[發明專利]帶溫度補償功能的傳感器元件和使用該元件的磁傳感器及電能測定裝置

有效

• 申請號: 201480019163.2
• 申請日: 2014-04-01
• 公開（公告）號: CN105074488B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 辻本浩章
• 申請（專利權）人: 株式會社SIRC
• 主分類號: G01R33/09
• 分類號: G01R33/09;G01R21/08;H01L43/08
• 代理公司: 北京匯思誠業知識產權代理有限公司11444
• 代理人: 龔敏,王剛

技術領域

本發明涉及被賦予了溫度補償功能的傳感器元件和使用該元件的磁傳感器及電能測定裝置。

背景技術

可以預測小型磁傳感器的用途會逐漸擴大。特別是電能測定裝置，被認為是在基于石化燃料的電能量利用的目標上必不可少的器件。專利文獻1中公開了一種電能測定裝置，通過將磁傳感器與傳感器阻抗串聯連接，與電氣回路的負載并聯，并且與電氣回路的配線相鄰設置，由此能夠計測負載的消耗電能。

由于這種電能測定裝置大部分能夠以磁性薄膜的大小形成，所以元件整體能夠以數mm見方程度的大小進行制作。從而，通過在大規模系統的各種部位分別設置，能夠監視細微的消耗電能。

另一方面，若用途擴大，則預定使用的的環境也可預想到嚴酷的環境。特別是溫度使磁特性變化的情況已眾所周知，為了提高傳感器靈敏度的精度，對磁傳感器而言，溫度補償是不可或缺的技術。

鑒于該課題，在專利文獻2中公開了一種因在不同溫度的環境下的磁阻效應相對于所施加的磁場具有規定的關系，因而能夠進行一定的溫度補償的技術。

即便在利用磁的磁傳感器中，利用磁阻效應的磁傳感器也被特別稱為磁阻效應型磁傳感器。該磁阻效應型磁傳感器用于檢測對相對于電流流動的方向成直角的方向施加的被測定磁場的大小。而且，將為了進行該檢測而預先對與被測定磁場相同的方向施加的磁場被稱為偏置磁場。

專利文獻2中提及了偏置磁場的大小與磁阻效應的關系。然而，在專利文獻2中的偏置磁場是指當測定對象物的轉子的凹部接近時，對磁傳感器施加的磁場變小，當凸部接近時，對磁傳感器施加的磁場變大。也就是說，在專利文獻2中所說的偏置磁場實質上是對磁傳感器的施加磁場(被測定磁場)，而不是用于決定磁傳感器的動作點的偏置磁場。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：WO2012/105459

專利文獻2：日本專利特開2005-049262號公報

發明內容

對于磁阻效應型磁傳感器，必須解決以下問題：由于周圍的溫度上升而導致磁性膜自身的磁特性降低，所以作為傳感器的靈敏度下降。通常由溫度補償電路進行處理。然而，溫度補償電路必須獲取配設有磁傳感器的部位的溫度信息，必須在磁傳感器的設置部位安裝某種溫度傳感器。

這會導致裝置的大型化和設置工時的增加。磁傳感器自身能夠消除溫度變化的這種溫度補償(自我補償)單元在以磁阻效應型磁傳感器為代表的磁傳感器中是必不可少的。

[用于解決課題的手段]

本發明是鑒于上述課題而想到的發明創造，是對構成磁傳感器的傳感器元件賦予了溫度補償功能的發明。更具體而言，本發明涉及的傳感器元件的特征在于，包括：

具有磁阻效應的磁性膜；

用于向上述磁性膜流通電流的、隔著上述磁性膜而對置的一對電極；

在上述電極的對置方向上產生第一偏置磁場的施加縱向偏置磁場的磁鐵；和

在與上述施加縱向偏置磁場的磁鐵形成直角的方向上產生第二偏置磁場的施加橫向偏置磁場的磁鐵，

上述施加縱向偏置磁場的磁鐵的溫度特性比上述施加橫向偏置磁場的磁鐵的溫度特性更大。

另外，本發明涉及的傳感器元件的特征在于，包括：

具有磁阻效應的磁性膜；

用于向上述磁性膜流通電流的、隔著上述磁性膜而對置的一對電極；和

產生相對于上述磁性膜的縱向為傾斜方向的偏置磁場的、具有溫度特性的施加傾斜偏置磁場的磁鐵。

另外，本發明涉及的磁傳感器為采用上述的傳感器元件的磁傳感器。具體而言，本發明涉及的磁傳感器的特征在于，包括：上述的傳感器元件；

在上述傳感器元件的兩端電極之間流通電流的電流源；和

計測上述傳感器元件的上述兩端電極之間的電壓的電壓計。

另外，本發明涉及的電能測定裝置為采用上述的傳感器元件的電能測定裝置。更具體而言，

一種電能測定裝置，上述電能測定裝置對在電源與負載通過連接線而連接的電路中由上述負載消耗的電能進行計測，上述電能測定裝置的特征在于，包括：

與上述連接線鄰接配置的上述傳感器元件；

計測上述傳感器元件的兩端電壓的電壓計；

一端與上述傳感器元件的一端連接的傳感器阻抗；

為了相對于上述電源與上述負載并聯連接，而在上述傳感器元件的另一端設置的第一連接端子；和在上述傳感器阻抗的另一端設置的第二連接端子。

發明效果