專利名稱：磁場傳感器、使用其的磁場測定方法、電力測量裝置及電力測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種磁場傳感器、使用其的磁場測定方法、電カ測量裝置及電カ測量方法，尤其涉及用于實現(xiàn)沒有偏移的高精度的磁場測定的磁場傳感器的電壓讀取及使用該磁場傳感器的電カ測量裝置。
背景技術(shù)：
近年來，利用互聯(lián)網(wǎng)等的環(huán)境得以完善，包括電カ的遠(yuǎn)程讀表的測量系統(tǒng)的開發(fā)得到發(fā)展。使用采用如下方法的電カ計在將所使用的電カ轉(zhuǎn)換為圓盤的轉(zhuǎn)數(shù)來進(jìn)行積分運算的現(xiàn)有積算電カ計上，附設(shè)檢測旋轉(zhuǎn)的傳感器，或另行附設(shè)電流計(CT)、電壓計(PT)，進(jìn)行基于電路、微處理器的乘法運算并測量電カ等方法。但是，上述電カ計的裝置不僅大型化，而且昂貴，此外還會消耗過多的能量。因此希望開發(fā)出能夠?qū)⑾碾姤苯幼鳛殡娏縼頊y定、且能夠?qū)崿F(xiàn)小型化及集成化的電カ計。尤其是提出了利用磁性薄膜的磁阻效應(yīng)、能夠?qū)⑾碾姤苯訙y定為電量的電カ測量裝置(非專利文獻(xiàn)1、2)。其是如下電カ測量裝置，使用與交流所流過的一次導(dǎo)體平行放置(形成在基板上)的磁性薄膜，經(jīng)由電阻向該磁性薄膜的兩端施加一次電壓，從磁性薄膜的(兩端)讀取輸出。該電カ測量裝置采用根據(jù)二倍頻成分的振幅值讀取電カI(xiàn)V的方式。在該電カ測量裝置中，利用由磁性薄膜構(gòu)成的強磁性體內(nèi)該磁性體的電阻值根據(jù)電流與磁化所成的角度而變化的現(xiàn)象即平面霍爾效應(yīng)，關(guān)注于能夠無偏置磁場地獲得線性特性這一點，讀取與電カ成正比例的信號成分。在此所使用的磁場傳感器是將外部磁場的變化轉(zhuǎn)換為電信號的元件，形成強磁性薄膜、半導(dǎo)體薄膜等磁性薄膜的圖案，使電流在該磁性薄膜的圖案中流過，作為電壓變化，將外部磁場的變化轉(zhuǎn)換為電信號。在此輸出信號如下式⑴所示。[數(shù)學(xué)式I]
權(quán)利要求
1.ー種磁場傳感器，其具備 磁性薄膜； 具有輸入輸出端子的供電部，向上述磁性薄膜供給元件電流；以及 檢測部，檢測與上述元件電流的方向正交的方向上的上述磁性薄膜端部之間的電壓； 上述磁性薄膜形成為相對于上述元件電流的方向?qū)ΨQ。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁場傳感器，其中， 上述磁性薄膜的外形為圓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的磁場傳感器，其中， 上述磁性薄膜是環(huán)狀體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁場傳感器，其中， 上述磁性薄膜由正方形的環(huán)狀體構(gòu)成，以電流在上述正方形的對角線方向上流過的方式設(shè)置有供電部。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁場傳感器，其中， 上述磁性薄膜的線寬恒定。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任ー項所述的磁場傳感器，其中， 上述磁性薄膜在上述環(huán)狀體的內(nèi)部設(shè)置有由磁性膜構(gòu)成的內(nèi)部磁性薄膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁場傳感器，其中， 上述內(nèi)部磁性薄膜以由與上述磁性薄膜相同的材料構(gòu)成的磁性薄膜構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁場傳感器，其中， 上述內(nèi)部磁性薄膜由與上述磁性薄膜不同的磁性薄膜構(gòu)成。
9.ー種磁場測定方法，其中， 以磁性薄膜的圖案相對于元件電流的方向?qū)澐Q的方式供給元件電流， 在與上述元件電流的供給方向正交的方向上檢測上述磁性薄膜端部之間的電壓，從而測定磁場強度。
10.一種電カ測量裝置，其具備磁場傳感器和直流成分提取部， 上述磁場傳感器包括磁性薄膜，被配置為與交流所流過的一次導(dǎo)體平行；具有輸入輸出端子的供電部，與上述一次導(dǎo)體連接，并經(jīng)由電阻體向上述磁性薄膜供給元件電流；以及檢測部，檢測上述磁性薄膜兩端的輸出； 上述直流成分提取部從上述檢測部的輸出提取直流成分。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電力測量裝置，其中， 上述磁場傳感器和上述直流成分提取部形成在相同基板上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電力測量裝置，其中， 上述磁場傳感器的上述磁性薄膜成膜在上述基板上，上述檢測部與上述基板上的布線圖案直接連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電力測量裝置，其中， 上述磁場傳感器具備 磁性薄膜，成膜在上述基板上； 具有輸入輸出端子的供電部，向上述磁性薄膜供給元件電流；以及 檢測電極部，檢測上述磁性薄膜兩端的輸出；上述布線圖案由與上述供電部及上述檢測電極部相同的導(dǎo)體層構(gòu)成。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電力測量裝置，其中， 上述磁性薄膜形成為，磁阻相對于上述元件電流的方向?qū)ΨQ。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至14中任一項所述的電カ測量裝置，其中， 上述磁性薄膜形成為，磁化方向與上述元件電流的方向一致。
16.根據(jù)權(quán)利要求10至15中任一項所述的電カ測量裝置，其中， 上述檢測部形成在與上述元件電流的方向正交的方向上。
17.根據(jù)權(quán)利要求10至16中任一項所述的電カ測量裝置，其中， 上述直流成分提取部具有按商用頻率f的f分之I的周期對輸出值進(jìn)行積算的積算部。
18.根據(jù)權(quán)利要求10至16中任一項所述的電カ測量裝置，其中， 上述電カ測量裝置具備檢測上述元件電流的一次電壓的零交叉點的零交叉點檢測部， 根據(jù)上述零交叉點檢測部的輸出，確定上述直流成分提取部的驅(qū)動定吋。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電力測量裝置，其中， 包括與上述檢測部并聯(lián)連接的電容器。
20.一種電カ測量方法，其包括如下步驟 使用權(quán)利要求10至19中任一項所述的電カ測量裝置，以磁阻相對于元件電流的方向?qū)ΨQ的方式對磁性薄膜的圖案供給元件電流， 讀取通過供給上述元件電流而產(chǎn)生的輸出的直流成分作為電カ信息。
全文摘要
能夠判定正負(fù)方向，能夠?qū)崿F(xiàn)可靠性高的磁場檢測。本發(fā)明的磁場傳感器具備強磁性薄膜(3)；具有輸入輸出端子的供電部(5A、5B)，向上述強磁性薄膜供給元件電流；以及檢測部(5C、5D)，檢測與上述元件電流的方向正交的方向上的上述強磁性薄膜(端部之間)的電壓；上述強磁性薄膜形成為相對于上述元件電流的方向?qū)ΨQ。
文檔編號G01R21/08GK102656471SQ20108003807
公開日2012年9月5日 申請日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月26日
發(fā)明者吉川啟介, 巖見英司, 武長秀樹, 澤田知行, 福井卓, 辻本浩章 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社