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KR100841054B1 - Current stabilization device using magnetic field - Google Patents

Current stabilization device using magnetic field Download PDF

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Publication number
KR100841054B1
KR100841054B1 KR1020060131910A KR20060131910A KR100841054B1 KR 100841054 B1 KR100841054 B1 KR 100841054B1 KR 1020060131910 A KR1020060131910 A KR 1020060131910A KR 20060131910 A KR20060131910 A KR 20060131910A KR 100841054 B1 KR100841054 B1 KR 100841054B1
Authority
KR
South Korea
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magnetic field
current
sensor
solenoid coil
change
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Expired - Fee Related
Application number
KR1020060131910A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박포규
김영균
김완섭
원성호
Original Assignee
한국표준과학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current 
    • G05F1/625—Regulating voltage or current  wherein it is irrelevant whether the variable actually regulated is AC or DC
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/07—Hall effect devices
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K9/00—Screening of apparatus or components against electric or magnetic fields
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Abstract

전류원에 저항을 직렬로 연결하고 저항의 양단에 유도되는 전압을 측정하여 전류를 제어하는 종래기술에서 전류를 정밀하게 제어하기 위해서는 직렬로 연결하는 저항의 저항값이 커야 하고, 전류에 의해 발생되는 열로 인해 저항의 저항값이 증가하기 때문에 정밀한 제어가 어려웠으나, 본 발명은 전류원에 직렬로 코일을 연결하여 전류가 변화함에 따라 코일 속의 자기장이 변화하는 원리를 이용하여 전류를 안정화시킴으로써 정밀전류를 얻을 수 있다.In the conventional art of controlling a current by connecting a resistor in series to a current source and measuring a voltage induced at both ends of the resistor, in order to precisely control the current, the resistance value of the resistor connected in series must be large, and the heat generated by the current Due to the increased resistance value of the resistor, it was difficult to control precisely, but the present invention can obtain a precise current by stabilizing the current using the principle that the magnetic field in the coil changes as the current changes by connecting the coil in series with a current source. have.

Description

자기장을 이용한 전류 안정화 장치{Apparatus for current stabilizing by using magnetic field}Apparatus for current stabilizing by using magnetic field}

도1은 종래의 전류 안정화장치를 보인 구성도이다.1 is a block diagram showing a conventional current stabilization device.

도2는 본 발명에 의한 자기장을 이용한 전류 안정화 장치를 보인 구성도이다.2 is a block diagram showing a current stabilization device using a magnetic field according to the present invention.

도3은 본 발명에 의한 자기장을 이용한 전류 안정화 장치의 다른 예를 보인 구성도이다.Figure 3 is a block diagram showing another example of the current stabilization device using a magnetic field according to the present invention.

도4는 도3에 개시된 전류 안정화 장치에 의해 안정화된 전류를 보인 그래프이다.FIG. 4 is a graph showing a current stabilized by the current stabilizing apparatus disclosed in FIG.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10, 28 : 전류원 11, 26 : 자기장 센서 10, 28: current source 11, 26: magnetic field sensor

12, 24 : 외부 자기장 상쇄장치 13, 21 : 부하 12, 24: external magnetic field offset device 13, 21: load

14 : PID 제어기 15, 27 : 전류 제어부14: PID controller 15, 27: current control unit

16, 33 : 솔레노이드 코일 17 : 외부 자기장 센서16, 33: solenoid coil 17: external magnetic field sensor

18 : 위상 비교기 19, 20 : 주파수 신시사이저18: phase comparator 19, 20: frequency synthesizer

22 : 기준 저항 23 : 반전 스위치22: reference resistance 23: reversing switch

25 : RF 송출기 29 : 기준전압 발생부25: RF transmitter 29: reference voltage generator

30 : 측정 스위치 31 : DVM 30: measurement switch 31: DVM

32 : 컴퓨터32: computer

본 발명은 자기장을 이용한 전류 안정화 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 전류원에 직렬로 코일을 연결하여 전류가 변화함에 따라 코일 속의 자기장이 변화하는 원리를 이용하여 전류를 안정화시켜 정밀전류를 얻을 수 있도록 하는 자기장을 이용한 전류 안정화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a current stabilization device using a magnetic field. In particular, the present invention relates to a current stabilization device using a magnetic field to connect the coil in series with a current source to stabilize the current by using the principle that the magnetic field in the coil changes as the current changes.

도1은 부하에 공급되는 전류의 세기를 안정화시키기 위한 종래의 전류 안정화장치를 보인 것으로서 전류원(101)에서 부하(102)로 공급되는 전류의 세기는 유도 저항(RL)과 병렬로 연결되어 있는 DVM(Digital Voltage Meter)(103)에 의해 감지된다. PID(Proportional Integral Derivative) 제어기(104)는 DVM(103)에 의해 감지되는 부하(102)에 공급되는 전류의 세기에 따라 전류 제어부(105)를 구동시켜 부하(102)에 일정한 세기의 전류가 공급되도록 제어한다.Figure 1 shows a conventional current stabilizer for stabilizing the strength of the current supplied to the load, the strength of the current supplied from the current source 101 to the load 102 is connected in parallel with the induction resistor (RL) DVM (Digital Voltage Meter) 103 is sensed. The PID (Proportional Integral Derivative) controller 104 drives the current controller 105 according to the strength of the current supplied to the load 102 sensed by the DVM 103 to supply a constant intensity current to the load 102. Control as possible.

상기한 바와 같이 전류원에 직렬로 유도저항을 접속한 후 유도저항의 양단에 유도되는 전압을 DVM으로 측정하여 부하에 공급되는 전류의 세기를 제어하는 경우, 부하에 공급되는 전류의 세기를 정밀하게 제어하기 위해서는 전류원과 직렬로 연결하는 유도저항의 저항값이 커져야 하고, 유도저항에 흐르는 전류에 의해 유도저항에서 발생되는 열로 인해 유도저항의 저항값이 증가하므로 부하에 공급되는 전류의 세기를 정확하게 측정할 수 없어 부하에 공급되는 전류의 세기를 정밀하게 제어할 수 없다.As described above, in case of controlling the strength of the current supplied to the load by measuring the voltage induced at both ends of the inductive resistance with a DVM after connecting the inductive resistor in series with the current source, precisely controlling the strength of the current supplied to the load To do this, the resistance value of the inductive resistor connected in series with the current source must be large, and the resistance value of the inductive resistor increases due to the heat generated from the inductive resistor due to the current flowing in the inductive resistor, so that the strength of the current supplied to the load can be accurately measured. It is not possible to precisely control the strength of the current supplied to the load.

상기한 바와 같은 종래의 전류 안정화장치에서의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 전류원에 직렬로 코일을 연결하여 전류가 변화함에 따라 코일 속의 자기장이 변화하는 원리를 이용하여 전류를 안정화시킴으로써 정밀전류를 얻을 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.The present invention for solving the problems in the conventional current stabilizer as described above to obtain a precise current by stabilizing the current by using a principle that the magnetic field in the coil changes as the current changes by connecting the coil in series with the current source The purpose is to make it possible.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 자기장을 이용한 전류 안정화 장치는, 부하에 전류를 공급하는 전류원에 직렬로 접속된 솔레노이드 코일; 상기 솔레노이드 코일 내에 설치되어 상기 전류원의 전류변화에 의해 상기 솔레노이드 코일에 형성되는 자기장 변화량을 측정하는 자기장 센서; 상기 자기장 센서에 의해 측정되는 자기장 변화량에 따라 전류 조절을 위한 보정신호를 출력하는 PID 제어기; 및 상기 PID 제어기의 보정신호를 받아 전류원으로부터 부하에 공급되는 전류의 세기를 미세 조절하는 전류 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A current stabilization apparatus using a magnetic field according to the present invention for achieving the above object comprises: a solenoid coil connected in series to a current source for supplying current to a load; A magnetic field sensor installed in the solenoid coil and measuring an amount of change in the magnetic field formed in the solenoid coil by a current change of the current source; A PID controller for outputting a correction signal for current regulation according to the amount of magnetic field change measured by the magnetic field sensor; And a current controller which finely adjusts the strength of the current supplied to the load from the current source by receiving the correction signal of the PID controller.

또한 본 발명에 의한 자기장을 이용한 전류 안정화 장치는, 부하에 전류를 공급하는 전류원에 직렬로 접속된 솔레노이드 코일; 상기 솔레노이드 코일 내에 설치되어 상기 전류원의 전류변화에 의해 상기 솔레노이드 코일에 형성되는 자기장 변화량을 측정하는 자기장 센서; 및 상기 자기장 센서에 의해 측정되는 자기장 변화량에 따라 전류원으로부터 부하에 공급되는 전류의 세기를 미세 조절하는 전류 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the current stabilization device using a magnetic field according to the present invention, a solenoid coil connected in series to a current source for supplying current to the load; A magnetic field sensor installed in the solenoid coil and measuring an amount of change in the magnetic field formed in the solenoid coil by a current change of the current source; And a current controller which finely adjusts the intensity of the current supplied from the current source to the load according to the amount of change in the magnetic field measured by the magnetic field sensor.

또한 본 발명에 있어서, 상기 자기장 센서는, SQUID(Super conducting Quantum Interference Device) 센서, 원자 자기 공명(Atomic Magnetic Resonance, AMR)센서, 지자기(Fluxgate) 센서, 홀 효과(Hall effect) 센서, MR(Magnetic Resistance)센서 중 하나인 것이 바람직하다.In addition, in the present invention, the magnetic field sensor, SQUID (Super conducting Quantum Interference Device) sensor, Atomic Magnetic Resonance (AMR) sensor, Fluxgate sensor, Hall effect sensor, MR (Magnetic) Resistance) is preferably one of the sensors.

또한, 본 발명에 있어서, 외부 자기장을 감지하기 위한 외부 자기장 센서와, 상기 외부 자기장 센서에 의해 측정되는 자기장 변화량에 따라 솔레노이드 코일에 가해지는 외부 자기장을 감쇄시키기 위한 전류를 발생시키는 위상 비교기 및 상기 솔레노이드 코일의 외부에 설치되어 상기 위상 비교기로부터 전류를 공급받아 외부 자기장과 반대방향의 자기장을 형성시켜 외부 자기장을 상쇄하는 외부 자기장 상쇄장치를 구비하여, 순수한 전류변화에 의한 자기장을 검출하여 전류를 안정화시켜 외부자기장의 변화를 상쇄시킨다. In addition, according to the present invention, an external magnetic field sensor for sensing an external magnetic field, and a phase comparator and a solenoid generating a current for attenuating an external magnetic field applied to the solenoid coil according to the amount of magnetic field change measured by the external magnetic field sensor. An external magnetic field canceling device installed outside the coil to receive a current from the phase comparator to form a magnetic field in the opposite direction to the external magnetic field to compensate for the external magnetic field. Offsets changes in the external magnetic field.

또한 본 발명에 있어서, 상기 외부 자기장 센서는 원자 자기 공명센서 및 지자기(Fluxgate) 센서가 바람직하다.In addition, in the present invention, the external magnetic field sensor is preferably an atomic magnetic resonance sensor and a flux sensor.

또한 본 발명에 있어서, 상기 외부 자기장 상쇄장치는, 헬름 홀츠 또는 솔레노이드 코일이나 자기장 차폐재료가 이용되는 것이 바람직하다.In the present invention, the external magnetic field canceling device is preferably a Helm Holtz, a solenoid coil, or a magnetic field shielding material.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

도2는 본 발명에 의한 자기장을 이용한 전류 안정화장치를 보인 것으로서, 부하(13)에 전류를 공급하는 전류원(10)에 직렬로 접속되어 부하(13)에 공급되는 전류 변화량에 따른 자기장을 형성하게 되는 솔레노이드 코일(16)과, 이 솔레노이드 코일(16) 내에 설치되어 전류원(10)의 전류 변화량에 따라 솔레노이드 코일(16)에 형성되는 자기장 변화량을 측정하는 SQUID(Super conducting Quantum Interference Device) 센서, 원자 자기 공명(Atomic Magnetic Resonance)센서, 지자기(Fluxgate) 센서, 홀 효과(Hall effect) 센서, MR(Magnetic Resistance)센서 등과 같은 자기장 센서(11)와, 이 자기장 센서(11)에 의해 측정되는 자기장 변화량에 따라 부하(13)에 공급되는 전류를 정밀하게 조절하기 위한 보정신호를 출력하는 PID 제어기(14) 그리고 이 PID 제어기(14)의 보정신호를 받아 전류원(10)으로부터 부하(13)에 공급되는 전류의 세기를 미세 조절하는 전류 제어부(15)로 구성되어 있다.2 shows a current stabilization device using a magnetic field according to the present invention, which is connected in series to a current source 10 for supplying current to a load 13 to form a magnetic field according to the amount of current change supplied to the load 13. Superconducting Quantum Interference Device (SQUID) sensor, which is installed in the solenoid coil 16 and the solenoid coil 16 and measures the amount of change in the magnetic field formed in the solenoid coil 16 according to the amount of change in the current source 10. Magnetic field sensor 11, such as an Atomic Magnetic Resonance sensor, a Fluxgate sensor, a Hall effect sensor, an MR (Magnetic Resistance) sensor, and the like, and the amount of magnetic field change measured by the magnetic field sensor 11 PID controller 14 which outputs a correction signal for precisely adjusting the current supplied to the load 13 according to this, and receives the correction signal of this PID controller 14 from the load source 13 from the current source 10. It is composed of a current control unit 15 for finely adjusting the intensity of the current supplied to.

또한 코일 및 자기장 차폐제 등과 같은 외부 자기장 상쇄장치(12)가 솔레노이드 코일(16)의 외부를 감싸고 있는데, 이는 자기장 센서(11)가 전류의 변화량에 따라 솔레노이드 코일(16)에서 발생되는 자기장뿐만 아니라, 지구 자기장이나 자동차 등의 움직임에 의해 형성되는 외부(외란) 자기장을 동시에 탐지하기 때문에 순수한 전류의 변화량에 의한 자기장을 탐지하기 위함이다.In addition, an external magnetic field canceller 12 such as a coil and a magnetic field shielding agent surrounds the outside of the solenoid coil 16, which is not only a magnetic field generated by the solenoid coil 16 according to the amount of change in the current. This is to detect the magnetic field by the amount of change of pure current because it simultaneously detects the external (disturbance) magnetic field formed by the earth's magnetic field or the movement of automobiles.

물론, 솔레노이드 코일(16)의 외부를 단순히 외부 자기장 상쇄장치(12)는 차폐제로 감싸는 수동적 방법(passive method)도 있지만, 도3의 실시 예와 같이 외부 자기장 차단율을 높이기 위해 코일을 사용하여 외부 자기장 변화량을 실시간으로 측정하여 상쇄시키는 능동적 방법(active method)으로 외부 자기장을 감쇄시킬 수도 있다.Of course, there is also a passive method of enclosing the outside of the solenoid coil 16 with the external magnetic field canceller 12 with a shielding agent. However, as shown in the embodiment of FIG. 3, an external magnetic field is used to increase the external magnetic field blocking rate. The external magnetic field may be attenuated by an active method that measures and cancels changes in real time.

상기한 바와 같은 구성의 전류 안정화 장치에 의하면, 부하(13)에 공급되는 전류원(10)의 전류가 부하(13)와 함께 솔레노이드 코일(16)을 경유하면서 솔레노이드 코일(16)의 내부에 부하(13)에 공급되는 전류 변화량에 따라 변화하는 자기장이 발생된다.According to the current stabilization device having the above-described configuration, the current of the current source 10 supplied to the load 13 passes through the solenoid coil 16 together with the load 13, and loads the inside of the solenoid coil 16. A magnetic field is generated which varies with the amount of current change supplied to 13).

자기장 센서(11)에 의해 측정되는 솔레노이드 코일(16)을 흐르는 전류 변화량에 따른 자기장 변화량을 공급받은 PID 제어기(14)는 전류원(10)의 전류를 미세 조정하기 위한 보정신호를 전류 제어부(15)에 공급하여 전류원(10)의 전류를 미세 조절하게 된다.The PID controller 14, which is supplied with the amount of change in the magnetic field according to the amount of change in the current flowing through the solenoid coil 16 measured by the magnetic field sensor 11, receives a correction signal for finely adjusting the current of the current source 10. It is supplied to the to finely control the current of the current source 10.

즉, PID 제어기(14)는 자기장 센서(11)에 의해 검출되는 자기장 변화량을 전류원(10)에서 출력되는 전류를 미세 조절하기 위한 보정신호로 바꿔 전류 제어부(15)에 공급하여 전류원(10)에서 출력되는 전류를 미세 조절함으로써 부하(13)에 정밀한 전류를 공급할 수 있다.That is, the PID controller 14 converts the amount of magnetic field change detected by the magnetic field sensor 11 into a correction signal for fine-adjusting the current output from the current source 10 and supplies the current to the current controller 15 to supply the current to the current controller 10. By fine-adjusting the output current, it is possible to supply a precise current to the load 13.

특히, 솔레노이드 코일(16)의 외부에 코일 및 차폐제 등과 같은 외부 자기장 상쇄장치(12)가 씌워져 있으므로 지구 자기장이나 자동차 등의 움직임 등에 의해 변화하는 외부 자기장이 솔레노이드 코일(16)을 흐르는 전류 변화량에 따른 자기장 변화량에 영향을 주지 않는다.In particular, since the external magnetic field canceling device 12 such as a coil and a shielding agent is covered on the outside of the solenoid coil 16, an external magnetic field that changes due to the movement of the earth magnetic field or an automobile, etc., depends on the amount of current change flowing through the solenoid coil 16. Does not affect the amount of magnetic field change.

도3은 본 발명에 의한 자기장을 이용한 전류 안정화 장치의 다른 예를 보인 것으로서 부하(21)에 전류를 공급하는 전류원(28)에 직렬로 접속되어 부하(21)에 공급되는 전류 변화량에 따른 자기장을 형성하게 되는 솔레노이드 코일(33)과, 이 솔레노이드 코일(33) 내에 설치되어 전류원(21)의 전류 변화량에 따라 솔레노이드 코일(33)에 형성되는 자기장 변화량을 측정하는 원자 자기 공명(Helium-4 AMR) 자기장 센서(26)와, 이 자기장 센서(26)에 의해 측정되는 자기장 변화량에 따라 전류원(28)으로부터 부하(21)에 공급되는 전류의 세기를 미세 조절하는 전류 제어부(27) 등으로 구성되어 있다.Figure 3 shows another example of the current stabilization device using a magnetic field according to the present invention is connected to the current source 28 for supplying the current to the load 21 in series to the magnetic field according to the amount of current change supplied to the load 21 Atomic magnetic resonance (Helium-4 AMR) which is formed in the solenoid coil 33 to be formed and the magnetic field change is formed in the solenoid coil 33 to measure the amount of change in the magnetic field formed in the solenoid coil 33 in accordance with the current change amount of the current source 21. Magnetic field sensor 26 and current control unit 27 for fine-adjusting the intensity of the current supplied from the current source 28 to the load 21 in accordance with the amount of change in the magnetic field measured by the magnetic field sensor 26. .

또한 전류 제어부(27)에는 솔레노이드(33) 내부에서 자기장 변화량을 Helium-4 AMR 자기장 센서(26)를 이용하여 탐지하고 이 센서(26)는 자기장의 크기를 공명주파수로 바꾸는 역할을 한다. 솔레노이드(33)에 약 1.018 A의 전류를 흘리면 그 내부(33)의 중심에는 약 1.2 mT의 자기장이 발생되며, Helium-4 AMR 자기장 센서(26)에 의해 약 35 MHz의 공명주파수로 된다. 주파수 신시사이저(19)는 솔레노이드 코일(33) 내에 위치한 RF 코일(25)에 연결되어 센서(26)의 자기 공명주파수를 탐지하는데 사용된다. 부하(21)의 전단에 위치한 반전 스위치(23)는 전류원(28)으로부터 부하(21)에 공급되는 전류의 흐름을 반전시키기 위한 스위치이다.In addition, the current controller 27 detects the amount of magnetic field change inside the solenoid 33 using the Helium-4 AMR magnetic field sensor 26, and the sensor 26 serves to change the magnitude of the magnetic field to a resonance frequency. When a current of about 1.018 A flows through the solenoid 33, a magnetic field of about 1.2 mT is generated at the center of the inside 33, and the resonance frequency of about 35 MHz is generated by the Helium-4 AMR magnetic field sensor 26. The frequency synthesizer 19 is connected to the RF coil 25 located in the solenoid coil 33 and used to detect the magnetic resonance frequency of the sensor 26. The inversion switch 23 located at the front of the load 21 is a switch for inverting the flow of current supplied from the current source 28 to the load 21.

그리고, 외부 자기장을 감지하기 위한 세슘(Cesium) AMR 자기장 센서(17)와, 이 외부 자기장 센서(17)에 의해 측정되는 자기장 변화량에 따른 공명주파수, 주파수 신시사이저((19)의 출력 주파수를 위상비교기(18)에 인가하여 그 주파수 차이(자기장의 차이)에 해당하는 전류를 발생시켜, 솔레노이드 코일(33)의 외부에 설치되어 있는 코일(24)에 외부 자기장과 크기가 같고, 방향이 반대인 자기장을 발생시킨다. 솔레노이드 코일(33) 내부에는 오직 전류 변화에 의한 자기장 변화만 생기도록 한다. 즉 자기장이나 자동차 등의 움직임에 의해 형성되는 외부(외란) 자기장이 솔레노이드 코일(33)을 흐르는 전류 변화량에 따라 솔레노이드 코일(33)에 형성되 는 자기장에 영향을 미치지 않는다.In addition, a phase comparator compares the output frequency of the cesium AMR magnetic field sensor 17 for sensing an external magnetic field and the resonance frequency and the frequency synthesizer 19 according to the amount of magnetic field variation measured by the external magnetic field sensor 17. Applied to (18) to generate a current corresponding to the frequency difference (magnetic field difference), the magnetic field having the same magnitude as the external magnetic field and the opposite direction to the coil 24 provided outside the solenoid coil 33 In the solenoid coil 33, only the change in the magnetic field caused by the current change is generated, i.e., the external (disturbance) magnetic field generated by the movement of the magnetic field or the vehicle is applied to the amount of change in the current flowing through the solenoid coil 33. Therefore, it does not affect the magnetic field formed in the solenoid coil 33.

상기한 바와 같은 구성의 전류 안정화 장치에 의하면, 부하(21)에 공급되는 전류원(28)의 전류가 부하(21)와 함께 솔레노이드 코일(33)을 경유하면서 솔레노이드 코일(33)의 주변에 부하(21)에 공급되는 전류 변화량에 따라 변화하는 자기장이 형성된다.According to the current stabilization device having the above-described configuration, the current of the current source 28 supplied to the load 21 passes through the solenoid coil 33 together with the load 21 and the load around the solenoid coil 33. A magnetic field is formed which changes in accordance with the amount of current change supplied to 21).

자기장 센서(26)에 의해 측정되는 솔레노이드 코일(33)을 흐르는 전류 변화량에 따른 자기장 변화량을 공급받은 전류 제어부(27)는 부하(21)에 공급되는 전류원(28)의 전류를 미세 조절하게 된다.The current controller 27 that receives the magnetic field change amount according to the current change amount flowing through the solenoid coil 33 measured by the magnetic field sensor 26 finely adjusts the current of the current source 28 supplied to the load 21.

즉, 전류 제어부(27)는 자기장 센서(26)에 의해 검출되는 자기장 변화량을 전류원(28)에서 출력되는 전류를 미세 조절하기 위한 보정신호로 바꿔 전류원(28)에서 출력되는 전류를 미세 조절함으로써 부하(21)에 정밀한 전류를 공급할 수 있다.That is, the current controller 27 finely adjusts the current output from the current source 28 by changing the amount of change in the magnetic field detected by the magnetic field sensor 26 into a correction signal for finely controlling the current output from the current source 28. Precise current can be supplied to (21).

특히, 솔레노이드 코일(33)의 외부에 코일(24) 같은 외부 자기장 상쇄장치가 설치되어 있고, 외부 자기장 센서(17)에 의해 외부 자기장을 감지한 위상 비교기(18)로부터 외부 자기장에 대응되는 전류가 외부 자기장 상쇄 코일(24)에 공급되므로 지구 자기장이나 자동차 등의 움직임 등에 의해 변화하는 외부 자기장이 솔레노이드 코일(33)을 흐르는 전류 변화량에 따른 자기장 변화량에 영향을 주지 않는다.In particular, an external magnetic field canceling device such as a coil 24 is provided outside the solenoid coil 33, and a current corresponding to the external magnetic field is received from the phase comparator 18 which detects the external magnetic field by the external magnetic field sensor 17. Since the external magnetic field canceling coil 24 is supplied to the external magnetic field canceling coil 24, the external magnetic field, which is changed by the movement of the earth magnetic field, a car, or the like, does not affect the amount of change in the magnetic field according to the amount of current change flowing through the solenoid coil 33.

도면에서와 같이, 부하(21)와 직렬로 기준 저항(22)이 접속되고, 측정 스위치(30)에 의해 기준 저항(22)에 걸리는 전압 값과 기준전압 발생부(29)의 기준전압 이 서로 비교되어 전류의 변화량이 없다면 DVM(31)에는 거의 "0" 전압이 검출된다. 검출되는 전압(31)을 컴퓨터(32)를 통해 연속적으로 측정한다. 컴퓨터(32)를 통해 도4와 같이 전류 안정화 과정을 측정되는 상용 정밀전류원이나 외부 자기장 및 안정화 전류원 등의 변화를 확인할 수 있다.As shown in the figure, the reference resistor 22 is connected in series with the load 21, and the voltage value applied to the reference resistor 22 by the measurement switch 30 and the reference voltage of the reference voltage generator 29 are mutually different. In comparison, if there is no change in current, a nearly " 0 " voltage is detected in the DVM 31. The detected voltage 31 is continuously measured via the computer 32. As shown in FIG. 4, the computer 32 may check changes in a commercial precision current source, an external magnetic field, and a stabilization current source, which measure the current stabilization process.

따라서 본 발명에 의하면, 전류원에 저항을 직렬로 연결하여 저항 양단에 유도되는 전압을 측정하여 전류를 제어하는 종래기술에서는 전류를 정밀하게 제어하기 위해서는 직렬로 연결하는 저항의 저항값이 커야 하고, 전류에 의해 발생되는 열로 인해 저항의 저항값이 증가하기 때문에 정밀한 제어가 어려웠으나, 본 발명은 전류원에 직렬로 코일을 연결하여 전류가 변화함에 따라 코일 속의 자기장이 변화하는 원리를 이용하여 전류를 안정화시킴으로써 정밀전류를 얻을 수 있는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, in order to control the current by measuring a voltage induced across the resistor by connecting a resistor in series with a current source in order to precisely control the current, the resistance value of the resistor connected in series must be large, and the current Precise control was difficult because the resistance value of the resistor increased due to heat generated by the present invention. However, the present invention stabilizes the current by using a principle in which a magnetic field in the coil changes as the current changes by connecting a coil in series with a current source. It has the effect of obtaining a precise current.

Claims (5)

부하에 전류를 공급하는 전류원에 직렬로 접속된 솔레노이드 코일;A solenoid coil connected in series with a current source for supplying current to the load; 상기 솔레노이드 코일 내에 설치되어 상기 전류원의 전류변화에 의해 상기 솔레노이드 코일에 형성되는 자기장 변화량을 측정하는 자기장 센서;A magnetic field sensor installed in the solenoid coil and measuring an amount of change in the magnetic field formed in the solenoid coil by a current change of the current source; 상기 자기장 센서에 의해 측정되는 자기장 변화량에 따라 전류 조절을 위한 보정신호를 출력하는 PID 제어기; 및A PID controller for outputting a correction signal for current regulation according to the amount of magnetic field change measured by the magnetic field sensor; And 상기 PID 제어기의 보정신호를 받아 전류원으로부터 부하에 공급되는 전류의 세기를 미세 조절하는 전류 제어부;A current controller which finely adjusts the strength of a current supplied from the current source to the load by receiving the correction signal of the PID controller; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장을 이용한 전류 안정화 장치.Current stabilization device using a magnetic field comprising a. 부하에 전류를 공급하는 전류원에 직렬로 접속된 솔레노이드 코일;A solenoid coil connected in series with a current source for supplying current to the load; 상기 솔레노이드 코일 내에 설치되어 상기 전류원의 전류변화에 의해 상기 솔레노이드 코일에 형성되는 자기장 변화량을 측정하는 자기장 센서; 및A magnetic field sensor installed in the solenoid coil and measuring an amount of change in the magnetic field formed in the solenoid coil by a current change of the current source; And 상기 자기장 센서에 의해 측정되는 자기장 변화량에 따라 전류원으로부터 부하에 공급되는 전류의 세기를 미세 조절하는 전류 제어부;를 포함하며, And a current controller for finely adjusting the strength of the current supplied from the current source to the load according to the amount of change in the magnetic field measured by the magnetic field sensor. 상기 자기장 센서는, SQUID(Super conducting Quantum Interference Device) 센서, 원자 자기 공명(Atomic Magnetic Resonance)센서, 지자기(Fluxgate) 센서, 홀 효과(Hall effect) 센서, MR(Magnetic Resistance)센서 중 하나인 것을 특징으로 하는 자기장을 이용한 전류 안정화 장치.The magnetic field sensor is one of a super conducting quantum interference device (SQUID) sensor, an atomic magnetic resonance (Atomic Magnetic Resonance) sensor, a magnetic flux (Fluxgate) sensor, a Hall effect (Hall effect) sensor, MR (Magnetic Resistance) sensor Current stabilization device using a magnetic field. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 자기장 센서는, SQUID(Super conducting Quantum Interference Device) 센서, 원자 자기 공명(Atomic Magnetic Resonance)센서, 지자기(Fluxgate) 센서, 홀 효과(Hall effect) 센서, MR(Magnetic Resistance)센서 중 하나인 것을 특징으로 하는 자기장을 이용한 전류 안정화장치.The magnetic field sensor is one of a super conducting quantum interference device (SQUID) sensor, an atomic magnetic resonance (Atomic Magnetic Resonance) sensor, a magnetic flux (Fluxgate) sensor, a Hall effect (Hall effect) sensor, MR (Magnetic Resistance) sensor Current stabilization device using a magnetic field. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 외부 자기장을 감지하기 위한 외부 자기장 센서와, 상기 외부 자기장 센서에 의해 측정되는 자기장 변화량에 따라 솔레노이드 코일에 가해지는 외부 자기장을 감쇄시키기 위한 전류를 발생시키는 위상 비교기 및 상기 솔레노이드 코일의 외부에 설치되어 상기 위상 비교기로부터 전류를 공급받아 외부 자기장과 반대방향의 자기장을 형성시켜 외부 자기장을 상쇄하는 외부 자기장 상쇄장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자기장을 이용한 전류 안정화장치.An external magnetic field sensor for sensing an external magnetic field, a phase comparator for generating a current for attenuating an external magnetic field applied to the solenoid coil according to the amount of magnetic field change measured by the external magnetic field sensor, and installed outside the solenoid coil And an external magnetic field canceling device which receives a current from a phase comparator and forms a magnetic field in a direction opposite to the external magnetic field to cancel the external magnetic field. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 외부 자기장 상쇄장치는 헬름홀츠 코일, 솔레노이드 코일, 자기장 차폐재료 가운데 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 자기장을 이용한 전류 안정화장치.The external magnetic field canceling device is a current stabilizer using a magnetic field, characterized in that using one of the Helmholtz coil, solenoid coil, magnetic field shielding material.
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