JPH01206267A - 電流検出装置 - Google Patents
電流検出装置Info
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- JPH01206267A JPH01206267A JP63261268A JP26126888A JPH01206267A JP H01206267 A JPH01206267 A JP H01206267A JP 63261268 A JP63261268 A JP 63261268A JP 26126888 A JP26126888 A JP 26126888A JP H01206267 A JPH01206267 A JP H01206267A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
- G01R15/207—Constructional details independent of the type of device used
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Transformers For Measuring Instruments (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、少くとも１つの空隙を有し、主導体に磁気結
合できる少くとも１つの磁気回路と、この磁気回路へ結
合される少くとも１つの測定コイルと、前記空隙内に配
置される磁界検出器手段と、制御回路と、関連する電流
源とを備え、前記電流源の入力端子が前記磁界検出器手
段へ結合され、前記磁界検出器手段の出力端子が前記測
定コイルと、電流測定と電流の表示の少くとも１つを行
う手段との直列接続へ接続される、前記主導体中を流れ
る比較的大きな電流の測定と、その電流の像（ｌａ＋ａ
ｇｅ）の発生との少くとも１つを行うために用いられる
電流検出装置に関するものである。
合できる少くとも１つの磁気回路と、この磁気回路へ結
合される少くとも１つの測定コイルと、前記空隙内に配
置される磁界検出器手段と、制御回路と、関連する電流
源とを備え、前記電流源の入力端子が前記磁界検出器手
段へ結合され、前記磁界検出器手段の出力端子が前記測
定コイルと、電流測定と電流の表示の少くとも１つを行
う手段との直列接続へ接続される、前記主導体中を流れ
る比較的大きな電流の測定と、その電流の像（ｌａ＋ａ
ｇｅ）の発生との少くとも１つを行うために用いられる
電流検出装置に関するものである。
（従来の技術）
上記のような種類の電流検出装置は主電流を／ｉ−１定
するために用いられる。「測定」という用語は、主電流
の瞬時値を追従する電圧または電流を発生するような、
電流の測定値を表す大きさを発生するあらゆる種類のも
のを含むことと理解されたい。
するために用いられる。「測定」という用語は、主電流
の瞬時値を追従する電圧または電流を発生するような、
電流の測定値を表す大きさを発生するあらゆる種類のも
のを含むことと理解されたい。
更に、主電流の像（＋ｍａｇｅ）の発生は、たとえば瞬
時値、最大値、最小値、平均値のような主電流の値また
はそれの特性の時間的な変化を表示、記録または格納の
あらゆる種類のものを含むことを意味する。他の装置、
たとえば調整回路または制御回路を制御または作動させ
るための本発明の装置の用途に応じて測定された大きさ
を使用できることを理解されたい。
時値、最大値、最小値、平均値のような主電流の値また
はそれの特性の時間的な変化を表示、記録または格納の
あらゆる種類のものを含むことを意味する。他の装置、
たとえば調整回路または制御回路を制御または作動させ
るための本発明の装置の用途に応じて測定された大きさ
を使用できることを理解されたい。
この種の検出装置の動作は、主電流により発生された磁
束を測定コイルにより発生された磁束により、前記磁界
検出器手段の制御の下に補償する原理を基にしている。
束を測定コイルにより発生された磁束により、前記磁界
検出器手段の制御の下に補償する原理を基にしている。
補償を行うために求められる測定コイル中の電流は主電
流のための測定値である。
流のための測定値である。
（発明が解決しようとする課題）
本発明の目的は上記のような種類の検出装置の１１）Ｊ
定精度を高くし、更に詳しくいえば測定すべき電流の高
周波成分の再現の忠実度を高くすることである。
定精度を高くし、更に詳しくいえば測定すべき電流の高
周波成分の再現の忠実度を高くすることである。
本発明に従って、本発明の電流検出装置は、前記空隙を
構成する２つの磁気回路部分の間に磁気シャントを構成
するように、前記空隙の附近で前記測定コイル内に配置
される高透磁率の材料製の少くとも１つのヨーク部分を
備えるものである。
構成する２つの磁気回路部分の間に磁気シャントを構成
するように、前記空隙の附近で前記測定コイル内に配置
される高透磁率の材料製の少くとも１つのヨーク部分を
備えるものである。
本発明の好適な実施例によれば、前記ヨーク部分は、空
隙を構成する前記磁気回路部分の少くとも一方から、前
記ヨーク部分と磁気回路の前記部分の間に配置される磁
性材料の層により絶縁され、したがってヨーク部分は空
隙を短絡することなしに空隙の磁気シャントを構成する
。ヨーク部分は、そのヨーク部分が内部に配置されるｎ
１定コイルの長さにほぼ等しい長さにわたって延長する
ことが好ましい。
隙を構成する前記磁気回路部分の少くとも一方から、前
記ヨーク部分と磁気回路の前記部分の間に配置される磁
性材料の層により絶縁され、したがってヨーク部分は空
隙を短絡することなしに空隙の磁気シャントを構成する
。ヨーク部分は、そのヨーク部分が内部に配置されるｎ
１定コイルの長さにほぼ等しい長さにわたって延長する
ことが好ましい。
驚くべきことに、そのようなヨーク部分の存在により、
検出装置の測定精度が大幅に向上し、とくに高周波にお
いて測定精度が向上して、装置の伝送帯を直流から１０
０ＫＩＩｚより高い周波数まで拡げることができる。
検出装置の測定精度が大幅に向上し、とくに高周波にお
いて測定精度が向上して、装置の伝送帯を直流から１０
０ＫＩＩｚより高い周波数まで拡げることができる。
（実施例）
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図と第２図に示されている検出装置は全体として長
方形の磁気回路１を有する。その磁気回路の部分７と８
の間に空隙２が設けられる。第１図に横断面が示されて
いる主導体３が磁気回路の内部空所内を延長して、前記
導体に主電流が流れた時にその内部に磁界を発生する。
方形の磁気回路１を有する。その磁気回路の部分７と８
の間に空隙２が設けられる。第１図に横断面が示されて
いる主導体３が磁気回路の内部空所内を延長して、前記
導体に主電流が流れた時にその内部に磁界を発生する。
空隙２の所において、磁気回路の部分７と８の上に電流
ａｌｌココイルが設けられる。その測定コイルは電流源
に組合わされている制御回路へ接続される。制御回路に
ついては後で第３図を参照して説明する。ホール効果検
出器５のような磁界検出器手段が、第１図に示すように
、空隙２の内部に配置される。
ａｌｌココイルが設けられる。その測定コイルは電流源
に組合わされている制御回路へ接続される。制御回路に
ついては後で第３図を参照して説明する。ホール効果検
出器５のような磁界検出器手段が、第１図に示すように
、空隙２の内部に配置される。
次に第３図を参照する。磁気回路（第３図には示されて
いない）へ結合されている主導体３が磁気回路中に磁界
Ｈ１を発生する。その磁界Ｈ１とは逆向きの磁界Ｈ２を
発生するように、測定コイル４に測定電流が供給される
。ホール効果検出器５が出力信号を発生する。その出力
信号は制御回路の端子１４と１５へ加えられる。制御回
路は増幅器１２と測定電流供給回路１３とをとくに有す
る。そのｎ１定電流供給回路１３は、電源端子１８と１
９の間に直列接続される一対のトランジスタ１６．１７
を含む。増幅器１２の出力端子がトランジスタ１８．１
９の制御電極へ接続される。それらのトランジスタのエ
ミッタは測定コイル４の第１の端子Ｅへ一緒に接続され
る。測定コイル４の第２の端子Ｍは電流測定器２０と低
い抵抗値の抵抗２１の少くとも一方を介して、端子０で
表されている装置のアースへ接続される。
いない）へ結合されている主導体３が磁気回路中に磁界
Ｈ１を発生する。その磁界Ｈ１とは逆向きの磁界Ｈ２を
発生するように、測定コイル４に測定電流が供給される
。ホール効果検出器５が出力信号を発生する。その出力
信号は制御回路の端子１４と１５へ加えられる。制御回
路は増幅器１２と測定電流供給回路１３とをとくに有す
る。そのｎ１定電流供給回路１３は、電源端子１８と１
９の間に直列接続される一対のトランジスタ１６．１７
を含む。増幅器１２の出力端子がトランジスタ１８．１
９の制御電極へ接続される。それらのトランジスタのエ
ミッタは測定コイル４の第１の端子Ｅへ一緒に接続され
る。測定コイル４の第２の端子Ｍは電流測定器２０と低
い抵抗値の抵抗２１の少くとも一方を介して、端子０で
表されている装置のアースへ接続される。
主導体３に主電流が流れると、ホール効果検出器５が磁
界Ｈ１とＨ２の差を検出し、制御信号を発生する。その
制御信号は、その差を零にするように測定コイル４中の
ｎｊ定電流を制御するために用いられる。したがって、
端子ＭとＯの間で測定される電流は各時刻における主電
流の値を表し、したがってその電流の映像を発生できる
ようにする。
界Ｈ１とＨ２の差を検出し、制御信号を発生する。その
制御信号は、その差を零にするように測定コイル４中の
ｎｊ定電流を制御するために用いられる。したがって、
端子ＭとＯの間で測定される電流は各時刻における主電
流の値を表し、したがってその電流の映像を発生できる
ようにする。
第１図と第２図はヨーク部分６の好ましい構成と形を示
す。そのヨーク部分はミューメタルのような高透磁率の
材料のシートから作られる。そのヨーク部分は磁気回路
の部分７，８の表面に沿って配置される。
す。そのヨーク部分はミューメタルのような高透磁率の
材料のシートから作られる。そのヨーク部分は磁気回路
の部分７，８の表面に沿って配置される。
ヨーク部分は他の態様で構成することもできる。
ヨーク部分は、そのヨーク部分が内部に配置されている
ｌｐ１定コ定座イルさとほぼ同じ長さだけ延長すること
が好ましい。また、２つ以上のヨーク部分を同じ測定コ
イルに配置できるが、磁気回路の部分７．８の横方向に
閉じた電気回路が形成されるとその電気回路中に渦電流
損が生ずるから、そのような電気回路が形成されること
は避けなければならない。
ｌｐ１定コ定座イルさとほぼ同じ長さだけ延長すること
が好ましい。また、２つ以上のヨーク部分を同じ測定コ
イルに配置できるが、磁気回路の部分７．８の横方向に
閉じた電気回路が形成されるとその電気回路中に渦電流
損が生ずるから、そのような電気回路が形成されること
は避けなければならない。
更に、空隙の磁気短絡を避け、磁気回路１とヨーク部分
６の間である磁気結合が行われるように、磁気回路の前
記部分の空隙を形成する側面とヨーク部分の間に磁気絶
縁が施される。この磁気絶縁はたとえばｎ１定コイルめ
ケース９により行われる。
６の間である磁気結合が行われるように、磁気回路の前
記部分の空隙を形成する側面とヨーク部分の間に磁気絶
縁が施される。この磁気絶縁はたとえばｎ１定コイルめ
ケース９により行われる。
そのケースは適当なプラスチック材料のような非磁性材
料で作られる。更に、機械的に保護する絶縁シート１０
が測定コイルのヨーク部分と巻線の間に配置される。
料で作られる。更に、機械的に保護する絶縁シート１０
が測定コイルのヨーク部分と巻線の間に配置される。
ヨーク部分６は、磁気回路１の横方向寸法と比較して非
常に薄く、そのヨーク部分が内部に置かれる測定コイル
の長さにほぼ等しい長さにわたって延長する。そのヨー
ク部分は磁気シャントを構成し、その磁気シャントは空
隙と並列に磁気回路の部分７．８へ結合される。予測で
きないことであるが、そのようなヨーク部分が存在する
と検出装置の測定精度が大鏡に向上するようである。
常に薄く、そのヨーク部分が内部に置かれる測定コイル
の長さにほぼ等しい長さにわたって延長する。そのヨー
ク部分は磁気シャントを構成し、その磁気シャントは空
隙と並列に磁気回路の部分７．８へ結合される。予測で
きないことであるが、そのようなヨーク部分が存在する
と検出装置の測定精度が大鏡に向上するようである。
本発明の検出装置により達成される改良により、主とし
て、主電流中に起ることがある速い変化に対する応答に
関して、主導体の映像の忠実度が非常に高くなる。
て、主電流中に起ることがある速い変化に対する応答に
関して、主導体の映像の忠実度が非常に高くなる。
とくに、主導体の速い変化の遷移振動または遅延は、測
定電流により供給されるから、主導体の映像中には存在
しないようである。
定電流により供給されるから、主導体の映像中には存在
しないようである。
更に、主電流の強さと、測定コイルの巻線の巻回数を乗
ぜられたΔ−１定電流の強さとの差を表わす誤差は直流
および低い技術的周波数では極めて小さいばかりでなく
、より高い周波数、すなわち、１００ＫＩＩｚをこえる
周波数まではかなり小さくなる。したがって、伝送帯が
Ｏから１００ＫＩＩｚ以上まで延びる検出装置が設けら
れる。この特徴は、主電流が非常に短い期間中に遷移を
受け、したがってそれの周波数スペクトラムに高調波が
多数含まれるような全ての用途において非常に重要であ
る。最も速い変化までの主電流の変化に測定電流が追従
する精度は、たとえば、測定電流の関数として主電流を
調整または制御する場合に基本的である。
ぜられたΔ−１定電流の強さとの差を表わす誤差は直流
および低い技術的周波数では極めて小さいばかりでなく
、より高い周波数、すなわち、１００ＫＩＩｚをこえる
周波数まではかなり小さくなる。したがって、伝送帯が
Ｏから１００ＫＩＩｚ以上まで延びる検出装置が設けら
れる。この特徴は、主電流が非常に短い期間中に遷移を
受け、したがってそれの周波数スペクトラムに高調波が
多数含まれるような全ての用途において非常に重要であ
る。最も速い変化までの主電流の変化に測定電流が追従
する精度は、たとえば、測定電流の関数として主電流を
調整または制御する場合に基本的である。
第１図は検出装置の電気回路とケースを省いて示す、主
導体の方向に見た本発明の検出装置の部分断面図、第２
図は第１図の■−■線に沿う断面図、第３図は本発明に
関連する基本的な電気回路の回路図である。 １・・・磁気回路、２・・・空隙、３・・・主導体、４
・・・測定コイル、５・・・ホール効果検出器、６・・
・ヨーク部分、７．８・・・磁気回路の部分、１２・・
・増幅器、２０・・・電流測定器、２１・・・１１Ｐ１
定抵抗。 出願人代理人 佐 藤 −雄 ｒ＃ハ マ フ ｇＪ＊ ｖ 〜
導体の方向に見た本発明の検出装置の部分断面図、第２
図は第１図の■−■線に沿う断面図、第３図は本発明に
関連する基本的な電気回路の回路図である。 １・・・磁気回路、２・・・空隙、３・・・主導体、４
・・・測定コイル、５・・・ホール効果検出器、６・・
・ヨーク部分、７．８・・・磁気回路の部分、１２・・
・増幅器、２０・・・電流測定器、２１・・・１１Ｐ１
定抵抗。 出願人代理人 佐 藤 −雄 ｒ＃ハ マ フ ｇＪ＊ ｖ 〜
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、少くとも１つの空隙を有し、主導体に磁気結合でき
る少くとも１つの磁気回路と、この磁気回路へ結合され
る少くとも１つの測定コイルと、前記空隙内に配置され
る磁界検出器手段と、制御回路と、関連する電流源とを
備え、前記電流源の入力端子が前記磁界検出器手段へ結
合され、前記磁界検出器手段の出力端子が、前記測定コ
イルと、電流測定と電流の表示の少くとも１つを行う手
段との直列接続へ接続され、前記主導体中を流れる比較
的大きな電流の測定と、その電流の像の発生との少くと
も１つを行うために用いられる電流検出装置であって、
前記空隙を構成する２つの磁気回路部分の間に磁気シャ
ントを構成するように、前記空隙の附近で前記測定コイ
ル内に配置される高透磁率の材料製の少くとも１つのヨ
ーク部分を更に備えることを特徴とする電流検出装置。 ２、請求項１記載の装置において、前記ヨーク部分は、
空隙を構成する前記磁気回路部分の少くとも一つから、
前記ヨーク部分と磁気回路の前記部分の間に配置される
磁性材料の層により絶縁されることを特徴とする装置。 ３、請求項１または２に記載の装置において、前記ヨー
ク部分は、空隙を構成する磁気回路部分の横断面の寸法
と比較して非常に薄い少くとも１つのシート部材により
構成されることを特徴とする装置。 ４、請求項１または２に記載の装置において、前記ヨー
ク部分は、そのヨーク部分が内部に配置される測定コイ
ルの長さにほぼ等しい長さにわたって延長していること
を特徴とする装置。 ５、請求項３記載の装置において、前記ヨーク部分は、
そのヨーク部分が内部に配置される測定コイルの長さに
ほぼ等しい長さにわたって延長していることを特徴とす
る装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH4072/87A CH674089A5 (ja) | 1987-10-16 | 1987-10-16 | |
| CH4072/87-0 | 1987-10-16 | ||
| IN693MA1988 IN172443B (ja) | 1987-10-16 | 1988-10-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01206267A true JPH01206267A (ja) | 1989-08-18 |
| JP2829521B2 JP2829521B2 (ja) | 1998-11-25 |
Family
ID=25694578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63261268A Expired - Fee Related JP2829521B2 (ja) | 1987-10-16 | 1988-10-17 | 電流検出装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4939448A (ja) |
| JP (1) | JP2829521B2 (ja) |
| CH (1) | CH674089A5 (ja) |
| DE (1) | DE3835100A1 (ja) |
| FR (1) | FR2622018B1 (ja) |
| GB (1) | GB2211309B (ja) |
| IN (1) | IN172443B (ja) |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0390872A (ja) * | 1989-09-01 | 1991-04-16 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
| JP2796391B2 (ja) * | 1990-01-08 | 1998-09-10 | 株式会社日立製作所 | 物理量検出方法および物理量検出装置あるいはこれらの方法あるいは装置を利用したサーボモータおよびこのサーボモータを使用したパワーステアリング装置 |
| JPH05126865A (ja) * | 1991-10-22 | 1993-05-21 | Hitachi Ltd | 電流検出装置あるいは電流検出方法 |
| DE9203283U1 (de) * | 1992-03-11 | 1993-07-15 | Siemens AG, 8000 München | Stromsensor mit integrierter Meßschaltung |
| US5450000A (en) * | 1994-02-14 | 1995-09-12 | Unity Power Corporation | Using hall device for controlling current in a switchmode circuit |
| DE4410076A1 (de) * | 1994-03-23 | 1995-09-28 | Valentron Ag | Fehlerstromschutzschalter |
| US5587652A (en) * | 1994-11-21 | 1996-12-24 | General Electric Company | Alternating current sensor based on parallel-plate geometry and having a shunt for self-powering |
| US5587651A (en) * | 1994-11-21 | 1996-12-24 | General Electric Company | Alternating current sensor based on parallel-plate geometry and having a conductor for providing separate self-powering |
| US5701073A (en) * | 1996-02-28 | 1997-12-23 | Tektronix, Inc. | Direct current measuring apparatus and method employing flux diversion |
| US6177806B1 (en) * | 1997-09-03 | 2001-01-23 | International Business Machines Corp. | Signal sensor for rf integrated systems |
| DE19845778B4 (de) | 1998-09-22 | 2004-04-29 | Siemens Ag | Verfahren zur Abbildung von Gleichströmen und Gleichstromwandler zur Durchführung des Verfahrens |
| DE19959003A1 (de) * | 1999-12-08 | 2001-06-13 | Abb Research Ltd | Elektronischer Schalter mit Überstrom-Schutzvorrichtung |
| US6271744B1 (en) * | 2000-03-03 | 2001-08-07 | Trw Inc. | Current sensing arrangement with encircling current-carrying line and ferromagnetic sheet concentrator |
| DE10134014A1 (de) * | 2001-07-12 | 2003-01-30 | Driescher Eltech Werk | Stromwandler |
| US7259545B2 (en) * | 2003-02-11 | 2007-08-21 | Allegro Microsystems, Inc. | Integrated sensor |
| DE102005024075B4 (de) * | 2005-05-25 | 2007-04-12 | Lisa Dräxlmaier GmbH | Verfahren und Vorrichtung zur Messung eines in einem elektrischen Leiter fließenden Stroms |
| DE102005028572B4 (de) * | 2005-06-21 | 2008-10-16 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Stromsensoranordung mit einem Magnetkern |
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