JP2501860B2 - 磁気センサ―及び電流センサ―並びにこれを用いた装置 - Google Patents
磁気センサ―及び電流センサ―並びにこれを用いた装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、磁界の強さや方位を測定する等の用途に用
いられている磁気センサー、漏電警報器や電流値を測定
する等の用途にに用いられる電流センサー並びにこれら
のセンサーを用いた各種装置に関するものである。
いられている磁気センサー、漏電警報器や電流値を測定
する等の用途にに用いられる電流センサー並びにこれら
のセンサーを用いた各種装置に関するものである。
［従来の技術］ 従来、磁界や電流を検出する磁性体を用いたセンサー
材としては、高透磁率特性を示す、パーマロイ合金や、
Co基アモルファス合金が用いられていた。又、低周波の
磁界や電流を検出する場合、珪素鋼等を使用する場合も
あった。
材としては、高透磁率特性を示す、パーマロイ合金や、
Co基アモルファス合金が用いられていた。又、低周波の
磁界や電流を検出する場合、珪素鋼等を使用する場合も
あった。
これらの材料を用いたセンサーは通常環状磁心やほぼ直
線状のワイヤー、リボン状の合金を用いた磁心に励磁及
び又は検出用の導線を巻いた構造を有しており、外部磁
界又は導線に流れる電流により生ずる磁界により前記磁
性体の磁化状態が変化することを利用し、検出巻線に生
ずる電気信号を処理し、磁界及び／又は電流を検出す
る。
線状のワイヤー、リボン状の合金を用いた磁心に励磁及
び又は検出用の導線を巻いた構造を有しており、外部磁
界又は導線に流れる電流により生ずる磁界により前記磁
性体の磁化状態が変化することを利用し、検出巻線に生
ずる電気信号を処理し、磁界及び／又は電流を検出す
る。
このような電流センサー、磁気センサーの例は例え
ば、「アモルファス合金その物性と応用」（アグネ社）
P.172〜P.180、特開昭60−173475号公報、特開昭60−17
3476号公報、特開昭59−116068号公報、特開昭62−1247
03号公報等に記載されている。
ば、「アモルファス合金その物性と応用」（アグネ社）
P.172〜P.180、特開昭60−173475号公報、特開昭60−17
3476号公報、特開昭59−116068号公報、特開昭62−1247
03号公報等に記載されている。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記材料を用いた磁気センサー、電流
センサーは種々の問題点がある。
センサーは種々の問題点がある。
珪素鋼を用いた磁気センサー、電流センサーは、磁心
材の透磁率が低いため感度が十分でない問題や、周波数
が高くなると感度が落ちる問題がある。
材の透磁率が低いため感度が十分でない問題や、周波数
が高くなると感度が落ちる問題がある。
パーマロイを用いた磁気センサー、電流センサーは珪
素鋼等に比べ感度は良好であるが衝撃や振動変形により
特性が劣化する問題がある。
素鋼等に比べ感度は良好であるが衝撃や振動変形により
特性が劣化する問題がある。
Co基アモルファス合金を用いた磁気センサー、電流セ
ンサーは感度が高いが、経時変化が大きい問題があり、
高い温度で長時間使用すると特性劣化があり問題があ
る。
ンサーは感度が高いが、経時変化が大きい問題があり、
高い温度で長時間使用すると特性劣化があり問題があ
る。
Fe基アモルファスを用いた磁気センサー、電流センサ
ーはCo基アモルファス合金を用いたセンサーより感度が
低く、合金の磁歪が大きいため、磁心が変形した場合に
特性劣化する欠点がある。又、経時変化もCo基アモルフ
ァスほど大きくないが問題がある。
ーはCo基アモルファス合金を用いたセンサーより感度が
低く、合金の磁歪が大きいため、磁心が変形した場合に
特性劣化する欠点がある。又、経時変化もCo基アモルフ
ァスほど大きくないが問題がある。
［問題点を解決する手段］ 上記問題点を解決するために、鋭意検討の結果本発明
者等は、 一般式： Fe100−ｘ−ｙ−ｚ−α−β−γCuｘSiｙＢｚＭ′
αＭ″βＸγ（原子％） （但し、Ｍ′はNb,W,Ta,Zr,Hf,Ti及びMoからなる群から
選ばれた少なくとも１種の元素、Ｍ″はV,Cr,Mn,Al,白
金属元素、Sc,Y,Au,Zn,Sn,Reからなる群から選ばれた少
なくとも１種の元素、ＸはC,P,Ge,Ga,Sb,In,Be,Asから
なる群から選ばれた少なくとも１種の元素であり、x,y,
z,α，β，及びγはそれぞれ0.1≦ｘ≦3,0≦ｙ≦30,0≦
ｚ≦25,5≦ｙ＋ｚ≦30,0.1≦α≦30,0≦β≦10及び０≦
γ≦10を満たす。） により表わされる組成を有し、組織の少なくとも50％が
微細な結晶粒からなり、各結晶粒の最大寸法で測定した
粒径の平均が1000Å以下であるFe基合金用いた磁気セン
サー、電流センサーが感度が高く、経時変化が小さく信
頼性の高いこと、又、上記センサーを用いた装置が信頼
性が高いことを見い出し本発明に想到した。
者等は、 一般式： Fe100−ｘ−ｙ−ｚ−α−β−γCuｘSiｙＢｚＭ′
αＭ″βＸγ（原子％） （但し、Ｍ′はNb,W,Ta,Zr,Hf,Ti及びMoからなる群から
選ばれた少なくとも１種の元素、Ｍ″はV,Cr,Mn,Al,白
金属元素、Sc,Y,Au,Zn,Sn,Reからなる群から選ばれた少
なくとも１種の元素、ＸはC,P,Ge,Ga,Sb,In,Be,Asから
なる群から選ばれた少なくとも１種の元素であり、x,y,
z,α，β，及びγはそれぞれ0.1≦ｘ≦3,0≦ｙ≦30,0≦
ｚ≦25,5≦ｙ＋ｚ≦30,0.1≦α≦30,0≦β≦10及び０≦
γ≦10を満たす。） により表わされる組成を有し、組織の少なくとも50％が
微細な結晶粒からなり、各結晶粒の最大寸法で測定した
粒径の平均が1000Å以下であるFe基合金用いた磁気セン
サー、電流センサーが感度が高く、経時変化が小さく信
頼性の高いこと、又、上記センサーを用いた装置が信頼
性が高いことを見い出し本発明に想到した。
本発明に係る合金においてCuは必須の元素であり、そ
の含有量Ｘは0.1〜３原子％の範囲である。
の含有量Ｘは0.1〜３原子％の範囲である。
Ｍ′はCuとの複合添加により析出する結晶粒を微細化
する作用を有するものであり、Nb,W,Ta,Zr,Hf,Ti及びMo
からなる群から選ばれた少なくとも１種の元素である。
Nb等は合金の結晶化温度を上昇させる作用を有するが結
晶化温度を低下させ結晶核を形成し易くする作用を有す
るCuとの相互作用により、結晶粒の成長を抑え、結晶粒
が微細化するものと考えられる。Ｍ′の量αは0.1〜30
原子％である。
する作用を有するものであり、Nb,W,Ta,Zr,Hf,Ti及びMo
からなる群から選ばれた少なくとも１種の元素である。
Nb等は合金の結晶化温度を上昇させる作用を有するが結
晶化温度を低下させ結晶核を形成し易くする作用を有す
るCuとの相互作用により、結晶粒の成長を抑え、結晶粒
が微細化するものと考えられる。Ｍ′の量αは0.1〜30
原子％である。
好ましいαの値は１〜10原子％である。
Si及びＢは合金組成の微細化に有用な元素であり、Si
の含有量ｙ、Ｂの含有量ｚは、ｙが30原子％以下、ｚが
25原子％以下、ｙ＋ｚが５〜30原子％が望ましい。Ｍ″
はV,Cr,Mn,Al,白金属元素,Sc,Y,Au,Zn,Sn,Reからなる群
から選ばれた少なくとも１種の元素であり、耐蝕性を改
善したり、磁気特性を調整したり、磁歪を調整したりす
る目的のために添加することができるものであり、その
含有量βは、０≦β≦10である。
の含有量ｙ、Ｂの含有量ｚは、ｙが30原子％以下、ｚが
25原子％以下、ｙ＋ｚが５〜30原子％が望ましい。Ｍ″
はV,Cr,Mn,Al,白金属元素,Sc,Y,Au,Zn,Sn,Reからなる群
から選ばれた少なくとも１種の元素であり、耐蝕性を改
善したり、磁気特性を調整したり、磁歪を調整したりす
る目的のために添加することができるものであり、その
含有量βは、０≦β≦10である。
ＸはC,P,Ge,Ga,Sb,In,Be,Asからなる群から選ばれた
少なくとも１種の元素であり、非晶質化や磁歪調整、キ
ュリー温度調整に有効な元素であり、その含有量γは、
０≦γ≦10である。
少なくとも１種の元素であり、非晶質化や磁歪調整、キ
ュリー温度調整に有効な元素であり、その含有量γは、
０≦γ≦10である。
残部は不純物を除き実質的にFeであるがFeの1/2まで
をCo及び／又はNiで置換しても良い。
をCo及び／又はNiで置換しても良い。
尚、N,O,S,Mg,Ca等の不可避的不純物については含有
していても本発明と同等とみなせることはもちろんであ
る。
していても本発明と同等とみなせることはもちろんであ
る。
上記組成を有する本発明に係るFe基合金は、又組成の
少なくとも50％以上が微細な結晶粒からなる。
少なくとも50％以上が微細な結晶粒からなる。
この結晶粒はbcc構造のFe固溶体を主体とするもの
で、SiやＢ等が固溶していると考えられ1000Å以下と著
しく小さな平均粒径を有しており、合金組織中に均一に
分布している。より好ましくは、平均粒径は500Å以下
であり、特に好ましくは、200Å以下である。
で、SiやＢ等が固溶していると考えられ1000Å以下と著
しく小さな平均粒径を有しており、合金組織中に均一に
分布している。より好ましくは、平均粒径は500Å以下
であり、特に好ましくは、200Å以下である。
合金組織のうち微細結晶粒以外の部分は主に非晶質で
あるが、微細結晶粒の割合が実質的に100％になっても
良い。
あるが、微細結晶粒の割合が実質的に100％になっても
良い。
次に、本発明センサーの製造方法を説明する。
単ロール法、双ロール法、回転液中紡糸法等によりリ
ボン状あるいは線状の前記組成の非晶質合金を作製す
る。
ボン状あるいは線状の前記組成の非晶質合金を作製す
る。
環状磁心をセンサーとして用いる場合は、トロイダル
状に合金薄帯やワイヤーを巻き回したり、打ち抜き積層
する等し、熱処理を行い、前記合金からなる環状磁心を
作製する。この磁心は通常コアケースに入れたり、表面
を樹脂コーティングした後、励磁用の巻線及び／又は検
出用の巻線を施しセンサーを形成する。
状に合金薄帯やワイヤーを巻き回したり、打ち抜き積層
する等し、熱処理を行い、前記合金からなる環状磁心を
作製する。この磁心は通常コアケースに入れたり、表面
を樹脂コーティングした後、励磁用の巻線及び／又は検
出用の巻線を施しセンサーを形成する。
巻線のやり方は、電流センサー、磁気センサーの使用
目的により異なり、１つの巻線だけの場合や１ターン貫
通の場合もある。
目的により異なり、１つの巻線だけの場合や１ターン貫
通の場合もある。
環状磁心の構造は、単純な閉磁路磁心だけでなく、カ
ットコアや閉磁路磁心のセンサーに更に磁路を形成した
構造にしたりすることもできる。又、他の軟磁性材料や
磁石材料、半硬質磁性材料等と組合わせたセンサーを構
成することもできる。
ットコアや閉磁路磁心のセンサーに更に磁路を形成した
構造にしたりすることもできる。又、他の軟磁性材料や
磁石材料、半硬質磁性材料等と組合わせたセンサーを構
成することもできる。
リボン状線状のワイヤーで使用する場合は通常適当な
長さに前記合金を加工し、巻線を行いセンサーを構成す
る。
長さに前記合金を加工し、巻線を行いセンサーを構成す
る。
本発明電流センサーには、電流値を検出する目的に使
用するもの以外に漏電警報器やカレントトランス加工記
の工具・ワークの接触見地センサー等電流を検出するセ
ンサーは全て含まれる。
用するもの以外に漏電警報器やカレントトランス加工記
の工具・ワークの接触見地センサー等電流を検出するセ
ンサーは全て含まれる。
又、本発明磁気センサーには、地磁気を検出する方位
センサー、磁石等と組合わせた回転数を検出するセンサ
ーや位置、距離検出用センサー、心電図等を測定するの
に用いられるセンサー等磁界を検出するセンサーは全て
含まれる。
センサー、磁石等と組合わせた回転数を検出するセンサ
ーや位置、距離検出用センサー、心電図等を測定するの
に用いられるセンサー等磁界を検出するセンサーは全て
含まれる。
本発明磁気センサー及び電流センサーは、前記合金を
用いており、Co基アモルファスに匹敵する高透磁率材で
あるため、検出感度が良く、又、飽和磁束密度が大きい
ため高磁界あるいは高電流まで精度よく検出できる。
又、磁気特性の経時変化がCo基アモルファスより著しく
小さく、センサーの検出感度の変化が小さいため信頼性
の高いセンサーを得ることができる。
用いており、Co基アモルファスに匹敵する高透磁率材で
あるため、検出感度が良く、又、飽和磁束密度が大きい
ため高磁界あるいは高電流まで精度よく検出できる。
又、磁気特性の経時変化がCo基アモルファスより著しく
小さく、センサーの検出感度の変化が小さいため信頼性
の高いセンサーを得ることができる。
又、パーマロイを用いたセンサー等に比べて変形、振
動等による特性劣化が小さい特徴があり、振動等が大き
い機械装置に取り付けても、感度の低下が小さい。
動等による特性劣化が小さい特徴があり、振動等が大き
い機械装置に取り付けても、感度の低下が小さい。
又、温度特性に関してもキュリー温度がフェライトや
アモルファスに比べ高いため優れており、かなり広い温
度範囲での使用が可能である。
アモルファスに比べ高いため優れており、かなり広い温
度範囲での使用が可能である。
前記センサーを用いた装置の例としては、工具・ワー
クの接触検知装置、自動車や船舶の方位計、漏電遮断
器、モーター等の回転計、ガウスメーター、エンジン回
転計、方向接地継電器、電力計、位置検出装置、高速電
流モニター、陽電子加速器、FEL用加速器のビームモニ
ター、心電図測定装置等種々な装置がある。
クの接触検知装置、自動車や船舶の方位計、漏電遮断
器、モーター等の回転計、ガウスメーター、エンジン回
転計、方向接地継電器、電力計、位置検出装置、高速電
流モニター、陽電子加速器、FEL用加速器のビームモニ
ター、心電図測定装置等種々な装置がある。
［実施例］ 以下、本発明を実施例に従って説明するが本発明はこ
れらに限定されるものではない。
れらに限定されるものではない。
実施例１ 第１図は本発明の電流センサーの構成の一例を示した
もので、１はFe73.5Cu1Si13.5B9Nb3（原子％）の組成の
前記合金リボンからなるトロイダルコア、２は被検出電
流が流れる１次導体、３は２次側の検出用導体、４は絶
縁物である。
もので、１はFe73.5Cu1Si13.5B9Nb3（原子％）の組成の
前記合金リボンからなるトロイダルコア、２は被検出電
流が流れる１次導体、３は２次側の検出用導体、４は絶
縁物である。
１次側導体２に交流やパルス電流が流れるトロイダル
コア１は磁化され、磁束変化により２次側導体３のA,B
端子間に電圧パルスが発生する。
コア１は磁化され、磁束変化により２次側導体３のA,B
端子間に電圧パルスが発生する。
第２図は上記トロイダルコアのヒステリシス曲線の形
状を模式的に示したもので保磁力に相当する磁界付近の
微分透磁率が大きく磁束の変化速度が大きいため第３図
に示すようなパルス電圧が発生する。このパルスを後段
の処理回路により処理し１次導体に流れる電流を検出す
る。
状を模式的に示したもので保磁力に相当する磁界付近の
微分透磁率が大きく磁束の変化速度が大きいため第３図
に示すようなパルス電圧が発生する。このパルスを後段
の処理回路により処理し１次導体に流れる電流を検出す
る。
本発明センサーの場合、用いる磁心材のHcがCo基アモ
ルファス並に小さく、Hcに相当する磁界付近の磁束の変
化速度が大きいため、弱い電流でもパルスが発生し、か
つそのパルス電圧も大きくなるため高感度のセンサーと
なる。
ルファス並に小さく、Hcに相当する磁界付近の磁束の変
化速度が大きいため、弱い電流でもパルスが発生し、か
つそのパルス電圧も大きくなるため高感度のセンサーと
なる。
50Hzの正弦波電流に対して約1/3の電流でパルスが発
生し、しかも２倍のパルス電圧が得られた。
生し、しかも２倍のパルス電圧が得られた。
実施例２ Fe71.5Cu1Nb5Si13.5B9（原子％）の組成の幅10mm、板
厚19μｍの非晶質合金薄帯単ロール法により作製し、外
径18mm、内径12mmに巻きトロイダル磁心とした。次にこ
の磁心を600℃、１時間の熱処理後10Oeの直流磁場を磁
路方向に印加しながら室温まで５℃/minの冷却速度で冷
却し、第４図に示す電流検出用センサーを構成した。
尚、熱処理後のコア材７はミクロ組織観察の結果組織の
大部分が粒径100Å位のbccFe固溶体粒からなっていた。
厚19μｍの非晶質合金薄帯単ロール法により作製し、外
径18mm、内径12mmに巻きトロイダル磁心とした。次にこ
の磁心を600℃、１時間の熱処理後10Oeの直流磁場を磁
路方向に印加しながら室温まで５℃/minの冷却速度で冷
却し、第４図に示す電流検出用センサーを構成した。
尚、熱処理後のコア材７はミクロ組織観察の結果組織の
大部分が粒径100Å位のbccFe固溶体粒からなっていた。
次に、導体５に50Hzの交流電流を流したときの検出巻
線６に発生するパルス電圧の波高値を測定し、単位断面
積、検出巻線１ターン当りのパルス電圧の値Ｖを測定し
た。得られた結果を第５図に示す。
線６に発生するパルス電圧の波高値を測定し、単位断面
積、検出巻線１ターン当りのパルス電圧の値Ｖを測定し
た。得られた結果を第５図に示す。
本発明電流センサーはCo基アモルファスを使用したセ
ンサーに匹敵する電流が得られ非常に高感度の電流セン
サーであることがわかる。
ンサーに匹敵する電流が得られ非常に高感度の電流セン
サーであることがわかる。
実施例３ 第６図に示す構成のFe72.5Cu1.5Si14B7Nb4Ta1（原子
％）の組成のコアからなるセンサーを用いた漏電警報器
を作製し漏洩電流による回路の動作実験を行ったところ
1mAというわずかな漏洩電流でも動作し、優れた特性を
示すことが確認された。
％）の組成のコアからなるセンサーを用いた漏電警報器
を作製し漏洩電流による回路の動作実験を行ったところ
1mAというわずかな漏洩電流でも動作し、優れた特性を
示すことが確認された。
実施例４ 単ロール法により幅5mm、厚さ25μｍFe71.8Cu1.2Nb3W
1Si14B8.5Ge0.5（原子％）の組成を有する非晶質合金薄
帯を作製し、外径300mm,内径279mmに巻きトロイダル磁
心を作製した。次にこの磁心を窒素ガス雰囲気中570
℃、１時間保持後炉から取り出し空冷する熱処理を行っ
た。熱処理後の磁心材はミクロ組織観察の結果100Å程
度の粒径の超微細粒組織を有していることが確認され
た。
1Si14B8.5Ge0.5（原子％）の組成を有する非晶質合金薄
帯を作製し、外径300mm,内径279mmに巻きトロイダル磁
心を作製した。次にこの磁心を窒素ガス雰囲気中570
℃、１時間保持後炉から取り出し空冷する熱処理を行っ
た。熱処理後の磁心材はミクロ組織観察の結果100Å程
度の粒径の超微細粒組織を有していることが確認され
た。
次に、この磁心をエポキシ樹脂で粉体コーティングを
行い更に樹脂性のコアケースに入れ第９図に示すような
コアを２ケ作製した。
行い更に樹脂性のコアケースに入れ第９図に示すような
コアを２ケ作製した。
図中20はコアケース、21はコーティング層、22は磁心
材である。
材である。
次にこの２ケの磁心のうち、励磁用に用いられる１ケ
の磁心は20ターン、検出用のもう１つの磁心には150タ
ーンの巻線を施した。
の磁心は20ターン、検出用のもう１つの磁心には150タ
ーンの巻線を施した。
それぞれのコアを第７図11に示す加工機の位置に重ね
て取り付け、第８図に示すような回路を構成した。16は
励磁用コアであり巻線18により周波数100kHz、デューテ
ィー0.1の矩形波で励磁される。
て取り付け、第８図に示すような回路を構成した。16は
励磁用コアであり巻線18により周波数100kHz、デューテ
ィー0.1の矩形波で励磁される。
上記測定条件下で工具13がワーク14に接触すると第８
図に示すSWが閉じられた状態になり、１ターン貫通の回
路が形成され高周波電流が加工機本体15、スピンドル1
2、工具13、ワーク14と流れる。この電流により検出用
コア17が励磁され、検出巻線19に電圧が生ずる。この電
圧により工具とワークの接触が検知される。
図に示すSWが閉じられた状態になり、１ターン貫通の回
路が形成され高周波電流が加工機本体15、スピンドル1
2、工具13、ワーク14と流れる。この電流により検出用
コア17が励磁され、検出巻線19に電圧が生ずる。この電
圧により工具とワークの接触が検知される。
本発明電流センサーと従来のパーマロイ、Co基アモル
ファスを巻いたセンサーからなる工具・ワークの接触検
知センサー回路の出力電圧の機械稼動時間に対する変化
を第10図に示す。
ファスを巻いたセンサーからなる工具・ワークの接触検
知センサー回路の出力電圧の機械稼動時間に対する変化
を第10図に示す。
本発明電流センサーを用いた工具・ワークの接触検知
センサーはほとんど出力電圧の変化がないのに対して、
従来のCo基アモルファス、パーマロイ使用のものは誘導
磁気異方性が生じたり、振動によるコアの変形により出
力電圧が低下しており、本発明センサーの優位性が確認
された。
センサーはほとんど出力電圧の変化がないのに対して、
従来のCo基アモルファス、パーマロイ使用のものは誘導
磁気異方性が生じたり、振動によるコアの変形により出
力電圧が低下しており、本発明センサーの優位性が確認
された。
実施例５ 第11図は本発明電流センサーの応用例の１つ、方向接
地継電器を構成した例を示している。同図において、23
は本発明電流センサーを構成しているコアであり、１次
導体24−１、24−２、24−３、及び検出用の２次導体26
により電流センサーが構成されている。電流センサーの
２次導体に誘起される電圧は検出回路に加えられる。
地継電器を構成した例を示している。同図において、23
は本発明電流センサーを構成しているコアであり、１次
導体24−１、24−２、24−３、及び検出用の２次導体26
により電流センサーが構成されている。電流センサーの
２次導体に誘起される電圧は検出回路に加えられる。
接地変圧器29は、その２次側に零相電圧を発生する。
この零相電圧出力はコア28、１次導体25、２次導体27か
らなるもう１つの本発明の電流センサーの１次導体25に
抵抗を経て接続され、２次導体27に誘起された電圧は検
出回路に加えられる。
この零相電圧出力はコア28、１次導体25、２次導体27か
らなるもう１つの本発明の電流センサーの１次導体25に
抵抗を経て接続され、２次導体27に誘起された電圧は検
出回路に加えられる。
負荷又は電路30において、地絡を生じ電流Igが電源31
の接地点又は漂遊容量Coを介して流れる。
の接地点又は漂遊容量Coを介して流れる。
この地絡電流Igにより２次導線26に誘起電圧パルスを
発生する。この零相電圧は接地変圧器29により検出さ
れ、１次導体25に電流が流れ２次導体27にパルス電圧を
誘起する。この電圧を検出回路にて増幅し処理する。
発生する。この零相電圧は接地変圧器29により検出さ
れ、１次導体25に電流が流れ２次導体27にパルス電圧を
誘起する。この電圧を検出回路にて増幅し処理する。
これらの信号を処理することにより電源31からみた地
絡点の方向を判定し地絡を検出し、警報を出したり、電
源の遮断を行わせることができる。
絡点の方向を判定し地絡を検出し、警報を出したり、電
源の遮断を行わせることができる。
本発明の電流センサーを用いれば高感度で小型でかつ
経時安定性に優れた信頼性の高い方向接地継電器を得る
ことができる。
経時安定性に優れた信頼性の高い方向接地継電器を得る
ことができる。
実施例６ 第12図はFe73.5Cu1W3Si14B8.5（原子％）の組成の合
金からなるトロイダルコア磁心32と、低透磁率の磁心33
とを組合わせてブリッジ磁路を構成し、電流センサーを
構成した。
金からなるトロイダルコア磁心32と、低透磁率の磁心33
とを組合わせてブリッジ磁路を構成し、電流センサーを
構成した。
電流Icに対する出力電圧Ｅの関係を第13図に示す。起
磁力NcIcと出力電圧Ｅは400AT付近まで直線関係にあり
良好な電流センサーとなる。
磁力NcIcと出力電圧Ｅは400AT付近まで直線関係にあり
良好な電流センサーとなる。
実施例６ 単ロール法により幅2mm、厚さ25μｍFe73Cu1Si13B9Nb
3V1（原子％）の組成を有する非晶質合金リボンを作製
した。次にこの合金リボンを長さ50mmに切断し、560
℃、１時間の熱処理をArガス雰囲気中で行った。熱処理
後の合金は粒度100Å程度の超微細なbcc Fe固溶体粒が
組成のほとんどを占めており結晶主体の合金であった。
3V1（原子％）の組成を有する非晶質合金リボンを作製
した。次にこの合金リボンを長さ50mmに切断し、560
℃、１時間の熱処理をArガス雰囲気中で行った。熱処理
後の合金は粒度100Å程度の超微細なbcc Fe固溶体粒が
組成のほとんどを占めており結晶主体の合金であった。
この合金からなる磁心34を用い第14図に示すような磁
気マルチセンサーを作製した。
気マルチセンサーを作製した。
第15図に外部磁界と出力電圧Eoの関係を示す。本発明
センサーはアモルファスやパーマロイを用いたものに比
べて感度が良く外部磁界に対する出力電圧の比例関係も
良好であった。
センサーはアモルファスやパーマロイを用いたものに比
べて感度が良く外部磁界に対する出力電圧の比例関係も
良好であった。
実施例８ 第16図は平行フラックスゲート型の本発明磁気センサ
ーの構成例、第17図は直交フラックスゲート型の本発明
磁気センサーの構成例である。
ーの構成例、第17図は直交フラックスゲート型の本発明
磁気センサーの構成例である。
35、38は磁心であり、36、39は励磁用導線、37、40は
検出用導線である。外部磁界が印加されると検出用導線
に出力電圧Eoが誘起され磁場を検出することができる。
検出用導線である。外部磁界が印加されると検出用導線
に出力電圧Eoが誘起され磁場を検出することができる。
このような構成のセンサーにおいてもCo基アモルファ
スを用いたセンサーと同等の感度を有していた。又、15
0℃に100時間保持した後もほとんど出力電圧の変化はな
く安定であった。これに対してCo基アモルファスを用い
た平行フラックスゲート型センサーは出力電圧が同じ磁
界に対して約10％低下していた。
スを用いたセンサーと同等の感度を有していた。又、15
0℃に100時間保持した後もほとんど出力電圧の変化はな
く安定であった。これに対してCo基アモルファスを用い
た平行フラックスゲート型センサーは出力電圧が同じ磁
界に対して約10％低下していた。
実施例９ 第18図は本発明コンバータ型磁気マルチセンサーの構
成例、第19図はマルチバイブレータ型磁気マルチセンサ
ーの構成例、第20図は共振型磁気マルチセンサーの構成
例を示したものである。
成例、第19図はマルチバイブレータ型磁気マルチセンサ
ーの構成例、第20図は共振型磁気マルチセンサーの構成
例を示したものである。
どのタイプの回路においても本発明磁気センサーの方
が従来のアモルファスを用いたものより出力の経時変化
が小さく優れていることが確認された。これに対しCo基
アモルファスを用いたセンサーの場合は150℃に100時間
保持した後の外部磁界に対する出力電圧が５〜15％程度
変化していた。
が従来のアモルファスを用いたものより出力の経時変化
が小さく優れていることが確認された。これに対しCo基
アモルファスを用いたセンサーの場合は150℃に100時間
保持した後の外部磁界に対する出力電圧が５〜15％程度
変化していた。
実施例10 第21図は本発明磁気マルチセンサーを応用した方位セ
ンサーの構造の１例を示したものである。
ンサーの構造の１例を示したものである。
本発明方位センサーは前記Fe基合金からなる閉磁路磁
心と励磁用１次コイル、図に示すように互いに直交する
２次コイルから構成される。
心と励磁用１次コイル、図に示すように互いに直交する
２次コイルから構成される。
１次コイルは高周波のパルス電圧で励磁し、地磁気に
よる２つの２次コイルに生ずるパルス電圧の変化により
角度θを求め方位を決定する。
よる２つの２次コイルに生ずるパルス電圧の変化により
角度θを求め方位を決定する。
このような方位センサーは自動車や船舶等に使用され
るが、振動等により特性劣化しないことや、経時変化が
小さいこと、温度特性が良好なことが要求される。
るが、振動等により特性劣化しないことや、経時変化が
小さいこと、温度特性が良好なことが要求される。
従来の方位センサーはフェライト、パーマロイやCo基
アモルファスが使用されているが、フェライトを使用し
た場合は温度特性が悪く、パーマロイを使用したものは
振動により特性劣化する、Co基アモルファスを使用した
ものは80℃を越えるような温度では経時変化が起こる等
の問題があったが、本発明方位センサーは温度特性、経
時変化、耐衝撃性ともに良好であった。
アモルファスが使用されているが、フェライトを使用し
た場合は温度特性が悪く、パーマロイを使用したものは
振動により特性劣化する、Co基アモルファスを使用した
ものは80℃を越えるような温度では経時変化が起こる等
の問題があったが、本発明方位センサーは温度特性、経
時変化、耐衝撃性ともに良好であった。
［発明の効果］ 本発明によれば、従来よりも高感度で高信頼性の磁気
センサー及び電流センサー並びにこれを用いた装置を提
供することができるため、その効果は著しいものがあ
る。
センサー及び電流センサー並びにこれを用いた装置を提
供することができるため、その効果は著しいものがあ
る。
第１図は本発明電流センサーの構成の１例を示した図、
第２図は本発明に用いられるコアのＢ−Ｈ曲線を模式的
に示した図、第３図は１次側の電流波形と出力電圧波形
を示した図、第４図は本発明電流センサーの構造の１例
を示した図、第５図は本発明電流センサーの電流と出力
電圧Ｖの関係を示した図、第６図は本発明電流センサー
を用いた漏電警報器の回路例を示した図、第７図は本発
明による電流センサーを用いた工具・ワークの接触検知
センサーの配置図の１例を示した図、第８図は工具・ワ
ークの接触検知センサーの原理を説明するための回路
図、第９図は工具・ワークの接触検知センサーに用いら
れる磁心の構造の１例を示した図、第10図は工具・ワー
クの接触検知センサーの出力電圧の機械稼動時間依存性
の１例を示した図、第11図は本発明の方向接地継電器の
構造の１例を示した図、第12図は本発明の電流センサー
の構造の１例を示した図、第13図は出力電圧と起磁力の
関係を示した図、第14図は本発明磁気マルチセンサーの
回路構成の１例を示した図、第15図は本発明磁気センサ
ーと従来の磁気センサーの出力電圧と外部磁界の関係を
示した図、第16図〜第20図は本発明磁気センサーの構成
例を示した図、第21図は本発明磁気センサーを利用した
方位センサーの構造例を示した図である。
第２図は本発明に用いられるコアのＢ−Ｈ曲線を模式的
に示した図、第３図は１次側の電流波形と出力電圧波形
を示した図、第４図は本発明電流センサーの構造の１例
を示した図、第５図は本発明電流センサーの電流と出力
電圧Ｖの関係を示した図、第６図は本発明電流センサー
を用いた漏電警報器の回路例を示した図、第７図は本発
明による電流センサーを用いた工具・ワークの接触検知
センサーの配置図の１例を示した図、第８図は工具・ワ
ークの接触検知センサーの原理を説明するための回路
図、第９図は工具・ワークの接触検知センサーに用いら
れる磁心の構造の１例を示した図、第10図は工具・ワー
クの接触検知センサーの出力電圧の機械稼動時間依存性
の１例を示した図、第11図は本発明の方向接地継電器の
構造の１例を示した図、第12図は本発明の電流センサー
の構造の１例を示した図、第13図は出力電圧と起磁力の
関係を示した図、第14図は本発明磁気マルチセンサーの
回路構成の１例を示した図、第15図は本発明磁気センサ
ーと従来の磁気センサーの出力電圧と外部磁界の関係を
示した図、第16図〜第20図は本発明磁気センサーの構成
例を示した図、第21図は本発明磁気センサーを利用した
方位センサーの構造例を示した図である。
Claims (4)
- 【請求項１】一般式： Fe100−ｘ−ｙ−ｚ−α−β−γCuｘSiｙＢｚＭ′
αＭ″βＸγ（原子％） （但し、Ｍ′はNb,W,Ta,Zr,Hf,Ti及びMoからなる群から
選ばれた少なくとも１種の元素、Ｍ″はV,Cr,Mn,Al,白
金属元素,Sc,Y,Au,Zn,Sn,Reからなる群から選ばれた少
なくとも１種の元素、ＸはC,P,Ge,Ga,Sb,In,Be,Asから
なる群から選ばれた少なくとも１種の元素であり、x,y,
z,α，β，及びγはそれぞれ0.1≦ｘ≦3,0＜ｙ≦30,0＜
ｚ≦25,5≦ｙ＋ｚ≦30,0.1≦α≦30,0≦β≦10及び０≦
γ≦10を満たす。）により表わされる組成を有し、組織
の少なくとも50％が微細な結晶粒からなり、各結晶粒の
最大寸法で測定した粒径の平均が1000Å以下であるFe基
合金を用いたことを特徴とする磁気センサー。 - 【請求項２】一般式： Fe100−ｘ−ｙ−ｚ−α−β−γCuｘSiｙＢｚＭ′
αＭ″βＸγ（原子％） （但し、Ｍ′はNb,W,Ta,Zr,Hf,Ti及びMoからなる群から
選ばれた少なくとも１種の元素、Ｍ″はV,Cr,Mn,Al,白
金属元素,Sc,Y,Au,Zn,Sn,Reからなる群から選ばれた少
なくとも１種の元素、ＸはC,P,Ge,Ga,Sb,In,Be,Asから
なる群から選ばれた少なくとも１種の元素であり、x,y,
z,α，β，及びγはそれぞれ0.1≦ｘ≦3,0＜ｙ≦30,0＜
ｚ≦25,5≦ｙ＋ｚ≦30,0.1≦α≦30,0≦β≦10及び０≦
γ≦10を満たす。）により表わされる組成を有し、組織
の少なくとも50％が微細な結晶粒からなり、各結晶粒の
最大寸法で測定した粒径の平均が1000Å以下であるFe基
合金を用いたことを特徴とする電流センサー。 - 【請求項３】請求項１に記載の磁気センサーを用いたこ
とを特徴とする装置。 - 【請求項４】請求項２に記載の電流センサーを用いたこ
とを特徴とする装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63061249A JP2501860B2 (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 磁気センサ―及び電流センサ―並びにこれを用いた装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63061249A JP2501860B2 (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 磁気センサ―及び電流センサ―並びにこれを用いた装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01235213A JPH01235213A (ja) | 1989-09-20 |
| JP2501860B2 true JP2501860B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=13165771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63061249A Expired - Fee Related JP2501860B2 (ja) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | 磁気センサ―及び電流センサ―並びにこれを用いた装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2501860B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8309364B2 (en) | 2003-09-10 | 2012-11-13 | Abbott Point Of Care Inc. | Method of performing an immunoassay in blood |
| WO2018062310A1 (ja) | 2016-09-29 | 2018-04-05 | 日立金属株式会社 | ナノ結晶合金磁心、磁心ユニットおよびナノ結晶合金磁心の製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0483369A1 (en) * | 1990-05-19 | 1992-05-06 | Nkk Corporation | Device for sensing magnetism |
| JPH07151793A (ja) * | 1993-11-26 | 1995-06-16 | Hitachi Metals Ltd | 電流センサ |
| JP2001155946A (ja) * | 1999-11-25 | 2001-06-08 | Hitachi Metals Ltd | カレントトランスおよびその製造方法 |
| FR2824951B1 (fr) * | 2001-05-21 | 2003-07-25 | Schneider Electric Ind Sa | Transformateur de detection pour dispositif de protection differentielle et dispositif de protection comportant un tel transformateur |
| WO2006064920A1 (ja) | 2004-12-17 | 2006-06-22 | Hitachi Metals, Ltd. | カレントトランス用磁心、カレントトランス及び電力量計 |
| EP1724792A1 (fr) * | 2005-05-20 | 2006-11-22 | Imphy Alloys | Procédé de fabrication d'une bande en matériau nanocristallin et dispositif de fabrication d'un tore enroulé à partir de cette bande |
| JP2007299838A (ja) | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Hitachi Metals Ltd | カレントトランス用磁心、カレントトランスならびに電力量計 |
| JP2007027790A (ja) * | 2006-09-29 | 2007-02-01 | Toshiba Corp | 磁心の製造方法および磁性部品の製造方法 |
| JP2016057190A (ja) * | 2014-09-10 | 2016-04-21 | 愛知製鋼株式会社 | 磁界測定装置 |
| JP6816445B2 (ja) * | 2016-10-21 | 2021-01-20 | 愛知製鋼株式会社 | 高精度測定可能な磁気センサ用感磁体の製造方法 |
| KR102260144B1 (ko) * | 2021-01-04 | 2021-06-09 | 주식회사 유림테크 | 가동 코일형 절연저항 및 전압 계기 장치 |
-
1988
- 1988-03-15 JP JP63061249A patent/JP2501860B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8309364B2 (en) | 2003-09-10 | 2012-11-13 | Abbott Point Of Care Inc. | Method of performing an immunoassay in blood |
| US8460922B2 (en) | 2003-09-10 | 2013-06-11 | Abbott Point Of Care Inc. | Immunosensor system for blood with reduced interference |
| WO2018062310A1 (ja) | 2016-09-29 | 2018-04-05 | 日立金属株式会社 | ナノ結晶合金磁心、磁心ユニットおよびナノ結晶合金磁心の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01235213A (ja) | 1989-09-20 |
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