JP2017040526A - 電圧検出センサおよび測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動作チェックに掛かる手間を十分に低減する。【解決手段】一方の挟み部内の検出電極３４およびガード電極３６と、他方の挟み部内のガード電極２６と、反転入力端子が電極３４に、非反転入力端子が電極３６に接続されて電極３４とこの電極３４と容量結合する導体との間に流れる電流Ｉ１ａを電圧信号Ｓ１に変換する演算増幅器を有し導体の電圧と電極３６に印加されている印加電圧Ｖ４との間の電位差Ｖｄｉに応じて変化する検出信号Ｓ３を出力する電圧検出部３５と、信号Ｓ３から電圧Ｖ４を生成して電極３６に印加しつつ信号Ｓ３の電圧値が零に近づくように電圧Ｖ４の電圧値を制御する第１動作モードで動作する電圧生成部４１と、電圧Ｖ４に比例した電圧測定用検出信号Ｓ６を出力する電圧出力部４２とを備え、電圧生成部４１は、電極３６と切り離された電極２６に基準振幅の基準交流電圧Ｖ６を出力しつつ、第１動作モードと同じ動作を実行する。【選択図】図２

Description

本発明は、測定対象導体をクリップ（挟持）可能なクリップ式の電圧検出センサ、およびこの電圧検出センサを有して測定対象導体の電圧を測定可能に構成された測定装置に関するものである。

この種の測定装置として、本願出願人は、下記の特許文献１において、測定対象導体としての２つの電路の相互間の電圧（交流電圧としての線間電圧）を、電路の金属部分（芯線）と電気的に接触することなく非接触の状態（つまり、金属非接触の状態）で測定可能な測定装置を開示している。この測定装置は、少なくとも２つのフローティング回路部、これらのフローティング回路部に一対一で（個別に）接続されたフローティング回路部と同数の本体回路部、各本体回路部が接続された算出部、および算出部に接続された表示部とを備えている。この測定装置では、フローティング回路部とこれに接続された本体回路部とで、クリップ式ではないが１つの電圧検出センサが構成されて、この電圧検出センサが電路の電圧を測定（検出）して、その電圧の波形を示す電圧データを算出部に出力する。また、算出部および表示部は通常は１つのケースに収納されて測定装置における測定装置本体を構成し、この算出部は、各電圧検出センサから出力される電圧データに基づいて、基準電圧（各電圧検出センサの本体回路部についての共通の基準電圧）に対する各電路の電圧を測定すると共に、測定した各電路の電圧に基づいて各電路の相互間の電圧（線間電圧）を測定し、測定した線間電圧を表示部に表示させる。

各フローティング回路部は、ガード電極、検出電極、および電流電圧変換部（電流電圧変換回路および積分回路）を少なくとも備えている。このフローティング回路部では、電流電圧変換部などの電気回路が、ガード電極によって覆われることで、外来ノイズに対してシールドされた状態となっている。なお、電路の金属部分と容量結合させられる検出電極については、少なくとも電路の金属部分との対向面がガード電極から露出するように配置されている。

また、フローティング回路部のガード電極には、本体回路部から出力される後述の電圧（印加電圧）が印加される。この印加電圧は、本体回路部により、その電圧値が電路の電圧の電圧値に一致させられるように制御（フィードバック制御）される電圧である。また、フローティング回路部には、本体回路部で生成される作動用電圧（一例として、絶対値が同じで極性が異なる２つの電圧（作動用電源））が上記の印加電圧を基準電圧とするフローティング電圧（フローティング電源）として供給されて、フローティング回路部を構成する電流電圧変換部などの電気回路はこの作動用電圧で作動する。

このフローティング回路部では、検出電極が電路の金属部分に対して対向して配置されて電路の金属部分と容量結合している状態において、電流電圧変換部が、電路の金属部分と検出電極との間に流れる電流（電路と検出電極との間の電位差に起因して流れる電流）の電流値に比例して電圧値が変化する電圧検出信号を生成すると共にこの電圧検出信号についての積分信号（電路と検出電極との間の電位差に比例して電圧値が変化する信号）を生成し、この積分信号を本体回路部に出力する。

この場合、電流電圧変換部の入力段の回路（つまり、電流電圧変換回路の入力段の回路）は、演算増幅器を用いて構成されて、その反転入力端子が検出電極に接続され、その非反転入力端子がガード電極に接続されている。この構成により、このフローティング回路部では、検出電極はガード電極に印加される印加電圧（フローティング電圧についての基準電圧）と同じ電圧値に規定されている。よって、本体回路部に出力される積分信号は、電路の電圧と印加電圧との間の電位差に比例して電圧値が変化する信号となっている。

また、通常、このフローティング回路部については、電圧測定作業の作業性を高めるために、下記の特許文献２に開示された電圧測定用センサのように、電路を挟むことが可能なクリップ状に形成されたケーシング（センサ基板収容部および測定対象導線押付け部を有してクリップ状に形成されて、この２つの部材が電路を挟む一対の挟み部として機能するように構成されたケーシング）内に一般的に収容されて、全体として１つの電圧検出センサに構成される。また、検出電極は、ケーシング内（具体的には、一方の挟み部として機能するセンサ基板収容部）における電路を挟む部位に配設され、ガード電極は、ケーシング内における検出電極の裏面（検出電極における測定対象導線押付け部側の面を表面としたときのこの面の裏面）側に配設されている。

なお、本体回路部については、フローティング回路部と共にこのケーシング内に収容する構成や、このケーシングとは別体の中継ボックス（ケーシング内のフローティング回路部とケーブルを介して接続される樹脂製の箱体）内に収容する構成を採用することが可能であるが、いずれの構成であってもフローティング回路部と共に１つの電圧検出センサを構成する。このクリップ状のケーシング内にフローティング回路部を収容する構成により、この電圧検出センサで電路を挟んだ後に電圧検出センサから手を離したとしても、電路と検出電極とが容量結合された状態が保持される。このため、空いた手で電圧測定作業における別の作業を行うことが可能となることから、作業性の向上を図ることが可能となっている。

一方、本体回路部は、特許文献１に記載されているように、例えば、処理部、Ｄ／Ａ変換回路、昇圧回路、電圧検出回路（電圧計）、主電源回路およびＤＣ／ＤＣコンバータを備えている。この本体回路部では、処理部が、フローティング回路部から出力される積分信号に基づいて、この積分信号の元となっている上記の電位差（電路と検出電極（印加電圧）との間の電位差）を減少させるような電圧値を算出し、この算出した電圧値に対応する電圧データをＤ／Ａ変換回路に出力する。Ｄ／Ａ変換回路は、この電圧データで示される電圧値のアナログ信号を生成し、昇圧回路が、このアナログ信号を昇圧することで、印加電圧を生成する。

このような構成のフローティング回路部および本体回路部を備えた電圧検出センサでは、処理部が上記のような電圧値の電圧データを算出してＤ／Ａ変換回路に出力する動作を繰り返し実行することで、昇圧回路から出力される印加電圧は電路の電圧に一致させられる。電圧検出回路は、この印加電圧（電路の電圧に一致させられている電圧）を予め規定された比率で分圧することで、印加電圧に連動して変化する電圧測定用検出信号を生成して、電圧検出センサの外部（算出部）に出力する。なお、この電圧測定用検出信号については、アナログ信号のままで出力してもよいが、本例では上記したように、電圧測定用検出信号の電圧波形を示す電圧データに変換して出力される。また、特許文献１には記載されていないが、このフローティング回路部および本体回路部を有する電圧検出センサで、電路の既知の基準電圧値（基準の振幅）の電圧を検出したときに、この基準電圧値に対応した規定の電圧値（振幅）で電圧測定用検出信号が外部に出力されるように、電圧測定用検出信号の振幅を調整するための調整回路が本体回路部内に配設することが可能である。

特開２０１０−２５９１８号公報（第６−１６頁、第１−９図） 特開２０１４−４４１６８号公報（第５−６頁、第１−６図）

ところが、上記した電圧検出センサには、以下のような改善すべき課題が存在している。すなわち、この電圧検出センサを上記の測定装置本体に接続して測定装置として使用する際に、この電圧検出センサが正常に作動するか否かを予めチェックしたり、チェックの結果によっては出力される電圧測定用検出信号の振幅を調整する必要が生じる場合がある。この場合、従来では、例えば、既知の電圧値の基準電圧（交流電圧）が印加されている電線や棒状の電極などの試験用導体を別途用意し、電圧検出センサでこの試験用導体を挟んだ状態において測定装置本体の表示部に出力される測定結果をモニタすることで、電圧検出センサが正常に作動するか否か（電圧測定用検出信号が出力されるか否かや、その振幅が正しいか否か）をチェックしている。

しかしながら、上記したように、電圧検出センサの動作チェックの際に試験用導体を別途用意する構成では、手間およびコストが掛かるという課題が存在している。

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、動作チェックに際して掛かる手間およびコストを十分に低減し得る電圧検出センサ、およびこの電圧検出センサを備えた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記載の電圧検出センサは、測定対象導体を挟持可能な一対の挟み部を有するケーシングと、前記一対の挟み部のうちの一方の挟み部内に配設されて前記測定対象導体と容量結合する検出電極と、前記一方の挟み部内に配設された第１ガード電極と、前記一対の挟み部のうちの他方の挟み部内に配設された第２ガード電極と、前記ケーシング内に配設されて、一方の入力端子が前記検出電極に接続され、かつ他方の入力端子が前記第１ガード電極に接続されて前記測定対象導体と当該検出電極との間に流れる電流を電圧信号に変換して出力する演算増幅器を有すると共に当該電圧信号に基づいて当該測定対象導体の測定対象電圧と当該第１ガード電極に印加されている印加電圧との間の電位差に応じて電圧値が変化する検出信号を出力する電圧検出部と、前記ケーシング内に配設されて、前記検出信号に基づいて前記印加電圧を生成して前記第１ガード電極に印加しつつ当該検出信号の前記電圧値が零に近づくように当該印加電圧の電圧値を制御する第１動作モードで動作する電圧生成部と、前記印加電圧を検出すると共に当該印加電圧の電圧値に比例した電圧値の電圧測定用検出信号を生成して外部に出力する電圧出力部とを備えている電圧検出センサであって、前記電圧生成部は、予め規定された基準振幅の交流電圧を生成して基準交流電圧として出力可能な基準電圧生成回路、および前記第１ガード電極と前記第２ガード電極とを接断する接断スイッチを有すると共に、前記第１動作モードおよび第２動作モードのうちから選択された一方の動作モードで動作可能に構成され、前記第１動作モードのときには、前記基準電圧生成回路からの前記基準交流電圧の出力を停止すると共に、前記接断スイッチを接続状態に移行して前記第１ガード電極と前記第２ガード電極とを接続し、前記第２動作モードのときには、前記接断スイッチを切断状態に移行して前記第１ガード電極と前記第２ガード電極とを切り離すと共に前記基準電圧生成回路からの前記基準交流電圧の出力を開始して当該基準交流電圧を前記第２ガード電極に出力し、かつ前記検出信号に基づいて前記印加電圧を生成して前記第１ガード電極に印加しつつ当該検出信号の前記電圧値が零に近づくように当該印加電圧の電圧値を制御する。

請求項２記載の電圧検出センサは、請求項１記載の電圧検出センサにおいて、前記電圧出力部は、前記印加電圧を検出すると共に予め規定された比率で分圧して分圧電圧として出力する分圧回路と、設定された増幅率で当該分圧電圧を増幅して前記電圧測定用検出信号として出力する増幅回路とを備え、前記電圧生成部は、前記第２動作モードのときに、前記電圧測定用検出信号の振幅を検出しつつ当該振幅が予め規定された基準出力振幅となるように前記増幅回路の前記増幅率を設定する。

請求項３記載の電圧検出センサは、請求項２記載の電圧検出センサにおいて、前記電圧生成部は、前記第１動作モードおよび前記第２動作モードに加えて第３動作モードで動作可能に構成されて、当該第３動作モードのときには、前記印加電圧の出力を停止し、前記接断スイッチを接続状態に移行し、かつ前記基準電圧生成回路での前記基準交流電圧の出力を開始して当該基準交流電圧を前記第１ガード電極および前記第２ガード電極に出力しつつ、前記印加電圧に代えて当該基準交流電圧を検出している前記電圧出力部から出力される前記分圧電圧の電圧値に基づいて測定される当該基準交流電圧の振幅を前記基準振幅に一致するように調整する。

請求項４記載の測定装置は、請求項１から３のいずれかに記載の電圧検出センサと、当該電圧検出センサから出力される前記電圧測定用検出信号に基づいて前記測定対象電圧を測定する測定装置本体とを備えている。

請求項１記載の電圧検出センサおよび請求項４記載の測定装置によれば、電圧生成部が第２動作モードのときに、擬似的な測定対象導体として機能している第２ガード電極の基準交流電圧の基準振幅に比例した振幅（基準出力振幅）の電圧測定用検出信号を出力することができ、これによって電圧検出センサから出力されるこの電圧測定用検出信号に基づいて電圧検出センサの動作チェックが可能となるため、操作者は、信号発生装置などを別途用意することがないことから、動作チェックに掛かる手間およびコストを十分に低減することができる。、

請求項２記載の電圧検出センサおよび請求項４記載の測定装置によれば、電圧生成部が第２動作モードのときに、第１動作モードのときと同じ動作を実行しながら、電圧測定用検出信号の振幅を検出しつつこの振幅が基準出力振幅となるように電圧出力部を調整するため、電圧測定用検出信号についての振幅の調整の自動化が可能となる。

請求項３記載の電圧検出センサおよび請求項４記載の測定装置によれば、電圧生成部が第３動作モードで動作して、印加電圧に代えて基準交流電圧を検出している電圧出力部から出力される分圧電圧の電圧値に基づいて測定される基準交流電圧の振幅を基準振幅に正確に一致させることができるため、電圧検出センサの動作チェックをより正確に実施することができる。

測定装置１の構成を説明するための構成図（クリップ部１１については模式図）である。 図１の電圧検出センサ２（３）の構成図である。

以下、電圧検出センサおよび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、図１に示す測定装置としての測定装置１の構成について、図面を参照して説明する。

この測定装置１は、図１に示すように、一例として、電圧検出センサとしての電圧検出センサ２，３と、各電圧検出センサ２，３が接続された測定装置本体４とを備え、電圧検出センサ２，３でクリップ（挟持）した測定対象導体の一例としての２つの電路５，６間の電位差（線間電圧）Ｖｌｖを測定可能な電圧測定装置として構成されている。

各電圧検出センサ２，３は、図１，２に示すように、同一の構成を備えて、クリップした測定対象導体（電路５や電路６）と結合容量（容量Ｃａや容量Ｃｂ）を介して容量結合すると共に、測定対象導体の測定対象電圧（電路５の電圧Ｖ１ａや電路６の電圧Ｖ１ｂ。各電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂを区別しないときには、「電圧Ｖ１」ともいう）を検出して、この電圧Ｖ１の電圧値に比例した電圧値の後述の電圧測定用検出信号Ｓ６を後述の接続コネクタ１３を介して測定装置本体４に出力するという同じ機能を有している。このため、各電圧検出センサ２，３の構成について、一例として電圧検出センサ２を例に挙げて説明する。

電圧検出センサ２は、一例として、図１に示すように、クリップ部１１、中継ボックス１２および接続コネクタ１３を備え、接続コネクタ１３を測定装置本体４のパネル面などに配設されている後述の入力コネクタ５２に連結することで、測定装置本体４に接続可能に構成されている。このクリップ部１１および中継ボックス１２は、全体としてケーシングを構成し、一例として多芯ケーブル１４で接続されている。また、中継ボックス１２および接続コネクタ１３は一例として他の多芯ケーブル１５で接続されている。なお、中継ボックス１２内に配設された後述の各構成要素をクリップ部１１内に収容する構成を採用することもできる。この構成では、中継ボックス１２を省くことができ、接続コネクタ１３は、多芯ケーブルを介してクリップ部１１に接続される。

クリップ部１１は、図１に示す模式図で表されるように、合成樹脂材などの電気的絶縁性を有する材料で形成された一対のクリップ片２１，３１を備え、クリップ片２１，３１間で測定対象導体をクリップ可能に構成されている。

具体的には、クリップ片２１は、一例として、一端部が挟み部２２に形成されると共に他端部が摘み部２３に形成され、クリップ片３１は、一例として、一端部が挟み部３２に形成されると共に他端部が摘み部３３に形成されている。また、各クリップ片２１，３１は、互いの挟み部２２，３２同士が対向し、かつ互いの摘み部２３，３３同士が対向した状態で互いの中央部分に規定された回動軸Ａを中心として回動自在に連結されている。また、各クリップ片２１，３１内には、不図示の捩りバネが配設されて、挟み部２２，３２同士が接近する方向に、各クリップ片２１，３１を常時付勢している。この構成により、クリップ部１１は、クリップ片２１の挟み部２２とクリップ片３１の挟み部３２との間で測定対象導体（この例では電路５または電路６）をクリップすることが可能に構成されている。

また、クリップ片２１における挟み部２２（他方の挟み部）内には、ガード電極（第２ガード電極）２６が配設されている。このガード電極２６は、一例として平板状の金属板で構成されて、図２に示すように、多芯ケーブル１４を介して中継ボックス１２内の後述する第１スイッチ４１ｄに接続されている。

また、クリップ片３１における挟み部３２（一方の挟み部）内には、検出電極３４が配設されている。この検出電極３４は、一例として平板状の金属板で構成されると共に、一対の挟み部２２，３２間でクリップされた測定対象導体との容量結合が良好な状態で行われるように、挟み部３２における挟み部２２との対向面（測定対象導体との接触面。図１中の上面）の近傍に配設されている。

また、検出電極３４が配設されたこのクリップ片３１内には、不図示の基板に実装された複数の不図示の電子部品で構成される電圧検出部３５が配設されている。また、このクリップ片３１内には、検出電極３４および電圧検出部３５と、クリップ片３１におけるクリップ片２１との非対向面（図１中の下面）との間にガード電極（第１ガード電極）３６が配設されている。ガード電極３６は、一例として平板状の金属板で構成されて、クリップ片３１を上記の非対向面側から見たときに、検出電極３４および電圧検出部３５全体を覆う広さに形成されている。また、ガード電極３６は、図２に示すように、多芯ケーブル１４を介して中継ボックス１２内の後述する昇圧回路４１ｂ（昇圧回路４１ｂにおける後述する印加電圧Ｖ４のための不図示の出力端子）に接続されている。

なお、ガード電極３６は、本例のように、検出電極３４および電圧検出部３５の全体を覆う広さに形成されているのが好ましいが、少なくとも検出電極３４を覆うように形成されていればよく、電圧検出部３５を覆わない構成とすることもできる。また、電圧検出部３５を構成する電子部品が実装されている基板が多層基板であるときには、この電子部品に供給される後述の作動用電源（正電圧Ｖｆ＋および負電圧Ｖｆ−）についての基準電圧Ｇが印加される基板のグランド層をガード電極として使用してもよい。

このように構成されたクリップ部１１では、検出電極３４は、一対の挟み部２２，３２間で測定対象導体をクリップしているときには、この測定対象導体と良好な状態で容量結合する。一方、検出電極３４は、一対の挟み部２２，３２間で測定対象導体をクリップしていないとき（つまり、挟み部２２，３２が互いに当接した状態のとき）であって、ガード電極２６がガード電極３６から切り離されているときには、対向して位置するガード電極２６と容量結合する。

電圧検出部３５は、一例として、図２に示すように、電流電圧変換回路３５ａ、積分回路３５ｂおよびアイソレータ（絶縁回路）３５ｃを備え、中継ボックス１２から多芯ケーブル１４を介して供給される正電圧Ｖｆ＋および負電圧Ｖｆ−（いずれも印加電圧Ｖ４を基準電圧Ｇとするフローティング電圧であって電圧検出部３５にとっての作動用電源（フローティング電源））で作動する。この電圧検出部３５において基準電圧Ｇとなる印加電圧Ｖ４は、中継ボックス１２内の昇圧回路４１ｂから出力される電圧であって、上記したように、多芯ケーブル１４を介してクリップ片３１内のガード電極３６に印加される。このクリップ部１１では、図１に示すように各挟み部２２，３２間で測定対象導体（同図では電路５）を挟持している状態において、検出電極３４は、図１，２に示すように、挟み部２２内のガード電極２６と挟み部３２内のガード電極３６との間で挟まれた状態となる。この構成により、ガード電極２６がガード電極３６と接続されているときには、検出電極３４がこの測定対象導体（電路５）以外の他の導体との間で容量結合するという事態の発生を各ガード電極２６，３６によって大幅に低減することが可能になっている。

電流電圧変換回路３５ａは、図２に示すように、一方の入力端子としての反転入力端子が検出電極３４に接続され、他方の入力端子としての非反転入力端子が基準電圧Ｇ（印加電圧Ｖ４でもある）に規定され（具体的には、直接または抵抗を介してガード電極３６に接続されることで基準電圧Ｇに規定され）、かつ反転入力端子と出力端子との間に帰還抵抗が接続された演算増幅器（オペアンプ）を有して構成されている。よって、検出電極３４は基準電圧Ｇと同電圧に規定される。この構成により、電流電圧変換回路３５ａは、図２に示すように、測定対象導体としての電路５の電圧（交流電圧）Ｖ１ａと検出電極３４の電圧（つまり、基準電圧Ｇ）との間の電位差Ｖｄｉに起因して、電路５と検出電極３４との間の結合容量Ｃａを介して電路５と検出電極３４との間に流れる電流Ｉ１ａを検出すると共に電圧信号Ｓ１に変換して出力する。

積分回路３５ｂは、この電圧信号Ｓ１を積分することにより、上記の電位差Ｖｄｉに応じて電圧値が変化する検出信号Ｓ２を出力する。アイソレータ３５ｃは、この検出信号Ｓ２を入力すると共に検出信号Ｓ２と電気的に絶縁された新たな検出信号Ｓ３（一例として、振幅が検出信号Ｓ２の振幅に比例し、かつ検出信号Ｓ２と同位相の電圧信号。つまり、検出信号Ｓ２と同じように電位差Ｖｄｉに応じて電圧値が変化する電圧信号）に変換し、この検出信号Ｓ３を多芯ケーブル１４を介して中継ボックス１２に出力する。

以上の構成により、電圧検出センサ２のクリップ部１１は、その検出電極３４を測定対象導体としての電路５の金属部分（例えば、電路５が被覆電線で構成されているときにはその芯線）と電気的に接触させることなく非接触の状態（つまり、金属非接触の状態）で、上記の電路５の電圧Ｖ１ａを検出して、電位差Ｖｄｉに応じて電圧値が変化する検出信号Ｓ３を中継ボックス１２に出力可能となっている。

中継ボックス１２は、図２に示すように、一例として、電圧生成部４１、電圧出力部４２およびＤＣ／ＤＣコンバータ（以下、単に「コンバータ」ともいう）４３を備え、これらの各構成要素が合成樹脂材などの電気的絶縁性を有する材料で形成されたボックス本体４４（図１，２参照）内に収容されて構成されている。この中継ボックス１２内に配設された電圧生成部４１などの各構成要素は、測定装置本体４から多芯ケーブル１５を介して供給される正電圧Ｖｃ＋および負電圧Ｖｃ−（いずれも基準電圧Ｇ１を基準とする電圧）で作動する。この基準電圧Ｇ１は、測定装置本体４内の基準電圧であり、測定装置本体４が接地されているときには大地の電圧（グランド電圧）に規定される。

具体的には、電圧生成部４１は、処理回路４１ａ、昇圧回路４１ｂ、基準電圧生成回路４１ｃ、第１スイッチ４１ｄ、第２スイッチ４１ｅおよび第３スイッチ４１ｆ（接断スイッチ）を備えている。

処理回路４１ａは、一例としてＣＰＵ、Ａ／Ｄ変換器およびＤ／Ａ変換器など（いずれも図示せず）を備えて構成されて、昇圧回路４１ｅを駆動する駆動信号Ｓｄ１をクリップ部１１から出力される検出信号Ｓ３の電圧値に応じて振幅（電圧値）を変更して生成する信号生成処理、基準電圧生成回路４１ｃを駆動する駆動信号Ｓｄ２を必要に応じて振幅（電圧値）を変更して生成する基準信号生成処理、第１スイッチ４１ｄ、第２スイッチ４１ｅおよび第３スイッチ４１ｆを独立して接断する（接続状態および切断状態の任意の一方に切り替える）切替処理、電圧出力部４２の後述する増幅回路４２ｂのゲイン（増幅率）を設定（または調整）するゲイン設定処理、並びに電圧出力部４２から出力される分圧電圧Ｖ５の電圧値に基づいて印加電圧Ｖ４および基準交流電圧Ｖ６の各電圧値の測定や電圧出力部４２から出力される電圧測定用検出信号Ｓ６の電圧値の測定を行う電圧測定処理を実行する。

昇圧回路４１ｂは、入力している駆動信号Ｓｄ１を昇圧（予め規定された一定の昇圧率で昇圧）して印加電圧Ｖ４を生成し、生成した印加電圧Ｖ４を第１スイッチ４１ｄに出力する。基準電圧生成回路４１ｃは、入力している駆動信号Ｓｄ２を昇圧（予め規定された一定の昇圧率で昇圧）して基準交流電圧Ｖ６（予め規定された基準振幅の交流電圧）を生成し、生成した基準交流電圧Ｖ６を第２スイッチ４１ｅに出力する。この構成により、処理回路４１ａは、上記した信号生成処理において駆動信号Ｓｄ１の振幅（電圧値）を変更することにより、昇圧回路４１ｂから出力される印加電圧Ｖ４の振幅（電圧値）を変更することが可能になっている。また、処理回路４１ａは、上記した基準信号生成処理において駆動信号Ｓｄ２の振幅（電圧値）を調整することにより、基準電圧生成回路４１ｃから出力される基準交流電圧Ｖ６の基準振幅（電圧値）を調整することが可能になっている。

第１スイッチ４１ｄは、一端が昇圧回路４１ｂにおける印加電圧Ｖ４の出力端子（図示せず）に接続されると共に、他端が多芯ケーブル１４を介してクリップ部１１のガード電極３６に接続されている。この構成により、第１スイッチ４１ｄは、処理回路４１ａによって接続状態に切り替えられたときには、昇圧回路４１ｂから出力される印加電圧Ｖ４を、多芯ケーブル１４を介してガード電極３６に印加し、処理回路４１ａによって切断状態に切り替えられたときには、この印加電圧Ｖ４の多芯ケーブル１４への出力を停止する。

第２スイッチ４１ｅは、一端が基準電圧生成回路４１ｃにおける基準交流電圧Ｖ６の出力端子（図示せず）に接続されると共に、他端が多芯ケーブル１４を介してクリップ部１１のガード電極２６に接続されている。この構成により、第２スイッチ４１ｅは、処理回路４１ａによって接続状態に切り替えられたときには、基準電圧生成回路４１ｃから出力される基準交流電圧Ｖ６を、多芯ケーブル１４を介してガード電極２６にガード電圧Ｖｇとして印加し、処理回路４１ａによって切断状態に切り替えられたときには、この基準交流電圧Ｖ６の多芯ケーブル１４への出力を停止する。

第３スイッチ４１ｆは、一端が第１スイッチ４１ｄの他端に接続されると共に、他端が第２スイッチ４１ｅの他端に接続されている。この構成により、第３スイッチ４１ｆは、多芯ケーブル１４を介してクリップ部１１の各ガード電極２６，３６を接断可能となっている。具体的には、第３スイッチ４１ｆは、処理回路４１ａによって接続状態に切り替えられたときには、多芯ケーブル１４を介してクリップ部１１の各ガード電極２６，３６を電気的に接続し、処理回路４１ａによって切断状態に切り替えられたときには、各ガード電極２６，３６の電気的な接続状態を解除する（電気的に分離する（切り離す））。

また、本例の電圧生成部４１では、処理回路４１ａは、以下の３つの動作モード（第１動作モード、第２動作モードおよび第３動作モード）で動作可能に構成されている。また、処理回路４１ａの動作モードは、処理回路４１ａに入力されるモード切替信号Ｓｍで切り替え可能に構成されている。なお、このモード切替信号Ｓｍについては、モード切替信号Ｓｍを出力するモード切替用のスイッチを中継ボックス１２に配設して、このスイッチから処理回路４１ａに出力させる構成や、このモード切替用のスイッチをクリップ部１１に配設して、このスイッチから多芯ケーブル１４を介して処理回路４１ａに出力させる構成や、このモード切替用のスイッチを測定装置本体４に配設して、このスイッチから多芯ケーブル１５を介して処理回路４１ａに出力させる構成のいずれかを採用することができる。

まず、第１動作モードは、一対の挟み部２２，３２間でクリップしている電路５の電圧Ｖ１ａを検出する計測動作を電圧検出センサ２に実行させるための動作モードである。この第１動作モードでは、処理回路４１ａは、切替処理を実行して、第１スイッチ４１ｄおよび第３スイッチ４１ｆを接続状態に切り替えると共に、第２スイッチ４１ｅを切断状態に切り替える。つまり、処理回路４１ａは、クリップ部１１のガード電極２６を基準電圧生成回路４１ｃから切り離すと共に、昇圧回路４１ｂから出力される印加電圧Ｖ４を、クリップ部１１のガード電極３６に印加し、かつクリップ部１１のガード電極２６にガード電圧Ｖｇとして印加し得る状態に切り替える。

また、この第１動作モードでは、処理回路４１ａは、この切替状態において、クリップ部１１から出力される検出信号Ｓ３の電圧値を検出すると共に、この検出した電圧値に基づいて駆動信号Ｓｄ１を生成しつつ、検出信号Ｓ３の電圧値が零に近づくように駆動信号Ｓｄ１の電圧値を制御する信号生成処理を実行する。したがって、この第１動作モードでは、電圧生成部４１は、検出信号Ｓ３の電圧値（すなわち、上記の電位差Ｖｄｉ）が零に近づくように印加電圧Ｖ４の電圧値を制御する動作、つまり、印加電圧Ｖ４の電圧値を測定対象導体の電圧（この例では、電路５の電圧Ｖ１ａ）に一致させる動作を実行する。これにより、処理回路４１ａが第１動作モードで動作している状態において電圧出力部４２から出力される電圧測定用検出信号Ｓ６は、その電圧値が印加電圧Ｖ４の電圧値（つまり、電路５の電圧Ｖ１ａの電圧値）に比例した電圧値の信号として出力される状態になり、測定装置本体４側においてこの電圧測定用検出信号Ｓ６に基づいて電圧Ｖ１ａの電圧値を計測可能となる。

また、第２動作モードは、電圧検出センサ２が上記の基準振幅（基準交流電圧Ｖ６の振幅と同じ振幅）の交流電圧を発生させている導体のこの交流電圧を検出しているときに、電圧検出センサ２から予め規定された基準出力振幅で電圧測定用検出信号Ｓ６が出力されるように電圧出力部４２でのこの電圧測定用検出信号Ｓ６についてのゲインを設定させるゲイン設定処理を電圧検出センサ２に実行させるための動作モードである。

この第２動作モードは、一対の挟み部２２，３２間で測定対象導体（電路５）をクリップしていない状態、つまり、挟み部３２内の検出電極３４が挟み部２２内のガード電極２６と容量結合可能な状態（検出電極３４にとって、ガード電極２６が擬似的な測定対象導体となり得る状態）において実行される。この第２動作モードでは、処理回路４１ａは、まず、切替処理を実行して、第１スイッチ４１ｄおよび第２スイッチ４１ｅを接続状態に切り替えると共に、第３スイッチ４１ｆを切断状態に切り替える。つまり、処理回路４１ａは、クリップ部１１のガード電極２６をガード電極３６から切り離し、昇圧回路４１ｂから出力される印加電圧Ｖ４はガード電極３６にのみ印加され、基準電圧生成回路４１ｃから出力される基準交流電圧Ｖ６はガード電極２６にのみガード電圧Ｖｇとして印加される状態に切り替える。

次いで、この第２動作モードでは、処理回路４１ａは、基準信号生成処理を実行して駆動信号Ｓｄ２を生成して基準電圧生成回路４１ｃに出力することで、基準電圧生成回路４１ｃから基準振幅の基準交流電圧Ｖ６を出力させてガード電極２６にガード電圧Ｖｇとして印加させる。また、処理回路４１ａは、この基準信号生成処理と共に、クリップ部１１から出力される検出信号Ｓ３の電圧値を検出すると共に、この検出した電圧値に基づいて駆動信号Ｓｄ１を生成しつつ、検出信号Ｓ３の電圧値が零に近づくように駆動信号Ｓｄ１の電圧値を制御する信号生成処理を実行する。なお、上記した第１動作モードでの電位差Ｖｄｉは、この第２動作モードでは、印加電圧Ｖ４と基準交流電圧Ｖ６との間の電位差となる。このため、第２動作モードでの電位差Ｖｄｉは印加電圧Ｖ４と基準交流電圧Ｖ６との間の電位差とする。

したがって、この第２動作モードでは、電圧生成部４１は、この信号生成処理を実行することにより、検出信号Ｓ３の電圧値（すなわち、上記の電位差Ｖｄｉ）が零に近づくように印加電圧Ｖ４の電圧値を制御する動作（第１動作モードのときと同じように印加電圧Ｖ４の電圧値を制御する動作）、つまり、擬似的な測定対象導体として機能しているガード電極２６に印加されている基準交流電圧Ｖ６の電圧値に印加電圧Ｖ４の電圧値を一致させる動作を実行する。

また、この第２動作モードでは、処理回路４１ａは、この状態（上記したように第１動作モードのときと同じ動作を実行して、印加電圧Ｖ４の電圧値を基準交流電圧Ｖ６の電圧値に一致させている状態）において、電圧測定処理を実行して、電圧出力部４２（具体的には、電圧出力部４２の後述する第３増幅回路４２ｂ）から出力される電圧測定用検出信号Ｓ６の電圧値（振幅）を測定しつつ、ゲイン設定処理を実行して、この測定している電圧測定用検出信号Ｓ６の振幅が予め規定された基準出力振幅になるように増幅回路４２ｂの後述するゲインを設定（調整）する。

また、第３動作モードは、基準電圧生成回路４１ｃから出力される基準交流電圧Ｖ６の振幅を予め規定された基準振幅に自動調整する動作を電圧検出センサ２に実行させるための動作モードである。この第３動作モードでは、処理回路４１ａは、切替処理を実行して、第１スイッチ４１ｄを切断状態に切り替えると共に、第２スイッチ４１ｅおよび第３スイッチ４１ｆを接続状態に切り替える。これにより、電圧出力部４２は、印加電圧Ｖ４に代えて基準交流電圧Ｖ６を検出する状態に移行する。

また、第３動作モードでは、処理回路４１ａは、基準信号生成処理を実行して駆動信号Ｓｄ２を生成して基準電圧生成回路４１ｃに出力することで、基準電圧生成回路４１ｃから基準振幅（初期設定での基準振幅）の基準交流電圧Ｖ６を出力させる。この状態において、処理回路４１ａは、電圧測定処理を実行して電圧出力部４２（具体的には、電圧出力部４２の後述する分圧回路４２ａ）から出力される分圧電圧Ｖ５の電圧値（振幅）を測定すると共にこの測定した分圧電圧Ｖ５の電圧値に基づいて基準交流電圧Ｖ６の振幅を測定しつつ、測定している基準交流電圧Ｖ６の振幅が本来の基準振幅からずれているときには、生成している駆動信号Ｓｄ２の振幅を調整して、基準交流電圧Ｖ６の振幅を予め規定された基準振幅（本来の基準振幅）に一致させる。

これにより、処理回路４１ａが、基準電圧生成回路４１ｃから基準振幅の基準交流電圧Ｖ６を出力させるための駆動信号Ｓｄ２を初期設定の振幅（電圧値）で生成したときに、例えば、処理回路４１ａ内のＤ／Ａ変換器や基準電圧生成回路４１ｃを構成する電子部品のバラツキなどに起因して、基準電圧生成回路４１ｃから出力される基準交流電圧Ｖ６の振幅が本来の基準振幅からずれている場合であっても、この第３動作モードでの動作により、基準電圧生成回路４１ｃから本来の基準振幅で基準交流電圧Ｖ６を出力させることが可能になる。以上のことから、まず、第３動作モードで処理回路４１ａを動作させて基準交流電圧Ｖ６の振幅を基準振幅に正確に一致させた後に、第２動作モードで処理回路４１ａを動作させて電圧出力部４２でのゲインを設定するのが好ましい。

電圧出力部４２は、一例として、図２に示すように、分圧回路４２ａおよび増幅回路４２ｂを備え、第１動作モードおよび第２動作モードのときには、印加電圧Ｖ４を検出すると共にこの印加電圧Ｖ４の電圧値に比例した電圧値の電圧測定用検出信号Ｓ６を生成して外部（本例では、多芯ケーブル１５および接続コネクタ１３を介して測定装置本体４）に出力する。一方、電圧出力部４２は、第３動作モードのときには、印加電圧Ｖ４に代えて基準交流電圧Ｖ６を検出すると共にこの基準交流電圧Ｖ６の電圧値に比例した電圧値の電圧測定用検出信号Ｓ６を生成して外部に出力する

分圧回路４２ａは、例えば複数の抵抗が直列接続されて構成されると共に、その一端は第３スイッチ４１ｆの一端に接続され（第１スイッチ４１ｄの他端にも接続され）、かつその他端が基準電圧Ｇ１に規定されている。この構成により、分圧回路４２ａは、基準電圧Ｇ１を基準として生成される印加電圧Ｖ４、および基準電圧Ｇ１を基準として生成される基準交流電圧Ｖ６のうちの各スイッチ４１ｄ〜４１ｆの接断状態によって選択される一方の電圧を予め規定された比率で分圧することにより、分圧電圧Ｖ５を出力する。増幅回路４２ｂは、入力している分圧電圧Ｖ５を処理回路４１ａによって設定されたゲインで増幅して電圧測定用検出信号Ｓ６として多芯ケーブル１５に出力する。

コンバータ４３は、一例として互いに電気的に絶縁された一次巻線および二次巻線を有する絶縁型のトランスと、正電圧Ｖｃ＋および負電圧Ｖｃ−に基づいて作動してこのトランスの一次巻線を駆動する駆動回路と、トランスの二次巻線に誘起される交流電圧を整流平滑する直流変換部（いずれも図示せず）とを備えて、一次側の基準電圧Ｇ１や正電圧Ｖｃ＋および負電圧Ｖｃ−から電気的に絶縁された二次側から、印加電圧Ｖ４を基準とするフローティング電圧としての正電圧Ｖｆ＋および負電圧Ｖｆ−を出力する絶縁型電源として構成されている。なお、正電圧Ｖｆ＋および負電圧Ｖｆ−は、絶対値がほぼ同一で、極性が互いに異なる直流電圧であり、多芯ケーブル１４を介してクリップ部１１に供給される。

測定装置本体４は、一例として、図１に示すように、ケーシング５１、ケーシング５１の不図示のパネル面に配設された複数の入力コネクタ（本例では一例として、２つの入力コネクタ５２ａ，５２ｂ。以下、特に区別しないときには、入力コネクタ５２ともいう）、ケーシング５１内に配設された電源部５３および処理部５４、並びにケーシング５１のパネル面に配設された表示部（例えば、液晶ディスプレイ装置など）５５を備えている。

各入力コネクタ５２は、複数のコンタクトを備え、そのうちの一部のコンタクトがグランド用コンタクトとして、測定装置本体４内の基準電圧Ｇ１に接続され、そのうちの他の一部が正電源用コンタクトとして、電源部５３から出力される後述の正電圧Ｖｃ＋および負電圧Ｖｃ−のうちの正電圧Ｖｃ＋が印加され、そのうちの他の一部が負電源用コンタクトとして負電圧Ｖｃ−が印加され、そのうちの他の一部が検出電圧用コンタクトとして、電圧測定用検出信号Ｓ６が入力される。

電源部５３は、例えばバッテリおよびコンバータなどで構成されて、測定装置本体４内の各構成要素のための作動用電圧（本例では一例として、測定装置本体４内の基準電圧Ｇ１を基準として、絶対値がほぼ同一で、極性が互いに異なる直流電圧である正電圧Ｖｃ＋および負電圧Ｖｃ−の作動用電源。なお、各構成要素の仕様によっては、正電圧Ｖｃ＋だけの場合もある）を生成する。また、この作動用電圧（本例では正電圧Ｖｃ＋および負電圧Ｖｃ−）と基準電圧Ｇ１は、上記のように各入力コネクタ５２における規定のコンタクトに印加される。

処理部５４は、一例として、Ａ／Ｄ変換器およびコンピュータを備えて構成されて、各入力コネクタ５２から入力される電圧測定用検出信号Ｓ６をその瞬時値を示すデジタルデータに変換し、このデジタルデータに基づいて、各入力コネクタ５２に接続されている電圧検出センサ２，３でクリップしている各電路５，６の電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂを測定する測定処理を実行する。また、処理部５４は、この測定処理において、この測定した両電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂに基づいて電路５，６間の電位差（線間電圧）Ｖｌｖを測定して、この電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂおよび電位差Ｖｌｖのうちの少なくとも電位差Ｖｌｖを表示部５５に出力する。

次いで、測定装置１の動作について、各電圧検出センサ２，３の動作と共に説明する。最初に、２つの電路５，６間の電位差Ｖｌｖ（以下、線間電圧Ｖｌｖともいう）を測定するときの動作について説明する。

まず、図１に示すように、測定装置本体４の各入力コネクタ５２に電圧検出センサ２，３の各接続コネクタ１３を接続する。この測定装置本体４への接続により、電圧検出センサ２，３には、測定装置本体４から多芯ケーブル１５を介して基準電圧Ｇ１を基準とする作動用電圧（正電圧Ｖｃ＋および負電圧Ｖｃ−）が供給され、電圧検出センサ２，３の各中継ボックス１２内の電圧生成部４１、電圧出力部４２およびコンバータ４３が動作を開始する。また、このようにして動作を開始したコンバータ４３が出力する正電圧Ｖｆ＋および負電圧Ｖｆ−（いずれも印加電圧Ｖ４を基準電圧Ｇとするフローティング電源）が、多芯ケーブル１４を介して電圧検出センサ２，３の各クリップ部１１に供給されて、各クリップ部１１内の電圧検出部３５が動作を開始する。

この状態において、各電圧検出センサ２，３のクリップ部１１で対応する電路５，６をクリップする前に、まず、操作者が、モード切替用のスイッチを操作して、電圧検出センサ２，３の各中継ボックス１２内の電圧生成部４１の処理回路４１ａに対して第３動作モードで動作するためのモード切替信号Ｓｍを入力させる。この際には、各電圧検出センサ２，３は、電圧生成部４１の基準電圧生成回路４１ｃから出力される基準交流電圧Ｖ６の振幅を基準振幅に正確に一致させる動作を開始する。

具体的には、電圧検出センサ２，３では、処理回路４１ａが上記した第３動作モードでの動作を実行して、基準電圧生成回路４１ｃから出力される基準交流電圧Ｖ６を電圧出力部４２で検出し得るように、第１スイッチ４１ｄを切断状態に切り替えると共に、第２スイッチ４１ｅおよび第３スイッチ４１ｆを接続状態に切り替える切替処理を実行する。また、処理回路４１ａは、この状態において、基準信号生成処理を実行して駆動信号Ｓｄ２を基準電圧生成回路４１ｃに出力することで、基準電圧生成回路４１ｃから基準振幅の基準交流電圧Ｖ６を出力させるようにする。この状態において、処理回路４１ａは、電圧測定処理を実行して電圧出力部４２の分圧回路４２ａから出力される分圧電圧Ｖ５の電圧値（振幅）を測定すると共にこの測定した分圧電圧Ｖ５の電圧値に基づいて基準交流電圧Ｖ６の振幅を測定しつつ、測定している基準交流電圧Ｖ６の振幅が基準振幅からずれているときには、生成している駆動信号Ｓｄ２の振幅を調整して、基準交流電圧Ｖ６の振幅を予め規定された基準振幅（本来の基準振幅）に一致させる。

また、次いで、各電圧検出センサ２，３のクリップ部１１で対応する電路５，６をクリップする前に、操作者は、モード切替用のスイッチを操作して、電圧検出センサ２，３の各中継ボックス１２内の電圧生成部４１の処理回路４１ａに対して第２動作モードで動作するためのモード切替信号Ｓｍを入力させる。この際には、各電圧検出センサ２，３は、電圧生成部４１の基準電圧生成回路４１ｃから出力される基準交流電圧Ｖ６の振幅を基準振幅に正確に一致させる動作を開始する。

具体的には、電圧検出センサ２，３では、処理回路４１ａが上記した第２動作モードでの動作を実行して、クリップ部１１のガード電極２６をガード電極３６から切り離し、昇圧回路４１ｂから出力される印加電圧Ｖ４はガード電極３６にのみ印加され、基準電圧生成回路４１ｃから出力される基準交流電圧Ｖ６はガード電極２６にのみガード電圧Ｖｇとして印加される状態となるように、第１スイッチ４１ｄおよび第２スイッチ４１ｅを接続状態に切り替えると共に、第３スイッチ４１ｆを切断状態に切り替える切替処理を実行する。

また、処理回路４１ａは、この状態において、基準信号生成処理を実行して駆動信号Ｓｄ２を生成して基準電圧生成回路４１ｃに出力することで、基準電圧生成回路４１ｃから基準振幅の基準交流電圧Ｖ６を出力させてガード電極２６にガード電圧Ｖｇとして印加させる。また、処理回路４１ａは、クリップ部１１から出力される検出信号Ｓ３の電圧値を検出すると共に、この検出した電圧値に基づいて駆動信号Ｓｄ１を生成しつつ、検出信号Ｓ３の電圧値が零に近づくように駆動信号Ｓｄ１の電圧値を制御する信号生成処理を実行する。この信号生成処理により、印加電圧Ｖ４の電圧値は、擬似的な測定対象導体として機能しているガード電極２６の基準交流電圧Ｖ６の電圧値に一致させられる。

また、処理回路４１ａは、このようにして印加電圧Ｖ４の電圧値を基準交流電圧Ｖ６の電圧値に一致させている状態において、電圧測定処理を実行して、電圧出力部４２から出力される電圧測定用検出信号Ｓ６の電圧値（振幅）を測定しつつ、ゲイン設定処理を実行して、この測定している電圧測定用検出信号Ｓ６の振幅が予め規定された基準出力振幅になるように増幅回路４２ｂのゲインを設定（調整）する。これにより、電圧検出センサ２，３は、基準振幅の交流電圧が印加されている測定対象導体のこの交流電圧を検出した際に出力される電圧測定用検出信号Ｓ６の振幅が基準出力振幅になるように自動調整される。

続いて、操作者は、電圧検出センサ２のクリップ部１１で電路５をクリップし、電圧検出センサ３のクリップ部１１で電路６をクリップし、かつモード切替用のスイッチを操作して、電圧検出センサ２，３の各中継ボックス１２内の電圧生成部４１の処理回路４１ａに対して第１動作モードで動作するためのモード切替信号Ｓｍを入力させる。この際には、各電圧検出センサ２，３は、それぞれがクリップしている電路５，６の電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂを検出する計測動作を開始する。

具体的には、電圧検出センサ２，３では、処理回路４１ａが上記した第１動作モードでの動作を実行して、クリップ部１１のガード電極２６を基準電圧生成回路４１ｃから切り離すと共に、昇圧回路４１ｂから出力される印加電圧Ｖ４をクリップ部１１のガード電極３６に印加し、かつこの印加電圧Ｖ４をクリップ部１１のガード電極２６にガード電圧Ｖｇとして印加し得る状態となるように、第１スイッチ４１ｄおよび第３スイッチ４１ｆを接続状態に切り替えると共に、第２スイッチ４１ｅを切断状態に切り替える切替処理を実行する。

これにより、電圧検出センサ２では、クリップ部１１内の検出電極３４が電路５と容量結合して、クリップ部１１内の電圧検出部３５が、電路５の電圧Ｖ１ａと検出電極３４の電圧（つまり、基準電圧Ｇ）との間の電位差Ｖｄｉに応じて電圧値が変化する検出信号Ｓ３を生成して中継ボックス１２に出力する。また、電圧検出センサ３でも、クリップ部１１内の検出電極３４が電路６と容量結合して、クリップ部１１内の電圧検出部３５が、電路６の電圧Ｖ１ｂと検出電極３４の電圧（つまり、基準電圧Ｇ）との間の電位差Ｖｄｉに応じて電圧値が変化する検出信号Ｓ３を生成して中継ボックス１２に出力する。

この状態において、電圧検出センサ２では、中継ボックス１２内の処理回路４１ａが、クリップ部１１から出力される検出信号Ｓ３の電圧値を検出すると共に、この検出した電圧値に基づいて駆動信号Ｓｄ１を生成しつつ、検出信号Ｓ３の電圧値（すなわち、上記の電位差Ｖｄｉ）が零に近づくように駆動信号Ｓｄ１の電圧値を制御する信号生成処理を実行する。これにより、処理回路４１ａが第１動作モードで動作している状態において、昇圧回路４１ｂから出力されている印加電圧Ｖ４の電圧値は電路５の電圧Ｖ１ａの電圧値に一致させられる。また、電圧検出センサ２では、中継ボックス１２内の電圧出力部４２が、この印加電圧Ｖ４を検出すると共にこの印加電圧Ｖ４の電圧値（つまり、電路５の電圧Ｖ１ａの電圧値）に比例した電圧値の電圧測定用検出信号Ｓ６を生成して、多芯ケーブル１５および接続コネクタ１３を介して測定装置本体４に出力する。

また、電圧検出センサ３でも、処理回路４１ａが上記した電圧検出センサ２の処理回路４１ａと同じ動作を実行することから、昇圧回路４１ｂから出力されている印加電圧Ｖ４の電圧値は電路６の電圧Ｖ１ｂの電圧値に一致させられる。また、電圧検出センサ３でも、中継ボックス１２内の電圧出力部４２が、この印加電圧Ｖ４を検出すると共にこの印加電圧Ｖ４の電圧値（つまり、電路６の電圧Ｖ１ｂの電圧値）に比例した電圧値の電圧測定用検出信号Ｓ６を生成して、多芯ケーブル１５および接続コネクタ１３を介して測定装置本体４に出力する。

測定装置本体４では、処理部５４が測定処理を実行して、電圧検出センサ２からの電圧測定用検出信号Ｓ６に基づいて基準電圧Ｇ１を基準とした電路５の電圧Ｖ１ａを測定し、また電圧検出センサ３からの電圧測定用検出信号Ｓ６に基づいて基準電圧Ｇ１を基準とした電路６の電圧Ｖ１ｂを測定する。また、処理部５４は、この測定した電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂに基づいて電路５，６間の電位差（線間電圧）Ｖｌｖを測定すると共に表示部５５に出力して表示させる。これにより、電路５，６間の電位差（線間電圧）Ｖｌｖの測定が完了する。なお、本例では、基準電圧Ｇ１は大地の電圧（グランド電圧）に規定されることから、この測定処理において測定された電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂは、大地の電圧を基準とした各電路５，６の電圧を表している。このため、測定した電位差（線間電圧）Ｖｌｖと共に、電路５，６の各電圧としてこの電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂを表示部５５に出力して表示させてもよい。一方、基準電圧Ｇ１が大地の電圧に対してフローティング状態のときには、処理部５４は、電圧Ｖ１ａ，Ｖ１ｂから算出される電路５，６間の電位差（線間電圧）Ｖｌｖのみを表示させる。

また、各電圧検出センサ２，３は、処理回路４１ａが上記した第２動作モードおよび第３動作モードのいずれの動作モードで動作している状態においても、電圧出力部４２で検出している電圧（印加電圧Ｖ４または基準交流電圧Ｖ６）の電圧値に比例した振幅の電圧測定用検出信号Ｓ６を測定装置本体４に出力する。

具体的には、処理回路４１ａが上記した第３動作モードで動作している状態においては、電圧出力部４２は、基準交流電圧Ｖ６を検出して、その電圧値に比例した振幅の電圧測定用検出信号Ｓ６を測定装置本体４に出力する。この場合、電圧検出センサ２，３（具体的には、その基準電圧生成回路４１ｃ）が正常に動作しているときには、電圧測定用検出信号Ｓ６の振幅は、基準交流電圧Ｖ６の基準振幅に比例した基準出力振幅となる。したがって、測定装置本体４の処理部５４は、この電圧測定用検出信号Ｓ６についての電気的パラメータ（例えば、振幅、平均値および実効値のうちの少なくとも１つ）を測定して、測定する電気的パラメータに対応して予め記憶されている閾値と比較することで、電圧検出センサ２，３が第３動作モードで正常に動作しているか否かの動作チェックを行う。

一般的に、電圧検出センサ２，３が正常に動作しているときに測定される電気的パラメータに対して、動作に異常があるときに測定される電気的パラメータは低くなる。このため、正常に動作しているときに測定される電気的パラメータの最小値を閾値としておくことにより、処理部５４は、測定した電気的パラメータと閾値とに基づいて、電圧検出センサ２，３が第３動作モードで正常に動作しているか否かの動作チェックが可能となる。

処理部５４は、このようにして行った電圧検出センサ２，３に対する動作チェックの結果を表示部５５に出力する。これにより、操作者は、表示部５５に表示されるチェック結果に基づいて、電圧検出センサ２，３が第３動作モードで正常に動作し得るか否かを確認することが可能になっている。

また、処理回路４１ａが上記した第２動作モードで動作している状態においては、電圧出力部４２は、上記したように基準交流電圧Ｖ６の電圧値と同じ電圧値に一致している状態の印加電圧Ｖ４を検出して、その電圧値に比例した振幅の電圧測定用検出信号Ｓ６を測定装置本体４に出力する。このため、電圧検出センサ２，３が正常に動作しているときには、電圧測定用検出信号Ｓ６の振幅は、基準交流電圧Ｖ６の基準振幅に比例した基準出力振幅となる。したがって、測定装置本体４の処理部５４が上記した第３動作モードのときと同様に動作するように構成しておくことにより、操作者は、表示部５５に表示されるチェック結果に基づいて、電圧検出センサ２，３が第２動作モード（上記したように第１動作モードでの動作と同じ動作を含む動作モード）で正常に動作し得るか否かを確認することが可能になっている。

このように、この電圧検出センサ２，３では、電圧生成部４１は、印加電圧Ｖ４を出力可能な昇圧回路４１ｂ、基準振幅の交流電圧を生成して基準交流電圧Ｖ６として出力可能な基準電圧生成回路４１ｃ、およびガード電極２６とガード電極３６とを接断する第３スイッチ４１ｆを有すると共に、上記した第１動作モードおよび第２動作モードのうちから選択された一方の動作モードで動作可能に構成されている。

したがって、この電圧検出センサ２，３によれば（具体的には、電圧検出センサ２，３が接続された測定装置本体４、つまり測定装置１によれば）、各電圧検出センサ２，３の電圧生成部４１は、第１動作モードのときには、基準電圧生成回路４１ｃでの基準交流電圧Ｖ６の生成（基準電圧生成回路４１ｃからの基準交流電圧Ｖ６の出力）を停止すると共に第３スイッチ４１ｆを接続状態に移行して各ガード電極２６，３６を接続した状態において、検出信号Ｓ３に基づいて印加電圧Ｖ４を生成して各ガード電極２６，３６に印加しつつ検出信号Ｓ３の電圧値（上記の電位差Ｖｄｉ）が零に近づくように印加電圧Ｖ４の電圧値を制御するように動作することにより、電圧検出センサ２では電路５の電圧Ｖ１ａの電圧値、また電圧検出センサ３では電路６の電圧Ｖ１ｂの電圧値に比例した電圧値の電圧測定用検出信号Ｓ６をそれぞれ生成して、多芯ケーブル１５および接続コネクタ１３を介して測定装置本体４に出力することができる。

また、この電圧検出センサ２，３によれば（具体的には、電圧検出センサ２，３が接続された測定装置本体４、つまり測定装置１によれば）、各電圧検出センサ２，３の電圧生成部４１は、第２動作モードのときには、第３スイッチ４１ｆを切断状態に切り替えて各ガード電極２６，３６を切り離すと共に基準電圧生成回路４１ｃでの基準交流電圧Ｖ６の生成（基準電圧生成回路４１ｃからの基準交流電圧Ｖ６の出力）を開始してガード電極２６に出力し、かつ検出信号Ｓ３に基づいて印加電圧Ｖ４を生成してガード電極３６に印加しつつ検出信号Ｓ３の電圧値（上記の第２動作モードにおける電位差Ｖｄｉ）が零に近づくように印加電圧Ｖ４の電圧値を制御する動作、つまり、擬似的な測定対象導体として機能しているガード電極２６の基準交流電圧Ｖ６の電圧値に印加電圧Ｖ４の電圧値を一致させる動作を実行して、基準交流電圧Ｖ６の基準振幅に比例した振幅（基準出力振幅）の電圧測定用検出信号Ｓ６を測定装置本体４に出力することができる。

また、この際に、この電圧検出センサ２，３が接続された測定装置本体４には、第２動作モードで動作する電圧検出センサ２，３から出力される基準出力振幅の電圧測定用検出信号Ｓ６に基づいて測定装置本体４内の処理部５４が実行した電圧検出センサ２，３についての動作チェック結果が表示されるため、操作者は、信号発生装置などを別途用意することなく、電圧検出センサ２，３および測定装置本体４だけで、電圧検出センサ２，３が第２動作モード（第１動作モードでの動作と同じ動作を含む動作モード）で正常に動作しているか否かをこのチェック結果に基づいてチェックすることができる。したがって、この電圧検出センサ２，３およびこの電圧検出センサ２，３を備えた測定装置１によれば、電圧検出センサ２，３の動作チェックに際して、信号発生装置などを別途用意する必要が無いことから、動作チェックに掛かる手間およびコストを十分に低減することができる。

また、この電圧検出センサ２，３では、電圧生成部４１は、上記した第２動作モードのときに、電圧測定用検出信号Ｓ６の振幅を検出しつつこの振幅が予め規定された基準出力振幅となるように電圧出力部４２内の増幅回路４２ｂのゲインを設定する。したがって、この電圧検出センサ２，３によれば（具体的には、電圧検出センサ２，３が接続された測定装置本体４、つまり測定装置１によれば）、信号発生装置などを別途用意することなく、自身の電圧測定用検出信号Ｓ６についての振幅の調整（具体的には、増幅回路４２ｂのゲイン（増幅率）についての調整）を自動的に実行することができる。つまり、電圧検出センサ２，３から出力される電圧測定用検出信号Ｓ６についての自動調整を可能にすることができる。

また、この電圧検出センサ２，３では、電圧生成部４１は、第１動作モードおよび第２動作モードに加えて第３動作モードで動作可能に構成されて、この第３動作モードのときには、印加電圧Ｖ４の生成（出力）を停止し、第３スイッチ４１ｆを接続状態に移行し、かつ基準電圧生成回路４１ｃでの基準交流電圧Ｖ６の生成（出力）を開始して各ガード電極２６，３６に出力しつつ、印加電圧Ｖ４に代えて基準交流電圧Ｖ６を検出している電圧出力部４２から出力される分圧電圧Ｖ５の電圧値に基づいて測定される基準交流電圧Ｖ６の振幅を基準振幅に一致するように調整する。

したがって、この電圧検出センサ２，３によれば（具体的には、電圧検出センサ２，３が接続された測定装置本体４、つまり測定装置１によれば）、第２動作モードのときに基準電圧生成回路４１ｃから出力される基準交流電圧Ｖ６の振幅を基準振幅に正確に一致させることができるため、電圧検出センサ２，３の第２動作モードでの動作チェックをより正確に実施することができる。

なお、上記の例では、電圧検出センサ２，３は、第２動作モードでの動作のときに、印加電圧Ｖ４の電圧値を基準交流電圧Ｖ６の電圧値に一致させる動作と共に、印加電圧Ｖ４の電圧値を基準交流電圧Ｖ６の電圧値に一致させている状態において、電圧測定用検出信号Ｓ６の振幅が基準出力振幅となるように電圧出力部４２内の増幅回路４２ｂのゲインを設定する動作を実行する構成を採用しているが、例えば、増幅回路４２ｂのゲインが製造時の調整作業において正確に設定可能であるときのようにその後のゲイン調整が不要なときには、第２動作モードでの電圧出力部４２についてのゲイン設定動作の実行を省略することができる。

また、上記の例では、電圧検出センサ２，３は、第１および第２動作モードに加えて、第３動作モードで動作可能に構成されているが、基準電圧生成回路４１ｃから出力される基準交流電圧Ｖ６の振幅が初期の設定のままで十分に基準振幅に近いものであるときには、第３動作モードでの動作を行わない構成とすることもできる。

また、このように、電圧出力部４２についてのゲイン設定動作の実行や、第３動作モードでの動作を省略した構成においても、測定装置本体４内の処理部５４が、第２動作モードで動作する電圧検出センサ２，３から出力される電圧測定用検出信号Ｓ６に基づいて電圧検出センサ２，３についての動作チェックを実行してその結果を表示させることができるため、操作者は、信号発生装置などを別途用意することなく、電圧検出センサ２，３および測定装置本体４だけで、電圧検出センサ２，３が正常に動作しているか否かをチェックすることができる。

また、上記の例では、測定装置１は、測定装置本体４に２つの電圧検出センサ２，３を接続して２つの電路５，６間の電位差（線間電圧）Ｖｌｖを測定する電圧測定装置として構成されているが、測定装置本体４に１つの電圧検出センサ（電圧検出センサ２または電圧検出センサ３）を接続した構成においても、この１つの電圧検出センサを上記した第１動作モードに加えて、第２動作モードおよび第３動作モードで動作させることができるため、上記した第２動作モードおよび第３動作モードでの動作において実施し得る動作チェックや、基準交流電圧Ｖ６の基準振幅の設定や、電圧出力部４２のゲイン設定などを自動的に実行させることができる。

また、上記の電圧検出センサ２，３では、中継ボックス１２内にコンバータ４３を設ける構成を採用しているが、これに限定されるものではなく、クリップ部１１内にコンバータ４３を設ける構成を採用することもできる。この構成においては、クリップ部１１内のコンバータ４３は、中継ボックス１２から多芯ケーブル１４を介して、基準電圧Ｇ１を基準とする正電圧Ｖｃ＋および負電圧Ｖｃ−に基づいて作動して、その二次側から印加電圧Ｖ４を基準とするフローティング電圧としての正電圧Ｖｆ＋および負電圧Ｖｆ−を出力して、クリップ部１１内の各構成要素に供給する。

また、この測定装置１は、電圧測定機能以外に電流測定機能を備える構成であってもよく、さらには、測定した電圧値および電流値に基づいて抵抗を測定する抵抗測定機能や電力を測定する電力測定機能などの他の測定機能を備える構成であってもよい。

１ 測定装置
２，３ 電圧検出センサ
４ 測定装置本体
５，６ 電路（測定対象導体）
１１ クリップ部
１２ 中継ボックス
２６，３６ ガード電極
３４ 検出電極
３５ 電圧検出部
４１ 電圧生成部
４２ 電圧出力部
４２ａ 分圧回路
４２ｂ 増幅回路
Ｉ１ａ 電流
Ｓ１ 電圧信号
Ｓ３ 検出信号
Ｓ６ 電圧測定用検出信号
Ｖ１ａ，Ｖ１ｂ 電圧
Ｖｄｉ 電位差

Claims (4)

1. 測定対象導体を挟持可能な一対の挟み部を有するケーシングと、
   前記一対の挟み部のうちの一方の挟み部内に配設されて前記測定対象導体と容量結合する検出電極と、
   前記一方の挟み部内に配設された第１ガード電極と、
   前記一対の挟み部のうちの他方の挟み部内に配設された第２ガード電極と、
   前記ケーシング内に配設されて、一方の入力端子が前記検出電極に接続され、かつ他方の入力端子が前記第１ガード電極に接続されて前記測定対象導体と当該検出電極との間に流れる電流を電圧信号に変換して出力する演算増幅器を有すると共に当該電圧信号に基づいて当該測定対象導体の測定対象電圧と当該第１ガード電極に印加されている印加電圧との間の電位差に応じて電圧値が変化する検出信号を出力する電圧検出部と、
   前記ケーシング内に配設されて、前記検出信号に基づいて前記印加電圧を生成して前記第１ガード電極に印加しつつ当該検出信号の前記電圧値が零に近づくように当該印加電圧の電圧値を制御する第１動作モードで動作する電圧生成部と、
   前記印加電圧を検出すると共に当該印加電圧の電圧値に比例した電圧値の電圧測定用検出信号を生成して外部に出力する電圧出力部とを備えている電圧検出センサであって、
   前記電圧生成部は、予め規定された基準振幅の交流電圧を生成して基準交流電圧として出力可能な基準電圧生成回路、および前記第１ガード電極と前記第２ガード電極とを接断する接断スイッチを有すると共に、前記第１動作モードおよび第２動作モードのうちから選択された一方の動作モードで動作可能に構成され、
   前記第１動作モードのときには、前記基準電圧生成回路からの前記基準交流電圧の出力を停止すると共に、前記接断スイッチを接続状態に移行して前記第１ガード電極と前記第２ガード電極とを接続し、
   前記第２動作モードのときには、前記接断スイッチを切断状態に移行して前記第１ガード電極と前記第２ガード電極とを切り離すと共に前記基準電圧生成回路からの前記基準交流電圧の出力を開始して当該基準交流電圧を前記第２ガード電極に出力し、かつ前記検出信号に基づいて前記印加電圧を生成して前記第１ガード電極に印加しつつ当該検出信号の前記電圧値が零に近づくように当該印加電圧の電圧値を制御する電圧検出センサ。
2. 前記電圧出力部は、前記印加電圧を検出すると共に予め規定された比率で分圧して分圧電圧として出力する分圧回路と、設定された増幅率で当該分圧電圧を増幅して前記電圧測定用検出信号として出力する増幅回路とを備え、
   前記電圧生成部は、前記第２動作モードのときに、前記電圧測定用検出信号の振幅を検出しつつ当該振幅が予め規定された基準出力振幅となるように前記増幅回路の前記増幅率を設定する請求項１記載の電圧検出センサ。
3. 前記電圧生成部は、前記第１動作モードおよび前記第２動作モードに加えて第３動作モードで動作可能に構成されて、当該第３動作モードのときには、前記印加電圧の出力を停止し、前記接断スイッチを接続状態に移行し、かつ前記基準電圧生成回路での前記基準交流電圧の出力を開始して当該基準交流電圧を前記第１ガード電極および前記第２ガード電極に出力しつつ、前記印加電圧に代えて当該基準交流電圧を検出している前記電圧出力部から出力される前記分圧電圧の電圧値に基づいて測定される当該基準交流電圧の振幅を前記基準振幅に一致するように調整する請求項２記載の電圧検出センサ。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の電圧検出センサと、当該電圧検出センサから出力される前記電圧測定用検出信号に基づいて前記測定対象電圧を測定する測定装置本体とを備えている測定装置。

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