JP2005195446A

JP2005195446A - Watt hour meter

Info

Publication number: JP2005195446A
Application number: JP2004001792A
Authority: JP
Inventors: Yuji Matsuzoe; 雄二松添; Hideo Shimizu; 秀雄清水; Masayoshi Nakano; 雅祥中野
Original assignee: Fuji Electric Holdings Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2004-01-07
Filing date: 2004-01-07
Publication date: 2005-07-21

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low-cost watt hour meter by simplifying a current bar structure and reducing processing cost, by solving the problem wherein, though a Hall IC is often used hitherto as a current sensor, a special processing is required on a current bar of this type in order to heighten a magnetism collection effect. SOLUTION: This watt hour meter has a constitution wherein a current sensor 3 having a magnetic impedance (MI) effect is used, and arranged with an illustrated position relation to current bars 6. Hereby, each current bar 6 has an illustrated simple recessed structure, and the cost can be reduced. COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は電子式電力量計、特に小型の電流センサを用いた電子式電力量計に関する。 The present invention relates to an electronic watt-hour meter, and more particularly to an electronic watt-hour meter using a small current sensor.

図１２に、例えば特許文献１に開示された一般的な電子式電力量計の基本構成例を示す。
すなわち、電力量計は基本的に電流センサ７１と電圧センサ７２とを持ち、それぞれから得られる電流信号Ｉと電圧信号Ｖをマイクロコンピュータ（マイコン）７３などに取り込み、このマイコン７３内で演算して電力量を求めるものである。また、マイコン７３は電力量に応じたパルスを発生させる計量パルス用ＬＥＤ（発光ダイオード）７４の制御や、電力量を表示する液晶ディスプレイ７５の制御を行なっている。 FIG. 12 shows a basic configuration example of a general electronic watt-hour meter disclosed in Patent Document 1, for example.
In other words, the watt-hour meter basically has a current sensor 71 and a voltage sensor 72, and takes the current signal I and the voltage signal V obtained from each into a microcomputer (microcomputer) 73, etc., and calculates in the microcomputer 73. The amount of electric power is obtained. The microcomputer 73 also controls a metering pulse LED (light emitting diode) 74 that generates a pulse corresponding to the amount of power and a liquid crystal display 75 that displays the amount of power.

図１３に、例えば非特許文献１に開示されている、この種の電力量計の従来例を示す。なお、（ａ）は平面図、（ｂ）はそのＸ−Ｘ断面図、（ｃ）はＸ軸と直交する方向の側面図である。
これは、ブレーカなどの遮断手段に直結した構造となっており、例えばＡ側の端子台５２１が３相電源用ブレーカ側、Ｂ側の端子台５２２が負荷側となるように、取り付けネジ５１で配線する。そして、Ａ側からＢ側の負荷側の各相に流れる電流と電圧を検出し、電力を演算するものである。また、液晶ディスプレイ５３と、電力量に比例した周期で発光する計量パルス用ＬＥＤ（発光ダイオード）５４とにより、外部より電力量をモニタリングできるようにしている。なお、３相の信号から電力量を演算するためには、少なくとも２相の電流信号と電圧信号が必要である。そのために、電流センサは電力量計当たり少なくとも２個必要となる。 FIG. 13 shows a conventional example of this type of watt hour meter disclosed in Non-Patent Document 1, for example. 2A is a plan view, FIG. 2B is a sectional view taken along line XX, and FIG. 2C is a side view in a direction orthogonal to the X axis.
This is a structure directly connected to a breaking means such as a breaker. For example, the mounting screw 51 is used so that the A-side terminal block 521 is on the three-phase power circuit breaker side and the B-side terminal block 522 is on the load side. Wiring. And the electric current is calculated by detecting the electric current and voltage which flow into each phase by the side of the load side from the A side to the B side. Further, the amount of electric power can be monitored from the outside by the liquid crystal display 53 and a metering pulse LED (light emitting diode) 54 that emits light in a cycle proportional to the amount of electric power. In order to calculate the amount of power from a three-phase signal, at least a two-phase current signal and voltage signal are required. Therefore, at least two current sensors are required per watt-hour meter.

図１４にＡ相，Ｂ相，Ｃ相の電力量を計算するために、ホールＩＣからなる２つの電流センサ６１を利用する例を示す。このホール素子を用いるものは、磁気インピーダンス素子を用いるものに比べて感度が１／１００以下と小さい。そこで、図１５に示すように、電流バー６５Ｂの形状を「コ」字形状にし、その中心部の電流センサ設置領域Ｓに電流センサを配置することで、磁束強度（集磁効果）を高めるようにしている。 FIG. 14 shows an example in which two current sensors 61 composed of Hall ICs are used to calculate the A phase, B phase, and C phase electric energy. The device using this Hall element has a sensitivity as small as 1/100 or less as compared with the device using a magnetic impedance element. Therefore, as shown in FIG. 15, the current bar 65 B is formed in a “U” shape, and the current sensor is arranged in the current sensor installation region S at the center thereof to increase the magnetic flux intensity (magnetization effect). I have to.

特開２００３−１４９２７６号公報（第２頁，図１３）Japanese Patent Laying-Open No. 2003-149276 (second page, FIG. 13) 大崎電気工業株式会社：製品情報インデックス“コンパクトＥＭ”［平成１５年１２月１日検索］インターネット<ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｏｓａｋｉ．ｃｏ．ｊｐ／ｐｒｏｄｕｃｔ／ｄｅｎｒｙｏｋｕ／ｃｅｍ＿ｔａｎ３ｓａｎ３．ｈｔｍｌ>Osaki Electric Industry Co., Ltd .: Product Information Index “Compact EM” [Searched on December 1, 2003] Internet <URL: http: // www. osaki. co. jp / product / denryoku / cem_tan3san3. html>

図１５に符号６５Ｂとして示したように、
（１）電流バーに複雑な曲げ加工を必要とする。
（２）形状の制約を受け小型化が困難である。
などの問題がある。
したがって、この発明の課題は、複雑な加工を不要にするとともにコストの低減化を図ることにある。 As shown as 65B in FIG.
(1) The current bar requires complicated bending.
(2) Miniaturization is difficult due to shape restrictions.
There are problems such as.
Accordingly, an object of the present invention is to eliminate the need for complicated processing and to reduce the cost.

このような課題を解決するため、請求項１の発明では、筺体と、この筺体に取り付けられる凹形状の電流バーと、この電流バーから一定の距離をもって配置される電流センサと、この電流センサから外部磁界に比例する電流相当の電圧信号を得る検出回路と、電圧信号を得るための電圧センサと、この電圧センサよりの電圧信号と前記検出回路よりの電流相当の電圧信号とから電力量を演算する演算手段とを有する電力量計において、
前記電流センサを、磁気インピーダンス素子と、この磁気インピーダンス素子に外部磁界に比例する磁界を印加する負帰還磁場印加手段と、前記磁気インピーダンス素子にバイアス磁界を印加するバイアス印加手段とから構成することを特徴とする。 In order to solve such a problem, in the invention of claim 1, a housing, a concave current bar attached to the housing, a current sensor disposed at a certain distance from the current bar, and the current sensor The amount of power is calculated from a detection circuit that obtains a voltage signal corresponding to a current proportional to an external magnetic field, a voltage sensor for obtaining a voltage signal, and a voltage signal from the voltage sensor and a voltage signal corresponding to the current from the detection circuit. In the watt-hour meter having the computing means to
The current sensor includes a magnetic impedance element, a negative feedback magnetic field applying means for applying a magnetic field proportional to an external magnetic field to the magnetic impedance element, and a bias applying means for applying a bias magnetic field to the magnetic impedance element. Features.

請求項２の発明では、筺体と、この筺体に取り付けられる複数の凹形状の電流バーと、電流バーの所定のものに一定の距離をもってそれぞれ配置される複数の電流センサと、各電流センサから外部磁界に比例する電流相当の電圧信号を得る検出回路と、電圧信号を得るための電圧センサと、この電圧センサよりの電圧信号と前記検出回路よりの電流相当の電圧信号とから電力量を演算する演算手段とを有する電力量計において、
前記各電流センサを、磁気インピーダンス素子と、この磁気インピーダンス素子に外部磁界に比例する磁界を印加する負帰還磁場印加手段と、前記各磁気インピーダンス素子にバイアス磁界を印加するバイアス印加手段とから構成することを特徴とする。 According to the second aspect of the present invention, a casing, a plurality of concave current bars attached to the casing, a plurality of current sensors respectively disposed at a predetermined distance from a predetermined one of the current bars, and externally from each current sensor A detection circuit for obtaining a voltage signal corresponding to a current proportional to the magnetic field, a voltage sensor for obtaining a voltage signal, and a voltage signal from the voltage sensor and a voltage signal corresponding to the current from the detection circuit are used to calculate an electric energy. In the watt-hour meter having the calculation means,
Each of the current sensors includes a magnetic impedance element, a negative feedback magnetic field applying means for applying a magnetic field proportional to an external magnetic field to the magnetic impedance element, and a bias applying means for applying a bias magnetic field to each of the magnetic impedance elements. It is characterized by that.

請求項３の発明では、筺体と、この筺体に取り付けられる凹形状の電流バーと、この電流バーから一定の距離をもって配置される電流センサと、この電流センサから外部磁界に比例する電流相当の電圧信号を得る検出回路と、電圧信号を得るための電圧センサと、この電圧センサよりの電圧信号と前記検出回路よりの電流相当の電圧信号とから電力量を演算する演算手段とを有する電力量計において、
前記電流センサを、磁気インピーダンス素子と、この磁気インピーダンス素子に外部磁界に比例する磁界を印加する負帰還磁場印加手段と、前記磁気インピーダンス素子にバイアス磁界を印加するバイアス印加手段とから構成するとともに、前記電流バーに対してスペーサを介して配置することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, a casing, a concave current bar attached to the casing, a current sensor disposed at a certain distance from the current bar, and a voltage corresponding to a current proportional to an external magnetic field from the current sensor A watt hour meter having a detection circuit for obtaining a signal, a voltage sensor for obtaining a voltage signal, and a calculation means for calculating an electric energy from the voltage signal from the voltage sensor and the voltage signal corresponding to the current from the detection circuit In
The current sensor comprises a magneto-impedance element, a negative feedback magnetic field applying means for applying a magnetic field proportional to an external magnetic field to the magneto-impedance element, and a bias applying means for applying a bias magnetic field to the magneto-impedance element, It arrange | positions through a spacer with respect to the said electric current bar, It is characterized by the above-mentioned.

上記請求項３の発明においては、前記電流バー，電流センサおよびスペーサを複数ずつ、互いに対応付けて配置することができ（請求項４の発明）、請求項３または４の発明においては、前記電流センサを、前記筺体に固定された複数のプリント基板支えにて支持されるプリント基板上に実装することができる（請求項５の発明）。この請求項５の発明においては、前記プリント基板支えの端面に、ネジ穴またはネジ部を形成することができ（請求項６の発明）、請求項３〜６のいずれかの発明においては、前記前記スペーサは、絶縁材料からなることができる（請求項７の発明）。また、請求項１〜７のいずれかの発明においては、前記磁気インピーダンス素子を複数個設け、これに対応して前記負帰還磁場印加手段を複数個設けることができる（請求項８の発明）。 In the invention of claim 3, a plurality of the current bars, current sensors, and spacers can be arranged in association with each other (invention of claim 4). In the invention of claim 3 or 4, the current bar The sensor can be mounted on a printed circuit board supported by a plurality of printed circuit board supports fixed to the housing (invention of claim 5). In this invention of Claim 5, a screw hole or a screw part can be formed in the end surface of the said printed circuit board support (Invention of Claim 6), In the invention of any one of Claims 3-6, the said The spacer can be made of an insulating material (invention of claim 7). In the invention according to any one of claims 1 to 7, a plurality of the magnetic impedance elements can be provided, and a plurality of the negative feedback magnetic field applying means can be provided correspondingly (the invention of claim 8).

上記請求項１〜８のいずれかの発明においては、前記負帰還磁場印加手段および前記バイアス印加手段は、前記磁気インピーダンス素子に巻回されたコイルであることができ（請求項９の発明）、この請求項９の発明においては、前記コイルは、薄膜プロセスによるパターニングにより作製した薄膜コイルであることができ（請求項１０の発明）、または、前記バイアス印加手段のコイルに代えて、前記磁気インピーダンス素子近傍に配置された永久磁石を用いることができる（請求項１１の発明）。請求項１〜１１のいずれかの発明においては、前記検出回路をＩＣ化した半導体チップにするとともに、この半導体チップと前記磁気インピーダンス素子とをモールドパッケージ化することができる（請求項１２の発明）。 In the invention of any one of claims 1 to 8, the negative feedback magnetic field applying means and the bias applying means can be coils wound around the magnetic impedance element (invention of claim 9), In the invention of claim 9, the coil can be a thin film coil manufactured by patterning by a thin film process (invention of claim 10), or in place of the coil of the bias applying means, the magnetic impedance. A permanent magnet disposed in the vicinity of the element can be used (invention of claim 11). In the invention of any one of claims 1 to 11, the detection circuit can be formed as an IC semiconductor chip, and the semiconductor chip and the magnetic impedance element can be molded into a package (invention of claim 12). .

この発明によれば、ＭＩ素子からなる電流センサを用いてその配置を工夫するようにしたので、電流バーの構造を簡単にでき、その結果、電力量計の低コスト化を実現することができる。 According to the present invention, the arrangement of the current bar is devised using the current sensor composed of the MI element, so that the structure of the current bar can be simplified, and as a result, the cost reduction of the watt-hour meter can be realized. .

図１はこの発明の実施の形態を示す構成図である。なお、同図（ａ）は平面図、（ｂ）はそのＸ−Ｘ断面図（ｃ）は同じくＹ−Ｙ断面図である。
図１からも明らかなように、これは筺体１に取付けられた３個の凹型の電流バー６、そのＡ相，Ｂ相の電流バー６からそれぞれ一定の距離だけ離れ、センサ保持基板５上に実装された電流センサ３Ａ，３Ｂ、電流センサ３Ａ，３Ｂからの信号を処理するためのセンサ信号処理基板９、電流センサ３Ａ，３Ｂからの電流信号および図示されない電圧センサからの電圧信号より電力量を演算するための電力量演算基板８等から構成される。電流バー６はここでは図２に示すように、３本とも同じシンプルな構造になっている。 FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In addition, the figure (a) is a top view, (b) is the XX sectional drawing (c), and is a YY sectional drawing similarly.
As is clear from FIG. 1, this is separated from the three concave current bars 6 attached to the casing 1, its A-phase and B-phase current bars 6 by a certain distance, on the sensor holding substrate 5. The amount of electric power is calculated from the mounted current sensors 3A and 3B, the sensor signal processing board 9 for processing signals from the current sensors 3A and 3B, the current signals from the current sensors 3A and 3B, and the voltage signals from the voltage sensors (not shown). It is comprised from the electric energy calculation board | substrate 8 etc. for calculating. Here, as shown in FIG. 2, all three current bars 6 have the same simple structure.

図３に電流センサと電流バーとの関係を示す。なお、センサ保持基板は図示を省略している。
すなわち、電流バー６に電流が流れるとα面，β面，γ面の各面での電流は矢印で示すようになる。いま、電流センサ３をα面に設置するものとすると、電流によって発生する磁場Ｆは矢印で示すようになるので、この磁場Ｆを効果的に検出するためには、電流センサ３は図示のように電流バー６のα面に対し、垂直に設置する必要がある。なお、このように、電流バー６から垂直方向に所定の距離Ｒだけ離れた位置に配置された電流センサ３には、距離Ｒに反比例し電流バー６に流れる電流に比例した磁場が印加される。 FIG. 3 shows the relationship between the current sensor and the current bar. The sensor holding substrate is not shown.
That is, when a current flows through the current bar 6, the currents on the α, β, and γ surfaces are indicated by arrows. If the current sensor 3 is installed on the α plane, the magnetic field F generated by the current is indicated by an arrow. Therefore, in order to detect this magnetic field F effectively, the current sensor 3 is as shown in the figure. It is necessary to install perpendicularly to the α plane of the current bar 6. In this way, a magnetic field that is inversely proportional to the distance R and proportional to the current flowing through the current bar 6 is applied to the current sensor 3 that is arranged at a predetermined distance R in the vertical direction from the current bar 6. .

図４に電流センサの拡大図を示す。
電流センサ３は図示されないリードフレーム上に実装された磁気インピーダンス素子（以下、単にＭＩ素子とも略記する）３０をモールドパッケージしたものである。ＭＩ素子３０は、磁気の変化に対してインピーダンスが変化する、いわゆる磁気インピーダンス効果を利用する電流センサ用素子であり、図４ではガラス基板３２上にソフト磁性（軟磁性）膜３１をパターニングした構成となっている。
なお、ＭＩ素子は、ホール素子や磁気抵抗素子に比べ磁界に対して高感度であるとして、例えば比嘉外５名「パルス電流励磁によるスパッタ薄膜マイクロＭＩセンサ」日本応用磁気学会誌，ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．４−２，１９９７年において発表されている。 FIG. 4 shows an enlarged view of the current sensor.
The current sensor 3 is obtained by molding a magneto-impedance element (hereinafter simply abbreviated as MI element) 30 mounted on a lead frame (not shown). The MI element 30 is a current sensor element that uses a so-called magnetoimpedance effect in which the impedance changes in response to a change in magnetism. In FIG. 4, the soft magnetic (soft magnetic) film 31 is patterned on the glass substrate 32. It has become.
The MI element is more sensitive to the magnetic field than the Hall element or magnetoresistive element. For example, Higa et al., “Sputtered thin film micro MI sensor by pulse current excitation”, Journal of Japan Society of Applied Magnetics, vol. 21, no. It was announced in 4-2 and 1997.

ＭＩ素子３０には、外部磁界に比例する磁場を発生させるための負帰還磁場印加手段として、負帰還コイル３４が設けられるとともに、バイアス磁界を印加するバイアス印加手段として永久磁石３３が設けられている。負帰還コイル３４も、ここではガラス基板３２上にパターニングした構成となっているが、ＭＩ素子３０に単にコイルを巻くだけでも良く、また、バイアス磁界をかける手段も、永久磁石の代わりに負帰還コイルと同様に、ＭＩ素子にコイルを巻回またはパターニングする構成としても良い。 The MI element 30 is provided with a negative feedback coil 34 as a negative feedback magnetic field applying means for generating a magnetic field proportional to an external magnetic field, and a permanent magnet 33 as a bias applying means for applying a bias magnetic field. . Here, the negative feedback coil 34 is also configured to be patterned on the glass substrate 32. However, the coil may be simply wound around the MI element 30, and the means for applying a bias magnetic field is also negative feedback instead of the permanent magnet. Similarly to the coil, the MI element may be wound or patterned.

図５に電流センサを含む周辺回路のブロック図を示す。なお、１０Ａ，１０Ｂは固定抵抗、１１Ａ，１１Ｂは発振回路、１２Ａ，１２Ｂは整流回路、１３Ａ，１３Ｂは増幅回路、１４Ａ，１４Ｂは負帰還磁場発生回路、１５はマイコン、１６は液晶表示器、１７は発光ダイオード（ＬＥＤ）、３０Ａ，３０ＢはＭＩ素子、３４Ａ，３４Ｂは負帰還コイル、Ｉ₁，Ｉ₂は電流センサからの信号、Ｖ₁，Ｖ₂は図示されない電圧センサからの信号をそれぞれ示す。 FIG. 5 shows a block diagram of a peripheral circuit including a current sensor. 10A and 10B are fixed resistors, 11A and 11B are oscillation circuits, 12A and 12B are rectifier circuits, 13A and 13B are amplifier circuits, 14A and 14B are negative feedback magnetic field generation circuits, 15 is a microcomputer, 16 is a liquid crystal display, 17 is a light emitting diode (LED), 30A and 30B are MI elements, 34A and 34B are negative feedback coils, I ₁ and I ₂ are signals from current sensors, and V ₁ and V ₂ are signals from voltage sensors (not shown). Show.

いま、図５のＭＩ素子３０Ａ，３０Ｂに発振回路１１Ａ，１１Ｂから高周波信号を印加すると、ＭＩ素子３０Ａ，３０Ｂはそのインピーダンスが、外部磁界に比例して変化する。そのため、整流回路１２Ａ，１２Ｂの入力部の信号は、外部磁界に比例した振幅を持つ高周波信号となり、これが整流回路１２Ａ，１２Ｂおよび増幅回路１３Ａ，１３Ｂを経て、電流信号Ｉ₁，Ｉ₂としてマイコン１５に取り込まれる。 Now, when high frequency signals are applied from the oscillation circuits 11A and 11B to the MI elements 30A and 30B in FIG. 5, the impedance of the MI elements 30A and 30B changes in proportion to the external magnetic field. Therefore, the signals at the input parts of the rectifier circuits 12A and 12B become high-frequency signals having an amplitude proportional to the external magnetic field, and this is passed through the rectifier circuits 12A and 12B and the amplifier circuits 13A and 13B, and the current signals I ₁ and I ₂ 15 is taken in.

また、電流センサのレンジアビリティの向上，温度特性改善を目的に、負帰還磁場を発生するための負帰還磁場発生回路１４Ａ，１４Ｂから、ＭＩ素子３０Ａ，３０Ｂに設けられた負帰還コイル３４Ａ，３４Ｂへ所定の電流を流し、ＭＩ素子３０Ａ，３０Ｂに負帰還磁場を印加する。その結果得られるＩ₁，Ｉ₂と、図示されない電圧センサからの信号Ｖ₁，Ｖ₂とをマイコン１５に取り込み、電力量を演算する。
以上のような構成により、複雑な構造の電流バーが不要となり、低コスト化を実現することが可能となる。 Also, negative feedback coils 34A and 34B provided in MI elements 30A and 30B from negative feedback magnetic field generation circuits 14A and 14B for generating a negative feedback magnetic field for the purpose of improving the rangeability and temperature characteristics of the current sensor. A predetermined current is applied to the MI elements 30A and 30B to apply a negative feedback magnetic field. I ₁ and I ₂ obtained as a result and signals V ₁ and V ₂ from a voltage sensor (not shown) are taken into the microcomputer 15 to calculate the electric energy.
With the configuration as described above, a current bar having a complicated structure is not necessary, and cost reduction can be realized.

図６にこの発明の第２の実施の形態を示す。
これは、図４に示す電流センサの変形例を示すもので、ガラス基板に２つのＭＩ素子３０Ａ，３０Ｂを設けた点が特徴である。なお、各ＭＩ素子３０Ａ，３０Ｂには負帰還磁場を発生するための負帰還コイルが設けられるとともに、２つのＭＩ素子３０Ａ，３０Ｂに共通にバイアス磁界を印加するための永久磁石３３が配置されるのは、図４の場合と同様である。 FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention.
This is a modification of the current sensor shown in FIG. 4 and is characterized in that two MI elements 30A and 30B are provided on a glass substrate. Each MI element 30A, 30B is provided with a negative feedback coil for generating a negative feedback magnetic field, and a permanent magnet 33 for applying a bias magnetic field in common to the two MI elements 30A, 30B is disposed. This is the same as in the case of FIG.

図７に図６と対応するセンサ回路を示す。
これは、基本的には図５を二重化した構成となっているが、図６のようにＭＩ素子３０ＡはＭＩ素子３０Ｂに対して電流バー６に近い位置に配置されるため、ＭＩ素子３０Ａの方がＭＩ素子３０Ｂよりも大きな出力信号が得られる。そこで、各素子の増幅回路１３Ａ，１３Ｂの出力信号を差動回路１８Ａで差動増幅演算することにより、電流バーに流れる電流に比例し、かつ外部ノイズの影響等による同相ノイズを除去された信号Ｉ₁を得ることが可能になる。この関係は、ＭＩ素子３０Ｃ，３０Ｄを介して得られる信号Ｉ₂についても同様で、図７の例よりも精度を向上させることができる。 FIG. 7 shows a sensor circuit corresponding to FIG.
This is basically a configuration in which FIG. 5 is duplicated, but as shown in FIG. 6, the MI element 30A is arranged at a position closer to the current bar 6 with respect to the MI element 30B. An output signal larger than that of the MI element 30B is obtained. Therefore, by performing differential amplification operation on the output signals of the amplifier circuits 13A and 13B of each element by the differential circuit 18A, a signal which is proportional to the current flowing through the current bar and from which common mode noise due to the influence of external noise is removed. I ₁ can be obtained. This relationship also applies to the signal I ₂ obtained via the MI elements 30C and 30D, and the accuracy can be improved as compared with the example of FIG.

図８にこの発明の第３の実施の形態を示す。
これは、上記発振回路，整流回路，増幅回路，負帰還磁場発生回路，作動回路を含む周辺回路をＩＣチップ化し（符号２０参照）、ＭＩ素子３０Ａ，３０Ｂとともにモールドパッケージしたものである。こうすることにより、電力量計の小型化，低コスト化が可能となる。 FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention.
This is a peripheral circuit including the oscillation circuit, the rectifier circuit, the amplifier circuit, the negative feedback magnetic field generation circuit, and the operation circuit formed as an IC chip (see reference numeral 20) and molded packaged together with the MI elements 30A and 30B. By doing so, the watt-hour meter can be reduced in size and cost.

図９にこの発明の第４の実施の形態を示す。同図（ａ）は平面図、（ｂ）はそのＸ−Ｘ断面図、（ｃ）は同じくＹ−Ｙ断面図である。
図１に示すものに対し、プリント基板支え４Ａ，４Ｂおよびスペーサ７を付加して構成されている。これは、図１の例では、電流センサ３が図３に示すように電流バー６のα面に設置されているのに対し、図１０に示すように電流センサ３を図１と同じ構造の電流バー６のβ面に対し垂直に設置するものである。こうすることにより、図１に示すようなセンサ保持基板５が不要となり、電流センサ３をセンサ信号処理基板９上に安定な状態で搭載することが可能となる。 FIG. 9 shows a fourth embodiment of the present invention. FIG. 5A is a plan view, FIG. 5B is a sectional view taken along line XX, and FIG. 5C is a sectional view taken along line YY.
The printed board support 4A, 4B and the spacer 7 are added to the structure shown in FIG. In the example of FIG. 1, the current sensor 3 is installed on the α surface of the current bar 6 as shown in FIG. 3, whereas the current sensor 3 has the same structure as that of FIG. It is installed perpendicular to the β plane of the current bar 6. By doing so, the sensor holding substrate 5 as shown in FIG. 1 is not necessary, and the current sensor 3 can be mounted on the sensor signal processing substrate 9 in a stable state.

図１１にプリント基板支えと電流センサとの関係を示す。
ここでは、図示されない筺体１に取付けられた電流バー６と、筺体１に取付けられたプリント基板支え４Ａと、プリント基板支え４Ａに支持されたセンサ信号処理基板９と、センサ信号処理基板９に搭載されている電流センサ３Ａと、電流センサ３Ａと電流バー６との間に設けられたスペーサ７とからなり、電流バー６と電流センサ３Ａとの位置を確定するようにしている。この両者の位置関係（距離）を確定するためのスペーサ７は、絶縁材料から構成される。なお、図１１では電流センサ３Ｂに対応する電流バー６およびスペーサ７の図示を省略しているが、電流センサ３Ａと同様に設けられるものとする。 FIG. 11 shows the relationship between the printed circuit board support and the current sensor.
Here, the current bar 6 attached to the housing 1 (not shown), the printed circuit board support 4A attached to the housing 1, the sensor signal processing board 9 supported by the printed circuit board support 4A, and the sensor signal processing board 9 are mounted. Current sensor 3A, and a spacer 7 provided between the current sensor 3A and the current bar 6, and the positions of the current bar 6 and the current sensor 3A are determined. The spacer 7 for determining the positional relationship (distance) between the two is made of an insulating material. In FIG. 11, the current bar 6 and the spacer 7 corresponding to the current sensor 3B are not shown, but are assumed to be provided in the same manner as the current sensor 3A.

また、プリント基板支え４Ａのセンサ信号処理板９側にはネジ穴４２が設けられており、このセンサ信号処理基板９のネジ穴４２と対応する位置にも、同様の穴が明けられている。従って、センサ信号処理基板９側にネジ部４１があるプリント基板支え４Ｂを、センサ信号処理基板９を介してプリント基板支え４Ａのネジ穴４２に挿入することで、センサ信号処理基板９を固定することができる。このとき、センサ信号処理基板９に形成される穴の大きさに余裕を持たせることにより、電流センサ３Ａと電流バー６との間の距離を調整することが可能になる。なお、プリント基板支え４Ｂにも同様に、電力量演算基板８側にネジ穴４２が設けられており、ネジ４３を電力量演算基板８を介してプリント基板支え４Ｂのネジ穴４２に挿入することにより、電力量演算基板８を固定できるようになっている。 A screw hole 42 is provided on the sensor signal processing board 9 side of the printed circuit board support 4A, and a similar hole is formed at a position corresponding to the screw hole 42 of the sensor signal processing board 9. Therefore, the sensor signal processing board 9 is fixed by inserting the printed circuit board support 4B having the screw portion 41 on the sensor signal processing board 9 side into the screw hole 42 of the printed circuit board support 4A through the sensor signal processing board 9. be able to. At this time, it is possible to adjust the distance between the current sensor 3 A and the current bar 6 by providing a margin for the size of the hole formed in the sensor signal processing substrate 9. Similarly, the printed circuit board support 4B is also provided with a screw hole 42 on the electric energy calculation board 8 side, and the screw 43 is inserted into the screw hole 42 of the printed circuit board support 4B through the electric energy calculation board 8. Thus, the electric energy calculation board 8 can be fixed.

なお、電流センサ３Ａ，３Ｂの構成およびその周辺回路部の構成は、図４，図６，図８および図５，図７に示すものをそのまま用いることができ、従ってその機能，作用も上述と同様であるので、詳細は省略する。
以上のようにすることで、電流バーの構造を簡略化でき、低コストを実現することができる。また、図１に示すセンサ保持基板が不要になる、電流センサと電流バーとの間隔の調整が容易になる、などのメリットもある。 The configurations of the current sensors 3A and 3B and the configuration of the peripheral circuit section thereof can be the same as those shown in FIGS. 4, 6, 8 and 5, and FIG. The details are omitted because they are similar.
As described above, the structure of the current bar can be simplified, and low cost can be realized. Further, there are advantages that the sensor holding substrate shown in FIG. 1 is not necessary, and that the interval between the current sensor and the current bar can be easily adjusted.

この発明の第１の実施の形態を示す構成図The block diagram which shows 1st Embodiment of this invention 図１の筺体と電流バーを示す斜視図1 is a perspective view showing the housing and current bar of FIG. 図１の電流センサと電流バーの関係を示す説明図Explanatory drawing which shows the relationship between the current sensor of FIG. 1, and a current bar. 電流センサ例を示す構成図Configuration diagram showing an example of a current sensor 図４のセンサ周辺回路を示すブロック図Block diagram showing the sensor peripheral circuit of FIG. 電流センサの別の例を示す構成図Configuration diagram showing another example of current sensor 図６のセンサ周辺回路を示すブロック図Block diagram showing the sensor peripheral circuit of FIG. 電流センサのさらに別の例を示す構成図Configuration diagram showing still another example of a current sensor この発明の第２の実施の形態を示す構成図The block diagram which shows 2nd Embodiment of this invention 図９の電流センサと電流バーの関係を示す説明図Explanatory drawing which shows the relationship between the current sensor of FIG. 9, and a current bar. 図９の基板と基板支えとの関係を示す概要図Schematic diagram showing the relationship between the substrate of FIG. 9 and the substrate support 一般的な電力量演算の原理説明図Illustration of the principle of general electric energy calculation 電力量計の従来例を示す構成図Configuration diagram showing a conventional example of a watt-hour meter 電力量計の別の従来例を示す構成図Configuration diagram showing another conventional example of watt-hour meter 図１４における筺体と電流バーを示す斜視図FIG. 14 is a perspective view showing the housing and the current bar in FIG.

Explanation of symbols

１…筺体、２…端子台、３，３Ａ，３Ｂ…電流センサ、４Ａ，４Ｂ…プリント基板支え、５…センサ保持用基板、６…電流バー、７…スペーサ、８…電力演算基板、９…センサ信号処理基板、１０Ａ〜１０Ｄ…固定抵抗、１１Ａ〜１１Ｄ…発振回路、１２Ａ〜１２Ｄ…整流回路、１３Ａ〜１３Ｄ…増幅回路、１４Ａ〜１４Ｄ…負帰還磁場発生回路、１５…マイクロコンピュータ（マイコン）、１６…液晶表示器、１７…発光ダイオード（ＬＥＤ）、１８Ａ，１８Ｂ…差動回路、２０…周辺回路ＩＣチップ、３０，３０Ａ〜３０Ｄ…ＭＩ（磁気インピーダンス）素子、３１…磁性膜、３２…ガラス基板、３３…永久磁石、３４…負帰還コイル、４１…ネジ部、４２…ネジ穴、４３…ネジ。

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Housing, 2 ... Terminal block, 3, 3A, 3B ... Current sensor, 4A, 4B ... Printed circuit board support, 5 ... Sensor holding board, 6 ... Current bar, 7 ... Spacer, 8 ... Power calculation board, 9 ... Sensor signal processing board, 10A to 10D ... fixed resistor, 11A to 11D ... oscillation circuit, 12A to 12D ... rectifier circuit, 13A to 13D ... amplification circuit, 14A-14D ... negative feedback magnetic field generation circuit, 15 ... microcomputer (microcomputer) , 16 ... Liquid crystal display, 17 ... Light emitting diode (LED), 18A, 18B ... Differential circuit, 20 ... Peripheral circuit IC chip, 30, 30A-30D ... MI (magnetic impedance) element, 31 ... Magnetic film, 32 ... Glass substrate 33 ... Permanent magnet 34 ... Negative feedback coil 41 ... Screw part 42 ... Screw hole 43 ... Screw

Claims

A housing, a concave current bar attached to the housing, a current sensor disposed at a certain distance from the current bar, and a detection circuit for obtaining a voltage signal corresponding to a current proportional to an external magnetic field from the current sensor, In a watt hour meter having a voltage sensor for obtaining a voltage signal, and a calculation means for calculating an electric energy from a voltage signal from the voltage sensor and a voltage signal corresponding to a current from the detection circuit,
The current sensor includes a magnetic impedance element, a negative feedback magnetic field applying means for applying a magnetic field proportional to an external magnetic field to the magnetic impedance element, and a bias applying means for applying a bias magnetic field to the magnetic impedance element. A watt hour meter.

A housing, a plurality of concave current bars attached to the housing, a plurality of current sensors respectively disposed at a predetermined distance from a predetermined one of the current bars, and a current equivalent to an external magnetic field from each current sensor. An electric energy having a detection circuit for obtaining a voltage signal, a voltage sensor for obtaining the voltage signal, and a calculation means for calculating the electric energy from the voltage signal from the voltage sensor and the voltage signal corresponding to the current from the detection circuit In total
Each of the current sensors includes a magnetic impedance element, a negative feedback magnetic field applying means for applying a magnetic field proportional to an external magnetic field to the magnetic impedance element, and a bias applying means for applying a bias magnetic field to each of the magnetic impedance elements. An electricity meter characterized by that.

A housing, a concave current bar attached to the housing, a current sensor disposed at a certain distance from the current bar, and a detection circuit for obtaining a voltage signal corresponding to a current proportional to an external magnetic field from the current sensor, In a watt hour meter having a voltage sensor for obtaining a voltage signal, and a calculation means for calculating an electric energy from a voltage signal from the voltage sensor and a voltage signal corresponding to a current from the detection circuit,
The current sensor comprises a magneto-impedance element, a negative feedback magnetic field applying means for applying a magnetic field proportional to an external magnetic field to the magneto-impedance element, and a bias applying means for applying a bias magnetic field to the magneto-impedance element, A watt hour meter arranged with a spacer with respect to the current bar.

The watt-hour meter according to claim 3, wherein a plurality of the current bars, current sensors, and spacers are arranged in association with each other.

The watt-hour meter according to claim 3 or 4, wherein the current sensor is mounted on a printed circuit board supported by a plurality of printed circuit board supports fixed to the housing.

The watt-hour meter according to claim 5, wherein a screw hole or a screw portion is formed on an end surface of the printed board support.

The watt-hour meter according to claim 3, wherein the spacer is made of an insulating material.

The watt-hour meter according to claim 1, wherein a plurality of the magnetic impedance elements are provided, and a plurality of the negative feedback magnetic field applying means are provided correspondingly.

The watt-hour meter according to claim 1, wherein the negative feedback magnetic field applying unit and the bias applying unit are coils wound around the magnetic impedance element.

The wattmeter according to claim 9, wherein the coil is a thin film coil manufactured by patterning by a thin film process.

The watt-hour meter according to claim 9, wherein a permanent magnet disposed in the vicinity of the magnetic impedance element is used instead of the coil of the bias applying unit.

The watt-hour meter according to any one of claims 1 to 11, wherein the detection circuit is formed as an IC semiconductor chip, and the semiconductor chip and the magnetic impedance element are molded into a mold package.