉄損測定装置の試料台の二つの接続部品に接続された前記基準試料の両端の電圧に対する基準試料に流れる電流の相対測定位相誤差の周波数特性を前記位相周波数特性に基づいて求める第２の準備工程と、
被測定試料の両端間の電圧に対する前記被測定試料に流れる電流の相対位相差を、前記インピーダンスの大きさの周波数特性及び前記相対測定位相誤差の周波数特性に基づいて補正する補正工程と、を実行した後に前記被測定試料の鉄損を算出し、
前記テストフィクスチャの二つの接続部品は、前記試料台の二つの接続部品と同一の構成要素を有する鉄損測定方法。
【請求項２】
前記構成要素は、接続部品の構造、大きさ、材質及び間隔である請求項１に記載の鉄損測定方法。
【請求項３】
前記テストフィクスチャの二つの接続部品及び前記試料台の二つの接続部品は、バインディングポスト又は電極である請求項１又は２に記載の鉄損測定方法。
【請求項４】
基準試料のインピーダンスの大きさの周波数特性及び位相周波数特性を測定する第１の準備工程と、鉄損測定装置の試料台の二つの接続部品に接続された前記基準試料の両端の電圧に対する基準試料に流れる電流の相対測定位相誤差の周波数特性を前記位相周波数特性に基づいて求める第２の準備工程と、被測定試料の両端間の電圧に対する前記被測定試料に流れる電流の相対位相差を、前記インピーダンスの大きさの周波数特性及び前記相対測定位相誤差の周波数特性に基づいて補正する補正工程と、を実行した後に前記被測定試料の鉄損を算出するために、前記第１の準備工程で前記基準試料を接続する二つの接続部品を備えるインピーダンスアナライザのテストフィクスチャであって、
前記テストフィクスチャの二つの接続部品は、前記試料台の二つの接続部品と同一の構成要素を有するインピーダンスアナライザのテストフィクスチャ。
【請求項５】
前記構成要素は、接続部品の構造、大きさ、材質及び間隔である請求項４に記載のインピーダンスアナライザのテストフィクスチャ。
【請求項６】
前記テストフィクスチャの二つの接続部品及び前記試料台の二つの接続部品は、バインディングポストである請求項４又は５に記載のインピーダンスアナライザのテストフィクスチャ。
【請求項７】
インピーダンスアナライザのテストフィクスチャの二つの接続部品に接続された基準試料のインピーダンスの大きさの周波数特性及び位相周波数特性を測定する第１の準備工程と、前記基準試料の両端の電圧に対する基準試料に流れる電流の相対測定位相誤差の周波数特性を前記位相周波数特性に基づいて求める第２の準備工程と、被測定試料の両端間の電圧に対する前記被測定試料に流れる電流の相対位相差を、前記インピーダンスの大きさの周波数特性及び前記相対測定位相誤差の周波数特性に基づいて補正する補正工程と、を実行した後に前記被測定試料の鉄損を算出するために、前記第２の準備工程で前記基準試料を接続する二つの接続部品を備える鉄損測定装置の試料台であって、
前記試料台の二つの接続部品は、前記テストフィクスチャの二つの接続部品と同一の構成要素を有する鉄損測定装置の試料台。
【請求項８】
前記構成要素は、接続部品の構造、大きさ、材質及び間隔である請求項７に記載の鉄損測定装置の試料台。
【請求項９】
前記テストフィクスチャの二つの接続部品及び前記試料台の二つの接続部品は、電極である請求項７又は８に記載の鉄損測定装置の試料台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄損測定方法、インピーダンスアナライザのテストフィクスチャ及び鉄損測定装置の試料台に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被測定試料に流れる電流の振幅及び被測定試料の両端間の電圧に対する被測定試料に流れる電流の相対位相差に基づいて被測定試料の鉄損を算出する鉄損測定装置が、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された鉄損測定装置は、被測定試料の鉄損を正確に算出するために、被測定試料に流れる電流の振幅及び被測定試料の両端間の電圧に対する被測定試料に流れる電流の相対位相差を補正する補正工程を第１の計測工程、第２の計測工程及び第３の計測工程として実行する。また、特許文献１に記載された鉄損測定装置は、上述した補正工程を実行する前に、基準試料のインピーダンスの大きさの周波数特性及び位相周波数特性を測定する第１の準備工程と、基準試料の両端の電圧に対する基準試料に流れる電流の相対測定位相誤差の周波数特性を位相周波数特性に基づいて求める第２の準備工程とを実行する。
【０００３】
第１の準備工程では、予め基準試料を準備し、トレーサビリティが保証されているインピーダンスアナライザ（インピーダンス測定器）によって、基準試料のインピーダンスの大きさの周波数特性及び位相周波数特性としての角周波数ωの関数である基準試料のインピーダンス周波数特性｜Ｚstd（ω）｜及び位相周波数特性θstd（ω）を測定する。そして、測定したこれらのインピーダンス周波数特性｜Ｚstd（ω）｜及び位相周波数特性θstd（ω）を記憶装置に記憶させる。
【０００４】
第２の準備工程では、第１の準備工程で用いた基準試料と同一の基準試料を鉄損測定装置の電流検出用素子であるシャント抵抗に直列に接続した後に信号発生器からの周波数ｆ（ｆ＝ω／２π）の正弦波テスト信号を基準試料に出力し、基準試料の両端の電圧Ｖstd（ω）及びシャント抵抗の両端の電圧Ｖｓ（ω）を測定する。基準試料の両端の電圧Ｖstd（ω）を第１の準備工程で測定した基準試料のインピーダンス周波数特性｜Ｚstd（ω）｜で除算することによって算出される基準試料に流れる電流Ｉstd（ω）と、シャント抵抗の両端の電圧Ｖs（ω）をシャント抵抗のインピーダンス周波数特性｜Ｚs（ω）｜で除算することによって算出される基準試料に流れる電流Ｉstd（ω）とが等しいという関係がある。この関係に基づいて、シャント抵抗のインピーダンス周波数特性｜Ｚs（ω）｜を求めることができる。
【０００５】
また、第２の準備工程では、基準試料の両端の電圧Ｖstd（ω）に対する基準試料に流れる電流Ｉstd（ω）の位相周波数特性γ(ω)も算出される。位相周波数特性γ(ω)が第１の準備工程で測定した基準試料の位相周波数特性θstd（ω）と等しいという関係がある。したがって、位相周波数特性θstd（ω）から位相周波数特性γ(ω)を減算することによって、電圧Ｖstd（ω）に対する電流Ｉstd（ω）の相対測定位相誤差の周波数特性Δφ(ω)を求めている。
【０００６】
インピーダンスアナライザの試料を接続する部位は、一般的には、テストフィクスチャと称される。図１は、インピーダンスアナライザの従来のテストフィクスチャの外観図である。図１に示すテストフィクスチャ１に試料としてのリード部品（図示せず）を固定する場合、リード部品のリードワイヤは、Ｌｏｗ電極２ａ及びＨｉｇｈ電極２ｂに挟まれ、締め付けねじ３ａ，３ｂをそれぞれ廻すことによってテストフィクスチャ１に固定される。
【０００７】
図２は、図１のテストフィクスチャ１を含んだインピーダンスアナライザの測定基本回路図である。図２に示す回路において、信号発生器４で生成された正弦波テスト信号が被測定試料であるリード部品５に印加されるとき、リード部品５の両端間の電圧が高インピーダンスの電圧測定回路６で測定され、リード部品５に流れる電流が低インピーダンスの電流測定回路７で測定される。また、図２に示す回路において、接続点８は、図１のＨｉｇｈ電極２ｂに対応し、接続点９は、図１のＬｏｗ電極２ａに対応する。
【０００８】
鉄損測定装置の試料を接続する部位は、一般的には試料台（測定ポッド）と称され、例えば、特許文献２に記載されている。図３は、鉄損測定装置の従来の試料台の斜視図である。図３に示すように、試料台１０は、コイル部品１１の線材の接続を容易にするとともにコイル部品１１を安定して固定できるバインディングポスト１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂを有する。
【０００９】
図３に示すようにコイル部品１１が一次巻線及び二次巻線を有する場合、コイル部品１１を試料台１０に取り付ける際に、コイル部品１１の一次巻線の線材の両端は、バインディングポスト１２ａ，１２ｂにそれぞれ挟まれるとともに固定され、コイル部品１１の二次巻線の線材の両端は、バインディングポスト１３ａ，１３ｂにそれぞれ挟まれるとともに固定される。コイル部品１１が一次巻線のみを有する場合、コイル部品１１の一次巻線の線材の両端は、バインディングポスト１２ａ，１２ｂにそれぞれ挟まれるとともに固定され、別に用意した第１の線材（図示せず）によってバインディングポスト１２ａ，１３ａを接続するとともに別に用意した第２の線材（図示せず）によってバインディングポスト１２ｂ，１３ｂを接続して短絡する。
【００１０】
図４は、図３の試料台１０を含んだ鉄損測定装置の測定基本回路図である。説明を簡単にするために、コイル部品１１が一次巻線のみを有する場合について説明する。図４に示す回路において、信号発生器２０で生成された正弦波テスト信号が被測定試料であるコイル部品１１に印加されるとき、コイル部品１１の両端間の電圧が高インピーダンスの電圧測定回路２１で測定され、高インピーダンスの電圧測定回路２２によって測定されるシャント抵抗２３の両端間の電圧の値に対応するコイル部品１１に流れる電流の値が求められる。また、図４に示す回路において、接続点２４は、図３のバインディングポスト１２a，１３ａに対応し、接続点２５は、図３のバインディングポスト１２ｂ，１３ｂに対応する。
【００１１】
図５は、５０Ωの抵抗値を有するチップ抵抗を実装した基準試料としてのプリント基板の外観図である。プリント基板３０は、１５ｍｍの高さ、４５ｍｍの幅及び１．５ｍｍの厚さを有する。プリント基板３０は、凸状に突き出た接続端子３０ａ，３０ｂと、半円状に切り欠いた接続端子３１ａ，３１ｂと、を備える。また、プリント基板３０には、５０Ωの抵抗値を有するチップ抵抗３２が実装され、チップ抵抗３２は、銅箔パターン３３を介して接続端子３０ａ，３０ｂ及び接続端子３１ａ，３１ｂに接続される。
【００１２】
図６は、図５のプリント基板３０が接続された図１のテストフィクスチャ１の斜視図である。第１の準備工程でプリント基板３０をテストフィクスチャ１に接続する際に、接続端子３０ａ，３０ｂは、Ｌｏｗ電極２ａ及びＨｉｇｈ電極２ｂにそれぞれ挟まれ、締め付けねじ３ａ，３ｂをそれぞれ廻すことによってプリント基板３０がテストフィクスチャ１に固定される。
【００１３】
一方、第２の準備工程でプリント基板３０を図３に示す試料台１０に接続する際に、プリント基板３０の接続端子３１ａ，３１ｂは、試料台１０のバインディングポスト１２ａ，１２ｂにそれぞれ挟まれ、別に用意した図３に示さない第１の線材によってバインディングポスト１２ａ，１３ａを接続するとともに別に用意した図３に示さない第２の線材によってバインディングポスト１２ｂ，１３ｂを接続して短絡する。
【００１４】
すなわち、プリント基板３０は、テストフィクスチャ１のＬｏｗ電極２ａ及びＨｉｇｈ電極２ｂに安定な状態で固定するための接続端子３０ａ，３０ｂ及び試料台１０のバインディングポスト１２ａ，１２ｂに安定な状態で固定するための接続端子３１ａ，３１ｂを有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０１６−１３３３５５号公報
【特許文献２】特開２０１３−１００９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
第１の準備工程で用いた基準試料が第２の準備工程で用いた基準試料と同一であるので、鉄損測定装置で測定した基準試料のインピーダンス周波数特性及び位相周波数特性はトレーサビリティが保証されているインピーダンスアナライザで測定した基準試料のインピーダンス周波数特性｜Ｚstd（ω）｜及び位相周波数特性θstd（ω）にそれぞれ等しくなければならないという前提条件（以下、「前提条件」とも称する。）がある。
【００１７】
第１の準備工程及び第２の準備工程でプリント基板３０を基準試料として用いるとともにカーボニル鉄粉と称される８９．９０ｄｅｇを超える極めて高い力率角θxを有する（すなわち、鉄損が極めて低い）軟磁性体をコアとするコイル部品を被測定試料として用いる場合、正弦波テスト信号の周波数が６００ｋＨｚを超えると鉄損が負の値となり、鉄損が正確に算出できなくなる。
【００１８】
正弦波テスト信号の周波数が６００ｋＨｚを超えると鉄損が正確に算出できなくなるのは、接続端子３０ａ，３０ｂから見たプリント基板３０が接続端子３１ａ，３１ｂから見たプリント基板３０と電気的に同一でないために上述した前提条件が成立しなくなり、プリント基板３０の両端の電圧に対するプリント基板３０に流れる電流の相対測定位相誤差の周波数特性を正確に求めることができないからである。
【００１９】
図７は、図５のプリント基板３０の等価回路図である。図７において、Ｒ0は、図５のチップ抵抗３２の抵抗に対応し、Ｌ1及びＲ1は、接続端子３０ａ，３０ｂからチップ抵抗３２までのインダクタンス及び抵抗に対応し、Ｌ2及びＲ2は、接続端子３１ａ，３１ｂからチップ抵抗３２までのインダクタンス及び抵抗に対応する。また、Ｃ0は、抵抗Ｒ0に並列に存在する接続端子間の容量に対応する。接続端子３０ａ，３０ｂからチップ抵抗３２までの銅箔パターン３３の形状が接続端子３１ａ，３１ｂからチップ抵抗３２までの銅箔パターン３３の形状と同一でないので、Ｒ1≠Ｒ2及びＬ1≠Ｌ2となる。
【００２０】
接続端子３０ａ，３０ｂから見たプリント基板３０の抵抗及びリアクタンスをそれぞれｒstd1及びｘstd1とした場合、接続端子３０ａ，３０ｂから見たプリント基板３０のインピーダンスＺstd1及び位相θstd1はそれぞれ、ｒstd1＋ｊｘstd1及びｔａｎ-1（ｘstd1／ｒstd1）となる（ｊは虚数単位）。また、接続端子３１ａ，３１ｂから見たプリント基板３０の抵抗及びリアクタンスをそれぞれｒstd2及びｘstd2とした場合、接続端子３１ａ，３１ｂから見たプリント基板３０のインピーダンスＺstd2及び位相θstd2はそれぞれ、ｒstd2＋ｊｘstd2及びｔａｎ-1（ｘstd2／ｒstd2）となる。
【００２１】
接続端子３０ａ，３０ｂから見たプリント基板３０の抵抗ｒstd1及びリアクタンスｘstd1はそれぞれ、抵抗Ｒ0、インダクタンスＬ1、抵抗Ｒ1及び容量Ｃ0によって以下の式（１）及び式（２）によって表される。
【００２２】
【数１】
2019120547.tif 000003
2019120547.tif 000004
【００２３】
一方、接続端子３１ａ，３１ｂから見たプリント基板３０の抵抗ｒstd2及びリアクタンスｘstd2はそれぞれ、抵抗Ｒ0、インダクタンスＬ1、抵抗Ｒ1及び容量Ｃ0によって以下の式（３）及び式（４）によって表される。
【００２４】
【数２】
2019120547.tif 000005
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【００２５】
したがって、Ｒ1≠Ｒ2及びＬ1≠Ｌ2である場合、ｒstd1≠ｒstd2、ｘstd1≠ｘstd2、Ｚstd1≠Ｚstd2及びθstd1≠θstd2となる。これは、接続端子３０ａ，３０ｂをテストフィクスチャ１のＬｏｗ電極２ａ及びＨｉｇｈ電極２ｂにそれぞれ接続したときに接続端子３０ａ，３０ｂから見たプリント基板３０が接続端子３１ａ，３１ｂを試料台１０のバインディングポスト１２ａ，１２ｂにそれぞれ接続したときに接続端子３０ａ，３０ｂから見たプリント基板３０と電気的に等価にならないこと、すなわち、上述した前提条件が成立しないことを意味する。
【００２６】
本発明の目的は、被測定試料の鉄損を正確に算出するのに必要となる基準試料の両端の電圧に対する基準試料に流れる電流の相対測定位相誤差の周波数特性を正確に求めることができるインピーダンスアナライザのテストフィクスチャ及び鉄損測定装置の試料台を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明による鉄損測定方法は、鉄損測定装置を用いて被測定試料の鉄損を測定する鉄損測定方法であって、インピーダンスアナライザのテストフィクスチャの二つの接続部品に接続された基準試料のインピーダンスの大きさの周波数特性及び位相周波数特性を測定する第１の準備工程と、鉄損測定装置の試料台の二つの接続部品に接続された基準試料の両端の電圧に対する基準試料に流れる電流の相対測定位相誤差の周波数特性を位相周波数特性に基づいて求める第２の準備工程と、被測定試料の両端間の電圧に対する被測定試料に流れる電流の相対位相差を、インピーダンスの大きさの周波数特性及び相対測定位相誤差の周波数特性に基づいて補正する補正工程と、を実行した後に被測定試料の鉄損を算出し、テストフィクスチャの二つの接続部品は、試料台の二つの接続部品と同一の構成要素を有する。
【００２８】
好適には、本発明による鉄損測定方法において、構成要素は、接続部品の構造、大きさ、材質及び間隔である。
【００２９】
好適には、本発明による鉄損測定方法において、テストフィクスチャの二つの接続部品及び試料台の二つの接続部品は、バインディングポスト又は電極である。
【００３０】
本発明によるインピーダンスアナライザのテストフィクスチャは、基準試料のインピーダンスの大きさの周波数特性及び位相周波数特性を測定する第１の準備工程と、鉄損測定装置の試料台の二つの接続部品に接続された前記基準試料の両端の電圧に対する基準試料に流れる電流の相対測定位相誤差の周波数特性を前記位相周波数特性に基づいて求める第２の準備工程と、被測定試料の両端間の電圧に対する被測定試料に流れる電流の相対位相差を、インピーダンスの大きさの周波数特性及び相対測定位相誤差の周波数特性に基づいて補正する補正工程と、を実行した後に被測定試料の鉄損を算出するために、第１の準備工程で基準試料を接続する二つの接続部品を備えるインピーダンスアナライザのテストフィクスチャであって、テストフィクスチャの二つの接続部品は、試料台の二つの接続部品と同一の構成要素を有する。
【００３１】
好適には、本発明によるインピーダンスアナライザのテストフィクスチャにおいて、構成要素は、接続部品の構造、大きさ、材質及び間隔である。
【００３２】
好適には、本発明によるインピーダンスアナライザのテストフィクスチャにおいて、テストフィクスチャの二つの接続部品及び試料台の二つの接続部品は、バインディングポストである。
【００３３】
本発明による鉄損測定装置の試料台は、インピーダンスアナライザのテストフィクスチャの二つの接続部品に接続された基準試料のインピーダンスの大きさの周波数特性及び位相周波数特性を測定する第１の準備工程と、基準試料の両端の電圧に対する基準試料に流れる電流の相対測定位相誤差の周波数特性を位相周波数特性に基づいて求める第２の準備工程と、被測定試料の両端間の電圧に対する被測定試料に流れる電流の相対位相差を、インピーダンスの大きさの周波数特性及び相対測定位相誤差の周波数特性に基づいて補正する補正工程と、を実行した後に被測定試料の鉄損を算出するために、第２の準備工程で基準試料を接続する二つの接続部品を備える鉄損測定装置の試料台であって、試料台の二つの接続部品は、テストフィクスチャの二つの接続部品と同一の構成要素を有する。
【００３４】
好適には、本発明による鉄損測定装置の試料台において、構成要素は、接続部品の構造、大きさ、材質及び間隔である。
【００３５】
好適には、本発明による鉄損測定装置の試料台において、テストフィクスチャの二つの接続部品及び試料台の二つの接続部品は、電極である。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、被測定試料の鉄損を正確に算出するのに必要となる基準試料の両端の電圧に対する基準試料に流れる電流の相対測定位相誤差の周波数特性を正確に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】インピーダンスアナライザの従来のテストフィクスチャの外観図である。
【図２】図１のテストフィクスチャ１を含んだインピーダンスアナライザの測定基本回路図である。
【図３】鉄損測定装置の従来の試料台の斜視図である。
【図４】図３の試料台１０を含んだ鉄損測定装置の測定基本回路図である。
【図５】５０Ωの抵抗値を有するチップ抵抗を実装した基準試料としてのプリント基板の外観図である。
【図６】図５のプリント基板３０が接続された図１のテストフィクスチャ１の斜視図である。
【図７】図５のプリント基板３０の等価回路図である。
【図８】本発明によるテストフィクスチャの外観図である。
【図９】図５のプリント基板３０が接続された本発明によるテストフィクスチャの斜視図である。
【図１０】図５のプリント基板３０が接続された図３の試料台の斜視図である。
【図１１】本実施の形態によるテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いて測定した図５のプリント基板３０のインピーダンス周波数特性及び従来のテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いて測定した図５のプリント基板３０のインピーダンス周波数特性を示すグラフである。
【図１２】本実施の形態によるテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いて測定した図５のプリント基板３０の位相周波数特性及び従来のテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いて測定した図５のプリント基板３０の位相周波数特性を示すグラフである。
【図１３】本実施の形態によるテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いて測定した図５のプリント基板３０のレジスタンス成分及び従来のテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いて測定した図５のプリント基板３０のレジスタンス成分を示すグラフである。
【図１４】本実施の形態によるテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いて測定した図５のプリント基板３０のリアクタンス成分及び従来のテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いて測定した図５のプリント基板３０のリアクタンス成分を示すグラフである。
【図１５】本実施の形態によるテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いた場合に得られるシャント抵抗のインピーダンス周波数特性及び従来のテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いた場合に得られるシャント抵抗のインピーダンス周波数特性を示すグラフである。
【図１６】本実施の形態によるテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いた場合の図５のプリント基板３０の位相周波数特性及び従来のテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いた場合の図５のプリント基板３０の位相周波数特性を示すグラフである。
【図１７】本実施の形態によるテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いた場合の図５のプリント基板３０の相対測定位相誤差の周波数特性及び従来のテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いた場合の図５のプリント基板３０の相対測定位相誤差の周波数特性を示すグラフである。
【図１８】図１７のグラフの一部を拡大した図である。
【図１９】相対測定位相誤差の周波数特性が鉄損の値に及ぼす影響を示す図である。
【図２０】本実施の形態によるテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いた場合に得られる被測定試料の鉄損の周波数特性及び力率角周波数特性並びに従来のテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いた場合に得られる被測定試料の鉄損の周波数特性及び力率角周波数特性を示すグラフである。
【図２１】図５のプリント基板３０が接続された本発明による試料台の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明によるインピーダンスアナライザのテストフィクスチャ及び鉄損測定装置の試料台を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図８は、本発明によるテストフィクスチャの外観図であり、図９は、図５のプリント基板３０が接続された本発明によるテストフィクスチャの斜視図であり、図１０は、図５のプリント基板３０が接続された図３の試料台の斜視図である。
【００３９】
図８及び図９において、インピーダンスアナライザのテストフィクスチャ４０は、プリント基板３０のインピーダンスの大きさの周波数特性及び位相周波数特性を測定する第１の準備工程でプリント基板３０の接続端子３１ａ，３１ｂをそれぞれ接続する二つのバインディングポスト４０ａ，４０ｂを備える。二つのバインディングポスト４０ａ，４０ｂは、Ｌｏｗ電極２ａ及びＨｉｇｈ電極２ｂにそれぞれ対応する。プリント基板３０は、基準試料の一例であり、二つのバインディングポスト４０ａ，４０ｂは、テストフィクスチャの二つの接続部品の一例である。
【００４０】
図１０において、二つのバインディングポスト１２ａ，１２ｂは、プリント基板３０の接続端子３１ａ，３１ｂの両端間の電圧に対するプリント基板３０に流れる電流の相対測定位相誤差の周波数特性を求める第２の準備工程でプリント基板３０の接続端子３１ａ，３１ｂをそれぞれ接続する。
【００４１】
上述した前提条件が成立するためには、基準試料の構造、第１の準備工程のインピーダンスアナライザに基準試料を接続する方法及び第２の準備工程の鉄損測定装置に基準試料を接続する方法が極めて重要であることが確認された。すなわち、上述した前提条件が成立するためには、第１の準備工程でインピーダンスアナライザに接続された基準試料の接続端子から見た基準試料が第２の準備工程で試料台に接続された基準試料の接続端子から見た基準試料と電気的に等価にする必要があることが確認された。
【００４２】
テストフィクスチャ４０の二つの接続部品（すなわち、バインディングポスト４０ａ，４０ｂ）は、試料台１０の二つの接続部品（すなわち、バインディングポスト１２ａ，１２ｂ）と同一の構成要素を有する。本実施の形態では、図８及び図９の二つのバインディングポスト４０ａ，４０ｂは、図１０の二つのバインディングポスト１２ａ，１２ｂと同一の構造、大きさ及び材質を有し、図８及び図９の二つのバインディングポスト４０ａ，４０ｂの間隔は、図１０の二つのバインディングポスト１２ａ，１２ｂの間隔と同一である。これによって、第１の準備工程でテストフィクスチャ４０に接続された接続端子３１ａ，３１ｂから見たプリント基板３０が第２の準備工程で試料台１０に接続された接続端子３１ａ，３１ｂから見たプリント基板３０と電気的に等価になり、上述した前提条件がより厳密に成立する。したがって、被測定試料（例えば、図３のコイル部品１１）の鉄損を正確に算出するのに必要となるプリント基板３０の両端の電圧に対するプリント基板３０に流れる電流の相対測定位相誤差の周波数特性を正確に求めることができる。
【００４３】
第１の準備工程において、キーサイト・テクノロジー社製インピーダンスアナライザＥ４９９０Ａに図８及び図９に示すテストフィクスチャ４０を取り付け、テストフィクスチャ４０の寄生容量等をキャンセルするために、インピーダンス測定器では周知であるｏｐｅｎ／ｓｈｏｒｔ補正を行った。次に、プリント基板３０の接続端子３１ａ，３１ｂをバインディングポスト４０ａ，４０ｂにそれぞれ固定し、インピーダンス周波数特性|Zstd(ω)|及び位相周波数特性θstd(ω)を、２０Ｈｚから１００ＭＨｚの周波数の正弦波テスト信号を用いて測定し、測定したインピーダンス周波数特性|Zstd(ω)|及び位相周波数特性θstd(ω)を記憶装置（図示せず）に記憶した。
【００４４】
図１１は、本実施の形態によるテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いて測定した図５のプリント基板３０のインピーダンス周波数特性及び従来のテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いて測定した図５のプリント基板３０のインピーダンス周波数特性を示すグラフである。
【００４５】
図１１において、図５及び図６に示す従来のテストフィクスチャ１を取り付けたキーサイト・テクノロジー社製インピーダンスアナライザＥ４９９０Ａによって測定された図５のプリント基板３０のインピーダンス周波数特性|Zstd1(ω)|を破線で示す。
【００４６】
また、図１１において、図８及び図９に示す本実施の形態によるテストフィクスチャ４０を取り付けたキーサイト・テクノロジー社製インピーダンスアナライザＥ４９９０Ａによって測定された図５のプリント基板３０のインピーダンス周波数特性|Zstd2(ω)|を実線で示す。
【００４７】
図１１に示すように、正弦波テスト信号の周波数が数ＭＨｚを超えたときにインピーダンス周波数特性|Zstd1(ω)|とインピーダンス周波数特性|Zstd2(ω)|との間に極僅かな差が生じるが、周波数が１０ＭＨｚのときのインピーダンス周波数特性|Zstd1(ω)|とインピーダンス周波数特性|Zstd2(ω)|との間の差が２７ｍΩしかない。したがって、２０Ｈｚから数十ＭＨｚの周波数の範囲に亘ってインピーダンス周波数特性|Zstd1(ω)|とインピーダンス周波数特性|Zstd2(ω)|との間の差がほとんどない。
【００４８】
図１２は、本実施の形態によるテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いて測定した図５のプリント基板３０の位相周波数特性及び従来のテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いて測定した図５のプリント基板３０の位相周波数特性を示すグラフである。
【００４９】
図１２において、図５及び図６に示す従来のテストフィクスチャ１を取り付けたキーサイト・テクノロジー社製インピーダンスアナライザＥ４９９０Ａによって測定された図５のプリント基板３０の位相周波数特性θstd1(ω)を破線で示す。
【００５０】
また、図１２において、図８及び図９に示す本実施の形態によるテストフィクスチャ４０を取り付けたキーサイト・テクノロジー社製インピーダンスアナライザＥ４９９０Ａによって測定された図５のプリント基板３０の位相周波数特性θstd2(ω)を実線で示す。
【００５１】
図１２に示すように、正弦波テスト信号の周波数が５００ｋＨｚを超えたときに位相周波数特性θstd1(ω)と位相周波数特性θstd2(ω)との間に差が生じ、位相周波数特性θstd1(ω)が誘導性を示すのに対して位相周波数特性θstd2(ω)が容量性を示し、位相周波数特性θstd1(ω)と位相周波数特性θstd2(ω)との間の差は、１ＭＨｚの周波数で０．０４１ｄｅｇとなり、２ＭＨｚで０．０８３ｄｅｇとなり、１０ＭＨｚで０．４０７ｄｅｇとなった。
【００５２】
以下、インピーダンス周波数特性|Zstd1(ω)|とインピーダンス周波数特性|Zstd2(ω)|との間の差がなく、位相周波数特性θstd1(ω)と位相周波数特性θstd2(ω)との間に差があり、位相周波数特性θstd1(ω)が誘導性を示すのに対して位相周波数特性θstd2(ω)が容量性を示すことについて考察を加える。
【００５３】
図１３は、本実施の形態によるテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いて測定した図５のプリント基板３０のレジスタンス成分及び従来のテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いて測定した図５のプリント基板３０のレジスタンス成分を示すグラフである。
【００５４】
図１３において、図５及び図６に示す従来のテストフィクスチャ１を取り付けたキーサイト・テクノロジー社製インピーダンスアナライザＥ４９９０Ａによって測定された図５のプリント基板３０のレジスタンス成分ｒstd1（ω）を破線で示す。
【００５５】
また、図１３において、図８及び図９に示す本実施の形態によるテストフィクスチャ４０を取り付けたキーサイト・テクノロジー社製インピーダンスアナライザＥ４９９０Ａによって測定された図５のプリント基板３０のレジスタンス成分ｒstd2（ω）を実線で示す。
【００５６】
図１３に示すように、図１１に示すインピーダンス周波数特性と同様に、正弦波テスト信号の周波数が数ＭＨｚを超えたときにレジスタンス成分ｒstd1（ω）とレジスタンス成分ｒstd2（ω）との間に極僅かな差が生じるが、正弦波テスト信号の周波数が１０ＭＨｚのときのレジスタンス成分ｒstd1（ω）とレジスタンス成分ｒstd2（ω）との間の差が２８ｍΩしかない。したがって、正弦波テスト信号の周波数が２０Ｈｚから数十ＭＨｚの周波数の範囲にあるときには、レジスタンス成分ｒstd1（ω）とレジスタンス成分ｒstd2（ω）との間の差がほとんどない。
【００５７】
図１４は、本実施の形態によるテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いて測定した図５のプリント基板３０のリアクタンス成分及び従来のテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いて測定した図５のプリント基板３０のリアクタンス成分を示すグラフである。
【００５８】
図１４において、図５及び図６に示す従来のテストフィクスチャ１を取り付けたキーサイト・テクノロジー社製インピーダンスアナライザＥ４９９０Ａによって測定された図５のプリント基板３０のリアクタンス成分Ｘstd1(ω)を破線で示す。
【００５９】
また、図１４において、図８及び図９に示す本実施の形態によるテストフィクスチャ４０を取り付けたキーサイト・テクノロジー社製インピーダンスアナライザＥ４９９０Ａによって測定された図５のプリント基板３０のリアクタンス成分Ｘstd2(ω)を実線で示す。
【００６０】
図１４に示すように、正弦波テスト信号の周波数が数十ｋＨｚを超えたときにリアクタンス成分Ｘstd1(ω)とリアクタンス成分Ｘstd2(ω)との間に差が生じ、周波数が３００ｋＨｚを超えるとリアクタンス成分Ｘstd1(ω)が誘導性を示すのに対してリアクタンス成分Ｘstd2(ω)が容量性を示す。これは、インダクタンスＬ1がインダクタンスＬ2に等しくないことを意味する。
【００６１】
上述したように、抵抗Ｒ0は５０Ωである。また、上述したようにプリント基板３０が１５ｍｍの高さ、４５ｍｍの幅及び１．５ｍｍの厚さを有する程度の大きさである場合、容量Ｃ0は数ｐＦであり、インダクタンスＬ1，Ｌ2は数ｎＨであり、抵抗Ｒ1，Ｒ2は数ｍΩであると考えられる。
【００６２】
正弦波テスト信号の周波数が数十ＭＨｚ程度になるまでは、式（１）でＲ0＞＞Ｒ1及び１＞＞ω2Ｒ02Ｃ02とみなすことができ、式（２）で１＞＞２ω2Ｌ1Ｃ0及び１＞＞ω2Ｒ02Ｃ02とみなすことができるので、式（１）及び式（２）は、以下の式（５）及び式（６）のように簡略化される。
【００６３】
【数３】
2019120547.tif 000007
2019120547.tif 000008
【００６４】
同様に、式（３）及び式（４）は、以下の式（７）及び式（８）のように簡略化される。
【００６５】
【数４】
2019120547.tif 000009
2019120547.tif 000010
【００６６】
したがって、正弦波テスト信号の周波数が数十ＭＨｚ程度になるまでは、ｒstd1＞＞｜ｘstd1｜及びｒstd2＞＞｜ｘstd2｜とみなすことができるので、｜Ｚstd1（ω）｜＝｜Ｚstd2（ω）｜≒Ｒ0となり、インピーダンス周波数特性｜Ｚstd1（ω）｜及びインピーダンス周波数特性｜Ｚstd2（ω）｜は、正弦波テスト信号の周波数に関係なく一定となり、図１１に示すように、正弦波テスト信号の周波数が数十ＭＨｚ程度になるまで差異が見られない。
【００６７】
また、Ｌ1≠Ｌ2，Ｌ1＞Ｒ02Ｃ0／２及びＬ2＜Ｒ02Ｃ0／２であるので、ｘstd1＞０及びｘstd2＜０となり、図１２に示すように、位相周波数特性θstd1(ω)が０より大きい誘導性を示すのに対して位相周波数特性θstd2(ω)が０より小さい容量性を示すと考えられる。
【００６８】
次に、第２の準備工程では、図１０に示すように、プリント基板３０の接続端子３１ａ，３１ｂをバインディングポスト１２ａ，１２ｂにそれぞれ固定し、別に用意した線材１４によってバインディングポスト１２ａ，１３ａを接続するとともに別に用意した線材１５によってバインディングポスト１２ｂ，１３ｂを接続して短絡した。
【００６９】
図４の信号発生器２０と同一構成の信号発生器（図示せず）で生成された２０Ｈｚから１００ＭＨｚまでの周波数の正弦波テスト信号をプリント基板３０に印加される。このとき、プリント基板３０の接続端子３１ａ，３１ｂの両端間の電圧Ｖstd2（ω）が、図４の電圧測定回路２１と同一構成の電圧測定回路（図示せず）によって測定され、図４のシャント抵抗２３と同一構成のシャント抵抗（図示せず）の両端間の電圧Ｖs2（ω）が、図４の電圧測定回路２２と同一構成の電圧測定回路によって測定される。
【００７０】
電圧Ｖstd2（ω）をインピーダンス周波数特性｜Ｚstd2（ω）｜で除算することによって算出されるプリント基板３０に流れる電流Ｉstd2（ω）が電圧Ｖs2（ω）をシャント抵抗のインピーダンス周波数特性｜Ｚs2（ω）｜で除算することによって算出されるプリント基板３０に流れる電流Ｉstd2（ω）が等しくなるという関係に基づいて、シャント抵抗のインピーダンス周波数特性｜Ｚs2（ω）｜を算出した。また、電圧Ｖstd2（ω）に対する電流Ｉstd２（ω）の位相周波数特性γ2（ω）を算出した。
【００７１】
さらに、位相周波数特性γ2（ω）が位相周波数特性θstd2(ω)に等しくなければならないので、位相周波数特性θstd2(ω)から位相周波数特性γ2（ω）を減算することによって、電圧Ｖstd2（ω）に対する電流Ｉstd2（ω）の相対測定位相誤差の周波数特性Δφ2（ω）を求めた。
【００７２】
同様に、第２の準備工程において、図５及び図６に示す従来のテストフィクスチャ１を取り付けたキーサイト・テクノロジー社製インピーダンスアナライザＥ４９９０Ａを用いた場合のシャント抵抗のインピーダンス周波数特性｜Ｚs1（ω）｜、位相周波数特性γ1（ω）及び電圧Ｖstd1（ω）に対する電流Ｉstd1（ω）の相対測定位相誤差の周波数特性Δφ1（ω）を算出した。
【００７３】
図１５は、本実施の形態によるテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いた場合に得られるシャント抵抗のインピーダンス周波数特性及び従来のテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いた場合に得られるシャント抵抗のインピーダンス周波数特性を示すグラフである。図１５において、インピーダンス周波数特性｜Ｚstd1(ω)｜から算出したシャント抵抗のインピーダンス周波数特性｜Ｚs1(ω)｜を破線で示す。また、図１５において、インピーダンス周波数特性｜Ｚstd2(ω)｜から算出したシャント抵抗のインピーダンス周波数特性｜Ｚs2(ω)｜を実線で示す。
【００７４】
周波数が数ＭＨｚを超えたときにインピーダンス周波数特性|Zstd1(ω)|とインピーダンス周波数特性|Zstd2(ω)|との間に極僅かな差しか生じないので、図１５に示すように、インピーダンス周波数特性｜Ｚs1(ω)｜とインピーダンス周波数特性｜Ｚs2(ω)｜との間には差がない。すなわち、正弦波テスト信号の周波数が１０ＭＨｚのときの、インピーダンス周波数特性｜Ｚs1(ω)｜とインピーダンス周波数特性｜Ｚs2(ω)｜との間の差が０．６ｍΩしかなく、図１５において、インピーダンス周波数特性｜Ｚs1(ω)｜を示す破線は、インピーダンス周波数特性｜Ｚs2(ω)｜を示す実線にほぼ重なる。
【００７５】
図１６は、本実施の形態によるテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いた場合の図５のプリント基板３０の位相周波数特性及び従来のテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いた場合の図５のプリント基板３０の位相周波数特性を示すグラフである。
【００７６】
図１６において、図５及び図６に示す従来のテストフィクスチャ１を取り付けたキーサイト・テクノロジー社製インピーダンスアナライザＥ４９９０Ａを用いた場合に図５のプリント基板３０に流れる電流Ｉstd1（ω）から算出した図５のプリント基板３０の位相周波数特性γ1（ω）を破線で示す。電流Ｉstd1（ω）は、図５及び図６に示す従来のテストフィクスチャ１を取り付けたキーサイト・テクノロジー社製インピーダンスアナライザＥ４９９０Ａを用いた場合の図５のプリント基板３０の接続端子３１ａ，３１ｂの両端間の電圧Ｖstd1（ω）をインピーダンス周波数特性｜Ｚstd1(ω)｜によって除算することによって得られる。
【００７７】
また、図１６において、図８及び図９に示す本実施の形態によるテストフィクスチャ４０を取り付けたキーサイト・テクノロジー社製インピーダンスアナライザＥ４９９０Ａを用いた場合に図５のプリント基板３０に流れる電流Ｉstd2（ω）から算出した図５のプリント基板３０の位相周波数特性γ2（ω）を実線で示す。電流Ｉstd2（ω）は、図８及び図９に示す本実施の形態によるテストフィクスチャ１を取り付けたキーサイト・テクノロジー社製インピーダンスアナライザＥ４９９０Ａを用いた場合の図５のプリント基板３０の接続端子３１ａ，３１ｂの両端間の電圧Ｖstd2（ω）をインピーダンス周波数特性｜Ｚstd2(ω)｜によって除算することによって得られる。
【００７８】
位相周波数特性γ1（ω）を算出するために用いられるインピーダンス周波数特性｜Ｚstd1(ω)｜と位相周波数特性γ2（ω）を算出するために用いられるインピーダンス周波数特性｜Ｚstd2(ω)｜との間に差がないので、図１６に示すように、位相周波数特性γ1（ω）と位相周波数特性γ2（ω）との間には差がない。すなわち、正弦波テスト信号の周波数が１０ＭＨｚのときの位相周波数特性γ1（ω）と位相周波数特性γ2（ω）との間の差が０．００１２ｄｅｇしかなく、図１６において、位相周波数特性γ1（ω）を示す破線は、位相周波数特性γ2（ω）を示す実線にほぼ重なる。
【００７９】
図１７は、本実施の形態によるテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いた場合の図５のプリント基板３０の相対測定位相誤差の周波数特性及び従来のテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いた場合の図５のプリント基板３０の相対測定位相誤差の周波数特性を示すグラフであり、図１８は、図１７のグラフの一部を拡大した図である。
【００８０】
図１７において、図５及び図６に示す従来のテストフィクスチャ１を取り付けたキーサイト・テクノロジー社製インピーダンスアナライザＥ４９９０Ａを用いた場合の相対測定位相誤差の周波数特性Δφ1（ω）を破線で示す。
【００８１】
また、図１７において、図８及び図９に示す本実施の形態によるテストフィクスチャ４０を取り付けたキーサイト・テクノロジー社製インピーダンスアナライザＥ４９９０Ａを用いた場合の相対測定位相誤差の周波数特性Δφ2（ω）を実線で示す。
【００８２】
図１７では、相対測定位相誤差の周波数特性Δφ1（ω）と相対測定位相誤差の周波数特性Δφ2（ω）とが一致しているように見えるが、１ＭＨｚから２ＭＨｚまでの周波数に亘る相対測定位相誤差の周波数特性Δφ1（ω）及び相対測定位相誤差の周波数特性Δφ2（ω）を表す図１８に示すように、相対測定位相誤差の周波数特性Δφ1（ω）と相対測定位相誤差の周波数特性Δφ2（ω）との間には差がある。
【００８３】
相対測定位相誤差の周波数特性Δφ2（ω）は、相対測定位相誤差の周波数特性Δφ1（ω）より小さくなる。例えば、周波数が１ＭＨｚのときには、相対測定位相誤差の周波数特性Δφ2（ω）が相対測定位相誤差の周波数特性Δφ1（ω）より０．０４１ｄｅｇ小さい。また、周波数が２ＭＨｚのときには、相対測定位相誤差の周波数特性Δφ2（ω）が相対測定位相誤差の周波数特性Δφ1（ω）より０．０８３ｄｅｇ小さい。さらに、周波数が１０ＭＨｚのときには、相対測定位相誤差の周波数特性Δφ2（ω）が相対測定位相誤差の周波数特性Δφ1（ω）より０．４０７ｄｅｇ小さい。
【００８４】
上述したように位相周波数特性γ1（ω）と位相周波数特性γ2（ω）との間には差がないので、相対測定位相誤差の周波数特性Δφ1（ω）と相対測定位相誤差の周波数特性Δφ2（ω）との間の差は、位相周波数特性θstd1(ω)と位相周波数特性θstd2(ω)との間の差に等しくなる。
【００８５】
被測定試料の鉄損を算出するために、被測定試料の両端間の電圧に対する被測定試料に流れる電流の相対位相差を、基準試料のインピーダンスの大きさの周波数特性及び相対測定位相誤差の周波数特性に基づいて補正する場合、相対測定位相誤差の周波数特性が大きくなるに従って鉄損の値に及ぼされる影響が大きくなる。
【００８６】
図１９は、相対測定位相誤差の周波数特性が鉄損の値に及ぼす影響を示す図である。図１９において、被測定試料の力率角θｘが８９．７ｄｅｇである場合の相対測定位相誤差と鉄損誤差との関係を破線で示す。また、被測定試料の力率角θｘが８９．５ｄｅｇである場合の相対測定位相誤差と鉄損誤差との関係を太線で示す。また、被測定試料の力率角θｘが８９．３ｄｅｇである場合の相対測定位相誤差と鉄損誤差との関係を細線で示す。さらに、被測定試料の力率角θｘが８９．１ｄｅｇである場合の相対測定位相誤差と鉄損誤差との関係を一点鎖線で示す。
【００８７】
図１９に示すように、被測定試料の力率角θｘが８９．７ｄｅｇ（高力率角）である場合、相対測定位相誤差が±０．０５ｄｅｇであっても鉄損誤差が約２０％となることがわかる。したがって、８９．７ｄｅｇのような高力率角の被測定試料の鉄損を測定する場合、相対測定位相誤差を正確に補正するのが重要であることがわかる。
【００８８】
次に、第２の準備工程で算出した相対測定位相誤差の周波数特性Δφ1（ω）及び相対測定位相誤差の周波数特性Δφ2（ω）を用いて、特許文献１の第１の計測工程、第２の計測工程及び第３の計測工程、すなわち、被測定試料に流れる電流の振幅及び被測定試料の両端間の電圧に対する被測定試料に流れる電流の相対位相差を補正する補正工程を実行した。
【００８９】
被測定試料として、外形が２０．２ｍｍであり、内径が１２．６ｍｍであり、高さが６．３５ｍｍであり、一次巻線の巻数及び二次巻線の巻数がそれぞれ１１であり、比透磁率が８．５であり、かつ、８９．９０ｄｅｇを超える超高力率角のカーボニル鉄粉トロイダルコアコイルを用いた。また、１００ｋＨｚから２．０ＭＨｚの間の１００ｋＨｚ刻みの周波数（測定周波数）を有する正弦波テスト信号を用いるとともに最大磁束密度が０．５ｍＴであるという条件の下で補正工程を実行した。この際、相対測定位相誤差の周波数特性Δφ1（ω）を用いて補正を行ったときの被測定試料の鉄損の周波数特性Ｐcｖ1（ω）及び力率角周波数特性θx1（ω）並びに相対測定位相誤差の周波数特性Δφ2（ω）を用いて補正を行ったときの被測定試料の鉄損の周波数特性Ｐcｖ2（ω）及び力率角周波数特性θx2（ω）を測定した。
【００９０】
図２０は、本実施の形態によるテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いた場合に得られる被測定試料の鉄損の周波数特性及び力率角周波数特性並びに従来のテストフィクスチャを取り付けたインピーダンスアナライザを用いた場合に得られる被測定試料の鉄損の周波数特性及び力率角周波数特性を示すグラフである。
【００９１】
図２０において、鉄損の周波数特性Ｐcｖ1（ω）を破線で示し、鉄損の周波数特性Ｐcｖ2（ω）を太線で示し、力率角周波数特性θx1（ω）を一点鎖線で示し、力率角周波数特性θx2（ω）を細線で示す。
【００９２】
図２０に示すように、力率角周波数特性θx1（ω）及び力率角周波数特性θx2（ω）は共に８９．９０ｄｅｇを超える高力率角を示した。また、相対測定位相誤差の周波数特性Δφ1（ω）を用いて補正を行った場合、正弦波テスト信号が６００ｋＨｚを超えると力率角が９０ｄｅｇを超えて鉄損が負の値となり、鉄損を正確に算出することができなくなる。したがって、６００ｋＨｚを超える周波数を有する正弦波テスト信号を用いて測定した鉄損の周波数特性Ｐcｖ1（ω）を図２０にプロットしなかった。それに対し、相対測定位相誤差の周波数特性Δφ2（ω）を用いて補正を行った場合、正弦波テスト信号の周波数が１００ｋＨｚから２．０ＭＨｚの間にあるときには力率角が９０ｄｅｇを超えないために鉄損が正の値となり、鉄損を正確に算出することができる。したがって、１００ｋＨｚから２．０ＭＨｚの間の有する正弦波テスト信号を用いて測定した鉄損の周波数特性Ｐcｖ２（ω）を図２０にプロットした。
【００９３】
したがって、相対測定位相誤差の周波数特性Δφ2（ω）を用いて補正を行ったときに８９．９０ｄｅｇを超える高力率角を有するカーボニル鉄粉トロイダルコアコイルの鉄損を算出するために用いることができる正弦波テスト信号の周波数の範囲は、相対測定位相誤差の周波数特性Δφ1（ω）を用いて補正を行った場合の３倍以上となる。また、相対測定位相誤差の周波数特性Δφ2（ω）を用いて補正を行ったときに算出される鉄損は、相対測定位相誤差の周波数特性Δφ1（ω）を用いて補正を行ったときに算出される鉄損よりも真の値に近くなる。
【００９４】
本実施の形態によれば、第１の準備工程でテストフィクスチャ４０に接続された接続端子３１ａ，３１ｂから見たプリント基板３０が第２の準備工程で試料台１０に接続された接続端子３１ａ，３１ｂから見たプリント基板３０と電気的により厳密に等価になり、上述した前提条件がより厳密に成立するので、相対測定位相誤差の周波数特性Δφ2（ω）を正確に求めることができる。したがって、第１の準備工程、第２の準備工程及び補正工程を実行した後に被測定試料の鉄損を算出する際に、被測定試料が８９．９０ｄｅｇを超える高力率角を有する場合でも鉄損を正確に測定することができる。
【００９５】
また、基準試料に１種類の接続端子のみを設ければよい、例えば、プリント基板３０に接続端子３１ａ，３１ｂのみを設けるとともに接続端子３０ａ，３０ｂを省略することができるので、基準試料の設計の難易度及び生産コストを低減することができる。
【００９６】
上記実施の形態において、テストフィクスチャの接続部品として試料台の接続部品であるバインディングポストを設ける場合について説明したが、上記実施の形態とは逆に、試料台の接続部品としてテストフィクスチャの接続部品である電極（例えば、図１のＬｏｗ電極２ａ及びＨｉｇｈ電極２ｂ）のような接続部品を設けてもよい。
【００９７】
図２１は、図５のプリント基板３０が接続された本発明による試料台の斜視図である。図２１において、鉄損測定装置の試料台１０’は、接続部品として、バイディングポスト１３ａ’，１３ｂ’と、図１０のバインディングポスト１２ａ，１２ｂの代わりのＬｏｗ電極１６ａ及びＨｉｇｈ電極１６ｂを備える。試料台１０’の二つの接続部品（すなわち、Ｌｏｗ電極１６ａ及びＨｉｇｈ電極１６ｂ）は、テストフィクスチャ１の二つの接続部品（すなわち、Ｌｏｗ電極２ａ及びＨｉｇｈ電極２ｂ）と同一の構成要素を有する。Ｌｏｗ電極１６ａ及びＨｉｇｈ電極１６ｂはそれぞれ、図１のテストフィクスチャ１のＬｏｗ電極２ａ、Ｈｉｇｈ電極２ｂと同一の構造、大きさ及び材質を有し、Ｌｏｗ電極１６ａとＨｉｇｈ電極１６ｂの間隔は、図１のテストフィクスチャ１のＬｏｗ電極２ａとＨｉｇｈ電極２ｂの間隔と同一である。
【００９８】
本実施の形態の場合、第２の準備工程でプリント基板３０を試料台１０’に接続する際は、プリント基板３０の凸状に突き出た接続端子３０ａ、３０ｂを、Ｌｏｗ電極１６ａ及びＨｉｇｈ電極１６ｂにそれぞれ挟み、締め付けねじ１８ａ、１８ｂをそれぞれ廻すことによってプリント基板３０を試料台１０’に固定し、別に用意した線材１４によってＬｏｗ電極１６ａとバインディングポスト１３ａ’を接続するとともに別に用意した線材１５によってＨｉｇｈ電極１６ｂとバインディングポスト１３ｂ’を接続して短絡する。
【００９９】
一方、本実施の形態の場合、第１の準備工程において、図８及び図９のテストフィクスチャ４０の代わりに図１の従来のテストフィクスチャ１を使用する。プリント基板３０をテストフィクスチャ１に接続する際は、図６に示すように、プリント基板３０の凸状に突き出た接続端子３０ａ、３０ｂをＬｏｗ電極２ａ及びＨｉｇｈ電極２ｂにそれぞれ挟み、締め付けねじ３ａ、３ｂをそれぞれ廻すことによってプリント基板３０をテストフィクスチャ１に固定する。
【０１００】
本実施の形態によれば、第１の準備工程でテストフィクスチャ１に接続された接続端子３０ａ、３０ｂから見たプリント基板３０は、第２の準備工程で試料台１０’に接続された接続端子３０ａ、３０ｂから見たプリント基板３０と電気的に厳密に等価になる。
【符号の説明】
【０１０１】
１，４０    テストフィクスチャ
２ａ、１６ａ    Ｌｏｗ電極
２ｂ、１６ｂ    Ｈｉｇｈ電極
３ａ，３ｂ,１８ａ，１８ｂ    締め付けねじ
４，２０    信号発生器
５    リード部品
６，２１，２２    電圧測定回路
７    電流測定回路
８，９，２４，２５    接続点
１０，１０’    試料台
１１    コイル部品
１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１３ａ’，１３ｂ，４０ａ，４０ｂ    バインディングポスト
１４，１５    線材
２３    シャント抵抗
３０    プリント基板
３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂ    接続端子
３２    チップ抵抗
３３    銅箔パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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