(57)【要約】      （修正有）【課題】絶縁電線内の交流（ＡＣ）電気的パラメータの測定を、絶縁電線とテストプローブとのガルバニック接続を必要とすることなく提供する。【解決手段】測定システム３７００は、非接触電圧センサー３７０２と非接触電流センサー３７０４との両方を含むハウジングを含む。測定システムは、測定値を、測定時間間隔中に電圧センサー及び電流センサーから取得し、測定値を処理して絶縁電線のＡＣ電気的パラメータを判定する。ＡＣ電気的パラメータは、視覚インジケータ装置３７１２を介して、オペレータに示すことができる。ＡＣ電気的パラメータは、付加的又は代替的に、有線及び／又は無線通信インターフェースを介して外部デバイスに通信することができる。測定システムは、電圧センサー及び電流センサーに対する絶縁電線の機械的位置合わせに関するフィードバックをユーザーに提供する、位置合わせ用フィードバックセンサーを含むことができる。【選択図】図２８
2018105850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触測定システムであって、
前端を含むハウジングと、
動作時に、絶縁電線内の電圧を、前記絶縁電線にガルバニック接触することなく感知する、前記ハウジングの前記前端に近接して位置決めされた電圧センサーと、
動作時に、前記絶縁電線内の電流を、前記絶縁電線にガルバニック接触することなく感知する、前記ハウジングの前記前端に近接して位置決めされた電流センサーと、
前記ハウジング内に位置決めされた少なくとも１つのプロセッサであって、前記少なくとも１つのプロセッサは、前記電圧センサー及び前記電流センサーに動作可能に結合される、少なくとも１つのプロセッサと、を備え、動作時に、前記少なくとも１つのプロセッサは、
測定時間間隔中に前記電圧センサーによって取得された電圧センサー信号であって、前記絶縁電線内の前記電圧を示す前記電圧センサー信号を、前記電圧センサーから受信し、
前記測定時間間隔中に前記電流センサーによって取得された電流センサー信号であって、前記絶縁電線内の前記電流を示す前記電流センサー信号を、前記電流センサーから受信し、
少なくとも１つの交流（ＡＣ）電気的パラメータを、前記受信された電圧センサー信号及び電流センサー信号に少なくとも部分的に基づいて判定する、非接触測定システム。
【請求項２】
前記電流センサーは、磁場センサーを含む、請求項１に記載の非接触測定システム。
【請求項３】
前記電圧センサーは、容量分圧器型電圧センサー、基準信号型電圧センサー又はマルチコンデンサ型電圧センサーのうちの１つを含む、請求項１に記載の非接触測定システム。
【請求項４】
前記電圧センサーは、動作時に、前記絶縁電線内の基準信号を、前記絶縁電線にガルバニック接触することなく感知する基準信号型電圧センサーを含み、
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記基準信号を受信し、前記絶縁電線を通って流れる前記電流の少なくとも１つの特性を、前記受信された基準信号に少なくとも部分的に基づいて判定する、請求項１に記載の非接触測定システム。
【請求項５】
前記少なくとも１つのＡＣ電気的パラメータは、電力、位相、周波数、高調波又はエネルギーのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の非接触測定システム。
【請求項６】
動作時に、前記少なくとも１つのプロセッサは、複数のＡＣ電気的パラメータを、前記受信された電圧センサー信号及び電流センサー信号に少なくとも部分的に基づいて判定する、請求項１に記載の非接触測定システム。
【請求項７】
前記少なくとも１つのプロセッサに動作可能に結合されたディスプレイを更に備え、動作時に、前記少なくとも１つのプロセッサは、前記ディスプレイに前記少なくとも１つのＡＣ電気的パラメータを示させる、請求項１に記載の非接触測定システム。
【請求項８】
動作時に、前記少なくとも１つのプロセッサは、前記ディスプレイに前記少なくとも１つのＡＣ電気的パラメータに関連した波形又はグラフのうちの少なくとも一方を示させる、請求項７に記載の非接触測定システム。
【請求項９】
前記少なくとも１つのプロセッサに動作可能に結合された通信インターフェースを更に備え、動作時に、前記少なくとも１つのプロセッサは、前記通信インターフェースを介して、データを少なくとも１つの外部デバイスに送り、前記データは、前記電圧センサー信号、前記電流センサー信号、又は、前記判定された少なくとも１つのＡＣ電気的パラメータのうちの少なくとも１つに関連している、請求項１に記載の非接触測定システム。
【請求項１０】
前記通信インターフェースは、前記データを、前記少なくとも１つの外部デバイスに無線で送るように動作可能な無線通信インターフェースを含む、請求項９に記載の非接触測定システム。
【請求項１１】
少なくとも１つの外部デバイスであって、
ディスプレイと、
動作時に、前記非接触測定システムの前記通信インターフェースによって送られた前記データを受信する通信インターフェースと、
前記ディスプレイ及び前記通信インターフェースに動作可能に結合された少なくとも１つのプロセッサと、を含む、少なくとも１つの外部デバイスを更に備え、動作時に、前記少なくとも１つのプロセッサは、
前記通信インターフェースを介して、前記データを前記非接触測定システムから受信し、
前記ディスプレイに前記少なくとも１つのＡＣ電気的パラメータを示させる、請求項９に記載の非接触測定システム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのプロセッサに動作可能に結合され、前記非接触測定システムのハウジングの前端に近接して位置決めされた位置合わせ用フィードバックセンサーであって、動作時に、前記位置合わせ用フィードバックセンサーは、前記電圧センサー及び前記電流センサーに対する前記絶縁電線の現在の位置合わせを示す位置合わせフィードバックセンサー信号を生成する、位置合わせ用フィードバックセンサーと、
前記少なくとも１つのプロセッサに動作可能に結合されたインジケータ装置と、を更に備え、動作時に、前記少なくとも１つのプロセッサは、前記位置合わせフィードバックセンサー信号を前記位置合わせ用フィードバックセンサーから受信し、前記インジケータ装置に、位置合わせ表示を、前記受信された位置合わせフィードバックセンサー信号に少なくとも部分的に基づいて前記非接触測定システムのユーザーに提供させる、請求項１に記載の非接触測定システム。
【請求項１３】
前記インジケータ装置は、視覚インジケータ装置又は可聴インジケータ装置のうちの少なくとも一方を含む、請求項１２に記載の非接触測定システム。
【請求項１４】
前記インジケータ装置は、ディスプレイ又は複数の照明部のうちの少なくとも一方を含み、動作時に、前記少なくとも１つのプロセッサは、前記インジケータ装置に複数の色を含む位置合わせ表示を前記ユーザーに提供させ、前記複数の色のうちのそれぞれは、前記電圧センサー及び前記電流センサーに対する前記絶縁電線の位置合わせの異なるレベルに対応する、請求項１２に記載の非接触電圧測定システム。
【請求項１５】
動作時に、前記少なくとも１つのプロセッサは、前記インジケータ装置に、測定値精度の表示を、前記受信された位置合わせフィードバックセンサー信号に少なくとも部分的に基づいて提供させる、請求項１２に記載の非接触測定システム。
【請求項１６】
動作時に、前記少なくとも１つのプロセッサは、前記インジケータ装置に、試験中の前記絶縁電線に近接して通電された回路の表示を、前記受信された位置合わせフィードバックセンサー信号に少なくとも部分的に基づいて提供させる、請求項１２に記載の非接触測定システム。
【請求項１７】
絶縁電線内の少なくとも１つの交流（ＡＣ）電気的パラメータを判定するために非接触測定システムを操作する方法であって、
前記非接触測定システムのハウジング内に位置決めされた電圧センサーを介して、前記絶縁電線内の電圧を、測定時間間隔中に、前記絶縁電線にガルバニック接触することなく感知することと、
前記非接触測定システムの前記ハウジング内に位置決めされた電流センサーを介して、前記絶縁電線内の電流を、前記測定時間間隔中に、前記絶縁電線にガルバニック接触することなく感知することと、
前記非接触測定システムの前記ハウジング内に位置決めされた少なくとも１つのプロセッサを介して、少なくとも１つの交流（ＡＣ）電気的パラメータを、前記感知された電圧及び前記感知された電流に少なくとも部分的に基づいて判定することと、
を含む、方法。
【請求項１８】
前記電圧を感知することは、容量分圧器型電圧センサー、基準信号型電圧センサー又はマルチコンデンサ型電圧センサーのうちの１つを利用して前記電圧を感知することを含み、前記電流を感知することは、磁場センサーを利用して前記電流を感知することを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
少なくとも１つのＡＣ電気的パラメータを判定することは、電力、位相、周波数、高調波、又はエネルギーのうちの少なくとも１つを前記感知された電圧及び前記感知された電流に少なくとも部分的に基づいて判定することを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記少なくとも１つのＡＣ電気的パラメータの表示を前記非接触測定システムのユーザーに示すことを更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
非接触測定システムであって、
前端を含むハウジングと、
動作時に、絶縁電線内の電圧を、測定時間間隔中に、前記絶縁電線にガルバニック接触することなく感知する、前記前端に近接して位置決めされた電圧センサーと、
動作時に、前記絶縁電線内の電流を、測定時間間隔中に、前記絶縁電線にガルバニック接触することなく感知する、前記前端に近接して位置決めされた電流センサーと、
前記前端に近接して位置決めされた位置合わせ用フィードバックセンサーと、
前記ハウジングの表面上に位置決めされたインジケータ装置と、
前記ハウジング内に位置決めされた少なくとも１つのプロセッサであって、前記少なくとも１つのプロセッサは、前記電圧センサー、前記電流センサー、前記位置合わせ用フィードバックセンサー及び前記インジケータ装置に通信可能に結合されている、少なくとも１つのプロセッサと、を備え、動作時に、前記少なくとも１つのプロセッサは、
少なくとも１つの交流（ＡＣ）電気的パラメータを前記感知された電圧及び前記感知された電流に少なくとも部分的に基づいて判定し、
前記電圧センサー及び前記電流センサーに対する前記絶縁電線の現在の位置合わせを示す位置合わせフィードバックセンサー信号を前記位置合わせ用フィードバックセンサーから受信し、
前記インジケータ装置に、位置合わせ表示を前記受信された位置合わせフィードバックセンサー信号に少なくとも部分的に基づいて前記非接触測定システムのユーザーに提供させる、非接触測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、電気的特性の測定に関し、より詳しくは、電気回路内の電気的パラメータの非接触測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
電圧計が、電気回路内の電圧を測定するのに使用される器具である。１つを超える電気的特性を測定する器具は、マルチメータつまりデジタルマルチメータ（digital multimeter、ＤＭＭ）と呼ばれ、サービス用途、トラブルシューティング用途及びメンテナンス用途に一般に必要とされるいくつかのパラメータを測定するように動作する。そのようなパラメータとしては、典型的には交流（alternating current、ＡＣ）電圧及び電流、直流（direct current、ＤＣ）電圧及び電流、並びに抵抗又は継続性が挙げられる。電力特性、周波数、容量及び温度など、他のパラメータも特定の用途の要件を満たすために測定することができる。
【０００３】
ＡＣ電圧及び／又は電流を測定する従来の電圧計又はマルチメータに関しては、少なくとも１つの測定電極又はプローブを導体とガルバニック接触させることが必要であり、これには、前もって、絶縁電線の絶縁の一部の切断、回路の断路、及び／又は、測定のための端子の設置が必要であることが多い。プローブを露出した電線又は端子に接触させるステップは、ガルバニック接触のために剥き出しにした電線又は端子が必要であるばかりでなく、ショック又は感電死のリスクのために相対的に危険である可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１０６２２０
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
非接触測定システムは、前端を備えるハウジングと、動作時に、絶縁電線内の電圧を、絶縁電線にガルバニック接触することなく感知する、ハウジングの前端に近接して位置決めされた電圧センサーと、動作時に、絶縁電線内の電圧を、絶縁電線にガルバニック接触することなく感知する、ハウジングの前端に近接して位置決めされた電流センサーと、ハウジング内に位置決めされた少なくとも１つのプロセッサであって、少なくとも１つのプロセッサは、電圧センサー及び電流センサーに動作可能に結合される、少なくとも１つのプロセッサと、を備えると要約することができ、動作時に、少なくとも１つのプロセッサは、絶縁電線内の電圧を示す、電圧センサーによって取得された電圧センサー信号を、測定時間間隔中に電圧センサーから受信し、絶縁電線内の電流を示す、電流センサーによって取得された電流センサー信号を、測定時間間隔中に電流センサーから受信し、少なくとも１つの交流（ＡＣ）電気的パラメータを受信された電圧センサー信号及び電流センサー信号に少なくとも部分的に基づいて判定する。
【０００６】
電流センサーは、磁場センサーを含むことができる。電圧センサーは、容量分圧器型電圧センサー、基準信号型電圧センサー又はマルチコンデンサ型電圧センサーのうちの１つを含むことができる。電圧センサーは、動作時に、絶縁電線内の基準信号を、絶縁電線にガルバニック接触することなく感知する基準信号型電圧センサーを含むことができ、少なくとも１つのプロセッサは、基準信号を受信し、絶縁電線を通って流れる電流の少なくとも１つの特性を受信された基準信号に少なくとも部分的に基づいて判定する。少なくとも１つのＡＣ電気的パラメータは、電力、位相、周波数、高調波又はエネルギーのうちの少なくとも１つを含むことができる。動作時に、少なくとも１つのプロセッサは、複数のＡＣ電気的パラメータを受信された電圧センサー信号及び電流センサー信号に少なくとも部分的に基づいて判定することができる。
【０００７】
非接触測定システムは、少なくとも１つのプロセッサに動作可能に結合されたディスプレイを更に含むことができ、動作時に、少なくとも１つのプロセッサは、ディスプレイにうちの少なくとも１つのＡＣ電気的パラメータを示させることができる。
【０００８】
動作時に、少なくとも１つのプロセッサは、ディスプレイに少なくとも１つのＡＣ電気的パラメータに関連した波形又はグラフのうちの少なくとも一方を示させることができる。
【０００９】
非接触測定システムは、少なくとも１つのプロセッサに動作可能に結合された通信インターフェースを更に含むことができ、動作時に、少なくとも１つのプロセッサは、通信インターフェースを介して、データを少なくとも１つの外部デバイスに送ることができ、データは、電圧センサー信号、電流センサー信号、又は、判定された少なくとも１つのＡＣ電気的パラメータのうちの少なくとも１つに関連している。
【００１０】
通信インターフェースは、データを、少なくとも１つの外部デバイスに無線で送るように動作可能な無線通信インターフェースを含むことができる。
【００１１】
非接触測定システムは、少なくとも１つの外部デバイスを更に含むことができ、少なくとも１つの外部デバイスは、ディスプレイと、動作時に、非接触測定システムの通信インターフェースによって送られたデータを受信する通信インターフェースと、ディスプレイ及び通信インターフェースに動作可能に結合された少なくとも１つのプロセッサと、を含み、動作時に、少なくとも１つのプロセッサは、通信インターフェースを介してデータを非接触測定システムから受信し、ディスプレイに少なくとも１つのＡＣ電気的パラメータを示させる。
【００１２】
非接触測定システムは、少なくとも１つのプロセッサに動作可能に結合され、非接触測定システムのハウジングの前端に近接して位置決めされた位置合わせ用フィードバックセンサーであって、動作時に、位置合わせ用フィードバックセンサーは、電圧センサー及び電流センサーに対する絶縁電線の現在の位置合わせを示す位置合わせフィードバックセンサー信号を生成する、位置合わせ用フィードバックセンサーと、少なくとも１つのプロセッサに動作可能に結合されたインジケータ装置とを更に含むことができ、動作時に、少なくとも１つのプロセッサは、位置合わせフィードバックセンサー信号を位置合わせ用フィードバックセンサーから受信し、インジケータ装置に、位置合わせ表示を受信された位置合わせフィードバックセンサー信号に少なくとも部分的に基づいて非接触測定システムのユーザーに提供させる。
【００１３】
インジケータ装置は、視覚インジケータ装置又は可聴インジケータ装置のうちの少なくとも一方を含むことができる。インジケータ装置は、ディスプレイ又は複数の照明部のうちの少なくとも一方を含むことができ、動作時に、少なくとも１つのプロセッサは、インジケータ装置に、複数の色を含む位置合わせ表示をユーザーに提供させることができ、複数の色のうちのそれぞれは、電圧センサー及び電流センサーに対する絶縁電線の位置合わせの異なるレベルに対応する。動作時に、少なくとも１つのプロセッサは、インジケータ装置に、測定値精度の表示を受信された位置合わせフィードバックセンサー信号に少なくとも部分的に基づいて提供させることができる。動作時に、少なくとも１つのプロセッサは、インジケータ装置に、試験中の絶縁電線に近接して通電された回路の表示を受信された位置合わせフィードバックセンサー信号に少なくとも部分的に基づいて提供させることができる。
【００１４】
絶縁電線内の少なくとも１つの交流（ＡＣ）電気的パラメータを判定するために非接触測定システムを操作する方法は、非接触測定システムのハウジング内に位置決めされた電圧センサーを介して、絶縁電線内の電圧を、測定時間間隔中に、絶縁電線にガルバニック接触することなく感知することと、非接触測定システムの記ハウジング内に位置決めされた電流センサーを介して、絶縁電線内の電流を、測定時間間隔中に、絶縁電線にガルバニック接触することなく感知することと、非接触測定システムのハウジング内に位置決めされた少なくとも１つのプロセッサを介して、少なくとも１つの交流（ＡＣ）電気的パラメータを感知された電圧及び感知された電流に少なくとも部分的に基づいて判定することと、を含むと要約することができる。
【００１５】
電圧を感知することは、容量分圧器型電圧センサー、基準信号型電圧センサー又はマルチコンデンサ型電圧センサーのうちの１つを利用して電圧を感知することを含むことができ、電流を感知することは、磁場センサーを利用して電流を感知することを含むことができる。少なくとも１つのＡＣ電気的パラメータを判定することは、電力、位相、周波数、高調波又はエネルギーのうちの少なくとも１つを感知された電圧及び感知された電流に少なくとも部分的に基づいて判定することを含むことができる。
【００１６】
絶縁電線内のうちの少なくとも１つの交流（ＡＣ）電気的パラメータを判定するために非接触測定システムを操作する方法は、少なくとも１つのＡＣ電気的パラメータの表示を非接触測定システムのユーザーに示すことを更に含むことができる。
【００１７】
非接触測定システムは、前端を備えるハウジングと、動作時に、絶縁電線内の電圧を、測定時間間隔中に、絶縁電線にガルバニック接触することなく感知する、前端に近接して位置決めされた電圧センサーと、動作時に、絶縁電線内の電流を、測定時間間隔中に、絶縁電線にガルバニック接触することなく感知する前端に近接して位置決めされた電流センサーと、前端に近接して位置決めされた位置合わせ用フィードバックセンサーと、動作時に、絶縁電線内の電圧を、測定時間間隔中に、絶縁電線にガルバニック接触することなく感知する、前端に近接して位置決めされた電圧センサーと、動作時に、絶縁電線内の電流を、測定時間間隔中に、絶縁電線にガルバニック接触することなく感知する前端に近接して位置決めされた電流センサーと、前端に近接して位置決めされた位置合わせ用フィードバックセンサーと、ハウジングの表面上に位置決めされたインジケータ装置と、ハウジング内に位置決めされた少なくとも１つのプロセッサであって、少なくとも１つのプロセッサは、電圧センサー、電流センサー、位置合わせ用フィードバックセンサー及びインジケータ装置に通信可能に結合されている、少なくとも１つのプロセッサとを含むと要約することができ、動作時に、少なくとも１つのプロセッサは、少なくとも１つの交流（ＡＣ）電気的パラメータを感知された電圧及び感知された電流に少なくとも部分的に基づいて判定し、電圧センサーに対する絶縁電線の現在の位置合わせを示す位置合わせフィードバックセンサー信号を位置合わせ用フィードバックセンサー、位置合わせ用フィードバックセンサー及び電流センサーから受信し、インジケータ装置に、位置合わせ表示を受信された位置合わせフィードバックセンサー信号に少なくとも部分的に基づいて非接触測定システムのユーザーに提供させる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
図面中、全く同じ参照番号によって同様の要素又は行為が識別される。図面における構成要素のサイズ及び相対位置は、必ずしも尺度どおりに描かれていない。例えば、様々な要素及び角度の形状は、必ずしも縮尺通りに描かれているわけではなく、これらの要素の一部は、図面が読みやすくなるように任意に拡大して位置決めされている場合がある。更に、描かれている要素の特定の形状は、必ずしも特定の要素の実際の形状に関する任意の情報を伝えることが意図されているわけではなく、単に図面中で認識しやすいように選択された場合がある。
【図１Ａ】図１Ａは、１つの図示した実行例による、基準信号型電圧センサーを含む非接触電圧測定システムをオペレータが使用して、絶縁電線内に存在するＡＣ電圧を、電線とのガルバニック接触を必要とすることなく測定することができる環境の絵図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、１つの図示した実行例による、絶縁電線と非接触電圧測定システムの導電センサーとの間に形成された結合容量、絶縁導体流成分、及び、非接触電圧測定システムとオペレータとの間の人体容量を示す、図１Ａの非接触電圧測定システムの上面図である。
【図２】図２は、１つの図示した実行例による、非接触電圧測定システムの様々な内部構成要素の概略図である。
【図３】図３は、１つの図示した実行例による、非接触電圧測定システムの様々な信号処理構成要素を示すブロック図である。
【図４】図４は、１つの図示した実行例による、高速フーリエ変換（fast Fourier transform）（ＦＦＴ）を実行する非接触電圧測定システムの概略図である。
【図５】図５は、信号及び基準信号分離の別の実施例による、アナログ電子フィルターを実行する非接触電圧測定システムのブロック図である。
【図６】図６は、１つの図示した実行例による、非接触電圧測定システムの概略回路図である。
【図７Ａ】図７Ａは、１つの図示した実行例による、様々なリーク及び浮遊容量を示す非接触電圧測定システムの概略図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、１つの図示した実行例による、様々なリーク及び浮遊容量を示し、基準電圧信号の補正を含む非接触電圧測定システムの概略図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、１つの図示した実行例による、図７Ｂのシステムの例示的なセンサー配置を示す。
【図８】図８は、１つの図示した実行例による、非接触電圧測定システムのセンサーと外部接地との間の容量を示す非接触電圧測定システムの概略回路図である。
【図９Ａ】図９Ａは、１つの図示した実行例による、非接触電圧測定システムの内部接地ガードと外部接地との間の容量を示す非接触電圧測定システムの概略回路図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、１つの図示した実行例による、非接触電圧測定システムの内部接地ガードと外部接地との間の容量を示す非接触電圧測定システムの概略回路図である。
【図１０】図１０は、１つの図示した実行例による、非接触電圧測定システムのセンサー及び内部接地ガードアセンブリの斜視図である。
【図１１】図１１は、１つの図示した実行例による、非接触電圧測定システムの「Ｕ」字形又は「Ｖ」字形センサー前端の断面図である。
【図１２】図１２は、１つの図示した実行例による、非接触電圧測定システムの弓形形状センサー前端の立面図である。
【図１３】図１３は、１つの図示した実行例による、非接触電圧測定システムの円筒形センサー前端の斜視図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、１つの図示した実行例による、内部接地ガードのガードリングクランプが閉位置にあるときの非接触電圧測定システムのセンサー前端の上面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、１つの図示した実行例による、内部接地ガードのガードリングクランプが開位置にあるときの図１４Ａに示す非接触電圧測定システムの前端の上面図である。
【図１５】図１５は、１つの図示した実行例による、内部接地ガードのガードリングクランプが取り外された、図１４Ａのセンサー前端の一部の斜視図である。
【図１６】図１６は、１つの図示した実行例による、容量分圧器型電圧センサーを含む非接触電圧測定システムをオペレータが使用して、絶縁電線内に存在するＡＣ電圧を、電線とのガルバニック接触を必要とすることなく測定することができる環境の絵図である。
【図１７】図１７は、１つの図示した実行例による、図１６の非接触電圧測定システムの上面図である。
【図１８】図１８は、１つの図示した実行例による、非接触電圧測定システムの高レベルブロック図である。
【図１９】図１９は、１つの実行例による、２つのコンデンサを利用する可変図示した容量サブシステムを含む非接触電圧測定システムの概略図である。
【図２０】図２０は、１つの図示した実行例による、図１９の非接触電圧測定システムの概略回路図である。
【図２１】図２１は、１つの実行例による、３つのコンデンサを利用する可変図示した容量サブシステムを含む非接触電圧測定システムの概略図である。
【図２２】図２２は、１つの図示した実行例による、電線とのガルバニック接触なしに絶縁電線内のＡＣ電圧を測定するために非接触電圧測定システムを操作する方法のフロー図である。
【図２３Ａ】図２３Ａは、１つの図示した実行例による、マルチコンデンサ型電圧センサーを含む非接触電圧測定システムをオペレータが使用して、絶縁電線内に存在するＡＣ電圧を、電線とのガルバニック接触を必要とすることなく測定することができる環境の絵図である。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、１つの図示した実行例による、非接触電圧測定システムの絶縁電線と導電センサーとの間に形成された結合容量を示す、図２３Ａの非接触電圧測定システムの上面図である。
【図２４】図２４は、１つの図示した実行による、非接触電圧測定システムの様々な内部構成要素の概略図である。
【図２５】図２５は、１つの図示した実行例による、試験中の絶縁電線に近接して位置決めされた非接触電圧測定システムの導電センサーを示す概略図である。
【図２６Ａ】図２６Ａは、１つの図示した実行例による、第１及び第２の導電センサーの実施例形状を示す、非接触電圧測定システムの第１及び第２の導電センサー及び内部接地ガードの平面図である。
【図２６Ｂ】図２６Ｂは、１つの図示した実行例による、第３の導電センサーの例示的な形状を示す、非接触電圧測定システムの第３の導電センサー及び内部接地ガードの平面図である。
【図２７】図２７は、１つの図示した実行例による、非接触電圧測定システムの前端つまりプローブ端部の断面図である。
【図２８】図２８は、１つの図示した実行例による、測定システムの概略ブロック図である。
【図２９】図２９は、１つの図示した実行例による、遠隔センサーとして動作する測定システムの概略ブロック図である。
【図３０】図３０は、位置合わせフィードバックを提供する測定システムの前端の図である。
【図３１】図３１は、本開示の機能性の少なくとも一部を組み込むことができる例示的な測定システムの正面立面図である。
【図３２】図３２は、本開示の機能性の少なくとも一部を組み込むことができる例示的な測定システムの正面立面図である。
【図３３】図３３は、本開示の機能性の少なくとも一部を組み込むことができる例示的な測定システムの正面立面図である。
【図３４】図３４は、本開示の機能性の少なくとも一部を組み込むことができる例示的な測定システムの正面立面図である。
【図３５】図３５は、本開示の機能性の少なくとも一部を組み込むことができる例示的な測定システムの正面立面図である。
【図３６】図３６は、本開示の機能性の少なくとも一部を組み込むことができる例示的な測定システムの正面立面図である。
【図３７】図３７は、本開示の機能性の少なくとも一部を組み込むことができる例示的な測定システムの正面立面図である。
【図３８】図３８は、本開示の機能性の少なくとも一部を組み込むことができる例示的な測定システムの正面立面図である。
【図３９】図３９は、本開示の機能性の少なくとも一部を組み込むことができる例示的な測定システムの正面立面図である。
【図４０】図４０は、本開示の機能性の少なくとも一部を組み込むことができる例示的な測定システムの正面立面図である。
【図４１】図４１は、本開示の機能性の少なくとも一部を組み込むことができる例示的な測定システムの正面立面図である。
【図４２Ａ】図４２Ａは、本開示の機能性の少なくとも一部を組み込むことができる例示的な測定システムの正面立面図である。
【図４２Ｂ】図４２Ｂは、図４２Ａの測定システムの左側面図である。
【図４３】図４３は、１つの図示した実行例による、非接触電流測定システムをオペレータが使用して、絶縁電線内に存在するＡＣ電流を、絶縁電線とのガルバニック接触を必要とすることなく測定することができる環境の絵図である。
【図４４Ａ】図４４Ａは、調節可能なクランプアセンブリのクランプ部材が絶縁電線から離間された状態で示された、調節可能なクランプアセンブリを含む非接触電流測定システムの正面立面図である。
【図４４Ｂ】図４４Ｂは、絶縁電線が調節可能なクランプアセンブリによってクランプされた状態示された、図４４Ａの非接触電流測定システムの正面立面図である。
【図４５】図４５は、１つの図示した実行例による、非接触電流測定システムの別の実行例の正面立面図である。
【図４６】図４６は、１つの図示した実行例による、非接触電流測定システムの別の実行例の正面立面図である。
【図４７】図４７は、１つの図示した実行例による、非接触電流測定システムの別の実行例の正面立面図である。
【図４８】図４８は、１つの図示した実行例による、非接触電流測定システムの概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本開示のシステム及び方法は、有利なことには、絶縁電線内の１つ又は２つ以上の交流（ＡＣ）電気的パラメータの、絶縁電線と試験電極又はプローブとのガルバニック接続を必要としない測定を提供する。全体的に、非接触電流センサーと非接触電圧センサーとを含むハウジングの両方を含む「非接触測定システム」を本明細書で開示する。非接触電流センサーの形式の非限定的な実施例としては、異方性磁気抵抗（anisotropic magnetoresistive、ＡＭＲ）センサー、巨大磁気抵抗（giant magnetoresistive、ＧＭＲ）センサー、フラックスゲートセンサー、ＳＱＵＩＤセンサー、光ファイバーセンサー、光励起型センサー、ニュークリアプロセッション（nuclear procession）センサー、サーチコイルセンサー、磁気トランジスタセンサー、磁気ダイオードセンサー、光磁気センサー、ホール効果センサー、ロゴウスキーコイル、変流器又は他の形式の磁場センサーなどの、磁場センサーが挙げられる。非接触電圧センサーの形式の非限定的な実施例としては、容量分圧器型電圧センサー、基準信号型電圧センサー、マルチコンデンサ型電圧センサーなどが挙げられる。電圧センサー及び電流センサーの例示的な実行例を以下で更に詳細に論じる。
【００２０】
本明細書で論じる非接触測定システムは、それぞれ、電圧センサー信号及び電流センサー信号を電圧センサー及び電流センサーから受信する少なくとも１つのプロセッサを含むことができる。電圧センサー信号は、絶縁電線内の電圧を示し、電流センサー信号は、絶縁電線内の電流を示す。電圧センサー信号及び電流センサー信号は、共通のつまり重なり合う測定時間間隔中にそれぞれの電圧センサー及び電流センサーによって取得することができ、この測定時間間隔は、持続時間が比較的短くてもよい（例えば、１０ミリ秒（ｍｓ）、１００ｍｓ、１秒、１０秒）。例えば、電圧センサー及び電流センサーは、少なくとも部分的に互いに並行して測定値を取得することができる。別の実施例として、電圧センサー及び電流センサーの一方は、電圧センサー及び電流センサーの他方が測定値を取得した実質的に直後に測定値を取得することができ、測定値は、ほぼ同時に、かつ、共通の測定時間間隔内に取得されるようになっている。一部の実行例において、電圧センサー及び電流センサーは、測定値を指定の間隔にて（例えば、１０ｍｓ毎に、１００ｍｓ毎に、１秒毎に、１０秒毎に）繰り返し取得するように動作することができる。一般的に、電圧センサー及び電流センサーは、いずれも測定時間間隔内にそれぞれの測定値を取得し、測定時間間隔は、電圧測定値及び電流測定値の対が互いに対応するように十分に短く、これによって、取得された電流測定値及び電圧測定値を使用した１つ又は２つ以上のＡＣ電気的パラメータ（例えば、電力、段階）の導出又は判定が可能である。
【００２１】
少なくとも一部の実行例において、判定されたＡＣ電気的パラメータを、視覚インジケータ装置（例えば、ディスプレイ、照明部）を介して、オペレータに示すことができる。判定された１つ又は２つ以上のＡＣ電気的パラメータを、付加的又は代替的に、有線及び／又は無線通信インターフェースを介して外部デバイスに通信することができる。ＡＣ電気的パラメータとしては、電力、位相、周波数、高調波、エネルギー、などを挙げることができる。更に、図３０を参照して以下で論じるように、本開示の非接触測定値システムは、電圧センサー及び電流センサーに対する絶縁電線の機械的位置合わせに関するフィードバックを提供する位置合わせ用フィードバックセンサーを含むことができる。位置合わせフィードバックは、インジケータ装置（例えば、ディスプレイ、照明部、スピーカー、ブザー）を介して非接触測定値システムのユーザーに提供することができる。少なくとも一部の実行例において、位置合わせ用フィードバックセンサーは、また、ユーザーが回避したいと思う可能性がある近くの通電された回路の存在に関係するフィードバックを提供することもできる。
【００２２】
初めに、基準信号型非接触電圧センサー又はシステムの実施例を図１〜図１５を参照して論じる。その後、容量分圧器型電圧センサー又はシステムの実施例を図１６〜図２２を参照して論じる。その後、マルチコンデンサ型電圧センサー又はシステムの実施例を図２３Ａ〜図２７を参照して論じる。その後、本明細書で開示する機能性の少なくとも一部を含むことができる様々な非接触測定値システムの実施例を、図２８〜図４２Ｂを参照して論じる。最後に、非接触電流測定値システムの実施例を図４３〜図４８を参照して論じる。本明細書で論じる実行例の様々な機能は、所望の機能性を提供するために数多くの方法で並べ替えられ及び／又は組み合わされ得ることが認識される。
【００２３】
以下の詳細な説明において、本発明の様々な実施形態を完全な理解が得られるように或る特定の詳細部について述べる。しかしながら、関連技術分野の当業者は、実行例がこれらの特定の詳細の１つ又は２つ以上なしで、又は、他の方法、構成要素、材料などで実施され得ることを認識するであろう。他の実例において、コンピュータシステム、サーバーコンピュータ、及び／又は通信ネットワークに関連したよく知られた構造は、実行例の説明を不必要に不明瞭にしないように詳細には図示及び／又は説明されていない。
【００２４】
コンテクスト上別段に必要とされない限り、以下の明細書及び特許請求項の範囲を通して、「備える（comprising）」という語は、「含む（including）」という語と同義であり、包括的、つまり、制限がない（即ち、更なる、記載されていない要素又は方法の行為を除外しない）。
【００２５】
本明細書全体の「一実行例」又は「実行例」を参照することは、実行例に関して記述された特定の特徴部、構造体又は特性が少なくとも１つの実行例に含まれることを意味する。このため、本明細書全体の様々な位置での語句「一実行例では」又は「実施形態では」は、必ずしも同じ実行例に全てを援用するものではない。更に、特定の特徴部、構造体又は特性は、１つ又は２つ以上の実行例において任意の好適な方法で組み合わせてもよい。
【００２６】
本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用するときに、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、その内容について別段の明確な指示がない限り、複数の指示対象を含む。用語「又は」は、一般的に、コンテクスト上別段の明確な指示がない限り、その意味において「及び／又は」を含んで採用されることもまた注意されたい。更に、本明細書で提示する見出し及び要約書は、便宜上のものであるにすぎず、実行例の範囲又は意味を解釈するものではない。
【００２７】
基準信号型非接触電圧測定システム
以下で論じる内容では、絶縁又はブランク非絶縁導体（例えば、絶縁電線）の交流（ＡＣ）電圧を、導体と試験電極又はプローブとのガルバニック接続を必要とすることなく測定するシステム及び方法を提示する。本セクションで開示する実行例を本明細書では「基準信号型電圧センサー」又はシステムという場合がある。全体的に、非ガルバニック接触（つまり「非接触」）電圧測定システムを提示し、該システムは、接地に対する絶縁導体内のＡＣ電圧信号を、容量センサーを使用して測定する。ガルバニック接続を必要としないそのようなシステムを本明細書では「非接触」という。本明細書で使用するとき、「電気的に結合された」は、特記のない限り、直接及び間接の両方の電気的結合を含む。
【００２８】
以下で更に論じるように、以下で論じる「基準信号」システム及び方法を使用して、絶縁電線の少なくとも１つの物理的寸法（例えば、絶縁厚さ）を、絶縁電線の導体とセンサー又は電極（「基準信号センサー」）とのガルバニック接続を必要とすることなく測定することもできる。少なくとも一部の実行例において、非接触電流測定システムが、機械的位置フィードバックの有無を問わず、基準信号による方法を利用して、絶縁電線の１つ又は２つ以上の物理的寸法（例えば、導体の直径）を判定又は推定することができる。そのような機能は、物理的寸法情報がなくても達成することができるよりも大きな精度での絶縁電線を流れる電流の判定を可能にすることを含め、いくつかの理由で有利であり得る。
【００２９】
図１Ａは、基準信号型電圧センサーを含む非接触電圧測定システム１０２を、オペレータ１０４が使用して、絶縁導体１０６内に存在するＡＣ電圧を、非接触電圧測定システムと電線１０６とのガルバニック接触を必要とすることなく測定することができる環境１００の絵図である。図１Ｂは、図１Ａの非接触電圧測定システム１０２の上面図であり、動作中の非接触電圧測定システムの様々な電気的特性を示す。非接触電圧測定システム１０２は、ハウジングつまり本体１０８を含み、ハウジングつまり本体１０８は、握持部分つまり端部１１０と、握持部分の反対側の、本明細書では前端ともいうプローブ部分つまり端部１１２とを含む。ハウジング１０８はまた、非接触電圧測定システム１０２とのユーザーインタラクションを促進するユーザーインターフェース１１４を含むこともできる。ユーザーインターフェース１１４は、任意の数の入力部（例えば、ボタン、ダイヤル、スイッチ、タッチセンサー）と、任意の数の出力部（例えば、ディスプレイ、ＬＥＤ、スピーカー、ブザー）とを含むことができる。非接触電圧測定システム１０２はまた、１つ又は２つ以上の有線及び／又は無線通信インターフェース（例えば、ＵＳＢ、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））を含むこともできる。
【００３０】
少なくとも一部の実行例において、図１Ｂに最も良好に示すように、プローブ部分１１２は、第１及び第２の拡張部分１１８及び１２０によって画成された凹部分１１６を含むことができる。凹部分１１６は、絶縁導体１０６（図１Ａを参照）を受容する。絶縁導体１０６は、導体１２２と、導体１２２を取り囲む絶縁体１２４とを含む。凹部分１１６は、センサー又は電極１２６を含むことができ、センサー又は電極１２６は、絶縁電線が非接触電圧測定システム１０２の凹部分１１６内に位置決めされたときに絶縁電線１０６の絶縁体１２４に近接して載置される。明瞭さのために図示していないが、センサー１２６は、センサーと他の物体と物理的及び電気的接触を防止するためにハウジング１０８の内側に配設することができる。
【００３１】
図１Ａに示すように、使用時に、オペレータ１０４は、ハウジング１０８の握持部分１１０を把持し、プローブ部分１１２を絶縁導体１０６に近接して配置することができ、非接触電圧測定システム１０２は、電線内に存在するＡＣ電圧を接地（又は、別の基準ノード）に対して正確に測定することができるようになっている。プローブ端部１１２は凹部分１１６を有すると示されているが、他の実行例において、プローブ部分１１２は、異なる方法で構成することができる。例えば、少なくとも一部の実行例において、プローブ部分１１２は、移動可能なクランプ、フック、センサーを含む選択的に平坦な又は円弧の面、又は、非接触電圧測定システム１０２のセンサーを絶縁導体１０６に近接して位置決めすることを可能にする他の形式のインターフェースを含むことができる。様々なプローブ部分及びセンサーの実施例を図１０〜図１５を参照して以下で論じる。
【００３２】
アース／接地の基準の役目を務めるオペレータの体は、一部の実行例にあるにすぎない。本明細書で論じる非接触測定値の機能性は、接地に対して測定する用途のみに限定されない。外部基準は、任意の他の電位に容量結合することができる。例えば、外部基準が三相システムの別の位相に容量結合された場合、相間電圧が測定される。一般的に、本明細書で論じる概念は、基準電圧及び任意の他の基準電位に容量結合接続された人体を使用するアースに対する基準のみに限定されない。
【００３３】
以下で更に論じるように、少なくとも一部の実行例において、非接触電圧測定システム１０２は、オペレータ１０４と接地１２８との間の人体容量（ＣB）をＡＣ電圧測定中に利用することができる。接地という用語がノード１２８に使用されているが、ノードは、必ずしもアース／接地であるというわけではなく、容量結合によって任意の他の基準電位にガルバニック絶縁された方法で接続することができる。
【００３４】
ＡＣ電圧を測定するために非接触電圧測定システム１０２によって使用される特定のシステム及び方法を図２〜図１５を参照して以下で論じる。
【００３５】
図２は、図１Ａ及び図１Ｂにも示す非接触電圧測定システム１０２の様々な内部構成要素の概略図を示す。この実施例において、非接触電圧測定システム１０２の導電センサー１２６は、実質的に「Ｖ字形」であり、試験中の絶縁導体１０６に近接して位置決めされ、絶縁導体１０６の導体１２２と容量結合して、センサー結合コンデンサ（ＣO）を形成する。非接触電圧測定システム１０２を取り扱うオペレータ１０４は、人体容量（ＣB）を接地に対して有する。したがって、図１Ｂ及び図２に示すように、電線１２２内のＡＣ電圧信号（ＶO）は、絶縁導体電流成分又は「信号電流」（ＩO）を、直列に接続されている結合コンデンサ（ＣO）及び人体容量（ＣB）にわたって生成する。一部の実行例において、人体容量（ＣB）はまた、容量を接地又は任意の他の基準電位に生成するガルバニック絶縁されたテスト用リード線を含むこともできる。
【００３６】
測定される電線１２２内のＡＣ電圧（ＶO）は、外部接地１２８（例えば、中立）との接続を有する。非接触電圧測定システム１０２自体もまた、接地１２８に対する容量を有し、この容量は、主として、オペレータ１０４（図１）が非接触電圧測定システムを手に保持したときの人体容量（ＣB）からなる。容量ＣO及びＣBの両方によって、導電ループが生成され、ループ内側の電圧は、信号電流（ＩO）を生成する。信号電流（ＩO）は、導電センサー１２６に容量結合されたＡＣ電圧信号（ＶO）によって生成され、非接触電圧測定システムのハウジング１０８及び接地１２８に対する人体コンデンサ（ＣB）を介して外部接地１２８に戻る。電流信号（ＩO）は、非接触電圧測定システム１０２の導電センサー１２６と試験中の絶縁導体１０６との間の距離、導電センサー１２６の特定の形状、及び導体１２２内のサイズ及び電圧レベル（ＶO）に左右される。
【００３７】
信号電流（ＩO）に直接的な影響を与える距離変動及びそれに伴う結合コンデンサ（ＣO）変動を補正するために、非接触電圧測定システム１０２は、共通モード基準電圧源１３０を含み、共通モード基準電圧源１３０は、信号電圧周波数（ｆO）と異なる基準周波数（ｆR）を有するＡＣ基準電圧（ＶR）を生成する。
【００３８】
迷走電流を低減又は回避するために、非接触電圧測定システム１０２の少なくとも一部は、導電内部接地ガードつまりスクリーン１３２によって取り囲むことができ、スクリーン１３２は、電流の大部分に導電センサー１２６を通させ、導電センサー１２６は、結合コンデンサ（ＣO）を絶縁導体１０６の導体１２２で形成する。内部接地ガード１３２は、任意の好適な導電材料（例えば、銅製）から形成することができ、中実（例えば、箔）とすることができるか、又は、１つ又は２つ以上の開口部（例えば、メッシュ）を有することができる。
【００３９】
更に、内部接地ガード１３２と外部接地１２８との間の電流を回避するために、非接触電圧測定システム１０２は、導電基準遮蔽体１３４を含む。基準遮蔽体１３４は、任意の好適な導電材料（例えば、銅製）から形成することができ、中実（例えば、箔）とすることができるか、又は、１つ又は２つ以上の開口部（例えば、メッシュ）を有することができる。共通モード基準電圧源１３０は、基準遮蔽体１３４と内部接地ガード１３２との間に電気的に結合され、これによって、非接触電圧測定システム１０２の基準電圧（ＶR）と基準周波数（ｆR）とを有する共通モード電圧が生成される。そのようなＡＣ基準電圧（ＶR）によって、付加的な基準電流（ＩＲ）が、結合コンデンサ（ＣO）及び人体コンデンサ（ＣB）を介して駆動される。
【００４０】
導電センサー１２６の少なくとも一部を取り囲む内部接地ガード１３２は、導電センサーを、導電センサー１２６と基準遮蔽体１３４との間の基準電流（ＩＲ）の望ましくない偏位を引き起こすＡＣ基準電圧（ＶR）の直接的な影響に対して保護する。上述したように、内部接地ガード１３２は、非接触電圧測定システム１０２の内部電子接地１３８である。少なくとも一部の実行例において、内部接地ガード１３２はまた、電子品に結合するＡＣ基準電圧（ＶR）を回避するために非接触電圧測定システム１０２の電子品のうちの一部又は全部も取り囲む。
【００４１】
上述したように、基準遮蔽体１３４は、基準信号を入力ＡＣ電圧信号（ＶO）上へ投入するために利用され、第２の機能としてガード１３２を接地１２８容量に最小限に抑える。少なくとも一部の実行例において、基準遮蔽体１３４は、非接触電圧測定システム１０２のハウジング１０８のうちの一部又は全部を取り囲む。そのような実行例において、電子品の一部又は全てには、基準共通モード信号があり、基準共通モード信号はまた、基準電流（ＩＲ）を絶縁導体１０６内の導電センサー１２６と導体１２２との間に生成する。少なくとも一部の実行例において、基準遮蔽体１３４の唯一の間隙は、導電センサー１２６用の開口部とすることができ、この開口部によって、導電センサーを非接触電圧測定システム１０２の作動中に絶縁導体１０６に近接して位置決めすることができる。
【００４２】
内部接地ガード１３２及び基準遮蔽体１３４は、二重層スクリーンを非接触電圧測定システム１０２のハウジング１０８（図１Ａ及び図１Ｂを参照）の周りにもたらすことができる。基準遮蔽体１３４は、ハウジング１０８の外面上に配設することができ、内部接地ガード１３２は、内部遮蔽体又はガードとして機能することができる。導電センサー１２６は、基準遮蔽体１３４に対してガード１３２によって遮蔽され、任意の基準電流流量が、導電センサー１２６と試験中の導体１２２との間に結合コンデンサ（ＣO）によって生成されるようになっている。
【００４３】
センサー１２６の周りのガード１３２もまた、センサーに近い隣接する電線の漂遊影響を低減する。
【００４４】
図２に示すように、非接触電圧測定システム１０２は、反転電流電圧変換器として動作する入力増幅器１３６を含むことができる。入力増幅器１３６は、非接触電圧測定システム１０２の内部接地１３８として機能する内部接地ガード１３２に電気的に結合された非反転端子を有する。入力増幅器１３６の反転端子を導電センサー１２６に電気的に結合することができる。フィードバック回路１３７（例えば、フィードバック抵抗）はまた、入力増幅器１３６の反転端子と出力端子との間に結合して、フィードバック及び適切なゲインを入力信号の調整のために供給することもできる。
【００４５】
入力増幅器１３６は、信号電流（ＩO）及び基準電流（ＩR）を導電センサー１２６から受け取り、受け取った電流を、入力増幅器の出力端子にて導電センサー電流を示すセンサー電流電圧信号に変換する。例えば、センサー電流電圧信号は、アナログ電圧とすることができる。アナログ電圧は、信号処理モジュール１４０に供給することができ、信号処理モジュール１４０は、以下で更に論じるように、センサー電流電圧信号を処理し、絶縁導体１０６の導体１２２内のＡＣ電圧（ＶO）を判定する。信号処理モジュール１４０は、デジタル及び／又はアナログ回路の任意の組み合わせを含むことができる。
【００４６】
非接触電圧測定システム１０２はまた、判定されたＡＣ電圧（ＶO）を示すか、又は、非接触電圧測定システムのオペレータ１０４にインターフェースによって通信するために信号処理モジュール１４０に通信可能に結合されたユーザーインターフェース１４２（例えば、ディスプレイ）を含むこともできる。
【００４７】
図３は、非接触電圧測定システムの様々な信号処理構成要素を示す非接触電圧測定システム３００のブロック図である。図４は、図３の非接触電圧測定システム３００のより詳細な図である。
【００４８】
非接触電圧測定システム３００は、先に論じた非接触電圧測定システム１０２と類似又は全く同じとすることができる。したがって、類似の又は全く同じ構成要素は、同じ参照番号が記載される。図示するように、入力増幅器１３６は、導電センサー１２６からの入力電流（ＩO＋ＩR）を入力電流を示すセンサー電流電圧信号に変換する。センサー電流電圧信号は、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）３０２を使用してデジタル形式に変換される。
【００４９】
電線１２２内のＡＣ電圧（ＶO）は、式（１）によってＡＣ基準電圧（ＶR）に関係する。
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式中、（ＩO）は、導体１２２内のＡＣ電圧（ＶO）のために導電センサー１２６を通る信号電流であり、（ＩR）は、ＡＣ基準電圧（ＶR）のために導電センサー１２６を通る基準電流であり、（ｆO）は、測定されるＡＣ電圧（ＶO）の周波数であり、（ｆR）は、基準ＡＣ電圧（ＶR）の周波数である。
【００５０】
ＡＣ電圧（ＶO）に関係する指数「Ｏ」を有する信号は、共通モード基準電圧源１３０に関係する指数「Ｒ」を有する信号と異なる、周波数のような特性を有する。図４の実行例において、高速フーリエ変換（fast Fourier transform、ＦＦＴ）アルゴリズム３０６を実行する回路など、デジタル処理を使用して、異なる周波数を有する信号の大きさを分離することができる。以下で論じる図５の実行例において、アナログ電子フィルターを使用して、「Ｏ」信号特性（例えば、大きさ、周波数）を「Ｒ」信号特性から分離することもできる。
【００５１】
電流（ＩO）及び（ＩR）は、結合コンデンサ（ＣO）のために、それぞれ、周波数（ｆO）及び（ｆR）に左右される。結合コンデンサ（ＣO）及び人体容量（ＣB）を通って流れる電流は、周波数に比例し、したがって、試験中の導体１２２内のＡＣ電圧（ＶO）の周波数（ｆO）を測定して、信号周波数（ｆO）に対する基準周波数（ｆR）の比率を判定する必要があり、この比率は、先に記載した式（１）において利用されるか、又は、基準周波数は、システム自体によって生成されるので既にわかっている。
【００５２】
入力電流（ＩO＋ＩR）が入力増幅器１３６によって条件づけられてＡＤＣ  ３０２によってデジタル化された後、ＦＦＴ  ３０６を使用して周波数領域の信号を表すことによってデジタルセンサー電流電圧信号の周波数成分を判定することができる。周波数（ｆO）及び（ｆR）の両方が測定されたとき、電流（ＩO）及び（ＩR）の基本的な大きさをＦＦＴ  ３０６から計算するために周波数ビンを判定することができる。
【００５３】
電流（ＩR）及び／又は電流（ＩO）の大きさは、基準信号センサー又は電極（例えば、電極１２６）と絶縁電線体１０６の導体１２２との間の距離の関数として変動する場合がある。したがって、システムは、測定された電流（ＩR）及び／又は電流（ＩO）を予想されたそれぞれの電流と比較して、基準信号センサー又は電極と導体１２２との間の距離を判定することができる。測定中に絶縁電線１０６を（例えば、調整可能なクランプアセンブリを介して）基準信号センサー又は電極近傍に位置決めすることができることから、基準信号センサーと絶縁電線１０６の導体１２２との間の距離は、絶縁層１２４の厚さにほぼ等しい。以下で論じるように、調整可能なクランプアセンブリに動作可能に結合された位置フィードバックセンサーが、絶縁電線１０６の全体径を供給する。したがって、絶縁電線の判定された全体径及び絶縁層１２４の判定された厚さを使用して、システムは、絶縁電線１０６の内側の導体１２２の直径又はゲージを正確に判定することができる。この情報は、磁場センサーによって測定された磁場と共に、絶縁電線１０６の内側の導体１２２を通って流れる電流の大きさを正確に判定するためにシステムによって使用されてもよい。
【００５４】
次に、ブロック３０８によって示すように、ＩR，1及びＩO，1と指定された電流（ＩR）及び（ＩO）の基本高調波の比率を、判定された周波数（ｆO）及び（ｆR）によってそれぞれ補正することができ、この係数を使用して、高調波（ＶO）を電線１２２内に追加することによって測定された元の基本的つまりＲＭＳ電圧を計算することができ、これは、二乗高調波合計の平方根を計算することによって行われ、ディスプレイ３１２上でユーザーに示すことができる。
【００５５】
結合コンデンサ（ＣO）は、絶縁導体１０６と導電センサー１２６との間の距離、並びに、センサー１２６の特定の形状及び寸法に応じて、例えば、ほぼ０．０２ｐＦ〜１ｐＦの範囲の容量値を一般的に有することができる。人体容量（ＣB）は、例えば、ほぼ２０ｐＦ〜２００ｐＦの容量値を有することができる。
【００５６】
上記の式（１）から、共通モード基準電圧源１３０によって生成されたＡＣ基準電圧（ＶR）は、同様の電流の大きさを信号電流（ＩO）及び基準電流（ＩR）について達成するために導体１２２内のＡＣ電圧（ＶO）と同じ範囲内である必要はないことがわかる。ＡＣ基準電圧（ＶR）は、相対的に高いように基準周波数（ｆR）を選択することによって相対的に低い（例えば、５Ｖ未満）とすることができる。一例として、基準周波数（ｆR）は、３ｋＨｚであるように選択することができ、３ｋＨｚは、６０Ｈｚの信号周波数（ｆO）を有する典型的な１２０  ＶＲＭＳ  ＡＣ電圧（ＶO）の５０倍の高さである。そのような場合、ＡＣ基準電圧（ＶR）は、信号電流（ＩO）と同じ基準電流（ＩR）を生成するためにわずか２．４Ｖ（即ち、１２０Ｖ÷５０）であるように選択することができる。一般的に、基準周波数（ｆR）を信号周波数（ｆO）のＮ倍であると設定すると、ＡＣ基準電圧（ＶR）は、同様の不確実性をＩR及びＩ０について達成するように互いと同じ範囲にある電流（ＩR）及び（ＩO）を生成するために電線１２２内のＡＣ電圧（ＶO）の（１／Ｎ）倍である値を有することができる。
【００５７】
任意の好適な信号発生器を使用して、基準周波数（ｆR）を有するＡＣ基準電圧（ＶR）を生成することができる。図３に図示した実施例において、シグマデルタデジタル／アナログ変換器（Σ−Δ  ＤＡＣ）３１０が使用されている。Σ−Δ  ＤＡＣ  ３１０は、ビットストリームを使用して、定義された基準周波数（ｆR）及びＡＣ基準電圧（ＶR）を有する波形（例えば、正弦波形）信号を生成する。少なくとも一部の実行例において、Σ−Δ  ＤＡＣ  ３１０は、ジッタを低減するためにＦＦＴ  ３０６のウィンドウと同相である波形を生成することができる。
【００５８】
少なくとも一部の実行例において、ＡＤＣ  ３０２は、１４ビットの解像度を有することができる。動作時に、ＡＤＣ  ３０２は、ＦＦＴ  ３０６によって処理に対して準備完了である１００ｍｓの２n個サンプル（１０２４）（ＦＦＴ  ３０６用に１０Ｈｚビン）を供給するために入力増幅器１３６からの出力を名目５０Ｈｚ入力信号がないか１０．２４ｋＨｚのサンプリング周波数にてサンプリングすることができる。６０Ｈｚの入力信号については、サンプリング周波数は、例えば、同じサンプル数／サイクルを得るために１２．２８８ｋＨｚとすることができる。ＡＤＣ  ３０２のサンプリング周波数を基準周波数（ｆR）の完全なサイクル数に同期させることができる。例えば、入力信号周波数は、４０〜７０Ｈｚの範囲内とすることができる。ＡＣ電圧（ＶO）の測定された周波数に応じて、集約間隔内で捕捉された不完全な信号周期によって引き起こされた位相推移ジッタを抑制するために、ＦＦＴ  ３０６を使用し、そしてハニング窓機能を更なる計算のために使用する、ＡＣ電圧（ＶO）のビンを判定することができる。
【００５９】
１つの実施例において、共通モード基準電圧源１３０は、２４１９Ｈｚの基準周波数（ｆR）を有するＡＣ基準電圧（ＶR）を生成する。この周波数は、６０Ｈｚ信号については４０番目の高調波と４１番目の高調波との間に、５０Ｈｚ信号については、４８番目の高調波と４９番目の高調波との間にある。予想されたＡＣ電圧（ＶO）の高調波ではない基準周波数（ｆR）を有するＡＣ基準電圧（ＶR）を供給することによって、ＡＣ電圧（ＶO）は、基準電流（ＩＲ）の測定値に影響を及ぼす可能性が少なくなっている。
【００６０】
少なくとも一部の実行例において、共通モード基準電圧源１３０の基準周波数（ｆR）は、試験中の導体１２２内のＡＣ電圧（ＶO）の高調波の影響を受ける可能性が最も少ない周波数であるように選択される。一例として、共通モード基準電圧源１３０は、基準電流（ＩR）が境界を超えたときに電源を切断することができ、これは、導電センサー１２６が試験中の導体１２２に接近していることを示すことができる。共通モード基準電圧源１３０を電源切断した状態で測定（例えば、１００ｍｓの測定）を行って、信号高調波をいくつか（例えば、３つ、５つ）の候補基準周波数にて検出することができる。その後、ＡＣ電圧（ＶO）内の信号高調波の大きさをその数の候補基準周波数にて判定して、どの候補基準周波数がＡＣ電圧（ＶO）の信号高調波により受ける影響が最も少ない可能性があるかを識別することができる。その後、基準周波数（ｆR）を識別された候補基準周波数に設定することができる。基準周波数のこの切り替えによって、信号スペクトル内の可能性がある基準周波数成分の衝撃を回避又は低減することができるが、これによって、測定された基準信号が増大して精度が低減する恐れがあり、不安定な結果が出る恐れがある。同じ特性を有する２４１９Ｈｚの他の周波数としては、例えば、２３４４Ｈｚ及び２６７９Ｈｚが挙げられる。
【００６１】
図５は、電子フィルターを実行する非接触電圧測定システムの信号処理部５００のブロック図である。信号処理部５００は、電流測定値サブシステム（例えば、入力増幅器１３６）からの導電センサー１２６電流（ＩO＋ＩR）に比例しているセンサー電流電圧信号を受信することができる。
【００６２】
上述したように、信号電流（ＩO）は基準電流（ＩR）と異なる周波数を有する。信号電流（ＩO）を基準電流（ＩR）から隔離するために、信号処理部５００は、信号電流（ＩO）を伝えて基準電流（ＩR）を拒絶するように動作する第１のフィルター５０２を含むことができる。その後、フィルターリングされた信号を、第１の整流器５０４によって整流し、第１のＡＤＣ  ５０６によってデジタル化することができる。デジタル化された信号は、先に論じたように、計算において使用されるように好適なプロセッサ５０８に供給することができる。同様に、基準電流（ＩR）を信号電流（ＩO）から隔離するために、信号処理部５００は、基準電流（ＩR）を伝えて信号電流（ＩO）を拒絶するように動作する第２のフィルター５１０を含むことができる。その後、フィルターリングされた信号を、第２の整流器５１２によって整流し、第２のＡＤＣ  ５１４によってデジタル化することができる。デジタル化された信号は、計算において使用されるように好適なプロセッサ５０８に供給することができる。第１及び第２のフィルター５０２及び５１０は、任意の好適なアナログフィルターとすることができ、それぞれ、いくつかの個別構成部品（例えば、コンデンサ、誘導体）を含むことができる。
【００６３】
図６は、共通モード基準電圧源１３０、人体容量（ＣB）、結合コンデンサ（ＣO）、電線１２２、外部接地１２８、及び内部接地１３８によって形成されたループを示す、先に論じた非接触電圧測定システムのいずれかなど、非接触電圧測定システムの各部の概略回路図である。
【００６４】
図７Ａは、様々なリーク及び浮遊容量を示す、非接触電圧測定システム１０２の概略図である。一般的に、システム（例えば、センサー１２６）にある異なる浮遊容量の影響の除去は、高度な遮蔽材技術でさえも特別なセンサー設計法及びスクーリング法によって完全に達成することができるわけではない。上述したように、本開示の実行例は、共通モード基準電圧源１３０を利用して、測定された信号周波数（ｆO）と異なる基準周波数（ｆR）を有する基準電圧を生成し、システムにある浮遊容量を補正する。
【００６５】
特に、結合コンデンサ（ＣO）に加えて、図７Ａは、人体容量（ＣB）、容量（ＣX）、容量（ＣSENS-REF）及び容量（ＣG）を示す。人体容量（ＣB）は、結合コンデンサ（ＣO）と直列であり、典型的な用途において、人体容量（ＣB）は、結合コンデンサ（ＣO）よりもはるかに大きい。したがって、人体容量（ＣB）は、電流（ＩO＋ＩR）の大きさに影響を与えるだけであり、電流の比率（ＩO／ＩR）には影響を与えない。
【００６６】
図７Ａ及び図８に示すように、容量（ＣX）は、導電センサー１２６と外部接地１２８との間のセンサー容量である。結合コンデンサ（ＣO）は、電線１２２とセンサー１２６との間の唯一の容量ではない。特にセンサー１２６の領域を実質的に覆わない細線についてはセンサー１２６と外部接地１２８との間の容量（ＣX）もある。容量（ＣX）は、容量性電圧分圧器効果を信号電流（ＩO）について有し、結果的に、ＡＣ電圧（ＶO）についてはより低い電圧測定値となる場合がある。したがって、容量（ＣX）は、電流（ＩO＋ＩR）の大きさを低減する。しかしながら、基準電流（ＩR）は、同じ比率で分割され、したがって、浮遊容量（ＣX）も補正するので、比率（ＩO／ＩR）は影響を受けない。また、非接触電圧測定システムの外側への内部の電流の流れを回避するために、少なくとも一部の実行例において上述したように、基準遮蔽体１３４によって感知面積以外の測定システム全体を外部環境から遮蔽し、共通モード基準電圧源１３０の出力部に接続して、基準電流（ＩR）を生成することができる。
【００６７】
図７Ａに示すように、容量（ＣSENS-REF）は、基準遮蔽体１３４と導電センサー１２６との間の残り容量である。容量（ＣSENS-REF）は、センサー電流（ＩO＋ＩR）について、電線１０６内のＡＣ電圧（ＶO）が測定されていないときでさえも存在するオフセットを引き起こす。
【００６８】
図７Ａ及び図９Ａに示すように、容量（ＣG）は、内部接地１３８と外部接地１２８との間の容量つまり基準電位である。容量（ＣG）は、基準電流（ＩR）に対する並列経路であり、基準電流を低減する。したがって、容量（ＣG）によって、電線１０６内のＡＣ電圧（ＶO）について、計算された結果の増加が生じる。容量（ＣG）の影響を示す図９Ｂを参照されたい。特に、容量（ＣG）は、異なる影響をＩＲ及びＩOに与え、したがって、比率ＩO／ＩRに影響を与える。
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【００６９】
上記式（２）−（５）からわかるように、比率ＩO／ＩRは、ＣB／ＣGに左右される。容量ＣGは、基準スクリーンが非接触電圧測定システム１０２の筐体全体及びセンサーの周りにあるときの方がはるかに小さい。
【００７０】
図７Ｂは、反転基準信号（−ＶR）と、反転基準信号をセンサー１２６に結合する構成とを使用することによって、基準電圧（ＶR）がセンサー１２６に及ぼす影響の補正を行う実行例を示す。図７Ｃは、反転基準信号補正を含む例示的なセンサー構成を示す。
【００７１】
図７Ｂにおいて、調整可能反転増幅器１４１が、基準電圧（＋ＶR）がセンサーに及ぼす影響を補正するために反転基準信号（−ＶR）をセンサー１２６に供給するために使用されている。これは、センサー１２６に近接して位置決めされた容量結合（ＣC）によって達成することができる。容量結合（ＣC）は、センサーに近接して位置決めされた電線、スクリーン、遮蔽体などの形とすることができる。補正は、そのような実例において、基準遮蔽体１３４からの基準電圧（ＶR）がセンサー１２６に最も大きい影響を与える恐れがあるので絶縁導体１０６が相対的に小さな直径を有するときに特に有利であり得る。
【００７２】
図７Ｃは、上述した基準信号補正を行う実行例において使用される例示的なセンサー構成１３９を示す。センサー構成１３９は、センサー１３９ａと、絶縁層１３９ｂ（例えば、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）テープ）と、内部接地ガード１３９ｃと、反転基準信号層１３９ｄ（−ＶR）と、絶縁層１３９ｅと、基準信号層１３９ｆ（＋ＶR）とを含む。
【００７３】
図１０は、先に論じた非接触電圧測定システムのいずれかなど、非接触電圧測定システム用の例示的なセンサー及びガードアセンブリ１０００の斜視図である。この実施例において、センサー及びガードアセンブリ１０００は、導電センサー１００２、内部接地ガード１００４、及び、センサーと内部接地ガードとの間に配設された絶縁層１００６を備える。一般的に、センサーアセンブリ１０００は、良好な結合容量（ＣO）をセンサー１００２と試験中の電線との間にもたらす必要があり、他の隣接電線に対する容量と外部接地に対する容量とを抑制する必要がある。センサーアセンブリ１０００は、センサー１００２と基準遮蔽体（例えば、基準遮蔽体１３４）との間の容量（ＣSENS-REF）を最小限に抑える必要もある。
【００７４】
単純な実施例として、センサー１００２、ガード１００４及び絶縁層１００６は、それぞれ、箔片を備えることができる。ガード１００４は担体（図１１を参照）に結合することができ、絶縁層１００６（例えば、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）テープ）はガードに結合することができ、センサー１００２は絶縁層に結合することができる。
【００７５】
図１１は、非接触電圧測定システムのプローブつまり前端１１００のセンサー実現の実施例の断面図を示し、プローブつまり前端１１００は、センサーアセンブリと任意の物体との直接的なガルバニック接触を回避するためにセンサーアセンブリ１０００を覆うハウジング層１１０２（例えば、プラスチック）を含む。前端１１００は、図１Ａ及び図１Ｂに示す非接触電圧測定システム１０２の前端１１２と類似又は全く同じとすることができる。この例示において、センサー１００２、ガード１００４及び絶縁層１００６を含め、センサーアセンブリ１０００は、センサーアセンブリ１０００が、異径の絶縁電線を取り囲み、結合容量（ＣO）を増大させ、ガードによって隣接導電物体に対してより良好に遮蔽することを可能にするために「Ｕ」又は「Ｖ」の形で成形されている。
【００７６】
図１１に示す実施例において、センサーアセンブリ１０００は、相対的に大きな直径を有する絶縁電線１１０４又は相対的に小さな直径を有する絶縁電線１１０６など、様々な直径の絶縁電線を収容するように成形されている。それぞれの場合において、センサーアセンブリ１０００は、電線が前端１１００の凹部分１１０８内に位置決めされているときに電線を実質的に取り囲む。凹部分１１０８を画成し、かつセンサーアセンブリ１０００と試験中の電線との間に位置決めされている前端１１００の壁部は、ガルバニック絶縁をもたらし、同時にそれでも好適な容量結合を可能にするために相対的に肉薄（例えば、１ｍｍ）とすることができる。凹部分１１０８の「Ｖ」形状のために、より肉厚の電線１１０４は、結合容量の広範囲を低減し、また、電線直径との独立性を低減するために環境容量を低減するためにもより肉薄の電線１１０６よりも多くの隔たりを有する。
【００７７】
図１２は、非接触電圧測定システムの弓形形状前端１２００の立面図である。前端１２００は、第１及び第２の拡張部分１２０４及び１２０６によって画成された凹部分１２０２を含む。凹部分１２０２は、相対的に大きな直径を有する絶縁電線１２１０を受け取る相対的に大きな上部弓形形状部分１２０８を含む。凹部分１２０２はまた、相対的に小さな直径を有する絶縁電線１２１４を受け取る相対的に小さなより低い弓形形状部分１２１２を部分１２０８より下方に含む。図１０に示すセンサーアセンブリ１０００と類似のものとすることができ、部分１２０８及び１２１２によって覆われているセンサーアセンブリ１２１６は、弓形形状部分１２０８及び１２１２に実質的に適合する形状を有することができ、センサーアセンブリ１２１６は、相対的に大きな直径（例えば、電線１２１０）を有する電線及び相対的に小さな直径（例えば、電線１２１４）を有する電線を実質的に取り囲むようになっている。
【００７８】
図１３は、非接触電圧測定システムの円筒形前端１３００の斜視図である。この実施例において、前端１３００は、側壁１３０４を有する円筒形の内部接地ガード１３０２と、試験中の電線に近接して位置決めすることができる前面１３０６とを含む。内部接地ガード１３０２の前面１３０６は、中央開口部１３０８を含む。結合コンデンサ（ＣO）を試験中の電線と共に形成する導電センサー１３１０は、隣接物体との容量結合を回避するために内部接地ガード１３０２の開口部１３０８の後ろに凹設されている。センサー１３１０は、例えば、内部接地ガード１３０２の前面１３０６から（例えば、３ｍｍ）隔てて凹設することができる。
【００７９】
内部接地ガード１３０２の側壁１３０４は、円筒形の基準遮蔽体１３１２によって取り囲まれてもよく、円筒形の基準遮蔽体１３１２は、絶縁層１３１４によって内部接地ガードから隔離されている。共通モード基準電圧源（例えば、電圧源１３０）を、内部のガード接地１３０２と基準遮蔽体１３１２との間に接続して、先に論じた機能性を提供することができる。
【００８０】
図１４Ａ及び図１４Ｂは、非接触電圧測定システムの前端１４００の上面図を示し、図１５は、前端の一部の斜視図を示す。この実施例において、前端１４００は、前面１４０４を含む内部接地ガード１４０２を含み、前面１４０４に当接して、試験中の電線１４０６（図１５）を位置決めすることができる。前面１４０４は、この場合では長方形の縁部１４０７を含み、縁部１４０７は、開口部１４０８を前面に画成する。この小さく長い矩形の開口部は、側面から見られる、また、より長いが肉薄形状を有する電線形状を収容する。これは、やはり、隣接電線に対する影響を低減し、またセンサーに関係する環境容量も大きく低減する。これによって、結果的に、線径から独立した高い精度が得られる。結合コンデンサ（ＣO）を試験中の電線と共に形成する導電センサー１４１０が、（例えば、３ｍｍ）隔てて内部ガード接地１４０２の前面１４０４の開口部１４０８の後ろに凹設されている。
【００８１】
内部接地ガード１４０２はまた、前面１４０４の側方縁部から（試験中の電線の方に）前方に延びる側壁１４１２及び１４１４も含む。側壁は、センサー浮遊容量を低減し、基準信号結合を導く。内部接地ガード１４０２はまた、第１のクランプアーム１４１６Ａと第２のクランプアーム１４１６Ｂとを含む導電ガードリングクランプ１４１６も含むことができる。クランプアーム１４１６Ａ及び１４１６Ｂは、試験中の電線を内部接地ガード１４０２の前面１４０４近傍に位置決めすることができるように図１４Ｂに示す開位置へ選択的に移動させることができる。電線が所定の位置になると、クランプアーム１４１６Ａ及び１４１６Ｂを図１４Ａに示す閉位置へ選択的に移動させて、外部環境との容量（例えば、近接する導体、近接する物体）に対する遮蔽体をセンサー１４１０の周りにもたらすことができる。閉位置であるとき、ガードリングクランプ１４１６は、実質的に、例えば、センサー１４１０より上方及び下方に延びる高さを有するシリンダーの形状とすることができる。クランプアーム１４１６Ａ及び１４１６Ｂは、任意の好適な手動又は自動の作動サブシステム１４１８を使用して選択的に移動可能とすることができる。例えば、クランプアーム１４１６Ａ及び１４１６Ｂは、作動システム１４１８として機能するばね又は他の付勢機構によって閉位置（図１４Ａ）の方に付勢することができ、この付勢をオペレータが克服して、クランプアームを開位置（図１４Ｂ）に移動させることができ、試験中の電線を内部接地ガード１４０２の前面１４０４に近接して位置決めすることができるようになっている。
【００８２】
容量分圧器型非接触電圧測定システム
以下で論じる内容は、容量分圧器型電圧センサー又はシステムを利用して、絶縁導体（例えば、絶縁電線）のＡＣ電圧を、導体と試験電極又はプローブとのガルバニック接続を必要とすることなく測定するシステム及び方法に関する。本セクションで開示する実行例を本明細書では「容量分圧器型電圧センサー」又はシステムという場合がある。一般的に、可変容量性電圧を試験中の絶縁導体と接地の間に生成するように動作する可変容量サブシステムを含む非接触電圧測定システムを提供する。測定中、非接触電圧測定システムは、可変容量サブシステムの容量を変え、試験中の絶縁導体と接地との間の容量分圧器回路のインピーダンスを変える。２回（又は３回）の測定を可変容量サブシステム全体にわたって順次に行うことによって、絶縁導体のＡＣ電圧を、絶縁導体とのガルバニック接続を必要とすることなく判定することができる。ガルバニック接続を必要としないそのようなシステムを本明細書では「非接触」という。本明細書で使用するとき、「電気的に結合された」は、特記のない限り、直接及び間接の両方の電気的結合を含む。
【００８３】
図１６は、本開示の非接触電圧測定システム２１０２をオペレータ２１０４が使用して、絶縁電線内に存在するＡＣ電圧２１０６を、非接触電圧測定システムと電線２１０６とのガルバニック接触を必要とすることなく測定することができる環境２１００の概略図である。図１７は、図１６の非接触電圧測定システム２１０２の上面図である。非接触電圧測定システム２１０２は、握持部分つまり端部２１１０と、握持部分の反対側のプローブ部分つまり端部２１１２とを含むハウジング又は本体２１０８を含む。ハウジング２１０８はまた、非接触電圧測定システム２１０２とのユーザーインタラクションを促進するユーザーインターフェース２１１４を含むこともできる。ユーザーインターフェース２１１４は、任意の数の入力部（例えば、ボタン、ダイヤル、スイッチ、タッチセンサー）と、任意の数の出力部（例えば、ディスプレイ、ＬＥＤ、スピーカー、ブザー）とを含むことができる。
【００８４】
少なくとも一部の実行例において、図１７に最も良好に示すように、プローブ部分つまり端部２１１２は、第１及び第２の拡張部分２１１８及び２１２０によって画成された凹部分２１１６を含むことができる。凹部分２１１６は、絶縁電線２１０６を受け取る。絶縁電線２１０６は、導体２１２２と、導体２１２２を取り囲む絶縁体２１２４とを含む。凹部分２１１６は、センサー又は電極２１２６を含むことができ、センサー又は電極２１２６は、絶縁電線が非接触電圧測定システム２１０２の凹部分２１１６内に位置決めされたときに絶縁電線２１０６の絶縁体２１２４に近接して又は実質的に近接して載置される。
【００８５】
図１６に示すように、使用時に、オペレータ２１０４は、ハウジング２１０８の握持部分２１１０を把持し、プローブ部分２１１２を絶縁電線２１０６に近接して配置することができ、非接触電圧測定システム２１０２は、電線内に存在するＡＣ電圧を接地（又は、別の基準ノード）に対して正確に測定することができるようになっている。プローブ端部つまり端部２１１２は凹部分２１１６を有すると示されているが、他の実行例において、プローブ部分２１１２は、異なる方法で構成することができる。例えば、少なくとも一部の実行例において、プローブ部分２１１２は、センサーを含む選択的に移動可能なクランプ、フック、平坦な又は円弧の面、又は、非接触電圧測定システム２１０２のセンサーを絶縁電線２１０６に近接して位置決めすることを可能にする他の形式のインターフェースを含むことができる。
【００８６】
以下で更に論じるように、少なくとも一部の実行例において、非接触電圧測定システム２１０２は、オペレータ２１０４と接地２１２８との間の人体容量（ＣB）をＡＣ電圧測定中に利用することができる。ＡＣ電圧を測定するために非接触電圧測定システム２１０２によって使用される特定のシステム及び方法を図１８〜図２２を参照して以下で論じる。
【００８７】
図１８は、非接触電圧測定システム２３００の高レベルブロック図である。非接触電圧測定システム２３００は、先に論じた図１６及び図１７の非接触電圧測定システム２１０２と類似又は全く同じとすることができる。
【００８８】
非接触電圧測定システム２３００は、導電センサーつまり電極２３０２を含み、導電センサーつまり電極２３０２は、オペレータ２１０４がプローブ部分又は端部２１１２（図１６）を電線に近接して位置決めしたときに絶縁電線２１０６の近傍であるようにサイズ決定、寸法決定、及び位置決めされている。センサー２３０２は、例えば、図１７のセンサー２１２６と類似又は全く同じとすることができる。センサー２３０２が電線の近傍にある状態で非接触電圧測定システム２３００が絶縁電線２１０６に近接して位置決めされたとき、センサーは、絶縁電線と容量結合する。換言すると、センサー２３０２の導電部は、センサーコンデンサ（ＣS）のうちの一方の半分を備え、絶縁電線２１０６（図１７）の導体２１２２は、センサーコンデンサのうちの他方の半分を備える。少なくとも一部の実行例において、センサー２３０２は、絶縁電線２１０６に面するセンサーの側の電磁場に対する感度が絶縁電線に面しないセンサーの他の側の電磁場に対する感度よりも大きいように設計することができる。
【００８９】
非接触電圧測定システム２３００はまた、導電センサー２３０２に電気的に結合されている可変容量サブシステム２３０４も含む。可変容量サブシステム２３０４は、第２の容量値（Ｃ2）が第１の容量値（Ｃ1）と異なる場合、少なくとも第１の容量値（Ｃ1）と第２の容量値（Ｃ2）との間で選択的に可変である容量値を有する．少なくとも一部の実行例において、可変容量サブシステム２３０４は、第１、第２及び第３の容量値のそれぞれが互いと異なる場合、少なくとも第１の容量値（Ｃ1）と、第２の容量値（Ｃ2）と、第３の容量値（Ｃ3）との間で可変である容量値を選択的に有するように制御することができる。以下で更に論じるように、可変容量サブシステム２３０４は、絶縁電線２１０６から非接触電圧測定システム２３００を通って接地２１２８又は他の基準ノードに延びる直列容量性回路の容量を変えるために使用されている。
【００９０】
少なくとも一部の実行例において、容量値のうちの少なくとも１つ（例えば、容量値Ｃ1）は、入力信号及び入力容量の異なる値に対応するために選択的に可変とすることができる。例えば、システム２３００は、入力信号が正確な測定には大きすぎるか又は小さすぎと判定することができ、正確な信号測定値を取得することができるように容量値のうちの１つ又は２つ以上を選択的に調節することができる。それゆえに、容量値（例えば、Ｃ1）のうちの１つ又は２つ以上は、特定の入力信号及び入力容量について好適な所望の容量値が得られるように選択的に結合することができる複数の物理コンデンサを利用して実行することができる。
【００９１】
非接触電圧測定システム２３００はまた、電圧又は電圧を示す信号を可変容量サブシステム２３０４全体にわたって感知するように動作する電圧測定値サブシステム２３０６も含む。少なくとも一部の実行例において、電圧測定サブシステム２３０６は、アナログ電圧信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器（analog-to-digital converter、ＡＤＣ）を含むことができる。例えば、電圧測定サブシステム２３０６は、非常に正確な測定値を促進する、２０ビット以上（例えば、２２ビット）の解像度など、相対的に高い有効解像度を有するＡＤＣを含むことができる。少なくとも一部の実行例において、電圧測定サブシステム２３０６は、ＡＤＣを使用して信号をデジタル形式変換する前に可変容量サブシステム２３０４から検出された電圧をバッファリング、成形、及び／又は増幅する調整回路（例えば、１つ又は２つ以上の増幅器及び／又はフィルター）を含むことができる。
【００９２】
非接触電圧測定システム２３００はまた、電圧測定サブシステム２３０６及び可変容量サブシステム２３０４に通信可能に結合されている制御装置２３０８を含むこともできる。制御装置２３０８は、任意の好適なハードウェア、ソフトウェア又はその組み合わせとすることができる。一例として、制御装置２３０８は、１つ又は２つ以上のプロセッサと、１つ又は２つ以上のプロセッサに通信可能に結合された１つ又は２つ以上の非一時的プロセス可読記憶媒体とを含むことができる。非一時的プロセス可読記憶媒体は、１つ又は２つ以上のプロセッサによって実行されたとき、１つ又は２つ以上のプロセッサに本明細書で論じる機能性を実行（例えば、絶縁電線２１０６内のＡＣ電圧を測定）させる命令及び／又はデータを記憶することができる。
【００９３】
制御装置２３０８は、１つ又は２つ以上の中央演算処理装置（central processing unit、ＣＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（digital signal processor、ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（application-specific integrated circuit、ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（field programmable gate array、ＦＰＧＡ）、プログラマブル論理制御回路（programmable logic controller、ＰＬＣ）、人工ニューラルネットワーク回路又はシステム、又は、任意の他の論理構成要素など、任意の形式の処理ユニットを含むことができる。制御装置２３０８に結合された非一時的プロセス可読記憶媒体は、任意の形式の非一時的揮発性及び／又は不揮発性メモリを含むことができる。
【００９４】
非接触電圧測定システム２３００はまた、制御装置２３０８に通信可能に結合されたユーザーインターフェース２３１０を含むこともできる。ユーザーインターフェース２３１０は、任意の数の入力部（例えば、ボタン、ダイヤル、スイッチ、タッチセンサー）と、任意の数の出力部（例えば、ディスプレイ、ＬＥＤ、スピーカー、ブザー）とを含むことができる。少なくとも一部の実行例において、制御装置２３０８及び／又はユーザーインターフェース２３１０は、データ及び／又は命令を非接触電圧測定システム２３００と１つ又は２つ以上の外部デバイスとの間で通信することを可能にする１つ又は２つ以上の有線及び／又は無線通信インターフェース（例えば、ＵＳＢ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷｉＦｉ（登録商標））を含むことができる。
【００９５】
動作時に、オペレータ２１０４は、センサーコンデンサＣSを形成するためにセンサー２３０２が電線と容量結合するように非接触電圧測定システム２３００を絶縁電線２１０６に近接して位置決めすることができる。センサー２３０２がそのように位置決めされたとき、制御装置２３０８は、可変容量サブシステム２３０４に異なる容量値を有させることができ、測定値を異なる容量値のそれぞれにて電圧測定サブシステム２３０６から取得することができる。その後、制御装置２３０８は、絶縁電線２１０６内に存在するＡＣ電圧の大きさを取得された測定値に基づいて判定し、結果をユーザーインターフェース２３１０を介してオペレータ２１０４に示すことができる。非接触電圧測定システム２３００の特定の実行例に関する更なる詳細を図１９〜図２１を参照して以下で論じる。
【００９６】
図１９は、コンデンサ２４０１及び２４０３と指定された２つのコンデンサを利用する可変容量サブシステム２４０２を含む非接触電圧測定システム２４００の概略図である。コンデンサ２４０１及び２４０３は、互いと同じか又は互いと異なる容量値を有することができる。非限定的な実施例として、コンデンサ２４０１及び２４０３は、それぞれ、１０００ピコファラド（ｐＦ）の容量値を有することができる。別の実施例として、コンデンサ２４０１は、１０００ｐＦの容量値を有することができ、コンデンサ２４０３は、２０００ｐＦの容量値を有することができる。
【００９７】
可変容量サブシステム２４０２は、第１の容量サブシステムノード２４０４と第２の容量サブシステムノード２４０６とを含む。コンデンサ２４０１は、第１の容量サブシステムノード２４０４と第２の容量サブシステムノード２４０６との間に電気的に結合されている。第１の容量サブシステムノード２４０４は、導電センサー２４０８に更に電気的に結合され、導電センサー２４０８は、それぞれ、先に論じた図１７及び図１８の非接触電圧測定システム２１０２及び２３００の導電センサー２１２６及び２３０２と類似又は全く同じとすることができる。先に論じたように、非接触電圧測定システム２４００が絶縁電線２１０６近傍に位置決めされたとき、導電センサー２４０８は、センサーコンデンサＣSのうちの一方の半分を形成し、電線２１０６の導体２１２２（図１７）は、センサーコンデンサＣSのうちの他方の半分を形成する。
【００９８】
可変容量サブシステム２４０２はまた、コンデンサ２４０３をコンデンサ２４０１と並列に選択的に電気的に結合するように動作するスイッチＳ1も含む。したがって、スイッチＳ1を選択的に制御することによって、第１の容量サブシステムノード２４０４と第２の容量サブシステムノード２４０６との間の容量値は、コンデンサ２４０１の容量値と、コンデンサ２４０１及び２４０３の容量値の合計との間で選択的に可変である。コンデンサ２４０１及び２４０３が同じ容量値（例えば、１０００ｐＦ）を有する場合、スイッチＳ1が閉にされたときの可変容量サブシステム２４０２の容量は、スイッチＳ1が開にされたときの可変容量サブシステム２４０２の容量の２倍（例えば、２０００ｐＦ対１０００ｐＦ）である。
【００９９】
第２の容量サブシステムノード２４０６は、人体容量ＣBを介して接地２１２８に電気的に結合することができ、人体容量ＣBは、非接触電圧測定システム２４００を動作中に保持するオペレータ２１０４（図１６及び図１７）の容量である。一般的に、オペレータの体は、接地２１２８に対して薄膜絶縁体によって覆われた導体としてモデル化することができる。典型的には、人体容量ＣBは、様々な要因に応じて、数十〜低くは数百ピコファラド（例えば、５０〜３００ｐＦ）の範囲にある。少なくとも一部の実行例において、人体容量ＣBを利用するよりはむしろ、第２の容量サブシステムノード２４０６を、非接触電圧測定システム２４００と接地との好適な電気的接続を介して接地２１２８に任意選択的に電気的に結合することができる。
【０１００】
制御装置２３０８は、スイッチＳ1の動作を選択的に制御するために結合され、スイッチＳ1は、次に、容量値Ｃ1又は容量値Ｃ2であるように可変容量サブシステム２４０２の容量値を選択的に制御する。この実施例において、容量値Ｃ1は、コンデンサ２４０１の容量に等しく、容量値Ｃ2は、コンデンサ２４０１及び２４０３の容量の合計に等しい。他の実施例において、第１の容量サブシステムノード２４０４と第２の容量サブシステムノード２４０６との間のコンデンサ及び１つ又は２つ以上のスイッチの構成に応じて、可変容量サブシステム２４０２内の異なる容量値Ｃ1及びＣ2を選択的に達成することができる。
【０１０１】
非接触電圧測定システム２４００はまた、第１の容量サブシステムノード２４０４及び第２の容量サブシステムノード２４０６に電気的に結合されているＡＤＣ  ２４１０も含む。ＡＤＣ  ２４１０は、好適なインターフェース（例えば、同位相のシリアルインターフェース（synchronous serial interface、（ＳＳＩ）を介して制御装置２３０８に通信可能に結合されている。ＡＤＣ  ２４１０は、第１の容量サブシステムノード２４０４と第２の容量サブシステムノード２４０６との間のアナログ電圧をデジタル信号に変換し、デジタル信号を制御装置２３０８に提供するように動作する。少なくとも一部の実行例において、ＡＤＣ  ２４１０は、２０以上のビット（例えば、２２ビット、２４ビット、３０ビット）の解像度など、相対的に高い有効解像度を有することができる。明瞭さのために図示していないが、ＡＤＣ  ２４１０は、信号をデジタル形式に変換する前に、可変容量サブシステム２４０２から検出された電圧をバッファリング、成形、及び／又は増幅する調整回路（例えば、１つ又は２つ以上の増幅器及び／又はフィルター）を含むことができるか、又は、該調整回路に結合することができる。更に、制御装置２３０８及びＡＤＣ  ２４１０は別個の構成要素として概略的に示されているが、少なくとも一部の実行例において、機能性のうちの一部又は全部を単一システム又は構成要素（例えば、単一の集積回路）内に結合することができる。
【０１０２】
センサー及び電線がセンサーコンデンサＣSを形成するようにセンサー２４０８が電線近傍に位置決めされているときに電線２１０６内のＡＣ電圧を測定するために、制御装置２３０８は、まず、可変容量サブシステム２４０２に、第１の容量値Ｃ1を第１の容量サブシステムノード２４０４と第２の容量サブシステムノード２４０６との間に有させることができる。例えば、制御装置２３０８は、スイッチＳ1を開にすることによってそのようなことを達成することができ、これに起因して、可変容量サブシステム２４０２は、コンデンサ２４０１の容量に等しい容量値を有する。
【０１０３】
次に、可変容量サブシステム２４０２が第１の容量値Ｃ1を有する間、制御装置２３０８は、ＡＤＣ  ２４１０に、第１の容量サブシステムノード２４０４と第２の容量サブシステムノード２４０６との間の第１の電圧ＶM1を捕捉つまり測定させることができる。そのような電圧ＶM1は、その後の使用のために非一時的プロセス可読記憶媒体に制御装置２３０８によって記憶することができる。
【０１０４】
次に、第１の電圧ＶM1の測定値を取得した後、制御装置２３０８は、可変容量サブシステム２４０２に、第２の容量値Ｃ2を第１の容量サブシステムノード２４０４と第２の容量サブシステムノード２４０６との間に有させることができる。例えば、制御装置２３０８は、コンデンサ２４０１と並列にコンデンサ２４０３を配置するためにスイッチＳ2を閉にすることによってそのようなことを達成することができ、これによって、可変容量サブシステム２４０２は、コンデンサ２４０１及び２４０３の容量値の合計に等しい容量値を有する。
【０１０５】
可変容量サブシステム２４０２は第２の容量値Ｃ2を有するが、制御装置２３０８は、ＡＤＣ  ２４１０に第１の容量サブシステムノード２４０４と第２の容量サブシステムノード２４０６との間の第２の電圧ＶM2を捕捉つまり測定させることができる。
【０１０６】
次に、制御装置２３０８は、絶縁電線２１０６内のＡＣ電圧を検出された第１の電圧ＶM1、検出された第２の電圧ＶM2、第１の容量値Ｃ1及び第２の容量値Ｃ2に少なくとも部分的に基づいて判定することができる。絶縁電線２１０６内のＡＣ電圧を判定する例示的なプロセスを図２０を参照して以下で論じる。
【０１０７】
図２０は、図１９の非接触電圧測定システム２４００の概略回路図を示す。この実施例において、絶縁電線２１０６のＡＣ電圧は、交流電源（ＶAC）によって表されている。直列容量性回路が、交流電源（ＶAC）と、センサーコンデンサＣSと、容量値Ｃ1又はスイッチＳ1の状態に応じて容量値Ｃ2である測定容量ＣMと、オペレータ２１０４（図１６及び図１７）の人体容量ＣBとの間に形成されている。先に論じたように、ＡＤＣ  ２４１０は、可変容量サブシステム２４０２が第１の容量値（即ち、ＣM＝Ｃ1）を有するときに第１の電圧測定値ＶM1をノード２４０４及び２４０６全体にわたって取得し、可変容量サブシステムが第２の容量値（即ち、ＣM＝Ｃ2）を有するときに第２の電圧測定値ＶM2をノード２４０４及び２４０６全体にわたって取得する。測定された電圧ＶMは、ノード２４０４での電圧（Ｖ404）とノード２４０６での電圧（Ｖ406）との間の電位差に等しい（即ち、ＶM＝Ｖ404〜Ｖ406）。
【０１０８】
ノード２４０４での電流は、式によって表すことができる。
ＩCS−ＩCM＝０                                        （６）
電流（ＩCS）は、以下の式によって与えられる。
2018105850.tif 000005
式中、（ＶAC−Ｖ404）は、センサーコンデンサ全体にわたる電圧ＣSであり、ｓは、ラプラス変数であり、（１／（ｓ×ＣS））は、センサーコンデンサＣSのインピーダンスである。電流（ＩCM）は、以下の式によって与えられる。
2018105850.tif 000006
式中、（Ｖ404〜Ｖ406）は、コンデンサＣM全体にわたる電圧であり、（１／（ｓ×ＣM））は、容量ＣMのインピーダンスである。
【０１０９】
同様に、ノード２４０６での電流は、式によって表すことができる。
ＩCM−ＩCB＝０                                        （９）
電流（ＩCB）は、以下の式によって与えられる。
2018105850.tif 000007
式中、（Ｖ406−０）は、人体コンデンサＣB全体にわたる電圧であり、（１／（ｓ×ＣB））は、人体容量ＣBのインピーダンスである。電流（ＩCM）は、先に提示されている。
【０１１０】
上記式（６）及び（９）を使用して、及び、ＶM＝Ｖ404〜Ｖ406、ＶMは以下の式によって表すことができる。
2018105850.tif 000008
【０１１１】
先に論じたように、ＡＤＣ  ２４１０は、可変容量システム２４０２が容量値Ｃ1を有するときに第１の電圧測定値ＶM1を取得するし、可変容量システム２４０２が容量値Ｃ2を有するときに第２の電圧測定値ＶM2を取得する。したがって、ＶM1及びＶM2は、以下の式によって表すことができる。
2018105850.tif 000009
【０１１２】
式（１３）及び（１４）は、絶縁電線２１０６内のＡＣ電圧（ＶAC）について解くことができ、これは、以下の式によって提示される。
2018105850.tif 000010
【０１１３】
式（１５）からわかるように、ＡＣ電圧（ＶAC）は、既知の容量値Ｃ1及びＣ2（つまり容量値Ｃ1とＣ2との比率）、及び、測定された電圧ＶM1及びＶM2のみを使用して実行時間中に判定することができる。即ち、絶縁電線２１０６内のＡＣ電圧（ＶAC）を取得するためには、センサーコンデンサＣS及び人体容量ＣBを判定する必要はない。更に、尚、ＡＣ電圧の周波数は、式から脱落するが、システム２４００の全体的なインピーダンスは、回路の最小コンデンサの周波数及び容量に左右される。例えば、回路内の最小コンデンサである１ｐＦのセンサー容量ＣSで、回路のインピーダンスは、５０Ｈｚにて３．５ＧΩ台である。
【０１１４】
図２１は、３つのコンデンサ、即ち、コンデンサ２６０２、２６０４及び２６０６を利用する可変容量サブシステム２６０１を含む非接触電圧測定システム２６００の概略図である。非接触電圧測定システム２６００は、先に論じた非接触電圧測定システムと類似又は全く同じであるので、簡潔さのために実質的な違いのみを以下で論じる。
【０１１５】
非接触電圧測定システム２６００は、センサー２４０８に電気的に結合された第１の容量サブシステムノード２６０８と、オペレータ２１０４（図１６及び図１７）の人体容量ＣBを介して接地２１２８に電気的に結合された第２の容量サブシステムノード２６１０とを含む。少なくとも一部の実行例において、第２の容量型サブシステムノード２６１０は、好適な電気接続部２６１２（「基準接続部」）を介して接地２１２８に任意選択的に直に電気的に結合することができる。
【０１１６】
コンデンサ２６０２は、制御装置２３０８によって制御可能であるスイッチＳ2を介してノード２６０８とノード２６１０との間に選択的に直列に結合することができる。コンデンサ２６０４は、制御装置２３０８によって制御可能であるスイッチＳ3を介してノード２６０８とノード２６１０との間に選択的に直列に結合することができる。コンデンサ２６０６は、制御装置２３０８によって制御可能であるスイッチＳ4を介してノード２６０８とノード２６１０との間に選択的に直列に結合することができる。少なくとも一部の実行例において、制御装置２３０８は、一度にスイッチＳ2、Ｓ3及びＳ4のうちの１つを閉にし、一度にコンデンサのうちの１つをノード２６０８とノード２６１０との間に直列に結合する。そのような実例において、コンデンサ２６０２、２６０４及び２６０６のそれぞれは、互いと異なる容量値を有することができる。例えば、コンデンサ２６０２は、１０００ｐＦの容量値を有することができ、コンデンサ２６０４は、２０００ｐＦの容量値を有することができ、コンデンサ２６０６は、２４０００ｐＦの容量値を有することができる。一般的に、容量値は、コンデンサのそれぞれが回路にスイッチングされるときに電圧測定値の相対的に大きな変動をもたらすように選ばれる必要がある。
【０１１７】
センサー及び電線がセンサーコンデンサＣSを形成するようにセンサー２４０８が電線２１０６の近傍に位置決めされているときに電線２１０６内のＡＣ電圧（ＶAC）を測定するために、制御装置２３０８は、まず、可変容量サブシステム２４０２に、第１の容量値Ｃ1を第１の容量サブシステムノード２６０８と第２の容量サブシステムノード２６１０との間に有させることができる。例えば、制御装置２３０８は、スイッチＳ2を閉にし、スイッチＳ3及びＳ4を開にすることによってそのようなことを達成することができ、これに起因して、可変容量サブシステム２６０１は、コンデンサ２６０２の容量に等しい容量値を有する。
【０１１８】
次に、可変容量サブシステム２４０２は、第１の容量値Ｃ1を有するが、制御装置２３０８は、ＡＤＣ  ２４１０に第１の測定された電圧ＶM1を第１の容量サブシステムノード２６０８と第２の容量サブシステムノード２６１０との間で捕捉することができる。そのような電圧ＶM1は、その後の使用のために非一時的プロセス可読記憶媒体に制御装置２３０８によって記憶することができる。
【０１１９】
次に、第１の電圧ＶM1の測定値を取得した後、制御装置２３０８は、可変容量サブシステム２６０１に第２の容量値Ｃ2を第１の容量サブシステムノード２６０８と第２の容量サブシステムノード２６１０との間に有させることができる。例えば、制御装置２３０８は、スイッチＳ3を閉にし、スイッチＳ2及びＳ4を開にすることによってそのようなことを達成することができ、これに起因して、可変容量サブシステム２６０１は、コンデンサ２６０４の容量値に等しい容量値を有する。
【０１２０】
可変容量サブシステム２６０１は、第２の容量値Ｃ2を有するが、制御装置２３０８は、ＡＤＣ  ２４１０に第２の測定された電圧ＶM2を第１の容量サブシステムノード２６０８と第２の容量サブシステムノード２６１０との間で捕捉させることができる。
【０１２１】
第２の電圧ＶM2の測定値を取得した後、制御装置２３０８は、可変容量サブシステム２６０１に第３の容量値Ｃ3を第１の容量サブシステムノード２６０８と第２の容量サブシステムノード２６１０との間に有させることができる。例えば、制御装置２３０８は、スイッチＳ4を閉にし、スイッチＳ2及びＳ3を開にすることによってそのようなことを達成することができ、これに起因して、可変容量サブシステム２６０１は、コンデンサ２６０６の容量値に等しい容量値を有する。
【０１２２】
可変容量サブシステム２６０１は、第３の容量値Ｃ3を有するが、制御装置２３０８は、ＡＤＣ  ２４１０に第３の測定された電圧ＶM3を第１の容量サブシステムノード２６０８と第２の容量サブシステムノード２６１０との間で捕捉させることができる。
【０１２３】
次に、制御装置２３０８は、絶縁電線２１０６内のＡＣ電圧（ＶAC）を検出された第１の電圧ＶM1、検出された第２の電圧ＶM2、検出された第３の電圧ＶM3、第１の容量値Ｃ1、第２の容量値Ｃ2及び第３の容量値Ｃ3に少なくとも部分的に基づいて判定することができる。絶縁電線２１０６内のＡＣ電圧（ＶAC）を判定する例示的なプロセスを以下で論じる。
【０１２４】
スイッチＳ2が閉にされ、スイッチＳ3及びＳ4が開にされたとき、絶縁電線２１０６内のＡＣ電圧（ＶAC）は、以下の式によって表すことができる。
ＶAC＝Ｉ1（ＺS＋ＺB＋Ｚ602）                          （１６）
式中、Ｉ1は、直巻電流であり、ＺSは、センサーコンデンサＣSの未知のインピーダンスであり、ＺBは、オペレータ２１０４（図１６及び図１７）の人体容量ＣBの未知のインピーダンスであり、Ｚ602は、コンデンサ２６０２のインピーダンスである。
【０１２５】
スイッチＳ3が閉にされ、スイッチＳ2及びＳ4が開にされたとき、絶縁電線２１０６内のＡＣ電圧は、以下の式によって表すことができる。
ＶAC＝Ｉ2（ＺS＋ＺB＋Ｚ604）                          （１７）
式中、Ｉ2は、直巻電流であり、ＺSは、センサーコンデンサＣSの未知のインピーダンスであり、ＺBは、オペレータ２１０４（図１６及び図１７）の人体容量ＣBの未知のインピーダンスであり、Ｚ604は、コンデンサ２６０４のインピーダンスである。
【０１２６】
スイッチＳ4が閉にされ、スイッチＳ2及びＳ3が開にされたとき、絶縁電線２１０６内のＡＣ電圧（ＶAC）は、以下の式によって表すことができる。
ＶAC＝Ｉ3（ＺS＋ＺB＋Ｚ606）                          （１８）
式中、Ｉ3は、直巻電流であり、ＺSは、センサーコンデンサＣSの未知のインピーダンスであり、ＺBは、オペレータ２１０４（図１６及び図１７）の人体容量ＣBの未知のインピーダンスであり、Ｚ606は、コンデンサ２６０６のインピーダンスである。
【０１２７】
互いに等しい式（１６）及び（１７）を設定し、ＺS＋ＺBについて解くと以下の式が得られる。
2018105850.tif 000011
【０１２８】
式（１９）を式（１８）に代入すると、以下の式が得られる。
2018105850.tif 000012
【０１２９】
ＩX＝ＶX／ＺX及びＺX＝１／（２πωＣX）置換し、結果を簡略化すると、絶縁電線２１０６内のＡＣ電圧（ＶAC）は以下の式によって表すことができる。
2018105850.tif 000013
【０１３０】
その後、絶縁電線２１０６の判定されたＡＣ電圧をオペレータに示すか、又は、好適な通信インターフェースを介して外部デバイスに通信することができる。
【０１３１】
図２２は、ガルバニック接触なしに絶縁電線内のＡＣ電圧を測定するために非接触電圧測定システムを操作する方法２７００のフロー図である。非接触電圧測定システムは先に論じた非接触電圧測定システムの実行例のいずれかと類似又は全く同じとすることができ、及び／又は、そのような非接触電圧測定システムの様々な組み合わせを含むことができる。
【０１３２】
方法２７００は、２７０２にて始まることができ、オペレータが、非接触電圧測定システムの導電センサーを測定される絶縁電線近傍に位置決めする。先に論じたように、導電センサーが絶縁電線近傍に位置決めされたとき、絶縁電線内のセンサー及び導体は、センサーコンデンサＣSを形成するために共に容量結合される。
【０１３３】
２７０４にて、非接触電圧測定システムの少なくとも１つのプロセッサ（制御装置）は、センサーに電気的に結合された可変容量サブシステムに第１の容量値を有させることができる。少なくとも一部の実行例において、可変容量サブシステムは、例えば、少なくとも第１のコンデンサと、第２のコンデンサと、プロセッサに制御されたスイッチとを含む。
【０１３４】
２７０６にて、少なくとも１つのプロセッサは、第１の電圧を可変容量サブシステム全体にわたって検出つまり測定して、第１の測定された電圧を非一時的プロセス可読記憶媒体に記憶することができる。先に論じたように、少なくとも一部の実行例において、少なくとも１つのプロセッサは、相対的に高い（例えば、２０ビット、２２ビット）有効解像度を有するＡＤＣを介して、可変容量サブシステム全体にわたる電圧を検出つまり測定することができる。
【０１３５】
２７０８にて、非接触電圧測定システムの少なくとも１つのプロセッサは、可変容量サブシステムに第１の容量値と異なる第２の容量値を有させることができる。少なくとも一部の実行例において、第１の容量値及び第２の容量値のうちの一方は、第１の容量値及び第２の容量値のうちの他方の少なくとも２倍とすることができる。非限定的な実施例として、第１及び第２の容量値のうちのそれぞれは、１０００ｐＦ〜５０００ｐＦとすることができる。
【０１３６】
２７１０にて、少なくとも１つのプロセッサは、第２の電圧を可変容量サブシステム全体にわたって検出つまり測定して、第２の測定された電圧を非一時的プロセス可読記憶媒体に記憶することができる。
【０１３７】
２７１２にて、少なくとも１つのプロセッサは、絶縁導体内のＡＣ電圧を第１及び第２の測定された電圧及び第１及び第２の容量値に少なくとも部分的に基づいて判定することができる。例えば、先に論じたように、少なくとも１つのプロセッサは、絶縁導体内のＡＣ電圧（ＶAC）を式に従って判定することができる。
ＶAC＝ＶM1×［（Ｃ1／Ｃ2）−１］／［（Ｃ1ＶM1／Ｃ2ＶM2）−１］      （２２）
式中、Ｃ1及びＣ2は、それぞれ、第１及び第２の容量値であり、ＶM1及びＶM2は、可変容量サブシステム全体にわたる第１及び第２の測定された電圧である。
【０１３８】
絶縁導体内のＡＣ電圧を判定した後、少なくとも１つのプロセッサは、結果を、少なくとも１つのプロセッサに通信可能に結合されたユーザーインターフェースを介してオペレータに示すことができる。ユーザーインターフェースは、ビジュアルコンポーネント（例えば、ディスプレイ、発光体（例えば、ＬＥＤ）、複数の発光体（例えば、ＬＥＤ））及び／又はオーディオコンポーネント（例えば、スピーカー、ブザー）を含むことができる。付加的又は代替的に、少なくとも１つのプロセッサは、結果を好適な有線及び／又は無線通信インターフェースを介して外部デバイスに通信することができる。
【０１３９】
少なくとも一部の実行例において、第２の測定された電圧を取得した後、少なくとも１つのプロセッサは、可変容量サブシステムに第３の容量値を有させることができる。そのような実例において、その後、少なくとも１つのプロセッサは、第３の測定値電圧を可変容量サブシステム全体にわたって検出つまり測定することができる。
【０１４０】
その後、少なくとも１つのプロセッサは、絶縁導体内のＡＣ電圧（ＶAC）を第１の測定された電圧（ＶM1）、第２の測定された電圧（ＶM2）、第３の測定された電圧（ＶM3）、第１の容量値（Ｃ1）、第２の容量値（Ｃ2）及び第３の容量値（Ｃ3）に少なくとも部分的に基づいて判定することができる。例えば、少なくとも１つのプロセッサは、絶縁導体内のＡＣ電圧（ＶAC）を式に従って判定することができる。
ＶAC＝Ｃ3ＶM3×［（ＶM2−ＶM1）／（Ｃ1ＶM1−Ｃ2ＶM2）］＋ＶM3    （２３）
【０１４１】
その後、判定されたＡＣ電圧（ＶAC）を好適なインターフェースを介してオペレータに示し、及び／又は、有線及び／又は無線通信インターフェースを介して外部デバイスに通信することができる。
【０１４２】
マルチコンデンサ型非接触電圧測定システム
以下で論じる内容は、マルチコンデンサ型電圧測定値センサー又はシステムを使用して、絶縁又はブランク非絶縁導体（例えば、絶縁電線）のＡＣ電圧を、導体と試験電極又はプローブとのガルバニック接続を必要とすることなく測定するシステム及び方法を対象とする。本セクションで開示する実行例を本明細書では「マルチコンデンサ型電圧センサー」又はシステムという場合がある。全体的に、非ガルバニック接触（つまり「非接触」）電圧測定システムを提示し、該システムは、接地に対する絶縁導体内のＡＣ電圧信号を容量センサーを使用して測定する。
【０１４３】
図２３Ａは、マルチコンデンサ電圧センサー又はシステムを含む非接触電圧測定システム３１０２を、オペレータ３１０４が使用して、絶縁導体３１０６内に存在するＡＣ電圧を、非接触電圧測定システムと電線３１０６とのガルバニック接触を必要とすることなく測定することができる環境３１００の絵図である。図２３Ｂは、動作中の非接触電圧測定システムの様々な電気的特性を示す、図２３Ａの非接触電圧測定システム３１０２の上面図である。非接触電圧測定システム３１０２は、握持部分つまり端部３１１０と、握持部分の反対側の、本明細書では前端ともいうプローブ部分つまり端部３１１２とを含むハウジングつまり本体３１０８を含む。ハウジング３１０８はまた、非接触電圧測定システム３１０２とのユーザーインタラクションを促進するユーザーインターフェース３１１４を含むこともできる。ユーザーインターフェース３１１４は、任意の数の入力部（例えば、ボタン、ダイヤル、スイッチ、タッチセンサー）と、任意の数の出力部（例えば、ディスプレイ、ＬＥＤ、スピーカー、ブザー）とを含むことができる。非接触電圧測定システム３１０２はまた、ローカル又は遠隔配置装置と通信を促進する１つ又は２つ以上の有線及び／又は無線通信インターフェース（例えば、ＵＳＢ、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））を含むこともできる。
【０１４４】
少なくとも一部の実行例において、図２３Ｂに最も良好に示すように、プローブ部分３１１２は、第１及び第２の拡張部分３１１８及び３１２０によって画成された凹部分３１１６を含むことができる。凹部分３１１６は、測定が行われるときに絶縁電線３１０６（図２３Ａを参照）を受け取る。絶縁電線３１０６は、導体３１２２と、導体３１２２を取り囲む絶縁体３１２４とを含む。凹部分３１１６は、センサー又は電極Ｓ1、Ｓ2及びＳ3を含むことができ、センサー又は電極Ｓ1、Ｓ2及びＳ3は、絶縁電線が非接触電圧測定システム３１０２の凹部分３１１６内に位置決めされたときに絶縁電線３１０６の絶縁体３１２４に近接して位置決めされている。図示した実施例において、センサーＳ1及びＳ2は、ハウジング３１０８の拡張部分３１１８の内側に配設され、センサーＳ3は、拡張部分３１２０の内側に配設されている。センサーと他の物体（例えば、絶縁電線３１０６、金属物体）との物理的及び電気的接触を防止するためにセンサーＳ1及びＳ2を凹部分３１１６から分離するために拡張部分３１１９の表面３１１９を設けることができる。同様に、拡張部分３１２０の表面３１２１は、センサーＳ3を凹部分３１１６から分離することができる。図２７を参照して以下で論じるように、少なくとも一部の実行例において、表面３１１９は、表面３１２１が凹部分からセンサーＳ3を分離する距離（例えば、図２７の厚さＴ2）と異なる距離（例えば、図２７の厚さＴ1）だけセンサーＳ1及びＳ2を凹部分３１１６から分離することができる。
【０１４５】
図２３Ａに示すように、使用時に、オペレータ３１０４は、ハウジング３１０８の握持部分３１１０を把持して絶縁電線３１０６に近接してプローブ部分３１１２を配置することができ、非接触電圧測定システム３１０２は、電線内に存在するＡＣ電圧を接地（又は、別の基準ノード）に対して正確に測定することができるようになっている。プローブ端部３１１２は凹部分３１１６を有すると示されているが、他の実行例において、プローブ部分３１１２は、異なる方法で構成することができる。例えば、少なくとも一部の実行例において、プローブ部分３１１２は、選択的に移動可能なクランプ、フック、センサーを含む平坦な又は円弧の面、又は、非接触電圧測定システム３１０２のセンサーを絶縁電線３１０６に近接して位置決めすることを可能にする他の形式のインターフェースを含むことができる。
【０１４６】
プローブ部分３１１２が絶縁電線３１０６に近接して位置決めされたとき、センサーＳ1、Ｓ2及びＳ3は、それぞれ、容量Ｃ1、Ｃ2及びＣ3を生成する電線の導体３１２２とそれぞれ容量結合する。以下で更に論じるように、センサーＳ1、Ｓ2及びＳ3のうちのそれぞれは、絶縁電線３１０６内のＡＣ電圧（ＶO）を正確に判定するためにセンサーＳ1、Ｓ2及びＳ3での異なる電圧Ｖ1、Ｖ2及びＶ3を検出及び使用することができるように、絶縁電線３１０６との容量結合に影響を与える少なくとも１つの特性に関して互いと異なる。
【０１４７】
少なくとも一部の実行例において、出力電圧Ｖ1と、Ｖ2と、Ｖ3と様々な比率が、絶縁導体の３１０６の特性を判定するために使用される。判定された特性を使用して、絶縁導体３１０６内のＡＣ電圧を、較正されたルックアップテーブル及び／又は１つ又は２つ以上の判定された式を介して判定することができる。
【０１４８】
ＡＣ電圧を測定するために非接触電圧測定システム３１０２によって使用される特定のシステム及び方法を図２４〜図２７を参照して以下で論じる。
【０１４９】
図２４は、図２３Ａ及び図２３Ｂにもまた示す非接触電圧測定システム３１０２の様々な内部構成要素の概略図を示す。この実施例において、非接触電圧測定システム３１０２の導電センサーＳ1、Ｓ2及びＳ3は、試験中の絶縁電線３１０６に近接して位置決めされている。センサーＳ1、Ｓ2及びＳ3のうちのそれぞれは、それぞれ、絶縁電線３１０６の導体３１２２と容量結合して、センサー結合コンデンサＣ1、Ｃ2及びＣ3（図２３Ｂ）を形成する。電線３１２２内のＡＣ電圧信号（ＶO）は、それぞれ、センサー電圧信号Ｖ1、Ｖ2及びＶ3をセンサーＳ1、Ｓ2及びＳ3にて生成し、これらの電圧信号は、それぞれのセンサーＳ1、Ｓ2及びＳ3の結合容量Ｃ1、Ｃ2及びＣ3に左右される。
【０１５０】
測定される電線３１２２内のＡＣ電圧（ＶO）は、外部接地３１２８（例えば、中立）との接続を有する。非接触電圧測定システム３１０２自体もまた、接地３１２８に対する容量を有し、この容量は、主として、オペレータ３１０４（図２３Ａ）が非接触電圧測定システムを手に保持したときの人体容量（ＣB）からなる。容量Ｃ1、Ｃ2及びＣ3のうちのそれぞれは、導電ループをＣBを介して生成し、ループの内側の電圧は、それぞれの信号電流（Ｉ1、Ｉ2及びＩ3）を生成する。電流信号（Ｉ1、Ｉ2及びＩ3）は、それぞれ、導電センサーＳ1、Ｓ2及びＳ3に容量結合されている絶縁電線３１０６の導体３１２２内のＡＣ電圧信号（ＶO）によって生成され、非接触電圧測定システム３１０２のハウジング３１０８及び接地３１２８に至る人体コンデンサ（ＣB）を介して外部接地３１２８に戻る。電流信号（Ｉ1、Ｉ2及びＩ3）は、それぞれ、導電センサーＳ1、Ｓ2及びＳ3と試験中の絶縁電線３１０６との間の距離、導電センサーＳ1、Ｓ2及びＳ3の特定の形状及びサイズ、及び、導体３１２２のサイズ、電圧レベル（ＶO）及び相対位置にそれぞれ左右される。電圧Ｖ1、Ｖ2及びＶ3は、それぞれ、電流信号Ｉ1、Ｉ2及びＩ3に比例している。内部接地ガード３１５４（図２５、図２６Ａ、図２６Ｂ及び図２７を参照）からテスト用リード線などの測定された基準電位までの接続がある場合、接地（人体容量ＣB）に対する任意の他の基準電位を使用することもできる。この接続は、使用された場合、接地／アースに接続された場合には低い人体容量ＣBの影響を無効にすることもできる。一例であれば、内部接地ガード３１５４を１つの位相に接続し、非接触センサー３１１２を別の位相に使用する多相環境における相間測定であろう。
【０１５１】
迷走電流を低減又は回避するために、非接触電圧測定システム３１０２の少なくとも一部（例えば、センサーＳ1、Ｓ2及びＳ3）は、導電内部接地ガード又はスクリーン３１３２Ａ〜Ｂ（図２６Ａ〜Ｂにもまた図示）によって少なくとも部分的に取り囲むことができ、これに起因して、電流の大部分は、導電センサーＳ1、Ｓ2及びＳ3を通り、センサーＳ1、Ｓ2及びＳ3は、絶縁電線３１０６の導体３１２２で、結合コンデンサＣ1、Ｃ2及びＣ3を、それぞれ、形成する。内部接地ガード３１３２Ａ〜Ｂは、任意の好適な導電材料（例えば、銅製）から形成することができ、中実（例えば、箔）とすることができるか、又は、１つ又は２つ以上の開口部（例えば、メッシュ）を有することができる。センサーＳ1、Ｓ2及びＳ3の周りのガード３１３２Ａ〜Ｂは、また、センサーに近い隣接電線の迷走による影響を低減することもできる。図２５、図２６Ａ、図２６Ｂ及び図２７で参照番号３１５４によっても参照されるガード３１３２Ａ〜Ｂは、非接触電圧測定システム３１０２の内部接地接続をもたらす。
【０１５２】
図２４に示すように、非接触電圧測定システム３１０２は、電圧測定構成要素３１３６Ａ、３１３６Ｂ及び３１３６Ｃを含む電圧測定サブシステム３１３６を含むことができ、電圧測定構成要素３１３６Ａ、３１３６Ｂ及び３１３６Ｃは、それぞれ、電圧信号Ｖ1、Ｖ2及びＶ3、及び／又は、電圧信号に比例しているそれぞれの電流信号Ｉ1、Ｉ2及びＩ3を検出するように動作する。非限定的な実施例として、電圧測定構成要素３１３６のうちのそれぞれは、電圧信号Ｖ1、Ｖ2及びＶ3を検出するアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）及び関連の回路を備えることができる。別の非限定的な実施例として、電圧測定構成要素３１３６Ａ、３１３６Ｂ及び３１３６Ｃのうちのそれぞれは、電圧信号Ｖ1、Ｖ2及びＶ3に比例している入力電流Ｉ1、Ｉ2及びＩ3を電圧レベルに変換する反転電流電圧変換器をとして動作する入力増幅器及びフィードバック回路を含むことができる。
【０１５３】
電圧信号Ｖ1、Ｖ2及びＶ3（又は、その代表的な信号）を信号処理モジュール３１４０に供給することができ、信号処理モジュール３１４０は、以下で更に論じるように、電圧信号Ｖ1、Ｖ2及びＶ3を処理して絶縁導体３１０６の導体３１２２内のＡＣ電圧（ＶO）を判定する。信号処理モジュール３１４０は、デジタル及び／又はアナログ回路の任意の組み合わせを含むことができる。
【０１５４】
非接触電圧測定システム３１０２はまた、判定されたＡＣ電圧（ＶO）を示すか、又は、インターフェースによって非接触電圧測定システムのオペレータ３１０４に通信するために信号処理モジュール３１４０に通信可能に結合されたユーザーインターフェース３１４２（例えば、ディスプレイ）も含むことができる。
【０１５５】
図２５は、１つの図示した実行例による、絶縁電線の測定中に絶縁導体３１０６に近接して位置決めされた非接触電圧測定システム３１０２の導電センサーＳ1、Ｓ2及びＳ3を示す概略図である。この実施例において、導電センサーＳ1は、第１の距離Ｄ1だけ絶縁導体３１０６から分離され、導電センサーＳ2は、第２の距離Ｄ2だけ絶縁導体３１０６から分離され、導電センサーＳ3は、第３の距離Ｄ3だけ絶縁導体３１０６から分離されている。少なくとも一部の実行例において、距離Ｄ1、Ｄ2及びＤ3のうちの少なくとも１つは、距離Ｄ1、Ｄ2及びＤ3のうちの少なくとも１つの他の距離と異なってもよい。例えば、少なくとも一部の実行例において、距離Ｄ1及びＤ2は、互いに等しくてもよく、距離Ｄ3は、距離Ｄ1及びＤ2と異なってもよい。図２７に示すように、距離Ｄ1、Ｄ2及びＤ3は、１つ又は２つ以上の絶縁層の物理特性（例えば、厚さ）によって少なくとも部分的に制御することができる。
【０１５６】
図２５にもまた図示したように、導電センサーＳ1、Ｓ2及びＳ3は、異なる物理的寸法（例えば、高さ、幅、形状、面積）を有することができる。図示した実施例において、導電センサーＳ1は、導電センサーＳ2の幅（Ｗ2）を下回る幅（Ｗ1）を有し、導電センサーＳ2は、導電センサーＳ3の幅（Ｗ3）を下回る幅（Ｗ2）を有する。センサーＳ1、Ｓ2とＳ3のそのような違いが、絶縁電線内のＡＣ電圧を独自に判定するための電圧Ｖ1、Ｖ2及びＶ3の測定を可能にする。
【０１５７】
図２６Ａは、内部接地ガード３１３２Ａによって少なくとも部分的に取り囲まれた第１及び第２の導電センサーＳ1及びＳ2の平面図である。この実施例において、センサーＳ1は、直角を隅部３１５１に形成する第１の縁部３１５０Ａ及び第２の縁部３１５０Ｂと、直角の反対側の斜辺縁部３１５０Ｃとを画成する平面直角三角形を有する。同様に、センサーＳ2は、直角を隅部３１５３に形成する第１の縁部３１５２Ａ及び第２の縁部３１５２Ｂと、直角の反対側の斜辺縁部３１５２Ｃとを画成する平面直角三角形を有する。この実施例において、センサーＳ1及びＳ2は、第１及び第２の導電センサーＳ1及びＳ2の斜辺縁部３１５０Ｃ及び３１５２Ｃが、それぞれ、小さい間隙がその間にあって互いの横に（例えば、実質的に隣接して）位置決めされるように互いに対して逆転されている。
【０１５８】
図２６Ｂは、内部接地ガード３１３２Ｂによって少なくとも部分的に取り囲まれた第３の導電センサーＳ3の平面図である。この実施例において、第３の導電センサーＳ3は、形状は長方形である。この実施例において、第３の導電センサーＳ3は、形状は長方形である。少なくとも一部の実行例において、第３のセンサーＳ3の面積は、第１及び第２の導電センサーＳ1及びＳ2の組み合わせ面積と同じ（又は実質的に同じ）であるが、そのような特徴は、要件ではない。第３のセンサーＳ3は、第１及び第２の導電センサーＳ1及びＳ2の組み合せ面積と同じであり、センサーＳ1及びＳ2は、センサーＳ3が絶縁電線から離間されている距離と異なる距離によって絶縁電線から離間されている実例において、組み合わされたセンサーＳ1及びＳ2は、距離の違いを形が似たコンデンサを使用して説明するために容量Ｃ3と比較することができる単一の容量（Ｃ1＋Ｃ2）としてみなすことができる。
【０１５９】
センサーＳ1、Ｓ2及びＳ3の特定の形状、サイズ、相対位置及び配向は例示的であり、限定的ではないことを認識されたい。実際には、センサーＳ1、Ｓ2及びＳ3のうちのそれぞれの形状、サイズ、相対位置及び配向は、数多くの組み合わせで変えることができる。
【０１６０】
図２７は、センサーＳ1、Ｓ2及びＳ3を含む非接触電圧測定システム３１０２の前端３１１２の断面図である。センサーＳ1及びＳ2を回路基板３１５６Ａによって支えることができ、回路基板３１５６Ａは、内部接地ガード３１３２Ａによって少なくとも部分的に取り囲まれている。同様に、センサーＳ3を回路基板３１５６Ｂによって支えることができ、回路基板３１５６Ｂは、内部接地ガード３１３２Ｂによって少なくとも部分的に取り囲まれている。
【０１６１】
第１の絶縁層３１５８Ａが、センサーＳ1及びＳ2を前端３１１２の凹部分３１１８から分離している。第２の絶縁層３１５８Ｂが、センサーＳ3を前端の凹部分３１１８から分離している。第１及び第２の絶縁層３１５８Ａ及び３１５８Ｂは、それぞれ、平面３１１９及び３１２１を有することができ、平面３１１９及び３１２１は、「Ｖ」字形の凹部分３１１６を画成するように互いに対して鋭角（α）にて配設され、「Ｖ」字形の凹部分３１１６は、絶縁導体をその中で受け取る。非限定的な実施例として、角度（α）は、少なくとも一部の実行例において２０°〜５０°（例えば、３９°、４２°）であってもよい。例示的な絶縁導体３１６２、３１６４及び３１６６は、平面３１１９及び３１２１近傍に凹部分３１１６内に配設されると図示されている。絶縁導体３１６２は、絶縁３１６２Ａによって取り囲まれた導線３１６２Ｂを含み、絶縁導体３１６４は、絶縁３１６４Ａによって取り囲まれた導線３１６４Ｂを含み、絶縁導体３１６６は、絶縁３１６６Ａによって取り囲まれた導線３１６６Ｂを含む。
【０１６２】
図２７に示す実施例において、前端つまりプローブ端部３１１２は、相対的に大きな直径を有する絶縁電線３１６２又は相対的に小さな直径を有する絶縁電線３１６６など、様々な直径の絶縁電線を収容するように成形されている。絶縁電線３１６２、３１６４及び３１６６はまた、それぞれ、異なる直径を有する導体３１６２Ａ、３１６４Ａ及び３１６６Ａ、及び／又は、異なる厚さを有するそれぞれの絶縁層３１６２Ｂ、３１６４Ｂ及び３１６６Ｂを有することもできる。
【０１６３】
第１の絶縁層３１５８Ａは、第１の厚さＴ1を有することができ、第２の絶縁層３１５８Ｂは、第２の厚さＴ2を有することができる。少なくとも一部の実行例において、第１の厚さＴ1は、第２の厚さＴ2と異なってもよい。例えば、少なくとも一部の実行例において、第１の厚さは、ほぼ０．５ミリメートル（ｍｍ）であってもよく、第２の厚さＴ2は、ほぼ２．５ｍｍであってもよい。
【０１６４】
試験中の絶縁電線との容量結合に影響を与える少なくとも１つの特性（例えば、サイズ、形状、絶縁導体３１０６からの距離）に関して互いと異なる３つのセンサーＳ1、Ｓ2及びＳ3を設置すると、非接触電圧測定システム３１０２は、センサーと絶縁導体３１０６との間の容量結合に影響を与える異なる変数を補正することができる。そのような変数としては、絶縁導体３１０６の直径、絶縁導体３１０６の絶縁の厚さ、前端３１１２の凹部分３１１６内の絶縁導体３１０６の位置などを挙げることができる。
【０１６５】
有利なことに、それぞれ、電圧Ｖ1、Ｖ2及びＶ3の電圧測定値をセンサーＳ1、Ｓ2及びＳ3にて取得することによって、非接触電圧測定システム３１０２の少なくとも１つのプロセッサは、絶縁導体３１０６上のＡＣ電圧を正確に判定することができる。そのような判定を行うために、既知のＡＣ電圧を有する既知の絶縁導体３１０６を使用して非接触電圧測定システム３１０２を（例えば、製造又は設計中に）較正することができる。付加的又は代替的に、非接触電圧測定システム３１０２の少なくとも１つのプロセッサは、１つ又は２つ以上の判定された式を利用し、と共に、電圧Ｖ1、Ｖ2及びＶ3を入力として利用して、絶縁導体３１０６のＡＣ電圧を出力として供給することができる。動作中、非接触電圧測定システム３１０２の少なくとも１つのプロセッサは、電圧Ｖ1、Ｖ2及びＶ3を取得し、その後、電圧を入力として受け取り、絶縁電線内のＡＣ電圧を出力するルックアップテーブル又は１つ又は２つ以上の式を使用して絶縁電線内のＡＣ電圧を判定することができる。
【０１６６】
図２６Ａ、図２６Ｂ及び図２７に示す例示的なセンサー構成については、それぞれ、センサーＳ1、Ｓ2及びＳ3で測定された電圧Ｖ1、Ｖ2及びＶ3間の様々な関係を使用して、試験中の絶縁導体のＡＣ電圧を判定することができる。少なくとも一部の実行例において、非接触電圧測定システム３１０２は、以下の関係のうちの１つ又は２つ以上を利用することができる。
2018105850.tif 000014
【０１６７】
上記の関係（２４）〜（２７）を用いて、様々なサイズの絶縁導体内のＡＣ電圧を測定することができるように、絶縁導体とセンサーＳ1、Ｓ2及びＳ3との間の距離から独立している関数を絶縁導体（例えば、絶縁導体３１０６）内の未知のＡＣ電圧について提供することができる。
【０１６８】
センサーＳ1及びＳ2について、以下の式を使用することができる。
ＶO＝ｋ×（Ｖ1＋Ｖ2）                      （２８）
式中、ＶOは、絶縁導体内のＡＣ電圧であり、ｋは、上記の関係（２４）の関数である（即ち、ｋ＝ｆ（Ｖ1／Ｖ2））。
【０１６９】
測定された電圧Ｖ1、Ｖ2及びＶ3は、それぞれ、センサーＳ1、Ｓ2及びＳ3と絶縁導体との間の容量Ｃ1、Ｃ2及びＣ3に左右される。したがって、平面又は壁部（例えば、センサーＳ1、Ｓ2及びＳ3のうちのそれぞれ）に平行である電線（例えば、絶縁導体）間の容量について既知の式に従って容量Ｃ1、Ｃ2及びＣ3を計算することができる。センサーのうちのそれぞれの容量Ｃの式は、以下の通りである。
2018105850.tif 000015
式中、「ａ」は、導線の半径であり、「ｄ」は、電線とセンサーとの間の距離であり（式中、「ｄ」＞「ａ」）、「ｌ」は、センサーに近接する電線の長さ、又は、同等にセンサーの幅である。
【０１７０】
先に論じたように、電流をセンサーＳ1、Ｓ2及びＳ3のうちのそれぞれを介してそれぞれの電圧に変換する１つ又は２つ以上のＡＤＣ又は１つ又は２つ以上の反転演算増幅器など、それぞれ、好適な電圧測定構成要素３１３６Ａ、３１３６Ｂ及び３１３６Ｃで電圧Ｖ1、Ｖ2及びＶ3を測定することができる。
【０１７１】
上記の関係（２４）、（２５）及び（２６）は、独自の値を電圧Ｖ1、Ｖ2及びＶ3の所与の測定値について提供する３つの式を識別し、電圧Ｖ1、Ｖ2及びＶ3の所与の測定値は、試験中の導線の直径並びに導線の絶縁厚さを識別し、上記の式（２９）を使用して容量Ｃ1、Ｃ2及びＣ3を計算するために使用することができる。その後、絶縁電線内のＡＣ電圧を以下の式に従って計算することができる。
2018105850.tif 000016
式中、「ｘ」は、それぞれ、センサーＳ1、Ｓ2及びＳ3について１、２及び３に等しい。
【０１７２】
３つのセンサーＳ1、Ｓ2及びＳ3の３つの出力電圧Ｖ1、Ｖ2及びＶ3によって、導体の直径及び絶縁の厚さによる試験中の絶縁電線の特徴づけが可能である。上記の関係（２４）は、主として、絶縁電線の外径を定義し、関係（２７）は、主として、絶縁電線の導体の直径を定義する。先に論じたように、電圧Ｖ1、Ｖ2及びＶ3は、ルックアップテーブルから較正係数を取得するために、又は、較正係数を１つ又は２つ以上の式を利用して計算するために入力として使用される。
【０１７３】
一例として、電圧Ｖ1、Ｖ2及びＶ3の所与の測定値について、上記の式（２９）を使用して、関係（２４）は、電線直径及び絶縁厚さの可能な組み合わせを試験中の絶縁電線について制限する。同様に、関係（２５）は、電線直径及び絶縁厚さの可能な組み合わせを試験中の絶縁電線について制限する。したがって、関係（２４）及び（２５）を使用して、指定の電線直径及び指定の絶縁厚さを有する仮想電線を判定することができる。判定された仮想電線の物理特性を使用して、上記の関係（２４）及び（２５）の両方に左右される係数「ｋ」を識別することができる。判定された仮想電線及び測定された電圧Ｖ1及びＶ2を使用して、試験中の絶縁電線の異なる位置によって生成される較正表によって、位置から独立した最終的な電圧結果が得られる。
【０１７４】
電圧Ｖ1及びＶ2のみを使用すると、結果は、不正確な値を示す恐れがある。したがって、上述した電圧と同様にセンサーＳ3からの電圧Ｖ3を使用すると、より良好な位置定義を得ることができる。特に、関係（２７）では、電圧Ｖ1及びＶ2の合計を利用する。共に結合されたときのセンサーＳ1及びＳ2の形状はセンサーＳ3の形状と類似のものであることから、関係（２７）によって、２つの異なる距離（即ち、Ｔ1及びＴ2）での同様のコンデンサ（即ち、Ｃ1＋Ｃ2及びＣ3）の比率が得られる。
【０１７５】
妥当な容量（例えば、数ピコファラド）をセンサーと試験中の絶縁電線との間で達成し、また、人体容量（ＣＢ）（例えば、３０〜２００ピコファラド）をはるかに下回るようにセンサーＳ1、Ｓ2及びＳ3の実際寸法及び形状を選択することができ、人体容量（ＣＢ）は、ハンドヘルド用途の接地に対する可能な基準として使用することができる。
【０１７６】
非接触ＡＣ電気的パラメータ測定システム
以下で論じる内容は、本明細書で論じる機能性のうちの一部又は全部を含むことができる非接触測定システムの様々な例示的な実行例を提示する。
【０１７７】
図２８は、非接触電圧測定機能性及び非接触電流測定機能性を提供する非接触測定システムつまり器具３７００の概略ブロック図である。測定システム３７００はまた、電圧及び／又は電流測定値から導出された１つ又は２つ以上のＡＣ電気的パラメータ（例えば、電力、エネルギー、周波数、高調波）を判定することもできる。測定システム３７００は、プロセッサ３７０６にそれぞれ通信可能に結合されている電圧センサー３７０２と電流センサー３７０４とを含む。
【０１７８】
電圧センサー３７０２及び／又はプロセッサ３７０６は、本明細書で論じる非接触検出器のいずれかと類似又は全く同じとすることができる。プロセッサ３７０６は、１つ又は２つ以上の中央演算処理装置（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）など、１つ又は２つ以上の論理回路処理装置を含むことができる。測定システム３７００はまた、命令又はデータのうちの少なくとも一方を記憶するプロセッサ３７０６に通信可能に結合されたメモリ３７０８含むこともできる。メモリ３７０８は、例えば、１つ又は２つ以上のソリッドステートメモリフラッシュメモリ又はソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）を含むことができ、１つ又は２つ以上のソリッドステートメモリは、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール及び他のデータの不揮発性記憶を測定システム３７００について行う。図示していないが、測定システム３７００は、他の非一時的コンピュータ可読又はプロセッサ可読媒体、例えばハードディスクドライブ、光ディスク駆動装置又はメモリカードメディアドライブを採用することができる。
【０１７９】
測定システム３７００は、ユーザーインターフェース３７１０を含むことができ、ユーザーインターフェース３７１０は、任意の数の入力部（例えば、ボタン、ダイヤル、スイッチ、タッチスクリーン）と、任意の数の出力部（例えば、ディスプレイ、ＬＥＤ、スピーカー、ブザー）とを含むことができる。測定システム３７００はまた、読み出し３７１４及び／又は波形３７１６を示す１つ又は２つ以上のディスプレイ３７１２を含むこともできる。
【０１８０】
動作時に、プロセッサ３７０６は、信号を電圧センサー３７０２及び電流センサー３７０４から受け取って、それぞれ、電圧測定値及び電流測定値を取得する。プロセッサ３７０６は、そのような電圧測定値及び電流測定値を利用して、付加的なＡＣ電気的パラメータを測定値の組み合わせに基づいて導出することができる。そのようなパラメータとしては、例えば、電力（真の電力、皮相電力など）、位相（例えば、三相）、周波数、高調波、エネルギーなどを挙げることができる。
【０１８１】
電圧センサー信号及び電流センサー信号は、共通測定時間間隔中にそれぞれの電圧センサー３７０２及び電流センサー３７０４によって取得することができ、共通測定時間間隔は、持続時間が比較的短くてもよい（例えば、１０ミリ秒（ｍｓ）、１００ｍｓ、１秒、１０秒）。例えば、電圧センサー３７０２及び電流センサー３７０４は、少なくとも部分的に互いに並行して測定値を取得することができる。別の実施例として、電圧センサー３７０２及び電流センサー３７０４のうちの一方は、電圧センサー及び電流センサーのうちの他方が測定値を取得した実質的に直後に測定値を取得することができ、測定値は、ほぼ同時に取得されるようになっている。一部の実行例において、電圧センサー３７０２及び電流センサー３７０４は、測定値を指定の間隔にて（例えば、１０ｍｓ毎に、１００ｍｓ毎に、１秒毎に、１０秒毎に）同時に又は連続して繰り返し取得するように動作することができる。一般的に、電圧センサー３７０２及び電流センサー３７０４は、両方とも、それぞれの測定値を測定時間間隔内に取得し、測定時間間隔は、電圧測定値及び電流測定値の対が互いに対応するように十分に短く、これによって、取得された電流測定値及び電圧測定値を使用する１つ又は２つ以上のＡＣ電気的パラメータ（例えば、電力、位相）の正確な導出又は判定が可能である。
【０１８２】
プロセッサ３７０６は、測定又は導出されたパラメータのうちの１つ又は２つ以上の読み出し３７１４を提供することができ、１つ又は２つ以上の特性のグラフ表示を提供することができる。そのようなグラフ表示は、波形、高調波棒グラフなどを含むことができる。ディスプレイ３７１２を介して示すことができる例示的な信号特性としては、電圧、電流、周波数、電力パラメータ（例えば、ワット、ｋＶＡ）、位相、エネルギー、高調波、相順検出などが挙げられる。
【０１８３】
図２９は、非接触電圧測定機能性及び／又は非接触電流測定機能性を提供する非接触測定システムつまり器具３８００の概略ブロック図である。測定システム３８００は多くの点において図２８の測定システム３７００と類似又は全く同じであるので、関連の違いのみを簡潔さのために本明細書で論じる。
【０１８４】
この実行例において、測定システム３８００は、ディスプレイを含むことができず、その代わりに、電気機器を外部のプロセッサベースの装置３８０６を介して遠隔操作にてモニターする「後に残る」センサーとして使用することができる。そのようなプロセッサベースの装置３８０６は、スマートフォン、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ウェアラブルコンピュータ、サーバー、クラウドコンピュータなどなど、様々な形式の装置を含むことができる。外部のプロセッサベースの装置３８０６は、一定期間にわたって（例えば、分、時間、日、週、年）測定３８００によって収集されたデータを示すディスプレイを含むことができる。
【０１８５】
１つ又は２つ以上の外部のプロセッサベースの装置と通信するために、測定システムは１つ又は２つ以上の有線通信インターフェース３８０２及び／又は１つ又は２つ以上の無線通信インターフェース３８０４を含むことができる。
【０１８６】
無線通信インターフェース３８０４の非限定的な実施例としては、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、６ＬｏＷＰＡＮ（登録商標）、Ｏｐｔｉｃａｌ  ＩＲ、無線ＨＡＲＴなどが挙げられる。有線通信インターフェース３８０２の非限定的な実施例は、ＵＳＢ（登録商標）、イーサネット、ＰＬＣ、ＨＡＲＴ、ＭＯＤＢＵＳ、ＦｉｒｅＷｉｒｅ（登録商標）、Ｔｈｕｎｄｅｒｂｏｌｔ（登録商標）などが挙げられる。
【０１８７】
外部デバイス３８０６にデータを送ることに加えて、少なくとも一部の実行例において、測定システム３８００は、データ又は命令（例えば、制御命令）のうちの少なくとも一方を有線通信インターフェース３８０２及び／又は無線通信インターフェース３８０２を介して外部デバイス３８０６から受信することができる。
【０１８８】
図３０は、測定システム３８００など、測定システムの前端つまりプローブ端部３９００の一部を示す。測定システムは、本明細書で論じる測定システムのうちの１つ又は２つ以上と類似又は全く同じであってもよい。この実行例において、測定システムの前端３９００は、第１及び第２の離間された突起３９０２ａ及び３９０２ｂを有する固定式爪３９０２を含み、第１及び第２の離間された突起３９０２ａ及び３９０２ｂは、試験中の絶縁導体（明瞭さのために図示せず）を受け取る凹部分３９０４を画成する。窪み３９０４の一番奥の部分３９０６に近接して、試験中の絶縁導体内の電圧及び電流のうちの少なくとも一方を測定するように動作するセンサー３９０８がある。
【０１８９】
測定システムの前端３９００はまた、突起３９０２ａ及び３９０２ｂの周りに配設された１つ又は２つ以上の位置合わせ用フィードバックセンサー３９１０も含み、１つ又は２つ以上の位置合わせ用フィードバックセンサー３９１０は、様々な情報を測定動作中にユーザーに提供するために使用することができる。例えば、少なくとも一部の実行例において、１つ又は２つ以上の位置合わせ用フィードバックセンサー３９１０を使用して、前端３９００に対する絶縁導体の位置合わせに関するフィードバックをユーザーに提供することができる。そのようなことは、１つ又は２つ以上の位置合わせ用フィードバックセンサー３９１０を利用して絶縁導体の場所を判定し、そのような場所の表示をユーザーに提供することによって達成することができる。
【０１９０】
例えば、測定システムのディスプレイ３９１２は、位置合わせフィードバック情報をユーザーに提供することができる。別の実施例として、着色光（例えば、ＬＥＤ）を使用して、位置合わせフィードバックをユーザーに提供することができる。実施例として、赤色光を照射して、絶縁導体が位置合わせされていないことを示すことができ、黄色光を照射して、絶縁導体がほぼ位置合わせされていることを示すことができ、緑色光を照射して、絶縁導体が適切に位置合わせされていることを示すことができる。別の実施例として、前端３９００に対する絶縁導体の位置をディスプレイ上にグラフ表示にて表示することができる。別の実施例として、音を使用して位置合わせフィードバックを提供することができる。例えば、測定システムは、「ビープ音」又は他の音を、絶縁導体が位置合わせされているか否かに基づいて変動する間隔、強度（音量）又は周波数にて生成することができる（例えば、位置合わせなしには遅いビープ音、ほぼ位置合わせ済みにはより速いビープ音、位置合わせ済みには最速又は安定したビープ音）。
【０１９１】
少なくとも一部の実行例において、１つ又は２つ以上の位置合わせ用フィードバックセンサー３９１０は、代替的に又は付加的に実際の電圧（例えば、試験中の導体近傍の通電された回路）を近くで検出するために使用することができる。そのような実際の電圧が検出されると、表示（例えば、音、光、警告メッセージ）を示して、実際の電圧が近くにあることをユーザーに通知することができる。
【０１９２】
少なくとも一部の実行例において、１つ又は２つ以上の位置合わせ用フィードバックセンサー３９１０を使用して、ユーザーによって取得された測定値の精度の表示を行うことができる。例えば、ユーザーが測定値を取得したとき、色分けされた信号（例えば、赤色、黄色、緑色）を提供して、測定値精度が良好（緑色）、ぎりぎり（黄色）、又は不良（赤色）であることを位置合わせ判定に基づいてユーザーに通知することができる。色又はグラフィックによる位置合わせフィードバックの他に、他の形式のフィードバックを提供することができる。例えば、判定された位置合わせ情報を数値として、棒グラフとして、「高温／低温」インジケータとして、又は任意の他の好適なインジケータとして示すことができる。
【０１９３】
図３１〜図４１Ｂは、それぞれ、本明細書で論じる機能性の少なくとも一部を組み込むことができる測定器具の様々な実施例を示す。図３１は、測定器具４０００を示し、測定器具４０００は、ハウジング４００２と、読み出しディスプレイ４００４と、センサーを備える前端４００６と、絶縁電線を把持する退避可能なクランプつまり顎部４００８とを含む。本開示のクランプつまり顎部４００８並びに他のクランプつまり顎部は、ハウジング４００２に永久的に装着されていてもよく、又は、選択的に着脱可能であってもよい。図３２は、測定器具４１００を示し、測定器具４１００は、ハウジング４１０２と、読み出しディスプレイ４１０４と、センサーを備える前端４１０６と、絶縁導体を中で受け取る固定式爪４１０８とを含む。図３３は、測定器具４２００を示し、測定器具４２００は、ハウジング４２０２と、読み出しディスプレイ４２０４と、センサーを備える前端４２０６と、試験中の絶縁導体を把持する退避可能なフック４２０８とを含む。図３４は、測定器具４３００を示し、測定器具４３００は、ハウジング４３０２と、読み出し及びグラフィック情報（例えば、波形、高調波グラフ）を示すディスプレイ４３０４と、センサーを備える前端４３０６と、試験中の絶縁導体を把持する退避可能なフック４３０８）とを含む。図３５は、測定器具４４００を示し、測定器具４４００は、ハウジング４４０２と、ディスプレイ４４０４と、センサーを中に含む弓形形状の前端４４０６とを含む。
【０１９４】
図３６は、測定器具４５００を示し、測定器具４５００は、ハウジング４５０２と、読み出しディスプレイ４５０４と、センサーを備える前端４５０６と、退避可能なフック４５０８と、任意選択的な基準リード線４５１０とを含む。測定器具４５００を使用して、非接触ＡＣ電圧、ＡＣ電流、ＤＣ電圧、抵抗、周波数、位相、ｋＷｈ、ＫＷ、ＶＡ、ｖａｒ、ＰＦ、ＴＨＤ、突入電流、相順、及び電圧降下試験を含むがこれらに限定されない様々な電気的特性を測定及び／又は導出することができる。
【０１９５】
測定システム３８００の例示的な形状要素が、図３７に示されており、図３７は、測定器具４６００を例示し、測定器具４６００は、測定される絶縁導体を把持するハウジング部分４６０４から延びるクランプ４６０２と、基準ノードに結合することができる任意選択的なクリップ４６０６とを含む。動作時に、ユーザーは、クランプ４６０４を測定される絶縁導体上へ配置することができ、測定器具４６００は、電流測定値及び／又は電流測定値を一定期間にわたって（例えば、秒、分、時間、日、週、年）取得することができ、１つ又は２つ以上の付加的なＡＣ電気的パラメータを測定値から導出することができる。測定データ及び／又は導出されたパラメータを１つ又は２つ以上の外部のプロセッサベースの装置にリアルタイムで又は判定された間隔で送ることができ、そのようなデータを処理し、及び／又は、好適なユーザーインターフェース（例えば、ディスプレイ）を介してユーザーに示すことができる。先に論じたように、測定器具４６００はまた、命令又はデータを有線及び／又は無線の通信を介して１つ又は２つ以上の外部デバイスから受信することもできる。
【０１９６】
図３８は、測定器具４７００を示し、測定器具４７００は、ケーブル４７０６によって第２のハウジング４７０４に電気的に結合された第１のハウジング４７０２を含む。第１のハウジング４７０２は、測定情報をユーザーに示すディスプレイ４７０８をその上に含むことができる。第１のハウジング４７０２は、非接触電圧測定値を取得するセンサーを中に有する前端４７１０を含むことができる。同様に、第２のハウジング４７０４は、非接触電圧測定を取得するセンサーを中に有する前端４７１２を含むことができる。動作時に、第１及び第２のハウジング４７０２及び４７０４のうちの一方又は両方を使用して、個々の非接触ＡＣ電圧測定値及び／又は個々のＡＣ電圧電流測定値を取得することができる。更に、第１のハウジング４７０２の前端４７１０が第１の絶縁導体に近接して位置決めされ、第２のハウジング４７０４の前端４７１２が第２の絶縁導体に近接して位置決めされたとき、測定システム４７００は、結合された非接触相間ＡＣ電圧測定値を２つの絶縁導体間で取得することができる。
【０１９７】
図３９は、測定器具４８００を示し、測定器具４８００は、結合された複数のテスト用リード線４８０２を有するハウジング４８０４を含む。測定器具４８００は、外部のプロセッサベースの装置４８０６（例えば、スマートフォン、タブレット）と無線で通信することができ、この外部のプロセッサベースの装置は、測定器具を制御し、表示４８０８に関して測定器具によって取得された測定値を示すユーザーインターフェースとして機能することができる。少なくとも一部の実行例において、測定器具４８００は、（例えば、外部のプロセッサベースの装置４８０６を介して）ファン、圧縮機、ポンプなどの運転サイクル、及び／又は、加熱システム、冷却システム及び／又は照明システムの動作特性を測定して示すことができる。測定器具４８００はまた、例えば、非接触ＡＣ電圧、ＡＣ電圧、ＡＣ電流、ＤＣ電圧、抵抗、周波数、位相、ｋＷｈ、ＫＷ、ＶＡ、ｖａｒ、ＰＦ及びＴＨＤを測定及び／又は導出することもできる。
【０１９８】
図４０は、測定器具４９００を示し、測定器具４９００は、ハウジング４９０２と、ディスプレイ４９０４と、非接触ＡＣ電圧を測定するセンサーをその中に備える前端４９０６とを含む。測定器具４９００を使用して、（例えば、１ｋＶよりも大きい）高電圧を測定又は検出することができる。ホットスティック（例えば、テレスコープホットスティック）を、測定器具４９００に任意選択的に結合して、回路に触れたり、切り離したりすることなく高いＡＣ電圧を試験することができる。そのようなことは例えば、伝送線路、落下した電力線、ヒューズ及び負荷遮断コネクタなどの高電圧設備で作業するときに用役用途、工業用途、採鉱用途において有用であり得る。
【０１９９】
図４１は、測定器具５０００を示し、測定器具５０００は、ハウジング５００２と、ディスプレイパネル５００４（例えば、タッチスクリーン）と、３本の信号入力リード線５００６と、基準入力リード線５００８とを含む。測定器具５０００は、例えば、非接触ＡＣ電圧、ＡＣ電流、ＤＣ電圧、抵抗、継続性、周波数、位相、ｋＷｈ、ＫＷ、ＶＡ、ｖａｒ、ＰＦ、ＴＨＤ、突入電流、相順及び電圧降下試験を測定するように動作することができる。
【０２００】
図４２Ａ及び図４２Ｂは、赤外線カメラ５１００を示し、赤外線カメラ５１００は、ハウジング５１０２とディスプレイ５１０４とを含む。赤外線カメラ５１００は、前端部分５１０６を含み、前端部分５１０６は、非接触ＡＣ電圧及びＡＣ電流を交互に又は同時に測定するために使用することができるセンサーを含む。赤外線カメラ５１００は、視覚映像をディスプレイ５１０４上で提供することができ、任意選択的にレーザー案内式とすることができる。少なくとも一部の実行例において、赤外線カメラ５１００は、有線及び／又は無線通信インターフェース（例えば、スパイラルケーブル、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ）を介して、外部のプロセッサベースの装置（例えば、スマートフォン、タブレットコンピュータ、別の測定器具）に通信可能に結合可能である。
【０２０１】
本開示の測定システム又は器具のうちの１つ又は２つ以上は、以下の機能、即ち、隙間がない電線への良好なアクセスのためのより小さい顎部幅より大きい導体のためのより広い顎部開口部、懐中電灯、接地測定に即した非接触ＡＣ電圧、位相測定に即した非接触ＡＣ電圧位相、非接触ＡＣ電圧インジケータ、バックライトディスプレイ、ゴースト電圧検出（低Ｚ）、インピーダンス、音、交換可能な試験リード線、任意選択的なフレックスクランプ、容量測定、オートホールド、温度測定、真のＲＭＳ、電流（例えば、ｍＡ）、直流、電力、など、のうちの１つ又は２つ以上を含むことができる。
【０２０２】
非接触電流測定システム
本明細書で開示するシステム及び方法は、絶縁電線を通って流れる電流を、絶縁電線の導体とのガルバニック接触を必要とすることなく測定する非接触電流測定システムを提供する。本明細書で論じる非接触電流測定システムを独立型電流計として実行するか、又は、本明細書で論じる１つ又は２つ以上の他の実行例と組み合わせて、様々なＡＣ電気的パラメータ（例えば、電力、位相、周波数、高調波、エネルギー）の測定など、付加的な機能性を提供することができる。少なくとも一部の実行例において、非接触電流測定システムは、試験中の絶縁電線に近接（例えば、隣接）して選択的に位置決め可能である磁場センサーを含む。磁場センサーの非限定的な実施例としては、異方性磁気抵抗（（ＡＭＲ）センサー、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサー、フラックスゲートセンサー、ＳＱＵＩＤセンサー、光ファイバーセンサー、光励起型センサー、ニュークリアプロセッションセンサー、サーチコイルセンサー、磁気トランジスタセンサー、磁気ダイオードセンサー、光磁気センサー、ホール効果センサー、ロゴウスキーコイル、変流器又は他の形式の磁場センサーなど、磁場センサーが挙げられる。磁場センサーは、絶縁電線内を流れる電流によって生成された磁場を検出する。絶縁電線の導体を取り囲む磁場の大きさは、絶縁電線の導体を通って流れる電流の大きさに関係がある（例えば、比例する）。
【０２０３】
導体を取り囲む磁場を検出することに加えて、本開示の実行例のうちの少なくとも一部は、調整可能なクランプアセンブリを利用して絶縁電線の機械的位置決めを磁場センサーに対して制御する。更に、少なくとも一部の実行例において、非接触電流測定システムは、絶縁電線の絶縁の内側の導体の外径又はゲージなど、試験中の絶縁電線の少なくとも１つの物理的寸法に関係する情報を判定する。検出された磁場、制御された機械的位置決め及び判定された物理的寸法情報を使用して、非接触電流測定システムは、絶縁電線の導体を通って流れる電流の大きさを正確に判定する。
【０２０４】
図４３は、環境５２００の絵図であり、環境５２００において、非接触電流測定システム５２０２を技術員５２０４が使用して、絶縁電線５２０６内に存在するＡＣ電流を、非接触電流測定システムと絶縁電線５２０６とのガルバニック接触を必要とすることなく測定することができる。図４４Ａ及び図４４Ｂは、非接触電流測定システム５２０２の拡大図を示す。
【０２０５】
非接触電流測定システム５２０２は、握持部分つまり端部５２１０と、握持部分の反対側のプローブ部分つまり端部５２１２とを含むハウジング又は本体５２０８を含む。ハウジング５２０８はまた、非接触電流測定システム５２０２とユーザーインタラクションを促進するユーザーインターフェース５２１４を含むこともできる。ユーザーインターフェース５２１４は、任意の数の入力部（例えば、ボタン、ダイヤル、スイッチ、タッチセンサー）と、任意の数の出力部（例えば、ディスプレイ、ＬＥＤ、スピーカー、ブザー）とを含むことができる。非接触電流測定システム５２０２はまた、１つ又は２つ以上の有線及び／又は無線通信インターフェース（例えば、ＵＳＢ、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））を含むこともできる。
【０２０６】
図４４Ａ及び図４４Ｂに示すように、磁場センサー５２１６（例えば、異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）センサー、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサー、フラックスゲートセンサー又は他の磁場センサー）が、前端５２１２の頂面５２１８より下方に位置決めされている。磁場センサー５２１６は、絶縁電線５２０６内を流れる電流によって生成された磁場を検出するために使用され、絶縁電線５２０６は、１つ又は２つ以上の絶縁層５２２４によって取り囲まれた導体５２２２を備える。導体５２２２を取り囲む磁場の大きさは、導体を通って流れる電流の大きさに関係がある（例えば、比例する）。一般的に、導体５２２２内を流れる電流の大きさは、２つのパラメータが満たされるときに磁場センサー５２１６によって正確に判定することができる。第１のパラメータは、磁場センサー５２１６に対する絶縁電線５２０６の機械的位置決めの制御であり、磁場センサー５２１６は、少なくとも一部の実行例において調整可能なクランプアセンブリ５２２６によって制御される。第２のパラメータは、外径又は絶縁電線の絶縁の内側の導体の直径（即ち、測ゲージ）など、絶縁電線５２０６の物理的寸法情報であり、該物理的寸法情報は、調整可能なクランプアセンブリ５２２６に動作可能に結合された位置フィードバックセンサー５２２８によって判定又推定することができる。調整可能なクランプアセンブリ５２２６及び位置フィードバックセンサー５２２８を更に以下で論じる。
【０２０７】
更に、少なくとも一部の実行例において、絶縁電線５２０６のゲージに関する物理的寸法情報は、付加的又は代替的に、センサーと絶縁電線５２０６との間で生成された基準信号（例えば、基準電流信号）を検出する１つ又は２つ以上の基準信号センサーを利用して取得することができる。物理的寸法情報を絶縁電線について検出するそのような「基準信号」方法を実行する様々な例示的な非接触測定システムは、図１Ａ〜図１５を参照して先に論じている。例えば、少なくとも一部の実行例において、調整可能なクランプアセンブリ及び位置フィードバックセンサーを使用して、絶縁電線の全体径を判定することができ、基準信号による方法を使用して、絶縁電線の絶縁の厚さを判定することができる。絶縁電線及び判定された絶縁厚さの判定された全体径を使用して、非接触電流測定システムは、絶縁電線の絶縁の内側の導体の直径を自動的に判定又は推定することができる（例えば、導体の直径は、絶縁厚さの２倍だけ低減された絶縁電線の全体径に等しい）。その後、導体の判定された直径を検出された磁場と共に使用して、絶縁電線を通って流れる電流の大きさを正確に判定することができる。
【０２０８】
図示した実行例において、絶縁電線５２０６の機械的位置決めは、調整可能なクランプ又は「スライダ」クランプアセンブリ５２２６によって行われ、調整可能なクランプ又は「スライダ」クランプアセンブリ５２２６は、絶縁導体が、測定中に磁場センサー５２１６と適切に位置合わせして（例えば、隣接して）位置決めされることを確実にする。調整可能なクランプアセンブリ５２２６は、ハウジング５２０８に結合されたクランプ部材５２３０を含み、クランプ部材５２３０は、前端５２１２の頂面５２１８の方に及び頂面５２１８から離れて選択的に移動可能である。クランプ部材５２３０を第１のクランプ部分と本明細書で呼ぶことができ、前端５２１２を第２のクランプ部分と本明細書で呼ぶことができる。クランプ部材５２３０は、前端５２１２の頂面５２１８に面し、頂面５２１８に概ね平行であるクランプ表面５２３２を含む。クランプ表面５２３２及び頂面５２１８は、共に、絶縁電線５２０６の一部を中で受け取るようにサイズ決定及び寸法決定された可変サイズのクランプ開口部５２３４を画成している。図示した実施例において、クランプ部材５２３０は、クランプ開口部５２３４が相対的に大きい第１の位置Ｐ1と、クランプ開口部が相対的に小さい第２の位置Ｐ2との間で選択的に移動可能である。
【０２０９】
図４４Ａに示すように、ユーザーは、絶縁電線容易をクランプ開口部内へ移動させることを可能にするのに十分な量だけクランプ部材５２３０のクランプ表面５２３２が前端５２１２の頂面５２１８から離間されているときに絶縁電線５２０６をクランプ開口部５２３４内に位置決めすることができる。その後、図４４Ｂに示すように、ユーザーは、クランプ部材５２３０を第３の位置Ｐ3に下方に移動させて、頂面及びクランプ表面が両方とも両側で絶縁電線の絶縁層に接触するように、絶縁電線５２０６を前端５２１２の頂面５２１８とクランプ表面５２３２の間に「クランプする」ことができる。本明細書で使用するとき、「クランプ」という用語は、電線の位置を磁場センサー５２１６に対して維持するために絶縁電線５２０６が絶縁電線の両側で頂面５２１８及びクランプ表面５２３２によって接触されることを指すために使用されている。即ち、この用語は、頂面５２１８又はクランプ表面５２３２が任意の特定の量の力を必ず絶縁電線５２０６に与えることを示すわけではない。
【０２１０】
位置フィードバックセンサー５２２８は、クランプ部材５２３０の位置（例えば、線形位置）を感知するように動作して、そのようなことを示す位置フィードバックセンサー信号（例えば、線形位置フィードバックセンサー信号）を生成する。位置フィードバック信号は、例えば、デジタル信号又はアナログ信号とすることができる。絶縁電線５２０６がクランプ表面５２３２と前端５２１２の頂面５２１８との間にクランプされているとき、クランプ部材５２３０の感知された位置を使用して、絶縁電線の直径又はゲージを判定又は推定することができる。例えば、位置フィードバックセンサー５２２８は、クランプ部材５２３０の延長部に比例している位置フィードバックセンサー信号を提供することができる。位置フィードバックセンサー５２２８は、クランプ部材５２３０の延長部を感知して絶縁電線５２０６の直径を判定するように動作する任意の好適なセンサーとすることができる。例えば、位置フィードバックセンサー５２２８は、抵抗センサー、磁気抵抗センサー、ホール効果センサー、光センサーなどを含むことができる。少なくとも一部の実行例において、「基準信号」方法を付加的又は代替的に使用して、絶縁電線５２０６の内側の導体の直径又は寸法を判定することができ、これは、更に、システム５２０２が正確な電流測定値を提供することを可能にすることができる。
【０２１１】
少なくとも一部の実行例において、クランプ部材５２３０を好適な付勢部材５２３６によって第２の位置Ｐ2の方に付勢することができる。例えば、クランプ部材５２３０をクランプ部材とハウジング５２０８の一部との間に結合されたばねによって第２の位置Ｐ2の方に付勢することができる。有利なことに、クランプ部材５２３０の付勢は、クランプアセンブリ５２２６が絶縁電線５２０６をクランプ開口部５２３４により良好に保持し、同時に、また、絶縁電線５２０６の直径のより均一な測定値を提供することを可能にすることができる。
【０２１２】
磁場センサー５２１６に対する絶縁電線５２０６の機械的位置決めは、磁束密度と電流の流れとの直交関係（例えば、通電導体の周りの磁束の「右手の法則」）のために重要であり得る。更に、位置フィードバックセンサー５２２８によって提供された物理的寸法情報は、磁束密度のために重要であり得、磁束密度は、導体の周縁部に接し、同じ電流の流れについては、大きい直径を有する導体よりも小さい直径を有する導体の方が高い。したがって、少なくとも絶縁電線の直径の推定値がわかれば、非接触電流測定システム５２０２は、電線の直径が感知された磁場と電線内を流れる電流との関係に及ぼす影響を考慮することによって、絶縁電線を通る電流をより正確に判定することができる。
【０２１３】
図４８を参照して以下で更に論じるように、磁場センサー５２１６からのデータ及び位置フィードバックセンサー５２２８及び／又は基準信号センサーからの直径又はゲージデータを使用して、非接触電流測定システム５２０２の少なくとも１つのプロセッサは、絶縁電線５２０６を通って流れる電流の少なくとも１つの特性（例えば、大きさ、周波数）を正確に判定することができる。そのような情報をユーザーインターフェース５２１４のディスプレイを介してユーザーに示し、非接触電流測定システムの非一時的プロセッサ可読記憶媒体内に記憶し、及び／又は、有線又は無線通信インターフェースによって別個の装置に送信することができる。
【０２１４】
図示した非接触電流測定システム５２０２が磁場センサー５２１６を含むが、他の実行例において、非接触電流測定システムが、電流によって生成された磁場を、試験中の電線とのガルバニック接触を必要とすることなく感知することができる様々な他の形式の電流センサー（例えば、ホール効果センサー、ロゴウスキーコイル、変流器など）を含むことができることが認識される。
【０２１５】
少なくとも一部の実行例において、非接触測定システム５２０２は、人体容量（ＣB）を電流測定中にオペレータ５２０４と接地５２２８との間で利用することができる。接地という用語がノード１２８に使用されているが、ノードは、必ずしもアース／接地であるというわけではなく、容量結合によって任意の他の基準電位にガルバニック絶縁された方法で接続することができる。
【０２１６】
図４５は、非接触電流測定システム５３００の正面立面図を示し、非接触電流測定システム５３００は、図４４Ａ〜図４４Ｂの非接触電流測定システム５２０２と異なる形態要素を有する。非接触電流測定システム５３００は、先に論じた非接触電流測定システム５２０２と多くの点で類似又は全く同じとすることができる。したがって、非接触電流測定システム５２０２の機能に関する先に論じた内容のうちの一部又は全部はまた、非接触電流測定システム５３００に適用することもできる。
【０２１７】
非接触電流測定システム５３００は、前端５３０４と、前端の反対側の握持部分つまり端部５３０６とを有するハウジング５３０２を含む。ハウジング５３０２は、ハウジングの表面上に位置決めされたユーザーインターフェース５３０８（例えば、ディスプレイ、ボタン）を含む。前端５３０４は、電流センサー５３１２（例えば、磁場センサー）と、任意選択的な基準信号センサー５３１３と、絶縁電線（例えば、図４３、図４４Ａ及び図４４Ｂの絶縁電線５２０６）を把持する退避可能な顎部つまりクランプ部材５３１４とを含む。様々な基準信号センサーの動作は、図１Ａ〜図１５を参照して先に論じている。前端５３０４は、電流センサー５３１２近傍の前端面５３１６を含み、クランプ部材５３１４は、前端面５３１６の反対側のクランプ表面５３１８を含む。電流測定値精度の更なる増加のために、第２の磁場センサーをクランプ部材５３１４内で使用することができよう。その後、電流センサー５３１２とクランプ部材５３１４内に位置する付加的なセンサーとの間の平均信号を電流計算に使用することができる。更に、境界を超える両方のセンサーの差を使用して、外部の迷走電流又はクランプ部材５３１４とクランプ部材５３１６との間にクランプされた不適切に位置決めされた電線によって引き起こされた信頼性が低い状況を識別することができる。使用時に、絶縁電線を前端面５３１６とクランプ表面５３１８との間にクランプして、絶縁電線を電流センサー５３１２近傍に位置決めすることができる。本開示のクランプ部材５３１４並びに他のクランプ部材は、ハウジング５３０２に永久的に装着されていてもよく、又は、ハウジングから選択的に着脱可能であってもよい。非接触電流測定システム５３００はまた、位置フィードバックセンサー５３２０も含み、絶縁電線を前端面５３１６とクランプ表面５３１８との間にクランプするためにクランプ部材５３１４をハウジング５３０２の方に付勢する付勢部材５３２２を任意選択的に含む。非接触電流測定システム５３００における使用に好適な電流センサー及び位置フィードバックセンサーの実施形態の更に論じる内容を図４８に関して提示する。
【０２１８】
図４６は、非接触電流測定システム５４００の正面立面図を示し、非接触電流測定システム５４００は、図４４Ａ〜図４４Ｂの非接触電流測定システム５２０２と異なる形態要素を有する。非接触電流測定システム５４００は、先に論じた非接触電流測定システムと多くの点で類似又は全く同じとすることができる。したがって、先の非接触電流測定システムの機能に関する先に論じた内容のうちの一部又は全部はまた、非接触電流測定システム５４００に適用することもできる。
【０２１９】
非接触電流測定システム５４００は、前端５４０４と、前端の反対側の握持部分つまり端部５４０６とを有するハウジング５４０２を含む。ハウジング５４０２は、ハウジングの表面上に位置決めされたユーザーインターフェース５４０８（例えば、ディスプレイ、ボタン、ダイヤル）を含む。前端５４０４は、電流センサー５４１２（例えば、磁場センサー）と、任意選択的な基準信号センサー５４１３と、絶縁電線（例えば、図４４、図４４Ａ及び図４４Ｂの絶縁電線５２０６）を把持する退避可能なフックつまりクランプ部材５４１４とを含む。前端５４０４は、電流センサー５４１２近傍の前端面５４１６を含み、クランプ部材５４１４は、前端面５４１６の反対側のクランプ表面５４１８を含む。使用時に、絶縁電線を前端面５４１６とクランプ表面５４１８との間にクランプして、絶縁電線を電流センサー５４１２近傍に位置決めすることができる。クランプ部材５４１４は、ハウジング５４０２に永久的に装着されていてもよく、又は、ハウジングから選択的に着脱可能であってもよい。非接触電流測定システム５４００はまた、位置フィードバックセンサー５４２０も含み、絶縁電線を前端面５４１６とクランプ表面５４１８との間にクランプするためにクランプ部材５４１４をハウジング５４０２の方に付勢する付勢部材５４２２を任意選択的に含む。非接触電流測定システム５４００において使用することができる電流センサー及び位置フィードバックセンサーの好適な実施形態を図４８に関して提示する。
【０２２０】
図４７は、非接触電流測定システム５５００の正面立面図を示し、非接触電流測定システム５５００は、図４４Ａ〜図４４Ｂの非接触電流測定システム５２０２と異なる形態要素を有する。非接触電流測定システム５５００は、先に論じた非接触電流測定システムと多くの点で類似又は全く同じとすることができる。したがって、先の非接触電流測定システムの機能に関する先に論じた内容のうちの一部又は全部はまた、非接触電流測定システム５５００に適用することもできる。
【０２２１】
非接触電流測定システム５５００は、前端５５０４と、前端の反対側の握持部分つまり端部５５０６とを有するハウジング５５０２を含む。ハウジング５５０２は、ハウジングの表面上に位置決めされたユーザーインターフェース５５０８（例えば、ディスプレイ、ボタン、ダイヤル）を含む。前端５５０４は、電流センサー５５１２（例えば、磁場センサー）と、任意選択的な基準信号センサー５５１３と、絶縁電線（例えば、図４３、図４４Ａ及び図４４Ｂの絶縁電線５２０６）を把持する退避可能なフックつまりクランプ部材５５１４を含む。前端５５０４は、電流センサー５５１２近傍の前端面５５１６を含み、クランプ部材５５１４は、前端面５５１６の反対側のクランプ表面５５１８を含む。使用時に、絶縁電線を前端面５５１６とクランプ表面５５１８との間にクランプして、絶縁電線を電流センサー５５１２近傍に位置決めすることができる。クランプ部材５５１４は、ハウジング５５０２に永久的に装着されていてもよく、又は、ハウジングから選択的に着脱可能であってもよい。非接触電流測定システム５５００はまた、位置フィードバックセンサー５５２０も含み、絶縁電線を前端面５５１６とクランプ表面５５１８との間にクランプするためにクランプ部材５５１４をハウジング５５０２の方に付勢する付勢部材５５２２を任意選択的に含む。以下で論じる図４８は、非接触電流測定システム５５００における使用に好適な電流センサー及び位置フィードバックセンサーの実施形態の付加的な説明を提示する。
【０２２２】
図４８は、非接触電流測定システムつまり器具５６００の概略ブロック図であり、非接触電流測定システムつまり器具５６００は、非接触電流測定機能性を提供する。非接触電流測定システム５６００は、本明細書で論じる非接触電流測定システムのいずれかと類似又は全く同じとすることができる。
【０２２３】
非接触電流測定システム５６００は、プロセッサ５６０４に通信可能に結合された電流センサー５６０２（例えば、磁場センサー）を含む。非接触電流測定システム５６００はまた、調整可能なクランプアセンブリ５６０６、及び、調整可能なクランプアセンブリ及びプロセッサ５６０４に動作可能に結合された位置フィードバックセンサー５６０８も含む。動作時に、位置フィードバックセンサー５６０８は、調整可能なクランプアセンブリ５６０６の位置を示す位置フィードバックセンサー信号を生成し、検出された位置から、先に論じたように、調整可能なクランプアセンブリ５６０６内にクランプされた絶縁電線の直径を判定する。プロセッサ５６０４は、位置フィードバックセンサー信号を位置フィードバックセンサー５６０８から受信する。
【０２２４】
電流センサー５６０２は、磁場センサー、ホール効果センサーなど、任意の好適な非接触電流センサーとすることができる。作動時に、電流センサー５６０２は、調整可能なクランプアセンブリ５６０６内にクランプされた絶縁電線を通って流れる電流の少なくとも１つの特性を示す電流センサー信号を生成する。例えば、少なくとも１つの特性は、電流の大きさ又は電流の周波数を含むことができる。電流センサー５６０２が磁場センサーである実行例において、電流センサーは、絶縁電線を通って流れる電流によって生成された磁場を示す磁場センサー信号を生成することができ、この磁場をプロセッサ５６０４によって分析して、絶縁電線を通って流れる電流の少なくとも１つの特性を判定することができる。
【０２２５】
調整可能なクランプアセンブリ５６０６は、本明細書で論じる調整可能なクランプアセンブリのいずれかと類似又は全く同じとすることができる。位置フィードバックセンサー５６０８は、調整可能なクランプアセンブリ５６０６のクランプ位置を示す位置フィードバックセンサー信号を生成するように動作し、この位置フィードバックセンサー信号は、次に、調整可能なクランプアセンブリによってクランプされた絶縁電線の直径を示す。位置フィードバックセンサー５６０８は、抵抗センサー、磁気抵抗センサー、ホール効果センサー、光センサーなどを含むがこれらに限定されない任意の好適な位置センサーとすることができる。
【０２２６】
プロセッサ５６０４は、１つ又は２つ以上の中央演算処理装置（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、マイクロコントローラ、他のプログラマブル回路、上記などの組み合わせなど、１つ又は２つ以上の論理回路処理装置を含むことができる。一般的に、プロセッサ５６０４は、命令の実行をサポートし、データを１つ又は２つ以上の記憶デバイス、Ｉ／Ｏインターフェース及び通信システムに読み書きすることによって非接触電流測定システム５６００の計算センターの役目をすることができる。
【０２２７】
非接触電流測定システム５６００はまた、プロセッサ５６０４に通信可能に結合されたメモリ５６１０を含むこともでき、メモリ５６１０は、命令又はデータのうちの少なくとも一方を記憶する。メモリ５６１０は、１つ又は２つ以上のソリッドステートメモリ、例えば、フラッシュメモリ又はソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）を含むことができ、１つ又は２つ以上のソリッドステートメモリは、非接触電流測定システム５６００のコンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール及び他のデータの不揮発性記憶を行う。図示されていないが、非接触電流測定システム５６００は、他の非一時的コンピュータ可読又はプロセッサ可読媒体、例えば、ハードディスクドライブ、光ディスクドライブ又はメモリカードメディアドライブを採用することができる。
【０２２８】
非接触電流測定システム５６００は、ユーザーインターフェース５６１２を含むことができ、ユーザーインターフェース５６１２は、任意の数の入力部５６１３（例えば、ボタン、ダイヤル、スイッチ、タッチセンサー、タッチスクリーン、トリガースイッチ、セレクタ、ロータリスイッチ）及び任意の数の出力部５６１４（例えば、ディスプレイ、ＬＥＤ、スピーカー、ブザー）を含むことができる。表示装置の非限定的な実施例としては、液晶表示（ＬＣＤ）装置、発光ダイオード（ＬＥＤ）装置及び／又は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）装置が挙げられる。ユーザーインターフェース５６１２は、タッチスクリーンを含むことができ、タッチスクリーンは、現在知られているか又は後に開発される任意の形式のタッチスクリーンとすることができる。例えば、タッチスクリーンは、容量性、赤外線、抵抗性、又は表面音響波（surface acoustic wave）（ＳＡＷ）装置とすることができる。非接触電流測定システム５６００がディスプレイを含む実行例において、ディスプレイは、試験中の絶縁電線を通って流れる電流の少なくとも１つの特性（例えば、大きさ、周波数）を示す読み出し及び／又は波形を示すことができる。
【０２２９】
動作時に、プロセッサ５６０４は、センサー信号を位置フィードバックセンサー５６０８及び電流センサー５６０２から受信して、それぞれ、クランプ位置及び電流測定値を取得する。先に論じたように、クランプ位置測定値は、試験中の絶縁電線の直径を示し、電流センサー信号は、絶縁電線を通って流れる電流の少なくとも１つの特性（例えば、大きさ）を示すことができる。先に論じたように、プロセッサ５６０４は、そのような測定値を利用して、絶縁電線を通って流れる電流の大きさ及び／又は周波数など、試験中の絶縁電線を通って流れる電流の少なくとも１つの特性を判定することができる。
【０２３０】
プロセッサ５６０４は、測定又は判定された特性（例えば，電流の大きさ、電流周波数、絶縁電線の直径）のうちの１つ又は２つ以上の読み出しを提供することができ、１つ又は２つ以上の特性のグラフ表示を提供することができる。そのようなグラフ表示としては、波形、高調波棒グラフなどを挙げることができる。
【０２３１】
１つ又は２つ以上の外部のプロセッサベースの装置と通信するために、非接触電流測定システム５６００は、１つ又は２つ以上の有線及び／又は無線通信インターフェース５６１６を含むことができる。無線通信インターフェースの非限定的な実施例としては、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、６ＬｏＷＰＡＮ（登録商標）、Ｏｐｔｉｃａｌ  ＩＲ、無線ＨＡＲＴ、などが挙げられる。有線通信インターフェースの非限定的な実施例としては、ＵＳＢ（登録商標）、イサーネット、ＰＬＣ、ＨＡＲＴ、ＭＯＤＢＵＳ、ＦｉｒｅＷｉｒｅ（登録商標）、Ｔｈｕｎｄｅｒｂｏｌｔ（登録商標）などが挙げられる。
【０２３２】
外部デバイスにデータを送ることに加えて、少なくとも一部の実行例において、非接触電流測定システム５６００は、データ又は命令（例えば、制御命令）のうちの少なくとも一方を有線及び／又は無線通信インターフェース５６１６を介して外部デバイスから受信することができる。
【０２３３】
少なくとも一部の実行例において、非接触電流測定システム５６００は、ディスプレイを含むことができず、その代わりに、電気機器を外部のプロセッサベースの装置を介して遠隔操作にてモニターするセンサーとして使用することができる。そのようなプロセッサベースの装置としては、スマートフォン、タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ウェアラブルコンピュータ、サーバー、クラウドコンピュータなど、様々な形式の装置を挙げることができる。外部のプロセッサベースの装置は、非接触電流測定システム５６００によって収集されたデータを一定期間（例えば、分、時間、日、週）にわたって示すディスプレイを含むことができる。
【０２３４】
少なくとも一部の実行例において、非接触電流測定システムは、プロセッサ５６０４に通信可能に結合された１つ又は２つ以上の付加的な電気センサー５６１８を含むことができる。そのような電気センサー５６１８としては、電圧を感知することができる電圧センサー、抵抗を感知することができる抵抗センサー、容量を感知することができる容量センサーなどを挙げることができる。１つ又は２つ以上の付加的なセンサー５６１８を含むそのような実行例において、非接触電流測定システム５６００は、複数の電気的特性（例えば、電流、電圧、電力、抵抗、容量）を提供するマルチメータとして機能することができる。
【０２３５】
少なくとも一部の実行例において、電気センサー５６１８は、試験中の絶縁電線の絶縁の厚さを検出するように動作する基準信号センサーを備えることができる。様々な例示的な基準信号センサーは、図１Ａ〜図１５を参照して先に論じている。そのような実行例において、調整可能なクランプアセンブリ５６０６及び位置フィードバックセンサー５６０８を使用して絶縁電線の全体径を判定することができ、基準信号センサー５６１８は、先に論じた基準信号による方法を利用して、絶縁電線の絶縁の厚さを判定することができる。調整可能なクランプアセンブリ５６０６及び位置フィードバックセンサー５６０８によって判定された絶縁電線の全体径、及び、基準信号センサー５６１８によって判定された判定された絶縁厚さを使用して、非接触電流測定システムは、絶縁電線の導体の直径を自動的に判定することができ、絶縁電線の絶縁の導体の直径は、判定された絶縁厚さの２倍だけ低減された絶縁電線の全体径に等しい。その後、導体の判定された直径を検出された磁場と共に使用して、絶縁電線を通って流れる電流の大きさを判定することができる。
【０２３６】
前出の詳細な説明では、ブロック図、概略図及び実施例の使用を介して、装置及び／又はプロセスの様々な実行例を説明してきた。そのようなブロック図、系統図及び実施例が１つ又は２つ以上の機能及び／又は動作を含む限り、そのようなブロック図、フロー図又は実施例内のそれぞれの機能及び／又は動作は、広範囲にわたるハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はその実質的に任意の組み合わせによって個別に及び／又は集合的に実行することができることが、当業者により理解されるであろう。１つの実行例において、本主題を特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を介して実行することができる。しかしながら、当業者は、本明細書で開示する実行例は、全部、一部を問わず、１つ又は２つ以上のコンピュータ上で実行される１つ又は２つ以上のコンピュータプログラムとして（例えば、１つ又は２つ以上のコンピュータシステム上で実行される１つ又は２つ以上のプログラムとして）、１つ又は２つ以上の制御装置（例えば、マイクロコントローラ）上で実行される１つ又は２つ以上のプログラムとして、１つ又は２つ以上のプロセッサ（例えば、マイクロプロセッサ）上で実行される１つ又は２つ以上のプログラムとして、ファームウェアとして、又は、その実質的に任意の組み合わせとして標準的な集積回路内で同等に実行することができ、ソフトウェア及び／又はファームウェアについての回路設計及び／又はコード書き込みであれば、十分に、本開示に照らして当技術分野における当業者の知識の範囲内になることを認識するであろう。
【０２３７】
当業者は、本明細書に記載する方法又はアルゴリズムの多くは、付加的な行為を採用することができ、一部の行為を省略することができ、及び／又は、行為を指定された順番と異なる順番で実行することができることを認識するであろう。一例として、少なくとも一部の実行例において、非接触測定システムは、命令を実行するプロセッサを利用することができない。例えば、非接触測定システムは、本明細書で論じる機能性のうちの一部又は全部を提供するように配線することができる。更に、少なくとも一部の実行例において、非接触測定システムは、本明細書で論じる異なる機能性を引き起こすか又は開始するプロセッサを利用することができない。
【０２３８】
更に、当業者は、本明細書で教示する機構は、様々な形態でプログラム製品として流通可能であり、例示的な実行例は、流通を実際に実行するために使用される特定の形式の信号担持媒体に関係なく等しく適用されることを認識するであろう。信号担持媒体の実施例としては、以下、即ち、フロッピーディスク、ハードディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタルテープ及びコンピュータメモリなどの記録可能な形式の媒体が挙げられるがこれらに限定されない。
【０２３９】
上述した様々な実行例を組み合わせて、更なる実行例を提供することができる。更なる実行例が本明細書の特定の教示及び定義と矛盾しない範囲で、２０１６年１１月１１日出願の米国特許仮出願第６２／４２１，１２４号、２０１６年１１月７日出願の米国特許出願第１５／３４５，２５６号と、２０１７年１月２３日出願の同第１５／４１２，８９１号と、２０１７年１月２３日出願の同第１５／４１３，０２５号とが、参照により本明細書に全体が組み入れられる。
【０２４０】
上記の説明を考慮すれば実行例へのこれらの及び他の変更を行うことができる。概して、次の請求項では、使用する用語は、明細書及び請求項に開示された特定の実行例に対する請求項を制限するものと解釈すべきではないが、こうした請求項に権利を与えた等価物の全範囲と共に全ての考えられる実行例を含むものと解釈すべきである。したがって、請求項は、開示によって制限されるものではない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
2018105850.tif 000018
【図２】
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【図３】
2018105850.tif 000020
【図４】
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【図５】
2018105850.tif 000022
【図６】
2018105850.tif 000023
【図７Ａ】
2018105850.tif 000024
【図７Ｂ】
2018105850.tif 000025
【図７Ｃ】
2018105850.tif 000026
【図８】
2018105850.tif 000027
【図９Ａ】
2018105850.tif 000028
【図９Ｂ】
2018105850.tif 000029
【図１０】
2018105850.tif 000030
【図１１】
2018105850.tif 000031
【図１２】
2018105850.tif 000032
【図１３】
2018105850.tif 000033
【図１４Ａ】
2018105850.tif 000034
【図１４Ｂ】
2018105850.tif 000035
【図１５】
2018105850.tif 000036
【図１６】
2018105850.tif 000037
【図１７】
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【図１８】
2018105850.tif 000039
【図１９】
2018105850.tif 000040
【図２０】
2018105850.tif 000041
【図２１】
2018105850.tif 000042
【図２２】
2018105850.tif 000043
【図２３Ａ】
2018105850.tif 000044
【図２３Ｂ】
2018105850.tif 000045
【図２４】
2018105850.tif 000046
【図２５】
2018105850.tif 000047
【図２６Ａ】
2018105850.tif 000048
【図２６Ｂ】
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【図２７】
2018105850.tif 000050
【図２８】
2018105850.tif 000051
【図２９】
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【図３０】
2018105850.tif 000053
【図３１】
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【図３２】
2018105850.tif 000055
【図３３】
2018105850.tif 000056
【図３４】
2018105850.tif 000057
【図３５】
2018105850.tif 000058
【図３６】
2018105850.tif 000059
【図３７】
2018105850.tif 000060
【図３８】
2018105850.tif 000061
【図３９】
2018105850.tif 000062
【図４０】
2018105850.tif 000063
【図４１】
2018105850.tif 000064
【図４２Ａ】
2018105850.tif 000065
【図４２Ｂ】
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【図４３】
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【図４４Ａ】
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【図４４Ｂ】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【外国語明細書】
2018105850000001.pdf