CN103403558A - 电流传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电流传感器，可减少相邻电流引起的感应磁场的影响从而抑制电流测量精度的降低。第1磁传感器(12a)及第2磁传感器(12b)配置成：第1磁传感器(12a)的主灵敏度轴方向朝向由电流线(11)中流动的电流产生的感应磁场的方向，第2磁传感器(12b)的主灵敏度轴方向朝向与由电流线(11)中流动的电流产生的感应磁场的方向相反的方向，第1磁传感器(12a)及第2磁传感器(12b)各自的主灵敏度轴方向朝向相同的方向，第1磁传感器(12a)及第2磁传感器(12b)各自的副灵敏度轴方向成为与第1磁传感器(12a)及第2磁传感器(12b)分别从和电流线(11)相邻的相邻电流线(21)中流动的电流接受的感应磁场的副灵敏度轴分量的方向相同的方向或相反的方向。

Description

电流传感器
技术领域
本发明涉及测量电流大小的电流传感器。尤其涉及抑制了因相邻电流引起的感应磁场而导致的测量精度的降低的电流传感器。
背景技术
在电动汽车、混合动力汽车中的电动机驱动技术等领域中，由于要处理较大的电流，因此为了面向这种用途而要求能够以非接触方式测量大电流的电流传感器。而且，作为这种电流传感器，通过磁传感器检测由被测量电流产生的磁场的变化这种方式的电流传感器已被实用化。采用磁传感器的电流传感器由于因干扰磁场的影响引起的测量精度的降低成为问题，因此提出抑制这种问题的方式。
作为抑制因干扰磁场的影响而引起的测量精度的降低的方式，例如提出如下方法，即：相对于因被检测电流而产生的磁场，通过在相反方向上设置MI(Magneto Impedance)元件，来抵消干扰磁场的影响(参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-305163号公报
发明内容
(发明所要解决的课题)
然而，在上述的电流传感器中用到的磁传感器中，除了MI元件之外，还可使用GMR(Giant Magneto Resistance)元件、霍尔元件等。在将GMR元件等用于电流传感器的情况下，即便应用专利文献1所记载的技术，有时也无法充分地抑制干扰磁场的影响。尤其是，在与被测量电流所流动的电流线不同的电流线相邻于电流传感器而存在的情况下，因该相邻的电流线中流动的电流的影响，电流测量精度有时会显著降低。
本发明正是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种减少了因相邻电流引起的感应磁场的影响从而抑制了电流测量精度的降低的电流传感器。
(用于解决课题的方案)
本发明的电流传感器的特征在于，具备第1磁传感器以及第2磁传感器，该第1磁传感器以及第2磁传感器配置在被测量电流所流动的电流线的周围，对由所述电流线中流动的电流产生的感应磁场进行检测，并且在与主灵敏度轴正交的方向上分别具有副灵敏度轴，所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器被配置成：所述第1磁传感器的主灵敏度轴方向朝向由所述电流线中流动的电流产生的感应磁场的方向，所述第2磁传感器的主灵敏度轴方向朝向与由所述电流线中流动的电流产生的感应磁场的方向相反的方向，所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器各自的主灵敏度轴方向朝向相同的方向，所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器各自的副灵敏度轴方向，成为与所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器分别从和所述电流线相邻的相邻电流线中流动的电流接受的感应磁场的副灵敏度轴分量的方向相同的方向或者相反的方向。
根据该构成，由于相邻电流产生的感应磁场对第1磁传感器以及第2磁传感器的副灵敏度轴的影响表现为同极性的输出，因此通过求取第1磁传感器的输出与第2磁传感器的输出之差，能够减少在副灵敏度轴方向上出现的相邻电流产生的感应磁场的影响。由此，能够抑制电流测量精度的降低。
在本发明的电流传感器中，也可具备运算装置，其求取所述第1磁传感器的输出与所述第2磁传感器的输出之差。
在本发明的电流传感器中，也可所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器被配置成：第1磁传感器以及第2磁传感器各自的副灵敏度轴方向均朝向相同的方向。
根据该构成，通过求取第1磁传感器的输出与第2磁传感器的输出之差，从而能够减少感应磁场以外的干扰磁场(地磁等)的影响，因此能够进一步抑制电流测量精度的降低。
本发明的电流传感器的特征在于，具备第1磁传感器以及第2磁传感器，该第1磁传感器以及第2磁传感器配置在被测量电流所流动的电流线的周围，对由所述电流线中流动的电流产生的感应磁场进行检测，并且在与主灵敏度轴正交的方向上分别具有副灵敏度轴，所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器被配置成：所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器各自的主灵敏度轴方向均朝向由所述电流线中流动的电流产生的感应磁场的方向或者与感应磁场的方向相反的方向，所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器各自的主灵敏度轴方向朝向相反的方向，所述第1磁传感器的副灵敏度轴方向成为与由和所述电流线相邻的相邻电流线中流动的电流产生的感应磁场的所述第1磁传感器的副灵敏度轴分量的方向相同，所述第2磁传感器的副灵敏度轴方向成为与由所述相邻电流线中流动的电流产生的感应磁场的所述第2磁传感器的副灵敏度轴分量的方向相反。
根据该构成，由于相邻电流产生的感应磁场对第1磁传感器以及第2磁传感器的副灵敏度轴的影响表现为反极性的输出，因此通过求取第1磁传感器的输出与第2磁传感器的输出之和，能够减少在副灵敏度轴方向上出现的相邻电流产生的感应磁场的影响。由此能够抑制电流测量精度的降低。
在本发明的电流传感器中，也可具备运算装置，其求取所述第1磁传感器的输出与所述第2磁传感器的输出之和。
在本发明的电流传感器中，也可所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器被配置成：第1磁传感器以及第2磁传感器各自的副灵敏度轴方向相互朝向相反的方向。
根据该构成，通过求取第1磁传感器的输出与第2磁传感器的输出之和，能够减少感应磁场以外的干扰磁场(地磁等)的影响，因此能够进一步抑制电流测量精度的降低。
在本发明的电流传感器中，也可所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器被配置成：所述第1磁传感器的主灵敏度轴方向朝向所述相邻电流线的方向或者与相邻电流线相反的方向，所述第2磁传感器的主灵敏度轴方向朝向所述相邻电流线的方向或者与相邻电流线相反的方向。
根据该构成，由于相邻电流产生的感应磁场的主灵敏度轴分量减小到不给电流测量带来影响的程度，因此能够充分减少主灵敏度轴方向上的相邻电流产生的感应磁场的影响。由此，能够进一步抑制电流测量精度的降低。
在本发明的电流传感器中，也可所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器各自的主灵敏度轴方向朝向所述相邻电流线所延伸的方向。
根据该构成，由于第1磁传感器以及第2磁传感器各自的主灵敏度轴方向变得与相邻电流引起的感应磁场的方向正交，因此相邻电流引起的感应磁场的影响不会出现在主灵敏度轴方向上。由此，能够排除由主灵敏度轴方向上的相邻电流产生的感应磁场的影响，从而能够进一步抑制电流测量精度的降低。
在本发明的电流传感器中，也可所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器被配置成：所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器各自的主灵敏度轴方向，成为与所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器分别从所述相邻电流线中流动的电流接受的感应磁场的主灵敏度轴分量的方向相同的方向或者相反的方向。
根据该构成，由于相邻电流产生的感应磁场对第1磁传感器以及第2磁传感器的主灵敏度轴的影响表现为同极性的输出，因此通过求取第1磁传感器的输出与第2磁传感器的输出之差，能够减少包括由在主灵敏度轴方向上出现的相邻电流产生的感应磁场在内的干扰磁场的影响。由此，能够进一步抑制电流测量精度的降低。
在本发明的电流传感器中，也可所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器被配置成：所述第1磁传感器的主灵敏度轴方向成为与由所述相邻电流线中流动的电流产生的感应磁场的所述第1磁传感器的主副灵敏度轴分量的方向相同，所述第2磁传感器的主灵敏度轴方向成为与由所述相邻电流线中流动的电流产生的感应磁场的所述第2磁传感器的主灵敏度轴分量的方向相反。
根据该构成，由于相邻电流产生的感应磁场对第1磁传感器以及第2磁传感器的主灵敏度轴的影响表现为反极性的输出，因此通过求取第1磁传感器的输出与第2磁传感器的输出之和，能够减少包括由在主灵敏度轴方向上出现的相邻电流产生的感应磁场在内的干扰磁场的影响。由此，能够进一步抑制电流测量精度的降低。
在本发明的电流传感器中，也可具备电路基板，其用于安装所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器，并且被配置在与所述电流线所延伸的方向垂直的一平面内。
在本发明的电流传感器中，所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器也可以为磁阻效应元件。
在本发明的电流传感器中，所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器也可以为具备磁会聚板的霍尔元件。
(发明效果)
根据本发明，能够提供减少了干扰磁场的影响从而抑制了电流测量精度的降低的电流传感器。
附图说明
图1是用于计算由在副灵敏度轴方向上出现的相邻电流产生的感应磁场给电流传感器的测量精度带来的影响的模型图。
图2是表示实施方式1所涉及的电流传感器的构成例的示意图。
图3是表示实施方式1所涉及的电流传感器的电路构成例的框图。
图4是表示实施方式1所涉及的电流传感器的变形例的示意图。
图5是表示电流传感器的构成例的示意图。
图6是表示实施方式2所涉及的电流传感器的构成例的示意图。
图7是表示实施方式2所涉及的电流传感器的变形例的示意图。
图8是表示实施方式3所涉及的电流传感器的构成例的示意图。
图9是表示实施方式3所涉及的电流传感器的变形例的示意图。
图10是表示实施方式4所涉及的电流传感器的构成例的示意图。
图11是表示实施方式4所涉及的电流传感器的变形例的示意图。
图12是表示实施方式5所涉及的GMR元件的构造的示意图。
具体实施方式
本发明者发现，在使用包括GMR元件等的磁传感器的电流传感器中，无法充分地抑制因相邻电流引起的感应磁场的影响的主要原因在于：在与灵敏度轴正交的方向上具有灵敏度。例如，在使用GMR元件的磁传感器中，与灵敏度轴正交的方向的灵敏度有时会成为灵敏度轴方向上的灵敏度的几十％程度。这样，使用在与灵敏度轴正交的方向上也具有灵敏度的磁传感器的情况下，若只是简单地将灵敏度轴的方向(以下称作主灵敏度轴方向)朝向感应磁场的方向，即便取输出之差，也无法充分地去除由相邻电流产生的感应磁场的影响。其原因在于，若仅仅控制主灵敏度轴方向，无法消除由在与主灵敏度轴方向正交的方向(以下称作副灵敏度轴方向)上出现的相邻电流产生的感应磁场的影响。
在此，参照图1来考察由相邻电流产生的感应磁场给电流传感器的测量精度带来的影响。图1是用于计算由在副灵敏度轴方向上出现的相邻电流产生的感应磁场给电流传感器的测量精度带来的影响的模型图。在图1中示出在从纸面下方向上方延伸的电流线11的周围配置了2个磁传感器a、b的构成的电流传感器。此外，相邻电流线21被配置为与电流传感器靠近。被测量电流I从纸面下方朝向上方在电流线11中流动。相邻电流I′从纸面里侧朝向纸面跟前侧在相邻电流线21中流动。
在上述电流传感器中，主灵敏度轴方向设为与纸面垂直的方向。此外，磁传感器a的副灵敏度轴方向设为纸面朝上，磁传感器b的副灵敏度轴方向设为纸面朝下。以下，仅考虑副灵敏度轴方向的影响。
将相邻电流线21的中心轴与磁传感器a、b的中心间的距离设为r′，假定相邻电流线21具有无限长度(即，相邻电流I′的长度为无限)，则因磁传感器a、b的位置处的相邻电流I′引起的磁场H′用H′＝I′/2πr′进行表示。将副灵敏度轴方向与因相邻电流I引起的磁场H′之间所形成的角度设为θ，则磁场H′的副灵敏度轴方向分量H′S成为H′S＝H′cosθ。将电流线11的中心轴与磁传感器a、b的中心之间的距离设为r，则cosθ＝r/r′，因此H′S＝H′cosθ＝I′r/2πr′2。
由于因磁传感器a、b的位置处的被测量电流I引起的磁场H同样为H＝I/2πr，因此如果相对于主灵敏度轴的灵敏度而将副灵敏度轴的灵敏度设为10％，则传感器输出中的相邻电流I′的影响X成为X＝0.1×H′S/H＝0.1×(I′r/2πr′2)/(I/2πr)＝0.1×(I′/I)(r/r′)2。例如，假定被测量电流I与相邻电流I′相比较小的状况，设为I′/I＝100程度。此外，假定配置上的制约等，设为r/r′＝0.1程度。在该情况下，X＝0.1即10％。通常，电流传感器的测量误差为5％以下，根据情况而要求为1％以下，因此在上述这种情况下需要关于副灵敏度轴采取对策。
基于这种见解，本发明者们获得如下构思，即：通过控制2个磁传感器的副灵敏度轴的方向，来消除在副灵敏度轴方向上出现的干扰磁场、尤其是因相邻电流引起的感应磁场的影响。即，本发明的主旨在于，在通过对2个磁传感器的输出进行运算(差或者和)来去除干扰磁场的影响的这种类型的电流传感器中，通过采用如下构成以减少因相邻电流引起的感应磁场的影响从而抑制电流测量精度的降低，上述构成为：2个磁传感器各自的副灵敏度轴方向，朝向与2个磁传感器分别从相邻电流线中流动的电流接受的感应磁场的副灵敏度轴分量的方向相同的方向或者相反的方向的这种构成(差的情况)；或者，2个磁传感器之中的一方的副灵敏度轴方向朝向与由相邻电流线中流动的电流产生的感应磁场的副灵敏度轴分量的方向相同的方向，2个磁传感器之中的另一方的副灵敏度轴方向朝向与由相邻电流线中流动的电流产生的感应磁场的副灵敏度轴分量的方向相反的方向的这种构成(和的情况)。以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。
(实施方式1)
图2是表示本实施方式的电流传感器1的示意图。图2A是示意性表示电流传感器1及其周边的构成的立体图，图2B是从图2A的纸面上方向(上方)观察电流传感器1的俯视图。以下，在立体图中，将纸面左下方向称作前，将纸面右上方向称作后，将纸面左方向称作左，将纸面右方向称作右，将纸面上方向称作上，将纸面下方向称作下。
在图2中，被赋予给电流线11以及相邻电流线21的实线的箭头表示这些电流线中流动的电流的流向。也就是说，在图2中，电流线11的被测量电流I和相邻电流线21的相邻电流I′相互在平行的方向上流动。此外，在图2中，被赋予给第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b的长实线的箭头14a、14b以及短实线的箭头15a、15b分别表示主灵敏度轴的方向以及副灵敏度轴的方向。在此，“主灵敏度轴”是指朝向磁传感器的灵敏度成为最大的方向的轴，“副灵敏度轴”是指朝向与主灵敏度轴正交的方向之中具有最高灵敏度的方向的轴。
如图2所示，电流传感器1包括配置在被测量电流I所流动的电流线11的周围的第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b。第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b被配置成距电流线11的距离大致相等。电流线11在规定的方向(在图2A中为上下方向)上延伸。电流线11只要是可以引导被测量电流I的构成要素，便可以为任何形态。例如，在电流线11中包含板状的导电部件、薄膜状的导电部件(导电图案)等的形状为非线状的部件。另外，电流线11也可作为不是电流传感器1的构成要素的情形进行处理。
电流传感器1除了第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b之外还包括电路基板13，该电路基板13用于安装第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b，配置在与电流线11所延伸的方向垂直的一平面内。此外，还包括运算装置16(图3)，运算第1磁传感器12a的输出以及第2磁传感器12b的输出。
第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b只要是可以实现磁检测、且在与主灵敏度轴正交的方向上具有副灵敏度轴的磁传感器即可，并未特别限定。例如，能够应用使用了GMR(Giant Magneto Resistance)元件、TMR(Tunnel Magneto Resistance)元件等磁阻效应元件的磁传感器、使用了具备磁会聚板的霍尔元件的磁传感器等。被应用于霍尔元件的磁会聚板由软磁性材料构成，例如在其端部处与板面(磁会聚板的主面)平行的方向的磁场被会聚在与板面垂直的方向上。因而，如果在磁会聚板的端部处配置在与板面垂直的方向上具有灵敏度轴的霍尔元件，则除了与板面垂直的方向的磁场之外还可检测与板面平行的方向的磁场。也就是说，具备磁会聚板的霍尔元件有时在与霍尔元件的原本的灵敏度轴(主灵敏度轴)垂直的方向上也具有灵敏度轴(副灵敏度轴)。即便在使用具备这种磁会聚板的霍尔元件的情况下，本发明也是有用的。
在图2所示的电流传感器1中，第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b，按照通过由电流线11中流动的被测量电流I产生的感应磁场A来获得大致反相的输出的方式配置在电流线11的周围。在图2中被配置成：电流线11被夹在第1磁传感器12a与第2磁传感器12b之间，且第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b的主灵敏度轴方向(箭头14a、14b)朝向与电流线11所延伸的方向垂直的方向。更具体而言，被配置成：第1磁传感器12a的主灵敏度轴方向(箭头14a)朝向由电流线11中流动的被测量电流I产生的感应磁场A的方向，第2磁传感器12b的主灵敏度轴方向(箭头14b)朝向与由电流线11中流动的被测量电流I产生的感应磁场A的方向相反的方向，第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的主灵敏度轴方向朝向相同的方向。此外，在与由相邻电流线21中流动的相邻电流I′产生的感应磁场B之间的关系中，被配置成：第1磁传感器12a的副灵敏度轴方向(箭头15a(在图2B中为纸面朝上))成为与第1磁传感器12a所接受的感应磁场Ba的副灵敏度轴分量的方向(在图2B中为纸面朝下)相反，第2磁传感器12b的副灵敏度轴方向(箭头15b(在图2B中为纸面朝上))成为与第2磁传感器12b所接受的感应磁场Bb的副灵敏度轴分量的方向(在图2B中为纸面朝下)相反。即，被配置成：第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的副灵敏度轴方向(箭头15a、15b)，成为与第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b分别从相邻电流I′接受的感应磁场B的副灵敏度轴分量的方向相反的方向。
在图2所示的电流传感器1中，由于第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b的一方的主灵敏度轴方向朝向感应磁场A的方向，另一方的主灵敏度轴方向朝向与感应磁场A相反的方向，因此感应磁场A的影响被表现为第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b的大致反相的输出信号。此外，由于第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的主灵敏度轴方向朝向相同的方向，因此在第1磁传感器12a的输出以及第2磁传感器12b的输出中干扰磁场的影响被表现为相等。此外，由于一方的磁传感器的副灵敏度轴方向与感应磁场B的副灵敏度轴分量的方向相反，另一方的磁传感器的副灵敏度轴方向也与感应磁场B的副灵敏度轴分量的方向相反，因此在第1磁传感器12a的输出以及第2磁传感器12b的输出中因相邻电流I′引起的感应磁场B的影响被表现为同极性。因而，通过求取第1磁传感器12a的输出与第2磁传感器12b的输出之差，能够减少包括感应磁场B在内的干扰磁场的影响，抑制电流测量精度的降低。另外，大致反相的输出信号是指除了噪声成分等之外处于反转关系的输出信号。不过，处于能够以所期望的精度进行电流测量这种程度的关系即可，并不严格要求成为正负反转的值。此外，同极性是指输出的正负一致。
此外，在图2所示的电流传感器1中，第1磁传感器12a的主灵敏度轴方向(箭头14a)朝向相邻电流线21的方向，第2磁传感器12b的主灵敏度轴方向(箭头14b)朝向相邻电流线21的方向。由此，感应磁场B的第1磁传感器12a的主灵敏度轴分量和第2磁传感器的主灵敏度轴分量能够减小到给电流测量不带来影响的程度。因而，能够充分地减少由主灵敏度轴方向上的相邻电流I′产生的感应磁场B的影响，进一步抑制电流测量精度的降低。
此外，在图2所示的电流传感器1中，被配置成：第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的副灵敏度轴方向(箭头15a、15b)均朝向相同的方向。在该情况下，通过求取第1磁传感器12a的输出与第2磁传感器12b的输出之差，从而能够减少感应磁场B以外的干扰磁场(地磁等)的影响，因而能够进一步抑制电流测量精度的降低。
图3是电流传感器1的电路构成所涉及的框图。如图3所示，电流传感器1具有运算装置16，与第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b的输出端子连接。在此，运算装置16具有计算第1磁传感器12a的输出与第2磁传感器12b的输出之差的功能。因而，当在电流线11中流动电流而于电流线11的周围产生感应磁场A、并从第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b输出与感应磁场A对应的输出信号时，接受到输出信号的运算装置16能够计算并输出这2个输出信号之差。这样，通过求取2个输出信号之差，能够消除干扰磁场的影响，提高电流的测量精度。另外，运算装置16的功能既可以由硬件来实现，也可以由软件来实现。
图4是表示本实施方式的变形例所涉及的电流传感器1的示意图。图4A是示意性表示电流传感器1及其周边的构成的立体图，图4B是从图4A的纸面上方向(上方)观察电流传感器1的俯视图。
图4所示的电流传感器1的基本构成与图2所示的电流传感器1同样。即，图4所示的电流传感器1包括第1磁传感器12a、第2磁传感器12b、电路基板13、运算装置等。
在图4所示的电流传感器1中，第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b按照通过由电流线11中流动的被测量电流I产生的感应磁场A来获得大致同相的输出的方式，配置在电流线11的周围。在图4中被配置成：电流线11被夹在第1磁传感器12a与第2磁传感器12b之间，且第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b的主灵敏度轴方向(箭头14a、14b)朝向与电流线11所延伸的方向垂直的方向。更具体而言，被配置成：第1磁传感器12a的主灵敏度轴方向(箭头14a)朝向由电流线11中流动的被测量电流I产生的感应磁场A的方向，第2磁传感器12b的主灵敏度轴方向(箭头14b)朝向由电流线11中流动的被测量电流I产生的感应磁场A的方向，第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的主灵敏度轴方向相互朝向相反的方向。此外，在与由相邻电流线21中流动的相邻电流I′产生的感应磁场B之间的关系中，被配置成：第1磁传感器12a的副灵敏度轴方向(箭头15a(在图4B中为纸面朝上))成为与第1磁传感器12a所接受的感应磁场Ba的副灵敏度轴分量的方向(在图4B中为纸面朝下)相反，第2磁传感器12b的副灵敏度轴方向(箭头15b(在图4B中为纸面朝下))成为与第2磁传感器12b所接受的感应磁场Bb的副灵敏度轴分量的方向(在图4B中为纸面朝下)相同。
在图4所示的电流传感器1中，由于第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的主灵敏度轴方向均朝向感应磁场A的方向，因此感应磁场A的影响被表现为第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b的大致同相的输出信号。此外，由于第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的主灵敏度轴方向相互朝向相反的方向，因此在第1磁传感器12a的输出以及第2磁传感器12b的输出中干扰磁场的影响被表现为相反。此外，由于一方的磁传感器的副灵敏度轴方向与感应磁场B的副灵敏度轴分量的方向相同，另一方的磁传感器的副灵敏度轴方向与感应磁场B的副灵敏度轴分量的方向相反，因此在第1磁传感器12a的输出以及第2磁传感器12b的输出中因相邻电流I′引起的感应磁场B的影响被表现为反极性。因而，通过求取第1磁传感器12a的输出与第2磁传感器12b的输出之和，能够减少包括感应磁场B的干扰磁场的影响，抑制电流测量精度的降低。另外，大致同相的输出信号是指除了噪声成分等之外输出同等的输出信号。其中，只要处于能够以所期望的精度进行电流测量这种程度的关系即可，并未严格要求成为相同的值。此外，反极性是指输出的正负处于相反关系。此外，在图4所示的电流传感器1中，运算装置16具有计算第1磁传感器12a的输出与第2磁传感器12b的输出之和的功能。
此外，在图4所示的电流传感器1中，第1磁传感器12a的主灵敏度轴方向(箭头14a)朝向相邻电流线21的方向，第2磁传感器12b的主灵敏度轴方向(箭头14b)朝向与相邻电流线21相反的方向。由此，感应磁场B的第1磁传感器12a的主灵敏度轴分量和第2磁传感器的主灵敏度轴分量能够减小到给电流测量不带来影响的程度。因而，能够充分地减少自主灵敏度轴方向上的相邻电流I′产生的感应磁场B的影响，进一步抑制电流测量精度的降低。
此外，在图4所示的电流传感器1中，被配置成：第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的副灵敏度轴方向(箭头15a、15b)相互朝向相反的方向。在该情况下，通过求取第1磁传感器12a的输出与第2磁传感器12b的输出之和，能够减少感应磁场B以外的干扰磁场(地磁等)的影响，因而能够进一步抑制电流测量精度的降低。
如以上，本实施方式所涉及的电流传感器1例如与图5所示的电流传感器2等进行比较，能够减少感应磁场B的影响，抑制电流测量精度的降低。其原因在于，在本实施方式所涉及的电流传感器1中，能够适当地消除副灵敏度轴方向上的感应磁场B的影响地配置第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b。其中，图5是对电流传感器2进行表示的示意图，图5A是示意性表示电流传感器2及其周边的构成的立体图，图5B是从图5A的纸面上方向(上方)观察电流传感器2的俯视图。此外，由于本实施方式所涉及的电流传感器1能够减少感应磁场B的影响，因此能够缩窄电流线11与相邻电流线21之间的间隔。因而，能够谋求包括电流传感器1的系统的小型化、节省空间化。
另外，在图2中，也可第1磁传感器12a的主灵敏度轴方向朝向与感应磁场A的方向相反的方向，第2磁传感器12b的主灵敏度轴方向朝向感应磁场A的方向。此外，也可第1磁传感器12a的副灵敏度轴方向与第1磁传感器12a所接受的感应磁场Ba的副灵敏度轴分量的方向相同，第2磁传感器12b的副灵敏度轴方向与第2磁传感器12b所接受的感应磁场Bb的副灵敏度轴分量的方向相同。即，第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的副灵敏度轴方向，也可与第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b分别从相邻电流接受的感应磁场B的副灵敏度轴分量的方向相同。
此外，在图4中，也可第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b的主灵敏度轴方向均朝向与感应磁场A的方向相反的方向。此外，也可第1磁传感器12a的副灵敏度轴方向与第1磁传感器12a所接受的感应磁场Ba的副灵敏度轴分量的方向相同，第2磁传感器12b的副灵敏度轴方向与第2磁传感器12b所接受的感应磁场Bb的副灵敏度轴分量的方向相反。
除此之外，本实施方式能够与其他实施方式所示的构成恰当地组合起来加以实施。
(实施方式2)
在本实施方式中，对本发明的电流传感器1的另一构成例进行说明。图6是表示本实施方式的电流传感器1的示意图。图6A是示意性表示电流传感器1及其周边的构成的立体图，图6B是从图6A的纸面左下方向(前方)观察电流传感器1的俯视图。
如图6所示，本实施方式所涉及的电流传感器1包括被配置在电流线11的周围的第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b，还包括用于配置第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b的电路基板13。此外，电流传感器1包括运算第1磁传感器12a的输出以及第2磁传感器12b的输出的运算装置。在该点上，图6所示的电流传感器1与图2所示的电流传感器1相同。
在图6所示的电流传感器1中，第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b按照通过由电流线11中流动的被测量电流I产生的感应磁场A来获得大致反相的输出的方式，配置在电流线11的周围。具体而言，被配置成：第1磁传感器12a的主灵敏度轴方向(箭头14a)朝向由电流线11中流动的被测量电流I产生的感应磁场A的方向，第2磁传感器12b的主灵敏度轴方向(箭头14b)朝向与由电流线11中流动的被测量电流I产生的感应磁场A的方向相反的方向，第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的主灵敏度轴方向朝向相同的方向。此外，在与由相邻电流线21中流动的相邻电流I′产生的感应磁场B之间的关系中，被配置成：第1磁传感器12a的副灵敏度轴方向(箭头15a(在图6B中为纸面朝上))成为与第1磁传感器12a所接受的感应磁场Ba的副灵敏度轴分量的方向(在图6B中为纸面朝上)相同，第2磁传感器12b的副灵敏度轴方向(箭头15b(在图6B中为纸面朝下))成为与第2磁传感器12b所接受的感应磁场Bb的副灵敏度轴分量的方向(在图6B中为纸面朝下)相同。即，被配置成：第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的副灵敏度轴方向(箭头15a、15b)，成为与第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b分别从相邻电流I′接受的感应磁场B的副灵敏度轴分量的方向相同的方向。
在图6所示的电流传感器1中，由于第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b的一方的主灵敏度轴方向朝向感应磁场A的方向，另一方的主灵敏度轴方向朝向与感应磁场A相反的方向，因此感应磁场A的影响被表现为第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b的大致反相的输出信号。此外，由于第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的主灵敏度轴方向朝向相同的方向，因此在第1磁传感器12a的输出以及第2磁传感器12b的输出中干扰磁场的影响被表现为相等。此外，由于一方的磁传感器的副灵敏度轴方向与感应磁场B的副灵敏度轴分量的方向相同，另一方的磁传感器的副灵敏度轴方向也与感应磁场B的副灵敏度轴分量的方向相同，因此在第1磁传感器12a的输出以及第2磁传感器12b的输出中因相邻电流I′引起的感应磁场B的影响被表现为同极性。因而，通过求取第1磁传感器12a的输出与第2磁传感器12b的输出之差，从而能够减少包括感应磁场B的干扰磁场的影响，抑制电流测量精度的降低。
此外，在图6所示的电流传感器1中，第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的主灵敏度轴方向(箭头14a、14b)朝向相邻电流线21的延伸方向。在该情况下，由于第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的主灵敏度轴方向与感应磁场B的方向正交，因此感应磁场B的影响并未出现在主灵敏度轴方向上。由此，能够排除由主灵敏度轴方向上的相邻电流I′产生的感应磁场B的影响，进一步抑制电流测量精度的降低。
图7是表示本实施方式的变形例所涉及的电流传感器1的示意图。图7A是示意性表示电流传感器1及其周边的构成的立体图，图7B是从图7A的纸面左下方向(前方)观察电流传感器1的俯视图。
图7所示的电流传感器1的基本构成与图6所示的电流传感器1同样。即，图7所示的电流传感器1包括第1磁传感器12a、第2磁传感器12b、电路基板13、运算装置等。
在图7所示的电流传感器1中，第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b按照通过由电流线11中流动的被测量电流I产生的感应磁场A来获得大致同相的输出的方式，配置在电流线11的周围。具体而言，被配置成：第1磁传感器12a的主灵敏度轴方向(箭头14a)朝向由电流线11中流动的被测量电流I产生的感应磁场A的方向，第2磁传感器12b的主灵敏度轴方向(箭头14b)朝向由电流线11中流动的被测量电流I产生的感应磁场A的方向，第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的主灵敏度轴方向相互朝向相反的方向。此外，在与由相邻电流线21中流动的相邻电流I′产生的感应磁场B之间的关系中，被配置成：第1磁传感器12a的副灵敏度轴方向(箭头15a(在图7B中为纸面朝上))成为与第1磁传感器12a所接受的感应磁场Ba的副灵敏度轴分量的方向(在图7B中为纸面朝上)相同，第2磁传感器12b的副灵敏度轴方向(箭头15b(在图7B中为纸面朝上))成为与第2磁传感器12b所接受的感应磁场Bb的副灵敏度轴分量的方向(在图7B中为纸面朝下)相反。
在图7所示的电流传感器1中，由于第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的主灵敏度轴方向均朝向感应磁场A的方向，因此感应磁场A的影响被表现为第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b的大致同相的输出信号。此外，由于第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的主灵敏度轴方向相互朝向相反的方向，因此在第1磁传感器12a的输出以及第2磁传感器12b的输出中干扰磁场的影响被表现为相反。此外，由于一方的磁传感器的副灵敏度轴方向与感应磁场B的副灵敏度轴分量的方向相同，另一方的磁传感器的副灵敏度轴方向与感应磁场B的副灵敏度轴分量的方向相反，因此在第1磁传感器12a的输出以及第2磁传感器12b的输出中因相邻电流I′引起的感应磁场B的影响被表现为反极性。因而，通过求取第1磁传感器12a的输出与第2磁传感器12b的输出之和，能够减少包括感应磁场B的干扰磁场的影响，抑制电流测量精度的降低。在此，在图7所示的电流传感器1中，运算装置16具有计算第1磁传感器12a的输出与第2磁传感器12b的输出之和的功能。
此外，在图7所示的电流传感器1中，第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的主灵敏度轴方向(箭头14a、14b)朝向相邻电流线21的延伸方向。在该情况下，由于第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的主灵敏度轴方向与感应磁场B的方向正交，因此感应磁场B的影响并未出现在主灵敏度轴方向上。由此，能够排除由主灵敏度轴方向上的相邻电流I′产生的感应磁场B的影响，进一步抑制电流测量精度的降低。
如以上，本实施方式所涉及的电流传感器1能够减少感应磁场B的影响，抑制电流测量精度的降低。其原因在于，在本实施方式所涉及的电流传感器1中，能够适当地消除副灵敏度轴方向上的感应磁场B的影响地配置第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b。此外，由于本实施方式所涉及的电流传感器1能够减少感应磁场B的影响，因此可以缩窄电流线11与相邻电流线21之间的间隔。因而，能够谋求包括电流传感器1的系统的小型化、节省空间化。
另外，在图6中，也可第1磁传感器12a的主灵敏度轴方向朝向与感应磁场A的方向相反的方向，第2磁传感器12b的主灵敏度轴方向朝向感应磁场A的方向。此外，也可第1磁传感器12a的副灵敏度轴方向与第1磁传感器12a所接受的感应磁场Ba的副灵敏度轴分量的方向相反，第2磁传感器12b的副灵敏度轴方向与第2磁传感器12b所接受的感应磁场Bb的副灵敏度轴分量的方向相反。即，第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的副灵敏度轴方向，也可与第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b分别从相邻电流I′接受的感应磁场B的副灵敏度轴分量的方向相反。
此外，在图7中，也可第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b的主灵敏度轴方向均朝向与感应磁场A的方向相反的方向。此外，也可第1磁传感器12a的副灵敏度轴方向与第1磁传感器12a所接受的感应磁场Ba的副灵敏度轴分量的方向相反，第2磁传感器12b的副灵敏度轴方向与第2磁传感器12b所接受的感应磁场Bb的副灵敏度轴分量的方向相同。
除此之外，本实施方式能够与其他实施方式所示的构成恰当地组合起来加以实施。
(实施方式3)
在本实施方式中，对本发明的电流传感器1的另一构成例进行说明。图8是表示本实施方式的电流传感器1的示意图。图8A是示意性表示电流传感器1及其周边的构成的立体图，图8B是从图8A的纸面左下方向(前方)观察电流传感器1的俯视图。
如图8所示，本实施方式所涉及的电流传感器1包括被配置在电流线11的周围的第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b，包括用于配置第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b的电路基板13。此外，电流传感器1包括运算第1磁传感器12a的输出以及第2磁传感器12b的输出的运算装置。在该点上，图8所示的电流传感器1与图2所示的电流传感器1相同。
在图8所示的电流传感器1中，第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b按照通过由电流线11中流动的被测量电流I产生的感应磁场A来获得大致反相的输出的方式，配置在电流线11的周围。具体而言，被配置成：第1磁传感器12a的主灵敏度轴方向(箭头14a)朝向由电流线11中流动的被测量电流I产生的感应磁场A的方向，第2磁传感器12b的主灵敏度轴方向(箭头14b)朝向与由电流线11中流动的被测量电流I产生的感应磁场A的方向相反的方向，第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的主灵敏度轴方向朝向相同的方向。此外，在与由相邻电流线21中流动的相邻电流I′产生的感应磁场B之间的关系中，被配置成：第1磁传感器12a的副灵敏度轴方向(箭头15a(在图8B中为纸面朝上))成为与第1磁传感器12a所接受的感应磁场Ba的副灵敏度轴分量的方向(在图8B中为纸面朝下)相反，第2磁传感器12b的副灵敏度轴方向(箭头15b(在图8B中为纸面朝上))成为与第2磁传感器12b所接受的感应磁场Bb的副灵敏度轴分量的方向(在图8B中为纸面朝下)相反。即，被配置成：第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的副灵敏度轴方向(箭头15a、15b)，成为与第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b分别从相邻电流I′接受的感应磁场B的副灵敏度轴分量的方向相反的方向。另外，感应磁场B在第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b中仅具有副灵敏度轴分量，感应磁场Ba以及感应磁场Bb的副灵敏度轴分量为感应磁场Ba以及感应磁场Bb本身。
在图8所示的电流传感器1中，由于第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b的一方的主灵敏度轴方向朝向感应磁场A的方向，另一方的主灵敏度轴方向朝向与感应磁场A相反的方向，因此感应磁场A的影响被表现为第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b的大致反相的输出信号。此外，由于第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的主灵敏度轴方向朝向相同的方向，因此在第1磁传感器12a的输出以及第2磁传感器12b的输出中干扰磁场的影响被表现为相等。此外，由于一方的磁传感器的副灵敏度轴方向与感应磁场B的副灵敏度轴分量的方向相反，另一方的磁传感器的副灵敏度轴方向也与感应磁场B的副灵敏度轴分量的方向相反，因此在第1磁传感器12a的输出以及第2磁传感器12b的输出中因相邻电流I′引起的感应磁场B的影响被表现为同极性。因而，通过求取第1磁传感器12a的输出与第2磁传感器12b的输出之差，能够减少包括感应磁场B的干扰磁场的影响，抑制电流测量精度的降低。
此外，在图8所示的电流传感器1中，第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的主灵敏度轴方向(箭头14a、14b)朝向相邻电流线21的延伸方向。在该情况下，由于第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的主灵敏度轴方向与感应磁场B的方向正交，因此感应磁场B的影响并未出现在主灵敏度轴方向上。由此，能够排除由主灵敏度轴方向上的相邻电流I′产生的感应磁场B的影响，进一步抑制电流测量精度的降低。
图9是表示本实施方式的变形例所涉及的电流传感器1的示意图。图9A是示意性表示电流传感器1及其周边的构成的立体图，图9B是从图9A的纸面左下方向(前方)观看电流传感器1的俯视图。
图9所示的电流传感器1的基本构成与图8所示的电流传感器1同样。即，图9所示的电流传感器1包括第1磁传感器12a、第2磁传感器12b、电路基板13、运算装置等。
在图9所示的电流传感器1中，第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b按照通过由电流线11中流动的被测量电流I产生的感应磁场A来获得大致同相的输出的方式，配置在电流线11的周围。具体而言，被配置成：第1磁传感器12a的主灵敏度轴方向(箭头14a)朝向由电流线11中流动的被测量电流I产生的感应磁场A的方向，第2磁传感器12b的主灵敏度轴方向(箭头14b)朝向由电流线11中流动的被测量电流I产生的感应磁场A的方向，第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的主灵敏度轴方向相互朝向相反的方向。此外，在与由相邻电流线21中流动的相邻电流I′产生的感应磁场B之间的关系中，被配置成：第1磁传感器12a的副灵敏度轴方向(箭头15a(在图9B中为纸面朝上))成为与第1磁传感器12a所接受的感应磁场Ba的副灵敏度轴分量的方向(在图9B中为纸面朝下)相反，第2磁传感器12b的副灵敏度轴方向(箭头15b(在图9B中为纸面朝下))成为与第2磁传感器12b所接受的感应磁场Bb的副灵敏度轴分量的方向(在图9B中为纸面朝下)相同。另外，感应磁场B在第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b中仅具有副灵敏度轴分量，感应磁场Ba以及感应磁场Bb的副灵敏度轴分量为感应磁场Ba以及感应磁场Bb本身。
在图9所示的电流传感器1中，由于第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的主灵敏度轴方向均朝向感应磁场A的方向，因此感应磁场A的影响被表现为第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b的大致同相的输出信号。此外，由于第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的主灵敏度轴方向相互朝向相反的方向，因此在第1磁传感器12a的输出以及第2磁传感器12b的输出中干扰磁场的影响被表现为相反。此外，由于一方的磁传感器的副灵敏度轴方向与感应磁场B的副灵敏度轴分量的方向相同，另一方的磁传感器的副灵敏度轴方向与感应磁场B的副灵敏度轴分量的方向相反，因此在第1磁传感器12a的输出以及第2磁传感器12b的输出中因相邻电流I′引起的感应磁场B的影响被表现为反极性。因而，通过求取第1磁传感器12a的输出与第2磁传感器12b的输出之和，能够减少包括感应磁场B的干扰磁场的影响，抑制电流测量精度的降低。在此，在图9所示的电流传感器1中，运算装置16具有计算第1磁传感器12a的输出与第2磁传感器12b的输出之和的功能。
此外，在图9所示的电流传感器1中，第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的主灵敏度轴方向(箭头14a、14b)朝向相邻电流线21的延伸方向。在该情况下，由于第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的主灵敏度轴方向与感应磁场B的方向正交，因此感应磁场B的影响并未出现在主灵敏度轴方向上。由此，能够排除由主灵敏度轴方向上的相邻电流I′产生的感应磁场B的影响，进一步抑制电流测量精度的降低。
如以上，本实施方式所涉及的电流传感器1能够减少感应磁场B的影响，抑制电流测量精度的降低。其原因在于，在本实施方式所涉及的电流传感器1中，能够适当地消除副灵敏度轴方向上的感应磁场B的影响地配置第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b。此外，由于本实施方式所涉及的电流传感器1能够减少感应磁场B的影响，因此可以缩窄电流线11与相邻电流线21之间的间隔。因而，能够谋取包括电流传感器1的系统的小型化、节省空间化。
另外，在图8中，也可第1磁传感器12a的主灵敏度轴方向朝向与感应磁场A的方向相反的方向，第2磁传感器12b的主灵敏度轴方向朝向感应磁场A的方向。此外，也可第1磁传感器12a的副灵敏度轴方向与第1磁传感器12a所接受的感应磁场Ba的副灵敏度轴分量的方向相同，第2磁传感器12b的副灵敏度轴方向与第2磁传感器12b所接受的感应磁场Bb的副灵敏度轴分量的方向相同。即，第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的副灵敏度轴方向，也可与第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b分别从相邻电流I′接受的感应磁场B的副灵敏度轴分量的方向相同。
此外，在图9中，也可第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b的主灵敏度轴方向均朝向与感应磁场A的方向相反的方向。此外，也可第1磁传感器12a的副灵敏度轴方向与第1磁传感器12a所接受的感应磁场Ba的副灵敏度轴分量的方向相同，第2磁传感器12b的副灵敏度轴方向与第2磁传感器12b所接受的感应磁场Bb的副灵敏度轴分量的方向相反。
除此之外，本实施方式能够与其他实施方式所示的构成恰当地组合起来加以实施。
(实施方式4)
在本实施方式中，对本发明的电流传感器1的另一构成例进行说明。图10是表示本实施方式的电流传感器1的示意图。图10A是示意性表示电流传感器1及其周边的构成的立体图，图10B是从图10A的纸面右方向观察电流传感器1的俯视图。
如图10所示，本实施方式所涉及的电流传感器1包括被配置在电流线11的周围的第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b，包括用于配置第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b的电路基板13。此外，电流传感器1包括运算第1磁传感器12a的输出以及第2磁传感器12b的输出的运算装置。在该点上，图10所示的电流传感器1与图2所示的电流传感器1相同。
在图10所示的电流传感器1中，第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b按照通过由电流线11中流动的被测量电流I产生的感应磁场A来获得大致反相的输出的方式，配置在电流线11的周围。具体而言，被配置成：第1磁传感器12a的主灵敏度轴方向(箭头14a)朝向由电流线11中流动的被测量电流I产生的感应磁场A的方向，第2磁传感器12b的主灵敏度轴方向(箭头14b)朝向与由电流线11中流动的被测量电流I产生的感应磁场A的方向相反的方向，第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的主灵敏度轴方向朝向相同的方向。此外，在与由相邻电流线21中流动的相邻电流I′产生的感应磁场B之间的关系，被配置成：第1磁传感器12a的副灵敏度轴方向(箭头15a(在图10B中为纸面朝上))成为与第1磁传感器12a所接受的感应磁场Ba的副灵敏度轴分量的方向(在图10B中为纸面朝下)相反，第2磁传感器12b的副灵敏度轴方向(箭头15b(在图10B中为纸面朝上))成为与第2磁传感器12b所接受的感应磁场Bb的副灵敏度轴分量的方向(在图10B中为纸面朝下)相反。即，被配置成：第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的副灵敏度轴方向(箭头15a、15b)，成为与第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b分别从流动相邻电流I′的电流接受的感应磁场B的副灵敏度轴分量的方向相反的方向。
在图10所示的电流传感器1中，由于第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b的一方的主灵敏度轴方向朝向感应磁场A的方向，另一方的主灵敏度轴方向朝向与感应磁场A相反的方向，因此感应磁场A的影响被表现为第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b的大致反相的输出信号。此外，由于第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的主灵敏度轴方向朝向相同的方向，因此在第1磁传感器12a的输出以及第2磁传感器12b的输出中干扰磁场的影响被表现为相等。此外，由于一方的磁传感器的副灵敏度轴方向与感应磁场B的副灵敏度轴分量的方向相反，另一方的磁传感器的副灵敏度轴方向也与感应磁场B的副灵敏度轴分量的方向相反，因此在第1磁传感器12a的输出以及第2磁传感器12b的输出中因相邻电流I′引起的感应磁场B的影响被表现为同极性。因而，通过求取第1磁传感器12a的输出与第2磁传感器12b的输出之差，能够减少包括感应磁场B的干扰磁场的影响，抑制电流测量精度的降低。
此外，在图10所示的电流传感器1中，被配置成：第1磁传感器12a的主灵敏度轴方向(箭头14a(在图10B中为纸面朝右))成为与第1磁传感器12a所接受的感应磁场Ba的主灵敏度轴分量的方向(在图10B中为纸面朝左)相反，第2磁传感器12b的主灵敏度轴方向(箭头14b(在图10B中为纸面朝右))成为与第2磁传感器12b所接受的感应磁场Bb的副灵敏度轴分量的方向(在图10B中纸面朝左)相反。即，被配置成：第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的主灵敏度轴方向(箭头14a、14b)，成为与第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b分别从相邻电流I′接受的感应磁场B的主灵敏度轴分量的方向相反的方向。在该情况下，第1磁传感器12a的主灵敏度轴所接受的感应磁场B的影响与第2磁传感器12b的主灵敏度轴所接受的感应磁场B的影响成为同极性。因而，通过求取第1磁传感器12a的输出与第2磁传感器12b的输出之差，从而除了副灵敏度轴方向之外还能够减少在主灵敏度轴方向上出现的感应磁场B的影响。由此，能够进一步抑制电流测量精度的降低。
另外，即便第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的主灵敏度轴方向(箭头14a、14b)是与第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b分别从相邻电流I′接受的感应磁场B的主灵敏度轴分量的方向相同的方向，也能够获得同样的效果。
图11是表示本实施方式的变形例所涉及的电流传感器1的示意图。图11A是示意性表示电流传感器1及其周边的构成的立体图，图11B是从图11A的纸面右方向观察电流传感器1的俯视图。
图11所示的电流传感器1的基本构成与图10所示的电流传感器1同样。即，图11所示的电流传感器1包括第1磁传感器12a、第2磁传感器12b、电路基板13、运算装置等。
在图11所示的电流传感器1中，第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b按照通过由电流线11中流动的被测量电流I产生的感应磁场A来获得大致同相的输出的方式，配置在电流线11的周围。具体而言，被配置成：第1磁传感器12a的主灵敏度轴方向(箭头14a)朝向由电流线11中流动的被测量电流I产生的感应磁场A的方向，第2磁传感器12b的主灵敏度轴方向(箭头14b)朝向由电流线11中流动的被测量电流I产生的感应磁场A的方向，第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的主灵敏度轴方向相互朝向相反的方向。此外，在与由相邻电流线21中流动的相邻电流I′产生的感应磁场B之间的关系中，被配置成：第1磁传感器12a的副灵敏度轴方向(箭头15a(在图11B中为纸面朝上))成为与第1磁传感器12a所接受的感应磁场Ba的副灵敏度轴分量的方向(在图11B中为纸面朝下)相反，第2磁传感器12b的副灵敏度轴方向(箭头15b(在图11B中为纸面朝下))成为与第2磁传感器12b所接受的感应磁场Bb的副灵敏度轴分量的方向(在图11B中为纸面朝下)相同。
在图11所示的电流传感器1中，由于第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的主灵敏度轴方向均朝向感应磁场A的方向，因此感应磁场A的影响被表现为第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b的大致同相的输出信号。此外，由于第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的主灵敏度轴方向相互朝向相反的方向，因此在第1磁传感器12a的输出以及第2磁传感器12b的输出中干扰磁场的影响被表现为相反。此外，由于一方的磁传感器的副灵敏度轴方向与感应磁场B的副灵敏度轴分量的方向相同，另一方的磁传感器的副灵敏度轴方向与感应磁场B的副灵敏度轴分量的方向相反，因此在第1磁传感器12a的输出以及第2磁传感器12b的输出中因相邻电流I′引起的感应磁场B的影响被表现为反极性。因而，通过求取第1磁传感器12a的输出与第2磁传感器12b的输出之和，能够减少包括感应磁场B的干扰磁场的影响，抑制电流测量精度的降低。在此，在图11所示的电流传感器1中，运算装置16具有计算第1磁传感器12a的输出与第2磁传感器12b的输出之和的功能。
此外，在图11所示的电流传感器1中，被配置成：第1磁传感器12a的主灵敏度轴方向(箭头14a(在图11B中为纸面朝右))成为与第1磁传感器12a所接受的感应磁场Ba的主灵敏度轴分量的方向(在图11B中为纸面朝左)相反，第2磁传感器12b的主灵敏度轴方向(箭头14b(在图11B中为纸面朝左))成为与第2磁传感器12b所接受的感应磁场Bb的副灵敏度轴分量的方向(在图11B中为纸面朝左)相同。即，被配置成：一方的磁传感器的主灵敏度轴方向成为与感应磁场B的主灵敏度轴分量的方向相同，另一方的磁传感器的副灵敏度轴方向成为与感应磁场B的副灵敏度轴分量的方向相反。在该情况下，第1磁传感器12a的主灵敏度轴所接受的感应磁场B的影响与第2磁传感器12b的主灵敏度轴所接受的感应磁场B的影响成为反极性。因而，通过求取第1磁传感器12a的输出与第2磁传感器12b的输出之和，从而除了副灵敏度轴方向之外还能够减少在主灵敏度轴方向上出现的感应磁场B的影响。由此，能够进一步抑制电流测量精度的降低。
另外，即便第1磁传感器12a的主灵敏度轴方向与第1磁传感器12a所接受的感应磁场Ba的主灵敏度轴分量的方向相同，第2磁传感器12b的主灵敏度轴方向与第2磁传感器12b所接受的感应磁场Bb的副灵敏度轴分量的方向相反，也能够获得同样的效果。
如以上，本实施方式所涉及的电流传感器1能够减少感应磁场B的影响，抑制电流测量精度的降低。其原因在于，在本实施方式所涉及的电流传感器1中，能够适当消除副灵敏度轴方向上的感应磁场B的影响地配置第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b。此外，由于本实施方式所涉及的电流传感器1能够减少感应磁场B的影响，因此能够缩减电流线11与相邻电流线21之间的间隔。因而，能够谋求包括电流传感器1的系统的小型化、节省空间化。
另外，在图10中，也可第1磁传感器12a的主灵敏度轴方向朝向与感应磁场A的方向相反的方向，第2磁传感器12b的主灵敏度轴方向朝向感应磁场A的方向。此外，也可第1磁传感器12a的副灵敏度轴方向与第1磁传感器12a所接受的感应磁场Ba的副灵敏度轴分量的方向相同，第2磁传感器12b的副灵敏度轴方向与第2磁传感器12b所接受的感应磁场Bb的副灵敏度轴分量的方向相同。即，第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b各自的副灵敏度轴方向，也可与第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b分别从相邻电流I′接受的感应磁场B的副灵敏度轴分量的方向相同。
此外，在图11中，也可第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b的主灵敏度轴方向均朝向与感应磁场A的方向相反的方向。此外，也可第1磁传感器12a的副灵敏度轴方向与第1磁传感器12a所接受的感应磁场Ba的副灵敏度轴分量的方向相同，第2磁传感器12b的副灵敏度轴方向与第2磁传感器12b所接受的感应磁场Bb的副灵敏度轴分量的方向相反。
除此之外，本实施方式能够与其他实施方式所示的构成恰当地组合起来加以实施。
(实施方式5)
在本实施方式中，对本发明的电流传感器1的另一例进行说明。本实施方式的电流传感器1相当于在实施方式1～实施方式4中所说明过的电流传感器1之中对第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b应用了使用磁阻效应元件的磁传感器的情形。
本实施方式所涉及的第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b为磁比例式传感器或者磁平衡式传感器。磁比例式传感器例如被构成为包括由作为磁传感器元件的2个磁阻效应元件以及2个固定电阻元件组成的桥式电路。此外，磁平衡式传感器例如被构成为包括由作为磁传感器元件的2个磁阻效应元件以及2个固定电阻元件组成的桥式电路、和被配置成可以产生将由被测量电流产生的磁场抵消的方向的磁场的反馈线圈。在采用磁比例式传感器的情况下，由于不需要磁平衡式传感器那样的反馈线圈及其控制相关的构成，因此可简化构成，谋取电流传感器的小型化。另一方面，在采用磁平衡式传感器的情况下，能够实现响应速度快、温度依赖性小的电流传感器。
在第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b所用到的磁阻效应元件中存在GMR(Giant Magneto Resistance)元件、TMR(Tunnel MagnetoResistance)元件等，这里使用的是在与灵敏度轴正交的方向上也具有灵敏度的GMR元件。GMR元件等磁阻效应元件具有电阻值因由被测量电流产生的感应磁场的施加而发生变化这种性质，通过将该性质使用于第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b中，从而能够检测感应磁场的大小。
期望第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b包括使用同一晶片制造出的具有同一构造的元件。由于在这种磁传感器中能够将主灵敏度轴、副灵敏度轴的灵敏度设得相等，因此能够消除干扰磁场的影响，抑制电流测量精度的降低。
图12是表示在第1磁传感器12a以及第2磁传感器12b中所用到的GMR元件的构造的示意图。图12A表示剖面构造，图12B表示俯视构造。GMR元件如图12A所示那样由设于基板101的多个膜的层叠构造而形成。即，GMR元件包括种子层102、第1强磁性膜103、反平行耦合膜104、第2强磁性膜105、非磁性中间层106、软磁性自由层(自由磁性层)107、以及保护层108。此外，如图12B所示，具有被配置成长边方向相互平行的多个带状的长条图案(条纹)折回而成的形状(蜿蜒形状)。
在该GMR元件中，第1强磁性膜103和第2强磁性膜105隔着反平行耦合膜104而以反强磁性方式耦合，构成了所谓的自固定型的强磁性固定层(SFP层：Synthetic Ferri Pinned层)。这样，图12所示的GMR元件是使用了强磁性固定层、非磁性中间层106以及软磁性自由层107的旋阀型的元件。另外，在图12中为了简化说明，省略示出GMR元件以外的基底层等，但是也可在基板101与种子层102之间设有例如由包含Ta、Hf、Nb、Zr、Ti、Mo、W等之中至少一个元素的非磁性材料构成的基底层。
种子层102由NiFeCr或Cr等构成。优选第1强磁性膜103由包含40原子％～80原子％的Fe的CoFe合金构成。其原因在于，该组成范围的CoFe合金具有较大的顽磁力，相对于外部磁场而能将磁化维持在稳定。另外，第1强磁性膜103在其成膜过程中于与蜿蜒形状的长边方向垂直的方向(图12A的从里侧到跟前的方向、图12B的从上到下的方向)上施加磁场，从而被赋予感应磁各向异性。反平行耦合膜104由Ru等构成。此外，优选第2强磁性膜105由包含0原子％～40原子％的Fe的CoFe合金构成。其原因在于，该组成范围的CoFe合金具有较小的顽磁力，相对于第1强磁性膜103优先磁化的方向而在反平行方向(相差180°的方向)上易于磁化。另外，第2强磁性膜105在其成膜过程中被施加与第1强磁性膜103的成膜过程中同样的磁场(与蜿蜒形状的长边方向垂直的方向的磁场)，从而被赋予感应磁各向异性。通过一边施加这种磁场一边成膜，从而第1强磁性膜103在施加磁场的方向(以下称作Pin1方向)优先磁化，第2强磁性膜105在与第1强磁性膜103的磁化方向相反的反平行方向(相差180°的方向，以下称作Pin2方向)上磁化。非磁性中间层106由Cu等构成。
此外，软磁性自由层(自由层)107由CoFe合金、NiFe合金、CoFeNi合金等磁性材料构成。另外，优选在软磁性自由层107的成膜过程中被施加蜿蜒形状的长边方向(与Pin2方向垂直的方向、X轴方向)的磁场，对成膜后的软磁性自由层107赋予感应磁各向异性。由此，相对于X轴方向的外部磁场而线性地发生阻值变化，能够获得磁滞现象小的GMR元件。保护层108由Ta、Ru等构成。
在这种GMR元件以及包括GMR元件的磁传感器中，主灵敏度轴方向为Pin2方向。此外，副灵敏度轴方向为与Pin2垂直的方向。在与基板、膜的平面方向垂直的方向上不具有实质性的灵敏度。
优选GMR元件具有硬偏置层109，从硬偏置层109向软磁性自由层(自由层)107施加一定的磁场。因硬偏置层109引起的磁场(以下称作硬偏置(HB))的朝向为蜿蜒形状的长边方向(与Pin2方向垂直的方向、X轴方向)。通过这种硬偏置层109，能够提高GMR元件的灵敏度。
此外，通过硬偏置层109能够控制成：GMR元件的主灵敏度轴方向朝向与硬偏置的方向垂直的方向(Pin2方向)，副灵敏度轴方向朝向硬偏置的方向(与Pin2垂直的方向)。因而，通过使在电流传感器中用到的GMR元件的硬偏置的方向一致，从而可以实现能够适当地消除在主灵敏度轴方向、副灵敏度轴方向上出现的干扰磁场的影响的构成。由此，能够减少副灵敏度轴方向的干扰磁场的影响，抑制电流测量精度的降低。
本实施方式能够与其他实施方式所示的构成恰当地组合起来加以实施。
如以上，本发明的电流传感器1除了主灵敏度轴方向之外还控制副灵敏度轴方向，从而可以消除干扰磁场、尤其是因相邻电流引起的感应磁场。由此，能够抑制电流测量精度的降低。此外，由此能够谋求包括电流传感器的系统的小型化、节省空间化。
另外，本发明并不限定于上述实施方式，能够进行各种变更来加以实施。例如，上述实施方式中的各构成要素的配置、大小等，可以适当地变更来加以实施。此外，电流线11中流动的被测量电流I的流向也能够设为相反流向。此外，上述实施方式1～实施方式5所示的构成能够恰当地组合起来加以实施。除此之外，本发明能够不脱离本发明范围地恰当变更来加以实施。
(产业上的可利用性)
本发明的电流传感器例如可以用于探测电动汽车、混合动力汽车的电动机驱动用的电流的大小。
本申请基于2011年3月7日提出申请的日本特愿2011-048570，其内容全部包含于此。

Claims (13)

1.一种电流传感器，其特征在于，
所述电流传感器具备第1磁传感器以及第2磁传感器，该第1磁传感器以及第2磁传感器配置在被测量电流所流动的电流线的周围，对由所述电流线中流动的电流产生的感应磁场进行检测，并且在与主灵敏度轴正交的方向上分别具有副灵敏度轴，
所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器被配置成：所述第1磁传感器的主灵敏度轴方向朝向由所述电流线中流动的电流产生的感应磁场的方向，所述第2磁传感器的主灵敏度轴方向朝向与由所述电流线中流动的电流产生的感应磁场的方向相反的方向，所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器各自的主灵敏度轴方向朝向相同的方向，所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器各自的副灵敏度轴方向，成为与所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器分别从和所述电流线相邻的相邻电流线中流动的电流接受的感应磁场的副灵敏度轴分量的方向相同的方向或者相反的方向。
2.根据权利要求1所述的电流传感器，其特征在于，
所述电流传感器具备运算装置，该运算装置求取所述第1磁传感器的输出与所述第2磁传感器的输出之差。
3.根据权利要求1或2所述的电流传感器，其特征在于，
所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器被配置成：第1磁传感器以及第2磁传感器各自的副灵敏度轴方向均朝向相同的方向。
4.一种电流传感器，其特征在于，
所述电流传感器具备第1磁传感器以及第2磁传感器，该第1磁传感器以及第2磁传感器配置在被测量电流所流动的电流线的周围，对由所述电流线中流动的电流产生的感应磁场进行检测，并且在与主灵敏度轴正交的方向上分别具有副灵敏度轴，
所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器被配置成：所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器各自的主灵敏度轴方向均朝向由所述电流线中流动的电流产生的感应磁场的方向或者与感应磁场的方向相反的方向，所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器各自的主灵敏度轴方向朝向相反的方向，所述第1磁传感器的副灵敏度轴方向成为与由和所述电流线相邻的相邻电流线中流动的电流产生的感应磁场的所述第1磁传感器的副灵敏度轴分量的方向相同，所述第2磁传感器的副灵敏度轴方向成为与由所述相邻电流线中流动的电流产生的感应磁场的所述第2磁传感器的副灵敏度轴分量的方向相反。
5.根据权利要求4所述的电流传感器，其特征在于，
所述电流传感器具备运算装置，该运算装置求取所述第1磁传感器的输出与所述第2磁传感器的输出之和。
6.根据权利要求4或5所述的电流传感器，其特征在于，
所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器被配置成：第1磁传感器以及第2磁传感器各自的副灵敏度轴方向相互朝向相反的方向。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电流传感器，其特征在于，
所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器被配置成：所述第1磁传感器的主灵敏度轴方向朝向所述相邻电流线的方向或者与相邻电流线相反的方向，所述第2磁传感器的主灵敏度轴方向朝向所述相邻电流线的方向或者与相邻电流线相反的方向。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的电流传感器，其特征在于，
所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器各自的主灵敏度轴方向朝向所述相邻电流线所延伸的方向。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的电流传感器，其特征在于，
所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器被配置成：所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器各自的主灵敏度轴方向，成为与所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器分别从所述相邻电流线中流动的电流接受的感应磁场的主灵敏度轴分量的方向相同的方向或者相反的方向。
10.根据权利要求4至6中任一项所述的电流传感器，其特征在于，
所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器被配置成：所述第1磁传感器的主灵敏度轴方向成为与由所述相邻电流线中流动的电流产生的感应磁场的所述第1磁传感器的主副灵敏度轴分量的方向相同，所述第2磁传感器的主灵敏度轴方向成为与由所述相邻电流线中流动的电流产生的感应磁场的所述第2磁传感器的主灵敏度轴分量的方向相反。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的电流传感器，其特征在于，
所述电流传感器具备电路基板，该电路基板用于安装所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器，并且被配置在与所述电流线所延伸的方向垂直的一平面内。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的电流传感器，其特征在于，
所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器为磁阻效应元件。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的电流传感器，其特征在于，
所述第1磁传感器以及所述第2磁传感器为具备磁会聚板的霍尔元件。
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