JP2016223994A - Current sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被測定電流経路に流れる電流を検出する電流センサに関する。 The present invention relates to a current sensor that detects a current flowing in a current path to be measured.
従来より、被測定電流経路に流れる電流を検出するように構成された電流センサが、例えば特許文献1で提案されている。具体的に、電流センサは、バイアス磁石、磁気センサ、及び演算回路を有して構成されている。
Conventionally, for example,
バイアス磁石は、被測定電流経路に被測定電流が流れることによって生じる電流磁界と垂直方向にバイアス磁界を生成する。磁気センサは、バイアス磁界と、第1、バイアス磁界で構成される合成磁界と、の成す角度θに応じたsinθを含む信号及びcosθを含む信号を出力する。演算回路は、磁気センサからsinθを含む信号及びcosθを含む信号を入力し、sinθ/cosθを演算することにより電流に比例したtanθに対応する信号をセンサ信号として出力する。 The bias magnet generates a bias magnetic field in a direction perpendicular to a current magnetic field generated when the current to be measured flows through the current path to be measured. The magnetic sensor outputs a signal including sin θ and a signal including cos θ according to an angle θ formed by a bias magnetic field and a first magnetic field composed of a first bias magnetic field. The arithmetic circuit inputs a signal including sin θ and a signal including cos θ from the magnetic sensor, and calculates sin θ / cos θ to output a signal corresponding to tan θ proportional to the current as a sensor signal.
しかしながら、上記従来の技術では、演算回路は磁気センサからsinθを含む信号及びcosθを含む信号の両方をデジタル信号処理するため、各信号に対応したA/D変換回路が必要になる。また、電流に対する応答性を高めるためにはA/D変換速度を上げる必要がある。これに伴ってA/D変換回路の規模が大きくなり、ひいては消費電流も大きくなってしまうという問題がある。 However, in the above conventional technique, since the arithmetic circuit performs digital signal processing on both the signal including sin θ and the signal including cos θ from the magnetic sensor, an A / D conversion circuit corresponding to each signal is required. Further, it is necessary to increase the A / D conversion speed in order to increase the response to current. Along with this, there is a problem that the scale of the A / D conversion circuit is increased and the current consumption is also increased.
本発明は上記点に鑑み、演算回路の回路規模及び消費電流を小さくすることができる構成を備えた電流センサを提供することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to provide a current sensor having a configuration capable of reducing the circuit scale and current consumption of an arithmetic circuit.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、被測定電流経路(200)に被測定電流が流れることによって生じる電流磁界(Bi)に対して垂直方向にバイアス磁界(Bb)を発生させる磁界発生部(120)を備えている。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a bias magnetic field (Bb) is generated in a direction perpendicular to the current magnetic field (Bi) generated when the current to be measured flows through the current path to be measured (200) The magnetic field generation part (120) to be made is provided.
また、複数の磁気抵抗素子(131〜134)を有し、複数の磁気抵抗素子(131〜134)が外部の磁場の影響を受けたときの複数の磁気抵抗素子(131〜134)の抵抗値の変化に基づいて、バイアス磁界(Bb)と、電流磁界(Bi)及びバイアス磁界(Bb)で構成される合成磁界(Bs)と、の成す角度θについてsinθの成分を含む正弦波信号を出力するセンサ素子(130)を備えている。 Moreover, it has several magnetoresistive elements (131-134), and the resistance value of several magnetoresistive elements (131-134) when several magnetoresistive elements (131-134) receive the influence of an external magnetic field. Output a sinusoidal signal including a sin θ component for an angle θ formed by a bias magnetic field (Bb) and a combined magnetic field (Bs) composed of a current magnetic field (Bi) and a bias magnetic field (Bb). The sensor element (130) to be provided is provided.
さらに、sinθの成分を当該sinθの成分に対応したtanθの成分に変換する変換マップが記憶されたメモリ(186)を有し、正弦波信号をデジタル信号に変換して入力すると共に変換マップに基づいてsinθの成分をtanθの成分に変換し、tanθの成分を含んだ信号をセンサ信号として取得する信号処理部(180)を備えていることを特徴とする。 Furthermore, a memory (186) storing a conversion map for converting the sin θ component into a tan θ component corresponding to the sin θ component is input, and the sine wave signal is converted into a digital signal and inputted, and based on the conversion map. And a signal processing unit (180) for converting a sin θ component into a tan θ component and acquiring a signal including the tan θ component as a sensor signal.
これによると、信号処理部(180)はsinθの成分をtanθの成分に変換する変換マップを予め有しているので、信号処理部(180)はセンサ素子(130)からcosθを含む余弦波信号を入力する必要がない。すなわち、信号処理部(180)において余弦波信号をデジタル信号に変換するA/D変換回路を不要にすることができる。したがって、信号処理部(180)においてA/D変換回路が占める回路規模及び消費電流を小さくすることができる。 According to this, since the signal processing unit (180) has a conversion map for converting the sin θ component into the tan θ component in advance, the signal processing unit (180) receives a cosine wave signal including cos θ from the sensor element (130). There is no need to enter. That is, an A / D conversion circuit that converts the cosine wave signal into a digital signal in the signal processing unit (180) can be eliminated. Therefore, the circuit scale and current consumption occupied by the A / D conversion circuit in the signal processing unit (180) can be reduced.
なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の一実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係る電流センサは、例えば、車載バッテリ等に接続されるバスバーに流れる被測定電流を検出するものである。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The current sensor according to the present embodiment detects, for example, a current to be measured flowing in a bus bar connected to an in-vehicle battery or the like.
図1及び図2に示されるように、電流センサ100は、基板110、磁界発生部120、センサ素子130、回路チップ140、リード150、及びモールド樹脂160を備えて構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
磁界発生部120は、検出対象であるバスバー200に被測定電流Iが流れることによって生じる電流磁界Biに対して垂直方向にバイアス磁界Bbを発生させるものである。磁界発生部120は、基板110の一面111に設置されている。磁界発生部120は、バイアス磁界Bbをセンサ素子130に印加する役割を果たす。なお、磁界発生部120は、例えば板状のバイアス磁石として構成されている。
The
センサ素子130は、外部の磁場の影響を受けたときに抵抗値が変化する複数の磁気抵抗素子を有する板状のチップ部品である。図2に示されるように、センサ素子130は磁界発生部120の上に配置されている。
The
回路チップ140は、センサ素子130から入力した信号に対して予め設定された演算を行うための信号処理回路を備えている。回路チップ140は、基板110の一面111に設置されている。
The
リード150は、外部と電流センサ100とを電気的に接続するための接続部品である。本実施形態では、複数のリード150が当該リード150の長手方向に垂直な方向に並べられている。そして、各リード150が図示しないワイヤを介して回路チップ140と電気的に接続されている。
The
モールド樹脂160は、基板110、磁界発生部120、センサ素子130、回路チップ140、及びリード150の一部を封止した封止部材である。具体的には、モールド樹脂160は、リード150のうち基板110側とは反対側の部分すなわちアウターリードの部分が露出するように、各部品を封止している。これにより、電流センサ100はモールドIC化されている。モールド樹脂160の材料として、例えばエポキシ樹脂等が採用される。
The
上記の構成を有する電流センサ100は、図1に示されるように、バスバー200に組み付けられる。具体的には、電流センサ100は、バスバー200に流れる電流方向すなわちバスバー200の長手方向とバイアス磁界Bbとが平行になるように、バスバー200に組み付けられる。言い換えると、電流センサ100は、バスバー200に流れる被測定電流Iによって生成される電流磁界Biとバイアス磁界Bbとが垂直となるように、バスバー200に組み付けられる。そして、センサ素子130には、バイアス磁界Bb及び電流磁界Biで構成される合成磁界Bsが印加されるようになっている。
The
次に、電流センサ100におけるセンサ素子130と回路チップ140の回路構成について説明する。図3に示されるように、センサ素子130は、4つの磁気抵抗素子131〜134がブリッジ回路を形成するように構成されている。
Next, the circuit configuration of the
各磁気抵抗素子131〜134は、図示しないが、下部電極の上にピン磁性層、非磁性層、フリー磁性層、及び上部電極が順に形成されたGMR素子として構成されている。ピン磁性層は磁化の向きが固定された強磁性金属層である。非磁性層はフリー磁性層からピン磁性層に電流を流すための層である。フリー磁性層は、外部の磁場の影響を受けて磁化の向きが変化する強磁性金属層である。なお、各磁気抵抗素子131〜134はそれぞれピン磁性層の磁化方向が互いに平行とされている。
Although not shown, each of the
そして、センサ素子130は、各磁気抵抗素子131〜134の磁化方向がバイアス磁界Bbと垂直となるように磁界発生部120の上に設置される。このため、図1に示されるように、バイアス磁界Bbと合成磁界Bsとの成す角度をθとすると、センサ素子130から出力される各ハーフブリッジの各中点の電圧は、正弦値すなわちsinθを含む正弦波信号となる。したがって、センサ素子130は、各磁気抵抗素子131〜134が外部の磁場の影響を受けたときの各磁気抵抗素子131〜134の抵抗値の変化に基づいて、バイアス磁界Bbと合成磁界Bsとの成す角度θについてsinθの成分を含む正弦波信号を出力する。
The
ここで、正弦波信号をVsinとすると、正弦波信号はVsin=A(t)・sinθ+Voff(t)で表される。バスバー200に被測定電流Iが流れることによってバスバー200に熱が発生するので、sinθの成分には温度に依存した振幅成分(A(t))及びオフセット成分(Voff(t))の各成分が含まれている。なお、振幅成分はセンサ素子130の感度に対応している。
Here, when the sine wave signal is Vsin, the sine wave signal is expressed by Vsin = A (t) · sin θ + Voff (t). Since heat is generated in the
回路チップ140は、温度センサ170及び信号処理部180を備えている。温度センサ170は、バスバー200に被測定電流Iが流れることによって生じる熱に起因した温度を検出する。つまり、温度センサ170は信号処理部180の温度を検出する。そして、温度センサ170は、温度情報を含んだ温度信号を第2A/D変換部182に出力する。温度センサ170は、例えば、回路チップ140を構成する基板に形成されたサーミスタや、ダイオード等の温度検出回路や、センサ素子130の出力から温度を推定する推定回路等で構成されている。
The
信号処理部180は、正弦波信号に含まれるsinθの成分を当該sinθの成分に対応したtanθの成分に変換する機能を有するデジタル回路である。このような信号処理部180は、第1A/D変換部181、第2A/D変換部182、振幅演算部183、オフセット演算部184、温度補正部185、メモリ186、演算部187、及びD/A変換部188を有している。
The
第1A/D変換部181は、センサ素子130から正弦波信号を入力してデジタル信号に変換する回路部である。第2A/D変換部182は、温度センサ170から温度信号を入力してデジタル信号に変換する回路部である。
The first A /
振幅演算部183は、乗算回路183a及び加減算回路183bを有している。乗算回路183aは、温度信号の温度情報が示す温度とメモリ186に記憶されたデータ(1TAMP)とを乗算する。加減算回路183bは、乗算回路183aの演算結果とメモリ186に記憶されたデータ(AMP)とを加減算する。これにより、振幅演算部183は、温度に依存した振幅を打ち消すためのパラメータ(A_T)を取得する。
The
オフセット演算部184は、乗算回路184a及び加減算回路184bを有している。乗算回路184aは、温度信号の温度情報が示す温度とメモリ186に記憶されたデータ(TOF)とを乗算する。加減算回路184bは、乗算回路184aの演算結果とメモリ186に記憶されたデータ(OFF)とを加減算する。これにより、オフセット演算部184は、温度に依存したオフセットを打ち消すためのパラメータ(Voff_T)を取得する。
The offset
温度補正部185は、加減算回路185a及び乗算回路185bを有している。加減算回路185aは、デジタル信号に変換された正弦波信号に対してオフセット演算部184で得られたパラメータを加算または減算することにより、正弦波信号に含まれる温度に依存するオフセット成分を消去する。また、乗算回路185bは、振幅演算部183で得られたパラメータを乗算することにより、正弦波信号に含まれる温度に依存する振幅成分を消去する。これにより、温度補正部185は、温度に依存しないsinθの成分を含んだ正弦波信号を取得する。すなわち、温度補正部185は、Vsin=sinθを得る。
The
なお、第1A/D変換部181に乗算回路185bが接続されることにより、正弦波信号に対して先に振幅成分が補正されるように回路構成されていても良い。
Note that the circuit configuration may be such that the amplitude component is corrected first with respect to the sine wave signal by connecting the
メモリ186は、振幅演算部183及びオフセット演算部184で用いられる各データと、演算部187で用いられる変換マップと、を記憶した記憶部である。
The
変換マップは、sinθの成分を当該sinθの成分に対応したtanθの成分に変換するためのデータである。図4に示されるように、変換マップは、横軸がsinθの成分に対応し、縦軸がtanθの成分に対応している。この変換マップに基づいてsinθの成分がtanθの成分に変換される。 The conversion map is data for converting a sin θ component into a tan θ component corresponding to the sin θ component. As shown in FIG. 4, in the conversion map, the horizontal axis corresponds to the component of sin θ, and the vertical axis corresponds to the component of tan θ. Based on this conversion map, the sin θ component is converted into a tan θ component.
具体的に、変換マップは、複数の分割点、1つもしくは複数の関数、及び複数の定数で構成されている。複数の分割点は、sinθの成分の最大値と最小値との間を複数の区間に分割するためのパラメータである。図4では、sinθの成分の最大値と最小値との間を9個の区間に分割するため、分割点は8個設定されている。 Specifically, the conversion map includes a plurality of division points, one or a plurality of functions, and a plurality of constants. The plurality of division points are parameters for dividing the maximum value and the minimum value of the sin θ component into a plurality of sections. In FIG. 4, since the interval between the maximum value and the minimum value of the sin θ component is divided into nine sections, eight division points are set.
なお、sinθの成分の最大値と最小値との間を2つの区間に分割する場合、分割点はsinθの成分の最大値に該当する分割点と、sinθの成分の最小値に該当する分割点と、sinθの成分の最大値と最小値との間の分割点と、の3個となる。 In addition, when dividing between the maximum value and the minimum value of the component of sin θ into two sections, the dividing point is a dividing point corresponding to the maximum value of the component of sin θ and a dividing point corresponding to the minimum value of the component of sin θ. And a dividing point between the maximum value and the minimum value of the component of sin θ.
関数は、複数の分割点のうち隣同士の分割点を結ぶN次の関数である。例えば2次関数の場合、当該関数はy=a・x2+b・x+cとして表される。yはtanθの成分に対応し、xはsinθの成分に対応する。関数は、全ての区間で共通していても良いし、区間毎に異なっていても良い。 The function is an Nth order function that connects adjacent dividing points among a plurality of dividing points. For example, in the case of a quadratic function, the function is expressed as y = a · x 2 + b · x + c. y corresponds to the component of tan θ, and x corresponds to the component of sin θ. The function may be common to all the sections, or may be different for each section.
定数は、複数の区間のうち隣同士の区間で関数が滑らかに繋がるように複数の区間毎に関数に対して設定されている。上記の2次関数の場合では、aは各区間に対応してa1からa9まで設定されている。また、bは各区間に対応してb1からb9まで設定されている。同様に、cは各区間に対応してc1からc9まで設定されている。関数が3次関数になれば、3次関数に応じた定数が用意される。 The constant is set for the function for each of the plurality of sections so that the functions are smoothly connected in adjacent sections among the plurality of sections. In the case of the above quadratic function, a is set from a1 to a9 corresponding to each section. Also, b is set from b1 to b9 corresponding to each section. Similarly, c is set from c1 to c9 corresponding to each section. If the function becomes a cubic function, a constant corresponding to the cubic function is prepared.
ここで、メモリ186は書き換え可能に構成されている。このため、複数の分割点は、メモリ186において書き換え可能に記憶されている。例えば、電流センサ100の製造時に初期値が記憶された状態で電流センサ100の設置状況等で後から各分割点の微調整が可能になっている。
Here, the
これは、電流センサ100がバスバー200に組み付けられた際に電流センサ100とバスバー200との位置関係等に応じて変換マップに微少なずれが生じる可能性がある。このため、この微少なずれを修正するために分割点の書き換えが可能になっている。このように、分割点が微調整された状態で電流センサ100が出荷されることが好ましい。
This is because when the
演算部187は、温度情報に基づいて温度特性の補正が行われた正弦波信号に対して変換マップに基づいてsinθの成分をtanθの成分に変換する回路部である。すなわち、演算部187は、複数の区間のうちsinθの成分に対応する区間の定数を関数に用いることによりsinθの成分からtanθの成分に変換する。これにより、演算部187は、tanθの成分を含んだ信号をセンサ信号として取得する。また、演算部187は当該センサ信号をD/A変換部188に出力する。
The
D/A変換部188は、演算部187で演算処理されたデジタル信号としてのセンサ信号をアナログ信号に変換する回路部である。D/A変換部188の出力が電流センサ100のセンサ出力として外部装置に出力される。以上が、本実施形態に係る電流センサ100の構成である。
The D /
次に、変換マップの作り方について説明する。図5に示されるように、はじめに、センサ素子130を用意して被測定電流Iを最小値から最大値までスイープさせる。これにより、sinθのデータを取得する。そして、取得したsinθのデータに対して8個の分割点を設定してメモリ186に書き込む。これにより、sinθの成分を9個の区分に分割する。
Next, how to create a conversion map will be described. As shown in FIG. 5, first, the
続いて、最小二乗法を用いて各区間でN次の関数及び定数を導き出す(補間関数算出)。また、当該関数及び定数をメモリ186に書き込み、仮の変換マップを作る。そして、被測定電流Iを最小値から最大値までスイープさせる。これにより、仮の変換マップを用いてtanθのデータを取得する。
Subsequently, an Nth order function and a constant are derived in each section using the least square method (interpolation function calculation). In addition, the function and constant are written into the
この後、仮の変換マップで得られたtanθの成分の誤差が均一か否かを判定する。すなわち、tanθの成分の誤差が所定の誤差許容範囲内に含まれているか否かを判定する。例えば、図6に示されるように、ある区間ではtanθの成分の誤差が所定の誤差許容範囲内に含まれる一方、別の区間では誤差が誤差許容範囲を超える。このようにtanθの成分の誤差が均一でない場合はメモリ186に分割点を書き込む工程に戻る。
Thereafter, it is determined whether or not the error of the tan θ component obtained by the temporary conversion map is uniform. That is, it is determined whether or not the error of the component of tan θ is included within a predetermined error allowable range. For example, as shown in FIG. 6, the error of the tan θ component is included in a predetermined error allowable range in a certain section, while the error exceeds the error allowable range in another section. As described above, when the error of the component of tan θ is not uniform, the process returns to the step of writing the dividing point in the
そして、先に書き込んだ分割点とは異なる分割点をメモリ186に書き込む。続いて、被測定電流Iを最小値から最大値までスイープさせて、仮の変換マップを用いてtanθのデータを取得する。再び、仮の変換マップで得られたtanθの成分の誤差が均一か否かを判定し、図7に示されるように全ての区間で誤差が所定の誤差許容範囲内に含まれる場合は変換マップが完成する。
Then, a dividing point different from the previously written dividing point is written in the
tanθの成分の誤差が所定の誤差許容範囲内に含まれない場合、tanθの成分の誤差が所定の誤差許容範囲内に含まれるまで、分割点の書き込み、補間関数算出、電流スイープ、tanθのデータ取得、及び誤差の判定を繰り返す。なお、図6及び図7では被測定電流Iのレンジ及び誤差のレンジは同じである。 When the error of the tan θ component is not included in the predetermined error allowable range, the division point is written, the interpolation function is calculated, the current sweep, and the tan θ data until the error of the tan θ component is included in the predetermined error allowable range. Repeat acquisition and error determination. 6 and 7, the range of the current I to be measured and the error range are the same.
上記のように作られた変換マップは、複数製造される電流センサ100に共通の変換マップとして各電流センサ100のメモリ186に書き込まれる。そして、各電流センサ100は出荷される。
The conversion map created as described above is written in the
電流センサ100は、次のように動作する。まず、バスバー200に被測定電流Iが流れると、センサ素子130がsinθの成分を含んだ正弦波信号を出力する。また、温度センサ170が温度信号を出力する。
The
信号処理部180は、温度信号に含まれる温度情報とメモリ186のデータとを用いて振幅演算部183及びオフセット演算部184によって温度に依存した振幅及びオフセットを打ち消すためのパラメータ(A_T、Voff_T)を取得する。
The
そして、信号処理部180は、振幅及びオフセットを打ち消すためのパラメータ(A_T、Voff_T)を用いて温度補正部185によって正弦波信号の温度特性を補正する。これにより、信号処理部180は、温度に依存しないsinθの成分を取得する。また、信号処理部180は、演算部187において変換マップを用いてsinθの成分をtanθの成分に変換する。tanθの成分が被測定電流Iの大きさに比例している。信号処理部180はこのtanθの成分を含んだセンサ信号を出力する。
Then, the
D/A変換部188はセンサ信号をデジタル信号に変換してセンサ出力として外部装置に出力する。外部装置はセンサ信号に基づいてバスバー200に流れる被測定電流Iを制御する。
The D /
以上説明したように、本実施形態の電流センサ100では、センサ素子130においてsinθの成分を含んだ正弦波信号のみを取得し、信号処理部180において変換マップを用いてsinθの成分からtanθの成分を取得することが特徴となっている。このように、信号処理部180は予め記憶された変換マップによってsinθの成分のみからtanθの成分が得られるので、電流センサ100はcosθを含む余弦波信号に関するA/D変換部が不要になる。したがって、信号処理部180においてA/D変換回路が占める回路規模及び消費電流を小さくすることができる。
As described above, in the
また、信号処理部180は、変換マップに基づいてsinθの成分をtanθの成分に変換する前に、温度補正部185によって正弦波信号の温度補正を行っているので、変換マップに温度特性を考慮する必要がない。すなわち、温度毎に複数のバリエーションの変換マップが不要になるので、信号処理部180は温度に依存しない1つの変換マップを持つだけで済むというメリットがある。
Further, since the
なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、バスバー200が特許請求の範囲の「被測定電流経路」に対応する。
As for the correspondence between the description of the present embodiment and the description of the claims, the
(他の実施形態)
上記各実施形態で示された電流センサ100の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。磁界発生部120とセンサ素子130との配置関係については、上述のように各磁気抵抗素子131〜134のピン磁性層の磁化方向とバイアス磁界Bbの方向との関係が維持できれば、どのような配置関係でも良い。また、センサ素子130の各磁気抵抗素子131〜134はGMR素子として構成されていたが、TMR素子として構成されていても良い。
(Other embodiments)
The configuration of the
上記の実施形態では、温度補正部185によって正弦波信号の温度補正を行っていたが、これは信号処理の一例である。したがって、電流センサ100は正弦波信号の温度補正を行わない構成でも良い。
In the above embodiment, the
上記の実施形態では、sinθの成分の最大値と最小値との間を分割点によって複数の区間に分割していたが、可能であればsinθの成分の最大値と最小値との間を1つの関数で近似しても良い。 In the above embodiment, the interval between the maximum value and the minimum value of the sin θ component is divided into a plurality of sections by dividing points. However, if possible, the interval between the maximum value and the minimum value of the sin θ component is 1. You may approximate with two functions.
上記の実施形態では、メモリ186に記憶された分割点のデータは書き換え可能になっていたが、これは一例である。例えば、メモリ186に記憶された分割点のデータは書き換え不可能になっていても良い。
In the above embodiment, the data of the division points stored in the
さらに、上記の実施形態では、電流センサ100は車載バッテリ等に接続されるバスバー200に流れる被測定電流Iを測定するように構成されていたが、これは電流センサ100の用途の一例である。したがって、測定対象は車両用のバスバー200に限られず、他の用途に用いられる配線に電流センサ100を適用しても良い。
Furthermore, in the above-described embodiment, the
120 磁界発生部
130 センサ素子
131〜134 磁気抵抗素子
180 信号処理部
186 メモリ
200 バスバー(被測定電流経路)
Bi 電流磁界
Bb バイアス磁界
Bs 合成磁界
DESCRIPTION OF
Bi current magnetic field Bb bias magnetic field Bs synthetic magnetic field
Claims (4)
複数の磁気抵抗素子(131〜134)を有し、前記複数の磁気抵抗素子(131〜134)が外部の磁場の影響を受けたときの前記複数の磁気抵抗素子(131〜134)の抵抗値の変化に基づいて、前記バイアス磁界(Bb)と、前記電流磁界(Bi)及び前記バイアス磁界(Bb)で構成される合成磁界(Bs)と、の成す角度θについてsinθの成分を含む正弦波信号を出力するセンサ素子(130)と、
前記sinθの成分を当該sinθの成分に対応したtanθの成分に変換する変換マップが記憶されたメモリ(186)を有し、前記正弦波信号をデジタル信号に変換して入力すると共に前記変換マップに基づいて前記sinθの成分を前記tanθの成分に変換し、前記tanθの成分を含んだ信号をセンサ信号として取得する信号処理部(180)と、
を備えていることを特徴とする電流センサ。 A magnetic field generator (120) for generating a bias magnetic field (Bb) in a direction perpendicular to a current magnetic field (Bi) generated by the current to be measured flowing through the current to be measured (200);
Resistance values of the plurality of magnetoresistive elements (131 to 134) when the plurality of magnetoresistive elements (131 to 134) are affected by an external magnetic field. A sinusoidal wave including a sin θ component with respect to an angle θ formed by the bias magnetic field (Bb) and a combined magnetic field (Bs) composed of the current magnetic field (Bi) and the bias magnetic field (Bb). A sensor element (130) for outputting a signal;
A memory (186) that stores a conversion map for converting the sin θ component into a tan θ component corresponding to the sin θ component, converts the sine wave signal into a digital signal, and inputs the digital signal to the conversion map. A signal processor (180) that converts the sin θ component into the tan θ component based on the signal and acquires a signal including the tan θ component as a sensor signal;
A current sensor comprising:
前記信号処理部(180)は、前記複数の区間のうち前記sinθの成分に対応する区間の定数を前記関数に用いることにより前記sinθの成分から前記tanθの成分に変換することを特徴とする請求項1または2に記載の電流センサ。 The transformation map includes a plurality of division points that divide between a maximum value and a minimum value of the sin θ component into a plurality of sections, and a function for connecting adjacent division points among the plurality of division points, A constant set for the function for each of the plurality of sections so that the functions are smoothly connected in adjacent sections among the plurality of sections,
The signal processing unit (180) converts the sin θ component to the tan θ component by using a constant of the interval corresponding to the sin θ component of the plurality of intervals for the function. Item 3. The current sensor according to Item 1 or 2.
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CN108594153A (en) * | 2018-04-08 | 2018-09-28 | 哈尔滨工业大学 | A kind of optical fiber current mutual inductor temperature and scale factory non-linearity by stages comprehensive compensation method |
CN109870602A (en) * | 2017-12-05 | 2019-06-11 | 日立金属株式会社 | Current sensor |
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- 2015-06-03 JP JP2015112937A patent/JP2016223994A/en active Pending
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