図解 クランプメーターの正しい選び方、使い方 

クランプメーター

クランプメーターとは?|英語:clamp meter

クランプメーターは日本語では架線電流計と呼び、回路を切断することなく、電流を測定するための工具です。

測定には、電流が流れるとその周りに磁場が発生することを利用します。
通常の電流計を使った測定の場合、回路の一部を切断して開き、そこに電流計を接続しなければなりません。クランプメーターは、電気回路を切断することなく電流を測定できる機器です。クランプメータを使うことで、回路に影響を与えることなく電流の測定が可能になります。

家庭用電流で用いられる交流のみを対象とするものだけでなく、直流電流、交流電流両方に対応するものや、テスターのように電圧や抵抗値まで測れるものもあります。現在はデジタル式が主流ですが、テスターなどほかの計測機器類と同様にアナログ式も存在します。

FLUKE 369

クランプメーター FLUKE 369

 クランプメーターの測定原理

クランプメーターの測定方法には変流器(CT)方式、ホール素子方式、ロゴスキー方式等がある。

変流器(CT)方式 クランプメーターの測定原理

CT(current transformer:変流器)方式クランプメーターは電流から発生している磁界をセンサで捉え、それを電流換算することで電流測定をしています。測定方式は以下となります。

CT(変流器)方式のクランプメーターの測定原理は以下になります。

構造:
磁気コアにコイルを巻いた構造

原理:
変圧器の応用で1次側を1本の巻き線(クランプではさんだ線)、2次側をN巻きの線(磁気コアに巻いてある線)で受け、電流を測定する。原理上、2次側開放状態で1次側に電流を流すと、2次側に電流を流そうとして開放端に高電圧が発生するため、注意が必要。

メリット:
直線性や測定範囲が広い

デメリット:
直流電流の検出ができない

CT(変流式)current-transformer

CT(変流式)current-transformer

ホール素子方式 クランプメーターの測定原理

クランプメーターは電流から発生している磁界をホール素子センサで捉え、それを電流換算することで電流測定をしています。ホール素子方式の測定原理は以下となります。

構造:
磁気コア内の隙間にホール素子を入れる構造

原理:
クランプではさんだ線から発生する磁界を、ホール素子で電圧に変換し、電流に換算する。

メリット:
直流電流と交流電流どちらも測定できる

デメリット:
センサ部の筐体、磁気回路、磁気コアの設計によって性能が大きく変わる

ホール素子方式

ホール素子方式

ロゴスキー方式 クランプメーターの測定原理

クランプメーターは電流から発生している磁界をセンサで捉え、それを電流換算することで電流測定をしています。ロゴスキー方式のクランプメーターの測定原理は以下となります。

構造:
コアレスで非磁性体にロゴスキーコイルを巻いた構造

原理:
電流に応じて、コイルの両端に微分された電圧波形が出力され、それを積分して電流に換算する。

ロゴスキーコイル方式電流センサーは、測定電流の周りに発生する交流磁界により空芯コイルに誘起される電圧を変換して測定する方式のセンサー。

ロゴスキーコイル方式

ロゴスキーコイル方式

メリット:
コアがないため、曲げられる。周波数帯域が広い

デメリット:
交流しか測れない。

クランプメータのー選び方

クランプメーターの選び方のコツや注意点をご紹介。

測定の目的、項目は?

ランプメーターは機種によって測れる電流の種類と電圧が異なります、また、交流と直流かの違いでも使える機種が違います。
よって、現在及び近々に測定を要する測定項目を決めることが重要です、そうすれば、クランプメーターの種類も絞れます。

①漏れ電流測定タイプか、負荷電流測定タイプか?

② 負荷電流の場合、平均値整流方式か真の実効値整流方式か?

平均値整流方式であると歪んだ電流波形の実効値を正確に測定する必要があります。

③ 直流電流測定か交流電流測定か?

交流電流測定の場合でもインバーターの2次側電流のように周波数が変化する場合があります。このような場合はクランプメーターの周波数帯域を確認します。

④ 測定する配線の最大太さがはさめるか?

⑤測定しようとしている負荷の最大電流値が、クランプメーターの電流レンジの範囲か?

⑥ そのほかクランプメーターには直流・交流電圧測定、抵抗測定、導通チェックなどのテスター機能を持っている製品があります。必要な機能を確認して選択。

デジタル or アナログ

クランプメーターにはデジタルとアナログがあり、価格だけを見るならば、アナログの方が安価です。
しかし、より正確に数値を知りたい場合や、半導体回路を測定したい場合はデジタルの方がよいでしょう。

クランプメーター メーカーの選び方

クランプメーカーを製造、販売しているメーカーは他の電流、電圧を測定器も製造しています。
よって、すでに他の測定機器を使っている場合は、そのメーカーにクランプメーカーを取り扱っていないか尋ね、可能なかぎり同一メーカーにそろえてアフターサービスも含めて購入を検討しましょう。

クランプメーターのレンタルと中古市場

クランプメーターのレンタル、中古市場の事情についてご紹介。

クランプメーターのレンタル状況

クランプメーターは月単位の短期でもレンタル可能です。

相場は1万円前後です。

クランプメーターの中古

クランプメーターも中古品を取り扱う店が多く、あります。
しかし、ほかの大型の測定器に比べると小型で価格も安価なので、よい中古品が常にある訳ではないのでヤフーオークションをはじめとするインターネットオークションや、測定器を取り扱っているリサイクルショップなど定期的に確認し掘り出し品を探しましょう。

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