JP2552683B2 - 電流センサー - Google Patents
電流センサーInfo
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- JP2552683B2 JP2552683B2 JP62238898A JP23889887A JP2552683B2 JP 2552683 B2 JP2552683 B2 JP 2552683B2 JP 62238898 A JP62238898 A JP 62238898A JP 23889887 A JP23889887 A JP 23889887A JP 2552683 B2 JP2552683 B2 JP 2552683B2
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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、ホール素子を用いた新規な電流センサーに
関する。
関する。
［従来の技術］ ホール素子を用いた電流センサーは被測定電流回路と
は電気的に絶縁された状態で独立に直流電流及び交流電
流を測定できる。このことは既に公知であり、一部実用
的に用いられているものもある。
は電気的に絶縁された状態で独立に直流電流及び交流電
流を測定できる。このことは既に公知であり、一部実用
的に用いられているものもある。
第10図はこのようなホール素子を用いた電流測定の方
法を示すものである。電流の流れる導体11の周囲に発生
する磁界の磁束を強磁性体コア21で集束し、コア21の一
部に形成された空隙22に発生する磁界の磁束密度をホー
ル素子23で測定することにより、導体11中を流れる電流
を測ることができる。
法を示すものである。電流の流れる導体11の周囲に発生
する磁界の磁束を強磁性体コア21で集束し、コア21の一
部に形成された空隙22に発生する磁界の磁束密度をホー
ル素子23で測定することにより、導体11中を流れる電流
を測ることができる。
第11図はホール素子23の動作を説明する図である。４
端子形の感磁部25を設けた素子を例として説明する。感
磁部25に垂直な磁界（磁束密度BO）中にホール素子を挿
入し、制御電流ICを流すと（１）式で示されるホール電
圧VHOが発生する。
端子形の感磁部25を設けた素子を例として説明する。感
磁部25に垂直な磁界（磁束密度BO）中にホール素子を挿
入し、制御電流ICを流すと（１）式で示されるホール電
圧VHOが発生する。
VHO＝KH・IC・BO （１） ここでBOは空隙22における磁束密度、KHは積感度であ
る。一方、BOは導体11を流れる電流IXと比例関係にあ
り、ホール電圧VHOを測定することによって導体中を流
れる電流値を、電流の流れる導体と非接触で、電気回路
上は独立に測定することができる。
る。一方、BOは導体11を流れる電流IXと比例関係にあ
り、ホール電圧VHOを測定することによって導体中を流
れる電流値を、電流の流れる導体と非接触で、電気回路
上は独立に測定することができる。
［発明が解決しようとする問題点］ 従来から行われているホール素子による電流測定は、
空隙における磁束密度が測定電流に比例することから、
被測定電流の小さいところで測定精度が悪くなるという
問題点を有している。特に、ホール素子のオフセット電
圧である不平衡電圧の影響はホール素子の出力が小さい
小電流領域で重大であり、この種の電流計の大問題であ
る。
空隙における磁束密度が測定電流に比例することから、
被測定電流の小さいところで測定精度が悪くなるという
問題点を有している。特に、ホール素子のオフセット電
圧である不平衡電圧の影響はホール素子の出力が小さい
小電流領域で重大であり、この種の電流計の大問題であ
る。
このため、本来であれば第10図のように、電流の流れ
る導体は強磁性体のコアを１回通れば良いところを、第
12図に示すように、何回も巻いて見かけ上被測定電流値
を大きくする工夫がなされている。しかし、この方法で
は導体を強磁性体コアに巻く必要があり、本来電気的に
被測定電流と隔離された状況で、強磁性コアで導体をか
こむのみで電流を測定するという基本的な機能が使えな
くなるということになり実用上大きな支障となってい
る。また、このように複雑な構造にすることで電流セン
サーの応用をせばめ、コストも大きいものとなってい
る。
る導体は強磁性体のコアを１回通れば良いところを、第
12図に示すように、何回も巻いて見かけ上被測定電流値
を大きくする工夫がなされている。しかし、この方法で
は導体を強磁性体コアに巻く必要があり、本来電気的に
被測定電流と隔離された状況で、強磁性コアで導体をか
こむのみで電流を測定するという基本的な機能が使えな
くなるということになり実用上大きな支障となってい
る。また、このように複雑な構造にすることで電流セン
サーの応用をせばめ、コストも大きいものとなってい
る。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、被測定電流の流れる導体を周回する強磁性
体からなる閉磁路に設けた空隙にホール素子を挿入し
て、該素子に加わる磁束密度によって前記被測定電流を
測定する電流センサーにおいて、該素子の少なくとも一
方の側に、磁束と垂直の断面積が前記空隙の断面積より
小さく、かつ反磁界係数を利用して磁気増幅を行うため
の高透磁率磁性体片が該素子と近接して一体化された構
造を有することを特徴とする。
体からなる閉磁路に設けた空隙にホール素子を挿入し
て、該素子に加わる磁束密度によって前記被測定電流を
測定する電流センサーにおいて、該素子の少なくとも一
方の側に、磁束と垂直の断面積が前記空隙の断面積より
小さく、かつ反磁界係数を利用して磁気増幅を行うため
の高透磁率磁性体片が該素子と近接して一体化された構
造を有することを特徴とする。
すなわち、本発明の電流センサーは、閉磁路を形成す
る強磁性体コアの一部に形成された空隙にホール素子が
挿入され、さらにホール素子の両面または片面に近接一
体化して、高透磁率強磁性体片が配設され、強磁性体コ
アの空隙に生成された磁界の一様な磁束密度を、高透磁
率強磁性体片によって集束、増幅してホール素子に印加
する構成を有する。
る強磁性体コアの一部に形成された空隙にホール素子が
挿入され、さらにホール素子の両面または片面に近接一
体化して、高透磁率強磁性体片が配設され、強磁性体コ
アの空隙に生成された磁界の一様な磁束密度を、高透磁
率強磁性体片によって集束、増幅してホール素子に印加
する構成を有する。
［作 用］ このような構成を有する本発明の電流センサーは、ホ
ール素子に印加される磁束密度を例えば、２〜５倍に磁
気増幅することにより、ホール素子の出力電圧を増倍す
る。より詳しく述べれば本発明は次の原理による。即
ち、被測定電流IXによって、強磁性体コアの空隙に発生
する磁界の一様な磁束密度をBO、ホール素子に接して高
透磁率強磁性体片を配設した時、ホール素子に加わる磁
束密度をＢとすると、電磁気的な計算より次式が成り立
つ。
ール素子に印加される磁束密度を例えば、２〜５倍に磁
気増幅することにより、ホール素子の出力電圧を増倍す
る。より詳しく述べれば本発明は次の原理による。即
ち、被測定電流IXによって、強磁性体コアの空隙に発生
する磁界の一様な磁束密度をBO、ホール素子に接して高
透磁率強磁性体片を配設した時、ホール素子に加わる磁
束密度をＢとすると、電磁気的な計算より次式が成り立
つ。
但し、Ｎは反磁界係数（０＜Ｎ≦１）であり、ホール
素子に接している高透磁率強磁性体片の幾何学的形状の
みで決まる。反磁界係数Ｎは、周知のように、円柱（ま
たは角柱）を軸方向に磁化した場合、寸法比ｋ＝長さ／
直径（またはｋ＝長さ／辺長）が大きい程小さい。
素子に接している高透磁率強磁性体片の幾何学的形状の
みで決まる。反磁界係数Ｎは、周知のように、円柱（ま
たは角柱）を軸方向に磁化した場合、寸法比ｋ＝長さ／
直径（またはｋ＝長さ／辺長）が大きい程小さい。
従って、従来の電流センサーでは不可能であったホー
ル素子に印加される磁束の増幅作用が得られる。この結
果、本発明の電流センサーにおいては、空隙に挿入され
たホール素子のホール電圧VHが1/N倍に増幅される。
ル素子に印加される磁束の増幅作用が得られる。この結
果、本発明の電流センサーにおいては、空隙に挿入され
たホール素子のホール電圧VHが1/N倍に増幅される。
即ち、 なる関係が得られる。
以上説明したように、ホール素子の出力、すなわち検
出感度は、高透磁率強磁性体片を配設しない場合の1/N
倍となり、Ｎの値を適当に選ぶことにより自由にホール
素子の出力を増すことができ、電流センサーの感度を大
きくできる。すなわち、本発明によれば、ホール素子に
接している高透磁率強磁性体片の幾何学的形状（高さと
口径の比）を変えてその反磁界係数を変えることによ
り、ホール素子に加わる磁界の磁束密度を自由に変える
ことが可能である。
出感度は、高透磁率強磁性体片を配設しない場合の1/N
倍となり、Ｎの値を適当に選ぶことにより自由にホール
素子の出力を増すことができ、電流センサーの感度を大
きくできる。すなわち、本発明によれば、ホール素子に
接している高透磁率強磁性体片の幾何学的形状（高さと
口径の比）を変えてその反磁界係数を変えることによ
り、ホール素子に加わる磁界の磁束密度を自由に変える
ことが可能である。
従って、ホール素子の出力を任意の倍率に増幅できる
という、従来の電流センサーでは決して得られなかった
効果が得られる。その結果、第12図に示した従来例にお
けるように導体11を強磁性体コア21に複数回捲回するこ
となく、導体がコアの断面を１回通るだけで従来と同等
またはそれ以上の精度の電流測定が可能である。
という、従来の電流センサーでは決して得られなかった
効果が得られる。その結果、第12図に示した従来例にお
けるように導体11を強磁性体コア21に複数回捲回するこ
となく、導体がコアの断面を１回通るだけで従来と同等
またはそれ以上の精度の電流測定が可能である。
即ち、本発明では、従来ホール素子を用いる電流セン
サーの欠点であった小電流測定において被測定電流の流
れる導線を何回も強磁性体コアに巻く必要がなくなる。
サーの欠点であった小電流測定において被測定電流の流
れる導線を何回も強磁性体コアに巻く必要がなくなる。
［実施例］ 本発明の電流センサーに用いられる閉磁路を構成する
強磁性体コアは、残留磁束密度の小さい軟磁性材料がよ
く、フェライト，パーマロイ等は好ましい。その形状は
閉磁路を形成すれば、特に制限はないが、好ましい形状
としては、円形，長円形，矩形，あるいはそれらの組合
せになる。強磁性体コアの断面形状も特に限定はしない
が円形，長円形，矩形やその組合せ等、製作しやすい形
状が好ましい。
強磁性体コアは、残留磁束密度の小さい軟磁性材料がよ
く、フェライト，パーマロイ等は好ましい。その形状は
閉磁路を形成すれば、特に制限はないが、好ましい形状
としては、円形，長円形，矩形，あるいはそれらの組合
せになる。強磁性体コアの断面形状も特に限定はしない
が円形，長円形，矩形やその組合せ等、製作しやすい形
状が好ましい。
本発明でホール素子に近接して配設される高透磁率強
磁性体片は残留磁束密度の小さい軟磁性材料がよく、薄
片状，平板状，円板状，立方体状等、磁束密度の増幅構
造を得るのに都合のよいものであれば特に限定はない。
高透磁率強磁性体片の配設構造としては第２図に示すよ
うにホール素子に密着する基板を上記軟磁性材料で形成
し、ホール素子と樹脂等の非磁性材料により一体化して
もよく、あるいは第８図に示すように、それぞれ別々に
形成して空隙に配設してもよい。さらに第６図に示すよ
うに、一方は高透磁率強磁性体片、他方は非磁性体片と
したり、第７図に示すように、一方のみに高透磁率強磁
性体片を配設してもよい。
磁性体片は残留磁束密度の小さい軟磁性材料がよく、薄
片状，平板状，円板状，立方体状等、磁束密度の増幅構
造を得るのに都合のよいものであれば特に限定はない。
高透磁率強磁性体片の配設構造としては第２図に示すよ
うにホール素子に密着する基板を上記軟磁性材料で形成
し、ホール素子と樹脂等の非磁性材料により一体化して
もよく、あるいは第８図に示すように、それぞれ別々に
形成して空隙に配設してもよい。さらに第６図に示すよ
うに、一方は高透磁率強磁性体片、他方は非磁性体片と
したり、第７図に示すように、一方のみに高透磁率強磁
性体片を配設してもよい。
InSb,InAs,あるいはInおよびAsを含む化合物半導体の
薄膜で形成されるホール素子の場合は、しばしば上記磁
気増幅のための高透磁率強磁性体片は、該薄膜の上，下
面にAl,Si等の酸化物または窒化物薄膜のシールド層を
介して、より好ましくは密着した状態で配接される。こ
の場合高透磁率強磁性体片としてはホール素子の基板を
兼ねてもよい。例えば２個の強磁性体片がホール素子の
上下面に配設される場合、一方の強磁性体片はホール素
子の基板を兼ね、他方の強磁性体片はホール素子の感磁
面に密着して配接される。
薄膜で形成されるホール素子の場合は、しばしば上記磁
気増幅のための高透磁率強磁性体片は、該薄膜の上，下
面にAl,Si等の酸化物または窒化物薄膜のシールド層を
介して、より好ましくは密着した状態で配接される。こ
の場合高透磁率強磁性体片としてはホール素子の基板を
兼ねてもよい。例えば２個の強磁性体片がホール素子の
上下面に配設される場合、一方の強磁性体片はホール素
子の基板を兼ね、他方の強磁性体片はホール素子の感磁
面に密着して配接される。
本発明の電流センサーに用いられるホール素子は、通
常使用されているものなら何でもよく、InSbホール素
子,InAsホール素子,InおよびAsを含む化合物半導体薄膜
（３元,4元の化合物半導体）からなるホール素子やGaAs
ホール素子等は良好である。ホール素子の感磁部が薄膜
であって、該薄膜の上部または下部に強磁性体片が密着
して配設できる構造のものが好ましい。
常使用されているものなら何でもよく、InSbホール素
子,InAsホール素子,InおよびAsを含む化合物半導体薄膜
（３元,4元の化合物半導体）からなるホール素子やGaAs
ホール素子等は良好である。ホール素子の感磁部が薄膜
であって、該薄膜の上部または下部に強磁性体片が密着
して配設できる構造のものが好ましい。
本発明の電流センサーでは閉磁路を形成する強磁性体
コアと空隙に挿入される強磁性体片は同一材質でもよ
く、それぞれ異なる材質でもよい。また強磁性体コアは
電流センサーの製作や取付を容易にするため、複数個に
分割されたのち、空隙を生じないように密着されて閉磁
路を形成する構造であってもよい。
コアと空隙に挿入される強磁性体片は同一材質でもよ
く、それぞれ異なる材質でもよい。また強磁性体コアは
電流センサーの製作や取付を容易にするため、複数個に
分割されたのち、空隙を生じないように密着されて閉磁
路を形成する構造であってもよい。
以下に図面を参照して本発明の試作例を説明するが本
発明はこの例のみに限定されるものではない。
発明はこの例のみに限定されるものではない。
試作例１ 第１図は本発明の第１の試作例を示し、第２図は第１
図のＡ部の拡大図である。空隙22を有する環状の強磁性
体コア21を、被測定電流が流れる導体11が貫通してい
る。強磁性体コア21は比透磁率μｒ＝4000,外径48mm,内
径32mm,厚さ8mmのフェライトリングより成り、空隙長1.
45mmの空隙22に樹脂28で封止された薄膜型InAsホール素
子23が挿入されている。
図のＡ部の拡大図である。空隙22を有する環状の強磁性
体コア21を、被測定電流が流れる導体11が貫通してい
る。強磁性体コア21は比透磁率μｒ＝4000,外径48mm,内
径32mm,厚さ8mmのフェライトリングより成り、空隙長1.
45mmの空隙22に樹脂28で封止された薄膜型InAsホール素
子23が挿入されている。
ホール素子23は、InAs薄膜からなる感磁部25およびAl
2O3薄膜からなるシールド層30を挟んで一辺が0.3mmの立
方形の高透磁率フェライト24Aと一辺が0.8mmの正方形，
厚さ0.3mmの高透磁率フェライト24Bとを配設したサンド
イッチ構造とし、樹脂28により一体封止されている。図
２から明らかなように、高透磁率強磁性体片24Aの磁束
と垂直な断面積の大きさは強磁性体コア21の断面積より
小さい。従って、空隙22内の磁束は高透磁率強磁性体片
24Aによって集束され、さらにその反磁界係数に応じて
磁気増幅される。ホール素子23は接着剤等26によって、
コア21に固定されている。ホール素子の電源と信号の入
出力はリード線29による。
2O3薄膜からなるシールド層30を挟んで一辺が0.3mmの立
方形の高透磁率フェライト24Aと一辺が0.8mmの正方形，
厚さ0.3mmの高透磁率フェライト24Bとを配設したサンド
イッチ構造とし、樹脂28により一体封止されている。図
２から明らかなように、高透磁率強磁性体片24Aの磁束
と垂直な断面積の大きさは強磁性体コア21の断面積より
小さい。従って、空隙22内の磁束は高透磁率強磁性体片
24Aによって集束され、さらにその反磁界係数に応じて
磁気増幅される。ホール素子23は接着剤等26によって、
コア21に固定されている。ホール素子の電源と信号の入
出力はリード線29による。
このセンサーを用い、導体11を流れる直流電流IXとホ
ール電圧VHの関係を測定した。結果を第３図の直線
（ａ）に示す。ホール電圧VHは20AのIXに対して50mVで
あった。比較のために、高透磁率強磁性体片のない従来
構造のセンサーのホール電圧と電流との関係を直線
（ｃ）に示す。この場合は20AのIXに対するホール電圧
は12mVであり、本試作例による測定感度の増倍率は4.2
倍である。
ール電圧VHの関係を測定した。結果を第３図の直線
（ａ）に示す。ホール電圧VHは20AのIXに対して50mVで
あった。比較のために、高透磁率強磁性体片のない従来
構造のセンサーのホール電圧と電流との関係を直線
（ｃ）に示す。この場合は20AのIXに対するホール電圧
は12mVであり、本試作例による測定感度の増倍率は4.2
倍である。
試作例２ 空隙22内の磁束密度分布の計算結果に基づく磁束の流
れを第13図に示す。同じ電流条件で第２図に示した試作
例と類似の電流センサーを用いた場合および第５図の試
作例と類似の電流センサーを用いた場合の、空隙22にお
ける磁束密度分布を計算した。第14図および第15図にそ
れぞれの計算結果に基づく磁束の流れを示す。高透磁率
強磁性体片24A、24Bによって、あるいは高透磁率磁性体
片26によって、磁束が集束され、磁気増幅が行われてい
ることがわかる。第16図に、比較のために、強磁性体コ
アと同じ断面積の強磁性体薄片７を空隙内に挿入したと
きの空隙内の磁束の流れを示す。磁束密度は空隙の周縁
部において僅かに増加するのみであって、ホール素子が
設置されるべき空隙中心部においては磁束密度の実質的
な増加は見られない。
れを第13図に示す。同じ電流条件で第２図に示した試作
例と類似の電流センサーを用いた場合および第５図の試
作例と類似の電流センサーを用いた場合の、空隙22にお
ける磁束密度分布を計算した。第14図および第15図にそ
れぞれの計算結果に基づく磁束の流れを示す。高透磁率
強磁性体片24A、24Bによって、あるいは高透磁率磁性体
片26によって、磁束が集束され、磁気増幅が行われてい
ることがわかる。第16図に、比較のために、強磁性体コ
アと同じ断面積の強磁性体薄片７を空隙内に挿入したと
きの空隙内の磁束の流れを示す。磁束密度は空隙の周縁
部において僅かに増加するのみであって、ホール素子が
設置されるべき空隙中心部においては磁束密度の実質的
な増加は見られない。
第４図に本発明の第２の試作例を示す。強磁性体コア
の磁気特性と寸法および被測定電流が流れる導体とコア
との関係は前述した第１の試作例と全く同じなので、図
示および説明を省略し、ホール素子23の周辺の拡大図の
みを示してある。本試作例のホール素子は、InAs薄膜か
らなる感磁部25およびAl2O3薄膜からなるシールド層30
の両側に、一辺が0.3mmの正方形，厚さ0.7mmの高透磁率
フェライト24Aと、一辺が0.8mmの正方形で厚さが0.3mm
の高透磁率フェライト24Bとを配設したサンドイッチ構
造にしたものである。
の磁気特性と寸法および被測定電流が流れる導体とコア
との関係は前述した第１の試作例と全く同じなので、図
示および説明を省略し、ホール素子23の周辺の拡大図の
みを示してある。本試作例のホール素子は、InAs薄膜か
らなる感磁部25およびAl2O3薄膜からなるシールド層30
の両側に、一辺が0.3mmの正方形，厚さ0.7mmの高透磁率
フェライト24Aと、一辺が0.8mmの正方形で厚さが0.3mm
の高透磁率フェライト24Bとを配設したサンドイッチ構
造にしたものである。
このセンサーによって直流電流を測定した結果は、第
３図の直線（ｂ）に示すように、ホール電圧VHは20AのI
Xに対して100mVであった。これは直線（ｃ）で示した高
透磁率強磁性体片のない従来型に比較して測定感度の倍
率は8.3倍であり、極めて高い出力が得られる。
３図の直線（ｂ）に示すように、ホール電圧VHは20AのI
Xに対して100mVであった。これは直線（ｃ）で示した高
透磁率強磁性体片のない従来型に比較して測定感度の倍
率は8.3倍であり、極めて高い出力が得られる。
本試作例において、第１の試作例より高い測定感度の
倍率が得られるのは、高透磁率フェライト24Aの高さが
0.7mmと第１の試作例より高く、従って、反磁界係数が
小さいためである。
倍率が得られるのは、高透磁率フェライト24Aの高さが
0.7mmと第１の試作例より高く、従って、反磁界係数が
小さいためである。
試作例３ 第５図に本発明の第３の試作例を示す。
強磁性体コアの磁気特性と寸法および被測定電流が流
れる導体とコアの関係は前述した試作例１と全く同じな
ので図示および説明を省略し、空隙部分の拡大図のみを
示してある。本試作例のホール素子23はInSb薄膜からな
り、ホール素子23の一方に接して高透磁率強磁性体片24
が配設されている。なお、ホール素子23および高透磁率
強磁性体片24は接着剤等26によって固定されている。
れる導体とコアの関係は前述した試作例１と全く同じな
ので図示および説明を省略し、空隙部分の拡大図のみを
示してある。本試作例のホール素子23はInSb薄膜からな
り、ホール素子23の一方に接して高透磁率強磁性体片24
が配設されている。なお、ホール素子23および高透磁率
強磁性体片24は接着剤等26によって固定されている。
本試作例の高透磁率強磁性体片24は一辺が0.3mmの立
方形、ホール素子は厚さ1.0mmである。
方形、ホール素子は厚さ1.0mmである。
このセンサーを用い導体11を流れる直流電流IXとホー
ル電圧VHの関係を測定した。結果は20Aの直流電流IXに
対してホール電圧VHは75mVであった。比較のために高透
磁率強磁性体片24のない従来構造のセンサーの結果を述
べると、20AのIXに対するホール電圧は25mVであり、本
試作例による測定感度の増倍率は３倍である。
ル電圧VHの関係を測定した。結果は20Aの直流電流IXに
対してホール電圧VHは75mVであった。比較のために高透
磁率強磁性体片24のない従来構造のセンサーの結果を述
べると、20AのIXに対するホール電圧は25mVであり、本
試作例による測定感度の増倍率は３倍である。
試作例４ 強磁性体コアの磁気特性と寸法および被測定電流が流
れる導体とコアの関係は前述した試作例１と全く同じな
ので図示および説明を省略し、空隙部分の拡大図を第９
図に示す。本試作例のホール素子23はGaAsからなり、ホ
ール素子の片面に近接して高透磁率強磁性体片24が配設
されている。なお、ホール素子23および高透磁率強磁性
体片24は接着剤等26によって固定されている。
れる導体とコアの関係は前述した試作例１と全く同じな
ので図示および説明を省略し、空隙部分の拡大図を第９
図に示す。本試作例のホール素子23はGaAsからなり、ホ
ール素子の片面に近接して高透磁率強磁性体片24が配設
されている。なお、ホール素子23および高透磁率強磁性
体片24は接着剤等26によって固定されている。
本試作例の高透磁率強磁性体片24は一辺が2mmの立方
形、厚さ0.8mm、またホール素子は厚さ0.6mmである。
形、厚さ0.8mm、またホール素子は厚さ0.6mmである。
このセンサーを用い導体11を流れる直流電流IXとホー
ル電圧VHの関係を測定した。結果は20Aの直流電流IXに
対してホール電圧VHは18mVであった。比較のために高透
磁率強磁性体片24のない従来構造のセンサーの結果を述
べると、20AのIXに対するホール電圧は10mVであり、本
試作例による測定感度の増倍率は1.8倍である。
ル電圧VHの関係を測定した。結果は20Aの直流電流IXに
対してホール電圧VHは18mVであった。比較のために高透
磁率強磁性体片24のない従来構造のセンサーの結果を述
べると、20AのIXに対するホール電圧は10mVであり、本
試作例による測定感度の増倍率は1.8倍である。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の電流センサーは、高透
磁率強磁性体片の使用によって磁気増幅作用を持ち、検
出感度の高い電流測定が非接触で可能であり、高い信頼
性を有し、その工業的価値は大である。
磁率強磁性体片の使用によって磁気増幅作用を持ち、検
出感度の高い電流測定が非接触で可能であり、高い信頼
性を有し、その工業的価値は大である。
さらに、高透磁率強磁性体片による磁束密度増幅構造
により大きいホール素子が得られるため、強磁性体コア
の空隙長はホール素子の厚さに対して、十分余裕のある
大きさでよく、従来のように感度を上げようとして、ぎ
りぎりの寸法の空隙にホール素子を押し込む必要は無い
ため、応力等によるホール素子の不平衡電圧（オフセッ
ト電圧）の増大や素子破壊等がなくなり、かつ、製作が
容易で信頼性と測定精度が大幅に向上した。
により大きいホール素子が得られるため、強磁性体コア
の空隙長はホール素子の厚さに対して、十分余裕のある
大きさでよく、従来のように感度を上げようとして、ぎ
りぎりの寸法の空隙にホール素子を押し込む必要は無い
ため、応力等によるホール素子の不平衡電圧（オフセッ
ト電圧）の増大や素子破壊等がなくなり、かつ、製作が
容易で信頼性と測定精度が大幅に向上した。
また、反磁界係数Ｎに応じて電流センサーの感度を自
由に変えられるため、ホール素子は一定の感度のままで
異なる電流範囲の電流センサーが製作できるという利点
がある。
由に変えられるため、ホール素子は一定の感度のままで
異なる電流範囲の電流センサーが製作できるという利点
がある。
第１図は本発明の実施例を示す図、 第２図は第１図の部分拡大図、 第３図は本発明試作例による被測定電流とホール電圧の
関係を示す特性図、 第４図，第５図および第９図はそれぞれ本発明の他の実
施例の部分拡大図、 第６図，第７図および第８図は高透磁率強磁性体片およ
び非磁性体片の配設を説明する図、 第10図および第12図はそれぞれ従来の電流センサーの斜
視図、 第11図はホール素子の動作を説明する図である。 第13図は空隙内の磁束密度分布の計算結果を示す図、 第14図および第15図は、それぞれ本発明による電流セン
サーを使用したときの磁束密度分布の計算結果を示す
図、 第16図は空隙内にコアと同面積の強磁性体薄片を挿入し
たときの磁束分布の計算結果を示す図である。 11……導体、 21……強磁性体コア、 22……空隙、 23……ホール素子、 24,24A,24B……高透磁率強磁性体片、 25……ホール素子感磁部、 26……接着剤、 27……非磁性材、 28……封止樹脂、 29……リード線、 30……シールド層。
関係を示す特性図、 第４図，第５図および第９図はそれぞれ本発明の他の実
施例の部分拡大図、 第６図，第７図および第８図は高透磁率強磁性体片およ
び非磁性体片の配設を説明する図、 第10図および第12図はそれぞれ従来の電流センサーの斜
視図、 第11図はホール素子の動作を説明する図である。 第13図は空隙内の磁束密度分布の計算結果を示す図、 第14図および第15図は、それぞれ本発明による電流セン
サーを使用したときの磁束密度分布の計算結果を示す
図、 第16図は空隙内にコアと同面積の強磁性体薄片を挿入し
たときの磁束分布の計算結果を示す図である。 11……導体、 21……強磁性体コア、 22……空隙、 23……ホール素子、 24,24A,24B……高透磁率強磁性体片、 25……ホール素子感磁部、 26……接着剤、 27……非磁性材、 28……封止樹脂、 29……リード線、 30……シールド層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江口 満 東京都千代田区有楽町１丁目１番２号 旭化成電子株式会社内 (56)参考文献 実開 昭61−36569（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】被測定電流の流れる導体を周回する強磁性
体からなる閉磁路に設けた空隙にホール素子を挿入し
て、該素子に加わる磁束密度によって前記被測定電流を
測定する電流センサーにおいて、該素子の少なくとも一
方の側に、磁束と垂直の断面積が前記空隙の断面積より
小さく、かつ反磁界係数を利用して磁気増幅を行うため
の高透磁率磁性体片が該素子と近接して一体化された構
造を有することを特徴とする電流センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62238898A JP2552683B2 (ja) | 1987-09-25 | 1987-09-25 | 電流センサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62238898A JP2552683B2 (ja) | 1987-09-25 | 1987-09-25 | 電流センサー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6483154A JPS6483154A (en) | 1989-03-28 |
| JP2552683B2 true JP2552683B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=17036912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62238898A Expired - Lifetime JP2552683B2 (ja) | 1987-09-25 | 1987-09-25 | 電流センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2552683B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102253262A (zh) * | 2010-04-23 | 2011-11-23 | 株式会社田村制作所 | 电流检测器 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4663062B2 (ja) * | 2000-05-30 | 2011-03-30 | 日置電機株式会社 | クランプ式電流センサ |
| JP5143765B2 (ja) | 2009-02-16 | 2013-02-13 | 株式会社東海理化電機製作所 | 電流センサ |
| JP5233874B2 (ja) * | 2009-06-29 | 2013-07-10 | 株式会社デンソー | 昇降圧コンバータ |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6136569U (ja) * | 1984-08-06 | 1986-03-06 | 株式会社トーキン | 電流検出器 |
-
1987
- 1987-09-25 JP JP62238898A patent/JP2552683B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102253262A (zh) * | 2010-04-23 | 2011-11-23 | 株式会社田村制作所 | 电流检测器 |
| CN102253262B (zh) * | 2010-04-23 | 2014-06-18 | 株式会社田村制作所 | 电流检测器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6483154A (en) | 1989-03-28 |
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