JPS5979860A - 電流測定装置 - Google Patents
電流測定装置Info
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- JPS5979860A JPS5979860A JP57190060A JP19006082A JPS5979860A JP S5979860 A JPS5979860 A JP S5979860A JP 57190060 A JP57190060 A JP 57190060A JP 19006082 A JP19006082 A JP 19006082A JP S5979860 A JPS5979860 A JP S5979860A
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
- G01R15/205—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices using magneto-resistance devices, e.g. field plates
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は電流測定装置に係り、更に詳しくは磁性金属
膜の磁気抵抗効果を利用した磁電変換器、およびこの磁
電変換器を用いて被測定電線に流れる電流を測定するク
ランプ式電流計に関するものである。
膜の磁気抵抗効果を利用した磁電変換器、およびこの磁
電変換器を用いて被測定電線に流れる電流を測定するク
ランプ式電流計に関するものである。
クランプ式電流計は、活線状態にある電線に磁電変換器
を備えた開閉可能な磁気ループ回路を外包させて線路電
流を測定するもので、第１図にその一例が示されている
。同図によると開閉可能な磁気コア１，１に例えばホー
ル素子などの半導体磁電変換素子が介在されており、測
定に際しては磁気コア１，１を開いて被測定電線３を外
側から包むようにする。このような従来のクランプ式電
流泪においては、磁気ループが両コア１．１の突き合イ
つせ而、およびホール、素子２とで切断される。
を備えた開閉可能な磁気ループ回路を外包させて線路電
流を測定するもので、第１図にその一例が示されている
。同図によると開閉可能な磁気コア１，１に例えばホー
ル素子などの半導体磁電変換素子が介在されており、測
定に際しては磁気コア１，１を開いて被測定電線３を外
側から包むようにする。このような従来のクランプ式電
流泪においては、磁気ループが両コア１．１の突き合イ
つせ而、およびホール、素子２とで切断される。
このホール素子２は素子そのものの厚さを薄くすること
はできるが、外装や端子の引き出し構造などにより全体
の厚さを薄くすることが困難で、磁気コア１，１の突き
合わせ面に比べるＬかナリ大きな磁気キャップが形成さ
れる。したがって大電流の測定には殆ど支障なく使用で
きるが、小電流測定の場合は感度の点て問題があった。
はできるが、外装や端子の引き出し構造などにより全体
の厚さを薄くすることが困難で、磁気コア１，１の突き
合わせ面に比べるＬかナリ大きな磁気キャップが形成さ
れる。したがって大電流の測定には殆ど支障なく使用で
きるが、小電流測定の場合は感度の点て問題があった。
また、狭い磁気キャップ内にボール素子２を精密に位置
決めして装着する作業工程も必要となり、量産性の面か
らも好ましいものではなかった。
決めして装着する作業工程も必要となり、量産性の面か
らも好ましいものではなかった。
この発明は上記のような欠点を解決するためになされた
もので、その第１の目的は、界磁が加えられると抵抗値
が変化する磁性金属膜の抵抗素子と、これと密接して組
み合わされる磁気コアとで磁気ループが構成され、この
磁気ループ内を通る磁束の大小が能率よく抵抗素子の抵
抗値変化に置き換えられるようにした磁電変換器の提供
にある。
もので、その第１の目的は、界磁が加えられると抵抗値
が変化する磁性金属膜の抵抗素子と、これと密接して組
み合わされる磁気コアとで磁気ループが構成され、この
磁気ループ内を通る磁束の大小が能率よく抵抗素子の抵
抗値変化に置き換えられるようにした磁電変換器の提供
にある。
才たこの発明の第２の目的は、上記磁電変換器を利用し
て特に小電流の測定に好適な高感度のクランプ式電流測
定装置を提供することにある。
て特に小電流の測定に好適な高感度のクランプ式電流測
定装置を提供することにある。
以下、この発明を添付図面に示された実施例に基ついて
詳細に説明する。
詳細に説明する。
第２図にはこの発明による磁電変換器に用いられる抵抗
素子１１が示されている。この抵抗素子１１は、例えは
ガラスあるいはセラミック等の電気絶縁材を用いた基板
１２の上に蒸着その他適宜の方法で、例えは角形状に形
成された磁性金属膜１：３を備えてなる。この磁性金属
膜１３の長手方向の対向する二辺には電極１４．１４が
形成されており、この電極１４．１４にはそれぞれリー
ド線１５゜１５が設けられている。なお上記磁性金属膜
１３の上には絶縁と防湿を目的として図示しない保護膜
が形成されている。
素子１１が示されている。この抵抗素子１１は、例えは
ガラスあるいはセラミック等の電気絶縁材を用いた基板
１２の上に蒸着その他適宜の方法で、例えは角形状に形
成された磁性金属膜１：３を備えてなる。この磁性金属
膜１３の長手方向の対向する二辺には電極１４．１４が
形成されており、この電極１４．１４にはそれぞれリー
ド線１５゜１５が設けられている。なお上記磁性金属膜
１３の上には絶縁と防湿を目的として図示しない保護膜
が形成されている。
この場合上記磁性金属膜１３は、例えは７０〜８０Ｗ％
のＮｉを含むＮｉ−Ｃｏ合金、もしくは８０〜９０Ｗ係
のＮｉを含むＮｉ−Ｆｅ合金などが好適であり、またそ
の厚、さを例えば２０００Ｘから３０００Ｘの間に形成
すると磁気飽和を生じるまでに３〜５％の抵抗値変化が
得られる。この抵抗値変化を△Ｒとすると、第３図に示
されているように界磁がないときの抵抗値Ｒに対して（
剰特性を有しており、界磁の方向には無関係である。そ
してこの抵抗値変化は従来の半導体磁電変換素子に比べ
ると温度依存性が小さく、したがって磁電変換器の抵抗
素子にこれを利用する場合、感度と安定性の面で好都合
である。
のＮｉを含むＮｉ−Ｃｏ合金、もしくは８０〜９０Ｗ係
のＮｉを含むＮｉ−Ｆｅ合金などが好適であり、またそ
の厚、さを例えば２０００Ｘから３０００Ｘの間に形成
すると磁気飽和を生じるまでに３〜５％の抵抗値変化が
得られる。この抵抗値変化を△Ｒとすると、第３図に示
されているように界磁がないときの抵抗値Ｒに対して（
剰特性を有しており、界磁の方向には無関係である。そ
してこの抵抗値変化は従来の半導体磁電変換素子に比べ
ると温度依存性が小さく、したがって磁電変換器の抵抗
素子にこれを利用する場合、感度と安定性の面で好都合
である。
第４図には、上記抵抗素子１１に磁気コア１６が組み合
わされこの両者で磁気ループを構成した磁電変換器Ｉ７
が示されている。この場合上記抵抗素子１１と磁気コア
１６とは、それぞれ図示しない開閉可能なホルタ−に装
着されていて、被測定電線３を外側から包むことができ
るようになっている。なお、上記磁気コア１６は必ずし
も図示のようなコ字形である必要はなく、Ｕ字形あるい
は半円形であってもよい。同様に、上記抵抗素子１１に
ついても図示の磁気コア１６と対称的なコ字状にするこ
ともでき、また、例えば第５図に示されているようなわ
ん曲面を有する構造とすることも可能である。なお、開
閉箇所はホルタ−の構造と関連して適宜設計することが
できるのでここでは特に例示されていないが、例えは第
４図の場合抵抗素子１１と磁気コア１６とを相対的にス
ライドさせるかまたは開くようにしてもよく、あるいは
磁気コア１６を一部開閉可能なように分割して形成する
こともできる。この磁気コア１６の端面は研磨等通常の
加工技術によって高精度な平坦面とすることが可能であ
り、したがって磁気コア１６と抵抗素子１１との接触面
、あるいは磁気コア１６を分割した場合の両磁気コアの
接触面におけるキャップは殆ど無視てきるほど小さい。
わされこの両者で磁気ループを構成した磁電変換器Ｉ７
が示されている。この場合上記抵抗素子１１と磁気コア
１６とは、それぞれ図示しない開閉可能なホルタ−に装
着されていて、被測定電線３を外側から包むことができ
るようになっている。なお、上記磁気コア１６は必ずし
も図示のようなコ字形である必要はなく、Ｕ字形あるい
は半円形であってもよい。同様に、上記抵抗素子１１に
ついても図示の磁気コア１６と対称的なコ字状にするこ
ともでき、また、例えば第５図に示されているようなわ
ん曲面を有する構造とすることも可能である。なお、開
閉箇所はホルタ−の構造と関連して適宜設計することが
できるのでここでは特に例示されていないが、例えは第
４図の場合抵抗素子１１と磁気コア１６とを相対的にス
ライドさせるかまたは開くようにしてもよく、あるいは
磁気コア１６を一部開閉可能なように分割して形成する
こともできる。この磁気コア１６の端面は研磨等通常の
加工技術によって高精度な平坦面とすることが可能であ
り、したがって磁気コア１６と抵抗素子１１との接触面
、あるいは磁気コア１６を分割した場合の両磁気コアの
接触面におけるキャップは殆ど無視てきるほど小さい。
このため感度の高い磁電変換器を実現することができる
。
。
この磁電変換器１７を実際に使用する場合は抵抗値の変
化を電圧の変化として取り出す。そのため、一定の小電
流を流してそのとき現われる電圧と界磁が加えられたと
きの電圧との差から界磁を発生させた被測定電流の大き
さがわかるようにされる。この場合、電流を流す方向と
界磁の方向との相対角度によって上記差電圧の大きさが
異なるが、両者同方向の場合に最も大きくなり感度上有
利である。第４図に例示された磁電変換器１７もこの状
態にされている。すなわち上記磁気コア゛１６が抵抗素
子１１の長手方向に配設され、リード線１５．１５もそ
の長手方向の両端部から引き出されている。
化を電圧の変化として取り出す。そのため、一定の小電
流を流してそのとき現われる電圧と界磁が加えられたと
きの電圧との差から界磁を発生させた被測定電流の大き
さがわかるようにされる。この場合、電流を流す方向と
界磁の方向との相対角度によって上記差電圧の大きさが
異なるが、両者同方向の場合に最も大きくなり感度上有
利である。第４図に例示された磁電変換器１７もこの状
態にされている。すなわち上記磁気コア゛１６が抵抗素
子１１の長手方向に配設され、リード線１５．１５もそ
の長手方向の両端部から引き出されている。
第６図にはこの磁電変換器１７を利用した電流測定回路
のブロック図が示されている。直流電源１８の電圧は抵
抗１９を介して磁電変換器１７に印加され、この磁電変
換器１７の両端は例えは電圧重畳器２０に接続されてい
る。そして上記電圧重畳器２０の出力は、例えは増幅器
２１によって増幅され表示器２２などに表示されるよう
になっている。この回路において、上記直流電源１８の
電圧をＥ、抵抗１９の抵抗値をｒ、磁電変換器１７の抵
抗値をＲとすれば、この磁電変換器１７の両端にかかる
電圧■は・ Ｖ ＝Ｅ Ｘ Ｒ／ （Ｒ，＋ ｒ ）
・（１）である。ここで、図示しない被測定電線に流れ
る電流の誘起磁束により磁電変換器１７の抵抗値Ｒが変
化し、それに伴って上記両端にかかる電圧Ｖが変化した
とすれは、その変化の大きさは上記（１ン式より、 ｄ Ｖ＝Ｂ Ｘ ｒｄＲ／ （Ｒ＋ ｒ ）２となる。
のブロック図が示されている。直流電源１８の電圧は抵
抗１９を介して磁電変換器１７に印加され、この磁電変
換器１７の両端は例えは電圧重畳器２０に接続されてい
る。そして上記電圧重畳器２０の出力は、例えは増幅器
２１によって増幅され表示器２２などに表示されるよう
になっている。この回路において、上記直流電源１８の
電圧をＥ、抵抗１９の抵抗値をｒ、磁電変換器１７の抵
抗値をＲとすれば、この磁電変換器１７の両端にかかる
電圧■は・ Ｖ ＝Ｅ Ｘ Ｒ／ （Ｒ，＋ ｒ ）
・（１）である。ここで、図示しない被測定電線に流れ
る電流の誘起磁束により磁電変換器１７の抵抗値Ｒが変
化し、それに伴って上記両端にかかる電圧Ｖが変化した
とすれは、その変化の大きさは上記（１ン式より、 ｄ Ｖ＝Ｂ Ｘ ｒｄＲ／ （Ｒ＋ ｒ ）２となる。
したがって被測定電線に電流が流れないときの値に対す
る変化の割合は、上式を式（１）で除して整理すること
により、 ｄＶ／Ｖ＝ｒｄＲ／（（Ｒ十ｒ ）Ｒ，ｌ −
（２）が得られる。
る変化の割合は、上式を式（１）で除して整理すること
により、 ｄＶ／Ｖ＝ｒｄＲ／（（Ｒ十ｒ ）Ｒ，ｌ −
（２）が得られる。
この場合、上記ｒを例えはｒ ））＞ Ｒとなるように
設定すると、式（２）は近似的に、 ｄＶ／Ｖ＝ｄＲ／Ｒ・・・（３） となり、磁電変換器エフにかかる電圧の変化の割合はそ
の抵抗値の変化の割合に比例することがわかる。そこで
、上記電圧重畳器２０に入力された磁電変換器１７の出
力に（−■）という電圧を加えてやれば、被測定電線に
電流が流れたとき抵抗値Ｒの変化分△Ｒに対応する電圧
Ｖの変化分△Ｖのみを取り出すことができる。この取り
出された電圧の変化分△Ｖを電流値に置き換えれば被測
定電線に流れた電流の大きさを知ることができる。第７
図には上記の回路による実測値の一例が示されている。
設定すると、式（２）は近似的に、 ｄＶ／Ｖ＝ｄＲ／Ｒ・・・（３） となり、磁電変換器エフにかかる電圧の変化の割合はそ
の抵抗値の変化の割合に比例することがわかる。そこで
、上記電圧重畳器２０に入力された磁電変換器１７の出
力に（−■）という電圧を加えてやれば、被測定電線に
電流が流れたとき抵抗値Ｒの変化分△Ｒに対応する電圧
Ｖの変化分△Ｖのみを取り出すことができる。この取り
出された電圧の変化分△Ｖを電流値に置き換えれば被測
定電線に流れた電流の大きさを知ることができる。第７
図には上記の回路による実測値の一例が示されている。
同図横軸は被測定電線に流れる電流値を、縦軸は磁電変
換器１７の抵抗値変化に伴って発生する電圧の変化分を
それぞれ示す。また、抵抗素子１１には前記したＮｉ−
Ｃｏ合金膜が用いられ、電源電圧ＥはＩＯＶ、抵抗ｒは
１０にΩにされている。
換器１７の抵抗値変化に伴って発生する電圧の変化分を
それぞれ示す。また、抵抗素子１１には前記したＮｉ−
Ｃｏ合金膜が用いられ、電源電圧ＥはＩＯＶ、抵抗ｒは
１０にΩにされている。
同図により、比較的小電流測定の場合この磁電変換器１
７は実用上満足できる感度と直線性を有していることが
わかる。
７は実用上満足できる感度と直線性を有していることが
わかる。
第８図には上記磁電女換器１７を備えた電流測定装置の
実施例が示されている。この磁電変換器１７の抵抗素子
１１は、その一方のリード線１５が抵抗２３を介して直
流電源２４の（イ）側に接続されるとともに、抵抗２５
を介して差動増幅器２６の一方の入力端に接続されてい
る。そして他方のリード線１５は上記直流電源２４の（
へ）側に接続されるとともに、抵抗２７を介して上記差
動増幅器２６の他方の入力端に接続されている。なお、
上記直流電源２４の電圧は分圧抵抗２８．２９によって
分圧され、この分圧抵抗２８と２９との接続点は抵抗３
０を介して上記差動増幅器２６の他方の入力端に接続さ
れている。上記磁電変換器１７の磁気コア１６にはコイ
ル３１が巻回されていて、その一方のリード線は上記差
動増幅器２６の出力端に接続され、他方のリード線は端
子３２に接続されるとともに、抵抗３３を介して上記直
流電源２４の（へ）側に接続されている。なお上記差動
増幅器２６の出力端と一方の入力端間には抵抗３４が接
続されている。上記のように接続されたこの電流測定装
置においては、抵抗素子１１および抵抗２３．２８．２
９とでブリッジ回路が構成され、また磁気コア１６．差
動増幅器２６およびコイル３１とを含む結線により、上
記ブリッジ回路に現われる不平衡電圧を打ち消すように
差動増幅器２６からコイル３１へ電流を供給する負帰還
回路が構成されている。
実施例が示されている。この磁電変換器１７の抵抗素子
１１は、その一方のリード線１５が抵抗２３を介して直
流電源２４の（イ）側に接続されるとともに、抵抗２５
を介して差動増幅器２６の一方の入力端に接続されてい
る。そして他方のリード線１５は上記直流電源２４の（
へ）側に接続されるとともに、抵抗２７を介して上記差
動増幅器２６の他方の入力端に接続されている。なお、
上記直流電源２４の電圧は分圧抵抗２８．２９によって
分圧され、この分圧抵抗２８と２９との接続点は抵抗３
０を介して上記差動増幅器２６の他方の入力端に接続さ
れている。上記磁電変換器１７の磁気コア１６にはコイ
ル３１が巻回されていて、その一方のリード線は上記差
動増幅器２６の出力端に接続され、他方のリード線は端
子３２に接続されるとともに、抵抗３３を介して上記直
流電源２４の（へ）側に接続されている。なお上記差動
増幅器２６の出力端と一方の入力端間には抵抗３４が接
続されている。上記のように接続されたこの電流測定装
置においては、抵抗素子１１および抵抗２３．２８．２
９とでブリッジ回路が構成され、また磁気コア１６．差
動増幅器２６およびコイル３１とを含む結線により、上
記ブリッジ回路に現われる不平衡電圧を打ち消すように
差動増幅器２６からコイル３１へ電流を供給する負帰還
回路が構成されている。
ここでブリッジ回路の比例選である抵抗２９の両端には
、電圧■。が発生するように直流電源２４の電圧が抵抗
２８．２９で分圧される。この場合型？圧■。の大きさ
は、■ｏζＶ＋△Ｖ／２とするこさが望ましいが、Ｖ＜
Ｖｏ＜Ｖ十△■であってもよい。上記■は界磁がないと
きの磁電変換器１７の両端の電圧、△■は界磁が加えら
れたとき磁電変換器１７の抵抗凡の変化分△Ｒによって
もたらされる上記電圧■の変化分である。いま、抵抗２
３の抵抗値をｒ、直流電源２４の電圧をＥとすれは、こ
の実施例においてはｒ 、＞ Ｒとされているので、磁
電変換器１７に流れる電流■は、Ｉ ＝ Ｂ ／ ｒで
あり、したがって上記■は、Ｖ＝ＲＸＩとして求まる。
、電圧■。が発生するように直流電源２４の電圧が抵抗
２８．２９で分圧される。この場合型？圧■。の大きさ
は、■ｏζＶ＋△Ｖ／２とするこさが望ましいが、Ｖ＜
Ｖｏ＜Ｖ十△■であってもよい。上記■は界磁がないと
きの磁電変換器１７の両端の電圧、△■は界磁が加えら
れたとき磁電変換器１７の抵抗凡の変化分△Ｒによって
もたらされる上記電圧■の変化分である。いま、抵抗２
３の抵抗値をｒ、直流電源２４の電圧をＥとすれは、こ
の実施例においてはｒ 、＞ Ｒとされているので、磁
電変換器１７に流れる電流■は、Ｉ ＝ Ｂ ／ ｒで
あり、したがって上記■は、Ｖ＝ＲＸＩとして求まる。
磁電変換器１７の特性として△Ｒは既知てあり、△■は
式（３）から容易に求められるので上記のようにＶ。を
設定することは可能である。この場合、上記電流■は定
電流とするのが望ましいからｒの値は大きい方がよく、
直流電源２４の電圧Ｅはこれを勘案して決められる。
式（３）から容易に求められるので上記のようにＶ。を
設定することは可能である。この場合、上記電流■は定
電流とするのが望ましいからｒの値は大きい方がよく、
直流電源２４の電圧Ｅはこれを勘案して決められる。
次に、第９図を併せて参照しながらその作用を説明する
。まず電流測定前の初期状態においては、直流電源２４
からの電流工により磁電変換器１７に電圧■が発生する
。一方、抵抗２９の両端の電圧はＶ。にされているので
、ブリッジ回路としてはＶｏ−Ｖの不平衡電圧が現われ
、抵抗２５および３０を介して差動増幅器２６に入力さ
れる。差動増幅器２６からはこの不平衡電圧を打ち消す
ようコイル３１へ電流１ｏ （第９図（／→参照）が供
給される０そしてこの電流■。の磁気コア１６内に誘起
する磁束により、磁電変換器１７の初期抵抗値Ｒが例え
ばへＲ′たけ高められてＲ十へＲ′となり自動的にＶ二
■。とされる。言い換えると、この帰還回路にはブリッ
ジ回路の平衡状態を維持するための帰還電流■。が初期
状態において絶えず流れるようにされている。
。まず電流測定前の初期状態においては、直流電源２４
からの電流工により磁電変換器１７に電圧■が発生する
。一方、抵抗２９の両端の電圧はＶ。にされているので
、ブリッジ回路としてはＶｏ−Ｖの不平衡電圧が現われ
、抵抗２５および３０を介して差動増幅器２６に入力さ
れる。差動増幅器２６からはこの不平衡電圧を打ち消す
ようコイル３１へ電流１ｏ （第９図（／→参照）が供
給される０そしてこの電流■。の磁気コア１６内に誘起
する磁束により、磁電変換器１７の初期抵抗値Ｒが例え
ばへＲ′たけ高められてＲ十へＲ′となり自動的にＶ二
■。とされる。言い換えると、この帰還回路にはブリッ
ジ回路の平衡状態を維持するための帰還電流■。が初期
状態において絶えず流れるようにされている。
次に、磁電変換器１７を被測定電線３に外包させて電流
測定を行う場合を説明する。被測定電線３に流れる電流
の方向により磁気コア１６には例えは第９図（ａ）列の
（イ）に示されるような界磁が発生したとする。そして
この界磁の方向が帰還電流■０による界磁と同方向の場
合は、磁電変換器１７の抵抗値Ｒ十へＲ′が（ロ）のよ
うに一時的に増加され、それに伴って両端の電圧が（ハ
）のように初期の平衡状態における電圧Ｖ。より一時的
に高くなる。帰還電流ｌ。はに）に示されているように
、例えば■′という値だけ減少して抵抗値の増加が抑え
られ、これにより高くなろうとする電圧は■。に引き戻
されて平衡状態が維持される。被測定電線に流れる電流
の方向が上記と逆の場合には、（ｂ）列に示されている
ように界磁の方向が反対となるから、平衡を維持するた
めに帰還電流工０が増加される。この帰還電流ｌｏの変
化は端子３２に適当な検出装置を接続することにより容
易に知ることができ、したがって被測定電流の方向がわ
かる。また、帰還電流■。
測定を行う場合を説明する。被測定電線３に流れる電流
の方向により磁気コア１６には例えは第９図（ａ）列の
（イ）に示されるような界磁が発生したとする。そして
この界磁の方向が帰還電流■０による界磁と同方向の場
合は、磁電変換器１７の抵抗値Ｒ十へＲ′が（ロ）のよ
うに一時的に増加され、それに伴って両端の電圧が（ハ
）のように初期の平衡状態における電圧Ｖ。より一時的
に高くなる。帰還電流ｌ。はに）に示されているように
、例えば■′という値だけ減少して抵抗値の増加が抑え
られ、これにより高くなろうとする電圧は■。に引き戻
されて平衡状態が維持される。被測定電線に流れる電流
の方向が上記と逆の場合には、（ｂ）列に示されている
ように界磁の方向が反対となるから、平衡を維持するた
めに帰還電流工０が増加される。この帰還電流ｌｏの変
化は端子３２に適当な検出装置を接続することにより容
易に知ることができ、したがって被測定電流の方向がわ
かる。また、帰還電流■。
の増加または減少分を工′、コイル３１の巻回数をｎ、
被測定電流の大きさを１ｘとすれば、この電流Ｉｘによ
って誘起される磁束は、上述のように電流Ｉ’Ｘ・ｎに
よって誘起される磁束で打ち消されるが、例えばこの実
施例における磁電変換器のように漏洩磁束が無視できる
ほど小さい場合には、実質的にＩｘ ＝Ｉ’Ｘ ｎＸ
ｋとみなし得る。この場合には磁電変換器の構造等に関
係する係数で、実測によりあらかじめわかっているので
被測定電流工ｘの大きさも知ることができる。
被測定電流の大きさを１ｘとすれば、この電流Ｉｘによ
って誘起される磁束は、上述のように電流Ｉ’Ｘ・ｎに
よって誘起される磁束で打ち消されるが、例えばこの実
施例における磁電変換器のように漏洩磁束が無視できる
ほど小さい場合には、実質的にＩｘ ＝Ｉ’Ｘ ｎＸ
ｋとみなし得る。この場合には磁電変換器の構造等に関
係する係数で、実測によりあらかじめわかっているので
被測定電流工ｘの大きさも知ることができる。
以上詳細に説明したように、この発明の電流測定装置に
係る磁電変換器１７は、絶縁基板１２上に形成された磁
性金属膜工３を有する抵抗素子１１と、この抵抗素子１
１との磁気ギャップが殆ど無視できるほど小さく組み合
わされる磁気コア１６とを備えており、その磁気抵抗効
果を利用して被測定電流の大きさが測定されるようにな
っている。
係る磁電変換器１７は、絶縁基板１２上に形成された磁
性金属膜工３を有する抵抗素子１１と、この抵抗素子１
１との磁気ギャップが殆ど無視できるほど小さく組み合
わされる磁気コア１６とを備えており、その磁気抵抗効
果を利用して被測定電流の大きさが測定されるようにな
っている。
そして特に小電流に対してその感度と直線性が優れ、更
に周囲温度の変化に対する安定性もよい。
に周囲温度の変化に対する安定性もよい。
なお、構造が簡単なので組立、点検も容易である。
また、この磁電変換器１７を開閉可能なようにして組み
込んだ電流測定装置は、磁電変換器１７を比例辺の一辺
とするブリッジ回路と、このブリッジ回路に現われる不
平衡電圧を打ち消すように磁電変換器１７の磁気抵抗効
果を制御する電流を流す帰還回路を備えていて、小電流
を高精度で測定することができる。
込んだ電流測定装置は、磁電変換器１７を比例辺の一辺
とするブリッジ回路と、このブリッジ回路に現われる不
平衡電圧を打ち消すように磁電変換器１７の磁気抵抗効
果を制御する電流を流す帰還回路を備えていて、小電流
を高精度で測定することができる。
第１図は従来のクランプ式電流計における半導体磁電変
換器の概略図、第２図ないし第９図はいずれもこの発明
に係り、第２図は抵抗素子の構造を示す斜視図、第３図
は上記抵抗素子の特性−１第４図は磁電変換器の構造を
示す平面図、第５図は上記抵抗素子の構造の変形例を示
す斜視図、第６図は上記磁電変換器を利用した電流測定
回路のフロック図、第７図は上記第６図の回路による実
測特性図、第８図は上記磁電変換器を組み込んだクラン
プ式電流計のブロック図、第９図は上記クランプ式電流
計の動作説明図である。 図中、３は被測定電線、１１は抵抗素子、１２は基板、
１３は磁性金属膜、１４は電極、１６は磁気コア、１７
は磁電変換器、１８は直流電源、２３．２８．２９は抵
抗、２６は差動増幅器、３１はコイルを示す。 特許出願人 松 本 光 功 第３図 第４図 １／ 第７図 電 流
換器の概略図、第２図ないし第９図はいずれもこの発明
に係り、第２図は抵抗素子の構造を示す斜視図、第３図
は上記抵抗素子の特性−１第４図は磁電変換器の構造を
示す平面図、第５図は上記抵抗素子の構造の変形例を示
す斜視図、第６図は上記磁電変換器を利用した電流測定
回路のフロック図、第７図は上記第６図の回路による実
測特性図、第８図は上記磁電変換器を組み込んだクラン
プ式電流計のブロック図、第９図は上記クランプ式電流
計の動作説明図である。 図中、３は被測定電線、１１は抵抗素子、１２は基板、
１３は磁性金属膜、１４は電極、１６は磁気コア、１７
は磁電変換器、１８は直流電源、２３．２８．２９は抵
抗、２６は差動増幅器、３１はコイルを示す。 特許出願人 松 本 光 功 第３図 第４図 １／ 第７図 電 流
Claims (2)
- （１）絶縁基板上に帯状に形成され、加えられる界磁に
よってその抵抗値が変化する磁性金属膜でなる抵抗変化
素子と、該抵抗変化素子に連設された対向する１対の電
極と、前記抵抗変化素子を閉磁気回路の一部とするよ・
うに前記抵抗変化素子と組み合わされる磁気コアとを有
する磁電変換器を備え、前記界磁を抵抗値の変化に置き
換えて電極から取り出すことにより被測定電線に流れる
電流の測定を行うことを特徴とする電流測定装置。 - （２）加えられる界磁によりその抵抗値が変化する磁性
金属膜で形成された抵抗素子、および該抵抗素子と開閉
可能に組み合わされて閉磁気回路を構成する磁気コアと
を有する磁電変換器と、前記磁気コアに巻回されたコイ
ルと、前記抵抗素子を比例辺の一部とし、直流電源から
のバイアス電流により前記抵抗素子と他の・比例辺にそ
れぞれ所定の電圧が発生するようにされたブリッジ回路
と、前記磁電変換器に外包された被測定電線の電流で誘
起される磁束により現われる前記フリンジ回路の不平衡
電圧を電流に変換する差動増幅器と、前記コイルを含み
、前記フリンジ回路の不平衡電圧を打ち消すように前記
差動増幅器の出力電流を前記磁電変換器へ供給する帰還
回路とを備えたことを特徴とする電流測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57190060A JPS5979860A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 電流測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57190060A JPS5979860A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 電流測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5979860A true JPS5979860A (ja) | 1984-05-09 |
| JPH0126028B2 JPH0126028B2 (ja) | 1989-05-22 |
Family
ID=16251674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57190060A Granted JPS5979860A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 電流測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5979860A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5974363U (ja) * | 1982-11-09 | 1984-05-19 | 日置電機株式会社 | クランプ式交流電流計 |
| EP0286079A2 (en) * | 1987-04-09 | 1988-10-12 | Fujitsu Limited | Sensing devices utilizing magneto electric transducers |
| JPH05223848A (ja) * | 1992-02-18 | 1993-09-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電流検出器 |
| EP0874244A2 (de) * | 1997-04-19 | 1998-10-28 | LUST ANTRIEBSTECHNIK GmbH | Verfahren zum Messen von elektrischen Strömen in n Leitern sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| US6646429B2 (en) | 2000-08-28 | 2003-11-11 | Yazaki Corporation | Current detection device, method of detecting electric current and power supply system using the same |
-
1982
- 1982-10-29 JP JP57190060A patent/JPS5979860A/ja active Granted
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5974363U (ja) * | 1982-11-09 | 1984-05-19 | 日置電機株式会社 | クランプ式交流電流計 |
| EP0286079A2 (en) * | 1987-04-09 | 1988-10-12 | Fujitsu Limited | Sensing devices utilizing magneto electric transducers |
| JPH05223848A (ja) * | 1992-02-18 | 1993-09-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電流検出器 |
| EP0874244A2 (de) * | 1997-04-19 | 1998-10-28 | LUST ANTRIEBSTECHNIK GmbH | Verfahren zum Messen von elektrischen Strömen in n Leitern sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| EP0874244A3 (de) * | 1997-04-19 | 1999-03-31 | LUST ANTRIEBSTECHNIK GmbH | Verfahren zum Messen von elektrischen Strömen in n Leitern sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| US6310470B1 (en) | 1997-04-19 | 2001-10-30 | Lust Antriebstechnik Gmbh | Method and device for measuring the difference in magnetic field strength with magnetoresistive sensors |
| US6646429B2 (en) | 2000-08-28 | 2003-11-11 | Yazaki Corporation | Current detection device, method of detecting electric current and power supply system using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0126028B2 (ja) | 1989-05-22 |
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