CN106062569B - 非接触电压计测装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种非接触电压计测装置,该非接触电压计测装置能够以恒定的精度计测形状不同的各种导线的计测对象电压。根据接线(w)的形状而变形的内侧电极(11A)与相对于电场屏蔽件(12)固定的外侧电极(11B)经由连接部(20)电连接。
Description
技术领域
本发明涉及以不与导体接触的方式计测在导体内流动的交流的电压的非接触电压计测装置。
背景技术
以往公开有以不与导线接触的方式计测在被绝缘体覆盖的接线内的导线中流动的交流的电压(计测对象电压)的非接触电压计测装置。
一般来说,非接触电压计测装置具有探针和电路,当使探针接近接线以使得在探针与接线之间产生耦合电容时,根据经由探针输入到电路的电压信号导出计测对象电压。在电路的周围配置有用于屏蔽外部的电场的电场屏蔽件。
一般来说,探针与接线越接近,耦合电容的电容值越增大,计测对象电压的计测精度越提高。因此,优选探针尽量接近接线的表面进行配置。另外,优选非接触电压计测装置能够计测直径的粗细不同的各种接线的计测对象电压。
但是,在以往的非接触电压计测装置中,有时由于接线的直径的粗细而不能使探针与接线充分地接近。在这种情况下,耦合电容的电容值变小,计测对象电压的计测精度降低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本公开专利公报“日本特开2010-8333号公报(2010年1月14日公开)”
专利文献2:日本公开专利公报“日本特开2012-137496号公报(2012年7月19日公开)”
专利文献3:日本公开专利公报“日本特开2009-41925号公报(2009年2月26日公开)”
发明内容
发明要解决的课题
因此,考虑使探针构成为能够变形以使得不依赖于接线的直径的粗细而能够使探针与接线充分地接近。
但是,在上述的非接触电压计测装置中,在探针已变形的情况下,由于探针与电场屏蔽件之间的位置关系变化,而使得在探针与电场屏蔽件之间产生的寄生电容的电容值变动。该寄生电容的变动存在对计测对象电压的计测精度带来不良影响的问题。
此外,在专利文献1~3中未公开能够根据接线的形状变形的探针。因而,在专利文献1~3中所记载的非接触电压计测装置中,存在如下可能性:依赖于接线的形状,耦合电容的电容值变小,其结果为,计测对象电压的计测精度降低。
本发明就是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种非接触电压计测装置,该非接触电压计测装置能够以恒定的精度计测形状不同的各种导线的计测对象电压。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题,本发明的一个方式的非接触电压计测装置具有探针,当使该探针以不接触的方式接近上述导体以使得在该探针的电极与导体之间产生耦合电容时,根据经由该探针输入到电路中的电压信号来计测施加到上述导体的计测对象电压,其中,具有电场屏蔽件,该电场屏蔽件通过覆盖上述电路的至少一部分来屏蔽入射到上述电路的电场,上述探针根据上述导体的形状而变形且将在上述电极与上述电场屏蔽件之间产生的寄生电容的电容值维持为恒定。
根据上述的结构,探针所具有的电极能够变形。具体地说,电极也能够变形以使得紧贴于导线(导体)的外线覆盖件。另外,探针即使在电极已变形的情况下,也将在电极与电场屏蔽件之间产生的寄生电容的电容值维持为恒定。
一般来说,在探针的电极与电场屏蔽件之间产生的寄生电容对计测对象电压的计测精度施加的影响通过校准来排除。但是,在以往的结构中,由于电极的变形的程度变化,因而电极与电场屏蔽件之间的距离也变化,其结果为,在电极与电场屏蔽件之间产生的寄生电容的电容值也变化。因此,在以往的结构中,存在计测对象电压的计测精度根据电极的变形程度而变化的问题。
另一方面,根据上述的结构,即使在探针的变形程度变化了的情况下,在电极与电场屏蔽件之间产生的寄生电容的电容值也不变化。
因此,能够以恒定的精度计测直径的粗细不同的各种导线的计测对象电压。
发明效果
根据本发明,能够以恒定的精度计测形状不同的各种导体的计测对象电压。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的电压计测装置的外观图。
图2是示出本发明的实施方式1的电压计测装置的结构的概要图。
图3是示出对在本发明的实施方式1的电压计测装置中产生的电场进行了模拟的结果的等值线图。
图4的(a)是示出对在本发明的实施方式1的电压计测装置中产生的电位进行了模拟的结果的等值线图,图4的(b)是示出对在参考例的电压计测装置中产生的电位进行了模拟的结果的等值线图。
图5的(a)是示出在图4的(a)中以虚线表示的范围的电位的曲线图,图5的(b)是示出在图4的(b)中以虚线表示的范围的电位的曲线图。
图6的(a)是示出对在本发明的实施方式1的电压计测装置中产生的电场进行了模拟的结果的等值线图,图6的(b)是示出对在参考例的电压计测装置中产生的电场进行了模拟的结果的等值线图。
图7的(a)是示出在图6的(a)中以虚线表示的范围的电场的曲线图,图7的(b)是示出在图6的(b)中以虚线表示的范围的电场的曲线图。
图8是示出本发明的实施方式2的非接触电压计测装置的结构的外观图。
图9是示出耦合电容与计测对象电压之间的关系的图,是示出表示耦合电容的静电电容值与计测对象电压的绝对值的2次微分之间的关系的曲线的图。
具体实施方式
〔实施方式1〕
以下使用图1~图7对本发明的实施方式进行详细地说明。
[非接触电压计测装置1的结构]
使用图1~图2说明本实施方式的非接触电压计测装置1(以下简称为“电压计测装置1”)的结构。图1是电压计测装置1的外观图。另外,图2是示出电压计测装置1的结构的概要图。电压计测装置1能够以不接触该导线的方式计测在具有各种直径(例如)的接线w(一次侧接线,导体)内的导线中流动的交流(频率:f)的电压即计测对象电压VL。
如图2所示,电压计测装置1具有检测探针11(探针)、电场屏蔽件12、导出部13以及电路EC。
如图1所示,作为计测对象电压VL的传感器的检测探针11具有2个检测电极(内侧电极11A(第1电极)和外侧电极11B(第2电极))。内侧电极11A与外侧电极11B经由连接部20电连接。另外,外侧电极11B被固定于电场屏蔽件12。内侧电极11A与电场屏蔽件12之间以及外侧电极11B与电场屏蔽件12之间分别被绝缘。
作为可动电极的内侧电极11A由2张板簧构成。在2张板簧之间配置有接线w。2张板簧通过把持接线w而紧贴于接线w。内侧电极11A能够根据接线w的直径的粗细而弹性变形以使得紧贴于接线w。内侧电极11A越接近于接线w,在内侧电极11A与接线w之间产生的耦合电容CL的电容值就越大。
利用在接线w内流动的交流,在内侧电极11A中感应出感应电压。另外,与内侧电极11A相同,在经由连接部20与内侧电极11A连接的外侧电极11B中也感应出感应电压。在内侧电极11A和外侧电极11B中产生的感应电压(输入电压Vin)被输入给与外侧电极11B电连接的电路EC(参照图2)。
因为耦合电容CL的电容值越大,从检测探针11输入给电路EC的输入电压Vin的电压信号的振幅也越大,因此,相对地,电压信号中的噪声越小。另外,根据从电路EC输出的电信号计算的计测对象电压VL的精度得到提高。因而,耦合电容CL的电容值越大,计测对象电压VL的误差就越小。
当对内侧电极11A和外侧电极11B感应出感应电压时,在内侧电极11A和外侧电极11B与电场屏蔽件12之间产生电场。
此外,虽未在图1中示出,电压计测装置1还具有树脂构造物30、40、50(参照图4的(a))。这些树脂构造物30、40、50具有保持接线w、外侧电极11B或者连接部20等的作用。
图3是示出对在电压计测装置1中产生的电场进行了模拟的结果的等值线图。在本模拟中,对内侧电极11A和外侧电极11B施加以电场屏蔽件12的电位为基准(0V)的规定的电位。此外,在该模拟中,未考虑接线w生成的电场。
如图3所示,与外侧电极11B和电场屏蔽件12之间的电场的强度相比,内侧电极11A和电场屏蔽件12之间的电场的强度较小。其理由是,内侧电极11A生成的电场被配置于内侧电极11A与电场屏蔽件12之间的外侧电极11B遮蔽。
因此,与在外侧电极11B和电场屏蔽件12之间产生的寄生电容的电容值相比,在内侧电极11A和电场屏蔽件12之间产生的寄生电容的电容值较小。因而,检测探针11与电场屏蔽件12之间产生的寄生电容CppL的电容值基本上仅取决于外侧电极11B与电场屏蔽件12之间产生的寄生电容的电容值。
电路EC获取在检测探针11(内侧电极11A和外侧电极11B)中感应出的感应电压作为输入点p1上的输入电压Vin。另外,电路EC将设定于电路EC内的检测点p2处的电压作为输出电压Vout输出给导出部13。
电路EC包括阻抗值相对较高的高阻抗部HI和阻抗值相对较低的低阻抗部LOW。此外,后面对电路EC的详细情况进行说明。
电场屏蔽件12通过屏蔽入射到电路EC的电场,而防止电路EC与接线以外的电压源进行电容耦合。电场屏蔽件12也可以由金属(屏蔽金属)构成。
如图1所示,电场屏蔽件12由屏蔽上部12A和屏蔽下部12B构成。在屏蔽上部12A的内侧固定有检测探针11的外侧电极11B。屏蔽下部12B能够相对于屏蔽上部12A进行装卸。
用户使内侧电极11A把持接线w后,对屏蔽上部12A安装屏蔽下部12B。另外,用户通过拆卸屏蔽下部12B,而能够将被内侧电极11A把持的接线w更换成其它接线。
此外,电场屏蔽件12也可以包括第1电场屏蔽部和第2电场屏蔽部,该第1电场屏蔽部覆盖电路EC的与输入点p1等电位的部分(高阻抗部HI),该第2电场屏蔽部覆盖电路EC的与检测点p2等电位的部分(低阻抗部LOW)。在该结构中,第1电场屏蔽部与第2电场屏蔽部之间被绝缘。
如图2所示,在电场屏蔽件12与高阻抗部HI之间产生寄生电容CppL。另外,在电场屏蔽件12与低阻抗部LOW之间产生寄生电容Cp。
导出部13根据从电路EC输出的输出电压Vout导出计测对象电压VL。具体地说,导出部13利用以下的公式导出计测对象电压VL。
【数学式1】
在此,Vout1、Vout2分别表示当电路EC是第1状态、第2状态(后面说明)时的输出电压Vout。ω=2πf(f是在接线内流动的交流的频率)。另外,寄生电容Cp=0。如后面说明的那样,寄生电容Cp因运算放大器15而被无效化。
【电路EC的详细情况】
在此说明电路EC的详细情况。
如图2所示,电路EC具有电容器C1、C2、检测电阻R1、切换开关14以及运算放大器15。
在电路EC中,电容器C1、C2都与输入点p1连接,该输入点p1从检测探针11被输入有输入电压Vin。检测电阻R1安装于电容器C1、C2与基准电位点GND之间。所述的检测点p2位于电容器C1、C2与检测电阻R1之间。
从检测探针11输入到电路EC的输入电压Vin被电容器C1、C2和检测电阻R1分压。输出电压Vout与输入电压Vin的施加到检测电阻R1的分压相等。
决定电容器C1、C2的电容值以及检测电阻R1的电阻值以使得输出电压Vout成为充分小的值。例如,在耦合电容CL的电容值是10pF、计测对象电压VL是100V、电容器C1=470pF、C2=47pF、检测电阻R1=1MΩ的情况下,因为输出电压Vout是从几十mV到几百mV左右(f=50Hz的情况下),因此能够使用一般的电压计进行计测。
切换开关14在(i)第1状态和(ii)第2状态之间转换电路EC,其中,该第1状态为电容器C1串联地连接于耦合电容CL与检测电阻R1之间,该第2状态为电容器C1和电容器C2串联地连接于耦合电容CL与检测电阻R1之间。
当电路EC是第1状态时,输入电压Vin在检测电阻R1和电容器C1之间被分压。另一方面,电路EC是第2状态时,输入电压Vin在检测电阻R1与电容器C1以及电容器C2之间被分压。
此外,切换开关14也可以构成为在(i)第1状态和(ii)第2状态之间切换电路EC,其中,该第1状态为电容器C1串联地连接于耦合电容CL与检测电阻R1之间,该第2状态为电容器C2串联地连接于耦合电容CL与检测电阻R1之间。该结构能够通过例如在电路EC中在输入点p1与电容器C1之间、以及输入点p1与电容器C2之间分别设置能够切换接通与断开的开关来实现。
以下,将在电路EC中与输入点p1同电位的部分称为高阻抗部HI。另外,将在电路EC中与检测点p2同电位的部分称为低阻抗部LOW。
运算放大器15在电路EC中连接低阻抗部LOW与电场屏蔽件12之间。运算放大器15发挥使电场屏蔽件12与低阻抗部LOW成为同电位的作用。这是所谓的驱动屏蔽的电路技术。
这样,在电路EC中,利用运算放大器15,低阻抗部LOW与电场屏蔽件12成为同电位。因此,在低阻抗部LOW与电场屏蔽件12之间产生的寄生电容Cp中没有电流流动。因而,能够排除寄生电容Cp对输出电压Vout的检测值施加影响的可能性。此外,在其它的实施方式中,也可以从高阻抗部HI的电压(输入电压Vin)中生成与低阻抗部LOW的电压(输出电压Vout)相等的电压,并向电场屏蔽件12施加所生成的电压。
此外,电压计测装置1也可以不具有运算放大器15。
【效果的验证:电磁场模拟】
如前述所述,在电压计测装置1中,内侧电极11A生成的电场被外侧电极11B遮蔽。
因此,比外侧电极11B靠外侧的电磁场即在外侧电极11B与电场屏蔽件12之间产生的电磁场仅取决于外侧电极11B生成的电场,不受内侧电极11A生成的电场的影响。因而,即使在内侧电极11A变形而内侧电极11A生成的电场发生了变化的情况下,在外侧电极11B与电场屏蔽件12之间产生的电磁场也不变化。
在此,为了验证该效果而示出对在电压计测装置1中产生的电磁场进行了模拟的结果。
在模拟中,将内侧电极11A和外侧电极11B的电位设定为1V。另外,将接线w和电场屏蔽件12的电位设定为0V。而且,将接线w的直径设定为 且在各自的设定下计算电压计测装置1中的电位和电场。接近于接线w的内侧电极11A的形状根据接线w的直径而变化。
另外,为了与上述的计算结果进行比较,也模拟了在参考例的电压计测装置9中产生的电位和电场。电压计测装置9仅具有1个电极91,该电极91相当于电压计测装置1的内侧电极11A。即,电压计测装置9在不具有外侧电极11B这一点上与电压计测装置1不同(参照图4的(b))。
(1.模拟结果:电位)
图4的(a)(b)是示出对在电压计测装置1中产生的电位进行了模拟的结果的等值线图。在图4的(a)中,左图表示接线w的直径是的情况下的电位,右图表示接线w的直径是的情况下的电位。另外,图4的(b)是示出对在电压计测装置9中产生的电位进行了模拟的结果的等值线图。
如图4的(a)所示,在电压计测装置1中,在内侧电极11A与外侧电极11B之间不存在等电位线。另外,在外侧电极11B与电场屏蔽件12之间,等电位线的间隔和形状不取决于接线w的直径。换言之,在外侧电极11B与电场屏蔽件12之间,等电位线的间隔和形状不取决于内侧电极11A的形状。
图5的(a)是示出在图4的(a)中以虚线表示的范围(从外侧电极11B到屏蔽上部12A)中的电位(V)的曲线图。另外,图5的(b)是示出在图4的(b)中以虚线表示的范围中的电位(V)的曲线图。电压计测装置1的在图4的(a)中用虚线表示的范围与电压计测装置9的在图4的(b)中用虚线表示的范围对应。
根据图5的(a),在电压计测装置1中,在从外侧电极11B的位置(0mm)到屏蔽上部12A的位置(6mm)的范围中,电位(V)的高度不取决于接线w的直径。即,该范围中的电位(V)的高度不取决于内侧电极11A的形状。
另一方面,如从图5的(b)得知的那样,在电压计测装置9中,在相同的范围(0mm~6mm)中,电位(V)的高度取决于内侧电极91的形状。
(2.模拟结果:电场)
图6的(a)是示出对在电压计测装置1中产生的电场进行了模拟的结果的等值线图。另外,图6的(b)是示出对在电压计测装置9中产生的电场进行了模拟的结果的等值线图。
如图6的(a)所示,在外侧电极11B与电场屏蔽件12之间,等电位线的间隔和形状不取决于内侧电极11A的形状。
图7的(a)是示出在图6的(a)中用虚线表示的范围(从外侧电极11B到屏蔽上部12A)中的电场(V/m)的曲线图。另外,图7的(b)是示出在图6的(b)中用虚线表示的范围中的电场(V/m)的曲线图。在图6的(a)中用虚线表示的范围与在图6的(b)中用虚线表示的范围对应。
根据图7的(a),在电压计测装置1中,在从外侧电极11B的位置(0mm)到屏蔽上部12A的位置(6mm)的范围中,电场(V/m)的强度不取决于接线w的直径。即,该范围中的电场(V/m)的强度不取决于内侧电极11A的形状。
另一方面,如从图7的(b)得知的那样,在电压计测装置9中,在形同的范围(0mm~6mm)内,电场(V/m)的强度取决于内侧电极91的形状。
根据图5的(a)和图7的(a)所示的曲线图得知,在电压计测装置1中,不取决于内侧电极11A的形状,电场屏蔽件12-外侧电极11B间的结合强度是恒定的。这表示即使在内侧电极11A已变形的情况下,在检测探针11与电场屏蔽件12之间产生的寄生电容CppL的电容值也不变化。
〔实施方式2〕
如以下那样根据图8对本发明的其它的实施方式进行说明。此外,为了方便说明,对于与在所述实施方式1中说明的部件具有相同的功能的部件,标记相同的符号并省略其说明。
在所述实施方式1中,说明了检测探针11的结构,该检测探针11除了根据接线w的粗细而变形的内侧电极11A之外还具有相对于电场屏蔽件12固定的外侧电极11B(参照图1)。但是,检测探针也可以构成为仅具有1个电极,该电极能够在将与电场屏蔽件之间产生的寄生电容CppL的电容值保持为恒定的状态下进行变形或者移动。
在本实施方式中,说明检测探针的电极在保持相对于电场屏蔽件的相对位置的状态下进行移动的结构。在本结构中,因为电极与电场屏蔽件之间的距离不变,因此在电极与电场屏蔽件之间产生的寄生电容CppL的电容值保持为恒定。
图8是示出本实施方式的检测探针21的结构的外观图。如图8所示,检测探针21具有由2根臂(第1臂250A、第2臂250B)构成的夹紧部250(变形部)。夹紧部250能够在第1臂250A与第2臂250B之间把持具有不同直径的各种接线w。
如图8所示,第1臂250A与第2臂250B利用联结部260而相互联结。联结部260也可以是例如螺旋弹簧。第1臂250A和第2臂250B能够以联结部260为支点进行转动。联结部260对第1臂250A和第2臂250B施加向缩短第1臂250A与第2臂250B之间的距离的方向作用的力。
在第1臂250A、第2臂250B上分别配设有电极211和电场屏蔽件212。2个电极211电连接。另外,2个电场屏蔽件212都与基准电位点(GND)连接。此外,电极211和电场屏蔽件212也可以配置于第1臂250A和第2臂250B中的任意一方。
当接线w被夹紧部250把持时,配设于第1臂250A和第2臂250B的电极211与接线w接近。因此,在电极211与接线w之间,产生耦合电容CL。利用在接线w内流动的交流,在电极211中感应出感应电压。
虽未图示,但在第1臂250A和第2臂250B中的至少一方内置有被电场屏蔽件212覆盖的电路EC(参照图2)。电极211与电路EC电连接,在电极211中产生的感应电压作为输入电压Vin输入给电路EC。电路EC将作为输入电压Vin的施加给检测电阻R1的分压的输出电压Vout输出给导出部13(参照图2)。导出部13根据从电路EC输出的输出电压Vout导出计测对象电压VL。此外,导出部13既可以存在于检测探针21的内部,也可以存在于外部。
根据检测探针21的结构,电极211和电场屏蔽件212被配设于第1臂250A和第2臂250B。因此,即使在第1臂250A和第2臂250B根据被夹紧部250把持的接线w的直径而移动了的情况下,电极211与电场屏蔽件212也将相对的位置维持为恒定。准确的说,配设于第1臂250A的电极211与电场屏蔽件212之间的相对的位置、以及配设于第2臂250B的电极211与电场屏蔽件212之间的相对的位置分别被维持为恒定。
因而,在电极211与电场屏蔽件212之间产生的寄生电容CppL的电容值被保持为恒定。
〔补充〕
如所述那样,耦合电容CL的电容值越大,计测对象电压VL的误差就越小。在此,从理论上说明其根据。
在图2所示的电路EC中,计测对象电压VL用以下的数学式表示。
【数学式2】
在此,当电路EC是第1状态时,设定输出到导出部13的电流为I1、输出电压为Vout1,当电路EC是第2状态时,设定输出到导出部13的电流为I2、输出电压为Vout2。另外,设定电容器C2的电容值比电容器C1的电容值充分大(C1<<C2)。
当将数学式(2)代入数学式(1)时,
【数学式3】
因此,
【数学式4】
【数学式5】
【数学式6】
因此,
【数学式7】
因而,
【数学式8】
图9在曲线图中示出计测对象电压VL的绝对值的2次微分d|VL|2/dCL与耦合电容CL之间的关系。根据该图所示的曲线图得知,耦合电容CL的电容值越大,d|VL|2/dCL的变动就越小。由此,从理论上导出耦合电容CL的电容值越大,计测对象电压VL的计测值的变动和误差就越小。
本发明不限于上述的各实施方式,能够在权利要求所示的范围内进行各种变更,关于通过适当组合分别公开于不同的实施方式的技术方案而获得的实施方式,也包含于本发明的技术范围内。
〔总结〕
如以上那样,本发明的一个方式的非接触电压计测装置具有探针,当使该探针以不接触的方式接近上述导体以使得在该探针的电极与导体之间产生耦合电容时,根据经由该探针输入到电路的电压信号来计测施加到上述导体的计测对象电压,其中,具有电场屏蔽件,该电场屏蔽件通过覆盖上述电路的至少一部分来屏蔽入射到上述电路的电场,上述探针根据上述导体的形状而变形且将在上述电极与上述电场屏蔽件之间产生的寄生电容的电容值维持为恒定。
根据上述的结构,探针所具有的电极能够变形。具体地说,可以设为电极能够变形以使得紧贴导线(导体)的外线覆盖件。另外,探针即使在电极已变形的情况下,也将在电极与电场屏蔽之间产生的寄生电容的电容值维持为恒定。
一般来说,在探针的电极与电场屏蔽件之间产生的寄生电容对计测对象电压的计测精度施加的影响通过校准来排除。但是,在以往的结构中,由于电极的变形的程度变化,因而电极与电场屏蔽件之间的距离也变化,其结果为,在电极与电场屏蔽件之间产生的寄生电容的电容值也变化。因此,在以往的结构中,存在计测对象电压的计测精度根据电极的变形程度而变化的问题。
另一方面,根据上述的结构,即使在探针的变形程度变化了的情况下,在电极与电场屏蔽件之间产生的寄生电容的电容值也不变化。
因此,能够以恒定的精度计测直径的粗细不同的各种导线的计测对象电压。
在本发明的其它方式的非接触电压计测装置中,上述探针也可以具有:能够根据上述导体的形状而变形的第1电极;和保持相对于上述电场屏蔽件的相对位置的第2电极。上述第1电极与上述第2电极电连接,上述第2电极配置于能够遮蔽在上述第1电极与上述电场屏蔽件之间产生的电场的位置。
根据上述结构,探针的第2电极保持相对于电场屏蔽件的相对位置。探针的第1电极根据导体的形状而变形。
即使在第1电极变形了的情况下,第2电极与电场屏蔽件之间的距离也不变化。因此,在第2电极与电场屏蔽件之间产生的寄生电容的电容值也不变化。因而,不管第1电极如何变形,在第2电极与电场屏蔽件之间产生的寄生电容中流动的漏电流的量也不变化。
因而,在第2电极与电场屏蔽件之间产生的寄生电容中流动的漏电流的总量不依赖于第1电极的变形程度而是恒定的。
而且,根据上述的结构,第2电极配置于能够遮蔽在第1电极与电场屏蔽件之间产生的电场的位置。因此,因为在第1电极与电场屏蔽件之间产生的寄生电容中没有漏电流流动,因此在探针与电场屏蔽件之间流动的漏电流的总量减少,计测对象电压的计测精度得到提高。
另外,在上述的结构中,非接触电压计测装置也可以构成为,从第2电极到电场屏蔽件的距离比从第1电极到电场屏蔽件的距离近。
在该结构中,在第1电极与电场屏蔽件之间产生的寄生电容的电容值与在第2电极与电场屏蔽件之间产生的寄生电容的电容值相比较小。因此,第1电极与电场屏蔽件之间产生的寄生电容的电容值在探针与电场屏蔽件之间产生的寄生电容的电容值整体中所占的比例变小。因而,当在第1电极与电场屏蔽件之间产生的寄生电容的值发生了变化时,能够抑制该变化对计测对象电压的计测精度施加的影响。
在本发明的其它方式的非接触电压计测装置中,上述探针也可以具有能够根据上述导体的形状而变形的变形部,上述变形部利用联结部而相互联结且由以上述联结部为支点转动的多个臂构成,在多个上述臂中的至少1个上,以恒定的距离分开配置有上述电极和上述电场屏蔽件。
根据上述的结构,电极和电场屏蔽件配置于根据导体的形状而变形的变形部所具有的臂上。当变形部变形时,变形部的臂移动。因为电极与电场屏蔽件以恒定的距离分开配置于相同的臂上,因此,当臂移动时,电极能够维持相对于电场屏蔽件的相对的位置。
因而,不管臂如何移动,在电极与电场屏蔽件之间产生的寄生电容中流动的漏电流的量都不变化。因此,能够以恒定的精度计测计测对象电压而不依赖于臂的移动量。
产业上的可利用性
本发明能够用于如下的电压计测装置中,该电压计测装置以不与导线接触的方式计测在被绝缘覆盖的接线内的导线中流动的交流的电压。
标号说明
w:接线(导体);EC:电路;VL:计测对象电压;1:非接触电压计测装置;11:检测探针(探针);21:检测探针(探针);211:电极;11A:内侧电极(第1电极);11B:外侧电极(第2电极);12:电场屏蔽件;212:电场屏蔽件;250:夹紧部(变形部);250A:第1臂(臂);250B:第2臂(臂);260:联结部。
Claims (1)
1.一种非接触电压计测装置,该非接触电压计测装置具有探针,当使该探针以不接触的方式接近导体以使得在该探针与上述导体之间产生耦合电容时,根据经由该探针输入到电路中的电压信号来计测施加给上述导体的计测对象电压,
其特征在于,
该非接触电压计测装置具有电场屏蔽件,该电场屏蔽件通过覆盖上述电路的至少一部分而屏蔽入射到上述电路的电场,
上述探针具有:
第1电极,其根据导体的形状而进行弹性变形,
第2电极,即使在上述第1电极发生了变形的情况下,也通过保持该第2电极相对于上述电场屏蔽件的相对位置而将在该第2电极与上述电场屏蔽件之间产生的寄生电容的电容值维持为恒定,
上述第1电极与上述第2电极电连接,
上述第2电极被配置于能够遮蔽在上述第1电极与上述电场屏蔽件之间产生的电场的位置。
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