JP2002202328A - 磁界型電流センサ - Google Patents
磁界型電流センサInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 励磁回路と逆励磁回路の電力使用を抑え、小
電力で小型化した磁界型電流センサを提供する。 【解決手段】 測定用コア２に励磁コイル７、測定検出
コイル６及び逆励磁コイル８を巻回し、測定用コア２に
挿通した測定用導線４はバイパス導線１３を備え、２つ
の導線は同一非磁性材料（高純度の銅）で製作され、測
定用導線４を軸として周囲にバイパス導線１３を配設し
た。２つの導線は同一非磁性であるので、抵抗―温度特
性が同じであり、２つの導線の抵抗比率が変わらず、非
測定電流を正確に測定できる。また、測定用導線４の周
囲にバイパス導線１３を配設したので外部の磁界との干
渉を防ぎ、安定して測定できる。更に、励磁コイル７、
逆励磁コイル８に流す電流を小さくできる。
電力で小型化した磁界型電流センサを提供する。 【解決手段】 測定用コア２に励磁コイル７、測定検出
コイル６及び逆励磁コイル８を巻回し、測定用コア２に
挿通した測定用導線４はバイパス導線１３を備え、２つ
の導線は同一非磁性材料（高純度の銅）で製作され、測
定用導線４を軸として周囲にバイパス導線１３を配設し
た。２つの導線は同一非磁性であるので、抵抗―温度特
性が同じであり、２つの導線の抵抗比率が変わらず、非
測定電流を正確に測定できる。また、測定用導線４の周
囲にバイパス導線１３を配設したので外部の磁界との干
渉を防ぎ、安定して測定できる。更に、励磁コイル７、
逆励磁コイル８に流す電流を小さくできる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】一般に、飽和領域の小さいア
モルファスコアに１次（励磁）コイル、２次（検出）コ
イルを巻き、１次コイルに飽和領域に達する高周波電流
を通電すると２次コイルに同じ高周波のパルス電圧が発
生する。このアモルファスコアに直流もしくは交流の磁
界を干渉させると前記パルス電圧の位相がずれる。本発
明は、測定導線に測定用コアを装着し、該測定導線に流
れる電流に対応した磁界と前述したパルス電圧の位相の
ずれとの関係から被測定物の電流を測定する磁界型電流
センサに関するものである。
モルファスコアに１次（励磁）コイル、２次（検出）コ
イルを巻き、１次コイルに飽和領域に達する高周波電流
を通電すると２次コイルに同じ高周波のパルス電圧が発
生する。このアモルファスコアに直流もしくは交流の磁
界を干渉させると前記パルス電圧の位相がずれる。本発
明は、測定導線に測定用コアを装着し、該測定導線に流
れる電流に対応した磁界と前述したパルス電圧の位相の
ずれとの関係から被測定物の電流を測定する磁界型電流
センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】磁界型電流センサとして提案されている
技術には、アモルファスコアの飽和領域を利用し、アモ
ルファスコアに高周波電流（数十ｋＨｚ）を流す励磁コ
イルと検出コイルを巻回し、測定導線をアモルファスコ
アに挿通して、測定導線に流れる電流によって検出コイ
ルに出力されるパルスの位相の違いで電流を測定するも
のがある。
技術には、アモルファスコアの飽和領域を利用し、アモ
ルファスコアに高周波電流（数十ｋＨｚ）を流す励磁コ
イルと検出コイルを巻回し、測定導線をアモルファスコ
アに挿通して、測定導線に流れる電流によって検出コイ
ルに出力されるパルスの位相の違いで電流を測定するも
のがある。
【０００３】ここで使用する励振、逆励振用のアモルフ
ァスコアは、通常のアモルファスコア（飽和磁束密度領
域が0.5 〜0.7 テスラ程度）より飽和磁束密度が低く
（ 0.026〜0.036テスラ程度）、かつ、高角形特性（ヒ
ステリシスの磁束レベルの勾配がほぼ９０度に近い）を
有しているものを使用する。これにより、電流の高精度
検出に有効性を発揮する。
ァスコアは、通常のアモルファスコア（飽和磁束密度領
域が0.5 〜0.7 テスラ程度）より飽和磁束密度が低く
（ 0.026〜0.036テスラ程度）、かつ、高角形特性（ヒ
ステリシスの磁束レベルの勾配がほぼ９０度に近い）を
有しているものを使用する。これにより、電流の高精度
検出に有効性を発揮する。
【０００４】磁界型電流センサの一例として、図６に示
すように、基板１に測定用コア２と基準用コア３を取付
け、測定用コア２に貫通固定させた測定用導線４は、被
測定回路の電流を流すように割込み用の測定端子５と接
続されている。基準用コア３を省略した回路構成もある
が、この方がより正確に計測可能となる。測定用コア２
には測定検出コイル６、励磁コイル７及び逆励磁コイル
８が巻回され、基準用コア３には基準検出コイル６’及
び励磁コイル７’が巻回されている。
すように、基板１に測定用コア２と基準用コア３を取付
け、測定用コア２に貫通固定させた測定用導線４は、被
測定回路の電流を流すように割込み用の測定端子５と接
続されている。基準用コア３を省略した回路構成もある
が、この方がより正確に計測可能となる。測定用コア２
には測定検出コイル６、励磁コイル７及び逆励磁コイル
８が巻回され、基準用コア３には基準検出コイル６’及
び励磁コイル７’が巻回されている。
【０００５】励磁コイル７，７’には励磁回路９から常
時、三角波（もしくは正弦波）の高周波電流（数十ｋＨ
ｚ）を飽和領域に達する大きさで流す。両検出コイル
６，６’はその出力を零磁界制御回路１０に入力し、ま
た、逆励磁コイル８は逆励磁回路１１から出力された電
流により測定用コア２に磁界を発生させる。なお、逆励
磁回路１１の逆励磁コイル８に流す電流は零磁界制御回
路１０の出力を受けて発生する。また、逆励磁コイル８
に流れた電流は挿入した抵抗によって電圧として測定出
力端子に出力される。
時、三角波（もしくは正弦波）の高周波電流（数十ｋＨ
ｚ）を飽和領域に達する大きさで流す。両検出コイル
６，６’はその出力を零磁界制御回路１０に入力し、ま
た、逆励磁コイル８は逆励磁回路１１から出力された電
流により測定用コア２に磁界を発生させる。なお、逆励
磁回路１１の逆励磁コイル８に流す電流は零磁界制御回
路１０の出力を受けて発生する。また、逆励磁コイル８
に流れた電流は挿入した抵抗によって電圧として測定出
力端子に出力される。
【０００６】上記回路において、被測定物の電流を測る
場合、被測定物の通電箇所に測定端子５を割り込ませ、
測定用導線４に被測定物の電流を導く。測定検出コイル
６のパルスは被測定電流によってシフトされ、基準検出
コイル６’の検出パルスと比較すると位相の異なるパル
スが出力され、この位相差を演算して逆励磁回路１１に
おいて位相差を打ち消す電流を逆励磁コイル８に流す。
この打ち消し用の電流を測定電流に対応させ、測定電流
を計測するものである。
場合、被測定物の通電箇所に測定端子５を割り込ませ、
測定用導線４に被測定物の電流を導く。測定検出コイル
６のパルスは被測定電流によってシフトされ、基準検出
コイル６’の検出パルスと比較すると位相の異なるパル
スが出力され、この位相差を演算して逆励磁回路１１に
おいて位相差を打ち消す電流を逆励磁コイル８に流す。
この打ち消し用の電流を測定電流に対応させ、測定電流
を計測するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、使用するコ
ア２，３の磁界を飽和させるためには、コイル巻数Ｎま
たは、コイル電流Ｉを大きく、もしくは磁路長ｄを小さ
くする必要がある。上記の測定用コアでは、必要な磁気
飽和特性を得るためコア２，３に施すコイル巻数Ｎは、
１２００ターン程度が必要となり、コア自身も大きいも
のを使用して大型となるためスペースの問題が生じ、さ
らに、このコイルを駆動するための必要電力が大きくな
り、これに伴い、発熱の問題が発生する。（式１参照） Ｂ＝μＨ， Ｈ＝ＮＩ／ｄ…より Ｂ＝μ0μsＮＩ／ｄ………（式１） Ｂ：磁束密度 ， Ｉ：コイル電流 μ0：真空の透磁率 ， μs ：コアの比透磁率 Ｎ：コイル巻数， ｄ：用いるコアの磁
路長 Ｈ：磁界の強さ
ア２，３の磁界を飽和させるためには、コイル巻数Ｎま
たは、コイル電流Ｉを大きく、もしくは磁路長ｄを小さ
くする必要がある。上記の測定用コアでは、必要な磁気
飽和特性を得るためコア２，３に施すコイル巻数Ｎは、
１２００ターン程度が必要となり、コア自身も大きいも
のを使用して大型となるためスペースの問題が生じ、さ
らに、このコイルを駆動するための必要電力が大きくな
り、これに伴い、発熱の問題が発生する。（式１参照） Ｂ＝μＨ， Ｈ＝ＮＩ／ｄ…より Ｂ＝μ0μsＮＩ／ｄ………（式１） Ｂ：磁束密度 ， Ｉ：コイル電流 μ0：真空の透磁率 ， μs ：コアの比透磁率 Ｎ：コイル巻数， ｄ：用いるコアの磁
路長 Ｈ：磁界の強さ
【０００８】そこで、本発明は、小電力で小型化した磁
界型電流センサを提供することを目的とする。
界型電流センサを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、請求項１の発明は、被測定回路の磁界を、
励磁された測定用コアに巻回したコイルにより検出し、
その検出した磁界を前記測定用コアに巻回し逆励磁回路
に接続された第２のコイルにより打ち消し、その逆励磁
回路の作動電圧を検出することで前記被測定回路の電流
を測定する磁界型電流センサにおいて、被測定回路の通
電箇所に挿入するための、測定用コアを装着した測定用
導線と、該測定用導線を迂回する前記測定用導線より抵
抗の小さいバイパス導線とを同一部材から分岐して構成
したことを特徴とする。本発明は、前述の問題を解決す
る手段として、バイパス導線を利用して電流を決められ
た率に分流して測定しようとするものである。
するために、請求項１の発明は、被測定回路の磁界を、
励磁された測定用コアに巻回したコイルにより検出し、
その検出した磁界を前記測定用コアに巻回し逆励磁回路
に接続された第２のコイルにより打ち消し、その逆励磁
回路の作動電圧を検出することで前記被測定回路の電流
を測定する磁界型電流センサにおいて、被測定回路の通
電箇所に挿入するための、測定用コアを装着した測定用
導線と、該測定用導線を迂回する前記測定用導線より抵
抗の小さいバイパス導線とを同一部材から分岐して構成
したことを特徴とする。本発明は、前述の問題を解決す
る手段として、バイパス導線を利用して電流を決められ
た率に分流して測定しようとするものである。
【００１０】請求項２の発明は請求項１の発明におい
て、測定用導線及びバイパス導線は非磁性体材料で製作
され、バイパス導線は前記測定用導線の軸線に間隔を開
けて対称に配置したことを特徴とする。請求項３の発明
は請求項１または請求項２の発明において、測定用コア
を挿通した測定用導線には、フェライトビーズが装着さ
れていることを特徴とする。請求項４の発明は請求項１
ないし請求項３のいずれかの発明において、測定用コア
は、ヒステリシスの磁束レベルの勾配がほぼ９０度に近
く、かつ、飽和領域がほぼ0.026〜0.037テスラであるこ
とを特徴とする。
て、測定用導線及びバイパス導線は非磁性体材料で製作
され、バイパス導線は前記測定用導線の軸線に間隔を開
けて対称に配置したことを特徴とする。請求項３の発明
は請求項１または請求項２の発明において、測定用コア
を挿通した測定用導線には、フェライトビーズが装着さ
れていることを特徴とする。請求項４の発明は請求項１
ないし請求項３のいずれかの発明において、測定用コア
は、ヒステリシスの磁束レベルの勾配がほぼ９０度に近
く、かつ、飽和領域がほぼ0.026〜0.037テスラであるこ
とを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。本発明の実施の形態におい
て、前述したように、被測定物の通電箇所に測定端子を
割り込ませ、測定用導線に被測定物の電流を導く。図１
（ａ）に示すように、測定用導線４は非磁性体材料によ
る抵抗部材を三通路になるように分割し、その中央に位
置させたもので、測定用導線４を中心にバイパス導線１
３が対称に形成している。測定用導線４は細く形成して
軸心抵抗Ｒ 2を有し、バイパス導線１３は幅広に形成し
て周辺抵抗Ｒ1，Ｒ3を有している。また、測定用導線４
には測定用コア２が挿通されている。
図面に基づいて説明する。本発明の実施の形態におい
て、前述したように、被測定物の通電箇所に測定端子を
割り込ませ、測定用導線に被測定物の電流を導く。図１
（ａ）に示すように、測定用導線４は非磁性体材料によ
る抵抗部材を三通路になるように分割し、その中央に位
置させたもので、測定用導線４を中心にバイパス導線１
３が対称に形成している。測定用導線４は細く形成して
軸心抵抗Ｒ 2を有し、バイパス導線１３は幅広に形成し
て周辺抵抗Ｒ1，Ｒ3を有している。また、測定用導線４
には測定用コア２が挿通されている。
【００１２】上記構造では、図１（ｂ）に示すように、
被測定物の被測定電流Ｉ0は軸心抵抗Ｒ2、周辺抵抗
Ｒ1，Ｒ3の値に基づいて分配され、それぞれの電流をＩ
1，Ｉ2，Ｉ3 とすると、キルヒホッフの法則により（式
２）の関係が得られる。 Ｉ0＝Ｉ1＋Ｉ2＋Ｉ3．．．．．（式２） 軸心抵抗Ｒ2、周辺抵抗Ｒ1，Ｒ3の値が既知であれば、
電流Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3のうちのどれかを測定することによ
り（本件ではＩ2）、容易に被測定電流Ｉ0がわかる。
被測定物の被測定電流Ｉ0は軸心抵抗Ｒ2、周辺抵抗
Ｒ1，Ｒ3の値に基づいて分配され、それぞれの電流をＩ
1，Ｉ2，Ｉ3 とすると、キルヒホッフの法則により（式
２）の関係が得られる。 Ｉ0＝Ｉ1＋Ｉ2＋Ｉ3．．．．．（式２） 軸心抵抗Ｒ2、周辺抵抗Ｒ1，Ｒ3の値が既知であれば、
電流Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3のうちのどれかを測定することによ
り（本件ではＩ2）、容易に被測定電流Ｉ0がわかる。
【００１３】抵抗Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3の大きさは、抵抗を構
成する導体の材料が等しく、導体長Ｌが固定長であれば
各断面積Ｓの大きさに依存する（式３参照）。 Ｒ＝ρ×Ｌ／Ｓ．．．．．（式３） ρ：導体の体積固有抵抗（Ω−m） Ｌ：導体長（m）， Ｓ：導体の断面積（m2）
成する導体の材料が等しく、導体長Ｌが固定長であれば
各断面積Ｓの大きさに依存する（式３参照）。 Ｒ＝ρ×Ｌ／Ｓ．．．．．（式３） ρ：導体の体積固有抵抗（Ω−m） Ｌ：導体長（m）， Ｓ：導体の断面積（m2）
【００１４】本発明では、周辺抵抗Ｒ1，Ｒ3をほぼ等し
くとり（本発明の理想としては全く等しい）、理想状態
において、抵抗Ｒ1：Ｒ3：Ｒ2との抵抗比率を１／２
４．５：１／２４．５：１にする。実際には、抵抗
Ｒ1，Ｒ2を１／２４．５：１に近付けて形成し、抵抗Ｒ
3を多め（幅広）に形成しておき、抵抗（Ｒ1＋Ｒ3）：
抵抗Ｒ2を１／４９：１になるように抵抗Ｒ3を僅かに削
りながら分配率を調節することでもよい。個々の抵抗に
流れる電流を計算式に示すと Ｉ1＝Ｉ0×２４．５／５０ Ｉ3＝Ｉ0×２４．５／５０ Ｉ2＝Ｉ0×１／５０ となる。
くとり（本発明の理想としては全く等しい）、理想状態
において、抵抗Ｒ1：Ｒ3：Ｒ2との抵抗比率を１／２
４．５：１／２４．５：１にする。実際には、抵抗
Ｒ1，Ｒ2を１／２４．５：１に近付けて形成し、抵抗Ｒ
3を多め（幅広）に形成しておき、抵抗（Ｒ1＋Ｒ3）：
抵抗Ｒ2を１／４９：１になるように抵抗Ｒ3を僅かに削
りながら分配率を調節することでもよい。個々の抵抗に
流れる電流を計算式に示すと Ｉ1＝Ｉ0×２４．５／５０ Ｉ3＝Ｉ0×２４．５／５０ Ｉ2＝Ｉ0×１／５０ となる。
【００１５】従って、測定用導線４の電流Ｉ2を測定す
ることにより、被測定電流Ｉ0は Ｉ0＝５０×Ｉ2 から求めることが出来る。例えば、被測定電流５０Ａに
対して、分岐された各電流はＩ1＝２４．５Ａ、Ｉ2＝１
Ａ、Ｉ3＝２４．５Ａとなる。これにより、５００Ａの
被測定電流に対して、測定用導線４の電流Ｉ2は５０分
の１の１０Ａとなることから、この電流を精密に計測、
演算するだけで、５００Ａの計測が行えることになる。
ることにより、被測定電流Ｉ0は Ｉ0＝５０×Ｉ2 から求めることが出来る。例えば、被測定電流５０Ａに
対して、分岐された各電流はＩ1＝２４．５Ａ、Ｉ2＝１
Ａ、Ｉ3＝２４．５Ａとなる。これにより、５００Ａの
被測定電流に対して、測定用導線４の電流Ｉ2は５０分
の１の１０Ａとなることから、この電流を精密に計測、
演算するだけで、５００Ａの計測が行えることになる。
【００１６】このように、磁界型電流センサの端末測定
部を構成したことにより、以下の利点がある。 １．「三分岐した通路の抵抗材料が同一」により、周囲
の温度変化あるいは、抵抗の電力損失に基く抵抗変化が
生じても、三分岐した各抵抗の温度係数αが等しいの
で、Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3の抵抗（式４参照）間の抵抗比率は
変化せず、これによる測定誤差はなく正確に測定するこ
とができる。 Ｒt＝Ｒ｛１＋α（ｔ−２０）｝．．．．．（式４） Ｒt：ｔ℃における導体抵抗（Ω） ， α：抵抗の
温度係数 Ｒ：２０℃における導体抵抗（Ω） 周辺抵抗Ｒ1，Ｒ3を軸心抵抗Ｒ2に対し、上下対称（左
右対称）とすることより、温度変化は均一となり、温度
変化に基く誤差の少ない測定が可能となる。
部を構成したことにより、以下の利点がある。 １．「三分岐した通路の抵抗材料が同一」により、周囲
の温度変化あるいは、抵抗の電力損失に基く抵抗変化が
生じても、三分岐した各抵抗の温度係数αが等しいの
で、Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3の抵抗（式４参照）間の抵抗比率は
変化せず、これによる測定誤差はなく正確に測定するこ
とができる。 Ｒt＝Ｒ｛１＋α（ｔ−２０）｝．．．．．（式４） Ｒt：ｔ℃における導体抵抗（Ω） ， α：抵抗の
温度係数 Ｒ：２０℃における導体抵抗（Ω） 周辺抵抗Ｒ1，Ｒ3を軸心抵抗Ｒ2に対し、上下対称（左
右対称）とすることより、温度変化は均一となり、温度
変化に基く誤差の少ない測定が可能となる。
【００１７】２．「三分岐した抵抗部材が同一材料であ
り、純銅もしくはそれに近い導電率の材料を測定抵抗に
使用する」ことにより、測定用導線４に低抵抗値のもの
を選択でき、被測定物に干渉せず、電力損失による発熱
も押さえられる。
り、純銅もしくはそれに近い導電率の材料を測定抵抗に
使用する」ことにより、測定用導線４に低抵抗値のもの
を選択でき、被測定物に干渉せず、電力損失による発熱
も押さえられる。
【００１８】３．導体に電流が流れると磁界が発生す
る。本発明では、抵抗に非磁性体材料である純銅を使用
することにより、磁界発生による被測定電流や計測用電
流の影響を少なく抑えることが出来る。また、バイパス
導線１３が測定用導線４に対して対称に間隔を開けて配
置されているので、外部の磁界による影響は小さい。な
お、基板の配線上、干渉されそうな磁界に対して遮蔽効
果を上げるため、必ずしも対象でなくても良い。
る。本発明では、抵抗に非磁性体材料である純銅を使用
することにより、磁界発生による被測定電流や計測用電
流の影響を少なく抑えることが出来る。また、バイパス
導線１３が測定用導線４に対して対称に間隔を開けて配
置されているので、外部の磁界による影響は小さい。な
お、基板の配線上、干渉されそうな磁界に対して遮蔽効
果を上げるため、必ずしも対象でなくても良い。
【００１９】４．磁気飽和を起こさせる励磁コイルの巻
数Ｎも、この実施の形態では分流比の５０分の１となり
２４ターン程度（１２００ターン／５０ターン）です
み、励磁電力も小さくなり発熱、巻線の誘起起電力の大
きさも押さえられ、通常のアモルファスコアの特性で充
分な零磁界検出が行え、コイル形状、回路も小さくでき
る。応答速度も”インダクタンスωＬ”に逆比例すると
考えられるので、巻数Ｎが１／５０になると、（式５）
より、 ωＬ＝１／２５００（巻数の２乗＝５０×５０＝２５０
０） となり、高速度応答が容易になる。 ωＬ＝ＳμoμsＮ2／ｄ．．．．．（式５） ωＬ：インダクタンス， Ｓ：断面積 μo：真空の透磁率， μs：比透磁率 Ｎ：巻数， ｄ：磁路長
数Ｎも、この実施の形態では分流比の５０分の１となり
２４ターン程度（１２００ターン／５０ターン）です
み、励磁電力も小さくなり発熱、巻線の誘起起電力の大
きさも押さえられ、通常のアモルファスコアの特性で充
分な零磁界検出が行え、コイル形状、回路も小さくでき
る。応答速度も”インダクタンスωＬ”に逆比例すると
考えられるので、巻数Ｎが１／５０になると、（式５）
より、 ωＬ＝１／２５００（巻数の２乗＝５０×５０＝２５０
０） となり、高速度応答が容易になる。 ωＬ＝ＳμoμsＮ2／ｄ．．．．．（式５） ωＬ：インダクタンス， Ｓ：断面積 μo：真空の透磁率， μs：比透磁率 Ｎ：巻数， ｄ：磁路長
【００２０】次に、図２を参照して他の実施の形態を説
明する。上記のように抵抗部材を３分岐させ、バイパス
導線１３を外側に幅広にとり、測定用導線４を軸心位置
に形成したものは、構造的にも周りの磁界の影響を受け
にくい構造であり、導線部全体を磁気シールドテープ１
４でシールドすることが可能になる。これにより、測定
用コア２の動作が確実になり、測定精度を上げることが
できる。また、導線部の前後に放熱用フィン１５を取付
けることにより、測定用コア２に巻回する励磁コイル
７、測定検出コイル６、逆励磁コイル８による発熱を拡
散することができる。また、測定用導線４に磁界の影響
をなくすためのフェライトビーズ１６を容易に取付ける
ことができる。
明する。上記のように抵抗部材を３分岐させ、バイパス
導線１３を外側に幅広にとり、測定用導線４を軸心位置
に形成したものは、構造的にも周りの磁界の影響を受け
にくい構造であり、導線部全体を磁気シールドテープ１
４でシールドすることが可能になる。これにより、測定
用コア２の動作が確実になり、測定精度を上げることが
できる。また、導線部の前後に放熱用フィン１５を取付
けることにより、測定用コア２に巻回する励磁コイル
７、測定検出コイル６、逆励磁コイル８による発熱を拡
散することができる。また、測定用導線４に磁界の影響
をなくすためのフェライトビーズ１６を容易に取付ける
ことができる。
【００２１】本発明では低抵抗の純銅を使用し、シャン
ト抵抗型構造にしたので温度変化による抵抗比率が変わ
らず、正確に測定できるが、単板化（同一部材構成）に
より低インピーダンスとなり、磁界の誘起電圧が発生し
にくく、更にバイパス導線１３と測定用導線４がループ
になって磁界の発生を困難にさせている。そこで、フェ
ライトビーズ１６を取付け、インピーダンス分”ωＬ”
を発生させ、誘起電圧を確保する。これにより、測定用
導線４に励磁電流の影響を除去する役目を得ることがで
きる。また、フェライトビーズ１６の材質を変えて周波
数特性を変えることにより、低周波から高周波まで任意
に測定電流を効率良く測定することが可能である。
ト抵抗型構造にしたので温度変化による抵抗比率が変わ
らず、正確に測定できるが、単板化（同一部材構成）に
より低インピーダンスとなり、磁界の誘起電圧が発生し
にくく、更にバイパス導線１３と測定用導線４がループ
になって磁界の発生を困難にさせている。そこで、フェ
ライトビーズ１６を取付け、インピーダンス分”ωＬ”
を発生させ、誘起電圧を確保する。これにより、測定用
導線４に励磁電流の影響を除去する役目を得ることがで
きる。また、フェライトビーズ１６の材質を変えて周波
数特性を変えることにより、低周波から高周波まで任意
に測定電流を効率良く測定することが可能である。
【００２２】次に、図３（ａ），（ｂ）を参照して他の
実施の形態を説明する。いままでに説明した実施の形態
と異なるところは、２対のバイパス導線１７（抵抗
Ａ），バイパス導線１８（抵抗Ｂ）が測定用導線４（抵
抗Ｃ）の周囲に配置されたことである。この構成では、
２対のバイパス導線１７、１８が十分大きく、また、隙
間が開いているので、放熱作用は良好であり、また、測
定用導線４の周囲をバイパス導線１７、１８が囲ってい
るので遮蔽効果も十分ある。
実施の形態を説明する。いままでに説明した実施の形態
と異なるところは、２対のバイパス導線１７（抵抗
Ａ），バイパス導線１８（抵抗Ｂ）が測定用導線４（抵
抗Ｃ）の周囲に配置されたことである。この構成では、
２対のバイパス導線１７、１８が十分大きく、また、隙
間が開いているので、放熱作用は良好であり、また、測
定用導線４の周囲をバイパス導線１７、１８が囲ってい
るので遮蔽効果も十分ある。
【００２３】また、外側（抵抗Ａ）に対して内側（抵抗
Ｂ抵抗Ｃ）の導線に流れる電流比率を４９：１に設定
し、さらに外側（抵抗Ｂ）に対して内側（抵抗Ｃ）の導
線に流れる電流比率を４９：１に設定する。この方式を
数段使用することにより、数ｋＡ以上の大電流も本方式
にて正確に測定可能となる。ここでは、被測定電流Ｉ0
を１／（５０×５０）に分流して測定するので消費電力
が小さくてすむ。なお、抵抗Ａ抵抗Ｂは計算に合わせた
大きさにする必要はなく、図４に示すように、製作誤差
の少ない大きさのバイパス導線１７（抵抗Ａ’）と抵抗
値率の調整用のバイパス導線１８（抵抗Ｂ’）の組合せ
でも良い。
Ｂ抵抗Ｃ）の導線に流れる電流比率を４９：１に設定
し、さらに外側（抵抗Ｂ）に対して内側（抵抗Ｃ）の導
線に流れる電流比率を４９：１に設定する。この方式を
数段使用することにより、数ｋＡ以上の大電流も本方式
にて正確に測定可能となる。ここでは、被測定電流Ｉ0
を１／（５０×５０）に分流して測定するので消費電力
が小さくてすむ。なお、抵抗Ａ抵抗Ｂは計算に合わせた
大きさにする必要はなく、図４に示すように、製作誤差
の少ない大きさのバイパス導線１７（抵抗Ａ’）と抵抗
値率の調整用のバイパス導線１８（抵抗Ｂ’）の組合せ
でも良い。
【００２４】次に、図５を参照して他の実施の形態を説
明する。いままでに説明した実施の形態と異なるところ
は、円筒状のバイパス導線１９を使用したところにあ
る。大電流が流れる場合、電流は導体の表面を流れるよ
うになるので、導体表面積を増やすようにする。また、
円形蓋２０を測定用導線４とバイパス導線１９の端部に
結合させる。被測定電流Ｉ0は測定用導線４を流れる電
流Ｉ5とバイパス導線１９を流れる電流Ｉ4とに円形蓋２
０を介して分流されている。円形蓋２０は筒体（バイパ
ス導線１９）への均等な流れを作るようになっている。
この実施の形態では、測定用コア２が密閉型であるの
で、周囲の雑音から保護され、安定した状態で測定を行
なうことができる。
明する。いままでに説明した実施の形態と異なるところ
は、円筒状のバイパス導線１９を使用したところにあ
る。大電流が流れる場合、電流は導体の表面を流れるよ
うになるので、導体表面積を増やすようにする。また、
円形蓋２０を測定用導線４とバイパス導線１９の端部に
結合させる。被測定電流Ｉ0は測定用導線４を流れる電
流Ｉ5とバイパス導線１９を流れる電流Ｉ4とに円形蓋２
０を介して分流されている。円形蓋２０は筒体（バイパ
ス導線１９）への均等な流れを作るようになっている。
この実施の形態では、測定用コア２が密閉型であるの
で、周囲の雑音から保護され、安定した状態で測定を行
なうことができる。
【００２５】
【発明の効果】本発明は以上述べた通りであり、請求項
１に記載の発明では、被測定電流が測定用導線とバイパ
ス導線へ流れるが、この２つの導線が同一部材で構成さ
れているので、温度による抵抗変化が同じで分配する電
流比が同じになり、測定用導線に流れる電流が小さくな
っても被測定電流を正確に測定することができる。従っ
て励磁された測定用コアの第２のコイルに流す打ち消し
の逆励磁電流を小さくすることができ、小電力で被測定
電流を測定することができる。
１に記載の発明では、被測定電流が測定用導線とバイパ
ス導線へ流れるが、この２つの導線が同一部材で構成さ
れているので、温度による抵抗変化が同じで分配する電
流比が同じになり、測定用導線に流れる電流が小さくな
っても被測定電流を正確に測定することができる。従っ
て励磁された測定用コアの第２のコイルに流す打ち消し
の逆励磁電流を小さくすることができ、小電力で被測定
電流を測定することができる。
【００２６】請求項２の発明は、測定用導線の周囲に非
磁性体材料のバイパス導線が配置されているので、外部
の磁界との干渉がなく正確な測定をすることができる。
請求項３の発明は、測定用導線が低インピーダンスのと
き、フェライトビーズを挿通したことによってインピー
ダンスを持たせ、計測に必要な電圧を発生させ測定可能
状態にすることができる。請求項４の発明は、測定用コ
アは、ヒステリシスの磁束レベルの勾配がほぼ９０度に
近く、かつ、飽和領域がほぼ0.026〜0.037テスラである
ので、測定用コアに巻回した測定検出コイルの検出波形
がシャープになるので精度良く被測定電流を測定するこ
とができる。
磁性体材料のバイパス導線が配置されているので、外部
の磁界との干渉がなく正確な測定をすることができる。
請求項３の発明は、測定用導線が低インピーダンスのと
き、フェライトビーズを挿通したことによってインピー
ダンスを持たせ、計測に必要な電圧を発生させ測定可能
状態にすることができる。請求項４の発明は、測定用コ
アは、ヒステリシスの磁束レベルの勾配がほぼ９０度に
近く、かつ、飽和領域がほぼ0.026〜0.037テスラである
ので、測定用コアに巻回した測定検出コイルの検出波形
がシャープになるので精度良く被測定電流を測定するこ
とができる。
【図１】本発明による実施の形態の被測定回路の通電部
に挿通する検出部の形状（ａ）と回路（ｂ）の模式図で
ある。
に挿通する検出部の形状（ａ）と回路（ｂ）の模式図で
ある。
【図２】本発明による他の検出部の形状を示す模式図で
ある。
ある。
【図３】本発明による他の検出部の形状（ａ）と回路
（ｂ）の模式図である。
（ｂ）の模式図である。
【図４】本発明による他の検出部の形状（ａ）を示す模
式図である。
式図である。
【図５】本発明による他の検出部の形状を示す模式図で
ある。
ある。
【図６】従来の磁界型電流センサの模式図である。
２ 測定用コア ４ 測定用導線 ６ 測定検出コイル ８ 逆励磁コイル １１ 逆励磁回路 １３、１７，１８，１９ バイパス導線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木下 茂己 北九州市小倉北区片野新町２丁目13番10号 ジャパン システム エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 三浦 憲治 北九州市小倉北区片野新町２丁目13番10号 ジャパン システム エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 京松 義孝 北九州市小倉北区片野新町２丁目13番10号 ジャパン システム エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 園田 敏勝 福岡県嘉穂郡庄内町大字多田277−18 (72)発明者 浅野 祐一郎 東京都目黒区南３−13−21 Ｆターム(参考） 2G025 AB04 AB14 2G035 AA03 AA17 AB04 AD19 AD66
Claims (4)
- 【請求項１】 被測定回路の磁界を、励磁された測定用
コアに巻回したコイルにより検出し、その検出した磁界
を前記測定用コアに巻回し逆励磁回路に接続された第２
のコイルにより打ち消し、その逆励磁回路の作動電圧を
検出することで前記被測定回路の電流を測定する磁界型
電流センサにおいて、 被測定回路の通電箇所に挿入するための、測定用コアを
装着した測定用導線と、該測定用導線を迂回する前記測
定用導線より抵抗の小さいバイパス導線とを同一部材か
ら分岐して構成したことを特徴とする磁界型電流セン
サ。 - 【請求項２】 測定用導線及びバイパス導線は非磁性体
材料で製作され、バイパス導線は前記測定用導線の軸線
に間隔を開けて対称に配置したことを特徴とする請求項
１記載の磁界型電流センサ。 - 【請求項３】 測定用コアを挿通した測定用導線には、
フェライトビーズが装着されていることを特徴とする請
求項１または請求項２に記載の磁界型電流センサ。 - 【請求項４】 測定用コアは、ヒステリシスの磁束レベ
ルの勾配がほぼ９０度に近く、かつ、飽和領域がほぼ0.
026〜0.037テスラであることを特徴とする請求項１ない
し請求項３のいずれかに記載の磁界型電流センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000401964A JP2002202328A (ja) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | 磁界型電流センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000401964A JP2002202328A (ja) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | 磁界型電流センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002202328A true JP2002202328A (ja) | 2002-07-19 |
Family
ID=18866326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000401964A Pending JP2002202328A (ja) | 2000-12-28 | 2000-12-28 | 磁界型電流センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002202328A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007202320A (ja) * | 2006-01-27 | 2007-08-09 | Toshiba Corp | 電流検出器及びそれを用いた鉄道車両用電力変換装置。 |
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| JP2024522898A (ja) * | 2021-06-28 | 2024-06-21 | ルーテック インコーポレイテッド | 大電流計測装置 |
-
2000
- 2000-12-28 JP JP2000401964A patent/JP2002202328A/ja active Pending
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|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
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| A02 | Decision of refusal |
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