JP2867276B2 - 電流検出器 - Google Patents
電流検出器Info
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- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は，電子機器または電気機械等に使用される電
流検出器に関するもので，特にトロイダル状強磁性体コ
アの一部にギャップを設け該ギャップ内に感磁素子を構
成した方式の電流検出器の強磁性体コアの構成に関する
ものである。
流検出器に関するもので，特にトロイダル状強磁性体コ
アの一部にギャップを設け該ギャップ内に感磁素子を構
成した方式の電流検出器の強磁性体コアの構成に関する
ものである。
［従来の技術］ 従来，この種の電流検出器（第２図）に於いては，磁
気回路を形成する部分に使用されている強磁性体コア３
には，特に検出電流範囲を広げるために飽和磁束密度の
高い強磁性材料Ａまたは検出誤差を小さくするために保
磁力の小さい強磁性材料Ｂが使用され,,ホール素子，ま
たは磁気抵抗効果素子のような感磁素子２を挿入する磁
気ギャップ１を形成し，その磁気ギャップ１に感磁素子
２を挿入して貫通電鍵５に流れる被測定電流に比例した
磁界が発生する磁気ギャップ１内に挿入した感磁素子２
により，電流の大きなに比例した出力電圧を得ている。
気回路を形成する部分に使用されている強磁性体コア３
には，特に検出電流範囲を広げるために飽和磁束密度の
高い強磁性材料Ａまたは検出誤差を小さくするために保
磁力の小さい強磁性材料Ｂが使用され,,ホール素子，ま
たは磁気抵抗効果素子のような感磁素子２を挿入する磁
気ギャップ１を形成し，その磁気ギャップ１に感磁素子
２を挿入して貫通電鍵５に流れる被測定電流に比例した
磁界が発生する磁気ギャップ１内に挿入した感磁素子２
により，電流の大きなに比例した出力電圧を得ている。
感磁素子２で検出した貫通電線５の電流に比例した出
力電圧は，信号増幅回路によって増幅されて電流の大き
さに比例した出力電圧を得，貫通電流の大きさを検出し
ている。
力電圧は，信号増幅回路によって増幅されて電流の大き
さに比例した出力電圧を得，貫通電流の大きさを検出し
ている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら，従来の電流検出器に於いて，磁気回路
を形成する部分に使用されている強磁性体コアの飽和磁
束密度は直接検出電流範囲に影響し，この強磁性体の飽
和磁束密度とコアの形状によって感度及び検出電流範囲
が一対象に限定設計されていた。そのために分解能が必
要な小電流範囲で高感度を得る為に磁気ギャップを小さ
くすると，強磁性体コアが飽和しやすくなり，十分な電
流検出範囲が得られなかった。又大電流範囲がリニヤリ
ティを上げるため磁気ギャップを大きくすると小電流範
囲の出力が小さいため，大電流検出と小電流検出は別々
の電流検出器が必要であった。
を形成する部分に使用されている強磁性体コアの飽和磁
束密度は直接検出電流範囲に影響し，この強磁性体の飽
和磁束密度とコアの形状によって感度及び検出電流範囲
が一対象に限定設計されていた。そのために分解能が必
要な小電流範囲で高感度を得る為に磁気ギャップを小さ
くすると，強磁性体コアが飽和しやすくなり，十分な電
流検出範囲が得られなかった。又大電流範囲がリニヤリ
ティを上げるため磁気ギャップを大きくすると小電流範
囲の出力が小さいため，大電流検出と小電流検出は別々
の電流検出器が必要であった。
［課題を解決するための手段］ 本発明によれば，従来のかかる欠点を除くため，トロ
イダル状強磁性体コアの磁路の一部にギャップを設け，
該ギャップ内に感磁素子を挿入構成した電流検出器の強
磁性体コアにおいて，該強磁性体コアの中央部分に飽和
磁束密度の異なる他の強磁性材料を直列に挿入すること
によって二種類以上の強磁性材料の直列接続でコアを構
成し，二段階以上の感度を持つことを特徴とする電流検
出器が得られる。
イダル状強磁性体コアの磁路の一部にギャップを設け，
該ギャップ内に感磁素子を挿入構成した電流検出器の強
磁性体コアにおいて，該強磁性体コアの中央部分に飽和
磁束密度の異なる他の強磁性材料を直列に挿入すること
によって二種類以上の強磁性材料の直列接続でコアを構
成し，二段階以上の感度を持つことを特徴とする電流検
出器が得られる。
［発明の構成］ トロイダル状の強磁性体コアの磁路の一部にギャップ
を設け該ギャップ内に感磁素子を挿入構成した電流検出
器の強磁性体コアに於いて，第１図に示すように飽和磁
束密度の高い強磁性材料Ａで形成するトロイダル状の強
磁性体コア３のコア中央部に飽和磁束密度の低い磁性材
料Ｂの薄板を挿入し，二種類あるいは低い磁性材料Ｂの
薄板挿入し，二種類あるいはそれ以上の磁性材料の直列
接続でコアを構成する。
を設け該ギャップ内に感磁素子を挿入構成した電流検出
器の強磁性体コアに於いて，第１図に示すように飽和磁
束密度の高い強磁性材料Ａで形成するトロイダル状の強
磁性体コア３のコア中央部に飽和磁束密度の低い磁性材
料Ｂの薄板を挿入し，二種類あるいは低い磁性材料Ｂの
薄板挿入し，二種類あるいはそれ以上の磁性材料の直列
接続でコアを構成する。
［作用］ 第１図のように構成したコアを用いた電流検出器は強
磁性材料Ｂが磁気飽和点に至るまでの感度は，磁気ギャ
ップ長さLg貫通電線巻数N,検出電流Ｉによって（NI/
Lg）に比例する。磁性材料Ｂが飽和した後，磁性材料Ｂ
部分には，それ以上の磁束は通らず，等価的に磁気ギャ
ップと見なすことができ，強磁性体コアは第１図（ｂ）
と同等な動作をする。よって強磁性材料Ｂが飽和した後
の感度は，（NI/Lg＋L2）に比例する。以後の強磁性材
料Ａが飽和に至るまでリニアな出力を得ることができ
る。また，磁性材料Ａの飽和点は磁気ギャップが等価的
に拡大したことにより伸び，検出電流検出器範囲は広く
なる。
磁性材料Ｂが磁気飽和点に至るまでの感度は，磁気ギャ
ップ長さLg貫通電線巻数N,検出電流Ｉによって（NI/
Lg）に比例する。磁性材料Ｂが飽和した後，磁性材料Ｂ
部分には，それ以上の磁束は通らず，等価的に磁気ギャ
ップと見なすことができ，強磁性体コアは第１図（ｂ）
と同等な動作をする。よって強磁性材料Ｂが飽和した後
の感度は，（NI/Lg＋L2）に比例する。以後の強磁性材
料Ａが飽和に至るまでリニアな出力を得ることができ
る。また，磁性材料Ａの飽和点は磁気ギャップが等価的
に拡大したことにより伸び，検出電流検出器範囲は広く
なる。
［実施例］ 実施例について図面を参照して説明すると，第２図は
従来の電流検出器の構成正面図である。トロイダル状の
強磁性体コア23に被測定電流を流す貫通電線５を貫通さ
せ，該貫通電線５の電流によって生じる磁束を強磁性体
コア３が集束し，該強磁性体コア３の磁気ギャップ１の
空間に磁束を生じさせ，磁気ギャップ１の磁束を感磁素
子を２にて磁束の強さを測定するものである。この第２
図の電流検出器の感度は，（NI/Lg）に比例する。第２
図の強磁性体コアに方向性硅素鋼を用いたときの入出力
特性を第３図破線で示す。
従来の電流検出器の構成正面図である。トロイダル状の
強磁性体コア23に被測定電流を流す貫通電線５を貫通さ
せ，該貫通電線５の電流によって生じる磁束を強磁性体
コア３が集束し，該強磁性体コア３の磁気ギャップ１の
空間に磁束を生じさせ，磁気ギャップ１の磁束を感磁素
子を２にて磁束の強さを測定するものである。この第２
図の電流検出器の感度は，（NI/Lg）に比例する。第２
図の強磁性体コアに方向性硅素鋼を用いたときの入出力
特性を第３図破線で示す。
第１図に本発明電流検出器の強磁性体コア構成一実施
例を示す。強磁性体Ａに飽和磁束密度が高い強磁性材料
である方向性硅素鋼，強磁性体Ｂに飽和磁束密度が低い
強磁性材料であるパーマロイを用いえ図１の様な強磁性
体コアを構成している。第３図において，実線で本実施
例のコアを用いた電流検出器の入出力特性が示されてい
る。第３図において，点Ｐまで，パーマロイ部はコアの
一部として動作し，その感度は（NI/Lg）に比例する。
第３図点Ｐ〜Ｌではパーマロイ部は飽和して磁気ギャッ
プと等価になり，電流検出器の感度は（NI/Lg＋L2）に
比例し，この区間の出力もリニアである。感度は磁気ギ
ャップが増えた分低下したことにより，硅素鋼のみで構
成した電流検出器の検出電流範囲が第３図A1であったも
のが，実施例の電流検出器では第３図A2まで検出電流範
囲が広くなっている。
例を示す。強磁性体Ａに飽和磁束密度が高い強磁性材料
である方向性硅素鋼，強磁性体Ｂに飽和磁束密度が低い
強磁性材料であるパーマロイを用いえ図１の様な強磁性
体コアを構成している。第３図において，実線で本実施
例のコアを用いた電流検出器の入出力特性が示されてい
る。第３図において，点Ｐまで，パーマロイ部はコアの
一部として動作し，その感度は（NI/Lg）に比例する。
第３図点Ｐ〜Ｌではパーマロイ部は飽和して磁気ギャッ
プと等価になり，電流検出器の感度は（NI/Lg＋L2）に
比例し，この区間の出力もリニアである。感度は磁気ギ
ャップが増えた分低下したことにより，硅素鋼のみで構
成した電流検出器の検出電流範囲が第３図A1であったも
のが，実施例の電流検出器では第３図A2まで検出電流範
囲が広くなっている。
図１のように構成したコアを用いた電流検出器はパー
マロイ部分が飽和する点（変極点）を境に二段階の感度
を持ち，これにより分解能の必要な小電流範囲での高感
度特性と大電流範囲用の広い電流検出範囲を合わせ持つ
電流検出器の提供が可能となった。
マロイ部分が飽和する点（変極点）を境に二段階の感度
を持ち，これにより分解能の必要な小電流範囲での高感
度特性と大電流範囲用の広い電流検出範囲を合わせ持つ
電流検出器の提供が可能となった。
［発明の効果］ 以上のように，分解能が必要な小電流範囲では従来の
感度を保ち，大電流範囲で感度を落とすことで検出電流
範囲をリニアに拡大することができる。又この電流検出
器の感度の変極点及び変極点以後の傾きは，挿入する強
磁性体Ｂの種類及び厚さ（L2）を選択することにより任
意に設定することができる。この二段階の感度を持つ電
流検出器は分解能が必要な小電流電流検出器と，大電流
までリニアな出力が必要な大電流検出器の特徴を合わせ
持つため，一つの電流検出器の外に大電流検出用貫通電
線及び小電流検出用貫通電線を巻くことにより一つの電
流検出器で大電流検出と小電流検出をかねることがで
き，産業上有益な発明である。
感度を保ち，大電流範囲で感度を落とすことで検出電流
範囲をリニアに拡大することができる。又この電流検出
器の感度の変極点及び変極点以後の傾きは，挿入する強
磁性体Ｂの種類及び厚さ（L2）を選択することにより任
意に設定することができる。この二段階の感度を持つ電
流検出器は分解能が必要な小電流電流検出器と，大電流
までリニアな出力が必要な大電流検出器の特徴を合わせ
持つため，一つの電流検出器の外に大電流検出用貫通電
線及び小電流検出用貫通電線を巻くことにより一つの電
流検出器で大電流検出と小電流検出をかねることがで
き，産業上有益な発明である。
第１図（ａ）は本発明の電流検出器の強磁性体コア部
分，第１図（ｂ）は第１図（ａ）の強磁性体Ｂを除いた
状態を示す図，第２図は一般に用いられている電流検出
器の構成を示す構成正面図，第３図は電流検出器の入出
力特性を示す図である。なお，実線は本発明の一実施例
の強磁性体コアを用いた電流検出器を示す。 １……磁気ギャップ,2……感磁素子,3……強磁性材料Ａ
（方向性硅素鋼）,4……強磁性材料Ｂ（パーマロイ）,5
……貫通電線，……回路部品,7……回路実装基板,8……
外部端子。
分，第１図（ｂ）は第１図（ａ）の強磁性体Ｂを除いた
状態を示す図，第２図は一般に用いられている電流検出
器の構成を示す構成正面図，第３図は電流検出器の入出
力特性を示す図である。なお，実線は本発明の一実施例
の強磁性体コアを用いた電流検出器を示す。 １……磁気ギャップ,2……感磁素子,3……強磁性材料Ａ
（方向性硅素鋼）,4……強磁性材料Ｂ（パーマロイ）,5
……貫通電線，……回路部品,7……回路実装基板,8……
外部端子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01R 15/20 G01R 33/06 - 33/09
Claims (1)
- 【請求項１】トロイダル状強磁性体コアの磁路の一部に
ギャップを設け，該ギャップ内に感磁素子を挿入構成し
た電流検出器の強磁性体コアにおいて，該強磁性体コア
の中央部分に飽和磁束密度の異なる他の強磁性材料を直
列に挿入することによって二種類以上の強磁性材料の直
列接続でコアを構成し，二段階以上の感度を持つことを
特徴とする電流検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1309279A JP2867276B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 電流検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1309279A JP2867276B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 電流検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03170873A JPH03170873A (ja) | 1991-07-24 |
| JP2867276B2 true JP2867276B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=17991088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1309279A Expired - Fee Related JP2867276B2 (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 電流検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2867276B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005024075B4 (de) | 2005-05-25 | 2007-04-12 | Lisa Dräxlmaier GmbH | Verfahren und Vorrichtung zur Messung eines in einem elektrischen Leiter fließenden Stroms |
| DE102005040316B4 (de) | 2005-08-25 | 2007-09-27 | Lisa Dräxlmaier GmbH | Vorrichtung und Verfahren zur Messung eines in einem elektrischen Leiter fließenden Stromes |
| DE102006032763B4 (de) | 2006-07-14 | 2009-05-07 | Lisa Dräxlmaier GmbH | Vorrichtung und Verfahren zur Messung eines in einem elektrischen Leiter fließenden Stromes |
| JP2009058451A (ja) * | 2007-09-03 | 2009-03-19 | Osaki Electric Co Ltd | 電流センサ用磁気コアおよびこれを用いた電流センサ |
| GB202008170D0 (en) * | 2020-06-01 | 2020-07-15 | Secr Defence | Injury protection device |
-
1989
- 1989-11-30 JP JP1309279A patent/JP2867276B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03170873A (ja) | 1991-07-24 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |