JPS61126474A - 電流値検出装置 - 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】 発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は電流値検出装置に関するものである。

（従来技術） 従来、電流検出装置には線路に流れる電流を変流器、ホ
ール素子等の磁気検出センサ等で検知している。そして
、線路に流れる電流に相対した電流値の検出信号を電流
−電圧変換してその電圧値に一定の係数を掛けて直に線
路に流れる電流を検出するものがあった。

又、電流を変流器、ホール素子等の磁気検出センサ等か
ら出ノｊされる線路に流れる電流に相対した電流値の検
出電流を一定の係数を掛（プて直に電流値を検出するも
のがあった。

（発明が解決しようとする問題点） この発明は従来の電流検出どは異なる構成を採用して、
ノイズに強くかつ広範囲の電流計測が正確に行なえる電
流検出装置を提供することを目的とする。

発明の構成 （問題点を解決するだめの手段） この発明は上記目的を達成するために、電流値を相対的
に検知する検知センサと、前記検知センサの検出電流を
その電流値が高くなるに相対して高い電圧値を出力する
電流−電圧変換器と、電流−電圧変換器からの出力電圧
を電圧値が減少するに相対して周波数が高くなる出力信
号を出力する電圧−周波数変換器と、前記出力信号の振
動数をカウントするカウント手段と、前記出力信号の振
動間隔を計時する計時手段と、予め定めた時間内におい
て振動数が前記カウンタ手段にてカウントされていると
きにはその振動数に基づいて前記電流値を割り出し、前
記予め定めた時間内において振動数がカウンタ手段にて
カウントされていないときには前記計時手段で計時した
振動間隔時間に塁づいて前記電流値を割り出す割り出し
手段とからなる電流値検出装置をその要旨とするもので
ある。

（作用） 検知センサにて線路に流れる電流を検知し、その検出電
流を電流−電圧変換器にて電流値が高くなるに相対して
＾い電圧値となるように電流−電圧変換づる。そして、
電流−電圧変換器からの出力電圧を電圧−周波数変換器
にて電圧値が減少するに相対して周波数が高くなる出力
信号を出力するＪ：うに電圧−周波数変換する。

次に、カウント手段がその出力信号の振動数をカウント
するとともに、計時手段がその出力信号の振動間隔を８
１時する。そして、割り出し手段が予め定めた時間内に
おいて振動数が前記カウンタ手段にてカウントされてい
るどきにはその振動数に基づいて前記電流値を割り出し
、前記予め定めた時間内において振動数がカウント手段
にてカウントされていないときには前記計時手段の振動
間隔時間に基づいて前記電流値を割り出Ｊ０（実施例） 以下、この発明を具体化した一実施例を図面に基づいて
説明する。

第１図において、］コアは線路２を囲むＪ：うに配設さ
れ、同線路２に流れる電流に基づいて発生する磁界の磁
気回路を形成している。検知センサとしての磁気感知素
子３はホール素子からなり、前記コア１の両端部間に配
設され、前記線路２に流れる電流に基づいて発生ずる磁
界の強さを電流の大ぎさに変換して検知する。

電流−電圧変換器としての差動アンプ４は前記磁気感知
素子３からの検知電流を電流値が高くなるに比例して高
い電圧値となるように電流−電圧変換し増幅する。電圧
−周波数変換器（以下、周波数変換器という）５は前記
差動アンプ４からの出力電圧を入力し、第２図に示ツに
うに、出力電圧の値Ｖが大きくなるに従って周波数Ｆが
低くなる出力信号（振幅は一定）ＳＧ１を成形し、その
出力信号を波形整形してパルス信号ＳＧ２にして出力で
る。この波形整形は第３図に示すように前記出力信号Ｓ
Ｇ１のレベルが予め定めた基準値以上になった時にはオ
ンし、反対に基準値以下の時にはＡフする回路（例えば
、シュミット回路）にて行なわれる。

従って、パルス信号ＳＧ２の周期Ｔは前記出力電圧の電
圧値Ｖが小ざい時、すなわち、前記線路２に流れる電流
の電流値が小さい時には第４図（ａ）に示すようにそれ
に相対して短くなり、反対に、出力電圧の電圧値Ｖが大
きい時、すなわち前記線路２に流れる電流の電流値が大
ざい時には第４図（ｂ）に示すようにそれに相対して長
くなる。

カウント手段、計時手段、及び、割り出し手段としての
中央処理装置（以下、ＣＰＵという）６は読み出し専用
メモリ（ＲＯＭ）Ｊ：りなるプログラムメモリ７に記憶
された制御プログラムに基づいて動作し、前記周波数変
換器５から出力されるパルス信号ＳＧ２を入力覆る。そ
して、ＣＰ　Ｕ　６は前記パルス信号ＳＧ２を同ＣＰＵ
６に内蔵されたカウンタにてカウントするとともに、同
時にパルス信号ＳＧ２のパルス間隔Ｔｓを同ＣＰＵ６に
内蔵されたタイマにて計時する。

ＣＰＵ６のカウント動作は予め設定した基準時間ｔ１の
間に入力したパルス信号ＳＧ２の数を逐次カウンタにて
カウントする。従って、パルス信号ＳＧ２の周ｉｌｌ　
Ｔが短い程、すなわち、前記線路２に流れる電流値が小
さい程、そのカウント値は大ぎくなる。反対に、パルス
信号ＳＧ２の周期Ｔが長い程、すなわち、前記線路２に
流れる電流値が大きい程、そのカウント値は小さくなる
。この時、ざらに大きな電流が流れるとパルス周期Ｔが
基準時間ｔ１より長くなり、カランミル値が「０」とな
ることが分る。

一方、ＣＰＵの計時処理動作は順次入力されてくるパル
ス信号ＳＧ２の立ち下がりから次にくる立ち上がりまで
の間隔時間Ｔｓを逐次タイマにて計時する。従って、パ
ルス信号ＳＧ２の周期Ｔが長い程、すなわち、前記線路
２に流れる電流値が大きい稈、その間隔時間Ｔｓは長く
なる。反対に、パルス信号ＳＧ２の周期Ｔが短い稈、す
なわち、前記線路２に流れる電流値が小ざい程、その間
隔時間ＴＳは短くなる。なお、本実施例では間隔時間Ｔ
Ｓをパルス信号ＳＧ２の立ら下がりから立ち上がりまで
の時間を計時するようにしたが、これを立ら上がりから
次の立ち上がりまでの時間（周期Ｔ）を計時覆るように
してもよい。

ＣＰＵ６は前記処理動作で求めたカウント値及び間隔時
間ＴＳど前記ブ［１グラムメモリ７に前記プログラムデ
ータとともに記憶された電流値データとを比較すること
によってその時の線路２に流れる電流の電流値を割り出
す処理動作を行なう。

プログラムメモリ７に記憶された電流値データは前記各
カウント値に対する各電流値のデータと各間隔時間に対
する各電流値のデータがそれぞれ記憶されている。そし
て、ＣＰ　Ｕ　６は前記基準時間ｔ１においてカウンタ
の値が「１」以上の時には、低電流と判断してそのカウ
ンタの値を優先し、そのカラン１−値に対応する電流値
のデータを読み出しその時の線路２に流れている電流の
値を割り出すようになっている。反対に、カウンタの値
がｒＯＪの時には、ＣＰＵ６は大電流と判断してタイマ
の間隔時間ＴＳに対応する電流値データを読み出しその
時の線路２に流れている電流の値を割り出すようになっ
ている。

従って、ＣＰＵ６は線路２に流れる電流が低電流の時に
はカウンタのカウンタ値に基づいて、反対に大電流の時
にはタイマの間隔時間Ｔｓに基づいてその電流値を割り
出すことになる。

そして、この割り出した電流値をＣＰＵ６は本実施例で
は表示装置８に表示するとともに、線路２に流れる電流
の電流値に基づいて各種機器を駆動制御するための各種
回路素子９に制御信号を出力するようになっている。

作業用メモリ１０は読み出し及び書き替え可能なメモリ
（ＲＡＭ）であって、前記ＣＰＵ６が演算した演算結果
が一時記憶されるようになっている。

次に、上記のように構成した電流値検出装置の作用につ
いて説明する。

今、線路２に電流が流れている状態において、前記コア
１で形成される磁界の強さは線路２の電流に比例覆る。

そして、磁気感知素子３にてその磁界の強さを検知しそ
の検知電流を差動アンプ４に出力する。

従って、差動アンプ４に出力される検知電流の値は線路
２の電流に比例することになり、その検知電流は同差動
アンプ４にて電流値に比例して大きな値となる出力電圧
に変換される。この出力電圧は次段の周波数変換器５に
て出力電圧の電圧値Ｖが大きくなるに相対して周期Ｔが
短くなるパルス信号ＳＧ２に変換される。

そして、ＣＰＵ６は基準時間ｔ１に入力されるパルス信
号・ＳＧ２をカウントづるとともに、同時にパルス信号
ＳＧ２のパルス間隔ＴＳをタイマにて計時Ｊる。次に、
ＣＰＵ６は基準時間１−１においてカウンタの値が１１
」以上かどうかチェックし、「１」以上の時には低電流
と判断してそのカウンタの値を優先し、そのカウント値
に対応する電流値のデータを読み出しその時の線路２に
流れている低電流の値を割り出す。

そして、ＣＰＵ６はこの電流値に基づいてその時の電流
値を表示装置８に表示するとともに、その電流値に基づ
いて各種機器を駆動制御するための各種回路素子９を動
作制御する。

反対に、カウンタの値がｒＯＪの時には、ＣＰＵ６は大
電流と判断してタイマの間隔時間Ｔｓに対応する電流値
データを読み出しその時の線路２に流れている大電流の
値を割り出すようになっている。そして、ＣＰＵ６はこ
の電流値に基づいてその時の電流値を表示装置８に表示
づるとともに、その電流値に基づいて各種機器を駆動制
御するための各種回路素子９を動作制御する。

このように、本実施例では周波数変換器５にて線路２に
流れる電流の値が大きくになるに相対してパルス信号Ｓ
Ｇ２の周期Ｔを長くなるようにし、そして、ＣＰＵ６に
て基準時間ｔ１内においてそのパルス信号ＳＧ２が幾つ
あるかどうかを判断することに基づいて線路２に流れる
電流が低電流か大電流かどうか判断し、低電流の時には
パルス信号ＳＧ２のパルス数で、又、大電流の時にはパ
ルス信号ＳＧ２のパルス間隔ＴＳで線路２に流れる電流
の値を求めるようにしたので、非常に広範囲にしかも精
度の高い電流検出が行なえる。

従って、各種機器を駆動制御する回路素子１０をＣＰＵ
６は正確かつ確実に動作制御することができる。

しかも、低電流の場合にはパルス信号ＳＧ２のパルス数
に基づいて検出するようにしたので、線路２が断線して
電流が流れない場合でも断線検出のための別個特別の検
出回路を設けることなく確実に検出することができる。

又、本実施例においては磁気感知素子３からの検知電流
を最終的にパルス信号ＳＧ２に変換するようにしたので
、磁気感知素子３等が拾うノイズは非常に小ざく押えら
れることになる。

なお、この発明は前記実施例に限定されるものではなく
、例えば、前記実施例の周波数変換器５は差動アンプ４
の出力電圧の値■が大きくなるに従って周波数Ｆが低く
なる出力信号（振幅は一定）ＳＧ１を成形し、次にその
出力信号を波形整形してパルス信号ＳＧ２にして出力す
るようにしたが、これを波形成形する前の出力信号ＳＧ
Ｉに基づいて電流検出をしてもよい。

発明の効果 以上詳述したにうに、この発明によればノイズに強くか
つ広範囲の電流計測が正確に行なえることができる優れ
た効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化した電流検出装置の電気ブロ
ック回路図、第２図は差動アンプから出力される出力電
圧と周波数変換器で成形される出力信号との関係を示す
波形図、第３図は出力信号からパルス信号への波形整形
を示す波形図、第４図（ａ）、（ｂ）はそれぞれパルス
信号の周期を説明するための波形図である。 一１’３− 図中、１はコア、２は線路、３は磁気感知素子、４は差
動アンプ、５は周波数変換器、６はＣＰＵ１７はプログ
ラムメモリ、８は表示装置、９は回路素子、１０は作業
用メモリである。 特許出願人　　株式会社　豊田自動織機製作所株式会社
　明　電　舎 代　理　人　　弁理士　　恩１）博宣 １）　　　　　　　、Ｏ −Ｌ 区 〜 琺

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電流値を相対的に検知する検知センサと、前記検知
   センサの検出電流をその電流値が高くなるに相対して高
   い電圧値を出力する電流−電圧変換器と、 電流−電圧変換器からの出力電圧を電圧値が減少するに
   相対して周波数が高くなる出力信号を出力する電圧−周
   波数変換器と、 前記出力信号の振動数をカウントするカウント手段と、 前記出力信号の振動間隔を計時する計時手段と、予め定
   めた時間内において振動数が前記カウント手段にてカウ
   ントされいるときにはその振動数に基づいて前記電流値
   を割り出し、前記予め定めた時間内において振動数が前
   記カウンタ手段にてカウントされていないときには前記
   計時手段で計時した振動間隔時間に基づいて前記電流値
   を割り出す割り出し手段と からなる電流値検出装置。 ２、前記電圧−周波数変換器は電流−電圧変換器からの
   出力電圧の電圧値が減少するに相対してパルス周期が短
   くなるパルス信号を出力する変換器であり、前記カウン
   タ手段は前記パルス信号のパルス数をカウントするもの
   であり、又、計時手段はパルス間隔を計時するものであ
   る特許請求の範囲第１項に記載の電流値検出装置。