专利名称：电流传感器及过载电流保护设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用具有磁阻抗效应的磁性元件的电流传感器和一种使用该电流传感器的过载电流保护设备。
背景技术：
传统上，电流互感器被广泛用作电流传感器，但是由于其低灵敏性，所以需要叠片铁芯，铁芯会产生磁饱和，因此会引起电流检测量程不足的问题。铁芯也会引起传感器单元体积较大的问题。
另一方面，有一种方法是使用霍尔元件和磁阻元件作为电流检测元件。但是，因为它们的检测灵敏度低，所以通常提供聚磁铁芯和霍尔元件，或安装在聚磁铁芯沟槽处的磁性元件来提高灵敏度。
如电流互感器一样，上述使用聚磁铁芯的方法要使用至少3～4cm的铁芯，需要大的传感器单元，并且铁芯会产生磁饱和，因此得到的电流检测量程会不足。而且，霍尔元件和磁阻元件会随温度而有大的输出波动，因此需要温度补偿电路。
一种代替霍尔元件和磁阻元件的高灵敏度磁检测元件可以是，例如，日本专利申请公开特开平6-347489中所公布的无定形导线磁阻抗元件，和日本专利申请公开特开平8-73835中所公布的薄膜。
任何形状的磁阻抗元件都具有高灵敏度的磁检测特性，但是磁阻抗元件本身具有非线性，如图10中的无定形导线的磁阻抗特性所示。通过施加偏置磁场，阻抗变化与所施加磁场之间的线性度得到了改善(日本专利申请公开特开平6-176930)，在磁阻抗元件上缠绕一个负反馈线圈，向线圈施加一个与磁阻抗元件两端的电压成正比的电流，从而提供了负反馈，由此获得了具有极好线性度的元件(日本专利申请公开特开平6-347489)。
上述偏置磁场通常是通过给缠绕的线圈提供电源而获得的。但是，在这种情况下，需要两种类型的线圈，即，偏置线圈和反馈线圈，因此增加了整个系统的体积。
而且，在使用导线型和薄膜型的磁阻抗元件时，会出现一个问题元件的灵敏度根据生产磁阻抗元件时使用的材料(磁导率，电阻率等)和元件尺寸(长度，膜厚度，膜宽度等)的变化而改变。
图11显示了磁阻抗元件检测电路的一个普通例子。
检测电路通过检测电路A和放大电路B输出当高频电流由高频电流发生器(OSC)4流入磁阻抗元件1时获得的输出，由此获得磁阻抗元件1的阻抗。此时，输出由可变电阻VR进行调节调节。
但是，为了降低电路中元件灵敏度的波动，有必要调节和修正各个系统，因此需要较大的成本。尽管每个系统能被调节和修正，但不能实现自动修正。因此，装置的输出随时间、温度的波动等而变化，导致无法实现高精度补偿的问题。
相应地，本发明的目的是使用一种体积小、成本低的系统实现高精度的宽量程电流测量，而精度不会因环境或时间而降低。

发明内容
为了解决上述问题，根据权利要求1的本发明包括两个具有磁阻抗效应的磁检测元件，位于传导电流的配线附近；向磁检测元件两端施加交变电流的电流施加单元；向磁检测元件施加DC偏置磁场的DC偏置磁场供应单元；两个检测单元，通过随施加在磁检测元件上的外部磁场而变化的交变电流的变化，从而相应于磁检测元件而通过电流检测磁场的变化；对两个检测单元的输出进行差动放大的差动放大单元；和根据检测单元或差动放大单元的输出向磁检测元件施加预定负反馈磁场的负反馈磁场施加单元。
根据权利要求2的本发明包括两个具有磁阻抗效应的磁检测元件，位于传导电流的配线附近；向磁检测元件两端施加交变电流的电流施加单元；向磁检测元件施加DC偏置磁场的DC偏置磁场施加单元；向磁检测元件施加负反馈磁场的负反馈磁场施加单元；向磁检测元件施加预定磁场的预定磁场施加单元；向磁检测元件施加负反馈磁场和预定磁场其中之一的切换单元；两个检测单元，通过随施加在磁检测元件上的外部磁场而变化的交变电流的变化，从而相应于磁检测元件而通过电流检测磁场的变化；和对两个检测单元的输出进行差动放大的差动放大单元，其特征在于，根据检测单元的输出或差动放大单元的输出，在一个期间向两个磁检测元件施加负反馈磁场，在另一期间向两个磁检测元件施加预定磁场，并且根据每一期间检测单元的输出或差动放大单元的输出对差动放大单元的输出进行预定的修正。
在根据权利要求1或2的本发明中，负反馈磁场施加单元由一个位于磁检测元件附近的负反馈线圈和一个负反馈元件构成(根据权利要求3的发明)。
在根据权利要求4的本发明中，包括两个具有磁阻抗效应且位于传导电流的配线附近的磁检测元件；向磁检测元件两端施加交变电流的电流施加单元；向磁检测元件施加DC偏置磁场的DC偏置磁场施加单元；向磁检测元件和多个负反馈元件施加负反馈磁场的负反馈线圈；用于对多个负反馈元件进行切换的切换单元；两个检测单元，通过随施加在磁检测元件上的外部磁场而变化的交变电流的变化，从而相应于磁检测元件而通过电流检测磁场的变化；和对两个检测单元的输出进行差动放大的差动放大单元，其特征在于，根据检测单元的输出或差动放大单元的输出，选择所述的多个负反馈元件。
在根据权利要求1至4中任何一项的本发明中，可以由位于磁检测元件附近的磁铁施加DC偏置磁场(根据权利要求5的发明)，在根据权利要求5的发明中，一个非磁性基板具有两个铁磁薄膜的磁检测元件，并且施加DC偏置磁场的磁铁和施加负反馈磁场的负反馈线圈由薄膜制成(根据权利要求6的发明)。
在根据权利要求1至6中任何一项的本发明中，两个磁检测元件可以配置为相对于由电流产生的磁通的输出具有相同的绝对值，且具有相反的极性(根据权利要求7的发明)。
在根据权利要求8的本发明中，一种过载电流保护设备具有一个开关，用于由电源向负载供应电流或将其切断；检测电流的电流检测器；以及给该装置的各个单元提供电源的控制电源，该过载电流保护设备用于在发生电流过载时切断流向负载的电流，其中，电流检测器包括两个具有磁阻抗效应且位于传导电流的配线附近的磁检测元件；向磁检测元件两端施加交变电流的电流施加单元；向磁检测元件施加DC偏置磁场的DC偏置磁场施加单元；两个检测单元，通过随施加在磁检测元件上的外部磁场而变化的交变电流的变化，从而相应于磁检测元件而通过电流检测磁场的变化；和对两个检测单元的输出进行差动放大的差动放大单元；根据检测单元或差动放大单元的输出向磁检测元件施加预定负反馈磁场的负反馈磁场施加单元。
在根据权利要求9的本发明中，一种过载电流保护设备具有一个开关，用于由电源向负载供应电流，或将其切断；检测电流的电流检测器；以及用于向该装置的各个单元提供电源的控制电源，该过载电流保护设备用于在发生电流过载时切断流向负载的电流，其中，电流检测器包括两个具有磁阻抗效应且位于传导电流的配线附近的磁检测元件；向磁检测元件两端施加交变电流的电流施加单元；向磁检测元件施加DC偏置磁场的DC偏置磁场施加单元；向磁检测元件施加负反馈磁场的负反馈磁场施加单元；向磁检测元件施加预定磁场的预定磁场施加单元；用于把负反馈磁场和预定磁场其中之一施加给磁检测元件的切换单元；两个检测单元，通过随施加在磁检测元件上的外部磁场而变化的交变电流的变化，从而相应于磁检测元件而通过电流检测磁场的变化；和对两个检测单元的输出进行差动放大的差动放大单元，根据检测单元的输出或差动放大单元的输出，在一个期间向两个磁检测元件施加负反馈磁场，在另一期间向两个磁检测元件施加预定磁场，并且根据每一期间检测单元的输出或差动放大单元的输出对差动放大单元的输出进行预定的修正。
在根据权利要求8或9的本发明中，负反馈磁场施加单元由一个位于磁检测元件附近的负反馈线圈和一个负反馈元件构成(根据权利要求10的发明)。
在根据权利要求11的本发明中，一种过载电流保护设备具有开关，用于由电源向负载供应电流，或将其切断；检测电流的电流检测器，和给该装置的各个单元提供电源的控制电源，该过载电流保护设备用于在发生电流过载时切断流向负载的电流，其中，电流检测器包括两个具有磁阻抗效应且位于传导电流的配线附近的磁检测元件；向磁检测元件两端施加交变电流的电流施加单元；向磁检测元件施加DC偏置磁场的DC偏置磁场施加单元；向磁检测元件和多个负反馈元件施加负反馈磁场的负反馈线圈；对多个负反馈元件进行切换的切换单元；两个检测单元，通过随施加在磁检测元件上的外部磁场而变化的交变电流的变化，从而相应于磁检测元件而通过电流检测磁场的变化；和对两个检测单元的输出进行差动放大的差动放大单元，其特征在于，根据检测单元的输出或差动放大单元的输出，选择所述的多个负反馈元件。
在根据权利要求8至11中任何一项的本发明中，可以由位于磁检测元件附近的磁铁施加DC偏置磁场(根据权利要求12的发明)，在根据权利要求12的发明中，一个非磁性基板具有两个铁磁薄膜的磁检测元件，并且用于施加DC偏置磁场的磁铁和用于施加负反馈磁场的负反馈线圈由薄膜构成(根据权利要求13的发明)。
在根据权利要求8至13中任何一项的本发明中，两个磁检测元件可以配置为相对于由电流产生的磁通的输出具有相同的绝对值，且具有相反的极性(根据权利要求14的发明)。


图1显示了本发明的第一实施例的结构；图2显示了流过相邻配线的电流造成的影响；图3显示了本发明的第二实施例的结构；图4显示了图3中检测灵敏度的检测方法；图5显示了本发明的第三实施例的结构；
图6显示了图5所示结构的电流检测特性；图7是一个斜视图，显示了根据本发明的导线型电流检测元件结构的一个例子；图8是一个斜视图，显示了根据本发明的薄膜型电流检测元件结构的一个例子；图9显示了应用于过载电流保护设备的系统结构示例；图10显示了磁阻抗特性的一个例子；和图11显示了现有技术的电路。
具体实施例方式
图1显示了本发明的第一实施例的结构。
在图1中，磁阻抗元件(也简称为MI元件)1a和1b可以是导线型或薄膜型的。补偿线圈2向MI元件1a和1b施加负反馈。磁铁3向MI元件1a和1b施加DC偏置。振荡单元4向MI元件1a和1b施加DC电流。根据振荡器4输出的电流水平而插入缓冲单元5a和5b。标号6a和6b表示电阻。检测装置7a和7b检测交变电流随施加在MI元件1a和1b上的外部磁场而产生的变化。差动放大单元8放大检测单元的输出差异。负反馈元件9根据差动放大单元8的输出而向补偿线圈2供应电流。配线10传导检测电流。
如图1所示，磁阻抗元件1a和1b配置为由流过配线10的电流I产生的磁通(Hb1，Hb2)的绝对值相等，而磁通方向相反，由差动放大单元8计算输出差值，从而获得与电流成正比的输出。
补偿线圈2和负反馈元件9在使差动放大单元8的输出降低的方向上向MI元件1a和1b施加磁场。负反馈元件9通常由电阻构成，因而检测电流的输出灵敏度与电阻成比例地降低。因此，可以根据测量量程来优化负反馈元件9的值，以提高测量精度。
当如图1所示的电流传感器被用作接收和分配设备时，有必要消除流过相邻配线的电流的影响。图2显示了流过相邻配线的电流的影响。电流I1在电流I2附近流过。
由电流I1和I2产生的磁通分别定义为φ1和φ2。使用磁通φ1和φ2，两个MI元件1a和1b之间的输出差计算如下。
差动输出＝1a的输出-1b的输出＝S2+N3-(-S2+N3)＝2S2...(1)这样，可以检测电流I1而不受在配线10a附近流过的电流I2的影响。
当施加了均匀的外部磁场作为噪声时，两个MI元件1a和1b的输出大小和符号都相同。因此，和电流流过相邻配线的情况一样，外部磁场的噪声影响可被消除。
图3显示了本发明的第二实施例的结构。
在图3中，在图1所示的结构中添加了恒流单元91、切换单元92、模数转换单元81和由微计算机构成的算术控制单元82等。
通过上述结构，利用补偿线圈2和负反馈元件9，在降低差动放大单元8输出的方向上向差动放大单元8的输出施加一个磁场。算术控制单元82控制切换单元92从恒流单元91向补偿线圈2施加一个恒定电流，并控制模数转换单元81检测差动放大单元8的输出。算术控制单元82控制对预定条件下施加恒定电流时获得的输出进行存储，作为参考值，比较模数转换单元81的输出和该参考值，在输出结果中修正与该参考值之间的差值，并修正由环境特征(如温度等)和随时间变化的特征而引起的设备输出偏差。从而获得了高精度和抗环境干扰的电流传感器。
图4显示了图3中对检测灵敏度进行检测的方法。
在图4中，传感器相对于外部磁场的输出特性表现出了普通磁阻抗元件的特性，在零磁场的基础上可以得到与磁场方向无关的任意传感器输出。
如图4中(a)，(b)和(c)的情况1所示，偏置磁场的均值即为零磁场。因此检测装置7a、7b的输出彼此相等，而差动放大单元8的输出为零。
在(d)，(e)和(f)所示的情况2中，偏置磁场的均值变化了ΔH，检测装置7a和7b的输出之差为ΔV，差动放大单元8的输出为α·ΔV(α是差动放大单元的增益)，ΔV/ΔH是传感器的灵敏度。
图5显示了本发明的第三实施例的结构。
如图5所示，这个实施例的特征在于两个负反馈元件9a和9b。在这个实施例中，负反馈元件9a和9b和补偿线圈2根据差动放大单元8的输出，在降低差动放大单元8的输出的方向上，向MI元件1a和1b施加磁场。如上所述，由于负反馈元件9a和9b通常由电阻构成，检测电流的输出灵敏度会与电阻成比例地降低。因此，根据测量量程来设定负反馈元件9a和9b的值，并且切换单元92根据差动放大单元8的输出自动地在这些值之间进行切换，从而获得宽量程的高精度电流检测特性。
在图5中，对两个负反馈元件进行切换，但是也可以在三个或更多的负反馈元件之间进行切换。在某些测量量程中，不选择负反馈元件就无法实现负反馈。
图6显示了图5所示结构的电流检测特性。
在图6中，显示了两种情况，即，一种情况是不进行负反馈，另一种情况是利用不同的电阻实现负反馈。在进行了负反馈的情况下获得了更宽的量程。
图7是一个斜视图，显示了根据本发明的导线型电流检测元件结构的一个例子。
在图7中，标号1a和1b表示MI元件。补偿线圈2给MI元件提供负反馈。磁铁3向MI元件1a和1b施加DC偏置。配线10传导检测电流。屏蔽板11消除外部磁场的影响。通孔13接收信号。
图8显示了根据本发明的薄膜型电流检测元件结构的一个例子。图8(a)是俯视图，图8(b)是剖视图。
在图8中，(b)中所示的基板14是非磁性基板。(a)中所示的标号1a和1b表示薄膜MI元件。薄膜补偿线圈2给MI元件提供负反馈。MI元件1a和1b和补偿线圈2通过氮化硅等绝缘体设置在基板13上。薄膜磁铁3a和3b向MI元件施加DC偏置。MI元件1a和1b和补偿线圈2两端的宽阔部分是外部配线的接线焊点。因为基板14的尺寸可以为几个毫米，因此可以实现体积非常小、低成本，且低功耗的系统。
上面描述了使用两个磁阻抗元件的系统，但是也可以使用三个或更多的磁阻抗元件。而且，当用作接收和分配设备时，很显然，上述的1相电流传感器可以按照需要替换为3相或更多相的电流传感器。
图9显示了应用了上述电流传感器的过载电流保护设备的一个例子。
标号R、S和T表示连接到3相AC电源的电源线，通过一个3相接触器(开关)20和三个电源变压器50a、50b和50c连接到电机30。在3相接触器(开关)20和三个电源变压器50a、50b和50c之间，为每一相配备了电流检测器40a、40b和40c。接触器20有三个触点20a、20b和20c，它们通过不同的电源线R、S和T，经过电源变压器50a、50b和50c的初级线圈，分别连接到电机30。这组触点机械地连接在一起，由电磁线圈20d同时操作。电磁线圈20d连接到微计算机80的数字输出端。由包括微计算机80、电流检测器40a、40b和40c、电源变压器50a、50b和50c等的控制电路构成了电子过载继电器100。
在这个例子中，电流检测器40a、40b和40c包括含有MI元件1a和1b的MI元件400以及驱动/检测器401。切换器60顺序地切换各个单元的输出。切换器60选择的电源变压器50a、50b和50c的输出通过半波整流器70而连接到微计算机80的模拟输入端。
控制电源通过二极管D0、D1和D2，由电源变压器50a、50b和50c的次级线圈连接到第一电容器C0。第一电容器C0连接在电压调节器90的正输入端和地之间，电压调节器90的正输出端和地之间连接有电容器C1，提供预定电平的电压Vcc作为控制电源。D3、D4和D5是保护二极管。
根据本发明，可以实现以下效果。
(1)因为通过具有磁阻抗效应的MI元件来检测电流产生的磁通，所以不会出现目前广泛使用的铁芯所产生的磁饱和。因此，可以提供一种具有宽电流检测量程的设备。
(2)当向MI元件施加偏置磁场和负反馈磁场以提高线性度时，偏置磁场由磁铁提供，负反馈磁场由补偿线圈提供。因此，与传统的偏置磁场和负反馈磁场由线圈提供的结构相比，可以实现体积更加小巧、低成本，且低功耗的设备。而且，通过根据测量量程优化负反馈元件的值，可以提高线性度。
(3)通过配置两个MI元件，使得由检测电流产生的磁通的绝对值相等而方向相反，并获得检测单元之间的差值，从而检测电流时可以不受干扰磁场或附近配线中流过的电流产生的磁场的影响。因此可以提供不受噪声影响的抗环境干扰性能优异的电流传感器。
(4)尽管元件的灵敏度会随环境特征或时间而发生改变，因为可以向MI元件施加一个公共磁场，自动地由此时的输出检测磁检测元件的灵敏度，所以可以实现自动修正。从而可以提供一种在环境干扰和随时间变化的方面性能优异的电流传感器。
(5)通过根据测量量程设置多个负反馈元件的电阻值，并基于差动放大单元的输出在这些值之间自动地进行切换，可以提供一种宽测量量程的具有极好线性的高精度电流传感器。
(6)通过包含一个磁屏蔽板来隔绝外部磁场，可以提供一种抗环境干扰的电流传感器，其不易受由磁传感器灵敏度的变化以及位置误差等引起的噪声干扰的影响。
(7)因为MI元件、偏置磁铁和负反馈线圈可以由薄膜制成，而且基板可以设定为几个毫米的尺寸，所以可以实现体积更小、低成本且低功耗的设备。因此，可以提供一种体积小，可批量生产，且具有高精度的电流传感器。
(8)如果将上述电流传感器应用于过载电流保护设备，以控制提供给负载的电源，当检测到的流过导体的电流值超过一个预定阈值时切断电流，可以获得体积小、成本低、宽电流检测量程，以及高线性度的过载电流保护设备。
权利要求
1.一种电流传感器，包括两个具有磁阻抗效应且位于传导电流的配线附近的磁检测元件；向磁检测元件两端施加交变电流的电流施加单元；向磁检测元件施加DC偏置磁场的DC偏置磁场施加单元；两个检测单元，通过随施加在磁检测元件上的外部磁场而变化的交变电流的变化，从而相应于磁检测元件而通过电流检测磁场的变化；对两个检测单元的输出进行差动放大的差动放大单元；以及根据检测单元或差动放大单元的输出向磁检测元件施加预定负反馈磁场的负反馈磁场施加单元。
2.一种电流传感器，包括两个具有磁阻抗效应且位于传导电流的配线附近的磁检测元件；向磁检测元件两端施加交变电流的电流施加单元；向磁检测元件施加DC偏置磁场的DC偏置磁场施加单元；向磁检测元件施加负反馈磁场的负反馈磁场施加单元；向磁检测元件施加预定磁场的预定磁场施加单元；将负反馈磁场和预定磁场其中之一施加给磁检测元件的切换单元；两个检测单元，通过随施加在磁检测元件上的外部磁场而变化的交变电流的变化，从而相应于磁检测元件而通过电流检测磁场的变化；对两个检测单元的输出进行差动放大的差动放大单元，所述电流传感器的特征在于根据检测单元的输出或差动放大单元的输出，在一个期间向两个磁检测元件施加负反馈磁场，在另一期间向两个磁检测元件施加预定磁场，并且根据每一期间检测单元的输出或差动放大单元的输出对差动放大单元的输出进行预定的修正。
3.根据权利要求1或2的电流传感器，其特征在于，负反馈磁场施加单元由负反馈元件和位于磁检测元件附近的负反馈线圈构成。
4.一种电流传感器，包括两个具有磁阻抗效应且位于传导电流的配线附近的磁检测元件；向磁检测元件两端施加交变电流的电流施加单元；向磁检测元件施加DC偏置磁场的DC偏置磁场施加单元；向磁检测元件和多个负反馈元件施加负反馈磁场的负反馈线圈；对所述的多个负反馈元件进行切换的切换单元；两个检测单元，通过随施加在磁检测元件上的外部磁场而变化的交变电流的变化，从而相应于磁检测元件而通过电流检测磁场的变化；以及对两个检测单元的输出进行差动放大的差动放大单元，所述电流传感器的特征在于根据检测单元的输出或差动放大单元的输出，对所述的多个负反馈元件进行选择。
5.根据权利要求1至4中任何一项的电流传感器，其特征在于，由位于磁检测元件附近的磁铁施加所述的DC偏置磁场。
6.根据权利要求5的电流传感器，其特征在于，在非磁性基板上提供两个铁磁薄膜的磁检测元件，并且用于施加DC偏置磁场的磁铁和施加负反馈磁场的负反馈线圈由薄膜制成。
7.根据权利要求1至6中任何一项的电流传感器，其特征在于，两个磁检测元件配置为这两个元件相对于电流产生的磁通的输出具有相同的绝对值，且具有相反的极性。
8.一种过载电流保护设备，用于在发生电流过载时切断流向负载的电流，具有用于从电源向负载供应电流或切断电流的开关，检测电流的电流检测器和给该装置的各个单元提供电源的控制电源，该过载电流保护设备包括两个具有磁阻抗效应且位于传导电流的配线附近的磁检测元件；向磁检测元件两端施加交变电流的电流施加单元；向磁检测元件施加DC偏置磁场的DC偏置磁场施加单元；两个检测单元，通过随施加在磁检测元件上的外部磁场而变化的交变电流的变化，从而相应于磁检测元件而通过电流检测磁场的变化；对两个检测单元的输出进行差动放大的差动放大单元；以及根据检测单元或差动放大单元的输出向磁检测元件施加预定负反馈磁场的负反馈磁场施加单元。
9.一种过载电流保护设备，用于在发生电流过载时切断流向负载的电流，具有用于从电源向负载供应电流或切断电流的开关，检测电流的电流检测器和给该装置的各个单元提供电源的控制电源，该过载电流保护设备包括两个具有磁阻抗效应且位于传导电流的配线附近的磁检测元件；向磁检测元件两端施加交变电流的电流施加单元；向磁检测元件施加DC偏置磁场的DC偏置磁场施加单元；向磁检测元件施加负反馈磁场的负反馈磁场施加单元；向磁检测元件施加预定磁场的预定磁场施加单元；将负反馈磁场和预定磁场其中之一施加给磁检测元件的切换单元；两个检测单元，通过随施加在磁检测元件上的外部磁场而变化的交变电流的变化，从而相应于磁检测元件而通过电流检测磁场的变化；以及对两个检测单元的输出进行差动放大的差动放大单元，所述过载电流保护设备的特征在于根据检测单元的输出或差动放大单元的输出，在一个期间向两个磁检测元件施加负反馈磁场，在另一期间向两个磁检测元件施加预定磁场，并且根据每一期间检测单元的输出或差动放大单元的输出对差动放大单元的输出进行预定的修正。
10.根据权利要求8或9的过载电流保护设备，其特征在于，负反馈磁场施加单元由负反馈元件和位于磁检测元件附近的负反馈线圈构成。
11.一种过载电流保护设备，用于在发生电流过载时切断流向负载的电流，具有用于从电源向负载供应电流或切断电流的开关，检测电流的电流检测器和给该装置的各个单元提供电源的控制电源，该过载电流保护设备包括两个具有磁阻抗效应且位于传导电流的配线附近的磁检测元件；向磁检测元件两端施加交变电流的电流施加单元；向磁检测元件施加DC偏置磁场的DC偏置磁场施加单元；向磁检测元件和多个负反馈元件施加负反馈磁场的负反馈线圈；对所述的多个负反馈元件进行切换的切换单元；两个检测单元，通过随施加在磁检测元件上的外部磁场而变化的交变电流的变化，从而相应于磁检测元件而通过电流检测磁场的变化；对两个检测单元的输出进行差动放大的差动放大单元，该过载电流保护设备的特征在于，根据检测单元的输出或差动放大单元的输出，对所述的多个负反馈元件进行选择。
12.根据权利要求8至11中任何一项的设备，其特征在于，由位于磁检测元件附近的磁铁施加所述的DC偏置磁场。
13.根据权利要求12的设备，其特征在于，在非磁性基板上提供两个铁磁薄膜的磁检测元件，并且用于施加DC偏置磁场的磁铁和施加负反馈磁场的负反馈线圈由薄膜制成。
14.根据权利要求8至13中任何一项的设备，其特征在于，两个磁检测元件可以配置为这两个元件相对于电流产生的磁通的输出具有相同的绝对值，且具有相反的极性。
全文摘要
一种体积小、成本低、量程宽，并能很好地抵抗环境干扰和噪声干扰的电流传感器，以及一种应用设备，通过磁铁(3)向两个具有磁阻抗效应的磁性元件(1a，1b)施加DC磁场，而通过线圈(2)向两个磁性元件施加负反馈磁场。通过检测单元(7a，7b)，检测对应于施加在磁性元件(1a，1b)上的外部磁场的的磁场变化。通过差动放大单元(8)对输出差值进行放大。这样，可以实现宽量程的检测同时消除了噪声的影响。
文档编号G01R15/20GK1491360SQ02805043
公开日2004年4月21日 申请日期2002年2月14日 优先权日2001年2月16日
发明者工藤高裕, 北出雄二郎, 石川公忠, 二郎, 忠 申请人:富士电机株式会社