(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定電路を流れる電流をクランプセンサにより検出して測定器に入力する際に、前記クランプセンサが、その一対の出力端子間にセンサ側シャント抵抗が接続されている電圧出力型、または、センサ側シャント抵抗が接続されていない電流出力型の何れであるかを判別するクランプセンサの出力型式判別方法において、
前記測定器に、その一対の入力端子間に接続可能な測定器側シャント抵抗を設けると共に、クランプセンサの出力信号を直接入力する第１の接続状態と前記入力端子間に前記測定器側シャント抵抗を接続して入力する第２の接続状態とを切り替える切替スイッチを設け、
前記入力端子間にクランプセンサを接続した状態で、前記切替スイッチを第１の接続状態と第２の接続状態とに切り替え、各接続状態において測定した前記測定器の入力電圧の比に基づいて前記入力端子間に接続されたクランプセンサの出力型式を判別することを特徴とするクランプセンサの出力型式判別方法。
【請求項２】
請求項１に記載したクランプセンサの出力型式判別方法において、
第１の接続状態において測定した前記測定器の入力電圧を定数により除算した値が、第２の接続状態において測定した前記測定器の入力電圧にほぼ等しい場合には、前記入力端子間に接続されたクランプセンサを電圧出力型と判別し、
それ以外の場合には電流出力型と判別することを特徴とするクランプセンサの出力型式判別方法。
【請求項３】
請求項２に記載したクランプセンサの出力型式判別方法において、
第１の接続状態において測定した前記測定器の入力電圧を第１の定数により除算した値が、第２の接続状態において測定した前記測定器の入力電圧にほぼ等しい場合に、前記センサ側シャント抵抗の抵抗値を第１の抵抗値と同定し、
第１の接続状態において測定した前記測定器の入力電圧を第２の定数により除算した値が、第２の接続状態において測定した前記測定器の入力電圧にほぼ等しい場合に、前記センサ側シャント抵抗の抵抗値を第２の抵抗値と同定することを特徴とするクランプセンサの出力型式判別方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載したクランプセンサの出力型式判別方法において、
クランプセンサの出力型式を電圧出力型と判別した時には第１の接続状態を、前記出力型式を電流出力型と判別した時には第２の接続状態を実現するように前記切替スイッチを切り替えることを特徴とするクランプセンサの出力型式判別方法。
【請求項５】
被測定電路を流れる電流をクランプセンサにより検出して測定器に入力する際に、前記クランプセンサが、その一対の出力端子間にセンサ側シャント抵抗が接続されている電圧出力型、または、センサ側シャント抵抗が接続されていない電流出力型の何れであるかを判別するクランプセンサの出力型式判別装置において、
前記測定器は、
その一対の入力端子間に接続可能な測定器側シャント抵抗と、
クランプセンサの出力信号を直接入力する第１の接続状態と前記入力端子間に前記測定器側シャント抵抗を接続して入力する第２の接続状態とを切り替える切替スイッチと、
前記入力端子間にクランプセンサを接続した状態で、前記切替スイッチを第１の接続状態と第２の接続状態とに切り替え、各接続状態において測定した前記測定器の入力電圧の比に基づいて前記入力端子間に接続されたクランプセンサの出力型式を判別する手段と、
を備えたことを特徴とするクランプセンサの出力型式判別装置。
【請求項６】
請求項５に記載したクランプセンサの出力型式判別装置において、
クランプセンサの出力型式を電圧出力型と判別した時には第１の接続状態を、前記出力型式を電流出力型と判別した時には第２の接続状態を実現するように前記切替スイッチを切り替える手段を備えたことを特徴とするクランプセンサの出力型式判別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定電路を流れる電流をクランプ型の磁気コア及びコイルを介して検出するクランプセンサに関し、特に、クランプセンサの出力型式（電圧出力型、電流出力型）を判別するための判別方法及び判別装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のクランプセンサは、その出力型式によって電圧出力型と電流出力型とに分けることができる。
ここで、図３は電圧出力型のクランプセンサの構成図、図４は電流出力型のクランプセンサの構成図であり、これらの図において、１１は被測定電路、２１は磁気コア、２２はコイル、２３はセンサ側シャント抵抗（抵抗値をｒとする）、２４はダイオードを示している。
【０００３】
電圧出力型、電流出力型の何れの場合も、コイル２２には、被測定電路１１を流れる電流Ｉをコイル２２の巻数Ｎにより除算した電流ｉ（＝Ｉ／Ｎ）が流れる。
図３に示す電圧出力型のクランプセンサでは、電流ｉをシャント抵抗２３により電流／電圧変換した電圧ｖ（＝ｉ×ｒ）が電力計等の測定器（図示せず）に入力される。なお、電圧出力型のクランプセンサは、例えば特許文献１に開示されている。
【０００４】
一方、図４に示す電流出力型のクランプセンサでは、前記電流ｉがそのまま測定器に入力されるが、電流Ｉの大きさによってはコイル２２の両端に例えば数百Ｖの大きな開放端電圧が現れるため、安全を考慮してダイオード２４を挿入し、過大な電圧が出力されるのを防止している。この場合、ダイオード２４の順方向電圧は、測定器の入力側の測定器側シャント抵抗（図示せず）による電圧降下に影響しないような大きな値に設定されている。
【０００５】
ここで、図５は電圧出力型及び電流出力型のクランプセンサの一般的な特性を例示したものであり、入力電流（被測定電路を流れる電流）と出力電圧（電流出力型のクランプセンサにおいては、出力端子の開放端電圧）との関係を示している。
電圧出力型では、出力電圧が入力電流にほぼ比例しているのに対し、電流出力型では、入力電流が小さいときに出力電圧は電圧出力型に比べて大きい反面、入力電流がほぼ１Ａに達する時点から出力電圧が飽和してくる。
【０００６】
このように電圧出力型及び電流出力型のクランプセンサは出力型式や特性が異なるため、これらの出力を取り込んで被測定電路の電流や電力等を測定する測定器についても、クランプセンサの出力型式に応じて電圧入力型、電流入力型を使い分ける必要がある。
また、単一の測定器によって電圧出力型及び電流出力型のクランプセンサに対応したい場合には、図６に示すように、測定器３０の入力部に手動式の切替スイッチ３１及び測定器側シャント抵抗３２（抵抗値をＲとする）を接続し、電圧出力型のクランプセンサが接続された場合には切替スイッチ３１を図の端子ａ側に接続し、電流出力型のクランプセンサが接続された場合には切替スイッチ３１を図の端子ｂ側に接続することにより、何れの場合にも被測定電路の電流を電圧として測定器３０に入力している。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−８０１０５号公報（段落［０００２］，［００１６］等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図６に示したように、切替スイッチ３１及び測定器側シャント抵抗３２により入力型式を切替可能な測定器３０を所有していない使用者は、所有している測定器の入力型式またはクランプセンサの出力型式に応じて、それぞれ適合する型式のクランプセンサまたは測定器を用意しなくてはならない。
また、図６の如く入力型式を切替可能な測定器３０を所有している場合でも、クランプセンサの出力型式に応じて切替スイッチ３１を手動によって切り替える必要があるため、操作が煩雑であるほか、切り替え操作を忘れたまま測定してしまう場合もある。
【０００９】
特に、測定器３０に電圧出力型のクランプセンサを接続したにも関わらず、電流出力型のクランプセンサを接続したと誤認して切替スイッチ３１を図６の端子ｂ側に接続した状態では、図３のセンサ側シャント抵抗２３と図６の測定器側シャント抵抗３２とが並列に接続される結果、これらの合成抵抗により測定器に入力される電圧が低下する。
しかし、その時の測定器の入力電圧値からは、切替スイッチ３１の切り替え操作を忘れていることに気付くのが困難であり、結果的に誤った測定値を正しい値として誤認してしまう場合もあった。
【００１０】
そこで本発明の解決課題は、測定器に接続されたクランプセンサの出力型式を自動的かつ確実に判別し、前記出力型式に応じた正確な測定値を得ることができると共に、各種型式のクランプセンサや測定器を用意する負担を解消したクランプセンサの出力型式判別方法及び判別装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、請求項１に係る出力型式判別方法は、被測定電路を流れる電流をクランプセンサにより検出して測定器に入力する際に、前記クランプセンサが、その一対の出力端子間にセンサ側シャント抵抗が接続されている電圧出力型、または、センサ側シャント抵抗が接続されていない電流出力型の何れであるかを判別するクランプセンサの出力型式判別方法において、
前記測定器に、その一対の入力端子間に接続可能な測定器側シャント抵抗を設けると共に、クランプセンサの出力信号を直接入力する第１の接続状態と前記入力端子間に前記測定器側シャント抵抗を接続して入力する第２の接続状態とを切り替える切替スイッチを設け、
前記入力端子間にクランプセンサを接続した状態で、前記切替スイッチを第１の接続状態と第２の接続状態とに切り替え、各接続状態において測定した前記測定器の入力電圧の比に基づいて前記入力端子間に接続されたクランプセンサの出力型式を判別するものである。
【００１２】
請求項２に係る出力型式判別方法は、請求項１に記載したクランプセンサの出力型式判別方法において、
第１の接続状態において測定した前記測定器の入力電圧を定数により除算した値が、第２の接続状態において測定した前記測定器の入力電圧にほぼ等しい場合には、前記入力端子間に接続されたクランプセンサを電圧出力型と判別し、それ以外の場合には電流出力型と判別するものである。
【００１３】
請求項３に係る出力型式判別方法は、請求項２に記載したクランプセンサの出力型式判別方法において、
第１の接続状態において測定した前記測定器の入力電圧を第１の定数により除算した値が、第２の接続状態において測定した前記測定器の入力電圧にほぼ等しい場合に、前記センサ側シャント抵抗の抵抗値を第１の抵抗値と同定し、
第１の接続状態において測定した前記測定器の入力電圧を第２の定数により除算した値が、第２の接続状態において測定した前記測定器の入力電圧にほぼ等しい場合に、前記センサ側シャント抵抗の抵抗値を第２の抵抗値と同定するものである。
【００１４】
請求項４に係る出力型式判別方法は、請求項１〜３の何れか１項に記載したクランプセンサの出力型式判別方法において、
クランプセンサの出力型式を電圧出力型と判別した時には第１の接続状態を、前記出力型式を電流出力型と判別した時には第２の接続状態を実現するように前記切替スイッチを切り替えるものである。
【００１５】
請求項５に係る出力型式判別装置は、被測定電路を流れる電流をクランプセンサにより検出して測定器に入力する際に、前記クランプセンサが、その一対の出力端子間にセンサ側シャント抵抗が接続されている電圧出力型、または、センサ側シャント抵抗が接続されていない電流出力型の何れであるかを判別するクランプセンサの出力型式判別装置において、
前記測定器は、
その一対の入力端子間に接続可能な測定器側シャント抵抗と、
クランプセンサの出力信号を直接入力する第１の接続状態と前記入力端子間に前記測定器側シャント抵抗を接続して入力する第２の接続状態とを切り替える切替スイッチと、
前記入力端子間にクランプセンサを接続した状態で、前記切替スイッチを第１の接続状態と第２の接続状態とに切り替え、各接続状態において測定した前記測定器の入力電圧の比に基づいて前記入力端子間に接続されたクランプセンサの出力型式を判別する手段と、
を備えたものである。
【００１６】
請求項６に係る出力型式判別装置は、請求項５に記載したクランプセンサの出力型式判別装置において、
クランプセンサの出力型式を電圧出力型と判別した時には第１の接続状態を、前記出力型式を電流出力型と判別した時には第２の接続状態を実現するように前記切替スイッチを切り替える手段を備えたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、例えば測定器内のＣＰＵからの指令により切替スイッチを切り替えて第１の接続状態と第２の接続状態とを実現し、各接続状態における測定器入力電圧の比を演算することにより、クランプセンサの出力型式を簡単に判別して各型式に応じた測定動作を開始することができる。このため、クランプセンサの出力型式を問わずに電流等を測定することができ、測定器によってクランプセンサの出力型式が限定されたり、入力型式の異なる測定器を用意する必要がない。
また、請求項３に係る発明によれば、第１，第２の接続状態に対応する前記第１，第２の定数から、電圧出力型のクランプセンサのシャント抵抗の抵抗値を同定することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。まず、図１は、この実施形態に係る出力型式判別装置を備えた電力計等の測定器１００の主要部を示している。
図１において、１０１は電圧出力型または電流出力型のクランプセンサ（図示せず）が接続されるクランプセンサ接続端子であり、この接続端子１０１は第１の切替スイッチ１０２を介して測定器側シャント抵抗１０３（抵抗値をＲとする）及び増幅回路１０４に接続されている。
第１の切替スイッチ１０２は、後述するＣＰＵ１０７からの接続切替信号１１１により、クランプセンサが電圧出力型である場合には端子ａ側に接続されて（第１の接続状態という）クランプセンサの出力電圧が増幅回路１０４に入力され、クランプセンサが電流出力型である場合には端子ｂ側に接続されて（第２の接続状態という）測定器側シャント抵抗１０３による検出電圧が増幅回路１０４に入力されるようになっている。
【００１９】
増幅回路１０４の出力側には検波回路１０５が接続され、その出力はＡ／Ｄ変換器１０６及び第２の切替スイッチ１０９の端子ｃに入力されている。
また、Ａ／Ｄ変換器１０６から出力されるディジタル信号は、ＣＰＵ１０７に入力されている。このＣＰＵ１０７は、クランプセンサによる検出電流の測定や電力の測定等、測定器本来の演算処理や装置全体の制御動作を実行するほか、第１の切替スイッチ１０２に対する接続切替信号１１１及び第２の切替スイッチ１０９に対する出力切替信号１１２を生成して出力する機能も備えている。なお、ＣＰＵ１０７には、クランプセンサによる電流測定値やクランプセンサの出力型式の判別結果等を表示するための表示器１０８が接続されている。
なお、１１０は、必要に応じて、クランプセンサによる電流測定値を外部に出力する場合に用いられる出力回路である。
【００２０】
次に、この実施形態におけるクランプセンサの出力型式判別動作を、図２のフローチャートを参照しつつ説明する。
まず、クランプセンサ接続端子１０１に、電圧出力型または電流出力型のクランプセンサが接続されている状態で測定器１００の電源をＯＮし、動作を開始する。
【００２１】
始めに、測定器１００内のＣＰＵ１０７は、表示器１０８により電流測定値を０Ａとして表示させると共に、出力切替信号１１２を出力して切替スイッチ１０９を端子ｄ側に接続し、出力をＯＦＦ（０Ｖ）とする。同時に、ＣＰＵ１０７は、接続されているクランプセンサが電圧入力型であると仮定して、接続切替信号１１１により切替スイッチ１０２を端子ａ側に接続する（ステップＳ１）。
【００２２】
次に、この状態で、増幅回路１０４、検波回路１０５、Ａ／Ｄ変換器１０６を介して入力された電圧に基づいて、ＣＰＵ１０７は、クランプセンサによる電流検出値に相当する入力電圧を仮測定値Ａとして演算し、取得する（ステップＳ２）。
そして、上記の仮測定値Ａが任意の数値（例えば０.１ｍＶ）を超えていなければステップＳ２に戻り（ステップＳ３ＮＯ）、超えていれば次のステップＳ４に移行する（ステップＳ３ＹＥＳ）。
ここで、接続されているクランプセンサが電圧出力型である場合には、測定器１００に対してクランプセンサが正常に接続されているため、仮測定値Ａはクランプセンサによる電流検出値に応じた正常値となり、また、接続されているクランプセンサが電流出力型である場合には、クランプセンサの開放端電圧が測定されるため、仮測定値Ａは大きな値となる。
【００２３】
次いで、ＣＰＵ１０７は、接続切替信号１１１により切替スイッチ１０２を端子ｂ側、つまり電流出力型クランプセンサ側に切り替え（ステップＳ４）、前記同様にクランプセンサによる電流検出値に相当する電圧を仮測定値Ｂとして演算し、取得する（ステップＳ５）。
この場合、接続されているクランプセンサが電圧出力型である場合には、センサ側シャント抵抗（図３におけるシャント抵抗２３）と測定器１００内の測定器側シャント抵抗１０３とが並列に接続されるので、両者の合成抵抗により、仮測定値Ｂは、後述するように仮測定値Ａよりも小さくなる。また、接続されているクランプセンサが電流出力型である場合には、測定器１００に対してクランプセンサが正常に接続されているため、仮測定値Ｂはクランプセンサによる電流検出値に応じた正常値となる。
【００２４】
次に、仮測定値Ｂと仮測定値Ａとの比を演算する。
ここで、表１はクランプセンサの出力型式に応じた仕様の例を示している。
【００２５】
【表１】
0005153374.tif 000002
【００２６】
表１に示す如く、電圧出力型のクランプセンサ（センサ３，４，５）では、定格電流に応じて、センサ側シャント抵抗２３の抵抗値ｒが、例えば１Ωまたは１０Ωとなっており、また、測定器側シャント抵抗１０３の抵抗値Ｒは、例えば１Ωとなっている。
これらを前提として説明すると、図２のステップＳ５において仮測定値Ｂを取得した後に、この仮測定値Ｂと仮測定値Ａとの比を演算することにより、クランプセンサの出力型式と、これが電圧出力型である場合にはセンサ側シャント抵抗が何Ωのタイプのクランプセンサであるかを判別することができる。
【００２７】
具体的には、次の通りである。
すなわち、仮測定値Ｂが仮測定値Ａのほぼ１／２になっていれば（ステップＳ６ＹＥＳ）、センサ側シャント抵抗２３（ｒ＝１Ω）と測定器側シャント抵抗１０３（Ｒ＝１Ω）との合成抵抗値が０.５Ωになった結果であると考えられるので、クランプセンサは電圧出力型であってセンサ側シャント抵抗２３の抵抗値ｒは１Ωであると判断することができる。
【００２８】
また、仮測定値Ｂが仮測定値Ａのほぼ１／２になっていない場合（ステップＳ６ＮＯ）には、クランプセンサは電圧出力型であってセンサ側シャント抵抗２３の抵抗値ｒが１Ω以外、つまり１０Ωであるか、クランプセンサは電流出力型であると考えられる。
従って、仮測定値Ｂが仮測定値Ａのほぼ１／１１であるか否かを判断し、ほぼ１／１１になっていれば（ステップＳ８ＹＥＳ）、センサ側シャント抵抗２３（ｒ＝１０Ω）と測定器側シャント抵抗１０３（Ｒ＝１Ω）との合成抵抗値がほぼ０.９Ωになった結果であると考えられるので、クランプセンサは電圧出力型であってセンサ側シャント抵抗２３の抵抗値ｒは１０Ωであると判断することができる。
ここで、上述した仮測定値Ｂと仮測定値Ａとの比「１／２」，「１／１１」における定数「２」，「１１」は、それぞれ請求項３における第１，第２の定数に相当する。
また、仮測定値Ｂが仮測定値Ａのほぼ１／１１でなければ（ステップＳ８ＮＯ）、クランプセンサは電流出力型であると判断することができる。
【００２９】
前述したステップＳ６またはＳ８においてＹＥＳ側に分岐する場合は、接続されたクランプセンサが電圧出力型であると判別でき、その場合には、ＣＰＵ１０７からの接続切替信号１１１により切替スイッチ１０２を端子ａ側、つまり電圧出力型クランプセンサ側に切り替える（ステップＳ７）。なお、前述したステップＳ８においてＮＯ側に分岐し、クランプセンサが電流出力型であると判別された場合には、切替スイッチ１０２は既に端子ｂ側、つまり電流出力型クランプセンサ側に接続されているので、上記ステップＳ７は実行しない。
【００３０】
その後、測定器１００が出力回路１１０を備えている場合には、出力切替信号１１２により切替スイッチ１０９を端子ｃ側に切り替えて出力をＯＮ状態とする（ステップＳ９）。  以上の手順によってクランプセンサの出力型式が判別するので、測定器１００は本来の測定動作を開始すればよい（ステップＳ１０）。
【００３１】
上記の実施形態では、センサ側シャント抵抗２３の抵抗値ｒや測定器側シャント抵抗１０３の抵抗値Ｒを特定の値に仮定したが、これらの抵抗値が他の値である場合には、ステップＳ６，Ｓ８における定数を変更すれば良いことは言うまでもない。
なお、電源がＯＮ状態でのクランプセンサの抜き差しは基本的に禁止されるが、クランプセンサの着脱状態を示す適宜なセンサ認識キーを測定器１００に設けておき、仮に電源がＯＮのままでクランプセンサを外した場合には、この認識キーを使用者により操作させてから前記ステップＳ１以降を実行すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態を備えた測定器の主要部構成図である。
【図２】本発明の実施形態による出力型式判別動作を示すフローチャートである。
【図３】電圧出力型クランプセンサの構成図である。
【図４】電流出力型クランプセンサの構成図である。
【図５】電圧出力型及び電流出力型クランプセンサの一般的な特性図である。
【図６】従来における測定器の入力部の構成図である。
【符号の説明】
【００３３】
１１：被測定電路
２１：磁気コア
２２：コイル
２３：センサ側シャント抵抗（抵抗値ｒ）
２４：ダイオード
１００：測定器
１０１：クランプセンサ接続端子
１０２：第１の切替スイッチ
１０３：測定器側シャント抵抗（抵抗値Ｒ）
１０４：増幅回路
１０５：検波回路
１０６：Ａ／Ｄ変換器
１０７：ＣＰＵ
１０８：表示器
１０９：第２の切替スイッチ
１１０：出力回路
１１１：接続切替信号
１１２：出力切替信号
【図１】
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【図２】
0005153374.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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