JP2010200434A

JP2010200434A - 自動電源オンオフ測定器

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Publication number: JP2010200434A
Application number: JP2009040595A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Miki; 昭彦三木
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2009-02-24
Filing date: 2009-02-24
Publication date: 2010-09-09
Anticipated expiration: 2029-02-24
Also published as: JP5410783B2

Abstract

【課題】使用時の電源供給の開始および不使用時の電源供給の停止が、自動的に、かつ確実になされる自動電源オンオフ測定器を提供する。
【解決手段】収納ケース２付きのディジタルマルチメータ１は、電源と本体回路との電気的接続を、磁気検出センサ３の磁気検出によってオフ、磁気非検出によってオンするスイッチ回路を有するディジタルマルチメータ１、および、磁石の付された収納ケース２の保護カバー２ｂを備え、保護カバー２ｂは、ディジタルマルチメータ１の使用時には、磁気検出センサ３の磁気検出範囲の外に磁石４が位置して、ディジタルマルチメータ１の不使用時には、磁気検出範囲の内に磁石４が位置するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、使用時に自動的に電源供給が開始され、不使用時に自動的に電源供給が停止される自動電源オンオフ測定器に関するものである。

電気的に作動する測定器は、その電源スイッチがオペレータによって操作されることにより、測定器内部の本体回路に電源供給（電力供給）の開始／停止がなされるものが多い。しかし、この操作は煩雑である。また、使用状態の時にのみ電源供給することが、省電力の観点から必要である。

このような機器の一例として、携帯型のディジタルマルチメータがある。例えば特許文献１には、ディジタルマルチメータに用いることのできる自動電源ターンオン回路が記載されている。

この自動電源ターンオン回路では、入力端子（テストリード）が測定対象物に接続されると、この測定対象物の電圧と電源用の電池の電圧との差によって電子スイッチがオンして電源供給が開始される。また、測定対象物が取り除かれてから数分間、電子スイッチのオン状態が保持され、その後電子スイッチがオフされることで、電源供給が停止される。

特開平１１−２７５７６９号公報

しかしながら、特許文献１に記載された自動電源ターンオン回路では、測定対象物の電圧が内蔵する電池電圧とほぼ等しい直流電圧である場合には、電子スイッチがオンせず、電源供給を自動的に開始することができない。つまり条件によって自動的に電源供給を開始できない場合があるという課題がある。

また、使用を停止しても数分間は電源供給が継続されるため、この間の電力消費が無駄であるという課題がある。

本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、使用時の電源供給の開始および不使用時の電源供給の停止が、自動的に、かつ確実になされる自動電源オンオフ測定器を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項１に記載された自動電源オンオフ測定器は、電源と本体回路との電気的接続を、磁気検出センサの磁気検出によってオフ、磁気非検出によってオンするスイッチ回路を有している測定器の本体、および、該本体使用時に少なくとも一部が該本体から離され、該本体不使用時に該本体に近づけられて用いられる、磁石の付された本体付属品を備え、該本体付属品は、該本体の使用時には、該磁気検出センサの磁気検出範囲の外に該磁石が位置して、該本体の不使用時には、該磁気検出範囲の内に該磁石が位置することを特徴とする。

請求項２に記載された自動電源オンオフ測定器は、請求項１に記載されたもので、前記本体付属品は、前記本体に設けられた操作部および／または表示部を保護する保護カバーであること特徴とする。

請求項３に記載された自動電源オンオフ測定器は、請求項１に記載されたもので、前記本体付属品は、前記本体に配線で接続されるテストリードであって、該本体には、該テストリードを着脱可能に保持する収納ホルダが備えられていることを特徴とする。

請求項４に記載された自動電源オンオフ測定器は、請求項２または３に記載されたもので、前記測定器は、内蔵する電池を前記電源とする携帯型のディジタルマルチメータであることを特徴とする。

本発明による自動電源オンオフ測定器によれば、電源と本体回路との電気的接続を、磁気検出センサの検出時にオフ、非検出時にオンするスイッチ回路を有する本体、および、磁石の付された本体付属品を備え、本体付属品は、本体の使用時には、磁気検出センサの磁気検出範囲外に磁石が位置して、磁気検出センサが磁気非検出となることにより、スイッチ回路がオンして電源と本体回路とが電気的に接続されるため、自動的かつ確実に電源供給を開始させることができる。また、本体の不使用時には、磁気検出範囲内に磁石が位置して、磁気検出センサが磁気検出となることにより、スイッチ回路がオフして電源と本体回路とが電気的に直ちに遮断されるため、自動的かつ確実に電源供給を停止させることができる。

本発明による自動電源オンオフ測定器によれば、前記本体付属品が測定器の操作部および／または表示部を保護する保護カバーであることにより、測定器使用時には保護カバーを開けたり取り外したりして、また測定器不使用時には保護カバーを閉じたり装着したりするため、この保護カバーの動きに連動させて、電源供給を開始／停止させることができる。

本発明による自動電源オンオフ測定器によれば、前記本体付属品は本体に配線で接続されるテストリードであって、測定器には、テストリードを着脱可能に保持する収納ホルダが備えられていることにより、測定器使用時にはテストリードを本体の収納ホルダから外し、測定器不使用時にはテストリードを本体の収納ホルダに収納するため、このテストリードの動きに連動させて、電源供給を開始／停止させることができる。

本発明による自動電源オンオフ測定器によれば、前記測定器は、内蔵する電池を前記電源とする携帯型のディジタルマルチメータであることにより、測定現場で携帯して使用する際に、オペレータによる電源スイッチの操作の手間が省けるため、操作性に優れた測定器とすることができる。また、不使用時には自動的に電源供給の停止がなされるため、電池の使用可能な時間を延ばすことができる。

本発明を適用する自動電源オンオフ測定器の一実施形態である収納ケース付きのディジタルマルチメータの斜視図である。上記ディジタルマルチメータの本発明の要部を示す電気回路図である。上記電気回路図の作動状態を説明するタイミングチャートである。本発明を適用する自動電源オンオフ測定器の他の実施形態であるディジタルマルチメータの斜視図および一部拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施形態に限定されるものではない。

図１には、本発明の自動電源オンオフ測定器の一実施形態である収納ケース付きのディジタルマルチメータが、収納ケースの上蓋を開いている途中の状態で図示されている。ディジタルマルチメータ１は、本発明における本体の一例であって、電圧、電流や抵抗などの電気的パラメータを測定する携帯型の測定器である。このディジタルマルチメータ１は、内蔵する電池（非図示）を電源として作動する。

ディジタルマルチメータ１は、全体が薄型の箱体で、測定を行う電気的パラメータの種類や測定レンジを選択するための回転ダイヤル式の操作部９、および、一例として液晶パネルで構成されている測定結果を表示するための表示部１０を上面側（図の観察面側）に備えている。またディジタルマルチメータ１には、測定対象物に接触される２本のテストリード１１が、配線で接続されている。

またディジタルマルチメータ１には、その上面の内側に磁気検出センサ３が配置されている。磁気検出センサ３は、一例として、磁気検出感度値（例えば３．６ｍＴ）以上の磁束密度を検出したときに磁気検出信号（例えばオープンドレイン出力によるオン信号）を出力し、非検出感度値（例えば３ｍＴ）未満の磁束密度を検出したときに磁気非検出信号（例えばオープンドレイン出力によるオフ信号）を出力するものである。このように磁気検出感度値と磁気非検出感度値との間にヒステリシス幅を設けた方が安定した出力を得られるため好ましいが、同じ値であってもよい。磁気検出センサ３は、ホール素子や磁気抵抗効果素子などの磁界を電気信号に変換して出力する素子と、この出力を増幅する増幅回路や比較回路、ヒステリシス回路などを組み合わせて構成することができる。このような磁気検出センサ３は、集積回路化されて電子部品メーカーから発売されているので、それを用いることができる。また、磁気検出センサ３として、リードスイッチを用いることもできる。リードスイッチとは、２本の強磁性体リードが適当な接点距離で相対した状態でガラス管などに封入されたものであり、外部から磁界を加えた状態では２本のリードが接触してショート状態になるものである。

収納ケース２は、本発明における本体付属品の一例であって、ディジタルマルチメータ１およびテストリード１１を収納すると共に保護するものであり、収納部２ａおよび保護カバー２ｂによって構成されている。収納部２ａには、ディジタルマルチメータ１が丁度嵌って納まる本体用開口部、および、２本のテストリード１１を収納するテストリード用開口部の２つの開口部が並んで上部側（図の観察面側）に開口するように形成されている。ディジタルマルチメータ１は、その使用時および不使用時の区別なく、同図に示されるように、収納部２ａの本体開口部に嵌め込まれたまま用いられる。

保護カバー２ｂは、収納部２ａの上部側の全面を覆う上蓋であり、同図に示されるように、その一辺部分が収納部２ａの縁に蝶番状の部材で回転可能に取り付けられて、収納部２ａを開閉可能になっている。その回転角度は、ほぼ３６０度であり、収納部２ａの上面側を閉じて蓋をする位置（回転角度０度の位置）から、収納部２ａの裏面（図の非観察面側）に密着する位置（回転角度ほぼ３６０度の位置）まで可動する。保護カバー２ｂが閉じられたときは、ディジタルマルチメータ１の操作部９および表示部１０が覆われて保護される。

また保護カバー２ｂには、磁石４が埋め込まれて取り付けられている。この磁石４は、保護カバー２ｂを閉じて蓋をしたときに、ディジタルメータ１の磁気検出センサ３にちょうど対向して近接し、磁気検出センサ３の磁気検出範囲の内に位置するように取り付けられている。また磁石４は、保護カバー２ｂを開いてディジタルマルチメータ１の操作部９および表示部１０が表出した状態のときに、磁気検出センサ３から離れて磁気検出範囲の外に位置するように取り付けられている。

ここで、磁気検出センサ３の磁気検出範囲は、磁気検出センサ３の磁気検出感度値、および磁石４の磁束密度の大きさや磁石４の磁極の向きによって相対的に変化する。例えば、磁石４の磁束密度が大きいほど、磁気検出センサ３の磁気検出範囲は広くなる。この例では、保護カバー２ｂを約１８０度開いたときに磁気検出センサ３と磁石４との距離が大きくなり、保護カバー２ｂを約３６０度開いたときに磁気検出センサ３と磁石４の距離が小さくなる。このどちらの回転角度のときにも、磁石４が磁気検出センサ３の磁気検出範囲の外に位置するように、磁気検出センサ３の検出感度値、磁石４の磁束密度の大きさ、および磁石４の向きを適宜選択する。

また磁気検出センサ３は、その検出する磁性方向（Ｎ極、Ｓ極）が、両極を検出するものであっても、Ｎ極またはＳ極のいずれか一方を検出するものであっても用いることができる。磁気検出センサ３が両極を検出する場合、必要に応じて、収納ケース２ａの底面側（図の下側）、または、保護カバー２ｂの上面側（図の非観察面側）に磁気シールドを設けることで、保護カバー２ｂをほぼ３６０度開いたときに磁石４が磁気検出範囲の外に位置するようにしてもよい。磁気検出センサ３の検出磁性方向が、Ｎ極またはＳ極のいずれか一方である場合、それと一致するように磁石４の極性を合わせて保護カバー２ｂに取り付ける。この場合には、保護カバー２ｂを３６０度開いた状態では、磁気検出センサ３の検出磁性方向と磁石４の極性が異なるようになる。

磁石４は、永久磁石が用いられ、例えば、フェライト磁石、アルニコ磁石、鉄・クロム・コバルト磁石、鉄・マンガン系磁石、または希土類磁石などが挙げられる。また、原料磁石粉末を合成樹脂やゴムの中に混合したボンド磁石であってもよい。磁石４は、直方体状やシート状、粒状、円盤状など任意の形状を用いることができ、その硬さは硬質なものであっても柔軟なものであってもよい。

次に、図２に示される、ディジタルマルチメータ１の電気回路図について説明する。ディジタルマルチメータ１は、電池２１、スイッチ回路２２、本体回路２３、および磁気検出センサ３を備えている。電池２１は、本体回路２３の電源であり、負極が接地されている。

本体回路２３は、測定により入力されるアナログ値をディジタル値に変換する変換回路、演算回路、信号発生回路、および表示回路などの、測定器としての動作に必要な全ての回路を含むものであり、同図では、１つのブロックで示されている。本体回路２３のグランド部は、接地されている。

スイッチ回路２２は、電池２１と本体回路２３との間に接続されて、それらの電気的接続を、磁気検出センサ３の磁気検出によってオフ、磁気非検出によってオンする回路である。具体的には、スイッチ回路２２は、Ｐチャネル・エンハンスメント型ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化膜形電界効果トランジスタ）であるＦＥＴ２５、そのバイアス抵抗２６、ＮＰＮ型のトランジスタ２７、そのバイアス抵抗２８，２９、およびプルアップ抵抗３０を備えている。

ＦＥＴ２５は、そのソースが電池２１の正極に接続され、ドレインが本体回路２３の電源入力部に接続されている。また、ＦＥＴ２５のソース・ゲート間には、バイアス抵抗２６が接続されている。また、ＦＥＴ２５のゲートには、トランジスタ２７のコレクタが接続されている。トランジスタ２７は、エミッタが接地され、ベース・エミッタ間には、バイアス抵抗２９が接続されている。また、トランジスタ２７のベースには、バイアス抵抗２８の一端が接続されている。バイアス抵抗２８の他端は、プルアップ抵抗３０を介して電池２１の正極に接続されている。さらにバイアス抵抗２８の他端は、磁気検出センサ２３の出力端子となるＦＥＴ３３のドレインに接続されている。

磁気検出センサ３は、すでに述べた機能を有するものであり、一例として、ホール素子３１、駆動回路３２、およびＦＥＴ３３を備えている。駆動回路３２は、その入力側にホール素子３１が接続され、その出力側にＦＥＴ３３のゲートが接続されている。駆動回路３２は、ホール素子３１の出力を増幅して、前記した検出感度値以上の磁気検出でＦＥＴ３３のソース−ドレイン間をオン（導通）、非検出感度以下の磁気検出でオフ（非導通）とするようにＦＥＴ３３を駆動する。ＦＥＴ３３は、Ｎチャネル・エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴであり、ソースが接地されている。また磁気検出センサ３は、その電源端子が電池２１に接続され、そのグランド端子が接地されている。

次に、この収納ケース２付きのディジタルマルチメータ１の動作について説明する。図２に示されるディジタルマルチメータ１の電気回路は、図３に示されるタイミングチャートのように動作する。

ディジタルマルチメータ１の不使用時の場合には、図１に示される収納ケース２の保護カバー２ｂは閉じられる。このため、保護カバー２ｂの磁石４は、ディジタルマルチメータ１に近づいて、磁気検出センサ３の磁気検出範囲内に位置する。

このため、磁気検出センサ３が磁気検出し、図３に示されるように、ＦＥＴ３３はオン（導通）となる。これにより、ＦＥＴ３３のドレイン側も接地され、これに接続されるバイアス抵抗２８の端も接地される。したがってトランジスタ２７のコレクタ−エミッタ間は、オフ（非導通）となる。これにより、ＦＥＴ２５のソース−ドレイン間はオフとなるため、電池２１と本体回路２３との電気接続がオフになって、本体回路２３に電源が供給されない。

ディジタルマルチメータ１を使用する場合には、図１に示される収納ケース２の保護カバー２ｂが開かれる。このため、保護カバー２ｂの磁石４は、ディジタルマルチメータ１から遠ざかり、磁気検出センサ３の磁気検出範囲の外に位置するようになる。

このため、磁気検出センサ３が磁気非検出となって、図３に示されるように、ＦＥＴ３３はオフとなる。これにより、プルアップ抵抗３０およびバイアス抵抗２８，２９によってトランジスタ２７が駆動されて、トランジスタ２７のコレクタ−エミッタ間がオンとなる。このため、ＦＥＴ２５が駆動されてそのソース−ドレイン間がオンとなるため、電池２１と本体回路２３との電気接続がオンになり、本体回路２３に電源が供給される。

このように保護カバー２ｂの開閉に連動させて、自動的かつ確実に、電池２１から本体回路２３への電源供給の開始／停止をさせることができる。

次に、本発明の別の実施形態であるディジタルマルチメータについて説明する。なお、すでに説明した構成と同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。

図４に示されるディジタルマルチメータ１ａは、ディジタルマルチメータ１と同様に、電池を内蔵して電気的パラメータを測定する携帯型の測定器である。このディジタルマルチメータ１ａは、その本体の側面に、本体付属品である２本のテストリード５を着脱可能に保持する収納ホルダ１２を備えている。

同図中の斜視図の破線囲み部のＡ−Ａ拡大断面図に示されるように、収納ホルダ１２は、ディジタルマルチメータ１ａの側面の上側（図の上側）および下側（図の下側）に対向するように設けられた、一対の断面略円弧状のものであり、可撓性を有している。

この収納ホルダ１２に嵌って保持されるテストリード５は、測定対象物に接触されるものであり、樹脂で円柱形に形成された把持部１４の内部に、テストリード先端の金属棒に繋がる導線１５、および、磁石４が配されて構成されている。テストリード５は、導線１５に繋がる配線で本体に接続されている。

ディジタルマルチメータ１ａの電気回路は、ディジタルマルチメータ１と同様のものである。このディジタルマルチメータ１ａでは、磁気検出センサ３は、同図に示されるように、収納ホルダ１２の設けられた側面の内側に配置されている。磁気検出センサ３の磁気検出範囲は、テストリード５を収納ホルダ１２に嵌め込んだときに、磁石４を磁気検出して、テストリード５を収納ホルダ１２から取り外したときに、磁石４を磁気検出しない範囲とする。また、テストリード５が円柱形であるので、磁石４がどの向きで収納ホルダ１２に嵌めこまれるかその都度変化するため、磁気検出センサ３は、検出磁性方向が両極を検出するものであることが好ましい。

このディジタルマルチメータ１ａは、次のように動作する。

ディジタルマルチメータ１ａの不使用時の場合には、テストリード５を使用しないため、収納ホルダ１２に嵌め込まれる。このため、磁気検出センサ３が磁気検出して、電源供給が停止される。また、ディジタルマルチメータ１ａの使用時の場合には、テストリード５が収納ホルダ１２から取り外される。このため、磁気検出センサ３が磁気非検出になって、電源供給が開始される。

このようにテストリード５の収納ホルダ１２への着脱に連動させて、自動的かつ確実に、電源供給の開始／停止をさせることができる。

なお、上記のディジタルマルチメータ１，１ａの説明では、本体が、ディジタルマルチメータである例について説明したが、これに限られず、例えば照度計、騒音計、温度計、電力計などの様々な測定器に本発明を適用することができる。これらの測定器の本体に磁気検出センサを配し、本体使用時には少なくとも本体の一部から離れて使用され、本体不使用時には本体の近づけられて用いられるものを本発明における本体付属品として磁石を付すことで、本発明を適用できる。

また、ディジタルマルチメータ１で説明した保護カバー２ｂは、操作部９および表示部１０の両方を保護するものであったが、操作部９だけ、または表示部１０だけを覆って保護するものでもよい。また、保護カバー２ｂが回転して収納部２ａを開閉する例について説明したが、収納部２ａから取り外すことで収納部２ａを開閉するものであってもよい。また、保護カバー２ｂで開閉可能に本体に直接取り付けられているものであってもよい。

また、ディジタルマルチメータ１ａで説明したテストリード５は、非接触型のクランププローブであってもよい。また、収納ホルダ１２は、ディジタルマルチメータ１ａの背面や側面に、テストリード５を収納する蓋つきの小部屋を設け、その小部屋の壁面の本体内部側に磁気検出センサ３を配してもよい。このように、収納ホルダ１２は、テストリード５を本体に着脱可能に保持するものであれば、その形状は本例に限定されない。また２本のテストリード５の両方に磁石４を配した例について説明したが、２本のうちの１本だけに磁石４を配してもよい。

また、電源が内蔵された電池である例について説明したが、例えば商用交流１００Ｖを直流に変換して出力するＡＣアダプターを測定器の電源としてもよいし、このＡＣアダプターの構成を測定器本体に内蔵するものであってもよい。

１，１ａはディジタルマルチメータ、２は収納ケース、２ａは収納部、２ｂは保護カバー、３は磁気検出センサ、４は磁石、５，１１はテストリード、９は操作部、１０は表示部、１２は収納ホルダ、１４は把持部、１５は導線、２１は電池、２２はスイッチ回路、２３は本体回路、２５，３３はＦＥＴ、２６，２８，２９はバイアス抵抗、２７はトランジスタ、３０はプルアップ抵抗、３１はホール素子、３２は駆動回路である。

Claims

電源と本体回路との電気的接続を、磁気検出センサの磁気検出によってオフ、磁気非検出によってオンするスイッチ回路を有している測定器の本体、および、該本体使用時に少なくとも一部が該本体から離され、該本体不使用時に該本体に近づけられて用いられる、磁石の付された本体付属品を備え、
該本体付属品は、該本体の使用時には、該磁気検出センサの磁気検出範囲の外に該磁石が位置して、該本体の不使用時には、該磁気検出範囲の内に該磁石が位置することを特徴とする自動電源オンオフ測定器。
前記本体付属品は、前記本体に設けられた操作部および／または表示部を保護する保護カバーであること特徴とする請求項１に記載の自動電源オンオフ測定器。
前記本体付属品は、前記本体に配線で接続されるテストリードであって、該本体には、該テストリードを着脱可能に保持する収納ホルダが備えられていることを特徴とする請求項１に記載の自動電源オンオフ測定器。
前記測定器は、内蔵する電池を前記電源とする携帯型のディジタルマルチメータであることを特徴とする請求項２または３に記載の自動電源オンオフ測定器。