JPH0534426A - 磁気計測法 - Google Patents
磁気計測法Info
- Publication number
- JPH0534426A JPH0534426A JP27604491A JP27604491A JPH0534426A JP H0534426 A JPH0534426 A JP H0534426A JP 27604491 A JP27604491 A JP 27604491A JP 27604491 A JP27604491 A JP 27604491A JP H0534426 A JPH0534426 A JP H0534426A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- output
- output voltage
- magnetic flux
- measurement method
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】本発明は、微小な磁束密度を簡便にしかも高精
度で計測するための技術である。 【構成】強磁性体コアＣにコイルＳを巻き、このコイル
Ｓに発振器１から交流電流をインピーダンスを介して供
給し、さらに前記コイルＳに直流電流を同時に供給して
前記コイルＳ内の強磁性体コアＣを磁化し、コイルＳに
得られた出力電圧をヒステリシス特性を保持したコンパ
レーターに加え、パルス幅変調波を作り、この出力電圧
をデテクター５で直流電圧に変換し、この出力電圧の値
から前記強磁性体コアＣと交差する磁束密度を計測す
る。
度で計測するための技術である。 【構成】強磁性体コアＣにコイルＳを巻き、このコイル
Ｓに発振器１から交流電流をインピーダンスを介して供
給し、さらに前記コイルＳに直流電流を同時に供給して
前記コイルＳ内の強磁性体コアＣを磁化し、コイルＳに
得られた出力電圧をヒステリシス特性を保持したコンパ
レーターに加え、パルス幅変調波を作り、この出力電圧
をデテクター５で直流電圧に変換し、この出力電圧の値
から前記強磁性体コアＣと交差する磁束密度を計測す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は微小な磁束密度に対して
線形出力で高出力電圧を得ることのできる磁気センサに
関する。
線形出力で高出力電圧を得ることのできる磁気センサに
関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気を計測する方法とし一般に公知な方
法としては、ホール素子，マグネットダイオード，
磁気抵抗素子，可飽和型センサ等がある。
法としては、ホール素子，マグネットダイオード，
磁気抵抗素子，可飽和型センサ等がある。
【０００３】第７図は可飽和型センサの動作原理を示す
ブロック図である。６は発振器、Ａ，Ｂは強磁性体コ
ア、Ｃ１，Ｃ２は強磁性体を磁化するための１対の１次
コイル、Ｓ１，Ｓ２は１対のサーチコイル、７は差動増
幅器、８はオシロスコープ
ブロック図である。６は発振器、Ａ，Ｂは強磁性体コ
ア、Ｃ１，Ｃ２は強磁性体を磁化するための１対の１次
コイル、Ｓ１，Ｓ２は１対のサーチコイル、７は差動増
幅器、８はオシロスコープ
【０００４】第８図は第７図において外部から共通磁束
が交差したときに得られるパルス磁束の説明例で以下図
７を用いて従来技術を簡単に説明する。
が交差したときに得られるパルス磁束の説明例で以下図
７を用いて従来技術を簡単に説明する。
【０００５】可飽和型磁気センサは、一定方向の定状磁
界中で強磁性体の履歴曲線が非対称になることを利用す
る技術である。
界中で強磁性体の履歴曲線が非対称になることを利用す
る技術である。
【０００６】図に示すごとく、１対の強磁性体コアＡ，
Ｂに各々Ｃ１，Ｃ２の磁化コイル（コイルの差方は相互
に逆方向）を設置、このコイルに発振器６から交流電流
を供給し、前記した強磁性体コアＡ，Ｂを飽和するまで
磁化する。
Ｂに各々Ｃ１，Ｃ２の磁化コイル（コイルの差方は相互
に逆方向）を設置、このコイルに発振器６から交流電流
を供給し、前記した強磁性体コアＡ，Ｂを飽和するまで
磁化する。
【０００７】この条件下で外部から磁界Ｈが印加される
と、１対の強磁性体コアＡ，Ｂには合成磁界が発生し、
その差分に対応した出力電圧が、１対のサーチコイルＳ
１，Ｓ２に誘起される。
と、１対の強磁性体コアＡ，Ｂには合成磁界が発生し、
その差分に対応した出力電圧が、１対のサーチコイルＳ
１，Ｓ２に誘起される。
【０００８】この１対の出力電圧を差動増幅器７に加え
て所期値に増幅すると差動増幅器の出力端子には、１対
の強磁性体コアに交差する外部磁界Ｈに対応したパルス
幅変調された出力電圧が得られる。
て所期値に増幅すると差動増幅器の出力端子には、１対
の強磁性体コアに交差する外部磁界Ｈに対応したパルス
幅変調された出力電圧が得られる。
【０００９】この出力電圧を図示しないがＬ，Ｐ，Ｆ
（ローパスフィルター）で直流電圧に変換し、この出力
電圧を計測することにより間接的に外部磁界を計測する
ことができる。なお可飽和型磁気センサの動作原理の詳
細はセンサ実用便覧（Ｓ５３，１１，１５日発行）発行
先フジテクノシステムを参照されたし。
（ローパスフィルター）で直流電圧に変換し、この出力
電圧を計測することにより間接的に外部磁界を計測する
ことができる。なお可飽和型磁気センサの動作原理の詳
細はセンサ実用便覧（Ｓ５３，１１，１５日発行）発行
先フジテクノシステムを参照されたし。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では下記に示
す問題点が存在し、改良技術が強く要望されている。
す問題点が存在し、改良技術が強く要望されている。
【００１１】可飽和型磁気センサは、他の方法（ホール
素子、マグネットダイオード、磁気抵抗素子）と比較し
て温度変化特性は良好である。しかし、微小磁束密度に
対する出力電圧の線形特性に欠点がある。図９は従来技
術（図７に示す）の構成で１対の強磁性体コアＡ，Ｂの
一方のみに外部磁界を印加し、このときの出力電圧特性
を記録した結果である。
素子、マグネットダイオード、磁気抵抗素子）と比較し
て温度変化特性は良好である。しかし、微小磁束密度に
対する出力電圧の線形特性に欠点がある。図９は従来技
術（図７に示す）の構成で１対の強磁性体コアＡ，Ｂの
一方のみに外部磁界を印加し、このときの出力電圧特性
を記録した結果である。
【００１２】図９に示す如く、０〜４Ｇａｕｓｓまでは
磁束密度に対して出力電圧の変化が極端に小さく、磁束
密度に対する直線性がない。
磁束密度に対して出力電圧の変化が極端に小さく、磁束
密度に対する直線性がない。
【００１３】従って、従来技術では０，Ｇａｕｓｓ近辺
に対する磁束密度の計測精度は極端に悪化する。
に対する磁束密度の計測精度は極端に悪化する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本願は、従来技術の欠点
を解決し微小磁束密度に対する検出感度特性を向上さ
せ、０，Ｇａｕｓｓ近辺の直線性を、飛躍的に改善する
ことを目的とした技術である。
を解決し微小磁束密度に対する検出感度特性を向上さ
せ、０，Ｇａｕｓｓ近辺の直線性を、飛躍的に改善する
ことを目的とした技術である。
【００１５】
【作用】本願の基本原理構成を第１図に示す。図におい
て１は発振器、２は加算器、３は直流電源、Ｚは直列抵
抗、Ｃは強磁性体コア、Ｓはコイル、４はパルス幅変調
器、５はデテクタ、以下図１を用いて本願技術の基本動
作を説明する。
て１は発振器、２は加算器、３は直流電源、Ｚは直列抵
抗、Ｃは強磁性体コア、Ｓはコイル、４はパルス幅変調
器、５はデテクタ、以下図１を用いて本願技術の基本動
作を説明する。
【００１６】図に示す如く、発振器１から交流電圧Ｖを
発振させ、加算器２に加える。他方加算器には直流電源
３から直流電圧ＶＤＣを加えて加算する。この加算器２
の出力電圧は直列抵抗Ｚを介してコイルＳに印加され、
（１）式で表示される電流をコイルに供給する。 Ｉ＝ＶＤＣ＋Ｖ／（Ｒ＋ＲＯ）＋ＪＸ ・・・（１）
発振させ、加算器２に加える。他方加算器には直流電源
３から直流電圧ＶＤＣを加えて加算する。この加算器２
の出力電圧は直列抵抗Ｚを介してコイルＳに印加され、
（１）式で表示される電流をコイルに供給する。 Ｉ＝ＶＤＣ＋Ｖ／（Ｒ＋ＲＯ）＋ＪＸ ・・・（１）
【００１７】（１）式において、ＶＤＣは加算器出力の
直流電圧、Ｖは加算器出力の交流電圧、Ｒは直列抵抗の
値、ＲＯはコイルＳの直流抵抗ＪＸはコイルＳのリアク
タンス、ＩはＩ＝ＩＤＣ＋ｉ、ＩＤＣは直流電流、ｉは
交流電流、前記した強磁性体Ｃには、直流磁界と交流磁
束の合成磁界が交差することになる。このため強磁性体
の磁化特性は図２（ｂ）に示す特性を示す。
直流電圧、Ｖは加算器出力の交流電圧、Ｒは直列抵抗の
値、ＲＯはコイルＳの直流抵抗ＪＸはコイルＳのリアク
タンス、ＩはＩ＝ＩＤＣ＋ｉ、ＩＤＣは直流電流、ｉは
交流電流、前記した強磁性体Ｃには、直流磁界と交流磁
束の合成磁界が交差することになる。このため強磁性体
の磁化特性は図２（ｂ）に示す特性を示す。
【００１８】この条件下で外部磁界が強磁性体コアＣに
交差すると図２の（ｂ）の磁化特性から外部磁界の強度
に対応して変化することになる。このバイアス磁界（直
流電流をコイルＳに流すことによって発生する磁界）を
加えることにより微小磁束密度に対する検出感度を格段
に向上することができる。
交差すると図２の（ｂ）の磁化特性から外部磁界の強度
に対応して変化することになる。このバイアス磁界（直
流電流をコイルＳに流すことによって発生する磁界）を
加えることにより微小磁束密度に対する検出感度を格段
に向上することができる。
【００１９】
【発明の実施例】本願の１実施例を図面を用いて説明す
る。
る。
【００２０】図３において、ＩＣ１は発振器で品名（Ｎ
Ｅ５５５）、Ｔｒ１はトランジスタでエミッタフロアで
動作、Ｒ１はエミッタフロア抵抗、Ｓはセンサのコイ
ル、ＩＣ２はパルス幅変調器（ヒステリシス型コンパレ
ータ）、Ｒ２，Ｒ３はヒステリシス特性を決定する帰還
抵抗、Ｒ４，Ｄは抵抗Ｒ４とコンデンサＤとによるロー
パスフィルター。
Ｅ５５５）、Ｔｒ１はトランジスタでエミッタフロアで
動作、Ｒ１はエミッタフロア抵抗、Ｓはセンサのコイ
ル、ＩＣ２はパルス幅変調器（ヒステリシス型コンパレ
ータ）、Ｒ２，Ｒ３はヒステリシス特性を決定する帰還
抵抗、Ｒ４，Ｄは抵抗Ｒ４とコンデンサＤとによるロー
パスフィルター。
【００２１】図４は図３の構成による各部の出力電圧波
形である。
形である。
【００２２】発振器ＩＣ１（ＮＥ５５５等）で三角波と
直流電圧とが合成された出力電圧、図４（Ｃ）を得る。
この合成した出力電圧をエミッタフロア（Ｔｒ１）のベ
ースに結線し、エミッタに抵抗Ｒ１と磁気センサのコイ
ルＳ’を結線し、コイルの１端を電源のアースに結線す
る。次に、コイルに得られる出力電圧、図４（ｄ）をヒ
ステリシス型コンパレータ（ＩＣ２：ＬＭ３１１等）の
反転入力端子に結線する。コンパレータ（ＩＣ２）の出
力から１対の抵抗Ｒ３，Ｒ２とで正帰還回路を構成す
る。
直流電圧とが合成された出力電圧、図４（Ｃ）を得る。
この合成した出力電圧をエミッタフロア（Ｔｒ１）のベ
ースに結線し、エミッタに抵抗Ｒ１と磁気センサのコイ
ルＳ’を結線し、コイルの１端を電源のアースに結線す
る。次に、コイルに得られる出力電圧、図４（ｄ）をヒ
ステリシス型コンパレータ（ＩＣ２：ＬＭ３１１等）の
反転入力端子に結線する。コンパレータ（ＩＣ２）の出
力から１対の抵抗Ｒ３，Ｒ２とで正帰還回路を構成す
る。
【００２３】この正帰還回路でコンパレータ（ＩＣ２）
の出力電圧Ｖｏを正帰還率｛Ｒ２／（Ｒ２＋Ｒ３）｝に
より非反転入力端子に帰還する。この正帰還回路の動作
によって、コンパレータ（ＩＣ２）の出力端子には図４
（ｅ）に示すごとく、パルス幅変調された一定振幅の短
形波出力が得られる。
の出力電圧Ｖｏを正帰還率｛Ｒ２／（Ｒ２＋Ｒ３）｝に
より非反転入力端子に帰還する。この正帰還回路の動作
によって、コンパレータ（ＩＣ２）の出力端子には図４
（ｅ）に示すごとく、パルス幅変調された一定振幅の短
形波出力が得られる。
【００２４】この出力電圧を、ローパスフィルター
｛（以下Ｌ．Ｐ．Ｆと記す）抵抗Ｒ４とコンデンサＤと
で構成する｝に加えて直流成分を抽出する。Ｌ．Ｐ．Ｆ
に得られる出力電圧を測定することにより磁気センサを
構成する強磁性体コアに交差する外部磁界を間接的に計
測することが出来る。
｛（以下Ｌ．Ｐ．Ｆと記す）抵抗Ｒ４とコンデンサＤと
で構成する｝に加えて直流成分を抽出する。Ｌ．Ｐ．Ｆ
に得られる出力電圧を測定することにより磁気センサを
構成する強磁性体コアに交差する外部磁界を間接的に計
測することが出来る。
【００２５】図５は、本願技術コアにアモルファスを用
いた磁気センサによる磁束密度に対する出力電圧特性を
示す。図６は、コアにパーマロイを用いた磁気センサに
よる磁束密度に対する出力電圧特性を示す。
いた磁気センサによる磁束密度に対する出力電圧特性を
示す。図６は、コアにパーマロイを用いた磁気センサに
よる磁束密度に対する出力電圧特性を示す。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁気計測
法によれば図５に示す如く微小磁束密度に対して検出感
度が高く、かつ、磁束密度対して線形特性が得られる。
また、センサコイルに、直流電流を流す事でコアの磁化
効率を高めることができ、電子回路の小型化、ハイブリ
ット化が容易である。よって構成が極めて簡単で、温度
変化特性の良好な磁気センサが得られる。
法によれば図５に示す如く微小磁束密度に対して検出感
度が高く、かつ、磁束密度対して線形特性が得られる。
また、センサコイルに、直流電流を流す事でコアの磁化
効率を高めることができ、電子回路の小型化、ハイブリ
ット化が容易である。よって構成が極めて簡単で、温度
変化特性の良好な磁気センサが得られる。
【図１】 本願の基本構成図。
【図２】 強磁性体コアの磁化特性図。
【図３】 本願技術の１実施例。
【図４】 本願図３における各回路の出力波形。
【図５】 本願技術による微小磁束密度に対する出力電
圧特性。
圧特性。
【図６】 本願技術による微小磁束密度に対する出力電
圧特性。
圧特性。
【図７】 従来技術の説明図。
【図８】 図７で得られるパルスの説明図。
【図９】 従来技術による磁束密度に対する出力電圧特
性。
性。
１，６，ＩＣ１は発振器、２は加算器、３は直流電源、
Ａ，Ｂ，Ｃは強磁性体コア、Ｚは直列抵抗、Ｓ，Ｓ’は
コイル、４はパルス幅変調器、５はデテクタ、７は差動
増幅器、８はオシロスコープ、Ｃ１，Ｃ２は強磁性体を
磁化するための、一対の一次コイル、Ｓ１，Ｓ２は一対
のサーチコイル、Ｔｒ１はエミッタフロア、ＩＣ２はヒ
システリシス特性型コンパレータ、Ｒ２，Ｒ３は正帰還
用抵抗、Ｒ４，ＤはＬ・Ｐ・Ｆ用抵抗とコンデンサ、
（ａ）はＩＤＣ＝０ｍＡ時、（ｂ）はＩＤＣ＝０ｍＡ
時、（ｃ）は発振器の出力波形、（ｄ）はセンサコイル
Ｓの出力波形、（ｅ）はコンパレーターの出力波形、
Ａ，Ｂ，Ｃは強磁性体コア、Ｚは直列抵抗、Ｓ，Ｓ’は
コイル、４はパルス幅変調器、５はデテクタ、７は差動
増幅器、８はオシロスコープ、Ｃ１，Ｃ２は強磁性体を
磁化するための、一対の一次コイル、Ｓ１，Ｓ２は一対
のサーチコイル、Ｔｒ１はエミッタフロア、ＩＣ２はヒ
システリシス特性型コンパレータ、Ｒ２，Ｒ３は正帰還
用抵抗、Ｒ４，ＤはＬ・Ｐ・Ｆ用抵抗とコンデンサ、
（ａ）はＩＤＣ＝０ｍＡ時、（ｂ）はＩＤＣ＝０ｍＡ
時、（ｃ）は発振器の出力波形、（ｄ）はセンサコイル
Ｓの出力波形、（ｅ）はコンパレーターの出力波形、
Claims (3)
- 【請求項１】 強磁性体に巻いたコイルに、発振器から
交流電流を流し、コイルに得られる電圧をコンパレータ
−に加えてパルス変調波を作り、この出力をデテクター
に加えて直流に変換し、その出力から前記した強磁性体
に交差する磁束を、計測する磁気計測法において、前記
コイルに直流電流を同時に流し微小な磁束に対する検出
感度を向上したことを特長とする磁気計測法。 - 【請求項２】 請求項１の磁気計測法において、発振器
の出力をエミッタ・フロアの入力に加え、エミッタ抵抗
に直列に前記したコイルを結線した事を特長とする磁気
測定法。 - 【請求項３】 前記した磁気測定法においてコイルに得
られる出力をヒステリシス特性を保持したコンパレータ
ーに加えて、前記したコイルの出力をパルス変調波を作
り、この出力をデテクターに加える事を特徴とする磁気
測定法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27604491A JPH0534426A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 磁気計測法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27604491A JPH0534426A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 磁気計測法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0534426A true JPH0534426A (ja) | 1993-02-09 |
Family
ID=17564010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27604491A Pending JPH0534426A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 磁気計測法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0534426A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09133742A (ja) * | 1995-11-09 | 1997-05-20 | Kagaku Gijutsu Shinko Jigyodan | 磁界センサ |
| US6044790A (en) * | 1997-01-31 | 2000-04-04 | Fujikiko Kabushiki Kaisha | Manual operating apparatus for an automatic transmission |
-
1991
- 1991-07-29 JP JP27604491A patent/JPH0534426A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09133742A (ja) * | 1995-11-09 | 1997-05-20 | Kagaku Gijutsu Shinko Jigyodan | 磁界センサ |
| US6044790A (en) * | 1997-01-31 | 2000-04-04 | Fujikiko Kabushiki Kaisha | Manual operating apparatus for an automatic transmission |
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