JPH01237478A - 磁気センサー - Google Patents
磁気センサーInfo
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- JPH01237478A JPH01237478A JP6548988A JP6548988A JPH01237478A JP H01237478 A JPH01237478 A JP H01237478A JP 6548988 A JP6548988 A JP 6548988A JP 6548988 A JP6548988 A JP 6548988A JP H01237478 A JPH01237478 A JP H01237478A
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Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、磁界の強度を測定する新規な磁気センサーに
関するものである。この磁気センサーは例えば、磁石の
周りの磁界の強度を測定するだめのセンサー、距離を測
定する非接触距離センサーや角度センサー、あるいは従
来のホール素子等の磁気センサーの用途に使用しうる磁
気センサーとして有用である。
関するものである。この磁気センサーは例えば、磁石の
周りの磁界の強度を測定するだめのセンサー、距離を測
定する非接触距離センサーや角度センサー、あるいは従
来のホール素子等の磁気センサーの用途に使用しうる磁
気センサーとして有用である。
従来の技術
従来、磁気センサーとしては、例えばホール素子や磁気
抵抗素子等を用いる半導体磁気センサーや磁性体を用い
る磁気センサーがある。このうぢ半導体磁気センサーは
電気部品として使用できる簡便さを持つため、磁力計、
接近センサー、回転数センサー等の工業機器として広く
使用されているものの、その作動原理が電子やホール等
の荷電キャリヤーが磁界中を動くと、運動方向に垂直な
ローレンツ力を受けるという物理現象に基づくため、素
子に働く磁界のうち素子に垂直な成分の強度しか測定し
得ないという欠点がある。このため、これらの素子を用
いて空間の一点の磁界の強度を測定する際には、素子を
常に磁界に垂直に置かなければ正確な磁界の強度を測定
し得ないという不都合がある。また、これらの半導体磁
気センサーは素子の中心部が半導体で構成されているた
め、温度変化による特性変動に基づく誤差が大きい上、
半導体磁気センサーは電圧出力を有するため、誘導電圧
による誤差を生じ易く不安定であるという欠点もある。
抵抗素子等を用いる半導体磁気センサーや磁性体を用い
る磁気センサーがある。このうぢ半導体磁気センサーは
電気部品として使用できる簡便さを持つため、磁力計、
接近センサー、回転数センサー等の工業機器として広く
使用されているものの、その作動原理が電子やホール等
の荷電キャリヤーが磁界中を動くと、運動方向に垂直な
ローレンツ力を受けるという物理現象に基づくため、素
子に働く磁界のうち素子に垂直な成分の強度しか測定し
得ないという欠点がある。このため、これらの素子を用
いて空間の一点の磁界の強度を測定する際には、素子を
常に磁界に垂直に置かなければ正確な磁界の強度を測定
し得ないという不都合がある。また、これらの半導体磁
気センサーは素子の中心部が半導体で構成されているた
め、温度変化による特性変動に基づく誤差が大きい上、
半導体磁気センサーは電圧出力を有するため、誘導電圧
による誤差を生じ易く不安定であるという欠点もある。
一方、磁性体磁気センサーは半導体磁気センサーより高
感度であるものの、半導体磁気センサーと同様、素子に
働く磁界のうち素子に垂直々成分の強度しか測定し得な
いという欠点がある。
感度であるものの、半導体磁気センサーと同様、素子に
働く磁界のうち素子に垂直々成分の強度しか測定し得な
いという欠点がある。
発明が解決しようとする課題
本発明は、磁界の強度の測定に当たって素子に働くあら
ゆる方向の磁界の強度を磁界の方向に無関係に測定し得
る新規な磁気センサーを提供することを目的としてなさ
れたものである。
ゆる方向の磁界の強度を磁界の方向に無関係に測定し得
る新規な磁気センサーを提供することを目的としてなさ
れたものである。
課題を解決するための手段
本発明者らは、磁界の方向に関係なくあらゆる方向の磁
界強度を測定しうる磁気センサーを開発するため種々研
究を重ねた結果、コアとしての超電導材料にコイルを巻
いたコイル体とコンデンサーから成るＬ Ｃ発振器を所
定の測定状態で用いることにより、所期の目的を達成し
うろことを見出し、この知見に基づいて本発明に至った
。
界強度を測定しうる磁気センサーを開発するため種々研
究を重ねた結果、コアとしての超電導材料にコイルを巻
いたコイル体とコンデンサーから成るＬ Ｃ発振器を所
定の測定状態で用いることにより、所期の目的を達成し
うろことを見出し、この知見に基づいて本発明に至った
。
すなわち、本発明はコアとしての超電導材料にコイルを
巻いたコイル体とコンデンサーから成るＬＣ発振器で構
成され、該発振器のコアを超電導状態にした状態でコイ
ルを被測定磁界中に置くことにより、コイルの自己誘導
係数を変化させ、その際の発振周波数の変動を検出して
被測定磁界の強度を測定することから成る磁界強度測定
用磁気センサーを提供するものである。
巻いたコイル体とコンデンサーから成るＬＣ発振器で構
成され、該発振器のコアを超電導状態にした状態でコイ
ルを被測定磁界中に置くことにより、コイルの自己誘導
係数を変化させ、その際の発振周波数の変動を検出して
被測定磁界の強度を測定することから成る磁界強度測定
用磁気センサーを提供するものである。
本発明において用いるコイル体は、通常、超電導材料の
周りを被覆し、この周囲にコイルを巻くことにより作製
される。
周りを被覆し、この周囲にコイルを巻くことにより作製
される。
このような被覆方法としては、例えばエボキ／樹脂など
の被覆材で被覆する方法などが用いられる。
の被覆材で被覆する方法などが用いられる。
本発明において用いる超電導拐料としては、特に制限さ
れず、例えば合金系、金属間化合物、カルコゲナイドや
イツトリウム等の希土類元素やビスマスを含むセラミッ
クス系材料などが挙げられる。
れず、例えば合金系、金属間化合物、カルコゲナイドや
イツトリウム等の希土類元素やビスマスを含むセラミッ
クス系材料などが挙げられる。
、〜１本発明においては、コイルのコアを超電導状態゛
：（ にする手段としては、常法に従い、例えば超電導物質の
臨界温度に応じて適宜冷却剤を用いたり、気体の断熱膨
張に伴う温度降下を利用した各種の冷凍器を用いるなど
の手段を用いることができる。
：（ にする手段としては、常法に従い、例えば超電導物質の
臨界温度に応じて適宜冷却剤を用いたり、気体の断熱膨
張に伴う温度降下を利用した各種の冷凍器を用いるなど
の手段を用いることができる。
作 用
本発明の磁気センサーは第２種超電導材料をコアとする
コイルを磁界の強度の検出部として使用するものである
。一般に超電導拐料はその臨界温度以下の温度ではマイ
スナー効果により超電導材料の内部に磁界が侵入しない
。このため超電導材料をコアにしたコイルではコアを構
成する超電導材料がその臨界温度以下では臨界温度以上
におけるよりも自己誘導係数（■７）が小さくなる。し
たがって、ｔ ＝ １．／ （２ＪＴ６ ）の公式に従
って、臨界温度以下におけるＬＣ発振器の周波数（ｆ）
は臨界温度以上の場合より大きくなる。この状態で第２
種超電導材料の下部臨界磁界以上の被測定磁界の中にコ
アを置くと、コアは超電導層と常電導層とが混在した状
態になり、磁界は少しずつコアの内部に侵入するように
なる。この状態ではコイルの自己誘導係数（Ｌ）はコア
を下部臨界磁界中に置く場合に比べて大きくなり、上式
にしたがってＬＣ発振器の周波数（ｆ）は小さくなる。
コイルを磁界の強度の検出部として使用するものである
。一般に超電導拐料はその臨界温度以下の温度ではマイ
スナー効果により超電導材料の内部に磁界が侵入しない
。このため超電導材料をコアにしたコイルではコアを構
成する超電導材料がその臨界温度以下では臨界温度以上
におけるよりも自己誘導係数（■７）が小さくなる。し
たがって、ｔ ＝ １．／ （２ＪＴ６ ）の公式に従
って、臨界温度以下におけるＬＣ発振器の周波数（ｆ）
は臨界温度以上の場合より大きくなる。この状態で第２
種超電導材料の下部臨界磁界以上の被測定磁界の中にコ
アを置くと、コアは超電導層と常電導層とが混在した状
態になり、磁界は少しずつコアの内部に侵入するように
なる。この状態ではコイルの自己誘導係数（Ｌ）はコア
を下部臨界磁界中に置く場合に比べて大きくなり、上式
にしたがってＬＣ発振器の周波数（ｆ）は小さくなる。
本発明の磁力センサーはこの原理に基づき、被測定磁界
の強度を求めるために、■、Ｃ発振器の周波数を検出す
るように工夫したものである。具体的々発振周波数（ｒ
）の検出法としては周波数計による検出、ｆ−Ｖ変換器
による検出、発振周波数を波形整形してそのパルス幅を
計測する検出等、通常の周波数の検出法を適宜使用し得
る。本発明の磁気センサーは素子に働くあらゆる方向の
磁界の強度を磁界の方向に無関係に測定し得るため、セ
ンサーの向きを磁界と垂直に保つ等の注意を払うことな
く磁界の強度を測定することができ、工業機器の磁気セ
ンサーとして極めて有用である。
の強度を求めるために、■、Ｃ発振器の周波数を検出す
るように工夫したものである。具体的々発振周波数（ｒ
）の検出法としては周波数計による検出、ｆ−Ｖ変換器
による検出、発振周波数を波形整形してそのパルス幅を
計測する検出等、通常の周波数の検出法を適宜使用し得
る。本発明の磁気センサーは素子に働くあらゆる方向の
磁界の強度を磁界の方向に無関係に測定し得るため、セ
ンサーの向きを磁界と垂直に保つ等の注意を払うことな
く磁界の強度を測定することができ、工業機器の磁気セ
ンサーとして極めて有用である。
実施例
以下、図面に基づき本発明の実施例について述べる。
第１図は本発明に係る磁気センサーの１例の説明図であ
る。１はコイルのコアで寸法１０ｇｆＸ １５ＭＸ５Ｍ
のイツトリウム系超電導材料を、２は超電導材料をコ
アとするコイルで、コアに線径約Ｏ１扉のエナメル線を
５０回巻いたものを、３はＬＣ発振器のコイル以外の部
分でコンデンサーとトランジスタ増幅器とから構成され
る電気回路を、４はＬＣ発振器の発振周波数を計数する
周波数カウン、ターを、５は超電導状態を実現するため
の冷却剤を、６はセンサーに磁界を印加するためのコイ
ルで、直径１６１１のボビンに２６．５１ｍの幅に１０
０回巻きつけたものを、７はセンサーに磁界を印加する
ためコイルに電流を流す電源をそれぞれ示す。
る。１はコイルのコアで寸法１０ｇｆＸ １５ＭＸ５Ｍ
のイツトリウム系超電導材料を、２は超電導材料をコ
アとするコイルで、コアに線径約Ｏ１扉のエナメル線を
５０回巻いたものを、３はＬＣ発振器のコイル以外の部
分でコンデンサーとトランジスタ増幅器とから構成され
る電気回路を、４はＬＣ発振器の発振周波数を計数する
周波数カウン、ターを、５は超電導状態を実現するため
の冷却剤を、６はセンサーに磁界を印加するためのコイ
ルで、直径１６１１のボビンに２６．５１ｍの幅に１０
０回巻きつけたものを、７はセンサーに磁界を印加する
ためコイルに電流を流す電源をそれぞれ示す。
このような磁気センサーにおいて、コイルを液体窒素で
冷却した状態で発振周波数を計数したところ、発振周波
数は４．９８８ ＭＨ２であった。この状態でセンサー
に磁界を印加するためコイル７に１〜ＩＯＡの電流を流
したところ、第２図に示すように電流に応じて発振周波
数が減少するので、電流と磁界の強度との間には密接な
関係があり、磁界強度を測定するセンサーとして優れて
いることは明らかである。
冷却した状態で発振周波数を計数したところ、発振周波
数は４．９８８ ＭＨ２であった。この状態でセンサー
に磁界を印加するためコイル７に１〜ＩＯＡの電流を流
したところ、第２図に示すように電流に応じて発振周波
数が減少するので、電流と磁界の強度との間には密接な
関係があり、磁界強度を測定するセンサーとして優れて
いることは明らかである。
発明の効果
以上、詳述したように、本発明の磁気センサーを使用す
れば、次に列挙するような効果を期待することができる
。
れば、次に列挙するような効果を期待することができる
。
（１） 本発明の磁気センサーは素子に働くあらゆる
方向の磁界の強度を磁界の方向に無関係に測定し得るた
め、センサーの向きを磁界と垂直に保つ等の注意を払う
こと彦＜、磁界の強度を測定し得る。
方向の磁界の強度を磁界の方向に無関係に測定し得るた
め、センサーの向きを磁界と垂直に保つ等の注意を払う
こと彦＜、磁界の強度を測定し得る。
（２） 本発明の磁気センサーは周波数を計数するよ
うになっているだめ、外部からの誘導電圧に対して安定
で、ノイズ・レベルの高い環境でも十分に作動し得る。
うになっているだめ、外部からの誘導電圧に対して安定
で、ノイズ・レベルの高い環境でも十分に作動し得る。
−（３１ｊ’ 本発明の磁気センサーは周波数を計数
するようになっているため、発振の安定化を図ることに
より、磁界強度の高精度測定が可能となる。
するようになっているため、発振の安定化を図ることに
より、磁界強度の高精度測定が可能となる。
第１図は本発明の磁気センサーの１例を示す説明図、第
２図は本発明の磁気センサーにより磁界の強度を測定し
た結果を示すグラフである。１はコイルのコア、２はコ
イル、３はＬＣ発振器のコイル以外の部分でコンデンサ
ーとトランジスタ増幅器とから構成される電気回路、４
はＬＣ発振器の発振周波数を計数する周波数カウンター
、５は超電導状態を実現するための冷却剤、６はセンサ
ーに磁界を印加するためのコイル、７はセンサーに磁界
を印加するためコイルに電流を流す電源をそれぞれ示す
。 特許出願人 工業技術院長 飯 塚 幸 三指定代理
人 工業技術院中国工業技術試験所長中 山 勝
矢 第１図
２図は本発明の磁気センサーにより磁界の強度を測定し
た結果を示すグラフである。１はコイルのコア、２はコ
イル、３はＬＣ発振器のコイル以外の部分でコンデンサ
ーとトランジスタ増幅器とから構成される電気回路、４
はＬＣ発振器の発振周波数を計数する周波数カウンター
、５は超電導状態を実現するための冷却剤、６はセンサ
ーに磁界を印加するためのコイル、７はセンサーに磁界
を印加するためコイルに電流を流す電源をそれぞれ示す
。 特許出願人 工業技術院長 飯 塚 幸 三指定代理
人 工業技術院中国工業技術試験所長中 山 勝
矢 第１図
Claims (1)
- コアとしての超電導材料にコイルを巻いたコイル体と
コンデンサーから成るＬＣ発振器で構成され、該発振器
のコアを超電導状態にした状態でコイルを被測定磁界中
に置くことにより、コイルの自己誘導係数を変化させ、
その際の発振周波数の変動を検出して被測定磁界の強度
を測定することから成る磁界強度測定用磁気センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63065489A JPH0769406B2 (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | 磁気センサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63065489A JPH0769406B2 (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | 磁気センサー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01237478A true JPH01237478A (ja) | 1989-09-21 |
| JPH0769406B2 JPH0769406B2 (ja) | 1995-07-31 |
Family
ID=13288562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63065489A Expired - Lifetime JPH0769406B2 (ja) | 1988-03-17 | 1988-03-17 | 磁気センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0769406B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022129958A (ja) * | 2021-02-25 | 2022-09-06 | 富士通株式会社 | 磁力計、及び磁気測定装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5537975A (en) * | 1978-09-11 | 1980-03-17 | Toshiba Corp | Superconductive magnetism measuring element |
| JPS5990069A (ja) * | 1982-11-16 | 1984-05-24 | Agency Of Ind Science & Technol | 磁界測定法 |
-
1988
- 1988-03-17 JP JP63065489A patent/JPH0769406B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5537975A (en) * | 1978-09-11 | 1980-03-17 | Toshiba Corp | Superconductive magnetism measuring element |
| JPS5990069A (ja) * | 1982-11-16 | 1984-05-24 | Agency Of Ind Science & Technol | 磁界測定法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022129958A (ja) * | 2021-02-25 | 2022-09-06 | 富士通株式会社 | 磁力計、及び磁気測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0769406B2 (ja) | 1995-07-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |