JPH04242183A - Magnetism sensor - Google Patents

Magnetism sensor

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JPH04242183A
JPH04242183A JP354491A JP354491A JPH04242183A JP H04242183 A JPH04242183 A JP H04242183A JP 354491 A JP354491 A JP 354491A JP 354491 A JP354491 A JP 354491A JP H04242183 A JPH04242183 A JP H04242183A
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JP
Japan
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magnetism
magnetic
magnetic field
magnetic sensor
intensity
Prior art date
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Pending
Application number
JP354491A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Koshido
義弘 越戸
Akio Ikeda
池田 明夫
Yukio Yoshino
幸夫 吉野
Yoji Yamamoto
洋司 山本
Toru Kasatsugu
笠次 徹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to JP354491A priority Critical patent/JPH04242183A/en
Publication of JPH04242183A publication Critical patent/JPH04242183A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a sensor sensing magnetism or a magnetism measuring element to measure the intensity of magnetism on the basis of a new principle. CONSTITUTION:By forming a piezoelectric film 16 and an electrode film 17 consisting of Ni, Al or the like on the base plate 11 constituted of a strong magnetic material, a piezoelectric vibrator is constituted. The characteristics of this piezoelectric vibrator such as resonance frequency, reverse resonance frequency, resonance resistance and reverse resonance resistance vary with the intensity of surrounding magnetic field. Therefor, by measuring these characteristics, the intensity of the magnetic field can be known.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明は、磁気センサに関する
もので、特に、新規な原理を利用する磁気センサに関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention This invention relates to magnetic sensors, and more particularly to magnetic sensors that utilize a novel principle.

【0002】0002

【従来の技術】従来、磁気を感知するセンサ、または、
磁気の強さを測定するための磁気計測素子のような磁気
センサとして、次のようなものがある。
[Prior Art] Conventionally, sensors that detect magnetism or
There are the following magnetic sensors such as magnetic measurement elements for measuring the strength of magnetism.

【0003】まず、磁気抵抗効果を利用したものがあり
、具体的には、ホール素子、SDMEなどが挙げられる
。これは、磁界の強さによって、電気抵抗が変化するこ
とを利用している。
First, there are devices that utilize the magnetoresistive effect, and specific examples include Hall elements and SDMEs. This takes advantage of the fact that electrical resistance changes depending on the strength of the magnetic field.

【0004】次に、磁気歪効果を利用したものもある。 この範疇には、磁界の強さによって固体の歪(変位)の
大きさが変化することを利用した磁気歪センサ、および
結晶歪によって光が偏光されることを利用したBSOセ
ンサが含まれる。
[0004] Next, there are also devices that utilize the magnetostrictive effect. This category includes magnetostrictive sensors that utilize the fact that the magnitude of strain (displacement) in a solid changes depending on the strength of a magnetic field, and BSO sensors that utilize the fact that light is polarized by crystal strain.

【0005】さらに、プロトン磁力計、フラックスゲー
ト磁力計などもある。
Furthermore, there are proton magnetometers, fluxgate magnetometers, and the like.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、上
述した従来の磁気センサとは異なる新規な原理に基づい
て構成される磁気センサを提供しようとすることである
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a magnetic sensor constructed based on a new principle different from the conventional magnetic sensors described above.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明による磁気セン
サは、強磁性体材料を振動体の少なくとも一部とする圧
電振動子を備えることを特徴としている。
[Means for Solving the Problems] A magnetic sensor according to the present invention is characterized in that it includes a piezoelectric vibrator whose vibrating body is at least partially made of a ferromagnetic material.

【0008】[0008]

【発明の作用および効果】上述したように、強磁性体材
料を振動体の少なくとも一部とすることにより、圧電振
動子の共振周波数、反共振周波数、共振抵抗、反共振抵
抗、といった特性は、周囲の磁界の強さによって変化す
る。したがって、このような特性のいずれかを測定する
ことによって、磁界の強さを知ることができる。
As described above, by using a ferromagnetic material as at least a part of the vibrating body, the characteristics such as the resonant frequency, anti-resonant frequency, resonant resistance, and anti-resonant resistance of the piezoelectric vibrator can be improved. It changes depending on the strength of the surrounding magnetic field. Therefore, by measuring any of these characteristics, the strength of the magnetic field can be determined.

【0009】それゆえに、この発明に係る磁気センサに
よれば、磁気を感知するセンサ、または、磁気の強さを
測定するための磁気計測素子を構成することができ、従
来のたとえばホール素子の代替品として使用することが
できる。
Therefore, according to the magnetic sensor according to the present invention, it is possible to constitute a sensor for sensing magnetism or a magnetic measurement element for measuring the strength of magnetism, and it can be used as a substitute for the conventional Hall element, for example. It can be used as a product.

【0010】0010

【実施例】図1は、この発明の一実施例による磁気セン
サ10を示す平面図である。図2は、図1の線II−I
Iに沿う断面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a plan view showing a magnetic sensor 10 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows the line II-I in FIG.
It is a sectional view along I.

【0011】磁気センサ10は、強磁性体材料からなる
基板11を備える。この実施例では、基板11は、たと
えばエリンバのような強磁性体金属から構成され、した
がって、基板11は導電性を有している。基板11には
、2つのスリット12および13が設けられる。これら
スリット12および13によって囲まれた領域が振動領
域14とされ、基板11が、その周辺15において支持
された場合、振動領域14における振動が抑制されない
ようにされる。
The magnetic sensor 10 includes a substrate 11 made of ferromagnetic material. In this embodiment, the substrate 11 is made of a ferromagnetic metal such as erinvar, and therefore has electrical conductivity. Two slits 12 and 13 are provided in the substrate 11. The area surrounded by these slits 12 and 13 is defined as a vibration area 14, and when the substrate 11 is supported around the periphery 15, vibrations in the vibration area 14 are not suppressed.

【0012】基板11上には、たとえばZnOのような
圧電体からなる圧電体薄膜16が、たとえばスパッタリ
ングによって形成される。この圧電体薄膜16は、基板
11の振動領域14から周辺15の一部にまで延びてい
る。圧電体薄膜16上には、NiまたはAl等の電極膜
17が形成される。
A piezoelectric thin film 16 made of a piezoelectric material such as ZnO is formed on the substrate 11 by, for example, sputtering. This piezoelectric thin film 16 extends from the vibration region 14 of the substrate 11 to a part of the periphery 15. An electrode film 17 made of Ni, Al, or the like is formed on the piezoelectric thin film 16.

【0013】このようにして、磁気センサ10において
圧電振動子が構成される。図1において、「×」印で示
された点18および19のように、電極膜17上の一点
と基板11上の一点との間に、駆動電圧が印加されたと
き、振動領域14は、所定の共振周波数をもって振動す
る。このとき、点18および19間のインピーダンスを
、直接、測定したり、この磁気センサ10を発振回路に
発振子として組込み、共振周波数等を測定することによ
り、磁気を感知したり、磁気の強さを測定することがで
きる。
[0013] In this way, a piezoelectric vibrator is constructed in the magnetic sensor 10. In FIG. 1, when a driving voltage is applied between one point on the electrode film 17 and one point on the substrate 11, such as points 18 and 19 indicated by "x" marks, the vibration region 14 It vibrates with a predetermined resonant frequency. At this time, by directly measuring the impedance between points 18 and 19, or by incorporating this magnetic sensor 10 into an oscillation circuit as an oscillator and measuring the resonant frequency, etc., it is possible to sense the magnetism, or to measure the strength of the magnetism. can be measured.

【0014】以下に、図1および図2に示すような磁気
センサ10に及ぼされる磁束密度を変化させることによ
って生じる磁気センサ10に含まれる圧電振動子のイン
ピーダンス特性の変化を調べた実験例について説明する
[0014] Below, an experimental example will be described in which changes in the impedance characteristics of the piezoelectric vibrator included in the magnetic sensor 10 caused by changing the magnetic flux density applied to the magnetic sensor 10 as shown in FIGS. 1 and 2 are investigated. do.

【0015】図1における点18および19に、それぞ
れ、プローブを当てて、インピーダンスを測定した。こ
のとき、磁石を、図1に示した■、■、■および■の各
方向に近づけ、磁束密度とインピーダンス特性との関係
を調べた。なお、■は、紙面と垂直であって、紙の裏か
ら表に向かう方向を示しており、■は、紙面と垂直であ
って、紙の表から裏に向く方向を示しており、■は、紙
面と平行であって、左向きの方向を示しており、■は、
紙面と平行であって、下向きの方向を示している。
Probes were applied to points 18 and 19 in FIG. 1, respectively, to measure impedance. At this time, the magnet was brought close to each direction of ■, ■, ■, and ■ shown in FIG. 1, and the relationship between magnetic flux density and impedance characteristics was investigated. In addition, ■ is perpendicular to the paper surface and indicates the direction from the back to the front of the paper, ■ is perpendicular to the paper surface and indicates the direction from the front to the back of the paper, and ■ is , is parallel to the paper surface and indicates a direction to the left, and ■ is,
It is parallel to the page and points downward.

【0016】上述のような測定によって得られた、磁場
による共振周波数の変化が図3に示され、磁場による共
振抵抗の変化が図4に示されている。なお、図3および
図4において、横軸は、磁力(Gauss)を示し、ま
た、図3における縦軸は、共振周波数の変化率(ppm
)を示し、図4における縦軸は、共振抵抗の相対的変化
値(Ω)を示している。
FIG. 3 shows the change in the resonant frequency due to the magnetic field, and FIG. 4 shows the change in the resonant resistance due to the magnetic field, obtained by the above measurements. 3 and 4, the horizontal axis represents the magnetic force (Gauss), and the vertical axis in FIG. 3 represents the rate of change in the resonance frequency (ppm
), and the vertical axis in FIG. 4 indicates the relative change value (Ω) of the resonance resistance.

【0017】これら図3および図4からわかるように、
共振周波数および共振抵抗は、磁気センサ10に及ぼさ
れる磁界の強さによって変化する。したがって共振抵抗
または共振周波数を測定することにより、磁束密度を知
ることができる。
As can be seen from these FIGS. 3 and 4,
The resonant frequency and resonant resistance change depending on the strength of the magnetic field applied to the magnetic sensor 10. Therefore, by measuring the resonance resistance or resonance frequency, the magnetic flux density can be determined.

【0018】特に図3に示すように、共振周波数は、1
500Gauss程度まで、ほぼリニアに変化するため
、この磁気センサ10は、高精度の簡易な磁束計として
使用することができる。
In particular, as shown in FIG. 3, the resonance frequency is 1
Since the flux changes almost linearly up to about 500 Gauss, this magnetic sensor 10 can be used as a simple and highly accurate magnetometer.

【0019】なお、上述した実験例において、基板11
としては、縦×横×厚みが1.8mm×2.6mm×1
00μmの大きさのエリンバからなるものを用い、圧電
体薄膜16としては、厚み約20μmのZnO膜を用い
た。
Note that in the above-mentioned experimental example, the substrate 11
The length x width x thickness is 1.8 mm x 2.6 mm x 1.
A ZnO film with a thickness of about 20 μm was used as the piezoelectric thin film 16.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】この発明の一実施例による磁気センサ10を示
す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a magnetic sensor 10 according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の線II−IIに沿う断面図である。FIG. 2 is a sectional view along line II-II in FIG. 1;

【図3】磁気センサ10の磁場による共振周波数の変化
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing changes in the resonance frequency of the magnetic sensor 10 due to the magnetic field.

【図4】磁気センサ10の磁場による共振抵抗の変化を
示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a change in resonance resistance due to a magnetic field of the magnetic sensor 10.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10  磁気センサ 11  強磁性体材料からなる基板 16  圧電体薄膜 17  Ni電極膜 10 Magnetic sensor 11 Substrate made of ferromagnetic material 16 Piezoelectric thin film 17 Ni electrode film

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  強磁性体材料を振動体の少なくとも一
部とする圧電振動子を備える、磁気センサ。
1. A magnetic sensor comprising a piezoelectric vibrator in which at least a portion of the vibrating body is made of a ferromagnetic material.
JP354491A 1991-01-17 1991-01-17 Magnetism sensor Pending JPH04242183A (en)

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JP354491A JPH04242183A (en) 1991-01-17 1991-01-17 Magnetism sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP354491A JPH04242183A (en) 1991-01-17 1991-01-17 Magnetism sensor

Publications (1)

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JPH04242183A true JPH04242183A (en) 1992-08-28

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ID=11560363

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JP (1) JPH04242183A (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57114826A (en) * 1981-01-08 1982-07-16 Seikosha Co Ltd Sensor using piezoelectric oscillator
JPS61289685A (en) * 1985-06-18 1986-12-19 Sanyo Electric Co Ltd Magnetic sensor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19970624