专利名称：磁桥型电流传感器及磁桥型电流检测方法、以及用于该传感器与检测方法的磁桥的制作方法
技术领域：
本发明涉及在交流电流中如众所周知的CT(Current Transformer电流互感器)那样，不用与被检测导线相连接而直接在绝缘状态下测定电流的电流传感器，特别是涉及对于频率特性而言还可测定直流，对于电流值而言可测定100μA区域的微小电流的电流传感器。另外，本发明还涉及用于上述电流传感器以及电流检测方法的磁桥(磁気ブリツジ)。
背景技术：
众所周知的CT具有可直接在与被检测导线绝缘的状态下进行测定的优点，但不能使用在直流及其附近的频率的交流电流，以及直流与交流重叠的脉动电流(脈流電流)上。因此，作为取代CT的绝缘型的直流电传感器，提出了霍尔元件型、磁放大器型、磁多谐振荡器型、磁通反转时间差型(磁束反転時間差型)(例如，参照特开平10-10161号、特开平10-332745号)、磁路断续型(磁路斩波型磁路チヨツピング型)(例如，参照特开2000-55940号)等。
霍尔元件型，设定为在贯通被检测导线的磁芯的一部分上形成缺口(间隙ギヤツプ)，在该缺口中具备霍尔元件，根据该霍尔元件的电气特性值的变化来检测流过被检测导线的电流值。所谓磁放大器型和磁多谐振荡器型，就是用交流电将磁芯预先励磁到饱和磁通密度附近，利用通过用非直流电流使其磁场偏移而产生的交变磁通的达到饱和的时间差，检测流过被检测导线的电流值。以上的3种类型，适合于被检测导线的匝数(缠绕数)每1匝(圈)的电流灵敏度在数A或其以上的情况，但不能测定数mA的电流。
另一方面，磁通翻转时间差型，设定为在贯通被检测导线的磁芯上，通入超过保持力的三角波状的励磁电流，对磁芯的磁通从朝向一方向之后到翻转至另一方向的时间、和从朝向另一方向之后到翻转至一方向的时间，从而检测被检测导线的直流电流。即便在其中，在进行反馈的类型(参照上述专利文献2)中，因为利用多个磁芯，存在多个缠绕在单一的磁芯上的线圈及跨及多个磁芯而缠绕在其上的线圈等，所以构造复杂，且制品间的性能的均一性有所欠缺。另外，在不进行反馈的类型(参照上述特开平10-10161号)中，被检测导线的缠绕匝数每1匝的电流灵敏度为100mA左右，且动态范围小。
磁路断续型，按照时间序列断续地进行以与被检测导线产生的磁通呈垂直方向的磁通使贯通有被检测导线的磁芯的一部分饱和、使磁芯的磁阻增大的动作。即，通过使被检测导线产生的直流磁通断续、交流磁通化，从而来测定直流磁通的值、即流经被检测导线中的直流电流的值。采用的基本原理与人们所熟知的斩波放大器(チヨツパ一アンプ)相同。这种类型，若连同磁芯的形状一起与其它的类型相比较，则极其复杂。
除此以外，还有称作饱和型(克雷默型)、零磁通型的种类，但都是用于检测大电流的，对于数mA区域的测定都很困难。
如以上所述，在直流电流传感器的以往的技术中，存在着如下的现状，即，被检测导线的卷绕匝数每1匝的电流灵敏度较差，而相对地灵敏度较好的，构造就极其复杂。
另外，近年来环境保护已成为社会问题，太阳能发电、燃料电池等直流电流的重要性提高，可以预见电动汽车、混合动力车等对使用了二次电池(蓄电池)的直流电力设备的需要会不断增大。另外从节省能源的角度出发，在以往的使用分流电阻器的领域中，优选为几乎完全没有能量消耗的由磁场进行的电流检测。进而，在高压电子管等中所使用的直流高压电路中，虽然有电流与电压高出的程度相应地减小的倾向，但在这样的电路中较好的是大多都能够以绝缘状态测定高压电路的电流。
但是，在以往的技术中，没有能够具有与上述要求相对应的灵敏度和动态范围，且能够廉价地加以制造而普及常用的电流传感器及电流检测方法。
发明内容
以解决上述问题为目的而完成的与本发明电流传感器有关的第一项申请的发明的构成，特征在于包括具有两端的1个中肢磁路(中脚磁気回路)1；分别与上述中肢磁路1的一端和另一端连接的2个外肢磁路(外脚磁気回路)2a、2b；配设在上述外肢磁路2a上的励磁装置3a以及配设在上述外肢磁路2b上的励磁装置3b；配设在上述中肢磁路1上的磁通检测装置4；分别驱动上述励磁装置3a和上述励磁装置3b的励磁驱动装置7；以及与上述磁通检测装置4连接、输出与被该磁通检测装置4所检测出的被检测磁通连动的电信号的检测电路8。
并且，与本发明电流传感器有关的第二项申请的发明的构成，特征在于，在第一方案的发明的构成基础上，具有将导线缠绕配置在中肢磁路1及外肢磁路2a和外肢磁路2b的至少其任意一个上而成的平衡复原线圈5；根据从检测电路8输出的电信号，以使被上述磁通检测装置4所检测出的被检测磁通减少的方式控制流入上述平衡复原线圈5中的平衡复原电流的平衡复原电流控制电路9；以及测定输出上述平衡复原电流的检测值输出电路10。
其次，作为本发明电流检测方法之一的第三项申请的发明的构成，特征在于，通过由励磁装置3a产生要流入中肢磁路1中的作为交变磁通的第一励磁磁通，并且，由励磁装置3b产生要流入中肢磁路1中的作为交变磁通的第二励磁磁通，且是大小与第一励磁磁通相同、磁通的方向与第一励磁磁通相反的励磁磁通，从而呈现出磁力平衡状态(磁平衡状态)，使被检测导线6贯通由外肢磁路2a和中肢磁路1包围而形成的窗部以及由外肢磁路2b和中肢磁路1包围而形成的窗部的至少其任意一方的窗部，通过使被检测电流流入被检测导线6而使外肢磁路2a及外肢磁路2b的磁阻变化，通过上述磁阻的变化破坏上述磁力平衡状态从而呈现出磁力非平衡状态(磁非平衡状态)，由输出与由磁通检测装置4所检测到的被检测磁通连动的电信号的检测电路8，检测由于呈现出上述磁力非平衡状态而在中肢磁路1上产生的磁通，由此来检测在被检测导线6中流动的被检测电流。
另外，作为本发明电流检测方法之一的第四项申请的发明的构成，特征在于，通过由励磁装置3a产生要流入中肢磁路1中的作为交变磁通的第一励磁磁通，并且，由励磁装置3b产生要流入中肢磁路1中的作为交变磁通的第二励磁磁通，且是大小与第一励磁磁通相同、磁通的方向与第一励磁磁通相反的励磁磁通，从而呈现出磁力平衡状态，使被检测导线6贯通由外肢磁路2a和中肢磁路1包围而形成的窗部以及由外肢磁路2b和中肢磁路1包围而形成的窗部的至少其任意一方的窗部，通过使被检测电流流入被检测导线6而使外肢磁路2a及外肢磁路2b的磁阻变化，通过上述磁阻的变化破坏上述磁力平衡状态从而呈现出磁力非平衡状态，在外肢磁路2a及外肢磁路2b的磁阻发生了变化的状态下，使作为产生与由于使被检测导线6通过而在卷绕有被检测导线6的磁路上产生的磁通大小相同且与上述磁通方向相反的磁通的电流的平衡复原电流，流入贯通与贯通有被检测导线6的窗部相同的窗部地卷绕成的平衡复原线圈5中，通过使平衡复原电流流入平衡复原线圈5中，使在外肢磁路2a及外肢磁路2b的磁阻发生了变化的状态下在中肢磁路1上产生的磁通减少而呈现出磁力再平衡状态(磁再平衡状态)，通过在处于磁力再平衡状态时检测在平衡复原线圈5中流动的平衡复原电流来检测在被检测导线6中流动的被检测电流。
图1是在本发明的磁桥型电流传感器(以下称为本发明电流传感器)中没设置平衡复原线圈的例子的要部立体图。
图2是在本发明电流传感器中设有平衡复原线圈的例子的要部立体图。
图3是流通有被检测电流时的本发明电流传感器的各部的波形图，(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)分别是表示励磁电流、外肢磁路的磁场、外肢磁路的磁阻、中肢磁路的磁通、要在磁通检测装置(检测线圈)上产生的电动势、在磁通检测装置(检测线圈)上所产生的电动势的各自的基本波形的波形图。
图4是在本发明电流传感器中、未通入被检测电流时的等效磁路图。
图5是在本发明电流传感器中、通入被检测电流时的等效磁路图。
图6是在本发明电流传感器中、通入被检测电流且通入平衡恢复电流时的等效磁路图。
图7是软磁性材料的磁场对导磁率的特性图。
图8是表示本发明电流传感器的构成例的电路框图。
图9是表示本发明电流传感器的应用例的一例的立体图。
图10是例示了仅在由一方的外肢磁路和中肢磁路围绕成的单方的窗口贯通有被检测导线的情况的本发明电流传感器的要部立体图。
图11是与图5或图6所示的本发明传感器的等效磁路等效的磁路。
图12是与图11的等效磁路等效的磁路图。
图13是与图12的等效磁路等效的磁路图。
图14是与图13的等效磁路等效的磁路图。
图15是与图14的等效磁路等效的磁路图。
图16是以实体方式表现了图15的等效磁路的本发明电流传感器的另一例的要部立体图。
图17是进一步实际地表示了图16的本发明传感器的另一例的要部立体图。
图18是与图15的等效磁路等效的磁路图。
图19是以实体方式表现了图18的等效磁路的表示本发明电流传感器的例子的立体图。
图20是用于对配置图17的本发明传感器的例子的励磁装置的磁路2的位置进行说明的要部放大平面图。
图21是在本发明电流传感器中、用于说明励磁线圈和平衡复原线圈的配置例的立体图。
图22是用于说明本发明电流传感器的原理结构的一例的立体图。
图23是使用了具有两个励磁装置(励磁线圈)3的本发明磁桥的本发明磁力传感器的第一例的立体图。
图24是使用了具有一个励磁装置(励磁线圈)的本发明磁桥的本发明磁力传感器的第二例的立体图。
图25是具有磁隙的本发明磁力传感器的例子的侧面图。
图26是适用于接近的两极的磁检测形状的本发明磁力传感器的例子的立体图。
图27是适用于小型化的本发明磁力传感器的例子的立体图。
图28是示意性地表示磁通检测装置4的配设形态例的图。
图29是以空气等非磁性材料形成磁路1的磁力传感器的一例的立体图。
具体实施例方式
下面，参照附图对本发明电流传感器的实施例及其作用一起进行说明。
图1是示意性地表示作为本申请第一项所涉及的发明的实施例的磁桥型电流传感器的立体图(不过在图1中省略了励磁驱动装置7和检测电路8)。
图1所例示的本发明电流传感器，包括具有两端的一个中肢磁路1、和分别与所述中肢磁路1的一端和另一端连接的2个外肢磁路2a与2b，在中肢磁路1上具有磁通检测装置4，在外肢磁路2a上具有励磁装置3a，在外肢磁路2b上具有励磁装置3b。励磁装置3a以及励磁装置3b均以使其产生交变磁场的方式形成。在本发明中，将上述结构在以下称作“磁桥”。另外，上述磁桥的各磁路1、2a、2b由铁氧体(ferrite)、硅钢板、无定形的、强磁性铁镍合金等磁性材料形成，在本说明书中有时也将形成上述磁路的磁性体称作“磁芯件”或“磁芯”。另外，虽然在图1中未显示，但本发明电流传感器还具有检测电路8。
上述的励磁装置3a以及励磁装置3b，可以采用在图1所示的缠绕导线(以下称为“线圈”)上通入交变电流的方法、或者使其产生交变磁场的方法中的任何一种励磁方法。交变磁场的发生，根据需要可以选择使永久磁铁本体或其磁路旋转或振动的方法、应用永久磁铁和磁性流体并使磁性流体变流的方法、使永久磁铁或电磁铁的磁路的磁阻变动的方法的等。
磁通检测装置4，可以使用霍尔元件或磁阻抗元件等磁检测元件。当在磁通检测装置4上使用磁检测元件时，虽然有必要在中肢磁路的一部分上形成间隙，将磁检测元件配设在该间隙中，但如图1所示，若将缠绕在中肢磁路1上的线圈(以下称作“检测线圈”)作为磁通检测装置，则磁通检测装置4的结构就变得简单。
检测电路8，只要是能够以电信号将由前述的磁通检测装置4检测出的磁通输出，什么样都可以。例如，在检测的目的为低精度时，只要采用在磁通检测装置4上应用检测线圈或磁检测元件，通过使检测线圈或磁检测元件检测磁通而仅输出在检测线圈上产生的电动势、或在磁检测元件上产生的电位差等的电路即可，即，只要采用仅是输出端以简单的导线与检测线圈或磁检测元件相连的电路即可。
另外，检测电路8，也可以是连接有一个或其以上的电阻器或电容器等无源器件、或者二极管等有源器件的电路，使用了运算放大器的有源电路等。即，检测电路8，可以是以根据需要者的用途而自由地使用的方式不添加任何处理的电路，或者从添加了用于检测线圈或磁检测元件的工作稳定化的若干元件那样的电路、到对在检测线圈上产生的电动势或在磁检测元件上产生的电位差等施加了显示在检测线圈上产生的电动势或在磁检测元件上产生的电位差等的显示器那样的能够直接读取被检测电流那样的信号处理的构造的电路的、各种各样的电路。
在被检测导线6中流过的被检测电流的测定，通过使被检测导线6贯通由一方的外肢磁路2a和中肢磁路1围绕而形成的窗部、以及由另一方的外肢磁路2b和上述中肢磁路1围绕而形成的窗部的至少任意一方的窗部而进行。
在图1中，被检测导线6，以如下方式配置，即，从跟前一侧向对面侧贯通由外肢磁路2a和中肢磁路1围绕形成的一方的窗部，进而从对面侧向跟前一侧贯通由外肢磁路2b和中肢磁路1围绕形成的另一方的窗部。在电磁方面，具有由外肢磁路2a或2b和中肢磁路1围绕形成的窗部的磁路上的导线的匝数，与该导线贯通该窗部的次数相等。
因此，在如图1所示的那样配置被检测导线6时，被检测导线6就电磁性地绕中肢磁路1缠绕1匝，这与将外肢磁路2a和外肢磁路2b总括起来缠绕1匝的情况是等效的。另外，如图10所示，在被检测导线6以仅从跟前一侧向对面侧贯通一方的窗部的方式配置时，虽然被检测导线6电磁性地绕外肢磁路2a为1匝，而这与将中肢磁路1与外肢磁路2b总括起来缠绕1匝的情况等效。
接着，对上述所说明的“磁桥”中的磁气状态进行说明。
当由励磁装置3a对外肢磁路2a进行励磁时，产生从外肢磁路2a流入中肢磁路的交变磁通(以下称为“第一励磁磁通”)。并且，当由励磁装置3b对外肢磁路2b进行励磁时，就产生从外肢磁路2b流入中肢磁路1的交变磁通(以下称为“第二励磁磁通”)。在该情况下，若以使第一励磁磁通与第二励磁磁通为相同大小且相反方向的方式，决定励磁装置3a和励磁装置3b的磁通势并通过励磁装置3a和励磁装置3b进行励磁，则由于第一励磁磁通和第二励磁磁通大小相同且方向相反，所以流入中肢磁路1的磁通的总和为零。
因此，在本说明书中，在以下，将使第一励磁磁通和第二励磁磁通为相同大小且方向相反的条件称作“平衡磁通条件”，将用于实现该平衡磁通条件的励磁装置3a以及励磁装置3b的励磁条件称为“平衡励磁条件”，将因为第一励磁磁通和第二励磁磁通的励磁磁通为相同大小且方向相反而使流入中肢磁路1中的磁通的总和为零的状态称作“磁力平衡状态(磁平衡状态)”。
在磁桥处于磁力平衡状态时，例如，若看作为中肢磁路1的任意的一点的中肢磁路1的一端，则流入的磁通仅为第一励磁磁通和第二励磁磁通，其总和为零，所以，在作为任意的一点的一端，流入的磁通的总和已经变为零。因此，与该任意的一点相连接的中肢磁路1的磁通也必然为零，而不会为零以外的值。即，在本发明中，当磁桥处于磁力平衡状态时，在中肢磁路1内就不存在磁通，由磁通检测装置4检测不到磁通。
磁桥的平衡状态的实现，虽然可以通过以励磁装置3a和励磁装置3b的磁通势满足磁通的平衡均衡条件的方式驱动驱动电路来进行，但因为通过一方面将外肢磁路2a和外肢磁路2b以将其材料设为相同材料的方式形成为相同尺寸，将励磁装置3a和励磁装置3b以任意线圈构成，将两励磁装置3a和3b的线圈的匝数设为相同，另一方面将励磁装置3a的线圈的缠绕方向和励磁装置3b的线圈的缠绕方向设为逆向，将励磁装置3a的线圈和励磁装置3b的线圈串联地配置并通入交变电流，电流值和位相就会相同，所以，能够简单地实现磁桥的平衡状态。
在磁桥处于磁力平衡状态，被检测导线6以贯通由外肢磁路2a和中肢磁路1围绕形成的窗部以及由上述外肢磁路2b和上述中肢磁路1围绕形成的窗部的至少任意一方的窗部的方式配置的情况下，若向被检测导线6通入被检测电流，则磁桥上会产生新的磁通。
在图1中，如果设定为被检测电流从对面侧向跟前一侧(以下将该方向称为“正方向”，将其反方向称为“负方向”)流动，则由被检测电流在中肢磁路1上产生的磁通为从上向下。由正方向的被检测电流形成的中肢磁路1的磁通，在中肢磁路1的上端，以从外肢磁路2a及外肢磁路2b汇集在该上端的方式进入，在中肢磁路1中从上向下流动，在中肢磁路1的下端，以向外肢磁路2a及外肢磁路2b扩展开的方式流出行进。进而，该磁通在外肢磁路2a及外肢磁路2b中从下向上流动。
当在磁桥中满足平衡励磁条件，在外肢磁路2a及外肢磁路2b上流通有顺时针方向的磁通时，在外肢磁路2a上，由被检测电流产生的磁通和励磁装置3a的励磁磁通为同一方向，磁通增大。另一方面，在外肢磁路2b上，由被检测电流产生的磁通与励磁装置3b的励磁磁通方向相反，磁通减少。
在磁桥内的最大的磁通密度小于或等于假设组成该磁桥的磁性材料的成为最大导磁率的磁通密度的情况下，在外肢磁路2a上由于磁通增大，所以导磁率变大，该磁路的磁阻降低。另一方面，在外肢磁路2b上，由于磁通减少所以导磁率变小，该磁路的磁阻上升。当外肢磁路2a的磁阻降低时第一励磁磁通就变大，当外肢磁路2b的磁阻上升时第二励磁磁通就变小。结果是不再满足平衡磁通条件，在中肢磁路1上产生磁通。
根据以上说明，通过中肢磁路1的磁通，在被检测电流为零时为零，如果被检测电流变大则磁阻的变化也增大，通过中肢磁路1的磁通也变大。也就是说，中肢磁路1的磁通的大小，与被检测电流的大小成比例。这样，在磁通检测装置4为线圈时，则在中肢磁路1上产生的磁通使磁通检测装置4产生电动势，另外，在磁通检测装置4为磁检测元件时，则使磁通检测装置4产生电位差等，在磁通检测装置4上产生的电动势或电位差等的大小，与在中肢磁路1上产生的磁通的大小成比例。
磁桥因为在电磁性上以中肢磁路1为基准对称，所以在外肢磁路2a及外肢磁路2b上沿逆时针方向流通有磁通时也同样，会产生与上述例相同的结果。
这种特性，在磁桥内的最大磁通密度在最大导磁率或其以下时，在励磁磁通的1个周期内中肢磁路1的磁通表现为进行2个周期的变化。另外，在磁桥内的最大磁通密度超过最大导磁率的情况下，虽然在励磁磁通的1个周期内中肢磁路1的磁通包含着进行4个周期变化的成分，但在任何一种情况下都一样，因为磁性材料的磁场对导磁率的特性为非直线，所以在中肢磁路1上进一步产生包含有高次的谐波的磁通。
通过由检测电路8将在中肢磁路1上产生的磁通作为与被磁通检测装置4检测出的磁通连动的电信号而输出，从而检测出被检测电流。若将检测电路8的输出连接在显示器上，则可由该显示器直接读取检测电路8输出的电信号的值。检测电路8的输出，还可以与该显示器的显示一起、或单独地作为检测数据存储或传送到计算机等上。
接着，对本申请第2项的本发明电流传感器、以及第4项的本发明电流检测方法的发明进行说明。
在前面所述的电流检测中，即使是在平衡励磁条件得到满足的情况下，若在被检测导线6上通入被检测电流，则磁桥的磁阻发生变化，磁桥的磁力平衡状态就被破坏。因此，如果在磁桥中在卷绕有被检测导线6的位置的磁路上，利用使其产生磁通的励磁装置进行励磁，使由破坏了磁桥的磁力平衡状态的被检测电流产生的磁通成为零，则磁桥就会再次达到磁力平衡状态。在本发明中，将使因被检测电流而被破坏的的磁桥的磁力平衡状态再次形成为平衡状态的情况，在以下称为“平衡复原”，将磁状态通过“平衡复原”而再次成为平衡状态的状态称作“磁力再平衡状态(磁再平衡状态)”。
在本发明中，图2所示的平衡复原线圈5，是使磁桥中缠绕有被检测导线6的位置的磁路产生磁通的励磁装置，是实现磁力再平衡状态的装置。在图2中，因为与被检测导线6缠绕在中肢磁路1上或将外肢磁路2a和外肢磁路2b总括起来缠绕的情况等价，所以平衡复原线圈5设置在中肢磁路1上。另外，在图10的例子中，因为被检测导线6缠绕在外肢磁路2a上，所以平衡复原线圈5设置在外肢磁路2a上。
若在平衡复原线圈5上通入可产生磁通的大小与由被检测电流产生的磁通相同、磁通的方向与由被检测电流产生的磁通相反的磁通的电流(以下称为“平衡复原电流”)，则被流通在被检测导线6上的被检测电流被破坏了磁力平衡状态的磁桥的磁状态，就被平衡复原。
如果以具体的例子表示被检测电流与平衡复原电流的关系，则在被检测电流为100mA且被检测导线6的匝数为1匝的情况下，平衡复原线圈5的匝数与平衡复原电流的大小的关系，在匝数为1匝的情况下，平衡复原电流为100mA，在匝数为10匝的情况下，平衡复原电流就为10mA。即，所谓平衡复原，也就是以平衡复原线圈5的匝数和平衡复原电流的积与被检测导线6的匝数和被检测电流的积相等的方式进行控制。另外，此时，以磁通势的方向成为相反方向的方式进行接续。顺便说明一下，在电磁学中，磁通势由匝数及其电流值的积表示。
因为平衡复原线圈5及被检测导线6的匝数是已知的，所以只要检测到平衡复原电流就能够检测到被检测电流。也就是说，如果将用被检测导线6的匝数除平衡复原线圈5的匝数所得到的商作为匝数比，则被检测电流就是将平衡复原电流与匝数比相乘所得到的积。
接着，在被检测电流为负方向的情况下，由被检测电流在中肢磁路1上产生的磁通为从下向上，但在磁性方面，与使被检测电流为正方向的情况上下反转所得到的状态相同，磁性上的作用基本上相同。不过，因为贯通磁通检测装置4的磁通的方向相反，所以检测结果为极性逆向。由此，通过调查该检测结果的极性，就能够得知被检测电流的方向。也就是说，能够分别从对于平衡复原电流的检测结果的大小得知被检测电流的大小，从上述检测结果的极性得知被检测电流的方向。
平衡复原能否实现，只要由检测电路8检测中肢磁路1的磁通并观测该检测结果是否接近零即可判断。在手动进行平衡复原的情况下，只要一边用电压计或电流计等测量仪观测检测电路8的检测结果，一边调整平衡复原电流使其值接近零即可。这样的手动进行调整的方法，适用于进行工作原理试验的场合等特殊的用途，在寻求实用性时可以采用自动进行的方法。
在自动地进行平衡复原的方法中，有以检测中肢磁路1的磁通的检测电路8的检测结果对平衡复原电流进行反馈控制的方法。该反馈控制方法，将使控制系统的输入信号值除以反馈控制环的“放大率+1”所得到的值保留在被反馈的位置上。也就是说，在图2所示的磁桥的情况下，被反馈的位置为中肢磁路1内的磁通，通过反馈控制而保留在中肢磁路1内的磁通，将原本在未进行反馈控制的情况下由被检测电流在中肢磁路1内产生的磁通除以反馈控制环的“放大率+1”所得到的磁通，残留在中肢磁路1内。
如果说明具体例子，则在被检测电流为100mA、反馈控制环的放大率为100000倍的情况下，贯通磁通检测装置4的磁通为100mA除以100001所得到的值，即，残留约相当于0.9999μA的程度的磁通。另外，在反馈控制环的放大率为99999倍的情况下，则残留相当于1μA的程度的磁通。将这样虽然未完全达到磁力平衡状态但却极其接近磁力平衡状态的状态、和磁力平衡状态统称为“磁力亚平衡状态(磁亚平衡状态)”。另外，在“磁力亚平衡状态”下也同样，由残留在中肢磁路1中的磁通产生的中肢磁路1的磁阻的影响极其小，小到可以忽略的程度。
由于被检测电流的大小和方向，可根据处于磁力再平衡状态时的平衡复原电流的检测结果来测定，所以测定并输出平衡复原电流的检测值输出电路10，只要至少与平衡复原线圈5或平衡复原电流控制电路9的任意一方连接即可。
以上所说明的本发明的磁桥型电流传感器的例子，不限于上述例子的电流传感器形态，在本发明中，可以形成具有以下所说明的构造、形态的电流传感器。
前面所说明的图1或图2所例示的构造的本发明电流传感器，在图5或图6中表示其等效电路。图5或图6所示的本发明电流传感器的等效电路，将在图11中所示的等效电路中各磁路的磁阻作为Rma1+Rma2＝Rma、Rmb1+Rmb2＝Rmb来表达。
另外，在图11中作为表现磁力平衡状态的一个状态，在2个励磁装置3a、3b的磁通势大小相同而方向相反、且2个磁路2a和2b的磁阻相同的情况下，磁通势以nia＝-nib表示，磁阻以Rma＝Rmb表示。进而，可以设为Rma1＝Rmb1，Rma2＝Rmb2。
在此，图11的等效电路，与在图12中所表现的等效电路相等，图12所表示的等效电路与图13中所表达的等效电路相等。也就是说，为了便于说明，在图13中采用将磁路2a和2b分别分割成2个磁路21a、22a和同样的21b、22b，在分割成的各磁路的端部上插入图12的1个励磁装置3a的形态，但通过相对于其中的磁路21b、22b使励磁装置3a以成为逆向的方式连接，可省略图12的另一方的励磁装置3b。以下，用标号3表示图13中的励磁装置。因为图13的等效电路可以整理表达为图14所示的等效电路，所以，结果是图1、图2和图5、图6所例示的本发明电流传感器，还可以作为图15所示的等效电路来表达。
若将图15的等效电路，以图1、图2所示那样的本发明电流传感器的实体形态来示意性地表达的话，则作为一例为图16所示的形态。进而，若使图16的电流传感器的形态更接近实质形态而进行表达，则成为图17所例示的电流传感器形态。在图16、图17中，对于与图1～图10相同的部件、相同的部位、相同的要素标以相同的标号。
在根据图1～图10所说明的本发明电流传感器的例子中，因为将2个励磁装置3a和3b分别设置在左、右的外肢磁路2a和2b上，所以磁力平衡状态受左右的磁芯件的磁特性差的影响，通过进行微妙的调整才实现了磁力平衡状态，但在采用图17的形态的本发明电流传感器的其它例子中，励磁装置3只要1个就足够了，所以不必考虑该磁特性差的影响，较容易地呈现出磁力平衡状态。
顺便说明一下，在图1～图10所说明的本发明电流传感器的一例中，存在有如下这样的问题，即，2个励磁装置3a、3b的磁通势的条件、和2个磁路2a、2b的磁阻的条件成为磁力平衡状态的条件，因为该磁力平衡状态条件的主要原因较多，所以制作不太容易这样的问题点。
图15～图17等所示的本发明电流传感器的其它例子的4个磁路21a、22a、21b、22b，只要满足Rma1×Rma2＝Rmb1×Rmb2，就能够呈现出在磁路1中不存在由励磁装置3产生的磁通的磁力平衡状态，能够省去励磁装置3的磁通势的条件，所以磁路的制作变得容易。以这种主旨表示在图15中的本发明电流传感器的等效电路，可以表达成图18的等效电路，以及实体地例示了图18的图19的电流形态的电流传感器。
接着，参照图20，对如下一点进行说明，即，图17中配设有励磁线圈3的磁路2的位置或多或少有点偏移但至少能够在磁路1上表现出磁力平衡状态这一点。
现在，如图20所示，在经由磁路2而交叉地定位的各磁路21a、22a、21b、22b中，若设磁芯件的A、B部位的磁阻充分小能够忽视，则Rmb1∝11/w1，Rma1∝11/w2，Rmb2∝12/w2，Rma2∝12/w1。
在此，w1、w2是在磁芯件上通过开设窗部w而残留在该磁芯件的左右的磁芯部件的宽度，11、12是在窗部w的上下宽度中，由磁路2的设定位置所内部划分的窗部w的上下宽度。
另外，各磁路21a、21b、22a、22b的磁阻，由于在磁桥的磁力平衡状态下，为Rma1×Rma2＝Rmb1×Rmb2，所以若用上述的比例式来表达实现磁桥的磁力平衡状态的上述各磁路21a、21b、22a、22b的磁阻的式子，则为(11/w2)×(12/w1)＝(11/w1)×(12/w2)；得到(11×12)/(w2×w1)＝(11×12)/(w1×w2)，11、12、w1、w2为任意的值，左边与右边始终相同。其中11、12、w1、w2均不为零。也就是说，图20的磁桥中的磁路2，即便在图20的磁芯件的窗部w的任意位置，流入磁路1中的磁通的总和也为零，因而平衡。另外，实际上，因为磁芯件的A、B部位的磁阻不为零，所以受其影响，因此磁路2的位置，在图20中，最好为11＝12的位置(窗部w的上下宽度的中点)，但因为磁芯件的A、B部位的磁阻与磁路21a、22a、21b、22b相比非常小，所以即使多少有些位置偏移，其影响也极其微小。
接着，在图17及图19等所例示的本发明电流传感器中，为了便于进行本发明的理解及说明，将磁检测装置4以及平衡复原线圈5配置在磁路1上，但其配置形态，若考虑本发明电流传感器的制作上的方便、以及作为电流检测装置而使用上的方便，最好是如图21所示的那样，靠近配备有各磁路21a、22a、21b、22b、磁路2、励磁装置3的磁桥部附近而配置。另外，图21中所使用的标号，表示与此前所使用的同一标号相同的意思。
如上所述，为了构成本发明电流传感器，通过采用将该传感器的构成部件配置在环状磁芯件的一边上的形态，可以将上述磁芯件的相反侧的半环状的一边附近，以可从由虚线所示的部位装卸或可像夹子状地开闭的方式形成，所以，不用切断已经设置的布线(被检测导线6)，就能够将本发明电流传感器设置在该布线上而检测电流。
若概括以上的说明，在本发明的电流传感器中，在励磁装置3和磁通检测装置4为线圈的情况下，只要贯通由磁路21a、21b、2围绕成的窗部、和由磁路22a、22b、2围绕成的窗部双方至少1圈就足够了，另外，磁通检测装置4，也是只要贯通由磁路21a、21b、2围绕成的窗部、和由磁路22a、22b、2围绕成的窗部双方至少1圈就足够了。因此，若将这种构成适用于本申请第5项的本发明电流传感器，则成为图22的形态，着就例示了本发明电流传感器的原来上的结构。在图22中，与此前所使用的标号相同的标号，以相同的意思加以使用。
根据以上的说明，本发明的磁桥型电流传感器的结构、和由该电流传感器进行的电流检测方法，可以如下述那样导出。
即，本发明电流传感器的另一结构之一，该电流传感器，特征在于，包括具有两端的一个磁路1；将各自的一端连接在该磁路1的一端上的具有两端的磁路21a、21b；将各自的一端连接在上述磁路1的另一端上、且将另一端分别连接在上述磁路21a、21b上的、具有两端的磁路22a、22b；分别与上述磁路21a和22b的连接点、及上述磁路21b和22a的连接点相连接的、具有两端的一个磁路2；以能够产生磁通的方式配设在该磁路2上的励磁装置3；以能够检测上述磁路1的磁通的方式配设的磁通检测装置4；驱动上述励磁装置3的励磁驱动装置7；以及与磁通检测装置4相连接、输出与被该磁通检测装置4检测出的被检测磁通连动的电信号的检测电路8。
另外，由上述电流传感器进行的电流检测方法的发明的构成如下，该电流检测方法，特征在于，通过适当选择磁路21a、21b、22a、22b的磁阻并使磁路1的两端的磁势相同，表现为在磁路1中不存在由励磁装置3产生的磁通的磁力平衡状态，使被检测导线6贯通由上述磁路21a、22b、1围绕成的窗部，或者由磁路21b、22a、1围绕成的窗部的至少一方的窗部，通过在被检测导线6中通入被检测电流而使磁路21a、22a、21b、22b的至少一个磁路的磁阻变化，通过该磁阻的变化来破坏上述磁力平衡状态而呈现磁非平衡状态，由输出与由磁通检测装置4检测出的被检测磁通连通的电信号的检测电路8，检测因呈现上述磁非平衡状态而在上述磁路1上产生的磁通，由此检测出在被检测导线6上流动的被检测电流。
进而，上述的检测方法，可以代替为如下的电流检测方法。
即，在磁路21a、22a、21b、22b的至少一个磁路的磁阻发生了变化的状态下，将作为产生与通过使被检测导线6贯通而在被该被检测导线6所缠绕的磁路上产生的磁通为相同大小且与该磁通为相反方向的磁通的电流的平衡复原电流，通入贯通与贯通有被检测导线6的窗部相同的窗部而卷绕的平衡复原线圈5，通过在平衡复原线圈5中通入平衡复原电流，在上述磁路21a、22a、21b、22b的至少一个磁路的磁阻发生了变化的状态下，使磁阻发生了变化的该磁路的磁阻恢复到变化前的磁阻，由此使在上述磁路1上产生的磁通减少从而呈现磁力再平衡状态，通过在处于磁力再平衡状态时检测流动在平衡复原线圈5上的平衡复原电流，来检测流动在被检测导线6上的被检测电流。
以上所说明的本发明，因为是通过检测以电流为起因而在其周边产生的磁来检测电流的，所以用于本发明的电流检测的磁桥，基本上具有磁检测能力。如前面已经叙述过的那样，根据本发明电流传感器及电流检测方法，能够高灵敏度且高精度地检测出微弱的电流，但该能力大多依赖于此前的磁检测能力。
如果从这个观点出发，因为在上述的本发明电流传感器中所使用的磁桥能够构成为磁力传感器及磁检测方法的发明，所以对利用该磁桥而作成的磁力传感器及磁检测方法的发明，参照图23～图29对其实施例进行说明。
在前面所说明的本发明电流传感器中，在检测电流时，必须高效率地捕捉呈环状地存在于磁桥上的由检测电流产生的磁通，所以磁桥的磁芯件呈环状地形成为封闭的磁芯，但为了使磁桥发挥作为磁力传感器的性能，就有必要使捕捉磁通的磁芯部分形成为打开的状态而高效率地取入空间的磁通。在图23和图24中表示了使用了以满足该要求的方式形成的磁桥的磁力传感器的例子。
图23是具有标号为3a、3b的2个励磁线圈的磁力传感器的例子，图24具有标号为3的1个励磁线圈的磁力传感器的例子，分别与前面所说明的本发明电流传感器中的图1和图16的例子相对应。但是，图23及图24因为是作为磁力传感器而构成的，所以不需要被检测导线6，另外还省略了图1、图16中的平衡复原线圈5。此外在上述磁力传感器中，既可以采用平衡复原线圈5也可以不采用，在任何情况下都能够发挥作为磁力传感器的功能。另外，在采用了平衡复原线圈5的情况下，检测的动态范围较宽，且精度也较高。
以下，将图24所示的具有1个励磁线圈3的磁力传感器的实施例，作为本说明书中的磁力传感器及磁检测方法的代表例进行说明。
图24的磁力传感器，能够检测在该磁力传感器上进行磁性作用的磁场、或可贯通该磁力传感器的磁通的大小和方向。
即，这是因为该磁力传感器利用了在前面所述的本发明电流传感器及本发明电流检测方法中所应用的磁桥的磁检测功能的缘故。也就是说，在前面的本发明电流传感器及电流检测方法中，通过因为在被检测导线上通入电流而产生的微弱的电场而在围绕被检测导线的磁路上产生磁通，在磁桥的部分上来检测该磁通。在该磁桥的部分上能够检测出的磁通，不限于由被检测导线的电流产生的，即便是其以外的外来磁通或磁场，也会在磁桥上产生与电流检测时同样的作用。
在图24所例示的磁力传感器的磁桥中，磁力导入部11a和磁力导入部11b分别形成为使磁路1和磁路21a、21b的接合部、与磁路1和磁路22a、22b的接合部分别向上方和下方突出而成的形态。也就是说，磁力导入部11a和11b，以成为用于使被检测磁力较容易地导入该磁桥中磁路的形式形成。以下，磁力导入部11a和11b有时也表现为磁路11a和11b。这一点在图23所示的磁桥中也是同样的。
现在，在相对于图24的磁桥不存在外部磁场，取得了该磁桥的磁平衡的情况下，由励磁装置(图24中为励磁线圈)3产生的磁通不通过磁路1，不贯通检测线圈4。由此，在检测线圈4上不产生电动势。
但是，若图24的磁力传感器暴露在具有图24中以标号7所示的磁场方向成分的磁场中，则在作为磁力导入部的磁路11a和磁路11b、以及连结该两磁路11a和11b的磁路21a、22a和21b、22b上会产生磁通。也就是说，由被检测磁力产生的磁通，就会通过磁力传感器的磁桥。其结果是，该磁桥的平衡被通过磁桥的该磁通破坏，由励磁装置(励磁线圈)3产生的磁通就会从磁桥泄漏而通过磁路1。
在此，因为由励磁装置(励磁线圈)3产生的磁通为交变磁通，所以通过磁路1的磁通也为交变磁通，从而在检测线圈4上产生电动势。此时，通过磁路1的磁通，与在前所述的本发明电流传感器同样地大多包含励磁装置(励磁线圈)3的励磁频率的2倍的频率成分。
在检测线圈4上产生的电动势与通过磁路1的磁通的强度成比例关系，通过磁路1的磁通的强度与从磁桥泄漏的磁通的强度成比例关系。进而，从磁桥泄漏的磁通的与被检测磁力的强度成比例关系。也就是说，由检测线圈4能够得到与被检测磁力的强度成比例关系的电动势。这样，上述的磁力传感器，能够通过测定检测线圈4的上述电动势而检测出该磁力传感器所置于的空间的磁场的强度。在此，在检测线圈4上产生的电动势，以励磁装置(励磁线圈)3的磁通势为基准，根据被检测磁力的方向而使相位反转。其结果是，可知该磁力传感器除了磁场的强度以外磁场的方向也能检测出来。
上述磁力传感器，在由被检测磁力产生的磁通高效率地通过该传感器的磁桥的方面灵敏度高。并且，在被检测磁力通过连结磁力导入部11a和11b的磁力时，磁路存在2条。也就是通过磁桥的磁路和通过磁路1的磁路。其中，只有通过磁桥的磁通直接有助于磁力检测。因此，最好是使更大的磁通通过磁桥。换句话说，最好是使由通过磁力1的被检测磁力产生的磁通尽可能少。
要实现这一目的，只要将磁路1的磁阻设定为比磁桥的磁阻更大即可。具体而言，如图25所示，有在磁桥及磁力导入部11a、11b和磁路1的接合部上设置磁隙8a、8b的方法。但是，该磁隙8a、8b的位置，不限于图25所示的位置及数量，只要是达成上述目的的，可以在磁路1的任意位置上设置几个。
另一方面，上述磁隙8a、8b，虽然成为由励磁装置(励磁线圈)3产生的磁通通过磁路1的障碍，但因为从磁桥泄漏的由励磁装置(励磁线圈)3产生的磁通的磁路，通过磁隙8a、8b并通过磁路1的回路才是磁阻最小的，所以大部分的泄漏的磁通就会通过磁路1。由于存在这样的作用，所以通过适当的调整图25所示的磁隙8a、8b，能够适应作为检测目的的被检测磁力的强度，随意的制作各种各样的灵敏度的磁力传感器。
在此前的磁力传感器的说明中，磁通检测装置4全部设置在磁路1上，但磁通检测装置4，如前面的电流传感器中也说明过的那样，不仅是在磁路1上，也可以设置在磁桥上。将该形态示意性地表示在图28中。也就是说，磁通检测装置4的位置，如图28所示的4-(a)、4-(b)、4-(c)、4-(d)等，可以是任何位置。
在前面所说明过的本发明电流传感器中，磁路1，不仅是使从磁桥泄漏的励磁磁通通过，对于为了高效率地捕捉由被检测电流产生的磁通也是必要的。
但是，在磁力传感器中，对于磁路1不需要有高效率地捕捉磁通的功能。该功能转嫁给了磁路11a、11b。当在上述的磁力传感器中存在有磁路1的情况下，其功能仅仅是使从磁桥泄漏的励磁磁通通过。
因此，磁路1，虽然在将磁通检测装置4设置在该磁路1上的情况下必须以实体(实际形体)存在，但是在将磁通检测装置4设置在磁桥一侧的情况下磁路1不作为实体而存在也可以。其理由叙述如后。
即，其原因在于，在图23、图24的磁力传感器中，虽然作为磁路1以磁性材料形成的例子进行了说明，但如果考虑使磁路1以非磁性材料(真空、空气、塑料、水、油等等)构成，则该磁路1即使不作为实体而存在也可以。
对此也可以如下这样考虑。即，也可以考虑为使在图25所示的磁路1上设置的磁隙8a、8b一点一点地扩大，最终磁路1全部成为磁隙。
根据上述那样的思考方式，将磁路1由非磁性材料形成(不作为实体而设置)而励磁装置3为1个的情况下的磁力传感器的实施例表示在图29中。在励磁装置为2个(3a、3b)的情况下也可以形成为同样的形态。
这样，不作为实体而具备磁路1的磁力传感器，在作成极其微小的磁力传感器时较有效。例如，即使是在长度2.0mm×宽度1.6mm×厚度1.0mm的程度下也能够轻松地制作。当磁力传感器变得这样小，磁桥的两端的距离就靠近，这时将其作为稍宽的磁隙来考虑也是不过分的。
以上所说明的磁力传感器的实施例，虽然是在被检测磁力的磁力线相对直线地存在的情况下、或从N极或S极的单个磁极放射出的磁力的检测方面最适合的结构，但有时N极及S极的两个磁极靠近地存在的情况下的磁力检测也是必要的。将在这种情况下最适合的磁力传感器的实施例表示在图26中。在图26的磁力传感器中，磁力导入部11a和11b被形成为与相接近的两磁极相对应的形态。此外，例如在想要将磁力传感器形成为较细的形态、或者既细又没有凹凸的形态的情况下，可以采用图27所示那样的形态，使用了本发明磁桥的磁力传感器可以配合用途而采用各种各样的形态。上述磁力传感器中的磁力导入部11a和11b(磁路11a和磁路11b)，不是像外肢磁路2a与2b和中肢磁路1的接合部、或者磁路21a、21b与磁路1的接合部、或者磁路22a、22b和磁路1的接合部那样，具有明确的界限而形成的，如同在图27所示的磁力传感器的例子中所看到的那样，可以将磁路的接合部分看作该磁路11a和11b。这一点，在图29的磁力传感器的例子中也是同样的。另外，图26～图29的标号，以与图23～图25的标号相同的意思来使用。
如图根据以上所知道的那样，上述的磁力传感器的磁桥，也发挥与先前所述的本发明电流传感器的磁桥同样的作用。由此，在上述磁力传感器中也同样，如图与本发明电流传感器同样地设置平衡复原线圈(图未示)，呈现出磁力再平衡状态，在能够实现更高精度的磁力检测。
根据以上的说明，应用了本发明磁桥的磁力传感器，可以作为具备以下所述的结构的磁力传感器而特定。
首先，第一磁力传感器的结构，其特征在于包括具有两端的一个磁路1；分别与上述磁路1的一端和另一端接合、并且具有使各接合部向外方突出而成的成为磁力导入部的磁路11a、11b的2个磁路2a、2b；配设在上述磁路2a上的励磁装置3a以及配设在上述磁路2b上的励磁装置3b；配设在上述磁路1上的磁通检测装置4；分别驱动上述励磁装置3a和上述励磁装置3b的励磁驱动装置7；以及与上述磁通检测装置4连接、输出与被该检测装置4检测出的被检测磁通连动的电信号的检测电路8。
上述的第一磁力传感器，可以设为其结构具有在磁路1和磁路2a及磁路2b的至少任意一个上缠绕配置导线而×的平衡复原线圈5；根据从检测电路8输出的电信号，以使被该磁通检测装置4检测出的被检测磁通减少的方式，控制通入上述平衡复原线圈5的平衡复原电流的平衡复原电流控制电路9；以及输出上述平衡复原电流的值的检测值输出电路10。
第二磁力传感器的结构，其特征在于包括具有两端的磁路1；将各自的一端连接在该磁路1的一端上的具有两端的磁路21a、21b；将各自的一端连接在上述磁路1的另一端上、且将另一端分别连接在上述磁路21a、21b上的、具有两端的磁路22b、22a；使上述磁路21a、21b及磁路22b、22a与磁路1的各个接合部向外方突出而成的成为磁力导入部的磁路11a、11b；分别与上述磁路21a和22b的连接点、及上述磁路21b和22a的连接点相连接的具有两端的1个磁路2；以能够产生磁通的方式配设在该磁路2上的励磁装置3；以能够检测出通过该磁路1的磁通的方式配设的磁通检测装置4；驱动上述励磁装置3的励磁驱动装置7；与上述检测装置4连接、输出与被该检测装置4所检测到的被检测磁通连动的电信号的检测电路8。
并且，被上述第一磁力传感器所采用的磁力检测方法的构成，特征在于通过由励磁装置3a产生要流入中肢磁路1中的作为交变磁通的第一励磁磁通，并且，由励磁装置3b产生要流入中肢磁路1中的作为交变磁通的第二励磁磁通，且是大小与第一励磁磁通相同、磁通的方向与第一励磁磁通相反的励磁磁通，从而在呈现出磁力平衡状态时，将形成各磁路的磁芯件暴露在磁场中，由此破坏上述磁力平衡状态而呈现出磁力非平衡状态，由输出与由于呈现出上述磁力非平衡状态而使磁通通过磁路1从而被磁通检测装置4检测到的被检测磁通连动的电信号的检测电路8，检测上述磁场中的被检测磁力。
上述第一磁力传感器的磁力检测方法的第二构成，特征在于通过由励磁装置3a产生要流入磁路11a、11b的作为交变磁通的第一励磁磁通，并且由励磁装置3b产生要流入磁路11a、11b的作为交变磁通的第二励磁磁通，且是大小与第一励磁磁通相同、磁通的方向与第一励磁磁通相反的励磁磁通，从而在呈现出磁力平衡状态时，使形成各磁路的磁芯件暴露于磁场中，由此破坏上述磁力平衡状态而呈现出磁力非平衡状态，由输出与由于呈现出上述磁力非平衡状态而被磁通检测装置4检测到的被检测磁通连动的电信号的检测电路8，检测上述磁场中的被检测磁力。
另外，在上述第二磁力传感器中，可以采用下述的磁力检测方法在通过适当选择磁路21a、21b、22a、22b的磁阻并使磁路1的两端的磁势相同，而呈现出在磁路1中不存在由励磁装置3产生的磁通的磁力平衡状态时，将形成各磁路的磁性材料暴露在磁场中，由此使磁路21a、22a、21b、22b的至少一个的磁路的磁阻变化，通过该磁阻的变化而破坏上述磁力平衡状态从而呈现出磁力非平衡状态，通过输出与由磁通检测装置4检测到的被检测磁通连动的电信号的检测电路8，来检测因呈现出上述磁力非平衡状态而在上述磁路1上产生的磁通，由此检测上述磁场中的被检测磁力。
进而，可以采用下述的磁力检测方法，该方法具备将一端进行了连接的具有两端的磁路21a、21b；将一端进行连接且将另一端分别连接在上述磁路21a、21b上的具有两端的磁路22b、22a；分别与上述磁路21a和22b的连接点、及上述磁路21b和22a的连接点相连接的具有两端的1个磁路2；以能够产生磁通的方式配设在上述磁路2上的励磁装置3；驱动上述励磁装置3的励磁驱动装置7；在适当选择上述磁路21a、21b、22a、22b的磁阻并呈现出上述磁路21a和21b的连接点、与上述磁路22b和22a的连接点的磁势变为相同的磁力平衡状态时，使形成各磁路的磁性材料暴露于磁场中，由此使磁路21a、22a、21b、22b的至少一个磁路的磁阻变化，通过该磁阻的变化破坏上述磁力平衡状态从而呈现出磁力非平衡状态，通过由输出与由磁通检测装置4检测到的被检测磁通连动的电信号的检测电路8，来检测因呈现出上述磁力非平衡状态而由上述磁路21a、21b的连接点和上述磁路22b、22a的连接点之间产生的磁势差产生的磁通，从而检测上述磁场中的被检测磁力。
将使用了上述所说明的本发明磁桥的磁力传感器、和以往的磁力传感器进行比较，对效果的差异进行描述。
以往的磁力传感器，作为代表性的可以分类为半导体磁力传感器(磁阻元件·霍尔元件·霍尔IC)、抗磁体传感器(强磁性薄膜元件·磁力阻抗元件)、感应传感器(磁通门磁强计(饱和式磁力仪))及其它类。
半导体磁力传感器，是面向强磁力的检测的，但10-2G(高斯)左右的灵敏度相对来说不够敏感，温度特性也较差，元件间的偏差也较大。
抗磁体传感器虽然具有10-6G的灵敏度，但使用特殊的材料，且需要高超的制造技术以及高级设备，成本太高。
感应传感器(线圈探测传感器コイルピツクアツプセンサ一)是利用在线圈上产生的电动势来检测磁通的变化的，但如果仅是单纯地在磁芯上卷绕线圈，还不能进行静止磁场(直流磁场)的检测。为了解决这一问题而发明了磁通门磁强计，作为以往的磁力传感器属于高灵敏度型，具有与抗磁性磁力传感器同等程度的10-6G左右的灵敏度。
在上述的分类中，使用了本发明磁桥的磁力传感器也属于感应传感器，在可以仅由磁性材料和线圈构成这一点有明显的特征。因为这些材料能够以极其一般的原材料来制造，所以材料也较廉价，且制造设备也不需要特殊设备。因此，具有能够廉价地制造、提供高精度的磁力传感器制品这样的特征。
在此，对同样属于感应传感器的一种使用了本发明磁桥的上述磁力传感器和磁通门磁强计的差异进行说明。
磁通门磁强计，预先在使被检测磁力通过的磁芯上卷绕上磁通检测线圈，以该检测线圈与磁通不交叉的那样有时将上述磁芯励磁到磁饱和，有时不励磁。高速地反复进行该励磁和非励磁。在此，在磁通门磁强计中，必须以励磁线圈的磁通完全不会给检测线圈带来电动势的方式配置。
因此，在磁通门磁强计中，磁芯的导磁率高速地反复呈现低导磁率和高导磁率。顺便说明以下，励磁到磁饱和时为低导磁率，在非励磁时为高导磁率。
这样，在磁通门磁强计中，由被检测磁力产生的磁通就有时集中在磁芯内有时不集中在磁芯内。也就是说，磁芯内的磁通时强时弱。这样，在磁通门磁强计中，当磁芯内的磁通强度发生变化时就会卷绕在其上的磁通检测线圈上产生电动势，所以可以通过检测它来检测磁力。
由该磁强计进行的磁力检测的方面，强弱交替的磁芯内的磁通，最大值为由被检测磁力的强度和磁芯的导磁率决定的磁通，而不会出现在被检测磁力的强度或其以上的磁通的强弱。
另一方面，使用了本发明的磁桥的磁力传感器，如同在该磁桥的说明中所说明的那样，贯通磁通检测线圈的磁通是由励磁线圈(励磁装置)产生的。被检测磁力起到使磁桥的磁力平衡破坏的作用，而从磁桥泄漏出来的磁通是由励磁线圈产生的。因此，只要增强励磁线圈的的励磁力，从磁桥泄漏到磁通检测线圈的磁通也会增强，磁通检测线圈的电动势也会增大。这时，该磁通可以远大于被检测磁力的磁通。
由此，利用了本发明磁桥的磁力传感器，能够产生远比以往的磁通门磁强计高的灵敏度。另外，也会相应程度地实现高精度。
如根据以上所知的那样，利用了本发明磁桥的磁力传感器，具有远高于以往的磁力传感器大的高灵敏度以及高精度，并且能够实现价格与以往传感器不变的磁力传感器的制作。
接着，根据将满刻度定为±1A、分辨率为100μA的例子，对本发明电流传感器的实施例进行说明。
(A)对于中肢磁路1、外肢磁路2a以及外肢磁路2b，使用的是将JISC2514、型号名简称FE16B的规格制品(準拠品)以2个相对的方式结合而成的。
(B)对于励磁装置3a以及励磁装置3b，使用的是将导体直径0.03mm的聚氨基甲酸乙酯线在塑料制的绕线管上缠绕150匝而制作成的线圈。
(C)对磁力检测装置4使用的是将导体直径0.03mm的聚氨基甲酸乙酯线在塑料制的绕线管上缠绕3000匝而制作成的检测线圈。进而将该检测线圈的两端子间以2200pF连接，并使其以约1kHz共振，从而构成匹配电路。该匹配电路，是在检测线圈和检测电路8的阻抗及频率特性需要进行匹配的电路中根据需要而采用的。
(D)平衡复原线圈，采用的是将导体直径0.1mm的聚氨基甲酸乙酯线在检测线圈的绕线管上缠绕20匝而制成的。
(E)为了将作为磁通检测装置4的检测线圈制作为使得以约1kHz进行共振，在作为励磁装置3a及励磁装置3b而使用的线圈上通入500Hz的交变电流。
(F)另外，因为在后述说明的相位检波电路中必须有1kHz的参照信号，所以励磁驱动装置7，具有振荡电路、分频电路及输出电路而构成。
(G)对于振荡电路，使用的是应用了比较IC(コンパレ一タIC)的振荡频率2kHz的矩形波振荡电路。
(H)在分频电路中，使用CMOS IC，分频为1/2、1/4，分别可得到1kHz和500Hz。
(I)驱动电路的输出，通过振幅调整用的可变电阻器而由运算放大器输出。该输出，将由上述分频电路所得到的500Hz以矩形波原形输出。另外，虽然在设成正弦波电流输出情况下精度更高，但由于设为在磁通检测装置4及检测电路8中，选择性地检测作为在用作励磁装置3a及励磁装置3b的线圈上流动的电流的2倍的频率的1kHz，而且虽然在矩形波的情况下精度较低，但还存在有电路能够简化的优点，所以以矩形波输出。另外，因为驱动电路的输出电流在10mA以内即可，所以可以使用常用的运算放大器。
(J)检测电路8，具有匹配电路和相位检波电路以及低通滤波电路而构成。
因为作为上述的磁通检测装置4而使用的检测线圈所检测出的信号以约1kHz共振，所以即使由输出电路输出的励磁电流为矩形波，也可将1kHz的接近正弦波的电力输入给检测电路8。若将由输出电路输出的电流设为正弦波，则能够进一步得到接近正弦波的电力。
相位检波电路，通过由上述的分频电路所得到的1kHz的参照信号对由检测线圈所得到的信号进行相位检波。在这种实施例的情况下，参照信号为数字信号，相位检波电路，是在该信号为高电平H时放大率为正、在为低电平L时为负那样的放大电路。相位检波电路的输出电压，在被检测电流沿着某一方向流动时表现为正电压，在沿着其逆向流动时表现为负电压，电压的大小，与被检测电流的大小大体成比例。另外，在只求取被检测电流的大小时，即在不需要知道极性时，也可以代替该相位检波电路而使用简单的整流电路。
从相位检波电路输出的信号波形，为较多地包含有2kHz成分的脉动流。通过对该信号进行平滑化，能够得到接近被检测电流的波形。被检测电流，即使被称作直流，因为实际上大小也有变动所以包含有某种程度的交流成分。虽然究竟到什么样的程度的频率才能够将该交流成分检测出来，依赖于作为由本发明电流传感器所求得的制品的性能，但因为在该实施例中将励磁电流设为500Hz，所以对于达到其1/100左右的5Hz的程度，则与以往的同种类的传感器相比能够充分地进行高精度的检测。
在要由本发明电流传感器检测直流和商用频率双方的情况下，如果将励磁电流设为10kHz左右，则在100Hz的程度下能够充分地进行检测，能够满足要求。低通滤波电路，是为以下目的而使用的，即，其使用目的在于使由具有依存于频率的传递特性的前段的相位检波电路及整流电路所得到信号之中，从直流到想要检测的频率区域的低频率成分通过，而不使超过想要检测的频率区域的高频率成分通过，所以，可以以仅由无源器件构成的电路或使用了有源器件的电路进行制作。在该实施例中，采用了最简单的由电阻器和电容器构成的平滑电路。本发明电流传感器之中，在不具有平衡复原线圈5的结构的情况下，该电路的输出反应了以被检测电流为基准的大小和波形。
在本实施例中，采用如自动决定平衡复原电流的那样，由平衡复原电流控制电路9反馈上述低通滤波电路的输出的方法，将平衡复原线圈5的输出放大约100倍而进行反馈。在该实施例中，因为平衡复原线圈5的匝数被设为20匝，所以平衡复原电流为被检测电流的1/20即可。由此，在最大达到1A地进行检测的本实施例中，将输出能力设为50mA。
另外，在本实施例中，检测值输出电路10，通过将电阻器与平衡复原线圈5串联地连接，由放大器放大在该电阻器的两端上产生的电压而构成。在本发明电流传感器之中，具有平衡复原线圈5的结构的情况下，该电路的输出，反应了以被检测电流为基准的大小和波形。
试着由如以上那样形成的实施例的本发明电流传感器检测直流电流，结果可以确认灵敏度极高且精度也较高，性能远高于以往的传感器。
在表1中表示被检测电流在10mA或其以下的检测结果。另外，表2中表示被检测电流在100mA或其以下的检测结果。随着被检测电流增大精度也稳定，超过100mA，达到作为上述实施例的满刻度1A的满刻度误差不会超过0.2％。另外，如果替换电路元件的值使得满刻度为10mA，则能够确认10μA的检测。
表1
表2
对于在本说明书及附图中所使用的符号表示在表3和表4中。
表3本发明的说明中所使用的与电磁相关的符号的简单说明、单独符号的一览表对于外肢磁路，将一方记为A，另一方记为B，对于中肢磁路记为C。
表4本发明的说明中所使用的与电磁相关的符号的简单说明复合符号的一览表
产业上的可利用性在本发明的电流检测中，因为将磁桥的磁力平衡设为磁力平衡状态，所以在被检测电流为零时，通过磁通检测装置4的磁通为零。
与此相对，以磁放大器型、磁多谐振荡器型以及磁通反转时间差型为代表的以往的电流检测方法，是通过将软质磁性材料的磁芯以卷绕在该磁芯上的线圈的交流电流预先励磁到饱和磁通密度附近，并以被检测电流使其磁场偏转，从而来检测被检测电流的，因此，在磁放大器型、磁多谐振荡器以及磁通反转时间差型的磁路中始终产生励磁磁通。
若从信息量的观点来看上述的本发明和以往技术的不同点，在以往方法中，混合存在有被检测电流的信息和励磁磁通的信息，并且与被检测电流的信息量相比励磁磁通的信息的方面要远比其多，要从所有信息中仅分离取出被检测电流的信息是不容易的。
这一点，在本发明中，因为将磁桥的磁力状态设为磁力平衡状态，所以可以将检测结果的大小及磁性成分全部看作是被检测电流的信息，检测结果的频率成分是励磁磁通的频率成分信息。也就是说，在本发明方法中，只要利用检测结果的大小和极性即可，没有必要进行信息的分离，结果是即使较小的信息也能够较容易地取出。换句话说，本发明能够更容易地进行更高灵敏度的电流检测。
其次，在以往的磁放大器型、磁多谐振荡器型以及磁通反转时间差型中，因为必须增强励磁磁通以达到磁饱和区域，所以励磁磁通成为达到磁饱和区域的强度，但本发明的励磁磁通，只要是最大导磁率以下的较弱的水平即可，所以使上述的被检测电流的信息量的不同进一步变得显著。这样的特性的结果是，本发明能够检测出在以往方法中不能检测的至少100μA的微小电流。
另一方面，在以磁放大器型、磁多谐振荡器型以及磁通反转时间差型为代表的以往方法，以及本发明方法中，检测灵敏度的好坏与作为被检测导线的贯通次数的匝数成比例，被检测导线的匝数越多则灵敏度就会越高，在这一点是相同的，所以，利用该特性，为了检测更微小的电流可以考虑增多被检测导线的匝数的方法，但在以磁放大器型、磁多谐振荡器型以及磁通反转时间差型为代表的以往方法中，因为在卷绕被检测导线的磁路上始终产生有励磁磁通，所以会由该励磁磁通在被检测导线上产生电动势，致使由该电动势产生的电流叠加在被检测电流上。
如上所述，通过励磁磁通而叠加在被检测电流上的电流，被检测电流越小就相对变得越大，对于被检测电流而言既是噪音又是有害的，但是，因为被检测电流越小就越需要高灵敏度，所以在想要增多被检测导线的匝数时，在以往技术中，会夹杂着被检测导线的匝数越多则由励磁磁通叠加在被检测电流上的电流就越大这样的问题，这一问题是无法解决的。即，在以磁放大器型、磁多谐振荡器型以及磁通反转时间差型为代表的以往方法中，通过增加被检测导线的匝数来实现灵敏度的提高的做法是有限的。
然而，在本发明中，如图2中例示，将被检测导线设置成如下那样的配置，即，从跟前一侧向对面侧，贯通通过由外肢磁路和中肢磁路包围而形成的一方的窗部，进而再从对面侧向跟前一侧贯通通过由上述外肢磁路和上述中肢磁路包围而形成的另一方的窗部这样的配置，由此卷绕有被检测导线的中肢磁路上，在磁力平衡状态以及磁力再平衡状态下不存在励磁磁通，所以存在有不会产生因励磁磁通而叠加在被检测电流上的电流这样的优点。另外，因为即使在磁力亚平衡状态下也只存在极其微小的励磁磁通，所以通过励磁磁通而叠加在被检测电流上的电流也极其微小。
并且，在本发明方法中，显然即便是被检测导线贯通1次也能够检测微小电流，进而，在本发明中，因为根据上述的特性能够较容易地增加被检测导线的匝数，所以能够检测更微小的电流，另外还具有不会产生有害于被检测电流的噪音这样的优点。进入，本发明中的励磁磁通，因为能够在磁性材料的最大导磁率以下工作，所以励磁所需的能够较少即可，能够实现节省能量的电流传感器。
其次，在本发明中，对于磁桥的磁芯材料如果使用铁氧体磁芯，则能够将励磁装置的驱动频率设成高达数百kHz的频率，所以能够检测甚至数kHz的频率的被检测电流，且能够检测从直流到数kHz的混存有直流和交流的电流。
在本发明中，在磁桥的磁力亚平衡状态下，因为中肢磁路的磁通与外肢磁路的磁通相比极其微小，所以，中肢磁路和外肢磁路的机械尺寸，只要不像例如1000倍那样具有显著的不同，则由残留在中肢磁路上的磁通产生的中肢磁路的磁阻的影响就会极其微小到可以忽略的程度，不会成为实际应用上的问题。
如上所述，在本发明中，因为在磁力亚平衡状态下由被检测电流在磁桥内产生的磁通极其小，所以，即使是只要不进行反馈被检测电流就会使磁桥完全磁饱和的值，或者是远大于它的较大的值，通过充分的反馈也能够将磁桥设为磁力亚平衡状态。例如，在图2的例子中，在平衡复原线圈的缠绕路径中设置分接头(タツプ)，在被检测电流较小时使用匝数(卷绕数)较少的地方，随着被检测电流变大而使用更多的匝数的分接头，由此，能够以限于规定的范围内的平衡复原电流实现磁力亚平衡状态，在将用于流通平衡复原电流的平衡复原电流控制电路的输出能量控制在规定的范围内的状态下，就能够以同一磁桥来检测从微小电流到大电流的宽范围的被检测电流。
另外，本发明，由于在磁桥的磁力亚平衡状态下存在于中肢磁路上的磁通非常小，因此中肢磁路的磁特性给本发明电流传感器的精度和灵敏度带来的影响非常小。即，即便通过使中肢磁路变形而使中肢磁路的磁阻变化，其给精度和灵敏度带来的影响也非常小，所以，例如如图9的实施例所示的那样，可以使中肢磁路变形，形成为被检测导线容易贯通那样的形状。其结果是，即使是将中肢磁路切断而形成能开闭的构造或能装拆的构造，从而成为能够夹在已经完成了布线的被检测导线上来检测电流的构造，因为中肢磁路的磁特性对电流传感器的精度和灵敏度的影响非常小，所以能够实现高精度的夹持式电流传感器。
此外，磁场对导磁率的特性(参照图7)，即使在最大导磁率以下也为非直线，虽然通常这样的非直线的特性会使检测精度降低，但本发明中残留在中肢磁路上的磁通、即由被检测电流在磁桥内产生的磁通非常小，该微小的范围内的磁场对导磁率的特性的非直线性不显眼，是还可以看作为直线的程度，因为磁场对导磁率的特性为非直线而产生的检测精度的下降也小到可以忽视的程度。本发明中的这样的特定，与上述磁桥的特性相互作用，从而在量产时即便在磁性材料的特性上出现了偏差，其也不易影响到电流传感器的特性，结果能够进行高精度的制品、以及廉价的制品的生产。
权利要求
1.一种电流传感器，其特征在于包括具有两端的1个中肢磁路1；分别与上述中肢磁路1的一端和另一端连接的2个外肢磁路2a、2b；配设在上述外肢磁路2a上的励磁装置3a以及配设在上述外肢磁路2b上的励磁装置3b；配设在上述中肢磁路1上的磁通检测装置4；分别驱动上述励磁装置3a和上述励磁装置3b的励磁驱动装置7；以及与上述磁通检测装置4连接、输出与被该磁通检测装置4所检测出的被检测磁通连动的电信号的检测电路8。
2.如权利要求1所述的电流传感器，其特征在于包括将导线缠绕配置在中肢磁路1及外肢磁路2a和外肢磁路2b的至少其任意一个上而成的平衡复原线圈5；根据从检测电路8输出的电信号，以使被上述磁通检测装置4所检测出的被检测磁通减少的方式控制流入上述平衡复原线圈5中的平衡复原电流的平衡复原电流控制电路9；以及输出上述平衡复原电流的值的检测值输出电路10。
3.一种电流检测方法，其特征在于，通过由励磁装置3a产生要流入中肢磁路1中的作为交变磁通的第一励磁磁通，并且，由励磁装置3b产生要流入中肢磁路1中的作为交变磁通的第二励磁磁通，且是大小与第一励磁磁通相同、磁通的方向与第一励磁磁通相反的励磁磁通，从而呈现出磁力平衡状态，使被检测导线6贯通由外肢磁路2a和中肢磁路1包围而形成的窗部以及由外肢磁路2b和中肢磁路1包围而形成的窗部的至少其任意一方的窗部，通过使被检测电流流入被检测导线6而使外肢磁路2a及外肢磁路2b的磁阻变化，通过上述磁阻的变化破坏上述磁力平衡状态从而呈现出磁力非平衡状态，由输出与由磁通检测装置4所检测出的被检测磁通连动的电信号的检测电路8，检测由于呈现出上述磁力非平衡状态而在中肢磁路1上产生的磁通，由此来检测在被检测导线6中流动的被检测电流。
4.一种电流检测方法，其特征在于，通过由励磁装置3a产生要流入中肢磁路1中的作为交变磁通的第一励磁磁通，并且，由励磁装置3b产生要流入中肢磁路1中的作为交变磁通的第二励磁磁通，且是大小与第一励磁磁通相同、磁通的方向与第一励磁磁通相反的励磁磁通，从而呈现出磁力平衡状态，使被检测导线6贯通由外肢磁路2a和中肢磁路1包围而形成的窗部以及由外肢磁路2b和中肢磁路1包围而形成的窗部的至少其任意一方的窗部，通过使被检测电流流入被检测导线6而使外肢磁路2a及外肢磁路2b的磁阻变化，通过上述磁阻的变化破坏上述磁力平衡状态从而呈现出磁力非平衡状态，在外肢磁路2a及外肢磁路2b的磁阻发生了变化的状态下，使作为产生与由于使被检测导线6通过而在卷绕有被检测导线6的磁路上产生的磁通大小相同且与上述磁通方向相反的磁通的电流的平衡复原电流，流入贯通与贯通有被检测导线6的窗部相同的窗部地卷绕成的平衡复原线圈5中，通过使平衡复原电流流入平衡复原线圈5中，使在外肢磁路2a及外肢磁路2b的磁阻发生了变化的状态下在中肢磁路1上产生的磁通减少而呈现出磁力再平衡状态，通过在处于磁力再平衡状态时检测在平衡复原线圈5中流动的平衡复原电流来检测在被检测导线6中流动的被检测电流。
5.一种电流传感器，其特征在于包括具有两端的1个磁路1；将各自的一端连接在该磁路1的一端上的具有两端的磁路21a、21b；将各自的一端连接在上述磁路1的另一端上、且将另一端分别连接在上述磁路21a、21b上的、具有两端的磁路22b、22a；分别与上述磁路21a和22b的连接点、及上述磁路21b和22a的连接点连接的具有两端的1个磁路2；以能够产生磁通的方式配设在该磁路2上的励磁装置3；以能够检测该磁路1的磁通的方式配设的磁通检测装置4；驱动上述励磁装置3的励磁驱动装置7；与上述磁通检测装置4连接、输出与被该磁通检测装置4所检测出的被检测磁通连动的电信号的检测电路8。
6.如权利要求5所述的电流传感器，其中，在励磁装置3为线圈的情况下，该线圈，以贯通由磁路21a、21b和磁路2围绕成的窗部以及由磁路22a、22b和磁路2围绕成的窗部的两方至少1匝的方式配设。
7.如权利要求5或6所述的电流传感器，其中，在磁通检测装置4为线圈的情况下，该线圈，以贯通由磁路21a、22b和磁路1围绕成的窗部以及由磁路22a、21b和磁路1围绕成的窗部的两方至少1匝的方式配设。
8.如权利要求5～7中的任意一项所述的电流传感器，其中，由磁路1、磁路21a、22a、磁路21b、22b、磁路2和励磁装置3构成磁桥。
9.如权利要求5～8中的任意一项所述的电流传感器，其包括配设在由磁路1、磁路21a、22a、磁路21b、22b、磁路2和励磁装置3构成的磁桥的任意的位置上的平衡复原线圈5；根据从检测电路8输出的电信号，以使被上述磁通检测装置4所检测出的被检测磁通减少的方式控制流入上述平衡复原线圈5中的平衡复原电流的平衡复原电流控制电路9；以及输出上述平衡复原电流的值的检测值输出电路10。
10.一种电流检测方法，其特征在于，通过适当选择磁路21a、21b、22a、22b的磁阻将磁路1的两端的磁势设为相同，从而呈现出在磁路1中不存在由励磁装置3产生的磁通的磁力平衡状态，使被检测导线6贯通由上述磁路21a、22b、1围绕成的窗部、以及由磁路21b、22a、1围绕成的窗部的至少一方的窗部，通过使被检测电流流入被检测导线6而使磁路21a、22a、21b、22b的至少一个磁路的磁阻变化，通过该磁阻的变化破坏上述磁力平衡状态从而呈现出磁力非平衡状态，由输出与由励磁检测装置4所检测出的被检测磁通连动的电信号的检测电路8，检测由于呈现上述磁非平衡状态而在上述磁路1上产生的磁通，由此来检测在被检测导线6上流动的被检测电流。
11.一种电流检测方法，其特征在于，在磁路21a、22a、21b、22b的至少一个磁路的磁阻发生了变化的状态下，使作为产生与通过使被检测导线6贯通而在缠绕有该被检测导线6的磁路上产生的磁通为相同大小且与该磁通方向相反的磁通的电流的平衡复原电流，流入贯通与贯通有被检测导线6的窗部相同的窗部地卷绕成的平衡复原线圈5中，通过使平衡复原电流流入平衡复原线圈5中，在上述磁路21a、22a、21b、22b的至少一个磁路的磁阻发生了变化的状态下，使磁阻发生了变化的该磁路的磁阻恢复到变化前的磁阻，由此使在上述磁路1上产生的磁通减少而呈现出磁力再平衡状态，通过在处于磁力再平衡状态时检测在平衡复原线圈5中流动的平衡复原电流，来检测在被检测导线6中流动的被检测电流。
12.一种磁桥，其特征在于，具备具有两端的1个中肢磁路1；分别与上述中肢磁路1的一端和另一端连接的2个外肢磁路2a、2b；配设在上述外肢磁路2a上的励磁装置3a和配置在上述外肢磁路3b上的励磁装置3b；配设在上述中肢磁路1上的磁通检测装置4；分别驱动上述励磁装置3a和励磁装置3b的励磁驱动装置7；通过由励磁装置3a产生要流入中肢磁路1中的作为交变磁通的第一励磁磁通，并且，由励磁装置3b产生要流入中肢磁路1中的作为交变磁通的第二磁通，且是大小与第一励磁磁通相同、磁通的方向与第一励磁磁通相同的励磁磁通，而呈现出磁力平衡状态。
13.一种磁桥，其特征在于，具备具有两端的1个磁路1；将各自的一端连接在该磁路1的一端上的具有两端的磁路21a、21b；将各自的一端连接在上述磁路1的另一端上、且将另一端分别连接在上述磁路21a、21b上的具有两端的磁路22b、22a；分别与上述磁路21a和22b的连接点、及上述磁路21b和22a的连接点连接的具有两端的1个磁路2；以能够产生磁通的方式配设在该磁路2上的励磁装置3；以能够检测该磁路1的磁通的方式配设的磁通检测装置4；驱动上述励磁装置3的励磁驱动装置7；通过适当选择上述磁路21a、21b、22a、22b的磁阻将磁路1的两端的磁势设为相同，而呈现出在磁路1中不存在由励磁装置3产生的磁通的磁力平衡状态。
14.一种磁桥，其特征在于，包括将一端进行了连接的具有两端的磁路21a、21b；将一端进行连接且将另一端分别连接在上述磁路21a、21b上的具有两端的磁路22b、22a；分别与上述磁路21a和22b的连接点、及上述磁路21b和22a的连接点相连接的具有两端的1个磁路2；以能够产生磁通的方式配设在上述磁路2上的励磁装置3；驱动上述励磁装置3的励磁驱动装置7；可适当选择上述磁路21a、21b、22a、22b的磁阻，并呈现出上述磁路21a和21b的连接点、与上述磁路22b和22a的连接点的磁势变为相同的磁力平衡状态。
全文摘要
本发明以提供一种能够实现至少100μA区域的灵敏度和80dB的动态范围，且构造简洁的电流传感器和电流检测方法为课题，将用于解决该课题的电流传感器的构成设为包括具有两端的1个中肢磁路1；分别与上述中肢磁路1的一端和另一端连接的2个外肢磁路2a、2b；配设在上述外肢磁路2a上的励磁装置3a以及配设在上述外肢磁路2b上的励磁装置3b；配设在上述中肢磁路1上的磁通检测装置4；分别驱动上述励磁装置3a、3b的励磁驱动装置7；以及与上述磁通检测装置4连接、输出与被该磁通检测装置4所检测出的被检测磁通连动的电信号的检测电路8。
文档编号G01R19/20GK1675557SQ0381912
公开日2005年9月28日 申请日期2003年6月18日 优先权日2002年6月18日
发明者忠津孝 申请人:株式会社埃尔博特