JP2013113758A - 電力検知センサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】磁気抵抗素子11を備えた電力検知センサ10であって、測定対象となる負荷Aに印加される電圧を、磁気抵抗素子11の抵抗成分に基づいて検知し、負荷Aに流れる電流を、磁気抵抗素子11の近傍に配置される電気配線waより発生する磁界に基づく磁気抵抗素子の出力変化、および磁気抵抗素子11の磁気抵抗変化に基づいて検知し、電力検知を行う。
【選択図】図5
Description
[検知用素子部]
図1及び図2に検知用素子部(以下、磁気抵抗素子、検知素子、電流検知素子ともいう)の構成例を示す。図1に示す検知用素子部11は、キャップ層6、フリー層5、トンネル障壁層4、磁化固定(AFM)層3、シード層2、基板1からなるTMR層構成による検知用素子部11の一例である。
本実施形態に係る電力検知センサは、磁気抵抗素子(磁気抵抗素子11)を備えた電力検知センサ(電力検知センサ10)であって、測定対象となる負荷(負荷A)に印加される電圧を、磁気抵抗素子の抵抗成分に基づいて検知し、負荷に流れる電流を、磁気抵抗素子の近傍に配置される電気配線(電気配線wa)より発生する磁界に基づく磁気抵抗素子の出力変化、および磁気抵抗素子の磁気抵抗変化に基づいて検知し、電力検知を行うものである。なお、電力検知センサの電気配線に流される電流は直流(DC)に限らず、交流(AC)であっても測定可能である。
き、電気配線(wa)の近傍に磁気抵抗素子11を配置すると、マイナーループを描く磁気ヒステリシスをもつことから、その磁界の影響を受けてフリー層5が磁化し、結果として所定の抵抗値を示す。
E∝Ia×Ib∝Ia×VL ・・・(1)
I = Ia + Ib ・・・(2)
以下、電力検知センサのその他の実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同様の点についての説明は省略する。
本実施形態の電力検知センサの基本構成は、第1の実施形態と同じであるが、図10は磁気抵抗素子11を半導体LSI工程の中に取り込み作製した事例の上面模式図であって、電気配線wr1、wr2は、磁気抵抗素子11を挟むように配置した2つのループからなるヘルムホルツコイル構造を有しているものである。
図11は、電力検知センサの第4の実施形態における構成を示す概略図である。第4の実施形態の電力検知センサ30は、上記第2の実施形態で説明した構成に加えて、分流させた電気配線wcを備え、磁気抵抗素子11へ磁界の影響を与えないように、一旦電流を分流させたものである。
2 シード層
3 磁化固定層(AFM層)
4 トンネル障壁層
5 フリー層
6 キャップ層
7 非磁性金属層
8 ピンド層
10,20,30 電力検知センサ
11 磁気抵抗素子
12 検知手段
13 出力信号処理部
A 測定対象(負荷)
wa 電気配線(ループ状磁界発生用配線部)
wb 電気配線(磁気抵抗素子側)
wc 電気配線(分流させた配線部)
Claims (7)
- 磁気抵抗素子を備えた電力検知センサであって、
測定対象となる負荷に印加される電圧を、前記磁気抵抗素子の抵抗成分に基づいて検知し、
前記負荷に流れる電流を、前記磁気抵抗素子の近傍に配置される電気配線より発生する磁界に基づく前記磁気抵抗素子の出力変化、および前記磁気抵抗素子の磁気抵抗変化に基づいて検知し、電力検知を行うことを特徴とする電力検知センサ。 - 前記磁気抵抗素子は、巨大磁気抵抗素子またはトンネル磁気抵抗素子であることを特徴とする請求項1に記載の電力検知センサ。
- 前記磁気抵抗素子として、該磁気抵抗素子を並列または直列に接続した磁気抵抗素子群を用いることを特徴とする請求項1または2に記載の電力検知センサ。
- 前記磁気抵抗素子は、電気配線で形成される平面ループ内に配置されることを特徴とする請求項1または2に記載の電力検知センサ。
- 前記磁気抵抗素子は、基板上に所定の薄膜が積層されてなり、電気配線が前記薄膜の積層方向に沿ってループ状に配置されることを特徴とする請求項1または2に記載の電力検知センサ。
- 前記磁気抵抗素子を挟むように配置した2つのループからなるヘルムホルツコイル構造を有した電気配線を有することを特徴とする請求項1または2に記載の電力検知センサ。
- 電源から前記負荷への電流の一部について、
前記磁気抵抗素子の近傍に配置される電気配線と分流させることを特徴とする請求項1または2に記載の電力検知センサ。
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