(57)【要約】  電流センサー配列が、中心点の周囲に配置された複数のセンサー素子を備え、各センサー素子が、均一な磁場に対するゼロ感度の面を有する。第一センサー素子（２０２）が、中心点に対して、第二の、隣接するセンサー素子（２０４）から第一角度分離（Ｘ１）を有し、及び、中心点に対して、第三の、隣接するセンサー素子（２０６）から第二角度分離（Ｘ２）を有する。第一角度分離が、第二角度分離よりも小さい。第一及び第三センサー素子の面の切片（Ｉ１３）が、中心点並びに第一及び第三センサー素子によって形成された三角形の外側に位置し、及び第一及び第二センサー素子の面の切片（Ｉ１２）が、中心点並びに第一及び第二センサー素子によって形成された三角形の内側に位置する。
2013501928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心点の周囲に配置された複数のセンサー素子を備えたセンサー配列であって、各々の前記センサー素子が、均一な磁場に対するゼロ感度の面を有し、前記センサー素子の第一センサー素子が、前記中心点に対して、第二の、隣接するセンサー素子から第一角度分離を有し、及び、前記中心点に対して、第三の、隣接するセンサー素子から第二角度分離を有し、前記第一角度分離が、前記第二角度分離よりも小さく、
前記第一及び第三センサー素子の前記面の切片が、前記中心点並びに前記第一及び第三センサー素子によって形成された三角形の外側に位置し、
前記第一及び第二センサー素子の前記面の切片が、前記中心点並びに前記第一及び第二センサー素子によって形成された三角形の内側に位置する、センサー配列。
【請求項２】
前記第一から第三センサー素子が、各々、
前記第一角度分離と前記第二角度分離との和が、２＊３６０度／Ｎと等しく、Ｎが、センサー素子の数であり、及び
通常は前記中心点に向かって伸びる前記センサー素子の面内のベクトルと、各々の前記センサー素子の中心から直接的に前記中心点に向かって伸びるベクトルと、の間の角度が、Ｎ／８＊（前記第二角度分離から前記第一角度分離を引いた差）と等しい、
という条件を正確に満たすように設けられた、請求項１に記載のセンサー配列。
【請求項３】
前記第一から第三センサー素子が、各々、
前記第一角度分離と前記第二角度分離との和が、２＊３６０度／Ｎと等しく、Ｎが、センサー素子の数であり、及び
通常は前記中心点に向かって伸びる前記センサー素子の面内のベクトルと、各々の前記センサー素子の中心から直接的に前記中心点に向かって伸びるベクトルと、の間の角度が、Ｎ／８＊（前記第二角度分離から前記第一角度分離を引いた差）と等しい、
という条件を実質的に満たすように設けられた、請求項１に記載のセンサー配列。
【請求項４】
前記第一センサー素子が、第一の主なセンサー素子と、第一の付加的なセンサー素子とを備え、前記第一の主なセンサー素子と、第一の付加的なセンサー素子と、の各々が、前記第一センサー素子のゼロ感度の面を含むゼロ感度の同じ面を有し、使用される場合に、前記第一センサー素子の位置が、前記第一の主なセンサー素子と、第一の付加的なセンサー素子と、によって形成された対応する双極子の位置によって構成された、請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサー配列。
【請求項５】
対になって配置された複数のセンサー素子を備え、各対のセンサー素子間の角度分離が、前記対のセンサー素子の一方と、隣接する対のセンサー素子の最も近いセンサー素子との間の角度分離よりも小さい、請求項１から４のいずれか一項に記載のセンサー配列。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、中心点の周囲に配置された複数のセンサー素子を備えたセンサー配列に関する。
【背景技術】
【０００２】
配電の分野において、導体を通して流れる電流を測定することが出来ることは有用である。しばしば、これらの導体は、接地に対して、高電位で操作され、従って、直接的な電気接続を有することなく測定を行うことは有利である。
【０００３】
変流器を使用し、このような測定を行うことが可能である。測定される導体（主導体）内の電流と第二導体内の電流とを結合させるために、このようなデバイスが、磁気回路を使用する。典型的には、この磁気回路が、その周囲に巻かれた導体コイル（二次導体）を有する強磁性材料のヨークから構成される。
【０００４】
この種の電流センサーには、多数の欠点が存在する。二次回路内のインピーダンス、主導体内の非−時間可変電流の存在、または外部から印加された磁場の存在のいずれかの結果として、磁気回路が飽和しうる。これらの条件のいずれかが、結果として、電流センサーの正確性を失わせる。さらに、磁気回路内のヒステリシスが、低い操作電流での非−線形センサー応答をもたらす。
【０００５】
最新の電流センサーが、主導体が通過する中心のキャビティの周囲に均一な間隔で配置された表面コイルを使用して構成されることが可能である。これらは、ロゴスキー（Ｒｏｇｏｗｓｋｉ）センサーとして知られている。ロゴスキーセンサーが、磁心よりもむしろ空心を備える。表面コイルが、例えば、エッチングまたはプリント回路基板技術を使用することにより基板上に設けられた導体の一つまたはそれ以上の巻き（ｔｕｒｎ）を含む。主導体に起因しない磁場の良好な排除を達成するために、表面コイルが、主導体が通過するキャビティの中心軸に対して放射状である軸上に極めて正確に位置合わせされる。このようなセンサーが、特許文献１に記載されている。
【０００６】
図１Ａは、当業界において周知であるような変流器１０の略図である。変流器１０が、以下のセンサー配列１０とほとんど同じ意味として見なされる。変流器１０が使用される場合に主導体１００が通過する中心点の周囲に配置された複数のセンサー素子１０２−１から１０２−６を、変流器１０が備える。各センサー素子１０２が、基板１０６上に設けられた導体材料１０４の一つまたはそれ以上の巻きを備える。単一のセンサー素子１０２が、図１Ｂに示されている。
【０００７】
基板１０４、及び従って、センサー素子１０２も、中心点と放射状に位置合わせされる。磁場がそれを通過する場合に、電流（本願明細書において信号とも称される）が、センサー素子１０２内で誘導されるように、各センサー素子１０２が、構成される。第一方向に通過する磁場に起因して誘導された信号が、正であり、一方、第二の反対方向に通過する磁場により誘導された信号が、負である。主導体に起因する円形の磁場が、各センサー素子１０２内に誘導される同じサインの信号を生じるように、センサー配列１０を構成する複数のセンサー素子１０２が、配置される。このように、各センサー素子１０２からの信号が、他のセンサー素子１０２の信号と組み合わせられる。図１Ａにおいて、紙面方向に（ｉｎ  ａ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ  ｉｎｔｏ  ｔｈｅ  ｐａｇｅ）電流が主導体を通して流れ、時計回り方向に円形の磁場を生じる（点線及び矢印によって示される）。
【０００８】
図１Ａに示されるようなセンサー配列が、センサー素子の正確な放射状の位置合わせ、中心の周囲のセンサー素子の等間隔、及び各センサー配列が、他のものと同じ構成を有するという事実により、良好な遠距離場性能（すなわち、主導体に起因しない場の高レベルな排除）を示す。
【０００９】
特許文献１が、図１Ａと同様なセンサー配列を説明する。従来の導体とレトロフィット可能（ｒｅｔｒｏ−ｆｉｔｔａｂｌｅ）であるように、特許文献１のセンサー配列が、適合される。主導体が、それらの間を通過できるように、これが、機械的ヒンジシステムを含み、これにより、センサー素子が、一時的に分離されることが可能である。
【００１０】
本発明は、移動部を必要とせず、従って、この従来技術の配列のよりも、製造が安価であり、機械の故障が少ない傾向があるレトロフィット可能なセンサー配列を提供する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第６９６５２２５号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第一態様は、中心点の周囲に配置された複数のセンサー素子を備えたセンサー配列を提供し、各々のセンサー素子が、均一な磁場に対するゼロ感度の面を有し、センサー素子の第一センサー素子が、中心点に対して、第二の、隣接するセンサー素子から第一角度分離を有し、及び、中心点に対して、第三の、隣接するセンサー素子から第二角度分離を有し、第一角度分離が、第二角度分離よりも小さく、
第一及び第三センサー素子の面の切片が、中心点並びに第一及び第三センサー素子によって形成された三角形の外側に位置し、第一及び第二センサー素子の面の切片が、中心点並びに第一及び第二センサー素子によって形成された三角形の内側に位置する。
【００１３】
第一から第三センサー素子が、各々、：
第一角度分離と第二角度分離との和が、２＊３６０度／Ｎと等しく、ここで、Ｎが、センサー素子の数であり；及び
通常は中心点に向かって伸びるセンサー素子の面内のベクトルと、各々のセンサー素子の中心から直接的に中心点に向かって伸びるベクトルと、の間の角度が、Ｎ／８＊（第二角度分離から第一角度分離を引いた差）と等しい、
という条件を正確に満たすように設けられてよい。
【００１４】
第一から第三センサー素子が、各々、：
第一角度分離と第二角度分離との和が、２＊３６０度／Ｎと等しく、ここで、Ｎが、センサー素子の数であり；及び
通常は中心点に向かって伸びるセンサー素子の面内のベクトルと、各々のセンサー素子の中心から直接的に中心点に向かって伸びるベクトルと、の間の角度が、Ｎ／８＊（第二角度分離から第一角度分離を引いた差）と等しい、
という条件を実質的に満たすように設けられてよい。
【００１５】
第一センサー素子が、第一の主なセンサー素子と、第一の付加的なセンサー素子とを備えてよく、該第一の主なセンサー素子と、第一の付加的なセンサー素子と、の各々が、第一センサー素子のゼロ感度の面を含むゼロ感度の同じ面を有し、使用される場合に、第一センサー素子の位置が、第一の主なセンサー素子と、第一の付加的なセンサー素子と、によって形成された対応する双極子の位置によって構成される。
【００１６】
センサー配列が、対になって配置された複数のセンサー素子を備えてよく、各対のセンサー素子間の角度分離が、該対のセンサー素子の一方と、隣接する対のセンサー素子の最も近いセンサー素子との間の角度分離よりも小さい。
【００１７】
本発明の実施形態が、例として、添付の図面を参照しつつ、これから説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】従来技術によるセンサー配列を図示する。
【図１Ｂ】図１Ａのセンサー配列のセンサー素子を図示する。
【図２Ａ】本発明の第一実施形態によるセンサー配列を図示する。
【図２Ｂ】本発明の第一実施形態によるセンサー配列を図示する。
【図３Ａ】本発明の第一実施形態によるセンサーデバイスを図示する。
【図３Ｂ】本発明の第一実施形態によるセンサーデバイスを図示する。
【図４】本発明の第二実施形態によるセンサー配列を図示する。
【図５Ａ】図４のセンサー配列の部品を説明する。
【図５Ｂ】図４のセンサー配列の部品を説明する。
【図６Ａ】本発明の第二実施形態によるセンサーデバイスを図示する。
【図６Ｂ】本発明の第二実施形態によるセンサーデバイスを図示する。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
上記図面及び以下に記載する実施形態において、全体にわたって、同様な参照符号は、同様な要素を参照する。
【００２０】
図２Ａは、本発明の第一実施形態によるセンサー配列２０を示す。
【００２１】
本発明の第一実施形態によるセンサー配列２０が、図１Ｂに図示されたものと同様であってよい複数のセンサー素子２０２、２０４、２０６等を含む。センサー素子２０２、２０４、２０６等が、中心点の周囲に配置される。センサー配列２０が、紙面に実質的に垂直な方向に中心点付近を通過する主導体を流れる電流を検出するように操作可能である。各センサー素子２０２、２０４、２０６等は、センサー素子２０２、２０４、２０６等を通過する面に平行である均一な磁場に対する感度がゼロである。以下において、これらの面は、均一な磁場に対するゼロ感度の面、または単純にゼロ感度の面と呼ばれる。
【００２２】
本発明者は、図１Ａの従来技術のセンサー配列によって示されるものに相当する遠距離場性能を達成しつつ、センサー素子２０２、２０４、２０６等が、不等間隔位置の中心点の周囲に配置されることが可能であることを発見した。しかしながら、これを達成するために、センサー素子２０２、２０４、２０６等の位置及び位置合わせが、コイルである場合、特定の関係に従って通常は調節されなければならない。
【００２３】
図２Ａにおいて、点線が、図１Ａの従来技術のセンサー配列１０のセンサー素子１０２がそれ上に位置していた等しい角度分離を有する放射軸を表す。第一実施形態による配列２０の各センサー素子２０２、２０４、２０６等が、従来技術のセンサー１０のセンサー素子１０２の等間隔の位置からずらされていることが図２Ａから分かる。センサー素子２０２、２０４、２０６等の位置が、従来技術のセンサー配列１０のその各位置からシフトされる角度が、以下において、シフト角Ｘｓと呼ばれる。
【００２４】
図１Ａの従来技術の配列１０において、センサー素子１０２のゼロ感度の面が、中心点から伸びる放射軸と整列されるように、各センサー素子１０２が、配置される。換言すると、それ上にセンサー素子が設けられる基板の面が、従来技術の配列１０の中心点に対して放射状である。
【００２５】
図２Ａのセンサー配列において、しかしながら、センサー素子２０２、２０４、２０６等が、それらが位置する放射軸に位置合わせされない。換言すると、センサー素子のゼロ感度の面が、その中心がある放射軸に対して傾斜する。この実施例において、それ上にセンサー素子が設けられる基板の面が、ゼロ感度の面と同じである。言い換えれば、センサー素子が、ゼロ感度の面と同じである面を有する。結果として、この実施例において、それ上にセンサー素子が設けられる基板の面が、その中心がある放射軸に対して傾斜する。通常（または、ほとんどが）、中心点の方を指すセンサー素子２０２、２０４、２０６等のゼロ感度の面内のベクトルと、放射軸と位置合わせされ、中心点の方を指すベクトルと、の間の角度が、以下において、傾斜角ＸＴと呼ばれる。
【００２６】
従来技術の配列１０と同じ遠距離場性能レベルを維持する、Ｎ−センサー配列における、センサー素子２０２、２０４、２０６等の位置と方向との間の一般的関係が、以下において、第一センサー素子２０２、第二センサー素子２０４及び第三センサー素子２０６と称される３つの隣接するセンサー素子を参照して記載されることが可能である。
【００２７】
図２Ａにおいて示されるように、中心点に対する第一角度分離Ｘ１だけ、第一センサー素子２０２が、第二センサー素子２０４から分離される。中心点に対する第二角度分離Ｘ２だけ、第一センサー素子２０２が、第三センサー素子２０６から分離される。
【００２８】
センサー配列２０において、以下の３つの基準が当てはまる。これらの基準を満たすことで、センサー配列２０が、従来技術のセンサー配列１０と同じ遠距離場性能レベルを示すことが可能になる。
１）第二角度分離Ｘ２が、第一角度分離Ｘ１よりも大きい；
２）第一及び第三センサー素子のゼロ感度の面の切片Ｉ１３が、中心点並びに第一及び第三センサー素子２０２、２０６（の中心点）によって形成された三角形の外側に位置する；及び
３）第一及び第二センサー素子２０２、２０４のゼロ感度の面の切片Ｉ１２が、中心点並びに第一及び第二センサー素子２０２、２０４（の中心点）によって形成された三角形の内側に位置する。
【００２９】
言い換えると、３つの上記基準は以下のとおりである：
１）第二角度分離Ｘ２が、第一角度分離Ｘ１よりも大きい；
２）通常、中心点に向かって伸びる第一センサー素子２０２の面内のベクトルと、通常、中心点に向かって伸びる第二センサー素子２０４の面内のベクトルと、の間の角ＸＴ１２が、第一角度分離Ｘ１よりも大きい；及び
３）通常、中心点に向かって伸びる第一センサー素子２０２の面内のベクトルと、通常、中心点に向かって伸びる第三センサー素子２０６の面内のベクトルと、の間の角ＸＴ１３が、第二角度分離Ｘ２よりも小さい。
【００３０】
さらに具体的及び最適には、傾斜角ＸＴとシフト角ＸＳとの間の関係が、
ＸＴ＝Ｎ×ＸＳ／２  ［等式１］
によって与えられる。ここで、Ｎが、センサー素子の数であり、この実施例において６である。
【００３１】
傾斜角ＸＴが、第一及び第二角度分離Ｘ１、Ｘ２（上記基準が満たされると仮定する）に関連して定義されることも可能であり、以下のように示されることが可能である：
ＸＴ＝Ｎ×（Ｘ２−Ｘ１）／８  ［等式２］
【００３２】
シフト角ＸＳと傾斜角ＸＴとの適用により、２つの隣接するセンサー素子２０２、２０６の間の距離を、従来技術における図１Ａの等間隔のセンサー配列の２つの隣接するセンサー素子１０２の間の距離に対して、大きくすることが可能である。これは、図２Ｂにおいて最も明確に理解されることが可能であり、ここで、第一実施形態の配列２０の第一及び第三センサー素子２０２、２０６に対応する従来技術の配列１０のセンサー素子１０２が、第一実施形態の配列２０とともに示される（破線）。従来技術のセンサー素子１０２間の距離Ａ１が、第一実施形態の配列２０の第一及び第三センサー素子２０２、２０６間の距離Ａ２よりも明らかに小さい。結果として、本発明により、センサーデバイスが、移動部を有さず、主導体内を流れる電流を遮る必要なく、導体（通常は絶縁される）に適用されることが可能であるように構成されることを可能にする。
【００３３】
図３Ａ及び３Ｂが、各々、本発明の第一実施形態によるセンサーデバイス３００の平面−及び側面−図を図示する。
【００３４】
デバイスが、図２Ａ及び図２Ｂに示されたセンサー配列を備える。センサー素子２０２、２０４、２０６等の配列が、リジットフレーム（ｒｉｇｉｄ  ｆｒａｍｅ）３０２内に設けられる。リジットフレームが、上部及び底部３０２−１、３０２−２を含み、例えば、フレームの上部３０２−１から底部３０２−１を通過するプラスチックボルトまたはボルト（複数）（図示しない）を使用して、共に結合されてよい。センサー素子２０２、２０４、２０６等の基板の端部を支持するために、フレーム３０２が、上部及び底部３０２−１、３０２−２の内面に形成されたスロットを有してよい。あるいは、基板ボードの端部が、フレームの上部及び底部３０２−１、３０２−２の内面に対して保持される。代替の実施形態によると、基板が、インサート成形（ｉｎｓｅｒｔ  ｍｏｕｌｄｅｄ）される。図３Ａ及び３Ｂのセンサーデバイスが、基板上に設けられた信号調整部品（図示しない）を備えてもよい。
【００３５】
使用される場合、導体がＡで示される開口部を通過するまで、図３のデバイスが対象の導体に向かって移動され、その導体を流れる電流が測定される。導体に起因する磁場が、センサー素子２０２、２０４、２０６等内に誘導される信号を生じ、導体を流れる電流が測定されることを可能にする。導体がセンサー素子によって囲まれる体積内であるようにデバイス３００を支持することにより、導体内を流れる電流を正確に測定するために、デバイス３００が、使用されることが可能である。
【００３６】
あるいは、それらの傾斜角が上記の基準からわずかにそれるように、センサー素子が位置することが可能である。上記の基準からのずれが、遠距離場性能を低減させる。しかしながら、多くの場合において、製造が単純かつ安価である設計を有することから生じる利点が、わずかな性能の低下よりも重要である。有利には、上記の基準が、設計を満たす。あるいは、角度の基準が、相対的にわずかにずらされてもよい。この場合、ずれから生じる性能の変化を補うように、付加的な設計特性が含まれてよい。
【００３７】
図４が、本発明の第二実施形態によるセンサー配列を図示する。この実施形態において、上記の全ての基準が満たされるわけではない。
【００３８】
図４のセンサー配列４０が、８つのセンサー素子を備える（図上のハッシュ化領域によって示される）。図２Ａを参照して記載された関係に正確にまたはこれに近い関係に従い、これらが、互いに関連して配置され、中心点に対して位置合わせされる。
【００３９】
２つの延在する基板部材４０２−１、４０２−１の各々の上に、２つのセンサー素子が設けられる。１つのセンサー素子が、４つの小さな基板部材４０４−１、４０４−２、４０４−３、４０４−４の各々の上に設けられる。円形の磁場に起因して誘導された信号が、互いに合わさるように、センサー素子が配置される。
【００４０】
２つの延在する基板部材４０２−１、４０２−２が、実質的に、互いに平行に配置される。２つの小さな基板部材４０４−１、４０４−４が、第一面にあり、他の２つの小さな基板部材４０４−２、４０４−３が、第二面にある。第一面及び第二面が、実質的に、互いに平行であり、実質的に、延在する基板部材４０２−１、４０２−２の面に垂直である。単一基板上に２つのセンサー素子を設けることにより、センサー配列４０の容易かつさらに正確な位置合わせ及び製造が可能になる。
【００４１】
図５Ａが、延在する基板部材４０２及び小さな基板部材４０４の実施例を示す。
【００４２】
延在する基板ボードが、各端部に、導体の一つまたはそれ以上の巻きを備え、センサー素子４０２−Ａ、４０２−Ｂを形成する。延在するセンサー部材上のセンサー素子４０２−Ａ、４０２−Ｂが、反対に−構成される（すなわち、反対にコイル状にされ、または巻かれる）。そのため、２つのセンサー素子間の正味の信号がゼロであるように、延在するセンサー部材を通過する均一（または遠距離）場に起因してセンサー素子４０２−Ａ、４０２−Ｂ内に誘導された信号が、キャンセルする。
【００４３】
小さな基板ボードが、実質的に、図１Ｂを参照して記載されたようなものであってよい。
【００４４】
遠距離場性能を維持する従来技術の等間隔の放射状の配列に関連する（図２Ａ及び２Ｂを参照して記載され、図４の配列によって示されるような）センサー素子の傾斜及び移動が、検出体積にわたって提供される導体１００を通して流れる電流に対する感度の均一性を低下させる。しかしながら、これは、付加的なセンサー素子をセンサー配列内に導入することにより補正されることが可能である。
【００４５】
図５Ｂは、付加的なセンサー素子５００を備える図４の実施形態の延在する基板ボードの１つを示す。主なセンサー素子４０２−Ａ及び４０２−Ｂに付加される付加的なセンサー素子５００が、感度の均一性を補正する効果を有する。この態様が、同一出願人について、本出願とともに同日付で出願された同時係属出願において説明され及び特許請求の範囲に記載されており、その内容が、参照により組み込まれる。
【００４６】
付加的なセンサー素子５００が、主なセンサー素子４０２−Ａ、４０２−Ｂによって提供される双極子の位置を移動させる効果も有する。付加的なセンサー素子を考慮するように、主なセンサー素子が修正される。具体的には、非−補償型設計と同様な巻き領域を維持するために、主なセンサー素子の導体材料の巻きの数が、修正されてよい。また、非補償型設計の有効な双極子位置を維持するために、主なセンサー素子の位置が、修正される。特定の設計要求を達成するために、当業者は、主な及び付加的なセンサー素子パラメータ及び位置をどのように計算するかについて理解するだろう。
【００４７】
図６Ａ及び６Ｂは、導体の周囲のインサイチュでの、本発明の第二実施形態によるセンサーデバイス６０を示す。
【００４８】
デバイス６０が、図４に示されるセンサー配列４０を備える。センサー素子４０４、４０２の配列が、リジッドフレーム６００内に設けられる。リジッドフレーム６００が、上部及び底部６００−１、６００−２を備え、例えば、フレームの上部６００−１から底部６００−１を通過するプラスチックボルトまたはボルト（複数）（図示しない）を使用して、共に結合されてよい。センサー素子４０４、４０２の基板の端部を支持するために、フレーム６００が、上部及び底部６００−１、６００−２の内面に形成されたスロットを有してよい。あるいは、基板部材の端部が、フレームの上部及び底部６００−１、６００−２の内面に対して保持されてよい。代替の実施形態によると、基板部材が、インサート成形される。図６Ａ及び６Ｂのセンサーデバイスが、基板上に設けられた信号調整電子機器（図示しない）を備えてもよい。
【００４９】
図４及び６の実施形態におけるセンサー素子の位置は、これらが、図２及び３の実施形態に関して上述された基準を満たすが、上記において提供された等式の条件を厳密には満たさなくても良いものである。延在する基板部材４０２−１及び４０２−２上のセンサー素子の位置が、各ボード上のセンサー素子の中心間の距離、及び延在する基板部材の間隔によって定義される。小さな基板部材４０４−１、４０４−４の位置が選択され、それらの部材によって支持されるセンサー素子が、延在する基板部材４０２−１及び４０２−２上に支持されるセンサー素子に対して対称である。
【００５０】
図５Ｂのボードとともに、主なセンサー素子４０２と付加的なセンサー素子５００との組み合わせによって提供される実際の双極子の位置を移動させるようなパラメータ（例えば、巻きの数）及び位置で、付加的なセンサー素子５００が、４０２−１及び４０２−２上に設けられ、等式の条件が満たされるか、または少なくとも実質的に満たされる。また、双極子を移動させることにより、付加的なセンサー素子５００が、傾斜角ＸＴ及びシフト角ＸＦを調節する。
【００５１】
一実施例のパラメータは以下の通りである：
【００５２】
センサー素子４０４において、６２５ｍｍの領域での導体材料の巻きが、タンジェント位置から３２ｍｍに位置する。
【００５３】
素子４０２において、８５５平方ｍｍの領域での導体材料の巻きが、タンジェント位置から２９ｍｍである。付加的なセンサー素子５００が、タンジェント位置から１８ｍｍに、負の３４０平方ｍｍ（導体材料が、反対に巻かれるため）の領域で導体材料の巻きを備え、タンジェント位置から１２ｍｍに、１１０平方ｍｍの領域で導体材料の巻きを備える。
【００５４】
素子４０２と付加的なセンサー素子５００との巻き領域の合計が、６２５平方ｍｍであり、センサー素子４０４の巻き領域と同じである。
【００５５】
巻き領域品によって重み付けされた位置を平均することにより、対応する双極子位置が、与えられる。従って、対応する位置が、（８５５＊２９−３４０＊１８＋１１０＊１２）／（８５５ー３４０＋１１０）＝３２ｍｍである。
【００５６】
これが、以下のような値を与える：Ｘ１が３０．４度であり、Ｘ２が５９．６度であり、ＸＴ１３がゼロ度であり（センサー素子が平行であるため）、及びＸＴ１２が９０度である。ＸＴが２９．８度であり、及びＸＳが７．３度である。
【００５７】
そのため、等式の条件が、実質的に満たされる。
【００５８】
本発明のいくつかの実施形態によると、各々が中心点から３５ｍｍ離れた８つのセンサー素子を備えたセンサーデバイスが、遠距離場応答において１６のノード及び均一な感度の双極子の１６の面を示すことが可能であり、一方、同時に、主導体が通過されることが可能な３５ｍｍの開けた開口部を提供する。
【００５９】
有利には、センサー素子の数が、偶数であり、各２つのセンサーの少なくとも２つの組で形成される。しかしながら、あるいは、センサー素子の数が、奇数であってもよい。
【００６０】
上記実施形態が、制限的なものとして構成されるべきではないことが理解されるべきである。本出願を読むことで、他のバリエーション及び修正が、当業者には明らかとなるであろう。さらに、本出願の開示が、本願明細書において明示的または黙示的に開示された任意の新規な特徴もしくは特徴の任意の新規な組み合わせ、または、その任意の一般化を含むことが理解されるべきであり、本出願またはそれから派生した任意の出願の審査手続の間、任意のそのような特徴及び／またはそのような特徴の組み合わせをカバーするために、新たな請求項が規定されてよい。
【符号の説明】
【００６１】
２０  センサー配列
２０２、２０４、２０６  センサー素子
ＸＴ  傾斜角
ＸＳ  シフト角
Ｘ１  第一角度分離
Ｘ２  第二角度分離
Ｉ１２、Ｉ１３  切片
【図１Ａ】
2013501928.tif 000003
【図１Ｂ】
2013501928.tif 000004
【図２Ａ】
2013501928.tif 000005
【図２Ｂ】
2013501928.tif 000006
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年12月16日(2011.12.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心点の周囲に配置された複数のセンサー素子を備えたセンサー配列であって、各々の前記センサー素子が、均一な磁場に対するゼロ感度の面を有し、前記センサー素子の第一センサー素子によって設けられた双極子の位置と、第二の、隣接するセンサー素子によって設けられた双極子の位置との間の第一角度分離が、前記センサー素子の第一センサー素子によって設けられた前記双極子の位置と、第三の、隣接するセンサー素子によって設けられた双極子の位置との間の第二角度分離よりも小さく、前記第一及び第二角度分離が、前記配列の中心点に関連し、
前記第一及び第三センサー素子の前記面の切片が、前記中心点並びに前記第一及び第三センサー素子によって形成された三角形の外側に位置し、
前記第一及び第二センサー素子の前記面の切片が、前記中心点並びに前記第一及び第二センサー素子によって形成された三角形の内側に位置する、センサー配列。
【請求項２】
前記第一から第三センサー素子が、各々、
前記第一角度分離と前記第二角度分離との和が、２＊３６０度／Ｎと等しく、Ｎが、センサー素子の数であり、及び
通常は前記中心点に向かって伸びる前記センサー素子の面内のベクトルと、各々の前記センサー素子の中心から直接的に前記中心点に向かって伸びるベクトルと、の間の角度が、Ｎ／８＊（前記第二角度分離から前記第一角度分離を引いた差）と等しい、
という条件を正確に満たすように設けられた、請求項１に記載のセンサー配列。
【請求項３】
前記第一から第三センサー素子が、各々、
前記第一角度分離と前記第二角度分離との和が、２＊３６０度／Ｎと等しく、Ｎが、センサー素子の数であり、及び
通常は前記中心点に向かって伸びる前記センサー素子の面内のベクトルと、各々の前記センサー素子の中心から直接的に前記中心点に向かって伸びるベクトルと、の間の角度が、Ｎ／８＊（前記第二角度分離から前記第一角度分離を引いた差）と等しい、
という条件を実質的に満たすように設けられた、請求項１に記載のセンサー配列。
【請求項４】
前記第一センサー素子が、第一の主なセンサー素子と、第一の付加的なセンサー素子とを備え、前記第一の主なセンサー素子と、第一の付加的なセンサー素子と、の各々が、前記第一センサー素子のゼロ感度の面を含むゼロ感度の同じ面を有し、使用される場合に、前記第一センサー素子によって設けられた前記双極子の位置が、前記第一の主なセンサー素子と、第一の付加的なセンサー素子と、によって形成された対応する双極子の位置によって構成された、請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサー配列。
【請求項５】
対になって配置された複数のセンサー素子を備え、各対のセンサー素子間の角度分離が、前記対のセンサー素子の一方と、隣接する対のセンサー素子の最も近いセンサー素子との間の角度分離よりも小さい、請求項１から４のいずれか一項に記載のセンサー配列。
【国際調査報告】
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