JPH10206468A - 非接触電圧計測方法及び装置 - Google Patents
非接触電圧計測方法及び装置Info
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- JPH10206468A JPH10206468A JP869997A JP869997A JPH10206468A JP H10206468 A JPH10206468 A JP H10206468A JP 869997 A JP869997 A JP 869997A JP 869997 A JP869997 A JP 869997A JP H10206468 A JPH10206468 A JP H10206468A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高耐圧且つ高出力の特殊な演算増幅器を用いる
必要がなく、低電圧で動作することができ携帯用にも適
した非接触電圧計測方法及び装置を提供することを目的
とする。 【解決手段】絶縁物の一部の表面を覆うことが可能な検
出電極１１１及び検出電極を覆うシールド電極１１２を
備えた検出プローブ１１と、所定の周波数の信号を出力
する発振器１２とを用い、発振器１２の信号を検出電極
１１１に加えることによって、検出電極１１１と導体Ｃ
Ｄとの間のインピーダンスを計測し、導体ＣＤに印加さ
れた電圧Ｅｘに起因して検出電極１１１から流出する電
流Ｉｘを計測し、電流Ｉｘとインピーダンスとから導体
ＣＤに印加された電圧を計測する。
必要がなく、低電圧で動作することができ携帯用にも適
した非接触電圧計測方法及び装置を提供することを目的
とする。 【解決手段】絶縁物の一部の表面を覆うことが可能な検
出電極１１１及び検出電極を覆うシールド電極１１２を
備えた検出プローブ１１と、所定の周波数の信号を出力
する発振器１２とを用い、発振器１２の信号を検出電極
１１１に加えることによって、検出電極１１１と導体Ｃ
Ｄとの間のインピーダンスを計測し、導体ＣＤに印加さ
れた電圧Ｅｘに起因して検出電極１１１から流出する電
流Ｉｘを計測し、電流Ｉｘとインピーダンスとから導体
ＣＤに印加された電圧を計測する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビニル絶縁電線な
どのように、絶縁物によって被覆された導体に印加され
る交流の電圧を、導体とは非接触で計測する方法及び装
置に関する。
どのように、絶縁物によって被覆された導体に印加され
る交流の電圧を、導体とは非接触で計測する方法及び装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、絶縁電線に印加されている商
用交流の電圧を測定するに当たって、交流電圧計が一般
的に用いられている。
用交流の電圧を測定するに当たって、交流電圧計が一般
的に用いられている。
【０００３】しかし、従来の交流電圧計を用いる方法で
は、測定用電極の一方を導体に接触させる必要があるの
で、絶縁電線の被覆の一部を剥離したり、又は測定用の
端子を予め設けておく必要があった。
は、測定用電極の一方を導体に接触させる必要があるの
で、絶縁電線の被覆の一部を剥離したり、又は測定用の
端子を予め設けておく必要があった。
【０００４】そこで、絶縁電線に印加されている電圧を
導体に接触させることなく測定するために、絶縁電線の
絶縁被覆を覆うピックアップと、ピックアップを覆うシ
ールドと、ピックアップと接地との間に互いに直列に接
続された２つの抵抗器と、入力側が２つの抵抗器の接続
点に接続され且つ出力側がシールドに接続され、増幅度
が２つの抵抗器による分圧比の逆数に等しい演算増幅器
とからなる非接触電圧計測装置が提案されている（実開
平６−２８７４８号）。
導体に接触させることなく測定するために、絶縁電線の
絶縁被覆を覆うピックアップと、ピックアップを覆うシ
ールドと、ピックアップと接地との間に互いに直列に接
続された２つの抵抗器と、入力側が２つの抵抗器の接続
点に接続され且つ出力側がシールドに接続され、増幅度
が２つの抵抗器による分圧比の逆数に等しい演算増幅器
とからなる非接触電圧計測装置が提案されている（実開
平６−２８７４８号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の非接触電圧計測装置によると、演算増幅器の出力を計
測点とするため、演算増幅器の出力が絶縁電線に印加さ
れている電圧と等しくなる。つまり、演算増幅器の出力
が１００ボルト又は２００ボルトなどのような高い電圧
となるので、高耐圧且つ高出力の演算増幅器を構成する
必要があり、装置の構成が複雑で高価になる欠点があ
る。また、装置に高電圧を供給する必要があるので携帯
用に不向きである。
の非接触電圧計測装置によると、演算増幅器の出力を計
測点とするため、演算増幅器の出力が絶縁電線に印加さ
れている電圧と等しくなる。つまり、演算増幅器の出力
が１００ボルト又は２００ボルトなどのような高い電圧
となるので、高耐圧且つ高出力の演算増幅器を構成する
必要があり、装置の構成が複雑で高価になる欠点があ
る。また、装置に高電圧を供給する必要があるので携帯
用に不向きである。
【０００６】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
ので、高耐圧且つ高出力の特殊な演算増幅器を用いる必
要がなく、低電圧で動作することができ携帯用にも適し
た非接触電圧計測方法及び装置を提供することを目的と
する。
ので、高耐圧且つ高出力の特殊な演算増幅器を用いる必
要がなく、低電圧で動作することができ携帯用にも適し
た非接触電圧計測方法及び装置を提供することを目的と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る方
法は、絶縁物によって被覆された導体に印加される交流
の電圧を前記導体とは非接触で計測する方法であって、
前記絶縁物の一部の表面を覆うことが可能な検出電極及
び前記検出電極を覆うシールド電極を備えた検出プロー
ブと、所定の周波数の信号を出力する発振器とを用い、
前記発振器の信号を前記検出電極に加えることによっ
て、前記検出電極と前記導体との間のインピーダンスを
計測し、前記導体に印加された電圧に起因して前記検出
電極から流出する電流を計測し、前記電流と前記インピ
ーダンスとから前記導体に印加された電圧を計測する。
法は、絶縁物によって被覆された導体に印加される交流
の電圧を前記導体とは非接触で計測する方法であって、
前記絶縁物の一部の表面を覆うことが可能な検出電極及
び前記検出電極を覆うシールド電極を備えた検出プロー
ブと、所定の周波数の信号を出力する発振器とを用い、
前記発振器の信号を前記検出電極に加えることによっ
て、前記検出電極と前記導体との間のインピーダンスを
計測し、前記導体に印加された電圧に起因して前記検出
電極から流出する電流を計測し、前記電流と前記インピ
ーダンスとから前記導体に印加された電圧を計測する。
【０００８】請求項２の発明に係る方法は、前記絶縁物
の一部の表面を覆って前記導体の一部を外界から静電遮
蔽することが可能な検出電極及び前記検出電極を外界か
ら静電遮蔽するためのシールド電極を備えた検出プロー
ブと、所定の周波数の信号を出力する発振器とを用い、
前記検出プローブを前記絶縁物から離した状態で、前記
発振器の信号を検出用抵抗器を介して前記検出電極に加
えることによって前記検出電極と前記導体との間のイン
ピーダンスを計測し、前記検出プローブにより絶縁物の
一部の表面を覆った状態で、前記導体に印加された電圧
に起因して前記検出電極から流出する電流を計測し、前
記電流と前記インピーダンスとから前記導体に印加され
た電圧を計測する。
の一部の表面を覆って前記導体の一部を外界から静電遮
蔽することが可能な検出電極及び前記検出電極を外界か
ら静電遮蔽するためのシールド電極を備えた検出プロー
ブと、所定の周波数の信号を出力する発振器とを用い、
前記検出プローブを前記絶縁物から離した状態で、前記
発振器の信号を検出用抵抗器を介して前記検出電極に加
えることによって前記検出電極と前記導体との間のイン
ピーダンスを計測し、前記検出プローブにより絶縁物の
一部の表面を覆った状態で、前記導体に印加された電圧
に起因して前記検出電極から流出する電流を計測し、前
記電流と前記インピーダンスとから前記導体に印加され
た電圧を計測する。
【０００９】請求項３の発明に係る装置は、絶縁物によ
って被覆された導体に印加される交流の電圧を前記導体
とは非接触で計測する装置であって、前記絶縁物の一部
の表面を覆って前記導体の一部を外界から静電遮蔽する
ことが可能な検出電極及び前記検出電極を外界から静電
遮蔽するためのシールド電極を備えた検出プローブと、
所定の周波数の信号を出力する発振器と、前記発振器の
信号を検出用抵抗器を介して前記検出電極に加えること
によって前記検出電極と前記導体との間のインピーダン
スを計測するインピーダンス計測手段と、前記導体に印
加された電圧に起因して前記検出電極から流出する電流
を計測する流出電流計測手段と、前記電流と前記インピ
ーダンスとから前記導体に印加された電圧を計測する導
体電圧計測手段と、を有して構成される。
って被覆された導体に印加される交流の電圧を前記導体
とは非接触で計測する装置であって、前記絶縁物の一部
の表面を覆って前記導体の一部を外界から静電遮蔽する
ことが可能な検出電極及び前記検出電極を外界から静電
遮蔽するためのシールド電極を備えた検出プローブと、
所定の周波数の信号を出力する発振器と、前記発振器の
信号を検出用抵抗器を介して前記検出電極に加えること
によって前記検出電極と前記導体との間のインピーダン
スを計測するインピーダンス計測手段と、前記導体に印
加された電圧に起因して前記検出電極から流出する電流
を計測する流出電流計測手段と、前記電流と前記インピ
ーダンスとから前記導体に印加された電圧を計測する導
体電圧計測手段と、を有して構成される。
【００１０】請求項４の発明に係る装置は、前記絶縁物
の一部の表面を覆って前記導体の一部を外界から静電遮
蔽することが可能な検出電極及び前記検出電極を外界か
ら静電遮蔽するためのシールド電極を備えた検出プロー
ブと、前記導体に印加される交流の電圧の周波数とは異
なる周波数の信号を出力し且つその出力インピーダンス
が充分に低い発振器と、前記発振器の出力と前記検出電
極とを接続する検出用抵抗器と、前記検出用抵抗器の両
端に現れる電圧に基づいて前記検出用抵抗器に流れる電
流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段から出
力される信号の中から前記発振器の信号のみを通過させ
る第１フィルタと、前記検出プローブを前記絶縁物から
離した状態で前記第１フィルタから出力される信号と前
記検出プローブにより絶縁物の一部の表面を覆った状態
で前記第１フィルタから出力される信号とに基づいて、
前記検出電極と前記導体との間の静電容量Ｃ１を計測す
る静電容量計測手段と、前記電流検出手段から出力され
る信号の中から前記導体に印加された電圧の周波数の信
号のみを通過させる第２フィルタと、前記第２フィルタ
から出力される信号に基づいて、前記導体に印加された
電圧に起因して前記検出電極から流出する電流を計測す
る流出電流計測手段と、前記電流と前記静電容量Ｃ１と
から前記導体に印加された電圧を計測する導体電圧計測
手段と、を有して構成される。
の一部の表面を覆って前記導体の一部を外界から静電遮
蔽することが可能な検出電極及び前記検出電極を外界か
ら静電遮蔽するためのシールド電極を備えた検出プロー
ブと、前記導体に印加される交流の電圧の周波数とは異
なる周波数の信号を出力し且つその出力インピーダンス
が充分に低い発振器と、前記発振器の出力と前記検出電
極とを接続する検出用抵抗器と、前記検出用抵抗器の両
端に現れる電圧に基づいて前記検出用抵抗器に流れる電
流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段から出
力される信号の中から前記発振器の信号のみを通過させ
る第１フィルタと、前記検出プローブを前記絶縁物から
離した状態で前記第１フィルタから出力される信号と前
記検出プローブにより絶縁物の一部の表面を覆った状態
で前記第１フィルタから出力される信号とに基づいて、
前記検出電極と前記導体との間の静電容量Ｃ１を計測す
る静電容量計測手段と、前記電流検出手段から出力され
る信号の中から前記導体に印加された電圧の周波数の信
号のみを通過させる第２フィルタと、前記第２フィルタ
から出力される信号に基づいて、前記導体に印加された
電圧に起因して前記検出電極から流出する電流を計測す
る流出電流計測手段と、前記電流と前記静電容量Ｃ１と
から前記導体に印加された電圧を計測する導体電圧計測
手段と、を有して構成される。
【００１１】請求項５の発明に係る装置では、前記静電
容量計測手段は、前記第１フィルタから出力される信号
を整流する整流器と、前記検出プローブを前記絶縁物か
ら離した状態で計測された前記検出電極と前記シールド
電極との間の静電容量Ｃ０を記憶する静電容量記憶手段
と、前記検出プローブにより絶縁物の一部の表面を覆っ
た状態で前記整流器から出力される信号と前記静電容量
記憶手段に記憶された静電容量Ｃ０とに基づいて前記静
電容量Ｃ１を求める静電容量演算手段と、を含み、前記
導体電圧計測手段は、前記積分器から出力される信号を
前記静電容量計測手段から出力される静電容量Ｃ１で除
す除算器を含む。
容量計測手段は、前記第１フィルタから出力される信号
を整流する整流器と、前記検出プローブを前記絶縁物か
ら離した状態で計測された前記検出電極と前記シールド
電極との間の静電容量Ｃ０を記憶する静電容量記憶手段
と、前記検出プローブにより絶縁物の一部の表面を覆っ
た状態で前記整流器から出力される信号と前記静電容量
記憶手段に記憶された静電容量Ｃ０とに基づいて前記静
電容量Ｃ１を求める静電容量演算手段と、を含み、前記
導体電圧計測手段は、前記積分器から出力される信号を
前記静電容量計測手段から出力される静電容量Ｃ１で除
す除算器を含む。
【００１２】請求項６の発明に係る装置では、前記発振
器は、その周波数が前記導体に印加される電圧の周波数
よりも高く設定されてなる。請求項７の発明に係る装置
では、計測された前記電圧に基づいて、前記導体によっ
て供給される電力を計測する電力計測手段が設けられて
なる。
器は、その周波数が前記導体に印加される電圧の周波数
よりも高く設定されてなる。請求項７の発明に係る装置
では、計測された前記電圧に基づいて、前記導体によっ
て供給される電力を計測する電力計測手段が設けられて
なる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係る電圧計測装置
１の構成を示すブロック図、図２は検出プローブ１１の
構造の例を示す正面図、図４は電圧計測装置１の要部の
等価回路である。
１の構成を示すブロック図、図２は検出プローブ１１の
構造の例を示す正面図、図４は電圧計測装置１の要部の
等価回路である。
【００１４】図１において、電圧計測装置１は、検出用
抵抗器Ｒ１、検出プローブ１１、発振器１２、電流検出
部１３、インピーダンス計測部１４、流出電流計測部１
５、導体電圧計測部１６、電力計測部１７、及び表示部
１８から構成されている。
抵抗器Ｒ１、検出プローブ１１、発振器１２、電流検出
部１３、インピーダンス計測部１４、流出電流計測部１
５、導体電圧計測部１６、電力計測部１７、及び表示部
１８から構成されている。
【００１５】検出プローブ１１は、電線ＷＲの絶縁物Ｓ
Ｌの一部の表面を覆って導体ＣＤの一部を外界から静電
遮蔽することが可能な円筒状の検出電極１１１、及び検
出電極１１１を外界から静電遮蔽するための円筒状のシ
ールド電極１１２を備えている。これら検出電極１１１
及びシールド電極１１２はいずれも円筒状であり、それ
らの長さは互いに同一である。その長さは例えば２〜４
ｃｍ程度である。検出電極１１１とシールド電極１１２
との間には、絶縁体からなる支持材１１３が設けられて
いる。
Ｌの一部の表面を覆って導体ＣＤの一部を外界から静電
遮蔽することが可能な円筒状の検出電極１１１、及び検
出電極１１１を外界から静電遮蔽するための円筒状のシ
ールド電極１１２を備えている。これら検出電極１１１
及びシールド電極１１２はいずれも円筒状であり、それ
らの長さは互いに同一である。その長さは例えば２〜４
ｃｍ程度である。検出電極１１１とシールド電極１１２
との間には、絶縁体からなる支持材１１３が設けられて
いる。
【００１６】図２に示すように、検出電極１１１、シー
ルド電極１１２、及び支持材１１３は、直径方向の平面
によって分割されており、それぞれの部分に、軸１１５
を中心として回動可能なアーム１１４，１１４が取り付
けられている。アーム１１４，１１４の間には、それら
を互いに開く方向に付勢するバネ１１６が装着されてい
る。
ルド電極１１２、及び支持材１１３は、直径方向の平面
によって分割されており、それぞれの部分に、軸１１５
を中心として回動可能なアーム１１４，１１４が取り付
けられている。アーム１１４，１１４の間には、それら
を互いに開く方向に付勢するバネ１１６が装着されてい
る。
【００１７】したがって、検出プローブ１１は、自由状
態では、図２（Ａ）に示すように開いた状態であり、作
業者がアーム１１４，１１４を手で握ってバネ１１６の
付勢力に抗して押さえることにより、図２（Ｂ）に示す
ように閉じた状態となる。検出プローブ１１が閉じた状
態になると、センサーＳＥ１によってその状態が検出さ
れる。
態では、図２（Ａ）に示すように開いた状態であり、作
業者がアーム１１４，１１４を手で握ってバネ１１６の
付勢力に抗して押さえることにより、図２（Ｂ）に示す
ように閉じた状態となる。検出プローブ１１が閉じた状
態になると、センサーＳＥ１によってその状態が検出さ
れる。
【００１８】なお、センサーＳＥ１として、リミットス
イッチ、近接センサー、フォトセンサー、その他の種々
のセンサーが用いられる。図示は省略したが、センサー
ＳＥ１のリード線、検出電極１１１及びシールド電極１
１２に接続する電線などが設けられている。
イッチ、近接センサー、フォトセンサー、その他の種々
のセンサーが用いられる。図示は省略したが、センサー
ＳＥ１のリード線、検出電極１１１及びシールド電極１
１２に接続する電線などが設けられている。
【００１９】再び図１において、発振器１２は、商用交
流の周波数である５０Ｈｚ又は６０Ｈｚよりも充分に高
い周波数、さらには、インバータなどから供給される可
能性のある５００Ｈｚ程度の周波数よりも充分に高い周
波数、例えばその１０倍程度の５ＫＨｚの周波数の正弦
波の一定の電圧Ｅｓの信号を出力する。発振器１２の出
力インピーダンスは検出用抵抗器Ｒ１に比較して充分に
低く、したがって発振器１２の出力と検出用抵抗器Ｒ１
との接続点は、検出電極１１１の側から見ると、接地さ
れているのと等価である。また、導体ＣＤについても、
発振器１２の側から見ると接地されているのと等価であ
る。
流の周波数である５０Ｈｚ又は６０Ｈｚよりも充分に高
い周波数、さらには、インバータなどから供給される可
能性のある５００Ｈｚ程度の周波数よりも充分に高い周
波数、例えばその１０倍程度の５ＫＨｚの周波数の正弦
波の一定の電圧Ｅｓの信号を出力する。発振器１２の出
力インピーダンスは検出用抵抗器Ｒ１に比較して充分に
低く、したがって発振器１２の出力と検出用抵抗器Ｒ１
との接続点は、検出電極１１１の側から見ると、接地さ
れているのと等価である。また、導体ＣＤについても、
発振器１２の側から見ると接地されているのと等価であ
る。
【００２０】電流検出部１３は、検出電極１１１に流入
する電流及び検出電極１１１から流出する電流を検出
し、信号Ｓ１を出力する。本実施形態においては、検出
用抵抗器Ｒ１の両端に現れる電圧Ｅｒに基づいて、検出
用抵抗器Ｒ１に流れる電流Ｉを検出する。
する電流及び検出電極１１１から流出する電流を検出
し、信号Ｓ１を出力する。本実施形態においては、検出
用抵抗器Ｒ１の両端に現れる電圧Ｅｒに基づいて、検出
用抵抗器Ｒ１に流れる電流Ｉを検出する。
【００２１】電流Ｉには、発振器１２の信号Ｅｓによっ
て検出電極１１１に向かって流れ込む電流成分Ｉｓと、
検出電極１１１から発振器１２に向かって流れ出る電流
成分Ｉｘとが含まれる。したがって、電圧Ｅｒには、発
振器１２の信号Ｅｓに起因して生じる電圧成分Ｅｒｓ
と、導体ＣＤに印加される電圧Ｅｘに起因して生じる電
圧成分Ｅｒｘとが含まれる。これらの電圧成分Ｅｒｓ，
Ｅｒｘは、周波数ｆが互いに異なることによる特性を利
用し、フィルタなどを用いて弁別される。
て検出電極１１１に向かって流れ込む電流成分Ｉｓと、
検出電極１１１から発振器１２に向かって流れ出る電流
成分Ｉｘとが含まれる。したがって、電圧Ｅｒには、発
振器１２の信号Ｅｓに起因して生じる電圧成分Ｅｒｓ
と、導体ＣＤに印加される電圧Ｅｘに起因して生じる電
圧成分Ｅｒｘとが含まれる。これらの電圧成分Ｅｒｓ，
Ｅｒｘは、周波数ｆが互いに異なることによる特性を利
用し、フィルタなどを用いて弁別される。
【００２２】インピーダンス計測部１４は、発振器１２
の信号Ｅｓを検出用抵抗器Ｒ１を介して検出電極１１１
に加えることによって、検出電極１１１と導体ＣＤとの
間のインピーダンスＺｗを計測する。
の信号Ｅｓを検出用抵抗器Ｒ１を介して検出電極１１１
に加えることによって、検出電極１１１と導体ＣＤとの
間のインピーダンスＺｗを計測する。
【００２３】流出電流計測部１５は、導体ＣＤに印加さ
れた電圧Ｅｘに起因して検出電極１１１から流出する電
流Ｉｘを計測する。導体電圧計測部１６は、電流Ｉｘと
インピーダンスＺｗとから、導体ＣＤに印加された電圧
Ｅｘを計測する。
れた電圧Ｅｘに起因して検出電極１１１から流出する電
流Ｉｘを計測する。導体電圧計測部１６は、電流Ｉｘと
インピーダンスＺｗとから、導体ＣＤに印加された電圧
Ｅｘを計測する。
【００２４】電力計測部１７は、計測された電圧Ｅｘ
と、別途入力された電流とに基づいて、導体ＣＤによっ
て負荷に供給される電力を計測する。表示部１８は、計
測された電圧Ｅｘ又は電力を表示する。表示部１８は、
メータを用いたアナログ式又は液晶などを用いたデジタ
ル式でもよい。
と、別途入力された電流とに基づいて、導体ＣＤによっ
て負荷に供給される電力を計測する。表示部１８は、計
測された電圧Ｅｘ又は電力を表示する。表示部１８は、
メータを用いたアナログ式又は液晶などを用いたデジタ
ル式でもよい。
【００２５】電圧計測装置１は、商用交流電源（インバ
ータ応用設備を含む）の電圧測定を目的とする。そのた
め、発振器１２の信号Ｅｓの周波数ｆｓと導体ＣＤに供
給される電圧Ｅｘの周波数ｆｘとを異ならせ、それらに
よる電流成分をフィルタを用いて弁別する。これによっ
て処理が簡単となり構成が簡素化される。しかし、発振
器１２の信号Ｅｓの周波数ｆｓを電圧Ｅｘの周波数ｆｘ
と同一とし、例えば発振器１２の信号Ｅｓの電圧値を周
期的に可変することによってインピーダンスＺｗを測定
することも可能である。
ータ応用設備を含む）の電圧測定を目的とする。そのた
め、発振器１２の信号Ｅｓの周波数ｆｓと導体ＣＤに供
給される電圧Ｅｘの周波数ｆｘとを異ならせ、それらに
よる電流成分をフィルタを用いて弁別する。これによっ
て処理が簡単となり構成が簡素化される。しかし、発振
器１２の信号Ｅｓの周波数ｆｓを電圧Ｅｘの周波数ｆｘ
と同一とし、例えば発振器１２の信号Ｅｓの電圧値を周
期的に可変することによってインピーダンスＺｗを測定
することも可能である。
【００２６】なお、インピーダンスＺｗ、電流Ｉｘ、電
圧Ｅｘなどの計測値は、数値変換又は単位変換などを容
易に行うことができるので、それらの現象値に関連した
情報が得られればよく、必ずしもオーム、アンペア、又
はボルトなどの単位に対応する数値として得られる必要
はない。
圧Ｅｘなどの計測値は、数値変換又は単位変換などを容
易に行うことができるので、それらの現象値に関連した
情報が得られればよく、必ずしもオーム、アンペア、又
はボルトなどの単位に対応する数値として得られる必要
はない。
【００２７】インピーダンス計測部１４、流出電流計測
部１５、導体電圧計測部１６などは、マイクロプロセッ
サ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを用い、適切なプログラムを実
行することによって実現可能である。
部１５、導体電圧計測部１６などは、マイクロプロセッ
サ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを用い、適切なプログラムを実
行することによって実現可能である。
【００２８】次に、電圧計測装置の他の実施形態につい
て説明する。図３は本発明に係る他の実施形態の電圧計
測装置１Ａの構成を示すブロック図である。
て説明する。図３は本発明に係る他の実施形態の電圧計
測装置１Ａの構成を示すブロック図である。
【００２９】電圧計測装置１Ａは、検出用抵抗器Ｒ１、
検出プローブ１１、発振器１２、電流検出部１３、第１
フィルタとしてのバンドパスフィルタ２１、整流器２
２、静電容量演算部２３、浮遊容量検出部２４、スイッ
チ２５、第２フィルタとしてのローパスフィルタ２６、
積分器２７、及び除算器２８から構成される。整流器２
２、静電容量演算部２３、及び浮遊容量検出部２４によ
って、静電容量計測手段としての静電容量計測部２０が
構成されている。
検出プローブ１１、発振器１２、電流検出部１３、第１
フィルタとしてのバンドパスフィルタ２１、整流器２
２、静電容量演算部２３、浮遊容量検出部２４、スイッ
チ２５、第２フィルタとしてのローパスフィルタ２６、
積分器２７、及び除算器２８から構成される。整流器２
２、静電容量演算部２３、及び浮遊容量検出部２４によ
って、静電容量計測手段としての静電容量計測部２０が
構成されている。
【００３０】なお、検出電極１１１と導体ＣＤとの間の
インピーダンスＺｗは、それらの間の静電容量Ｃ１によ
るリアクタンスＸＣ１が主であるので、Ｚｗに代えてリ
アクタンスＸＣ１つまり静電容量Ｃ１を計測するものと
する。
インピーダンスＺｗは、それらの間の静電容量Ｃ１によ
るリアクタンスＸＣ１が主であるので、Ｚｗに代えてリ
アクタンスＸＣ１つまり静電容量Ｃ１を計測するものと
する。
【００３１】検出電極１１１とシールド電極１１２との
間の静電容量、検出用抵抗器Ｒ１への配線による浮遊容
量、その他の浮遊容量による合成の静電容量をＣ０と
し、これによるリアクタンスをＸＣ０とする。静電容量
Ｃ０のことを「浮遊容量Ｃ０」ということがある。な
お、静電容量Ｃ１の値は１０分の数ｐＦ〜数ｐＦ程度で
あり、浮遊容量Ｃ０の値は数ｐＦ〜十数ｐＦ程度であ
る。
間の静電容量、検出用抵抗器Ｒ１への配線による浮遊容
量、その他の浮遊容量による合成の静電容量をＣ０と
し、これによるリアクタンスをＸＣ０とする。静電容量
Ｃ０のことを「浮遊容量Ｃ０」ということがある。な
お、静電容量Ｃ１の値は１０分の数ｐＦ〜数ｐＦ程度で
あり、浮遊容量Ｃ０の値は数ｐＦ〜十数ｐＦ程度であ
る。
【００３２】検出用抵抗器Ｒ１の値は、リアクタンスＸ
Ｃ１、ＸＣ０に対して無視できる程度の小さい値とし、
例えば１０〜１０００ＫΩである。本実施形態において
は１００ＫΩである。
Ｃ１、ＸＣ０に対して無視できる程度の小さい値とし、
例えば１０〜１０００ＫΩである。本実施形態において
は１００ＫΩである。
【００３３】上述したように、発振器１２から検出用抵
抗器Ｒ１を通って検出電極１１１に流れ込む電流はＩｓ
であり、検出電極１１１から発振器１２に向かって流れ
出る電流はＩｘである。
抗器Ｒ１を通って検出電極１１１に流れ込む電流はＩｓ
であり、検出電極１１１から発振器１２に向かって流れ
出る電流はＩｘである。
【００３４】また、電流Ｉｓのうち、浮遊容量Ｃ０を経
て接地極（アース極）に流れ込む電流をＩｓ0 、静電容
量Ｃ１及び導体ＣＤを経て接地極に流れ込む電流をＩｓ
1 とする。
て接地極（アース極）に流れ込む電流をＩｓ0 、静電容
量Ｃ１及び導体ＣＤを経て接地極に流れ込む電流をＩｓ
1 とする。
【００３５】検出用抵抗器Ｒ１、検出プローブ１１、発
振器１２、及び電流検出部１３は、電圧計測装置１に関
連して説明したものと同一であるので、ここでの説明は
省略する。
振器１２、及び電流検出部１３は、電圧計測装置１に関
連して説明したものと同一であるので、ここでの説明は
省略する。
【００３６】バンドパスフィルタ２１は、電流検出部１
３から出力される信号Ｓ１の中から、発振器１２の信号
Ｅｓによるもののみを通過させる。そのため、中心周波
数は発振器１２の周波数ｆｓと同一の５ＫＨｚであり、
遮断特性は１８ｄＢ／ｏｃｔ以上となっている。
３から出力される信号Ｓ１の中から、発振器１２の信号
Ｅｓによるもののみを通過させる。そのため、中心周波
数は発振器１２の周波数ｆｓと同一の５ＫＨｚであり、
遮断特性は１８ｄＢ／ｏｃｔ以上となっている。
【００３７】整流器２２は、バンドパスフィルタ２１か
ら出力される信号Ｓ２を整流し、振幅に応じた信号Ｓ３
を出力する。浮遊容量検出部２４は、検出プローブ１１
を電線ＷＲから離した状態において〔図２（Ａ）に示す
状態〕、浮遊容量Ｃ０を計測して記憶する。具体的に
は、検出プローブ１１が閉じる直前においてスイッチ２
５が開き、その瞬間の整流器２２の出力信号Ｓ３に基づ
いて浮遊容量Ｃ０を計測し、その値を記憶する。
ら出力される信号Ｓ２を整流し、振幅に応じた信号Ｓ３
を出力する。浮遊容量検出部２４は、検出プローブ１１
を電線ＷＲから離した状態において〔図２（Ａ）に示す
状態〕、浮遊容量Ｃ０を計測して記憶する。具体的に
は、検出プローブ１１が閉じる直前においてスイッチ２
５が開き、その瞬間の整流器２２の出力信号Ｓ３に基づ
いて浮遊容量Ｃ０を計測し、その値を記憶する。
【００３８】静電容量演算部２３は、検出プローブ１１
により絶縁物ＳＬの表面を覆った状態で整流器２２から
出力される信号Ｓ３と、浮遊容量検出部２４に記憶され
た浮遊容量Ｃ０とに基づいて、静電容量Ｃ１を演算す
る。求められた静電容量Ｃ１は、信号Ｓ４として除算器
２８に出力される。
により絶縁物ＳＬの表面を覆った状態で整流器２２から
出力される信号Ｓ３と、浮遊容量検出部２４に記憶され
た浮遊容量Ｃ０とに基づいて、静電容量Ｃ１を演算す
る。求められた静電容量Ｃ１は、信号Ｓ４として除算器
２８に出力される。
【００３９】ローパスフィルタ２６は、電流検出部１３
から出力される信号Ｓ１の中から、導体ＣＤに印加され
た電圧Ｅｘによるもののみを通過させる。そのため、カ
ットオフ周波数が導体ＣＤに供給される最高の周波数
（５００Ｈｚ）よりも高い８００Ｈｚであり、遮断特性
は１８ｄＢ／ｏｃｔ以上となっている。
から出力される信号Ｓ１の中から、導体ＣＤに印加され
た電圧Ｅｘによるもののみを通過させる。そのため、カ
ットオフ周波数が導体ＣＤに供給される最高の周波数
（５００Ｈｚ）よりも高い８００Ｈｚであり、遮断特性
は１８ｄＢ／ｏｃｔ以上となっている。
【００４０】なお、もし、導体ＣＤに印加される電圧Ｅ
ｘの周波数が上述よりもさらに高い場合には、発振器１
２の信号Ｅｓの周波数ｆｓをその１０分の１程度となる
ように低くし、ローパスフィルタ２６をハイパスフィル
タに変更することによって、２つの電流Ｉｓ，Ｉｘを弁
別することができる。
ｘの周波数が上述よりもさらに高い場合には、発振器１
２の信号Ｅｓの周波数ｆｓをその１０分の１程度となる
ように低くし、ローパスフィルタ２６をハイパスフィル
タに変更することによって、２つの電流Ｉｓ，Ｉｘを弁
別することができる。
【００４１】積分器２７は、ローパスフィルタ２６から
出力される信号Ｓ５を積分する。これによって、信号の
波形の位相補正を行う。積分器２７は、本発明における
流出電流計測手段に相当する。図５に積分器２７の回路
の例を示す。
出力される信号Ｓ５を積分する。これによって、信号の
波形の位相補正を行う。積分器２７は、本発明における
流出電流計測手段に相当する。図５に積分器２７の回路
の例を示す。
【００４２】除算器２８は、積分器２７から出力される
信号Ｓ６（Ｅｒｘ）を静電容量演算部２３から出力され
る信号Ｓ４（静電容量Ｃ１）で除すことによって、電圧
Ｅｘを求める。除算器２８は、本発明における導体電圧
計測手段に相当する。
信号Ｓ６（Ｅｒｘ）を静電容量演算部２３から出力され
る信号Ｓ４（静電容量Ｃ１）で除すことによって、電圧
Ｅｘを求める。除算器２８は、本発明における導体電圧
計測手段に相当する。
【００４３】次に、図４を参照して電圧計測装置１Ａに
おける演算例について説明する。まず、検出プローブ１
１を開いた状態〔図２（Ａ）に示す状態〕で、浮遊容量
Ｃ０の計測を行う。
おける演算例について説明する。まず、検出プローブ１
１を開いた状態〔図２（Ａ）に示す状態〕で、浮遊容量
Ｃ０の計測を行う。
【００４４】発振器１２の側から見て、検出用抵抗器Ｒ
１及び浮遊容量Ｃ０を経て接地に至る回路のインピーダ
ンスＺ０は、 Ｚ０＝Ｒ１＋ｊＸＣ０ 但し、ｊは虚数単位 であるが、検出用抵抗器Ｒ１はリアクタンスＸＣ０に比
べて小さく、無視できるので、 Ｚ０＝ＸＣ０ としてよい。
１及び浮遊容量Ｃ０を経て接地に至る回路のインピーダ
ンスＺ０は、 Ｚ０＝Ｒ１＋ｊＸＣ０ 但し、ｊは虚数単位 であるが、検出用抵抗器Ｒ１はリアクタンスＸＣ０に比
べて小さく、無視できるので、 Ｚ０＝ＸＣ０ としてよい。
【００４５】したがって、発振器１２から出力される信
号Ｅｓによって浮遊容量Ｃ０に流れ込む電流Ｉｓ0 は、 Ｉｓ0 ＝Ｅｓ／Ｚ０ ＝Ｅｓ／ＸＣ０ ……（１） これによる検出用抵抗器Ｒ１の両端の電圧Ｅｒは、 Ｅｒ＝Ｉｓ0 ×Ｒ１ ＝（Ｅｓ×Ｒ１）／ＸＣ０ …（２） したがって、 ＸＣ０＝（Ｅｓ×Ｒ１）／Ｅｒ Ｃ０＝（Ｅｓ×Ｒ１）／ωｓ・Ｅｒ …（３） 但し、ωｓは発振器１２の信号Ｅｓの角周波数（ωｓ＝
１／２πｆｓ）である。
号Ｅｓによって浮遊容量Ｃ０に流れ込む電流Ｉｓ0 は、 Ｉｓ0 ＝Ｅｓ／Ｚ０ ＝Ｅｓ／ＸＣ０ ……（１） これによる検出用抵抗器Ｒ１の両端の電圧Ｅｒは、 Ｅｒ＝Ｉｓ0 ×Ｒ１ ＝（Ｅｓ×Ｒ１）／ＸＣ０ …（２） したがって、 ＸＣ０＝（Ｅｓ×Ｒ１）／Ｅｒ Ｃ０＝（Ｅｓ×Ｒ１）／ωｓ・Ｅｒ …（３） 但し、ωｓは発振器１２の信号Ｅｓの角周波数（ωｓ＝
１／２πｆｓ）である。
【００４６】この（３）式によって得られる浮遊容量Ｃ
０の値が、浮遊容量検出部２４に記憶される。次に、検
出プローブ１１を閉じた状態〔図２（Ｂ）に示す状態〕
で、静電容量Ｃ１の計測を行う。
０の値が、浮遊容量検出部２４に記憶される。次に、検
出プローブ１１を閉じた状態〔図２（Ｂ）に示す状態〕
で、静電容量Ｃ１の計測を行う。
【００４７】検出電極１１１が電線ＷＲを覆うことによ
り、静電容量Ｃ１が加わることになる。したがって、発
振器１２から見たインピーダンスＺｗは、 Ｚｗ＝Ｒ１＋ｊＸＣｃ ……（４） 但し、Ｃｃ＝Ｃ０＋Ｃ１ 検出用抵抗器Ｒ１はリアクタンスＸＣｃに比べて小さ
く、無視できるので、 Ｚｗ＝ＸＣｃ となる。
り、静電容量Ｃ１が加わることになる。したがって、発
振器１２から見たインピーダンスＺｗは、 Ｚｗ＝Ｒ１＋ｊＸＣｃ ……（４） 但し、Ｃｃ＝Ｃ０＋Ｃ１ 検出用抵抗器Ｒ１はリアクタンスＸＣｃに比べて小さ
く、無視できるので、 Ｚｗ＝ＸＣｃ となる。
【００４８】したがって、発振器１２から出力される信
号Ｅｓによって検出用抵抗器Ｒ１に流れ込む電流Ｉｓ
は、 Ｉｓ＝Ｅｓ／Ｚｗ ＝Ｅｓ／ＸＣｃ ……（５） これによる検出用抵抗器Ｒ１の両端の電圧Ｅｒは、 Ｅｒ＝Ｉｓ×Ｒ１ ＝（Ｅｓ×Ｒ１）／ＸＣｃ …（６） したがって、 ＸＣｃ＝（Ｅｓ×Ｒ１）／Ｅｒ また、ＸＣｃはωｓ（Ｃ０＋Ｃ１）であるから、 Ｃ０＋Ｃ１＝（Ｅｓ×Ｒ１）／ωｓ・Ｅｒ …（７） この（７）式によって得られる静電容量（Ｃ０＋Ｃ１）
の値が、信号Ｓ３として静電容量演算部２３に入力され
る。
号Ｅｓによって検出用抵抗器Ｒ１に流れ込む電流Ｉｓ
は、 Ｉｓ＝Ｅｓ／Ｚｗ ＝Ｅｓ／ＸＣｃ ……（５） これによる検出用抵抗器Ｒ１の両端の電圧Ｅｒは、 Ｅｒ＝Ｉｓ×Ｒ１ ＝（Ｅｓ×Ｒ１）／ＸＣｃ …（６） したがって、 ＸＣｃ＝（Ｅｓ×Ｒ１）／Ｅｒ また、ＸＣｃはωｓ（Ｃ０＋Ｃ１）であるから、 Ｃ０＋Ｃ１＝（Ｅｓ×Ｒ１）／ωｓ・Ｅｒ …（７） この（７）式によって得られる静電容量（Ｃ０＋Ｃ１）
の値が、信号Ｓ３として静電容量演算部２３に入力され
る。
【００４９】静電容量演算部２３では、入力された静電
容量（Ｃ０＋Ｃ１）の値から、浮遊容量検出部２４に記
憶された浮遊容量Ｃ０の値を減算することにより、静電
容量Ｃ１を求め、これを除算器２８に出力する。
容量（Ｃ０＋Ｃ１）の値から、浮遊容量検出部２４に記
憶された浮遊容量Ｃ０の値を減算することにより、静電
容量Ｃ１を求め、これを除算器２８に出力する。
【００５０】次に、検出プローブ１１を閉じた状態で、
導体ＣＤに印加された電圧Ｅｘに起因する検出用抵抗器
Ｒ１の両端の電圧Ｅｒを求める。導体ＣＤの側から見た
検出用抵抗器Ｒ１を経由する回路のインピーダンスＺｘ
は、 Ｚｘ＝Ｒ１＋ｊＸＣ１ ……（８） 検出用抵抗器Ｒ１はリアクタンスＸＣ１に比べて小さ
く、無視できるので、 Ｚｘ＝ＸＣ１ となる。
導体ＣＤに印加された電圧Ｅｘに起因する検出用抵抗器
Ｒ１の両端の電圧Ｅｒを求める。導体ＣＤの側から見た
検出用抵抗器Ｒ１を経由する回路のインピーダンスＺｘ
は、 Ｚｘ＝Ｒ１＋ｊＸＣ１ ……（８） 検出用抵抗器Ｒ１はリアクタンスＸＣ１に比べて小さ
く、無視できるので、 Ｚｘ＝ＸＣ１ となる。
【００５１】したがって、導体ＣＤに印加される電圧Ｅ
ｘによって検出用抵抗器Ｒ１に流れ込む電流Ｉｘは、 Ｉｘ＝Ｅｘ／Ｚｘ ＝Ｅｘ／ＸＣ１ ……（９） これによる検出用抵抗器Ｒ１の両端の電圧Ｅｒは、 Ｅｒ＝Ｉｘ×Ｒ１ ＝（Ｅｘ×Ｒ１）／ＸＣ１ ＝ωｘ×Ｃ１×（Ｅｘ×Ｒ１） …（１０） 但し、ωｘは導体ＣＤに印加される電圧Ｅｘの角周波数
（ωｘ＝１／２πｆｘ）である。
ｘによって検出用抵抗器Ｒ１に流れ込む電流Ｉｘは、 Ｉｘ＝Ｅｘ／Ｚｘ ＝Ｅｘ／ＸＣ１ ……（９） これによる検出用抵抗器Ｒ１の両端の電圧Ｅｒは、 Ｅｒ＝Ｉｘ×Ｒ１ ＝（Ｅｘ×Ｒ１）／ＸＣ１ ＝ωｘ×Ｃ１×（Ｅｘ×Ｒ１） …（１０） 但し、ωｘは導体ＣＤに印加される電圧Ｅｘの角周波数
（ωｘ＝１／２πｆｘ）である。
【００５２】この（１０）式によって得られる電圧Ｅｒ
（Ｅｒｓ）の値が、信号Ｓ６として除算器２８に入力さ
れる。除算器２８では、入力された電圧Ｅｒを、静電容
量演算部２３から出力される静電容量Ｃ１を含む係数で
除すことにより、電圧Ｅｘを求める。すなわち、 Ｅｘ＝Ｅｒ／（ωｘ×Ｃ１×Ｒ１） ……（１１） として求められる。
（Ｅｒｓ）の値が、信号Ｓ６として除算器２８に入力さ
れる。除算器２８では、入力された電圧Ｅｒを、静電容
量演算部２３から出力される静電容量Ｃ１を含む係数で
除すことにより、電圧Ｅｘを求める。すなわち、 Ｅｘ＝Ｅｒ／（ωｘ×Ｃ１×Ｒ１） ……（１１） として求められる。
【００５３】求められた電圧Ｅｘは、除算器２８から出
力され、これが図示しない表示部によって表示される。
また、求められた電圧Ｅｘと、別途検出された電線ＷＲ
に流れる電流Ｉとに基づいて電力が演算され、それが表
示部で表示される。
力され、これが図示しない表示部によって表示される。
また、求められた電圧Ｅｘと、別途検出された電線ＷＲ
に流れる電流Ｉとに基づいて電力が演算され、それが表
示部で表示される。
【００５４】また、表示部での表示に代えて、又はそれ
とともに、図示しないコンピュータへ入力し、コンピュ
ータにおいて種々の演算又はデジタル処理を行うように
することもできる。
とともに、図示しないコンピュータへ入力し、コンピュ
ータにおいて種々の演算又はデジタル処理を行うように
することもできる。
【００５５】なお、検出プローブ１１を閉じた状態での
静電容量Ｃ１の計測、電圧Ｅｘに起因する検出用抵抗器
Ｒ１の両端の電圧Ｅｒの演算、及び電圧Ｅｘの演算は、
検出プローブ１１を閉じた瞬間に実行される。
静電容量Ｃ１の計測、電圧Ｅｘに起因する検出用抵抗器
Ｒ１の両端の電圧Ｅｒの演算、及び電圧Ｅｘの演算は、
検出プローブ１１を閉じた瞬間に実行される。
【００５６】上述の電圧計測装置１，１Ａを用いて、電
線ＷＲに印加された電圧Ｅｘを、絶縁物ＳＬの上から容
易に計測することができる。したがって、絶縁物ＳＬの
一部を剥離したり測定用の端子を予め設けておく必要が
ない。
線ＷＲに印加された電圧Ｅｘを、絶縁物ＳＬの上から容
易に計測することができる。したがって、絶縁物ＳＬの
一部を剥離したり測定用の端子を予め設けておく必要が
ない。
【００５７】しかも、電圧Ｅｒ又は電流Ｉｘ，Ｉｓの計
測などは低電圧で行うことができるので、高耐圧又は高
出力の特殊な演算増幅器又は回路を用いる必要がない。
また、電源が低圧でよいので市販の乾電池などによって
容易に電源を得ることができ、携帯用にも好適である。
測などは低電圧で行うことができるので、高耐圧又は高
出力の特殊な演算増幅器又は回路を用いる必要がない。
また、電源が低圧でよいので市販の乾電池などによって
容易に電源を得ることができ、携帯用にも好適である。
【００５８】上述の電圧計測装置１．１Ａを用いて、単
線の電線ＷＲに印加された電圧Ｅｘを容易に計測できる
が、例えば、電圧計測装置１．１Ａを複数台用い、２本
の電線の間に印加された電圧、又は３相の電線の各相の
電圧などを計測することもできる。その他、電圧計測装
置１．１Ａにより、種々の電線、例えば、低圧、高圧、
屋内配線、配電線、送電線、制御盤の中の配線、又は電
気機器、回路素子などに印加された電圧、電力などを計
測することができる。
線の電線ＷＲに印加された電圧Ｅｘを容易に計測できる
が、例えば、電圧計測装置１．１Ａを複数台用い、２本
の電線の間に印加された電圧、又は３相の電線の各相の
電圧などを計測することもできる。その他、電圧計測装
置１．１Ａにより、種々の電線、例えば、低圧、高圧、
屋内配線、配電線、送電線、制御盤の中の配線、又は電
気機器、回路素子などに印加された電圧、電力などを計
測することができる。
【００５９】上述の実施形態においては、発振器１２が
定電圧出力のものであるが、定電流出力のものであって
もよい。図６にその要部の回路の例を示す。上述の実施
形態においては、発振器１２の信号Ｅｓの周波数ｆｓ
を、導体ＣＤに供給される電圧Ｅｘの周波数ｆｘと異な
らせたが、これらの周波数ｆｘ，ｆｓが等しい場合に
は、例えば次のようにして計測することができる。
定電圧出力のものであるが、定電流出力のものであって
もよい。図６にその要部の回路の例を示す。上述の実施
形態においては、発振器１２の信号Ｅｓの周波数ｆｓ
を、導体ＣＤに供給される電圧Ｅｘの周波数ｆｘと異な
らせたが、これらの周波数ｆｘ，ｆｓが等しい場合に
は、例えば次のようにして計測することができる。
【００６０】すなわち、静電容量Ｃ１を求めるために、
発振器１２の出力電圧をＥｓ１とＥｓ２の２種類とし、
これらの電圧Ｅｓ１，Ｅｓ２を検出用抵抗器Ｒ１に時分
割的に印加する。その場合に、検出用抵抗器Ｒ１に流れ
る電流Ｉｓ１，Ｉｓ２は、 Ｉｓ１＝Ｅｓ１／〔Ｘ・（Ｃ０＋Ｃ１）〕＋Ｅｘ／ＸＣ１ …（１２） Ｉｓ２＝Ｅｓ２／〔Ｘ・（Ｃ０＋Ｃ１）〕＋Ｅｘ／ＸＣ１ …（１３） これら（１２）（１３）式より、 Ｉｓ１−Ｉｓ２＝Ｅｓ１／〔Ｘ・（Ｃ０＋Ｃ１）〕 −Ｅｓ２／〔Ｘ・（Ｃ０＋Ｃ１）〕 ＝ｊωｓ（Ｃ０＋Ｃ１）（Ｅｓ１−Ｅｓ２） …（１４） この（１４）式より静電容量Ｃ１を求めると、 Ｃ１＝（Ｉｓ１−Ｉｓ２）／〔ωｓ（Ｅｓ１−Ｅｓ２）〕−ωｓＣ０ …（１５） となる。浮遊容量Ｃ０は上述と同一の手法で求められる
ので、これから電圧Ｅｘを計測することが可能である。
しかし、演算は上述したよりも複雑となる。
発振器１２の出力電圧をＥｓ１とＥｓ２の２種類とし、
これらの電圧Ｅｓ１，Ｅｓ２を検出用抵抗器Ｒ１に時分
割的に印加する。その場合に、検出用抵抗器Ｒ１に流れ
る電流Ｉｓ１，Ｉｓ２は、 Ｉｓ１＝Ｅｓ１／〔Ｘ・（Ｃ０＋Ｃ１）〕＋Ｅｘ／ＸＣ１ …（１２） Ｉｓ２＝Ｅｓ２／〔Ｘ・（Ｃ０＋Ｃ１）〕＋Ｅｘ／ＸＣ１ …（１３） これら（１２）（１３）式より、 Ｉｓ１−Ｉｓ２＝Ｅｓ１／〔Ｘ・（Ｃ０＋Ｃ１）〕 −Ｅｓ２／〔Ｘ・（Ｃ０＋Ｃ１）〕 ＝ｊωｓ（Ｃ０＋Ｃ１）（Ｅｓ１−Ｅｓ２） …（１４） この（１４）式より静電容量Ｃ１を求めると、 Ｃ１＝（Ｉｓ１−Ｉｓ２）／〔ωｓ（Ｅｓ１−Ｅｓ２）〕−ωｓＣ０ …（１５） となる。浮遊容量Ｃ０は上述と同一の手法で求められる
ので、これから電圧Ｅｘを計測することが可能である。
しかし、演算は上述したよりも複雑となる。
【００６１】上述した検出プローブ１１の構造、形状、
材料、電圧計測装置１，１Ａの全体又は各部の構成、定
数、演算の順序、内容、タイミングなどは、本発明の主
旨に沿って適宜変更することができる。
材料、電圧計測装置１，１Ａの全体又は各部の構成、定
数、演算の順序、内容、タイミングなどは、本発明の主
旨に沿って適宜変更することができる。
【００６２】
【発明の効果】請求項１乃至請求項７の発明によると、
高耐圧且つ高出力の特殊な演算増幅器を用いる必要がな
く、低電圧で動作することができ携帯用にも適した非接
触電圧計測方法及び装置を提供することができる。
高耐圧且つ高出力の特殊な演算増幅器を用いる必要がな
く、低電圧で動作することができ携帯用にも適した非接
触電圧計測方法及び装置を提供することができる。
【００６３】請求項４及び５の発明によると、処理が簡
単となり構成が簡素化される。請求項６の発明による
と、商用交流電源又はインバータにより供給される電源
の電圧を容易に計測することができる。
単となり構成が簡素化される。請求項６の発明による
と、商用交流電源又はインバータにより供給される電源
の電圧を容易に計測することができる。
【図１】本発明に係る電圧計測装置の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】検出プローブの構造の例を示す正面図である。
【図３】本発明に係る他の実施形態の電圧計測装置の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図４】電圧計測装置の要部の等価回路である。
【図５】積分器の回路の例を示す図である。
【図６】発振器が定電流出力のものである場合の要部の
回路の例を示す図である。
回路の例を示す図である。
１，１Ａ 電圧計測装置 １１ 検出プローブ １２ 発振器 １３ 電流検出部（電流検出手段） １４ インピーダンス計測部（インピーダンス計測手
段） １５ 流出電流計測部（流出電流計測手段） ２０ 静電容量計測部（静電容量計測手段） ２１ バンドパスフィルタ（第１フィルタ） ２２ 整流器 ２３ 静電容量演算部（静電容量演算手段） ２４ 浮遊容量検出部（静電容量記憶手段） ２６ ローパスフィルタ（第２フィルタ） ２７ 積分器（流出電流計測手段） ２８ 除算器（導体電圧計測手段） １１１ 検出電極 １１２ シールド電極 Ｒ１ 検出用抵抗器 ＣＤ 導体 ＳＬ 絶縁物
段） １５ 流出電流計測部（流出電流計測手段） ２０ 静電容量計測部（静電容量計測手段） ２１ バンドパスフィルタ（第１フィルタ） ２２ 整流器 ２３ 静電容量演算部（静電容量演算手段） ２４ 浮遊容量検出部（静電容量記憶手段） ２６ ローパスフィルタ（第２フィルタ） ２７ 積分器（流出電流計測手段） ２８ 除算器（導体電圧計測手段） １１１ 検出電極 １１２ シールド電極 Ｒ１ 検出用抵抗器 ＣＤ 導体 ＳＬ 絶縁物
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年３月１１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５１】したがって、導体ＣＤに印加される電圧Ｅ
ｘによって検出用抵抗器Ｒ１に流れ込む電流Ｉｘは、 Ｉｘ＝Ｅｘ／Ｚｘ ＝Ｅｘ／ＸＣ１ ……（９） これによる検出用抵抗器Ｒ１の両端の電圧Ｅｒは、 Ｅｒ＝Ｉｘ×Ｒ１ ＝（Ｅｘ×Ｒ１）／ＸＣ１ ＝ωｘ×Ｃ１×（Ｅｘ×Ｒ１） …（１０） 但し、ωｘは導体ＣＤに印加される電圧Ｅｘの角周波数
（ωｘ＝２πｆｘ）である。
ｘによって検出用抵抗器Ｒ１に流れ込む電流Ｉｘは、 Ｉｘ＝Ｅｘ／Ｚｘ ＝Ｅｘ／ＸＣ１ ……（９） これによる検出用抵抗器Ｒ１の両端の電圧Ｅｒは、 Ｅｒ＝Ｉｘ×Ｒ１ ＝（Ｅｘ×Ｒ１）／ＸＣ１ ＝ωｘ×Ｃ１×（Ｅｘ×Ｒ１） …（１０） 但し、ωｘは導体ＣＤに印加される電圧Ｅｘの角周波数
（ωｘ＝２πｆｘ）である。
Claims (7)
- 【請求項１】絶縁物によって被覆された導体に印加され
る交流の電圧を前記導体とは非接触で計測する方法であ
って、 前記絶縁物の一部の表面を覆うことが可能な検出電極及
び前記検出電極を覆うシールド電極を備えた検出プロー
ブと、所定の周波数の信号を出力する発振器とを用い、 前記発振器の信号を前記検出電極に加えることによっ
て、前記検出電極と前記導体との間のインピーダンスを
計測し、 前記導体に印加された電圧に起因して前記検出電極から
流出する電流を計測し、 前記電流と前記インピーダンスとから前記導体に印加さ
れた電圧を計測する、 ことを特徴とする非接触電圧計測方法。 - 【請求項２】絶縁物によって被覆された導体に印加され
る交流の電圧を前記導体とは非接触で計測する方法であ
って、 前記絶縁物の一部の表面を覆って前記導体の一部を外界
から静電遮蔽することが可能な検出電極及び前記検出電
極を外界から静電遮蔽するためのシールド電極を備えた
検出プローブと、所定の周波数の信号を出力する発振器
とを用い、 前記検出プローブを前記絶縁物から離した状態で、前記
発振器の信号を検出用抵抗器を介して前記検出電極に加
えることによって前記検出電極と前記導体との間のイン
ピーダンスを計測し、 前記検出プローブにより絶縁物の一部の表面を覆った状
態で、前記導体に印加された電圧に起因して前記検出電
極から流出する電流を計測し、 前記電流と前記インピーダンスとから前記導体に印加さ
れた電圧を計測する、 ことを特徴とする非接触電圧計測方法。 - 【請求項３】絶縁物によって被覆された導体に印加され
る交流の電圧を前記導体とは非接触で計測する装置であ
って、 前記絶縁物の一部の表面を覆って前記導体の一部を外界
から静電遮蔽することが可能な検出電極及び前記検出電
極を外界から静電遮蔽するためのシールド電極を備えた
検出プローブと、 所定の周波数の信号を出力する発振器と、 前記発振器の信号を検出用抵抗器を介して前記検出電極
に加えることによって前記検出電極と前記導体との間の
インピーダンスを計測するインピーダンス計測手段と、 前記導体に印加された電圧に起因して前記検出電極から
流出する電流を計測する流出電流計測手段と、 前記電流と前記インピーダンスとから前記導体に印加さ
れた電圧を計測する導体電圧計測手段と、 を有してなることを特徴とする非接触電圧計測装置。 - 【請求項４】絶縁物によって被覆された導体に印加され
る交流の電圧を前記導体とは非接触で計測する装置であ
って、 前記絶縁物の一部の表面を覆って前記導体の一部を外界
から静電遮蔽することが可能な検出電極及び前記検出電
極を外界から静電遮蔽するためのシールド電極を備えた
検出プローブと、 前記導体に印加される交流の電圧の周波数とは異なる周
波数の信号を出力し且つその出力インピーダンスが充分
に低い発振器と、 前記発振器の出力と前記検出電極とを接続する検出用抵
抗器と、 前記検出用抵抗器の両端に現れる電圧に基づいて前記検
出用抵抗器に流れる電流を検出する電流検出手段と、 前記電流検出手段から出力される信号の中から前記発振
器の信号のみを通過させる第１フィルタと、 前記検出プローブを前記絶縁物から離した状態で前記第
１フィルタから出力される信号と前記検出プローブによ
り絶縁物の一部の表面を覆った状態で前記第１フィルタ
から出力される信号とに基づいて、前記検出電極と前記
導体との間の静電容量Ｃ１を計測する静電容量計測手段
と、 前記電流検出手段から出力される信号の中から前記導体
に印加された電圧の周波数の信号のみを通過させる第２
フィルタと、 前記第２フィルタから出力される信号に基づいて、前記
導体に印加された電圧に起因して前記検出電極から流出
する電流を計測する流出電流計測手段と、 前記電流と前記静電容量Ｃ１とから前記導体に印加され
た電圧を計測する導体電圧計測手段と、 を有してなることを特徴とする非接触電圧計測装置。 - 【請求項５】前記静電容量計測手段は、 前記第１フィルタから出力される信号を整流する整流器
と、 前記検出プローブを前記絶縁物から離した状態で計測さ
れた前記検出電極と前記シールド電極との間の静電容量
Ｃ０を記憶する静電容量記憶手段と、 前記検出プローブにより絶縁物の一部の表面を覆った状
態で前記整流器から出力される信号と前記静電容量記憶
手段に記憶された静電容量Ｃ０とに基づいて前記静電容
量Ｃ１を求める静電容量演算手段と、 を含み、 前記導体電圧計測手段は、 前記積分器から出力される信号を前記静電容量計測手段
から出力される静電容量Ｃ１で除す除算器を含む、 請求項４記載の非接触電圧計測装置。 - 【請求項６】前記発振器は、その周波数が前記導体に印
加される電圧の周波数よりも高く設定されてなる、 請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の非接触電圧計
測装置。 - 【請求項７】計測された前記電圧に基づいて、前記導体
によって供給される電力を計測する電力計測手段が設け
られてなる、 請求項３乃至請求項６のいずれかに記載の非接触電圧計
測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00869997A JP3158063B2 (ja) | 1997-01-21 | 1997-01-21 | 非接触電圧計測方法及び装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00869997A JP3158063B2 (ja) | 1997-01-21 | 1997-01-21 | 非接触電圧計測方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10206468A true JPH10206468A (ja) | 1998-08-07 |
| JP3158063B2 JP3158063B2 (ja) | 2001-04-23 |
Family
ID=11700187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00869997A Expired - Lifetime JP3158063B2 (ja) | 1997-01-21 | 1997-01-21 | 非接触電圧計測方法及び装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002055126A (ja) * | 2000-08-09 | 2002-02-20 | Osaka Gas Co Ltd | 非接触式電圧測定方法および装置 |
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| JP5693404B2 (ja) * | 2011-07-08 | 2015-04-01 | 日置電機株式会社 | 被覆電線の表面汚れ検出装置 |
-
1997
- 1997-01-21 JP JP00869997A patent/JP3158063B2/ja not_active Expired - Lifetime
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