JPH02287266A - 直流電流測定装置 - Google Patents

直流電流測定装置

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JPH02287266A
JPH02287266A JP1107690A JP10769089A JPH02287266A JP H02287266 A JPH02287266 A JP H02287266A JP 1107690 A JP1107690 A JP 1107690A JP 10769089 A JP10769089 A JP 10769089A JP H02287266 A JPH02287266 A JP H02287266A
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Shuhei Nakada
修平 中田
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/18Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
    • G01R15/183Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using transformers with a magnetic core

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、例えば加速器の直流電流を測定する装置に
関するものである。
[従来の技術] 第2図は、例えば雑誌ザ・シックスス・シンプ・オン・
アクセレレータ・サイエンス・アンドテクノロジー(T
he 6th Symp、on Accelerato
rScience and Technology)″
(1987年)第216ページに記載の従来の直流電流
測定装置を示す回路図である1図において、(1)は例
えば加速器(図示しない)から荷電粒子の直流電流の向
きを示している。(2)は高透磁率の複数個のドーナツ
状コア、(3)は各コア(2)に巻がれて高周波電流を
コア(2)に流すコイル、(4)はこれらコイル(3)
の両端間に接続されて例えば周波数fの高周波電流を供
給する高周波電源である。なお、この高周波電源(4)
には直流カット用のコンデンサおよび抵抗が図示のよう
に直列に接続されている。(5)は各コア(2)に巻か
れてコア(2)内の磁束の変化を測定するピックアップ
コイル、(6)はこれらピックアップコイル(5)の両
端間に接続されてピックアップコイル(5)でピックア
ップされた高周波の第2高周波と高周波電源(4)から
導出されて例えば2fの周波数を有する基準信号との位
相差を検出するための位相差測定器例えばロックイン増
幅器、(7)はこのロックイン増幅器(6)の出力側に
接続されて直流電流(1)とは反対の方向に電流を流す
打消しコイルである。
従来の直流電流測定装置は上述したように構成されてお
り、高周波電源(4)によってコイルく3)にはコア(
2)が飽和するのに十分な電流が流される。しかし、コ
イル(3)の電流(交流)が小さい場合にはコアく2)
が飽和していないので、コイル(3)に流れる電流に比
例した磁束がコア(2)内に発生する。コイル電流が大
きくなってコア(2)が飽和してしまうと、コア(2)
内の磁束は一定値になってしまう。ピックアップコイル
(5)の出力は、コア(2)内の磁束の時間変化に比例
する。よって、出力はコア(2)が飽和していない場合
にのみ電圧を出すパルス状となる。このパルス電圧は、
高周波の基本波および奇数次高周波成分からなっている
。こここで、コア(2)を鎖交するように荷電粒子の直
流電流(1)が流れた場合、コイル(3)の高周波電流
にバイアスがかかった状態になる。この時の出力はパル
ス状ではあるが、偶数次高周波成分も含むようになる。
この偶数次高周波成分をロックイン増幅器(6)で検出
すると、第2高周波成分の電圧を検出することができる
。この電圧に比例した電流をコア(2)に直流電流(1
)とは逆向きにコイル(7)に流して第2高周波成分を
0にするようにしたとする。この時打消しコイル(7)
に流れる電流値は直流電流(1)すなわち荷電粒子の電
流値に等しい。なお、コア(2)に高周波電流を流すコ
イルを2個で逆向きにしかつピツコア・ンプコイル(5
)を同方向に巻いているのは基本波および奇数次高周波
成分を打消すためである。
[発明が解決しようとする課題] 従来の直流電流測定装置では、コアが飽和するのに十分
な高周波電流を流すためには大きな高周波電源が必要だ
った。また、コアのヒステリシス損失などによるコアの
発熱が問題となっていたにの発明は、上述したような問
題点を解決するためになされたもので、高周波電源を小
型化でき、さらに測定感度を良くした直流電流測定装置
を得ることを目的とする。
[課題を解決するための手段〕 この発明に係る直流電流測定装置は、コアに巻かれたコ
イルに回路接続された共振用コンデンサと、このコンデ
ンサと直列に接続された電流測定用抵抗と、これら抵抗
、コンデンサおよびコイルから成る回路の両端間に接続
され、コイルとコンデンサの共振状態で高周波電源を供
給する高周波電源と、抵抗の両端間に接続されて基準信
号に対する高周波の位相差を検出する位相差測定器とを
備えたものである。
[作 用] この発明においては、コイルとコンデンサの共振状態で
高周波電源を動作させ、コンデンサと直列に接続されて
いる抵抗に流れる高周波電流をモニタすることによりコ
アと鎖交する直流電流を感度良く測定することができる
[実施例] 第1図はこの発明の直流電流測定装置による一実施例を
示す回路図である。第1図において、(8)はコア(2
)に巻かれたコイル(3)に回路接続、例えば図示のよ
うに直列に接続された共振用コンデンサ、(9)はこの
コンデンサ(8)と直列に接続された電流測定用抵抗、
(4^)はこれら抵抗(9)、コンデンサ(8)および
コイル(3)から成る直列回路の両端間に接続され、コ
イル(3)とコンデンサ(8)の共振状態で高周波電流
をコイル(3)に供給する小型の高周波電源、そして(
6)は抵抗(9)の両端間に接続された位相差測定器例
えばロックイン増幅器である。
上述したように構成されたこの発明の直流電流測定装置
では、コイル(3)のインダクタンスとコンデンサ(8
)のキャパシタンスとからもとまる共振周波数f。付近
で高周波電源(4^)を動作させるとする。この場合、
電源容量は小さくても共振状態になっているために大電
流をコア(2)に流すことができる。コア(2)が飽和
した場合、コア(2)の比透磁率は急激に下がるために
コア(2)のインピーダンスがほとんど0になる。この
とき、さらにパルス状の大電流が回路に流れることにな
る。この状態でコア(2)に鎖交するように荷電粒子の
直流電流が流れた場合、従来例と同様にコイル(3)に
バイアス電流が流れた状態になる。この時、コア(2)
の飽和する時間が多少異なってくるために、パルス状の
大電流が発生する時間も変化することになる。この時間
の、周波数2f、の基準信号に対するずれをロックイン
増幅器(6)で測定すればコア(2)に鎖交して流れる
電流値を測定することができる。パルス状の大電流のシ
フトであるために位相検出は非常に簡便となり、また非
常に感度もよくなる。
なお、上述した実施例では、ロックイン増幅器で第2高
周波成分の、基準信号に対する位相差を測定していたが
、偶数次高周波の測定であれば同様の効果が期待できる
。また、ロックイン増幅器を用いなくても位相差を検出
できるものなら、どんなものでも同様の効果が期待でき
る。更に、第2図の打消しコイル(7)のような負帰還
を加えても同様の動作を期待できる6また、コンデンサ
をコイルとに直列に接続していたが、並列に接続しても
同様の効果が期待できる。コアを2個以上用いても同様
の効果が期待できる。
[発明の効果] 以上のように、この発明は、コアに巻かれたコイルに回
路接続された共振用コンデンサと、このコンデンサと直
列に接続された電流測定用抵抗と、これら抵抗、コンデ
ンサおよびコイルから成る回路の両端間に接続され、コ
イルとコンデンサの共振状態で高周波電流を供給する高
周波電源と、抵抗の両端間に接続されて基準信号に対す
る高周波の位相差を検出する位相差測定器とを設け、コ
イルとコンデンサの共振状態を利用して荷電粒子の電流
値を測定することにより、精度および感度の良い測定が
容易に可能となる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す回路図、そして第2
図は従来の直流電流測定装置を示す回路図である。 図において、(1)は荷電粒子の直流電流、(2)はコ
ア、(3)はコイル、(4^)は高周波電源、(6)は
ロックイン増幅器。 ち1図 代  理  人 曾 我 道 照

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも1個のドーナツ状コアと、このコアに
    巻かれて高周波電流を前記コアに流すコイルと、このコ
    イルに回路接続された共振用コンデンサと、このコンデ
    ンサと直列に接続された電流測定用抵抗と、これら抵抗
    、コンデンサおよびコイルから成る回路の両端間に接続
    され、前記コイルと前記コンデンサの共振状態で前記高
    周波電流を供給する高周波電源と、前記抵抗の両端間に
    接続されて基準信号に対する高周波の位相差を検出する
    位相差測定器とを備え、前記コアと鎖交する直流電流を
    測定することを特徴とする直流電流測定装置。
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