JPH063147A - 方位検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 方位表示の誤表示を即時に発見することを可
能にし、方位表示への信頼感をさらに増加する方位表示
器を得る。 【構成】 環状磁性体コア１に巻装した励磁コイル２を
駆動回路６で励磁したときの磁気の変化を環状磁性体コ
ア１に９０°ずつずらした磁気検出コイル３，４で検出
し、その検出信号を信号処理回路７，８で検波し、その
検波出力を変換回路２１で方位に変換して表示器２２に
表示するとともに、信号処理回路７，８の出力信号の反
転信号と非反転信号を直流にして、磁気強度表示器２０
に表示する。 【効果】 方位表示が地磁気のみにより形成されている
のか、他の周囲磁気を含んだ磁気により形成されるのか
判断ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、地磁気等の微弱な磁
気を検出し、方位を検出する方位検出装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図５は例えば特開昭５８−３３１１６号
公報に示されたような従来のフラックスゲート形磁気セ
ンサを用い方位のみを出力する方位検出装置の構成を成
すブロック図であり、図５において、１は環状磁性体コ
ア、２はこの環状磁性体コア１にトロイダル状に巻回さ
れた励磁コイル、３および４は環状磁性体コア１と励磁
コイル２の外周に巻回される磁気検出コイルであり、こ
の磁気検出コイル３，４は互いに直交する位置に巻回さ
れ、それぞれ直交する方向の磁気成分を検出するように
配置されている。

【０００３】また、６は励磁コイル２を駆動する駆動回
路、７および８は磁気検出コイル３および４から出力さ
れるパルス状の磁気信号を検出磁気に見合った直流の電
圧あるいは電流に変換する信号処理回路であり、１０は
駆動回路６および信号処理回路７および８に同期信号を
発生する発振回路である。

【０００４】また、２１は信号処理回路７および８より
発した２方向の磁気信号を東西南北の方位信号に変換す
る変換回路、２２は変換回路２１より出力される方位信
号を出力する表示器である。

【０００５】次に動作について説明する。周囲に磁気の
あるところにおいて、発振回路１０からの同期信号を駆
動回路６と信号処理回路７，８に送り、信号処理回路
７，８と同期して、駆動回路６を駆動することにより、
駆動回路６から励磁コイル２に電流を通電すると、環状
磁性体コア１の中には磁束が発生する。さらに、電流が
増加すると、やがて環状磁性体コア１の中は磁束が飽和
状態となる。飽和状態になれば、それまで環状磁性体コ
ア１の中に集中していた周囲の磁気は環状磁性体コア１
の中を通過できずに、その空間を素通りするようにな
る。

【０００６】これは磁気検出コイル３または４の内側に
集中していた周囲の磁気が外へ追いやられ、減少したこ
とに等しく、磁気検出コイル３または４の中を通過する
磁気が減少すれば、磁気コイル３または４にはパルス状
の電圧が発生し、この発生する電圧は周囲磁気に比例す
る。

【０００７】このパルス状の電圧を励磁コイル２の励磁
周期に同期して信号処理回路７および８で検波し、その
検波出力は直流の電圧あるいは電流となる。この出力を
基に変換回路２１は方位信号を出力し、その方位を表示
器２２になって表示する。

【０００８】この方位検出装置を地磁気のある場所にお
いて、東南西北または東北西南と１旋回させたときに、
信号処理回路７および８の出力は図６に示すようなＯを
中心とした円ａを描き、その半径Ａは地磁気の強度を示
す。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の方位検出装置は
以上のように構成されており、その目的である方位のみ
を表示していた。しかし、実際にこの種の方位検出装置
を設置し、使用する環境は車載用や船舶用等が多く、周
囲に鉄鋼材のような強磁性体が多数存在するところであ
る。

【００１０】したがって、周囲に地磁気以外の磁気が強
く存在し、車あるいは船舶が１旋回したときに信号処理
回路７および８が描く円は図６中の円ｂに示すような中
心Ｏから離れた円になってしまうことが多く、Ｏを中心
とした座標系における方位検出は例えば図６におけるＡ
とＢは同じ東北東を向いた時の磁気の強度と方向を示す
ものであるが、方位検出装置はＢを北東と判断してしま
うように、誤ったものになることが少なからずある。

【００１１】しかるに、最終的に表示された検出方位の
みを見る限り、この誤表示に気付くことは不可能に近
く、車または船舶が別な方位を向き、それに表示が追従
しないことで初めて発覚することが多い。また、表示さ
れている方位に対して、不信感が生じる問題もある。

【００１２】この発明は、かかる問題点を解消するため
になされたものであり、方位表示の誤表示を即時に発見
することを可能にし、また、表示が正常か異常か判別で
きることによって、方位表示への信頼感をさらに増すこ
とができる方位検出装置を得ることを目的としており、
また、磁気検出強度の誤差をより少なくできる方位検出
装置を提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明に係る方位検出
装置は、励磁コイルを巻装した環状磁性体コアの外周に
直交するように巻回され、磁気変化を検出する１対の磁
気検出コイルと、この１対の磁気検出コイルの出力の信
号処理を行う信号処理回路と、この信号処理回路の出力
の反転および非反転整流信号から磁気強度を表示する磁
気強度表示器と、信号処理回路の出力から方位信号に変
換して表示器に方位を表示させる変換回路とを設けたも
のである。

【００１４】また、磁気検出コイルと信号処理回路は３
個以上設けたものである。

【００１５】

【作用】上記のように構成された方位検出装置におい
て、環状磁性体コアと励磁コイルと磁気検出コイルから
成る磁気センサ部の磁気の変化を直交した１対の磁気検
出コイルで検出し、信号処理回路７，８はその検出磁気
に見合った直流信号に変換し、信号処理回路の出力を変
換回路で方位信号に変換して方位表示器に表示するとと
もに、信号処理回路の各出力を非反転と反転して磁気強
度表示器２０に磁気強度を表示して、その時表示されて
いる方位が地磁気以外の磁気を含む磁気によって示され
ているのか、地磁気のみによって示されるのかを判別
し、方位表示の誤表示を即時に発見することを可能にす
る。

【００１６】また、磁気検出コイルおよび信号処理回路
とその出力の整流系を３個以上の複数個設けることによ
り、磁気強度表示器に表示される磁気検出強度の誤差の
少ない磁気強度を表示することになる。

【００１７】

【実施例】

実施例１．図１はこの発明の実施例１の構成を示すブロ
ック図である。図１において、１は環状磁性体コア、２
は環状磁性体コア１にトロイダル状に巻回された励磁コ
イル、３および４は環状磁性体コア１と励磁コイル２の
外周に互いに９０°ずらして巻回され、それぞれの方向
の磁気成分を検出する磁気検出コイルであり、６は励磁
コイル２を駆動する駆動回路、７および８は検出コイル
３および４から出力されるパルス状の磁気信号を検出磁
気に見合った直流の電圧あるいは電流に変換する信号処
理回路であり、１０は駆動回路６および信号処理回路７
および８に同期信号を発生する発振回路である。

【００１８】また、１１および１２は信号処理回路７，
８から出力される信号を反転させる反転増幅器であり、
１４は信号処理回路７の出力を、１５は反転増幅器１５
の出力を、１６は信号処理回路８の出力を、１７は反転
増幅器１２の出力をそれぞれ整流するためのダイオード
であり、２０はダイオード１４から１７により整流され
た信号を表示する磁気強度表示器である。

【００１９】さらに、２１は信号処理回路７および８の
出力を基に方位信号を作る変換回路であり、この変換回
路の出力により、表示器２２は方位を表示するように構
成されている。

【００２０】次に、動作について説明する。磁気強度表
示器２０を付加した方位検出装置の信号処理回路７から
出力される出力をＸ、信号処理回路８から出力される出
力をＹ、また、反転増幅器１１および１２の出力をそれ
ぞれ反転Ｘおよび反転Ｙとして、この方位検出装置を旋
回したときに発生する出力を図２に示す。

【００２１】この図２中の角度は環状磁性体コア１、励
磁コイル２、磁気検出コイル３，４から成る磁気センサ
部を通過する磁気の方向を示しており、Ｘは０°と１８
０°で出力零となり、９０°で最大値、２７０°で最小
値をサイン曲線によって出力する。Ｙは９０°と２７０
°で出力零となり、０°で最大値、１８０°で最小値を
コサイン曲線によって出力する。

【００２２】これらのＸとＹおよび反転Ｘと反転Ｙのす
べてをダイオード１４から１７により整流すれば、出力
はほぼ直流値となり、磁気の強度に相当する直流信号と
して出力することができ、磁気強度表示器２０はその直
流値を示すことになる。なお、ＸとＹから方位信号を出
し、表示する動作は各種の手法が発表され、この発明の
本質から外れるので省略する。

【００２３】実施例２．なお、上記実施例１では、９０
°ずらして配置した磁気検出コイル３，４の２個を用い
た例を示したが、次に図３のように６０°ずらした３個
の磁気検出コイル３，４，５を用いた例を示す。

【００２４】この３個の磁気検出コイル３〜５を設ける
ことにり、それにともなって、磁気検出コイル３〜５の
出力はそれぞれ信号処理回路７〜９で信号処理するとと
もに、信号処理回路７〜９の出力を反転増幅器１１〜１
３でそれぞれ反転するようになっている。また、ダイオ
ード１４，１６，１８はそれぞれ信号処理回路７〜９の
非反転信号を整流し、ダイオード１５，１７，１９はそ
れぞれ反転増幅器１１，１２，１３の出力を整流するよ
うにしている。その他の構成および各部の動作は同じで
あり、動作説明は省略する。

【００２５】２個の磁気検出コイルを用いた場合に整流
された信号の最大値と最小値は図２で示すような値とな
っており、最大値に対する最小値の比は０．７０７であ
ったが、この実施例２のように３個の磁気検出コイル３
〜５を用いた場合には、ダイオード１４〜１９で整流さ
れた信号の最大値と最小値は図４で示すように小さな差
になっており、前記同様な比は０．８６６であり、より
直流に近く、磁気強度出力としての誤差を減少すること
ができる。さらに磁気検出コイルを追加すれば、磁気強
度出力の誤差もさらに減少することは改めて記すまでも
ない。

【００２６】実施例３．以上に簡素で安価な整流器を用
いた例を示したが、さらに磁気強度出力の誤差を減少す
るためには、信号処理回路７および８から出力されるＸ
とＹの信号を用いて、磁気強度Ｇを次の「数１」により
算出すれば良い。

【００２７】

【数１】

【００２８】実施例４．さらに、同等の演算能力を持つ
回路を前記整流回路に置き換えれば、さらに誤差の少な
い磁気強度が得られる。

【００２９】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、構成さ
れているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００３０】方位表示に加えて、信号処理回路の出力の
反転と非反転の整流信号を磁気強度表示器に表示するよ
うにしたので、方位検出装置の方位表示、誤表示を即時
に発見することが可能になる。また表示が正常か異常か
の判別ができるために、方位表示に対する信頼感を増す
事ができる。

【００３１】また、磁気検出コイルおよび信号処理回路
とその出力の整流系を３つ以上とすることにより、誤差
の少ない磁気強度を表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１による方位検出装置の構成
を示すブロック図である。

【図２】同上実施例１の出力信号を示す波形図である。

【図３】この発明の実施例２による方位検出装置の構成
を示すブロック図である。

【図４】同上実施例２の出力信号を示す波形図である。

【図５】従来例の方位検出装置の構成を示すブロック図
である。

【図６】従来の方位検出装置により地磁気中および他の
外部磁気の存在するところにおける検出方位の差を示す
説明図である。

【符号の説明】

１ 環状磁性体コア ２ 励磁コイル ３ 磁気検出コイル ４ 磁気検出コイル ５ 磁気検出コイル ６ 駆動回路 ７ 信号処理回路 ８ 信号処理回路 ９ 信号処理回路 １０ 発振回路 １１ 反転増幅器 １２ 反転増幅器 １３ 反転増幅器 １４ ダイオード １５ ダイオード １６ ダイオード １７ ダイオード １８ ダイオード １９ ダイオード ２０ 磁気強度表示器 ２１ 変換回路 ２２ 表示器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環状磁性体コアに巻回された励磁コイル
   と、上記環状磁性体コアおよび上記励磁コイルの外周面
   に直交するように巻装され上記励磁コイルの励磁時に変
   化する磁気を検出する１対の磁気検出コイルと、この磁
   気検出コイルの各出力を上記励磁コイルの励磁に同期し
   て検波する信号処理回路と、この信号処理回路の出力を
   方位に変換して表示器に方位を表示させる変換回路と、
   上記各信号処理回路の出力の非反転出力と反転出力を整
   流する手段と、この手段の出力により上記磁気検出コイ
   ルで検出した磁気の強度を表示する磁気強度表示器とを
   備えた方位検出装置。
2. 【請求項２】 上記磁気検出コイルと上記信号処理回路
   および上記整流する手段はそれぞれ３個以上の複数個設
   けることを特徴とする請求項１に記載の方位検出装置。