JPH085397A - 検出センサのオフセットキャンセル装置 - Google Patents
検出センサのオフセットキャンセル装置Info
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- JPH085397A JPH085397A JP6133468A JP13346894A JPH085397A JP H085397 A JPH085397 A JP H085397A JP 6133468 A JP6133468 A JP 6133468A JP 13346894 A JP13346894 A JP 13346894A JP H085397 A JPH085397 A JP H085397A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 検出センサの不特定なオフセット電圧を完全
にキャンセルする。 【構成】 直流電流センサSの出力電圧と差動アンプ1
2の出力電圧とを比較するコンパレータ6と、このコン
パレータ6の出力をセット端子に入力されたRSフリッ
プフロップ7とこのRSフリップフロップ7の出力がH
レベルの区間だけクロック発振器9のクロックをカウン
トするカウンタ10とこのカウンタ10のカウント値に
比例した電圧を出力するD/Aコンバータ11と、この
D/Aコンバータ11の出力電圧を差動アンプ12に出
力し、コンパレータ6の出力レベルの切り換わり点を検
出することによりオフセット電圧を検出し、この検出オ
フセット電圧と検出センサSの出力電圧とを差動アンプ
5に供給して双方の差分を検出信号として得る。
にキャンセルする。 【構成】 直流電流センサSの出力電圧と差動アンプ1
2の出力電圧とを比較するコンパレータ6と、このコン
パレータ6の出力をセット端子に入力されたRSフリッ
プフロップ7とこのRSフリップフロップ7の出力がH
レベルの区間だけクロック発振器9のクロックをカウン
トするカウンタ10とこのカウンタ10のカウント値に
比例した電圧を出力するD/Aコンバータ11と、この
D/Aコンバータ11の出力電圧を差動アンプ12に出
力し、コンパレータ6の出力レベルの切り換わり点を検
出することによりオフセット電圧を検出し、この検出オ
フセット電圧と検出センサSの出力電圧とを差動アンプ
5に供給して双方の差分を検出信号として得る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、検出センサに発生する
不特定なオフセット電圧を自動的にキャンセルする検出
センサのオフセットキャンセル装置に関する。
不特定なオフセット電圧を自動的にキャンセルする検出
センサのオフセットキャンセル装置に関する。
【0002】
【従来の技術】検出センサに発生するオフセット電圧の
原因には温度等の要因や部品較差等の要因など考えら
れ、そのオフセット電圧の大きさが一定であったり、一
定の法則に従うものであればキャンセル可能である。し
かし、それ以外の不特定なオフセット電圧のキャンセル
は容易ではない。
原因には温度等の要因や部品較差等の要因など考えら
れ、そのオフセット電圧の大きさが一定であったり、一
定の法則に従うものであればキャンセル可能である。し
かし、それ以外の不特定なオフセット電圧のキャンセル
は容易ではない。
【0003】例えば、感磁性型直流電流センサは、ホー
ル素子を磁性材コアの間隙に配置する構成であるため、
電源や被検出電流をオフしても磁性材コアには僅かでは
あるが残留磁気が残り、電源の再投入時にこの残留磁気
によってオフセット電圧が発生する。このオフセット電
圧の大きさは、被検出電流がオフされた瞬間時の大きさ
に由来するため、これをキャンセルする手段として被検
出電流の後に類似電流を流し、この類似電流をゼロクロ
ス点でオフして残留磁気を最小化するいわゆるデガウス
手段がある。
ル素子を磁性材コアの間隙に配置する構成であるため、
電源や被検出電流をオフしても磁性材コアには僅かでは
あるが残留磁気が残り、電源の再投入時にこの残留磁気
によってオフセット電圧が発生する。このオフセット電
圧の大きさは、被検出電流がオフされた瞬間時の大きさ
に由来するため、これをキャンセルする手段として被検
出電流の後に類似電流を流し、この類似電流をゼロクロ
ス点でオフして残留磁気を最小化するいわゆるデガウス
手段がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、デガウ
ス手段を施したとしても前記類似電流の方向によってゼ
ロクロス点付近でオフセット電圧に差が生じるような傾
向などがあり、完全な解決策とはなり得ず、精密な測定
時には問題があった。
ス手段を施したとしても前記類似電流の方向によってゼ
ロクロス点付近でオフセット電圧に差が生じるような傾
向などがあり、完全な解決策とはなり得ず、精密な測定
時には問題があった。
【0005】そこで、本発明は検出センサの不特定なオ
フセット電圧を完全にキャンセルできる検出センサのオ
フセットキャンセル装置を提供することを課題とする。
フセット電圧を完全にキャンセルできる検出センサのオ
フセットキャンセル装置を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
の請求項1の発明に係る検出センサのオフセットキャン
セル装置は、検出素子の出力電圧とオフセット検出回路
の出力電圧とを比較するコンパレータと、このコンパレ
ータの出力レベルの切り換わり点を検出することにより
オフセット電圧を検出し、この検出したオフセット電圧
を出力する前記オフセット検出回路と、このオフセット
検出回路の検出オフセット電圧と前記検出素子の出力電
圧との差に比例した電圧を出力する差動アンプとを備え
たものである。
の請求項1の発明に係る検出センサのオフセットキャン
セル装置は、検出素子の出力電圧とオフセット検出回路
の出力電圧とを比較するコンパレータと、このコンパレ
ータの出力レベルの切り換わり点を検出することにより
オフセット電圧を検出し、この検出したオフセット電圧
を出力する前記オフセット検出回路と、このオフセット
検出回路の検出オフセット電圧と前記検出素子の出力電
圧との差に比例した電圧を出力する差動アンプとを備え
たものである。
【0007】また、請求項2の発明に係る検出センサの
オフセットキャンセル装置は、上記構成にあって、オフ
セット検出回路は、電源がオンされたときにリセットパ
ルスを出力するリセット回路と、このリセット回路の出
力をリセット端子に入力し、且つ、コンパレータの出力
をセット端子に入力し、リセットパルス出力時から前記
コンパレータの出力レベルが切り換わるまでHレベル又
はLレベルの出力を出すRSフリップフロップと、この
RSフリップフロップの出力がHレベル又はLレベルの
区間だけクロック発振器のクロック出力をカウントする
カウンタと、このカウンタのカウント値を直流電圧レベ
ルに変換するD/Aコンバータとを備えたものである。
オフセットキャンセル装置は、上記構成にあって、オフ
セット検出回路は、電源がオンされたときにリセットパ
ルスを出力するリセット回路と、このリセット回路の出
力をリセット端子に入力し、且つ、コンパレータの出力
をセット端子に入力し、リセットパルス出力時から前記
コンパレータの出力レベルが切り換わるまでHレベル又
はLレベルの出力を出すRSフリップフロップと、この
RSフリップフロップの出力がHレベル又はLレベルの
区間だけクロック発振器のクロック出力をカウントする
カウンタと、このカウンタのカウント値を直流電圧レベ
ルに変換するD/Aコンバータとを備えたものである。
【0008】
【作用】請求項1の発明によれば、オフセット検出回路
の出力電圧を徐々に増加すると、この出力電圧が検出素
子のオフセット電圧値を超えた時点でコンパレータの出
力がHレベル又はLレベルに切り換わり、この切り換わ
り点をオフセット検出回路が検出することによってオフ
セット電圧を検出し、この検出オフセット電圧と検出素
子の出力電圧との差分が差動アンプより出力されるた
め、差動アンプからはオフセット電圧をキャンセルした
出力が得られる。
の出力電圧を徐々に増加すると、この出力電圧が検出素
子のオフセット電圧値を超えた時点でコンパレータの出
力がHレベル又はLレベルに切り換わり、この切り換わ
り点をオフセット検出回路が検出することによってオフ
セット電圧を検出し、この検出オフセット電圧と検出素
子の出力電圧との差分が差動アンプより出力されるた
め、差動アンプからはオフセット電圧をキャンセルした
出力が得られる。
【0009】請求項2の発明によれば、電源が投入され
ると、リセット回路よりリセットパルスが出力されてR
SフリップフロップがHレベル又はLレベルの電圧を出
力しカウンタがクロック出力のカウントを開始してD/
A変換器がこのカウント値に応じた直流電圧を出力し、
この直流電圧レベルがオフセット電圧を超えた時点でコ
ンパレータの出力がHレベル又はLレベルに切り換わ
り、RSフリップフロップの出力が切り換わってカウン
タがクロック出力のカウントを終了し、D/A変換器が
その際の直流電圧、即ち、検出オフセット電圧をホール
ドし、この検出オフセット電圧と検出素子の出力電圧と
の差分が差動アンプより出力される。
ると、リセット回路よりリセットパルスが出力されてR
SフリップフロップがHレベル又はLレベルの電圧を出
力しカウンタがクロック出力のカウントを開始してD/
A変換器がこのカウント値に応じた直流電圧を出力し、
この直流電圧レベルがオフセット電圧を超えた時点でコ
ンパレータの出力がHレベル又はLレベルに切り換わ
り、RSフリップフロップの出力が切り換わってカウン
タがクロック出力のカウントを終了し、D/A変換器が
その際の直流電圧、即ち、検出オフセット電圧をホール
ドし、この検出オフセット電圧と検出素子の出力電圧と
の差分が差動アンプより出力される。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図1から図3には本発明の一実施例が示されてい
る。図3には検出センサである直流電流センサSの構成
図が示されている。図3において、磁性材コア1は略C
字状を有し、この磁性材コア1の内部空間1a内に被測
定電流を流す導線2が通されていると共に磁性材コア1
の空隙1bに検出素子(例えばホール素子)が配置され
ている。
る。図1から図3には本発明の一実施例が示されてい
る。図3には検出センサである直流電流センサSの構成
図が示されている。図3において、磁性材コア1は略C
字状を有し、この磁性材コア1の内部空間1a内に被測
定電流を流す導線2が通されていると共に磁性材コア1
の空隙1bに検出素子(例えばホール素子)が配置され
ている。
【0011】検出素子3は、感磁性体による抵抗体でブ
リッジ回路が構成され、一対の電源端子t1,t1と一対
の出力端子t2,t2とが導き出されている。この一対の
出力端子t2,t2は差動アンプ4の入力側に入力され、
この差動アンプ4の出力側がセンサ出力端子t3に接続
されている。
リッジ回路が構成され、一対の電源端子t1,t1と一対
の出力端子t2,t2とが導き出されている。この一対の
出力端子t2,t2は差動アンプ4の入力側に入力され、
この差動アンプ4の出力側がセンサ出力端子t3に接続
されている。
【0012】電源が投入されると、一対の電源端子
t1,t1間に定電流が供給される。この状態で導線2に
被測定電流が流されると、磁性材コア1に磁束流が発生
し、検出素子3は電流変化に対応した磁束密度の変化を
受け、この変化に比例した電圧を出力する。即ち、検出
素子3は被測定電流に対応した電圧を一対の出力端子t
2,t2より出力し、この電圧が差動アンプ4で増幅、且
つ、較正されて検出信号としてセンサ出力端子t3より
出力される。
t1,t1間に定電流が供給される。この状態で導線2に
被測定電流が流されると、磁性材コア1に磁束流が発生
し、検出素子3は電流変化に対応した磁束密度の変化を
受け、この変化に比例した電圧を出力する。即ち、検出
素子3は被測定電流に対応した電圧を一対の出力端子t
2,t2より出力し、この電圧が差動アンプ4で増幅、且
つ、較正されて検出信号としてセンサ出力端子t3より
出力される。
【0013】図1にはオフセットキャンセル装置の回路
ブロック図が示されている。図1において、検出センサ
Sの検出信号はケーブルCを介して入力端子t4に供給
され、この入力端子t4は差動アンプ5の非反転入力端
子とコンパレータ6の反転入力端子に接続されている。
コンパレータ6の出力はオフセット検出回路Aに供給さ
れている。
ブロック図が示されている。図1において、検出センサ
Sの検出信号はケーブルCを介して入力端子t4に供給
され、この入力端子t4は差動アンプ5の非反転入力端
子とコンパレータ6の反転入力端子に接続されている。
コンパレータ6の出力はオフセット検出回路Aに供給さ
れている。
【0014】オフセット検出回路AはRSフリップフロ
ップ7を有し、このセット端子Sに前記コンパレータ6
の出力端子が接続されている。このRSフリップフロッ
プ7の出力端子(Qバー)はゲート回路8の一方の入力
端子に接続されている。ゲート回路8の他方の入力端子
には自走型のクロック発振器9のクロック出力が入力さ
れ、このゲート回路8の出力端子がカウンタ10のクロ
ック入力端子CLKに接続されている。このカウンタ1
0はバイナリカウンタであり、複数桁で構成されるバイ
ナリ信号出力の桁数、順序等が整えられてD/Aコンバ
ータ11の入力端子に供給されている。
ップ7を有し、このセット端子Sに前記コンパレータ6
の出力端子が接続されている。このRSフリップフロッ
プ7の出力端子(Qバー)はゲート回路8の一方の入力
端子に接続されている。ゲート回路8の他方の入力端子
には自走型のクロック発振器9のクロック出力が入力さ
れ、このゲート回路8の出力端子がカウンタ10のクロ
ック入力端子CLKに接続されている。このカウンタ1
0はバイナリカウンタであり、複数桁で構成されるバイ
ナリ信号出力の桁数、順序等が整えられてD/Aコンバ
ータ11の入力端子に供給されている。
【0015】D/Aコンバータ11の出力は差動アンプ
12の非反転入力端子に供給され、この差動アンプ12
の反転入力端子には+Y〔V〕の電圧が供給されてい
る。この差動アンプ12はゲイン1倍に設定され、負性
バイアスを持った出力が出力される。この出力は前記コ
ンパレータ6の非反転入力端子及び前記差動アンプ5の
反転入力端子に供給されている。そして、差動アンプ5
の出力がオフセットキャンセル装置の出力端子t5に導
かれている。
12の非反転入力端子に供給され、この差動アンプ12
の反転入力端子には+Y〔V〕の電圧が供給されてい
る。この差動アンプ12はゲイン1倍に設定され、負性
バイアスを持った出力が出力される。この出力は前記コ
ンパレータ6の非反転入力端子及び前記差動アンプ5の
反転入力端子に供給されている。そして、差動アンプ5
の出力がオフセットキャンセル装置の出力端子t5に導
かれている。
【0016】また、電源回路13はリセット回路14を
含めた各回路に電源供給を行う。リセット回路14は電
源が投入されたことを検出すると、リセットパルスをR
Sフリップフロップ7とカウンタ10の各リセット端子
Rに出力する。
含めた各回路に電源供給を行う。リセット回路14は電
源が投入されたことを検出すると、リセットパルスをR
Sフリップフロップ7とカウンタ10の各リセット端子
Rに出力する。
【0017】次に、上記構成の作用を説明する。電源回
路13がオン(図2の波形A)されると、全回路が動作
状態となり、初めに導線2に流す被測定電流をオフとし
ておいたとしても直流電流センサSのセンサ出力端子t
3には図2のDの如くオフセット電圧を生じ、今、この
大きさを+X〔V〕とする。
路13がオン(図2の波形A)されると、全回路が動作
状態となり、初めに導線2に流す被測定電流をオフとし
ておいたとしても直流電流センサSのセンサ出力端子t
3には図2のDの如くオフセット電圧を生じ、今、この
大きさを+X〔V〕とする。
【0018】上記電源回路13のオンによりリセット回
路14がリセットパルスを出力(図2の波形B)してカ
ウンタ10はカウント可能状態となると共にRSフリッ
プフロップ7の出力(Qバー)がHレベルとなる。する
と、ゲート回路8を介してクロック発振器9のクロック
がカウンタ10に出力(図2の波形C)され、カウンタ
10がカウントを開始する。このカウンタ10のカウン
ト値に応じた電圧をD/Aコンバータ11が出力するた
め、差動アンプ12の出力はランプ波形状(図2の波形
E)をなして漸増される。
路14がリセットパルスを出力(図2の波形B)してカ
ウンタ10はカウント可能状態となると共にRSフリッ
プフロップ7の出力(Qバー)がHレベルとなる。する
と、ゲート回路8を介してクロック発振器9のクロック
がカウンタ10に出力(図2の波形C)され、カウンタ
10がカウントを開始する。このカウンタ10のカウン
ト値に応じた電圧をD/Aコンバータ11が出力するた
め、差動アンプ12の出力はランプ波形状(図2の波形
E)をなして漸増される。
【0019】この差動アンプ12の出力電圧がオフセッ
ト電圧+X〔V〕を超えた時点で(一致するや否や)コ
ンパレータ6の出力はHレベルとなる(図2の波形
F)。すると、RSフリップフロップ7はセット動作を
なし、その出力(Qバー)はLレベルに切り換わる。R
Sフリップフロップ7の出力(Qバー)がLレベルに切
り換わると、カウンタ10へのクロック入力が中断さ
れ、差動アンプ12の出力電圧は+X〔V〕に保持され
る。そして、この検出オフセット電圧が差動アンプ5の
反転入力端子に供給されるため、出力端子t5の電圧レ
ベルは零となり、高精度のオフセット自動キャンセルが
なされる。
ト電圧+X〔V〕を超えた時点で(一致するや否や)コ
ンパレータ6の出力はHレベルとなる(図2の波形
F)。すると、RSフリップフロップ7はセット動作を
なし、その出力(Qバー)はLレベルに切り換わる。R
Sフリップフロップ7の出力(Qバー)がLレベルに切
り換わると、カウンタ10へのクロック入力が中断さ
れ、差動アンプ12の出力電圧は+X〔V〕に保持され
る。そして、この検出オフセット電圧が差動アンプ5の
反転入力端子に供給されるため、出力端子t5の電圧レ
ベルは零となり、高精度のオフセット自動キャンセルが
なされる。
【0020】その後、導線2に被測定電流を流せば、出
力端子t5には直流電流センサSによるオフセットが全
くない検出信号が得られる。そして、被測定電流及び電
源回路13を一旦オフした後、再投入しても毎回上記し
たキャンセル動作がなされるため、常にオフセットのな
い検出信号が得られる。
力端子t5には直流電流センサSによるオフセットが全
くない検出信号が得られる。そして、被測定電流及び電
源回路13を一旦オフした後、再投入しても毎回上記し
たキャンセル動作がなされるため、常にオフセットのな
い検出信号が得られる。
【0021】尚、上記実施例では、検出センサが直流電
流センサSの場合について示したが、特定、不特定なオ
フセットのある全ての検出センサについてオフセットを
キャンセルできる。特に、磁性材をもって磁束密度効果
を利用する磁気センサ等に有効である。
流センサSの場合について示したが、特定、不特定なオ
フセットのある全ての検出センサについてオフセットを
キャンセルできる。特に、磁性材をもって磁束密度効果
を利用する磁気センサ等に有効である。
【0022】尚、上記実施例では、オフセット検出回路
AをRSフリップフロップ7とゲート回路8とクロック
発振器9とカウンタ10とD/Aコンバータ11と差動
アンプ12とリセット回路14とから構成したが、オフ
セット検出回路Aは、コンパレータ6の出力レベルを検
出することによりオフセット電圧を検出し、この検出オ
フセット電圧を出力する構成であれば良い。
AをRSフリップフロップ7とゲート回路8とクロック
発振器9とカウンタ10とD/Aコンバータ11と差動
アンプ12とリセット回路14とから構成したが、オフ
セット検出回路Aは、コンパレータ6の出力レベルを検
出することによりオフセット電圧を検出し、この検出オ
フセット電圧を出力する構成であれば良い。
【0023】尚、上記実施例では差動アンプ5を用いて
いるため、被測定電流の極性は自由であり、交流電流で
も可能である。又、被測定電流の結合方式においてもク
ランプオン型や直結型の区別を問わない。
いるため、被測定電流の極性は自由であり、交流電流で
も可能である。又、被測定電流の結合方式においてもク
ランプオン型や直結型の区別を問わない。
【0024】尚、上記実施例では、検出センサとオフセ
ットキャンセル装置とが別体に構成されているが、オフ
セットキャンセル装置を検出センサ内に内蔵して一体に
構成しても良い。
ットキャンセル装置とが別体に構成されているが、オフ
セットキャンセル装置を検出センサ内に内蔵して一体に
構成しても良い。
【0025】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、検出
素子の出力電圧とオフセット検出回路の出力電圧とを比
較するコンパレータと、このコンパレータの出力レベル
の切り変わり点を検出してオフセット電圧を検出し、こ
のオフセット電圧と検出素子の出力電圧との差に比例し
た電圧を出力する差動アンプとを備えたので、検出セン
サの不特定なオフセット電圧を完全にキャンセルできる
という効果がある。
素子の出力電圧とオフセット検出回路の出力電圧とを比
較するコンパレータと、このコンパレータの出力レベル
の切り変わり点を検出してオフセット電圧を検出し、こ
のオフセット電圧と検出素子の出力電圧との差に比例し
た電圧を出力する差動アンプとを備えたので、検出セン
サの不特定なオフセット電圧を完全にキャンセルできる
という効果がある。
【図1】オフセットキャンセル装置の回路ブロック図
(実施例)。
(実施例)。
【図2】各部の出力波形図(実施例)。
【図3】直流電流センサの構成図(実施例)。
A…オフセット検出回路 S…直流電流センサ(検出センサ) 3…検出素子 5…差動アンプ 6…コンパレータ 7…RSフリップフロップ 9…クロック発振器 10…カウンタ 11…D/Aコンバータ 14…リセット回路
Claims (2)
- 【請求項1】 検出素子の出力電圧とオフセット検出回
路の出力電圧とを比較するコンパレータと、このコンパ
レータの出力レベルの切り換わり点を検出することによ
りオフセット電圧を検出し、この検出したオフセット電
圧を出力する前記オフセット検出回路と、このオフセッ
ト検出回路の検出オフセット電圧と前記検出素子の出力
電圧との差に比例した電圧を出力する差動アンプとを備
えたことを特徴とする検出センサのオフセットキャンセ
ル装置。 - 【請求項2】 オフセット検出回路は、電源がオンされ
たときにリセットパルスを出力するリセット回路と、こ
のリセット回路の出力をリセット端子に入力し、且つ、
コンパレータの出力をセット端子に入力し、リセットパ
ルス出力時から前記コンパレータの出力レベルが切り換
わるまでHレベル又はLレベルの出力を出すRSフリッ
プフロップと、このRSフリップフロップの出力がHレ
ベル又はLレベルの区間だけクロック発振器のクロック
出力をカウントするカウンタと、このカウンタのカウン
ト値を直流電圧レベルに変換するD/Aコンバータとを
備えたことを特徴とする請求項1に記載の検出センサの
オフセットキャンセル装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6133468A JPH085397A (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 検出センサのオフセットキャンセル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6133468A JPH085397A (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 検出センサのオフセットキャンセル装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH085397A true JPH085397A (ja) | 1996-01-12 |
Family
ID=15105488
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6133468A Pending JPH085397A (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 検出センサのオフセットキャンセル装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH085397A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0869332A2 (de) * | 1997-04-02 | 1998-10-07 | Steinel GmbH & Co. KG | Vorrichtung und Verfahren zum Auswerten eines Sensor-Spannungssignals |
EP0919789A1 (de) * | 1997-11-27 | 1999-06-02 | Micronas Intermetall GmbH | Sensoreinrichtung |
EP3866338A1 (en) * | 2020-02-12 | 2021-08-18 | TE Connectivity Sensors Germany GmbH | Amplifier circuit and method for offset compensation |
-
1994
- 1994-06-16 JP JP6133468A patent/JPH085397A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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