JP2934255B2 - 磁気センサ - Google Patents
磁気センサInfo
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- JP2934255B2 JP2934255B2 JP1126794A JP12679489A JP2934255B2 JP 2934255 B2 JP2934255 B2 JP 2934255B2 JP 1126794 A JP1126794 A JP 1126794A JP 12679489 A JP12679489 A JP 12679489A JP 2934255 B2 JP2934255 B2 JP 2934255B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電流の測定などに用いられる磁気センサに関
するものである。
するものである。
［従来の技術］ 導線中を流れる電流を磁気的に計測する場合、例えば
第９図に示すような磁性体コアと磁電変換素子であるホ
ール素子を組合せた磁気センサが使用される。すなわ
ち、閉磁路をなす磁性体コア１に設けた空隙1A内にホー
ル素子からなる感磁素子２を挿入し、導線３を流れる電
流によって生ずる磁束を感磁素子２によって検出し、検
出結果をリード線2Aによって電源増幅器へ導いて、電流
値を計測している。
第９図に示すような磁性体コアと磁電変換素子であるホ
ール素子を組合せた磁気センサが使用される。すなわ
ち、閉磁路をなす磁性体コア１に設けた空隙1A内にホー
ル素子からなる感磁素子２を挿入し、導線３を流れる電
流によって生ずる磁束を感磁素子２によって検出し、検
出結果をリード線2Aによって電源増幅器へ導いて、電流
値を計測している。
第10図は第９図におけるコア空隙部の拡大断面図であ
る。ホール素子２は以下に説明する構造を有するが基本
は特開昭61−256776号公報に記載の内容に従っている。
すなわち、表面にリード線2Aのパターンを有するリード
フレーム2B上に、接着層2Cによって磁性基板2Dが接着さ
れ、その上に絶縁層2Eを介して薄膜状の感磁部2Fが設け
れている。感磁部2Fには電極2Gが設けられワイヤ2Hによ
ってリード線２に接続されている、さらに感磁部2Fの上
には接着層2Iによって磁束集中用の磁性体片2Jが接着さ
れている。そして以上の構造の全体が樹脂2Kによって封
止されている、このようなホール素子がコア１の空隙に
挿入されてコア１の一方または双方の端面に接着剤2L
（および2M）によって接着されている。従って、コア１
の端面とホール素子２との間には接着剤（または空気）
からなクリアランスが必ず存在している。
る。ホール素子２は以下に説明する構造を有するが基本
は特開昭61−256776号公報に記載の内容に従っている。
すなわち、表面にリード線2Aのパターンを有するリード
フレーム2B上に、接着層2Cによって磁性基板2Dが接着さ
れ、その上に絶縁層2Eを介して薄膜状の感磁部2Fが設け
れている。感磁部2Fには電極2Gが設けられワイヤ2Hによ
ってリード線２に接続されている、さらに感磁部2Fの上
には接着層2Iによって磁束集中用の磁性体片2Jが接着さ
れている。そして以上の構造の全体が樹脂2Kによって封
止されている、このようなホール素子がコア１の空隙に
挿入されてコア１の一方または双方の端面に接着剤2L
（および2M）によって接着されている。従って、コア１
の端面とホール素子２との間には接着剤（または空気）
からなクリアランスが必ず存在している。
［発明が解決しようとする課題］ 磁性体コアと感磁素子を組合せた従来の磁気センサ
は、コア空隙部の非磁性空隙が大きいため、理想的には
完全な閉ループをなすべきコアの磁路の磁気抵抗が大き
かった。従って、例えば導線を流れる電流によって生起
された磁束のうち、コア断面の外部を通過する磁束、い
わゆる漏洩磁束が増加して、感磁素子が検出する磁束は
減少する。そのため磁気センサとしての感度、すなわち
被検出電流によって生起される磁束に対する感磁素子の
出力が低減した。
は、コア空隙部の非磁性空隙が大きいため、理想的には
完全な閉ループをなすべきコアの磁路の磁気抵抗が大き
かった。従って、例えば導線を流れる電流によって生起
された磁束のうち、コア断面の外部を通過する磁束、い
わゆる漏洩磁束が増加して、感磁素子が検出する磁束は
減少する。そのため磁気センサとしての感度、すなわち
被検出電流によって生起される磁束に対する感磁素子の
出力が低減した。
非磁性空隙が大きくなる理由は、 すでに作製されている感磁素子を挿入するために、コ
ア空隙に感磁素子の厚さより余裕をみるクリアランスが
ある。
ア空隙に感磁素子の厚さより余裕をみるクリアランスが
ある。
感磁素子を形成し、あるいは封止するため厚さ方向に
リードフレームおよびモールド樹脂がある。
リードフレームおよびモールド樹脂がある。
などによる。は空気間隙層あるいは接着剤層からな
り、一方は非磁性金属およびモールド樹脂層からなる
が、ともに非磁性体のためコアの磁気抵抗が大きく、例
えば微小電流などによる微弱磁界の計測は困難であっ
た。
り、一方は非磁性金属およびモールド樹脂層からなる
が、ともに非磁性体のためコアの磁気抵抗が大きく、例
えば微小電流などによる微弱磁界の計測は困難であっ
た。
たとえば、電気機器の漏電を検出して、人体の感電や
機器の損傷に至ることを未然に防ぐ漏電センサなどにお
いては、15〜100mAの微小電流を検出できる電流センサ
を必要とするが、外乱ノイズよりも十分大きい出力信号
を得ることは微弱磁界のため困難であった。
機器の損傷に至ることを未然に防ぐ漏電センサなどにお
いては、15〜100mAの微小電流を検出できる電流センサ
を必要とするが、外乱ノイズよりも十分大きい出力信号
を得ることは微弱磁界のため困難であった。
本発明は上述した従来の難点を克服し、コアの非磁性
空隙が小さく、高い感度を有する磁気センサを提供する
ことを目的とする。
空隙が小さく、高い感度を有する磁気センサを提供する
ことを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明による磁気センサは、空隙部を挟んで互いに対
向する端面を有し、かつ該空隙部を含んで閉磁路を構成
する分割された磁性体コアの、前記端面間に感磁素子が
形成された磁気センサであって、一方の磁性体コアの端
面上に絶縁層を介して感磁部が形成され、さらに該感磁
部上に磁性体片が配設され、該磁性体片が他方の磁性体
コアの端面と接しあるいは他方の磁性体コアの一部であ
ることを特徴とする。
向する端面を有し、かつ該空隙部を含んで閉磁路を構成
する分割された磁性体コアの、前記端面間に感磁素子が
形成された磁気センサであって、一方の磁性体コアの端
面上に絶縁層を介して感磁部が形成され、さらに該感磁
部上に磁性体片が配設され、該磁性体片が他方の磁性体
コアの端面と接しあるいは他方の磁性体コアの一部であ
ることを特徴とする。
具体的には、微弱磁界においても十分な磁束がコアに
生起するように、非磁性空隙を極小化する。その手段と
して特公昭53−46676号公報に示される磁性体が露出し
ているホール素子をコア空隙に挿入すれば、第10図で介
在しているリードフレームおよびモールド樹脂からある
非磁性空隙が除去でき、さらに、第11図，第12図のよう
な磁性体2J′が突起部を有する磁気センサユニットを挿
入すれば、工業的に量産性が良く、平均して高感度の磁
気センサが安定に得られる。
生起するように、非磁性空隙を極小化する。その手段と
して特公昭53−46676号公報に示される磁性体が露出し
ているホール素子をコア空隙に挿入すれば、第10図で介
在しているリードフレームおよびモールド樹脂からある
非磁性空隙が除去でき、さらに、第11図，第12図のよう
な磁性体2J′が突起部を有する磁気センサユニットを挿
入すれば、工業的に量産性が良く、平均して高感度の磁
気センサが安定に得られる。
しかし、これらの方法では１アンペアターン（AT）程
度以上の電流測定に相当する磁界測定は可能であるが、
上記の0.1AT程度までの測定ではさらに非磁性空隙を縮
小しなければならない。そこで本発明では、第９図のよ
うに、単体の磁気センサユニット（ホール素子２）をコ
ア空隙に挿入する方法をとらず、コア端面の一方の表面
に感磁素子を直接形成して、挿入法で不可避だったクリ
アランス2L,2Mを除去して非磁性空隙を極小にした。
度以上の電流測定に相当する磁界測定は可能であるが、
上記の0.1AT程度までの測定ではさらに非磁性空隙を縮
小しなければならない。そこで本発明では、第９図のよ
うに、単体の磁気センサユニット（ホール素子２）をコ
ア空隙に挿入する方法をとらず、コア端面の一方の表面
に感磁素子を直接形成して、挿入法で不可避だったクリ
アランス2L,2Mを除去して非磁性空隙を極小にした。
［作 用］ 本発明においては、第１図に示すように、２個または
３個以上に分割されたコア4Aおよび4Bを使用し、空隙部
の露出された端面上に感磁素子５を形成した後、コア4A
および4Bの、空隙部と反対側の接合面4Cで接合する。
３個以上に分割されたコア4Aおよび4Bを使用し、空隙部
の露出された端面上に感磁素子５を形成した後、コア4A
および4Bの、空隙部と反対側の接合面4Cで接合する。
本発明によれば、感磁部の両側は、絶縁層および接着
層が介在するだけでコアおよび磁性体に挟まれ、第１図
のように絶縁層，感磁部および接着層からなる非磁性空
隙ｄはｄ＝20〜30μｍと小さい。第10図に示した従来の
構造では、非磁性空隙はｄ＝1.0〜1.5mmであり大きく、
また第11図および第12図の構造でもクリアランス2L,2M
の20〜30μｍを合わせるとｄ＝30〜80μｍとなる。
層が介在するだけでコアおよび磁性体に挟まれ、第１図
のように絶縁層，感磁部および接着層からなる非磁性空
隙ｄはｄ＝20〜30μｍと小さい。第10図に示した従来の
構造では、非磁性空隙はｄ＝1.0〜1.5mmであり大きく、
また第11図および第12図の構造でもクリアランス2L,2M
の20〜30μｍを合わせるとｄ＝30〜80μｍとなる。
ここで、非磁性空隙と磁束密度および感度との関係を
述べる。
述べる。
例えば第９図に示したように、コア１に巻かれた導線
３に流れる電流I1による起磁力をNI1とした時、コアの
比透磁率μｒが十分大きく、かつコアの磁路長に対して
空隙ｄが小さければ、空隙内の磁束は磁束密度Ｂに関し
て Ｂ≒μoNI1/d …（１） 但しμｏ＝真空透磁率となる。この磁束密度が感磁部
に印加すると、例えばホール素子の出力VHに関して VH＝KHBIC＝KH（μoNI1）IC/d …（２） ここでKH＝積感度、IC＝ホール素子駆動電流（一定）で
あるから、電流I1を磁気的に検出する磁気センサとして
の感度VH/I1は VH/I1＝KHμoNIC/d …（３） となる。（３）式より感度は比磁性空隙に反比例するこ
とが判る。
３に流れる電流I1による起磁力をNI1とした時、コアの
比透磁率μｒが十分大きく、かつコアの磁路長に対して
空隙ｄが小さければ、空隙内の磁束は磁束密度Ｂに関し
て Ｂ≒μoNI1/d …（１） 但しμｏ＝真空透磁率となる。この磁束密度が感磁部
に印加すると、例えばホール素子の出力VHに関して VH＝KHBIC＝KH（μoNI1）IC/d …（２） ここでKH＝積感度、IC＝ホール素子駆動電流（一定）で
あるから、電流I1を磁気的に検出する磁気センサとして
の感度VH/I1は VH/I1＝KHμoNIC/d …（３） となる。（３）式より感度は比磁性空隙に反比例するこ
とが判る。
前述した0.1ATに相当する磁界の電流をホール素子の
出力信号強度上で制度よく計測できる50〜60ガウス以上
の磁束密度を生起させる為には、空隙長ｄが（１）式よ
り20μｍ程度以下でなければならない。本発明はこれを
実現したものである。
出力信号強度上で制度よく計測できる50〜60ガウス以上
の磁束密度を生起させる為には、空隙長ｄが（１）式よ
り20μｍ程度以下でなければならない。本発明はこれを
実現したものである。
［実施例］ 以下に図面を参照して本発明の実施例を説明する。
第１図は本発明の第１の実施例を示し、第２図はその
コア空隙部の拡大断面図である。リング状のフェライト
コアはコア4A,4Bに２分割され、感磁素子５を挟んだ空
隙と接合面4Cを介して閉磁路をなしている。第２図の例
では感磁素子５としてホール素子を用いている。この実
施例では、ホール素子の主要部は絶縁層5B,感磁部5C,電
極5D,磁性体片5Eおよびリード線5Aからなっている。コ
ア4Bの端面上に接着剤層および補強層からなる厚さ平均
10μｍの絶縁層5Bおよび厚さ平均１μｍの感磁部5Cが設
けられている。感磁部5Cは、厚さ平均６μｍの電極5Dに
ハンダ接続されている厚さ0.1〜0.3mmのリード線5Aを経
由して系外の電源増幅器に接続されている。さらに厚さ
約1mmの磁性体片5Eが接着剤層および保護層からなる厚
さ平均10μｍの接着層5Fを介して感磁部5Cに固定されて
いる。磁性体片5Eの他端はコア4Aの端面に接している。
空隙部の空間には充填剤5Gが充填され、封止されてい
る。
コア空隙部の拡大断面図である。リング状のフェライト
コアはコア4A,4Bに２分割され、感磁素子５を挟んだ空
隙と接合面4Cを介して閉磁路をなしている。第２図の例
では感磁素子５としてホール素子を用いている。この実
施例では、ホール素子の主要部は絶縁層5B,感磁部5C,電
極5D,磁性体片5Eおよびリード線5Aからなっている。コ
ア4Bの端面上に接着剤層および補強層からなる厚さ平均
10μｍの絶縁層5Bおよび厚さ平均１μｍの感磁部5Cが設
けられている。感磁部5Cは、厚さ平均６μｍの電極5Dに
ハンダ接続されている厚さ0.1〜0.3mmのリード線5Aを経
由して系外の電源増幅器に接続されている。さらに厚さ
約1mmの磁性体片5Eが接着剤層および保護層からなる厚
さ平均10μｍの接着層5Fを介して感磁部5Cに固定されて
いる。磁性体片5Eの他端はコア4Aの端面に接している。
空隙部の空間には充填剤5Gが充填され、封止されてい
る。
上述した構造により、コア4Aおよびコア4Bの両端面間
の非磁性空隙ｄは絶縁層，感磁部および接着層のみから
なり、平均21μｍとなる。すなわち、従来構造で非磁性
空隙を増大させた種原因の挿入用クラアランス，モール
ド樹脂層およびリード線は、本実施例では非磁性空隙か
ら除かれ、0.1AT程度までの電流測定に相当する磁界測
定が磁性コアとの組合せが可能となった。
の非磁性空隙ｄは絶縁層，感磁部および接着層のみから
なり、平均21μｍとなる。すなわち、従来構造で非磁性
空隙を増大させた種原因の挿入用クラアランス，モール
ド樹脂層およびリード線は、本実施例では非磁性空隙か
ら除かれ、0.1AT程度までの電流測定に相当する磁界測
定が磁性コアとの組合せが可能となった。
次に、本磁気センサの製法を述べる。まず、コア4Bの
端面に、蒸着法で形成した薄膜状のInSbInAs、あるいは
InまたはGaを含む化合物半導体からなる感磁部2Fと、そ
の表面にスパッタ法または蒸着法で形成した非透湿性の
SiO2あるいはSiOなどからなる補強層とを接着剤層によ
り固定した。次に、厚さ平均６μｍの電極5Dを設けた。
上述の構造は例えば特公昭53−46676号公報に開示され
ている公知のものでよい。さらに一辺が約1mmの立方体
の磁性体片5Eを厚さ平均10μｍの接着層5Fで固定し、リ
ード線5Aをハンダで電極5Dに接続した。その後コア4Aを
重ね、充填材5Gとしてエポキシ樹脂を使用してコア4Aお
よびコア4Bを結合した。コア4Aおよびコア4Bの他の端面
はやはり、エポキシ樹脂６を使用して直接両コアを接合
した。
端面に、蒸着法で形成した薄膜状のInSbInAs、あるいは
InまたはGaを含む化合物半導体からなる感磁部2Fと、そ
の表面にスパッタ法または蒸着法で形成した非透湿性の
SiO2あるいはSiOなどからなる補強層とを接着剤層によ
り固定した。次に、厚さ平均６μｍの電極5Dを設けた。
上述の構造は例えば特公昭53−46676号公報に開示され
ている公知のものでよい。さらに一辺が約1mmの立方体
の磁性体片5Eを厚さ平均10μｍの接着層5Fで固定し、リ
ード線5Aをハンダで電極5Dに接続した。その後コア4Aを
重ね、充填材5Gとしてエポキシ樹脂を使用してコア4Aお
よびコア4Bを結合した。コア4Aおよびコア4Bの他の端面
はやはり、エポキシ樹脂６を使用して直接両コアを接合
した。
以上の構造で注意を要するのは、磁性体片5Eが接着固
定磁に斜方向に傾くのを防止することである。その理由
は、磁性体片5Eが傾いて固定されると、非磁性空隙が増
大することに加えて磁束が偏倚し、感磁部の十字状部分
の磁束密度が減少して磁気センサの感度が悪化すること
による。傾き防止の方法は接着時に磁性体片5Eを治具等
により均圧することや、磁性体片5Eの形状をいわゆる横
長にするなどの工夫である。因みに磁性体片5Eは、本発
明では非磁性空隙の短縮が主目的であるため、ホール素
子単体で使われる場合のように感度を向上させようとし
て、いわゆる縦長の形状で反磁場係数を大きくする必要
はなく、形状の工夫で傾き防止は可能である。
定磁に斜方向に傾くのを防止することである。その理由
は、磁性体片5Eが傾いて固定されると、非磁性空隙が増
大することに加えて磁束が偏倚し、感磁部の十字状部分
の磁束密度が減少して磁気センサの感度が悪化すること
による。傾き防止の方法は接着時に磁性体片5Eを治具等
により均圧することや、磁性体片5Eの形状をいわゆる横
長にするなどの工夫である。因みに磁性体片5Eは、本発
明では非磁性空隙の短縮が主目的であるため、ホール素
子単体で使われる場合のように感度を向上させようとし
て、いわゆる縦長の形状で反磁場係数を大きくする必要
はなく、形状の工夫で傾き防止は可能である。
なお、コア4Aおよびコア4Bの端面は一辺5mmの正方
形、またコア全体はリング状で外径を30mmとした。
形、またコア全体はリング状で外径を30mmとした。
以下に本発明の他の実施例を示すが基本的な構造は第
１の実施例と同様であり、同一部分は説明を省略する。
第３図に本発明の第２の実施例を示す。本実施例は電極
5dとリード線5Aをワイヤ5Hで接続する構造である。電極
50を形成した後に、接着層5Iを介して絶縁層5Bにリード
線5Aを固定する。次にワイヤボンド法により金線のワイ
ヤ5Hで電極5Dとリード線5Aとを接続した。この構造によ
り、自動ワイヤボンド機が使えるため、磁気センサは量
産時の製造が容易となる利点がある。
１の実施例と同様であり、同一部分は説明を省略する。
第３図に本発明の第２の実施例を示す。本実施例は電極
5dとリード線5Aをワイヤ5Hで接続する構造である。電極
50を形成した後に、接着層5Iを介して絶縁層5Bにリード
線5Aを固定する。次にワイヤボンド法により金線のワイ
ヤ5Hで電極5Dとリード線5Aとを接続した。この構造によ
り、自動ワイヤボンド機が使えるため、磁気センサは量
産時の製造が容易となる利点がある。
第４図に本発明の第３の実施例を示す。本実施例は、
コア4Aの端面に高さ0.1〜0.3mmの突起部4Dを設け、張出
部分が感磁部に近接するようにしたものである。コア4A
およびコア4Bの両端面間に充填剤5Gを注入する際に非磁
性空隙が所定の値以下になるように突起部4Dの高さを例
えばリード線の厚さに等しく定めてある。そのため、コ
ア4Aの基部端面4Eがリード線5Aに接する構造することに
よって両端面の間隙、特に非磁性空隙を規定することが
できる。本実施例でコア4Aおよびコア4Bの間に挟む1mm
角の立方体の磁性体片（第２図および第３図の5E）がコ
ア4Aの一部であるため、磁気センサの製造時に磁性体片
の接着工程を省ける利点がある。
コア4Aの端面に高さ0.1〜0.3mmの突起部4Dを設け、張出
部分が感磁部に近接するようにしたものである。コア4A
およびコア4Bの両端面間に充填剤5Gを注入する際に非磁
性空隙が所定の値以下になるように突起部4Dの高さを例
えばリード線の厚さに等しく定めてある。そのため、コ
ア4Aの基部端面4Eがリード線5Aに接する構造することに
よって両端面の間隙、特に非磁性空隙を規定することが
できる。本実施例でコア4Aおよびコア4Bの間に挟む1mm
角の立方体の磁性体片（第２図および第３図の5E）がコ
ア4Aの一部であるため、磁気センサの製造時に磁性体片
の接着工程を省ける利点がある。
第５図に本発明の第４の実施例を示す。本実施例は、
コア4Bの端面の側方に支持体７を取り付け、コア4Bの端
面と支持体７の上面を同一平面として、絶縁層5Bおよび
感磁部5Cを設けたものである。コア4Aと4Bは接着層８を
介して固定される。また、強度を高める必要があれば支
持体７、電極5Dおよびリード線5Aの周囲が接着剤９によ
り固定される。本実施例は磁性体片の接着やコア端面の
段差加工が不要で、コア構造が単純である利点を持つ。
コア4Bの端面の側方に支持体７を取り付け、コア4Bの端
面と支持体７の上面を同一平面として、絶縁層5Bおよび
感磁部5Cを設けたものである。コア4Aと4Bは接着層８を
介して固定される。また、強度を高める必要があれば支
持体７、電極5Dおよびリード線5Aの周囲が接着剤９によ
り固定される。本実施例は磁性体片の接着やコア端面の
段差加工が不要で、コア構造が単純である利点を持つ。
第６図に本発明の第５の実施例を示す。２分割された
コア4A,4Bの両側の端面上に１個づつ感磁素子５および1
0を設けて、両コア4A,4Bを組合わせて閉磁路を作る。本
実施例は２個の感磁素子を持ち、両方の出力を合計して
倍増させることができるので非磁性空隙が倍増して磁束
は半減するが、磁気センサの見かけ上の感度は感磁素子
１個の場合と変わらない。
コア4A,4Bの両側の端面上に１個づつ感磁素子５および1
0を設けて、両コア4A,4Bを組合わせて閉磁路を作る。本
実施例は２個の感磁素子を持ち、両方の出力を合計して
倍増させることができるので非磁性空隙が倍増して磁束
は半減するが、磁気センサの見かけ上の感度は感磁素子
１個の場合と変わらない。
ところが本実施例には、感磁素子が閉磁路上で１ケ所
の場合に不可避であった検出磁界の非対称性に起因する
計測誤差が低減できる利点がある。これを第７図により
説明する。同図は電流の流れている導線３が、閉磁路を
なす円形コア４の内部で、中心を離れた位置にある場合
を示す。同図（ａ）は導線３が感磁素子Ａに近い場合を
示し、同図（ｂ）は導線３が感磁素子Ｂに近い場合を示
す。導線３を流れる電流から生じる磁束11は、同図
（ａ）では感磁素子Ａを若干多く貫通し、同図（ｂ）で
は感磁素子Ｂを若干多く貫通するが、二つの感磁素子の
合計出力は導線３の位置によらずほぼ一定となる。
の場合に不可避であった検出磁界の非対称性に起因する
計測誤差が低減できる利点がある。これを第７図により
説明する。同図は電流の流れている導線３が、閉磁路を
なす円形コア４の内部で、中心を離れた位置にある場合
を示す。同図（ａ）は導線３が感磁素子Ａに近い場合を
示し、同図（ｂ）は導線３が感磁素子Ｂに近い場合を示
す。導線３を流れる電流から生じる磁束11は、同図
（ａ）では感磁素子Ａを若干多く貫通し、同図（ｂ）で
は感磁素子Ｂを若干多く貫通するが、二つの感磁素子の
合計出力は導線３の位置によらずほぼ一定となる。
第10図に示した従来装置では、感磁素子を複数個配設
すると、その効果よりも本来大きな非磁性空隙がさらに
増大して、オカの磁気抵抗が極めて大きくなり磁気セン
サの感度が激減するという悪影響の方が大きくなりほと
んど実用に耐えない。これに対して、本実施例では１ヶ
所当りの非磁性空隙が既述の通り従来例の1/50程度であ
るため、感磁素子をコア上に数ヶ所設けて磁束が減少し
ても、十分に感磁素子の良好な可測範囲にあり、非磁性
空隙の増大によって磁気センサの見かけ上の感度が低下
することはなく非対称性に起因する計測誤差を低減でき
る。
すると、その効果よりも本来大きな非磁性空隙がさらに
増大して、オカの磁気抵抗が極めて大きくなり磁気セン
サの感度が激減するという悪影響の方が大きくなりほと
んど実用に耐えない。これに対して、本実施例では１ヶ
所当りの非磁性空隙が既述の通り従来例の1/50程度であ
るため、感磁素子をコア上に数ヶ所設けて磁束が減少し
ても、十分に感磁素子の良好な可測範囲にあり、非磁性
空隙の増大によって磁気センサの見かけ上の感度が低下
することはなく非対称性に起因する計測誤差を低減でき
る。
［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、閉磁路の非磁性
空隙を極小にできるため、磁気センサが高感度にな
り、微小電流から生じる微弱磁界などの高感度の計測、
例えば0.1AT程度の電流に相当する磁界測定が可能とな
り、閉磁路上に複数の感磁素子を配設することによっ
て、被検出磁界の非対称性があっても高精度な計測が可
能となる。
空隙を極小にできるため、磁気センサが高感度にな
り、微小電流から生じる微弱磁界などの高感度の計測、
例えば0.1AT程度の電流に相当する磁界測定が可能とな
り、閉磁路上に複数の感磁素子を配設することによっ
て、被検出磁界の非対称性があっても高精度な計測が可
能となる。
また、第８図に示されるような２次コイル12に２次電
流を流して１次電流I1による起磁力を相殺させてコア中
の磁束をゼロ平衡させる方式の磁気平衡式電流センサに
応用すればゼロ点の温度依存性、いわゆるオフセットド
リフトが極小かつ、高透磁率の強磁性体コアと高感度感
磁素子の組合せで優れた周波数特性を具備した高精度の
電流センサが達成できる。
流を流して１次電流I1による起磁力を相殺させてコア中
の磁束をゼロ平衡させる方式の磁気平衡式電流センサに
応用すればゼロ点の温度依存性、いわゆるオフセットド
リフトが極小かつ、高透磁率の強磁性体コアと高感度感
磁素子の組合せで優れた周波数特性を具備した高精度の
電流センサが達成できる。
第１図は本発明の第１の実施例の概要を示す図、 第２図は第１図の部分拡大断面図、 第３図〜第５図はそれぞれ第２〜第４の実施例の部分拡
大断面図、 第６図は第５の実施例の概要を示す図、 第７図は第５の実施例の動作を説明する図、 第８図は磁気平衡式電流センサの基本的な構成を示す
図、 第９図は従来の感磁センサの概要を示す図、 第10図はその部分拡大図、 第11図は磁性体に突起部を設けた磁気センサユニットの
平面断面図、 第12図はその立面断面図である。 １……磁性体コア、 ２……ホール素子、 2A……リード線、 2B……リードフレーム、 2C……接着層、 2D……磁性基板、 2E……絶縁層、 2F……感磁部、 2J……磁性体片、 2J′……磁性体、 2K……封止樹脂、 2L,2M……クリアランス、 ３……１次導線、 ４……コア、 4A,4B……分割されたコア、 4C……接合面、 4D……突起部、 ５……ホール素子、 5A……リード線、 5C……感磁部、 5E……磁性体片、 5G……充填剤、 6,9……接着剤、 ７……支持体、 10……感磁素子、 12……２次コイル。
大断面図、 第６図は第５の実施例の概要を示す図、 第７図は第５の実施例の動作を説明する図、 第８図は磁気平衡式電流センサの基本的な構成を示す
図、 第９図は従来の感磁センサの概要を示す図、 第10図はその部分拡大図、 第11図は磁性体に突起部を設けた磁気センサユニットの
平面断面図、 第12図はその立面断面図である。 １……磁性体コア、 ２……ホール素子、 2A……リード線、 2B……リードフレーム、 2C……接着層、 2D……磁性基板、 2E……絶縁層、 2F……感磁部、 2J……磁性体片、 2J′……磁性体、 2K……封止樹脂、 2L,2M……クリアランス、 ３……１次導線、 ４……コア、 4A,4B……分割されたコア、 4C……接合面、 4D……突起部、 ５……ホール素子、 5A……リード線、 5C……感磁部、 5E……磁性体片、 5G……充填剤、 6,9……接着剤、 ７……支持体、 10……感磁素子、 12……２次コイル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−9369（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−83154（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−205074（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01R 15/20 G01R 33/06 - 33/09
Claims (1)
- 【請求項１】空隙部を挟んで互いに対向する端面を有
し、かつ該空隙部を含んで閉磁路を構成する分割された
磁性体コアの、前記端面間に感磁素子が形成された磁気
センサであって、一方の磁性体コアの端面上に絶縁層を
介して感磁部が形成され、さらに該感磁部上に磁性体片
が配設され、該磁性体片が他方の磁性体コアの端面と接
しあるいは他方の磁性体コアの一部であることを特徴と
する磁気センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1126794A JP2934255B2 (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 磁気センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1126794A JP2934255B2 (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 磁気センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02307068A JPH02307068A (ja) | 1990-12-20 |
| JP2934255B2 true JP2934255B2 (ja) | 1999-08-16 |
Family
ID=14944112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1126794A Expired - Lifetime JP2934255B2 (ja) | 1989-05-22 | 1989-05-22 | 磁気センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2934255B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003056347A1 (fr) * | 2001-12-27 | 2003-07-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Detecteur de courant |
| JP2008020402A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 電流検出機構 |
| JP6351210B2 (ja) * | 2013-05-01 | 2018-07-04 | 富士通コンポーネント株式会社 | 電流センサ |
-
1989
- 1989-05-22 JP JP1126794A patent/JP2934255B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02307068A (ja) | 1990-12-20 |
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