(57)【要約】      （修正有）【課題】異なるレンジの電流を測定し、異なるスケールと精度における電流値を表示することができる電流検出モジュール、及び電流テスター装置を提供する。【解決手段】電流検出モジュールは環状シェル１１を含み、環状シェル内には、フェライトコア１２、第１センサ素子１３および第２センサ素子１４が配置されている。第１センサ素子および第２センサ素子は、フェライトコアにより形成される磁気回路内の磁場を検知し、第１検知信号および第２検知信号をそれぞれ生成する。電流テスター装置は装置本体を含み、電流検出モジュールは装置本体に取り付けられている。装置本体は、スイッチ部、モニタモジュール、および信号処理モジュールを含む。信号処理モジュールは、第１検知信号または第２検知信号を受信し、測定値を表示するようにモニタモジュールを制御する。２つの異なる検知信号により、異なるレンジの電流を測定し、高精度の測定を実現する。【選択図】図１
0003223244.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
環状シェルと、
前記環状シェル内に設けられているフェライトコアと、
前記環状シェル内に設けられ、前記フェライトコア内の磁場を検知して第１検知信号を生成する第１センサ素子と、
前記環状シェル内に設けられ、前記フェライトコア内の前記磁場を検知して第２検知信号を生成する第２センサ素子とを備え、
前記第１センサ素子および前記第２センサ素子が異なる特性を有している
電流検出モジュール。
【請求項２】
前記第１センサ素子は２つの第１末端を有する第１巻線であり、
前記第２センサ素子は２つの第２末端を有する第２巻線であり、
前記第１巻線及び前記第２巻線は、前記フェライトコアの周囲に巻き付けられている
請求項１に記載の電流検出モジュール。
【請求項３】
収容スペース、測定端および操作インタフェースを有する装置本体を備えた電流テスター装置であって、
前記装置本体は、
前記操作インタフェースに設けられ、２つの入力端および１つの出力端を有するスイッチ部と、
前記操作インタフェースに設けられているモニタモジュールと、
前記装置本体の前記収容スペース内に設けられている信号処理モジュールとを備え、
前記電流テスター装置は前記装置本体の前記測定端に設けられている請求項１の前記電流検出モジュールを備え、
前記電流検出モジュールは、
前記環状シェル内に設けられて入力端と出力端とを有する信号伝送処理ユニットをさらに備え、
前記信号伝送処理ユニットの前記入力端は、前記第１センサ素子及び前記第２センサ素子に電気的に接続されており、当該信号伝送処理ユニットの前記出力端は、前記装置本体の前記収容スペース内に延在し、
前記スイッチ部の前記２つの入力端は、前記第１検知信号および前記第２検知信号を受信するように、前記信号伝送処理ユニットの前記出力端に接続され、前記スイッチ部は、当該スイッチ部の前記２つの入力端のうちの一方と、前記スイッチ部の前記出力端とを導通させてオリジナル検知信号を出力し、
前記信号処理モジュールは、前記スイッチ部の前記出力端に電気的に接続されており、前記オリジナル検知信号を受信し、前記スイッチ部の切り替え状態を検出して、それに応じて試験値を表示するように前記モニタモジュールを制御する電流テスター装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、電流検出モジュールおよび電流テスター装置に関し、特に複数の検出レンジを有する、電流検出モジュールおよび電流テスター装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電流検出モジュールまたは電流測定デバイスは様々な分野で広く使用されている。電流検出モジュールは磁場センサを含み、磁場センサは、電流により生成される磁場を検知し、電流値に応じた検知信号を出力する。出力された検知信号はさらに、電流値の算出処理に用いられる。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら磁場センサによる電流の検出及び測定は所定の範囲に限られるため、その精度が限定される。電流値が電流検出モジュールまたは電流測定デバイスの仕様を超える場合、そのデバイスは使用に適さないので、ユーザは他のデバイスを探さなくてはならない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本考案の電流検出モジュールは、環状シェル、フェライトコア、第１センサ素子、および第２センサ素子を備えている。フェライトコア、第１センサ素子、および第２センサ素子は、環状シェル内に設けられている。第１センサ素子および第２センサ素子は、フェライトコアを貫通する磁場を検知し、第１検知信号および第２検知信号を生成する。
【０００５】
環状シェルは検知領域の周囲を囲むようになっているので、検知領域を貫通するように電流を流すことができる。この電流によって、フェライトコアにより設定される磁気回路を貫通する磁場が形成される。第１センサ素子および第２センサ素子はそれぞれ独立して磁場を検知し、検知信号を生成する。第１センサ素子及び第２センサ素子の特性は異なっている。すなわち、各センサ素子は異なる範囲の磁場にそれぞれ反応し、各センサ素子が生成した検知信号は、検知領域を通過する異なるレンジの電流にそれぞれ対応することができる。その結果、適切な検知信号を選択して、さらなる送信や処理をすることにより、ユーザは他の電流検出モジュールやテスター装置を探さなくてもよくなり、従来の電流テスター装置または電流検出モジュールが有している課題を解決することができる。
【０００６】
本考案はまた、電流検出モジュールと装置本体とを含む電流テスター装置を提供する。装置本体は、収容スペース、測定端、および操作インタフェースを有している。電流検出モジュールはこの装置本体の測定端に設けられている。電流検出モジュールはさらに、信号伝送処理ユニットを有している。信号伝送処理ユニットは、環状シェル内に設けられており、入力端および出力端を有している。信号伝送処理ユニットの入力端は第１センサ素子および第２センサ素子に電気的に接続されており、出力端は装置本体の収容スペースに延在している。装置本体はさらに、スイッチ部およびモニタモジュールを有している。スイッチ部は、２つの入力端および１つの出力端を有しており、２つの入力端は第１検知信号及び第２検知信号を受信するために、信号伝送処理ユニットの出力端に接続されている。スイッチ部は、スイッチ部の２つの入力端のうち一方と、スイッチ部の出力端とを導通させ、出力端からオリジナル検知信号を出力する。
【０００７】
信号処理モジュールは、スイッチ部の出力端と、モニタモジュールとに電気的に接続されている。信号処理モジュールは、オリジナル検知信号をスイッチ部から受信し、オリジナル検知信号に応じた電流値と、スイッチ部の切り替え状態とを表示するようにモニタモジュールを制御する。
【考案の効果】
【０００８】
スイッチ部の操作により、ユーザは、信号処理モジュールが受信したオリジナル検知信号を、第１検知信号と第２検知信号との間で切り替えることができる。信号処理モジュールはそして、受信した検知信号に応じた電流値を算出し、算出した電流値をモニタモジュールに表示させる。すなわち、スイッチ部の操作により、電流テスター装置は、異なるレンジの電流を測定するために使用することができ、また異なるスケールと精度の電流値を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本考案の第1実施形態の電流検出モジュールの分解組立図。
【図２】本考案の第２実施形態の電流検出モジュールの平面図。
【図３】本考案の第３実施形態の電流検出モジュールの断面図。
【図４】本考案の第４実施形態の電流検出モジュールの斜視図。
【図５】本考案の第５実施形態の電流テスター装置の一部を断面で示した部分断面図。
【図６】本考案の電流テスター装置の一部を示す斜視図。
【図７】本考案の電流テスター装置の一部を示す他の平面図。
【図８】本考案の電流テスター装置のブロック図。
【図９】本考案の電流テスター装置の平面図。
【考案を実施するための形態】
【００１０】
本考案は、図１に示すように、電流検出モジュール１０を提供するものであり、電流検出モジュール１０は、環状シェル１１、フェライトコア１２、第１センサ素子１３、および第２センサ素子１４を含んでいる。フェライトコア１２、第１センサ素子１３および第２センサ素子１４は、環状シェル１１内に設けられている。第１センサ素子１３及び第２センサ素子１４は、フェライトコア１２を貫通する磁場を検知する。これにより、第１センサ素子１３が第１検知信号を生成し、第２センサ素子１４が第２検知信号を生成する。
【００１１】
環状シェル１１の中央には、検知領域１００が形成されている。検知領域１００には、通電可能なワイヤやケーブルが貫通可能であり、第１および第２センサ素子１３、１４が、フェライトコア１２を貫通する磁場を検知して被測定電流の絶対値に比例する検知信号をそれぞれ生成する。
【００１２】
本考案の第１実施形態において、第１センサ素子１３および第２センサ素子１４は、異なる仕様のホール効果センサであり、第１センサ素子１３および第２センサ素子１４は、それぞれ異なる範囲の磁場を検知するように設計されている。例えば、第１センサ素子１３は、０ガウス（Ｇ）から１００Ｇの間の磁場を検知することができ、磁場の値に比例して０ボルト（Ｖ）から４０ｍＶ間の第１検知信号を出力する。第２センサ素子１４は、０Ｇから１０００Ｇ間の磁場を検知することができ、磁場の値に比例して０Ｖから４０ｍＶ間の第２検知信号を出力する。
【００１３】
さらに、検知信号と検知された磁場との間の割合、およびフェライトコア１２の状態に応じて、第１センサ素子１３により生成される第１検知信号は、検知領域１００を貫通する０Ａから４０Ａ間の被測定電流を０．０１Ａの精度で測定するために使用される。第２センサ素子１４により生成される第２検知信号は、０Ａから４００Ａ間の被測定電流を０.１Ａの精度で測定するために使用される。そのため、被測定電流が１００Ａあたりであると分かっている場合、被測定電流の出力信号として第２検知信号を選択するとよい。被測定電流が１０Ａあたりと分かっている場合、またはより高い精度が要求される場合、被測定電流として第１検知信号を出力する。したがって、ユーザは、試験環境や要件に応じた出力信号として、第１検知信号または第２検知信号を選択することができる。
【００１４】
図２に示すように本考案の第２実施形態では、第１センサ素子１３は、２つの第１末端１３１を有する第１巻線１３であり、第２センサ素子１４は、２つの第２末端１４１を有する第２巻線１４である。第１巻線１３および第２巻線１４は、共にフェライトコア１２の周りに巻き付けられており、第１巻線１３と第２巻線１４とでは、巻き数が異なっている。
【００１５】
第１巻線１３および第２巻線１４といったセンサ素子を有する電流検出モジュール１０は、交流（ＡＣ）を検出するために使用される。第１巻線１３および第２巻線１４は、被測定電流により引き起こされる交流の第１の検知信号および第２の検知信号を生成する。巻き数が異なるので、第１検知信号と第２検知信号の値は、被測定電流が同じであっても異なる比率となり、その精度が異なる。より具体的には、巻き数のより少ない第１巻線１３は、被測定電流に応じてより大きな電流で低精度な検知信号を生成し、巻き数が第１巻線１３より多い第２巻線は、被測定電流に応じて、第１巻線１３が生成する検知信号よりも小さな電流だが高精度な検知信号を生成する。
【００１６】
図３に示すように、第３実施形態において、第１巻線１３はフェライトコア１２の周囲に巻き付けられており、第２巻線１４は第１巻線１３の周囲で第１巻線１３の外側に巻き付けられている。さらに第１巻線１３と第２巻線１４との間には、確実に絶縁させるために、絶縁層１５が配置されている。
【００１７】
本実施形態では、図３に示すように、電流検出モジュール１０はさらに、金属環状シェル１６を含んでいる。金属環状シェル１６は、環状シェル１１内に設けられており、第１巻線１３および第２巻線１４に加えてフェライトコア１２も覆っている。金属環状シェル１６は、外来ノイズ信号から第１巻線１３および第２巻線１４を隔離している。
【００１８】
図１に示すように、電流検出モジュール１０の環状シェル１１は、第１の収容スペース１１１０を伴う第１のハーフシェル１１１および第２の収容スペース１１２０を伴う第２のハーフシェル１１２を含む。第１のハーフシェル１１１は、第１回動端１１１１および第１接続端１１１２を有しており、第２のハーフシェル１１２は、第２回動端１１２１および第２接続端１１２２を有している。第２回動端１１２１は、第１回動端１１１１に対して回動可能に接続されている。フェライトコア１２は、第１の収容スペース１１１０内に設けられている第１の半円状のコア１２１と、第２の収容スペース１１２０内に設けられている第２の半円状のコア１２２とを有している。第１のハーフシェル１１１と第２のハーフシェル１１２が閉じられているとき、第１のハーフシェル１１１の第１接続端１１１２が第２接続端１１２２に接触することにより、第１のハーフシェル内の第１の半円状のコア１２１および第２のハーフシェル内の第２の半円状のコア１２２が磁気回路を形成する。磁気回路は、検知領域１００の中央を貫通する被測定電流により生成される磁束の範囲を定めている。
【００１９】
センサ素子がホール効果センサである第１実施形態において、第１センサ素子１３及び第２センサ素子１４は第１の収容スペース１１１０内に配置されている。より具体的には、第１センサ素子１３及び第２センサ素子１４は、第１の半円状のコア１２１の２つの相対する端部の一方に配置されている。具体的には、センサ素子１３、１４は、第１の半円状のコア１２１の端部と第２の半円状のコア１２２の端部との間に位置するように、第１回動端１１１１または第１接続端１１１２の近くに配置されている。つまり、第１センサ素子１３および第２センサ素子１４は、磁気回路内の磁束を検知するためにフェライトコア１２が形成する磁気回路内に配置される。
【００２０】
また、電流検出モジュール１０は、図１に示すように、２つの第１センサ素子１３と２つのセンサ素子１４を含むこともできる。この場合、電流検出モジュール１０は、１つの第１センサ素子１３と１つの第２センサ素子１４とからなる組を、２セット有している。第１センサ素子１３および第２センサ素子１４の組の一方は、第１の収容スペース内の第１回動端１１１１の近くに配置され、第１センサ素子１３および第２センサ素子１４の他方の組は、第１の収容スペース１１１０内の第１接続端１１１２の近くに配置される。２つの第１センサ素子１３は共通して第１検知信号を出力し、２つの第２センサ素子１４は共通して第２検知信号を出力する。２つの第１センサ素子及び２つの第２センサ素子の配置により、より正確な第１検知信号および第２検知信号が得られる。
【００２１】
図２および図３に示すように、センサ素子が第１巻線１３と第２巻線１４である第２実施形態において、第１巻線１３は第１の部分１３２および第２の部分１３３を有している。第１巻線１３の第１の部分１３２は第１の半円状のコア１２１の周りに巻き付けられており、第１巻線１３の第２の部分１３３は第２の半円状のコア１２２の周りに巻き付けられている。第２巻線１４も第１の部分１４２および第２の部分１４３を有している。第２巻線１４の第１の部分１４２は第１の半円状のコア１２１の周りに巻き付けられており、第２巻線１４の第２の部分１４３は第２の半円状のコア１２２の周りに巻き付けられている。第１巻線１３の第１の部分１３２および第２の部分１３３は、同じ極に電気的に接続されており、第２巻線１４の第１の部分１４２および第２の部分１４３も同様である。各半円状のコアに２つの巻線のそれぞれの部分を配置することにより、検知信号は検知領域１００内における被測定電流の厳密な位置とは無関係になるので、安定性が向上する。
【００２２】
図２に示すように、第１巻線１３の第１の部分１３２と第２巻線１４の第１の部分１４２とは、第１の半円状のコア１２１に対して別々に巻き付けられている。また第１巻線１３の第２の部分１３３と第２巻線１４の第２の部分１４３とは、第２の半円状のコア１２２に対して別々に巻き付けられている。
【００２３】
図３に示すように、第３実施形態において、第１巻線１３の第１の部分１３２と第２巻線１４の第１の部分１４２とは、第１の半円状のコア１２１の同じ位置に巻き付けられている。第１巻線１３の第１の部分１３２は第１の半円状のコア１２１に直接巻き付けられており、第２巻線１４の第１の部分１４２は第１巻線１３の第１の部分１３２の外周に巻き付けられている。これと同様に、第１巻線１３の第２の部分１３３と第２巻線１４の第２の部分１４３とは、第２の半円状のコア１２２の同じ位置に巻き付けられている。第１巻線１３の第２の部分１３３は第２の半円状のコア１２２に直接巻き付けられており、第２巻線１４の第２の部分１４３は第１巻線１３の第１の部分１３２の外周に巻き付けられている。
【００２４】
図４に示すように、第１センサ素子および第２センサ素子がホール効果センサである第４実施形態において、電流検出モジュール１０はさらに、信号伝送処理ユニット１７と、２つの信号出力ポート１８とを含む。信号伝送処理ユニット１７は、入力端１７１と出力端１７２とを有している。第１センサ素子および第２センサ素子は信号伝送処理ユニット１７の入力端１７１に電気的に接続されている。信号出力ポート１８は、信号伝送処理ユニット１７の出力端１７２に電気的に接続されている。信号出力ポート１８は、信号伝送処理ユニット１７を介して第１センサ素子および第２センサ素子に接続されている。信号伝送処理ユニット１７は、第１検知信号及び第２検知信号を受信し、信号出力ポート１８に第１検知信号および第２検知信号を出力する前に、第１検知信号および第２検知信号を増幅および安定化させる。信号出力ポート１８から出力される第１検知信号及び第２検知信号は、電流の測定に使用することができる。
【００２５】
本考案の第５実施形態では、図５および図６に示すように、電流テスター装置は、電流検出モジュール１０と、装置本体２０とを備えている。装置本体２０はさらに、収容スペース、測定端２０１、及び操作インタフェース２０２を有している。装置本体２０はさらにスイッチ部２１およびモニタモジュール２２を有しており、スイッチ部２１およびモニタモジュール２２は操作インタフェース２０２に配置されている。電流検出モジュール１０は、装置本体２０の測定端２０１に設けられ、装置本体２０に取り付けられている。電流検出モジュール１０の環状シェル１１は、電流テスター装置の全体的な外観と、装置本体２０との組み立て構造にしたがって設計されている。信号伝送処理ユニット１７は、環状シェル１１内に設けられており、入力端１７１及び出力端１７２を有している。図７を共に参照すると、第１センサ素子１３および第２センサ素子１４は、信号伝送処理ユニット１７の入力端１７１に電気的に接続されている。また、信号伝送処理ユニット１７の出力端１７２は、環状シェル１１を介して装置本体２０の収容スペース内に延在している。
【００２６】
一方、第１センサ素子１３及び第２センサ素子１４がそれぞれ巻線である実施形態においては、第１センサ素子１３の２つの第１末端１３１と、第２センサ素子１４の２つの第２末端１４１とは、さらなる伝送のために、環状シェル１１を通って装置本体２０の収容スペース内に延在している。
【００２７】
図５および図８に示すように、装置本体２０はさらに、装置本体２０の収容スペース内に設けられた信号処理モジュール２３を含む。スイッチ部２１は２つの入力端と、１つの出力端とを有している。スイッチ部２１の２つの入力端は、第１検知信号および第２検知信号を受信するために、信号伝送処理ユニット１７の出力端１７２に電気的に接続されている。スイッチ部２１は、切り替え状態に応じてその２つの入力端のうちの一方と、スイッチ部２１の出力端とを接続し、その出力端からオリジナル検知信号を出力する。すなわち、オリジナル検知信号は、第１検知信号と、第２検知信号とのいずれかである。信号処理モジュール２３は、スイッチ部２１の出力端と、モニタモジュール２２とに電気的に接続されている。信号処理モジュール２３は、スイッチ部からオリジナル検知信号を受信し、スイッチ部の切り替え状態を検出することにより、オリジナル検知信号が第１検知信号と第２検知信号とのいずれであるかを決定する。これに応じて信号処理モジュール２３は、オリジナル検知信号を適切に処理し、被測定電流の測定値を表示するようにモニタモジュール２２を制御する。
【００２８】
例えば、スイッチ部２１が第１の状態である場合、スイッチ部２１は、第１センサ素子１３および信号処理モジュール２３を導通させ、信号処理モジュール２３に第１検知信号を出力する。スイッチ部２１が第２の状態である場合、スイッチ部２１は、第２センサ素子１４および信号処理モジュール２３を導通させて、信号処理モジュール２３に第２検知信号を出力する。
【００２９】
図９に示すように、ユーザは、スイッチ部２１を第１の状態と第２の状態との間で切り替えるように操作することができる。この切り替え操作によって、信号処理モジュール２３により受信されるオリジナル検知信号が制御される。スイッチ部２１は、機械式スイッチまたは電気スイッチであってもよい。電流テスター装置は、電流測定機能を提供し、かつ測定値を直接表示することができる。第１検知信号および第２検知信号は、異なるレンジの電流を測定するために使用することができる。スイッチ部２１を切り替えることにより、電流テスター装置は、異なるスケールの電流を測定し異なる精度で提供するために、使用することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１０：電流検出モジュール、１１：環状シェル、１２：フェライトコア、１３：第１センサ素子、１４：第２センサ素子、２０：装置本体。
【図１】
0003223244.tif 000003
【図２】
0003223244.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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【図７】
0003223244.tif 000009
【図８】
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【図９】
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