JPH09304445A - 光電流センサ装置 - Google Patents
光電流センサ装置Info
- Publication number
- JPH09304445A JPH09304445A JP8140811A JP14081196A JPH09304445A JP H09304445 A JPH09304445 A JP H09304445A JP 8140811 A JP8140811 A JP 8140811A JP 14081196 A JP14081196 A JP 14081196A JP H09304445 A JPH09304445 A JP H09304445A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- sensor
- correction calculation
- sensor device
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 補正計算を行うことにより広いダイナミック
レンジで直線性誤差の小さな計測値を得ることができる
光電流センサ装置を提供する。 【解決手段】 電線に流れる電流を検知する光電流セン
サ装置であって、上記電線の貫通するコアのコアギャッ
プ部に挿入された電流センサよりの出力値に対して補正
計算処理を行って出力する補正計算処理手段を有する構
成となっている。
レンジで直線性誤差の小さな計測値を得ることができる
光電流センサ装置を提供する。 【解決手段】 電線に流れる電流を検知する光電流セン
サ装置であって、上記電線の貫通するコアのコアギャッ
プ部に挿入された電流センサよりの出力値に対して補正
計算処理を行って出力する補正計算処理手段を有する構
成となっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電線が貫通するコ
アのコアギャップ部に電流センサを挿入して上記電線に
流れる電流を計測する光電流センサ装置に関し、特に、
補正計算を行うことにより広いダイナミックレンジで直
線性誤差の小さな計測値を得ることができる光電流セン
サ装置に関する。
アのコアギャップ部に電流センサを挿入して上記電線に
流れる電流を計測する光電流センサ装置に関し、特に、
補正計算を行うことにより広いダイナミックレンジで直
線性誤差の小さな計測値を得ることができる光電流セン
サ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、電線が貫通するコアのコアギャ
ップに電流センサを挿入して上記電線に流れる電流を計
測する光電流センサ装置が知られている。
ップに電流センサを挿入して上記電線に流れる電流を計
測する光電流センサ装置が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記コ
アの材料である強磁性体の透磁率μは必ずしも一定の値
をもたず、外から加えられた磁界の強さによって変化す
る。従って、強磁性体では磁界の強さＨと磁束密度Ｂと
の間には比例関係が成立せず非直線性をもつことにな
る。この磁束密度Ｂの磁界の強さＨに対する非直線性が
比較的単純なものであれば数式的に表示することもでき
るが、実際の強磁性体のＢ−Ｈ特性は図７に示す様に複
雑な形をもつ。図７は、強磁性体の磁化曲線を示したも
のである。ここで、図８に示す光電流センサのコア部に
おいて、 １ ：強磁性体コア ２ ：電線 Ｈｇ：コアギャップ部３の磁界 （Ａ／ｍ） Ｎ ：巻数（巻） Ｉ ：電流（Ａ） Ｌｌ：磁路長（ｍ） Ｌｇ：ギャップ長（ｍ） μs ：比透磁率 とすると、前述の強磁性体の非直線性の特性より、ギャ
ップ付コア１のコアギャップ部３の磁界Ｈｇは、 Ｈｇ＝（Ｎ・Ｉ）／｛Ｌｌ［（Ｌｇ／Ｌｌ）＋（１／μs ）］｝［Ａ／ｍ］ …（１） で表せる。
アの材料である強磁性体の透磁率μは必ずしも一定の値
をもたず、外から加えられた磁界の強さによって変化す
る。従って、強磁性体では磁界の強さＨと磁束密度Ｂと
の間には比例関係が成立せず非直線性をもつことにな
る。この磁束密度Ｂの磁界の強さＨに対する非直線性が
比較的単純なものであれば数式的に表示することもでき
るが、実際の強磁性体のＢ−Ｈ特性は図７に示す様に複
雑な形をもつ。図７は、強磁性体の磁化曲線を示したも
のである。ここで、図８に示す光電流センサのコア部に
おいて、 １ ：強磁性体コア ２ ：電線 Ｈｇ：コアギャップ部３の磁界 （Ａ／ｍ） Ｎ ：巻数（巻） Ｉ ：電流（Ａ） Ｌｌ：磁路長（ｍ） Ｌｇ：ギャップ長（ｍ） μs ：比透磁率 とすると、前述の強磁性体の非直線性の特性より、ギャ
ップ付コア１のコアギャップ部３の磁界Ｈｇは、 Ｈｇ＝（Ｎ・Ｉ）／｛Ｌｌ［（Ｌｇ／Ｌｌ）＋（１／μs ）］｝［Ａ／ｍ］ …（１） で表せる。
【０００４】 上記（１）式の中で、Ｌｇ／Ｌｌ≫１／μs …（２） が成立すれば、コアギャップ部３の磁界Ｈｇは、 Ｈｇ≒ＮＩ／Ｌｇ（Ａ／ｍ） …（３） と近似できる。しかし、上記（２）式が成立しない低磁
界では上記近似式（３）は成立せず上記（１）式が正し
い値となる。しかしながら、上記（１）式の比透磁率μ
s は印加される磁界の値により変化するので上記（２）
式が成立するまでの上記コアギャップ部３の磁界Ｈｇは
非直線性を有することとなる。従って、上記コアギャッ
プ部３にセンサを挿入して上記電線２の電流値を計測し
ようとした場合、従来では、直線性をある程度精度の良
い範囲におさえられるところの上記（２）式が成立する
範囲でのみ使用する様にしていた。従って、上記コアギ
ャップ部３にセンサを挿入して電流値を精度良く計測す
るには、上記（２）式が成立する範囲でしか使用できず
ダイナミックレンジが狭くなってしまう問題点があっ
た。逆に、低磁界の低電流を計測しようとした場合には
非直線性誤差が大きくなってしまう問題点があった。本
発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、補正
計算を行うことにより広いダイナミックレンジで直線性
誤差の小さな計測値を得ることができる光電流センサ装
置を提供することを目的とする。
界では上記近似式（３）は成立せず上記（１）式が正し
い値となる。しかしながら、上記（１）式の比透磁率μ
s は印加される磁界の値により変化するので上記（２）
式が成立するまでの上記コアギャップ部３の磁界Ｈｇは
非直線性を有することとなる。従って、上記コアギャッ
プ部３にセンサを挿入して上記電線２の電流値を計測し
ようとした場合、従来では、直線性をある程度精度の良
い範囲におさえられるところの上記（２）式が成立する
範囲でのみ使用する様にしていた。従って、上記コアギ
ャップ部３にセンサを挿入して電流値を精度良く計測す
るには、上記（２）式が成立する範囲でしか使用できず
ダイナミックレンジが狭くなってしまう問題点があっ
た。逆に、低磁界の低電流を計測しようとした場合には
非直線性誤差が大きくなってしまう問題点があった。本
発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、補正
計算を行うことにより広いダイナミックレンジで直線性
誤差の小さな計測値を得ることができる光電流センサ装
置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、電線に流れる電流を検知する光電流セン
サ装置において、上記電線の貫通するコアと、上記コア
のコアギャップ部に挿入された電流センサと、上記電流
センサよりの出力値に対して補正計算処理を行って出力
する補正計算処理手段とを具備することを特徴とする。
本発明の他の特徴は、上記補正計算処理手段が、上記電
線に流れる電流が低い場合に発生する直線性誤差を減少
させる様に上記電流センサよりの出力値に対して補正計
算処理を行うことである。
め、本発明は、電線に流れる電流を検知する光電流セン
サ装置において、上記電線の貫通するコアと、上記コア
のコアギャップ部に挿入された電流センサと、上記電流
センサよりの出力値に対して補正計算処理を行って出力
する補正計算処理手段とを具備することを特徴とする。
本発明の他の特徴は、上記補正計算処理手段が、上記電
線に流れる電流が低い場合に発生する直線性誤差を減少
させる様に上記電流センサよりの出力値に対して補正計
算処理を行うことである。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示した実施形態
に基づいて説明する。図１は、本発明による光電流セン
サ装置の一実施形態を示す構成図である。図１に示す様
に、この光電流センサ装置は、センサ部４と、計測部５
とから成っている。そして、上記センサ部４は、電線２
が貫通する様に配設された強磁性体のコア１と、上記コ
ア１のコアギャップ部３に挿入された光磁界センサ（電
流センサ）６と、上記光磁界センサ６よりの光出力を搬
送する光ファイバ７とを有している。上記計測部５は、
上記光ファイバ７の一端に接続された光変換器（Ｏ／
Ｅ）８と、上記光変換器８に接続されたＡ／Ｄ変換器９
と、上記Ａ／Ｄ変換器９に接続された補正計算処理部
（ＣＰＵ）１０とを有している。
に基づいて説明する。図１は、本発明による光電流セン
サ装置の一実施形態を示す構成図である。図１に示す様
に、この光電流センサ装置は、センサ部４と、計測部５
とから成っている。そして、上記センサ部４は、電線２
が貫通する様に配設された強磁性体のコア１と、上記コ
ア１のコアギャップ部３に挿入された光磁界センサ（電
流センサ）６と、上記光磁界センサ６よりの光出力を搬
送する光ファイバ７とを有している。上記計測部５は、
上記光ファイバ７の一端に接続された光変換器（Ｏ／
Ｅ）８と、上記光変換器８に接続されたＡ／Ｄ変換器９
と、上記Ａ／Ｄ変換器９に接続された補正計算処理部
（ＣＰＵ）１０とを有している。
【０００７】次に、図２のフローチャートを参照して上
記光電流センサ装置の動作について説明する。まず、図
２のステップ１００において、上記電線２に電流が流れ
ると、上記コア１のコアギャップ部３に磁界が生じ、ス
テップ１０１において、上記光磁界センサ６によって上
記磁界が検出され光に変換されて上記光ファイバ７に出
力される。そして、ステップ１０２において、上記光フ
ァイバ７よりの光は、上記光変換器８によって電気信号
に変換された後、ステップ１０３において、上記Ａ／Ｄ
変換器９によってデジタル信号に変換される。次に、ス
テップ１０４において、上記Ａ／Ｄ変換器９よりのデジ
タル信号は、上記補正計算処理部（ＣＰＵ）１０に入力
され、以下の様な補正計算処理が行われ出力される。す
なわち、上記ＣＰＵ１０では、 補正後出力値：Ｔ 光変換器８の出力値：Ｍ 電流値（誤差含）：Ａ（Ａ＝Ｍ／（２６２．２６／６
０）） ６０Ａ時の出力値：２６２．２６（ｍＶ） 補正係数：０．０４５とした場合、 Ｔ＝Ｍ・［０．０４５・（１／Ａ）＋１］ …（４） から上記補正後出力値Ｔを得て出力する様になってい
る。
記光電流センサ装置の動作について説明する。まず、図
２のステップ１００において、上記電線２に電流が流れ
ると、上記コア１のコアギャップ部３に磁界が生じ、ス
テップ１０１において、上記光磁界センサ６によって上
記磁界が検出され光に変換されて上記光ファイバ７に出
力される。そして、ステップ１０２において、上記光フ
ァイバ７よりの光は、上記光変換器８によって電気信号
に変換された後、ステップ１０３において、上記Ａ／Ｄ
変換器９によってデジタル信号に変換される。次に、ス
テップ１０４において、上記Ａ／Ｄ変換器９よりのデジ
タル信号は、上記補正計算処理部（ＣＰＵ）１０に入力
され、以下の様な補正計算処理が行われ出力される。す
なわち、上記ＣＰＵ１０では、 補正後出力値：Ｔ 光変換器８の出力値：Ｍ 電流値（誤差含）：Ａ（Ａ＝Ｍ／（２６２．２６／６
０）） ６０Ａ時の出力値：２６２．２６（ｍＶ） 補正係数：０．０４５とした場合、 Ｔ＝Ｍ・［０．０４５・（１／Ａ）＋１］ …（４） から上記補正後出力値Ｔを得て出力する様になってい
る。
【０００８】図３は、上記光電流センサ装置において上
記ＣＰＵ１０によって補正を行う前と後との測定値例を
示すものであり、図４は、同じく上記ＣＰＵ１０によっ
て補正を行う前と後との入力電流に対する直線性誤差の
変化を示すグラフであり、実線が補正後のものを示し、
点線が補正前のものを示している。また、図５は、上記
ＣＰＵ１０による補正後の入力電流に対する直線性誤差
の変化を拡大して示すグラフである。上記図３、図４、
および図５から明らかな様に、特に、入力電流の低い時
（すなわち、上記コアギャップ３が低磁界の時）に、上
記補正を行う前に比べて補正を終った後では直線性誤差
が著しく減少していることがわかる。図６は、上記本発
明による光電流センサ装置を三相の電流を測定する場合
に適用した実施形態を示すものである。図６に示す様
に、この光電流センサ装置は、コア１と光磁界センサ６
と光ファイバ７とを有する光センサ部４が各相毎に設け
られると共に、上記光ファイバ７に接続された光変換器
８も各相毎に設けられている。そして、上記三相毎の光
変換器８からの出力がマルチプレクサ（ＭＵＸ）１１に
入力されて合成され、Ａ／Ｄ変換器１２によってデジタ
ル信号に変換され、ＣＰＵ１３に入力される。上記ＣＰ
Ｕ１３では、上述した（４）式に示す様な補正計算が行
われると共に、その補正された値を基に有効電力および
無効電力の計算が行われ、光リレー部１４を介して外部
へ出力される。なお、上記ＣＰＵ１３では、装置異常も
検出して出力する様になっている。
記ＣＰＵ１０によって補正を行う前と後との測定値例を
示すものであり、図４は、同じく上記ＣＰＵ１０によっ
て補正を行う前と後との入力電流に対する直線性誤差の
変化を示すグラフであり、実線が補正後のものを示し、
点線が補正前のものを示している。また、図５は、上記
ＣＰＵ１０による補正後の入力電流に対する直線性誤差
の変化を拡大して示すグラフである。上記図３、図４、
および図５から明らかな様に、特に、入力電流の低い時
（すなわち、上記コアギャップ３が低磁界の時）に、上
記補正を行う前に比べて補正を終った後では直線性誤差
が著しく減少していることがわかる。図６は、上記本発
明による光電流センサ装置を三相の電流を測定する場合
に適用した実施形態を示すものである。図６に示す様
に、この光電流センサ装置は、コア１と光磁界センサ６
と光ファイバ７とを有する光センサ部４が各相毎に設け
られると共に、上記光ファイバ７に接続された光変換器
８も各相毎に設けられている。そして、上記三相毎の光
変換器８からの出力がマルチプレクサ（ＭＵＸ）１１に
入力されて合成され、Ａ／Ｄ変換器１２によってデジタ
ル信号に変換され、ＣＰＵ１３に入力される。上記ＣＰ
Ｕ１３では、上述した（４）式に示す様な補正計算が行
われると共に、その補正された値を基に有効電力および
無効電力の計算が行われ、光リレー部１４を介して外部
へ出力される。なお、上記ＣＰＵ１３では、装置異常も
検出して出力する様になっている。
【０００９】
【発明の効果】本発明は、以上説明した様に、光電流セ
ンサ装置における検出値に補正計算を行う様にしたの
で、センサの直線性誤差が小さくなる、センサのダイナ
ミックレンジが広くなる、コアギャップを小さくした
り、コア材料を高透磁率材に変えることなく直線性誤差
を改善できる等の効果がある。
ンサ装置における検出値に補正計算を行う様にしたの
で、センサの直線性誤差が小さくなる、センサのダイナ
ミックレンジが広くなる、コアギャップを小さくした
り、コア材料を高透磁率材に変えることなく直線性誤差
を改善できる等の効果がある。
【図１】本発明による光電流センサ装置の一実施形態を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図２】図１に示した光電流センサ装置の動作フローチ
ャートである。
ャートである。
【図３】図１に示した光電流センサ装置においてＣＰＵ
によって補正を行う前と後との測定値例を示す図であ
る。
によって補正を行う前と後との測定値例を示す図であ
る。
【図４】図１に示した光電流センサ装置においてＣＰＵ
によって補正を行う前と後との入力電流に対する直線性
誤差の変化を示すグラフである。
によって補正を行う前と後との入力電流に対する直線性
誤差の変化を示すグラフである。
【図５】図１に示した光電流センサ装置においてＣＰＵ
による補正後の入力電流に対する直線性誤差の変化を拡
大して示すグラフである。
による補正後の入力電流に対する直線性誤差の変化を拡
大して示すグラフである。
【図６】本発明による光電流センサ装置を三相の電流を
測定する場合に適用した他の実施形態を示す構成図であ
る。
測定する場合に適用した他の実施形態を示す構成図であ
る。
【図７】強磁性体の磁化曲線を示すグラフである。
【図８】光電流センサのコア部の構成図である。
１…強磁性体コア、 ２…電線、
３…コアギャップ部、 ４…センサ
部、５…計測部、 ６…光
磁界センサ、７…光ファイバ、
８…光変換器（Ｏ／Ｅ）、９、１２…Ａ／Ｄ変換器、
１０、１３…補正計算処理部（ＣＰＵ）、 １１…マル
チプレクサ（ＭＵＸ）、１４…光リレー部、
３…コアギャップ部、 ４…センサ
部、５…計測部、 ６…光
磁界センサ、７…光ファイバ、
８…光変換器（Ｏ／Ｅ）、９、１２…Ａ／Ｄ変換器、
１０、１３…補正計算処理部（ＣＰＵ）、 １１…マル
チプレクサ（ＭＵＸ）、１４…光リレー部、
Claims (2)
- 【請求項１】 電線に流れる電流を検知する光電流セン
サ装置であって、上記電線の貫通するコアと、上記コア
のコアギャップ部に挿入された電流センサと、上記電流
センサよりの出力値に対して補正計算処理を行って出力
する補正計算処理手段とを具備することを特徴とする光
電流センサ装置。 - 【請求項２】 上記補正計算処理手段が、上記電線に流
れる電流が低い場合に発生する直線性誤差を減少させる
様に上記電流センサよりの出力値に対して補正計算処理
を行うことを特徴とする請求項１に記載の光電流センサ
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8140811A JPH09304445A (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | 光電流センサ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8140811A JPH09304445A (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | 光電流センサ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09304445A true JPH09304445A (ja) | 1997-11-28 |
Family
ID=15277298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8140811A Pending JPH09304445A (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | 光電流センサ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09304445A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ304482B6 (cs) * | 2013-08-28 | 2014-05-21 | Mega - Měřící Energetické Aparáty, A.S. | Uzávěr ohebného snímače proudu |
-
1996
- 1996-05-10 JP JP8140811A patent/JPH09304445A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ304482B6 (cs) * | 2013-08-28 | 2014-05-21 | Mega - Měřící Energetické Aparáty, A.S. | Uzávěr ohebného snímače proudu |
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