JP2007093469A - Current measurement device and current measurement system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、活線状態にある導体を流れる電流を測定する電流測定装置及び電流測定システムに関するものである。 The present invention relates to a current measuring device and a current measuring system for measuring a current flowing through a conductor in a live line state.
一般に、クランプ型の電流計は特許文献1のような構成となっている。このクランプ型電流計のクランプセンサが導体を囲繞するように取り付けられることで、この導体を流れる電流を、活線状態のままで回路を切らずに計測できるというものである。
In general, a clamp-type ammeter has a configuration as described in
しかし、特許文献1のクランプ型電流計では、主にクランプセンサと計器本体とからなって装置が大型であるため、空間的に余裕のない狭い場所での利用が困難である。
However, the clamp-type ammeter disclosed in
この課題を解決するための構成が非特許文献1に示されている。ここには、クランププローブを備え、このクランププローブでの検出値を計器本体部で取り込んで電流を測定するようになっている。
しかしながら、上記非特許文献1の構成でも、空間的に余裕のない場所では、測定が困難であった。即ち、上記非特許文献1でも、クランププローブ部と計器本体部とは物理的に一体化されているか、少なくとも電気的に接続されている必要があるため、狭い空間にクランププローブ部を挿入して導体に取り付けるのが容易ではなく、空間的に余裕のない場所での測定が困難であった。
However, even in the configuration of Non-Patent
本発明は、係る問題点に鑑みてなされたもので、空間的に余裕のない場所でも確実に電流測定ができる電流測定装置及び電流測定システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a current measuring device and a current measuring system capable of reliably performing current measurement even in a place where there is not enough space.
上記課題を解決するために、本発明の電流測定装置は、導体を流れる電流を測定する電流測定装置であって、上記導体を囲繞して取り付けられるクランプセンサと、当該クランプセンサに接続されクランプセンサからの検出値に基づいて上記導体を流れる電流を測定する電流測定部と、当該電流測定部に接続され電流測定部での測定結果を送信するRFIDタグとを備えて構成されたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a current measuring device according to the present invention is a current measuring device for measuring a current flowing through a conductor, and includes a clamp sensor that is attached to surround the conductor, and a clamp sensor connected to the clamp sensor. A current measuring unit that measures a current flowing through the conductor based on a detected value from the RFID tag, and an RFID tag that is connected to the current measuring unit and transmits a measurement result of the current measuring unit. To do.
また、本発明の電流測定システムは、上記記載の電流測定装置と、当該電流測定装置の上記RFIDタグとの間で信号の送受信及び、非接触で電磁波エネルギーにより電力の供給を行うRFIDリーダとを備えたことを特徴とする。 In addition, the current measurement system of the present invention includes the current measurement device described above and an RFID reader that transmits and receives signals between the RFID tag of the current measurement device and supplies power by electromagnetic energy without contact. It is characterized by having.
上記電流測定装置では、クランプセンサを上記導体に取り付けて、電流測定部でクランプセンサからの検出値に基づいて上記導体を流れる電流を測定し、この測定結果をRFIDタグで送信する。これにより、空間的に余裕のない場所でも、電流測定装置を予め組み込んでおいて、無線通信で測定情報を送信することにより、電流測定を確実に行うことができる。 In the current measuring device, a clamp sensor is attached to the conductor, a current measuring unit measures a current flowing through the conductor based on a detection value from the clamp sensor, and transmits the measurement result using an RFID tag. Thus, even in a place where there is no space, current measurement can be reliably performed by incorporating the current measurement device in advance and transmitting measurement information by wireless communication.
また、上記電流測定装置と、当該電流測定装置の上記RFIDタグとの間で信号の送受信及び電磁波エネルギーによる電力の供給を行うRFIDリーダとを備えて電流測定システムを構成したので、電流測定装置を導体の近傍に組み込んでおいても、特にメンテナンスの必要もなく、電流測定のときだけ、RFIDリーダで電流測定装置に電力を供給して、測定結果を受信することで、電流測定を行うことができる。 In addition, since the current measurement system is configured to include the current measurement device and the RFID reader that performs transmission and reception of signals and supply of electric power by electromagnetic energy between the RFID tag of the current measurement device, the current measurement device is Even if it is built in the vicinity of the conductor, no maintenance is required, and current measurement can be performed by supplying power to the current measurement device with an RFID reader and receiving the measurement results only during current measurement. it can.
次に、本発明の実施形態について添付図面を基に説明する。近年の電子機器は、多様な分野で用いられている。工場内でも、一般家庭内でも、多様な電子機器が用いられるようになってきた。そして、このような個々の電子機器に流れる電流を管理する必要性も高まってきた。その一方で、電子機器が複雑で大がかりな装置であったり、様々な電子機器が雑多に配設されていたりすると、電源配線等の被測定導体が、空間的に余裕のない場所に配設されることが多くなる。本発明の電流測定装置及び電流測定システムは、このような態様で確実に電流測定ができるように改良したものである。以下に、具体的構成について説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Recent electronic devices are used in various fields. Various electronic devices have come to be used in factories and households. And the necessity to manage the electric current which flows into such an individual electronic device has also increased. On the other hand, when electronic devices are complicated and large-scale devices, or various electronic devices are arranged in various ways, conductors to be measured such as power supply wiring are arranged in a place where there is not enough space. There are many things to do. The current measuring device and the current measuring system of the present invention are improved so that current can be reliably measured in this manner. Hereinafter, a specific configuration will be described.
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について説明する。図1は本実施形態に係る電流測定装置を示す概略構成図、図2はRFIDタグの構成を示すブロック図、図3は電流測定システムを示す構成図である。
[First embodiment]
The first embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a current measuring apparatus according to the present embodiment, FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an RFID tag, and FIG. 3 is a configuration diagram showing a current measuring system.
図1中の1は被測定導体としての電源コードを示す。この電源コード1は、2本の電線からなり、その端部にプラグ2が取り付けられている。
1 in FIG. 1 indicates a power cord as a conductor to be measured. The
図中の3は電流測定装置を示す。電流測定装置3は、電源コード1の電流を測定するための装置である。電流測定装置3は、クランプセンサ5と、電流測定部6と、RFIDタグ7とから構成されている。
3 in the figure indicates a current measuring device. The
クランプセンサ5は、電源コード1の2本の電線のうちの1本を囲繞して取り付けられたリング状の鉄心9と、この鉄心9に巻かれた導線10とから構成されている。これにより、電源コード1に流れる電流の大小によって鉄心9内の磁束が変化して、導線10に生じる誘導起電力が変化するようになっている。即ち、電源コード1の電流と、導線10に生じる誘導起電力が比例して変化するようになっている。なお、クランプセンサ5としては、他の方式を用いてもよい。例えば、ホール効果を利用したホール素子を用いたセンサでもよい。
The
電流測定部6は、クランプセンサ5からの検出値に基づいて電源コード1を流れる電流を測定する部分である。電流測定部6は、ブリッジ回路11と、抵抗12とから構成されている。ブリッジ回路11の一方にはクランプセンサ5の導線10が接続され、他方にはRFIDタグ7側の導線13が接続されている。抵抗12は導線13に接続されている。電流測定部6は、このブリッジ回路11と抵抗12だけの、最低限の構成にして、小型化を図っている。
The
RFIDタグ7は、電流測定部6に接続されて電流測定部6で測定した電流値を送信する部分である。RFIDタグ7は、図2に示すように、処理部15と、アンテナ16とから構成されている。
The
処理部15は、電流測定部6の検出値から電源コード1での電流値を特定するための処理部である。この処理部15は、RFID送受信部18と、不揮発性メモリ19と、アナログインタフェース部20と、デジタルI/O21とから構成されている。
The
RFID送受信部18は、CPUや無線部などを有して、送受信等の処理を実行する部分である。RFID送受信部18は、アンテナ16が捕捉した無線信号をデジタル信号に復調して、そのデジタル信号を解析し、後述するRFIDリーダ23からの質問に応じた処理を実行し、応答信号を形成し、その応答信号を変調してアンテナ16から返信させるものである。RFIDリーダ23からの質問信号は、電源コード1での電流値や電流測定装置3内のRFIDタグ7に割り振られたID番号等のID記号である。
The RFID transmission /
また、RFID送受信部18は、アンテナ16が捕捉した無線信号から、当該RFID送受信部18や不揮発性メモリ19等が動作する際に必要となる電源を得る機能を備えた電源部(図示せず)を有し、各部に動作電源として供給している。
The RFID transmitter /
不揮発性メモリ19は、例えば、EEPROMやFeRAMなどでなり、自己に割り当てられたIDなどのデータや、RFID送受信部18が実行するプログラム等を格納している。また、管理情報を記録する場合もある。この管理情報としては、前回のアクセス日時、前回の電流値等である。
The
アナログインタフェース部20は、例えば、コンパレータ回路又はA/Dコンバータ回路などでなり、電流測定部6での値のアナログ的変化をデジタル量に変換する。
The
デジタルI/O21は、外部拡張素子に接続するための素子である。ここでは、デジタルI/O21には識別ランプ(図示せず)が接続される。即ち、個体識別のための可視表示手段としての識別ランプが接続される。識別ランプとしては、LED等が用いられる。RFIDリーダ23から所望の電流測定装置3を特定するIDと識別ランプ点灯指令とを発信されたときに、そのIDを割り当てられた電流測定装置3のRFID送受信部18が、その識別ランプ点灯指令及び電源供給を受けて、デジタルI/O21を介して識別ランプを点灯させ、所望の電流測定装置3を速やかに特定できるようにする。
The digital I /
アンテナ16は、送受共用アンテナであり、RFIDリーダ23からの質問情報を受信し、その質問に対する応答を送信する。さらに、RFIDリーダ23からの電源の供給を受ける機能も備えている。
The
上記クランプセンサ5、電流測定部6及びRFIDタグ7からなる電流測定装置3は、図3に示すように、電源コード1を囲繞するように一体的に取り付けられている。ここで、電流測定装置3は、RFIDタグ7を備え、電流測定部6で測定した電流値を無線でRFIDリーダ23に送信するようにして、電流測定部6を最低限の構成として、電流測定装置3を大幅に小型化することで、図3のように、電源コード1に、嵩張らずに一体的に取り付けている。
The
また、RFIDリーダ23は、RFIDタグ7との間で無線で情報のやり取りをする装置である。RFIDリーダ23は、表示部24(図5参照)と、操作ボタン25(図5参照)と、処理部(図示せず)と、アンテナ(図示せず)とから構成されている。表示部24は、電流値等の情報を表示する部分である。操作ボタン25は、電流測定指示や、ID情報入力等を行うためのボタンである。即ち、操作ボタン25は、少なくとも電流測定指示手段と、ID情報入力手段としての機能を備えている。上記処理部は、上記アンテナを介して、上記RFIDタグ7との間で情報をやり取りすることで、受け取った情報を処理して表示部24に表示させ、操作ボタン25からの指示に応じてRFIDタグ7に指示信号を送信する部分である。さらに、処理部は、上記アンテナを介して、RFIDタグ7に電力供給を行うようになっている。
The
これにより、表示部、操作部、電源等の嵩張る部品をRFIDリーダ23側に設けて、電流測定装置3側を最低限の構成にしている。そして、電源コード1に一体的に取り付けた小型の電流測定装置3と、嵩張る部品を組み込んで電流測定装置3との間で無線通信で情報のやり取りをするRFIDリーダ23とで、電流測定システムを構成している。
As a result, bulky parts such as a display unit, an operation unit, and a power source are provided on the
以上のように構成された電流測定システムは、次のようにして使用する。 The current measurement system configured as described above is used as follows.
電流測定装置3は、予め、電源コード1に一体的に取り付けられている。この状態で、特に電流測定装置3が嵩張ることはなく、通常の電力供給が行われる。
The
電源コード1の電流を測定する場合は、RFIDリーダ23の操作ボタン25を操作して、電流測定を要求する。これにより、RFIDリーダ23の処理部は、アンテナを介して電流測定要求信号を、電流測定装置3のRFIDタグ7に送信する。これと同時に、電力の供給も行う。
When measuring the current of the
RFIDタグ7では、電力供給を受けて作動し、電流測定要求信号に基づいて、クランプセンサ5及び電流測定部6で電源コード1の電流を測定し、RFIDタグ7でその電流値の情報を送信する。
The
この信号を受けたRFIDリーダ23は、アンテナ及び処置部を介して、表示部24に電流値を表示する。
Upon receiving this signal, the
また、識別ランプを点灯させたい場合は、RFIDリーダ23の操作ボタン25で識別ランプの点灯指示と、電力を供給する操作をする。これにより、RFIDタグ7が電力供給を受けて識別ランプを点灯させる。この識別ランプの点灯は、複数の電源コード1が有る場合に特に有効である。具体的態様は第3の実施形態にて詳述する。
When it is desired to turn on the identification lamp, the
以上のように、電流測定装置3とRFIDリーダ23を分離し、RFIDタグ7の小型化も伴って電流測定装置3を大幅に小型化することができる。これにより、空間的に余裕のない狭い場所でも、電流測定装置3を電源コード1に確実に取り付けることができるようになる。
As described above, the
また、電流測定装置3は、電源を持たず、RFIDリーダ23からの電力の供給を受けて動作するため、嵩張る電源を備える必要がなく、電流測定装置3のより一層の小型化が可能となる。
In addition, since the
この結果、電流測定装置3と電源コード1とを一体成形することが可能になり、非測定時には電源コード1を通常の電源コードとして使用し、電源を測定するときにはRFIDリーダ23を近接させるだけでよくなる。これにより、空間的に余裕のない狭い場所でも、確実に電流測定を行うことが可能になる。
As a result, the
[第2実施形態]
次に本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態に係る電流測定システムの全体構成は前記第1の実施形態の電流測定システムとほぼ同様であるため、ここでは、同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Since the overall configuration of the current measurement system according to the present embodiment is substantially the same as that of the current measurement system according to the first embodiment, the same members are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted here.
本実施形態の電流測定システムは、クランプセンサ5の鉄心に特徴を有するものである。前記第1の実施形態では、クランプセンサ5の鉄心9をリング状にして、予め電源コード1に組み込んだが、図4に示すように、円環状の鉄心27をヒンジ28によって開閉可能に構成している。即ち、鉄心27を、半割りで開閉可能に構成して、閉じることで電源コード1の2本の電線のうちの1本を囲繞して取り付けられるようにした。
The current measurement system of the present embodiment is characterized by the iron core of the
これにより、電流測定装置3と電源コード1とを予め一体成形しておかなくてもよくなる。この結果、既存の電源コードに、その回路を切ることなく任意に組み込むことができるよういなる。これにより、上記第1の実施形態の効果に加えて、空間的に余裕のない狭い場所に既に配設されている既存の電源コードに対しても、確実に電流測定を行うことが可能になる。
As a result, the
[第3実施形態]
次に本発明の第3の実施形態について説明する。本実施形態に係る電流測定システムの全体構成は前記第1の実施形態の電流測定システムとほぼ同様であるため、ここでは、同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. Since the overall configuration of the current measurement system according to the present embodiment is substantially the same as that of the current measurement system according to the first embodiment, the same members are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted here.
本実施形態に係る電流測定システムは、複数の電源コード1を有する場合の例である。具体的には、図5に示すように、複数(図5では3本)の電源コード1を有する場合は、どの電源コード1を測定するのかを特定する必要がある。このため、各電源コード1に電流測定装置3をそれぞれ取り付けた状態で、各電流測定装置3にID番号を記載した物である。即ち、外部から認識できる各電流測定装置3の表面位置に、ID記号としてのID番号を記載したものである。なお、ID記号としては、番号以外の記号でも良い。なお、30はコンセントである。
The current measurement system according to the present embodiment is an example in the case of having a plurality of
また、RFIDリーダ23には、上記第1の実施形態で説明したように、操作ボタン25からID番号を入力できるようになっている。
Further, as described in the first embodiment, the
以上の構成により、特定の電源コード1の電流測定を行う場合は、その電源コード1のID番号をRFIDリーダ23の操作ボタン25から入力する。これと同時に、電流測定指示を操作ボタン25から入力する。
With the above configuration, when the current measurement of a
これにより、RFIDリーダ23と、特定の電源コード1に取り付けられた電流測定装置3のRFIDタグ7が信号のやり取りをして、特定の電源コード1の電流を測定する。
Thereby, the
なお、ID番号を記載する代わりに、デジタルI/O21に接続された識別ランプを点灯させて、各電源コード1を特定するようにしても良い。この場合は、RFIDリーダ23の操作ボタン25からID番号と共に識別ランプ点灯指示を入力する。これと同時に電流測定指示を入力しても良い。
Instead of describing the ID number, each
これにより、複数の電源コード1がテーブルタップにつながっているような場合、即ち、複数の電流測定装置3が互いに近接している場合にも、所望の電源コード1を特定して、電流を測定することができる。
Thereby, even when a plurality of
[変形例]
上記第1実施形態では、被測定導体として電源コード1を例に説明したが、本発明は電源コード1に限るものではなく、内部を電流が通っていて、その電流を測定する必要のある導体全てに適用することができる。
[Modification]
In the first embodiment, the
また、上記第1実施形態では、鉄心9をリング状にして電源コード1に一体的に設けたが、全体を半割部材にしてもよい。即ち、電源コード1を囲繞するように2つ割りの筒状に形成された2つの半割部材(図示せず)と、各半割部材の間に設けられてこれらを開閉可能に支持するヒンジ(図示せず)とを備えて、各半割部材に、クランプセンサ5、電流測定部6及びRFIDタグ7を一体的に組み込むようにしてもよい。この場合も、上記実施形態同様の作用、効果を奏することができる。
Moreover, in the said 1st Embodiment, although the iron core 9 was made into the ring shape and was integrally provided in the
また、上記第1実施形態では、電流測定装置3を電源コード1に組み込んだが、電源コード1の配線上に配設される部材に一体的に組み込むようにしてもよい。例えば、図5中のプラグ2内に組み込んでもよい。図5中のコンセント30内に組み込んでもよい。また、電源コード1の延長コード(図示せず)に一体的に組み込むようにしてもよい。この延長コードの場合は、コードに組み込んでも、プラグに組み込んでもよい。これらの場合も、上記各実施形態同様の作用、効果を奏することができる。
In the first embodiment, the
1:電源コード、2:プラグ、3:電流測定装置、5:クランプセンサ、6:電流測定部、7:RFIDタグ、9:鉄心、10:導線、11:ブリッジ回路、12:抵抗、13:導線、15:処理部、16:アンテナ、18:RFID送受信部、19:不揮発性メモリ、20:アナログインタフェース部、21:デジタルI/O、23:RFIDリーダ、24:表示部、25:操作ボタン。
1: power cord, 2: plug, 3: current measuring device, 5: clamp sensor, 6: current measuring unit, 7: RFID tag, 9: iron core, 10: conductor, 11: bridge circuit, 12: resistance, 13: Conductor, 15: processing unit, 16: antenna, 18: RFID transceiver unit, 19: nonvolatile memory, 20: analog interface unit, 21: digital I / O, 23: RFID reader, 24: display unit, 25: operation button .
Claims (12)
上記導体を囲繞して取り付けられるクランプセンサと、
当該クランプセンサに接続されクランプセンサからの検出値に基づいて上記導体を流れる電流を測定する電流測定部と、
当該電流測定部に接続され電流測定部での測定結果を送信するRFIDタグとを備えて構成されたことを特徴とする電流測定装置。 A current measuring device for measuring a current flowing through a conductor,
A clamp sensor that is mounted surrounding the conductor;
A current measurement unit that is connected to the clamp sensor and measures a current flowing through the conductor based on a detection value from the clamp sensor;
A current measuring device comprising an RFID tag connected to the current measuring unit and transmitting a measurement result of the current measuring unit.
上記RFIDタグが、他と区別するためのIDを備え、上記測定結果と共に上記ID情報を送信することを特徴とする電流測定装置。 The current measuring device according to claim 1,
The RFID tag includes an ID for distinguishing from others, and transmits the ID information together with the measurement result.
上記クランプセンサが、半割りで開閉可能に構成され、閉じることで上記導体を囲繞して取り付けられることを特徴とする電流測定装置。 In the current measuring device according to claim 1 or 2,
A current measuring device, wherein the clamp sensor is configured to be able to be opened and closed in half, and is attached so as to surround the conductor by being closed.
上記クランプセンサ、電流測定部及びRFIDタグを、上記導体の配線上に配設される部材に一体的に組み込んだことを特徴とする電流測定装置。 The current measuring device according to any one of claims 1 to 3,
A current measuring device, wherein the clamp sensor, the current measuring unit, and the RFID tag are integrally incorporated in a member disposed on the conductor wiring.
上記導体の配線上に配設される部材がコンセントであることを特徴とする電流測定装置。 The current measuring device according to claim 4,
A current measuring device, wherein the member disposed on the conductor wiring is an outlet.
上記導体の配線上に配設される部材がコンセントに差し込まれるプラグであることを特徴とする電流測定装置。 The current measuring device according to claim 4,
A current measuring device, wherein the member disposed on the conductor wiring is a plug inserted into an outlet.
上記導体の配線上に配設される部材が延長コードであることを特徴とする電流測定装置。 The current measuring device according to claim 4,
The current measuring device, wherein the member disposed on the conductor wiring is an extension cord.
上記導体を囲繞するように形成された2つの半割部材と、各半割部材を開閉可能に支持するヒンジとを備え、
上記2つの半割部材に、上記クランプセンサ、電流測定部及びRFIDタグを組み込んだことを特徴とする電流測定装置。 The current measuring device according to claim 1,
Two half members formed so as to surround the conductor, and a hinge that supports each half member so as to be openable and closable,
A current measuring apparatus comprising the clamp sensor, a current measuring unit and an RFID tag incorporated in the two halved members.
上記RFIDタグが、内蔵のアンテナを介して外部から電力の供給を受けることを特徴とする電流測定装置。 In the current measuring device according to any one of claims 1 to 8,
A current measuring device, wherein the RFID tag is supplied with electric power from the outside through a built-in antenna.
外部から認識できる位置にID記号を記載したことを特徴とする電流測定装置。 The current measuring device according to any one of claims 1 to 9,
A current measuring apparatus characterized in that an ID symbol is described at a position that can be recognized from the outside.
当該電流測定装置の上記RFIDタグとの間で信号の送受信及び電力の供給を行うRFIDリーダとを備えたことを特徴とする電流測定システム。 The current measuring device according to any one of claims 1 to 10,
A current measurement system comprising: an RFID reader that transmits and receives signals and supplies power to the RFID tag of the current measurement device.
上記RFIDリーダが、ID情報入力手段を備えたことを特徴とする電流測定システム。
The current measurement system according to claim 11,
A current measurement system, wherein the RFID reader comprises an ID information input means.
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