KR102412180B1 - 전류 측정 장치, 전류 측정 방법, 및 컴퓨터 판독 가능한 비일시적 기록 매체 - Google Patents

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고타로 오가와
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요코가와 덴키 가부시키가이샤
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Abstract

전류 측정 장치 (1) 는, 각각의 감자 방향이 서로 평행이 되도록, 미리 규정된 간격을 가지고 배치된 2 개의 3 축 자기 센서 (11, 12) 와, 2 개의 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 검출 결과와 2 개의 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 간격에 기초하여, 피측정 도체 (MC) 에 흐르는 전류 (I) 를 구하는 연산부를 구비한다.

Description

전류 측정 장치, 전류 측정 방법, 및 컴퓨터 판독 가능한 비일시적 기록 매체
본 발명은 전류 측정 장치, 전류 측정 방법, 및 컴퓨터 판독 가능한 비일시적 기록 매체에 관한 것이다.
종래부터, 피측정 도체에 흐르는 전류를 비접촉으로 직접적으로 측정하는 것이 가능한 여러 가지 전류 측정 장치가 개발되고 있다. 이와 같은 전류 측정 장치의 대표적인 것으로는, 예를 들어 CT (Current Transformer : 변류기) 방식의 전류 측정 장치, 제로 플럭스 방식의 전류 측정 장치, 로고스키 방식의 전류 측정 장치, 홀 소자 방식의 전류 측정 장치 등을 들 수 있다.
예를 들어, CT 방식 및 제로 플럭스 방식의 전류 측정 장치는, 권선이 권회된 자기 코어를 피측정 도체의 주위에 형성하고, 피측정 도체 (1 차측) 에 흐르는 전류에 의해 자기 코어에 발생하는 자속을 없애도록 권선 (2 차측) 에 흐르는 전류를 검출함으로써, 피측정 도체에 흐르는 전류를 측정한다. 또, 로고스키 방식의 전류 측정 장치는, 로고스키 코일 (공심 코일) 을 피측정 도체의 주위에 형성하고, 피측정 도체에 흐르는 교류 전류에 의해 발생하는 자계가 로고스키 코일과 쇄교 (鎖交) 함으로써 로고스키 코일에 야기되는 전압을 검출함으로써, 피측정 도체에 흐르는 전류를 측정한다.
이하의 특허문헌 1 에는, 제로 플럭스 방식의 전류 측정 장치의 일례가 개시되어 있다. 또, 이하의 특허문헌 2 에는, 복수의 자기 센서를 사용한 전류 측정 장치가 개시되어 있다. 구체적으로, 이하의 특허문헌 2 에 개시된 전류 측정 장치는, 피측정 도체에 대해 각각 상이한 거리를 취하여 2 개의 자기 센서를 배치하고, 이들 자기 센서의 출력으로부터 자기 센서와 피측정 도체의 거리를 구하고, 구한 거리를 사용하여 피측정 도체에 흐르는 전류의 크기를 구하고 있다.
일본 공개특허공보 2005-55300호 일본 공개특허공보 2011-164019호
그런데, 최근, 하이브리드 자동차 (HV : Hybrid Vehicle) 나 전기 자동차 (EV : Electric Vehicle) 의 개발 공정에 있어서, SiC (실리콘 카바이드) 등의 파워 반도체의 핀에 흐르는 전류나, 조립 후의 버스 바에 흐르는 전류를 직접적으로 측정하고자 하는 요구가 있다. 파워 반도체는 핀의 피치가 좁은 것이 많고, 버스 바는 주변의 스페이스가 한정되어 있는 장소에 설치되는 경우가 있어, 이와 같은 파워 반도체나 버스 바 등에 대해, 전류 측정시의 설치를 유연하게 실시하는 것이 가능한 전류 측정 장치가 요망되고 있다. 또, 하이브리드 자동차나 전기 자동차에서는, 예를 들어 배터리로부터 공급되는 직류 전류나 모터에 흐르는 교류 전류가 취급되기 때문에, 직류 전류 및 저주파 (예를 들어, 10 [㎐] 정도) 의 교류 전류를 비접촉으로 측정 가능한 전류 측정 장치가 요망되고 있다.
그러나, 상기 서술한 특허문헌 1 에 개시된 제로 플럭스 방식의 전류 측정 장치는, 어느 정도의 크기를 갖는 자기 코어를 피측정 도체의 주위에 형성할 필요가 있으므로, 좁은 장소에 대한 설치가 곤란하다는 문제가 있다. 또, 상기 서술한 로고스키 방식의 전류 측정 장치는, 로고스키 코일에 야기되는 전압을 검출하고 있으므로, 원리적으로 직류 전류의 측정을 실시할 수 없다는 문제가 있다. 또 저주파 영역에서는, 출력 신호가 미약함과 함께 위상이 어긋나기 때문에, 측정 정밀도가 나쁘다는 문제가 있다. 또, 상기 서술한 특허문헌 2 에 개시된 전류 측정 장치는, 자기 센서의 감자 방향을 피측정 도체의 원주 방향에 일치시킬 필요가 있으므로, 자기 센서의 배치가 제한되어 버려 유연한 배치가 곤란하다는 문제가 있다.
또, 전류는, 일반적으로 전원의 정극으로부터 유출된 후에, 부하 등을 거쳐 전원의 부극에 유입되기 때문에, 전원으로부터 공급되는 전류의 전류 경로에는, 전류가 전원의 정극으로부터 유출되는 경로 (왕로) 와, 전류가 전원의 부극에 유입되는 경로 (복로) 가 있다. 또한, 전자의 경로를 복로라고 하고, 후자의 경로를 왕로라고 하는 경우도 있다. 이 때문에, 전류 경로의 어느 일방 (예를 들어, 왕로) 을 흐르는 전류를 측정하는 경우에는, 전류 경로의 어느 타방 (예를 들어, 복로) 을 흐르는 전류에 의해 생성되는 자계의 영향을 받아, 측정 정밀도가 악화되어 버린다는 문제가 있다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 유연한 배치가 가능하고, 직류 전류 및 저주파의 교류 전류를 비접촉으로 양호한 정밀도로 측정할 수 있는 전류 측정 장치, 전류 측정 방법, 및 컴퓨터 판독 가능한 비일시적 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 양태에 의한 전류 측정 장치는, 피측정 도체 (MC) 에 흐르는 전류 (I) 를 측정하는 전류 측정 장치 (1) 로서, 각각의 감자 방향이 서로 평행이 되도록, 미리 규정된 간격을 가지고 배치된 2 개의 3 축 자기 센서 (11, 12) 와, 상기 2 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과와 상기 2 개의 3 축 자기 센서의 간격 (d) 에 기초하여, 상기 피측정 도체에 흐르는 전류를 구하는 연산부 (24) 를 구비한다.
또, 본 발명의 일 양태에 의한 전류 측정 장치는, 상기 연산부가, 상기 2 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과와 상기 2 개의 3 축 자기 센서의 간격에 기초하여, 상기 피측정 도체에 대한 상기 2 개의 3 축 자기 센서의 어느 일방의 거리를 추정하는 거리 추정부 (24b) 와, 상기 거리 추정부에 의해 추정된 거리와, 상기 2 개의 3 축 자기 센서의 어느 일방의 검출 결과에 기초하여, 상기 피측정 도체에 흐르는 전류를 구하는 전류 산출부 (24c) 를 구비한다.
또, 본 발명의 일 양태에 의한 전류 측정 장치는, 상기 연산부가, 상기 2 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과에 포함되는 잡음 성분을 제거하는 잡음 제거부 (24a) 를 추가로 구비하고 있고, 상기 연산부가, 상기 잡음 제거부에 의해 잡음 성분이 제거된 상기 2 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과를 사용하여 상기 피측정 도체에 흐르는 전류를 구한다.
또, 본 발명의 일 양태에 의한 전류 측정 장치는, 상기 잡음 제거부가, 미리 규정된 일정한 기간마다 얻어지는, 상기 2 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과의 각각에 대해, 평균화 처리 또는 제곱합 제곱근 처리를 개별적으로 실시함으로써, 상기 2 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과에 포함되는 잡음 성분을 각각 제거한다.
또, 본 발명의 일 양태에 의한 전류 측정 장치는, 상기 2 개의 3 축 자기 센서를 구비하는 센서 헤드 (10) 와, 상기 연산부를 구비하는 회로부 (20) 를 구비한다.
또, 본 발명의 일 양태에 의한 전류 측정 장치는, 상기 2 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과를 나타내는 신호가 디지털 신호이다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 양태에 의한 전류 측정 방법은, 2 개의 3 축 자기 센서 (11, 12) 와 연산부 (24) 를 구비하고, 피측정 도체 (MC) 에 흐르는 전류 (I) 를 측정하는 전류 측정 장치 (1) 에 의해 실행되는 전류 측정 방법으로서, 각각의 감자 방향이 서로 평행이 되도록, 미리 규정된 간격 (d) 을 가지고 배치된 2 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과와 상기 2 개의 3 축 자기 센서의 간격에 기초하여, 상기 피측정 도체에 흐르는 전류를 상기 연산부에 의해 구한다.
또, 본 발명의 일 양태에 의한 전류 측정 방법에 있어서, 상기 연산부는, 거리 추정부 (24b) 와, 전류 산출부 (24c) 를 구비하고, 상기 2 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과와 상기 2 개의 3 축 자기 센서의 간격에 기초하여, 상기 피측정 도체에 대한 상기 2 개의 3 축 자기 센서의 어느 일방의 거리를 상기 거리 추정부에 의해 추정하고, 상기 거리 추정부에 의해 추정된 거리와, 상기 2 개의 3 축 자기 센서의 어느 일방의 검출 결과에 기초하여, 상기 피측정 도체에 흐르는 전류를 상기 전류 산출부에 의해 구한다.
또, 본 발명의 일 양태에 의한 전류 측정 방법에 있어서, 상기 연산부는, 잡음 제거부 (24a) 를 추가로 구비하고, 상기 2 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과에 포함되는 잡음 성분을 상기 잡음 제거부에 의해 제거하고, 상기 잡음 제거부에 의해 잡음 성분이 제거된 상기 2 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과를 사용하여, 상기 피측정 도체에 흐르는 전류를 상기 연산부에 의해 구한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 양태에 의한 컴퓨터 판독 가능한 비일시적 기록 매체는, 2 개의 3 축 자기 센서 (11, 12) 와, 연산부 (24) 를 구비하고, 피측정 도체 (MC) 에 흐르는 전류 (I) 를 측정하는 전류 측정 장치 (1) 에 실행시키는 1 이상의 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 비일시적 기록 매체로서, 각각의 감자 방향이 서로 평행이 되도록, 미리 규정된 간격 (d) 을 가지고 배치된 2 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과와 상기 2 개의 3 축 자기 센서의 간격에 기초하여, 상기 피측정 도체에 흐르는 전류를 상기 연산부에 의해 구한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 양태에 의한 전류 측정 장치는, 서로 반대 방향으로 전류가 흐르는 1 쌍의 피측정 도체 (MC1, MC2) 의 어느 일방에 흐르는 전류 (I) 를 측정하는 전류 측정 장치 (2) 로서, 각각의 감자 방향이 서로 평행이 되도록, 미리 규정된 위치 관계를 가지고 배치된 3 개의 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 와, 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과와 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 위치 관계에 기초하여, 상기 피측정 도체의 어느 타방에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자계의 영향을 배제한 후에, 상기 피측정 도체의 어느 일방에 흐르는 전류를 구하는 연산부 (45) 를 구비한다.
또, 본 발명의 일 양태에 의한 전류 측정 장치는, 상기 연산부가, 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과와 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 위치 관계를 사용하여, 상기 피측정 도체의 어느 타방에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자계를 추정하는 자계 추정부 (45b) 와, 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과와 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 위치 관계를 사용하여, 상기 피측정 도체의 어느 일방에 대한 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 적어도 1 개의 거리를 추정하는 거리 추정부 (45c) 와, 상기 거리 추정부에 의해 추정된 거리와, 상기 거리 추정부에 의해 거리가 추정된 3 축 자기 센서의 검출 결과로부터 상기 자계 추정부에 의해 추정된 자계를 빼어 얻어진 값에 기초하여, 상기 피측정 도체의 어느 일방에 흐르는 전류를 구하는 전류 산출부 (45d) 를 구비한다.
또, 본 발명의 일 양태에 의한 전류 측정 장치에 있어서, 상기 자계 추정부에 의해 추정되는 자계는, 상기 피측정 도체의 어느 타방에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자계가, 상기 3 개의 3 축 자기 센서에 근사적으로 균일하게 작용한다고 간주했을 경우의 자계이다.
또, 본 발명의 일 양태에 의한 전류 측정 장치는, 상기 연산부가, 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과에 포함되는 잡음 성분을 제거하는 잡음 제거부 (45a) 를 추가로 구비하고 있고, 상기 잡음 제거부에 의해 잡음 성분이 제거된 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과를 사용하여 상기 피측정 도체의 어느 일방에 흐르는 전류를 구한다.
또, 본 발명의 일 양태에 의한 전류 측정 장치는, 상기 잡음 제거부가, 미리 규정된 일정한 기간마다 얻어지는, 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과의 각각에 대해, 평균화 처리 또는 제곱합 제곱근 처리를 개별적으로 실시함으로써, 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과에 포함되는 잡음 성분을 각각 제거한다.
또, 본 발명의 일 양태에 의한 전류 측정 장치는, 상기 3 개의 3 축 자기 센서를 구비하는 센서 헤드 (30) 와, 상기 연산부를 구비하는 회로부 (40) 를 구비한다.
또, 본 발명의 일 양태에 의한 전류 측정 장치는, 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과를 나타내는 신호가 디지털 신호이다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 양태에 의한 전류 측정 방법은, 3 개의 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 와, 연산부 (45) 를 구비하고, 서로 반대 방향으로 전류가 흐르는 1 쌍의 피측정 도체 (MC1, MC2) 의 어느 일방에 흐르는 전류 (I) 를 측정하는 전류 측정 장치 (2) 에 의해 실행되는 전류 측정 방법으로서, 각각의 감자 방향이 서로 평행이 되도록, 미리 규정된 위치 관계를 가지고 배치된 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과와 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 위치 관계에 기초하여, 상기 피측정 도체의 어느 타방에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자계의 영향을 배제한 후에, 상기 피측정 도체의 어느 일방에 흐르는 전류를 상기 연산부에 의해 구한다.
또, 본 발명의 일 양태에 의한 전류 측정 방법에 있어서, 상기 연산부는, 자계 추정부 (45b) 와, 거리 추정부 (45c) 와, 전류 산출부 (45d) 를 구비하고, 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과와 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 위치 관계를 사용하여, 상기 피측정 도체의 어느 타방에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자계를 상기 자계 추정부에 의해 추정하고, 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과와 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 위치 관계를 사용하여, 상기 피측정 도체의 어느 일방에 대한 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 적어도 1 개의 거리를 상기 거리 추정부에 의해 추정하고, 상기 거리 추정부에 의해 추정된 거리와, 상기 거리 추정부에 의해 거리가 추정된 3 축 자기 센서의 검출 결과로부터 상기 자계 추정부에 의해 추정된 자계를 빼어 얻어진 값에 기초하여, 상기 피측정 도체의 어느 일방에 흐르는 전류를 상기 전류 산출부에 의해 구한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 양태에 의한 컴퓨터 판독 가능한 비일시적 기록 매체는, 3 개의 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 와, 연산부 (45) 를 구비하고, 서로 반대 방향으로 전류가 흐르는 1 쌍의 피측정 도체 (MC1, MC2) 의 어느 일방에 흐르는 전류 (I) 를 측정하는 전류 측정 장치 (2) 에 실행시키는 1 이상의 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 비일시적 기록 매체로서, 각각의 감자 방향이 서로 평행이 되도록, 미리 규정된 위치 관계를 가지고 배치된 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과와 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 위치 관계에 기초하여, 상기 피측정 도체의 어느 타방에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자계의 영향을 배제한 후에, 상기 피측정 도체의 어느 일방에 흐르는 전류를 상기 연산부에 의해 구한다.
본 발명에 의하면, 전류 측정 장치를 유연하게 배치하는 것이 가능하고, 직류 전류 및 저주파의 교류 전류를 비접촉으로 양호한 정밀도로 측정할 수 있다는 효과가 얻어진다.
도 1 은, 제 1 실시형태에 있어서의 전류 측정 장치를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2 는, 제 1 실시형태에 있어서의 전류 측정 장치의 주요부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3 은, 제 1 실시형태에 있어서의 전류 측정 장치에 의한 전류의 측정 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 는, 제 1 실시형태에 있어서의 피측정 도체 및 3 축 자기 센서를, 도 3 중의 방향 D1 에서 본 도면이다.
도 5a 는, 제 1 실시형태에 있어서의 3 축 자기 센서의 Y 방향에 있어서의 간격 (L) 을 구하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5b 는, 제 1 실시형태에 있어서의 3 축 자기 센서의 Y 방향에 있어서의 간격 (L) 을 구하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5c 는, 제 1 실시형태에 있어서의 3 축 자기 센서의 Y 방향에 있어서의 간격 (L) 을 구하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 은, 제 1 실시형태에 있어서의 전류 측정 장치의 동작의 개요를 나타내는 플로우 차트이다.
도 7 은, 제 2 실시형태에 있어서의 전류 측정 장치를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 8 은, 제 2 실시형태에 있어서의 전류 측정 장치의 주요부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 9 는, 제 2 실시형태에 있어서의 전류 측정 장치에 의한 전류의 측정 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 10 은, 제 2 실시형태에 있어서의 피측정 도체 및 3 축 자기 센서를, 도 9 중의 방향 D1 에서 본 도면이다.
도 11 은, 제 2 실시형태에 있어서의 전류 측정 장치의 동작의 개요를 나타내는 플로우 차트이다.
도 12 는, 제 2 실시형태에 있어서의 도 11 중의 스텝 S14 의 처리의 상세를 나타내는 플로우 차트이다.
(제 1 실시형태)
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 전류 측정 장치에 대해 상세하게 설명한다.
<전류 측정 장치의 구성>
도 1 은, 제 1 실시형태에 의한 전류 측정 장치를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 제 1 실시형태의 전류 측정 장치 (1) 는, 케이블 (CB) 에 의해 접속된 센서 헤드 (10) 및 회로부 (20) 를 구비하고 있고, 피측정 도체 (MC) 에 흐르는 전류 (I) 를 비접촉으로 직접적으로 측정한다. 또한, 피측정 도체 (MC) 는, 예를 들어 파워 반도체의 핀이나 버스 바 등의 임의의 도체이다. 이하에서는, 설명을 간단하게 하기 위해서, 피측정 도체 (MC) 는, 원주 형상의 도체인 것으로 한다.
센서 헤드 (10) 는, 피측정 도체 (MC) 에 흐르는 전류 (I) 를 비접촉으로 측정하기 위해서, 피측정 도체 (MC) 에 대해 임의의 위치에 임의의 자세로 배치되는 부재이다. 이 센서 헤드 (10) 는, 전류 (I) 에 의해 생성되는 자계 (예를 들어, 도 1 중에 나타내는 자계 (H1, H2)) 를 차단하지 않는 재질 (예를 들어, 수지 등) 에 의해 형성되어 있다. 이 센서 헤드 (10) 는, 말하자면 피측정 도체 (MC) 에 흐르는 전류 (I) 를 비접촉으로 측정하기 위한 프로브로서 사용된다.
센서 헤드 (10) 에는, 2 개의 3 축 자기 센서 (11, 12) 가 형성되어 있다. 3 축 자기 센서 (11, 12) 는, 서로 직교하는 3 축에 감자 방향을 갖는 자기 센서이다. 3 축 자기 센서 (11, 12) 는, 각각의 감자 방향이 서로 평행이 되도록, 미리 규정된 간격을 가지고 배치되어 있다. 예를 들어, 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 제 1 축이 평행이 되고, 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 제 2 축이 평행이 되고, 또한 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 제 3 축이 평행이 되고, 소정의 방향으로 소정의 거리만큼 이간되도록 배치되어 있다. 또한, 이하에서는, 3 축 자기 센서 (11, 12) 는, 제 1 축 방향으로 소정의 거리만큼 이간되도록 배열되어 있는 것으로 한다.
3 축 자기 센서 (11, 12) 의 검출 결과를 나타내는 신호는, 아날로그 신호 및 디지털 신호 중 어느 것이어도 된다. 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 검출 결과를 나타내는 신호가 디지털 신호인 경우에는, 센서 헤드 (10) 와 회로부 (20) 를 접속하는 케이블 (CB) 의 개수를 줄일 수 있다. 예를 들어, 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 검출 결과를 나타내는 신호가 아날로그 신호인 경우에는, 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 각각에 대해 3 축의 검출 결과를 출력하는 3 개의 케이블 (CB) 이 각각 필요하게 되기 때문에, 합계 6 개의 케이블 (CB) 이 필요하게 된다. 그러나, 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 검출 결과를 나타내는 신호가 디지털 신호인 경우에는, 1 개의 케이블 (CB) 만이어도 된다. 케이블 (CB) 의 개수가 적으면, 케이블 (CB) 의 굴곡성이 향상되기 때문에, 예를 들어 센서 헤드 (10) 를 좁은 공간 내에 배치할 때에 핸들링이 용이해진다.
회로부 (20) 는, 센서 헤드 (10) 로부터 출력되는 검출 결과 (3 축 자기 센서 (11, 12) 의 검출 결과) 에 기초하여, 피측정 도체 (MC) 에 흐르는 전류 (I) 를 측정한다. 회로부 (20) 는, 전류 (I) 의 측정 결과를 표시하거나, 혹은 외부에 출력한다. 센서 헤드 (10) 와 회로부 (20) 를 접속하는 케이블 (CB) 로는 임의의 것을 사용할 수 있지만, 가요성을 갖고, 처리가 용이하며, 또한 단선이 잘 발생하지 않는 것이 바람직하다.
도 2 는, 제 1 실시형태에 의한 전류 측정 장치의 주요부 구성을 나타내는 블록도이다. 또한, 도 2 에서는, 도 1 에 나타낸 구성에 대응하는 블록에 대해서는, 동일한 부호를 부여하고 있다. 이하에서는, 주로, 도 2 를 참조하여 회로부 (20) 의 내부 구성의 상세한 것에 대하여 설명한다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 회로부 (20) 는, 조작부 (21), 표시부 (22), 메모리 (23), 및 연산부 (24) 를 구비한다.
조작부 (21) 는, 예를 들어 전원 버튼, 설정 버튼 등의 각종 버튼을 구비하고 있고, 각종 버튼에 대한 조작 지시를 나타내는 신호를 연산부 (24) 에 출력한다. 표시부 (22) 는, 예를 들어 7 세그먼트 LED (Light Emitting Diode : 발광 다이오드) 표시기, 액정 표시 장치 등의 표시 장치를 구비하고 있고, 연산부 (24) 로부터 출력되는 각종 정보 (예를 들어, 전류 (I) 의 측정 결과를 나타내는 정보) 를 표시한다. 또한, 조작부 (21) 및 표시부 (22) 는, 물리적으로 분리된 것이어도 되고, 표시 기능과 조작 기능을 겸비하는 터치 패널식의 액정 표시 장치와 같이 물리적으로 일체화된 것이어도 된다.
메모리 (23) 는, 예를 들어 휘발성 또는 불휘발성의 반도체 메모리를 구비하고 있고, 센서 헤드 (10) 로부터 출력되는 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 검출 결과, 연산부 (24) 의 연산 결과 (전류 (I) 의 측정 결과) 등을 기억한다. 또한, 메모리 (23) 는, 상기의 반도체 메모리와 함께 (혹은, 상기의 반도체 메모리 대신에), 예를 들어 HDD (하드 디스크 드라이브) 나 SSD (솔리드 스테이트 드라이브) 등의 보조 기억 장치를 구비하고 있어도 된다.
연산부 (24) 는, 예를 들어, CPU (Central Processing Unit) 등의 하드웨어 프로세서가 프로그램 (소프트웨어) 을 실행함으로써 실현된다. 또, 연산부 (24) 의 구성 요소 중 일부 또는 전부는, LSI (Large Scale Integration), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), FPGA (Field-Programmable Gate Array) 등의 하드웨어에 의해 실현되어도 되고, 소프트웨어와 하드웨어의 협동에 의해 실현되어도 된다. 연산부 (24) 는, 센서 헤드 (10) 로부터 출력되는 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 검출 결과를 메모리 (23) 에 기억시킨다. 또, 연산부 (24) 는, 메모리 (23) 에 기억된 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 검출 결과를 판독 출력하여, 피측정 도체 (MC) 에 흐르는 전류 (I) 를 구하는 연산을 실시한다. 이 연산부 (24) 는, 잡음 제거부 (24a), 거리 추정부 (24b), 및 전류 산출부 (24c) 를 구비한다.
잡음 제거부 (24a) 는, 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 검출 결과에 포함되는 잡음 성분을 제거한다. 구체적으로, 잡음 제거부 (24a) 는, 미리 규정된 일정한 기간 (예를 들어, 1 초) 마다, 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 각각으로부터 얻어지는 복수의 검출 결과에 대해, 평균화 처리 또는 제곱합 제곱근 처리를 개별적으로 실시함으로써, 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 검출 결과에 포함되는 잡음 성분을 제거한다. 또한, 3 축 자기 센서 (11, 12) 에서는 3 축의 검출 결과가 각각 출력되지만, 잡음 제거부 (24a) 에 의한 잡음 성분의 제거는, 각 축의 검출 결과에 대해 개별적으로 실시된다. 이와 같은 잡음 제거를 실시하는 것은, 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 SN 비 (신호 대 잡음비) 를 향상시켜, 전류 (I) 의 측정 정밀도를 높이기 때문이다.
거리 추정부 (24b) 는, 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 검출 결과와 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 간격에 기초하여, 피측정 도체 (MC) 에 대한 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 어느 일방의 거리를 추정한다. 또한, 제 1 실시형태에서는, 거리 추정부 (24b) 는, 피측정 도체 (MC) 에 대한 3 축 자기 센서 (12) 의 거리를 추정하는 것으로 한다. 이와 같은 거리의 추정을 실시하는 것은, 피측정 도체 (MC) 에 흐르는 전류 (I) 를 측정하기 위해서이다. 또한, 거리 추정부 (24b) 에서 실시되는 처리의 상세한 것에 대해서는 후술한다.
전류 산출부 (24c) 는, 거리 추정부 (24b) 에 의해 추정된 거리와, 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 어느 일방의 검출 결과에 기초하여, 피측정 도체 (MC) 에 흐르는 전류 (I) 를 구한다. 또한, 제 1 실시형태에서는, 전류 산출부 (24c) 는, 거리 추정부 (24b) 에 의해 추정된 거리와, 피측정 도체 (MC) 에 대한 거리가 추정된 3 축 자기 센서 (12) 의 검출 결과에 기초하여, 피측정 도체 (MC) 에 흐르는 전류 (I) 를 구하는 것으로 한다. 또한, 전류 산출부 (24c) 에서 실시되는 처리의 상세한 것에 대해서는 후술한다.
여기서, 도 1, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 회로부 (20) 는, 센서 헤드 (10) 와 분리되어 있고, 케이블 (CB) 을 개재하여 센서 헤드 (10) 에 접속되어 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 자계 검출 기능 (3 축 자기 센서 (11, 12)) 과 연산 기능 (연산부 (24)) 을 분리할 수 있고, 연산부 (24) 가 센서 헤드 (10) 내에 형성되어 있는 경우에 발생하는 여러 문제 (예를 들어, 온도 특성, 절연 내성) 등을 회피할 수 있고, 이로써 전류 측정 장치 (1) 의 용도를 넓힐 수 있다.
<전류의 측정 원리>
다음으로, 전류 측정 장치 (1) 에 의한 전류의 측정 원리에 대해 설명한다. 도 3 은, 제 1 실시형태에 의한 전류 측정 장치에 의한 전류의 측정 원리를 설명하기 위한 도면이다. 먼저, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 센서 헤드 (10) 에만 관계되는 좌표계 (xyz 직교 좌표계) 와, 피측정 도체 (MC) 및 센서 헤드 (10) 의 쌍방에 관련된 좌표계 (XYZ 직교 좌표계) 의 2 개의 좌표계를 설정한다. 또한, 도시의 사정상, XYZ 직교 좌표계는, 원점 위치를 어긋나게 하여 도시하고 있지만, XYZ 직교 좌표계의 원점은, xyz 직교 좌표계의 원점과 동일한 위치이다.
xyz 직교 좌표계는, 센서 헤드 (10) 의 위치 및 자세에 따라 규정되는 좌표계이다. 이 xyz 직교 좌표계는, 3 축 자기 센서 (11) 의 위치에 원점이 설정되어 있고, 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 배열 방향 (제 1 축 방향) 으로 x 축이 설정되어 있고, 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 제 2 축 방향으로 y 축이 설정되어 있고, 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 제 3 축 방향으로 z 축이 설정되어 있다. 또한, 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 x 방향의 간격은 d [m] 인 것으로 한다. 따라서, 3 축 자기 센서 (11) 는, xyz 직교 좌표계의 좌표 (0, 0, 0) 에 배치되어 있고, 3 축 자기 센서 (12) 는, xyz 직교 좌표계의 좌표 (d, 0, 0) 에 배치되어 있다고 할 수 있다.
XYZ 좌표계는, 피측정 도체 (MC) 와 센서 헤드 (10) 의 상대적인 위치 관계에 따라 규정되는 좌표계이다. 이 XYZ 직교 좌표계는, 3 축 자기 센서 (11) 의 위치에 원점이 설정되어 있고, 피측정 도체 (MC) 의 길이 방향 (전류 (I) 의 방향) 과 평행이 되도록 X 축이 설정되어 있고, 원점 위치 (3 축 자기 센서 (11) 의 위치) 에 있어서의 자계 (H1) 의 방향에 Y 축이 설정된다. 또한, Z 축은, X 축 및 Y 축에 직교하는 방향에 설정된다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 피측정 도체 (MC) 에 대한 3 축 자기 센서 (11) 의 거리를 r1 로 하고, 피측정 도체 (MC) 에 대한 3 축 자기 센서 (12) 의 거리를 r2 로 한다. 또한, 거리 (r1) 는, 3 축 자기 센서 (11) 로부터 피측정 도체 (MC) 로 수직으로 내리그은 선분의 길이이고, 거리 (r2) 는, 3 축 자기 센서 (12) 로부터 피측정 도체 (MC) 로 수직으로 내리그은 선분의 길이이다. 또, 전류 (I) 에 의해 3 축 자기 센서 (11) 의 위치에 형성되는 자계를 H1 로 하고, 전류 (I) 에 의해 3 축 자기 센서 (12) 의 위치에 형성되는 자계를 H2 로 한다. 여기서, 상기의 자계 (H1, H2) 는, 3 축 자기 센서 (11, 12) 에 의해 검출할 수 있지만, 자계 (H1, H2) 만으로는 거리 (r1, r2) 를 검출할 수 없다.
도 4 는, 피측정 도체 및 3 축 자기 센서를, 도 3 중의 방향 D1 에서 본 도면이다. 도 3 중의 방향 (D1) 은, 피측정 도체 (MC) 의 길이 방향을 따른 방향 (전류 (I) 가 흐르는 방향과는 반대의 방향) 이다. 또한, 도 4 에 있어서는, 이해를 용이하게 하기 위해서 센서 헤드 (10) 의 도시를 생략하고, 피측정 도체 (MC) 및 3 축 자기 센서 (11, 12) 를 도시하고 있다. 또, 도 4 에 있어서도, 도 3 과 동일하게, 원점 위치를 어긋나게 하여 XYZ 직교 좌표계를 도시하고 있다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 지면에 대해 수직인 X 방향 (-X 방향) 으로 흐르는 전류 (I) 에 의해, 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 위치에 형성되는 자계 (H1, H2) 는, X 축에 직교하는 것이 된다. 따라서, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 전류 (I) 가 흐르는 방향과 직교하는 YZ 평면에, 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 위치에 형성되는 자계 (H1, H2) 를, 그 크기를 바꾸는 일 없이 사영 (射影) 할 수 있다.
3 축 자기 센서 (11) 의 위치에 형성되는 자계 (H1) 는, 3 축 자기 센서 (11) 로부터 피측정 도체 (MC) 로 수직으로 내리그은 선분에 직교한다. 또, 3 축 자기 센서 (12) 의 위치에 형성되는 자계 (H2) 는, 3 축 자기 센서 (12) 로부터 피측정 도체 (MC) 로 수직으로 내리그은 선분에 직교한다. 따라서, 상기의 선분끼리가 이루는 각 (θ2) 은, 자계 (H1) 와 자계 (H2) 가 이루는 각 (θ1) 에 동일해진다. 이 때문에, 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 Y 방향에 있어서의 간격 (L) 은, 이하의 (1) 식으로 나타낸다.
Figure 112020087532821-pct00001
여기서, 상기 서술한 바와 같이, 상기의 각 (θ1) 은, 벡터로 나타내는 자계 (H1) 와 자계 (H2) 가 이루는 각이다. 이 때문에, 각 (θ1) 은, 벡터의 내적 공식을 사용하여 이하의 (2) 식으로 나타낸다.
Figure 112020087532821-pct00002
상기 (2) 식을 변형하여 상기 (1) 에 대입하면, 이하의 (3) 식이 얻어진다.
Figure 112020087532821-pct00003
상기 (3) 식 중의 자계 (H1, H2) 는, 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 검출 결과이다. 이 때문에, 상기의 간격 (L) 을 알 수 있으면, 피측정 도체 (MC) 에 대한 3 축 자기 센서 (12) 의 거리 (r2) 를 구할 (추정할) 수 있다. 그리고, 거리 (r2) 를 구할 (추정할) 수 있으면, 그 거리 (r2) 와 3 축 자기 센서 (12) 로 검출되는 자계 (H2) 를 사용하여, 앙페르의 법칙으로부터 전류 (I) 를 측정할 수 있다. 이하, 거리 (r2) (전류 (I) 를 측정하기 위해서 필요한 거리) 를 구하기 위해서 필요한 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 Y 방향에 있어서의 간격 (L) 을 구하는 방법에 대해 설명한다.
도 5a ∼ 도 5c 는, 3 축 자기 센서의 Y 방향에 있어서의 간격 (L) 을 구하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 5a 는, xyz 좌표계를 +z 측 내지 -z 측의 방향에서 본 도면이고, 도 5b 는, xyz 좌표계를 +x 측 내지 -x 측의 방향에서 본 도면이고, 도 5c 는, xyz 좌표계를 +y 측 내지 -y 측의 방향에서 본 도면이다. 제 1 실시형태에서는, XYZ 좌표계를 회전시켜 xyz 좌표계에 일치시키는 조작을 실시하여, 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 Y 방향에 있어서의 간격 (L) 을 구하고 있다. 또한, 이러한 조작을 실시함으로써, 3 축 자기 센서 (11) 의 위치에 있어서의 자계는 y 성분만으로 이루어지고, 피측정 도체 (MC) 는 yz 평면과 직교한 상태 (x 축과 평행한 상태) 가 된다.
구체적으로는, 먼저, 도 5a 에 나타내는 바와 같이, XYZ 좌표계를 z 축 둘레로 각 (α) 만큼 회전시키고, 자계 (H1) (Y 축) 를 yz 평면에 배치하는 조작을 실시한다. 여기서, 3 축 자기 센서 (11) 로 검출되는 자계 (H1) 의 x 성분을 H1x 로 하고, y 성분을 H1y 로 하고, z 성분을 H1z 로 하면, 상기의 각 (α) 은, 이하의 (4) 식으로 나타낸다. 또, 이러한 조작을 실시한 후의 3 축 자기 센서 (12) 의 위치 (P1) 는, 이하의 (5) 식으로 나타낸다.
Figure 112020087532821-pct00004
Figure 112020087532821-pct00005
다음으로, 도 5b 에 나타내는 바와 같이, XYZ 좌표계를 x 축 둘레로 각 (β) 만큼 회전시키고, 자계 (H1) (Y 축) 를 y 축 상에 배치하는 조작을 실시한다. 상기의 각 (β) 은, 이하의 (6) 식으로 나타낸다. 또, 이러한 조작을 실시한 후의 3 축 자기 센서 (12) 의 위치 (P2) 는, 이하의 (7) 식으로 나타낸다.
Figure 112020087532821-pct00006
Figure 112020087532821-pct00007
이어서, 도 5c 에 나타내는 바와 같이, XYZ 좌표계를 y 축 둘레로 각 (γ) 만큼 회전시키고, 피측정 도체 (MC) 를 yz 평면과 직교시키는 조작을 실시한다. 이 때, y 좌표는 변화하지 않으므로, 이러한 조작을 실시한 후의 3 축 자기 센서 (12) 의 위치 (P3) 의 y 좌표는 d·sinα·cosβ 이다.
이상의 조작을 실시함으로써, 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 Y 방향 (y 방향) 에 있어서의 간격 (L) 은, 3 축 자기 센서 (12) 의 위치 (P3) 의 y 좌표 (d·sinα·cosβ) 와 동일해진다. 그러면, 상기 (1) 식은, 상기 (4) 식 및 상기 (6) 식을 사용하여 이하의 (8) 식으로 변형할 수 있다. 이 (8) 식을 참조하면, 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 검출 결과와 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 간격 (d) 으로부터, 피측정 도체 (MC) 에 대한 3 축 자기 센서 (12) 의 거리 (r2) 가 구해지는 (추정되는) 것을 알 수 있다.
Figure 112020087532821-pct00008
피측정 도체 (MC) 에 대한 3 축 자기 센서 (12) 의 거리 (r2) 가 구해지면, 앙페르의 법칙으로부터 피측정 도체 (MC) 에 흐르는 전류 (I) 를 구할 수 있다. 구체적으로는, 이하의 (9) 식으로부터, 전류 (I) 를 구할 수 있다. 이 (9) 식을 참조하면, 상수 (2π), 상기의 거리 (r2), 및 3 축 자기 센서 (12) 의 검출 결과 (H2) 로부터 전류 (I) 가 구해지는 것을 알 수 있다.
Figure 112020087532821-pct00009
<전류 측정 장치의 동작>
다음으로, 전류 측정 장치 (1) 를 사용하여 피측정 도체 (MC) 에 흐르는 전류 (I) 를 측정할 때의 동작에 대해 설명한다. 먼저, 전류 측정 장치 (1) 의 사용자는, 피측정 도체 (MC) 에 흐르는 전류 (I) 를 측정하기 위해서, 센서 헤드 (10) 를 피측정 도체 (MC) 에 근접 배치시킨다. 또한, 피측정 도체 (MC) 에 대한 센서 헤드 (10) 의 위치 및 자세는 임의이다.
도 6 은, 제 1 실시형태에 의한 전류 측정 장치의 동작의 개요를 나타내는 플로우 차트이다. 도 6 에 나타내는 플로우 차트는, 예를 들어 일정 주기 (예를 들어, 1 초) 로 개시된다. 도 6 에 나타내는 플로우 차트의 처리가 개시되면, 3 축 자기 센서 (11, 12) 는, 피측정 도체 (MC) 에 흐르는 전류 (I) 에 의해 형성되는 자계를 검출한다 (스텝 S11). 또한, 3 축 자기 센서 (11, 12) 는, 예를 들어 1 초간에 1000 회 정도 자계의 검출을 실시한다. 다음으로, 회로부 (20) 의 연산부 (24) 는, 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 검출 결과를 나타내는 검출 데이터를, 메모리 (23) 에 축적한다 (스텝 S12).
이어서, 잡음 제거부 (24a) 는, 검출 데이터로부터 잡음을 제거한다 (스텝 S13). 구체적으로는, 잡음 제거부 (24a) 는, 메모리 (23) 에 축적된 검출 데이터를 판독 출력하고, 판독 출력된 검출 데이터에 대해 평균화 처리 또는 제곱합 제곱근 처리를 실시함으로써, 검출 데이터에 포함되는 잡음 성분을 제거한다. 또한, 제곱합 제곱근 처리를 실시하면 부호가 없어지기 때문에, 잡음 제거부 (24a) 는, 별도로, 부호의 부가를 실시한다. 여기서, 3 축 자기 센서 (11, 12) 는, 3 축의 검출 결과를 나타내는 3 종류의 검출 데이터를 각각 출력한다. 잡음 제거부 (24a) 는, 잡음 성분의 제거를, 각 축의 검출 데이터에 대해 개별적으로 실시한다.
계속해서, 거리 추정부 (24b) 는, 피측정 도체 (MC) 에 대한 3 축 자기 센서 (12) 의 거리 (r2) 를 추정한다 (스텝 S14). 구체적으로는, 거리 추정부 (24b) 는, 스텝 S13 에서 잡음이 제거된 검출 데이터와, 미리 입력되어 있는 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 간격 (d) 을 나타내는 데이터를 사용하여, 전술한 (8) 식으로 나타내는 연산을 실시하여, 피측정 도체 (MC) 에 대한 3 축 자기 센서 (12) 의 거리 (r2) 를 추정한다.
이상의 처리가 종료하면, 연산부 (24) 의 전류 산출부 (24c) 는, 피측정 도체 (MC) 에 흐르는 전류 (I) 를 산출한다 (스텝 S15). 구체적으로는, 연산부 (24) 의 전류 산출부 (24c) 는, 스텝 S14 에서 추정된 거리 (r2) 와, 스텝 S13 에서 잡음이 제거된 3 축 자기 센서 (12) 의 검출 데이터를 사용하여, 전술한 (9) 식으로 나타내는 연산을 실시하여, 피측정 도체 (MC) 에 흐르는 전류 (I) 를 산출한다. 이와 같이 하여, 전류 측정 장치 (1) 는, 피측정 도체 (MC) 에 흐르는 전류 (I) 를 비접촉으로 직접적으로 측정한다.
이상과 같이, 제 1 실시형태의 전류 측정 장치 (1) 는, 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 검출 결과를 나타내는 검출 데이터와, 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 간격 (d) 을 나타내는 데이터를 사용하여, 피측정 도체 (MC) 에 대한 3 축 자기 센서 (12) 의 거리 (r2) 를 추정한다. 또, 전류 측정 장치 (1) 는, 추정한 거리 (r2) 와 3 축 자기 센서 (12) 의 검출 결과를 나타내는 검출 데이터를 사용하여 피측정 도체 (MC) 에 흐르는 전류 (I) 를 측정한다. 여기서, 제 1 실시형태에서는, 피측정 도체 (MC) 에 대한 센서 헤드 (10) 의 위치 및 자세는 임의이면 된다. 또, 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 검출 결과는, 전류 (I) 가 직류 전류인지 교류 전류인지에 관계없이 얻어진다. 이 때문에, 제 1 실시형태의 전류 측정 장치 (1) 는, 유연하게 배치하는 것이 가능하고, 직류 전류 및 저주파의 교류 전류를 비접촉으로 직접적으로 측정할 수 있다.
또, 제 1 실시형태에서는, 3 축 자기 센서 (11, 12) 가 형성된 센서 헤드 (10) 와, 연산부 (24) 가 형성된 회로부 (20) 가 분리되어 케이블 (CB) 에 의해 접속되어 있다. 이로써, 센서 헤드 (10) 의 처리가 용이해져, 예를 들어 좁은 장소에 대한 센서 헤드 (10) 의 설치도 용이하게 실시할 수 있기 때문에, 전류 측정 장치 (1) 를 보다 유연하게 배치하는 것이 가능하다.
이상, 제 1 실시형태에 의한 전류 측정 장치에 대해 설명했지만, 본 발명은 제 1 실시형태에 제한되는 일 없이 본 발명의 범위 내에서 자유롭게 변경이 가능하다. 예를 들어, 제 1 실시형태에서는, 전류 측정 장치 (1) 가, 피측정 도체 (MC) 에 대한 3 축 자기 센서 (12) 의 거리 (r2) 를 추정하고, 추정한 거리 (r2) 를 사용하여 피측정 도체 (MC) 에 흐르는 전류 (I) 를 측정하는 예에 대해 설명하였다. 그러나, 전술한 (9) 식을 참조하면, 피측정 도체 (MC) 에 흐르는 전류 (I) 는, 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 검출 결과와, 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 간격 (d) 으로부터 구해지는 것을 알 수 있다. 이 때문에, 전류 측정 장치 (1) 는, 피측정 도체 (MC) 에 대한 3 축 자기 센서 (12) 의 거리 (r2) 를 추정하는 일 없이, 전술한 (9) 식을 사용하여 직접적으로 피측정 도체 (MC) 에 흐르는 전류 (I) 를 측정하도록 해도 된다.
또, 제 1 실시형태에서는, 전류 측정 장치 (1) 가, 피측정 도체 (MC) 에 대한 3 축 자기 센서 (12) 의 거리 (r2) 만을 추정하고, 추정한 거리 (r2) 를 사용하여 피측정 도체 (MC) 에 흐르는 전류 (I) 를 측정하는 예에 대해 설명하였다. 그러나, 전류 측정 장치 (1) 는, 피측정 도체 (MC) 에 대한 3 축 자기 센서 (11, 12) 의 각각의 거리 (r1, r2) 를 함께 추정하고, 추정한 거리 (r1) 를 사용하여 피측정 도체 (MC) 에 흐르는 전류 (I) 를 구함과 함께, 추정한 거리 (r2) 를 사용하여 피측정 도체 (MC) 에 흐르는 전류 (I) 를 구하고, 구한 전류 (I) 를 평균화함으로써 피측정 도체 (MC) 에 흐르는 전류 (I) 를 측정하도록 해도 된다.
또, 제 1 실시형태에서는, 3 축 자기 센서 (11, 12) 가 제 1 축 방향 (x 축 방향) 으로 간격 d [m] 만큼 이간되어 있는 예에 대해 설명하였다. 그러나, 3 축 자기 센서 (11, 12) 는, 제 2 축 방향 (y 축 방향) 으로 이간되어 있어도 되고, 제 3 축 방향 (z 축 방향) 으로 이간되어 있어도 되고, 그 밖의 방향으로 이간되어 있어도 된다. 요컨대, 3 축 자기 센서 (11, 12) 가 이간되는 방향은 임의이다.
(제 2 실시형태)
다음으로, 도면을 참조하여 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 전류 측정 장치에 대해 상세하게 설명한다.
<전류 측정 장치의 구성>
도 7 은, 제 2 실시형태에 의한 전류 측정 장치를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 7 에 나타내는 바와 같이, 제 2 실시형태의 전류 측정 장치 (2) 는, 케이블 (CB) 에 의해 접속된 센서 헤드 (30) 및 회로부 (40) 를 구비하고 있고, 피측정 도체 (MC1, MC2) 의 어느 일방에 흐르는 전류 (I) 를 비접촉으로 직접적으로 측정한다. 또한, 제 2 실시형태에서는, 피측정 도체 (MC1) 에 흐르는 전류 (I) 를 측정하는 경우를 예로 들어 설명한다.
또한, 피측정 도체 (MC1, MC2) 는, 예를 들어 파워 반도체의 핀이나 버스 바 등의 임의의 도체이다. 이하에서는, 설명을 간단하게 하기 위해서, 피측정 도체 (MC1, MC2) 는, 원주 형상의 도체인 것으로 한다. 피측정 도체 (MC1, MC2) 에 흐르는 전류 (I) 는, 그 흐름의 방향이 서로 반대이다. 이하, 피측정 도체 (MC1) 를 흐르는 전류의 전류 경로를 「왕로」 라고 하고, 피측정 도체 (MC2) 를 흐르는 전류의 전류 경로를 「복로」 라고 하는 경우가 있다.
센서 헤드 (30) 는, 피측정 도체 (MC1) 에 흐르는 전류 (I) 를 비접촉으로 측정하기 위해서, 피측정 도체 (MC1) 에 대해 임의의 위치에 임의의 자세로 배치되는 부재이다. 이 센서 헤드 (30) 는, 피측정 도체 (MC1, MC2) 에 흐르는 전류 (I) 에 의해 생성되는 자계 (예를 들어, 도 7 중에 나타내는 자계 (H1, H2, H3)) 를 차단하지 않는 재질 (예를 들어, 수지 등) 에 의해 형성되어 있다. 이 센서 헤드 (30) 는, 말하자면 피측정 도체 (MC1) 에 흐르는 전류 (I) 를 비접촉으로 측정하기 위한 프로브로서 사용된다.
센서 헤드 (30) 에는, 3 개의 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 가 형성되어 있다. 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 는, 서로 직교하는 3 축에 감자 방향을 갖는 자기 센서이다. 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 는, 각각의 감자 방향이 서로 평행이 되도록, 미리 규정된 위치 관계를 가지고 배치되어 있다. 예를 들어, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 제 1 축이 서로 평행이 되고, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 제 2 축이 서로 평행이 되고, 또한 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 제 3 축이 서로 평행이 되도록, 소정의 방향으로 소정의 거리만큼 이간되도록 배치되어 있다. 또한, 이하에서는, 3 축 자기 센서 (31, 32) 가, 제 1 축 방향으로 소정의 거리만큼 이간되도록 배열되고, 3 축 자기 센서 (31, 33) 가, 제 3 축 방향으로 소정의 거리만큼 이간되도록 배열되어 있는 것으로 한다.
3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 검출 결과를 나타내는 신호는, 아날로그 신호 및 디지털 신호 중 어느 것이어도 된다. 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 검출 결과를 나타내는 신호가 디지털 신호인 경우에는, 센서 헤드 (30) 와 회로부 (40) 를 접속하는 케이블 (CB) 의 개수를 줄일 수 있다. 예를 들어, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 검출 결과를 나타내는 신호가 아날로그 신호인 경우에는, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 각각에 대해 3 축의 검출 결과를 출력하는 3 개의 케이블 (CB) 이 각각 필요하게 되기 때문에, 합계 9 개의 케이블 (CB) 이 필요하게 된다. 그러나, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 검출 결과를 나타내는 신호가 디지털 신호인 경우에는, 1 개의 케이블 (CB) 만이어도 된다. 케이블 (CB) 의 개수가 적으면, 케이블 (CB) 의 굴곡성이 향상되기 때문에, 예를 들어 센서 헤드 (30) 를 좁은 공간 내에 배치할 때에 핸들링이 용이해진다.
회로부 (40) 는, 센서 헤드 (30) 로부터 출력되는 검출 결과 (3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 검출 결과) 에 기초하여, 피측정 도체 (MC1) 에 흐르는 전류 (I) 를 측정한다. 여기서, 회로부 (40) 는, 피측정 도체 (MC2) 에 흐르는 전류 (I) 에 의해 생성되는 자계의 영향을 배제한 후에, 피측정 도체 (MC1) 에 흐르는 전류 (I) 를 측정한다. 회로부 (40) 는, 전류 (I) 의 측정 결과를 표시하거나, 혹은 외부에 출력한다. 센서 헤드 (30) 와 회로부 (40) 를 접속하는 케이블 (CB) 로는 임의의 것을 사용할 수 있지만, 가요성을 갖고, 처리가 용이하며, 또한 단선이 잘 발생하지 않는 것이 바람직하다.
도 8 은, 제 2 실시형태에 의한 전류 측정 장치의 주요부 구성을 나타내는 블록도이다. 또한, 도 8 에서는, 도 7 에 나타낸 구성에 대응하는 블록에 대해서는, 동일한 부호를 부여하고 있다. 이하에서는, 주로, 도 8 을 참조하여 회로부 (40) 의 내부 구성의 상세한 것에 대하여 설명한다. 도 8 에 나타내는 바와 같이, 회로부 (40) 는, 조작부 (41), 표시부 (42), 메모리 (43), 및 연산부 (45) 를 구비한다.
조작부 (41) 는, 예를 들어 전원 버튼, 설정 버튼 등의 각종 버튼을 구비하고 있고, 각종 버튼에 대한 조작 지시를 나타내는 신호를 연산부 (45) 에 출력한다. 표시부 (42) 는, 예를 들어 7 세그먼트 LED (Light Emitting Diode : 발광 다이오드) 표시기, 액정 표시 장치 등의 표시 장치를 구비하고 있고, 연산부 (45) 로부터 출력되는 각종 정보 (예를 들어, 피측정 도체 (MC1) 에 흐르는 전류 (I) 의 측정 결과를 나타내는 정보) 를 표시한다. 또한, 조작부 (41) 및 표시부 (42) 는, 물리적으로 분리된 것이어도 되고, 표시 기능과 조작 기능을 겸비하는 터치 패널식의 액정 표시 장치와 같이 물리적으로 일체화된 것이어도 된다.
메모리 (43) 는, 예를 들어 휘발성 또는 불휘발성의 반도체 메모리를 구비하고 있고, 센서 헤드 (30) 로부터 출력되는 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 검출 결과, 연산부 (45) 의 연산 결과 (피측정 도체 (MC1) 에 흐르는 전류 (I) 의 측정 결과) 등을 기억한다. 또한, 메모리 (43) 는, 상기의 반도체 메모리와 함께 (혹은, 상기의 반도체 메모리 대신에), 예를 들어 HDD (하드 디스크 드라이브) 나 SSD (솔리드 스테이트 드라이브) 등의 보조 기억 장치를 구비하고 있어도 된다.
연산부 (45) 는, 예를 들어, CPU (Central Processing Unit) 등의 하드웨어 프로세서가 프로그램 (소프트웨어) 을 실행함으로써 실현된다. 또, 연산부 (45) 의 구성 요소 중 일부 또는 전부는, LSI (Large Scale Integration), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), FPGA (Field-Programmable Gate Array) 등의 하드웨어에 의해 실현되어도 되고, 소프트웨어와 하드웨어의 협동에 의해 실현되어도 된다. 연산부 (45) 는, 센서 헤드 (30) 로부터 출력되는 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 검출 결과를 메모리 (43) 에 기억시킨다. 또, 연산부 (45) 는, 메모리 (43) 에 기억된 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 검출 결과를 판독 출력하여, 피측정 도체 (MC1) 에 흐르는 전류 (I) 를 구하는 연산을 실시한다. 이 연산부 (45) 는, 잡음 제거부 (45a), 자계 추정부 (45b), 거리 추정부 (45c), 및 전류 산출부 (45d) 를 구비한다.
잡음 제거부 (45a) 는, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 검출 결과에 포함되는 잡음 성분을 제거한다. 구체적으로, 잡음 제거부 (45a) 는, 미리 규정된 일정한 기간 (예를 들어, 1 초) 마다, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 각각으로부터 얻어지는 복수의 검출 결과에 대하여, 평균화 처리 또는 제곱합 제곱근 처리를 개별적으로 실시함으로써, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 검출 결과에 포함되는 잡음 성분을 제거한다. 또한, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 에서는 3 축의 검출 결과가 각각 출력되지만, 잡음 제거부 (45a) 에 의한 잡음 성분의 제거는, 각 축의 검출 결과에 대해 개별적으로 실시된다. 이와 같은 잡음 제거를 실시하는 것은, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 SN 비 (신호 대 잡음비) 를 향상시켜, 전류 (I) 의 측정 정밀도를 높이기 때문이다.
자계 추정부 (45b) 는, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 검출 결과와 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 위치 관계를 사용하여, 피측정 도체 (MC2) 에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자계를 추정한다. 이와 같은 추정을 실시하는 것은, 피측정 도체 (MC2) 에 흐르는 전류 (I) 에 의해 생성되는 자계의 영향을 배제하여, 피측정 도체 (MC1) 에 흐르는 전류 (I) 의 측정 정밀도를 높이기 때문이다. 또한, 자계 추정부 (45b) 에 의해 추정되는 자계는, 피측정 도체 (MC2) 에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자계가, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 에 근사적으로 균일하게 작용한다고 간주했을 경우의 자계이다. 이와 같은 균일한 자계를 고려하는 것은, 자계 추정부 (45b) 의 연산 부하의 삭감 및 연산 시간의 단축을 도모하면서, 가능한 한 측정 정밀도를 높이기 때문이다. 또한, 자계 추정부 (45b) 에서 실시되는 처리의 상세한 것에 대해서는 후술한다.
거리 추정부 (45c) 는, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 검출 결과와 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 위치 관계를 사용하여, 피측정 도체 (MC1) 에 대한 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 적어도 1 개의 거리를 추정한다. 이와 같은 거리의 추정을 실시하는 것은, 피측정 도체 (MC1) 에 흐르는 전류 (I) 를 측정하기 위해서이다. 또한, 거리 추정부 (45c) 에서 실시되는 처리의 상세한 것에 대해서는 후술한다.
전류 산출부 (45d) 는, 거리 추정부 (45c) 에 의해 추정된 거리와, 피측정 도체 (MC2) 에 흐르는 전류 (I) 에 의해 생성되는 자계의 영향이 배제된 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 검출 결과로부터, 피측정 도체 (MC1) 에 흐르는 전류 (I) 를 구한다. 예를 들어, 피측정 도체 (MC1) 에 대한 3 축 자기 센서 (31) 의 거리가 전류 산출부 (45d) 에 의해 추정되었다고 하면, 전류 산출부 (45d) 는, 추정된 피측정 도체 (MC1) 에 대한 3 축 자기 센서 (31) 의 거리와, 3 축 자기 센서 (31) 의 검출 결과로부터 자계 추정부 (45b) 에 의해 추정된 자계를 빼어 얻어진 값에 기초하여, 피측정 도체 (MC1) 에 흐르는 전류 (I) 를 구한다. 또한, 전류 산출부 (45d) 에서 실시되는 처리의 상세한 것에 대해서는 후술한다.
여기서, 도 7, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 회로부 (40) 는, 센서 헤드 (30) 와 분리되어 있고, 케이블 (CB) 을 개재하여 센서 헤드 (30) 에 접속되어 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 자계 검출 기능 (3 축 자기 센서 (31, 32, 33)) 과 연산 기능 (연산부 (45)) 을 분리할 수 있고, 연산부 (45) 가 센서 헤드 (30) 내에 형성되어 있는 경우에 발생하는 여러 문제 (예를 들어, 온도 특성, 절연 내성) 등을 회피할 수 있고, 이로써 전류 측정 장치 (2) 의 용도를 넓힐 수 있다.
<전류의 측정 원리>
다음으로, 전류 측정 장치 (2) 에 의한 전류의 측정 원리에 대해 설명한다. 도 9 는, 제 2 실시형태에 의한 전류 측정 장치에 의한 전류의 측정 원리를 설명하기 위한 도면이다. 먼저, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 센서 헤드 (30) 에만 관계되는 좌표계 (xyz 직교 좌표계) 와, 피측정 도체 (MC1, MC2) 에 관련된 좌표계 (XYZ 직교 좌표계) 의 2 개의 좌표계를 설정한다.
xyz 직교 좌표계는, 센서 헤드 (30) 의 위치 및 자세에 따라 규정되는 좌표계이다. 이 xyz 직교 좌표계는, 3 축 자기 센서 (31) 의 위치에 원점이 설정되어 있고, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 제 1 축 방향 (3 축 자기 센서 (31, 32) 의 배열 방향) 에 x 축이 설정되어 있고, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 제 2 축 방향에 y 축이 설정되어 있고, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 제 3 축 방향 (3 축 자기 센서 (31, 33) 의 배열 방향) 에 z 축이 설정되어 있다.
여기서, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 위치를 Pi (i = 1, 2, 3) 로서 나타낸다. 또한, Pi 는 벡터이다. 요컨대, 3 축 자기 센서 (31) 의 위치를 P1 로 나타내고, 3 축 자기 센서 (32) 의 위치를 P2 로 나타내고, 3 축 자기 센서 (33) 의 위치를 P3 으로 나타내는 것으로 한다. 예를 들어, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 3 축 자기 센서 (31, 32) 의 x 방향의 간격, 및 3 축 자기 센서 (31, 33) 의 z 방향의 간격이 d [m] 인 것으로 하면, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 위치는 이하와 같이 나타낸다.
3 축 자기 센서 (31) 의 위치 : P1 = (0, 0, 0)
3 축 자기 센서 (32) 의 위치 : P2 = (d, 0, 0)
3 축 자기 센서 (33) 의 위치 : P3 = (0, 0, d)
XYZ 좌표계는, 피측정 도체 (MC1, MC2) 에 따라 규정되는 좌표계이다. 이 XYZ 직교 좌표계는, 피측정 도체 (MC1, MC2) 의 길이 방향 (전류 (I) 의 방향) 에 X 축이 설정되어 있고, 피측정 도체 (MC1, MC2) 의 나열 방향에 Y 축이 설정되어 있다. Z 축은, X 축 및 Y 축에 직교하는 방향에 설정된다. 또한, XYZ 직교 좌표계의 원점 위치는, 임의의 위치에 설정 가능하다.
도 9 에 나타내는 바와 같이, 피측정 도체 (MC1) 에 대한 3 축 자기 센서 (31) 의 거리를 r1 로 하고, 피측정 도체 (MC1) 에 대한 3 축 자기 센서 (32) 의 거리를 r2 로 하고, 피측정 도체 (MC1) 에 대한 3 축 자기 센서 (33) 의 거리를 r3 으로 한다. 또한, 거리 (r1) 는, 3 축 자기 센서 (31) 로부터 피측정 도체 (MC1) 로 수직으로 내리그은 선분의 길이이고, 거리 (r2) 는, 3 축 자기 센서 (32) 로부터 피측정 도체 (MC1) 로 수직으로 내리그은 선분의 길이이고, 거리 (r3) 는, 3 축 자기 센서 (33) 로부터 피측정 도체 (MC1) 로 수직으로 내리그은 선분의 길이이다. 또한, 거리 (r1, r2, r3) 는 검출할 수 없다.
또, 피측정 도체 (MC1) 에 흐르는 전류 (I) 에 의해 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 위치에 형성되는 자계를 HAi (i = 1, 2, 3) 로서 나타낸다. 또한, HAi 는 벡터이다. 요컨대, 피측정 도체 (MC1) 에 흐르는 전류 (I) 에 의해 3 축 자기 센서 (31) 의 위치에 형성되는 자계를 HA1 로서 나타내고, 피측정 도체 (MC1) 에 흐르는 전류 (I) 에 의해 3 축 자기 센서 (32) 의 위치에 형성되는 자계를 HA2 로서 나타내고, 피측정 도체 (MC1) 에 흐르는 전류 (I) 에 의해 3 축 자기 센서 (33) 의 위치에 형성되는 자계를 HA3 으로서 나타낸다.
또, 피측정 도체 (MC2) 에 대한 센서 헤드 (30) 의 거리가, 피측정 도체 (MC1) 에 대한 센서 헤드 (30) 의 거리에 비해 충분히 큰 것으로 하면, 피측정 도체 (MC2) 에 흐르는 전류 (I) 에 의해 형성되는 자계는, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 에 근사적으로 균일하게 작용한다고 간주할 수 있다. 이 자계를 HB 로서 나타낸다. 또한, HB 는 벡터이다. 그러면, 피측정 도체 (MC1, MC2) 에 흐르는 전류 (I) 에 의해 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 위치에 형성되는 자계 (Hi) (i = 1, 2, 3) 는, 이하의 (10) 식에 의해 나타낸다. 또한, Hi 는 벡터이다.
Figure 112020087532821-pct00010
다음으로, 센서 헤드 (30) 에만 관계되는 xyz 직교 좌표계와, 피측정 도체 (MC1, MC2) 에 관련된 XYZ 직교 좌표계를 관련짓기 위해서, 전류 (I) 의 방향 (도 9 중의 X 축의 방향) 을 구한다. 전술한 바와 같이, 피측정 도체 (MC2) 에 흐르는 전류 (I) 에 의해 형성되는 자계 (HB) 를 균일하게 근사하고 있기 때문에, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 검출 결과의 차분을 취하면 자계 (HB) 를 캔슬할 수 있다. 또, 전류 (I) 의 방향은 자계의 방향과 직교하기 때문에, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 검출 결과의 차분의 외적 (外積) 의 방향은, 전류 (I) 의 방향과 일치한다. 이 때문에, 전류 (I) 의 방향 (도 9 중의 X 축의 방향) 의 단위 벡터 (j) 는, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 검출 결과 (자계 (H1, H2, H3)) 를 사용하여, 이하의 (11) 식으로 나타낸다.
Figure 112020087532821-pct00011
이어서, xyz 직교 좌표계로 나타낸 각종 벡터를 XYZ 직교 좌표계로 나타내기 위해서, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 전류 (I) 에 대해 수직인 평면 (
Figure 112020087532821-pct00012
) 을 생각한다. 요컨대, 상기 (11) 식을 사용하여 구해지는 단위 벡터 (j) 에 수직인 평면 (
Figure 112020087532821-pct00013
) 을 생각한다. 또한, 평면 (
Figure 112020087532821-pct00014
) 은, YZ 평면에 평행한 평면이라고 할 수도 있다. 도 10 은, 피측정 도체 및 3 축 자기 센서를, 도 9 중의 방향 (D1) 에서 본 도면이다. 도 9 중의 방향 (D1) 은, 피측정 도체 (MC1, MC2) 의 길이 방향을 따른 방향 (피측정 도체 (MC1) 에 흐르는 전류 (I) 의 방향과는 반대의 방향, 피측정 도체 (MC2) 에 흐르는 전류 (I) 의 방향을 따른 방향) 이다. 또한, 도 10 에 있어서는, 이해를 용이하게 하기 위해서 센서 헤드 (30) 의 도시를 생략하고, 피측정 도체 (MC1, MC2) 및 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 를 도시하고 있다.
도 10 에 나타내는 평면 (
Figure 112020087532821-pct00015
) 에 대해, 피측정 도체 (MC1, MC2), 3 축 자기 센서 (31, 32, 33), 및 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 위치에 형성되는 자계를 사영함으로써, xyz 직교 좌표계로 나타낸 각종 벡터를 XYZ 직교 좌표계로 나타낸다. 도 10 에 나타내는 바와 같이, 지면에 대해 수직인 X 방향 (±X 방향) 으로 흐르는 전류 (I) 에 의해, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 위치에 형성되는 자계는, X 축에 직교하는 것이 된다. 따라서, 전류 (I) 가 흐르는 방향과 직교하는 평면 (
Figure 112020087532821-pct00016
) 에, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 위치에 형성되는 자계를, 그 크기를 바꾸는 일 없이 사영할 수 있다.
여기서, 평면 (
Figure 112020087532821-pct00017
) 상에 있어서의 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 위치를 pi (i = 1, 2, 3) 로서 나타내고, 평면 (
Figure 112020087532821-pct00018
) 상에 있어서의 피측정 도체 (MC1) 의 위치를 pA 로서 나타낸다. 또한, hi, pA 는 2 차원의 벡터이다. 또, 평면 (
Figure 112020087532821-pct00019
) 상에 사영된 자계 (Hi) (i = 1, 2, 3) 를, 이하의 (12) 식으로 나타낸다. 이하의 (12) 식 중의 hAi, hB 는 각각, 상기 (10) 식 중의 HAi, HB 를 평면 (
Figure 112020087532821-pct00020
) 에 사영한 것이다. 또한, hi 는 2 차원의 벡터이다.
Figure 112020087532821-pct00021
계속해서, 피측정 도체 (MC2) 에 흐르는 전류 (I) 에 의해 형성되는 자계 (HB) 를 추정한다. 먼저, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 평면 (
Figure 112020087532821-pct00022
) 상에 있어서, 자계 (hA1) 는, 3 축 자기 센서 (31) 로부터 피측정 도체 (MC1) 로 수직으로 내리그은 선분에 직교한다. 또, 평면 (
Figure 112020087532821-pct00023
) 상에 있어서, 자계 (hA2) 는, 3 축 자기 센서 (32) 로부터 피측정 도체 (MC1) 로 수직으로 내리그은 선분에 직교한다. 동일하게, 평면 (
Figure 112020087532821-pct00024
) 상에 있어서, 자계 (hA3) 는, 3 축 자기 센서 (33) 로부터 피측정 도체 (MC1) 로 수직으로 내리그은 선분에 직교한다. 따라서, 이들 선분을 나타내는 벡터와 자계 (hA1, hA2, hA3) 의 내적이 제로가 되기 때문에, 이하의 (13) 식이 성립된다.
Figure 112020087532821-pct00025
다음으로, 상기 선분의 길이와, 자계 (hA1, hA2, hA3) 의 크기의 관계에 주목하면, 앙페르의 법칙으로부터 이하의 (14) 식이 성립된다.
Figure 112020087532821-pct00026
여기서, 전술한 바와 같이, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 로부터 피측정 도체 (MC1) 로 수직으로 내리그은 선분을 나타내는 벡터와 자계 (hA1, hA2, hA3) 의 내적이 제로가 된다. 한편, 각각의 선분을 나타내는 벡터를 평면 (
Figure 112020087532821-pct00027
) 내에서 90°회전시키고 나서 자계 (hA1, hA2, hA3) 의 내적을 취하면, 이하의 (15) 식이 성립된다.
Figure 112020087532821-pct00028
단, 상기 (15) 식 중의 R 은, 이차원 좌표 평면 내에 있어서의 90°회전 행렬이고, 이하의 (16) 식으로 나타낸다.
Figure 112020087532821-pct00029
평면 (
Figure 112020087532821-pct00030
) 에 사영한 자계 (hB)는, 상기 (13), (15) 식을 사용하여 얻어지는 이하의 (17) 식으로부터 구해진다.
Figure 112020087532821-pct00031
단, 상기 (17) 식 중의 p, h, c1, c2 는, 이하의 (18) 식에 나타내는 바와 같다.
Figure 112020087532821-pct00032
여기서, 피측정 도체 (MC2) 에 흐르는 전류 (I) 에 의해 형성되는 자계 (HB) 를 평면 (
Figure 112020087532821-pct00033
) 에 사영한 자계 (hB) 는, X 성분 (전류 (I) 가 흐르는 방향의 성분) 이 없어져 있다. 피측정 도체 (MC1) 에 흐르는 전류 (I) 에 의해 형성되는 자계 (HAi) 는, X 성분이 발생하는 일이 없기 때문에, 피측정 도체 (MC1, MC2) 에 흐르는 전류 (I) 에 의해 형성되는 자계 (Hi) 의 X 성분은, 자계 (HB) 의 X 성분과 등가가 된다. 이 때문에, 자계 (Hi) 의 X 성분 (jTHi) 을 자계 (hB) 에 추가함으로써, 자계 (HB) 를 구할 수 있다. 이와 같이 하여, 피측정 도체 (MC2) 에 흐르는 전류 (I) 에 의해 형성되는 자계 (HB) 를 추정할 수 있다.
계속해서, 평면 (
Figure 112020087532821-pct00034
) 상에 있어서의 피측정 도체 (MC1) 의 위치 (pA) 를 구한다. 피측정 도체 (MC1) 의 위치 (pA) 는, 상기 (13), (15), (17) 식을 사용하여 얻어지는 이하의 (19) 식으로부터 구해진다.
Figure 112020087532821-pct00035
평면 (
Figure 112020087532821-pct00036
) 상에 있어서의 피측정 도체 (MC1) 의 위치 (pA) 를 알면, 피측정 도체 (MC1) 에 대한 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 각각의 거리 (r1, r2, r3) 를 구할 (추정할) 수 있다. 그리고, 거리 (r1, r2, r3) 를 구할 (추정할) 수 있으면, 이하에 나타내는 조합의 어느 것을 사용하여, 앙페르의 법칙으로부터 전류 (I) 를 측정할 수 있다.
·거리 (r1) 와 3 축 자기 센서 (31) 의 검출 결과 (자계 (H1)) 의 조합
·거리 (r2) 와 3 축 자기 센서 (32) 의 검출 결과 (자계 (H2)) 의 조합
·거리 (r3) 와 3 축 자기 센서 (33) 의 검출 결과 (자계 (H3)) 의 조합
구체적으로는, 먼저, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 검출 결과 (자계 (Hi)) 로부터, 상기 (17) 식 등을 사용하여 추정된 자계 (HB) 를 빼어, 피측정 도체 (MC1) 에 흐르는 전류 (I) 에 의해 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 위치에 형성되는 자계 (HAi) 를 구한다. 그리고, 상기 (18) 식 등을 사용하여 피측정 도체 (MC1) 에 대한 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 거리 (r1, r2, r3) 가 구해지고 있다. 이 때문에, 이하의 (20) 식을 사용하여, 피측정 도체 (MC1) 에 흐르는 전류 (I) 가 구해진다.
Figure 112020087532821-pct00037
<전류 측정 장치의 동작>
다음으로, 전류 측정 장치 (2) 를 사용하여 피측정 도체 (MC1) (왕로) 에 흐르는 전류 (I) 를 측정할 때의 동작에 대해 설명한다. 먼저, 전류 측정 장치 (2) 의 사용자는, 피측정 도체 (MC1) 에 흐르는 전류 (I) 를 측정하기 위해서, 센서 헤드 (30) 를 피측정 도체 (MC1) 에 근접 배치시킨다. 또한, 피측정 도체 (MC1) 에 대한 센서 헤드 (30) 의 위치 및 자세는 임의이다. 단, 피측정 도체 (MC2) 에 대한 센서 헤드 (30) 의 거리가, 피측정 도체 (MC1) 에 대한 센서 헤드 (30) 의 거리에 비해 충분히 크다고 간주할 수 있을 정도로, 피측정 도체 (MC1) 에 대해 센서 헤드 (30) 를 근접 배치시킬 필요가 있다. 또한, 피측정 도체 (MC2) 가 이동 가능한 경우에는, 피측정 도체 (MC2) 에 대한 센서 헤드 (30) 의 거리가, 피측정 도체 (MC1) 에 대한 센서 헤드 (30) 의 거리에 비해 충분히 크다고 간주할 수 있을 정도로, 피측정 도체 (MC2) 를 피측정 도체 (MC1) 에 대해 먼 곳에 배치시킨다.
도 11 은, 제 2 실시형태에 의한 전류 측정 장치의 동작의 개요를 나타내는 플로우 차트이다. 도 11 에 나타내는 플로우 차트는, 예를 들어 일정 주기 (예를 들어, 1 초) 에 개시된다. 도 11 에 나타내는 플로우 차트의 처리가 개시되면, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 는, 피측정 도체 (MC1, MC2) 에 흐르는 전류 (I) 에 의해 형성되는 자계를 검출한다 (스텝 S21). 또한, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 는, 예를 들어 1 초간에 1000 회 정도 자계의 검출을 실시한다. 다음으로, 회로부 (40) 의 연산부 (45) 는, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 검출 결과를 나타내는 검출 데이터를, 메모리 (43) 에 축적한다 (스텝 S22).
이어서, 잡음 제거부 (45a) 는, 검출 데이터로부터 잡음을 제거한다 (스텝 S23). 구체적으로는, 잡음 제거부 (45a) 는, 메모리 (43) 에 축적된 검출 데이터를 판독 출력하고, 판독 출력된 검출 데이터에 대해 평균화 처리 또는 제곱합 제곱근 처리를 실시함으로써, 검출 데이터에 포함되는 잡음 성분을 제거한다. 또한, 제곱합 제곱근 처리를 실시하면 부호가 없어지기 때문에, 잡음 제거부 (45a) 는, 별도로, 부호의 부가를 실시한다. 여기서, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 는, 3 축의 검출 결과를 나타내는 3 종류의 검출 데이터를 각각 출력한다. 잡음 제거부 (45a) 는, 잡음 성분의 제거를, 각 축의 검출 데이터에 대해 개별적으로 실시한다.
계속해서, 자계 추정부 (45b) 는, 피측정 도체 (MC2) (복로) 에 흐르는 전류 (I) 에 의해 형성되는 자계 (HB) 를 추정한다 (스텝 S24). 또한, 자계 추정부 (45b) 에 의해 추정되는 자계 (HB) 는, 피측정 도체 (MC2) 에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자계가, 3 개의 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 에 근사적으로 균일하게 작용한다고 간주했을 경우의 자계이다.
도 12 는, 도 11 중의 스텝 S24 의 처리의 상세를 나타내는 플로우 차트이다. 스텝 S24 의 처리가 개시되면, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 자계 추정부 (45b) 는, 피측정 도체 (MC1, MC2) 를 흐르는 전류 (I) 의 방향을 산출한다 (스텝 S31). 구체적으로는, 자계 추정부 (45b) 는, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 검출 결과를 사용하여, 전술한 (11) 식으로 나타내는 연산을 실시하여, 피측정 도체 (MC1, MC2) 를 흐르는 전류 (I) 의 방향을 산출한다.
다음으로, 자계 추정부 (45b) 는, 피측정 도체 (MC1, MC2), 3 축 자기 센서 (31, 32, 33), 및 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 로 검출된 자계 (H1, H2, H3) 를 전류 (I) 에 수직인 평면 (
Figure 112020087532821-pct00038
) 에 사영한다 (스텝 S32). 또한, 이러한 처리에 의해, 자계 (H1, H2, H3) 를 평면 (
Figure 112020087532821-pct00039
) 상에 사영한 자계 (h1, h2, h3) 는, 전술한 (12) 식을 사용하여 나타낸다.
그리고, 자계 추정부 (45b) 는, 피측정 도체 (MC2) (복로) 에 흐르는 전류 (I) 에 의해 형성되는 자계 (HB) 를 산출한다 (스텝 S33). 구체적으로는, 자계 추정부 (45b) 는, 전술한 (17), (18) 식을 사용하여 자계 (hB) 를 산출하고, 자계 (Hi) 의 X 성분 (jTHi) 을 자계 (hB) 에 추가하여 자계 (HB) 를 구한다. 이와 같은 처리에 의해, 자계 추정부 (45b) 는, 피측정 도체 (MC2) (복로) 에 흐르는 전류 (I) 에 의해 형성되는 자계 (HB) 를 추정한다.
계속해서, 거리 추정부 (45c) 는, 피측정 도체 (MC1) 에 대한 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 거리 (r1, r2, r3) 를 추정한다 (스텝 S25). 구체적으로는, 거리 추정부 (45c) 는, 평면 (
Figure 112020087532821-pct00040
) 상에 있어서의 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 위치 (pi), 평면 (
Figure 112020087532821-pct00041
) 상에 사영된 자계 (hi), 전술한 (17), (18) 식을 사용하여 산출되는 자계 (hB) 를 사용하여, 전술한 (19) 식으로 나타내는 연산을 실시하여, 평면 (
Figure 112020087532821-pct00042
) 상에 있어서의 피측정 도체 (MC1) 의 위치 (pA) 를 구한다. 그리고, 거리 추정부 (45c) 는, 평면 (
Figure 112020087532821-pct00043
) 상에 있어서의 피측정 도체 (MC1) 의 위치 (pA) 와, 평면 (
Figure 112020087532821-pct00044
) 상에 있어서의 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 위치 (pi) 로부터, 피측정 도체 (MC1) 에 대한 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 거리 (r1, r2, r3) 를 추정한다.
이상의 처리가 종료하면, 전류 산출부 (45d) 는, 피측정 도체 (MC1) (왕로) 에 흐르는 전류 (I) 를 산출한다 (스텝 S26). 구체적으로는, 전류 산출부 (45d) 는, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 검출 결과 (자계 (H1, H2, H3)), 스텝 S24 에서 추정된 자계 (HB), 및 스텝 S25 에서 추정된 거리 (r1, r2, r3) 를 사용하여, 전술한 (20) 식으로 나타내는 연산을 실시하여, 피측정 도체 (MC1) 에 흐르는 전류 (I) 를 산출한다.
보다 구체적으로는, 전류 산출부 (45d) 는, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 검출 결과 (자계 (H1, H2, H3)) 로부터 스텝 S24 에서 추정된 자계 (HB) 를 빼어, (20) 식 중의 자계 (HAi) (피측정 도체 (MC1) 에 흐르는 전류 (I) 에 의해 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 위치에 형성되는 자계) 를 구한다. 그리고, 전류 산출부 (45d) 는, 스텝 S25 에서 추정된 거리 (r1, r2, r3) 와 자계 (HAi) 의 크기를 사용하여 (20) 식으로 나타내는 연산을 실시한다. 이와 같이 하여, 전류 측정 장치 (2) 는, 피측정 도체 (MC2) 에 흐르는 전류 (I) 에 의해 형성되는 자계의 영향을 배제한 후에, 피측정 도체 (MC1) 에 흐르는 전류 (I) 를 비접촉으로 직접적으로 측정한다.
이상과 같이, 제 2 실시형태의 전류 측정 장치 (2) 는, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 검출 결과와, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 위치 관계를 사용하여, 피측정 도체 (MC2) 에 흐르는 전류 (I) 에 의해 형성되는 자계 (HB) 를 추정함과 함께, 피측정 도체 (MC1) 에 대한 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 거리 (r1, r2, r3) 를 추정한다. 그리고, 전류 측정 장치 (2) 는, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 검출 결과 (자계 (H1, H2, H3)) 로부터 자계 (HB) 의 영향을 배제하여 얻어진 값과, 추정한 거리 (r1, r2, r3) 를 사용하여, 피측정 도체 (MC1) 에 흐르는 전류 (I) 를 측정한다. 여기서, 제 2 실시형태에서는, 피측정 도체 (MC1) 에 대한 센서 헤드 (30) 의 위치 및 자세는 임의이면 된다. 또, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 검출 결과는, 전류 (I) 가 직류 전류인지 교류 전류인지에 관계없이 얻어진다. 이 때문에, 제 2 실시형태의 전류 측정 장치 (2) 는, 유연하게 배치하는 것이 가능하고, 왕복하는 전류 경로의 어느 일방 (피측정 도체 (MC1)) 에 흐르는 직류 전류 및 저주파의 교류 전류를 비접촉으로 양호한 정밀도로 측정할 수 있다.
또, 제 2 실시형태에서는, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 가 형성된 센서 헤드 (30) 와, 연산부 (45) 가 형성된 회로부 (40) 가 분리되어 케이블 (CB) 에 의해 접속되어 있다. 이로써, 센서 헤드 (30) 의 처리가 용이해져, 예를 들어 좁은 장소에 대한 센서 헤드 (30) 의 설치도 용이하게 실시할 수 있기 때문에, 전류 측정 장치 (2) 를 보다 유연하게 배치하는 것이 가능하다.
또한, 피측정 도체 (MC1) 에 흐르는 전류 (I) 를 측정하는 경우에는, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 검출 결과 (자계 (H1, H2, H3) 로부터 자계 (HB) 의 영향을 배제하여 얻어진 값) 와, 추정된 거리 (r1, r2, r3) 를 모두 사용할 필요가 반드시 있는 것은 아니다. 이하의 조합 중 어느 것을 사용하면, 피측정 도체 (MC1) 에 흐르는 전류 (I) 를 측정할 수 있다.
·거리 (r1) 와 3 축 자기 센서 (31) 의 검출 결과의 조합
·거리 (r2) 와 3 축 자기 센서 (32) 의 검출 결과의 조합
·거리 (r3) 와 3 축 자기 센서 (33) 의 검출 결과의 조합
이상, 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 전류 측정 장치에 대해 설명했지만, 본 발명은 제 2 실시형태에 제한되는 일 없이 본 발명의 범위 내에서 자유롭게 변경이 가능하다. 예를 들어, 상기 서술한 제 2 실시형태에서는, 전류 측정 장치 (2) 가, 피측정 도체 (MC1) 에 대한 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 거리 (r1, r2, r3) 를 추정하고, 추정한 거리 (r1, r2, r3) 를 사용하여 피측정 도체 (MC1) 에 흐르는 전류 (I) 를 측정하는 예에 대해 설명하였다. 그러나, 전류 측정 장치 (2) 는, 피측정 도체 (MC1) 에 대한 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 거리 (r1, r2, r3) 를 추정할 필요가 반드시 있는 것은 아니며, 생략하는 것이 가능하다.
요컨대, 전술한 (18), (19) 식을 참조하면, 평면 (
Figure 112020087532821-pct00045
) 상에 있어서의 피측정 도체 (MC1) 의 위치 (pA) 는, 평면 (
Figure 112020087532821-pct00046
) 상에 있어서의 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 위치 (pi), 평면 (
Figure 112020087532821-pct00047
) 상에 사영된 자계 (hi), 전술한 (17), (18) 식을 사용하여 산출되는 자계 (hB) 를 사용하여 구해진다. 이 때문에, 피측정 도체 (MC1) 에 대한 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 거리 (ri (r1, r2, r3)) 도, 상기의 위치 (pA), 상기의 위치 (pi), 및 상기의 자계 (hB) 를 사용하여 구할 수 있다. 따라서, 미리 피측정 도체 (MC1) 에 대한 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 거리 (ri) 를 구하는 식을 구하고, 구한 식을 전술한 (20) 식에 대입하면, (20) 식은, 상기의 위치 (pA), 상기의 위치 (pi), 및 상기의 자계 (hB) 와, HAi 의 크기를 사용하여 전류 (I) 를 구하는 식으로 변형할 수 있다. 이 때문에, 피측정 도체 (MC1) 에 대한 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 의 거리 (ri) 를 추정하는 처리는 생략하는 것이 가능하다.
또, 상기 서술한 제 2 실시형태에서는, 3 축 자기 센서 (31, 32) 가 제 1 축 방향 (x 축 방향) 으로 간격 d [m] 만큼 이간되고, 3 축 자기 센서 (31, 33) 가 제 3 축 방향 (z 축 방향) 으로 간격 d [m] 만큼 이간되어 있는 예에 대해 설명하였다. 그러나, 3 축 자기 센서 (31, 32, 33) 는, 각각의 감자 방향이 서로 평행이 되도록 설정되어 있으면, 상대적인 위치 관계는 임의이다.
또한, 본 실시형태에서 설명한 연산부 (24 및 45) 를 구성하는 일부 또는 전부의 기능을 실현하기 위한 프로그램을, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록하고, 당해 기록 매체에 기록된 프로그램을 컴퓨터 시스템에 판독하게 하여, 실행함으로써, 본 실시형태의 상기 서술한 여러 가지 처리를 실시해도 된다. 여기서 말하는 「컴퓨터 시스템」 이란, OS 나 주변 기기 등의 하드웨어를 포함하는 것이어도 된다. 「컴퓨터 시스템」 은, WWW 시스템을 이용하고 있는 경우이면, 홈 페이지 제공 환경 (혹은 표시 환경) 도 포함하는 것으로 한다. 「컴퓨터 판독 가능한 기록 매체」 란, 플렉시블 디스크, 광 자기 디스크, ROM, 플래시 메모리 등의 기입 가능한 불휘발성 메모리, CD-ROM 등의 가반 (可搬) 매체, 컴퓨터 시스템에 내장되는 하드 디스크 등의 기억 장치를 말한다.
또한 「컴퓨터 판독 가능한 기록 매체」 란, 인터넷 등의 네트워크나 전화 회선 등의 통신 회선을 통해서 프로그램이 송신되었을 경우의 서버나 클라이언트가 되는 컴퓨터 시스템 내부의 휘발성 메모리 (예를 들어 DRAM (Dynamic Random Access Memory)) 와 같이, 일정 시간 프로그램을 유지하고 있는 것도 포함하는 것으로 한다. 상기 프로그램은, 이 프로그램을 기억 장치 등에 격납한 컴퓨터 시스템으로부터, 전송 매체를 통해서, 혹은 전송 매체 중의 전송파에 의해 다른 컴퓨터 시스템에 전송되어도 된다. 여기서, 프로그램을 전송하는 「전송 매체」 는, 인터넷 등의 네트워크 (통신망) 나 전화 회선 등의 통신 회선 (통신선) 과 같이 정보를 전송하는 기능을 갖는 매체를 말한다. 상기 프로그램은, 전술한 기능의 일부를 실현하기 위한 것이어도 된다. 또한 전술한 기능을 컴퓨터 시스템에 이미 기록되어 있는 프로그램과의 조합으로 실현하는 것, 이른바 차분 파일 (차분 프로그램) 이어도 된다.
본 명세서에 있어서 「전, 후, 상, 하, 우, 좌, 수직, 수평, 종, 횡, 행 및 열」 등의 방향을 나타내는 단어는, 본 발명의 장치에 있어서의 이들 방향에 대해 언급한다. 따라서, 본 발명의 명세서에 있어서의 이들 단어는, 본 발명의 장치에 있어서 상대적으로 해석되어야 한다.
「구성되는」 이라는 단어는, 본 발명의 기능을 실행하기 위해서 구성되고, 또는 장치의 구성, 요소, 부분을 나타내기 위해서 사용된다.
또한 클레임에 있어서 「민즈·플러스·펑션」 으로서 표현되고 있는 단어는, 본 발명에 포함되는 기능을 실행하기 위해서 이용할 수 있는 모든 구조를 포함해야 하는 것이다.
「유닛」 이라는 단어는, 구성 요소, 유닛, 하드웨어나 원하는 기능을 실행하기 위해서 프로그래밍된 소프트웨어의 일부분을 나타내기 위해서 사용된다. 하드웨어의 전형예는 디바이스나 회로이지만, 이들에 한정되지 않는다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명했지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 구성의 부가, 생략, 치환, 및 그 밖의 변경이 가능하다. 본 발명은 전술한 설명에 의해 한정되지 않고, 첨부된 클레임의 범위에 의해서만 한정된다.
1 전류 측정 장치
2 전류 측정 장치
10 센서 헤드
11 3 축 자기 센서
12 3 축 자기 센서
20 회로부
24 연산부
24a 잡음 제거부
24b 거리 추정부
24c 전류 산출부
30 센서 헤드
31 3 축 자기 센서
32 3 축 자기 센서
33 3 축 자기 센서
40 회로부
45 연산부
45a 잡음 제거부
45b 자계 추정부
45c 거리 추정부
45d 전류 산출부
I 전류
MC 피측정 도체
MC1 피측정 도체
MC2 피측정 도체

Claims (20)

  1. 서로 반대 방향으로 전류가 흐르는 1 쌍의 피측정 도체의 어느 일방에 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정 장치로서,
    각각의 감자 방향이 서로 평행이 되도록, 미리 규정된 위치 관계를 가지고 배치된 3 개의 3 축 자기 센서와,
    상기 3 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과와 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 위치 관계에 기초하여, 상기 피측정 도체의 어느 타방에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자계의 영향을 배제한 후에, 상기 피측정 도체의 어느 일방에 흐르는 전류를 구하는 연산부를 구비하는, 전류 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연산부는, 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과와 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 위치 관계를 사용하여, 상기 피측정 도체의 어느 타방에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자계를 추정하는 자계 추정부와,
    상기 3 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과와 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 위치 관계를 사용하여, 상기 피측정 도체의 어느 일방에 대한 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 적어도 1 개의 거리를 추정하는 거리 추정부와,
    상기 거리 추정부에 의해 추정된 거리와, 상기 거리 추정부에 의해 거리가 추정된 3 축 자기 센서의 검출 결과로부터 상기 자계 추정부에 의해 추정된 자계를 빼어 얻어진 값에 기초하여, 상기 피측정 도체의 어느 일방에 흐르는 전류를 구하는 전류 산출부를 구비하는, 전류 측정 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 자계 추정부에 의해 추정되는 자계는, 상기 피측정 도체의 어느 타방에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자계가, 상기 3 개의 3 축 자기 센서에 근사적으로 균일하게 작용한다고 간주했을 경우의 자계인, 전류 측정 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연산부는,
    상기 3 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과에 포함되는 잡음 성분을 제거하는 잡음 제거부를 추가로 구비하고 있고,
    상기 연산부는, 상기 잡음 제거부에 의해 잡음 성분이 제거된 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과를 사용하여 상기 피측정 도체의 어느 일방에 흐르는 전류를 구하는, 전류 측정 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 잡음 제거부는, 미리 규정된 일정한 기간마다 얻어지는, 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과의 각각에 대해, 평균화 처리 또는 제곱합 제곱근 처리를 개별적으로 실시함으로써, 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과에 포함되는 잡음 성분을 각각 제거하는, 전류 측정 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 3 개의 3 축 자기 센서를 구비하는 센서 헤드와,
    상기 연산부를 구비하는 회로부를 구비하는, 전류 측정 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 3 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과를 나타내는 신호는 디지털 신호인, 전류 측정 장치.
  8. 3 개의 3 축 자기 센서와, 연산부를 구비하고, 서로 반대 방향으로 전류가 흐르는 1 쌍의 피측정 도체의 어느 일방에 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정 장치에 의해 실행되는 전류 측정 방법으로서,
    각각의 감자 방향이 서로 평행이 되도록, 미리 규정된 위치 관계를 가지고 배치된 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과와 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 위치 관계에 기초하여, 상기 피측정 도체의 어느 타방에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자계의 영향을 배제한 후에, 상기 피측정 도체의 어느 일방에 흐르는 전류를 상기 연산부에 의해 구하는, 전류 측정 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 연산부는, 자계 추정부와, 거리 추정부와, 전류 산출부를 구비하고,
    상기 3 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과와 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 위치 관계를 사용하여, 상기 피측정 도체의 어느 타방에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자계를 상기 자계 추정부에 의해 추정하고,
    상기 3 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과와 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 위치 관계를 사용하여, 상기 피측정 도체의 어느 일방에 대한 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 적어도 1 개의 거리를 상기 거리 추정부에 의해 추정하고,
    상기 거리 추정부에 의해 추정된 거리와, 상기 거리 추정부에 의해 거리가 추정된 3 축 자기 센서의 검출 결과로부터 상기 자계 추정부에 의해 추정된 자계를 빼어 얻어진 값에 기초하여, 상기 피측정 도체의 어느 일방에 흐르는 전류를 상기 전류 산출부에 의해 구하는, 전류 측정 방법.
  10. 3 개의 3 축 자기 센서와, 연산부를 구비하고, 서로 반대 방향으로 전류가 흐르는 1 쌍의 피측정 도체의 어느 일방에 흐르는 전류를 측정하는 전류 측정 장치에 실행시키는 1 이상의 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 비일시적 기록 매체로서,
    각각의 감자 방향이 서로 평행이 되도록, 미리 규정된 위치 관계를 가지고 배치된 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 검출 결과와 상기 3 개의 3 축 자기 센서의 위치 관계에 기초하여, 상기 피측정 도체의 어느 타방에 흐르는 전류에 의해 생성되는 자계의 영향을 배제한 후에, 상기 피측정 도체의 어느 일방에 흐르는 전류를 상기 연산부에 의해 구하는, 컴퓨터 판독 가능한 비일시적 기록 매체.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7001079B2 (ja) * 2019-05-14 2022-01-19 横河電機株式会社 電流測定装置
JP7040503B2 (ja) 2019-08-27 2022-03-23 横河電機株式会社 電流測定装置
CN111458573A (zh) * 2020-05-12 2020-07-28 南方电网数字电网研究院有限公司 导线电力参数测量方法、装置、系统和计算机设备
CN111650539A (zh) * 2020-06-08 2020-09-11 南方电网数字电网研究院有限公司 导线运行参数检测方法、系统、装置和计算机设备
WO2023043389A1 (en) * 2021-09-17 2023-03-23 Smarte Teknoloji Ve Enerji Sanayi Ticaret Anonim Sirketi A power analyzer for mains switchgear

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005069829A (ja) 2003-08-22 2005-03-17 National Traffic Safety & Environment Laboratory 鉄道車両の磁界測定方法および磁界測定装置
JP2010286295A (ja) * 2009-06-10 2010-12-24 Kyoritsu Denki Kk 電流検出装置
JP2013506141A (ja) 2009-09-25 2013-02-21 エバースピン テクノロジーズ インコーポレイテッド ３軸磁場センサー
JP2014531571A (ja) 2011-08-30 2014-11-27 ジャンス マルチディメンション テクノロジー シーオー．， エルティーディー Ｍｔｊ三軸磁場センサおよびそのパッケージ方法
WO2016024621A1 (ja) 2014-08-13 2016-02-18 旭化成エレクトロニクス株式会社 磁気センサ

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5151649A (en) * 1990-01-23 1992-09-29 Paul Heroux Pair of electrically shielded triaxial magnetic sensors for determination of electric currents in conductors in air with distance and angle compensation
JP2916692B2 (ja) * 1990-02-07 1999-07-05 清水建設株式会社 磁気シールドルームの性能測定法及び測定システム
JPH07248366A (ja) * 1994-03-11 1995-09-26 Shimadzu Corp 磁気雑音補償方法
JPH09127252A (ja) 1995-10-26 1997-05-16 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> 海底ケーブル探査システム
GB2345147A (en) * 1998-12-21 2000-06-28 Asea Brown Boveri Electric current sensors
DE19914772A1 (de) * 1999-03-31 2000-10-12 Aeg Niederspannungstech Gmbh Strommeßaufnehmer
JP2005055300A (ja) 2003-08-05 2005-03-03 Hioki Ee Corp 電流センサ
KR100649781B1 (ko) * 2004-06-25 2006-11-24 (주) 아모센스 교류자기저항 센서를 이용한 3축 자기센서와, 이를 이용한전방위 자기센서
JP5052006B2 (ja) 2005-12-28 2012-10-17 株式会社日本自動車部品総合研究所 燃料電池の電流測定システムおよび電流測定方法
JP2007183221A (ja) * 2006-01-10 2007-07-19 Denso Corp 電流センサ
JP5027217B2 (ja) * 2007-03-23 2012-09-19 旭化成エレクトロニクス株式会社 磁気センサ及びその感度測定方法
JP5157611B2 (ja) * 2007-06-13 2013-03-06 株式会社リコー 磁気センサ及びその製造方法
JP5464516B2 (ja) * 2009-10-15 2014-04-09 国立大学法人 筑波大学 検出装置および燃料電池システム
JP2011164019A (ja) 2010-02-12 2011-08-25 Alps Green Devices Co Ltd 電流測定装置
JP5577544B2 (ja) * 2010-03-09 2014-08-27 アルプス・グリーンデバイス株式会社 電流センサ
DE102011116545A1 (de) * 2011-10-21 2013-04-25 Micronas Gmbh Integrierte Magnetfeldmessvorrichtung
KR101190926B1 (ko) 2012-05-14 2012-10-12 정상훈 비 접촉식 전류 측정장치
JP2014219320A (ja) * 2013-05-09 2014-11-20 株式会社フジクラ 電流測定装置
JP6359846B2 (ja) * 2014-03-17 2018-07-18 大阪瓦斯株式会社 埋設金属の探知方法及びその探知装置
US20170184635A1 (en) * 2015-12-28 2017-06-29 Everspin Technologies, Inc. Sensing apparatus for sensing current through a conductor and methods therefor
CN105606876A (zh) * 2016-02-16 2016-05-25 国网冀北电力有限公司唐山供电公司 一种基于磁传感器的三芯电力电缆相电流检测方法
JP6508163B2 (ja) * 2016-10-31 2019-05-08 横河電機株式会社 電流測定装置
JPWO2018167909A1 (ja) * 2017-03-16 2020-01-16 頼数 頭本 漏洩電流を検出する漏洩電流検出装置、方法およびプログラム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005069829A (ja) 2003-08-22 2005-03-17 National Traffic Safety & Environment Laboratory 鉄道車両の磁界測定方法および磁界測定装置
JP2010286295A (ja) * 2009-06-10 2010-12-24 Kyoritsu Denki Kk 電流検出装置
JP2013506141A (ja) 2009-09-25 2013-02-21 エバースピン テクノロジーズ インコーポレイテッド ３軸磁場センサー
JP2016048256A (ja) 2009-09-25 2016-04-07 エバースピン テクノロジーズ インコーポレイテッドＥｖｅｒＳｐｉｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ． ３軸磁場センサー
JP2014531571A (ja) 2011-08-30 2014-11-27 ジャンス マルチディメンション テクノロジー シーオー．， エルティーディー Ｍｔｊ三軸磁場センサおよびそのパッケージ方法
WO2016024621A1 (ja) 2014-08-13 2016-02-18 旭化成エレクトロニクス株式会社 磁気センサ

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