电流传感器的制作方法

本发明涉及一种电流传感器。

背景技术：

传统地，已知使用磁场检测元件的电流传感器。该电流传感器使用磁场检测元件检测由流经测量对象的电流产生的磁场，并且根据由磁场检测元件所检测到的磁场计算电流值。

上述电流传感器可能受到外部磁场(除了由流经测量对象的电流产生的磁场之外的磁场)的影响，引起电流传感器中的误差。为了解决该问题，已经提出了一种电流传感器，该电流传感器设置有用于阻隔布置在磁场检测元件的周围的外部磁场的屏蔽器(参见下面列出的专利文献1)。然而，存在屏蔽器的使用引起尺寸增大和成本增加的缺陷。

还已经提出了一种电流传感器，该电流传感器包括分别布置在外部磁场的绝对值相同且极性相反的位置处的磁场检测元件，并且该电流传感器被构造为检测这两个磁场检测元件的输出之差从而抵消外部磁场的影响(参见专利文献2)。然而，存在这样的缺陷：这仅当外部磁场均匀时有效，从而不能抵消变化的外部磁场的影响。

现有技术文献

专利文献

实用新型文献：jph5-25369u

专利文献2：jp2002-243766a

技术实现要素：

鉴于上述情况，本发明的目的是提供一种低成本的电流传感器，该电流传感器能够抵消变化的外部磁场的影响。

解决问题的方案

根据本发明的一个实施例，一种电流传感器包括：磁场检测元件，该磁场检测元件被构造为检测由于流经测量对象的电流而产生的磁场；第一线圈，在该第一线圈中，由于所述磁场检测元件的周围的变化的外部磁场而产生感应电流；和第二线圈，该第二线圈连接于所述第一线圈，并且被构造为基于所述感应电流的流动而产生磁场，该磁场抵消所述磁场检测元件的周围的变化的外部磁场。

此外，所述磁场检测元件可以布置在所述第二线圈的附近。

此外，所述磁场检测元件可以布置在所述第二线圈的内部。

此外，所述磁场检测元件可以沿着由所述第二线圈产生的磁场布置在所述第二线圈的外部。

发明的有益效果

根据上述实施例，能够提供一种低成本的电流传感器，该电流传感器能够抵销变化的外部磁场的影响。

附图说明

图1是示出根据本发明的第一实施例的电流传感器的图；

图2是示出根据本发明的第二实施例的电流传感器的图；并且

图3是示出根据本发明的第三实施例的电流传感器的图。

参考标记列表

1电流传感器

2汇流条(测量对象)

c1第一线圈

c2第二线圈

11磁场检测元件

12感应电流

i1电流

具体实施方式

<第一实施例>

下面，将参考图1说明本发明的第一实施例。图1所示的电流传感器1是被构造为检测流经汇流条(测量对象)2的电流i1的传感器。在图中，电流i1在与纸面垂直的方向上在汇流条2中流动，并且由于该电流i1而产生磁场h1。磁场h1在与i1的流动方向(即，与纸面垂直的方向)对应的轴的周围产生。

电流传感器1包括磁场检测元件11、第一线圈c1和第二线圈c2。磁场检测元件11是输出与磁场的大小相应的电压的元件，并且布置在汇流条2的周围(磁场h1输入或贯穿的范围)。

磁场检测元件11的输出可能受到外部磁场h2(即，除了由流经汇流条2的电流i1产生的磁场h1之外的磁场)的影响，可能降低检测精度。从而，在该实施例中，为了抵消外部磁场h2的影响，将第一线圈c1和第二线圈c2布置在磁场检测元件11的周围。

第一线圈c1布置在磁场检测元件11的周围，并且由于在磁场检测元件11的周围产生的外部磁场h2的改变(变化)而产生感应电流i2。第一线圈c1以螺旋方式卷绕，并且第一线圈c1的中心轴与在磁场检测元件11的布置位置处产生的磁场h1的方向平行地布置。

在该实施例中，在磁场检测元件11的布置位置，磁场h1的方向平行于相对于纸面的左右方向，从而第一线圈c1布置为使得其中心轴与左右方向平行。由此，当产生左右方形上的外部磁场h2时，在第一线圈c1中产生与外部磁场h2的变化的大小对应的感应电流i2。

第二线圈c2连接于第一线圈c1，并且被构造为基于感应电流i2的流动而产生磁场h3，该磁场h3抵消在磁场检测元件11的周围产生的外部磁场h2。第二线圈c2以螺旋方式卷绕，并且第二线圈c2的两端连接于第一线圈c1的两端。这样，在第一线圈c1中产生的感应电流i2流经第二线圈c2。

磁场检测元件11布置在第二线圈c2的附近。在第一实施例中，磁场检测元件11布置在第二线圈c2的内部。从而，第二线圈c2被布置为基于感应电流i2的流动而在第二线圈c2的内部产生与外部磁场h2相反的磁场h3。即，第一线圈c1的卷绕方向与第二线圈c2相反。另外，调整第一线圈c1和第二线圈c2的直径或匝数，使得磁场h3的大小与外部磁场h2的大小相等。

接着，将说明如上所述构造的电流传感器1的电流检测的原理。当电流i1流经汇流条2时，在汇流条2的周围产生与电流i1的大小对应的磁场h1。在该实施例中，电流i1在与纸面垂直的方向上从前侧向后侧流动。此时，在汇流条2的周围在顺时针方向上产生磁场h1，并且从左侧朝向右侧的磁场h1输入到磁场检测元件11。

下面将说明此时产生了具有变化的磁场大小和变化的磁场方向(极性)的外部磁场h2(交流)的情况。现在，当产生了从左侧朝向右侧的外部磁场h2时，相对于中心轴在顺时针方向上在第一线圈c1中产生感应电流i2，如图1所示。产生的感应电流i2流经第二线圈c2。

流经第二线圈c2的感应电流i2相对于中心轴在逆时针方向上流动，与第一线圈c1相反。于是，由于感应电流i2的流动，在第二线圈c2的内部在从右侧朝向左侧的方向上，即，在与外部磁场h2的方向相反的方向上产生磁场h3。调整第一线圈c1和第二线圈c2的直径和匝数，使得该磁场h3具有与外部磁场h2相同的大小。因此，通过磁场h3抵消了磁场检测元件11的周围的外部磁场h2，从而能够抵消外部磁场h2的影响。

此外，当外部磁场h2变化和增大时，感应电流i2增大，并且磁场h3增大。当外部磁场h2变化和减小时，感应电流i2减小，并且磁场h3减小。从而，总是在第二线圈c2的内部产生具有与外部磁场h2相同大小的磁场h3，从而能够抵消变化的外部磁场h2的影响。

另一方面，当产生从右侧朝向左侧的外部磁场h2时，在第一线圈c1中相对于中心轴在逆时针方向上产生感应电流i2。产生的感应电流i2流经第二线圈c2。流经第二线圈c2的感应电流i2相对于中心轴在顺时针方向上流动，与第一线圈c1相反。于是，由于感应电流i2的流动，在第二线圈c2的内部在从左侧朝向右侧的方向上，即，在与外部磁场h2的方向相反的方向上产生磁场h3。因此，即使外部磁场h2的方向变化，也通过磁场h3抵消了磁场检测元件11的周围的外部磁场h2，从而能够抵消外部磁场h2的影响。

根据上述第一实施例，能够以低成本提供如上所述的电流传感器1，该电流传感器1被构造为在不使用屏蔽器或多个磁场检测元件的情况下抵消变化的外部磁场h2的影响。此外，不要求诸如用于计算处理的控制系统这样的控制系统，而且，从外部磁场h2的产生直到抵消为止没有时间延迟。

<第二实施例>

接着，将参考图2说明本发明的第二实施例。第二实施例与第一实施例的不同之处主要在于磁场检测元件11的布置位置。在第二实施例中，磁场检测元件11沿着由第二线圈c2产生的磁场布置在第二线圈c2的外部。此外，在第二实施例中，磁场检测元件11和第二线圈c2在彼此之间有间隔的情况下沿着第二线圈c2的轴向对向地布置。注意，图2所示的第二实施例的布置位置中的磁场h3的方向与第二线圈c2内部的磁场h3的方向相同。

如在第一实施例中的情况一样，在该情况下，基于外部磁场h2的变化在第一线圈c1中产生感应电流i2，并且该感应电流i2流经第二线圈c2。于是，由于流经第二线圈c2的感应电流i2，在磁场检测元件11的布置位置处产生与外部磁场h2具有相反方向的磁场h3，从而抵消了外部磁场h2。

<第三实施例>

接着，将参考图3说明本发明的第三实施例。第三实施例与第一实施例的不同之处主要在于磁场检测元件11的布置位置。在第三实施例中，磁场检测元件11沿着由第二线圈c2产生的磁场布置在第二线圈c2的外部。此外，在第三实施例中，磁场检测元件11和第二线圈c2在彼此之间有间隔的情况下沿着第二线圈c2的径向对向地布置。注意，图3所示的第三实施例的布置位置中的磁场h3的方向与第二线圈c2内部的磁场h3的方向相反。

从而，与第一和第二实施例不同，在第三实施例中，第一线圈c1与第二线圈c2的卷绕方向是相同的。

接着，将说明如上所述构造的电流传感器1的电流检测的原理。当电流i1流经汇流条2时，在汇流条2的周围产生与电流i1的大小对应的磁场h1。在该实施例中，电流i1在与纸面垂直的方向上从前侧向后侧流动。此时，在汇流条2的周围在顺时针方向上产生磁场h1，并且从左侧朝向右侧的磁场h1输入到磁场检测元件11。

下面将说明此时产生了具有变化的磁场大小和变化的磁场方向(极性)的外部磁场h2(交流)的情况。现在，当产生了从左侧朝向右侧的外部磁场h2时，相对于中心轴在顺时针方向上在第一线圈c1中产生感应电流i2，如图3所示。产生的感应电流i2流经第二线圈c2。

在第三实施例中，流经第二线圈c2的感应电流i2相对于中心轴在顺时针方向上流动，如在第一线圈c1中一样。于是，由于感应电流i2流经第二线圈c2，在磁场检测元件11的布置位置处产生了从右侧朝向左侧的方向上，即，在与外部磁场h2的方向相反的方向上的磁场h3。因此，通过磁场h3抵消了磁场检测元件11的周围的外部磁场h2，从而能够抵消外部磁场h2的影响。

另一方面，当产生从右侧朝向左侧的外部磁场h2时，在第一线圈c1中相对于中心轴在逆时针方向上产生感应电流i2。产生的感应电流i2流经第二线圈c2。流经第二线圈c2的感应电流i2相对于中心轴在逆时针方向上流动，如在第一线圈c1中一样。于是，由于感应电流i2流经第二线圈c2，在磁场检测元件11的布置位置处产生了从左侧朝向右侧的方向上，即，在与外部磁场h2的方向相反的方向上的磁场h3。因此，即使外部磁场h2的方向变化，也通过磁场h3抵消了磁场检测元件11的周围的外部磁场h2，从而能够抵消外部磁场h2的影响。

本发明不限于上述实施例。即，能够在不背离本发明的范围的情况下做出和实施各种变形。