CN110470882A - 电流传感器及测定装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电流传感器及测定装置。本发明所要解决的技术问题在于即使在无法或者难以将手放入测定对象的背后的状况下，也容易包围测定对象。在包围测定对象的状态下检测流经测定对象的电流的电流传感器(10)包括：线圈体(1)，能够检测流经测定对象的电流；以及保持部(2)，装配有线圈体(1)的基端部(13)且能够将线圈体(1)的顶端(1a)插入至插入口来进行保持。在具有线圈体(1)的顶端(1a)的顶端部(11)，形成有曲率比基端部(13)的曲率大的部位。

Description

电流传感器及测定装置

技术领域

本发明涉及一种检测流经测定对象的电流的电流传感器及测定装置。

背景技术

在专利文献1中，作为用于电流测定的电流传感器，公开了一种通过具备具有挠性的挠性管而能够挠曲成圆环状的罗哥夫斯基线圈(Rogowski coil)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本实开平4-118667号公报

发明内容

发明所要解决的问题

为了使用上述那样的电流传感器来包围测定对象，使用者必须在将电流传感器的顶端穿过至测定对象的背后之后，将手或镊子等放入该测定对象的背后并将电流传感器的顶端拉出至测定对象的跟前。然而，在测定对象和与其邻接的其他构件的间隔狭窄的情况下，也有时无法或者难以将手或镊子等放入测定对象的背后，在这样的状况下，难以将电流传感器的顶端从测定对象的背后拉出至跟前。

而且，将电流传感器从测定对象的背后穿过至跟前之后，需要用电流传感器包围测定对象的整个周围，因此，例如在测定对象的周边存在电子零件这样的状况下，用电流传感器包围测定对象也并不容易。

本发明是着眼于这样的问题点而完成的，其目的在于，即使在无法或者难以将手放入测定对象的背后的状况下，也容易包围测定对象。

根据本发明的某个方案，在包围测定对象的状态下检测流经所述测定对象的电流的电流传感器包括：线圈体，能够检测流经所述测定对象的电流；以及保持部，装配有所述线圈体的基端部且能够将所述线圈体的顶端插入至插入口来进行保持。在具有所述线圈体的顶端的顶端部，形成有曲率比线圈体的基端部的曲率大的部位。

根据该方案，由于线圈体的顶端部的曲率比基端部的曲率大，因此使用者通过操作电流传感器的保持部而容易将线圈体的顶端从测定对象的背后取出。因此，即使在无法或者难以将手或镊子等放入测定对象的背后的状况下，也容易用电流传感器包围测定对象。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的具备电流传感器的测定装置的构成的图。

图2是表示本实施方式的电流传感器的构成的图。

图3是表示电流传感器的线圈体进行封闭的状态的图。

图4是表示用线圈体包围电子零件的端子的方法的图。

图5是表示第二实施方式的电流传感器的形状的图。

附图标记说明：

1 线圈体；

1a 顶端；

1b 基端；

2 保持部；

10 电流传感器；

11 顶端部；

12 中途部；

13 基端部；

21 固定部；

22 插入部；

22a 插入口；

30 测定器(测定部)；

90 电子零件；

91 端子(测定对象)；

100 测定装置。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的各实施方式进行说明。

(第一实施方式)

图1是表示本发明的第一实施方式的测定装置100的构成的图。

测定装置100具备：检测流经测定对象的电流的电流传感器10；对从电流传感器10输出的检测信号进行积分的积分电路20；以及基于从积分电路20输出的信号来测定关于测定对象的物理量的测定器30。积分电路20以及测定器30构成基于从电流传感器10输出的检测信号来测定关于测定对象的物理量的测定部。作为测定对象，可以列举出流过交流电流的电源线、或者安装于基板上的电子零件的端子。此外，作为关于测定对象的物理量，可以列举出流经测定对象的交流电流的值、交流功率的值、或者在测定对象的周围产生的交流磁场的值等。

电流传感器10在包围测定对象的状态下检测流经该测定对象的交流电流。电流传感器10具备：能够检测流经测定对象的交流电流的线圈体1；以及装配有线圈体1的基端1b且能够将线圈体1的顶端1a插入至插入口22a并保持的保持部2。

为了容易包围测定对象，线圈体1预先成形为弯曲的形状。线圈体1具有挠性。由此，线圈体1能够在包围测定对象时挠曲。而且，线圈体1具有弹性。由此，当去除施加于线圈体1的外力时，线圈体1恢复至原来的形状或大致原来的形状。

线圈体1在具有绝缘性的中空的挠性构件呈螺旋状卷绕有导线。挠性构件例如由氯乙烯或聚乙烯等合成树脂构成。所卷绕的导线在线圈体1的顶端1a折回，穿过中空的挠性构件的内部延伸至线圈体1的基端1b。

在本实施方式中，线圈体1由具有挠性的罗哥夫斯基线圈方式的电流传感器构成。线圈体1的整体由氟树脂等树脂材料覆盖。由此，在用线圈体1包围测定对象时，能够防止因线圈体1卡于测定对象或者与其邻接的其他邻接构件而对线圈体1造成损伤。

保持部2是由使用者的手或手指进行操作的操作部位。保持部2具备：固定有线圈体1的一部分的固定部21；以及在用线圈体1包围测定对象时供使用者将线圈体1的顶端1a插入至插入口22a的插入部22。

通过在插入部22插入线圈体1的顶端1a，电流传感器10变为封闭状态。相反，通过从插入部22拔出线圈体1的顶端1a，电流传感器10变为打开状态。此外，在固定部21的内部，线圈体1的基端1b与积分电路20的电缆3相互电连接。

积分电路20将表示在线圈体1的导线感应出的电压的检测信号转换为与流经测定对象的电流的振幅成比例的信号。积分电路20将转换后的信号作为检测信号输出至测定器30。

测定器30基于来自积分电路20的检测信号来测定关于测定对象的物理量。例如，当从积分电路20接收检测信号时，测定器30基于该检测信号来测定流经测定对象的交流电流。作为其他物理量，测定器30也可以基于所接收的检测信号来测定交流功率或者磁场的强度等。测定器30在屏幕上显示关于测定出的物理量的波形。测定器30例如由示波器、功率计、或者电流计等构成。

接着，参照图2以及图3对本实施方式的电流传感器10的使用形态进行说明。

图2是表示电流传感器10打开的状态下的线圈体1的形状的图。在此，在保持部2的内部配置有用于在线圈体1侧的阻抗与测定器30侧的阻抗之间取得匹配的匹配电路23。

电流传感器10打开的状态下，在线圈体1的顶端部11形成有曲率比线圈体1的具有基端1b的基端部13的曲率大的部位。顶端部11是线圈体1的包括顶端1a的特定长度的部位。顶端部11既可以使顶端1a的曲率最大，也可以在顶端1a没有曲率且使其他部位的曲率比基端部13的曲率大。

在本实施方式中，线圈体1的顶端部11预先朝向插入口22a向内侧弯曲，以便穿过测定对象的背后的线圈体1的顶端1a来到比测定对象的前表面更靠近跟前的位置。因此，线圈体1形成为弯曲，以便位于线圈体1的顶端部11以及基端部13之间的中途部12的任一切线与在固定部21的延伸设置方向延伸的直线正交。

此外，线圈体1的基端部13形成为直线状，以便在用使用者的手指将保持部2朝向测定对象推出时该力容易传递到线圈体1的中途部12。而且，线圈体1的中途部12以比线圈体1的基端部13的曲率大且比顶端部11的曲率小的曲率形成，以便线圈体1不易卡于测定对象的邻接构件的边缘。

如此，在线圈体1，越从基端部13接近顶端部11，线圈体1的曲率越阶段性地或连续地变大。由此，使用者的力容易从保持部2传递至线圈体1，并且线圈体1不易卡于测定对象或其邻接构件。

在保持部2中，线圈体1的基端部13的一部分固定于固定部21。就基端部13而言，一部分容纳于固定部21，另一部分从固定部21露出。插入部22形成为线圈体1的顶端1a抵接于线圈体1的基端1b。

图3是表示电流传感器10进行封闭的状态下的线圈体1的形状的图。在此，图2所示的匹配电路23以及积分电路20的电缆3均被省略。

如图3所示，由使用者将线圈体1的顶端1a插入至插入部22的插入口22a，由此线圈体1的顶端1a由保持部2保持。由此，电流传感器10成为封闭状态，因此测定对象被线圈体1包围。

以下，将在保持部2的插入部22保持有线圈体1的顶端1a的状态下的线圈体1的曲率半径Rb称为基准半径，将该基准半径的倒数(1/Rb)称为基准曲率。

当由使用者从保持部2的插入部22拔出线圈体1的顶端1a时，在具有挠性的线圈体1中，如图2所示，恢复至线圈体1的顶端部11向内侧弯曲的原来的形态。

接着，以安装于基板的电子零件的端子(脚)为测定对象，参照图4对用线圈体1包围该端子零件的端子的方法进行简单说明。

图4是用于对将线圈体1的顶端1a从电子零件90的端子91的背后送出至跟前的方法进行说明的图。

在图4所示的例子中，作为电子零件90，例如可以列举出集成电路(IC)或DC/DC转换器等电子零件。电子零件90的端子91与端子92的间隙为几mm(毫米)左右，线圈体1的粗细(直径)形成为1mm以上且2mm以下，以便进入端子91与端子92的间隙。

如图4(a)所示，使用者在用指尖夹住保持部2的状态下使保持部2朝向端子91移动，由此在电子零件90与端子91之间插入线圈体1的顶端1a。

此时，线圈体1的顶端部11以电流传感器10封闭状态的基准曲率(1/Rb)以上的曲率形成，因此在将线圈体1的顶端部11插入至端子91的背后时，能够以线圈体1的顶端部1覆盖端子91的背后的方式使线圈体1的顶端1a移动。因此，能抑制线圈体1卡于端子91的边缘而对线圈体1造成损伤。

此外，线圈体1的顶端部11以基准曲率(1/Rb)以上的曲率形成，因此穿过了端子91的背后的线圈体1的顶端1a相对于线圈体1的插入方向A容易从端子91的背面朝向前表面。由此，使用者容易使线圈体1的顶端1a抵靠于端子92的侧面，以使线圈体1的顶端1a来到端子91的跟前。因此，能够使线圈体1的顶端1a从端子91的背面朝向前表面穿过端子92与端子91的狭窄的间隙。

需要说明的是，优选线圈体1的顶端部11的曲率半径比电子零件90的端子91与端子92的间隔小。特别是，通过使顶端部11的曲率半径形成为2mm以上且4mm以下，能够抑制设于电子零件90的端子91的边缘卡住线圈体1而对线圈体1造成损伤。

接着，如图4(b)所示，使用者以将线圈体1的中途部12朝向端子91的背后的电子零件90推压的方式使保持部2进一步向插入方向A移动。

由此，线圈体1的中途部12被推压于电子零件90，该部位成为支点而使线圈体1朝向内侧B，因此线圈体1不易卡于端子91以及92的各边缘。由此，不易对线圈体1造成损伤。

而且，如图4(c)所示，使用者向插入方向A推入保持部2，由此将剩余的线圈体1朝向端子91的背后送出。此时，线圈体1的中途部12的曲率朝向保持部2且比基准曲率(1/Rb)小，因此能够抑制线圈体1折弯，并且使线圈体1的顶端1a接近保持部2的插入口22a。

之后，由使用者将线圈体1的顶端1a插入至插入部22，由此测定对象被线圈体1包围。如此，在本实施方式的电流传感器10中，通过手也能容易地用线圈体1包围端子91。

接着，对第一实施方式的作用效果进行详细说明。

根据本实施方式，电流传感器10在包围测定对象的状态下检测流经测定对象的电流。电流传感器10包括：能够检测流经测定对象的电流的线圈体1；以及装配有线圈体1的基端部13且能够将线圈体1的顶端1a插入至插入口22a并保持的保持部2。然后，在具有线圈体1的顶端1a的顶端部11，形成有曲率比线圈体1的基端部13的曲率大的部位。电流传感器10包括于测定装置100，测定装置100还包括基于通过电流传感器10输出的检测信号来测定关于测定对象的物理量的测定部。该测定部在本实施方式中具备积分电路20以及测定器30。

如此，在线圈体1的顶端1a未插入至保持部2的插入口22a的状态下，由于线圈体1的顶端部11的曲率比基端部13的曲率大，因此容易使插入至测定对象的背后的线圈体1的顶端1a从测定对象的背面朝向前表面。由此，即使使用者不将手或镊子等放入测定对象的背后，通过操作保持部2也容易使线圈体1的顶端1a来到比测定对象更靠近跟前的位置。

因此，使用者容易将线圈体1的顶端1a拉出至测定对象的跟前，并用线圈体1的整体包围测定对象。即，根据本实施方式，即使在使用者无法或者难以将手放入测定对象的背后的状况下，也能够容易用线圈体1包围测定对象。

除此之外，由于使线圈体1的基端部13的曲率比顶端部11的曲率小，因此使用者通过对保持部2施加规定的力而容易使线圈体1的顶端1a向希望的方向移动。而且，在线圈体1的顶端部11中，形成有曲率比基端部13的曲率大的部位，因此即使不使保持部2大幅移动，也能够使线圈体1的顶端1a自然地接近保持部2的插入口22a。如此，通过以适当的曲率形成线圈体1的顶端部11和基端部13，使用者能够容易地用线圈体1包围测定对象。

此外，根据本实施方式，作为电流传感器10的测定对象，如图4所示，包括安装于基板的电子零件90的端子91至93。在该情况下，线圈体1的顶端部11形成为：相对于从保持部2朝向端子91插入线圈体1的插入方向A，线圈体1的顶端1a从端子91的背面朝向端子91的前表面。

如此，即使作为测定对象的端子91的周边的间隙为几mm左右，通过使用者用手指夹住保持部2进行操作，也能够将穿过端子91的背后的线圈体1的顶端1a拿到比端子91更靠近跟前的位置。

此外，根据本实施方式，线圈体1的顶端部11以在保持部2保持有线圈体1的顶端1a的状态下形成的线圈体1的基本曲率(1/Rb)以上的曲率形成。由此，使用者将线圈体1的顶端1a插入至电子零件90的端子91的背后之后，能够以覆盖端子91的背后的方式使线圈体1的顶端1a移动。因此，使用者将线圈体1的顶端1a插入至端子91的背后之后，该线圈体1的顶端1a容易从端子91的背面朝向前表面，因此容易使其穿过端子91与端子92之间。

此外，根据本实施方式，线圈体1以线圈体1的中途部12的切线与在固定部21的延伸设置方向延伸的直线、即线圈体1的基端部13的切线正交的方式弯曲。由此，使用者通过进行将保持部2推到跟前的操作，容易使线圈体1的顶端1a来到比端子91更靠近跟前的位置。

此外，根据本实施方式，线圈体1的基端部13形成为直线状。由此，如图4(b)所示，使用者将线圈体1的中途部12推压到测定对象的电子零件90的侧面且将线圈体1的顶端1a送出至端子91的跟前时，使用者的力容易从保持部2传递至线圈体1。因此，能够抑制线圈体1过度弯曲而使使用者的力难以传递至线圈体1，或者线圈体1向不希望的方向弯曲。

此外，根据本实施方式，对于线圈体1，越从基端部13接近顶端部11，线圈体1的曲率越变大。由此，线圈体1的曲率朝向顶端1a逐渐变大，因此不易卡于作为测定对象的端子91或作为其邻接构件的端子92，并且能够抑制力从保持部2向线圈体1的传递降低。因此，会减少对线圈体1的损伤，并且容易用线圈体1顺利地包围测定对象。

此外，根据本实施方式，线圈体1的直径(粗细)形成为2mm以下。由此，即使测定对象是设于电子零件90的端子91，使用者也能够容易地将线圈体1的顶端1a插入至端子91的背后。而且，使用者容易使插入后的线圈体1的顶端1a从端子91的背后穿过端子91与端子92的间隙。

此外，根据本实施方式，线圈体1具有弹性，因此在使用者使用了电流传感器10之后，线圈体1的形状如图2所示恢复至原来的形状或与其相近的形状。因此，使用者无需每次使用电流传感器10时都进行使线圈体1的形状恢复至原来的形状的作业，因此能够提高电流传感器10的便利性。

(第二实施方式)

接着，参照图5对电流传感器10的其他形态进行说明。

图5是表示本发明的第二实施方式的电流传感器10的形状的图。

线圈体1’与图2所示的线圈体1的形状相同，形成为顶端部11’的曲率比基端部13’的曲率大。而且，线圈体1’形成为中途部12’的切线与在固定部21的延伸设置方向延伸的直线正交。

本实施方式的线圈体1’形成为从中途部12’的切线与线圈体1’的基端部13’的切线正交的部位至线圈体1’的顶端1a的折回距离D比第一实施方式中的线圈体1的折回距离小。

由此，与第一实施方式的线圈体1相比，使线圈体1’的顶端1a在图4所示的电子零件90以及端子91之间穿过之后，线圈体1’的顶端1a容易碰到端子92的侧面。因此，使用者容易使线圈体1’的顶端1a穿过端子92以及端子91之间。

根据本实施方式，使线圈体1’的折回距离D形成得小，由此，在作为测定对象的端子91的背后的间隙狭窄的情况下，容易使线圈体1’的顶端1a从端子91的背面朝向前表面在端子91以及端子92之间穿过。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式只不过示出了本发明的应用例的一部分，并非意在将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体构成。

例如，就线圈体1的顶端部11、中途部12以及基端部13的各部分的曲率而言，可以设为固定，也可以连续地减小。此外，也可以省略线圈体1的中途部12。而且，也可以以固定的曲率形成线圈体1的各部分，按各部分将其长度设定为圆周的四分之一的长度。

此外，即使是将底面具有多个端子的电子零件安装于基板时在电子零件90与基板之间产生狭窄空间的电路基板，也能够使用上述实施方式的电流传感器10。即使在这样的情况下，也能够容易地用线圈体1或1’包围该电子零件的端子。

此外，保持部2的形状也可以形成为L形、圆形、或者其他形状。此外，线圈体1或1’不仅可以使用弹性变形的材质，也可以使用塑性变形的材质。而且，线圈体1或1’的粗细(直径)如果在物理上可能的话，则也可以形成为小于1mm。

Claims (8)

1.一种电流传感器，在包围测定对象的状态下检测流经所述测定对象的电流，所述电流传感器包括：

线圈体，能够检测流经所述测定对象的电流；以及

保持部，装配有所述线圈体的基端部且能够将所述线圈体的顶端插入至插入口来进行保持，

在具有所述线圈体的顶端的顶端部，形成有曲率比所述基端部的曲率大的部位。

2.根据权利要求1所述的电流传感器，其中，

所述线圈体的顶端部以在所述保持部保持有所述线圈体的顶端的状态下形成的所述线圈体的曲率以上的曲率形成。

3.根据权利要求1或2所述的电流传感器，其中，

所述线圈体以所述线圈体的基端部的切线与所述线圈体的中途部的切线正交的方式弯曲。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电流传感器，其中，

所述线圈体的基端部形成为直线状。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电流传感器，其中，

对于所述线圈体，越从所述基端部接近所述顶端部，所述线圈体的曲率越变大。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电流传感器，其中，

所述线圈体的直径形成为2mm以下。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电流传感器，其中，

所述线圈体具有弹性。

8.一种测定装置，具备：

权利要求1至7中任一项所述的电流传感器；以及

测定部，基于通过所述电流传感器输出的检测信号来测定关于所述测定对象的物理量。