JP5891516B2 - 電流センサ - Google Patents
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Description
Claims (7)
- オフセット及び感度を調整可能な電流センサであって、
磁界を電圧に変換して出力端から出力する磁電変換回路と、
第1入力端、第2入力端及び出力端を持ち、前記第1入力端が前記磁電変換回路の出力端に接続されたオペアンプと、
調整された電圧を出力端から出力するオフセット調整部と、
前記オフセット調整部の出力端の電圧に対応した電圧を出力するボルテージフォロワ回路と、
一端が前記ボルテージフォロワ回路の出力端に接続され、他端が前記オペアンプの前記第2入力端に接続された第3調整抵抗、及び、一端が前記オペアンプの前記第2入力端に接続され、他端が前記オペアンプの前記出力端に接続された第4調整抵抗を有する感度調整部とを備え、
前記磁電変換回路は、
磁界に応じて電気的特性が変化する感磁素子を有するブリッジ回路と、
入力端が前記ブリッジ回路と接続され、前記ブリッジ回路の測定した磁界に応じて電流を発生させる増幅回路と、
一端が前記増幅回路の出力端と接続されたコイルと、
前記コイルの他端と接続され、前記コイルを流れる電流に応じた電圧を生じる電流電圧変換回路とを有し、
前記増幅回路は、前記感磁素子に印加される磁界を打ち消すような磁界を発生するように前記コイルを通流する電流を制御し、
前記電流電圧変換回路の出力電圧が、前記オペアンプの前記第1入力端に入力され、
前記第3調整抵抗及び前記第4調整抵抗は、目標の感度を達成するように調整された抵抗値を持ち、
前記オフセット調整部の出力する電圧によって、前記オペアンプの出力のオフセットが調整される
ことを特徴とする電流センサ。 - 前記オペアンプは、前記第4調整抵抗の抵抗値を前記第3調整抵抗の抵抗値で除した抵抗比と前記電流電圧変換回路の出力電圧から前記ボルテージフォロワ回路の出力電圧を引いた電圧とを乗じて得られる電圧に、前記電流電圧変換回路の出力電圧を加えた結果に相当する電圧を出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の電流センサ。 - 前記第3調整抵抗は、調整時に交換される単一の抵抗素子、又は、調整時に交換若しくは追加される抵抗素子を含んだ複数の並列接続された抵抗素子から構成され、
前記第4調整抵抗は、調整時に交換される単一の抵抗素子、又は、調整時に交換若しくは追加される抵抗素子を含んだ複数の並列接続された抵抗素子から構成される
ことを特徴とする請求項2に記載の電流センサ。 - 前記オフセット調整部は、電圧源とグランドとの間に直列に接続された第1調整抵抗及び第2調整抵抗を有し、前記第1調整抵抗及び前記第2調整抵抗の接続点が前記ボルテージフォロワ回路の入力端に接続され、
前記第1調整抵抗及び前記第2調整抵抗は、目標のオフセットを達成するように調整された抵抗値を持つ
ことを特徴とする請求項2に記載の電流センサ。 - 前記第1調整抵抗は、調整時に交換される単一の抵抗素子、又は、調整時に交換若しくは追加される抵抗素子を含んだ複数の並列接続された抵抗素子から構成され、
前記第2調整抵抗は、調整時に交換される単一の抵抗素子、又は、調整時に交換若しくは追加される抵抗素子を含んだ複数の並列接続された抵抗素子から構成される
ことを特徴とする請求項4に記載の電流センサ。 - 前記感磁素子は、磁気抵抗効果素子である
ことを特徴とする請求項2に記載の電流センサ。 - 磁界を電圧に変換して出力端から出力する磁電変換回路と、
第1入力端、第2入力端及び出力端を持ち、前記第1入力端が前記磁電変換回路の出力端に接続されたオペアンプと、
電圧源とグランドとの間に直列に接続された第1調整抵抗及び第2調整抵抗を有し、前記第1調整抵抗及び前記第2調整抵抗の接続点を出力端とし、調整された電圧を前記出力端から出力するオフセット調整部と、
入力端が前記オフセット調整部の出力端に接続され、前記オフセット調整部の出力端の電圧に対応した電圧を出力するボルテージフォロワ回路と、
一端が前記ボルテージフォロワ回路の出力端に接続され、他端が前記オペアンプの前記第2入力端に接続された第3調整抵抗、及び、一端が前記オペアンプの前記第2入力端に接続され、他端が前記オペアンプの前記出力端に接続された第4調整抵抗を有する感度調整部と、を備え、
前記磁電変換回路は、
磁界に応じて電気的特性が変化する感磁素子を有するブリッジ回路と、
入力端が前記ブリッジ回路と接続され、前記ブリッジ回路の測定した磁界に応じて電流を発生させる増幅回路と、
一端が前記増幅回路の出力端と接続されたコイルと、
前記コイルの他端と接続され、前記コイルを流れる電流に応じた電圧を生じる電流電圧変換回路とを有し、
前記増幅回路は、前記感磁素子に印加される磁界を打ち消すような磁界を発生するように前記コイルを通流する電流を制御し、
前記電流電圧変換回路の出力電圧が、前記オペアンプの前記第1入力端に入力された電流センサの調整方法であって、
測定対象の電流路を通流する被測定電流の電流値が異なる2つの状態について、前記オペアンプの出力端の電圧値を測定する工程と、
前記測定された前記オペアンプの出力端の2つの電圧値に基づいて、目的とする電流センサの感度特性及びオフセット特性に適合するように前記第1調整抵抗、前記第2調整抵抗、前記第3調整抵抗及び前記第4調整抵抗の抵抗値を決定する工程とを備える
ことを特徴とする電流センサの調整方法。
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