JPH0229993B2 - Jikaibekutorukenshutsusochi - Google Patents
JikaibekutorukenshutsusochiInfo
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- JPH0229993B2 JPH0229993B2 JP13585579A JP13585579A JPH0229993B2 JP H0229993 B2 JPH0229993 B2 JP H0229993B2 JP 13585579 A JP13585579 A JP 13585579A JP 13585579 A JP13585579 A JP 13585579A JP H0229993 B2 JPH0229993 B2 JP H0229993B2
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- Japan
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- output
- detector
- amplifier
- magnetic
- magnetic field
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は磁界ベクトルの各方向の成分を精密に
検出したりあるいは複数の同様の検出装置の検出
方向を正確に合わせたりする場合に使用される磁
界ベクトル検出装置に関するものである。
検出したりあるいは複数の同様の検出装置の検出
方向を正確に合わせたりする場合に使用される磁
界ベクトル検出装置に関するものである。
従来、この種の装置としてフラツクスゲート形
の磁界検出器を直交する対として配置する場合に
おいては、各コイルの直交性と水平性および複数
対の検出器を用いる場合の各対のコイルの方向を
合わせるため、精密な微細調整機構が必要であ
り、このため大形高価になるという欠点があつ
た。一方、磁気検出器の磁気軸の調整を電気的に
行う装置としては、磁気検出器にこれと互いに直
交する２個の磁気軸調整用磁気検出素子を取付
け、この出力を磁気検出器の出力に付加すること
により見かけ上磁気検出器の磁気軸を調整するよ
うになし、主たる磁気検出素子を二つの方向調整
用の磁気検出素子の出力を加算するように接続
し、上記主たる磁気検出素子の方向を補正するよ
うにした磁気検出器の磁気軸調整装置が提案され
ている。
の磁界検出器を直交する対として配置する場合に
おいては、各コイルの直交性と水平性および複数
対の検出器を用いる場合の各対のコイルの方向を
合わせるため、精密な微細調整機構が必要であ
り、このため大形高価になるという欠点があつ
た。一方、磁気検出器の磁気軸の調整を電気的に
行う装置としては、磁気検出器にこれと互いに直
交する２個の磁気軸調整用磁気検出素子を取付
け、この出力を磁気検出器の出力に付加すること
により見かけ上磁気検出器の磁気軸を調整するよ
うになし、主たる磁気検出素子を二つの方向調整
用の磁気検出素子の出力を加算するように接続
し、上記主たる磁気検出素子の方向を補正するよ
うにした磁気検出器の磁気軸調整装置が提案され
ている。
しかしながら、このような装置においては、出
力調整器を介した単純な結線上の加算であり、主
たる磁気検出素子と第１および第２の軸方向調整
用磁気検出素子の３つの磁気検出素子で一方向の
磁気検出の能力しかなく、また、検出素子結線上
に出てくる出力は１つであるという問題点があつ
た。
力調整器を介した単純な結線上の加算であり、主
たる磁気検出素子と第１および第２の軸方向調整
用磁気検出素子の３つの磁気検出素子で一方向の
磁気検出の能力しかなく、また、検出素子結線上
に出てくる出力は１つであるという問題点があつ
た。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもの
で、その目的はきわめて簡単な構成によりベクト
ル検出器における各成分出力に含まれる機構寸法
および角度誤差分を電気的に相互補正でき、信頼
性が高く、しかも小形・安価な磁界ベクトル検出
装置を提供することにある。
で、その目的はきわめて簡単な構成によりベクト
ル検出器における各成分出力に含まれる機構寸法
および角度誤差分を電気的に相互補正でき、信頼
性が高く、しかも小形・安価な磁界ベクトル検出
装置を提供することにある。
このような目的を達成するために、本発明は、
磁界ベクトル検出装置を構成する複数のベクトル
検出器のそれぞれに対し、当該ベクトル検出器の
出力を振幅調整用インピーダンス素子を介して入
力する増幅器と、その出力を反転入力とする反転
増幅器とを設け、しかも反転増幅器の反転入力端
子と出力端子間に接続した位相調整用インピーダ
ンス素子からの出力を、直交する他方のベクトル
検出器の出力を入力とする上記増幅器に加算入力
する結線を施したもので、以下、図面に基づき本
発明の実施例を詳細に説明する。
磁界ベクトル検出装置を構成する複数のベクトル
検出器のそれぞれに対し、当該ベクトル検出器の
出力を振幅調整用インピーダンス素子を介して入
力する増幅器と、その出力を反転入力とする反転
増幅器とを設け、しかも反転増幅器の反転入力端
子と出力端子間に接続した位相調整用インピーダ
ンス素子からの出力を、直交する他方のベクトル
検出器の出力を入力とする上記増幅器に加算入力
する結線を施したもので、以下、図面に基づき本
発明の実施例を詳細に説明する。
第１図および第２図は本発明の原理を説明する
ための図で、第１図は角度誤差を含まない場合を
示したものであり、第２図は角度誤差を含む場合
を示したものである。図において、１は磁界ベク
トルＸの成分を検出するｘ検出器、２は磁界ベク
トルＹの成分を検出するｙ検出器であり、一般に
はフラツクスゲート形磁力計の直交するｘ，ｙの
２つの出力巻線から構成される。ここで、このフ
ラツクスゲート形磁力計について説明すると、そ
の使用される磁心を正弦波形あるいは矩形波形の
連続波の電流または電圧波形により磁心が充分飽
和するまで励振させ、一方、外部からこの磁心に
磁界が加わると磁心の出力巻線に磁界の強さに相
当する励振周波数の偶数高調波成分の含む歪んだ
出力電圧が誘起される。そして、この波形から第
２高調波成分を種々の方法で抽出することによ
り、外部磁界の強さを測定可能にしたもので、別
名倍周波形磁気変調方式とも呼称されている。な
お、このフラツクスゲート形磁力計のほか、他の
磁力計でも本発明の原理は全く同じ適用が可能で
ある。以下、本発明の原理を第１図、第２図を参
照して説明する。
ための図で、第１図は角度誤差を含まない場合を
示したものであり、第２図は角度誤差を含む場合
を示したものである。図において、１は磁界ベク
トルＸの成分を検出するｘ検出器、２は磁界ベク
トルＹの成分を検出するｙ検出器であり、一般に
はフラツクスゲート形磁力計の直交するｘ，ｙの
２つの出力巻線から構成される。ここで、このフ
ラツクスゲート形磁力計について説明すると、そ
の使用される磁心を正弦波形あるいは矩形波形の
連続波の電流または電圧波形により磁心が充分飽
和するまで励振させ、一方、外部からこの磁心に
磁界が加わると磁心の出力巻線に磁界の強さに相
当する励振周波数の偶数高調波成分の含む歪んだ
出力電圧が誘起される。そして、この波形から第
２高調波成分を種々の方法で抽出することによ
り、外部磁界の強さを測定可能にしたもので、別
名倍周波形磁気変調方式とも呼称されている。な
お、このフラツクスゲート形磁力計のほか、他の
磁力計でも本発明の原理は全く同じ適用が可能で
ある。以下、本発明の原理を第１図、第２図を参
照して説明する。
今、磁界ベクトルをＨ＝Hx＋Hy＋Hzとし、
その水平成分Hxy＝Hx＋Hyを計測する場合、第
１図に示すように、ｘ，ｙ検出器１，２の直交性
が保たれかつ検出器が水平に置かれていると、
ｘ，ｙの各検出器１，２の出力hx，hyは hx＝K1Hxycos ＝K1Hx＝KHx …(1) hy＝K2Hxysin ＝K2Hy＝KHy …(2) となる。なお、K1、K2は定数で、K1＝K2＝Ｋと
なるように、ｘ，ｙの両検出器１，２の利得（ゲ
イン）を合わせておく。
その水平成分Hxy＝Hx＋Hyを計測する場合、第
１図に示すように、ｘ，ｙ検出器１，２の直交性
が保たれかつ検出器が水平に置かれていると、
ｘ，ｙの各検出器１，２の出力hx，hyは hx＝K1Hxycos ＝K1Hx＝KHx …(1) hy＝K2Hxysin ＝K2Hy＝KHy …(2) となる。なお、K1、K2は定数で、K1＝K2＝Ｋと
なるように、ｘ，ｙの両検出器１，２の利得（ゲ
イン）を合わせておく。
つぎに、第２図に示すように、ｘ検出器１が上
記の状態から角度δxだけずれて配置されると、
ｘ検出器１の出力hx′は hx′＝KHxy cos（＋δx） ＝K1Hxy（coscosδx−sinsinδx） …(3) となる。
記の状態から角度δxだけずれて配置されると、
ｘ検出器１の出力hx′は hx′＝KHxy cos（＋δx） ＝K1Hxy（coscosδx−sinsinδx） …(3) となる。
そして、角度δxが充分小さいとき、上記(3)式
は hx′＝KHxy（cos−δxsin） ＝Ｋ（Hx−δxHy）＝hx−δxhy …(4) で近似できる。同様にｙ検出器２が角度δyだけ
ずれて配置されたとき、ｙ検出器２の出力hy′は hy′≒Ｋ（Hy＋δyHx）＝hy＋δyhx …(5) となる。そして、上記(4)、(5)式からｘおよびｙ検
出器１，２の出力hx′、hy′は hx′＝hx−δx（hy′−δyhx）＝hx−δxy′ ＋δxδyhx …(6) hy′＝hy＋δy（hx′＋δxhy）＝hy＋δyhx′ ＋δxδyhy …(7) で表わされる。そして角度偏差δx，δyが十分小
さいことから(6)、(7)式右辺の第３項目は零（０）
として近似できるため、δx、δyの角度偏差をも
つｘおよびｙ検出器１，２の出力hx′、hy′から偏
差を持たないときの出力値hx、hyを次式(8)、(9)
から求めることができる。
は hx′＝KHxy（cos−δxsin） ＝Ｋ（Hx−δxHy）＝hx−δxhy …(4) で近似できる。同様にｙ検出器２が角度δyだけ
ずれて配置されたとき、ｙ検出器２の出力hy′は hy′≒Ｋ（Hy＋δyHx）＝hy＋δyhx …(5) となる。そして、上記(4)、(5)式からｘおよびｙ検
出器１，２の出力hx′、hy′は hx′＝hx−δx（hy′−δyhx）＝hx−δxy′ ＋δxδyhx …(6) hy′＝hy＋δy（hx′＋δxhy）＝hy＋δyhx′ ＋δxδyhy …(7) で表わされる。そして角度偏差δx，δyが十分小
さいことから(6)、(7)式右辺の第３項目は零（０）
として近似できるため、δx、δyの角度偏差をも
つｘおよびｙ検出器１，２の出力hx′、hy′から偏
差を持たないときの出力値hx、hyを次式(8)、(9)
から求めることができる。
hx＝hx′＋δxhy′ …(8)
hy＝hy′−δyhx′ …(9)
同様に検出器の垂直軸がＺ軸からＸ軸およびＹ
軸にそれぞれα、βだけ傾いたときの検出器出力
hx′、hy′は hx′＝KHxy、coscosα＋K3Hzsinαcosβ ＝hxcosα＋hzsinαcosβ …(10) hy′＝KHxy、sincosβ＋K3Hzcosαsinβ ＝hycosβ＋hzcosαsinβ …(11) で表わされる。ただし、K3は定数、K3Hz＝hzと
する。
軸にそれぞれα、βだけ傾いたときの検出器出力
hx′、hy′は hx′＝KHxy、coscosα＋K3Hzsinαcosβ ＝hxcosα＋hzsinαcosβ …(10) hy′＝KHxy、sincosβ＋K3Hzcosαsinβ ＝hycosβ＋hzcosαsinβ …(11) で表わされる。ただし、K3は定数、K3Hz＝hzと
する。
そして、α、βが小さいとき、上記(10)、(11)式は
hx′≒hx＋αhz …(12)
hy′≒hy＋βhz …(13)
となり、傾斜している検出器hx′，hy′から傾斜の
ないときの値hx、hyは次式で求められる。
ないときの値hx、hyは次式で求められる。
hx＝hx′−αhz …(14)
hy＝hy′−βhz …(15)
このような補正出力は、次のような回路構成で
求めることができる。はじめに、第３図を用いて
その基本的手法を説明する。同図において、３，
４はｙ検出器出力hy′およびｚ検出器出力hz′の反
復増幅器で、可変抵抗器６，７をもち、これによ
り上記(8)，(14)のδx、αの角度偏差に相当する値
が調整可能である。すなわち、反転増幅器３の出
力端子には入力の位相を反転した出力が得られる
が、この出力端子と入力端子間に可変抵抗器６が
接続されているため、この可変抵抗器６から(8)式
右辺第２項に対応する補正出力を得ることが可能
である。例えば、可変抵抗器６の左端（反転増幅
器３の入力端子寄り）からはｙ検出器出力hy′が
得られるが、右端（反転増幅器３の出力端子寄
り）からはhy′と反対位相の出力、つまり−
Ahy′（Ａは正の係数）が得られ、条件を適当に設
定することにより、δxhy′を得ることが可能であ
る。同様に可変抵抗器７からは(14)式右辺第２項
に対応する補正出力−αh′z（hz′＝hz）が得られ、
これらをh′zとともに加算増幅器５に入力するこ
とにより、ｘ検出器出力の機械的な誤差は電気的
に補正されて、正確なｘ検出器出力xoutが得ら
れる。
求めることができる。はじめに、第３図を用いて
その基本的手法を説明する。同図において、３，
４はｙ検出器出力hy′およびｚ検出器出力hz′の反
復増幅器で、可変抵抗器６，７をもち、これによ
り上記(8)，(14)のδx、αの角度偏差に相当する値
が調整可能である。すなわち、反転増幅器３の出
力端子には入力の位相を反転した出力が得られる
が、この出力端子と入力端子間に可変抵抗器６が
接続されているため、この可変抵抗器６から(8)式
右辺第２項に対応する補正出力を得ることが可能
である。例えば、可変抵抗器６の左端（反転増幅
器３の入力端子寄り）からはｙ検出器出力hy′が
得られるが、右端（反転増幅器３の出力端子寄
り）からはhy′と反対位相の出力、つまり−
Ahy′（Ａは正の係数）が得られ、条件を適当に設
定することにより、δxhy′を得ることが可能であ
る。同様に可変抵抗器７からは(14)式右辺第２項
に対応する補正出力−αh′z（hz′＝hz）が得られ、
これらをh′zとともに加算増幅器５に入力するこ
とにより、ｘ検出器出力の機械的な誤差は電気的
に補正されて、正確なｘ検出器出力xoutが得ら
れる。
ｙ検出器出力についても全く同様に補正可能で
あるが、本発明ではこれらの補正を独立した回路
構成で行なわず、相互に補正し合うようにして回
路の簡略化をはかつている。
あるが、本発明ではこれらの補正を独立した回路
構成で行なわず、相互に補正し合うようにして回
路の簡略化をはかつている。
第４図は本発明の一実施例を示す構成図で、
hzが一定値（広範囲に移動させないとき）と見
なせる場合の一例を示すものである。第４図にお
いて第１図、第２図および第３図と同一符号のも
のは相当部分を示し、３′はｘ反転増幅器、５′は
加算回路、６′，７′は誤差補正用の可変抵抗器、
８，９は利得調整用の可変抵抗器である。
hzが一定値（広範囲に移動させないとき）と見
なせる場合の一例を示すものである。第４図にお
いて第１図、第２図および第３図と同一符号のも
のは相当部分を示し、３′はｘ反転増幅器、５′は
加算回路、６′，７′は誤差補正用の可変抵抗器、
８，９は利得調整用の可変抵抗器である。
つぎにこの第４図に示す実施例の動作を説明す
る。まず、反転増幅器３，３′はそれぞれ可変抵
抗器６，６′をもち、また、加算回路５，５′はそ
れぞれｘ検出器出力hx′およびｙ検出器出力hy′と
可変抵抗器６および６′からの出力と、可変抵抗
器７および７′によつて設定された基準電圧を入
力とし、両者を比較して加算補正を行なう。この
ようにして得られた加算回路５および５′の出力
はそれぞれｘ反転増幅器３′およびｙ反転増幅器
３を介して送出され、ｘ出力ｘ outおよびｙ出
力ｙ outにはそれぞれｚ方向に対する角度誤差
が一定と見なせる場合のｘ，ｙ出力を得ることが
できる。
る。まず、反転増幅器３，３′はそれぞれ可変抵
抗器６，６′をもち、また、加算回路５，５′はそ
れぞれｘ検出器出力hx′およびｙ検出器出力hy′と
可変抵抗器６および６′からの出力と、可変抵抗
器７および７′によつて設定された基準電圧を入
力とし、両者を比較して加算補正を行なう。この
ようにして得られた加算回路５および５′の出力
はそれぞれｘ反転増幅器３′およびｙ反転増幅器
３を介して送出され、ｘ出力ｘ outおよびｙ出
力ｙ outにはそれぞれｚ方向に対する角度誤差
が一定と見なせる場合のｘ，ｙ出力を得ることが
できる。
このようにして、ベクトル検出器に各成分の出
力に含まれる機械的寸法および角度誤差分を電気
的に補正することができる。
力に含まれる機械的寸法および角度誤差分を電気
的に補正することができる。
なお、実際にはこのようなｘ，ｙ検出器からな
る検出装置を複数用い、各装置から得られる測定
結果を平均して真の値とすることが一般に行なわ
れるが、このような場合、上述したようなｘ、ｙ
検出器出力の相互補正は、１個の検出装置内に限
らず、上下方向あるいは横方向に離して配置した
他の検出装置との間で行なつてもよく、これら複
数の検出装置を構成する各検出器の検出方向をそ
ろえるためにも使用できる。
る検出装置を複数用い、各装置から得られる測定
結果を平均して真の値とすることが一般に行なわ
れるが、このような場合、上述したようなｘ、ｙ
検出器出力の相互補正は、１個の検出装置内に限
らず、上下方向あるいは横方向に離して配置した
他の検出装置との間で行なつてもよく、これら複
数の検出装置を構成する各検出器の検出方向をそ
ろえるためにも使用できる。
以上説明したように、本発明によれば、補正用
に特別の検出器を用いることもなく、簡単な回路
構成を付加するのみで、各方向成分の検出器出力
を相互に補正し合い、容易に正確な磁界測定が行
なえる。
に特別の検出器を用いることもなく、簡単な回路
構成を付加するのみで、各方向成分の検出器出力
を相互に補正し合い、容易に正確な磁界測定が行
なえる。
第１図および第２図は本発明の原理を説明する
ための図、第３図は本発明による磁界ベクトル検
出装置における出力補正法を説明するための回路
図、第４図は本発明の一実施例を示す回路図であ
る。 １…ｘ検出器、２…ｙ検出器、３，３′，４…
反転増幅器、５，５′…加算回路、６，６′，７，
７′…誤差補正用可変抵抗器。
ための図、第３図は本発明による磁界ベクトル検
出装置における出力補正法を説明するための回路
図、第４図は本発明の一実施例を示す回路図であ
る。 １…ｘ検出器、２…ｙ検出器、３，３′，４…
反転増幅器、５，５′…加算回路、６，６′，７，
７′…誤差補正用可変抵抗器。
Claims (1)
- １ 複数のベクトル検出器を有し、磁界ベクトル
の各方向成分を検出する磁界ベクトル検出装置に
おいて、各ベクトル検出器に対し、当該ベクトル
検出器の出力を振幅調整用のインピーダンス素子
を介して入力する第１の増幅器と、この第１の増
幅器の出力を反転入力とするとともにその反転入
力端子と出力端子間に位相調整用のインピーダン
ス素子を接続した第２の増幅器とを設け、かつ各
第２の増幅器の位相調整用インピーダンス素子か
らの出力を、相互に直交する他方向のベクトル検
出器の出力を入力とする第１の増幅器に加算入力
する結線を施したことを特徴とする磁界ベクトル
検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13585579A JPH0229993B2 (ja) | 1979-10-23 | 1979-10-23 | Jikaibekutorukenshutsusochi |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13585579A JPH0229993B2 (ja) | 1979-10-23 | 1979-10-23 | Jikaibekutorukenshutsusochi |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5660368A JPS5660368A (en) | 1981-05-25 |
| JPH0229993B2 true JPH0229993B2 (ja) | 1990-07-03 |
Family
ID=15161341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13585579A Expired - Lifetime JPH0229993B2 (ja) | 1979-10-23 | 1979-10-23 | Jikaibekutorukenshutsusochi |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0229993B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58200173A (ja) * | 1982-05-17 | 1983-11-21 | Tohoku Metal Ind Ltd | 磁気コンパスの磁気検知部 |
| JPS63218884A (ja) * | 1986-10-15 | 1988-09-12 | Tdk Corp | 磁界センサ |
| WO2012172435A2 (en) * | 2011-05-13 | 2012-12-20 | Rampart Detection Systems Ltd. | Transverse electromagnetic gradiometer |
-
1979
- 1979-10-23 JP JP13585579A patent/JPH0229993B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5660368A (en) | 1981-05-25 |
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