JPS60173476A - Bridge type current sensor - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To measure the intensity and polarity of a measuring magnetic field by controlling the positive and negative half-cycle duration of the rectangular wave output voltage at the output terminal of an operational amplifier with a magnetic field generated with a current to be measured. CONSTITUTION:A capacitor 6, exciting winding 2, and a capacitor 5 are arranged at one side of a bridge circuit, and variable resistances 11 and 10 are arranged at the other side respectively; and one terminal of each side of the bridge is connected to the output terminal 7 of the operational amplifier OP1 and the other terminal is connected to the earth G. Inputs to the amplifier OP1 are supplied to the inverted terminal N through a connection point A and to the uninverted input terminal N P through a connection point B respectively. Then, the amplifier OP1 discriminates whether input voltage differences eB and eA between terminals P and N are positive or negative and outputs a positive or negative DC saturation voltage.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、直流電流を測定するために単孔を有する磁性
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
て交流電圧を発生させるようにしたブリッジ形電流セン
サに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a bridge type current sensor that generates an alternating current voltage by utilizing the nonlinear characteristics of a magnetic material having a single hole and the high gain characteristics of an operational amplifier in order to measure a direct current. .

従来からあるブリッジ回路は、交流ブリッジを構成する
４素子のうち、少なくとも１素子は、フィル中心部に磁
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ってインダクタンス素子のインピー
ダンスを変化させ、磁気情報をブリッジの不平衡電圧振
１］値の変化として取り出すようにしたものである。In conventional bridge circuits, at least one of the four elements that make up the AC bridge is an inductance element with a magnetic core placed in the center of the fill, and the impedance of the inductance element is changed by the magnetic field applied to this magnetic core. The magnetic information is extracted as a change in the unbalanced voltage swing 1] value of the bridge.

この種のブリッジ回路からは、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。From this type of bridge circuit, it is possible to measure the strength of the measurement magnetic field from the unbalanced voltage amplitude, but it is impossible to measure the polarity (applying direction) of the measurement magnetic field.

１７かるに、本発明は、オペアンプの正負飽和電圧の出
力持続期間のチューティ比によってこれらの欠点を解決
するとともに有孔磁心を用いて、電流測定用電流センサ
に構成したブリッジ形電流センサに関するものである。17. The present invention relates to a bridge-type current sensor that solves these drawbacks by using a tute ratio of the output duration of the positive and negative saturation voltages of an operational amplifier and is configured as a current sensor for current measurement using a perforated magnetic core. be.

すなわち、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
ッジ回路を磁気半導体結合方式によって構成し、オペア
ンプの出力端子の方形波出力電圧の正負半サイクル持続
期間を被測宇電流によって発生ずる磁界によって制御し
うるようにしたものである。In other words, a self-excited bridge circuit whose operating region is the nonlinear magnetic characteristic region of the magnetic core that can take full advantage of the characteristics of high magnetic permeability and low coercive force is constructed using a magnetic semiconductor coupling method, and the square wave output voltage of the output terminal of the operational amplifier is The duration of the positive and negative half cycles can be controlled by the magnetic field generated by the current being measured.

本発明の第１の特徴は、磁気半導体結合回路方式による
自励ブリッジ回路を構成し、磁心が最大磁束密度レベル
に達したことをコンテンサ端子電圧で検知してオペアン
プに入力し、ブリッジ内のオペアンプの正負飽和直流電
圧を直接、ブリッ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。The first feature of the present invention is to configure a self-excited bridge circuit using a magnetic semiconductor coupling circuit system, detect when the magnetic core has reached the maximum magnetic flux density level using a capacitor terminal voltage, and input it to an operational amplifier. The point is that the positive and negative saturated DC voltages of 200 to 3000 kHz are applied directly to the bridge circuit, making it possible to determine the strength and polarity of the current.

第２の特徴は、磁心として、高透磁率、低保磁力である
アモルファス磁性材料なと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。The second feature is that by using an amorphous magnetic material with high magnetic permeability and low coercive force as the magnetic core, highly sensitive current measurement is possible with low power consumption.

第６の特徴は、磁気変調器やブリッ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伝送方式であったが、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、コード長か数１００ｍに及んでも高感度電流測定を
可能にしたことである。The sixth feature is that the power and signal transmission and reception methods of AC excitation voltage and double frequency signals found in magnetic modulators and bridge circuits are
The AC-AC transmission method was previously used, but in the present invention, by improving it to a DC-DC method (direct current transmission method) with less attenuation, it is possible to perform highly sensitive current measurements even with cord lengths of several hundred meters. be.

第４の特徴は、ブリッ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
れた磁気半導体結合回路によっ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。The fourth feature is that the main basic circuits such as the AC excitation power supply, multiplier, tuned amplifier, and synchronous rectifier in the circuit configuration of the bridge circuit and magnetic modulator are not required at all, and the magnetic semiconductor coupling is simplified. This enabled the circuit to measure the strength and polarity of the current.

第５の特徴は、オペアンプの正負両極性直流安′定化電
源と表示回路部のアースをコモンアースにしたことによ
り回路構成を単純化したことである。The fifth feature is that the circuit configuration is simplified by using a common ground for the positive and negative polarity DC stabilized power supply of the operational amplifier and the display circuit section.

以下、図面において詳細に説明する。A detailed explanation will be given below with reference to the drawings.

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。FIGS. 1A to 1C show examples of the material composition of a single-hole magnetic core 1 made of a single-hole magnetic material used in the present invention.

（ａ）は打抜き、あるいは焼成、あるいは加工された磁
心、（１））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。(a) shows an example of a punched, fired, or processed magnetic core, (1) shows an example of a magnetic core wound with a tape-shaped magnetic material, and (C) shows an example of a magnetic core wound with a ribbon thin wire or wire rod.

いずれの形状、構成であっ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、アモルファス、フェライト等これを限
定しない。スパッターなどの製造によって得られる薄膜
状のものを使用することも勿論可能である。Since the object of the present invention can be achieved with any shape or configuration, there is no particular limitation thereto. Although the magnetic core 1 has a single hole, its shape is not limited either. The materials used are also not limited to pure iron, silicon steel, permalloy, amorphous, ferrite, etc. Of course, it is also possible to use a thin film obtained by sputtering or the like.

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、モールドなとて励磁巻線を固定した磁心
４は単孔磁心て、その外側には端子２ａ１２ｂの励磁巻
線２と、端子ろａＸ３ｂである入力回路の入力巻線６が
貫通されている。FIG. 2 shows the basic configuration of the winding wire wound around the magnetic core of the current sensor according to the present invention. FIG. 2(a) shows the basic configuration of the present invention, in which the magnetic core 4 to which the excitation winding is fixed in a molded manner is a single-hole magnetic core, and outside thereof is the excitation winding 2 of the terminal 2a12b and the terminal filter aX3b. The input winding 6 of the input circuit is passed through.

入力巻線ろの巻線数は図では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はオペアンプのスイ
ッチングタイミンク調整と磁心より発生する雑音成分を
吸収させる目的で伺加したもので、端子２ａ１２１）の
巻線端子に接続されている。第２図（１））、（ｃ）は
測定電流Ｉ　ｉ　ｎの一部をｔｉｔ孔内の入力巻線６に
、残りを用孔外の！ｉｉ−・あるいは複数本の導体ろＤ
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たはを測定することにより、小型の磁心
て大電流Ｔｉｎ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Ｔｅｘて作る磁界より換算
してＴｉｎ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、導体ろ０によってＣ−ｊ絡さねるため、電磁誘
導分を阻止するという大きな利点がある。The number of turns of the input winding is one turn in the figure, but generally any number of turns may be used. The capacitor 5 is added for the purpose of adjusting the switching timing of the operational amplifier and absorbing noise components generated from the magnetic core, and is connected to the winding terminal of the terminal 2a121). Fig. 2 (1)) and (c) show that a part of the measured current I in is input to the input winding 6 inside the tit hole, and the rest is sent outside the tit hole. ii--or multiple conductors D
An example of an input circuit that allows the flow to flow is shown below. The feature of this circuit is that it is possible to measure a large current Tin using a small magnetic core by bypassing the current and measuring the shunted current Iex to a predetermined current magnitude. That is, it is possible to measure Tin by converting it from the magnetic field created by the current Tex passing through the magnetic core. In such an input circuit configuration, the alternating current induced from the magnetic core to the input winding is connected to C-j by the conductor filter 0, and therefore has the great advantage of blocking electromagnetic induction.

第６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６・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。FIG. 6 is a diagram for explaining the operating principle of the present invention using the B-Iex characteristic of the magnetic core 4. FIG. Figure 6 (a) is
It shows the B-Iex characteristic of the magnetic core 4 when the current to be measured Iex is zero (Iex = 0).

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
磁界によって磁心４を最大磁束密度ｉη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。Since hysteresis exists in the magnetic core 4, one cycle of excitation follows a path of ■→■→■→■→■ as shown in the figure. Here, when a positive DC voltage is applied to the excitation winding 2 in the state of Iex = 0, and the magnetic core 4 is excited to the maximum magnetic flux density iη by a positive excitation field, the range of change in magnetic flux density is as shown in the figure. ΔB12.

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■のレベルに急速宋 で励磁させると、その磁束密度変化巾はΔＢ８５．とな
り、１△Ｂ、２１＝ｌ△Ｂ３．１　＋が成立することに
なる。ところが、第６図（ｂ）に示すごとく、正の被測
定電流ｐｅｘ（’）０）によって発生する磁界が磁心４
に印加している状態から、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ΔＢ’ｘｔ、負励磁界の印加時で
はΔＢ’３４となり、ΔＢ′１．とΔＢ′３４の間には
、明らかに１ΔＢ’１ｔ　ｌ　＜　ｌ△Ｂ′３４１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ｔＩ十と負励磁期間ｔ′−
の間に、ｔ／十〈ｔ／−の関係式が成立することになる
。Then, if the DC voltage is made zero at the same time as the magnetic flux density of the magnetic core 4 reaches Bm, the magnetic field applied to the magnetic core 4 disappears, so the magnetic flux density level changes from point ■ to the level of point ■. , the range of change in magnetic flux density is ΔB85. Therefore, 1ΔB, 21=lΔB3.1 + holds true. However, as shown in FIG. 6(b), the magnetic field generated by the positive current to be measured pex(')0)
Considering the case of repeating the above-mentioned excitation cycle from the state in which the excitation field is applied to , ΔB′1. Clearly, 1ΔB'1t l <lΔB'341 holds between and ΔB'34. In other words, the positive excitation period tI0 and the negative excitation period t'- required for the excitation DC voltage to excite the magnetic core 4 from the zero state to the maximum positive or negative magnetic flux density level.
During this period, the relational expression t/10<t/- holds true.

次に、第６図（Ｃ）に示すごとく、負の被測定電流１”
ｅｘ　（＜Ｏ）によって発生する磁界が磁心４に印加し
ている状態から前述の励磁サイクルをくり返すと、正励
磁時に△Ｂｕ１２、負励磁時にΔＢＩ′、、の磁束密度
変化がみられ、正励磁期間ｔ〃十と負励磁期間ｔ〃−の
間に、ｔ〃十〉ｔ〃−か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こと
く励磁巻線２と直列に可変抵抗６０を接続し、この可変
抵抗にょ毛 ってインピーダンス調整をすること芋できる。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。Next, as shown in Fig. 6(C), the negative current to be measured 1''
When the above-mentioned excitation cycle is repeated from the state where the magnetic field generated by ex (<O) is applied to the magnetic core 4, a change in magnetic flux density of △Bu12 during positive excitation and ΔBI' during negative excitation is observed. Between the excitation period t〃0 and the negative excitation period t〃-, t〃1〉t〃- is established. Therefore,
In order to prevent the excitation DC voltage value applied to the magnetic core 4 during the above-mentioned excitation cycle from decreasing or fluctuating even at the maximum magnetic flux density level of the magnetic core 4, the current detection circuit shown in FIG. 4 is variable in series with the excitation winding 2. You can connect a resistor 60 and use this variable resistor to adjust the impedance. Also,
The magnetic flux level of magnetic core 4 is the maximum magnetic flux density level■or■
As soon as the DC voltage Vc is reached, the DC voltage Vc is automatically increased.

−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。Considering the case where the polarity of -Vc is switched, terminal 7
The voltage waveform e at the terminal 8 (or terminal 8) is observed as a square wave voltage waveform having both positive and negative polarities.

第５図は、このような仮定のもとに、■ｅｘ−０、■′
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。図かられかるよう
に、両極性方形波の正の半サイクル持続期間を十、ｔ′
士、ｔ〃十と、負の半サイクル持続期間を一１ｔ′−１
ｔ〃−は、被測定電流Ｉｅｘ　、　Ｉ’ｅｘ　、　Ｉ“
ｅｘによって制御されることかわかる。それ故、ｅを積
分し、その電圧積分値Ｅｏ、Ｅ′０、Ｅ″０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。Figure 5 shows, based on this assumption, ■ex-0, ■'
The voltage waveform e at the terminal 7 in each case of eX>0 and I〃eX<0 is illustrated. As can be seen from the figure, the positive half-cycle duration of the bipolar square wave is 10, t′
, t〃1 and the negative half-cycle duration is 1t'-1.
t〃- is the current to be measured Iex, I'ex, I"
I understand that it is controlled by ex. Therefore, current measurement is possible by integrating e and converting and displaying the sign and voltage value of the voltage integral values Eo, E'0, E''0 in correspondence with the polarity and strength of the current to be measured Iex. It turns out that it can be done.

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１００１表
示回路部２００、直流安定化電源部２５０から成立する
。FIG. 6 is an overall circuit diagram for automatically implementing the operating principle of the present invention. Functionally, it consists of a current sensing section 1001, a display circuit section 200, and a DC stabilized power supply section 250.

まず、電流感応部１００のブリッジ回路を構成する４個
の素子として、−辺にはコンデンサ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、ブリッジ各辺
の両端の一端はオペアンプＯＰ、の出力端子７に、他端
はアースＧに接続されている。打消巻線ろ００は、磁心
４に印加する被測定電流Ｉｅｘによって発生する磁界を
打消す方向に磁界を発生させるもので、これは表示回路
部２００から出力される打消し電流が端子６００ａに入
力されることにより実行される。このフィードバック系
は、電流感応部の回路系を安定化させるためと、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
性改善をねらうことを目的としたもので実用的には非常
に有用である。First, as the four elements constituting the bridge circuit of the current sensing section 100, there are a capacitor 6, an excitation winding 2, and a capacitor 5 on the - side, and a variable resistor 11 on the other side.
There is also a variable resistor 10. Further, one end of each side of the bridge is connected to the output terminal 7 of the operational amplifier OP, and the other end is connected to the ground G. The canceling winding 00 generates a magnetic field in a direction that cancels the magnetic field generated by the current to be measured Iex applied to the magnetic core 4. This is because the canceling current output from the display circuit section 200 is input to the terminal 600a. It is executed by This feedback system is aimed at stabilizing the circuit system of the current sensing part and improving the linearity of the input/output characteristics, which represents the relationship between the output voltage and the current being measured, and is extremely difficult to use in practice. Useful.

たたし、この打消巻線６００を省略しても本発明の目的
は変わるものではない。オペアンプＯｆ）、の各入力端
子への入力は、反転端子Ｎには励磁巻線２の端子２ｂが
結点Ａを介してｅ入力され、非反転端子Ｐには可変抵抗
１０．１１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ＯＰ、の動作は、Ｐ、、Ｎ端
子間における入力電圧差ｅＢ−ｅＡ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ｅＢ−ｅＡ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、たとえばブリッジ印加電圧の正負切換えによって発
生する磁束フライノ＜・ンク現象による影響を抑制する
ことによって自励動作を安定化させる機能を有している
ので、挿入することが望ましい。コンデンサ６は磁心４
の磁束密度レベルに応した電圧、即ち磁心４の磁束密度
レベルの絶対値が大きくなるにつれ、コンデンサの端子
電圧の絶対値も大きくなるような電圧を」ぺアンプＯＰ
、に入力する機能をする。別の表現をすれば、磁心４が
最大飽和磁束レベルに達したという確認信号をオペアン
プに入力する役割を果たすのである。However, even if this cancellation winding 600 is omitted, the object of the present invention does not change. The inputs to each input terminal of the operational amplifier Of) are as follows: Terminal 2b of the excitation winding 2 is inputted to the inverting terminal N via the node A, and the non-inverting terminal P is input to the node of the variable resistor 10.11. The voltage at node B is input through B. The operational amplifier OP does not operate as an amplifier that amplifies the input voltage difference eB-eA between the P, , and N terminals, but rather whether the input voltage difference eB-eA is positive or negative. It functions as a code discriminator that outputs a positive or negative saturated DC voltage corresponding to each. The capacitor 5 absorbs noise components generated in the magnetic core 4 and stabilizes self-excited operation by suppressing the effects of rapid changes in magnetic flux, such as the magnetic flux flyover phenomenon caused by switching between positive and negative voltages applied to the bridge. It is desirable to insert it because it has the function of Capacitor 6 is magnetic core 4
OP amplifier OP
, has the function of inputting. In other words, it serves to input a confirmation signal to the operational amplifier that the magnetic core 4 has reached the maximum saturation magnetic flux level.

それ故、磁心４に巻装された入力巻線６に被測定電流１
ｅｘ、　Ｉ’ｅｘ　（）　［］　）、Ｉ／／ｅｘ　（（
０）が人力された状態で前述の動作をさせると、オペア
ンプＯＰ、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。Therefore, the current to be measured 1 is applied to the input winding 6 wound around the magnetic core 4.
ex, I'ex () [] ), I//ex ((
It can be easily understood that when the above-mentioned operation is performed while 0) is manually operated, a square wave voltage waveform as shown in FIG. 5 is observed at the output terminal of the operational amplifier OP.

たたし、正諦を期すならば、第５図の±Ｖｃを±Ｖｓ　
に置き換えて読み取れば十分である。However, if you want to be sure, ±Vc in Figure 5 should be changed to ±Vs.
It is sufficient to read it by replacing it with .

２００は表示回路部で、電流感応部１００の出力型１五
を積分増［ＩＪ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１３．１４．１６
．１８およびチョークコイル１７、指示剣１９から構成
されている。200 is a display circuit section, which includes an operational amplifier OP2 for integrating and increasing the output type 15 of the current sensing section 100, an integrating capacitor 12 connected to this, and resistors 13, 14, and 16.
．． 18, a choke coil 17, and an indicator sword 19.

オペアンプＯＰ２の出力端子１５では、被測定電流の極
性」−５−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１ル０か観測される。At the output terminal 15 of the operational amplifier OP2, a positive or negative DC voltage value 1 to 0 corresponding to the polarity of the current to be measured (-5-) and its magnitude is observed.

チョークフィル１７は、磁心４に印加している被４１（
１定電流によって発生する磁界を打消す方向に電流を流
す時に、電流感応部１００からの交流成分が表示回路部
に影響を与えないようにする目的と、打消巻線に誘導す
る誘起電圧によって流れる・誘導電流を阻止して、自励
動作を安定化させるために挿入されている。このチョー
クコイル１７を抵抗によっ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ＯＰ
、、ＯＦ２を駆動するためのものである。電流感応部１
００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りＣ−ＤＣ方式になっている。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１００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
。The choke fill 17 serves to reduce the voltage applied to the magnetic core 4 by the applied voltage 41 (
1. When a current flows in a direction that cancels the magnetic field generated by a constant current, the purpose is to prevent the alternating current component from the current sensing section 100 from affecting the display circuit section, and the current flows due to the induced voltage induced in the cancellation winding.・Inserted to prevent induced current and stabilize self-excited operation. It is also possible to substitute this choke coil 17 with a resistor. 250 is a DC stabilized power supply section, and operational amplifier OP
, , for driving OF2. Current sensing part 1
In the present invention, the purpose of transmission between 00 and the display circuit section is achieved by using only a DC component, and since the transmission between the current sensing section 100 and the DC stabilized power supply section 250 is also a DC component, power transmission/reception and signal transmission are possible. Transmission and reception are completely done using the C-DC method. Therefore, for example, it is possible to install the DC stabilized power supply section 250 and the display circuit section 200 in the measurement room, and monitor the current changes that are sensed by the current sensing section 100 installed several hundred meters away. It becomes.

出力電圧のデユーティ比あるいは直流電圧レベルを調整
するために、コイル３００のｉ子３００ａをチョークコ
イル１７より切りはなし、駆動電源の＋Ｖｃと−Ｖｃ端
子間に可変抵抗を挿入し、そのもよい。また、図　アン
プＯＰ、の後に、電圧ＥＯを入力信号とするコンパレー
タを接続し、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ェックし、−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ことも
できる。ここで使用するコンパレータは、公知のコンパ
レータ（ウィンドコンパレータを含む）で十分でそれぞ
れの用途に応しその特性を生かして使用するだけで十分
である。そしてフンパレータの出力に応じて、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
示させることもできる。In order to adjust the duty ratio or DC voltage level of the output voltage, it is also possible to disconnect the i-wire 300a of the coil 300 from the choke coil 17 and insert a variable resistor between the +Vc and -Vc terminals of the drive power source. In addition, a comparator that takes the voltage EO as an input signal is connected after the amplifier OP in the figure, and the input signal level is checked against a preset reference voltage value. It can also be converted and output. As the comparator used here, it is sufficient to use a known comparator (including a window comparator), and it is sufficient to use it by taking advantage of its characteristics according to each purpose. Depending on the output of the humperator, for example, a relay that generates an alarm can be operated or an LED can be displayed.

第７図はその応用例である。まず第７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を電磁リレーの場合、単電源（たとえ
ば２４■）での使用も可能で、第６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Ｉ　Ｃ，あるいは材抵抗等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。Figure 7 shows an example of its application. First, FIG. 7(a) shows an example in which an electromagnetic relay is in a make state (ON) and is used to ensure that current is flowing. If the entire current sensor 1000 is an electromagnetic relay, it can also be used with a single power supply (for example, 24 cm), and the earth G in Fig. 6
It is obvious that this can be easily achieved by creating an intermediate potential point using an IC or a voltage dividing circuit using a material resistor, etc., to raise the voltage level to 1/2 of that of a single power supply.

第７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、
運転席から直接チェッつてきないところもある。そこで
、運転席に薔報うンプ付の電流センサ１　ｏｏｏ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。FIG. 7(b) is an example of application for determining the disconnection status of a lamp or the like. The lighting status of various lamps L in a car is as follows:
There are some places where you can't check directly from the driver's seat. Therefore, if a current sensor 1ooo with a lamp is placed in the driver's seat, the lighting status of the lamp can be checked.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

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６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だめの
全体回路図、 第７図は、応用例を示す図である。 図中、１は磁心、２は励磁巻線、６は入力巻線、２ａ、
２ｂ＋　ろａ、ろｂは端子、４は巻線を固定した磁心、
５，６はコンデンサ、１７はチョー＃コイル、１９は指
示釦、３０は単孔外の導体、電シ芳ｂ １００は≠＃感応部、２００は表示回路部、２５０は直
流安定化電源部、ろ００は打消巻線、１０００は電流セ
ンサ、Ａ、Ｂは細点、Ｇはアース、ＯＰｌ。 ＯＦ２はオペアンプ、Ｐは非反転端子、Ｎは反転端子で
ある。 代理人　弁理士　秋　沢　政　先 細２名 井３図 （Ｑ） ０ （ｃ） ７１′４図 井５Ｍ ！ 一」 ７′１′７図FIG. 1 is a diagram showing an example of the material composition of a single-hole magnetic core 1 made of a single-hole magnetic material used in the present invention, and FIG. A diagram showing the basic configuration, FIG. 6 is a diagram for explaining the operating principle of the present invention using the B-Iex characteristic of the magnetic core 4, FIG. 4 is a diagram showing the current detection circuit, and FIG. FIG. 6 is a diagram showing the voltage waveform e at terminal 7 in FIG. 4; FIG. 6 is a general circuit diagram for automatically implementing the operating principle of the present invention; and FIG. 7 is a diagram showing an example of application. In the figure, 1 is a magnetic core, 2 is an excitation winding, 6 is an input winding, 2a,
2b+ Roa a, lobe b are terminals, 4 is a magnetic core with fixed windings,
5 and 6 are capacitors, 17 is a coil, 19 is an indicator button, 30 is a conductor outside a single hole, electric wire b 100 is a ≠ # sensitive part, 200 is a display circuit part, 250 is a DC stabilized power supply part, 00 is a cancellation winding, 1000 is a current sensor, A and B are fine points, G is ground, and OPl. OF2 is an operational amplifier, P is a non-inverting terminal, and N is an inverting terminal. Agent Patent Attorney Masaaki Akizawa Tapered 2 wells 3 drawings (Q) 0 (c) 71'4 drawings 5M! Figure 7'1'7

Claims (1)

【特許請求の範囲】 （１＋　被測定電流によって発生する磁界を有孔磁性材
料の孔部周囲の磁路方向に沿って集磁させる単孔磁心と
、 被測定電流が該単孔磁心の孔部を貫通する人力巻線に流
れるようにした入力回路と、第１素子を該単孔磁心に巻
装された動感巻線とし、第２素子をコンデンサとし、第
ろ素子、第４素子を抵抗によって構成したブリッジ回路
と１ 前記ブリッジ回路の中間点におけるブリッジ不平衡電圧
の符号に７を応する正あるいは負の飽和直流電圧を該ブ
リッジ回路の端子間に印加するオペアンプと によって構成したことを特徴とするブリッジ形電流セン
サ。 （２）　被測定電流の全体が該単孔磁心の孔部を貫通す
る入力巻線に流れるように入力回路が構成されている特
許請求の範囲第１項記載のブリッジ形電流センサ。 （３）被測定電流の一部が該単孔磁心の孔部を貫通する
入力巻線に流れるように入力回路が構成されている特許
請求の範囲第１項記載のブリッジ形電流センサ。[Scope of Claims] (1+ A single-hole magnetic core that collects a magnetic field generated by a current to be measured along a magnetic path direction around a hole in a perforated magnetic material; The first element is a dynamic winding wound around the single-hole magnetic core, the second element is a capacitor, and the filter element and the fourth element are connected by a resistor. 1. An operational amplifier that applies a positive or negative saturated DC voltage corresponding to a sign of 7 to the sign of the bridge unbalanced voltage at the intermediate point of the bridge circuit between the terminals of the bridge circuit. (2) The bridge type current sensor according to claim 1, wherein the input circuit is configured such that the entire current to be measured flows to the input winding passing through the hole of the single-hole magnetic core. Current sensor. (3) The bridge-type current sensor according to claim 1, wherein the input circuit is configured such that a part of the current to be measured flows through the input winding passing through the hole of the single-hole magnetic core. .