JP2014098719A

JP2014098719A - Measuring device

Info

Publication number: JP2014098719A
Application number: JP2014034816A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Nakazawa; 政博中沢; Ryuta Saito; 竜太斎藤
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2014-02-26
Filing date: 2014-02-26
Publication date: 2014-05-29
Anticipated expiration: 2030-04-12
Also published as: JP5823549B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To grasp how large a physical quantity of an object to be measured is in a short period of time.SOLUTION: There are provided a measuring unit for measuring a value of a current flowing on a power supply line 100 on the basis of a voltage data Dv that is a digital signal resulting from analog-to-digital conversion of an AC voltage Va of an input analog signal; a control unit 7 for performing first display processing, causing a display unit 5 to display a current value measured by the measuring unit; and a comparator unit 4 for comparing the value of the AC voltage Va with a predetermined reference voltage Vref to output a comparison result. The control unit 7 executes second display processing to cause the display unit 5 to display the comparison result output from the comparator unit 4.

Description

本発明は、測定対象体についての物理量を測定して表示する測定装置に関するものである。 The present invention relates to a measuring apparatus that measures and displays a physical quantity of a measurement object.

この種の測定装置として、特開２００１−５６３４９号公報において出願人が開示したピーク値測定装置が知られている。このピーク値測定装置は、入力部、レンジアンプ、半波整流回路、波形反転回路、ピーク値ホールド回路、Ａ／Ｄ変換器、制御手段および表示器を備えて、測定対象体を流れる電流のピーク値を測定可能に構成されている。このピーク値測定装置では、クランプセンサなどの検出器からの被測定交流信号を入力部が入力し、その被測定交流信号をレンジアンプが増幅する。次いで、半波整流回路がレンジアンプによって増幅された被測定交流信号を半波整流し、波形反転回路がその負極側の半波整流波形を正極側に反転する。続いて、ピーク値ホールド回路が、整流された被測定交流信号のピーク値を保持し、Ａ／Ｄ変換器が、そのピーク値をディジタル信号に変換して出力する。次いで、制御手段がディジタル信号に基づき、被測定交流信号のピーク値を表示器に表示させる。 As this type of measuring apparatus, a peak value measuring apparatus disclosed by the applicant in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-56349 is known. This peak value measuring apparatus includes an input unit, a range amplifier, a half-wave rectifier circuit, a waveform inversion circuit, a peak value hold circuit, an A / D converter, a control means, and a display, and a peak of current flowing through the measurement object. It is configured to be able to measure values. In this peak value measuring apparatus, an AC signal to be measured from a detector such as a clamp sensor is input to an input unit, and a range amplifier amplifies the AC signal to be measured. Next, the half-wave rectification circuit half-wave rectifies the AC signal to be measured amplified by the range amplifier, and the waveform inversion circuit inverts the half-wave rectification waveform on the negative side to the positive side. Subsequently, the peak value hold circuit holds the peak value of the rectified AC signal to be measured, and the A / D converter converts the peak value into a digital signal and outputs it. Next, the control means displays the peak value of the AC signal to be measured on the display based on the digital signal.

特開２００１−５６３４９号公報（第３−４頁、第１−２図）JP 2001-56349 A (page 3-4, FIG. 1-2)

ところが、上記のピーク値測定装置を含むこの種の測定装置には、以下の改善すべき課題がある。すなわち、この種の測定装置では、Ａ／Ｄ変換器がアナログ信号をデジタル信号に変換し、そのデジタル信号に基づいて、測定対象体を流れる電流の電流値（上記のピーク値測定装置では、ピーク値）を表示部に表示させている。この場合、Ａ／Ｄ変換器によるアナログ信号からデジタル信号への変換には、一般的に、２００ｍｓｅｃ以上の時間を要する。また、この種の測定装置は、レンジアンプの測定レンジを測定対象信号の大きさに適した測定レンジに自動で切り替えるオートレンジ機能を備えており、電流値の測定までに数回のレンジ切り替えが行われ、測定レンジ数分だけＡ／Ｄ変換器による変換処理が行われる。このため、この種の測定装置では、測定を開始してから表示部に電流値が表示されるまでに、２００ｍｓｅｃ〜１ｓｅｃ程度の時間を要している。一方、測定対象体としての電源供給ライン（例えば、商用電源）に電気機器を接続している状態において、その電源供給ラインに流れる電流を測定する際に、例えば、電機機器の内部に短絡などの故障が発生しているときには、電源供給ラインに過大電流が流れることとなる。この場合、ブレーカの動作時間は、一般的に、測定装置が電流値を表示するのに必要な２００ｍｓｅｃ〜１ｓｅｃ程度の時間よりも短い１００ｍｓｅｃ程度であるため、このような状況においては、電源供給ラインに流れる電流を測定して表示させることができないこととなる。しかしながら、このような状況においても、どの程度の電流が電源供給ラインに流れていたかを把握したいとの要望があり、このような要望に対応可能な手段の開発が望まれている。 However, this type of measuring device including the above-described peak value measuring device has the following problems to be improved. That is, in this type of measuring device, the A / D converter converts an analog signal into a digital signal, and based on the digital signal, the current value of the current flowing through the measurement object (in the above-described peak value measuring device, the peak value). Value) is displayed on the display. In this case, conversion from an analog signal to a digital signal by the A / D converter generally requires a time of 200 msec or more. In addition, this type of measuring device has an auto range function that automatically switches the measurement range of the range amplifier to the measurement range suitable for the magnitude of the signal to be measured, and the range can be switched several times before the current value is measured. The conversion process is performed by the A / D converter for the number of measurement ranges. For this reason, in this type of measuring apparatus, it takes about 200 msec to 1 sec from the start of measurement until the current value is displayed on the display unit. On the other hand, when an electric device is connected to a power supply line (for example, a commercial power source) as a measurement object, when measuring a current flowing through the power supply line, for example, a short circuit or the like inside the electric device When a failure occurs, an excessive current flows in the power supply line. In this case, since the operation time of the breaker is generally about 100 msec, which is shorter than the time of about 200 msec to 1 sec required for the measurement apparatus to display the current value, in such a situation, the power supply line It is impossible to measure and display the current flowing through the current. However, even in such a situation, there is a demand for grasping how much current is flowing in the power supply line, and development of means capable of responding to such demand is desired.

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、測定対象体についての物理量がどの程度であるかを短時間で把握し得る測定装置を提供することを主目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem to be improved, and it is a main object of the present invention to provide a measuring apparatus that can grasp in a short time how much a physical quantity of a measurement object is.

上記目的を達成すべく請求項１記載の測定装置は、入力したアナログ信号をアナログデジタル変換したデジタル信号に基づいて測定対象体についての物理量を測定する測定部と、当該測定部によって測定された前記物理量を表示部に表示させる第１表示処理を実行する制御部とを備えた測定装置であって、前記アナログ信号の値と予め決められた比較値とを比較して比較結果を出力する比較部を備え、前記制御部は、前記比較部から出力された前記比較結果を前記表示部に表示させる第２表示処理を実行する。 In order to achieve the above object, the measuring apparatus according to claim 1 is configured to measure a physical quantity of a measurement object based on a digital signal obtained by analog-digital conversion of an input analog signal, and the measurement unit measures the physical quantity. A measuring device comprising a control unit for executing a first display process for displaying a physical quantity on a display unit, and comparing the analog signal value with a predetermined comparison value and outputting a comparison result The control unit executes a second display process for displaying the comparison result output from the comparison unit on the display unit.

また、請求項２記載の測定装置は、請求項１記載の測定装置において、前記比較値を任意に設定可能に構成されている。 A measuring apparatus according to a second aspect is configured such that the comparison value can be arbitrarily set in the measuring apparatus according to the first aspect.

請求項１記載の測定装置では、アナログ信号の値と予め決められた比較値とを比較して比較結果を出力する比較部を備え、制御部が、比較部から出力された比較結果を表示部に表示させる第２表示処理を実行する。この場合、比較部は、アナログ信号をデジタル信号に変換する変換処理を行うことなく比較結果を出力する。このため、例えば測定対象体としての電源ラインに流れる電流の電流値を測定する際に、比較結果を出力する比較処理を電源ラインに接続されているブレーカが作動する時間よりも短い時間で実行することができる。したがって、この測定装置によれば、例えば、電気回路に短絡等の故障が生じている電機機器を測定対象体としての電源ラインに接続した場合において、ブレーカが作動する以前に電源ラインに流れていた電流の電流値が比較値以上であるか否かを短時間で表示することができる結果、電源ラインにどの程度の電流が流れていたか（測定対象体についての物理量がどの程度であるか）を使用者に対して確実に把握させることができる。 The measurement apparatus according to claim 1, further comprising a comparison unit that compares the analog signal value with a predetermined comparison value and outputs a comparison result, and the control unit displays the comparison result output from the comparison unit. The second display process to be displayed is executed. In this case, the comparison unit outputs the comparison result without performing a conversion process for converting the analog signal into a digital signal. For this reason, for example, when measuring the current value of the current flowing in the power supply line as the measurement object, the comparison process for outputting the comparison result is executed in a time shorter than the time for operating the breaker connected to the power supply line. be able to. Therefore, according to this measuring apparatus, for example, when an electrical device in which a failure such as a short circuit has occurred in an electric circuit is connected to a power supply line as a measurement target, it flows into the power supply line before the breaker is activated. As a result of being able to display in a short time whether or not the current value of the current is equal to or greater than the comparison value, how much current is flowing in the power line (how much is the physical quantity of the measurement object) The user can be surely grasped.

また、請求項２記載の測定装置によれば、比較値を任意に設定可能に構成したことにより、測定対象体の種類や、測定対象体に接続する電機機器の種類に応じて比較値を変更することで、測定対象体や電機機器の種類が異なる各種の使用形態において、測定対象体についての物理量がどの程度であるかを確実に把握することができる。 Moreover, according to the measuring apparatus of Claim 2, since the comparison value can be arbitrarily set, the comparison value is changed according to the type of the measurement object and the type of electrical equipment connected to the measurement object. By doing so, it is possible to reliably grasp the degree of the physical quantity of the measurement target object in various types of usage in which the types of measurement target object and electrical equipment are different.

電流測定装置１の構成を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing a configuration of a current measuring device 1. FIG. レンジアンプ１１の構成を示す構成図である。2 is a configuration diagram showing a configuration of a range amplifier 11. FIG. 測定処理４０のフローチャートである。3 is a flowchart of a measurement process 40. 表示部５の表示画面を説明する第１の説明図である。4 is a first explanatory diagram illustrating a display screen of the display unit 5. FIG. 表示部５の表示画面を説明する第２の説明図である。6 is a second explanatory diagram illustrating a display screen of the display unit 5. FIG.

以下、本発明に係る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。 Hereinafter, embodiments of a measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

最初に、測定装置の一例としての電流測定装置１の構成について説明する。図１に示す電流測定装置１は、測定対象体としての電源ライン１００に流れる電流（測定対象体についての物理量の一例であって、例えば交流電流）の電流値を測定可能に構成されている。また、電流測定装置１は、測定する電流値に適した測定レンジを複数の測定レンジの中から自動的に切り替えるオートレンジ機能を備えている。具体的には、電流測定装置１は、同図に示すように、電流センサ２、信号処理回路３、比較部４、表示部５、操作部６および制御部７を備えて構成されている。 First, the configuration of the current measuring device 1 as an example of the measuring device will be described. The current measuring apparatus 1 shown in FIG. 1 is configured to be able to measure a current value of a current flowing through a power supply line 100 as a measurement object (an example of a physical quantity for the measurement object, for example, an alternating current). In addition, the current measuring apparatus 1 has an auto range function that automatically switches a measurement range suitable for a current value to be measured from a plurality of measurement ranges. Specifically, the current measuring device 1 includes a current sensor 2, a signal processing circuit 3, a comparison unit 4, a display unit 5, an operation unit 6, and a control unit 7, as shown in FIG.

電流センサ２は、クランプ型の電流センサであって、図１に示すように、電源ライン１００を取り囲んだ（クランプした）状態において、電源ライン１００を流れる電流を検出して、その電流値に対応する電圧値の交流電圧Ｖａ（アナログ信号）を出力する。 The current sensor 2 is a clamp-type current sensor. As shown in FIG. 1, the current sensor 2 detects a current flowing through the power supply line 100 in a state of surrounding (clamping) the power supply line 100 and corresponds to the current value. AC voltage Va (analog signal) having a voltage value to be output is output.

信号処理回路３は、図１に示すように、レンジアンプ１１、ローパスフィルタ１２、コンデンサ１３、ＲＭＳ（Root Mean Square）／ＤＣコンバータ１４、アンプ１５、ＡＣ／ＤＣコンバーター１６を備えて構成され、電流センサ２から出力される交流電圧Ｖａを電圧データＤｖに変換する変換処理を実行する。 As shown in FIG. 1, the signal processing circuit 3 includes a range amplifier 11, a low-pass filter 12, a capacitor 13, an RMS (Root Mean Square) / DC converter 14, an amplifier 15, and an AC / DC converter 16. A conversion process for converting the AC voltage Va output from the sensor 2 into the voltage data Dv is executed.

レンジアンプ１１は、一例として、図２に示すように、オペアンプ２１、抵抗２２ａ〜２２ｃ（以下、区別しないときには「抵抗２２」ともいう）、抵抗２３、およびスイッチ２４ａ〜２４ｃ（以下、区別しないときには「スイッチ２４」ともいう）を備えて構成されている。オペアンプ２１は、制御部７の制御に従い、電流センサ２から出力される交流電圧Ｖａを増幅する。抵抗２２ａ〜２２ｃは、抵抗値が互いに異なるレンジ切り替え用の抵抗であって、スイッチ２４によってこれらの１つ以上がオペアンプ２１の負帰還経路に接続される。抵抗２３は、オペアンプ２１の利得を決めるための基準抵抗として機能する。したがって、オペアンプ２１は、スイッチ２４ａ〜２４ｃによってオペアンプ２１の負帰還経路に接続された抵抗２２ａ〜２２ｃのいずれか１つ以上の抵抗値と、抵抗２２ｄの抵抗値とで決まる利得で交流電圧Ｖａを増幅する。 As an example, as shown in FIG. 2, the range amplifier 11 includes an operational amplifier 21, resistors 22a to 22c (hereinafter also referred to as “resistor 22” when not distinguished), a resistor 23, and switches 24a to 24c (hereinafter referred to as not distinguished). (Also referred to as “switch 24”). The operational amplifier 21 amplifies the AC voltage Va output from the current sensor 2 under the control of the control unit 7. The resistors 22 a to 22 c are ranges switching resistors having different resistance values, and one or more of these resistors are connected to the negative feedback path of the operational amplifier 21 by the switch 24. The resistor 23 functions as a reference resistor for determining the gain of the operational amplifier 21. Therefore, the operational amplifier 21 generates the AC voltage Va with a gain determined by one or more resistance values of the resistors 22a to 22c connected to the negative feedback path of the operational amplifier 21 by the switches 24a to 24c and the resistance value of the resistor 22d. Amplify.

ローパスフィルタ１２は、レンジアンプ１１によって増幅された交流電圧Ｖａを入力して、Ａ／Ｄコンバータ１６のサンプリングクロックよりも低い周波数成分（例えば、サンプリングクロックの１／２以下の周波数成分）を通過させる。コンデンサ１３は、直流成分除去用のコンデンサであって、ローパスフィルタ１２を通過した交流電圧Ｖａに含まれている直流成分を除去する。 The low-pass filter 12 receives the AC voltage Va amplified by the range amplifier 11 and passes a frequency component lower than the sampling clock of the A / D converter 16 (for example, a frequency component equal to or less than ½ of the sampling clock). . The capacitor 13 is a capacitor for removing a DC component, and removes the DC component contained in the AC voltage Va that has passed through the low-pass filter 12.

ＲＭＳ／ＤＣコンバータ１４は、ローパスフィルタ１２およびコンデンサ１３を通過した交流電圧ＶａをＲＭＳ変換して直流電圧Ｖｃを出力する。アンプ１５は、ＲＭＳ／ＤＣコンバータ１４から出力された直流電圧Ｖｃを増幅する。Ａ／Ｄコンバータ１６は、一例として、二重積分方式のＡ／Ｄコンバータであって、アンプ１５によって増幅された直流電圧Ｖｃ（アナログ信号）を予め決められたサンプリング周期でアナログ−デジタル変換して電圧データＤｖ（デジタル信号）を出力する。 The RMS / DC converter 14 performs RMS conversion on the AC voltage Va that has passed through the low-pass filter 12 and the capacitor 13 and outputs a DC voltage Vc. The amplifier 15 amplifies the DC voltage Vc output from the RMS / DC converter 14. As an example, the A / D converter 16 is a double integration type A / D converter, and converts the DC voltage Vc (analog signal) amplified by the amplifier 15 from analog to digital at a predetermined sampling period. Voltage data Dv (digital signal) is output.

比較部４は、コンパレータ３１、電源部３２を備えて構成されている。コンパレータ３１は、一例として、差動増幅器で構成されている。この場合、コンパレータ３１は、反転入力端子に入力される比較電圧Ｖｒｅｆの電圧値と、電流センサ２から出力されて非反転入力端子に入力される交流電圧Ｖａの電圧値とを比較して、交流電圧Ｖａの電圧値が比較電圧Ｖｒｅｆの電圧値よりも高いときに比較結果を示す比較結果信号Ｓ１（一例としてハイレベル信号）を出力する比較処理を実行する。電源部３２は、制御部７の制御に従ってコンパレータ３１による比較処理に用いられる比較電圧Ｖｒｅｆを生成する。 The comparison unit 4 includes a comparator 31 and a power supply unit 32. As an example, the comparator 31 includes a differential amplifier. In this case, the comparator 31 compares the voltage value of the comparison voltage Vref input to the inverting input terminal with the voltage value of the AC voltage Va output from the current sensor 2 and input to the non-inverting input terminal, and AC When the voltage value of the voltage Va is higher than the voltage value of the comparison voltage Vref, a comparison process for outputting a comparison result signal S1 (a high level signal as an example) indicating the comparison result is executed. The power supply unit 32 generates the comparison voltage Vref used for the comparison process by the comparator 31 under the control of the control unit 7.

表示部５は、一例として、液晶パネルで構成されて、制御部７の制御に従って各種の画像を表示する。また、表示部５には、図４に示すように、表示エリアＡ１，Ａ２が設定されている。この場合、同図に示すように、表示エリアＡ１には、比較部４による比較結果を示す比較結果画像Ｇｃが表示され、図５に示すように、表示エリアＡ２には、制御部７によって測定された電流値（測定値）を示す測定値画像Ｇｍが表示される。操作部６は、各種の操作ボタンを備えて構成されて、各操作ボタンの操作に対応する操作信号Ｓ２を制御部７に出力する。 For example, the display unit 5 includes a liquid crystal panel and displays various images according to the control of the control unit 7. Further, as shown in FIG. 4, display areas A1 and A2 are set in the display unit 5. In this case, as shown in the figure, the comparison result image Gc indicating the comparison result by the comparison unit 4 is displayed in the display area A1, and as shown in FIG. 5, the display area A2 is measured by the control unit 7. A measured value image Gm indicating the current value (measured value) is displayed. The operation unit 6 includes various operation buttons, and outputs an operation signal S2 corresponding to the operation of each operation button to the control unit 7.

制御部７は、操作部６から出力される操作信号Ｓ２に従い、信号処理回路３、比較部４および表示部５を制御する。また、制御部７は、信号処理回路３と共に測定部を構成し、電流センサ２から出力されたアナログ信号としての交流電圧Ｖａをアナログデジタル変換したデジタル信号としての電圧データＤｖに基づいて、電源ライン１００を流れる電流の電流値を測定する。また、制御部７は、測定値画像Ｇｍを表示部５に表示させる第１表示処理を実行すると共に、比較結果画像Ｇｃを表示部５に表示させる第２表示処理を実行する。 The control unit 7 controls the signal processing circuit 3, the comparison unit 4, and the display unit 5 according to the operation signal S <b> 2 output from the operation unit 6. The control unit 7 constitutes a measurement unit together with the signal processing circuit 3, and based on the voltage data Dv as a digital signal obtained by analog-digital conversion of the AC voltage Va as an analog signal output from the current sensor 2, the power line The current value of the current flowing through 100 is measured. In addition, the control unit 7 executes a first display process for displaying the measurement value image Gm on the display unit 5 and performs a second display process for displaying the comparison result image Gc on the display unit 5.

次に、電流測定装置１を用いて電源ライン１００に流れる電流の電流値を測定する方法およびその際の電流測定装置１の動作について、図面を参照して説明する。なお、図１に示すように、電源ライン１００は、ブレーカ３００を経由して図外の商用電源に接続されているものとする。 Next, a method for measuring the current value of the current flowing through the power supply line 100 using the current measuring device 1 and the operation of the current measuring device 1 at that time will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, it is assumed that the power line 100 is connected to a commercial power source (not shown) via a breaker 300.

測定に先立ち、操作部６を操作して、設定値Ｉｓとして、例えば「１０．００ｍＡ」を入力する。この設定値Ｉｓは、電源ライン１００に流れる電流の電流値がどの程度の大きさであるかを使用者に把握させるための電流値であって（図４参照）、制御部７によって実行される第２表示処理において、電源ライン１００に流れる電流の電流値がこの設定値Ｉｓを超えているか否かを示す比較結果画像Ｇｃが表示部５に表示される。 Prior to the measurement, the operation unit 6 is operated to input, for example, “10.00 mA” as the set value Is. This set value Is is a current value for allowing the user to know how large the current value of the current flowing through the power supply line 100 is (see FIG. 4), and is executed by the control unit 7. In the second display process, a comparison result image Gc indicating whether or not the current value of the current flowing through the power supply line 100 exceeds the set value Is is displayed on the display unit 5.

次いで、制御部７が、操作部６から出力される操作信号Ｓ２に基づき、入力された設定値Ｉｓに対応する電圧値の比較電圧Ｖｒｅｆを特定し、比較部４の電源部３２を制御して、電源部３２の出力電圧を、特定した比較電圧Ｖｒｅｆに設定する。 Next, the control unit 7 specifies the comparison voltage Vref of the voltage value corresponding to the input set value Is based on the operation signal S2 output from the operation unit 6, and controls the power supply unit 32 of the comparison unit 4 Then, the output voltage of the power supply unit 32 is set to the specified comparison voltage Vref.

次に、図１に示すように、電源ライン１００の周囲を電流センサ２で取り囲む（クランプする）。次いで、操作部６を操作して、測定開始を指示する。この際に、制御部７が、操作部６から出力たれた操作信号Ｓ２に従い、図３に示す測定処理４０を実行する。この測定処理４０では、制御部７は、信号処理回路３を構成する各構成要素を変換処理の実行開始の待機状態に移行させる（ステップ４１）。また、制御部７は、比較部４を構成する各構成要素を比較処理の実行開始の待機状態に移行させる（ステップ４２）。続いて、制御部７は、比較部４から比較結果信号Ｓ１が出力されたか否かを判別する処理を予め決められた時間間隔で繰り返して実行する（ステップ４３）。 Next, as shown in FIG. 1, the current sensor 2 surrounds (clamps) the power supply line 100. Next, the operation unit 6 is operated to instruct the start of measurement. At this time, the control unit 7 executes the measurement process 40 shown in FIG. 3 according to the operation signal S2 output from the operation unit 6. In this measurement process 40, the control unit 7 shifts each component constituting the signal processing circuit 3 to a standby state for starting the execution of the conversion process (step 41). Further, the control unit 7 shifts each component constituting the comparison unit 4 to a standby state for starting the comparison process (step 42). Subsequently, the control unit 7 repeatedly executes a process of determining whether or not the comparison result signal S1 is output from the comparison unit 4 at a predetermined time interval (step 43).

次に、図１に示すように、電源ライン１００に電機機器２００を接続して作動させる。この場合、電機機器２００に故障がなく正常に作動する状態では、消費電力相当分の電流が電源ライン１００を流れて電機機器２００に対して供給される。この際に、電源ライン１００を取り囲んでいる電流センサ２が、電源ライン１００を流れる電流を検出して、その電流値に対応する交流電圧Ｖａを出力する。 Next, as shown in FIG. 1, the electrical equipment 200 is connected to the power line 100 and operated. In this case, in a state where the electrical device 200 operates normally without a failure, a current corresponding to power consumption flows through the power supply line 100 and is supplied to the electrical device 200. At this time, the current sensor 2 surrounding the power supply line 100 detects a current flowing through the power supply line 100 and outputs an AC voltage Va corresponding to the current value.

この際に、待機状態の比較部４では、コンパレータ３１が、比較処理を実行して、反転入力端子に入力されている比較電圧Ｖｒｅｆの電圧値と、電流センサ２から出力される交流電圧Ｖａの電圧値とを比較する。具体的には、コンパレータ３１は、交流電圧Ｖａの電圧値が比較電圧Ｖｒｅｆの電圧値よりも高いときには、比較結果信号Ｓ１を出力し、交流電圧Ｖａの電圧値が比較電圧Ｖｒｅｆの電圧値以下のときには、比較結果信号Ｓ１の出力を停止する。この場合、コンパレータ３１から比較結果信号Ｓ１が出力されたときには、制御部７は、第２表示処理を実行する（ステップ４４）。この第２表示処理では、制御部７は、比較部４による比較結果を示す画像として、図４に示すように、電流値が設定値Ｉｓ（この例では、１０．００ｍＡ）を超えている旨を示す比較結果画像Ｇｃを表示部５の表示エリアＡ１に表示させる。続いて、制御部７は、信号処理回路３から電圧データＤｖが出力されたか否かを判別する処理を予め決められた時間間隔で繰り返して実行する（ステップ４５）。 At this time, in the comparison unit 4 in the standby state, the comparator 31 performs a comparison process, and compares the voltage value of the comparison voltage Vref input to the inverting input terminal and the AC voltage Va output from the current sensor 2. Compare the voltage value. Specifically, the comparator 31 outputs the comparison result signal S1 when the voltage value of the AC voltage Va is higher than the voltage value of the comparison voltage Vref, and the voltage value of the AC voltage Va is equal to or less than the voltage value of the comparison voltage Vref. Sometimes, the output of the comparison result signal S1 is stopped. In this case, when the comparison result signal S1 is output from the comparator 31, the control unit 7 executes the second display process (step 44). In the second display process, the control unit 7 indicates that the current value exceeds the set value Is (10.00 mA in this example) as shown in FIG. 4 as an image showing the comparison result by the comparison unit 4. Is displayed in the display area A <b> 1 of the display unit 5. Subsequently, the control unit 7 repeatedly executes a process of determining whether or not the voltage data Dv is output from the signal processing circuit 3 at a predetermined time interval (step 45).

一方、待機状態の信号処理回路３では、電流センサ２から交流電圧Ｖａが出力された際に、レンジアンプ１１がその交流電圧Ｖａを増幅する。この場合、制御部７は、レンジアンプ１１のスイッチ２４を制御して、各抵抗２２ａ〜２２ｃのうちの抵抗値が最大の抵抗２２をオペアンプ２１の負帰還経路に接続させることにより、測定レンジを最小のレンジに設定する。 On the other hand, in the signal processing circuit 3 in the standby state, when the AC voltage Va is output from the current sensor 2, the range amplifier 11 amplifies the AC voltage Va. In this case, the control unit 7 controls the switch 24 of the range amplifier 11 to connect the resistor 22 having the maximum resistance value among the resistors 22a to 22c to the negative feedback path of the operational amplifier 21, thereby setting the measurement range. Set to the minimum range.

次いで、ローパスフィルタ１２が、レンジアンプ１１によって増幅された交流電圧Ｖａを入力して、低い周波数成分を通過させ、コンデンサ１３が、ローパスフィルタ１２を通過した交流電圧Ｖａに含まれている直流成分を除去する。続いて、ＲＭＳ／ＤＣコンバータ１４が、ローパスフィルタ１２およびコンデンサ１３を通過した交流電圧ＶａをＲＭＳ変換して直流電圧Ｖｃを出力し、アンプ１５が、ＲＭＳ／ＤＣコンバータ１４から出力された直流電圧Ｖｃを増幅する。次いで、Ａ／Ｄコンバータ１６が、アンプ１５によって増幅された直流電圧Ｖｃをアナログ−デジタル変換して電圧データＤｖを出力する。 Next, the low-pass filter 12 inputs the AC voltage Va amplified by the range amplifier 11 and passes a low frequency component, and the capacitor 13 converts the DC component contained in the AC voltage Va passed through the low-pass filter 12. Remove. Subsequently, the RMS / DC converter 14 RMS-converts the AC voltage Va that has passed through the low-pass filter 12 and the capacitor 13 and outputs a DC voltage Vc. The amplifier 15 outputs the DC voltage Vc output from the RMS / DC converter 14. Amplify. Next, the A / D converter 16 performs analog-digital conversion on the DC voltage Vc amplified by the amplifier 15 and outputs voltage data Dv.

次いで、制御部７は、Ａ／Ｄコンバータ１６から出力された電圧データＤｖに基づいて、電源ライン１００に流れる電流値を特定する。この場合、特定した電流値がレンジアンプ１１に対して最初に設定した測定レンジを超えているときには、制御部７は、スイッチ２４を制御して、オペアンプ２１の負帰還経路に最初に接続した抵抗２２の次に抵抗値が大きい抵抗２２を負帰還経路に接続させて、最初に設定した測定レンジのよりも１つ大きい測定レンジに切り替える。この際に、ローパスフィルタ１２、コンデンサ１３、ＲＭＳ／ＤＣコンバータ１４、アンプ１５およびＡ／Ｄコンバータ１６が上記したように動作することにより、電圧データＤｖが出力される。 Next, the control unit 7 specifies the value of the current flowing through the power supply line 100 based on the voltage data Dv output from the A / D converter 16. In this case, when the specified current value exceeds the measurement range initially set for the range amplifier 11, the control unit 7 controls the switch 24 to connect the resistance first connected to the negative feedback path of the operational amplifier 21. A resistor 22 having a resistance value next to 22 is connected to the negative feedback path, and the measurement range is switched to one larger than the initially set measurement range. At this time, the low-pass filter 12, the capacitor 13, the RMS / DC converter 14, the amplifier 15 and the A / D converter 16 operate as described above, whereby the voltage data Dv is output.

続いて、制御部７は、電圧データＤｖに基づいて、電源ライン１００に流れる電流値を特定する。この場合、特定した電流値が２番目に設定した測定レンジを超えているときには、制御部７は、抵抗２２の接続を切り替えてさらに大きい測定レンジに切り替える。以後、制御部７は、特定した電流値が設定した測定レンジ内に収まるまで同様にして測定レンジを切り替える。次いで、特定した電流値が設定した測定レンジ内に収まったときには、その電流値を測定値として確定して、制御部７は、第１表示処理を実行する（ステップ４６）。この第１表示処理では、制御部７は、図５に示すように、測定値として確定した電流値（この例では、１２．４２ｍＡ）を示す測定値画像Ｇｍを表示部５の表示エリアＡ２に表示させる。 Subsequently, the control unit 7 specifies the value of the current flowing through the power supply line 100 based on the voltage data Dv. In this case, when the specified current value exceeds the second set measurement range, the control unit 7 switches the connection of the resistor 22 to switch to a larger measurement range. Thereafter, the control unit 7 similarly switches the measurement range until the specified current value falls within the set measurement range. Next, when the specified current value falls within the set measurement range, the current value is determined as the measurement value, and the control unit 7 executes the first display process (step 46). In the first display process, the control unit 7 displays a measurement value image Gm indicating a current value (in this example, 12.42 mA) determined as a measurement value in the display area A2 of the display unit 5, as shown in FIG. Display.

ここで、この電流測定装置１のＡ／Ｄコンバータ１６は、二重積分方式のＡ／Ｄコンバータであって、コンデンサの放電、正積分および逆積分を１回の処理として実行する。この場合、一般的に、ハムノイズの影響を軽減するためには、正積分および逆積分にそれぞれ１００ｍｓｅｃ程度の時間を必要とする。また、コンデンサの放電にもある程度の時間を必要とする。このため、Ａ／Ｄコンバータ１６が直流電圧Ｖｃをアナログ−デジタル変換して電圧データＤｖを出力する１回の処理には、少なくとも２００ｍｓｅｃ程度の時間を必要とする。したがって、上記したように、測定レンジの切り替えが行われたときには、電流値が確定するまでに測定レンジ数×２００ｍｓｅｃ程度の時間を必要とする結果、電源ライン１００に電機機器２００が接続されてから電流値が表示部５に表示されるまでには、２００ｍｓｅｃ〜１ｓｅｃ程度の時間が必要となる。一方、比較部４による比較処理は、コンデンサの放電、正積分および逆積分などの比較的長い時間を必要とする処理を含んでいないため、数ｍｓｅｃ〜１０ｍｓｅｃ程度で終了する。このため、電源ライン１００に電機機器２００が接続されてから数ｍｓｅｃ〜１０ｍｓｅｃ程度で比較結果画像Ｇｃが表示部５に表示される。この結果、この電流測定装置１では、電源ライン１００に電機機器２００が接続されてから短時間のうちに比較結果画像Ｇｃが表示され、その後に電流値が表示される。 Here, the A / D converter 16 of the current measuring apparatus 1 is a double integration type A / D converter, and executes discharging of the capacitor, normal integration, and reverse integration as one process. In this case, generally, in order to reduce the influence of hum noise, each of the forward integration and the reverse integration requires about 100 msec. In addition, a certain amount of time is required for discharging the capacitor. For this reason, at least about 200 msec is required for one process in which the A / D converter 16 converts the DC voltage Vc from analog to digital and outputs the voltage data Dv. Therefore, as described above, when the measurement range is switched, a time of about the number of measurement ranges × 200 msec is required until the current value is determined, and as a result, the electrical equipment 200 is connected to the power line 100. It takes about 200 msec to 1 sec before the current value is displayed on the display unit 5. On the other hand, the comparison process by the comparison unit 4 does not include a process that requires a relatively long time such as discharge of the capacitor, normal integration, and reverse integration, and thus ends in about several milliseconds to 10 milliseconds. For this reason, the comparison result image Gc is displayed on the display unit 5 in about several milliseconds to 10 milliseconds after the electrical equipment 200 is connected to the power line 100. As a result, in this current measuring apparatus 1, the comparison result image Gc is displayed in a short time after the electrical equipment 200 is connected to the power supply line 100, and then the current value is displayed.

一方、例えば、電気回路に短絡等の故障が生じている電機機器２００を電源ライン１００に接続したときには、電源ライン１００に過大な電流が流れる。この際には、電源ライン１００に接続されているブレーカ３００が作動して、電源の供給が停止する。この場合、ブレーカ３００の動作時間は、一般的に、１００ｍｓｅｃ程度となっている（電気設備技術基準では、定格動作電流における動作時間が１００ｍｓｅｃ以内と規定されている）。このため、電機機器２００を電源ライン１００に接続してから１００ｍｓｅｃ程度の時間が経過した時点で、電源ライン１００における電流が停止し、これに伴い、電流センサ２からの交流電圧Ｖａの出力も停止する。したがって、この場合には、電源ライン１００に電機機器２００が接続されてから２００ｍｓｅｃ以上の時間を要する第１表示処理が実行されることはなく、表示部５の表示エリアＡ２は、非表示の状態に維持される。 On the other hand, for example, when the electrical device 200 in which a failure such as a short circuit has occurred in the electric circuit is connected to the power supply line 100, an excessive current flows in the power supply line 100. At this time, the breaker 300 connected to the power supply line 100 is activated and the supply of power is stopped. In this case, the operation time of the breaker 300 is generally about 100 msec (the electric equipment technical standard specifies that the operation time at the rated operation current is within 100 msec). For this reason, when a time of about 100 msec has elapsed since the electrical device 200 is connected to the power supply line 100, the current in the power supply line 100 is stopped, and accordingly, the output of the AC voltage Va from the current sensor 2 is also stopped. To do. Therefore, in this case, the first display process that requires a time of 200 msec or longer after the electrical equipment 200 is connected to the power supply line 100 is not executed, and the display area A2 of the display unit 5 is in a non-display state. Maintained.

一方、比較部４による比較処理は、数ｍｓｅｃ〜１０ｍｓｅｃ程度で終了するため、故障が生じている電機機器２００を電源ライン１００に接続してブレーカ３００が作動したとしても、ブレーカ３００が作動する１００ｍｓｅｃの時間を経過する以前に比較結果信号Ｓ１が出力される。したがって、この電流測定装置１では、このような場合においても、第２表示処理が実行されて表示エリアＡ１に比較結果画像Ｇｃが表示される結果、ブレーカ３００が作動する以前に電源ライン１００に流れていた電流の電流値が設定値Ｉｓ以上であるか否かを使用者に対して確実に把握させることが可能となっている。 On the other hand, since the comparison processing by the comparison unit 4 is completed in about several milliseconds to 10 milliseconds, even if the breaker 300 is operated by connecting the electric device 200 in which a failure has occurred to the power line 100, 100 milliseconds for the breaker 300 to operate. Before the time elapses, the comparison result signal S1 is output. Therefore, in this current measuring apparatus 1, even in such a case, the second display process is executed and the comparison result image Gc is displayed in the display area A1, so that the current flows to the power supply line 100 before the breaker 300 operates. It is possible to make the user surely grasp whether or not the current value of the current that has been exceeded is equal to or greater than the set value Is.

このように、この電流測定装置１では、交流電圧Ｖａの値と予め決められた比較電圧Ｖｒｅｆの値とを比較して比較結果としての比較結果信号Ｓ１を出力する比較部４を備え、制御部７が、比較部４から出力された比較結果信号Ｓ１に基づいて比較結果を示す比較結果画像Ｇｃを表示部５に表示させる第２表示処理を実行する。この場合、比較部４は、交流電圧Ｖａをデジタル信号（デジタルデータ）に変換する変換処理を行うことなく比較結果を出力するため、この比較結果を出力する比較処理をブレーカ３００が作動する時間よりも短い時間で実行することができる。したがって、この電流測定装置１によれば、電気回路に短絡等の故障が生じている電機機器２００を測定対象体としての電源ライン１００に接続した場合においても、ブレーカ３００が作動する以前に電源ライン１００に流れていた電流の電流値が設定値Ｉｓ以上であるか否かを短時間で表示することができる結果、電源ライン１００にどの程度の電流が流れていたかを使用者に対して確実に把握させることができる。 As described above, the current measuring apparatus 1 includes the comparison unit 4 that compares the value of the AC voltage Va with the predetermined value of the comparison voltage Vref and outputs the comparison result signal S1 as a comparison result, and includes a control unit. 7 executes a second display process for displaying the comparison result image Gc indicating the comparison result on the display unit 5 based on the comparison result signal S1 output from the comparison unit 4. In this case, since the comparison unit 4 outputs the comparison result without performing the conversion process for converting the AC voltage Va into a digital signal (digital data), the comparison process for outputting the comparison result is performed from the time when the breaker 300 operates. Even can be executed in a short time. Therefore, according to the current measuring device 1, even when the electric device 200 in which a failure such as a short circuit has occurred in the electric circuit is connected to the power supply line 100 as the measurement object, the power supply line is not yet activated before the breaker 300 is activated. As a result of being able to display in a short time whether or not the current value of the current flowing through 100 is equal to or greater than the set value Is, it is possible to reliably tell the user how much current has flowed through the power supply line 100. It can be grasped.

また、この電流測定装置１によれば、比較電圧Ｖｒｅｆ（比較電圧Ｖｒｅｆに対応する設定値Ｉｓ）を任意の値に設定可能に構成したことにより、測定対象体の種類や、測定対象体に接続する電機機器の種類に応じて比較電圧Ｖｒｅｆを変更することで、測定対象体や電機機器の種類が異なる各種の使用形態において、測定対象体にどの程度の電流が流れていたかを確実に把握することができる。 Further, according to the current measuring apparatus 1, the configuration is such that the comparison voltage Vref (the set value Is corresponding to the comparison voltage Vref) can be set to an arbitrary value, so that the type of the measurement object and the measurement object are connected. By changing the comparison voltage Vref according to the type of electrical equipment to be used, it is possible to reliably grasp how much current is flowing through the measurement target in various types of usage with different types of measurement target and electrical equipment. be able to.

なお、クランプ型の電流センサ２を用いて電源ライン１００を流れる電流を非接触で検出する例について上記したが、電源ライン１００の露出部分にプローブを接触させて、信号処理回路３に電流を直接入力する構成を採用することもできる。また、比較結果画像Ｇｃおよび測定値画像Ｇｍを表示部５における異なる表示エリアＡ１，Ａ２に別々に表示させる構成例について上記したが、１つの表示エリアに比較結果画像Ｇｃおよび測定値画像Ｇｍを順番に表示させる構成を採用することもできる。この構成では、先に完了する第２表示処理によって比較結果画像Ｇｃを表示部５の予め決められた表示エリアに表示させ、次に、電流値が確定した時点で、比較結果画像Ｇｃに代えて測定値画像Ｇｍをその表示エリアに表示させることができる。 In addition, although the example which detects the electric current which flows through the power supply line 100 non-contactingly using the clamp type current sensor 2 was mentioned above, a probe is made to contact the exposed part of the power supply line 100, and an electric current is directly sent to the signal processing circuit 3. An input configuration can also be adopted. Further, the configuration example in which the comparison result image Gc and the measurement value image Gm are separately displayed in the different display areas A1 and A2 in the display unit 5 has been described above, but the comparison result image Gc and the measurement value image Gm are sequentially displayed in one display area. It is also possible to adopt a configuration for displaying on the screen. In this configuration, the comparison result image Gc is displayed in a predetermined display area of the display unit 5 by the second display process that is completed first, and then replaced with the comparison result image Gc when the current value is determined. The measurement value image Gm can be displayed in the display area.

また、測定レンジの自動切り替え（オートレンジ切り替え）機能を備えた例について上記したが、測定レンジを手動で切り替える構成や、測定レンジが１種類に固定されている構成に適用することもできる。 Moreover, although the example provided with the measurement range automatic switching (auto-range switching) function has been described above, it can be applied to a configuration in which the measurement range is manually switched or a configuration in which the measurement range is fixed to one type.

また、電源ライン１００に流れる電流の電流値を測定対象体についての物理量として測定する構成例について上記したが、これに限定されず、例えば、測定対象体についての抵抗値、電圧値、電力値、回転数および流量などの物理量を測定する各種の測定装置に適用することができる。 In addition, the configuration example in which the current value of the current flowing through the power supply line 100 is measured as a physical quantity for the measurement object is described above, but the present invention is not limited to this. For example, the resistance value, voltage value, power value, The present invention can be applied to various measuring devices that measure physical quantities such as rotation speed and flow rate.

１電流測定装置
３信号処理回路
４比較部
５表示部
７制御部
１００電源ライン
Ｄｖ電圧データ
Ｇｍ測定値画像
Ｉｓ設定値
Ｓ１比較結果信号
Ｖａ交流電圧
Ｖｒｅｆ比較電圧 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Current measuring device 3 Signal processing circuit 4 Comparison part 5 Display part 7 Control part 100 Power supply line Dv Voltage data Gm Measurement value image Is Setting value S1 Comparison result signal Va AC voltage Vref Comparison voltage

上記目的を達成すべく請求項１記載の測定装置は、入力したアナログ信号をアナログデジタル変換したデジタル信号に基づいて測定対象体についての物理量を測定する測定部と、当該測定部によって測定された前記物理量の測定値を表示部に表示させる第１表示処理を実行する制御部とを備えた測定装置であって、前記アナログ信号の値と予め決められた比較値とを比較して比較結果を出力する比較部を備え、前記制御部は、前記比較部から出力された前記比較結果を前記表示部における予め決められた表示エリアに表示させる第２表示処理を実行し、当該第２表示処理の実行中において前記測定部による前記測定値が確定した時点で、前記第１表示処理を実行して前記比較結果に代えて前記確定した測定値を前記表示エリアに表示させる。 In order to achieve the above object, the measuring apparatus according to claim 1 is configured to measure a physical quantity of a measurement object based on a digital signal obtained by analog-digital conversion of an input analog signal, and the measurement unit measures the physical quantity. A measurement device including a control unit that executes a first display process for displaying a measurement value of a physical quantity on a display unit, and compares the analog signal value with a predetermined comparison value and outputs a comparison result And a control unit that executes a second display process for displaying the comparison result output from the comparison unit in a predetermined display area in the display unit, and executes the second display process. When the measurement value is determined by the measurement unit, the first display process is executed to display the determined measurement value in the display area instead of the comparison result .

比較部４は、コンパレータ３１、電源部３２を備えて構成されている。コンパレータ３１は、一例として、差動増幅器で構成されている。この場合、コンパレータ３１は、反転入力端子に入力される比較電圧Ｖｒｅｆの電圧値（比較値）と、電流センサ２から出力されて非反転入力端子に入力される交流電圧Ｖａの電圧値とを比較して、交流電圧Ｖａの電圧値が比較電圧Ｖｒｅｆの電圧値よりも高いときに比較結果を示す比較結果信号Ｓ１（一例としてハイレベル信号）を出力する比較処理を実行する。電源部３２は、制御部７の制御に従ってコンパレータ３１による比較処理に用いられる比較電圧Ｖｒｅｆを生成する。 The comparison unit 4 includes a comparator 31 and a power supply unit 32. As an example, the comparator 31 includes a differential amplifier. In this case, the comparator 31 compares the voltage value (comparison value) of the comparison voltage Vref input to the inverting input terminal with the voltage value of the AC voltage Va output from the current sensor 2 and input to the non-inverting input terminal. Then, a comparison process is executed for outputting a comparison result signal S1 (for example, a high level signal) indicating a comparison result when the voltage value of the AC voltage Va is higher than the voltage value of the comparison voltage Vref. The power supply unit 32 generates the comparison voltage Vref used for the comparison process by the comparator 31 under the control of the control unit 7.

次いで、制御部７が、操作部６から出力される操作信号Ｓ２に基づき、入力された設定値Ｉｓに対応する電圧値（比較値）の比較電圧Ｖｒｅｆを特定し、比較部４の電源部３２を制御して、電源部３２の出力電圧を、特定した比較電圧Ｖｒｅｆに設定する。 Next, the control unit 7 specifies the comparison voltage Vref of the voltage value (comparison value) corresponding to the input set value Is based on the operation signal S <b> 2 output from the operation unit 6, and the power supply unit 32 of the comparison unit 4. And the output voltage of the power supply unit 32 is set to the specified comparison voltage Vref.

Claims

A control unit that measures a physical quantity of a measurement object based on a digital signal obtained by analog-digital conversion of an input analog signal, and a control that executes a first display process for displaying the physical quantity measured by the measurement unit on a display unit A measuring device comprising a section,
A comparison unit that compares the value of the analog signal with a predetermined comparison value and outputs a comparison result,
The said control part is a measuring apparatus which performs the 2nd display process which displays the said comparison result output from the said comparison part on the said display part.

The current measurement device according to claim 1, wherein the comparison value is configured to be arbitrarily set.