JPH0535830B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は電流値検出装置に関するものであ
る。

（従来技術） 従来、電流検出装置には線路に流れる電流を変
流器、ホール素子等の磁気検出センサ等で検知し
ている。そして、線路に流れる電流に相対した電
流値の検出信号を電流−電圧変換してその電圧値
に一定の係数を掛けて直に線路に流れる電流の検
出するものがあつた。

又、電流を変流器、ホール素子等の磁気検出セ
ンサ等から出力される線路に流れる電流に相対し
た電流値の検出電流を一定の係数を掛けて直に電
流値を検出するものがあつた。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の電圧出力型の電流検出では、出力の断
線、コネクタ接触不良等の際、電流が流れていな
いような出力となる場合があり、主回路素子の発
熱・損傷という２次損傷を与え得る構成であつ
た。この発明は、上記断線等の場合も、主回路を
保護する働きをもち、ノイズに強くかつ広範囲の
電流計測が正確に行なえる電流検出装置を提供す
ることを目的とする。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） この発明は上記目的を達成するために、電流値
を相対的に検知する検知センサと、前記検知セン
サの検出電流をその電流値が高くなるに相対して
高い電圧値を出力する電流−電圧変換器と、電流
−電圧変換器からの出力電圧を電圧値が減少する
に相対して周波数が高くなる出力信号を出力する
電圧−周波数変換器と、前記出力信号の振動数を
カウントするカウント手段と、前記出力信号の周
期を計時する計時手段と、予め定めた時間内にお
いて振動数が前記カウンタ手段にてカウントされ
ているときにはその振動数に基づいて前記電流値
を割り出し、前記予め定めた時間内において振動
数がカウンタ手段にてカウントされていないとき
には前記計時手段で計時した周期時間に基づいて
前記電流値を割り出す割り出し手段とからなる電
流値検出装置をその要旨とするものである。

（作用） 検知センサにて線路に流れる電流を検知し、そ
の検出電流を電流−電圧変換器にて電流値が高く
なるに相対して高い電圧値となるように電流−電
圧変換する。そして、電流−電圧変換器からの出
力電圧を電圧−周波数変換器にて電圧値が減少す
るに相対して周波数が高くなる出力信号を出力す
るように電圧−周波数変換する。

次に、カウント手段がその出力信号の振動数を
カウントするとともに、計時手段がその出力信号
の周期を計時する。そして、割り出し手段が予め
定めた時間内において振動数が前記カウンタ手段
にてカウントされているときにはその振動数に基
づいて前記電流値を割り出し、前記予め定めた時
間内において振動数がカウント手段にてカウント
されていないときには前記計時手段の周期時間に
基づいて前記電流値を割り出す。

（実施例） 以下、この発明を具体化した一実施例を図面に
基づいて説明する。

第１図において、コア１は線路２を囲むように
配設され、同線路２に流れる電流に基づいて発生
する磁界の磁気回路を形成している。検知センサ
としての磁気感知素子３はホール素子からなり、
前記コア１の両端部間に配設され、前記線路２に
流れる電流に基づいて発生する磁界の強さを電流
の大きさに変換して検知する。

電流−電圧変換器としての差動アンプ４は前記
磁気感知素子３からの検知電流を電流値が高くな
るに比例して高い電圧値となるように電流−電圧
変換し増幅する。電圧−周波数変換器（以下、周
波数変換器という）５は前記差動アンプ４からの
出力電圧を入力し、第２図に示すように、出力電
圧の値Ｖが大きくなるに従つて周波数Ｆが低くな
る出力信号（振幅は一定）SG１を成形し、その
出力信号を波形整形してパルス信号SG２にして
出力する。この波形整形は第３図に示すように前
記出力信号SG１のレベルが予め定めた基準値以
上になつた時にはオンし、反対に基準値以下の時
にはオフする回路（例えば、シユミツト回路）に
て行なわれる。

従つて、パルス信号SG２の周期Ｔは前記出力
電圧の電圧値Ｖが小さい時、すなわち、前記線路
２に流れる電流の電流値が小さい時には第４図ａ
に示すようにそれに相対して短くなり、反対に、
出力電圧の電圧値Ｖが大きい時、すなわち、前記
線路２に流れる電流の電流値が大きい時には第４
図ｂに示すようにそれに相対して長くなる。

カウント手段、計時手段、及び、割り出し手段
としての中央処理装置（以下、CPUという）６
は読み出し専用メモリ（ROM）よりなるプログ
ラムメモリ７に記憶された制御プログラムに基づ
いて動作し、前記周波数変換器５から出力される
パルス信号SG２を出力する。そして、CPU６は
前記パルス信号SG２を同CPU６に内蔵されたカ
ウンタにてカウントするとともに、同時にパルス
信号SG２のパルス間隔Tsを同CPU６に内蔵され
たタイマにて計時する。

CPU６のカウント動作は予め設定した基準時
間ｔ１の間に入力したパルス信号SG２の数を逐
次カウンタにてカウントする。従つて、パルス信
号SG２の周期Ｔが短い程、すなわち、前記線路
２に流れる電流値が小さい程、そのカウント値は
大きくなる。反対に、パルス信号SG２の周期Ｔ
が長い程、すなわち、前記線路２に流れる電流値
が大きい程、そのカウント値は小さくなる。この
時、さらに大きな電流が流れるとパルス周期Ｔが
基準時間ｔ１より長くなり、カウント値が「０」
となることが分る。

一方、CPUの計時処理動作は順次入力されて
くるパルス信号SG２の立ち下がりから次にくる
立ち上がりまでの間隔時間Tsを逐次タイマにて
計時する。従つて、パルス信号SG２の周期Ｔが
長い程、すなわち、前記線路２に流れる電流値が
大きい程、その間隔時間Tsは長くなる。反対に、
パルス信号SG２の周期Ｔが短い程、すなわち、
前記線路２に流れる電流値が小さい程、その間隔
時間Tsは短くなる。なお、本実施例では間隔時
間Tsをパルス信号SG２の立ち下がりから立ち上
がりまでの時間を計時するようにしたが、これを
立ち上がりから次の立ち上がりまでの時間（周期
Ｔ）を計時するようにしてもよい。

CPU６は前記処理動作で求めたカウント値及
び間隔時間Tsと前記プログラムメモリ７に前記
プログラムデータとともに記憶された電流値デー
タとを比較することによつてその時の線路２に流
れる電流の電流値を割り出す処理動作を行なう。

プログラムメモリ７に記憶された電流値データ
は前記各カウント値に対する各電流値のデータと
各間隔時間に対する各電流値のデータがそれぞれ
記憶されている。そして、CPU６は前記基準時
間ｔ１においてカウンタの値が「１」以上の時に
は、低電流と判断してそのアウンタの値を優先
し、そのカウント値に対応する電流値のデータを
読み出しその時の線路２に流れている電流の値を
割り出すようになつている。反対に、カウンタの
値が「０」の時には、CPU６は大電流と判断し
てタイマの間隔時間Tsに対応する電流値データ
を読み出しその時の線路２に流れている電流の値
を割り出すようになつている。

従つて、CPU６は線路２に流れる電流が低電
流の時にはカウンタのカウンタ値に基づいて、反
対に大電流の時にはタイマの間隔時間Tsに基づ
いてその電流値を割り出すことになる。

そして、この割り出した電流値をCPU６は本
実施例では表示装置８に表示するとともに、線路
２に流れる電流の電流値に基づいて各種機器を駆
動制御するための各種回路素子９に制御信号を出
力するようになつている。

作業用メモリ１０は読み出し及び書き替え可能
なメモリ（RAM）であつて、前記CPU６が演算
した演算結果が一時記憶されるようになつてい
る。

次に、上記のように構成した電流値検出装置の
作用について説明する。

今、線路２に電流が流れている状態において、
前記コア１で形成される磁界の強さは線路２の電
流に比例する。そして、磁気感知素子３にてその
磁界の強さを検知しその検知電流を差動アンプ４
に出力する。

従つて、差動アンプ４に出力される検知電流の
値は線路２の電流に比例することになり、その検
知電流は同差動アンプ４にて電流値に比例して大
きな値となる出力電圧に変換される。この出力電
圧は次段の周波数変換器５にて出力電圧の電圧値
Ｖが大きくなるに相対して周期Ｔが短くなるパル
ス信号SG２に変換される。

そして、CPU６は基準時間ｔ１に入力される
パルス信号SG２をカウントするとともに、同時
にパルス信号SG２のパルス間隔Tsをタイマにて
計時する。次に、CPU６は基準時間ｔ１におい
てカウンタの値が「１」以上かどうかチエツク
し、「１」以上の時には低電流と判断してそのカ
ウンタの値を優先し、そのカウント値に対応する
電流値のデータを読み出しその時の線路２に流れ
ている低電流の値を割り出す。

そして、CPU６はこの電流値に基づいてその
時の電流値を表示装置８に表示するとともに、そ
の電流値に基づいて各種機器を駆動制御するため
の各種回路素子９を動作制御する。

反対に、カウンタの値が「０」の時には、
CPU６は大電流と判断してタイマの間隔時間Ts
に対応する電流値データを読み出しその時の線路
２に流れている大電流の値を割り出すようになつ
ている。そして、CPU６はこの電流値に基づい
てその時の電流値を表示装置８に表示するととも
に、その電流値に基づいて各種機器を駆動制御す
るための各種回路素子９を動作制御する。

このように、本実施例では周波数変換器５にて
線路２に流れる電流の値が大きくになるに相対し
てパルス信号SG２の周期Ｔを長くなるようにし、
そして、CPU６にて基準時間ｔ１内においてそ
のパルス信号SG２が幾つあるかどうかを判断す
ることに基づいて線路２に流れる電流が低電流か
大電流かどうか判断し、低電流の時にはパルス信
号SG２のパルス数で、又、大電流の時にはパル
ス信号SG２のパルス間隔Tsで線路２に流れる電
流の値を求めるようにしたので、非常に広範囲に
しかも精度の高い電流検出が行なえる。

従つて、各種機器を駆動制御する回路素子１０
をCPU６は正確かつ確実に動作制御することが
できる。

しかも、低電流の場合にはパルス信号SG２の
パルス数に基づいて検出するようにしたので、線
路２が断線して電流が流れない場合でも断線検出
のための別個特別の検出回路を設けることなく確
実に検出することができる。

又、本実施例においては磁気感知素子３からの
検知電流を最終的にパルス信号SG２に変換する
ようにしたので、磁気感知素子３等が拾うノイズ
は非常にさく押えられることになる。

なお、この発明は前記実施例に限定されるもの
ではなく、例えば、前記実施例の周波数変換器５
は差動アンプ４の出力電圧の値Ｖが大きくなるに
従つて周波数Ｆが低くなる出力信号（振幅は一
定）SG１を成形し、次にその出力信号を波形整
形してパルス信号SG２にして出力するようにし
たが、これを波形成形する前の出力信号SG１に
基づいて電流検出をしてもよい。

発明の効果 以上詳述したように、この発明によればノイズ
に強くかつ広範囲の電流計測が正確に行なえるこ
とができる優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化した電流検出装置の
電気ブロツク回路図、第２図は差動アンプから出
力される出力電圧と周波数変換器で成形される出
力信号との関係を示す波形図、第３図は出力信号
からパルス信号への波形整形を示す波形図、第４
図ａ，ｂはそれぞれパルス信号の周期を説明する
ための波形図である。 図中、１はコア、２は線路、３は磁気感知素
子、４は差動アンプ、５は周波数変換器、６は
CPU、７はプログラムメモリ、８は表示装置、
９は回路素子、１０は作業用メモリである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電流値を相対的に検知する検知センサと、 前記検知センサの検出電流をその電流値が高く
   なるに相対して高い電圧値を出力する電流−電圧
   変換器と、 電流−電圧変換器からの出力電圧を電圧値が減
   少するに相対して周波数が高くなる出力信号を出
   力する電流−周波数変換器と、 前記出力信号の振動数をカウントするカウント
   手段と、 前記出力信号の振動間隔を計時する計時手段
   と、 予め定めた時間内において振動数が前記カウン
   ト手段にてカウントされているときにはその振動
   数に基づいて前記電流値を割り出し、前記予め定
   めた時間内において振動数が前記カウンタ手段に
   てカウントされていないときには前記計時手段で
   計時した振動間隔時間に基づいて前記電流値を割
   り出す割り出し手段と からなる電流値検出装置。 ２ 前記電圧−周波数変換器は電流−電圧変換器
   からの出力電圧の電圧値が減少するに相対してパ
   ルス周期が短くなるパルス信号を出力する変換器
   であり、前記カウンタ手段は前記パルス信号のパ
   ルス数をカウントするものであり、又、計時手段
   はパルス間隔を計時するものである特許請求の範
   囲第１項に記載の電流値検出装置。