最近、電流プローブを使って波形測定することがあったんだけど、
大した話ではないんだけど、これでちゃんと測れるんだなぁって。
電流を測定する方法として、真っ先に思いつくのは抵抗を挟んで、そこの電圧を測定するという方法。
電流の波形を取るとなったときに、抵抗を挟まないとなぁなんて思ったんだが、
職場の人が電流を測るときにそんなことしてないんだよなぁ。
そうだ、電流プローブ使うんだって。
電流が流れると、その周りに磁界が発生する。
その磁界を測定すれば、電流を測定することができる。
交流電流の場合は計器用変流器とかいうものを使えばできる。
1次側のコイルに測定対象の電流を流すと、2次側のコイルに巻数比に応じて電流が流れるというもので、
原理は変圧器と同じだけど、電流を測定するのが目的だから、その点では変圧器と異なる。
クランプメーターは変流器と電流計を組み合わせたようなもので、まさにこの原理で動いている。
ただし、この方法は磁界の変化で電流が発生することを用いるから、測定対象が直流電流の場合は、この方法は使えない。
直流電流でも磁界が発生することには違いがない。ただし、静磁界ということが問題である。
けど、世の中には静磁界を測定できる素子があって、それをホール素子という。
ホール素子はホール効果を使って磁界を測定する半導体素子だ。
ホール素子に電流を流すと、半導体を流れるキャリア(電子かホール)が電磁力を受けるので、これが電圧になって出力されるってだけの話なんだけど。
これを使えば、直流電流が発生させる静磁界を測定することができ、この磁界を電流に換算すればよいわけだ。
ちゃんと電流プローブの説明書を見てみると「ホール素子が内蔵されており」ということが書かれている。
装置の使い方自体はそんなに難しい話ではなく、測定対象の電流が流れる導線に電流プローブを挟んで、
電流プローブの出力端子をオシロスコープに接続するだけ。
あとはオシロスコープの設定で見た目だけアンペア表示にしたぐらい。
電流プローブは電流を電圧に変換してオシロスコープに伝達するから、
オシロスコープ自体は電圧を測ってるんだけど、表示方法だけ変えといた。あまり本質的ではないが。
電流を測る方法というと、単純に考えれば、電流計を挟んだり、抵抗を挟んだりとやる必要がある。
電圧は測定対象に対して並列につなぐだけでいいから、比較的簡単なのだが。
けど、磁界を介して測れば、電流の測定のために経路をぶった切る必要はないと。
上に書いたとおり、交流電流の場合は古くから簡単に測定できたので、計器用変流器というのはいろいろ使われていると聞いている。
一方で、直流電流を磁界を介して測定する装置って、オシロスコープの電流プローブぐらいしか覚えがないなぁ。
他にあるんかな。ホール素子で測定するクランプメーターもあるという話は聞いたことあるけど。