WO2014141609A1 - 電流センサ - Google Patents

電流センサ Download PDF

Info

Publication number
WO2014141609A1
WO2014141609A1 PCT/JP2014/001065 JP2014001065W WO2014141609A1 WO 2014141609 A1 WO2014141609 A1 WO 2014141609A1 JP 2014001065 W JP2014001065 W JP 2014001065W WO 2014141609 A1 WO2014141609 A1 WO 2014141609A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electric wire
current sensor
current
magnetoelectric
neighboring
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/001065
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
真司 三ツ谷
Original Assignee
アルプス・グリーンデバイス株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アルプス・グリーンデバイス株式会社 filed Critical アルプス・グリーンデバイス株式会社
Publication of WO2014141609A1 publication Critical patent/WO2014141609A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices

Definitions

  • the present invention relates to a current sensor capable of calculating a current value based on an induced magnetic field generated by a current to be measured.
  • a current sensor capable of measuring current in a non-contact manner is required.
  • a current sensor that detects a change in a magnetic field caused by a current to be measured by a plurality of magnetoelectric transducers has been proposed (for example, see Patent Document 1).
  • the current sensor described in Patent Document 1 includes a plurality of hall sensors arranged at predetermined intervals so as to surround the electric wire, and an arithmetic unit that calculates the output of each hall sensor.
  • Each Hall sensor outputs a voltage corresponding to the induced magnetic field from the current to be measured flowing through the electric wire.
  • the output signal of the current sensor is generated by statistically processing (for example, averaging) the output voltage of the Hall sensor in the arithmetic device.
  • an electric wire (neighboring electric wire) for supplying a current different from the electric current to be measured can be arranged in the vicinity of the electric wire for supplying the electric current to be measured which is a measurement target of the current sensor.
  • the current measurement accuracy of the current sensor is deteriorated due to the influence of the induced magnetic field caused by the current (neighboring current) flowing through the neighboring electric wire.
  • Even if the output voltage of each Hall sensor is processed by an arithmetic device like the above-described current sensor, it is not easy to remove the influence of the induced magnetic field due to the current flowing in the neighboring electric wires.
  • the present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to provide a current sensor capable of maintaining high current measurement accuracy even in an environment in which another electric wire is disposed in the vicinity of an electric wire through which a current to be measured flows. To do.
  • the current sensor according to the present invention is a current sensor including a plurality of magnetoelectric conversion elements arranged so as to surround an electric wire through which a current to be measured flows, and the plurality of magnetoelectric conversion elements have a sensitivity direction centered on the electric wire.
  • the magnetoelectric transducers are arranged at equal intervals along the circle so as to face the circular direction of the circle, and within the plane including the circle, the magnetoelectric transducer having the smallest distance from the neighboring electric wires arranged in parallel with the electric wires and the
  • the angle formed by the straight line connecting the electric wires and the straight line connecting the neighboring electric wires and the electric wires is such that the sum of the induced magnetic fields generated by the currents flowing through the neighboring electric wires detected by the plurality of magnetoelectric transducers becomes zero. It is characterized by being set.
  • the plurality of magnetoelectric conversion elements of the current sensor are arranged so that the sum of the induced magnetic fields due to the currents flowing through the neighboring electric wires detected by the plurality of magnetoelectric conversion elements becomes zero. It is possible to maintain high current measurement accuracy even in an environment in which another electric wire is disposed in the vicinity of the flowing electric wire.
  • the current sensor of the present invention is a current sensor including a plurality of magnetoelectric conversion elements arranged so as to surround an electric wire through which a current to be measured flows, and the plurality of magnetoelectric conversion elements have a sensitivity direction centered on the electric wire.
  • Magnetoelectric transducers that are arranged at equal intervals along the circle so as to face the circular direction of the circle, and have the smallest distance from neighboring wires arranged in parallel to the wires in a plane including the circle
  • the angle formed by the straight line connecting the electric wire and the straight line connecting the neighboring electric wire and the electric wire is a quarter of the angle formed by the two straight lines connecting each of the two adjacent magnetoelectric transducers and the electric wire. It is characterized by being 1.
  • the plurality of magnetoelectric conversion elements of the current sensor include a straight line connecting the magnetoelectric conversion element and the electric wire having the smallest distance from the adjacent electric wire arranged in parallel with the electric wire, and a straight line connecting the adjacent electric wire and the electric wire. Is arranged so that the angle between the two straight lines connecting the two adjacent magnetoelectric transducers and the electric wire is one quarter of the angle formed by the two magnetoelectric transducers. The sum of the induced magnetic fields due to the current flowing in the neighboring electric wires becomes zero, and the current measurement accuracy can be maintained high even in an environment where another electric wire is arranged in the vicinity of the electric wire flowing the current to be measured.
  • the current sensor of the present invention may include an arithmetic unit that adds the output signals of all the magnetoelectric transducers. According to this configuration, high current measurement accuracy can be realized by increasing the sensor output without complicating the arithmetic device.
  • the plurality of magnetoelectric conversion elements may include a first group including a plurality of magnetoelectric conversion elements arranged such that a sensitivity direction faces a first circulation direction of the circle, Divided into a second group composed of the same number of magnetoelectric transducers as the first group arranged so as to face the second circulation direction different from the first circulation direction, and all of the first group included in the first group A first output total value obtained by adding the output signals of the magnetoelectric conversion elements and a second output total value obtained by adding the output signals of all the magnetoelectric conversion elements included in the second group are calculated, and the first output total value is calculated. And an arithmetic unit that subtracts one of the second output total values from the other. According to this configuration, since the other is subtracted from one of the first output total value and the second output total value having different polarities, the sensor output is increased while eliminating the influence of the external magnetic field, thereby realizing high current measurement accuracy. it can.
  • the current sensor according to the present invention is a current sensor including two magnetoelectric conversion elements arranged so as to sandwich an electric wire through which a current to be measured flows, and the two magnetoelectric conversion elements have one sensitivity direction. Are arranged symmetrically with respect to the wire so that the first direction of the circle around the wire is oriented and the other sensitivity direction is in a second direction of rotation different from the first direction of winding. A straight line connecting the two magnetoelectric transducers is inclined with respect to a straight line connecting the neighboring electric wire and the electric wire arranged in parallel to the electric wire.
  • the straight line connecting the two magnetoelectric conversion elements is inclined with respect to the straight line connecting the adjacent electric wires and the electric wires arranged in parallel to the electric wires, so that the neighborhood received by the two magnetoelectric conversion elements
  • the sum of the components in the sensitivity direction of the induced magnetic field due to the current flowing through the wire can be made zero, and high current measurement accuracy can be maintained even in an environment where another wire is placed near the wire through which the current to be measured flows. .
  • a straight line connecting the two magnetoelectric conversion elements is detected by the two magnetoelectric conversion elements with respect to a straight line connecting the neighboring electric wire and the electric wire. It is preferable that the inclination is such that the sum of the induced magnetic fields generated by the current flowing through the neighboring electric wires becomes zero. According to this configuration, the sum of the induced magnetic fields due to the currents flowing through the neighboring wires detected by the two magnetoelectric transducers becomes zero. Therefore, in an environment where another wire is arranged near the wire through which the current to be measured flows. The current measurement accuracy can be maintained at a high level.
  • a straight line connecting the two magnetoelectric conversion elements is at an angle of 37 ° or more and 45 ° or less with respect to a straight line connecting the neighboring electric wire and the electric wire. It is preferable to be inclined. According to this configuration, the sum of the components in the sensitivity direction of the induced magnetic field due to the current flowing in the neighboring wires received by the two magnetoelectric conversion elements can be made zero, and another wire is placed in the vicinity of the wire through which the current to be measured flows. The current measurement accuracy can be maintained at a high level even in the environment where it is arranged.
  • the electric wire and the neighboring electric wire may have a cylindrical shape. According to this configuration, since an asymmetric induction magnetic field due to the shape of the electric wire is not generated and the arrangement of the electric wire is simple, a current sensor with high current measurement accuracy can be easily realized.
  • the electric wire and the neighboring electric wire have a rectangular cross section having a long side and a short side in a plane including the circle, and the long side of the electric wire and the neighborhood Any of the long sides of the cross section of the electric wire may be parallel to a straight line connecting the centroid of the cross section of the electric wire and the centroid of the cross section of the neighboring electric wire. According to this configuration, since the arrangement of the electric wires becomes simple, a current sensor with high current measurement accuracy can be easily realized.
  • the electric wire and the neighboring electric wire each have a rectangular cross section having a long side and a short side in a plane including the circle, and the long side of the cross section of the electric wire and the Any of the long sides of the cross section of the neighboring electric wire may be inclined at 45 ° with respect to a straight line connecting the center of gravity of the cross section of the electric wire and the center of gravity of the cross section of the neighboring electric wire.
  • the present invention it is possible to provide a current sensor that can maintain high current measurement accuracy even in an environment in which another electric wire is arranged in the vicinity of the electric wire through which the current to be measured flows.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a current sensor according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a functional block diagram illustrating a configuration example of a current sensor according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 It is a figure for demonstrating the simulation which confirms the influence of the induction magnetic field by a near current.
  • 6 is a schematic diagram illustrating a modification of the current sensor according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a functional block diagram showing a modification of the current sensor according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a current sensor according to Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a functional block diagram illustrating a configuration example of a current sensor according to Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a current sensor according to Embodiment 3.
  • FIG. 6 is a functional block diagram illustrating a configuration example of a current sensor according to Embodiment 3.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a modification of the current sensor according to the third embodiment. It is a schematic diagram which shows the typical structural example of the current sensor comprised with the several magnetoelectric conversion element surrounding the electric wire which flows a to-be-measured electric current. It is a graph which shows the tendency of the shift
  • a wire that passes a current other than the current to be measured (hereinafter referred to as a neighboring wire) is placed in the vicinity of the wire that passes the current to be measured that is to be measured by the current sensor, ), The current measurement accuracy of the current sensor decreases. This phenomenon also occurs in a current sensor composed of a plurality of magnetoelectric conversion elements surrounding an electric wire that carries a current to be measured.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing a typical configuration example of a current sensor including a plurality of magnetoelectric conversion elements surrounding an electric wire through which a current to be measured flows.
  • the current sensor 7 includes a substrate 71.
  • the substrate 71 has an insertion hole H7 through which the electric wire E7a for passing the current I7a to be measured is inserted.
  • six magnetoelectric conversion elements 72 (72a to 72f) are arranged on the main surface 71a of the substrate 71 so as to surround the insertion hole H7.
  • the sensitivity direction S7 of each magnetoelectric conversion element 72 coincides with, for example, the rotating direction C7a of the circle C7 centered on the electric wire E7a.
  • FIG. 12 schematically shows a state viewed from a direction perpendicular to the main surface 71a of the substrate 71. Unless otherwise specified, the positional relationship of each component is described in the state viewed from this direction. To do.
  • each magnetoelectric conversion element 72 When the induced magnetic field H7a is generated by the measured current I7a flowing through the electric wire E7a, each magnetoelectric conversion element 72 outputs an electrical signal (for example, voltage) corresponding to the induced magnetic field H7a. Output signals of the respective magnetoelectric conversion elements 72 are added together in an arithmetic unit (not shown) to become a sensor output.
  • an electrical signal for example, voltage
  • a neighboring electric wire E7b parallel to the electric wire E7a is arranged in the vicinity of the current sensor 7.
  • the output of the current sensor 7 is affected by the induced magnetic field H7b generated by the neighboring current I7b and deviates from the ideal value.
  • FIG. 13 is a graph showing a tendency of deviation from the ideal value of the output of the current sensor 7.
  • the positional relationship between the electric wire E7a and the neighboring electric wire E7b is fixed, and the output of the current sensor 7 when the current sensor 7 (each magnetoelectric conversion element 72) is rotated around the electric wire E7a under the influence of the induction magnetic field H7b. Is shown.
  • the sinusoidal output fluctuation as shown in FIG. 13 is attributed to the fact that the current sensor 7 is composed of a finite number (six) of magnetoelectric transducers 72.
  • the present inventors pay attention to this point and devise the positional relationship between the electric wire and the neighboring electric wire and the magnetoelectric transducer in a current sensor composed of a finite number (two or more) of magnetoelectric transducers surrounding the electric wire through which the current to be measured flows. Then, I thought that the influence of the induced magnetic field generated by the neighboring current could be sufficiently reduced. And based on this idea, this invention was completed. That is, the gist of the present invention is to arrange a plurality of magnetoelectric transducers in a predetermined positional relationship with respect to the electric wire and the neighboring electric wire so that the influence of the induced magnetic field due to the neighboring current can be sufficiently reduced.
  • FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the influence of a current flowing through a nearby electric wire on a magnetoelectric conversion element.
  • the center position of the electric wire Ea through which the current to be measured Ia flows is defined as the origin of orthogonal coordinates.
  • the neighboring electric wire Eb through which the current Ib flows is disposed at a position away from the electric wire Ea by the distance L on the X axis. That is, the coordinates of the center of the neighboring electric wire Eb are (L, 0).
  • the center of the magnetoelectric transducer M is separated from the center of the electric wire Ea by a distance r.
  • the direction of the magnetoelectric transducer M viewed from the electric wire Ea is defined as ⁇ a.
  • the direction is represented by a counterclockwise angle with the X-axis direction being 0.
  • the sensitivity axis of the magnetoelectric conversion element M faces the tangential direction of the circumference of the virtual circle centered on the electric wire Ea.
  • Direction ⁇ c of sensitivity axis of magnetoelectric transducer M: ⁇ c ⁇ a- ⁇ / 2
  • Distance d from the center of the adjacent electric wire Eb to the center of the magnetoelectric transducer M: d SQRT ((L ⁇ r ⁇ cos ⁇ a) 2 ) + (r ⁇ sin ⁇ a) 2 ) where SQRT represents a square root.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the current sensor according to the present embodiment.
  • the current sensor 1 includes a substrate 11 having a substantially flat main surface 11a.
  • the substrate 11 has an insertion hole H1 through which the electric wire E1a for passing the current I1a to be measured is inserted.
  • Six magnetoelectric transducers 12 (12a to 12f) are arranged on the main surface 11a of the substrate 11 so as to surround the insertion hole H1.
  • FIG. 2 schematically shows a state viewed from a direction perpendicular to the main surface 11a of the substrate 11. Unless otherwise specified, the positional relationship of each component is described in the state viewed from this direction. To do.
  • the substrate 11 is disposed substantially perpendicular to the electric wire E1a. That is, the main surface 11a of the substrate 11 is substantially orthogonal to the electric wire E1a.
  • the substrate 11 is a printed circuit board on which various electronic components can be mounted, and a plurality of wirings (not shown) that satisfy a connection relationship described later are provided on the main surface 11a.
  • the insertion hole H1 formed in the substrate 11 has a substantially circular outer peripheral shape. In the present embodiment, the rectangular substrate 11 having the substantially circular insertion hole H1 is shown, but the configuration of the substrate 11 is not particularly limited.
  • the six magnetoelectric transducers 12 are arranged at substantially equal intervals so as to surround the insertion hole H1. Specifically, the six magnetoelectric transducers 12 are arranged at substantially equal angular intervals along a circle C1 centered on the electric wire E1a inserted through the insertion hole H1. In addition, the six magnetoelectric conversion elements 12 are arranged such that the sensitivity direction S1 of each magnetoelectric conversion element 12 is directed to the rotation direction C1a of the circle C1. In addition, as the magnetoelectric conversion element 12, a magnetoresistive effect element, a Hall element, etc. can be used, for example.
  • FIG. 3 is a functional block diagram showing a configuration example of the current sensor 1 according to the present embodiment.
  • the current sensor 1 includes an arithmetic device 13 connected to each magnetoelectric conversion element 12.
  • the arithmetic device 13 adds the output signals Out_a to Out_f of the respective magnetoelectric conversion elements 12, and generates the output signal Out of the current sensor 1 that is a total value.
  • the output signals Out_a to Out_f and the output signal Out are voltage signals, for example.
  • the generated output signal Out is output to the outside from the output terminal of the arithmetic device 13.
  • the function of the arithmetic device 13 may be realized by hardware or software.
  • a neighboring electric wire E1b substantially parallel to the electric wire E1a is arranged in the vicinity of the current sensor 1.
  • the current measurement accuracy may be lowered due to the influence of the induced magnetic field H1b due to the neighboring current I1b flowing through the neighboring electric wire E1b. Therefore, in the current sensor 1 of the present embodiment, the six magnetoelectric transducers 12 are arranged so that the influence of the induced magnetic field H1b due to the neighboring current I1b can be canceled by the arithmetic processing of the arithmetic device 13.
  • a straight line L1a that connects the magnetoelectric transducer 12a closest to the neighboring electric wire E1b and the electric wire E1a, and a straight line L1b that connects the neighboring electric wire E1b and the electric wire E1a are at a predetermined angle ⁇ 1a.
  • the magnetoelectric transducer 12 is arranged so as to form
  • the straight lines L1a and L1b are straight lines in a plane including the main surface 11a of the substrate 11 (that is, in a plane including the circle C1)
  • the angle ⁇ 1a is an induction detected by the six magnetoelectric transducers 12.
  • the influence of the magnetic field H1b is set so as to be zero for the entire current sensor 1.
  • the angle ⁇ 1a is set so that the sum of output fluctuations of the six magnetoelectric transducers 12 by the induced magnetic field H1b becomes zero.
  • the angle ⁇ 1a is, for example, an angle that is about a quarter of the angle ⁇ 1b formed by two straight lines L1a and L1c that connect two adjacent magnetoelectric transducers 12a and 12b and the electric wire E1a.
  • the straight line L1c is a straight line in a plane including the main surface 11a of the substrate 11 (that is, in a plane including the circle C1).
  • the six magnetoelectric transducers 12 are arranged at substantially equal intervals (substantially equal angular intervals), so the angle ⁇ 1b formed by the two straight lines L1a and L1c is approximately 60 °. is there. Therefore, the angle ⁇ 1a formed by the straight lines L1a and L1b is about 15 °.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a simulation for confirming the influence of the induced magnetic field H1b due to the neighboring current I1b.
  • 4A to 4C show simulation models when the angle ⁇ 1a is 0 °, 15 °, and 30 °, respectively, and FIG. 4D shows the simulation results.
  • FIG. 4D the fluctuation
  • the plurality of magnetoelectric transducers 12 of the current sensor 1 are arranged such that the sum of the induced magnetic fields H1b due to the neighboring currents I1b detected by the plurality of magnetoelectric transducers 12 becomes zero. Therefore, it is possible to maintain high current measurement accuracy even in an environment where the neighboring electric wire E1b that flows the neighboring current I1b is disposed in the vicinity of the electric wire E1a that flows the current I1a to be measured.
  • the arithmetic device 13 that adds the outputs of all the magnetoelectric conversion elements 12 is provided, the sensor output can be increased without complicating the arithmetic device 13, and high current measurement accuracy can be realized.
  • the current sensor according to the present embodiment outputs a plurality of magnetoelectric transducers 12 arranged so that the sensitivity direction S1 faces the rotation direction C1a of the circle C1, and outputs of all the magnetoelectric transducers 12.
  • the configuration is not limited to the configuration including the arithmetic device 13 to be added.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a modification of the current sensor according to the present embodiment.
  • the current sensor 2 shown in FIG. 5 includes a substrate 21 having a substantially flat main surface 21a, like the current sensor 1.
  • the substrate 21 has an insertion hole H2 through which the electric wire E2a for passing the current I2a to be measured is inserted.
  • Six magnetoelectric transducers 22 (22a to 22f) are arranged on the main surface 21a of the substrate 21 so as to surround the insertion hole H2.
  • the six magnetoelectric transducers 22 are arranged at substantially equal intervals so as to surround the insertion hole H2. Specifically, the six magnetoelectric transducers 22 are arranged at substantially equal angular intervals along a circle C2 centered on the electric wire E2a inserted through the insertion hole H1.
  • the three magnetoelectric transducers 22a, 22c, and 22e are arranged such that the sensitivity direction S2 faces the circumferential direction (first circumferential direction) C2a of the circle C2, and the remaining three magnetoelectric transducers 22b, 22d, 22f is arranged so that the sensitivity direction S2 faces a circumferential direction (second circumferential direction) C2b different from the circumferential direction C2a.
  • the arrangement of the magnetoelectric conversion element 22 is not limited to this. If the number of magnetoelectric transducers 22 in which the sensitivity direction S2 faces the circuit direction C2a and the number of magnetoelectric transducers 22 in which the sensitivity direction S2 faces the circuit direction C2b are the same, the same effect can be obtained. For example, half of the magnetoelectric conversion elements 22 (magnetoelectric conversion elements 22f, 22a, 22b) on the side of the neighboring electric wire E2b are arranged so that the sensitivity direction S2 faces the rotation direction C2a, and the remaining half of the magnetoelectric conversion elements 22 (magnetoelectric conversion). The elements 22c, 22d, and 22e) may be arranged so that the sensitivity direction S2 faces the rotation direction C2b.
  • each magnetoelectric conversion element 22 is the same as that of the current sensor 1. That is, a straight line L2a connecting the magnetoelectric conversion element 22a and the electric wire E2a and a straight line L2b connecting the neighboring electric wire E2b and the electric wire E2a so that the sum of output fluctuations of the six magnetoelectric conversion elements 22 due to the induction magnetic field H2b becomes zero. Is set. Specifically, each magnetoelectric conversion element 22 is arranged so that the angle ⁇ 2a is about 15 °.
  • FIG. 6 is a functional block diagram showing a modification of the current sensor according to the present embodiment.
  • the current sensor 2 includes an arithmetic device 23a connected to the three magnetoelectric transducers 22a, 22c, and 22e, an arithmetic device 23b connected to the three magnetoelectric transducers 22b, 22d, and 22f, And an arithmetic device 23c connected to the arithmetic devices 23a and 23b.
  • the arithmetic devices 23a, 23b, and 23c may be configured integrally.
  • the functions of the arithmetic devices 23a, 23b, and 23c may be realized by hardware or software.
  • the computing device 23a adds the output signals Out_a, Out_c, Out_e of the magnetoelectric conversion elements 22a, 22c, 22e to generate a first output signal (first output total value) Out_1.
  • the arithmetic device 23b adds the output signals Out_b, Out_d, Out_f of the magnetoelectric conversion elements 22b, 22d, and 22f to generate a second output signal (second output total value) Out_2.
  • the arithmetic device 23c generates the output signal Out by subtracting the other from one of the first output signal Out_1 and the second output signal Out_2.
  • the generated output signal Out is output from the output terminal of the arithmetic unit 23 to the outside.
  • the magnetoelectric conversion element 22 of the current sensor 2 is configured by a plurality of (here, three) magnetoelectric conversion elements 22 arranged such that the sensitivity direction S2 faces the circumferential direction C2a of the circle C2.
  • the group is divided into a second group composed of the same number (three) of magnetoelectric transducers 22 as the first group arranged so that the sensitivity direction S2 faces the rotation direction C2b different from the rotation direction C2a. Therefore, the polarity (positive / negative) of the first output signal Out_1 obtained by summing the outputs of the first group of magnetoelectric transducers 22 is opposite to the polarity of the second output signal Out_2 obtained by summing the outputs of the second group of magnetoelectric transducers 22. become.
  • the other is subtracted from one of the first output signal Out_1 and the second output signal Out_2 having different polarities, the sensor output can be increased while removing the influence of the external magnetic field, and high current measurement accuracy can be realized.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the current sensor according to the present embodiment. Note that many of the configurations of the current sensor according to the present embodiment are common to the configuration of the current sensor 1. For this reason, the detailed description about a common structure is abbreviate
  • the current sensor 3 includes a substrate 31 having a substantially flat main surface 31 a, similar to the current sensor 1.
  • the substrate 31 has an insertion hole H3 through which the electric wire E3a that flows the current I3a to be measured is inserted.
  • Four magnetoelectric transducers 32 (32a to 32d) are arranged on the main surface 31a of the substrate 31 so as to surround the insertion hole H3.
  • the four magnetoelectric conversion elements 32 are arranged at substantially equal intervals so as to surround the insertion hole H3. Specifically, the four magnetoelectric conversion elements 32 are arranged at substantially equal angular intervals along a circle C3 centering on the electric wire E3a inserted through the insertion hole H3. Further, the four magnetoelectric conversion elements 32 are arranged such that the sensitivity direction S3 of each magnetoelectric conversion element 32 faces the rotation direction C3a of the circle C3.
  • the two magnetoelectric conversion elements 42a and 42b are arranged around the insertion hole H4. Specifically, the two magnetoelectric conversion elements 42a and 42b are arranged with respect to the electric wire E4a along a circle C4 centering on the electric wire E4a inserted through the insertion hole H4.
  • the sensitivity direction S4 of the magnetoelectric conversion element 42a faces the circulation direction (first rotation direction) C4a of the circle C4, and the sensitivity direction S4 of the magnetoelectric conversion element 42b turns around the circle C4. It arrange
  • a straight line L4a connecting the magnetoelectric conversion element 42a and the electric wire E4a close to the neighboring electric wire E4b and a straight line L4b connecting the neighboring electric wire E4b and the electric wire E4a have a predetermined angle ⁇ 4a.
  • the magnetoelectric conversion element 42 is arranged so as to satisfy. That is, the straight line L4a connecting the two magnetoelectric conversion elements 42a and 42b is inclined with respect to the straight line L4b.
  • the straight lines L4a and L4b are straight lines located in a plane including the main surface 41a of the substrate 41 (that is, in a plane including the circle C4).
  • the most preferable angle ⁇ 4a is an angle at which the influence of the induced magnetic field H4b detected by the two magnetoelectric conversion elements 42a and 42b can be zero for the entire current sensor 4.
  • the angle ⁇ 4a can be found by calculating the influence of the induced magnetic field H4b detected by each of the magnetoelectric conversion elements 42a and 42b while changing the angle based on the above equation (6).
  • the two magnetoelectric conversion elements 42a and 42b are arranged on the target so as to sandwich the electric wire E4a.
  • the condition that the sum of the induced magnetic fields due to currents flowing through neighboring wires detected by a plurality of magnetoelectric transducers becomes zero is ⁇ Distance from neighboring wires arranged parallel to the wires ''
  • the two straight lines connecting each of the two adjacent magnetoelectric conversion elements and the electric wire are the angle formed by the straight line connecting the magnetoelectric conversion element and the electric wire having the smallest length and the straight line connecting the neighboring electric wire and the electric wire. Tends to deviate from "1/4 of the angle formed by".
  • FIG. 10 is a functional block diagram showing a configuration example of the current sensor according to the present embodiment.
  • the current sensor 4 includes an arithmetic device 43 connected to two magnetoelectric conversion elements 42a and 42b.
  • the arithmetic device 43 generates an output signal Out by subtracting the other from one of the output signals Out_a and Out_b of the magnetoelectric conversion elements 42a and 42b.
  • the generated output signal Out is output from the output terminal of the arithmetic device 43 to the outside.
  • the current sensor 4 has the magnetoelectric transducer 42a arranged so that the sensitivity direction S4 faces the circulation direction C4a of the circle C4, and the sensitivity direction S4 faces the rotation direction C4b different from the rotation direction C4a. And an arranged magnetoelectric conversion element 42b. Therefore, the polarity (positive / negative) of the output signal Out_a of the magnetoelectric conversion element 42 is opposite to the polarity of the output signal Out_b of the magnetoelectric conversion element 42. Thus, since the other is subtracted from one of the output signals Out_a and Out_b having different polarities, the sensor output can be increased while removing the influence of the external magnetic field, thereby realizing high current measurement accuracy.
  • cylindrical conductors are used as the electric wire E4a that flows the measured current I4a and the neighboring electric wire E4b that flows the neighboring current I4b.
  • the asymmetric induction magnetic fields H4a and H4b are not generated due to the shapes of the electric wire E4a and the neighboring electric wire E4b, and the arrangement of the electric wire E4a and the neighboring electric wire E4b is simple, the current sensor 4 with high current measurement accuracy can be easily obtained. Can be realized.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a modification of the current sensor according to the present embodiment.
  • the basic configuration of the current sensors 5 and 6 shown in FIGS. 11A and 11B is the same as that of the current sensor 4.
  • prismatic conducting wires are used as the electric wires E5a and E6a through which the currents to be measured I5a and I6a flow and the neighboring electric wires E5b and E6b through which the adjacent currents I5b and I6b flow.
  • the electric wires E5a, E6a and the neighboring currents I5b, I6b constituted by the prismatic conductive wires are in a plane including the main surfaces 51a, 61a of the substrates 51, 61 (that is, in a plane including the circles C5, C6). It has a rectangular cross section having a long side and a short side.
  • the long side of the rectangular cross section is parallel to a straight line L5b connecting the center of gravity O5a of the cross section of the electric wire E5a and the center of gravity O5b of the cross section of the neighboring electric wire E5b.
  • the arrangement of the electric wire E5a and the neighboring current I5b becomes simple, a current sensor with high current measurement accuracy can be easily realized.
  • the long side of the rectangular cross section is inclined at 45 ° with respect to a straight line L6b connecting the center of gravity O6a of the cross section of the electric wire E6a and the center of gravity O6b of the cross section of the neighboring electric wire E6b.
  • a current sensor with high current measurement accuracy can be easily realized.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various modifications.
  • a current sensor including an even number of magnetoelectric conversion elements is illustrated, but the current sensor may include an odd number of magnetoelectric conversion elements. That is, the number of magnetoelectric conversion elements provided in the current sensor may be two or more.
  • substrate was illustrated, even if a some magnetoelectric conversion element is arrange
  • each of the plurality of magnetoelectric conversion elements used in the current sensor may be composed of one element or may include a plurality of elements.
  • a magnetoelectric conversion element including two or four magnetoresistance effect elements can be used.
  • connection relationship, size, and the like of each element in the above embodiment can be changed as appropriate unless the gist of the invention is changed.
  • the structures, methods, and the like described in the above embodiments can be combined as appropriate.
  • the present invention can be implemented with appropriate modifications without departing from the scope of the present invention.
  • the current sensor of the present invention is useful for realizing high current measurement accuracy in a usage environment in which another electric wire is arranged in the vicinity of the electric wire that passes the current to be measured.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)

Abstract

【課題】被測定電流を流す電線の近傍に別の電線が配置された環境においても電流測定精度を高く維持可能な電流センサを提供すること。 【解決手段】被測定電流（Ｉ１ａ）を流す電線（Ｅ１ａ）を囲むように配置された複数の磁電変換素子（１２）を備える電流センサ（１）であって、複数の磁電変換素子は、感度方向（Ｓ１）が電線を中心とする円（Ｃ１）の周回方向（Ｃ１ａ）を向くように円に沿って等間隔に配置されており、円を含む平面内において、電線と平行に配置された近隣電線（Ｅ１ｂ）からの距離が最も小さい磁電変換素子（１２ａ）と電線とを結ぶ直線（Ｌ１ａ）と、近隣電線と電線とを結ぶ直線（Ｌ１ｂ）とのなす角度（θ１ａ）が、複数の磁電変換素子で検出される近隣電線を流れる電流による誘導磁界の和がゼロとなるように設定された。

Description

電流センサ
　本発明は、被測定電流によって生じる誘導磁界に基づいて電流値を算出可能な電流センサに関する。
　電気自動車やハイブリッドカーなどにおけるモータ駆動技術の分野では、電流を非接触で測定可能な電流センサが求められている。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複数の磁電変換素子で検出する電流センサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１に記載される電流センサは、電線の周りを囲むように所定の間隔で配置された複数のホールセンサと、各ホールセンサの出力を演算する演算装置とを備えている。各ホールセンサは、電線を流れる被測定電流からの誘導磁界に応じた電圧を出力する。ホールセンサの出力電圧を演算装置において統計処理（例えば、平均化）することで、電流センサの出力信号が生成される。
特開２０１０－９１５４５号公報
　ところで、電流センサの測定対象となる被測定電流を流す電線の近傍には、被測定電流とは別の電流を流す電線（近隣電線）が配置され得る。この場合、近隣電線を流れる電流（近隣電流）による誘導磁界の影響を受けて、電流センサの電流測定精度は低下してしまう。上述の電流センサのように、各ホールセンサの出力電圧を演算装置で処理しても、近隣電線を流れる電流による誘導磁界の影響を除去するのは容易でない。
　本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、被測定電流を流す電線の近傍に別の電線が配置された環境においても電流測定精度を高く維持可能な電流センサを提供することを目的とする。
　本発明の電流センサは、被測定電流を流す電線を囲むように配置された複数の磁電変換素子を備える電流センサであって、前記複数の磁電変換素子は、感度方向が前記電線を中心とする円の周回方向を向くように前記円に沿って等間隔に配置されており、前記円を含む平面内において、前記電線と平行に配置された近隣電線からの距離が最も小さい磁電変換素子と前記電線とを結ぶ直線と、前記近隣電線と前記電線とを結ぶ直線とのなす角度が、前記複数の磁電変換素子で検出される前記近隣電線を流れる電流による誘導磁界の和がゼロとなるように設定されたことを特徴とする。
　この構成によれば、電流センサの複数の磁電変換素子は、複数の磁電変換素子で検出される近隣電線を流れる電流による誘導磁界の和がゼロとなるように配置されるので、被測定電流を流す電線の近傍に別の電線が配置された環境においても電流測定精度を高く維持可能である。
　また、本発明の電流センサは、被測定電流を流す電線を囲むように配置された複数の磁電変換素子を備える電流センサであって、前記複数の磁電変換素子は、感度方向が前記電線を中心とする円の周回方向を向くように前記円に沿って等間隔に配置されており、前記円を含む平面内において、前記電線と平行に配置された近隣電線からの距離が最も小さい磁電変換素子と前記電線とを結ぶ直線と、前記近隣電線と前記電線を結ぶ直線とのなす角度が、隣り合う２個の磁電変換素子のそれぞれと前記電線とを結ぶ２本の直線のなす角度の４分の１であることを特徴とする。
　この構成によれば、電流センサの複数の磁電変換素子は、電線と平行に配置された近隣電線からの距離が最も小さい磁電変換素子と電線とを結ぶ直線と、近隣電線と電線を結ぶ直線とのなす角度が、隣り合う２個の磁電変換素子のそれぞれと電線とを結ぶ２本の直線のなす角度の４分の１となるように配置されるので、複数の磁電変換素子で検出される近隣電線を流れる電流による誘導磁界の和がゼロとなり、被測定電流を流す電線の近傍に別の電線が配置された環境においても電流測定精度を高く維持可能である。
　本発明の電流センサにおいて、全ての前記磁電変換素子の出力信号を加算する演算装置を備えても良い。この構成によれば、演算装置を複雑化することなくセンサ出力を増大させて高い電流測定精度を実現できる。
　本発明の電流センサにおいて、前記複数の磁電変換素子は、感度方向が前記円の第１周回方向を向くように配置された複数の磁電変換素子で構成される第１グループと、感度方向が前記第１周回方向とは異なる第２周回方向を向くように配置された前記第１グループと同数の磁電変換素子で構成される第２グループと、に分けられ、前記第１グループに含まれる全ての磁電変換素子の出力信号を加えた第１出力合計値と、前記第２グループに含まれる全ての磁電変換素子の出力信号を加えた第２出力合計値とを算出し、前記第１出力合計値及び前記第２出力合計値の一方から他方を減じる演算装置を備えても良い。この構成によれば、互いに極性の異なる第１出力合計値及び第２出力合計値の一方から他方を減算するので、外部磁界の影響を除去しつつセンサ出力を増大させて高い電流測定精度を実現できる。
　また、本発明の電流センサは、被測定電流を流す電線を挟むように配置された２個の磁電変換素子を備える電流センサであって、前記２個の磁電変換素子は、その一方の感度方向が前記電線を中心とする円の第１周回方向を向き、他方の感度方向が前記第１周回方向とは異なる第２周回方向を向くように、前記電線に関して対称に配置されており、前記円を含む平面内において、前記２個の磁電変換素子を結ぶ直線は、前記電線と平行に配置された近隣電線と前記電線とを結ぶ直線に対して傾斜されていることを特徴とする。
　この構成によれば、２個の磁電変換素子を結ぶ直線は、電線と平行に配置された近隣電線と電線とを結ぶ直線に対して傾斜されているので、２個の磁電変換素子が受ける近隣電線を流れる電流による誘導磁界の感度方向の成分の和をゼロとすることができ、被測定電流を流す電線の近傍に別の電線が配置された環境においても電流測定精度を高く維持可能である。
　本発明の電流センサにおいて、前記円を含む平面内において、前記２個の磁電変換素子を結ぶ直線は、前記近隣電線と前記電線とを結ぶ直線に対して、前記２個の磁電変換素子で検出される前記近隣電線を流れる電流による誘導磁界の和がゼロとなるように傾斜されていることが好ましい。この構成によれば、２個の磁電変換素子で検出される近隣電線を流れる電流による誘導磁界の和がゼロになるので、被測定電流を流す電線の近傍に別の電線が配置された環境においても電流測定精度を高く維持可能である。
　本発明の電流センサにおいて、前記円を含む平面内において、前記２個の磁電変換素子を結ぶ直線は、前記近隣電線と前記電線とを結ぶ直線に対して、３７°以上４５°以下の角度で傾斜されていることが好ましい。この構成によれば、２個の磁電変換素子が受ける近隣電線を流れる電流による誘導磁界の感度方向の成分の和をゼロとすることができ、被測定電流を流す電線の近傍に別の電線が配置された環境においても電流測定精度を高く維持可能である。
　本発明の電流センサにおいて、前記電線及び前記近隣電線は、円柱形状を有していても良い。この構成によれば、電線の形状に起因する非対称な誘導磁界を生じることがなく、電線の配置も単純なので、電流測定精度の高い電流センサを容易に実現できる。
　本発明の電流センサにおいて、前記電線及び前記近隣電線は、前記円を含む平面内において、長辺と短辺とを有する長方形状の断面を有し、前記電線の前記断面の長辺及び前記近隣電線の前記断面の長辺は、いずれも前記電線の前記断面の重心と前記近隣電線の前記断面の重心とを結ぶ直線に対して平行であっても良い。この構成によれば、電線の配置が単純になるので、電流測定精度の高い電流センサを容易に実現できる。
　本発明の電流センサにおいて、前記電線及び前記近隣電線は、前記円を含む平面内において、長辺と短辺とを有する長方形状の断面をそれぞれ有し、前記電線の前記断面の長辺及び前記近隣電線の前記断面の長辺は、いずれも前記電線の前記断面の重心と前記近隣電線の前記断面の重心とを結ぶ直線に対して４５°で傾斜されていても良い。この構成によれば、磁電変換素子の感度方向と、電線を流れる被測定電流による誘導磁界の向きとを合わせ易いので、電流測定精度の高い電流センサを容易に実現できる。
　本発明によれば、被測定電流を流す電線の近傍に別の電線が配置された環境においても電流測定精度を高く維持可能な電流センサを提供できる。
近隣電線を流れる電流が、磁電変換素子に与える影響を説明するための模式図である。 実施の形態１に係る電流センサの構成例を示す模式図である。 実施の形態１に係る電流センサの構成例を示す機能ブロック図である。 近隣電流による誘導磁界の影響を確認するシミュレーションについて説明するための図である。 実施の形態１に係る電流センサの変形例を示す模式図である。 実施の形態１に係る電流センサの変形例を示す機能ブロック図である。 実施の形態２に係る電流センサの構成例を示す模式図である。 実施の形態２に係る電流センサの構成例を示す機能ブロック図である。 実施の形態３に係る電流センサの構成例を示す模式図である。 実施の形態３に係る電流センサの構成例を示す機能ブロック図である。 実施の形態３に係る電流センサの変形例を示す模式図である。 被測定電流を流す電線を囲む複数の磁電変換素子で構成される電流センサの代表的な構成例を示す模式図である。 電流センサの出力の理想値からのずれの傾向を示すグラフである。
　電流センサの測定対象となる被測定電流を流す電線の近傍に、被測定電流とは別の電流を流す電線（以下、近隣電線）が配置されると、近隣電線を流れる電流（以下、近隣電流）による誘導磁界の影響を受けて、電流センサの電流測定精度は低下する。この現象は、被測定電流を流す電線を囲む複数の磁電変換素子で構成される電流センサにおいても同様に発生する。
　図１２は、被測定電流を流す電線を囲む複数の磁電変換素子で構成される電流センサの代表的な構成例を示す模式図である。図１２に示すように、電流センサ７は、基板７１を備えている。基板７１は、被測定電流Ｉ７ａを流す電線Ｅ７ａが挿通される挿通孔Ｈ７を有している。また、基板７１の主面７１ａには、挿通孔Ｈ７を囲むように６個の磁電変換素子７２（７２ａ～７２ｆ）が配置されている。各磁電変換素子７２の感度方向Ｓ７は、例えば、電線Ｅ７ａを中心とする円Ｃ７の周回方向Ｃ７ａに一致している。なお、図１２は、基板７１の主面７１ａに垂直な方向から見た状態を模式的に示しており、特に言及しない場合、各構成要素の位置関係などは、この方向から見た状態で説明する。
　電線Ｅ７ａを流れる被測定電流Ｉ７ａにより誘導磁界Ｈ７ａが発生すると、各磁電変換素子７２は、誘導磁界Ｈ７ａに応じた電気信号（例えば、電圧）を出力する。各磁電変換素子７２の出力信号は、演算装置（不図示）において足し合わされてセンサ出力となる。
　図１２に示すように、電流センサ７の近傍には、電線Ｅ７ａに対して平行な近隣電線Ｅ７ｂが配置されている。この近隣電線Ｅ７ｂに近隣電流Ｉ７ｂが流れると、電流センサ７の出力は近隣電流Ｉ７ｂによって生じる誘導磁界Ｈ７ｂの影響を受けて理想値からずれる。
　図１３は、電流センサ７の出力の理想値からのずれの傾向を示すグラフである。図１３では、電線Ｅ７ａ及び近隣電線Ｅ７ｂの位置関係を固定し、誘導磁界Ｈ７ｂの影響下において電線Ｅ７ａを中心に電流センサ７（各磁電変換素子７２）を回転させた場合の電流センサ７の出力を示している。図１３に示すような正弦関数的な出力変動は、電流センサ７が有限個（６個）の磁電変換素子７２で構成されていることに起因している。
　本発明者はこの点に着目し、被測定電流を流す電線を囲む有限個（２以上）の磁電変換素子で構成される電流センサにおいて、電線及び近隣電線と磁電変換素子との位置関係を工夫すれば、近隣電流によって生じる誘導磁界の影響を十分に低減できるのではないかと考えた。そして、この着想に基づき本発明を完成させた。すなわち、本発明の骨子は、近隣電流による誘導磁界の影響を十分に低減できるように、電線及び近隣電線に対して複数の磁電変換素子を所定の位置関係となるように配置することである。以下、実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
　まず、近隣電線を流れる電流が、磁電変換素子に与える影響を考察する。図１は、近隣電線を流れる電流が、磁電変換素子に与える影響を説明するための模式図である。被測定電流Ｉａが流れる電線Ｅａの中心位置を直交座標の原点とする。電流Ｉｂが流れる近隣電線Ｅｂは、Ｘ軸において電線Ｅａから距離Ｌ離れた位置に配置されている。つまり、近隣電線Ｅｂの中心の座標は（Ｌ，０）である。磁電変換素子Ｍの中心は、電線Ｅａの中心から距離ｒ離れている。電線Ｅａから見た磁電変換素子Ｍの方向をθａとする。なお、方向は、Ｘ軸方向を０として、反時計回りの角度で表す。磁電変換素子Ｍの感度軸は、電線Ｅａを中心とする仮想円の円周の接線方向を向いている。
　以上の条件において、次の関係が成り立つ。
（１）磁電変換素子Ｍの位置：
　　（ｘ，ｙ）＝（ｒ×ｃｏｓθａ，ｒ×ｓｉｎθａ）
（２）磁電変換素子Ｍの感度軸の方向θｃ：
　　θｃ＝θａ－π／２
（３）隣接電線Ｅｂの中心から、磁電変換素子Ｍの中心までの距離ｄ：
　　ｄ＝ＳＱＲＴ（（Ｌ－ｒ×ｃｏｓθａ）２）＋（ｒ×ｓｉｎθａ）２）　　ただし、ＳＱＲＴは平方根を表す。
（４）近隣電線Ｅｂを流れる電流Ｉｂが発生する磁界の向きθｄ：
　　θｄ＝π／２－ａｒｃｔａｎ（（ｒ×ｓｉｎθａ）／（Ｌ－ｒ×ｃｏｓθａ））
（５）磁電変換素子Ｍの感度軸の方向と、近隣電線Ｅｂを流れる電流Ｉｂが発生する磁界の方向とがなす角θｅ：
　　θｅ＝θｃ－θｄ
（６）磁電変換素子Ｍが感知する近隣電線Ｅｂを流れる電流Ｉｂが発生する磁界Ｈｂ：
　　Ｈｂ＝Ｉｂ×ｃｏｓθｅ／（２×π×ｄ）
　式（６）を各磁電変換素子Ｍについて演算し、合計することで、近隣電線Ｅｂを流れる電流Ｉｂが発生する磁界が電流センサに与える影響を算出できる。
（実施の形態１）
　図２は、本実施の形態に係る電流センサの構成例を示す模式図である。図２では、説明の便宜上、電流センサの構成の一部のみを示している。図２に示すように、電流センサ１は、略平坦な主面１１ａを有する基板１１を備えている。基板１１は、被測定電流Ｉ１ａを流す電線Ｅ１ａが挿通される挿通孔Ｈ１を有している。基板１１の主面１１ａには、挿通孔Ｈ１を囲むように６個の磁電変換素子１２（１２ａ～１２ｆ）が配置されている。なお、図２は、基板１１の主面１１ａに垂直な方向から見た状態を模式的に示しており、特に言及しない場合、各構成要素の位置関係などは、この方向から見た状態で説明する。
　基板１１は、電線Ｅ１ａに対して略垂直に配置される。すなわち、基板１１の主面１１ａは、電線Ｅ１ａと略直交している。基板１１は、各種の電子部品を実装可能なプリント基板であり、主面１１ａには、後述する接続関係を満たす複数の配線（不図示）が設けられている。基板１１に形成された挿通孔Ｈ１は、略円形の外周形状を有している。なお、本実施の形態では、略円形の挿通孔Ｈ１を有する矩形状の基板１１を示しているが、基板１１の構成は特に限定されない。
　６個の磁電変換素子１２は、挿通孔Ｈ１を囲むように略等間隔に配置されている。具体的には、６個の磁電変換素子１２は、挿通孔Ｈ１に挿通される電線Ｅ１ａを中心とする円Ｃ１に沿って略等角度間隔に配置されている。また、６個の磁電変換素子１２は、各磁電変換素子１２の感度方向Ｓ１が円Ｃ１の周回方向Ｃ１ａを向くように配置されている。なお、磁電変換素子１２としては、例えば、磁気抵抗効果素子やホール素子などを用いることができる。
　図３は、本実施の形態に係る電流センサ１の構成例を示す機能ブロック図である。図３に示すように、電流センサ１は、各磁電変換素子１２と接続される演算装置１３を備えている。演算装置１３は、各磁電変換素子１２の出力信号Ｏｕｔ＿ａ～Ｏｕｔ＿ｆを加算して、合計値である電流センサ１の出力信号Ｏｕｔを生成する。出力信号Ｏｕｔ＿ａ～Ｏｕｔ＿ｆ、及び出力信号Ｏｕｔは、例えば、電圧信号である。生成された出力信号Ｏｕｔは、演算装置１３の出力端から外部に出力される。なお、演算装置１３の機能は、ハードウェアで実現されても良いしソフトウェアで実現されても良い。
　図２に示すように、電流センサ１の近傍には、電線Ｅ１ａに対して略平行な近隣電線Ｅ１ｂが配置されている。このような近隣電線Ｅ１ｂの配置される環境においては、近隣電線Ｅ１ｂを流れる近隣電流Ｉ１ｂによる誘導磁界Ｈ１ｂの影響で、電流測定精度は低下する恐れがある。そこで、本実施の形態の電流センサ１では、演算装置１３の演算処理によって近隣電流Ｉ１ｂによる誘導磁界Ｈ１ｂの影響を打ち消すことができるように６個の磁電変換素子１２を配置する。
　具体的には、図２に示すように、近隣電線Ｅ１ｂに最も近い磁電変換素子１２ａと電線Ｅ１ａとを結ぶ直線Ｌ１ａと、近隣電線Ｅ１ｂと電線Ｅ１ａとを結ぶ直線Ｌ１ｂとが、所定の角度θ１ａをなすように磁電変換素子１２を配置する。ここで、直線Ｌ１ａ，Ｌ１ｂは、基板１１の主面１１ａを含む平面内（すなわち、円Ｃ１を含む平面内）の直線であり、角度θ１ａは、６個の磁電変換素子１２で検出される誘導磁界Ｈ１ｂの影響を、電流センサ１全体でゼロにできるように設定される。例えば、角度θ１ａは、誘導磁界Ｈ１ｂによる６個の磁電変換素子１２の出力変動の和がゼロとなるように設定される。
　角度θ１ａは、例えば、隣り合う２個の磁電変換素子１２ａ，１２ｂと電線Ｅ１ａとをそれぞれ結ぶ２本の直線Ｌ１ａ，Ｌ１ｃのなす角度θ１ｂの約４分の１の角度である。ここで、直線Ｌ１ｃは、基板１１の主面１１ａを含む平面内（すなわち、円Ｃ１を含む平面内）の直線である。本実施の形態の電流センサ１は、６個の磁電変換素子１２が略等間隔（略等角度間隔）に配置されているので、２本の直線Ｌ１ａ，Ｌ１ｃのなす角度θ１ｂは約６０°である。よって、直線Ｌ１ａ，Ｌ１ｂのなす角度θ１ａは約１５°となる。
　図４は、近隣電流Ｉ１ｂによる誘導磁界Ｈ１ｂの影響を確認するシミュレーションについて説明するための図である。図４Ａ～図４Ｃは、それぞれ、角度θ１ａを０°，１５°，３０°とする場合のシミュレーションモデルを示し、図４Ｄは、シミュレーション結果を示している。図４Ｄでは、電線Ｅ１ａと近隣電線Ｅ１ｂとの距離を変化させる場合のセンサ出力の変動をシミュレーションモデル毎に示している。
　図４Ｄに示すように、電線Ｅ１ａと近隣電線Ｅ１ｂとの距離が小さくなると、図４Ａ、図４Ｃに示す角度θ１ａが０°，３０°のシミュレーションモデルでは出力変動が大きくなる。一方、本実施の形態の電流センサ１に対応する角度θ１ａが１５°のシミュレーションモデル（図４Ｂ）では、電線Ｅ１ａと近隣電線Ｅ１ｂとの距離に関わらず出力変動は小さい。このように、近隣電流Ｉ１ｂによる誘導磁界Ｈ１ｂの影響を打ち消すことができるように６個の磁電変換素子１２を配置することで、近隣電線Ｅ１ｂに起因する電流測定精度の低下を防止できる。
　以上のように、本実施の形態では、電流センサ１の複数の磁電変換素子１２は、複数の磁電変換素子１２で検出される近隣電流Ｉ１ｂによる誘導磁界Ｈ１ｂの和がゼロとなるように配置されているので、被測定電流Ｉ１ａを流す電線Ｅ１ａの近傍に近隣電流Ｉ１ｂを流す近隣電線Ｅ１ｂが配置された環境においても電流測定精度を高く維持可能である。また、全ての磁電変換素子１２の出力を加算する演算装置１３を備えているので、演算装置１３を複雑化することなくセンサ出力を増大させて高い電流測定精度を実現できる。
　なお、本実施の形態の電流センサは、上述のように、感度方向Ｓ１が円Ｃ１の周回方向Ｃ１ａを向くように配置された複数の磁電変換素子１２と、全ての磁電変換素子１２の出力を加算する演算装置１３とを備える構成に限定されない。
　図５は、本実施の形態に係る電流センサの変形例を示す模式図である。図５に示す電流センサ２は、電流センサ１と同様、略平坦な主面２１ａを有する基板２１を備えている。基板２１は、被測定電流Ｉ２ａを流す電線Ｅ２ａが挿通される挿通孔Ｈ２を有している。基板２１の主面２１ａには、挿通孔Ｈ２を囲むように６個の磁電変換素子２２（２２ａ～２２ｆ）が配置されている。
　６個の磁電変換素子２２は、挿通孔Ｈ２を囲むように略等間隔に配置されている。具体的には、６個の磁電変換素子２２は、挿通孔Ｈ１に挿通される電線Ｅ２ａを中心とする円Ｃ２に沿って略等角度間隔に配置されている。３個の磁電変換素子２２ａ，２２ｃ，２２ｅは、感度方向Ｓ２が円Ｃ２の周回方向（第１周回方向）Ｃ２ａを向くように配置されており、残りの３個の磁電変換素子２２ｂ，２２ｄ，２２ｆは、感度方向Ｓ２が周回方向Ｃ２ａとは異なる周回方向（第２周回方向）Ｃ２ｂを向くように配置されている。なお、磁電変換素子２２の配置はこれに限定されない。感度方向Ｓ２が周回方向Ｃ２ａを向く磁電変換素子２２と、感度方向Ｓ２が周回方向Ｃ２ｂを向く磁電変換素子２２とが同数であれば、同等の効果を得ることができる。例えば、近隣電線Ｅ２ｂ側の半数の磁電変換素子２２（磁電変換素子２２ｆ，２２ａ，２２ｂ）を、感度方向Ｓ２が周回方向Ｃ２ａを向くように配置し、残りの半数の磁電変換素子２２（磁電変換素子２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ）を、感度方向Ｓ２が周回方向Ｃ２ｂを向くように配置しても良い。
　各磁電変換素子２２の配置位置は、電流センサ１と同様である。すなわち、誘導磁界Ｈ２ｂによる６個の磁電変換素子２２の出力変動の和がゼロとなるように、磁電変換素子２２ａと電線Ｅ２ａとを結ぶ直線Ｌ２ａと、近隣電線Ｅ２ｂと電線Ｅ２ａとを結ぶ直線Ｌ２ｂとのなす角度θ２ａが設定される。具体的には、角度θ２ａが約１５°となるように各磁電変換素子２２を配置する。
　図６は、本実施の形態に係る電流センサの変形例を示す機能ブロック図である。図６に示すように、電流センサ２は、３個の磁電変換素子２２ａ，２２ｃ，２２ｅと接続される演算装置２３ａ、３個の磁電変換素子２２ｂ，２２ｄ，２２ｆと接続される演算装置２３ｂ、及び演算装置２３ａ，２３ｂと接続される演算装置２３ｃを備えている。なお、演算装置２３ａ，２３ｂ，２３ｃは一体に構成されても良い。また、演算装置２３ａ，２３ｂ，２３ｃの機能は、ハードウェアで実現されても良いしソフトウェアで実現されても良い。
　演算装置２３ａは、磁電変換素子２２ａ，２２ｃ，２２ｅの出力信号Ｏｕｔ＿ａ，Ｏｕｔ＿ｃ，Ｏｕｔ＿ｅを加算して第１出力信号（第１出力合計値）Ｏｕｔ＿１を生成する。演算装置２３ｂは、磁電変換素子２２ｂ，２２ｄ，２２ｆの出力信号Ｏｕｔ＿ｂ，Ｏｕｔ＿ｄ，Ｏｕｔ＿ｆを加算して第２出力信号（第２出力合計値）Ｏｕｔ＿２を生成する。演算装置２３ｃは、第１出力信号Ｏｕｔ＿１及び第２出力信号Ｏｕｔ＿２の一方から他方を減算して出力信号Ｏｕｔを生成する。生成された出力信号Ｏｕｔは、演算装置２３の出力端から外部に出力される。
　上述のように、電流センサ２の磁電変換素子２２は、感度方向Ｓ２が円Ｃ２の周回方向Ｃ２ａを向くように配置された複数（ここでは３個）の磁電変換素子２２で構成される第１グループと、感度方向Ｓ２が周回方向Ｃ２ａとは異なる周回方向Ｃ２ｂを向くように配置された第１グループと同数（３個）の磁電変換素子２２で構成される第２グループとに分けられる。そのため、第１グループの磁電変換素子２２の出力を合計した第１出力信号Ｏｕｔ＿１の極性（正負）と、第２グループの磁電変換素子２２の出力を合計した第２出力信号Ｏｕｔ＿２の極性とは逆になる。このように、極性の異なる第１出力信号Ｏｕｔ＿１及び第２出力信号Ｏｕｔ＿２の一方から他方を減算するので、外部磁界の影響を除去しつつセンサ出力を増大させて高い電流測定精度を実現できる。
　なお、本実施の形態では、被測定電流Ｉ１ａ，Ｉ２ａを流す電線Ｅ１ａ，Ｅ２ａ及び近隣電流Ｉ１ｂ，Ｉ２ｂを流す近隣電線Ｅ１ｂ，Ｅ２ｂとして円柱形状の導線を用いる場合を示しているが、角柱形状の導線を用いても良い。本実施の形態に係る構成は、他の実施の形態に係る構成と適宜組み合わせて実施することができる。
（実施の形態２）
　本実施の形態では、４個の磁電変換素子を用いる電流センサについて説明する。図７は、本実施の形態に係る電流センサの構成例を示す模式図である。なお、本実施の形態に係る電流センサの構成の多くは、電流センサ１の構成と共通している。このため、共通する構成についての詳細な説明は省略する。
　図７に示すように、本実施の形態に係る電流センサ３は、電流センサ１と同様、略平坦な主面３１ａを有する基板３１を備えている。基板３１は、被測定電流Ｉ３ａを流す電線Ｅ３ａが挿通される挿通孔Ｈ３を有している。基板３１の主面３１ａには、挿通孔Ｈ３を囲むように４個の磁電変換素子３２（３２ａ～３２ｄ）が配置されている。
　４個の磁電変換素子３２は、挿通孔Ｈ３を囲むように略等間隔に配置されている。具体的には、４個の磁電変換素子３２は、挿通孔Ｈ３に挿通される電線Ｅ３ａを中心とする円Ｃ３に沿って略等角度間隔に配置されている。また、４個の磁電変換素子３２は、各磁電変換素子３２の感度方向Ｓ３が円Ｃ３の周回方向Ｃ３ａを向くように配置されている。
　電流センサ３においても、近隣電線Ｅ３ｂに最も近い磁電変換素子３２ａと電線Ｅ３ａとを結ぶ直線Ｌ３ａと、近隣電線Ｅ３ｂと電線Ｅ３ａとを結ぶ直線Ｌ３ｂとが、所定の角度θ３ａを満たすように磁電変換素子３２は配置されている。ここで、直線Ｌ３ａ，Ｌ３ｂは、基板３１の主面３１ａを含む平面内（すなわち、円Ｃ３を含む平面内）に位置する直線であり、角度θ３ａは、誘導磁界Ｈ３ｂによる４個の磁電変換素子３２の出力変動の和がゼロとなるように設定される。
　角度θ３ａは、例えば、隣接する２個の磁電変換素子３２ａ，３２ｂと電線Ｅ３ａとをそれぞれ結ぶ２本の直線Ｌ３ａ，Ｌ３ｃのなす角度θ３ｂの約４分の１の角度である。ここで、直線Ｌ３ｃは、基板３１の主面３１ａを含む平面内（すなわち、円Ｃ３を含む平面内）に位置する直線である。本実施の形態の電流センサ３は、４個の磁電変換素子３２が略等間隔（略等角度間隔）に配置されているので、２本の直線Ｌ３ａ，Ｌ３ｃのなす角度θ３ｂは約９０°である。よって、直線Ｌ３ａ，Ｌ３ｂのなす角度θ３ａは約２２．５°となる。
　図８は、本実施の形態に係る電流センサ３の構成例を示す機能ブロック図である。図８に示すように、電流センサ３は、各磁電変換素子３２と接続される演算装置３３を備えている。演算装置３３は、各磁電変換素子３２の出力信号Ｏｕｔ＿ａ～Ｏｕｔ＿ｄを加算して、合計値である電流センサ３の出力信号Ｏｕｔを生成する。出力信号Ｏｕｔ＿ａ～Ｏｕｔ＿ｄ、及び出力信号Ｏｕｔは、例えば、電圧信号である。生成された出力信号Ｏｕｔは、演算装置３３の出力端から外部に出力される。
　以上のように、本実施の形態の電流センサ３でも、複数の磁電変換素子３２が、近隣電線Ｅ３ｂを流れる近隣電流Ｉ３ｂから受ける誘導磁界Ｈ３ｂの感度方向Ｓ３の成分の和がゼロとなるように配置されているので、被測定電流Ｉ３ａを流す電線Ｅ３ａの近傍に近隣電流Ｉ３ｂが配置された環境においても電流測定精度を高く維持可能である。
　本実施の形態に係る構成は、他の実施の形態に係る構成と適宜組み合わせて実施することができる。例えば、実施の形態１に示す変形例のように、磁電変換素子を感度方向の異なる２グループに分けるようにしても良い。
（実施の形態３）
　本実施の形態では、２個の磁電変換素子を用いる電流センサについて説明する。図９は、本実施の形態に係る電流センサの構成例を示す模式図である。なお、本実施の形態に係る電流センサの構成の多くは、電流センサ１の構成と共通している。このため、共通する構成についての詳細な説明は省略する。
　図９に示すように、本実施の形態に係る電流センサ４は、電流センサ１と同様、略平坦な主面４１ａを有する基板４１を備えている。基板４１は、被測定電流Ｉ４ａを流す電線Ｅ４ａが挿通される挿通孔Ｈ４を有している。基板４１の主面４１ａには、挿通孔Ｈ４を囲むように２個の磁電変換素子４２（４２ａ，４２ｂ）が配置されている。
　２個の磁電変換素子４２ａ，４２ｂは、挿通孔Ｈ４の周りに配置されている。具体的には、２個の磁電変換素子４２ａ，４２ｂは、挿通孔Ｈ４に挿通される電線Ｅ４ａを中心とする円Ｃ４に沿って電線Ｅ４ａに関して対象に配置されている。また、２個の磁電変換素子４２ａ，４２ｂは、磁電変換素子４２ａの感度方向Ｓ４が円Ｃ４の周回方向（第１周回方向）Ｃ４ａを向き、磁電変換素子４２ｂの感度方向Ｓ４が円Ｃ４の周回方向（第２周回方向）Ｃ４ｂを向くように配置されている。
　本実施の形態に係る電流センサ４においても、近隣電線Ｅ４ｂに近い磁電変換素子４２ａと電線Ｅ４ａとを結ぶ直線Ｌ４ａと、近隣電線Ｅ４ｂと電線Ｅ４ａとを結ぶ直線Ｌ４ｂとが、所定の角度θ４ａを満たすように磁電変換素子４２を配置する。つまり、２個の磁電変換素子４２ａ，４２ｂを結ぶ直線Ｌ４ａは、直線Ｌ４ｂに対して傾斜される。ここで、直線Ｌ４ａ，Ｌ４ｂは、基板４１の主面４１ａを含む平面内（すなわち、円Ｃ４を含む平面内）に位置する直線である。直線Ｌ４ａが、直線Ｌ４ｂに対して傾斜していない場合、電流センサ４は、近隣電線Ｅ４ｂを流れる電流Ｉ４ｂの影響を最も受ける。よって、直線Ｌ４ａを、直線Ｌ４ｂに対して傾斜させれば、近隣電線Ｅ４ｂを流れる電流Ｉ４ｂの影響を受けにくくなる。最も好ましい角度θ４ａは、２個の磁電変換素子４２ａ，４２ｂで検出される誘導磁界Ｈ４ｂの影響を、電流センサ４全体でゼロにできる角度である。角度θ４ａは、各磁電変換素子４２ａ，４２ｂで検出される誘導磁界Ｈ４ｂの影響を、上述の式（６）に基づき角度を変えながら算出することで見つけることができる。もちろん、試作品の取り付け角度を変えながら実際に測定することでも、電流センサ４全体でゼロにできる角度θ４ａを容易に探し出すことが可能である。
　本実施の形態の電流センサ４では、２個の磁電変換素子４２ａ，４２ｂが電線Ｅ４ａを挟むように対象に配置されている。なお、磁電変換素子の数が少なくなると、複数の磁電変換素子で検出される近隣電線を流れる電流による誘導磁界の和がゼロとなる条件は、「電線と平行に配置された近隣電線からの距離が最も小さい磁電変換素子と前記電線とを結ぶ直線と、前記近隣電線と前記電線を結ぶ直線とのなす角度が、隣り合う２個の磁電変換素子のそれぞれと前記電線とを結ぶ２本の直線のなす角度の４分の１」から乖離する傾向にある。特に、磁電変換素子４２ａ、４２ｂと電線Ｅ４ａとの距離に比較して、電線Ｅ４ａと近隣電線Ｅ４ｂとの距離が近いと、「４分の１」の角度から大きく乖離する。例えば、電線Ｅ４ａと近隣電線Ｅ４ｂとの距離が、電線Ｅ４ａと磁電変換素子４２ａ、４２ｂとの距離の２倍であるとき、「近隣電線を流れる電流による誘導磁界の和がゼロ」となる角度は、３７．７６°である。通常、電線Ｅ４ａと近隣電線Ｅ４ｂとの距離は、電線Ｅ４ａと磁電変換素子４２ａ、４２ｂとの距離２倍以上であるから、角度θ４ａは、３７°以上であればよい。一方、電線Ｅ４ａと近隣電線Ｅ４ｂとの距離が、電線Ｅ４ａと磁電変換素子４２ａ、４２ｂとの距離に対して充分に長い場合、角度θ４ａは、４５°となる。従って、角度θ４ａは、３７°以上４５°以下の角度である。
　このような角度θ４ａで直線Ｌ４ａを直線Ｌ４ｂに対して傾斜させることにより、２個の磁電変換素子４２ａ，４２ｂで検出される近隣電線Ｅ４ｂを流れる近隣電流Ｉ４ｂによる誘導磁界Ｈ４ｂの和をゼロにできる。よって、被測定電流Ｉ４ａを流す電線Ｅ４ａの近傍に近隣電流Ｉ４ｂが配置された環境においても電流測定精度を高く維持可能である。
　図１０は、本実施の形態に係る電流センサの構成例を示す機能ブロック図である。図１０に示すように、電流センサ４は、２個の磁電変換素子４２ａ，４２ｂと接続される演算装置４３を備えている。演算装置４３は、磁電変換素子４２ａ，４２ｂの出力信号Ｏｕｔ＿ａ，Ｏｕｔ＿ｂの一方から他方を減算して出力信号Ｏｕｔを生成する。生成された出力信号Ｏｕｔは、演算装置４３の出力端から外部に出力される。
　上述のように、電流センサ４は、感度方向Ｓ４が円Ｃ４の周回方向Ｃ４ａを向くように配置された磁電変換素子４２ａと、感度方向Ｓ４が周回方向Ｃ４ａとは異なる周回方向Ｃ４ｂを向くように配置された磁電変換素子４２ｂとを備えている。そのため、磁電変換素子４２の出力信号Ｏｕｔ＿ａの極性（正負）と、磁電変換素子４２の出力信号Ｏｕｔ＿ｂの極性とは逆になる。このように、極性の異なる出力信号Ｏｕｔ＿ａ，Ｏｕｔ＿ｂの一方から他方を減算するので、外部磁界の影響を除去しつつセンサ出力を増大させて高い電流測定精度を実現できる。
　上述のように、本実施の形態の電流センサ４では、被測定電流Ｉ４ａを流す電線Ｅ４ａ及び近隣電流Ｉ４ｂを流す近隣電線Ｅ４ｂとして、円柱形状の導線を用いている。この場合、電線Ｅ４ａ及び近隣電線Ｅ４ｂの形状に起因して非対称な誘導磁界Ｈ４ａ，Ｈ４ｂを生じることがなく、電線Ｅ４ａ及び近隣電線Ｅ４ｂの配置も単純なので、電流測定精度の高い電流センサ４を容易に実現できる。
　一方で、被測定電流を流す電線及び近隣電流を流す近隣電線として、角柱形状の導線を用いても良い。図１１は、本実施の形態に係る電流センサの変形例を示す模式図である。図１１Ａ及び図１１Ｂに示す電流センサ５，６の基本的な構成は、電流センサ４と共通である。ただし、図１１Ａ及び図１１Ｂでは、被測定電流Ｉ５ａ，Ｉ６ａを流す電線Ｅ５ａ，Ｅ６ａ、及び近隣電流Ｉ５ｂ，Ｉ６ｂを流す近隣電線Ｅ５ｂ，Ｅ６ｂとして、角柱形状の導線が用いられている。
　この角柱形状の導線で構成される電線Ｅ５ａ，Ｅ６ａ、及び近隣電流Ｉ５ｂ，Ｉ６ｂは、基板５１，６１の主面５１ａ，６１ａを含む平面内（すなわち、円Ｃ５，Ｃ６を含む平面内）において、長辺と短辺とを有する長方形状の断面を有している。例えば、図１１Ａでは、長方形状の断面の長辺が、電線Ｅ５ａの断面の重心Ｏ５ａと近隣電線Ｅ５ｂの断面の重心Ｏ５ｂとを結ぶ直線Ｌ５ｂに対して平行になっている。この場合、電線Ｅ５ａ及び近隣電流Ｉ５ｂの配置は単純になるので、電流測定精度の高い電流センサを容易に実現できる。
　また、図１１Ｂでは、長方形状の断面の長辺が、電線Ｅ６ａの断面の重心Ｏ６ａと近隣電線Ｅ６ｂの断面の重心Ｏ６ｂとを結ぶ直線Ｌ６ｂに対して４５°で傾斜されている。この場合、磁電変換素子６２の感度方向Ｓ６と、電線Ｅ６ａを流れる被測定電流Ｉ６ａによる誘導磁界Ｈ６ａの向きとを合わせ易いので、電流測定精度の高い電流センサを容易に実現できる。
　本実施の形態に係る構成は、他の実施の形態に係る構成と適宜組み合わせて実施することができる。
　なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することができる。例えば、上記実施の形態では、偶数個の磁電変換素子を備える電流センサを例示しているが、電流センサは奇数個の磁電変換素子を備えていても良い。すなわち、電流センサの備える磁電変換素子は、２個以上であれば良い。また、上記実施の形態では、基板上に複数の磁電変換素子が配置された電流センサを例示しているが、複数の磁電変換素子は、例えば、ワイヤーなどの基板以外の部材に配置されても良い。
　また、電流センサに用いられる複数の磁電変換素子は、それぞれ、１個の素子で構成されていても良いし、複数の素子を含んでも良い。例えば、２個又は４個の磁気抵抗効果素子を含む磁電変換素子などを用いることができる。
　さらに、上記実施の形態における各素子の接続関係、大きさなどは、発明の趣旨を変更しない限りにおいて適宜変更することが可能である。また、上記実施の形態に示す構成、方法などは、適宜組み合わせて実施することが可能である。その他、本発明は、本発明の範囲を逸脱しないで適宜変更して実施することができる。
　本発明の電流センサは、被測定電流を流す電線の近傍に別の電線が配置される使用環境において、高い電流測定精度を実現するために有用である。
　１，２，３，４，５，６，７　電流センサ
　１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１　基板　
　１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２，Ｍ　磁電変換素子
　１３，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，３３，４３　演算装置
　Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６　円
　Ｅａ，Ｅ１ａ，Ｅ２ａ，Ｅ３ａ，Ｅ４ａ，Ｅ５ａ，Ｅ６ａ，Ｅ７ａ　電線
　Ｅｂ，Ｅ１ｂ，Ｅ２ｂ，Ｅ３ｂ，Ｅ４ｂ，Ｅ５ｂ，Ｅ６ｂ，Ｅ７ｂ　隣接電線
　Ｌ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ１ｃ，Ｌ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃ，Ｌ３ａ，Ｌ３ｂ，Ｌ３ｃ，Ｌ４ａ，Ｌ４ｂ，Ｌ５ａ，Ｌ５ｂ，Ｌ６ａ，Ｌ６ｂ　直線
　Ｏ５ａ，Ｏ５ｂ，Ｏ６ａ，Ｏ６ｂ　重心

Claims (10)

  1. 　被測定電流を流す電線を囲むように配置された複数の磁電変換素子を備える電流センサであって、
    　前記複数の磁電変換素子は、感度方向が前記電線を中心とする円の周回方向を向くように前記円に沿って等間隔に配置されており、
    　前記円を含む平面内において、前記電線と平行に配置された近隣電線からの距離が最も小さい磁電変換素子と前記電線とを結ぶ直線と、前記近隣電線と前記電線とを結ぶ直線とのなす角度が、前記複数の磁電変換素子で検出される前記近隣電線を流れる電流による誘導磁界の和がゼロとなるように設定されたことを特徴とする電流センサ。
  2. 　被測定電流を流す電線を囲むように配置された複数の磁電変換素子を備える電流センサであって、
    　前記複数の磁電変換素子は、感度方向が前記電線を中心とする円の周回方向を向くように前記円に沿って等間隔に配置されており、
    　前記円を含む平面内において、前記電線と平行に配置された近隣電線からの距離が最も小さい磁電変換素子と前記電線とを結ぶ直線と、前記近隣電線と前記電線を結ぶ直線とのなす角度が、隣り合う２個の磁電変換素子のそれぞれと前記電線とを結ぶ２本の直線のなす角度の４分の１であることを特徴とする電流センサ。
  3. 　全ての前記磁電変換素子の出力信号を加算する演算装置を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電流センサ。
  4. 　前記複数の磁電変換素子は、感度方向が前記円の第１周回方向を向くように配置された複数の磁電変換素子で構成される第１グループと、感度方向が前記第１周回方向とは異なる第２周回方向を向くように配置された前記第１グループと同数の磁電変換素子で構成される第２グループと、に分けられ、
    　前記第１グループに含まれる全ての磁電変換素子の出力信号を加えた第１出力合計値と、前記第２グループに含まれる全ての磁電変換素子の出力信号を加えた第２出力合計値とを算出し、前記第１出力合計値及び前記第２出力合計値の一方から他方を減じる演算装置を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電流センサ。
  5. 　被測定電流を流す電線を挟むように配置された２個の磁電変換素子を備える電流センサであって、
    　前記２個の磁電変換素子は、その一方の感度方向が前記電線を中心とする円の第１周回方向を向き、他方の感度方向が前記第１周回方向とは異なる第２周回方向を向くように、前記電線に関して対称に配置されており、
    　前記円を含む平面内において、前記２個の磁電変換素子を結ぶ直線は、前記電線と平行に配置された近隣電線と前記電線とを結ぶ直線に対して傾斜されていることを特徴とする電流センサ。
  6. 　前記円を含む平面内において、前記２個の磁電変換素子を結ぶ直線は、前記近隣電線と前記電線とを結ぶ直線に対して、前記２個の磁電変換素子で検出される前記近隣電線を流れる電流による誘導磁界の和がゼロとなるように傾斜されていることを特徴とする請求項５に記載の電流センサ。
  7. 　前記円を含む平面内において、前記２個の磁電変換素子を結ぶ直線は、前記近隣電線と前記電線とを結ぶ直線に対して、３７°以上４５°以下の角度で傾斜されていることを特徴とする請求項５に記載の電流センサ。
  8. 　前記電線及び前記近隣電線は、円柱形状を有することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の電流センサ。
  9. 　前記電線及び前記近隣電線は、前記円を含む平面内において、長辺と短辺とを有する長方形状の断面を有し、
    　前記電線の前記断面の長辺及び前記近隣電線の前記断面の長辺は、いずれも前記電線の前記断面の重心と前記近隣電線の前記断面の重心とを結ぶ直線に対して平行であることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の電流センサ。
  10. 　前記電線及び前記近隣電線は、前記円を含む平面内において、長辺と短辺とを有する長方形状の断面をそれぞれ有し、
    　前記電線の前記断面の長辺及び前記近隣電線の前記断面の長辺は、いずれも前記電線の前記断面の重心と前記近隣電線の前記断面の重心とを結ぶ直線に対して４５°で傾斜されていることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の電流センサ。
PCT/JP2014/001065 2013-03-11 2014-02-27 電流センサ WO2014141609A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-047584 2013-03-11
JP2013047584 2013-03-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014141609A1 true WO2014141609A1 (ja) 2014-09-18

Family

ID=51536292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/001065 WO2014141609A1 (ja) 2013-03-11 2014-02-27 電流センサ

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2014141609A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109374940A (zh) * 2018-11-30 2019-02-22 无锡乐尔科技有限公司 铜排型导线的电流测量方法及装置
CN109374941A (zh) * 2018-11-30 2019-02-22 无锡乐尔科技有限公司 铜排型导线的电流测量方法及装置
CN109613321A (zh) * 2018-11-30 2019-04-12 无锡乐尔科技有限公司 铜排型导线的电流测量方法及装置
CN109613322A (zh) * 2018-11-30 2019-04-12 无锡乐尔科技有限公司 铜排型导线的电流测量方法及装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000258464A (ja) * 1999-03-09 2000-09-22 Mitsubishi Materials Corp 電流センサ
WO2001050142A1 (en) * 1999-12-29 2001-07-12 Abb Service S.R.L. An improved current sensing device for low-voltage power circuit breakers
JP2002156390A (ja) * 2000-11-21 2002-05-31 Na:Kk 電流センサ
JP2005061980A (ja) * 2003-08-12 2005-03-10 Uchihashi Estec Co Ltd 導体電流測定方法。
JP2010091545A (ja) * 2008-10-13 2010-04-22 National Taiwan Univ Of Science & Technology 電流測定装置および電流測定方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000258464A (ja) * 1999-03-09 2000-09-22 Mitsubishi Materials Corp 電流センサ
WO2001050142A1 (en) * 1999-12-29 2001-07-12 Abb Service S.R.L. An improved current sensing device for low-voltage power circuit breakers
JP2002156390A (ja) * 2000-11-21 2002-05-31 Na:Kk 電流センサ
JP2005061980A (ja) * 2003-08-12 2005-03-10 Uchihashi Estec Co Ltd 導体電流測定方法。
JP2010091545A (ja) * 2008-10-13 2010-04-22 National Taiwan Univ Of Science & Technology 電流測定装置および電流測定方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109374940A (zh) * 2018-11-30 2019-02-22 无锡乐尔科技有限公司 铜排型导线的电流测量方法及装置
CN109374941A (zh) * 2018-11-30 2019-02-22 无锡乐尔科技有限公司 铜排型导线的电流测量方法及装置
CN109613321A (zh) * 2018-11-30 2019-04-12 无锡乐尔科技有限公司 铜排型导线的电流测量方法及装置
CN109613322A (zh) * 2018-11-30 2019-04-12 无锡乐尔科技有限公司 铜排型导线的电流测量方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5489145B1 (ja) 電流センサ
CN104656042B (zh) 离轴磁场角度传感器
JP6191838B2 (ja) 磁気センサ
JP5590349B2 (ja) 磁気センサシステム
JP6288481B2 (ja) 角度センサおよび角度センサシステム
JP5120384B2 (ja) 回転角度検出装置、回転機及び回転角度検出方法
JP5062449B2 (ja) 回転磁界センサ
CN105258633B (zh) 用于非接触式角度测量的设备和方法
JP5062454B2 (ja) 磁気センサ
CN107179094B (zh) 旋转角度检测装置
US20120119729A1 (en) Rotating field sensor
JP5967382B2 (ja) 回転磁界センサおよびそれを用いた角度決定方法
WO2014141609A1 (ja) 電流センサ
JP6278051B2 (ja) 回転角度検出装置
JP6969581B2 (ja) 回転角度検出装置
JP2015045529A (ja) 回転磁界センサ
JP5991031B2 (ja) 磁気センサ
JP2013108787A (ja) 電流センサ
JP2015036636A (ja) 電流センサ
JP6455314B2 (ja) 回転検出装置
JP5816986B2 (ja) 電流センサ
JP5062453B2 (ja) 磁気センサ
JP5504483B2 (ja) 電流センサ
JP6784283B2 (ja) 角度センサシステム
JP2007127456A (ja) 回転検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14763490

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14763490

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP