電流プローブ

 

電流プローブ


回路など接触せずに計測する電流プローブとは

動作中の回路の状態を測定する主な方法としては、電圧計などで2点間の電圧を測定したり、電流計を使って電流を測定したりする方法などがあります。手軽に使える計測器を正しい使い方で用いれば、多くの問題を解決するのに役立ちますが、基本的な機器だけでは手に負えない状況も存在します。そのような場合は、状況に応じて適切な測定器を使わないと、問題を解決することはできません。無理に適切でない測定器を使ってしまうと、正しい計測値が得られないばかりではなく、回路やシステムに損傷を与えてしまう可能性もあります。その点を考慮して、測定をする前に測定対象のことをよく考えて、どのような方法が適切なのかを判断しなくてはなりません。計測によく用いられるプローブについても、電圧プローブを使用するのが主流となっていますが、状況に応じて電流プローブの使用も検討するべきです。
電流プローブとは、動作中の測定対象の電流によって生じる磁界から、電流を測定する機器です。主流のクランプ型の場合は、測定する回路に接触することなく、電流が測定できます。電流を測定することになりますが、電流計のように電線などを切断する必要はありません。回路やケーブルに接触しないで計測するスタイルが特徴です。電圧プローブほど使われる機会は多くないですが、非常に役立つ機器なので、使い方などを理解しておくとよいでしょう。効果的な計測方法を理解しているほど、開発や評価作業がはかどります。

電流プローブ中古計測機器一覧

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コード機材名称 型番メーカー名お問合せ
3i1410 ハンドヘルドデータロガー TC-32K/CSW-5B-05,
CR-1867,CR-6187,
2GBCF
東京測器研究所
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コード機材名称 型番/メーカー名お問合せ
3i1410ハンドヘルドデータロガーTC-32K/CSW-5B-05,
CR-1867,CR-6187,
2GBCF
東京測器研究所
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電流プローブの使う際の注意点

電流プローブは、計測対象に流れる電流から生じる磁束を、トランスのコイルが検出する方式です。検出した電流を付加抵抗によって電圧に変換して、計測値を得るようになっています。通常電圧値を測定するには、回路を切断して抵抗を挿入することになりますが、挿入した抵抗によって測定対象の回路の動作に影響を与えるので問題です。特に高い周波数が使われる回路になると、問題は大きくなります。低周波の回路であれば、挿入した抵抗は純抵抗として扱えますが、高周波の場合は、インタグタンスを持ったインピーダンスとなってしまうのです。その結果、挿入した抵抗における電圧波形と電流波形に違いが生じるので、正確な値を計測するのが難くなってしまいます。これでは、計測器の使い方が間違っていなくても、正しい結果を得られません。
そのため、本来の動作とは異なる状態で測定するのを避けたい場合に、電流プローブが使われます。ただし、回路を切断して測定する方法よりも、回路に与える影響を少ないものの、測定対象の回路にわずかなインピーダンスを挿入することになってしまいます。電流プローブのインピーダンスについては、事前に調べておかなくてはなりません。使い方を理解する前に、機器の仕様を理解しておく必要があります。そして、測定対象がどの程度の高周波成分を含んでいるのか、電圧値や電流値の上限などを事前に調べておくことも大切です。すぐに状況を確かめたいと思ってよく調べないままに測定すると、かえって問題を大きくしてしまうこともあります。しかし、回路や測定器が破損してしまうと、時間やコストが余計に掛かってしまうことになります。

さまざまな種類がある電流プローブ

トランスを巻いたコイルが電流を検出するので、低周波信号の計測は苦手な電流プローブが多いのですが、低周波の計測も問題なくできる電流プローブもあります。ホール素子を利用することで、直流や低周波の信号でも計測可能です。AC用のものは低周波の測定には向いていませんが、ACとDCの両方に対応するものであれば、低周波から高周波まで扱えます。こうした点についても、事前に理解しておく必要があります。
そして、大電流を測定する場合についても、注意しなくてはなりません。どの種類の測定器でも、大電流を測定する時には細心の注意を要しますが、電流プローブで大電流を長時間測定すると、溶けてしまうこともあります。そのため、ピーク電流とパルス幅を掛けた電流時間積に気を付けて使うことが大切です。
便利に使用できる電流プローブですが、使い方などを十分に理解しておかないと、開発や評価作業などが正しくできなくなってしまいます。製品を購入する際も、電流時間積や周波数帯域、連続最大入力電流や測定可能な導体径などの仕様を確認して、問題なく使えることを確かめるようにしましょう。状況に応じて電圧プローブや他の計測器と併用するなどして、効率的な作業を心掛けることが重要となります。そのためには、電流プローブ以外の測定器や測定方法についての理解も深め、測定の意味や目的に最も適した方法を採用できる能力を持っておく必要があります。電子機器の重要性は増し、小さなミスが社会に大きな影響を与えるようになっていますので、万全の対応をして機器を開発し評価することが求められます。

電流プローブの計測機器で利用されている用途

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