電流ロガーとは
電流ロガーとは、電流値を測定しつつ記録する装置です。
電流ロガーは製品として測定機器メーカーなどから販売されています。電流を測定表示しながらメモリに記憶されるため、後で解析や確認が可能になります。主に電気工事、設備の保守点検、基板や電子部品のテスト、バッテリーのモニタリングなど、幅広い分野で活用されています。
電流の単位はA(アンペア)やmA(ミリアンペア)が主に使用され、インターフェイス用のパネルに表示されます。製品によってはサンプリングレートの選定が可能で、100回/秒(100Hz)程度の高いサンプリングレートを持つ製品も存在します。様々な種類の電流ロガーが販売されており、求める測定精度によって適切な測定器を選定する必要性があります。
電流ロガーの使用用途
電流ロガーは主に電流測定のために使用される測定器です。ハンディタイプのロガーも販売されており、ほとんどの場合は現場に持ち運んで使用されます。
1. 電子機器の動作確認
パソコン修理における通電確認や基板実装における半導体素子の取り付け前後のチェックに使用されます。
2. 生産設備の保守メンテナンス
機械の正常な稼働状況を確認し、故障予防やメンテナンス計画に役立てられます。
3. 電気工事の試運転確認
新設された配線や設備が正しく動作しているかの確認に使用されます。
4. リチウムイオン電池の監視
セル単位でのモニタリングにより、性能評価や異常検知を行うことができます。
5. その他
生産機械管理のための一時的な測定にも使用されます。
電流ロガーの原理
一般に電流ロガーはクランプ部、伝送配線、インターフェイスパネル、記録媒体などの部位に分かれます。
クランプ部
測定対象の電線を挟み込む部分です。変流器の原理と同じで、電線に流れる電流を磁場として検知し、電気信号に変換します。主要部は手で開閉できる円弧状鉄心です。一次巻線として測定電路を挟み、二次巻線である電送配線に電流を流します。
電送配線
クランプ部で検知された信号を記録部に伝える配線。一般的な銅線で、ビニル等の被覆に覆われています。先端に専用の接続プラグが付いたものや、ロガーに直接引き込まれているものがあります。
インターフェイスパネル
測定値の表示や設定を行う操作部です。サンプリングレートや記録様式等もこのパネルで設定できる装置もあります。レートを上げると細かに記録できますが、長期記録を保存できなくなります。
記録メディア
測定値を保存する部分です。USBフラッシュメモリやSDカードが使用されます。出力形式はCSVやtxtファイルが使用されることが多いです。
上記のクランプ部では、交流 (AC) 電源のみ測定可能です。直流 (DC) 電源の測定にはホール効果を利用したホール素子などが用いられます。ホール効果とは、電流が流れる導体に磁場を垂直に発生させると、起電力が発生する原理です。ホール素子はこのホール効果を利用して、電流の周囲に発生する磁場を電圧へ変換する素子です。
電流ロガーはアナログ信号を入力データとして用いるため、ノイズによって測定結果が正確ではなくなることがあります。検出精度を向上させるためには、ノイズが乗らないように配線経路のノイズ除去を行うなどの対応が重要となります。
電流ロガーの種類
電流ロガーには、使用用途や精度に応じたいくつかの種類があります。汎用性が高いため、一般にはホール素子方式やクランプ式の電流ロガーが使用されます。電流の単位はA (アンペア) です。測定時の単位としては、kA (キロアンペア) 、A (アンペア) 、mA (ミリアンペア) などが使用されます。
1. クランプ式電流ロガー
測定対象の電線を挟み込むだけで測定可能です。主にAC電流の測定に使用されます。
2. ホール素子方式電流ロガー
DC電流の測定に対応し、測定対象と接触せずに測定が可能です。
3. シャント抵抗式電流ロガー
精密測定に使用され、低抵抗のシャント抵抗器を測定回路に直列に挿入して測定します。シャント抵抗の両端の電圧を測定することで電流を計算します。ホール素子方式やクランプ式は回路に通電したまま電流測定可能ですが、シャント抵抗式は測定回路を一度開路する必要があります。
電流ロガーの特徴
電流ロガーの主な特徴は以下の通りです。
1. ポータブル性
多くの製品が小型で軽量なため、持ち運びが容易です。
2. 高精度測定
サンプリングレートを高く設定することで、瞬間的な電流変化も捉えられます。
3. 出力形式
データがCSVやtxtファイル形式で保存されるため、パソコンでの解析が簡単に行えます。USB接続や無線技術でパソコンにデータを送信できる製品もあります。
4. ノイズ耐性
一部の高性能モデルではノイズ除去機能があり、測定の精度を向上させます。
5. 長時間の記録
大容量の記録媒体を使用すれば、長時間のデータ収集も可能です。
電流ロガーのその他情報
電流ロガーの由来
ログ (log)とは日々の記録のことを意味する英語で、記録を保存する物をロガー (logger)と呼びます。例えば、ブログはWeb log の略でWeb上に日記を記すことを意味します。このように、電流ロガーは電流を記録する物を指します。
参考文献
https://www.hioki.co.jp/jp/products/listUse/?category=31