JP2001264360A - Dc current detector - Google Patents

Dc current detector

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JP2001264360A
JP2001264360A JP2000074870A JP2000074870A JP2001264360A JP 2001264360 A JP2001264360 A JP 2001264360A JP 2000074870 A JP2000074870 A JP 2000074870A JP 2000074870 A JP2000074870 A JP 2000074870A JP 2001264360 A JP2001264360 A JP 2001264360A
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JP
Japan
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magnetic
core
shield case
detection
current
Prior art date
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Application number
JP2000074870A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Kawakami
川上  誠
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Hitachi Metals Ltd
Original Assignee
Sumitomo Special Metals Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a measurement error from occurring which is caused by a flux leakage. SOLUTION: Cores 11 and 12 of a detection core 1 divided into halves, and a magnetic sensor 15 inserted in between the cores 12 and detects a magnetic field applied to the detection core 1, are housed in a hollow/annular magnetic shield case 2. A feedback coil 16 is wound around outer perimeter of the magnetic shield case 2 corresponding to the outer perimeter of the arm of the core 12.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は産業機器、発電設備
のメンテナンス等で直流電流を携帯型計測器にて非接触
で、しかも高精度に測定し、又は導体に流れている電流
又は電流波形を高精度にしかも簡便に検出し、観測する
直流クランプメータ等として用いられる直流電流検出器
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a portable measuring instrument for non-contact and high-precision measurement of DC current for maintenance of industrial equipment and power generation equipment, and for measuring current or current waveform flowing through a conductor. The present invention relates to a DC current detector used as a DC clamp meter for detecting and observing with high accuracy and simpler.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の一般的な直流クランプメータとし
ては、ホール素子が多用されているが、検出感度が低い
という難点があり、大電流用としては測定範囲が狭く、
加えて温度特性が悪いため十分な精度が得られない。こ
のため従来にあっては検出コアに設けるホール素子にて
構成された磁気センサ又はフラックスゲート型磁気セン
サ出力を検出コアに巻いたフィードバックコイルに帰還
させ、検出コアに印加される磁束が零となるよう調節し
て直流の検出を行う零磁束補償型のものが広く知られて
いる。
2. Description of the Related Art As a conventional general DC clamp meter, a Hall element is frequently used, but it has a drawback that detection sensitivity is low, and a measurement range for a large current is narrow.
In addition, sufficient accuracy cannot be obtained due to poor temperature characteristics. For this reason, in the related art, the output of a magnetic sensor or a fluxgate type magnetic sensor constituted by a Hall element provided in the detection core is fed back to a feedback coil wound around the detection core, and the magnetic flux applied to the detection core becomes zero. A zero-magnetic-flux compensation type that performs direct current detection with such adjustment is widely known.

【0003】図9は従来の直流クランプメータの説明図
であり、図中30はクランプメータの検出器本体、31
は検出器本体を構成する検出コアであり、全体として矩
形環状をなすよう構成され、上,下の中間部より上端寄
りの位置で横向きに分割されて小さい下向きのコ字形を
なすコア部材32と上向きのコ字形をなすコア部材33
とからなる。
FIG. 9 is an explanatory view of a conventional DC clamp meter. In FIG.
Is a detection core that constitutes the detector main body, is configured to form a rectangular ring as a whole, and is laterally divided at a position closer to the upper end than the upper and lower intermediate portions to form a small downward U-shaped core member 32. Upward U-shaped core member 33
Consists of

【0004】コア部材33は、その一方の腕部にフィー
ドバックコイル35が巻回され、また両腕を結ぶ連結部
の略中央部で左,右に2分され、この分割部分にホール
素子からなる磁気センサ36を介在させ、該磁気センサ
36の出力端は増幅器37等を介在させてフィードバッ
クコイル35の一端に接続され、帰還電流iをフィード
バックコイル35に流すようにしてある。フィードバッ
クコイル35の他端は出力端子となっている。
[0004] The core member 33 has a feedback coil 35 wound around one of its arms, and is divided into left and right portions substantially at the center of a connecting portion connecting both arms, and this divided portion is formed of a Hall element. An output terminal of the magnetic sensor 36 is connected to one end of the feedback coil 35 via an amplifier 37 and the like, so that a feedback current i flows through the feedback coil 35. The other end of the feedback coil 35 is an output terminal.

【0005】このような直流クランプメータにあっては
検出コア31の内側の空間内に電流Iが通流する被検出
導体34を貫通させた状態で測定を行う。被検出導体3
4を流れる電流をI、フィードバックコイル35の巻数
をNとすると、I−Ni=0となるように帰還電流iを
調節し、測定電流Iに正確に対応した出力を得るように
してある。
In such a DC clamp meter, the measurement is performed in a state where the conductor to be detected 34 through which the current I flows passes through the space inside the detection core 31. Detected conductor 3
Assuming that the current flowing through 4 is I and the number of turns of the feedback coil 35 is N, the feedback current i is adjusted so that I−Ni = 0, and an output that exactly corresponds to the measured current I is obtained.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところでこのような従
来の直流クランプメータにあっては被検出導体34によ
り形成される磁場とフィードバックコイル35により形
成される磁場とは検出コア31の異なる場所に印加され
るため漏れ磁束が発生し、測定電流と帰還電流との打ち
消しが不十分となり、誤差が発生する要因となってい
た。
However, in such a conventional DC clamp meter, the magnetic field formed by the conductor 34 to be detected and the magnetic field formed by the feedback coil 35 are applied to different locations on the detection core 31. As a result, a leakage magnetic flux is generated, and the cancellation between the measurement current and the feedback current becomes insufficient, which causes an error.

【0007】本発明はかかる事情に鑑みなされたもので
あって、その目的とするところは、検出コア、磁気セン
サを磁気シールドケース内に収納し、フィードバックコ
イルは磁気シールドケースの外側に巻回することでフィ
ードバックコイルによる磁場及びその巻き方が検出コア
等に与える影響を無視出来て測定精度が向上し、また磁
気センサのスイッチング周波数は計測周波数範囲に関係
なく最適な動作周波数を選択出来るようにした直流電流
検出器を提供するにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to house a detection core and a magnetic sensor in a magnetic shield case, and to wind a feedback coil outside the magnetic shield case. As a result, the influence of the magnetic field of the feedback coil and its winding on the detection core, etc. can be ignored, improving the measurement accuracy, and the switching frequency of the magnetic sensor can be selected to the optimum operating frequency regardless of the measurement frequency range. A DC current detector is provided.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る本発明の
直流電流検出器は、導体の貫通が可能な環状をなす検出
コアと、該検出コアに巻回されたフィードバックコイル
と、前記検出コアに印加される磁場を検出する磁気セン
サとを備え、前記検出コアに印加される磁場が零となる
よう前記磁気センサの出力に対応した磁場消去用電流を
前記フィードバックコイルに印加し、前記導体の電流を
検出するようにした直流電流検出器において、前記検出
コア及び磁気センサを環状をなす磁気シールドケース内
に収納し、前記フィードバックコイルは前記磁気シール
ドケースの外周に巻回したことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a direct current detector according to the present invention, wherein an annular detection core through which a conductor can penetrate, a feedback coil wound around the detection core, A magnetic sensor for detecting a magnetic field applied to the core, applying a magnetic field erasing current corresponding to the output of the magnetic sensor to the feedback coil so that the magnetic field applied to the detection core becomes zero, In the DC current detector configured to detect the current, the detection core and the magnetic sensor are housed in an annular magnetic shield case, and the feedback coil is wound around the outer periphery of the magnetic shield case. I do.

【0009】請求項2に係る本発明の直流電流検出器
は、前記磁気センサがフラックスゲート構造からなるこ
とを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the direct current detector of the present invention, the magnetic sensor has a flux gate structure.

【0010】請求項3に係る本発明の直流電流検出器
は、前記磁気シールドケースがソフトフェライトからな
ることを特徴とする。
The DC current detector according to the present invention according to claim 3 is characterized in that the magnetic shield case is made of soft ferrite.

【0011】[0011]

【発明の原理】以下先ず本発明の原理を図1に示す原理
説明図に基づき説明する。図1は本発明に係る直流電流
検出器の原理説明図であり、図中1は検出コア、2は磁
気シールドケース、3は被検出導体を示している。検出
コア1は矩形環状に形成され、その上,下の略中央部よ
りも上端寄りの位置で水平に2分割されて被検出導体3
を貫通させる際に相対移動可能としたコア部11とコア
部12とからなり、いずれも側面視で大小のコ字形をな
し、測定時には矩形環状に組合されるようにしてある。
First, the principle of the present invention will be described with reference to the principle explanatory diagram shown in FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of a DC current detector according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a detection core, 2 denotes a magnetic shield case, and 3 denotes a conductor to be detected. The detection core 1 is formed in a rectangular ring shape, and is horizontally divided into two portions at positions closer to the upper end than the upper and lower substantially central portions, and the detection target 3 is formed.
The core portion 11 and the core portion 12 are relatively movable when penetrating through them, each having a large and small U-shape in a side view, and are combined in a rectangular ring shape at the time of measurement.

【0012】またコア部12はその長さ方向の略中央部
で分割され、ここにホール素子からなる磁気センサ15
が介在されている。そしてこのような検出コア1及び磁
気センサ15は中空の矩形環状をなす磁気シールドケー
ス2内に収納されている(図1では検出コア1のコア部
11とコア部12を分離させ、磁気シールドケース2の
蓋部分を外した状態となっている)。磁気シールドケー
スは中空の矩形をなす環状に形成されており、検出コア
1の分割位置と略対応する位置で大小のコ字形をなす部
分に分割され、ケース部21内にはコア部11が、また
ケース部22内にはコア部12及び磁気センサ15が相
互に非接触の状態で収納されている。そしてコア部12
の一腕と対応する部分の磁気シールドケース2の外周、
具体的にはケース部22の外周にはフィードバックコイ
ル16が巻回されている。磁気センサ15の出力端子は
磁気シールドケース2の壁に穿った孔を通して外部に導
出され、増幅器37等を介在させてフィードバックコイ
ル16の一端に接続されている。つまり検出器本体を構
成する検出コア1、磁気センサ15が磁気シールドケー
ス2内に収納され、フィードバックコイル16だけが磁
気シールドケースの2外に巻回して配置している状態と
なっている。
The core portion 12 is divided at a substantially central portion in the longitudinal direction, and a magnetic sensor 15 comprising a Hall element is provided here.
Is interposed. The detection core 1 and the magnetic sensor 15 are housed in a magnetic shield case 2 having a hollow rectangular annular shape (in FIG. 1, the core 11 and the core 12 of the detection core 1 are separated from each other, and 2 has been removed). The magnetic shield case is formed in an annular shape having a hollow rectangular shape, and is divided into large and small U-shaped portions at positions substantially corresponding to the division positions of the detection core 1. The core part 12 and the magnetic sensor 15 are housed in the case part 22 in a state where they are not in contact with each other. And the core part 12
Outer circumference of the magnetic shield case 2 corresponding to one arm of
Specifically, the feedback coil 16 is wound around the outer periphery of the case portion 22. The output terminal of the magnetic sensor 15 is led out through a hole formed in the wall of the magnetic shield case 2 and connected to one end of the feedback coil 16 via an amplifier 37 and the like. That is, the detection core 1 and the magnetic sensor 15 that constitute the detector main body are housed in the magnetic shield case 2, and only the feedback coil 16 is wound around the magnetic shield case 2.

【0013】このような構成にあっては起磁力I−Ni
以外の局所的に発生する磁力成分は磁気シールドケース
2によりシールドされるから、検出コア1にはI−Ni
の磁場のみが印加される。また磁気シールドケース2は
フィードバックコイル16が変流器(カレント・トラン
ス)として動作する高周波領域ではコア材として機能す
るため相互インダクタンスM{=√(L1 ,L2 )、L
1 :1次側巻線からみたインダクタンス、L2 :2次側
巻線からみたインダクタンス}が増大し、高周波領域で
の変流比精度の確保に有効である。
In such a configuration, the magnetomotive force I-Ni
Since the magnetic force component generated locally other than the above is shielded by the magnetic shield case 2, the detection core 1 includes I-Ni
Is applied. Further, since the magnetic shield case 2 functions as a core material in a high frequency region in which the feedback coil 16 operates as a current transformer, the mutual inductance M {= {(L 1 , L 2 ), L
1 : Inductance as viewed from the primary winding, L 2 : Inductance as viewed from the secondary winding increases, which is effective in ensuring the accuracy of the current transformer ratio in the high frequency region.

【0014】なお、磁気シールドケース2としては、パ
ーマロイ(Ni−Fe合金)、ケイ素鋼板(Fe−Si
合金)の他、ソフトフェライト等が使用できる。加工性
等の観点からはパーマロイやケイ素鋼板が望ましいが、
周波数特性が良好であり、しかもパーマロイ等にくらべ
安価で磁性焼鈍等の熱処理を必要としないことからソフ
トフェライトが特に望ましい。高周波領域(200kHz
程度)での使用に際してはMn−Zn系フェライト等の
ソフトフェライトが望ましい。
The magnetic shield case 2 is made of permalloy (Ni-Fe alloy), silicon steel plate (Fe-Si
Alloy), soft ferrite and the like can be used. Permalloy or silicon steel sheet is desirable from the viewpoint of workability, etc.
Soft ferrite is particularly desirable because it has good frequency characteristics, is less expensive than permalloy, and does not require heat treatment such as magnetic annealing. High frequency range (200kHz
), Soft ferrite such as Mn-Zn ferrite is desirable.

【0015】また磁気センサ15がフラックスゲート構
造の場合、本質的に検出コアの内側の空間内に貫通配置
された被検出導体3に流れる電流によって検出コア内に
発生する磁束を、該検出コアに巻回される励磁コイルに
所定の交流励磁電流を印加することにより磁気スイッチ
ングする構成であることから、被検出導体3に流れる電
流の周波数が該交流励磁電流の周波数の整数倍に近い場
合は互いに干渉を起こし、誤動作を招く可能性が高い。
When the magnetic sensor 15 has a flux gate structure, a magnetic flux generated in the detection core due to a current flowing through the detected conductor 3 essentially penetrating into the space inside the detection core is applied to the detection core. Since the magnetic switching is performed by applying a predetermined AC exciting current to the wound exciting coil, if the frequency of the current flowing through the detected conductor 3 is close to an integral multiple of the frequency of the AC exciting current, the two are mutually switched. It is likely to cause interference and malfunction.

【0016】しかし、本発明の構成においては、磁気セ
ンサのj 側に磁気シールドケースがあり、このシールド
ケースが変流器のコアとして働くためフィードバックコ
イル16には自発的にi=I/Nなる電流が流れる。こ
のため、フィードバックコイルに流れる2次電流が測定
対象である1次電流がつくる磁場を打ち消すこととな
る。その結果、フラックスゲート構造からなる磁気セン
サは1次電流がつくる交流磁場の影響を受けなくなる。
However, in the configuration of the present invention, there is a magnetic shield case on the j side of the magnetic sensor, and this shield case works as the core of the current transformer, so that the feedback coil 16 voluntarily has i = I / N. Electric current flows. Therefore, the secondary current flowing through the feedback coil cancels the magnetic field created by the primary current to be measured. As a result, the magnetic sensor having the flux gate structure is not affected by the AC magnetic field generated by the primary current.

【0017】従って磁気シールドケース2内のコア材に
測定対象である1次電流による交流磁場が実質的に印加
されないことから誤動作を招くことがなく、磁気センサ
15のスイッチング周波数を越える周波数特性を確保で
きる。
Accordingly, since the AC magnetic field due to the primary current to be measured is not substantially applied to the core material in the magnetic shield case 2, no malfunction occurs, and a frequency characteristic exceeding the switching frequency of the magnetic sensor 15 is secured. it can.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下本発明を実施の形態の構成を
示す図面に基づき具体的に説明する。この実施の形態に
おいては検出器本体の構成要素である磁気センサとして
フラックスゲート型のものを用いた。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings showing the configuration of an embodiment. In this embodiment, a fluxgate type magnetic sensor is used as a magnetic sensor which is a component of the detector main body.

【0019】フラックスゲート型構造からなる磁気セン
サは、通常、パーマロイ等の軟質磁性材料からなる環状
検出コアに励磁コイルと検出コイルをトロイダル状に巻
回し、検出コアの内側の空間内に貫通配置された被検出
導体に流れる直流電流によって発生する磁場による検出
コア内の磁束を、前記励磁コイルに所定の交流励磁電流
を印加することによって磁気スイッチングし、それに伴
う磁束変化に対応する起電力を検出コイルによって得る
ことで、該被検出導体に流れる電流値を測定する構成か
らなっている。このような構成はすでに公知であり、種
々の分野で多用されているが、本発明の検出器本体を構
成する磁気センサとしても有効である。
A magnetic sensor having a fluxgate structure usually has an excitation coil and a detection coil wound around an annular detection core made of a soft magnetic material such as permalloy in a toroidal shape, and is disposed so as to penetrate into a space inside the detection core. The magnetic flux in the detection core due to the magnetic field generated by the DC current flowing through the detected conductor is magnetically switched by applying a predetermined AC exciting current to the exciting coil, and the detecting coil generates an electromotive force corresponding to a magnetic flux change accompanying the magnetic switching. Thus, the value of the current flowing through the conductor to be detected is measured. Such a configuration is already known and is frequently used in various fields, but is also effective as a magnetic sensor constituting the detector body of the present invention.

【0020】本発明者は先に上記の基本構成をさらに改
良し、検出コアとして一対の環状検出コアを所要配置し
た高感度のフラックスゲート型磁気センサを提案した
(特願平10−338185号)。以下の実施の形態に
おいては、上述の高感度フラックスゲート型磁気センサ
を用いた構成にて説明する。
The present inventor has previously proposed a high-sensitivity fluxgate magnetic sensor in which the above basic configuration is further improved and a pair of annular detection cores are required as detection cores (Japanese Patent Application No. 10-338185). . In the following embodiments, a configuration using the above-described high-sensitivity fluxgate magnetic sensor will be described.

【0021】図2は本発明に係る実施の形態の構成を示
す斜視図、図3は図2の III−III線による側面断面
図、図4は図2に示す検出器本体の作成過程を示す説明
図である。図中1は検出コアを示している。検出コア1
はNi:80wt%、Mo:5wt%、Feの成分組成を有
するパーマロイであって、厚さ0. 5mmに形成され11
00℃で3時間程度、磁性を向上させるための焼鈍処理
を施してある。検出コア1は図4に示す如く矩形環状に
形成され、その上下の略中央部よりも上端寄りの位置で
水平に2分割され、大小2個のコ字形をなすコア部1
1, 12からなる。大きいコ字形をなす下側のコア部1
2の腕部同士を連結する連結部には厚さ20μm のポリ
イミドテープ12aを巻回した外周に直径0. 18mmの
マグネットワイヤを100ターン巻回して励磁コイル1
5aとしてある。
FIG. 2 is a perspective view showing the structure of the embodiment according to the present invention, FIG. 3 is a side sectional view taken along the line III-III of FIG. 2, and FIG. 4 shows a process of manufacturing the detector main body shown in FIG. FIG. In the figure, reference numeral 1 denotes a detection core. Detection core 1
Is a permalloy having a composition of 80% by weight of Ni, 5% by weight of Mo, and Fe, and is formed to a thickness of 0.5 mm.
Annealing treatment for improving magnetism is performed at 00 ° C. for about 3 hours. The detection core 1 is formed in a rectangular ring shape as shown in FIG. 4 and is horizontally divided into two portions at positions closer to the upper end than the upper and lower substantially central portions, and has two large and small U-shaped core portions 1.
Consists of 1 and 12. Lower U-shaped core 1
The connecting portion for connecting the arm portions 2 is formed by winding a magnet wire having a diameter of 0.18 mm for 100 turns around an outer periphery around which a polyimide tape 12a having a thickness of 20 μm is wound.
5a.

【0022】検出コア1の形状は矩形環状とする場合に
限らず、円環、又はその他の環形状としてもよく、検出
コア1の分割方向についても前述した場合に限らず、ど
のような向きに2分割し、また分割数も2以上に分割し
てもよい。
The shape of the detecting core 1 is not limited to a rectangular ring, but may be a ring or another ring shape. The dividing direction of the detecting core 1 is not limited to the case described above, but may be any direction. It may be divided into two, and the number of divisions may be divided into two or more.

【0023】このような検出コア1を一対準備し、図4
(b) に示す如く並置し、励磁コイル15a, 15aの対
応する一端同士を接続し、ここに電流iを通流可能とし
てある。更にこれら両検出コア1, 1の連結部の外周に
は、図4(c) に示す如く前記励磁コイル15a, 15a
の外周に渡して直径0. 1mmのマグネットワイヤを50
0ターン巻回して検出コイル15bを構成してある。
A pair of such detection cores 1 is prepared, and FIG.
As shown in (b), the corresponding ends of the exciting coils 15a, 15a are connected to each other, and the current i can flow therethrough. Further, on the outer periphery of the connecting portion of these two detection cores 1, 1 as shown in FIG.
Around the outer circumference of a magnet wire with a diameter of 0.1 mm
The detection coil 15b is formed by winding 0 turns.

【0024】図5は検出器本体を磁気シールドケース2
内に収納する際の状態を示す分解斜視図である。磁気シ
ールドケース2はMn−Znフェライト等の軟磁性材料
にて構成され、磁気シールドケースは図示のように全体
として中空の矩形環状に構成されており、検出コア1に
合わせて上,下の中央部より上方寄りの位置で上,下部
21, 22に水平に分割され、更に夫々は断面コ字形を
なす本体部分21a,22aと蓋部分21b, 22bと
に分割されている。この磁気シールドケース2は組立て
前は4分割された状態にあり、内部に検出器本体を収納
して組立て、さらに貫通孔に被検出導体3を貫通させた
状態では図6に示す如く中空の矩形環状となる。
FIG. 5 shows a case where the detector body is a magnetic shield case 2.
FIG. 4 is an exploded perspective view showing a state in which the device is stored in the inside. The magnetic shield case 2 is made of a soft magnetic material such as Mn-Zn ferrite, and the magnetic shield case is formed as a hollow rectangular ring as a whole as shown in the figure. The upper part is horizontally divided into upper and lower parts 21 and 22 at positions higher than the upper part, and each part is further divided into body parts 21a and 22a and lid parts 21b and 22b each having a U-shaped cross section. The magnetic shield case 2 is divided into four parts before assembling. The magnetic shield case 2 is housed inside the detector body and assembled. Further, when the conductor 3 to be detected is passed through the through hole, a hollow rectangular shape is formed as shown in FIG. It becomes annular.

【0025】磁気シールドケース2の形状は中空矩形の
環状とする場合にのみ限るものではなく、一対の検出コ
ア1,1を非接触の状態で収納可能な形であればよく、
その分割位置、分割個数については必要に応じて定めれ
ばよい。
The shape of the magnetic shield case 2 is not limited to a hollow rectangular annular shape, but may be any shape that can accommodate the pair of detection cores 1 and 1 in a non-contact state.
The division position and the number of divisions may be determined as needed.

【0026】検出コア1, 1は図3に示す如く夫々の上
部コア部11, 11の腕部間に合成樹脂製のスペーサ1
7を介在させ、その両外側に下部コア部12, 12の各
腕部をオーバラップさせて重ね合わせ、更にその両外側
から磁気シールドケース2の上部21の本体部分21a
と蓋部分21bの夫々に固定した非磁性材料からなる板
ばね18a,18bを当接させ、検出コア1, 1間の離
隔寸法を一定に維持するよう構成してある。そして組立
てられた磁気シールドケース2の外周であって、前記検
出コア1, 1の下部コア部12, 12の各腕の外周と対
応する部分にフィードバックコイル16,16が巻回さ
れている。フィードバックコイル16は下部コア部1
2,12の腕部と対応する部分2箇所に巻回した場合を
示したが、いずれか1箇所のみでもよい。
As shown in FIG. 3, the detection cores 1, 1 are made of a synthetic resin spacer 1 between the arms of the upper cores 11, 11, respectively.
7 and the arms of the lower core portions 12 and 12 are overlapped and overlapped on both outer sides thereof, and furthermore, the main body portion 21a of the upper portion 21 of the magnetic shield case 2 from both outer sides thereof.
The leaf springs 18a and 18b made of a non-magnetic material are fixed to each of the lid portions 21b so that the distance between the detection cores 1 is kept constant. Feedback coils 16, 16 are wound around the outer periphery of the assembled magnetic shield case 2, corresponding to the outer periphery of each arm of the lower core portions 12, 12 of the detection cores 1, 1. The feedback coil 16 is the lower core 1
Although the case where it is wound around two portions corresponding to the arms 2 and 12 is shown, only one of the portions may be wound.

【0027】被検出導体3を検出コア1,1及び磁気シ
ールドケース2の中心の孔に貫通させた後は、本体部分
21a, 22aと蓋部分21b, 22bは接着剤等にて
接着固定され、本発明の直流電流検出器を完成する。な
お、図2に示すように励磁コイル15aは励磁・検出回
路の励磁出力に接続され、所定の励磁電流が印加され
る。また、検出コイル15bは励磁・検出回路の検出入
力に接続されている。さらに励磁・検出回路の出力はフ
ィードバックコイル16に接続されている。このような
フラックスゲート型の磁気センサを用いた直流電流検出
器の試験結果について説明する。
After the conductor 3 to be detected is passed through the holes at the centers of the detection cores 1 and 1 and the magnetic shield case 2, the main body portions 21a and 22a and the lid portions 21b and 22b are bonded and fixed with an adhesive or the like. The DC current detector of the present invention is completed. As shown in FIG. 2, the excitation coil 15a is connected to the excitation output of the excitation / detection circuit, and a predetermined excitation current is applied. The detection coil 15b is connected to a detection input of the excitation / detection circuit. Further, the output of the excitation / detection circuit is connected to the feedback coil 16. Test results of a DC current detector using such a fluxgate type magnetic sensor will be described.

【0028】図7(a) は被測定電流I(A) と測定誤差の
絶対値|Δi|(mA)との関係を示すグラフであり、また
図7(b) はスケールを小さくした場合の結果である。フ
ィードバックコイル16の巻数は4000ターンであ
る。グラフ中実線が本発明の実施の形態の場合の結果
を、また破線は磁気シールドケースを使用しない従来品
の結果である。この結果から、本発明の実施の形態の場
合は従来品に比べ、測定誤差の絶対値が非常に小さいこ
とが解る。
FIG. 7A is a graph showing the relationship between the measured current I (A) and the absolute value of the measurement error | Δi | (mA), and FIG. 7B shows the relationship when the scale is reduced. The result. The number of turns of the feedback coil 16 is 4000 turns. The solid line in the graph represents the result in the case of the embodiment of the present invention, and the broken line represents the result of the conventional product without using the magnetic shield case. From this result, it can be seen that the absolute value of the measurement error is much smaller in the embodiment of the present invention than in the conventional product.

【0029】図8(a) は本発明の実施の形態についての
温度特性を示すグラフであり、横軸に測定温度 (℃)
を、また縦軸に出力電流 (mA) をとって示してある。被
測定電流Iが1A 、0. 6A 、0. 2A 等ホール素子で
問題となる小電流領域での温度特性がフラットであり、
良好な温度特性を示していることが確認できた。図8
(b) は被測定電流I=2A としたときの周波数特性を示
すグラフであり、横軸に周波数f(kHz) を、縦軸に出力
変動(dB)をとって示してある。実線が本発明に係る実施
の形態の、また破線は磁気シールドケースを使用しない
従来品の結果を夫々示しており、本発明の実施の形態に
あってはこれから明らかなように従来品と比較して出力
変動は略零となっていることが解る。
FIG. 8A is a graph showing the temperature characteristic of the embodiment of the present invention, and the horizontal axis represents the measured temperature (° C.).
And the vertical axis shows the output current (mA). Temperature characteristics in a small current region where the measured current I is 1 A, 0.6 A, 0.2 A, etc., which is a problem in the Hall element, are flat,
It was confirmed that good temperature characteristics were exhibited. FIG.
(b) is a graph showing frequency characteristics when the measured current I = 2 A, in which the horizontal axis represents frequency f (kHz) and the vertical axis represents output fluctuation (dB). The solid line shows the result of the embodiment according to the present invention, and the broken line shows the result of the conventional product without using the magnetic shield case, and in the embodiment of the present invention, it is apparent from the comparison with the conventional product. Thus, it can be seen that the output fluctuation is substantially zero.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明にあっては広範囲にわたる測定電
流の精度が得られ、フィードバックコイルに流れる2次
電流によって発生した磁場と、被検出導体に流れる1次
電流によって発生する磁場との打ち消しのアンバランス
が無視出来、コイルの巻き方が測定精度に与える影響も
少なく、安定した測定精度が確保出来る。また磁気セン
サのスイッチング周波数を越えた測定が可能となり、磁
気センサのスイッチング周波数は計測周波数範囲と関係
なく最適な動作周波数(励磁周波数)を選択出来る。
According to the present invention, the accuracy of the measured current over a wide range is obtained, and the magnetic field generated by the secondary current flowing through the feedback coil and the magnetic field generated by the primary current flowing through the detected conductor are canceled. Unbalance can be neglected, the influence of the coil winding on the measurement accuracy is small, and stable measurement accuracy can be secured. In addition, measurement exceeding the switching frequency of the magnetic sensor becomes possible, and the optimum operating frequency (excitation frequency) can be selected as the switching frequency of the magnetic sensor regardless of the measurement frequency range.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る直流電流検出器の原理説明図であ
る。
FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of a DC current detector according to the present invention.

【図2】本発明に係る実施の形態の構成を示す斜視図で
ある。
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of an embodiment according to the present invention.

【図3】図2の III−III 線による側面断面図である。FIG. 3 is a side sectional view taken along line III-III in FIG. 2;

【図4】図2に示す検出器本体の作成過程を示す説明図
である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a process of producing the detector main body shown in FIG.

【図5】検出器本体を磁気シールドケース内に収納する
際の状態を示す分解斜視図である。
FIG. 5 is an exploded perspective view showing a state when the detector main body is housed in a magnetic shield case.

【図6】検出コアを磁気シールドケースに収納した状態
を示す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing a state where the detection core is housed in a magnetic shield case.

【図7】本発明に係る直流電流検出器の試験結果を示す
グラフである。
FIG. 7 is a graph showing test results of the DC current detector according to the present invention.

【図8】本発明に係る直流電流検出器の試験結果を示す
グラフである。
FIG. 8 is a graph showing test results of the DC current detector according to the present invention.

【図9】従来の直流クランプメータの説明図である。FIG. 9 is an explanatory view of a conventional DC clamp meter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 検出コア 2 磁気シールドケース 3 被検出導体 11,12 コア部 15 磁気センサ 16 フィードバックコイル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Detection core 2 Magnetic shield case 3 Conductor to be detected 11, 12 Core part 15 Magnetic sensor 16 Feedback coil

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 導体の貫通が可能な環状をなす検出コア
と、該検出コアに巻回されたフィードバックコイルと、
前記検出コアに印加される磁場を検出する磁気センサと
を備え、前記検出コアに印加される磁場が零となるよう
前記磁気センサの出力に対応した磁場消去用電流を前記
フィードバックコイルに印加し、前記導体の電流を検出
するようにした直流電流検出器において、 前記検出コア及び磁気センサを環状をなす磁気シールド
ケース内に収納し、前記フィードバックコイルは前記磁
気シールドケースの外周に巻回したことを特徴とする直
流電流検出器。
An annular detection core through which a conductor can pass; a feedback coil wound around the detection core;
A magnetic sensor for detecting a magnetic field applied to the detection core, applying a magnetic field erasing current corresponding to the output of the magnetic sensor to the feedback coil so that the magnetic field applied to the detection core becomes zero, In a direct current detector adapted to detect the current of the conductor, the detection core and the magnetic sensor are housed in an annular magnetic shield case, and the feedback coil is wound around the outer periphery of the magnetic shield case. Characterized DC current detector.
【請求項2】 前記磁気センサがフラックスゲート構造
からなることを特徴とする請求項1記載の直流電流検出
器。
2. The direct current detector according to claim 1, wherein the magnetic sensor has a flux gate structure.
【請求項3】 前記磁気シールドケースがソフトフェラ
イトからなることを特徴とする請求項1又は2記載の直
流電流検出器。
3. The direct current detector according to claim 1, wherein the magnetic shield case is made of soft ferrite.
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