JPH0476423B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0476423B2 JPH0476423B2 JP9721885A JP9721885A JPH0476423B2 JP H0476423 B2 JPH0476423 B2 JP H0476423B2 JP 9721885 A JP9721885 A JP 9721885A JP 9721885 A JP9721885 A JP 9721885A JP H0476423 B2 JPH0476423 B2 JP H0476423B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- magnetic field
- coil
- alloy plate
- amorphous
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 229910001004 magnetic alloy Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 11
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 description 10
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 229910000808 amorphous metal alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 2
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000005347 demagnetization Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/243—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the phase or frequency of AC
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、非晶質磁性合金を用いた力学量−イ
ンダクタンス変換型のセンサの駆動方法に関す
る。
ンダクタンス変換型のセンサの駆動方法に関す
る。
従来の技術
従来の検出方法を圧力センサを用いて説明す
る。第５図は非晶質磁性合金板を用いた圧力セン
サを示した断面図である。１は磁歪を有する非晶
質合金板、２は軟磁性フエライトからなるコア、
３はコア２の中に設けられたコイルで、コイル３
に電流を流すと非晶質合金板１とコア２で磁気回
路Ｈを構成し、全体はケース４に納められてい
る。圧力は導入部５と透孔６からなる圧力伝達手
段７により非晶質合金板１の他面の一部に加えら
れる。圧力の印加に伴い非晶質合金板１に歪が発
生すると磁歪効果により非晶質合金板１の磁性が
変化し、発振電源８とインダクタンス測定回路９
からなる検出部１０によりその変化が検出され、
圧力がインダクタンスで検出される。
る。第５図は非晶質磁性合金板を用いた圧力セン
サを示した断面図である。１は磁歪を有する非晶
質合金板、２は軟磁性フエライトからなるコア、
３はコア２の中に設けられたコイルで、コイル３
に電流を流すと非晶質合金板１とコア２で磁気回
路Ｈを構成し、全体はケース４に納められてい
る。圧力は導入部５と透孔６からなる圧力伝達手
段７により非晶質合金板１の他面の一部に加えら
れる。圧力の印加に伴い非晶質合金板１に歪が発
生すると磁歪効果により非晶質合金板１の磁性が
変化し、発振電源８とインダクタンス測定回路９
からなる検出部１０によりその変化が検出され、
圧力がインダクタンスで検出される。
この時従来は、第６図に示す単一周波数の交流
信号を用いて検出していた。
信号を用いて検出していた。
発明が解決しようとする問題点
第７図に、第６図のような単一周波数の交流信
号のみで測定した場合の圧力−インダクタンスの
関係を示す。矢印は測定の順序を示している。圧
力−インダクタンスの関係は再現性が悪くヒステ
リシスが発生し、デイスアコモデーシヨン（以下
DAと略す）により安定性も悪く、時間と伴に変
化する。さらに単一信号だけでは非晶質磁性合金
板の透磁率が歪や応力に対して大きな変化を示さ
ず、センサの出力が小さい。
号のみで測定した場合の圧力−インダクタンスの
関係を示す。矢印は測定の順序を示している。圧
力−インダクタンスの関係は再現性が悪くヒステ
リシスが発生し、デイスアコモデーシヨン（以下
DAと略す）により安定性も悪く、時間と伴に変
化する。さらに単一信号だけでは非晶質磁性合金
板の透磁率が歪や応力に対して大きな変化を示さ
ず、センサの出力が小さい。
本発明は、これらの問題点を解決するものであ
る。
る。
問題点を解決するための手段
コイルに交流磁界に重畳して、立上り時大振巾
で後一定値に収斂される矩形波様磁界を加え、そ
の収斂される矩形波様磁界印加状態でコイルのイ
ンダクタンスを測定する。
で後一定値に収斂される矩形波様磁界を加え、そ
の収斂される矩形波様磁界印加状態でコイルのイ
ンダクタンスを測定する。
作 用
コイルに立ち上がり時大振巾の磁界を印加する
ことにより、磁気回路の磁性体内の磁区はその磁
気モーメントの方向が強制的に磁界方向に平行に
なる。その後一定値の磁界まで下がるが、このと
き大振巾の磁界により強く一方向に配向された磁
区がやや配向気味の磁区構造に再現性良く移行す
る。この効果は、消磁と同じく磁性体の内部状態
をリセツトすることになり、センサの出力の再現
性が良くなる。また磁性体内の磁区構造が固定さ
れるために起こるデイスアコモデーシヨンの影響
もなくすことができる。
ことにより、磁気回路の磁性体内の磁区はその磁
気モーメントの方向が強制的に磁界方向に平行に
なる。その後一定値の磁界まで下がるが、このと
き大振巾の磁界により強く一方向に配向された磁
区がやや配向気味の磁区構造に再現性良く移行す
る。この効果は、消磁と同じく磁性体の内部状態
をリセツトすることになり、センサの出力の再現
性が良くなる。また磁性体内の磁区構造が固定さ
れるために起こるデイスアコモデーシヨンの影響
もなくすことができる。
さらに磁界が一定値に収斂後は一定直流磁界が
重畳されたのと同じであり、磁性体内では回転磁
化過程により磁性体内の磁束変化が起こる。その
結果磁壁移動がなくなり、自発磁化だけになるの
で温度特性は大巾に改善される。また非晶質磁性
合金板を用いたセンサの応力に対する感度も大き
くする作用がある。
重畳されたのと同じであり、磁性体内では回転磁
化過程により磁性体内の磁束変化が起こる。その
結果磁壁移動がなくなり、自発磁化だけになるの
で温度特性は大巾に改善される。また非晶質磁性
合金板を用いたセンサの応力に対する感度も大き
くする作用がある。
直流磁界が重畳した場合に、センサ出力が増大
する直流磁界領域が存在する。この様な効果が得
られるのは次のような理由によると考えられる。
する直流磁界領域が存在する。この様な効果が得
られるのは次のような理由によると考えられる。
圧力によつて歪が非晶質磁性合金板に発生する
と、その歪が生じた部分で透磁率が減少する。そ
の結果磁気回路内では磁束が連続であるため、歪
を生じた部分で直流および交流磁界が他の部分よ
り大きくなる。直流磁界が大きくなると、非晶質
磁性合金板の透磁率は通常の軟磁性体同様減少す
るので、初めの歪だけによる透磁率の減少以上に
透磁率の減少が大きくなる。この変化は交流磁界
に対する透磁率の直流磁界依存性が大きいＢ−Ｈ
ループの肩に相当する部分で効果が大きい。この
Ｂ−Ｈループの肩に相当するように直流磁界を設
定すれば磁気抵抗は数倍に増大する。この部分が
センサ出力が増大する直流磁界領域に相当すると
考えられる。この直流磁界による透磁率減少効
果、磁気抵抗増大効果が大きいため、交流磁界成
分振巾がやや大きくなつても影響がほとんどな
い。
と、その歪が生じた部分で透磁率が減少する。そ
の結果磁気回路内では磁束が連続であるため、歪
を生じた部分で直流および交流磁界が他の部分よ
り大きくなる。直流磁界が大きくなると、非晶質
磁性合金板の透磁率は通常の軟磁性体同様減少す
るので、初めの歪だけによる透磁率の減少以上に
透磁率の減少が大きくなる。この変化は交流磁界
に対する透磁率の直流磁界依存性が大きいＢ−Ｈ
ループの肩に相当する部分で効果が大きい。この
Ｂ−Ｈループの肩に相当するように直流磁界を設
定すれば磁気抵抗は数倍に増大する。この部分が
センサ出力が増大する直流磁界領域に相当すると
考えられる。この直流磁界による透磁率減少効
果、磁気抵抗増大効果が大きいため、交流磁界成
分振巾がやや大きくなつても影響がほとんどな
い。
一方磁気回路中に歪を生じない部分では磁界が
減少し透磁率は大きくなり、磁気抵抗は減少す
る。しかしこの部分の磁気抵抗は、歪の生じた部
分の磁気抵抗と直列に接続されるため、全体の磁
気抵抗変化は、歪は受けた部分の大きな磁気抵抗
変化が主なものとなる。よつてセンサの感度が直
流磁界印加により大きくなると考えられる。
減少し透磁率は大きくなり、磁気抵抗は減少す
る。しかしこの部分の磁気抵抗は、歪の生じた部
分の磁気抵抗と直列に接続されるため、全体の磁
気抵抗変化は、歪は受けた部分の大きな磁気抵抗
変化が主なものとなる。よつてセンサの感度が直
流磁界印加により大きくなると考えられる。
実施例
第１図は、第５図の圧力センサに直流磁界を重
畳した場合のインダクタンスが直流磁界Hdcの大
きさによりどのように変化するかを、０気圧、30
気圧の圧力時において示したものである。測定温
度は50度とし、周波数は20KHzである。これから
も交流磁界のみで測定した場合（Hdc＝０の場
合）は出力が小さいことが判り、通常の測定が不
適当であることが判る。また直流磁界を重畳した
場合、出力が増大する直流磁界領域が存在する。
畳した場合のインダクタンスが直流磁界Hdcの大
きさによりどのように変化するかを、０気圧、30
気圧の圧力時において示したものである。測定温
度は50度とし、周波数は20KHzである。これから
も交流磁界のみで測定した場合（Hdc＝０の場
合）は出力が小さいことが判り、通常の測定が不
適当であることが判る。また直流磁界を重畳した
場合、出力が増大する直流磁界領域が存在する。
第２図は本実施例による駆動方法においてコイ
ルに印加される磁界を示している。低周波の矩形
波の立上り部分が大振巾Hnaxにされ、その後一
定値Hsに収斂され、一定直流磁界が加わるよう
になつている。インダクタンスの測定は、この収
斂後の直流磁界印加状態で行なう。Hsの直流磁
界はある一定周期で零にされ再び上述の波形が繰
り返される。
ルに印加される磁界を示している。低周波の矩形
波の立上り部分が大振巾Hnaxにされ、その後一
定値Hsに収斂され、一定直流磁界が加わるよう
になつている。インダクタンスの測定は、この収
斂後の直流磁界印加状態で行なう。Hsの直流磁
界はある一定周期で零にされ再び上述の波形が繰
り返される。
このような測定波形では第５図の圧力センサの
磁気回路中のそれぞれの磁性体の磁区構造は大き
く変化する。ここでは非晶質磁性合金板の磁区構
造の変化について説明するが、軟磁性フエライト
でも同じことが当てはまる。
磁気回路中のそれぞれの磁性体の磁区構造は大き
く変化する。ここでは非晶質磁性合金板の磁区構
造の変化について説明するが、軟磁性フエライト
でも同じことが当てはまる。
第３図は非晶質磁性合金板のヒステリシスルー
プであるが、大振巾の磁界Hnaxが印加されると、
非晶質磁性合金板の磁束密度は飽和磁気に達す
る。これは非晶質磁性合金板の中で磁区構造がな
くなり、自発磁化すなわち磁気モーメントが回転
して印加磁界に平行になつていることを示してい
る。この状態から一定値の直流重畳磁界Hsに磁
界が収斂されると、磁気モーメントがHnaxの印
加磁界方向に配向気味の磁区構造になる。この磁
区構造の変化はHnaxが十分大きければ再現性が
高い。すなわちHnax印加後、Hsの磁界が重畳さ
れた交流磁界で測定を行うと、再現性の良い磁区
構造の状態で、測定を行うことになる。これによ
りセンサ出力が安定になり、透磁率が長期にわた
つて変化するデイスアコモデーシヨンの影響がな
くなる。
プであるが、大振巾の磁界Hnaxが印加されると、
非晶質磁性合金板の磁束密度は飽和磁気に達す
る。これは非晶質磁性合金板の中で磁区構造がな
くなり、自発磁化すなわち磁気モーメントが回転
して印加磁界に平行になつていることを示してい
る。この状態から一定値の直流重畳磁界Hsに磁
界が収斂されると、磁気モーメントがHnaxの印
加磁界方向に配向気味の磁区構造になる。この磁
区構造の変化はHnaxが十分大きければ再現性が
高い。すなわちHnax印加後、Hsの磁界が重畳さ
れた交流磁界で測定を行うと、再現性の良い磁区
構造の状態で、測定を行うことになる。これによ
りセンサ出力が安定になり、透磁率が長期にわた
つて変化するデイスアコモデーシヨンの影響がな
くなる。
またHsの磁界を重畳された交流磁界で測定を
行うと、回転磁化過程を用いた測定になる。磁壁
移動磁化過程では、磁壁が磁性体内の温度により
変化しやすいエネルギー障壁を越えて行くため温
度の影響をうけやすいが、回転磁化過程での透磁
率は温度による影響はすくない。これは磁化の回
転による磁化過程のため、透磁率が磁気モーメン
トの温度特性だけで決まるからである。このよう
な理由からHsの磁界が重畳された交流磁界で測
定を行うと温度特性のよいセンサが構成できる。
行うと、回転磁化過程を用いた測定になる。磁壁
移動磁化過程では、磁壁が磁性体内の温度により
変化しやすいエネルギー障壁を越えて行くため温
度の影響をうけやすいが、回転磁化過程での透磁
率は温度による影響はすくない。これは磁化の回
転による磁化過程のため、透磁率が磁気モーメン
トの温度特性だけで決まるからである。このよう
な理由からHsの磁界が重畳された交流磁界で測
定を行うと温度特性のよいセンサが構成できる。
また出力は第１図からわかるように増大する。
第４図は第２図の駆動方法で第５図の圧力セン
サの圧力−インダクタンスの関係を測定した結果
である。第７図の従来例に比し著しく再現性、安
定性、感度が向上することが判る。
サの圧力−インダクタンスの関係を測定した結果
である。第７図の従来例に比し著しく再現性、安
定性、感度が向上することが判る。
発明の効果
以上述べたように、本発明による駆動方法を用
いれば、非晶質磁性合金板の磁歪を用いた力学量
−インダクタンス変換型のセンサにおいて、出力
の増大がはかれ、再現性、安定性のよい、経時変
化の少ないセンサが実現でき、その効果は極めて
大きい。
いれば、非晶質磁性合金板の磁歪を用いた力学量
−インダクタンス変換型のセンサにおいて、出力
の増大がはかれ、再現性、安定性のよい、経時変
化の少ないセンサが実現でき、その効果は極めて
大きい。
第１図は０気圧、30気圧印加した時の圧力セン
サのインダクタンスの直流磁界依存性を示す図、
第２図は本発明の一実施例における磁界の波形
図、第３図は非晶質磁性合金板のＢ−Ｈループを
示す図、第４図は本発明の駆動方法による圧力−
インダクタンスの関係を示す図、第５図は非晶質
磁性合金板を用いた圧力センサの断面図、第６図
は従来の磁界の波形図、第７図は従来の駆動方法
による圧力−インダクタンスの関係を示す図であ
る。 １……非晶質磁性合金板、２……コア、３……
コイル、７……圧力伝達手段、８……発振電源、
９……インダクタンス測定回路、１０……検出
部。
サのインダクタンスの直流磁界依存性を示す図、
第２図は本発明の一実施例における磁界の波形
図、第３図は非晶質磁性合金板のＢ−Ｈループを
示す図、第４図は本発明の駆動方法による圧力−
インダクタンスの関係を示す図、第５図は非晶質
磁性合金板を用いた圧力センサの断面図、第６図
は従来の磁界の波形図、第７図は従来の駆動方法
による圧力−インダクタンスの関係を示す図であ
る。 １……非晶質磁性合金板、２……コア、３……
コイル、７……圧力伝達手段、８……発振電源、
９……インダクタンス測定回路、１０……検出
部。
Claims (1)
- １ 磁歪を有する非晶質磁性合金板の一面に軟磁
性材からなるコアを設け、そのコア中にコイルを
設け、上記非晶質磁性合金板、コアおよびコイル
で磁気回路を構成し、上記非晶質磁性合金板の他
面の一部に圧力伝達手段を設け、上記コイルに発
振電源とインダクタンス測定回路からなる検出部
を設け、上記圧力伝達手段により非晶質磁性合金
板の一部に発生する歪をコイルのインダクタンス
で検出するセンサにおいて、上記コイルに交流磁
界に重畳して、立ち上がり時大振巾で後一定値に
収斂される矩形波様磁界を加え、その収斂される
矩形波様磁界印加状態でコイルのインダクタンス
を測定することを特徴とする非晶質磁性合金応用
センサの駆動方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60097218A JPS61254828A (ja) | 1985-05-08 | 1985-05-08 | 非晶質磁性合金応用センサの駆動方法 |
| DE8686105368T DE3680387D1 (de) | 1985-04-18 | 1986-04-18 | Magnetfelderregung fuer amorphlegierungssensor. |
| EP86105368A EP0204928B1 (en) | 1985-04-18 | 1986-04-18 | Exciting of magnetic field for amorphous-alloy sensor |
| US06/853,717 US4812758A (en) | 1985-04-18 | 1986-04-18 | Method of operating an amorphous-magnetic-alloy sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60097218A JPS61254828A (ja) | 1985-05-08 | 1985-05-08 | 非晶質磁性合金応用センサの駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61254828A JPS61254828A (ja) | 1986-11-12 |
| JPH0476423B2 true JPH0476423B2 (ja) | 1992-12-03 |
Family
ID=14186486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60097218A Granted JPS61254828A (ja) | 1985-04-18 | 1985-05-08 | 非晶質磁性合金応用センサの駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61254828A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4897657B2 (ja) * | 2007-12-11 | 2012-03-14 | 本田技研工業株式会社 | 磁歪式トルクセンサ装置および電動ステアリング用磁歪式トルクセンサ装置および磁歪式トルクセンサ装置の初期化方法 |
-
1985
- 1985-05-08 JP JP60097218A patent/JPS61254828A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61254828A (ja) | 1986-11-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5465627A (en) | Circularly magnetized non-contact torque sensor and method for measuring torque using same | |
| Kitoh et al. | Asymmetrical magneto-impedance effect in twisted amorphous wires for sensitive magnetic sensors | |
| US4559495A (en) | Transducer free of any magnetic core for contactless current measurement | |
| JPS63109338A (ja) | 軸におけるトルクを非接触で間接的に電気式に測定する装置 | |
| CN106291406B (zh) | 一种无线圈磁传感器 | |
| CN111381200A (zh) | 利用180°反相调制非线性磁电效应差分输出的磁传感器 | |
| US6466012B1 (en) | MI element made of thin film magnetic material | |
| US4625562A (en) | Amorphous magnetic alloy sensor | |
| JPH0476423B2 (ja) | ||
| JPH0476422B2 (ja) | ||
| Takayama et al. | Integrated thin film magneto-impedance sensor head using plating process | |
| EP0204928B1 (en) | Exciting of magnetic field for amorphous-alloy sensor | |
| JP3639727B2 (ja) | 磁気センサ | |
| JPH0533339B2 (ja) | ||
| JP3877958B2 (ja) | 磁界センサのバイアス印加方法及び磁界センサ | |
| JP3607447B2 (ja) | 磁界センサ | |
| JPH0448177B2 (ja) | ||
| JP3777024B2 (ja) | 磁界の検出方法 | |
| JP3752061B2 (ja) | 磁界の検出方法 | |
| JP2641741B2 (ja) | 力学量センサ | |
| JPH02110331A (ja) | 磁歪式応力センサの励磁方法 | |
| SU1137347A1 (ru) | Способ измерени усилий | |
| JPH073650Y2 (ja) | 磁気抵抗効果素子 | |
| Ishikawa et al. | Compensation for temperature variation in magnetostrictive torque sensor using perpendicularly magnetizing coils | |
| KR920010309B1 (ko) | 왜곡 검출장치 |