JPH0211108B2

JPH0211108B2 -

Info

Publication number: JPH0211108B2
Application number: JP59017453A
Authority: JP
Inventors: Shinjiro Takeuchi; Kosuke Harada; Kimisuke Shirae
Original assignee: Mishima Kosan Co Ltd
Current assignee: Mishima Kosan Co Ltd
Priority date: 1984-02-02
Filing date: 1984-02-02
Publication date: 1990-03-12
Also published as: JPS60161564A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、直流電流を測定するための単孔を有
する磁性材料の非線形特性とオペアンプの高ゲイ
ン特性を利用して交流電圧に変換し電流を測定す
るようにした自励ブリツジ形電流センサに関す
る。

従来からあるブリツジ回路は、交流ブリツジを
構成する４素子のうち、少なくとも１素子は、コ
イル中心部に磁心を配置したインダクタンス素子
で構成し、この磁心に印加される磁界によつてイ
ンダクタンス素子のインピーダンスを変化させ、
磁気情報をブリツジの不平衡電圧振巾値の変化と
して取り出すようにしたものである。

第９図に従来の交流ブリツジ形センサ回路の一
例を示す。図において５０は被測定電流用の入力
巻線、５１は交流電源、５２〜５５はブリツジを
形成する抵抗体であり、５５は調整用抵抗、５６
はコイル、５７は磁心であり、ブリツジのインダ
クタンス素子を形成している。

ここで先ず、入力巻線５０に流れる被測定電流
Ｉ＝０の場合、ブリツジ中間点における電圧e_put
が零または最低の振幅になるように調整用抵抗５
５を調整する。次にＩ＝Is（Is≠０）の電流を入
力巻線５０に流すと、磁心に印加する磁界の強さ
は、Ｈ∝2π（ｉ＋Is）となる。なおｉはブリツジ
回路からコイル５６に流れる電流である。この場
合、コイル５６のインダクタンスＬは、第１０図
に示すようにＩ＝０の場合よりも小さくなるため
にコイル５６のインピーダンスも小さくなり、コ
イル５６の端子電圧は降下する。すなわちブリツ
ジ中間点において、不平衡電圧e_putが観測され、
この振幅値の変化量が被測定電流の絶対値に対応
することになる。

この種のブリツジ回路からは、測定磁界の強さ
を測定することは、不平衡電圧振巾より実施でき
るが、測定磁界の極性（印加方向）を測定するこ
とは、このままでは不可能である。また、入出力
特性において非線形となり、直線性も悪かつた。

本発明は、従来の上記欠点を、交流ブリツジの
素子に単孔磁心を用い、これをオペアンプと組合
わせることによつて解消した自励ブリツジ形電流
センサを提供する。

すなわち第１の本発明は、環状形の磁性材料か
らなる単孔磁心に環状磁路を生じさせるように励
磁巻線を巻装し、該単孔磁心の孔部に被測定電流
の一部あるいは全体が貫通するように入力巻線を
配置し、ブリツジ回路を形成する第１素子を前記
単孔磁心の励磁巻線とし、第２、第３、第４の素
子を抵抗として交流ブリツジを構成し、単孔磁心
の磁束密度を被測定電流によつて定まる値を起点
として変化させることにより励磁巻線のインピー
ダンスを変化させ、この変化によつて生じるブリ
ツジ回路の中間端子電圧を次段に設けたオペアン
プに入力し、該オペアンプにおいて被測定電流値
によつて定まる磁心の正の励磁時間および負の励
磁時間を正負両極性を有する正あるいは負の飽和
直流電圧の正の半サイクル励磁時間と負の半サイ
クル励磁時間にそれぞれ変換し、この飽和直流電
圧をブリツジ回路に印加して単孔磁心を自励状態
としながら正負励磁時間差から被測定電流値を測
定するように構成し、また前記励磁巻線の端子間
にコンデンサを並列接続した自励ブリツジ形電流
センサである。

また第２の本発明は、環状形の磁性材料からな
る単孔磁心に環状磁路を生じさせるように励磁巻
線および帰還巻線を巻装し、該単孔磁心の孔部に
被測定電流の一部あるいは全体が貫通するように
入力巻線を配置し、ブリツジ回路を形成する第１
素子を前記単孔磁心の励磁巻線とし、第２、第
３、第４の素子を抵抗として交流ブリツジを構成
し、つづいて直列に飽和直流電圧を発生させる第
１段オペアンプおよび積分増巾として動作する第
２段オペアンプを設け、前記ブリツジの中間端子
を第１段オペアンプの非反転端子および反転端子
に、第１段オペアンプの出力端子を第２段オペア
ンプの非反転出力端子にそれぞれ接続し、また第
２段オペアンプの出力端子と反転端子との間に積
分用のコンデンサおよび抵抗を並列に接続すると
ともに、該出力端子を可変抵抗およびチヨークコ
イルを介して前記帰還巻線に直列に接続してフイ
ードバツク系を構成し、第１段オペアンプの飽和
直流電圧と第２段オペアンプの出力電圧によつて
励磁される単孔磁心の磁束密度を入力巻線の被測
定電流で定まる値を起点として変化させることに
より励磁巻線のインピーダンスを変化させ、この
変化によつて生じるブリツジ回路の中間端子電圧
を第１段オペアンプに入力し、第１段および第２
段オペアンプの各出力電圧と被測定電流値によつ
て定まる磁心の正の励磁時間および負の励磁時間
を、第１段オペアンプの正負両極性を有する正あ
るいは負の飽和直流電圧の正の半サイクル励磁時
間と負の半サイクル励磁時間にそれぞれ変換し、
この第１段オペアンプ出力の飽和直流電圧と、該
電圧を第２段オペアンプにて積分増巾して得た出
力電圧とを励磁巻線および帰還巻線にそれぞれ帰
還して単孔磁心を自励状態としながら正負励磁時
間差から被測定電流値を測定するように構成し、
また前記励磁巻線の端子間にコンデンサを並列接
続した自励ブリツジ形電流センサである。

以上の如く構成し、高透磁率、低保磁力の特性
を最大限に生かせる磁心の非線形磁気特性領域を
動作領域とする自励ブリツジ回路を、単孔磁心と
オペアンプによつて構成することにより、ブリツ
ジ回路の中間点に生じる不平衡電圧をオペアンプ
にて検出し、その出力端子の方形波出力電圧の正
負半サイクル持続期間を被測定電流によつて発生
する磁界によつて制御し、電流値を測定するもの
である。

第１および第２の本発明の第１の特徴は、単孔
磁心とオペアンプにより自励ブリツジ回路を構成
し、ブリツジ内のオペアンプの正負飽和直流電圧
を直接、ブリツジ回路に印加して電流の強さと極
性を知ることができるようにした点である。

第２の特徴は、磁心として、高透磁率、低保磁
力であるアモルフアス磁性材料などを使用するこ
とにより小さな消費電力にて高感度電流測定を可
能にしたことである。

第３の特徴は、磁気変調器やブリツジ回路にみ
られる交流励磁電圧、倍周波信号のパワー・信号
の送受方法は、AC−AC伝送方式であつたが、本
発明では減衰の少ないDC−DC方式（直流伝送方
式）に改良することにより、コード長が数100m
に及んでも高感度電流測定を可能にしたことであ
る。

第４の特徴は、ブリツジ回路及び磁気変調器の
回路構成における交流励磁電源、逓倍器、同調増
巾器、同期整流部などの主要基本構成回路を全く
必要とせず、簡素化された回路によつて電流の強
さと極性を測定しうるようにしたことである。

さらに第２の本発明の特徴として、単孔磁心に
帰還巻線を付加することにより、電流感応部の自
励動作の安定化を図ることができるとともに、被
測定電流に対する出力電圧の関係をあらわす入出
力特性の直線性が改善できることである。

以下、図面において詳細に説明する。

第１図ａ〜ｃは本発明に使用する単孔状の磁性
材料からなる単孔磁心１の材料構成例を示す。ａ
は打抜き、あるいは焼成、あるいは加工された磁
心、ｂはテープ状磁性体を巻いたもの、ｃはリボ
ン細線あるいは線材を巻いた磁心の例を示す。い
ずれの形状、構成であつても本発明の目的は達成
されるので別にこれを限定しない。磁心１は、単
孔であるが、その形状も限定しない。また使用材
料も、純鉄、硅素鋼、パーマロイ、アモルフア
ス、フエライト等これを限定しない。スパツター
などの製造によつて得られる薄膜状のものを使用
することも勿論可能である。

第２図は、本発明における電流センサの磁心に
巻装される巻線の基本構成を示している。第２図
ａは本発明の基本構成で、モールドなどで励磁巻
線を固定した磁心４は単孔磁心で、その外側には
端子２ａ，２ｂの励磁巻線２と、端子３ａ，３ｂ
である入力回路の入力巻線３が貫通されている。
入力巻線３の巻線数は図では１ターンであるが一
般には、何ターンでもよい。コンデンサ５は磁心
より発生する雑音成分を吸収させる目的で付加し
たもので、端子２ａ，２ｂの巻線端子に接続され
ている。第２図ｂ，ｃは測定電流Iinの一部を単
孔内の入力巻線３に、残りを単孔外の単一あるい
は複数本の導体３０に流すようにした入力回路の
例を示す。この回路の特徴は、電流をバイパスさ
せて、所定の電流の大きさに分流されたIexだけ
を測定することにより、小型の磁心で大電流Iin
の測定を可能にすることである。すなわち、この
磁心を貫通する電流Iexで作る磁界より換算して
Iinを測定しうるようにしたものである。このよ
うな入力回路構成では、磁心より入力巻線に誘導
する交流分は、導体３０によつて短絡されるた
め、電磁誘導分を阻止するという大きな利点があ
る。

第３図は、本発明の動作原理を磁心４のＢ−
Iex特性を用いて説明するための図である。第３
図ａは、被測定電流Iexが零（Iex＝０）の時にお
ける磁心４のＢ−Iex特性を示したものである。
磁心４にはヒステリシスが存在するため、励磁の
１サイクルでは、図示されているように→→
→→の経路をたどることになる。ここで、
Iex＝０の状態の時に、正の直流電圧を励磁巻線
２に印加し、正の励磁界によつて磁心４を最大磁
束密度Bmまで励磁させると、図示の通りその磁
束密度変化巾は△B₁₂となる。そして、磁心４の
磁束密度がBmに達すると同時に直流電圧を零に
すれば、磁心４に印加している磁界はなくなるの
で磁束密度レベルは点から点のレベルに急速
に戻る。今度は、負の直流電圧を印加して、負の
励磁界によつて磁心４を負の最大磁束密度−Bm
まで励磁させると、その磁束密度変化巾は△B₃₄
となり、｜△B₁₂｜＝｜△B₃₄｜が成立することに
なる。ところが、第３図ｂに示すごとく、正の被
測定電流I′ex（＞０）によつて発生する磁界が磁
心４に印加している状態から、この状態を起点と
して前述の励磁サイクルをくりかえす場合を考え
てみると、まず、正励磁界の印加時における磁束
密度変化巾は△B′₁₂、負励磁界の印加時では△
B′₃₄となり、△B′₁₂と△B′₃₄の間には、明らかに
｜△B′₁₂｜＜｜△B′₃₄｜が成立する。いいかえれ
ば、励磁用の直流電圧が零状態から、磁心４を正
あるいは負の最大磁束密度レベルにまで励磁する
のに要する正励磁期間t′＋と負励磁期間t′−の間
に、t′＋＜t′−の関係式が成立することになる。

次に、第３図ｃに示すごとく、負の被測定電流
I″ex（＜０）によつて発生する磁界が磁心４に印
加している状態を起点として前述の励磁サイクル
をくり返すと、正励磁時に△B″₁₂、負励磁時に△
B″₃₄の磁束密度変化がみられ、正励磁期間t″＋と
負励磁期間t″−の間に、t″＋＞t″−が成立するこ
とになる。そこで、磁心４に前述の励磁サイクル
時に印加する励磁直流電圧値が磁心４の最大磁束
密度レベルにおいても低下あるいは変動しないよ
うに、第４図の電流検出回路に示すごとく励磁巻
線２と直列に可変抵抗６を接続し、この可変抵抗
によつてインピーダンス調整をする。また、磁心
４の磁束レベルが最大磁束密度レベルあるいは
に達すると同時に自動的に直流電圧Vc−Vcの
極性が切り換えられる場合を考えると、端子７
（または、端子８）における電圧波形ｅは、正負
両極性を有する方形波電圧波形として観測される
ことになる。第５図は、このような仮定のもと
に、Iex＝０、I′ex＞０、I″ex＜０の各場合にお
ける端子７における電圧波形ｅを図示したもので
ある。図からわかるように、両極性方形波の正の
半サイクル持続期間ｔ＋，t′＋，t″＋と、負の半
サイクル持続期間ｔ−，t′−，t″−は、被測定電
流Iex，I′ex，I″exによつて制御されることがわ
かる。それ故、ｅを積分し、その電圧積分値Eo，
E′o，E″oの符号と電圧値から被測定電流Iexの極
性と強さに対応させて換算表示することにより、
電流測定を可能にすることができることがわか
る。

第６図は、本発明の動作原理を自動的に遂行す
るための全体回路図である。機能的には、電流感
応部１００、表示回路部２００、直流安定化電源
部２５０から成立する。

まず、電流感応部１００のブリツジ回路を構成
する４個の素子として、一辺には可変抵抗６なら
びに励磁巻線２およびコンデンサ５が存在し、他
辺には可変抵抗１１ならびに可変抵抗１０が存在
する。また、ブリツジ各辺の両端の一端はオペア
ンプOP₁の出力端子７に、他端はアースＧに接続
されている。帰還巻線３００は、磁心４に印加す
る被測定電流Iexによつて発生する磁界が強い場
合、これを打消すに十分大きな励磁界を発生させ
るための巻線で、これは表示回路部２００から出
力される励磁電流が端子３００ａに入力されるこ
とにより実行される。

第６図に示すように、正帰還になるように接続
されているこのフイードバツク系は、Iexが比較
的強い電流の場合において、電流感応部の自励動
作を安定化させる作用をする。また、被測定電流
に対する出力電圧の関係を表わす入出力特性の直
線性の改善と、測定範囲の拡大にも寄与するもの
で、実用上非常に有用である。オペアンプOP₁の
各入力端子への入力は、非反転端子Ｐには励磁巻
線２の端子２ａがブリツジ回路の一方の中間端子
である結点Ａを介して入力され、反転端子Ｎには
ブリツジ回路の他方の中間端子である可変抵抗１
０，１１の結点Ｂを介して結点Ｂにおける電圧が
入力されている。オペアンプOP₁の動作は、Ｐ，
Ｎ端子間における入力電圧差e_A−e_Bを増巾する増
巾器として動作しているのではなく、入力電圧差
e_A−e_Bが正かあるいは負であるかを識別し、それ
ぞれに対応して正あるいは負の飽和直流電圧を出
力する符号識別器として機能させているのであ
る。コンデンサ５は、磁心４で発生する雑音成分
を吸収させるとともに、急速な磁束変化、たとえ
ばブリツジ印加電圧の正負切換えによつて発生す
る磁束フライバツク現象による影響を抑制するこ
とによつて自励動作を安定化させ、その結果とし
て入出力特性の線形性を改善する作用を有してい
る。

次に、自励動作について説明する。

ここで、理解を容易にするために、コンデンサ
５を省略し、可変抵抗６，１０，１１の抵抗値を
R₆，R₁₀，R₁₁とし、励磁巻線２のインピーダン
スをZ₂とし、磁心４が最大磁束密度±Bmに達す
る直前のインピーダンスをZ₂m−とし、±Bmに
達した時のインピーダンスをZ₂mとして、これら
の間にはR₆＞Z₂及びR₁₁＞R₁₀、かつR₆＝R₁₁およ
びZ₂m−＞R₁₀＞Z₂mが成立しているひとつの場
合に限定して考えることにする。仮りに、今の瞬
間において、オペアンプOP₁の出力端子７の出力
電圧が正の飽和直流電圧＋V_Sに切換わつたとす
れば、磁心４における磁束密度レベルは被測定電
流で規定される磁性密度レベルにまで急速に戻る
ことになる（の状態）。そして反転端子Ｎには
抵抗１１と１０によつて分圧された正の電圧e_B
（＞０）が入力されることになり、非反転端子Ｐ
には抵抗６と励磁巻線２のインピーダンスとの分
圧によつて定まる正の電圧e_A（＞０）が入力され
る。ここで、励磁巻線のインピーダンスZ₂は磁心
４が磁束不飽和状態に入つているため、非常に大
きく、抵抗１０との間にはZ₂＞R₁₀が成立するの
で、オペアンプ入力電圧差の符号は正（e_A−e_B＞
０）となり、オペアンプOP₁の出力電圧はそのま
ま正の飽和直流電圧＋V_Sを維持する。ところが、
磁心４における磁束密度レベルが次第に上昇し、
徐々に正の最大磁束密度Bmに近づくにつれ、透
磁率の減少にともない、励磁巻線２のインピーダ
ンスZ₂は低下し、磁心４が正の最大磁束密度Bm
に達する直前でZ₂＝Z₂m−となり、この時点では
Z₂m−＞R₁₀が成立しているが次の瞬間には磁心
４は最大磁束密度Bmに達するので（の状態）、
今度はZ₂＝Z₂m＜R₁₀となる。その結果e_A＜e_Bの
関係が成立しオペアンプOP₁の入力端子間入力電
圧差の符号は正（e_A−e_B＞０）の状態から負（e_A
−e_B＜０）の状態へ変化するため、オペアンプ
OP₁の出力端子７には負の飽和直流電圧−V_Sが発
生する。そしてこの電圧は、ブリツジの端子７と
アースＧの間に印加されると同時に、磁心４の磁
束密度レベルは再び被測定電流で規定されるレベ
ルにまで急速に戻る（の状態）。この負の励磁
サイクルに突入するとZ₂＞R₁₀、e_A＜０、e_B＜０、
e_A−e_B＜０の関係が成立し、磁心４における磁束
変化は、逆方向に向かつて進む。そして時間の経
過とともに、磁心４の磁束密度レベルが、負の最
大磁束密度−Bmに達すると（の状態）、Z₂＝
Z₂m＜R₁₀、e_A＞e_Bが成立し、オペアンプOP₁の
入力電圧差の符号は正（e_A−e_B＞０）となつて、
OP₁の出力端子７には正の飽和直流電圧＋V_Sが出
現することになるのである。

以上の回路動作説明より、磁心４が最大磁束密
度＋Bmまたは−Bmに達するごとにオペアンプ
OP₁の飽和直流電圧±Vsが交互に自動的に切り
換えられることが明らかとなつた。

また、磁心４に巻装された入力巻線３に被測定
電流Iex，I′ex（＞０），I″ex（＜０）が入力された
状態で前述の動作をさせると、オペアンプOP₁の
出力端子では第５図に示されているような方形波
電圧波形が観測されることも容易に理解できるわ
けである。ただし、正確を期すならば、第５図の
±Vcを±V_Sに置き換えて読み取れば十分である。

２００は表示回路部で、電流感応部１００の出
力電圧を積分増巾するオペアンプOP₂と、これに
接続された積分用のコンデンサ１２と、抵抗１
３，１４，１６，１８およびチヨークコイル１
７、指示針１９から構成されている。

オペアンプOP₂の出力端子１５では、被測定電
流の極性＋，−とその大きさにそれぞれ対応する
正あるいは負の直流電圧値が観測される。

チヨークコイル１７は、電流感応部１００から
の雑音成分が表示回路部２００に影響を与えない
ように、それを抑制するために挿入されている。
このチヨークコイル１７を抵抗によつて代行させ
ることも可能である。２５０は直流安定化電源部
であり、オペアンプOP₁，OP₂を駆動するための
ものである。電流感応部１００と表示回路部との
伝送は直流分だけで目的が達成される本発明で
は、電流感応部１００と直流安定化電源部２５０
との伝送も直流分であることから、パワーの送
受、信号の送受は完全なDC−DC方式になつてい
る。それ故、たとえば測定室には直流安定化電源
部２５０と表示回路部２００を設置し、数100m
はなれたところの取り付けられた電流感応部１０
０が感応する電流変化を測定室においてモニター
することが可能になるのである。

第７図は、第６図で示す電流センサの別回路例
を示す。電流感応部１００′には、出力電圧Eo
（ブロツク２００′の中に表示）の直流電圧レベル
を調整するために、励磁巻線２にレベル調整用の
電流を流す回路を付加している。可変抵抗４０
は、オペアンプ駆動用の±Vc電源に接続され、
その中間接点Ｓより、抵抗４１を介して、巻線２
に電流を流すようにしてある。そして可変抵抗４
０における接点Ｓの位置によつて、オペアンプ
OP₁の出力電圧±V_Sのデユーテイ比が変化するの
で、±V_Sの積分電圧値Eoのレベルも上下させるこ
とが可能になるのである。４００は、電圧Eoを
入力信号とするコンパレータであつて、あらかじ
め設定された基準電圧値に対して入力信号レベル
をチエツクし、これをハイレベルあるいはローレ
ベルの信号電圧に変換して出力するものである。
ここで使用するコンパレータは、公知のコンパレ
ータ（ウインドコンパレータを含む）で十分でそ
れぞれの用途に応じその特性を生かして使用する
だけで十分である。５００は、表示回路部でコン
パレータの出力Ecに応じて、たとえば警報音を
発生させるリレーを動作させたり、LEDを表示
させるものである。

第８図はその応用例である。まず第８図ａは電
磁リレーにおけるメイク状態（ON）で、確実に
電流が流れていることを検出するために使用する
例を示す。電流センサ全体１０００を電磁リレー
の各接点に用いることにより、動作の異常を検知
する自己診断型電磁リレーの構成が可能になる。
この場合、単電源（たとえば24V）での使用も可
能で、第６図、第７図におけるアースＧを、単電
源の２分の１の電圧レベルに引き上げるように、
抵抗による分圧回路を用いて中間電位点を作れば
簡単に実現できることは自明である。第８図ｂは
ランプなどの断線状況を知るための応用例であ
る。自動車における各種ランプＬの点灯状況は、
運転席から直接チエツクできないところもある。
そこで、運転席に警報ランプ付の電流センサ１０
００を配置しておけばランプの点灯状態を確認す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に使用する単孔状の磁性材料
からなる単孔磁心１の材料構成例を示す図、第２
図は、本発明における電流センサの磁心に巻装さ
れる巻線の基本構成を示す図、第３図は、本発明
の動作原理を磁心４のＢ−Iex特性を用いて説明
するための図、第４図は、電流検出回路を示す
図、第５図は、第４図の端子７における電圧波形
ｅを示す図、第６図は、本発明の動作原理を自動
的に遂行するための全体回路図、第７図は、第６
図で示す電流センサの別回路例を示す図、第８図
は、応用例を示す図である。第９図は従来の交流
ブリツジ形センサ回路の一例を示す図面、第１０
図はコイルの被測定電流に対するＨとＬの関係を
示すグラフである。図中、１は単孔磁心、２は励磁巻線、３は入力
巻線、２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂは端子、４は巻線
を固定した磁心、５，１２はコンデンサ、１７は
チヨークコイル、１９は指示針、３０は単孔外の
導体、４０は可変抵抗、１００は磁気感応部、２
００は表示回路部、２５０は直流安定化電源部、
３００は帰還巻線、４００はコンパレータ、５０
０は表示回路部、Ａ，Ｂは結点、Ｇはアース、
OP₁，OP₂はオペアンプ、Ｐ，８は非反転端子、
Ｎ，９は反転端子である。

Claims

【特許請求の範囲】１環状形の磁性材料からなる単孔磁心に環状磁
路を生じさせるように励磁巻線を巻装し、該単孔
磁心の孔部に被測定電流の一部あるいは全体が貫
通するように入力巻線を配置し、ブリツジ回路を
形成する第１素子を前記単孔磁心の励磁巻線と
し、第２、第３、第４の素子を抵抗として交流ブ
リツジを構成し、単孔磁心の磁束密度を被測定電
流によつて定まる値を起点として変化させること
により励磁巻線のインピーダンスを変化させ、こ
の変化によつて生じるブリツジ回路の中間端子電
圧を次段に設けたオペアンプに入力し、該オペア
ンプにおいて被測定電流値によつて定まる磁心の
正の励磁時間および負の励磁時間を正負両極性を
有する正あるいは負の飽和直流電圧の正の半サイ
クル励磁時間と負の半サイクル励磁時間にそれぞ
れ変換し、この飽和直流電圧をブリツジ回路に印
加して単孔磁心を自励状態としながら正負励磁時
間差から被測定電流値を測定するように構成した
自励ブリツジ形電流センサ。２励磁巻線の端子間にコンデンサを並列接続し
た特許請求の範囲第１項記載の自励ブリツジ形電
流センサ。３環状形の磁性材料からなる単孔磁心に環状磁
路を生じさせるように励磁巻線および帰還巻線を
巻装し、該単孔磁心の孔部に被測定電流の一部あ
るいは全体が貫通するように入力巻線を配置し、
ブリツジ回路を形成する第１素子を前記単孔磁心
の励磁巻線とし、第２、第３、第４の素子を抵抗
として交流ブリツジを構成し、つづいて直列に飽
和直流電圧を発生させる第１段オペアンプおよび
積分増巾として動作する第２段オペアンプを設
け、前記ブリツジの中間端子を第１段オペアンプ
の非反転端子および反転端子に、第１段オペアン
プの出力端子を第２段オペアンプの非反転出力端
子にそれぞれ接続し、また第２段オペアンプの出
力端子と反転端子との間に積分用のコンデンサお
よび抵抗を並列に接続するとともに、該出力端子
を可変抵抗およびチヨークコイルを介して前記帰
還巻線に直列に接続してフイードバツク系を構成
し、第１段オペアンプの飽和直流電圧と第２段オ
ペアンプの出力電圧によつて励磁される単孔磁心
の磁束密度を入力巻線の被測定電流で定まる値を
起点として変化させることにより励磁巻線のイン
ピーダンスを変化させ、この変化によつて生じる
ブリツジ回路の中間端子電圧を第１段オペアンプ
に入力し、第１段および第２段オペアンプの各出
力電圧と被測定電流値によつて定まる磁心の正の
励磁時間および負の励磁時間を、第１段オペアン
プの正負両極性を有する正あるいは負の飽和直流
電圧の正の半サイクル励磁時間と負の半サイクル
励磁時間にそれぞれ変換し、この第１段オペアン
プ出力の飽和直流電圧と、該電圧を第２段オペア
ンプにて積分増巾して得た出力電圧とを励磁巻線
および帰還巻線にそれぞれ帰還して単孔磁心を自
励状態としながら正負励磁時間差から被測定電流
値を測定するように構成した自励ブリツジ形電流
センサー。４励磁巻線の端子間にコンデンサを並列接続し
た特許請求の範囲第３項記載の自励ブリツジ形電
流センサ。