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专利名称：磁场传感器、使用其的磁场测定方法、电力测量装置及电力测量方法
技术领域：
本发明涉及ー种磁场传感器、使用其的磁场測定方法、电カ测量装置及电カ测量方法，尤其涉及用于实现没有偏移的高精度的磁场测定的磁场传感器的电压读取及使用该磁场传感器的电カ测量装置。
背景技术：
近年来，利用互联网等的环境得以完善，包括电カ的远程读表的測量系统的开发得到发展。使用采用如下方法的电カ计在将所使用的电カ转换为圆盘的转数来进行积分运算的现有积算电カ计上，附设检测旋转的传感器，或另行附设电流计(CT)、电压计(PT)，进行基于电路、微处理器的乘法运算并测量电カ等方法。但是，上述电カ计的装置不仅大型化，而且昂贵，此外还会消耗过多的能量。因此希望开发出能够将消耗电カ直接作为电量来測定、且能够实现小型化及集成化的电カ计。尤其是提出了利用磁性薄膜的磁阻效应、能够将消耗电カ直接測定为电量的电カ測量装置(非专利文献1、2)。其是如下电カ测量装置，使用与交流所流过的一次导体平行放置(形成在基板上)的磁性薄膜，经由电阻向该磁性薄膜的两端施加一次电压，从磁性薄膜的(两端)读取输出。该电カ測量装置采用根据二倍频成分的振幅值读取电カIV的方式。在该电カ測量装置中，利用由磁性薄膜构成的强磁性体内该磁性体的电阻值根据电流与磁化所成的角度而变化的现象即平面霍尔效应，关注于能够无偏置磁场地获得线性特性这一点，读取与电カ成正比例的信号成分。在此所使用的磁场传感器是将外部磁场的变化转换为电信号的元件，形成强磁性薄膜、半导体薄膜等磁性薄膜的图案，使电流在该磁性薄膜的图案中流过，作为电压变化，将外部磁场的变化转换为电信号。在此输出信号如下式⑴所示。[数学式I]
权利要求
1.ー种磁场传感器，其具备 磁性薄膜； 具有输入输出端子的供电部，向上述磁性薄膜供给元件电流；以及 检测部，检测与上述元件电流的方向正交的方向上的上述磁性薄膜端部之间的电压； 上述磁性薄膜形成为相对于上述元件电流的方向对称。
2.根据权利要求I所述的磁场传感器，其中， 上述磁性薄膜的外形为圆形。
3.根据权利要求I或2所述的磁场传感器，其中， 上述磁性薄膜是环状体。
4.根据权利要求3所述的磁场传感器，其中， 上述磁性薄膜由正方形的环状体构成，以电流在上述正方形的对角线方向上流过的方式设置有供电部。
5.根据权利要求3所述的磁场传感器，其中， 上述磁性薄膜的线宽恒定。
6.根据权利要求2至5中任ー项所述的磁场传感器，其中， 上述磁性薄膜在上述环状体的内部设置有由磁性膜构成的内部磁性薄膜。
7.根据权利要求6所述的磁场传感器，其中， 上述内部磁性薄膜以由与上述磁性薄膜相同的材料构成的磁性薄膜构成。
8.根据权利要求6所述的磁场传感器，其中， 上述内部磁性薄膜由与上述磁性薄膜不同的磁性薄膜构成。
9.ー种磁场测定方法，其中， 以磁性薄膜的图案相对于元件电流的方向対称的方式供给元件电流， 在与上述元件电流的供给方向正交的方向上检测上述磁性薄膜端部之间的电压，从而測定磁场强度。
10.一种电カ測量装置，其具备磁场传感器和直流成分提取部， 上述磁场传感器包括磁性薄膜，被配置为与交流所流过的一次导体平行；具有输入输出端子的供电部，与上述一次导体连接，并经由电阻体向上述磁性薄膜供给元件电流；以及检测部，检测上述磁性薄膜两端的输出； 上述直流成分提取部从上述检测部的输出提取直流成分。
11.根据权利要求10所述的电力測量装置，其中， 上述磁场传感器和上述直流成分提取部形成在相同基板上。
12.根据权利要求11所述的电力測量装置，其中， 上述磁场传感器的上述磁性薄膜成膜在上述基板上，上述检测部与上述基板上的布线图案直接连接。
13.根据权利要求11所述的电力測量装置，其中， 上述磁场传感器具备 磁性薄膜，成膜在上述基板上； 具有输入输出端子的供电部，向上述磁性薄膜供给元件电流；以及 检测电极部，检测上述磁性薄膜两端的输出；上述布线图案由与上述供电部及上述检测电极部相同的导体层构成。
14.根据权利要求13所述的电力測量装置，其中， 上述磁性薄膜形成为，磁阻相对于上述元件电流的方向对称。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的电カ测量装置，其中， 上述磁性薄膜形成为，磁化方向与上述元件电流的方向一致。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的电カ测量装置，其中， 上述检测部形成在与上述元件电流的方向正交的方向上。
17.根据权利要求10至16中任一项所述的电カ测量装置，其中， 上述直流成分提取部具有按商用频率f的f分之I的周期对输出值进行积算的积算部。
18.根据权利要求10至16中任一项所述的电カ测量装置，其中， 上述电カ测量装置具备检测上述元件电流的一次电压的零交叉点的零交叉点检测部， 根据上述零交叉点检测部的输出，确定上述直流成分提取部的驱动定吋。
19.根据权利要求18所述的电力測量装置，其中， 包括与上述检测部并联连接的电容器。
20.一种电カ測量方法，其包括如下步骤 使用权利要求10至19中任一项所述的电カ测量装置，以磁阻相对于元件电流的方向对称的方式对磁性薄膜的图案供给元件电流， 读取通过供给上述元件电流而产生的输出的直流成分作为电カ信息。
全文摘要
能够判定正负方向，能够实现可靠性高的磁场检测。本发明的磁场传感器具备强磁性薄膜(3)；具有输入输出端子的供电部(5A、5B)，向上述强磁性薄膜供给元件电流；以及检测部(5C、5D)，检测与上述元件电流的方向正交的方向上的上述强磁性薄膜(端部之间)的电压；上述强磁性薄膜形成为相对于上述元件电流的方向对称。
文档编号G01R21/08GK102656471SQ20108003807
公开日2012年9月5日 申请日期2010年8月26日 优先权日2009年8月26日
发明者吉川启介, 岩见英司, 武长秀树, 泽田知行, 福井卓, 辻本浩章 申请人:松下电器产业株式会社