JPH07110345A - Demagnetizing method for zero flux control type current sensor - Google Patents
Demagnetizing method for zero flux control type current sensorInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は零磁束制御型（ゼロフ
ラックス型）電流センサの消磁方法に関し、さらに詳し
く言えば、交流消磁用減衰信号により磁気コア内を確実
に消磁し得るようにした消磁方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for degaussing a zero magnetic flux control type (zero flux type) current sensor, and more specifically, degaussing for reliably degaussing a magnetic core by an AC degaussing attenuation signal. It is about the method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図３には零磁束制御型のクランプ式電流
センサの従来例が示されている。これによると、同クラ
ンプ式電流センサは、開閉可能であって被測定導体Ｗを
内包し得る磁気回路１を形成するフェライトなどからな
る一対の磁気コア１ａ，１ｂと、その磁気回路１内の磁
束を電気信号に変換して検出する磁電変換部２と、同磁
電変換部２から出力される検出信号を増幅する前段増幅
器３およびその後段に接続された電力増幅器４と、同電
力増幅器４と出力抵抗５ａを含む出力端子５との間にお
いて磁気回路１の所定部位に巻回された帰還コイル６と
を備えている。2. Description of the Related Art FIG. 3 shows a conventional example of a clamp type current sensor of zero flux control type. According to this, the clamp type current sensor has a pair of magnetic cores 1a and 1b made of ferrite or the like forming a magnetic circuit 1 capable of enclosing the conductor W to be measured and a magnetic flux in the magnetic circuit 1. To an electric signal, and a pre-stage amplifier 3 for amplifying the detection signal output from the magneto-electric converter 2 and a power amplifier 4 connected to the latter stage, and the power amplifier 4 and the output. A feedback coil 6 wound around a predetermined portion of the magnetic circuit 1 is provided between the output coil 5 and the output terminal 5 including the resistor 5a.
【０００３】交流用の場合には、磁電変換部２としては
一般に検出コイルが用いられ、交流直流兼用型の場合に
はホール素子が用いられる。いずれにしても、その検出
信号は増幅器３，４にて増幅され、後段の電力増幅器４
のシンク、ソース作用により、帰還コイル６には被測定
導体Ｗにより磁気回路１内に誘起された磁束を打ち消す
ような電流が流され、その電流に起因して出力抵抗５ａ
に発生する電圧が出力端子に現れ、これをもって被測定
導体Ｗの電流が検出される。In the case of alternating current, a detection coil is generally used as the magnetic-electric conversion section 2, and in the case of the alternating current and direct current type, a hall element is used. In any case, the detected signal is amplified by the amplifiers 3 and 4, and the power amplifier 4 at the subsequent stage is amplified.
Due to the sinking and source action of the current, a current that cancels the magnetic flux induced in the magnetic circuit 1 by the conductor W to be measured is caused to flow in the feedback coil 6, and due to the current, the output resistance 5a
The voltage generated at the output terminal appears at the output terminal, and the current of the conductor W to be measured is detected.
【０００４】このように、零磁束制御型電流センサにお
いては、通常の動作ではその負帰還作用により動作磁束
がきわめて小さく抑えられているため、磁気コア１ａ，
１ｂの帯磁による影響は殆どない。As described above, in the zero-flux control type current sensor, the operating magnetic flux is suppressed to an extremely small value by the negative feedback action in the normal operation, so that the magnetic cores 1a,
There is almost no effect due to the magnetization of 1b.
【０００５】しかしながら、負帰還動作を逸脱するよう
な過大入力や電子回路の電源オフ状態、すなわち負帰還
がない状態での入力もしくは外部磁界などによっては、
磁気コア１ａ，１ｂが帯磁され、その結果電流センサの
零点が偏倚してしまうことになる。However, depending on an excessive input that deviates from the negative feedback operation or the power off state of the electronic circuit, that is, the input or the external magnetic field without the negative feedback,
The magnetic cores 1a and 1b are magnetized, and as a result, the zero point of the current sensor is deviated.
【０００６】そこで、従来では例えば電力増幅器４の入
力側に負帰還ループを切断して同入力端子を消磁用交流
信号源７に接続し得る切替えスイッチ８を設け、この交
流信号源７から電力増幅器４に交流減衰信号を印加し、
その増幅出力電圧により帰還コイル６を駆動して磁気コ
ア１ａ，１ｂに起磁力を与えて交流消磁を行なうように
している。Therefore, conventionally, for example, a change-over switch 8 capable of disconnecting the negative feedback loop and connecting the input terminal to the degaussing AC signal source 7 is provided on the input side of the power amplifier 4, and from this AC signal source 7, the power amplifier is connected. Apply an AC attenuation signal to 4,
The feedback coil 6 is driven by the amplified output voltage to give a magnetomotive force to the magnetic cores 1a and 1b to perform AC demagnetization.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上記従来例の欠点とし
ては、まず、消磁操作により一旦磁気コアが消磁されて
も、スイッチ８を切り替えて負帰還ループに戻す際に、
回路のオフセット電圧も含めて負帰還状態に入るため、
また、切替えに伴う過渡的現象により、再度なんらかの
帯磁を起こし易い、という点が指摘される。As a drawback of the above-mentioned conventional example, first, when the switch 8 is switched back to the negative feedback loop even if the magnetic core is once demagnetized by the degaussing operation,
Because it enters the negative feedback state including the offset voltage of the circuit,
Further, it is pointed out that some kind of magnetization is likely to occur again due to a transient phenomenon associated with switching.
【０００８】次に、スイッチ８により負帰還ループを
「開」とした状態においては、交流減衰信号印加時の磁
束レベルが高くなるため、帰還コイル６のインダクタン
ス（インピーダンス）により、高い周波数の交流減衰信
号では帰還コイル６を駆動することができない。Next, when the negative feedback loop is "opened" by the switch 8, the magnetic flux level at the time of applying the AC attenuation signal becomes high. Therefore, the inductance (impedance) of the feedback coil 6 causes the AC attenuation at a high frequency. The feedback coil 6 cannot be driven by a signal.
【０００９】したがって、交流消磁における磁気コアの
ヒステリシスのメジャーループからマイナーループを経
て消磁する減衰ループの回数が十分でなく、消磁が不完
全となってしまう。さらには、切替えスイッチおよびそ
の切り替え操作を必要とするため、コスト的にも構造的
にも、また、操作性の点でも好ましくない。Therefore, in AC degaussing, the number of attenuation loops for degaussing from the major loop of hysteresis of the magnetic core through the minor loop to the minor loop is not sufficient, resulting in incomplete degaussing. Furthermore, since the changeover switch and its changeover operation are required, it is not preferable in terms of cost, structure, and operability.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】この発明は上記従来の事
情に鑑みなされたもので、その構成上の特徴は、開閉可
能であって被測定導体を内包し得る一対の磁気コアと、
同磁気コア内に発生する磁束を電気信号として検出する
磁電変換部と、同磁電変換部からの検出信号を増幅する
増幅器と、同増幅器の出力側と出力抵抗を含む出力端子
との間において上記磁気コアに巻回された帰還コイルと
を備え、上記磁電変換部の検出信号を上記増幅器にて増
幅し上記帰還コイルを介して上記磁気コアに負帰還させ
ることにより上記被測定導体の電流を検出する零磁束制
御型電流センサにおいて、上記増幅器および上記帰還コ
イルを含む負帰還動作ループを閉ループとした状態にお
いて、上記増幅器の入力側に上記磁気コアが有する保磁
力に見合う以上の電圧振幅の消磁用交流減衰信号を印加
することにより、上記磁気コアを消磁するようにしたこ
とにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional circumstances, and is characterized in that it has a pair of magnetic cores that can be opened and closed and that can include a conductor to be measured.
Between the magnetoelectric conversion unit that detects the magnetic flux generated in the magnetic core as an electric signal, the amplifier that amplifies the detection signal from the magnetoelectric conversion unit, and the output side of the amplifier and the output terminal including the output resistance A feedback coil wound around a magnetic core is provided, and the detection signal of the magnetoelectric converter is amplified by the amplifier and negatively fed back to the magnetic core via the feedback coil to detect the current of the conductor to be measured. In a zero-flux-controlled current sensor for degaussing a voltage amplitude exceeding the coercive force of the magnetic core on the input side of the amplifier in a state where the negative feedback operation loop including the amplifier and the feedback coil is closed. This is because the magnetic core is demagnetized by applying an AC attenuation signal.
【００１１】増幅器が前段増幅器と、その後段に接続さ
れた電力増幅器とを備えている場合、同前段増幅器の入
力側に上記消磁用交流減衰信号を印加することが好まし
い。When the amplifier includes a front-stage amplifier and a power amplifier connected to the rear-stage amplifier, it is preferable to apply the demagnetizing AC attenuation signal to the input side of the front-stage amplifier.
【００１２】[0012]
【作用】一般的に、磁気コア（磁気抵抗Ｒ）に巻かれた
コイル（ターン数Ｎ）の正弦波電圧ｅ、電流ｉ、インピ
ーダンスＺ（インダクタンスＬ）および磁束φの間には
次のような関係がある。In general, between the sinusoidal voltage e, current i, impedance Z (inductance L) and magnetic flux φ of a coil (number of turns N) wound around a magnetic core (magnetic resistance R), I have a relationship.
【００１３】ｅ＝−Ｎ（ｄφ／ｄｔ）、φ＝Ｎｉ／Ｒで
あるから、 Ｚ＝ｅ／ｉ＝−（Ｎ２／Ｒ）（ｄｉ／ｄｔ）＝Ｌ（ｄｉ
／ｄｔ）＝（φ／Ｎｉ）（ｄｉ／ｄｔ） すなわち、帰還コイルのインダクタンスＬは磁束φの大
きさに正比例する。ところで、負帰還をかけた動作帯域
での磁束レベルは負帰還を施さない場合よりも十分小さ
く、負帰還量などの条件によってはその磁束レベルを例
えば１／１００程度位にまで小さくすることができる。Since e = -N (dφ / dt) and φ = Ni / R, Z = e / i =-(N 2 / R) (di / dt) = L (di
/ Dt) = (φ / Ni) (di / dt) That is, the inductance L of the feedback coil is directly proportional to the magnitude of the magnetic flux φ. By the way, the magnetic flux level in the operating band to which the negative feedback is applied is sufficiently smaller than that in the case where the negative feedback is not applied, and depending on the conditions such as the amount of the negative feedback, the magnetic flux level can be reduced to, for example, about 1/100. .
【００１４】上記構成によると、負帰還動作ループを閉
ループとした状態、すなわち帰還コイルのインダクタン
スＬが小さな値に維持された状態で交流減衰信号を印加
するものであるため、その交流減衰信号の周波数を高く
することが可能となり、確実な消磁が行なわれる。According to the above configuration, since the AC attenuation signal is applied in a state where the negative feedback operation loop is closed, that is, the inductance L of the feedback coil is maintained at a small value, the frequency of the AC attenuation signal is applied. It is possible to increase the magnetic field, and reliable demagnetization is performed.
【００１５】また、常時「閉ループ」が保持されている
ため、切り替え操作に伴う過渡的な現象や「開ループ」
に移行する際のオフセット電圧の影響による、消磁の不
完全さがない。Further, since the "closed loop" is always maintained, a transient phenomenon or "open loop" accompanying the switching operation is caused.
There is no incomplete demagnetization due to the influence of the offset voltage when shifting to.
【００１６】[0016]
【実施例】以下、この発明の一実施例について説明す
る。図１にはこの実施例に係るクランプ式電流センサが
示されているが、先に説明した図３の従来例と同一もし
くは同一と見做される部分にはそれと同じ参照符号を付
して重複説明は省略する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 shows a clamp type current sensor according to this embodiment, but the same reference numerals as those used in the conventional example shown in FIG. The description is omitted.
【００１７】図１に示されているように、この実施例に
おいては、前段増幅器３、その後段の電力増幅器４およ
び帰還コイル６を含む負帰還ループを開くことなく、閉
ループとした状態のまま、交流信号源７から前段増幅器
３に交流減衰信号を印加し、その出力を電力増幅器４に
てさらに増幅して帰還コイル６を駆動することにより、
磁気コア１ａ，１ｂに起磁力を与えて交流消磁を行なう
ようにしている。As shown in FIG. 1, in this embodiment, the negative feedback loop including the preamplifier 3, the power amplifier 4 and the feedback coil 6 in the subsequent stage is not opened, but is kept in a closed loop state. By applying an AC attenuation signal from the AC signal source 7 to the preamplifier 3 and further amplifying the output by the power amplifier 4 to drive the feedback coil 6,
A magnetomotive force is applied to the magnetic cores 1a and 1b to perform AC demagnetization.
【００１８】磁気回路１に印加される交流減衰信号Ｖｅ
に対する帰還コイル６の起磁力ＮＩは、十分な帰還量の
もとでは、磁気コア１ａ，１ｂの磁気抵抗Ｒとホール素
子（磁電変換部２）の感度Ｋとの比、ＮＩ＝ＲＶｅ／Ｋ
で表される。AC attenuation signal Ve applied to the magnetic circuit 1
The magnetomotive force NI of the feedback coil 6 with respect to is a ratio of the magnetic resistance R of the magnetic cores 1a and 1b to the sensitivity K of the Hall element (magnetoelectric conversion unit 2), NI = RVe / K, under a sufficient feedback amount.
It is represented by.
【００１９】ここで、例えば磁気コア１ａ，１ｂの保磁
力Ｈｃが２．４（Ａ／ｍ）である場合、消磁磁束をその
磁気コアのヒステリシスのメジャーループまで振るため
には起磁力ＮＩをそれよりも大きくする必要がある。こ
の実施例で、ホール素子の感度Ｋが５×１０４（Ｖ／Ｗ
ｂ）、磁気抵抗Ｒが３．７×１０６（Ｈ−１）とする
と、 Ｖｅ＝ＫＮＩ／Ｒ＞ＫＨｃ／Ｒ＝５×１０４×２．４／
３．７×１０６＝０．０３２（Ｖ） すなわち、交流減衰信号の振幅を３２（ｍＶ）以上とす
れば良い。図２に交流減衰信号波形の一例を示す。発振
周波数を約３００Ｈｚに設定し、約１００ｍｓ間の振幅
減衰期間で約３０回程度マイナーループを描くことによ
り、良好な消磁効果が得られる。また、これによれば磁
気コア１ａ，１ｂが一旦帯磁したとしても、交流消磁操
作により一回の消磁操作でほぼ完全に消磁状態となる。Here, for example, when the coercive force Hc of the magnetic cores 1a and 1b is 2.4 (A / m), the magnetomotive force NI is changed in order to swing the demagnetization magnetic flux to the hysteresis major loop of the magnetic core. Need to be larger than. In this embodiment, the sensitivity K of the Hall element is 5 × 10 4 (V / W
b) and the magnetic resistance R is 3.7 × 10 6 (H −1 ), Ve = KNI / R> KHc / R = 5 × 10 4 × 2.4 /
3.7 × 10 6 = 0.032 (V) That is, the amplitude of the AC attenuation signal may be set to 32 (mV) or more. FIG. 2 shows an example of the AC attenuation signal waveform. A good degaussing effect can be obtained by setting the oscillation frequency to about 300 Hz and drawing a minor loop about 30 times in an amplitude decay period of about 100 ms. Further, according to this, even if the magnetic cores 1a and 1b are once magnetized, they are almost completely demagnetized by one degaussing operation by the AC degaussing operation.
【００２０】このように、この発明によると増幅器３の
入力に磁気コア１ａ，１ｂが有する保磁力Ｈｃに見合う
以上の電圧振幅の交流減衰信号を印加することにより、
ほぼ完全な交流消磁が可能となる。なお、上記実施例で
は前段の増幅器３に交流減衰信号を印加しているが、場
合によっては、その後段の電力増幅器４の入力に交流減
衰信号を加えるようにしても良い。As described above, according to the present invention, by applying to the input of the amplifier 3 an AC attenuation signal having a voltage amplitude larger than the coercive force Hc of the magnetic cores 1a and 1b,
Almost complete AC demagnetization is possible. Although the AC attenuation signal is applied to the amplifier 3 in the preceding stage in the above embodiment, the AC attenuation signal may be applied to the input of the power amplifier 4 in the following stage in some cases.
【００２１】また、消磁用の交流減衰信号と零調整用の
直流信号を重畳して兼用することもできる。その場合、
直流電圧が重畳されているため一回の操作により、磁気
的な絶対零を実現できないが、大きな帯磁の影響による
動作点の移動は取り除け、零調整は可能である。Further, the demagnetization AC attenuation signal and the zero adjustment DC signal can be superposed and shared. In that case,
Since the DC voltage is superimposed, magnetic absolute zero cannot be realized by one operation, but the movement of the operating point due to the influence of large magnetization can be removed and zero adjustment can be performed.
【００２２】上述したように、このセンサの動作磁束レ
ベルはきわめて小く、動作ダイナミクスなどの特性に影
響しないため、そのまま測定を開始しても特に問題はな
い。なお、厳密に零点を設定するには、消磁操作と零調
整操作を交互に数回程度繰り返せば良い。As described above, since the operating magnetic flux level of this sensor is extremely small and does not affect the characteristics such as the operating dynamics, there is no particular problem even if the measurement is started as it is. In order to set the zero point exactly, the degaussing operation and the zero adjustment operation may be alternately repeated several times.
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、零磁束制御型電流センサにおいて、増幅器および帰
還コイルを含む負帰還動作ループを閉ループとした状態
において、増幅器の入力側に磁気コアが有する保磁力に
見合う以上の電圧振幅の交流消磁用減衰信号を印加する
ようにしたことにより、高い周波数の交流減衰信号にて
確実な消磁を行なうことができる。As described above, according to the present invention, in the zero-flux-controlled current sensor, the magnetic core is provided on the input side of the amplifier when the negative feedback operation loop including the amplifier and the feedback coil is closed. By applying an AC degaussing attenuation signal having a voltage amplitude larger than that of the coercive force possessed, reliable degaussing can be performed with an AC attenuation signal having a high frequency.
【００２４】また、負帰還動作ループが常時「閉ルー
プ」に保持されているため、切り替え操作に伴う過渡的
な現象や「開ループ」に移行する際のオフセット電圧の
影響による、消磁の不完全さがない。Further, since the negative feedback operation loop is always held in the "closed loop", the demagnetization is incomplete due to the transient phenomenon associated with the switching operation and the influence of the offset voltage when shifting to the "open loop". There is no.
【００２５】さらには、配線は消磁用の信号線１本で済
むため、特に計測器本体とセンサとが分離しているよう
な測定器の場合、その計測器本体から消磁用の交流減衰
信号を送るだけで良く便利であるとともに、交流信号源
への切替えスイッチおよびその切替え操作も不要である
ため、コスト的にも操作性の点でも有利である、などの
効果が奏される。Further, since the wiring only needs one degaussing signal line, especially in the case of a measuring instrument in which the measuring instrument main body and the sensor are separated, the degaussing AC attenuation signal is sent from the measuring instrument main body. It is convenient to send it, and it is advantageous in terms of cost and operability because it does not require a changeover switch to an AC signal source and its changeover operation.
【図１】この発明の一実施例を概略的に示した模式図。FIG. 1 is a schematic view schematically showing an embodiment of the present invention.
【図２】消磁用の交流減衰信号を示した波形図。FIG. 2 is a waveform diagram showing an AC attenuation signal for degaussing.
【図３】従来例を概略的に示した模式図。FIG. 3 is a schematic diagram schematically showing a conventional example.
１ 磁気回路 １ａ，１ｂ 磁気コア ２ 磁電変換部（ホール素子） ３，４ 増幅器 ５ 出力端子 ５ａ 出力抵抗 ６ 帰還コイル ７ 交流信号源 1 Magnetic Circuit 1a, 1b Magnetic Core 2 Magnetoelectric Converter (Hall Element) 3,4 Amplifier 5 Output Terminal 5a Output Resistance 6 Feedback Coil 7 AC Signal Source
Claims (2)
る一対の磁気コアと、同磁気コア内に発生する磁束を電
気信号として検出する磁電変換部と、同磁電変換部から
の検出信号を増幅する増幅器と、同増幅器の出力側と出
力抵抗を含む出力端子との間において上記磁気コアに巻
回された帰還コイルとを備え、上記磁電変換部の検出信
号を上記増幅器にて増幅し上記帰還コイルを介して上記
磁気コアに負帰還させることにより上記被測定導体の電
流を検出する零磁束制御型電流センサにおいて、 上記増幅器および上記帰還コイルを含む負帰還動作ルー
プを閉ループとした状態において、上記増幅器の入力側
に上記磁気コアが有する保磁力に見合う以上の電圧振幅
の消磁用交流減衰信号を印加することにより、上記磁気
コアを消磁するようにしたことを特徴とする零磁束制御
型電流センサの消磁方法。1. A pair of magnetic cores that can be opened and closed and that can contain a conductor to be measured, a magnetic-electric conversion unit that detects a magnetic flux generated in the magnetic core as an electric signal, and a detection signal from the magnetic-electric conversion unit. And a feedback coil wound around the magnetic core between an output side of the amplifier and an output terminal including an output resistance, and a detection signal of the magnetoelectric conversion unit is amplified by the amplifier. In a zero-flux-controlled current sensor for detecting the current of the conductor to be measured by negatively feeding back to the magnetic core via the feedback coil, in a state where a negative feedback operation loop including the amplifier and the feedback coil is a closed loop. , The magnetic core is demagnetized by applying to the input side of the amplifier a degaussing AC attenuation signal having a voltage amplitude greater than the coercive force of the magnetic core. Zero flux-controlling current degaussing method of the sensor, characterized in that.
接続された電力増幅器とを備え、同前段増幅器の入力側
に上記消磁用交流減衰信号を印加することを特徴とする
請求項１に記載の零磁束制御型電流センサの消磁方法。2. The amplifier according to claim 1, wherein the amplifier includes a pre-stage amplifier and a power amplifier connected to the post-stage amplifier, and the demagnetizing AC attenuation signal is applied to an input side of the pre-stage amplifier. Degaussing method for zero-flux-controlled current sensor in.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5277475A JPH07110345A (en) | 1993-10-08 | 1993-10-08 | Demagnetizing method for zero flux control type current sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP5277475A JPH07110345A (en) | 1993-10-08 | 1993-10-08 | Demagnetizing method for zero flux control type current sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07110345A true JPH07110345A (en) | 1995-04-25 |
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ID=17584117
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| JP5277475A Pending JPH07110345A (en) | 1993-10-08 | 1993-10-08 | Demagnetizing method for zero flux control type current sensor |
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