JP2018204963A - Sensor and measurement device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被覆電線についての被検出量を金属非接触で検出可能なセンサ、およびこのセンサを備えた測定装置に関するものである。 The present invention relates to a sensor capable of detecting a detected amount of a covered electric wire in a metal non-contact manner, and a measuring apparatus including the sensor.
この種のセンサとして、下記の特許文献１において、出願人が開示した電圧検出プローブが知られている。この電圧検出プローブは、グリップ部および検出電極ユニットを備えて構成されている。検出電極ユニットは、測定対象電線を挿入可能な挿入凹部が先端部に形成された第１シールド筒体、および第１シールド筒体内に収納された検出電極などを備えて構成されている。また、この電圧検出プローブでは、第１シールド筒体が、グリップ部に対して軸線方向に移動可能に構成されると共に、コイルスプリングによってグリップ部に向けて付勢されている。この電圧検出プローブを用いて測定対象電線の電圧を検出する際には、コイルスプリングの付勢力に抗して第１シールド筒体を先端部側に移動させ、第１シールド筒体の先端部の挿入凹部を開口状態とさせる。次いで、挿入凹部に測定対象電線を嵌め込ませ、続いて、第１シールド筒体に作用させていた先端部に向かう向きの力を解除する。この際に、コイルスプリングの付勢力によって第１シールド筒体がグリップ部に向かって移動し、検出電極の先端面と挿入凹部の縁部とによって測定対象電線が挟持される。次いで、検出電極が測定対象電線の電圧を検出して検出信号を出力する。
As this type of sensor, a voltage detection probe disclosed by the applicant in
ところが、上記の電圧検出プローブには、改善すべき以下の課題が存在する。具体的には、この電圧検出プローブでは、コイルスプリングの付勢力によって第１シールド筒体をグリップ部に向けて移動させて、検出電極の先端面と挿入凹部の縁部とによって測定対象電線を挟持している。つまり、電圧検出プローブでは、コイルスプリングの付勢力だけで測定対象電線を検出電極の先端面に押し付けている。このため、この電圧検出プローブには、測定対象電線が振動したり、電圧検出プローブに外力が加わったりしたときに、検出電極の先端面と測定対象電線との密着性が変動して、検出信号の出力が不安定となって検出精度が低下するおそれがあり、この点の改善が望まれている。 However, the voltage detection probe has the following problems to be improved. Specifically, in this voltage detection probe, the first shield cylinder is moved toward the grip portion by the biasing force of the coil spring, and the measurement target electric wire is held between the tip surface of the detection electrode and the edge of the insertion recess. doing. That is, in the voltage detection probe, the measurement target electric wire is pressed against the tip surface of the detection electrode only by the urging force of the coil spring. For this reason, in this voltage detection probe, when the measurement target wire vibrates or an external force is applied to the voltage detection probe, the adhesion between the tip surface of the detection electrode and the measurement target wire fluctuates, and the detection signal The output may become unstable and the detection accuracy may be reduced. Improvement of this point is desired.
本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、検出精度を向上し得るセンサおよび測定装置を提供することを主目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem to be improved, and a main object of the present invention is to provide a sensor and a measuring apparatus that can improve detection accuracy.
上記目的を達成すべく請求項１記載のセンサは、被覆電線についての被検出量を金属非接触で検出可能なセンサであって、筒状に形成されると共に内周面に雌ねじが形成されかつ周壁の一部を切り欠いて形成された挿入部が設けられて当該挿入部に挿入された前記被覆電線を支持可能な支持部と、円筒状に形成されると共に前記雌ねじに螺合する雄ねじが外周面に形成されて当該雌ねじに対する当該雄ねじのねじ込みによって前記支持部の先端部と基端部とを結ぶ軸線方向に沿って移動可能なねじ部と、円柱状に形成されると共に前記ねじ部の内部に挿入された状態で当該ねじ部によって保持されて当該ねじ部と共に前記軸線方向に沿って移動する電極部とを備え、前記電極部は、前記支持部に支持されている前記被覆電線に対して前記支持部の先端部側への移動によって先端面が押し付けられたときに当該先端面が前記被覆電線の絶縁被覆を介して当該被覆電線の芯線と容量結合可能に構成されている。
In order to achieve the above object, a sensor according to
請求項２記載のセンサは、請求項１記載のセンサにおいて、前記電極部は、前記ねじ部に対して回転可能な状態で当該ねじ部によって保持されている。 A sensor according to a second aspect is the sensor according to the first aspect, wherein the electrode portion is held by the screw portion in a state of being rotatable with respect to the screw portion.
請求項３記載のセンサは、請求項２記載のセンサにおいて、前記電極部の先端面には、当該先端面の中心線に沿って溝部が形成されている。 According to a third aspect of the present invention, in the sensor according to the second aspect, a groove portion is formed on a tip surface of the electrode portion along a center line of the tip surface.
請求項４記載のセンサは、請求項１から３のいずれかに記載のセンサにおいて、前記電極部は、円筒状の導電性を有するシールド体と、当該シールド体に対して絶縁された状態で当該シールド体の内部に配設された円柱状の検出電極とを備えて構成されている。
The sensor according to
請求項５記載のセンサは、請求項４記載のセンサにおいて、前記支持部および前記ねじ部は、それぞれ導電性を有すると共に前記シールド体と同電位となるように構成されている。 According to a fifth aspect of the present invention, in the sensor according to the fourth aspect, the support portion and the screw portion are each configured to have conductivity and have the same potential as the shield body.
請求項６記載のセンサは、請求項１から５のいずれかに記載のセンサにおいて、前記電極部の基端部には、電気信号入出力用のケーブルを接続させるためのコネクタが取り付けられている。 A sensor according to a sixth aspect is the sensor according to any one of the first to fifth aspects, wherein a connector for connecting an electric signal input / output cable is attached to a proximal end portion of the electrode portion. .
請求項７記載のセンサは、請求項６記載のセンサにおいて、前記コネクタは、前記軸線方向に対して交差する方向に突出するように取り付けられている。 The sensor according to a seventh aspect is the sensor according to the sixth aspect, wherein the connector is attached so as to protrude in a direction intersecting the axial direction.
請求項８記載のセンサは、請求項１から７のいずれかに記載のセンサにおいて、前記挿入部は、前記支持部の前記先端部と前記基端部との間の中間部における前記周壁の互いに対向する部位に前記軸線方向に沿ってそれぞれ設けられた一対の第１切り欠き部と、当該各第１切り欠き部における当該基端部側の各端部を結んで当該軸線方向に直交する方向に沿って当該周壁に設けられた第２切り欠き部とで構成されている。
The sensor according to
請求項９記載のセンサは、請求項１から７のいずれかに記載のセンサにおいて、前記挿入部は、前記支持部の前記先端部と前記基端部との間の中間部から当該基端部まで前記軸線方向に沿って前記周壁の互いに対向する部位にそれぞれ設けられた一対の第３切り欠き部で構成されている。
The sensor according to claim 9 is the sensor according to any one of
請求項１０記載のセンサは、請求項１から９のいずれかに記載のセンサにおいて、前記支持部の前記周壁の外周面における互いに対向する部位には、平面部がそれぞれ形成されている。 A sensor according to a tenth aspect is the sensor according to any one of the first to ninth aspects, wherein flat portions are respectively formed at portions of the outer peripheral surface of the peripheral wall of the support portion that face each other.
請求項１１記載のセンサは、請求項１から１０のいずれかに記載のセンサにおいて、前記ねじ部の基端部には、互いに対向する平面部を有するねじ込み操作用の操作部が設けられている。
The sensor according to claim 11 is the sensor according to any one of
請求項１２記載のセンサは、請求項１から１１のいずれかに記載のセンサにおいて、前記雄ねじに螺合して前記ねじ部の回転を規制する止めナットを備えている。 A sensor according to a twelfth aspect is the sensor according to any one of the first to eleventh aspects, further comprising a locking nut that is screwed into the male screw to restrict the rotation of the screw portion.
請求項１３記載の測定装置は、請求項１から１２のいずれかに記載のセンサと、前記センサに接続された測定装置本体と、前記測定装置本体内に配設されて、前記電極部を介して前記被検出量としての前記被覆電線の電圧を検出すると共に当該電圧に応じて変化する電圧信号を出力する電圧検出部と、 前記測定装置本体内に配設されて、前記電圧信号に基づいて前記被覆電線の前記電圧に追従する電圧を生成する電圧生成部と、前記測定装置本体内に配設されて、前記電圧生成部で生成される前記電圧に基づいて前記被覆電線の前記電圧を測定する処理部とを備え、前記電圧検出部は、前記電圧生成部で生成される前記電圧の電位を基準とするフローティング電圧で作動する。 A measurement apparatus according to a thirteenth aspect is the sensor according to any one of the first to twelfth aspects, a measurement apparatus main body connected to the sensor, and disposed in the measurement apparatus main body via the electrode unit. A voltage detection unit that detects the voltage of the covered electric wire as the detected amount and outputs a voltage signal that changes according to the voltage; and is disposed in the measurement apparatus main body, and is based on the voltage signal. A voltage generation unit that generates a voltage that follows the voltage of the covered electric wire, and the voltage of the covered electric wire that is disposed in the measurement device main body and is generated in the voltage generation unit. And the voltage detector operates with a floating voltage based on the potential of the voltage generated by the voltage generator.
請求項１記載のセンサ、および請求項１３記載の測定装置によれば、内周面に雌ねじが形成されると共に挿入部が設けられた支持部と、雌ねじに螺合する雄ねじが外周面に形成されたねじ部と、ねじ部によって保持されている電極部とを備えたことにより、ねじ部に十分なトルクを加えて雌ねじに雄ねじをねじ込むことで、電極部の先端面で被覆電線を確実に押し付けることができる。このため、このセンサおよび測定装置によれば、電極部の先端面と被覆電線との密着性を十分に高めて、その状態を確実に維持することができる。したがって、このセンサおよび測定装置によれば、被覆電線が振動したり、センサに外力が加わったりしたとしても、被覆電線の芯線と検出電極の先端面との間の静電容量の容量値が大きく変動する事態を確実に回避することができる結果、コイルスプリングの付勢力だけで電極部の先端面を被覆電線に押し付けている従来の構成と比較して、被検出量の検出精度を十分に向上させることができる。
According to the sensor according to
また、請求項２記載のセンサ、および請求項１３記載の測定装置によれば、電極部をねじ部に対して回転可能な状態でねじ部に保持させたことにより、電気信号入出力用の（センサと測定装置本体との間で電気信号の入出力を行う）ケーブルをセンサに接続した状態でねじ部を回転させて雌ねじに雄ねじをねじ込んだとしても、ケーブルの捻れを防止することができる。このため、このセンサおよび測定装置によれば、ケーブルをセンサに接続した状態でセンサを被覆電線に装着することができるため、装着作業の作業効率を十分に向上させることができる。
Further, according to the sensor of
また、請求項３記載のセンサおよび請求項１３記載の測定装置によれば、電極部の先端面に溝部を形成したことにより、溝部に被覆電線を嵌合させることで、電極部の先端面と被覆電線との密着性をさらに高めることができる。
Further, according to the sensor according to
また、請求項４記載のセンサおよび請求項１３記載の測定装置によれば、シールド体およびシールド体の内部に配設された検出電極を備えて電極部を構成したことにより、検出電極に対する外乱を影響を十分に低減することができるため、被検出量の検出精度をさらに向上させることができる。
Further, according to the sensor according to
また、請求項５記載のセンサおよび請求項１３記載の測定装置によれば、導電性を有してシールド体と同電位となるように支持部およびねじ部を構成したことにより、シールド体に加えて、支持部およびねじ部をシールドとして機能させることができるため、検出電極に対する外乱を影響をさらに低減することができる結果、被検出量の検出精度を一層向上させることができる。
Further, according to the sensor of
また、請求項６記載のセンサおよび請求項１３記載の測定装置によれば、電極部の基端部に電気信号入出力用のケーブルを接続させるためのコネクタを取り付けたことにより、例えば、半田付けによって電極部にケーブルを直接接続する構成と比較して、電極部とケーブルとを容易に接続することができる。 Further, according to the sensor according to claim 6 and the measuring device according to claim 13, by attaching a connector for connecting an electric signal input / output cable to the base end portion of the electrode portion, for example, soldering Compared to the configuration in which the cable is directly connected to the electrode portion, the electrode portion and the cable can be easily connected.
また、請求項７記載のセンサおよび請求項１３記載の測定装置によれば、軸線方向に対して交差する方向に突出するようにコネクタを取り付けたことにより、コネクタに接続した電気信号入出力用のケーブルを被覆電線の延在方向に引き出すことができる。このため、このセンサおよび測定装置によれば、例えば、被覆電線と電極部の先端面との密着性をより確実に維持するために、被覆電線に沿ってケーブルを配置し、結束バンドを用いて被覆電線とケーブルとを結束するような使用形態において、ケーブルの曲げ量を小さく（曲げ部分の曲率半径を大きく）することができる。したがって、このセンサおよび測定装置によれば、このような使用形態において、ケーブルに対するストレスを小さく抑えて、ケーブルに対するストレスの影響を十分に低減することができる。 Further, according to the sensor of claim 7 and the measuring device of claim 13, by attaching the connector so as to protrude in a direction intersecting the axial direction, an electric signal input / output connected to the connector is provided. The cable can be pulled out in the extending direction of the covered electric wire. Therefore, according to this sensor and measuring device, for example, in order to more reliably maintain the adhesion between the covered electric wire and the tip end surface of the electrode portion, the cable is arranged along the covered electric wire, and the binding band is used. In a usage mode in which the covered electric wire and the cable are bound, the amount of bending of the cable can be reduced (the radius of curvature of the bent portion is increased). Therefore, according to the sensor and the measuring apparatus, in such a usage pattern, the stress on the cable can be suppressed to be small, and the influence of the stress on the cable can be sufficiently reduced.
また、請求項８記載のセンサおよび請求項１３記載の測定装置によれば、周壁の互いに対向する部位に軸線方向に沿ってそれぞれ設けられた一対の第１切り欠き部と、各第１切り欠き部における基端部側の各端部を結んで軸線方向に直交する方向に沿って周壁に設けられた第２切り欠き部とで挿入部を構成したことにより、例えば、第２切り欠き部を被覆電線の下方に位置させて支持部を上向きに移動させ、続いて、支持部を基端部側に移動させるだけで、第１切り欠き部における支持部の先端部側の端部に被覆電線を容易に位置させることができる。また、この状態では、挿入部からの被覆電線の抜けを確実に防止することができる。このため、このセンサおよび測定装置によれば、支持部によって被覆電線を確実にかつ容易に支持することができる。
According to the sensor of
また、請求項９記載のセンサおよび請求項１３記載の測定装置によれば、支持部の中間部から基端部まで軸線方向に沿って周壁の互いに対向する部位にそれぞれ設けられた一対の第３切り欠き部で挿入部を構成したことにより、被覆電線を支持する際に、例えば、各第３切り欠き部の基端部側の端部を被覆電線に対向させて、支持部を基端部側に移動させるだけで、第３切り欠き部における支持部の先端部側の端部に被覆電線を容易に位置させることができる。このため、このセンサおよび測定装置によれば、支持部によって被覆電線を容易に支持することができる。 Further, according to the sensor of claim 9 and the measuring device of claim 13, the pair of third parts respectively provided in the mutually opposing portions of the peripheral wall along the axial direction from the intermediate part to the base end part of the support part. When supporting the covered electric wire by configuring the insertion portion with the notch portion, for example, the end portion on the base end side of each third notch portion is opposed to the covered electric wire, and the support portion is the base end portion. The covered electric wire can be easily positioned at the end portion on the tip end side of the support portion in the third cutout portion only by being moved to the side. For this reason, according to this sensor and measuring apparatus, a covered electric wire can be easily supported by a support part.
また、請求項１０記載のセンサおよび請求項１３記載の測定装置によれば、支持部の周壁の外周面における互いに対向する部位に平面部をそれぞれ形成したことにより、ねじ部の雄ねじを支持部の雌ねじにねじ込む際に、支持部の周壁に形成されている各平面部を指先やスパナ等の工具で挟持することで、雌ねじに対する雄ねじのねじ込みをより確実に行うことができる。
Further, according to the sensor of
また、請求項１１記載のセンサおよび請求項１３記載の測定装置によれば、互いに対向する平面部を有するねじ込み操作用の操作部をねじ部の基端部に設けたことにより、ねじ部の雄ねじを支持部の雌ねじにねじ込む際に、操作部の平面部を指先やスパナ等の工具で挟持することで、雌ねじに対する雄ねじのねじ込みをより確実に行うことができる。 Further, according to the sensor of claim 11 and the measuring device of claim 13, by providing an operation portion for screwing operation having flat portions facing each other at the base end portion of the screw portion, When the screw is screwed into the female screw of the support portion, the male screw can be more reliably screwed into the female screw by holding the flat portion of the operation portion with a tool such as a fingertip or a spanner.
また、請求項１２記載のセンサおよび請求項１３記載の測定装置によれば、ねじ部の雄ねじに螺合してねじ部の回転を規制する止めナットを備えたことにより、ねじ部の回動（緩み）を確実に規制することができるため、電極部の先端面と被覆電線との密着性を十分に高めた状態をより確実に維持することができる。 Further, according to the sensor of claim 12 and the measuring device of claim 13, the rotation of the screw portion (the rotation of the screw portion is provided by providing a locking nut that engages with the male screw of the screw portion and restricts the rotation of the screw portion. (Looseness) can be reliably controlled, so that the state in which the adhesion between the tip surface of the electrode portion and the covered electric wire is sufficiently enhanced can be more reliably maintained.
以下、センサおよび測定装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of a sensor and a measuring apparatus will be described with reference to the accompanying drawings.
最初に、センサの一例としての図１，２に示す電圧センサ１の構成について説明する。電圧センサ１は、被覆電線（例えば、図４に示すように芯線３０１および絶縁被覆３０２を有する電線３００）に供給されている電圧（被覆電線についての被検出量の一例：以下、「電線３００の電圧Ｖ１」ともいう）を金属非接触（導体非接触）で検出する際に用いられる電圧センサであって、図４に示すように、接続ケーブル６０（電気信号入出力用のケーブルであって、一例として、芯線６０ａおよび芯線を覆うシールド６０ｂを備えたシールドケーブル）によって接続される測定装置本体５０と共に測定装置１００を構成する。また、電圧センサ１は、図１，２に示すように、支持部２、ねじ部３、電極部４およびコネクタ５を備えて構成されている。
First, the configuration of the
支持部２は、電線３００を支持する部材であって、図３に示すように、先端部２ａが閉塞されると共に、基端部２ｂに開口部を有する円筒状（筒状の一例）に形成されている。この場合、支持部２の先端部２ａは、表面が曲面をなすように（略半球状に）形成されている。また、同図に示すように、支持部２における周壁２１の内周面２１ａには、雌ねじ２２が形成されている。また、支持部２における周壁２１の外周面２１ｂには、互いに対向する部位に平面部２１ｃがそれぞれ形成されている（同図では、手前側の平面部２１ｃのみを図示している）。
The
また、支持部２には、図３に示すように、周壁２１の一部を切り欠くことによって電線３００を挿入可能に形成された挿入部２３が設けられている。この場合、挿入部２３は、一例として、同図に示すように、支持部２における先端部２ａと基端部２ｂとの間の中間部２ｃにおいて、先端部２ａと基端部２ｂとを結ぶ軸線Ａ（同図および図２参照）方向に沿って周壁２１の互いに対向する部位にそれぞれ設けられた一対の切り欠き部２３ａ（第１切り欠き部）と、各切り欠き部２３ａにおける基端部２ｂ側の各端部を結んで軸線方向に直交する方向に沿って周壁２１に設けられた切り欠き部２３ｂ（第２切り欠き部）とで構成されている。この支持部２では、図６に示すように、挿入部２３に挿入された状態の電線３００を支持することが可能となっている。
Further, as shown in FIG. 3, the
また、支持部２は、導電性を有する材料で形成され、後述する電極部４のシールド体４１にねじ部３を介して電気的に接続されて、シールド体４１と同電位に維持される。また、支持部２の表面は、外部とのショートを防止するため、絶縁性を有している。具体的には、支持部２の表面には、絶縁性を有する材料によるコーティング処理によって絶縁層が形成されている。
Further, the
ねじ部３は、図３に示すように、筒状に形成されている。また、ねじ部３における周壁３１の外周面３１ａには支持部２の雌ねじ２２に螺合する雄ねじ３２が形成されている。この場合、ねじ部３は、雌ねじ２２に対する雄ねじ３２のねじ込みによって軸線Ａ方向に沿って移動させることが可能となっている。また、ねじ部３の基端部３ｂには、雌ねじ２２に雄ねじ３２をねじ込む際に用いるねじ込み操作用の操作部３４が設けられている。この場合、操作部３４は、一例として、平面視六角形（六角ナット状）に形成され、互いに対向する３組の平面部を有している。また、ねじ部３は、図９に示すように、雄ねじ３２にロックナット３３（止めナット）を螺合させて雌ねじ２２に雄ねじ３２をねじ込み、その状態でロックナット３３を支持部２側に向けてねじ回すことによって回動（緩み）が規制される。また、ねじ部３は、導電性を有する材料で形成され、シールド体４１に電気的に接続されて、シールド体４１と同電位に維持される。
As shown in FIG. 3, the
電極部４は、図１，２に示すように、円柱状に形成されて、図２に示すように、先端部４ａおよび基端部４ｂが突出するように、ねじ部３に挿入されている。また、電極部４は、ねじ部３に対して相対的に回転可能な状態で、かつねじ部３に対して軸線Ａ方向に移動しない状態でねじ部３によって保持され、ねじ部３と共に軸線Ａ方向に移動させられる。また、電極部４は、図３に示すように、シールド体４１、検出電極４２、カラー４３，４４、およびＥリング４５を備えて構成されている。
The
シールド体４１は、検出電極４２に対する外乱の影響を低減する機能を有する部材であって、図３に示すように、導電性を有する材料で円筒状に形成されている。また、シールド体４１は、コネクタ５を介して接続ケーブル６０のシールド６０ｂに接続される（図４参照）。この場合、シールド体４１は、先端部４１ａがねじ部３の内径よりも大径に形成され、図２に示すように、先端部４１ａがねじ部３の先端部３ａから突出するように構成されている。また、図３に示すように、シールド体４１の基端部４１ｂ側には、Ｅリング４５を嵌め込むための溝部４１ｃが形成されている。
The
検出電極４２は、図３に示すように、導電性を有する材料で円柱状に形成されて、図２に示すように、シールド体４１と絶縁された状態でシールド体４１の内部に配設されている。また、検出電極４２は、コネクタ５を介して接続ケーブル６０の芯線６０ａに接続される（図４参照）。また、図３に示すように、検出電極４２の先端部４２ａの先端面４２ｃには、断面弧状の溝部４２ｄが先端面４２ｃの中心線に沿って形成されている。
As shown in FIG. 3, the
カラー４３，４４は、図３に示すように、絶縁性を有する材料で円筒状に形成され、図２に示すように、検出電極４２の先端部４２ａおよび基端部４２ｂにそれぞれ取り付けられ、検出電極４２と共にシールド体４１に収容される。この場合、カラー４３，４４は、図２に示すように、シールド体４１の内周面から検出電極４２を離間させて、シールド体４１と検出電極４２とを絶縁する機能を有している。
As shown in FIG. 3, the
また、電極部４は、図２に示すように、基端部４ｂ側をねじ部３に挿通させて、シールド体４１に形成されている溝部４１ｃにＥリング４５を嵌め込むことにより、ねじ部３に対して相対的に回転可能で、かつねじ部３に対して軸線Ａ方向に移動しない状態でねじ部３によって保持されている。また、電極部４は、ねじ部３と共に支持部２の先端部２ａに移動して支持部２に支持されている電線３００に検出電極４２の先端面４２ｃが押し付けられたときに、先端面４２ｃが電線３００の絶縁被覆３０２を介して電線３００の芯線３０１と容量結合する。
In addition, as shown in FIG. 2, the
コネクタ５は、電圧センサ１と測定装置本体５０との間で電気信号の入出力を行う接続ケーブル６０（電気信号入出力用のケーブル）を接続させるためのコネクタであって、図２に示すように、電極部４の基端部４ｂに取り付けられている。この場合、この電圧センサ１では、コネクタ５として、同軸ケーブル用のコネクタ（例えば、ＳＭＢコネクタのジャック（レセプタクル））が用いられている。
The
測定装置本体５０は、一例として、図４に示すように、主電源回路５１、ＤＣ／ＤＣコンバータ（以下、単に「コンバータ」ともいう）５２、電圧検出部５３、電流電圧変換用の抵抗５４、電圧生成部５５、電圧計５６、処理部５７および表示部５８を備えて構成されている。
As shown in FIG. 4, the measuring device
主電源回路５１は、測定装置本体５０の各構成要素５３〜５８を作動させるための正電圧Ｖｄｄおよび負電圧Ｖｓｓ（第１基準電位としてのグランドＧ１の電位を基準として生成される絶対値が同じで、互いの極性の異なる直流電圧）を出力する。コンバータ５２は、一例として互いに電気的に絶縁された一次巻線および二次巻線を有する絶縁型のトランスと、このトランスの一次巻線を駆動する駆動回路と、トランスの二次巻線に誘起される交流電圧を整流平滑する直流変換部（いずれも図示せず）とを備えて、一次側に対して二次側が電気的に絶縁された絶縁型電源として構成されている。
The main
このコンバータ５２では、入力した正電圧Ｖｄｄおよび負電圧Ｖｓｓに基づいて駆動回路が作動して、正電圧Ｖｄｄが印加された状態にあるトランスの一次巻線を駆動して二次巻線に交流電圧を誘起させる。また、直流変換部が、この交流電圧を整流して平滑する。これにより、コンバータ５２の二次側から、この二次側の内部基準電位（第２基準電位）Ｇ２を基準とする正電圧Ｖｆ＋および負電圧Ｖｆ−がフローティング状態（グランドＧ１、正電圧Ｖｄｄおよび負電圧Ｖｓｓと電気的に分離された状態）で生成される。このようにして生成されたフローティング電圧としての正電圧Ｖｆ＋および負電圧Ｖｆ−は、第２基準電位Ｇ２と共に電圧検出部５３に供給される。なお、正電圧Ｖｆ＋および負電圧Ｖｆ−は、絶対値がほぼ同一で、極性が互いに異なる直流電圧として生成される。
In this
電圧検出部５３は、電流電圧変換回路５３ａ、積分回路５３ｂ、駆動回路５３ｃおよび絶縁回路５３ｄ（一例として駆動回路５３ｃによって駆動されるフォトカプラを図示しているが、フォトカプラに代えて絶縁トランスを使用する構成など、他の種々の構成を採用することができる）を備え、電圧検出部５３における基準電位が上記の第２基準電位Ｇ２に規定された状態で、コンバータ５２から正電圧Ｖｆ＋および負電圧Ｖｆ−の供給を受けて作動する。
The
電流電圧変換回路５３ａは、一例として、非反転入力端子が抵抗を介して電圧検出部５３における第２基準電位Ｇ２に規定された部位に接続（以下、「第２基準電位Ｇ２に接続」ともいう）されると共に、反転入力端子が接続ケーブル６０の芯線６０ａ（つまり、この芯線６０ａを介して電圧センサ１の検出電極４２）に接続され、かつ帰還抵抗が反転入力端子と出力端子との間に接続された第１演算増幅器を備えて構成されている。この電流電圧変換回路５３ａは、第１演算増幅器が正電圧Ｖｆ＋および負電圧Ｖｆ−で作動して、電線３００の電圧Ｖ１と第２基準電位Ｇ２（電圧生成部５５から出力される電圧信号Ｖ４の電圧でもある）との電位差Ｖｄｉ（図４参照）に起因して、この電位差Ｖｄｉに応じた電流値で電線３００と検出電極４２との間に流れる検出電流（電流信号）Ｉを検出電圧信号Ｖ２に変換して出力する。この場合、検出電圧信号Ｖ２は、その振幅が電流信号Ｉの振幅に比例して変化する。
In the current-
積分回路５３ｂは、一例として、非反転入力端子が抵抗を介して第２基準電位Ｇ２に接続されると共に、反転入力端子が入力抵抗を介して第１演算増幅器の出力端子に接続され、かつ帰還コンデンサが反転入力端子と出力端子との間に接続された第２演算増幅器を備えて構成されている。この積分回路５３ｂは、第２演算増幅器が正電圧Ｖｆ＋および負電圧Ｖｆ−で作動して、検出電圧信号Ｖ２を積分することにより、上記の電位差Ｖｄｉに比例して電圧値が変化する積分信号Ｖ３を生成して出力する。
For example, the integrating
駆動回路５３ｃは、積分信号Ｖ３のレベルに応じて絶縁回路５３ｄをリニア領域で駆動し、駆動された絶縁回路５３ｄは、この積分信号Ｖ３を電気的に分離して新たな積分信号（第１信号）Ｖ３ａとして出力する。つまり、電圧検出部５３は、電圧センサ１と相俟って、電線３００の電圧Ｖ１を示す積分信号Ｖ３ａを出力する。
The
電流電圧変換用の抵抗５４は、一端が負電圧Ｖｓｓに接続されると共に、他端が電圧検出部５３内の対応する絶縁回路５３ｄ（この例ではフォトカプラにおけるフォトトランジスタのコレクタ端子）に接続されている。
One end of the
電圧生成部５５は、積分信号Ｖ３ａを入力して増幅することにより、電圧信号Ｖ４を生成して、電圧検出部５３における第２基準電位Ｇ２に規定された部位に印加する。この電圧信号Ｖ４はその電圧が後述するように電線３００の電圧Ｖ１に応じて変化する。これにより、第２基準電位Ｇ２を基準とするフローティング電圧である正電圧Ｖｆ＋および負電圧Ｖｆ−は、電圧信号Ｖ４の電圧に応じて変化するフローティング電圧となる。
The
この電圧生成部５５は、電圧検出部５３の第２基準電位Ｇ２（第２基準電位Ｇ２と同電位の接続ケーブル６０のシールド６０ｂ）、検出電極４２および電圧検出部５３（電流電圧変換回路５３ａ、積分回路５３ｂ、駆動回路５３ｃおよび絶縁回路５３ｄ（この例ではフォトカプラ））と共にフィードバックループを形成して、電位差Ｖｄｉを減少させるように積分信号Ｖ３ａを増幅する増幅動作を行うことにより、電圧信号Ｖ４を生成する。
The
また、電圧生成部５５は、一例として、図４に示すように、増幅回路５５ａ、位相補償回路５５ｂおよび昇圧回路５５ｃを備えて構成されている。ここで、増幅回路５５ａは、積分信号Ｖ３ａを入力して増幅することにより、電圧信号Ｖ４ａを生成する。この場合、増幅回路５５ａは、積分信号Ｖ３ａの電圧値についての絶対値の増加・減少に対応して、電圧値の絶対値が変化する電圧信号Ｖ４ａを増幅動作によって生成する。位相補償回路５５ｂは、フィードバック制御動作の安定化（発振防止）を図るため、電圧信号Ｖ４ａを入力してその位相を調整して電圧信号Ｖ４ｂとして出力する。昇圧回路５５ｃは、一例として昇圧トランスを用いて構成されて、電圧信号Ｖ４ｂを所定の倍率で昇圧することにより（極性は変えずに絶対を増加させることにより）、電圧信号Ｖ４を生成して第２基準電位Ｇ２に印加する。電圧計５６は、グランドＧ１の電位を基準として電圧信号Ｖ４を測定すると共に、その電圧値をディジタルデータに変換して電圧データＤｖとして出力する。
Further, as an example, the
処理部５７は、ＣＰＵおよびメモリ（いずれも図示せず）を備えて構成されて、電圧計５６から出力される電圧データＤｖに基づいて電線３００の電圧Ｖ１を算出する電圧算出処理を実行する。また、処理部５７は、電圧算出処理で算出した電圧Ｖ１を表示部５８に表やグラフの形式で表示させる。表示部５８は、一例として、液晶ディスプレイなどのモニタ装置で構成されている。
The
次に、電圧センサ１の組み立て方法（主として、電極部４の組み立て方法、電極部４とねじ部３との組み立て方法、およびコネクタ５の取り付け方法）について説明する。
Next, the assembly method of the voltage sensor 1 (mainly the assembly method of the
まず、検出電極４２をシールド体４１に挿入し、次いで、検出電極４２の先端部４２ａおよび基端部４２ｂにカラー４３，４４をそれぞれ取り付けてシールド体４１と検出電極４２とを固定する（図２，３参照）。これにより、電極部４が組み立てられる。続いて、電極部４の基端部４ｂ側をねじ部３に挿通させ、次いで、電極部４のシールド体４１に形成されている溝部４１ｃにＥリング４５を嵌め込むことにより、ねじ部３に電極部４を保持させる（図２参照）。続いて、電極部４の基端部４ｂにコネクタ５を取り付ける（同図参照）。以上により電圧センサ１の組み立てが完了する。
First, the
次に、電圧センサ１および測定装置１００を用いて電線３００に供給されている電圧Ｖ１（被測定量）を測定する方法について図面を参照して説明する
Next, a method for measuring the voltage V1 (measured amount) supplied to the
まず、電圧センサ１を電線３００に装着する。具体的には、図５，６に示すように、支持部２の挿入部２３に電線３００を挿入させて、電線３００を支持部２によって支持する。この場合、一例として、挿入部２３の切り欠き部２３ｂを電線３００の下方に位置させ、次いで、図５に示すように、支持部２を上向きに移動させて、電線３００を挿入部２３の切り欠き部２３ｂから進入させて支持部２の径方向（同図における上下方向）の中心部に位置させる。続いて、図６に示すように、支持部２を基端部２ｂ側に移動させて、電線３００を挿入部２３の切り欠き部２３ａの先端部（支持部２の先端部２ａ側の端部）に位置させる。これにより、挿入部２３に電線３００を容易に挿入することができる
First, the
次いで、図７に示すように、ねじ部３の雄ねじ３２にロックナット３３を螺合させた状態で、電極部４の先端部４ａ、およびねじ部３の先端部３ａを支持部２の基端部２ｂから軸線Ａ方向に挿入する。
Next, as shown in FIG. 7, the
続いて、図８に示すように、ねじ部３を右回りに回転させて、支持部２の雌ねじ２２にねじ部３の雄ねじ３２をねじ込んで、ねじ部３および電極部４を支持部２の先端部２ａ側に移動させる。この場合、支持部２の周壁２１に形成されている各平面部２１ｃを指先で挟持すると共に、ねじ部３の操作部３４を指先で挟持することで、指先の滑りが防止されてねじ込みを確実かつ容易に行うことができる。また、支持部２の各平面部２１ｃ、およびねじ部３の操作部３４をスパナ等の工具で挟持することで、ねじ込みをより確実に行うこともできる。
Subsequently, as shown in FIG. 8, the
なお、上記の例では、支持部２を電極部４およびねじ部３と分離した状態で支持部２の挿入部２３に電線３００を挿入しているが、電極部４の先端部４ａおよびねじ部３の先端部３ａを支持部２の基端部２ｂに挿入した状態（または、雌ねじ２２に雄ねじ３２の先端部だけをねじ込んだ状態：図８に示す状態）で支持部２の挿入部２３に電線３００を挿入してもよい。
In the above example, the
次いで、雌ねじ２２に雄ねじ３２をさらにねじ込んで、ねじ部３および電極部４を支持部２の先端部２ａ側にさらに移動させることにより、図９に示すように、電極部４の先端面４ｃ（検出電極４２の先端面４２ｃを）を電線３００に当接させる。この際に、検出電極４２の先端面４２ｃに形成されている溝部４２ｄに電線３００に嵌合させる（嵌め込ませる）。
Next, the
この場合、この電圧センサ１では、電極部４がねじ部３に対して相対的に回転可能に構成されている。このため、検出電極４２の先端面４２ｃに形成されている溝部４２ｄの延在方向と電線３００の延在方向とを一致させて電極部４の基端部を指先で挟持して電線３００を非回転とし、その状態でねじ部３を回転させて雄ねじ３２を雌ねじ２２にねじ込むことで、検出電極４２の溝部４２ｄに電線３００を確実かつ容易に嵌合させることが可能となっている。
In this case, in the
続いて、雌ねじ２２に雄ねじ３２をさらにねじ込む。この際に、電極部４の先端面４ｃが電線３００に押し付けられて、電線３００が支持部２における挿入部２３の縁部と先端面４ｃとによって挟み込まれる。この電圧センサ１では、ねじ部３に十分なトルクを加えて雌ねじ２２に雄ねじ３２をねじ込むことで、電極部４の先端面４ｃで電線３００を確実に押し付けることができる。このため、この電圧センサ１では、コイルスプリングの付勢力だけで電線３００に検出電極４２の先端面４２ｃを押し付けている従来の構成と比較して、検出電極４２の先端面４２ｃと電線３００との密着性を十分に高めて、その状態を確実に維持することが可能となっている。また、この電圧センサ１では、検出電極４２の先端面４２ｃに溝部４２ｄが形成され、この溝部４２ｄに電線３００を嵌合させるため、検出電極４２の先端面４２ｃと電線３００との密着性をさらに高めることが可能となっている。
Subsequently, the
次いで、図９，１０に示すように、ロックナット３３を右回りにねじ回して、支持部２の基端部２ｂにロックナット３３を押し付ける。これにより、ねじ部３の回動（緩み）が確実に規制される。これにより、電圧センサ１が電線３００に装着される。
Next, as shown in FIGS. 9 and 10, the
続いて、図１０に示すように、電圧センサ１のコネクタ５に接続ケーブル６０のコネクタ６１（例えば、ＳＭＢコネクタのプラグ）を接続する。なお、この電圧センサ１では、上記したように、電極部４がねじ部３に対して相対的に回転可能に構成されている。このため、接続ケーブル６０のコネクタ６１をコネクタ５に接続した状態でねじ部３を回転させて雌ねじ２２に雄ねじ３２をねじ込んだとしても、接続ケーブル６０の捻れを防止することができる。このため、電圧センサ１を電線３００に装着する以前に接続ケーブル６０のコネクタ６１をコネクタ５に予め接続する方法を採用することもできる。
Subsequently, as shown in FIG. 10, the
次いで、測定装置１００の測定装置本体５０における図外の操作部を操作して測定を開始させる。この場合、電線３００の電圧Ｖ１と、電圧検出部５３の第２基準電位Ｇ２の電圧（接続ケーブル６０のシールド６０ｂを介して第２基準電位Ｇ２と同電位となる電圧センサ１の支持部２およびシールド体４１の各電圧、つまり、電圧信号Ｖ４の電圧）との電位差Ｖｄｉが増加しているとき（例えば、電圧Ｖ１の上昇に起因して電位差Ｖｄｉが増加しているとき）には、測定装置本体５０の電圧検出部５３では、電線３００から検出電極４２を介して電流電圧変換回路５３ａに流れ込む電流信号Ｉの電流量が増加する。この場合、電流電圧変換回路５３ａは、出力している検出電圧信号Ｖ２の電圧値を低下させる。積分回路５３ｂでは、この検出電圧信号Ｖ２の低下に起因して、第２演算増幅器の出力端子からコンデンサを介して反転入力端子に向けて流れる電流が増加する。このため、積分回路５３ｂは、積分信号Ｖ３の電圧を上昇させる。また、この積分信号Ｖ３の電圧上昇に伴い、駆動回路５３ｃのトランジスタが深いオン状態に移行する。これにより、絶縁回路５３ｄ（フォトカプラ）では、その発光ダイオードに流れる電流が増加し、フォトトランジスタの抵抗が減少する。したがって、抵抗５４の抵抗値とフォトトランジスタの抵抗値とで電位差（Ｖｄｄ−Ｖｓｓ）が分圧されて生成される積分信号Ｖ３ａは、その電圧値が低下する。
Next, measurement is started by operating an operation unit (not shown) in the measurement apparatus
また、測定装置本体５０では、電圧生成部５５が、この積分信号Ｖ３ａに基づいて、生成している電圧信号Ｖ４の電圧値を上昇させる。この測定装置１００では、このようにしてフィードバックループを構成する電流電圧変換回路５３ａ、積分回路５３ｂ、駆動回路５３ｃ、絶縁回路５３ｄおよび電圧生成部５５が、電線３００の電圧Ｖ１の上昇を検出して、電圧信号Ｖ４の電圧値を上昇させるフィードバック制御動作を実行することにより、電圧検出部５３の第２基準電位Ｇ２等の電圧（電圧信号Ｖ４の電圧）を電圧Ｖ１に追従させる。
Further, in the measuring apparatus
また、電圧Ｖ１の低下に起因して電位差Ｖｄｉが増加したときには、検出電極４２を介して電流電圧変換回路５３ａから電線３００に流れ出る（流出する）電流信号Ｉの電流量が増加する。この際には、フィードバックループを構成する電流電圧変換回路５３ａ等が上記のフィードバック制御動作とは逆の動作でのフィードバック制御動作を実行して、電圧信号Ｖ４の電圧を低下させることにより、電圧検出部５３の第２基準電位Ｇ２等の電圧（電圧信号Ｖ４の電圧）を電圧Ｖ１に追従させる。
Further, when the potential difference Vdi increases due to the decrease in the voltage V1, the amount of current of the current signal I that flows out (flows out) from the current-
このようにして、測定装置１００では、電圧検出部５３の第２基準電位Ｇ２等の電圧（電圧信号Ｖ４の電圧）を電圧Ｖ１に追従させるフィードバック制御動作が短時間に実行されて、電圧検出部５３の第２基準電位Ｇ２等の電圧（電流電圧変換回路５３ａの第１演算増幅器のバーチャルショートにより、検出電極４２の電圧でもある）が電圧Ｖ１に一致させられる（収束させられる）。電圧計５６は、電圧信号Ｖ４の電圧値をリアルタイムで計測して、その電圧値を示す電圧データＤｖを出力する。また、電圧信号Ｖ４は、電線３００の電圧Ｖ１に一旦収束した後は、フィードバックループを構成する各構成要素が上記のように動作することにより、電圧Ｖ１の変動に追従する。したがって、電線３００の電圧Ｖ１を示す電圧データＤｖが電圧計５６から連続して出力される。
Thus, in the measuring
処理部５７は、電圧計５６から出力された電圧データＤｖを入力してメモリに記憶する。続いて、処理部５７は、電圧算出処理を実行して、電圧データＤｖに基づいて電線３００の電圧Ｖ１を算出してメモリに記憶する。最後に、処理部５７は、メモリに記憶されている測定結果（電圧Ｖ１）を表示部５８に表示させる。これにより、測定装置１００による電線３００の電圧Ｖ１の測定が完了する。
The
この場合、この測定装置１００の電圧センサ１では、上記したように、ねじ部３に十分なトルクを加えて雌ねじ２２に雄ねじ３２をねじ込むことで、電極部４の先端面４ｃで電線３００を確実に押し付けることができるため、電極部４の先端面４ｃと電線３００との密着性を十分に高めた状態を確実に維持することが可能となっている。したがって、この測定装置１００では、電線３００が振動したり、電圧センサ１に外力が加わったりしたとしても、電線３００の電圧Ｖ１を測定する際に重要となる電線３００の芯線３０１と検出電極４２の先端面４２ｃとの間に形成される静電容量Ｃ０（図４参照）の容量値が大きく変動する事態が確実に回避される。この結果、この測定装置１００では、コイルスプリングの付勢力だけで電極部４の先端面４ｃを電線３００に押し付けている従来の構成と比較して、電圧Ｖ１の検出精度を十分に向上させることが可能となっている。
In this case, in the
次いで、電圧センサ１を電線３００から取り外す。具体的には、ロックナット３３を左回りにねじ回して支持部２の基端部２ｂから離間させる。続いて、ねじ部３を左回りに回転させて、ねじ部３および電極部４を支持部２の先端部２ａから離間する向きに移動させて、電極部４の先端部４ａを電線３００から離間させる。次いで、電線３００が挿入部２３から外れるように電圧センサ１を移動させる。以上により、電線３００に供給されている電圧Ｖ１の測定が終了する。
Next, the
このように、この電圧センサ１および測定装置１００によれば、内周面２１ａに雌ねじ２２が形成されると共に挿入部２３が設けられた支持部２と、雌ねじ２２に螺合する雄ねじ３２が外周面３１ａに形成されたねじ部３と、ねじ部３によって保持されている電極部４とを備えたことにより、ねじ部３に十分なトルクを加えて雌ねじ２２に雄ねじ３２をねじ込むことで、電極部４の先端面４ｃで電線３００を確実に押し付けることができる。このため、この電圧センサ１および測定装置１００によれば、電極部４の先端面４ｃと電線３００との密着性を十分に高めて、その状態を確実に維持することができる。したがって、この電圧センサ１および測定装置１００によれば、電線３００が振動したり、電圧センサ１に外力が加わったりしたとしても、電線３００の芯線３０１と検出電極４２の先端面４２ｃとの間の静電容量Ｃ０の容量値が大きく変動する事態を確実に回避することができる結果、コイルスプリングの付勢力だけで電極部４の先端面４ｃを電線３００に押し付けている従来の構成と比較して、電圧Ｖ１の検出精度を十分に向上させることができる。
As described above, according to the
また、この電圧センサ１および測定装置１００によれば、電極部４をねじ部３に対して回転可能な状態でねじ部３に保持させたことにより、電圧センサ１と測定装置本体５０との間で電気信号の入出力を行う接続ケーブル６０を電圧センサ１（コネクタ５）に接続した状態でねじ部３を回転させて雌ねじ２２に雄ねじ３２をねじ込んだとしても、接続ケーブル６０の捻れを防止することができる。このため、この電圧センサ１および測定装置１００によれば、接続ケーブル６０のコネクタ６１をコネクタ５に接続した状態で電圧センサ１を電線３００に装着することができるため、装着作業の作業効率を十分に向上させることができる。
Further, according to the
また、この電圧センサ１および測定装置１００によれば、検出電極４２の先端面４２ｃに溝部４２ｄを形成したことにより、溝部４２ｄに電線３００を嵌合させることで、検出電極４２の先端面４２ｃと電線３００との密着性をさらに高めることができる。
In addition, according to the
また、この電圧センサ１および測定装置１００によれば、シールド体４１およびシールド体４１の内部に配設された検出電極４２を備えて電極部４を構成したことにより、検出電極４２に対する外乱を影響を十分に低減することができるため、電圧Ｖ１の検出精度をさらに向上させることができる。
In addition, according to the
また、この電圧センサ１および測定装置１００によれば、導電性を有してシールド体４１と同電位となるように支持部２およびねじ部３を構成したことにより、シールド体４１に加えて、支持部２およびねじ部３をシールドとして機能させることができるため、検出電極４２に対する外乱を影響をさらに低減することができる結果、電圧Ｖ１の検出精度を一層向上させることができる。
Further, according to the
また、この電圧センサ１および測定装置１００によれば、電極部４の基端部４ｂに接続ケーブル６０を接続させるためのコネクタ５を取り付けたことにより、例えば、半田付けによって電極部４に接続ケーブル６０を直接接続する構成と比較して、電極部４と接続ケーブル６０とを容易に接続することができる。
Further, according to the
また、この電圧センサ１および測定装置１００によれば、周壁２１の対向部位に軸線Ａ方向に沿って設けられた一対の切り欠き部２３ａと、各切り欠き部２３ａの基端部２ｂ側の各端部を結んで軸線Ａ方向に直交する方向に沿って周壁２１に設けられた切り欠き部２３ｂとで挿入部２３を構成したことにより、例えば、切り欠き部２３ｂを電線３００の下方に位置させて支持部２を上向きに移動させ、続いて、支持部２を基端部２ｂ側に移動させるだけで、切り欠き部２３ａにおける支持部２の先端部２ａ側の端部に電線３００を容易に位置させることができる。また、この状態では、挿入部２３からの電線３００の抜けを確実に防止することができる。このため、この電圧センサ１および測定装置１００によれば、支持部２によって電線３００を確実にかつ容易に支持することができる。
In addition, according to the
また、この電圧センサ１および測定装置１００によれば、支持部２の周壁２１の外周面２１ｂにおける互いに対向する部位に平面部２１ｃをそれぞれ形成したことにより、ねじ部３の雄ねじ３２を支持部２の雌ねじ２２にねじ込む際に、支持部２の周壁２１に形成されている各平面部２１ｃを指先やスパナ等の工具で挟持することで、雌ねじ２２に対する雄ねじ３２のねじ込みをより確実に行うことができる。
Further, according to the
また、この電圧センサ１および測定装置１００によれば、互いに対向する平面部を有する操作部３４をねじ部３の基端部３ｂに設けたことにより、ねじ部３の雄ねじ３２を支持部２の雌ねじ２２にねじ込む際に、操作部３４の平面部を指先やスパナ等の工具で挟持することで、雌ねじ２２に対する雄ねじ３２のねじ込みをより確実に行うことができる。
In addition, according to the
また、この電圧センサ１および測定装置１００によれば、ねじ部３の雄ねじ３２に螺合してねじ部３の回転を規制するロックナット３３を備えたことにより、ねじ部３の回動（緩み）を確実に規制することができるため、電極部４の先端面４ｃと電線３００との密着性を十分に高めた状態をより確実に維持することができる。
Further, according to the
なお、センサおよび測定装置は上記した構成に限定されない。例えば、図１１に示す電圧センサ１Ａを採用することもできる。なお、以下の説明において、上記した電圧センサ１と同様の構成要素については、同じ符号を付して、重複する説明を省略する。この電圧センサ１Ａでは、同図に示すように、電極部４が上記したシールド体４１を備えずに、検出電極４２およびカラー４３，４４で構成され、検出電極４２がねじ部３に対して回転しない状態でカラー４３，４４を介してねじ部３に固定されている。この場合、検出電極４２は、絶縁性を有するカラー４３，４４によってねじ部３に対して絶縁されている。また、この電圧センサ１Ａでは、電極部４の先端面４ｃ（検出電極４２の先端面４２ｃ）が平坦に形成されている。また、この電圧センサ１Ａでは、導電性を有するねじ部３がコネクタ５を介して接続ケーブル６０のシールド６０ｂに電気的に接続されると共に、導電性を有する支持部２がねじ部３を介してシールド６０ｂに電気的に接続されており、支持部２およびねじ部３がシールドとして機能する。
Note that the sensor and the measuring device are not limited to the above-described configuration. For example, a
また、図１２に示す電圧センサ１Ｂを採用することもできる。この電圧センサ１Ｂでは、同図に示すように、ねじ部３の基端部３ｂにコネクタ取付部４５が設けられ、このコネクタ取付部４５から軸線Ａ方向に対して交差（この例では、直交）する方向に突出するように、コネクタ５がコネクタ取付部４５に取り付けられている。なお、コネクタ取付部４５にコネクタ５を取り付ける構成に代えて、Ｌ型コネクタをねじ部３の基端部３ｂに取り付ける構成を採用することもできる。
Moreover, the
ここで、例えば、電線３００に電圧センサ１Ｂを装着して長時間（または長期間）に渡って電圧Ｖ１を検出（測定）する際に、図１３に示すように、電線３００と検出電極４２の先端面４２ｃとの密着性をより確実に維持するために、電線３００に沿って接続ケーブル６０を配置し、結束バンド４００を用いて電線３００と接続ケーブル６０とを結束することがある。この場合、同図に破線で示すように、コネクタ５が軸線Ａ方向に突出する構成では、このような使用形態において、接続ケーブル６０が電線３００の延在方向と直交する方向に引き出されるため、接続ケーブル６０を大きく曲げる（曲げ部分の曲率半径を小さくする）必要がある。これに対して、この電圧センサ１Ｂでは、コネクタ５が軸線Ａ方向に対して交差する方向に突出しているため、同図に実線で示すように、コネクタ５に接続した接続ケーブル６０が電線３００の延在方向に引き出される結果、このような使用形態において、接続ケーブル６０の曲げ量を小さく（曲げ部分の曲率半径を大きく）することができる。したがって、この電圧センサ１Ｂによれば、このような使用形態において、接続ケーブル６０に対するストレスを小さく抑えて、接続ケーブル６０に対するストレスの影響を低減することができる。
Here, for example, when the voltage V1 is detected (measured) for a long time (or a long time) after the
また、図１４に示すように、上記した挿入部２３に代えて、挿入部１２３が支持部２に設けられた電圧センサ１Ｃを採用することもできる。この場合、挿入部１２３は、支持部２の中間部２ｃから基端部２ｂまで軸線Ａ方向に沿って支持部２の周壁２１の互いに対向する部位にそれぞれ設けられた一対の切り欠き部（第３切り欠き部）２３ｃで構成されている。この電圧センサ１Ｃでは、電線３００を支持する際に、例えば、切り欠き部２３ｃの基端部２ｂ側の端部を電線３００に対向させて、支持部２を基端部２ｂ側に移動させるだけで、切り欠き部２３ｃにおける支持部２の先端部２ａ側の端部に電線３００を容易に位置させることができる。このため、この電圧センサ１Ｃおよび測定装置１００によれば、支持部２によって電線３００を容易に支持することができる。
Further, as shown in FIG. 14, a
また、挿入部の形状は上記した挿入部２３，１２３の形状に限定されず、任意に変更することができる。
Further, the shape of the insertion portion is not limited to the shape of the
また、円筒状に形成された支持部２を用いる例について上記したが、支持部の形状は円筒状に限定されず、例えば、断面形状が多角形の支持部や断面形状が楕円形の支持部を用いることもできる。
Moreover, although it described above about the example using the
また、コネクタ５としてＳＭＢコネクタを用いる例について上記したが、他の任意のコネクタをコネクタ５として用いることができる。また、コネクタ５を備えていない構成、つまり、接続ケーブル６０を半田付け等によって電極部４に直接接続する構成を採用することもできる。
Further, although an example in which an SMB connector is used as the
また、被検出量としての電線３００（被覆電線）の電圧Ｖ１を検出する電圧センサ１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃに適用した例について上記したが、他の被検出量を検出するセンサに適用することもできる。一例として、支持部２、シールド体４１および検出電極４２を磁性材料で形成して、被検出量としての電線３００（被覆電線）に流れる電流を金属非接触で検出するセンサ（電流センサ）に適用することができる。
Moreover, although it described above about the example applied to
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 電圧センサ
２ 支持部
２ａ 先端部
２ｂ 基端部
２ｃ 中間部
３ ねじ部
４ 電極部
４ｂ 基端部
４ｃ 先端面
５ コネクタ
２１ 周壁
２１ａ 内周面
２１ｃ 平面部
２２ 雌ねじ
２３ 挿入部
２３ａ〜２３ｃ 切り欠き部
３１ 周壁
３１ａ 外周面
３２ 雄ねじ
３３ ロックナット
３４ 操作部
４１ シールド体
４２ 検出電極
４２ｄ 溝部
５０ 測定装置本体
５３ 電圧検出部
５５ 電圧生成部
５７ 処理部
６０ 接続ケーブル
３００ 電線
Ａ 軸線
Ｖ１ 電圧
Ｖ２ 検出電圧信号
Ｖ４ 電圧信号
Ｖｆ＋ 正電圧
Ｖｆ− 負電圧
1, 1A, 1B,
Claims (13)
筒状に形成されると共に内周面に雌ねじが形成されかつ周壁の一部を切り欠いて形成された挿入部が設けられて当該挿入部に挿入された前記被覆電線を支持可能な支持部と、
円筒状に形成されると共に前記雌ねじに螺合する雄ねじが外周面に形成されて当該雌ねじに対する当該雄ねじのねじ込みによって前記支持部の先端部と基端部とを結ぶ軸線方向に沿って移動可能なねじ部と、
円柱状に形成されると共に前記ねじ部の内部に挿入された状態で当該ねじ部によって保持されて当該ねじ部と共に前記軸線方向に沿って移動する電極部とを備え、
前記電極部は、前記支持部に支持されている前記被覆電線に対して前記支持部の先端部側への移動によって先端面が押し付けられたときに当該先端面が前記被覆電線の絶縁被覆を介して当該被覆電線の芯線と容量結合可能に構成されているセンサ。 A sensor capable of detecting a detected amount of a covered electric wire without contact with metal,
A support portion that is formed in a cylindrical shape, has an internal thread formed on the inner peripheral surface, and is provided with an insertion portion that is formed by cutting out a part of the peripheral wall so as to support the covered electric wire inserted into the insertion portion; ,
A male screw that is formed in a cylindrical shape and that engages with the female screw is formed on the outer peripheral surface, and is movable along the axial direction connecting the distal end portion and the proximal end portion of the support portion by screwing the male screw into the female screw. A threaded portion;
An electrode portion that is formed in a columnar shape and is held by the screw portion in a state of being inserted into the screw portion and moves along the axial direction together with the screw portion;
When the tip surface is pressed against the covered electric wire supported by the support portion by the movement of the support portion toward the tip portion side, the tip surface is interposed through the insulating coating of the covered electric wire. A sensor configured to be capable of capacitive coupling with the core wire of the covered electric wire.
前記センサに接続された測定装置本体と、
前記測定装置本体内に配設されて、前記電極部を介して前記被検出量としての前記被覆電線の電圧を検出すると共に当該電圧に応じて変化する電圧信号を出力する電圧検出部と、
前記測定装置本体内に配設されて、前記電圧信号に基づいて前記被覆電線の前記電圧に追従する電圧を生成する電圧生成部と、
前記測定装置本体内に配設されて、前記電圧生成部で生成される前記電圧に基づいて前記被覆電線の前記電圧を測定する処理部とを備え、
前記電圧検出部は、前記電圧生成部で生成される前記電圧の電位を基準とするフローティング電圧で作動する測定装置。 A sensor according to any one of claims 1 to 12,
A measuring device main body connected to the sensor;
A voltage detector that is disposed in the measurement apparatus main body and detects the voltage of the covered electric wire as the detected amount via the electrode unit and outputs a voltage signal that changes in accordance with the voltage;
A voltage generator disposed in the measurement apparatus main body and generating a voltage that follows the voltage of the covered electric wire based on the voltage signal;
A processing unit disposed in the measurement apparatus main body and measuring the voltage of the covered electric wire based on the voltage generated by the voltage generation unit;
The voltage detector is a measuring device that operates with a floating voltage based on the potential of the voltage generated by the voltage generator.
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