发明名称 磁测感装置及电流测感装置
摘要 本发明之目的是提供特性良好之廉价之磁测感装置和电流测感装置。磁测感装置具备有:磁芯(1),具有磁饱和特性;和测感线圈(2),卷绕在该磁芯(1)上。在测感线圈(2)之一端连接有检测线圈(20)之一端。检测线圈(2)之一端连接有检测线圈(20)之一端。检测线圈(20)之另外一端接地。该磁测感装置更具备有:驱动电路(3),具有串联共振电路在其一部份包含有测感线圈(2),用来将在串联共振电路流动之共振电流作为交流电流的供给到测感线圈(2)藉以使磁芯(1)达到饱和区域;和检测电路(4),用来检测在测感线圈(2)流动之共振电流之变化,藉以检测被测定磁场。
申请公布号 TW534999 申请公布日期 2003.06.01
申请号 TW088111144 申请日期 1999.07.01
申请人 TDK股份有限公司 发明人 中川士郎;伊藤一行;冲田美久;薮崎胜已
分类号 G01R33/04 主分类号 G01R33/04
代理机构 代理人 赖经臣 台北市松山区南京东路三段三四六号一一一二室;宿希成 台北市松山区南京东路三段三四六号一一一二室
主权项 1.一种磁测感装置,其特征是具备有:磁芯;测感线圈,卷绕在上述之磁芯上,用来检测被施加之被测定磁场;驱动装置,具有串联共振电路在其一部份含有上述之测感线图,用来将在上述之串联共振电路流动之共振电流供给到上述之测感线圈藉以驱动上述之测感线圈;和电感元件,对上述之测感线圈形成串联连接。2.如申请专利范围第1项之磁测感装置,其中上述之电感元件用来检测在上述之测感线圈流动之共振电流之变化。3.如申请专利范围第1项之磁测感装置,其中上述之电感元件用来将包含有直流之具有上述串联共振电路之共振频率以外之频率之第2电流,供给到上述之测感线圈。4.一种磁测感装置,其特征是具备有:磁芯;测感线圈,卷绕在上述之磁芯上,用来检测被施加之被测定磁场;驱动装置,具有串联共振电路在其一部份含有上述之测感线圈,用来将在上述之串联共振电路流动之共振电流供给到上述之测感线圈藉以驱动上述之测感线圈;和检测装置,用来检测在上述之测感线圈流动之共振电流之变化,藉以检测被测定磁场。5.如申请专利范围第4项之磁测感装置,其中上述之共振电流是用以使上述之磁芯达到饱和区域之大小之电流。6.如申请专利范围第4项之磁测感装置,其中上述之检测装置具有:电感元件,插入在上述之串联共振电路;和微分电路,用来对该电感元件之两端所产生之电压进行微分,藉以输出与被测定磁场对应之信号。7.如申请专利范围第4项之磁测感装置,其中上述之驱动装置具有交流电源用来对上述之串联共振电路供给与该串联共振电路之共振频率调谐之交流电流。8.如申请专利范围第4项之磁测感装置,其中上述之驱动装置具有包含上述之串联共振电路之振荡电路。9.如申请专利范围第8项之磁测感装置,其中上述之振荡电路是克拉普(clapp)振荡电路或柯匹子(colpitts)振荡电路。10.如申请专利范围第4项之磁测感装置,其中上述之磁芯由铁氧体材料形成。11.一种磁测感装置,其特征是具备有:磁芯;测感线圈,卷绕在上述之磁芯上,用来检测被施加之被测定磁场;驱动装置,用来将交流电流供给到上述之测感线圈,藉以驱动上述之测感线圈;电感元件,对上述之测感线圈形成串联连接;和微分电路,用来对上述之电感元件之两端所产生之电压进行微分,藉以输出与被测定磁场对应之信号。12.如申请专利范围第11项之磁测感装置,其中上述之交流电流是用以使上述之磁芯达到饱和区域之大小之电流。13.如申请专利范围第11项之磁测感装置,其中上述之磁芯由铁氧体材料形成。14.一种磁测感装置,其特征是具备有:磁芯;测感线圈,卷绕在上述之磁芯上,用来检测被施加之被测定磁场;驱动装置,具有串联共振电路在其一部份含有上述之测感线圈,用来将在上述之串联共振电路流动之共振电流供给到上述之测感线圈藉以驱动上述之测感线圈;和电流供给装置,用来将包含有直流之具有上述串联共振电路之共振频率以外之频率之第2电流,供给到上述之测感线圈。15.如申请专利范围第14项之磁测感装置,其中上述之共振电流是用以使上述之磁芯达到饱和区城之大小之电流。16.如申请专利范围第14项之磁测感装置,其中上述之驱动装置具有包含上述之串联共振电路之振荡电路。17.如申请专利范围第14项之磁测感装置,其中上述之电流供给装置具有第2线圈成为上述之串联共振电路之一部份,从串联共振电路看时,对上述之测感线圈形成交流式之并联连接,经由该第2线圈将上述之第2电流供给到上述之测感线圈。18.如申请专利范围第17项之磁测感装置,其中上述之第2线圈之电感大于上述之测感线圈之电感。19.如申请专利范围第17项之磁测感装置,其中上述之电流供给装置更具有对上述之第2线圈形成并联连接之静电电容元件,该静电电容元件和第2线圈之并联共振频率被设定成与上述之串联共振电路之共振频率大致相同。20.如申请专利范围第14项之磁测感装置,其中更具备有检测装置,根据在上述之测感线圈流动之共振电流用来检测被测定磁场。21.如申请专利范围第20项之磁测感装置,其中上述之检测装置根据在上述测感线圈流动之共振电流中之使上述磁芯达到饱和区域之部份,用来检测被测定磁场。22.如申请专利范围第20项之磁测感装置,其中上述之检测装置根据在上述之测感线圈流动之共振电流中之正负非对称成分,用来检测被测定磁场。23.如申请专利范围第20项之磁测感装置,其中上述之检测装置具有:电感元件,插入在上述之串联共振电路;和微分电路,用来对该电感元件之两端所产生之电压进行微分,藉以输出与被测定磁场对应之信号。24.如申请专利范围第14项之磁测感装置,其中上述之电流供给装置将上述之第2电流供给到上述之测感线圈,用来使在上述之测感线圈流动之共振电流经常成为正负对称。25.一种磁测感装置,其特征是具备有:磁芯;测感线圈,卷绕在上述之磁芯上,用来检测被施加之被测定磁场;驱动装置,用来将使上述之磁芯达到饱和区域之交流之驱动电流供给到上述之测感线圈,藉以驱动上述之测感线圈;被测定磁场检测装置,用来检测上述之测感线圈之电感之变化,藉以检测被测定磁场;电感变化量检测装置,用来等値的检测上述磁芯之饱和区城之电感变化量;和控制装置,根据上述之电感变化量检测装置所检测到之电感变化量,用来控制上述之驱动电流。26.如申请专利范围第25项之磁测感装置,其中上述之控制装置用来控制上述之驱动电流,藉以使上述之电感变化量检测装置所检测到之电感变化量成为一定。27.如申请专利范围第25项之磁测感装置,其中上述之控制装置等値的控制上述之驱动装置之动作电压。28.如申请专利范围第25项之磁测感装置,其中上述之控制装置等値的控制上述驱动装置之动作点。29.如申请专利范围第25项之磁测感装置,其中上述之电感变化量检测装置根据上述磁芯之饱和区域之上述驱动电流,用来检测上述之电感变化量。30.如申请专利范围第29项之磁测感装置,其中上述之电感变化量检测装置具有:电感元件,对上述之测感线圈形成串联连接;和微分电路,用来对该电感元件之两端所产生之电压进行微分,藉以输出与上述之电感变化量对应之信号。31.如申请专利范围第25项之磁测感装置,其中上述之被测定磁场检测装置具有:电感元件,对上述之测感线圈形成串联连接;和微分电路,用来对该电感元件之两端所产生之电压进行微分,藉以输出与上述之被测定磁场对应之信号。32.如申请专利范围第25项之磁测感装置,其中上述之驱动装置具有自激振荡电路在用以决定振荡时间常数之电路之一部份包含有测感线圈。33.如申请专利范围第32项之磁测感装置,其中上述之自激振荡电路是克拉普振荡电路或柯匹子振荡电路。34.如申请专利范围第25项之磁测感装置,其中更具备有负回馈电流供给装置,用来将负回馈电流供给到上述之测感线圈,藉以使上述之被测定磁场检测装置之输出进行负回馈。35.一种电流测感装置,经由测定由于被测定电流所产生之被测定磁场,用来测定被测定电流,其特征是具备有:磁芯;测感线圈,卷绕在上述之磁芯上,用来检测被施加之被测定磁场;驱动装置,具有串联共振电路在其一部份含有上述之测感线圈,用来将在上述之串联共振电路流动之共振电流供给到上述之测感线圈藉以驱动上述之测感线圈;和电感元件,对上述之测感线圈形成串联连接。36.如申请专利范围第35项之电流测感装置,其中上述之电感元件用来检测在上述之测感线圈流动之共振电流之变化。37.如申请专利范围第35项之电流测感装置,其中上述之电感元件用来将包含有直流之具有上述串联共振电路之共振频率以外之频率之第2电流,供给到上述之测感线圈。38.一种电流测感装置,经由测定由于被测定电流所产生之被测定磁场,用来测定被测定电流,其特征是具备有:磁芯;测感线圈,卷绕在上述之磁芯上,用来检测被施加之被测定磁场;驱动装置,具有串联共振电路在其一部份含有上述之测感线圈,用来将在上述之串联共振电路流动之共振电流供给到上述之测感线圈藉以驱动上述之测感线圈;和检测装置,用来检测在上述之测感线圈流动之共振电流之变化,藉以检测被测定磁场。39.如申请专利范围第28项之电流测感装置,其中上述之共振电流是用以使上述之磁芯达到饱和区域之大小之电流。40.如申请专利范围第38项之电流测感装置,其中上述之检测装置具有:电感元件,插人在上述之串联共振电路;和微分电路,用来对该电感元件之两端所产生之电压进行微分,藉以输出与被测定磁场对应之信号。41.如申请专利范围第38项之电流测感装置,其中上述之驱动装置具有交流电源用来对上述之串联共振电路供给与该串联共振电路之共振频率调谐之交流电流。42.如申请专利范围第38项之电流测感装置,其中上述之驱动装置具有包含上述之串联共振电路之振荡电路。43.如申请专利范围第42项之磁测感装置,其中上述之振荡电路是克拉普(clapp)振荡电路或柯匹子(colpitts)振荡电路。44.如申请专利范围第38项之电流测感装置,其中上述之磁芯由铁氧体材料形成。45.一种电流测感装置,经由测定由于被测定电流所产生之被测定磁场,用来测定被测定电流,其特征是具备有:磁芯;测感线圈,卷绕在上述之磁芯上,用来检测被施加之被测定磁场;驱动装置,用来将交流电流供给到上述之测感线圈,藉以驱动上述之测感线圈;电感元件,对上述之测感线圈形成串联连接;和微分电路,用来对上述之电感元件之两端所产生之电压进行微分,藉以输出与被测定磁场对应之信号。46.如申请专利范围第45项之电流测感装置,其中上述之交流电流是用以使上述之磁芯达到饱和区域之大小之电流。47.如申请专利范围第45项之电流测感装置,其中上述之磁芯由铁氧体材料形成。48.一种电流测感装置,经由测定由于被测定电流所产生之被测定磁场,用来测定被测定电流,其特征是具备有:磁芯;测感线圈,卷绕在上述之磁芯上,用来检测被施加之被测定磁场;驱动装置,具有串联共振电路在其一部份含有上述之测感线圈,用来将在上述之串联共振电路流动之共振电流供给到上述之测感线圈藉以驱动上述之测感线圈;和电流供给装置,用来将包含有直流之具有上述串联共振电路之共振频率以外之频率之第2电流,供给到上述之测感线圈。49.如申请专利范围第48项之电流测感装置,其中上述之共振电流是用以使上述之磁芯达到饱和区城之大小之电流。50.如申请专利范围第48项之电流测感装置,其中上述之驱动装置具有包含上述之串联共振电路之振荡电路。51.如申请专利范围第48项之电流测感装置,其中上述之电流供给装置具有第2线圈成为上述之串联共振电路之一部份,从串联共振电路看时,对上述之测感线圈形成交流式之并联连接,经由该第2线圈将上述之第2电流供给到上述之测感线圈。52.如申请专利范围第51项之电流测感装置,其中上述之第2线圈之电感大于上述之测感线圈之电感。53.如申请专利范围第51项之电流测感装置,其中上述之电流供给装置更具有对上述之第2线圈形成并联连接之静电电容元件,该静电电容元件和第2线圈之并联共振频率被设定成与上述之串联共振电路之共振频率大致相同。54.如申请专利范围第48项之电流测感装置,其中更具备有检测装置,根据在上述之测感线圈流动之共振电流用来检测被测定磁场。55.如申请专利范围第54项之电流测感装置,其中上述之检测装置根据在上述测感线圈流动之共振电流中之使上述磁芯达到饱和区域之部份,用来检测被测定磁场。56.如申请专利范围第54项之电流测感装置,其中上述之检测装置根据在上述之测感线圈流动之共振电流中之正负非对称成分,用来检测被测定磁场。57.如申请专利范围第54项之电流测感装置,其中上述之检测装置具有:电感元件,插入在上述之串联共振电路;和微分电路,用来对该电感元件之两端所产生之电压进行微分,藉以输出与被测定磁场对应之信号。58.如申请专利范围第48项之电流测感装置,其中上述之电流供给装置将上述之第2电流供给到上述之测感线圈,用来使在上述之测感线圈流动之共振电流经常成为正负对称。59.一种电流测感装置,经由测定由于被测定电流所产生之被测定磁场,用来测定被测定电流,其特征是具备有:磁芯;测感线圈,卷绕在上述之磁芯上,用来检测被施加之被测定磁场;驱动装置,用来将使上述之磁芯达到饱和区城之交流之驱动电流供给到上述之测感线圈,藉以驱动上述之测感线圈;被测定磁场检测装置,用来检测上述之测感线圈之电感之变化,藉以检测被测定磁场;电感变化量检测装置,用来等値的检测上述磁芯之饱和区域之电感变化量;和控制装置,根据上述之电感变化量检测装置所检测到之电感变化量,用来控制上述之驱动电流。60.如申请专利范围第59项之电流测感装置,其中上述之控制装置用来控制上述之驱动电流,藉以使上述之电感变化量检测装置所检测到之电感变化量成为一定。61.如申请专利范围第59项之电流测感装置,其中上述之控制装置等値的控制上述之驱动装置之动作电压。62.如申请专利范围第59项之电流测感装置,其中上述之控制装置等値的控制上述驱动装置之动作点。63.如申请专利范围第59项之电流测感装置,其中上述之电感变化量检测装置根据上述磁芯之饱和区域之上述驱动电流,用来检测上述之电感变化量。64.如申请专利范围第63项之电流测感装置,其中上述之电感变化量检测装置具有:电感元件,对上述之测感线圈形成串联连接;和微分电路,用来对该电感元件之两端所产生之电压进行微分,藉以输出与上述之电感变化量对应之信号。65.如申请专利范围第59项之电流测感装置,其中上述之被测定磁场检测装置具有:电感元件,对上述之测感线圈形成串联连接;和微分电路,用来对该电感元件之两端所产生之电压进行微分,藉以输出与上述之被测定磁场对应之信号。66.如申请专利范围第59项之电流测感装置,其中上述之驱动装置具有自激振荡电路在用以决定振荡时间常数之电路之一部份包含有测感线圈。67.如申请专利范围第66项之电流测感装置,其中上述之自激振荡电路是克拉普振荡电路或柯匹子振荡电路。68.如申请专利范围第59项之电流测感装置,其中更具备有负回馈电流供给装置,用来将负回馈电流供给到上述之测感线圈,藉以使上述之被测定磁场检测装置之输出进行负回馈。图式简单说明:图1是电路图,用来表示本发明之第1实施形态之磁测感装置之构造。图2A至图2F是波形图,用来说明本发明之第1实施形态之磁测感装置之动作。图3是电路图,用来表示本发明之第1实施形态之磁测感装置之变化例之构造。图4是电路图,用来表示本发明之第1实施形态之磁测感装置之另一变化例之构造。图5是电路图,用来表示本发明之第1实施形态之磁测感装置之更另一变化例。图6是电路图,用来表示本发明之第1实施形态之磁测感装置之更另一变化例。图7是电路图,用来表示本发明之第2实施形态之电流测感装置之构造。图8是特性图,用来表示本发明之第2实施形态之电流测感装置之特性之一实例。图9是电路图,用来表示本发明之第3实施形态之磁测感装置之构造。图10是说明图,用来说明本发明之第3和第4实施形态之回馈电流之供给方法。图11是说明图,用来说明本发明之第3和第4实施形态之回馈电流之供给方法。图12是说明图,用来说明本发明之第3和第4实施形态之回馈电流之供给方法。图13是电路图,用来表示本发明之第3实施形态之磁测感装置之变化例之构造。图14是电路图,用来表示本发明之第4实施形态之电流测感装置之构造。图15是特性图,用来表示本发明之第4实施形态之电流测感装置之特性之一实例。图16是方块图,用来表示本发明之第5实施形态之电流测感装置之概略之构造。图17是说明图,用来表示图16之测感线圈之近傍。图18是电路图,用来表示图16之交流驱动源,电流检测部和检测电路之构造之一实例。图19是电路图,用来表示图16之交流驱动源,电流检测部和检测电路之构造之另一实例。图20是电路图,用来表示图16之激振电流控制电路之构造之第1实例。图21是电路图,用来表示图16之激振电流控制电路之构造之第2实例。图22是电路图,用来表示图16之激振电流控制电路之构造之第3实例。图23是电路图,用来表示图16之激振电流控制电路之构造之第4实例。图24是电路图,用来表示本发明之第5实施形态之电流测感装置之全体之电路构造之一实例。图25是说明图,用来说明通量闸元件之动作原理。
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