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 FCインピーダンスメータ
KFM2030
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複素インピーダンス方式による燃料電池のインピーダンス特性を試験
20Vまでの電池に対して10mHz〜10kHzの測定が可能
負荷部定格は定電流モード30A／5Aの2レンジ
負荷電流分解能1mA、最大消費電力60W
各種保護機能装備
外部コントロールインターフェース標準装備
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概要
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インピーダンスメータKFM2030は、測定に複素インピーダンス方式（交流インピーダンス方式）を用いて手軽に燃料電池のインピーダンス特性を試験するために開発された計測器です。付属アプリケーションソフトにより交流インピーダンス方式に基づくデータを取得し、コールコールプロットから燃料電池の各パラメータを算出することができます。内部に小電力対応の直流負荷（60W）が内蔵されており、最大20V、30Aまでの燃料電池の負荷試験が可能となっております。また大容量電池へは外付け負荷で対応することができます。
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なぜインピーダンス測定が必要なのか？
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燃料電池のみでなく電池の多くは、製造した後にその性能を調整することはできません。しかし、期待通りの性能がでているのか、仕様を満足しているのか、実際に動作させてみての検査・確認をおこなう必要はあります。ところが、すべての電池を実際に動作させることはなかなか困難です。そこで、短時間に電池の特性を知る手法として、精密なインピーダンス測定をおこないます。インピーダンス特性を知ることは、電池の特性やバラツキ、あるいは寿命を知る手がかりとなります。
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特長
- 20Vまでの電池に対して10mHz〜10kHzのインピーダンス測定が可能
（また電池電圧も0〜20Vの範囲でリードバック可能）
- 負荷部定格は定電流モード30A、5Aの2レンジ
負荷電流分解能1mA、最大消費電力60W
- 低電圧保護、過電圧保護、過電力保護、過熱保護、過電流保護、断線検出を標準装備
- 表示部は視認性の高いバックライト付きLCDを採用
- 測定値表示はR、 X、｜Z｜、 θ、 V、 I
のうち任意の4つを選択
- GPIB、RS-232C、USBインターフェース標準装備
- 2次電池・1次電池においても10mHz〜10kHzのインピーダンス測定が可能
アプリケーションソフト
●コールコールプロット
- 周波数の多点プロット（3〜70点）により得られたデータで、燃料電池の近似等価回路定数に値付けをします。
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インピーダンスの測定方法（複素インピーダンス測定方式）について
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インピーダンスの測定方法には下記に示すような方式があります。
- 複素インピーダンス方式（交流インピーダンス方式）
- 電流遮断方式
- 高速フーリエ変換方式
- リサージュ方式
- インピーダンスブリッジ方式
- オシロスコープ方式
これらの中で最もポピュラーなのが複素インピーダンス方式です。また、大きな電流の場合は電流遮断方式が使われてきました。しかし、電流遮断方式はデータの再現性や精度の点で難点があります。複素インピーダンス方式とは、被測定物（燃料電池）に交流の振動を与え、被測定物に生ずる電圧と電流の振幅および位相差から、複素インピーダンスを求め、複素座標にプロットします。交流の振動周波数を変化することにより、そのプロットが描く軌跡から等価インピーダンスを算出する方式です。今後は大容量でも測定可能になります。
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▲Cole-Coleプロット試験画面
●電流ー電圧特性測定試験（I-V特性）
- 負荷電流に対するセル電圧および内部抵抗を測定し、ターフェルプ
ロットを表示します。ガス流量を一定にし、電池評価や反応面積から電流密度が測定可能
になります。
- 0A〜最大30A迄の最大分解能1mAで増加減ができ、その時の電圧
を読んでいきます。くりかえしも∞迄設定可能。
●CCモード（エージング用）
- 立上り／下り時間を最大999s迄設定できます。
- ロギング間隔も1〜99999s迄広げられます。
- １点の周波数ですが継続して測定電流を流し、負荷電流30A迄のインピーダンスを測定することが可能。（測定電流を切ることもできます。）
▲CCモード試験画面
大容量燃料電池測定システム構築について
大電流を流しながらの実測定（インピーダンス測定）が可能!!なシステムを構築いたします。（最大1000A迄）
【接続概念図】
大容量実負荷を取りながらインピーダンス測定とI-V測定を可能にします。
負荷電圧： 0〜20V
負荷電流：396A 1980W
測定レンジ： 10mΩ、100mΩ
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（PLZ-4Wシリーズは最大5台迄増設可）
- システムの構築には専用アプリケーションソフトも合わせ製作いたします。
- 上記システムは特注にて対応いたします。お近くの営業所にご連絡ください。
- 燃料電池用特注負荷装置も製作いたします。
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燃料電池擬似電源を製作いたします
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当社のバリエーション豊富な電源装置（標準品）と、IーV特性をシミュレートしたソフトを使用することにより、任意の電圧と電流を燃料電池の代用として各種試験にお使いいただくことができます。FCの代用として、インバータ定常試験用として、また、用途に合わせて電源をはじめとするシステムもご相談にてお受け致します。※詳しくは別途お問合せください。
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仕様
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インピーダンス測定部
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測定周波数
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10mHz〜10kHz
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周波数分解能
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1.00、1.26、1.58、2.00、2.51、3.00、3.16、4.00、5.00、6.00、6.30、7.00、8.00、9.00の系列で14ポイント／decade
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測定レンジ※1
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165mAレンジ（AC60mArms時）：30mΩ、100mΩ、300mΩ、AUTO
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測定交流電流
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60mArms (165mAレンジ）、180mArms
(500mAレンジ）、OFF
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測定分解能
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10mΩレンジ：1μΩ
30mΩ、100mΩレンジ：10μΩ
300mΩレンジ：100μΩ
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測定値表示
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R、 X、│Z│、θ、 電圧、
電流のうち、任意の4つを選択して表示
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測定確度
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10mHz〜900HzのR、X：±2％ of
range※2
1kHz〜4kHzのR、X：±3％ of
range※2
5kHz〜10kHzのR、X：±4％ of
range※2
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直流電圧・電流測定部
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電圧レンジ
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2V、
20Vの２レンジ自動切換
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電圧測定分解能
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2Vレンジ：100μV
20Vレンジ：1mV
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電圧測定確度
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2Vレンジ：±（0.2％ of
rdg※3
＋6 digit）
20Vレンジ：±（0.7％ of
rdg※3
＋8 digit）
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電流測定分解能
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1mA
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電流測定確度
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30Aに対して±2％
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モニタ出力
（負荷部に対し絶縁出力）
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電圧モニタ：センシング入力電圧20Vに対して10Vを出力
電圧モニタ確度：±0.05V
電流モニタ：負荷電流30Aに対して10Vを出力
電流モニタ確度：±0.2V
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電子負荷部
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動作モード
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定電流
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レンジ
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5A、30Aの2レンジ
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最大負荷電流
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30A
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入力電圧範囲
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0V〜20V
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最大入力電力
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60W
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電流設定確度
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±（0.5％ of
set※4
＋10mA）
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外部制御※5
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5Aレンジ：0V〜10Vに対して0A〜5A
30Aレンジ：0V〜10Vに対して0A〜30A
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表示部
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240dot ×64dot
LCD、冷陰極線管バックライト付
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インピーダンス計測部
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10mΩ→XX.XXXmΩ
30mΩ／100mΩ→XXX.XXmΩ
300mΩ→XXX.XmΩ
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直流電圧測定部
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0.0000V〜2.0000Vおよび2.000V〜20.000V
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外部コントロールインターフェース
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GPIB、RS-232C、USB
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アベレージ設定
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積分平均：1〜32、移動平均：1〜256、両平均を併用して使用可
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保護機能
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過電圧保護（OVP）
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センシング端に21V以上印加されると負荷を遮断
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過電力保護（OPP）
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63W以上の電力でCP動作、OVER LOAD
LED点灯
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過熱保護（OHP）
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負荷装置が異常高温になった時に負荷を遮断
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過電流保護（OCP）
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負荷電流が31.5A以上流れた場合に、LCDに“ALM:OCP”が表示され、ロードオフになります。
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低電圧保護（UVP）
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センシング端が設定電圧を下回ると負荷を遮断
−2V〜20Vまで設定可能
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一般仕様
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外部コントロール
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入力
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CCコントロール、LOAD
ON/OFF、負荷レンジ：0/5V
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出力
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Vモニター、Iモニター、アラーム、ロードのステータス
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環境
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ウォームアップ時間
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30分以上
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設置高度
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2000m以下
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保存温度・湿度範囲
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−20℃〜＋70℃、90％RH以下（但し、結露なきこと）
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動作温度・湿度範囲
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0℃〜＋40℃、20％〜85％RH以下（但し、結露なきこと）
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仕様保証温度・湿度範囲
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＋15℃〜＋35℃、20％〜85％RH以下（但し、結露なきこと）
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電源
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電源電圧許容範囲
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AC90V〜132V、AC180V〜250V
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電源周波数範囲
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45Hz〜65Hz
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最大消費電力
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600VA 以下
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絶縁抵抗
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50MΩ以上（DC500V）［AC
LINE−シャッシ間］
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耐電圧
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AC1500VAC 1分間 ［AC
LINE−シャッシ間］
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外形寸法（最大部）
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430（455）W×88（105）H×380（450）Dmm
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質量
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約9.5kg
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付属品
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入力電源100V用電源コード：1本、センシング：１組、負荷線：１組、取扱説明書：1部、アプリケーションソフト（CD）：１枚
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オプション
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ラックマウントブラケット
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KRB100-TOS（JIS用）
KRB2-TOS（EIA用）
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※1
レンジの約４倍の値まで測定することができます。ただし、燃料電池のドリフトやリップルが大きかったりノイズの
多い環境では、レンジ以下の値でオーバーレンジになる場合があります。
※2
range：測定レンジ
※3
rdg：入力電圧の読み値
※4
set：入力電流の設定値
※5
設定のフルスケールを微調整可
●リアパネル
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