(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉操作によって各々の端部が接離可能に構成されると共に当該各端部が互いに接合したときに環状をなすように構成されて測定対象体を取り囲んで当該環状をなした状態において当該測定対象体を流れる電流の電流値に応じた検出信号を出力する一対のセンサと、前記検出信号に基づいて前記電流値を測定する測定部とを備えたクランプ式の電流測定装置であって、
前記各センサの少なくとも一方に配設された接合状態検査用コイルと、前記測定対象体を流れる前記電流の周波数とは異なる周波数の検査用信号を当該接合状態検査用コイルに供給する信号供給部と、前記各端部の接合状態を報知可能な報知部と、前記検出信号に含まれている前記検査用信号の周波数の成分と当該検査用信号の周波数を除く周波数の成分とを抽出する信号処理部とを備え、
前記測定部は、前記接合状態検査用コイルに対して検査用信号が供給されている状態において前記センサから出力された前記検出信号から抽出された前記検査用信号の周波数の成分に基づいて前記各端部の接合状態を検査して前記報知部に報知させると共に、当該検出信号から抽出された前記検査用信号の周波数を除く周波数の成分に基づいて前記電流値を測定する電流測定装置。
【請求項２】
前記信号供給部は、前記検査用信号の周波数を切り替え可能に構成されている請求項１記載の電流測定装置。
【請求項３】
前記測定部は、前記各端部が離反しているときには前記電流値を測定せずに、当該各端部が接合しているときに前記電流値を測定する請求項１または２記載の電流測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象体を取り囲んで環状をなした状態において測定対象体に流れる電流の電流値に応じた検出信号を出力する一対のセンサと、その検出信号に基づいて電流を測定する測定部とを備えたクランプ式の電流測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
クランプ式の電流測定装置に用いられるセンサとして、特開平１１−１３３０６３号公報において出願人が開示したクランプセンサが知られている。このクランプセンサは、略円弧状にそれぞれ形成された固定側センサおよび可動側センサを備えて構成されている。また、このクランプセンサでは、可動側センサに配設されているレバー部が押圧されたときに可動側センサの先端部が固定側センサの先端部から離反し、レバー部に対する押圧が解除されているときにはバネ材の押圧力によって両センサの先端部が互いに接合する。この場合、両センサは、被測定導線を取り囲んだ状態において、被測定導体に流れる電気信号を検出する。一方、この種のクランプセンサでは、両センサの先端部が確実に接合していない状態では、電気信号を確実に検出できずに測定結果に誤差が生じることがある。このため、このクランプセンサには、両センサの先端部が接合していない状態での測定を防止するための手段が設けられている。具体的には、このクランプセンサでは、固定側センサに固定側接点が設けられると共に可動側センサに可動側接点が設けられ、レバー部が押圧されたとき、つまり両センサの先端部が離反しているときには両接点が非接触状態となってブザー等の認識手段が作動する。したがって、このクランプセンサでは、認識手段の作動および作動停止によって両センサの離反および接合を報知することができるため、両センサの先端部が接合していない状態での測定を防止することが可能な結果、正確な測定が可能となっている。
【特許文献１】特開平１１−１３３０６３号公報（第２−３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記のクランプセンサには、改善すべき以下の課題がある。すなわち、このクランプセンサでは、固定側接点と可動側接点との接触および非接触に応じて認識手段が作動および作動停止を行うことで、両センサの離反および接合を認識させている。しかしながら、例えば、両接点が摩耗したときには、実際には両センサが接合しているにも拘わらず両接点が非接触状態となって認識手段が作動するおそれがある。また、例えば、両センサの先端部の間に異物が挟まっているときには、実際には両センサが接合していないにも拘わらず両接点が接触状態となって認識手段が作動停止状態となるおそれがある。つまり、上記のクランプセンサには、両センサの実際の接合状態とは異なる接合状態が報知されるおそれがあり、この点の改善が望まれている。
【０００４】
本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、センサにおける各端部の接合状態を正確に報知し得る電流測定装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成すべく請求項１記載の電流測定装置は、開閉操作によって各々の端部が接離可能に構成されると共に当該各端部が互いに接合したときに環状をなすように構成されて測定対象体を取り囲んで当該環状をなした状態において当該測定対象体を流れる電流の電流値に応じた検出信号を出力する一対のセンサと、前記検出信号に基づいて前記電流値を測定する測定部とを備えたクランプ式の電流測定装置であって、前記各センサの少なくとも一方に配設された接合状態検査用コイルと、前記測定対象体を流れる前記電流の周波数とは異なる周波数の検査用信号を当該接合状態検査用コイルに供給する信号供給部と、前記各端部の接合状態を報知可能な報知部と、前記検出信号に含まれている前記検査用信号の周波数の成分と当該検査用信号の周波数を除く周波数の成分とを抽出する信号処理部とを備え、前記測定部は、前記接合状態検査用コイルに対して検査用信号が供給されている状態において前記センサから出力された前記検出信号から抽出された前記検査用信号の周波数の成分に基づいて前記各端部の接合状態を検査して前記報知部に報知させると共に、当該検出信号から抽出された前記検査用信号の周波数を除く周波数の成分に基づいて前記電流値を測定する。この場合、本発明における「環状」とは、測定対象体を取り囲んだときに閉じた形状であることを意味し、この「環状」には、その平面視の形状として、円形状、楕円状、矩形状および多角形状など任意の形状が含まれる。
【０００６】
また、請求項２記載の電流測定装置は、請求項１記載の電流測定装置において、前記信号供給部は、前記検査用信号の周波数を切り替え可能に構成されている。
【０００７】
また、請求項３記載の電流測定装置は、請求項１または２記載の電流測定装置において、前記測定部は、前記各端部が離反しているときには前記電流値を測定せずに、当該各端部が接合しているときに前記電流値を測定する。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１記載の電流測定装置によれば、測定部が、各センサの少なくとも一方に配設された接合状態検査用コイルに対して検査用信号が供給されている状態においてセンサから出力された検出信号に基づいて各端部の接合状態を検査して報知部に報知させることにより、センサに設けた接点の接触および非接触に基づいて両センサの接合状態を間接的に検査する従来のクランプセンサとは異なり、実際の接合状態とは異なる接合状態が報知される事態が確実に防止されて、接合状態を正確に報知することができる。したがって、この電流測定装置によれば、センサの端部の接合状態が良好ではない状態での測定を防止することができる結果、十分に正確な測定を行うことができる。また、この電流測定装置によれば、検出信号に含まれている検査用信号の周波数の成分を確実に分離して抽出することができるため、例えば、その成分の値と予め規定された基準値とを比較することによって各端部の接合状態の検査を正確に行うことができる。
【０００９】
また、請求項２記載の電流測定装置によれば、検出信号の周波数を切り替え可能に信号供給部を構成したことにより、測定対象体に流れる電流の周波数とは異なる周波数の検査用信号を接合状態検査用コイルに供給することができる。
【００１０】
また、請求項３記載の電流測定装置によれば、測定部が、各センサの先端が離反している（接合状態が良好ではない）ときには電流値を測定せずに、確実に接合しているときには電流値を測定することにより、測定値が不正確となるおそれのある状態での測定が回避されて、端部が確実に接合して測定を正確に行える状態のときにのみ測定を行うことができるため、正確な測定値だけを表示等で報知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る電流測定装置の最良の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１２】
最初に、電流測定装置１の構成について説明する。図１に示す電流測定装置１は、本発明に係る電流測定装置の一例であって、測定対象体としての導線１００に流れる電流を非接触で測定可能に構成されている。具体的には、電流測定装置１は、クランプ部２および本体部３を備えて構成されている。
【００１３】
クランプ部２は、図１に示すように、平面視略半円状に形成された固定側センサ１１ａおよび可動側センサ１１ｂ（本発明における一対のセンサ：以下、区別しないときには「センサ１１」ともいう）を備えて構成されている。また、クランプ部２は、後述する開閉操作により、図１，２に示すように、両センサ１１の先端部１２ａ，１２ｂ（具体的には、後述するコイル部２２ａ，２２ｂの先端部）同士および基端部１３ａ，１３ｂ（具体的には、後述するコイル部２２ａ，２２ｂの基端部）同士が互いに接離可能に構成されている（先端部１２ａ，１２ｂおよび基端部１３ａ，１３ｂが本発明における端部に相当する）。また、クランプ部２は、先端部１２ａ，１２ｂ同士および基端部１３ａ，１３ｂ同士が互いに接合したときに環状をなすように構成されて、導線１００を取り囲んで環状をなした状態（導線１００をクランプした状態）において導線１００に流れる電流Ｉの電流値に対応する検出信号Ｓｍを出力する（図３参照）。
【００１４】
固定側センサ１１ａは、図１に示すように、センサケース２１ａおよびコイル部２２ａを備えて構成されている。センサケース２１ａは、本体部３の本体ケース３ａと一体形成されている。コイル部２２ａは、コア２３およびコアの周囲に巻回された巻線２４（いずれも図３参照）を備えてセンサケース２１ａ内に配設されている。
【００１５】
可動側センサ１１ｂは、図１に示すように、センサケース２１ｂおよびコイル部２２ｂ（以下、固定側センサ１１ａのコイル部２２ａと区別しないときには「コイル部２２」ともいう）を備えて構成されている。センサケース２１ｂは、本体ケース３ａの内部に基端部が収容されると共に、その基端部に挿通されたピン３ｂを中心として回動可能に本体ケース３ａに取り付けられている。また、センサケース２１ｂは、本体ケース３ａ内に配設されたばね３ｃにより、その先端部がセンサケース２１ａの先端部に当接する（両センサ１１が閉じる）向き（同図に示す矢印Ａの向き）に付勢されている。また、センサケース２１ｂは、センサケース２１ｂに一体形成されたレバー２１ｃが図２に示す矢印Ｂの向きに押し込まれたときに、その先端部がセンサケース２１ａの先端部から離反する（両センサ１１が開く）向きに回動させられるように構成されている。したがって、クランプ部２は、レバー２１ｃの操作（開閉操作）によってセンサケース２１ａ，２１ｂの先端部および基端部、つまり両センサ１１の先端部１２ａ，１２ｂ同士および基端部１３ａ，１３ｂ同士が接離（開閉）するように構成されている。
【００１６】
コイル部２２ｂは、コア２３および巻線２４（いずれも図３参照）を備えてセンサケース２１ａ内に配設されている。また、コイル部２２ｂには、１ターンで巻線２４に巻き回されたコイル２５（本発明における接合状態検査用コイル）が配設されている。この場合、コイル２５は、両センサ１１の先端部１２ａ，１２ｂ同士および基端部１３ａ，１３ｂ同士が確実に接合しているか否かを検査するためのコイルであって、後述する本体部３の信号供給部３１からの検査用信号Ｓｉ（本発明における検査用信号）の供給によって磁界を発生する。
【００１７】
本体部３は、図３に示すように、信号供給部３１、信号処理部３２、操作部３３、制御部３４、表示部３５（本発明における報知部）、記憶部３６、およびこれらが収容または配設される本体ケース３ａ（図１参照）を備えて構成されている。信号供給部３１は、クランプ部２の可動側センサ１１ｂに配設されているコイル２５に対して検査用信号Ｓｉ（例えば交流電流）を出力する。この場合、信号供給部３１は、操作部３３の操作に従って検査用信号Ｓｉの周波数Ｃ１を切り替え可能に構成されている。信号処理部３２は、増幅回路と、周波数Ｃ１の切り替えに連動して通過帯域が規定されるフィルタ回路とを備えて構成され、増幅回路がクランプ部２（両センサ１１）から出力された検出信号Ｓｍを増幅すると共に、フィルタ回路がその検出信号Ｓｍに含まれている周波数Ｃ１の成分、および周波数Ｃ１を除く周波数の成分を抽出する。
【００１８】
操作部３３は、図１に示すように、本体ケース３ａの正面パネルに配設された各種のスイッチやキー（例えば、後述する測定キー）を備えて構成され、これらが操作されたときに操作信号Ｓｏを出力する。制御部３４は、操作部３３から出力される操作信号Ｓｏに従って本体部３を構成する各部を制御する。また、制御部３４は、本発明における測定部として機能し、信号処理部３２によって処理（上記した増幅および抽出の処理）された検出信号Ｓｍに基づき、導線１００を流れる電流Ｉの電流値を測定する。また、制御部３４は、後述する測定処理５０（図４参照）において、検出信号Ｓｍに基づいてクランプ部２における両センサ１１の先端部１２ａ，１２ｂ同士および基端部１３ａ，１３ｂ同士の接合状態を検査して、その結果を表示部３５に表示（本発明における報知）させる。
【００１９】
表示部３５は、図１に示すように、本体ケース３ａの正面パネルに配設されて、制御部３４の制御に従い、上記した両センサ１１における先端部１２ａ，１２ｂ同士および基端部１３ａ，１３ｂ同士の接合状態や、制御部３４によって測定された電流Ｉの測定値（電流値）を表示する。記憶部３６は、制御部３４の制御に従い、制御部３４によって測定された電流Ｉの測定値を一時的に記憶する。また、記憶部３６は、制御部３４によって実行される測定処理５０の際に用いられる基準値Ｉｓを記憶する。この場合、両センサ１１の先端部１２ａ，１２ｂ同士および基端部１３ａ，１３ｂ同士が確実に接合しかつコイル２５に検査用信号Ｓｉが供給されている状態において、センサ１１から出力される検出信号Ｓｍに含まれる周波数Ｃ１の成分の値（例えば電圧値）が基準値Ｉｓとして規定されている。
【００２０】
次に、電流測定装置１を用いて導線１００に流れる電流Ｉの電流値を測定する方法について、図面を参照して説明する。
【００２１】
この電流測定装置１を用いて導線１００に流れる電流Ｉの電流値を測定する際には、まず、導線１００をクランプ部２でクランプする。具体的には、レバー２１ｃを押し込んで両センサ１１の先端部１２ａ，１２ｂ同士および基端部１３ａ，１３ｂ同士を互いに離反させ、次いで、導線１００を両センサ１１で取り囲んだ状態でレバー２１ｃの押し込みを解除する。この際に、固定側センサ１１ａがばね３ｃの付勢力によって回動させられて、両センサ１１の先端部１２ａ，１２ｂ同士および基端部１３ａ，１３ｂ同士が互いに接合する。これにより、図１に示すように、導線１００がクランプ部２によってクランプされる。
【００２２】
続いて、操作部３３の測定キーを操作する。この際に、操作部３３が測定キーに対応する操作信号Ｓｏを出力し、制御部３４がその操作信号Ｓｏに従って図４に示す測定処理５０を実行する。この測定処理５０では、制御部３４は、信号供給部３１を制御して検査用信号Ｓｉの出力を開始させる（ステップ５１）。この場合、信号供給部３１から出力された検査用信号Ｓｉがクランプ部２の可動側センサ１１ｂに配設されているコイル２５に供給されて、コイル２５が磁界を発生する。
【００２３】
一方、クランプ部２の両センサ１１は、両センサ１１によって構成される空間内の磁界の強度に応じた検出信号Ｓｍを出力する。この場合、導線１００に電流Ｉが流れているときには、導線１００が磁界を発生する。このため、両センサ１１から出力される検出信号Ｓｍには、検査用信号Ｓｉの周波数Ｃ１と同じ周波数の成分と、導線１００を流れる電流の周波数Ｃ２と同じ周波数の成分とが含まれている。次いで、信号処理部３２が、両センサ１１から出力された検出信号Ｓｍを増幅すると共に、その検出信号Ｓｍに含まれている周波数Ｃ１の成分、および周波数Ｃ１を除く周波数の成分を抽出する。
【００２４】
続いて、制御部３４は、記憶部３６から基準値Ｉｓを読み出す（ステップ５２）。次いで、制御部３４は、検出信号Ｓｍに含まれている周波数Ｃ１の成分の電圧値（以下、この値を「検出値Ｉｍ」ともいう）と読み出した基準値Ｉｓとを比較して、検出値Ｉｍが基準値Ｉｓ以上であるか否かを判別する（ステップ５３）。この場合、例えば、センサ１１の先端部１２ａ，１２ｂの間または基端部１３ａ，１３ｂの間に異物等が挟まって、先端部１２ａ，１２ｂ同士および基端部１３ａ，１３ｂ同士が確実に接合していない（接合が不十分な）ときには、コイル２５から発生する磁界を十分に検出することができないため、検出値Ｉｍが基準値Ｉｓよりも小さくなる。このときには、制御部３４は、その旨を判別して、例えば、センサ１１における先端部１２ａ，１２ｂ同士および基端部１３ａ，１３ｂ同士の接合状態が良好ではない旨を示す文字等を表示部３５に表示させて（ステップ５４）、測定処理５０を終了する。これにより、センサ１１における先端部１２ａ，１２ｂ同士および基端部１３ａ，１３ｂ同士の接合状態が良好ではない旨が報知される。この場合、接合状態が良好ではない旨が報知されることで、この状態で測定が行われることによって測定結果に誤差が生じる事態が確実に防止される。
【００２５】
一方、先端部１２ａ，１２ｂ同士および基端部１３ａ，１３ｂ同士が確実に接合しているときには、コイル２５から発生する磁界が確実に検出されるため、検出値Ｉｍが基準値Ｉｓ以上となる。このときには、制御部３４は、上記のステップ５３においてその旨を判別して、例えば、先端部１２ａ，１２ｂ同士および基端部１３ａ，１３ｂ同士が確実に接合している（接合状態が良好である）旨を示す文字等を表示部３５に表示させる（ステップ５５）。続いて、制御部３４は、検出信号Ｓｍに含まれている周波数Ｃ１を除く周波数の成分に基づいて、導線１００に流れる電流Ｉの電流値を測定すると共に、その測定値を表示部３５に表示させる（ステップ５６）。これにより、センサ１１における先端部１２ａ，１２ｂ同士および基端部１３ａ，１３ｂ同士が確実に接合している（接合状態が良好である）旨が報知されると共に、この状態における電流Ｉの測定値が報知される。
【００２６】
ここで、この電流測定装置１では、接合状態検査用のコイル２５に対して検査用信号Ｓｉが供給されている状態において各センサ１１によって検出された検出信号Ｓｍに基づいて各センサ１１における先端部１２ａ，１２ｂ同士および基端部１３ａ，１３ｂ同士の接合状態を検査している。つまり、この電流測定装置１では、実際の各センサ１１における先端部１２ａ，１２ｂ同士および基端部１３ａ，１３ｂ同士が確実に接合しているか否かを検出信号Ｓｍに基づいて直接的に検査すること可能となっている。このため、この電流測定装置１では、センサに設けた接点の接触および非接触に基づいて両センサの接合状態を間接的に検査する従来のクランプセンサとは異なり、センサ１１の先端部１２ａ，１２ｂの間または基端部１３ａ，１３ｂの間に異物等が挟まったり接点が摩耗したときに実際の接合状態とは異なる接合状態が報知される事態が確実に防止されて、接合状態を正確に報知することが可能となっている。したがって、この電流測定装置１では、先端部１２ａ，１２ｂ同士および基端部１３ａ，１３ｂ同士の接合状態が良好ではない（離反している）状態での測定を防止することが可能な結果、十分に正確な測定を行うことが可能となっている。
【００２７】
また、この電流測定装置１では、上記したように、先端部１２ａ，１２ｂ同士および基端部１３ａ，１３ｂ同士の接合状態が良好ではない（離反している）ときには、導線１００に流れる電流Ｉの電流値を測定することなく測定処理５０を終了する。つまり、制御部３４は、センサ１１における先端部１２ａ，１２ｂ同士および基端部１３ａ，１３ｂ同士の接合状態が良好ではない場合、電流値の測定を開始しているときには停止し、測定開始前のときには測定を開始しない。このため、測定値が不正確となるおそれのある状態での測定が回避されて、先端部１２ａ，１２ｂ同士および基端部１３ａ，１３ｂ同士が確実に接合して測定を正確に行える状態のときにのみ測定が行われるため、正確な測定値だけを報知することが可能となっている。
【００２８】
このように、この電流測定装置１によれば、制御部３４が、固定側センサ１１ａに配設されている接合状態検査用のコイル２５に対して検査用信号Ｓｉが供給されている状態において２つのセンサ１１から出力された検出信号Ｓｍに基づいて各センサ１１における先端部１２ａ，１２ｂ同士および基端部１３ａ，１３ｂ同士の接合状態を検査して表示部３５に表示させることにより、センサに設けた接点の接触および非接触に基づいて両センサの接合状態を間接的に検査する従来のクランプセンサとは異なり、実際の接合状態とは異なる接合状態が報知される事態が確実に防止されて、接合状態を正確に報知することができる。したがって、この電流測定装置１によれば、先端部１２ａ，１２ｂ同士および基端部１３ａ，１３ｂ同士の接合状態が良好ではない状態での測定を防止することができる結果、十分に正確な測定を行うことができる。
【００２９】
また、この電流測定装置１によれば、検出信号Ｓｍの周波数Ｃを切り替え可能に信号供給部３１を構成したことにより、導線１００に流れる電流Ｉの周波数Ｃ２とは異なる周波数Ｃ１の検査用信号Ｓｉをコイル２５に供給することで、検出信号Ｓｍに含まれている周波数Ｃ１の成分を確実に分離して抽出することができるため、その成分の値と基準値Ｉｓとの比較による先端部１２ａ，１２ｂ同士および基端部１３ａ，１３ｂ同士の接合状態の検査を正確に行うことができる。
【００３０】
また、この電流測定装置１によれば、制御部３４が、各センサ１１の先端部１２ａ，１２ｂ同士および基端部１３ａ，１３ｂ同士の接合状態が良好ではない（離反している）ときには電流Ｉの電流値を測定せずに、確実に接合しているときには電流値を測定することにより、測定値が不正確となるおそれのある状態での測定が回避されて、先端部１２ａ，１２ｂ同士および基端部１３ａ，１３ｂ同士が確実に接合して測定を正確に行える状態のときにのみ測定を行うことができるため、正確な測定値だけを表示等で報知することができる。
【００３１】
なお、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、クランプ部２と本体部３とを一体的に構成した電流測定装置１に適用した例について上記したが、クランプ部２と本体部３とを別体に構成した電流測定装置に適用することもできる。
【００３２】
また、１ターンを巻線２４に巻き回して構成したコイル２５を採用した例について上記したが、コイル２５の構成はこれに限定されず、任意のターン数のコイルを用いることができる。また、操作部３３の測定キーが操作されたときに、先端部１２ａ，１２ｂ同士および基端部１３ａ，１３ｂ同士の接合状態の検出に引き続いて電流Ｉの電流値の測定を行う例について上記したが、先端部１２ａ，１２ｂ同士および基端部１３ａ，１３ｂ同士の接合状態の検出処理を指示する検出開始キーと、電流値の測定処理を指示する測定キーとを別々に設けて、各キーの操作に応じて各処理を個別に行う構成を採用することもできる。
【００３３】
また、接合状態を示す文字等を表示部３５に表示させる構成を採用した例について上記したが、接合状態を報知する構成はこれに限定されない。例えば、先端部１２ａ，１２ｂ同士および基端部１３ａ，１３ｂ同士の接合状態に応じてＬＣＤを発光（または発光停止）する構成や、先端部１２ａ，１２ｂ同士および基端部１３ａ，１３ｂ同士の接合状態を音声によってる報知する構成を採用することもできるし、これらを併用する構成を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】電流測定装置１の正面図である。
【図２】クランプ部２を開いた状態の電流測定装置１の正面図である。
【図３】電流測定装置１の回路構成を示す構成図である。
【図４】測定処理５０のフローチャートである。
【符号の説明】
【００３５】
１  電流測定装置
１１ａ  固定側センサ
１１ｂ  可動側センサ
１２ａ，１２ｂ  先端部
１３ａ，１３ｂ  基端部
２１ｃ  レバー
２５  コイル
３１  信号供給部
３２  信号処理部
３３  操作部
３４  制御部
３５  表示部
５０  測定処理
１００  導線
Ｃ１  周波数
Ｉ  電流
Ｓｉ  検査用信号
Ｓｍ  検出信号
【図１】
0005191712.tif 000002
【図２】
0005191712.tif 000003
【図３】
0005191712.tif 000004
【図４】
0005191712.tif 000005