(57)【要約】【課題】電線へのクランプの向きが誤っていても正しい向きにクランプし直すことを不要にする。【解決手段】クランプしている電線４に流れる電流Ｉを検出して電流測定用検出信号Ｓｉ３を外部に出力する電流センサ部ＩＳを備え、電流センサ部ＩＳは、電流Ｉを検出して電流検出信号Ｓｉを出力する電流検出部１１、この信号Ｓｉを入力してこれと同位相の信号および逆位相の２つの信号のうちの選択された一方を検出信号Ｓｉ３として出力する位相選択部２２、および電線４に印加されている交流電圧Ｖに対して検出信号Ｓｉ３が正しい位相状態か誤った位相状態であるかを示す判定信号Ｓｂを出力する位相判定部２３を有し、位相選択部２３は、上記の２つの信号のうちの一方の信号を選択して検出信号Ｓｉ３として出力するための副スイッチ３３ｂを有し、判定信号Ｓｂに基づいて交流電圧Ｖに対する検出信号Ｓｉ３の位相状態を表示する出力部２５を備えている。【選択図】図１
2017032287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象電線をクランプ可能に構成されると共に、クランプしている前記測定対象電線に流れる交流測定電流を検出して当該交流測定電流の振幅に応じて振幅が変化する電流測定用検出信号を外部に出力する電流センサ部を備えているクランプ式センサであって、
前記電流センサ部は、前記交流測定電流を検出して当該交流測定電流の振幅に応じて振幅が変化する電流検出信号を出力する電流検出部、前記電流検出信号を入力すると共に当該電流検出信号と同位相の信号および当該電流検出信号と逆位相の信号の２つの信号のうちの選択された一方を前記電流測定用検出信号として出力する位相選択部、および前記測定対象電線に印加されている交流電圧に対する前記電流測定用検出信号の位相差を検出すると共に当該位相差に基づいて、当該交流電圧に対して当該電流測定用検出信号が正しい位相状態にあることおよび誤った位相状態にあることのいずれかを示す判定信号を出力する位相判定部を有し、
前記位相選択部は、前記２つの信号を入力すると共に当該２つの信号のうちの一方の信号を選択して前記電流測定用検出信号として出力する選択スイッチを有して構成され、
前記判定信号に基づいて、前記交流電圧に対する前記電流測定用検出信号の前記位相状態を出力する出力部を備えているクランプ式センサ。
【請求項２】
測定対象電線をクランプ可能に構成されると共に、クランプしている前記測定対象電線に流れる交流測定電流を検出して当該交流測定電流の振幅に応じて振幅が変化する電流測定用検出信号を外部に出力する電流センサ部を備えているクランプ式センサであって、
前記電流センサ部は、前記交流測定電流を検出して当該交流測定電流の振幅に応じて振幅が変化する電流検出信号を出力する電流検出部、前記電流検出信号を入力すると共に当該電流検出信号と同位相の信号および当該電流検出信号と逆位相の信号の２つの信号のうちの選択された一方を前記電流測定用検出信号として出力する位相選択部、および前記測定対象電線に印加されている交流電圧に対する前記電流測定用検出信号の位相差を検出すると共に当該位相差に基づいて、当該交流電圧に対して当該電流測定用検出信号が正しい位相状態にあることおよび誤った位相状態にあることのいずれかを示す判定信号を出力する位相判定部を有し、
前記位相選択部は、前記２つの信号を入力すると共に、前記判定信号が前記誤った位相状態を示しているときには当該２つの信号のうちの前記電流測定用検出信号として出力している信号とは異なる信号を新たな電流測定用検出信号として選択して出力し、かつ前記判定信号が前記正しい位相状態を示しているときには当該２つの信号のうちの前記電流測定用検出信号として出力している信号を継続して出力する信号選択部とを有しているクランプ式センサ。
【請求項３】
前記交流電圧を検出して当該交流電圧と同位相の電圧検出信号を出力する電圧検出部を備え、
前記位相判定部は、前記電圧検出信号に対する前記電流測定用検出信号の位相差を検出することによって前記交流電圧に対する当該電流測定用検出信号の前記位相差を検出する請求項１または２記載のクランプ式センサ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のクランプ式センサと、
前記交流電圧を検出して当該交流電圧の振幅に応じて振幅が変化する電圧測定用検出信号を出力する電圧センサと、
前記クランプ式センサから出力される前記電流測定用検出信号および前記電圧センサから出力される前記電圧測定用検出信号に基づいて、前記交流測定電流の電流値および前記測定対象電線を介して供給される電力の電力値のうちの少なくとも一方を測定する測定装置本体とを備えている測定装置。
【請求項５】
前記測定対象電線と容量結合する検出電極を有すると共に基準電圧を基準とするフローティング電圧で動作して、当該測定対象電線と当該検出電極との間に流れる電流を検出すると共に当該検出した電流に基づいて前記基準電圧と前記交流電圧との電位差に応じて振幅が変化する電圧測定用検出信号を外部に出力する電圧検出部を備え、前記位相判定部は、前記基準電圧に対する前記電流測定用検出信号の位相差を検出することによって前記交流電圧に対する当該電流測定用検出信号の前記位相差を検出する請求項１または２記載のクランプ式センサと、
前記基準電圧として前記クランプ式センサに印加する印加電圧を生成する電圧生成部および処理部を有する測定装置本体とを備え、
前記電圧生成部は、前記クランプ式センサから出力される前記電圧測定用検出信号の前記振幅が零に近づくように前記印加電圧の電圧値を変化させる動作を実行し、前記処理部は、前記クランプ式センサから出力される前記電流測定用検出信号および前記印加電圧に基づいて、前記測定対象電線を介して供給される電力の電力値を測定する測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象電線をクランプして測定対象電線を流れる交流電流および測定対象電線の交流電圧のうちの少なくとも交流電流を検出可能に構成されたクランプ式センサ、およびこのクランプ式センサを備えた測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のクランプ式センサとして、出願人は、下記の特許文献１に開示されたクランプ式センサを既に提案している。このクランプ式センサは、互いに一体化されたクランプ部およびセンサ本体部を備えて構成されて、別体の測定装置本体と配線（ケーブル）を介して接続されて使用される。
【０００３】
このクランプ式センサでは、クランプ部は、固定センサアーム、可動センサアームおよび押さえアームを備え、固定センサアームと可動センサアームとで測定対象電線をクランプすると共に、このクランプ状態の測定対象電線を押さえアームで固定センサアームの所定部位に押さえ付けることが可能に構成されている。また、固定センサアームおよび可動センサアーム内には、クランプ状態において測定対象電線を取り囲む閉磁路を形成するための一対の磁気コアと、この磁気コアに巻回された検出コイルとが配設されている。この検出コイルは、測定対象電線に流れる電流の電流値に比例して振幅が変化する電流検出信号を出力する。また、固定センサアームにおける所定部位の内部には、電圧検出用の検出電極が配設されている。
【０００４】
また、このクランプ式センサのセンサ本体部には、検出コイルから出力される電流検出信号を外部（配線を介して上記の測定装置本体）に出力する電流測定部（この例での電流測定部は、電流検出信号をその瞬時値を示す電流データに変換して出力する構成）と、電圧検出部とが配置されている。この電圧検出部は、電流電圧変換回路、積分回路、駆動回路およびフォトカプラを有して構成されて、クランプ状態において測定対象電線と容量結合する上記の検出電極に流れる電流（測定対象電線と検出電極との間の電位差に起因して流れる電流）の電流値に比例して振幅が変化する電圧検出信号およびこの電圧検出信号についての積分信号（測定対象電線と検出電極との間の電位差に比例して振幅が変化する信号）とを生成し、この積分信号をセンサ本体部内の各回路と電気的に絶縁された状態で外部（配線を介して上記の測定装置本体）に出力する。この場合、電流電圧変換回路は、演算増幅器を用いて構成されて、その反転入力端子が検出電極に接続され、その非反転入力端子がセンサ本体部内の各回路のための作動用電圧についての基準電圧に規定されている。この構成により、このクランプ式センサでは、検出電圧はこの基準電圧と一致した状態となっている。
【０００５】
以上の構成のクランプ式センサと測定装置本体とを備えた測定装置では、測定装置本体に配設された処理部が、クランプ式センサから出力される電流データに基づいて、測定対象電線に流れる電流の電流値を測定する。また、測定装置本体に配設された電圧生成部が、クランプ式センサから出力される積分信号に基づいて、この積分信号の元となっている上記の電位差（測定対象電線と検出電極との間の電位差）を減少させるような電圧値の電圧信号を生成して、クランプ式センサにその基準電圧として出力する（印加する）。この測定装置では、電圧生成部が上記の動作を実行することにより、電圧生成部から出力される電圧信号の電圧は、測定対象電線に印加されている電圧に一致させられる。そして、電圧生成部から出力される電圧信号の電圧は、測定対象電線に印加されている電圧が変動した際には、それに追従するように変化することで、測定対象電線に印加されている電圧と一致する状態が維持される。
【０００６】
この測定装置では、測定装置本体に配設された電圧計がこの電圧信号の電圧を測定してこの測定データを処理部に出力することで、処理部が測定対象電線に印加されている電圧の電圧値を、測定対象電線の金属部分（芯線）と電気的に接触することなく非接触（つまり、金属非接触の状態）で測定する。また、処理部は、このようにして測定した測定対象電線についての電流値と電圧値とに基づいて、測定対象電線を介して負荷などに供給されている電力の電力値を非接触（金属非接触の状態）で測定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２５６５３号公報（第８−１０頁、第１−２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記の特許文献１に開示されているクランプ式センサを使用する際には、クランプ式センサに予め表示されている矢印マークの向きと測定対象電線に流れる電流の向きとが一致する正しい向きでクランプ式センサを測定対象電線にクランプする必要がある。これは、測定装置本体では、測定対象電線に印加されている電圧に対する測定対象電線に流れる電流の位相を考慮して、上記の電流値や電力値を測定するため、クランプする向きが誤っているときのように、クランプ式センサから出力される電流検出信号の測定対象電線に印加されている電圧に対する位相状態が、測定対象電線に流れる電流の測定対象電線に印加されている電圧に対する位相状態と一致していないとき（すなわち、前者の位相状態が後者の位相状態に対してほぼ反転した位相状態のとき）には、電流値や電力値を正しく測定することができない。なお、測定対象電線の電圧値については、クランプ式センサのクランプの向きに拘わらず、正しく測定される。
【０００９】
しかしながら、上記の特許文献１に開示されているクランプ式センサには、クランプ式センサの取り扱いに不慣れな作業者によって測定対象電線に誤った向きでクランプされる事態や、そもそも測定対象電線に流れる電流の向きが既知でないときにも測定対象電線に誤った向きでクランプされる事態が生じるおそれがあり、このような事態となったときには、このクランプ状態のままでは上記の電流値および電力値を正しく測定できないことから、向きを変えてクランプし直す作業が必要となり、手間が掛かるという改善すべき課題が存在している。
【００１０】
さらには、このクランプ式センサには、測定対象電線とその近傍に位置する他の電線などの他の構造体との位置関係やクランプ部の形状に起因して、測定対象電線に正しい向きでクランプできずに誤った向きでしかクランプできない事態が生じたときには、正しい電流値および電力値を測定できないという課題が存在している。
【００１１】
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、測定対象電線へのクランプの向きが誤っていたとしても、正しい向きにクランプし直す必要のないクランプ式センサ、およびこのクランプ式センサを備えた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】
【００１２】
上記目的を達成すべく請求項１記載のクランプ式センサは、測定対象電線をクランプ可能に構成されると共に、クランプしている前記測定対象電線に流れる交流測定電流を検出して当該交流測定電流の振幅に応じて振幅が変化する電流測定用検出信号を外部に出力する電流センサ部を備えているクランプ式センサであって、前記電流センサ部は、前記交流測定電流を検出して当該交流測定電流の振幅に応じて振幅が変化する電流検出信号を出力する電流検出部、前記電流検出信号を入力すると共に当該電流検出信号と同位相の信号および当該電流検出信号と逆位相の信号の２つの信号のうちの選択された一方を前記電流測定用検出信号として出力する位相選択部、および前記測定対象電線に印加されている交流電圧に対する前記電流測定用検出信号の位相差を検出すると共に当該位相差に基づいて、当該交流電圧に対して当該電流測定用検出信号が正しい位相状態にあることおよび誤った位相状態にあることのいずれかを示す判定信号を出力する位相判定部を有し、前記位相選択部は、前記２つの信号を入力すると共に当該２つの信号のうちの一方の信号を選択して前記電流測定用検出信号として出力する選択スイッチを有して構成され、前記判定信号に基づいて、前記交流電圧に対する前記電流測定用検出信号の前記位相状態を出力する出力部を備えている。
【００１３】
また、請求項２記載のクランプ式センサは、測定対象電線をクランプ可能に構成されると共に、クランプしている前記測定対象電線に流れる交流測定電流を検出して当該交流測定電流の振幅に応じて振幅が変化する電流測定用検出信号を外部に出力する電流センサ部を備えているクランプ式センサであって、前記電流センサ部は、前記交流測定電流を検出して当該交流測定電流の振幅に応じて振幅が変化する電流検出信号を出力する電流検出部、前記電流検出信号を入力すると共に当該電流検出信号と同位相の信号および当該電流検出信号と逆位相の信号の２つの信号のうちの選択された一方を前記電流測定用検出信号として出力する位相選択部、および前記測定対象電線に印加されている交流電圧に対する前記電流測定用検出信号の位相差を検出すると共に当該位相差に基づいて、当該交流電圧に対して当該電流測定用検出信号が正しい位相状態にあることおよび誤った位相状態にあることのいずれかを示す判定信号を出力する位相判定部を有し、前記位相選択部は、前記２つの信号を入力すると共に、前記判定信号が前記誤った位相状態を示しているときには当該２つの信号のうちの前記電流測定用検出信号として出力している信号とは異なる信号を新たな電流測定用検出信号として選択して出力し、かつ前記判定信号が前記正しい位相状態を示しているときには当該２つの信号のうちの前記電流測定用検出信号として出力している信号を継続して出力する信号選択部とを有している。
【００１４】
また、請求項３記載のクランプ式センサは、請求項１または２記載のクランプ式センサにおいて、前記交流電圧を検出して当該交流電圧と同位相の電圧検出信号を出力する電圧検出部を備え、前記位相判定部は、前記電圧検出信号に対する前記電流測定用検出信号の位相差を検出することによって前記交流電圧に対する当該電流測定用検出信号の前記位相差を検出する。
【００１５】
請求項４記載の測定装置は、請求項１から３のいずれかに記載のクランプ式センサと、前記交流電圧を検出して当該交流電圧の振幅に応じて振幅が変化する電圧測定用検出信号を出力する電圧センサと、前記クランプ式センサから出力される前記電流測定用検出信号および前記電圧センサから出力される前記電圧測定用検出信号に基づいて、前記交流測定電流の電流値および前記測定対象電線を介して供給される電力の電力値のうちの少なくとも一方を測定する測定装置本体とを備えている。
【００１６】
請求項５記載の測定装置は、前記測定対象電線と容量結合する検出電極を有すると共に基準電圧を基準とするフローティング電圧で動作して、当該測定対象電線と当該検出電極との間に流れる電流を検出すると共に当該検出した電流に基づいて前記基準電圧と前記交流電圧との電位差に応じて振幅が変化する電圧測定用検出信号を外部に出力する電圧検出部を備え、前記位相判定部は、前記基準電圧に対する前記電流測定用検出信号の位相差を検出することによって前記交流電圧に対する当該電流測定用検出信号の前記位相差を検出する請求項１または２記載のクランプ式センサと、前記基準電圧として前記クランプ式センサに印加する印加電圧を生成する電圧生成部および処理部を有する測定装置本体とを備え、前記電圧生成部は、前記クランプ式センサから出力される前記電圧測定用検出信号の前記振幅が零に近づくように前記印加電圧の電圧値を変化させる動作を実行し、前記処理部は、前記クランプ式センサから出力される前記電流測定用検出信号および前記印加電圧に基づいて、前記測定対象電線を介して供給される電力の電力値を測定する。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１，２記載のクランプ式センサによれば、上記の位相選択部および位相判定部を備えたことにより、測定対象電線に対して正しい向きでクランプされているいないの如何に拘わらず、電流検出信号と同位相の信号および逆位相の信号の２つの信号のうちの交流電圧に対して正しい位相状態となっている信号を最終的に電流測定用検出信号として外部に出力することができる。したがって、このクランプ式センサによれば、正しい向きにクランプし直すことなく、交流電圧に対して正しい位相状態となっている信号を電流測定用検出信号として最終的に出力することができる。
【００１８】
請求項３記載のクランプ式センサでは、交流電圧を検出してこの交流電圧と同位相の電圧検出信号を出力する電圧検出部を備えているため、位相判定部はこの電圧検出信号に基づいて電流測定用検出信号の位相差を検出すると共にこの位相差に基づいて判定信号を出力することが可能になっている。したがって、このクランプ式センサによれば、クランプ式センサ単体で、交流電圧に対して正しい位相状態となっている信号を電流測定用検出信号として最終的に出力することができる。
【００１９】
したがって、請求項１から３のいずれかに記載のクランプ式センサを備えた請求項４記載の測定装置によれば、測定対象電線に対してクランプ式センサをクランプし直す作業を不要にしつつ、交流測定電流の電流値および測定対象電線を介して供給される電力の電力値のうちの少なくとも一方を測定することができる。
【００２０】
請求項５記載の測定装置によれば、クランプ式センサとは別体の電圧センサを用意することなく、交流電圧の電圧値についても交流測定電流の電流値と共に測定することができることから、測定対象電線に対してクランプ式センサをクランプし直す作業を不要にしつつ、この測定した電圧値と電流値とに基づいて、測定対象電線を介して供給される電力の電力値を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】測定装置１の構成図である。
【図２】図１のクランプ式センサ２の構成図である。
【図３】他の測定装置１Ａの構成図である。
【図４】図３のクランプ式センサ２Ａの構成図である。
【図５】測定装置１Ｂの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係るクランプ式センサ、およびクランプ式センサを備えた本発明に係る測定装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００２３】
図１に示す測定装置１は、クランプ式センサ２および本体ユニット３を備え、測定対象電線４（以下、単に「電線４」ともいう）に流れる電流（交流測定電流）Ｉの電流値を、電線４の金属部分（芯線）と電気的に接触することなく非接触（つまり、金属非接触の状態）で測定可能に構成されている。また、測定装置１は、クランプ式センサ２とは別体の電圧センサ７（本例では一例として金属接触式の電圧プローブ）が接続可能に構成されている。この電圧センサ７は、電線４に印加されている交流電圧Ｖを検出して、この交流電圧Ｖの振幅に応じて振幅が変化する電圧測定用検出信号Ｓｖ（交流電圧Ｖと同位相の信号）を測定装置１に出力する。これにより、測定装置１は、この電圧測定用検出信号Ｓｖに基づいて交流電圧Ｖの電圧値を測定すると共に、電流Ｉの電流値および電線４を介して供給されている電力Ｗの電力値を交流電圧Ｖの位相を考慮した状態で測定可能に構成されている。
【００２４】
クランプ式センサ２は、図１に示すように、クランプ部５およびセンサ本体部６を備えている。この場合、クランプ部５は、電線４をクランプ可能（電線４を挟んだり、電線４を囲んだりすることが可能）に構成されて、本例ではその内部に、電流Ｉを検出してこの電流Ｉの振幅に応じて振幅が変化する電流検出信号Ｓｉを出力する電流検出部１１が配設されている。この電流検出部１１は、電流センサ部ＩＳの一部を構成する構成要素であって、一例として、磁気コア１１ａ，１１ｂ、検出コイル１１ｃ、および電流電圧変換部１１ｄ（本例では一例として、図２に示すように検出コイル１１ｃの両端間に接続された抵抗。以下、抵抗１１ｄともいう）を備えて構成されている。
【００２５】
また、クランプ部５は、その内部に、電線４に印加されている交流電圧Ｖを検出する検出電極１２（電圧センサ部ＶＳの一部の構成要素）が配設されている。なお、本例では、電線４と静電容量Ｃ０を介して結合する検出電極１２に静電誘導によって誘起される電圧Ｖｉｄ（図１，２参照）を利用して交流電圧Ｖを検出する構成を採用しているが、図示はしないが、検出電極１２に代えて磁気検出コイルを用いることで、電磁誘導を利用して交流電圧Ｖを検出する構成を採用することもできる。
【００２６】
具体的には、クランプ部５は、一端部（図１中の右端部）がセンサ本体部６に固定されると共に、磁気コア１１ａおよび検出電極１２が内部に配設された固定センサアーム１３と、磁気コア１１ｂおよびこの磁気コア１１ｂに巻回された検出コイル１１ｃが内部に配設されると共に一端部（同図中の右端部）がセンサ本体部６に回動自在に取り付けられて他端部（同図中の左端部）が固定センサアーム１３の他端部（同図中の左端部）に対して接離可能に構成された可動センサアーム１４と、一端部が可動センサアーム１４の一端部と共にセンサ本体部６に回動自在に取り付けられて固定センサアーム１３と可動センサアーム１４との間に配設された押さえアーム１５とを備えている。固定センサアーム１３、可動センサアーム１４および押さえアーム１５は、電気的絶縁性を有する合成樹脂材料で形成されている。また、押さえアーム１５は、固定センサアーム１３および可動センサアーム１４よりも全長が短く形成されて、固定センサアーム１３および可動センサアーム１４の内側領域において回動することにより、固定センサアーム１３と可動センサアーム１４とによってクランプされた電線４をその他端部で固定センサアーム１３における検出電極１２の配設位置の近傍に押さえ付ける機能を有している。
【００２７】
また、可動センサアーム１４の一端部には、可動センサアーム１４とは逆方向に延出する第１操作レバー１６が取り付けられて両者が一体的に構成されている。また、押さえアーム１５の一端部には、押さえアーム１５とは逆方向に延出する第２操作レバー１７が取り付けられて両者が一体的に構成されている。この場合、第１操作レバー１６および第２操作レバー１７は、センサ本体部６の一の側壁（図１中の上側の側壁）に設けられた不図示の開口部に、この開口部を閉塞するようにして配設されている。また、第２操作レバー１７は、第１操作レバー１６を覆った状態で配設されている。
【００２８】
また、第１操作レバー１６は、センサ本体部６に配設された不図示のバネ（例えば捻りコイルバネ）によって、常時、センサ本体部６の上記の開口部から突出（つまり、図１中のセンサ本体部６の上側の側壁から突出）する方向に付勢されている。この結果、第１操作レバー１６が取り付けられた可動センサアーム１４は、このバネにより、固定センサアーム１３方向に回動するように常時付勢されている。一方、第２操作レバー１７は、第１操作レバー１６と第２操作レバー１７との間に配設された不図示のバネ（一例としてコイルスプリング）によって、常時、第１操作レバー１６から離反する方向（上記の開口部から突出する方向。つまり、図１中のセンサ本体部６の上側の側壁から突出する方向）に付勢されている。この結果、第２操作レバー１７が取り付けられた押さえアーム１５は、第１操作レバー１６と第２操作レバー１７との間に配設されたバネにより、固定センサアーム１３方向に回動するように常時付勢されている。
【００２９】
なお、このクランプ式センサ２では、押さえアーム１５および第２操作レバー１７を備えて、電線４を押さえアーム１５で固定センサアーム１３における検出電極１２の配設位置の近傍に押さえ付ける好ましい構成を採用しているが、このように押さえアーム１５と固定センサアーム１３とで電線４を挟む構成においては、押さえアーム１５内に検出電極１２を配設することもできる。また、電線４が固定センサアーム１３と可動センサアーム１４とでクランプされた状態において、十分な振幅の電圧Ｖｉｄが可動センサアーム１４内の検出電極１２に誘起されるときには、押さえアーム１５および第２操作レバー１７を省く構成を採用することもできる。また、この押さえアーム１５を省く構成のときには、検出電極１２は固定センサアーム１３および可動センサアーム１４のいずれか一方に配設することができる。
【００３０】
クランプ部５内に配設された各磁気コア１１ａ，１１ｂは、クランプ部５が電線４をクランプしたとき（クランプ部５が閉状態となったとき）に、電線４を取り囲む閉磁路を形成する。また、検出コイル１１ｃは、電線４に流れる電流Ｉの電流値に応じて変化するこの閉磁路内の磁束の変化を検出して、この電流Ｉの電流値に応じて振幅が変化する（一例として、電流値に比例して振幅が変化する）電流信号を生成して、その両端間に接続されている抵抗１１ｄに供給する。抵抗１１ｄは、この電流信号を電圧信号である電流検出信号Ｓｉに変換して出力する。
【００３１】
センサ本体部６は、図１に示すように、ケース２１と、電流センサ部ＩＳの一部を構成する位相選択部２２および位相判定部２３と、電圧センサ部ＶＳの一部を構成する電圧検出部２４と、出力部２５とを備えている。
【００３２】
ケース２１は、導電性材料（例えば金属材料）を用いて構成されている。また、ケース２１の内部には、位相選択部２２、位相判定部２３、電圧検出部２４、およびこれらの構成要素に作動用電圧を供給する不図示の電源部が配設されている。また、ケース２１には、作動用電圧についての基準電圧（ケース２１内の内部グランドＧの電圧）が付与されており、この構成により、ケース２１は、内部に配設された位相選択部２２、位相判定部２３および電圧検出部２４に対するガード電極として機能する。また、ケース２１は、その表面が絶縁被膜ＲＥ１で覆われて、センサ本体部６を掴んで操作する操作者への漏電の発生を回避し得る構成となっている。
【００３３】
位相選択部２２は、一例として図２に示すように、非反転部３１、反転部３２および選択スイッチ３３を備え、クランプ部５から出力される電流検出信号Ｓｉを入力すると共に、この電流検出信号Ｓｉを入力時の位相と同じ位相の同位相状態および入力時の位相に対して位相が反転している反転位相状態のうちの選択した一方の位相状態で電流測定用検出信号Ｓｉ３として出力（センサ本体部６の外部に出力、つまりクランプ式センサ２の外部に出力）する機能を備えている。
【００３４】
この場合、非反転部３１は、例えば演算増幅器を使用したバッファ回路で構成されて、電流検出信号Ｓｉを入力すると共に入力時の位相と同じ位相状態（同位相状態）で第１電流検出信号Ｓｉ１として出力する。反転部３２は、例えば演算増幅器を使用した反転増幅回路で構成されて、電流検出信号Ｓｉを入力すると共に入力時の位相に対して位相が反転している反転位相状態で第２電流検出信号Ｓｉ２として出力する。選択スイッチ３３は、一例として、アナログスイッチなどの半導体スイッチで構成されてケース２１内に配設された主スイッチ３３ａと、ケース２１の表面に操作者によって手動操作可能に配設された副スイッチ３３ｂとを備えて構成されている。主スイッチ３３ａは、第１電流検出信号Ｓｉ１および第２電流検出信号Ｓｉ２の２つの信号を入力すると共に、この２つの電流検出信号Ｓｉ１，Ｓｉ２のうちの任意の一方を電流測定用検出信号Ｓｉ３として出力する。
【００３５】
副スイッチ３３ｂは、例えば、プッシュ式のスイッチで構成されて、操作（押下）される都度、制御信号Ｓａを主スイッチ３３ａに出力する。また、主スイッチ３３ａは、制御信号Ｓａを入力する都度、第１電流検出信号Ｓｉ１および第２電流検出信号Ｓｉ２が入力される２つの入力端子と、電流測定用検出信号Ｓｉ３が出力される１つの出力端子との接続状態を交互に切り替える動作、つまり、第１電流検出信号Ｓｉ１および第２電流検出信号Ｓｉ２を交互に電流測定用検出信号Ｓｉ３として出力する動作を実行する。
【００３６】
また、主スイッチ３３ａは、初期状態（クランプ式センサ２の起動直後の状態）では、第１電流検出信号Ｓｉ１を電流測定用検出信号Ｓｉ３として出力する接続状態に切り変わるものとする。これは、図示はしないが、クランプ部５には、電線４に流れている電流Ｉの向きに一致させてクランプ部５をクランプさせる（つまり、正しい向きでクランプ部５をクランプさせる）ようにするための矢印マークが設けられており、操作者は、通常は、この矢印マークに従って正しい向きで電線４にクランプ部５をクランプさせることから、この場合には、副スイッチ３３ｂを操作することなく、後述するように交流電圧Ｖに対して正しい位相状態となっている第１電流検出信号Ｓｉ１を電流測定用検出信号Ｓｉ３として出力させるようにするためである。
【００３７】
なお、図示はしないが、副スイッチ３３ｂを例えば２入力１出力の切替スイッチ（メカニカルスイッチ）で構成し、この副スイッチ３３ｂに第１電流検出信号Ｓｉ１および第２電流検出信号Ｓｉ２を入力することで、第１電流検出信号Ｓｉ１および第２電流検出信号Ｓｉ２を副スイッチ３３ｂで直接切り替えて、電流測定用検出信号Ｓｉ３として出力する構成を採用することもできる。また、図示はしないが、選択スイッチ３３の後段にアンプを配置して、電流測定用検出信号Ｓｉ３を低インピーダンスで出力させる構成を採用することもできるし、さらにはＡ／Ｄ変換器を配置して電流測定用検出信号Ｓｉ３の瞬時値データを出力する構成や、またフォトカプラや絶縁トランスなどを使用して、電気的に分離した状態で電流測定用検出信号Ｓｉ３（またはその瞬時値データ）を外部に出力する構成を採用することもできる。
【００３８】
位相判定部２３は、電線４に印加されている交流電圧Ｖに対する電流測定用検出信号Ｓｉ３の位相差θを検出すると共に、この位相差θに基づいて、交流電圧Ｖに対して電流測定用検出信号Ｓｉ３が正しい位相状態にあること、および誤った位相状態にあることのいずれかを示す判定信号Ｓｂを出力する。本例では、位相判定部２３は、電圧検出部２４から出力される後述の電圧検出信号Ｓｄ（交流電圧Ｖと同位相の電圧）に基づいて、この電圧検出信号Ｓｄに対する電流測定用検出信号Ｓｉ３の位相差θを検出する。
【００３９】
例えば、位相判定部２３は、第１，２の２系統の零クロス検出回路、タイマ回路および演算回路（いずれも図示せず）を備え、第１系統の零クロス検出回路が電圧検出信号Ｓｄについての零クロス点（立ち上がり零クロス点または立ち下がり零クロス点）を検出し、第２系統の零クロス検出回路が電流測定用検出信号Ｓｉ３についての零クロス点（電圧検出信号Ｓｄの零クロス点と同じ零クロス点、つまり、電圧検出信号Ｓｄの立ち上がり零クロス点であれば、同じ立ち上がり零クロス点であり、電圧検出信号Ｓｄの立ち下がり零クロス点であれば、同じ立ち下がり零クロス点）を検出する。この零クロス点については、以下では、例えば立ち上がり零クロス点であるとして説明する。また、タイマ回路は、第１系統の零クロス検出回路が電圧検出信号Ｓｄについての立ち上がり零クロス点を検出する都度、第１時間と第２時間の２つの時間の計測を開始し、第２系統の零クロス検出回路が電流測定用検出信号Ｓｉ３についての零クロス点を検出した時点で、この時点までに計測した第１時間を示す第１時間データを演算回路に出力する。また、タイマ回路は、第１系統の零クロス検出回路が電圧検出信号Ｓｄについての次の立ち上がり零クロス点を検出した時点で、この時点までに計測した第２時間を示す第２時間データを演算回路に出力すると共に、新たな第１時間と第２時間の計測を開始する。
【００４０】
演算回路は、タイマ回路から出力される第１時間および第２時間を記憶すると共に、新たな第２時間を記憶する都度、電圧検出信号Ｓｄおよび電流測定用検出信号Ｓｉ３の周期を示す第２時間で、電圧検出信号Ｓｄに対する電流測定用検出信号Ｓｉ３の時間のずれを示す第１時間を除算すると共に、得られた除算値に値３６０を乗算することにより、位相差θを算出する。なお、電圧検出信号Ｓｄに対する電流測定用検出信号Ｓｉ３の位相差θを検出する方法としては、上記の方法以外に他の様々な公知な方法のうちの任意の１つを採用することができる。
【００４１】
また、演算回路は、算出した位相差θと予め規定された基準位相範囲（±θｒｅｆ）とを比較して、位相差θが基準位相範囲（±θｒｅｆ）内に含まれているときには、交流電圧Ｖに対して電流測定用検出信号Ｓｉ３が正しい位相状態にあることを示す判定信号Ｓｂ（本例では、「正しい位相状態にある」ということに対応した電圧レベル（例えば、低レベル）の判定信号Ｓｂ）を出力する。一方、演算回路は、位相差θが基準位相範囲（±θｒｅｆ）内に含まれていないときには、交流電圧Ｖに対して電流測定用検出信号Ｓｉ３が誤った位相状態にあることを示す判定信号Ｓｂ（本例では、「誤った位相状態にある」ということに対応した電圧レベル（例えば、高レベル）の判定信号Ｓｂ）を出力する。
【００４２】
ここで、電線４に印加されている交流電圧Ｖに対する電線４に流れる電流Ｉの位相は、電線４の線路状態や電線４から電力の供給を受ける負荷の状態により、多少進んだり多少遅れたりするものの、通常は、±９０°の範囲内に収まっている。このため、電線４に対するクランプ部５のクランプの向きが正しく、かつ位相選択部２２において第１電流検出信号Ｓｉ１が選択されて電流測定用検出信号Ｓｉ３として出力されている状態（上記の初期状態）のときには、位相判定部２３で算出される位相差θもこの±９０°の範囲内に収まった状態となる。したがって、このクランプ式センサ２では、この状態において、位相判定部２３が、交流電圧Ｖに対して電流測定用検出信号Ｓｉ３が正しい位相状態にあることを示す判定信号Ｓｂ（電圧レベルが低レベルの判定信号Ｓｂ）を出力し得るように、上記の基準位相範囲（±θｒｅｆ）は±９０°（θｒｅｆ＝９０）に規定されている。
【００４３】
電圧検出部２４は、例えば自動利得制御機能を備えた増幅回路で構成されて、検出電極１２に誘起される電圧Ｖｉｄを入力すると共に、この電圧Ｖｉｄを、予め規定された振幅（一定の振幅）であって、かつ交流電圧Ｖと同位相の交流信号である電圧検出信号Ｓｄに変換して出力する。つまり、電圧検出部２４は、電線４の金属部分（芯線）と電気的に接触することなく非接触（つまり、金属非接触の状態）で交流電圧Ｖを検出して、この電圧検出信号Ｓｄを出力する。
【００４４】
出力部２５は、本例では一例として、ＬＥＤ（発光ダイオード）などの表示器（本例ではＬＥＤ）およびその駆動回路を備え、位相判定部２３から出力される判定信号Ｓｂによって点灯・消灯駆動される。また、少なくともこの表示器としてのＬＥＤは、ケース２１の表面に操作者によって視認可能な状態（本例では、ケース２１の表面を覆う絶縁被膜ＲＥ１から露出する状態）で配設されている。出力部２５では、駆動回路は、一例として、判定信号Ｓｂの電圧レベルが高レベル（誤った位相状態に対応した電圧レベル）のときにはＬＥＤを点灯させ、判定信号Ｓｂの電圧レベルが低レベル（正しい位相状態に対応した電圧レベル）のときにはＬＥＤを消灯させる。
【００４５】
この構成により、操作者は、表示部２５の点灯・消灯状態（本例では表示部２５を構成するＬＥＤの点灯・消灯状態）を確認することで、点灯状態のときには交流電圧Ｖに対して電流測定用検出信号Ｓｉ３が誤った位相状態にあると判別し、消灯状態のときには交流電圧Ｖに対して電流測定用検出信号Ｓｉ３が正しい位相状態にあると判別することが可能になっている。なお、出力部２５については、操作者が視認可能なＬＥＤなどの表示器を使用する構成に限定されるものではなく、位相状態を判別できる構成であればよい。例えば、出力部２５をブザーなどの音を出力する装置で構成して、位相状態が正しいか誤っているかを異なる音で出力するようにしてもよい。
【００４６】
本体ユニット３は、測定装置本体に相当し、図１に示すように、一例として、処理部６１および表示部６２を備え、不図示の筐体に配設された不図示のコネクタなどを介してクランプ式センサ２および電圧センサ７が着脱自在に接続され得るように構成されている。表示部６２は、例えば、液晶ディスプレイなどのモニタ装置で構成されている。
【００４７】
処理部６１は、例えば、Ａ／Ｄ変換機能を備えたコンピュータで構成されて、クランプ式センサ２から出力される電流測定用検出信号Ｓｉ３および電圧センサ７から出力される電圧測定用検出信号Ｓｖに基づいて測定処理を実行して、交流電圧Ｖの電圧値、電流Ｉの電流値および電力Ｗの電力値を測定（算出）する。
【００４８】
具体的には、この測定処理では、処理部６１は、まず、クランプ式センサ２から出力される電流測定用検出信号Ｓｉ３をサンプリングクロックでサンプリングすることによって電流瞬時値データに変換すると共に、電圧センサ７から出力される電圧測定用検出信号Ｓｖを同じサンプリングクロックでサンプリングすることによって電圧瞬時値データに変換する。
【００４９】
また、この測定処理では、処理部６１は、この電圧瞬時値データに基づいて電線４に印加されている交流電圧Ｖの電圧値を測定する。また、処理部６１は、この電流瞬時値データに基づいて電線４に流れる電流Ｉの電流値についての絶対値を算出すると共に、この電流瞬時値データとこの電圧瞬時値データとに基づいて電線４を経由して供給されている電力Ｗの電力値についての絶対値を算出する。
【００５０】
また、この測定処理では、処理部６１は、電線４に印加されている交流電圧Ｖに対する電線４に流れる電流Ｉの位相を考慮して、算出した電流値と電力値の極性を決定して、最終的な電流値および電力値を測定（算出）する。一例として、処理部６１は、電圧瞬時値データで表される交流電圧Ｖに対応する信号に対する電流瞬時値データで表される電流Ｉに対応する信号の位相差θ（例えば、前者の信号についての立ち上がり零クロス点と後者の信号についての立ち上がり零クロス点とから求まる位相差）を求め、この位相差θが±９０°の範囲内（＋９０°＞θ＞−９０°）であれば、上記の極性は正であると決定し、この位相差θが±９０°の範囲外（θ≧｜９０°｜）であれば、上記の極性は負であると決定する。
【００５１】
また、処理部６１は、表示処理を実行して、算出した交流電圧Ｖの電圧値、電流Ｉの電流値および電力Ｗの電力値を表示部６２に表示させる。処理部６１は、上記の測定処理および表示処理を例えば一定の周期で繰り返し実行する。これにより、表示部６２には、交流電圧Ｖの電圧値、電流Ｉの電流値および電力Ｗの電力値についての最新の各値が更新されながら表示される。
【００５２】
次いで、測定装置１による電力Ｗ等の測定動作について、クランプ式センサ２の動作と併せて説明する。
【００５３】
測定に際して、操作者は、まず、電線４における交流電圧Ｖの印加部位（具体的には、電流Ｉが流れる芯線）に電圧センサ７を電気的に接触させると共に、電線４にクランプ式センサ２のクランプ部５をクランプする。この際に、電線４に流れる電流Ｉの向きが既知であるときには、クランプ部５に設けられている矢印マークの向きを電流Ｉの向きに一致させて（正しい向きで）、クランプ部５をクランプする。
【００５４】
ただし、電線４とその近傍に位置する他の電線などの他の構造体との位置関係やクランプ部５の形状に起因して、電線４に正しい向きでクランプ部５をクランプできないときには、本例のクランプ式センサ２では、上記の矢印マークの向きが電流Ｉの向きとは逆になる状態で（誤った向きで）、クランプ部５をクランプしてもよい。また、電線４に流れる電流Ｉの向きが未知であるときには、クランプ部５を電線４に任意の向きでクランプする。
【００５５】
この状態において、電圧センサ７は、交流電圧Ｖを検出して、電圧測定用検出信号Ｓｖを測定装置１に出力する。一方、クランプ式センサ２では、磁気コア１１ａ，１１ｂ、検出コイル１１ｃおよび抵抗１１ｄで構成されてクランプ部５内に配設された電流検出部１１が、電線４に流れる電流Ｉを検出して、電流検出信号Ｓｉをセンサ本体部６に出力する。また、クランプ式センサ２では、静電誘導による電圧Ｖｉｄが検出電極１２に誘起され、この電圧Ｖｉｄもセンサ本体部６に出力される。
【００５６】
クランプ式センサ２のセンサ本体部６では、位相選択部２２が、電流検出信号Ｓｉに基づいて電流測定用検出信号Ｓｉ３を出力する。この電流測定用検出信号Ｓｉ３は、センサ本体部６の外部、つまりクランプ式センサ２の外部（具体的には、本体ユニット３）に出力される。測定装置１が動作を開始した後、副スイッチ３３ｂに対する操作が行われていない状態（初期状態）では、位相選択部２２内の主スイッチ３３ａは、非反転部３１から出力されている第１電流検出信号Ｓｉ１（電流検出信号Ｓｉと同位相の信号）を電流測定用検出信号Ｓｉ３として出力している。したがって、クランプ式センサ２の外部には、第１電流検出信号Ｓｉ１が電流測定用検出信号Ｓｉ３として出力されている。また、センサ本体部６では、電圧検出部２４が、検出電極１２に誘起されている電圧Ｖｉｄを、交流電圧Ｖと同位相の電圧検出信号Ｓｄに変換して出力する。
【００５７】
位相判定部２３は、電圧検出部２４から出力される電圧検出信号Ｓｄおよび位相選択部２２から出力される電流測定用検出信号Ｓｉ３を入力して、まず、電圧検出信号Ｓｄに対する電流測定用検出信号Ｓｉ３の位相差θを算出（検出）する。この位相差θは、交流電圧Ｖに対して電流測定用検出信号Ｓｉ３の位相差を示している。次いで、位相判定部２３は、算出した位相差θと予め規定された基準位相範囲（±θｒｅｆ。本例では±９０°）とを比較して、位相差θが基準位相範囲（±θｒｅｆ）内に含まれているときには、交流電圧Ｖに対して電流測定用検出信号Ｓｉ３が正しい位相状態にあることを示す判定信号Ｓｂ（本例では一例として、低レベルの判定信号Ｓｂ）を表示部２５に出力し、この基準位相範囲内に含まれていないときには、交流電圧Ｖに対して電流測定用検出信号Ｓｉ３が誤った位相状態にあることを示す判定信号Ｓｂ（本例では一例として、高レベルの判定信号Ｓｂ）を表示部２５に出力する。
【００５８】
ここで、電線４に対してクランプ部５が正しい向きでクランプされているときには、電流検出部１１から出力されている電流検出信号Ｓｉは、交流電圧Ｖに対して正しい位相状態となっている。このため、この電流検出信号Ｓｉと同位相の第１電流検出信号Ｓｉ１である電流測定用検出信号Ｓｉ３も、交流電圧Ｖに対して正しい位相状態となっている（つまり、算出される位相差θは基準位相範囲（±θｒｅｆ）内に含まれる状態となっている）。したがって、位相判定部２３は、正しい位相状態にあることを示す判定信号Ｓｂ（低レベルの判定信号Ｓｂ）を表示部２５に出力し、表示部２５は、この判定信号Ｓｂに基づいて消灯状態に移行する。操作者は、表示部２５が消灯状態であることを確認することで、交流電圧Ｖに対して電流測定用検出信号Ｓｉ３が正しい位相状態にある（クランプ部５が正しい向きでクランプされている）と判別し、また選択スイッチ３３の切替が不要であると判別する。
【００５９】
一方、電線４に対してクランプ部５が誤った向きでクランプされているときには、電流検出部１１から出力されている電流検出信号Ｓｉは、交流電圧Ｖに対して誤った位相状態となっている。このため、この電流検出信号Ｓｉと同位相の第１電流検出信号Ｓｉ１である電流測定用検出信号Ｓｉ３も、交流電圧Ｖに対して誤った位相状態となっている（つまり、算出される位相差θは基準位相範囲（±θｒｅｆ）内に含まれない状態となっている）。したがって、位相判定部２３は、誤った位相状態にあることを示す判定信号Ｓｂ（高レベルの判定信号Ｓｂ）を表示部２５に出力し、表示部２５は、この判定信号Ｓｂに基づいて点灯状態に移行する。操作者は、表示部２５が点灯状態であることを確認することで、交流電圧Ｖに対して電流測定用検出信号Ｓｉ３が誤った位相状態にある（クランプ部５が誤った向きでクランプされている）と判別し、選択スイッチ３３の切替が必要であると判別する。したがって、操作者は、副スイッチ３３ｂに対する操作を実行する。
【００６０】
この場合、操作された副スイッチ３３ｂは、制御信号Ｓａを主スイッチ３３ａに出力し、制御信号Ｓａを入力した主スイッチ３３ａは、切り替え動作を実行する。これにより、主スイッチ３３ａは、それまでの第１電流検出信号Ｓｉ１に代えて、反転部３２から出力されている第２電流検出信号Ｓｉ２（電流検出信号Ｓｉに対して位相が反転している信号）を電流測定用検出信号Ｓｉ３として出力する。ここで、この第２電流検出信号Ｓｉ２は、誤った向きで電線４にクランプされたクランプ部５の電流検出部１１から出力されている電流検出信号Ｓｉ（つまり、正しい向きでクランプされたときとは位相が反転している電流検出信号Ｓｉ）を反転した信号である。これにより、第２電流検出信号Ｓｉ２は、交流電圧Ｖに対して正しい位相状態となっている。
【００６１】
このため、第２電流検出信号Ｓｉ２である電流測定用検出信号Ｓｉ３も、交流電圧Ｖに対して正しい位相状態となっている（つまり、算出される位相差θは基準位相範囲（±θｒｅｆ）内に含まれる状態となっている）。したがって、位相判定部２３は、正しい位相状態にあることを示す判定信号Ｓｂ（低レベルの判定信号Ｓｂ）を表示部２５に出力し、表示部２５は、この判定信号Ｓｂに基づいて消灯状態に移行する。操作者は、表示部２５が消灯状態であることを確認することで、交流電圧Ｖに対して電流測定用検出信号Ｓｉ３が正しい位相状態にある（クランプ部５が正しい向きでクランプされている）と判別し、また選択スイッチ３３の切替が不要であると判別する。このようにして、本例のクランプ式センサ２は、電線４に対してクランプ部５が誤った向きでクランプされているときでも、交流電圧Ｖに対して正しい位相状態となっている第２電流検出信号Ｓｉ２が電流測定用検出信号Ｓｉ３として出力される。
【００６２】
なお、本例のクランプ式センサ２では、一例として、位相選択部２２が初期状態において、第１電流検出信号Ｓｉ１を電流測定用検出信号Ｓｉ３として出力する構成であるため、電線４に対してクランプ部５が正しい向きでクランプされているときの副スイッチ３３ｂに対する操作や、誤った向きでクランプされているときの副スイッチ３３ｂに対する操作が上記のような操作内容になる。しかしながら、位相選択部２２が初期状態において第２電流検出信号Ｓｉ２を電流測定用検出信号Ｓｉ３として出力する構成であったり、位相選択部２２が初期状態において第１電流検出信号Ｓｉ１および第２電流検出信号Ｓｉ２のいずれを電流測定用検出信号Ｓｉ３として出力するのかが不明な構成であっても、操作者が、表示部２５が点灯状態であることを確認したときに、副スイッチ３３ｂに対する操作を実行することで、クランプ式センサ２から出力される電流測定用検出信号Ｓｉ３を交流電圧Ｖに対して必ず正しい位相状態とすることが可能となっている。
【００６３】
本体ユニット３では、処理部６１が、クランプ式センサ２から出力される電流測定用検出信号Ｓｉ３および電圧センサ７から出力される電圧測定用検出信号Ｓｖに基づいて測定処理を実行して、交流電圧Ｖの電圧値、電流Ｉの電流値および電力Ｗの電力値を測定（算出）すると共に、表示処理を実行して、測定した交流電圧Ｖの電圧値、電流Ｉの電流値および電力Ｗの電力値を表示部６２に表示させる。
【００６４】
この測定装置１では、上記したように、クランプ式センサ２は、電線４に対してクランプ部５が正しい向きでクランプされているいないの如何に拘わらず、第１電流検出信号Ｓｉ１および第２電流検出信号Ｓｉ２のうちの交流電圧Ｖに対して正しい位相状態となっている信号を電流測定用検出信号Ｓｉ３として最終的に出力する。したがって、処理部６１は、この電流測定用検出信号Ｓｉ３を用いて、電線４に対してクランプ部５が正しい向きでクランプされている状態において測定される交流電圧Ｖの電圧値、電流Ｉの電流値および電力Ｗの電力値と同じ値の交流電圧Ｖの電圧値、電流Ｉの電流値および電力Ｗの電力値を測定（算出）し、これらを表示部６２に表示させる。
【００６５】
したがって、このクランプ式センサ２、およびこのクランプ式センサ２を備えた測定装置１によれば、電線４に対してクランプ部５が正しい向きでクランプされているいないの如何に拘わらず、電線４に対してクランプ部５が正しい向きでクランプされているときと同じ交流電圧Ｖの電圧値、同じ電流Ｉの電流値および同じ電力Ｗの電力値を測定することができるため、電線４に対してクランプ式センサ２のクランプ部５をクランプし直す作業を不要にすることができる。
【００６６】
なお、上記のクランプ式センサ２では、位相選択部２２が手動で操作可能な副スイッチ３３ｂを備えると共に、表示部２５を備えて、操作者が、表示部２５の点灯・消灯状態に応じて副スイッチ３３ｂを操作することで、交流電圧Ｖに対して正しい位相状態の電流測定用検出信号Ｓｉ３を最終的に出力する構成を採用しているが、この構成に限定されるものではなく、図３，４に示すクランプ式センサ２Ａのように、位相判定部２３から出力される判定信号Ｓｂによって位相選択部２２Ａの主スイッチ３３ａが切り替えられる構成を採用して、副スイッチ３３ｂおよび表示部２５を省く構成にすることもできる。以下、このクランプ式センサ２Ａおよびこのクランプ式センサ２Ａを備えた測定装置１Ａについて説明するが、クランプ式センサ２および測定装置１と同一の構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略し、相違する構成について主として説明する。
【００６７】
測定装置１Ａは、図３に示すように、クランプ式センサ２Ａおよび本体ユニット３を備え、クランプ式センサ２Ａは、図３，４に示すように、クランプ部５およびセンサ本体部６Ａを備えている。また、センサ本体部６Ａは、図４に示すように、ケース２１と、電流センサ部ＩＳの一部を構成する位相選択部２２Ａおよび位相判定部２３Ａと、電圧センサ部ＶＳの一部を構成する電圧検出部２４とを備えている。
【００６８】
この位相選択部２２Ａは、一例として図４に示すように、非反転部３１、反転部３２および選択スイッチ（信号選択部）３３を備え、本例の選択スイッチ３３は、主スイッチ３３ａで構成されている。また、この主スイッチ３３ａは、一例として、アナログスイッチなどの半導体スイッチで構成されて、判定信号Ｓｂ（本例では、高レベルまたは低レベルのレベル信号ではなく、後述するように、誤った位相状態であると判別されたときにのみ出力されるパルス信号）が入力される都度、第１電流検出信号Ｓｉ１および第２電流検出信号Ｓｉ２が入力される２つの入力端子と、電流測定用検出信号Ｓｉ３が出力される１つの出力端子との接続状態を交互に切り替える動作、つまり、第１電流検出信号Ｓｉ１および第２電流検出信号Ｓｉ２を交互に電流測定用検出信号Ｓｉ３として出力する動作を実行する。
【００６９】
この位相判定部２３Ａは、上記の位相判定部２３と同様にして、位相選択部２２Ａから出力されている電流測定用検出信号Ｓｉ３が交流電圧Ｖに対して正しい位相状態にあるか、誤った位相状態にあるかを判別する。一方、位相判定部２３Ａは、上記の位相判定部２３とは異なり、誤った位相状態にあると判別したときにのみパルス信号としての判定信号Ｓｂを出力する。
【００７０】
これにより、この構成のクランプ式センサ２Ａでは、電線４に対してクランプ部５が正しい向きでクランプされているときには、電流検出部１１から出力されている電流検出信号Ｓｉは、交流電圧Ｖに対して正しい位相状態となっている。このため、この電流検出信号Ｓｉと同位相の第１電流検出信号Ｓｉ１である電流測定用検出信号Ｓｉ３も、交流電圧Ｖに対して正しい位相状態となっている（つまり、算出される位相差θは基準位相範囲（±θｒｅｆ）内に含まれる状態となっている）。したがって、位相判定部２３は、正しい位相状態にあると判別して、判定信号Ｓｂの出力は行わない。これにより、第１電流検出信号Ｓｉ１が継続して電流測定用検出信号Ｓｉ３として出力される。
【００７１】
一方、電線４に対してクランプ部５が誤った向きでクランプされているときには、電流検出部１１から出力されている電流検出信号Ｓｉは、交流電圧Ｖに対して誤った位相状態となっている。このため、この電流検出信号Ｓｉと同位相の第１電流検出信号Ｓｉ１である電流測定用検出信号Ｓｉ３も、交流電圧Ｖに対して誤った位相状態となっている（つまり、算出される位相差θは基準位相範囲（±θｒｅｆ）内に含まれない状態となっている）。したがって、位相判定部２３Ａは、誤った位相状態にあると判別して、パルス信号である判定信号Ｓｂを位相選択部２２Ａの主スイッチ３３ａに出力する。
【００７２】
これにより、主スイッチ３３ａは、切り替え動作を実行して、それまでの第１電流検出信号Ｓｉ１に代えて、反転部３２から出力されている第２電流検出信号Ｓｉ２（電流検出信号Ｓｉに対して位相が反転している信号）を電流測定用検出信号Ｓｉ３として出力する。ここで、この第２電流検出信号Ｓｉ２は、誤った向きで電線４にクランプされたクランプ部５の電流検出部１１から出力されている電流検出信号Ｓｉ（つまり、正しい向きでクランプされたときとは位相が反転している電流検出信号Ｓｉ）を反転した信号である。これにより、第２電流検出信号Ｓｉ２は、交流電圧Ｖに対して正しい位相状態となっている。
【００７３】
このため、第２電流検出信号Ｓｉ２である電流測定用検出信号Ｓｉ３も、交流電圧Ｖに対して正しい位相状態となっている（つまり、算出される位相差θは基準位相範囲（±θｒｅｆ）内に含まれる状態となっている）。したがって、位相判定部２３Ａは、正しい位相状態にあると判別して、判定信号Ｓｂの出力は行わない。これにより、第２電流検出信号Ｓｉ２が継続して電流測定用検出信号Ｓｉ３として出力される。
【００７４】
このようにして、本例のクランプ式センサ２Ａもまた、電線４に対してクランプ部５が正しい向きでクランプされているいないの如何に拘わらず、第１電流検出信号Ｓｉ１および第２電流検出信号Ｓｉ２のうちの交流電圧Ｖに対して正しい位相状態となっている信号を電流測定用検出信号Ｓｉ３として最終的に出力することが可能になっている。
【００７５】
これにより、本体ユニット３の処理部６１は、この電流測定用検出信号Ｓｉ３を用いて、電線４に対してクランプ部５が正しい向きでクランプされている状態において測定される交流電圧Ｖの電圧値、電流Ｉの電流値および電力Ｗの電力値と同じ値の交流電圧Ｖの電圧値、電流Ｉの電流値および電力Ｗの電力値を測定（算出）し、これらを表示部６２に表示させる。
【００７６】
したがって、このクランプ式センサ２Ａ、およびこのクランプ式センサ２Ａを備えた測定装置１Ａによれば、電線４に対してクランプ部５が正しい向きでクランプされているいないの如何に拘わらず、電線４に対してクランプ部５が正しい向きでクランプされているときと同じ交流電圧Ｖの電圧値、同じ電流Ｉの電流値および同じ電力Ｗの電力値を測定することができるため、電線４に対してクランプ式センサ２Ａのクランプ部５をクランプし直す作業を不要にすることができる。
【００７７】
また、上記のクランプ式センサ２，２Ａでは、交流電圧Ｖを検出して（本例では金属非接触の状態で検出して）この交流電圧Ｖと同位相の電圧検出信号Ｓｄを出力する電圧検出部２４を備えているため、位相判定部２３はこの電圧検出信号Ｓｄに基づいて電流測定用検出信号Ｓｉ３の位相差θを検出すると共にこの位相差θに基づいて判定信号Ｓｂを出力することが可能になっている。したがって、このクランプ式センサ２，２Ａによれば、クランプ式センサ２，２Ａ単体で、交流電圧Ｖに対して正しい位相状態となっている信号を電流測定用検出信号Ｓｉ３として最終的に出力することができる。
【００７８】
また、上記のクランプ式センサ２，２Ａでは、電線４に流れる電流Ｉの電流値を測定するための電流測定用検出信号Ｓｉ３だけを外部に出力する構成を採用しているが、背景技術で述べた特許文献１に開示されている測定装置（測定対象電線についての電流値と共に、非接触でその電圧値および電力値を測定する測定装置）で使用されているクランプ式センサにおいても、測定対象電線に対してクランプ部が正しい向きでクランプされているいないの如何に拘わらず、測定対象電線に流れる電流の電流値を測定するための電流測定用検出信号を測定対象電線に印加されている交流電圧に対して正しい位相状態で出力可能とする構成を採用することもできる。以下、この構成を備えたクランプ式センサ２Ｂおよびこのクランプ式センサ２Ｂを備えた測定装置１Ｂについて説明するが、クランプ式センサ２，２Ａおよび測定装置１，１Ａと同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略し、相違する構成について主として説明する。また、一例として、クランプ式センサ２，２Ａのうちのクランプ式センサ２の構成を適用した例を挙げて説明する。なお、説明は省略するが、クランプ式センサ２Ａの構成を適用してもよいのは勿論である。
【００７９】
測定装置１Ｂは、図５に示すように、クランプ式センサ２Ｂおよび本体ユニット３Ｂを備え、クランプ式センサ２Ｂは、同図に示すように、クランプ部５およびセンサ本体部６Ｂを備えている。また、センサ本体部６Ｂは、ケース２１と、電流センサ部ＩＳの一部を構成する位相選択部２２および位相判定部２３と、電圧センサ部ＶＳの一部を構成する電圧検出部４１と、表示部２５とを備えている。この測定装置１Ｂは、上記の測定装置１，１Ａとは異なり、電圧センサ７を使用することなく、電線４に印加されている交流電圧Ｖを測定することが可能になっている。
【００８０】
この場合、電圧検出部４１は、特許文献１に開示されている測定装置を構成するクランプ式センサにおける電圧検出部（符号３２が付された構成要素）と同じ構成要素（図示はしないが、電流電圧変換回路、積分回路、駆動回路およびフォトカプラ）を備えている。この電圧検出部４１は、本体ユニット３Ｂの後述するＤＣ／ＤＣコンバータ６６から出力される電圧（一例として、絶対値が同じで極性が異なる２つの電圧Ｖｆ＋，Ｖｆ−）であって、本体ユニット３Ｂの後述する電圧生成部６３から出力される電圧Ｖ４（クランプ式センサ２Ｂのケース２１に印加される印加電圧）を基準電圧Ｇとするフローティング電圧Ｖｆ＋，Ｖｆ−を作動用電圧として動作する。
【００８１】
また、この電圧検出部４１は、背景技術でも説明したが、クランプ状態において電線４と容量結合する検出電極１２を経由して流れる電流（電線４と検出電極１２との間の電位差Ｖｄｉに起因してこの両者を含む経路に流れる電流）の電流値に比例して振幅が変化する電圧検出信号およびこの電圧検出信号についての積分信号（電線４と検出電極１２との間の電位差Ｖｄｉに比例して振幅が変化する信号）とを生成し、この積分信号をセンサ本体部内の各回路と電気的に絶縁された状態で外部（配線を介して本体ユニット３Ｂ）に電圧測定用検出信号Ｖ３ａとして出力する。この場合、電流電圧変換回路は、図示はしないが、演算増幅器を用いて構成されて、その反転入力端子が検出電極１２に接続され、その非反転入力端子がケース２１に接続されている（つまり、非反転入力端子は上記の基準電圧Ｇに規定されている）。
【００８２】
本体ユニット３Ｂは、図５に示すように、処理部６１、表示部６２、電圧生成部６３、電圧計６４、主電源回路６５およびＤＣ／ＤＣコンバータ６６を備えている。電圧生成部６３は、クランプ式センサ２Ｂから出力される電圧測定用検出信号Ｖ３ａに基づいて、この電圧測定用検出信号Ｖ３ａの元となっている上記の電位差Ｖｄｉ（電線４と検出電極１２との間の電位差）を減少させるような電圧値の電圧Ｖ４を生成して、クランプ式センサ２Ｂのケース２１にその基準電圧Ｇとして出力する（印加する）。これにより、電圧生成部６３から出力される電圧Ｖ４の電圧値は、電線４に印加されている交流電圧Ｖの電圧値に一致させられる。電圧計６４は、電圧Ｖ４の電圧値をリアルタイムで計測して、その電圧値を示す電圧データＤｖを処理部６１に出力する。
【００８３】
主電源回路６５は、本体ユニット３Ｂの上記の各構成要素を作動させるための正電圧Ｖｄｄおよび負電圧Ｖｓｓ（本体ユニット３Ｂ内のグランドＧ１の電圧（交流電圧Ｖの基準電圧でもある）を基準として生成される絶対値が同じで、互いの極性の異なる直流電圧）を出力する。コンバータ６６は、一次側に対して二次側が電気的に絶縁された絶縁型電源として構成されて、一次側に供給される正電圧Ｖｄｄおよび負電圧Ｖｓｓに基づいて、二次側にこの二次側の基準電圧を基準とするフローティング電圧（正電圧Ｖｆ＋および負電圧Ｖｆ−）を生成する。このフローティング電圧（正電圧Ｖｆ＋および負電圧Ｖｆ−）は、電圧生成部６３から出力される電圧Ｖ４の電圧値を基準電圧としてクランプ式センサ２Ｂに供給される。
【００８４】
処理部６１は、電流測定用検出信号Ｓｉ３に基づいて電線４に流れる電流Ｉの電流値を測定すると共に、電圧データＤｖに基づいて電線４に印加されている交流電圧Ｖの電圧値を測定する。また、処理部６１は、このようにして測定した電線４についての電流値と電圧値とに基づいて、電線４を介して負荷などに供給されている電力Ｗの電力値を非接触（金属非接触の状態）で測定し、その結果を表示部６２に表示させる。
【００８５】
このように、この測定装置１Ｂでは、本体ユニット３Ｂの電圧生成部６３から出力されてクランプ式センサ２Ｂのケース２１に印加される電圧Ｖ４（クランプ式センサ２Ｂでの基準電圧Ｇ）の電圧値が、電線４に印加されている交流電圧Ｖの電圧値と一致する状態に維持される。このため、クランプ式センサ２Ｂの位相判定部２３は、測定装置１，１Ａでの電圧検出信号Ｓｄ（交流電圧Ｖと同位相の電圧）に代えて、電圧Ｖ４（クランプ式センサ２Ｂでの基準電圧Ｇ）を入力して、この電圧Ｖ４に対する電流測定用検出信号Ｓｉ３の位相差θを検出する。
【００８６】
したがって、このクランプ式センサ２Ｂもまた、クランプ式センサ２と同様にして、電線４に対してクランプ部５が正しい向きでクランプされているいないの如何に拘わらず、第１電流検出信号Ｓｉ１および第２電流検出信号Ｓｉ２のうちの交流電圧Ｖに対して正しい位相状態となっている信号を電流測定用検出信号Ｓｉ３として最終的に出力することが可能になっている。
【００８７】
したがって、このクランプ式センサ２Ｂ、およびこのクランプ式センサ２Ｂを備えた測定装置１Ｂによれば、電線４に対してクランプ部５が正しい向きでクランプされているいないの如何に拘わらず、電線４に対してクランプ部５が正しい向きでクランプされているときと同じ交流電圧Ｖの電圧値、同じ電流Ｉの電流値および同じ電力Ｗの電力値を測定することができるため、電線４に対してクランプ式センサ２のクランプ部５をクランプし直す作業を不要にすることができる。また、このクランプ式センサ２Ｂを備えた測定装置１Ｂによれば、クランプ式センサ２Ｂとは別体の電圧センサ７を用意することなく、クランプ式センサ２Ｂだけで、この電力Ｗの電力値を測定することができる。
【００８８】
なお、上記の測定装置１，１Ａ，１Ｂでは、電線４に流れている電流Ｉの電流値、電線４に印加されている交流電圧Ｖの電圧値、および電線４を介して供給されている電力Ｗの電力値のすべてを測定する構成を採用しているが、少なくとも電流Ｉの電流値を測定する構成であればよい。
【００８９】
また、上記のクランプ式センサ２，２Ａ，２Ｂでは、位相選択部２２，２２Ａが反転部３２と共に非反転部３１を備えているが、入力した電流検出信号Ｓｉをそのまま第１電流検出信号Ｓｉ１として用いることが可能であれば、非反転部３１を省く構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００９０】
１，１Ａ，１Ｂ  測定装置
２，２Ａ，２Ｂ  クランプ式センサ
３，３Ｂ  本体ユニット
４  電線
５  クランプ部
６，６Ａ，６Ｂ  センサ本体部
１１  電流検出部
１２  検出電極
２２  位相選択部
３３ｂ  副スイッチ
２３  位相判定部
２５  出力部
Ｉ  電流
ＩＳ  電流センサ部
Ｓｂ  判定信号
Ｓｉ  電流検出信号
Ｓｉ３  電流測定用検出信号
Ｖ  交流電圧
Ｗ  電力
【図１】
2017032287.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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