[发明专利]电流传感器以及测定装置

说明书

本发明确保检测灵敏度的线性特性。提供一种电流传感器，包括：磁芯(CR)，该磁芯(CR)形成内包测定对象电路(5)的闭合磁路且为环状；磁电转换部(15)，该磁电转换部(15)检测磁芯(CR)内的磁通并输出振幅与该磁通的磁通量相对应的电信号；线圈(16)，该线圈(16)形成于磁芯(CR)并且提供基于电信号生成的负反馈电流；以及内侧屏蔽构件(SH2)，该内侧屏蔽构件(SH2)至少配设在磁电转换部(15)和线圈(16)的附近，在内侧屏蔽构件(SH2)形成使闭合磁路的磁阻增加的第1间隙(G1)，该闭合磁路针对来自磁芯(CR)的漏磁通(φ3)，并且构成为包含该内侧屏蔽构件(SH2)、磁芯(CR)上线圈(16)的形成部位以及磁电转换部(15)。

技术领域

本发明涉及一种电流传感器以及具备该电流传感器的测定装置，该电流传感器包括磁芯、霍尔元件等磁电转换部、形成在磁芯上的线圈以及屏蔽构件(屏蔽壳体等)，构成为由磁芯形成内包测定对象电路的闭合磁路并且，。

背景技术

作为此种电流传感器，本发明申请人已经提出了下述专利文献1中公开的电流传感器。该电流传感器具备如下的基本结构。也就是说，该电流传感器具有：磁芯，该磁芯构成为可分割成固定侧的第1磁芯和可动侧(开闭侧)的第2磁芯，且被测定电线插通其内部空间；以及磁屏蔽壳体(固定侧的第1磁屏蔽壳体和可动侧的第2磁屏蔽壳体)，该磁屏蔽壳体以遮蔽外部磁场(外来噪声)为目的覆盖磁芯。该情况下，固定侧的第1磁芯大致形成为一边开放的U字形，可动侧的第2磁芯与第2磁屏蔽壳体部一同由磁芯开闭机构支承，可对第1磁芯的开放面进行开闭。此外，固定侧的第1磁芯上设有磁电转换元件即霍尔元件和负反馈线圈。

具有以上结构的电流传感器与配设在外部的放大器组合后，可作为零磁通法(磁性平衡方式)的测定装置(作为一例可列举电流检测装置)发挥作用。具体地说，该测定装置中，在霍尔元件的输出侧连接作为电压-电流转换器的放大器，并且放大器的输出侧与负反馈线圈的一端连接，放大器生成与霍尔元件的输出电压成正比的负反馈电流并提供至负反馈线圈。在负反馈线圈的另一端连接着作为电压检测负反馈电流的检测电阻。

该情况下，该负反馈电流与磁芯中产生的磁通的大小(磁通量)成正比。也就是说，负反馈电流与被测定电线中流动的电流成正比。因此，根据该测定装置，能够基于由检测电阻检测出的电压测定被测定电线中流动的电流。

另外，如专利文献1中所公开的那样，该电流传感器中存在着如下应改善的课题。也就是说，此种电流传感器中，由磁芯构成的闭合磁路的磁阻在负反馈线圈的部分以及配置有霍尔元件的部分(间隙)会显著增加。因此，该电流传感器中会产生由这些部分朝向磁屏蔽壳体的漏磁通。

此外，该电流传感器中，不仅是磁芯，在磁屏蔽壳体上也会因被测定电线中流动的电流而感应到磁通(该磁通也被称为感应磁通)，根据该感应磁通以及漏磁通的大小，有时磁屏蔽壳体会发生磁饱和。另外，由于磁芯会如上所述被施加负反馈，使内部产生的磁通为零，所以不易产生磁饱和。

而且，在被测定电线中流动的电流的电流值增大，磁屏蔽壳体发生磁饱和时，磁屏蔽壳体内的磁通的大小(磁通量)会成为达到顶点的状态，其结果是，磁芯内的磁通的大小(磁通量)会相应地增加。该情况下，零磁通法(磁性平衡方式)的测定装置(电流检测装置)中，会增加负反馈电流，使负反馈线圈中产生的磁通增加相应的量。因此，存在以下课题，即，使用了该电流传感器的测定装置中，在被测定电线中流动的电流到达会在磁屏蔽壳体引起磁饱和的大电流区域的状态下，检测灵敏度会上升(也就是说，检测灵敏度的线性特性会受损)。

该专利文献1中，作为用于改善该课题的一种结构，公开了如下结构，即磁屏蔽壳体上，使与未配设磁芯侧的磁电转换部(磁电转换元件)和负反馈线圈的部分对应的特定部分的体积大于其他部分(具体而言，在磁屏蔽壳体上粘贴附加磁性体)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开2006-46922号公报(第2-6页、图1、5-6)