JP3655700B2 - Current sensor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は信号線に電流が流れているか否かを検出するための電流センサに関し、例えば工作機械や産業用ロボット等の可動部の可動状態をモニタするためのフェールセーフ用センサ等として用いるのに適した電流センサに関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば産業用ロボット等においては、ティーチング作業や保守点検作業時等におけるロボットの誤動作による危険を防止するために、一般に、ロボットの可動部の駆動用モータに流れる電流をモニタし、電流が流れることによって直ちにロボットの駆動電源を遮断するフェールセーフ機構あるいはインターロック機構が設けられている。
【0003】
このような電流モニタ用のセンサとして、従来、モニタすべき電流が流れる信号線と、高周波信号が供給される励振用1次コイル、および受信用2次コイルとを共通の可飽和磁性体リングコアに巻回し、信号線に電流が流れることによって可飽和磁性体リングコアが飽和状態となって励振用1次コイルから受信用2次コイルへの信号伝達が減衰することを利用して、信号線の電流の有無を検出するようにした電流センサが提案されている(特開平6−201733号)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した提案においては、可飽和磁性体リングコアはバルク状のものであり、そのリングコアに対して、それぞれが導線からなる1次,2次コイルおよび信号線コイルが、それぞれつる巻き状に、つまりリングコアの内側と外側を交互に通るように巻回される。
【0005】
ここで、信号線コイルをリングコアにつる巻き状に巻回した場合、信号線からの発生磁界Hは、信号線コイルのターン数をN、その信号線コイルへに流れる電流をI、リングコアの全周長をLとすると、
H=N・I/L ・・(1)
で見積もられる。今、信号線に50mAの電流が流れたときにこれを検知し得るような電流センサを作る場合、信号線に50mAの電流が流れることによって可飽和磁性体リングコアを飽和させる必要がある。この場合、可飽和磁性体リングコアが、例えば1Oeで飽和するとし、その全周長を24mmとしたとき、可飽和磁性体リングコアに対して信号線を40ターンさせる必要がある。すなわち、実素子の製造に当たっては微小なリング内に40回にわたって信号線を挿入する必要があり、多大な労力を要し現実的でない。
【0006】
本発明の目的は、可飽和磁性体リングコアに対して励振用1次コイルと受信用2次コイルを巻回して、信号線に対する通電を検出する方式の電流センサにおいて、信号線に例えば50mA程度の微小な電流が流れたときにこれを確実に検知することができ、しかもその製造が容易な電流センサを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の電流センサでは、高周波信号が供給される励振用1次コイルと、受信用2次コイル、および信号線コイルが可飽和磁性体リングコアに巻回され、信号線コイルに電流が流れたときに可飽和磁性体リングコアが飽和状態となって、励振用1次コイルから受信用2次コイルへの信号伝達が減衰することを利用して、信号線コイルの電流の有無を検出する電流センサにおいて、以下の構成を採用することによって、上記した目的を達成している。
【0008】
すなわち、実施の形態を表す図1に示すように、本発明の電流センサでは、励振用1次コイル5、受信用2次コイル6および可飽和磁性体リングコア3をそれぞれ薄膜によって形成し、これら1次および2次コイル5および6は、それぞれリングコア3の内側/外側を交互に通って当該リングコア3に対してつる巻き状に巻回されたものとする一方、信号線コイルについては、これを導線として、その信号線7を、可飽和磁性体リングコア3の周囲を局部的に集中した状態で外巻きにした構造とする。
【0009】
本発明は、信号線7を可飽和磁性体リングコア3の内側を通さず、リングコア3を外巻きにした構成とすることによって、巻回の作業を軽減すると同時に、信号線に流れる電流によってリングコア3全体を飽和状態とするのではなく、リングコア3を局部的に飽和させることで、励振用1次コイル5から受信用2次コイル6への信号伝達を減衰させ、これによって信号線7のリングコア3に対する外巻き回数をも減少させようとするものである。
【0010】
このような本発明の構成によって、信号線7に微小な電流が流れたときにこれを検知し得ることを、以下に証明する。
まず、リングコアの一部のみを飽和させることで、励振用1次コイルから受信用2次コイルへの信号伝達の抑制し得るかについて、図4に示すようなモデルを用いて考察する。図4のようにリングコア中に長さLg のギャップがある場合、1次コイルに電流is が流れたときの磁束φg は下記の(2)式で表される。
【0011】
【数1】
【0012】
で表される。ただし、(2)式においてAはコア断面積、Nは1次コイルのターン数、Lcはコア部の周長(コア全周長L0 −ギャップ長さLg )、μr はコア材料の透磁率、μ0 は真空透磁率である。
【0013】
一方、ギャップがない場合は、1次コイルへの印加電流is による磁束φ0 は
【0014】
【数2】
【0015】
となる。
コアを部分的に飽和させることによって、図4のギャップに相当する飽和領域を作ったとき、その飽和領域の形成によって1次コイルから2次コイルへの信号伝達を1/10にすることができれば、電流センサとして十分に機能させることができる。
【0016】
すなわち、
【0017】
【数3】
【0018】
となればよいわけであるが、そのためには、
Lg >(9/μr )×L0 ・・(5)
にわたって飽和領域を形成すればよいことになる。例えばリングコアの直径(最外径)を9.6mmとし、μr を2000とすると、コア中に長さ0.14mmの飽和領域を形成すればよことになる。
【0019】
次に、このような飽和領域を、コアの周囲に局部的に集中して信号線を外巻きすることによって形成し得るかについて検討する。
図5(A)に模式的外観図を、(B)にそのB−B断面図を示すように、薄膜からなるリングコアに対して信号線を外巻きしたモデルを考える。この場合、信号線とコアの関係は同図(C)に模式的に示され、各信号線の半径をR、コア薄膜と最下層の信号線との間の絶縁層の厚さをt、コア薄膜の厚さをTとして、コア薄膜の中心から各信号線までの距離をrとすると、信号線に電流iが流れることによって1ターン当たりの信号線が発生する磁界のコア薄膜に平行な成分Hx は、
【0020】
【数4】
【0021】
で表される。ただし、Hx の単位はOeである。コア薄膜が1Oeで飽和するとすれば、(6)式で示される1ターン当たりの磁界を信号線のターン数だけ合成した磁界ΣHx が1Oe以上となればよいことになる。
【0022】
図6に、信号線を6ターン単層巻きとし、図5のモデルにおける信号線の半径Rを0.05mm、コア薄膜の厚さTを20μ、信号線に流れる電流iを50mAとしたとき、絶縁層の厚さtのみを変更した場合の電流iによる発生磁界ΣHx の計算結果を示す。
【0023】
この図6より、絶縁層の厚さtを500μm以下としたとき、発生磁界ΣHx は1Oeを越える。
次に、上記した条件のもとに、絶縁層の厚さtを500μmとしたとき、図5に示したようにコア薄膜の中央を原点としたx方向各点での磁界を計算すると、図7に示す通りとなる。
【0024】
この図7から明らかなように、コア薄膜に対して、厚さ500μmの絶縁層を介して半径0.05mmの信号線を6ターン単層で外巻きすることにより、この信号線に50mAの電流が流れたとき、コア材料の透磁率μr を2000、コア直径を9.6mmとして前記した(5)式を計算して得られる0.14mm(±70μm)の長さの飽和領域を十分に形成することができる。
【0025】
そして、他の条件を上記と同等にして、信号線を絶縁層に密着して6ターン、その上に4ターンの2層巻き合計10ターンとするとともに、絶縁層の厚さtを900μmとした場合には、x方向各点での磁界は図8に示す通りとなり、リングコア中に±200μm(0.4mmの長さ)にわたって飽和領域を形成することが可能となり、1次コイルから2次コイルへの信号伝達を十分に減衰させることができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施の形態の構成図で、全体構成を示す模式的平面図(A)と、そのそのB矢視図(B)並びにC−C拡大断面図(C)である。なお、図1(A)は、可飽和磁性体リングコア よりも上方に存在する石英基板1bおよび絶縁層4を透視した状態で示している。
【0027】
この例においては、図1(C)に示すように、石英基板1aの上に絶縁層2を介して薄膜からなる可飽和磁性体リングコア3が形成されており、その可飽和磁性体リングコア3の上に絶縁層4を介して更に石英基板1bを配置しているとともに、各絶縁層2,4内に、それぞれが薄膜からなる励振用1次コイル5と受信用2次コイル6を形成している。励振用1次コイル5および受信用2次コイル6は、図1(A)に模式的に示されるように、可飽和磁性体リングコア3の内側および外側において絶縁層2,4を貫通して、それぞれがつる巻き状にリングコア3に巻回されているものであり、その製法の詳細は後述する。
【0028】
被覆導線からなる信号線7は、可飽和磁性体リングコア3を挟み込んだ上下の石英基板1a,1bの外側に局部的に集中して巻きつけられ、これによって可飽和磁性体リングコア3を外巻きしている。この信号線7の直径は50μmであり、石英基板1a,1bに6ターン、その直上に4ターンの合計10ターンの2層巻きとしている。
【0029】
石英基板1aおよび1bの厚さはそれぞれ500μmであり、絶縁層2および4の厚さはそれぞれ400μm以下であり、従って可飽和磁性体リングコア3と信号線7間に介在する絶縁層全体の厚さは900μm以下となっている。
【0030】
可飽和磁性体リングコア3の材質は、高透磁率材料であれば任意であるが、例えばパーマロイやCo 系材料とすることができ、これらを使用することによって1Oe程度の磁界が作用することにより飽和する。また、この例において可飽和磁性体リングコア3の最外周の直径は9.6mm、最内周の直径は7.6mmであり(中心直径8.6mm)、その膜厚は20μmである。
【0031】
また、励振用1次コイル5および受信用2次コイル6の材質については、例えばCu 等を用いることができる。
以上の実施の形態においては、励振用1次コイル5には外部回路から高周波信号が励振信号として供給され、これによってリングコア3中に磁束が発生し、受信用2次コイル6に高周波信号が伝達される。受信用2次コイル6の両端は、例えば検波器ないしは整流回路に接続され、その検波器ないしは整流回路の出力かに基づいて信号線7に電流が流れているか否かが判別される。
【0032】
信号線7に電流が流れていない状態では、高透磁率材料からなる可飽和磁性体リングコア3を介して励振用1次コイル5に供給されている高周波信号が高い伝達率のもとに受信用2次コイル6に伝達される。
【0033】
信号線7に50mAの電流が流れると、前記した図8に示した通り、その電流が発生する磁界により、可飽和磁性体リングコア3には、信号線7の直下部分においてx方向に400μm(±200μm)の長さにわたって1Oe以上の磁界が作用する。この可飽和磁性体リングコア3の材質を先に例示したように1Oe以上の磁界で飽和する材料としておけば、このリングコア3には長さ400μmにわたる飽和領域が形成される。リングコア3中にこのような部分的な飽和領域が形成された状態では、その部分の透磁率が非常に小さくなり、励振用1次コイル5に供給される高周波信号により発生する磁束φg は、飽和領域が形成されない状態での磁束をφ0 としたとき、前記した(1)〜(3)式に準じて、
【0034】
【数5】
【0035】
に減衰する。ここで、L0 はリングコア3の全周長であり、Lg は飽和領域の周方向長さ、Lc =L0 −Lg 、μrは可飽和磁性体リングコア3の透磁率であって、L0 =π×8.6mm、μrを2000としたとき、前記したように400μmの飽和領域が形成されると、φg /φ0 は約0.032となる。
【0036】
従って、信号線7に50mAの電流が流れると、受信用用2次コイル6に伝達される高周波信号は、信号線7に電流が流れていない状態に比して3/100に減衰し、これによって信号線7への通電を検知することが可能となる。
【0037】
以上の実施の形態において特に注目すべき点は、信号線は可飽和磁性体リングコアに対して外巻きされるが故にリングコア内を通す必要がなくなる点と、リングコアはこの信号線によって部分的に飽和させるために、その巻き数も従来に比して大幅に少なくすることができ点であり、これらによって実際の素子の製造に要する工数を大幅に低減することができる。
【0038】
また、信号線がリングコア全体を外巻きすることによって、1本の信号線から発生する磁界のリングコアに対して作用する強度は、従来の構成に比して約2倍となりまた、飽和領域はリングコアの2箇所において形成されるため、実際には前記した計算よりも大きな信号減衰量を見込むことができる。
【0039】
更に、以上の実施の形態のように、可飽和磁性体リングコアおよび励振用1次コイル並びに受信用2次コイルからなる薄膜部を、2枚の石英基板によって挟み込んだ状態で、外側に信号線を巻き付けた構成を採用することにより、信号線と薄膜部との絶縁耐圧を大きくとれるという利点がある。
【0040】
次に、以上の本発明の実施の形態の製造方法の例について述べる。
図2はその製造手順の説明図である。
まず、石英基板1aの表面にCu をスパッタによって成膜した後パターニングすることにより、励振用1次コイル5および受信用2次コイル6の下層側のパターンPu を形成し、パターン間をポリイミド等の絶縁材料I1 によって平坦化する(A)。このパターンPu は、各コイル5または6について図3(A)に例示されるようなパターンとする。次に、(B)に示すように、更にその上にポリイミド等によって絶縁層I2 を形成した後、パーマロイ等の高透磁率材料を成膜して可飽和磁性体リングコア3をパターニングする。
【0041】
次に、その上方から全体的に絶縁層I3 を形成した後(C)、絶縁層I2 ,I3 をイオンミリング等でエッチングし、(D)のようにパターンPu の各一端部に連通するコンタクトホールhを形成する。その後、その上から一様にCu をスパッタによってル成膜し(E)、励振用1次コイル5および受信用2次コイル6の上層側のパターンPa を形成する(F)。これにより、図3(B)に模式的斜視図で示すようなCu 薄膜からなる励振用1次コイル5ないしは受信用2次コイル6が得られる。
【0042】
その後、パターンPa の上からポリイミド等の絶縁層I4 を形成し、必要に応じて平坦化した後、(G)に示すようにその上から石英基板1bを被着して、最後に信号線7を外巻きすることにより、図1に示した構造の本発明の実施の形態を得ることができる。
【0043】
なお、本発明は、可飽和磁性体リングコア3の寸法や材質、絶縁層2,4の厚さ、あるいは信号線7の線径やターン数等については、前記した実施の形態に限られないことは勿論であり、要は、ある一定以上の電流が信号線7に流れたときに、その電流によってリングコア3が部分的に飽和して、励振用1次コイル5から受信用2次コイル6に伝達される高周波信号が、確実に判別可能なまでに減衰するような組み合わせとすればよい。
【0044】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、薄膜製の可飽和磁性体リングコアに対して同じく薄膜製の励振用1次コイルおよび受信用2次コイルを巻回するとともに、導線からなる信号線をリングコアに対して局部的に集中して外巻きすることによって、信号線に電流が流れたときに可飽和磁性体リングコアを部分的に飽和させて受信用2次コイルへの信号伝達を減衰させるから、信号線のリングコアに対する巻き数を従来に比して大幅に減少させることができると同時に、信号線は外巻きであるが故にリングコア内を通す必要がなくなり、実素子の製作時における工数を大幅に低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の説明図で、(A)は可飽和磁性体リングコア3よりも上方に存在する石英基板1bおよび絶縁層4を透視した状態で示す模式的平面図、、(B)はそのB矢視図、(C)はそのC−C拡大断面図
【図2】本発明の実施の形態の製造方法の一例の手順説明図
【図3】図2の手順により得られる励振用1次コイル5または受信用2次コイル6の説明図
【図4】リングコア中に部分的な飽和領域が形成されたときに、励振用1次コイルに流れる電流により発生する磁束の変化を計算するためのモデル説明図
【図5】リングコアに対して信号線を外巻きすることによって得られる飽和領域の計算のためのモデル説明図
【図6】図5のモデルにおける絶縁層の厚さと信号線を流れる電流によるリングコア内への発生磁界との関係の計算結果の例を示すグラフ
【図7】図5のモデルにおいて絶縁層の厚さを500μm、信号線のターン数を単層6ターンとしたとき、信号線を流れる電流による発生磁界のリングコア膜厚方向への分布の計算結果の例を示すグラフ
【図8】図5のモデルにおいて絶縁層の厚さを900μmとし、かつ、信号線の巻き数を2層10ターンとしたとき、信号線を流れる電流による発生磁界のリングコア膜厚方向への分布の計算結果の例を示すグラフ
【符号の説明】
1a,1b 石英基板
2,4 絶縁層
3 可飽和磁性体リングコア
5 励振用1次コイル
6 受信用2次コイル
7 信号線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a current sensor for detecting whether or not a current is flowing through a signal line. For example, the present invention is used as a fail-safe sensor for monitoring the movable state of a movable part such as a machine tool or an industrial robot. It relates to a suitable current sensor.
[0002]
[Prior art]
For example, in industrial robots, etc., in order to prevent dangers caused by malfunctions of robots during teaching work, maintenance and inspection work, etc., in general, the current flowing to the drive motor of the moving part of the robot is monitored and the current flows. A fail-safe mechanism or an interlock mechanism that immediately cuts off the driving power of the robot is provided.
[0003]
Conventionally, as such a current monitoring sensor, a common saturable magnetic ring core includes a signal line through which a current to be monitored flows, a primary coil for excitation to which a high frequency signal is supplied, and a secondary coil for reception. The current of the signal line is utilized by utilizing the fact that the saturable magnetic ring core is saturated by winding and current flows through the signal line, and the signal transmission from the excitation primary coil to the reception secondary coil is attenuated. There has been proposed a current sensor that detects the presence or absence of this (Japanese Patent Laid-Open No. 6-201733).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-mentioned proposal, the saturable magnetic ring core is in a bulk shape, and the primary and secondary coils and the signal line coil each made of a conducting wire are respectively spirally wound with respect to the ring core. That is, it is wound so as to alternately pass through the inside and outside of the ring core.
[0005]
Here, when the signal line coil is wound around the ring core, the generated magnetic field H from the signal line is N for the number of turns of the signal line coil, I for the current flowing through the signal line coil, If the circumference is L,
H = N · I / L (1)
Estimated at Now, when making a current sensor that can detect when a current of 50 mA flows through the signal line, it is necessary to saturate the saturable magnetic ring core by flowing a current of 50 mA through the signal line. In this case, if the saturable magnetic ring core is saturated with, for example, 1 Oe, and its total circumference is 24 mm, it is necessary to make 40 turns of the signal line with respect to the saturable magnetic ring core. That is, when manufacturing an actual element, it is necessary to insert a
[0006]
An object of the present invention is to provide a current sensor of a type in which a primary coil for excitation and a secondary coil for reception are wound around a saturable magnetic ring core to detect energization to a signal line. An object of the present invention is to provide a current sensor that can reliably detect when a minute current flows and that is easy to manufacture.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In the current sensor of the present invention, when a primary coil for excitation to which a high-frequency signal is supplied, a secondary coil for reception, and a signal line coil are wound around a saturable magnetic ring core, and a current flows through the signal line coil In a current sensor that detects the presence or absence of current in a signal line coil by utilizing the fact that the saturable magnetic ring core is saturated and the signal transmission from the excitation primary coil to the receiving secondary coil is attenuated. The above-described object is achieved by adopting the following configuration.
[0008]
That is, as shown in FIG. 1 showing the embodiment, in the current sensor of the present invention, the
[0009]
In the present invention, the
[0010]
It will be proved below that such a configuration of the present invention can detect a minute current flowing through the
First, whether a signal transmission from the excitation primary coil to the reception secondary coil can be suppressed by saturating only a part of the ring core will be considered using a model as shown in FIG. When there is a gap of length Lg in the ring core as shown in FIG. 4, the magnetic flux φg when the current is flows through the primary coil is expressed by the following equation (2).
[0011]
[Expression 1]
[0012]
It is represented by In the equation (2), A is the core cross-sectional area, N is the number of turns of the primary coil, Lc is the circumference of the core (core total circumference L 0 -gap length Lg), and μr is the magnetic permeability of the core material. , Μ 0 is the vacuum permeability.
[0013]
On the other hand, when there is no gap, the magnetic flux φ 0 due to the applied current is applied to the primary coil is:
[Expression 2]
[0015]
It becomes.
If the saturation region corresponding to the gap in FIG. 4 is created by partially saturating the core, the signal transmission from the primary coil to the secondary coil can be reduced to 1/10 by forming the saturation region. It can function sufficiently as a current sensor.
[0016]
That is,
[0017]
[Equation 3]
[0018]
However, for that purpose,
Lg> (9 / μr) × L 0 (5)
A saturated region may be formed over the entire area. For example, if the diameter (outermost diameter) of the ring core is 9.6 mm and μr is 2000, a saturated region having a length of 0.14 mm may be formed in the core.
[0019]
Next, it will be examined whether such a saturated region can be formed by locally concentrating around the core and winding the signal line outwardly.
As shown in a schematic external view in FIG. 5A and a BB cross-sectional view in FIG. 5B, consider a model in which signal lines are wound around a ring core made of a thin film. In this case, the relationship between the signal line and the core is schematically shown in FIG. 4C, where the radius of each signal line is R, the thickness of the insulating layer between the core thin film and the lowermost signal line is t, When the thickness of the core thin film is T and the distance from the center of the core thin film to each signal line is r, the current i flows through the signal line, and the signal line per turn generates a magnetic field parallel to the core thin film. The component Hx is
[0020]
[Expression 4]
[0021]
It is represented by However, the unit of Hx is Oe. If the core thin film is saturated at 1 Oe, the magnetic field ΣHx obtained by synthesizing the magnetic field per turn represented by the equation (6) by the number of turns of the signal line should be 1 Oe or more.
[0022]
In FIG. 6, when the signal line is 6-turn single layer winding, the radius R of the signal line in the model of FIG. 5 is 0.05 mm, the thickness T of the core thin film is 20 μ, and the current i flowing through the signal line is 50 mA. The calculation result of the magnetic field ΣHx generated by the current i when only the thickness t of the insulating layer is changed is shown.
[0023]
From FIG. 6, when the thickness t of the insulating layer is 500 μm or less, the generated magnetic field ΣHx exceeds 1 Oe.
Next, when the thickness t of the insulating layer is 500 μm under the above-described conditions, the magnetic field at each point in the x direction with the center of the core thin film as the origin is calculated as shown in FIG. As shown in FIG.
[0024]
As is apparent from FIG. 7, a signal line having a radius of 0.05 mm is wound around the core thin film through a single layer of 6 turns through an insulating layer having a thickness of 500 μm, whereby a current of 50 mA is applied to the signal line. Sufficiently flows, a saturated region of a length of 0.14 mm (± 70 μm) obtained by calculating the above formula (5) with the core material having a magnetic permeability μr of 2000 and a core diameter of 9.6 mm is sufficiently formed. can do.
[0025]
Then, the other conditions were made the same as above, and the signal line was in close contact with the insulating layer to make 6 turns, and then 4 turns to make a total of 10 turns, and the thickness t of the insulating layer was 900 μm. In this case, the magnetic field at each point in the x direction is as shown in FIG. 8, and a saturation region can be formed in the ring core over ± 200 μm (0.4 mm length). Signal transmission to can be sufficiently attenuated.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, and is a schematic plan view (A) showing the overall configuration, a view as viewed in the direction of arrow B (B), and an enlarged cross-sectional view C-C (C). FIG. 1A shows the
[0027]
In this example, as shown in FIG. 1C, a saturable
[0028]
The
[0029]
The thicknesses of the
[0030]
The material of the saturable
[0031]
For example, Cu can be used as the material for the
In the above embodiment, the excitation
[0032]
In a state where no current flows through the
[0033]
When a current of 50 mA flows through the
[0034]
[Equation 5]
[0035]
Attenuates. Here, L 0 is the total circumference of the
[0036]
Therefore, when a current of 50 mA flows through the
[0037]
Particularly noteworthy in the above embodiments are that the signal line is externally wound around the saturable magnetic ring core so that it does not have to pass through the ring core, and the ring core is partially saturated by this signal line. Therefore, the number of windings can be significantly reduced as compared with the prior art, and the number of man-hours required for actual device manufacture can be greatly reduced.
[0038]
Further, when the signal line is wound around the entire ring core, the strength of the magnetic field generated from one signal line acting on the ring core is about twice that of the conventional configuration, and the saturation region is the ring core. Therefore, it is possible to expect a larger signal attenuation than the above-described calculation.
[0039]
Further, as in the above embodiment, the signal line is connected to the outside with the saturable magnetic ring core, the excitation primary coil and the reception secondary coil sandwiched between the two quartz substrates. By adopting the wound configuration, there is an advantage that the withstand voltage between the signal line and the thin film portion can be increased.
[0040]
Next, an example of the manufacturing method according to the above embodiment of the present invention will be described.
FIG. 2 is an explanatory diagram of the manufacturing procedure.
First, Cu is formed on the surface of the
[0041]
Next, after the insulating layer I 3 is entirely formed from above (C), the insulating layers I 2 and I 3 are etched by ion milling or the like, and communicated with each end of the pattern Pu as shown in (D). A contact hole h is formed. Thereafter, Cu is uniformly formed by sputtering from above (E), and a pattern Pa on the upper layer side of the exciting
[0042]
Thereafter, an insulating layer I 4 made of polyimide or the like is formed on the pattern Pa, flattened as necessary, and then a
[0043]
The present invention is not limited to the above-described embodiment with respect to the size and material of the saturable
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a thin film primary coil for excitation and a secondary coil for reception are wound around a thin film saturable magnetic ring core, and a signal line made of a conductive wire is connected to the ring core. By locally concentrating and winding externally, the saturable magnetic ring core is partially saturated when current flows through the signal line, and the signal transmission to the secondary coil for reception is attenuated. The number of turns of the signal line around the ring core can be greatly reduced compared to the conventional method. At the same time, the signal line is externally wound, so there is no need to pass through the ring core, greatly increasing the man-hours required for manufacturing the actual device. It becomes possible to reduce.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of the present invention, in which (A) is a schematic plan view showing a
1a,
Claims (1)
上記励振用1次コイル、受信用2次コイルおよび可飽和磁性体リングコアがそれぞれ薄膜によって形成され、これら1次および2次コイルは、それぞれ、リングコアの内側/外側を交互に通って当該リングコアに対してつる巻き状に巻回されているとともに、導線からなる信号線コイルが、その可飽和磁性体リングコアの周囲を、局部的に集中した状態で外巻きされていることを特徴とする電流センサ。A primary coil for excitation to which a high-frequency signal is supplied, a secondary coil for reception, and a signal line coil are wound around a saturable magnetic ring core, and when a current flows through the signal line coil, the saturable magnetic ring core In a current sensor that detects the presence or absence of current flowing in the signal line coil by using the fact that the signal transmission from the excitation primary coil to the reception secondary coil is attenuated and becomes saturated,
The primary coil for excitation, the secondary coil for reception, and the saturable magnetic ring core are each formed of a thin film, and the primary and secondary coils respectively pass through the inside / outside of the ring core alternately with respect to the ring core. A current sensor characterized in that a signal line coil made of a conductive wire is wound around in a helical manner and is wound around the saturable magnetic ring core in a locally concentrated manner.
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