JPS63120259A - 電流検出器 - Google Patents
電流検出器Info
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- JPS63120259A JPS63120259A JP61265579A JP26557986A JPS63120259A JP S63120259 A JPS63120259 A JP S63120259A JP 61265579 A JP61265579 A JP 61265579A JP 26557986 A JP26557986 A JP 26557986A JP S63120259 A JPS63120259 A JP S63120259A
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- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 20
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Landscapes
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing 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】
〔Ｉデｒ業上つ７刊用、、８＋ｉ！ｆｌこの発明は１強
磁性体コアに巻回したコイル。
磁性体コアに巻回したコイル。
又は貫通した電線に被検出直流電流を流し、これによっ
て変化する上記コアの磁気を検出１〜で直流電流を検出
する電流検出器に関するものである。
て変化する上記コアの磁気を検出１〜で直流電流を検出
する電流検出器に関するものである。
第７図は従来の電流検出器の一例を示す構成図である。
図において、３１はリング状の強磁性体コアで回周形状
を有する磁路の一部に磁気ギャッｆ３２が設けられてい
る。この磁気キ゛ヤップ３２内にはホール素子等の感磁
素子３３が樹脂等で固定されて配設されている。又７強
磁性体コア３】の磁路には被検出電流が流れるコイル３
５が巻回されている。被測定電流に比例した磁界が磁気
ギャップ３２内に発生し感磁素子３３：・てより磁界に
比例した電気信号がリード線３４を通って図示しない信
号処理回路に導かれる。
を有する磁路の一部に磁気ギャッｆ３２が設けられてい
る。この磁気キ゛ヤップ３２内にはホール素子等の感磁
素子３３が樹脂等で固定されて配設されている。又７強
磁性体コア３】の磁路には被検出電流が流れるコイル３
５が巻回されている。被測定電流に比例した磁界が磁気
ギャップ３２内に発生し感磁素子３３：・てより磁界に
比例した電気信号がリード線３４を通って図示しない信
号処理回路に導かれる。
上記構造の電流検出器は強磁性体コア３１に設けた磁気
ギヤ、ｆ３２中に、感磁素子３３金入れ、もため、磁気
だャッｆ ３２の長さニーＸ−Ｖ：ａ素子３３の厚さよ
り犬きくする必要がある。第８図に示す磁気回路におい
て磁気ギャップ３２内に発生する磁界Ｈｏは ＨｏとＮ１７１ｇ 但しＮ；コイル巻回し数 Ｉ；測定電流 匂；磁気ギャップ長さ で表わされ磁気ギャップ長に反比例する。
ギヤ、ｆ３２中に、感磁素子３３金入れ、もため、磁気
だャッｆ ３２の長さニーＸ−Ｖ：ａ素子３３の厚さよ
り犬きくする必要がある。第８図に示す磁気回路におい
て磁気ギャップ３２内に発生する磁界Ｈｏは ＨｏとＮ１７１ｇ 但しＮ；コイル巻回し数 Ｉ；測定電流 匂；磁気ギャップ長さ で表わされ磁気ギャップ長に反比例する。
被測定電流が小さい場合、コイル３５の巻回数を増すか
、感磁素子３３からの信号を大きく増幅する必要があり
、そのため、それぞれ、コイルのインピーダンス又は形
状が犬きくなったり、ＳＮ比が悪くなる等の問題が生じ
る。これらの問題を解決し、小電流で大きな磁界を発生
させるには磁気ギャッｆ３２の長さξを小さくしなけれ
ばならず。
、感磁素子３３からの信号を大きく増幅する必要があり
、そのため、それぞれ、コイルのインピーダンス又は形
状が犬きくなったり、ＳＮ比が悪くなる等の問題が生じ
る。これらの問題を解決し、小電流で大きな磁界を発生
させるには磁気ギャッｆ３２の長さξを小さくしなけれ
ばならず。
従来の構造では小電流の検出は困難とされている。
本発明の目的は小電流で大きな磁界を作シ、感磁素子に
より電気信号に変換できる小形の電流検出器を提供する
事にある。
より電気信号に変換できる小形の電流検出器を提供する
事にある。
本発明による電流検出器は強磁性体コアの磁気ギャップ
内に発生する磁界を大きくするために。
内に発生する磁界を大きくするために。
磁気ギャップの長さを出来るだけ小さくシ、磁気ギャッ
プからの漏洩磁束を感磁素子にょシ検出するものでちる
。即ち１回周形状を有する磁路の一部に磁気ギャップを
設けた強磁性コアと感磁素子からなる電流検出器におい
て、前記感磁素子を前記強磁性体コアの磁気ギャップの
外側の近傍に配置した電流検出器である。感磁素子は磁
気抵抗素子からなる磁気抵抗センサを用いることができ
。
プからの漏洩磁束を感磁素子にょシ検出するものでちる
。即ち１回周形状を有する磁路の一部に磁気ギャップを
設けた強磁性コアと感磁素子からなる電流検出器におい
て、前記感磁素子を前記強磁性体コアの磁気ギャップの
外側の近傍に配置した電流検出器である。感磁素子は磁
気抵抗素子からなる磁気抵抗センサを用いることができ
。
また感磁素子に被測定電流が作る磁界とは別に直流磁界
を印加してもよい。
を印加してもよい。
次に本発明による実施例について図面を参照して説明す
る。第１図及び第３図（ａ）は本発明の一実施例を示す
電流検出器の構造図である。第１図において磁気ギャッ
プ２を設けた周状の強磁性体コア１に被測定電流が流れ
るコイル４が巻回されている。ホール素子又は磁気抵抗
素子からなる感磁素子３の感磁部が磁気ギャップの外側
近傍に位置するように配置されている。第２図は磁気ギ
ャップ上端部近傍の磁界分布をベクトル軌跡として表わ
したものである。磁気ギャップ中心軸上付近はギャップ
の幅方面に平行なＸ成分磁界が強く、磁気ギャップ端面
上はこれと直角なｙ成分磁赤が強い分布となる。感磁素
子によって各方向の磁界成分に応じた信号が取り出す事
が出来る。
る。第１図及び第３図（ａ）は本発明の一実施例を示す
電流検出器の構造図である。第１図において磁気ギャッ
プ２を設けた周状の強磁性体コア１に被測定電流が流れ
るコイル４が巻回されている。ホール素子又は磁気抵抗
素子からなる感磁素子３の感磁部が磁気ギャップの外側
近傍に位置するように配置されている。第２図は磁気ギ
ャップ上端部近傍の磁界分布をベクトル軌跡として表わ
したものである。磁気ギャップ中心軸上付近はギャップ
の幅方面に平行なＸ成分磁界が強く、磁気ギャップ端面
上はこれと直角なｙ成分磁赤が強い分布となる。感磁素
子によって各方向の磁界成分に応じた信号が取り出す事
が出来る。
第３図（ａ＞は感磁素子として磁気抵抗素子を用いた時
の本発明の他の実施例の構造を示す。２個のＵ字状強性
体コア１１ 、１１’を組合せ、整合部の一端を非磁性
材からなるスイーサー１２を介し整合し磁気ギヤ、ｆと
する。他端はコイル１３を巻いだゼビン１４の中空を貫
通し整合す６０２個のＵ字状強磁性体コア１１ 、１．
１’は樹脂又は金属からなるコアホルダー１６で固定さ
れ、板ばね２４でケース２２に機械的に保持されている
。磁気抵抗素子１５は板ばね／ワに固定されており、コ
ア上端面の磁気ギヤ、プ中心に、感磁部が位置するよう
に板ばね１７により押付けられ機械的に保持される。磁
気抵抗素子Ｊ５の感磁部中心と磁気ギャップの中心の位
置合わせはケース２２に埋め込んだ調整ネジ２３により
調整する。磁気抵抗素子１５からの信号は端子１９より
リード線１８を介し信号処理回路を実装した回路実装基
板２ｏに結ばれ、入出力端子２１を通して外部に信号を
取り出”す。
の本発明の他の実施例の構造を示す。２個のＵ字状強性
体コア１１ 、１１’を組合せ、整合部の一端を非磁性
材からなるスイーサー１２を介し整合し磁気ギヤ、ｆと
する。他端はコイル１３を巻いだゼビン１４の中空を貫
通し整合す６０２個のＵ字状強磁性体コア１１ 、１．
１’は樹脂又は金属からなるコアホルダー１６で固定さ
れ、板ばね２４でケース２２に機械的に保持されている
。磁気抵抗素子１５は板ばね／ワに固定されており、コ
ア上端面の磁気ギヤ、プ中心に、感磁部が位置するよう
に板ばね１７により押付けられ機械的に保持される。磁
気抵抗素子Ｊ５の感磁部中心と磁気ギャップの中心の位
置合わせはケース２２に埋め込んだ調整ネジ２３により
調整する。磁気抵抗素子１５からの信号は端子１９より
リード線１８を介し信号処理回路を実装した回路実装基
板２ｏに結ばれ、入出力端子２１を通して外部に信号を
取り出”す。
信号処理回路には感磁素子のバラツキ等を押さえるため
調整用の抵抗２５を設けている。調整用ねじ２３及び調
整部品２５等の調整後は２機械的振動や衝撃等による位
置ずれを防止するため樹脂でボッティングする。
調整用の抵抗２５を設けている。調整用ねじ２３及び調
整部品２５等の調整後は２機械的振動や衝撃等による位
置ずれを防止するため樹脂でボッティングする。
第３図（ｌ〕）に信号処理回路の一例を示す。
点線で示す磁気抵抗素子の中点の電位はコイル１３に流
れる被測定電流が零の場合１／２ｖｏｃを示すが被測定
電流が増加するに従い磁気ギャップからの漏洩磁束が増
加し、それに従い磁気抵抗素子の中点電位が変化する。
れる被測定電流が零の場合１／２ｖｏｃを示すが被測定
電流が増加するに従い磁気ギャップからの漏洩磁束が増
加し、それに従い磁気抵抗素子の中点電位が変化する。
中点電位と基準な圧（１／２ＶｃＣ）の差電圧を増幅ノ
る事により被測定電流に応じた出力信号を得る小が出来
る。
る事により被測定電流に応じた出力信号を得る小が出来
る。
磁気抵抗素子は強磁性薄膜の異方性磁気抵抗効果により
外部磁界の強弱差に方向により抵抗値が変化する現象を
利用した磁気センサであり、磁気抵抗素子の・ξターン
長と磁束方向が直角になるとき抵抗値が低くなる。Ｎｉ
Ｃｏ合金を用いた磁気抵抗素子は飽和磁界が５０〜ｉ、
０００ｅで抵抗変化率は４．５〜６φを示す。
外部磁界の強弱差に方向により抵抗値が変化する現象を
利用した磁気センサであり、磁気抵抗素子の・ξターン
長と磁束方向が直角になるとき抵抗値が低くなる。Ｎｉ
Ｃｏ合金を用いた磁気抵抗素子は飽和磁界が５０〜ｉ、
０００ｅで抵抗変化率は４．５〜６φを示す。
第３図（ｄ）に示す３端子形磁気抵抗素子の回路図を示
す。磁気抵抗素子は磁気抵抗効果をもつ同じ抵抗体ＲＡ
、ＲＩＩを互に直交して配置し、直列に接続されている
。、 ＲＡ、Ｒ，の両端にｖｅｃの電圧を加えると中点
電位は第３図（Ｃ）に示すように、印加磁界Ｈが零なら
ば１／２ ”ｃｅＯ値を示すが印加磁界が増加するに従
いＲＡの抵抗が減少し、中点電位Ｖ。は増加する。飽和
磁界Ｈ，以」二で中点電位Ｖ。が安定する。
す。磁気抵抗素子は磁気抵抗効果をもつ同じ抵抗体ＲＡ
、ＲＩＩを互に直交して配置し、直列に接続されている
。、 ＲＡ、Ｒ，の両端にｖｅｃの電圧を加えると中点
電位は第３図（Ｃ）に示すように、印加磁界Ｈが零なら
ば１／２ ”ｃｅＯ値を示すが印加磁界が増加するに従
いＲＡの抵抗が減少し、中点電位Ｖ。は増加する。飽和
磁界Ｈ，以」二で中点電位Ｖ。が安定する。
次に第３図（、）に示す本発明による電流検出器の動作
について説明する。
について説明する。
外部入出力端子２１にリード線１９を通しコイル１，３
に被測定電流を通電する事により１回周形状の強磁性体
コア１】の磁路に設けた磁気ギャップ内及び外側近傍に
被測定電流に応じた磁界が発生する。磁気抵抗素子１５
の強磁性体コアｌの上面方向と直交する／？ターンの抵
抗が磁気ギヤ７ｆからの漏洩磁束に応じ変化する。この
抵抗変化を電圧信号として端子１９より取り出しリード
線１８を通して第３図（、）の回路実装基板２０並に調
整部品２５を含む信号処理回路に導く。信号処理回路で
増幅された信号は外部入出力端子２１を通じ外部に取り
出す事が出来る。
に被測定電流を通電する事により１回周形状の強磁性体
コア１】の磁路に設けた磁気ギャップ内及び外側近傍に
被測定電流に応じた磁界が発生する。磁気抵抗素子１５
の強磁性体コアｌの上面方向と直交する／？ターンの抵
抗が磁気ギヤ７ｆからの漏洩磁束に応じ変化する。この
抵抗変化を電圧信号として端子１９より取り出しリード
線１８を通して第３図（、）の回路実装基板２０並に調
整部品２５を含む信号処理回路に導く。信号処理回路で
増幅された信号は外部入出力端子２１を通じ外部に取り
出す事が出来る。
第４図は第３図（、）に２いてコイル巻数３００ターン
、磁気ギャップ１００μｍの強磁性体コアと磁気抵抗素
子を組合せ、磁気抵抗素子からの出力を増幅し取り出し
たときの特性図を示す。コイルに通電する被測定電流の
増加に伴い、出力は増加１〜。
、磁気ギャップ１００μｍの強磁性体コアと磁気抵抗素
子を組合せ、磁気抵抗素子からの出力を増幅し取り出し
たときの特性図を示す。コイルに通電する被測定電流の
増加に伴い、出力は増加１〜。
被測定電流４ｍＡで飽和に達する。被測定電流の通電方
向を逆とし、逆極性の被測定電流でも同様の結果となり
Ｉ ＝ ＯｍＡ軸に対して対称となっている。
向を逆とし、逆極性の被測定電流でも同様の結果となり
Ｉ ＝ ＯｍＡ軸に対して対称となっている。
第５図に本発明による他の実施例の構成図である。前述
の実施例と異なるところは、感磁素子１０３の磁気ギャ
ップ１０２と対向する面にマグネット１０５を固定し感
磁素子１０３に被測定電流が作る磁界とは別に、直流磁
界を印加した点である。なお図はマグネット１０５によ
りバイアスとなる直流磁界を作っているがコイルによっ
ても同様の働きをする磁界を作る事が出来る。
の実施例と異なるところは、感磁素子１０３の磁気ギャ
ップ１０２と対向する面にマグネット１０５を固定し感
磁素子１０３に被測定電流が作る磁界とは別に、直流磁
界を印加した点である。なお図はマグネット１０５によ
りバイアスとなる直流磁界を作っているがコイルによっ
ても同様の働きをする磁界を作る事が出来る。
第６図は第５図の実施例において感磁素子として磁気抵
抗素子を用いた時の出力電圧特性を示す図である。磁気
抵抗素子に加わる磁界はマグネット１０５の作る磁界と
被測定電流の詐りｍＷギャップからの漏洩磁束の合成磁
界であり、被測定電流の極性に応じた出力電圧が得られ
る。
抗素子を用いた時の出力電圧特性を示す図である。磁気
抵抗素子に加わる磁界はマグネット１０５の作る磁界と
被測定電流の詐りｍＷギャップからの漏洩磁束の合成磁
界であり、被測定電流の極性に応じた出力電圧が得られ
る。
以上の説明により明らかなように９本発明によれば小さ
な電流で大きな磁界を作る事が出来るため、小さな被測
定電流を忠実に検出出来る。又強磁性コアの形状は小さ
いものですみ、小型で安価な電流検出器を提供する事が
出来る。
な電流で大きな磁界を作る事が出来るため、小さな被測
定電流を忠実に検出出来る。又強磁性コアの形状は小さ
いものですみ、小型で安価な電流検出器を提供する事が
出来る。
第１図並に第３図（、）は本発明の一実施例を示す電流
検出器の構造を示す。第２図は磁気ギャップ近傍の磁界
分布図を示す。第３図（ｂ）は信号処理回圧の特性図を
示す。第５図は磁気ギャップと対向する面にマグネット
を固定した本発明の他の実施例、第６図はその特性図を
示す。第７図は従来の電流検出虱第８図は磁気ギャップ
中の磁六を説明する図を示す。 図において １．１１．３１，１０１は強磁性体コア！ ２１３２１
１０２は磁気ギャップ、３，３３，１．０３は感磁素子
。 １０５ばマグネット。 第１図 Ｉ 第３図（ａ） 第３図（ｃｌ） 第４図
検出器の構造を示す。第２図は磁気ギャップ近傍の磁界
分布図を示す。第３図（ｂ）は信号処理回圧の特性図を
示す。第５図は磁気ギャップと対向する面にマグネット
を固定した本発明の他の実施例、第６図はその特性図を
示す。第７図は従来の電流検出虱第８図は磁気ギャップ
中の磁六を説明する図を示す。 図において １．１１．３１，１０１は強磁性体コア！ ２１３２１
１０２は磁気ギャップ、３，３３，１．０３は感磁素子
。 １０５ばマグネット。 第１図 Ｉ 第３図（ａ） 第３図（ｃｌ） 第４図
Claims (3)
- （１）回周形状を有する磁路の一部に磁気ギャップを設
けた強磁性コアと感磁素子からなる電流検出器において
、前記感磁素子を前記強磁性体コアの磁気ギャップの外
側の近傍に配置することを特徴とする電流検出器。 - （２）前記感磁素子を磁気抵抗素子からなる磁気抵抗セ
ンサを使用した特許請求の範囲第１項記載の電流検出器
。 - （３）前記感磁素子に被測定電流が作る磁界とは別に、
直流磁界を印加する特許請求の範囲第１項又は第２項記
載の電流検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61265579A JP2514338B2 (ja) | 1986-11-10 | 1986-11-10 | 電流検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61265579A JP2514338B2 (ja) | 1986-11-10 | 1986-11-10 | 電流検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63120259A true JPS63120259A (ja) | 1988-05-24 |
| JP2514338B2 JP2514338B2 (ja) | 1996-07-10 |
Family
ID=17419081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61265579A Expired - Lifetime JP2514338B2 (ja) | 1986-11-10 | 1986-11-10 | 電流検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2514338B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04148870A (ja) * | 1990-10-12 | 1992-05-21 | Murata Mfg Co Ltd | 検出コイル |
| JPH04148868A (ja) * | 1990-10-12 | 1992-05-21 | Murata Mfg Co Ltd | 電流信号検出装置 |
-
1986
- 1986-11-10 JP JP61265579A patent/JP2514338B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04148870A (ja) * | 1990-10-12 | 1992-05-21 | Murata Mfg Co Ltd | 検出コイル |
| JPH04148868A (ja) * | 1990-10-12 | 1992-05-21 | Murata Mfg Co Ltd | 電流信号検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2514338B2 (ja) | 1996-07-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |