JP5504488B2 - Current sensor - Google Patents

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Description

本発明は、電流の大きさを測定する電流センサに関する。特に、磁界の影響による測定精度の低下が抑制された電流センサに関する。   The present invention relates to a current sensor that measures the magnitude of a current. In particular, the present invention relates to a current sensor in which a decrease in measurement accuracy due to the influence of a magnetic field is suppressed.

電気自動車やハイブリッドカーにおけるモータ駆動技術などの分野では、比較的大きな電流が取り扱われるため、このような用途向けに、大電流を非接触で測定することが可能な電流センサが求められている。そして、このような電流センサとして、被測定電流によって生じる磁界の変化を磁気センサによって検出する方式のものが実用化されている。磁気センサを用いる電流センサは、外部磁界の影響による測定精度の低下が問題となるため、これを抑制する方式が提案されている。   In fields such as motor drive technology in electric vehicles and hybrid cars, a relatively large current is handled, and thus a current sensor capable of measuring a large current in a non-contact manner is required for such applications. As such a current sensor, a system that detects a change in a magnetic field caused by a current to be measured by a magnetic sensor has been put into practical use. A current sensor using a magnetic sensor has a problem in that the measurement accuracy is deteriorated due to the influence of an external magnetic field.

外部磁界の影響による測定精度の低下を抑制する方式としては、例えば、二つの磁気センサの出力信号の差動をとるものが提案されている(特許文献1参照)。この構成では、二つの磁気センサの出力信号において、被測定電流が形成する磁界の影響が逆相で現れ、外部磁界の影響が同相で現れるため、その差動を取ることで外部磁界の影響をある程度は除去することができる。   As a method for suppressing a decrease in measurement accuracy due to the influence of an external magnetic field, for example, a method of taking a differential between output signals of two magnetic sensors has been proposed (see Patent Document 1). In this configuration, in the output signals of the two magnetic sensors, the influence of the magnetic field formed by the current to be measured appears in the opposite phase, and the influence of the external magnetic field appears in the same phase. It can be removed to some extent.

特開2002−243766号公報JP 2002-243766 A

しかしながら、特許文献1に記載の構成を採用する場合であっても、被測定電流による誘導磁界や外部磁界の影響によって測定精度が低下してしまうことがある。本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、電流測定精度の低下を十分に抑制することができる電流センサを提供することを目的とする。   However, even when the configuration described in Patent Document 1 is adopted, measurement accuracy may be reduced due to the influence of an induced magnetic field or an external magnetic field due to the current to be measured. This invention is made | formed in view of this point, and it aims at providing the current sensor which can fully suppress the fall of an electric current measurement precision.

本発明の電流センサは、被測定電流が通流する電流線と、センサ部と、前記センサ部に接続された回路および配線と、をそれぞれ有する一対の磁気センサと、前記一対の磁気センサに接続され、前記一対の磁気センサの出力信号を差動演算する演算装置と、を具備し、前記一対の磁気センサにおいて、前記センサ部は、それぞれの感度軸方向が同じになるように配置され、前記一対の磁気センサの前記回路または/および前記配線は、前記被測定電流が通流する方向に垂直な面において、互いに対称の関係を有するように配置されたことを特徴とする。   The current sensor according to the present invention includes a pair of magnetic sensors each having a current line through which a current to be measured flows, a sensor unit, and a circuit and wiring connected to the sensor unit, and is connected to the pair of magnetic sensors. And an arithmetic unit that differentially calculates the output signals of the pair of magnetic sensors, wherein in the pair of magnetic sensors, the sensor units are arranged such that the respective sensitivity axis directions are the same, The circuits or / and the wirings of a pair of magnetic sensors are arranged so as to have a symmetrical relationship with each other on a plane perpendicular to a direction in which the current to be measured flows.

この構成によれば、一対の磁気センサが有するセンサ部の感度軸方向が同じであり、一対の磁気センサが有する回路や配線が、被測定電流が通流する方向に垂直な面において対称に配置されているため、センサ部外の回路や配線が受ける磁界の影響を同等にしつつ、差動演算によって外部磁界の影響を除去することが可能である。これにより、電流測定精度の低下を十分に抑制することができる。   According to this configuration, the sensitivity axis directions of the sensor portions of the pair of magnetic sensors are the same, and the circuits and wirings of the pair of magnetic sensors are arranged symmetrically on a plane perpendicular to the direction in which the current to be measured flows. Therefore, it is possible to remove the influence of the external magnetic field by differential calculation while equalizing the influence of the magnetic field applied to the circuit and wiring outside the sensor unit. Thereby, the fall of an electric current measurement precision can fully be suppressed.

なお、本明細書において、配置に関する「対称」の表現は、発明の効果を失わない程度の実質的な対称関係を含む趣旨で用いる。例えば、測定精度に影響を与えない程度の相違(対称な配置との相違)は許容される。   In the present specification, the expression “symmetric” regarding the arrangement is used to include a substantial symmetrical relationship that does not lose the effect of the invention. For example, a difference that does not affect the measurement accuracy (a difference from a symmetrical arrangement) is allowed.

本発明の電流センサにおいて、前記一対の磁気センサの前記回路または/および前記配線は、前記被測定電流が通流する方向に垂直な面において、互いに二次元の点対称の関係を有するように配置されることがある。この構成によれば、センサ部外の回路や配線において、電流線を通流する被測定電流による誘導磁界からの影響を同等にすることができる。このため、電流測定精度の低下を十分に抑制することができる。   In the current sensor of the present invention, the circuits or / and the wirings of the pair of magnetic sensors are arranged so as to have a two-dimensional point-symmetric relationship with each other on a plane perpendicular to a direction in which the current to be measured flows. May be. According to this configuration, the influence from the induced magnetic field caused by the current to be measured flowing through the current line can be made equal in the circuit and wiring outside the sensor unit. For this reason, it is possible to sufficiently suppress a decrease in current measurement accuracy.

本発明の電流センサにおいて、前記一対の磁気センサの前記回路または/および前記配線は、前記被測定電流が通流する方向に垂直な面において、互いに二次元の線対称の関係を有するように配置されることがある。この構成によれば、センサ部外の回路や配線において、外部磁界からの影響を同等にすることができる。このため、電流測定精度の低下を十分に抑制することができる。   In the current sensor of the present invention, the circuits or / and the wirings of the pair of magnetic sensors are arranged so as to have a two-dimensional line-symmetric relationship with each other on a plane perpendicular to a direction in which the current to be measured flows. May be. According to this configuration, the influence from the external magnetic field can be made equal in circuits and wiring outside the sensor unit. For this reason, it is possible to sufficiently suppress a decrease in current measurement accuracy.

本発明の電流センサにおいて、前記一対の磁気センサの前記センサ部は、その構成が互いに異なることがある。この構成によれば、センサ部の構成を異ならせることで、センサ部外の回路や配線として同等のものを用いることが可能になるため、センサ部外の回路や配線などを、対称(例えば、点対称や線対称)に配置することが容易になる。これにより、電流測定精度の低下を容易に抑制することができる。   In the current sensor of the present invention, the sensor units of the pair of magnetic sensors may have different configurations. According to this configuration, by changing the configuration of the sensor unit, it is possible to use the same circuit and wiring outside the sensor unit, so that the circuit and wiring outside the sensor unit are symmetrical (for example, It becomes easy to arrange in point symmetry or line symmetry. Thereby, the fall of an electric current measurement precision can be suppressed easily.

本発明の電流センサは、一対の磁気センサが有するセンサ部の感度軸方向が同じで、一対の磁気センサが有する回路や配線が、被測定電流が通流する方向に垂直な面において、対称の関係を有するように配置されているため、センサ部外の回路や配線が受ける磁界の影響を同等にしつつ、差動演算による外部磁界の影響を除去することが可能である。これにより、電流測定精度の低下を十分に抑制することができる。   In the current sensor of the present invention, the sensitivity axis directions of the sensor portions of the pair of magnetic sensors are the same, and the circuits and wirings of the pair of magnetic sensors are symmetrical on a plane perpendicular to the direction in which the current to be measured flows. Since they are arranged so as to have a relationship, it is possible to remove the influence of the external magnetic field by the differential calculation while making the influence of the magnetic field received by the circuit and the wiring outside the sensor section equal. Thereby, the fall of an electric current measurement precision can fully be suppressed.

電流センサの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of a current sensor. 電流センサの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of a current sensor. 電流センサの回路構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the circuit structure of a current sensor. センサ部および回路部と、その接続関係を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows a sensor part, a circuit part, and its connection relation. 一対の磁気センサの回路図である。It is a circuit diagram of a pair of magnetic sensors. 電流センサの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of a current sensor. 一対の磁気センサの回路図である。It is a circuit diagram of a pair of magnetic sensors. 一対の磁気センサの出力について示す図である。It is a figure shown about the output of a pair of magnetic sensor. 電流センサの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of a current sensor. 一対の磁気センサの回路図である。It is a circuit diagram of a pair of magnetic sensors. 電流センサの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of a current sensor. 一対の磁気センサの回路図である。It is a circuit diagram of a pair of magnetic sensors.

磁気センサを利用する電流センサにおいて、二つの磁気センサの差動を取るのみでは、外部磁界をはじめとするさまざまな磁界の影響を緩和して、電流センサの測定精度を十分に高めることは難しい。これは、回路や配線の配置次第で、これらが磁界から受ける影響に差が出てくるためである。例えば、回路や配線の配置が非対称の場合には、電流線を通流する被測定電流による誘導磁界や、外部磁界の影響が、磁気センサごとに異なってくるため、差動演算時のマッチング(差動マッチング)が低下し、外部磁界を十分に除去できないという問題が生じ得る。   In a current sensor using a magnetic sensor, it is difficult to sufficiently increase the measurement accuracy of the current sensor by reducing the influence of various magnetic fields including an external magnetic field only by taking the differential of the two magnetic sensors. This is because there is a difference in the influence of these on the magnetic field depending on the arrangement of the circuit and wiring. For example, when the circuit and wiring layout is asymmetric, the influence of the induced magnetic field and the external magnetic field due to the current to be measured flowing through the current line differs for each magnetic sensor. (Differential matching) is reduced, and the problem that the external magnetic field cannot be sufficiently removed may occur.

本発明者らはこの点に着目し、電流センサ内の一対の磁気センサが有する回路や配線を、被測定電流が通流する方向に垂直な面において対称の関係となるように配置することで、回路や配線が受ける磁界の影響を同等にして電流測定精度の低下を抑制し、電流センサの測定精度を十分に高めることができることを見出した。   The present inventors pay attention to this point, and arrange the circuits and wirings of the pair of magnetic sensors in the current sensor so as to have a symmetrical relationship in a plane perpendicular to the direction in which the current to be measured flows. The present inventors have found that the measurement accuracy of the current sensor can be sufficiently increased by making the influence of the magnetic field applied to the circuit and the wiring equal to suppress the decrease in the current measurement accuracy.

すなわち、本発明の骨子は、被測定電流による誘導磁界や、外部磁界の影響が、一対の磁気センサに等しく表れるような構成を採用することで、差動演算によって外部磁界の影響を十分にキャンセルして電流測定精度の低下を抑制しようとするものである。以下、本発明について、図面を参照して詳細に説明する。   That is, the gist of the present invention employs a configuration in which the influence of the induced magnetic field due to the current to be measured and the influence of the external magnetic field appears equally in a pair of magnetic sensors, thereby sufficiently canceling the influence of the external magnetic field by differential calculation. Thus, it is intended to suppress a decrease in current measurement accuracy. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明に係る電流センサ10の配置の例を示す模式図である。電流センサ10は、電流線15と、電流線15を挟むように配置された第一の磁気センサ11Aおよび第二の磁気センサ11Bを含む。なお、図1において、第一の磁気センサ11Aおよび第二の磁気センサ11Bに付したX、Y、Zの文字は、それぞれ、対応する回路または配線を示す。つまり、第一の磁気センサ11Aにおいて、例えば、Xで表される回路または配線は、第二の磁気センサ11BにおいてXで表される回路または配線に相当する。また、図1(A)において、白抜きの矢印は、被測定電流によって生じる誘導磁界の向きを表し、図1(B)において、ハッチを付した矢印は、外部磁界の向きを表している。   FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the arrangement of a current sensor 10 according to the present invention. The current sensor 10 includes a current line 15 and a first magnetic sensor 11A and a second magnetic sensor 11B arranged so as to sandwich the current line 15 therebetween. In FIG. 1, the letters X, Y, and Z attached to the first magnetic sensor 11A and the second magnetic sensor 11B indicate the corresponding circuits or wirings, respectively. That is, in the first magnetic sensor 11A, for example, a circuit or wiring represented by X corresponds to a circuit or wiring represented by X in the second magnetic sensor 11B. In FIG. 1A, the white arrow indicates the direction of the induced magnetic field generated by the current to be measured, and in FIG. 1B, the hatched arrow indicates the direction of the external magnetic field.

図1(A)は、第一の磁気センサ11Aの回路や配線と、第二の磁気センサ11Bの回路や配線とが、被測定電流が通流する方向に垂直な面(電流線15が延在する方向に垂直な面)において、二次元の点対称(二回対称)の関係を有する配置の例である。図1(A)に示すように、第一の磁気センサ11Aの回路または配線は、被測定電流による誘導磁界の向きにX、Y、Zの順に配置されており、第二の磁気センサ11Bの回路または配線は、被測定電流による誘導磁界の向きにX、Y、Zの順に配置されている。このような配置では、被測定電流による誘導磁界から第一の磁気センサ11Aが受ける影響と、被測定電流による誘導磁界から第二の磁気センサ11Bが受ける影響とが概ね等しくなるため、差動マッチングを高めることが可能であり、差動演算によって外部磁界の影響を十分に除去することができる。   FIG. 1A shows a plane (current line 15 is extended) in which the circuit and wiring of the first magnetic sensor 11A and the circuit and wiring of the second magnetic sensor 11B are perpendicular to the direction in which the current to be measured flows. This is an example of an arrangement having a two-dimensional point symmetry (two-fold symmetry) relationship in a plane perpendicular to the existing direction. As shown in FIG. 1A, the circuit or wiring of the first magnetic sensor 11A is arranged in the order of X, Y, Z in the direction of the induced magnetic field by the current to be measured, and the second magnetic sensor 11B The circuit or wiring is arranged in the order of X, Y, and Z in the direction of the induced magnetic field due to the current to be measured. In such an arrangement, the influence of the first magnetic sensor 11A from the induced magnetic field due to the current to be measured is substantially equal to the influence of the second magnetic sensor 11B from the induced magnetic field due to the current to be measured. And the influence of the external magnetic field can be sufficiently removed by differential calculation.

なお、電流センサ10において、第一の磁気センサ11Aおよび第二の磁気センサ11Bは、それぞれ、ブリッジ回路やフィードバックコイルなどを含むセンサ部、センサ部外の差動・電流アンプやI/Vアンプなどの回路、センサ部と回路などを接続する配線、などを含む(図示しない)が、これらのすべてが、上記対称性を満たしている必要はない。例えば、センサ部については、上記の対称性を有さなくて良い。また、対称性についても厳密なものである必要はなく、被測定電流による磁界から受ける影響が概ね等しくなる程度で良い。また、上記点対称における対称点は、通常、電流線15の内部に存在する。   In the current sensor 10, the first magnetic sensor 11A and the second magnetic sensor 11B include a sensor unit including a bridge circuit and a feedback coil, a differential / current amplifier outside the sensor unit, an I / V amplifier, and the like. (Not shown), all of which need not satisfy the symmetry. For example, the sensor unit does not have to have the above symmetry. Further, the symmetry need not be strict, and the influence of the current to be measured from the magnetic field may be almost equal. In addition, the point of symmetry in the point symmetry usually exists inside the current line 15.

なお、上記対称性を三次元的に考えると、三次元の線対称(二回対称)となる。このため、図1(A)の電流センサ10の構成において、第一の磁気センサ11Aの回路や配線と、第二の磁気センサ11Bの回路や配線とが、三次元の線対称の関係を有するように配置されている、と表現することが可能である。ただし、対称軸は、被測定電流が通流する方向を向く。また、二次元、三次元のいずれにおいても二回対称の関係にあることに変わりはないから、第一の磁気センサ11Aの回路や配線と、第二の磁気センサ11Bの回路や配線とが、二回対称の関係にある、と表現しても良い。この場合、回転軸は、被測定電流が通流する方向を向く。また、図1(A)の電流センサ10において、第一の磁気センサ11Aの回路や配線と、第二の磁気センサ11Bの回路や配線とが、被測定電流による誘導磁界の向き(それぞれが影響を受ける磁界の向き)に対して同じ構成で配置されている、と表現することも可能である。   If the symmetry is considered three-dimensionally, it becomes three-dimensional line symmetry (two-fold symmetry). Therefore, in the configuration of the current sensor 10 in FIG. 1A, the circuit and wiring of the first magnetic sensor 11A and the circuit and wiring of the second magnetic sensor 11B have a three-dimensional line-symmetric relationship. It is possible to express that they are arranged as follows. However, the symmetry axis faces the direction in which the current to be measured flows. In addition, since there is no change in the two-dimensional or three-dimensional symmetry, the circuit and wiring of the first magnetic sensor 11A and the circuit and wiring of the second magnetic sensor 11B are It may be expressed as a two-fold symmetry relationship. In this case, the rotating shaft faces the direction in which the current to be measured flows. Further, in the current sensor 10 of FIG. 1A, the circuit and wiring of the first magnetic sensor 11A and the circuit and wiring of the second magnetic sensor 11B are affected by the direction of the induced magnetic field caused by the current to be measured (each of which affects the circuit). It is also possible to express that they are arranged in the same configuration with respect to the direction of the magnetic field received.

図1(B)は、第一の磁気センサ11Aの回路や配線と、第二の磁気センサ11Bの回路や配線とが、被測定電流が通流する方向に垂直な面(電流線15が延在する方向に垂直な面)において、二次元の線対称の関係を有する配置の例である。図1(B)に示すように、第一の磁気センサ11Aにおいて、回路または配線は、外部磁界の向きにX、Y、Zの順に配置されており、第二の磁気センサ11Bにおいて、回路または配線は、外部磁界の向きにX、Y、Zの順に配置されている。このような配置では、外部磁界から第一の磁気センサ11Aが受ける影響と、外部磁界から第二の磁気センサ11Bが受ける影響とが概ね等しくなるため、差動演算によって外部磁界の影響を十分に除去することが可能である。   FIG. 1B shows a plane (current line 15 is extended) in which the circuit and wiring of the first magnetic sensor 11A and the circuit and wiring of the second magnetic sensor 11B are perpendicular to the direction in which the current to be measured flows. This is an example of an arrangement having a two-dimensional line symmetry relationship in a plane perpendicular to the existing direction. As shown in FIG. 1B, in the first magnetic sensor 11A, the circuits or wirings are arranged in the order of X, Y, and Z in the direction of the external magnetic field. The wiring is arranged in the order of X, Y, and Z in the direction of the external magnetic field. In such an arrangement, the influence of the first magnetic sensor 11A from the external magnetic field is almost equal to the influence of the second magnetic sensor 11B from the external magnetic field. It is possible to remove.

なお、第一の磁気センサ11Aおよび第二の磁気センサ11B内のすべての構成が、上記対称性を満たしている必要はない。例えば、センサ部については、上記の対称性を有さないことがある。また、対称性についても厳密なものである必要はなく、被測定電流による磁界から受ける影響が概ね等しくなる程度で良い。また、上記線対称における対称軸は、通常、被測定電流が通流する方向に垂直な面において、一部が電流線15と重なるように存在する。   Note that it is not necessary for all the configurations in the first magnetic sensor 11A and the second magnetic sensor 11B to satisfy the symmetry. For example, the sensor unit may not have the above symmetry. Further, the symmetry need not be strict, and the influence of the current to be measured from the magnetic field may be almost equal. The symmetry axis in the line symmetry usually exists so that a part thereof overlaps the current line 15 in a plane perpendicular to the direction in which the current to be measured flows.

なお、上記対称性を三次元的に考えると、面対称となる。このため、図1(B)の電流センサ10の構成において、第一の磁気センサ11Aの回路や配線と、第二の磁気センサ11Bの回路や配線とが、面対称の関係を有するように配置されている、と表現することが可能である。この場合、対称面は、被測定電流が通流する方向に平行な面になる。また、図1(B)の電流センサ10において、第一の磁気センサ11Aの回路や配線と、第二の磁気センサ11Bの回路や配線とが、外部磁界の向きに対して同じ構成で配置されている、と表現することも可能である。   When the symmetry is considered three-dimensionally, it becomes plane symmetry. Therefore, in the configuration of the current sensor 10 in FIG. 1B, the circuit and wiring of the first magnetic sensor 11A and the circuit and wiring of the second magnetic sensor 11B are arranged so as to have a plane symmetry relationship. It can be expressed as In this case, the symmetry plane is a plane parallel to the direction in which the current to be measured flows. In the current sensor 10 of FIG. 1B, the circuit and wiring of the first magnetic sensor 11A and the circuit and wiring of the second magnetic sensor 11B are arranged in the same configuration with respect to the direction of the external magnetic field. It can also be expressed as

なお、図1(A)および図1(B)に示すように、第一の磁気センサ11Aの回路や配線と、第二の磁気センサ11Bの回路や配線と、が有する対称性の種類によって、受ける影響を等しくすることができる磁界の種類は異なる。よって、電流測定精度への影響が大きい磁界の種類に合わせて、いずれかの構成を適宜選択すればよい。   As shown in FIGS. 1A and 1B, depending on the type of symmetry that the circuit and wiring of the first magnetic sensor 11A and the circuit and wiring of the second magnetic sensor 11B have, The types of magnetic fields that can be equally affected are different. Therefore, any configuration may be selected as appropriate in accordance with the type of magnetic field that has a large influence on the current measurement accuracy.

上述のように、本発明の電流センサ10では、第一の磁気センサ11Aの回路や配線と、第二の磁気センサ11Bの回路や配線とを、被測定電流が通流する方向に垂直な面において、対称の関係となるように配置している。このような配置により、被測定電流による誘導磁界や外部磁界の影響が、第一の磁気センサ11Aと第二の磁気センサ11Bとに等しく表れるため、差動演算によって外部磁界の影響を十分にキャンセルして電流測定精度の低下を抑制することができる。以降の実施の形態では、本発明の電流センサ10の具体例について、より詳細に説明することとする。   As described above, in the current sensor 10 of the present invention, the plane perpendicular to the direction in which the current to be measured flows through the circuit and wiring of the first magnetic sensor 11A and the circuit and wiring of the second magnetic sensor 11B. Are arranged so as to have a symmetrical relationship. With such an arrangement, the influence of the induced magnetic field and the external magnetic field due to the current to be measured appears equally in the first magnetic sensor 11A and the second magnetic sensor 11B, so that the influence of the external magnetic field is sufficiently canceled by the differential operation. Thus, it is possible to suppress a decrease in current measurement accuracy. In the following embodiments, specific examples of the current sensor 10 of the present invention will be described in more detail.

(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の電流センサ10の具体例として、磁気センサの回路または配線が、被測定電流が通流する方向に垂直な面において二次元の点対称の関係にある場合の一例について、図面を参照して説明する。図2(A)は、被測定電流が通流する方向から見た場合の電流センサ10の構成を示す模式図であり、図2(B)は、被測定電流が通流する方向に垂直な方向から見た場合の電流センサ10の構成を示す模式図である。図2(A)において、電流線15に付された印は、被測定電流が奥から手前に通流することを示し、図2(B)において、塗りつぶされた矢印は被測定電流の向きを示し、白抜きの矢印は被測定電流による誘導磁界の向きを示す。また、図2(A)および図2(B)において、実線の矢印は感度軸の向きを示し、図2(A)において破線の矢印は、それぞれ、図2(B)のA側またはB側に対応することを示す。また、センサ部12Aおよびセンサ部12Bのピン(端子)のうちで同じ番号が付されているものは、それぞれ同じ機能を有する要素に接続されることを示す。
(Embodiment 1)
In this embodiment, as a specific example of the current sensor 10 of the present invention, an example in which the circuit or wiring of the magnetic sensor has a two-dimensional point-symmetric relationship in a plane perpendicular to the direction in which the current to be measured flows Will be described with reference to the drawings. FIG. 2A is a schematic diagram showing the configuration of the current sensor 10 when viewed from the direction in which the current to be measured flows, and FIG. 2B is perpendicular to the direction in which the current to be measured flows. It is a schematic diagram which shows the structure of the current sensor 10 when it sees from a direction. In FIG. 2A, the mark attached to the current line 15 indicates that the current to be measured flows from the back to the front. In FIG. 2B, the solid arrow indicates the direction of the current to be measured. The white arrow indicates the direction of the induced magnetic field due to the current to be measured. 2A and 2B, the solid arrow indicates the direction of the sensitivity axis, and in FIG. 2A, the broken arrow indicates the A side or B side in FIG. 2B, respectively. It corresponds to. Moreover, what is attached | subjected with the same number among the pins (terminal) of sensor part 12A and sensor part 12B shows that it is connected to the element which has the same function, respectively.

本実施の形態における電流センサ10は、電流線15と、基板16Aに配置された第一の磁気センサ11Aと、基板16Bに配置された第二の磁気センサ11Bを含む。第一の磁気センサ11Aは、ブリッジ回路やフィードバックコイルなどを含むセンサ部12Aと、差動・電流アンプやI/Vアンプなどを含む回路部13Aとを含む。第二の磁気センサ11Bは、ブリッジ回路やフィードバックコイルなどを含むセンサ部12Bと、差動・電流アンプやI/Vアンプなどを含む回路部13Bとを含む。   Current sensor 10 in the present embodiment includes current line 15, first magnetic sensor 11A disposed on substrate 16A, and second magnetic sensor 11B disposed on substrate 16B. The first magnetic sensor 11A includes a sensor unit 12A including a bridge circuit and a feedback coil, and a circuit unit 13A including a differential / current amplifier and an I / V amplifier. The second magnetic sensor 11B includes a sensor unit 12B including a bridge circuit and a feedback coil, and a circuit unit 13B including a differential / current amplifier and an I / V amplifier.

また、本実施の形態の電流センサ10において、第一の磁気センサ11Aにおけるセンサ部12Aのピン(端子)の配置と、第二の磁気センサ11Bにおけるセンサ部12Bのピン(端子)の配置とは、被測定電流が通流する方向に垂直な面において二次元の点対称の関係にある(図2(A)参照)。また、第一の磁気センサ11Aにおけるセンサ部12Aに接続される配線と、第二の磁気センサ11Bにおけるセンサ部12Bに接続される配線とは、被測定電流が通流する方向に垂直な面において二次元の点対称の関係にある。同様に、第一の磁気センサ11Aが有する回路部13Aと、第二の磁気センサ11Aが有する回路部13Bとは、被測定電流が通流する方向に垂直な面において二次元の点対称の関係にある。なお、この場合、対称点は、電流線15の内部に存在する。   In the current sensor 10 of the present embodiment, the arrangement of the pins (terminals) of the sensor unit 12A in the first magnetic sensor 11A and the arrangement of the pins (terminals) of the sensor unit 12B in the second magnetic sensor 11B are as follows. In a plane perpendicular to the direction in which the current to be measured flows, there is a two-dimensional point-symmetrical relationship (see FIG. 2A). Further, the wiring connected to the sensor unit 12A in the first magnetic sensor 11A and the wiring connected to the sensor unit 12B in the second magnetic sensor 11B are on a plane perpendicular to the direction in which the current to be measured flows. Two-dimensional point symmetry. Similarly, the circuit unit 13A included in the first magnetic sensor 11A and the circuit unit 13B included in the second magnetic sensor 11A have a two-dimensional point-symmetric relationship in a plane perpendicular to the direction in which the current to be measured flows. It is in. In this case, the symmetry point exists inside the current line 15.

このような対称関係を有することにより、被測定電流による誘導磁界から第一の磁気センサ11Aが受ける影響と、被測定電流による誘導磁界から第二の磁気センサ11Bが受ける影響とを概ね等しくできるため、差動演算時のマッチング(差動マッチング)を高めることができる。これにより、外部磁界の影響を十分に除去して、測定精度の低下を抑制することができる。   By having such a symmetric relationship, the influence of the first magnetic sensor 11A from the induced magnetic field due to the current to be measured can be substantially equal to the influence of the second magnetic sensor 11B from the induced magnetic field due to the current to be measured. The matching (differential matching) at the time of differential calculation can be improved. Thereby, the influence of an external magnetic field is fully removed, and the fall of measurement accuracy can be suppressed.

なお、上記の表現は、電流センサ10を二次元的にみた場合の一例に過ぎないから、他の表現も可能である。例えば、第一の磁気センサ11Aにおけるセンサ部12Aに接続される配線と、第二の磁気センサ11Bにおけるセンサ部12Bに接続される配線とが、被測定電流が通流する方向に延びた軸を対称軸とする三次元の線対称の関係にあり、第一の磁気センサ11Aが有する回路部13Aと、第二の磁気センサ11Bが有する回路部13Bとが、被測定電流が通流する方向に延びた軸を対称軸とする三次元の線対称の関係にある、ということができる。同様に、被測定電流が通流する方向に延びた軸を回転軸とする二回対称の関係にあるといっても良い。さらに、第一の磁気センサ11Aの回路部13Aや配線と、第二の磁気センサ11Bの回路部13Bや配線とが、被測定電流による誘導磁界の向き(それぞれが影響を受ける磁界の向き)に対して同じ構成で配置されている、と表現することも可能である。   Note that the above expression is merely an example when the current sensor 10 is viewed two-dimensionally, and other expressions are possible. For example, the wiring connected to the sensor unit 12A in the first magnetic sensor 11A and the wiring connected to the sensor unit 12B in the second magnetic sensor 11B have axes extending in the direction in which the current to be measured flows. The three-dimensional line-symmetric relationship with the axis of symmetry is such that the circuit portion 13A of the first magnetic sensor 11A and the circuit portion 13B of the second magnetic sensor 11B pass in the direction in which the current to be measured flows. It can be said that there is a three-dimensional line-symmetric relationship with the extended axis as the symmetry axis. Similarly, it may be said that there is a two-fold symmetric relationship with the axis extending in the direction of passing the current to be measured as the rotation axis. Furthermore, the circuit part 13A and the wiring of the first magnetic sensor 11A and the circuit part 13B and the wiring of the second magnetic sensor 11B are in the direction of the induced magnetic field (the direction of the magnetic field that is affected by each) measured current. On the other hand, it can also be expressed as being arranged in the same configuration.

次に、本発明に係る電流センサ10の回路構成について説明する。図3は、本発明に係る電流センサ10のブロック図の例である。図3に示される電流センサ10は、第一の磁気センサ11Aおよび第二の磁気センサ11Bの他、第一の磁気センサ11Aおよび第二の磁気センサ11Bの出力の差動演算を行う差動アンプ14を有している。   Next, the circuit configuration of the current sensor 10 according to the present invention will be described. FIG. 3 is an example of a block diagram of the current sensor 10 according to the present invention. The current sensor 10 shown in FIG. 3 is a differential amplifier that performs a differential operation of outputs of the first magnetic sensor 11A and the second magnetic sensor 11B in addition to the first magnetic sensor 11A and the second magnetic sensor 11B. 14.

図3に示す第一の磁気センサ11Aは磁気平衡式センサであり、被測定電流によって発生する磁界を打ち消す方向の磁界を発生可能に配置されたフィードバックコイル111Aと、磁気検出素子である二つの磁気抵抗効果素子及び二つの固定抵抗素子からなるブリッジ回路113Aと、を含むセンサ部12Aを有する。また、ブリッジ回路113Aの差動出力を増幅し、フィードバックコイル111Aのフィードバック電流を制御する差動・電流アンプ121Aと、第一の磁気センサ11Aのフィードバック電流を電圧に変換するI/Vアンプ123Aと、を含む回路部13Aを有する。ここで、フィードバックコイル111Aとブリッジ回路113Aとを含むセンサ部12Aは、一つのチップ内に作り込まれていることがある。また、差動・電流アンプ121Aと、I/Vアンプ123Aとには、同じ構成のオペアンプをベースとして、その接続関係を変更したものが用いられることがある。   The first magnetic sensor 11A shown in FIG. 3 is a magnetic balance sensor, and includes a feedback coil 111A arranged so as to be able to generate a magnetic field in a direction that cancels the magnetic field generated by the current to be measured, and two magnets that are magnetic detection elements. The sensor unit 12A includes a bridge circuit 113A including a resistance effect element and two fixed resistance elements. Also, a differential / current amplifier 121A that amplifies the differential output of the bridge circuit 113A and controls the feedback current of the feedback coil 111A, and an I / V amplifier 123A that converts the feedback current of the first magnetic sensor 11A into a voltage , Including a circuit portion 13A. Here, the sensor unit 12A including the feedback coil 111A and the bridge circuit 113A may be built in one chip. In some cases, the differential / current amplifier 121A and the I / V amplifier 123A are based on an operational amplifier having the same configuration and whose connection is changed.

第二の磁気センサ11Bも第一の磁気センサ11Aと同様に、フィードバックコイル111Bおよびブリッジ回路113Bを含むセンサ部12Bと、差動・電流アンプ121BおよびI/Vアンプ123Bを含む回路部13Bと、を有する。また、フィードバックコイル111Bとブリッジ回路113Bとを含むセンサ部12Bは、一つのチップ内に作り込まれていることがある。また、差動・電流アンプ121Aと、I/Vアンプ123Aとには、同じ構成のオペアンプをベースとして、その接続関係を変更したものが用いられることがある。   Similarly to the first magnetic sensor 11A, the second magnetic sensor 11B includes a sensor unit 12B including a feedback coil 111B and a bridge circuit 113B, and a circuit unit 13B including a differential / current amplifier 121B and an I / V amplifier 123B. Have In addition, the sensor unit 12B including the feedback coil 111B and the bridge circuit 113B may be built in one chip. In some cases, the differential / current amplifier 121A and the I / V amplifier 123A are based on an operational amplifier having the same configuration and whose connection is changed.

フィードバックコイル111A、111Bは、ブリッジ回路113A、113Bの磁気抵抗効果素子の近傍に配置されており、被測定電流により発生する誘導磁界を相殺するキャンセル磁界を発生する。ブリッジ回路113A、113Bの磁気抵抗効果素子としては、GMR(Giant Magneto Resistance)素子やTMR(Tunnel Magneto Resistance)素子などを用いることができる。磁気抵抗効果素子は、被測定電流からの誘導磁界により抵抗値が変化するという特性を有する。このような特性を有する二つの磁気抵抗効果素子と二つの固定抵抗素子を用いてブリッジ回路113A、113Bを構成することにより、高感度の電流センサを実現することができる。また、磁気抵抗効果素子を用いることにより、電流センサを設置する基板面と平行な方向に感度軸を配置し易くなり、平面コイルを使用することが可能となる。   The feedback coils 111A and 111B are arranged in the vicinity of the magnetoresistive effect elements of the bridge circuits 113A and 113B, and generate a canceling magnetic field that cancels the induced magnetic field generated by the current to be measured. As the magnetoresistive effect element of the bridge circuits 113A and 113B, a GMR (Giant Magneto Resistance) element, a TMR (Tunnel Magneto Resistance) element, or the like can be used. The magnetoresistive element has a characteristic that the resistance value is changed by an induced magnetic field from the current to be measured. By configuring the bridge circuits 113A and 113B using two magnetoresistive elements having such characteristics and two fixed resistance elements, a highly sensitive current sensor can be realized. Further, by using the magnetoresistive effect element, it becomes easy to arrange the sensitivity axis in a direction parallel to the substrate surface on which the current sensor is installed, and a planar coil can be used.

ブリッジ回路113A、113Bは、それぞれ、被測定電流による誘導磁界に応じた電位差を生じる二つの出力端子を備える。ブリッジ回路113A、113Bがそれぞれ有する二つの出力端子からの二つの出力は、差動・電流アンプ121A、121Bで差動増幅され、差動増幅された出力がフィードバックコイル111A、111Bに電流(フィードバック電流)として与えられる。フィードバック電流がフィードバックコイル111A、111Bに与えられると、当該フィードバック電流によって、誘導磁界を相殺するキャンセル磁界が発生する。そして、誘導磁界とキャンセル磁界とが相殺される平衡状態となったときにフィードバックコイル111A、111Bを流れる電流が、I/Vアンプ123A、123Bで電圧に変換され、センサ出力となる。   Each of the bridge circuits 113A and 113B includes two output terminals that generate a potential difference corresponding to an induced magnetic field caused by a current to be measured. Two outputs from the two output terminals of each of the bridge circuits 113A and 113B are differentially amplified by the differential / current amplifiers 121A and 121B, and the differentially amplified outputs are supplied to the feedback coils 111A and 111B as current (feedback current). ). When the feedback current is applied to the feedback coils 111A and 111B, a cancellation magnetic field that cancels the induced magnetic field is generated by the feedback current. Then, the current flowing in the feedback coils 111A and 111B is converted into a voltage by the I / V amplifiers 123A and 123B when an equilibrium state in which the induction magnetic field and the canceling magnetic field cancel each other is generated and becomes a sensor output.

なお、差動・電流アンプ121A、121Bにおいては、電源電圧を、I/V変換の基準電圧+(フィードバックコイル抵抗の定格内最大値×フルスケール時フィードバックコイル電流)に近い値に設定することで、フィードバック電流が制限され、磁気抵抗効果素子やフィードバックコイルを保護する効果が得られる。また、ここではブリッジ回路113A、113Bの二つの出力の差動を増幅してフィードバック電流に用いたが、ブリッジ回路113A、113Bからは中点電位のみを出力とし、所定の基準電位との電位差をもとにしたフィードバック電流を用いてもよい。   In the differential / current amplifiers 121A and 121B, the power supply voltage is set to a value close to the reference voltage for I / V conversion + (maximum value within the rated value of feedback coil resistance × feedback coil current at full scale). The feedback current is limited, and the effect of protecting the magnetoresistive effect element and the feedback coil can be obtained. Here, the differential of the two outputs of the bridge circuits 113A and 113B is amplified and used as a feedback current. However, only the midpoint potential is output from the bridge circuits 113A and 113B, and the potential difference from a predetermined reference potential is set. The original feedback current may be used.

差動アンプ14は、第一の磁気センサ11Aと第二の磁気センサ11Bの出力信号(すなわち、I/Vアンプ123A、123Bの出力信号)の差動値を出力する。このような差動演算処理によって、第一の磁気センサ11A、第二の磁気センサ11Bの出力信号における地磁気などの外部磁場の影響はキャンセルされ、高精度に電流を測定できる。   The differential amplifier 14 outputs a differential value of output signals of the first magnetic sensor 11A and the second magnetic sensor 11B (that is, output signals of the I / V amplifiers 123A and 123B). By such differential calculation processing, the influence of an external magnetic field such as geomagnetism on the output signals of the first magnetic sensor 11A and the second magnetic sensor 11B is canceled, and the current can be measured with high accuracy.

次に、第一の磁気センサ11Aおよび第二の磁気センサ11Bにおける、センサ部12A、12Bや、回路部13A、13Bの構成およびその接続関係について説明する。図4は、センサ部12A、12B、回路部13A、13Bの基本的な構成および接続関係について示す回路図である。図5は、第一の磁気センサ11Aおよび第二の磁気センサ11Bの構成を示す回路図である。図5の回路図は、図2(B)の模式図に対応するものであり、塗りつぶされた矢印は被測定電流の向きを、白抜きの矢印は被測定電流による誘導磁界の向きを、それぞれ示している。なお、図4においてセンサ部12A、12B、回路部13A、13Bのピン(端子)に付された番号は、図5において同じ番号が付されたピンに対応する。   Next, the configuration of the sensor units 12A and 12B and the circuit units 13A and 13B and the connection relationship thereof in the first magnetic sensor 11A and the second magnetic sensor 11B will be described. FIG. 4 is a circuit diagram showing the basic configuration and connection relationship of the sensor units 12A and 12B and the circuit units 13A and 13B. FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of the first magnetic sensor 11A and the second magnetic sensor 11B. The circuit diagram of FIG. 5 corresponds to the schematic diagram of FIG. 2B, in which the solid arrow indicates the direction of the current to be measured, and the white arrow indicates the direction of the induced magnetic field due to the current to be measured. Show. In FIG. 4, the numbers assigned to the pins (terminals) of the sensor units 12A and 12B and the circuit units 13A and 13B correspond to the pins assigned the same numbers in FIG.

図4および図5から分かるように、第一の磁気センサ11Aにおいて、ブリッジ回路113Aの二つの出力は差動・電流アンプ121Aの二つの入力となる。つまり、センサ部12Aの二つのピン(6、7)と、回路部13Aの二つのピン(3、2)とは、それぞれ接続されている。また、差動・電流アンプ121Aの出力に相当する回路部13Aのピン(1)と、フィードバックコイル111Aの一方の端子に相当するセンサ部12Aのピン(2)とは接続されている。   As can be seen from FIGS. 4 and 5, in the first magnetic sensor 11A, the two outputs of the bridge circuit 113A become the two inputs of the differential / current amplifier 121A. That is, the two pins (6, 7) of the sensor unit 12A and the two pins (3, 2) of the circuit unit 13A are connected to each other. The pin (1) of the circuit unit 13A corresponding to the output of the differential / current amplifier 121A and the pin (2) of the sensor unit 12A corresponding to one terminal of the feedback coil 111A are connected.

また、フィードバックコイル111Aの他方の端子に相当するセンサ部12Aのピン(3)と、I/Vアンプ123Aの一方の入力端子に相当する回路部13Aのピン(5)とは接続されており、これらは抵抗を介して、接地電位(GND)と接続されている。さらに、I/Vアンプ123Aの他方の入力端子に相当する回路部13Aのピン(6)と、I/Vアンプ123Aの出力端子に相当する回路部13Aのピン(7)とは、センサの出力端子と接続されている。なお、センサ部12Aの二つのピン(5、8)には、所定の電圧(V+、V−)が与えられており、回路部13Aの二つのピン(4、8)には、所定の電圧(V+、V−)が与えられている。   Also, the pin (3) of the sensor unit 12A corresponding to the other terminal of the feedback coil 111A and the pin (5) of the circuit unit 13A corresponding to one input terminal of the I / V amplifier 123A are connected, These are connected to a ground potential (GND) through a resistor. Further, the pin (6) of the circuit unit 13A corresponding to the other input terminal of the I / V amplifier 123A and the pin (7) of the circuit unit 13A corresponding to the output terminal of the I / V amplifier 123A are output from the sensor. Connected to the terminal. A predetermined voltage (V +, V−) is applied to the two pins (5, 8) of the sensor unit 12A, and a predetermined voltage is applied to the two pins (4, 8) of the circuit unit 13A. (V +, V-) is given.

第二の磁気センサ11Bの接続関係も同様である。このため、図5に示すような、第一の磁気センサ11Aにおける回路部13Aおよび配線と、第二の磁気センサ11Bにおける回路部13Bおよび配線とが、被測定電流が通流する方向に垂直な面において二次元の点対称の関係を有する構成は、同一の回路および配線を180°回転させて配置することで実現される。   The connection relationship of the second magnetic sensor 11B is the same. For this reason, as shown in FIG. 5, the circuit portion 13A and the wiring in the first magnetic sensor 11A and the circuit portion 13B and the wiring in the second magnetic sensor 11B are perpendicular to the direction in which the current to be measured flows. A configuration having a two-dimensional point-symmetric relationship in the plane is realized by arranging the same circuit and wiring by rotating 180 degrees.

一方で、図5に示す構成におけるセンサ部12Aとセンサ部12Bとは、同一のセンサ部を180°回転させて配置しても実現されない。これは、第一の磁気センサ11Aと第二の磁気センサ11Bとでは、感度軸の向きを合わせる必要があるためである。よって、厳密には、センサ部12Aとセンサ部12Bとの関係は、被測定電流が通流する方向に垂直な面において二次元の点対称にならない。ただし、このことは、電流測定精度にはほとんど影響しない。   On the other hand, the sensor unit 12A and the sensor unit 12B in the configuration shown in FIG. 5 are not realized even when the same sensor unit is rotated 180 °. This is because it is necessary to match the direction of the sensitivity axis between the first magnetic sensor 11A and the second magnetic sensor 11B. Therefore, strictly speaking, the relationship between the sensor unit 12A and the sensor unit 12B does not become two-dimensional point symmetry in a plane perpendicular to the direction in which the current to be measured flows. However, this has little effect on the current measurement accuracy.

次に、図6および図7に、第一の磁気センサ11Aにおける回路部13Aおよび配線と、第二の磁気センサ11Bにおける回路部13Bおよび配線とが、被測定電流が通流する方向に垂直な面において、二次元の点対称の関係にない場合の例を示す。図6(A)は、被測定電流が通流する方向から見た場合の模式図であり、図6(B)は、被測定電流が通流する方向に垂直な方向から見た場合の模式図である。図7は、第一の磁気センサ11Aおよび第二の磁気センサ11Bの構成を示す回路図である。図6および図7において、塗りつぶされた矢印は被測定電流の向きを、白抜きの矢印は被測定電流による誘導磁界の向きを、それぞれ示している。   Next, in FIGS. 6 and 7, the circuit portion 13A and the wiring in the first magnetic sensor 11A and the circuit portion 13B and the wiring in the second magnetic sensor 11B are perpendicular to the direction in which the current to be measured flows. An example of a case where the plane is not in a two-dimensional point symmetry relationship is shown. 6A is a schematic diagram when viewed from the direction in which the current to be measured flows, and FIG. 6B is a schematic diagram when viewed from the direction perpendicular to the direction in which the current to be measured flows. FIG. FIG. 7 is a circuit diagram showing the configuration of the first magnetic sensor 11A and the second magnetic sensor 11B. 6 and 7, the solid arrows indicate the direction of the current to be measured, and the white arrows indicate the direction of the induced magnetic field due to the current to be measured.

この場合、図6(B)から分かるように、第一の磁気センサ11Aおよび第二の磁気センサ11Bは、被測定電流が通流する方向に平行な面において二次元の点対称の関係にある。一方で、被測定電流が通流する方向に垂直な面において、第一の磁気センサ11Aにおけるセンサ部12Aのピン(端子)の配置と、第二の磁気センサ11Bにおけるセンサ部12Bのピン(端子)の配置とは、二次元の点対称の関係にない(図6(A)参照)。また、第一の磁気センサ11Aにおけるセンサ部12Aに接続される配線と、第二の磁気センサ11Bにおけるセンサ部12Bに接続される配線とは、被測定電流が通流する方向に垂直な面において二次元の点対称の関係にない。同様に、第一の磁気センサ11Aが有する回路部13Aと、第二の磁気センサ11Bが有する回路部13Bとは、被測定電流が通流する方向に垂直な面において二次元の点対称の関係にない。   In this case, as can be seen from FIG. 6B, the first magnetic sensor 11A and the second magnetic sensor 11B have a two-dimensional point-symmetric relationship in a plane parallel to the direction in which the current to be measured flows. . On the other hand, in a plane perpendicular to the direction in which the current to be measured flows, the arrangement of the pins (terminals) of the sensor unit 12A in the first magnetic sensor 11A and the pins (terminals) of the sensor unit 12B in the second magnetic sensor 11B. ) Is not in a two-dimensional point-symmetric relationship (see FIG. 6A). Further, the wiring connected to the sensor unit 12A in the first magnetic sensor 11A and the wiring connected to the sensor unit 12B in the second magnetic sensor 11B are on a plane perpendicular to the direction in which the current to be measured flows. There is no two-dimensional point symmetry. Similarly, the circuit unit 13A included in the first magnetic sensor 11A and the circuit unit 13B included in the second magnetic sensor 11B have a two-dimensional point-symmetric relationship in a plane perpendicular to the direction in which the current to be measured flows. Not.

このような構成は、同じ構成の磁気センサを、被測定電流が通流する方向に平行な面において回転させて配置することで容易に実現できるが、この場合には、被測定電流による誘導磁界から第一の磁気センサ11Aが受ける影響と、被測定電流による誘導磁界から第二の磁気センサ11Bが受ける影響とが等しくならないことがある。例えば、電流センサの電流線15にスパイク状のノイズが加わると、図8に示すように、第一の磁気センサ11Aの出力と、第二の磁気センサ11Bの出力とは一致しなくなる。すると、差動演算時のマッチング(差動マッチング)が低下して、外部磁界の影響を十分に除去することができない。   Such a configuration can be easily realized by rotating the magnetic sensor having the same configuration in a plane parallel to the direction in which the current to be measured flows, but in this case, an induced magnetic field generated by the current to be measured Therefore, the influence received by the first magnetic sensor 11A may not be equal to the influence received by the second magnetic sensor 11B from the induced magnetic field caused by the current to be measured. For example, when spike noise is applied to the current line 15 of the current sensor, as shown in FIG. 8, the output of the first magnetic sensor 11A and the output of the second magnetic sensor 11B do not match. Then, matching (differential matching) at the time of differential calculation is lowered, and the influence of the external magnetic field cannot be sufficiently removed.

本実施の形態に示す電流センサ10は、このような問題を解決すべく考えられたものであり、少なくとも一対の磁気センサの配線または回路の一部を、被測定電流が通流する方向に垂直な面において二次元の点対称の関係を有するように配置することで、被測定電流による誘導磁界からの影響を等しくして、適切な差動演算を実現するのである。   The current sensor 10 shown in the present embodiment has been conceived to solve such a problem. At least a part of the wiring or circuit of the pair of magnetic sensors is perpendicular to the direction in which the current to be measured flows. By arranging so as to have a two-dimensional point-symmetrical relationship on a smooth surface, the influence from the induced magnetic field by the current to be measured is made equal, and an appropriate differential operation is realized.

なお、ここでは第一の磁気センサ11Aおよび第二の磁気センサ11Aとして磁気平衡式センサを用いたが、磁気比例式センサを用いても良い。また、図3〜図5に係る電流センサ10の構成は一例にすぎず、他の構成を採用することも当然に可能である。   Here, although the magnetic balance type sensor is used as the first magnetic sensor 11A and the second magnetic sensor 11A, a magnetic proportional type sensor may be used. Further, the configuration of the current sensor 10 according to FIGS. 3 to 5 is merely an example, and other configurations can naturally be adopted.

(実施の形態2)
本実施の形態では、本発明の電流センサ10の具体例として、磁気センサの回路または配線が、被測定電流が通流する方向に垂直な面において二次元の点対称の関係にある場合の別の一例について、図面を参照して説明する。図9は、被測定電流が通流する方向から見た場合の電流センサ10の構成を示す模式図である。図9において、電流線15に付された印は、被測定電流が手前から奥に通流することを示し、白抜きの矢印は被測定電流による誘導磁界の向きを示し、実線の矢印は感度軸の向きを示す。また、センサ部12Aおよびセンサ部12Bのピン(端子)のうちで同じ番号が付されているものは、それぞれ同じ機能を有する要素に接続されることを示す。
(Embodiment 2)
In the present embodiment, as a specific example of the current sensor 10 of the present invention, another case where the circuit or wiring of the magnetic sensor has a two-dimensional point symmetry relationship in a plane perpendicular to the direction in which the current to be measured flows. An example will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a schematic diagram showing the configuration of the current sensor 10 when viewed from the direction in which the current to be measured flows. In FIG. 9, the mark attached to the current line 15 indicates that the current to be measured flows from the front to the back, the white arrow indicates the direction of the induced magnetic field due to the current to be measured, and the solid arrow indicates the sensitivity. Indicates the direction of the axis. Moreover, what is attached | subjected with the same number among the pins (terminal) of sensor part 12A and sensor part 12B shows that it is connected to the element which has the same function, respectively.

本実施の形態における電流センサ10は、電流線15と、基板16に配置された第一の磁気センサ11Aおよび第二の磁気センサ11Bを含む。第一の磁気センサ11Aは、ブリッジ回路やフィードバックコイルなどを含むセンサ部12Aと、差動・電流アンプやI/Vアンプなどを含む回路部13Aとを含む。第二の磁気センサ11Bは、ブリッジ回路やフィードバックコイルなどを含むセンサ部12Bと、差動・電流アンプやI/Vアンプなどを含む回路部13Bとを含む。   Current sensor 10 in the present embodiment includes current line 15, first magnetic sensor 11 </ b> A and second magnetic sensor 11 </ b> B arranged on substrate 16. The first magnetic sensor 11A includes a sensor unit 12A including a bridge circuit and a feedback coil, and a circuit unit 13A including a differential / current amplifier and an I / V amplifier. The second magnetic sensor 11B includes a sensor unit 12B including a bridge circuit and a feedback coil, and a circuit unit 13B including a differential / current amplifier and an I / V amplifier.

また、本実施の形態の電流センサ10において、第一の磁気センサ11Aにおけるセンサ部12Aのピン(端子)の配置と、第二の磁気センサ11Bにおけるセンサ部12Bのピン(端子)の配置とは、被測定電流が通流する方向に垂直な面において二次元の点対称の関係にある(図9参照)。また、第一の磁気センサ11Aにおけるセンサ部12Aに接続される配線と、第二の磁気センサ11Bにおけるセンサ部12Bに接続される配線とは、被測定電流が通流する方向に垂直な面において二次元の点対称の関係にある。同様に、第一の磁気センサ11Aが有する回路部13Aと、第二の磁気センサ11Aが有する回路部13Bとは、被測定電流が通流する方向に垂直な面において二次元の点対称の関係にある。なお、この場合、対称点は、電流線15の内部に存在する。   In the current sensor 10 of the present embodiment, the arrangement of the pins (terminals) of the sensor unit 12A in the first magnetic sensor 11A and the arrangement of the pins (terminals) of the sensor unit 12B in the second magnetic sensor 11B are as follows. In a plane perpendicular to the direction in which the current to be measured flows, there is a two-dimensional point-symmetric relationship (see FIG. 9). Further, the wiring connected to the sensor unit 12A in the first magnetic sensor 11A and the wiring connected to the sensor unit 12B in the second magnetic sensor 11B are on a plane perpendicular to the direction in which the current to be measured flows. Two-dimensional point symmetry. Similarly, the circuit unit 13A included in the first magnetic sensor 11A and the circuit unit 13B included in the second magnetic sensor 11A have a two-dimensional point-symmetric relationship in a plane perpendicular to the direction in which the current to be measured flows. It is in. In this case, the symmetry point exists inside the current line 15.

このような対称関係を有することにより、被測定電流による誘導磁界から第一の磁気センサ11Aが受ける影響と、被測定電流による誘導磁界から第二の磁気センサ11Bが受ける影響とを概ね等しくできるため、差動マッチングを高めることができる。これにより、外部磁界の影響を十分に除去して、測定精度の低下を抑制することができる。   By having such a symmetric relationship, the influence of the first magnetic sensor 11A from the induced magnetic field due to the current to be measured can be substantially equal to the influence of the second magnetic sensor 11B from the induced magnetic field due to the current to be measured. Differential matching can be enhanced. Thereby, the influence of an external magnetic field is fully removed, and the fall of measurement accuracy can be suppressed.

なお、上記の表現は、電流センサ10を二次元的にみた場合の一例に過ぎないから、他の表現も可能である。例えば、第一の磁気センサ11Aにおけるセンサ部12Aに接続される配線と、第二の磁気センサ11Bにおけるセンサ部12Bに接続される配線とが、被測定電流が通流する方向に延びた軸を対称軸とする三次元の線対称の関係にあり、第一の磁気センサ11Aが有する回路部13Aと、第二の磁気センサ11Bが有する回路部13Bとが、被測定電流が通流する方向に延びた軸を対称軸とする三次元の線対称の関係にある、ということができる。同様に、被測定電流が通流する方向に延びた軸を回転軸とする二回対称の関係にあるといっても良い。さらに、第一の磁気センサ11Aの回路部13Aや配線と、第二の磁気センサ11Bの回路部13Bや配線とが、被測定電流による誘導磁界の向き(それぞれが影響を受ける磁界の向き)に対して同じ構成で配置されている、と表現することも可能である。   Note that the above expression is merely an example when the current sensor 10 is viewed two-dimensionally, and other expressions are possible. For example, the wiring connected to the sensor unit 12A in the first magnetic sensor 11A and the wiring connected to the sensor unit 12B in the second magnetic sensor 11B have axes extending in the direction in which the current to be measured flows. The three-dimensional line-symmetric relationship with the axis of symmetry is such that the circuit portion 13A of the first magnetic sensor 11A and the circuit portion 13B of the second magnetic sensor 11B pass in the direction in which the current to be measured flows. It can be said that there is a three-dimensional line-symmetric relationship with the extended axis as the symmetry axis. Similarly, it may be said that there is a two-fold symmetric relationship with the axis extending in the direction of passing the current to be measured as the rotation axis. Furthermore, the circuit part 13A and the wiring of the first magnetic sensor 11A and the circuit part 13B and the wiring of the second magnetic sensor 11B are in the direction of the induced magnetic field (the direction of the magnetic field that is affected by each) measured current. On the other hand, it can also be expressed as being arranged in the same configuration.

電流センサ10の回路構成は、実施の形態1と同様である。すなわち、第一の磁気センサ11Aおよび第二の磁気センサ11Bの他、第一の磁気センサ11Aおよび第二の磁気センサ11Bの出力の差動演算を行う差動アンプを有している。詳細については、実施の形態1の記載や図3などを参酌すればよいから、ここでは省略する。   The circuit configuration of the current sensor 10 is the same as that of the first embodiment. That is, in addition to the first magnetic sensor 11A and the second magnetic sensor 11B, there is a differential amplifier that performs a differential operation on the outputs of the first magnetic sensor 11A and the second magnetic sensor 11B. Details are omitted here because the description of Embodiment Mode 1 and FIG. 3 may be referred to.

次に、第一の磁気センサ11Aおよび第二の磁気センサ11Bにおける、センサ部12A、12Bや、回路部13A、13Bの構成およびその接続関係について説明する。図10は、第一の磁気センサ11Aおよび第二の磁気センサ11Bの構成を示す回路図である。図10の回路図は、図9の模式図に対応するものであり、電流線15に付された印は、被測定電流が手前から奥に通流することを示し、白抜きの矢印は被測定電流による誘導磁界の向きを示している。なお、センサ部12A、12B、回路部13A、13Bの基本的な構成および接続関係の詳細は、実施の形態1の記載や図4などを参酌すればよいから、ここでは省略する。   Next, the configuration of the sensor units 12A and 12B and the circuit units 13A and 13B and the connection relationship thereof in the first magnetic sensor 11A and the second magnetic sensor 11B will be described. FIG. 10 is a circuit diagram showing the configuration of the first magnetic sensor 11A and the second magnetic sensor 11B. The circuit diagram of FIG. 10 corresponds to the schematic diagram of FIG. 9. The mark attached to the current line 15 indicates that the current to be measured flows from the front to the back, and the white arrow indicates the covered line. The direction of the induced magnetic field due to the measurement current is shown. Note that the details of the basic configurations and connection relationships of the sensor units 12A and 12B and the circuit units 13A and 13B may be referred to the description in Embodiment 1, FIG.

図10から分かるように、ブリッジ回路113Aの二つの出力に相当するセンサ部12Aの二つのピン(6、7)と、差動・電流アンプ121Aの二つの入力に相当する回路部13Aの二つのピン(3、2)とは、それぞれ接続されている。また、差動・電流アンプ121Aの出力に相当する回路部13Aのピン(1)と、フィードバックコイル111Aの一方の端子に相当するセンサ部12Aのピン(2)とは接続されている。   As can be seen from FIG. 10, two pins (6, 7) of the sensor unit 12A corresponding to the two outputs of the bridge circuit 113A and two of the circuit unit 13A corresponding to the two inputs of the differential / current amplifier 121A. The pins (3, 2) are connected to each other. The pin (1) of the circuit unit 13A corresponding to the output of the differential / current amplifier 121A and the pin (2) of the sensor unit 12A corresponding to one terminal of the feedback coil 111A are connected.

また、フィードバックコイル111Aの他方の端子に相当するセンサ部12Aのピン(3)と、I/Vアンプ123Aの一方の入力端子に相当する回路部13Aのピン(5)とは接続されており、これらは抵抗を介して、接地電位(GND)と接続されている。さらに、I/Vアンプ123Aの他方の入力端子に相当する回路部13Aのピン(6)と、I/Vアンプ123Aの出力端子に相当する回路部13Aのピン(7)とは、センサの出力端子と接続されている。なお、センサ部12Aの二つのピン(5、8)には、所定の電圧(V+、V−)が与えられており、回路部13Aの二つのピン(4、8)には、所定の電圧(V+、V−)が与えられている。   Also, the pin (3) of the sensor unit 12A corresponding to the other terminal of the feedback coil 111A and the pin (5) of the circuit unit 13A corresponding to one input terminal of the I / V amplifier 123A are connected, These are connected to a ground potential (GND) through a resistor. Further, the pin (6) of the circuit unit 13A corresponding to the other input terminal of the I / V amplifier 123A and the pin (7) of the circuit unit 13A corresponding to the output terminal of the I / V amplifier 123A are output from the sensor. Connected to the terminal. A predetermined voltage (V +, V−) is applied to the two pins (5, 8) of the sensor unit 12A, and a predetermined voltage is applied to the two pins (4, 8) of the circuit unit 13A. (V +, V-) is given.

第二の磁気センサ11Bの接続関係も同様である。このため、図10に示すような、第一の磁気センサ11Aにおける回路部13Aおよび配線と、第二の磁気センサ11Bにおける回路部13Bおよび配線とが、被測定電流が通流する方向に垂直な面において二次元の点対称の関係を有する構成は、同一の回路および配線を180°回転させて配置することで実現される。   The connection relationship of the second magnetic sensor 11B is the same. Therefore, as shown in FIG. 10, the circuit portion 13A and the wiring in the first magnetic sensor 11A and the circuit portion 13B and the wiring in the second magnetic sensor 11B are perpendicular to the direction in which the current to be measured flows. A configuration having a two-dimensional point-symmetric relationship in the plane is realized by arranging the same circuit and wiring by rotating 180 degrees.

一方で、図10に示す構成におけるセンサ部12Aとセンサ部12Bとは、同一のセンサ部を180°回転させて配置しても実現されない。これは、第一の磁気センサ11Aと第二の磁気センサ11Bとでは、感度軸の向きを合わせる必要があるためである。よって、センサ部12Aとセンサ部12Bとの関係は、厳密には、被測定電流が通流する方向に垂直な面において二次元の点対称にならない。ただし、このことは、電流測定精度にはほとんど影響しない。   On the other hand, the sensor unit 12A and the sensor unit 12B in the configuration shown in FIG. 10 are not realized even if the same sensor unit is rotated 180 °. This is because it is necessary to match the direction of the sensitivity axis between the first magnetic sensor 11A and the second magnetic sensor 11B. Therefore, strictly speaking, the relationship between the sensor unit 12A and the sensor unit 12B does not become two-dimensional point symmetry in a plane perpendicular to the direction in which the current to be measured flows. However, this has little effect on the current measurement accuracy.

以上のように、少なくとも一対の磁気センサの配線または回路の一部を、被測定電流が通流する方向に垂直な面において二次元の点対称の関係を有するように配置することで、被測定電流による誘導磁界からの影響を等しくして、適切な差動演算を実現することができる。   As described above, by arranging at least a part of the wiring or circuit of the pair of magnetic sensors so as to have a two-dimensional point-symmetric relationship in a plane perpendicular to the direction in which the current to be measured flows, An appropriate differential operation can be realized by equalizing the influence of the induced magnetic field from the induced magnetic field.

なお、ここでは第一の磁気センサ11Aおよび第二の磁気センサ11Aとして磁気平衡式センサを用いたが、磁気比例式センサを用いても良い。また、図9、図10に係る電流センサ10の構成は一例にすぎず、他の構成を採用することも当然に可能である。   Here, although the magnetic balance type sensor is used as the first magnetic sensor 11A and the second magnetic sensor 11A, a magnetic proportional type sensor may be used. Further, the configuration of the current sensor 10 according to FIGS. 9 and 10 is merely an example, and other configurations can naturally be adopted.

(実施の形態3)
本実施の形態では、本発明の電流センサ10の具体例として、磁気センサの回路または配線が、被測定電流が通流する方向に垂直な面において二次元の線対称の関係にある場合の一例について、図面を参照して説明する。図11(A)は、被測定電流が通流する方向から見た場合の電流センサ10の構成を示す模式図であり、図11(B)は、被測定電流が通流する方向に垂直な方向から見た場合の電流センサ10の構成を示す模式図である。図11(A)において、電流線15に付された印は、被測定電流が奥から手前に通流することを示し、図11(B)において、塗りつぶされた矢印は被測定電流の向きを示し、ハッチを付した矢印は外部磁界の向きを示す。また、図11(A)および図11(B)において、実線の矢印は感度軸の向きを示す。また、センサ部12Aおよびセンサ部12Bのピン(端子)のうちで同じ番号が付されているものは、それぞれ同じ機能を有する要素に接続されることを示す。
(Embodiment 3)
In the present embodiment, as a specific example of the current sensor 10 of the present invention, an example in which the circuit or wiring of the magnetic sensor has a two-dimensional line-symmetric relationship in a plane perpendicular to the direction in which the current to be measured flows. Will be described with reference to the drawings. FIG. 11A is a schematic diagram showing the configuration of the current sensor 10 when viewed from the direction in which the current to be measured flows, and FIG. 11B is perpendicular to the direction in which the current to be measured flows. It is a schematic diagram which shows the structure of the current sensor 10 when it sees from a direction. In FIG. 11A, the mark attached to the current line 15 indicates that the current to be measured flows from the back to the front. In FIG. 11B, the solid arrow indicates the direction of the current to be measured. The hatched arrows indicate the direction of the external magnetic field. In FIGS. 11A and 11B, the solid line arrow indicates the direction of the sensitivity axis. Moreover, what is attached | subjected with the same number among the pins (terminal) of sensor part 12A and sensor part 12B shows that it is connected to the element which has the same function, respectively.

本実施の形態における電流センサ10は、電流線15と、基板16Aに配置された第一の磁気センサ11Aと、基板16Bに配置された第二の磁気センサ11Bを含む。第一の磁気センサ11Aは、ブリッジ回路やフィードバックコイルなどを含むセンサ部12Aと、差動・電流アンプやI/Vアンプなどを含む回路部13Aとを含む。第二の磁気センサ11Bは、ブリッジ回路やフィードバックコイルなどを含むセンサ部12Bと、差動・電流アンプやI/Vアンプなどを含む回路部13Bとを含む。   Current sensor 10 in the present embodiment includes current line 15, first magnetic sensor 11A disposed on substrate 16A, and second magnetic sensor 11B disposed on substrate 16B. The first magnetic sensor 11A includes a sensor unit 12A including a bridge circuit and a feedback coil, and a circuit unit 13A including a differential / current amplifier and an I / V amplifier. The second magnetic sensor 11B includes a sensor unit 12B including a bridge circuit and a feedback coil, and a circuit unit 13B including a differential / current amplifier and an I / V amplifier.

また、本実施の形態の電流センサ10において、第一の磁気センサ11Aにおけるセンサ部12Aのピン(端子)の配置と、第二の磁気センサ11Bにおけるセンサ部12Bのピン(端子)の配置とは、被測定電流が通流する方向に垂直な面において二次元の線対称の関係にある(図11(A)参照)。また、第一の磁気センサ11Aにおけるセンサ部12Aに接続される配線と、第二の磁気センサ11Bにおけるセンサ部12Bに接続される配線とは、被測定電流が通流する方向に垂直な面において二次元の線対称の関係にある。同様に、第一の磁気センサ11Aが有する回路部13Aと、第二の磁気センサ11Aが有する回路部13Bとは、被測定電流が通流する方向に垂直な面において二次元の線対称の関係にある。なお、この場合、対称軸17は、被測定電流が通流する方向に垂直な面において、一部が電流線15と重なるように存在する。   In the current sensor 10 of the present embodiment, the arrangement of the pins (terminals) of the sensor unit 12A in the first magnetic sensor 11A and the arrangement of the pins (terminals) of the sensor unit 12B in the second magnetic sensor 11B are as follows. In a plane perpendicular to the direction in which the current to be measured flows, there is a two-dimensional line-symmetric relationship (see FIG. 11A). Further, the wiring connected to the sensor unit 12A in the first magnetic sensor 11A and the wiring connected to the sensor unit 12B in the second magnetic sensor 11B are on a plane perpendicular to the direction in which the current to be measured flows. Two-dimensional line symmetry. Similarly, the circuit unit 13A included in the first magnetic sensor 11A and the circuit unit 13B included in the second magnetic sensor 11A have a two-dimensional line-symmetric relationship in a plane perpendicular to the direction in which the current to be measured flows. It is in. In this case, the symmetry axis 17 exists so that a part thereof overlaps the current line 15 in a plane perpendicular to the direction in which the current to be measured flows.

このような対称関係を有することにより、外部磁界によって第一の磁気センサ11Aが受ける影響と、第二の磁気センサ11Bが受ける影響とを概ね等しくできるため、差動演算によって外部磁界の影響を十分に除去して、測定精度の低下を抑制することができる。   By having such a symmetrical relationship, the influence received by the first magnetic sensor 11A by the external magnetic field and the influence received by the second magnetic sensor 11B can be made substantially equal. Therefore, it is possible to suppress a decrease in measurement accuracy.

なお、上記の表現は、電流センサ10を二次元的にみた場合の一例に過ぎないから、他の表現も可能である。例えば、第一の磁気センサ11Aにおけるセンサ部12Aに接続される配線と、第二の磁気センサ11Bにおけるセンサ部12Bに接続される配線とが、被測定電流が通流する方向に平行な面を対称面とする面対称の関係にあり、第一の磁気センサ11Aが有する回路部13Aと、第二の磁気センサ11Bが有する回路部13Bとが、被測定電流が通流する方向に平行な面を対称面とする面対称の関係にある、ということができる。また、第一の磁気センサ11Aの回路部13Aや配線と、第二の磁気センサ11Bの回路部13Bや配線とが、外部磁界の向きに対して同じ構成で配置されている、と表現することも可能である。   Note that the above expression is merely an example when the current sensor 10 is viewed two-dimensionally, and other expressions are possible. For example, the wiring connected to the sensor unit 12A in the first magnetic sensor 11A and the wiring connected to the sensor unit 12B in the second magnetic sensor 11B are parallel to the direction in which the current to be measured flows. A plane that is symmetrical with respect to the plane of symmetry and that is parallel to the direction in which the current to be measured flows through the circuit portion 13A of the first magnetic sensor 11A and the circuit portion 13B of the second magnetic sensor 11B. It can be said that they are in a plane-symmetrical relationship with the plane of symmetry. In addition, the circuit unit 13A and the wiring of the first magnetic sensor 11A and the circuit unit 13B and the wiring of the second magnetic sensor 11B are expressed in the same configuration with respect to the direction of the external magnetic field. Is also possible.

電流センサ10の回路構成は、実施の形態1と同様である。すなわち、第一の磁気センサ11Aおよび第二の磁気センサ11Bの他、第一の磁気センサ11Aおよび第二の磁気センサ11Bの出力の差動演算を行う差動アンプを有している。詳細については、実施の形態1の記載や図3などを参酌すればよいから、ここでは省略する。   The circuit configuration of the current sensor 10 is the same as that of the first embodiment. That is, in addition to the first magnetic sensor 11A and the second magnetic sensor 11B, there is a differential amplifier that performs a differential operation on the outputs of the first magnetic sensor 11A and the second magnetic sensor 11B. Details are omitted here because the description of Embodiment Mode 1 and FIG. 3 may be referred to.

次に、第一の磁気センサ11Aおよび第二の磁気センサ11Bにおける、センサ部12A、12Bや、回路部13A、13Bの構成およびその接続関係について説明する。図12は、第一の磁気センサ11Aおよび第二の磁気センサ11Bの構成を示す回路図である。図12の回路図は、図11の模式図に対応するものであり、ハッチを付した矢印は外部磁界の向きを示している。   Next, the configuration of the sensor units 12A and 12B and the circuit units 13A and 13B and the connection relationship thereof in the first magnetic sensor 11A and the second magnetic sensor 11B will be described. FIG. 12 is a circuit diagram showing the configuration of the first magnetic sensor 11A and the second magnetic sensor 11B. The circuit diagram of FIG. 12 corresponds to the schematic diagram of FIG. 11, and the hatched arrows indicate the direction of the external magnetic field.

センサ部12A、12B、回路部13A、13Bの基本的な構成および接続関係の詳細は、実施の形態1の記載や図4などを参酌すればよいから、詳細は省略する。ただし、本実施の形態の第二の磁気センサ11Bにおいては、図4において差動・電流アンプとして用いたオペアンプと、I/Vアンプとして用いたオペアンプとを入れ替えて用いる。つまり、本実施の形態において、第一の磁気センサ11Aの回路部13Aと、第二の磁気センサ11Bの回路部13Bとは、図12に示す面内(被測定電流が通流する方向に平行な面内)において180°回転させた関係となるように配置させる。この場合、回路部13Aのピン(1、2、3、5、6、7)は、回路部13Bのピン(7、6、5、3、2、1)にそれぞれ相当する。このような態様で回路部13Aおよび回路部13Bを配置するのは、配線の対称性(被測定電流が通流する方向に垂直な面における二次元の線対称の関係)をできる限り確保するためである。なお、回路部13Aと回路部13Bに同じ構成のオペアンプを用いるのではなく、回路部13Aと回路部13Bとが上述の対称性を有するようにこれらの設計を変更して、第一の磁気センサ11Aと第二の磁気センサ11Bとの対称性をさらに高めても良い。   Details of the basic configurations and connection relationships of the sensor units 12A and 12B and the circuit units 13A and 13B may be referred to the description of Embodiment 1, FIG. However, in the second magnetic sensor 11B of the present embodiment, the operational amplifier used as the differential / current amplifier and the operational amplifier used as the I / V amplifier in FIG. 4 are used interchangeably. That is, in the present embodiment, the circuit portion 13A of the first magnetic sensor 11A and the circuit portion 13B of the second magnetic sensor 11B are in the plane shown in FIG. 12 (parallel to the direction in which the current to be measured flows). In such a manner that the relationship is rotated by 180 °. In this case, the pins (1, 2, 3, 5, 6, 7) of the circuit unit 13A correspond to the pins (7, 6, 5, 3, 2, 1) of the circuit unit 13B, respectively. The reason why the circuit unit 13A and the circuit unit 13B are arranged in such a manner is to ensure as much as possible the symmetry of the wiring (two-dimensional line symmetry in a plane perpendicular to the direction in which the current to be measured flows). It is. Instead of using operational amplifiers of the same configuration for the circuit unit 13A and the circuit unit 13B, the design is changed so that the circuit unit 13A and the circuit unit 13B have the above-described symmetry, and the first magnetic sensor You may further improve the symmetry of 11A and the 2nd magnetic sensor 11B.

なお、センサ部12Aとセンサ部12Bは、互いのピンの配置が、上述の対称関係を有するように設計されるため、その構成は互いに異なる。しかし、外部磁界に対する対称性は高いため、外部磁界の影響を同等にするという観点からは好適である。   Note that the sensor unit 12A and the sensor unit 12B are designed so that the arrangement of the pins has the above-described symmetrical relationship, and therefore the configurations thereof are different from each other. However, since the symmetry with respect to the external magnetic field is high, it is preferable from the viewpoint of equalizing the influence of the external magnetic field.

以上のように、少なくとも一対の磁気センサの配線または回路の一部を、被測定電流が通流する方向に垂直な面において二次元の線対称の関係を有するように配置することで、外部磁界からの影響を等しくして、適切な差動演算を実現することができる。   As described above, by arranging at least a part of the wiring or circuit of the pair of magnetic sensors so as to have a two-dimensional line-symmetrical relationship in a plane perpendicular to the direction in which the current to be measured flows, the external magnetic field Therefore, the appropriate differential operation can be realized.

なお、ここでは第一の磁気センサ11Aおよび第二の磁気センサ11Aとして磁気平衡式センサを用いたが、磁気比例式センサを用いても良い。また、図11、図12に係る電流センサ10の構成は一例にすぎず、他の構成を採用することも当然に可能である。   Here, although the magnetic balance type sensor is used as the first magnetic sensor 11A and the second magnetic sensor 11A, a magnetic proportional type sensor may be used. Further, the configuration of the current sensor 10 according to FIGS. 11 and 12 is merely an example, and it is naturally possible to adopt other configurations.

本発明の電流センサは、例えば、電気自動車やハイブリッドカーのモータ駆動用の電流の大きさを検知するために用いることが可能である。   The current sensor of the present invention can be used, for example, to detect the magnitude of a current for driving a motor of an electric vehicle or a hybrid car.

本出願は、2010年9月13日出願の特願2010−204719に基づく。この内容は、全てここに含めておく。   The present application is based on Japanese Patent Application No. 2010-204719 filed on Sep. 13, 2010. All this content is included here.

Claims (4)

被測定電流が通流する電流線と、
センサ部と、前記センサ部に接続された配線と、をそれぞれ有する一対の磁気センサと、
前記一対の磁気センサに接続され、前記一対の磁気センサの出力信号を差動演算する演算装置と、
を具備し、
前記一対の磁気センサにおいて、前記センサ部は、それぞれの感度軸方向が同じになるように配置され、前記一対の磁気センサの前記配線は、前記被測定電流が通流する方向に垂直な面において、互いに対称の関係を有するように配置されたことを特徴とする電流センサ。
A current line through which the current to be measured flows;
A pair of magnetic sensors each having a sensor unit and wiring connected to the sensor unit;
An arithmetic device connected to the pair of magnetic sensors and differentially calculating output signals of the pair of magnetic sensors;
Comprising
In the pair of magnetic sensors, the sensor units are arranged so that the respective sensitivity axis directions are the same, and the wiring of the pair of magnetic sensors is on a plane perpendicular to the direction in which the current to be measured flows. The current sensors are arranged so as to have a symmetrical relationship with each other.
前記一対の磁気センサの前記配線は、前記被測定電流が通流する方向に垂直な面において、互いに二次元の点対称の関係を有するように配置されたことを特徴とする請求項1に記載の電流センサ。  The wiring of the pair of magnetic sensors is arranged so as to have a two-dimensional point-symmetric relationship with each other on a plane perpendicular to a direction in which the current to be measured flows. Current sensor. 前記一対の磁気センサの前記配線は、前記被測定電流が通流する方向に垂直な面において、互いに二次元の線対称の関係を有するように配置されたことを特徴とする請求項1に記載の電流センサ。  The wiring of the pair of magnetic sensors is arranged to have a two-dimensional line-symmetric relationship with each other on a plane perpendicular to a direction in which the current to be measured flows. Current sensor. 前記一対の磁気センサの前記センサ部は、その構成が互いに異なることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一に記載の電流センサ。  The current sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein the sensor units of the pair of magnetic sensors have different configurations.
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