JP2011128094A

JP2011128094A - 電流測定装置

Info

Publication number: JP2011128094A
Application number: JP2009288839A
Authority: JP
Inventors: Toshitake Takahashi; 俊毅高橋
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2009-12-21
Publication date: 2011-06-30
Anticipated expiration: 2029-12-21
Also published as: JP5679145B2

Abstract

【課題】接合状態検査用コイルを使用せずに測定対象体に流れる電流を正確に測定する。
【解決手段】互いの一端同士および他端同士が接合した状態において環状に構成される各コア２３ａ，２３ｂのうちの一方のコア２３ａとこれに形成された巻線２４ａとを備えた固定側センサ１１と、他方のコア２３ｂとこれに形成された巻線２４ｂとを備えると共にセンサ１１と接合するクランプ状態において各コア２３ａ，２３ｂが環状に構成される可動側センサ１２と、センサ１２を接合する方向に付勢するばねと、クランプ状態において各コア２３ａ，２３ｂによって囲まれた導線１００に流れる電流Ｉに起因して各巻線２４ａ，２４ｂに発生する電圧Ｖ１に基づいて電流Ｉの電流値Ｄｉを測定する測定部３４と、各コア２３ａ，２３ｂにおける一端同士を異極とし、かつ他端同士を異極とする励磁電圧Ｖ２を各巻線２４ａ，２４ｂに供給する励磁部３７とを備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、コア、およびそのコアに形成された巻線を備えたセンサを一対備えたクランプ式の電流測定装置に関するものである。

この種のクランプ式の電流測定装置として、下記特許文献において出願人が開示した電流測定装置が知られている。この電流測定装置は、略円弧状にそれぞれ形成された一対のセンサ（固定側センサおよび可動側センサ）を備えている。この場合、固定側センサおよび可動側センサは、略円弧状に形成されたコアと、このコアに形成された巻線とをそれぞれ備えて構成されている。また、可動側センサは、固定側センサと一体的に形成された本体部に回動可能に配設されると共に、本体部に配設されたばねにより、固定側センサと接合する方向に常時付勢されている。また、可動側センサは、可動側センサに配設されているレバー部が押動されたときには、ばねの付勢力に抗して回動して固定側センサから離反し、レバー部に対する押動が解除されているときには、ばねの付勢力によって固定側センサ方向に回動して固定側センサと接合する。

この電流測定装置では、一対のセンサが測定対象体（測定導線）を取り囲み、かつ互いに接合した状態において測定対象体に電流信号が流れた際には、この電流信号の電流値に比例した電圧が、直列に接続された各巻線の両端間に発生する。このため、例えば、本体部に配設された測定部が、各巻線に発生するこの電圧の電圧値を検出すると共に、検出した電圧値に基づいて測定対象体に流れる電流信号の電流値を算出（測定）する。

一方、この種のクランプ式の電流測定装置では、一対のセンサが確実に接合していない状態では、測定対象体に流れる電流信号の電流値に対応した正しい電圧よりも低い電圧が各巻線の両端間に発生することから、測定対象体に流れる電流信号の測定結果に誤差が生じることがある。このため、上記公報に開示された電流測定装置では、接合状態検査用コイルと、接合状態検査用コイルに検査用信号を供給する信号供給部と、一対のセンサの接合状態を報知する報知部とを設けることにより、接合状態を正確に報知する構成を採用して、一対のセンサが正常に接合していない状態での測定を防止することで、正確な測定が可能となっている。

特開２００９−６９０８９号公報（第４−７頁、第１図）

ところが、上記のクランプ式の電流測定装置では、接合状態検査用コイル等を備える上記のような構成を採用したことにより、一対のセンサが正常に接合していない状態での測定を防止して、正確な測定が可能となっている。その一方、この電流測定装置には、一対のセンサのうちのいずれか一方に接合状態検査用コイルを配設しなければならないため、その分だけセンサの構造が複雑になるという課題があり、この点の改善が望まれている。

本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、接合状態検査用コイルを使用することなく、測定対象体に流れる電流を正確に測定し得る電流測定装置を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載の電流測定装置は、互いの一端同士および互いの他端同士が接合した状態において全体として環状に構成される一対のコアのうちの一方のコアと当該一方のコアに形成された一方の巻線とを備えた一方のセンサと、前記一対のコアのうちの他方のコアと当該他方のコアに形成された他方の巻線とを備えると共に前記一方のセンサと接合および離反可能に構成されて、当該一方のセンサと接合するクランプ状態において前記一対のコアが前記環状に構成される他方のセンサと、前記各センサを前記接合する方向に付勢する付勢部材と、前記各センサが前記付勢部材によって接合させられている状態において前記環状に構成される前記一対のコアによって囲まれた測定対象体に流れる電流に起因して前記各巻線に発生する検出信号に基づいて当該電流の電流値を測定する測定部とを備えたクランプ式の電流測定装置であって、前記各コアにおける前記一端同士を異極とし、かつ前記他端同士を異極とする励磁信号を前記各巻線に対して供給する励磁部を備えている。この場合、本願における「環状」とは、測定対象体を取り囲んだときに閉じた形状であることを意味し、この「環状」には、その平面視の形状として、円形状、楕円状、矩形状および多角形状など任意の形状が含まれる。

また、請求項２記載の電流測定装置は、互いの一端同士および互いの他端同士が接合した状態において全体として環状に構成される一対のコアのうちの一方のコアと当該一方のコアに形成された一方の巻線とを備えた一方のセンサと、前記一対のコアのうちの他方のコアと当該他方のコアに形成された他方の巻線とを備えると共に前記一方のセンサと接合および離反可能に構成されて、当該一方のセンサと接合するクランプ状態において前記一対のコアが前記環状に構成される他方のセンサと、前記各センサを前記接合する方向に付勢する付勢部材と、前記各センサが前記付勢部材によって接合させられている状態において前記環状に構成される前記一対のコアによって囲まれた測定対象体に流れる電流に起因して前記各巻線に発生する検出信号に基づいて当該電流の電流値を測定する測定部とを備えたクランプ式の電流測定装置であって、前記各コアにおける前記一端同士を同極とし、かつ前記他端同士を同極とする励磁信号を前記各巻線に対して供給する励磁部を備えている。

また、請求項３記載の電流測定装置は、互いの一端同士および互いの他端同士が接合した状態において全体として環状に構成される一対のコアのうちの一方のコアと当該一方のコアに形成された一方の巻線とを備えた一方のセンサと、前記一対のコアのうちの他方のコアと当該他方のコアに形成された他方の巻線とを備えると共に前記一方のセンサと接合および離反可能に構成されて、当該一方のセンサと接合するクランプ状態において前記一対のコアが前記環状に構成される他方のセンサと、前記各センサを前記接合する方向に付勢する付勢部材と、前記各センサが前記付勢部材によって接合させられている状態において前記環状に構成される前記一対のコアによって囲まれた測定対象体に流れる電流に起因して前記各巻線に発生する検出信号に基づいて当該電流の電流値を測定する測定部とを備えたクランプ式の電流測定装置であって、前記各コアにおける前記一端同士を異極とし、かつ前記他端同士を異極となる励磁信号と、当該各コアにおける当該一端同士を同極とし、かつ当該他端同士を同極とする励磁信号とのうちから選択された一方の励磁信号を前記各巻線に対して供給する励磁部を備えている。

また、請求項４記載の電流測定装置は、請求項１から３のいずれかに記載の電流測定装置において、前記各コアに残存している残留磁化を消磁するための消磁用磁界を前記各巻線に発生させるための消磁信号を当該各巻線に供給する消磁部を備えている。

請求項１記載の電流測定装置によれば、一対のコアにおける一端同士が異極となり、かつ他端同士が異極となるように各コアに形成された各巻線を励磁する励磁信号を各巻線に対して供給する励磁部を備えたことにより、励磁部を作動させることで両センサ間に吸引力を作用させることができ、両センサを付勢部材の付勢力のみで接合させる構成よりも、両センサを一層良好に接合することができる。したがって、この電流測定装置によれば、従来の電流測定装置とは異なり、クランプ状態での両センサの結合状態を検査する必要性をなくすことができる結果、接合状態検査用コイルを使用することなく、測定対象体に流れる電流の電流値についての測定精度を十分に向上させることができる。また、両センサ間に作用する吸引力により、両センサの接合状態にばらつきが少なくなるため、これによっても測定精度の一層の向上を図ることができる。

また、請求項２記載の電流測定装置によれば、一対のコアにおける一端同士が同極となり、かつ他端同士が同極となるように各コアに形成された各巻線を励磁する励磁信号を各巻線に対して供給する励磁部を備えたことにより、励磁部を作動させることで両センサ間に反発力を作用させることができる。したがって、この電流測定装置によれば、両センサを接合させている付勢部材の付勢力を、この両センサ間に作用する反発力で弱めることができるため、両センサをクランプ状態から非クランプ状態に容易に移行させることができる。

また、請求項３記載の電流測定装置によれば、一対のコアにおける一端同士を異極とし、かつ他端同士を異極となる励磁信号と、各コアにおける一端同士を同極とし、かつ他端同士を同極とする励磁信号とのうちから選択された一方の励磁信号を各巻線に対して供給する励磁部を備えたことにより、励磁部を作動させることで両センサ間に吸引力を作用させることができ、両センサを付勢部材の付勢力のみで接合させる構成よりも、両センサを一層良好に接合することができる。また、この電流測定装置によれば、励磁部を作動させることで両センサ間に反発力を作用させることもでき、これによって付勢部材の付勢力をこの反発力で弱めることができるため、両センサをクランプ状態から非クランプ状態に容易に移行させることもできる。

また、請求項４記載の電流測定装置によれば、消磁部を備えたことにより、各巻線に励磁信号を供給することによって各コアに残存するおそれのある残留磁化を消磁することができるため、励磁信号の供給によって生じる残留磁化に起因する電流の測定精度の低下を確実に防止することができる。

クランプ部２がクランプ状態のときの電流測定装置１の正面図である。クランプ部２が非クランプ状態のときの電流測定装置１の正面図である。電流測定装置１の回路構成を示す構成図である。図３の両センサ１１，１２間に吸引力を発生させる電流測定装置１の動作を説明するための構成図である。図３の両センサ１１，１２間に反発力を発生させる電流測定装置１の動作を説明するための構成図である。図３のコア２３ａ，２３ｂを消磁する電流測定装置１の動作を説明するための構成図である。

以下、電流測定装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

最初に、電流測定装置１の構成について図面を参照して説明する。

図１に示す電流測定装置１は、クランプ部２および本体部３を備え、測定対象体としての導線１００に流れる電流Ｉを非接触で測定可能に構成されている。

クランプ部２は、図１に示すように、一例としてそれぞれ平面視略半円状に形成された固定側センサ１１および可動側センサ１２（一対のセンサ１１，１２）を備えて構成されている。また、クランプ部２は、後述するレバー２１ｃに対する開閉操作により、図１，２に示すように、固定側センサ１１および可動側センサ１２が互いに接合および離反可能に構成されている。

固定側センサ（一方のセンサ）１１は、図１に示すように、それぞれ平面視略半円状に形成されたセンサケース２１ａおよびコイル部２２ａを備えて構成されている。センサケース２１ａは、本体部３を構成する本体ケース３ａと一体形成されている。コイル部２２ａは、平面視略半円状に形成されたコア（一方のコア）２３ａおよびコア２３ａの周囲に巻回された巻線（一方の巻線）２４ａ（いずれも図３参照）を備えて、センサケース２１ａ内に配設されている。

可動側センサ（他方のセンサ）１２は、図１に示すように、それぞれ平面視略半円状に形成されたセンサケース２１ｂおよびコイル部２２ｂ（以下、固定側センサ１１のコイル部２２ａと区別しないときには「コイル部２２」ともいう）を備えて構成されている。センサケース２１ｂは、本体ケース３ａの内部に基端部が収容されると共に、その基端部に挿通されたピン３ｂを中心として回動可能に本体ケース３ａに取り付けられている。また、センサケース２１ｂは、本体ケース３ａ内に配設された付勢部材の一例としてのばね３ｃにより、センサケース２１ａと接合する（両センサ１１，１２がクランプ状態（接合状態）となる）向き（同図に示す矢印Ａの向き）に回動するように常時付勢されている。

また、センサケース２１ｂは、センサケース２１ｂに一体形成されたレバー２１ｃが図２に示す矢印Ｂの向きに本体ケース３ａ内に押し込まれたときに、センサケース２１ａから離反する（両センサ１１，１２が非クランプ状態となる）向きに回動するように構成されている。コイル部２２ｂは、平面視略半円状に形成されたコア（他方のコア）２３ｂおよび巻線（他方の巻線）２４ｂ（いずれも図３参照）を備えてセンサケース２１ｂ内に配設されている。

以上のように構成されたクランプ部２では、図１に示すように、一対のセンサ１１，１２が接合状態、つまり固定側センサ１１の先端部１１ａおよび可動側センサ１２の先端部１２ａ（具体的には、コイル部２２ａ，２２ｂの先端部）同士が接合し、かつ固定側センサ１１の基端部１１ｂおよび可動側センサ１２の基端部１２ｂ（具体的には、コイル部２２ａ，２２ｂの基端部）同士が接合する状態において、レバー２１ｃを図２に示す矢印Ｂの向きに押し込む操作（押動する操作）を実行することにより、可動側センサ１２がばね３ｃの付勢力に抗して固定側センサ１１から離反する方向に回動して、図２に示す非クランプ状態に移行する。この非クランプ状態のときには、一対のセンサ１１，１２が離反状態、つまり固定側センサ１１の先端部１１ａおよび可動側センサ１２の先端部１２ａ（具体的には、コイル部２２ａ，２２ｂの先端部）同士が離反し、かつ固定側センサ１１の基端部１１ｂおよび可動側センサ１２の基端部１２ｂ（具体的には、コイル部２２ａ，２２ｂの基端部）同士が離反する状態にあるため、図２に示すように、先端部１１ａ，１２ａ間の隙間を介して外部から一対のセンサ１１，１２間に一点鎖線で示すようにして導線１００を導入することが可能となる。

また、図２に示す非クランプ状態において、レバー２１ｃに対する矢印Ｂ方向への押動を解除する操作を実行することにより、可動側センサ１２は、ばね３ｃの付勢力によって固定側センサ１１の方向（図１の矢印Ａ方向）に回動させられると共に、レバー２１ｃが本体ケース３ａから突出させられて、図１に示すように、固定側センサ１１と接合するクランプ状態に移行する。このクランプ状態において、クランプ部２は、一対のセンサ１１，１２間に導入された（クランプ部２によってクランプされた）導線１００に流れる電流Ｉに起因して巻線２４ａ，２４ｂ（後述するように直列に接続された巻線２４ａ，２４ｂ）に発生する検出信号としての誘起電圧（電流Ｉの電流値に対応する電圧）Ｖ１（図３参照）を出力することが可能となる。

本体部３は、上記した本体ケース３ａ、ピン３ｂおよびばね３ｃの他に、図３に示すように、２つのオン・オフスイッチ（以下、単に「スイッチ」ともいう）３１，３２、切替部３３、測定部３４、処理部３５、操作部３６、励磁部３７、消磁部３８、記憶部３９および出力部４０を備えている。この場合、スイッチ３１，３２、切替部３３、測定部３４、処理部３５、励磁部３７、消磁部３８および記憶部３９は本体ケース３ａ内に配設され、操作部３６および出力部４０は図１，２に示すように本体ケース３ａの表面に配設されている。

具体的には、スイッチ３１は、一端（一の接点）に、巻線２４ａにおけるコイル部２２ａの基端部側に戻された先端部側の巻端（以下、「巻線２４ａの先端部側の巻端」ともいう）が接続されると共に、他端（他の接点）に、巻線２４ｂにおけるコイル部２２ｂの基端部側に戻された先端部側の巻端（以下、「巻線２４ｂの先端部側の巻端」ともいう）が接続されている。スイッチ３２は、一端（一の接点）がスイッチ３１の一端に接続されると共に、他端（他の接点）が励磁部３７を構成する後述の励磁電源３７ａのマイナス端子に接続されている。また、各スイッチ３１，３２は、処理部３５によってオン・オフ状態が制御される。

切替部３３は、複数の切換スイッチ（不図示）を備えて構成されて、等価的に、図３に示すように、２つの１回路３接点の切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２として機能する。この場合、切替スイッチＳＷ１は、励磁電源３７ａのプラス端子、測定部３４の一対の入力端子のうちの一方の入力端子、および消磁部３８の一対の出力端子のうちの一方の出力端子のうちから選択される任意の１つを巻線２４ａにおけるコイル部２２ａの基端部側の巻端（以下、「巻線２４ａの基端部側の巻端」ともいう）に接続する。また、切替スイッチＳＷ２は、励磁部３７を構成する後述のインバート回路３７ｂ、測定部３４の他方の入力端子、および消磁部３８の他方の出力端子のうちから選択される任意の１つを巻線２４ｂにおけるコイル部２２ｂの基端部側の巻端（以下、「巻線２４ｂの基端部側の巻端」ともいう）に接続する。また、切替部３３は、処理部３５により、切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２の切替状態が制御される。

測定部３４は、一対の入力端子（不図示）を備え、この一対の入力端子のうちの一方の入力端子が切替部３３の切替スイッチＳＷ１に接続され、他方の入力端子が切替部３３の切替スイッチＳＷ２に接続されることで、切替部３３を介してクランプ部２の各巻線２４ａ，２４ｂに接続可能に構成されている。また、測定部３４は、切替部３３を介してクランプ部２の各巻線２４ａ，２４ｂに接続された際に、巻線２４ａ，２４ｂに発生する誘起電圧Ｖ１（交流電圧）に基づいて、クランプ部２によってクランプされた導線１００に流れている電流Ｉの電流値Ｄｉを測定して処理部３５に出力する。

処理部３５は、ＣＰＵ（不図示）を備えて構成されて、操作部３６に対する操作内容に基づいて、クランプ部２の各コイル部２２ａ，２２ｂを接合させる接合処理、クランプ部２の各コイル部２２ａ，２２ｂを離反させる離反処理、導線１００に流れる電流Ｉの電流値Ｄｉを測定する測定処理、および各コイル部２２ａ，２２ｂの各コア２３ａ，２３ｂを消磁する消磁処理を実行する。また、処理部３５は、各スイッチ３１，３２、切替部３３、励磁部３７および消磁部３８に対する制御についても実行する。

操作部３６は、図１，２に示すように、一例として、電源スイッチ３６ａ、クランプ閉スイッチ（以下、「閉スイッチ」ともいう）３６ｂ、クランプ開スイッチ（以下、「開スイッチ」ともいう）３６ｃ、測定開始スイッチ（以下、「測定スイッチ」ともいう）３６ｄ、および消磁スイッチ３６ｅを備え、これらのスイッチ３６ａ〜３６ｅが本体ケース３ａの表面に配設されて構成されている。この場合、電源スイッチ３６ａは、例えばオン・オフスイッチで構成されて、本体ケース３ａ内に配設された不図示の主電源（例えば、バッテリ）から本体ケース３ａに配設された各構成要素への作動電圧の供給をオン・オフする。また、操作部３６は、閉スイッチ３６ｂ、開スイッチ３６ｃ、測定スイッチ３６ｄおよび消磁スイッチ３６ｅが操作された際には、その操作内容に対応した操作信号Ｓｏｐを処理部３５に出力する。

励磁部３７は、図３に示すように、励磁電源３７ａおよびインバート回路３７ｂを備えて構成されている。励磁電源３７ａは、上記した主電源から作動電圧の供給を受けて、一定の励磁電圧（直流電圧）Ｖ２を生成して一対の出力端子（プラス端子およびマイナス端子）から出力する。また、励磁部３７は、コイル部２２ａの巻線２４ａに対しては、励磁電圧（直流電圧）Ｖ２を極性を一定にした状態で励磁信号として出力し、コイル部２２ｂの巻線２４ｂに対しては、インバート回路３７ｂにおいて所望の極性に設定された励磁電圧（直流電圧）Ｖ２を励磁信号として出力する。なお、励磁電源３７ａによる励磁電圧Ｖ２の生成および出力は、処理部３５によって制御される。

インバート回路３７ｂは、図３に示すように、一例として、ブリッジ回路に構成された４つのオン・オフスイッチ（以下、単に「スイッチ」ともいう）ＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５，ＳＷ６を備えている。この場合、スイッチＳＷ３，ＳＷ５の各一端（一の接点）は、互いに接続されると共に、励磁電源３７ａのマイナス端子に接続されている。また、スイッチＳＷ３の他端（他の接点）は、スイッチＳＷ４の一端（一の接点）に接続されると共に、スイッチ３１の他端に接続されている。スイッチＳＷ５の他端（他の接点）は、スイッチＳＷ６の一端（一の接点）に接続されると共に、切替部３３の切替スイッチＳＷ２に接続されている。また、スイッチＳＷ４，ＳＷ６の各他端（他の接点）は、互いに接続されると共に、励磁電源３７ａのプラス端子に接続されている。

このように構成されたインバート回路３７ｂは、処理部３５によって各スイッチＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５，ＳＷ６のオン・オフ状態が制御されることにより、スイッチＳＷ３，ＳＷ６がオン状態となり、スイッチＳＷ４，ＳＷ５がオフ状態となって、巻線２４ｂの基端部側の巻端に励磁電源３７ａのプラス端子を接続し、巻線２４ｂの先端部側の巻端に励磁電源３７ａのマイナス端子を接続する反発接続状態、スイッチＳＷ４，ＳＷ５がオン状態となり、スイッチＳＷ３，ＳＷ６がオフ状態となって、巻線２４ｂの基端部側の巻端に励磁電源３７ａのマイナス端子を接続し、巻線２４ｂの先端部側の巻端に励磁電源３７ａのプラス端子を接続する吸引接続状態（反発接続状態に対して、巻線２４ｂに逆極性の励磁電圧Ｖ２を供給する接続状態）、およびすべてのスイッチＳＷ３〜ＳＷ６がオフ状態となる切断接続状態のうちの任意の１つの接続状態に移行する。

消磁部３８は、上記した主電源から作動電圧の供給を受けて、各コイル部２２ａ，２２ｂの各コア２３ａ，２３ｂを消磁するための消磁信号としての消磁電圧（一例として、振幅が徐々に減衰してゼロになる交流電圧）Ｖ３を生成して一対の出力端子（不図示）から出力する。なお、消磁部３８による消磁電圧Ｖ３の生成および出力は、処理部３５によって制御される。

記憶部３９は、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリで構成されて、処理部３５のための動作プログラムが予め記憶されている。出力部４０は、一例としてＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの表示装置で構成されて、処理部３５により、測定された導線１００の電流Ｉの電流値Ｄｉを画面に表示する。また、出力部４０は、図１，２に示すように、本体ケース３ａにおける操作部３６が配設された面と同一面に画面が位置するように配設されている。

次に、電流測定装置１を用いて導線１００に流れる電流Ｉの電流値Ｄｉを測定する手順と併せて、電流測定装置１の動作について、図面を参照して説明する。

この電流測定装置１を用いて導線１００に流れる電流Ｉの電流値Ｄｉを測定する際には、まず、導線１００をクランプ部２でクランプする。具体的には、レバー２１ｃを本体ケース３ａ内に押し込んで可動側センサ１２を図１に示す矢印Ａ方向とは逆方向にばね３ｃの付勢力に抗して回動させることにより、図２に示すように、両センサ１１，１２の先端部１１ａ，１２ａ同士および基端部１１ｂ，１２ｂ同士を互いに離反させる。

次いで、図２に示すように、離間している先端部１１ａ，１２ａ側から導線１００を両センサ１１，１２内に導入した後、レバー２１ｃの押し込みを解除する。これにより、可動側センサ１２がばね３ｃの付勢力によって固定側センサ１１側に回動させられて、両センサ１１，１２の先端部１１ａ，１２ａ同士および基端部１１ｂ，１２ｂ同士が互いに接合することで、クランプ部２はクランプ状態に移行する。これにより、図１に示すように、導線１００がクランプ部２によってクランプされる（両センサ１１，１２によって囲まれる）。

続いて、操作部３６の電源スイッチ３６ａを操作して、本体ケース３ａ内の主電源に対して、本体ケース３ａ内に配設された各構成要素への作動電圧の供給を開始させる。次いで、操作部３６の閉スイッチ３６ｂを操作する。これにより、操作部３６は、閉スイッチ３６ｂに対応した操作信号Ｓｏｐを処理部３５に出力する。処理部３５は、この操作信号Ｓｏｐを入力したときには、クランプ部２の各コイル部２２ａ，２２ｂを接合させる接合処理を実行する。

この接合処理では、処理部３５は、まず、スイッチ３１，３２に対する制御を実行することにより、図４に示すように、スイッチ３１をオフ状態に移行させると共に、スイッチ３２をオン状態に移行させる。また、処理部３５は、切替部３３に対する制御を実行することにより、同図に示すように、巻線２４ａの基端部側の巻端と励磁電源３７ａのプラス端子とを切替部３３の切替スイッチＳＷ１を介して接続すると共に、巻線２４ｂの基端部側の巻端とインバート回路３７ｂとを切替部３３の切替スイッチＳＷ２を介して接続する。また、処理部３５は、インバート回路３７ｂに対する制御を実行することにより、図４に示すように、スイッチＳＷ４，ＳＷ５がオン状態となり、スイッチＳＷ３，ＳＷ６がオフ状態となる吸引接続状態にインバート回路３７ｂを移行させる。

これにより、巻線２４ａの基端部側の巻端が励磁電源３７ａのプラス端子に接続されると共に、巻線２４ａの先端部側の巻端が励磁電源３７ａのマイナス端子に接続され、かつ巻線２４ｂの基端部側の巻端が励磁電源３７ａのマイナス端子に接続されると共に、巻線２４ｂの先端部側の巻端が励磁電源３７ａのプラス端子に接続される。

次いで、処理部３５は、励磁電源３７ａに対する制御を実行して、励磁電源３７ａによる励磁電圧Ｖ２の生成および出力を開始させる。これにより、図４に示すように、各コイル部２２ａ，２２ｂを構成する巻線２４ａ，２４ｂの各先端部側の巻端および各基端部側の巻端に励磁電圧Ｖ２が供給されるため、各コイル部２２ａ，２２ｂは電磁石として機能し始める。この場合、巻線２４ａ，２４ｂの各先端部側の巻端および各基端部側の巻端には、図４に示す極性で励磁電圧Ｖ２が供給されるが、接合状態において全体として１つの環状コアとなるコア２３ａ，２３ｂに対して、各巻線２４ａ，２４ｂの巻回方向が同一に規定されている。これにより、各巻線２４ａ，２４ｂには、同図に示すように同じ方向に電流が流れる結果、コイル部２２ａの先端部側（コア２３ａの一端）にはＮ極が発生すると共に基端部側（コア２３ａの他端）にはＳ極が発生し、コイル部２２ｂの先端部側（コア２３ｂの一端）にはＳ極が発生すると共に基端部側（コア２３ｂの他端）にはＮ極が発生する。このため、コア２３ａ，２３ｂにおける一端同士が異極となり、かつ他端同士も異極となる結果、両コイル部２２ａ，２２ｂ間には吸引力が作用し始める。

したがって、ばね３ｃの付勢力によって既に固定側センサ１１と接合している状態にある可動側センサ１２が、上記の吸引力によってさらに固定側センサ１１側に押し付けられる結果、両センサ１１，１２の先端部１１ａ，１２ａ同士および基端部１１ｂ，１２ｂ同士が互いに一層良好に接合する。また、各巻線２４ａ，２４ｂには、一定の励磁電圧Ｖ２が供給されるため、発生する吸引力も常に一定となる。このため、この吸引力により、両センサ１１，１２の先端部１１ａ，１２ａ同士および基端部１１ｂ，１２ｂ同士は、いずれの接合処理時においても、常に一定の接合状態になる。

処理部３５は、励磁電源３７ａによる励磁電圧Ｖ２の生成および出力の開始後、予め規定された時間（例えば、数秒程度）が経過した後に、励磁電源３７ａに対する制御を実行して、励磁電源３７ａによる励磁電圧Ｖ２の生成および出力を終了させる。これにより、接合処理が完了する。なお、接合処理の完了によって、両コイル部２２ａ，２２ｂ間に吸引力が発生しない状態になるが、一旦良好な状態に接合された両センサ１１，１２は、その後、ばね３ｃの付勢力によってこの状態が維持される。

続いて、操作部３６の測定スイッチ３６ｄを操作する。これにより、操作部３６は、測定スイッチ３６ｄに対応した操作信号Ｓｏｐを処理部３５に出力する。処理部３５は、この操作信号Ｓｏｐを入力したときには、導線１００に流れる電流Ｉの電流値Ｄｉを測定する測定処理を実行する。

この測定処理では、処理部３５は、スイッチ３１，３２に対する制御を実行することにより、図３に示すように、スイッチ３１をオン状態に移行させると共に、スイッチ３２をオフ状態に移行させる。また、処理部３５は、切替部３３に対する制御を実行することにより、同図に示すように切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２の接続状態を切り替えて、巻線２４ａの基端部側の巻端を切替部３３の切替スイッチＳＷ１を介して測定部３４の一方の入力端子に接続し、かつ巻線２４ｂの基端部側の巻端を切替部３３の切替スイッチＳＷ２を介して測定部３４の他方の入力端子に接続する。また、処理部３５は、インバート回路３７ｂに対する制御を実行することにより、図３に示すように、すべてのスイッチＳＷ３〜ＳＷ６がオフ状態となる切断接続状態にインバート回路３７ｂを移行させる。

これにより、巻線２４ａの先端部側の巻端と巻線２４ｂの先端部側の巻端とがスイッチ３１を介して接続され、かつ上記したように巻線２４ａの基端部側の巻端が切替スイッチＳＷ１を介して測定部３４の一方の入力端子に接続されると共に、巻線２４ｂの基端部側の巻端が切替スイッチＳＷ２を介して測定部３４の他方の入力端子に接続された状態となるため、巻線２４ａおよび巻線２４ｂが直列に接続された状態で、測定部３４の一対の入力端子間に接続された状態となる。なお、巻線２４ａの先端部側の巻端および巻線２４ｂの先端部側の巻端は、スイッチ３２がオフ状態となり、かつインバート回路３７ｂが切断接続状態となっているため、スイッチ３１以外の他の構成要素から電気的に切り離された状態となっている。

このようにして、接合状態において全体として１つの環状コアとなるコア２３ａ，２３ｂに対して、上記したように同一方向に巻回された２つの巻線２４ａ，２４ｂが直列に接続された状態で、測定部３４の一対の入力端子間にのみ接続される構成となるため、直列接続された巻線２４ａ，２４ｂは全体として１つの巻線として機能して、この１つの巻線の両巻端（巻線２４ａ，２４ｂの各基端部側の巻端）間には、導線１００に流れる電流Ｉに比例した誘起電圧Ｖ１が発生する。測定部３４は、この誘起電圧Ｖ１を切替部３３を介して一対の入力端子から入力すると共に、この入力した誘起電圧Ｖ１に基づいて、電流Ｉの電流値Ｄｉを算出して処理部３５に出力する。最後に、処理部３５は、電流値Ｄｉを記憶部３９に記憶させると共に、出力部４０に出力する。出力部４０は、この電流値Ｄｉを入力すると共に画面に表示させる。これにより、測定処理が完了する。

次いで、操作部３６の開スイッチ３６ｃを操作する。これにより、操作部３６は、開スイッチ３６ｃに対応した操作信号Ｓｏｐを処理部３５に出力する。処理部３５は、この操作信号Ｓｏｐを入力したときには、クランプ部２の各コイル部２２ａ，２２ｂを離反させる離反処理を実行する。

この離反処理では、処理部３５は、まず、スイッチ３１，３２に対する制御を実行することにより、図５に示すように、スイッチ３１をオフ状態に移行させると共に、スイッチ３２をオン状態に移行させる。これにより、巻線２４ａの基端部側の巻端が励磁電源３７ａのプラス端子に接続されると共に、巻線２４ａの先端部側の巻端が励磁電源３７ａのマイナス端子に接続される。また、処理部３５は、インバート回路３７ｂに対する制御を実行することにより、同図に示すように、スイッチＳＷ３，ＳＷ６がオン状態となり、スイッチＳＷ４，ＳＷ５がオフ状態となる反発接続状態にインバート回路３７ｂを移行させると共に、切替部３３に対する制御を実行することにより、巻線２４ｂの基端部側の巻端と励磁電源３７ａのプラス端子とを切替部３３およびインバート回路３７ｂを介して接続すると共に、巻線２４ｂの先端部側の巻端と励磁電源３７ａのマイナス端子とを切替部３３およびインバート回路３７ｂを介して接続する。

次いで、処理部３５は、励磁電源３７ａに対する制御を実行して、励磁電源３７ａによる励磁電圧Ｖ２の生成および出力を開始させる。これにより、図５に示すように、各コイル部２２ａ，２２ｂを構成する巻線２４ａ，２４ｂの各先端部側の巻端および各基端部側の巻端に励磁電圧Ｖ２が供給されるため、各コイル部２２ａ，２２ｂは電磁石として機能し始める。この場合、巻線２４ａ，２４ｂの各先端部側の巻端および各基端部側の巻端には、図５に示す極性で励磁電圧Ｖ２が供給されるため、各巻線２４ａ，２４ｂには、同図に示すように逆方向に電流が流れる結果、コイル部２２ａの先端部側（コア２３ａの一端）にはＮ極が発生すると共に基端部側（コア２３ａの他端）にはＳ極が発生し、コイル部２２ｂの先端部側（コア２３ｂの一端）にはＮ極が発生すると共に基端部側（コア２３ｂの他端）にはＳ極が発生する。このため、コア２３ａ，２３ｂにおける一端同士が同極となり、かつ他端同士も同極となる結果、両コイル部２２ａ，２２ｂ間には反発力が作用し始める。

したがって、固定側センサ１１に可動側センサ１２を接合させているばね３ｃの付勢力が、この両コイル部２２ａ，２２ｂ間に作用する反発力によって弱められた状態となる。このため、レバー２１ｃを本体ケース３ａに押し込んで可動側センサ１２を図１に示す矢印Ａ方向とは逆方向にばね３ｃの付勢力に抗して回動させる際に必要となる力が、この反発力の作用しない状態と比較して小さくてよいため、固定側センサ１１から可動側センサ１２を容易に離反させて、クランプ部２を非クランプ状態に容易に移行させることができる。これにより、離間している両センサ１１，１２の各先端部１１ａ，１２ａ間を介して、両センサ１１，１２内に導入されている導線１００を両センサ１１，１２外部に引き出すこと、つまり、クランプ部２から導線１００を取り外すことが可能となる。

次いで、クランプ部２から導線１００を取り外した後に、操作部３６の開スイッチ３６ｃを操作する。これにより、操作部３６は、開スイッチ３６ｃに対応した操作信号Ｓｏｐを処理部３５に出力する。処理部３５は、離反処理の実行中に、この操作信号Ｓｏｐを再度入力したときには、励磁電源３７ａに対する制御を実行して、励磁電源３７ａによる励磁電圧Ｖ２の生成および出力を終了させる。これにより、離反処理が完了する。最後に、操作部３６の電源スイッチ３６ａを操作して、本体ケース３ａ内に配設された各構成要素への主電源からの作動電圧の供給を停止させる。なお、開スイッチ３６ｃを操作して離反処理を終了させた後に、電源スイッチ３６ａを操作して主電源からの作動電圧の供給を停止させる手順に代えて、クランプ部２から導線１００を取り外した後に、電源スイッチ３６ａを操作して主電源からの作動電圧の供給を停止させる手順を実行してもよい。

一方、引き続き、他の導線に流れる電流についての電流値の測定を実行する場合には、処理部３５が離反処理を続行している状態において、他の導線にクランプ部２をクランプさせ、次いで、操作部３６の閉スイッチ３６ｂを操作する手順を実行することもできる。この場合、操作部３６から処理部３５に対して、閉スイッチ３６ｂに対応した操作信号Ｓｏｐが出力されるため、この操作信号Ｓｏｐを入力した処理部３５は、上記のようにして離反処理を終了させ、続いて、上記した接合処理を実行する。これにより、クランプ部２がクランプ状態に移行して、他の導線がクランプ部２によってクランプされる。したがって、その後、操作部３６に対する操作を行って、上記した測定処理を処理部３５に実行させることにより、他の導線に流れる電流の電流値が測定される。

ところで、接合処理や離反処理の実行時には、上記したように、両センサ１１，１２には直流磁界が発生するため、両センサ１１，１２の各コア２３ａ，２３ｂに残留磁化が残存することがあり、この残留磁化が電流の測定における誤差の発生要因となる場合がある。このような場合には、処理部３５に対して消磁処理を実行させて、この残留磁化を消磁する。

具体的には、操作部３６の消磁スイッチ３６ｅを操作する。これにより、操作部３６は、消磁スイッチ３６ｅに対応した操作信号Ｓｏｐを処理部３５に出力する。処理部３５は、この操作信号Ｓｏｐを入力したときには、消磁処理を実行する。

この消磁処理では、処理部３５は、まず、スイッチ３１，３２に対する制御を実行することにより、図６に示すように、スイッチ３１をオン状態に移行させると共に、スイッチ３２をオフ状態に移行させる。また、処理部３５は、インバート回路３７ｂに対する制御を実行することにより、同図に示すように、すべてのスイッチＳＷ３〜ＳＷ６がオフ状態となる切断接続状態にインバート回路３７ｂを移行させる。

次いで、処理部３５は、切替部３３に対する制御を実行することにより、図６に示すように切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２の接続状態を切り替えて、巻線２４ａの基端部側の巻端を切替部３３の切替スイッチＳＷ１を介して消磁部３８の一方の出力端子に接続し、かつ巻線２４ｂの基端部側の巻端を切替部３３の切替スイッチＳＷ２を介して消磁部３８の他方の出力端子に接続する。これにより、巻線２４ａの先端部側の巻端と巻線２４ｂの先端部側の巻端とがスイッチ３１を介して接続されて、巻線２４ａおよび巻線２４ｂが直列に接続された状態となり、この状態において、巻線２４ａおよび巻線２４ｂが消磁部３８の一対の出力端子間に接続された状態となる。

次いで、処理部３５は、消磁部３８に対する制御を実行して、消磁部３８による消磁電圧Ｖ３の生成および出力を開始させ、予め決められた時間の経過後に消磁電圧Ｖ３の生成および出力を終了させる。これにより、各コイル部２２ａ，２２ｂを構成する巻線２４ａ，２４ｂに消磁部３８から消磁電圧Ｖ３が予め決められた時間だけ印加されるが、この消磁電圧Ｖ３は、上記したように振幅が徐々に減衰してゼロになる交流電圧であるため、各巻線２４ａ，２４ｂに消磁用磁界が発生して、両センサ１１，１２の各コア２３ａ，２３ｂに残存していた残留磁化が消磁される。

このように、この電流測定装置１によれば、コア２３ａ，２３ｂにおける一端同士が異極となり、かつ他端同士が異極となるように各コア２３ａ，２３ｂに形成された各巻線２４ａ，２４ｂを励磁する励磁電圧Ｖ２を各巻線２４ａ，２４ｂに対して供給する励磁部３７を備えたことにより、励磁部３７を作動させることで両センサ１１，１２間に吸引力を作用させることができ、両センサ１１，１２をばね３ｃの付勢力のみで接合させる構成よりも、両センサ１１，１２の先端部１１ａ，１２ａ同士および基端部１１ｂ，１２ｂ同士を一層良好に接合することができる。したがって、この電流測定装置１によれば、従来の電流測定装置とは異なり、クランプ状態での両センサ１１，１２の結合状態を検査する必要がなくなる結果、接合状態検査用コイルを使用することなく、導線１００に流れる電流Ｉの電流値Ｄｉについての測定精度を十分に向上させることができる。また、両センサ１１，１２間に作用する吸引力により、両センサ１１，１２の接合状態にばらつきが少なくなるため、これによっても測定精度の一層の向上を図ることができる。

また、この電流測定装置１によれば、コア２３ａ，２３ｂにおける一端同士が同極となり、かつ他端同士が同極となるように各コア２３ａ，２３ｂに形成された各巻線２４ａ，２４ｂを励磁する励磁電圧Ｖ２を各巻線２４ａ，２４ｂに対して供給する励磁部３７を備えたことにより、励磁部３７を作動させることで両センサ１１，１２間に反発力を作用させることができる。したがって、この電流測定装置１によれば、固定側センサ１１に可動側センサ１２を接合させているばね３ｃの付勢力を、この両コイル部２２ａ，２２ｂ間に作用する反発力で弱めることができるため、レバー２１ｃを本体ケース３ａに押し込んで可動側センサ１２をばね３ｃの付勢力に抗して回動させる際に必要となる力を小さくすることができる結果、クランプ部２を非クランプ状態に容易に移行させることができる。

また、この電流測定装置１によれば、各センサ１１，１２を構成するコイル部２２ａ，２２ｂの各巻線２４ａ，２４ｂに消磁用磁界を発生させる消磁部３８を備えたことにより、上記したように各巻線２４ａ，２４ｂに直流電圧である励磁電圧Ｖ２を供給することによって各コア２３ａ，２３ｂに残存するおそれのある残留磁化を消磁することができるため、励磁電圧Ｖ２の供給によって生じる残留磁化に起因する電流の測定精度の低下を確実に防止することができる。

また、この電流測定装置１によれば、各コア２３ａ，２３ｂに形成された各巻線２４ａ，２４ｂに対して励磁電圧Ｖ２を供給する構成を採用したことにより、導線１００に流れる電流Ｉを検出するための検出コイルとして機能するコイル部２２ａ，２２ｂを、両センサ１１，１２に対して吸引力や反発力を発生させる電磁石として機能させることができる結果、別途独立した電磁石をクランプ部２に配設したり、またコイル部２２ａ，２２ｂを電磁石として機能させるための専用の巻線を巻線２４ａ，２４ｂ以外に各コア２３ａ，２３ｂに形成する構成と比較して、装置構成を大幅に簡略化することができる。

なお、上記の電流測定装置１では、両センサ１１，１２に対して吸引力および反発力の双方を選択的に発生させ得る構成を採用しているが、両センサ１１，１２に対して吸引力および反発力のいずれか一方のみを発生させる構成を採用することもでき、この構成を採用した場合には、可動側センサ１２に供給する励磁電圧Ｖ２を反転させる必要がないことから、励磁部３７を励磁電源３７ａだけで構成することができ、インバート回路３７ｂの配設を省くことができる結果、電流測定装置の構成を簡略化することができる。また、消磁器などを使用して、クランプ部２の各コア２３ａ，２３ｂの消磁を行う場合には、電流測定装置１に消磁機能を設ける必要がないため、消磁部３８の配設を省いてもよいのは勿論である。この構成においても、電流測定装置の構成を簡略化することができる。

１電流測定装置
３ｃばね
１１固定側センサ
１２可動側センサ
２３ａ，２３ｂコア
２４ａ，２４ｂ巻線
３４測定部
３７励磁部
３８消磁部
Ｉ電流

Claims

互いの一端同士および互いの他端同士が接合した状態において全体として環状に構成される一対のコアのうちの一方のコアと当該一方のコアに形成された一方の巻線とを備えた一方のセンサと、
前記一対のコアのうちの他方のコアと当該他方のコアに形成された他方の巻線とを備えると共に前記一方のセンサと接合および離反可能に構成されて、当該一方のセンサと接合するクランプ状態において前記一対のコアが前記環状に構成される他方のセンサと、
前記各センサを前記接合する方向に付勢する付勢部材と、
前記各センサが前記付勢部材によって接合させられている状態において前記環状に構成される前記一対のコアによって囲まれた測定対象体に流れる電流に起因して前記各巻線に発生する検出信号に基づいて当該電流の電流値を測定する測定部とを備えたクランプ式の電流測定装置であって、
前記各コアにおける前記一端同士を異極とし、かつ前記他端同士を異極とする励磁信号を前記各巻線に対して供給する励磁部を備えている電流測定装置。
互いの一端同士および互いの他端同士が接合した状態において全体として環状に構成される一対のコアのうちの一方のコアと当該一方のコアに形成された一方の巻線とを備えた一方のセンサと、
前記一対のコアのうちの他方のコアと当該他方のコアに形成された他方の巻線とを備えると共に前記一方のセンサと接合および離反可能に構成されて、当該一方のセンサと接合するクランプ状態において前記一対のコアが前記環状に構成される他方のセンサと、
前記各センサを前記接合する方向に付勢する付勢部材と、
前記各センサが前記付勢部材によって接合させられている状態において前記環状に構成される前記一対のコアによって囲まれた測定対象体に流れる電流に起因して前記各巻線に発生する検出信号に基づいて当該電流の電流値を測定する測定部とを備えたクランプ式の電流測定装置であって、
前記各コアにおける前記一端同士を同極とし、かつ前記他端同士を同極とする励磁信号を前記各巻線に対して供給する励磁部を備えている電流測定装置。
互いの一端同士および互いの他端同士が接合した状態において全体として環状に構成される一対のコアのうちの一方のコアと当該一方のコアに形成された一方の巻線とを備えた一方のセンサと、
前記一対のコアのうちの他方のコアと当該他方のコアに形成された他方の巻線とを備えると共に前記一方のセンサと接合および離反可能に構成されて、当該一方のセンサと接合するクランプ状態において前記一対のコアが前記環状に構成される他方のセンサと、
前記各センサを前記接合する方向に付勢する付勢部材と、
前記各センサが前記付勢部材によって接合させられている状態において前記環状に構成される前記一対のコアによって囲まれた測定対象体に流れる電流に起因して前記各巻線に発生する検出信号に基づいて当該電流の電流値を測定する測定部とを備えたクランプ式の電流測定装置であって、
前記各コアにおける前記一端同士を異極とし、かつ前記他端同士を異極となる励磁信号と、当該各コアにおける当該一端同士を同極とし、かつ当該他端同士を同極とする励磁信号とのうちから選択された一方の励磁信号を前記各巻線に対して供給する励磁部を備えている電流測定装置。
前記各コアに残存している残留磁化を消磁するための消磁用磁界を前記各巻線に発生させるための消磁信号を当該各巻線に供給する消磁部を備えている請求項１から３のいずれかに記載の電流測定装置。