JP2005055287A - 磁界・電流センサ - Google Patents
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Abstract
【課題】電流センサの電源供給を容易とし、電流センサの小型化を図るとともに、電流センサの取付けを容易とする。
【解決手段】ＭＩ素子として機能する磁性体３と、該磁性体３に加えられた磁界に応じた検出信号を出力する検出回路と、前記検出回路からの信号を処理する演算回路を備えた周辺回路とから構成された磁界・電流センサであって、前記周辺回路を駆動するための電源供給手段としてシートバッテリ１を用い、該シートバッテリ１上に前記磁性体３を配置するとともに、前記シートバッテリ１の磁性体３の裏面に粘着剤２を設ける。
【選択図】 図１
【解決手段】ＭＩ素子として機能する磁性体３と、該磁性体３に加えられた磁界に応じた検出信号を出力する検出回路と、前記検出回路からの信号を処理する演算回路を備えた周辺回路とから構成された磁界・電流センサであって、前記周辺回路を駆動するための電源供給手段としてシートバッテリ１を用い、該シートバッテリ１上に前記磁性体３を配置するとともに、前記シートバッテリ１の磁性体３の裏面に粘着剤２を設ける。
【選択図】 図１
Description
本発明は、磁気インピーダンス素子を用いた磁界・電流センサに関する。以下では、電流センサについて説明するが、磁界センサについても全く同様に適用することができる。
従来、電流センサとしてはホール素子や磁気抵抗素子を用いるものがあるが、最近はＭａｇｎｅｔｏ Ｉｎｐｅｄａｎｃｅ（ＭＩ）効果を利用する磁気インピーダンス素子（ＭＩ素子）が出現している（特許文献１、非特許文献１参照）。
図５にこの種のＭＩ素子を用いた電流センサの電流計測例を示す。
図５において、ＭＩ素子103は、ガラス基板101上に磁性体または磁性膜102を形成したものであり、このＭＩ素子103を用いた電流センサは、測定対象となる電線100から所定の距離ｒ0だけ離れた位置に、ＭＩ素子103を配置して電流を計測するものである。
図６は、ＭＩ素子を用いた電流センサの周辺回路図であり、ＭＩ素子103に抵抗Ｒを介して発振器105が接続されるとともに、ＭＩ素子103に加えられた磁界に応じた検出信号を出力する検出回路と、前記検出回路からの信号を処理する演算回路等を備えている。
図５にこの種のＭＩ素子を用いた電流センサの電流計測例を示す。
図５において、ＭＩ素子103は、ガラス基板101上に磁性体または磁性膜102を形成したものであり、このＭＩ素子103を用いた電流センサは、測定対象となる電線100から所定の距離ｒ0だけ離れた位置に、ＭＩ素子103を配置して電流を計測するものである。
図６は、ＭＩ素子を用いた電流センサの周辺回路図であり、ＭＩ素子103に抵抗Ｒを介して発振器105が接続されるとともに、ＭＩ素子103に加えられた磁界に応じた検出信号を出力する検出回路と、前記検出回路からの信号を処理する演算回路等を備えている。
上記ＭＩ素子103に発振器105から正弦波またはパルス波信号を印加すると、図５の電線100を流れる電流Ｉによって生じる磁界でインピーダンスが変化し、これに比例する出力信号Ｓを得ることができる。なお、出力信号Ｓは、
Ｓ＝α×（Ｉ／ｒ0）
で表現できる。ここに、αは係数、Ｉは電線100に流れる電流、ｒ0は電線100とＭＩ素子103との距離を示している。
なお、104は上記回路を駆動させるための電源供給手段としてのバッテリ電源であり、上記回路を駆動させるためには、電池駆動型のバッテリ電源や、その他上位側からの電源供給が必要となる。
特開２００２−２４３７６６号公報
比嘉、外５名，「パルス電流励磁によるスパッタ薄膜マイクロＭＩセンサ」，日本応用磁気学会誌，１９９７，ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．４−２
Ｓ＝α×（Ｉ／ｒ0）
で表現できる。ここに、αは係数、Ｉは電線100に流れる電流、ｒ0は電線100とＭＩ素子103との距離を示している。
なお、104は上記回路を駆動させるための電源供給手段としてのバッテリ電源であり、上記回路を駆動させるためには、電池駆動型のバッテリ電源や、その他上位側からの電源供給が必要となる。
しかしながら、前記した従来構造の電流センサでは、電流センサの小型化、取付けの容易性を考慮した場合、従来の電池型のバッテリ電源を用いると、電流センサ自体の構造が大きくなるとともに、電流センサの取付けなどの取扱いが困難であるという欠点があった。
そこで、本発明の課題は、電流センサの電源供給を容易とし、電流センサの小型化を図るとともに、電流センサの取付けを容易とすることにある。
そこで、本発明の課題は、電流センサの電源供給を容易とし、電流センサの小型化を図るとともに、電流センサの取付けを容易とすることにある。
上記課題を解決するために、本発明は、ＭＩ素子として機能する磁性体と、該磁性体に加えられた磁界に応じた検出信号を出力する検出回路と、前記検出回路からの信号を処理する演算回路を備えた周辺回路とから構成された磁界・電流センサであって、前記周辺回路を駆動するための電源供給手段としてシートバッテリを用い、該シートバッテリ上に前記磁性体を配置するようにする。
また、前記磁界・電流センサにおいて、前記シートバッテリの磁性体の搭載面又はその裏面に粘着剤を設けるようにすると、電流センサの取付けが簡単に行え、容易に電流の測定が可能となる。
更に、前記磁界・電流センサにおいて、前記周辺回路を搭載したフレキシブルプリント基板を前記シートバッテリ上に設けるようにする、あるいは、前記周辺回路をＩＣ化し、このＩＣを前記シートバッテリ上に設けるようにしてもよい。
また、前記磁界・電流センサにおいて、前記シートバッテリの磁性体の搭載面又はその裏面に粘着剤を設けるようにすると、電流センサの取付けが簡単に行え、容易に電流の測定が可能となる。
更に、前記磁界・電流センサにおいて、前記周辺回路を搭載したフレキシブルプリント基板を前記シートバッテリ上に設けるようにする、あるいは、前記周辺回路をＩＣ化し、このＩＣを前記シートバッテリ上に設けるようにしてもよい。
更に、前記磁性体をつづら折れ形状とするようにしてもよい。
この発明によれば、
１）電源としてシートバッテリを用いることにより、電流センサの電源供給が容易になるとともに、電流センサの小型化を図ることが可能となる。
２）シートバッテリに粘着剤を設けたことにより、電流の測定対象を問わずに、容易に電流の測定が可能となり、電流センサの取付けが容易となる。
１）電源としてシートバッテリを用いることにより、電流センサの電源供給が容易になるとともに、電流センサの小型化を図ることが可能となる。
２）シートバッテリに粘着剤を設けたことにより、電流の測定対象を問わずに、容易に電流の測定が可能となり、電流センサの取付けが容易となる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、図１ないし図４において、従来例と同一部材には同一符号を付してその説明は省略する。
本発明の電流センサは、ＭＩ素子として機能する磁性体と、該磁性体に加えられた磁界に応じた検出信号を出力する検出回路と、前記検出回路からの信号を処理する演算回路を備えた周辺回路とから構成された磁界・電流センサにおいて、図６に示す周辺回路を駆動するための電源供給手段としてシート状の電源供給が可能なバッテリであるシートバッテリを用いるようにしたものである。
図１は、本発明の第１の実施の形態を示すシートバッテリ型電流センサの斜視図である。
図1において、第１の実施の形態のシートバッテリ型電流センサは、シートバッテリ１と、シートバッテリ１上に設けられたＭＩ素子として機能する磁性膜または磁性ワイヤ等の磁性体３とから構成されており、磁性体３が配置されたシートバッテリ１の裏面側には粘着剤２が設けられている。
本発明の電流センサは、ＭＩ素子として機能する磁性体と、該磁性体に加えられた磁界に応じた検出信号を出力する検出回路と、前記検出回路からの信号を処理する演算回路を備えた周辺回路とから構成された磁界・電流センサにおいて、図６に示す周辺回路を駆動するための電源供給手段としてシート状の電源供給が可能なバッテリであるシートバッテリを用いるようにしたものである。
図１は、本発明の第１の実施の形態を示すシートバッテリ型電流センサの斜視図である。
図1において、第１の実施の形態のシートバッテリ型電流センサは、シートバッテリ１と、シートバッテリ１上に設けられたＭＩ素子として機能する磁性膜または磁性ワイヤ等の磁性体３とから構成されており、磁性体３が配置されたシートバッテリ１の裏面側には粘着剤２が設けられている。
ここで、磁性体３は図５及び図６に示す従来例のＭＩ素子103に相当するものであり、シートバッテリ１は電源104に相当するものである。
このような構成とすることにより、電流センサ用の電源用バッテリを別途に設ける必要がなくなり、電流センサの電源供給が容易になるとともに、電流センサを小型化することができる。また、粘着剤をシートバッテリの裏面に設けたことにより、複雑な形状をした電流計測の対象物への取付けも可能となり、電流の測定対象を問わず、電流センサの取付けが簡単に行え、容易に電流の測定が可能となる。
なお、本実施例では、粘着剤をシートバッテリ１の裏面に設けたが、シートバッテリ１の磁性体の搭載面側に設けるようにしてもよい。また、粘着剤としては、接着剤、粘着テープ等が考えられる。
このような構成とすることにより、電流センサ用の電源用バッテリを別途に設ける必要がなくなり、電流センサの電源供給が容易になるとともに、電流センサを小型化することができる。また、粘着剤をシートバッテリの裏面に設けたことにより、複雑な形状をした電流計測の対象物への取付けも可能となり、電流の測定対象を問わず、電流センサの取付けが簡単に行え、容易に電流の測定が可能となる。
なお、本実施例では、粘着剤をシートバッテリ１の裏面に設けたが、シートバッテリ１の磁性体の搭載面側に設けるようにしてもよい。また、粘着剤としては、接着剤、粘着テープ等が考えられる。
図２は、本発明の第２の実施の形態を示すハイブリッド回路搭載のシートバッテリ型電流センサの斜視図である。
この第２の実施の形態のシートバッテリ型電流センサは、シートバッテリ１上に図６に相当する集積化された周辺回路４を搭載したフレキシブルプリント基板５を設けるようにしたものである。
このような構成とすることにより、第１の実施の形態で必要であった回路を別途設ける必要がなくなる。
図３は、本発明の第３の実施の形態を示すＩＣ回路搭載のシートバッテリ型電流センサの斜視図である。
この第３の実施の形態のシートバッテリ型電流センサは、図２に示したフレキシブルプリント基板に搭載された回路をＩＣ化し、このＩＣ６をシートバッテリ１上に搭載するように構成したものである。
この第２の実施の形態のシートバッテリ型電流センサは、シートバッテリ１上に図６に相当する集積化された周辺回路４を搭載したフレキシブルプリント基板５を設けるようにしたものである。
このような構成とすることにより、第１の実施の形態で必要であった回路を別途設ける必要がなくなる。
図３は、本発明の第３の実施の形態を示すＩＣ回路搭載のシートバッテリ型電流センサの斜視図である。
この第３の実施の形態のシートバッテリ型電流センサは、図２に示したフレキシブルプリント基板に搭載された回路をＩＣ化し、このＩＣ６をシートバッテリ１上に搭載するように構成したものである。
このような構成とすることにより、図２に示した電流センサよりもフレキシブルにシートバッテリを可動させることが可能となり、更に複雑な形状をした電流モニタリングの対象物への取付けが可能となる。また、回路をＩＣ化することにより、省電力化を図ることができる。
図４は、本発明の第４の実施の形態を示すＩＣ回路搭載のシートバッテリ型電流センサの斜視図である。
この第４の実施の形態のシートバッテリ型電流センサは、第１〜第３の実施形態の電流センサにおいて、シートバッテリ1上に設けられた磁性体として、磁性体32又は配線パターン33からなるつづら折れ形状とした磁性体31を用いたものである。図４では、シートバッテリ１上に第３の実施形態のＩＣ６を搭載した実施形態を示している。
図４は、本発明の第４の実施の形態を示すＩＣ回路搭載のシートバッテリ型電流センサの斜視図である。
この第４の実施の形態のシートバッテリ型電流センサは、第１〜第３の実施形態の電流センサにおいて、シートバッテリ1上に設けられた磁性体として、磁性体32又は配線パターン33からなるつづら折れ形状とした磁性体31を用いたものである。図４では、シートバッテリ１上に第３の実施形態のＩＣ６を搭載した実施形態を示している。
この第４の実施形態によれば、第１〜第３の実施形態の構成よりも高感度な電流センサを実現することが可能となる。
以上では、主として電流センサについて説明したが、この発明は、磁界センサについても同様に適用することができる。
以上では、主として電流センサについて説明したが、この発明は、磁界センサについても同様に適用することができる。
１ シートバッテリ
２ 粘着剤
３ 磁性体
４ 周辺回路
５ フレキシブルプリント基板
６ ＩＣ
３１ 磁性体
２ 粘着剤
３ 磁性体
４ 周辺回路
５ フレキシブルプリント基板
６ ＩＣ
３１ 磁性体
Claims (5)
- ＭＩ素子として機能する磁性体と、該磁性体に加えられた磁界に応じた検出信号を出力する検出回路と、前記検出回路からの信号を処理する演算回路を備えた周辺回路とから構成された磁界・電流センサであって、前記周辺回路を駆動するための電源供給手段としてシートバッテリを用い、該シートバッテリ上に前記磁性体を配置したことを特徴とする磁界・電流センサ。
- 前記シートバッテリの磁性体の搭載面又はその裏面に粘着剤を設けたことを特徴とする請求項１に記載の磁界・電流センサ。
- 前記周辺回路を搭載したフレキシブルプリント基板を前記シートバッテリ上に設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の磁界・電流センサ。
- 前記周辺回路をＩＣ化し、このＩＣを前記シートバッテリ上に設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の磁界・電流センサ。
- 前記磁性体をつづら折れ形状としたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の磁界・電流センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003286069A JP2005055287A (ja) | 2003-08-04 | 2003-08-04 | 磁界・電流センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003286069A JP2005055287A (ja) | 2003-08-04 | 2003-08-04 | 磁界・電流センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005055287A true JP2005055287A (ja) | 2005-03-03 |
Family
ID=34365495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003286069A Withdrawn JP2005055287A (ja) | 2003-08-04 | 2003-08-04 | 磁界・電流センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005055287A (ja) |
-
2003
- 2003-08-04 JP JP2003286069A patent/JP2005055287A/ja not_active Withdrawn
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