Current transducer
What is a current transducer?
電気がなかったらどうなる？ 何もない！ このエネルギーはどこにでもあり、現在進行中のエネルギー転換と産業界の脱炭素化によって、たとえばe-モビリティのように、私たちの日常生活のあらゆる場面で電化が進んでいる。 物理量と同じで、測定しなければ管理できない！ 実際、どのようなプロセスにおいても、システムの監視、計測、制御には計測が不可欠であり、そのためには電流変換器が必要である。
基本的に電流変換器は、「一次」電流と呼ばれる測定したい電流信号を、「二次」電流または電圧と呼ばれる電子制御ボードや計器で使用可能な別の信号に変換する装置である。 一次電流が異なる（ACまたはDC、数mAからkA、絶縁または非絶縁…）可能性があるため、以下に説明するさまざまな技術を使用した電流変換器には大きな多様性があります。
一般に、フラックスゲートの原理は、励磁された磁性体コイルをプローブとして使用する。 飽和／脱飽和サイクルと信号処理のおかげで、このコイルは磁場を比例的に測定することができる。 このことから、電流変換器の設計には複数の選択肢が考えられる。 単純にエアギャップ内のホール効果プローブに置き換えることもできるし、コイルをトーアの形状にすることもできる。
この2番目のオプションでは、電流変換器は非常に高い精度（数ppm）と強力なEMC耐性を達成することができます。 詳しくは、フラックスゲートの原理に関する詳細記事をお読みいただきたい。
電流を直接測定するのはかなり難しい作業だ。 例えば、抵抗性シャントに生じる電圧降下を測定したり（オームの法則）、一次導体を囲む磁界を測定したり（アンペールの法則）。
抵抗性シャントを使用した電流測定は非常に簡単ですが、シャントを挿入するために一次回路を中断し、シャントの適切な冷却を行い、少なくとも必要な電流範囲に対して適切なシャントのサイジングを行う必要があります。
発生した磁界を利用した電流測定は、非接触、すなわち絶縁された電流測定であるため、抵抗シャントのような損失の多い部品を挿入して一次回路を遮断する必要がないという利点がある。 一次導体を流れる電流によって生じる磁界は、印加される電流に比例するため、電流の振幅に関する情報を伝達する。
測定された磁界が電流振幅の情報に変換される方法は、測定原理によって異なるが（「電流変換器の種類とは」にリンク）、共通する利点は、電流測定が一次電源回路から完全に分離されていることで、複雑な電気システムの制御と保護という重要なタスクへの対応が容易になることが多い。
アンペールの法則に基づくすべての電流測定原理が直流電流を測定できるわけではない。 例えば、誘導電流変換器やロゴスキーコイルは、交番／交流磁界によるコイル内の電流と電圧の磁気誘導に依存しており、事実上、直流電流を測定することはできない。
ホール効果プローブ、フラックスゲートプローブ、磁気抵抗プローブなど、直流磁界を感知できる磁気プローブは、直流電流変換器（しばしばDCCTと呼ばれる）の構築に使用できる。
オープンループとクローズドループの両方の実装が可能であるが、オープンループCTに強力なDC磁界を印加すると、コモンの非線形B-H曲線を考慮すると、AC電流の測定性能に大きな影響を与える方法で、磁性コアを事前に磁化することができる。
交流電流変換器は、交流変流器とも呼ばれ、一般に「CT」と略され、発電機や変電所などの電力網で電流検出用の計器用変圧器として広く使用されている。 その機能は、測定電流を測定用の低レベルにスケールダウンし、高圧送電線からの重要な絶縁を提供することである。
その基本的な形は、二次巻線と呼ばれるワイヤーで巻かれた、しばしばリング状の磁気コアからなる交流変流器である。 リングコアの開口部では、一次電流が通過する。 交流電流変換器の動作原理はファラデーの誘導の法則であり、磁束の変化がインダクター巻線に電圧を誘導すると述べている。 つまり、交流電流変換器は交流信号しか測定できない。 交流電流変換器は多くの場合パッシブ・デバイスであり、出力信号の二次電流を感知するためにシャントとともに使用される。
交流電流変換器の動作原理はファラデーの誘導の法則であり、磁束の変化がインダクター巻線に電圧を誘導すると述べている。 つまり、交流電流変換器は交流信号しか測定できない。
交流電流変換器は多くの場合パッシブ・デバイスであり、出力信号の二次電流を感知するためにシャントとともに使用される。