特開 2023-36521 非接触センサとロゴスキーコイルを組み合わせたセンサプローブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023036521

(43)【公開日】2023-03-14

(54)【発明の名称】非接触センサとロゴスキーコイルを組み合わせたセンサプローブ

(51)【国際特許分類】

   G01R 15/12 20060101AFI20230307BHJP

   G01R 15/18 20060101ALI20230307BHJP

   G01R 15/20 20060101ALI20230307BHJP

   G01R 19/00 20060101ALI20230307BHJP

【ＦＩ】

G01R15/12 Z

G01R15/18 A

G01R15/20 C

G01R19/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022108727

(22)【出願日】2022-07-06

(31)【優先権主張番号】17/465,609

(32)【優先日】2021-09-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】509233459

【氏名又は名称】フルークコーポレイション

【氏名又は名称原語表記】Ｆｌｕｋｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ

【住所又は居所原語表記】６９２０ Ｓｅａｗａｙ Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ， Ｅｖｅｒｅｔｔ， Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ ９８２０３ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】100090033

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 博司

(74)【代理人】

【識別番号】100093045

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 良男

(72)【発明者】

【氏名】シュトイア， ロナルド

(72)【発明者】

【氏名】ウー， ジンジャー エム．

(72)【発明者】

【氏名】チュン， グロリア エム．

(72)【発明者】

【氏名】ペイジ， サイモン ジェイ．

【テーマコード（参考）】

2G025

2G035

【Ｆターム（参考）】

2G025AA03

2G025AA04

2G025AB01

2G025AB14

2G025AC01

2G035AA00

2G035AA21

2G035AC03

2G035AC13

2G035AD00

2G035AD19

2G035AD20

2G035AD26

2G035AD28

2G035AD41

(57)【要約】      （修正有）

【課題】本開示の１つ以上の実装形態は、導体の複数の電気的パラメータ（例えば、電圧、電流）を測定するための測定システムのセンサプローブ、及びそれを測定するための方法を提供する。
【解決手段】少なくとも１つの実装形態では、センサプローブは、ワイヤなどの導体を測定するように位置決めされるときに、ロゴスキーコイル及び非接触電圧センサが測定のための適切な位置に保持されるように、互いに対して配置されているロゴスキーコイル及び非接触電圧センサを統合する。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

センサプローブであって、
ループの対向する端部に第１及び第２のリードを有する前記ループを形成する、ロゴスキーコイルであって、前記ループが、導体を受容するように構成された中央領域を有する、ロゴスキーコイルと、
前記ロゴスキーコイルに結合された非接触センサであって、前記非接触センサが、非接触センサ要素と、一対のクランプジョーを有するクランプと、を含み、前記一対のクランプジョーが、前記導体を保持するように構成されており、前記非接触センサ要素が、前記導体に対して押圧されて、前記導体の電気的特性を感知するように構成されている、非接触センサと、を備える、センサプローブ。

【請求項2】

前記非接触センサの前記クランプが、前記ロゴスキーコイルに恒久的に結合されている、請求項１に記載のセンサプローブ。

【請求項3】

前記クランプが、前記ロゴスキーコイルによって形成された前記ループの前記中央領域に前記導体を保持するように構成されている、請求項１に記載のセンサプローブ。

【請求項4】

前記ループの前記中央領域が、前記ループの内側の区域の３０％である、請求項３に記載のセンサプローブ。

【請求項5】

前記中央領域が、前記ループの内側の前記区域の中心点を中心とする、請求項４に記載のセンサプローブ。

【請求項6】

前記ロゴスキーコイル及び前記非接触センサから信号を受信するように構成された１つ以上の感知ヘッドを更に備える、請求項１に記載のセンサプローブ。

【請求項7】

前記一対のジョーが、凹状である第１及び第２のジョーを備え、前記第１のジョーが、前記第２のジョーよりも長い、請求項１に記載のセンサプローブ。

【請求項8】

前記非接触センサが、分離状態で前記ロゴスキーコイルから分離されるように構成されており、前記非接触センサ及び前記ロゴスキーコイルが、前記分離状態で動作可能である、請求項１に記載のセンサプローブ。

【請求項9】

前記ロゴスキーコイルの前記第１及び第２のリードの両方が、それぞれのソケットに取り外し可能に固定されている、請求項１に記載のセンサプローブ。

【請求項10】

導体内で電気的パラメータを感知するように構成されたセンサプローブであって、前記センサプローブが、
対向する端部に第１及び第２のリードを有するロゴスキーコイルであって、前記ロゴスキーコイルが、試験される導体を受容するように構成された中央領域を有する、ロゴスキーコイルと、
前記ロゴスキーコイルに結合された非接触センサであって、前記非接触センサが、非接触センサ要素と、一対のクランプジョーを有するクランプと、を含み、前記一対のクランプジョーが、導体を保持するように構成されており、前記非接触センサ要素が、前記導体に対して押圧されて、前記導体の電気的特性を感知するように構成されている、非接触センサと、を含む、センサプローブと、
前記センサプローブに動作可能に結合された測定器具であって、前記測定器具が、前記センサプローブに信号を送信し、かつ前記センサプローブから信号を受信するように構成された制御回路を含む、測定器具と、を備える、測定システム。

【請求項11】

前記非接触センサが、前記ロゴスキーコイルに取り外し可能に結合されており、前記非接触センサ及び前記ロゴスキーコイルが、切り離されている間に動作するように構成されている、請求項１０に記載の測定システム。

【請求項12】

前記ロゴスキーコイルの前記第１及び第２のリードが、前記ロゴスキーコイルのハンドル部材のソケットに受容されており、前記クランプが、貫通開口部を含み、前記ロゴスキーコイルの前記ハンドル部材が、前記クランプの前記貫通開口部内に位置されている、請求項１１に記載の測定システム。

【請求項13】

前記センサプローブが、前記ロゴスキーコイルを前記測定器具に結合する第１のワイヤと、前記非接触センサを前記測定器具に結合する第２のワイヤと、を含む、請求項１１に記載の測定システム。

【請求項14】

前記非接触センサが、前記ロゴスキーコイルに恒久的に固定されている、請求項１０に記載の測定システム。

【請求項15】

前記第１のリードが、第１のソケットに恒久的に固定されており、前記第２のリードが、第２のリードに取り外し可能に固定されるように構成されている、請求項１０に記載の測定システム。

【請求項16】

方法であって、
感知プローブの非接触センサ要素がワイヤに対して閾値距離内に置かれ、かつ前記ワイヤがセンサプローブのロゴスキーコイルの中央領域に置かれるように、前記感知プローブのクランプで前記ワイヤを保持することと、
感知プローブの前記非接触センサが前記閾値距離内に留まり、前記センサプローブの前記ロゴスキーコイル前記ワイヤが前記ロゴスキーコイルの前記中央領域にある間に、前記センサプローブを使用して前記ワイヤの少なくとも１つの電気的パラメータを感知することと、を含む、方法。

【請求項17】

前記センサプローブを使用して前記ワイヤの前記少なくとも１つの電気的パラメータを感知することが、前記ロゴスキーコイルを使用して電流を感知することと、前記閾値距離内の前記非接触センサを使用して電圧を感知することと、を含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記非接触センサを前記ロゴスキーコイルから分離することと、
前記非接触センサを使用して、前記ワイヤの第１の電気的パラメータを感知することと、
前記ロゴスキーコイルが前記ワイヤの第２の電気的パラメータを感知することと、を含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項19】

前記第１の電気的パラメータを示す第１の信号を測定器具に送信することと、前記第２の電気的パラメータを示す第２の信号を前記測定器具に送信することと、を含む、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記第１の信号及び前記第２の信号が、それぞれ、第１及び第２のワイヤを介して前記測定器具に送信される、請求項１９に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、概して、センサプローブ、及びセンサプローブを備える測定器具に関する。

【背景技術】

【0002】

マルチメータなどの測定器具は、電圧及び電流などの１つより多くの電気的パラメータを測定するように構成されている。これらの測定器具は、しばしば、トラブルシューティング、サービス、及びメンテナンス用途に使用され、多くの場合、一定期間にわたって多くの測定を必要とする。測定値を取得するために、センサプローブは、試験中の導体に対して配置され得る。

【0003】

典型的には、測定器具は、様々なセンサプローブを使用して、導体の様々な電気的パラメータを測定する。例えば、導体の電流及び電圧を測定するために、通常、２つの異なるセンサプローブが試験対象の導体に対して保持される。したがって、ユーザは、測定デバイスから２つの異なるセンサプローブを結合し、及び切り離し、試験中に様々なセンサプローブを所定の位置に保持する必要があり得る。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

タイトスペースなどの多くの状況では、試験される導体の周りにセンサプローブを保持することは、厄介で面倒であり、場合によっては危険であり得る。したがって、改善された電気的パラメータ測定デバイスが望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の１つ以上の実装形態は、導体の複数の電気的パラメータ（例えば、電圧、電流）を測定するための測定システムのセンサプローブ、及びそれを測定するための方法を対象とする。少なくとも１つの実装形態では、センサプローブは、ワイヤなどの導体を測定するように位置決めされるときに、ロゴスキーコイル及び非接触電圧センサが測定のための適切な位置に保持されるように、互いに対して配置されているロゴスキーコイル及び非接触電圧センサを統合する。したがって、ユーザは、センサプローブが測定を行っている間に、センサプローブから離れることができ得る。

【0006】

少なくとも１つの実装形態では、センサプローブは、ループを形成するロゴスキーコイルを含み、非接触センサは、ばね荷重クランプの一対のジョーの内面上に位置するセンサ要素を備える。クランプの一対のジョーは、導体が試験のために適切な位置にあるように、ロゴスキーコイルによって形成されたループの中央領域で試験中に導体を保持するように配置される。より具体的には、クランプの一対のジョーは、試験中の導体がロゴスキーコイルによって形成されたループの平面の中央領域を通って垂直に延在するように、ロゴスキーコイルに対して配置される。

【0007】

一般に、ロゴスキーコイルの中央領域で試験中に導体を有することが望ましい。すなわち、ロゴスキーコイルの中央領域に試験される導体を位置決めすることが、正確な電流読み取りのための最適な場所である。非接触センサ及びロゴスキーコイルの配置は、非接触センサ及びロゴスキーコイルが連続的なユーザ操作又は介入なしに試験中の導体の測定を連続的に行うことができるように、試験中の導体の位置を最適化する。

【0008】

クランプのジョーは、試験下の導体の周りの絶縁材料の表面が非接触センサ要素と位置合わせして当接するように、試験下で伝導体を保持するように構成されている。一部の実装形態では、ジョーの内面は、導体を収容し、かつ導体を非接触感知要素に対して位置合わせすることを助けるために凹状である。第１のジョーの凹部は、第２のジョーの端部と重なり得、それによって、非接触感知要素に対する導体の位置合わせを更に助けることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1A】図１Ａは、閉位置にあるセンサプローブの少なくとも１つの非限定的な実施形態の等角図を示している。

【図1B】図１Ｂは、開位置にある図１のセンサプローブを示している。

【図1C】図１Ｃは、ワイヤを保持している図１のセンサプローブを示している。

【図1D】図１Ｄは、図１のセンサプローブを平面図及び断面図で示している。

【図2】図２は、測定器具に結合された図１のセンサプローブを備える測定システムの少なくとも１つの非限定的な実施形態を示している。

【図3】図３は、図２の測定システムの電気部品のブロック図の少なくとも１つの非限定的な実施形態を示している。

【図4A】図４Ａは、センサプローブの組み合わせの少なくとも１つの非限定的な実施形態の等角図を示している。

【図4B】図４Ｂは、分離状態の図１のセンサプローブの組み合わせを示している。

【図5A】図５Ａは、測定メータに結合された図４Ａのセンサプローブの組み合わせを含む測定システムの少なくとも１つの非限定的な実施形態を示している。

【図5B】図５Ｂは、分離状態にあり、かつ測定メータに結合された図４Ｂのセンサプローブの組み合わせを備える、測定システムの少なくとも１つの非限定的な実施形態を示している。

【図6】図６は、図５Ａの測定システムの電気部品のブロック図の少なくとも１つの非限定的な実施形態を示している。

【図7】図７は、センサプローブの少なくとも１つの非限定的な実施形態の平面図を示している。

【図8】図８は、測定メータに結合された図７のセンサプローブを備える測定システムの少なくとも１つの非限定的な実施形態を示している。

【図9】図９は、少なくとも１つの実施形態による１つ以上の測定器具を使用する方法を示している。

【0010】

図面中、同一の参照番号は、同様の要素を特定する。図面における要素のサイズ及び相対位置は、必ずしも縮尺どおりに描かれていない。例えば、様々な要素及び要素間の角度及び空間は必ずしも縮尺どおりに描かれているわけではなく、これらの要素の一部は、図面の明瞭性を向上させるために任意に拡大されかつ位置付けられてもよい。なお、図示されるような要素の特定の形状は、必ずしも要素の任意の要求された形状に関する情報を伝えることが意図されているわけではなく、単に図面において認識しやすいように選択されてもよい。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本開示の１つ以上の実装形態は、導体の複数の電気的パラメータ（例えば、電圧、電流）を測定するための測定システムのセンサプローブ、及びそれを測定するための方法を対象とする。少なくとも１つの実装形態では、センサプローブは、ワイヤなどの導体を測定するように位置決めされるときに、ロゴスキーコイル及び非接触電圧センサが測定のための適切な位置に保持されるように、互いに対して配置されているロゴスキーコイル及び非接触電圧センサを統合する。したがって、ユーザは、センサプローブが測定を行っている間に、センサプローブから離れることができ得る。

【0012】

少なくとも１つの実装形態では、センサプローブは、ループを形成するロゴスキーコイルを含み、非接触センサは、ばね荷重クランプの一対のジョーの内面上に位置するセンサ要素を備える。クランプの一対のジョーは、導体が試験のために適切な位置にあるように、ロゴスキーコイルによって形成されたループの中央領域で試験中に導体を保持するように配置される。より具体的には、クランプの一対のジョーは、試験中の導体がロゴスキーコイルによって形成されたループの平面の中央領域を通って垂直に延在するように、ロゴスキーコイルに対して配置される。

【0013】

一般に、ロゴスキーコイルの中央領域で試験中に導体を有することが望ましい。すなわち、ロゴスキーコイルの中央領域に試験される導体を位置決めすることが、正確な電流読み取りのための最適な場所である。非接触センサ及びロゴスキーコイルの配置は、非接触センサ及びロゴスキーコイルが連続的なユーザ操作又は介入なしに試験中の導体の測定を連続的に行うことができるように、試験中の導体の位置を最適化する。

【0014】

クランプのジョーは、試験下の導体の周りの絶縁材料の表面が非接触センサ要素と位置合わせして当接するように、試験下で伝導体を保持するように構成されている。一部の実装形態では、ジョーの内面は、導体を収容し、かつ導体を非接触感知要素に対して位置合わせすることを助けるために凹状である。第１のジョーの凹部は、第２のジョーの端部と重なり得、それによって、非接触感知要素に対する導体の位置合わせを更に助けることができる。

【0015】

本明細書で使用するとき、「非接触」デバイス又はセンサは、導体とのガルバニック接触を必要とすることなく絶縁導体における電気的パラメータを検出するように動作可能である。導体は、ワイヤなどの通電された絶縁導体であり得る。

【0016】

以下の説明では、様々な開示された実装形態の完全な理解が得られるように、特定の具体的な詳細が記載される。しかしながら、当業者は、追加の実装形態がこれらの具体的な詳細の１つ以上を使用することなく、又は他の方法、構成要素、材料などを使用して実施され得ることを認識するであろう。

【0017】

更に、本明細書全体を通して「一実施形態」又は「実施形態」を参照することは、実施形態に関して記述された特定の特徴部、構造体又は特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。更に、本明細書における「少なくとも１つの実施形態では」という語句の出現は、必ずしも１つの実施形態のみを指すものではない。本明細書に記載される様々な実施形態の特定の特徴、構造、又は特性は、更に追加の実施形態では任意の好適な様式で組み合わされてもよい。

【0018】

図１Ａは、閉位置にあるセンサプローブ１００の少なくとも１つの非限定的な実施形態の等角図を示している。センサプローブ１００は、非接触センサ１０２及びロゴスキーコイル１０４を含む。ロゴスキーコイル１０４は、試験される導体の周りに置かれ、かつ導体が通電されている間に導体の電界を感知するように構成された、導電性ループ１０６を含む。導体内で感知された電界は、導体を通って流れる電流を示す。

【0019】

非接触センサ１０２は、ハンドル部分１１０及びジョー部分１１２を有する、ばね荷重クランプ１０８を含む。ハンドル部分１１０及びジョー部分１１２は、枢動点１１４を中心に互いに対して移動するように構成されている。ジョー部分１１２は、ロゴスキーコイル１０４の中央領域に配置された一対のジョーを含む。一対のジョーのうちの一方のジョーの表面は、非接触感知要素１１６（図１Ｄ）を含む。非接触感知要素１１６は、電気的パラメータを測定するために導体とのガルバニック接続を必要としない。非接触感知要素１１６は、導体の電圧を感知するように構成されている。

【0020】

ばね荷重クランプ１０８のハンドル部分１１０は、ロゴスキーコイル１０４に結合されている。より具体的には、ばね荷重クランプ１０８のハンドル部分１１０は、ロゴスキーコイル１０４のリードを受容するためのソケットなどのロゴスキーコイル１０４の一部分を形成する。

【0021】

図１Ａに最もよく示されるように、休止位置では、ジョー部分１１２の一対のジョーは、ばね（図示せず）によって閉位置に保持される。図１Ｂに最もよく示されるように、一対のジョーを開位置に置くために、ユーザは、ハンドル部分１１０のハンドルを一緒に押圧し、それによって、一対のジョーを閉じて保持するばねを弱める。ジョー部分１１２の一対のジョーは、ロゴスキーコイルの平面内で移動する。ジョー部分１１２の一対のジョーは、互いに反対方向に移動し、同じ量だけ変位する。一対のジョーの場所は、ロゴスキーコイルのループの中央領域に試験される導体を配置するのに役立つ。

【0022】

一対のジョーは開位置にあるが、ワイヤなどの導体１２０をそれらの間に置くことができる。ハンドル部分１１０を解放することに応答して、ばね荷重クランプ１０８のばねは、ジョー部分１１２の一対のジョーを閉じさせ、それによって、導体１２０に固定又はクランプする。図１Ｃは、ワイヤを保持する図１Ａのセンサプローブ１００のジョー部分１１２を示している。図１Ｃに示すように、ばね荷重クランプ１０８のジョー部分１１２は、試験中の導体がロゴスキーコイルのループの中央領域を通って垂直に延在するように配置されている。中央領域は、ループの中心点を超えるものを含む。実際、ジョー部分１１２は、ループの中心点からもオフセットされている間に中央領域にあってもよい。一般的に説明すると、中央領域は、その中心点の周りのループの内側の区域の約３０％を含む。ばね荷重クランプ１０８は、試験中に導体をロゴスキーコイル１０４に対して適切な位置に置くのに役立つ。

【0023】

図１Ｄに最もよく示されるように、一対のジョーのうちの一方のジョーの内面は、非接触感知要素１１６を含む。非接触感知要素１１６は、導体１２０の絶縁部分に当接し、導体１２０の電圧などの電気的パラメータを感知する。すなわち、クランプは、感知プローブの非接触センサがワイヤまでの閾値距離内に置かれるように導体１２０を保持する。閾値距離は、非接触センサ要素が導体の電圧などの電気的パラメータを測定することを可能にする任意の距離である。一部の実施形態では、閾値距離は、導体の絶縁材料が非接触センサの非接触センサ要素に当接する距離であり得る。

【0024】

一部の実施形態では、ばね荷重クランプ１０８の枢動点１１４の位置は、ロゴスキーコイル１０４によって形成されたループ１０６に対して接線方向であり、それにより、ジョーをロゴスキーコイル１０４のループの中央領域に位置決めし、更に非接触電圧センサ要素１１６が導体と整列するように、ジョーの内面が整列するようにジョーを位置決めしてもよい。

【0025】

様々な実施形態では、ジョー部分１１２のジョーのうちの１つの内面上の非接触感知要素１１６は、非接触電圧センサ、非接触電流センサ、ホール効果素子、電流変圧器、フラックスゲートセンサ、異方性磁気抵抗（anisotropic magnetoresistance、ＡＭＲ）センサ、巨大磁気抵抗（giant magnetoresistance、ＧＭＲ）センサ、又はガルバニック接触を必要とすることなく、絶縁導体の電気的パラメータを感知するように動作可能である他のタイプのセンサである。

【0026】

ジョーの内面は、導体を収容し、かつ導体を非接触感知要素１１６に対して位置合わせすることを助けるために凹状である。図１Ａに最もよく示されるような図示の実施形態では、第１のジョーの凹部は、第２のジョーの端部と重なり、それによって、図１Ｄに最もよく示されるように、非接触感知要素１１６に対する導体の位置合わせを更に助ける。すなわち、第１のジョーは、第２のジョーよりも長く、第２のジョーに向かって湾曲する。第１のジョーの重なりは、クランプ中に導体が滑ることを防止し得る。更に、第１及び第２のジョーの凹部の曲率によって形成された開口部は、ばね荷重クランプのばねとともに、その中に保持された導体を非接触感知要素１１６に押し付ける。

【0027】

非接触センサ１０２のジョーは、様々なサイズの導体を収容するように構成されている。一実施形態では、ジョーは、約６ミリメートル（ｍｍ）～約２０ｍｍの直径を収容するように構成されている。したがって、ジョーは、２０ｍｍの導体を受容及び保持するために２０ｍｍよりも広く開くように構成されている。

【0028】

ロゴスキーコイル１０４は、第１及び第２のリード１１７、１１８を形成する第１及び第２の端部を有する導電性材料を含む。図示されていないが、絶縁材料は、ロゴスキーコイル１０４の導電性材料の露出部分を取り囲むことができる。第１及び第２のリード１１７、１１８は、感知ヘッド１２２に動作可能に結合されたソケット内に受容される。一実施形態では、第１のリード１１７は、ソケットに恒久的に固定され、第２のリード１１８は、それぞれのソケットから取り外し可能である。すなわち、第１のリード１１７は、ロゴスキーコイル１０４を使用中に所定の位置に位置決めするためにソケットから取り外し可能ではないが、一方で、第２のリード１１８は、ロゴスキーコイル１０４は、使用中に所定の位置に置かれ得るように、それぞれのソケットから取り外し可能である。

【0029】

別の実施形態では、第１及び第２のリード１１７、１１８の両方がソケットから取り外し可能である。したがって、ロゴスキーコイル１０４は、センサプローブ１００の残りの部分から完全に分離されており、タイトスペースの制約下にあり、次いでセンサプローブ１００のソケット内に再び固定される試験される導体の周りに置かれ得る。

【0030】

ロゴスキーコイル１０４を試験される導体１２０の周りに置くために、第２のリード１１８をソケットから取り外すことができ、導体１２０は、第１のリード１１７によって形成された開口部とソケットとの間で摺動する。非接触センサ１０２のジョーは、導体１２０にクランプされる。第２のリード１１８は、ソケット内に置かれ得る。

【0031】

ロゴスキーコイル１０４に対する試験中の導体の場所は、正確な測定を得るために重要である。ロゴスキーコイル１０４は、導体１２０の周りの所定の位置に保持されるように十分に剛性である材料で作製され得る。すなわち、ばね荷重クランプ１０８のジョーは、試験中の導体１２０を保持するが、ロゴスキーコイル１０４は、導体１２０を取り囲む。ロゴスキーコイル１０４の非接触センサ１０２への相対位置は、導体が非接触センサ１０２のジョーによって保持されている間に導体１２０の配置を最適化する。

【0032】

非接触センサの非接触感知要素１１６は、試験中の通電されている導体の電圧などの電気的パラメータを測定するように構成されているが、同時に、ロゴスキーコイル１０４は、試験中の通電されている導体の電流などの別の電気的パラメータを測定するように構成されている。したがって、センサプローブ１００は、ユーザによる介入又は操作なしに、非接触センサ１０２及びロゴスキーコイル１０４の両方を使用して連続的な測定を行うように構成されている。

【0033】

図２は、示されるようにワイヤ２０４によって、又は代替的に無線接続によって、測定器具２００に結合された図１のセンサプローブ１００を備える測定システム３００を示している。測定器具２００は、センサプローブ１００と通信するように構成された任意の適切な測定器具であり得る。したがって、センサプローブ１００の非接触センサ１０２及びロゴスキーコイル１０４は、測定器具２００に動作可能に結合されている。例えば、センサプローブ１００及び測定器具２００は、それらの間に信号を送信及び受信するように構成され得る。測定器具２００は、ハウジングと、ディスプレイ２０８を含むユーザインターフェースと、センサプローブのワイヤ２０４と結合するための少なくとも１つのインターフェースコネクタ２１０と、を含む。センサプローブ１００の感知ヘッド１２２は、測定器具２００に動作可能に結合されて、それらの間に１つ以上の信号が提供及び受信される。センサプローブの感知ヘッド１２２は、増幅、プロセス、又は制御などの回路を更に含み得る。

【0034】

図３は、図２の測定システム３００及びセンサプローブ１００を含む、測定システム３００の電気部品のブロック図を示している。上で考察されたように、センサプローブ１００は、非接触センサ１０２と、測定器具２００に動作可能に結合されたセンサヘッド１２２に動作可能に結合されたロゴスキーコイル１０４と、を含む。

【0035】

センサプローブ１００は、非接触センサ１０２及びロゴスキーコイル１０４に動作可能に結合された１つ以上のセンサヘッド１２２を含む。図示の実施形態では、１つのセンサヘッド１２２がある。センサヘッドは、非接触センサ１０２のハンドル部材１２８内に位置し得る。１つ以上のセンサヘッド１２２は、増幅、制御などの、非接触センサ１０２とロゴスキーコイル１０４と測定器具２００との間で信号を送信するための回路プロセスを含み得る。一部の実装形態では、センサヘッド１２２は、更なる回路を含まず、センサプローブの非接触センサ１０２及びロゴスキーコイル１０４をワイヤ２０４及び測定器具２００に動作可能に結合する。

【0036】

測定器具２００は、処理及び／又は制御回路２１２と、ディスプレイ２０８を含むユーザインターフェース２１４と、メモリ２１６とを含む。ディスプレイ２０８を含むユーザインターフェース２１４は、測定結果及び他の情報をユーザに提供する。ユーザインターフェース２１４は、測定命令又は他の情報などのユーザ入力情報を受信するように更に構成されている。ディスプレイ２０８は、ユーザに通信するためにセンサプローブ１００から受信された測定値を示す、読み出された情報及び波形を提供し得る。ディスプレイ２０８は、液晶ディスプレイ（liquid crystal display、ＬＣＤ）、発光ダイオード（light-emitting diode、ＬＥＤ）ディスプレイ、有機ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は電子インクディスプレイなどの任意の好適なタイプのディスプレイであってもよい。ユーザインターフェース２１４は、様々な入力及び出力を含み、音声、視覚、タッチスクリーン、ボタン、ノブ、ホイールなどを含むことができる。

【0037】

測定器具２００の処理及び／又は制御回路２１２は、センサプローブ１００の感知ヘッド１２２との間で信号を送信、受信、及び処理するための回路を含む。測定器具２００の処理及び／又は制御回路２１２は、制御信号を送信するだけでなく、感知ヘッド１２２から並びに／又は非接触センサ１０２及び／若しくはロゴスキーコイル１０４から直接的に受信した測定信号を、受信及び処理するように動作可能である。プロセッサ及び／又は制御回路２１２は、受信信号を処理し、信号をユーザインターフェース２１４に出力することができる。受信信号は、電圧及び電流などの電気的パラメータを示す信号を含み得る。プロセッサ及び／又は制御回路２１２は、電力又は位相角などの１つ以上の電気的パラメータを決定するように構成され得る。処理及び／又は制御回路２１２は、追加的に又は代替的に、アナログ形態（例えば、０～１Ｖ）又はデジタル形態（例えば、８ビット、１６ビット、６４ビット）など別の測定器具によって受信可能な形態に信号を調整又は変換するように動作する調整回路又は変換回路を含み得る。制御回路は、１つ以上のプロセッサ（例えば、マイクロコントローラ、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ）、１つ以上のタイプのメモリ（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、他の非一時的な記憶媒体）、及び／又は１つ以上の他のタイプの処理若しくは制御関連構成要素を含んでもよい。

【0038】

一部の実装形態では、測定器具２００は、別の器具への無線通信のために構成されている。無線通信は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）モジュール、ＺＩＧＢＥＥ（登録商標）モジュール、近距離無線通信（near field communication、ＮＦＣ）モジュールなどの無線通信サブシステムを含むことができる。測定器具は、測定結果を外部システムに送信するために、あるいは命令信号又は入力情報を外部システムから受信するために、無線通信サブシステムを介して、コンピュータ、スマートフォン、タブレット、パーソナルデジタルアシスタントなどの外部システムと無線通信するように動作可能であり得る。測定器具は、追加的に又は代替的に、ＵＳＢインターフェースなど有線通信サブシステムを含んでもよい。

【0039】

図示されていないが、測定器具２００は、測定器具２００及びセンサプローブ１００の様々な電気部品に電力を供給するための電源又はバッテリパックなどの電力供給源を含み、又は外部電力供給源に結合するための出力部を含む。

【0040】

使用中、センサプローブ１００のばね荷重クランプ１０８のジョーは、試験中の導体１２０を保持するが、ロゴスキーコイル１０４は、図１Ｄに示されるように導体１２０を取り囲む。ロゴスキーコイル１０４は、導体１２０が第２のリード１１８とソケットとの間を摺動することができるように、ソケットから第２のリード１１８などの第１及び第２のリード１１７、１１８のうちの１つを除去することによって、試験中の導体１２０の周りに置かれる。ロゴスキーコイルは、導体内の電流を測定するために、通電されている導体によって生成された磁場を感知するように構成されている。ロゴスキーコイル１０４に対する試験中の導体の場所は、正確な測定を得るために重要である。センサプローブ１００によって測定された電流及び電圧などの電気的パラメータは、測定器具２００に提供される。少なくとも１つの実装形態では、ロゴスキーコイル１０４は、試験中の導体の電流を測定し、非接触センサは、試験中の導体の電圧を測定する。

【0041】

図４Ａ及び図４Ｂは、別の実施形態によるセンサプローブ１００ａを示している。センサプローブ１００ａは、ロゴスキーコイル１０４ａ及び非接触センサ１０２ａを含む。ロゴスキーコイル１０４ａは、ロゴスキーコイル１０４ａが非接触センサ１０２ａとは異なるハンドル部材１２８を含むことを除いて、図１Ａのセンサプローブ１００のロゴスキーコイル１０４と実質的に同じである。更に、センサプローブ１００ａのロゴスキーコイル１０４ａは、非接触センサ１０２ａから分離されるように構成されている。非接触センサ１０２ａは、図１Ａの非接触センサ１０２と実質的に同様である。センサプローブ１００ａとセンサプローブ１００との間の違いのみが、簡潔にするために考察される。

【0042】

センサプローブ１００ａは、ロゴスキーコイル１０４ａが非接触センサ１０２ａから分離され得るように構成されている。したがって、ロゴスキーコイル１０４ａ及び非接触センサ１０２ａの両方は、別個のワイヤ２０４によって測定器具２００に個別に結合される。

【0043】

ロゴスキーコイル１０４ａのハンドル部材１２８は、第１及び第２のリード１１７、１１８を受容するためのそれぞれのソケットを含む。第１及び第２のリード１１７、１１８を受容するためのソケットを備えるハンドル部材１２８の形状は、導電性ループ１０６の形状に対応する。図示の実施形態では、ハンドル部材１２８は、第２の部分に対して曲げられている第１の部分を有する。別の実装形態では、ハンドル部材１２８は、ロゴスキーコイル１０４ａの曲率に実質的に対応する湾曲形状を有し得る。

【0044】

第１のリード１１７は、ハンドル部材１２８のソケットに固定されてもよく、一方で、第２のリード１１８は、ハンドル部材１２８のソケットに取り外し可能に固定されてもよい。図４Ｂは、ハンドル部材１２８のソケットから取り外された第２の１１８リードを示している。別の実施形態では、第２のリード１１８は、ハンドル部材１２８のソケットに固定されてもよく、一方で、第１のリード１１７は、ハンドル部材１２８のソケットに取り外し可能に固定されてもよく、又は両方のリードが、取り外し可能に固定されてもよい。

【0045】

ばね荷重クランプ１０８ａは、構造において同一ではないが、図１Ａのばね荷重クランプ１０８と実質的に同じである。非接触センサ１０２ａのハンドル部分１１０は、ロゴスキーコイル１０４ａのハンドル部材１２８に取り外し可能に結合されている。図４Ｂを参照すると、非接触センサのハンドル部分１１０ａは、ロゴスキーコイル１０４ａのハンドル部材１２８を通って嵌合し、かつ非接触センサ１０２ａをロゴスキーコイル１０４ａに固定する、貫通開口部１３０を含む。

【0046】

図５Ａは、それぞれのワイヤ２０４によって測定器具２００ａに結合されたセンサプローブ１００ａを含む測定システム３００ａを示しており、結合状態で一緒に結合されたセンサプローブ１００ａのロゴスキーコイル１０４ａに対する非接触センサ１０２ａを示している。図５Ｂは、非接触センサ１０２ａ及びセンサプローブ１００ａのロゴスキーコイル１０４ａが切り離された状態で互いに切り離されている測定システム３００ａを示している。測定システム３００ａのセンサプローブ１００ａは、非接触センサ１０２ａ及びロゴスキーコイル１０４ａを用いて、図５Ａに示されるような組み合わせた状態、及び図５Ｂに示されるような切り離された状態で測定を行うことができる。

【0047】

図６は、測定システム３００及びセンサプローブ１００ａを含む、測定システム３００ａの電気部品のブロック図を示している。図６の測定システム３００ａの電気部品のブロック図は、非接触センサ１０２ａ及びロゴスキーコイル１０４ａがそれぞれの感知ヘッド１２２に結合されていることを除いて、上で考察された図３の測定システム３００の電気部品のブロックと同じ機能を実行するように構成された同じ部品を有する。すなわち、非接触センサ１０２ａは、非接触センサ１０２ａのハンドル部分１１０ａ内の感知ヘッド１２２に結合されており、ロゴスキーコイル１０４ａは、ロゴスキーコイル１０４ａのハンドル部材１２８内の感知ヘッド１２２に結合されている。これにより、非接触センサ１０２ａの感知ヘッド１２２は、測定器具２００に第１の通信ラインを有し、ロゴスキーコイル１０４ａの感知ヘッド１２２は、測定器具２００に第２の通信ラインを有する。

【0048】

図７は、更に別の実施形態によるセンサプローブ１００ｂを示している。センサプローブ１００ｂは、非接触センサ１０２ｂを除いて、図４Ａのセンサプローブ１００ａと実質的に同様の構造及び機能である。非接触センサ１０２ｂと非接触センサ１０２ａ又は非接触センサ１０２との間の違いのみが、簡潔にするために考察される。

【0049】

非接触センサ１０２ｂのジョー部分１１２は、センサプローブ１００ａのジョー部分１１２と同じ構造及び機能である。しかしながら、ハンドル部分１１０ｂは、図１Ａのハンドル部分１００及び図４Ａのハンドル部分１００ａとは異なる。ハンドル部分１００ｂは、第１のハンドル部材１３２を第２のハンドル部材１３４に対して移動させることによって、ジョー部分１１２と係合する。すなわち、第１のハンドル部材１３２が矢印によって示される方向に第２のハンドル部材１３４に向かって移動するときに、ジョーは互いに分離する。第１のハンドル部材１３２を解放すると、非接触センサ１０２ｂのばねは、ジョーを互いに向かって移動させる。第１のハンドル部材１３２を解放する前に、試験される導体がジョー間に置かれる場合、ジョーは、試験される導体上にクランプする。この実装形態では、ジョーとハンドル部分１００ｂとの間の枢動点１１４は、ロゴスキーコイル１０４ａのループに対して実質的に接線方向に配置される。

【0050】

一般に、ロゴスキーコイル１０４ａは、ロゴスキーコイル１０４ａと同じであるが、ロゴスキーコイル１０４ａのハンドル部材１２８は、非接触センサ１０２ｂからの信号が感知ヘッド１２２に伝達されるように、非接触センサ１０２ｂに動作可能に結合される。

【0051】

図８は、インターフェースコネクタ２１０でワイヤ２０４によって測定器具２００に結合されたセンサプローブ１００ｂを含む測定システム３００ｂを示している。センサプローブ１００ｂは、測定器具２００に結合するための単一のワイヤ２０４を含むが、他の実装形態では、センサプローブ１００ｂは、非接触センサ１０２が測定器具２００に直接的に結合され、かつロゴスキーコイル１０４ａが図５Ａ及び図５Ｂの実施形態に示されるように測定器具２００に直接的に、及び別々に結合されるように、２つのワイヤによって測定器具２００に結合され得る。

【0052】

図９は、少なくとも１つの実施形態による、測定システム３００、３００ａ、及び３００ｂを使用する方法９００を示している。方法９００は、ブロック９０２によって示されるように、感知プローブの非接触センサがワイヤに対する閾値距離内に置かれ、かつワイヤがセンサプローブのロゴスキーコイルの中央領域に置かれるように、感知プローブのクランプでワイヤを保持することと、ブロック９０４によって示されるように、センサプローブの非接触センサが第１の位置に留まっており、かつセンサプローブのロゴスキーコイルのループが第２の位置に留まっている間に、センサプローブを使用してワイヤの少なくとも１つの電気的パラメータを感知することと、を含む。

【0053】

前述の開示を考慮して、センサプローブ又は測定システムの様々な実施例は、以下の特徴のうちのいずれか１つ又はそれらの組み合わせを含み得る。ループの対向する端部に第１及び第２のリードを有するループを形成する、ロゴスキーコイルであって、ループが試験される導体を受容するように構成された中央領域を有する、ロゴスキーコイル。

【0054】

ロゴスキーコイルに結合された非接触センサであって、非接触センサが、非接触センサ要素と、一対のクランプジョーを有するクランプと、を含み、一対のクランプジョーが、導体を保持するように構成されており、非接触センサ要素が、導体に対して押圧されて、導体の電気的特性を感知するように構成されている、非接触センサ。

【0055】

センサプローブ又は測定システムは、非接触センサのクランプがロゴスキーコイルに恒久的に結合されているなどの、別の特徴を含み得る。

【0056】

センサプローブ又は測定システムは、クランプがロゴスキーコイルによって形成されたループの中央領域に導体を保持するように構成されているなどの、別の特徴を含み得る。ループの中央領域は、ループの内側の区域の約３０％であり、かつループの内側の区域の中心点を中心とすることができる。

【0057】

センサプローブ又は測定システムは、ロゴスキーコイル及び非接触センサから信号を受信するように構成された１つ以上の感知ヘッドを更に備えるなどの、別の特徴を含み得る。

【0058】

センサプローブ又は測定システムは、一対のジョーが凹状であり、第１のジョーが第２のジョーよりも長いなどの、別の特徴を含み得る。

【0059】

センサプローブ又は測定システムは、一対のクランプジョーが閉位置と開位置と保持位置との間で移動するときに同じ量だけ変位するように配置されているなどの、別の特徴を含み得る。センサプローブ又は測定システムは、第１及び第２の感知ヘッドを備える１つ以上の感知ヘッドなどの、別の特徴を含み得る。第１の感知ヘッドは、ロゴスキーコイルに動作可能に結合されており、第２の感知ヘッドは、非接触センサに動作可能に結合されている。より多くの感知ヘッドは、センサと感知ヘッドとの間の導電性の移動距離を短くすることを達成することによって、改善された性能を提供し得る。したがって、ワイヤが近づく、容量性漂遊磁場などの外部影響要因が少なくなると、測定信号に影響を与える可能性があり、より高い大きさの測定信号が実現され得、それにより、より良い精度がもたらされる。

【0060】

センサプローブ又は測定システムは、非接触センサが分離状態でロゴスキーコイルから分離されるように構成されており、非接触センサ及びロゴスキーコイルが分離状態で動作可能であるなどの、別の特徴を含み得る。

【0061】

センサプローブ又は測定システムは、非接触センサがロゴスキーコイルから分離されるように構成されているなどの、別の特徴を含み得る。

【0062】

センサプローブ又は測定システムは、第１のリードが第１のソケットに恒久的に固定され、かつ第２のリードが第２のリードに取り外し可能に固定されるように構成されているなどの、別の特徴を含み得る。

【0063】

前述の開示を考慮して、センサプローブ又は測定システムの様々な実施例は、以下の特徴のうちのいずれか１つ又はそれらの組み合わせを含み得る。センサプローブ、又は導体内の電気的パラメータを感知するように構成されたセンサプローブを備える測定システム。センサプローブは、対向する端部に第１及び第２のリードを有するロゴスキーコイルであって、ロゴスキーコイルが、試験される導体を受容するように構成された中央領域を有する、ロゴスキーコイルを含む。センサプローブは、ロゴスキーコイルに結合された非接触センサを更に含む。非接触センサは、非接触センサ要素と、一対のクランプジョーを有するクランプと、を含む。一対のクランプジョーは、導体を保持するように構成されており、非接触センサ要素は、導体に対して押圧されて、導体の電気的特性を感知するように構成されている。

【0064】

クランプは、ロゴスキーコイルの中央領域に一対のクランプジョーを有する、ばね荷重クランプであり得る。一対のクランプジョーは、ロゴスキーコイルの中央領域で試験される導体を保持するように構成されており、非接触センサ要素は、一対のクランプジョーのうちの１つの内面上に位置する。測定システムは、センサプローブに動作可能に結合された測定器具であって、測定器具が、センサプローブに信号を送信し、かつセンサプローブから信号を受信するように構成された制御回路を含む、測定器具を更に含む。

【0065】

センサプローブ又は測定システムは、非接触センサがロゴスキーコイルに取り外し可能に結合されているなどの、別の特徴を含み得る。非接触センサ及びロゴスキーコイルは、切り離されている間に動作するように構成されている。

【0066】

センサプローブ又は測定システムは、ロゴスキーコイルの第１及び第２のリード線がロゴスキーコイルのハンドル部材のソケットに受容されているなどの、別の特徴を含み得る。ばね荷重クランプは、貫通開口部を含み、ロゴスキーコイルのハンドル部材は、ばね荷重クランプの貫通開口部内に位置されている。

【0067】

センサプローブ又は測定システムは、センサプローブがロゴスキーコイルを測定器具に結合する第１のワイヤと、非接触センサを測定器具に結合する第２のワイヤと、を含むなどの、別の特徴を含み得る。

【0068】

センサプローブ又は測定システムは、非接触センサがロゴスキーコイルに恒久的に固定されているなどの、別の特徴を含み得る。

【0069】

センサプローブ又は測定システムは、第１のリードが第１のソケットに恒久的に固定され、かつ第２のリードが第２のリードに取り外し可能に固定されるように構成されているなどの、別の特徴を含み得る。

【0070】

前述の開示を考慮して、動作方法の様々な実施例は、以下の特徴のうちのいずれか１つ又はそれらの組み合わせを含み得る。非接触センサを第１の位置から除去すること、ロゴスキーコイルを第２の位置から除去すること、及び非接触センサをロゴスキーコイルから分離すること。方法は、クランプのハンドルを互いに向かって移動させて、一対のジョーを各々から離れるように移動させること、又はクランプの第１のハンドルを第２のハンドルに向かって移動させて、一対のジョーを各々から離れるように移動させることを更に含み得る。方法は、一対のジョーを絶縁ワイヤの周りに置くことと、ハンドルを解放して、一対のジョーが絶縁ワイヤを保持することを可能にすることと、を更に含み得る。

【0071】

方法は、感知プローブの非接触センサがワイヤに対して閾値距離内に置かれ、かつワイヤがセンサプローブのロゴスキーコイルの中央領域に置かれるように、感知プローブのクランプでワイヤを保持することを含み得る。感知プローブの非接触センサが第１の位置に留まっており、センサプローブのロゴスキーコイルが第２の位置に留まっている間に、センサプローブを使用してワイヤの少なくとも１つの電気的パラメータを感知する。

【0072】

方法は、非接触センサを第１の位置から除去すること、ロゴスキーコイルを第２の位置から除去すること、及び非接触センサをロゴスキーコイルから分離することなどの、別の特徴を含み得る。

【0073】

方法は、非接触センサをロゴスキーコイルから分離すること、非接触センサを使用して、ワイヤの第１の電気的パラメータを感知すること、及びロゴスキーコイルがワイヤの第２の電気的パラメータを感知することである、別の特徴を含み得る。

【0074】

方法は、第１の電気的パラメータを示す第１の信号を測定器具に送信することと、第２の電気的パラメータを示す第２の信号を測定器具に送信することと、を含む、別の特徴を含み得る。第１の信号及び第２の信号は、それぞれ、第１及び第２のワイヤを介して測定器具に送信され得る。代替的に、第１及び第２の信号は、同じワイヤにわたって測定器具に送信され得る。

【0075】

方法は、クランプのハンドルを互いに向かって移動させて、一対のジョーを各々から離れるように移動させること、一対のジョーを絶縁ワイヤの周りに置くこと、及びハンドルを解放して、一対のジョーが絶縁ワイヤを保持することを可能にすることなどの、別の特徴を含み得る。

【0076】

方法は、クランプの第１のハンドルを第２のハンドルに向かって移動させて、一対のジョーを互いに離れるように移動させること、一対のジョーを絶縁ワイヤの周りに置くこと、及び第１のハンドルを解放して、一対のジョーが絶縁ワイヤを保持することを可能にすることなどの、別の特徴を含み得る。

【0077】

方法は、ロゴスキーコイルを使用して電流を感知すること、及び非接触センサを使用して電圧を感知することなどの、別の特徴を含み得る。

【0078】

方法は、絶縁ワイヤを保持する一対のジョーがロゴスキーコイルの中央領域を通って垂直に延在しているなどの、別の特徴を含み得る。

【0079】

上に記載した様々な実施形態を組み合わせ、更なる実施形態を提供することができる。米国特許、本明細書で言及され、及び／又は出願データシートに列挙された米国特許出願公開、米国特許明細書、外国の特許、外国の特許明細書及び非特許刊行物はすべて、それらの全体が参考として本明細書に援用される。実施形態の態様を改変し、必要な場合には、様々な特許、明細書及び刊行物の概念を使用して、更なる実施形態を提供することができる。

【0080】

上記の発明を実施するための形態を考慮して、これら及び他の変更を実施形態に行うことができる。一般的に、以下の特許請求の範囲において、使用される用語は、特許請求の範囲を、明細書及び特許請求の範囲に開示される具体的な実施形態に限定するものと解釈すべきではないが、このような特許請求の範囲によって権利が与えられる全均等物の範囲に沿ったすべての可能な実施形態を含むと解釈すべきである。したがって、特許請求の範囲は、本開示によって制限されるものではない。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【外国語明細書】