JPH0352833B2 - - Google Patents
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- JPH0352833B2 JPH0352833B2 JP58166745A JP16674583A JPH0352833B2 JP H0352833 B2 JPH0352833 B2 JP H0352833B2 JP 58166745 A JP58166745 A JP 58166745A JP 16674583 A JP16674583 A JP 16674583A JP H0352833 B2 JPH0352833 B2 JP H0352833B2
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- magnetic
- coil
- coils
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/0206—Three-component magnetometers
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は簡単な操作で高精度な測定が可能な磁
界測定装置に関するものである。
界測定装置に関するものである。
従来より用いられている磁界測定装置として
は、磁気感応儀、プロトン磁力計、フラツクスゲ
ート磁力計等があるが、磁気感応儀においては各
種誤差を除去するための反復測定が必要であつた
り、またプロトン磁力計では励磁のためにかなり
の電力を必要とするほか、完全な連続測定でな
く、磁場が均一でない場合には全部のプロトンが
同一位相で動かなくなるため信号が出なくなり、
更にまたフラツクスゲート磁力計では水平および
鉛直分力の測定の際に直流を補償コイルに流して
平均的水平および鉛直分力を打ち消さねばならな
いが、このような打ち消し磁場を長期にわたつて
１（γ）以内の精度で維持することは困難である
等、取扱いが複雑で精度の高い測定が困難という
欠点があつた。
は、磁気感応儀、プロトン磁力計、フラツクスゲ
ート磁力計等があるが、磁気感応儀においては各
種誤差を除去するための反復測定が必要であつた
り、またプロトン磁力計では励磁のためにかなり
の電力を必要とするほか、完全な連続測定でな
く、磁場が均一でない場合には全部のプロトンが
同一位相で動かなくなるため信号が出なくなり、
更にまたフラツクスゲート磁力計では水平および
鉛直分力の測定の際に直流を補償コイルに流して
平均的水平および鉛直分力を打ち消さねばならな
いが、このような打ち消し磁場を長期にわたつて
１（γ）以内の精度で維持することは困難である
等、取扱いが複雑で精度の高い測定が困難という
欠点があつた。
本発明は上記従来の欠点を除去し、操作が簡単
で高精度の測定をなし得る磁界測定装置を実現す
ることを目的としたもので、その要旨とするとこ
ろは外部磁界の印加により電気機械結合係数が漸
次増大し、所定の外部磁界が加わつた時に該電気
機械結合係数が最大値となる磁性素子を３個、互
いに直交する３方向に配置し、該３個の磁性素子
のそれぞれの一端及び他端に第１及び第２のコイ
ルを配設し、さらに上記３個の磁性素子のそれぞ
れの第１及び第２のコイルの配設部位に第３及び
第４のコイルを配設した磁界検出部と、上記各磁
性素子に対応する第１のコイルに磁性素子を共振
させる交流信号を加える手段と、上記各磁性素子
に対応する第３のコイルに上記所定の外部磁界を
発生させる直流電流を加える手段と、上記各磁性
素子に対応する第４のコイルに信号電流を大きさ
及び極性を順次変えながら加える手段と、上記各
磁性素子に対応する第２のコイルに発生する検出
信号の電圧値を検出する手段と、上記検出信号の
電圧値が極小となつた時の上記信号電流の大きさ
及び極性からその磁性素子の方向の磁界強さと磁
界の向きを測定する手段と、上記３方向の磁界強
さと磁界の向きとから外部磁界の強さ、方向等を
測定する手段とからなる磁界測定装置にある。以
下、図面について詳細に説明する。
で高精度の測定をなし得る磁界測定装置を実現す
ることを目的としたもので、その要旨とするとこ
ろは外部磁界の印加により電気機械結合係数が漸
次増大し、所定の外部磁界が加わつた時に該電気
機械結合係数が最大値となる磁性素子を３個、互
いに直交する３方向に配置し、該３個の磁性素子
のそれぞれの一端及び他端に第１及び第２のコイ
ルを配設し、さらに上記３個の磁性素子のそれぞ
れの第１及び第２のコイルの配設部位に第３及び
第４のコイルを配設した磁界検出部と、上記各磁
性素子に対応する第１のコイルに磁性素子を共振
させる交流信号を加える手段と、上記各磁性素子
に対応する第３のコイルに上記所定の外部磁界を
発生させる直流電流を加える手段と、上記各磁性
素子に対応する第４のコイルに信号電流を大きさ
及び極性を順次変えながら加える手段と、上記各
磁性素子に対応する第２のコイルに発生する検出
信号の電圧値を検出する手段と、上記検出信号の
電圧値が極小となつた時の上記信号電流の大きさ
及び極性からその磁性素子の方向の磁界強さと磁
界の向きを測定する手段と、上記３方向の磁界強
さと磁界の向きとから外部磁界の強さ、方向等を
測定する手段とからなる磁界測定装置にある。以
下、図面について詳細に説明する。
まず、本発明の磁界測定装置の基本原理を第１
図及び第２図について説明する。
図及び第２図について説明する。
図中、１は磁性素子であり、特に外部磁界の印
加により電気機械結合係数が漸次増大し、所定の
外部磁界が加わつた時に該電気機械結合係数が最
大値となるもの、例えばアモルフアス合金のリボ
ンである。ここで、電気機械結合係数とは、磁界
及び磁化の微小変化により磁気的に与えられたエ
ネルギーのうち、弾性エネルギーに変換されて材
料内に蓄えられるエネルギーの割合、あるいは応
力及び歪みの微小変化により弾性的に与えられた
エネルギーのうち、磁気的エネルギーに変換され
て材料内に蓄えられるエネルギーの割合を示すも
のである。また、該電気機械結合係数の値は材料
によつて異なるとともに該材料に加わる外部磁界
の大きさによつて変化する。例えば、上述したリ
ボン１では外部磁界がない状態ではほとんど０か
又は小さな値であるが、外部磁界が加わると当初
は外部磁界の増加に伴つて増大し、所定の外部磁
界が加わつた時に最大値となり、その後、さらに
外部磁界が増加すると減少する。なお、電気機械
結合係数の詳細については、例えば「Ｒ＆Ｄレポ
ートNo.34 応用開発進むアモルフアス金属材料」
（株式会社シーエムシー、昭和57年11月16日発行、
P96〜99）等に記載されている。
加により電気機械結合係数が漸次増大し、所定の
外部磁界が加わつた時に該電気機械結合係数が最
大値となるもの、例えばアモルフアス合金のリボ
ンである。ここで、電気機械結合係数とは、磁界
及び磁化の微小変化により磁気的に与えられたエ
ネルギーのうち、弾性エネルギーに変換されて材
料内に蓄えられるエネルギーの割合、あるいは応
力及び歪みの微小変化により弾性的に与えられた
エネルギーのうち、磁気的エネルギーに変換され
て材料内に蓄えられるエネルギーの割合を示すも
のである。また、該電気機械結合係数の値は材料
によつて異なるとともに該材料に加わる外部磁界
の大きさによつて変化する。例えば、上述したリ
ボン１では外部磁界がない状態ではほとんど０か
又は小さな値であるが、外部磁界が加わると当初
は外部磁界の増加に伴つて増大し、所定の外部磁
界が加わつた時に最大値となり、その後、さらに
外部磁界が増加すると減少する。なお、電気機械
結合係数の詳細については、例えば「Ｒ＆Ｄレポ
ートNo.34 応用開発進むアモルフアス金属材料」
（株式会社シーエムシー、昭和57年11月16日発行、
P96〜99）等に記載されている。
また、２はリボン１を共振させる交流電流を加
えるための第１のコイル（以下、励振コイルと称
す。）、３は検出信号を取出すための第２のコイル
（以下、検出コイルと称す。）、４はリボン１の励
振コイル２の配設部位に上述した所定の外部（バ
イアス）磁界を与えるための第３のコイル（以
下、励振バイアスコイルと称す。）、５はリボン１
の検出コイル３の配設部位に外部（バイアス）磁
界を後述する如くその強さ及び向きを順次変えな
がら与えるための第４のコイル（以下、検出バイ
アスコイルと称す。）である。
えるための第１のコイル（以下、励振コイルと称
す。）、３は検出信号を取出すための第２のコイル
（以下、検出コイルと称す。）、４はリボン１の励
振コイル２の配設部位に上述した所定の外部（バ
イアス）磁界を与えるための第３のコイル（以
下、励振バイアスコイルと称す。）、５はリボン１
の検出コイル３の配設部位に外部（バイアス）磁
界を後述する如くその強さ及び向きを順次変えな
がら与えるための第４のコイル（以下、検出バイ
アスコイルと称す。）である。
上記リボン１はその中央付近にて略直角に折り
曲げられ、その一辺１ａは略鉛直に、また、他辺
１ｂは検出すべき磁界の方向Ａに向けて配置され
る。また、該一辺１ａの周りには励振コイル２及
び励振バイアスコイル４が配設され、他辺１ｂの
周りには検出コイル３及び検出バイアスコイル５
が配設されている。
曲げられ、その一辺１ａは略鉛直に、また、他辺
１ｂは検出すべき磁界の方向Ａに向けて配置され
る。また、該一辺１ａの周りには励振コイル２及
び励振バイアスコイル４が配設され、他辺１ｂの
周りには検出コイル３及び検出バイアスコイル５
が配設されている。
上記励振バイアスコイル４には一定の直流電流
が流され、リボン１の励振コイル２の配設部位に
所定のバイアス磁界が加えられるが、その強さ及
び向きはリボン１の電気機械結合係数がほぼ最大
となるように設定される。なお、ここでリボン１
の電気機械結合係数がほぼ最大となるバイアス磁
界を与えるのは、後述する励振コイル２によるリ
ボン１の励振が最も効率良くなされるようにする
ためである。
が流され、リボン１の励振コイル２の配設部位に
所定のバイアス磁界が加えられるが、その強さ及
び向きはリボン１の電気機械結合係数がほぼ最大
となるように設定される。なお、ここでリボン１
の電気機械結合係数がほぼ最大となるバイアス磁
界を与えるのは、後述する励振コイル２によるリ
ボン１の励振が最も効率良くなされるようにする
ためである。
而して、励振コイル２に交流の入力電流を流す
と、該励振コイル２に交流磁界が発生するが、こ
の交流磁界による磁気エネルギーはリボン１にて
振動（弾性）エネルギーに変換され、該リボン１
は振動状態となる。一方、振動状態のリボン１に
おける振動エネルギーは該リボン１にて磁気エネ
ルギーに変換され、その周囲に交流磁界を発生さ
せるため、検出コイル３には交流の出力電圧が発
生する。
と、該励振コイル２に交流磁界が発生するが、こ
の交流磁界による磁気エネルギーはリボン１にて
振動（弾性）エネルギーに変換され、該リボン１
は振動状態となる。一方、振動状態のリボン１に
おける振動エネルギーは該リボン１にて磁気エネ
ルギーに変換され、その周囲に交流磁界を発生さ
せるため、検出コイル３には交流の出力電圧が発
生する。
この際、入力電流として第２図に示す特定周波
数の入力電流６を励振コイル２に流すと、リボン
１は共振状態となり、検出コイル３には同一周波
数の大きな出力電圧７（厳密には他の周波数の電
圧も発生するが、ここでは考えない。）が発生す
る。
数の入力電流６を励振コイル２に流すと、リボン
１は共振状態となり、検出コイル３には同一周波
数の大きな出力電圧７（厳密には他の周波数の電
圧も発生するが、ここでは考えない。）が発生す
る。
ところで、上記出力電圧７の電流値や位相はリ
ボン１の他辺１ｂの方向Ａに存在する磁界の強さ
や磁束の向きによつて異なる。
ボン１の他辺１ｂの方向Ａに存在する磁界の強さ
や磁束の向きによつて異なる。
ここで存在する磁界として地磁気について考え
ると、リボン１の他辺１ｂが北を向いている場合
は磁界の強さが最も大きいため、その出力電圧７
は最大値を示す。次に一辺１ａを中心として他辺
１ｂを回転させ東に向かわせると磁界の強さが弱
まるため、電圧値は小さくなり（出力電圧７′）、
ちようど東で最小値をとる。それから更に回転さ
せて少しでも南に向けると磁界の向きが逆転する
ため、位相が180度変化し（出力電圧７″）、南に
近づくに従つて磁界の強さが増し、その電圧値が
大きくなる（出力電圧７）。
ると、リボン１の他辺１ｂが北を向いている場合
は磁界の強さが最も大きいため、その出力電圧７
は最大値を示す。次に一辺１ａを中心として他辺
１ｂを回転させ東に向かわせると磁界の強さが弱
まるため、電圧値は小さくなり（出力電圧７′）、
ちようど東で最小値をとる。それから更に回転さ
せて少しでも南に向けると磁界の向きが逆転する
ため、位相が180度変化し（出力電圧７″）、南に
近づくに従つて磁界の強さが増し、その電圧値が
大きくなる（出力電圧７）。
一方、上記検出バイアスコイル５に電流を流す
と他辺１ｂ方向にバイアス磁界が発生するが、該
電流の大きさ、極性を順次変えていくと、方向Ａ
の磁界と打ち消し合つて検出コイル３の出力電圧
値が最小値をとる場合が生ずる。従つて、この時
の検出バイアスコイル５に流した電流の値と極性
より方向Ａの磁界の強さと磁束の向きを判定する
ことが可能となる。
と他辺１ｂ方向にバイアス磁界が発生するが、該
電流の大きさ、極性を順次変えていくと、方向Ａ
の磁界と打ち消し合つて検出コイル３の出力電圧
値が最小値をとる場合が生ずる。従つて、この時
の検出バイアスコイル５に流した電流の値と極性
より方向Ａの磁界の強さと磁束の向きを判定する
ことが可能となる。
第３図乃至第６図は本発明の磁界測定装置の一
実施例を示すもので、図中１１，２１，３１はア
モルフアス合金のリボン、１２，２２，３２は励
振コイル、１３，２３，３３は検出コイル、１
４，２４，３４は励振バイアスコイル、１５，２
５，３５は検出バイアスコイル、４０，４１はマ
ルチプレクサ、４３は同期検波器、４４はローパ
スフイルタ（LPF）、４５はコンパレータ、４６
は信号発生器、４７は励振用磁気バイアス電流
源、４８はＤ−Ａ変換器、４９はマイクロプロセ
ツサである。
実施例を示すもので、図中１１，２１，３１はア
モルフアス合金のリボン、１２，２２，３２は励
振コイル、１３，２３，３３は検出コイル、１
４，２４，３４は励振バイアスコイル、１５，２
５，３５は検出バイアスコイル、４０，４１はマ
ルチプレクサ、４３は同期検波器、４４はローパ
スフイルタ（LPF）、４５はコンパレータ、４６
は信号発生器、４７は励振用磁気バイアス電流
源、４８はＤ−Ａ変換器、４９はマイクロプロセ
ツサである。
上記リボン１１，２１，３１の一辺１１ａ，２
１ａ，３１ａには励振コイル１２，２２，３２及
び励振バイアスコイル１４，２４，３４がそれぞ
れ取付けられており、また他辺１１ｂ，２１ｂ，
３１ｂには検出コイル１３，２３，３３及び検出
バイアスコイル１５，２５，３５がそれぞれ取付
けられている。また他辺１１ｂ，２１ｂ，３１ｂ
は互いに直交するｘ，ｙ，ｚ軸方向にそれぞれ向
けて配置されている。
１ａ，３１ａには励振コイル１２，２２，３２及
び励振バイアスコイル１４，２４，３４がそれぞ
れ取付けられており、また他辺１１ｂ，２１ｂ，
３１ｂには検出コイル１３，２３，３３及び検出
バイアスコイル１５，２５，３５がそれぞれ取付
けられている。また他辺１１ｂ，２１ｂ，３１ｂ
は互いに直交するｘ，ｙ，ｚ軸方向にそれぞれ向
けて配置されている。
励振コイル１２，２２，３２には信号発生器４
６より特定周波数の交流信号が供給され、また励
振バイアスコイル１４，２４，３４には励振用磁
気バイアス電流源４７より所定の直流電流が供給
されており、リボン１１，２１，３１は共振状態
に保たれている。
６より特定周波数の交流信号が供給され、また励
振バイアスコイル１４，２４，３４には励振用磁
気バイアス電流源４７より所定の直流電流が供給
されており、リボン１１，２１，３１は共振状態
に保たれている。
次に動作について説明するが、ここではｚ軸を
鉛直に配置し、地磁気の全磁力と伏角を測定する
場合について述べる。
鉛直に配置し、地磁気の全磁力と伏角を測定する
場合について述べる。
まずマイクロプロセツサ４９によりマルチプレ
クサ４０及び４１を介してｘ軸方向のコイル、即
ち検出コイル１３及び検出バイアスコイル１５が
選択され、Ｄ−Ａ変換器４８より検出バイアスコ
イル１５に絶対値、極性を変えた電流が順次入力
される。
クサ４０及び４１を介してｘ軸方向のコイル、即
ち検出コイル１３及び検出バイアスコイル１５が
選択され、Ｄ−Ａ変換器４８より検出バイアスコ
イル１５に絶対値、極性を変えた電流が順次入力
される。
一方、検出コイル１３からの電気信号よりビデ
オアンプ４２、同期検波器４３を経て信号発生器
４６の特定周波数と同一周波数の信号、即ち検出
信号が取出され、ローパスフイルタ４４にて平滑
化され、コンパレータ４５にて“０”レベルと比
較される。
オアンプ４２、同期検波器４３を経て信号発生器
４６の特定周波数と同一周波数の信号、即ち検出
信号が取出され、ローパスフイルタ４４にて平滑
化され、コンパレータ４５にて“０”レベルと比
較される。
上記検出バイアスコイル１５の発生するバイア
ス磁界により検出コイル１３からの電気信号の位
相が180度変化し、検出信号が“０”レベルを交
差すると、コンパレータ４５よりマイクロプロセ
ツサ４９にパルス信号が出され、この時の検出バ
イアスコイル１５へ流れた電流の値と極性が記憶
される。以下、ｙ軸及びｚ軸についても同様にし
て検出信号が“０”レベルを交差する時の検出バ
イアスコイル２５，３５に流れた電流の値及び極
性がマイクロプロセツサ４９に記憶される。
ス磁界により検出コイル１３からの電気信号の位
相が180度変化し、検出信号が“０”レベルを交
差すると、コンパレータ４５よりマイクロプロセ
ツサ４９にパルス信号が出され、この時の検出バ
イアスコイル１５へ流れた電流の値と極性が記憶
される。以下、ｙ軸及びｚ軸についても同様にし
て検出信号が“０”レベルを交差する時の検出バ
イアスコイル２５，３５に流れた電流の値及び極
性がマイクロプロセツサ４９に記憶される。
次にマイクロプロセツサ４９は上記ｘ，ｙ，ｚ
軸方向毎に記憶された電流の値より、予め定めら
れた変換係数に基づいてｘ，ｙ，ｚ軸方向の磁界
の強さを求め、更に電流の極性よりｘ，ｙ，ｚ軸
方向毎の磁束の向きを求める。
軸方向毎に記憶された電流の値より、予め定めら
れた変換係数に基づいてｘ，ｙ，ｚ軸方向の磁界
の強さを求め、更に電流の極性よりｘ，ｙ，ｚ軸
方向毎の磁束の向きを求める。
而して上記ｘ，ｙ，ｚ軸方向毎の磁界の強さと
磁束の向きより地磁気の真の磁界の強さと方向
（伏角）を、以下に示す演算より求める。即ち、
第６図において水平分力Ｈはｘ軸方向及びｙ軸方
向の磁界強さをそれぞれＸ，Ｙとすれば、 Ｈ＝√2＋2 ……(1) となる。また真の磁界の強さ、即ち全磁力Ｆはｚ
軸方向の磁界強さをＺとすると、 Ｆ＝√2＋2 ……(2) となる。また全磁力Ｆの水平分力Ｈに対する伏角
Ｉは Ｉ＝tan-1F／Ｈ ……(3) となる。また偏角Ｄを補正すれば真北の方向を判
定することもできる。また上記測定及び演算を複
数回繰り返してその平均値を求める如くなしても
よい。
磁束の向きより地磁気の真の磁界の強さと方向
（伏角）を、以下に示す演算より求める。即ち、
第６図において水平分力Ｈはｘ軸方向及びｙ軸方
向の磁界強さをそれぞれＸ，Ｙとすれば、 Ｈ＝√2＋2 ……(1) となる。また真の磁界の強さ、即ち全磁力Ｆはｚ
軸方向の磁界強さをＺとすると、 Ｆ＝√2＋2 ……(2) となる。また全磁力Ｆの水平分力Ｈに対する伏角
Ｉは Ｉ＝tan-1F／Ｈ ……(3) となる。また偏角Ｄを補正すれば真北の方向を判
定することもできる。また上記測定及び演算を複
数回繰り返してその平均値を求める如くなしても
よい。
第７図は本発明の他の実施例を示すものであ
る。図中、５０，５１，５２はアモルフアス合金
のリボン、５３，５４，５５，５６，５７，５８
はコイルであつて、上記リボン５０，５１，５２
はその中央付近にて直角に折り曲げられ、その一
辺５０ａ，５１ａ，５２ａはそれぞれｙ，ｚ，ｘ
軸方向に、また他辺５０ｂ，５１ｂ，５２ｂはそ
れぞれｘ，ｙ，ｚ軸方向に向けて配置されてい
る。またコイル５３，５６はリボン５０の他辺５
０ｂとリボン５２の一辺５２ａの周りに配設さ
れ、コイル５４，５７は他辺５１ｂと一辺５０ａ
の周りに、またコイル５５，５８は他辺５２ｂと
一辺５１ａの周りにそれぞれ配設されている。
る。図中、５０，５１，５２はアモルフアス合金
のリボン、５３，５４，５５，５６，５７，５８
はコイルであつて、上記リボン５０，５１，５２
はその中央付近にて直角に折り曲げられ、その一
辺５０ａ，５１ａ，５２ａはそれぞれｙ，ｚ，ｘ
軸方向に、また他辺５０ｂ，５１ｂ，５２ｂはそ
れぞれｘ，ｙ，ｚ軸方向に向けて配置されてい
る。またコイル５３，５６はリボン５０の他辺５
０ｂとリボン５２の一辺５２ａの周りに配設さ
れ、コイル５４，５７は他辺５１ｂと一辺５０ａ
の周りに、またコイル５５，５８は他辺５２ｂと
一辺５１ａの周りにそれぞれ配設されている。
上記構成において、検出コイル、検出バイアス
コイル、励振コイル、励振バイアスコイルとし
て、ｘ軸方向の磁界を測定する場合はコイル５
３，５６，５４，５７がそれぞれ選択され、また
ｙ軸の場合はコイル５４，５７，５５，５８がそ
れぞれ選択され、またｚ軸の場合はコイル５５，
５８，５３，５６がそれぞれ選択されて行なわれ
る。従つてコイル数を上記実施例に比べて半分に
削減でき、より構成を簡略化できる。なお、電気
回路部分については上記実施例のものに信号発生
器４６及び励振用磁気バイアス電流源４７の出力
を各コイル５３〜５８に選択的に加えるためのマ
ルチプレクサを付加するのみでよい。
コイル、励振コイル、励振バイアスコイルとし
て、ｘ軸方向の磁界を測定する場合はコイル５
３，５６，５４，５７がそれぞれ選択され、また
ｙ軸の場合はコイル５４，５７，５５，５８がそ
れぞれ選択され、またｚ軸の場合はコイル５５，
５８，５３，５６がそれぞれ選択されて行なわれ
る。従つてコイル数を上記実施例に比べて半分に
削減でき、より構成を簡略化できる。なお、電気
回路部分については上記実施例のものに信号発生
器４６及び励振用磁気バイアス電流源４７の出力
を各コイル５３〜５８に選択的に加えるためのマ
ルチプレクサを付加するのみでよい。
これまでの説明では、地磁気の測定について述
べたが、これに限らず、あらゆる磁界の強さ、方
向を測定することができる。
べたが、これに限らず、あらゆる磁界の強さ、方
向を測定することができる。
以上説明したように本発明によれば、外部磁界
の印加により電気機械結合係数が漸次増大し、所
定の外部磁界が加わつた時に該電気機械結合係数
が最大値となる磁性素子を３個、互いに直交する
３方向に配置し、該３個の磁性素子のそれぞれの
一端及び他端に第１及び第２のコイルを配設し、
さらに上記３個の磁性素子のそれぞれの第１及び
第２のコイルの配設部位に第３及び第４のコイル
を配設した磁界検出部と、上記各磁性素子に対応
する第１のコイルに磁性素子を共振させる交流信
号を加える手段と、上記各磁性素子に対応する第
３のコイルに上記所定の外部磁界を発生させる直
流電流を加える手段と、上記各磁性素子に対応す
る第４のコイルに信号電流を大きさ及び極性を順
次変えながら加える手段と、上記各磁性素子に対
応する第２のコイルに発生する検出信号の電圧値
を検出する手段と、上記検出信号の電圧値が極小
となつた時の上記信号電流の大きさ及び極性から
その磁性素子の方向の磁界強さと磁界の向きを測
定する手段と、上記３方向の磁界強さと磁界の向
きとから外部磁界の強さ、方向等を測定する手段
とからなるため、可動部分が全くなく、従つて、
電源投入後、直ちに測定を開始できるとともに複
雑な操作や取扱いを必要とせず、あらゆる磁界の
強さ、方向等を高い精度で測定でき、また、磁界
検出部は他の部分と離隔して設置することがで
き、リモートセンシングが可能で、その間の距離
も自由に設定することができ、また、安価な磁性
素子や少数のコイル及び簡単な電気回路により構
成できるので、低価格且つ低消費電力となすこと
ができ、また、磁界の強さや方向を電気信号で取
出すことができるので、航法制御システム等の他
の電子機器との結合が容易となり、さらにまた、
偏差に関する補正値をデータベース化し、自動補
正するようにして方位測定装置を構成することが
できる等の利点がある。
の印加により電気機械結合係数が漸次増大し、所
定の外部磁界が加わつた時に該電気機械結合係数
が最大値となる磁性素子を３個、互いに直交する
３方向に配置し、該３個の磁性素子のそれぞれの
一端及び他端に第１及び第２のコイルを配設し、
さらに上記３個の磁性素子のそれぞれの第１及び
第２のコイルの配設部位に第３及び第４のコイル
を配設した磁界検出部と、上記各磁性素子に対応
する第１のコイルに磁性素子を共振させる交流信
号を加える手段と、上記各磁性素子に対応する第
３のコイルに上記所定の外部磁界を発生させる直
流電流を加える手段と、上記各磁性素子に対応す
る第４のコイルに信号電流を大きさ及び極性を順
次変えながら加える手段と、上記各磁性素子に対
応する第２のコイルに発生する検出信号の電圧値
を検出する手段と、上記検出信号の電圧値が極小
となつた時の上記信号電流の大きさ及び極性から
その磁性素子の方向の磁界強さと磁界の向きを測
定する手段と、上記３方向の磁界強さと磁界の向
きとから外部磁界の強さ、方向等を測定する手段
とからなるため、可動部分が全くなく、従つて、
電源投入後、直ちに測定を開始できるとともに複
雑な操作や取扱いを必要とせず、あらゆる磁界の
強さ、方向等を高い精度で測定でき、また、磁界
検出部は他の部分と離隔して設置することがで
き、リモートセンシングが可能で、その間の距離
も自由に設定することができ、また、安価な磁性
素子や少数のコイル及び簡単な電気回路により構
成できるので、低価格且つ低消費電力となすこと
ができ、また、磁界の強さや方向を電気信号で取
出すことができるので、航法制御システム等の他
の電子機器との結合が容易となり、さらにまた、
偏差に関する補正値をデータベース化し、自動補
正するようにして方位測定装置を構成することが
できる等の利点がある。
図面は本発明の説明に供するもので、第１図は
本発明の磁界検出装置の基本原理を説明するため
のセンサーの斜視図、第２図は第１図のセンサー
における入力電流と出力電圧との関係を示す説明
図、第３図乃至第６図は本発明の磁界測定装置の
一実施例を示し、第３図は磁界検出部の斜視図、
第４図は電気回路部のブロツク図、第５図はマイ
クロプロセツサの動作フローを示す図、第６図は
地磁気の全磁力と各成分との関係を示す説明図、
第７図は本発明の他の実施例を示す斜視図であ
る。 １１，２１，３１……アモルフアス合金のリボ
ン、１２，２２，３２……励振コイル、１３，２
３，３３……検出コイル、１４，２４，３４……
励振バイアスコイル、１５，２５，３５……検出
バイアスコイル、４０，４１……マルチプレク
サ、４３……同期検波器、４４……ローパスフイ
ルタ、４５……コンパレータ、４６……信号発生
器、４７……励振用磁気バイアス電流源、４８…
…Ｄ−Ａ変換器、４９……マイクロプロセツサ。
本発明の磁界検出装置の基本原理を説明するため
のセンサーの斜視図、第２図は第１図のセンサー
における入力電流と出力電圧との関係を示す説明
図、第３図乃至第６図は本発明の磁界測定装置の
一実施例を示し、第３図は磁界検出部の斜視図、
第４図は電気回路部のブロツク図、第５図はマイ
クロプロセツサの動作フローを示す図、第６図は
地磁気の全磁力と各成分との関係を示す説明図、
第７図は本発明の他の実施例を示す斜視図であ
る。 １１，２１，３１……アモルフアス合金のリボ
ン、１２，２２，３２……励振コイル、１３，２
３，３３……検出コイル、１４，２４，３４……
励振バイアスコイル、１５，２５，３５……検出
バイアスコイル、４０，４１……マルチプレク
サ、４３……同期検波器、４４……ローパスフイ
ルタ、４５……コンパレータ、４６……信号発生
器、４７……励振用磁気バイアス電流源、４８…
…Ｄ−Ａ変換器、４９……マイクロプロセツサ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 外部磁界の印加により電気機械結合係数が漸
次増大し、所定の外部磁界が加わつた時に該電気
機械結合係数が最大値となる磁性素子を３個、互
いに直交する３方向に配置し、該３個の磁性素子
のそれぞれの一端及び他端に第１及び第２のコイ
ルを配設し、さらに上記３個の磁性素子のそれぞ
れの第１及び第２のコイルの配設部位に第３及び
第４のコイルを配設した磁界検出部と、 上記各磁性素子に対応する第１のコイルに磁性
素子を共振させる交流信号を加える手段と、 上記各磁性素子に対応する第３のコイルに上記
所定の外部磁界を発生させる直流電流を加える手
段と、 上記各磁性素子に対応する第４のコイルに信号
電流を大きさ及び極性を順次変えながら加える手
段と、 上記各磁性素子に対応する第２のコイルに発生
する検出信号の電圧値を検出する手段と、 上記検出信号の電圧値が極小となつた時の上記
信号電流の大きさ及び極性からその磁性素子の方
向の磁界強さと磁界の向きを測定する手段と、 上記３方向の磁界強さと磁界の向きとから外部
磁界の強さ、方向等を測定する手段と からなる磁界測定装置。 ２ 磁性素子としてアモルフアス合金のリボンを
用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の磁界測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16674583A JPS6058564A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 磁界測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16674583A JPS6058564A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 磁界測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6058564A JPS6058564A (ja) | 1985-04-04 |
| JPH0352833B2 true JPH0352833B2 (ja) | 1991-08-13 |
Family
ID=15836960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16674583A Granted JPS6058564A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 磁界測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6058564A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100681420B1 (ko) | 2004-12-30 | 2007-02-09 | 이기봉 | 플럭스게이트형 지자기센서 구동회로 |
| CN109730770B (zh) * | 2018-12-25 | 2020-08-21 | 大博医疗科技股份有限公司 | 减小磁场接收单元体积、测量磁场变化率的方法、磁场接收单元、电磁跟踪系统及用途 |
-
1983
- 1983-09-12 JP JP16674583A patent/JPS6058564A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6058564A (ja) | 1985-04-04 |
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