电流测定装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供电流测定装置，能进行从小电流到大电流的广范围的电流测定。该电流测定装置包括：集磁芯体(3)，其配置成包围测定电流流过的导体(2)的周围，对导体(2)的周围产生的磁场进行集磁和感应，并且在感应出的磁场通过的部分设置有至少1个间隙(G)；空芯线圈(4)，其设置于间隙(G)，对感应出的磁场所产生的感应电压进行检测；线圈管，其卷绕有空芯线圈(4)，并将空芯线圈(4)固定于间隙(G)；以及积分电路(5)，其基于由空芯线圈(4)检测出的感应电压来运算测定电流。测定电流。测定电流。

【技术实现步骤摘要】
电流测定装置


[0001]本专利技术涉及能进行从小电流到大电流的广范围电流测定的电流测定装置。

技术介绍

[0002]以往，作为电流测定装置，例如有使用罗哥夫斯基线圈来测定广电流范围的装置(参照专利文献1)。罗哥夫斯基线圈是环状的空芯线圈，检测因贯通空芯线圈的电流线中所流过的电流而产生的磁通所引起的感应电压。电流的频率越高，则该感应电压变得越高，因此，为了校正其频率特性，使用频率越高则损耗越大的积分电路来进行校正，并使检测出的感应电压整体的频率特性变得平坦。
[0003]此外，通过卷绕为与包围被测定电流流过的导线的磁芯体电绝缘地磁耦合的线圈来测量被测定电流的电流变压器型的电流测定装置广为人知。该电流测定装置对于测定电流的灵敏度较高，因此适合于小电流的测定。另一方面，使用了罗哥夫斯基线圈的电流测定装置对于测定电流的灵敏度较低，因此适合于大电流的测定，能进行广范围的电流测定。
[0004]另外，专利文献2中公开了一种电流测定装置，其使用了对于测定电流的灵敏度较高的磁传感器。现有技术文献专利文献
[0005]专利文献1：日本专利特开2000
‑
310654号公报专利文献2：日本专利特开2020
‑
85906号公报

技术实现思路

专利技术所要解决的技术问题
[0006]此外，使用了罗哥夫斯基线圈的电流测定装置对于测定电流的灵敏度较低，因此能测定到大电流为止的广范围的电流，但无法高精度地进行小电流的测定。另一方面，如上述那样，电流变压器型的电流测定装置、磁传感器的电流测定装置对于测定电流的灵敏度较高，因此能进行小电流的电流测定，但无法进行到大电流为止的广范围的电流测定。
[0007]本专利技术鉴于上述内容而完成，其目的在于提供一种电流测定装置，能进行从小电流到大电流的广范围的电流测定。用于解决技术问题的技术手段
[0008]为了解决上述问题，达到目的，本专利技术的特征在于，包括：集磁芯体，该集磁芯体配置成包围测定电流流过的导体的周围，对所述导体的周围产生的磁场进行集磁和感应，并且在感应出的磁场通过的部分设置有至少1个间隙；空芯线圈，该空芯线圈设置于所述间隙，对感应出的磁场所产生的感应电压进行检测；线圈管，该线圈管卷绕有所述空芯线圈，并将所述空芯线圈固定于所述间隙；以及积分电路，该积分电路基于由所述空芯线圈检测出的感应电压来运算所述测定电流。
[0009]此外，本专利技术的特征在于，包括：集磁芯体，该集磁芯体配置成包围测定电流流过
的导体的周围，对所述导体的周围产生的磁场进行集磁和感应，并且在感应出的磁场通过的部分设置有至少1个间隙；空芯线圈，该空芯线圈设置于所述间隙，对感应出的磁场所产生的感应电压进行检测；线圈管，该线圈管卷绕有所述空芯线圈，并将所述空芯线圈固定于所述间隙；积分电路，该积分电路基于由所述空芯线圈检测出的感应电压来运算所述测定电流；磁传感器，该磁传感器配置在所述线圈管的内部，对感应出的磁场所产生的感应电压进行检测；以及放大电路，该放大电路基于由所述磁传感器检测出的感应电压来运算所述测定电流。
[0010]此外，本专利技术的特征在于，在上述专利技术中，利用所述磁传感器来测定小电流区域的测定电流，利用所述空芯线圈来测定超过所述小电流区域的大电流区域的测定电流。
[0011]此外，本专利技术的特征在于，在上述专利技术中，所述磁传感器是应用了隧道磁阻效应的磁传感器。
[0012]另外，本专利技术的特征在于，在上述专利技术中，所述集磁芯体呈
コ
字形。专利技术效果
[0013]根据本专利技术，能以较小的尺寸来进行从小电流到大电流的广范围的电流测定。
附图说明
[0014]图1是示出本专利技术实施方式1的电流测定装置的结构的示意图。图2是示出本专利技术实施方式1的电流测定装置的结构的立体图。图3是示出积分电路的输出电压相对于测定电流的关系的图。图4是示出本专利技术实施方式2的电流测定装置的结构的示意图。图5是示出图4所示的线圈管的结构的立体图。图6是示出将图4所示的磁传感器配置在线圈管内的状态的剖视图。图7是示出积分电路和放大电路的输出电压相对于测定电流的关系的图。图8是示出TMR磁传感器和霍尔元件的输出电压相对于温度变化的变化的图。
具体实施方式
[0015]下面，参照附图对用于实施本专利技术的方式进行说明。
[0016][实施方式1]图1是示出本专利技术实施方式1的电流测定装置1的结构的示意图。此外，图2是示出本专利技术实施方式1的电流测定装置1的结构的立体图。如图1和图2所示，电流测定装置1具有集磁芯体3、空芯线圈4、线圈管8、积分电路5和电路基板9。集磁芯体3配置成包围测定电流流过的导体2的周围，对导体2的周围产生的磁场进行集磁和感应，并且至少1个间隙G设置于感应出的磁场通过的部分。集磁芯体3例如由软质磁性材料形成，并呈
コ
字形状。集磁芯体3的形状并不限于
コ
字形状，例如，也可以是具有间隙G的圆形形状、椭圆形形状。集磁芯体3通过层叠或一体形成。集磁芯体3经由间隙G，形成相对于集磁后的磁场的磁通7的环路。
[0017]空芯线圈4设置于间隙G，对感应出的磁场(磁通)所产生的感应电压进行检测。空芯线圈4也可以称为配置成环状的罗哥夫斯基线圈的一部分。线圈管8中，空芯线圈4被卷绕，将空芯线圈4定位到间隙G并固定于集磁芯体3。此外，间隙G是
コ
字形状的集磁芯体3的开放端侧(
‑
Z方向侧)的端部，是磁通7通过的部分。图1所示的间隙G在
±
Y方向上是线性的，
空芯线圈4也成为线性的线圈。
[0018]积分电路5连接到空芯线圈4，基于空芯线圈4检测出的感应电压来运算流过导体2的测定电流，并作为与测定电流相对应的输出电压从输出端子T1输出。这里，积分电路5将检测出的感应电压的频率特性转换为平坦，并作为与测定电流对应的输出电压来输出。电路基板9是连接并安装线圈管8和积分电路5的基板。
[0019]图3是示出积分电路5的输出电压相对于测定电流的关系的图。图3中，特性曲线L1示出了输出电压Vout相对于本实施方式1所产生的测定电流I的关系。此外，特性曲线L100示出了输出电压Vout相对于不设置集磁芯体3的仅空芯线圈4所产生的测定电流I的关系。另外，输出电压Vout为积分电路5的电源电压Vmax以下的值。如图3所示，本实施方式1的电流测定装置1中，相比于不设置集磁芯体3的仅空芯线圈4的电流测定装置，输出电压Vout相对于测定电流I的灵敏度变得更高，能测定的电流范围也随之向小电流区域侧扩展，能进行广范围的电流测定。这是由于集磁芯体3内的磁通7与构成集磁芯体3的磁性材料的磁导率的大小成比例地增加，因此，与不设置集磁芯体3的仅空芯线圈4的情况相比，相对于测定电流的灵敏度提高。
[0020]本实施方式1中，为了对在测定电流流过的导体2的周围产生的磁场进行感应，设置配置成包围导体2的具有间隙G的集磁芯体3，对于该间隙G中产生的磁场本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电流测定装置，其特征在于，包括：集磁芯体，该集磁芯体配置成包围测定电流流过的导体的周围，对所述导体的周围产生的磁场进行集磁和感应，并且在感应出的磁场通过的部分设置有至少1个间隙；空芯线圈，该空芯线圈设置于所述间隙，对感应出的磁场所产生的感应电压进行检测；线圈管，该线圈管卷绕有所述空芯线圈，并将所述空芯线圈固定于所述间隙；以及积分电路，该积分电路基于由所述空芯线圈检测出的感应电压来运算所述测定电流。2.一种电流测定装置，其特征在于，包括：集磁芯体，该集磁芯体配置成包围测定电流流过的导体的周围，对所述导体的周围产生的磁场进行集磁和感应，并且在感应出的磁场通过的部分设置有至少1个间隙；空芯线圈，该空芯线圈设置于所述间隙，对感应出的磁场所产生的感应电压进行检测；线圈...

【专利技术属性】
技术研发人员：工藤高裕，山内芳准，石桥广脩，
申请(专利权)人：富士电机机器制御株式会社，
类型：发明
国别省市：