JP2021001782A - 電流測定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、小型で直流電流及び交流電流を非接触で測定することを可能とするものである。具体的には、電流測定時に微小空間への設置が可能であり、直流電流及び数十[MHz]程度までの交流電流を非接触で測定することを可能とするものである。また、被測定導体に対する設置位置や設置方向を柔軟に行えるようにするものでもある。
〈電流測定装置の構成〉
図1は、本発明の第1実施形態による電流測定装置を模式的に示す図である。図1に示す通り、本実施形態の電流測定装置1は、ケーブルCBによって接続されたセンサヘッド10及び回路部20を備えており、被測定導体MCに流れる電流Iを非接触で測定する。尚、被測定導体MCは、例えばパワー半導体のピンやバスバー等の任意の導体である。以下では、説明を簡単にするために、被測定導体MCは、円柱形状の導体であるとする。
次に、電流測定装置1を用いて被測定導体MCに流れる電流Iを測定する際の動作について説明する。まず、電流測定装置1のユーザは、被測定導体MCに流れる電流Iを測定するために、図1に示す通り、固定機構FMによって、センサヘッド10を被測定導体MCに固定させる。これにより、被測定導体MCに対する磁気センサSE1の距離が距離rに設定される。
〈電流測定装置の構成〉
図5は、本発明の第2実施形態による電流測定装置を模式的に示す図である。尚、図5においては、図1に示した構成に相当する構成には、同一の符号を付してある。図5に示す通り、本実施形態の電流測定装置2は、ケーブルCBによって接続されたセンサヘッド10A及び回路部20Aを備えており、被測定導体MCに流れる電流Iを非接触で測定する。
図7は、本発明の第2実施形態における被測定導体に対する磁気センサの距離を算出する方法の一例を説明するための図である。まず、図7に示す通り、センサヘッド10Aのみに係る座標系(xyz直交座標系)と、被測定導体MC及びセンサヘッド10Aの双方に係る座標系(XYZ直交座標系)との2つの座標系を設定する。尚、図示の都合上、XYZ直交座標系は、原点位置をずらして図示しているが、XYZ直交座標系の原点は、xyz直交座標系の原点と同じ位置である。
次に、電流測定装置2を用いて被測定導体MCに流れる電流Iを測定する際の動作について説明する。まず、電流測定装置2のユーザは、被測定導体MCに流れる電流Iを測定するために、センサヘッド10Aを被測定導体MCに近接配置させる。尚、被測定導体MCに対するセンサヘッド10Aの位置及び姿勢は任意である。
10,10A センサヘッド
11,12 三軸磁気センサ
20,20A 回路部
21,21A 演算部
21b 雑音除去部
21c 距離算出部
22 演算部
23 合成部
23a 低域通過フィルタ
23b 高域通過フィルタ
23c 信号レベル調整部
23d 加算部
I 電流
FM 固定機構
MC 被測定導体
SE1 磁気センサ
SE2 ロゴスキーセンサ
Claims (7)
- 被測定導体に流れる電流を測定する電流測定装置であって、
前記被測定導体に流れる電流によって生ずる直流磁界及び低周波の交流磁界を検出する第1センサと、
前記被測定導体に流れる電流によって生ずる低周波から高周波の交流磁界を検出する第2センサと、
前記第1センサと前記被測定導体との距離を示す距離情報を用いて、前記第1センサの検出結果から前記被測定導体に流れる電流を求める第1演算部と、
前記第2センサの検出結果から前記被測定導体に流れる電流を求める第2演算部と、
前記第1演算部の演算結果と前記第2演算部の演算結果とを合成する合成部と、
を備える電流測定装置。 - 前記距離情報は、前記第1演算部に予め格納されており、
前記被測定導体に対する前記第1センサの距離を、前記第1演算部に予め格納された前記距離情報で示される距離に規定する固定機構を備える、
請求項1記載の電流測定装置。 - 前記第1センサ、前記第2センサ、及び前記固定機構を有するセンサヘッドと、
前記第1演算部、前記第2演算部、及び前記合成部を有する回路部と、
を備える請求項2記載の電流測定装置。 - 前記第1センサに対し、感磁方向及び相対的な位置が予め規定された関係となるように配置された2つ以上の三軸磁気センサを更に備えており、
前記第1演算部は、前記2つ以上の三軸磁気センサの検出結果に基づいて、前記距離情報を算出する距離情報算出部を備える、
請求項1記載の電流測定装置。 - 前記第1演算部は、前記2つ以上の三軸磁気センサの検出結果に含まれる雑音成分を除去する雑音除去部を更に備えており、
前記距離情報算出部は、前記雑音除去部によって雑音成分が除去された前記2つ以上の三軸磁気センサの検出結果を用いて前記距離情報を算出する、
請求項4記載の電流測定装置。 - 前記第1センサ、前記第2センサ、及び前記2つ以上の三軸磁気センサを備えるセンサヘッドと、
前記第1演算部、前記第2演算部、及び前記合成部を有する回路部と、
を備える請求項4又は請求項5記載の電流測定装置。 - 前記合成部は、前記第1演算部の演算結果から高周波成分を除去して低周波成分を通過させる第1フィルタと、
前記第2演算部の演算結果から低周波成分を除去して高周波成分を通過させる第2フィルタと、
前記第1フィルタから出力される第1信号のレベル、及び、前記第2フィルタから出力される第2信号のレベルの少なくとも一方を調整する調整部と、
前記調整部によりレベルが調整された前記第1信号と前記第2信号とを加算する加算部と、
を備える請求項1から請求項6の何れか一項に記載の電流測定装置。
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