平衡式磁场检测装置制造方法及图纸

技术编号:19396044 阅读:29 留言:0更新日期:2018-11-10 04:44
在使用反馈线圈的平衡式磁场检测装置中,能够提高检测输出的线性并减少磁滞,而且能够提高检测灵敏度。设置有检测被测定磁场(H0)的磁检测部(11),根据该磁检测部(11)的检测输出而将抵消电流(Id1)赋予反馈线圈(30),并将抵消磁场(Hd)赋予磁检测部(11)。被测定磁场(H0)与抵消磁场(Hd)成为平衡状态时的线圈电流为检测输出。通过使多条磁阻效应元件(11a)与一条线圈导体(35)对置,能够提高检测输出的线性并减少磁滞,能够提高检测灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】平衡式磁场检测装置
本专利技术涉及使用反馈线圈的平衡式磁场检测装置。
技术介绍
专利文献1中记载了涉及检测被测定电流的大小的平衡式磁场检测装置的专利技术。在该磁场检测装置中,磁阻效应元件和反馈线圈与供被测定电流通过的导体对置。由在导体中流动的被测定电流激励出的电流磁场通过磁阻效应元件检测,并被控制为将与其检测输出的大小对应的线圈电流赋予所述反馈线圈。从反馈线圈向磁阻效应元件赋予与所述电流磁场相反朝向的抵消磁场,在由磁阻效应元件检测的电流磁场与抵消磁场成为平衡状态时,检测在反馈线圈中流动的电流,电流的检测输出成为被测定电流的测定值。专利文献1中记载的磁场检测装置如其图3所示,磁阻效应元件通过彼此平行的多个长条图案呈所谓的曲折(meander)形状地连接而构成。另外,如图5所示,为磁阻效应元件的一根长条图案与一根构成反馈线圈的配线图案对置的构造。在先技术文献专利文献1:WO2013/018665A1
技术实现思路
专利技术要解决的课题在专利文献1记载的磁场检测装置中,由于是反馈线圈的配线图案与磁阻效应元件的长条图案以一根对一根的关系对置的构造,因此有以下的课题。(1)在为反馈线圈的配线图案与磁阻效应元件的长条图案以一根对一根的方式对置的构造时,必须使配线图案的排列间距与长条图案的排列间距相匹配,因此,配线图案的宽度尺寸当然会变小。在感应出环绕宽度尺寸较小的配线图案的抵消磁场时,抵消磁场在长条图案的宽度方向的中央部会沿着灵敏度轴方向即水平方向较强地作用,与此相对,抵消磁场在长条图案的宽度方向的两侧部容易沿着与灵敏度轴交叉的朝向作用。其结果是,磁阻效应元件的检测输出的线性降低,并且相对于交变磁场,所述检测输出的磁滞也会变大。(2)在为反馈线圈的配线图案与磁阻效应元件的长条图案以一根对一根的方式对置的构造时,由于在一根配线图案中流动的电流,从而会将较大的抵消磁场赋予一根长条图案。因此,相对于电流磁场的增减而无法使抵消该电流磁场所需的线圈电流的增减幅度增大,从而提高对电流磁场的灵敏度存在限界。(3)另外,反馈线圈必须以卷绕多个宽度尺寸较小的配线图案的方式形成,因此阻抗上升,消耗电力变大。本专利技术解决上述以往的课题,其目的在于提供一种能够通过使多根磁阻效应元件与反馈线圈的一根线圈导体对置来解决前述各课题的平衡式磁场检测装置。用于解决课题的方案本专利技术是一种平衡式磁场检测装置,其设置有:反馈线圈,其通过线圈导体呈平面地卷绕而形成;磁检测部,其具有沿着所述线圈导体而形成为长条形状的多个磁阻效应元件;线圈通电部,其根据所述磁检测部检测被测定磁场时的检测输出而将用于感应出抵消所述被测定磁场的朝向的磁场的电流赋予所述线圈导体;以及电流检测部,其检测在所述线圈导体中流动的电流量,所述平衡式磁场检测装置的特征在于,在一个所述磁检测部中,多根所述磁阻效应元件平行地配置且被串联连接,各个所述磁阻效应元件的检测轴沿着相同的朝向设定,多根构成相同的所述磁检测部的所述磁阻效应元件与一根所述线圈导体对置。本专利技术的平衡式磁场检测装置的所述磁阻效应元件与所述线圈导体的呈直线状地延伸的部分对置。在本专利技术的平衡式磁场检测装置中,所述线圈导体的截面形状是高度方向上的尺寸比宽度方向上的尺寸短的长方形状,所述磁阻效应元件与所述截面的沿着所述宽度方向延伸的长边对置。优选的是,本专利技术的平衡式磁场检测装置的所述磁阻效应元件不从所述线圈导体向所述宽度方向突出。本专利技术的平衡式磁场检测装置可以构成为设置有磁屏蔽层,该磁屏蔽层使通往所述磁阻效应元件的被测定磁场衰减。本专利技术的平衡式磁场检测装置能够用于设置有电流路径且将由所述电流路径感应出的所述被测定磁场赋予所述磁阻效应元件的所谓的电流检测装置。专利技术效果在本专利技术的平衡式磁场检测装置中,相对于反馈线圈的一根线圈导体,对置有多根构成磁检测部的磁阻效应元件。因此,能够扩宽各个线圈导体的宽度尺寸,其结果是,容易对各磁阻效应元件在沿着灵敏度轴的方向上赋予反馈磁性,能够提高磁检测部的检测输出的线性,且降低赋予交变电流时的磁滞。另外,为了生成相对于磁阻效应元件而抵偿被测定磁场所需的反馈磁场,使在反馈线圈中流动的电流量变多。其结果是,能够增多检测被测定磁场时的线圈电流,能够提高灵敏度。线圈导体能够增大宽度尺寸,并且也能够减少反馈线圈的匝数,因此能够使阻抗降低,也能够使消耗电力减少。附图说明图1是示出使用本专利技术的实施方式的平衡式磁场检测装置的电流检测装置的俯视图。图2是示出装备于图1所示的平衡式磁场检测装置的磁检测部及其配线构造的俯视图。图3是示出一个磁检测部的俯视图。图4的(A)是示出本专利技术的实施方式的平衡式磁场检测装置中的反馈线圈、磁检测部及屏蔽层的剖视图,是与图3所示的IV-IV截面相当的剖视图,(B)是局部放大图。图5的(A)是示出比较例的平衡式磁场检测装置的与图4相同的剖视图,(B)是局部放大图。图6的(A)是示出在图4所示的实施方式的平衡式磁场检测装置中配置有磁检测部的位置处的反馈磁场的强度的线图,(B)是示出在图5所示的比较例的平衡式磁场检测装置中配置有磁检测部的位置处的反馈磁场的强度的线图。图7是使用平衡式磁场检测装置的电流检测装置的电路图。图8的(A)、(B)、(C)是示出使与三个磁阻效应元件对置的线圈导体的宽度尺寸变化时的、线圈导体的宽度尺寸与反馈磁场的强度的关系的线图。图9的(A)、(B)、(C)是示出使与三个磁阻效应元件对置的线圈导体的宽度尺寸变化时的、线圈导体的宽度尺寸与反馈磁场的强度的关系的线图。图10的(A)、(B)、(C)是示出使与三个磁阻效应元件对置的线圈导体的宽度尺寸变化时的构造图。图11是示出本专利技术的实施方式的平衡式磁场检测装置的灵敏度的说明图。具体实施方式本专利技术的实施方式的平衡式磁场检测装置1作为对在图1、图2及图4所示的电流路径40中流动的被测定电流I0的电流量进行检测的电流检测装置的一部分而被使用。平衡式磁场检测装置1具有磁检测部11、12、13、14、反馈线圈30、及屏蔽层3。在图1、图2及图4所示的本专利技术的实施方式中,电流路径40配置于反馈线圈30及磁检测部11、12、13、14的Z方向的正上方。对于电流路径40的位置而言,只要由在该电流路径40中流动的被测定电流I0产生的磁场能够对磁检测部11、12、13、14赋予灵敏度轴方向(Y方向)的分量,则也可以是所述实施方式以外的部位。如图4的(A)的剖视图所示,平衡式磁场检测装置1具有基板2。基板2是硅(Si)基板。基板2的表面2a是平坦面,在该表面2a形成有磁检测部11、12、13、14。在图1和图2中用俯视图示出了磁检测部11、12、13、14,在图4的(A)中用剖视图示出了一个磁检测部11。如图1和图2所示,磁检测部11、12、13、14沿着X方向等间隔地配置。所述电流路径40沿着X方向延伸。被测定电流I0是交流电流(或直流电流),并沿着X方向流动。在图1和图2中示出了磁检测部11、12、13、14的配置构造和配线构造,在图7中示出了其电路图。为了方便说明,在图7中记载为将电流路径40排布在磁检测部11、12、13、14的Y方向的左侧。但是,在实际的平衡式磁场检测装置1中,如图1、图4等所示,电流路径40配置于磁检测部11、12、13、14的Z方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平衡式磁场检测装置,设置有:反馈线圈,其通过线圈导体呈平面地卷绕而形成;磁检测部,其具有沿着所述线圈导体而形成为长条形状的多个磁阻效应元件;线圈通电部,其根据所述磁检测部检测被测定磁场时的检测输出而将用于感应出抵消所述被测定磁场的朝向的磁场的电流赋予所述线圈导体;以及电流检测部,其检测在所述线圈导体中流动的电流量,所述平衡式磁场检测装置的特征在于,在一个所述磁检测部中,多根所述磁阻效应元件平行地配置且被串联连接,各个所述磁阻效应元件的检测轴沿着相同的朝向设定,多根构成相同的所述磁检测部的所述磁阻效应元件与一根所述线圈导体对置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.30 JP 2016-0674481.一种平衡式磁场检测装置,设置有:反馈线圈,其通过线圈导体呈平面地卷绕而形成;磁检测部,其具有沿着所述线圈导体而形成为长条形状的多个磁阻效应元件;线圈通电部,其根据所述磁检测部检测被测定磁场时的检测输出而将用于感应出抵消所述被测定磁场的朝向的磁场的电流赋予所述线圈导体;以及电流检测部,其检测在所述线圈导体中流动的电流量,所述平衡式磁场检测装置的特征在于,在一个所述磁检测部中,多根所述磁阻效应元件平行地配置且被串联连接,各个所述磁阻效应元件的检测轴沿着相同的朝向设定,多根构成相同的所述磁检测部的所述磁阻效应元件与一根所述线圈导体对置。2.根据权利要求1所述的平衡式磁场检测...

【专利技术属性】
技术研发人员:川崎英明高桥彰
申请(专利权)人:阿尔卑斯电气株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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