JPH0792198A - 交流電流の計測装置 - Google Patents

交流電流の計測装置

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Publication number
JPH0792198A
JPH0792198A JP5217848A JP21784893A JPH0792198A JP H0792198 A JPH0792198 A JP H0792198A JP 5217848 A JP5217848 A JP 5217848A JP 21784893 A JP21784893 A JP 21784893A JP H0792198 A JPH0792198 A JP H0792198A
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JP
Japan
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secondary winding
differential amplifier
wheatstone bridge
current
amplified
Prior art date
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Pending
Application number
JP5217848A
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English (en)
Inventor
Tomonori Endo
知憲 遠藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
UESHIMA DENKOUSHIYA KK
Original Assignee
UESHIMA DENKOUSHIYA KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は帰還コイルを用いることなく、検出
コイルのインダクタンスによって生じる検出信号の歪み
や位相のずれを消去し、測定精度を向上させることを目
的とするものである。 【構成】被測定導線の周囲に生じる磁界の中に置かれた
磁気コアに二次巻線を巻回して変流器を構成し、その二
次巻線に誘起される二次電圧を差動増幅器で増幅して取
り出すように構成すると共に、その差動増幅器で得られ
た出力の一部を前記二次巻線へ負帰還させたものであ
り、さらに具体的には、前記変流器にホィートストンブ
リッジを接続し、前記二次巻線をホィートストンブリッ
ジの一辺として構成すると共に、前記二次巻線に生じる
出力電圧をホィートストンブリッジの不平衡電流として
取り出し、差動増幅器で増幅してその出力を前記ホィー
トストンブリッジを通じて前記二次巻線へ負帰還させる
よう構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は主として工場における
動力機械で消費される交流電力を測定するのに好適な交
流電流の計測装置に関するもので、特に、交流電線から
生じる磁束を介して計測する装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、交流機器に連なる被測定導線を流
れる交流電流を測定する装置として、図5で示すよう
に、基端で枢着された2本のクランプ腕a、aの間に透
磁性のよい電磁コアb、bを設け、その電磁コアbに検
出コイルcを巻回して構成した、いわゆるクランプ式の
計測装置が市販されている。この種の計測装置は前記2
本のクランプ腕a、aによって被測定導線dを挟んで取
り付け、被測定導線dを流れる電流によって生じる磁束
の変化を検出コイルcに誘起される交流電流として取り
出すようになっている。
【0003】ところが、被測定導線を流れる交流電流の
磁束の変化を検出コイルcによって取り出すものでは、
その出力信号が検出コイルcの直流抵抗、あるいは磁気
コアの飽和特性などによって歪みを生じる結果、被計測
電流との間に位相のずれや波形に歪みを生じ、大きな測
定誤差を生じることが知られている。特に、前記歪みが
低い周波数の電力計測において測定精度を大きく低下さ
せるので、インバータを多用される最近の交流機器のた
めには、前記磁気コアに電磁波形の直線性の高いものが
要求されており、装置を高価なものにしている。
【0004】そこで、計測回路中に磁気回路による歪み
を除去するための除去回路手段を包含することが行われ
る。たとえば、特開平2−291973号公報に示され
るように、検出コイルを巻回した磁気コアに帰還コイル
を付加的に巻回し、前記検出コイルによって検出された
電圧を増幅した後、前記帰還コイルへ負帰還させること
によって磁気コアに生じる磁束を打ち消し、前記誤差を
消去することが提案され、実用化されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな手法は磁気コアに帰還コイルを新設せねばならず、
市販品をそのまゝ利用できないのみならず、帰還コイル
の設置場所を確保するのが困難で、検出コイルまでも含
めて新しく設計し直す必要があった。そのため、装置の
価格が一層高価になったり、既設の計測装置との間に互
換性が無くなったりする不具合を生じていた。そこで帰
還コイル使用することなく、負帰還可能な計測装置が求
められていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】課題解決の手段は被測定
導線の周囲に生じる磁界の中に置かれた磁気コアに二次
巻線を巻回して変流器を構成し、その二次巻線に誘起さ
れる二次電圧を差動増幅器で増幅して取り出すように構
成すると共に、その差動増幅器で得られた出力の一部を
前記二次巻線へ負帰還させたものであり、さらに具体的
には、前記変流器にホィートストンブリッジを接続し、
前記二次巻線をホィートストンブリッジの一辺として構
成すると共に、前記二次巻線に生じる出力電圧をホィー
トストンブリッジの不平衡電圧として取り出し、差動増
幅器で増幅してその出力を前記ホィートストンブリッジ
を通じて前記二次巻線へ負帰還させるよう構成した。
【0007】
【作用】被測定導線を流れる電流によって生じる磁束の
変化は磁気コアに巻回された二次巻線に電圧信号として
取り出される。二次巻線には差動増幅器が接続されてお
り、この電圧信号は差動増幅器によって増幅されると共
に、その一部は位相が反転され、二次巻線へ負帰還され
る。負帰還電流は先に二次巻線に生じた交流電圧を打ち
消すので、磁気コアが飽和しにくゝなる。
【0008】更に、前記二次巻線と差動増幅器との間に
ホィートストンブリッジを接続したものでは、二次巻線
に生じる交流電圧はブリッジの不平衡電圧として取り出
される。その電圧はブリッジに連なる差動増幅器によっ
て増幅された上、その一部がホィートストンブリッジに
対して帰還される。このとき増幅器の増幅度が極めて大
きいため、前記二次巻線に生じる交流電圧の位相を被測
定電流を流れる交流電圧の位相と同相にすることができ
る。
【0009】
【実施例】以下、図示の実施例によってこの発明を説明
する。図1および図2において、各(a)は原理的な回
路を示す。図中、10はこの発明に係る交流電流の計測
装置である。計測装置10は内部に被測定導線11を貫
通させたリング状の電磁コア12に二次巻線13を巻回
して構成した変流器14を有する。変流器14は磁気コ
ア12を貫通して配された被測定導線11を一次巻線と
し、二次巻線13を磁気コア12に1000回程度巻回
させた周知の構成を包含する。
【0010】前記二次巻線13には差動増幅器16が図
2で示すように直接に接続され、あるいは図1で示すよ
うにホィートストンブリッジ15を介して接続される。
そして、二次巻線13には抵抗器RLが直列に挿入さ
れ、二次巻線13に誘起された電流によりその両端に生
じた電位差が差動増幅器16へ入力されるように構成さ
れている。図2の場合、差動増幅器16の出力側は負帰
還回路16aを介して前記二次巻線13に連結されてい
る。よって、差動増幅器16の出力は負帰還回路16a
を介して二次巻線13へ帰還し、前記二次巻線13に誘
起される電流とは逆の方向へ流される。なお、各図
(b)で示される等価回路において、負帰還回路16a
の中に示された抵抗器R0は二次巻線13の直流インピ
ーダンスである。なお、各図(c)は実用的な回路例を
示すが、特に、図1(c)の回路でR0が20Ωの場
合、R1は200Ω弱に調整すればよい。
【0011】図2で示す計測装置10は以上のように構
成されているので、被測定導線11に交流電流が流れる
と、その磁束変化が磁気コア12を介して二次巻線13
に電圧を誘起する。その電圧は差動増幅器16の反転入
力端子と非反転入力端子との間へ入力され、増幅と同時
に位相を反転されて取り出される。その反転された出力
は前記直流インピーダンスR0が非常に小さい場合、二
次巻線13に誘起される交流成分と波形が同じで位相が
反転しており、二次巻線を流れる交流成分を打ち消しな
がら、抵抗器RLに流れ込む。よって、図3で示すよう
に、変流器14から取り出される抵抗器RLの両端の交
流波形は磁気コア12の材質や大きさの影響を受けて歪
んだり位相のずれを生じる現象が少なくなる。
【0012】図1で示す計測装置10は変流器14の二
次巻線13を抵抗器RL、R2、および帰還抵抗器R1
を含むホィートストンブリッジ15の一辺として構成し
たもので、二次巻線13の内部抵抗がホィートストンブ
リッジ15のバランス抵抗器のうちの一つとして作用す
る。すなわち、被測定導線11を流れる交流電流に起因
して前記二次巻線13に電流が誘起されると、その電流
は抵抗器RLとR1との間から不平衡電圧として取り出
され、前記と同様に差動増幅器16の反転入力端子と非
反転入力端子との間へ印加される。この場合、差動増幅
器16の増幅度は十分に大きなものとする必要がある。
差動増幅器16の出力側はホィートストンブリッジ15
を介して間接的に二次巻線13へ連結され、その出力は
前記と略同様に二次巻線13へ負帰還される。この場合
も原理的には前記の場合と同様であるが、ホィートスト
ンブリッジ15が直流的に平衡しておれば、交流成分の
みを負帰還することができ、図3で示すように、被測定
導線11を流れる交流波形に一層近いものが得られる。
同図中、Aは被測定電流の波形、Bは図1(a)によ
る、Cは図2(a)による、およびDは差動増幅器16
と、それによる負帰還をしない場合のそれぞれ出力波形
を示すものである。なお、図2(c)は実際の回路例で
あり、被測定電流値Iは I=N/N(変流器の巻き線比)×1/RL×(R
L両端の電圧)として求められる。
【0013】
【発明の効果】この発明は以上のように、被測定導線1
1を流れる交流電流によって磁気コア12に巻回した二
次巻線13に電圧を誘起させ、それを差動増幅器16に
よって増幅し、反転して再び二次巻線13へ負帰還さ
せ、前記誘起された電圧を打ち消して磁気コア12の飽
和を回避するものであるから、従来市販されている磁気
コア12を含む二次巻線13の構成に大きな変更を加え
ることなく、その特性を著しく改良でき、正確な計測を
可能とする効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す計測装置10の回路
図である。
【図2】その基本形を示す計測装置10の回路図であ
る。
【図3】この発明の効果を示す特性図である。
【図4】従来のクランプユニットを示す側面図である。
【符号の説明】
10 計測装置 11 被測定導線 12 磁気コア 13 二次巻線 14 変流器 15 ホィートストンブリッジ 16 差動増幅器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定導線の周囲に生じる磁界の中に置
    かれた磁気コアに二次巻線を巻回して変流器を構成し、
    その二次巻線に誘起される二次電圧を差動増幅器で増幅
    して取り出すように構成すると共に、その差動増幅器で
    得られた出力の一部を前記二次巻線へ負帰還させてなる
    交流電流の間接計測装置
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記変流器にホィー
    トストンブリッジを接続し、前記二次巻線をホィートス
    トンブリッジの一辺として構成すると共に、前記二次巻
    線に生じる出力電圧をホィートストンブリッジの不平衡
    電流として取り出し、差動増幅器で増幅してその出力を
    前記ホィートストンブリッジを通じて前記二次巻線へ負
    帰還させるよう構成してなる交流電流の間接計測装置。
JP5217848A 1993-06-30 1993-06-30 交流電流の計測装置 Pending JPH0792198A (ja)

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JP5217848A JPH0792198A (ja) 1993-06-30 1993-06-30 交流電流の計測装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP5217848A JPH0792198A (ja) 1993-06-30 1993-06-30 交流電流の計測装置

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JPH0792198A true JPH0792198A (ja) 1995-04-07

Family

ID=16710715

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JP5217848A Pending JPH0792198A (ja) 1993-06-30 1993-06-30 交流電流の計測装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100542245B1 (ko) * 2003-12-23 2006-01-11 한국표준과학연구원 전자보상 계기용 변류기

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100542245B1 (ko) * 2003-12-23 2006-01-11 한국표준과학연구원 전자보상 계기용 변류기

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