(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体（１１４）内の電流を検出する際に使用するためのセンサ装置（１１２）であって、
導体（１１４）を中に通して受容する開口（２１０）を画定する非磁性基板（２０２）と、
前記基板（２０２）の少なくとも一部分の周りに巻かれた複数の巻きを備えるコイル（２０４）と、
前記基板（２０２）およびコイル（２０４）を収容する筐体（３１２）であって、前記筐体（３１２）が、前記非磁性基板（２０２）によって形成された前記開口（２１０）を含むと共に、誘電率を有する誘電体材料（２０８）を含み、前記導体（１１４）が前記開口（２１０）を通って受容されるときに前記誘電体材料（２０８）が前記コイル（２０４）と前記導体（１１４）の間に配置されるように、前記誘電体材料（２０８）が前記コイル（２０４）に隣接し少なくとも部分的に前記開口（２１０）内に配置される、前記筐体（３１２）と、
前記開口（２１０）内に嵌め込まれたオフセットリング（３０８）であって、前記オフセットリング（３０８）の外側端部が前記筐体（３１２）の外側面から垂直に前記外側面を越えて突出して前記オフセットリング（３０８）が前記筐体からオフセットしており、前記オフセットリング(３０８)は、前記導体（１１４）に対する前記コイル（２０４）の位置を維持するために前記オフセットリング（３０８）と前記導体（１１４）との間で延びる少なくとも１つのスペーサ（３１６）を含み、前記スペーサ（３１６）は、前記開口（２１０）からオフセットして前記オフセットリング（３０８）の前記外側端部から前記開口（２１０）内に延びており、前記オフセットリング（３０８）は、前記センサ装置（１１２）と共に使用される計器（１１０）内の任意の物体から前記センサ装置（１１２）が離れるように距離を隔てることを確実にする、前記オフセットリング（３０８）と、
を備えるセンサ装置（１１２）。
【請求項２】
前記筐体（３１２）は計器（１１０）の筐体内に配置されており、
前記センサ装置（１１２）は、前記導体（１１４）の周りでの前記センサ装置（１１２）の回転を防止するように配置される少なくとも１つの回転位置決め装置（３２０）を備える、請求項１に記載のセンサ装置（１１２）。
【請求項３】
前記非磁性基板（２０２）が、前記開口（２１０）を画定する複数のボビン（９０２，９０４，９０６，９０８，９１０，９１２）を備え、前記コイル（２０４）が、前記複数のボビン（９０２，９０４，９０６，９０８，９１０，９１２）のそれぞれの周りに巻かれた複数のコイル（２０４）の巻きを備える、請求項１に記載のセンサ装置（１１２）。
【請求項４】
前記誘電体材料（２０８）が第１の側面および第２の側面を備え、前記第１の側面が、前記開口（２１０）を画定し、前記導体（１１４）と前記コイル（２０４）の間に配置され、第１の厚さを有し、前記第２の側面が、前記第１の側面に対して垂直に延びており、第２の厚さを有し、前記第２の厚さが前記第１の厚さよりも小さく、前記第２の側面が前記第１の側面にエッジに沿って取り付けられており、前記エッジが前記第１の側面および前記第２の側面に対して傾斜しており、前記エッジが前記第１の厚さと前記第２の厚さの間で変化するエッジ厚さを有する、請求項１に記載のセンサ装置（１１２）。
【請求項５】
前記筐体（３１２）が、エポキシであって、前記エポキシが前記コイル（２０４）を前記誘電体材料（２０８）に取り付けるように、前記誘電体材料（２０８）と前記コイル（２０４）の間に配置されるエポキシをさらに備える、請求項１に記載のセンサ装置（１１２）。
【請求項６】
前記オフセットリング（３０８）は、前記導体（１１４）に対する前記コイル（２０４）の位置を維持するために、前記オフセットリング（３０８）の周りで周方向に離間すると共に前記オフセットリング（３０８）と前記導体（１１４）の間を延びる３つのスペーサ（３１６）を含み、各スペーサ（３１６）は、前記開口（２１０）からオフセットして、前記オフセットリング（３０８）の前記外側端部から前記開口（２１０）内に延びている、請求項１に記載のセンサ装置（１１２）。
【請求項７】
前記筐体（３１２）が、第１の部分と第２の部分を備え、前記第２の部分が前記第１の部分に結合され、前記第１の部分と前記第２の部分が互いに重なり合って、前記コイル（２０４）を前記筐体（３１２）内に収容する、請求項６に記載のセンサ装置（１１２）。
【請求項８】
前記第２の部分が少なくとも１つのクリップ（５２０）を備え、前記第１の部分が少なくとも１つの保持部分を備え、前記少なくとも１つのクリップ（５２０）が、前記少なくとも１つの保持部分に結合して前記第１の部分を前記第２の部分（５１０）に結合し、前記第１の部分が前記第２の部分に結合されるときに、前記少なくとも１つのクリップ（５２０）が前記第１の部分と面一になる、請求項７に記載のセンサ装置（１１２）。
【請求項９】
電気エネルギーを電力源からユーザに送給する際に使用するための需給計器（１１０）であって、
少なくとも部分的に第１の導体（１１４）の周りに配置されて、前記第１の導体（１１４）を流れる電流を感知し、感知した前記電流を表す信号を出力する第１のセンサ装置（１１２）を備え、前記第１のセンサ装置（１１２）が、
前記第１の導体（１１４）を内部に受容する構造とされた開口（２１０）を画定する非磁性基板（２０２）と、
前記基板（２０２）の少なくとも一部分の周りに巻かれた複数の巻きを備えるコイル（２０４）と、
前記基板（２０２）およびコイル（２０４）を収容する筐体（３１２）であって、前記筐体（３１２）が、誘電率を有する誘電体材料（２０８）であって、前記第１の導体（１１４）が前記開口（２１０）を通って受容されるときに前記誘電体材料（２０８）が前記コイル（２０４）と前記第１の導体（１１４）の間に配置されるように、前記コイル（２０４）に隣接し少なくとも部分的に前記開口（２１０）内に配置される誘電体材料（２０８）を備える、前記筐体（３１２）と、
前記開口（２１０）内に嵌め込まれたオフセットリング（３０８）であって、前記オフセットリング（３０８）の外側端部が前記筐体（３１２）の外側面から垂直に突出して前記オフセットリング（３０８）が前記筐体からオフセットしており、前記オフセットリング(３０８)は、前記第１の導体（１１４）に対する前記コイル（２０４）の位置を維持するために前記オフセットリング（３０８）と前記第１の導体（１１４）との間で延びる少なくとも１つのスペーサ（３１６）を含み、前記スペーサ（３１６）は、前記開口（２１０）からオフセットして前記オフセットリング（３０８）の前記外側端部から前記開口（２１０）内に延びており、前記オフセットリング（３０８）は、前記センサ装置（１１２）と共に使用される計器（１１０）内の任意の物体から前記センサ装置（１１２）が離れるように距離を隔てることを確実にする、前記オフセットリング（３０８）と、を備え、
前記第１のセンサ装置（１１２）と通信しており、感知した前記電流を表す前記信号を前記第１のセンサ装置（１１２）から受信し、時間とともに前記導体（１１４）を通って前記電力源から前記ユーザに送給される電気の量を求める計器制御盤（１１７）を更に備え、
前記第１のセンサ装置（１１２）を約０．２Ａ〜約２５，０００Ａの電流範囲に亘って較正するための１つだけの較正係数を前記計器制御盤（１１７）が必要とするように、前記第１のセンサ装置（１１２）が前記第１の導体（１１４）に対して前記第１のセンサ装置（１１２）の感受性を低下させるように配置されている、需給計器（１１０）。
【請求項１０】
前記オフセットリング（３０８）は、前記導体（１１４）に対する前記コイル（２０４）の位置を維持するために、前記オフセットリング（３０８）の周りで周方向に離間すると共に前記オフセットリング（３０８）と前記導体（１１４）の間を延びる３つのスペーサ（３１６）を含み、各スペーサ（３１６）は、前記開口（２１０）からオフセットして、前記オフセットリング（３０８）の前記外側端部から前記開口（２１０）内に延びている、請求項９に記載の需給計器（１１０）。
【請求項１１】
前記筐体（３１２）が、エポキシであって、前記エポキシが前記コイル（２０４）を前記誘電体材料（２０８）に取り付けるように、前記誘電体材料（２０８）と前記コイル（２０４）の間に配置されるエポキシをさらに備え、
前記筐体（３１２）が、前記第１の導体（１１４）の周りでの前記センサ装置（１１２）の回転を防止するように配置される少なくとも１つの回転位置決め装置（３２０）をさらに備える、請求項９に記載の需給計器（１１０）。
【請求項１２】
前記非磁性基板（２０２）が、前記開口（２１０）を画定する複数のボビン（９０２，９０４，９０６，９０８，９１０，９１２）を備え、前記コイル（２０４）が、前記複数のボビン（９０２，９０４，９０６，９０８，９１０，９１２）のそれぞれの周りに巻かれた複数のコイル（２０４）の巻きを備える、請求項９に記載の需給計器（１１０）。
【請求項１３】
前記誘電体材料（２０８）が第１の側面および第２の側面を備え、前記第１の側面が、前記開口（２１０）を画定し、前記導体（１１４）と前記コイル（２０４）の間に配置され、第１の厚さを有し、前記第２の側面が、前記第１の側面に対して垂直に延びており、第２の厚さを有し、前記第２の厚さが前記第１の厚さよりも小さく、前記第２の側面が前記第１の側面にエッジに沿って取り付けられており、前記エッジが前記第１の側面および前記第２の側面に対して傾斜しており、前記エッジが前記第１の厚さと前記第２の厚さの間で変化するエッジ厚さを有する、請求項９に記載の需給計器（１１０）。
【請求項１４】
前記計器制御盤（１１７）と通信している第２のセンサ装置（１１２）をさらに備え、前記第２のセンサ装置（１１２）が少なくとも部分的に第２の導体（１１５）の周りに配置され、前記第１および第２のセンサ装置（１１２）のそれぞれを前記電流範囲に亘って較正するための１つだけの較正係数を前記計器制御盤（１１７）が必要とするように、前記第１のセンサ装置（１１２）が前記第２のセンサ装置（１１２）に対して前記第１のセンサ装置（１１２）の前記感受性および前記第２のセンサ装置（１１２）の感受性を低下させるように配置されている、請求項９に記載の需給計器（１１０）。
【請求項１５】
前記計器制御盤（１１７）と通信している第３のセンサ装置（１１２）をさらに備え、前記第３のセンサ装置（１１２）が少なくとも部分的に第３の導体（１１６）の周りに配置され、前記第１、第２、および第３のセンサ装置（１１２）のそれぞれを前記電流範囲に亘って較正するための１つだけの較正係数を前記計器制御盤（１１７）が必要とするように、前記第１のセンサ装置（１１２）が前記第２のセンサ装置（１１２）および前記第３のセンサ装置（１１２）に対して前記第１、第２、および第３のセンサ装置（１１２）の感受性を低下させるように配置されている、請求項１４に記載の需給計器（１１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、概してセンサ装置および方法に関し、特に、導体を通る電流を感知することに関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも幾つかの既知の需給計器は、電力源からユーザに供給される電気を測定するために使用される。ユーザに供給されるエネルギーの量を正確に測定することを可能にするために、需給計器は、電力源とユーザの間の導体を流れる電流を感知するための１つまたは複数のセンサ装置をしばしば含む。需給計器内に含まれるとき、センサ装置は、電圧および／または電流の動作範囲に亘って正確に機能することが意図される。
【０００３】
各種の種類の既知の電流センサ装置が需給計器内で使用される。例えば、少なくとも幾つかの既知の変成器センサ装置は、導体を流れる電流を感知するために磁性ワイヤが巻き付けられた磁性コアを含む。しかし、変成器を含む電流センサ装置は、一般的に嵩張り高価であることが知られている。磁性コアを有する電流センサ装置は、外部磁場に対して脆弱である。外部磁場への露出によって、磁性コア電流センサ装置は、場合によっては、電流装置が感知していると想定される電流の８％の電流しか記録できないまで、精度が低下する。温度サイクルも、電流センサの磁性コアに影響を及ぼし得、電流センサの精度を低下させる磁気ドリフトを生じさせ得る。
【０００４】
既知の電流センサ装置の別の例は、ロゴスキーコイルである。ロゴスキーコイルは、コイルを含み、一般的に変成器センサ装置よりも小さい。しかし、ロゴスキーコイルは、電圧範囲に亘って低電流および／または高電流の状態での精度が制限されることが知られている。結果として、製造中、既知のロゴスキーコイルを有する需給計器は、これらの不正確さの影響を最小化するために複数の較正プロセスをしばしば受ける。これらの反復的な較正プロセスは、そのようなセンサ装置の不正確さを低減させ得るが、需給計器の製造の時間およびコストを増加させもする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４７００１３１号明細書
【発明の概要】
【０００６】
一実施形態では、導体内の電流を検出する際に使用するためのセンサ装置が提供される。センサは、導体を内部に受容する構造とされた開口を画定する非磁性基板と、基板の少なくとも一部分の周りに巻かれた複数の巻きを備えるコイルと、基板およびコイルを収容するための筐体とを含む。筐体は、誘電率を有する誘電体材料であって、導体が開口を通って受容されるときに誘電体材料がコイルと導体の間に配置されるように、コイルに隣接し少なくとも部分的に開口内に配置される誘電体材料と、導体に対するコイルの配置を維持するのを容易にするように開口に結合される少なくとも１つのスペーサであって、スペーサのそれぞれがコイルと導体の間では半径方向に延びずに誘電体材料からずらして配置される、少なくとも１つのスペーサとを含む。
【０００７】
別の実施形態では、電気エネルギーを電力源からユーザに送給する際に使用するための需給計器が提供される。需給計器は、少なくとも部分的に第１の導体の周りに配置されて、第１の導体を流れる電流を感知し、感知した電流を表す信号を出力する第１のセンサ装置と、第１のセンサ装置と通信しており、感知した電流を表す信号を第１のセンサ装置から受信し、時間とともに導体を通って電力源からユーザに送給される電気の量を求める計器制御盤とを含む。第１のセンサ装置は、第１の導体を内部に受容する構造とされた開口を画定する非磁性基板と、基板の少なくとも一部分の周りに巻かれた複数の巻きを備えるコイルと、基板およびコイルを収容するための筐体とを含む。筐体は、誘電率を有する誘電体材料であって、第１の導体が開口を通って受容されるときに誘電体材料がコイルと第１の導体の間に配置されるように、コイルに隣接し少なくとも部分的に開口内に配置される誘電体材料と、第１の導体に対するコイルの配置を維持するのを容易にするように筐体の開口に結合される少なくとも１つのスペーサであって、スペーサのそれぞれがコイルと第１の導体の間では半径方向に延びないように誘電体材料からずらして配置される、少なくとも１つのスペーサとを含む。第１のセンサ装置を電流範囲に亘って較正するための１つだけの較正係数を計器制御盤が有するように、第１のセンサ装置が第１の導体に対して配置され、したがって第１のセンサ装置の感受性が低下し、電流範囲が約０．２Ａ〜約２５，０００Ａの範囲である。
【０００８】
また別の実施形態では、電気エネルギーを電力源からユーザに送給する際に使用するための需給計器を製作する方法が提供される。方法は、少なくとも部分的に第１の導体の周りに配置されて、第１の導体を流れる電流を感知し、感知した電流を表す信号を出力する第１のセンサ装置を用意することを含み、第１のセンサ装置を用意することは、非磁性基板の周りに巻かれた複数の巻きを備えるコイルを形成することであり、第１の導体が通って受容される開口をコイルが画定することと、コイルおよび基板を筐体内に収容することとを含む。筐体内に収容することは、第１の導体が開口を通って受容されるときに誘電体材料がコイルと第１の導体の間に配置されるように、誘電体をコイルに隣接し少なくとも部分的に開口内に配置することと、第１の導体に対するコイルの配置を維持するのを容易にするように少なくとも１つのスペーサを筐体の開口に配置することとを含み、スペーサのそれぞれがコイルと第１の導体の間では半径方向に延びないように誘電体からずらして配置される。方法は、感知した電流を表す信号を第１のセンサ装置から受信し、時間とともに第１の導体を通って電力源からユーザに送給される電気の量を求めるために計器制御盤を第１のセンサ装置と接続することと、電流範囲に亘ってセンサ装置を較正するための１つだけの較正係数を計器制御盤が有するように、第１のセンサ装置を第１の導体に対して配置し、したがってセンサ装置の感受性が低下することとを含み、電流範囲が約０．２Ａ〜約２５，０００Ａの範囲である。
【０００９】
本開示のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、図面を通して同様の文字が同様の部品を表している添付図面を参照して、以下の詳細な説明が読まれるときに、より良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】例示的なセンサ装置を含む例示的な需給計器のブロック図を示している。
【図２】例示的なセンサ装置の部分分解図を示している。
【図３】開口を貫通する導体を有するセンサ装置（組立状態で示す）の斜視図である。
【図４】本開示の一実施形態による、センサ装置により画定された開口の近接図を示している。
【図５】本開示の一実施形態による、センサ装置の筐体の組立を示している。
【図６】筐体の第１の部分および保持部分の１つの近接図を示している。
【図７】組み立てられたセンサ装置の近接図を示しており、保持部分に取り付けられたＵ字クリップを示している。
【図８】コイル（図２に示す）を第１の部分に結合するためのエポキシの層を有する筐体の第１の部分を表示している。
【図９】筐体から分離された基板およびコイルの斜視図である。
【図１０】ボビンでのセンサ装置の部分断面図を示している。
【図１１】２つの導体を測定する２つのセンサ装置を有する需給計器の破断図を示している。
【図１２】３つの導体を測定する３つのセンサ装置を有する需給計器の破断図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の明細書および特許請求の範囲では、多くの用語が参照されており、それらは、以下の意味を有するように定義されるべきである。
【００１２】
単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「前記（ｔｈｅ）」は、文脈上別様の記述が明らかにない限り複数の参照を含む。
【００１３】
「随意な」または「随意に」は、その後に説明する事象もしくは状況が生じ得もしくは生じ得ないことを意味し、その説明が、事象が生じる事例および事象が生じない事例を含むことを意味する。
【００１４】
明細書および特許請求の範囲を通して本明細書で使用する近似語は、関連する基本的な機能を変化させずに、変化することが許され得る任意の量的表現を修飾するために適用され得る。したがって、「約」および「実質的に」等の１つまたは複数の用語により修飾される値は、指定する厳密な値に限定されない。少なくとも幾つかの事例では、近似語は、その値を測定するための計器の精度に対応し得る。ここで、ならびに明細書および特許請求の範囲を通して、範囲の限定は、文脈上または文言上別様の記述がない限り、そのような範囲が特定され、その範囲に含まれる全ての副次的な範囲を含むように、組み合わされ、および／または相互交換されてもよい。
【００１５】
本明細書で説明するセンサシステムは、導体を通る電流を効率的に感知する。本明細書で説明する実施形態は、誘電体材料と接触して、導体を通る電流を感知するコイルを含むセンサを使用する。コイルおよび誘電体材料は、開口を通って導体を配置できるように開口の周りでドーナツ状に形成される。コイルと組み合わされた誘電体材料は、センサ装置が高い精度レベル（±０．２％）を達成するために製造プロセス中に１回の較正を必要とするように、センサ装置の精度を向上させる。しかし、この精度レベルは、導体に対して移動しないコイルに依存している。
【００１６】
コイルの運動を防止するために、センサ装置は筐体も含む。例示的な実施形態では、筐体は誘電体材料で作られる。他の実施形態では、筐体は誘電体材料を包む。筐体は、導体を開口内に摩擦嵌めで保持するためのスペーサと、センサ装置の回転を防止するための回転位置決め装置とを含む。スペーサは、コイルと導体の間での追加材料の配置を防止するために開口からずらして配置される。
【００１７】
例示的な実施形態では、筐体は、Ｕ字クリップにより結合される２つの部分を備える。筐体の２つの部分は、保持部分が凹んでおり、クリップに結合されるときにクリップが筐体の壁と面一になるように形成される。
【００１８】
筐体は、コイルを誘電体材料に結合するためのエポキシも含み、この場合、クリップは、エポキシが硬化する間にコイルを所定位置に保持するために使用される。筐体の２つの部分は、合決り継手で結合するように設計され、この場合、筐体の側面は重なり合い、接合部はＳ字形状を成す。合決り継手によって、筐体の側面は、アーク放電が移動するためのより長い経路を形成しながら、誘電体材料を一定の厚さに保つ。筐体のうち開口のコーナは、コイルと導体の間の誘電体材料の量を調節するために角度を付けられ、厚さが漸減している。
【００１９】
導体に対するコイルの運動を防止することによって、センサ装置の精度は、時間とともに変化しない。計器では、複数の導体および複数のセンサ装置が存在し、電磁場内での他の導体に対するセンサ装置の運動を防止し得、他のセンサ装置は、センサの精度が時間とともに変化することも防止する。
【００２０】
図１は、例示的なセンサ装置１１２を含む例示的な需給計器１１０のブロック図を示している。例示的な実施形態では、需給計器１１０は、センサ装置１１２と、導体１１４と、センサ装置１１２に結合された計器制御盤１１７とを含む。導体１１４には、バスバー、多重ストランドワイヤ、単一ストランドワイヤ、ケーブル、または電力源から電力ユーザに電気を送給するのに適した他の導体が含まれ得る。電力源には、非限定的に、電気系統、および／または、ガスタービンエンジン、水力タービン、風力タービン、ソーラパネル等の発電システム、および／または別の適した発電および／または送電システムが含まれ得る。電力源には、計器制御盤１１７と通信しているスマートグリッドも含まれ得る。ユーザには、非限定的に、居住ユーザ、商用ユーザ、および／または、任意のレベルの他の任意の電気ユーザが含まれ得る。センサ装置１１２は、導体１１４に結合されて、導体１１４を流れる電流を感知する。センサ装置１１２は、感知した電流を表す信号を計器制御盤１１７に提供する。センサ装置１１２から受信する信号に基づいて、計器制御盤１１７は、時間とともに導体１１４を通って電力源からユーザに送給される電気の量を求める。
【００２１】
電力源からユーザに送給された電気に課金され得るため、センサ装置１１２は、電力源の運用者によりユーザに送給された実質的に全ての電気ではなく、実質的に受け取られただけの電気についてユーザに請求することを確実にするために、非常に正確であることが望まれる。
【００２２】
この例示的な実施形態では、需給計器１１０は、導体１１５および１１６と、導体１１５に結合された別のセンサ装置１１２とをさらに含む。需給計器の他の実施形態では任意数（例えば、１つ、３つ、６つ等）の導体および／またはセンサ装置が使用されてもよいことを理解されたい。また、センサ装置１１２が、需給計器１１０内の使用だけに限定されず、発電用途、需給用途、自動車用途、機器用途、電気通信用途等、導体を通る電流を感知するための事実上任意の用途に利用されてもよいことを理解されたい。
【００２３】
図２は、例示的なセンサ装置１１２の部分分解図を示している。例示的な実施形態では、センサ装置１１２は、基板２０２と、基板２０２の周りに巻かれた複数の巻きを含むコイル２０４と、誘電体材料２０８とを含む。コイル２０４は、（例えば、サイズ、配向、および／または形状等により）導体１１４を内部に受容する構造とされる、内部に画定された開口２１０を含む。誘電体材料２０８は、コイル２０４に隣接し少なくとも部分的に開口２１０内に配置される。より具体的には、この実施形態では、誘電体材料２０８は、導体１１４が開口２１０を通って配置されるときに、少なくとも部分的にコイル２０４と導体１１４の間に配置される。
【００２４】
誘電体材料２０８は、各種の方法で構成された各種の特徴を有する１つまたは複数の誘電体材料を含み得る。誘電体材料２０８は、少なくとも１つの厚さを有し、各種の厚さを有してもよい。例示的な実施形態では、コイル２０４に隣接し少なくとも部分的に開口２１０内に配置された誘電体材料２０８は、約３．０ミリメートルの厚さを有する。また、同じ実施形態では、コイル２０４に隣接するが開口２１０に対向して配置された誘電体材料２０８は、約１．２ミリメートルの厚さを有する。誘電体材料２０８が、本明細書で説明するようにセンサ装置１１２が機能することを可能にする、１つまたは複数の任意の厚さを有してもよいことを理解されたい。一般的に、誘電体材料２０８の厚さは、誘電体材料２０８の誘電率、１つまたは複数の導体１１４、１１５および１１６（図１に示す）とコイル２０４の近接度、および／または、センサ装置の設置を目的とする環境で利用可能な空間等に少なくとも部分的に基づいて選択される。幾つかの実施形態の例では、誘電体材料２０８の厚さは、約１．０ミリメートル〜約３．０センチメートルの範囲でもよく、また他の実施形態ではそれよりも大きくてもよい。
【００２５】
例示的な実施形態では、誘電体材料２０８は、非限定的に、プラスチック材料、熱可塑性プラスチック材料、熱硬化性材料、セラミック材料、金属材料、木質材料、粘土材料、有機材料、それらの任意の混合物、および／または、本明細書で説明するように機能するのに適した他の材料等、複数の種類の材料の１つまたは複数から製作され得る。図２の例示的な実施形態では、誘電体材料２０８には、Ｖａｌｏｘ（商標）の材料群による市販のＰＢＴ熱可塑性プラスチック材料が含まれる。各種の実施形態では、誘電体材料２０８には、非限定的に、Ｋａｐｔｏｎ（商標）テープ、フッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）材料、室温加硫シリコーン（ＲＴＶ）ポリマー、Ｖａｌｏｘ（商標）の材料群（例えば、Ｖａｌｏｘ（商標）３６５またはＶａｌｏｘ（商標）Ｖ９５６１）による市販のＰＢＴ熱可塑性プラスチック材料、Ｒｙｎｉｔｅ（商標）の材料群によるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）熱可塑性プラスチック材料、Ｒｙｔｏｎ（商標）の材料群による市販のＰＰＳ熱可塑性プラスチック材料、Ｐｒｉｍｅｆ（商標）の材料群による市販のＰＰＳ熱可塑性プラスチック材料、Ｚｙｔｅｌ（商標）、Ｓｔａｎｙｌ（商標）、またはＲＴＰ（商標）の材料群による市販のナイロン熱可塑性プラスチック材料、ＬＣＰ熱可塑性プラスチック材料（例えば、Ｓｕｍｉｔｏｍｏ（商標）Ｅ５００８ＬまたはＥ４００８Ｌ材料）等の１つまたは複数が含まれる。１つまたは複数の種類の誘電体材料２０８は、誘電率、１つまたは複数の製造技術に対する適性、寸法安定性、コスト、成形性、作業性、剛性、および／または、１つまたは複数の材料の他の特徴に基づいて選択され得る。少なくとも１つの例では、誘電体材料２０８は、温度に対するその誘電率の変動性に少なくとも部分的に基づいて選択される。
【００２６】
図３は、開口２１０を貫通する導体１１４を有するセンサ装置１１２（組立状態で示す）の斜視図である。上述したように、センサ装置１１２は、導体１１４を通る電流を感知する。具体的には、電流が導体１１４を流れるときに、電流がコイル２０４（図２に示す）内に生じる。コイル２０４内に生じる電流の量は、導体１１４を流れる電流の量を表す。センサ装置１１２が導体１１４の周りに配置されるときに、コイル２０４は、導体１１４から距離を隔てられる。したがって、コイル２０４と導体１１４の間に容量が存在する。容量は、様々な動作電圧でのセンサ装置１１２の精度に影響を及ぼし得る。例示的な実施形態では、誘電体材料２０８は、コイル２０４と導体１１４の間に画定された空気ギャップ３０６の少なくとも一部分内に配置される。結果として、誘電体材料２０８は、コイル２０４と導体１１４を近接状態に留めることを可能にしながら、コイル２０４と導体１１４の間の容量の低下に影響を及ぼし、および／または容量の低下を容易にする。
【００２７】
容量の低下は、既知のロゴスキーコイルまたは他の空気ギャップコイルと比べて向上した精度で、センサ装置１１２が導体１１４を流れる電流を感知することを可能にする。より具体的には、コイル２０４と導体１１４の間を結合する容量を低下させることによって、動作電圧に対する感受性が低下する。結果として、高電流および低電流を含む様々な電流範囲全体の様々な動作電圧で、一定の電流感知がもたらされる。したがって、センサ装置１１２が需給計器１１０（図１に示す）内に含まれると、既知のセンサ装置の較正に必要とされる１つまたは複数のプロセスを省略し得る。具体的には、例示的な実施形態では、様々な動作電圧全体で電流を正確に検出するためのセンサ装置１１２の一定性によって、様々な電圧で使用するための複数の較正係数を必要とする既知の需給計器と比べて、計器制御盤１１７（図１に示す）が複数の動作電圧に対して１つだけの較正係数を使用することが可能となり得る。また、コイル２０４と導体１１４の間の容量の低下は、較正プロセスの軽減および／または簡素化のみならず、動作電圧／電流の範囲全体で少なくとも同じ精度により、または、しばしば向上した精度により、製造のコスト、リソース、および／または時間の軽減も容易にする。
【００２８】
時間の経過とともに、導体１１４を基準とするコイル２０４の運動は、センサ装置１１２の較正に影響を及ぼす。コイル２０４の運動を防止することによって、較正プロセス中に事前に計算された較正係数は、センサ装置１１２からの正確な読みを提供し続けることを確実にする。運動は、導体１１４に沿って横方向で導体１１４の周りにコイル２０４を回転運動させる運動であり得、またはセンサ装置１１２内でのコイル２０４自体の運動でさえあり得る。
【００２９】
図３に示すように、この例示的な実施形態では、センサ装置１１２は筐体３１２を含む。筐体３１２は、各種の材料から形成され得、および／または各種の製作プロセスにより形成され得る。例示的な実施形態では、筐体３１２は、（図２に示すように）誘電体材料２０８がコイル２０４の周りで開口２１０に対向して配置されるように、実質的に誘電体材料２０８だけを含む。したがって、三相の導体１１４、１１５、および１１６を有する需給計器１１０（図１に示す）内で使用されるときに、センサ装置１１２は、導体１１４の周りで少なくとも１つの他の導体１１５に近接して配置され（図１に示すように）、場合によっては導体１１６に近接して配置される。コイル２０４と導体１１４の間の相互作用と同様に、コイル２０４と導体１１５の間に容量が存在し、センサ装置１１２の精度に悪影響を及ぼし得、および／または精度を低下させ得る。開口２１０に対向する誘電体材料２０８の配置によって、誘電体材料２０８は、コイル２０４と隣の導体１１５の間に配置される。したがって、誘電体材料２０８は、さらにコイル２０４と導体１１５の間の容量を低下させるように設けられる。このようにして、センサ装置１１２は、複数の導体を有する需給計器１１０内で使用されるとき、および／または１つまたは複数の他の導体に近接して使用されるときに、既知の空気ギャップコイルと比べて精度を向上させ得る。
【００３０】
幾つかの実施形態では、筐体３１２は、誘電体材料２０８に加えて、非誘電体材料または異なる特徴を有する誘電体材料等の１つまたは複数の材料を含んでもよい。一実施形態では、筐体３１２は、誘電体材料２０８と、本明細書で説明するように機能することを可能にするように、コイル２０４に対する１つまたは複数の位置で誘電体材料２０８を支持するように設けられる添加材料とを含む。添加材料には、プラスチック材料、熱可塑性プラスチック材料、熱硬化性材料、セラミック材料、金属材料、木質材料、粘土材料、有機材料、それらの任意の混合物、および／または他の適した材料が含まれ得る。添加材料は、製造技術、寸法安定性、コスト、成形性、作業性、剛性、および／または材料の他の特徴等に基づいて選択され得る。そのような実施形態では、誘電体材料２０８が（添加材料と比べて）高コストの材料であるときに、添加材料を含むことによって、センサ装置１１２の全体コストを低下させ得る。さらに、１つまたは複数の添加材料は、誘電体材料２０８の支持、コイル２０４の保護および／または絶縁等の、１つまたは複数の追加機能を実行するために使用されてもよい。理解されるように、添加材料は、各種の実施形態では筐体３１２の一部として使用されてもよい。しかし、例示的な実施形態では、筐体３１２が実質的に誘電体材料２０８だけを含むので、添加材料は省略される。
【００３１】
筐体３１２は、誘電体材料から製作されてもよく、誘電体材料２０８および少なくとも１つの添加材料から一体に形成されてもよく、１つまたは複数の誘電体材料２０８および１つまたは複数の添加材料から別々に組み立てられてもよい。筐体３１２および／または誘電体材料２０８は、１つまたは複数の射出成形プロセスおよび／または他の適した製作プロセスにより製作され得る。例示的な実施形態では、筐体３１２は、筐体３１２を形成する構造とされた型内に誘電体材料２０８が注入される、単一の射出成形プロセスにより構成される。
【００３２】
代替的に、筐体３１２は、複数ステージの射出成形プロセスにより構成されてもよい。複数ステージのプロセスでは、初期の成形プロセスにより添加材料が特定の形状にかたどられる。その後、成形された添加材料が型内に配置され、誘電体材料２０８が型内に注入される。誘電体材料２０８は、誘電体材料２０８および添加材料から筐体３１２を形成するために、型および／または添加材料の間に画定された空隙内に流れ込む。各種の実施形態では、複数ステージの成形プロセスは、本明細書で説明するような所望の性能が得られるように、比較的高コストの誘電体材料をコイル２０４に対して特に配置することを可能にしながら、筐体３１２の他の部分を１つまたは複数の比較的低コストの材料から構成することを可能にする。
【００３３】
コイル２０４および／または導体１１４に対して全体または所望の配置に誘電体材料２０８を設けるための他の製作技術により筐体３１２を構成してもよいことを理解されたい。一例では、誘電体材料２０８は、添加材料とは別に構成され、その後に、筐体３１２を形成するように変形され、および／または添加材料と共に構成される。また別の例では、筐体３１２を形成するように、添加材料により形成された開口内に管状の誘電体材料が挿入されてもよい。
【００３４】
例示的な実施形態では、筐体３１２は、開口２１０を取り囲む１つまたは複数のスペーサ３１６を含む。（図３に示すように）導体１１４が開口２１０内に受容されると、筐体３１２と導体１１４の間に空気ギャップ３０６が形成される。同時に、スペーサ３１６と導体１１４の間に摩擦嵌めが形成される。スペーサ３１６は、オフセットリング３０８により開口２１０からずらされる。スペーサ３１６およびオフセットリング３０８は、誘電体材料２０８および／または別の材料を含んでもよい。スペーサ３１６が、各種の形式、形状、および／または配向の導体を受容するように、および／または導体に結合するように設計された各種の様々な形状で形成されてもよいことを理解されたい。例示的な実施形態では、スペーサ３１６は、湾曲点を有するクラッシュリブとして形作られる。クラッシュリブは、導体１１４上の圧力を維持して、導体１１４に対する筐体３１２の運動を防止する。導体１１４上の圧力を一定に留めることを確実にするために、オフセットリング３０８は、スペーサ３１６を補強し、上述したような剛性材料で形成される。オフセットリング３０８は、センサ装置が、導体１１４に接触し得る、計器１１０内の他の任意の物体から離れるように距離を隔てることも確実にする。導体１１４の電磁場は、導体が別の物体、特に電気を導くクリップ等の物体により接触されているときに変化する。センサ装置１１２を導体１１４に接触する他の物体からずらすことによって、センサ装置１１２は、より正確な読みを提供することができる。
【００３５】
筐体３１２は、少なくとも１つの回転位置決め装置３２０も含む。回転位置決め装置３２０は、導体１１４の周りでのコイル２０４の回転を防止する。導体１１４ならびに導体１１５および１１６に対するコイル２０４の配置は、センサ装置１１２が導体１１４を取り囲んでいるときに、センサ装置１１２の精度に影響を及ぼす。これらの導体により生じた電磁場内で回転するコイル２０４は、センサ装置１１２の較正、したがって精度に影響を及ぼす場合がある。コイル２０４の回転の可能性を防止するために、筐体３１２は、回転位置決め装置３２０を含む。回転位置決め装置３２０は、計器１１０内のコーナまたはリブに当たって配置されるときに回転運動を防止する。
【００３６】
図４は、本開示の一実施形態による、センサ装置１１２により画定された開口２１０の近接図を示している。オフセットリング３０８は、スペーサ３１６を開口２１０からずらす。オフセットリング３０８は、スペーサ３１６が、導体１１４に対するセンサ装置１１２の配置を維持しながら、導体１１４とコイル２０４の間で干渉しないことを可能にする。例示的な実施形態では、スペーサ３１６は、開口２１０の厚さの１／３よりも大きくは半径方向で開口２１０内に延びない。これによって、スペーサ３１６を構成する材料がコイル２０４と導体１１４の間で材料の大部分と干渉することが防止される。コイル２０４と導体１１４の間の材料の厚さがコイルの全周で一定であることを確実にすることによって、電磁場内の変動を防止し、したがって導体１１４を通る電流の読みの変動を防止する。少なくとも１つの実施形態では、オフセットリング３０８およびスペーサ３１６は、長方形状のバスバー導体と摩擦嵌めを形成する構造とされる。
【００３７】
図５は、本開示の一実施形態による、センサ装置１１２の筐体３１２の組立を示している。筐体３１２は、第１の部分５０５および第２の部分５１０を含む。第１の部分５０５は、基板２０２およびコイル２０４が実質的に内部に収容されるように、第２の部分５１０に取り外し可能に結合される。例示的な実施形態では、筐体３１２が組み立てられるときに、第１の部分５０５は、筐体３１２を形成するように、合決り主継手５４０および合決り副継手５４５で第２の部分５１０に結合される。他の実施形態では、第１の部分５０５および第２の部分５１０が、非限定的に、１つまたは複数の突合せ継手、ねじ継手、ヒンジ継手、タブ−スロット継ぎ、さねはぎ継ぎ、ファスナ等を含む、各種の様々な方法により結合されてもよいことを理解されたい。筐体３１２が概してドーナツ形状を有するが、収容体の他の実施形態が、基板２０２およびコイル２０４を少なくとも部分的に収容するようにサイズ決定され、および／または作用し、本明細書で説明するように誘電体材料２０８が機能することを可能にする、任意の形状および／またはサイズを画定してもよいことを理解されたい。
【００３８】
さらに、例示的な実施形態では、誘電体材料２０８の厚さは、筐体３１２の全体で変化する。第１の部分５０５と第２の部分５１０の間の各合決り継手５４０および５４５は、第１の部分５０５と第２の部分５１０の重なり部をもたらす。具体的には、この例示的な実施形態では、第１の部分５０５および第２の部分５１０のそれぞれは、開口２１０で約１．２ミリメートルの厚さを有する。第１の部分５０５と第２の部分５１０が組み立てられると、第１の部分５０５と第２の部分５１０は、（開口２１０に沿って）合決り主継手５４０で少なくとも部分的に重なり合って、約２．４ミリメートルの全体厚さを形成する。また、この例示的な実施形態では、第１の部分５０５および第２の部分５１０は、筐体３１２の外側の周りの全体厚さが（開口２１０に対向する）合決り副継手５４５で約１．２ミリメートル未満となる構造とされる。筐体３１２および／または誘電体材料２０８の１つまたは複数の様々な厚さをもたらすために、筐体３１２を形成する各種の方法が使用されてもよいことを理解されたい。例示的な実施形態では、合決り主継手５４０は、開口２１０の大部分に沿って延びる。これによって、コイル２０４と導体１１４の間の潜在的なアークのためのより長い経路がもたらされる。
【００３９】
他の各種の実施形態では、筐体３１２および／または誘電体材料２０８の厚さは、約０．５ミリメートル〜約３．０センチメートルでもよい。幾つかの実施形態では、筐体３１２および／または誘電体材料２０８の１つまたは複数の厚さは、約１．０ミリメートル〜６．０ミリメートルである。さらに、各種の実施形態では、筐体３１２および／または誘電体材料２０８の１つまたは複数の厚さは、約１．０ミリメートル〜４．０ミリメートルである。他の実施形態では、場合によっては組立／製作の方法、選択された誘電体材料の１つまたは複数の特徴、および／または１つまたは複数の所望の性能特徴に基づいて、筐体３１２および／または誘電体材料２０８が異なる厚さを有してもよいことを理解されたい。さらに、本開示の１つまたは複数の態様と合致して機能するようにコイル２０４に対して誘電体材料２０８を配置しながら、コイル２０４を少なくとも部分的に収容するために、筐体３１２の他の形状、サイズ、および／または継手が使用されてもよい。
【００４０】
第１の部分５０５および第２の部分５１０は、接続リング５２５、エッジベベル５５０、側壁５３０、および外壁５３５も含む。例示的な実施形態では、側壁５３０の厚さは、開口２１０に沿う第１の部分５０５と第２の部分５１０の組合せ厚さよりも小さい。第１の部分５０５と第２の部分５１０の両方の上の接続リング５２５は、第１の部分５０５の合決り主継手５４０と第２の部分５１０が接続する場所にある。接続リング５２５は、合決り主継手５４０での第１の部分５０５と第２の部分５１０の組合せ厚さと同じ厚さを有する。エッジベベル５５０は、接続リング５２５を側壁５３０に接続する。エッジベベル５５０が接続リング５２５から側壁５３０に至るにつれて、エッジベベル５５０の厚さは、緩やかに減少する。この場合、エッジベベル５５０の厚さは、接続リング５２５の厚さで始まり、側壁５３０の厚さまで緩やかに一定的に減少する。エッジベベル５５０の厚さの一定的な変化によって、電磁場内での誘電体材料２０８の量の急激な変化により生じ得る電磁場内の中断が防止される。
【００４１】
第１の部分５０５と第２の部分５１０が結合されると、合決り副継手５４５は、外壁５３５に沿って形成される。合決り副継手５４５は、第１の部分５０５と第２の部分５１０が結合されると、外壁５３５の周縁に延びる。合決り主継手５４０と合決り副継手５４５の両方は、第１の部分５０５と第２の部分５１０の間の隙間を保持する。例示的な実施形態では、この隙間は、０．００３インチ〜０．００５インチである。隙間は、コイル２０４が第１の部分５０５と第２の部分５１０の間に挟まれると形成される。コイル２０４および基板２０２は、第１の部分５０５と第２の部分５１０がコイル２０４および基板２０２の周りで結合されると、嵌合いにより上述の隙間が形成される一方で、筐体３１２がコイル２０４上の一定の圧力を維持し、さらに第１の部分５０５に対するコイル２０４の運動を防止するようにサイズ決定される。
【００４２】
例示的な実施形態では、コイル２０４は、例示的なロゴスキーコイルを含む。しかし、センサ装置１１２がロゴスキーコイル以外のコイルを含んでもよいことを理解されたい。さらに、本開示の態様は、本明細書に記述および図示するロゴスキーコイルとの使用だけに限定されない。
【００４３】
第１の部分５０５は保持部分５１５を含み、第２の部分５１０はＵ字クリップ５２０を含む。Ｕ字クリップ５２０および保持部分５１５は、第１の部分５０５を第２の部分５１０に取り付ける。
【００４４】
図６は、筐体３１２の第１の部分５０５および保持部分５１５の１つの近接図を示している。図７は、組み立てられたセンサ装置１１２の近接図を示しており、保持部分５１５に取り付けられたＵ字クリップ５２０を示している。例示的な実施形態では、外壁５３５は、Ｕ字クリップ５２０を受容するための凹んだ領域を含む。図７に示すように、Ｕ字クリップ５２０が保持部分５１５に結合されると、Ｕ字クリップ５２０および保持部分５１５は、外壁５３５を過ぎて延びない。Ｕ字クリップ５２０および保持部分５１５を外壁５３５と面一に保つ利点の１つによって、Ｕ字クリップ５２０が外部の物品に引っかかったり、折れたりすることが防止される。
【００４５】
図８は、コイル２０４（図２に示す）を第１の部分５０５に結合するためのエポキシ８１０の層を有する筐体３１２の第１の部分５０５を表示している。例示的な実施形態では、エポキシ８１０は、Ｐｌｅｎｏｘ−Ｗｅｌｌｓ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｃｏ．，Ｌｔｄにより製造されたＥｐｏｘｙ  Ｒｅｓｉｎ  ６０６０ＲＰ−６等の高温エポキシである。高温エポキシは、時間の経過に伴うエポキシ８１０の高温腐食に抵抗するために使用される。センサ装置１１２の製造に際して、エポキシ８１０は、第１の部分５０５内に配置される。コイル２０４は、第１の部分５０５内でエポキシ８１０内に配置される。次いで、第２の部分５１０（図５に示す）は、コイル２０４がエポキシ８１０内にしっかりと押し込まれるように第１の部分５０５に結合される。エポキシ８１０は、第１の部分５０５とコイル２０４の間の空間を充填するように広がる。第１の部分５０５および第２の部分５１０は、エポキシ８１０がセットアップされ／固体まで硬化する間に、エポキシ８１０の加熱または特殊プロセスを必要とせずに保持力の役割を果たす。
【００４６】
図９は、図３に示す筐体３１２から分離された基板２０２およびコイル２０４の斜視図である。例示的な実施形態では、基板２０２は、６つのボビン９０２、９０４、９０６、９０８、９１０、および９１２（ボビン９０２〜９１２と総称する）を含む。各ボビン９０２〜９１２は、略円形の断面を有し、特に、コイル２０４を保持するフランジ９１４を両端に含む直円柱である。他の実施形態では、基板２０２は、異なる数、形状、および／またはサイズのボビンを有してもよい。例えば、基板２０２は、５つのボビン、８つのボビン、１０のボビン、３０のボビン、または別の奇数または偶数のボビンを含んでもよい。さらに、基板２０２は、異なる形状、および／または、卵形断面、楕円形断面、または長方形断面等を有するボビンを含んでもよい。また他の実施形態では、基板２０２は、フランジ９１４に加えて、またはフランジ９１４以外に、コイル２０４を支持する異なる構造を含んでもよい。少なくとも１つの実施形態では、コイル２０４は、基板２０２を省略するために十分剛性である。
【００４７】
例示的な実施形態では、ボビン９０２〜９１２は、ヒンジ継手９１６を介して互いに結合される。より具体的に、ボビン９０２および９０４は、それらの間の枢動を可能にするようにヒンジ結合される。各種の実施形態では、ボビン９０２〜９１２は、コイル２０４の効率的な巻付けを可能にするように線形に位置合せされてもよく、および／または、図９に示すような略円形状を成すように互いに対して枢着されてもよい。
【００４８】
基板２０２のボビン９０２〜９１２のそれぞれは、例えば、熱可塑性プラスチック材料、セラミック材料、木質材料、または他の種類の適した１つまたは複数の材料を含む、１つまたは複数の非磁性材料からボビン９０２〜９１２が構成されるような非磁性構造である。この例示的な実施形態では、ボビン９０２〜９１２のそれぞれは、場合によっては誘電体材料２０８と合致する、誘電体材料から製作される。非磁性基板２０２の使用によって、１つまたは複数の磁性コアを含む既知のセンサ装置に対するコスト削減が実現され得る。また、例示的な実施形態では、基板２０２は、嵩張る磁性コアを含む既知のセンサ装置と比べて、需給計器１１０内および／または計器制御盤１１７（両方を図１に示す）に対する取付けを向上するように形作られ、および／またはサイズ決定される。さらに、この例示的な実施形態では、ボビン９０２〜９１２は、筐体３１２とは別に形成される。しかし、センサ装置の他の実施形態では、ボビン９０２〜９１２が筐体３１２の１つまたは複数の部分と一体に形成されてもよく、および／または、その部分を形成してもよいことを理解されたい。
【００４９】
例示的な実施形態では、コイル２０４は、各ボビン９０２〜９１２に複数の巻きで巻かれる。より具体的には、例示的な実施形態では、コイル２０４は、コイル２０４が各ボビン９０２〜９１２上の複数の巻きによりボビン９０２からボビン９１２に巻かれ、次いで各ボビン９０２〜９１２上の追加の巻きによりボビン９０２に戻るように巻かれることを可能にする単一の磁性ワイヤを含む。他の実施形態では、ボビン９０２〜９１２上で他の様々な巻付けパターンを使用してもよいことを理解されたい。ボビン９０２〜９１２全体の上記巻付けパターンと合致して、コイル２０４の第１の端部および第２の端部は、ボビン９０２で終端する。
【００５０】
コイル２０４に加えて、例示的な実施形態では、１つまたは複数のシールドが基板２０２に適用される。具体的には、図１０は、ボビン９０２でのセンサ装置１１２の部分断面図を示している。例示的な実施形態では、ボビン９０２は、第１のシールド１００５および第２のシールド１０１０を含む。第１のシールド１００５は、ボビン９０２とコイル２０４の間に配置される。第２のシールド１０１０は、コイル２０４が第１のシールド１００５と第２のシールド１０１０の間に配置されるように、コイル２０４に隣接し第１のシールド１００５とは反対側に配置される。各ボビン９０２〜９１２は、図１０に示すような実質的に同じシールド−コイル−シールドパターンを含む。他の実施形態では、ボビン９０２〜９１２は、巻付けパターンがボビン毎に変化する巻付けパターンを含む、他の巻付けパターンを含んでもよい。
【００５１】
例示的な実施形態では、各シールド１００５および１０１０は、ファラデーシールドをもたらす。より具体的には、この例示的な実施形態では、第１および第２のシールド１００５および１０１０は、センサ装置１１２上の共通モードノイズの低減を容易にし、および／または高周波数ノイズフィルタリング用のローパスフィルタをもたらすために、ファラデーケージと実質的に合致するように挙動する。結果として第１および第２のシールド１００５および１０１０は、電磁インターフェース（ＥＭＩ）および／または電磁適合性（ＥＭＣ）に関する１つまたは複数の工業規準の面での性能の向上を容易にする。
【００５２】
製作中、磁性ワイヤの複数の巻きは、各ボビン９０２〜９１２上にボビン９０２からボビン９１２に巻かれて、第１のシールド１００５を形成する。次いで、コイル２０４は、上述したようにボビン９０２からボビン９１２に巻かれ、ボビン９０２に戻るように巻かれる。その後に、第１のシールド１００５の磁性ワイヤは、各ボビン９０２〜９１２上の複数の巻きによりボビン９１２からボビン９０２に戻るように巻かれて、第２のシールド１０１０を形成する。したがって、例示的な実施形態では、第１のシールド１００５および第２のシールド１０１０は、単一の磁性ワイヤから形成される。第１のシールド１００５および第２のシールド１０１０が、非限定的に、銅、アルミニウム、または他の非鉄導電材料等の、任意の適した材料を含んでもよいことを理解されたい。より一般的に、遮蔽材料は、シート、テープ、ワイヤ、スプレー、および／または、ボビン９０２〜９１２がシールド１００５および１０１０を含むことを可能にする他の任意の形態として形成されてもよい。したがって、シールド１００５および／または１０１０の適用は、非限定的に、例えば、巻付け、重付け、および／またはスプレーにより形成されてもよい。各種の実施形態では、第１および第２のシールド１００５および１０１０は、コイル２０４とは別に形成され、その後にコイル２０４に適用されてもよい。
【００５３】
図１１は、２つの導体１１４および１１５を測定する２つのセンサ装置１１２を有する需給計器１１０の破断図である。計器筐体１１０５は、センサ装置１１２、ならびに導体１１４および１１５を収容する。各センサ装置１１２の各回転位置決め装置３２０は、対応するセンサ装置１１２の回転運動を防止するように、計器筐体１１０５のコーナに配置される。図１２は、３つの導体１１４、１１５、および１１６を測定する３つのセンサ装置を有する需給計器１１０の破断図である。計器筐体１１０５は、３つのリブ１２０２、１２０４、および１２０６を含む。リブ１２０２、１２０４、および１２０６は、回転位置決め装置３２０に結合し、それによりセンサ装置の回転運動を防止する。しかし、センサ装置の他の実施形態では、回転位置決め装置３２０が、回転運動を防止するように他の態様で配置または使用されてもよいことを理解されたい。
【００５４】
上述した実施形態の１つまたは複数は、非常に正確なセンサ装置を提供する。より具体的には、本明細書で説明するセンサ装置、需給計器、および方法は、既知のコイルセンサに対して較正の必要性が少なく、動作範囲を拡張する非常に正確なセンサ装置を提供し得る。例えば、開示した誘電体材料は、コイルと１つまたは複数の導体の間の容量を低下させ得、それにより、電流および／または電圧の範囲全体で精度を向上させる。精度の向上は、製造中のより少ない較正プロセスにより実現され、製造のコストおよび／または時間を軽減し得る。別の例では、開示した遮蔽技術は、他の電子機器および／またはタンパ装置から発するＥＭＩの阻止を向上させる。
【００５５】
上述した実施形態は、センサ装置が測定している導体に対するセンサ装置のコイルの運動を防止するためのシステムおよび方法を提供する。より具体的には、センサ装置は、需給計器内で使用されると、長い年月の期間に亘り、導体を通る電流を高精度で測定する。コイルの運動を防止することによって、センサ装置の較正は、長い年月に亘り同じであり、正確な計測を確実にする。
【００５６】
本発明の各種の実施形態の具体的な特徴を幾つかの図面に示し、他の図面に示していない場合もあるが、これは、便宜的な理由だけによる。本発明の原理に従えば、図面の任意の特徴は、他の任意の図面の任意の特徴と組み合わせて、参照され得および／または特許請求され得る。
【００５７】
この明細書は、ベストモードを含めて、本発明を開示するために、ならびに、任意の装置もしくはシステムの製作および使用、組み込まれた任意の方法の実施を含めて、当業者が本発明を実践することも可能にするために例示を用いている。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲により規定されており、当業者が思い付く他の例を含み得る。そのような他の例は、特許請求の範囲の文言とは相違しない構成要素を有する場合、または、特許請求の範囲の文言から実質的に相違しない均等な構成要素を含む場合、特許請求の範囲内であることが意図される。
【符号の説明】
【００５８】
１１０  需給計器、計器
１１２  センサ装置
１１４、１１５、１１６  導体
１１７  計器制御盤
２０２  基板
２０４  コイル
２０８  誘電体材料
２１０  開口
３０６  空気ギャップ
３０８  オフセットリング
３１２  筐体
３１６  スペーサ
３２０  回転位置決め装置
５０５  第１の部分
５１０  第２の部分
５１５  保持部分
５２０  Ｕ字クリップ
５２５  接続リング
５３０  側壁
５３５  外壁
５４０  合決り主継手、合決り継手
５４５  合決り副継手、合決り継手
５５０  エッジベベル
８１０  エポキシ
９０２、９０４、９０６、９０８、９１０、９１２  ボビン
９１４  フランジ
９１６  ヒンジ継手
１００５  第１のシールド
１０１０  第２のシールド
１１０５  計器筐体
１２０２、１２０４、１２０６  リブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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