JP4484388B2 - Clamp sensor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、消磁回路を備えたゼロフラックス法によるクランプセンサに関し、さらに詳しく言えば、消磁操作が正しく行なわれるようにしたクランプセンサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
クランプセンサは、被測定電線を活線状態としたままで、その電流を測定できる電流センサとして各種の測定現場で多用されており、その一例としてゼロフラックス法によるクランプセンサを図3により説明する。
【0003】
クランプセンサ300は、開閉可能であって、その内部に被測定電線301が挿通される一対の磁気コア302,302を備えている。磁気コア302,302の基端間の空隙内には磁電変換器が配置されている。磁電変換器にはホール素子やフラックスゲートなどがあるが、この例ではホール素子303が用いられている。
【0004】
ゼロフラックス法の場合、被測定電線301により磁気コア302,302に生ずる磁束を打ち消すため、少なくとも一方の磁気コア302に負帰還コイル304が巻回され、この負帰還コイル304に、ホール素子303の出力電圧を増幅器305で所定に増幅してなる負帰還電流が供給される。
【0005】
負帰還コイル304には、負帰還電流を検出する電圧検出抵抗(出力抵抗)307が接続されており、その検出電圧が増幅器310により所定に増幅されて図示しない測定器本体などに出力される。
【0006】
測定終了後、被測定電線301が外されるが、磁気コア302,302に残留磁気があると、次の測定時にそれがオフセットとして測定値に加算されることがある。
【0007】
そこで、この種のクランプセンサには消磁回路308が設けられており、測定終了後に消磁スイッチ309を押すことにより、消磁回路308から交流減衰信号を発生させて負帰還コイル304に供給するようにしている。なお、この例では、負帰還コイル304を消磁コイルに兼用しているが、別に消磁専用コイルが設けられることもある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
通常、この消磁動作は被測定電線301をクランプ(磁気コア302)から外した状態で行なわなければならない。多くの場合、取り扱い説明書にもこのような注意書きがなされている。
【0009】
それでも、不注意により被測定電線301をクランプしたままの状態で消磁スイッチ309が押される場合がある。そうすると、残留磁気が確実に消磁しきれず次の測定時に誤差が生ずることになる。そればかりでなく、消磁電流によりクランプ側から被測定系に電流が流され、最悪の場合には被測定系を破壊してしまうおそれもある。
【0010】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的は、ユーザーに対して正しい消磁操作を行なわせるようにしたクランプセンサを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、内部に被測定電線が挿通される磁気コアと、上記磁気コアの磁気回路内に挿入された磁電変換器と、上記磁気コアに巻回された負帰還コイルと、上記磁電変換器の出力電圧を増幅して上記負帰還コイルに磁束打ち消し用の負帰還電流を供給する増幅器と、上記負帰還コイルに接続された電圧検出抵抗と、上記負帰還コイルに消磁電流を供給する消磁回路および同消磁回路を動作させる消磁スイッチとを備えてなるゼロフラックス法によるクランプセンサにおいて、一方の入力端子に上記電圧検出抵抗により検出された出力電圧の実効値Vrmsが入力され、他方の入力端子に基準電圧VTHが入力されるコンパレータと、同コンパレータの出力と上記消磁スイッチの出力との論理積をとる論理積回路と、上記消磁スイッチの出力と上記コンパレータの出力とを受けて所定の条件下で消磁エラー表示を行なうエラー表示手段とを備え、上記コンパレータの出力は上記基準電圧VTH>上記実効値Vrmsのときに「H」で、上記論理積回路は上記消磁スイッチの出力と上記コンパレータの出力がともに「H」のときに上記消磁回路を駆動するとともに、上記エラー表示手段は上記消磁スイッチの出力が「H」で、かつ、上記コンパレータの出力が「L」のときに消磁エラー表示を行なうことを特徴としている。
【0012】
この構成によれば、残留磁気が確実に消磁しきれず次の測定時に誤差が生ずることを防止して、正確な測定を実施することができるとともに、消磁電流によりクランプ側から被測定系に電流が流されることによって発生する被測定系への悪影響を回避することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態として図1のブロック図に示されるクランプセンサについて説明する。なお、この説明にあたって、「H」と「L」なる表記を用いるが、「H」は2値論理信号のHigh(もしくは「1」)を意味し、「L」は2値論理信号のLow(もしくは「0」)を意味するものとする。
【0014】
この実施形態に係るクランプセンサ100は、先に説明した図3のクランプセンサ300が備える構成要素のほかに、増幅器301の出力電圧を実効値変換する実効値変換回路101と、コンパレータ102と、論理積(AND)回路103と、エラー表示手段104とをさらに備えている。
【0015】
コンパレータ102は、一方の入力端子に実効値変換回路101からの電圧実効値Vrmsが入力され、他方の入力端子には基準電圧VTHが入力され、電圧実効値Vrmsと基準電圧VTHとを比較して比較論理信号を出力する。
【0016】
この実施形態において、コンパレータ102の比較論理信号は、基準電圧VTH>電圧実効値Vrmsのとき「H」で、基準電圧VTH≦電圧実効値Vrmsのとき「L」となるように設定されている。なお、等号(=)は>側にもたせてもよく、この点は任意である。
【0017】
基準電圧VTHは、被測定電線301に電流が流れているかどうかを判定するための基準電圧で、センサの最大帯磁量に比べて大きい値に設定される。一例として、センサ定格が入力電流20A,出力電圧2V,出力レート100mV/Aで、センサの最大帯磁量が20mA相当(出力電圧換算値で2mV)であるとすると、基準電圧VTHは、その最大帯磁量よりも大きな値である必要があり、この実施形態では5mVに設定されている。
【0018】
論理積回路103は消磁回路308を制御する。論理積回路103の一方の入力端子には、消磁スイッチ309のスイッチ信号が入力され、他方の入力端子には、コンパレータ102の比較論理信号が入力される。なお、スイッチ信号は消磁スイッチ309をオンしたときに「H」となり、オフ時には「L」である。
【0019】
この実施形態において、エラー表示手段104は、D・FF(フリップフロップ)105と表示部106とを備えている。D・FF105の一方のCK(クロック)端子には消磁スイッチ309のスイッチ信号が入力され、他方のD(データ)端子にはコンパレータ102の比較論理信号が入力される。表示部106はD・FF105の反転Q端子に接続されている。図2はD・FF105の真理値表であり、QnはD・FF105の前回出力状態を示す。
【0020】
次に、消磁動作について説明する。ユーザーが消磁しようとして消磁スイッチ309をオンにすると、そのスイッチ信号が「H」となる。このとき、基準電圧VTH>電圧実効値Vrmsであれば、コンパレータ102の比較論理信号が「H」であるため、論理積回路103の出力が「H」となる。
【0021】
これにより、消磁回路308が駆動され、その交流減衰信号が増幅器305を介して負帰還コイル304に供給され磁気コア302の消磁が行なわれる。また、D・FF105のCK端子、D端子ともに「H」であるから、D・FF105の出力は「L」であり、表示部106は不灯状態である。
【0022】
これに対して、消磁スイッチ309をオンにしたとき、基準電圧VTH≦電圧実効値Vrmsであるとすると、コンパレータ102の比較論理信号が「L」であるため、論理積回路103の出力は「L」であり消磁は行なわれない。
【0023】
また、D・FF105のCK端子は「H」、D端子は「L」であるから、D・FF105の出力は「H」に転じて表示部106が点灯し、例えば「消磁エラー」なる表示がなされる。
【0024】
この「消磁エラー」表示により、ユーザーが消磁スイッチ309をオフ(スイッチ信号「L」)としても、正常な状態で消磁が行なわれてCK端子、D端子ともに「H」になるまでエラー表示が維持される。
【0025】
なお、上記実施形態では、エラー表示手段104にD・フリップフロップが用いられているが、他の汎用型のJKフリップフロップやリレーによる自己保持回路もしくは制御用ソフトウェアなどが用いられてもよい。また、表示部には警報ブザーや警報ランプなどが用いられてもよい。さらには、負帰還コイルとは別に消磁専用コイルを設けてもよい。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ゼロフラックス法によるクランプセンサにおいて、簡単な回路を追加するだけで、被測定電線に電流が流れている状態での消磁を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるクランプセンサの実施態様を示したブロック図。
【図2】上記実施態様のエラー表示手段に用いられているD・FFの真理値表。
【図3】従来例としてのクランプセンサを示したブロック図。
【符号の説明】
100 クランプセンサ
101 実効値変換回路
102 コンパレータ
103 論理積回路
104 エラー表示手段
105 D・FF(フリップフロップ)
106 表示部
301 被測定ライン
302 磁気コア
303 ホール素子
304 負帰還コイル
305,310 増幅器
307 電圧検出抵抗(出力抵抗)
308 消磁回路
309 消磁スイッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a clamp sensor using a zero flux method provided with a demagnetizing circuit, and more particularly, to a clamp sensor in which a degaussing operation is correctly performed.
[0002]
[Prior art]
A clamp sensor is widely used at various measurement sites as a current sensor that can measure the current while keeping the electric wire to be measured in a live state. As an example, a clamp sensor using the zero flux method will be described with reference to FIG.
[0003]
The
[0004]
In the case of the zero flux method, a
[0005]
A voltage detection resistor (output resistor) 307 for detecting a negative feedback current is connected to the
[0006]
After the measurement is completed, the
[0007]
Therefore, this type of clamp sensor is provided with a
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Normally, this degaussing operation must be performed with the
[0009]
Nevertheless, the
[0010]
The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a clamp sensor that allows a user to perform a correct demagnetization operation.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a magnetic core into which a measured electric wire is inserted, a magnetoelectric transducer inserted in a magnetic circuit of the magnetic core, and a negative coil wound around the magnetic core. A feedback coil, an amplifier for amplifying the output voltage of the magnetoelectric converter and supplying a negative feedback current for canceling the magnetic flux to the negative feedback coil, a voltage detection resistor connected to the negative feedback coil, and the negative feedback coil In a clamp sensor based on the zero flux method, which includes a degaussing circuit that supplies a degaussing current to the pin and a degaussing switch that operates the degaussing circuit, an effective value V rms of the output voltage detected by the voltage detection resistor at one input terminal aND circuit but is inputted, taking a comparator reference voltage V TH is input to the other input terminal, the logical product of the outputs of the degaussing switch the comparator Receives the outputs and the comparator of the degaussing switch and a error display means for performing a degaussing error display under certain conditions, the output of the comparator when the reference voltage V TH> the effective value V rms When the output of the demagnetization switch and the output of the comparator are both “H”, the AND circuit drives the demagnetization circuit, and the error display means that the output of the demagnetization switch is “H”. And a demagnetization error display is performed when the output of the comparator is "L".
[0012]
According to this configuration, it is possible to prevent the residual magnetism from being completely degaussed and to prevent an error during the next measurement, and to perform an accurate measurement. It is possible to avoid an adverse effect on the system under measurement that is caused by the flow.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a clamp sensor shown in the block diagram of FIG. 1 will be described as an embodiment of the present invention. In this description, the notations “H” and “L” are used, but “H” means High (or “1”) of the binary logic signal, and “L” means Low ( Or “0”).
[0014]
The
[0015]
In the
[0016]
In this embodiment, the comparison logic signal of the
[0017]
The reference voltage V TH is a reference voltage for determining whether or not a current is flowing through the wire to be measured 301, and is set to a value larger than the maximum magnetization of the sensor. As an example, if the sensor rating is an input current of 20 A, an output voltage of 2 V, an output rate of 100 mV / A, and the maximum magnetization of the sensor is equivalent to 20 mA (2 mV in terms of output voltage), the reference voltage V TH is the maximum The value needs to be larger than the amount of magnetization, and is set to 5 mV in this embodiment.
[0018]
The
[0019]
In this embodiment, the error display means 104 includes a D · FF (flip-flop) 105 and a
[0020]
Next, the demagnetization operation will be described. When the user turns on the
[0021]
As a result, the
[0022]
On the other hand, when the
[0023]
In addition, since the CK terminal of the D ·
[0024]
With this “demagnetization error” display, even if the user turns off the demagnetization switch 309 (switch signal “L”), the error display is maintained until demagnetization is performed in a normal state and both the CK terminal and the D terminal become “H”. Is done.
[0025]
In the above embodiment, a D flip-flop is used for the error display means 104. However, other general-purpose JK flip-flops, a self-holding circuit using a relay, or control software may be used. An alarm buzzer, an alarm lamp, or the like may be used for the display unit. Further, a degaussing dedicated coil may be provided separately from the negative feedback coil.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, demagnetization in a state in which a current flows through the wire to be measured can be prevented by adding a simple circuit in the clamp sensor using the zero flux method.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a clamp sensor according to the present invention.
FIG. 2 is a truth table of D · FF used in the error display means of the embodiment.
FIG. 3 is a block diagram showing a clamp sensor as a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
106
308
Claims (1)
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