JP3647826B2

JP3647826B2 - クランプ電流計付デジタルマルチメータ

Info

Publication number: JP3647826B2
Application number: JP2002232756A
Authority: JP
Inventors: 知佑伊藤; 孝順山地
Original assignee: Kyoritsu Electrical Instruments Works Ltd
Current assignee: Kyoritsu Electrical Instruments Works Ltd
Priority date: 2002-08-09
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2005-05-18
Anticipated expiration: 2022-08-09
Also published as: JP2004069641A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、測定対象の電線を流れる電流によって作られる磁場を測定することによってその電線の電流を測定するクランプ電流計と、その計測結果をデジタル表示するデジタルマルチメータとからなるクランプ電流計付デジタルマルチメータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、クランプ電流計で計測した計測結果をデジタルマルチメータで表示させるようにしたクランプ電流計付デジタルマルチメータが知られている。
【０００３】
図４は従来のクランプ電流計付デジタルマルチメータの構成を概略的に示すブロック図である。図において、従来のクランプ電流計付デジタルマルチメータ１００は、クランプ電流計２００とデジタルマルチメータ３００と測定コードＬとから構成されている。クランプ電流計２００は、電流センサ部２０１と、電流センサ駆動部２０２と、出力回路２０４とを有し、その各部は電源回路２０３から電源供給を受けて動作している。
【０００４】
一方のデジタルマルチメータ３００は、マイコン３０１を中心に、ＬＣＤ（液晶）表示部３０２、スイッチ部３０３、Ａ／Ｄ変換部３０５、および２つの端子穴Ｈ１，Ｈ２を有する入力回路３０６を備えて構成され、その各部は電源回路３０４から電源供給を受けて動作している。
【０００５】
そして、この従来のクランプ電流計付デジタルマルチメータ１００を使用する場合、クランプ電流計２００の出力回路２０４とデジタルマルチメータ３００の入力回路３０６との間を測定コード（ケーブル）Ｌで予め接続し、その状態でクランプ電流計２００を用いて測定対象の電線を流れる電流を測定し、その測定結果をアナログ信号のままで測定コードＬ経由でデジタルマルチメータ３００に送り、デジタルマルチメータ３００側でデジタル化し、ＬＣＤ表示部３０２で画面表示するようにしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のように、クランプ電流計２００とデジタルマルチメータ３００との間を測定コードＬで接続していると、その測定コードＬによって測定範囲が限定され、またオペレータの行動範囲も制限され、全体的に計測作業が不自由なものとなっていた。
【０００７】
また、測定コードＬが屈曲される等のため芯線が切れてしまうこともあり、測定コードＬに注意を払う必要があるし、測定完了後の測定コードＬの収容も欠かせない作業となる等、電流測定を頻繁に行う者にとって、測定コードＬは計測作業を煩雑化する原因の一つとなっていた。
【０００８】
この発明は上記に鑑み提案されたもので、計測作業を自由に行うことができ、またより簡単に行うことができるクランプ電流計付デジタルマルチメータを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、測定対象の電線を流れる電流によって作られる磁場を測定することによってその電線の電流を測定するクランプ電流計と、その計測結果をデジタル表示するデジタルマルチメータとからなるクランプ電流計付デジタルマルチメータにおいて、上記測定対象の電線を流れる電流によって作られる磁場の計測結果をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、上記Ａ／Ｄ変換手段で得られたデジタル信号を赤外線信号に変調しワイヤレスで送信する赤外線送信手段と、を有するクランプ電流計と、上記赤外線送信手段から送信されてきた赤外線信号を受信しデジタル信号に復調する赤外線受信手段と、上記赤外線受信手段からのデジタル信号を電流値として表示画面に表示する表示手段と、を有するデジタルマルチメータと、を備え、上記クランプ電流計は、赤外線送信手段への電源のオンオフを周期的に行い、かつそのオン時間は電流計測結果を送信するのに十分な時間帯とし、その電源オン時に電流計測結果を赤外線送信手段から赤外線信号としてデジタルマルチメータへ送信し、上記デジタルマルチメータは、通常時は電源オンを保って待機し、クランプ電流計側から最初の赤外線信号が送信されその受信が完了すると、その完了時点からは、赤外線受信手段への電源のオンオフをクランプ電流計での赤外線送信手段への電源のオンオフと同時となるように行う、ことを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１はこの発明のクランプ電流計付デジタルマルチメータの構成を概略的に示すブロック図である。図において、この発明のクランプ電流計付デジタルマルチメータ１は、クランプ電流計２とデジタルマルチメータ３とから構成されている。クランプ電流計２は、電流センサ部２１と、電流センサ駆動回路２２と、Ａ／Ｄ変換部２３と、マイコン２４と、赤外線送信回路２５とを有し、その各部２１，２２，２３，２４，２５は電源回路２６から電源供給を受けて動作している。
【００１５】
電流センサ部２１は測定対象の電線に流れる電流が形成する磁場を検出し、その電流（磁場）に応じた電気信号を出力する。
【００１６】
電流センサ駆動回路２２は電流センサ部２１を駆動するとともに、電流センサ部２１が出力した電気信号に利得調整や増幅処理を行い、Ａ／Ｄ変換部２３に出力する。
【００１７】
Ａ／Ｄ変換部２３は電流センサ駆動回路２２からの電気信号をアナログからデジタルに変換する処理を行う。
【００１８】
マイコン２４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを中心に構成され、電流センサ駆動回路２２の動作等を制御するとともに、Ａ／Ｄ変換部２３での変換処理から、今回の電流値に応じたデジタル信号を求め、そのデジタル信号を赤外線送信回路２５に出力する。なお、特許請求の範囲に記載の、アナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段は、クランプ電流計２のＡ／Ｄ変換部２３とマイコン２４との双方が実行する機能として構成されている。
【００１９】
赤外線送信回路２５は、マイコン２４からのデジタル信号に変調処理を施し赤外線信号としてワイヤレスでデジタルマルチメータ３に送信する。この赤外線信号には、例えばＴＶリモコンなどに使用される３８ｋＨｚ〜４０ｋＨｚの信号や、ワイヤレスキーボード等に使用される約４００ｋＨｚのより高速の信号を用いることができる。また、赤外線送信回路２５に用いる赤外発光素子は、通信距離、指向性を改善するために１個でなく複数個配置することも可能である。
【００２０】
一方のデジタルマルチメータ３は、電圧、電流、抵抗等を各種レンジで測定することのできるデジタル表示の測定器であり、マイコン３１を中心に構成され、ＬＣＤ（液晶）表示部３２、スイッチ部３３、Ａ／Ｄ変換部３５、２つの端子穴Ｈ１，Ｈ２を有する入力回路３６、および赤外線受信回路３７を備え、その各部３１，３２，３３，３５，３６，３７は電源回路３４から電源供給を受けて動作している。この電源回路３４は電池からより安定した直流電圧を生成し各部に供給している。
【００２１】
スイッチ部３３は、レンジ選択スイッチや操作スイッチを有し、操作スイッチを切り替えることにより、交流および直流の電流、電圧測定を初めとして、抵抗測定や周波数測定などが行なえ、その測定値がＬＣＤ表示部３２に表示されるようになっている。
【００２２】
入力回路３６には２つの端子、すなわちコモン端子Ｈ１およびＶ・Ω・ダイオード測定時の電圧入力端子Ｈ２とが配置されている。
【００２３】
入力回路３６の２つの端子Ｈ１，Ｈ２から入力されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換部３５にてデジタル信号に変換され、マイコン３１に送られる。マイコン３１は、ＣＰＵ、各機能を動作させるプログラムなどが書き込まれたＲＯＭ、測定データなどを記憶するＲＡＭ、およびタイマ等を備え、スイッチ部３３にて設定された条件に従ってそのデジタル信号を処理してＬＣＤ表示部３２に表示する。
【００２４】
赤外線受信回路３７は、クランプ電流計２の赤外線送信回路２５から送信されてきた赤外線信号を受信しデジタル信号に復調し、マイコン３１に出力する。マイコン３１では、そのデジタル信号を処理してＬＣＤ表示部３２に表示する。
【００２５】
また、このマイコン３１には、ＬＥＤ３８が接続され、電源がオンで測定中であるにもかかわらずクランプ電流計２からの赤外線信号が、所定時間、例えば１秒間にわたって受信されていないことを検出したとき、マイコン３１はＬＥＤ３８を点灯し、オペレータにデータの受信がなされていないことを報知する。
【００２６】
また、このデジタルマルチメータ３はオートパワーオフの機能を備えている。すなわち、マイコン３１は、赤外線受信回路３７に赤外線信号が受信されたか否かの監視を行っており、所定時間、例えば３０分間にわたって赤外線受信回路３７に赤外線信号が受信されていないと判別したときは、電源回路３４に電源供給を停止する指令を出力し、電源をオフとする。
【００２７】
また、マイコン３１はスイッチ部３３での選択を監視し、クランプ電流計２による電流測定が行われていないと判別したときは、赤外線受信回路３７への電源供給を停止し、余分な電力消費を防止し、電池の消耗を防いでいる。
【００２８】
次に上記の赤外線信号のデータ構成を図２を用いて説明する。
【００２９】
図２は赤外線信号のデータ構成を示す図である。送信される赤外線信号Ｓは、シリアル形式のものであり、送信開始マーカ部Ｓ１、製品供給会社コードを表すカスタムコード部Ｓ２、パリティビット部Ｓ３、機器を識別するためのＩＤデータ部Ｓ４、送信データ部Ｓ５、および送信終了マーカ部Ｓ６から構成されている。この赤外線信号Ｓを１回送信するのに要する時間は約１００ミリ秒である。したがって、この約１００ミリ秒のデータ送信を２回以上繰り返すことにより、通信エラーを極力少なくし、信頼性を向上させることも可能である。
【００３０】
このデータ構成では、パリティビット部Ｓ３を設け、パリティビットに基づいて転送エラーを検出するようにしている。なお、このパリティビット部Ｓ３に代えてチェックサム部を設け、チェックサムデータに基づいて転送エラーを検出するように構成してもよい。
【００３１】
また、ＩＤデータ部Ｓ４を設け、当該デジタルマルチメータに固有のＩＤ番号を付与することで、当該デジタルマルチメータに向けて送信されたデータのみを受信し、近くに別の類似機器があっても、誤ったデータを受信しないようになっている。
【００３２】
以上述べたように、この発明の実施形態では、クランプ電流計２とデジタルマルチメータ３との間の信号授受をワイヤレスで行うようにしたので、オペレータは測定コードによって測定範囲が限定されるようなことがなく、またオペレータの行動範囲もより自由となり、全体的に計測作業を自由に行うことができるようになった。
【００３３】
また、計測時に測定コードの屈曲等に注意を払う必要もなくなり、測定完了後の測定コードの収容も不要となるため、計測作業をより単純に簡単に行うことができるようになった。
【００３４】
また、クランプ電流計２からの赤外線信号が、電源がオンで測定中であるにもかかわらず所定時間にわたって受信されていないことを検出したとき、ＬＥＤ３８を点灯し、オペレータにデータの受信がなされていないことを報知するようにしたので、オペレータはデジタルマルチメータ３の位置、特に赤外線受信回路の受光部が赤外線信号の到達範囲から外れていることを速やかに知ることができ、測定コードを用いない場合でも計測作業を確実に無駄なく進めることができる。
【００３５】
また、このデジタルマルチメータ３はオートパワーオフの機能を備えているので、長時間にわたって電池が無駄に消費されることを確実に防止することができる。
【００３６】
上記の説明では、デジタルマルチメータ３にオートパワーオフの機能を備えるようにしたが、クランプ電流計２およびデジタルマルチメータ３の電源オンオフについては、下記のような構成とすることもできる。なお、以下の説明は図３のタイムチャートを併用して行う。図３の上半側（ａ）はクランプ電流計２での赤外線送信回路２５の送信信号および電源オンオフの状態を示し、下半側（ｂ）はデジタルマルチメータ３での赤外線受信回路３７の受信信号および電源オンオフの状態を示している。
【００３７】
先ずクランプ電流計２の赤外線送信回路２５に電源スイッチ部（例えばＦＥＴ、図示省略）を設け、この電源スイッチ部をマイコン２４からの制御信号でオンオフすることで、電源回路２６から赤外線送信回路２５への電源供給を制御可能とする。また、デジタルマルチメータ３にも、その赤外線受信回路３７に電源スイッチ部を設け、この電源スイッチ部をマイコン３１からの制御信号でオンオフすることで、電源回路３４から赤外線受信回路３７への電源供給を制御可能とする。そして、図３（ａ）に示すように、クランプ電流計２では、赤外線送信回路２５への電源供給を１秒間に２回、５００ミリ秒間隔で行い、１４０ミリ秒継続してオンした後、３６０ミリ秒継続してオフとする電源制御を行う。
【００３８】
オペレータがクランプ電流計２を用いて電流を計測すると、その計測結果は電源がオンとなる１４０ミリ秒の間に赤外線送信回路２５からデジタルマルチメータ３へ送信される。なお、１回分の測定結果を送信するのに要する時間は、上記したように約１００ミリ秒であるから、１４０ミリ秒の間に十分送信可能となっており、送信が完了した後、所定時間（例えば１０ミリ秒）経過後に赤外線送信回路２５の電源をオフするようにしている。
【００３９】
一方、デジタルマルチメータ３は、図３（ｂ）に示すように、通常時は電源オンを保ち、送信側から最初のデータ（赤外線信号）を受信するまでポーリング方式で待機している。次に、送信側から最初のデータが送信され、その受信が約１００ミリ秒で完了すると、その完了時点から所定時間（例えば１０ミリ秒）経過後に赤外線受信回路３７の電源をオフとし、そのオフ状態を３６０ミリ秒継続させた後、再度電源をオンとし１４０ミリ秒経過後にオフとし、このオンオフを繰り返し行う。送信側からの送信が所定時間にわたってなされなくなると、デジタルマルチメータ３は、この電源オンオフの制御を終了し、通常時の電源オンの状態を保持する。
【００４０】
このように、クランプ電流計２では、赤外線送信回路２５への電源供給を周期的に行い、またデジタルマルチメータ３では、最初の計測結果を受信すると赤外線受信回路３７への電源供給を周期的に行うようにしたので、計測時の電源はほぼ計測結果の送受信に要する時間帯だけオンされることとなり、計測時の電源消費を大幅に低減することができる。したがって、電池の消耗も少なくなり、電池寿命を大幅に延ばすことができる。また、より小型の電池を使用しても、電池寿命を実用的な程度まで延ばすことができるので、それだけ装置全体を軽量化し小型化することができる。さらに、電池交換の時期を大幅に遅くすることができるので、維持コストも低くすることができる。
【００４１】
なお、上記の電源オンオフ制御の説明では、電源オンオフを５００ミリ秒間隔で行い、１４０ミリ秒継続してオンした後、３６０ミリ秒継続してオフとするようにしたが、これは一例であり、１回分の計測結果を確実に送受信できるのであれば、そのオンオフ継続時間は任意に設定することができる。
【００４２】
上記の各説明では、送信、受信する信号として赤外線信号を用いるようにしたが、その他の信号、例えば小電力無線や、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ、無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１．ｂ）などの無線信号を用いるようにしてもよい。また、超音波を用いるようにしてもよい。
【００４３】
【発明の効果】
この発明は上記した構成からなるので、以下に説明するような効果を奏することができる。
【００４４】
請求項１に記載の発明では、クランプ電流計とデジタルマルチメータとの間の信号授受をワイヤレスで行うようにしたので、オペレータは測定コードによって測定範囲が限定されるようなことがなく、またオペレータの行動範囲もより自由となり、全体的に計測作業を自由に行うことができるようになった。
【００４５】
また、計測時に測定コードの屈曲等に注意を払う必要もなくなり、測定完了後の測定コードの収容も不要となるため、計測作業をより単純に簡単に行うことができるようになった。
【００４８】
また、クランプ電流計では、赤外線送信手段への電源供給を周期的に行い、またデジタルマルチメータでは、最初の計測結果を受信すると赤外線受信手段への電源供給を周期的に行うようにしたので、計測時の電源はほぼ計測結果の送受信に要する時間帯だけオンされることとなり、計測時の電源消費を大幅に低減することができる。したがって、電池の消耗も少なくなり、電池寿命を大幅に延ばすことができる。また、より小型の電池を使用しても、電池寿命を実用的な程度まで延ばすことができるので、それだけ装置全体を軽量化し小型化することができる。さらに、電池交換の時期を大幅に遅くすることができるので、維持コストも低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のクランプ電流計付デジタルマルチメータの構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】赤外線信号のデータ構成を示す図である。
【図３】タイムチャートであり、（ａ）はクランプ電流計での赤外線送信回路の送信信号および電源オンオフの状態を示し、（ｂ）はデジタルマルチメータでの赤外線受信回路の受信信号および電源オンオフの状態を示している。
【図４】従来のクランプ電流計付デジタルマルチメータの構成を概略的に示すブロック図である。
【符号の説明】
１クランプ電流計付デジタルマルチメータ
２クランプ電流計
２１電流センサ部
２２電流センサ駆動回路
２３Ａ／Ｄ変換部
２４マイコン
２５赤外線送信回路
２６電源回路
３デジタルマルチメータ
３１マイコン
３２ＬＣＤ表示部
３３スイッチ部
３４電源回路
３５Ａ／Ｄ変換部
３６入力回路
３７赤外線受信回路
３８ＬＥＤ
Ｈ１コモン端子
Ｈ２電圧入力端子

Claims

測定対象の電線を流れる電流によって作られる磁場を測定することによってその電線の電流を測定するクランプ電流計と、その計測結果をデジタル表示するデジタルマルチメータとからなるクランプ電流計付デジタルマルチメータにおいて、
上記測定対象の電線を流れる電流によって作られる磁場の計測結果をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
上記Ａ／Ｄ変換手段で得られたデジタル信号を赤外線信号に変調しワイヤレスで送信する赤外線送信手段と、
を有するクランプ電流計と、
上記赤外線送信手段から送信されてきた赤外線信号を受信しデジタル信号に復調する赤外線受信手段と、
上記赤外線受信手段からのデジタル信号を電流値として表示画面に表示する表示手段と、
を有するデジタルマルチメータと、
を備え、
上記クランプ電流計は、赤外線送信手段への電源のオンオフを周期的に行い、かつそのオン時間は電流計測結果を送信するのに十分な時間帯とし、その電源オン時に電流計測結果を赤外線送信手段から赤外線信号としてデジタルマルチメータへ送信し、
上記デジタルマルチメータは、通常時は電源オンを保って待機し、クランプ電流計側から最初の赤外線信号が送信されその受信が完了すると、その完了時点からは、赤外線受信手段への電源のオンオフをクランプ電流計での赤外線送信手段への電源のオンオフと同時となるように行う、
ことを特徴とするクランプ電流計付デジタルマルチメータ。