接触抵抗と絶縁抵抗を比較するときは、まず電流経路を特定します。導電接続部に沿う経路か、絶縁境界を横切る経路かです。DC試験記録では、mVをAで割るとmΩになり、VをµAで割るとMΩになります。コネクタでは、二つの試験が異なる経路を評価するため、低い接触抵抗と高い絶縁抵抗の両方が求められることがあります。
私は数値を読む前に測定点を特定します。次に単位、試験条件、適用される限界値を確認します。実際の試験では、電圧、電流、時間設定、安全管理を定めた製品承認済みの手順に従い、適切な機器を用いて適格な担当者が実施してください。以下の数値は計算方法を説明するための仮想的な記録です。
要点
- 結果が示す導電接続部または絶縁境界を明記してください。
- 接頭語を維持してください。18 mV ÷ 3 A = 6 mΩ、250 V ÷ 0.50 µA = 500 MΩです。
- 指定された測定点、所定の電流または電圧、時間、コンディショニング条件で得た結果を比較してください。
- 妥当性が確認された報告限界は、抵抗が5 GΩを超える場合のように、不等式で保持してください。
- 指定された抵抗限界値を適用し、温度上昇または耐電圧試験はそれぞれ固有の方法で評価してください。
接触抵抗は、導電接続部両端の電圧降下を、その接続部に流れる電流で割った値です。接続部には、嵌合した接点、端末処理部、または特定されたボンディング接続部が含まれる場合があります。毎回同じ部品を測定対象にしてください。電圧検出点を導体に沿って移動すると、測定経路が変わります。
絶縁抵抗は、意図された絶縁によって隔てられた導電部間の漏れ電流に対する印加DC電圧の比です。試験は二つの接点間、または接点と筐体の間を対象とする場合があります。対象に含まれる部品、その組立状態、要求事項が対象とする表面経路を明記してください。
| 試験 | 物理的な経路 | 一般的な入力単位 | 結果の単位 |
|---|---|---|---|
| 接触抵抗 | 導電接続部に沿う経路 | 測定した電圧降下（mV）と電流（A） | mΩ |
| 絶縁抵抗 | 絶縁境界を横切る経路 | 記録した電圧（V）と漏れ電流（µA） | MΩまたはGΩ |
上の経路は導電接点を通り、下の経路は別個の導体間にある絶縁領域を横切ります。実際の試験記録では、指定された電極または電圧検出点が組立品のどこにあるかを特定してください。ケーブルとコネクタ全体をまたぐ値には、これらの測定点の間にある部品が含まれます。
私は要件を比較するとき、保護ボンディング、信号接点、絶縁障壁を分けて考えます。保護ボンディングガイドでは、導電性の安全経路の役割を説明しています。その経路の抵抗要件は、指定された試験と構造に適用されます。
DCの基本関係は次のとおりです：
選択した経路両端の電圧降下と、その経路を流れる電流を用います。電圧をミリボルト、電流をアンペアで表すと、商の数値はミリオームになります。
計算結果は18 ÷ 3 = 6 mΩで、0.006 Ωに相当します。基本単位では18 mV = 0.018 Vであり、0.018 V ÷ 3 Aも同じ答えになります。18 mVを18 Vとして扱うと、報告される抵抗は千倍大きくなります。記録された18 mVが、意図された測定点間の電圧降下であることを確認してください。電源電圧によっては、リード線やほかの直列接続にも電流が流れることがあります。その合計電圧を電流で割ると、より広い測定経路を表します。NISTのSI単位表では、オームをボルト毎アンペアと定義しています。結果を表計算シートや報告書に移しても換算を確認できるよう、私はすべての数値に入力側と出力側の接頭語を添えます。
2つ目の仮想的な記録でも、24 mV、4 Aで6 mΩになります。この抵抗経路における電力は次式で表されます。：
| 記録 | 計算された抵抗 | その経路での電力 |
|---|---|---|
| 18 mV、3 A | 6 mΩ | 0.054 W |
| 24 mV、4 A | 6 mΩ | 0.096 W |
2つ目の記録では抵抗値は同じですが、電力損失は大きくなります。結果を比較するときは、指定された試験電流に従ってください。温度上昇は時間と周囲の組立品へ流れる熱にも左右されます。コネクタの温度上昇ガイドでは、この熱評価について説明しています。
電圧をボルト、漏れ電流をマイクロアンペアで記録した場合：
2つの単位の対応を簡潔に確認します：
| 記録した入力値 | 使いやすい結果単位 | オームへの換算 |
|---|---|---|
| mV ÷ A | mΩ | ミリオーム単位の結果を1,000で割ります |
| V ÷ µA | MΩ | メガオーム単位の結果に1,000,000を掛けます |
計算結果は250 ÷ 0.50 = 500 MΩ、すなわち0.50 GΩです。基本単位では0.50 µA = 0.00000050 Aです。250 Vをこの電流値で割ると500,000,000 Ωになります。この算術例では、250 Vを仮定した記録値として使っています。実際の試験電圧は、その製品に承認された手順から選んでください。後の測定値が同じ試験状態を表すよう、測定時間とコンディショニング条件を結果に付記してください。私は明確に表示した手順で一度だけ換算し、比較では選んだ単位を維持します。低い接触抵抗と高い絶縁抵抗を同じシートに記録すると、見出しが「R」だけの列は誤読されやすくなります。電流の限界値が報告されている場合は、対応する抵抗の限界を計算して不等式を残してください。その限界値は、記録データから実際に判定できる範囲を示します。
四端子測定は、電流供給と電圧検出を別々の接続で行う方法です。低抵抗の経路では、リード線の電圧降下が測定値に及ぼす影響が小さくなり、測定点によって測定範囲が定まります。Keithleyの『微小信号測定ハンドブック第7版』第3.3.1節では、この方法を説明しています。たとえば、3 Aで仮想的な30 µVのオフセットがある場合、10 µΩ、すなわち0.010 mΩに相当します。これは6 mΩの例の約0.17%です。私は想定される寄与分を必要な不確かさと比較し、その後、承認された方法の補正または検証手順を用います。想定による補正を記録結果に含めないでください。接触抵抗試験の条件によっては、表面皮膜も変化します。指定された低レベル試験またはドライサーキット試験では、皮膜を変化させる試験とは異なる接点状態が保たれます。接触抵抗の測定値を比較するときは、規定の電圧・電流限界値を結果に付記してください。
高抵抗の測定値は印加電圧に左右される場合があります。不要な表面漏れや治具漏れが測定電流に加わることがあります。評価する経路に指定された接続、ガーディング、測定時間の方法を用い、対象となる表面寄与が測定に含まれるようにしてください。
| 項目 | 比較前に照合する内容 |
|---|---|
| 測定点 | 同じ接続部、端末処理部、または絶縁境界 |
| 電気的条件 | 記録値、単位、指定電流または電圧 |
| 測定時間と前処理条件 | 測定時間、温度、湿度、組立状態 |
| 方法 | 機器の測定レンジ、電圧検出接続、不確かさ、測定に含める漏れ経路 |
| 要求事項 | 対象製品とこの試験条件に対する限界値および判定規則 |
報告限界とは、記載された条件下で測定法が扱える最小値です。表示がゼロに丸められていても、その値がこの限界を下回っている場合があります。表示されたゼロを実際の電流が正確にゼロであると見なさず、文書化された限界値を用いてください。
妥当性が確認された結果に、正の漏れ電流が250 Vにおいて0.05 µA未満と示されているとします。限界電流では、250 ÷ 0.05 = 5,000 MΩ、すなわち5 GΩです。正の電流がこれより小さければ抵抗は大きくなるため、R > 5 GΩと報告します。「より大きい」を示す不等号には測定情報が含まれています。ちょうど5 GΩと書くと、その情報は失われます。下限値を使う前に、測定法が電流しきい値と表示された電圧の両方を裏付けているか確認してください。空白の表示や文書化されていないゼロ表示は、いずれもその根拠になりません。電圧がほぼゼロの接触抵抗測定では、機器で妥当性が確認された測定範囲と不確かさを用いて結果を示してください。私は、分解できていない小さな値を厳密なゼロと区別し、その境界で製品の判定規則を適用します。
接触抵抗と絶縁抵抗の限界値は、通常、互いに逆の方向に設定されます。接触経路の最大抵抗は、導電接続部の電圧降下を制限します。絶縁抵抗の最小値は、指定された試験条件で絶縁境界を横切る漏れ電流を制限します。IEC 61984:2008は、規定された適用範囲内で、個別仕様書の役割を含むコネクタの安全要求事項と試験を扱っています。限界値を適用する前に、その仕様書と試験方法を特定してください。コネクタ試験とケーブルグランドのボンディング試験では、対象物が異なる場合があります。下表は前述の記録に関する仮定の限界値を示し、測定方法と条件が一致することを前提としています。実際の合否判定には、製品に指定された限界値と測定不確かさの扱いを用いてください。結果が限界値に近い場合、報告桁数を保つことで、早すぎる丸めによる判定の変化を防げます。
| 要求値の例 | 記録値 | 数値比較 |
|---|---|---|
| 接触抵抗：8 mΩ以下 | 6 mΩ | 最大値より2 mΩ低い |
| 絶縁抵抗：100 MΩ以上 | 500 MΩ | 最小値より400 MΩ高い |
耐電圧試験では、規定された電気的ストレスと合否判定方法に従って組立品を評価します。絶縁耐力は、試験片の厚さに対する絶縁破壊の結果を表します。温度上昇は、定義された組立品が負荷と周囲環境のもとでどの程度温まるかを測定します。これらはどれもDC抵抗比とは異なる問いに答えるものです。
報告書を読むときは、これらの結果をそれぞれ独立した項目として扱ってください。絶縁耐力の比較では、試験片と方法が絶縁破壊の結果に与える影響を説明しています。高い絶縁抵抗の測定値は測定対象の漏れ経路に関するものであり、耐電圧試験は指定された電気的ストレスを評価します。
接触抵抗と絶縁抵抗は、経路、単位、試験条件をたどって読み取ります。同じ電圧÷電流の式でも、単位の桁は大きく異なります。mV ÷ AはmΩ、V ÷ µAはMΩです。計算例では、これらの値の換算方法と、抵抗値が同じでも電力損失が異なる場合がある理由を示します。
その後、私は結果を、その測定に固有の要求事項と比較します。測定点、時間、コンディショニング条件、不確かさを結果に添え、機器が抵抗の下限値を示せる場合は「より大きい」を表す不等号を保持してください。こうすれば、熱的評価結果と絶縁特性に関する結果を区別しながら、導電接続部と絶縁境界を比較するのに役立つ記録になります。
比率は抵抗を表しますが、その意味は物理的な経路によって決まります。接触抵抗試験では導電接続部に沿う経路を測定し、絶縁抵抗試験では絶縁境界をまたいで測定します。測定点と試験条件を特定し、記録された電圧と電流に合った単位で結果を示してください。
6 mΩ、すなわち0.006 Ωです。Ω単位で計算する場合は、18 mVを0.018 Vに換算してください。あるいは、ミリボルトの数値をアンペアで割り、結果をミリオームで示します。
表示値の根拠となる、妥当性が確認された報告限界を確認してください。測定法が250 Vで0.05 µA未満の漏れを示す場合、対応する抵抗は5 GΩを超えます。この不等式を維持してください。根拠が文書化されていないゼロ表示からは、数値上の限界を定められません。
適用される熱的試験方法で温度上昇を評価してください。接触抵抗は電力損失に影響し、電流、時間、導体の構成、熱の流れは組立品の温度に影響します。抵抗値と熱的評価の結果は、それぞれの試験条件と結び付けてください。