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JP2013156029A - Current sensor - Google Patents

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JP2013156029A
JP2013156029A JP2012014391A JP2012014391A JP2013156029A JP 2013156029 A JP2013156029 A JP 2013156029A JP 2012014391 A JP2012014391 A JP 2012014391A JP 2012014391 A JP2012014391 A JP 2012014391A JP 2013156029 A JP2013156029 A JP 2013156029A
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JP
Japan
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magnetic field
current
state
magnet
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP2012014391A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsuneo Suzuki
恒雄 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Industries Corp filed Critical Toyota Industries Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a current sensor having a simple structure, capable of performing current measurement with high accuracy.SOLUTION: A coil 35 is wound around the circumference of a magnet 30. In a state that no current flows in a bus bar 50, a microcomputer 40 detects the off-set value of a magnetic resistance element 20 on the basis of the output of the magnetic resistance element 20 in a predetermined first state of magnetic field application at the magnetic resistance element 20 with the coil 35, and detects temperature on the basis of the output of the magnetic resistance element 20 in a second state different from the first state. The microcomputer 40 corrects the output of signals at the magnetic resistance element 20 in response to the current intensity of the measured current flowing in the bus bar 50 in a state that current flows in the bus bar 50 on the basis of the detected off-set value and the detected temperature.

Description

本発明は、電流センサに関するものである。   The present invention relates to a current sensor.

センサにおいて物理量を測定するだけでなく各種の補助機能が必要であり、具体的には特許文献1においては温度センサを用いて温度補正を行っている。   In addition to measuring physical quantities in the sensor, various auxiliary functions are required. Specifically, in Patent Document 1, temperature correction is performed using a temperature sensor.

特開平11−183273号公報JP 11-183273 A

ところで、電流センサにおいて被測定対象物に流れた電流により発生する磁界(磁力線)をそのまま磁電変換素子によりセンシングするだけでは高精度に電流を測定することが困難である。詳しくは、オフセットや温度特性により精度の悪化を招いてしまう。そのために磁電変換素子の出力に対する補正回路を設ける場合には専用のセンサを用いて回路を組むといったことが必要となり、構成が複雑になってしまう。   By the way, it is difficult to measure the current with high accuracy only by sensing the magnetic field (lines of magnetic force) generated by the current flowing in the object to be measured in the current sensor with the magnetoelectric transducer. Specifically, the accuracy is deteriorated due to the offset and temperature characteristics. Therefore, when a correction circuit for the output of the magnetoelectric conversion element is provided, it is necessary to assemble a circuit using a dedicated sensor, which complicates the configuration.

本発明の目的は、簡素な構成にて高精度に電流測定を行うことができる電流センサを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a current sensor capable of measuring current with high accuracy with a simple configuration.

請求項1に記載の発明は、磁電変換素子と、予め定められた強さの磁界が発生し、発生した磁界を前記磁電変換素子に加えることができる磁石と、前記磁石による前記磁電変換素子への磁界の強さを調整可能な調整手段と、被測定対象物に電流が流れないときにおいて前記調整手段により前記磁電変換素子での磁界印加状態を予め定められた第1の状態にしたときにおける前記磁電変換素子の出力から磁電変換素子のオフセット値を検知するオフセット値検知手段と、被測定対象物に電流が流れないときにおいて前記調整手段により前記磁電変換素子での磁界印加状態を前記第1の状態とは異なる第2の状態にしたときにおける前記磁電変換素子の出力から温度を検知する温度検知手段と、前記オフセット値検知手段により検知したオフセット値と前記温度検知手段により検知した温度に基づいて前記被測定対象物に電流が流れたときの前記磁電変換素子における前記被測定対象物に流れる被測定電流の大きさに応じた信号の出力の補正を行う補正手段と、を備えたことを要旨とする。   According to the first aspect of the present invention, a magnetoelectric conversion element, a magnet that generates a magnetic field having a predetermined strength, can apply the generated magnetic field to the magnetoelectric conversion element, and the magnetoelectric conversion element using the magnet are provided. Adjusting means capable of adjusting the strength of the magnetic field, and when the magnetic field application state in the magnetoelectric conversion element is set to a predetermined first state by the adjusting means when no current flows through the object to be measured. The offset value detecting means for detecting the offset value of the magnetoelectric conversion element from the output of the magnetoelectric conversion element, and the magnetic field application state at the magnetoelectric conversion element by the adjusting means when the current does not flow through the measurement object. A temperature detecting means for detecting the temperature from the output of the magnetoelectric conversion element in a second state different from the state of the offset, and an offset detected by the offset value detecting means. The output of a signal corresponding to the magnitude of the current to be measured flowing in the object to be measured in the magnetoelectric transducer when a current flows in the object to be measured based on the value and the temperature detected by the temperature detecting means The gist of the invention is that it comprises a correction means for performing correction.

請求項1に記載の発明によれば、磁石において、予め定められた強さの磁界が発生し、発生した磁界を磁電変換素子に加えることができる。調整手段により、磁石による磁電変換素子への磁界の強さを調整可能となっている。オフセット値検知手段により、被測定対象物に電流が流れないときにおいて調整手段により磁電変換素子での磁界印加状態を予め定められた第1の状態にしたときにおける磁電変換素子の出力から磁電変換素子のオフセット値が検知される。温度検知手段により、被測定対象物に電流が流れないときにおいて調整手段により磁電変換素子での磁界印加状態を第1の状態とは異なる第2の状態にしたときにおける磁電変換素子の出力から温度が検知される。補正手段により、オフセット値検知手段により検知したオフセット値と温度検知手段により検知した温度に基づいて被測定対象物に電流が流れたときの磁電変換素子における被測定対象物に流れる被測定電流の大きさに応じた信号の出力の補正が行われる。   According to the first aspect of the present invention, a magnetic field having a predetermined strength is generated in the magnet, and the generated magnetic field can be applied to the magnetoelectric transducer. The adjusting means can adjust the strength of the magnetic field applied to the magnetoelectric transducer by the magnet. When the current is not flowing through the object to be measured by the offset value detection means, the magnetoelectric conversion element is output from the output of the magnetoelectric conversion element when the magnetic field application state in the magnetoelectric conversion element is set to a predetermined first state by the adjustment means. The offset value is detected. When current does not flow through the object to be measured by the temperature detection means, the temperature from the output of the magnetoelectric conversion element when the adjustment means changes the magnetic field application state at the magnetoelectric conversion element to the second state different from the first state. Is detected. The magnitude of the measured current flowing in the measurement object in the magnetoelectric transducer when the current flows through the measurement object based on the offset value detected by the offset value detection means and the temperature detected by the temperature detection means. The signal output is corrected accordingly.

これにより、磁石と調整手段を用いて、オフセット補正と温度補正を行うことができる。その結果、専用のセンサを用いずに簡素な構成にて高精度に電流測定を行うことができる。   Thereby, offset correction and temperature correction can be performed using a magnet and an adjustment means. As a result, current measurement can be performed with high accuracy with a simple configuration without using a dedicated sensor.

請求項2に記載のように、請求項1に記載の電流センサにおいて、前記調整手段は、通電電流値に応じた強さの磁界が発生するコイルであるとよい。
請求項3に記載のように、請求項2に記載の電流センサにおいて、前記磁石は永久磁石であり、当該永久磁石の周囲に前記コイルが巻回されているとよい。
According to a second aspect of the present invention, in the current sensor according to the first aspect, the adjusting means may be a coil that generates a magnetic field having a strength corresponding to an energization current value.
As described in claim 3, in the current sensor according to claim 2, the magnet may be a permanent magnet, and the coil may be wound around the permanent magnet.

請求項4に記載の発明は、請求項2または3に記載の電流センサにおいて、前記オフセット値検知手段は、前記磁石で発生した磁界を前記調整手段で発生させた磁界により相殺した状態で前記磁電変換素子の出力から磁電変換素子のオフセット値を検知することを要旨とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the current sensor according to the second or third aspect, the offset value detecting means cancels the magnetic field generated by the magnet with the magnetic field generated by the adjusting means. The gist is to detect the offset value of the magnetoelectric conversion element from the output of the conversion element.

請求項4に記載の発明によれば、オフセット値検知手段により、磁石で発生した磁界を調整手段で発生させた磁界により相殺した状態で磁電変換素子の出力から磁電変換素子のオフセット値が検知される。これにより、磁石における磁界の強さについて温度の影響を受けることなく磁電変換素子のオフセット値を検知することができる。   According to the fourth aspect of the invention, the offset value detection means detects the offset value of the magnetoelectric conversion element from the output of the magnetoelectric conversion element in a state where the magnetic field generated by the magnet is canceled by the magnetic field generated by the adjustment means. The Thereby, the offset value of the magnetoelectric transducer can be detected without being affected by the temperature of the magnetic field strength in the magnet.

請求項5に記載のように、請求項1〜4のいずれか1項に記載の電流センサにおいて、前記被測定対象物は、バスバーであるとよい。   As described in claim 5, in the current sensor according to any one of claims 1 to 4, the object to be measured may be a bus bar.

本発明によれば、簡素な構成にて高精度に電流測定を行うことができる。   According to the present invention, current measurement can be performed with high accuracy with a simple configuration.

(a)は実施形態における電流センサの平面図、(b)は電流センサの右側面図、(c)は(a)のA−A線での縦断面図。(A) is a top view of the current sensor in the embodiment, (b) is a right side view of the current sensor, and (c) is a longitudinal sectional view taken along line AA of (a). (a)はケースを除いた状態での電流センサの平面図、(b)はケースを除いた状態での電流センサの右側面図、(c)はケースを除いた状態での電流センサの正面図。(A) is a plan view of the current sensor with the case removed, (b) is a right side view of the current sensor with the case removed, and (c) is a front view of the current sensor with the case removed. Figure. 電流センサの電気的構成図。The electrical block diagram of a current sensor. 温度と磁気抵抗素子の出力との関係を示す特性図。The characteristic view which shows the relationship between temperature and the output of a magnetoresistive element. 温度と磁気抵抗素子の温度補正値との関係を示す図。The figure which shows the relationship between temperature and the temperature correction value of a magnetoresistive element. 作用を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating an effect | action.

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
なお、図面において、水平面を、直交するX,Y方向で規定するとともに、上下方向をZ方向で規定している。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
In the drawings, the horizontal plane is defined by the orthogonal X and Y directions, and the vertical direction is defined by the Z direction.

図1に示すように、電流センサ10は、箱型のケース11と、磁気抵抗素子(GMR)20と、磁石30と、コイル35と、マイコン40を備えている。被測定対象物としてのバスバー50は断面が長方形をなす帯状の導電板であり、Y方向に延設されると共に断面長方形の長辺がX方向となっている。   As shown in FIG. 1, the current sensor 10 includes a box-shaped case 11, a magnetoresistive element (GMR) 20, a magnet 30, a coil 35, and a microcomputer 40. The bus bar 50 as an object to be measured is a strip-shaped conductive plate having a rectangular cross section, and extends in the Y direction, and the long side of the rectangular cross section is in the X direction.

ケース11は、樹脂製のケース本体部12と、樹脂製の蓋部13からなる。ケース本体部12の一つの面には凹部12aが形成され、ケース本体部12の凹部12aの開口部が蓋部13により塞がれており、これによりケース11が箱型に形成されている。   The case 11 includes a resin case main body 12 and a resin lid 13. A recess 12a is formed on one surface of the case main body 12, and the opening of the recess 12a of the case main body 12 is closed by the lid 13, so that the case 11 is formed in a box shape.

ケース11におけるケース本体部12の凹部12aの内部には収納室R1が形成され、収納室R1にプリント基板14が収納されている。詳しくは、ケース本体部12の凹部12aの底面には凹部15が形成され、この凹部15に図2に示すプリント基板14が嵌合状態にて固定されている。プリント基板14は立設状態で配置されている。   A storage chamber R1 is formed inside the recess 12a of the case body 12 in the case 11, and the printed circuit board 14 is stored in the storage chamber R1. Specifically, a recess 15 is formed on the bottom surface of the recess 12a of the case body 12, and the printed board 14 shown in FIG. The printed circuit board 14 is arranged in a standing state.

図2に示すように、プリント基板14には、磁電変換素子としての磁気抵抗素子20が実装されている。磁気抵抗素子20はパッケージングされている。
また、プリント基板14にはマイコン40が実装されている。
As shown in FIG. 2, a magnetoresistive element 20 as a magnetoelectric conversion element is mounted on the printed board 14. The magnetoresistive element 20 is packaged.
A microcomputer 40 is mounted on the printed board 14.

図1に示すように、ケース11およびプリント基板14には、被測定対象物としてのバスバー50が貫通する状態で配置されている。このバスバー50には電流が流れる。バスバー50は図1(c)に示すように磁気抵抗素子20の下方に接近して位置している。   As shown in FIG. 1, a bus bar 50 as an object to be measured is disposed in the case 11 and the printed board 14 so as to penetrate therethrough. A current flows through the bus bar 50. The bus bar 50 is located close to the lower side of the magnetoresistive element 20 as shown in FIG.

さらに、図1,2に示すように、ケース本体部12には磁石30が埋設されている。この磁石30は、図1(c)に示すように、磁気抵抗素子20の上方に接近して配置されている。磁石30は、棒状のフェライト磁石である。即ち、磁石30は、永久磁石である。   Further, as shown in FIGS. 1 and 2, a magnet 30 is embedded in the case main body 12. As shown in FIG. 1C, the magnet 30 is disposed close to the magnetoresistive element 20. The magnet 30 is a rod-shaped ferrite magnet. That is, the magnet 30 is a permanent magnet.

磁石30は、予め定められた強さの磁界B1が発生し、発生した磁界B1を磁気抵抗素子20に加えることができる。詳しくは、磁石30は、磁気抵抗素子20に対し被測定電流Iにより加わる磁界B2とは逆向きの磁界B1を磁気抵抗素子20に加えることができる。   The magnet 30 generates a magnetic field B1 having a predetermined strength and can apply the generated magnetic field B1 to the magnetoresistive element 20. Specifically, the magnet 30 can apply to the magnetoresistive element 20 a magnetic field B1 that is opposite to the magnetic field B2 applied to the magnetoresistive element 20 by the current I to be measured.

さらに、棒状の磁石(フェライト磁石)30の周囲には、調整手段としてのコイル35が巻回されている。コイル35は、通電電流値に応じた強さの磁界が発生する。つまり、コイル35は、発生させる磁界の強さが調整可能である。そして、コイル35により磁石30による磁気抵抗素子20への磁界の強さを調整可能となっている。   Further, a coil 35 as an adjusting means is wound around a rod-shaped magnet (ferrite magnet) 30. The coil 35 generates a magnetic field having a strength corresponding to the energization current value. That is, the intensity of the magnetic field generated by the coil 35 can be adjusted. The coil 35 can adjust the strength of the magnetic field applied to the magnetoresistive element 20 by the magnet 30.

磁電変換素子としての磁気抵抗素子(GMR)20は、バスバー50に流れる被測定電流の大きさに応じた信号を出力する。つまり、磁気抵抗素子20を用いてバスバー50に流れる被測定電流の大きさを磁界B2の強さとして測定することができる。   A magnetoresistive element (GMR) 20 as a magnetoelectric conversion element outputs a signal corresponding to the magnitude of the current to be measured flowing through the bus bar 50. That is, the magnitude of the current to be measured flowing through the bus bar 50 using the magnetoresistive element 20 can be measured as the strength of the magnetic field B2.

図3に示すように、マイコン40には磁気抵抗素子20が接続され、マイコン40は磁気抵抗素子20からの信号を入力する。また、コイル35にはコイル電流調整器60が接続され、コイル電流調整器60によりコイル35に流す電流を調整することができるようになっている。マイコン40によりコイル電流調整器60を制御することができるようになっている。また、コイル35に流す電流を調整することにより磁石30による磁界を調整することができる。   As shown in FIG. 3, the magnetoresistive element 20 is connected to the microcomputer 40, and the microcomputer 40 inputs a signal from the magnetoresistive element 20. A coil current regulator 60 is connected to the coil 35 so that the current flowing through the coil 35 can be adjusted by the coil current regulator 60. The coil current regulator 60 can be controlled by the microcomputer 40. Further, the magnetic field generated by the magnet 30 can be adjusted by adjusting the current flowing through the coil 35.

マイコン40のメモリ41には図4に示す磁気抵抗素子20の温度特性、即ち、磁気抵抗素子20の出力と温度との関係を示すデータが記憶されている。具体的には、磁気抵抗素子20は負、即ち、温度が高いほど出力が低くなる温度特性を有している。このデータを用いてマイコン40は磁気抵抗素子20の出力から温度を検知することができるようになっている。   The memory 41 of the microcomputer 40 stores temperature characteristics of the magnetoresistive element 20 shown in FIG. 4, that is, data indicating the relationship between the output of the magnetoresistive element 20 and the temperature. Specifically, the magnetoresistive element 20 is negative, that is, has a temperature characteristic in which the output decreases as the temperature increases. Using this data, the microcomputer 40 can detect the temperature from the output of the magnetoresistive element 20.

また、メモリ41には図5に示す温度と磁気抵抗素子20の温度補正値との関係を示すデータが記憶されている。このデータを用いてマイコン40は温度から磁気抵抗素子20の出力の補正値を算出することができるようになっている。   The memory 41 stores data indicating the relationship between the temperature shown in FIG. 5 and the temperature correction value of the magnetoresistive element 20. Using this data, the microcomputer 40 can calculate the correction value of the output of the magnetoresistive element 20 from the temperature.

さらに、図3においてマイコン40はバスバー状態信号を入力してマイコン40はバスバー50が活線状態(電流が流れる状態)にあるか断線状態(電流が流れない状態)にあるのか検知することができるようになっている。   Further, in FIG. 3, the microcomputer 40 inputs a bus bar state signal, and the microcomputer 40 can detect whether the bus bar 50 is in a live line state (state in which current flows) or in a disconnected state (state in which no current flows). It is like that.

また、マイコン40は補正後の磁気抵抗素子20の出力(電流測定結果)を送出する。
次に、電流センサ10の作用を説明する。
磁石30により、磁気抵抗素子20に対し被測定電流により加わる磁界B2とは逆向きの磁界B1が磁気抵抗素子20に加えられる。
Further, the microcomputer 40 sends out the output (current measurement result) of the magnetoresistive element 20 after correction.
Next, the operation of the current sensor 10 will be described.
The magnet 30 applies to the magnetoresistive element 20 a magnetic field B1 that is opposite to the magnetic field B2 applied to the magnetoresistive element 20 by the current to be measured.

図6に示すように、マイコン40は、ステップ100においてバスバー50が活線状態(電流が流れる状態)にあるか断線状態(電流が流れない状態)を判定する。そして、マイコン40は、断線状態(電流が流れない状態)であると、ステップ101に移行する。マイコン40はステップ101において、コイル35に流れる電流を調整して磁石30による磁界をゼロ、即ち、磁石30で発生した磁界をキャンセル(相殺)するようにする。これにより、磁気抵抗素子20での磁界印加状態として、磁気抵抗素子20に加わる磁界がゼロとなった状態(第1の状態)にされる。こうすることにより、磁石30の温度特性の影響を受けない。   As shown in FIG. 6, the microcomputer 40 determines in step 100 whether the bus bar 50 is in a live line state (state in which current flows) or is disconnected (state in which no current flows). If the microcomputer 40 is in a disconnected state (a state in which no current flows), the microcomputer 40 proceeds to step 101. In step 101, the microcomputer 40 adjusts the current flowing through the coil 35 so that the magnetic field generated by the magnet 30 is zero, that is, cancels (cancels) the magnetic field generated by the magnet 30. As a result, the magnetic field application state in the magnetoresistive element 20 is set to a state where the magnetic field applied to the magnetoresistive element 20 becomes zero (first state). By doing so, the temperature characteristics of the magnet 30 are not affected.

さらに、マイコン40はステップ102において、この状態におけるその時の磁気抵抗素子20の出力V1を取り込んでオフセット値α(出力V1のレベル)を算出する。
このようにして、ステップ100,101,102の処理が実行される。この際、オフセット値検知手段としてのマイコン40は、被測定対象物としてのバスバー50に電流が流れないときにおいてコイル35により磁気抵抗素子20での磁界印加状態を予め定められた第1の状態にしたときにおける磁気抵抗素子20の出力から磁気抵抗素子20のオフセット値を検知する。詳しくは、マイコン40は、磁石30で発生した磁界をコイル35で発生させた磁界により相殺した状態で磁気抵抗素子20の出力から磁気抵抗素子20のオフセット値を検知する。
Further, in step 102, the microcomputer 40 takes in the output V1 of the magnetoresistive element 20 in this state and calculates an offset value α (level of the output V1).
In this way, the processing of steps 100, 101, and 102 is executed. At this time, the microcomputer 40 as the offset value detection means sets the magnetic field application state in the magnetoresistive element 20 to the first state determined in advance by the coil 35 when no current flows through the bus bar 50 as the object to be measured. The offset value of the magnetoresistive element 20 is detected from the output of the magnetoresistive element 20 at that time. Specifically, the microcomputer 40 detects the offset value of the magnetoresistive element 20 from the output of the magnetoresistive element 20 in a state where the magnetic field generated by the magnet 30 is canceled by the magnetic field generated by the coil 35.

引き続き、マイコン40はステップ103において、コイル35に流れる電流をオフセット値の算出のための電流の向きとは逆にするとともに通電電流を調整して磁石30とコイル35による磁界を予め定めた規定値(一定値)にする。即ち、コイル35に対し一定電流を流して一定の磁界を発生させる。これにより、磁気抵抗素子20での磁界印加状態として、磁気抵抗素子20に所定(一定)の磁界が加わる状態となる。この状態は、オフセット値検知のための第1の状態とは異なる第2の状態である。   Subsequently, in step 103, the microcomputer 40 reverses the direction of the current flowing through the coil 35 from the direction of the current for calculating the offset value and adjusts the energization current to set a predetermined magnetic field by the magnet 30 and the coil 35. (Constant value). That is, a constant current is passed through the coil 35 to generate a constant magnetic field. Thereby, as a magnetic field application state in the magnetoresistive element 20, a predetermined (constant) magnetic field is applied to the magnetoresistive element 20. This state is a second state different from the first state for detecting the offset value.

さらに、マイコン40はステップ104において、この状態におけるその時の磁気抵抗素子20の出力V2から図4の温度特性データを用いて温度T1を算出(検知)する。算出した温度T1はメモリ41に記憶される。   Further, in step 104, the microcomputer 40 calculates (detects) the temperature T1 from the output V2 of the magnetoresistive element 20 in this state using the temperature characteristic data of FIG. The calculated temperature T1 is stored in the memory 41.

このようにして、ステップ100,103,104の処理が実行される。この際、温度検知手段としてのマイコン40は、バスバー50に電流が流れないときにおいてコイル35により磁気抵抗素子20での磁界印加状態を第1の状態とは異なる第2の状態にしたときにおける磁気抵抗素子20の出力から温度を検知する。   In this way, the processing of steps 100, 103, and 104 is executed. At this time, the microcomputer 40 serving as the temperature detection means performs the magnetism when the magnetic field application state in the magnetoresistive element 20 is changed to the second state different from the first state by the coil 35 when no current flows through the bus bar 50. The temperature is detected from the output of the resistance element 20.

引き続き、マイコン40はステップ105においてバスバー50が活線状態(電流が流れる状態)にあるか断線状態(電流が流れない状態)を判定して、活線状態(電流が流れる状態)にあると、ステップ106に移行する。マイコン40はステップ106において、実測時における現時点での磁気抵抗素子20の出力V3を取り込む。この実測時にマイコン40はコイル35に流れる電流を調整して磁石30で発生した磁界をキャンセル(相殺)して磁気抵抗素子20には磁石30およびコイル35から磁界が加わらないようにする。   Subsequently, in step 105, the microcomputer 40 determines whether the bus bar 50 is in a live line state (a state in which current flows) or a disconnection state (a state in which no current flows). The process proceeds to step 106. In step 106, the microcomputer 40 takes in the output V3 of the magnetoresistive element 20 at the time of actual measurement. During this actual measurement, the microcomputer 40 adjusts the current flowing through the coil 35 to cancel (cancel) the magnetic field generated by the magnet 30 so that no magnetic field is applied to the magnetoresistive element 20 from the magnet 30 and the coil 35.

また、ステップ106において、マイコン40は、図5の温度特性データを用いてステップ104で算出した温度T1から補正値βを算出する。そして、マイコン40は、取り込んだ磁気抵抗素子20の出力V3に対し、ステップ102で算出したオフセット値αと、図5を用いて算出した温度補正値βを加算する。マイコン40は、この補正後の磁気抵抗素子20の出力(=V3+α+β)を外部に送出する。   In step 106, the microcomputer 40 calculates the correction value β from the temperature T1 calculated in step 104 using the temperature characteristic data of FIG. The microcomputer 40 adds the offset value α calculated in step 102 and the temperature correction value β calculated using FIG. 5 to the acquired output V3 of the magnetoresistive element 20. The microcomputer 40 sends the output (= V3 + α + β) of the magnetoresistive element 20 after correction to the outside.

このようにして、ステップ105,106の処理が実行される。この際、補正手段としてマイコン40は、検知したオフセット値と検知した温度に基づいてバスバー50に電流が流れたときの磁気抵抗素子20におけるバスバー50に流れる被測定電流の大きさに応じた信号の出力の補正を行う。   In this way, the processing of steps 105 and 106 is executed. At this time, the microcomputer 40 as the correction means outputs a signal corresponding to the magnitude of the current to be measured flowing in the bus bar 50 in the magnetoresistive element 20 when the current flows in the bus bar 50 based on the detected offset value and the detected temperature. Correct the output.

つまり、磁石30およびコイル35を磁気抵抗素子20の近傍に配置し、バスバー50に流れる電流をセンシングする前にオフセット値および温度の測定を行い、バスバー50に流れる電流をセンシングする際にオフセット値の補正および温度の補正を行う。これまでの電流センサにおいては、オフセット補正と温度補正を行うためには別途センサが必要であったが、専用のセンサを用いることなくオフセット補正および温度補正を行い、電流を測定することができる。詳しくは、オフセット値の算出は磁気抵抗素子20での磁界(磁力)がゼロとなるようにコイル35に電流を流して磁石30の磁界をゼロとした状態で磁気抵抗素子20の出力を検出して行う。また、温度の測定は、コイル35の電流の向きを逆にし、磁気抵抗素子20のリニアな温度特性を利用して磁気抵抗素子20の出力から温度を求める。そして、電流が流れたときの測定値に対しオフセットおよび温度の補正を行う。   That is, the magnet 30 and the coil 35 are arranged in the vicinity of the magnetoresistive element 20, the offset value and the temperature are measured before sensing the current flowing through the bus bar 50, and the offset value is measured when sensing the current flowing through the bus bar 50. Compensate and correct temperature. Conventional current sensors require separate sensors to perform offset correction and temperature correction. However, current can be measured by performing offset correction and temperature correction without using a dedicated sensor. Specifically, the offset value is calculated by detecting the output of the magnetoresistive element 20 in a state where a current is passed through the coil 35 so that the magnetic field (magnetic force) at the magnetoresistive element 20 becomes zero and the magnetic field of the magnet 30 is zero. Do it. The temperature is measured by reversing the direction of the current in the coil 35 and using the linear temperature characteristics of the magnetoresistive element 20 to obtain the temperature from the output of the magnetoresistive element 20. Then, offset and temperature are corrected for the measured value when the current flows.

以上のごとく本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)電流センサの構成として、磁電変換素子としての磁気抵抗素子20と、磁石30と、調整手段としてのコイル35と、マイコン40とを備えている。マイコン40は、バスバー50に電流が流れないときにおいてコイル35により磁気抵抗素子20での磁界印加状態を予め定められた第1の状態にしたときにおける磁気抵抗素子20の出力から磁気抵抗素子20のオフセット値を検知する。また、マイコン40は、バスバー50に電流が流れないときにおいてコイル35により磁気抵抗素子20での磁界印加状態を第1の状態とは異なる第2の状態にしたときにおける磁気抵抗素子20の出力から温度を検知する。そして、マイコン40は、検知したオフセット値と検知した温度に基づいてバスバー50に電流が流れたときの磁気抵抗素子20におけるバスバー50に流れる被測定電流の大きさに応じた信号の出力の補正を行う。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) As a configuration of the current sensor, a magnetoresistive element 20 as a magnetoelectric conversion element, a magnet 30, a coil 35 as an adjusting means, and a microcomputer 40 are provided. The microcomputer 40 uses the output of the magnetoresistive element 20 from the output of the magnetoresistive element 20 when the magnetic field application state in the magnetoresistive element 20 is changed to the first predetermined state by the coil 35 when no current flows through the bus bar 50. Detect the offset value. Further, the microcomputer 40 uses the output of the magnetoresistive element 20 when the magnetic field application state in the magnetoresistive element 20 is changed to the second state different from the first state by the coil 35 when no current flows through the bus bar 50. Detect temperature. The microcomputer 40 corrects the output of the signal according to the magnitude of the current to be measured flowing in the bus bar 50 in the magnetoresistive element 20 when the current flows in the bus bar 50 based on the detected offset value and the detected temperature. Do.

これにより、磁石30とコイル35を用いて、オフセット補正と温度補正を行うことができる。その結果、専用のセンサを用いずに簡素な構成にて高精度に電流測定を行うことができる。   Thereby, offset correction and temperature correction can be performed using the magnet 30 and the coil 35. As a result, current measurement can be performed with high accuracy with a simple configuration without using a dedicated sensor.

(2)調整手段は、通電電流値に応じた強さの磁界が発生するコイル35である。これにより、磁界を発生させて磁石30による磁気抵抗素子20への磁界の強さを容易に調整可能となる。   (2) The adjustment means is a coil 35 that generates a magnetic field having a strength corresponding to the energization current value. As a result, a magnetic field is generated, and the strength of the magnetic field applied to the magnetoresistive element 20 by the magnet 30 can be easily adjusted.

(3)磁石30は永久磁石であり、当該永久磁石30の周囲にコイル35が巻回されている。これにより、磁石30で発生した磁界をコイル35(調整手段)で発生させた磁界により容易に相殺することができる。   (3) The magnet 30 is a permanent magnet, and a coil 35 is wound around the permanent magnet 30. Thereby, the magnetic field generated by the magnet 30 can be easily canceled by the magnetic field generated by the coil 35 (adjusting means).

つまり、オフセット値検知手段としてのマイコン40は、磁石30で発生した磁界をコイル35で発生させた磁界により相殺した状態で磁気抵抗素子20の出力から磁気抵抗素子20のオフセット値を検知する。これにより、磁石30における磁界の強さについて温度の影響を受けることなく磁気抵抗素子20のオフセット値を検知することができる。   That is, the microcomputer 40 as the offset value detection means detects the offset value of the magnetoresistive element 20 from the output of the magnetoresistive element 20 in a state where the magnetic field generated by the magnet 30 is canceled by the magnetic field generated by the coil 35. Thereby, the offset value of the magnetoresistive element 20 can be detected without being influenced by the temperature of the magnetic field in the magnet 30.

実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・オフセット値を求めるときに、磁界を「0」、即ち、磁石30で発生した磁界をキャンセル(相殺)するようにしたが、これに限ることはなく磁界をゼロ以外の一定値としてもよい。なおこの場合、バスバー50に流れる電流を磁気抵抗素子20で測定するとき磁石30による磁界成分が含まれる場合には磁石30による磁界成分を除いたものを最終電流測定結果とする。
The embodiment is not limited to the above, and may be embodied as follows, for example.
When calculating the offset value, the magnetic field is “0”, that is, the magnetic field generated by the magnet 30 is canceled (cancelled). In this case, when the current flowing through the bus bar 50 is measured by the magnetoresistive element 20, when the magnetic field component by the magnet 30 is included, the final current measurement result is obtained by removing the magnetic field component by the magnet 30.

・図1では磁石30は磁気抵抗素子20に対し被測定電流Iにより加わる磁界B2とは逆向きの磁界B1を磁気抵抗素子20に加えるようにした。これに代わり、磁石30は、磁気抵抗素子20に対し被測定電流Iにより加わる磁界B2と同一方向の磁界を磁気抵抗素子20に加えるようにしてもよい。   In FIG. 1, the magnet 30 applies a magnetic field B 1 opposite to the magnetic field B 2 applied to the magnetoresistive element 20 by the current I to be measured to the magnetoresistive element 20. Instead of this, the magnet 30 may apply a magnetic field in the same direction as the magnetic field B <b> 2 applied to the magnetoresistive element 20 by the measured current I to the magnetoresistive element 20.

・磁電変換素子として磁気抵抗素子を用いたが、これに代わり他の磁電変換素子、例えばホールIC(ホール素子)を用いてもよい。
・被測定対象物としてバスバー50を用いたが、これに限定されない。例えば、丸棒であってもよい。
Although a magnetoresistive element is used as the magnetoelectric conversion element, other magnetoelectric conversion elements such as a Hall IC (Hall element) may be used instead.
-Although the bus-bar 50 was used as a to-be-measured object, it is not limited to this. For example, a round bar may be used.

・磁石として電磁石を用いてもよく、要は、予め定められた強さの磁界が発生するものであればよい。   -An electromagnet may be used as a magnet, and what is necessary is just to generate a magnetic field having a predetermined strength.

10…電流センサ、20…磁気抵抗素子、30…磁石、35…コイル、40…マイコン、50…バスバー。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Current sensor, 20 ... Magnetoresistive element, 30 ... Magnet, 35 ... Coil, 40 ... Microcomputer, 50 ... Busbar.

Claims (5)

磁電変換素子と、
予め定められた強さの磁界が発生し、発生した磁界を前記磁電変換素子に加えることができる磁石と、
前記磁石による前記磁電変換素子への磁界の強さを調整可能な調整手段と、
被測定対象物に電流が流れないときにおいて前記調整手段により前記磁電変換素子での磁界印加状態を予め定められた第1の状態にしたときにおける前記磁電変換素子の出力から磁電変換素子のオフセット値を検知するオフセット値検知手段と、
被測定対象物に電流が流れないときにおいて前記調整手段により前記磁電変換素子での磁界印加状態を前記第1の状態とは異なる第2の状態にしたときにおける前記磁電変換素子の出力から温度を検知する温度検知手段と、
前記オフセット値検知手段により検知したオフセット値と前記温度検知手段により検知した温度に基づいて前記被測定対象物に電流が流れたときの前記磁電変換素子における前記被測定対象物に流れる被測定電流の大きさに応じた信号の出力の補正を行う補正手段と、
を備えたことを特徴とする電流センサ。
A magnetoelectric conversion element;
A magnet capable of generating a magnetic field having a predetermined strength and applying the generated magnetic field to the magnetoelectric transducer;
Adjusting means capable of adjusting the strength of the magnetic field applied to the magnetoelectric transducer by the magnet;
The offset value of the magnetoelectric conversion element from the output of the magnetoelectric conversion element when the magnetic field application state in the magnetoelectric conversion element is set to a predetermined first state by the adjusting means when no current flows through the object to be measured. Offset value detecting means for detecting
When no current flows through the object to be measured, the temperature is determined from the output of the magnetoelectric conversion element when the magnetic field application state in the magnetoelectric conversion element is changed to the second state different from the first state by the adjusting means. Temperature detecting means for detecting;
Based on the offset value detected by the offset value detecting means and the temperature detected by the temperature detecting means, the current to be measured flowing in the object to be measured in the magnetoelectric transducer when the current flows in the object to be measured Correction means for correcting the output of the signal according to the magnitude;
A current sensor comprising:
前記調整手段は、通電電流値に応じた強さの磁界が発生するコイルであることを特徴とする請求項1に記載の電流センサ。   The current sensor according to claim 1, wherein the adjustment unit is a coil that generates a magnetic field having a strength corresponding to an energization current value. 前記磁石は永久磁石であり、当該永久磁石の周囲に前記コイルが巻回されていることを特徴とする請求項2に記載の電流センサ。   The current sensor according to claim 2, wherein the magnet is a permanent magnet, and the coil is wound around the permanent magnet. 前記オフセット値検知手段は、前記磁石で発生した磁界を前記調整手段で発生させた磁界により相殺した状態で前記磁電変換素子の出力から磁電変換素子のオフセット値を検知することを特徴とする請求項2または3に記載の電流センサ。   The offset value detection means detects the offset value of the magnetoelectric conversion element from the output of the magnetoelectric conversion element in a state where the magnetic field generated by the magnet is canceled by the magnetic field generated by the adjustment means. 2. The current sensor according to 2 or 3. 前記被測定対象物は、バスバーであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電流センサ。   The current sensor according to claim 1, wherein the object to be measured is a bus bar.
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