(57)【要約】【課題】電源コード１が配設された、空間的に余裕のない場所でも確実に電流測定を行う。【解決手段】電流測定装置３は、電源コード１を囲繞して取り付けられるクランプセンサ５と、このクランプセンサ５に接続されクランプセンサ５からの検出値に基づいて電源コード１を流れる電流を測定する電流測定部３と、この電流測定部３に接続され電流測定部３での測定結果を送信するRFIDタグ７とを備えて構成した。電流測定システムは、電流測定装置３と、この電流測定装置３のRFIDタグ７との間で信号の送受信及び電力の供給を行うRFIDリーダとを備えて構成した。RFIDリーダは、電流測定指示とＩＤ情報の入力手段を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体を流れる電流を測定する電流測定装置であって、
上記導体を囲繞して取り付けられるクランプセンサと、
当該クランプセンサに接続されクランプセンサからの検出値に基づいて上記導体を流れる電流を測定する電流測定部と、
当該電流測定部に接続され電流測定部での測定結果を送信するRFIDタグとを備えて構成されたことを特徴とする電流測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電流測定装置において、
上記RFIDタグが、他と区別するためのＩＤを備え、上記測定結果と共に上記ＩＤ情報を送信することを特徴とする電流測定装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電流測定装置において、
上記クランプセンサが、半割りで開閉可能に構成され、閉じることで上記導体を囲繞して取り付けられることを特徴とする電流測定装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電流測定装置において、
上記クランプセンサ、電流測定部及びRFIDタグを、上記導体の配線上に配設される部材に一体的に組み込んだことを特徴とする電流測定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電流測定装置において、
上記導体の配線上に配設される部材がコンセントであることを特徴とする電流測定装置。
【請求項６】
請求項４に記載の電流測定装置において、
上記導体の配線上に配設される部材がコンセントに差し込まれるプラグであることを特徴とする電流測定装置。
【請求項７】
請求項４に記載の電流測定装置において、
上記導体の配線上に配設される部材が延長コードであることを特徴とする電流測定装置。
【請求項８】
請求項１に記載の電流測定装置において、
上記導体を囲繞するように形成された２つの半割部材と、各半割部材を開閉可能に支持するヒンジとを備え、
上記２つの半割部材に、上記クランプセンサ、電流測定部及びRFIDタグを組み込んだことを特徴とする電流測定装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の電流測定装置において、
上記RFIDタグが、内蔵のアンテナを介して外部から電力の供給を受けることを特徴とする電流測定装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の電流測定装置において、
外部から認識できる位置にＩＤ記号を記載したことを特徴とする電流測定装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の電流測定装置と、
当該電流測定装置の上記RFIDタグとの間で信号の送受信及び電力の供給を行うRFIDリーダとを備えたことを特徴とする電流測定システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の電流測定システムにおいて、
上記RFIDリーダが、ＩＤ情報入力手段を備えたことを特徴とする電流測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、活線状態にある導体を流れる電流を測定する電流測定装置及び電流測定システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、クランプ型の電流計は特許文献１のような構成となっている。このクランプ型電流計のクランプセンサが導体を囲繞するように取り付けられることで、この導体を流れる電流を、活線状態のままで回路を切らずに計測できるというものである。
【０００３】
しかし、特許文献１のクランプ型電流計では、主にクランプセンサと計器本体とからなって装置が大型であるため、空間的に余裕のない狭い場所での利用が困難である。
【０００４】
この課題を解決するための構成が非特許文献１に示されている。ここには、クランププローブを備え、このクランププローブでの検出値を計器本体部で取り込んで電流を測定するようになっている。
【特許文献１】特開２００３−３０２４２３号公報
【非特許文献１】「絵ときでわかる電気電子計測、ｐ.４６」監修  高橋  寛    発行  株式会社オーム社
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記非特許文献１の構成でも、空間的に余裕のない場所では、測定が困難であった。即ち、上記非特許文献１でも、クランププローブ部と計器本体部とは物理的に一体化されているか、少なくとも電気的に接続されている必要があるため、狭い空間にクランププローブ部を挿入して導体に取り付けるのが容易ではなく、空間的に余裕のない場所での測定が困難であった。
【０００６】
本発明は、係る問題点に鑑みてなされたもので、空間的に余裕のない場所でも確実に電流測定ができる電流測定装置及び電流測定システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の電流測定装置は、導体を流れる電流を測定する電流測定装置であって、上記導体を囲繞して取り付けられるクランプセンサと、当該クランプセンサに接続されクランプセンサからの検出値に基づいて上記導体を流れる電流を測定する電流測定部と、当該電流測定部に接続され電流測定部での測定結果を送信するRFIDタグとを備えて構成されたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の電流測定システムは、上記記載の電流測定装置と、当該電流測定装置の上記RFIDタグとの間で信号の送受信及び、非接触で電磁波エネルギーにより電力の供給を行うRFIDリーダとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上記電流測定装置では、クランプセンサを上記導体に取り付けて、電流測定部でクランプセンサからの検出値に基づいて上記導体を流れる電流を測定し、この測定結果をRFIDタグで送信する。これにより、空間的に余裕のない場所でも、電流測定装置を予め組み込んでおいて、無線通信で測定情報を送信することにより、電流測定を確実に行うことができる。
【００１０】
また、上記電流測定装置と、当該電流測定装置の上記RFIDタグとの間で信号の送受信及び電磁波エネルギーによる電力の供給を行うRFIDリーダとを備えて電流測定システムを構成したので、電流測定装置を導体の近傍に組み込んでおいても、特にメンテナンスの必要もなく、電流測定のときだけ、RFIDリーダで電流測定装置に電力を供給して、測定結果を受信することで、電流測定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明の実施形態について添付図面を基に説明する。近年の電子機器は、多様な分野で用いられている。工場内でも、一般家庭内でも、多様な電子機器が用いられるようになってきた。そして、このような個々の電子機器に流れる電流を管理する必要性も高まってきた。その一方で、電子機器が複雑で大がかりな装置であったり、様々な電子機器が雑多に配設されていたりすると、電源配線等の被測定導体が、空間的に余裕のない場所に配設されることが多くなる。本発明の電流測定装置及び電流測定システムは、このような態様で確実に電流測定ができるように改良したものである。以下に、具体的構成について説明する。
【００１２】
[第1実施形態]
以下、本発明の第１実施形態について説明する。図１は本実施形態に係る電流測定装置を示す概略構成図、図２はRFIDタグの構成を示すブロック図、図３は電流測定システムを示す構成図である。
【００１３】
図１中の１は被測定導体としての電源コードを示す。この電源コード１は、２本の電線からなり、その端部にプラグ２が取り付けられている。
【００１４】
図中の３は電流測定装置を示す。電流測定装置３は、電源コード１の電流を測定するための装置である。電流測定装置３は、クランプセンサ５と、電流測定部６と、RFIDタグ７とから構成されている。
【００１５】
クランプセンサ５は、電源コード１の２本の電線のうちの１本を囲繞して取り付けられたリング状の鉄心９と、この鉄心９に巻かれた導線１０とから構成されている。これにより、電源コード１に流れる電流の大小によって鉄心９内の磁束が変化して、導線１０に生じる誘導起電力が変化するようになっている。即ち、電源コード１の電流と、導線１０に生じる誘導起電力が比例して変化するようになっている。なお、クランプセンサ５としては、他の方式を用いてもよい。例えば、ホール効果を利用したホール素子を用いたセンサでもよい。
【００１６】
電流測定部６は、クランプセンサ５からの検出値に基づいて電源コード１を流れる電流を測定する部分である。電流測定部６は、ブリッジ回路１１と、抵抗１２とから構成されている。ブリッジ回路１１の一方にはクランプセンサ５の導線１０が接続され、他方にはRFIDタグ７側の導線１３が接続されている。抵抗１２は導線１３に接続されている。電流測定部６は、このブリッジ回路１１と抵抗１２だけの、最低限の構成にして、小型化を図っている。
【００１７】
RFIDタグ７は、電流測定部６に接続されて電流測定部６で測定した電流値を送信する部分である。RFIDタグ７は、図２に示すように、処理部１５と、アンテナ１６とから構成されている。
【００１８】
処理部１５は、電流測定部６の検出値から電源コード１での電流値を特定するための処理部である。この処理部１５は、RFID送受信部１８と、不揮発性メモリ１９と、アナログインタフェース部２０と、デジタルI/O２１とから構成されている。
【００１９】
RFID送受信部１８は、ＣＰＵや無線部などを有して、送受信等の処理を実行する部分である。RFID送受信部１８は、アンテナ１６が捕捉した無線信号をデジタル信号に復調して、そのデジタル信号を解析し、後述するRFIDリーダ２３からの質問に応じた処理を実行し、応答信号を形成し、その応答信号を変調してアンテナ１６から返信させるものである。RFIDリーダ２３からの質問信号は、電源コード１での電流値や電流測定装置３内のRFIDタグ７に割り振られたＩＤ番号等のＩＤ記号である。
【００２０】
また、RFID送受信部１８は、アンテナ１６が捕捉した無線信号から、当該RFID送受信部１８や不揮発性メモリ１９等が動作する際に必要となる電源を得る機能を備えた電源部(図示せず)を有し、各部に動作電源として供給している。
【００２１】
不揮発性メモリ１９は、例えば、ＥＥＰＲＯＭやＦｅＲＡＭなどでなり、自己に割り当てられたＩＤなどのデータや、RFID送受信部１８が実行するプログラム等を格納している。また、管理情報を記録する場合もある。この管理情報としては、前回のアクセス日時、前回の電流値等である。
【００２２】
アナログインタフェース部２０は、例えば、コンパレータ回路又はＡ／Ｄコンバータ回路などでなり、電流測定部６での値のアナログ的変化をデジタル量に変換する。
【００２３】
デジタルI/O２１は、外部拡張素子に接続するための素子である。ここでは、デジタルI/O２１には識別ランプ(図示せず)が接続される。即ち、個体識別のための可視表示手段としての識別ランプが接続される。識別ランプとしては、ＬＥＤ等が用いられる。RFIDリーダ２３から所望の電流測定装置３を特定するＩＤと識別ランプ点灯指令とを発信されたときに、そのＩＤを割り当てられた電流測定装置３のRFID送受信部１８が、その識別ランプ点灯指令及び電源供給を受けて、デジタルI/O２１を介して識別ランプを点灯させ、所望の電流測定装置３を速やかに特定できるようにする。
【００２４】
アンテナ１６は、送受共用アンテナであり、RFIDリーダ２３からの質問情報を受信し、その質問に対する応答を送信する。さらに、RFIDリーダ２３からの電源の供給を受ける機能も備えている。
【００２５】
上記クランプセンサ５、電流測定部６及びRFIDタグ７からなる電流測定装置３は、図３に示すように、電源コード１を囲繞するように一体的に取り付けられている。ここで、電流測定装置３は、RFIDタグ７を備え、電流測定部６で測定した電流値を無線でRFIDリーダ２３に送信するようにして、電流測定部６を最低限の構成として、電流測定装置３を大幅に小型化することで、図３のように、電源コード１に、嵩張らずに一体的に取り付けている。
【００２６】
また、RFIDリーダ２３は、RFIDタグ７との間で無線で情報のやり取りをする装置である。RFIDリーダ２３は、表示部２４（図５参照）と、操作ボタン２５（図５参照）と、処理部(図示せず)と、アンテナ(図示せず)とから構成されている。表示部２４は、電流値等の情報を表示する部分である。操作ボタン２５は、電流測定指示や、ＩＤ情報入力等を行うためのボタンである。即ち、操作ボタン２５は、少なくとも電流測定指示手段と、ＩＤ情報入力手段としての機能を備えている。上記処理部は、上記アンテナを介して、上記RFIDタグ７との間で情報をやり取りすることで、受け取った情報を処理して表示部２４に表示させ、操作ボタン２５からの指示に応じてRFIDタグ７に指示信号を送信する部分である。さらに、処理部は、上記アンテナを介して、RFIDタグ７に電力供給を行うようになっている。
【００２７】
これにより、表示部、操作部、電源等の嵩張る部品をRFIDリーダ２３側に設けて、電流測定装置３側を最低限の構成にしている。そして、電源コード１に一体的に取り付けた小型の電流測定装置３と、嵩張る部品を組み込んで電流測定装置３との間で無線通信で情報のやり取りをするRFIDリーダ２３とで、電流測定システムを構成している。
【００２８】
以上のように構成された電流測定システムは、次のようにして使用する。
【００２９】
電流測定装置３は、予め、電源コード１に一体的に取り付けられている。この状態で、特に電流測定装置３が嵩張ることはなく、通常の電力供給が行われる。
【００３０】
電源コード１の電流を測定する場合は、RFIDリーダ２３の操作ボタン２５を操作して、電流測定を要求する。これにより、RFIDリーダ２３の処理部は、アンテナを介して電流測定要求信号を、電流測定装置３のRFIDタグ７に送信する。これと同時に、電力の供給も行う。
【００３１】
RFIDタグ７では、電力供給を受けて作動し、電流測定要求信号に基づいて、クランプセンサ５及び電流測定部６で電源コード１の電流を測定し、RFIDタグ７でその電流値の情報を送信する。
【００３２】
この信号を受けたRFIDリーダ２３は、アンテナ及び処置部を介して、表示部２４に電流値を表示する。
【００３３】
また、識別ランプを点灯させたい場合は、RFIDリーダ２３の操作ボタン２５で識別ランプの点灯指示と、電力を供給する操作をする。これにより、RFIDタグ７が電力供給を受けて識別ランプを点灯させる。この識別ランプの点灯は、複数の電源コード１が有る場合に特に有効である。具体的態様は第３の実施形態にて詳述する。
【００３４】
以上のように、電流測定装置３とRFIDリーダ２３を分離し、RFIDタグ７の小型化も伴って電流測定装置３を大幅に小型化することができる。これにより、空間的に余裕のない狭い場所でも、電流測定装置３を電源コード１に確実に取り付けることができるようになる。
【００３５】
また、電流測定装置３は、電源を持たず、RFIDリーダ２３からの電力の供給を受けて動作するため、嵩張る電源を備える必要がなく、電流測定装置３のより一層の小型化が可能となる。
【００３６】
この結果、電流測定装置３と電源コード１とを一体成形することが可能になり、非測定時には電源コード１を通常の電源コードとして使用し、電源を測定するときにはRFIDリーダ２３を近接させるだけでよくなる。これにより、空間的に余裕のない狭い場所でも、確実に電流測定を行うことが可能になる。
【００３７】
［第２実施形態］
次に本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態に係る電流測定システムの全体構成は前記第１の実施形態の電流測定システムとほぼ同様であるため、ここでは、同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。
【００３８】
本実施形態の電流測定システムは、クランプセンサ５の鉄心に特徴を有するものである。前記第１の実施形態では、クランプセンサ５の鉄心９をリング状にして、予め電源コード１に組み込んだが、図４に示すように、円環状の鉄心２７をヒンジ２８によって開閉可能に構成している。即ち、鉄心２７を、半割りで開閉可能に構成して、閉じることで電源コード１の２本の電線のうちの１本を囲繞して取り付けられるようにした。
【００３９】
これにより、電流測定装置３と電源コード１とを予め一体成形しておかなくてもよくなる。この結果、既存の電源コードに、その回路を切ることなく任意に組み込むことができるよういなる。これにより、上記第１の実施形態の効果に加えて、空間的に余裕のない狭い場所に既に配設されている既存の電源コードに対しても、確実に電流測定を行うことが可能になる。
【００４０】
［第３実施形態］
次に本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態に係る電流測定システムの全体構成は前記第１の実施形態の電流測定システムとほぼ同様であるため、ここでは、同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。
【００４１】
本実施形態に係る電流測定システムは、複数の電源コード１を有する場合の例である。具体的には、図５に示すように、複数（図５では３本）の電源コード１を有する場合は、どの電源コード１を測定するのかを特定する必要がある。このため、各電源コード１に電流測定装置３をそれぞれ取り付けた状態で、各電流測定装置３にＩＤ番号を記載した物である。即ち、外部から認識できる各電流測定装置３の表面位置に、ＩＤ記号としてのＩＤ番号を記載したものである。なお、ＩＤ記号としては、番号以外の記号でも良い。なお、３０はコンセントである。
【００４２】
また、RFIDリーダ２３には、上記第１の実施形態で説明したように、操作ボタン２５からＩＤ番号を入力できるようになっている。
【００４３】
以上の構成により、特定の電源コード１の電流測定を行う場合は、その電源コード１のＩＤ番号をRFIDリーダ２３の操作ボタン２５から入力する。これと同時に、電流測定指示を操作ボタン２５から入力する。
【００４４】
これにより、RFIDリーダ２３と、特定の電源コード１に取り付けられた電流測定装置３のRFIDタグ７が信号のやり取りをして、特定の電源コード１の電流を測定する。
【００４５】
なお、ＩＤ番号を記載する代わりに、デジタルI/O２１に接続された識別ランプを点灯させて、各電源コード１を特定するようにしても良い。この場合は、RFIDリーダ２３の操作ボタン２５からＩＤ番号と共に識別ランプ点灯指示を入力する。これと同時に電流測定指示を入力しても良い。
【００４６】
これにより、複数の電源コード１がテーブルタップにつながっているような場合、即ち、複数の電流測定装置３が互いに近接している場合にも、所望の電源コード１を特定して、電流を測定することができる。
【００４７】
［変形例］
上記第１実施形態では、被測定導体として電源コード１を例に説明したが、本発明は電源コード１に限るものではなく、内部を電流が通っていて、その電流を測定する必要のある導体全てに適用することができる。
【００４８】
また、上記第１実施形態では、鉄心９をリング状にして電源コード１に一体的に設けたが、全体を半割部材にしてもよい。即ち、電源コード１を囲繞するように２つ割りの筒状に形成された２つの半割部材(図示せず)と、各半割部材の間に設けられてこれらを開閉可能に支持するヒンジ(図示せず)とを備えて、各半割部材に、クランプセンサ５、電流測定部６及びRFIDタグ７を一体的に組み込むようにしてもよい。この場合も、上記実施形態同様の作用、効果を奏することができる。
【００４９】
また、上記第１実施形態では、電流測定装置３を電源コード１に組み込んだが、電源コード１の配線上に配設される部材に一体的に組み込むようにしてもよい。例えば、図５中のプラグ２内に組み込んでもよい。図５中のコンセント３０内に組み込んでもよい。また、電源コード１の延長コード(図示せず)に一体的に組み込むようにしてもよい。この延長コードの場合は、コードに組み込んでも、プラグに組み込んでもよい。これらの場合も、上記各実施形態同様の作用、効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電流測定装置を示す構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る電流測定装置のRFIDタグを示す構成図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る電流測定システムを示す構成図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るクランプセンサの鉄心を示す側面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る電流測定システムを示す構成図である。
【符号の説明】
【００５１】
１：電源コード、２：プラグ、３：電流測定装置、５：クランプセンサ、６：電流測定部、７：RFIDタグ、９：鉄心、１０：導線、１１：ブリッジ回路、１２：抵抗、１３：導線、１５：処理部、１６：アンテナ、１８：RFID送受信部、１９：不揮発性メモリ、２０：アナログインタフェース部、２１：デジタルI/O、２３：RFIDリーダ、２４：表示部、２５：操作ボタン。
【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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