JPS6060562A - 電流検出回路 - Google Patents
電流検出回路Info
- Publication number
- JPS6060562A JPS6060562A JP58169701A JP16970183A JPS6060562A JP S6060562 A JPS6060562 A JP S6060562A JP 58169701 A JP58169701 A JP 58169701A JP 16970183 A JP16970183 A JP 16970183A JP S6060562 A JPS6060562 A JP S6060562A
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- JP
- Japan
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- current
- coil
- operational amplifier
- terminals
- current transformer
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/18—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
- G01R15/183—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using transformers with a magnetic core
- G01R15/185—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using transformers with a magnetic core with compensation or feedback windings or interacting coils, e.g. 0-flux sensors
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- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
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- Transformers For Measuring Instruments (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
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】
〔発明の技術分野〕
この発明は、たとえば電子式電力量計などに適用される
電流検出回路に関するものである。
電流検出回路に関するものである。
従来、電力を測定するための電流検出手段として、第1
図に示すものがあった。すなわち、(1)は電流検出回
路である。(2a)、(2b)は検出すべき電流が導入
される入力端子であり、変流器((3)の1次コイ/L
’ (8)に接続される。変流器1.13)はさらに鉄
心(+2)と2次コイルしく4)を有し、2次コイルし
く4)の両端は変流器α3)の出力端子としての1対の
端子(5a)、(5b)にそれぞれ接続されている。一
方の出力端子(5a)は演算増幅器(以下、オペアンプ
と称す)(7)の反転入力端子(ハ)に接続されるとと
もに、オペアンプ(γ)とともに電流・電圧変換回路−
を構成する帰還抵抗体(6)を介してオペアンプ(7)
の出力端子でもある電流検出回路(1)の出力端子(8
a)に接続されている。他方の出力端子(5b)は、オ
ペアンプ(7)の非反転入力端子(ト)に接続されると
ともに、基準電位に接続され、さらに゛磁流検出回路(
1)の出力端子(8b)に接続されている。
図に示すものがあった。すなわち、(1)は電流検出回
路である。(2a)、(2b)は検出すべき電流が導入
される入力端子であり、変流器((3)の1次コイ/L
’ (8)に接続される。変流器1.13)はさらに鉄
心(+2)と2次コイルしく4)を有し、2次コイルし
く4)の両端は変流器α3)の出力端子としての1対の
端子(5a)、(5b)にそれぞれ接続されている。一
方の出力端子(5a)は演算増幅器(以下、オペアンプ
と称す)(7)の反転入力端子(ハ)に接続されるとと
もに、オペアンプ(γ)とともに電流・電圧変換回路−
を構成する帰還抵抗体(6)を介してオペアンプ(7)
の出力端子でもある電流検出回路(1)の出力端子(8
a)に接続されている。他方の出力端子(5b)は、オ
ペアンプ(7)の非反転入力端子(ト)に接続されると
ともに、基準電位に接続され、さらに゛磁流検出回路(
1)の出力端子(8b)に接続されている。
このように構成された電流検出回路(1〕において、変
流器α3)の1次および2次コイルの各巻数をそれぞれ
NI+”tとする。いま入力端子(2a)、(2b)に
区施工Iが入力されると、1次コイル13)には、N、
・工。
流器α3)の1次および2次コイルの各巻数をそれぞれ
NI+”tとする。いま入力端子(2a)、(2b)に
区施工Iが入力されると、1次コイル13)には、N、
・工。
(AT)の磁化力が発生する。そして2次コイル(4)
には上記磁化力と平衡を保つために、N1・工1=N2
・I2を満足させるべき2次屯施工2が流れる。この2
次′亀施工、はオペアンプ(7)の入力インピーダンス
が極めて大きいことにより、出力端子(5a)を介して
抵抗体で6)を流れる。他方の出力端子(5b)はオペ
アンプ(7)の非反転入力端子(ト)と基準電位に接続
されているため、いま上記電施工2の方向が出力端子(
5、)より流れ出す方向であるとすれば、抵抗体(6)
の抵抗値をRとした場合、オペアンプ(7)の出力端子
の電位は反転入力端子(ハ)の電位、つまり−R・工2
(v)tで低下し、オペアンプ(7)の非反転入力端子
(ト)と反転入力端子間の電圧をオペアンプ(7)の利
得をAとすれば、−R・工2 /At:V:lとして回
路的に平衡を保つ。オペアンプ(7)の利得Aは一般に
105程度はあるため、前記反転入力端子(ハ)の電位
はほとんど0〔v〕となり、オペアンプ(γ)の出力端
子の電位は−R・工2〔■〕となる。つまり電流検出回
路(1)の出力端子(8a)、(8b)間の出力電圧n
oに−R・工2〔■〕を得る。したがって、上記1次電
流Gこ対して、 I Eo=−R・工2=−R−−噂工1 12 より、入力電施工1に比例した出力電圧KOを得ること
ができる。
には上記磁化力と平衡を保つために、N1・工1=N2
・I2を満足させるべき2次屯施工2が流れる。この2
次′亀施工、はオペアンプ(7)の入力インピーダンス
が極めて大きいことにより、出力端子(5a)を介して
抵抗体で6)を流れる。他方の出力端子(5b)はオペ
アンプ(7)の非反転入力端子(ト)と基準電位に接続
されているため、いま上記電施工2の方向が出力端子(
5、)より流れ出す方向であるとすれば、抵抗体(6)
の抵抗値をRとした場合、オペアンプ(7)の出力端子
の電位は反転入力端子(ハ)の電位、つまり−R・工2
(v)tで低下し、オペアンプ(7)の非反転入力端子
(ト)と反転入力端子間の電圧をオペアンプ(7)の利
得をAとすれば、−R・工2 /At:V:lとして回
路的に平衡を保つ。オペアンプ(7)の利得Aは一般に
105程度はあるため、前記反転入力端子(ハ)の電位
はほとんど0〔v〕となり、オペアンプ(γ)の出力端
子の電位は−R・工2〔■〕となる。つまり電流検出回
路(1)の出力端子(8a)、(8b)間の出力電圧n
oに−R・工2〔■〕を得る。したがって、上記1次電
流Gこ対して、 I Eo=−R・工2=−R−−噂工1 12 より、入力電施工1に比例した出力電圧KOを得ること
ができる。
しかるに、上記従来のものはつぎのような問題がある。
すなわち、検出すべき電流が大きい場合、たとえば電子
式電流計においては最大120 [A)の電流を変流器
08)の1次電流として導入する必要があルカ、この場
合、一般のオペアンプにより抵抗体(7)を介して2次
電施工2を供給しようとすると、この電流はピーク値に
おいて5 [mA)以下であることが望ましい。このこ
とにより・1次電施工1として120(Al流れたとき
に2次電施工2を、たとえば3 CmA ]−とした場
合、変流器Qa)の巻き数比はとなり、1次の巻き数を
1〔T〕としても2次コイノVの巻き数は、40,00
0[’l’)が必要となる。このようなコイルを必要と
する変流器は、巻き数が極めて大きいことにより一 (1)コイ)vの占積率が低く、大きなコアを必要とし
、変流器そのものが大きくなる。
式電流計においては最大120 [A)の電流を変流器
08)の1次電流として導入する必要があルカ、この場
合、一般のオペアンプにより抵抗体(7)を介して2次
電施工2を供給しようとすると、この電流はピーク値に
おいて5 [mA)以下であることが望ましい。このこ
とにより・1次電施工1として120(Al流れたとき
に2次電施工2を、たとえば3 CmA ]−とした場
合、変流器Qa)の巻き数比はとなり、1次の巻き数を
1〔T〕としても2次コイノVの巻き数は、40,00
0[’l’)が必要となる。このようなコイルを必要と
する変流器は、巻き数が極めて大きいことにより一 (1)コイ)vの占積率が低く、大きなコアを必要とし
、変流器そのものが大きくなる。
(2)巻き線を大量に必要とし、材料コストが高くなる
。
。
(3)巻き線作業に長時間を要する。
(4)細い線を大量に巻くため、信頼性が低い。
等の欠点を有する。さらOこ、たとえば、オペアンプ(
7)に大電流出力のものを使用して上述の欠点を解消り
ようとすれば、このオペアンプ(γ)は極めて大きな電
力を消費し、全体の回路を約0.5(W〕程度で動作さ
せようとする電子式電力量計への使用は不可能となる。
7)に大電流出力のものを使用して上述の欠点を解消り
ようとすれば、このオペアンプ(γ)は極めて大きな電
力を消費し、全体の回路を約0.5(W〕程度で動作さ
せようとする電子式電力量計への使用は不可能となる。
この発明は上記従来のものの欠点を除去するためになさ
れたもので、両端が短絡される6次コイlL/に有する
特定の変流器ケ用いることにより、高い信頼性を得るこ
とができ、小型で安価な電流検出回路を提供することを
目的としている。
れたもので、両端が短絡される6次コイlL/に有する
特定の変流器ケ用いることにより、高い信頼性を得るこ
とができ、小型で安価な電流検出回路を提供することを
目的としている。
第2図はこの発明に係る電流検出回路の一例を示す亀%
回路図であり、第1図と同一部所には同一符号を付して
説明を省略する。
回路図であり、第1図と同一部所には同一符号を付して
説明を省略する。
同図において、Hは変流器であり、この変流器@0は1
対の入力端子(2a)、(2blに接続される1次コイ
)v(3)、鉄心囮)、2次コイル(4)の1母かに、
6次コイ/l/に)を有する。上記6次コイIしくニ)
は端子(26a) 、 (23b )に接続され、さら
に両端子(23a)、(23b)間は導体(ハ)で接続
されている。
対の入力端子(2a)、(2blに接続される1次コイ
)v(3)、鉄心囮)、2次コイル(4)の1母かに、
6次コイ/l/に)を有する。上記6次コイIしくニ)
は端子(26a) 、 (23b )に接続され、さら
に両端子(23a)、(23b)間は導体(ハ)で接続
されている。
つぎOこ、上記構成の動作につし・て説明する。
入力端子(2aL(2Nに入力された電流は、変流器Q
])の1次電施工1として、1次コイ/l/ [8)
Gこ導かれる。この1次゛咀施工1に対して2次フィル
しく4)および5次コイ)V(ハ)にそれぞれ工2.工
3か流れろ。しへま、2次フィル(4)に2次電施工、
が端子(5a)より流電し出る方向であったとすれば、
2次゛鑞施工、は、オペアンプ(γ)の入力インピーダ
ンスが極めて大きし)ことにより、オペアンプ(7)の
反転入力端子(ハ)には流入せず、抵抗体(6)を介し
てオペアンプ(7)の出力端子へと流れる。このためオ
ペアンプ(7)の出カシM子の電位は、反転入力端子←
)の電位、つまり−R・工2の値となる。一般にオペア
ンプ(7)の利得は105程度の値となるため、反転入
力端子←)と非反転入力端子(ト)間の電圧はほとんど
0〔V〕となり、端子(5a)、(5b)間の電位はO
〔v〕、すなわち2次コイル(4)の出力端は回路的に
短絡されたと等価な状態となっている。
])の1次電施工1として、1次コイ/l/ [8)
Gこ導かれる。この1次゛咀施工1に対して2次フィル
しく4)および5次コイ)V(ハ)にそれぞれ工2.工
3か流れろ。しへま、2次フィル(4)に2次電施工、
が端子(5a)より流電し出る方向であったとすれば、
2次゛鑞施工、は、オペアンプ(γ)の入力インピーダ
ンスが極めて大きし)ことにより、オペアンプ(7)の
反転入力端子(ハ)には流入せず、抵抗体(6)を介し
てオペアンプ(7)の出力端子へと流れる。このためオ
ペアンプ(7)の出カシM子の電位は、反転入力端子←
)の電位、つまり−R・工2の値となる。一般にオペア
ンプ(7)の利得は105程度の値となるため、反転入
力端子←)と非反転入力端子(ト)間の電圧はほとんど
0〔V〕となり、端子(5a)、(5b)間の電位はO
〔v〕、すなわち2次コイル(4)の出力端は回路的に
短絡されたと等価な状態となっている。
このような状態で1次:Iイ/v(3)、2 次コイ/
L/(4)、6次コイIl/(21に流れる電施工1.
工2.工3の関係について説明する。1次コイルしく3
)、2次コイル(4)および6次フィルHの各巻き数を
それぞれN、、N、およびN3とし、2次コイ/l/
L4)および6次コイルしくニ)の巻線抵抗をそれぞれ
r2およびr3とし、鉄心(胸に発生いている磁束をφ
とすれば、次式が成立する。
L/(4)、6次コイIl/(21に流れる電施工1.
工2.工3の関係について説明する。1次コイルしく3
)、2次コイル(4)および6次フィルHの各巻き数を
それぞれN、、N、およびN3とし、2次コイ/l/
L4)および6次コイルしくニ)の巻線抵抗をそれぞれ
r2およびr3とし、鉄心(胸に発生いている磁束をφ
とすれば、次式が成立する。
:B112= N2ωφ
m、=N、ωφ
ここに% II!2およびE3はそれぞれ2次コイル(
4)および6次コイ/l/ (22Jに発生する電圧で
あり、ωは′d流の角周波数である。このため E2 = r2 ′工2 E3 = r3・工3 が成立することがら、 を得る。
4)および6次コイ/l/ (22Jに発生する電圧で
あり、ωは′d流の角周波数である。このため E2 = r2 ′工2 E3 = r3・工3 が成立することがら、 を得る。
一方、1次コイ/L/ (8)の発生するアンペアター
ンN、・工、は2次コイ/l/(4)および6次コイt
v QJの発生スルアンペアターンに等しくなることに
より、N、 ・工1 =N2’工を十Ng・工3が成立
し、前述の関係より、 を得る。
ンN、・工、は2次コイ/l/(4)および6次コイt
v QJの発生スルアンペアターンに等しくなることに
より、N、 ・工1 =N2’工を十Ng・工3が成立
し、前述の関係より、 を得る。
いま、1次組施工1が120[A]のとき、工2−Km
A)となる関係を得ようとする場合、N、=i(T〕工
2=39.亙” = 1 、 N2 =1000(T)
とすれば、r3 N2 工2= ” X120=3X10 ’i:A)1000
+39X I X 1000 となる。つまり1次組施工1が120[:A)のとき、
2次コイルに流れる電流を3[:mA〕とすることがで
きる。このとき、オペアンプ(7)の出力端子、すなわ
ち電流検出回路(1)の出方端子(8a)には、抵抗体
(6)の抵抗値Rを1〔KΩ〕とすれば、−1〔KΩ:
]X3(mA)−一3 CV :l (D H,圧ヲ?
G ル。ココチェ”= 39 、”=1(7)r3.・
N2 関係を得るには、2次コイル(4)および6次コイルに
)に、たとえば同一の材料のコイルを巻き、その断面積
比を1:39にすればよい。この比は1次および2次コ
イル(a) 、 L4) k並列に巻くだけで正確に保
つことができる。
A)となる関係を得ようとする場合、N、=i(T〕工
2=39.亙” = 1 、 N2 =1000(T)
とすれば、r3 N2 工2= ” X120=3X10 ’i:A)1000
+39X I X 1000 となる。つまり1次組施工1が120[:A)のとき、
2次コイルに流れる電流を3[:mA〕とすることがで
きる。このとき、オペアンプ(7)の出力端子、すなわ
ち電流検出回路(1)の出方端子(8a)には、抵抗体
(6)の抵抗値Rを1〔KΩ〕とすれば、−1〔KΩ:
]X3(mA)−一3 CV :l (D H,圧ヲ?
G ル。ココチェ”= 39 、”=1(7)r3.・
N2 関係を得るには、2次コイル(4)および6次コイルに
)に、たとえば同一の材料のコイルを巻き、その断面積
比を1:39にすればよい。この比は1次および2次コ
イル(a) 、 L4) k並列に巻くだけで正確に保
つことができる。
ところで、上記実施例では、2次コイル(4)および6
次コイtv (2:4を独立したコイルとした場合で説
明したが、両者(4)、に)は磁気的と絶縁する必要は
7マく、一つの直列のコイルであってもよい。また2次
コイル(4)および6次コイlvψ躊は、同質の材料で
巻かれている場合について述べたが、これを異質の材料
とし、その抵抗温度係数に差をもたせ一電流検出回路(
1)として任意の温度特性をもたせることも可能である
。
次コイtv (2:4を独立したコイルとした場合で説
明したが、両者(4)、に)は磁気的と絶縁する必要は
7マく、一つの直列のコイルであってもよい。また2次
コイル(4)および6次コイlvψ躊は、同質の材料で
巻かれている場合について述べたが、これを異質の材料
とし、その抵抗温度係数に差をもたせ一電流検出回路(
1)として任意の温度特性をもたせることも可能である
。
以上述べたようにこの発明によれば、特定の6次コイル
を有する変流器を用いたから大ポ流全微少電流に変流し
て検出するにおいても、膨大な巻き数の変流器の2次コ
イルと大覗流出力のオペアンプを必要としないため、小
形で製作が容易で、安価なものとなり、しかも信頼性が
高く、自己消費電力の小さい電流検出回路を得ることが
できる。
を有する変流器を用いたから大ポ流全微少電流に変流し
て検出するにおいても、膨大な巻き数の変流器の2次コ
イルと大覗流出力のオペアンプを必要としないため、小
形で製作が容易で、安価なものとなり、しかも信頼性が
高く、自己消費電力の小さい電流検出回路を得ることが
できる。
第1図は従来の電流検出回路を示す′電気回路図、第2
図はこの発明に係る電流検出回路の一例ケ示す電気回路
図である。 (2a)、(2b)・・・入力端子、(3)・・・1次
コイル、(4)・・・2次コイル、(5a)、(5b)
・・・端子、(6)・・・帰還抵抗体、(7)・・・演
算増(陥器、ψ0・・・変流器、H・・・6次コイルし
、曝時・・・電流・電圧変換回路。 なお−図中同一符号は同一もしくは相当部分を示す。 手続補正書(自発) 1.事件の表示 特願昭 58−169701号2、発
明の名称 電流検出回路 3、補正をする者 代表者片山仁へ部 5、補正の対象 明細誉の「@明の詳細な説明」の欄。 6、補正の内容 (1)明細書をつぎのとおり訂正する。
図はこの発明に係る電流検出回路の一例ケ示す電気回路
図である。 (2a)、(2b)・・・入力端子、(3)・・・1次
コイル、(4)・・・2次コイル、(5a)、(5b)
・・・端子、(6)・・・帰還抵抗体、(7)・・・演
算増(陥器、ψ0・・・変流器、H・・・6次コイルし
、曝時・・・電流・電圧変換回路。 なお−図中同一符号は同一もしくは相当部分を示す。 手続補正書(自発) 1.事件の表示 特願昭 58−169701号2、発
明の名称 電流検出回路 3、補正をする者 代表者片山仁へ部 5、補正の対象 明細誉の「@明の詳細な説明」の欄。 6、補正の内容 (1)明細書をつぎのとおり訂正する。
Claims (1)
- (1)、1次コイル、2次コイルおよび6次コイルを有
し、上記1次コイルが電流検出用の1対の入力端子に接
続された変流器と、この変流器の2次コイルに接続され
て、帰還抵抗体とで電流・電圧変換回路を構成する演算
増幅器とを備え・上記変流器の5次コイルはその両端を
電気的に短絡させた電流検出回路。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58169701A JPS6060562A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | 電流検出回路 |
EP84903370A EP0157881B1 (en) | 1983-09-13 | 1984-09-11 | Current detecting circuit |
DE8484903370T DE3477518D1 (en) | 1983-09-13 | 1984-09-11 | Current detecting circuit |
PCT/JP1984/000439 WO1985001355A1 (en) | 1983-09-13 | 1984-09-11 | Current detecting circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58169701A JPS6060562A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | 電流検出回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6060562A true JPS6060562A (ja) | 1985-04-08 |
Family
ID=15891280
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58169701A Pending JPS6060562A (ja) | 1983-09-13 | 1983-09-13 | 電流検出回路 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0157881B1 (ja) |
JP (1) | JPS6060562A (ja) |
DE (1) | DE3477518D1 (ja) |
WO (1) | WO1985001355A1 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02275367A (ja) * | 1989-04-18 | 1990-11-09 | Mitsubishi Electric Corp | 電流測定器 |
JPH064680U (ja) * | 1992-06-26 | 1994-01-21 | 株式会社日之出電機製作所 | カレントセンサー |
WO2021166313A1 (ja) * | 2020-02-18 | 2021-08-26 | 株式会社日立産機システム | 電流センサ、その調整方法、それを取り付けた変圧器、および変圧器の電流センサの出力を分析する測定システム |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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GB2244142A (en) * | 1990-05-16 | 1991-11-20 | Westinghouse Brake & Signal | Current transformer measuring circuits |
NO175394C (no) * | 1991-07-01 | 1994-10-05 | Abb En As | Anordning ved måling av ström |
DE29708694U1 (de) * | 1997-05-15 | 1998-09-17 | Siemens Ag | Stromwandler für Wechselstrommessungen im Niederspannungsbereich |
JP2000258469A (ja) * | 1999-03-11 | 2000-09-22 | Mitsubishi Electric Corp | 電力系統保護・制御装置 |
DE102005007971B4 (de) * | 2004-02-27 | 2008-01-31 | Magnetec Gmbh | Stromtransformator mit Kompensationswicklung |
CZ304406B6 (cs) * | 2013-02-26 | 2014-04-16 | Vysoké Učení Technické V Brně | Měřicí transformátor proudu |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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