JPH0810799Y2 - 変流形センサー - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、変流形センサーに係り、特にバイアス電流
に重畳された被検出電流を検出するのに好適な変流形セ
ンサーに関する。

〔従来の技術〕

従来、バイアス電流に重畳された被検出電流を検出す
る変流形センサーとしては、第２図に示す如きものが使
用されていた。該センサーは、バイアス電流に被検出電
流を重畳させて供与される被検出コイル１をコア２に巻
回させておき、該コア２には互いに逆巻きにした検出コ
イル3a,3bを巻装させてある。該検出コイル3a,3bの共通
端子にはバイパスコンデンサＣ₁を介して（−）端子GND
に接続し、一方の検出コイル3aの他端は比較器IC₁の
（−）端子に、又検出コイル3bの他端は比較器IC₁の
（＋）端子にそれぞれ接続する。比較器IC₁の出力端子
は抵抗Ｒ₆を介してバッファーアンプIC₂に接続させてあ
り、該バッファーアンプIC₂から検出信号を出力するよ
うになっている。尚、第１図において、Ｃ₂はノイズ除
去用コンデンサー、Ｃ₃は平滑用コンデンサ、Ｒ₁〜
Ｒ₅、Ｒ₇〜Ｒ₉は抵抗、VCCは直流電源である。

そして、上記従来のセンサーは、被検出コイル１に、
バイアス電流が重畳されて被検出電流Ｉ₁が流れると、
検出コイル3a,3bが逆巻きにしてあることから、該検出
コイル3a,3bには互いに逆向きの正負の検出信号が誘起
され、又該検出コイル3a,3bの共通端子が第１図に示す
如くバイパスコンデンサーＣ₁により交流的に接地さ
れ、検出信号Ｐ₁,P₂として比較器IC₁の（−）端子及び
（＋）端子にそれぞれ入力される。一方、検出コイル3
a,3bから比較器IC₁に至るライン中にノイズが誘起され
た場合、該ノイズは比較器IC₁の（−）端子及び（＋）
端子の両者に共に同相で入力されるので、比較器IC₁か
らは出力信号が出力されず、ノイズによる誤動作はな
い。比較器IC₁に第１図に示す検出信号Ｐ₁,P₂が入力さ
れると出力信号が出力され、更にバッファーアンプIC₂
を介して計数装置に供与し、又は計数装置の他に非検出
信号Ｉ₁に基づき機械装置の動作を制御するための制御
装置に出力信号を供与するものである。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来のセンサーは、被検出信号Ｉ
₁の立上り変位時間が長くなると、誘起される検出信号
Ｐ₁,P₂の電圧レベルが小さくなるので、立上り時間が所
定値以上小さいパルス状態の被検出信号Ｉ₁でなければ
検出ができない。又検出コイル3a,3bと比較器IC₁との間
のライン中に混入するノイズは、同相で比較器IC₁の
（−）端子と（＋）端子とにそれぞれ供与されることに
なるために、該ノイズが（−）端子と（＋）端子との相
互間で相殺されてノイズにより比較器IC₁が誤動作をし
て出力信号が出力されるといったことはないが、被検出
コイル１若しくは被検出コイル3a,3bにノイズが混入す
ると、比較器IC₁の（−）端子及び（＋）端子にそれぞ
れ正負の逆相ノイズとして入力されるために誤動作をす
ることがあり、これを防止するとしても、検出コイル3
a,3bの検出信号を互いに反転する信号として比較器IC₁
の（−）端子及び（＋）端子に入力させる回路形式では
容易なことではない。更に、上記センサーは、検出コイ
ル3a,3bの両起電力を比較器IC₁に加えるものであるか
ら、仮に比較器IC₁として入力レベルに応じて出力信号
のレベルが変化するリニア形のものを用いて、被検出コ
イル１に流れる電流値を計測することはできず、利用範
囲が狭いといった問題があった。しかも、上記被検出コ
イル１に供与されるバイアス電流は、使用状態等に応じ
て相違し、又被検出信号Ｉ₁の最大レベルも種々であ
り、これに伴い比較器IC₁の出力信号の最大レベル等も
最適な値になるように調整する必要があるが、上記の如
く検出コイル3a,3bからそれぞれ逆位相の検出信号Ｐ₁,P
₂を比較器IC₁に供与する形式では、各検出信号Ｐ₁,P₂の
相互間に関連性を持たせて調整しなければならないため
に、簡易にかつ高精度に行うことは容易なことではな
い。従って、上記センサーを組み込むべき被検出コイル
１の定格値等の条件に応じて抵抗Ｒ₃〜Ｒ₄の値、及び比
較器IC₁の定格値を予め定めておき、その被検出コイル
１専用として使用しなければならない。上記の如く調整
機構を有していないことから、広範囲な利用が期待でき
ず、例えば検出コイル3a,3bのコア２にその都度各種被
検出コイル１を随意に巻回させて使用することはできな
い。

そこで、本考案は上記事情に鑑み、被検出信号やバイ
アス電流の状態等条件に応じて検出信号のレベルを随意
に調整できて、又被検出信号としてのパルスの個数を計
数する場合はもとより、被検出信号のアナログレベルの
計測も可能で利用範囲が広い変流形センサーを提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段並びに作用〕

本考案は、上記目的を達成すべくなされたもので、被
検出コイルにバイアス電流の重畳された被検出電流が供
与されると、被検出コイル、検出コイル及びコア相互間
の磁気透磁率μが変化をして検出コイルとトランジスタ
とによる発振回路の発振レベルが変動する。この時、温
度の変化で発振レベルが所定以上の値に上昇した時に温
度補償用ダイオードで抑制し、又上記バイアス電流や被
検出信号のレベル等条件に応じてレベル調整用可変抵抗
を調整して、後段装置での処理が容易なように発振レベ
ルを調整するようにしたものである。

〔実施例〕

以下に、本考案に係る変流形センサーの一実施例を図
面に基づき説明する。

第１図において、11はバイアス電流に重畳させて被検
出電流が供与される被検出コイルである。該被検出コイ
ル11はコア12に被検コイル13a,13bと共に巻回されてい
る。検出コイル13a,13bは、コンデンサＣ₁₁、及びトラ
ンジスタＱ₁と共にハートレー形発振回路を形成してい
る。該トランジスタＱ₁のベースと検出コイル13a,13bと
の間には温度保償用ダイオードＤ₁を挿入し、又トラン
ジスタＱ₁のエミッタと検出コイル13a,13bとの間には抵
抗Ｒ₁₃及び発振レベル調整用可変抵抗VR₁を挿入する。
トランジスタＱ₁のコレクタには、抵抗Ｒ₁₂とコンデン
サＣ₁₂とから成るミラー積分回路を経て比較器IC₁₁の
（−）端子に接続する。比較器IC₁₁の（＋）端子には電
源＋Ｖとアースとの間に接続された抵抗Ｒ₁₄,R₁₅の分圧
による基準電圧を供与するようになっている。比較器IC
₁₁の出力端子には抵抗Ｒ₁₈を介してバッファーアンプIC
₁₂を接続すると共に、電源＋DCとの間に電流制限用抵抗
Ｒ₁₇と検知動作用発光ダイオードＤ₂を挿入する。上記
バッファーアンプIC₁₂からは計数器等の装置に出力信号
を供与するようになっている。尚、第１図において
Ｒ₁₁,R₁₆,R₁₈は抵抗、Ｃ₁₃はノイズ除去用コンデンサ、
Ｃ₁₄は平滑用コンデンサである。

次に、上記構成の変流形センサーの動作について説明
すれば、被検出コイル11に、バイアス電流と重畳されて
被検出信号Ｉ₂が流れると、その被検出信号Ｉ₂のレベル
に応じて被検出コイル11、コア12、及び検出コイル13a,
13bの相互間の磁気透磁率μが変化する。上記バイアス
電流は通常交流を用いるが直流であってもよい。上記磁
気透磁率μが変化すると、検出コイル13a,13b、コンデ
ンサＣ₁₁及びトランジスタＱ₁から成るハートレー形発
振回路の発振定数が変化をして、上記被検出信号Ｉ₂の
レベルに応じて発振レベルが低下する。このため、トラ
ンジスタＱ₁のコレクタ電圧が発振レベルの減少した分
だけ上昇して、第１図に示す検出信号Ｐ₃が得られる。
該検出信号Ｐ₃は抵抗Ｒ₁₂とコンデンサＣ₁₂とのミラー
積分回路で直流電圧の検出信号に変換された後に、比較
器IC₁₁（−）端子に入力される。比較器IC₁₁では検出信
号の入力に伴い被検出信号Ｉ₂の入力に応動した個数の
計数信号としてバッファーアンプIC₁₂を介して計数器等
に出力する。比較器IC₁₁からの出力信号の出力時には、
該比較器IC₁₁の出力端子がローレベルになって、直流電
源＋DCから抵抗Ｒ₁₉,R₁₇を介して発光ダイオードＤ₂が
通電されて点灯し、これにより検出中であることを表示
する。該計数器等ではバッファーアンプIC₂からの出力
数を計数し、更にはその計数値に基づいて制御対象であ
る機械や装置の動作を制御する。上記被検出コイル11に
は、被検出パルスＩ₂が供与されていない状態であって
も常時一定値のバイアス電流（特に交流の場合）が流れ
ていて、これに伴い被検出コイル11、コア12及び検出コ
イル13a,13b相互間の磁気透磁率μが一定値を示し、こ
れに伴いハートレー形発振回路も一定の発振周波数及び
発振レベルで発振動作をしている。従って、被検出コイ
ル11に供与されるバイアス電流の値の如何によって発振
レベル、延いてはトランジスタＱ₁のコレクタ電圧の値
が変わり、このコレクタ電圧の値が予め所望する値に設
定できるように発振レベル調整用可変抵抗VR₁で調整す
る。被検出コイル11に供与される被検出信号Ｉ₂のレベ
ルに対するトランジスタＱ₁のコレクタ電圧の値が最適
値になるように調整する場合も、発振レベル調整用可変
抵抗VR₁で行う。このため、ミラー積分回路以降の後段
の回路装置にあっては、上記の如く発振レベル調整用可
変抵抗VR₁を調整することで、被検出コイル11に供与さ
れるバイアス電流や被検出信号Ｉ₂の値等の条件が相違
するものであっても、そのまま共用できる。温度補償用
ダイオードＤ₁は温度変化によるハートレー形発振回路
の発振定数が変化した場合、温度変化によるダイオード
特性の変化で補償して常時一定の発振条件が得られるよ
うな機能を有する。ノイズはコンデンサＣ₁₃で除去が可
能である。

又、上記被検出コイル11にレベルが変化するアナログ
信号を被検出信号として加えた場合には、このアナログ
信号のレベル値に応じて被検出コイル11、コア12及び検
出コイル13a,13b相互間の磁気透磁率μが変化して、ハ
ートレー形発振回路の発振レベルも変化する。このため
トランジスタＱ₁のコレクタ電圧は、アナログ信号のレ
ベル値に応じて値が変動することから、リニアアンプ等
を介して計測器に供与すれば、被検出コイル11に供与さ
れるアナログ信号のレベルを計測できる。

〔考案の効果〕

以上の如く、本考案に係る変流形センサーによれば、
立上リ変位時間が長い被検出信号であっても良好に検出
でき、しかも被検出信号やバイアス電流の状態等の条件
に応じて検出信号のレベル、つまり発振回路の発振レベ
ルを随意に調整でき、又被検出信号としてのパルスの個
数を計数する場合はもとより、被検出信号のアナログレ
ベルの計測も可能で利用範囲が広く使用上頗る便利であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る変流形センサーの回路図、第２図
は従来の変流形センサーの回路図である。 11……被検出コイル、12……コア、13a,13b……コイ
ル、Ｃ₁₁……コンデンサ、Ｑ₁……トランジスタ、Ｄ₁…
…温度補償用ダイオード、VR₁……発振レベル調整用可
変抵抗

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】バイアス電流及び該バイアス電流に重畳さ
   せて検出されるべき電流が供与される被検出コイルに磁
   気的結合させた検出コイルを有し、該検出コイルと共に
   発振回路を形成するトランジスタのバイアス回路に発振
   レベル調整用可変抵抗を挿入し、かつ上記発振回路には
   温度補償用ダイオードを挿入したことを特徴とする変流
   形センサー。