(57)【要約】  本発明に係るマルチクランプ計測装置は導体周辺の第１及び第２磁気場の各々を出力するように構成される第１及び第２鉄心を含むマルチクランプ、及び第１及び第２磁気場に基づいて導体周辺の雑音磁気場を除去して導体を通じて流れる電流を検出するように構成される電流計測制御器を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体周辺の第１及び第２磁気場の各々を検出するように構成される第１及び第２鉄心を含むマルチクランプと、
前記第１及び第２磁気場に基づいて前記導体周辺の雑音磁気場を除去して前記導体を通じて流れる電流を検出するように構成される電流計測制御器と、を含むことを特徴とするマルチクランプ計測装置。
【請求項２】
前記第１及び第２磁気場の各々は、前記導体を通じて流れる前記電流による電流磁気場の成分及び前記雑音磁気場の成分を含むことを特徴とする請求項１に記載のマルチクランプ計測装置。
【請求項３】
前記第１鉄心は、前記第１磁気場を測定する第１磁気センサーを含み、
前記第２鉄心は、前記第２磁気場を測定する第２磁気センサーを含むことを特徴とする請求項２に記載のマルチクランプ計測装置。
【請求項４】
前記第１及び第２磁気センサーは、前記導体を中心に互いに１８０度の幾何学的な位置の差を有することを特徴とする請求項３に記載のマルチクランプ計測装置。
【請求項５】
前記第１磁気場の大きさは、前記電流磁気場の大きさ及び前記雑音磁気場の大きさの合計であり、前記第２磁気場の大きさは、前記電流磁気場の大きさ及び前記雑音磁気場の大きさの差であることを特徴とする請求項４に記載のマルチクランプ計測装置。
【請求項６】
前記第１及び第２磁気センサーは、前記導体を中心に互いに異なる位置に配置され、
前記電流計測制御器は、前記第１及び第２磁気場に対するベクトル演算を遂行することによって、前記雑音磁気場を除去して、前記電流を検出するように構成されることを特徴とする請求項３に記載のマルチクランプ計測装置。
【請求項７】
前記雑音磁気場は、自然状態で存在する磁気場、他の導体によって発生する磁気場、又は他の機器に発生する磁気場の中で少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載のマルチクランプ計測装置。
【請求項８】
前記第１及び第２鉄心の各々は、前記導体に沿って所定の間隔ぐらい離隔されて隣接するように配置されることを特徴とする請求項１に記載のマルチクランプ計測装置。
【請求項９】
前記第１及び第２鉄心は、１つのケースに埋め込まれることを特徴とする請求項１に記載のマルチクランプ計測装置。
【請求項１０】
導体周辺の複数の磁気場の各々を検出するように構成される複数の鉄心を含むマルチクランプと、
前記複数の磁気場に基づいて前記導体周辺の雑音磁気場を除去して前記導体を通じて流れる電流を検出するように構成される電流計測制御器と、を含むことを特徴とするマルチクランプ計測装置。
【請求項１１】
前記複数の磁気場の各々は、前記導体を通じて流れる前記電流による電流磁気場の成分及び前記雑音磁気場の成分を含むことを特徴とする請求項１０に記載のマルチクランプ計測装置。
【請求項１２】
導体周辺の第１磁気場を測定するように構成される第１電流計測装置と、
前記第１電流計測装置と所定の距離ぐらい離隔されて前記導体周辺の第２磁気場を測定するように構成される第２電流計測装置と、
前記第１及び第２磁気場に基づいて前記導体周辺の雑音磁気場を除去して前記導体を通じて流れる電流を検出するように構成される電流計測制御器と、を含むことを特徴とする電流計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電流計測装置に係り、さらに詳細にはマルチクランプ計測装置及び電流計測システムに係る。
【背景技術】
【０００２】
電気計測装置は電気素子又は電気機器の多様な特性（例えば、電圧、電流、抵抗等）を測定する計測装置である。一般的に、電気素子又は電気機器に計測装置を直接付着することによって、電気素子又は電気機器の多様な特性が検出される。
【０００３】
一例として、電気素子又は電気機器に提供される電流を測定するために、電気素子又は電気機器に電流を提供する電線（又は導体）を切断した後に、切断された電線に計測装置を連結することによって、電流が測定される。このような導線を切断する問題点を解決するために、電線に流れる電流による磁気場（又は磁界）を測定するクランプ形計測装置が使用されている。
【０００４】
しかし、このようなクランプ形計測装置は電線の電流を直接的に測定するのではなく、導線周辺の磁気場に基づいて電流を推定するので、外部要因による磁気場の影響を多く受け、したがって、電流測定の正確度が減少する問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上述された技術的課題を解決するためのものであって、本発明の目的は向上された信頼性及び減少された費用を有するマルチクランプ計測装置及び電流計測システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態に係るマルチクランプ計測装置は、導体周辺の第１及び第２磁気場の各々を検出するように構成される第１及び第２鉄心を含むマルチクランプ、及び前記第１及び第２磁気場に基づいて前記導体周辺の雑音磁気場を除去して前記導体を通じて流れる電流を検出するように構成される電流計測制御器を含むことを特徴とする。
【０００７】
実施形態において、前記第１及び第２磁気場の各々は前記導体を通じて流れる前記電流による電流磁気場の成分及び前記雑音磁気場の成分を含む。
【０００８】
実施形態において、前記第１鉄心は前記第１磁気場を測定する第１磁気センサーを含み、前記第２鉄心は前記第２磁気場を測定する第２磁気センサーを含む。
【０００９】
実施形態において、前記第１及び第２磁気センサーは前記導体を中心に互いに１８０度の幾何学的な位置の差を有する。
【００１０】
実施形態において、前記第１磁気場の大きさは前記電流磁気場の大きさ及び前記雑音磁気場の大きさの合計であり、前記第２磁気場の大きさは前記電流磁気場の大きさ及び前記雑音磁気場の大きさの差である。
【００１１】
実施形態において、前記第１及び第２磁気センサーは前記導体を中心に互いに異なる位置に配置され、前記電流計測制御器は前記第１及び第２磁気場に対するベクトル演算を遂行することによって、前記雑音磁気場を除去して、前記電流を検出するように構成される。
【００１２】
実施形態において、前記雑音磁気場は自然状態で存在する磁気場、他の導体によって発生する磁気場、又は他の機器に発生する磁気場の中で少なくとも１つを含む。
【００１３】
実施形態において、前記第１及び第２鉄心の各々は前記導体に沿って所定の間隔ぐらい離隔されて隣接するように配置される。
【００１４】
実施形態において、前記第１及び第２鉄心は１つのケースに埋め込まれる。
【００１５】
本発明に係るマルチクランプ計測装置は導体周辺の複数の磁気場の各々を検出するように構成される複数の鉄心を含むマルチクランプ、及び前記複数の磁気場に基づいて前記導体周辺の雑音磁気場を除去して前記導体を通じて流れる電流を検出するように構成される電流計測制御器を含む。
【００１６】
実施形態において、前記複数の磁気場の各々は前記導体を通じて流れる前記電流による電流磁気場の成分及び前記雑音磁気場の成分を含む。
【００１７】
本発明の実施形態に係る電流計測システムは導体周辺の第１磁気場を測定するように構成される第１電流計測装置、前記第１電流計測装置と所定の距離ぐらい離隔されて前記導体周辺の第２磁気場を測定するように構成される第２電流計測装置、及び前記第１及び第２磁気場に基づいて前記導体周辺の雑音磁気場を除去して前記導体通じて流れる電流を検出するように構成される電流計測制御器を含む。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、別の遮蔽装置無しで、導体に流れる微細電流を正確に測定することができる。本発明に係るマルチクランプ計測装置を電動機、発電機等のような多様な電気機器の多様なテストに使用することによって、テスト結果の信頼性が向上されることができる。したがって、向上された信頼性及び減少された費用を有するマルチクランプ計測装置及び電流計測システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係るマルチクランプ計測装置を示す図面である。
【図２】図１のマルチクランプを詳細に示す図面である。
【図３】図１のマルチクランプを詳細に示す図面である。
【図４】本発明の他の実施形態に係るマルチクランプを説明するための図面である。
【図５】本発明の実施形態に係るマルチクランプの構成を例示的に示す図面である。
【図６】本発明の実施形態に係るマルチクランプの構成を例示的に示す図面である。
【図７】本発明の実施形態に係るマルチクランプの構成を例示的に示す図面である。
【図８】本発明に係るマルチクランプ計測装置を例示的に示すブロック図である。
【図９】本発明の実施形態に係る電流測定システムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施のための最善の形態を示す図面は図１である。
【００２１】
以下で、本発明の技術分野で通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できる程度に、本発明の実施形態が明確であり、詳細に記載される。
【００２２】
図１は本発明の実施形態に係るマルチクランプ計測装置を示す図面である。図１を参照すれば、マルチクランプ計測装置１００はマルチクランプ１１０及び電流計測制御器１２０を含む。
【００２３】
マルチクランプ１１０は導体ＭＬの外部に結合されて導体ＭＬに流れる電流による磁気場Ｂｉを検出するように構成されることができる。例えば、図１に図示されたように、導体ＭＬに沿って電流Ｉが流れる場合、導体ＭＬの周辺で、電流Ｉによる磁気場Ｂｉが発生することができる。マルチクランプ１１０は導体ＭＬの周辺を囲む構造（例えば、クランプ形態の構造）を有することができる。
【００２４】
マルチクランプ１１０に含まれた鉄心は導体ＭＬの周辺で発生されるか、又は存在する磁気場の大きさを感知することができる。例示的に、磁気場を容易に検出するために鉄心は透磁率が高い物質で構成されることができる。例示的に、磁気場はホールセンサーのような別の磁気場センサーを通じて検出されることができる。又は磁気場は鉄心に巻かれた巻線を通じて磁気誘導現象を利用して検出されることができる。以下で、説明を簡易にするために、導体ＭＬに流れる電流Ｉによって発生された磁気場は電流磁気場（ｃｕｒｒｅｎｔ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｆｉｅｌｄ）と称する。
【００２５】
電流計測制御器１２０はマルチクランプ１１０から検出された電流磁気場Ｂｉの大きさに基づいて導体ＭＬに流れる電流Ｉの大きさを検出することができる。例えば、理想的な場合、磁気場Ｂｉの大きさは電流Ｉの大きさに比例し、導体ＭＬからの距離に反比例する。即ち、導体ＭＬ周辺の磁気場の大きさが検出された場合、電流計測制御器１２０は導体ＭＬからの距離を基盤の電流Ｉの大きさを検出することができる。
【００２６】
例示的に、導体ＭＬ周辺で意図されない磁気場Ｂｎが発生することができる。意図されない磁気場Ｂｎは導体ＭＬに流れる電流Ｉによる磁気場ではない、自然状態で存在する磁気場、他の導体によって発生する磁気場、又は周辺の他の要因に発生する磁気場を含むことができる。以下で、このような意図されない磁気場Ｂｎは雑音磁気場（ｎｏｉｓｅ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｆｉｅｌｄ）と称する。このような雑音磁気場Ｂｎは電流Ｉによる磁気場と合成されることができ、マルチクランプ１１０は合成された磁気場を検出することができる。この場合、雑音磁気場Ｂｎによって、導体ＭＬに流れる電流Ｉの大きさが正確に検出されないことがあり得る。
【００２７】
例示的に、導体ＭＬを通じて大きい電流Ｉ（例えば、数十乃至数百ｍＡ又は数乃至数十Ａ等）が流れる場合、電流磁気場Ｂｉの大きさが雑音磁気場Ｂｎより非常に大きいので、雑音磁気場Ｂｎによる測定電流大きさの誤差が無視されることができる。しかし、導体ＭＬに流れる電流の大きさが小さい場合、（即ち、微細電流が導体ＭＬに流れる場合）電流磁気場Ｂｉの大きさが雑音磁気場Ｂｎの大きさより小さいか、又は電流Ｉによる磁気場Ｂｉの大きさと比較して雑音磁気場Ｂｎの大きさが無視できない程度に大きい。この場合、導体ＭＬに流れる電流Ｉの正確な大きさが測定されることができない。
【００２８】
従来の電流計測装置は微細電流測定のために上述された雑音磁気場Ｂｎを遮断するための別の遮蔽装置を含む。このような遮蔽装置は導体ＭＬに付着しにくいだけでなく、計測装置の費用を増加させる問題点を有する。
【００２９】
本発明に係るマルチクランプ計測装置１００は別の遮蔽装置無しで導体ＭＬに流れる微細電流Ｉを正確に測定することができる。例えば、マルチクランプ１１０は第１及び第２鉄心１１１、１１２を含む。第１及び第２鉄心１１１、１１２は導体ＭＬ周辺の磁気場を検出するように構成されることができる。この時、第１及び第２鉄心１１１、１１２を通じて検出された第１及び第２磁気場Ｂ１、Ｂ２の各々は電流磁気場Ｂｉ及び雑音磁気場Ｂｎを含むことができる。例示的に、第１磁気場Ｂ１に含まれた電流磁気場Ｂｉの成分は第２磁気場Ｂ２に含まれた電流磁気場Ｂｉと互いに異なる方向性を有することができる。電流計測制御器１２０は第１及び第２磁気場Ｂ１、Ｂ２に基づいて雑音磁気場Ｂｎが除去し、電流磁気場Ｂｉに対する成分のみを検出することができる。マルチクランプ１１０の構成及び磁気場の検出方式は以下の図面を参照してさらに詳細に説明される。
【００３０】
上述されたように、本発明に係るマルチクランプ計測装置１００は少なくとも２つの鉄心（例えば、１１１、１１２）を通じて導体ＭＬ周辺の磁気場を検出し、検出された磁気場に基づいて雑音磁気場Ｂｎに対する成分を除去することによって、電流磁気場Ｂｉ成分を正確に検出することができる。したがって、本発明に係るマルチクランプ計測装置１００は別の遮蔽装置無しで導体ＭＬに流れる微細電流Ｉを正確に測定することができる。
【００３１】
図２及び図３は図１のマルチクランプを詳細に示す図面である。図面の簡易化のために、マルチクランプ１１０に含まれた第１及び第２鉄心１１１、１１２は概略的に図示される。しかし、本発明に係るマルチクランプ１１０又は第１及び第２鉄心１１１、１１２の構成が図２及び図３に図示された構成又は模様に限定されることではない。また、図面の簡易化のために、本発明に係るマルチクランプ１１０の構成を説明するために不必要な構成要素は省略する。
【００３２】
例示的に、電流磁気場Ｂｉ及び雑音磁気場Ｂｎは方向性を有するベクトル値として表現されることができる。しかし、以下で、説明を簡易にするために、電流磁気場Ｂｉ及び雑音磁気場Ｂｎは方向性に対する説明は具体的に説明されなく、単純に磁気場の大きさを参照して本発明の構成が説明される。しかし、これは単純に説明の簡易のためのことであり、電流磁気場Ｂｉ、雑音磁気場Ｂｎ、電流Ｉ、又は類似な他の構成は実際に方向性を有し、ベクトル演算を通じて得ることができる。
【００３３】
以下で、説明を簡易にするために、マルチクランプ１１０、第１及び第２鉄心１１１、１１２、第１及び第２磁気センサー１１１ａ、１１２ａが磁気場を測定し、測定された磁気場を出力することと説明される。この時、測定された磁気場を出力することは測定された磁気場に対応する値を出力することを意味する。また、以下で説明されるように、電流計測制御器１２０は測定された磁気場に基づいて電流を検出することは実際に測定された磁気場の値に基づいて導体ＭＬに流れる電流Ｉの大きさを計算又は導出することを意味する。以下で説明される用語及び表現は単純に本発明の実施形態を容易に説明するためのものであって、実際の具現方式は多様に変形されることができることはよく理解されるべきである。
【００３４】
図１及び図２を参照すれば、マルチクランプ１１０は第１及び第２鉄心１１１、１１２を含むことができる。第１及び第２鉄心１１１、１１２の各々は導体ＭＬ周辺の磁気場を検出するように構成されることができる。
【００３５】
第１及び第２鉄心１１１、１１２は第３方向に沿って整列されることができる。例えば、図３の第１セクションは第１方向及び第３方向による平面に投影された第１及び第２鉄心１１１、１１２を示す。図３の第１セクションに図示されたように、第１及び第２鉄心１１１、１１２は第３方向に沿って所定の間隔ｄに離隔されて配置されることができる。例示的に、所定の間隔ｄは数乃至数百十ｍｍ（ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ）である。即ち、第１及び第２鉄心１１１、１１２の所定の間隔ｄくらい離隔されて隣接するように配置されるので、第１及び第２鉄心１１１、１１２の各々に影響を与える雑音磁気場Ｂｎ（例えば、雑音磁気場Ｂｎの大きさ及び方向）は実質的に同一である。
【００３６】
第１鉄心１１１は第１磁気センサー１１１ａを含むことができる。第１磁気センサー１１１ａは第１鉄心１１１を通じて電流磁気場Ｂｉ及び雑音磁気場Ｂｎの合成磁気場である第１磁気場Ｂ１を検出することができる。第２鉄心１１２は第２磁気センサー１１２ａを含むことができる。第２磁気センサー１１２ａは第２鉄心１１２を通じて電流磁気場Ｂｉ及び雑音磁気場Ｂｎの合成磁気場である第２磁気場Ｂ２を検出することができる。
【００３７】
例示的に、第１及び第２磁気センサー１１１ａ、１１２ａの位置に応じて第１及び第２磁気場Ｂ１、Ｂ２は互いに異なる値を有することができる。例えば、電流Ｉが導体ＭＬに沿って第３方向と反対になる方向に流れることと仮定する。この場合、第１方向及び第２方向によって形成された平面上で、導体ＭＬを中心に時計回りに沿って電流磁気場Ｂｉが発生される。また、説明を簡易にするために、雑音磁気場Ｂｎは第２方向に沿う方向性を有することと仮定する。
【００３８】
第１磁気センサー１１１ａは図３の第２セクションに図示されたように、第１鉄心１１１の左側（さらに詳細には第１及び第２方向による平面上で左側）に位置することができる。第１磁気センサー１１１ａの位置で、電流磁気場Ｂｉ及び雑音磁気場Ｂｎは第２方向に沿う方向性を有する。
【００３９】
第１磁気センサー１１１ａは第２方向に沿う方向性を有することができる。即ち、第１磁気センサー１１１ａは第２方向に沿って生成された磁気場の大きさを検出するように構成されることができる。この場合、第１磁気センサー１１１ａによって検出される第１磁気場Ｂ１は電流磁気場Ｂｉ及び雑音磁気場Ｂｎの合計（即ち、Ｂｉ＋Ｂｎ）として表現されることができる。
【００４０】
第２磁気センサー１１２ａは図３の第３セクションに図示されたように、第２鉄心１１２の右側（さらに詳細には、第１及び第２方向による平面上で右側）に位置することができる。第２磁気センサー１１２ａの位置で、電流磁気場Ｂｉは第２方向と反対方向に沿う方向性を有し、雑音磁気場は第２方向に沿う方向性を有する。
【００４１】
第２磁気センサー１１２ａは第２方向の反対方向に沿う方向性を有することができる。即ち、第２磁気センサー１１２ａは第２方向の反対方向に沿って生成された磁気場の大きさを検出するように構成されることができる。この場合、第２磁気センサー１１２ａに検出される第２磁気場Ｂ２の大きさは電流磁気場Ｂｉ及び雑音磁気場Ｂｎの差（即ち、Ｂｉ−Ｂｎ）として表現されることができる。
【００４２】
上述されたように、第１鉄心１１１の第１磁気センサー１１１ａ及び第２鉄心１１２の第２磁気センサー１１２ａは導体ＭＬを中心に幾何学的に互いに１８０度の位置の差を有することができる。言い換えれば、第１鉄心１１１の第１磁気センサー１１１ａは導体ＭＬを中心に第２鉄心１１２の第２磁気センサー１１２ａの反対面（又は互いに対向する面）に位置することができる。
【００４３】
例示的に、第１及び第２磁気センサー１１１ａ、１１２ａの各々は第１及び第２鉄心１１１、１１２の各々の空隙（ａｉｒ  ｇａｐ）又はスリット（ｓｌｉｔ）に位置することができる。即ち、第１及び第２鉄心１１１、１１２の各々の空隙又はスリットは幾何学的に１８０度の位置の差を有するように構成されることができる。例示的に、第１及び第２磁気センサー１１１ａ、１１２ａ又は空隙、又はスリットの位置は絶対的な位置ではなく、互いに相対的な位置である。
【００４４】
電流計測制御器１２０は測定された第１及び第２磁気場Ｂ１、Ｂ２に基づいて数学式１のように電流磁気場Ｂｉに対する成分のみを抽出することができる。
【数１】
2020513565.tif 000003
【００４５】
数学式１を参照すれば、Ｂｉは電流磁気場を示し、Ｂ１は第１鉄心１１１の第１磁気センサー１１１ａによって検出された磁気場を示し、Ｂ２は第２鉄心１１２の第２磁気センサー１１２ａによって検出された磁気場を示す。先に説明されたように、第１磁気場Ｂ１は電流磁気場Ｂｉ及び雑音磁気場Ｂｎの合計Ｂｉ＋Ｂｎとして表現され、第２磁気場Ｂ２は電流磁気場Ｂｉ及び雑音磁気場Ｂｎの差Ｂｉ−Ｂｎとして表現されることができる。したがって、第１及び第２磁気場Ｂ１、Ｂ２に基づいて数学式１を通じて雑音磁気場Ｂｎの成分が除去され、電流磁気場Ｂｉの成分のみを抽出されることができる。電流計測制御器１２０は電流磁気場Ｂｉ成分に基づいて導体ＭＬに流れる電流Ｉ（即ち、微細電流）を検出することができる。
【００４６】
上述されたように、本発明に係るマルチクランプ計測装置１００は互いに隣接するように配置された第１及び第２鉄心１１１、１１２を通じて第１及び第２磁気場Ｂ１、Ｂ２を検出し、検出された第１及び第２磁気場Ｂ１、Ｂ２に基づいて雑音磁気場Ｂｎを除去することができる。したがって、導体ＭＬを通じて流れる微細電流Ｉが正確に測定されることができる。
【００４７】
図４は本発明の他の実施形態に係るマルチクランプを説明するための図面である。説明を簡易にするために、マルチクランプの構成を説明するために不必要な構成要素は省略する。
【００４８】
図２及び図４を参照すれば、マルチクランプ１１０は第１及び第２鉄心１１１、１１２を含む。第１及び第２鉄心１１１、１１２’は第１及び第２磁気センサー１１１ａ、１１２ａ’を含む。第１及び第２鉄心１１１、１１２’及び第１及び第２磁気センサー１１１ａ、１１２ａ’は図２及び図３を参照して説明されたので、これに対する詳細な説明は省略する。
【００４９】
図４の第２鉄心１１２’は図３の第２鉄心１１２と異なりに、第２磁気センサー１１２ａが第１磁気センサー１１１ａと幾何学的に１８０度の位置の差を有しないことがあり得る。例えば、図３を参照して説明された第１及び第２磁気センサー１１１ａ、１１２ａは互いに幾何学的に１８０度の位置の差を有する。この場合、数学式１を参照して説明された方法（即ち、単純スカラ演算）を通じて雑音磁気場Ｂｎが除去され得る。
【００５０】
しかし、図４の第２セクションに図示されたように、第２磁気センサー１１２ａ’は図３に図示された第２磁気センサー１１２ａと幾何学的にαの角度の差を有することができる。この場合、図４の第２磁気センサー１１２ａ’が位置した領域での電流磁気場Ｂｉの方向は図３の第２磁気センサー１１２ａが位置した領域での電流磁気場Ｂｉの方向と異なることができる。
【００５１】
この場合、図３を参照して説明された方式（即ち、スカラ演算）に基づいて雑音磁気場Ｂｎを除去することが難しく、このような場合にはベクトル演算を通じて雑音磁気場Ｂｎが除去され得る。例えば、図４に図示された第１及び第２磁気センサー１１１ａ、１１２ａ’の各々は磁気場の大きさのみならず、磁気場の方向を検出するように構成され得る。即ち、第１及び第２磁気センサー１１１ａ、１１２ａ’は磁気場のベクトル値を測定するように構成され得る。
【００５２】
具体的な例として、第１及び第２磁気センサー１１１ａ、１１２ａ’の各々は第１方向に対する磁気場を検出する第１サブセンサー、第２方向に対する磁気場を検出する第２サブセンサー、及び第３方向に対する磁気場を検出する第３サブセンサーを含むことができる。即ち、第１乃至第３サブセンサーの各々は互いに異なる方向性を有し、第１及び第２磁気センサー１１１ａ、１１２ａ’の各々は第１乃至第３方向の各々に対する磁気場を検出することができる。
【００５３】
この時、第１磁気センサー１１１ａから検出された第１磁気場Ｂ１は電流磁気場Ｂｉ及び雑音磁気場Ｂｎの合成磁気場であり、これは［ｘ１、ｙ１、ｚ１］のベクトル値として表現され得る。第２磁気センサー１１２ａから検出された第２磁気場Ｂ２は電流磁気場Ｂｉ及び雑音磁気場Ｂｎの合成磁気場であり、これは［ｘ２、ｙ２、ｚ２］のベクトル値として表現され得る。この場合、電流計測制御器１２０は数学式２のように電流磁気場Ｂｉを抽出することができる。
【数２】
2020513565.tif 000004
【００５４】
数学式２を参照すれば、
2020513565.tif 000005
は電流磁気場のベクトル値を示し、
2020513565.tif 000006
は第１磁気場のベクトル値を示し、
2020513565.tif 000007
は第２磁気場のベクトル値を示す。先に説明されたように、雑音磁気場Ｂｎは外部要因による磁気場であるので、マルチクランプ１１０内で位置と関わらず、実質的に同一な方向及び実質的に同一な大きさを有する。即ち、数学式２のようなベクトル演算を通じて、雑音磁気場Ｂｎが除去され得る。電流計測制御器１２０は雑音磁気場Ｂｎが除去された電流磁気場Ｂｉに基づいて導体Ｍに流れる電流Ｉ（即ち、微細電流）を検出することができる。
【００５５】
上述されたように、本発明に係るマルチクランプ計測装置１００は第１及び第２鉄心１１１、１１２を通じて第１及び第２磁気場Ｂ１、Ｂ２を検出し、検出された第１及び第２磁気場Ｂ１、Ｂ２に基づいて雑音磁気場Ｂｎを除去することができる。この時、第１及び第２鉄心１１１、１１２の第１及び第２磁気センサー１１１ａ、１１２ａ’が幾何学的に１８０度の位置の差を有しなくとも、ベクトル演算に基づいて雑音磁気場Ｂｎが除去され得る。電流計測制御器１２０は雑音磁気場Ｂｎが除去された電流磁気場Ｂｉに基づいて導体ＭＬに流れる電流Ｉ（特に、微細電流）が正確に検出され得る。
【００５６】
図５は本発明の実施形態に係るマルチクランプの構成を例示的に示す図面である。図面の簡易化のために、図２の第１及び第２方向に沿う平面上に投影されたマルチクランプ１１０の平面図が図示される。
【００５７】
図５を参照すれば、マルチクランプ１１０は第１及び第２部分１１０＿１、１１０＿２及びヒンジＨＧを含むことができる。第１及び第２部分１１０＿１、１１０＿２の各々は第１及び第２鉄心１１１、１１２の一部を含むことができる。例えば、第１部分１１０＿１は第１鉄心１１１の一部及び第２鉄心１１２の一部を含むことができ、第２部分１１０＿２は第１鉄心１１１の残る一部及び第２鉄心１１２の残る一部を含むことができる。
【００５８】
ヒンジＨＧはマルチクランプ１１０が第１部分１１０＿１及び第２部分１１０＿２が互いに独立的に動くようにすることができる。例えば、マルチクランプ１１０の第１及び第２部分１１０＿１、１１０＿２は各々ヒンジＨＧを中心に動くことができる。即ち、図５に図示されたように第１及び第２部分１１０＿１、１１０＿２の各々の一端が互いに分離された状態で、導体ＭＬ（又は導体ＭＬ周辺）に装着され、以後、第１及び第２部分１１０＿１、１１０＿２が互いに連結されて（さらに詳細に、図２に図示されたように、マルチクランプ１１０が導体ＭＬを囲むように）上述された電流測定動作を遂行することができる。即ち、マルチクランプ１１０は一般的なクランプ測定器と類似な形態に具現されることができ、導体ＭＬを断線しなく、導体ＭＬと結合され得る。
【００５９】
例示的に、マルチクランプ１１０は図５に図示されたように、円形の形態に具現され得る。しかし、本発明の範囲がこれに限定されることはなく、マルチクランプ１１０は内部に導線が位置することができる多様な形態（四角形、楕円形、多角形等の形態）に具現され得る。
【００６０】
例示的に、第１及び第２磁気センサー１１１ａ、１１２ａが位置することができる空隙又はスリットが図５に明確に記載されないが、第１及び第２磁気センサー１１１ａ、１１２ａ又は空隙又はスリットの各々は第１又は第２部分１１０＿１、１２０＿２の互いに異なる位置に配置され得る。
【００６１】
例示的に、図５に図示されたマルチクランプ１１０は１つのモジュールであることと示したが、本発明の範囲がこれに限定されることではない。例えば、先に説明されたように、第１及び第２鉄心１１１、１１２は１つのモジュールで構成され得る。即ち、第１及び第２鉄心１１１、１１２は同一なケースに埋め込まれて１つのモジュールを構成することができる。又は第１及び第２鉄心１１１、１１２の各々は互いに異なるモジュールを構成することができる。即ち、第１及び第２鉄心１１１、１１２の各々は互いに異なるケースに埋め込まれて互いに異なるモジュールを構成することができる。後者の場合、第１及び第２鉄心１１１、１１２の各々は互いに異なる位置に配置されたヒンジを各々含むことができる。
【００６２】
上述されたマルチクランプ１１０、第１及び第２鉄心１１１、１１２の構成は単純に本発明の実施形態を容易に説明するためのことであり、本発明の範囲がこれに限定されることではない。
【００６３】
図６及び図７は本発明の実施形態に係るマルチクランプの構成を例示的に示す図面である。図６を参照すれば、マルチクランプ２１０は第１乃至第４鉄心２１１〜２１４を含むことができる。第１乃至第４鉄心２１１〜２１４の各々は図１乃至図４を参照して説明されたように、第１乃至第４磁気場Ｂ１〜Ｂ４を検出することができる。
【００６４】
例えば、図２を参照して説明されたことと類似に、導体ＭＬは第３方向に沿って伸張され、電流Ｉは第３方向の反対方向に流れ、雑音磁気場Ｂｎは第２方向の方向性を有することと仮定する。
【００６５】
この時、第１乃至第４鉄心２１１〜２１４の各々は図７に図示されたように構成され得る。例えば、第１鉄心２１１は第１磁気センサー２１１ａを含み、第１磁気センサー２１１ａは第１鉄心２１１の右側面（さらに詳細には第１及び第２方向による平面の右側面）に位置することができる。第２鉄心２１２は第２磁気センサー２１２ａを含み、第２磁気センサー２１２ａは第２鉄心２１２の上部面（さらに詳細には第１及び第２方向による平面の上部面）に位置することができる。第３鉄心２１３は第１磁気センサー２１３ａを含み、第３磁気センサー２１３ａは第３鉄心２１３の左側面（さらに詳細には第１及び第２方向による平面の左側面）に位置することができる。第４鉄心２１４は第４磁気センサー２１４ａを含み、第４磁気センサー２１４ａは第４鉄心２１４の下部面（さらに詳細には第１及び第２方向による平面の下部面）に位置することができる。
【００６６】
言い換えれば、第１乃至第４磁気センサー２１１ａ〜２１４ａは互いに幾何学的に９０度の差を有するように配置され得る。例示的に、第１乃至第４磁気センサー２１１ａ〜２１４ａは互いに幾何学的に９０度ぐらいの位置の差を有するが、本発明の範囲がこれに限定されることではない。第１乃至第４磁気センサー２１１ａ〜２１４ａの各々は幾何的に互いに異なる位置に配置されてもよく、幾何学的な位置の差が必ず９０度である必要はない。
【００６７】
第１乃至第４磁気センサー２１１ａ〜２１４ａの各々は図２乃至図４を参照して説明したのと同様に、電流磁気場Ｂｉ及び雑音磁気場Ｂｎを検出するように構成され得る。即ち、第１乃至第４磁気センサー２１１ａ〜２１４ａから検出された第１乃至第４磁気場Ｂ１〜Ｂ４は、各々第１乃至第４磁気センサー２１１ａ〜２１４ａの位置にしたがう電流磁気場Ｂｉ及び雑音磁気場Ｂｎを含む。
【００６８】
例示的に、第１乃至第４磁気センサー２１１ａ〜２１４ａから検出された第１乃至第４磁気場Ｂ１〜Ｂ４は方向性を有するベクトル値である。図４を参照して説明されたことと類似に、電流計測制御器１２０（図１参照）はベクトル値である第１乃至第４磁気場Ｂ１〜Ｂ４に対してベクトル演算を遂行することによって、雑音磁気場Ｂｎ成分が除去し、電流磁気場Ｂｉ成分のみを抽出することができる。
【００６９】
例示的に、雑音磁気場Ｂｎを除去するためのベクトル演算が多様な方式に遂行され得ることは当業者によってよく理解されるべきである。したがって、本発明の技術的思想を曖昧にしないために、これに対する具体的な説明は省略する。
【００７０】
上述したように、本発明に係るマルチクランプ計測装置は複数の鉄心を通じて複数の磁気場を検出し、検出された磁気場に対するベクトル演算を通じて外部要因による雑音磁気場Ｂｎの成分を除去することができる。したがって、導体ＭＬに微細電流が流れても、雑音磁気場Ｂｎが除去されるので、微細電流が正確に測定され得る。また、本発明に係るマルチクランプ計測装置は別の遮蔽装置無しで微細電流を測定できるので、電流測定にしたがう費用が減少される。
【００７１】
図８は本発明に係るマルチクランプ計測装置を例示的に示すブロック図である。図８を参照すれば、マルチクランプ計測装置３００はマルチクランプ３１０及び電流計測制御器３２０を含むことができる。
【００７２】
マルチクランプ３１０は第１乃至第ｎ鉄心３１１〜３１ｎを含むことができる。第１乃至第ｎ鉄心３１１〜３１ｎの各々は図１乃至図７を参照して説明された鉄心と類似な構造を有することができる。また、第１乃至第ｎ鉄心３１１〜３１ｎの各々は磁気場を検出するための磁気センサーを含み、磁気センサーの各々は幾何学的に互いに異なる位置に配置され得る。磁気センサーの幾何学的な位置は図１乃至図７を参照して説明したことと類似であるので、これに対する詳細な説明は省略する。
【００７３】
第１乃至第ｎ鉄心３１１〜３１ｎの各々は第１乃至第ｎ磁気場Ｂ１〜Ｂｎを検出することができる。電流計測制御器３２０は第１乃至第ｎ磁気場Ｂ１〜Ｂｎに対する演算（スカラ演算又はベクトル演算）を通じて雑音磁気場Ｂｎを除去して電流磁気場Ｂｉを検出するように構成され得る。
【００７４】
例えば、電流計測制御器３２０は互いに隣接する第１及び第２鉄心３１１、３１２からの第１及び第２磁気場Ｂ１、Ｂ２に基づいて磁気場Ｂ０１を演算することができ、電流計測制御器３２０は互いに隣接する第３及び第４鉄心３１３、３１４からの第３及び第４磁気場Ｂ３、Ｂ４に基づいて磁気場Ｂ０２を演算することができ、電流計測制御器３２０は互いに隣接する第ｎ−１及び第ｎ鉄心３１ｎ−１、３１ｎからの第ｎ−１及び第ｎ磁気場Ｂｎ−１、Ｂｎに基づいて磁気場Ｂ０ｋを演算することができる。例示的に、演算された磁気場Ｂ０１〜Ｂ０ｋは電流磁気場Ｂｉ成分のみを含むことができる。電流計測制御器３２０は演算された磁気場Ｂ０１〜Ｂ０ｋの平均に基づいて最終の電流磁気場Ｂｉを演算することができ、演算された最終の電流磁気場Ｂｉに基づいて電流Ｉを導出することができる。
【００７５】
例示的に、上述された演算方法は単純に、本発明に係る一部の実施形態であり、多様な方式に変形され得る。例えば、電流計測制御器３２０は隣接する少なくとも３つの鉄心に基づいて雑音磁気場Ｂｎを除去するように構成され得る。
【００７６】
上述されたように、本発明に係るマルチクランプ計測装置は複数の鉄心を含むことができ、複数の鉄心からの磁気場に基づいて雑音磁気場Ｂｎを除去することができる。したがって、別の遮蔽装置無しで微細電流を測定することが可能である。
【００７７】
図９は本発明の実施形態に係る電流測定システムを示すブロック図である。図９を参照すれば、電流測定システム１０００は第１及び第２電流測定器１１００、１２００及び電流測定制御装置１３００を含むことができる。
【００７８】
例示的に、第１及び第２電流測定器１１００、１２００は図１乃至図８を参照して説明されたマルチクランプ計測装置である。又は第１及び第２電流測定器１１００、１２００は従来のクランプ形電流計測装置（例えば、単一鉄心を含む電流計測装置）であることができる。例示的に、第１及び第２電流測定器１１００、１２００は互いに隣接するように配置されて、導体ＭＬに装着され得る。第１及び第２電流測定器１１００、１２００の各々は第１及び第２磁気場Ｂ１、Ｂ２を出力するように構成され得る。
【００７９】
電流測定制御装置１３００は図１乃至図８を参照して説明されたように、第１及び第２磁気場Ｂ１、Ｂ２に対する演算を通じて雑音磁気場Ｂｎを除去して電流磁気場Ｂｉを検出することができ、検出された電流磁気場Ｂｉに基づいて導体ＭＬに流れる電流Ｉを検出することができる。
【００８０】
即ち、従来のクランプ形電流測定器を互いに隣接するように配置し、各従来のクランプ形電流測定器の各々から検出された磁気場に対する演算を遂行することによって、雑音磁気場Ｂｎ成分が除去され得る。言い換えれば、従来のクランプ形電流測定器に本発明の技術的思想を適用することによって、別の遮蔽装置無しで導体に流れる微細電流を正確に測定することができる。
【００８１】
上述された本発明の実施形態によれば、マルチクランプ計測装置は別の遮蔽装置無しで雑音磁気場Ｂｎ成分を除去することによって、導体に流れる微細電流を正確に測定することができる。したがって、向上された信頼性及び減少された費用を有するマルチクランプ計測装置が提供される。
【００８２】
上述した内容は本発明を実施するための具体的な実施形態である。本発明は上述した実施形態のみならず、単純に設計変更されるか、或いは容易に変更することができる実施形態もまた含む。また、本発明は実施形態を利用して容易に変形して実施することができる技術も含まれる。したがって、本発明の範囲は上述された実施形態に限って定まれてはならなく、後述する特許請求範囲のみならず、この発明の特許請求範囲と均等なものによって定まれてはならない。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は電流計測装置に係り、さらに詳細にはマルチクランプ計測装置及び電流計測システムを提供することができる。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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