回路方式の説明

弊社の電流センサは、磁気比例式（オープンループ方式）、磁気平衡式（サーボ方式）、フラックスゲート方式（磁気平衡型）あり、幅広いニーズに対応した製品をご提供しております。

磁気比例式（Open loop）

Ｌ＊＊シリーズ（＊＊は数字）

アンペールの法則により、被測定電流が流れるとその周囲には電流に比例した大きさの磁界が発生します。感度を高めるためにその電流経路を１周するように磁性体コアを配置し、その磁性体コアのギャップ部に配置したリニア型ホール素子で磁束密度を電圧に変換します。ホール素子の出力電圧は数十ｍＶと低いために、製品仕様の出力電圧（数Ｖ）になるようにオペアンプにより増幅調整します。被測定電流に比例した磁束密度を直接ホール素子で検出／増幅していることから磁気比例式と呼ばれ、通常の出力形式は電圧になります。電流センサの特性（精度、直線性、応答性、温度特性、高周波電流＊１等）は、回路構成（磁気回路、磁気－電気変換、電気回路の増幅）の関係で他の回路方式よりも少し劣りますが、形状寸法やコストを抑えることができます。

＊１：磁気比例式の内部磁性体は、計測可能電流やヒステリス誤差を改善するために珪素鋼板やパーマロイを使用しております。被測定電流の周波数が数ｋＨｚを超えるとコアの鉄損により発熱が大きくなり、内部回路等が破損する可能性があります。

磁気平衡式（Closed loop）

Ｓ＊＊シリーズ（＊＊は数字）

磁気平衡式は、磁性体コアの磁束密度が極めて0に近い条件で被測定電流を検出します。したがって、磁性体コアの磁束密度は、動作領域（注１）においてBHカーブの原点付近で動作し、コアの非線形性等の影響を受けにくく、高精度の電流センシングが可能です。
　本方式は、磁性体コアに2次巻線（Nターン）を施しフィードバック制御により、被測定電流が生成する磁束を打ち消すように２次巻線にフィードバック電流を流します。被測定電流が生成する磁束とフィードバック電流が生成する磁束どうしが打ち消しあい、磁性体コアの磁束が限りなく０になったときに２次巻線を流れるフィードバック電流は被測定電流の1/Nとなります。磁気平衡式の電流センサはこのフィードバック電流を電流検出値として出力します。このように、磁気平衡式は、２次巻線のフィードバック電流が被測定電流に比例することを利用して電流をセンシングします。磁性体コアの磁束をゼロ平衡状態にすることから、この方式を磁気平衡式と呼びます。
　（注１）高周波動作、過渡応答時には、フィードバック制御のループ利得が低下することなどから、ACCT（トランス）としての動作領域が優位となります。このような条件下では、磁性体コアに磁束が発生します。

フラックスゲート方式（磁気平衡型）

Ｆ＊＊シリーズ（＊＊は数字）

磁気平衡型のホール素子の代わりにプローブと呼ばれるコイルを用いたものが磁気平衡型フラックスゲート方式です。プローブコイルは高周波の交流電流によりドライブ されるために基本的に磁気的オフセットが発生せず、また、プローブコイルに極めて高い透磁率材料を使用していることから、精度及び温度安定性に非常に優れた電流センサが実現しております。通常の出力形式は磁気平衡型と同じ電流ですが、超高精度及び温度安定性を保証すべく電圧出力形式になっております。(２０１５年９月時点　Ｆ０１～Ｆ０３シリーズ）