JPS62163974A - 電流センサ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ホール素子を用いた電流センサに関し、特
に、ホール素子のオフセットをキャンセルして高精度化
した電流センサに関するものである。

［従来の技術］ 第３図は例えば「センサ技術（１９８２年１２月号）」
に記載された従来の電流センサを示す斜視図である１図
において、（１）は被検出電流（Ｉ）が流れる電線であ
る。（２）は電線（１）の一部を取り囲む磁心であり、
被検出電流（Ｉ）によって発生する主磁界（Ｂ）の導磁
路となっている。（３）は磁心（２）の端面（２ａ）、
（２ｂ）間にエアギャップ（Ｇ）を介して配置されたホ
ール素子、（４）はホール素子（３）の出力リードであ
る。

従来の電流センサは上記のように構成され、電線（１）
に被検出電流（Ｉ）が流れると、被検出電流（Ｉ）に比
例した磁界が電線（１）の回りに発生するが、そのほと
んどが主磁界（Ｂ）となって磁心（２）を通るようにな
っている。　ｔｉｅって、磁心（２）の両端面（２ａ）
、（２１＋）間に配置されたホール素子（３〉には、主
磁界（Ｂ）に比例、即ち被検出電流（Ｉ）に比例した電
圧（Ｖ）が発生し、出方リード（４〉がら取り出される
。

第４図は被検出電流（Ｉ）とホール素子（３）から得ら
れる出力電圧（Ｖ）との関係を示す特性図であり、理想
的には原点（０）を通る直線（、）のような特性となる
。しかし、実際には、ホール素子（３）のオフセット電
圧（Ｖ）があるため、第５図の特性図に＜ｂ＞又は（ｃ
）で示すような特性となる。即ち、被検出電流（Ｔ）が
零で主磁界（Ｂ）が発生していなくても、オフセット電
圧（Ｖ）により（＋Ｖ）又は（−Ｖ）が常に出力してい
ることになる。従って、例えばオフセット電圧が（＋Ｖ
）の場合は、被検出電流（工、）に対する出力電圧が、
理想的な出力電圧（Ｖｌ）に対して（＋Ｖ）だけシフト
された出力電圧（Ｖ２）となり、（１、）とは異なった
被検出電流（工、）を検出してしまう、この場合、理想
的な出力電圧（Ｖ）とは常に（＋Ｖ）の誤差を生じるこ
とになる。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の電流センサは以上のように、ホール素子く３）の
オフセット電圧（Ｖ）により、常に誤差を持った出力電
圧（Ｖ）を検出しているので、高精度の電流センサが得
られないという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、ホール素子のオフセット電圧を常にキャンセ
ルして高精度な電流センサを得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る電流センサは、磁心にバイアス磁界を発
生させるためのバイアス磁界発生手段を磁心に設けたも
のである。

［作用］ この発明においては、バイアス磁界発生手段が、ホール
素子のオフセット電圧と同じ大きさ且つ符号が反対の出
力電圧を発生ずるようなバイアス磁界をホール素子に印
加し、オフセット電圧をキャンセルする。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の実施例を示す斜視図であり、（１）〜（
４）、（Ｉ）、（Ｂ）及び（Ｇ）は従来の電流センサと
同様のものである。

（５）は磁心（２）の一部に巻かれ、磁心（２）内にバ
イアス磁界（Ｄ＞を発生させるための補助コイル、〈６
）は補助コイル（５）の一端に接続された可変抵抗、（
７）は可変抵抗（６）と補助コイル（５）の他端との間
に挿入され、補助コイル（５）を励磁するための直流電
源であり、これら補助コイル（５）、可変抵抗（６）及
び直流電源（７）はバイアス磁界発生手段を構成してい
る。

次に、第２図に示した被検出電流（Ｉ）と出力電圧（Ｖ
）との特性図を参照しながら、この発明の実施例の動作
について説明する。

いま、ホール素子（３）がオフセラ１〜電圧（＋Ｖ）を
持っていたとすると、このときの出力電圧（Ｖ）は第２
図に破線（ｂ）で示すような特性となっている。

ここで、オフセット電圧（＋Ｖ）をキャンセルするため
、まず被検出電流（Ｉ）が流れていない状態で、直流電
源（７）により可変抵抗（６）を介して補助コイル（５
）に電流を流す。そして、可変抵抗（６）を調整しなが
ら補助コイル（５）に流れる電流を変化させ、第２１”
Ｊに破線（ｄ）で示すようなオフセット電圧（＋Ｖ）と
同じ大きさ且つ符号が反対の電圧（−Ｖ）が、出力リー
ド（４）から得られるようなバイアス磁界（Ｄ）を発生
させる。

こうして得られたバイアス磁界（Ｄ）によって、オフセ
ット電圧（＋Ｖ）はキャンセルされて零となる。このバ
イアス磁界（Ｄ）を発生させる電流は、被検出電流（Ｉ
＞が流れている状態でも常に補助コイル（５）に供給さ
れているので、出力リードく４）から検出されるホール
素子（３）の出力電圧（Ｖ）は、第２図の直線（ａ）で
示したように理想的な特性となる。

具体的には、例えば破線（ｂ）で示した特性では、被検
出電流（Ｉ　、）に対して出力電圧が（ＶＺ）となるが
、バイアス磁界（Ｄ＞を印加した理想特性の直線（ａ）
によれば、オフセット電圧（＋Ｖ）を含んでいないので
、誤差のない出力電圧（Ｖ　＋）（＝　Ｖ　ｚ　　ｖ）
が得られる。

し発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、磁心にバイアス磁界を
発生させるためのバイアス磁界発生手段を設け、このバ
イアス磁界発生手段が、ホール素子のオフセット電圧と
同じ大きさ且つ符号が反対の出力電圧を発生するような
バイアス磁界をホール素子に印加してオフセット電圧を
キャンセルするように構成したので、誤差のない高精度
な電流センサが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す斜視図、第２図は第
１図の電流センサによる被検出電流と出力電圧との関係
を示す特性図、第３図は従来の電流センサを示す斜視図
、第４図はホール素子の理想特性を示す特性図、第５図
は従来の電流センサによるホール素子の特性を示す特性
図である。 （１）・・・電線　　　　　　（２）・−・磁心（３）
・・・ホール素子　　　（５）・・・補助コイル〈６）
・・・可変抵抗　　　　（７ト・・直流電源＜Ｉ）・・
・被検出電流　　　（Ｂ）・・・主磁界（Ｄ＞・・・バ
イアス磁界 兜１図 帛２図 ｂ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検出電流が流れる電線と、この電線の一部を取
   り囲む磁心と、この磁心の一部に配置され前記被検出電
   流により前記磁心に発生する主磁界を検出するホール素
   子と、前記磁心に設けられ前記ホール素子のオフセット
   電圧をキャンセルするバイアス磁界を発生させるバイア
   ス磁界発生手段とを備えたことを特徴とする電流センサ
   。
2. （２）バイアス磁界発生手段が、磁心に巻かれた補助コ
   イルと、この補助コイルに電流を供給するための直流電
   源と、この直流電源からの供給電流を調整するための可
   変抵抗とからなることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の電流センサ。