CN101467052A - 具有可分离的电流钳的电测量仪表 - Google Patents

Abstract

一种钳型电流表，具有电流表本体和可分离的电流钳。电流表本体和电流钳被配置成该电流钳可以从电流表本体分离，并且在电流钳或者连接到电流表本体上或者从电流表本体分离时都可以操作仪表。

Description

具有可分离的电流钳的电测量仪表

技术领域

本发明总得涉及电测试工具，尤其涉及一种具有可分离的电流钳的电流钳型表，在电流钳连接到该仪表或从该仪表分离的情况下，其可以用来测量电流。

背景技术

可以通过将电流表与电线串联来测量电流。然而在许多情况下，断开电线以连接电流表并不方便。例如，电线可以与一些其他电线紧紧地聚合成一捆，从而难于将需要的电线单根地断开。另一个不方便的示例是电线连接的终端不便于定位或者难以接近，需要切断电线以便将电流表串联。在测量后将切断电线的两端重新连接需要耗费时间，而且在电线输送相对强的电流时还可能造成危险。此外，切断和重新连接会损害电线的完整性，从而潜在地增加了可靠性问题。

连接到传统万用表上的钳型探测器可以在不需要断开电线的情况下测量电流。张开钳型探测器，将电线***钳夹，闭合钳夹以进行电流测量。闭合的钳夹包括铁磁性材料的芯部，当闭合时，其代表变压器的芯部。穿过钳夹的电线代表初级线圈。如已知的，电线中的电流在变压器的芯部中感应产生磁通量，依次，在变压器的次级线圈中感应产生电流。利用这种物理现象，基于次级线圈中感应产生的电流和由夹住的电线形成的变压器的特性，可以确定夹住的电线中的电流的大小和极性。

如前所述，钳型探测器可以连接到具有电流测量能力的万用表上，以进行电流测量。钳型探测器通常通过连接到***式终端的电线连接到万用表上。该布置的有利之处在于钳型探测器可以夹到电线上并且定位仪表，以便技术人员可以方便地观看测量值，当电线位于难以到达的位置时，这特别有用。然而，这通常需要用两只手进行测量：一只手将夹钳放置到合适的位置上，进行测量时，另一只手需要握住仪表。此外，由于钳型探测器是万用表的附件，其通常与万用表分开储存，当携带该装备时并不方便，并且当不使用的时候，还容易放错地方。

作为分开式探测器和仪表布置的一种替换，钳型仪表被设计为具有和仪表的本体集成为一体的钳夹，这样便于使用一只手进行测量。也就是说，仅用一只手打开并且闭合钳夹以便夹住电线并且进行电流读取。此外，在钳夹和仪表本体集成为一体的情况下，没有可能放错钳夹或者不便于输送该装备。

在仪表夹到电线上进行测量的情况下，“单手式”钳型仪表通常用在技术人员容易观看显示器的地方。然而，在难以到达或者定位电线的地方就会产生读取测量值的问题，因此，当仪表处在测量位置时，看不清仪表的显示器。为了在这些地方测量，技术人员不得不迫使他们自己采用笨拙的姿势以仅够看显示器的时间快速地察看仪表显示器，或者如果仪表具有捕获显示器上的测量值的功能，技术人员可以在进行测量后将仪表从不方便的或者看不清楚的位置移开，然后察看捕获的测量值。这些解决方案具有明显的缺点。一方面，当技术人员试图观看处于不方便的位置上的仪表显示器上的测量值时，他们必须使自己处于人体不舒服的姿势并且处在具有潜在危险的位置。另一方面，将仪表从难以夹住电线的第一个地方移开并不方便，并且如果需要钳型表必须再次夹住同一电线进行另外的测量时，需要耗费时间。此外，在需要实时测量的地方，例如测量启动电流或者探测间歇电流负载时，仪表必须在连续测量过程中保持在合适位置上。

具有远端钳型探测器的仪表，例如使用如前所述的耦合到万用表上的钳型探测器，可以通过使用远端钳夹住电线，并在便于读取测量值的便利位置上放置仪表，从而解决了不方便到达或者难以定位的问题。然而，除了上述缺点外，在可以这样做的地方，这些仪表还缺乏可以应用单手测量的便利。对于技术人员来说，为了具有每种设计的优势，该问题的解决方案是拥有两种类型的仪表。这是一种昂贵的解决方案，因为需要购买两种不同的仪表，尽管一次测量时通常只使用一种仪表。

发明内容

本发明一方面提供一种具有电流表本体和电流钳的钳型电流表。电流表本体包括可操作的从输入信号进行电流测量计算的电路和电流钳，该电流钳被电耦合到包括在电流表本体中以检测电流的电路并提供输入信号。电流表本体和电流钳被配置成使电流钳可以从电流表本体分离，以便钳型电流表可以在电流钳或者连接到电流表本体或者从电流表本体上分离时进行操作。

本发明的另一方面是提供一种手持式电测量仪器，其包括电流探测器和仪器壳体。壳体具有探测器保持元件，其配置成接收和可分离地保持电流探测器，并且进一步配置成使得电流探测器从探测器保持元件上分离，以及在或者由探测器保持元件保持或者从探测器保持元件分离时使用。

本发明的另一方面是提供一种用于操作钳型电流表的方法。该方法包括分离可释放地连接到钳型电流表壳体上的钳型电流探测器，以及将钳型电流探测器连接到第一导体。测量第一导体中的第一电流。该方法进一步包括将电流钳再次连接到钳型电流表的壳体，在连接到壳体的同时将电流钳连接到第二导体，并且测量第二导体中的电流。

附图说明

图1A和1B是根据本发明实施例的具有嵌套到仪表本体中的电流钳的钳型表的等角图。

图2A和2B是图1A和图1B的钳型表的等角图，其中电流钳被分离。

图3是根据本发明实施例的钳型表的简化结构图。

图4A和4B示出了根据本发明的实施例的钳型表的使用，其中电流钳被连接。

图5示出了根据本发明的实施例的钳型表的使用，其中电流钳被分离。

具体实施方式

下面提到的某些细节是为了充分理解本发明。然而，应当清楚，对于本领域技术人员来说，没有这些特定细节，本发明也可以实施。此外，此处描述的本发明的特定实施例是通过示例的方式提供，并且不应当将本发明的范围仅限于这些特定实施例。在其它情况中，为了避免不必要的遮蔽本发明，已知的电路、控制信号、时间协议和软件操作没有详细示出。

图1A和1B示出了根据本发明实施例的钳型表100。如下面更详细的描述，钳型表100包括钳型电流探测器110，其可以从壳体112上分离，壳体内封装有用于钳型表100的电路。钳型探测器110包括用于探测定位在开口111内的电线中电流的电流传感器。电流传感器的例子包括霍耳效应设备和线圈，例如电流变压器，这些是本领域已知的。如图1A和1B所示，钳型探测器110被定位在凹进部120内，其通常由从本体114延伸的钳保持元件122、126限定。钳保持元件122、126具有各自的切口124、128，以便暴露出钳型探测器110的杠杆部分130。当按下时，杠杆部分130使得钳型探测器110的爪打开以便在开口111内接收电线用于测量。钳型探测器110是一种弹簧加载设备，因此杠杆部分130释放，钳型探测器110将闭合。因此，当电线被定位在开口111内时，杠杆部分130可以被释放以便捕获电线用于测量。通过按下杠杆部分130并且撤回仪表100，可以将电线从开口111释放。

每个钳保持元件122、126的内表面可以优选包括导向件118，其便于将钳型探测器110放置在凹进部120内。在一个实施例中，当被正确定位在凹进部120时，钳型探测器110邻接导向件118。当在杠杆部分130上施加压力时，导向件118可以被进一步配置成防止钳型探测器110移动。钳保持元件122、126可包括可选择的脊127，以便当钳型探测器被定位在凹进部120内时，脊127提供从开口111的已知距离的触觉指示器。钳型探测器110可以由钳保持元件122、126在钳型探测器110和钳保持元件122、126之间使用已知的技术保持，例如干涉配合、卡扣配合或者其它类似形式。优选地，当向杠杆部分130施加压力时，使用的技术足以将钳型探测器110保持在合适的位置上，同时仍允许从钳保持元件122、126上的移除。

仪表100的前侧上是用户界面，用于从用户接受输入并且给用户提供信息。图1A中示出的用户界面包括用于显示信息的显示器132，该信息例如测量值，操作模式以及设备和电池状态。用户界面进一步包括按钮134，其用于从用户接收输入并且执行仪表中功能，例如打开和关闭仪表、选择操作模式、选择测量范围并且执行测量。尽管本实施例包括按钮134，在其它实施例中也可以采用额外的或者可替代的用户输入设备，例如标度盘、指形轮和开关。此外，用户输入设备可以位于不同于图1A所示的位置。本体114上可以包括可选的灯140并且定位成在黑暗环境中为钳型探测器110的方向提供照明，以帮助定位和夹住电线。灯140可以采用传统光源，例如基于灯丝的光源和发光二极管(“LED”)光源。也可以使用其它类型的光源。灯140可以设计为使用按钮134中的一个来打开和关闭。

钳型探测器110通过电线116被电耦合到由壳体112封装的电路。图3示出了包括在钳型表100内的电路的简化结构图。图3示出的电路是示例性提供的。包括在钳型表100内的电路可以用在采用传统设计和操作的仪表100内。

钳型探测器110通过电线116被电耦合到连接器310。响应于定位在开口111内的电线中的探测电流，钳型探测器110内电流传感器产生电信号，该电信号通过连接器310被提供给信号调理电路320。信号调理电路320(例如通过缓冲、过滤和放大信号)对电信号进行调理。处理器330接收调理信号并且计算电流测量。处理器330产生信号驱动液晶显示器(“LCD”)132来显示信息，包括计算的电流值。尽管图3中没有显示，但是使用模数转换器(“ADC”)将调理信号量化为数字信号，其代表在处理器330处理之前的调理信号。提供按钮134用于到处理器330的用户输入。电源340为仪表100的不同电路提供电力，例如信号调理电路320、处理器330以及LCD132。电源340通常包括电池和电源电路用于调节供给仪表100中电路的电力供应。

在本发明的其它实施例中，处理器330是可操作的以计算对于其他电特性的测量，其由耦合到进一步被包括在连接器310中的电终端(未示出)的测试探测器来探测。例如，可以将万用表功能集成到仪表100内，例如测量电压和电阻。

参考图1A和1B，电线116可以通过将电线116缠绕在后部150而被整洁地收起以防止混乱。后端被配置成形成凹进部156，电线116卷绕后被接收到其中。本体114中可以包括可选的沟槽160，用于当绕着后部150缠绕时固定电线116，以及钳型探测器110被定位在钳保持元件122、126中。在本发明的实施例中，后端150可以被移除以便为仪表100的电子设备提供通路，例如用于移除或者安装电池或者用于校准。在可选实施例中，后部150与壳体112的其余部分形成整体。

图2A和2B示出了钳型探测器110从壳体112上分离以及电线116完全展开的仪表100。钳型探测器110包括脊129以便当钳型探测器110被从壳体112上分离时，提供与开口111的已知距离的触觉指示器。通过对杠杆部分130和相对杠杆部分131施加相对压力，可以打开钳型探测器110的爪。如前所述，钳型探测器110是弹簧加载的，并且在杠杆部分130和相对杠杆部分131释放时，钳型探测器110的爪将闭合。

如图4A、4B和5所示，仪表100可以在钳型探测器110定位在凹进部120中或在钳型探测器110分离的情况下使用。因此，两个传统地配置的钳型探测器/仪表的便利和功能被结合到一个钳型表中。

图4A和4B示出了钳型探测器110在钳保持元件122、126之间的适当位置的操作。钳型探测器110在适当的位置时，夹住电线410并且进行测量可以通过一只手的操作来完成。如图4A所示，钳型探测器110可以通过使用一只手的大拇指或者手指按压杠杆部分130以便夹住电线410进行操作。当释放杠杆部分130时，如图4B所示，钳型探测器110捕获电线410。如果需要，在操作过程中可以使用同一只手的拇指或者手指按下按钮134。当电线被夹住并且电线易于接近时，在显示器132可见的情形下单手操作是方便的。

图5示出了钳型探测器110分离时仪表100的操作。钳型探测器110从壳体112上分离并且电线116从后部150解开时，钳型探测器110可以在不方便的位置夹到电线420上，并且壳体112被定位成使显示器132易于察看。以这种方式，在首次测量后不必将仪表100从夹着的电线420移除，随后对相同电线的测量节省时间和努力。

在钳型表100的实施例中，示出的钳型探测器110略微渐缩成“鼻形”，这有利于夹住可能与其它电线绑成一捆的电线。然而，其它形状的钳型探测器可以用在替换实施例中。例如，钳型探测器具有更加弓形的爪或者具有更大的开口，可以用于容纳更大直径的电线或者用在单根电线被足够地间隔开并且容易夹住时的应用。甚至使用不同形状的钳型探测器，选择连接上钳型探测器进行单手操作或者选择分离的钳型探测器来进行测量都是令人满意的，因为这样的双重使用构造使得在测量过程中便于定位显示器。

从前面所述应该了解，尽管为了示意的目的，此处描述了本发明的特定实施例，但是在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种修改。因此，除了权利要求外，本发明并无局限。

Claims (21)

1.一种钳型电流表，包括：

电流表本体和电流钳，电流表本体包括电路，该电路是可操作的以从输入信号进行电流测量计算，并且该电流钳电耦合到包括在该电流表本体中的电路以检测电流并提供输入信号，该电流表本体和该电流钳被配置成使该电流钳可以从该电流表本体分离，并且其在该电流钳或者连接到该电流表本体或者从该电流表本体分离的情况下是可操作的。

2.如权利要求1所述的钳型电流表，其中该电流表本体包括第一和第二钳保持元件，该保持元件在它们之间限定出区域，当连接到该电流表本体上时，该电流钳被定位在该区域中。

3.如权利要求2所述的钳型电流表，其中该第一和第二钳保持元件被配置成接合连接的电流钳的一部分。

4.如权利要求2所述的钳型电流表，其中该第一和第二钳保持元件具有各自的切口，暴露出该电流钳的杠杆部分。

5.如权利要求2所述的钳型电流表，其中该第一和第二钳保持元件每个都具有各自的形成在其上的脊，当该电流钳被连接到该电流表本体时，该脊处于与该电流钳的开口预定距离处。

6.如权利要求1所述的钳型电流表，其中该电流钳通过电线被电耦合到该电路上，并且该电流表本体被进一步配置成提供该电线可以缠绕着的一部分。

7.如权利要求6所述的钳型电流表，其中缠绕电线的该电流表本体的部分包括至少一个凹进部，在缠绕时，该凹进部中接收该电线。

8.如权利要求1所述的钳型电流表，其中包括在该电流表本体中的电路包括信号调理电路和处理器，该信号调理电路配置成接收输入信号，该处理器是可操作的以进行电流测量计算。

9.一种手持式电测量仪器，包括：

电流探测器；

仪器壳体，具有探测器保持元件，其配置成接收以及分离地保持该电流探测器，以及进一步配置成使得该电流探测器从该探测器保持元件分离，并且或者在由该探测器保持元件保持或者从该探测器保持元件分离的情况下使用；以及

测量电路，其位于该壳体内并耦合到该电流探测器。

10.如权利要求9所述的测试仪器，其中该探测器保持元件包括从该本体延伸的第一和第二元件，该电流探测器保持在该第一和第二元件之间。

11.如权利要求10所述的测试仪器，其中每个该第一和第二元件具有内部表面，导向件形成在该内部表面上，当通过该第一和第二元件保持时，该电流探测器邻接该导向件。

12.如权利要求9所述的测试仪器，进一步包括电线，其配置成将该电流探测器电耦合到该测试电路，当通过该探测器保持元件保持时，该壳体进一步具有可以缠绕着电线的一部分。

13.如权利要求12所述的测试仪器，其中该可以缠绕着电线的部分包括该壳体的后端，其被配置成提供至少一个凹进部，当缠绕时，该电线被接收在该凹进部中。

14.如权利要求9所述的测试仪器，其中该探测器保持元件包括接合该保持的电流探测器的一部分。

15.如权利要求9所述的测试仪器，其中该电流探测器包括电流钳。

16.如权利要求15所述的测试仪器，其中该电流钳具有渐缩的轮廓。

17.一种用于操作钳型电流表的方法，包括：

分离可释放地连接到该钳型电流表壳体上的钳型电流探测器；

将该钳型电流探测器连接到第一导体；

测量该第一导体中的第一电流；

将该电流钳再次连接到该钳型电流表的壳体；

在连接到该壳体的同时，将该电流钳连接到第二导体；以及

测量该第二导体内的第二电流。

18、如权利要求17所述地方法，其中将该电流钳再次连接到该钳型电流表的壳体包括将该电流钳放置在该壳体的保持元件之间。

19、如权利要求18所述的方法，其中将该电流钳再次连接到该钳型电流表的壳体进一步包括将该电流钳接合到该壳体的钳保持元件。

20、如权利要求18所述的方法，其中在连接到该壳体上的同时，将该电流钳连接到第二导体包括在该电流钳的杠杆的暴露部分上施加压力，以打开该钳。

21、如权利要求17所述的方法，进一步包括将电耦合到该钳型电流探测器的电线缠绕着该壳体的一部分。

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