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公開番号2024144126
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-11
出願番号2024014083
出願日2024-02-01
発明の名称電流センサ及び測定装置
出願人日置電機株式会社
代理人弁理士法人後藤特許事務所
主分類G01R 15/18 20060101AFI20241003BHJP(測定;試験)
要約【課題】電流センサの検出特性について漏れ磁束に起因する線形性の悪化を抑制する。
【解決手段】検出対象に流れる電流を検出する電流センサ10は、検出対象が挿通される環状の磁気コア11と、磁気コア11に配置され、磁束の大きさを検出する磁気検出素子とを含む。また、電流センサ10は、磁気コア11に配置された磁気シールド14と、磁気コア11のポロイダル方向Yに沿って磁気コア11及び磁気シール14に巻かれ、一端13aに磁気検出素子の出力が接続された巻線として負帰還巻線13を含む。そして負帰還巻線13の一端13aには、磁気コア11及び磁気シールド14に生じる磁束を打ち消すように生成される負帰還電流Ifが入力され、負帰還巻線13の他端13bから、検出対象に流れる電流の大きさに応じた検出量を示す信号が出力される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
検出対象に流れる電流を検出する電流センサであって、
前記検出対象が挿通される環状の磁気コアと、
前記磁気コアに配置され、磁束の大きさを検出する磁気検出素子と、
前記磁気コアに配置された磁気シールドと、
前記磁気コアのポロイダル方向に沿って前記磁気コア及び前記磁気シールドに巻かれ、一端に前記磁気検出素子の出力が接続された巻線と、を含み、
前記巻線の一端には、前記磁気コア及び前記磁気シールドに生じる磁束を打ち消すように生成される負帰還電流が入力され、
前記巻線の他端から、前記電流の大きさに応じた検出量を示す信号が出力される、
電流センサ。
続きを表示（約 760 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電流センサであって、
前記磁気検出素子は、ホール素子である、
電流センサ。
【請求項３】
請求項１に記載の電流センサであって、
前記磁気検出素子は、フラックスゲートである、
電流センサ。
【請求項４】
請求項１に記載の電流センサであって、
前記磁気シールドは、前記磁気コアに対して前記環状の径方向外側に配置される、
電流センサ。
【請求項５】
請求項４に記載の電流センサであって、
前記磁気シールドは、前記磁気コアのトロイダル方向の全周に亘って配置される、
電流センサ。
【請求項６】
請求項１に記載の電流センサであって、
前記磁気シールドは、前記磁気コアに対して前記環状の径方向内側に配置される、
電流センサ。
【請求項７】
請求項６に記載の電流センサであって、
前記磁気シールドは、前記磁気コアのトロイダル方向の全周に亘って配置される、
電流センサ。
【請求項８】
請求項１に記載の電流センサであって、
前記磁気シールドは、前記挿通される方向の一方又は両方に配置される、
電流センサ。
【請求項９】
請求項１に記載の電流センサであって、
前記磁気シールドは、前記磁気検出素子の一部又は全部を覆うように配置される、
電流センサ。
【請求項１０】
請求項１に記載の電流センサであって、
前記磁気コアを収容する収容部は、非磁性の導体により構成される、
電流センサ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流センサ及び測定装置に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、環状の磁気コア内の磁束を検出するホール素子の出力信号に基づき生成される負帰還電流を、磁気コアに生成されるコイルに供給する電流センサが開示されている。この電流センサには、コイル及びホール素子の近傍にシールド部材が配設され、そのシールド部材にはギャップが形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１６－１１４５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の電流センサでは、環状の磁気コアに検出対象が挿通され、検出対象に流れる電流によって磁気コアに磁束が生じる。このときシールド部材にも磁束が生じ、このシールド部材のギャップから磁束が漏れ、この漏れ磁束が磁気コア内に混入してしまう。
【０００５】
検出対象に流れる電流が大きくなるにつれて磁気コアに混入する漏れ磁束の磁束量も線形的に増加するが、検出対象に流れる電流がある程度まで大きくなると、シールド部材において磁気飽和が起こってしまう。この状態では、検出対象に流れる電流がさらに大きくなったとしても磁気コアに混入する漏れ磁束の磁束量は殆ど変化しない。
【０００６】
このように、シールド部材の磁気飽和によって、検出対象に流れる電流と磁気コアに混入する漏れ磁束との線形的な関係が崩れてしまうため、電流センサの検出特性における線形性が悪くなるという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、電流センサの検出特性について漏れ磁束に起因する線形性の悪化を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある態様によれば、検出対象に流れる電流を検出する電流センサは、前記検出対象が挿通される環状の磁気コアと、前記磁気コアに配置されて磁束の大きさを検出する磁気検出素子と、前記磁気コアに配置された磁気シールドと、を含む。さらに電流センサは、前記磁気コアのポロイダル方向に沿って前記磁気コア及び前記磁気シールドに巻かれ、一端に前記磁気検出素子の出力が接続された巻線と、を含む。そして前記巻線の一端には、前記磁気コア及び前記磁気シールドに生じる磁束を打ち消すように生成される負帰還電流が入力され、前記巻線の他端から、前記電流の大きさに応じた検出量を示す信号が出力される。
【発明の効果】
【０００９】
この態様によれば、磁気コアとともに磁気シールドを纏めて巻線で巻くことにより、巻線には、磁気コア及び磁気シールドの双方に生じる磁束を打ち消すための負帰還電流が流れる。この巻線に流れる負帰還電流により、磁気コアに生じる磁束だけでなく、磁気シールドに生じる磁束も打ち消されるので、磁気シールドから磁気コアに入り込む磁束を低減することができる。
【００１０】
したがって、電流センサの検出特性に関して漏れ磁束に起因する線形性の悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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