JPH08273952A - 平面電流検出器 - Google Patents

平面電流検出器

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JPH08273952A
JPH08273952A JP7109883A JP10988395A JPH08273952A JP H08273952 A JPH08273952 A JP H08273952A JP 7109883 A JP7109883 A JP 7109883A JP 10988395 A JP10988395 A JP 10988395A JP H08273952 A JPH08273952 A JP H08273952A
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current
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circuit
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measurement
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Ikuro Moriwaki
郁朗 森脇
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/18Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は電流を面で検出できるようにし単に
検出体を測定する電流回路に押し当てるだけで電流測定
を可能にする。 【構成】 測定電流1aが流れる回路の両側に、測定電
流1aが作る回転磁界1bに直交するよう配置された夫
々のセンサー2aの極性を揃えると、回転磁界1bに依
る起電力δは相補し2δとなり、逆に不要磁気に依る外
乱信号nは相殺され、従って必要信号26を充分に増幅
する事が可能になり、目的とする面での電流検出が可能
となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】[産業上の利用分野]本発明は交流及び直
流電流の計測を行う場合の電流検出体に使うもので、ク
ランプ電流計、電力監視・制御、配電盤、計測器用プロ
ーブ等、さらに一般計測制御に応用される。
【0002】[従来の技術]電流測定に使う検出体は、
CT(カレント・トランスフォーマ)、シャント抵抗、
ホール素子等々各種実用化されているが、それどれ長所
欠点が有り正確で使い易いものが提供されていない。
【0003】[発明が解決しようとする課題]電流を測
定するという基本的な事で従来から行われている代表的
な方法は、シャント抵抗とCT(カレント・トランスフ
ォーマ)だが、前者は測定の為に回路を切断することと
電圧降下すなわち発熱及び絶縁の問題、後者は直流の測
定が難しく、また回路を検出体に貫通させる必要が有り
小型化が困難で取り扱いに不便であり、為にホール素
子、磁気抵抗素子等の活用があるが測定精度と再現性の
問題が残ることから、これらの問題を一気に解決しよう
とするものである。
【0004】[課題を解決するための手段]磁気に感応
するセンサーを、測定する電流の流れる電線等回路の両
側に置き、その電流による磁気を相補検出すると共に外
乱による不要磁気を相殺するようにし、検出した電流に
比例する微弱磁束信号を充分増幅できるようにする事
で、非接触に、電流に比例した信号を平面で検出が行え
先の課題を解決している。
【0005】[作用]検出体を取り付けるのに回路を切
断あるいは電線を検出体に貫通させることなく検出で
き、且つ絶縁が確保され、直流および交流電流が共に高
精度に計測でき、さらに集積回路化することで小型軽量
且つ低価格化を可能にする。
【0006】[実施例]以下、添付図にしたがって一実
施例を説明する。1aは測定しようとする回路電流、1
bは回路電流による磁界、この磁界による起電力は1
c、磁界に反応するセンサーとして2aはコイル又はホ
ール素子で、2bは磁気抵抗素子、3aは差動増幅器、
3bは同期整流回路、4aは不要磁気による外乱、4b
は外乱による起電力、5は励起用信号源、6aは非磁性
体センサー・マウント・ブロック、6bは中心表示マー
ク、6cは磁気遮蔽、7はクリップ状検出体、8は寸法
目盛り、9はU字コア、10はゲイン調整カーブ、11
は相間配置センサー、12は全ての相を挟むセンサー。
【0007】図1にて、コイルをセンサーに用いた場合
の本発明の基本を説明する。測定電流1aによる磁界1
bに測定面が直交する様に、且つ電流Iaを挟んで、配
置された2個のコイル2aの極性を考慮し揃えると、コ
イルに生じる測定磁束1bと不要磁気外乱4aによる各
起電力1cと4bは図1のδとnのごとくなり、必要信
号のδは相補し2δとなり不要信号のnは相殺され零が
増幅器へ印加される。この場合外乱発生源は組みになっ
ているセンサーの間隔よりはるかに遠く、コイルには同
量同極性の外乱が加わるものと考える。
【0008】更に、ブリッジ回路にした場合を図2に示
す。同様に、測定電流1aによる磁界1bに直交するよ
うに、且つ電流1aを挟んで2個ずつ配置された4個の
コイルでブリッジを構成し、さらにその直列回路の間に
測定電流1aが流れるようにし、信号源5にて励起すれ
ば、測定電流1aによる検出信号のみがブリッジ回路の
不平衡要因となり差動信号が検出信号として出力され
る。一方不要な外乱磁気による検出信号は相互に相殺さ
れる。図2のコイルの極性を上あるいは下半分のみ変え
X型変則ブリッジにする事でも同様な結果が得られる。
以上の事はコイルをホール素子に変えても同様な考え方
で電流検出装置を実用化できる。
【0009】次ぎに、磁気抵抗素子のように極性が無く
起電力を伴はないセンサーの場合には、図3の様に、素
子2bを4個用い、内対角線状の一組2個の素子を磁気
遮蔽6cすればブリッジ出力に測定する電流に比例した
信号が出力され、コイルの場と同様の結果が得られる。
但し、不要磁気による外乱にたいしては何等かの遮蔽を
考慮する必要がある。
【0010】検出体を複数のセンサーを使い作るので、
それらを正確に配置する為プラスチック等の非磁性体で
一体ブロック化6aし測定する電流回路の通るべき中心
位置に窪みあるいは中心位置を折り曲げる等して使い易
くした例を図3、図4に示す。形状は使われる場所、目
的、方法等により各種考えられるが、基本は対になって
いるセンサーの間に測定する回路電流を通す事にある。
どのような場合でも、その中心位置がブロックの上から
明確に判るよう明示6bし測定の誤りを少なくする。
【0011】上記に述べた方法で得られた検出信号に変
調をかけ増幅した後に同期整流する事でより安定した高
分解能検出信号が得られる。図5にその一例を示す。励
起信号源5をACとし増幅器3aの差動出力を同期整流
回路3bにて整流すれば各種ノイズ、ドリフト等の問題
が大幅に改善できる。更にセンサーをAC励起する事で
センサーにコイルを使ってDCCTの原理が応用できD
C電流測定が可能になる。
【0012】現場での交流測定の代表的な物としてセン
サーを電線に囲むように取り付けて測定するクランプ電
流計が有る。本発明を図6に示す様にこの電流計に応用
した場合、電線を囲む必要はなくクリップ状に加工した
検出体7を単に線に当てるか挟むだけで良く、より簡便
な測定ができる。またセンサーを小さくする事ができる
事から持ち運びも容易である。このクリップ状検出体に
線径あるいは絶縁被覆厚みが判る寸法目盛8を併せ持た
せて、10に示す寸法対ゲイン特性を前もって得ておれ
ば、検出電流値校正を容易にする事ができる。校正方法
は10の特性に従って、増幅器3のゲインを変えるか、
メーター表示の場合には読み取目盛を変える事で容易に
行える。
【0013】測定回路とセンサーの間は中空コアでも充
分測定が可能だが、U字フェライト・コア9等を使い組
みになっているセンサー同士を繋ぐとともに電線等測定
回路1aをU字コア9の間に置く事で、更に感度と精度
を上げる事ができる。図7にコイルとホール素子の実施
例に示すように複数センサーを一体化する上でも有効な
方法である。
【0014】多相間電流測定も本方式で行えその場合、
図8の如く相間のセンサー11を共有しセンサーの数を
減らす事ができ各相電流を挟むセンサー出力間の差がそ
の値となる。更にすべての相を間に置くセンサー12に
よるブリッジ回路の出力が不平衡電流の測定出力とな
る。
【0015】前述の如く、測定電流1aの作る回転磁界
1bに直交するように電流回路の両側に配置された複数
のセンサーを用いて、電流測定に関する多くの事項に展
用できるが、それらの全てはこの基本を応用展開する事
で容易に考えられるものである。[発明の効果]本発明
の実施により、今まで考えられていなかったまったく新
しい電流の測定方式を提供でき、電圧測定の簡便さで電
流測定が行える事から今後多くの有効活用が考えられ
る。例えば既設の高圧線あるいは理設線等、また一時回
路切断が困難な部所での電流検出が可能になる事から設
備の改善が容易になる。一方オシロスコープで波形等を
みる場合ほとんど電圧での測定で、電流測定は面倒な為
ほとんど行われない。しかし本発明によれば全く電圧測
定と同じ要領で測定が行える事から今後もっと頻繁に電
流波形の観測が行われ、実験、テスト等々の効率化が図
られる。その他にも電圧ドロップの無い直流電流測定が
できる事から自動車等の車載機器へのバッテリ駆動回路
に最適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本で、センサーの配置の仕方と、ど
のようにして電流に比例した信号が得られるかを示す図
である。
【図2】本発明を使ってより高性能な検出を行うための
ブリッジ回路例を示す図である。
【図3】磁気抵抗素子を使い、磁気遮蔽し、非磁性体で
ブロック化した図である。
【図4】コイルあるいはホール素子で構成し、非磁性体
でブロック化した図である。
【図5】センサー回路をAC駆動し検出信号を同期整流
した図である。
【図6】本発明をクランプ計に応用した例と、寸法対ゲ
インの説明図である。
【図7】コイル、及びホール素子、磁気抵抗素子をU字
コアで繋いだ例を示す図である。
【図8】多相交流の測定に応用した図である。
【符号の簡単な説明】
1a 測定する電流 1b 測定する電流により発生する磁界 1c 測定電流に依る起電力 2a コイルあるいはホール素子 2b 磁気抵抗素子 3a 増幅器 3b 同期整流器 4a 不要磁気による外乱 4b 外乱による起電力 5 励起用信号源 6a 非磁性体マウント・ブロック 6b 中心表示マーク 6c 磁気遮蔽 7 クリップ状検出体 8 測定回路からの距離を示す目盛り 9 U字コア 10 ゲイン調整カーブ 11 相間に配置されたセンサー 12 全ての相を挟む用にして配置されたセンサー

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁気に感応するセンサーを、測定する電
    流の流れる回路の両側に回路を挟むように対象且つ、そ
    のセンサー面を測定する電流により発生する磁界に直交
    するように置き、夫々のセンサー出力の差を増幅検出す
    る事により、電流を表面検出できるようにした装置。
  2. 【請求項2】 磁気に感応する複数のセンサーを請求項
    1の如く配置し、夫々のセンサーでブリッジ回路を構成
    すると共に、その直列回路の間に測定する電流回路を挟
    んで置くよう構成し、使用するセンサーが起電力を生ず
    る場合はブリッジの出力に対して極性を揃えるよう接続
    し、一方、極性が無く抵抗値が変化するセンサー等の場
    合にはどちらかのセンサー一対を磁気遮蔽し、種々の外
    乱を相殺し検出感度を向上させた電流検出装置。
  3. 【請求項3】 請求項1および請求項2のセンサーをA
    Cドライブし、コイルによる直流磁界の測定をも可能に
    すると共に本センサー出力をACドライブ信号で同期整
    流し測定精度の向上を図る方法。
  4. 【請求項4】 請求項1および請求項2のセンサーをプ
    ラスチック等の非磁性体で固定し測定電流の通るべきセ
    ンサー間の該中心線上に窪みを設ける、あるいは該中心
    線で曲げる等し、且つセンサー間の中心を明示し、握り
    棒を付ける等して取付、測定を容易にした電流検出体。
  5. 【請求項5】 請求項1および請求項2のセンサーをク
    リップ状あるいはバーニア・ゲージ状等に加工し、測定
    する電流の流れる電線等を挟むと共にその寸法が読み取
    れる電流検出体の方法。
  6. 【請求項6】 請求項1から請求項5のセンサー信号処
    理回路にて、ゲイン調整を行う場合、測定する電線等か
    らの距離及び透磁率の関数に比例するようにして調整す
    る方法。
  7. 【請求項7】 請求項1から請求項5のセンサーで、測
    定する回路を挟み、組みになっているセンサー同士をU
    字コア等で回路を跨ぐように繋ぎ検出効果を向上させる
    方法。
  8. 【請求項8】 多相交流の電流測定に請求項1および請
    求項2のセンサーを用いる場合各相間に配置するセンサ
    ーを共有化し、両端のセンサー出力を不平衡電流出力と
    して用いる方法。
JP7109883A 1995-03-31 1995-03-31 平面電流検出器 Pending JPH08273952A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013018458A1 (ja) * 2011-07-29 2013-02-07 株式会社日立製作所 表面電流プローブ
JP2013124875A (ja) * 2011-12-13 2013-06-24 Japan Aviation Electronics Industry Ltd 電流センサ
US11092623B2 (en) 2018-12-11 2021-08-17 Electronics And Telecommunications Research Institute Current sensor for measuring alternating electromagnetic wave and a current breaker using the same

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6963195B1 (en) * 1997-08-15 2005-11-08 General Electric Company Apparatus for sensing current
US6614211B1 (en) * 1999-04-01 2003-09-02 Santronics, Inc. Non-contact detector for sensing a periodically varying magnetic field
DE60023446T2 (de) * 2000-04-01 2006-05-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Ladungsquantität während des Auf- und Entladens von piezoelektrischen Elementen
AR033080A1 (es) * 2001-04-02 2003-12-03 Sentec Ltd Sensor de corriente
US6708126B2 (en) * 2002-05-17 2004-03-16 General Electric Company Method and system for measuring current
US7164263B2 (en) * 2004-01-16 2007-01-16 Fieldmetrics, Inc. Current sensor
US7583073B2 (en) * 2007-07-19 2009-09-01 Honeywell International Inc. Core-less current sensor
GB0914259D0 (en) 2009-08-14 2009-09-30 Sentec Ltd Air cored current sensor
JP5487402B2 (ja) * 2010-08-23 2014-05-07 アルプス・グリーンデバイス株式会社 磁気平衡式電流センサ
DE102011107703B4 (de) * 2011-07-13 2015-11-26 Micronas Gmbh Integrierter Stromsensor
US9304150B2 (en) * 2011-09-30 2016-04-05 Keysight Technologies, Inc. Closed core current probe
US9523729B2 (en) * 2013-09-13 2016-12-20 Infineon Technologies Ag Apparatus and method for testing electric conductors
KR20150038988A (ko) * 2013-10-01 2015-04-09 삼성전기주식회사 터치 센서
WO2016002500A1 (ja) * 2014-07-02 2016-01-07 株式会社村田製作所 電流センサ
US9689903B2 (en) * 2014-08-12 2017-06-27 Analog Devices, Inc. Apparatus and methods for measuring current
FR3034526B1 (fr) * 2015-03-30 2018-08-10 Neelogy Capteur de courant et de tension dc isole a faible diaphonie.
CN105044429A (zh) * 2015-06-04 2015-11-11 北京智罗盘智能电气有限公司 一种低温漂的柔性微分电流传感器
US9581674B2 (en) 2015-07-30 2017-02-28 Hamilton Sundstrand Corporation Dynamic calibrating current sensor
US10788517B2 (en) 2017-11-14 2020-09-29 Analog Devices Global Unlimited Company Current measuring apparatus and methods
US10712369B2 (en) 2018-03-23 2020-07-14 Analog Devices Global Unlimted Company Current measurement using magnetic sensors and contour intervals

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE650176A (ja) * 1963-07-05
US3323057A (en) * 1966-05-02 1967-05-30 Halmar Electronics Hall generator current meter having extraneous field compensating apparatus
CH651701A5 (de) * 1980-12-24 1985-09-30 Landis & Gyr Ag Kompensierter messwandler.
CH650357A5 (de) * 1981-03-26 1985-07-15 Landis & Gyr Ag Magnetkernloser messwandler zum potentialfreien messen eines messstromes.
US4639665A (en) * 1983-08-22 1987-01-27 Borg-Warner Corporation Sensing system for measuring a parameter
CH662000A5 (fr) * 1985-02-05 1987-08-31 Lem Sa Transformateur d'intensite pour courant continu et alternatif.
DE3631571A1 (de) * 1986-09-17 1988-04-07 Tiede Gmbh & Co Risspruefanlagen Vorrichtung mit einem sensor zur messung des pruefstromes bei magnetelektrischen risspruefvorrichtungen
CH674088A5 (ja) * 1987-10-16 1990-04-30 Lem Liaisons Electron Mec
US5124642A (en) * 1989-12-21 1992-06-23 Sigma Instruments, Inc. Power line post insulator with dual inductor current sensor
CH684216A5 (fr) * 1991-02-15 1994-07-29 Lem Liaisons Electron Mec Dispositif de mesure de courants.
US5473244A (en) * 1992-09-17 1995-12-05 Libove; Joel M. Apparatus for measuring voltages and currents using non-contacting sensors
US5459395A (en) * 1993-07-06 1995-10-17 General Electric Company Reduced flux current sensor
US5451865A (en) * 1994-02-25 1995-09-19 General Electric Company Method and apparatus for sensing an input current with a bridge circuit

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013018458A1 (ja) * 2011-07-29 2013-02-07 株式会社日立製作所 表面電流プローブ
JP2013029437A (ja) * 2011-07-29 2013-02-07 Hitachi Ltd 表面電流プローブ
US9329207B2 (en) 2011-07-29 2016-05-03 Hitachi, Ltd. Surface current probe
JP2013124875A (ja) * 2011-12-13 2013-06-24 Japan Aviation Electronics Industry Ltd 電流センサ
US9383392B2 (en) 2011-12-13 2016-07-05 Japan Aviation Electronic Industry, Limited Current sensor
US11092623B2 (en) 2018-12-11 2021-08-17 Electronics And Telecommunications Research Institute Current sensor for measuring alternating electromagnetic wave and a current breaker using the same

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Publication number Publication date
US5717326A (en) 1998-02-10

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