(57)【要約】【課題】電流トランスに電線を複数回巻き付けた場合であっても、上記電線に流れる電流を正確に指示（表示）することのできる電流検出装置を提供する。【解決手段】電流計測に供される電線が貫通されるリング状コアに電流検出用巻線を巻回した電流トランスと、上記電流検出用巻線に生じた電圧から前記リング状コアを貫通させた電線に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電線の前記リング状コアへの貫通回数Ｎ（Ｎは自然数）に応じて前記電流検出手段により求められる電流の指示値を［１／Ｎ］に修正する指示値補正手段とにより構成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流計測に供される電線が貫通されるリング状コアに電流検出用巻線を巻回した電流トランスと、
上記電流検出用巻線に生じた電流または電圧から前記リング状コアを貫通させた電線に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電線の前記リング状コアへの貫通回数Ｎ（Ｎは自然数）に応じて前記電流検出手段により求められる電流の指示値を［１／Ｎ］に修正する指示値補正手段と
を具備したことを特徴とする電流検出装置。
【請求項２】
前記電線の前記リング状コアへの貫通回数Ｎは、電流計測の態様に応じて前記指示値補正手段に対してマニュアル設定されるものである請求項１に記載の電流検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の電線に流れる微弱電流を電流トランスを用いて検出するに好適な電流検出装置に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
交流電流を検出する技術の１つに、電流トランス（ＣＴ）を用いた電流検出法がある（例えば非特許文献１を参照）。この電流検出は、図３（ａ）に示すように、高透磁率のリング状コア２に電流検出用巻線３を巻回した電流トランス１を用い、上記コア２を貫通させた電線Ｈに電流Ｉｏを流したときに前記電流検出用巻線３に生起される電流Ｉを、該電流検出用巻線３の両端間に接続された負荷抵抗５を介して、その発生電圧Ｅとして検出するものである。
【０００３】
ちなみにこのようにして検出される電圧Ｅは、前記電流検出用巻線３の巻数をｎ、負荷抵抗５の抵抗値をｒとしたとき、
Ｅ＝（１／ｎ）・Ｋ・Ｉｏ・ｒ
として示される。但し、Ｋは比例定数である。
【０００４】
【非特許文献１】
電子通信ハンドブック，電子通信学会１９７９，オーム社発行，１２６頁
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで電線Ｈに流れる電流Ｉｏが小さい場合、当然のことながら上述した如く検出される電圧Ｅも小さくなる。そこで従来においては、例えば図３（ｂ）に示すように電線Ｈを曲げてリング状コア２に対してＮ回に亘って巻回し、コア２内を貫通する電流をＮ倍にして電流計測することが行われている。
【０００６】
ちなみにこのようにして電流検出を行った場合、検出した電流の指示値（電圧Ｅ）は実際に電線Ｈに流れる電流ＩｏのＮ倍となるので、オペレータ（計測者）にとってはその指示値を比例換算して認識することが必要となる。これ故、計測電流値を誤認識する要因となり易い。また上述した如く検出された電流値に応じて何等かの制御対象機器を制御しようとする場合には、誤った制御データを出力する要因ともなる。しかしながら電流トランス１を用いた電流計測の態様、つまり電線Ｈをリング状コア２に何回貫通させるかはオペレータの判断に委ねられるものなので、電流トランス１を介して検出される電流値をその使用形態に応じて正しく指示することは困難である。
【０００７】
本発明は上記のような問題を考慮してなされたもので、その目的は、電流トランスを介して検出される電流値をその使用形態（電流計測の態様）に応じて正しく指示（出力）することのできる簡易な構成の電流検出装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するべく本発明の請求項１に係る電流検出装置は、電流計測に供される電線が貫通されるリング状コアに電流検出用巻線を巻回した電流トランスと、上記電流検出用巻線に生じた電流または電圧から前記リング状コアを貫通させた電線に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電線の前記リング状コアへの貫通回数Ｎ（Ｎは自然数）に応じて前記電流検出手段により求められる電流の指示値を［１／Ｎ］に修正する指示値補正手段とを具備したことを特徴としている。
【０００９】
即ち、本発明に係る電流検出装置は、電流トランスを介して検出される電流値を補正して出力する指示値補正手段を備える。そして前記電流トランスの使用形態に応じて、つまり電流計測の対象となる電線を上記電流トランスに何回貫通させたかに応じてその貫通回数Ｎを上記指示値補正手段に与え、これによって前記電流検出手段にて検出される電流値を［１／Ｎ］に補正して出力するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
このような指示値補正手段を備えた電流検出装置によれば、電流計測対象となる電線の電流トランスへの貫通回数Ｎを指示値補正手段に与えるだけで電流検出手段にて検出される電流値が［１／Ｎ］に補正されて出力されるので、電流トランスに前記電線をＮ回に亘って巻回することで、電流トランスを貫通する見掛け上の電流をＮ倍に高めた場合であっても、前記電線に流れる電流値を正しく出力することが可能となる。従って電流計測値の誤認識を防ぐことができ、また計測した電流値をそのまま用いて各種の制御を実行することが可能となる。
【００１１】
尚、前記電線の前記リング状コアへの貫通回数Ｎについては、請求項２に記載するように前記指示値補正手段に対して電流計測の態様に応じてマニュアル設定するようにしておけば十分である。具体的には貫通回数Ｎに対応付けた複数の押しボタンスイッチを択一的に付勢して貫通回数Ｎを設定したり、或いは貫通回数Ｎに対応付けた複数の接点を備えたロータリースイッチを切り換えて貫通回数Ｎを設定するようにしておけば良い。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る電流検出装置について説明する。
図１はこの実施形態に係る電流検出装置１０の概略構成を示す図で、２０はリング状コア２に電流検出用巻線３を巻回した電流トランス、３０はこの電流トランス２０における上記電流検出用巻線３に生じた電圧から前記リング状コア２を貫通させた電線（図示せず）に流れる電流を検出する電流検出部（電流検出手段）である。特にこの電流検出装置１０が特徴とするところは、前記電流検出部３０と、この電流検出部３０において検出された電流値を指針の振れ量やデジタル数値として表示する表示器６０との間に、前記電流検出部３０により検出された電流値を補正する指示値補正部（指示値補正手段）４０を設けた点にある。
【００１３】
この指示値補正部４０は、貫通回数設定部５０において設定された定数Ｎ（自然数）に従って前記電流検出部３０により検出された電流値を［１／Ｎ］に変換し、変換した電流指示値を前記表示器６０に出力する役割を担う。ちなみにこの指示値補正部４０は、例えば上記定数（貫通回数）Ｎに応じて、その入力信号（電流計測値）を増幅する増幅器（図示せず）の増幅利得を可変設定することで、表示器６０に与える出力信号（電流指示値）を前記入力信号の［１／Ｎ］に変換するものとして実現される。
【００１４】
尚、貫通回数設定部５０は、例えば択一的に操作される複数の押しボタンスイッチや多接点形のロータリースイッチ等によって構成される。そしてこれらのスイッチのマニュアル操作により、前記定数（貫通回数）Ｎを選択的に設定（指定）するものとなっている。尚、上記定数Ｎは、電流計測の対象となる電線を電流トランス２０に巻回した回数、即ち、電流トランス２０への電線の貫通回数Ｎとして設定される。
【００１５】
かくしてこのように構成された電流検出装置によれば、電流計測対象とする電線に流れる電流に応じて、特にその電流量が小さいが故に電流トランス２０を貫通させるべき電流量を増大させるべく上記電線を電流トランス２０に複数回貫通させて電流計測を行うような場合であっても、前記貫通回数設定部５０を用いてその巻数Ｎに相応する定数Ｎを設定すれば、これによって前記電流トランス２０から電流検出部３０を介して検出される電流値を［１／Ｎ］に変換して表示器６０に与えることが可能となる。この結果、表示器６０には、電流トランス２０への電線の巻数に拘わりなく、該電線に流れる電流値が表示されることになる。
【００１６】
従って表示器６０による計測電流値の指示値（表示値）を読み間違えることがなくなり、またオペレータがその指示値（表示値）を換算して把握することも不要となる。つまり表示器６０による計測電流値の指示値（表示値）を、電線に流れる電流値として誤りなく直読することが可能となる。
また上述した構成によれば、電流トランス２０に対する電線の巻数Ｎに相応する定数Ｎを設定する貫通回数設定部５０と、この貫通回数設定部５０により設定された定数Ｎに従って前記電流検出部３０が検出した電流値を［１／Ｎ］に変換する指示値補正部４０とを備えるだけで、電流トランス２０に電線を何回巻き付けるかと言う電流計測の態様に拘わることなく、その態様に応じた電流計測を確実に行うことができる。換言すれば電流計測の態様がオペレータによる電流トランス２０の使い方に委ねられるといえども、その態様（電線の巻数Ｎ）に応じて前述した定数Ｎを設定するだけで良いので、その取り扱いが簡単であり、計測作業負担が増えることもない等の効果が奏せられる。
【００１７】
ところで上述した電流検出装置１０は、例えば微小電流によって発熱駆動されるヒータを、その駆動電流に応じて温度制御する温度調節計に組み込むに好適である。図２は温度調節計７０を用いたヒータ９０の温度制御システムの概略構成を示している。
この温度制御システムは、ＳＣＲ（シリコン制御素子）を用いたヒータ駆動部８０により、ヒータ９０に通電する電流（電流量）を制御し、これによってヒータ９０の発熱温度を制御するもので、上記ヒータ９０に流れる電流を電流トランス２０を用いて検出するように構成される。特にヒータ９０にその駆動電流を供給するリード線（電線）９１を電流トランス２０に複数回に亘って巻回することで、この電流トランス２０を介して検出されるヒータ電流（電流計測値）を、前述した電流検出装置１０が備える指示値補正部４０を用いて補正し、この補正によって求められる前記ヒータ９０の駆動電流（電流指示値）を制御部７１を介して前記ヒータ駆動部８０に対する制御値としてフィードバックするように構成される。この場合においても指示値補正部４０に設定する定数Ｎは、貫通回数設定部５０をマニュアル操作して前記電流トランス２０に対するリード線９１の巻き数Ｎに応じて設定することは言うまでもない。
【００１８】
このように構成された温度制御システムによれば、ヒータ９０を発熱駆動する電流が微少であり、この電流を確実に検出するべく該ヒータ９０のリード線９１を電流トランス２０に複数回に亘って巻き付けた場合であっても、ヒータ９０に流れる電流を正確に検出することができるので、制御部７１における制御定数等を変更することなくヒータ駆動部８０をそのまま駆動制御することができる。従って温度調節計７０の基本的な構成を変更することなく、ヒータ９０の駆動電流を正確に検出しながら、その発熱駆動を制御することが可能となる。
【００１９】
ところで上述した電流検出装置においては、指示値補正部４０を用いて電流トランス２０に対する電線（リード線）の巻数Ｎに合わせて電流検出値に対する補正（変換）を行ったが、例えば電流検出部３０がその電流検出感度の切り換え機能を有するような場合、前記指示値補正部４０を用いて電流検出感度の切り換えに応じた補正をも行うように構成することも可能である。尚、電流検出感度の切り換えは、例えば電流トランス２０における電流検出用巻線３の巻数ｎを変更したり、電流検出用巻線３の両端間に接続する電圧検出の為の負荷抵抗５の抵抗値ｒを変更したり、或いは電流検出を行う増幅器（図示せず）の増幅利得を変更することによって達せられる。
【００２０】
この場合には、図１に示すように電流検出感度設定部５１において設定される電流検出感度の情報を指示値補正部４０に与え、その電流検出感度に応じた補正を併せて行うようにすれば良い。具体的には電流検出部３０による電流検出感度をＭ倍にした場合には、指示値補正部４０において前記電流検出部３０から出力される電流検出値を［１／Ｍ］倍に変換して表示器６０に出力するようにすれば良い。この際、電流トランス２０への電線（リード線）の巻数がＮ回に設定されている場合に、これらの情報を合わせることで前記電流検出部３０から出力される電流検出値を［１／Ｍ・Ｎ］倍に変換して表示器６０に出力するようにすれば良い。
【００２１】
また、通常使用する電流トランス２０の電流検出用巻線３の巻数が［ｎ０］であって、何らかの要因（メーカーの違い等）により検出用巻線３の巻数が［ｎ１］の電流トランス２０を使用する場合、この巻数［ｎ１］を電流検出感度設定部５１で設定し、電流検出部３０から出力される電流検出値を［ｎ１／ｎ０］に補正するようにすれば、容易に正しい電流値の表示を行うことができる。
【００２２】
このように構成しておけば、電流検出の態様に応じた指示値を得ることができるので、電線に流れる電流値を常に誤りなく検出し、これを直接的に把握することが可能となる。
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。実施形態においてはヒータ９０に流れる微小な電流を検出対象として説明したが、本発明は、例えば電力調整器やヒータ断線警報器等にも適用できる。また電流トランス２０の仕様についても特に限定されないことは勿論のことであり、要はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る電流検出装置によれば、電線に流れる電流値が小さく、この電流を正確に検出するべく上記電線を電流トランスに複数回に亘って巻き付けた場合であっても、上記電線に流れる電流値を正しく表示または出力することができる。しかも簡易にして効果的に電流検出値を補正することができ、その取り扱い性も良好である等の実用上多大なる効果が奏せられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電流検出装置の概略構成図。
【図２】本発明の電流検出装置を用いて構成される温度制御システムの概略構成図。
【図３】電流トランスによる電流検出原理を説明するための図。
【符号の説明】
Ｈ          電線
１          電流トランス
２          リング状コア
３          電流検出用巻線
４          電圧検出部
５          負荷抵抗
１０      電流検出装置
３０      電流検出部
４０      指示値補正部
５０      貫通回数設定部
５１      電流検出感度設定部
６０      表示器
【図１】
2004233208.tif 000003
【図２】
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【図３】
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