专利名称：检测由电流产生的磁场来估计电流量的方法
技术领域：
本发明涉及一种通过在流过被测量电流的初级导体的附近检测磁场来求出被测量电流的电流量的电流测量方法以及电流测量装置。
背景技术：
在电流的测量中，以往提出了在施加被测量电流的初级导体的附近用灵敏度好的磁检测元件来检测被测量电流的周围磁场的电流传感器。作为其一例，如日本特开2001-264361号公报那样公开了一种小型的电流传感器，其构成为通过高灵敏度的一个磁检测元件(MI元件)检测流过初级导体的电流的周围磁场。
在该结构中，在流过被测量电流的电线孤立的情况下不存在问题，但是在例如三相电源那样邻相的电流接近且平行流过的情况下，存在邻接电流的磁场重叠而使测量精度恶化的问题。为了避免该影响，一般设置以坡莫合金等磁性体包围磁检测元件周围的磁屏蔽，但是存在磁屏蔽构成磁路而导致来自电流的磁场变形的问题而难以完全应对。专利文献I:日本特开2001-264361号公报
发明内容
_7] 发明要解决的问题在如日本特开2001-264361号公报那样由磁检测元件直接检测由流过初级导体的电流产生的周围磁场的情况下，存在如下问题。即，在与流过被测量电流的初级导体邻接且平行地配置有流过不同相的电流的初级导体的情况下，如果以与电流流向成直角的周围磁场的成分为对象，则施加来自邻接的电流线的磁场而无法获得足够的测量精度。即使以磁屏蔽来防止这些干扰，也有可能来自被测量电流的磁通扰乱磁场自身或屏蔽部件产生磁饱和而极难实施有效的对策。本发明的目的在于解决上述的问题点，提供一种在不同相的电流平行流过的设置环境下不依赖于磁屏蔽也能够稳定地确保被测量电流的测量精度的电流测量方法以及电流测量装置。
_0] 用于解决问题的方案根据本发明，在流过被测量电流的导体的一部分设置将被测量电流的流向从主方向变更为其它方向的方向变更区域。并且，对导体配置至少一个磁检测元件。通过磁检测元件对由方向变更区域变更了流向的被测量电流所产生的磁场进行检测。根据磁检测元件的输出来估计被测量电流的电流量。通过参照附图的以下的说明清楚可知本发明的其它的特征以及优点。此外，在附图中对于相同或者同样的结构附加相同的附图标记。
附图包含在说明书中而构成说明书的一部分，示出本发明的实施方式，与对其的记述一起用于说明本发明的原理。图I是实施例I的结构图。图2是初级导体内的电流和磁场的情况的说明图。图3是初级导体与磁检测元件的关系的截面图。图4是检测电路的结构图。图5是使用了直径2mm的贯通孔的Y轴方向磁场成分的分布等高线图。
图6是使用了直径3mm的贯通孔的Y轴方向磁场成分的分布等高线图。图7是贯通孔的直径与Y轴方向磁场成分的峰值位置的关系图。图8是贯通孔的直径与Y轴方向磁场成分的峰值的值的关系图。图9是变形例的结构图。图10是变形例的结构图。图11是变形例的结构图。图12是变形例的结构图。图13是实施例2的结构图。图14是磁阻元件的特性图。图15是检测电流和测量误差的曲线图。图16是变形例的结构图。图17是实施例3的电流传感器的基本结构的立体图。图18是初级导体内的电流和磁场的情况的说明图。图19是初级导体与磁检测元件的关系的截面图。图20是检测电路的结构图。图21是变形例的结构图。图22是实施例4的结构图。图23是变形例的结构图。图24是其它的变形例的结构图。图25是实施例5的结构图。图26是变形例的结构图。图27是实施例6的电流传感器的基本结构的立体图。图28是初级导体内的电流和磁场的情况的说明图。图29是初级导体与磁检测元件的关系的截面图。图30A是改变了电流的输入输出口的宽度的Y轴方向磁场成分的分布等高线图。图30B是改变了电流的输入输出口的宽度的Y轴方向磁场成分的分布等高线图。图30C是改变了电流的输入输出口的宽度的Y轴方向磁场成分的分布等高线图。图30D是改变了电流的输入输出口的宽度的Y轴方向磁场成分的分布等高线图。图31是电流的输出输入口的宽度与Y轴方向磁场成分的峰值的值的关系图。图32是变形例的结构图。图33是变形例的结构图。
图34是变形例的结构图。图35是实施例7的结构图。图36是电流的输出输入口的位置与Y轴方向磁场成分(固定点)的关系图。图37是实施例8的结构图。图38是改变了输出输入口的宽度时的测量电流与输出的关系的曲线图。图39是变形例的结构图。
具体实施方式
根据图示的实施例来详细地说明本发明。本发明的特征之一在于在流过被测量电流的导体的一部分设置将被测量电流的流向从主方向变更为其它方向的方向变更区域。而且，本发明的特征在于由磁检测元件检测由方向变更区域变更了流向的被测量电流所产生的磁场。<实施例1>图I是对被测量电流进行电流测量的实施例I的基本结构图。在初级导体I中流过检测对象的被测量电流I，初级导体I被设为例如印刷基板上的铜箔图案或由铜板形成的母线等的方式。在初级导体I的大致中央设置有非导电区域的圆形的贯通孔2以局部地切断电流，因此被测量电流I的一部分如图2所示那样成为在该贯通孔2的两侧对称地在外侧绕行的迂回电流la。为了方便说明，在初级导体I中设定坐标轴，以贯通孔2的中心为原点
O,以流过被测量电流I的主方向为Y轴，以作为其正交轴的宽度方向为X轴，以厚度方向为Z轴。在初级导体I上配置有只在一个方向具有磁场检测灵敏度的磁检测元件3。将磁检测元件3的检测部4设为以Y轴方向为磁场检测方向，检测部4的中心位置配置在离贯通孔2的中心在X轴方向上错开距离dx、在Y轴方向上夹持X轴错开距离dy的位置处。本来由电流产生的磁通朝向与电流方向正交的方向，且在没有受到初级导体I的贯通孔2的影响的位置，被测量电流I沿作为主方向的Y轴方向流动。因而，如图2所示的磁场矢量成分HcO那样在初级导体I的宽度W内成为只具有X轴方向的矢量成分Hx的磁场。但是在贯通孔2的附近，迂回电流Ia相对于Y轴方向倾斜，因此通过该迂回电流Ia在贯通孔2的两侧产生磁场变形的磁场矢量成分He I。即，在迂回电流Ia的倾斜部分产生Y轴方向的矢量成分Hy以及X轴方向的矢量成分Hx。矢量成分Hy和矢量成分Hx的矢量之和与被测量电流I的大小成比例，在贯通孔2的Y轴的正负两侧中电流方向对称，因此矢量成分Hy夹持X轴而对称,极性相反。另外如图I所示，流过不同相的电流的初级导体I’接近，即使接近电流I’的方向与被测量电流I平行，接近电流I’的磁场矢量成分也只具有X轴方向的成分而不具有Y轴方向成分。当将检测部4的磁场检测方向设为Y轴方向时，磁检测元件3不受接近电流I’的磁场的干扰而能够只检测迂回电流Ia的矢量成分Hy。因而，如果对该矢量成分Hy进行校正换算，则能够求出被测量电流I的电流量。作为所使用的磁检测元件3，不希望检测X轴方向的磁场矢量成分Hx。因而，优选是指向性高的磁阻元件、正交磁通门元件，在实施例I中使用磁阻元件，设为能够只在Y轴方向上进行磁场检测。作为检测部4，磁性薄膜的图案在磁场检测方向的Y轴方向曲折排列，对两端的电极5施加MHz带的高频脉冲来获得磁场变化引起的来自检测部4两端的电压振幅变化，将其作为传感器信号。虽然省略了图示，但是在检测部4的动作中需要偏置磁场，根据需要在近处设置偏置磁体，或者通过卷绕偏置线圈并流过电流来进行设定。如图3所示，对于磁检测元件3的检测部4相对于初级导体I的高度h，以保持初级导体I与磁检测元件3的位置关系的结构所需的空间和空间距离、沿面距离等绝缘耐压的关系来决定。图4示出作为电流测量装置而发挥功能的检测电路100的结构图。在针对CR脉冲振荡电路30构成桥的电阻R上连接有磁检测元件3的检测部4。检波电路31取出作为检测部4的检测信号的两端电压的振幅变化并向放大电路32输出。放大电路32对振幅变化进行放大输出。估计电路33是根据放大电路32的输出估计被测量电流的电流量的电路。
图5、图6示出贯通孔2引起的迂回电流Ia所涉及的Y轴方向的磁场成分Hy的仿真结果。初级导体I是铜板，该铜板具有X轴方向的宽度W=10mm、z轴方向的厚度 =70μπι的截面，且Y轴方向足够长能在计算上被视为无限长，在X轴方向的中央穿有贯通孔2。检测部4固定在离初级导体I的高度h为I. 6mm的位置处，调查了在Y轴方向上流过I安培(A)的被测量电流I时的Y轴方向的磁场矢量成分Hy的变化。图5将贯通孔为2mm的情况下、图6将贯通孔为3mm的情况下Y轴方向磁场的矢量成分Hy的磁场分布计算结果示出为等高线的分布。坐标是X > 0、Y ^ O的第一象限，以矢量成分Hy的顶点为100%、以10%刻度来描绘出等高线。在其它的象限中相对于X轴或者Y轴形成对称的磁场分布，第三象限与第一象限极性相同、第二、第四象限形成与第一象限极性相反的磁场。在图5、图6中磁场最大的峰值位置位于与贯通孔2成约45度的方向上，在直径2mm的贯通孔2的情况下位于(X、Y) = (I. 5mm、I. 625mm)附近,在3mm的贯通孔2的情况下位于(X、Y) = (l. 75mm、l. 75mm)附近。对于电流I安培(A),这些磁场的峰值位置处的磁场成分Hy分别成为Hy=25. 6m高斯(G)、Hy=47. 9m高斯(G)。图7是贯通孔2的直径与Y轴方向的磁场矢量成分Hy的峰值位置的关系的曲线图。在图5、图6所示的等高线图中省略了图示,但是将直径时的结果也一并记载。如从图7可知，贯通孔2的直径的大小与峰值部的位置几乎不相关。当将宽度W=5mm且贯通孔2的直径为Imm时的结果也一并考虑时，可以说在实际使用的初级导体I的使用范围中矢量成分Hy的峰值的范围在X、Y轴方向都是lmnT2mm左右。另外，比峰值位置低10%的90%的范围为半径O. 5mm左右的圆，因此设计上只要图I的距离dx、dy都在O. 5mnT2. 5mm的范围内，磁检测元件3的检测部4在该范围内产生作
用即可。图8是初级导体I的贯通孔2的直径与Y轴方向的矢量成分Hy的峰值的值的曲线图，可知随着直径变大而矢量成分Hy以二次函数方式变大。即，在图I所示的距离dx=l. 5mm、dy=l. 5mm附近固定磁检测元件3的检测部4,只改变贯通孔2的直径的大小就能够选择数倍的测量范围。在图I中，磁检测元件3设置于XY平面上的第一象限，但是从对称性考虑当然也能够配置于其它象限。图9示出变形例，离开存在贯通孔2的原点O在与X轴方向成45度的方向上设置贯通孔2’，在其中间位置配置磁检测元件3，由此使两个贯通孔2、2’的迂回电流Ia的效果重叠而增加Y轴方向成分的磁�。沽槊舳忍岣�。两个贯通孔2、2’的大小不需要相同，并且还能够增加贯通孔2的数量，只要根据电流的检测规格来设计进行设置的角度位置即可。作为使电流绕行的单元，不只贯通孔2，也能够通过使用切口孔形成非导电区域来与电流大小相对应。例如图10所示，通过在初级导体I的宽度方向的端部设置切口孔8也能够生成迂回电流。在想要抑制由大电流的迂回电流产生的磁场的情况下优选该结构。另外，相反地还能够如图11所示那样加深切口孔8使迂回电流集中而加大Y轴方向成分的磁场来与小电流相对应。并且，通过如图12所示那样从相反侧的端部也错开地设置切口孔8，能够进一步增强迂回电流来与更小的电流相对应。<实施例2> 图13是实施例2的结构图。例如在厚度I. 6mm的玻璃环氧材料的传感器基板11的单面设置有由X轴方向的宽度10mm、Z轴方向的厚度70 μ m、Y轴方向的长方向50mm的铜图案构成的初级导体12。并且，在初级导体12的X轴方向的中央通过蚀刻形成有例如直径为2_的贯通孔13。在传感器基板11的另一面，在与图I相同的位置处配置有一体式磁检测单元14，在传感器基板11上引出用于焊接的电极15a 15b。在磁检测单元14中使用磁阻元件，由Fe-Ta-C系的磁性薄膜构成的检测部16是并列配置11根细长的图案而成的，各图案例如宽度为18μπι、厚度为2. 65μπι、长度为I. 2mm。并且，将检测部16的磁场检测方向设为只是Y轴方向。从贯通孔13的中心向X轴以及Y轴方向偏离距离dx=l. 5mm、dy=l. 5mm来配置检测部16。虽然省略了图示，但是检测部16的多根磁性薄膜图案曲折地串联电连接，两端连接在各个电极上，在传感器基板11上的电极15a、15b处焊接接合而连接到未图示的传感器电路。在图13中，根据电极15a — 15b的流向而施加高频脉冲。在磁检测单元14的磁性薄膜的X轴方向的宽度方向上设置有易磁化轴，对磁性薄膜的图案通高频脉冲，根据外部磁场不同而阻抗发生变化，通过振幅检波将磁检测单元14的两端电压变换为传感器信号。在评价被测量电流I以外的平行流过的电流的影响的情况下，如图13所示那样从初级导体12起隔IOmm的间隔并行配置直径2mm的铜棒18,在流过IOArms的50Hz的电流I’而在初级导体12中不流过电流的条件下进行了测量。然后，在磁检测单元14中观测不到流过铜棒18的电流I’的影响而是噪声水平以下(IOmVpp以下)。确认为来自邻接的平行的电流线的磁场成为X轴或者Z轴方向而不具有Y轴方向的成分，磁阻元件在X轴方向不具有灵敏度的特点有效地发挥作用，邻接的电流所产生的磁场的影响处于不成为问题的水平。对于该磁检测单元14，在5V的5MHz的脉冲驱动的情况下如图14所示那样相对于磁场示出V字形的阻抗变化特性，利用了灵敏度好的斜率的位置。因此，如图13所示那样在磁检测单元14的背面配置偏置用磁铁体17，设定为向检测部16施加10高斯(G)左右的偏置磁场。在该磁检测单元14的情况下，线性良好的范围为偏置动作点±3高斯(G)左右。
图15示出对初级导体12通在O. IArms 40Arms范围内可变的AC电流(50Hz)进行了电流测量的数据。IOArms是28. 28App的正弦波，根据仿真结果可知此时的磁场为724mGpp。图15以该IOArms为基准示出理想值和实测值的误差，由于是5V电源且进行了调整使得在IOArms时为lVpp，因此将上限设为40Arms。作为精度，在O. 2Arms以上时保证土 1%以内的误差。在将贯通孔13的直径设为2_、使用线性范围为6高斯(G)这种特性的磁检测单元14的情况下，在SOArms多的位置处超过线性范围。在假设对应到200Arms的情况下，只要将贯通孔13的直径设为1_，施加到磁检测单元14的磁场就变成1/3，对于如270Arms那样的大电流也能够使用相同的布局。另外，相反地在小电流规格中只要加大贯通孔13就能够对应。在实施例2中，假定了将初级导体12配置在传感器基板11上的例子。但是，如图16的变形例所示那样，在初级导体是由铜板构成的母线19的情况下，还能够将图13的方式中除去初级导体12后的结构在传感器基板20上�？榛�。这种情况下，能够在穿过母线19的贯通孔21处对位传感器基板20、通过贴合等将传感器基板20固定到母线19来使用。此 夕卜，22是设置在传感器基板20上的电路元件，23是引出磁检测单元14的信号的信号线。通过设为这种结构，在预先布设母线19之后，通过将磁检测单元14�？榛沧暗侥赶�19，也能够容易地进行组装。此外，在上述的各实施例中，设置由贯通孔、切口孔形成的非导电区域来使电流绕行，但是并非必须是孔部，通过配置绝缘材料也能够使电流绕行。<实施例3>根据日本特开2006-184269号公报，提出了通过使用两个磁检测元件来通过差动检测避免干扰磁场的方法。在该专利文献中，为了避免由单一的磁传感器检测被测量电流的磁场的情况下的外部磁场的影响，在作为初级导体的母线的中央部形成开口部来使被测量电流分流。并且，在开口部内分别配置磁检测元件以在两个导体部附近使来自电流的磁场相互成为反相，通过差动放大只检测由母线产生的磁场。然而，在该方法中也同样地，即使能够排除对于一样的磁场的影响，在电流线邻接且平行流过的情况下，成为干扰的磁场不会相等地施加到两个磁检测元件中，结果是磁屏蔽不可缺少。作为解决该课题的方法，在实施例1、2中提出了在初级导体上设置非导电区域并且在非导电区域的附近设置一个磁检测元件的方案。在此，磁检测元件也可以是多个。因此，在实施例3中说明设置多个磁检测元件的方案。图17是对被测量电流进行电流测量的实施例3的基本的电流传感器的结构图。在初级导体I中流过检测对象的被测量电流I，初级导体I设为例如印刷基板上的铜箔图案或者由铜板形成的母线等的方式。在初级导体I的大致中央设置有作为非导电区域的圆形的贯通孔2以局部地进行电流切断，因此被测量电流I的一部分如图18所示那样成为在该贯通孔2的两侧对称地在外侧绕行的迂回电流la。为了方便说明，在初级导体I上设定坐标轴，以贯通孔2的中心为原点0，以被测量电流I流过的主方向为Y轴，以作为其正交轴的宽度方向为X轴，以厚度方向为Z轴。
在初级导体I上朝向Y轴方向串联配置两个磁检测元件3a、3b来进行差动检测。将磁检测元件3a、3b的检测部4a、4b设为以Y轴方向为磁场检测方向，检测部4a、4b的中心位置配置在与贯通孔2的中心相比在X轴方向错开距离dx、在Y轴方向夹持X轴而错开距离dy的位置处。即使如图17所示那样流过不同相的电流的初级导体I’接近且接近电流I’的方向与被测量电流I平行，接近电流I’的磁通F的磁场影响也成为X轴方向的矢量成分而不具有Y轴方向成分。当检测部4a、4b的磁场检测方向取Y轴方向时，磁检测元件3a、3b不受接近电流I’的磁场的干扰，能够只检测被测量电流I的矢量成分Hy。因而，如果对该矢量成分Hy进行校正换算，则能够求出被测量电流I的电流量。作为所使用的磁检测元件3a、3b，不希望检测X轴方向的磁场矢量成分Hx，因此优 选指向性高的磁阻元件、正交磁通门元件，在实施例3中使用了磁阻元件。磁性薄膜的图案在磁场检测方向的Y轴方向曲折地并列而成为检测部4a、4b，对两端的电极5施加MHz带的高频脉冲，获得磁场的变化导致的来自检测部4a、4b的两端的电压振幅变化，将其作为传
感器信号。如图19所示，对于磁检测元件3a、3b的检测部4a、4b相对于初级导体I的高度h，根据保持初级导体I与磁检测元件3a、3b的位置关系的结构所需的空间和空间距离、沿面距离等绝缘耐压的关系来决定。图20示出检测电路的结构图，在针对CR脉冲振荡电路30构成桥的电阻R上连接有磁检测元件3a、3b的检测部4a、4b。通过检波电路31取出来自检测部4a、4b的两端电压的振幅变化，之后由差动放大电路32对检测部4a、4b的输出进行差动放大来获得作为电流传感器的输出。在这种情况下，对于检测部4a、4b的输出，如果灵敏度相同且位于夹持X轴而对称的位置处则绝对值相同、极性不同，因此当以差动方式进行检测时，输出变成检测部4a或者4b的绝对值的两倍。另外，在位于窄范围内的检测部4a、4b中外来的磁场噪声同相，通过以差动方式捕捉检测部4a、4b的输出而磁场噪声被抵消，不会重叠在电流传感器的输出上，因而只测量出迂回电流的矢量成分Hy。此外，为了以差动的方式检测磁检测元件的输出，只要至少使用两个检测部即可。此外，如果比较图20和图4则明确可知形成桥电路的四个电阻被替换为检测部。例如，如果采用三个检测部，则四个电阻中的三个电阻被替换为检测部。而且，如果采用四个检测部，则全部的电阻被替换为检测部。在图17中，磁检测元件3a、3b分别设置于XY平面上的第一、第四象限，但是从对称性考虑当然也能够在其它象限邻接地配置。图21示出该情况下的变形例，在磁检测元件3a设置于第一象限、磁检测元件3b设置于第二象限而相对于Y轴对称配置的情况下也能够获得相同的结果。基于迂回电流Ia的磁场矢量成分He I在第一象限和第二象限中相对于Y轴均成为对象。因而，能够将磁检测元件3a、3b分别配置在第一象限、第二象限来分别检测绝对值相等而极性相反的Y轴方向的矢量成分Hy。在这种情况下，略微受到邻接平行的电流线的影响，但是由于磁检测元件3a和3b彼此之间的间隔窄，因此能够通过差动检测来几乎抵消磁场噪声。〈实施例4>如作为磁检测元件的磁阻元件、正交磁通门传感器等那样，从磁饱和、线性的点出发必须在某个范围内管理检测磁场范围的情况下，优选是只利用初级导体I的贯通孔2的直径就能够调整测量范围。图22是实施例4的电流传感器的结构图。图17中的磁检测元件3a、3b的检测部4a、4b的距离短，因此将在同一元件基板6上相对于X轴对称配置的磁检测元件3a、3b设为一体安装的磁检测单元7，从而能够抑制性能的偏差。如图23的变形例所示，出于只使用初级导体I的X轴的正区域的想法，通过在宽度方向的端部设置切口孔8也能够利用迂回电流。通过该切口孔8也能够与如图17所示那样设置了贯通孔2的情况相同地进行测量。此外，为了使迂回电流相对于X轴对称地流过，切口孔8需要是相对于X轴对称的形状。图24是其它的变形例的结构图。在将四个磁检测元件3a 3d —体化的磁检测单元7中，在第一、第二、第三、第四象限分别配置检测部4a、4b、4c、4d，当由四个元件作为桥结构而进行动作时能够进一步提高S/N。这样，当在贯通孔2的两侧相对于X轴、Y轴对称 地配置检测部4a 4d时，矢量成分Hy相对于X轴、Y轴分别对称。因而，对于X轴，能够同时进行检测部4a与4d的输出的差动检测、检测部4b与4c的差动检测，对于Y轴，能够同时进行检测部4a与4b的差动检测、检测部4d与4c的差动检测，如果求出这些检测结果的平均则测量精度进一步得到提高。〈实施例5>图25是实施例5的电流传感器的结构图。在厚度I. 6mm的玻璃环氧材料的传感器基板11的单面设置有由X轴方向的宽度10mm、z轴方向的厚度70 μ m、Y轴方向的长方向50mm的铜图案构成的初级导体12。并且，在初级导体12的X轴方向的中央通过蚀刻形成有直径2_的贯通孔13。在传感器基板11的另一面的与图22相同的位置处配置有一体式磁检测单元14，在传感器基板11上引出有用于焊接的电极15a 15c。在磁检测单元14中使用磁阻元件，由Fe-Ta-C系的磁性薄膜构成的检测部16a、16b是并列配置11根细长的图案而成的，各图案的宽度为18 μ m、厚度为2. 65 μ m、长度为
I.2mm。并且,检测部16a、16b的磁场检测方向被设为Y轴方向。检测部16a、16b的位置从贯通孔13的中心起向X轴方向偏离距离dx=l. 5mm，检测部16a、16b的中心间隔被设为dy=3mm，相对于从贯通孔13的中心O向宽度方向延伸的X轴对称地配置。检测部16a、16b的多根磁性薄膜图案虽然省略了图示，但是曲折地串联电连接的，两端连接在各个电极上，在传感器基板11上的电极15a 15C处焊接接合而与未图示的传感器电路连接。在图25中，基于在传感器基板11上引出的电极15a — 15c以及电极15b — 15c的流向来施加高频脉冲。对于磁检测单元14，在X轴方向的宽度方向上设置有易磁化轴，通过对磁性薄膜的图案通高频脉冲，阻抗根据外部磁场的不同而发生变化，通过振幅检波将磁检测单元14的两端电压变换为传感器信号。在评价平行流过的被测量电流I以外的电流的影响的情况下，离初级导体12隔IOmm的间隔并列配置直径2mm的铜棒18,在流过IOArms的50Hz的电流I’而在初级导体12中不流过电流的条件下进行了测量。然后，在磁检测单元14中观测不到流过铜棒18的电流I’的影响而是噪声水平以下(IOmVpp以下)。确认为来自邻接的平行的电流线的磁场为X或者Z轴方向而不具有Y轴方向的成分，通过使检测部16a、16b与邻接的铜棒18的距离相等而差动消除功能有效地发挥了作用，从而能够几乎完全消除噪声磁场的影响。在实施例5中，假定了将初级导体12配置在传感器基板11上的例子。但是，在如图26的变形例所示那样初级导体是由铜板构成的母线19的情况下，还能够将从图25的方式中除去初级导体12后的结构在传感器基板20上�？榛Ｕ庵智榭鱿拢芄辉诖┕赶�19的贯通孔21处对位传感器基板20，通过贴合等将传感器基板20固定在母线19上来使用。此外，22是设置在传感器基板20上的电路元件，23是引出磁检测单元14的信号的信号线。通过设为这种结构，在预先布设了母线19之后，通过将磁检测单元14进行�？榛沧暗侥赶�19上也能够容易地进行组装。此外，在上述的各实施例中，设置由贯通孔、切口孔形成的非导电区域来使电流绕行，但是并非必须是孔部，通过配置绝缘材料也能够使电流绕行。并且，这些非导电区域需 要相对于X轴在其两侧形状对称。〈实施例6>在实施例f实施例5中，作为方向变更区域，采用了非导电区域。S卩，实施例f实施例5是检测由于电流绕过非导电区域流过所产生的变形磁场、并根据检测出的磁场估计电流量的发明。在实施例广实施例5中共用的概念是将促进电流非线性地流过的区域设置在初级导体。即，如果能够使电流的流向弯曲则不需要必须是非导电区域。因此，在实施例6中说明方向变更区域的其它例子。图27是对被测量电流进行电流测量的实施例6的基本的电流传感器的结构图。在初级导体I中流过检测对象的被测量电流I。初级导体I的方式设为例如印刷基板上的铜箔图案或者以铜板形成的母线等的方式。初级导体I中的设为磁场的检测对象的部分(主要部)是以长度L、宽度WO形成的矩形状的部分。在主要部中，在电流所流过的后方和前方分别形成有宽度Wl、W2的入口9a、出口 9b。宽度W1、W2都比宽度WO窄。为了容易判断说明，将入口 9a、出口 9b设置在宽度WO的中央。在初级导体I上设定坐标轴。这里，以磁检测部的中心为原点O。如图27以及图28所示，将连接入口 9a、出口 9b的线即对磁检测部的宽度WO进行二分割的直线与对磁检测部的长度L进行二分割的直线的交点设为原点O。与其它的实施例相同地将流过被测量电流I的主方向设为Y轴，将作为其正交轴的宽度方向设为X轴，将厚度方向设为Z轴。在初级导体I上朝向Y轴方向串联配置两个磁检测元件3a、3b来进行差动检测。此外，与实施例1、2相同地，磁检测元件也可以是一个。磁检测元件3a、3b的结构与实施例1^5相同。使磁检测元件3a、3b的检测部4a、4b以Y轴方向为磁场检测方向来配置磁检测元件3a、3b。检测部4a、4b的中心位置配置在与原点O的中心相比在X轴方向错开距离dx、在Y轴方向夹持X轴而各错开距离dyl、dy2的位置处。本来由电流产生的磁通朝向与电流方向正交的方向。因此，在没有朝向初级导体I的宽度方向的电流成分的地方即通过原点O的X轴上能够产生只具有X轴方向的矢量成分Hx的磁场HCl。但是，在与原点O相比在流过该电流的前后方向错开的位置处的电流具有朝向入口 9a、出口 9b相对于Y轴方向倾斜流过的电流成分。由此，产生Y轴方向的矢量成分Hy，磁场如Hc2、Hc3那样蛇行。Hc2、Hc3的磁场相对于X轴为线对称。矢量成分Hy夹持X轴而极性相反。如图27所示，即使流过不同相的电流的初级导体I’接近而接近电流I’的方向与被测量电流I平行，基于接近电流I’的磁场的影响也成为X轴方向的矢量成分，不具有Y轴方向成分。当检测部4a、4b的磁场检测方向取Y轴方向时，磁检测兀件3a、3b不受基于接近电流I’的磁场的干扰，能够只检测被测量电流I的矢量成分Hy。因而，如果对该矢量成分Hy进行校正换算，则能够求出被测量电流I的电流量。当磁检测元件3a、3b检测X轴方向的磁场矢量成分Hx时电流的估计精度下降。因此，作为磁检测元件3a、3b,例如使用指向性高的磁阻元件、正交磁通门元件。在实施例6中，作为磁检测元件3a、3b，使用了磁阻元件。磁性薄膜的图案在磁场检测方向的Y轴方向曲折排列而成为检测部4a、4b。对两端的电极5施加MHz带的高频脉冲，获得磁场变化导致的来自检测部4a、4b的两端的电压振幅变化，将其作为传感器信号。在需要偏置磁场的情 况下，通过未图示但是接近磁检测元件3a、3b的磁体或者卷绕的线圈来施加偏置磁场。如图29所示，对于磁检测元件3a、3b的检测部4a、4b相对于初级导体I的高度h，例如以调整所产生的磁场的大小、保持初级导体I与磁检测元件3a、3b的位置关系的结构所需的空间、空间距离、以及沿面距离等绝缘耐压的关系来决定。作为电流检测装置而发挥功能的检测电路100的结构能够采用图20所示的电路结构。原因是即使变更电流流向的区域方向变更区域的具体结构发生改变，也能够直接使用本发明的电流检测装置的基本部分。图30A 图30D、以及图31示出来自窄的输出输入口的扩散电流所涉及的Y轴方向的磁场成分Hy的仿真结果。初级导体I具有X轴方向的宽度W0=8mm、Z轴方向的厚度t=0. 8mm的截面，将入口 9a、出口 9b的间隔L设为7. 5mm，将其宽度方向的位置设为宽度WO的中央。将入口 9a、出口 9b的宽度设为Wl=W2=d，且设d=0. 8mm、I. 2mm,2. 4mm,3. 6_nm来计算在初级导体的表面(高度H=L 6mm)中流过电流的主方向的磁场Hy。将被测量电流I设为I安培(A)。图30A 图30D分别是d=0. 8mm、I. 2mm、2. 4mm、3. 6mm时的仿真结果。在坐标为X > O、Y > O的第一象限中将矢量成分Hy的顶点设为100%，以10%刻度描绘出等高线。在其它的象限中相对于X轴或者Y轴形成对称的磁场分布，第三象限与第一象限极性相同，第二、第四象限形成与第一象限极性相反的磁场。峰值位置P在Y方向为2. 5mm几乎不变，在X方向上，随着输出输入口的宽度变宽而从I. 7mm到2. 15mm为止缓慢移动。将输出输入口的Y方向的距离设为L。峰值位置P在L=7. 5mm的情况下位于
I.25 (=L/2-2. 5)mm处，在以L=II. 5mm进行计算的情况下也为I. 35mm，两者变化不大。作为实用的距离L的尺寸，考虑能够明确地形成峰值且不与邻接的反相峰值干扰来决定。例如，距离L应该确保I. 25mm的4倍的5mm以上。图31是表示峰值位置处的磁场Hy的图。根据图31可知在入口 9a、出口 9b的宽度Wl与WO之比为10%(W0=8mm、d=0. 8mm)的情况下，每IA产生O. 08高斯的磁场。在能够检测毫高斯以下的磁检测元件的情况下，通过设置于峰值位置，对IA以下的小的被测量电流也能够以足够的S/N来进行检测。
当扩大入口 9a、出口 9b的宽度W1、W2时，在宽度方向变宽的电流成分减少而导致磁场Hy急剧地下降。由此，在检测大电流时只要扩大宽度W1、W2即可。在宽度Wl与WO之比为100%、即d=8mm时磁场变成零。这意味着将针对大电流的调整范围取得宽。通过以上意味着如果在X=2mm、Y=2. 5mm的位置固定磁检测元件，则能够通过只改变宽度Wl、W2来与各种电流检测范围的规格相对应。这种特性对如磁阻元件、正交磁通门传感器等那样从磁饱和、线性的点出发必须在某个范围内管理检测磁场范围的元件极为合适。在生产性方面，通过准备将元件位置固定而改变初级导体的输出输入口的宽度的多种电流传感器，能够与各种电流规格相对应，对电流传感器的成本降低作出大的贡献。
在图27中，磁检测元件3a、3b分别设置于XY平面上的第一、第四象限。但是，从对称性考虑当然能够与其它象限邻接地配置。图32示出将磁检测元件3a配置在第一象限、将磁检测元件3b配置在第二象限的例子。图33示出在所有象限设置磁检测元件的例子。在图33中，在将四个磁检测元件3a 3d—体化的磁检测元件单元中在第一、第二、第三、第四象限分别配置有检测部4a、4b、4c、4d。而且，当如图20所示那样使检测部4a、4b、4c、4d作为桥结构而进行动作时，能够提高检测电路100的S/N。这样，当在原点O的两侧将检测部4a 4d相对于X轴、Y轴对称地配置时，矢量成分Hy相对于X轴、Y轴分别对称。因而，对于X轴，能够同时进行检测部4a与4d的输出的差动检测、检测部4b与4c的差动检测，对于Y轴，能够同时进行检测部4a与4b的差动检测、检测部4d与4c的差动检测，如果求出这些检测结果的平均则测量精度进一步提高。在入口 9a、出口 9b位于初级导体I的宽度方向的中央的情况下，通过将元件的灵敏度被调整为相等的元件相对于X轴或者Y轴对称地设置来进行差动动作，来自初级导体I的磁场的输出成为两倍，同相的外部磁场被抵消。图34示出变形例。当到达入口 9a的导体的宽度、出口 9b以后的导体的宽度过细时，施加大电流时可能会产生发热问题。因此，如图34所示，通过以狭缝沟7a、7b、7c、7d对电流的输出输入口进行限制能够抑制发热本身，并且能够良好地散热。此外，从图34能够理解通过对初级导体I设置狭缝沟7a、7b、7c、7d形成了上述的主要部、入口 9a以及出口9b ο〈实施例7>在实施例6中示出如果在坐标位置(2，2. 5)和(2，-2. 5)的附近分别设置磁检测元件3a、3b的检测部4a、4b，则只改变入口 9a、出口 9b的宽度Wl、W2就能够与被测量电流的规格相对应。作为别的方法，也可以使入口 9a、出口 9b的配置位置在初级导体I的宽度方向上偏离。图35中示出其布局。是从图28的布局使入口 9a、出口 9b向宽度方向错开dw而得到的布局。由此，电流的扩展发生变化，因此能够改变配置了磁检测元件3a、3b的检测部4a、4b的位置处的磁场的方向。图36示出对于实施例7的Y轴方向的磁场成分Hy的仿真结果。初级导体I的X轴方向的宽度W0=8mm、Z轴方向的厚度t=0. 8mm。入口 9a、出口 9b的宽度W1、W2都是
I.2mm。将作为磁检测部的初级导体I的Y轴方向的长度L设为7. 5mm。在如实施例6那样入口 9a、出口 9b的位置为宽度WO的中央的状态下偏离量dw=0。在实施例7中对偏离量dw=-2mm> -1mm.0mm.分另U进行了仿真。
将磁检测元件3a的坐标位置固定为X=2mm、Y=2. 5mm。电流主要流向的磁场成分Hy的磁场如图36所示，当偏离量为负时调整磁路少。另一方面，当偏离量为正时，即入口9a、出口 9b与磁检测元件的距离缩小时，磁场急剧地下降而导致成为相反的极性。由此，在偏离量为正的区域中能够大幅调整磁场成分Hy。〈实施例8>图37是实施例8的电流传感器的结构图。传感器基板11是玻璃环氧材料，其厚度是I. 6_。在传感器基板11的单面设置有初级导体12。初级导体12是X轴方向的宽度为8mm、Y轴方向的长度为7. 5mm,Z轴方向的厚度为70 μ m的铜图案。X、Y轴的原点O设定在初级导体12的中心处。初级导体12的入口 9a、出口 9b从X轴方向的宽度W的中央起以宽度W1=W2=1. 2mm沿着Y轴引出。当将入口 9a、出口 9b以I. 2_的宽度直接引出得长时，在大电流侧可能会产生发热。因此，在实验中在入口 9a、出口 9b附近焊接芯线直径I. 6mm的电缆线来施加被 测量电流。在传感器基板11的另一面配置有将两个磁检测元件一体化的磁检测单元14。在传感器基板11上从磁检测单元14引出用于焊接的电极15a 15c。在磁检测单元14中使用了磁阻元件。由Fe-Ta-C系的磁性薄膜构成的检测部16a、16b分别通过并列配置的11根细长图案构成，各图案的宽度为18 μ m、厚度为2. 65 μ m、长度为I. 2mm。并且,将检测部16a、16b的磁场检测方向设为Y轴方向。如图37所示，检测部16a、16b的位置从贯通孔13的中心向X轴方向偏离距离dx=2mm。将检测部16a、16b的中心间隔dy设为5mm。这样,磁检测单元14相对于X轴对称地配置。虽然省略了图示，但是检测部16a、16b的多根磁性薄膜图案曲折地串联电连接。串联连接的磁性薄膜图案的两端连接于各个电极。如图37所示，磁性薄膜图案的端部焊接接合在传感器基板11上的电极15a 15c上而与检测电路100连接。在图37中，以从传感器基板11上引出的电极15a到电极15c、从电极15b到电极15c为对而施加高频脉冲。在磁检测单元14中在X轴方向(宽度方向)设置有易磁化轴。通过对磁性薄膜的图案通高频脉冲，阻抗根据外部磁场的变化而变化，通过振幅检波将磁检测单元14的两端电压变换为传感器信号。当使各个元件的偏置磁场、电路增益一致以避免出现相对差时，差动检测的效果变高。在评价平行流过的被测量电流I以外的电流的影响时，从初级导体12的端起隔IOmm的间隔并列配置直径2mm的铜棒18。在使IOArms的50Hz的电流I’流过铜棒18而在初级导体12中不流过电流的条件下进行了测量。在磁检测单元14中流过铜棒18的电流I’的影响是噪声水平以下(IOmVpp以下)。确认为来自邻接的平行的电流线的磁场为X或者Z轴方向而不具有Y轴方向的成分，通过使检测部16a和邻接的铜棒18之间的距离与检测部16b和邻接的铜棒18之间的距离相等而使差动消除功能有效地发挥作用，噪声磁场的影响也能够几乎完全地被消除。图38中示出将初级导体I的入口 9a、出口 9b的宽度Wl (=W2)设为I. 2mm和4. 8mm时的测量电流和输出电压之间的关系。此外，以5V的单电源来驱动检测电路100，因此使对于测量电流OA的输出电压为2. 5V。
如图31所示那样施加于元件的Y方向的磁场Hy在IA时为O. 078高斯，在±3高斯的范围内确保上述的线性特性的传感器的情况下，当超过±38. 5A时线性特性下降。在图38所示的实测数据中也判断为超过40A后直线精度下降。在该条件下规格成为±40A。为了扩大直线特性良好的范围，只要增加入口 9a、出口 9b的宽度即可。将宽度Wl、W2设为4. 8mm时，磁场Hy在IA时成为O. 038高斯，到±79A为止确保直线精度，在实测的数据中也判断为在±80A下确保了直线精度。灵敏度的差只要通过差动放大的增益来进行调整即可。这意味着通过将所使用的磁检测元件、电路结构设为相同而只改变电流的输出输入口的宽度，能够在期望的测量电流范围内确保直线精度。在实施例8中假定在传感器基板11上配置初级导体12的例子。但是，如图39的变形例所示那样初级导体是由铜板构成的母线19的情况下，能够与安装了磁检测元件和处理电路的电气部件、端子的传感器基板20对位来实现�？榛Ｄ赶�19被加工成前端细 使得能够插入到对方的基板，焊接使用。磁检测单元14的保持是简单的图示，但是能够安装在如树脂模型部件那样的非导电部件24来确保位置精度和绝缘性两者。此外，22是设置在传感器基板20上的电路元件、23是将磁检测单元14的信号与其它的电路基板进行连接的端子。根据这种结构，只要准备改变了成为电流检测部的输出输入口 21的切口部分的宽度、位置的几种母线19就能够与宽范围的电流规格相对应，能够确保产品的自由度。如以上所说明，本发明的一个特征在于在流过被测量电流的导体的一部分设置将被测量电流的流向从主方向变更为其它方向的方向变更区域。而且，本发明的一个特征在于通过磁检测元件对由方向变更区域变更了流向的被测量电流而产生的磁场进行检测。由此，变得不容易受到流过与作为电流的测量对象的初级导体平行配置的其它导体的电流所产生的磁场的影响。即，能够提高电流的测量精度。作为方向变更区域，具有阻碍电流的流通的非导电区域。在上述的实施例中，作为非导电区域，采用了孔，但是也可以在该孔中插入绝缘体等非导电性部件。另外，也可以不是贯通的孔而是有底的穴。在代替孔而形成穴的情况下，形成穴底的部分的厚度相对于穴的深度必须充分薄使得能够充分地变更磁场的方向。电流成为绕过非导电区域的迂回电流，因此磁场在非导电区域的附近变形。特别是，如果配置只在电流的主方向(Y轴方向)具有磁场检测灵敏度的磁检测元件，则不受X轴方向等其它方向的磁场的影响，因此测量精度得到提高。为了提高测量精度，磁检测元件的数量也可以是多个。例如，也可以配置两个磁检测元件使其相对于通过初级导体的中心的Y轴线对称，或配置两个磁检测元件使其相对于X轴线对称。而且，也可以组合它们而配置合计四个磁检测元件。此外，从实验结果可知将磁检测元件的检测部配置在离非导电区域的中心在X轴和Y轴上分别为O. 5mnT2. 5mm的距离的范围时测量精度得到提高。另外，作为方向变更区域，也可以在流过电流的初级导体的主要部设置比主要部的宽度WO窄的宽度W2的出口 9b、在主要部的后方设置比主要部的宽度WO窄的宽度W2的入口 9a。此外，虽然精度下降，但是也可以对主要部只配置入口 9a和出口 9b中的某一个。此外，磁检测元件的配置位置、数量也可以与非导电区域的配置位置、数量实质上相同。
另外，通过改变非导电区域的大小还能够容易地对被测量电流的检测范围进行调整，因此设计的自由度也大。本发明不限于上述实施方式，能够不超出本发明的精神以及范围而进行各种变更以及变形。因而，为了公开本发明的范围而附加权利要求。
本申请以2010年3月26日提出的日本国专利申请特愿2010_071362、2010年10月25日提出的日本国专利申请特愿2010-238564为基础主张优先权，其记载内容的全部引用到此。
权利要求
1.一种电流测量方法，其特征在于，具有以下步骤 在流过被测量电流的导体(I)的一部分设置将上述被测量电流的流向从主方向变更为其它方向的方向变更区域(2 ；8 ；13 ；9a ；9b ;7a，7b ；7c,7d)； 对上述导体配置至少一个磁检测元件(3 ;3a，3b)； 通过上述磁检测元件对由上述方向变更区域(2 ;8 ；13 ；9a ；9b ;7a，7b ；7c,7d)变更了流向的上述被测量电流所产生的磁场进行检测；以及 根据上述磁检测元件的输出来估计上述被测量电流的电流量。
2.根据权利要求I所述的电流测量方法，其特征在于， 在流过上述被测量电流的导体的一部分设置将上述被测量电流的流向从主方向变更为其它方向的方向变更区域的步骤包含以下步骤 作为上述方向变更区域，设置不流过上述被测量电流的非导电区域(2 ;8 ；13 ;7a，7b ；7c, 7d)。
3.根据权利要求2所述的电流测量方法，其特征在于， 通过上述磁检测元件对由上述方向变更区域变更了流向的上述被测量电流所产生的磁场进行检测的步骤包含以下步骤 通过上述磁检测元件检测流过上述非导电区域的外侧的迂回电流的、朝向上述被测量电流的主方向的磁场成分。
4.根据权利要求3所述的电流测量方法，其特征在于， 对上述导体配置至少一个磁检测元件的步骤包含以下步骤 在上述非导电区域的附近配置只在一个方向具有磁场检测灵敏度的磁检测元件，且将只在一个方向具有磁场检测灵敏度的磁检测元件配置成上述磁场检测灵敏度的方向朝向上述被测量电流的主方向。
5.根据权利要求3所述的电流测量方法，其特征在于， 通过上述磁检测元件对由上述方向变更区域变更了流向的上述被测量电流所产生的磁场进行检测的步骤包含以下步骤 通过至少两个磁检测元件分别检测极性不同的上述迂回电流的上述主方向的磁场成分，其中，上述至少两个磁检测元件相对于与上述主方向的轴正交且通过上述非导电区域的中心的轴对称地配置。
6.根据权利要求3所述的电流测量方法，其特征在于， 通过上述磁检测元件对由上述方向变更区域变更了流向的上述被测量电流所产生的磁场进行检测的步骤包含以下步骤 通过至少两个磁检测元件分别检测极性不同的上述迂回电流的上述主方向的磁场成分，其中，上述至少两个磁检测元件相对于与上述主方向的轴平行且通过上述非导电区域的中心的轴对称地配置。
7.根据权利要求3所述的电流测量方法，其特征在于， 通过上述磁检测元件对由上述方向变更区域变更了流向的上述被测量电流所产生的磁场进行检测的步骤包含以下步骤 通过相对于与上述主方向的轴正交且通过上述非导电区域的中心的轴对称地配置的至少两个磁检测元件、和相对于与上述主方向的轴平行且通过上述非导电区域的中心的轴对称地配置的至少两个磁检测元件来分别检测极性不同的上述迂回电流的上述主方向的磁场成分。
8.根据权利要求Γ7中的任一项所述的电流测量方法，其特征在于， 对上述导体配置至少一个磁检测元件的步骤包含以下步骤 以上述非导电区域的中心为原点，以上述被测量电流的主方向为Y轴，以与该Y轴正交的宽度方向为X轴，将上述磁检测元件的检测部配置在从上述非导电区域的中心起在上述X轴和上述Y轴上分别离开O. 5mnT2. 5mm的距离的范围内。
9.根据权利要求2所述的电流测量方法，其特征在于， 在流过上述被测量电流的导体的一部分设置将上述被测量电流的流向从主方向变更为其它方向的方向变更区域的步骤包含以下步骤 作为上述方向变更区域，在流过上述被测量电流的导体(I)的、流过上述被测量电流的主方向上的前方设置宽度(W2)比上述导体的主要部的宽度(WO)窄的出口(9b)，在上述导体⑴的后方设置宽度(W2)比上述导体⑴的宽度(WO)窄的入口(9a)。
10.根据权利要求9所述的电流测量方法，其特征在于， 对上述导体配置至少一个磁检测元件的步骤包含以下步骤 沿上述主方向偏离于上述导体的中心且沿与上述主方向正交的方向也偏离于上述导体的中心地配置上述磁检测元件。
11.根据权利要求10所述的电流测量方法，其特征在于， 对上述导体配置至少一个磁检测元件的步骤包含以下步骤 在上述导体中，以夹持连接上述出口和上述入口的线的方式配置至少两个磁检测元件。
12.根据权利要求10所述的电流测量方法，其特征在于， 对上述导体配置至少一个磁检测元件的步骤包含以下步骤 在上述导体中，以夹持与上述主方向正交的线的方式配置至少两个磁检测元件。
13.根据权利要求10所述的电流测量方法，其特征在于， 对上述导体配置至少一个磁检测元件的步骤包含以下步骤 在上述导体中，以夹持与上述主方向正交的线的方式配置至少两个磁检测元件并以夹持与上述主方向正交的线的方式配置至少两个磁检测元件。
14.根据权利要求f13中的任一项所述的电流测量方法，其特征在于， 对上述导体配置至少一个磁检测元件的步骤包含以下步骤 作为上述磁检测元件，配置磁阻元件或者正交磁通门元件。
15.一种电流测量装置，其特征在于，具有 导体(I)，被测量电流流过该导体； 方向变更区域(2 ;8 ；13 ；9a ；9b ;7a，7b ;7c，7d)，其设置在上述导体的一部分上，将上述被测量电流的流向从主方向变更为其它方向； 至少一个磁检测元件(3 ;3a，3b)，对上述导体配置该至少一个磁检测元件；以及估计电路，其根据上述磁检测元件的输出来估计上述被测量电流的电流量，其中，上述磁检测元件对由上述方向变更区域(2 ;8 ；13 ；9a ；9b ;7a，7b ；7c,7d)变更了流向的上述被测量电流所产生的磁场进行检测。
16.根据权利要求14所述的电流测量装置，其特征在于， 上述方向变更区域是不流过上述被测量电流的非导电区域(2 ;8 ；13 ;7a，7b ;7c，7d)。
17.根据权利要求16所述的电流测量装置，其特征在于， 上述磁检测元件是以下的磁检测元件检测流过上述非导电区域的外侧的迂回电流的、朝向上述被测量电流的主方向的磁场成分。
18.根据权利要求17所述的电流测量装置，其特征在于， 上述磁检测元件是以下的磁检测元件只在一个方向具有磁场检测灵敏度，配置在上述非导电区域的附近，且被配置成上述磁场检测灵敏度的方向朝向上述被测量电流的主方向。
19.根据权利要求17所述的电流测量装置，其特征在于， 上述磁检测元件是相对于与上述主方向的轴正交且通过上述非导电区域的中心的轴对称地配置的至少两个磁检测元件， 上述至少两个磁检测元件分别检测极性不同的上述迂回电流的上述主方向的磁场成分。
20.根据权利要求17所述的电流测量装置，其特征在于， 上述磁检测元件是相对于与上述主方向的轴平行且通过上述非导电区域的中心的轴对称地配置的至少两个磁检测元件， 上述至少两个磁检测元件分别检测极性不同的上述迂回电流的上述主方向的磁场成分。
21.根据权利要求17所述的电流测量装置，其特征在于， 上述磁检测元件是相对于与上述主方向的轴正交且通过上述非导电区域的中心的轴对称地配置的至少两个磁检测元件、和相对于与上述主方向的轴平行且通过上述非导电区域的中心的轴对称地配置的至少两个磁检测元件。
22.根据权利要求If21中的任一项所述的电流测量装置，其特征在于， 上述磁检测元件包含以下步骤以上述非导电区域的中心为原点，以上述被测量电流的主方向为Y轴，以与该Y轴正交的宽度方向为X轴，将上述磁检测元件的检测部配置在从上述非导电区域的中心起在上述X轴和上述Y轴上分别离开O. 5mnT2. 5mm的距离的范围内。
23.根据权利要求16所述的电流测量装置，其特征在于， 上述方向变更区域包含出口(％)和入口(9a)，在流过上述被测量电流的导体(I)中，该出口(9b)设置在流过上述被测量电流的主方向上的前方，宽度(W2)比上述导体的主要部的宽度(WO)窄，该入口(9a)设置在上述导体(I)的后方，宽度(W2)比上述导体(I)的宽度(WO)窄。
24.根据权利要求23所述的电流测量装置，其特征在于， 上述磁检测元件沿上述主方向偏离于上述导体的中心且沿与上述主方向正交的方向也偏离于上述导体的中心地进行配置。
25.根据权利要求24所述的电流测量装置，其特征在于， 上述磁检测元件包含在上述导体中以夹持连接上述出口和上述入口的线的方式配置的至少两个磁检测元件。
26.根据权利要求24所述的电流测量装置，其特征在于， 上述磁检测元件包含在上述导体中以夹持与上述主方向正交的线的方式配置的至少两个磁检测元件。
27.根据权利要求24所述的电流测量装置，其特征在于， 上述磁检测元件包含在上述导体中以夹持与上述主方向正交的线的方式配置的至少两个磁检测元件和以夹持与上述主方向正交的线的方式配置的至少两个磁检测元件。
28.根据权利要求15 27中的任一项所述的电流测量装置，其特征在于， 上述磁检测元件是磁阻元件或者正交磁通门元件。
全文摘要
通过在初级导体(1)上设置贯通孔(2)使被测量电流(I)的一部分成为绕过贯通孔(2)的迂回电流(Ia)。流过不受贯通孔(2)的影响的部分的电流只产生X轴方向的磁场成分(Hx)，迂回电流(Ia)在其倾斜部分产生Y轴方向的磁场成分(Hy)。使只在Y轴方向具有磁场检测灵敏度的磁检测元件(3)接近贯通孔(2)，设置成磁场检测方向为Y轴方向，由此检测磁场成分(Hy)，测量排除了接近电流的影响的电流量。
文档编号G01R15/20GK102822685SQ20118001632
公开日2012年12月12日 申请日期2011年3月18日 优先权日2010年3月26日
发明者川濑正博 申请人:佳能电子株式会社
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
