專利名稱：電壓檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是非接觸地對(duì)檢測(cè)對(duì)象的檢測(cè)對(duì)象交流電壓進(jìn)行檢測(cè)的非接觸型 的電壓檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
作為這種電壓檢測(cè)裝置，已知的有專利文獻(xiàn)1 日本、特許第3158063號(hào)公報(bào)(第 4-6頁、圖3)所公開的非接觸電壓測(cè)量裝置(以下，也稱為“電壓檢測(cè)裝置”)。該電壓檢測(cè) 裝置設(shè)有具有能夠?qū)㈦娋€的絕緣物的一部分表面覆蓋的檢測(cè)電極及將檢測(cè)電極覆蓋的屏 蔽電極的檢測(cè)探針(傳感探頭)、和輸出規(guī)定頻率的信號(hào)的振蕩器，通過將振蕩器的信號(hào)附 加于檢測(cè)電極，而測(cè)量檢測(cè)電極與電線的導(dǎo)體之間的阻抗，并使用檢測(cè)用電阻器(電阻值 Rl)而測(cè)量因附加于導(dǎo)體上的電壓而引起的從檢測(cè)電極流出的電流，從而能夠從電流和阻 抗來測(cè)量被附加于導(dǎo)體上的電壓。具體地說，在該電壓檢測(cè)裝置中，首先，在打開檢測(cè)探針并經(jīng)由檢測(cè)用電阻器將來 自振蕩器的信號(hào)附加于檢測(cè)電極上的狀態(tài)下，進(jìn)行屏蔽電極與接地之間的靜電電容(以 下，為了說明而稱為“第一靜電電容”)的測(cè)量。由于檢測(cè)用電阻器的電阻值與第一靜電電 容的電抗相比小至能夠無視的程度，因此通過該測(cè)量而得到的第一靜電電容是從由振蕩器 輸出的信號(hào)電壓、檢測(cè)用電阻器的電阻值、由振蕩器輸出的信號(hào)的角頻率、以及檢測(cè)用電阻 的兩端電壓中算出的。接著，夾住電線關(guān)閉檢測(cè)探針，進(jìn)行經(jīng)由檢測(cè)用電阻器將來自振蕩器的信號(hào)附加 于檢測(cè)電極的狀態(tài)下的靜電電容(以下，為了說明而稱為“第二靜電電容”)的測(cè)量。通過這 樣，測(cè)量的第二靜電電容，成為上述的第一靜電電容、和檢測(cè)電極與電線間的靜電電容(以 下，為了說明而稱為“第三靜電電容”)的等效電容，由于檢測(cè)用電阻器的電阻值相比該等 效電容的電抗小至可以無視的程度，因此第二靜電電容從由振蕩器輸出的信號(hào)電壓、檢測(cè) 用電阻器的電阻值、由振蕩器輸出的信號(hào)的角頻率、以及檢測(cè)用電阻的兩端電壓被算出。另 外，通過從算出的第二靜電電容減去上述第一靜電電容，而算出第三靜電電容，也就是檢測(cè) 電極與電線的導(dǎo)體之間的靜電電容。接著，夾住電線關(guān)閉檢測(cè)探針，求出經(jīng)由檢測(cè)用電阻器將來自振蕩器的信號(hào)附加 于檢測(cè)電極的狀態(tài)下的、因被附加于導(dǎo)體上的電壓而引起的檢測(cè)用電阻器的兩端電壓。從 導(dǎo)體側(cè)觀察的經(jīng)由檢測(cè)用電阻器的電路的阻抗，是檢測(cè)用電阻器的電阻值與第三靜電電容 的電抗的加算值，但是，由于檢測(cè)用電阻器的電阻值與第三靜電電容的電抗相比小至可以
5無視的程度，因此上述阻抗成為第三靜電電容的電抗。通過這樣，由于檢測(cè)用電阻器中流通 的電流成為將附加于導(dǎo)體上的電壓以該電抗進(jìn)行除算后的值，因此檢測(cè)用電阻器的兩端電 壓，成為檢測(cè)用電阻器中流通的電流乘以檢測(cè)用電阻器的電阻值后的值。該情況下，該檢測(cè) 用電阻器的兩端電壓，通過附加于導(dǎo)體上的電壓的角頻率、檢測(cè)電極與電線之間的第三靜 電電容、附加于導(dǎo)體上的電壓、以及檢測(cè)用電阻器的電阻值的各參數(shù)而被表示。因此，在電 壓檢測(cè)裝置中，將附加于導(dǎo)體上的電壓，從檢測(cè)用電阻器的兩端電壓、附加于導(dǎo)體上的電壓 的角頻率、檢測(cè)電極與電線之間的第三靜電電容、以及檢測(cè)用電阻器的電阻值中算出，并顯 示于顯示部。

發(fā)明內(nèi)容
但是，在上述電壓檢測(cè)裝置中，存在下述的問題點(diǎn)。即，在該電壓檢測(cè)裝置中，必須 分別算出屏蔽電極與接地之間的靜電電容(上述第一靜電電容)、以及檢測(cè)電極與電線的 導(dǎo)體之間的靜電電容(上述第三靜電電容)，因此存在附加于導(dǎo)體上的電壓的檢測(cè)作業(yè)費(fèi) 時(shí)費(fèi)力這樣的問題點(diǎn)。本發(fā)明為了解決上述問題而被提出，其目的在于提供一種無需算出檢測(cè)電極與檢 測(cè)對(duì)象(上述例子中為電線的導(dǎo)體)之間的靜電電容，而能夠檢測(cè)出檢測(cè)對(duì)象的電壓的非 接觸型的電壓檢測(cè)裝置。采用本發(fā)明的話，能夠提供一種檢測(cè)出檢測(cè)對(duì)象中產(chǎn)生的檢測(cè)對(duì)象交流電流的電 壓檢測(cè)裝置，其特征在于，設(shè)有檢測(cè)電極、參照信號(hào)輸出部、檢測(cè)部、以及信號(hào)提取部；其 中，檢測(cè)電極與檢測(cè)對(duì)象相對(duì)而配設(shè)并與該檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行電容耦合，參照信號(hào)輸出部輸出 參照信號(hào)，檢測(cè)部被連接于檢測(cè)電極，同時(shí)，輸入?yún)⒄招盘?hào)并將根據(jù)檢測(cè)對(duì)象電流和參照電 流的兩電流值而振幅變化的檢測(cè)信號(hào)輸出，上述檢測(cè)對(duì)象電流是根據(jù)檢測(cè)對(duì)象交流電壓而 流通的電流，上述參照電流是根據(jù)參照信號(hào)而流通的電流，信號(hào)提取部以使檢測(cè)信號(hào)中包 含的參照信號(hào)的信號(hào)成分的振幅成為規(guī)定值那樣，而控制增益并放大檢測(cè)信號(hào)，從其結(jié)果 得到的放大檢測(cè)信號(hào)中提取檢測(cè)對(duì)象交流電壓的信號(hào)成分，并作為輸出信號(hào)而輸出。信號(hào)提取部能夠設(shè)有，以通過從參照信號(hào)輸出部輸出的參照信號(hào)和該放大檢測(cè)信 號(hào)的加算或減算，將該參照信號(hào)與該放大檢測(cè)信號(hào)所包含的參照信號(hào)的信號(hào)成分相抵消那 樣而控制增益的控制電路，和從放大檢測(cè)信號(hào)中將該信號(hào)所包含的參照信號(hào)的信號(hào)成分被 抵消的信號(hào)，作為檢測(cè)對(duì)象交流電壓的信號(hào)成分而輸出的電路。在這樣的構(gòu)成中，檢測(cè)部在連接于與檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行電容耦合的檢測(cè)電極上的同 時(shí)，從參照信號(hào)輸出部輸入?yún)⒄招盘?hào)，并將根據(jù)基于檢測(cè)對(duì)象的檢測(cè)對(duì)象交流電壓而流通 的檢測(cè)對(duì)象電流和基于參照信號(hào)流通的參照電流的兩電流值而振幅變化的檢測(cè)信號(hào)輸出， 信號(hào)提取部在將檢測(cè)信號(hào)以規(guī)定的增益放大而生成放大檢測(cè)信號(hào)的同時(shí)，以通過從參照信 號(hào)輸出部輸出的參照信號(hào)和放大檢測(cè)信號(hào)的加算或減算，而能夠?qū)⒄招盘?hào)與放大檢測(cè)信 號(hào)所包含的參照信號(hào)的信號(hào)成分抵消那樣控制增益，同時(shí)將檢測(cè)對(duì)象交流電壓的信號(hào)成分 從放大檢測(cè)信號(hào)中提取并作為輸出信號(hào)輸出。該情況下，在包含檢測(cè)對(duì)象與檢測(cè)電極之間的耦合電容(靜電電容)的一個(gè)電流 路徑上，流通有由參照信號(hào)產(chǎn)生的電流和由檢測(cè)對(duì)象交流電壓產(chǎn)生的電流，通過基于兩電 流的電壓成分(參照信號(hào)的信號(hào)成分和檢測(cè)對(duì)象交流電壓的信號(hào)成分)而構(gòu)成檢測(cè)信號(hào)。
因此，電壓檢測(cè)裝置由于即使在檢測(cè)對(duì)象與檢測(cè)電極之間的耦合電容為未知的情 況下，對(duì)于檢測(cè)對(duì)象交流電壓的靈敏度也被控制為成為固定的靈敏度，也就是說輸出信號(hào) 所包含的檢測(cè)對(duì)象交流電壓的信號(hào)成分的振幅被控制為成為與檢測(cè)對(duì)象交流電壓的振幅 對(duì)應(yīng)的大小，因此，通過檢測(cè)出輸出信號(hào)所包含的該電壓成分，無需進(jìn)行耦合電容的算出也 能夠非接觸地檢測(cè)出檢測(cè)對(duì)象交流電壓。另外，除此之外，信號(hào)提取部也能夠設(shè)有，以規(guī)定值成為預(yù)先規(guī)定的固定值那樣而 控制增益的控制電路。在這樣的構(gòu)成中，檢測(cè)部在被連接于與檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行電容耦合的檢測(cè)電極上的同 時(shí)，從參照信號(hào)輸出部輸入?yún)⒄招盘?hào)，并將根據(jù)基于檢測(cè)對(duì)象的檢測(cè)對(duì)象交流電壓而流通 的檢測(cè)對(duì)象電流和基于參照信號(hào)而流通的參照電流的兩電流值而振幅變化的檢測(cè)信號(hào)輸 出，信號(hào)提取部在將檢測(cè)信號(hào)以規(guī)定的增益放大而生成放大檢測(cè)信號(hào)的同時(shí)，以放大檢測(cè) 信號(hào)所包含的有關(guān)參照信號(hào)的信號(hào)成分的振幅成為固定那樣控制增益，同時(shí)將檢測(cè)對(duì)象交 流電壓的信號(hào)成分從放大檢測(cè)信號(hào)中提取并作為輸出信號(hào)輸出。該情況下，在包含檢測(cè)對(duì)象與檢測(cè)電極之間的耦合電容(靜電電容)的一個(gè)電流 路徑上，流通有由參照信號(hào)引起的電流和由檢測(cè)對(duì)象交流電壓引起的電流，通過基于兩電 流的電壓成分(參照信號(hào)的信號(hào)成分和檢測(cè)對(duì)象交流電壓的信號(hào)成分)而構(gòu)成檢測(cè)信號(hào)。因此，電壓檢測(cè)裝置，由于信號(hào)處理部以放大檢測(cè)信號(hào)所包含的參照信號(hào)的信號(hào) 成分的振幅成為固定那樣控制對(duì)于絕緣檢測(cè)信號(hào)的增益而生成放大檢測(cè)信號(hào)，因此即使在 檢測(cè)對(duì)象與檢測(cè)電極之間的耦合電容為未知的情況下(無論耦合電容的電容值如何)，放 大檢測(cè)信號(hào)中包含的有關(guān)檢測(cè)對(duì)象交流電壓的信號(hào)成分的靈敏度也被控制為成為固定的 靈敏度，也就是說，輸出信號(hào)中包含的檢測(cè)對(duì)象交流電壓的信號(hào)成分的振幅被控制為成為 與檢測(cè)對(duì)象交流電壓的振幅對(duì)應(yīng)的大小，因此，根據(jù)由該檢測(cè)對(duì)象交流電壓的信號(hào)成分構(gòu) 成的輸出信號(hào)的振幅，能夠正確地對(duì)檢測(cè)對(duì)象交流電壓進(jìn)行檢測(cè)。因此，該電壓檢測(cè)裝置能 夠節(jié)省算出檢測(cè)對(duì)象與檢測(cè)電極之間的耦合電容(靜電電容)的時(shí)間和精力(無需進(jìn)行耦 合電容的算出)，而非接觸地對(duì)檢測(cè)對(duì)象交流電壓進(jìn)行檢測(cè)。進(jìn)而可以設(shè)有執(zhí)行兩個(gè)判斷處理中的至少一個(gè)判斷處理的判斷部，其中，該兩個(gè) 判斷處理為檢測(cè)出檢測(cè)信號(hào)和放大檢測(cè)信號(hào)中的任意一種信號(hào)所包含的參照信號(hào)的信號(hào) 成分的電平，同時(shí)，在該檢測(cè)出的電平為規(guī)定電平以上時(shí)判斷為動(dòng)作正常的判斷處理，和在 該檢測(cè)出的電平小于該規(guī)定電平時(shí)判斷為動(dòng)作異常的判斷處理。在電壓檢測(cè)裝置正常地動(dòng)作的狀態(tài)下，檢測(cè)電極與檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行電容耦合時(shí)，由 從參照信號(hào)輸出部輸出的參照信號(hào)產(chǎn)生的電流成分在檢測(cè)對(duì)象與檢測(cè)部之間流通，從而成 為由該電流成分產(chǎn)生的信號(hào)成分經(jīng)常包含于檢測(cè)信號(hào)等以及放大檢測(cè)信號(hào)中的狀態(tài)。通過 這樣，作為一例通過將該正常動(dòng)作時(shí)的檢測(cè)信號(hào)等或放大檢測(cè)信號(hào)中包含的參照信號(hào)的信 號(hào)成分(由參照信號(hào)產(chǎn)生的信號(hào)成分)的電平的下限值作為規(guī)定電平而預(yù)先算出，從而通 過判斷部在對(duì)檢測(cè)信號(hào)等以及放大檢測(cè)信號(hào)中的任意一個(gè)信號(hào)中包含的有關(guān)參照信號(hào)的 信號(hào)成分的電平進(jìn)行檢測(cè)的同時(shí)，執(zhí)行當(dāng)該檢測(cè)出的電平在規(guī)定電平上時(shí)判斷為動(dòng)作正常 的判斷處理，和當(dāng)該檢測(cè)出的電平小于規(guī)定電平時(shí)判斷為動(dòng)作異常的判斷處理中的至少一 個(gè)處理，操作員能夠根據(jù)該判斷處理的結(jié)果，進(jìn)行電壓檢測(cè)裝置中的電壓的檢測(cè)操作是否 正常進(jìn)行的診斷(判斷)。
另外，由于能夠使操作員辨別檢測(cè)出的檢測(cè)對(duì)象交流電壓是動(dòng)作正常時(shí)的電壓還 是動(dòng)作異常時(shí)的電壓，因此能夠提高對(duì)于檢測(cè)出的檢測(cè)對(duì)象交流電壓的可靠性。進(jìn)而可以設(shè)有電源部，該電源部通過以來自參照信號(hào)輸出部的參照信號(hào)為基準(zhǔn)電 壓的浮動(dòng)電壓，而驅(qū)動(dòng)檢測(cè)部。信號(hào)提取部能夠設(shè)有放大電路、同步檢波電路、控制電路；其中，放大電路將檢 測(cè)信號(hào)放大而生成放大檢測(cè)信號(hào)，同步檢波電路通過使用了從參照信號(hào)輸出部輸出的參照 信號(hào)的同步檢波，而檢測(cè)出表示該放大檢測(cè)信號(hào)或輸出信號(hào)中包含的參照信號(hào)的信號(hào)部分 的振幅的檢波信號(hào)，控制電路根據(jù)檢波信號(hào)控制放大電路的增益。由于能夠通過同步檢波正確地檢測(cè)參照信號(hào)的信號(hào)成分，因此能夠高精度地檢測(cè) 檢波信號(hào)。由此，能夠高精度地將輸出信號(hào)中包含的檢測(cè)對(duì)象交流電壓的信號(hào)成分的振幅 控制為固定，從而能夠進(jìn)一步提高檢測(cè)對(duì)象交流電壓的檢測(cè)精度。在通過浮動(dòng)電壓驅(qū)動(dòng)檢測(cè)部的情況下，進(jìn)而可以設(shè)有在將檢測(cè)部和信號(hào)提取部電 絕緣的狀態(tài)下，將檢測(cè)信號(hào)從檢測(cè)部傳送至信號(hào)提取部的絕緣部。通過作為基準(zhǔn)電壓部使用例如保護(hù)電極，而能夠?qū)z測(cè)電極、浮動(dòng)電源、檢測(cè)部 以及絕緣部收容于該保護(hù)電極內(nèi)，并在浮動(dòng)狀態(tài)下動(dòng)作，因此能夠提高CMRR(Common Mode Rejection Ratio、共態(tài)抑制比)。由于通過浮動(dòng)電壓驅(qū)動(dòng)檢測(cè)部，因此設(shè)有電源部，且該電源部能夠作為向檢測(cè)部 供給各浮動(dòng)電壓的構(gòu)成，其中，上述電源部具有第一串聯(lián)電源電路和第二串聯(lián)電源電路，第 一串聯(lián)電源電路根據(jù)被供給參照信號(hào)輸出部和信號(hào)提取部的正電壓和負(fù)電壓中的該正電 壓，而生成相對(duì)于參照信號(hào)的電壓為固定的正電壓的第一浮動(dòng)電壓，第二串聯(lián)電源電路根 據(jù)負(fù)電壓，生成相對(duì)于參照信號(hào)的電壓為絕對(duì)值等于第一浮動(dòng)電壓的負(fù)電壓的第二浮動(dòng)電 壓。通過采用這樣的構(gòu)成，能夠避免使用蓄電池或變壓器等的高價(jià)部件，其結(jié)果是能 夠大幅度地降低產(chǎn)品成本。第一串聯(lián)電源電路可以設(shè)有連接于正電壓的第一電阻、從該第一電阻接收電流 的供給而進(jìn)行動(dòng)作的第一穩(wěn)壓二極管，以及第一晶體管，該第一晶體管的集電極端子連接 于正電壓，同時(shí)，基極端子上被輸入第一穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓電壓，而在發(fā)射極端子上生成第 一浮動(dòng)電壓；第二串聯(lián)電源電路可以設(shè)有連接于負(fù)電壓的第二電阻、從該第二電阻接收 電流的供給而進(jìn)行動(dòng)作的第二穩(wěn)壓二極管、以及第二晶體管，該第二晶體管的集電極端子 連接于負(fù)電壓，同時(shí)，基極端子上被輸入上述第二穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓電壓，而在發(fā)射極端子 上生成上述第二浮動(dòng)電壓。通過由電阻、穩(wěn)壓二極管以及晶體管分別構(gòu)成第一串聯(lián)電源電路以及第二串聯(lián)電 源電路，而能夠以少的部件件數(shù)、簡單且廉價(jià)地構(gòu)成各串聯(lián)電源電路。為了將參照信號(hào)的信號(hào)成分被抵消的信號(hào)作為檢測(cè)對(duì)象交流電壓的信號(hào)成分提 取，信號(hào)提取部能夠設(shè)有加法電路或減法電路，其中，加法電路通過加算，將從參照信號(hào)輸 出部輸出的參照信號(hào)與參照信號(hào)的信號(hào)成分抵消并輸出輸出信號(hào)，減法電路通過減算，將 從參照信號(hào)輸出部輸出的參照信號(hào)與參照信號(hào)的信號(hào)成分抵消并輸出輸出信號(hào)。 采用該構(gòu)成的話，能夠通過可以由加法電路或減法電路這樣的電路而簡單地構(gòu)成 的電路，將參照信號(hào)的信號(hào)部分與參照信號(hào)抵消并將輸出信號(hào)輸出。因此，能夠在謀求裝置
8構(gòu)成的簡化的同時(shí)，確實(shí)地輸出輸出信號(hào)。為了從放大檢測(cè)信號(hào)提取至少將參照信號(hào)的頻率成分除去的信號(hào)成分，信號(hào)提取 部可以設(shè)有將檢測(cè)對(duì)象交流電壓的信號(hào)成分從放大檢測(cè)信號(hào)提取并輸出的濾波器。通過采用使用濾波器從放大檢測(cè)信號(hào)提取檢測(cè)對(duì)象交流電壓的信號(hào)成分的構(gòu)成， 能夠在構(gòu)成簡單的同時(shí)，以低成本生成輸出信號(hào)。為了控制對(duì)于信號(hào)提取部中的檢測(cè)信號(hào)的增益，可以設(shè)有將從參照信號(hào)輸出部輸 出的參照信號(hào)的振幅改變并向信號(hào)提取部輸出的振幅變更部。采用該構(gòu)成的話，在使變更后的參照信號(hào)的振幅相對(duì)于變更前的參照信號(hào)的振幅 的倍率為k時(shí)，能夠通過使由檢測(cè)對(duì)象交流電壓的信號(hào)成分構(gòu)成的輸出信號(hào)的振幅為1/k 倍，而對(duì)檢測(cè)對(duì)象交流電壓進(jìn)行檢測(cè)。因此，通過改變?cè)摫堵蔾，能夠擴(kuò)大檢測(cè)對(duì)象交流電壓 的檢測(cè)范圍。進(jìn)而，可以設(shè)有根據(jù)輸出信號(hào)對(duì)檢測(cè)對(duì)象交流電壓進(jìn)行檢測(cè)的處理部。采用該構(gòu) 成的話，例如能夠?qū)μ幚聿恳砸欢ǖ拈g隔檢測(cè)檢測(cè)對(duì)象交流電壓，或?qū)z測(cè)出的檢測(cè)對(duì)象 交流電壓作為波形顯示于顯示裝置等，從而能夠提高便利性。該情況下，處理部能夠根據(jù)輸出信號(hào)算出檢測(cè)對(duì)象交流電壓的電壓值。通過這樣， 能夠正確地檢測(cè)(測(cè)量)檢測(cè)對(duì)象交流電壓。參照信號(hào)輸出部，能夠采用設(shè)有生成方波的方波生成電路和將該方波積分而作為 積分方波輸出的積分電路的構(gòu)成，其中，積分方波作為參照信號(hào)而被向檢測(cè)部輸出，方波作 為參照信號(hào)而被向信號(hào)提取部輸出。采用該構(gòu)成的話，通過使用邏輯電路等而簡單地構(gòu)成方波生成電路，能夠在使參 照信號(hào)輸出部整體的構(gòu)成變得簡單的同時(shí)，使基于參照信號(hào)而流通的參照電流，成為與從 參照信號(hào)輸出部向信號(hào)提取部輸出的方波相同的方波。通過這樣，能夠在將裝置構(gòu)成(具 體為參照信號(hào)輸出部整體的構(gòu)成)形成為簡單的構(gòu)成的同時(shí)，在信號(hào)提取部中，能夠?qū)?照信號(hào)與放大檢測(cè)信號(hào)中包含的參照信號(hào)的信號(hào)部分確實(shí)地抵消(消除)，從而能夠?qū)z 測(cè)對(duì)象交流電壓的信號(hào)成分從放大檢測(cè)信號(hào)中確實(shí)地提取并作為輸出信號(hào)輸出。除此之外，參照信號(hào)輸出部設(shè)有生成偽噪聲的偽噪聲生成電路，偽噪聲也可以作 為參照信號(hào)而被向檢測(cè)部和信號(hào)提取部輸出的構(gòu)成。通過使用偽噪聲作為參照信號(hào)，能夠變得難以受干擾(噪聲)的影響。能夠使用多個(gè)本發(fā)明的電壓檢測(cè)裝置，構(gòu)成線路電壓檢測(cè)裝置。也就是說，能夠設(shè) 有對(duì)作為檢測(cè)對(duì)象的多個(gè)電路中分別產(chǎn)生的交流電壓進(jìn)行檢測(cè)的多個(gè)電壓檢測(cè)裝置，和算 出通過多個(gè)電壓檢測(cè)裝置而檢測(cè)出的交流電壓的差分電壓，從而求出多個(gè)電路之間的線路 電壓的算出部，作為多個(gè)電壓檢測(cè)裝置，分別使用上述的電壓檢測(cè)裝置。即使在作為檢測(cè)對(duì)象的電路與對(duì)應(yīng)該電路的檢測(cè)電極之間的耦合電容為未知的 情況下，也無需算出電路與檢測(cè)電極之間的耦合電容(靜電電容)，而能夠非接觸且正確地 檢測(cè)線路間的線路電壓。


在此，參照以下附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施形態(tài)示以示例進(jìn)行描述。圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是圖1所示電壓檢測(cè)裝置中的浮動(dòng)電路部的電路圖。圖3是圖1所示電壓檢測(cè)裝置中的放大電路的電路圖。圖4是本發(fā)明的第二實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖5是圖4所示電壓檢測(cè)裝置中的檢測(cè)部的電路圖。圖6是能夠取代圖1或圖4所示電壓檢測(cè)裝置中的參照信號(hào)輸出部而使用的、與 圖1以及圖4所示的不同的其他參照信號(hào)輸出部的框圖。圖7是能夠取代圖1或圖4所示電壓檢測(cè)裝置中的參照信號(hào)輸出部而使用的、與 圖6所示的亦不同的其他參照信號(hào)輸出部的框圖。圖8是使用圖1所示的電壓檢測(cè)裝置的線路電壓檢測(cè)裝置的框圖。圖9是使用圖4所示的電壓檢測(cè)裝置的線路電壓檢測(cè)裝置的框圖。圖10是設(shè)有與圖1或圖4所示電壓檢測(cè)裝置中的電源部不同的電源部的電壓檢 測(cè)裝置的浮動(dòng)電路的框圖。圖11是圖10所示浮動(dòng)電路部中的電源部的電路圖。圖12是不使用絕緣部的構(gòu)成的浮動(dòng)電路部和差動(dòng)放大電路的電路圖。圖13是本發(fā)明的第三實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖14是本發(fā)明的第四實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖15是本發(fā)明的第五實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖16是本發(fā)明的第六實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖17是本發(fā)明的第七實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖18是從圖17所示的電壓檢測(cè)裝置中的反饋控制部輸出的電壓信號(hào)S4的頻率 特性圖。圖19是成為在圖17所示的電壓檢測(cè)裝置中的信號(hào)提取部中提取信號(hào)用的基準(zhǔn)的 基準(zhǔn)信號(hào)Sr的頻率特性圖。圖20是從圖17所示電壓檢測(cè)裝置中的浮動(dòng)電路部輸出的絕緣檢測(cè)信號(hào)S2的頻 率特性圖。圖21是通過圖17所示電壓檢測(cè)裝置中的放大電路而生成的放大檢測(cè)信號(hào)S3的 頻率特性圖。圖22是從圖17所示電壓檢測(cè)裝置中的信號(hào)提取部輸出的輸出信號(hào)So的頻率特 性圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)電壓檢測(cè)裝置以及線路電壓檢測(cè)裝置的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說明。第一實(shí)施形態(tài)首先，參照附圖對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置101進(jìn)行說明。電壓檢測(cè)裝置101是非接觸型的電壓檢測(cè)裝置，如圖1所示，設(shè)有浮動(dòng)(floating) 電路部2和主體電路部3，并構(gòu)成為能夠以接地電勢(shì)Vg為基準(zhǔn)而非接觸地檢測(cè)產(chǎn)生于檢測(cè) 對(duì)象4上的交流電壓Vl (檢測(cè)對(duì)象交流電壓)。如圖1所示，浮動(dòng)電路部2設(shè)有保護(hù)電極11、檢測(cè)電極12、電源部13、檢測(cè)部14以 及絕緣部15。保護(hù)電極11使用導(dǎo)電性材料(例如金屬材料)，作為浮動(dòng)電路部2中的基準(zhǔn)電壓部而構(gòu)成，其內(nèi)部收容有檢測(cè)電極12、檢測(cè)部14以及絕緣部15。另外，如后述那樣，由 于絕緣部15具有將在其初級(jí)側(cè)電路輸入的信號(hào)以與初級(jí)側(cè)電路呈電絕緣的狀態(tài)從其次級(jí) 側(cè)電路輸出的功能，因此應(yīng)該被保護(hù)電極11覆蓋的部位至少至初級(jí)側(cè)電路即可，但是也可 以采用對(duì)次級(jí)側(cè)電路也以保護(hù)電極11覆蓋的構(gòu)成。另外，在本例中作為一例，在保護(hù)電極 11上形成有開口部(孔)11a。檢測(cè)電極12作為一例形成為平板狀，并以與保護(hù)電極11呈 非接觸的狀態(tài)，被配設(shè)于保護(hù)電極11內(nèi)的與開口部Ila相對(duì)的位置上。另外，檢測(cè)電極12 在檢測(cè)交流電壓Vl時(shí)，如圖1所示那樣與檢測(cè)對(duì)象4進(jìn)行電容耦合(通過靜電電容CO耦 合)ο電源部13，作為生成以保護(hù)電極11的電壓Vr為基準(zhǔn)(零伏)的各種浮動(dòng)電壓的 浮動(dòng)電源而構(gòu)成。另外，電源部13將生成的浮動(dòng)電壓作為工作用電壓而對(duì)配設(shè)于保護(hù)電極 11內(nèi)的各結(jié)構(gòu)元件進(jìn)行供給。在本例中作為一例，電源部13具備蓄電池和DC/DC交換器 (均未圖示)而構(gòu)成，DC/DC交換器基于從蓄電池輸出的直流電壓而將各種浮動(dòng)電壓(例如 電壓Vr為零伏時(shí)，相對(duì)于電壓Vr為正電壓的第1浮動(dòng)電壓Vf+，以及相對(duì)于電壓Vr為其 絕對(duì)值與第1浮動(dòng)電壓Vf+相等的負(fù)電壓的第2浮動(dòng)電壓Vf-。以下，也簡稱為“浮動(dòng)電壓 Vf+”、“浮動(dòng)電壓Vf-”)作為工作用電壓而生成。另外，雖然未圖示，但是也可以采用取代 蓄電池，而通過變壓器從保護(hù)電極11的外部以被電絕緣的狀態(tài)向保護(hù)電極11內(nèi)供給交流 電壓，并將該交流電壓在設(shè)置于保護(hù)電極11內(nèi)的整流平滑部中變換為直流電壓而對(duì)DC/DC 交換器供給的構(gòu)成。檢測(cè)部14在連接于檢測(cè)電極12的同時(shí)，從參照信號(hào)輸出部31輸入?yún)⒄招盘?hào) Ss (參照信號(hào)Ss被附加)，并將振幅根據(jù)基于交流電壓Vl流通的檢測(cè)對(duì)象電流(由交流電 壓Vl產(chǎn)生的電流信號(hào)成分)Ivl、和基于參照信號(hào)Ss流通的參照電流(由參照信號(hào)Ss產(chǎn)生 的電流信號(hào)成分)Isl的兩個(gè)電流值而發(fā)生變化的檢測(cè)信號(hào)S 1輸出。具體地說，檢測(cè)部14 接收相對(duì)于保護(hù)電極11的電壓Vr為正電壓的浮動(dòng)電壓Vf+和為負(fù)電壓的浮動(dòng)電壓Vf-的 供給而啟動(dòng)，并根據(jù)電流信號(hào)I (檢測(cè)電流)生成振幅根據(jù)交流的電勢(shì)差(Vl-Vr)而發(fā)生變 化的檢測(cè)信號(hào)Sl并輸出，其中，電流信號(hào)I以與交流電壓Vl與保護(hù)電極11的電壓Vr之間 的交流的電勢(shì)差(Vl-Vr)對(duì)應(yīng)的電流值流通。該情況下，參照信號(hào)Ss被從后述的參照信號(hào) 輸出部31輸出(附加)至保護(hù)電極11。通過該構(gòu)成，電壓Vr與參照信號(hào)Ss的電壓Vs — 致。這樣，上述電流信號(hào)I由因參照信號(hào)Ss產(chǎn)生的參照電流Isl和因交流電壓Vl產(chǎn)生的 檢測(cè)對(duì)象電流Ivl構(gòu)成，基于該電流信號(hào)I的檢測(cè)信號(hào)Si，也由基于參照電流Isl的電壓信 號(hào)成分(以下稱為“參照電壓成分”)Vsl、和基于檢測(cè)對(duì)象電流Ivl的電壓信號(hào)成分(以下 稱為“檢測(cè)對(duì)象電壓成分”)Vvl構(gòu)成。另外，檢測(cè)部14由于以按照參照信號(hào)Ss的電壓Vs 進(jìn)行變動(dòng)的保護(hù)電極11的電壓作為基準(zhǔn)而啟動(dòng)并生成檢測(cè)信號(hào)Si，因此，被包含于檢測(cè)信 號(hào)Sl中的參照電壓成分Vsl成為相對(duì)于參照信號(hào)Ss的電壓Vs為反相的信號(hào)。在本例中作為一例，檢測(cè)部14如圖2所示，包含積分電路21和放大電路22而形 成。積分電路21設(shè)有同相輸入端連接于保護(hù)電極11且反相輸入端連接于檢測(cè)電極12的 運(yùn)算放大器21a、連接于運(yùn)算放大器21a的反相輸入端和輸出端之間的電容器21b、以及與 電容器21b并聯(lián)的電阻21c。該情況下，電容器21b作為一例，以0. 01 μ F左右的電容器構(gòu) 成，電阻21c由例如1ΜΩ左右的高電阻值的電阻構(gòu)成。因此，在該積分電路21中，通過主 要在電容器21b上流通電流信號(hào)I，而在電流電壓變換操作的同時(shí)進(jìn)行積分操作，生成電壓值與檢測(cè)對(duì)象4的交流電壓Vl和保護(hù)電極11的電壓Vr之間的交流的電勢(shì)差(Vl-Vr)成 比例地變化的電壓信號(hào)SO。另外，在該積分電路21中，僅通過電容器21b的話，存在著直流 附近的反饋量明顯下降而增益(gain)極端地增大，由于因偏置電流引起的偏置(offset) 而運(yùn)算放大器21a飽和的危險(xiǎn)，為了抑制因該飽和引起的動(dòng)態(tài)范圍的下降，而配設(shè)有電阻 21c。放大電路22，將電壓信號(hào)SO以規(guī)定的放大率進(jìn)行電壓放大而作為檢測(cè)信號(hào)Sl輸出。 另外，雖然未圖示，但是也可以將積分電路21，由例如將電流信號(hào)I變換為電壓信號(hào)的電流 電壓變換電路、和將該電壓信號(hào)積分而作為檢測(cè)信號(hào)Sl輸出的積分電路的兩個(gè)電路構(gòu)成。絕緣部15，在輸入檢測(cè)信號(hào)Sl的同時(shí)進(jìn)行電絕緣并作為絕緣檢測(cè)信號(hào)S2輸出。 具體地說，絕緣部15作為一例，采用光學(xué)絕緣元件(在本例子中，作為一例采用光耦合器) 而構(gòu)成，將被輸入作為其初級(jí)側(cè)電路的發(fā)光二極管(未圖示)中的檢測(cè)信號(hào)Si，作為絕緣 檢測(cè)信號(hào)S2而從作為其次級(jí)側(cè)電路的光敏晶體三極管輸出。也就是說，絕緣部15將與檢 測(cè)信號(hào)Sl為同相、且振幅與檢測(cè)信號(hào)Sl的振幅成比例地進(jìn)行變化的信號(hào)，作為絕緣檢測(cè)信 號(hào)S2而輸出。另外，也可以取代光耦合器，而使用初級(jí)側(cè)電路由發(fā)光二極管構(gòu)成、且次級(jí)側(cè) 電路由FET (場(chǎng)效應(yīng)晶體管)對(duì)構(gòu)成的光MOS-FET (金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)而構(gòu) 成絕緣部15。該情況下，在絕緣部15中，其初級(jí)側(cè)電路接收浮動(dòng)電壓Vf+、Vf-的供給而動(dòng) 作。另外，檢測(cè)信號(hào)Sl為高頻率的交流的情況下，也可以使用變壓器構(gòu)成絕緣部15。如圖1所示，主體電路部3設(shè)有參照信號(hào)輸出部31、信號(hào)提取部32、處理部33、存 儲(chǔ)部34以及輸出部35。該情況下，參照信號(hào)輸出部31生成以接地電勢(shì)Vg為基準(zhǔn)而電壓 Vs以規(guī)定周期變化的振幅固定的參照信號(hào)Ss(頻率和振幅固定的交流信號(hào)。作為一例有 正弦波信號(hào))，并向保護(hù)電極11輸出。通過這樣，保護(hù)電極11的電壓Vr被規(guī)定為參照信 號(hào)Ss的電壓Vs。也就是說，保護(hù)電極11的電壓Vr以與參照信號(hào)Ss的電壓Vs —致的狀 態(tài)按規(guī)定的周期進(jìn)行變化。在本例中，采用了參照信號(hào)輸出部31將參照信號(hào)Ss直接向保 護(hù)電極11輸出的構(gòu)成，但是由于參照信號(hào)Ss是交流信號(hào)，因此雖然未圖示，但是也可以構(gòu) 成為參照信號(hào)輸出部31通過電容器將參照信號(hào)Ss向保護(hù)電極11輸出。另外，參照信號(hào)輸 出部31也向信號(hào)提取部32輸出參照信號(hào)Ss。另外，在同一圖中以虛線表示的振幅變更部 36，在本例中不被包含于主體電路部3中。因此，從參照信號(hào)輸出部31輸出的參照信號(hào)Ss 直接被輸入信號(hào)提取部32。另外，在本例中作為一例，參照信號(hào)Ss的頻率被規(guī)定為比檢測(cè) 對(duì)象4的交流電壓Vl的頻率高的頻率。該情況下，也可以將參照信號(hào)Ss的頻率規(guī)定為比 檢測(cè)對(duì)象4的交流電壓Vl的頻率低的頻率。信號(hào)提取部32作為一例，設(shè)有放大電路41、加法電路42、同步檢波電路43以及控 制電路44，以規(guī)定的增益將絕緣檢測(cè)信號(hào)S2放大而生成放大檢測(cè)信號(hào)S3，并以將放大檢測(cè) 信號(hào)S3中包含的參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分及參照信號(hào)Ss能夠通過放大檢測(cè)信號(hào)S3與參照 信號(hào)Ss的加算或減算(在本例中為加算)而抵消那樣，控制將絕緣檢測(cè)信號(hào)S2放大時(shí)的 增益，同時(shí)，將交流電壓Vl的信號(hào)成分從放大檢測(cè)信號(hào)S3中提取(生成)并作為輸出信 號(hào)SO而輸出。該情況下，所謂放大檢測(cè)信號(hào)S3中包含的參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分，是因基 于參照信號(hào)Ss的向保護(hù)電極11的輸出(附加)而被包含于檢測(cè)信號(hào)Sl的參照電壓成分 Vsl引起的信號(hào)成分(也就是放大檢測(cè)信號(hào)S3中包含的與參照信號(hào)Ss為相同頻率的信號(hào) 成分)。具體地說，放大電路41在輸入絕緣檢測(cè)信號(hào)S2的同時(shí)，以通過從控制電路44輸出的控制信號(hào)(具體為控制電壓)Sc的電平(直流電壓電平)而被規(guī)定的放大率(增益 可以是1以上也可以是小于1)放大絕緣檢測(cè)信號(hào)S2，而生成并輸出放大檢測(cè)信號(hào)S3。作 為一例，如圖3所示，放大電路41設(shè)有運(yùn)算放大器41a、配設(shè)于運(yùn)算放大器41a的反相輸 入端和接地電勢(shì)之間的可變電阻元件(在本例子中作為一例，為J-FET(Junction Field EffectTransistor 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管。))41b、以及配設(shè)于運(yùn)算放大器41a的反相輸入端 與輸出端之間的電阻41c而構(gòu)成，其整體作為同相放大電路而構(gòu)成。該情況下，可變電阻元 件41b的電阻值根據(jù)被輸入的控制信號(hào)Sc的電平而變化。因此，放大電路41在根據(jù)被輸 入的控制信號(hào)Sc的電平而使其放大率變化的同時(shí)，將絕緣檢測(cè)信號(hào)S2以該放大率放大而 作為放大檢測(cè)信號(hào)S3輸出。另外，作為可變電阻元件，電阻值根據(jù)從外部輸入的電壓而進(jìn) 行變化的元件即可，也可以使用J-FET以外的元件或電路而構(gòu)成。在本例中作為一例，可變 電阻元件41b構(gòu)成為，在被輸入的控制信號(hào)Sc的電平增高時(shí)其電阻值減少，在控制信號(hào)Sc 的電平降低時(shí)其電阻值增加。通過該構(gòu)成，放大電路41的放大率，在控制信號(hào)Sc的電平增 高時(shí)增加，在控制信號(hào)Sc的電平降低時(shí)減少。加法電路42，將在保護(hù)電極11上發(fā)生的電壓Vr作為基準(zhǔn)信號(hào)Sr輸入(在本例 中，保護(hù)電極11上僅被附加參照信號(hào)Ss，因此基準(zhǔn)信號(hào)Sr為參照信號(hào)Ss)的同時(shí)輸入放 大檢測(cè)信號(hào)S3，將兩個(gè)信號(hào)S3、Sr進(jìn)行加算，并將通過加算得到的加算信號(hào)作為輸出信號(hào) So輸出。該情況下如上述那樣，檢測(cè)信號(hào)Sl由相對(duì)于參照信號(hào)Ss為反相的參照電壓成分 Vsl、和與交流電壓Vl為同相的檢測(cè)對(duì)象電壓成分Vvl構(gòu)成。因此，基于檢測(cè)信號(hào)Sl而生 成的絕緣檢測(cè)信號(hào)S2以及將絕緣檢測(cè)信號(hào)S2放大而生成的放大檢測(cè)信號(hào)S3，也由相對(duì)于 參照信號(hào)Ss為反相的信號(hào)成分、和與交流電壓Vl為同相的信號(hào)成分構(gòu)成。因此，加法電路 42，通過執(zhí)行兩個(gè)信號(hào)S3、Sr的加法處理，而執(zhí)行將構(gòu)成放大檢測(cè)信號(hào)S3的相對(duì)于參照信 號(hào)Ss為反相的信號(hào)成分(以下也稱為“反相信號(hào)成分”)以基準(zhǔn)信號(hào)Sr (本例中為參照信 號(hào)Ss)進(jìn)行抵消(消除)的處理。也就是說，加法電路42作為抵消電路發(fā)揮作用。該情況 下，輸出信號(hào)So中包含的與參照信號(hào)Ss為相同頻率的信號(hào)成分，在構(gòu)成放大檢測(cè)信號(hào)S3 的反相信號(hào)成分的振幅與基準(zhǔn)信號(hào)Sr的振幅為相同時(shí)被完全地消除(被消去)而被除去。 另一方面，與該參照信號(hào)Ss為相同頻率的信號(hào)成分，在構(gòu)成放大檢測(cè)信號(hào)S3的反相信號(hào)成 分的振幅與基準(zhǔn)信號(hào)Sr的振幅不同時(shí)殘留于輸出信號(hào)So，在構(gòu)成放大檢測(cè)信號(hào)S3的反相 信號(hào)成分的振幅大于基準(zhǔn)信號(hào)Sr的振幅時(shí)與參照信號(hào)Ss成為反相，在構(gòu)成放大檢測(cè)信號(hào) S 3的反相信號(hào)成分的振幅為基準(zhǔn)信號(hào)Sr的振幅以下時(shí)與參照信號(hào)Ss成為同相。同步檢波電路43，在將輸出信號(hào)So和參照信號(hào)Ss輸入的同時(shí)，通過以參照信號(hào) Ss將輸出信號(hào)So進(jìn)行同步檢波，而生成并輸出檢波信號(hào)Vd。具體地說，同步檢波電路43通 過同步檢波，在電壓的絕對(duì)值與輸出信號(hào)So中包含的參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分(具體為與 參照信號(hào)Ss為相同頻率的信號(hào)成分)的振幅的增減對(duì)應(yīng)而增減，且輸出信號(hào)So中包含的 參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分的相位與參照信號(hào)Ss的相位一致時(shí)(同相時(shí))以及偏離180°時(shí) (反相時(shí))，生成并輸出極性不同的檢波信號(hào)Vd。在本例中作為一例，同步檢波電路43，生 成并輸出在輸出信號(hào)So中包含的規(guī)定的信號(hào)成分與參照信號(hào)Ss為同相時(shí)成為正極性(正 電壓)、在反相時(shí)成為負(fù)極性(負(fù)電壓)的檢波信號(hào)Vd?？刂齐娐?4，生成根據(jù)輸入的檢波信號(hào)Vd的極性而增減電壓的控制信號(hào)Sc，并向 放大電路41輸出。在本例中作為一例，控制電路44在輸入的檢波信號(hào)Vd為正極性時(shí)，使
13控制信號(hào)Sc的電平增高，另一方面在輸入的檢波信號(hào)Vd為負(fù)極性時(shí)，使控制信號(hào)Sc的電 平降低。通過以上的構(gòu)成，在信號(hào)提取部32中，對(duì)于放大電路41的增益(放大率)的反饋 控制通過同步檢波電路43和控制電路44而被進(jìn)行，控制電路44根據(jù)檢波信號(hào)Vd控制放 大電路41的放大率，以使構(gòu)成放大檢測(cè)信號(hào)S3的反相信號(hào)成分(與參照信號(hào)Ss為相同頻 率的信號(hào)成分)的振幅變?yōu)楣潭?在本例中是與作為基準(zhǔn)信號(hào)Sr而被輸入加法電路42的 參照信號(hào)Ss的振幅成為相同振幅)。通過這樣，構(gòu)成放大檢測(cè)信號(hào)S3的反相信號(hào)成分的振 幅，與被輸入加法電路42的基準(zhǔn)信號(hào)Sr(本例中為參照信號(hào)Ss)的振幅一致。因此，加法 電路42執(zhí)行放大檢測(cè)信號(hào)S3及基準(zhǔn)信號(hào)Sr的加法處理，將構(gòu)成放大檢測(cè)信號(hào)S3的反相 信號(hào)成分以參照信號(hào)Ss抵消(消除)，生成并輸出輸出信號(hào)So,其中，輸出信號(hào)So由基于 因檢測(cè)對(duì)象4的交流電壓Vl產(chǎn)生的檢測(cè)對(duì)象電流Ivl的電壓成分(與交流電壓Vl為相同 頻率的信號(hào)成分)構(gòu)成。該情況下，對(duì)應(yīng)于檢測(cè)對(duì)象4與檢測(cè)電極12之間形成的靜電電容CO的大小，電流 信號(hào)I中所包含的參照電流Isl和檢測(cè)對(duì)象電流Ivl以相同比例變動(dòng)，檢測(cè)信號(hào)Sl中包含 的參照電壓成分Vsl和檢測(cè)對(duì)象電壓成分Vvl也以相同比例進(jìn)行變動(dòng)。因此，關(guān)于構(gòu)成放 大檢測(cè)信號(hào)S3的反相信號(hào)成分(與參照信號(hào)Ss為相同頻率的信號(hào)成分)以及與交流電壓 Vl為相同頻率的信號(hào)成分，兩成分也以相同比例進(jìn)行變動(dòng)，但是在信號(hào)提取部32中，通過 上述反饋控制，放大檢測(cè)信號(hào)S3以構(gòu)成該信號(hào)S3的反相信號(hào)成分(與參照信號(hào)Ss為相同 頻率的信號(hào)成分)的振幅與基準(zhǔn)信號(hào)Sr (本例中為參照信號(hào)Ss)的振幅一致那樣，通過放 大電路41而被生成。因此，在本例構(gòu)成的電壓檢測(cè)裝置101中，基于輸出信號(hào)So所包含的 檢測(cè)對(duì)象電流Ivl的電壓成分，與靜電電容CO的大小無關(guān)地其振幅都呈與檢測(cè)對(duì)象4上產(chǎn) 生的交流電壓Vl的振幅對(duì)應(yīng)的大小，理論上其振幅成為與檢測(cè)對(duì)象4上產(chǎn)生的交流電壓Vl 的振幅一致的狀態(tài)。處理部33，設(shè)有A/D變換器以及CPU(均未圖示)而構(gòu)成，并執(zhí)行將輸出信號(hào)So 的電壓波形(電平)通過規(guī)定頻率的抽樣時(shí)鐘進(jìn)行抽樣并變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)Dl后存儲(chǔ)于存 儲(chǔ)部34的存儲(chǔ)處理、根據(jù)該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)Dl計(jì)算出交流電壓Vl的電壓算出處理、以及將算出 的交流電壓Vl輸出的輸出處理。存儲(chǔ)部34由ROM(只讀存儲(chǔ)器)或RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器) 等構(gòu)成，預(yù)先存儲(chǔ)有在處理部33的電壓算出處理中被使用的電壓算出用圖表TB。關(guān)于該電 壓算出用圖表TB的制作程序，對(duì)其概要進(jìn)行說明。作為一例，在將已知的電壓Vs (固定)的 參照信號(hào)Ss向保護(hù)電極11輸出并進(jìn)行利用同步檢波電路43和控制電路44的反饋控制的 狀態(tài)下，通過使檢測(cè)對(duì)象4上產(chǎn)生的交流電壓Vl的振幅以規(guī)定的電壓步長(voltage step) 變化的同時(shí)取得數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D1，與該電壓步長中變化的交流電壓Vl對(duì)照而將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)Dl與 交流電壓Vl的電壓值一同存儲(chǔ)，從而制作電壓算出用圖表TB。通過該構(gòu)成，處理部33，通 過參照電壓算出用圖表TB取得與所取得的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)Dl對(duì)應(yīng)的交流電壓Vl的電壓值，從而 能夠算出檢測(cè)對(duì)象4的交流電壓VI。輸出部35在本例中，作為一例由顯示裝置構(gòu)成，在處 理部33的輸出處理中，顯示交流電壓Vl的波形或算出的電壓參數(shù)等(振幅或有效值)。接下來，對(duì)利用電壓檢測(cè)裝置101進(jìn)行的對(duì)于檢測(cè)對(duì)象4的交流電壓Vl的檢測(cè)操 作進(jìn)行說明。首先，以檢測(cè)電極12呈非接觸的狀態(tài)與檢測(cè)對(duì)象4相對(duì)那樣，使浮動(dòng)電路部2 (或 電壓檢測(cè)裝置101整體)位于檢測(cè)對(duì)象4的附近。通過這樣，如圖1所示，成為在檢測(cè)電極12與檢測(cè)對(duì)象4之間形成靜電電容CO的狀態(tài)。該情況下，靜電電容CO的電容值，與檢測(cè)電 極12和檢測(cè)對(duì)象4的距離成反比例地進(jìn)行變化，但是一旦將浮動(dòng)電路部2配設(shè)之后，在溫 度等環(huán)境為固定的條件下成為固定的(不變動(dòng))值。另外，由于靜電電容CO的電容值一般 極小(例如數(shù)PF 數(shù)十pF左右)，因此，即使交流電壓Vl的頻率為數(shù)百Hz左右，檢測(cè)對(duì)象 4與檢測(cè)電極12之間的阻抗也會(huì)成為非常大的值(數(shù)ΜΩ)。因此，在該電壓檢測(cè)裝置101 中，即使在檢測(cè)對(duì)象4的交流電壓Vl與保護(hù)電極11的電壓Vr大不相同的情況下(電勢(shì)差 Vdi大的情況下)，也能夠在構(gòu)成檢測(cè)部14的運(yùn)算放大器21a中使用輸入耐壓低的廉價(jià)產(chǎn) 品，在該構(gòu)成中，也能夠避免電勢(shì)差Vdi引起的運(yùn)算放大器21a的破壞。另外，檢測(cè)電極12與檢測(cè)對(duì)象4通過靜電電容CO而被交流地連接，形成從接地電 勢(shì)Vg起經(jīng)過檢測(cè)對(duì)象4、檢測(cè)電極12、檢測(cè)部14、保護(hù)電極11以及參照信號(hào)輸出部31而至 接地電勢(shì)Vg的電流路徑A(在圖1中以點(diǎn)劃線表示的路徑)。因此，在該電流路徑A中，流 通由因參照信號(hào)Ss的電壓Vs產(chǎn)生的參照電流Isl、和因檢測(cè)對(duì)象4的交流電壓Vl產(chǎn)生的 檢測(cè)對(duì)象電流Ivl構(gòu)成的電流信號(hào)I。通過這樣，在浮動(dòng)電路部2中，如圖1、2所示，檢測(cè)部14的積分電路21積分電流信 號(hào)I而生成電壓信號(hào)S0，放大電路22放大該電壓信號(hào)SO而作為檢測(cè)信號(hào)Sl輸出。另外， 絕緣部15輸入該檢測(cè)信號(hào)Si，并作為與檢測(cè)信號(hào)Sl電絕緣的絕緣檢測(cè)信號(hào)S2而輸出。另外，在主體電路部3的信號(hào)提取部32中，如圖1所示，放大電路41在輸入絕緣 檢測(cè)信號(hào)S2的同時(shí)，以通過從控制電路44輸出的控制信號(hào)Sc的電壓電平而被規(guī)定的放大 率將絕緣檢測(cè)信號(hào)S2放大，并作為放大檢測(cè)信號(hào)S3輸出。接著，加法電路42在輸入放大 檢測(cè)信號(hào)S3和基準(zhǔn)信號(hào)Sr的同時(shí)，執(zhí)行將兩信號(hào)S3、Sr相加的加法處理后，作為輸出信號(hào) So而輸出。該情況下，如上述那樣，對(duì)于放大電路41的增益(放大率)的反饋控制通過同 步檢波電路43和控制電路44而被進(jìn)行，構(gòu)成來自放大電路41的放大檢測(cè)信號(hào)S3的反相 信號(hào)成分(與參照信號(hào)Ss為相同頻率的信號(hào)成分)的振幅與基準(zhǔn)信號(hào)Sr (本例中為參照 信號(hào)Ss)的振幅一致。因此，通過加法電路42中的加法處理，構(gòu)成放大檢測(cè)信號(hào)S3的反相 信號(hào)成分通過基準(zhǔn)信號(hào)Sr被抵消(消除)，也就是說，構(gòu)成放大檢測(cè)信號(hào)S3的反相信號(hào)成 分被除去，由基于因檢測(cè)對(duì)象4的交流電壓Vl產(chǎn)生的檢測(cè)對(duì)象電流Ivl的電壓成分(與交 流電壓Vl為相同頻率的信號(hào)成分)構(gòu)成的輸出信號(hào)So被輸出。接下來，處理部33執(zhí)行存儲(chǔ)處理，在將輸出信號(hào)So輸入的同時(shí)變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)Dl 并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部34。接著，處理部33執(zhí)行電壓算出處理。在該電壓算出處理中，處理部33 在讀出存儲(chǔ)部34中存儲(chǔ)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)Dl的同時(shí)，參照電壓算出用圖表TB取得與讀出的數(shù)字 數(shù)據(jù)Dl相對(duì)應(yīng)的交流電壓VI。另外，處理部33根據(jù)該取得的交流電壓VI，算出例如交流 電壓Vl的有效值或振幅等并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部34。最后，處理部33執(zhí)行輸出處理，將存儲(chǔ)部 34中存儲(chǔ)的交流電壓Vl的有效值或振幅等，顯示于由顯示裝置構(gòu)成的輸出部35。通過這 樣，利用電壓檢測(cè)裝置101的對(duì)檢測(cè)對(duì)象4的交流電壓Vl的檢測(cè)完成。另外，在輸出處理 中，也可以采用處理部33根據(jù)取得的交流電壓Vl將交流電壓Vl的電壓波形顯示于輸出部 35的構(gòu)成。在以上說明的實(shí)施形態(tài)中，參照信號(hào)輸出部31向保護(hù)電極11輸出參照信號(hào)Ss，接 收浮動(dòng)電壓Vf+、Vf-的供給而啟動(dòng)的檢測(cè)部14，根據(jù)通過檢測(cè)電極12而在檢測(cè)對(duì)象4與 保護(hù)電極11之間、以與交流電壓Vl和保護(hù)電極11的電壓Vr之間的交流的電勢(shì)差(Vl-Vr)對(duì)應(yīng)的電流值流通的電流信I，輸出振幅根據(jù)交流的電勢(shì)差(Vl-Vr)而進(jìn)行變化的檢測(cè)信 號(hào)Si,絕緣部15輸入檢測(cè)信號(hào)Sl并作為絕緣檢測(cè)信號(hào)S2輸出，信號(hào)提取部32以使絕緣檢 測(cè)信號(hào)S2中包含的與參照信號(hào)Ss為相同信號(hào)成分的振幅成為預(yù)先被規(guī)定的振幅(能夠通 過與參照信號(hào)Ss的加算或減算而抵消放大檢測(cè)信號(hào)S3中包含的與參照信號(hào)Ss為相同信 號(hào)成分的振幅)那樣，也就是說成為固定那樣，對(duì)絕緣檢測(cè)信號(hào)S2的振幅進(jìn)行控制而作為 放大檢測(cè)信號(hào)S3輸出，同時(shí)，通過振幅被如此控制的放大檢測(cè)信號(hào)S3和從參照信號(hào)輸出部 31輸出的參照信號(hào)Ss之間的加算或減算，而除去放大檢測(cè)信號(hào)S3中包含的與參照信號(hào)Ss 相同的信號(hào)成分，并作為輸出信號(hào)So輸出，處理部33根據(jù)輸出信號(hào)So的電平而算出交流 電壓VI，其中，輸出信號(hào)So由基于檢測(cè)對(duì)象電流Ivl (因檢測(cè)對(duì)象4的交流電壓Vl弓丨起而 發(fā)生的電流成分)發(fā)生的電壓成分構(gòu)成。因此，采用該實(shí)施形態(tài)的話，信號(hào)提取部32控制放大檢測(cè)信號(hào)S3的振幅，以使與 參照信號(hào)Ss為相同頻率的信號(hào)成分的振幅成為固定，通過利用該放大檢測(cè)信號(hào)S3與參照 信號(hào)Ss的加算或減算而除去放大檢測(cè)信號(hào)S3中包含的與參照信號(hào)Ss相同的信號(hào)成分并 作為輸出信號(hào)So輸出，即使在檢測(cè)對(duì)象4與檢測(cè)電極12之間的耦合電容(靜電電容CO) 為未知的情況下(不論靜電電容CO的值)，由于對(duì)于交流電壓Vl的靈敏度被控制為呈固定 的靈敏度，也就是說，由于基于輸出信號(hào)So中包含的檢測(cè)對(duì)象電流Ivl的電壓成分的振幅 被控制為呈與交流電壓Vl的振幅對(duì)應(yīng)的大小，因此，通過檢測(cè)輸出信號(hào)So中包含的該電壓 成分，能夠不進(jìn)行靜電電容CO的算出，而非接觸地檢測(cè)出交流電壓Vl。另外，在該實(shí)施形態(tài)中，在信號(hào)提取部32中，同步檢波電路43通過使用了參照信 號(hào)Ss的同步檢波，檢測(cè)對(duì)有關(guān)放大檢測(cè)信號(hào)S3或輸出信號(hào)So中包含的參照信號(hào)Ss的信 號(hào)成分的振幅進(jìn)行表示的檢波信號(hào)Vd,控制電路44根據(jù)該檢波信號(hào)Vd控制放大電路41的 增益。因此，采用該電壓檢測(cè)裝置101，能夠通過同步檢波而正確地檢測(cè)出參照信號(hào)Ss的信 號(hào)成分，其結(jié)果是，由于能夠高精度地抵消放大檢測(cè)信號(hào)S3中包含的參照信號(hào)Ss的信號(hào)成 分，由此能夠大幅度地降低輸出信號(hào)So中包含的參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分，因此能夠進(jìn)一步 提高交流電壓Vl的檢測(cè)精度。另外，在該實(shí)施形態(tài)中，信號(hào)提取部32將加法電路42作為抵消電路而構(gòu)成，其中， 加法電路42執(zhí)行將構(gòu)成放大檢測(cè)信號(hào)S3的相對(duì)于參照信號(hào)Ss為反相的信號(hào)成分(反相 信號(hào)成分)以基準(zhǔn)信號(hào)Sr (本例中為參照信號(hào)Ss)進(jìn)行抵消(消除)的處理，控制電路44 控制放大電路41的增益，使被輸入加法電路42的放大檢測(cè)信號(hào)S3中包含的反相信號(hào)成分 (參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分)能夠被基準(zhǔn)信號(hào)Sr抵消。因此，采用該電壓檢測(cè)裝置101，能 夠以加法電路這樣簡單的電路構(gòu)成抵消電路，因此能夠在謀求裝置構(gòu)成的簡化的同時(shí)確實(shí) 地生成輸出信號(hào)So。另外，采用該實(shí)施形態(tài)的話，通過設(shè)有根據(jù)輸出信號(hào)So檢測(cè)交流電壓Vl的處理部 33，而能夠?qū)τ谔幚聿?3以一定間隔檢測(cè)交流電壓VI、或?qū)z測(cè)出的交流電壓Vl存儲(chǔ)并保 存于存儲(chǔ)部34、或根據(jù)存儲(chǔ)部34所存儲(chǔ)的交流電壓Vl而將交流電壓Vl的電壓波形顯示于 輸出部35。另外，采用該實(shí)施形態(tài)的話，由于處理部33根據(jù)輸出信號(hào)So而算出交流電壓VI， 因此能夠檢測(cè)(測(cè)量)交流電壓VI。另外，在上述的實(shí)施形態(tài)中，利用放大檢測(cè)信號(hào)S3中包含的參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分相對(duì)于基準(zhǔn)信號(hào)Sr (本例中為參照信號(hào)Ss)為反相的特點(diǎn)，作為抵消電路使用加法電路 42使放大檢測(cè)信號(hào)S3中包含的參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分與參照信號(hào)Ss抵消，但是在檢測(cè)部 14、絕緣部15以及放大電路41中，也能夠使檢測(cè)信號(hào)Si、絕緣檢測(cè)信號(hào)S2以及放大檢測(cè)信 號(hào)S3的相位反相，或使基準(zhǔn)信號(hào)Sr反相而對(duì)抵消電路輸出。在該構(gòu)成中，由于也能夠使放 大檢測(cè)信號(hào)S3中包含的參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分與參照信號(hào)Ss形成為同相，因此，在該情 況下通過作為抵消電路使用減法電路，而能夠?qū)⒎糯髾z測(cè)信號(hào)S3中包含的參照信號(hào)Ss的 信號(hào)成分與參照信號(hào)Ss抵消。另外，在上述實(shí)施形態(tài)中，采用了作為基準(zhǔn)信號(hào)Sr將參照信號(hào)Ss直接向抵消電路 (在上述例中為加法電路42)輸入的構(gòu)成，但是如圖1中虛線所示，也能夠采用在參照信號(hào) 輸出部31與加法電路42之間配設(shè)振幅變更部36，將被從參照信號(hào)輸出部31輸出的參照信 號(hào)Ss的振幅在振幅變更部36中變更為k倍(k為正實(shí)數(shù))后作為基準(zhǔn)信號(hào)Srl向加法電路 42輸出的構(gòu)成。該振幅變更部36能夠由例如通過分壓電阻等構(gòu)成的衰減器(attenuator) 而簡單地構(gòu)成。另外，也能夠?qū)⒄穹兏?6通過以規(guī)定的增益(k倍)將信號(hào)放大的放 大器構(gòu)成，相比電壓信號(hào)Sr的振幅而使基準(zhǔn)信號(hào)Srl的振幅增大。在這些構(gòu)成中，信號(hào)提 取部32中，關(guān)于放大檢測(cè)信號(hào)S3所包含的參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分的振幅，以與k倍后的 參照信號(hào)Ss的振幅(基準(zhǔn)信號(hào)Srl的振幅)成為一致那樣而被反饋控制。該情況下，在放 大檢測(cè)信號(hào)S3中包含的參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分與被k倍后的基準(zhǔn)信號(hào)Srl在加法電路42 中被抵消的狀態(tài)下，基于因輸出信號(hào)So中包含的交流電壓Vl引起的檢測(cè)對(duì)象電流Ivl的 電壓成分的振幅，也以被k倍后的狀態(tài)被檢測(cè)。因此，能夠通過將基于該被檢測(cè)的檢測(cè)對(duì)象 電流Ivl的電壓成分形成為Ι/k倍，而檢測(cè)交流電壓VI。因此，采用該構(gòu)成的話，通過變更振幅變更部36中的倍率k，能夠擴(kuò)大可檢測(cè)(測(cè) 量)交流電壓Vl的范圍。例如，在處理部33中的輸出信號(hào)So的輸入電平有規(guī)定(在上述 那樣設(shè)有A/D變換器的構(gòu)成中，輸出信號(hào)So的輸入電平根據(jù)A/D變換器的額定輸入而被限 制)的情況下，通過將倍率k設(shè)置為數(shù)值1/10，與設(shè)置為數(shù)值1 (作為基準(zhǔn)信號(hào)Sr將參照信 號(hào)Ss直接向加法電路42輸入的構(gòu)成)時(shí)相比較，也能夠在滿足規(guī)定的輸出信號(hào)So的輸入 電平的同時(shí)，檢測(cè)(測(cè)量)更為高電壓的交流電壓VI。另外，在上述的實(shí)施形態(tài)中，采用了通過將檢測(cè)電極12、電源部13、檢測(cè)部14以及 絕緣部15收容于保護(hù)電極11內(nèi)，而與主體電路部3呈不同體部件地構(gòu)成浮動(dòng)電路部2，在 提高CMRR(Common Mode RejectionRatio)的同時(shí)，能夠進(jìn)行高壓的交流電壓Vl的檢測(cè)的 構(gòu)成，但是，在無需使檢測(cè)部14以浮動(dòng)狀態(tài)動(dòng)的情況下(例如，交流電壓Vl為較低壓、或未 被要求高CMRR的情況)，也可以采用不使用保護(hù)電極11、電源部13以及絕緣部15的構(gòu)成。 對(duì)于這樣的實(shí)施形態(tài)，以下進(jìn)行說明。第二實(shí)施形態(tài)
本發(fā)明的第二實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置102如圖4所示，取代電壓檢測(cè)裝置 101的浮動(dòng)電路部2，而設(shè)有檢測(cè)電極12和檢測(cè)部14A。因此，電壓檢測(cè)裝置102設(shè)有檢測(cè) 電極12、檢測(cè)部14A以及主體電路部3，并構(gòu)成為能夠非接觸地檢測(cè)產(chǎn)生于檢測(cè)對(duì)象4上的 交流電壓VI。另外，關(guān)于檢測(cè)電極12和主體電路部3，由于與電壓檢測(cè)裝置101相同地構(gòu) 成，因此賦予相同的符號(hào)并省略重復(fù)的說明，主要對(duì)與電壓檢測(cè)裝置101不同的檢測(cè)部14A 進(jìn)行說明。
檢測(cè)部14A，與構(gòu)成主體電路部3的各結(jié)構(gòu)元件(參照信號(hào)輸出部31、信號(hào)提取部 32以及處理部33等)相同地從未圖示的電源接收工作用電壓(以接地電勢(shì)Vg為基準(zhǔn)而生 成的正電壓Vcc+和負(fù)電壓Vcc-)的供給而動(dòng)作。另外，檢測(cè)部14A如圖4所示，在被連接 于檢測(cè)電極12的同時(shí)輸入?yún)⒄招盘?hào)Ss (參照信號(hào)Ss被附加)，并檢測(cè)由起因于交流電壓 Vl的存在而在檢測(cè)電極12與檢測(cè)對(duì)象4之間流通的檢測(cè)對(duì)象電流Ivl、和起因于參照信號(hào) Ss的電壓Vs的輸入而在檢測(cè)電極12與檢測(cè)對(duì)象4之間流通的參照電流Isl構(gòu)成的電流信 號(hào)j ( = Ivl+Isl)，同時(shí)，輸出振幅根據(jù)電流信號(hào)I的電流值而進(jìn)行變化的檢測(cè)信號(hào)Si。另 外，該電流信號(hào)I也可以說是對(duì)應(yīng)于交流電壓Vl與保護(hù)電極11的電壓Vr(=電壓Vs)之 間的交流的電勢(shì)差(Vl-Vr)而其振幅進(jìn)行變化的、也就是以對(duì)應(yīng)于該電勢(shì)差(Vl-Vr)的電 流值進(jìn)行流通的電流信號(hào)。檢測(cè)部14A，在本例中作為一例如圖5所示，設(shè)有檢測(cè)電阻61和差動(dòng)放大部62。 檢測(cè)電阻61，在一端側(cè)連接于檢測(cè)電極12的同時(shí)，另一端側(cè)連接于參照信號(hào)輸出部31上。 差動(dòng)放大部62由設(shè)有三個(gè)運(yùn)算放大器APl AP3、以及7個(gè)電阻Rl R7的公知的儀表放 大器構(gòu)成。另外，該差動(dòng)放大部62中，各電阻R6、R7上分別并聯(lián)連接有電容器C1、C2，包含 運(yùn)算放大器AP3的輸出級(jí)(output stage)具有積分功能而構(gòu)成。另外，在該差動(dòng)放大部62 中，各電阻Rl R7中的處于對(duì)稱的位置上的電阻之間被保持平衡(也就是說，R2與R3、 R4與R5、以及R6與R7，分別被規(guī)定為相同的電阻值)，且對(duì)于電容器Cl、C2也被保持平衡 (Cl、C2被規(guī)定為相同的電容值)。另外，在差動(dòng)放大部62中，作為差動(dòng)放大部62中的一個(gè) 輸入端而發(fā)揮作用的運(yùn)算放大器APl的同相輸入端被連接于檢測(cè)電阻61的一端上，作為差 動(dòng)放大部62中的另一個(gè)輸入端而發(fā)揮作用的運(yùn)算放大器AP2的同相輸入端被連接于參照 信號(hào)輸出部31上。在該差動(dòng)放大部62中，將被輸入于各輸入端的電壓設(shè)為Vinl、Vin2時(shí)， 檢測(cè)信號(hào)Sl以以下的公式表示。Sl = (Vin2-Vinl) X (1+2XR2/R1) XR6/R4該情況下，上述Sl的公式中的(Vin2-Vinl)，表示通過電流信號(hào)I(= Ivl+Isl)的 流通而發(fā)生于檢測(cè)電阻61的兩端的電壓。因此，檢測(cè)部14A如上述那樣，輸出振幅與電流 信號(hào)I( = Ivl+Isl)的電流值對(duì)應(yīng)而進(jìn)行變化的檢測(cè)信號(hào)Si。在主體電路部3中，信號(hào)提取部32將檢測(cè)信號(hào)Sl以規(guī)定的增益放大而生成放大 檢測(cè)信號(hào)S3，并以將放大檢測(cè)信號(hào)S3中包含的參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分能夠通過放大檢測(cè) 信號(hào)S3與參照信號(hào)Ss的加算或減算而抵消那樣，控制檢測(cè)信號(hào)Sl放大時(shí)的增益，同時(shí)，將 交流電壓Vl的信號(hào)成分從放大檢測(cè)信號(hào)S3提取(生成)而作為輸出信號(hào)So輸出。該情 況下，所謂放大檢測(cè)信號(hào)S3中包含的參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分，是指檢測(cè)信號(hào)Sl中包含的 參照電壓成分Vsl (也就是，放大檢測(cè)信號(hào)S3中包含的與參照信號(hào)Ss為相同頻率的信號(hào)成 分)。接著，處理部33與第一實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置101同樣地，通過執(zhí)行存儲(chǔ) 處理、電壓算出處理以及輸出處理，而算出交流電壓Vl的有效值或振幅等，并顯示于由顯 示裝置構(gòu)成的輸出部35。通過這樣，利用電壓檢測(cè)裝置102的對(duì)檢測(cè)對(duì)象4的交流電壓Vl 的檢測(cè)結(jié)束。因此，在該實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置102中，也與第一實(shí)施形態(tài)涉及的電壓 檢測(cè)裝置101同樣地，通過信號(hào)提取部32控制放大檢測(cè)信號(hào)S3的振幅而使放大檢測(cè)信號(hào)
18S3中包含的與參照信號(hào)Ss為相同頻率的信號(hào)成分的振幅為固定，并利用該放大檢測(cè)信號(hào) S3與參照信號(hào)Ss的加算或減算而除去放大檢測(cè)信號(hào)S3中包含的與參照信號(hào)Ss相同頻率 的信號(hào)成分并作為輸出信號(hào)So輸出，從而即使在檢測(cè)對(duì)象4與檢測(cè)電極12之間的耦合電 容(靜電電容CO)為未知的情況下(不論靜電電容CO的值)，由于對(duì)于交流電壓Vl的靈敏 度被控制為呈固定的靈敏度，也就是說由于基于輸出信號(hào)So中包含的檢測(cè)對(duì)象電流Ivl的 電壓成分的振幅被控制為呈與交流電壓Vl的振幅對(duì)應(yīng)的大小，因此，通過檢測(cè)輸出信號(hào)So 中包含的該電壓成分，不進(jìn)行靜電電容CO的算出，也能夠非接觸地檢測(cè)出交流電壓VI。另外，在該實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置102中，也與第一實(shí)施形態(tài)涉及的電壓 檢測(cè)裝置101同樣地，在信號(hào)提取部32中，同步檢波電路43通過使用了參照信號(hào)Ss的同 步檢波而檢測(cè)對(duì)放大檢測(cè)信號(hào)S3或輸出信號(hào)So中包含的有關(guān)參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分的 振幅進(jìn)行表示的檢波信號(hào)Vd，控制電路44根據(jù)該檢波信號(hào)Vd控制放大電路41的增益。因 此，采用該實(shí)施形態(tài)的話，能夠通過同步檢波而正確地檢測(cè)參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分，其結(jié) 果是，能夠高精度地抵消放大檢測(cè)信號(hào)S3中包含的參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分，并由此能夠大 幅度地降低輸出信號(hào)So中包含的參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分，因此能夠進(jìn)一步提高交流電壓 Vl的檢測(cè)精度。另外，在該實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置102中，信號(hào)提取部32也將加法電路42 作為抵消電路而構(gòu)成，其中，加法電路42執(zhí)行將構(gòu)成放大檢測(cè)信號(hào)S3的相對(duì)于參照信號(hào)Ss 為反相的信號(hào)成分(反相信號(hào)成分)以基準(zhǔn)信號(hào)Sr (本例中為參照信號(hào)Ss)抵消(消除) 的處理，控制電路44控制放大電路41的增益，使被輸入加法電路42中的放大檢測(cè)信號(hào)S3 中包含的反相信號(hào)成分(參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分)能夠被基準(zhǔn)信號(hào)Sr抵消。因此，采用 該實(shí)施形態(tài)，也能夠以加法電路這樣簡單的電路構(gòu)成抵消電路，因此能夠在謀求裝置構(gòu)成 的簡化的同時(shí)，確實(shí)地生成輸出信號(hào)So。另外，在上述的電壓檢測(cè)裝置102中，也是利用放大檢測(cè)信號(hào)S3中包含的參照信 號(hào)Ss的信號(hào)成分相對(duì)于基準(zhǔn)信號(hào)Sr (本例中為參照信號(hào)Ss)為反相的特點(diǎn)，并作為抵消電 路使用加法電路42，將放大檢測(cè)信號(hào)S3中包含的參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分與參照信號(hào)Ss抵 消，但是，在檢測(cè)部14A或放大電路41中，也可以使檢測(cè)信號(hào)Sl或放大檢測(cè)信號(hào)S3的相位 反相，或使基準(zhǔn)信號(hào)Sr反相而對(duì)抵消電路輸出。在該構(gòu)成中，由于也能夠使放大檢測(cè)信號(hào) S3中包含的參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分與參照信號(hào)Ss為同相，因此，采用該構(gòu)成的話，通過將 減法電路作為抵消電路而使用，能夠?qū)⒎糯髾z測(cè)信號(hào)S3中包含的參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分 與參照信號(hào)Ss抵消。另外，在上述例子中，采用了作為基準(zhǔn)信號(hào)Sr將參照信號(hào)Ss直接向抵消電路(在 上述例中為加法電路42)輸入的構(gòu)成，但是如圖4中虛線所示那樣，也可以采用在參照信號(hào) 輸出部31與加法電路42之間配設(shè)振幅變更部36，使從參照信號(hào)輸出部31輸出的參照信 號(hào)Ss的振幅在振幅變更部36中變更為k倍(k為正實(shí)數(shù))后作為基準(zhǔn)信號(hào)Srl向加法電 路42輸出的構(gòu)成。采用該構(gòu)成的話，與電壓檢測(cè)裝置101相同地，通過變更振幅變更部36 中的倍率k，而能夠擴(kuò)大可檢測(cè)(測(cè)量)的交流電壓Vl的范圍。另外，在第一實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置101中，采用了例如絕緣部15與放大 電路41之間、參照信號(hào)輸出部31與加法電路42之間、以及參照信號(hào)輸出部31與同步檢波 電路43之間分別直接連接的構(gòu)成，另外，在第二實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置102中，采用了例如檢測(cè)部14A與放大電路41之間、參照信號(hào)輸出部31與加法電路42之間、以及參照信 號(hào)輸出部31與同步檢波電路43之間分別直接連接的構(gòu)成，雖然未圖示，但是也可以采用根 據(jù)需要使緩沖器介于其間的構(gòu)成。另外，以上對(duì)于采用了將從參照信號(hào)輸出部31輸出的參 照信號(hào)Ss以原封不動(dòng)的電平對(duì)同步檢波電路43供給的構(gòu)成的例子進(jìn)行了說明，雖未圖示， 但是作為一例也可以采用使用由分壓電阻等構(gòu)成的衰減器而將參照信號(hào)Ss降低至需要的 電平并對(duì)同步檢波電路43供給的構(gòu)成。另外，雖然未圖示，但是也可以采用如下構(gòu)成，即通過在主體電路部3內(nèi)設(shè)置將 作為模擬信號(hào)的絕緣檢測(cè)信號(hào)S2變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的A/D變換部、和將作為被從參照信號(hào)輸 出部31供給信號(hào)提取部32的模擬信號(hào)的參照信號(hào)Ss變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的A/D變換部，而以 數(shù)字處理進(jìn)行信號(hào)提取部32中的處理的全部或一部分的構(gòu)成。該情況下，也可以采用使處 理部33具有信號(hào)提取部32的功能的構(gòu)成，采用該構(gòu)成的話，能夠大幅地減少電路部件的件 數(shù)。另外，既可以利用軟件來實(shí)現(xiàn)處理部33的功能和信號(hào)提取部32的功能，也可以利用硬 件(DSP (Digital Signal Processor、數(shù)字信號(hào)處理器)或邏輯陣列(Logic Array))來實(shí) 現(xiàn)。另外，以上對(duì)參照信號(hào)輸出部31將頻率和振幅固定的交流信號(hào)(作為一例如正弦 波信號(hào))作為參照信號(hào)Ss而輸出的例子進(jìn)行了說明，但是，也可以采用如圖6所示的參照 信號(hào)輸出部31A那樣，取代正弦波信號(hào)而將方波信號(hào)作為參照信號(hào)Ss輸出的構(gòu)成。具體地 說，參照信號(hào)輸出部31A，設(shè)有生成方波(方波信號(hào))的方波生成電路31a、和將方波(方波 信號(hào))積分并作為積分方波(積分方波信號(hào))而輸出的積分電路31b。該參照信號(hào)輸出部 31A，將通過方波生成電路31a生成的方波信號(hào)作為參照信號(hào)Ss而向信號(hào)提取部32的同步 檢波電路43輸出，同時(shí)，將該方波信號(hào)作為基準(zhǔn)信號(hào)Sr而向信號(hào)提取部32的加法電路42 輸出。另外，參照信號(hào)輸出部31A，將從積分電路31b輸出的積分方波信號(hào)作為參照信號(hào)Ss 而對(duì)檢測(cè)部14(在電壓檢測(cè)裝置102中為檢測(cè)部14A)輸出。該情況下，由于檢測(cè)部14(14A) 通過檢測(cè)電極12而與靜電電容CO串聯(lián)連接，因此，在包括該檢測(cè)部14 (14A)和靜電電容CO 的電路中流通的參照電流Isl，成為將參照信號(hào)Ss微分后的信號(hào)。因此，通過預(yù)先利用積分電路31b將從參照信號(hào)輸出部31A向檢測(cè)部14(14A)輸 出的參照信號(hào)Ss積分，并通過使用邏輯電路(logic circuit)等而簡單地構(gòu)成方波生成電 路31a，能夠使參照信號(hào)輸出部31A整體的構(gòu)成變得簡單，同時(shí)，將在包括檢測(cè)部14(14A) 和靜電電容CO的電路中流通的參照電流Isl，形成為與從參照信號(hào)輸出部31A向信號(hào)提取 部32輸出的方波信號(hào)相同的方波信號(hào)。通過這樣，能夠使裝置構(gòu)成(具體為參照信號(hào)輸出 部31A整體的構(gòu)成)變得簡單，同時(shí)，在信號(hào)提取部32中，加法電路42能夠利用基準(zhǔn)信號(hào) Sr (在本例中為參照信號(hào)Ss)而確實(shí)地將構(gòu)成放大檢測(cè)信號(hào)S3的相對(duì)于參照信號(hào)Ss的反 相信號(hào)成分抵消(消除)，從而能夠確實(shí)地從放大檢測(cè)信號(hào)S3提取交流電壓Vl的信號(hào)成分 并作為輸出信號(hào)So輸出，同時(shí)，同步檢波電路43能夠利用參照信號(hào)Ss而確實(shí)地對(duì)輸出信 號(hào)So進(jìn)行同步檢波。另外，也可以采用如圖7所示的參照信號(hào)輸出部31B那樣，設(shè)有偽噪聲生成電路 31c而構(gòu)成，并將偽噪聲信號(hào)作為參照信號(hào)Ss而輸出的構(gòu)成。該情況下，參照信號(hào)輸出部 31B，將通過偽噪聲生成電路31c而生成的偽噪聲信號(hào)作為參照信號(hào)Ss而向檢測(cè)部14 (14A) 和信號(hào)提取部32的同步檢波電路43輸出，同時(shí)，將該偽噪聲信號(hào)作為基準(zhǔn)信號(hào)Sr而向信號(hào)提取部32的加法電路42輸出。另外，偽噪聲生成電路31c，作為一例能夠使用M系列 等的線性反饋移位寄存器(Linear Feedback Shift Register)等的公知的各種移位寄存 器而構(gòu)成，或者使用通過軟件處理而生成偽噪聲信號(hào)的微型電子計(jì)算機(jī)而構(gòu)成。通過使用 這樣構(gòu)成的參照信號(hào)輸出部31B，能夠?qū)崿F(xiàn)難以受到干擾(噪聲)的影響的電壓檢測(cè)裝置 IOl(IOlA)。線路電壓檢測(cè)裝置的構(gòu)成例接下來，對(duì)利用多個(gè)第一實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置101的線路電壓檢測(cè)裝置 51進(jìn)行說明。首先，參照附圖對(duì)線路電壓檢測(cè)裝置51的構(gòu)成進(jìn)行說明。另外，以下對(duì)檢測(cè)三相 (R相、S相以及T相)三線制的交流電路(以下，也稱為“電路”)R、S、T的線路電壓的例子 進(jìn)行說明。線路電壓檢測(cè)裝置51，作為一例如圖8所示，設(shè)有與電路R、S、T的數(shù)量相同數(shù)量 (三個(gè))的電壓檢測(cè)裝置101 (以下，與各電路R、S、T相對(duì)應(yīng)而稱為電壓檢測(cè)裝置101r、 101s、IOlt (以下，不特別區(qū)分時(shí)也稱為“電壓檢測(cè)裝置101”))、算出部52以及顯示部53， 并構(gòu)成為能夠非接觸地檢測(cè)出電路R、S間的線路電壓Vrs、電路S、T間的線路電壓VsU以 及電路R、T間的線路電壓Vrt。如圖8所示，各電壓檢測(cè)裝置101分別設(shè)有上述浮動(dòng)電路部2和主體電路部3而相 同地構(gòu)成，將各電路R、S、T作為檢測(cè)對(duì)象而檢測(cè)出這些電路的交流電壓Vrp、Vsp, Vtp (分 別為檢測(cè)對(duì)象交流電壓)的有效值，并將表示有效值的數(shù)據(jù)作為檢測(cè)數(shù)據(jù)Dva、Dvb, Dvc而 輸出。以下，對(duì)于檢測(cè)數(shù)據(jù)Dva、Dvb、Dvc，在不特別區(qū)分時(shí)也稱為“檢測(cè)數(shù)據(jù)Dv”。在本例 中，各電壓檢測(cè)裝置101的輸出部35，由能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送的發(fā)送裝置構(gòu)成，具有將從處 理部33輸入的檢測(cè)數(shù)據(jù)Dva、DVb、DVC發(fā)送至算出部52的功能。另外，對(duì)于電壓檢測(cè)裝置 101中的除了輸出部35以外的其他的結(jié)構(gòu)元件，由于與上述構(gòu)成相同，因此省略詳細(xì)的說 明。算出部52，設(shè)有CPU和存儲(chǔ)器(均未圖示)而構(gòu)成，并執(zhí)行根據(jù)從各電壓檢測(cè)裝置 101輸出的檢測(cè)數(shù)據(jù)Dv而算出(檢測(cè)出)線路電壓的線路電壓算出處理。另外，算出部52 將線路電壓算出處理的結(jié)果顯示于顯示部53。顯示部53，在本例中由液晶顯示器等的監(jiān)測(cè) 裝置構(gòu)成。另外，也可以由打印機(jī)等的打印裝置構(gòu)成。另外，各主體電路部3如下述那樣， 相互的成為接地電勢(shì)Vg的部位(例如主體電路部3的筐體)G1彼此之間被連接。另外，作 為一例，算出部52和顯示部53，從三個(gè)主體電路部3中的任意一個(gè)主體電路部3所包含的 電源電路(未圖示)接收電壓的供給而進(jìn)行工作。接下來，對(duì)線路電壓檢測(cè)裝置51的檢測(cè)動(dòng)作進(jìn)行說明。首先，如圖8所示，在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，為了利用電壓檢測(cè)裝置IOlr檢測(cè)出電路R的交 流電壓Vrp，而使其浮動(dòng)電路部2靠近電路R，同時(shí)，使其檢測(cè)電極12與對(duì)應(yīng)的電路R相對(duì)。 同樣地，對(duì)于其他的電壓檢測(cè)裝置101s、101t，為了檢測(cè)出電路S、T的交流電壓Vsp、Vtp, 也使各浮動(dòng)電路部2的檢測(cè)電極12分別與對(duì)應(yīng)的電路S、T相對(duì)。通過這樣，成為在各檢測(cè) 電極12與各電路R、S、T之間分別形成有靜電電容CO (參照?qǐng)D1)的狀態(tài)，在各電壓檢測(cè)裝 置101r、101s、IOlt中，對(duì)應(yīng)的電路R、S、T的交流電壓Vrp、Vsp、Vtp的檢測(cè)被開始。該情 況下如上述那樣，在各電壓檢測(cè)裝置101r、101s、IOlt中，無論靜電電容CO的電容值如何，均能夠通過處理部33而正確地檢測(cè)出交流電壓Vrp、Vsp、Vtp。另外，在各電壓檢測(cè)裝置101r、101s、101t中，輸出部35將通過處理部33而算出 的各電路R、S、T的交流電壓Vrp、Vsp、Vtp的有效值，分別作為檢測(cè)數(shù)據(jù)Dva、DVb、DVC而輸
出ο算出部52，將從各電壓檢測(cè)裝置101輸出的各檢測(cè)數(shù)據(jù)DVa、DVb、DVC輸入并存儲(chǔ) 于存儲(chǔ)器。接著，算出部52執(zhí)行線路電壓算出處理。具體地說，算出部52，通過算出各檢 測(cè)數(shù)據(jù)Dva、Dvb所表示的交流電壓Vrp、Vsp的各有效值的差分電壓，而求出(檢測(cè)出)各 電路R、S間的線路電壓Vrs。另外，算出部52同樣地，通過算出各檢測(cè)數(shù)據(jù)Dvb、Dvc所表 示的交流電壓Vsp、Vtp的各有效值的差分電壓，而求出(檢測(cè)出)各電路S、T間的線路電 壓Vst，通過算出各檢測(cè)數(shù)據(jù)Dva、DvC所表示的交流電壓Vrp、Vtp的各有效值的差分電壓， 而求出(檢測(cè)出)各電路R、T間的線路電壓Vrt。另外，算出部52使算出的線路電壓Vrs、 Vst、Vrt顯示于顯示部53。這樣，采用該線路電壓檢測(cè)裝置51的話，通過使用電壓檢測(cè)裝置101，即使各電壓 檢測(cè)裝置101中的檢測(cè)電極12與作為各電壓檢測(cè)裝置101的檢測(cè)對(duì)象的各電路R、S、T之 間的耦合電容(靜電電容CO)為未知的狀態(tài)下，也可以不用算出這些耦合電容，而非接觸地 正確地檢測(cè)出線路電壓Vrs、Vst、Vrt。線路電壓檢測(cè)裝置的其他構(gòu)成例接下來，對(duì)利用多個(gè)上述電壓檢測(cè)裝置102的線路電壓檢測(cè)裝置51A進(jìn)行說明。首先，參照附圖對(duì)線路電壓檢測(cè)裝置51A的構(gòu)成進(jìn)行說明。另外，對(duì)于與線路電壓 檢測(cè)裝置51相同的構(gòu)成，賦予相同的符號(hào)并省略重復(fù)的說明。另外，以下對(duì)檢測(cè)三相三線 制的電路R、S、T的線路電壓的例子進(jìn)行說明。線路電壓檢測(cè)裝置51A，作為一例如圖9所示，設(shè)有與電路R、S、T的數(shù)量相同數(shù) 量(三個(gè))的電壓檢測(cè)裝置102(以下，與各電路R、S、T相對(duì)應(yīng)而稱為電壓檢測(cè)裝置102r、 102s、102t(以下，不特別區(qū)分時(shí)也稱為“電壓檢測(cè)裝置102”))、算出部52以及顯示部53， 并構(gòu)成為能夠非接觸地檢測(cè)出電路R、S間的線路電壓Vrs、電路S、T間的線路電壓Vst、以 及電路R、T間的線路電壓Vrt。各電壓檢測(cè)裝置102，如圖9所示，分別設(shè)有上述檢測(cè)電極12、檢測(cè)部14A以及主 體電路部3而相同地構(gòu)成，將各電路R、S、T作為檢測(cè)對(duì)象而檢測(cè)出這些電路的交流電壓 Vrp、Vsp、Vtp (分別為檢測(cè)對(duì)象交流電壓)的有效值，并將表示有效值的數(shù)據(jù)作為檢測(cè)數(shù)據(jù) Dva.Dvb.Dvc而輸出。在本例中，各電壓檢測(cè)裝置102的輸出部35，由能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送 的發(fā)送裝置構(gòu)成，具有將從處理部33輸入的檢測(cè)數(shù)據(jù)Dva、DVb、DVC發(fā)送至算出部52的功 能。另外，對(duì)于電壓檢測(cè)裝置102中的除了輸出部35以外的其他結(jié)構(gòu)元件，由于與上述的 構(gòu)成相同，因此省略詳細(xì)的說明。另外，對(duì)于算出部52和顯示部53，由于與上述線路電壓檢 測(cè)裝置51相同，因此也省略詳細(xì)的說明。接下來，對(duì)線路電壓檢測(cè)裝置51A的檢測(cè)動(dòng)作進(jìn)行說明。首先，如圖9所示，在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，為了利用電壓檢測(cè)裝置102r檢測(cè)出電路R的 交流電壓Vrp，而使其檢測(cè)電極12靠近電路R并相對(duì)。同樣地，對(duì)于其他的電壓檢測(cè)裝置 102s、102t，為了檢測(cè)出電路S、T的交流電壓Vsp、Vtp，也使各檢測(cè)電極12分別與對(duì)應(yīng)的電 路S、T相對(duì)。通過這樣，成為在各檢測(cè)電極12與各電路R、S、T之間分別形成有靜電電容
22C0(參照?qǐng)D4)的狀態(tài)，在各電壓檢測(cè)裝置102r、102s、102t中，對(duì)應(yīng)的電路R、S、T的交流電 壓Vrp、Vsp、Vtp的檢測(cè)被開始。該情況下如上述那樣，在各電壓檢測(cè)裝置102r、102s、102t 中，無論靜電電容CO的電容值如何，均能夠通過處理部33而正確地檢測(cè)出交流電壓Vrp、 Vsp、Vtp0另外，在各電壓檢測(cè)裝置102r、102s、102t中，輸出部35將通過處理部33而算出 的各電路R、S、T的交流電壓Vrp、Vsp、Vtp的有效值，分別作為檢測(cè)數(shù)據(jù)Dva、DVb、DVC而輸
出ο算出部52，將從各電壓檢測(cè)裝置102輸出的各檢測(cè)數(shù)據(jù)DVa、DVb、DVC輸入并存儲(chǔ) 于存儲(chǔ)器。接著，算出部52執(zhí)行線路電壓算出處理，通過算出各檢測(cè)數(shù)據(jù)Dva、Dvb所表示 的交流電壓Vrp、Vsp的各有效值的差分電壓，而求出各電路R、S間的線路電壓Vrs，另外， 通過算出各檢測(cè)數(shù)據(jù)Dvb、Dvc所表示的交流電壓Vsp、Vtp的各有效值的差分電壓，而求出 各電路S、T間的線路電壓Vst，另外，通過算出各檢測(cè)數(shù)據(jù)Dva、DvC所表示的交流電壓Vrp、 Vtp的各有效值的差分電壓，而求出各電路R、T間的線路電壓Vrt。另外，算出部52使算出 的線路電壓Vrs、Vst、Vrt顯示于顯示部53。這樣，采用該線路電壓檢測(cè)裝置51A的話，通過使用電壓檢測(cè)裝置102，即使各電 壓檢測(cè)裝置102中的檢測(cè)電極12與作為各電壓檢測(cè)裝置102的檢測(cè)對(duì)象的各電路R、S、T 之間的耦合電容(靜電電容CO)為未知的狀態(tài)下，也可以不用算出這些的耦合電容，而非接 觸地正確地檢測(cè)出線路電壓Vrs、Vst、Vrt。變形例另外，以上對(duì)作為生成第一實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置101中所使用的浮動(dòng)電 壓Vf+、Vf-的電源部13，而設(shè)有蓄電池和DC/DC交換器(均未圖示)的構(gòu)成，以及取代蓄電 池而通過變壓器以電絕緣的狀態(tài)從保護(hù)電極11的外部向保護(hù)電極11內(nèi)供給交流電壓，并 利用設(shè)置于保護(hù)電極11內(nèi)的整流平滑部將該交流電壓變換為直流電壓而供給DC/DC交換 器的構(gòu)成進(jìn)行了說明，但是，如圖10所示，也可以采用使用電源部13A的構(gòu)成，其中，電源部 13A根據(jù)從未圖示的電源供給構(gòu)成主體電路部3的各結(jié)構(gòu)元件(參照信號(hào)輸出部31、信號(hào) 提取部32以及處理部33等)的工作用電壓(以接地電勢(shì)Vg為基準(zhǔn)而生成的正電壓Vcc+ 和負(fù)電壓Vcc-)，生成保護(hù)電極11的電壓Vr、也就是以參照信號(hào)Ss的電壓Vs為基準(zhǔn)(零 伏)的上述浮動(dòng)電壓Vf+、Vf-。如圖11所示，該電源部13A設(shè)有第一串聯(lián)電源電路61和第二串聯(lián)電源電路62，其 中，第一串聯(lián)電源電路61，在保護(hù)電極11的電壓Vr為零伏時(shí)，根據(jù)正電壓Vcc+而生成相對(duì) 于保護(hù)電極11的電壓Vr為固定的正電壓的浮動(dòng)電壓Vf+，第二串聯(lián)電源電路62，根據(jù)負(fù)電 壓Vcc-而生成相對(duì)于保護(hù)電極11的電壓Vr為其絕對(duì)值等于浮動(dòng)電壓Vf+的負(fù)電壓的浮 動(dòng)電壓Vf-(與電壓Vr的差分的絕對(duì)值等于浮動(dòng)電壓Vf+與電壓Vr的差分的絕對(duì)值的電 壓)。具體地說，第一串聯(lián)電源電路61，設(shè)有NPN型雙極型晶體管61a(以下，也稱為“第一 晶體管61a”)、第一電阻61b、第一穩(wěn)壓二極管61c (穩(wěn)壓電壓Vz)以及第一電容器61d。該 情況下，第一晶體管61a的集電極端子連接于正電壓Vcc+的供給線路，發(fā)射極端子連接于 浮動(dòng)電壓Vf+的輸出線路，基極端子連接于第一穩(wěn)壓二極管61c的陰極端子。另外，第一穩(wěn) 壓二極管61c的陽極端子連接于電壓Vr的供給線路。第一電阻61b的一端連接于第一晶 體管61a的集電極端子，同時(shí)，另一端連接于基極端子。第一電容器61d的一端連接于第一晶體管61a的發(fā)射極端子，同時(shí)，另一端連接于電壓Vr的供給線路。第二串聯(lián)電源電路62，設(shè)有PNP型雙極型晶體管62a(以下，也稱為“第二晶體管 62a”)、第二電阻62b、第二穩(wěn)壓二極管62c (與第一穩(wěn)壓二極管61c相同的穩(wěn)壓電壓Vz)以 及第二電容器62d。該情況下，第二晶體管62a的基極-發(fā)射極端子間的電壓Vbe被規(guī)定為 與第一晶體管61a相同，同時(shí)，集電極端子連接于負(fù)電壓Vcc-的供給線路，發(fā)射極端子連接 于浮動(dòng)電壓Vf-的輸出線路，基極端子連接于第二穩(wěn)壓二極管62c的陽極端子。另外，第二 穩(wěn)壓二極管62c的陰極端子連接于電壓Vr的供給線路。第二電阻62b的一端連接于第二 晶體管62a的集電極端子，同時(shí)，另一端連接于基極端子。第二電容器62d的一端連接于第 二晶體管62a的發(fā)射極端子，同時(shí)，另一端連接于電壓Vr的供給線路。通過以上的構(gòu)成，在電源部13A中，第一串聯(lián)電源電路61從正電壓Vcc+生成浮 動(dòng)電壓Vf+( = Vr+Vz-Vbe)并輸出，同時(shí)，第二串聯(lián)電源電路62從負(fù)電壓Vcc-生成浮動(dòng) 電壓Vf-( = Vr-VZ+Vbe)并輸出。具體地說，在第一串聯(lián)電源電路61中，第一穩(wěn)壓二極管 61c從第一電阻61b接收電流的供給后在陰極端子上產(chǎn)生穩(wěn)壓電壓Vz，基極端子被規(guī)定為 穩(wěn)壓電壓Vz的第一晶體管61a，在發(fā)射極端子上以第一穩(wěn)壓二極管61c的陽極端子為基準(zhǔn) 而生成電壓(Vz-Vbe)。因此，第一串聯(lián)電源電路61，生成以接地電勢(shì)Vg為基準(zhǔn)時(shí)的電壓為 (Vr+Vz-Vbe)的浮動(dòng)電壓Vf+并輸出。另外，在第二串聯(lián)電源電路62中，第二穩(wěn)壓二極管 62c從第二電阻62b接收電流的供給后在陽極端子上產(chǎn)生穩(wěn)壓電壓Vz，基極端子被規(guī)定為 穩(wěn)壓電壓Vz的第二晶體管62a，在發(fā)射極端子上以第二穩(wěn)壓二極管62c的陽極端子為基準(zhǔn) 而生成電壓(-Vz+Vbe)。因此，第二串聯(lián)電源電路62，生成以接地電勢(shì)Vg為基準(zhǔn)時(shí)的電壓 為(Vr-Vz+Vbe)的浮動(dòng)電壓Vf-并輸出。也就是說，電源部13A，只要是在電壓(Vr+Vz-Vbe)未達(dá)到正電壓Vcc+、且電壓 (Vr-Vz+Vbe)未達(dá)到負(fù)電壓Vcc-的狀態(tài)下電壓Vr發(fā)生變動(dòng)，便在追隨該電壓Vr的變動(dòng)的 同時(shí)，生成相對(duì)于電壓Vr而絕對(duì)值|Vz-Vbe|相等的作為正電壓的浮動(dòng)電壓Vf+、和作為負(fù) 電壓的浮動(dòng)電壓Vf-并輸出。因此，浮動(dòng)電路部2內(nèi)的各電路接收該各浮動(dòng)電壓Vf+、Vf-的 供給而正常地進(jìn)行工作的結(jié)果是，從浮動(dòng)電路部2正常地輸出絕緣檢測(cè)信號(hào)S2。因此，通過 使用該電源部13A，能夠避免使用蓄電池或變壓器等的高價(jià)部件，其結(jié)果是能夠大幅地降低 電壓檢測(cè)裝置1的產(chǎn)品成本。另外，雖然未圖示，但是也可以在各串聯(lián)電源電路61、62中附 加周知的過流保護(hù)電路或周知的過壓保護(hù)電路。另外，以上對(duì)在浮動(dòng)電路部2中配置有絕緣部15，并將利用檢測(cè)部14檢測(cè)出的檢 測(cè)信號(hào)Sl變換為與該檢測(cè)信號(hào)Sl電絕緣的絕緣檢測(cè)信號(hào)S2而輸出的構(gòu)成進(jìn)行了說明，但 是，如圖12所示，也可以采用在浮動(dòng)電路部2中不配置絕緣部15的構(gòu)成。在該構(gòu)成中，也 可以采用如下構(gòu)成，即從浮動(dòng)電路部2將檢測(cè)信號(hào)Sl和表示電壓Vr的信號(hào)成對(duì)地向主體 電路部3輸出，配置于主體電路部3的差動(dòng)放大電路63輸入該檢測(cè)信號(hào)Sl和電壓Vr，同 時(shí)，取代絕緣檢測(cè)信號(hào)S2而將表示檢測(cè)信號(hào)Sl和電壓Vr的差分的檢測(cè)信號(hào)S2a向放大電 路41輸出的構(gòu)成。該差動(dòng)放大電路63，作為一例如圖12所示，能夠使用運(yùn)算放大器63a、輸入電阻 63b、輸入電阻63c、運(yùn)算放大器63a用的反饋電阻63d以及電阻63e而構(gòu)成，其中，輸入電 阻63b配設(shè)于運(yùn)算放大器63a的反相輸入端和浮動(dòng)電路部2的放大電路22之間，輸入電阻 63c配設(shè)于運(yùn)算放大器63a的同相輸入端和浮動(dòng)電路部2的保護(hù)電極11之間，電阻63e配設(shè)于運(yùn)算放大器63a的同相輸入端和接地電勢(shì)Vg之間。另外，作為在該圖12所示的構(gòu)成 中向浮動(dòng)電路部2的各結(jié)構(gòu)元件供給各浮動(dòng)電壓Vf+、Vf_的電源，能夠使用上述電源部13、 13A的任意一種。另外，對(duì)于參照信號(hào)輸出部31，如圖11所示，也可以采用通過在參照信號(hào)輸出部 31中追加被構(gòu)成為電壓輸出電路(Voltage Follower Circuit)的運(yùn)算放大器AP4，而整體 作為新的參照信號(hào)輸出部發(fā)揮作用，從而將利用參照信號(hào)輸出部31生成的參照信號(hào)Ss以 更低阻抗輸出的構(gòu)成。在以上說明的實(shí)施形態(tài)中，對(duì)如下形態(tài)進(jìn)行了說明，S卩以放大電路41輸出的放 大檢測(cè)信號(hào)所包含的參照信號(hào)的信號(hào)成分的振幅，成為通過從參照信號(hào)輸出部31 (或者 31A或31B)輸出的參照信號(hào)與放大電路41輸出的放大檢測(cè)信號(hào)的加算或減算，而該參照 信號(hào)和該放大檢測(cè)信號(hào)所包含的參照信號(hào)的信號(hào)成分被抵消的值那樣，而控制放大電路41 的增益，并從放大檢測(cè)信號(hào)中，將該信號(hào)所包含的參照信號(hào)的信號(hào)成分被抵消的信號(hào)作為 檢測(cè)對(duì)象交流電壓的信號(hào)成分而進(jìn)行提取。除此之外，也可以以放大電路41輸出的放大檢 測(cè)信號(hào)所包含的參照信號(hào)的信號(hào)成分的振幅，成為預(yù)先規(guī)定的固定值那樣而控制放大電路 41的增益，并從放大檢測(cè)信號(hào)提取至少將參照信號(hào)的頻率成分除去的信號(hào)成分。對(duì)于這樣 的實(shí)施形態(tài)，以下進(jìn)行說明。第三實(shí)施形態(tài)本發(fā)明的第三實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置103是非接觸型的電壓檢測(cè)裝置，如 圖13所示設(shè)有浮動(dòng)電路部2和主體電路部3A，并被構(gòu)成為能夠非接觸地檢測(cè)出以接地電勢(shì) Vg為基準(zhǔn)而檢測(cè)對(duì)象4中產(chǎn)生的交流電壓Vl (檢測(cè)對(duì)象交流電壓)。另外，除了主體電路 部3A內(nèi)的信號(hào)提取部32A的構(gòu)成和處理部33A的動(dòng)作以外，其他是與圖1所示的電壓檢測(cè) 裝置101相同的構(gòu)成和動(dòng)作，因此賦予相同的符號(hào)并省略重復(fù)的說明，主要對(duì)與電壓檢測(cè) 裝置101不同的信號(hào)提取部32A和處理部33A進(jìn)行說明。信號(hào)提取部32A，如圖13所示的一例那樣，設(shè)有放大電路41、同步檢波電路43A、控 制電路44A以及濾波器45，并以放大檢測(cè)信號(hào)S3所包含的與參照信號(hào)Ss為相同頻率的信 號(hào)成分的振幅成為固定振幅(預(yù)先規(guī)定的振幅)那樣，將絕緣檢測(cè)信號(hào)S2放大而生成放大 檢測(cè)信號(hào)S3，同時(shí)，從該放大檢測(cè)信號(hào)S3中除去與參照信號(hào)Ss相同的信號(hào)成分，并作為輸 出信號(hào)So而輸出。該情況下，所謂的放大檢測(cè)信號(hào)S3所包含的參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分， 是根據(jù)參照信號(hào)Ss的向保護(hù)電極11的輸出(附加)而由檢測(cè)信號(hào)Sl所包含的參照電壓 成分Vsl產(chǎn)生的信號(hào)成分(即，放大檢測(cè)信號(hào)S3所包含的與參照信號(hào)Ss為相同頻率的信 號(hào)成分)。具體地說，放大電路41在輸入絕緣檢測(cè)信號(hào)S2的同時(shí)，以根據(jù)從控制電路44A輸 出的控制信號(hào)(具體為控制電壓)Sc的電平(直流電平)而被規(guī)定的放大率(增益既可以 是1以上，也可以小于1)將絕緣檢測(cè)信號(hào)S2放大，從而生成放大檢測(cè)信號(hào)S3并輸出。作 為放大電路41，可以與第一實(shí)施形態(tài)同樣地使用圖3所示的電路。同步檢波電路43A，在從放大電路41輸入放大檢測(cè)信號(hào)S3的同時(shí)，從參照信號(hào)輸 出部31輸入?yún)⒄招盘?hào)Ss，并通過利用該參照信號(hào)Ss對(duì)該放大檢測(cè)信號(hào)S3進(jìn)行同步檢波， 而生成檢波信號(hào)Vd并輸出?？刂齐娐?4A，根據(jù)輸入的檢波信號(hào)Vd的電壓和目標(biāo)電壓Ve(內(nèi)部生成的電壓、或者從外部輸入的電壓，在本例中作為一例是從控制電路44A的外部輸入的電壓)而生成 控制信號(hào)Sc并輸出。具體地說，控制電路44A，在檢波信號(hào)Vd的電壓低于目標(biāo)電壓Ve時(shí) 使電平增高，在檢波信號(hào)Vd的電壓高于目標(biāo)電壓Ve時(shí)使電平降低，從而輸出控制信號(hào)Sc。 通過以上的構(gòu)成，在信號(hào)提取部32A中，對(duì)放大電路41的增益(放大率)的反饋控制通過 同步檢波電路43A和控制電路44A而被進(jìn)行，控制電路44A，以構(gòu)成放大檢測(cè)信號(hào)S3的反相 信號(hào)成分(與參照信號(hào)Ss為相同頻率的信號(hào)成分)的振幅成為固定的那樣，而根據(jù)檢波信 號(hào)Vd控制放大電路41的放大率。該情況下，作為該預(yù)先規(guī)定的振幅，能夠采用任意的值。 另外，在制作處理部33A中的電壓算出處理中所使用的后述電壓算出用圖表TB時(shí)，根據(jù)數(shù) 字?jǐn)?shù)據(jù)Dl而進(jìn)行制作，其中，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)Dl是將該采用的值作為預(yù)先規(guī)定的振幅，并在同步 檢波電路43A和控制電路44A對(duì)放大電路41的放大率進(jìn)行反饋控制的狀態(tài)下，通過處理部 33A取得的數(shù)據(jù)。濾波器45，將從放大電路41輸出的放大檢測(cè)信號(hào)S3輸入，同時(shí)，從該放大檢測(cè)信 號(hào)S3中提取交流電壓Vl的信號(hào)成分并作為輸出信號(hào)So而輸出。例如，濾波器45由無源濾 波電路(Passive Filter Circuit)或有源濾波電路(Active Filter Circuit)構(gòu)成，阻止 與參照信號(hào)Ss為相同頻率的信號(hào)成分的通過，且使基于由檢測(cè)對(duì)象4的交流電壓Vl產(chǎn)生 的檢測(cè)對(duì)象電流Ivl的電壓成分(與交流電壓Vl為相同頻率的信號(hào)成分)通過，其中，無源 濾波電路或有源濾波電路構(gòu)成為帶通濾波器(Bandpass Filter)或低通濾波器(Low-Pass Filter)。通過該構(gòu)成，信號(hào)提取部32A，生成由基于檢測(cè)對(duì)象電流Ivl的電壓成分構(gòu)成的輸 出信號(hào)So并輸出，其中，檢測(cè)對(duì)象電流Ivl是由檢測(cè)對(duì)象4的交流電壓Vl產(chǎn)生的電流。在該電壓檢測(cè)裝置103中，根據(jù)在檢測(cè)對(duì)象4和檢測(cè)電極12之間形成的靜電電 容CO的大小，電流信號(hào)I所包含的參照電流Isl和檢測(cè)對(duì)象電流Ivl以相同的比例進(jìn)行變 動(dòng)，檢測(cè)信號(hào)Sl所包含的參照電壓成分Vsl和檢測(cè)對(duì)象電壓成分Vvl也以相同的比例進(jìn)行 變動(dòng)。因此，對(duì)于構(gòu)成放大檢測(cè)信號(hào)S3的反相信號(hào)成分(與參照信號(hào)Ss為相同頻率的信 號(hào)成分)和與交流電壓Vl為相同頻率的信號(hào)成分，兩個(gè)成分也以相同的比例進(jìn)行變動(dòng)，但 是，在信號(hào)提取部32A中，通過上述反饋控制，放大檢測(cè)信號(hào)S3以構(gòu)成該信號(hào)S3的反相信 號(hào)成分(與參照信號(hào)Ss為相同頻率的信號(hào)成分)的振幅成為固定的那樣，而通過放大電路 41生成。因此，在本例構(gòu)成的電壓檢測(cè)裝置103中，基于輸出信號(hào)So所包含的檢測(cè)對(duì)象電 流Ivl的電壓成分，無論靜電電容CO的大小如何，其振幅均成為與檢測(cè)對(duì)象4中產(chǎn)生的交 流電壓Vl的振幅相對(duì)應(yīng)的大小(成比例的大小)。因此，從信號(hào)提取部32A輸出的輸出信 號(hào)So，成為其振幅與檢測(cè)對(duì)象4的交流電壓Vl的振幅成比例地變化的信號(hào)。處理部33A設(shè)有A/D變換器和CPU(均未圖示)而構(gòu)成，并執(zhí)行存儲(chǔ)處理、電壓算 出處理以及輸出處理，其中，存儲(chǔ)處理是利用規(guī)定頻率的抽樣時(shí)鐘對(duì)輸出信號(hào)So的電壓波 形(電平)進(jìn)行抽樣而變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)Dl并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部34的處理，電壓算出處理是根據(jù) 該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)Dl而算出交流電壓Vl的處理，輸出處理是將算出的交流電壓Vl輸出的處理。 存儲(chǔ)部34由ROM或RAM等構(gòu)成，并預(yù)先存儲(chǔ)有處理部33A中的電壓算出處理中所使用的電 壓算出用圖表TB。對(duì)于該實(shí)施形態(tài)中的電壓算出用圖表TB的作成順序，對(duì)其概要進(jìn)行說明。作為一 例，在對(duì)于放大電路41的增益(放大率)的反饋控制通過同步檢波電路43A和控制電路 44A而被進(jìn)行，且控制電路44A以構(gòu)成放大檢測(cè)信號(hào)S3的反相信號(hào)成分(與參照信號(hào)Ss為相同頻率的信號(hào)成分)的振幅成為固定的(預(yù)先規(guī)定的振幅)那樣，而根據(jù)檢波信號(hào)Vd控 制放大電路41的放大率的狀態(tài)下，在以規(guī)定的電壓步長使檢測(cè)對(duì)象4中產(chǎn)生的交流電壓Vl 的振幅發(fā)生變化的同時(shí)取得數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D1，并與通過該電壓步長而發(fā)生變化的交流電壓Vl 對(duì)照而將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)Dl與交流電壓Vl的電壓值一同存儲(chǔ)，通過這樣作成電壓算出用圖表TB。 通過該構(gòu)成，處理部33A通過參照電壓算出用圖表TB而取得與取得的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)Dl相對(duì)應(yīng) 的交流電壓Vl的電壓值，從而能夠算出檢測(cè)對(duì)象4的交流電壓VI。輸出部35，在本例中作 為一例由顯示裝置構(gòu)成，并在處理部33A的輸出處理中，使交流電壓Vl的波形或算出的電 壓參數(shù)(振幅或有效值)顯示。接下來，對(duì)利用電壓檢測(cè)裝置103進(jìn)行的對(duì)于檢測(cè)對(duì)象4的交流電壓Vl的檢測(cè)動(dòng) 作進(jìn)行說明。與第一實(shí)施形態(tài)同樣地，從浮動(dòng)電路部2的絕緣部15輸出與檢測(cè)信號(hào)Sl電絕緣 的絕緣檢測(cè)信號(hào)S2。在主體電路部3A的信號(hào)提取部32A中，如圖13所示，放大電路41在 輸入絕緣檢測(cè)信號(hào)S2的同時(shí)，以根據(jù)從控制電路44A輸出的控制信號(hào)Sc的電平而被規(guī)定 的放大率，將絕緣檢測(cè)信號(hào)S2放大，從而生成與參照信號(hào)Ss為相同頻率的信號(hào)成分的振幅 成為固定的放大檢測(cè)信號(hào)S3并輸出。作為一例，首先，同步檢波電路43A在輸入放大檢測(cè)信號(hào)S3和參照信號(hào)Ss的同 時(shí)，通過利用參照信號(hào)Ss對(duì)放大檢測(cè)信號(hào)S3進(jìn)行同步檢波，而生成檢波信號(hào)Vd并輸出，其 中，檢波信號(hào)Vd是電壓根據(jù)放大檢測(cè)信號(hào)S3所包含的參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分的振幅的增 減而增減的信號(hào)。接下來，控制電路44A根據(jù)輸入的檢波信號(hào)Vd的電壓和目標(biāo)電壓Ve生成控制信 號(hào)Sc并輸出。具體地說，控制電路44A，在檢波信號(hào)Vd的電壓低于目標(biāo)電壓Ve時(shí)使電平增 高，在檢波信號(hào)Vd的電壓高于目標(biāo)電壓Ve時(shí)使電平降低，從而輸出控制信號(hào)Sc。通過以上 的構(gòu)成，在信號(hào)提取部32A中，對(duì)于放大電路41的增益(放大率)的反饋控制通過同步檢 波電路43A和控制電路44A而被進(jìn)行，控制電路44A以構(gòu)成放大檢測(cè)信號(hào)S3的反相信號(hào)成 分(與參照信號(hào)Ss為相同頻率的信號(hào)成分)的振幅成為固定的(預(yù)先規(guī)定的振幅。電壓 算出用圖表TB的作成時(shí)的振幅)那樣，而根據(jù)檢波信號(hào)Vd控制放大電路41的放大率。通 過這樣，放大電路41將輸入的絕緣檢測(cè)信號(hào)S2放大，而生成與參照信號(hào)Ss為相同頻率的 信號(hào)成分的振幅成為固定(上述預(yù)先規(guī)定的振幅)的放大檢測(cè)信號(hào)S3并輸出。接著，濾波 器45在將從放大電路41輸出的放大檢測(cè)信號(hào)S3輸入的同時(shí)，從該放大檢測(cè)信號(hào)S3中提 取交流電壓Vl的信號(hào)成分并作為輸出信號(hào)So而輸出。接下來，處理部33A執(zhí)行存儲(chǔ)處理，在輸入輸出信號(hào)So的同時(shí)變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)Dl 并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部34。接著，處理部33A執(zhí)行電壓算出處理。在該電壓算出處理中，處理部 33A讀出存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部34的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D1，同時(shí)，參照電壓算出用圖表TB而取得與讀出的數(shù) 字?jǐn)?shù)據(jù)Dl相對(duì)應(yīng)的交流電壓VI。另外，處理部33A根據(jù)該取得的交流電壓VI，而算出例如 交流電壓Vl的有效值或振幅等并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部34。最后，處理部33A執(zhí)行輸出處理，使存 儲(chǔ)于存儲(chǔ)部34的交流電壓Vl的有效值或振幅等顯示于由顯示裝置構(gòu)成的輸出部35。通過 這樣，利用電壓檢測(cè)裝置103的檢測(cè)對(duì)象4的交流電壓Vl的檢測(cè)結(jié)束。另外，也可以采用 在輸出處理中，處理部33A根據(jù)取得的交流電壓Vl而使交流電壓Vl的電壓波形顯示于輸 出部35的構(gòu)成。
27
在該實(shí)施形態(tài)中，參照信號(hào)輸出部31向保護(hù)電極11輸出參照信號(hào)Ss，接收浮動(dòng)電 壓Vf+、Vf-的供給而進(jìn)行工作的檢測(cè)部14，根據(jù)電流信號(hào)I而輸出振幅根據(jù)交流的電勢(shì)差 (Vl-Vr)進(jìn)行變化的檢測(cè)信號(hào)Si，其中，電流信號(hào)I是通過檢測(cè)電極12而在檢測(cè)對(duì)象4和 保護(hù)電極11之間，以與交流電壓Vl和保護(hù)電極11的電壓Vr之間的交流的電勢(shì)差(Vl-Vr) 對(duì)應(yīng)的電流值進(jìn)行流通的電流信號(hào)，絕緣部15輸入檢測(cè)信號(hào)Sl并作為絕緣檢測(cè)信號(hào)S2而 輸出，信號(hào)提取部32A以絕緣檢測(cè)信號(hào)S2所包含的與參照信號(hào)Ss相同頻率的信號(hào)成分的 振幅成為預(yù)先規(guī)定的振幅那樣、即成為固定那樣，而控制絕緣檢測(cè)信號(hào)S2的振幅并作為放 大檢測(cè)信號(hào)S3而輸出，同時(shí)，通過振幅被這樣控制的放大檢測(cè)信號(hào)S3與從參照信號(hào)輸出部 31輸出的參照信號(hào)Ss的加算或減算，而將放大檢測(cè)信號(hào)S3所包含的與參照信號(hào)Ss相同頻 率的信號(hào)成分除去，從而作為輸出信號(hào)So輸出。因此，采用該實(shí)施形態(tài)的話，通過信號(hào)提取部32A以與參照信號(hào)Ss為相同頻率的 信號(hào)成分的振幅成為固定那樣而控制放大檢測(cè)信號(hào)S3的振幅，即使在檢測(cè)對(duì)象4和檢測(cè)電 極12之間的耦合電容(靜電電容CO)為未知的情況下(無論靜電電容CO的值如何)，也被 控制為對(duì)于交流電壓Vl的靈敏度成為固定的靈敏度，即被控制為基于輸出信號(hào)So所包含 的檢測(cè)對(duì)象電流Ivl的電壓成分的振幅成為與交流電壓Vl的振幅對(duì)應(yīng)的大小，因此，通過 檢測(cè)出輸出信號(hào)So所包含的該電壓成分，不用進(jìn)行靜電電容CO的算出，也能夠非接觸地檢 測(cè)出交流電壓VI。另外，在該實(shí)施形態(tài)中，在信號(hào)提取部32A中，同步檢波電路43A通過使用了參照 信號(hào)Ss的同步檢波，而檢測(cè)出表示放大檢測(cè)信號(hào)S3所包含的有關(guān)參照信號(hào)Ss的信號(hào)成 分的振幅的檢波信號(hào)Vd，控制電路44A根據(jù)該檢波信號(hào)Vd而控制放大電路41的增益。因 此，采用該實(shí)施形態(tài)的話，能夠通過同步檢波而正確地檢測(cè)出參照信號(hào)S的信號(hào)成分，其結(jié) 果是，能夠高精度地將放大檢測(cè)信號(hào)S3所包含的參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分的振幅控制為固 定，因此，能夠進(jìn)一步提高交流電壓Vl的檢測(cè)精度。另外，作為從放大檢測(cè)信號(hào)S3提取交流電壓Vl的信號(hào)成分并生成輸出信號(hào)So的 手法，也可以采用在處理部33A中對(duì)放大檢測(cè)信號(hào)S3進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理的手法，采用該實(shí) 施形態(tài)的話，通過構(gòu)成為使用能夠由具有上述特性的已知的濾波電路構(gòu)成的濾波器45來 提取交流電壓VI，在構(gòu)成簡單的同時(shí)，能夠以低成本生成由根據(jù)檢測(cè)對(duì)象電流Ivl而產(chǎn)生 的電壓成分構(gòu)成的輸出信號(hào)So。另外，采用該實(shí)施形態(tài)的話，通過改變目標(biāo)電壓Ve，能夠改 變可檢測(cè)的交流電壓Vl的范圍。另外，采用該實(shí)施形態(tài)的話，通過設(shè)有根據(jù)輸出信號(hào)So而檢測(cè)出交流電壓Vl的處 理部33A，能夠?qū)μ幚聿?3A以一定的間隔檢測(cè)出交流電壓VI，或者使檢測(cè)出的交流電壓Vl 存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部34并進(jìn)行保存，或者根據(jù)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部34的交流電壓Vl而使交流電壓Vl 的電壓波形顯示于輸出部35。另外，在該實(shí)施形態(tài)中，處理部33A根據(jù)輸出信號(hào)So算出交流電壓Vl的電壓值。 作為一例，處理部33A輸入由根據(jù)檢測(cè)對(duì)象電流Ivl而產(chǎn)生的電壓成分(即與交流電壓Vl 的頻率為相同頻率的電壓成分)構(gòu)成的輸出信號(hào)So，并取得其數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D1，通過參照電壓 算出用圖表TB取得與取得的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)Dl相對(duì)應(yīng)的交流電壓Vl的電壓值，而算出檢測(cè)對(duì)象 4的交流電壓VI。因此，采用該實(shí)施形態(tài)的話，能夠檢測(cè)出交流電壓Vl的電壓值本身。在以上說明的第三實(shí)施形態(tài)中，采用了通過將檢測(cè)電極12、電源部13、檢測(cè)部14以及絕緣部15收容于保護(hù)電極11內(nèi)，而與主體電路部3不同體地構(gòu)成浮動(dòng)電路部2，從而 在提高CMRR(Common Mode RejectionRatio)的同時(shí)，能夠進(jìn)行高壓的交流電壓Vl的檢測(cè) 的構(gòu)成，但是，在不需要使檢測(cè)部14以浮動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行工作時(shí)(例如，交流電壓Vl為較低壓、 或者不被要求高CMRR時(shí))，也可以與第二實(shí)施形態(tài)同樣地采用不使用保護(hù)電極11、電源部 13以及絕緣部15的構(gòu)成。以下，對(duì)這樣的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說明。第四實(shí)施形態(tài)如圖14所示，本發(fā)明的第四實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置104，取代第三實(shí)施形 態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置103的浮動(dòng)電路部2，而與第二實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置102同 樣地設(shè)有檢測(cè)電極12和檢測(cè)部14A。因此，電壓檢測(cè)裝置104設(shè)有檢測(cè)電極12、檢測(cè)部14 以及主體電路部3A，并構(gòu)成為能夠非接觸地檢測(cè)出檢測(cè)對(duì)象4中產(chǎn)生的交流電壓VI。另 外，對(duì)于檢測(cè)電極12和主體電路部3A，與第三實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置103相同地構(gòu) 成，對(duì)于檢測(cè)部14，與第二實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置102相同地構(gòu)成，因而賦予相同的 符號(hào)并省略重復(fù)的說明。能夠利用多個(gè)第三實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置103，與第一實(shí)施形態(tài)涉及的電 壓檢測(cè)裝置101同樣地構(gòu)成圖8所示的線路電壓檢測(cè)裝置51。另外，能夠利用多個(gè)第四實(shí) 施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置104，與第二實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置102同樣地構(gòu)成圖9 所示的線路電壓檢測(cè)裝置51A。為了提高對(duì)于檢測(cè)出的交流電壓的可靠性，也可以設(shè)置檢查(診斷)電壓的檢測(cè) (測(cè)量)動(dòng)作是否正常地進(jìn)行的功能。以下，對(duì)這樣的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說明。第五實(shí)施形態(tài)本發(fā)明的第五實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置105是非接觸型的電壓檢測(cè)裝置，如 圖15所示，設(shè)有浮動(dòng)電路部2和主體電路部3B，并構(gòu)成為能夠非接觸地檢測(cè)出以接地電勢(shì) Vg為基準(zhǔn)而檢測(cè)對(duì)象4中產(chǎn)生的交流電壓Vl (檢測(cè)對(duì)象交流電壓)。另外，除了在主體電 路部3B內(nèi)設(shè)有濾波器38和主體電路部3B內(nèi)的處理部33B的動(dòng)作以外，其他是與圖1所示 的電壓檢測(cè)裝置101相同的構(gòu)成和動(dòng)作，因此，賦予相同的符號(hào)并省略重復(fù)的說明，主要對(duì) 與電壓檢測(cè)裝置101不同的部分進(jìn)行說明。濾波器38是選擇性地使與參照信號(hào)Ss為相同頻率的信號(hào)成分通過的濾波器(作 為一例為帶通濾波器)，如圖15中虛線所示，將在作為從絕緣部15向信號(hào)提取部32的輸 入點(diǎn)的A點(diǎn)檢測(cè)出的絕緣檢測(cè)信號(hào)S2輸入，同時(shí)，提取絕緣檢測(cè)信號(hào)S2所包含的參照信號(hào) Ss的信號(hào)成分Ss2并向處理部33B輸出。處理部33B設(shè)有A/D變換器和CPU(均未圖示)而構(gòu)成，并執(zhí)行存儲(chǔ)處理、電壓算 出處理以及輸出處理，其中，存儲(chǔ)處理是利用規(guī)定頻率的抽樣時(shí)鐘對(duì)輸出信號(hào)So的電壓波 形(電平)進(jìn)行抽樣而變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)Dl并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部34的處理，電壓算出處理是根 據(jù)該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)Dl算出交流電壓Vl的處理，輸出處理是將算出的交流電壓Vl輸出的處理。 另外，處理部33B作為判斷部而發(fā)揮作用，將從濾波器38輸出的信號(hào)成分Ss2的電壓波形 變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并檢測(cè)出其電平(該信號(hào)成分Ss2的振幅電平或該信號(hào)成分Ss2的整流 后的直流電平(直流電壓的絕對(duì)值))，通過對(duì)該檢測(cè)出的電平Va(作為一例為振幅電平) 和預(yù)先規(guī)定的規(guī)定電平Vre進(jìn)行比較，而執(zhí)行對(duì)于電壓檢測(cè)裝置105中的交流電壓Vl的檢 測(cè)動(dòng)作的診斷處理。
該情況下，在電壓檢測(cè)裝置105中，在裝置正常地進(jìn)行工作的狀態(tài)下檢測(cè)電極12 和檢測(cè)對(duì)象4進(jìn)行了電容耦合時(shí)，成為由從參照信號(hào)輸出部31輸出的參照信號(hào)Ss產(chǎn)生的 電流信號(hào)I (具體為參照電流Isl)在檢測(cè)對(duì)象4和浮動(dòng)電路部2之間流通，由該參照電流 Isl產(chǎn)生的信號(hào)成分經(jīng)常包含于絕緣檢測(cè)信號(hào)S2和放大檢測(cè)信號(hào)S3中的狀態(tài)。因此，作為 一例，通過預(yù)先將該正常動(dòng)作時(shí)絕緣檢測(cè)信號(hào)S2所包含的參照信號(hào)Ss的上述電平Va的下 限值，作為規(guī)定電平Vre而理論性地或試驗(yàn)性地算出并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部34，處理部33B將下述 判斷處理中的至少一種處理(在本例中作為一例為兩種判斷處理)作為上述診斷處理而執(zhí) 行，通過這樣，能夠診斷電壓檢測(cè)裝置105的動(dòng)作是正常(正常地進(jìn)行交流電壓Vl的檢測(cè) 動(dòng)作)還是異常(未正常地進(jìn)行交流電壓Vl的檢測(cè)動(dòng)作)，其中，判斷處理，是在檢測(cè)出的 參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分Ss2的電平Va為規(guī)定電平Vre以上時(shí)判斷為裝置的動(dòng)作是正常的 (動(dòng)作正常)判斷處理，和在檢測(cè)出的信號(hào)成分Ss2的電平Va小于規(guī)定電平Vre時(shí)判斷為 裝置的動(dòng)作存在發(fā)生異常的危險(xiǎn)(動(dòng)作異常)的判斷處理。該電壓檢測(cè)裝置105的基本的動(dòng)作與圖1所示的第一實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝 置101的動(dòng)作相同。在該動(dòng)作中，濾波器38連續(xù)地執(zhí)行在輸入絕緣檢測(cè)信號(hào)S2的同時(shí)，提 取絕緣檢測(cè)信號(hào)S2所包含的參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分Ss2并向處理部33B輸出的動(dòng)作，處 理部33B，與第一實(shí)施形態(tài)中的存儲(chǔ)處理和電壓算出處理同時(shí)地執(zhí)行使用從濾波器38輸出 的信號(hào)成分Ss2的診斷處理。在該診斷處理中，處理部33B首先將輸入的信號(hào)成分Ss2的 電壓波形變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并檢測(cè)出信號(hào)成分Ss2的電平Va(在本例中為信號(hào)成分Ss2的 振幅電平)，并將該檢測(cè)出的電平Va和從存儲(chǔ)部34讀出的規(guī)定電平Vre進(jìn)行比較。接著， 處理部33B，在該比較的結(jié)果是電平Va為規(guī)定電平Vre以上時(shí)，判斷為裝置的動(dòng)作是正常的 (動(dòng)作正常)，在電平Va小于規(guī)定電平Vre時(shí)，判斷為裝置的動(dòng)作存在異常(動(dòng)作異常)，并 將該判斷結(jié)果存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部34。通過這樣診斷處理結(jié)束。最后，處理部33B執(zhí)行輸出處理，將存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部34的交流電壓Vl的有效值或振 幅等，與診斷處理中的判斷結(jié)果一同顯示于由顯示裝置構(gòu)成的輸出部35。通過這樣，利用電 壓檢測(cè)裝置105的對(duì)檢測(cè)對(duì)象4的交流電壓Vl的檢測(cè)結(jié)束。另外，也可以采用如下構(gòu)成， 即在輸出處理中，處理部33B在診斷處理中的判斷結(jié)果判斷為動(dòng)作正常時(shí)，將交流電壓Vl 的有效值或振幅等顯示于輸出部35，在診斷處理中的判斷結(jié)果判斷為動(dòng)作異常時(shí)，僅使診 斷處理中的判斷結(jié)果顯示于輸出部35，而不將交流電壓Vl的有效值或振幅等顯示于輸出 部35的構(gòu)成。采用該實(shí)施形態(tài)的話，由于處理部33B執(zhí)行判斷處理，因此，操作員能夠根據(jù)該判 斷處理的結(jié)果而進(jìn)行在電壓檢測(cè)裝置105中電壓的檢測(cè)動(dòng)作是否正常地進(jìn)行的診斷(判 斷)，其中，判斷處理，是在檢測(cè)出絕緣檢測(cè)信號(hào)S2所包含的有關(guān)參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分 Ss2的電平Va(信號(hào)成分Ss2的振幅電平)的同時(shí)，與規(guī)定電平Vre進(jìn)行比較，從而判斷電 壓檢測(cè)裝置105的動(dòng)作是正常還是異常的處理。因此，采用該實(shí)施形態(tài)的話，由于能夠使操 作員辨別檢測(cè)出的交流電壓Vl是動(dòng)作正常時(shí)的電壓還是動(dòng)作異常時(shí)的電壓，因此，能夠提 高對(duì)于檢測(cè)出的交流電壓Vl的可靠性。另外，在此，例舉了采用處理部33B根據(jù)在作為信號(hào)提取部32的輸入點(diǎn)的A點(diǎn)檢 測(cè)出的絕緣檢測(cè)信號(hào)S2，執(zhí)行電壓檢測(cè)裝置105的診斷的構(gòu)成的例子而進(jìn)行了說明，但是， 如上述那樣由參照電流Isl產(chǎn)生的信號(hào)成分，不僅包含于絕緣檢測(cè)信號(hào)S2，也包含于放大檢測(cè)信號(hào)S3。因此，也可以采用處理部33B根據(jù)在作為放大電路41的輸出點(diǎn)的B點(diǎn)檢測(cè)出 的放大檢測(cè)信號(hào)S3而執(zhí)行診斷處理的構(gòu)成。在該構(gòu)成中，如圖15中虛線所示，濾波器38在 從B點(diǎn)輸入放大檢測(cè)信號(hào)S3的同時(shí)，提取放大檢測(cè)信號(hào)S3所包含的參照信號(hào)Ss的信號(hào)成 分，并作為信號(hào)成分Ss2而向處理部33B輸出。處理部33B，與根據(jù)在A點(diǎn)檢測(cè)出的絕緣檢 測(cè)信號(hào)S2而執(zhí)行電壓檢測(cè)裝置105的診斷的情況同樣地，執(zhí)行使用從濾波器38輸出的信 號(hào)成分Ss2的診斷處理，在信號(hào)成分Ss2的電平Va為規(guī)定電平Vre以上時(shí)判斷為裝置的動(dòng) 作是正常的(動(dòng)作正常)，在電平Va小于規(guī)定電平Vre時(shí)判斷為裝置的動(dòng)作存在異常(動(dòng) 作異常)，并將該判斷結(jié)果存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部34。作為此時(shí)的規(guī)定電平Vre，預(yù)先算出在電壓檢 測(cè)裝置105的正常動(dòng)作時(shí)放大檢測(cè)信號(hào)S3所包含的參照信號(hào)Ss的上述電平Va的下限值 而使用。另外，在電壓檢測(cè)裝置105中，在正常動(dòng)作時(shí)，對(duì)于放大電路41的增益(放大率) 的反饋控制通過同步檢波電路43和控制電路44而被進(jìn)行，構(gòu)成放大檢測(cè)信號(hào)S3的反相信 號(hào)成分(與參照信號(hào)Ss為相同頻率的信號(hào)成分)的振幅被控制為，與作為基準(zhǔn)信號(hào)Sr而被 輸入加法電路42的參照信號(hào)Ss的振幅為相同的振幅，通過這樣，在加法電路42中，構(gòu)成放 大檢測(cè)信號(hào)S3的反相信號(hào)成分被參照信號(hào)Ss抵消(消除)。也就是說，不僅輸出信號(hào)So 所包含的基準(zhǔn)信號(hào)Sr(在本例中為參照線號(hào)Ss)的信號(hào)成分的電平(例如振幅電平)，而且 從同步檢波電路43輸出的檢波信號(hào)Vd的電平(直流電平)也成為低電平。另一方面，例 如在浮動(dòng)電路部2、或者對(duì)于放大電路41的增益(放大率)的反饋控制動(dòng)作中產(chǎn)生異常時(shí) (電壓檢測(cè)裝置105的動(dòng)作異常時(shí))，不僅輸出信號(hào)So所包含的基準(zhǔn)信號(hào)Sr的信號(hào)成分的 電平成為高電平，而且從同步檢波電路43輸出的檢波信號(hào)Vd的電平(直流電平)也成為 高電平。因此，也可以采用如下構(gòu)成，S卩處理部33B，根據(jù)在作為加法電路42的輸出點(diǎn)的C 點(diǎn)檢測(cè)出的輸出信號(hào)So、和在作為同步檢波電路43的輸出點(diǎn)的D點(diǎn)檢測(cè)出的檢波信號(hào)Vd 的至少一種信號(hào)，而執(zhí)行電壓檢測(cè)裝置105的診斷的構(gòu)成。該情況下，在根據(jù)輸出信號(hào)So 而執(zhí)行診斷的構(gòu)成中，如圖15中虛線所示，濾波器38在從C點(diǎn)輸入輸出信號(hào)So的同時(shí)，提 取輸出信號(hào)So所包含的參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分，并作為信號(hào)成分Ss2而向處理部33B輸 出。在基于C點(diǎn)檢測(cè)出的輸出信號(hào)So的診斷處理中，處理部33B與基于在A點(diǎn)檢測(cè)出的絕 緣檢測(cè)信號(hào)S2的診斷處理時(shí)相反地，在信號(hào)成分Ss2的電平Va為規(guī)定電平Vre以下時(shí)，判 斷為裝置的動(dòng)作是正常的(動(dòng)作正常)，在電平Va超過規(guī)定電平Vre時(shí)，判斷為裝置的動(dòng)作 存在異常(動(dòng)作異常)，并將該判斷結(jié)果存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部34。作為此時(shí)的規(guī)定電平Vre，預(yù)先 算出電壓檢測(cè)裝置105的正常動(dòng)作時(shí)輸出信號(hào)So所包含的參照信號(hào)Ss的上述電平Va的 上限值而使用。另外，在根據(jù)檢波信號(hào)Vd執(zhí)行診斷的構(gòu)成中，如圖15中虛線所示，處理部33B在 從D點(diǎn)輸入檢波信號(hào)Vd的同時(shí)，與基于在C點(diǎn)檢測(cè)出的輸出信號(hào)So的診斷處理同樣地，在 檢波信號(hào)Vd的電平(對(duì)于該電平也作為電平Va而進(jìn)行說明)Va為規(guī)定電平Vre以下時(shí)， 判斷為裝置的動(dòng)作是正常的(動(dòng)作正常)，在電平Va超過規(guī)定電平Vre時(shí)，判斷為裝置的動(dòng) 作存在異常(動(dòng)作異常)，并將該判斷結(jié)果存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部34。作為此時(shí)的規(guī)定電平Vre，預(yù) 先算出電壓檢測(cè)裝置105的正常動(dòng)作時(shí)的檢波信號(hào)Vd的上述電平Va的上限值而使用。第六實(shí)施形態(tài)
本發(fā)明的第六實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置106，如圖16所示設(shè)有浮動(dòng)電路部2 和主體電路部3C，并構(gòu)成為能夠非接觸地檢測(cè)出檢測(cè)對(duì)象4中產(chǎn)生的交流電壓VI。本發(fā)明的第六實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置106是非接觸型的電壓檢測(cè)裝置，如 圖16所示設(shè)有浮動(dòng)電路部2和主體電路部3C，并構(gòu)成為能夠非接觸地檢測(cè)出檢測(cè)對(duì)象4中 產(chǎn)生的交流電壓VI。主體電路部3C內(nèi)的構(gòu)成，是除了信號(hào)提取部32A以外與圖15所示的 電壓檢測(cè)裝置105相同的構(gòu)成，信號(hào)提取部32A的構(gòu)成是與圖13、圖14分別所示的電壓檢 測(cè)裝置103、104相同的構(gòu)成，由于其構(gòu)成和動(dòng)作的說明重復(fù)，因此省略。第七實(shí)施形態(tài)另外，即使如圖17所示的第七實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置107那樣，采用將在 根據(jù)絕緣檢測(cè)信號(hào)S2生成電壓信號(hào)S4的同時(shí)向保護(hù)電極11輸出(附加)，且以該電壓信 號(hào)S4的電壓V4接近于交流電壓Vl那樣進(jìn)行反饋控制的構(gòu)成，與第一、第二以及第五的各 個(gè)實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置101、102以及105的基本構(gòu)成一起使用的構(gòu)成，也能夠非 接觸地檢測(cè)出檢測(cè)對(duì)象4的交流電壓VI，而且，與電壓檢測(cè)裝置105同樣地，處理部33B能 夠根據(jù)在A、B、C、D點(diǎn)檢測(cè)出的各信號(hào)的任意一種而執(zhí)行對(duì)電壓檢測(cè)裝置107的診斷處理。以下，從圖17參照?qǐng)D5 圖22對(duì)該實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置107進(jìn)行說明。 另外，對(duì)于與第六實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置106相同的構(gòu)成，賦予相同的符號(hào)并省略 重復(fù)的說明。電壓檢測(cè)裝置107是非接觸型的電壓檢測(cè)裝置，如圖17所示設(shè)有浮動(dòng)電路部2和 主體電路部3D，并構(gòu)成為能夠非接觸地檢測(cè)出以接地電勢(shì)Vg為基準(zhǔn)而檢測(cè)對(duì)象4中產(chǎn)生的 交流電壓Vl (檢測(cè)對(duì)象交流電壓)。如圖17所示，浮動(dòng)電路部2設(shè)有保護(hù)電極11、檢測(cè)電極12、電源部13、檢測(cè)部14 以及絕緣部15，且與電壓檢測(cè)裝置105、106相同地構(gòu)成。在該浮動(dòng)電路部2中，檢測(cè)部14 根據(jù)以與交流的電勢(shì)差(Vl-Vr)對(duì)應(yīng)的電流值進(jìn)行流通的電流信號(hào)I (檢測(cè)電流)，生成其 振幅根據(jù)交流的電勢(shì)差(Vl-Vr)而變化的檢測(cè)信號(hào)Sl并輸出。該情況下，從后述的參照信 號(hào)輸出部31經(jīng)由電容器31a而向保護(hù)電極11輸出(附加)參照信號(hào)Ss，同時(shí)，從后述的反 饋控制部37輸出(附加)電壓信號(hào)S4。通過該構(gòu)成，電壓Vr成為電壓信號(hào)S4的電壓(反 饋電壓)V4和參照信號(hào)Ss的電壓Vs的合成電壓。通過這樣，上述電流信號(hào)I，通過由參照 信號(hào)Ss產(chǎn)生的參照電流Isl、由電壓信號(hào)S4產(chǎn)生的電流信號(hào)成分(以下，也稱為“FB電流 成分”)Ibl、以及由檢測(cè)對(duì)象4的交流電壓Vl產(chǎn)生的檢測(cè)對(duì)象電流Ivl而構(gòu)成，基于該電流 信號(hào)I的檢測(cè)信號(hào)Si，也由基于參照電流Isl的參照電壓成分Vsl、基于FB電流成分Ibl 的電壓信號(hào)成分(以下，也稱為“FB電壓成分”)Vbl、以及基于檢測(cè)對(duì)象電流Ivl的檢測(cè)對(duì) 象電壓成分Vvl而構(gòu)成。另外，由于檢測(cè)部14以通過參照信號(hào)Ss的電壓Vs和電壓信號(hào)S4 的電壓V4進(jìn)行變動(dòng)的保護(hù)電極11的電壓作為基準(zhǔn)進(jìn)行動(dòng)作而生成檢測(cè)信號(hào)Sl，因此，檢測(cè) 信號(hào)Sl所包含的參照電壓成分Vsl成為相對(duì)于參照信號(hào)Ss為反相的信號(hào)，檢測(cè)信號(hào)Sl所 包含的FB電壓成分Vbl也成為相對(duì)于電壓信號(hào)S4為反相的信號(hào)。絕緣部15，在輸入檢測(cè)信號(hào)Sl的同時(shí)進(jìn)行電絕緣而作為絕緣檢測(cè)信號(hào)S2輸出。 以上那樣構(gòu)成的浮動(dòng)電路部2，在從低頻率(數(shù)Hz)至高頻率(數(shù)百Hz)的寬的頻帶范圍中 具有平坦的頻率特性，且如上述那樣，檢測(cè)出以與交流的電勢(shì)差(Vl-Vr)對(duì)應(yīng)的電流值進(jìn) 行流通的電流信號(hào)I (檢測(cè)電流)，從而生成其振幅根據(jù)該交流的電勢(shì)差(Vl-Vr)而變化的
32絕緣檢測(cè)信號(hào)S2并輸出。如圖17所示，主體電路部3D設(shè)有參照信號(hào)輸出部31、信號(hào)提取部32、處理部33B、 存儲(chǔ)部34、輸出部35、振幅變更部36以及反饋控制部37。該情況下，參照信號(hào)輸出部31生 成參照信號(hào)Ss (頻率和振幅固定的交流信號(hào))并經(jīng)由電容器31a向保護(hù)電極11輸出。在 該實(shí)施形態(tài)中，作為一例，參照信號(hào)Ss的頻率fs如后述那樣被規(guī)定在超過能夠響應(yīng)反饋控 制部37的頻帶Wl、2的頻帶W3內(nèi)(參照?qǐng)D18)。振幅變更部36由衰減器(作為一例為串 聯(lián)連接的兩個(gè)電阻36a、36b)構(gòu)成，并在將保護(hù)電極11的電壓Vr作為電壓信號(hào)Sr輸入的 同時(shí)，改變(k倍k為正實(shí)數(shù))其振幅并作為基準(zhǔn)信號(hào)Srl而輸出。信號(hào)提取部32，作為一例設(shè)有放大電路41、加法電路42、同步檢波電路43以及控 制電路44，將絕緣檢測(cè)信號(hào)S2以規(guī)定的增益放大而生成放大檢測(cè)信號(hào)S3，并通過控制絕緣 檢測(cè)信號(hào)S2的放大時(shí)的增益，如后述那樣生成由交流電壓Vl的信號(hào)成分構(gòu)成的輸出信號(hào) So并輸出，其中，絕緣檢測(cè)信號(hào)S2的放大時(shí)的增益的控制，是以能夠通過放大檢測(cè)信號(hào)S3 與基準(zhǔn)信號(hào)Srl的加算或減算(在本例中作為一例為加算)，而將放大檢測(cè)信號(hào)S3所包含 的參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分(以下，也稱為第一信號(hào)成分)和基準(zhǔn)信號(hào)Srl所包含的參照信 號(hào)Ss的信號(hào)成分(以下，也稱為第二信號(hào)成分)抵消那樣而進(jìn)行。該情況下，所謂的放大 檢測(cè)信號(hào)S3所包含的參照信號(hào)Ss的第一信號(hào)成分，是根據(jù)參照信號(hào)Ss的向保護(hù)電極11 的輸出(附加)而由檢測(cè)信號(hào)Sl所包含的參照電壓成分Vsl產(chǎn)生的信號(hào)成分(即，放大檢 測(cè)信號(hào)S3所包含的與參照信號(hào)Ss為相同頻率的信號(hào)成分)。另外，所謂的基準(zhǔn)信號(hào)Srl所 包含的參照信號(hào)Ss的第二信號(hào)成分，是根據(jù)參照信號(hào)Ss的向保護(hù)電極11的輸出(附加) 而與基準(zhǔn)信號(hào)Srl所包含的參照信號(hào)Ss為相同頻率的信號(hào)成分。加法電路42，在輸入放大檢測(cè)信號(hào)S3和基準(zhǔn)信號(hào)Srl的同時(shí)將兩信號(hào)S3、Srl進(jìn) 行加算，并將通過加算得到的加算信號(hào)作為輸出信號(hào)So而輸出。該情況下，如上述那樣，檢 測(cè)信號(hào)Si，由相對(duì)于參照信號(hào)Ss為反相的參照電壓成分Vsl、相對(duì)于電壓信號(hào)S4為反相的 FB電壓成分Vbl、以及與交流電壓Vl為同相的檢測(cè)對(duì)象電壓成分Vvl構(gòu)成。因此，根據(jù)檢 測(cè)信號(hào)Sl而生成的絕緣檢測(cè)信號(hào)S2和將絕緣檢測(cè)信號(hào)S2放大而生成的放大檢測(cè)信號(hào)S3， 也由相對(duì)于參照信號(hào)Ss為反相的信號(hào)成分、相對(duì)于電壓信號(hào)S4為反相的信號(hào)成分、以及與 交流電壓Vl為同相的信號(hào)成分構(gòu)成。該情況下，放大檢測(cè)信號(hào)S3被控制為，自身所包含的 相對(duì)于參照信號(hào)Ss呈反相的第一信號(hào)成分(以下，也稱為“反相信號(hào)成分”)的振幅，通過 后述那樣最終成為與從振幅變更部36輸出的基準(zhǔn)信號(hào)Srl所包含的參照信號(hào)Ss的第二信 號(hào)成分的振幅(將參照信號(hào)Ss的振幅K倍后的振幅kXSs)相同的振幅。另一方面，由于電壓信號(hào)Sr的電壓Vr如上述那樣是電壓信號(hào)S4的電壓V4和參照 信號(hào)Ss的電壓Vs的合成電壓，因此，將該電壓信號(hào)Sr的振幅k倍而生成的基準(zhǔn)信號(hào)Srl， 由相對(duì)于參照信號(hào)Ss為同相的信號(hào)成分(將參照信號(hào)Ss的振幅k倍后的信號(hào))，和相對(duì)于 電壓信號(hào)S4為同相的信號(hào)成分(將電壓信號(hào)S4的振幅k倍后的信號(hào))構(gòu)成。因此，通過利用加法電路42的兩信號(hào)S3、Srl的加算處理，構(gòu)成放大檢測(cè)信號(hào)S3 的參照信號(hào)Ss的反相信號(hào)成分(第一信號(hào)成分)和相對(duì)于構(gòu)成基準(zhǔn)信號(hào)Srl的參照信號(hào) Ss為同相的第二信號(hào)成分(以下，也稱為“同相信號(hào)成分”)被抵消(消除)。因此，輸出信 號(hào)So，包括相對(duì)于電壓信號(hào)S4為反相的信號(hào)成分及相對(duì)于交流電壓Vl為同相的信號(hào)成分、 且構(gòu)成放大檢測(cè)信號(hào)S3的信號(hào)成分，和相對(duì)于電壓信號(hào)S4為同相的信號(hào)成分、且構(gòu)成基準(zhǔn)信號(hào)Srl的信號(hào)成分(將電壓信號(hào)S4的振幅k倍后的信號(hào))而構(gòu)成。同步檢波電路43，在輸入輸出信號(hào)So和參照信號(hào)Ss的同時(shí)，通過利用參照信號(hào) Ss對(duì)輸出信號(hào)So進(jìn)行同步檢波，而生成檢波信號(hào)Vd并輸出?？刂齐娐?4，生成電壓根據(jù) 輸入的檢波信號(hào)Vd的極性而增減的控制信號(hào)Sc并向放大電路41輸出。通過以上的構(gòu)成，在信號(hào)提取部32中，對(duì)于放大電路41的增益(放大率)的反饋 控制通過同步檢波電路43和控制電路44而被進(jìn)行，控制電路44，以構(gòu)成放大檢測(cè)信號(hào)S3 的反相信號(hào)成分(與參照信號(hào)Ss為相同頻率且反相的第一信號(hào)成分)的振幅成為固定那 樣(在本例中，以成為與構(gòu)成被輸入加法電路42的基準(zhǔn)信號(hào)Srl的同相信號(hào)成分(與參照 信號(hào)Ss為相同頻率且同相的第二信號(hào)成分)的振幅相同的振幅那樣)，而根據(jù)檢波信號(hào)Vd 控制放大電路41的放大率。通過這樣，構(gòu)成放大檢測(cè)信號(hào)S3的反相信號(hào)成分的振幅，與被 輸入加法電路42的基準(zhǔn)信號(hào)Srl的同相信號(hào)成分的振幅一致。因此，加法電路42如上述 那樣生成輸出信號(hào)So并輸出，其中，輸出信號(hào)So由相對(duì)于電壓信號(hào)S4為反相的信號(hào)成分、 相對(duì)于交流電壓Vl為同相的信號(hào)成分(以上為構(gòu)成放大檢測(cè)信號(hào)S3的信號(hào)成分)、以及相 對(duì)于電壓信號(hào)S4為同相的信號(hào)成分(構(gòu)成基準(zhǔn)信號(hào)Srl的信號(hào)成分)構(gòu)成。該情況下，根據(jù)在檢測(cè)對(duì)象4和檢測(cè)電極12之間形成的靜電電容CO的大小，電流 信號(hào)I所包含的參照電流Isl和檢測(cè)對(duì)象電流Ivl以相同的比例進(jìn)行變動(dòng)，檢測(cè)信號(hào)Sl所 包含的參照電壓成分Vsl和檢測(cè)對(duì)象電壓成分Vvl也以相同的比例進(jìn)行變動(dòng)。因此，對(duì)于 構(gòu)成放大檢測(cè)信號(hào)S3的反相信號(hào)成分(與參照信號(hào)Ss為相同頻率的信號(hào)成分)和與交流 電壓Vl為相同頻率的信號(hào)成分，兩個(gè)成分也以相同的比例進(jìn)行變動(dòng)，但是，在信號(hào)提取部 32中，通過上述反饋控制，放大檢測(cè)信號(hào)S3以構(gòu)成該信號(hào)S3的反相信號(hào)成分(第一信號(hào)成 分)的振幅與構(gòu)成基準(zhǔn)信號(hào)Srl的同相信號(hào)成分(第二信號(hào)成分)的振幅一致那樣，而通 過放大電路41被生成。因此，在本實(shí)施形態(tài)的構(gòu)成中，基于輸出信號(hào)So所包含的檢測(cè)對(duì)象 電流Ivl的電壓成分、即構(gòu)成放大檢測(cè)信號(hào)S3的信號(hào)成分(相對(duì)于電壓信號(hào)S4為反相的 信號(hào)成分和與交流電壓Vl為同相的信號(hào)成分)，無論靜電電容CO的大小如何，其振幅都成 為與檢測(cè)對(duì)象4中產(chǎn)生的交流電壓Vl和電壓信號(hào)S4的差分相對(duì)應(yīng)的大小。另外，輸出信 號(hào)So所包含的構(gòu)成基準(zhǔn)信號(hào)Srl的相對(duì)于電壓信號(hào)S4為同相的信號(hào)成分，本來是與靜電 電容CO的大小無關(guān)地產(chǎn)生的信號(hào)成分。因此，輸出信號(hào)So成為不受靜電電容CO的大小影 響的信號(hào)。反饋控制部(電壓生成電路)37，通過輸入絕緣檢測(cè)信號(hào)S2并放大，生成電壓 V4(反饋電壓)的電壓信號(hào)S4并向保護(hù)電極11輸出(附加)。該情況下，反饋控制部37 與浮動(dòng)電路部2的保護(hù)電極11、檢測(cè)電極12、檢測(cè)部14以及絕緣部15 —起形成反饋環(huán)路， 并通過進(jìn)行以使交流電壓Vl和保護(hù)電極11的電壓Vr的電勢(shì)差Vdi減少那樣而放大絕緣 檢測(cè)信號(hào)S2的放大動(dòng)作，而生成電壓信號(hào)S4。在該實(shí)施形態(tài)中，作為一例，反饋控制部37 設(shè)有交流放大電路37a、相位補(bǔ)償電路37b以及升壓電路37c而構(gòu)成。在此，交流放大電路 37a，通過輸入絕緣檢測(cè)信號(hào)S2并進(jìn)行放大而生成電壓信號(hào)V4a。該情況下，交流放大電路 37a通過放大動(dòng)作，生成電壓值的絕對(duì)值與絕緣檢測(cè)信號(hào)S2的電壓值的絕對(duì)值的增加減少 相對(duì)應(yīng)而進(jìn)行變化的電壓信號(hào)V4a。相位補(bǔ)償電路37b，為了謀求反饋控制動(dòng)作的穩(wěn)定化(防止振動(dòng))，而輸入電壓信 號(hào)V4a并調(diào)整其相位后作為電壓信號(hào)V4b而輸出。升壓電路37c，作為一例使用升壓變壓器而構(gòu)成，并通過以規(guī)定倍率將電壓信號(hào)V4b升壓(通過不改變極性而使絕對(duì)值增加)，而生 成電壓信號(hào)S4并向保護(hù)電極11輸出。另外，升壓電路37c，其輸出阻抗被規(guī)定為高阻抗。 這樣構(gòu)成的反饋控制部37，生成振幅以圖18所示的頻率特性進(jìn)行變化的電壓信號(hào)S4并輸 出。根據(jù)該頻率特性，反饋控制部37對(duì)于能夠響應(yīng)的頻帶Wl、2內(nèi)的低頻側(cè)的頻帶Wl的頻 率的信號(hào)(交流電壓VI)良好地進(jìn)行追隨，而生成與交流電壓Vl相同的電壓V4的電壓信 號(hào)S4并輸出。另外，反饋控制部37對(duì)于能夠響應(yīng)的頻帶Wl、2內(nèi)的高頻側(cè)的頻帶W2所包 含的頻率的信號(hào)(交流電壓VI)，因增益不足而生成未達(dá)到交流電壓Vl的電壓V4的電壓 信號(hào)S4并輸出。另外，反饋控制部37對(duì)于超過頻帶W2的頻帶W3的信號(hào)(包含參照信號(hào) Ss)未追隨到底，而生成電壓V4幾乎為零伏的電壓信號(hào)S4并輸出。處理部33B，執(zhí)行存儲(chǔ)處理、電壓算出處理、輸出處理以及診斷處理，其中，存儲(chǔ)處 理是利用規(guī)定頻率的抽樣時(shí)鐘對(duì)輸出信號(hào)So的電壓波形(電平)進(jìn)行抽樣并變換為數(shù)字 數(shù)據(jù)Dl而存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部34的處理，電壓算出處理是根據(jù)該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)Dl而算出交流電壓Vl 的處理，輸出處理是將算出的交流電壓Vl輸出的處理，診斷處理是基于來自濾波器38的信 號(hào)成分Ss2的電平Va的處理。在存儲(chǔ)部34中，預(yù)先存儲(chǔ)有在處理部33B的電壓算出處理 中使用的電壓算出用圖表TB、和診斷處理中使用的規(guī)定電平Vre。接下來，對(duì)利用電壓檢測(cè)裝置107的、對(duì)于檢測(cè)對(duì)象4的交流電壓Vl的檢測(cè)動(dòng)作 進(jìn)行說明。首先，以檢測(cè)電極12以非接觸的狀態(tài)與檢測(cè)對(duì)象4相對(duì)那樣，使浮動(dòng)電路部2 (或 者電壓檢測(cè)裝置IB整體)位于檢測(cè)對(duì)象4的附近。通過這樣，如圖17所示，成為在檢測(cè)電 極12與檢測(cè)對(duì)象4之間形成有靜電電容CO的狀態(tài)。該情況下，靜電電容CO的電容值，與 檢測(cè)電極12和檢測(cè)對(duì)象4的距離成反比例地進(jìn)行變化，但是，一旦將浮動(dòng)電路部2配設(shè)后， 在溫度等的環(huán)境一定的條件下成為固定值(不變動(dòng))。另外，由于靜電電容CO的電容值一 般極小(例如數(shù)PF 數(shù)十pF左右)，因此，即使交流電壓Vl的頻率為數(shù)百Hz左右，檢測(cè) 對(duì)象4和檢測(cè)電極12之間的阻抗也成為非常大的值(數(shù)ΜΩ)。因此，在該電壓檢測(cè)裝置 107中，即使在檢測(cè)對(duì)象4的交流電壓Vl和保護(hù)電極11的電壓Vr大不相同的情況(電勢(shì) 差Vdi大的情況)下，也能夠在構(gòu)成檢測(cè)部14的運(yùn)算放大器21a(參照?qǐng)D2)中使用輸入耐 壓低的廉價(jià)的產(chǎn)品，在該構(gòu)成中也可以避免由電勢(shì)差Vdi引起的運(yùn)算放大器21a的破壞。另外，通過檢測(cè)電極12和檢測(cè)對(duì)象4經(jīng)由靜電電容CO而被交流地連接，而形成從 接地電勢(shì)Vg起經(jīng)由檢測(cè)對(duì)象4、檢測(cè)電極12、檢測(cè)部14、保護(hù)電極11、電容器31a、參照信 號(hào)輸出部31以及反饋控制部37而至接地電勢(shì)Vg的電流路徑A(圖17中點(diǎn)劃線所示的路 徑)。因此，在浮動(dòng)電路部2和主體電路部3的工作狀態(tài)下，在該電流路徑A中流通有電流 信號(hào)I，其中，電流信號(hào)I由因參照信號(hào)Ss的電壓Vs產(chǎn)生的參照電流Isl、因檢測(cè)對(duì)象4的 交流電壓Vl產(chǎn)生的檢測(cè)對(duì)象電流Ivl、以及因從反饋控制部37向保護(hù)電極11輸出的電壓 信號(hào)S4的電壓V4產(chǎn)生的FB電流成分Ibl構(gòu)成。通過這樣，在浮動(dòng)電路部2中，如圖17和圖2所示，檢測(cè)部14的積分電路21將電 流信號(hào)I積分而生成電壓信號(hào)S0，放大電路22將該電壓信號(hào)SO放大并作為檢測(cè)信號(hào)Sl而 輸出。另外，絕緣部15，輸入該檢測(cè)信號(hào)Sl并作為與檢測(cè)信號(hào)Sl電絕緣的絕緣檢測(cè)信號(hào) S2而輸出。另外，在主體電路部3中，反饋控制部37根據(jù)該絕緣檢測(cè)信號(hào)S2而生成電壓信號(hào)
35S4并向保護(hù)電極11輸出。該情況下，反饋控制部37生成振幅以圖18所示的頻率特性進(jìn) 行變化的電壓信號(hào)S4,即在低頻帶Wl中成為與交流電壓Vl相同的振幅，在高頻帶W3中振 幅為零，在中間的頻帶W2中振幅隨著頻率的上升而從與交流電壓Vl相同的狀態(tài)向零逐漸 減少的電壓信號(hào)S4，并向保護(hù)電極11輸出。振幅變更部36，將保護(hù)電極11中產(chǎn)生的電壓 Vr (電壓信號(hào)S4的電壓V4和參照信號(hào)Ss的電壓Vs的合成電壓)作為電壓信號(hào)Sr而輸 入，并通過改變(k倍)其振幅，而作為圖19所示的頻率特性的基準(zhǔn)信號(hào)Srl輸出。另外，反饋控制部37如上述那樣進(jìn)行動(dòng)作，而生成圖18所示的頻率特性的電壓信 號(hào)S4并向保護(hù)電極11輸出，因此，浮動(dòng)電路部2如上述那樣根據(jù)交流電壓Vl和該電壓信 號(hào)S4的電勢(shì)差Vdi而生成的絕緣檢測(cè)信號(hào)S2，成為關(guān)于交流電壓Vl和電壓信號(hào)S4的信號(hào) 成分(與交流電壓Vl相同的頻率成分)，振幅以與電壓信號(hào)S4的頻率特性(參照?qǐng)D18)相 反的頻率特性(參照?qǐng)D20)而變化的信號(hào)。也就是說，浮動(dòng)電路部2生成絕緣檢測(cè)信號(hào)S2 并輸出，其中，絕緣檢測(cè)信號(hào)S2如圖20所示，在低頻帶Wl中，由于通過將電壓信號(hào)S4的電 壓V4反饋控制為與交流電壓Vl相同的電壓而電勢(shì)差Vdi為零，因此振幅為零，在高頻帶W3 中，由于通過電壓信號(hào)S4的電壓V4幾乎為零而電勢(shì)差Vdi成為交流電壓VI，因此成為與交 流電壓Vl成比例的振幅，在中間的頻帶W2中，隨著頻率的上升而從零的狀態(tài)向頻帶W3中 的振幅逐漸地增加。在信號(hào)提取部32中，如上述那樣，對(duì)于放大電路41的增益(放大率) 的反饋控制通過同步檢波電路43和控制電路44而被進(jìn)行，控制電路44，以構(gòu)成放大檢測(cè)信 號(hào)S3的反相信號(hào)成分(與參照信號(hào)Ss為相同頻率且反相的第一信號(hào)成分)的振幅成為固 定那樣(在本例中，以成為與構(gòu)成被輸入加法電路42的基準(zhǔn)信號(hào)Srl的同相信號(hào)成分(與 參照信號(hào)Ss為相同頻率且同相的第二信號(hào)成分)的振幅相同的振幅那樣)，而根據(jù)檢波信 號(hào)Vd控制放大電路41的放大率。通過這樣，放大電路41生成放大檢測(cè)信號(hào)S3并輸出，其 中，放大檢測(cè)信號(hào)S3是反相信號(hào)成分的振幅與被輸入加法電路42的基準(zhǔn)信號(hào)Srl的同相 信號(hào)成分的振幅一致的信號(hào)，且具有圖21所示的頻率特性。該情況下，頻帶W3中的放大檢 測(cè)信號(hào)S3的振幅，如同一圖所示那樣成為交流電壓Vl的k倍，并成為如圖19所示那樣與 頻帶Wl中的基準(zhǔn)信號(hào)Srl的振幅(交流電壓Vl的k倍)一致的狀態(tài)。因此，如圖22所示，加法電路42，通過在上述圖19所示的頻率特性(圖20中以 點(diǎn)劃線所表示的特性)的基準(zhǔn)信號(hào)Srl (由相對(duì)于電壓信號(hào)S4為同相的信號(hào)成分構(gòu)成的信 號(hào))中，加算上述圖21所示的頻率特性(圖22中以細(xì)的實(shí)線所表示的特性)的放大檢測(cè) 信號(hào)S3 (由相對(duì)于電壓信號(hào)S4為反相的信號(hào)成分和相對(duì)于交流電壓Vl為同相的信號(hào)成分 構(gòu)成的信號(hào))，生成僅由相對(duì)于交流電壓Vl為同相的信號(hào)成分構(gòu)成、且在從低頻帶Wl至高 頻帶W3的寬的頻帶范圍內(nèi)平坦的頻率特性(圖22中以粗的實(shí)線所表示的特性)的輸出信 號(hào)So (在寬頻帶中振幅成為交流電壓Vl的振幅的k倍的信號(hào))并輸出。該情況下，放大檢 測(cè)信號(hào)S3和基準(zhǔn)信號(hào)Srl所包含的有關(guān)參照信號(hào)Ss的各信號(hào)成分，如圖22中粗的虛線所 示，由于呈相互的振幅一致的狀態(tài)，因此被抵消。接下來，處理部33B執(zhí)行存儲(chǔ)處理，在將輸出信號(hào)So輸入的同時(shí)變換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù) Dl并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部34。接著，處理部33B執(zhí)行電壓算出處理。在該電壓算出處理中，處理 部33B在讀出存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部34的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)Dl的同時(shí)，參照電壓算出用圖表TB而取得與讀 出的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)Dl相對(duì)應(yīng)的交流電壓VI。另外，處理部33B根據(jù)該取得的交流電壓VI，算出 例如交流電壓Vl的有效值或振幅等并存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部34。另外，處理部33B也執(zhí)行對(duì)于電壓檢測(cè)裝置IB中的交流電壓Vl的檢測(cè)動(dòng)作的診斷處理，并將電壓檢測(cè)裝置IB是否正常地動(dòng) 作的判斷結(jié)果存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部34。最后，處理部33B執(zhí)行輸出處理，使存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部34的交 流電壓Vl的有效值或振幅、以及診斷處理中的判斷結(jié)果等顯示于輸出部35。通過這樣，利 用電壓檢測(cè)裝置IB的檢測(cè)對(duì)象4的交流電壓Vl的檢測(cè)結(jié)束。因此，在該實(shí)施形態(tài)中，由于處理部33B也執(zhí)行判斷處理，因此，操作員能夠根據(jù) 該判斷處理的結(jié)果而進(jìn)行電壓檢測(cè)裝置107中電壓的檢測(cè)動(dòng)作是否正常地進(jìn)行的診斷(判 斷)，其中，判斷處理是在檢測(cè)出絕緣檢測(cè)信號(hào)S2所包含的有關(guān)參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分 Ss2的電平Va的同時(shí)，與規(guī)定電平Vre進(jìn)行比較，而判斷電壓檢測(cè)裝置107的動(dòng)作是正常還 是異常的處理。其結(jié)果是，采用該實(shí)施形態(tài)的話，由于能夠使操作員辨別檢測(cè)出的交流電壓 Vl是動(dòng)作正常時(shí)的電壓還是動(dòng)作異常時(shí)的電壓，因此，能夠提高對(duì)于檢測(cè)出的交流電壓Vl 的可靠性。另外，采用該實(shí)施形態(tài)的話，由于能夠根據(jù)信號(hào)提取部32中生成的放大檢測(cè)信號(hào) S3，而檢測(cè)出僅通過利用反饋控制部37的檢測(cè)動(dòng)作是無法檢測(cè)出的高頻帶的交流電壓VI， 因此，能夠在寬的頻帶范圍中非接觸地檢測(cè)出交流電壓VI。另外，在該實(shí)施形態(tài)中，由于能 夠作為不會(huì)受到檢測(cè)對(duì)象4和檢測(cè)電極12之間的耦合電容(靜電電容CO)的影響的信號(hào) 而檢測(cè)出輸出信號(hào)So，因此，不用進(jìn)行靜電電容CO的算出也能夠非接觸地檢測(cè)出交流電壓 VI。另外，在該實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置107中，當(dāng)然也可以采用如下構(gòu)成，即 與上述第五實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置105同樣地，如圖17中虛線所示，處理部33B取 代在A點(diǎn)檢測(cè)出的絕緣檢測(cè)信號(hào)S2所包含的有關(guān)參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分Ss2的電平Va， 而使用在B點(diǎn)檢測(cè)出的放大檢測(cè)信號(hào)S3所包含的有關(guān)參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分的電平Va、 在C點(diǎn)檢測(cè)出的輸出信號(hào)So所包含的有關(guān)參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分的電平Va、或者在D點(diǎn) 檢測(cè)出的有關(guān)檢波信號(hào)Vd的電平Va，而執(zhí)行診斷處理的構(gòu)成，根據(jù)任意一種電平Va都能夠 進(jìn)行電壓檢測(cè)裝置IB中電壓的檢測(cè)動(dòng)作是否正常地進(jìn)行的診斷(判斷)。另外，在第五和第六的各實(shí)施形態(tài)涉及的電壓檢測(cè)裝置105、106中，采用了通過 將檢測(cè)電極12、電源部13、檢測(cè)部14以及絕緣部15收容于保護(hù)電極11內(nèi)，而與主體電路 部3、3A不同體地構(gòu)成浮動(dòng)電路部2，從而在提高CMRR(Common Mode Rejection Ratio)的 同時(shí)，能夠進(jìn)行高壓的交流電壓Vl的檢測(cè)的構(gòu)成，但是，在不需要使檢測(cè)部14以浮動(dòng)狀態(tài) 進(jìn)行工作時(shí)(例如，交流電壓Vl為較低壓、或者不被要求高CMRR時(shí))，也可以取代檢測(cè)部14 而采用圖5所示的檢測(cè)部14A(不使用保護(hù)電極11、電源部13以及絕緣部15的檢測(cè)部)。另外，在采用檢測(cè)部14A的電壓檢測(cè)裝置105、106中，由于處理部33B也執(zhí)行判斷 處理，因此，操作員能夠根據(jù)該判斷處理的結(jié)果而進(jìn)行電壓檢測(cè)裝置105、106中電壓的檢 測(cè)動(dòng)作是否正常地進(jìn)行的診斷(判斷)，其中，判斷處理是在檢測(cè)出取代絕緣檢測(cè)信號(hào)S2而 輸入的檢測(cè)信號(hào)Sl所包含的有關(guān)參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分Ss2的電平Va (信號(hào)成分Ss2的 振幅電平)的同時(shí)，與規(guī)定電平Vre進(jìn)行比較，而判斷電壓檢測(cè)裝置105、106的動(dòng)作是正常 還是異常的處理。因此，由于通過采用了該檢測(cè)部14A的電壓檢測(cè)裝置105、106，也能夠使 操作員辨別檢測(cè)出的交流電壓Vl是動(dòng)作正常時(shí)的電壓還是動(dòng)作異常時(shí)的電壓，因此，能夠 提高對(duì)于檢測(cè)出的交流電壓Vl的可靠性。另外，在采用了該檢測(cè)部14A的電壓檢測(cè)裝置1中，當(dāng)然也可以采用如下構(gòu)成，即與上述采用檢測(cè)部14的電壓檢測(cè)裝置1的情況同樣地，如圖15中虛線所示，處理部33B取 代在A點(diǎn)檢測(cè)出的檢測(cè)信號(hào)Sl (取代同一圖中從絕緣部15輸出的絕緣檢測(cè)信號(hào)S2，而從圖 5的檢測(cè)部14A輸出的檢測(cè)信號(hào))所包含的有關(guān)參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分Ss2的電平Va，而 使用在B點(diǎn)檢測(cè)出的放大檢測(cè)信號(hào)S3所包含的有關(guān)參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分的電平Va、或 者在C點(diǎn)檢測(cè)出的輸出信號(hào)So所包含的有關(guān)參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分的電平Va、或者在D 點(diǎn)檢測(cè)出的有關(guān)檢波信號(hào)Vd的電平Va，而執(zhí)行診斷處理的構(gòu)成，根據(jù)任意一種電平Va都能 夠進(jìn)行電壓檢測(cè)裝置1中電壓的檢測(cè)動(dòng)作是否正常地進(jìn)行的診斷(判斷)。
另外，在采用了該檢測(cè)部14A的電壓檢測(cè)裝置106中，當(dāng)然也可以采用如下構(gòu)成， 即與上述采用了檢測(cè)部14的電壓檢測(cè)裝置106的情況同樣地，如圖16中虛線所示，處理 部33B取代在A點(diǎn)檢測(cè)出的檢測(cè)信號(hào)Sl (取代同一圖中從絕緣部15輸出的絕緣檢測(cè)信號(hào) S2，而從圖5的檢測(cè)部14A輸出的檢測(cè)信號(hào))所包含的有關(guān)參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分Ss2 的電平Va，而使用在B點(diǎn)檢測(cè)出的放大檢測(cè)信號(hào)S3所包含的有關(guān)參照信號(hào)Ss的信號(hào)成分 的電平Va、或者在D點(diǎn)檢測(cè)出的有關(guān)檢波信號(hào)Vd的電平Va，而執(zhí)行診斷處理的構(gòu)成，根據(jù) 任意一種電平Va都能夠進(jìn)行電壓檢測(cè)裝置106中電壓的檢測(cè)動(dòng)作是否正常地進(jìn)行的診斷 (判斷)。
權(quán)利要求
一種電壓檢測(cè)裝置，檢測(cè)檢測(cè)對(duì)象中產(chǎn)生的檢測(cè)對(duì)象交流電流，其特征在于，設(shè)有檢測(cè)電極、參照信號(hào)輸出部、檢測(cè)部、以及信號(hào)提取部；檢測(cè)電極與所述檢測(cè)對(duì)象相對(duì)而被配設(shè)并與該檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行電容耦合；參照信號(hào)輸出部輸出參照信號(hào)；檢測(cè)部被連接于所述檢測(cè)電極，同時(shí)，輸入所述參照信號(hào)并將根據(jù)檢測(cè)對(duì)象電流和參照電流的兩電流值而振幅變化的檢測(cè)信號(hào)輸出，其中，所述檢測(cè)對(duì)象電流是根據(jù)檢測(cè)對(duì)象交流電壓而流通的電流，所述參照電流是根據(jù)所述參照信號(hào)而流通的電流；信號(hào)提取部，以所述檢測(cè)信號(hào)所包含的所述參照信號(hào)的信號(hào)成分的振幅成為規(guī)定值那樣，而控制增益并將所述檢測(cè)信號(hào)放大，從其結(jié)果得到的放大檢測(cè)信號(hào)中提取所述檢測(cè)對(duì)象交流電壓的信號(hào)成分，并作為輸出信號(hào)而輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的電壓檢測(cè)裝置，其特征在于， 所述信號(hào)提取部，具有控制電路，該控制電路以通過從所述參照信號(hào)輸出部輸出的所述參照信號(hào)和該放大檢 測(cè)信號(hào)的加算或減算，將該參照信號(hào)與該放大檢測(cè)信號(hào)所包含的所述參照信號(hào)的信號(hào)成分 相抵消那樣，而控制所述增益，以及從所述放大檢測(cè)信號(hào)中，將該信號(hào)所包含的所述參照信號(hào)的信號(hào)成分抵消后的信號(hào)， 作為所述檢測(cè)對(duì)象交流電壓的信號(hào)成分而輸出的電路。
3.如權(quán)利要求1所述的電壓檢測(cè)裝置，其特征在于，所述信號(hào)提取部，具有以所述規(guī)定值成為預(yù)先規(guī)定的固定值那樣而控制所述增益的控 制電路。
4.如權(quán)利要求1所述的電壓檢測(cè)裝置，其特征在于，進(jìn)而設(shè)有執(zhí)行兩個(gè)判斷處理中的至少一個(gè)判斷處理的判斷部； 該兩個(gè)判斷處理為檢測(cè)出所述檢測(cè)信號(hào)和所述放大檢測(cè)信號(hào)中的任意一種信號(hào)所 包含的所述參照信號(hào)的信號(hào)成分的電平，同時(shí)，在該檢測(cè)出的電平為規(guī)定電平以上時(shí)判斷 為動(dòng)作正常的判斷處理，和在該檢測(cè)出的電平小于該規(guī)定電平時(shí)判斷為動(dòng)作異常的判斷處 理。
5.如權(quán)利要求1所述的電壓檢測(cè)裝置，其特征在于，進(jìn)而設(shè)有電源部，該電源部通過以來自所述參照信號(hào)輸出部的參照信號(hào)為基準(zhǔn)電壓的 浮動(dòng)電壓，而驅(qū)動(dòng)所述檢測(cè)部。
6.如權(quán)利要求1所述的電壓檢測(cè)裝置，其特征在于，所述信號(hào)提取部，設(shè)有放大電路、同步檢波電路以及控制電路； 放大電路將所述檢測(cè)信號(hào)放大而生成所述放大檢測(cè)信號(hào)；同步檢波電路，通過使用了從所述參照信號(hào)輸出部輸出的所述參照信號(hào)的同步檢波， 而檢測(cè)出表示所述放大檢測(cè)信號(hào)或所述輸出信號(hào)所包含的所述參照信號(hào)的信號(hào)成分的振 幅的檢波信號(hào)；控制電路根據(jù)所述檢波信號(hào)而控制所述放大電路的增益。
7.如權(quán)利要求1所述的電壓檢測(cè)裝置，其特征在于，進(jìn)而設(shè)有絕緣部，該絕緣部在將所述檢測(cè)部和所述信號(hào)提取部進(jìn)行電絕緣的狀態(tài)下， 將所述檢測(cè)信號(hào)從所述檢測(cè)部傳送至所述信號(hào)提取部。
8.如權(quán)利要求5所述的電壓檢測(cè)裝置，其特征在于，具有設(shè)有第一串聯(lián)電源電路和第二串聯(lián)電源電路的電源部，所述第一串聯(lián)電源電路， 根據(jù)被供給所述參照信號(hào)輸出部和所述信號(hào)提取部的正電壓和負(fù)電壓中的該正電壓，而生 成相對(duì)于所述參照信號(hào)的電壓為固定的正電壓的第一浮動(dòng)電壓，所述第二串聯(lián)電源電路根 據(jù)所述負(fù)電壓，生成相對(duì)于所述參照信號(hào)的電壓為絕對(duì)值等于所述第一浮動(dòng)電壓的負(fù)電壓 的第二浮動(dòng)電壓；該電源部向所述檢測(cè)部供給所述各浮動(dòng)電壓。
9.如權(quán)利要求8所述的電壓檢測(cè)裝置，其特征在于，所述第一串聯(lián)電源電路，設(shè)有連接于所述正電壓的第一電阻，從該第一電阻接收電流 的供給而進(jìn)行工作的第一穩(wěn)壓二極管，以及第一晶體管，其中，所述第一晶體管的集電極端 子連接于所述正電壓，同時(shí)，基極端子上被輸入所述第一穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓電壓，而在發(fā)射 極端子生成所述第一浮動(dòng)電壓；所述第二串聯(lián)電源電路，設(shè)有連接于所述負(fù)電壓的第二電阻，從該第二電阻接收電流 的供給而進(jìn)行工作的第二穩(wěn)壓二極管，以及第二晶體管，其中，所述第二晶體管的集電極端 子連接于所述負(fù)電壓，同時(shí)，基極端子上被輸入所述第二穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓電壓，而在發(fā)射 極端子生成所述第二浮動(dòng)電壓。
10.如權(quán)利要求2所述的電壓檢測(cè)裝置，其特征在于，所述信號(hào)提取部設(shè)有加法電路或減法電路，其中，所述加法電路通過所述加算，將從所 述參照信號(hào)輸出部輸出的所述參照信號(hào)與所述參照信號(hào)的所述信號(hào)成分相抵消，并輸出所 述輸出信號(hào)，所述減法電路通過所述減算，將從所述參照信號(hào)輸出部輸出的所述參照信號(hào) 與所述參照信號(hào)的所述信號(hào)成分相抵消，并輸出所述輸出信號(hào)。
11.如權(quán)利要求3所述的電壓檢測(cè)裝置，其特征在于，所述信號(hào)提取部，設(shè)有將所述檢測(cè)對(duì)象交流電壓的信號(hào)成分從所述放大檢測(cè)信號(hào)中提 取并輸出的濾波器。
12.如權(quán)利要求1所述的電壓檢測(cè)裝置，其特征在于，為了控制相對(duì)于所述信號(hào)提取部中的所述檢測(cè)信號(hào)的增益，而設(shè)有振幅變更部，該振 幅變更部將從所述參照信號(hào)輸出部輸出的所述參照信號(hào)的振幅改變并向所述信號(hào)提取部 輸出。
13.如權(quán)利要求1所述的電壓檢測(cè)裝置，其特征在于，進(jìn)而設(shè)有根據(jù)所述輸出信號(hào)檢測(cè)所述檢測(cè)對(duì)象交流電壓的處理部。
14.如權(quán)利要求13所述的電壓檢測(cè)裝置，其特征在于，所述處理部根據(jù)所述輸出信號(hào)，算出所述檢測(cè)對(duì)象交流電壓的電壓值。
15.如權(quán)利要求1所述的電壓檢測(cè)裝置，其特征在于，所述參照信號(hào)輸出部，設(shè)有生成方波的方波生成電路和將該方波積分而作為積分方波 輸出的積分電路；所述積分方波，作為所述參照信號(hào)而被向所述檢測(cè)部輸出；所述方波，作為所述參照信號(hào)而被向所述信號(hào)提取部輸出。
16.如權(quán)利要求1所述的電壓檢測(cè)裝置，其特征在于，所述參照信號(hào)輸出部，設(shè)有生成偽噪聲的偽噪聲生成電路；所述偽噪聲，作為所述參照信號(hào)而被向所述檢測(cè)部和所述信號(hào)提取部輸出。
17. —種線路電壓檢測(cè)裝置，其特征在于，設(shè)有檢測(cè)作為檢測(cè)對(duì)象的多個(gè)電路中分別產(chǎn)生的交流電壓的多個(gè)電壓檢測(cè)裝置，和 算出通過所述多個(gè)電壓檢測(cè)裝置而檢測(cè)出的交流電壓的差分電壓，從而求出所述多個(gè) 電路間的線路電壓的算出部；作為所述多個(gè)電壓檢測(cè)裝置，分別使用權(quán)利要求1所述的電壓檢測(cè)裝置。
全文摘要
本發(fā)明的電壓檢測(cè)裝置，是檢測(cè)檢測(cè)對(duì)象中產(chǎn)生的檢測(cè)對(duì)象交流電流的裝置，設(shè)有檢測(cè)電極、參照信號(hào)輸出部、檢測(cè)部以及信號(hào)提取部；其中，檢測(cè)電極與檢測(cè)對(duì)象相對(duì)而配設(shè)并與該檢測(cè)對(duì)象進(jìn)行電容耦合；參照信號(hào)輸出部輸出參照信號(hào)；檢測(cè)部被連接于檢測(cè)電極，同時(shí)，輸入?yún)⒄招盘?hào)并將根據(jù)檢測(cè)對(duì)象電流和參照電流的兩電流值而振幅變化的檢測(cè)信號(hào)輸出，上述檢測(cè)對(duì)象電流是根據(jù)檢測(cè)對(duì)象交流電壓而流通的電流，上述參照電流是根據(jù)參照信號(hào)而流通的電流；信號(hào)提取部，以檢測(cè)信號(hào)所包含的參照信號(hào)的信號(hào)成分的振幅成為規(guī)定值那樣，而控制增益并將檢測(cè)信號(hào)放大，從其結(jié)果得到的放大檢測(cè)信號(hào)提取檢測(cè)對(duì)象交流電壓的信號(hào)成分，并作為輸出信號(hào)而輸出。
文檔編號(hào)G01R19/00GK101881791SQ201010173890
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者柳澤浩一 申請(qǐng)人:日置電機(jī)株式會(huì)社