CN109307793A - 偏差推定装置及方法、磁传感器的修正装置以及电流传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种偏差推定装置及方法、磁传感器的修正装置以及电流传感器。该偏差推定装置的偏差推定部求出磁传感器的检测值的偏差的推定值。偏差推定部包含初始函数保持部、函数确定部、推定值决定部。初始函数保持部保持初始函数，所述初始函数用于以基准温度时的偏差即基准偏差为第一变量，以温度为第二变量，来确定与第一及第二变量相对应的推定值。函数确定部通过基准偏差，确定初始函数的第一变量的值，将初始函数变成用于决定与第二变量的值相对应的推定值的推定值决定函数。推定值决定部通过温度信息，确定推定值决定函数的第二变量的值，由此决定推定值。

Description

偏差推定装置及方法、磁传感器的修正装置以及电流传感器
技术领域
本发明涉及决定磁传感器的检测值的偏差的推定值的偏差推定装置及方法、修正磁传感器的磁场检测值或基于磁场检测值的值的磁传感器的修正装置、以及包含该修正装置的电流传感器。
背景技术
作为能够高精度地检测流过导体的检测对象电流的值的电流传感器，已知有如日本国专利第5250109号公报记载的那种磁平衡式电流传感器。通常，磁平衡式电流传感器具备：用于产生抵消由流过导体的检测对象电流产生的第一磁场的第二磁场的反馈线圈、检测第一磁场和第二磁场的余差磁场作为检测对象磁场而生成与检测对象磁场的强度相对应的磁场检测值的磁传感器、根据磁场检测值而控制用于产生第二磁场的反馈电流并使其流向反馈线圈的反馈电路、检测反馈电流的值的电流检测器。电流检测器是例如***在反馈电流的电流路径上的电阻器。该电阻器的两端的电位差相当于反馈电流的检测值。下面，将由电流检测器检测的反馈电流的值称为电流检测值。电流检测值与检测对象电流的值成正比关系。因此，电流检测值相当于检测对象电流的检测值。该磁平衡式电流传感器以磁传感器的检测对象磁场接近零的方式进行动作。
顺便说一下，在磁传感器中，即使以无检测对象磁场时的磁场检测值变成规定的基准值的方式进行设计，实际上无检测对象磁场时的磁场检测值有时也偏离规定的基准值。下面，将无检测对象磁场时的磁场检测值的偏离规定的基准值的偏离量称为磁场检测值的偏差，或者简称为偏差。偏差有时随着温度而变化。另外，偏差的变化相对于温度的变化形式有时因磁传感器的不同而不同。
磁场检测值的偏差会给使用磁场检测值的***带来不良影响。特别是在磁平衡式电流传感器中，因为以磁传感器的检测对象磁场接近零的方式进行动作，所以磁场检测值的偏差的不良影响较大。具体地说，磁场检测值的偏差有可能使电流检测值产生大大的误差。因此，特别是在磁平衡式电流传感器中，希望进行用于降低磁磁场检测值的偏差的不良影响的处理。下面，将该处理称为偏差修正。
日本国专利第5250109号公报记载的是进行相当于磁场检测值的放大器的输出减去由磁阻效应元件磁滞引起的偏差量的运算的技术。
日本国专利申请公开2016－145830号公报记载有如下技术，即，在磁场传感器中，测定多个温度的偏差，制作表示偏差的变化相对于温度的变化的特性的偏差特性曲线，使用该偏差特性曲线，控制偏差。
在日本国专利第5250109号公报记载的技术中，偏差量与温度无关，恒定不变。因此，在该技术中，不能进行考虑到伴随于温度的变化的偏差的变化后的适当的偏差修正。
在日本国专利申请公开2016－145830号公报记载的技术中，如上所述，测定多个温度的偏差，制作偏差特性曲线。但是，对于每个磁场传感器而言，在进行制作例如－40℃～125℃之类的使用温度范围内的偏差特性曲线的处理时，效率都非常差。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种偏差推定装置及方法、磁传感器的修正装置以及电流传感器，其通过比较简单的处理，就能够进行考虑到伴随于温度的变化的磁场检测值的偏差的变化以后的适当的偏差推定。
本发明的偏差推定装置是求出磁传感器的磁场检测值的偏差的推定值的装置，所述磁传感器检测检测对象磁场，并生成与检测对象磁场的强度相对应的磁场检测值。本发明的偏差推定方法是求出磁传感器的磁场检测值的偏差的推定值的方法，所述磁传感器检测检测对象磁场，并生成与检测对象磁场的强度相对应的磁场检测值。偏差是无检测对象磁场时的磁场检测值的偏离规定的基准值的偏离量。
本发明的偏差推定装置具备：初始函数保持部、函数确定部、推定值决定部。初始函数保持部所述保持初始函数，所述初始函数用于以基准温度时的偏差即基准偏差为第一变量，以温度为第二变量，来决定与第一及第二变量相对应的推定值。函数确定部接收基准偏差，通过所接收的基准偏差，确定由初始函数保持部保持的初始函数的第一变量的值，由此，将初始函数变成用于决定与第二变量的值相对应的推定值的推定值决定函数。推定值决定部接收表示温度的温度信息，通过所接收的温度信息，确定推定值决定函数的第二变量的值，由此使用推定值决定函数，决定推定值。
在本发明的偏差推定装置中，初始函数保持部、函数确定部及推定值决定部也可以由信号处理电路构成，还可以由数字信号处理电路构成。
本发明的偏差推定方法包含：初始函数制作步骤、函数确定步骤、推定值决定步骤。初始函数制作步骤制作初始函数，所述初始函数用于以基准温度时的偏差即基准偏差为第一变量，以温度为第二变量，来决定与第一及第二变量相对应的推定值。函数确定步骤，其接收基准偏差，通过所接收的基准偏差，确定初始函数的第一变量的值，由此，将初始函数变成用于决定与第二变量的值相对应的推定值的推定值决定函数。推定值决定步骤，其接收表示温度的温度信息，通过所接收的温度信息，确定推定值决定函数的第二变量的值，由此使用推定值决定函数，决定推定值。
在本发明的偏差推定方法中，函数确定步骤及推定值决定步骤也可以通过信号处理电路来执行，还可以通过数字信号处理电路来执行。
本发明的磁传感器的修正装置是修正磁传感器的所述磁场检测值或基于磁场检测值的值的装置，所述磁传感器检测检测对象磁场，生成与检测对象磁场的强度相对应的磁场检测值。磁传感器的修正装置具备：求出磁场检测值的偏差的推定值的偏差推定部、使用由偏差推定部求出的推定值而修正磁场检测值或基于磁场检测值的值的修正部。偏差推定部的内容与本发明的偏差推定装置相同。
在本发明的磁传感器的修正装置中，偏差推定部及修正部也可以由信号处理电路构成，还可以由数字信号处理电路构成。
本发明的电流传感器具备：线圈，其用于产生抵消由检测对象电流产生的第一磁场的第二磁场；磁传感器，其检测第一磁场和第二磁场的余差磁场作为检测对象磁场，生成与检测对象磁场的强度相对应的磁场检测值；反馈电路，其根据磁场检测值或基于磁场检测值的值，控制用于产生第二磁场的反馈电流，并使其流向线圈；电流检测器，其检测反馈电流的值；修正装置，其修正磁场检测值或基于磁场检测值的值。修正装置的内容与本发明的磁传感器的修正装置相同。
在本发明的电流传感器中，偏差推定部及修正部也可以由信号处理电路构成，还可以由数字信号处理电路构成。
在本发明的偏差推定装置及方法、磁传感器的修正装置以及电流传感器中，在设基准温度为Tst、由温度信息表示的温度为T、基准偏差为OSst、设推定值为OSes(T)、温度T时的偏差的自基准偏差起的变化量的推定值即偏差变化推定值为dOS(T)、dOS(T)的变化相对于温度的变化的斜度为A(OSst)时，初始函数也可以用OSes(T)＝OSst+A(OSst)×(T－Tst)表示。在这种情况下，A(OSst)由基准偏差的值决定。
在本发明的偏差推定方法中，A(OSst)也可以用k×OSst+C来表示。在这种情况下，初始函数制作步骤包含：第一步骤，其针对磁传感器的多个试样，求出基准偏差、和偏差的变化相对于温度的变化的斜度；第二步骤，其基于由第一步骤求出的多个试样的基准偏差和斜度，求出k和C。
另外，在本发明的电流传感器中，磁传感器也可以包含磁阻效应元件。另外，本发明的电流传感器也可以还具备生成温度信息的温度传感器。
在本发明的偏差推定装置及方法、磁传感器的修正装置以及电流传感器中，通过基准偏差，确定初始函数的第一变量的值，由此决定推定值决定函数，所述推定值决定函数用于决定与第二变量的值即温度相对应的推定值。因此，根据本发明，通过比较简单的处理，就能够进行考虑到伴随于温度的变化的磁场检测值的偏差的变化以后的适当的偏差推定。
本发明的其他目的、特征及利益通过下面的说明即可充分明白。
附图说明
图1是表示包含本发明之一实施方式的电流传感器的***的结构的立体图；
图2是表示本发明之一实施方式的电流传感器的结构的方框图；
图3是表示图2的磁传感器的一部分即惠斯通电桥电路的电路图；
图4是表示图2的偏差推定部的结构的功能方框图；
图5是表示本发明之一实施方式的偏差推定方法的流程图；
图6是表示本发明之一实施方式的磁传感器的特性之一例的特性图；
图7是放大表示图6所示的特性的一部分的特性图；
图8是表示本发明之一实施方式的电流传感器的磁场检测值的变化之一例的特性图；
图9是表示五个磁传感器试样的偏差的温度特性之例的特性图；
图10是表示第一比较例的偏差修正方法的偏差余差的温度特性的特性图；
图11是表示第二比较例的偏差修正方法的偏差变化推定值的温度特性的特性图；
图12是表示第二比较例的偏差修正方法的偏差余差的温度特性的特性图；
图13是用于对实施例的初始函数的斜度系数的求法进行说明的特性图；
图14是表示实施例的偏差变化推定值的温度特性的特性图；
图15是表示实施例的偏差余差的温度特性的特性图；
图16是表示第一种类的多个试样的基准偏差和偏差的变化相对于温度变化的斜度的特性图；
图17是表示第二种类的多个试样的基准偏差和偏差的变化相对于温度变化的斜度的特性图；
图18是表示第二比较例的偏差余差比率的温度特性的特性图；
图19是表示实施例的偏差余差比率的温度特性的特性图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。首先，参照图1对包含本发明之一实施方式的电流传感器的***的结构进行说明。本实施方式的电流传感器1是检测流过导体的检测对象电流的值的传感器。图1表示检测对象电流流过的导体为母线2的例子。电流传感器1配置在母线2的附近。下面，将检测对象电流记述为对象电流Itg。在母线2的周围，通过对象电流Itg而产生磁场3。电流传感器1配置在施加磁场3的位置。
图2是表示电流传感器1的结构的方框图。电流传感器1是磁平衡式电流传感器。如图2所示，电流传感器1具备线圈11和磁传感器12。
将由对象电流Itg产生的磁场3中的可由磁传感器12检测的磁场称为第一磁场H1。线圈11是用于产生抵消第一磁场H1的第二磁场H2的线圈。磁传感器12检测第一磁场H1和第二磁场H2的余差磁场作为检测对象磁场，生成与检测对象磁场的强度相对应的磁场检测值S。下面，将检测对象磁场记述为对象磁场Htg。
磁传感器12也可以至少包含一个磁阻效应元件。磁阻效应元件可以为自旋阀式磁阻效应元件，也可以为AMR(各向异性磁阻效应)元件。自旋阀式磁阻效应元件可以为TMR(隧道磁阻效应)元件，也可以为GMR(巨磁阻效应)元件。自旋阀式磁阻效应元件包含：固定了磁化方向的磁化固定层、磁化方向随着要施加的磁场的方向及强度而变化的磁性层即自由层、配置于磁化固定层和自由层之间的非磁性层、反铁磁性层。磁化固定层配置在反铁磁性层和非磁性层之间。反铁磁性层由反铁磁性材料构成，在与磁化固定层之间产生交换耦合，而固定磁化固定层的磁化方向。在TMR元件中，非磁性层为隧道势垒层。在GMR元件中，非磁性层为非磁性导电层。
电流传感器1还具备：反馈电路30、电流检测器40、修正装置50、温度传感器15。反馈电路30根据磁场检测值S或基于磁场检测值S的值，控制用于产生第二磁场H2的反馈电流，而使其流向线圈11。电流检测器40检测流向线圈11的反馈电流的值。电流检测器40是例如***在反馈电流的电流路径中的电阻器。该电阻器的两端的电位差相当于反馈电流的检测值。下面，将由电流检测器40检测的反馈电流的值称为电流检测值。电流检测值与对象电流Itg的值成正比关系。因此，电流检测值相当于对象电流Itg的检测值。修正装置50修正磁场检测值S或基于磁场检测值S的值。温度传感器15检测温度，生成表示温度的温度信息。
这里，对磁传感器12的结构之一例进行说明。在该例中，磁传感器12具有惠斯通电桥电路13。
图3是表示惠斯通电桥电路13的电路图。惠斯通电桥电路13具有：电源端口21、接地端口22、第一输出端口23、第二输出端口24、四个电阻部R1、R2、R3、R4。
电阻部R1设置在电源端口21和第一输出端口23之间。电阻部R2设置在第一输出端口23和接地端口22之间。电阻部R3设置在电源端口21和第二输出端口24之间。电阻部R4设置在第二输出端口24和接地端口22之间。在电源端口21施加有规定大小的电源电压。接地端口22与地线连接。
电阻部R1、R2、R3、R4分别包含自旋阀式磁阻效应元件。电阻部R1、R4各自的磁阻效应元件的磁化固定层的磁化方向为第一方向。电阻部R2、R3各自的磁阻效应元件的磁化固定层的磁化方向为与第一方向相反的方向即第二方向。这里，将与第一方向及第二方向平行的方向称为磁感应方向。磁阻效应元件的自由层优选具有以与磁感应方向垂直的方向为易磁化轴的磁形状各向异性。
在惠斯通电桥电路13上施加有由对象电流Itg产生的磁场3和线圈11产生的磁场。惠斯通电桥电路13配置在要施加的上述两个磁场的方向变成彼此反向或大致反向的位置，且以上述磁感应方向相对于要施加的上述两个磁场的方向为平行或大致平行的姿势而配置。
在该例子中，由对象电流Itg产生并施加于惠斯通电桥电路13的磁场的上述磁感应方向的成分为第一磁场H1。另外，线圈11产生并施加于惠斯通电桥电路13的磁场的上述磁感应方向的成分为第二磁场H2。
在惠斯通电桥电路13中，输出端口23、24间的电位差随着对象磁场Htg的强度而变化。磁传感器12输出与惠斯通电桥电路13的输出端口23、24间的电位差对应的磁场检测值S。此外，根据第一磁场H1和第二磁场H2的大小关系，对象磁场Htg的强度、输出端口23、24间的电位差以及磁场检测值S会成为正值或负值。
修正装置50具备：求出磁场检测值S的偏差OS的推定值OSes(T)的偏差推定部51、使用由偏差推定部51求出的推定值OSes(T)而修正磁场检测值S或基于磁场检测值S的值的修正部52。偏差推定部51也是本实施方式的偏差推定装置。
偏差OS是无对象磁场Htg时的磁场检测值S的偏离规定基准值的偏离量。在本实施方式中，磁场检测值S的单位为mV。另外，规定的基准值为例如0mV。
修正部52以进行磁场检测值S或基于磁场检测值S的值减去推定值OSes(T)的运算的方式发挥作用。
反馈电路30包含反馈控制电路31。反馈控制电路31产生根据磁场检测值S或基于磁场检测值S的值进行了控制的反馈电流，并将其供给到线圈11。基于磁场检测值S的值也可以是例如磁场检测值S的积分值。
在本实施方式中，反馈控制电路31包含修正装置50的修正部52。反馈控制电路31根据由修正部52进行了修正以后的磁场检测值S或基于磁场检测值S的值，控制反馈电流。反馈控制电路31例如也可以包含：产生反馈电流的模拟电路部、控制该模拟电路部的数字信号处理电路。修正部52也可以由信号处理电路构成，例如，数字信号处理电路。
偏差推定部51也可以由信号处理电路构成，例如，数字信号处理电路。反馈控制电路31内的数字信号处理电路、和构成偏差推定部51的数字信号处理电路可通过例如数字信号处理器(DSP)来实现。
图4是表示偏差推定部51的结构的功能方框图。如图4所示，偏差推定部51包含初始函数保持部53、函数确定部54、推定值决定部55。初始函数保持部53、函数确定部54及推定值决定部55也可以由信号处理电路构成，例如，数字信号处理电路。
初始函数保持部53保持初始函数，所述初始函数用于以基准温度Tst时的偏差OS即基准偏差OSst为第一变量，且以温度T为第二变量，来决定与第一及第二变量适应的推定值OSes(T)。温度T的单位为℃。从容易取得基准偏差OSst的观点来看，基准温度Tst优选为常温。在本实施方式中，将基准温度Tst设为25℃。
函数确定部54接收基准偏差OSst，通过所接收的基准偏差OSst，确定由初始函数保持部53保持的初始函数的第一变量的值。由此，函数确定部54可将初始函数变成用于决定与第二变量的值相对应的推定值OSes(T)的推定值决定函数。
推定值决定部55从温度传感器15接收表示温度T的温度信息，通过所接收的温度信息，确定推定值决定函数的第二变量的值，由此使用推定值决定函数，决定推定值OSes(T)。推定值OSes(T)被发送到反馈控制电路31内的修正部52。推定值OSes(T)的单位为mV。
接着，参照图5对本实施方式的偏差推定方法进行说明。本实施方式的偏差推定方法包含：初始函数制作步骤S101、函数确定步骤S102、推定值决定步骤S103。
在初始函数制作步骤S101中，制作初始函数。该初始函数通过初始函数保持部53来保持。初始函数制作步骤S101在完成作为产品的电流传感器1以前执行。在初始函数制作步骤S101中，使用电流传感器1所使用的磁传感器12的多个试样进行测定，制作初始函数。多个试样的设计上的结构都是相同的。在初始函数制作步骤S101中，将所制作的初始函数保持在初始函数保持部53。由此，作为产品的电流传感器1完成。
函数确定步骤S102通过函数确定部54来执行。函数确定步骤102也可以通过信号处理电路来执行，例如，数字信号处理电路。在函数确定步骤S102中，接收基准偏差OSst，通过所接收的基准偏差OSst，确定由初始函数保持部53保持的初始函数的第一变量的值，由此，可将初始函数变成推定值决定函数。函数确定步骤S102在完成作为产品的电流传感器1以后，至少执行一次。函数确定步骤S102的执行定时也可以为电流传感器1的出厂前，还可以为可使用地设置了电流传感器1以后。
推定值决定步骤S103通过推定值决定部55来执行。推定值决定步骤S103也可以通过信号处理电路来执行，例如，数字信号处理电路。在推定值决定步骤S103中，从温度传感器15接收表示温度T的温度信息，通过所接收的温度信息，确定推定值决定函数的第二变量的值，由此使用推定值决定函数而决定推定值OSes(T)。推定值决定步骤S103在使用电流传感器1时执行。
关于本实施方式的偏差推定方法和偏差推定部51的动作，后面进行更详细地说明。
这里，参照图6及图7对磁场检测值S的偏差OS进行说明。图6表示磁传感器12的特性之一例。具体地说，图6表示对象磁场Htg和磁场检测值S的关系。在图6中，横轴表示对象磁场Htg，纵轴表示磁场检测值S。此外，在图6及图7以及后述的图8中，用与对象磁场Htg的强度成正比关系的磁通密度来表示对象磁场Htg的强度。
图7是放大表示图6所示的特性的一部分的图。如图7所示，磁场检测值S有时具有偏差OS。偏差OS是无对象磁场Htg时的磁场检测值S的偏离规定的基准值即0mV的偏离量。
下面，对本实施方式的电流传感器1的动作进行说明。图8表示磁场检测值S的变化之一例。在图8中，横轴表示对象磁场Htg，纵轴表示磁场检测值S。在图8中，点P0表示对象电流Itg不流向母线2时的对象磁场Htg和磁场检测值S。在该例子中，磁场检测值S具有偏差OS。因此，点P0的磁场检测值S与偏差OS相等。
当对象电流Itg流向母线2时，就会对磁传感器12施加第一磁场H1。在未由线圈11产生第二磁场H2时，第一磁场H1变成对象磁场Htg。由此，磁场检测值S变成对应于第一磁场H1的值。图8的点P1表示此时的对象磁场Htg和磁场检测值S。这样，当从对象电流Itg不流向母线2的状态变成对象电流Itg流向母线2的状态时，首先，如图8中的箭头61所示，表示对象磁场Htg和磁场检测值S的点从点P0向点P1移动。
反馈电路30根据磁场检测值S或基于磁场检测值S的值，控制用于产生抵消第一磁场H1的第二磁场H2的反馈电流，并使其流向线圈11。由此，由线圈11产生第二磁场H2，对象磁场Htg变成0，磁场检测值S与偏差OS相等。这样，当反馈电路30进行动作时，如图8中的箭头62所示，表示对象磁场Htg和磁场检测值S的点就从点P1向点P0移动。
当对象电流Itg的值发生变化时，反馈电路30就以对象磁场Htg接近零的方式使流向线圈11的反馈电流的值随着磁场检测值S或基于磁场检测值S的值而变化。
如图8所示，在磁场检测值S具有偏差OS的情况下，反馈电路30以磁场检测值S接近偏差OS的方式使流向线圈11的反馈电流的值发生变化。这要通过由反馈控制电路31根据使用推定值OSes(T)进行了修正以后的磁场检测值S或基于磁场检测值S的值而控制反馈电流来实现。
流向线圈11的反馈电流的值通过电流检测器40来检测。由电流检测器40检测的电流检测值相当于对象电流Itg的检测值。这样，通过电流传感器1，能够检测对象电流Itg的值。
顺便说一下，偏差OS有时随着温度T而变化。因此，如果不管温度T如何都使用恒定的推定值来代替本实施方式的推定值OSes(T)，则偏差OS就会因温度T而变成不同于恒定推定值的状态。在该状态下，反馈控制电路31以磁场检测值S接近不同于偏差OS的恒定推定值的方式控制流向线圈11的反馈电流的值。在这种情况下，会在电流检测值上产生误差。
图9表示设计上的结构相同的五个磁传感器12试样的偏差OS的温度特性。在图9中，横轴表示温度T，纵轴表示偏差OS。如图9所示，在五个试样中，偏差OS的变化相对于温度T的变化的形式各不相同。
下面，以图9所示的特性的五个试样为例对第一及第二比较例的偏差修正方法和它们的问题点进行说明。
首先，对第一比较例的偏差修正方法进行说明。在第一比较例中，不管温度T如何，都使用恒定的推定值来代替本实施方式的推定值OSes(T)进行偏差修正。在第一比较例中，以25℃的偏差OS为推定值。五个试样的推定值各不相同。
这里，将偏差OS减去推定值所得的值称为偏差余差RE。图10表示关于五个试样而应用第一比较例的偏差修正方法时的偏差余差RE的温度特性。在图10中，横轴表示温度T，纵轴表示偏差余差RE。如图10所示，在温度T为25℃以外时，偏差余差RE的绝对值会因试样的不同而越来越大。因此，在第一比较例的偏差修正方法中，不能进行考虑到伴随于温度的变化的偏差的变化以后的适当的偏差修正。
接着，对第二比较例的偏差修正方法进行说明。在第二比较例中，使用下式(1)所示的推定值OSesa(T)来代替本实施方式的推定值OSes(T)进行偏差修正。
OSesa(T)＝OS(25)+dOSa(T)…(1)
在式(1)中，OS(25)为25℃时的偏差OS。另外，dOSa(T)为偏差变化推定值。偏差变化推定值dOSa(T)是温度T时的偏差OS的自OS(25)起的变化量的推定值。dOSa(T)用下式(2)来表示。
dOSa(T)＝A×(T－25)…(2)
式(2)中的系数A是五个试样的偏差OS的变化相对于温度变化的斜度的平均值。
图11表示偏差变化推定值dOSa(T)的温度特性。在图11中，横轴表示温度T，纵轴表示偏差变化推定值dOSa(T)。
图12表示关于五个试样而应用第二比较例的偏差修正方法时的偏差余差RE的温度特性。在图12中，横轴表示温度T，纵轴表示偏差余差RE。如图12所示，在温度T为25℃以外时，偏差余差RE的绝对值会因试样的不同而越来越大。因此，在第二比较例的偏差修正方法中，不能进行考虑到伴随于温度的变化的偏差的变化以后的适当的偏差修正。
下面，对本实施方式的偏差推定方法和偏差推定部51的动作进行详细说明。在下面的说明中，将使用图9所示的特性的五个试样来实施本实施方式的偏差推定方法的例子称为实施例。
首先，对初始函数进行说明。初始函数基本上用下式(3)来表示。
OSes(T)＝OSst+dOS(T)…(3)
在式(3)中，dOS(T)为偏差变化推定值。偏差变化推定值dOS(T)为温度T时的偏差OS的自基准偏差OSst起的变化量的推定值。偏差变化推定值dOS(T)用下式(4)来表示。
dOS(T)＝A(OSst)×(T－Tst)…(4)
在式(4)中，A(OSst)为偏差变化推定值dOS(T)的变化相对于温度T的变化的斜度。A(OSst)通过基准偏差OSst而确定。
根据式(3)、(4)，初始函数用下式(5)来表示。
OSes(T)＝OSst+A(OSst)×(T－Tst)…(5)
式(5)中的斜度A(OSst)用下式(6)来表示。
A(OSst)＝k×OSst+C…(6)
式(5)所示的初始函数是以基准偏差OSst为第一变量且以温度T为第二变量所得的函数。如式(6)所示，式(5)中的斜度A(OSst)是以基准偏差OSst为变量所得的函数。下面，将式(6)中的“k”称为斜度系数。式(6)中的“C”为常数。
接着，对初始函数制作步骤S101进行说明。在初始函数制作步骤S101中，如上所述，使用电流传感器1所使用的磁传感器12的多个试样进行测定，制作初始函数。多个试样的设计上的结构相同。
初始函数制作步骤S101包含第一步骤和第二步骤。在第一步骤中，对多个试样求出基准偏差OSst、和偏差OS的变化相对于温度T的变化的斜度G。斜度G的单位为mV/℃。
各试样的偏差OS是针对各试样在无对象磁场Htg的状态下求出的磁场检测值S的值。各试样的基准偏差OSst是针对各试样在基准温度Tst下求出的偏差OS的值。
各试样的斜度G如下那样求出。首先，在各不相同的温度T1、T2下，分别对各试样求出偏差OS的值OS1、OS2。温度T2比温度T1高。接着，求出(OS2－OS1)/(T2－T1)。以此为斜度G。如果设温度T1、T2中的一方为基准温度Tst，则可通过求出基准偏差OSst来求出OS1、OS2中的一方，所以效率良好。
图13是在实施例中用五个黑色圆圈表示针对五个试样求出的基准偏差OSst和斜度G的图。在图13中，横轴表示基准偏差OSst，纵轴表示斜度G。
在第二步骤中，基于由第一步骤求出的多个试样的基准偏差OSst和斜度G，求出式(6)的斜度系数k和常数C。具体地说，在第二步骤中，根据多个试样的基准偏差OSst和斜度G，使用例如最小二乘法，求出式(6)所示的近似式，由此求出斜度系数k和常数C。
此外，在预先得知由近似式求出的常数C的值接近0的情况下，也可以将式(6)的常数C的值设为0。在这种情况下，在第二步骤中，也可以通过求出将式(6)的常数C的值设为0的近似式，来求出斜度系数k。
图13所示的直线表示实施例的将式(6)的常数C的值设为0而求出的近似式。由该近似式求出的斜度系数k的值为－0.00134。
初始函数制作步骤S101通过进行以上说明的第一及第二步骤，来确定式(6)所示的函数。在该函数中，斜度A(OSst)由基准偏差OSst的值决定。
通过确定式(6)所示的函数，来确定式(5)所示的初始函数。初始函数制作步骤S101将这样制作的初始函数保持在初始函数保持部53。由此，作为产品的电流传感器1完成。
接着，对函数确定步骤S102进行说明。函数确定步骤S102由作为产品的各自的电流传感器1执行。另外，函数确定步骤S102在基准温度Tst下，且在无对象磁场Htg的状态下执行。在该状态下，从磁传感器12输出的磁场检测值S被输入到函数确定部54。该状态的磁场检测值S的值表示基准偏差OSst。因此，函数确定部54接收基准偏差OSst。
在函数确定步骤S102中，函数确定部54通过所接收的基准偏差OSst，确定由初始函数保持部53保持的初始函数的第一变量的值，由此，将初始函数变成推定值决定函数。推定值决定函数是在式(5)、(6)所示的初始函数中根据各自的电流传感器1而确定了基准偏差OSst的值的函数。
图14表示针对实施例求出的推定值决定函数的偏差变化推定值dOS(T)的温度特性。在图14中，横轴表示温度T，纵轴表示偏差变化推定值dOS(T)。
接着，对推定值决定步骤S103进行说明。在推定值决定步骤S103中，推定值决定部55从温度传感器15接收表示温度T的温度信息。然后，推定值决定部55通过所接收的温度信息，确定推定值决定函数的第二变量的值，由此使用推定值决定函数，决定推定值OSes(T)。
推定值决定部55将所决定的推定值OSes(T)发送到反馈控制电路31内的修正部52。反馈控制电路31根据由修正部52修正后的磁场检测值S或基于磁场检测值S的值，控制反馈电流。
图15表示实施例的偏差余差RE的温度特性。在图15中，横轴表示温度T，纵轴表示偏差余差RE。在实施例的偏差余差RE的温度特性中，与图10及图12所示的第一及第二比较例的偏差余差RE的温度特性相比，不管试样如何，另外也不管温度T如何，偏差余差RE的绝对值都减小。
在本实施方式中，仅通过各自的磁传感器12的基准偏差OSst的值，来确定式(5)、(6)所示的初始函数的斜度A(OSst)。这利用如下技术，即，在磁传感器12中，特别是在包含磁阻效应元件的磁传感器12中，如果设计上的结构都相同，则在基准偏差OSst和偏差OS的变化相对于温度T的变化的斜度G之间存在大的相关性。这里，表示确认是否在基准偏差OSst和斜度G之间存在大的相关性的实验的结果。
在实验中，制作第一种类的多个试样和第二种类的多个试样。第一种类的多个试样是设计上的结构都相同的磁传感器12的多个试样。第一种类的多个试样是在相同条件下同时制作出的试样。第二种类的多个试样也是设计上的结构都相同的磁传感器12的多个试样。第二种类的多个试样是在与第一种类的多个试样不同的条件下同时制作出的试样。
图16是用多个黑色圆圈来表示针对第一种类的多个试样求出的基准偏差OSst和斜度G的图。图17是用多个黑色圆圈来表示针对第二种类的多个试样求出的基准偏差OSst和斜度G的图。在图16及图17中，横轴表示基准偏差OSst，纵轴表示斜度G。图16所示的直线表示针对第一种类的多个试样而使用最小二乘法求出的用式(6)表示的近似式。图17所示的直线表示针对第二种类的多个试样而使用最小二乘法求出的用式(6)表示的近似式。
由图16及图17可知，在设计上的结构都相同的多个磁传感器12中，在基准偏差OSst和斜度G之间存在大的相关性。因此，仅通过各自的磁传感器12的基准偏差OSst的值，就能够确定初始函数的斜度A(OSst)。
这里，将在电流传感器1中假设的偏差余差RE相对于磁场检测值S的绝对值的最大值的比率称为偏差余差比率RER。可以说是偏差余差比率RER越小，由磁场检测值S的偏差OS引起的电流检测值的误差越小。
图18表示第二比较例的偏差余差比率RER的温度特性。图19表示实施例的偏差余差比率RER的温度特性。这里，将在电流传感器1中假设的磁场检测值S的绝对值的最大值设为100mV。在图18及图19中，横轴表示温度T，纵轴表示偏差余差比率RER。
当将图18和图19进行比较时，在实施例中，不管试样如何，另外也不管温度T如何，偏差余差比率RER都比第二比较例小。
如上所述，根据本实施方式，能够进行考虑到伴随于温度的变化的磁场检测值S的偏差OS的变化后的适当的偏差推定以及偏差修正。
另外，在本实施方式中，仅通过各自的磁传感器12的基准偏差OSst的值，来确定推定值决定函数。基准偏差OSst在例如常温即基准温度Tst下，能够容易取得。因此，根据本实施方式，通过比较简单的处理，就能够进行考虑到伴随于温度的变化的磁场检测值S的偏差OS的变化后的适当的偏差推定以及偏差修正。
顺便说一下，在设置了电流传感器1以后，基准偏差OSst的值有时会因某种原因而变成不同于当初的值的值。作为其原因之一例，可举出对磁传感器12施加大磁场，而磁传感器12所含的磁性层变成不同于通常状态的磁化构造。在这种情况下，当推定值决定函数原封不动时，就会导致电流检测值的误差比当初还大。
即使在这种情况下，根据本实施方式，也可再次执行函数确定步骤S102，基于其时间点的基准偏差OSst的值，变更推定值决定函数。由此，能够防止电流检测值的误差增大。
顺便说一下，在日本国专利申请公开2016－145830号公报记载的技术中，测定多个温度的偏差，制作表示偏差的变化相对于温度的变化的特性的偏差特性曲线。在所有作为产品的电流传感器1中，从成本观点来看，在设置了电流传感器1以后，再测定多个温度的偏差都不容易。因此，在该技术中，在设置了电流传感器1以后，难以制作或变更偏差特性曲线。
此外，本发明不局限于上述实施方式，可进行种种变更。例如，本发明的初始函数不局限于式(5)、(6)所示的函数。
另外，本发明的偏差推定装置及方法以及磁传感器的修正装置不局限于应用在电流传感器上，可应用在使用磁传感器的种种***上。
不言而喻，基于以上说明，可实施本发明的种种方式及变形例。因此，在以下权利要求书的均等的范围内，即使是上述最佳方式以外的形态，也可实施本发明。

Claims (19)

1.一种偏差推定装置，其特征在于，
是求出磁传感器的磁场检测值的偏差的推定值的偏差推定装置，所述磁传感器检测检测对象磁场并生成与所述检测对象磁场的强度相对应的所述磁场检测值，
所述偏差是无所述检测对象磁场时的所述磁场检测值的偏离规定的基准值的偏离量，
所述偏差推定装置具备：
初始函数保持部；
函数确定部；以及
推定值决定部，
所述初始函数保持部保持初始函数，所述初始函数用于以作为基准温度时的偏差的基准偏差为第一变量，以温度为第二变量，来决定与所述第一及第二变量相对应的所述推定值，
所述函数确定部接收所述基准偏差，通过所接收的所述基准偏差，确定由所述初始函数保持部保持的所述初始函数的所述第一变量的值，由此，将所述初始函数变成用于决定与所述第二变量的值相对应的所述推定值的推定值决定函数，
所述推定值决定部接收表示温度的温度信息，通过所接收的所述温度信息，确定所述推定值决定函数的所述第二变量的值，由此使用所述推定值决定函数，决定所述推定值。
2.根据权利要求1所述的偏差推定装置，其特征在于，
在设所述基准温度为Tst、由所述温度信息表示的温度为T、所述基准偏差为OSst、所述推定值为OSes(T)、作为温度T时的偏差的自基准偏差起的变化量的推定值的偏差变化推定值为dOS(T)、dOS(T)的变化相对于温度的变化的斜度为A(OSst)时，所述初始函数由OSes(T)＝OSst+A(OSst)×(T－Tst)表示，A(OSst)由所述基准偏差的值决定。
3.根据权利要求1所述的偏差推定装置，其特征在于，
所述初始函数保持部、所述函数确定部及所述推定值决定部由信号处理电路构成。
4.根据权利要求1所述的偏差推定装置，其特征在于，
所述初始函数保持部、所述函数确定部及所述推定值决定部由数字信号处理电路构成。
5.一种偏差推定方法，其特征在于，
是求出磁传感器的磁场检测值的偏差的推定值的偏差推定方法，所述磁传感器检测检测对象磁场并生成与所述检测对象磁场的强度相对应的所述磁场检测值，
所述偏差是无所述检测对象磁场时的所述磁场检测值的偏离规定的基准值的偏离量，
所述偏差推定方法包含：
初始函数制作步骤，其制作初始函数，所述初始函数用于以作为基准温度时的偏差的基准偏差为第一变量，以温度为第二变量，来决定与所述第一及第二变量相对应的所述推定值；
函数确定步骤，其接收所述基准偏差，通过所接收的所述基准偏差，确定所述初始函数的所述第一变量的值，由此，将所述初始函数变成用于决定与所述第二变量的值相对应的所述推定值的推定值决定函数；以及
推定值决定步骤，其接收表示温度的温度信息，通过所接收的所述温度信息，确定所述推定值决定函数的所述第二变量的值，由此使用所述推定值决定函数，决定所述推定值。
6.根据权利要求5所述的偏差推定方法，其特征在于，
在设所述基准温度为Tst、由所述温度信息表示的温度为T、所述基准偏差为OSst、所述推定值为OSes(T)、作为温度T时的偏差的自基准偏差起的变化量的推定值的偏差变化推定值为dOS(T)、dOS(T)的变化相对于温度的变化的斜度为A(OSst)时，所述初始函数用OSes(T)＝OSst+A(OSst)×(T－Tst)表示，A(OSst)由所述基准偏差的值决定。
7.根据权利要求6所述的偏差推定方法，其特征在于，
所述A(OSst)用k×OSst+C来表示，
所述初始函数制作步骤包含：
第一步骤，其针对磁传感器的多个试样，求出所述基准偏差、和偏差的变化相对于温度的变化的斜度；
第二步骤，其基于由所述第一步骤求出的针对多个试样的所述基准偏差和所述斜度，求出所述k和C。
8.根据权利要求5所述的偏差推定方法，其特征在于，
所述函数确定步骤及所述推定值决定步骤通过信号处理电路来执行。
9.根据权利要求5所述的偏差推定方法，其特征在于，
所述函数确定步骤及所述推定值决定步骤通过数字信号处理电路来执行。
10.一种磁传感器的修正装置，其特征在于，
是修正磁传感器的磁场检测值或基于所述磁场检测值的值的磁传感器的修正装置，所述磁传感器检测检测对象磁场并生成与所述检测对象磁场的强度相对应的所述磁场检测值，
所述修正装置具备：
偏差推定部，其求出所述磁场检测值的偏差的推定值；以及
修正部，其使用由所述偏差推定部求出的所述推定值，修正所述磁场检测值或基于所述磁场检测值的值，
所述偏差是无所述检测对象磁场时的所述磁场检测值的偏离规定的基准值的偏离量，
所述偏差推定部包含：
初始函数保持部；
函数确定部；以及
推定值决定部，
所述初始函数保持部保持初始函数，所述初始函数用于以作为基准温度时的偏差的基准偏差为第一变量，以温度为第二变量，来决定与所述第一及第二变量相对应的所述推定值，
所述函数确定部接收所述基准偏差，通过所接收的所述基准偏差，确定由所述初始函数保持部保持的所述初始函数的所述第一变量的值，由此，将所述初始函数变成用于决定与所述第二变量的值相对应的所述推定值的推定值决定函数，
所述推定值决定部接收表示温度的温度信息，通过所接收的所述温度信息，确定所述推定值决定函数的所述第二变量的值，由此使用所述推定值决定函数，决定所述推定值。
11.根据权利要求10所述的修正装置，其特征在于，
在设所述基准温度为Tst、由所述温度信息表示的温度为T、所述基准偏差为OSst、所述推定值为OSes(T)、作为温度T时的偏差的自基准偏差起的变化量的推定值的偏差变化推定值为dOS(T)、dOS(T)的变化相对于温度的变化的斜度为A(OSst)时，所述初始函数用OSes(T)＝OSst+A(OSst)×(T－Tst)表示，A(OSst)由所述基准偏差的值决定。
12.根据权利要求10所述的修正装置，其特征在于，
所述偏差推定部及所述修正部由信号处理电路构成。
13.根据权利要求10所述的修正装置，其特征在于，
所述偏差推定部及所述修正部由数字信号处理电路构成。
14.一种电流传感器，其特征在于，
具备：
线圈，其用于产生抵消由检测对象电流产生的第一磁场的第二磁场；
磁传感器，其检测所述第一磁场和所述第二磁场的余差的磁场来作为检测对象磁场，生成与所述检测对象磁场的强度相对应的磁场检测值；
反馈电路，其根据所述磁场检测值或基于所述磁场检测值的值，控制用于产生所述第二磁场的反馈电流，并使其流向所述线圈；
电流检测器，其检测所述反馈电流的值；以及
修正装置，其修正所述磁场检测值或基于所述磁场检测值的值，所述修正装置具备：
偏差推定部，其求出所述磁场检测值的偏差的推定值；以及
修正部，其使用由所述偏差推定部求出的所述推定值，修正所述磁场检测值或基于所述磁场检测值的值，
所述偏差是无所述检测对象磁场时的所述磁场检测值的偏离规定的基准值的偏离量，
所述偏差推定部包含：
初始函数保持部；
函数确定部；以及
推定值决定部，
所述初始函数保持部保持初始函数，所述初始函数用于以作为基准温度时的偏差的基准偏差为第一变量，以温度为第二变量，来决定与所述第一及第二变量相对应的所述推定值，
所述函数确定部接收所述基准偏差，通过所接收的所述基准偏差，确定由所述初始函数保持部保持的所述初始函数的所述第一变量的值，由此，将所述初始函数变成用于决定与所述第二变量的值相对应的所述推定值的推定值决定函数，
所述推定值决定部接收表示温度的温度信息，通过所接收的所述温度信息，确定所述推定值决定函数的所述第二变量的值，由此使用所述推定值决定函数，决定所述推定值。
15.根据权利要求14所述的电流传感器，其特征在于，
在设所述基准温度为Tst、由所述温度信息表示的温度为T、所述基准偏差为OSst、所述推定值为OSes(T)、作为温度T时的偏差的自基准偏差起的变化量的推定值的偏差变化推定值为dOS(T)、dOS(T)的变化相对于温度的变化的斜度为A(OSst)时，所述初始函数用OSes(T)＝OSst+A(OSst)×(T－Tst)表示，A(OSst)由所述基准偏差的值决定。
16.根据权利要求14所述的电流传感器，其特征在于，
所述磁传感器包含磁阻效应元件。
17.根据权利要求14所述的电流传感器，其特征在于，
还具备生成所述温度信息的温度传感器。
18.根据权利要求14所述的电流传感器，其特征在于，
所述偏差推定部及所述修正部由信号处理电路构成。
19.根据权利要求14所述的电流传感器，其特征在于，
所述偏差推定部及所述修正部由数字信号处理电路构成。
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