JPH0429025B2 - - Google Patents
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- JPH0429025B2 JPH0429025B2 JP57046917A JP4691782A JPH0429025B2 JP H0429025 B2 JPH0429025 B2 JP H0429025B2 JP 57046917 A JP57046917 A JP 57046917A JP 4691782 A JP4691782 A JP 4691782A JP H0429025 B2 JPH0429025 B2 JP H0429025B2
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- Japan
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- current
- winding
- core
- measured
- saturation
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- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 34
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 14
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/18—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using conversion of DC into AC, e.g. with choppers
- G01R19/20—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof using conversion of DC into AC, e.g. with choppers using transductors, i.e. a magnetic core transducer the saturation of which is cyclically reversed by an AC source on the secondary side
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は種々の計測において、電流信号を絶縁
して測定する電流検出器に関する。
して測定する電流検出器に関する。
従来、絶縁して電流を検出する場合は、(1)電磁
継電器と蓄電器を用いたフライング・キヤパシタ
方式によるサンプリング方による絶縁検出を行う
か、(2)被測定電流側にオペレーシヨンアンプや
AD変換器等の能動回路を持たせて、一担検出し
てから絶縁し易い信号形態に変換してしかる後、
フオトカプラや絶縁トランスを用いて絶縁してか
ら測定系に測定結果を伝達させる方法か、(3)トラ
ンス１次側巻線に測定電流を流して、その直流分
により、トランスのコアの飽和特性カーブが徐々
に変化することを利用して、二次側巻線あるいは
更に三次巻線を用いてその飽和特性の微妙な変化
を検出して一次側電流を知る方法、(4)トランス一
次側巻線に被測定電流を流し、二次巻線の交流的
定数を監視しながら三次巻線に一次巻線の被測定
電流を打消す方向に電流を流して、二次巻線の交
流定数が一定となるよう三次巻線の電流を調整
し、その三次巻線の電流を知ることによつて一次
巻線の電流を測定する方法、等が一般的であつ
た。
継電器と蓄電器を用いたフライング・キヤパシタ
方式によるサンプリング方による絶縁検出を行う
か、(2)被測定電流側にオペレーシヨンアンプや
AD変換器等の能動回路を持たせて、一担検出し
てから絶縁し易い信号形態に変換してしかる後、
フオトカプラや絶縁トランスを用いて絶縁してか
ら測定系に測定結果を伝達させる方法か、(3)トラ
ンス１次側巻線に測定電流を流して、その直流分
により、トランスのコアの飽和特性カーブが徐々
に変化することを利用して、二次側巻線あるいは
更に三次巻線を用いてその飽和特性の微妙な変化
を検出して一次側電流を知る方法、(4)トランス一
次側巻線に被測定電流を流し、二次巻線の交流的
定数を監視しながら三次巻線に一次巻線の被測定
電流を打消す方向に電流を流して、二次巻線の交
流定数が一定となるよう三次巻線の電流を調整
し、その三次巻線の電流を知ることによつて一次
巻線の電流を測定する方法、等が一般的であつ
た。
しかし、(1)の方法は機械的可動部分があり高信
頼度を得られない、(2)の方法は、使用部品点数が
多く、かつ、多数の電流を個々に絶縁して測定す
る場合に、特に、各測定点ごとに個別の部品が多
く必要となる。(3)、(4)の方法は温度によるトラン
ス等部品の特性が変化するために生じる誤差を防
ぐこと、および、部品個々の特性のバラツキを補
正するための調整が困難であつた。
頼度を得られない、(2)の方法は、使用部品点数が
多く、かつ、多数の電流を個々に絶縁して測定す
る場合に、特に、各測定点ごとに個別の部品が多
く必要となる。(3)、(4)の方法は温度によるトラン
ス等部品の特性が変化するために生じる誤差を防
ぐこと、および、部品個々の特性のバラツキを補
正するための調整が困難であつた。
したがつて、本発明の目的は温度による誤差が
少なく調整の容易な絶縁式電流検出器を提供する
ことである。
少なく調整の容易な絶縁式電流検出器を提供する
ことである。
本発明によれば、パーマロイ等によつて得られ
る矩形飽和特性のコアを用いたトランスを使用す
ることと、双方向の磁束に対する磁気飽和利点を
利用することにより、機械的可動部品がなく、多
数の電流を個々に絶縁する場合でも使用する部品
点数が少く、環境温度の変化に対する誤差も少
く、調整も簡単にできる絶縁式電流検出器を得る
ことができる。
る矩形飽和特性のコアを用いたトランスを使用す
ることと、双方向の磁束に対する磁気飽和利点を
利用することにより、機械的可動部品がなく、多
数の電流を個々に絶縁する場合でも使用する部品
点数が少く、環境温度の変化に対する誤差も少
く、調整も簡単にできる絶縁式電流検出器を得る
ことができる。
本発明の一実施例を第１図に示し、これを参照
して本発明を詳細に説明する。図で１は矩形ヒス
テリシス特性を有するコアを用いてT1巻線T2巻
線、T3巻線を有するトランス、２は任意の入力
電圧に比例した電流をT2巻線に流す電流電圧変
換器、３は任意のデジタル表示の数値信号に応じ
て電圧を発生させるDA変換器、４はDA変換器
３と電圧電流変換器２を介してＴ２に三角波形電
流を与えまた、T3巻線の出力において正インパ
ルス出現時点trと負インパルス出現時点tdにT2巻
線を流れる電流（Ir）r，（Ir）dを検出して、（Ir）r
と
（Ir）dの中間値を求めその−T2／T1倍を被測定電流Ii としてデジタル表示値を出力する制御回路であ
る。
して本発明を詳細に説明する。図で１は矩形ヒス
テリシス特性を有するコアを用いてT1巻線T2巻
線、T3巻線を有するトランス、２は任意の入力
電圧に比例した電流をT2巻線に流す電流電圧変
換器、３は任意のデジタル表示の数値信号に応じ
て電圧を発生させるDA変換器、４はDA変換器
３と電圧電流変換器２を介してＴ２に三角波形電
流を与えまた、T3巻線の出力において正インパ
ルス出現時点trと負インパルス出現時点tdにT2巻
線を流れる電流（Ir）r，（Ir）dを検出して、（Ir）r
と
（Ir）dの中間値を求めその−T2／T1倍を被測定電流Ii としてデジタル表示値を出力する制御回路であ
る。
第２図は巻線T1（巻数T1）に被測定電流Iiが流
れることによりトランスのコアに与えられる起磁
力Ii×T1と、巻線T2（巻数T2）に流れる既知の三
角波形電流Irによりトランスのコアに与えられる
起磁力Ir×T2、それ等の起磁力の合成起磁力Ir×
T2＋Ii×T1（点線表記）、および、コアの磁気飽和
レベル（SoとSp）を上図に、T3巻線に誘起され
るインパルス電圧を下図に同一時間関係で記載し
たものである。Ii時間に対する変化率に比べて充
分に速い繰返し周波数で三角波形電流Irを発生さ
せ、Irによる起磁力Ir×T2と被測定電流Iiによる
起磁力Ii×T1との和が必ず不飽和領域を横断する
ようにIr×T2を充分に大きく設定しておき、Irの
傾斜が充分に直線性が良く、トランス１のコアの
矩形ヒステリシスが充分に矩形を呈すれば、巻線
T1と巻線T2による合成起磁力が、負側磁束反転
起磁力を通過して正側磁束反転起磁力に達すると
き、すなわち、トランス１のコアの磁束が一方の
飽和領域から不飽和領域を通過して、もう一方の
飽和領域に達した時に磁束反転が発生して、飽和
磁束がSoからSpとなりその反転極性に応じた極性
のインパルス電圧が巻線Ｔ３に誘起される。巻線
T3に誘起される電圧は、コアの磁束が変化する
変化率に比例して発生する。本発明では、コアに
矩形ヒステリシス特性を有する磁性体（パマロイ
等）を利用し、巻線T2に三角波交流を印加して、
コアの磁性反転を繰り返し起させている。コアの
磁性反転が起つた時に、磁束は急激に変化するの
で巻線T3に急峻なインパルスが誘起される。こ
のインパルス電圧ｖの出現タイミングのうち正側
インパルス出現時点trは合成起磁力がIr×T2＋Ii
T1が正側磁束反転起磁力に打ち勝つレベルに達
し、コアの飽和磁束がSoからSpに変化した時であ
り、負側インパルス出現時点tdは合成起磁力が負
側磁束反転起磁力に打ち勝つレベルに達し、飽和
磁束がSpからSoに変化した時であり、trとtdそれ
ぞれの時点で巻線T2に流れていた電流を（Ir）rと
（Ir）dと表記すると、 〔Ii×T1〕＋〔（Ir）r×T2〕＝So 〔Ii×T1〕＋〔（Ir）d×T2〕＝Sp となる。
れることによりトランスのコアに与えられる起磁
力Ii×T1と、巻線T2（巻数T2）に流れる既知の三
角波形電流Irによりトランスのコアに与えられる
起磁力Ir×T2、それ等の起磁力の合成起磁力Ir×
T2＋Ii×T1（点線表記）、および、コアの磁気飽和
レベル（SoとSp）を上図に、T3巻線に誘起され
るインパルス電圧を下図に同一時間関係で記載し
たものである。Ii時間に対する変化率に比べて充
分に速い繰返し周波数で三角波形電流Irを発生さ
せ、Irによる起磁力Ir×T2と被測定電流Iiによる
起磁力Ii×T1との和が必ず不飽和領域を横断する
ようにIr×T2を充分に大きく設定しておき、Irの
傾斜が充分に直線性が良く、トランス１のコアの
矩形ヒステリシスが充分に矩形を呈すれば、巻線
T1と巻線T2による合成起磁力が、負側磁束反転
起磁力を通過して正側磁束反転起磁力に達すると
き、すなわち、トランス１のコアの磁束が一方の
飽和領域から不飽和領域を通過して、もう一方の
飽和領域に達した時に磁束反転が発生して、飽和
磁束がSoからSpとなりその反転極性に応じた極性
のインパルス電圧が巻線Ｔ３に誘起される。巻線
T3に誘起される電圧は、コアの磁束が変化する
変化率に比例して発生する。本発明では、コアに
矩形ヒステリシス特性を有する磁性体（パマロイ
等）を利用し、巻線T2に三角波交流を印加して、
コアの磁性反転を繰り返し起させている。コアの
磁性反転が起つた時に、磁束は急激に変化するの
で巻線T3に急峻なインパルスが誘起される。こ
のインパルス電圧ｖの出現タイミングのうち正側
インパルス出現時点trは合成起磁力がIr×T2＋Ii
T1が正側磁束反転起磁力に打ち勝つレベルに達
し、コアの飽和磁束がSoからSpに変化した時であ
り、負側インパルス出現時点tdは合成起磁力が負
側磁束反転起磁力に打ち勝つレベルに達し、飽和
磁束がSpからSoに変化した時であり、trとtdそれ
ぞれの時点で巻線T2に流れていた電流を（Ir）rと
（Ir）dと表記すると、 〔Ii×T1〕＋〔（Ir）r×T2〕＝So 〔Ii×T1〕＋〔（Ir）d×T2〕＝Sp となる。
磁気コアの飽和磁束は両極性とも絶対値は一致
するから So＝Sp 関係がある。
するから So＝Sp 関係がある。
故に
〔Ii×T1〕＋〔（Ir）r×T2〕
＝−〔Ii×T1〕−〔（Ir）d×T2〕
の等式が成り立つ。
これを整理すれば、
Ii＝−T1／T2（Ir）r＋（Ir）d／２
の等式が得られる。
この事から、制御回路４で、しかるべき負の値
としかるべき正の値を設定してその２つの値の間
を一定変化率で暫増および暫減を繰返すデイジタ
ル値号を発生して、そのデイジタル値をDA変換
器３により、三角波形電圧に変換して、更に、そ
の三角波形電圧を電圧電流変換器２に入力して、
三角波形電流を得て、この電流をトランス１の巻
線T2に流し、巻線T3に表われるインパルス電圧
ｖの発生時に巻線T2を流れる電流の電流値（Ir）r
および（Ir）dを制御回路４にて検出し、（Ir）rと
（Ir）dを求めれば、被測定電流Iiの解を得ることが
できる。
としかるべき正の値を設定してその２つの値の間
を一定変化率で暫増および暫減を繰返すデイジタ
ル値号を発生して、そのデイジタル値をDA変換
器３により、三角波形電圧に変換して、更に、そ
の三角波形電圧を電圧電流変換器２に入力して、
三角波形電流を得て、この電流をトランス１の巻
線T2に流し、巻線T3に表われるインパルス電圧
ｖの発生時に巻線T2を流れる電流の電流値（Ir）r
および（Ir）dを制御回路４にて検出し、（Ir）rと
（Ir）dを求めれば、被測定電流Iiの解を得ることが
できる。
第１図は本発明の一実施例を示す図。第２図は
第１図の動作を説明するための図。 １…矩形ヒステリシス特性３巻線トランス、２
…電圧電流変換器、３…DA変換器、４…制御回
路。
第１図の動作を説明するための図。 １…矩形ヒステリシス特性３巻線トランス、２
…電圧電流変換器、３…DA変換器、４…制御回
路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 矩型磁気飽和特性を有するコアに第一、第二
および第三の巻線が巻回され、前記第一の巻線に
被測定電流が流されるトランスと、 前記第二の巻線に交流電流を流し、前記被測定
電流および前記交流電流により前記コアに発生す
る合成起磁力を前記コアの一方の飽和領域から他
方の飽和領域へ繰返し反転させる手段と、 前記コアに発生する磁束の向きが前記一方の飽
和領域から前記他方の飽和領域に反転したときお
よび前記他方の飽和領域から前記一方の飽和領域
に反転したときに前記第三の巻線に発生する第一
および第二のインパルスを検出し、前記第一およ
び第二のインパルス発生時に前記第二の巻線に流
れる第一および第二の電流値を測定し、前記第一
および第二の電流値の算術平均値に比例した値を
算出して前記被測定電流の解として出力する手段
と を有することを特徴とする絶縁式電流検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57046917A JPS58165058A (ja) | 1982-03-24 | 1982-03-24 | 絶縁式電流検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57046917A JPS58165058A (ja) | 1982-03-24 | 1982-03-24 | 絶縁式電流検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58165058A JPS58165058A (ja) | 1983-09-30 |
| JPH0429025B2 true JPH0429025B2 (ja) | 1992-05-15 |
Family
ID=12760685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57046917A Granted JPS58165058A (ja) | 1982-03-24 | 1982-03-24 | 絶縁式電流検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58165058A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61170661A (ja) * | 1985-01-24 | 1986-08-01 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | 電流検出装置 |
| FR2585841B1 (fr) * | 1985-07-31 | 1988-06-17 | Valeo | Dispositif de mesure d'un courant continu |
| JPS62124703A (ja) * | 1985-11-25 | 1987-06-06 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | 電流センサ |
| JPS6446657A (en) * | 1987-08-17 | 1989-02-21 | Nihon System Research Inst Inc | Current measurement system |
| JP4951485B2 (ja) * | 2007-12-12 | 2012-06-13 | 博 小野寺 | チューリップ形開閉式バケット |
| JP2013148439A (ja) * | 2012-01-19 | 2013-08-01 | Hirose Electric Co Ltd | 電流センサ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52127270A (en) * | 1976-04-16 | 1977-10-25 | Hitachi Ltd | Battery ammeter for motor vehicle |
-
1982
- 1982-03-24 JP JP57046917A patent/JPS58165058A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52127270A (en) * | 1976-04-16 | 1977-10-25 | Hitachi Ltd | Battery ammeter for motor vehicle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58165058A (ja) | 1983-09-30 |
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