フラックスゲート・センサの主な種類は以下の通り：
- 標準Fluxgateセンサ、閉ループホール効果設計に似ている。
- "Cタイプ "フラックスゲートでは、次のような方法で性能を大幅に向上させている：
- ギャップなしでトロイダルコア全体でフィールド・センシング・エレメントを作る。
- トランス効果のために別個のコアを使用することにより、高周波性能を確保。
- "ITタイプ "のフラックスゲートは、次のような方法でパフォーマンスを一段と向上させている。
- 励磁コイルが対向する2つのトロイダルコアを使用し、電界検出素子を二重化。
- 高周波電流トランスと処理エレクトロニクスの設計を改善する。
- 「低周波数」フラックスゲートは、「C型」フラックスゲートの低周波数部分のみを使用し、低周波数領域において費用対効果に優れた効率的なセンサを実現する。
フラックスゲート電流センサの利点と限界
フラックスゲート電流センサの利点
フラックスゲート技術は、磁気フラックスゲートコアの構造により、低オフセットと低オフセットドリフトを実現します。
また、オフセットがほぼないため、優れた精度を実現している。ホール効果ベースの技術と比較して、この利点は、オフセットの相対的な影響がより大きい小電流測定でより顕著です。
フラックスゲート・テクノロジーは、優れた過電流リカバリーの利点があります。電界検出素子の永久磁化は、その後のB-Hサイクルでリセットされるからです（繰り返しますが、「標準的な」フラックスゲートのメイントロイドには影響しません）。
他の技術よりもはるかに高い感度を有し、非常に微弱な電流の測定を可能にする。
ダイナミックレンジが広いため、Fluxgate電流センサは、小さな電流と大きな電流の両方を同じ変換器で測定することができます。
センサは、低オフセットによる超高解像度だけでなく、広い温度範囲でも利点があります。低オフセットドリフトにより、フラックスゲート技術はより広い動作温度範囲に適しています（動作温度限界はトランスデューサ材料と部品の限界によって決まります）。
最後に、フラックスゲートセンサは、電流トランス効果（該当する場合）によって実現される非常に広い帯域幅と極めて高速な応答特性を提供します。この特性はC型およびIT型フラックスゲートにおいてさらに強化されています。
フラックスゲート - 電流センサ技術
クローズドループ・フラックスゲートCTSRタイプ
特徴
- あらゆる種類のAC、DC、パルス信号、複素信号
- 差動電流の非接触測定
- 小さな残留電流でも高精度
- 温度によるドリフトが非常に小さい（ゲインおよびオフセット）
- 寄生磁界からの保護
- ガルバニック絶縁
動作原理
ホールジェネレーターを使用しない。一次残留電流IPR（ILとINの和）によって生じる磁束は、二次電流によって補償される。ゼロ磁束検出器は、方形波発生器に接続された巻線コアを使用した対称検出器です。二次補償電流は、一次電流を正確に表しています。
電圧出力変換器では、補償電流は精密抵抗を介して電圧に変換され、バッファアンプの出力で利用できるようになります。磁気コアは、実際には2つの磁気シェルで構成されており、その中に検出器が配置されています。
閉ループフラックスゲートCAS-CASR-CKSRタイプ
特徴
- あらゆる種類のAC、DC、パルス、複雑な信号
- 高精度
- 温度に対する高精度
- 温度によるドリフトが非常に小さい（ゲイン、オフセット）
- ガルバニック絶縁
- 高速応答時間
動作原理
動作原理は、磁気検出素子を備えた変流器に例えることができる。この検出素子はコア内の磁束密度を検知する。磁界検出素子の出力は制御ループにおける誤差信号として用いられ、変流器の二次巻線に補償電流を流す。
低周波数では、制御ループはコアを通る磁束をゼロに維持する。周波数が上昇するにつれて、変流器のように動作させるためには補償電流の増加が必要となる。これにより、二次電流は一次電流の像となる。
電圧出力センサが存在する場合、補償電流は精密抵抗器を介して電圧に変換され、バッファ増幅器の出力で利用可能となる。
クローズドループ・フラックスゲートITCタイプ
特徴
- 優れた直線性
- EN 50463によるクラス0.5Rより良好
- 優れた長期安定性
- 低残留ノイズ
- 高い外部DCおよびACフィールドに対して非常に低い感度
- 高い温度安定性
動作原理
ITC電流センサは、フラックスゲート技術を用いた高精度センサです。この高感度ゼロ磁束検出器は、ノイズ低減のために二次コア（D’）を採用しています。一次巻線と二次巻線の電流差により、フラックスゲート電流に非対称性が生じます。
この差はマイクロコントローラーによって検出され、一次側アンペアターン（IP x NP）を補正する二次側電流を制御します。
この結果、非常に優れた精度と非常に低い温度ドリフトが得られます。
二次補正電流は一次電流を正確に表しています。
クローズドループ型フラックスゲート
特徴
- 非常に高いグローバル精度
- 低残留ノイズ
- 優れた直線性 < 1 ppm
- 低いクロスオーバー歪み
- 高い温度安定性
- 広い周波数範囲
動作原理
IT電流センサは、ホールジェネレーターを使用しないフラックスゲート技術を用いた高精度、広帯域幅のセンサーです。一次電流IPによって生じる磁束は、二次電流によって補償される。
ゼロ磁束検出器は、方形波発生器に接続された2つの巻線コアを使用する対称検出器です。二次補正電流は、一次電流を正確に表しています。
フラックスゲート - 電圧センサー技術
閉ループフラックスゲートCタイプ
C型クローズドループ・フラックスゲート・センサはLEM電圧製品の重要な一部です。この技術はニュージーランド・オークランド大学（ダン・オットー教授）との共同開発によるもので、精度、温度ドリフト、帯域幅、応答時間において非常に高い性能を発揮します。この高性能は、アンペアターンの補償に使用される特許設計の結果です。
特徴
- 高精度
- 非常に広い周波数範囲
- 温度ドリフトの低減
- 優れた直線性
- 差動電流の測定 (CD)
- 安全絶縁（CV）
- 一次側への負荷を低減（CV）
動作原理
この技術は、2つのトロイダルコアと2つの2次巻線を使用し、アンペアターン補償のフラックスゲート原理で動作する。
電圧タイプでは、測定される電圧ラインから小さな（数mA）電流が取り出され、一次コイルと一次抵抗を通して駆動されます。
フラックスゲートC型電流変換器の代表的なアプリケーション
クローズドループFLUXGATE Cタイプ電流センサは、校正ユニット、診断システム、テストプラットフォーム、実験装置など、非常に高い精度が要求される産業用アプリケーションで使用されます。また、温度変化に対する絶対的な堅牢性が必要な用途にも適しています。
代表的なアプリケーション
- トラクション
- 鉄道保安システム
- 漏れ電流検出
- 単相または三相インバーター
- 推進およびブレーキチョッパー
- 推進コンバータ
- 補助コンバータ
- バッテリー充電器
- パワーサイクロコンバーター
- 太陽光発電プラント
- ラボ用計測機器
- 電力変換器およびモーター用校正ベンチ
- 配電シミュレータおよび変電所