CN1272920A - 磁传感装置、电流传感装置和磁传感元件 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供可以根容易地扩大磁或电流的测定范围的磁传感装置、电流传感装置和磁传感元件。本发明磁传感装置具有:磁检测部(101),用来输出与磁场对应的信号;和磁性体(110),具有用以收纳磁检测部(101)的空洞(111);磁检测部(101)被收纳在磁性体(110)的空洞(111)内,根据与磁性体(110)的形状相关的第1反磁场系数和与空洞(111)的形状相关的第2反磁场系数的至少一方,将被测定磁场(H)和施加在磁检测部(101)的磁场之比设定为规定的值。该磁传感装置还具有:反馈线圈(112),用来对磁检测部(101)施加负反馈磁场;和基准磁场用线圈(113),用来对磁检测部(101)施加基准交流磁场,藉以控制磁检测部(101)的特性。

Description

磁传感装置、电流传感装置和磁传感元件

本发明涉及用以测定较大磁场的磁传感装置，和测定电流所产生磁场，藉以测定电流的电流传感装置，以及用以测定磁场的磁传感元件。

背景技术

磁传感装置和利用该磁传感装置的非接触型的电流传感装置，自古以来开发有许多种产业上有用的方式。但是，其利用领域特殊所以到目前没有很大市场。因此，在成本方面目前尚未充分地开发。

然而，在最近由于环保问题，废气的限制，所以盛行电动汽车和太阳能发电的开发。在电动汽车和太阳能发电中，为操作数KW～数十10KW的直流电力，需要有非接触型的电流传感装置用以测定数十～数百安的直流电流。此种电流传感装置因为需要量很大，要求特性好，不能使价格低廉，所以妨碍电动汽车和太阳能发电的普及。另外，在象电动汽车这样的在严格环境中使用的电流传感装置中，要求10年以上长期间的可靠性。在此种电流传感装置中，社会上要求其特性良好，廉价，和长期间的具有高可靠性。

在以非接触方式测定电流的情况下，利用变压器的原理可以很简单的测定交流成分。但是，直流成分不能以此方法测定，所以采用以磁传感装置测定电流所产生的磁场的方法。此种电流传感装置的构造通常是在与被测电流交链的磁轭设有空隙，在该空隙设置磁传感装置的磁传感元件。

在此种电流传感装置使用的磁传感元件大多使用霍尔(Hall)元件，也有利用磁阻效应(MR)元件或磁通量闸元件的实例。

在上述电动汽车和太阳能发电的用途中，被测定电流为10-500安培。因此，作为磁传感元件主要使用适于测定高磁场的霍尔元件或GMR(巨磁阻效应)元件。

并不只限于使用霍尔元件或GMR元件，一般在电流传感装置中，以往为改善线性(linearity)或输出的温度相关性，如日本特公昭62-2208S号专利公报所示，根据磁传感装置的输出，产生与由被测定电流生成的被测定磁场相反方向的磁场，为使在磁轭中的磁场大致为零的状态，亦即，施加在磁传感装置的磁场为接近零的状态下，使磁传感装置进行动作，已知使磁传感装置的输出进行负反馈的技术，以下将此种技术称为负反馈法。

另外，在电流传感装置中，如日本特公昭63-57741号专利公报所示，在被测定电流所产生的被测定磁场重叠一定的交流磁场，控制与该交流磁场对应的磁传感装置的输出使其经常成为一定，藉以提高测定精度。以下将此种技术称为交流重叠法。

在磁传感元件中有霍尔元件，MR元件，GMR元件，磁通量闸(flux-gate)元件等的各种元件。这些元件分别有其适用的磁场测定范围。因此，以往需要依照被测定磁场的大小，选择磁传感元件。但是各个元件因为其输出的大小、线性、温度相关性等特性不同，所以在磁场测定范围方面存在即使选择适于被测定磁场大小的磁传感元件，也不一定能满足所需要的精度的问题。另外，也会有不存在具有适合于被测定磁场大小的磁场测定范围的磁传感元件的问题。

如上所述，为改善线性和输出的温度相关性所以采用负反馈法。但是在负反馈法中，必需产生与被测定电流所产生的被测磁场大小相同方向相反的负反馈磁场。例如，在测定100安培电流的情况时，即使产生负反馈磁场用的线圈的匝数成为100圈时，亦需要1安培的反馈电流。因此，在负反馈法中，会发生线圈大型化，电力损失，发热等问题，以往要解决此问题是困难的。

另外，在负反馈法中，为使磁传感元件通常在磁场接近零的状态下进行动作，所以当使用输出较小的霍尔零件作为磁传感元件时，受到元件本身或直流放大电路漂移的强大影响，会产生精度劣化的问题。

在GMR元件中，虽然输出较大，但由于磁阻效应与磁场方向没有相关性，所以会有不能判别被测定磁场的方向(在电流传感装置情况下为被测定电流的方向)的问题。因此，以往，在使用GHR元件测定磁场的情况下，对于被测定磁场的变化，磁传感装置的输出单调地进行变化，以此方式施加偏移磁场。但是，在这种情况当被测定磁场与偏移磁场方向相反，而且被测定磁场的绝对值超过偏移磁场的绝对值时，对于被测定磁场的变化，磁传感装置的输出变成不保持单调性，所以当采用负反馈法时有负反馈系统失控的问题。

交流重叠法也是用以提高精度的技术。但是，交流重叠法的前提是要能确保磁传感装置的线性。因此，只利用交流重叠法并不能改善线性。

在此种现有磁传感装置或电流传感装置中，要以良好的精度测定任意大小的磁场或电流(尤其是大磁场或大电流)是困难的。

另外，在使用在现有技术中开发的霍尔元件的电流传感装置中，有下面所述的问题。

(1)灵敏度低。

(2)灵敏度的偏差大。

(3)温度特性不良。

(4)偏移电压的处理麻烦。

在磁阻效应元件中，除了上述问题外，还有直线性不良的问题。

对于霍尔元件的问题，开发有数种解决手段。这些等手段之一有例如上述负反馈法。在该负反馈法中，使与元件输出成正比例的磁场反相，并施加到磁传感元件，利用负反馈使元件输出经常成为一定，用来改善灵敏度的偏差，温度特性，和线性。

但是，在使用负反馈法的情况下，需要对磁传感元件施加与被检测磁场相同大小的反向负反馈磁场。因此，如电动汽车和太阳能发电的用途那样，在检测数百安培的电流的情况时，即使负反馈磁场产生线圈的圈数成为100匝，反馈电流也为数安培。因此，实际上用此方法当构成电流传感装置时，会变成极大型和高价格。

假如磁传感元件具有高灵敏度时，只将被检测磁场之一部分(例如1/100)施加到元件，虽然要考虑减少反馈电流，但是因为作为磁传感元件的霍尔元件的灵敏度低，所以有困难。

另外，磁通量闸元件主要在用于微小磁场检测中被开发，大电流检测用的技术的开发尚未发达。但是，磁通量闸元件具有可用简单的构造获得高灵敏度的特征，所以逐渐的改进有利于用在大电流用电流传感装置的磁检测部。

下面将使用图13用来说明最简单的磁通量闸元件的动作原理。图13是特性图，用来表示卷绕在磁芯上的线圈的电感和线圈电流的关系。因为磁芯具有磁饱和特性，所以当线圈电流增大时，磁芯的有效导磁系数降低，线圈的电感减少。因此，利用磁铁等对磁芯施加偏移磁场B时，在外部磁场Ho重叠在偏移磁场上时，可用线圈电感的变化用来测定外部磁场Ho的大小。此为最简单的磁通量闸元件的动作原理。另外，图13中偏移磁场B和外部磁场Ho都用换算成线圈电流的大小表示。

但是，在此种方法中，因磁铁所产生的磁场强度，或磁铁与磁芯的位置关系等会使偏移点B的位置变化，所以需要将外部磁场为零时的电感量调整为一定值。然而，该值对于温度变化和其他的外来扰乱的不稳定性，补偿极为困难。因此，上述方法不实用。

在棒状磁芯中，为成为开路磁路，磁滞的影响通常相当少。其中，如磁芯的磁滞可以忽视，则磁芯的饱和特性与线圈电流的方向无关，使线圈电流成为正向时，和成为负向时的电感变化特性是相同的。例如，图13的P+点和P-点表示绝对值相等的正向线圈电流和负向线圈电流。在这些点附近，对于线圈电流绝对值的变化，其电感的变化特性相同。因此，对线圈施加在峰值时使磁芯进入饱和区域的交流电流，假如测定电流的正负的在各峰值时的电感减少部分之差时，在外部磁场为零时，该差通常为零。而且，即使由于温度变化或外来扰乱使磁芯特性变化时，该差亦不变。另外，在本申请中，磁芯的饱和区域是指磁场的绝对值大于磁芯的导磁系数为最大导磁系数时的磁场的绝对值的区域。

另一方面，在对磁芯施加外部磁场时，如图13所示，该外部磁场Ho在沿电流的正向施加时，在电流的正峰(例如图13的Q+点)使电感量减少，在负峰(例如图13的Q-点)使电感量增加，所以该差为零以外的值。该电感量之差因为与外部磁场相关，所以通过测定该电感量之差，可以用来测定外部磁场。

依照这种方式，对线圈施加在峰值时使磁芯进入饱和区域的交流电流，测定在电流的正负的各个峰值的电感减少部分之差，此种方法在本申请中称为大振幅激励法。

使用此种大振幅激励法的磁传感装置被揭示在日本特公昭62-55111号，日本国专利案特公昭63-52712号，和日本国专利案特开平9-61506号等专利公报中。另外，在日本实公平7-23751号专利公报揭示通过使用2个偏移用磁铁可以进行与大振幅激励法同样的测定的技术。大振幅激励法可以除去温度变化和外表扰乱的影响，是非常优良的方法。但是，当对线圈施加足以使磁芯饱和的交流电流时会有下面所述的问题，所以不那么简单。因此，以往的用途只限于使用于有小饱和磁场的非晶形磁芯等小磁场检测用的磁传感装置。

另外，当以非接触方式检测直流电流时，一般采用的方法是利用磁传感元件检测电流所产生的磁场。在此种方法中，在电流路径周围设置具有空隙的磁轭，将磁传感元件设在空隙中，利用该磁传感元件测定空隙中磁场。当电流值为I，空隙长度为g时，则空隙中磁场的强度H变成为H＝I/g。

在电流传感装置中，对采用负反馈法时，作为磁传感元件考虑使用由在一个磁芯上卷绕一个线圈构成的磁通量闸元件。另外，在日本特开昭60-185179号专利公报，和日本特开平9-257835号专利公报记载有在使用磁通量闸元件的磁传感装置中采用负反馈法的实例。

在电流传感装置中，使用磁通量闸元件，在采用负反馈法的情况下，虽对线圈施加由被测定电流产生的磁场，但利用负反馈电流线圈产生的磁场刚好抵消被施加磁场。因此，要使测定电流范围变大时，需要使负反馈电流变大，或是使磁轭的空隙长度g变大藉以使施加磁场变小。

但是，使空隙g变大时，变成需要大的磁轭，会有不经济的问题。另外，使反馈电流变大时，会产生消耗电力变大，诱发线圈发热等不良现象的问题。

另外，为使对磁传感元件的施加磁场小于被测定磁场，可以考虑使磁通分流藉以只使一部分磁通通过磁传感元件的方法，在该方法中存在难以使分流比正确的确定的问题。

如上所述，以往在磁传感装置或电流传感装置中，当要使测定范围扩大，藉以可以测定大磁场或大电流时，需要使磁轭的空隙扩大或使负反馈电流变大，如上所述，因为任何一种情况均会有问题，所以不容易实现。

发明的公开

本发明之第1目的是提供可用良好的精度测定任意大小磁场或电流的磁传感装置和电流传感装置。

本发明之第2目的是提供可以很容易扩大磁场或电流的测定范围的磁传感装置、电流传感装置和磁传感元件。

本发明之第3目的是提供可以很容易测定大磁场或大电流的磁传感装置、电流传感装置和磁传感元件。

本发明的第1磁传感装置或电流传感装置具备有：

磁检测部，用来输出与按照被测定磁场施加的磁场对应的信号；

负反馈装置，用来产生负反馈磁场，藉以使上述磁检测部的输出负反馈到上述磁检测部；和

磁性体，被设在上述磁检测部周围，或成为该磁检测部的一部分，用来使对上述被测定磁场的反磁场系数和对上述负反馈磁场的反磁场系数不同。

在本发明的第1磁传感装置或电流传感装置中，利用设在磁检测部的周围，或成为磁检测部的一部分的磁性体，使对被测定磁场的反磁场系数和对负反馈磁场的反磁场系数不同。利用这种方式，可以使负反馈磁场的大小与被测定磁场的大小不同。

在本发明的第1磁传感装置或电流传感装置中，可以使磁性体具有用以收纳磁检测部的空洞，该磁性体被设在磁检测部的周围；而磁检测部被收纳在上述磁性体的空洞内。

另外，在本发明的第1磁传感装置或电流传感装置中，亦可以使磁检测部具有磁芯，和被卷绕在该磁芯上用以检测上述被测定磁场的线圈；磁性体是可以成为磁检测部的一部分的磁芯。另外，在本申请中，磁芯是指由具有磁饱和特性的磁性体构成，卷绕有线圈的芯。

本发明之第2磁传感装置或电流传感装置具备有：

磁检测部，用来输出与按照被测定磁场施加的磁场对应的信号；和

磁性体，具有用以收纳上述磁检测部的空洞；

上述磁检测部被收纳在上述磁性体的上述空洞内，

根据与上述磁性体的形状相关的第1反磁场系数和与上述空洞的形状相关的第2反磁场系数的至少一方，用来将上述被测定磁场和施加在上述磁检测部的磁场之比设定成为指定的值。

在本发明的第2磁传感装置或电流传感装置中，根据与磁性体形状有关的第1反磁场系数和与空洞的形状有关的第2反磁场系数中的至少一方，用来将被测定磁场和施加在磁检测部上的磁场之比设定为指定的值。利用这种方式可以使施加在磁检测部的磁场成为适于磁检测部的磁场测定范围的值。

在本发明第2磁传感装置或电流传感装置中，可以使空洞具有开口部，朝向与上述被测定磁场的磁通通过方向交叉的方向进行开口。

另外，在本发明第2磁传感装置或电流传感装置中也可以使磁检测部被配置在空洞内，以使其具有与检测灵敏度相关的高灵敏度方向，使高灵敏度方向和被测定磁场的磁通通过方向一致。

另外，本发明第2磁传感装置或电流传感装置还可以备有负反馈磁场施加装置，用来对磁检测部施加用以使磁检测部的输出进行负反馈的负反馈磁场。在这种情况下，也可以使上述负反馈磁场施加装置被设置在上述空洞内，用来使对上述被测定磁场的反磁场系数和对上述负反馈磁场的反磁场系数不同。

另外，本发明第2磁传感装置或电流传感装置还可以备有基准磁场施加装置，用来对上述磁检测部施加基准交流磁场，藉以控制上述磁检测部对上述被测定磁场的特性。在这种情况下，也可以将基准磁场施加装置设在磁性体的外部。

本发明的第3磁传感装置或电流传感装置具备有：

磁通量闸磁传感元件，具有磁芯，和卷绕在上述磁芯上的用以检测所施加的被测定磁场的线圈；和

检测装置，通过检测上述线圈电感的变化，用来检测被测定磁场；

上述磁芯所具有的形状使对上述被测定磁场的反磁场系数，和对上述线圈所产生的磁场的反磁场系数不同。

在本发明第3磁传感装置或电流传感装置中，因为磁芯对被测定磁场的反磁场系数和磁芯对线圈所产生的磁场的反磁场系数不同，所以在将负反馈电流供给到线圈时，当与2个反磁场系数相等的情况比较，可以变化负反馈电流。

在本发明的第3磁传感装置或电流传感装置中，也可以使上述磁芯具有对上述被测定磁场的反磁场系数大于对上述线圈的磁场的反磁场系数的形状。

另外，在本发明的第3磁传感装置或电流传感装置中，亦可以使上述磁芯具有与被测定磁场和线圈产生的磁场的任何一个有关并形成开路磁路的形状。

另外，在本发明的第3磁传感装置或电流传感装置中，亦可以使上述磁芯所具有的形状使与被测定磁场有关地形成开路磁路，和使与线圈所产生的磁场有关地形成闭路磁路。

另外，本发明的第3磁传感装置或电流传感装置还具备负反馈装置，通过将用以使上述检测装置的输出进行负反馈的负反馈电流供给线圈，从线圈产生用以使上述检测装置的输出进行负反馈的负反馈磁场。

本发明的磁通量闸磁传感元件，具备有磁芯，和卷绕在上述磁芯上的用以检测所施加的被测定磁场的线圈，

上述磁芯所具有的形状使对上述被测磁场的反磁场系数，和对上述线圈所产生的磁场的反磁场系数不同。

在本发明的磁传感元件中，因为磁芯对被测定磁场的反磁场系数和磁芯对线圈所产生的磁场的反磁场系数不同，所以在将负反馈电流供给线圈时，与2个反磁场系数相等的情况比较，可变化负反馈电流。

另外，在本发明的磁传感元件中亦可以使磁芯所具有的形状使对上述被测定磁场的反磁场系数大于对上述线园所产生的磁场的反磁场系数。

另外，在本发明的磁传感元件中亦可以使上述磁芯所具有的形状使与被测定磁场和线圈所产生的磁场的任何一个有关地形成开路磁路。

另外，在本发明的磁传感元件中亦可以使上述磁芯所具有的形状与上述被测定磁场有关地形成开路磁路，并与上述线圈产生的磁场有关地形成闭路磁路。

本发明之其他目的，特征和优点通过以下说明当可充分明白。

附图面的简单说明

图1是说明图，用来表示本发明第1实施形态的磁传感装置的构造；

图2是斜视图，用来表示在图1的磁性体形成空洞的方法的一实例；

图3是斜视图，用来表示在图1的磁性体形成空洞的方法的另一实例；

图4是剖面图，用来表示本发明第2实施形态的磁传感装置的构造；

图5是剖面图，用来表示本发明第3实施形态的磁传感装置的构造的一实例；

图6是剖面图，用来表示本发明第3实施形态的磁传感装置的构造的另一实例；

图7是剖面图，用来表示本发明第4实施形态的磁传感装置的构造；

图8是剖面图，用来表示本发明第5实施形态的磁传感装置的构造；

图9是剖面图，用来表示本发明第6实施形态的磁传感元件的构造；

图10是剖面图，用来表示本发明第7实施形态的磁传感元件的构造；

图11是电路图，用来表示本发明第8实施形态的电流传感装置的构造；

图12是特性图，用来表示本发明第8实施形态的电流传感装置的特性的一实例；

图13是说明图，用来说明磁通量闸元件的动作原理；

实施本发明的最佳形态

下面将参照附图用来详细的说明本发明的实施形态。

第1实施形态

图1是说明图，用来表示本发明第1实施形态的磁传感装置的结构。

本实施形态的磁传感装置具备有：磁检测部101，用来输出与磁场对应的信号；和磁性体110，具有用来收纳磁检测部101的空洞111；磁检测部101被收纳在磁性体110的空洞111内，根据与磁性体110的形状相关的第1反磁场系数和与空洞111的形状相关的第2反磁场系数中的至少一方，将被测定磁场H与施加在磁检测部101的磁场之比设定成规定的值。

空洞111亦可以具有开口部，朝向与被测定磁场H的磁通通过方向交叉的方向例如正交方向进行开口。在这种情况下，如有需要亦可以利用与磁性体110不同的另一磁性体来闭塞开口部。

另外，磁检测部101亦可以使用与检测灵敏度有关的对施加磁场具有角度相关性和具有高灵敏度方向的磁检测部。在这种情况下，最好将磁检测部101配置在空洞111内，使高灵敏度方向与被测定磁场H的磁通通过方向一致。

另外，磁传感装置还具有反馈线圈112作为负反馈磁场施加装置(负反馈装置)，用来对磁检测部101施加负反馈磁场，藉以使磁检测部101的输出进行负反馈。该反馈线圈112例如被设在空洞111内，并卷绕在磁检测部101的周围。当将反馈线圈112设在空洞111内时，磁性体110对被测定磁场的反磁场系数与磁性体110对负反馈磁场的反磁场系数不同。另外，只要能对磁检测部101施加负反馈磁场，也可以将反馈线圈112直接卷绕在磁检测部101上。另外，只要能够对磁检测部101施加负反馈磁场，该负反馈磁场施加装置不一定要形成如反馈线圈112那样的线圈形状。

另外，该磁传感装置还具备有基准磁场用线圈113，作为基准磁场施加装置，用来对磁检测部101施加基准交流磁场，藉以控制磁检测部101对被测定磁场H的特性。该基准磁场用线圈113例如被设在磁性体110的外部，卷绕在磁性体110的周围。另外，基准磁场用线圈113亦可以不直接设在磁性体110上，而是设在磁性体110所施加的磁场的磁路中。

磁检测部101可以使用霍尔元件，MR元件，旋转管(spinbulb)型等GMR元件，磁通量闸元件等各种磁传感元件。另外，因为霍尔元件的输出小，所以在使用霍尔元件时，需要进行直流放大等工作。

在磁检测部101的两端连接有磁检测部连接线121，在反馈线圈112的两端连接有反馈线圈连接线122，在基准磁场用线圈113的两端连接有基准磁场用线圈连接线123。磁检测部连接线121连接处理电路124使其处理磁检测部101的输出信号，并对输出端子127输出与被测定磁场对应的输出信号。在反馈线圈连接线122连接有反馈电流源125用来对反馈线圈112供给反馈电流。该反馈电流源125所供给的反馈电流被处理电路124控制。在基准磁场用线圈连接线123连接有交流电源126，用来对基准磁场用线圈113供给规定的交流电流。

在空洞111具有开口部的情况下，磁检测部连接线121和反馈线圈连接线122可以从该开口部引出到外部。即使在开口部闭塞时，也可以使用在磁性体110上形成导电图形的公知技术，引出到外部。

下面将说明包含有处理电路124、反馈电流源125和交流电流源126的图1所示磁传感装置的作用。在被收纳在磁性体110的空洞111内的磁检测部101，如后面所述，施加对被测定磁场H具有规定的比例的磁场。处理电路124用来处理磁检测部101的输出信号，藉以对输出端子127输出与被测定磁场对应的输出信号。另外，处理电路124用来控制反馈电流源125，利用反馈电流源125将与磁检测部101的输出信号对应的反馈电流供给反馈线圈112。依照这种方式，从反馈线圈112按照被测定磁场产生与施加在磁检测部101的磁场方向相反，绝对值相等的磁场，控制成使施加在磁检测部101的磁场经常大致为零。利用这种方式用来抑制由于磁检测部101的灵敏度的偏差和温度相关性所造成的输出变动。

另外，从交流电源126对基准磁场用线圈113供给规定的交流电流，由基准磁场用线圈113产生交流磁场。在磁检测部101施加有与该交流磁场对应的基准交流磁场，使其重叠在与被测定磁场对应的磁场上。处理电路124输出从磁检测部101的输出信号中除去基准交流磁场成分后的信号。另外，处理霞路124从磁检测部101的输出信号中抽出基准交流磁场成分，调整处理电路124的输出信号，以使该基准交流磁场成分的大小成为一定，利用这种方式用来提高磁传感装置的测定精度。

另外，反馈线圈112和基准磁场用线圈113的设置是用来改善线性和输出的温度相关性等，藉以提高磁传感装置的测定精度，依照情况的不同亦可以省略其中一方或双方。

图2表示在磁性体110形成空洞111的方法的一实例。在该实例中，在长方形形状的第1磁性体110A的一个面上，设置作为空洞111的浅凹状的凹陷，当将磁检测部101收纳在该凹陷内之后，利用例如板状的第2磁性体110B闭塞凹陷，从而形成被闭塞的空洞111。在这种情况下，利用第1磁性体110A和第2磁性体110B构成磁性体110。

图3表示在磁性体110形成空洞111的方法的另一实例。在此实例中，例如对长方体形状的磁性体110形成规定剖面形状的孔，朝向与被测定磁场的磁通通过方向正交的方向进行开口，藉以形成空洞111。当将磁检测部101收纳在空洞111内之后，如有需要亦可以利用别的磁性体用来闭塞空洞111的开口部。

在磁性体110使用铁氧体时，利用烧结使铁氧体粉粒体成形为所希望的形状，从而能形成具有空洞111的磁性体110。在这种情况下，加工费不会增加。

下面将说明在本实施形态的磁传感装置中，根据与磁性体110的形状相关的第1反磁场系数，和与空洞111的形状相关的第2反磁场系数中至少一方，可以将被测定磁场H与施加在磁检测部101的磁场的比例设定成规定的值。

在被置于磁场中的磁性体的两端，感应出与磁场方向相反的磁极。因此，磁性体内部的磁场是从外部磁场中减去所感应出的磁极的磁场所形成之差的值，小于外部磁场。磁性体内部磁场少于外部磁场的比例，用反磁场系数或作为自行退磁率的已知系数表示。磁性体的反磁场系数只由磁性体的形状决定。例如，在与外部磁场平行的细长的棒状磁性体中其反磁场系数大致为零，在与外部磁场垂直的薄扳状的磁性体中其反磁场系数大致为1。因此，在与外部磁场平行的细长的捧状磁性体中，内部磁场大致等于外部磁场，在与外部磁场垂直的薄板状磁性体中，内部磁场成为外部磁场的磁性体导磁系数分之一。在本发明中，将与该磁性体的形状相关的磁性体的反磁场系数称为第1反磁场系数。通过适当地设计磁性体形状，使第1反磁场系数成为所希望的值，可用从1到磁性体的导磁系数分之一之间的任意倍率，用来将外部磁场变换成为磁性体内部的磁场。

与此对应的，在被磁化的磁性体中的空洞中，在空洞的壁感应出的磁极的磁场，变成与磁性体内部的磁场相同方向。因此，在该空洞壁所感应出的磁极的磁场的作用是使空洞内部的磁场大于磁性体内部的磁场。在本发明中，空洞内的磁场对磁性体内部的磁场的增加的比例称为反磁场系数。该空洞的反磁场系数与空洞的形状相关。例如，空洞的反磁场系数，在平行于磁性体内部磁场的细长管状的空洞中，大致为零，在垂直于磁性体内部磁场的薄间隙状空洞中，大致为1。因此，在平行于磁性体内部磁场的细长管状空洞中，空洞内部的磁场大致等于磁性体内部的磁场。在垂直于磁性体内部的磁场的薄间隙状空洞中，空洞内部磁场相对磁性体内部磁场成为磁性体相对导磁率倍。在本发明中，与该空洞的形状相关的空洞的反磁场系数称为第2反磁场系数。通过适当的设计空洞形状使第2反磁场系数成为所希望的值。可用从1到磁性体的相对导磁率之间的任意倍率，将磁性体内部磁场变换成为空洞内部的磁场。

依照以上所说明方式，适当的设计磁性体110的形状和空洞111的形状，通过将第1反磁场系数和第2反磁场系数设定成所希望的值，可以将被测定磁场H与施加在磁检测部1的磁场之比设定成规定的值。另外，亦可以只将第1反磁场系数和第2反磁场系数中之一方设定成所希望的值，用来将被测定磁场H与施加在磁检测部1的磁场之比设定成规定的值。但是，最好是适当的设定第1反磁场系数和第2反磁场系数双方，用来增加磁性体110和空洞111的形状设计的自由度。

下面将更具体的说明根据第1反磁场系数和第2反磁场系数的至少一方，将被测定磁场H与加在磁检测部1的磁场之比设定成规定的值。

使具有空洞111的磁性体110的相对导磁率为μs，第1反磁场系数为Nm，第2反磁场系数为Nk。将该磁性体110放置在磁场H中时，磁性体110的内部磁场Hm可用下列式(1)表示。

Hm＝H/(1+Nm(μs-1)…………(1)

与磁性体110相比，假如空洞111很小时，空洞111的内部磁场Hk可用下到式(2)表示。

HK＝Hm(1+NK(1+μs-1))…………(2)

因此，利用式(1)和式(2)，空洞111的内部磁场HK可用下列式(3)表示。

Hk＝H({1+Nk(μs-1)}/{1+Nm(μs-1)}………(3)

由式(3)可以了解，通过适当设计磁性体110的形状和空洞111的形状，并将第1反磁场系数Nm和第2反磁场系数Nk设定为所希望的值，可以用来将被测定磁场H与施加到收纳在空洞111内的磁检测部101的磁场Hk之比设定成为规定的值。利用这种方式，可以进行超过磁检测部101本身的磁场测定范围的高磁场的测定。另外，将该磁传感装置使用到电流传感装置中时，可以进行大电流测定。

另外，在实际上由于有空洞111的存在，磁性体110内部的磁通分布会有变化，第2反磁场系数变得更加复杂，但是由于本发明本质的说明不变，所以下面将说明上述式(1)-(3)成立。

下面说明的方法是假如使施加在磁检测部101的磁场小于被测定磁场时，就使磁通分流，只有一部分磁通通过磁检测部101。但是，在此种方法中，问题是容易产生磁场泄漏，而且磁检测部101也容易受到噪声磁场的影响。与此不同，在本实施形态中，不需要考虑到磁场泄漏，可以任意地设定磁场变换比，利用磁性体110对噪声磁场进行磁屏蔽使磁检测部101稳定，与使磁通分流方法比较时，具有较多的优点。

下面将说明空洞111具有开口部时的效果。即使空洞111不是密闭构造，也可用与被测定磁场的方向正交的空洞111的面的剖面积和空洞111的被测定磁场方向的长度之比，来设定第2反磁场系数。因此，用以使磁检测部101插入到空洞111内的至少为1个开口部，可以设置在与被测定磁场交叉的方向，例如正交方向。依照这种方式，通过设置开口部，可以使磁检测部101安装变得容易。

下面将说明作为该磁检测部101使用与检测灵敏度有关的具有高灵敏度方向的磁检测部时的效果。在空洞111被密闭时，磁检测部101其周围全体被磁性体110包围，来自外部的噪声磁场被屏蔽，因此工作稳定。即使在空洞111有开口部时，磁检测部101因为除了开口部外被磁性体110包围，所以来自外部噪声磁场被屏蔽，因此工作稳定。在空洞111有开口部时，作为磁检测部101使用与检测灵敏度有关的具有高灵敏度方向的磁检测部，高灵敏度方向与被测定磁场H的磁通通过方向一致，使低灵敏度方向朝向空洞111的开口部，假如以此方式配置磁检测部101，可以提高对噪声磁场的承受性。

下面将说明本实施形态的磁传感装置备有反馈线圈112作为负反馈磁场施加装置，用来对磁检测部101施加负反馈磁场，藉以使磁检测部101的输出进行负反馈时的效果。以往，在测定大直流电流的电流传感装置中，为改善线性和输出的温度相关性很难采用非常有效的负反馈法，因为必需使利用反馈电流所产生磁动势大小与被测定电流所产生磁动势大小相同。

但是，依照本实施形态的磁传感装置，当与被测定磁场相比，施加在磁检测部101上的磁场可以变小，所以负反馈磁场也可以比被测定磁场小。例如，使被测定电流成为100A(安培)，在与其交链的磁轭上设置10mm之间隙时，在间隙内的磁场为10000A/m。假如使磁轭的相对导磁系数成为1000时，磁轭中磁场因为磁通密度的连续性，所以成为间隙内磁场的1/1000的10A/m。

其中，假如在磁轭设置反磁场系数为Hk的空洞111，空洞111中磁场依照式(2)变为10×(1+Nk×999)。当Hk＝0.02(相当于空洞111剖面直径与长度之比为10左右的情况)时，在空洞111内的磁场变成为大约210A/m。因此，对于磁检测部101，假如设置用以抵消该空洞111内磁场的磁场产生装置时，则可以采用负反馈法。

产生210A/m的磁场可以通过使21mA的电流流过密绕了直径0.1绝缘铜线形成的螺管线圈(10000圈/m)来实现。因此，依照本实施形态，不需要大反馈电流，可以采用具有显著特性改善效果的负反馈法，利用这种方式可以提高检测精度。

另外，在上述说明中是将空洞111直接设在磁轭，但是也可以与磁轭分开设置具有空洞111的磁性体110，使在空洞111内收纳有磁检测部101的磁性体110与磁轭互相组合，用来形成磁路。

下面将说明本实施形态的磁传感装置具备有基准磁场用线圈113作为基准磁场施加装置，用来对磁检测部101施加基准交流磁场，用以控制该磁检测部101对被测定磁场H的特性时的效果。通过采用上述负反馈法可以大幅度地改善磁检测部101的特性，但是由于空洞111的尺寸偏差(djspersion)产生反磁场系数的偏差，和由于磁轭间隙尺寸偏差产生对磁检测部101施加的磁场的偏差等，对于影响洌定精度的各种偏差未加校正。

但是，通过采用负反馈法，因为可以保证磁检测部101的线性，所以可以使用交流重叠法。在使用交流重叠法时，例如，如图1所示的在磁性体110的外周部设置基准磁场用线圈113，在磁轭设置基准磁场用线圈113，对该基准磁场用线圈113供给规定的交流电流，利用基准磁场用线圈113产生交流磁场。对磁检测部101施加与该交流磁场对应的基准交流磁场。然后，利用处理电路124从磁检测部101的输出信号中抽出基准交流磁场成分，通过调整处理电路124的输出信号使该基准交流磁场成分的大小成为一定，可以对上述空洞111的尺寸偏差所造成的反磁场系数的偏差，和由于磁轭的间隙的尺寸的偏差造成的对磁检测部101的施加磁场的偏差等，以及对测定精度会有影响的各种偏差等，进行完全的校正，藉以提高磁传感装置的测定精度。

包含以上说明的本实施形态的磁传感购置的效果可以综合如下。

首先，依照本实施形态的磁传感装置，因为可以根据第1反磁场系数和第2反磁场系数的至少一方，将被测定磁场H与施加在磁检测部101上的磁场之比设定为规定的值，所以可以测定超过所使用的磁检测部101的磁场测定范围的磁场，尤其是可以进行高磁场，大电流的测定。

另外，依照本实施形态的磁传感装置，因为可以很容易地采用负反馈法或交流重叠法，所以可以依照需要任意地进行线性和输出的温度相关性的改善，可以提高测定精度。另外，通过在空洞111内设置作为负反馈磁场施加装置的反馈线圈112，可以不需要大的反馈电流。

另外，依照本实施形态的磁传感装置，因为磁检测部101被磁性体110包围，所以来自外部的噪声磁场被屏蔽，可以使工作稳定。

另外，依照本实施形态的磁传感装置，磁检测部101可以使用磁传感元件(以往，因磁场测定范围不适合于被测定磁场的大小而不能采用)。因此，以往相对被测定磁场的变化能确保输出的单调性，使即使在磁场测定范围点不能采用的磁传感元件，亦可以使用，通过采用此种磁传感元件，即使使用负反馈法亦不会有负反馈系统失控的问题。

同样的，依照本实施形态的磁传感装量，以往，对于输出变大，磁场测定范围点不能采用的磁传感元件，变成也可以使用，通过采用此种磁传感元件，可以实现输出变大时，漂移影响很小的磁传感装置。

另外，依照本实施形态的磁传感装置，因为基本上形成将磁检测部101收纳在磁性体110的空洞111内的构造，所以可用廉价提供构造简单，精度良好的磁传感装置。尤其是在磁性体110形成具有开口部的空洞111时，磁检测部101的设置简单，可以更廉价地提供磁传感装置。另外，通过采用交流重叠法，对于由于空洞111的尺寸偏差所造成的反磁场系数偏差，由于磁轭间隙尺寸偏差所造成的对磁检测部101的施加磁场的偏差，以及对测定精度有影响的各种偏差，不需要进行机械式调整就可以校正，所以可以廉价地提供精度良好的磁传感装置。

第2实施形态

下面将参照图4用来说明本发明第2实施形态的磁传感装置。本实施形态的磁传感装置被设计成适于用来进行高磁场的测定。该磁传感装置具备有：磁检测部101，用来输出与磁场对应的信号；和磁性体110，具有用以收纳该检测部101的空洞111；磁检测部101被收纳在磁性体110的空洞111内，根据与磁性体110的形状相关的第1反磁场系数和与空洞111的形状相关的第2反磁场系数的至少一方，用来将被测定磁场H与施加在磁检测部101上的磁场之比设定成规定值。

该磁传感装置还具有反馈线圈112作为负反馈磁场施加装置，用来对磁检测部101施加负反馈磁场，藉以使磁检测部101的输出进行负反馈。该反馈线圈112被设在空洞111内，卷绕在磁检测部101的周围。

该磁传感装置还具备有基准磁场用线圈113，作为基准磁场施如装置，用来对磁检测部101施加基准交流磁场，藉以控制磁检测部101对被测定磁场H的特性。该基准磁场用线圈113设置在磁性体110外部并被卷绕在磁性体110周围。

在本实施形态的磁传感装置中，当使磁性体的相对导磁率μs成为1000，使第1反磁场系数Nm成为0.5，和使第2反磁场系数Nk成为0.02时，空洞111内部的磁场Hk依照式(3)成为0.42H。

亦即，施加在磁检测部101的磁场成为被测定磁场H的4.2％。换言之，在本实施形态的磁传感装置中，可以测定磁检测部101的最大可测定磁场的大约24倍的高磁场。

另外，在本实施形态的磁传感装置中，反馈线圈112的磁动势一般是被测定磁场的4.2％就足够了。另外，基准磁场用线圈113的磁动势一般只要是被测定磁场的1％左右足够了。因此，依照本实施形态的磁传感装置，反馈用线圈112的消耗电流和基准磁场用线圈113的消耗电流均非常小，可以成为实用的磁传感装置。

本实施形态的其他构造、作用和效果均与第1实施形态相同。

第3实施形态

下面将参照图5和图6说明本发明的第3实施形态的磁传感装置。本实施形态的磁传感装置是只将与磁性体的形状相关的第1反磁场系数设定成为所希望的值，用来将被测定磁场和施加在磁检测部的磁场之比设定成为规定的值。

图5是说明图，用来表示本实施形态的磁传感装置的结构一例。该磁传感装置在将磁检测部101收纳在第2实施形态的磁传感装置的空洞111内之后，将磁性材料等磁性体115充填在空洞111内的间隙中。

在本实施形态的磁传感装置中，对磁检测部101施加磁性体110内部的磁场。该磁场由外部磁场H，和与磁性体110的形状相关的第1反磁场系数Nm决定。

图6是说明图，用来表示本实施形态的磁传感装置的构造的另一例。该磁传感装置设有形成一体的磁性体130，用来代替图5中的磁性体110和磁性体115。磁检测部101埋入到磁性体130内部。此种构造的磁传感装置是这样获得的，例如，作为磁性体130使用树脂和磁性材料的混合材料，在将磁检测部101埋入到内部的状态下，形成规定形状的磁性体130。

本实施形态的其他结构、作用和效果均与第2实施形态相同。

第4实施形态

下面将参照图7说明本发明第4实施形态的电流传感装置。该电流传感装置包含有本实施形态的磁传感装置。另外，以下以电流传感装置为中心进行说明，以下说明兼作本实施形态的磁传感装置的说明。

本实施形态的电流传感装置具有：磁轭142，被设置成包围用以使被测定电流通过的导电部141。并呈一部分欠缺的环状；和磁性体110，配置在该磁轭142的欠缺了的部分上。在磁性体110设有空洞111，在该空洞111内收纳有磁检测部101。

在本实施形态的电流传感装置中，根据与磁性体110的形状相关的第1反磁场系数和与空洞111的形状相关的第2反磁场系数之至少一方，用来将由被测定电流产生的被测定磁场和施加在磁检测部101的磁场之比设定为规定的值。

该电流传感装置还具有反馈线圈112作为负反馈磁场施加装置，用来对磁检测部101施加负反馈磁场，藉以使磁检测部101的输出进行负反馈。该反馈线圈112设置在空洞111内，卷绕在磁检测部101的周围。

该电流传感装置还具有基准磁场用线圈113，作为基准磁场施加装置，用来对磁场检测部101施加基准交流磁场，藉以控制磁检测部101对被测定磁场的特性。该基准磁场用线圈113卷绕在磁轭142的一部分的周围。

在此处使磁性体110两端部与磁轭142之间的空隙长度分别为G1，G2，则这些空隙长度之和成为G＝G1+G2。

下面将说明本实施形态的电流传感装置的作用。在该电流传感装置中，利用在导电部141内沿与纸面垂直方向流动的被测定电流用来产生磁场。该磁场在本实施形态中称为被测定磁场。该被测定磁场施加在磁性体110上。在磁检测部101施加对被测定磁场形成规定之比的磁场。被测定磁场大小依照被测定电流大小进行变化。此外，按照被测定电流的方向，被测定磁场的方向也会变化。电流传感装置通过测定由该被测定电流产生的被测定磁场，用来间接的测定该被测定电流。另外，在使用图7所示的装置作为磁传感装置时，该磁传感装置可以直接测定被测定磁场。

在本实施形态的电流传感装置中，从实用观点来看，不能使磁轭142和磁性体110的形状随便地变大。另外，磁检测部101需要某种程度大小，所以空洞111小型化受到限度。因此，任意的设定磁性体110的形状，任意设定第1反磁场系数Hm，会受到限制。

但是，与磁性体110的形状相关的第1反磁场系数Nm即使变小时，因为磁轭142和磁性体110通过G1，G2的空隙形成大致闭路磁路，如果泄漏磁通被忽视时，磁性体110内部的磁场，假如磁性体110的导磁系数还大于1时，就成为磁性体110的导磁系数分之一。这相当于第1反磁场系数Nm为1。

在此处使磁性体110的相对导磁系数为以μsm，磁轭142的相对导磁系数为μsy，则μsm＞＞1，μsy＞＞1。当磁性体110的内部磁场为Hm，长度G的空隙中的磁场为Hg时，因为Hg＝1/G，Hm＝Hg/μsm，所以空洞111内的磁场Hk可以用下式表示。

HK＝(1/6μsm){1+NK(μsm-1)}

其中，当被测定电流为100A，总空隙长度G＝G1+G2为10mm，第2反磁场系数Hk为0.02(相当于空洞111的剖面的直径与长度之比为10的情况)，μsm为1000时，则空洞111内的磁场Hk可以用下式求得。

Hk＝209.8＝210A/m

因此，磁检测部101可以使用旋转灯型的GMR元件或磁通量闸元件等的高灵敏度的磁传感元件。此种高灵敏度磁传感元件，如采用负反馈法那样，当磁传感元件在磁场为零的附近进行动作时，磁传感元件的输出信号噪声比(S/N)变高，工作稳定。另外，在旋转灯型的GMR元件和通量闸元件中，因为使元件输出的单调性被保证，所以假如使用单调性被保证的元件时，不会有反馈系统失控的问题。

另外，在空洞111内的磁场Hk为210A/m时，变成需要210A/m的负反馈磁场，该210A/m磁场的产生可以通过使21mA的电流流经以直径0.1mm的绝缘铜线密绕而成的螺管线圈(100圈/cm)未实现。另外，当线圈的圈数为100圈时，基准磁场用线圈113所需要的电流成为由被测定电流所产生的磁动势100A/m的1％时是10mA。依照此种方式的本实施形态时，当与使用负反馈法时需要大反馈电流的已知技术的电流传感装置比较，可以利用微小的反馈电流和交流重叠用的交流电流，实现具有同等精度，稳定性，偏差减小效果等的电流传感装置。

本实施形态的其他构造，作用和效果与第1实施形态相同。

第5实施形态

下面将参照图8说明本发明第5实施形态的电流传感装置。该电流传感装置只将与磁性体内空洞的形状相关的第2反磁场系数设定为所希望的值，和将被测定磁场与施加在检测部的磁场之比设定为规定的值的实例。

在本实施形态的电流传感装置中，设置在内部末包含空洞和磁检测部的磁性体150，用以代替图7所示的电流传感装置中的磁性体110。另外，在本实施形态的电流传感装置中，在图7所示的电流传感装置的磁轭142的内部设置空洞111，将磁检测部101收纳在该空洞111内。本实施形态的磁轭142与本发明的具有空洞的磁性体对应。

在本实施形态的电流传感装置中，在磁检测部101施加有空洞111内部的磁场。该磁场是由与被测定电流对应的被测定磁场，和与空洞111的形状相关的第2反磁场系数Nk来决定。

本实施形态的其他构造、作用和效果与第4实施形态相同。

依照包含有第1至第5实施形态的本发明的磁传感装置或电流传感装置时，因为根据与磁性体形状相关的第1反磁场系数和与空洞的形状相关的第2反磁场系数中至少一方，用来将被测定磁场和施加在磁检测部的磁场之比设定成规定的值，所以可以使施加在磁检测部的磁场成为适于磁检测部的磁场测定范围的值，其结果是可以很容易采用特性良好的磁检测部，和采用可以提高测定精度的技术，可以以良好的精度测定任意大小的磁场或电流。另外，因为磁检测部被磁性体进行磁屏蔽，所以对于噪声磁场具有稳定性。

另外，在空洞具有开口部朝向与被测定磁场之磁通通过方向交叉的方向进行开口时，使磁检测部安装到空洞变得容易。

另外，磁检测部与检测灵敏度有关并有高灵敏度方向，在将磁检测部配置在空洞内使高灵敏度方向和被测定磁场的磁通通过方向一致时，可以更进一步地提高对噪声磁场的稳定性。

另外，磁传感装置或电流传感装置具备有负反馈磁场施加装置，用来对磁检测部施加负反馈磁场，用以使磁检测部的输出进行负反馈时，还可以改善线性和输出的温度相关性，提高测试精度。

另外，在将负反馈磁场施加装置设在空洞内时，即使在测定高磁场或大电流的情况，也可以使反馈电流很小。

另外，在磁传感装置或电流传感装置具备有基准磁场施加装置，用来对磁检测部施加基准交流磁场，用以控制该磁检测部对被测定磁场的特性时，可以更进一步校正对测定精度有影响的各种偏差。

第6至第8实施形态的概要

下面将说明本发明的第6至第8实施形态的概要。在第6至第8实施形态中，磁通量闸磁传感元件具备有磁芯，和卷绕在该磁芯上的用以检测所施加的被测定磁场的线圈，该磁芯所具有的形状使对被测定磁场的反磁场系数和对线圈产生的磁场的反磁场系数不同。尤其是在第6至第8实施形态中，磁芯具有的形状，使对施加的被测定磁场的反磁场系数大于对线圈所产生的磁场的反磁场系数。

下面将说明磁芯对施加的被测定磁场的反磁场系数，和磁芯对线圈所产生的磁场的反磁场系数。

被放置在平行磁场Hg的磁场中的磁性体中的磁场Hs用下列式(4)表示。

Hs＝Hg/{1+Ns(μs-1)}………(4)

在上式中，Ns为反磁场系数，μs为磁性体的相对导磁系数。在此处简单的说明反磁场系数。在被放置于磁场中的磁性体的两端，感应出与磁场相反方向的磁极。因此，磁性体内部的磁场成为从外部磁场中减去被感应出的磁极的磁场的值，成为小于外部磁场。磁性体内部磁场小于外部磁场的比例，用反磁场系数或自行退磁率的已知系数表示。磁性体的反磁场系数只由磁性体的形状决定。

以Hg表示被测定磁场，或被测定电流所产生的磁场时，在捧状磁芯，磁芯对Hg的反磁场系数Hs，和对卷绕在磁芯上的线圈产生的磁场(为简化使其近似平行磁场)的反磁场系数Hc变得相等。因此，在使用负反馈法时，用负反馈电流在线圈上产生的磁场必需是Hg。当在捧状磁芯上卷绕宽度b(m)之n圈的线圈时，在简单的近似法中，当线圈电流为i时，所产生的磁场为ni/b，在磁芯中的磁场Hc以下列式(5)表示。

Hc＝(ni/b)/{1+Nc(μs-1)}………(5)

在使用负反馈法时，因为Hs＝-Hc，所以在Ns＝Nc时可以获得下列式(6)的关系。

Hg＝-ni/b………(6)

因此，在Ns＝Nc时，磁轭的空隙长g不变，亦即Hg不变，负反馈电流i减小，或是相反地，负反馈电流i不增加，为使Hg变大，必须使线圈的卷绕宽度(线圈轴向长度)b变小，或是使圈数n增加。但是，任何一种情况都会由于线材太细等而受到限制。

但是，在此处磁芯对被测定磁场Hg的反磁场系数Hs和磁芯对卷绕在磁芯上的线圈所产生的磁场(为简化使其近似平行磁场)的反磁场系数Hc不同，当Ns＞Nc时，依照式(4)，(5)变成Hc＞Hs，其他的条件不变时可以使被测定磁场或被测定电流变大。

因为反磁场系数与磁通通过方向的磁性体的剖面积和长度相关，所以要使Ns＞Nc时，可以使磁芯对施加磁场的磁通的外观长度和磁芯对线圈所产生的磁场的磁通的外观长度不同。在简单实例中，其实现是在コ字形磁芯的纵棒部分卷绕线圈，沿纵捧部分的轴向施加被测定磁场，该コ字形磁芯具有：中央棒状部分；和从该棒状部分两端部沿与捧状部分轴向正交方向延伸的部分。

另外，使用公知的环形磁芯的通量闸元件对励磁磁场的反磁场系数为零，但是其构造和目的，效果与本发明的磁传感元件不同。前者的动作原理如下所述。前者因为环形磁芯内的励滋磁通成为圆环路径，所以平行施加的外部磁场所产生的磁通，在圆环路径的一部分加到环形磁芯内的励磁磁通，在另外一部分别相减。因此，在环形磁芯内产生的磁通的大部分和小部分加上外部磁场的磁通，如果在磁通变大的部分使磁芯饱和时，励磁磁通会漏出到磁芯外。假如励磁磁通成为一定时，该泄漏磁通的大小会受外部磁场大小的影响。因此，将包含有励磁绕组的环形磁芯全体插入到别的线圈，利用该线圈来检测该泄漏磁通，藉以检测外部磁场。与此不同，在本发明的磁传感元件中，卷绕在磁芯上的线圈成为用以检测外部磁场的线圈，通过检测该线圈的电感的变化来检测外部磁场，所以不需要泄漏磁通检测用的线圈。另外，在使用环形磁芯的通量闸元件中，完全不需要考虑使具有所希望的对外部磁场的反磁场系数的形状的加工。

第6实施形态

下面将说明本发明第6实施形态的磁传感元件。图9是剖面图，用来表示本实施形态的磁传感元件的结构。该磁传感元件是磁通量闸传感元件，具有磁芯1，和卷绕在该磁芯1上的用以检测所施加的被测定磁场的线圈2。该磁芯1对应于本发明的磁性体。

磁芯1是鼓型的磁芯，具有圆柱形状的芯部1a，和形成在该芯部1a两端部的圆板形状的突缘部1b。该磁芯1与被测定磁场和线圈2所产生的磁场均有关，形成开路磁路。其一例是芯部1a的直径为0.8mm，厚度为0.5mm，突缘部1b的直径为2mm，厚度为0.5mm。另外，其一例是磁芯1由Ni-Cu-Zn系列铁氧体材料形成，相对导磁系数μs为500。

线圈2卷绕在磁芯1的芯部1a的周围。线圈2的一例是以直径0.03mm的氨基甲酸脂被覆导线卷绕180圈形成。

图9所示的磁传感元件的电感为350μH，电感减半时的线圈电流为60mA。

下面将说明本实施形态的磁传感元件的作用。该磁传感元件被用在磁传感装置或电流传感装置。实质上，该磁传感元件，对于图9中以符号H表示的被测定磁场(包含由被测定电流产生的被测定磁场)，被配置成使芯部1a的轴向与其平行。例如，在使用大振幅激励法时，对于线圈2施加交流磁场，藉以使磁芯1在峰值时进入饱和区域，利用检测线圈2的电感的变化用来检测被测定磁场。另外，在使用负反馈法时，对线圈2供给负反馈电流藉以产生与被检测磁场相同大小的反方向磁场。

当对本实施形态的磁传感元件施加图9中用符号H所示的外部磁场(被测定磁场)时，要解析式地求得磁芯1对外部磁场的反磁场系数Hs，和对卷绕在磁芯1上的线圈2产生的磁场的反磁场系数Hc，会有困难，可以依照下面所述方式，根据实测值进行概算。

在图9所示的磁传感元件中，用以使线圈2的内部磁场为零的线圈电流，依照实际测试时当H＝1000AT/m时为5mA。另一方面，当反磁场系数Ns，Nc相等时，用以使线圈2内部的磁场成为零的线圈电流i，可以使用式(6)以下述方式近似地求得。

H＝(180Xi/1.5)×1000

当H＝1000AT/m时

i＝8.3mA

依照这种方式，用以使线圈2内部磁场成为零的线圈电流的实测值，在反磁场系数Ng，Nc相等时，成为线圈电流值的大约1/1.6。因此，从该电流值之比求得的反磁场系数变成为Ns＝1.6Nc。亦即，依照本实施形态的磁传感元件，当与反磁场系数Ns，Nc相等的情况比较时，对于相同的外部磁场(被测定磁场)，用以将其抵消的负反馈电流减少成为1/1.6。

在此处，等值的反磁场系数Ns远大于反磁场系数Nc的理由如下所述。亦即，以磁芯1的中心线上的磁路长度来看时，大致而言，磁芯1对被测定磁场的反磁场系数Ns，与直径0.8mm，长度2.5mm的磁芯的反磁场系数等价，磁芯1对线圈2所产生磁场的反磁场系数Nc与直径0.8mm，长度4mm的磁芯的反磁场系数等价，所以磁路的长度之比不会很大。

如以上所说明之方式，依照本实施形态的磁传感元件，因为磁芯1对施加的被测定磁场的反磁场系数Ns，和磁芯1对线圈2所产生的磁场的反磁场系数Nc不同，所以在将负反馈电流供给到线圈2时，当与2个反磁场系数Ns，Nc相等比较时，可以变化负反馈电流，可以很容易扩大磁场或电流的测定范围。特别是依照本实施形态，因为磁芯1对施加的被测磁场的反磁场系数Ns大于磁芯1对线圈2所产生磁场的反磁场系数Nc，所以在将负反馈电流供给到线圈2时，当与2个反磁场系数Ns，Nc相等的情况比较时，可以使负反馈电流变小，可以很容易测定大磁场或大电流。

第7实施形态

下面将说明本发明的第7实施形态的磁传感元件。图10是剖面图，用来表示本实施形态的磁传感元件的构造。本实施形态的磁传感元件与第6实施形态的磁传感元件同样具备有磁芯1和线圈2，另外，还设有被覆层3，利用使铁氧体粉混合在树脂涂料中所形成的磁性涂料，覆盖线圈2外侧而形成。被覆层3连结在磁芯1的2个突缘部1b之间。

其一实例是被覆层3的厚度为平均0.5mm，被覆层3的相对导磁系数为12。在本实施形态的磁传感元件中，线圈2的电感为1mH，电感减半的线圈电流为30mA。

在本实施形态中，以磁芯1和被覆层3作为磁芯来看时，该磁芯形成与被测定磁场有关的开路磁路，但是与线圈2所产生的磁场有关形成闭路磁路。因此，磁芯对线圈2所产生的磁场的反磁场系数Hc大幅度地减小。在这种情况下，用以使线圈2的内部磁场为零的线圈电流，依照实测当H＝1000AT/m时，成为2.4mA。依照此结果，等值的反磁场系数成为Hs＝3.5Nc。亦即，在本实施形态中，当与反磁场系数Ns，Nc相等的情况比较时，负反馈电流可以成为1/3以下。

本实施形态的其他构造，作用和效果与第6实施形态相同。

第8实施形态

下面将说明本发明的第8实施形态的电流传感装置。图11是电路图，用来表示本实施形态的电流传感装置的构造。本实施形态的电流传感装置的构成是使用第6实施形态的磁传感元件。另外，该电流传感装置包含有本实施形态的磁传感装置。

本实施形态的电流传感装置具备有磁轭62，被设置成包围被测定电流通过的导电部61，在其一部分具有间隙。另外，在磁轭62的间隙内配置有第6实施形态的磁测感元件。在图11所示的电流传感装置中，除去磁轭62的部分就成为磁传感装置。

下面将说明本实施形态的电流传感装置的电路构造。另外，运算放大器用的正、负电源电路依照习惯在图中未显示。

在线圈2的一端连接有检测线圈20的一端。测线圈20的另一期接地。在线圈2的另一端连接反馈电流路径用线圈6的一端。反馈电流路径用线圈6的另一端，通过电容器7接地。

电流传感装置还具有：驱动电路，具有在其一部分包含有线圈2的串联谐振电路，用来将在串联谐振电路流动的谐振电流作为交流电流供给到线圈2藉以使磁芯I达到饱和区城；和检测/反馈电路，通过检测与线圈2的电感变化对应的在线圈2流动的谐振电流的变化，来检测被测定磁场，同时通过将负反馈法用的负反馈电流供给到线圈2，用线圈2产生负反馈法用的负反馈磁场。该检测/反馈电路对应于本发明的负反馈装置。

驱动电路具有包含串联谐振电路的振荡电路。该振荡电路以下述方式构成。亦即，振荡电路具有晶体管11。晶体管11的基面通过谐振用电容器12连接到线圈2的另一端。晶体管11的基极连接反馈用电容器13的一端。反馈用电容器14一端和晶体管11的射极，连接到反馈用电容器13的另一端。反馈用电容器14另一端接地。晶体管11的射极通过负载用线圈15接地。晶体管11的集电极连接到电源输入端16，同时通过偏置电阻17连接到基极。该振荡留路成为克拉普(clapp)振荡电路的结构。当电容器12，13，14的电容量分别为Cs，Cb，Ce时，则Cs＜＜Cb，Ce。

检测/反馈电路依下述方式构成。在线圈2和检测用线圈20的连接点，连接有电容器21的一端，电容器21的另一端通过电阻22接地。这些电容器21和电阻22构成微分电路，用来对检测用线圈20的两端产生的电压进行微分，并输出与被测定磁场对应的信号。

在电容器21和电阻22的连接点连接有二极管23的阳极和二极管25的阴极。二极管23的阴极通过电容器24接地。二极管25的阳极通过电容器26接地。二极管23和电容器24构成正向峰值保持电路，二极管25和电容器26构成负向峰值保持电路。

在二极管23和电容器24的连接点，连接着电阻27的一端。在二极管25和电容器26的连接点，连接着电阻28的一端。各个电阻27，28的另一端连接到电阻31的一端。电阻27，28构成电阻加算电路，用来使在正向峰值保持电路中保持的正向输出值和在负向峰值保持电路中保持的负向输出值进行加算。在电阻31的一端出现与外部磁场对应的检测信号。

电阻31的另一端连接到运算放大器32的反相输入端。运算放大器32的非反相出入端通过电阻33接地。另外，运算放大器32的输出端通过电阻34连接到反相输入端。这些运算放大器32，电阻31，33，34构成反相放大器。

运算放大器32的输出端连接到输出检测用电阻35的一端。输出检测用电阻35的另一端连接到反馈电流路径用线圈6和电容器7的连接点。电阻35的一端通过电阻36连接到运算放大器38的非反相输入端，电阻35的另一端通过电阻37连接到运算放大器38的反相输入端。运算放大器38的非反相输入端通过电阻39接地。运算放大器38的输出端通过电阻40连接到反相输入端，同时连接到检测输出端41。运算放大器38和电阻36，37，39，40构成差动放大器。

另外，检测用线圈20，反馈电流路径用线圈6和电容器7作为驱动电路的振荡电路的一部分，亦作为检测/反馈电路的一部分。

下面将说明本实施形态的电流传感装置的作用。利用振荡电路对线圈2供给使磁芯1达到饱和区域的交流电流。该交流电流是谐振电流，对于被电源电压限制的电流值成为谐振电路的Q值倍。在本实施形态中使用检测谐振电流的波形变化的方法，该方法是取出线圈2的电感的变化作为电流传感装置的输出信号。具体地说，利用由电容器21和电阻22构成的微分电路，对与线圈2串联连接的大饱和电流的检测用线圈20两端的电压进行微分。另外，利用由二极管23和电容器25构成的正向峰值保持电路，保持微分电路输出的正向输出值，利用由二极管24和电容器26构成的负向峰值保持电路，保特微分电路输出的负向输出值，利用由电阻27，28构成的电阻加算电路使正向输出值和负向输出值进行加算，从而获得与外部磁场对应的检测信号。

当没有外部磁场时，检测用线圈20的两端的电压波形的微分波形中的正部分和负部分对称，微分波形的正负各峰值的值之和(绝对值之差)为零。与此不同，当线圈2被施加有外部磁场时，微分波形中的正部分和负部分成为非对称。其结果是微分波形的正负各峰值的值之和(绝对值之差)成为零以外的值，该值与外部磁场相关。因此，依照本实施形态时，可利用微分波形的正负的各峰值之和(绝对值之差)，来测定外部磁场。

依照这种方式，检测/反馈电路根据在线圈2中流动的谐振电流中的使磁芯1达到饱和区域的部分，检测被测定电流。或是该检测/反馈电路4根据在线圈2中流动的谐振电流中的正负非对称成分检测被测定磁场。

利用由电阻27，28构成的电阻加算电路所获得的检测信号，被由运算放大器32和电阻31，33，34构成的反相放大器进行反相放大，通过输出检测用电阻35，加到反馈电流路径用线圈6和电容器7的连接点。利用这种方式，经由反馈电流路径用线圈6对线圈2供给负反馈电流，向线圈2提供与外部磁场相反方向的磁动势。在本实施形态中，因为反相放大器具有正负两极性的输出，所以为使与外部磁场的正负(以一个方向及为正)对应的负正反馈电流从反相放大器输出端流到线圈2，所以将线圈2测的接地端接地。

外部磁场的测定以下述方式进行。利用输出检测用电阻35，将负反馈电流，即与外部磁场成正比的电流变换为电压，利用由运算放大器38和电阻35，36，31，40构成的差动放大器对该电压进行放大，然后将其施加到检测输出端41。从该检测输出端41输出与外部磁场对应的检测输出信号。

外部磁场和负反馈电流产生的磁动势的平衡，只要线圈2的安匝数不变该平衡就不变。因此，本实施形态的电流传感装置其灵敏度偏差很小，线性良好，而且对于温度和电源电压等的变化非常稳定。另外，用大振幅激励法的偏差在原理上为零，所以不会由于外来干扰而漂移。

下面将说明实际制成的电流传感装置的一具体实例。在该实例中，磁轭62使用由Mn-Zn系列的铁氧体形成的环形磁心。磁轭62的形状是外径20mm，内径10mm，厚度5mm，具有宽度8mm的间隙。电流传感装置的总体形状可以成为20mm×35mm×6mm的极小型。该电流传感装置用±5V的电源进行动作，当测定电流为零时，消耗电流为+27mA，-2mA。另外，在该电流传感装置中，由负反馈电流所造成的消耗电流增加，每10A测定电流时为5mA。另外，该电流传感装置的重量为10g。

图12表示通过被配置在磁轭62的内侧的导电部61的被测定电流与电流传感装置的输出电压的关系的一实例。如该图所示，依照本实施形态的电流传感装置时，可以在极宽广的电流值的范围获得具有良好线性的电压特性。另外，图12表示具有图11未示出的偏移补偿时的输出特性。

如以上所说明那样，依照本实施形态的电流传感装置，可以像使用负反馈法那样将负反馈电流所造成的消耗电流的增加抑制为最小限度，不会产生发热等问题，对于产业上，尤其是电动汽车和太阳能发电的直流电流的控制具有很大贡献。

另外，依照本实施形态时，因为将谐振电路的谐振电流供给到线圈2，所以可以很容易地将使磁芯1达到饱和区域的交流电流供给到线圈2。另外，除了线圈2外，在磁芯1不需要卷绕励磁用的线圈，所以构造简单。

另外，依照本实施形态时，因为通过对线圈2交流式并联连接的反馈电流路径用线圈6，对线圈2供给负反馈法用的负反馈电流，所以不会有谐振电流损失，可以很容易地将反馈电流供给到线圈2。

另外，依照本实施形态，通过对谐振电路插入检测用线圈20，不会使谐振电路的Q值下降，亦即，供给到线圈2的谐振电流不会发生不足，可以很简单地获得伏特级检测输出。另外，峰值保持电路也可以使用由二极管和电容器构成的简单的廉价电路。另外，检测用线圈20即使其电感量只为线圈2的电感量的百分之几，也可以获得很大的输出。因此，检测用线圈20可以减少圈数，通常因为饱和电流值很大，所以不会由于线圈2的驱动电流(谐振电流)而饱和。

利用这些技术，可以使用铁氧体磁芯等的饱和磁场大，非线性大的磁芯，因而可以使用大振幅法和负反馈法，使使用磁通量闸元件用来进行大磁场或大电流的检测成为可能。

除了可以抑制负反馈电流的增加这样的特征外，本实施形态的电流传感装置还具有下列特征。

(1)因为可以使用负反馈法，所以可以自动地改善灵敏度偏差和湿度特性。

(2)因此不需要灵敏度调整和温度特性校正。

(3)另外，亦不需要偏差调整。

(4)因为可以使用大振幅激励法，所以特性良好。

(5)传感器部不需要特殊的工作方法。

(6)因为利用谐振电流，所以可用低电压电源，高频率驱动传感线圈。

(7)因为不需要使用任何特殊材科或特殊工作方法就可以制造，电路也非常简单，所以可以极廉价地制造，能适应大量需要。

(8)频率响应性良好。

(9)因为利用谐振电流，所以消耗电力很少。

(10)因为构造简单，所以体积小，重量轻。

另外，图11所示的电流传感装置中的磁传感元件中可以使用第7实施形态的磁传感元件。另外，磁芯形状并不只限于第6或第7实施形态所示的形状，只要能够使对施加的被测定磁场的反磁场系数和对线圈所产生的磁场的反磁场系数不同，可以使用任意形状。

另外，在第8实施形态中所说明的实例是使用克拉普振荡电路作为振荡电路，但是本发明并不限于此，也可以使用考皮兹(colppits)振荡电路或哈特里(Hartley)振荡电路等其他振荡电路。

依照包含第6至第8实施形态的本发明的磁传感元件、磁传感装置或电流传感装置，因为磁芯对施加的被测定磁场的反磁场系数和磁芯对线圈所产生磁场的反磁场系数不同，所以在将负反馈电流供给线圈时，与2个反磁场系数相等情况比较时，变成可以改变负反馈电流，所以可以根容易地扩大磁场或电流的测定范围。

另外，在使磁芯对施加的被测定磁场的反磁场系数大于磁芯对线圈所产生的磁场的反磁场系数时，当将负反馈电流供给线圈的情况下，与2个反磁场系数相等的情况比较，负反馈电流可以变小，可以很容易测定大磁场或大电流。

根据以上的说明可知，可以实施本发明的各种形态和变化例。因此，在下列权利要范围的同等范围内，本发明亦可以实施上述最佳形态以外的形态。

Claims (34)

1.一种磁传感装置，其特征是具有：

磁检测部，用来输出与按照被测定磁场施加的磁场对应的信号；

负反馈装置，用来产生负反馈磁场，用以使上述磁检测部的输出，负反馈到上述磁检测部；和

磁性体，设置在上述磁检测部周围，或成为该磁检测部一部分，并使对上述被测定磁场的反磁场系数和对上述负反馈磁场的反磁场系数不同。

2.权利要求1的磁传感装置，其特征在于：

上述磁性体具有用以收纳上述磁检测部的空洞，并设置在上述磁检测部周围；和

上述磁检测部被收纳在上述磁性体的上述空洞内。

3.如权利要求1的磁传感装置，其特征在于：

上述磁检测部具有磁芯，和卷绕在该磁芯上的用以检测上述被测定磁场的线圈；

上述磁性体是成为上述磁检测部一部分上述磁芯。

4.一种磁传感装置，其特征在于：

磁检测部，用来输出与按照被测定磁场施加的磁场对应的信号：和

磁性体，具有用以收纳上述磁检测部的空洞；

上述磁检测部被收纳在上述磁性体的上述空洞内，

根据与上述磁性体形状相关的第1反磁场系数和与上述空洞的形状相关的第2反磁场系数的至少一方，将上述被测定磁场和施加在上述磁检测部的磁场之比设定成规定的值。

5.如权利要求4的磁传感装置，其特征在于：

上述空洞具有开口部，朝向与上述被测定磁场的磁通通过方向交叉的方向进行开口。

6.如权利要求4的磁传感装置，其特征在于：

上述磁检测部被配置在上述空洞内，使其具有与检测灵敏度相关的高灵敏度方向，使高灵敏度方向和上述被测定磁场的磁通通过方向一致。

7.如权利要求4的磁传感装置，其特征在于：

还具有负反馈磁场施加装置，用来对上述磁检测部施加负反馈磁场，用以使上述磁检测部的输出进行负反馈。

8.如权利要求7的磁传感装置，其特征在于：

上述负反馈磁场施加装置设置在上述空洞内，使上述磁性体对上述被测定磁场的反磁场系数和上述磁性体对上述负反馈磁场之反磁场系数不同。

9.如权利要求4的磁传感装置，其特征在于：

还具有基准磁场施加装置，用来对上述磁检测部施加基准交流磁场，藉以控制上述磁检测部对上述被测定磁场的特性。

10.如权利要求9的磁传感装置，其特征在于：

上述基准磁场施加装置设置在上述磁性体外部。

11.一种磁传感装置，其特征是具有：

磁通量闸磁传感元件，它具有磁芯，和卷绕在上述磁芯上的用以检测所施加之被测定磁场之线圈；和

检测装置，通过检测上述线圈的电感的变化，来检测被测定磁场；

上述磁芯所具有的形状使对上述被测定磁场的反磁场系数，和对上述线圈所产生的磁场的反磁场系数不同。

12.如权利要求11的磁传感装置，其特征在于：

上述磁芯所具有的形状使对上述被测定磁场的反磁场系数大于对上述线圈所产生磁场的反磁场系数。

13.如权利要求11的磁传感装置，其特征在于：

上述磁芯所具有的形状使与上述被测定磁场和上述线圈所产生的磁场的任何一个有关地形成开路磁路。

14.如权利要求11的磁传感装置，其特征在于：

上述磁芯所具有的形状使与上述被测定磁场有关地形成开路磁路，和与上述线圈所产生的磁场有关地形成闭路磁路。

15.如权利要求11的磁传感装置，其特征在于：

还具备有负反馈装置，通过将用以使上述检测装置的输出进行负反馈的负反馈电流供给上述线圈，从上述线圈产生负反馈磁场，用以使上述检测装置的输出进行负反馈。

16.一种电流传感装置，通过测定由被测定电流产生的被测定磁场，来测定被测定电流，其特征是具有：磁检测部，用来输出与按照被测定磁场施加的磁场对应的信号；负反馈装置，用来产生负反馈磁场，藉以使上述磁检测部的输出负反馈到上述磁检测部；和

磁性体，设置在上述磁检测部的周围，或成为该磁检测部的一部分，用来使对上述被测定磁场的反磁场系数和对上述负反馈磁场的反磁场系数不同。

17.如权利要求16的电流传感装置，其特征在于：

上述磁性体具有用以收纳上述磁检测部的空洞，并被设置在上述磁检测部的周围；

上述磁检测部被收纳在上述磁性体的上述空洞内。

18.如权利要求16的电流传感装置，其特征在于：

上述磁检测部具有磁芯，和卷绕在该磁芯上用以检测上述被测定磁场的线圈；

上述磁性体是成为上述磁检测部的一部分的上述磁芯。

19.一种电流传感装置，通过测定由被测定电流产生的被测定磁场，来测定被测定电流，其特征是具有：

磁检测部，用来输出与按照被测定磁场施加的磁场对应的信号；和

磁性体，具有用以收纳上述磁检测部的空洞；

上述磁检测部被收纳在上述磁性体的上述空洞内，

根据与上述磁性体的形状相关的第1反磁场系数和与上述空洞的形状相关的第2反磁场系数的至少一方，将上述被测定磁场与施加在上述磁检测部的磁场之比设定为规定的债。

20.权利要求的电流传感装置，其特征在于：

上述空洞具有开口部，朝向与上述被测定磁场的磁通通过方向交叉的方向进行开口。

21.如权利要求19的电流传感装置，其特征在于：

上述磁检测部配置在上述空洞内，具有与检测灵敏度相关的高灵敏度方向，使高灵敏度方向和上述被测定磁场的磁通通过方向一致。

22.如权利要求19的电流传感装置，其特征在于：

还具备有负反馈磁场施加装置，用来对上述磁检测部施加负反馈磁场，藉以使上述磁检测部的输出进行负反馈。

23.如权利要求22的电流传感装置，其特征在于：

上述负反馈磁场施加装置设置在上述空洞内，使上述磁性体对上述被测定磁场的反磁场系数和上述磁性体对上述负反馈磁场的反磁场系数不同。

24.如权利要求19的电流传感装置，其特征在于：

还具有基准磁场施加装置，用来对上述磁检测部施加基准交流磁场，藉以控制上述磁检测部对上述被测定磁场的特性。

25.如权利要求24的电流传感装置，其特征在于：

上述基准磁场施加装置设置在上述磁性体外部。

26.一种电流传感装置，通过测定由被测定电流产生的被测定磁场测定被测定电流，其特征是具有：

磁通量闸磁传感元件，它具有磁芯，和卷绕在上述磁芯上用以检测被施加的被测定磁场的线圈；和

检测装置，通过检测上述线圈的电感变化检测被测定磁场；

上述磁芯所具有的形状使对上述被测定磁场的反磁场系数与对上述线圈产生的磁场的反磁场系数不同。

27.如权利要求26的电流传感装置，其特征在于：

上述磁芯具有的形状使对上述被测定磁场的反磁场系数大于对上述线圈所产生的磁场的反磁场系数。

28.如权利要求26的电流传感装置，其特征在于：

上述磁芯所具有形状使与上述被测定磁场和上述线圈所产生的磁场的任何一个有关地形成开路磁路。

29.如权利要求26的电流传感装置，其特征在于：

上述磁芯所具有的形状使与上述被测定磁场有关地形成开路磁路，和使与上述线圈所产生的磁场有关地形成闭路磁路。

30.如权利要求26的电流传感装置，其特征在于：

还具有负反馈装置，通过将用以使上述检测装置的输出进行负反馈的负反馈电流供给上述线圈，从上述线圈产生负反馈磁场，用以使上述检测装置的输出进行负反馈。

31.一种磁传感元件，具有磁芯，和卷绕在上述磁芯上用以检测被施加的被测定磁场的线圈，其特征是：上述磁芯所具有的形状使对上述被测定磁场的反磁场系数与对上述线圈所产生的磁场的反磁场系数不同。

32.如权利要求31的磁传感元件，其特征在于：

上述磁芯所具有的形状使对上述被测定磁场的反磁场系数大于对上述线圈所产生的磁场的反磁场系数。

33.如权利要求31的磁传感元件，其特征在于：

上述磁芯所具有的形状使与上述被测定磁场和上述线圈所产生的磁场的任何一个有关地形成开路磁路。

34.如权利要求31的磁传感元件，其特征在于：上述磁芯所具有的形状使与上述被测定磁场有关地形成开路磁路，和使与上述线圈所产生的磁场有关地形成闭路磁路。

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