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KR101127917B1 - Apparatus for measuring current and electric power by magnetic field - Google Patents

Apparatus for measuring current and electric power by magnetic field Download PDF

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KR101127917B1
KR101127917B1 KR1020100118594A KR20100118594A KR101127917B1 KR 101127917 B1 KR101127917 B1 KR 101127917B1 KR 1020100118594 A KR1020100118594 A KR 1020100118594A KR 20100118594 A KR20100118594 A KR 20100118594A KR 101127917 B1 KR101127917 B1 KR 101127917B1
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KR
South Korea
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coil
current
magnetic field
sensor
power
Prior art date
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Active
Application number
KR1020100118594A
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박포규
김영균
김완섭
김규태
김문석
Original Assignee
한국표준과학연구원
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Publication date
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Abstract

본 발명은 자기장을 이용한 전류 및 전력 측정 장치에 관한 것으로, 전원공급장치와 부하 사이에 설치 및 교체 가능한 모듈형 장치로 제작된 것으로, 전원공급장치와 부하 사이에 직렬로 연결되는 코일을 외부 자기장 차폐부로 차폐한 상태에서 코일 속 자기장의 변화를 부하 측으로 공급되는 전류로 환산하고, 환산한 전류를 코일 속 온도 변화에 따라 보상하여 표시하면서 현재 표시하는 전류와 코일의 양단에 걸리는 전압을 근거로 부하 측으로 공급되는 전력을 표시하고, 필요에 따라 현재 표시하는 전류 및 전력을 외부로 무선 전송한다.
본 발명은 모듈형 장치로 제작된 것이므로 전원공급장치와 부하 사이에 설치하는 작업과 교체하는 작업이 용이하고, 특히 외부 자기장 차폐부로 코일뿐만 아니라 코일 속 자기장 센서, 코일 속 온도 센서, 코일 양단의 전압 측정용 단자를 모두 차폐한 상태에서 코일 속 자기장의 변화를 전류로 환산하여 측정하고 측정한 전류를 코일 속 온도 변화에 따라 보상하므로 종래의 변류기(CT)나 전류 측정용 저항과 DVM을 이용하는 경우에 비해 부하 측으로 공급되는 전류를 상대적으로 더 정밀하게 측정할 수 있으며, 또한 사용자 무선단말기를 이용하면 현재 측정 전류 및 전력을 용이하게 확인할 수 있는 장점이 있다.The present invention relates to a device for measuring current and power using a magnetic field, which is manufactured as a modular device that can be installed and replaced between a power supply and a load, and shields an external magnetic field from a coil connected in series between the power supply and the load. In the state of negative shielding, the change in the magnetic field in the coil is converted into the current supplied to the load side, and the converted current is compensated and displayed according to the temperature change in the coil, and the current is displayed to the load side based on the current displayed and the voltage across the coil. It displays the power supplied and wirelessly transmits the current and power currently displayed as needed.
Since the present invention is made of a modular device, it is easy to install and replace between the power supply and the load, and in particular, the magnetic field sensor in the coil, the temperature sensor in the coil, and the voltage across the coil as well as the external magnetic shield. When all the terminals are shielded, the change in the magnetic field in the coil is converted into current, and the measured current is compensated according to the change in temperature in the coil. Therefore, in case of using a conventional CT or current measuring resistor and DVM, In comparison, the current supplied to the load side can be measured more precisely, and the user wireless terminal can easily check the current measurement current and power.

Description

자기장을 이용한 전류 및 전력 측정 장치{APPARATUS FOR MEASURING CURRENT AND ELECTRIC POWER BY MAGNETIC FIELD}Current and power measuring device using magnetic field {APPARATUS FOR MEASURING CURRENT AND ELECTRIC POWER BY MAGNETIC FIELD}

본 발명은 전류 및 전력 측정 장치에 관한 것이며, 더욱 상세히는 전원공급장치와 부하 사이에 설치 및 교체 가능한 모듈형 장치로 제작된 것으로, 전원공급장치와 부하 사이에 직렬로 연결되는 코일을 외부 자기장 차폐부로 차폐한 상태에서 코일 속 자기장의 변화를 부하 측으로 공급되는 전류로 환산하고, 환산한 전류를 코일 속 온도 변화에 따라 보상하여 표시하면서 현재 표시하는 전류와 코일의 양단에 걸리는 전압을 근거로 부하 측으로 공급되는 전력을 표시하고, 필요에 따라 현재 표시하는 전류 및 전력을 외부로 무선 전송하는 자기장을 이용한 전류 및 전력 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a current and power measurement device, and more particularly to a modular device that can be installed and replaced between the power supply and the load, the external magnetic field shielding the coil connected in series between the power supply and the load In the state of negative shielding, the change in the magnetic field in the coil is converted into the current supplied to the load side, and the converted current is compensated and displayed according to the temperature change in the coil, and the current is displayed to the load side based on the current displayed and the voltage across the coil. The present invention relates to a current and power measuring device using a magnetic field that displays the power supplied and wirelessly transmits current and power currently displayed as needed.

종래에는 도 1에 나타낸 바와 같이, 전원공급장치와 부하 사이에 변류기(CT)를 설치하여 부하 측으로 공급되는 전류를 측정하거나, 혹은 도 2에 나타낸 바와 같이, 전원공급장치와 부하 사이에 전류 측정용 유도저항(RL)을 설치하고 이 전류 측정용 유도저항(RL)의 양단에 병렬로 연결된 DVM(Digital Voltage Meter)을 이용하여 부하 측으로 공급되는 전류를 측정하였다.Conventionally, as illustrated in FIG. 1, a current transformer CT is installed between a power supply and a load to measure current supplied to a load side, or as shown in FIG. 2, for current measurement between a power supply and a load. An inductive resistor (RL) was installed and the current supplied to the load was measured using a digital voltage meter (DVM) connected in parallel to both ends of the inductive resistance (RL) for current measurement.

상기와 같이 변류기(CT)를 이용하거나, 혹은 전류 측정용 유도저항(RL)과 DVM을 이용하여 전원공급장치와 부하 사이의 공급 전류를 측정하는 경우에는, 전원공급장치와 부하 사이에 변류기(CT)를 설치하는 작업 혹은 전류 측정용 유도저항(RL)과 DVM을 설치하는 작업이 번거로울 뿐만 아니라, 특히 변류기(CT)에 포함된 코일의 열 변화, 전류 측정용 유도저항(RL)의 열 변화에 기인하여 전류를 정밀하게 측정하지 못하는 단점이 있다. As described above, in the case of measuring the supply current between the power supply and the load by using the current transformer CT or by using the current measuring inductive resistance RL and the DVM, the current transformer CT between the power supply and the load is measured. ) Is not only troublesome to install, or to install the current measuring inductive resistance (RL) and DVM, but also to the thermal change of the coil included in the current transformer (CT) and the thermal resistance of the current measuring inductive resistance (RL). Due to this, there is a disadvantage in that the current cannot be measured accurately.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 하우징의 입력단에 전원공급장치를 연결하고 하우징의 출력단에 부하를 연결하여 전원공급장치와 부하 사이에 설치 및 교체 가능한 모듈형 장치로 제작된 것으로, 전원공급장치와 부하 사이에 직렬로 연결되는 코일을 외부 자기장 차폐부로 차폐한 상태에서 측정제어부가 코일 속 자기장 센서를 이용하여 감지한 자기장의 변화를 부하 측으로 공급되는 전류로 환산하고, 환산한 전류를 코일 속 온도 센서를 이용하여 감지한 온도 변화에 따라 보상하여 표시부에 표시하면서 현재 표시하는 전류와 코일의 양단에 걸리는 전압을 근거로 부하 측으로 공급되는 전력을 표시부에 표시하고, 필요에 따라 현재 표시하는 전류 및 전력을 무선장치를 이용하여 외부의 사용자 무선단말기로 무선 전송하는 자기장을 이용한 전류 및 전력 측정 장치를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, the object of the present invention is to connect the power supply to the input of the housing and the load connected to the output of the housing of the modular type that can be installed and replaced between the power supply and the load It is manufactured as a device and converts the change in the magnetic field detected by the magnetic field sensor in the coil into the current supplied to the load while the coil connected in series between the power supply and the load is shielded with an external magnetic field shield. The converted current is compensated according to the temperature change detected by the temperature sensor in the coil and displayed on the display, and the power supplied to the load side is displayed on the display on the basis of the current displayed and the voltage across the coil. If necessary, the current current and power of the external user wireless terminal using the wireless device. Group to provide a current and power measuring device using a magnetic field for wireless transmission.

본 발명의 다른 목적은 상기 측정제어부가 코일의 양단에 걸리는 전압과 코일 속 온도를 상기 표시부에 더 표시하고, 현재 표시하는 전류와 표시하는 전압의 주파수와 위상을 상기 표시부에 더 표시하는 자기장을 이용한 전류 및 전력 측정 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to use the magnetic field to further display the voltage applied to both ends of the coil and the temperature in the coil on the display unit, and to further display the frequency and phase of the current and current voltage to be displayed on the display unit. It is to provide a current and power measurement device.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 외부 자기장 차폐부는 코일과 코일 속 자기장 센서, 코일 속 온도 센서, 코일 양단의 전압 측정용 단자를 전자파 차폐제로 모두 감싸서 형성되고, 상기 코일의 양단 중 일단은 하우징의 입력단에 연결되고 타단은 하우징의 출력단에 연결되는 자기장을 이용한 전류 및 전력 측정 장치를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is the external magnetic field shield is formed by wrapping the coil and the magnetic field sensor in the coil, the temperature sensor in the coil, the voltage measuring terminals of both ends of the coil with an electromagnetic shielding agent, one end of the coil is the input end of the housing And the other end thereof is to provide a current and power measurement device using a magnetic field connected to the output end of the housing.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 외부 자기장 차폐부와 상기 측정제어부, 상기 표시부 및 상기 무선장치는 하우징에 수용되는 자기장을 이용한 전류 및 전력 측정 장치를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a current and power measurement device using a magnetic field accommodated in the housing, the external magnetic field shielding unit, the measurement control unit, the display unit and the wireless device.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 자기장을 이용한 전류 및 전력 측정 장치는, 입력단에 전원공급장치를 연결하고 출력단에 부하를 연결하는 하우징과; 상기 하우징에 수용되고, 일단은 상기 하우징의 입력단에 연결되고 타단은 상기 하우징의 출력단에 연결된 상태에서 전원공급장치와 부하 사이에 직렬로 연결되는 코일; 상기 코일 속에 배치되어 부하 측으로 전류가 공급되는 동안 상기 코일 속의 자기장 변화를 감지하는 자기장 센서; 상기 코일 속에 배치되어 부하 측으로 전류가 공급되는 동안 상기 코일 속의 온도 변화를 감지하는 온도 센서; 상기 코일의 양단에 각각 연결되는 한 쌍의 코일 전압 측정 단자; 상기 하우징에 수용되고, 상기 코일과 자기장 센서, 온도 센서, 한 쌍의 코일 전압 측정 단자를 전자파 차폐제로 모두 감싸서 형성되고, 상기 코일에 영향을 미치는 외부 자기장을 차폐하는 자기장 차폐부; 상기 하우징에 수용되고, 부하 측으로 전류가 공급되는 동안 상기 자기장 센서가 감지한 상기 코일 속 자기장의 변화를 부하 측으로 공급되는 전류로 환산하고, 환산한 전류를 상기 온도 센서가 감지한 상기 코일 속 온도 변화에 따라 보상하여 표시부에 표시하면서 현재 표시하는 전류와 상기 한 쌍의 코일 전압 측정 단자를 통해 측정한 상기 코일의 양단에 걸리는 전압을 근거로 부하 측으로 공급되는 전력을 표시부에 표시하는 측정제어부; 및 상기 자기장 센서, 온도 센서, 측정제어부, 표시부에 구동 전원을 공급하는 전원부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the current and power measuring device using a magnetic field according to the present invention, a housing for connecting the power supply to the input terminal and the load to the output terminal; A coil housed in the housing, one end of which is connected in series to an input of the housing and the other end of which is connected in series between a power supply and a load; A magnetic field sensor disposed in the coil and sensing a change in the magnetic field in the coil while a current is supplied to the load side; A temperature sensor disposed in the coil and sensing a temperature change in the coil while a current is supplied to a load side; A pair of coil voltage measurement terminals respectively connected to both ends of the coil; A magnetic field shielding unit accommodated in the housing and surrounding the coil, the magnetic field sensor, the temperature sensor, and a pair of coil voltage measurement terminals with an electromagnetic shielding agent, and shielding an external magnetic field affecting the coil; The change in the magnetic field in the coil sensed by the magnetic field sensor is converted into a current supplied to the load side while the current is supplied to the housing and supplied to the load side, and the converted current is converted into a temperature in the coil sensed by the temperature sensor. A measurement control unit which displays on the display unit the power supplied to the load side based on the current displayed and the voltage across the coil measured through the pair of coil voltage measurement terminals; And a power supply unit supplying driving power to the magnetic field sensor, the temperature sensor, the measurement control unit, and the display unit.

본 발명은 모듈형 장치로 제작된 것이므로 전원공급장치와 부하 사이에 설치하는 작업과 교체하는 작업이 용이하고, 특히 외부 자기장 차폐부로 코일과 코일 속 자기장 센서, 코일 속 온도 센서, 코일 양단의 전압 측정용 단자를 모두 차폐한 상태에서 코일 속 자기장의 변화를 전류로 환산하여 측정하고 측정한 전류를 코일 속 온도 변화에 따라 보상하므로 종래의 변류기(CT)나 전류 측정용 저항과 DVM을 이용하는 경우에 비해 부하 측으로 공급되는 전류를 상대적으로 더 정밀하게 측정할 수 있으며, 또한 사용자 무선단말기를 이용하면 현재 측정 전류 및 전력을 용이하게 확인할 수 있는 장점이 있다.Since the present invention is made of a modular device, it is easy to install and replace between the power supply and the load, and in particular, the external magnetic field shield to measure the magnetic field sensor in the coil and coil, the temperature sensor in the coil, and the voltage across the coil. In the state that all the terminals are shielded, the change in the magnetic field in the coil is converted into current, and the measured current is compensated according to the change in the temperature in the coil, compared to the case of using a current transformer (CT) or current measuring resistor and DVM. The current supplied to the load side can be measured more precisely, and the user wireless terminal can easily check the current measurement current and power.

도 1은 종래의 변류기(CT)를 이용한 전류 측정 방법을 나타낸 실시예.
도 2는 종래의 전류 측정용 유도저항(RL)을 이용한 전류 측정 방법을 나타낸 실시예.
도 3은 본 발명에 따른 자기장을 이용한 전류 및 전력 측정 장치의 평면도를 나타낸 실시예.
도 4는 본 발명에 따른 자기장을 이용한 전류 및 전력 측정 장치의 구성을 나타낸 블록도.
도 5는 도 4에 나타낸 코일의 구성을 나타낸 실시예.Figure 1 is an embodiment showing a current measuring method using a conventional current transformer (CT).
Figure 2 is an embodiment showing a current measuring method using a conventional inductive resistance (RL) for current measurement.
Figure 3 is an embodiment showing a plan view of the current and power measurement apparatus using a magnetic field according to the present invention.
Figure 4 is a block diagram showing the configuration of a current and power measurement apparatus using a magnetic field according to the present invention.
FIG. 5 is an embodiment showing the configuration of the coil shown in FIG. 4; FIG.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 자기장을 이용한 전류 및 전력 측정 장치(100)는 하우징(110)의 입력단에 전원공급장치를 연결하고 하우징(110)의 출력단에 부하를 연결하여 전원공급장치와 부하 사이에 설치 및 교체 가능한 모듈형 장치로 제작된 것이다.As shown in FIG. 3, the current and power measuring device 100 using the magnetic field according to the present invention connects a power supply to an input terminal of the housing 110 and a load to an output terminal of the housing 110. It is a modular device that can be installed and replaced between and the load.

도 3에서는 육면체의 박스 형상으로 된 하우징(110)과 상기 하우징(110)의 상면에 형성되어 전류, 전압, 전력, 주파수, 온도, 위상을 표시하는 표시부(161)를 예시하고 있으며, 상기 하우징(110)의 형상은 필요에 따라 다양하게 변형 가능하다.3 illustrates a box-shaped housing 110 and a display unit 161 formed on an upper surface of the housing 110 to display current, voltage, power, frequency, temperature, and phase, and the housing ( The shape of 110 may be variously modified as necessary.

도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 코일(120)은 상기 하우징(110)에 수용되고, 일단은 상기 하우징(110)의 입력단에 연결되고 타단은 상기 하우징(110)의 출력단에 연결된 상태에서 전원공급장치와 부하 사이에 직렬로 연결된다.As shown in FIG. 4, the coil 120 is accommodated in the housing 110, one end of which is connected to an input terminal of the housing 110, and the other end of the coil 120 is connected to an output terminal of the housing 110. Is connected in series between and the load.

상기 코일(120)은 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이 내부가 공심이거나, 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, 내부가 자성체나 비자성체로 된 코어(121)가 채워진다. 상기 코어(121)는 외면에 정해진 횟수로 상기 코일(120)을 감기 위한 홈(121a)이 형성되어 있고, 상기 자기장 센서(130)와 온도 센서(140)를 상기 코어(121)의 내부 중심부에 배치하기 위한 관통 구멍(121b)들이 외면에서 내부 중심부까지 관통하여 형성되어 있다. 상기 코어(121)를 이용하면 상기 코일(120)의 감김 횟수와 간격을 균일하게 할 수 있으므로, 상기 코일(120)의 품질을 균일하게 유지할 수 있게 된다.As shown in FIG. 5A, the coil 120 has a hollow core, or as shown in FIG. 5B, the core 121 is filled with a magnetic body or a non-magnetic body. The core 121 has a groove 121a for winding the coil 120 at a predetermined number of times on an outer surface thereof, and the magnetic field sensor 130 and the temperature sensor 140 are formed at the inner center of the core 121. Through-holes 121b for arranging are formed penetrating from the outer surface to the inner center portion. When the core 121 is used, the number of windings and the interval of the coil 120 may be uniform, and thus the quality of the coil 120 may be maintained uniformly.

도 4에 나타낸 바와 같이, 자기장 센서(130)는 상기 코일(120) 속에 배치되어 부하 측으로 전류가 공급되는 동안 상기 코일(120) 속의 자기장 변화를 감지한다.As shown in FIG. 4, the magnetic field sensor 130 is disposed in the coil 120 and senses a change in the magnetic field in the coil 120 while a current is supplied to the load side.

상기 자기장 센서(130)는 SQUID(Super conducting Quantum Interference Device) 센서, 핵자기 공명(Nuclear Magnetic Resonance, NMR) 센서, 원자 자기 공명(Atomic Magnetic Resonance, AMR) 센서, 플럭스게이트(Fluxgate) 센서, 홀 효과(Hall effect) 센서, MR(Magnetic Resistance) 센서, MI(Magnetic Impedance) 센서, 광섬유 자기센서, 탐색코일(Search Coil) 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.The magnetic field sensor 130 may include a super conducting quantum interference device (SQUID) sensor, a nuclear magnetic resonance (NMR) sensor, an atomic magnetic resonance (AMR) sensor, a fluxgate sensor, and a hall effect (Hall effect) sensor, MR (Magnetic Resistance) sensor, Magnetic Impedance (MI) sensor, optical fiber magnetic sensor, it is preferable to use any one of the search coil (Search Coil).

온도 센서(140)는 상기 코일(120) 속에 배치되어 부하 측으로 전류가 공급되는 동안 상기 코일(120) 속의 온도 변화를 감지한다.The temperature sensor 140 is disposed in the coil 120 and senses a temperature change in the coil 120 while a current is supplied to the load side.

한 쌍의 코일 전압 측정 단자(V1,V2)는 상기 코일(120)의 양단에 각각 연결된다.The pair of coil voltage measuring terminals V1 and V2 are connected to both ends of the coil 120, respectively.

자기장 차폐부(150)는 상기 하우징(110)에 수용되고, 상기 코일(120)과 자기장 센서(130), 온도 센서(140), 한 쌍의 코일 전압 측정 단자(V1,V2)를 전자파 차폐제로 모두 감싸서 형성되고, 상기 코일(120)에 영향을 미치는 외부 자기장을 차폐한다.The magnetic field shield 150 is accommodated in the housing 110, and the coil 120, the magnetic field sensor 130, the temperature sensor 140, and the pair of coil voltage measuring terminals V1 and V2 are electromagnetic shields. They are all wrapped and formed to shield external magnetic fields that affect the coil 120.

측정제어부(160)는 상기 하우징(110)에 수용되고, 부하 측으로 전류가 공급되는 동안 상기 자기장 센서(130)가 감지한 상기 코일(120) 속 자기장의 변화를 부하 측으로 공급되는 전류로 환산하고, 환산한 전류를 상기 온도 센서(140)가 감지한 상기 코일(120) 속 온도 변화에 따라 보상하여 표시부(161)에 표시하면서 현재 표시하는 전류와 상기 한 쌍의 코일 전압 측정 단자(V1,V2)를 통해 측정한 상기 코일(120)의 양단에 걸리는 전압을 근거로 부하 측으로 공급되는 전력을 표시부(161)에 표시한다.The measurement control unit 160 is accommodated in the housing 110, and converts the change in the magnetic field in the coil 120 sensed by the magnetic field sensor 130 to the current supplied to the load side while the current is supplied to the load side, The converted current is compensated according to the temperature change in the coil 120 sensed by the temperature sensor 140 and displayed on the display unit 161 while the current is displayed and the pair of coil voltage measuring terminals V1 and V2. The power supplied to the load side is displayed on the display unit 161 based on the voltage applied to both ends of the coil 120 measured through.

상기 측정제어부(160)는 상기 코일(120)의 양단에 걸리는 전압과 상기 코일(120) 속 온도를 상기 표시부(161)에 더 표시하고, 현재 표시하는 전류와 표시하는 전압의 주파수와 위상을 상기 표시부(161)에 더 표시한다.The measurement control unit 160 further displays the voltage across the coil 120 and the temperature in the coil 120 on the display unit 161, and displays the current and displayed frequency and phase of the displayed voltage. The display unit 161 further displays.

상기 전원부(170)는 상기 자기장 센서(130), 온도 센서(140), 측정제어부(160), 표시부(161)에 구동 전원을 공급한다.The power supply unit 170 supplies driving power to the magnetic field sensor 130, the temperature sensor 140, the measurement control unit 160, and the display unit 161.

상기 전원부(170)는 교체 가능한 1회용 혹은 충전식 배터리이거나, 외부 전원과 연결되는 전원 연결 단자인 것이 바람직하다.The power supply unit 170 may be a replaceable disposable or rechargeable battery, or a power connection terminal connected to an external power source.

무선장치(180)는 상기 측정제어부(160)의 표시부(161)에 표시되는 전류, 전력, 전압, 온도, 주파수, 위상 중 어느 하나 혹은 둘 이상에 대한 무선 전송 요청과 표시가 가능한 사용자 무선단말기(200)의 무선 전송 요청을 수신하면, 상기 측정제어부(160)의 표시부(161)에 표시되는 전류, 전력, 전압, 온도, 주파수, 위상 중 어느 하나 혹은 둘 이상을 상기 사용자 무선단말기(200)로 무선 전송한다.The wireless device 180 is a user wireless terminal capable of requesting and displaying a wireless transmission request for any one or more of current, power, voltage, temperature, frequency, and phase displayed on the display unit 161 of the measurement control unit 160 ( When receiving the wireless transmission request of the 200, any one or more of the current, power, voltage, temperature, frequency, phase displayed on the display unit 161 of the measurement control unit 160 to the user wireless terminal 200 Wireless transmission.

상기 사용자 무선단말기(200)는 상기 무선장치(180)가 무선 전송하는 전류, 전력, 전압, 온도, 주파수, 위상 중 어느 하나 혹은 둘 이상을 표시하는 표시부(210)를 포함한다.The user wireless terminal 200 includes a display unit 210 which displays any one or more of current, power, voltage, temperature, frequency, and phase that the wireless device 180 wirelessly transmits.

상기 사용자 무선단말기(200)는 본 발명에 따른 자기장을 이용한 전류 및 전력 측정 장치(100)의 무선장치(180)와 무선 통신이 가능한 전용단말기이거나, 혹은 본 발명에 따른 전류 및 전력 측정 프로그램이 탑재되어 있고 이 전류 및 전력 측정 프로그램을 구동한 상태에서 상기 무선장치(180)로 상기 측정제어부(160)의 표시부(161)에 표시되는 전류, 전력, 전압, 온도, 주파수, 위상 중 어느 하나 혹은 둘 이상에 대한 무선 전송 요청을 전송할 수 있는 휴대전화기, PDA, 스마트폰 등이 될 수 있다.The user wireless terminal 200 is a dedicated terminal capable of wireless communication with the wireless device 180 of the current and power measurement device 100 using the magnetic field according to the present invention, or the current and power measurement program according to the present invention is mounted And one or two of current, power, voltage, temperature, frequency, and phase displayed on the display unit 161 of the measurement controller 160 with the wireless device 180 while the current and power measurement program is driven. It may be a mobile phone, a PDA, a smart phone or the like capable of transmitting a wireless transmission request for the above.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 자기장을 이용한 전류 및 전력 측정 장치(100)는 다음과 같이 작동한다.Current and power measurement apparatus 100 using a magnetic field according to the present invention configured as described above operates as follows.

본 발명에 따른 자기장을 이용한 전류 및 전력 측정 장치(100)는 모듈형 장치로 제작된 것이므로, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 하우징(110)의 입력단에 전원공급장치를 연결하고 하우징(110)의 출력단에 부하를 연결하여 전원공급장치와 부하 사이에 간단하게 설치한다.Since the current and power measuring device 100 using the magnetic field according to the present invention is manufactured as a modular device, as shown in FIG. 3, a power supply device is connected to an input terminal of the housing 110, and Simply install the load between the power supply and the load by connecting the load to the output.

이때, 전원공급장치와 부하 사이에 직렬로 연결되는 상기 코일(120)과 자기장 센서(130), 온도 센서(140), 한 쌍의 코일 전압 측정 단자(V1,V2)는 모두 상기 자기장 차폐부(150)에 의해 차폐된다.At this time, the coil 120 and the magnetic field sensor 130, the temperature sensor 140, a pair of coil voltage measuring terminals (V1, V2) connected in series between the power supply and the load are all the magnetic shield ( 150).

이러한 차폐 상태에서, 상기 전류 및 전력 측정 장치(100)의 측정제어부(160)는, 전원공급장치에서 부하 측으로 전류가 공급되는 동안 상기 자기장 센서(130)가 감지한 상기 코일(120) 속 자기장의 변화를 부하 측으로 공급되는 전류로 환산하고, 환산한 전류를 상기 온도 센서(140)가 감지한 상기 코일(120) 속 온도 변화에 따라 보상하여 표시부(161)에 표시하면서 현재 표시하는 전류와 상기 한 쌍의 코일 전압 측정 단자(V1,V2)를 통해 측정한 상기 코일(120)의 양단에 걸리는 전압을 근거로 부하 측으로 공급되는 전력을 표시부(161)에 표시한다.In this shielding state, the measurement control unit 160 of the current and power measurement device 100 is the magnetic field of the coil 120 sensed by the magnetic field sensor 130 while the current is supplied from the power supply to the load side. The change is converted into the current supplied to the load side, and the converted current is compensated according to the temperature change in the coil 120 sensed by the temperature sensor 140 and displayed on the display unit 161 and the current is displayed. The power supplied to the load side is displayed on the display unit 161 based on the voltage across the coil 120 measured through the pair of coil voltage measuring terminals V1 and V2.

예컨대, 상기 측정제어부(160)는 상기 온도 센서(140)가 감지한 상기 코일(120) 속 온도가 미리 정한 기준 온도 이상이면 상기 코일(120) 속 자기장의 변화에 대응하여 환산한 전류에서 온도 증가분에 대응하여 미리 정한 보상 전류를 감산하여 구한 전류를 표시부(161)에 표시하거나, 혹은 그 반대로 상기 온도 센서(140)가 감지한 상기 코일(120) 속 온도가 미리 정한 기준 온도 이하이면 상기 코일(120) 속 자기장의 변화에 대응하여 환산한 전류에서 온도 감소분에 대응하여 미리 정한 보상 전류를 감산하여 구한 전류를 표시부(161)에 표시한다.For example, if the temperature in the coil 120 sensed by the temperature sensor 140 is greater than or equal to a predetermined reference temperature, the measurement controller 160 increases the temperature by the current converted in response to the change in the magnetic field in the coil 120. The current obtained by subtracting a predetermined compensation current corresponding to the display is displayed on the display unit 161 or vice versa, if the temperature in the coil 120 sensed by the temperature sensor 140 is lower than or equal to a predetermined reference temperature. 120. The display unit 161 displays a current obtained by subtracting a predetermined compensation current corresponding to a temperature decrease from a current converted in response to a change in the magnetic field.

상기와 같이 측정제어부(160)가 부하 측으로 공급되는 전류를 상기 코일(120) 속 온도 변화에 따라 보상하면, 도 1 및 도 2에 나타낸 종래의 변류기(CT)나 전류 측정용 저항과 DVM을 이용하는 경우에 비해, 부하 측으로 공급되는 전류를 상대적으로 더 정밀하게 측정할 수 있다.As described above, when the measurement controller 160 compensates the current supplied to the load side according to the temperature change in the coil 120, the current transformer CT or the current measuring resistor and the DVM shown in FIGS. 1 and 2 are used. In comparison, the current supplied to the load side can be measured with greater precision.

한편, 상기와 같이 측정제어부(160)가 부하 측으로 공급되는 전류를 상기 코일(120) 속 온도 변화에 따라 보상하여 전력과 함께 표시할 때, 상기 측정제어부(160)는 상기 코일(120)의 양단에 걸리는 전압과 상기 코일(120) 속 온도를 상기 표시부(161)에 더 표시하고, 현재 표시하는 전류와 표시하는 전압의 주파수와 위상을 상기 표시부(161)에 더 표시한다.Meanwhile, when the measurement controller 160 compensates the current supplied to the load side according to the temperature change in the coil 120 and displays the power together, the measurement controller 160 is provided at both ends of the coil 120. The voltage applied to the coil 120 and the temperature in the coil 120 are further displayed on the display unit 161, and the frequency and phase of the current to be displayed and the voltage to be displayed are further displayed on the display unit 161.

이에 따라서, 사용자는 상기 표시부(161)에 표시된 전류, 전력, 전압, 온도, 주파수, 위상을 육안으로 확인할 수 있다.Accordingly, the user may visually check the current, power, voltage, temperature, frequency, and phase displayed on the display unit 161.

다른 한편, 본 발명에 따른 자기장을 이용한 전류 및 전력 측정 장치(100)는 필요에 따라 현재 표시하는 전류 및 전력을 상기 무선장치(180)를 이용하여 외부의 사용자 무선단말기(200)로 무선 전송할 수 있다.On the other hand, the current and power measurement apparatus 100 using the magnetic field according to the present invention can wirelessly transmit the current and power currently displayed to the user wireless terminal 200 using the wireless device 180 as needed. have.

예컨대, 상기 사용자 무선단말기(200)가 상기 측정제어부(160)의 표시부(161)에 표시되는 전류, 전력, 전압, 온도, 주파수, 위상 중 어느 하나 혹은 둘 이상에 대한 무선 전송 요청을 하면, 상기 무선장치(180)는 상기 측정제어부(160)의 표시부(161)에 표시되는 전류, 전력, 전압, 온도, 주파수, 위상 중 어느 하나 혹은 둘 이상을 상기 사용자 무선단말기(200)로 무선 전송한다.For example, when the user wireless terminal 200 requests wireless transmission for any one or more of current, power, voltage, temperature, frequency, and phase displayed on the display unit 161 of the measurement control unit 160, The wireless device 180 wirelessly transmits any one or more of current, power, voltage, temperature, frequency, and phase displayed on the display unit 161 of the measurement control unit 160 to the user wireless terminal 200.

이에 따라서, 상기 사용자 무선단말기(200)는 상기 무선장치(180)가 무선 전송하는 전류, 전력, 전압, 온도, 주파수, 위상 중 어느 하나 혹은 둘 이상을 표시부(210)에 표시하여 사용자에게 용이하게 알려준다.Accordingly, the user wireless terminal 200 displays one or two or more of current, power, voltage, temperature, frequency, and phase transmitted by the wireless device 180 on the display unit 210 to facilitate the user. Inform.

상기와 같이 본 발명에 따른 자기장을 이용한 전류 및 전력 측정 장치(100)가 정상 작동하는 도중에, 고장이나 유지 보수, 혹은 상기 전원부(170)의 배터리 교체 등이 필요하면, 사용자는 먼저 전원공급장치의 전원을 차단한 후 상기 하우징(110)의 입력단에서 전원공급장치를 분리하고 하우징(110)의 출력단에서 부하를 분리하여 본 발명에 따른 자기장을 이용한 전류 및 전력 측정 장치(100)를 전원공급장치와 부하로부터 간단하게 분리한다. 이후, 고장이 해소되거나, 유지 보수가 완료되거나, 배터리 교체 완료된 다음 본 발명에 따른 자기장을 이용한 전류 및 전력 측정 장치(100)를 전원공급장치와 부하 사이에 다시 설치한다.As described above, when the current and power measuring apparatus 100 using the magnetic field according to the present invention normally operates, if a failure, maintenance, or replacement of the battery of the power supply unit 170 is required, the user must first After the power is cut off, the power supply device is disconnected from the input terminal of the housing 110 and the load is disconnected from the output terminal of the housing 110 so that the current and power measuring device 100 using the magnetic field according to the present invention is connected to the power supply device. Simply disconnect from the load. Then, after the failure is eliminated, maintenance is completed, or the battery is replaced, the current and power measuring device 100 using the magnetic field according to the present invention is installed again between the power supply and the load.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 자기장을 이용한 전류 및 전력 측정 장치는 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있는 범위까지 그 기술적 정신이 있다.The apparatus for measuring current and power using the magnetic field according to the present invention described above is not limited to the above-described embodiments, and the general knowledge in the field of the present invention without departing from the gist of the present invention as claimed in the following claims. Anyone who has a technical spirit has the technical spirit to the extent that various changes can be made.

100: 전류 및 전력 측정 장치 110: 하우징
120: 코일 121: 코어
121a: 홈 121b: 관통 구멍
130: 자기장 센서 140: 온도 센서
150: 자기장 차폐부 160: 측정제어부
161: 표시부 170: 전원부
180: 무선장치 200: 사용자 무선단말기
210: 표시부 V1,V2: 코일 전압 측정 단자100: current and power measuring device 110: housing
120: coil 121: core
121a: groove 121b: through hole
130: magnetic field sensor 140: temperature sensor
150: magnetic field shielding unit 160: measurement control unit
161: display unit 170: power supply unit
180: wireless device 200: user wireless terminal
210: display unit V1, V2: coil voltage measurement terminal

Claims (6)

입력단에 전원공급장치를 연결하고 출력단에 부하를 연결하는 하우징(110)과;
상기 하우징(110)에 수용되고, 일단은 상기 하우징(110)의 입력단에 연결되고 타단은 상기 하우징(110)의 출력단에 연결된 상태에서 전원공급장치와 부하 사이에 직렬로 연결되는 코일(120);
상기 코일(120) 속에 배치되어 부하 측으로 전류가 공급되는 동안 상기 코일(120) 속의 자기장 변화를 감지하는 자기장 센서(130);
상기 코일(120) 속에 배치되어 부하 측으로 전류가 공급되는 동안 상기 코일(120) 속의 온도 변화를 감지하는 온도 센서(140);
상기 코일(120)의 양단에 각각 연결되는 한 쌍의 코일 전압 측정 단자(V1,V2);
상기 하우징(110)에 수용되고, 상기 코일(120)과 자기장 센서(130), 온도 센서(140), 한 쌍의 코일 전압 측정 단자(V1,V2)를 전자파 차폐제로 모두 감싸서 형성되고, 상기 코일(120)에 영향을 미치는 외부 자기장을 차폐하는 자기장 차폐부(150);
상기 하우징(110)에 수용되고, 부하 측으로 전류가 공급되는 동안 상기 자기장 센서(130)가 감지한 상기 코일(120) 속 자기장의 변화를 부하 측으로 공급되는 전류로 환산하고, 환산한 전류를 상기 온도 센서(140)가 감지한 상기 코일(120) 속 온도 변화에 따라 보상하여 표시부(161)에 표시하면서 현재 표시하는 전류와 상기 한 쌍의 코일 전압 측정 단자(V1,V2)를 통해 측정한 상기 코일(120)의 양단에 걸리는 전압을 근거로 부하 측으로 공급되는 전력을 표시부(161)에 표시하는 측정제어부(160); 및
상기 자기장 센서(130), 온도 센서(140), 측정제어부(160), 표시부(161)에 구동 전원을 공급하는 전원부(170);
로 구성되는 것을 특징으로 하는 자기장을 이용한 전류 및 전력 측정 장치.A housing 110 for connecting a power supply to an input terminal and a load to an output terminal;
A coil 120 accommodated in the housing 110, one end of which is connected to an input terminal of the housing 110 and the other end of which is connected in series between a power supply device and a load in a state of being connected to an output terminal of the housing 110;
A magnetic field sensor (130) disposed in the coil (120) to sense a change in the magnetic field in the coil (120) while a current is supplied to the load side;
A temperature sensor 140 disposed in the coil 120 to sense a temperature change in the coil 120 while a current is supplied to the load side;
A pair of coil voltage measurement terminals V1 and V2 connected to both ends of the coil 120;
The coil 110, the magnetic field sensor 130, the temperature sensor 140, and a pair of coil voltage measurement terminals (V1, V2) are accommodated in the housing 110, and are formed by wrapping the coil, A magnetic field shield 150 for shielding an external magnetic field affecting 120;
The change in the magnetic field in the coil 120 sensed by the magnetic field sensor 130 while being received in the housing 110 and supplied with the load side is converted into a current supplied to the load side, and the converted current is converted into the temperature. The coil measured through the current and the pair of coil voltage measuring terminals V1 and V2 that are currently displayed while being compensated according to the temperature change in the coil 120 sensed by the sensor 140 and displayed on the display unit 161. A measurement control unit 160 which displays the power supplied to the load side on the display unit 161 based on the voltage across the 120; And
A power supply unit 170 supplying driving power to the magnetic field sensor 130, the temperature sensor 140, the measurement control unit 160, and the display unit 161;
Current and power measurement device using a magnetic field, characterized in that consisting of. 제 1 항에 있어서, 상기 코일(120)은 내부가 공심이거나, 내부가 자성체나 비자성체로 된 코어(121)가 채워지고, 상기 코어(121)는 외면에 정해진 횟수로 상기 코일(120)을 감기 위한 홈(121a)이 형성되어 있고 상기 자기장 센서(130)와 온도 센서(140)를 상기 코어(121)의 내부 중심부에 배치하기 위한 관통 구멍(121b)들이 외면에서 내부 중심부까지 관통하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기장을 이용한 전류 및 전력 측정 장치.The method of claim 1, wherein the coil 120 is filled with a core 121 made of a hollow core, or made of a magnetic material or a non-magnetic material inside the coil 120, and the core 121 opens the coil 120 a predetermined number of times on an outer surface thereof. A groove 121a for winding is formed, and through holes 121b for arranging the magnetic field sensor 130 and the temperature sensor 140 in the inner center of the core 121 penetrate from the outer surface to the inner center. Device for measuring current and power using a magnetic field, characterized in that. 제 1 항에 있어서, 상기 자기장 센서(130)는 SQUID(Super conducting Quantum Interference Device) 센서, 핵자기 공명(Nuclear Magnetic Resonance, NMR) 센서, 원자 자기 공명(Atomic Magnetic Resonance, AMR) 센서, 플럭스게이트(Fluxgate) 센서, 홀 효과(Hall effect) 센서, MR(Magnetic Resistance) 센서, MI(Magnetic Impedance) 센서, 광섬유 자기센서, 탐색코일(Search Coil) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자기장을 이용한 전류 및 전력 측정 장치.The magnetic field sensor 130 of claim 1, wherein the magnetic field sensor 130 is a super conducting quantum interference device (SQUID) sensor, a nuclear magnetic resonance (NMR) sensor, an atomic magnetic resonance (AMR) sensor, a fluxgate ( Fluxgate sensor, Hall effect sensor, MR (Magnetic Resistance) sensor, Magnetic Impedance (MI) sensor, optical fiber magnetic sensor, Search coil Measuring device. 제 1 항에 있어서, 상기 측정제어부(160)는 상기 코일(120)의 양단에 걸리는 전압과 상기 코일(120) 속 온도를 상기 표시부(161)에 더 표시하고, 현재 표시하는 전류와 표시하는 전압의 주파수와 위상을 상기 표시부(161)에 더 표시하는 것을 특징으로 하는 자기장을 이용한 전류 및 전력 측정 장치.The display controller 161 of claim 1, wherein the measurement controller 160 further displays the voltage across the coil 120 and the temperature in the coil 120 on the display unit 161. The current and power measuring apparatus using a magnetic field, characterized in that to further display the frequency and phase of the display unit (161). 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 측정제어부(160)의 표시부(161)에 표시되는 전류, 전력, 전압, 온도, 주파수, 위상 중 어느 하나 혹은 둘 이상에 대한 무선 전송 요청과 표시가 가능한 사용자 무선단말기(200)의 무선 전송 요청을 수신하면, 상기 측정제어부(160)의 표시부(161)에 표시되는 전류, 전력, 전압, 온도, 주파수, 위상 중 어느 하나 혹은 둘 이상을 상기 사용자 무선단말기(200)로 무선 전송하는 무선장치(180)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장을 이용한 전류 및 전력 측정 장치.The wireless transmission request and display of any one or more of the current, power, voltage, temperature, frequency, and phase displayed on the display unit 161 of the measurement control unit 160 is possible. When receiving the wireless transmission request of the user wireless terminal 200, the user wireless terminal to display any one or more of the current, power, voltage, temperature, frequency, phase displayed on the display unit 161 of the measurement control unit 160 Apparatus for measuring current and power using a magnetic field, characterized in that it further comprises a wireless device 180 for wireless transmission to the (200). 제 1 항에 있어서, 상기 전원부(170)는 교체 가능한 1회용 혹은 충전식 배터리이거나, 외부 전원과 연결되는 전원 연결 단자인 것을 특징으로 하는 자기장을 이용한 전류 및 전력 측정 장치.The apparatus of claim 1, wherein the power supply unit 170 is a replaceable disposable or rechargeable battery or a power connection terminal connected to an external power source.
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