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JP6153416B2 - Current sensor and measuring device - Google Patents

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JP6153416B2 JP2013166055A JP2013166055A JP6153416B2 JP 6153416 B2 JP6153416 B2 JP 6153416B2 JP 2013166055 A JP2013166055 A JP 2013166055A JP 2013166055 A JP2013166055 A JP 2013166055A JP 6153416 B2 JP6153416 B2 JP 6153416B2
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Description

本発明は、磁気コアに巻回されたコイルを有して、磁気コアの内部に挿通された測定対象に流れる被測定電流を検出する電流センサ、およびこの電流センサを備えた測定装置に関するものである。   The present invention relates to a current sensor that has a coil wound around a magnetic core and detects a current to be measured that flows through a measurement target inserted into the magnetic core, and a measuring apparatus including the current sensor. is there.

この種の電流センサとして、下記特許文献1に開示されている電流センサが知られている。この電流センサは、ゼロフラックス法を採用した電流センサであって、測定対象(被測定線路)が挿通される磁気コア、磁気コアに配設されたホール素子などの磁電変換出力部、磁気コアに巻回されたコイル(帰還コイル)、電圧−電流変換増幅器および電圧検出抵抗を備えている。   As this type of current sensor, a current sensor disclosed in Patent Document 1 below is known. This current sensor is a current sensor that employs a zero flux method, and includes a magnetic core through which a measurement target (measured line) is inserted, a magnetoelectric conversion output unit such as a Hall element disposed in the magnetic core, and a magnetic core. A wound coil (feedback coil), a voltage-current conversion amplifier, and a voltage detection resistor are provided.

この電流センサでは、直流を含む低周波数領域では、磁電変換出力部が、測定対象に流れる電流によって磁気コア内に誘起された磁束を電圧として取り出し、電圧−電流変換増幅器が、この電圧を予め規定された利得で増幅すると共に電流に変換してコイルの一端側に供給する。この場合、コイルは、電圧−電流変換増幅器から供給される電流によって磁気コア内に逆極性の磁束を発生させて、測定対象に流れる電流による磁束を打ち消してゼロにする。電圧検出抵抗は、コイルの他端側に接続されて、コイルに流される電流(帰還電流)を電圧に変換して、測定対象に流れている電流を示す電圧信号として出力する。   In this current sensor, in a low-frequency region including direct current, the magnetoelectric conversion output unit takes out the magnetic flux induced in the magnetic core by the current flowing through the measurement object as a voltage, and the voltage-current conversion amplifier predefines this voltage. Amplified with the gain and converted into a current and supplied to one end of the coil. In this case, the coil generates a magnetic flux of reverse polarity in the magnetic core by the current supplied from the voltage-current conversion amplifier, and cancels the magnetic flux caused by the current flowing through the measurement object to zero. The voltage detection resistor is connected to the other end of the coil, converts a current (feedback current) flowing through the coil into a voltage, and outputs the voltage signal indicating the current flowing through the measurement target.

また、この電流センサでは、下記特許文献1には記載されてはいないが、上記の低周波数領域における上限側の周波数領域に下限側の周波数領域が重なる高周波数領域(磁電変換出力部および電圧−電流変換増幅器の動作周波数領域における上限側の周波数領域を下限側に含む周波数領域)では、コイルが単体でCT(カレントトランス)として機能して、測定対象に流れる電流を検出して、この電流の振幅に応じて振幅が変化する電流信号を出力する。これにより、電圧検出抵抗は、この電流信号を電圧信号に変換して、測定対象に流れている電流を示す電圧信号として出力する。   Further, in this current sensor, although not described in Patent Document 1 below, a high frequency region (a magnetoelectric conversion output unit and a voltage −) where the lower frequency region overlaps the upper frequency region in the low frequency region described above. In the frequency range including the upper limit frequency range in the operating frequency range of the current conversion amplifier), the coil functions as a single CT (current transformer), detects the current flowing through the measurement target, A current signal whose amplitude changes according to the amplitude is output. As a result, the voltage detection resistor converts this current signal into a voltage signal and outputs it as a voltage signal indicating the current flowing through the measurement target.

また、この電流センサでは、検出周波数特性の高周波数領域での特性を改善するために、電圧−電流変換増幅器の出力端子とコイルとを接続している接続ラインに容量性の負荷を接続している。   In this current sensor, in order to improve the detection frequency characteristic in the high frequency region, a capacitive load is connected to the connection line connecting the output terminal of the voltage-current conversion amplifier and the coil. Yes.

特開2005−55300号公報(第3−4頁、第1図)Japanese Patent Laying-Open No. 2005-55300 (page 3-4, FIG. 1)

ところが、上記の電流センサには、以下のような改善すべき課題が存在している。すなわち、この電流センサでは、上記したような容量性の負荷の接続により、検出周波数特性の高周波数領域での特性を改善してはいるものの、電流センサのさらなる高周波化(広帯域化)が望まれている。このさらなる高周波化は、高周波数領域においてCTとして機能するコイルのターン数を減らす構成を採用することで、実現できることが知られている。しかしながら、この構成では、測定対象に流れている電流の電流値が同じであっても、コイルに流れる電流が増加するため、コイルに使用する線材を線径のより太い線材に変更したり、電圧検出抵抗に使用する抵抗をワット数のより大きな抵抗に変更したりするなどの大幅な設計変更が必要になる。   However, the above current sensor has the following problems to be improved. That is, in this current sensor, although the characteristic in the high frequency region of the detection frequency characteristic is improved by connecting the capacitive load as described above, it is desired to further increase the frequency (broadband) of the current sensor. ing. It is known that this further increase in frequency can be realized by adopting a configuration that reduces the number of turns of a coil that functions as a CT in a high frequency region. However, in this configuration, even if the current value of the current flowing through the measurement target is the same, the current flowing through the coil increases, so the wire used for the coil can be changed to a wire with a larger wire diameter, Significant design changes are required, such as changing the resistance used for the sensing resistor to a higher wattage resistor.

本発明は、かかる課題を改善すべくなされたものであり、大幅な設計変更を行うことなく、検出周波数特性の高周波化を簡易に実現し得る電流センサおよび測定装置を提供することを主目的とする。   The present invention has been made in order to improve such a problem, and has as its main object to provide a current sensor and a measuring apparatus that can easily realize high frequency detection frequency characteristics without making a significant design change. To do.

上記目的を達成すべく請求項1記載の電流センサは、内部に測定対象が挿通される磁気コアと、前記磁気コアに巻回されて一端が基準電位側に接続されたコイルと、前記コイルの他端と前記基準電位との間に配設されると共に前記測定対象に流れる被測定電流の電流値に応じた電流値で前記コイルに流れる検出電流を検出電圧に変換する電流電圧変換部と、前記コイルの前記一端と前記基準電位との間、および前記コイルの前記他端と前記電流電圧変換部との間のうちの少なくとも一方に接続されたインダクタ素子とを備え、前記コイルの寄生容量および前記インダクタ素子で主として構成される並列共振回路の共振周波数が、前記インダクタ素子が接続されていない状態での前記検出電圧の周波数特性におけるカットオフ周波数以上の周波数、および当該カットオフ周波数未満であって、前記検出電圧の通過帯域における振幅−周波数特性が平坦となる周波数帯域での振幅に対するピーク値が3[dB]以内に収まるQ値となる周波数のいずれか一方の周波数に規定されている。 In order to achieve the above object, the current sensor according to claim 1 includes a magnetic core into which a measurement target is inserted, a coil wound around the magnetic core and having one end connected to a reference potential side, A current-voltage conversion unit that is arranged between the other end and the reference potential and converts a detection current flowing in the coil to a detection voltage with a current value corresponding to a current value of a current to be measured flowing in the measurement target; An inductor element connected between at least one of the one end of the coil and the reference potential, and between the other end of the coil and the current-voltage conversion unit, and a parasitic capacitance of the coil; A resonance frequency of a parallel resonance circuit mainly composed of the inductor element is equal to or higher than a cutoff frequency in the frequency characteristic of the detection voltage in a state where the inductor element is not connected. , And the be less than the cutoff frequency, amplitude in the pass band of the detected voltage - any frequency where the frequency characteristic is the Q value the peak value falls within 3 [dB] to the amplitude in the frequency band of flat One frequency is specified.

また、請求項2記載の電流センサは、請求項1記載の電流センサにおいて、前記コイルの他端および前記電流電圧変換部は、予め決められた特性インピーダンスの伝送路を介して接続され、前記インダクタ素子は、前記コイルの他端と前記伝送路における当該コイル側の端部との間に接続されている。   The current sensor according to claim 2 is the current sensor according to claim 1, wherein the other end of the coil and the current-voltage converter are connected via a transmission line having a predetermined characteristic impedance, and the inductor The element is connected between the other end of the coil and an end of the transmission path on the coil side.

また、請求項3記載の測定装置は、請求項1または2記載の電流センサと、当該電流センサによって変換された前記検出電圧に基づいて前記被測定電流の前記電流値を測定する測定部とを備えている。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a measuring apparatus comprising: the current sensor according to the first or second aspect; and a measuring unit that measures the current value of the current to be measured based on the detected voltage converted by the current sensor. I have.

請求項1記載の電流センサおよび請求項3記載の測定装置では、コイルの一端と基準電位との間、およびコイルの他端と電流電圧変換部との間のうちの少なくとも一方に接続されたインダクタ素子とを備え、コイルの寄生容量およびインダクタ素子で主として構成される並列共振回路の共振周波数が、インダクタ素子が接続されていない状態での検出電圧の周波数特性におけるカットオフ周波数以上の周波数、およびカットオフ周波数未満であって、検出電圧の通過帯域における振幅−周波数特性が平坦となる周波数帯域での振幅に対するピーク値が3[dB]以内に収まるQ値となる周波数のいずれか一方の周波数に規定されている。 The current sensor according to claim 1 and the measuring apparatus according to claim 3, wherein the inductor is connected to at least one of one end of the coil and the reference potential and between the other end of the coil and the current-voltage converter. A resonance frequency of a parallel resonance circuit mainly composed of a parasitic capacitance of a coil and an inductor element is equal to or higher than a cutoff frequency in a frequency characteristic of a detection voltage in a state where the inductor element is not connected. Specified as one of the frequencies that are less than the off-frequency and have a Q value within which the peak value with respect to the amplitude in the frequency band in which the amplitude-frequency characteristic in the pass band of the detection voltage is flat is within 3 [dB]. Has been.

したがって、この電流センサおよび測定装置によれば、共振周波数が上記のような周波数になる適切なインダクタンスのインダクタ素子を接続するだけの簡易な構成でありながら、インダクタ素子が接続されていない状態での電流センサおよび測定装置よりも、検出電圧についての振幅−周波数特性の高周波数領域での上限周波数を、より高周波側に伸ばすことができる。   Therefore, according to the current sensor and the measuring apparatus, it is a simple configuration in which an inductor element having an appropriate inductance having a resonance frequency as described above is connected, but the inductor element is not connected. The upper limit frequency in the high frequency region of the amplitude-frequency characteristic of the detected voltage can be extended to a higher frequency side than the current sensor and the measuring device.

請求項2記載の電流センサおよび請求項3記載の測定装置によれば、コイルの他端と電流電圧変換部とを伝送路を介して接続する構成を採用したときに、伝送路の一端とコイルの他端との間にインダクタ素子を接続するようにしたことにより、伝送路の一端と電流電圧変換部との間にインダクタ素子を接続する構成のときよりも、検出電流の反射の影響を良好に低減することができる。   According to the current sensor of claim 2 and the measuring device of claim 3, when the configuration in which the other end of the coil and the current-voltage converter are connected via the transmission line is adopted, the one end of the transmission line and the coil By connecting an inductor element between the other end of the inductor, the effect of reflection of the detected current is better than when the inductor element is connected between one end of the transmission line and the current-voltage converter. Can be reduced.

電流センサ1および電流センサ1を有する測定装置MDの各構成図である。It is each block diagram of measuring apparatus MD which has the current sensor 1 and the current sensor 1. FIG. コイル5がCTとして機能しているときの(高周波数領域での)電流センサ1の等価回路である。It is an equivalent circuit of the current sensor 1 (in a high frequency region) when the coil 5 functions as a CT. 図2の等価回路においてインダクタ素子7のインダクタンスを変化させたときの、インダクタ素子7と寄生容量5dとの並列共振周波数fr、検出電圧V2の振幅の周波数特性でのカットオフ周波数fc、および並列共振回路のピークの鋭さを表すQ値を示す説明図である。When the inductance of the inductor element 7 is changed in the equivalent circuit of FIG. 2, the parallel resonance frequency fr of the inductor element 7 and the parasitic capacitance 5d, the cutoff frequency fc in the frequency characteristic of the amplitude of the detection voltage V2, and the parallel resonance. It is explanatory drawing which shows Q value showing the sharpness of the peak of a circuit. 図2の等価回路においてインダクタ素子7のインダクタンスを変化させたときの電流センサ1から出力される検出電圧V2の振幅の変化を示す周波数特性図である。FIG. 3 is a frequency characteristic diagram showing a change in amplitude of a detection voltage V2 output from the current sensor 1 when the inductance of the inductor element 7 is changed in the equivalent circuit of FIG.

以下、添付図面を参照して、電流センサ1および測定装置MDの実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the current sensor 1 and the measuring device MD will be described with reference to the accompanying drawings.

まず、電流センサ1の構成について、図1を参照して説明する。   First, the configuration of the current sensor 1 will be described with reference to FIG.

電流センサ1は、図1に示すように、一例として、磁気コア2、磁電変換出力部3、電圧電流変換増幅部4、コイル5、容量性負荷6、インダクタ素子7、伝送路8および電流電圧変換部9を備え、ゼロフラックス方式の電流センサとして構成されて、磁気コア2に挿通された測定対象としての測定電路21に流れる被測定電流I1を検出する。   As shown in FIG. 1, the current sensor 1 includes, as an example, a magnetic core 2, a magnetoelectric conversion output unit 3, a voltage / current conversion amplification unit 4, a coil 5, a capacitive load 6, an inductor element 7, a transmission line 8, and a current voltage. A conversion unit 9 is provided, which is configured as a zero-flux current sensor, and detects a current I1 to be measured flowing in a measurement circuit 21 as a measurement object inserted through the magnetic core 2.

磁気コア2は、一例として、基端部(図1中の下端部)を中心として開閉可能な分割型で形成されて、活線状態の測定電路21をクランプ可能(内部に測定電路21を挿通可能)に構成されている。なお、磁気コア2については、分割型に限定されず、貫通型(非分割型)とすることもできる。   As an example, the magnetic core 2 is formed in a split type that can be opened and closed with a base end portion (lower end portion in FIG. 1) as a center, and can clamp the measurement electric circuit 21 in a live state (the measurement electric circuit 21 is inserted inside). Possible). In addition, about the magnetic core 2, it is not limited to a split type, It can also be a penetration type (non-split type).

磁電変換出力部3は、本例では一例としてホール素子(以下、「ホール素子3」ともいう)で構成されて、磁気コア2に形成されているギャップ内に配設されている。ホール素子3は、作動状態において、磁気コア2の内部に発生する磁束を検出して、磁束密度に応じた(具体的には、比例、またはほぼ比例した)電圧値の出力電圧V1を出力する。この場合、磁気コア2の内部に発生する磁束とは、磁気コア2に挿通された測定電路21に被測定電流I1が流れることによって発生する磁束φ1と、コイル5に後述する負帰還電流I2が流れることによって発生する磁束φ2との差分(φ1−φ2)の磁束である。なお、磁電変換出力部3には、ホール素子以外に、フラックスゲート型磁気検出素子などを使用することができる。   In this example, the magnetoelectric conversion output unit 3 is configured by a Hall element (hereinafter also referred to as “Hall element 3”) as an example, and is disposed in a gap formed in the magnetic core 2. In the operating state, the Hall element 3 detects a magnetic flux generated inside the magnetic core 2 and outputs an output voltage V1 having a voltage value corresponding to the magnetic flux density (specifically, proportional or substantially proportional). . In this case, the magnetic flux generated in the magnetic core 2 includes a magnetic flux φ1 generated when the measured current I1 flows through the measurement circuit 21 inserted in the magnetic core 2, and a negative feedback current I2 described later in the coil 5. This is a magnetic flux of a difference (φ1−φ2) from the magnetic flux φ2 generated by flowing. In addition to the Hall element, a fluxgate magnetic detection element or the like can be used for the magnetoelectric conversion output unit 3.

電圧電流変換増幅部4は、ホール素子3から出力電圧V1を入力すると共に、この出力電圧V1に基づいて検出電流としての負帰還電流I2を生成して、コイル5の一端5aに供給する。この場合、電圧電流変換増幅部4は、出力電圧V1がゼロボルトになるように、つまり、ホール素子3において検出される磁気コア2の内部に発生している磁束(φ1−φ2)の磁束密度がゼロになるように(言い換えれば、磁束φ2で磁束φ1を相殺するように)、負帰還電流I2の電流値を制御する。   The voltage-current conversion amplifier 4 receives the output voltage V1 from the Hall element 3, generates a negative feedback current I2 as a detection current based on the output voltage V1, and supplies the negative feedback current I2 to the one end 5a of the coil 5. In this case, the voltage-current conversion amplification unit 4 has a magnetic flux density of the magnetic flux (φ1-φ2) generated in the magnetic core 2 detected in the Hall element 3 so that the output voltage V1 becomes zero volts. The current value of the negative feedback current I2 is controlled to be zero (in other words, so as to cancel the magnetic flux φ1 with the magnetic flux φ2).

コイル5は、磁気コア2に線材が巻回されることによって形成されている。また、コイル5の一端5aは、基準電位(グランドG)側に接続されている。本例では一例として、コイル5の一端5aは、抵抗6a(一例として50Ω)とコンデンサ6b(一例として0.1μF)の直列回路で構成される容量性負荷6を介して基準電位(グランドG)に接続されることにより、コイル5に流れる電流(負帰還電流I2または後述する電流I3)の周波数がクロスオーバー周波数(負帰還電流I2の周波数特性と電流I3の周波数特性とが交差する周波数)以上のときの電位がほぼグランドGの電位に規定される。なお、容量性負荷6を構成する抵抗6aとコンデンサ6bについては、図1に示すようにコンデンサ6bをグランドG側に配置する構成に代えて、抵抗6aをグランドG側に配置することもできる。   The coil 5 is formed by winding a wire around the magnetic core 2. One end 5a of the coil 5 is connected to the reference potential (ground G) side. In this example, as an example, one end 5a of the coil 5 is connected to a reference potential (ground G) via a capacitive load 6 composed of a series circuit of a resistor 6a (50Ω as an example) and a capacitor 6b (0.1 μF as an example). , The frequency of the current flowing through the coil 5 (negative feedback current I2 or current I3 described later) is equal to or higher than the crossover frequency (frequency at which the frequency characteristic of the negative feedback current I2 and the frequency characteristic of the current I3 intersect). The potential at this time is substantially defined as the potential of the ground G. As for the resistor 6a and the capacitor 6b constituting the capacitive load 6, the resistor 6a can be disposed on the ground G side instead of the configuration in which the capacitor 6b is disposed on the ground G side as shown in FIG.

インダクタ素子7は、コイル5の他端5bと電流電圧変換部9との間に接続されている。本例では一例として、コイル5の他端5bは、伝送路8を介して電流電圧変換部9に接続される構成のため、インダクタ素子7は、コイル5の他端5bと伝送路8の一端8aとの間に接続されている。また、インダクタ素子7は、電流センサ1の各構成要素を電気的に接続する導体パターンや配線などのインダクタンス成分ではなく、インダクタ(コイル)のような独立した電子部品で構成されている。   The inductor element 7 is connected between the other end 5 b of the coil 5 and the current-voltage conversion unit 9. In this example, as an example, the other end 5 b of the coil 5 is connected to the current-voltage conversion unit 9 via the transmission line 8, so that the inductor element 7 includes the other end 5 b of the coil 5 and one end of the transmission line 8. 8a. The inductor element 7 is not an inductance component such as a conductor pattern or wiring that electrically connects each component of the current sensor 1, but is composed of an independent electronic component such as an inductor (coil).

また、インダクタ素子7は、後述するコイル5の寄生容量5d(図2参照)との並列共振回路の共振周波数frが、インダクタ素子7が接続されていない状態(コイル5の他端5bが伝送路8の一端に直接接続されている構成)での電流センサ1の検出電圧V2についての振幅−周波数特性の高周波数領域でのカットオフ周波数fc0以上の周波数、およびこのカットオフ周波数fc0未満であってカットオフ周波数fc0近傍の周波数のいずれか一方の周波数になるようにそのインダクタンスが規定されている。   Further, the inductor element 7 has a resonance frequency fr of a parallel resonance circuit with a parasitic capacitance 5d (see FIG. 2) of the coil 5 described later in a state where the inductor element 7 is not connected (the other end 5b of the coil 5 is the transmission line). 8 is a frequency that is higher than or equal to the cutoff frequency fc0 in the high frequency region of the amplitude-frequency characteristics of the detection voltage V2 of the current sensor 1 in the configuration directly connected to one end of the current sensor 8, and less than the cutoff frequency fc0. The inductance is defined so as to be one of the frequencies near the cutoff frequency fc0.

伝送路8は、特性インピーダンスが予め規定された値に規定されている。本例では一例として、伝送路8は、同軸ケーブルで構成されることにより、特性インピーダンスが50Ωまたは75Ω(本例では50Ω)に規定されている。なお、伝送路8は、同軸ケーブルに限定されるものではなく、特性インピーダンスが予め決められた一定の値の特性インピーダンスに規定されるものであれば、例えばツイストペアケーブルなどの種々の伝送路で構成することもできるのは勿論である。   In the transmission line 8, the characteristic impedance is specified to a predetermined value. In this example, as an example, the transmission line 8 is configured by a coaxial cable, and thus the characteristic impedance is regulated to 50Ω or 75Ω (50Ω in this example). The transmission line 8 is not limited to a coaxial cable, and may be configured by various transmission lines such as a twisted pair cable, for example, as long as the characteristic impedance is defined by a predetermined characteristic impedance. Of course, it can also be done.

電流電圧変換部9は、本例では一例として、伝送路8の他端8bとグランドGとの間に接続された終端抵抗あるいはオシロスコープなどの測定器の入力抵抗で構成されている(以下、「終端抵抗9」ともいう)。この構成により、終端抵抗9は、コイル5に流れる電流(負帰還電流I2または後述する電流I3)を検出電圧V2に変換して出力する。   As an example in this example, the current-voltage conversion unit 9 includes a termination resistor connected between the other end 8b of the transmission line 8 and the ground G or an input resistance of a measuring instrument such as an oscilloscope (hereinafter referred to as “ Also referred to as a terminating resistor 9 ”). With this configuration, the termination resistor 9 converts a current (negative feedback current I2 or current I3 described later) flowing through the coil 5 into a detection voltage V2 and outputs it.

次に、この電流センサ1を備えた測定装置MDの構成について、図1を参照して説明する。測定装置MDは、電流センサ1、測定部10および出力部11を備え、電流センサ1によって変換された検出電圧V2に基づいて、磁気コア2に挿通された測定対象としての測定電路21に流れる被測定電流I1を測定可能に構成されている。   Next, the configuration of the measuring apparatus MD including the current sensor 1 will be described with reference to FIG. The measuring device MD includes a current sensor 1, a measuring unit 10, and an output unit 11. Based on the detection voltage V 2 converted by the current sensor 1, the measuring device MD flows through a measuring circuit 21 as a measuring object inserted through the magnetic core 2. The measurement current I1 can be measured.

測定部10は、一例として、A/D変換部およびCPUを備え、A/D変換部が電流センサ1によって変換された検出電圧V2をデジタル値に変換し、CPUがこのデジタル値に基づいて被測定電流I1の電流値I1aを測定(算出)する。また、測定部10は、測定した電流値I1aを出力部11に出力する。   As an example, the measurement unit 10 includes an A / D conversion unit and a CPU, and the A / D conversion unit converts the detection voltage V2 converted by the current sensor 1 into a digital value, and the CPU receives the detected voltage V2 based on the digital value. The current value I1a of the measurement current I1 is measured (calculated). Further, the measurement unit 10 outputs the measured current value I1a to the output unit 11.

出力部11は、一例としてLCDなどの表示装置で構成されて、測定部10から出力される電流値I1aを画面上に表示する。なお、出力部11は、表示装置に限定されず、例えば外部インターフェース回路で構成することもできる。この場合には、測定装置MDは、外部インターフェース回路に伝送路(有線伝送路や無線伝送路)を介して接続された他の外部装置に電流値I1aを出力したり、外部インターフェース回路に接続された外部記憶装置に電流値I1aを記憶したりすることが可能になる。   The output unit 11 is configured by a display device such as an LCD as an example, and displays the current value I1a output from the measurement unit 10 on the screen. Note that the output unit 11 is not limited to the display device, and may be configured by, for example, an external interface circuit. In this case, the measuring device MD outputs a current value I1a to another external device connected to the external interface circuit via a transmission path (wired transmission path or wireless transmission path), or is connected to the external interface circuit. The current value I1a can be stored in the external storage device.

続いて、電流センサ1の動作と併せて測定装置MDの動作について図面を参照して説明する。   Next, the operation of the measuring device MD together with the operation of the current sensor 1 will be described with reference to the drawings.

まず、測定電路21に流れる被測定電流I1が直流を含む低周波数領域内の周波数の信号のときには、ホール素子3および電圧電流変換増幅部4が作動する周波数領域であるため、ホール素子3が、磁気コア2の内部に発生する磁束(上記の差分(φ1−φ2)の磁束)を検出して、出力電圧V1を出力する。次いで、電圧電流変換増幅部4は、ホール素子3から出力電圧V1を入力すると共に、この出力電圧V1に基づいて負帰還電流I2を生成して、コイル5の一端に供給する。この場合、電圧電流変換増幅部4は、出力電圧V1がゼロボルトになるように、つまり、ホール素子3において検出される磁気コア2の内部に発生している磁束(φ1−φ2)の磁束密度がゼロになるように(言い換えれば、磁束φ2で磁束φ1を相殺するように)、負帰還電流I2の電流値を制御する。これにより、負帰還電流I2の電流値は、コイル5のターン数をnとしたときに、おおよそ被測定電流I1の電流値をターン数nで除算した値になる。   First, when the measured current I1 flowing through the measurement circuit 21 is a signal having a frequency within a low frequency region including direct current, since the Hall element 3 and the voltage-current conversion amplification unit 4 are in a frequency region, the Hall element 3 is The magnetic flux generated in the magnetic core 2 (the magnetic flux of the difference (φ1−φ2)) is detected, and the output voltage V1 is output. Next, the voltage / current conversion amplifier 4 receives the output voltage V <b> 1 from the Hall element 3, generates a negative feedback current I <b> 2 based on the output voltage V <b> 1, and supplies it to one end of the coil 5. In this case, the voltage-current conversion amplification unit 4 has a magnetic flux density of the magnetic flux (φ1-φ2) generated in the magnetic core 2 detected in the Hall element 3 so that the output voltage V1 becomes zero volts. The current value of the negative feedback current I2 is controlled to be zero (in other words, so as to cancel the magnetic flux φ1 with the magnetic flux φ2). Thereby, the current value of the negative feedback current I2 is approximately equal to the current value of the current I1 to be measured divided by the number n of turns when the number of turns of the coil 5 is n.

この場合、負帰還電流I2は、コイル5、インダクタ素子7および伝送路8を介して終端抵抗9に流れる。このため、終端抵抗9は、この負帰還電流I2を検出電圧V2に変換する。この低周波数領域では、負帰還電流I2の周波数が低いため、インダクタ素子7はインピーダンスとして殆ど機能しない状態にある。このため、この低周波数領域では、電流センサ1は、ホール素子3および電圧電流変換増幅部4の周波数特性で測定電路21に流れる被測定電流I1を検出して、検出電圧V2を出力する。   In this case, the negative feedback current I2 flows to the termination resistor 9 via the coil 5, the inductor element 7 and the transmission path 8. Therefore, the termination resistor 9 converts the negative feedback current I2 into the detection voltage V2. In this low frequency region, since the frequency of the negative feedback current I2 is low, the inductor element 7 hardly functions as an impedance. For this reason, in this low frequency region, the current sensor 1 detects the measured current I1 flowing in the measurement circuit 21 with the frequency characteristics of the Hall element 3 and the voltage / current conversion amplification unit 4, and outputs the detected voltage V2.

次いで、測定電路21に流れる被測定電流I1がホール素子3および電圧電流変換増幅部4の動作周波数領域における上限側の周波数領域(上記の低周波数領域における上限側の周波数領域)を下限側に含む高周波数領域内の周波数の信号のときには、コイル5が単体でCTとして機能して、測定電路21に流れる被測定電流I1を検出して、この被測定電流I1の振幅(電流値)に応じて振幅(電流値)が変化する検出電流としての電流I3を出力する。この電流I3は、コイル5の他端5b、インダクタ素子7、伝送路8、終端抵抗9、グランドG、および容量性負荷6を介して、コイル5の一端5aに至る電流経路に流れる。このため、終端抵抗9は、この電流I3を検出電圧V2に変換して出力する。   Next, the current to be measured I1 flowing in the measurement circuit 21 includes the upper limit side frequency region in the operating frequency region of the Hall element 3 and the voltage / current conversion amplifier 4 (the upper limit side frequency region in the low frequency region) on the lower limit side. When the signal has a frequency in the high frequency region, the coil 5 functions as a single CT, detects the measured current I1 flowing through the measurement circuit 21, and according to the amplitude (current value) of the measured current I1. A current I3 is output as a detection current whose amplitude (current value) changes. This current I3 flows through the other end 5b of the coil 5, the inductor element 7, the transmission path 8, the termination resistor 9, the ground G, and the capacitive load 6 to the current path reaching the one end 5a of the coil 5. Therefore, the termination resistor 9 converts this current I3 into a detection voltage V2 and outputs it.

この高周波数領域では、電流I3の周波数が高いため、インダクタ素子7はインダクタとして機能する。また、この高周波数領域では、コイル5はCTとして機能するため、図2に示すように、等価的に、上記したように電流I3を出力する電流源(高インピーダンスの信号源)5cと、コイル5を形成する線材間に存在している寄生容量5dとの並列回路とみなすことができる。これにより、インダクタ素子7は、この寄生容量5dと並列共振回路を構成する。なお、実際の電流センサ1には、線材や配線パターンなどに含まれるインダクタンス成分などのインダクタ素子7以外のインダクタンス成分や、浮遊容量などのコイル5の寄生容量5d以外の容量成分が存在しているが、これらはインダクタ素子7や寄生容量5dよりも十分に小さい。このため、上記の並列共振回路は、主としてインダクタ素子7および寄生容量5dで構成される共振回路とみなすことができる。 In this high frequency region, since the frequency of the current I3 is high, the inductor element 7 functions as an inductor. In this high frequency region, the coil 5 functions as a CT. Therefore, as shown in FIG. 2, the current source ( high-impedance signal source) 5c that outputs the current I3 equivalently as described above, and the coil 5 can be regarded as a parallel circuit with the parasitic capacitance 5d existing between the wires forming the wire 5. Thereby, the inductor element 7 forms a parallel resonance circuit with the parasitic capacitance 5d. Note that the actual current sensor 1 includes an inductance component other than the inductor element 7 such as an inductance component included in a wire or a wiring pattern, and a capacitance component other than the parasitic capacitance 5d of the coil 5 such as a stray capacitance. However, these are sufficiently smaller than the inductor element 7 and the parasitic capacitance 5d. For this reason, the parallel resonant circuit described above can be regarded as a resonant circuit mainly composed of the inductor element 7 and the parasitic capacitance 5d.

電流センサ1では、上記したように、インダクタ素子7とコイル5の寄生容量5dとの並列共振回路の共振周波数frが、インダクタ素子7が接続されていない状態での電流センサ1の検出電圧V2についての振幅−周波数特性の高周波数領域でのカットオフ周波数fc0以上の周波数、およびこのカットオフ周波数fc0未満であってカットオフ周波数fc0近傍の周波数のいずれか一方の周波数になるように、インダクタ素子7のインダクタンスが規定されている。   In the current sensor 1, as described above, the resonance frequency fr of the parallel resonance circuit of the inductor element 7 and the parasitic capacitance 5d of the coil 5 is the detection voltage V2 of the current sensor 1 when the inductor element 7 is not connected. The inductor element 7 has a frequency that is higher than or equal to the cutoff frequency fc0 in the high frequency region of the amplitude-frequency characteristic of the first and second frequencies that is lower than the cutoff frequency fc0 and in the vicinity of the cutoff frequency fc0. Inductance is specified.

具体的に、図2に示す等価回路で説明する。一例として、電流源5cは20mAの電流I3を供給する定電流源であり、寄生容量5dは10pFであり、終端抵抗9は50Ωであるものとする。この場合、インダクタ素子7が接続されていない状態での電流センサ1の検出電圧V2についての振幅−周波数特性の高周波数領域のカットオフ周波数fc0は、寄生容量5dの容量をCとし、終端抵抗9の抵抗をRとしたときに、式(1/(2×π×C×R)で表される。これにより、本例では、カットオフ周波数fc0は、318MHzに規定されている。   Specifically, the equivalent circuit shown in FIG. As an example, the current source 5c is a constant current source that supplies a current I3 of 20 mA, the parasitic capacitance 5d is 10 pF, and the termination resistor 9 is 50Ω. In this case, the cut-off frequency fc0 in the high frequency region of the amplitude-frequency characteristic for the detection voltage V2 of the current sensor 1 in a state where the inductor element 7 is not connected is C, and the termination resistance 9 Is represented by the equation (1 / (2 × π × C × R). Thus, in this example, the cutoff frequency fc0 is defined as 318 MHz.

したがって、インダクタ素子7のインダクタンスをLとしたときに、インダクタ素子7とコイル5の寄生容量5dとの並列共振回路の共振周波数fr(=1/(2×π×√(L×C)))が、カットオフ周波数fc0(=318MHz)以上の周波数、およびこのカットオフ周波数fc0(=318MHz)未満であってカットオフ周波数fc0近傍の周波数のいずれか一方の周波数になるように、インダクタンスLが規定されている。   Therefore, when the inductance of the inductor element 7 is L, the resonance frequency fr (= 1 / (2 × π × √ (L × C))) of the parallel resonance circuit of the inductor element 7 and the parasitic capacitance 5d of the coil 5 Is determined so that the frequency is equal to or higher than the cut-off frequency fc0 (= 318 MHz) or less than the cut-off frequency fc0 (= 318 MHz) and in the vicinity of the cut-off frequency fc0. Has been.

この例では、図3に示すように、インダクタンスLを5nHから、10nH、20nH、30nH、40nH、50nH、60nH、100nHというように8段階で変化させたとき(なお、ゼロnHは、インダクタ素子7が接続されていない状態(コイル5の他端5bが伝送路8の一端8aに接続されている状態)である)には、同図に示すように、共振周波数frが712MHzから、503MHz、356MHz、291MHz、252MHz、225MHz、205MHz、159MHzというように変化する。このため、この例では、インダクタ素子7は、この同図に示す8つのインダクタンスLのうちの、共振周波数frがカットオフ周波数fc0以上となる5nH、10nHおよび20nH、並びに共振周波数frがカットオフ周波数fc0未満であってカットオフ周波数fc0の近傍(共振周波数frがカットオフ周波数fc0未満になると、図4に示す検出電圧V2の振幅−周波数特性で示されるように、並列共振回路のピークの鋭さを示すQ値(=1/R×√(L/C))がより大きくなって、検出電圧V2の振幅が周波数によって大きく変化し過ぎる状態になることから、通過帯域における振幅−周波数特性が平坦となる周波数領域での振幅に対するピーク値が3[dB]以内に収まるQ値(1.26)となる共振周波数fr(252MHz)までをここでのカットオフ周波数fc0の近傍とする)となる30nHおよび40nHのうちのいずれかのインダクタンスLに規定されている。   In this example, as shown in FIG. 3, when the inductance L is changed in 8 steps from 5 nH to 10 nH, 20 nH, 30 nH, 40 nH, 50 nH, 60 nH, 100 nH (zero nH is the inductor element 7 Is not connected (the other end 5b of the coil 5 is connected to one end 8a of the transmission line 8), the resonance frequency fr is changed from 712 MHz to 503 MHz, 356 MHz as shown in FIG. 291 MHz, 252 MHz, 225 MHz, 205 MHz, 159 MHz and so on. For this reason, in this example, the inductor element 7 has 5 nH, 10 nH and 20 nH in which the resonance frequency fr is equal to or higher than the cut-off frequency fc0 among the eight inductances L shown in FIG. It is less than fc0 and in the vicinity of the cutoff frequency fc0 (when the resonance frequency fr is less than the cutoff frequency fc0, the sharpness of the peak of the parallel resonance circuit is increased as shown by the amplitude-frequency characteristics of the detection voltage V2 shown in FIG. Since the indicated Q value (= 1 / R × √ (L / C)) becomes larger and the amplitude of the detection voltage V2 changes too much depending on the frequency, the amplitude-frequency characteristic in the pass band is flat. The resonance frequency fr (252M) at which the peak value with respect to the amplitude in the frequency region becomes a Q value (1.26) that falls within 3 [dB]. Up to z) are defined in any of the inductance L of 30nH and 40nH made to) the vicinity of the cut-off frequency fc0 here.

これにより、この電流センサ1では、インダクタ素子7のインダクタンスLが、5nH、10nH、20nH、30nHおよび40nHのうちのいずれかに規定されることから、図3に示すように、いずれのインダクタンスLのときであっても、インダクタ素子7を接続したときの電流センサ1についての振幅−周波数特性の高周波数領域のカットオフ周波数fcを、インダクタ素子7を接続しないときのカットオフ周波数fc0(=318MHz)よりも、高くすることができる。また、これにより、この電流センサ1では、図4に示すように、電流センサ1の検出電圧V2についての振幅−周波数特性の高周波数領域での上限周波数は、インダクタ素子7を接続しないとき(図4において破線で示す振幅−周波数特性。0nHの振幅−周波数特性)よりも、高周波側に伸びた状態になっている。   Thereby, in this current sensor 1, since the inductance L of the inductor element 7 is defined as one of 5nH, 10nH, 20nH, 30nH and 40nH, as shown in FIG. Even when the cut-off frequency fc in the high frequency region of the amplitude-frequency characteristics for the current sensor 1 when the inductor element 7 is connected is the cut-off frequency fc0 (= 318 MHz) when the inductor element 7 is not connected. Than can be higher. Accordingly, in this current sensor 1, as shown in FIG. 4, the upper limit frequency in the high frequency region of the amplitude-frequency characteristic for the detection voltage V2 of the current sensor 1 is when the inductor element 7 is not connected (FIG. The amplitude-frequency characteristic indicated by a broken line in Fig. 4 (amplitude-frequency characteristic of 0 nH) is extended to the high frequency side.

なお、図3,4に示すように、共振周波数frがカットオフ周波数fc0以上となる範囲では、カットオフ周波数fc(振幅−周波数特性の高周波数領域での上限周波数)は、常にカットオフ周波数fc0よりも高い周波数になるものの、共振周波数frがある周波数(本例では、503MHz近傍)を超えたときから次第に低下する。また、検出電圧V2についての振幅−周波数特性も、インダクタ素子7が接続されていない状態での振幅−周波数特性に次第に近づいて、高周波数領域での振幅の低下が大きくなる。このため、共振周波数frは、高周波数領域での振幅の低下が許容範囲に収まる周波数以下にするのが好ましい。   As shown in FIGS. 3 and 4, in the range where the resonance frequency fr is equal to or higher than the cutoff frequency fc0, the cutoff frequency fc (the upper limit frequency in the high frequency region of the amplitude-frequency characteristic) is always the cutoff frequency fc0. However, the resonance frequency fr gradually decreases from when it exceeds a certain frequency (in this example, near 503 MHz). In addition, the amplitude-frequency characteristic of the detection voltage V2 gradually approaches the amplitude-frequency characteristic in a state where the inductor element 7 is not connected, and the decrease in the amplitude in the high frequency region becomes large. For this reason, the resonance frequency fr is preferably set to a frequency equal to or lower than a frequency at which the decrease in amplitude in the high frequency region is within an allowable range.

測定装置MDでは、測定部10が、上記のように電流センサ1から出力される検出電圧V2に基づいて、被測定電流I1の電流値I1aを測定して出力部11に出力し、出力部11が、この電流値I1aを画面上に表示する。   In the measurement apparatus MD, the measurement unit 10 measures the current value I1a of the current I1 to be measured based on the detection voltage V2 output from the current sensor 1 as described above, and outputs the current value I1a to the output unit 11. However, this current value I1a is displayed on the screen.

このように、この電流センサ1および測定装置MDでは、コイル5の他端5bと終端抵抗9との間に接続されたインダクタ素子7を備え、コイル5の寄生容量5dおよびインダクタ素子7で主として構成される並列共振回路の共振周波数frが、インダクタ素子7が接続されていない状態での検出電圧V2の振幅−周波数特性におけるカットオフ周波数fc0以上の周波数、およびカットオフ周波数fc0未満であってカットオフ周波数fc0の近傍の周波数のいずれか一方の周波数に規定されている。   Thus, the current sensor 1 and the measuring device MD include the inductor element 7 connected between the other end 5b of the coil 5 and the termination resistor 9, and are mainly configured by the parasitic capacitance 5d and the inductor element 7 of the coil 5. The resonant frequency fr of the parallel resonant circuit to be performed is a frequency that is equal to or higher than the cutoff frequency fc0 in the amplitude-frequency characteristic of the detection voltage V2 in a state where the inductor element 7 is not connected, and is lower than the cutoff frequency fc0. One of the frequencies in the vicinity of the frequency fc0 is defined.

したがって、この電流センサ1および測定装置MDによれば、共振周波数frが上記のような周波数になる適切なインダクタンスLのインダクタ素子7を接続するだけの簡易な構成でありながら、インダクタ素子7が接続されていない状態での電流センサ1よりも、検出電圧V2についての振幅−周波数特性の高周波数領域での上限周波数を、より高周波側に伸ばすことができる。   Therefore, according to the current sensor 1 and the measuring apparatus MD, the inductor element 7 is connected to the current sensor 1 and the measuring device MD while the inductor element 7 has a simple configuration in which the inductor L 7 having an appropriate inductance L having the resonance frequency fr as described above is connected. The upper limit frequency in the high frequency region of the amplitude-frequency characteristic for the detection voltage V2 can be extended to a higher frequency side than the current sensor 1 in a state where the detection is not performed.

なお、上記の電流センサ1および測定装置MDでは、コイル5の他端5bと電流電圧変換部9とを接続する伝送路8のコイル5の他端5b側の端部である伝送路8の一端8aと、コイル5の他端5bとの間にインダクタ素子7を接続する構成を採用しているが、伝送路8の他端8bと電流電圧変換部9との間にインダクタ素子7を接続する構成も考えられる。しかしながら、実験の結果、伝送路8の他端8bと電流電圧変換部9との間にインダクタ素子7を接続する構成を採用したときには、伝送路8の一端8aとコイル5の他端5bとの間にインダクタ素子7を接続する構成と比較して、電流I3の反射の影響が顕著に現れることが確認された。このため、コイル5の他端5bと電流電圧変換部9とを伝送路8を介して接続する構成を採用したときには、電流I3の反射の影響を良好に低減できるため、伝送路8の一端8aとコイル5の他端5bとの間にインダクタ素子7を接続する構成が好ましい。   In the current sensor 1 and the measuring device MD described above, one end of the transmission line 8 that is an end portion on the other end 5b side of the coil 5 of the transmission line 8 that connects the other end 5b of the coil 5 and the current-voltage conversion unit 9. The configuration in which the inductor element 7 is connected between the other end 5b of the coil 5 is adopted, but the inductor element 7 is connected between the other end 8b of the transmission line 8 and the current-voltage conversion unit 9. Configuration is also conceivable. However, as a result of the experiment, when the configuration in which the inductor element 7 is connected between the other end 8b of the transmission line 8 and the current-voltage conversion unit 9, the one end 8a of the transmission line 8 and the other end 5b of the coil 5 are connected. It was confirmed that the influence of the reflection of the current I3 appears significantly as compared with the configuration in which the inductor element 7 is connected therebetween. For this reason, when the configuration in which the other end 5b of the coil 5 is connected to the current-voltage conversion unit 9 via the transmission line 8, the influence of the reflection of the current I3 can be satisfactorily reduced. And the other end 5 b of the coil 5 are preferably connected to the inductor element 7.

また、コイル5の他端5bと電流電圧変換部9とを伝送路8を介することなく、直接接続したり、通常の電線や配線パターンを介して接続したりする構成を採用することもでき、これらの構成においては、コイル5の他端5bと電流電圧変換部9との間の任意の位置にインダクタ素子7を接続することができる。   Moreover, the other end 5b of the coil 5 and the current-voltage conversion unit 9 can be directly connected without passing through the transmission line 8, or can be connected via a normal electric wire or wiring pattern. In these configurations, the inductor element 7 can be connected to an arbitrary position between the other end 5 b of the coil 5 and the current-voltage converter 9.

また、上記の電流センサ1および測定装置MDでは、コイル5の他端5bと電流電圧変換部9との間にインダクタ素子7を接続する構成を採用しているが、この構成に限定されず、コイル5の一端5aと基準電位(グランドG)側との間にインダクタ素子7を接続する構成を採用することもでき、この構成においても、上記したコイル5の他端5bと電流電圧変換部9との間にインダクタ素子7を接続する構成と同様にして、電流センサの検出電圧V2についての振幅−周波数特性の高周波数領域での上限周波数を、より高周波側に伸ばすことができる。   Further, in the current sensor 1 and the measurement device MD described above, a configuration in which the inductor element 7 is connected between the other end 5b of the coil 5 and the current-voltage conversion unit 9 is adopted, but the present invention is not limited to this configuration. A configuration in which the inductor element 7 is connected between the one end 5a of the coil 5 and the reference potential (ground G) side can also be adopted. In this configuration as well, the other end 5b of the coil 5 and the current-voltage conversion unit 9 described above can be used. In the same manner as the configuration in which the inductor element 7 is connected to the upper limit frequency, the upper limit frequency in the high frequency region of the amplitude-frequency characteristic of the detection voltage V2 of the current sensor can be extended to a higher frequency side.

このコイル5の一端5aと基準電位(グランドG)側との間にインダクタ素子7を接続する構成では、図1に示すように、コイル5の一端5aおよび容量性負荷6を接続する接続ラインと、電圧電流変換増幅部4の出力側のラインとの接続点を点A(以下、「接続点A」ともいう)としたときに、コイル5の一端5aと接続点Aとの間に接続する構成、および接続点Aと容量性負荷6との間に接続する構成の少なくとも一方の構成を採用することができる。   In the configuration in which the inductor element 7 is connected between the one end 5a of the coil 5 and the reference potential (ground G) side, as shown in FIG. 1, a connection line connecting the one end 5a of the coil 5 and the capacitive load 6 When the connection point with the output side line of the voltage-current conversion amplifier 4 is a point A (hereinafter also referred to as “connection point A”), the connection is made between one end 5a of the coil 5 and the connection point A. It is possible to adopt at least one of the configuration and the configuration of connecting between the connection point A and the capacitive load 6.

また、上記したコイル5の他端5bと電流電圧変換部9との間にインダクタ素子7を接続する構成と、上記したコイル5の一端5aと基準電位(グランドG)側との間にインダクタ素子7を接続する構成とを併用する構成を採用することもでき、この構成においても、上記したコイル5の他端5bと電流電圧変換部9との間にインダクタ素子7を接続する構成と同様の効果を奏することができる。   Further, the configuration in which the inductor element 7 is connected between the other end 5b of the coil 5 and the current-voltage conversion unit 9, and the inductor element between the one end 5a of the coil 5 and the reference potential (ground G) side. 7 can be used together, and in this configuration as well, the same configuration as the configuration in which the inductor element 7 is connected between the other end 5b of the coil 5 and the current-voltage conversion unit 9 described above. There is an effect.

1 電流センサ
2 磁気コア
3 ホール素子
4 電圧電流変換増幅部
5 コイル
7 インダクタ素子
8 伝送路
9 終端抵抗
10 測定部
11 出力部
21 被測定電線
G グランド
I1 被測定電流
I2 負帰還電流
I3 電流
MD 測定装置
1 Current sensor
2 Magnetic core
3 Hall element
4 Voltage-current conversion amplifier
5 coils
7 Inductor element
8 Transmission path
9 Terminal resistance 10 Measuring section 11 Output section 21 Wire to be measured
G Ground I1 Current to be measured I2 Negative feedback current I3 Current MD Measuring device

Claims (3)

内部に測定対象が挿通される磁気コアと、
前記磁気コアに巻回されて一端が基準電位側に接続されたコイルと、
前記コイルの他端と前記基準電位との間に配設されると共に前記測定対象に流れる被測定電流の電流値に応じた電流値で前記コイルに流れる検出電流を検出電圧に変換する電流電圧変換部と、
前記コイルの前記一端と前記基準電位との間、および前記コイルの前記他端と前記電流電圧変換部との間のうちの少なくとも一方に接続されたインダクタ素子とを備え、
前記コイルの寄生容量および前記インダクタ素子で主として構成される並列共振回路の共振周波数が、前記インダクタ素子が接続されていない状態での前記検出電圧の周波数特性におけるカットオフ周波数以上の周波数、および当該カットオフ周波数未満であって、前記検出電圧の通過帯域における振幅−周波数特性が平坦となる周波数帯域での振幅に対するピーク値が3[dB]以内に収まるQ値となる周波数のいずれか一方の周波数に規定されている電流センサ。
A magnetic core into which the measurement object is inserted;
A coil wound around the magnetic core and having one end connected to a reference potential side;
Current-voltage conversion that is arranged between the other end of the coil and the reference potential and converts the detected current flowing through the coil to a detected voltage with a current value corresponding to the current value of the current to be measured flowing through the measurement target. And
An inductor element connected between at least one of the one end of the coil and the reference potential and between the other end of the coil and the current-voltage conversion unit;
The resonance frequency of the parallel resonance circuit mainly composed of the parasitic capacitance of the coil and the inductor element is equal to or higher than the cutoff frequency in the frequency characteristic of the detection voltage in a state where the inductor element is not connected, and the cut It is less than the off-frequency, and the peak value with respect to the amplitude in the frequency band in which the amplitude-frequency characteristic in the pass band of the detection voltage is flat is set to any one of the frequencies having a Q value that falls within 3 [dB]. Specified current sensor.
前記コイルの他端および前記電流電圧変換部は、予め決められた特性インピーダンスの伝送路を介して接続され、
前記インダクタ素子は、前記コイルの他端と前記伝送路における当該コイル側の端部との間に接続されている請求項1記載の電流センサ。
The other end of the coil and the current-voltage converter are connected via a transmission line having a predetermined characteristic impedance,
The current sensor according to claim 1, wherein the inductor element is connected between the other end of the coil and an end of the transmission line on the coil side.
請求項1または2記載の電流センサと、当該電流センサによって変換された前記検出電圧に基づいて前記被測定電流の前記電流値を測定する測定部とを備えている測定装置。   3. A measuring apparatus comprising: the current sensor according to claim 1; and a measuring unit that measures the current value of the current to be measured based on the detected voltage converted by the current sensor.
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