本发明专利技术的电流传感器具有传感器元件和检测部。所述传感器元件具有芯部件、励磁线圈、以及检测线圈,所述芯部件通过将磁性材料形成为环状而构成,且具有如下特性:对应于因贯穿由该环状所包围的检测领域的被检测信号的影响而变化的外部磁场，磁导率μ以外部磁场0为顶点而减少,并且,将该磁导率μ的变化绘制在“由外部磁场-磁导率μ所规定的坐标系”上时的曲线的曲率根据外部磁场的绝对值而变大；所述传感器元件构成为,在将包含基波分量的励磁信号施加于所述励磁线圈的状态下,如果流动有所述被检测信号,则从所述检测线圈输出将与该时间点处的所述芯部件的磁导率μ相对应的高次谐波分量重叠于所述基波分量的信号。所述检测部具有分量提取部、电平确定部、以及信息输出部。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术的电流传感器具有传感器元件和检测部。所述传感器元件具有芯部件、励磁线圈、以及检测线圈,所述芯部件通过将磁性材料形成为环状而构成,且具有如下特性:对应于因贯穿由该环状所包围的检测领域的被检测信号的影响而变化的外部磁场，磁导率μ以外部磁场0为顶点而减少,并且,将该磁导率μ的变化绘制在“由外部磁场-磁导率μ所规定的坐标系”上时的曲线的曲率根据外部磁场的绝对值而变大；所述传感器元件构成为,在将包含基波分量的励磁信号施加于所述励磁线圈的状态下,如果流动有所述被检测信号,则从所述检测线圈输出将与该时间点处的所述芯部件的磁导率μ相对应的高次谐波分量重叠于所述基波分量的信号。所述检测部具有分量提取部、电平确定部、以及信息输出部。【专利说明】电流传感器、传感器元件以及控制装置相关申请的交叉引用本国际申请要求2012年3月12日在日本专利局提交的日本专利技术专利申请第2012-054623号的优先权，以及2013年3月11日在日本专利局提交的日本专利技术专利申请第2013-048214号的优先权，所述日本专利技术专利申请的全部内容通过引用而并入本文。
本专利技术涉及一种检测流动于被检测电线中的电流的电流传感器。
技术介绍
以往，在于环状芯部件上卷绕有励磁线圈以及检测线圈的电流传感器中，由于在施加有励磁信号的检测线圈侧所检测到的信号电平会因贯穿芯部件环状区域的被检测电流的信号电平而变化，所以通常基于该变化来确定(检测)被检测电流(参照专利文献I)。 现有技术文献 专利文献 专利文献1:日本特开平第10-010161号 【专利
技术实现思路
】 专利技术要解决的问题 但是，上述构成的电流传感器构成如下:被检测电流会使芯部件饱和至饱和磁化密度Bs附近，由此使得由励磁信号产生的正弦波形的磁通B畸变，从而将与该变化相对应的信号电平作为被检测电流的信号电平而确定。因此，上述构成的电流传感器只能检测与饱和磁化密度Bs附近对应的窄的电流范围。 此外，为了使被检测电流的信号电平提高至能使芯部件饱和的程度，需要在芯部件上卷绕大量可流动被检测信号的电线，因此，作为电流传感器容易变得复杂以及大型化，从而其用途也将会被限定。 在本申请的专利技术中，期望提供一种能够检测比以往更宽的电流范围的电流传感器。 _2] 解决问题的技术方案 本专利技术的第I方面为一种包含传感器元件和检测部的电流传感器，所述传感器元件具有芯部件、励磁线圈、以及检测线圈，所述芯部件通过将磁性材料形成为环状而构成，且具有如下特性:对应于因贯穿由该环状所包围的检测领域的被检测信号的影响而变化的外部磁场，磁导率μ以外部磁场O为顶点而减少，并且，将该磁导率μ的变化绘制在“由外部磁场-磁导率μ所规定的坐标系”上时的曲线的曲率根据外部磁场的绝对值而变大；所述励磁线圈卷绕在所述芯部件上，并对该芯部件进行励磁；所述检测线圈卷绕在所述芯部件上，并用于检测所述被检测信号，所述传感器元件构成为，在将包含基波分量的励磁信号施加于所述励磁线圈的状态下，如果流动有所述被检测信号，则从所述检测线圈输出将与该时间点处的所述芯部件的磁导率μ相对应的高次谐波分量重叠于所述基波分量的信号。 并且，所述检测部具有分量提取部、电平确定部、以及信息输出部，所述分量提取部从所述检测线圈的输出信号提取该输出信号所包含的信号分量之中的、重叠于所述基波分量的高次谐波分量；所述电平确定部基于使可能包含在输出信号中的所述高次谐波分量与产生该高次谐波分量时的所述被检测信号的信号电平相对应的对应关系，将与所述分量提取部所提取的高次谐波分量对应的信号电平确定为该时间点处的所述被检测信号的信号电平；所述信息输出部向外部输出表不由所述电平确定部确定的信号电平的信息。 根据该方面的电流传感器，显示出如下特性:在芯部件重叠地产生与被检测信号的信号电平相对应的磁通，但根据芯部件自身的特性，磁导率以外部磁场H = O为顶点而减少，并且，该外部磁场H和磁导率μ所规定的μ-H曲线的曲率根据外部磁场H的绝对值的大小而变大。 在该特性中，当观察将磁场H设置为X轴，将作为磁化强度M的微分值的磁导率μ设置为y轴的y-H坐标时，相对于在二次曲线上的任意位置上沿着X轴振幅发生变化的励磁信号，将与二次曲线的“弯曲程度”相对应的高次谐波分量重叠在沿着y轴振幅发生变化的来自检测线圈的输出信号上，但是，因为励磁信号的振幅中心位于二次曲线上，所以在从磁场H = O附近到与饱和磁化对应的磁场Hs附近的广范围上，与磁场H相对应的特有的高次谐波分量将重叠于输出信号。 即，在上述构成中，不仅在与饱和磁化对应的磁场Hs附近的极窄的范围上，在从磁场H = O附近直至磁场Hs附近的广范围上都能够确定(检测)被检测信号的信号电平。 此外，在该构成中，由于能够检测从与磁场H = O附近对应的小的电流值直至与磁场Hs对应的大的电流值，因此没有必要为了提高被检测电流的信号电平而在芯部件上大量地卷绕电线，其结果为，作为电流传感器能够实现简单化和小型化，因此其用途也较广。 此外，并不特别限定在上述方面中用于从检测信号中提取高次谐波分量的具体的构成，例如，可以考虑下面所示的第2至第4方面的构成。 在第2方面中的所述传感器元件中，所述芯部件由第1、第2芯部件构成，所述第1、第2芯部件分别沿着贯穿所述检测区域的方向配置，两个所述励磁线圈分别卷绕在所述第1、第2芯部件上且串联连接，两个所述励磁线圈的卷绕匝数以及位置关系被规定为使得流动于一方中的信号与流动于另一方中的信号具有反相位和相同的信号电平，两个所述检测线圈分别卷绕在所述第1、第2芯部件上且串联连接，两个所述检测线圈的卷绕匝数以及位置关系被规定为使得流动于一方中的信号与流动于另一方中的信号具有同相位和相同的信号电平。并且，在所述检测部中，所述分量提取部将来自串联连接的所述检测线圈的输出信号自身作为所述高次谐波分量而提取。 在该方面中，励磁线圈分别以反相位串联连接，检测线圈分别以同相位串联连接，因此由励磁信号所产生的磁通中的规则地增减的基波分量(正弦波等的交流信号分量；以下相同)被抵消，另一方面，以畸变的形式不规则地增减的高次谐波分量被强调并被输出。 由此，将来自串联连接的一组检测线圈的输出信号自身作为高次谐波分量而提取，从而能够基于高次谐波分量确定被检测信号的信号电平。 此外，在第3方面中的所述传感器元件中，所述芯部件由第1、第2芯部件构成，所述第1、第2芯部件分别沿着贯穿所述检测区域的方向配置，两个所述励磁线圈分别卷绕在所述第1、第2芯部件上且串联连接，两个所述励磁线圈的卷绕匝数以及位置关系被规定为使得流动于一方中的信号与流动于另一方中的信号具有反相位和相同的信号电平，所述检测线圈为通过一并卷绕在所述第1、第2芯部件上而形成的一个线圈。并且，在所述检测部中，所述分量提取部将来自所述检测线圈的输出信号自身作为所述高次谐波分量而提取。 在该方面中，励磁线圈分别以反相位串联连接，检测线圈将包含第1、第2芯部件的芯作为一个芯部件，一并卷绕在第1、第2芯部件上，因此，在由励磁信号产生的磁通中规则地增减的基波分量被抵消，另一方面，以畸变的形式不规则地增减的高次谐波分量被强调且被输出。 由此，将来自串联本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电流传感器,其包含传感器元件和检测部,其特征在于,所述传感器元件具有芯部件、励磁线圈、以及检测线圈,所述芯部件通过将磁性材料形成为环状而构成,且具有如下特性:对应于因贯穿由该环状所包围的检测领域的被检测信号的影响而变化的外部磁场，磁导率μ以外部磁场0为顶点而减少,并且,将该磁导率μ的变化绘制在“由外部磁场‑磁导率μ所规定的坐标系”上时的曲线的曲率根据外部磁场的绝对值而变大；所述励磁线圈卷绕在所述芯部件上,并对该芯部件进行励磁；所述检测线圈卷绕在所述芯部件上,并用于检测所述被检测信号,所述传感器元件构成为,在将包含基波分量的励磁信号施加于所述励磁线圈的状态下,如果流动有所述被检测信号,则从所述检测线圈输出将与该时间点处的所述芯部件的磁导率μ相对应的高次谐波分量重叠于所述基波分量的信号,所述检测部具有分量提取部、电平确定部、以及信息输出部,所述分量提取部从所述检测线圈的输出信号提取该输出信号所包含的信号分量之中的、重叠于所述基波分量的高次谐波分量；所述电平确定部基于使可能包含在所述输出信号中的高次谐波分量与产生该高次谐波分量时的所述被检测信号的信号电平相对应的对应关系,将与所述分量提取部所提取的高次谐波分量对应的信号电平确定为该时间点处的所述被检测信号的信号电平；所述信息输出部向外部输出表示由所述电平确定部确定的信号电平的信息。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：八田贵幸，广田泰丈，
申请(专利权)人：磁性流体技术株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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