TW434411B - Magnetic sensor apparatus, current sensor apparatus and magnetic sensing element - Google Patents

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㈣漆4 1.1賴五、發明說明（ί) [技術領域] 本發明有顢於用Μ測定較大之磁場之磁測感裝置•和測 定電流所產生之磁場藉Μ測定電流之電流測感裝置，Κ及 用Μ測定磁場之磁測感元件。 [背景技術] 磁測感裝置和利用該磁測感裝置之非接觸型之電流測感 裝置自古Κ來開發有許多種產業上有用之方式。但是，其 利用領域特殊所Μ到目前沒有很大之市場。因此•在成本 方面目前尚未充分的開發。 然而，在最近由於環保問題*廢氣之限制，所Κ盛行電 動汽車和太陽光發電之開發。在電動汽車和太陽光發電中 •為著操作数KW〜數100之直流電力*需要有非接觸型之 電流測感裝置用以測定數10〜數100Α之直流電流。此種電 流測感裝置因為需要量很大，特性亦被要求，不能使價格 低廉，所Μ妨礙電動汽車和太陽光發電之普及。另外，在 如同電動汽車之於嚴格環境使用之電流測感裝置中，要求 10年Κ上之長期間之可靠度。在此種電流測感裝置中，社 會上要求其特性良好，廉價，和長期間的具有高可靠度。 在Κ非接觸方式測定電流之情況時，利用變壓器之原理 可Μ很簡單的測定交流成分。但是，直流成分不能Κ此方 法測定，所Κ採用Κ磁测感器測定電流所產生之磁場之方 法。此種電流測感裝置之構造通常是在與被測電流交鍵之 磁軛設有空隙，在該空隙設置磁測感裝置之磁测感元件。 使用在此種電流測感裝置之磁测感元件大多使用霍爾 A7 ------裝 — — 訂·! I —線 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4 4344 \ 1« a? 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（2) (HaH)元件，亦有利用磁姐效應（MJO或通量閛元件之實例 在上述之電動汽車和太陽發電之用途中，被測定電流為 10〜500安培。因此，作為磁測感元件者主要的是使用適 於测定高磁場之霍莆元件或GMR(巨磁阻效應）元件。 並不只限於使用霍爾元件或G MR元件之情況，在一般之 電潦測感裝置中，習知技術為蕃改善線性（linearity)和 溫度相闞性，如日本國專利案特開昭62-2 2088號公報所示 ，根據磁测感装置之輸出，產生與由被測定轚潦製成之被 測定磁埸相反方向之磁場，在磁軛中之磁場大致為零之狀 態，亦即*施加在磁測感裝置之磁埸為接近零之狀態下* 使磁测感裝置進行動作，習知技術Μ此方式使磁测感裝置 之輸出進行負回鋇，Μ下將此種技術稱為負回鎮法。 另外，在電流測感裝置中*習知之技術如日本國專利案 特公昭63-5 7741號公報所示，在被測定電流所產生之被測 定磁場重* 一定之交流磁場，控制與該交流磁場對應之磁 测感裝置之輸出使其經常成為一定，藉Κ提高測定精確度 ° Μ下將此種抜術稱為交流重叠法。 在磁澜感元件中有霍爾元件，MR元件，GMR元件，通最 閘（flux gate)元件等之各種元件。該等元件分別有其通 用之磁埸测定範圖。因此•習知技術爾要依照被測定磁場 之大小，壤擇磁測感元件。但是各涸元件因為其輪出之大 小、線性、溫度相腰|性等之特性互不相同，所Μ在磁場測 定範圍方面即使選擇適於被測定磁場之大小之磁測感元件 ，並不一定能滿足所霈要之精確度為其問題。另外，亦會 — 111 — — — — — — I ^ ^' — 111111 I Ϊ I— I 1 I i 4^^. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 43^4 1 1® A7 __B7_ 五、發明說明（：υ 有找不到具有適合於被测定磁場之大小之磁場測定範圍之 磁測感元件之情況為其問題。 如上所述，為著改善線性和輪出之溫度相醏性所Κ採用 負回饋法。但是在負回饋法中，必需產生與被測定電流所 製作之被測磁場大小相同方商相反之負回饋磁場。例如， 在測定100安培之電流之情況時，即使使負回饋磁場產生 用之線圈之圈數成為100圈時，亦需要1安培之回饋電流。 因此*在負回鋇法中，會發生線圈之大型化，窜力損失· 發熱等之問題，在晋知技術中要解決該等間題會有困難0 另外，在負回韻法中，因為磁測感元件通常在磁埸接近 零之狀態下進行動作，所Μ當磁测感元件使用輪出較小之 霍爾元件時，會受到元件本身或直流放大電路之漂移之強 大影響，會產生精確度劣化之問題。 在G MR元件中，輸出較大，磁阻效應與磁埸之方向沒有 相關性，所以會有不能判別被測定磁場之方向（在電流測 ------------ 裝、-------訂-------線一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 向 方 之 流 電 定 被 為 G 況用 情使 之之 置術 裝技 感知 習場 在磁 ， 定 此測 因被 。 於 題對 問’ 之況 丨情 之 場 磁 定 測 件 元 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 移向 偏方 加反 施場 式磁 方移 此偏 Μ 與 ’ 場 化磁 變定 之測 調被 單當 行況 進情 置種 裝這 感在 测 * 磁是 , 但 化 〇 變場 之磁 對調 , 單 時持 值保 對不 絕成 之變 場出 磁輸 移之 偏置 過裝 超感 值測 對磁 絕 , 之化 場變 磁之 定場 測磁 被定 且測 而被 , 於 題#交 問重用 之流利 控交只 失，， 行是此 進但因 系 Ο Ο 饋術性 回技線 負之之 有度置 會確裝 時精感 法高測 饋提磁 回 Μ 保 負用確 用是能 採法要 當«是 Κ 重提 所流前 ， 交之 性 法 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格mo X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作钍印製 屢細1 te A7 B7 五、發明說明（4) 流重叠法並不能改善線性。 在此種習知之磁測感裝置或電流测感裝置中，要κ良好 之精確度測定任意大小之磁場或電流（尤其是大磁場或大 電流）會有困難。 另外·在使用習知技術之使用有開發最進步之霍爾元件 之電流測感裝置中，會有下面所述之問題。 Π)敏感度低。 (2>敏感度之分散變化（Aspersion)大。 (3) 溫度特性不良。 (4) 偏差（offset)電磨之處理麻煩。 在磁驵效應元件中*除了上述之間題外，更有直線性不 良之問題。 對於霍爾元件之問題•開發有數種解決手段。該等手段 之一是上述之負回饋法。在該負回餵法中，使與元件輸出 成正比例之磁場反相，施加到磁測感元件*利用負回饋使 元件輸出經常成為一定，用來改善敏感度之分散變化*溫 度特性，和線性。 但是，在使用負回饋法之情況時•需要對元件施加與被 檢測磁場相同大小之反向磁場。因此，如同電動汽車和太 陽光發電之用途*在檢測數100安培之電流之情況時•即 使使回饋磁場產生線圈之圈數成為100圈時，回鑕電流變 為數安培。因此，在實際之方法中當構成電流測感裝置時 ，會變成極大型和高價格。 假如磁测感元件具有高敏感度時，只將被檢測磁場之一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格〈210 X 297公釐） -7 - -----------λ.裝；！—訂---ί-rllf線 f (請先閱續背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 4344 1 1 ^ A7 ____B7_ 五、發明說明（5) 部份（例如1/100)施加到元件，可Μ減少回饋電流，但是 因為作為磁測感元件之霍爾元件之敏感度低，所Κ會有困 難。 另外*通量閛元件之開發主要的是作為微小磁場檢測用 ，大電流檢測用之技術開發尚未發達。但是，通量閘元件 具有可ΜΜ簡單之構造獲得高敏感度之特徵，所Μ逐漸的 改進有利於用在大電流用電流測感裝置之磁檢測部。 下面將使用圖13用來說明最簡單之通最閘元件之動作原 理。圖13是特性圖，用來表示捲繞在磁芯之線圈之電感和 媒圈電流之關係。因為磁芯具有磁飽和特性，所Κ當線圈 電流增大時*磁芯之有效導磁係數降低*線圏之電感減少 。因此，利用磁餓等對磁芯施加偏移磁場Β時，在外部磁 場Ho重叠在偏移磁場之情況，可以以線圈之電感之變化 用來測定外部磁場Ho之大小。此為最簡單之通最閘元件之 動作原理。另外*圖13表示將偏移磁場B和外郜磁場11〇均 換算媒圈電流之大小。 但是，在此種方法中，磁鐵所產生之磁場之後度，和磁 鐵與磁芯之位置關係等會使偏移點B之位置變化，所以需 要調整外部磁場H〇為零時之罨感量使其成為一定之值。然 而，該值對於溫度變化和其他之外來檯亂之不穩定性之補 償極為困難。因此，上述之方法不實用。 在棒狀磁芯中，成為開路磁路之磁滯之影響通常相當的 小。其中，磁芯之磁滯可Μ忽視，磁芯之飽和特性與線圈 電流之方向無關*使線圈電流成為正向時*和成為負向時 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------11 -. '--—---—訂—--------•線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 4 344 1 _______ B7_ 五、發明說明（G) 之電感之變化特性相同。例如，圔13之P +舞知P -點表示絕對 值相等之正向線圏電流和負向線圈電滾。在該等點之近傍 ’對於媒圈電流之絕對值之變化，其電感之變化特性栢同 。因此*對線圈施加交流電滾，在尖峰時使磁芯進入飽和 區域，假如涠定電流之正負之各個尖峰值之電感之減少部 份之差時，在外部磁場為零之情況，該差經常為零。亦即 *由於溫度變化或外來之播亂使磁芯之特性變化時，該差 亦不變。另外，在本申請案中，磁芯之飽和區域是指磁場 之絕對值大於磁芯之専磁係數為最大導磁係数時之磁場之 絕對值之Μ域。 另外一方面，在對磁芯施加外部磁場之情況時，如匾13 所示，該外部磁場Ho在依電流之正商施加時，就在電流之 正的尖峰（例如圃13之Q +點）使電感量減少，在負的尖峰（ 例如鬮13之Q-點）使電感量增加，所K該差為零K外之值 。該電感虽之差因為與外部磁場相關，所K經由測定該電 感最之差，可K用來測定外部磁場。 依照這種方式，對線圈施加交流電流在尖峰時使磁芯進 人飽和區域，拥定電潦之正負之各個尖峰值之電感之減少 部份之差，此種方法在本申請案中稱為大振幅激振法。 使用此種大振幅激振法之磁測感裝置被揭示在日本國專 利案特公昭62-55111號公報’日本國專利薬特公昭 63-5 271 2號公報，和日本國專利案特開平9-61506號公報 °另外，在日本國專利案實公平7-23751號公報揭示有使 用2個之偏移用磁鐵可Μ進行與大振幅激振法同樣之測定 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規柊卿χ 297公髮〉 -9 - <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝；------- 訂 ----；----^線, 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（7) A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 之技術。 大振幅激振法可以除去溫度變化和外表擾亂之影W，是 非常優良之方法。但是*當對線圈施加足Μ使磁芯飽和之 交流電流時會有下面所述之問題，所Κ不那麽簡單。因此 ，習知技術之用途只限於使用有小飽和磁場之非晶形磁芯 等之小磁場檢測用之磁測感裝置。 另外，當Κ非接觸方式檢測直流電流時* —般採用之方 法是利用磁測感元件用來檢測電流所產生之磁場。在此種 方违中，在電流路徑之周園設置具有空隙之磁軛，將磁測 感元件設在空隙中，利用該磁測感元件用來測定空隙之磁 場。當電流值為I，空隙之長度為g時，則空隙中之磁場之 強度Η變成為H = I/g。 在電流測感裝置中，在採用負回饋法之情況，磁測感元 件使用通量閘元件其構成是在一個之磁Η上捲鐃一個之線 圈。另外，在日本國專利案特開昭60-185179號公報*和 曰本國專利荼特開平9-257835號公報記載有在使用通量閛 元件之磁測感裝置採用負回饋法之實例。 在電流測感裝置中•於使用通量閘元件，探用負回饋法 之情況*對線圈施加由被測定電流產生之磁場，利用負回 餵電潦在線圈產生之磁場剛好抵消被施加磁場。因此*要 使測定電流範圍變大時*需要使負回饋電流變大，或是使 磁輒之空隙之長度g變大藉Μ使施加磁場變小。 但是，使空隙8變大時，變成需要大的磁軛，會有不經 濟之問題。另外，使回饋電流變大時*會有消耗電力變大 (清先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 10 4^44 1 1 -五、發明說明（8) , 元 時感 場测 磁磁 定過 測通 被通 於磁 小 之 。 場，份 題磁部 問加一 之施使 象之只 現件 K 良元藉 不 感 流 生測分 發磁通 等使磁 熱要使 發，用 圈外使 線另M ， 可 為 難 困 有 會 定 確 的 確 正 比 流 分 使 要 中 法 方 該 在 5 法。 方題 之問 件其 中時 置流 裝電 感大 測或 流場 電磁 或大 置定 装測 感 Μ 測可 磁 Κ 之藉 術， 技大 知擴 習圍 在範 ， 定 述测 所使 上要 如當 述 所 上。 如琨 ， 實 大，易 變容 流不 電Κ 韻所 回 -負題 使問 或有 大會 擴均 隙況 空情 之種 軛一 磁何 使任 要為 需因 示 揭 之 明 發 置 裝 感 測 潦 UnrH 和 置 裝 感 湄 磁 之 流 或 第場 之磁 明之 發小 本大 之 意 任 定 i 度 確 精 之 好 良ΜΜ 可 供 提 是 的 百 置 裝 感 測 第磁 之之 明圍 發範 本定 测 之 溁 電 或 場 磁 大 擴 易 容 很Μ 可 供 提 是 的 0

件 元 感 測 磁 和 置 裝 感 測 流 SB 電 大 或 場 磁 大 定 測 易 容 很 Μ 可 供 提 是 的 ， 目卜 3 置 第装 之感 明測 發磁 本之 流 件 元 感 測 磁 和 置 裝 感 测 流 電 (諳先閱讀背面之ii意事項再填寫本頁) -------訂-----1----* 線； 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 置 裝 感 流 電 或 置 裝 感 測 磁 ABB 種 1 是 fcsc 樣 態: 1¾有 第備 之具 明是 發徵 本特 其 號測 信 檢 之磁 應之 對述 場上 磁使 定 Μ 測藉 被場 之磁 加饋 施回 被負 與生 出產 輸來 來用 用 ， , 置 部裝 測饋 檢回 磁負 檢 磁 該 為 成 或 圍 和周 ; 之 部部 測测 檢檢 磁磁 之之 述 述 上上 到在 鎖設 回被 負 ’ 出體 輸性 之磁 TJ· § 和 數 係 場 磁 反 之 。 場同 磁不 定為 測成 被數 述係 上場 對磁 使反 來之 用 場 ' 磁 份鑛 部回 一 負 之述 部上 測對 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 434411« 五、發明說明（9) 在本發明之第1態樣之磁測感装置或霉流測感裝置中， 利用設在磁檢測部之周圍，或成為磁檢測部之一部份之磁 性體*用來使對被测定磁場之反磁場係數和對負回饋磁場 之反磁埸係數成為不同。利用這種方式，可κ使負回饋磁 場之大小和被測定磁場之大小成為不同。 在本發明之第1態樣之磁測感装置或®流測感裝置中亦 可K使上述之磁性饉具有用Μ收納上述之磁檢測部之空洞 ’該磁性體被設在上述之磁檢測部之周困；和上述之磁檢 測部被收納在上述磁性熥之上述空洞內。 另外，在本發明之第1戆樣之磁測感装置或m流測感装 置中亦可Μ使上述之磁檢澜部具有磁芯，和被捲鐃在該磁 芯上之用以檢測上述之被測定磁埸之媒圈；和上述之磁性 熥是成為上述磁檢澜部之一部份之上述磁芯。另外，在本 申請案中，磁芯是指由具有磁飽特性之磁性體形成之捲鐃 有線圈之芯。 本發明之第2態樣是一種磁測感裝置或霣流測感裝置， 其特激是具備有： 磁檢拥部，用來输出與被施加之被测定磁埸對懕之信號 ;和 磁性«，具有用以收納上述之磁檢测部之空洞； 上述之磁檢湄部被收納在上述磁性鱷之上述空洞内· 根據與上述磁性钃之形狀相II之第1反磁埸係数和與上 述空洞之形狀相鼷之第2反磁«係敝之至少之一方，用來 將上述之被测定磁埸和豳加在上述之磁檢澜部之磁埸之比 本紙張尺度適用中國國家楳準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -12 - I----------一 —訂—* 線-^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 344 1 t 令3 A7 _B7五、發明說明（iO) 為發磁 成本與 定在據 設 根 值 之 定 指 , 形 中之 置洞 裝空 感與 測和 流數 電係 或場 置磁 裝LS 感L 測 磁 之 樣 ο 態 第 之 當 相 狀 形 第之 之體 明性 磁 定 測 被 將 來 用 方 一 之 少 至 之 數 係 場 磁 反 2 第 之 翮 相 吠 用部 利測 。 檢 值磁 之於 定適 指為 為成 成場 定磁 設之 比部 之测 場檢 磁磁 之在。 部加值 測施之 檢使圍 磁 Μ 範 在可定 加式測 施方場 和種磁 場這之 磁 之 場 磁 定 0 被 述 上 向 0 朝口 , 開 部行 口進 開向 ®具叉 第空之 之之向 明述方 發上過 本使通 在以之 可通 亦 中 置 裝 感 測 流 電 或 置 裝 感 測 磁 之 裝 感 測 流 電 或 置 裝 感 撖 磁 之 樣 態 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 內 洞 空 之 述 上 在 置 配 被 部 as 湄 檢 第磁 之之 明述 發上 本使 在 Μ > 可 外亦 另中 置 具 和 向 方 度 感 敏。 高致 使一 , 為 向成 方向 度方 感過 敏通 高之 之通 鼷磁 相之 度 場 感磁 敏定 測測 檢被 與述 有上 裝 感 測 流 Ba* 或 置 裝 感 測 磁 之 樣 態 2 第 之 明 發 本 在 f hr 夕 另 之行 述進 上出 對輸 來之 用部 , 測 置檢 裝磁 加述 施上 場 使 磁M 鎖藉 回 場 負磁 有 _ 備回 具負 更加 Μ 施 可部 亦測 中檢 置磁 ..-------訂-----,----* 線. 經濟部智慧財產局員X.消費合作杜印製 裝測 加被 施述 場上 磁對 eH 5g β 爾 回 性 負磁 之逑 述上 上 使 使來 Μ 用 可 * 亦内 f 洞 況空 情之 種述 這上 在在 C 置 饋設 回被 負置 反 之 場 磁 _ 画 負 逑 上 對 體 性 磁 述 上 和 數。 係同 場不 磁為 反成 之數 場係 磁場 定磁 磁述 之上 述對 上部 封測 來礆 用磁 » 之 置述 裝上 加制 施控 場以 磁藉 準場 第基磁 之有流 明備交 發具準 本更基 在 K 加 ， 可施 rh Ri Rp 夕亦部 另中測 置檢 裝 感 .1¾ 湄 流 電 或 置 裝 感 測 磁 之 樣 態 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 13 4344 1 A7 _B7 五、發明說明（Η) 被測定磁場之特性。在這種情況，亦可κ將基準磁場施加 裝置設在磁性體之外部。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明之第3態樣是一種磁測感裝置或電流測感裝置， 其特徵是具備有： 通量閘磁测感元件，具有磁芯，和捲繞在上述之磁S上 之用Μ檢測被施加2被測定磁場之線圏；和 檢測裝置，經由檢测上述線圈之電感之變化，用來檢測 被測定磁場； 上述磁芯所具有之形狀使對上述被測定磁場之反磁場係 數*和對上述媒圈所產生之磁場之反磁場係數成為不同。 在本發明之第3態樣之磁測感裝置或電流測感裝置中， 因為磁芯對被測定磁場之反磁場係數和磁芯對線圈所產生 之磁場之反磁場係數成為不同，所Μ在將負回饋電潦供給 到線圈之情況時，當與2個反磁場係數相等之情況比較， 可Μ變化負回饋電流。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在本發明之第3態樣之磁測感裝置或電流測感裝置中亦 可Κ使上述磁芯所具有之形狀使對上逑被測定磁場之反磁 場係數大於對上述線圈所產注 之反磁埸係數。 另外，在本發明之第3戆樣之磁測感裝置或電流测感裝 置中亦可Κ使上述磁芯所具有之形狀使上述被測定磁場和 上逑線圈所產生之磁場之有關之任何一個形成開路磁路。 另外，在本發明之第3態樣之磁測感裝置或電流測感裝 置中亦可以使上述磁芯所具有之肜狀使上逑被測定磁場形 成開路磁路，和使上述線圈所產生之磁場形成閉路磁路。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） -14 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7_ 五、發明說明（.12) 另外*在本發明之第3態樣之磁測感裝置或電流測感裝 置中亦可K更具備有負回饋裝置，經由將用Μ使上述檢測 裝置之輸出進行負回饋之負回頒電流供給到上逑之線圈， 利用上述之線圈用來產生負回饋磁場藉Κ使上述檢測裝置 之輸出進行負回饋。 本發明之通量閘磁測感元件，具備有磁芯，和捲繞在上 述之磁芯上之用以檢測被施之被測定磁場之線圈，其特徴 是： 上述磁芯所具有之形狀使對上述被澜磁場之反磁場係数 ，和對上述線圈所產生 之反磁場係数成為不同。 在本發明之磁測感元件中*因為磁S對被測定磁場之反 磁場僳數和磁芯對線圈所產生之磁場之反磁場係數成為不 同，所Κ在將負回饋電流供給到線圈時，當與2個反磁場 係數相等之情況比較*可變化負回饋電流。 另外，在本發明之磁測感元件中亦可以使上述磁芯所具 有之形狀使對上述被測定磁場之反磁場係數大於對上述線 圈所產生 之反磁場係數。 另外，在本發明之磁測感元件中亦可Μ使上逑磁芯所具 有之彤狀使上述被測定磁場和上述媒圈所產生之磁場之有 關之任何一個形成開路磁路。 另外，在本發明之磁測感元件中亦可Μ使上逑之磁芯所 具有之形狀使上述被测定磁場形成開路磁路，和使上述線 圈所產生之磁豳形成閉路磁路。 本發明之其他目的*特擞和優點經由以下之說明當可充 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 15 -----------\/ Μ,.--------訂---------1 線., (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

4344 1 t B 五、發明說明（i3) 分明白。 [圖面之簡單說明] 圖1是說明圖，用來表示本發明之第1實皰形態之磁測感 裝置之構造。 圓2是斜視圖，用來表示在圖1之磁性體形成空洞之方法 之一實例。 圖3是斜視圖，用來表示在圖1之磁性體形成空洞之方法 之另一實例。 圖4是剖面圓*用來表示本發明之第2實皰形態之磁測感 裝置之構造。 圖5是剖面圖，用來表示本發明之第3實施形態之磁測感 裝置之構造之一實例。 圖6是剖面圄*用來表示本發明之第3實施形態之磁測感 裝置之構造之另一實例。 圖7是剖面圖，用來表示本發明之第4實施形態之磁測感 裝置之構造。 ------ I--!, - I------訂-----I--1^. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 q造们造 L«構 P 構 Μ ^ Μ ^ 8 之 9 之 圖置圚件 裝 元 感 測 磁 之 態 形 0 實 5 第 之 明 發 本 示 表 來 用 0 面 感 測 磁 之 態 形 施 實 6 第 之 明 發 本 示 表 來 用 面 測 磁 之 態 肜 施 實 7 第 之 明 發 本 示 表 來 用 圆 0 面造 剖構 是之 10件 圖一兀 感 流 電 之 態 形 實 8 第 之 明 發 本 示 表 來 用 J ο 圖造 路構 電之 是置 11裝 圖感 测 16 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 B7 4344 1 1 ^ 五、發明說明（丨4) 圖12是特性圖，用來衷示本發明之第8實施形態之電流 測感裝置的特性之一實例。 圖13是說明圈，用來說明通量閘元件之動作原理。 [用Μ實施本發明之最佳形態] 下面將參照附圖用來詳细的說明本發明之實施肜態。 [第1實施形態] 圖1是說明圖，用來表示本發明之第1實施肜態之磁測感 裝置。 本實施形態之磁測感裝置具備有：磁檢測部101，用來 輪出與磁場對愿之信號ί和磁性體110，具有空洞111用來 收納磁檢測部101;磁檢測部101被收納在磁性體110之空 洞1Η内*根據與磁性體110之形狀相闋之第1反磁場係數 和與空洞111之形狀相關之第2反磁場係數之至少之一方， 將被測定磁場Η和施加在磁檢測部101之磁場之比設定成為 指定之值。 空洞1U亦可以具有開口部•朝向被測定磁場Η之磁通之 通過方向之交叉方向（例如正交方向）進行開口。在這種情 況*如有需要亦可Μ利用與磁性體110分開之另一磁性體 用來閉塞開口部。 另外，磁檢測部101亦可Μ使用與檢測敏感度有關之對 砲加磁場具有角度相闞性和具有萵敏感度方向者。在這種 情況，最好將磁檢測部101配置在空洞111内，使高敏感度 方向與被測定磁場Η之磁通之通過方向一致。 另外*磁測感裝置更具備有回饋線圈112作為負回饋磁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） -1 7 - . 裝-------訂-----一---*線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4344 1 1 ^ A7 ____B7_ 五、發明說明（ίΓ〕） 場施加裝置（負回鋇裝置）*用來對磁檢測部101施加負回 饋磁場藉κ使磁檢測部1〇1之輸出進行負回鎖。該回饋線 圈112被設在空洞111内’捲繞在磁檢測部10〗之周圈°當 將回饋線圈112設在空洞Π1内時，磁性體1〗0對被測定磁 埸之反磁場係數和磁性體Π0對負画餵磁場之反磁場係數 成為不同。另外，只要回饋線圈112可Μ對磁檢测部101施 加負回贈磁場時，亦可以將回饋線圈Π2直接捲繞在磁檢 測部101。另外，只要能夠對磁檢測部101施加負回謂磁埸 ，該負画鋇磁場施加裝置不一定要形成如同回銷線圈112 之線圈形狀。 另外，該磁測感裝置更具備有基準磁場用線圈113’作 為基準磁場施加裝置用來對磁檢測部101施加基準交流磁 場，藉以控制磁檢測部101對被測定磁場Η之特性。該基準 磁場用線圈113被設在磁性體110之外郤，例如捲繞在磁性 體Π0之周圍。另外，基準磁場用線圈Π 3亦可Μ不直接設 在磁性體110，而是設在磁性體Π0所胞加之磁場之磁路中 磁檢測部101可Κ使用霍爾元件，MR元件*旋轉燈（spin bulb)型等之GMR元件，通最閛元件等之各種磁測感元件。 另外，因為翟爾元件之輪出小，所以在使用霍爾元件之情 況時，需要進行直流放大等之工作。 在磁檢测部101之兩端連接有磁檢測部連接線121，在回 饋線圈112之兩端連接有回韻線圈連接線122，在基準磁場 用線圈113之兩端連接有基準磁場用線圈連接線123。磁檢 測部連接線121連接處理電路124使其處理磁檢測部101之 .紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -lg - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本買> ---— — — — — 訂-!---- 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 4344 1 t ^ A7 ____B7_ 五、發明說明（! G) <請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 輸出信號•藉K對輸出端子127輸出與被測定磁場尉應之 輸出信號。在回饌線圈連接媒122連接有回饋電流源125用 來對回饋線圈112供給回饋電流。該回饋甯流源125所供給 之回饋電流被處理電路12 4控制。在基準磁埸用線圈連接 線123連接有交流電源126用來對基準磁場用線圈113供給 指定之交流電流。 在空洞m具有開口部之情況時，磁檢測部連接媒121和 回饋線圈埋接線122可Μ從該開口部引出到外都。在開口 部閉塞之情況時，亦可Μ使用在磁性體110形成導電圖型 等之習知之技術，用來引出到外部。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 下面將說明包含有處理霣路124，回鋇轚流源125和交流 電流源126之圖1所示之磁測感裝置之作用。被收納在磁性 體110之空洞111内之磁檢測部101，如後面所逑，施加對 被翻定磁場Η具有指定之比例之磁場。處理®路124用來處 理磁檢測部101之輸出信號，藉Μ尉輸出端子127输出與被 測定磁場對應之輸出信號。另外，處理電路124用來控制 回饋電流源125，利用回饌電流源12 5將與磁檢測部1〇1之 綸出信號對應之回钃電流供姶到回饋線圈112。依照這種 方式，利用回饋線圈112產生與砲加在磁檢澜部101之磁場 (對應到被測定磁場）方向相反，絕對值相等之磁場，控制 成使施加在磁檢測部101之磁場經常大致為零。利用這種 方式用來抑制由於磁檢測部101之敏感度之分散變動和溫 度相關性所造成之輸出變動。 另外，利用交流電源126對基準磁場用媒圈113供姶指定 19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇χ 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 344 1 1 ^ A? ___B7_五、發明說明（丨7) 之交流電流，利用基準磁場用線圈11 3產生交流磁場。茌 磁檢测部101被施加有與該交流磁場對應之基準交流磁場 *使其重*在與被測定磁場對應之磁場。處理電路12 4輸 出從磁檢測部101之輸出信號中除去基準交流磁場成分後 之信號。另外，處理電路124從磁檢測部101之輸出信號中 抽出基準交流磁場成分，Μ使該基準交流磁場成分之大小 成為一定之方式調整處理電路124之輸出信號。利用這種 方式用來提高磁酒感裝置之測定精確度。 另外，回饋線圈112和基準磁場用線圈113之設置是用來 改善線性和输出之溫度相關性等*藉Μ提高磁測感裝置之 测定精確度，依照情況之不同亦可以省略其中之一方或雙 方 在 ° 例 實 1 之 法 方 之 1Λ it* 11 同 空 成 形 ο 11 1X 體 性 磁 在 示 表 2 圖 體 性 磁 1 第 之 狀 形 形 方 長 在 中 例 實 該 設 0 個 一 之 在 納 收 11 ο 11 部 测 檢 磁 將 當 陷 凹 之 狀 凹 淺 之 1 1X 洞 空 為 作 置 用 擐 met 性 磁 2 第 該 塞 閉 B ο 1 11 體 性 磁 2 第 用 利 後 之 内 陷 凹 該 洞 空 之 塞 閉 被第 成和 形OA 來11 體 性 磁 2 況體 情性 種磁 這成 在構 。 來 - ΓΓΠ 1 月 體 性 磁 11 第 用 利 -------裝「i —----—訂--------1 線 ί (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 表 3 中 例 實 圖此 在 體 性 磁 在 示 。 面 例剖 實之 1 定 另指 之 成 法· 方 之 1 11體 11性 洞磁 空 之 成狀 彤形 10體 I方 長 在 進洞 向空 方在 交納 正收 之01 向.丨 方 過 通 磁 之 場0« 磁11 定洞 測空 被成 向形 朝 Κ ， 藉 孔， 之 口 狀開 形行 7J. 咅 測 檢 磁 將 當 空 塞 閉 來 用 體 性 磁 的 別 用 利 可 亦 要 需 有。 如部 ， □ 後開 之 之 内11 11 11 1 _—丨. 1 洞 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -9〇 - 五、發明說明（丨8) (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁> 在磁性體no使用鐵氧體之情況時，利用燒成使鐵氧體 粉粒體成形為所希望之形狀，可Μ用來形成具有空洞1Π 之磁性體110。在這種情況，加工費不會增加。 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 下面將說明在本實施形態之磁測感裝置中，根據與磁性 體110之形狀相關之第1反磁場係數，和與空洞111之胗狀 相關之第2反磁場係數之至少之一方，可Μ將被測定磁埸Η 和施加在磁檢測部101之磁埸之比例設定成為指定之值〇 在被置於磁場中之磁性體之兩端，感應出與磁場方向相 反之磁極。因此，磁性體内部之磁場是從外部磁場中減去 所感應出之磁極之磁場所形成之差之值，小於外部之磁場 。磁性體内部之磁場小於外部之磁場之比例，Μ反磁場係 數或作為自行退磁率之已係數表示。磁性體之反磁場係數 只依照磁性體之彤狀決定。例如，在與外部磁場平行之细 長之棒狀磁性體其反磁場係數大致為零，在與外部磁場垂 直之薄板狀之磁性體其反磁場係數大致為1。因此*在與 外部磁場平行之细長之棒狀磁性體，内部磁場大致等於外 部磁場，在與外部磁場垂直之薄板狀之磁性體，內部磁場 成為外部磁場之磁性體導磁係數分之一。在本發明中，與 該磁性體之形狀相關之磁性體之反磁場係數稱為第1反磁 場係數。經由適當的設計磁性體之形狀，使第1反磁場係 數成為所希望之值，可ΜΜ從〗到磁性體之導磁係數分之 一之間之任意之倍率，用來將外部磁場變換成為磁性f内部 之磁場。 與此對應的*在被磁化之磁性體中之空洞，在空洞之壁 21 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 B7 五、發明說明（ίί3) 方是 I 場空狀隙 — 部 場 同用中磁，管間 W 内 相作明反如長薄 U 體 場之發為例细之 Ρ 性 磁場本稱。之場¾¾磁 之磁在例闞場磁 於 部之。比相磁之 Μ 等 内極場加狀之都 U 致 體磁磁增形部内 U 大 性之之之之内體-fr場 磁出部場洞體性 π 磁 與應内磁空性磁 U 之 成感體之與磁於 S 部 變所性部數於直 I 内 ， 壁磁内係行垂Ift洞 因 場之於體場平在。空 磁洞大性磁在，1°, 之空場磁反，零為胄 極該磁比之數為致空 磁在之場洞係致大之 之，部磁空場大，狀 出此内 之該磁-洞管 應 因洞内。反洞空長 感。空洞數之空之细 所尚使空係洞之狀之 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 之磁場，在垂直於磁性體內部之磁場之薄間隙狀之空洞， 空洞内部之磁場成為磁性體内部之磁場之磁性體導磁係数 倍。在本發明中•與該空洞之形狀相關之空洞之反磁場係 數稱為第2反磁場係數。經由適當的設計空洞之形狀使第2 反磁場係數成為所希望之值，可以以從1到磁性體之導磁 儀數之間之任意倍率*將磁性體内部之磁場變換成為空洞 内部之磁場。 依照Μ上所說明之方式，適當的設計磁性體110之形狀 和空洞111之形狀*經由使第1反磁場係數和第2反磁場係 數成為所希望之值，可Κ將被測定磁場Η和施加在磁檢測 部1之磁場之比設定成為指定之值。另外，亦可Μ只將第1 反磁場係數和第2反磁場係數中之一方設定成為所希望之 值，用來將被測定磁場Η和施加磁檢測部1之磁場之比設定 成為指定之值。但是，最好是適當的設定第1反磁場係數 和第2反磁場係數雙方，用來增加磁性體110和空洞Π1之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) _ 9 9 - 4 344 1 1 - A7 _B7_ 五、發明說明（20) 形狀之設計之自由度。 下面將更具體的說明根據第1反磁場係數和第2反磁場係 數之至少之一方，將被測定磁場Η和施加在磁檢測部1之磁 場之比設定成為指定之值。 使具有空洞ill之磁性體no之導磁係数成為《s，第1反 磁場係數成為Nb，第2反磁埸係數成為Nk。將該磁性體Π0 放置在磁場H之中，磁性體110之内部之磁場Hn可下列 之式（1)表示。

Hm= H/U+ Nin(/i s- 1) } .......(1) 與磁性體110互相比較*假如空洞111很小時，空洞111 之内部之磁場Hk可以Μ下列之式（2)表示。

Hk= Hb{1+ Nk(« s - 1)} .......(2) 因此，利用式U)和式（2)，空洞U1之内部之磁場Hk可 以Μ下列之式（3)表示。

Hk = H{1+ Nk(« s - !)}/{! + Nm(w s-1)} (請先閱讀背面之>i意事項再填寫本頁) 裝_---- 訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 解第 瞭將 Μ 可狀 3)形 yc 之 值 之 望 希 所 式1:為 由11成 洞定 空 和 狀 形 之 ο 11 體 性 磁 計 設 當 適 由 經 設磁 k _, Nit 數加 係 _ 場和 磁 Η δ 場 反 25磁 第定 0 Nm被 數將 係來 場用 磁 K 反可 指 P 置 身 ^¢1帛 成Ξ感 定10測 設部磁 比測該 之檢將 Hk磁， 場過外 磁超另 之行。 rt)lii疋 1 K 測 11可之 洞，場 空式磁 在方高 納種之 收瑄圍 被用範 1(利定 10。測 部值場 測之磁 檢定之 定 測 之 流 大 行 Β 1 以洞 可空 ， 有 時於 置 由 裝上 感 際 測實 流在 電 ， 在外 用另 使 在 存 之 體 性 磁 内 之 -23 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 五、發明說明（2ί) A7 B7 雜 複 加 更 為 變 數 係 場 磁’ 反S 2 變 第不 , 明 化說 變之 有質 會 本 布之 分明 通發 磁本 之是 部但 式 之 述 上 明 說 將 面 下 立 成 之 場 磁 之 11 ο 部 0 «δ 檢 磁 在 Β 施 使 如 假 是 法 方 之 明 說 所 面 下 時 場Z 磁10 定部 測測 被檢 於磁 小過 通 通 磁 之 份 部 一 有 只 流 分 通 磁 使 就 是 但 中 法 方 種 產 易 容 是 題 問 其 漏， 洩的 場對 磁相 生此 響 影 之 場 磁 訊 i 雜 至 受 易， 此容 A. 在011Φ ，部形 測施 檢實 磁本 和在 與 漏 洩 之 場 磁 到 慮 考 要 需 不 定 b*s LL 11 換10 變部 之測 場檢 磁磁 定使 設蔽 的屛 意磁 任行 Μ 進 可埸 體 性 磁 用 利 磁方 訊之 雜流 對分 丨磁 使 與 當 使 即 ° 果 效 之 時 況 情 之 部 Π ο 黏開 有 優ί 之II 多11 較洞 有空 具明 ， 說 時 將 較面 比下 法 正 向 方 之 場 磁 定 測 被 與11 Μ 洞 Μ 空 可和 亦積 ’ 面 造剖 構之 閉面 密之 是11 不II 同 11 11空 洞之 空交 向 方 之 場 磁 定 測 被 之 11 之10 度部 長測 之檢 第 定 設 來 用 洞 空 到 入 插 磁 使 ΚI 用部 , ο 此 開 因之 。 個 数L 係 場 磁 反 為 少 至 之 內 Μ 可 ,.袭i--------訂-----.---*線 , (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 向 方10 之 部 交測 正檢 如磁 例 使 ，Μ 尚 可 方， 之部 叉 口 交開 場置 磁設 定由 測經 被， 與式 在方 置種 設這 果 效 之 10時 部 況 測情 檢之 磁者 該向 明方 。 說度 易將感 容面敏 為下高 變 有 依 著 裝 之 具之 之閉 關密 有被 度11 感： 敏 測 檢 與 用 使 洞 空 在 定 穩 作10 動部 此測 因 檢 , 磁 斷 ， 10遮時 部被況 測場情 檢磁之 磁訊部 , 雜 口 況之開 情部有 外 自 來 圃 包 ο 擅 性 磁 被 體 全 圍 周 其 具 11 11 11 洞 空 在 使 即 磁 被 ΙΓ 夕 部 □ 開 了 除 為 因 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -24- A7 B7 五、發明說明（22) (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 性體110包圃，所Μ來自外部之雜訊磁場被遮斷*因此動 作箱定。在空洞111具有開口部之情況時，磁檢測部101使 用與檢拥I敏感度有關之具有高敏感度方向者，高敏感度方 向與被測定磁場Η之磁通之通過方向一致，使低敏慼度方 向朝向空洞111之開口部，假如Μ此方式配置磁檢测部101 時可Κ提高對雜訊磁場之耐性。 下面將說明本實施形態之磁測感裝置具備有回鑛捩圈 11 2作為負回饋磁埸施加裝置用來對磁檢測部101施加負回 鎖磁埸藉Μ使磁檢测部101之輸出進行負回鎖時之效果。 在習知之用以測定大直流電流之電流澜感裝置中，為著改 善線性和輸出之溫度相闞性很難採用非常有效之負回饋法 ，因為必需使利用回鎖電流所產生之磁動勢之大小與被測 定電流所產生之磁動勢之大小相間。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 但是，依照本霣施形態之磁測感裝置時，當與被測定磁 場相比，施加在磁檢測部101之磁場可Μ變小，所以負回 饌磁埸亦可Κ比被测定磁場小。例如，使被測定電流成為 100Α(安培），在與其交鐽之磁軛設置l〇nm之間隙時*在間 隙内之磁場為IOOOOA/b。假如使磁軛之相對導磁係數成為 1000時，磁軛P磁場因為磁通密度之連續性，所K成為間 隙内之磁場之1/1000之lOA/m。 其中，假如在磁梅設置反磁場係数為Nk之空洞111時， 空洞111中之磁場依照式（2)變成為10X (l+NkX999)。當 Nk=0.02(相當於空洞U1之剖面之直徑與長度之比為10之 程度之情況）時，在空洞111内之磁場變成為大約210Α/ιη。 25 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 344 1 1Α7 _Β7_ 五、發明說明（2:υ 因此，對於磁檢測部101，假如設置用Μ抵消該空洞111内 之磁場之磁場產生裝置時，則可Μ採用負回鎖法。 用Μ產生210A/H!之磁場之實現可Μ經由密繞直徑O.lBa 之絕緣銅線用以形成螺管線圈（10000圈/ ra)，使21tnA之電 流流經該螺管線圈。因此，依照本實施肜態時*不需要大 回贈電流*可K採用具有顯著特性改善效果之負回鎖法， 利用這種方式可K提高精確度。 另外，在上述之說明中是將空洞111直接設在磁輛，但 是亦可Μ與磁輛分開的設置具有空洞Π1之磁性體110，使 在空洞ill內收納有磁檢測部ιοί之磁性體no和磁輒互相 組合，用來形成磁路。 下面將說明本實施形態之磁澜感裝置具備有基準磁場用 線圈113作為基準磁場施加裝置用來對磁檢測部101胞加基 準交流磁場藉K控制該磁檢測部101對於被測定磁場Η之特 性時之效果。經由採用上逑之負回饋法可Μ大幅的改善磁 檢測部101之特性，但是由於空洞111之尺寸之分散變化（ dispersion)會產生反磁場係數之分散變化，和由於磁軛 之間隙尺寸之分散變化會產生對磁檢測部101之施加磁場 之分散變化等*對於會影響測定精確度之各種分散變化未 加校正。 但是f經由採用負回饋法，因為可Μ保證磁檢測部101 具有線性|所以可以使用交流重β法。在使用交流重蠱法 之情況時，例如，如圖1所示的在磁性體110之外周部設置 基準磁場用媒圈113，在磁軛設置基準磁場用線圈113，對 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210* 297公釐） -26 - ---------- .--------訂--------1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 344 1 1 ^ A7 B7 五、發明說明（SM) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 該基準磁場用線圈113供給指定之交流電流，利用基準磁 場用線圈Π3產生交流磁場。對磁檢測部101施加與該交流 磁場對應之基準交流磁場。然後，利用處理電路124從磁 檢測部101之輸出信號中抽出基準交流磁場*經由調整處 理電路124之輸出信號使該基準交潦磁場成分之大小成為 一定，可Μ對上述之空洞Π1之尺寸之分散變化所造成之 反磁場係數之分散變化•和由於磁軛之間隙之尺寸之分散 變化所造成之對磁檢測部101之施加磁場之分散變化，Κ 及對測定精確度會有影響之各種分散變化等，進行完全之 校正，藉Μ提高磁测感裝置之測定精確度。 包含Μ上之說明之本實施形態之磁測感裝置之效果可Μ 綜合如下。 首先，依照本實施形態之磁測感裝置時•因為可以根據 第1反磁場係數和第2反磁場係數之至少之一方，將被測定 磁場Η和施加在磁檢測部101之磁場之比設定成為指定之值 *所以可Μ測定超過所使用之磁檢測部101之磁場測定範 圍之磁場*尤其是可Κ進行高磁場，大電流之測定。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另外，依照本實施形態之磁測感裝置時，因為可Μ很容 易的採用負回饋法或交流重叠法，所Μ可以依照需要任意 的進行線性和輸出之溫度相關性之改菩*可Μ提高測定精 確度。另外，經由在空洞111設置作為負回饋磁場施加裝 置之回頻線圈112，可Κ不需要大的回饋電流。 另外*依照本實施形態之磁測感裝置時，因為磁檢測部 101被磁性體110包圍，所以來自外部之雜訊磁場被遮斷， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -27 - 4 344 ί 1 A7 _B7 五、發明說明（23) 置 裝 感 測 磁 之 態 形 拖件 。 實元 定本 感 穩照測 作依磁 動，用 使外使 以另 Μ 可可 中 術 技 知 習 在 B- 測 檢 磁 時 圍 範 定 測 場 磁 為 因 測由 場經 磁 -在用 之使 性 Κ 。 調可 } 單亦 用之成 採出變 能輸， 不保件 而確元 小化感 大變測 之之磁 場場之 磁磁用 定定採 測測能 被被不 於之點 合中圍 適術範 不技定 知 習 於 對 此 因 饋 回 負 有 會 不 亦 法 饑 回 負 用 使 使 即 件 元 感 。 測題 磁問 種之 此控 用失 採系 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 同樣的，依照本實施形態之磁測感裝置時，對於習知技 術之輸出變大之磁場測定範圍點不能探用之磁測感元件> 變成亦可Μ使用，經由採用此種磁測感元件，可以實現輪 出變大時*漂移影響很小之磁测感裝置。 另外，依照本實施形態之磁測感裝置時，因為基本上形 成將磁檢測部101收納在磁性體110之空洞111内之構造， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 所以可以Μ廉價提供構造簡單，精確度良好之磁測感裝置 。尤其是在磁性體110形成具有開口部之空洞111之情況時 >磁檢測部101之設置簡單•可以更廉價的提供磁測感裝 置。另外，經由採用交流重S法，對於由於空洞111之尺 寸之分散變化所造成之反磁場係數之分散變化*由於磁軛 之間隙尺寸之分散變化所造成之對磁檢測部101之施加磁 場之分散變化*以及對測έ精確度會有影響之各種分散變化 I不需要進行機械式調整就可以校正，所以可以廉價的提 供精確度良好i磁測感裝置。 [第2實施形態] 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) _ p c _ A7 B7 4 344 1 t ^ 五、發明說明（:$) 下面將參照M4用來說明本發明之第2實施形態之磁测感 裝置。本實施形態之磁測感裝置被設計成遘於用來進行高 磁場之測定。該磁測感裝置具備有：磁檢測部〗〇1，用來 輸出與磁場對應之信號；和磁性體110*具有用以收納該 檢拥部101之空洞111;磁檢測部101被收納在磁性體110之 空洞111内，根據與磁性體110之形狀相闞之第1反磁場係 數和與空洞111之形狀相闞之第2反磁場係數之至少之一方 ，用來將被測定磁場Η和腌加在磁檢測部101之磁場之比設 定成為指定之值。 該磁测感裝置更具 備有回饋線圈Π2作為負回餓磁場 施加装置，用來對磁檢測部101施加負回饌磁埸藉以使磁 檢測部101之輸出進行負回_。該回赖線圈Π2被設在空洞 111内捲縝在磁檢測部101之周圍。 該磁測感裝置更具備有基準磁埸用線圈113·作為基準 磁場胞加裝置用來對磁檢測部101施加基準交流磁場，藉 以控制磁檢測部101對被測定磁場Η之特性。被設於磁性體 Π0之外部該基準磁場用線圏113，被捲繞在磁性髏110之 周圍。 在本實施形態之磁測感裝置中，當使磁性體之相對導磁 係數ws成為1000，使第1反磁場係數Nm成為0.5·和使第2 反磁場係數Nk成為0.02時*空洞Π1之内部之磁埸Hk依照 式 <3)成為 〇,042H。 亦即，施加在磁檢測部101之磁場成為被測定磁塢Η之 4.2S。換言之，在本實施形態之磁測感裝置中，可Μ測定 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝---------訂-----.---'線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 29 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4344 ί 1 ^ 五、發明說明（27) 磁檢測部101之最大可測定磁場之大約24倍之高磁場。 另外，在本實施形態中之磁涠感裝置中，回餓線圈112 之磁動勢只要被測定磁場之4.2¾即可。另外，基準磁場用 線圈113之磁動勢一般只要被測定磁埸之1¾即可。因此， 依照本實施胗態之磁澜感裝置時，回饋用線圈112之消耗 電流和基準磁埸用線圈113之消耗電流均非常小，可以成 為實用之磁測感裝置。 本實胞形態之其他構造，作用和效果均與第1資施形態 相同。 [第3實施形態] 下面將參照圖5和圚6用來說明本發明之第3實施形態之 磁測感裝置。本實施形態之磁測感裝置是只將與磁性體之 形狀相關之第1反磁埸係數設定成為所希望之值*用來將韻 測定磁埸和施加在磁檢測部之磁場之比設定成為指定之值。 圖5是說明圖，用來表示本實施形態之磁測感裝置之構 造之一實例。該磁測感裝置在將磁檢測部101收纳在第2實 施形態之磁測感裝置之空洞Π1内之後，將磁性材料等之 磁性體115充填在空洞Π1内之間隙。 在本實腌形態之磁測感裝置中，對磁檢測部101施加磁 性題110之內部之磁場。該磁場之決定是依照外郜磁場Η， 和與磁性體110之形狀相關之第1反磁場係數Νιη。 圖6是說明圖，用來表示本實施形態之磁測感裝置之構 造之另一實例°該磁測感裝置設有形成一體之磁性體130 用來代替圖5中之磁性體110和磁性體115。磁檢測部101埋 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -30 - I--- -' I I I I 訂· I I !| It P (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 4344 1 1 i- 五、發明說明（28) 入到磁性體130之内部。此種構造之磁測感裝置之獲得是 磁性體130使用樹脂和磁性材料之混合材料，在將磁檢測 部101埋入到内部之狀態|形成指定形狀之磁性體130。 本實施形態之其他構造》作用和效果均與第2實施彤態 相同。 [第4實胞形態] 下面將參照圖7用來說明本發明之第4實施肜態之電流測 感裝置。該電流測感裝置包含有本實施肜態之磁测感裝置 。另外，以下K電流測感裝置作為說明之重點* Μ下之說 明兼作本實施形態之磁测感裝置之說明。 本實施彤態之電流測感裝置具備有：磁軛142，被設置 成包圍用Μ使被測定電流通過之導電部141，成為具有一 部份欠缺之環肷和磁性體110，被配置在該磁軛142之該 欠缺之部份。在磁性體110設有空洞111 *在該空洞111内 收納有磁檢測部101。 在本實豳形態之電流測感裝置中*根捶與磁性體Π0之 形狀相關之第1反磁場係數和與空洞111之形吠相關之第2 反磁場係數之至少之一方，用來將由被測定電流產生之被 測定磁場和施加在磁檢測部101之磁場之比設定成為指定 之值。 該電流測感裝置更具備有回饋線圈112作為負回饋磁場 施加裝置，用來對磁檢測部101施加負回饋磁場藉Μ使磁 檢測部101之輸出進行負回饋。該回餵線圈Π2被設 在空 洞111內，捲鐃在磁檢測部101之周圍。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21CU 297公釐） -31 - -----— — — — — I. --—訂-----, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 4344 1 t ^ _B7_ 五、發明說明（29) 該電流測感裝置更具備有基準磁場用線圈113，作為基 準磁場施加裝置用來對磁場檢測部101施加基準交流磁場 *藉K控制磁檢測部101對被测定磁場之特性◊該基準磁 場用線圈H3捲繞在磁軛142之一部份之周圍。 在此處使磁性體110之兩端部輿磁軛142之間之空隙之畏 度分别為Gl，G2，則該等空隙之長度之和成為G=G1十G2。 下面將說明本實施形態之電流測感裝置之作用。在該電 流測感裝置中*利用在導電部141内之依紙面垂直方向流 動之被測定電流用來產生磁場。該磁場在本實胞形態中稱 為被測定磁場。該被測定磁埸施加在磁性體110。在磁檢 測部101被施加有對被測定磁場形成指定之比之磁場。被 測定磁場之大小依照被測定電流之大小進行變化。又，按 照該被測定電流之方向*被測定磁場的方向也會變化電流 测感裝置經由測定由該被測定電流產生之被测定磁場，用 來間接的測定該被測定電流。另外，在使用圖7所示之裝 置作為磁測感装置之情況時*該磁測感裝置可Μ直接測定 被測定磁場。 在本實施形態之電流測感裝置中，從實用觀點來看，不 能使磁軛142和磁性體110之形狀随便的變大。另外，磁檢 測部1 0 1需要某種程度之大小|所Μ空洞111之小型化會有 限度。因此，不能任意的設定磁性體110之肜狀，藉Κ任 意的設定第1反磁場係數Nm»而是會受到限制。 但是，與磁性體110之形狀相關之第1反磁場係数“即使 變小時*因為磁軛142和磁性體110經由Gl，G2之空隙製成 紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) -32 - <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - ---------------* 線 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明說明（30) 大致之閉路磁路，所Μ洩漏磁通被忽視時1磁性體110之 内部之磁場*假如磁性體110之相對導磁係數遠大於1時’ 就成為磁性體110之導磁係數分之一。相等於第1反磁場係 數為1。 在此處使磁性體110之相對導磁係數成為WSB ’磁栖14ί 之相對導磁係數成為wsy，則its® >>1’以sy 〉>1 。當磁性體110之内部之磁場為Hm*县度G之空隙中之 磁埸為Hg時，因為Hg=l/G，H)n=Hg/ws««，所以空洞 内之磁場H k可以以下式表示。

Hk = (1/G/i sm){l + Nk(w sin — 1)} 其中，當被測定電流為100A，總空隙畏度G=G1+G2* ΙΟιπβ*第2反磁場依數Kk為0.02(相當於空洞II1之剖面之 直徑和長度之比為10之程度之情況），《sm為1〇〇〇時•則 空洞111内之磁場Hk可Μ K下式求得。

Hk = 209.8^ 210A/m 因此*磁檢測部101可K使用旋轉燈型之GHR元件或通量 閘元件等之高敏感度之磁測感元件。此種高敏感度之磁測 感元件，如同採用負回饋法之情況，當磁測感元件K磁場 為零之附近進行動作時，磁測感元件之輸出之信號雜訊比 (S/N)變高，動作蒱定。另外，在旋轉燈型之G MR元件和通 量閛元件，因為大多使元件輸出之軍調性被保證，所Μ假 如使用單調性被保證之元件時•不會有回饋系之失控之問 題。 另外*在空洞111内之磁場Hk為210A/m之情況時，變成 本紙張尺度適用中國國家標準 '(亡NS) A4規格（210 X 297公釐) „33- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝'_--———— — 訂_丨------—線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 A7 B7_ 五、發明說明（3 ί) 需要210A/1B之負回饋磁場，該210A/m之磁場之產生可Μ經 由使21mA之電流流經Μ直徑Ο,Ιπιβ之絕緣銅線密繞而成之 螺管媒圈（100圈/ ca)。另外，當線圈之圈數為100圈時， 基準磁場用線圈113所需要之電流成為由被測定電流所產 生之磁動勢ΙΟΟΑ/ιη之10/0時之依照此種方式之本實 施形態時•當與使用負回鑕法時需要大回韻電流之習知技 術之電流測感裝置比較，可K利用稍激之回饋電流和交流 重叠用之交流電洳，實現具有同等之精確度，穩定性，分 散變化減小等之電流測感裝置。 本實施形態之其他構造，作用和效果與第1簧施形態相 同0 [第5實_形態] 下面將參照圖8用來說明本發明之第5實豳彤態之電流測 感裝置。該電流測感裝置只將與磁性鱺内之空洞之形吠相 關之第2反磁場係數設定成為所希望之值，和將被測定磁 場與施加在檢測部之磁場之比設定成為指定之值之實例。 在本實陁形態之電流測感裝置中|設置在内部未包含有 空洞和磁檢測部之磁性體150，用Μ代替圖7所示之電流測 感裝置中之磁性體110。另外，在本實胞形態之電流測感 裝置中，在圖7所示之電流測感裝置之磁軛142之内部設置 空洞111，將磁檢測部101收納在該空洞Π1内。本實胞形 態之磁軛142對應到本發明之具有空洞之磁性體。 在本實施形態之電流測感裝置中，在磁檢測部101被_ 加有空洞Π1之内部之磁場。該磁場之決定是依照與被測 紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） _ o a _ ----------- ---------訂----------線 I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 344 1 t ^ A7 _B7五、發明說明（32) 洞 空 與 和 場 磁 定 測 被 之 應 對 流 ga ι^ίΐτ 定 2 第 之 關 相 狀 形 之 相 態 衫 施 實 4 第 果 效 和 用 作 造 構 他 其 。 之 Kk態 數胗 係施 場實 磁本 反 同 或 置 裝 感 測 磁 之 明 發 本 之 態 形 施 實 5 第 至 1X 第 有 含 包 照 依 第 之 關 相 狀 形 之 撢 性第 磁之 與關 據相 根狀 為形 因之 ， 洞 時空 置與 裝和 感數 测像 流場 電磁 反 之 少 至 之 數 係 場 磁 反 設為 比成 之場 場磁 磁之 之 部 7J 5¾¾ 部測 測檢 檢磁 磁在 在加 加施 施使 和 K 場可 磁以 定所 測， 被值 將之 來定 用指 ， 為 方成 一 定 易之 容度 很確 K 精 可定 是測 果高 结提 hux ί\ 其.JW ’ 可 值用 之採 園和 範 ’ 定部 測測 場檢 磁磁 之之 部好 測良 檢性 磁特 於用 適採 。 訊 流雜 電於 或對 場Μ 磁所 之 ， 小蔽 大屏 意磁 任行 定進 測體 度性 確磁 精被 之部 好測 良 檢 以磁 Μ 為 可因 術外 技另 過 .通 之 通 磁 之 場 磁 定 測 被 向 朝 部 Ρ 開 有 0 具 性洞 定空 穩在 有 ， 具外 場另 磁 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -----— I 訂--------I f 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 測 向 檢 方 磁 度 將 感 易 敏 容 髙 很 之 Μ 關 可 有 ， 度 時 感 況 敏 情 測 之 檢 口 與 開 有 行 具 進 部 向 。測 方洞檢 差空磁 交到， 之著外 向裝另 方部 磁高 定提 測的 被步 和一 向進 方更 度以 感可 敏 * 高時 使況 内 情 洞之 空致 在 一 置向 配方 部過 測通 檢之 磁通 將磁 在之 ’ 場 施 場 磁 饋 回 負 有 備 具 置 裝 感 測 流 電 或 。 置 性裝 耐感 之測 場磁 磁 ’ 訊外 雜另 對 之相 部度 測溫 檢之 磁出 使輸 Κ和 藉性 場線 磁善 饋改 回 Μ 負可 加 ， 施時 部況 測情 檢之 磁 饋 對回 來負 用行 置進 裝出 加輸 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 35 4344 1 t ^ A7 B7 五、發明說明（33) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 , 成 施檢對 6 該圈 U 之 和. 下 場此 時流 場磁正 第和，線 U 場 ， Mik磁因 況電 磁該校 在 +1 圈對6S磁。數HS⑼於。 K 對 情饋 準制步 線和第定数係 場BI置極 之回 基控一 要 Μ 之數在測係場 磁 W 放磁 内使 有Μ進 概 場係是被場磁 之 被之 0 Μ 備藉更 之 Μ 磁埸其之磁反 中(41 在向 具 δ 空可 具場以 態Μ定磁尤加反之。體 方 在亦 置磁可。 肜Η測反。腌之場數性 數反 設， 裝流，化 拖S7I被之同對場磁係磁 係相 置況 感交時變 實 _ 之場不使磁定場之 W 場場 裝情 测準況散18^ 加磁為狀之測磁中 * 磁磁 。 加之 流基情分II施定成形生被反場 } 數反與 度施流 電加之棰g]61被测數之產之之磁η偽明出 確場電 或胞性各 第 測被係有所加場之 一 場說應 精磁大 置部特之 t 之 檢對場具圈施磁HgS 磁的感 5 sw 定饋或 裝測之 明 K 使磁所線對之場 {反單 ， 測回場 感檢場影 發 用狀反芯對芯生磁 。^3為簡端 高負磁 測磁磁有_本 之形之磁於磁產行^°+[}5將兩 提將高 磁對定具 明 芯之場，大明所平^{1，處之 M在定 在來測度8說 磁有磁中數說圈在 !!g/中此體 藉，測。 -用被確第將？ 該具之態係將線置(4H 式在性 寅 II ， 外在小外置對精至面 8 在所生形場面對放式 S 上。磁 性另使很另裝部定S6下第繞芯產腌磁下芯被之 h 在數之 關 即為 加測測 t 至捲磁所實反 磁 列 係中 I I I — — — — — — — —1 ί I I I I--訂·----'---r—^. I(諝先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公t ) 36 A7 B7 4 344 1 I ^ 五、發明說明（：i4) 〈請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，磁性體内部之磁場成為從外部磁場中滅去被感應出之磁 極之磁通之值，成為小於外部磁場。磁性體内部之磁場小 於外部之磁場之比例，Μ反磁場傜數或自行退磁率之已知 係數表示。磁性體之反磁場係數之決定只依照磁性體之形 狀。 K Hg表示被測定磁場，或被潮定電流所產生之磁場時， 在棒狀磁芯，磁芯對Hs之反磁場係數Ns，和對捲繞在磁芯 之線圈所製作之磁場（為著簡化使其近似平行磁場）之反磁 場係數Nc成為相等。因此，在使用負画饋法之情況時*利 用負回饋電流在線圈產生之磁場必需為一 Hg。當在棒狀磁 芯捲繞幅度b(ffl)之η圈之線圈時*在簡單之近似法中，當 線圈電流i時，所產生之磁場為ni/b，在磁芯中之磁場He 以下列之式（5)表示。

Hc= (n i/b) / U + Nc ( « s- 1) } ......(5) 在使用負回饋法之情況時*因為Hs=-Hc*所M在Ns = Nc之情況可以獲得下列之式（6)之關係。 H g = - n i / b ......⑹ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此，在Ns=Nc之情況時*磁輔之空隙長g不變，亦即 Hs不變，負回饋電流i減小，或是相反的，負回饋電流ί不 增加*要使Hs變大時，必需使線圈之捲繞幅度（線圈之袖 方1¾之長度）b變小，或是使圈數η增加。但是，任何一種 情況都會由於線材太细等而受到限制。 但是，在此處磁芯對被測定磁場Hg之反磁場係數Ns和磁 芯對捲繞在磁芯之線圈所產生之磁場（為著簡化使其近Μ 紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) _ 〇7 _ 4 344 1 1 m A7 B7 五、發明說明（35) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 平行磁場）之反磁場係數Nc成為不同 式（4)，（5)成為Hc>Hg，其他之條件 場或被測定電流變大。 因為反磁場係数與磁通通過方向之 度相翮*所Μ要使Hs> Nc時*可Μ使 通之長度，和磁Η對線圈所產生之磁 不同。在簡單之實例中•其實現是在 部份捲繞線圈，依縱棒部份之軸向皰 字狀之磁芯具有：中灰i棒狀部份；和 沿著棒狀部份之軸方向之正交方向延 另外，使用有熟知之環形磁芯之通 之反磁場係數為零*但是其構造和目 磁測感元件不同。前者之動作原理如 形磁容内之激磁磁通成為囿環路徑* 磁場所產生之磁通*在圓環路徑之一 之激磁磁通，另外一部份則相減。因 磁通產生大部份和小部份。加上外部 如在變大之部份使磁芯飽和時*激磁 。假如激磁磁通成為一定時，該洩漏 磁場之大小之影響。因此，將包含有 全體插入到別的線圈，利用該線圈用 藉K撿測外部磁場。與此相對的，在 中，捲繞在磁芯之線圈成為用K檢測 由檢測該線圈之電感之變化用來檢测 當Ns > Nc時，依照 不變時可Μ使被測磁 磁性體之 磁芯對施 場之磁通 3字狀之 加被測定 從該棒狀 伸之部份 量閘元件 的*效果 下所逑。 所以平行 部份加到 此，在環 磁場之磁 磁通會漏 磁通之大 激磁繞組 來檢測該 本發明之 外部磁場 外部磁場 剖面積和長 加磁場之磁 之長度成為 磁芯之縱棒 磁場•該3 部之兩端部 0 對激磁磁場 與本發明之 前者因為環 施加之外部 環彤磁芯内 形磁芯內之 通之磁通假 出到磁芯外 小會受外部 之環形磁芯 洩漏磁通， 磁測感元件 之線圈，經 ，所κ不需 -----------^裝，--------訂--------Γ·線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 38 Α7 Β7 ^ 3 *4 4 五、發明說明（:μυ 要洩漏磁通檢測用之線圏。另外，在使用有環形磁芯之通 量閘元件中*完全不需要考慮具有對外部磁場之所希望之 反磁場係數之形狀之加工。 [第6實施形態] 下面將說明本發明之第6實施形態之磁測感元件。圖9是 剖面圖*用來表示本簧胞形態之磁測感元件之構造。該磁 測感元件是通量閛測感元件，具有磁芯1，和捲縝在該磁 Η 1之用Μ檢測被施加之被測定磁場之線圈2。該磁芯1對 應到本發明之磁性體。 磁芯1是鼓型之磁芯•具有圓柱形狀之芯部la，和形成 在該芯部la之兩端部之圓板形狀之突緣部lb。該磁芯1與 被測定磁場和線圈2所產生之磁場均有關，形成開路磁路 。其一實例是芯部la之直徑為0.8D1IB*長度為1.5mm，突緣 部lb之直徑為2mm，厚度為0.5®ιπ。另外，其一茛例是磁芯 1由ΙΠ-Cu-Zn系鐵氧體材料形成，相對専磁係數ws為500。 線圈2捲繞在磁芯1之芯部la之周圍。線圈2之一實例是 Μ直徑0.03hiid之氨基甲酸脂被覆導媒捲繞180圈所形成者。 圖9所示之磁測感元件之電感量為350« Η，電感滅半時 之線圈電流為δ 0 in Α。 下面將說明本實施形態之磁測感元件之作用。該磁測感 元件被使用在磁測感裝置或電流測感裝置。實質上，該磁 測感元件，對於圖9中之以符號H表示之被測定磁場（包含 由被測定電流所產生之被測定磁場），被配置成使芯部la 之軸方向與其平行。例如*在使用大振幅激振法之情況時 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------裝1-------訂-----·---*線 Γ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 39 ^ 344 1 I η Α7 _____Β7 五、發明說明（37) *對線圈2施加交流磁場藉Μ使磁芯1在尖峰時進入飽和區 域’利用檢測線圈2之電感之變化用來檢測被測定磁埸。 另外，在使用負回饋法之情況，對線圈2供給負回饋電流 藉Μ產生與被檢澜磁場相同大小之反方向磁場。 當對本實施彤態之磁測感元件施加圖9中之符號Η所示之 外部磁場（被測定磁埸）時，磁芯1對外部磁場之反磁場係 數Ns，和對捲縝在磁芯1之媒圈2所產生之磁場之反磁場係 數He，要解析式的求得會有困難，可以依照下面所述之方 式，根據實測值進行概算。 在圖9所示之磁測感元件中，用以使線圈2之内部之磁場 成為零之線圈電流，依照實際測試時當Η=1〇〇〇ΑΤ/β時為 5mA。另外一方面，當反磁場係數Ns· Nc相等時*用以使 線圈2之内部之磁場成為零之線圈電流丨，可Μ使用式（6) Μ下述方式求得近似值。

H= (18〇x i/1.5) x looo 當 Η = lOOOAT/ra時 ϊ = 8.3mA (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝，*-------訂--------ί線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 式 方 BE 種 這 照 依 流 電 圈 圈 線 為 實流 之電 值 測 約 大 之 值 之 為ii值 清 成 4 流 之 埸 電 二 $ 之effi從 部N , 内 S 此 之!ίΗ® 2 0 圈係 ¢0 線場1. 使磁1/ Μ 反 用在 線丨求 之，比 時 零Ϊ之 成 形 施 實 本 照 依 即 Ϊ 亦〆 N 〇 C 數 6N係 1.場 Jr 磁 NS反 為與 成當 變， 數件 係 ~兀 場 感 磁澜 反磁 之 之 得態 場 磁 定 測 被 C /\ β 場 1 磁1/ 部為 外成 之少 同減 相流 於窜 對饋 , 回 時負 較之 比消 況抵 情其 之將 等K 相用 國 中 用 適 度 尺 張 紙 本 釐 公 97 2 X ο 1 2 格 規 4 )Α s) N (c 準 A7 ^ 34 α _Β7 五、發明說明（38) 在此處，等值之反磁場係數Ns遠大於反磁場係數Nc之理 由如下所述。亦即，以磁芯1之中心線上之磁路之長度來 看時，大致而言是磁芯1對被測定磁場之反磁場係數Ns相 當於直徑0 . Sun，長度2 . 5am之磁芯之反磁場係數，磁/i、1 對線圈2所產生之磁埸之反磁場係數Nc相當於直徑0,8 nim， 長度4bb之磁芯之反磁場係數*所Μ磁路之長度之比不會 裉大。 如Μ上所說明之方式•依照本實施形態之磁測感元件時 *因為磁芯1對施加之被測定磁場之反磁埸係數Ns，和磁 芯1對線圈2所產生之磁場之反磁場係數Nc成為不同，所K 在將負回饋電流供給到線圈2之情況，當與2個反磁場係數 Hs，Nc相等之情況比較時，可以變化負回饋電流，可Μ很 容易擴大磁場或電流之測定範圍。特別是依照本貿施形態 時，因為磁芯1對施加之被測磁場之反磁埸係數Ns大於磁 芯1對線圈2所產生之磁埸之反磁場係數He*所Μ在將負回 饋電流供給到線圈2之情況，當與2個反磁場僳數Ns，He相 等之情況比較時，可以使負回饋電流變小，可Μ很容易測 定大磁場或大電流。 [第7實施彤態] 下面將說明本發明之第7實施形態之磁測感元件。圖10 是剖面圖，用來表示本筲施形態之磁測感元件之構造。本 實施形態之磁測感元件與第6質施形態之磁測感元件同樣 的具備有磁芯1和線圈2，另外，更設有被覆層3，利用使 鐵氧體粉混合在樹脂塗料所形成之磁性塗料，覆蓋在線圈 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------- -----I I 訂* — — I —ί (請先閱讀背面之泫意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 41 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 為加4 f f膂 A7 _B7 五、發明說明（：Π)) 2之外側而形成。被覆層3連结在磁芯1之2個突緣部1 b之間。 其一 g例是被覆層3之厚度為平均0.5mm，被覆層3之相 對導磁係數為12。在本實施形態之磁测感元件中|線圈2 之電感為ImH，電感滅半之線圈電流為30mA。 在本實施形態中，以磁芯1和被覆層3作為磁芯來看時> 該磁芯形成與被測定磁場有關之開路磁路*但是與線圈2 所產生之磁場有關的形成閉路磁路。因此，磁芯對線圈2 所產生之磁場之反磁場係數L大幅的減小。在這種情況| 用以使線圈2之内部之磁場成為零之線圈電流，依照賁測 當11=100(^1'/111時，成為2.41^。依照此種結果*等值之反 磁場係數成為HsN3.5Nc。亦即，在本實施形態中，當與 反磁場係數Ks，Nc相等之情況比較時*負回饋電流可K成 為1/3以下。 本實施形態之其他構造，作用和效果與第6實施形態相 同。 [第8實施形態] 下面將說明本發明之第8實施形態之電流測感裝置。圖 11是電路圖*用來表示本實施形態之電流測感裝置之構造 。本實腌形態之電流測感裝置之構成是使用第6實施形態 之磁測感元件。另外，該電流測感裝置包含有本货施形態 之磁測感裝置。 本實施形態之電流測感裝置具備有磁軛62，被設置成包 圃用Μ使被測定電流通過之導電部61·在其一部份具有間 隙。另外，在磁軛62之間隙内配置有第6實施形態之磁測 紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) -42 - -------- I I I t _i 1 — I I t i ri — , (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 名344 t t驪 _B7_ 五、發明說明（.10) 感元件。在画11所示之電流测感裝置中，除去磁輛62之部 份就成為磁測感裝置。 下面將說明本實施形態之電流澜感裝置之電路構造。另 外*運算放大器用之正、負電源電路依照一般之習慣在圖 中未加Μ顯示。 在線圈2之一端連接有檢測線圈20之一端。檢測線圈20 之另外一端接地。在線圈2之另外一端連接有回饋電流路 徑用線圈6之一端。回饋電流路徑用線圈6之另外一端 經 由電容器7接地。 電流測感裝置更具備有：驅動電路，具有在其一部份包 含有線圈2之串聯共振電路*用來將在串聯共振電路流動 之共振電流作為交流電流的供給到線圈2藉以使磁Β1達到 飽和區域；和檢測/回饋電路，經由檢測與線圈2之電感變 化對應之在線圈2流動之共振電流之變化，用來檢測被測 定磁場，和經由將負回饋法用之負回饋電流供給到線圈2 *用來使線圏2產生負回饋法用之負回饋磁場。該檢測/回 饋電路葑應到本發明之負回饋裝置。 驅動電路具有包含串睇共振電路之振遢電路。該振盪電 路Μ下述方式構成。亦即，振盪電路具有電晶體11。電晶 體11之基極經由共振用電容器12連接到線圈2之另外一端 。在電晶體11之基極連接有回鋇用電容器13之一端。在回 饋用電容器13之另外一端連接有回饋用電容器14之一端和 電晶體11之射極。回饋用電容器14之另外一端接地。電晶 體11之射極經由負載用線圈15接地。甯晶體11之集極連接 紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) -43 — -----------裝，--------訂.----r----線 I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 C3戽基' 1 ___B7 五、發明說明（ii) {請先閱讀背面之注音爹項再填寫本頁) 到電源輸入端16，和經由偏移電姐17連接到基極。該振邇 電路成為克拉普（clapp)振盪電路之構造。當電容器12， 13，14之電容量分別為Cs，Cb，Ce時，則Cs << Cb，Ce。 檢測/回鎖電路依下述方式構成。在線圈2和檢測用線圈 20之連接點*連接有電容器21之一端》電容器21之另外一 端經由電阻22接地。該等之電容器21和電阻22構成微分電 路*用夹贺檢測用線圈20之兩端所產生之電壓進行微分，藉 以輸出與被測定磁場對應之信號。 在電容器21和電姐22之連接點連接有二極體23之陽極和 二極體25之陰極。二極體23之陰榀經由電容器24接地。二 極體25之陽極經由電容器26接地。二極體23和電容器24構 成正向尖峰保持電路，二極體25和電容器26構成負向尖峰 保持電路。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在二極體23和電容器24之連接點，連接有電阻27之一端 。在二極體25和電容器26之連接點，連接有電阻28之一端 。各個電阻27，28之另外一端連接到電阻31之一端。電阻 27，28構成電咀加算電路*用來使正1¾尖峰保持電路所保 持之正向輸出值和負向尖峰保持電路所保持之負向輸出值 進行加算。在電阻31之一端出琨與外部磁場對應之檢測信 號。 電阻31之另外一端連接到運算放大器32之反相輸入端。 蓮算放大器32之非反相輸人端經由電阻33接地。另外*運 算放大器32之輸出端經由電阻34連接到反相輸入端。該等 之運算放大器32 *電阻31 * 33 * 34構成反相放大器。 紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) -44 - A7 4344 1 1 n ---一 ___B7_____ 五、發明說明（ 運算放大器32之輸出端連接到輸出檢測用電阻35之一端 °輸出檢洒用電阻35之另外一端缠接到回韻電流路徑用線 圈6和電容器7之連接點。電阻35之一端經由電阻36連接到 蓮算放大器38之非反相輸入端*電阻35之另外一端經由電 祖37連接到蓮算放大器38之反相输入端。蓮算放大器38之 非反相輸入端經由電阻39接地。運算放大器38之输出端經 由電祖40連接到反相輸入端，和連接到檢測輸出端41。蓮 算放大器38和電阻36，37* 39，40構成差動放大器。 另外，檢測用媒圈20，回饋電流路徑用線圈6和電容器7 作為驩動電路之振盪電路之一部份，亦作為檢測/回饋罨 路之〜部份。 下面將說明本實施形態之電流測感裝置之作用。利用振 籩電路對線圈2供給交流電流藉以使磁芯1達到飽和區域。 該交潦電流是共振電流，對於被電源電壓限制之電流值成 為共振電路之Q值倍。在本實施形態中使用檢測共振電流 之波形變化之方法，取出線圈2之電感之變化作為锺流潮 感裝置之輸出信號。實質上，利用由電容器21和電阻22構 成之撒分電路，用來對與線圈2串聯連接之大飽和電流之 檢測用線圈20之兩端電壓進行撤分。另外，利用由二極體 23和電容器25構成之正向尖峰保捋電路*用來保持微分電 路之輸出之正向輸出值·利用由二極體24和電容器26構成 之負向尖峰保持電路，用來保持微分電路之輸出之負向輸 出值，利用由電阻27 · 28構成之電阻加算電路使正向輸出 值和負向輪出值進行加算，藉Μ獲得與外部磁場對應之檢 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） -45 - --------- 裝'------ 訂·! —l·---•線 1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 A7 4344 1 1¾ B7_ 五、發明說明（4:3) 測信號。 當沒有外部磁場時•檢測用線圈20之兩端之電壓波形之 微分波形中之正部份和負部份成為對稱，微分波形之正負 之各個尖峰值之和（絕對值之差）成為零。與此相澍的，當 線圈2被施加有外部磁場時，微分波彤中之正部份和負部 份成為非對稱。其結果是微分波形之正負之各個尖峰值之 和（絕對值之差）成為零K外之值，該值與外部磁場相關。 因此，依照本實施彤態時，利用微分波形之正負之各個尖 峰值之和（絕對值之差）*可Μ用來測定外部磁場。 依照這種方式，檢測/回饋電路根據在線圈2流動之共振 電流中之使磁芯1達到飽和區域之部份，用來檢測被測定 電流。或是該檢测/回饋電路4根據在線圈2流動之共振電 流中之正負非對稱成分，用來檢測被測定磁場。 利用電阻27，28構成之電阻加算電路所獲得之檢測信號 ，被運箄放大器32和電阻31，33，34構成之反相放大器進 行反相放大，經由輸出檢測用電阻35*胞加到回饋電流路 徑用線圈6和電容器7之連接點。利用這種方式，經由回饋 電流路徑用線圈6對線圏2供給負回_電流，在線圈2產生 與外部磁場相反方向之磁動勢。在本實腌形態中*因為反 相放大器具有正負兩極性之輸出，所Μ為著使輿外部磁場 之正負（以一個方向作為正）對應之負正回饋電流從反相放 大器輸出端流到線圈2，所Μ將線圈2側之接地端接地。 舛部磁場之測定Μ下述方式進行。利用輸出檢測用電阻 35，將負回饋電流，亦即與外部磁場成正比例之電流變換 本紙張尺度適用中國國家準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -46 - ----------- -------訂.----^---I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 .禽 A7 __________B7_ 五、發明說明（44) 成為電壓’利用由蓮算放大器38和電阻35，36，31，40所 構成之差動放大器對該電壓進行放大，然後將其胞加到檢 拥I輪出端41。從該檢測輸出端41輸出與外部磁場對應之檢 測輸出信號。 外部磁場和負回鎖電深之磁動勢之平衡，只要線圈2之 安培匝不變該平衡就不變。因此，本實施形態之電流浦感 裝置其敏感度分敗變化很小，線性良好，而且對於溫度和 電源電壓等之變化非常穩定。另外，大振幅激振法之僱差 在原理上為零，所以不會由於外來播亂而渫移。 下面將說明實際製成之電流測感裝置之具體之一實例。 在該實例中•磁軛62使用以Μη-Z η系锇氧體形成之環形心 子。磁輛62之形狀是外徑20mm，内徑10mm，厚度5niffl，具 有幅度8 mm之間隙。電流測感裝置之全體形狀可以成為 20ιι«ιΧ 35β·Χ 6bb之極小型者。該電流測感裝置以士 5V之 電源進行動作，當測定電流為零時，消耗電流為+ 27b A， -2«A。另外，在該電淀拥感裝置中1由於負回饋電流所造 成之消耗電流之增加，測定電流10A時為5mA。另外，該電 流测感裝置之重量為l〇g。 圓〗2表示通過被S3置在磁«162之內側之導電部61之被測 定電流*和電流測感裝置之輸出電壓之關係之一實例。如 該圖所示，依照本實施形態之罨流測感裝置時，可Μ獲得 在槿寬廣之電流值之範圍具有良好婊性之電壓特性。另外 ，圖12表示具有圖11未顯示之偏移時之輸出特性。 如Κ上所說明之方式，依照本實施形態之電流測感裝置 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 11 I I .tli----— —訂-----r---―線 I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 47 五、發明說明（15) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 時*可Μ將使用負回餵法之負回饋電流所造成之消耗電流 之增加抑制成為最小之限度•不會產生發熱等之問題· m 於產業上，尤其是電動汽車和太陽光發電之直流電流之控 制具有很大之貢獻。 另外，依照本貿腌形態時，因為將共振電路之共振電流 供給到擷圈2，所Μ可K很容易將用Μ使磁S 1達到飽和區 域之交流電流供給到線圈2。另外，除了線圈2外|在磁芯 1不需要捲繞激磁用之線圈*所Μ構造簡單。 另外，依照本實施形態時，因為經由對線圈2交流式並 聯達接之回饋電流路徑用線圈6，對線圈2供給負回饋法用 之負回鎖電流，所Μ不會有共振電流之損失，可Μ很容易 將回韻電流供給到線圈2。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另外*依照本實施形態時，經由對共同振盪電路插入檢 測用線圈20，不會使共振電路之Q值下降，亦即f供給到 線圈2之共振電流不會發生不足，可Μ很簡單的獲得伏特 级之檢测輸出。另外*尖峰保持電路亦可以使用由二極體 和電容器構成之簡單之廉價電路。另外，檢測用線圈20即 使其電感量只為線圈2之電感量之數％ ，亦可Μ獲得很大 之輸出。因此，檢測用線圈20可Μ減少圈數，通常因為飽 和電流值很大，所Κ不會由於線圈2之驅動電流（共振電流 )而飽和。 利用該等技術，可Μ使用锇氧體磁Η等之飽和磁場大， 非線性大之磁芯，和可以使用大振幅法和負回饋法*可Κ 使泪通量閘元件用來進行大磁場或大電流之檢測。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) -48 — 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __B7

五、發明說明（4Q 除了可以抑制負回饋電流之增加之特徵外，本實施形態 之電流測感裝置更具有下列之特激。 (1) 因為可以使用負画饋法，所以可以自動的改善敏感 度分散變化和溫度特性。 (2) 因此不需要敏感度調整和溫度特性校正。 (3) 另外·亦不需要偏差調整。 (4) 因為可以使用大振幅激振法，所以特性良好。 (5) 感測器部不需要特殊之工作方法。 (6) 因為利用共振電流，所Μ可以以低電懕電源，高頻 率驅動測感線圈。 (7) 因為不需要使用任何特殊之材料或特殊之工作方法 就可Μ製造，電路亦非常簡單，所以可Μ棰廉價的製造， 藉Μ因應大量之需要。 (8) 頻率回應性良好。 (9) 因為利用共振電流，所以消耗電力很少。 (10) 因為構造簡單，所以體積小，重量輕。 另外*圖11所示之電流測感裝置中之磁測感元件亦可以 使用第7實施形態之磁測感元件。另外，磁芯之形狀並不 只限於第6或第7g施形態所示之形狀，只要能夠使對施加 之被測定磁場之反磁場係數和對線圈所產生之磁場之反磁 場係数成為不同 >可Μ使用任意之形狀。 另外，在第S實施形態中所說明之實例是振盪電路使用 克拉普振盪電路，但是本發明並不只限於這種方式，亦可 以使用柯匹子（colpitts)振盪電路或哈特立（Hartley)振 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) _ 4Q - ----------- .裝---------訂!1 I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4344 1 A7 B7 五、發明說明U7) 盪電路等之其他之振盪電路。 依照包含第6至第8實施形態之本發明之磁測感元件， 振測感裝置或電流測感裝置時，因為磁芯尉施加之被測定 磁場之反磁場係數，和磁芯對線圈所產生之磁場之反磁場 係數成為不同，所K在將負回饋電流供給到線圈之情況， 當與2個反磁場係數相等之情況比較時，變成可以變化負 回餵電流，所以可以很容易擴大磁場或電流之測定範圍。 另外》在使磁芯對施加之被測定磁場之反磁場係數大於 磁芯對線圈所產生之磁場之反磁場係数之情況，當將負回 饋罨流供給到線圈時，當與2個反磁場係數相等之情況比 較時，負回饋電流可以變小，可以很容易測定大磁場或大 電流。 根據以上之說明，當可明白可以實施本發明之各棰態樣 和變化例。因此，在下列之申請專利範圍之同等範圍内， 本發明亦可Μ實施上述之最佳形態K外之形態。 ----------- 裝 --------訂-----hll ί 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 [元 件編號之 說 明] 1 磁 1 a 芯 部 lb 突 緣 部 2 線 圈 3 被 覆 層 6 回 饋 電流路徑用線圈 7 電 容 器 11 電 晶 體 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 50 4 344 1 五、發明說明（IS) A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 12 共 振 用 電 容 器 13 回 饋 用 電 容 器 14 回 餓 用 電 容 器 15 負 載 用 線 圈 16 電 源 輸 入 端 17 偏 移 電 阻 20 檢 測 媒 圈 21 電 容 器 22 電 阻 23 二 極 體 24 電 容 器 25 二 極 賭 26 電 容 器 27 電 阻 28 電 姐 31 電 阻 32 運 算 放 大 器 33 電 阻 34 電 阻 35 輸 出 檢 測 用 電阻 36 電 姐 37 電 阻 38 運 算 放 大 器 39 甯 阻 ----------- - ------訂----------線 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 51 4344 1 A7 B7 五、發明說明（4ίυ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 40 電 m 41 檢 測 輸 出 端 61 導 電 部 62 磁 軛 101 磁 檢 測 部 110 磁 性 體 110Α 磁 性 體 110Β 磁 性 體 111 空 洞 112 回 饋 媒 圈 113 基 準 磁 場 用 線 圈 115 磁 性 體 121 磁 檢 测 部 連 接 線 122 回 m 線 圈 連 接 線 123 基 準 磁 場 用 線 圈連接線 124 處 理 電 路 125 画 饋 電 流 源 126 交 流 電 源 127 輸 出 端 子 130 磁 性 體 141 導 電 部 142 磁 m 150 磁 性 體 Η 被 測 定 磁 場 ----------- 11 訂-----Γ----線 I {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】0 ^ 297公釐） 52 43441 1® a? _B7 五、發明說明（50)

Ho 外部磁場

1 2 G G

B

+ P 流流峰峰 電電尖尖 度度' 圈 圈的的 長長 場線 媒正負 之 之磁的的之之 隙隙移商向流流 空空偏 正負電.電 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -------訂----線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 53

Claims (1)

1. A8 B8 C8 D8 4 344 1 1 ^ 六、申請專利範圍 1. 一種磁測感裝置，其特徵是具備有： 磁檢测部，用來輸出與被施加之被測定磁場對應之信號 負回鋪裝置*用來產生負回饋磁場藉Μ使上述之磁檢測 部之輸出負回饋到上述之磁檢測部；和 磁性體•被設在上述之磁檢測部之周圈，或成為該磁檢 測部之一部份，用來使葑上述被測定磁場之反磁場係数和 鲟上述負回鑛磁場之反磁埸係數成為不同。 2. 如申請専利範圍第1項之磁測感裝置*其中 上述之磁性體具有用以收納上述之磁檢測部之空涧|該 磁性體被設在上述之磁檢測部之周圍；和 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 。 用 内之 洞上 空 ί心 Hi: 逑实磁 上 該 之置在 體裝繞 生 卷 性感捲 磁麵被 述 i和 ΪΛ上磁， 之 在項芯 納15磁 收第有 被圃具 β, ΚΗ 測利測 檢專檢 磁請磁 之申之 逑如逑 上3.上 ί心 磁 述 上 之 份 部 1 之 部 和測 ; 檢 圈磁 線述 之上 場為 磁成 定是 測體 被性 之磁 述之 上逑 測上 檢 號 信 之 應 對 場 磁 ; 定 有測 備被 具之 是加 徵施 特被 其與 ， 出 置輸 裝來 感用 測， 磁部 種測 1 檢 4.磁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 洞 空 之 部 測 檢 磁 之 述 上 納 收 以 用 有 具 體 性 和磁 內 洞 空 述 之 體 性第 磁之 述關 上相 在狀 納形 收之第 被體之 ffp 3Λ 剖性躲 測磁相 檢述狀 磁上形 之與之 述據洞 上根空 述 上 與 和 數 係一 場之 磁少 反至 I之 數 係 場 磁 反 方 來 用 比 之 場 磁 之 部 測 檢 磁 之 述 上 在 Ρ 力 施 和 場 〇 磁值 定之 潮定 被指 之為 "" 上定 將設 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） 43真毳"軀六、申請專利範圍 中 其 置 裝 感 磁 之 項 之 通 磁 之 場 磁 定 測 被 述 上 向 〇 朝口 ， 開 部行 第口進 園開向 範有方 利具叉 專 洞交 請空之 申之1¾ 如述方 5.上過 通 置 裝 感 磁 之 項 内 洞 空 之 述 上 在 置 第配 圍被 範部 利測 專檢 講磁 申之 如述 6 上 中 其 敏 淇 檢 與 有 具 定 測 被 述 上 和 向 方 度 感 敏。 高致 使 一 ’ 為 向成 方向 度方 感過 敏通 高之 之通 關磁 相之 度場 感磁 部 。 測饋 檢回 磁負 之行 述進 上出 對輸 來之 用部 , 測 置檢 裝磁 加述 4 施上 第場使 圍磁Κ 範饋藉 莉 回場 專負磁 請有饋 申備回 如具負 7 更加 施 中 其 置 裝 感 測 磁 之 項 用 内 洞 空 之 述 上 在 置 設 被 置 裝 加 第施 圍場 範磁 利饋 專回 請負 申之 如述 8 上 中 其 置 裝 感 測 磁 之 項 磁 逑 上 和 數。 係同 場不 磁為 反成 之數 場偽 磁場 定磁 測反 被之 述場 上磁 對饋 體回 性負 磁述 述上 上對 使體 來性 置 裝 D 力 第施 圍場 範磁 利準 專基 請有 申備 如具 9 更 中 其 置 裝 感 測 磁 之 項 施 部 測 檢 磁 之 上 對 來 ---------—VI (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 磁 定 測 被 述 上 對 部 測 檢 磁 之 述 上 制 控 M 藉 場 磁 流。 交性 準特 基之 加場 9 第 圍 範 利 專 請 申 如 部 LT 夕 中之 其體 , 性 置磁 裝述 感上 測在 磁設 之被 項置 裝 加 施 場 磁 準 基 之 述 上 置 裝 感 測 磁 -~i t 種 1 有 備 具 是 徵 特 其 件 元 感 測 磁 閘 量 通 芯 磁 之 述 上 在 繞 捲 和 ί心 磁 有 具 測 檢 來 用 b 和變 ; 之 圈 _ 線電 之之 場圈 磁線 定述 測上 被測 之檢 加由 ® 經 被， 測置 檢裝 以測 用檢 之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4344 11讎 篮 CS D8 六、申請專利範圍 被測定磁場； 上述磁芯所具有之形狀使對上述被測定磁場之反磁場係 數，和對上述線圈所產生之磁場之反磁場係數成為不同。 12. 如申請專利範圍第11項之磁測感裝置，其中 上述磁芯所具有之形狀使對上述被測定磁場之反磁場係 數大於對上逑線圈所產生磁場之反磁場係數。 13. 如申請專利範圍第11項之磁測感裝置，其中 上述磁芯所具有之形狀使上述被測定磁場和上述線圈所 產生之磁場之有關之任何一個肜成開路磁路。 14. 如申請專利範圍第11項之磁測感裝置，其中 上述磁芯所具有之形狀使上述被測定磁場形成開路磁路 ，和使上述線圈所產生之磁場形成閉路磁路。 15. 如申請專利範圍第11項之磁測感裝置，其中 更具備有負回饋裝置，經由將用Μ使上逑檢測裝置之輸 出進行負回饋之負回饋電流供給到上述之線圈，利用上逑 之線圈用來產生負回饋磁場藉以使上述檢測装置之輸出進 行負回饋。 16. —種電流測感裝置*經由測定由被測定電流所產生 之被測定磁場，用來翻定被測定電流，其特徵是具備有： 磁檢測部，用來輸出與被施加之被測定磁場對應之信號； 負回賴裝置，用來產生負回饋磁埸藉Κ使上述之磁檢測 部之輸出負回饋到上述之磁檢測部；和 磁性體，被設在上逑之磁檢測部之周圍，或成為該磁檢 測部之一邬份，用來使對上述被測定磁場之反磁場係數和 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 3 ----------- .裝 ---------訂----------*線- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 4344 1 t ^ ί! C8 D8六、申請專利範圍 對上逑負回饋磁場之反磁場係數成為不同。 17. 如申請專利範圍第16項之電流測感裝置，其中 上逑之磁性體具有用K收納上述之磁檢測部之空洞，該 磁性體被設在上逑之磁檢測部之周圍；和 上逑之磁檢測部被收納在上述磁性體之上述空洞内。 18. 如申譆專利範圍第16項之電流測感裝置，其中 上述之磁檢測部具有磁芯 > 和被捲繞在該磁芯上之用Μ 檢測上述之被測定磁場之線圈；和 上逑之磁性體是成為上述磁檢測部之一部份之上述磁芯。 19. 一棰電流测感裝置*經由測定由被測定電流所產生 之被測定磁場*用來測定被測定電流，其特徵是具備有： 磁檢測部，用來輸出與被施加之被測定磁場對應之信號 :和 磁性體，具有用以收納上述之磁檢測部之空洞； 上逑之磁檢測部被收納在上述磁性體之上述空洞内* 根據與上述磁性體之形狀相翮之第1反磁場係數和與上 述空洞之彤狀相關之第2反磁場係數之至少之一方，用來 將上述之被測定磁場和施加在上述之磁檢測部之磁場之比 設定成為指定之值。 20. 如申請專利範圍第19項之電流測感裝置_其中 上述之空洞具有開α郜，朝向上述被測定磁場之磁通之 通過方向之交叉方向進行開口。 21. 如申諸專利範圍第19項之電流測感裝置，其中 上述之磁檢測部被配置在上逑之空洞内，具有與檢测敏 ---------’ tf----訂---Π ——Ί (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度逍用中國國家揉隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） 4 4344 1 1 m A8 B8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1 1 感 度 相 關 之 高 敏 感 度 方 向 * 使 高 敏 感 度 方 向 和 上 述 被 测 定 1 1 磁 場 之 磁 通 之 通 過 方 向 成 為 一 致 〇 1 1 22 .如申請專利範圍第】 9項之電流測感裝置 •其中 請 1 先 1 更 具 備 有 負 回 饋 磁 場 施 加 裝 置 ， 用 來 對 上 述 之 磁 檢 測 部 閲 讀 1 背 1 加 負 回 饋 磁 場 藉 以 使 上 述 磁 檢 測 部 之 輸 出 進 行 負 回 饋 0 1¾ 之 1 注 1 23 .如申請專利範圍第22項之電流測感裝置 ，其中 意 事 1 項 I 上 逑 之 負 回 餵 磁 場 施 加 裝 置 被 設 置 在 上 述 之 空 洞 内 9 用 再 填 1 1 來 使 上 逑 磁 性 體 對 上 逑 被 測 定 磁 場 之 反 磁 場 係 數 和 上 述 磁 寫 本 頁 1， 性 體 對 上 述 負 回 饋 磁 場 之 反 磁 場 係 數 成 為 不 同 0 | 24 .如申請專利範圍第19項之電流測感裝置 t其中 1 1 更 具 備 有 基 準 磁 場 施 加 裝 置 用 來 對 上 述 之 磁 檢 測 部 施 1 1 加 基 準 交 流 磁 場 藉 控 制 上 述 之 磁 檢 測 部 對 上 述 被 測 定 磁 訂 | 場 之 特 性 0 1 25 .如申請專利範圍第24項之電流測感裝置 其中 1; 1 1 上 逑 之 基 準 磁 場 施 加 裝 置 被 設 在 上 述 磁 性 腊 之 外 部 〇 1 I 26 -種電流測感裝置 經由測定由被測定電流所產生 Ϊ 之 被 測 定 磁 埸 用 來 測 定 被 測 定 電 流 * 其 特 徵 是 具 備 有 1 I 通 量 閛 磁 測 感 元 件 * 具 有 磁 和 捲 繞 在 上 逑 之 磁 芯 上 1 1 I 之 用 Μ 檢 測 被 施 加 之 被 測 定 磁 場 之 m 圈 ? 和 1 檢 測 裝 置 5 經 由 檢 測 上 述 線 圈 之 電 感 之 變 化 Ϊ 用 來 檢 測 t 1 被 測 定 磁 場 1 1 I 上 述 磁 心 所 具 有 之 形 狀 使 對 上 逑 被 測 定 磁 場 之 反 磁 場 係 1 I 數 * 和 對 上 逑 線 圈 所 產 生 之 磁 場 之 反 磁 場 係 數 成 為 不 同 0 1 1 27 .如申請專利範圍第26項之電流測感裝置， 其中 1 1 1 -5 - 本紙張尺度速用中國國家標準（CMS ) A4規格（210X297公釐） 義3厶厶1 t镰六、申請專利範圍 係 場 磁 反 之 ο 磁数 定係 測場 被磁 述反 上之 對場 使磁 狀生 形產 之所 有圈 具線 所述 ί心上 磁對 逑於 上大 數 中 一Β( 置 裝 感 淠 流 電 之 項 6 2 第 圍 範 利 專 請 申 如 所 圈 線 迓 上 和。 場路 磁磁 定路 測開 被成 述形 上個 使一 狀何 肜任 之之 有關 具有 所之 ++心場 磁磁 述之 上生 產 中 其 置 装 感 潮 流 霄 之 項 6 2 第 圍 範 利 專 請 串 如 路 磁 路 開 成 形 場 磁 定 測 被 述 上 使 狀 形 之 有 具 所 ί心 磁 述 上 路 磁 路 閉 成 形 場 磁 之 生 Et 所 圈 線 述 上 使 和 中 置 裝 感 測 流 電 之 項 6 2 第 圍 範 利 專 請 如 輸逑 之上 置用 裝利 測， 檢圈 述線 上之 使逑 M上 用 到 將給 由供 經流 ’ 電 置饋 裝回 饋負 回之 負饋 有回 備負 具行 更進 出 進 出 輸 之 置 裝 ί -if 檢 述 上 使 M 藉 場 磁 饋 回 負 生 產 來。 用饋 圈回 線負 之行 磁 之 述 上 在 繞 捲 和 芯 磁 有 備 具 件 元 感 測 磁 種 : 數 是係 徵場 特磁 其反 ， 之 圈場 線磁 之定 場測 磁被 定述 測上 被對 之使 加狀 施形 被之 測有 檢具 M所 用芯 之磁 上述 ί心上 同 不 為 成 數 係 場 磁 反 之 場 磁 生 產 所 圈 線 述 上 對 和 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 磁 述 上 中 其 件 元 感 測 磁 之 項 1 3 第 圍 範 利 專 請 甲 如 對 於 大 數 係 場 磁 反 之 場 〇 磁數 定係 測場 被磁 述反 上 之 對場 使磁 狀生 形產 之所 有圏 具線 所逑 ί心上 磁 上 中 其 件 元 感 測 磁 之 項 3 第 圍 範 利 專 請 如 磁 之 生 產 所 圈 線 逑 上 和 場 磁 定 測 被 述 上 使 狀 形 之 有 具 所 芯 路 磁 路 開 成 形 個 1 何 任 之 關 有 之 場 中 其 件 元 感 測 磁 之 項 1± 3 第 圍 範 利 專 請 申 如 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 6 11 *申請專利範圍 A8 B8 CS D8 磁 路 成 彤。 場路 磁磁 定路 測閉 被成 逑形 上場 使磁 狀之 形生 之產 有所 具圈 所線 芯述 磁上 之使 述和 上 ， 路 -------(III. -------訂·------— I —i··^ I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 7