JPH02165062A - 電流センサ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 （イ）発明の分野 本発明は電力線の交流電気エネルギの電圧および電流成
分を検知するための装置に関するものであり、更に詳し
くは線電流を検知し、このような電流をスケーリング（
縮小）することにより線電流に比例した対応するアナロ
グ出力信号を発生するとともに、熱および磁界の影響を
補償し、検知された線電流とアナログ出力信号との間の
位相誤差を最小限にする新規なセンサに関するものであ
る。

（ロ）従来技術の説明 多くの電気的および電子的な装置、たとえば電力および
エネルギ使用量を計量するための誘導形および電子的電
力量計では導線に流れる線電流成分を検知して、広範囲
の値にわたって線電流に正確に比例する出力信号を発生
する手段が必要となる。

交流電気エネルギ測定のための誘導形電力量計は多年に
わたって製造業者により提供され、別々の電気エネルギ
使用者によるエネルギ消費量を測定するために殆んど独
占的に使用されてきた。通常、電力量計はキロワット時
で消費量を表示するために使用される。誘導形電力量計
には通常、電圧コイル、電流コイル、ならびにこの２つ
のコイルからの磁束によって駆動される回転円板が設け
られている。

従来の誘導形電力量計の電流検知回路は非常に直接的に
被測定電流を検知する。この検知は鉄心のまわりに線電
流を通す導線を巻き付けて電流コイルを形成することに
より行なわれる。電流コイルは鉄心内に磁束を発生し、
この磁束を電圧コイルからの磁束と一緒に使うことによ
り電気エネルギ消費量に比例した速度で上記の円板が回
転する。

鉄心のまわりに６４０アンペア・ターンはど形成され、
３２０アンペアまで通せるように電流コイルの設計が行
なわれてきた。

一般に、被測定線電流の大きさが上記の３２０アンペア
を超える場合、またはそのかわりに線路導線がアースに
対しである高電圧にある場合、電力量計と線路導線また
は被測定電流を通す回路との間に変流器を挿入すること
は普通行なわれていることであり、しばしば必要とされ
る。このような変流器の通常の定格では二次巻線の公称
電流は５アンペアであるが、多くの場合には変流器の熱
定格を超えることなく２０アンペアまでの二次電流を使
うことができる。上記の要求条件を満足するために使用
される電力量計は通常、「変流器定格」電力量計と呼ば
れ、その最大電流コイル定格は通常２０アンペアである
。

上記形式の大きな電流および電圧は誘導形電力量計に適
している。しかし、このような大きな電流および電圧は
、Ｍ１定のために電子回路または集積回路を使用し、か
つ線電流および線間電圧よりも前桁も小さい信号レベル
で動作するように設計された全電子式電力量計の設計で
は使用することができない。ここで述べている形式の集
積回路に対する電圧入力および電流入力は通常５ボルト
または５ミリアンペアより小さい。したがって一般に、
電圧および電流に°応じたアナログ信号を測定回路に供
給するセンサは大きな変成比を持たなければならない。

電流センサの場合には、その出力信号はセンサに供給さ
れる線電流の大きさの広い範囲にわたって線形でなけれ
ばならない。

通常の電力需要者の位置では、被測定電気エネルギ量の
線間電圧成分を規定する１２（）−４８０ボルトの範囲
内のほぼ一定の線間電圧で６０ヘルツの交流電力が給電
される。

他方、被測定電気エネルギの電流成分を規定する線電流
はかなり変化する。通常、この変化は０．５アンペアか
ら２００アンペアまでの所望の線形測定範囲、すなわち
ほぼ４００倍までの電流範囲にわたる。したがって、従
来の電圧変成器の構成ではしばしば実用的な電圧検知装
置が得られない。しかし、上記の広範囲の入力変動を受
は入れ、所要の低レベル信号出力を発生する変流器は寸
法の増大とそれによるコスト増を伴なうような構造配置
を必要とすることが多い。このような変流器の設計者に
は周知のことであるが、−次側のアンペアターンと二次
側のアンペアターンは等しくなければならない。更に、
最大−次電流レベルは２００アンペア以上に達すること
があるので、電子測定回路が必要とする低レベル出力信
号を発生するために一次巻線と二次巻線の寸法は大きく
なる。

上記のことから、大きな電流範囲（たとえば２０から２
００アンペア以上まで）を上記測定回路の入力に適した
電圧および電流レベル（たとえば１乃至５ボルトまたは
・１乃至５ミリアンペア）にスケーリングするための電
流検知装置が必要になることがわかる。このようなスケ
ーリングを行うには１０００００：１以上の大きなスケ
ーリング比が必要になる。更に、適切な計量の正確さを
達成しなければならない場合には、検知装置出力信号の
大きさと位相角は検知装置に印加されている線電流の大
きさと位相に対して非常に正確でなければならない。更
に、検知装置は物理的に充分に小さくして従来の誘導形
量力量計の物理的な設計上の制約条件すなわち外被のス
ペース内に入るようにすることにより、工業規格を満足
し、また誘導形量力量計を電子式電力量計に直接置き換
えることができるようにしなければならない。

上記の必要条件の他に、検知装置はその信号出力点と線
路導線に対するその接続点との間を隔離（アイソレーシ
ョン）しなければならない。線路導線は高電流レベルお
よび４８０Ｖ　（ｒｆｆｌｓ　）以上の電圧レベルにな
ることがある。このような隔離はまた、線路導線上の高
過渡電圧を抑止することにより、このような過渡電圧が
検知装置を通過してその出力信号に悪影響を与えること
を防止するようにしなければならない。

電流コイルまたは変成器を使用する電流センサにおいて
生じるもう１つの問題は、線路導線に流れる交流電流波
形に重畳した直流成分によって生じる磁心の飽和である
。電力量計設計者には周知のように、線路導線に接続さ
れた種々の電気装置によって生じる偶発的な半波整流の
結果として小さな直流成分が線路導線に存在することが
あり得る。電力量計にごまかしをしようとした使用がい
た場合、線路導線にずっと大きな直流成分が故意に挿入
されると、電流センサの計量の正確さが著しく悪影響を
受けることになる。したがって、線路導線上に直流成分
が存在することによって悪影響を受けることのない電流
センサを設計する必要性が存在する。

電流センサは外部磁界を発生することも知られており、
また（多相電力量計で用いられるような隣接電流センサ
を含む）他の発生源からの入射磁界によって影響を受け
ることも知られている。したがって、最小限の外部磁界
だけを発生する電流センサ設計、および他の発生源から
の入射磁界によって目立った影響を受けない電流センサ
設計に対する要求も存在する。多数の電流センサが近接
して動作する電力量計ではこのような電流センサが非常
に望ましい。

上記の要求を満たし、上記の問題を解決するため種々の
技術を使用した多数の従来技術の電流センサおよびトラ
ン不デューサの設計が知られており、たとえば米国特許
第４，１８２，９８２号、４．４９２，９１９号、４，
４９６，９３２号、４．５１３．２７３号、４，６１６
，１７４号および４，７４９，９４０号に開示されてい
る。

上記の問題および要求を解決するため、従来技術には負
荷電流を２つの電流径路に分割することにより負荷電流
に比例したサンプル電流または電圧を発生するいくつか
の手法がある。

代表的な電流分割すなわち分流技術が米国特許第４．１
８２，９８２号および４．　４９２．　９１９号に開示
されており、この場合、線路導線の電流は主分路および
補助並列路に分けられる。補助路の断面積は主分路の断
面積よりずっと小さく、両経路を通る電流はほぼ断面積
の比で分割される。

巻数の多い巻線をそなえたトロイダル磁心が補助路のま
わりに配置される。この場合、補助路が巻数１の一次巻
線を形成し、トロイダルコアのまわりの巻数の多い巻線
が二次巻線を形成する。二次巻線の電流は一次巻線の電
流を二巻線の巻数で割ったものに比例する。

これらの特許で開示された技術にはいくつかの欠点があ
る。それらの技術では銅を使用しているので、銅の抵抗
のかなり大きな温度係数により電力量計がさらされる周
囲温度範囲で抵抗が３０％も変ることがあるため正確さ
が低下する。更に、負荷電流と比べて出力電流または電
圧の大きさを回折も小さくする（スケーリングする）は
どに電流分割を行うことは難しい。最後に、これらの技
術では電流分割器とコイルの周囲の入射磁束によって出
力信号に誤差が生じる。

米国特許第４，４９６．９３２号に開示されたもう１つ
の技術では、測定導線を受は入れるためにほぼ゛平らで
縦方向の導線に２つのスリットを設ける。この測定導線
はそれと並列に接続される一対の分路導線の間に挿入さ
れる。測定導線をまず一方の方向に、次に他方の方向に
曲げること゛により、磁心材料の１回巻のループが分路
導線と測定導線との間を通れるような開口すなわちスペ
ースを設ける。一実施例では、分路と測定導線をＵ字形
に曲げて、Ｕの各々の脚の孔をそろえる。次に磁気材料
の１回巻のループをそろえた孔に通すことにより、分路
導線およびΔｐｊ定導線を電流が通るときスリットと測
定導線の存在によって生じる電流サンプルを受は入れる
。磁心ループの巻数の多いすなわち多回巻の二次巻線は
出力信号を供給する役目を果す。この装置はその近傍の
強い磁界の存在の影響を受ける。この強い磁界は磁心を
飽和させることがあるので、出力信号に誤差を導入し゛
たり、出力を相殺することがあり得る。更に、電力量計
で日常的に経験する測定装置の外部で発生する非一様な
磁界の影響を相殺するための手段は設けられていない。

上記の欠点の他に、上記の特許で開示されている形式の
従来技術の電流センサ、およびそれに付随した電流分割
器には他の２つの主要な欠点があることがわかった。す
なわち（１）非直線性、および（２）入力電流とセンサ
出力電流または電圧との間の位相シフトである。項目（
１）および（２）の原因を以下に説明する。

（１）非直線性 非直線性は電流分割器の種々の区間の抵抗の変化から生
じる。これらの抵抗変化は分割器を形成する２つの抵抗
の比に影響を及ぼす。分割器は数百アンペアのオーダの
大電流を通すように設計されているので、上記の各特許
に示された例では’Ｉ２Ｒ損失による自己加熱を最小限
にするために銅で構成されている。しかし銅は抵抗の温
度係数が非常に高く、１℃の温度変化について約０．４
％である。したがって、電流分割器全体に対して等温状
態を達成するために慢雑な組立て方法を採用することが
必要であった。

これらの努力にも拘わらず、Ｉ２Ｒ損失、周囲温度変化
、および太陽による加熱により分割器内に熱流が生じる
ことが避けられないので、分割器の種々の部分の間に小
さな温度差が生じ、その結果、測定誤差が発生する。

（２）位相シフトについて： 通常、電流分割器を形成する回路の並列導線の間に存在
する磁気結合によって位相誤差が生じる。

電流の大部分を通す分路回路にはその囲りに磁界が付随
して生じ、分路回路に自己インダクタンスを生ずる。こ
の磁界はまた測定電流を通す並列回路と鎖交して、２つ
の回路の間に相互インダクタンスを生じさせる。これら
の自己および相互インダクタンスにより、分割器は単純
な抵抗分割器から複雑なインピーダンス分割器に変り、
それらのインダクタンスに応じた位相シフトが生じる。

分割器とその並列導線構成の複雑な幾何学配置と複雑な
磁界分布により上記のインダクタンスを計算したり予測
することはできないので、これらの電流分側器の設計は
非常に経験的な過程となる。

上記のことから、経験的な手法よりは計算可能な手法で
設計し得る電流センサおよび電流分割器の構成が必要に
なることがわかる。１９８６年１２月・２２日出願の米
国特許出願箱９４４，０２１号には、抵抗の温度係数が
非常に小さく、摂氏１度当り百万分の２０のオーダであ
る材料で大部分が構成された電流分割器（または分路）
が開示されている。これは銅の温度係数のほぼ２００分
の１と小さい。これらの材料の体積抵抗率は銅に比べて
ほぼ２５倍乃至８０倍大きい。上記の出願には、誘導形
電力量計に使用される形式の電流コイルと比較したとき
センサのＩ２Ｒ損失を増大することなく電流センサにこ
れらの材料を用いる設計手法および設計技術が開示され
ている。これらの設計手法とそれらの材料の特性を明ら
かにするため、上記特許出願筒９４４．０２１号をここ
に引用した。

発明の要約 本発明によれば、交流電流の大きさを検知するだめの電
流センサは、交流電流のそれぞれの成分を通すための、
抵抗値がＲおよびＲ２である一対の並列接続されて同軸
に配置された電流導通素子を有する電流分割器、ならび
に上記一対の電流導通索子のうちの１つの素子に同軸的
に連結された電流比較器を含み、これにより一対の電流
導通素子のうちの１つの素子が交流電流の第１段のスケ
ーリングを行ない、上記電流比較器が該１つの電流導通
素子に流れる電流に応答して交流電流の第２段のスケー
リングを行なって、電流センサを通って流れる交流電流
に比例した大きさの出力信号を発生し、電流センサ全体
のスケーリング比は第１段および第２段のスケーリング
比の積となる。

好適な態様では、電流分割器の大部分を抵抗の温度係数
が非常に小さい導電材料で構成することにより電流セン
サのスケーリング比の温度による変動を最小限にすると
ともに、電流分割器の同軸設計によりセンサ入力電流と
電流比較器からのスケーリングされた出力信号との間の
位相誤差を最小にする。

好ましい実施例では、電流比較器に結合された一対の電
流導通素子のうちの一方を他方の電流導通素子よりも大
きな抵抗値とすることにより第１段のスケーリングの大
きさを設定する。また、電流比較器は磁気コア（磁心）
に第１および第２の二次巻線を巻いた補償型電流変成器
（変流器）で構成してもよく、この場合、１つの電流導
通素子は電流変成器の一次巻線として働く。

第１の二次巻線の出力に応答する増幅器を用いて第２の
二次巻線に制御または補償信号（または電流）を供給す
ることにより変成器のコアに磁束を発生し、これにより
一次巻線に流れる電流によって生じるアンペア回数と平
衡させてコア内の磁束をゼロに向って減らし、電流分割
器を通って流れる交流電流に比例した第２のスケーリン
グされた出力を第２の二次巻線から発生する。

本発明はまた、従来は経験的設計手法を使った場合には
容易に達成できなかった予測可能な結果が得られる容易
に計算可能な設計に適合した電流センサおよび電流分割
器の構造をも提供する。

したがって、本発明の１つの目的は動作特性を向上した
電流センサを提供することである。

本発明のもう１つの目的は抵抗の温度係数が非常に小さ
い材料で作られ、センサ部品の温度変化による電流セン
サの入出力比の変動を最小限にした電流センサを提供す
ることである。

本発明のもう１つの目的はセンサ入力電流の多段スケー
リングを行なって非常に大きな比を得ると共に、入力電
流とセンサのスケーリングされた出力との間の位相誤差
を最小にする同軸設計の電流センサを提供することであ
る。

本発明の更にもう１つの目的はセンサに与えられる交流
電流に重畳された直流成分によって通常化じるようなコ
アの飽和が起り難い電流比較変成器をそなえた電流セン
サを提供することである。

本発明のこれらの目的および他の目的は添付の図面を参
照した以下の詳細な説明により明らかとなる。

発明の詳細な説明 本発明の詳細な説明する前に、そして本発明による電流
センサ技術に対する貢献をより良く理解するために、本
発明の基本的な動作説明、ならびに本発明によって得ら
れる新規な特性をそなえた電流センサを設計する際に考
慮に入れなければならない種々の設計上の配慮の説明を
行なうことが有益であると考えられる。

上記との関連で、まず第１図を参照して説明する。第１
図は本発明の基本設計および動作原理を理解するために
有用な電流センサ８の概略図である。センサ８は全体的
に１０で表わした電流分割器を含む。電流分割器１０は
抵抗値Ｒ１の分路抵抗１２として示された第１の電流導
通素子、および抵抗１ｉａ　Ｒ２の測定抵抗１４として
示された第２の電流導通素子を含む。第１図に示すよう
に、抵抗１２および１４は点１３および１５で並列接続
される。

電流センサ８は電流源（図示しない）と直列に接続され
るように設計されている。これにより、導線３０の入力
電流（ＩＩＮ）がセンサ内の抵抗１２および１４を通っ
て流れ、導線３２でセンサから総電流１１＋１２として
流れ出る。

測定すべき電流ＩＩＮは分路抵抗１２の電流１１と測定
抵抗１４の電流Ｉ２に分割される。測定抵抗１４の電流
■２は入力電流ＩＩＮの第１段のスケーリングにより得
られ、その電流は次式で与えられる。

全体を１６で表わした電流比較器は抵抗１４に流れる電
流１２を検知して、入力電流ＩＩＮに比例するがそれよ
り回折も小さい大きさを持っスケーリングされた出力電
流または信号Ｉ。Ｔを発生し、入力電流ＩＩＮの第２段
のスケーリングを行う。

電流比較器１６は磁気材料で構成された磁心１８、なら
びに第１および第２の二次巻線２０および２２を含む。

巻線２０および２２は各々、磁心１８のまわりに均等に
分布して巻かれた多回巻の細いゲージ線で構成される。

ここで留意すべきことは、磁心１８が抵抗１４を囲んで
いるので、抵抗１４が電流比較器１６に対して１回巻の
一次巻線としての役目を果していることである。

電流比較器１６の動作原理は比較的簡単であり、当業者
には周知である。周知の通り、導線を交流が流れると交
番磁場が導線の周りに生じる。比較器１６では、抵抗１
４からの交番磁束が磁心１８内に誘導される。磁心１８
の二次巻線２０は磁心のこの交番磁束の存在を検知する
ために使用される。この検知の結果、巻線２０に電圧が
誘起され、入力信号が導線１７および１９を介して高利
得差動増幅器２４の負（−）および正（＋）の入力端子
に与えられる。

増幅器２４の出力端子２５は補償巻線または帰還巻線２
２の一端に接続されている。増幅器２４の出力信号によ
り、出力端子２１で比較器１６の出力信号■。、として
電流が巻線２２に流れる。巻線２２を通る電流の方向は
、巻線２２から磁心１８内に補償磁束を誘導して磁心内
の交番磁束をゼロに向って減らすような方向である。比
較器および増幅器の構成は磁心１８の中の交番磁束をゼ
ロに近付く非常に低い値に保持するように動的に動作す
る。その結果、変成器の（抵抗１４によって形成される
）巻数が１の一次巻線に流れる被測定すなわち被検知電
流によって生じる磁化用アンペア回数は巻線がＮの二次
巻線２２に流れる電流■ｏＴによって生ずる磁化用アン
、ベア回数と平衡する。変成器のアンペア回数が等しい
、すなわち平衡しているので、次式が成り立つ。

！釘×ト１２ｘ１ （１）式を代入すると 電流センサの出力信号Ｉ。Ｔはこのように入力交流電流
ＩＩＮをスケ−リンクしたものとなる。ここで最終スケ
ーリング比すなわち倍率は二次巻線２２の出力に於いて
抵抗の比（Ｋ）と巻数Ｎで定まる２つの独立のスケーリ
ング比すなわち倍率の積となる。したがって、設計者は
全体の倍率に対する必要条件を満足しつつ電流センサの
制約条件を最も良く満足するように各独立の倍率を選択
できることがわかる。

本発明で考えているような非常に正確な電流センサを開
発する際の複雑さと難しさを理解しやすくするため、以
下のいくつかの実際的な配慮、理解、発見および制約が
考慮され、そのうちの少なくともいくつかが実施例で達
成された。

（１）電流センサのサイズ： 電流センサ８を電子式電力量計の物理的に制約された狭
いスペースの中にはめ込み、また産業上の設置およびメ
ータ交換条件を満足するためには、センサは上記の狭い
場所の中に入る小さなパッケージを作るのに適合した材
料で作らなければならない。

（２）電流分割器の抵抗： 電流分割器は過熱や過大な電力損失なしに入力電流すな
わち負荷電流ＩＩＮを通すことができなければならない
。前に述べた従来技術の特許では、これらの必要条件に
より分割器を構成する並列抵抗に銅の導線を使用してい
る。

都合の悪いことに、銅の抵抗の温度係数は大きい。分割
器の並列抵抗相互の間に１℃未満の温度差があっても、
式（１）の係数Ｋに許容できない変化が生じる。このよ
うな温度差は抵抗加熱、太陽放射および他の影響によっ
て容易に生じ得る。

正確さが重要でない場合には銅を使ってもよいが、これ
は高度の正確さを必要とする電流分割器には適していな
い。前に述べたように、抵抗の温度係数が小さい、典型
的には摂氏１度当り百万分の２０のオーダであるいくつ
かの金属合金が開発されている。これらの材料はアドバ
ンス（Ａｄｖａｎｃｅ　）、カル？　（Ｋａｒａ＋ａ　
）　、キュプロザル（Ｃｕｐｒｏｔｈａｌ　）２９４、
ニクロザル（Ｎｉｋｒｏｔｈａｌ　）　ＬＸ、コペル（
Ｃｏｐｅｌ　）等の商標名で販売されている。これらの
金属はすべて、温度係数が小さいだけでなく、抵抗率が
大きく、高価である。これらの材料は本発明で考えてい
る形式の小さい電流センサで使うのに理想的に適してい
る。しかし、これらの材料を電流分割器に使用する場合
には、電力消費を小さく保ち、材料の使用量を最小限に
保つため、電流を通す断面積を大きくし、長さを短くす
ることが必要である。抵９抗合金を銅の端子導線（また
は他の導電性材料）に接合しなければならないので、こ
れらの接合個所の設計に際して注意を払って、合金の低
い温度係数を劣化させるほどの量の銅（または他の材料
）が分割器の電流路に再導入されないようにしなければ
ならない。

（３）電流分割器のインダクタンス： （抵抗１２および１４を含む）電流を通す導線には磁界
が付随する。電流と磁界の相互作用の結果束ずる自己イ
ンダクタンスおよび相互インダクタンスによって、電流
センサを使って交流電流を測定するときに第１図の単純
な抵抗がより複雑なインピーダンスに変る。電流分割器
を設計するとき経験的な手法を使用するよりはむしろこ
れらのインダクタンスを計算して制御できることが望ま
しい。

（４）直流成分： 負荷電流ＩＩＮの任意の直流成分は常に式（１）の係数
にだけ小さくなって測定抵抗１４の電流Ｉ２中に存在す
る。この電流は電流比較器１６の磁心１８を飽和させる
ほどに大きくなってはならない。

磁心１８としてフェライト材料と適当な経路長（すなわ
ち、平均または実効円周長）を使うことにより、磁心１
８の透磁率を著しく劣化させることなく抵抗１４に流れ
る電流■２にほぼ２アンペアの直流成分を持続させるこ
とができる。したがって測定の正確さを著しく損なうこ
とのない電流ＩＩＮの直流成分は約「２Ｋ」アンペアと
することができる（Ｋは上述の係数）。

（５）増幅器の安定度： 第１図に示すような電流比較器１６は交流電流に関する
限り閉ループ帰還モードで増幅器２４とともに動作する
。その理由はこのような電流が増幅器の出力からその入
力に磁心１８上の巻線２０と２２との間の相互インダク
タンスを介して帰還結合されるからである。増幅器２４
の入力端子には小さな直流オフセット電圧が存在し、こ
れは図示の回路では増幅器の非常に大きな開放ループ利
得によって増幅され、その出力が完全に飽和する。

したがって以下に述べるように、この単純な回路を変形
して、直流帰還を行って安定な動作を得るようにしなけ
ればならない。

次に本発明の実施例を示す第２図および第３図を参照し
て説明する。第２図および第３図では、通常の電力量計
用ソケットに差し込むように構成された通常の口金をそ
なえた電子式電力量計に使うための電流センサ８が示さ
れている。電力量計の口金とソケットは図には示されて
いないが、ブレード（ｂｌａｄｅ　）　３４および３６
（第２図）として示した２つの電流導体３０および３２
が通常、電力量計の口金から突き出ており、電力量計の
ソケットに差し込まれる。これにより、検知すべき電流
を通す線路導線と直列にセンサ８が接続される。

センサ８の電流分割器１０は円筒形の導電性ハウジング
３５を形成するように結合された２つの円筒形カップ状
導電部材２６および２８を含む。

導体３０は部材２６の一体部分を形成してもよく、また
導体３２は部材２８の一体部分を形成してもよい。部材
２６および２８ならびに導体３０および３２を含む導電
性ハウジング３５は銅で構成することが好ましい。しか
し、アルミニウムのような他の適当な導電性材料を使っ
てもよい。更に、図示した実施例は円筒形の構成形状に
なっているが、長方形等の適当な形状に構成してもよい
ことは明らかである。

分路抵抗１２は円筒形の構造を有し、長さ方向に伸びる
開口２９をそなえている。注目すべきことは抵抗１２の
断面積が抵抗１４より大きく、抵抗１４より抵抗値がず
っと小さいということである。抵抗１２は部材２６の中
に装着されており、部材２６から電気的に隔離されてい
る。但し、抵抗１２のｖｌｌの端は接続部９でカップ状
部材２６の平面部または底部２７に円周状に取り付けら
れている。抵抗１２の他端は接続部２３で部材２８の開
放端に同様に取付けられている。

図示のように、測定抵抗１４は抵抗１２の開口２９およ
び部材２８の中空部分の中に配置された細長い円筒形の
棒である。部材２８の開放端には抵抗１４を受入れるた
めの開口３７が設けられている。抵抗１４はその両端の
接続部３１および３３で部材２６の底部２７および部材
２８の平面部または底部４４に電気的に接合されている
。これらの接続部を除けば、抵抗１４は電流分割器１０
の残りの部分から電気的に隔離されている。

次に特に第３図を参照して説明する。第３図は第２図の
平面Ａ−Ａに沿って見たセンサ８の断面図である。第３
図はセンサの種々の部分の接続または接合の細部をより
はっきりと示している。部材２８の開放端には頚部４０
があり、これに開口３７が設けられている。導体３２に
は抵抗１４が通過するすきま孔４２があけられている。

導体３２はその互いに対向する面が部材２８および分路
抵抗１２に接続部３９および２３で取り付けられている
のがわかる。このようにして、分路抵抗１２、測定抵抗
１４、および導電性のカップ状部材２８が接合されて単
一構造の電流分割器を構成する。

部材２６およびそれに接合された導体３０の構造も第３
図に最も良く示されている。部材２６の肩４１での接続
により図示の通り導体３０が部材２６の周囲に接合され
る。

図示のように電流比較器１６はカップ状部材２８の中に
装着され、抵抗１４と連結するように結合されて、入力
電流ＩＩＮに比例した出力信号Ｉ。。

（第１図）を供給する。比較器１６はトロイダル磁心４
６を含む変成器であり、抵抗１４のまわりに配置される
。抵抗１４は変成器に対する巻数が１の一次巻線として
の役目を果す。トロイダルの二次巻線４８（第１図の巻
線２０および２２に相当）が磁心４６に巻かれる。巻線
４８の末端（入力接続部および出力接続部）は第３図に
５０で示すように部材２８の孔を通って外に出され、第
１図の増幅器２４のような外部の増幅器に接続される。

本発明の種々の素子および構成部品の上記の相互関係に
ついて説明してきたが、本発明の新しい機械的、電気的
および機能的特性に貢献する相互関係の多くの利点を指
摘することは重要である。

注意すべきことは、電流センサのすべての電流導通部品
が同軸構成であることが好ましいということである。第
３図かられかるように、カップ状部材２６は、その内壁
４３が導体３２に隣接した点４５まで抵抗１４の一部に
わたって伸びることによって、抵抗１２のまわりを囲む
ように同軸に配置される。

測定抵抗１４および部材２８の同軸関係によってセンサ
８全体を通じて上記の同軸関係が維持される。測定抵抗
１４および部材２８が相互に同軸に装着されるだけでな
く、部材２６および抵抗１２も相互に同軸に装着される
。更に注意すべきことは、比較器１６の構成器の磁心４
６が抵抗１４のまわりに同軸に配置されることによりセ
ンサの他のすべての構成部品とも同軸になっているとい
うことである。

設計者は与えられた入力電流ＩＩＮに対して所望の出力
電流■ｏＴを達成するためにいくつかの設計上の選択を
行なえる。第１に、比較器１６の二次巻線の巻数を容易
に変更することができる。第２に、分路抵抗１２、測定
抵抗１４、またはその両方の横断面積はそれらの直径を
変えることにより簡単にすぐに変えることができる。第
３に、分路抵抗１２および測定抵抗１４を作るために使
用される抵抗合金は前に述べた温度係数の小さい数種類
の材料から選択することができる。抵抗ごとに異なる合
金を選択することができる。第４に、分路抵抗１２およ
び測定抵抗１４の長さを変えることができる。

センサ８を通る電流と比較器１６の動作の基本的理解は
比較的回りくどくない。

第３図の導体３０および３２は検知すなわち測定すべき
電流を供給する電源と直列に接続されるものと仮定する
。１１定すべき電流ＩＩＮは第３図の矢印で示すように
導体３０および導電性部材２６から電流センサ８に入る
。

電流ＩＩＮは部材２６の平面部２７の接続部９および３
１で分割され、それぞれ抵抗１２および１４を通って電
流工、およびＩ２として流れる。測定すべき電流工。は
部材２８の外側の壁またはシェル３８を介して抵抗１４
および部材２８を通って流れる。シェル３８の電流Ｉ２
は接続部３９で導体３２に流入し、そこで電流１１と合
わさり、その結果の電流Ｉｌ＋■２が導体３２から流れ
出る。もちろん、この電流１１＋工２は入力電流ＩＩＮ
に等しい。

前に述べたように、抵抗１４に電流が流れているとき、
抵抗１４のまわりに磁界が形成される。

電流比較器１６はこの磁界からの磁束を検知し、電流Ｉ
ＩＮに比例した出力信号を発生する。この出力信号は第
１図において前に説明したＩＯＴである。

比較器１６の基本的理解のためにこの前の説明を参照さ
れたい。

この時点で指摘に値することはセンサ８の種々の素子の
同軸構成にはそれら素子の種々の自己インダクタンスと
それらの間の複雑な相互インダクタンスとの間の相互作
用を与える属性が含まれるということである。その結果
、センサを通って流れる電流によってセンサ外部に発生
する磁界が実質的に存在しない電流センサ設計が得られ
る。逆に、他の発生源（センサ自身の電流入口および出
口導体３０および３２を含む）からの入射磁界はセンサ
の動作および正確さに対して無視し得る影響しか及ぼさ
ない。その結果、センサ相互の間に殆んど相互作用のな
い状態で多数の電流センサを近接して動作させることが
できる。これは多数のセンサをしばしば使用する電力量
計のような多くの用途では著しい利点である。上記の属
性の更に詳細な説明および解析は後で述べる。

次に第４図を参照して説明する。第４図は第２図および
第３図の実施例とほぼ同じである電流センサのもう１つ
の実施例を示す。しかしこの実施例では、入口導体３０
および出口導体３２（第４図では３０’　および３２′
　として示しである）がセンサ全体と同軸になっている
。この実施例ではセンサから外側に必要なところまで導
体３０′および３２′を同軸に縦方向に伸ばしてもよい
という利点がある。第４図の参照番号は第３図の同一の
参照番号に対応する。

注目すべきことは、第４図で電流１．−よびＩ　　＋１
　　　（−Ｉ、Ｎ）が互いに隣接した平行な同軸の径路
を通って互いに逆方向に流れることである。このような
構成では導体３０′および３２′を囲む磁界が互いに等
しくて逆向きであるので、互いに打ち消し合うという利
点がある。これによる利点として、外部磁界が発生せず
、同時にセンサは導体３０’および３２′の近傍の入射
磁界の影響を殆んど受けない。

第４図で注目すべきことはカップ状部材２６が不要とな
ることである。この実施例では、入力電流ＩＩＮが導体
３０′に直接印加される。導体３０′は図示するように
接続部９′および３１′で抵抗１２および１４に堅固に
接合されている。

更に注目すべきことは導体３２′が部材２８の一体部分
であり、接続部２３および３３で抵抗１２および１４に
堅固に接合されるということである。

第４図のセンサの動作は第３図について述べたのと殆ん
ど同じであるので、これ以上説明する必要はないと思わ
れる。

第５図は第３図に類似した本発明のもう１つの実施例を
示す。この実施例では、電流分割器１０および比較器は
ともに入口導体３０および出口導体３２の同じ側（すな
わち抵抗１２の外側端）にある。ここで、導体３０およ
び３２を第４図の導体３０′および３２′と同様に互い
に隣接するように構成しなおすと、電流Ｉ　および１１
＋■２Ｎ によって生じる磁界が実質的に相殺されることに注意さ
れたい。

第５図の実施例では、カップ状部材２６が符号２６′で
示すように部材２８の一体部分を形成する。導体３０は
第３図の部材２６の底部２７のかわりに端板としての役
目を果し、抵抗１２および１４に接合されて電流ＩＩＮ
に対する電流分割点を形成する。

第５図の実施例の動作は第１，３および４図について説
明したのとほぼ同じであるので、これ以上の説明は不要
であると思われる。

本発明の設計および構成の他の細部について説明するた
めに、再び第３図を参照する。

前に指摘したように、測定抵抗１４が抵抗値Ｒ２を構成
する唯一の抵抗素子でないことがわかる。底部４４およ
び円筒形のシェル３８を含む導電性部材２８は測定抵抗
１４と直列になっている。

このため部材２８は銅で構成して、その抵抗を抵抗１４
の抵抗値の１％より小さくすることにより温度による抵
抗の変化の影響を無視し得るようにすることか好ましい
。

部材２６の底部２７は分路抵抗１２および測定抵抗Ｊ４
に対して等電位面を形成することに注目されたい。分路
抵抗１２の内径内では、抵抗１２の電流工、に付随する
電流が底部２７に流れない。

同様に、部材２８の頚部４０の直径が分路抵抗１２の内
径にほぼ等しいかまたはそれより小さい限り、導体３２
は抵抗１２および部材２８に対して等電位面となる。

上記の接続および設計原理に慎重に配慮することにより
、低いＩ２Ｒ損失で、温度によって変らない性質を維持
したまま、分路抵抗１２を３０乃至４０マイクロオーム
のオーダの非常に低い値に保持することができる。しか
し、分路抵抗１２および部材２６と導体３２との間の結
合部または接合部の抵抗値は非常に低くなければならな
いということに注目すべきである。これらの接合はろう
付け、溶接等の適当なプロセスによって慎重に行なわな
ければならない。

上記の説明では、センサ８のすべての電流導通素子は抵
抗１２および１４を除いて銅が好ましいとしてきた。ア
ルミニウム等の他の低抵抗材料を使うこともできるが、
銅の低コストおよびアルミニウムの接合困難性の点から
銅が好ましい。

次に本発明の詳細な解析と設計原理の説明を行なう。

包括的に第６図と呼ぶうちの第６ａ図にはセンサ８およ
び同軸電流分割器１０の斜視図が示されている。第６ｂ
図は電流分割器の横断面図である。

第６Ｃ図は電流センサの等価回路であり、センサの自己
インダクタンスと相互インダクタンスを示す。

第６ａ図には第１乃至３図について前に説明したこれら
の同じ電流に対応する電流ＩＩＮ、１１’およびＩ２が
示されている。センサまたは同軸電流分割器１０の長さ
に対応する長さｒｈＪも示されている。

第６ｂ図には同軸電流分割器の種々の構成部分の半径ａ
乃至ｅとこれらの半径および長さｒｈＪに対応する５つ
の体積を示すローマ数字Ｉ乃至Ｖとが示されている。

第６ｃ図で自己インダクタンスＬＩｌおよび抵抗Ｒは電
流１１を通す導体、すなわち分路抵抗１２に対応してい
る。同様に自己インダクタンスＬ２□および対抗Ｒ２は
電流１２を通す測定抵抗１４に対応し、自己インダクタ
ンスＬ３３および抵抗Ｒ３は電流ＩＩＮを通す導電性部
材２６に対応する。

Ｍｌ。９Ｍ１３およびＭ２３は電流１１．Ｉ２およびＩ
ＩＮを通す導体相互の間の相互インダクタンスである。

自己インダクタンスＬ　および抵抗Ｒ０は同軸電流分割
器の外側にある測定抵抗１４のその部分に対応し、導電
性部材２８、ならびに測定抵抗１４によって形成される
１回巻の一次巻線から見た電流比較器１６およびそれと
結合された増幅器２４の反射インピーダンスを含む。

第６Ｃ図の回路の解析により電流分割比は次式％式％ Ｌ　およびＲ３は式（４）に現われないので、分割比に
影響を及ぼさない。

抵抗ＲおよびＲ２は第６Ｃ図の体積Ｉおよび■に対応す
る抵抗であり、次式で与えられる。

但し、ｐｌ、ρ２はＲ１，Ｒ２の材料の抵抗率である。

インダクタンスを計算するため、最初に注意しなければ
ならないことは同軸構造により外側導体の外側半径「ｅ
」　（すなわちセンサ８の外側半径）より外に磁界がな
いということである。これは円筒形部材２６のすぐ外側
の円形径路に沿ってアンペア周囲側を使うことによって
示すことができる。

φＨｄｌ−１ 正味電流が囲まれてなく、システムが円形対称であるの
で、接線成分Ｈφはゼロに等しくなければならない。

次にエネルギ関係を使ってインダクタンスを計算するこ
とができる。磁界に蓄積されるエネルギは次式で表わさ
れる。

第６図のシステムには磁気材料がないので、Ｂ−μ　Ｈ
であり、上式を書き換えると次式になる。

式（８） から次式が得られる。

第６ｂ図の体積Ｉ乃至Ｖに対して式（１０）を評価しな
ければならない。

半径ｒ、厚さｄｒ、および次式に示す体ｖｔｄＶを有す
る、システムと同軸の典型的な薄い円筒形のシェルを考
える。

ｄＶ−ｈ２πｒｄｒ 式（１０）に代入することにより次式が得られる。

ここで ■ 但しＩ　′および１２’は半径ｒで囲まれた抵抗１２お
よび１４の電流である。

Ｌｌｌ；Ｌ２２；Ｍ１２；Ｍ２Ｓ；Ｍ２Ｓを計算するた
めに０（Ｒ２の軸の中心）と外側導体（部材２６）の外
側半径であるｒｅＪとの間のｒの値に対して式（１４）
および（１５）を評価することができる。

Ｍ　　−Ｍ　　であることがわかる。したがって式２式
％ 但し、１′は半径ｒで囲まれた電流である。

次の関係が成立することもわかる。

同様に相互インダクタンスは次式で与えられる。

式（１６）の別々の項を評価する式（５）；（６）；　
（１７）および（１８）はそれぞれ、寸法ａ、　　ｂ、
　　ｃおよびｈ（第６ｂ図）のみの項を含んでいる。し
たがって、分割比は分路抵抗１２および測定抵抗１４の
寸法のみできまり、円筒形部材２６の寸法には全く依存
しない。

式（１７）の項（Ｌ　　−Ｍ　　）はａ、　ｂおよびＣ
の実際的な値に対して常に負であるのに対して、式（１
８）の項（Ｌ　　−Ｍ　　）は常に正であり、（Ｌｌｌ
”−Ｍ１２）より大きいことがわかる。したがって式（
１６）からＩ　は常にＩＩＮより小さな角度だけ遅れる
ことがわかる。

上記の解析では、底部２７および導体３２に半径方向の
電流が流れることによって生じる自己インダクタンスお
よび相互インダクタンスを無視した。しかし、これらの
インダクタンスは非常に小さく、実際のモデルについて
の上記の解析と測定の結果がよく一致することにより端
効果の無視が正当化される。

設計技術者は電流センサ８および電流分割器１０を設計
し、またその性能を正確に予測するために必要なすべて
の情報をいまや持っている。

殆んどの用途では、電流センサは入力端子（Ｉ　　）と
出力電流または信号（Ｉ　ｏ’ｒ）との間にＮ 正確な一定の比を持たなければならない。開示されたセ
ンサの電流比較部は二次巻線の巻数で定まる正確な比を
持つ。しかし、上記の電流分割部は寸法ａ、　　ｂ、　
　ｃ、　　ｈならびに分路抵抗１２および測定抵抗１４
の材料の抵抗率によって定まる比をそなえて、いる。

寸法と抵抗率にはすべて製造許容範囲があるので、式（
１６）の公称分割比は製造時に約±５％だけ変り得る。

したがって、調節プロセスが必要とな−ることかある。

第７図は底部２７を通って分路抵抗１２の中まで１つ以
上の孔５２をあけることによりセンサ内でこのような調
節を行なう簡単な方法を示す。このような孔は分路抵抗
１２の横断面積を小さくすることによりその抵抗値Ｒ１
を大きくする効果を持つ。ｂ−０，１８８’およびｃ−
０，３１２’の代表的な設計では、分路抵抗１２の実効
面積は中空でない円筒の０．５００’の直径と同等であ
る。円筒の壁厚は０．１２５’であるので、その中にｏ
、ｏｓｏ″の直径、すなわち同等の直径の１０％の孔を
あけることは容易である。この孔の面積は円筒の１％に
等しく、円筒を通って正しく孔をあける抵抗値Ｒ１は１
％だけ増加する。適当な深さのより短い且をあけること
によって、所望の値の０．１％未満に調節することがで
きる。１％より大きい調節が必要な場合には、より大き
な孔または多数の孔を使うことができる。もちろん、こ
の調節方法はＲ１を大きくするだけであるので、式（１
６）のＩ２を大きくするだけである。逆方向の調節が必
要な場合、測定抵抗１４に孔５４をあけることもできる
。しかし、この抵抗の半径ｒａＪは極めて小さく、通常
０．０４’乃至０゜０８′であるので、孔をあけること
は一層難しく、それが分割比に及ぼす影響はずっと大き
い。

好ましい調節方法は公称比が所望の比より充分小さく、
製造したすべてのアセンブリが最大の許容範囲でも所望
の比より小さい比となるようにセンサを設計することで
ある。これにより、分路抵抗１２に孔（１つまたは複数
）５２をあけることによってすべての調節を行なうこと
ができる。この調節は自動化された測定穿孔装置で容易
に行なうことができる。

次に第８ａ図には電流比較器１６の基本等価回路が示さ
れている。交流信号の場合、分割比が次式で表されるこ
とを示すことができる。

検知巻線および帰還巻線２０および２２は高透磁率のト
ロイダル磁心１８にドーナツ状に巻かれるので、殆んど
漏れ磁束はない。−次巻線（抵抗１４）の巻数が１であ
るのに対して検知巻線および帰還巻線の巻数がＮ　およ
びＮ、である場合には、次式の関係が得られる。

無視することができる。したがって、次式が得られる。

ここで、Ｋはトロイダル磁心１８の寸法および磁心材料
の透磁率によってきまる定数である。式（１９）と（２
０）を組合わせることによって次式が得られる。

Ｗ、　Ｋ、　ＮｆおよびＧはＲ，（巻線２２の抵抗）お
よびＲ（負荷抵抗）に比べて大きいので、分母の最後の
項ｊ（Ｒ＋Ｒ）は大きさに影響をｘ 及ぼさず、位相角に及ぼす影響は無視し得るので、上記
の解析では、増幅器入力直流オフセット電圧Ｖ　は無視
された。すべての増幅器に存在するＳ この小さな入力電圧は増幅器出力から増幅器入力に至る
帰還路を持たないので、増幅器の大きな開放ループ利得
Ｇによって増幅され、増幅器出力を飽和まで駆動するの
で、増幅器は線形動作できなくなる。この問題は第８ｂ
図および第８Ｃ図に示した、米国特許節４，１８２，９
８２号および第４．７６１，６０５号に説明されている
従来の技術により克服できる。これらの特許はこのよう
な回路の動作に詳細な説明を行っている。ここでは、回
路の簡単な説明を行なう。

第８ｂ図および第８ｃ図の回路では、低域通過フィルタ
の形で直流帰還路が設けられる。電流比較器が高度の正
確さで動作しなければならない場合は、低域通過フィル
タは５０／６０Ｈｚの電力周波数での減衰量が大きくな
ければならない。その結果、Ｒ１−Ｃ１回路の時定数は
数秒となる。

電力回路の測定に電流センサを実際に適用する場合、長
い時定数は許容できない。何故なら、これらの回路で生
じ得る大きな過渡現象によって増幅器が衝撃励起される
と、この結果ゆっくり減衰する大きな振動が生じるから
である。

この目的のために改良された回路が前記米国特許第４，
７６１．．６０５号に開示されている。第９ａ図はその
開示の回路を示し、第８ａ図と異なるのは−組みのスイ
ッチＡおよびＢが含まれていることだけである。スイッ
チは適当なＦＥＴまたはＣＭＯ３半導体デバイスとする
ことができ、スイッチＡを開成すなわち「オン」とした
ときスイッチＢが開放すなわち「オフ」となり、スイッ
チＡを開放すなわち「オフ」としたときスイッチＢが開
成すなわち「オン」となるように配置される。

第９ｂ図は方形波入力信号に応答してスイッチＡおよび
Ｂをスイッチングするための制御信号を供給する適当な
制御回路を示す。

第９ｃ図は第９ａ図の回路内の電圧および電流の波形を
示す。（１２−０のときの波形が示されている。） 米国特許第４，７６１．６０５号に述べられているよう
に、回路の原理は増幅器出力の直流信号Ｉ　を反転スイ
ッチＡおよびＢによって帰還巻線２２の交流信号Ｉ、に
変換することである。交流信号１ｒは相互インダクタン
スＭｒｓにより帰還巻線２２から検知巻線２０に結合さ
れ、Ｎ　Ｓ””　Ｎ　ｒであればＥ、−Ｅｆとなる。検
知巻線２０からの交流信号Ｅ　は第２組の反転スイッチ
Ａ′およびＢ′によって同期して整流され、増幅器オフ
セット電圧Ｖ　を相殺するのに適した直流電圧になるＳ ように変換される。

帰還巻線２２（Ｌｒ）の三角波の電波１ｒが次式に従っ
て検知巻線２０および帰還巻線２２（Ｌ　およびり、）
の両方に方形波の電圧（Ｅｒ。

Ｅ　）を発生する。

スイッチの転流効果によりＥ　波形の負の半分が反転さ
れる。これにより、増幅器の反転（−）入力に一定電圧
■　が作成され、これは増幅器のＳ 固有オフセット電圧を相殺する。■　電流波形は誤差信
号として正常なＩ　電流に重畳される。式（２３）から
次式が得られる。

誤差信号Ｖ。８に比例する。帰還巻線２２（Ｌ、）のイ
ンダクタンスを大きくすること、またはスイッチング周
波数を大きくして第９Ｃ図に示されたスイッング周期Ｔ
を小さくすることによって誤差信号を最小にすることが
できる。スイッチング周波数が２００１１ｚ、　　３０
０１１ｚのオーダであり、帰還巻線２２（Ｌｒ）のイン
ダクタンスが数ヘンリーである場合には、誤差信号は増
幅器オフセット電圧の１ミリボルト当りビークピーク値
（すなわち＋１　−（−１））が１マイクロアンペアよ
りｐ 小さい。

多くの交流電力の用途では、電力計または電力量計に人
力信号を供給するため電流センサが使用される。このよ
うな用途では、電流信号と電圧信号との間に乗算プロセ
スが使用され、瞬時ワット信号が得られる。通常、電圧
信号には基本電力周波数とその高調波だけが含まれる。

増幅安定化回路のスイッチング周波数が電力周波数の高
調波とならないように選択されれば、電圧信号との相関
がなくなり、誤差信号の効果は電力線周波数の１サイク
ルにわたって平均されて零となる。この乗算プロセスに
関する更に詳しい情報については米国特許第４，７６１
，６０５号を参照されたい。

他の用途では、スイッチング周波数をより高くすること
により誤差信号が小さくなり、また必要な場合には）Ｐ
波することにより誤差信号を減衰することが容易となる
。

スイッチＡおよびＢは直流帰還を行ないながら■　中の
所望の信号成分の反転も行なう。第９ａ図に示すように
この信号反転を除くために第３組のスイッチＡ′および
Ｂ′を使ってもよい。

前に述べなかった電流比較器の付加的な特徴は第３図の
静電シールド５６である。電流分割器１０のすべての導
電性金属部分は線電流をＵＪ定するために電流分割器１
０がそれに接続される電力システムの線間電圧にしても
よいことがわかる。他方、電流比較器１６はたとえば電
力量計の電子回路の一部である増幅器２４に接続される
。電子回路は電気雑音および余計な信号に対して非常に
敏感であるので、この回路をアースに接続するのが普通
に行なわれることである。したがって、カップ状部材２
８（電流分割器１０の一部である）と電流比較器１６と
の間に大きな交流電圧差が存在する。

この電圧差による第１の影響はカップ状部材２８と電流
比較器１６との間にこの電圧差に耐え得る絶縁構造を提
供しなければならないということである。このような絶
縁構造は電流比較器１６のまわりのモールド成形プラス
チックのハウジングの形ですぐに提供することができる
。この構造はわかりやすくするため図から除いた。

電圧差の第２の影響はカップ状部材２８と電流比較器１
６の巻線４８との間の容量結合の存在である。このよう
な容量結合、特に二次巻線２２に対する容量結合の結果
として、増幅器２４の入力に望ましくない誤差信号が生
じる。増幅器２４では、正常動作に於ける入力信号はゼ
ロに近い。この誤差信号問題を克服するため、第３図に
示すように巻線４８を導電性の静電シールド５６の中に
密閉することが望ましい。このようなシールドは当業者
にはファラデーシールドとして知られており、多くの形
式をとり得る。たとえば前に述べたモールド成形プラス
チックのハウジングの内側表面上に導電性または金属の
コーティングとして、もしくは絶縁構造の中に配置され
た電流比較器１６のための別個の薄い金属の囲いとして
形成される。

シールドは電子回路のアースに接続しなければならない
。シールドはシールドΦケーブルの形で電流比較器１６
と増幅器２４との間の巻線接続部（１７，１９，２１等
）にも設けてもよい。

静電シールド５６は巻線４８を可能な限り密閉すること
が好ましいが、そうする際、トロイダル磁心４６のまわ
りに完全に閉じた１回巻のループが生じないということ
が重要である。ループが生じると、電流がシールド内を
流れ、コアのまわりに付加的なアンペア回数が生じて、
電流比較器１６に大きな誤差が発生する。このため、静
電シールド５６に小さな間隙５８を残すことにより、閉
じたループが形成されないようにする。代替の解決策と
して、静電シールド５６の縁を互いに重ねるが互いに絶
縁することにより閉じたループが完成しないようにして
もよい。

新規な電流センサのいくつかの実施例をここで若干詳し
く説明してきたが、当業者は多くの変化や変形を考え付
くことができる。たとえば、同軸の電流センサは円筒形
の部品のアセンブリとして開示されたが、導電性部材２
６および２８、抵抗１２および１４、ならびに電流比較
器１６は円筒形である必要はなく、多重電流スケーリン
グを行ない、電流センサを供給するために相互に関連付
けられた長方形等の形状であってもよい。これらの実施
例は、好ましい実施例の属性のいくつか、たとえば外部
磁界を発生しないこと、入射磁界の影響を受けないこと
、センサ入力電流とセンサ出力信号との間の位相誤差が
最小であること等の利点を幾分失なうかも知れないが、
それでもなお多くの用途で適切な性能を提供する。

本発明は電流センサに高度の正確さが必要条件でない用
途でも用いることができる。この場合には、抵抗の温度
係数が非常に低い抵抗材料よりなる合金抵抗して示した
抵抗１２および１４を抵抗の温度係数が高い銅、アルミ
ニウム、抵抗合金等の他の導電性材料で構成してもよい
。

電流センサ８の同軸設計は非常に正確な電流センサの目
的全体を満足させる設計として開示されているが、この
ような設計で全て完全に同軸にしなくてもよいことがあ
る。たとえば、同軸関係にない少なくともいくつかの部
品で動作電流センサを構成し、しかもこの電流センサが
構成部品の相互関係によりセンサ８に付随する利点を提
供し、電流の所要の分割ならびにセンサの電流導通部品
の間の自己インダクタンスと相互インダクタンスの相互
関係を与えることにより少なくともいくつかの電流測定
の用途に対しては充分に正確なスケーリングされた出力
信号を発生できると考えられる。したがって、本発明は
特許請求の範囲により限定され、例示のために以上述べ
た細部によって限定されない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の動作の理解に有用な、本発明による電
流センサの概略電気回路図である。 第２図は本発明の原理による新しい電流センサの第１の
実施例の斜視図である。 第３図は第２図の電流センサの断面図である。 第４図は本発明の電流センサのもう１つの実施例の斜視
図である。 第５図は本発明の電流センサの更にもう１つの実施例の
断面図である。 第６ａ図は本発明の原理による電流分割器の斜視図であ
る。第６ｂ図は本発明の動作と設計原理を理解するのに
有用な第６ａ図の電流分割器の断面図である。第６ｃ図
は本発明の動作と設計原理の理解に有用な、電流センサ
の等砺回路である。 第７図は第３図に類似した断面図であるが、本発明の電
流分割器の分割比を調節する構造と方法の細部を示す断
面図である。 第８ａ図は本発明の原理の理解に有用な電流比較器回路
の概略回路図である。第８ｂ図は本発明の原理の理解に
更に有用な直流安定化回路をそなえた電流比較器回路の
概略回路図である。第８Ｃ図は別の直流安定化回路をそ
なえた電流比較器回路の概略回路図である。 第９ａ図は本発明によるスイッチング式直流安定化回路
をそなえた電流比較器回路の概略回路図である。第９ｂ
図は第９ａ図の回路のスイッチを制御するのに適した制
御回路の回路図である。第９ｃ図は第９ａ図の回路の種
々の個所に於ける波形を示す波形図である。 ［主な符号の説明］ ８・・・電流センサ、 １０・・・電流分割器、 １２・・・分路抵抗、 １４・・・測定抵抗、 １６・・・電流比較器、 ２０・・・第１の二次巻線、 ２２・・・第２の二次巻線、 ２４・・・増幅器、 ２６．２８・・・カップ状部材、 ２９・・・分路抵抗１２の開口、 ３０・・・人口導体、 ３２・・・出口導体、 ３５・・・円筒形導電性ハウジング、 ５２．５４・・・抵抗の調節用の孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電流に比例する出力信号を発生するための同軸電流
   センサに於いて、 （ａ）供給される電流を分割する同軸電流 分割器であって、（イ）両端間を貫通する開口を有する
   、抵抗値Ｒ＿１の第１の導体、および（ロ）上記第１の
   導体の上記開口の中に同軸に配置された第２の導体を含
   み、上記第２の導体はその両端が上記第１の導体の対応
   する端にそれぞれ接続され、かつ抵抗値Ｒ＿２を有し、
   上記第１および第２の導体の一端に供給される入力電流
   Ｉ＿Ｉ＿Ｎをそれぞれ上記第１および第２の導体に流れ
   る電流Ｉ＿１およびＩ＿２に分割し、 ▲数式、化学式、表等があります▼ として上記第２の導体に流れる電流Ｉ＿２をＩ＿２＝Ｉ
   ＿Ｉ＿Ｎ／Ｋとなるようにした同軸電流分割器、ならび
   に （ｂ）上記第２の導体のまわりに同軸に配 置され、かつ上記第２の導体に誘導結合された出力手段
   であって、上記第２の導体に流れる電流Ｉ＿２を検知し
   て、上記電流センサに供給される電流Ｉ＿Ｉ＿Ｎの大き
   さに比例した大きさの出力信号を発生する出力手段、 を備えることを特徴とする同軸電流センサ。 ２、上記第１および第２の導体は抵抗の温度係数が非常
   に小さい材料で構成されている請求項１記載の同軸電流
   センサ。 ３、上記第１の導体の抵抗値Ｒ＿１が上記第２の導体の
   抵抗値Ｒ＿２より小さい請求項２記載の同軸電流センサ
   。 ４、上記第１の導体の断面積を上記第２の導体の断面積
   より大きくすることにより抵抗値Ｒ＿１およびＲ＿２を
   それぞれ設定する請求項３記載の同軸電流センサ。 ５、上記出力手段は、上記第２の導体のまわりに同軸に
   配置され、かつ第１および第２の二次巻線が巻かれたト
   ロイダル磁心の変成器を含み、上記第２の導体が上記ト
   ロイダル磁心の変成器に対する一次巻線としての役目を
   果す請求項１記載の同軸電流センサ。 ６、上記トロイダル磁心の変成器は電流比較器を構成し
   、上記出力手段が更にオフセット電圧の小さい増幅器も
   含み、上記増幅器の入力は上記トロイダル磁心内の磁束
   を検知するために上記第１の二次巻線に接続され、上記
   増幅器の出力は上記第２の二次巻線に補償信号を供給し
   て上記トロイダル磁心内の磁束を実質的にゼロに維持す
   るために上記第２の二次巻線に接続されており、上記出
   力手段は更にまた上記増幅器と上記第１および第２の二
   次巻線の各々との間に接続されたスイッチング手段も含
   み、これにより小さなオフセット電圧を交流信号に変換
   して、上記第１および第２の二次巻線を介して結合し、
   整流することによって、上記増幅器の入力に於けるオフ
   セット電圧を補償する請求項５記載の同軸電流センサ。 ７、上記出力手段からの出力信号を負荷に供給するため
   の出力端子が上記第２の二次巻線に備わっている請求項
   ６記載の同軸電流センサ。 ８、上記第１および第２の導体ならびに上記出力手段が
   第１および第２の導電性部材によって実質的に密閉され
   、上記第１および第２の導体はそれぞれの両端が上記第
   １および第２の導電性部材のうちの対応する部材に接続
   され、これにより上記第１および第２の導電性部材の一
   方に供給された入力電流Ｉ＿Ｉ＿Ｎを上記第１および第
   ２の導体に流れる電流Ｉ＿１およびＩ＿２に分割し、こ
   れらの電流を上記第１および第２の導電性部材のうちの
   他方において結合してＩ＿Ｉ＿Ｎに等しいＩ＿１＋Ｉ＿
   ２とする請求項１記載の同軸電流センサ。 ９、電流に比例した出力信号を発生するための電流セン
   サに於いて、 （ａ）供給される電流を分割する電流分割 器であって、（イ）両端間を貫通する開口を有する分路
   抵抗、（ロ）上記分路抵抗の上記開口内に同軸に配置さ
   れた電流測定抵抗、（ハ）上記電流測定抵抗の一端を上
   記分路抵抗の一端に接続することにより、当該電流分割
   器に供給される電流を上記電流測定抵抗および上記分路
   抵抗に流れさせる導体手段、および（ニ）開放端が上記
   分路抵抗の他端に接合された導電性の大体カップ状の部
   材を含み、該カップ状部材の内側に上記電流測定抵抗が
   配置され、上記電流測定抵抗はその他端が上記カップ状
   部材に接合され、該接合部が上記電流測定抵抗および上
   記カップ状部材に流れる電流を上記分路抵抗に流れる電
   流と結合させて、当該電流センサに流れる総電流の出口
   点を構成するようにした電流分割器、ならびに （ｂ）上記カップ状部材の内側に配置され た電流比較器であって、上記電流測定抵抗に流れる電流
   を検知して、当該電流センサに供給される電流の大きさ
   に比例した値を持つ出力信号を発生する電流比較器、を
   備えることを特徴とする電流センサ。 １０、（ａ）供給される電流を分割する同軸電流分割器
   であって、（イ）両端間を貫通する開口を有する、抵抗
   値Ｒ＿１の第１の導体、および（ロ）上記第１の導体の
   上記開口内に同軸に配置され、かつ、両端が上記第１の
   導体の対応する端にそれぞれ接続された、抵抗値Ｒ＿２
   の第２の導体を含み、これにより上記第１および第２の
   導体の一端に供給される入力電流Ｉ＿Ｉ＿Ｎをそれぞれ
   上記第１および第２の導体に流れる電流Ｉ＿１およびＩ
   ＿２に分割して、 ▲数式、化学式、表等があります▼ として上記第２の導体に流れる電流Ｉ＿２をＩ＿２＝Ｉ
   ＿Ｉ＿Ｎ／Ｋ となるようにした 同軸電流分割器、 （ｂ）第１および第２の二次巻線が巻かれ た磁気材料のトロイダル磁心を含む電流比較器であって
   、上記トロイダル磁心が上記第２の導体のまわりに配置
   されて、上記第２の導体が上記第１および第２の二次巻
   線に電圧を誘導するための一次巻線としての役目を果す
   ようにした電流比較器、ならびに （ｃ）上記トロイダル磁心内の磁束を検知 するために入力が上記第１の二次巻線に接続された増幅
   器であって、補償信号を上記第２の二次巻線に供給する
   ことにより上記トロイダル磁心内の磁束を実質的にゼロ
   に維持するために出力が上記第２の二次巻線に接続され
   た増幅器、 を備えることを特徴とする同軸電流センサ。 １１、電流センサに於いて、 （ａ）閉止端および開放端を有し、入力 電流を供給するための第１の端子を含む導電性の第１の
   ハウジング、 （ｂ）上記ハウジングの中に配置され、 一端が上記ハウジングの閉止端に取り付けられた第１の
   抵抗であって、その中を上記第１のハウジングと同軸に
   整列した開口が貫通しており、上記の取付け点を除いて
   上記第１のハウジングから隔離された第１の抵抗、 （ｃ）上記第１の抵抗の上記開口の中に同 軸に配置され、上記第１のハウジングと同軸に整列した
   第２の抵抗であって、上記第１の抵抗から隔離され、一
   端が上記第１のハウジングの閉止端に取付けられ、他端
   で一部が上記第１の抵抗を超えて伸びる第２の抵抗、 （ｄ）閉止端および開放端を有する導電性 の第２のハウジングであって、上記第２のハウジングの
   中にはその開放端から上記第２の抵抗の一部が配置され
   、上記第２の抵抗の他端が上記第２のハウジングの閉止
   端に取付けられ、上記第２のハウジングはその開放端で
   上記第１の抵抗の他端に取付けられ、上記第２の抵抗は
   その取付け点を除いて上記第２のハウジングから隔離さ
   れ、上記第２のハウジングは当該電流センサからの電流
   の出口となる第２の端子をも含んでいる上記第２のハウ
   ジング、ならびに （ｅ）上記第２のハウジングの中に装着さ れて上記第２の抵抗に誘導結合された電流比較器であっ
   て、それを通る電流を検知して、当該電流センサに供給
   される入力電流の大きさに比例した値の出力信号を発生
   する電流比較器、 を備えることを特徴とする電流センサ。 １２、電流分割器であって、 （ａ）一端に基部を含む導電性の大体カッ プ状の部材であって、その他端には該部材の開口のまわ
   りに同軸に配置された第１の中空の細長の導体が形成さ
   れている上記カップ状部材、 （ｂ）開口が両端間を貫通している第１の 抵抗であって、上記の中空の細長の導体の内側に配置さ
   れ、一端が、上記カップ状部材の開口と同軸に整列して
   上記部材に接合された第１の抵抗、（ｃ）上記第１の抵
   抗と同軸に整列して上 記第１の中空の細長の導体の中に配置された第２の導体
   であって、第１および第２の端を有し、該第１の端が上
   記第１の抵抗の他端に取付けられた第２の導体、ならび
   に （ｄ）上記第１の抵抗および上記第２の導 体と同軸に整列して上記カップ状部材の開口を通過する
   第２の抵抗であって、その両端が上記第２の導体の第１
   の端および上記部材の基部にそれぞれ取付けられている
   第２の抵抗、を備えることを特徴とする電流分割器。 １３、上記第１および第２の導体の各々が上記電流分割
   器に供給すべき電流と直列に上記電流分割器を接続する
   手段を含み、上記カップ状部材、上記第１の中空の細長
   の導体、上記第１の抵抗、上記第２の導体および上記第
   ２の抵抗がそれぞれ円筒形である請求項１２記載の電流
   分割器。 １４、上記第２の抵抗と同軸に上記カップ状部材の内側
   に配置されて、上記第２の抵抗に流れる電流成分を検知
   して、上記電流分割器に供給される電流の大きさに比例
   した大きさの出力信号を発生する手段も備えている請求
   項１３記載の電流分割器。 １５、上記第１および第２の抵抗は抵抗値の温度係度が
   非常に低い材料で構成されている請求項１２記載の電流
   分割器。 １６、上記第１の抵抗の抵抗値が上記第２の抵抗の抵抗
   値より小さい請求項１５記載の電流分割器。 １７、上記第１の抵抗は断面積が上記第２の抵抗より大
   きい請求項１６記載の電流分配器。 １８、供給される電流を所定の比で分割するための同軸
   電流分割器に於いて、 （ａ）第１の端と第２の端との間を円筒形 の開口が貫通しているほぼ円筒形の第１の導体であって
   、上記第１の端に入力電流Ｉ＿Ｉ＿Ｎを供給するための
   入口手段を含み、抵抗値Ｒ＿１を有し、上記第１の端と
   第２の端との間に流れる電流に応答して周囲に第１の磁
   界を発生する第１の導体、（ｂ）上記第１の導体の開口
   内に同軸に配 置され、第１および第２の端を有するほぼ円筒形の第２
   の導体であって、上記第２の導体の第１および第２の端
   がそれぞれ上記第１の導体の第１および第２の端のうち
   の対応する端に接続され、上記第２の導体の第１および
   第２の端の間に流れる電流に応じて上記第２の導体のま
   わりに第２の磁界が発生され、上記第２の導体の抵抗値
   がＲであり、上記入力電流Ｉ＿Ｉ＿Ｎがそれぞれ上記第
   １および第２の導体に流れる電流Ｉ＿１およびＩ＿２に
   分割されて、Ｉ＿１＋Ｉ＿２＝Ｉ＿Ｉ＿Ｎであり、▲数
   式、化学式、表等があります▼ として上記第２の導体に流れる電流Ｉ＿２がＩ＿２＝Ｉ
   ＿Ｉ＿Ｎ／Ｋ となるようにしたほぼ円筒形の第２の導体、ならびに （ｃ）第１の端と第２の端との間を貫通す る円筒形の開口をそなえ、上記第１の導体のまわりに同
   軸に配置されたほぼ円筒形の第３の導体であって、上記
   第３の導体の第２の端は上記第１および第２の導体の第
   ２の端の各々に接続され、上記第３の導体の第１の端と
   第２の端との間に流れる電流に応じて周囲に第３の磁界
   が発生され、上記第３の導体の第１の端には電流Ｉ＿Ｉ
   ＿Ｎの出口をなす手段が含まれ、電流Ｉ＿１、Ｉ＿２お
   よびＩ＿Ｉ＿Ｎが上記第１、第２および第３の導体を通
   って流れて、所定の相互関係でそれぞれ第１、第２およ
   び第３の磁界を発生し、その結果、電流Ｉ＿１およびＩ
   ＿２が上記第１および第２の導体の各々の第１の端から
   第２の端に流れるとき、電流Ｉ＿Ｉ＿Ｎ＝Ｉ＿１＋Ｉ＿
   ２が上記第３の導体の第２の端から第１の端に流れ、こ
   れにより上記第３の導体の外側の表面より先では第１、
   第２および第３の磁界の和が実質的にゼロとなるように
   したほぼ円筒形の第３の導体、を備えることを特徴とす
   る同軸電流分割器。 １９、上記第１および第２の導体が抵抗値の温度係数が
   非常に低い材料で構成されている請求項１８記載の同軸
   電流分割器。 ２０、上記第１の導体の抵抗値Ｒ＿１が上記第２の導体
   の抵抗値Ｒ＿２より小さく、上記第３の導体がその中に
   流れる電流に殆んど影響を及ぼさない低抵抗材料で構成
   されている請求項１９記載の同軸電流分割器。 ２１、上記第１の導体の断面積を上記第２の導体の断面
   積より大きくすることにより抵抗値Ｒ＿１およびＲ＿２
   がそれぞれ設定され、値Ｋと上記同軸電流分割器の所定
   の比が Ｉ＿２＝Ｉ＿Ｉ＿Ｎ／Ｋ の式で与えられる請求項２０記載の同軸電流分割器。 ２２、上記第２の導体のまわりに同軸に配置された出力
   手段を備え、上記出力手段は上記第２の導体に誘導結合
   され、そのまわりの第２の磁界に応答して上記第２の導
   体に流れる電流Ｉ＿２を検知し、上記同軸電流分割器に
   供給される電流Ｉ＿Ｉ＿Ｎの大きさに比例した大きさの
   スケーリングされた出力信号を発生し、また第１、第２
   および第３の磁界の相互関係により電流Ｉ＿２とＩ＿Ｉ
   ＿Ｎとの間の位相角が小さくなって、上記のスケーリン
   グされた出力信号が電流Ｉ＿Ｉ＿Ｎと実質的に同相にな
   る請求項１８記載の同軸電流分割器。 ２３、同軸電流分割器に於いて、 （ａ）一方が他方の中に同軸に配置され、 それぞれの円筒形の表面が互いから隔たっている外側の
   中間導体および内側の円筒形導体であって、各々が第１
   の端および第２の端をそなえ、各々がそれぞれの第１の
   端で結合されている外側の中間導体および内側の円筒形
   導体、 （ｂ）上記外側導体の第２の端に第１の電 流接続部を作る第１の手段、ならびに （ｃ）上記内側導体と上記中間導体をそれ ぞれの第２の端で結合して、上記内側導体と上記中間導
   体を並列に接続することにより上記同軸電流分割器に供
   給される電流を分割する結合手段であって、上記同軸電
   流分割器に対する第２の電流接続部を作る第２の手段を
   含んでいる結合手段、を備えていることを特徴とする同
   軸電流分割器。 ２４、上記内側導体のまわりに同軸に配置されて、上記
   内側導体に流れる電流を検知して、上記同軸電流分割器
   に供給される電流の大きさに比例した大きさの出力信号
   を発生する手段を更に備えている請求項２３記載の同軸
   電流分割器。 ２５、上記中間導体および上記内側導体はそれぞれ、抵
   抗値の温度係数が非常に小さい材料で構成されている請
   求項２３記載の同軸電流分割器。 ２６、上記中間導体の抵抗値が上記内側導体の抵抗値よ
   り小さい請求項２５記載の同軸電流分割器。 ２７、上記中間導体の断面積が上記内側導体の断面積よ
   り大きい請求項２６記載の同軸電流分割器。 ２８、上記の外側、中間および内側の導体に流れる電流
   成分がそれらのまわりに対応する磁界を発生し、これら
   の磁界は互いにほぼ相殺するように相互作用し、これに
   より上記外側導体の外側表面より外の磁界の大きさが実
   質的にゼロである請求項２３記載の同軸電流分割器。 ２９、上記内側導体のまわりに同軸に配置され、かつそ
   れに誘導結合された出力手段であって、上記内側導体に
   流れる電流成分を検知して、上記同軸電流分割器に供給
   される電流の大きさに比例した大きさの出力信号を発生
   する出力手段を更に備える請求項２３記載の同軸電流分
   割器。 ３０、（ａ）検知すべき電流成分に直列に接続するため
   の導電性の電流分割器であって、（イ）第１の直列接続
   を行なうために底面に隣接する第１の端子をそなえた第
   １のほぼカップ状の部材、（ロ）両端間を開口が貫通し
   、上記第１の部材の中に配置された分路抵抗であって、
   上記分路抵抗の一端が上記第１の部材の開放端を超えて
   伸び、上記分路抵抗の他端が上記第１の部材の底面に接
   合されている分路抵抗、（ハ）第２の直列接続を行なう
   ための第２の端子を形成するために、上記第１の部材の
   開放端を超えて伸びた上記分路抵抗の上記端に接着され
   た第２のほぼカップ状の部材、ならびに（ニ）上記第１
   および第２の部材の中に配置され、両端が上記第１およ
   び第２の部材の対応する底面端に接着された細長の電流
   測定抵抗を含み、これにより上記第１の部材の第１の端
   子に印加される入力電流が第１および第２の電流成分に
   分割され、上記第１の電流成分が上記分路抵抗を通って
   流れ、第２の電流成分が上記電流測定抵抗および上記第
   ２の部材を通って流れ、第２の電流成分の大きさが入力
   電流のスケーリングされた表現であり、上記分路抵抗と
   上記第２の部材の接着によって形成される上記第２の端
   子において第１および第２の電流成分が結合される上記
   電流分割器、 （ｂ）上記第２の部材の内側に装着され、 かつ上記電流を通す素子の少なくとも一部に誘導結合さ
   れた磁心を含む電流比較器であって、上記電流測定抵抗
   が電流比較器の一次巻線を形成し、さらに上記磁心に巻
   かれた第１および第２の二次巻線を含む電流比較器、 （ｃ）上記第１の二次巻線からの出力信号 に応答する増幅手段であって、制御電流を供給するため
   に上記第２の二次巻線に接続された出力を含み、上記制
   御電流が上記電流測定抵抗を通って流れる第２の電流成
   分によって上記磁心内に誘導される磁束とほぼ逆向きの
   補償磁束を上記磁心内に生じさせるようにした増幅手段
   、ならびに（ｄ）上記第２の二次巻線の出力に接続さ れ、それを通って流れる電流に応答して、検知すべき電
   流成分を表わすアナログ出力信号を発生する手段、 を備えることを特徴とする電流センサ。 ３１、上記電流センサの組立て後に上記第１の部材の底
   部を貫通して上記分路抵抗および上記電流測定抵抗のう
   ちいずれか一方の中まで少なくとも１つの孔をあけるた
   めに表面が上記第１の部材の底部に含まれ、この孔あけ
   により上記分路抵抗および上記電流測定抵抗の一方から
   材料を除去してその抵抗値を選択的に変更して、入力電
   流の上記スケーリングされた表現が所定の値に調節され
   るようにした請求項３０記載の電流センサ。 ３２、印加される電流を分割するための装置に於いて、 （ａ）開放端と閉止端を有し、入力電流を 上記装置に接続するための手段を含む導電性の円筒形の
   ハウジング、 （ｂ）第１の端と第２の端との間を貫通し て伸びる開口をそなえ、上記円筒形のハウジングの中に
   配置された第１の抵抗であって、上記第１の端が上記ハ
   ウジングの閉止端に接続されている第１の抵抗、 （ｃ）上記第１の抵抗の開口の中に配置さ れ、第１および第２の端をそなえた第２の抵抗であって
   、上記第２の抵抗の第１の端が上記ハウジングの閉止端
   に取付けられていることにより、上記ハウジングに供給
   される入力電流をそれぞれ上記第１および第２の抵抗に
   流れる第１および第２の電流成分に分割させる第２の抵
   抗、ならびに（ｄ）上記第１の抵抗の第２の端を囲み、 この端と上記第２の抵抗の第２の端とに固着されて接続
   部を構成する手段であって、第１および第２の電流成分
   を結合して、上記装置に供給される入力電流に等しい電
   流を通す出口端子を形成する手段、 を備えることを特徴とする装置。 ３３、上記ハウジングの中に配置され、かつ上記第２の
   抵抗に連結されて、上記第２の抵抗に流れる第２の電流
   成分を検知して、上記装置に供給される入力電流の大き
   さに比例した大きさの出力信号を発生する手段を更に備
   える請求項３２記載の装置。 ３４、供給される電流を２つの電流成分に分割するよう
   に構成されているとともに一方の電流成分を検知する電
   流比較器を含んでいる形式の電流センサにおいて、該電
   流比較器が磁心、該磁心に巻かれた二次検知巻線および
   巻数Ｎの二次補償巻線、ならびに該磁心を通って伸びて
   、検知すべき一方の電流成分を流すための一次巻線を含
   んでいる場合に、上記電流センサに供給される入力電流
   を上記電流センサからの小さな出力電流にスケールダウ
   ンする方法であって、 （ａ）上記電流センサに電流ｌ＿Ｉ＿Ｎを供給するステ
   ップ、 （ｂ）Ｉ＿Ｉ＿Ｎ＝Ｉ＿１＋Ｉ＿２として電流成分Ｉ＿
   １およびＩ＿２をそれぞれ通す並列抵抗Ｒ＿１およびＲ
   ＿２をそなえた電流分割器を設けて抵抗Ｒ＿２に流れる
   電流Ｉ＿２が ▲数式、化学式、表等があります▼として▲数式、化学
   式、表等があります▼ で与えられるようにして電流Ｉ＿Ｉ＿Ｎの第１段スケー
   リングを行なうステップ、 （ｃ）上記電流比較器の検知巻線で、抵抗 Ｒ＿２に流れる電流Ｉ＿２の大きさを検知するステップ
   、 （ｄ）上記検知に応答して、上記電流比較 器の巻数Ｎの補償巻線に電流補償信号を供給することに
   より、電流Ｉ＿Ｉ＿Ｎの第２段スケーリングを行なうス
   テップであって、抵抗Ｒ＿２に流れる電流成分Ｉ＿２に
   よって生じる磁化アンペア回数を巻数Ｎの補償巻線に流
   れる電流補償信号によって生じる磁化アンペア回数に等
   しくすることにより電流Ｉ＿Ｉ＿Ｎのスケーリングを行
   ない、 Ｉ＿Ｏ＿Ｔ＝Ｉ＿Ｉ＿Ｎ／ＫＮ で表わされるようにＲ＿１とＲ＿２の比および電流補償
   巻線の巻数Ｎで定まる２つの独立なスケーリング係数の
   積に等しい大きさを持つ電流補償巻線から出力信号Ｉ＿
   Ｏ＿Ｔを発生するステップ、を含むことを特徴とする方
   法。 ３５、抵抗Ｒ＿１およびＲ＿２の一方の抵抗値を物理的
   に変更することにより上記電流センサを較正して、出力
   信号Ｉ＿Ｏ＿Ｔの大きさが所定の比で電流Ｉ＿Ｉ＿Ｎの
   大きさに正確に比例するようにするステップを含む請求
   項３４記載の方法。