JPH09113275A - 磁気センサ - Google Patents
磁気センサInfo
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- JPH09113275A JPH09113275A JP7272381A JP27238195A JPH09113275A JP H09113275 A JPH09113275 A JP H09113275A JP 7272381 A JP7272381 A JP 7272381A JP 27238195 A JP27238195 A JP 27238195A JP H09113275 A JPH09113275 A JP H09113275A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
- G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
- G01P3/4802—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage by using electronic circuits in general
-
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- G01—MEASURING; TESTING
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- G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
- G01P3/487—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by rotating magnets
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁界に対する感度を大きくする。温度に対す
る感度変化を少なくする。耐熱性に優れたものとする。 【解決手段】 フラックスゲート構造の磁気センサと
し、検出コイル６が発生する出力信号をラッチ回路７へ
与える。ラッチ回路７は、検出コイル６が発生する正極
性側の出力信号を取り込み、この出力信号のピークが閾
値Ｖａを越えた時、発振回路５−１が発生している発振
信号のレベルを保持出力する。これにより、出力信号の
ピークが閾値Ｖａを越えた時、励磁コイル４への励磁電
流が供給状況にあれば「Ｈ」レベル、供給状況になけれ
ば「Ｌ」レベルの信号が、ラッチ回路７より保持出力さ
れる。磁心３としては、パーマロイやアモルファス等の
温度に対し磁気特性の変化が少なく、耐熱性の高い材料
を用いる。
る感度変化を少なくする。耐熱性に優れたものとする。 【解決手段】 フラックスゲート構造の磁気センサと
し、検出コイル６が発生する出力信号をラッチ回路７へ
与える。ラッチ回路７は、検出コイル６が発生する正極
性側の出力信号を取り込み、この出力信号のピークが閾
値Ｖａを越えた時、発振回路５−１が発生している発振
信号のレベルを保持出力する。これにより、出力信号の
ピークが閾値Ｖａを越えた時、励磁コイル４への励磁電
流が供給状況にあれば「Ｈ」レベル、供給状況になけれ
ば「Ｌ」レベルの信号が、ラッチ回路７より保持出力さ
れる。磁心３としては、パーマロイやアモルファス等の
温度に対し磁気特性の変化が少なく、耐熱性の高い材料
を用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、回転運動や直線
運動を検出するために用いて好適なフラックスゲート構
造の磁気センサに関するものである。
運動を検出するために用いて好適なフラックスゲート構
造の磁気センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、回転数を検出する磁気センサ
として、図８にその要部の構成を示すような磁気センサ
が用いられている。同図において、１は磁石、２はホー
ルＩＣである。磁石１は回転体（図示せず）に取り付け
られている。ホールＩＣ２は、ホール素子２−１と、ア
ンプ２−２と、シュミット回路２−３と、出力トランジ
スタ２−４とから構成されている。この磁気センサで
は、磁石（回転磁石）１の回転による磁場の変化をホー
ル素子２−１が捉え、このホール素子２−１が捉えた磁
場の変化をアンプ２−２で増幅し、シュミット回路２−
３で所定の閾値と比較し、その比較出力で出力トランジ
スタ２−４をオン・オフ駆動する。これにより、回転磁
石１の回転数に応じた数のパルス信号を、出力トランジ
スタ２−４を介して得ることができる。
として、図８にその要部の構成を示すような磁気センサ
が用いられている。同図において、１は磁石、２はホー
ルＩＣである。磁石１は回転体（図示せず）に取り付け
られている。ホールＩＣ２は、ホール素子２−１と、ア
ンプ２−２と、シュミット回路２−３と、出力トランジ
スタ２−４とから構成されている。この磁気センサで
は、磁石（回転磁石）１の回転による磁場の変化をホー
ル素子２−１が捉え、このホール素子２−１が捉えた磁
場の変化をアンプ２−２で増幅し、シュミット回路２−
３で所定の閾値と比較し、その比較出力で出力トランジ
スタ２−４をオン・オフ駆動する。これにより、回転磁
石１の回転数に応じた数のパルス信号を、出力トランジ
スタ２−４を介して得ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の磁気センサによると、ホール素子２−１は一
般に磁界に対する感度が小さく、実用上、数十〜数百ガ
ウスのレベルの磁束密度しか検出できない。このため、
回転磁石１として強力な磁石を必要とし、コストが高く
なる。また、磁界に対する感度が小さいため、遠方から
の検出（回転磁石１に対してホールＩＣ２を遠くへ離
す）もできなかった。また、温度に対する感度変化が大
きいばかりでなく、耐熱性にも劣るため、温度変化の大
きい場所や高温の環境では使用することができなかっ
た。
うな従来の磁気センサによると、ホール素子２−１は一
般に磁界に対する感度が小さく、実用上、数十〜数百ガ
ウスのレベルの磁束密度しか検出できない。このため、
回転磁石１として強力な磁石を必要とし、コストが高く
なる。また、磁界に対する感度が小さいため、遠方から
の検出（回転磁石１に対してホールＩＣ２を遠くへ離
す）もできなかった。また、温度に対する感度変化が大
きいばかりでなく、耐熱性にも劣るため、温度変化の大
きい場所や高温の環境では使用することができなかっ
た。
【０００４】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、磁界に対す
る感度が大きく、温度に対する感度変化を少なくするこ
との可能な、また、耐熱性に優れたものとすることの可
能な磁気センサを提供することにある。
なされたもので、その目的とするところは、磁界に対す
る感度が大きく、温度に対する感度変化を少なくするこ
との可能な、また、耐熱性に優れたものとすることの可
能な磁気センサを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、第１発明（請求項１に係る発明）は、磁心
と、この磁心に巻装された励磁コイルと、この励磁コイ
ルに一定極性の方形波状の励磁電流を繰り返し流す励磁
手段と、励磁コイルが巻装された磁心に巻装され、方形
波状の励磁電流の立ち上がりおよび立ち下がりと対応し
て被測定磁界の大きさに応じた反対極性のピークを有す
る出力信号を発生する検出コイルとを設けてフラックス
ゲート構造の磁気センサとし、検出コイルが発生する所
定極性側の出力信号を取り込み、この出力信号のピーク
が所定の閾値を越えた時の励磁電流の供給状況を監視
し、その時の励磁電流の供給状況に応じた信号を保持出
力するようにしたものである。この発明によれば、検出
コイルが発生する例えば正極性側の出力信号が取り込ま
れ、この出力信号のピークが所定の閾値を越えた時の励
磁電流の供給状況が監視され、その時の励磁電流の供給
状況に応じた信号（例えば、供給状況にあれば「Ｈ」レ
ベルの信号、供給状況になければ「Ｌ」レベルの信号）
が保持出力される。なお、この発明におけるラッチ手段
は、例えば、図１に示すラッチ回路７である。
るために、第１発明（請求項１に係る発明）は、磁心
と、この磁心に巻装された励磁コイルと、この励磁コイ
ルに一定極性の方形波状の励磁電流を繰り返し流す励磁
手段と、励磁コイルが巻装された磁心に巻装され、方形
波状の励磁電流の立ち上がりおよび立ち下がりと対応し
て被測定磁界の大きさに応じた反対極性のピークを有す
る出力信号を発生する検出コイルとを設けてフラックス
ゲート構造の磁気センサとし、検出コイルが発生する所
定極性側の出力信号を取り込み、この出力信号のピーク
が所定の閾値を越えた時の励磁電流の供給状況を監視
し、その時の励磁電流の供給状況に応じた信号を保持出
力するようにしたものである。この発明によれば、検出
コイルが発生する例えば正極性側の出力信号が取り込ま
れ、この出力信号のピークが所定の閾値を越えた時の励
磁電流の供給状況が監視され、その時の励磁電流の供給
状況に応じた信号（例えば、供給状況にあれば「Ｈ」レ
ベルの信号、供給状況になければ「Ｌ」レベルの信号）
が保持出力される。なお、この発明におけるラッチ手段
は、例えば、図１に示すラッチ回路７である。
【０００６】第２発明（請求項２に係る発明）は、第１
発明と同様、磁心と励磁コイルと励磁手段と検出コイル
とを設けてフラックスゲート構造の磁気センサとし、検
出コイルが発生する所定極性側の出力信号を取り込み、
この出力信号のピークが所定の閾値を越える毎に、その
時の励磁電流の供給状況に応じた信号を保持出力するよ
うにしたものである。この発明によれば、検出コイルが
発生する例えば正極性側の出力信号が取り込まれ、この
出力信号のピークが所定の閾値を越える毎に、その時の
励磁電流の供給状況に応じた信号（例えば、供給状況に
あれば「Ｈ」レベルの信号、供給状況になければ「Ｌ」
レベルの信号）が保持出力される。なお、この発明にお
けるラッチ手段は、例えば、図４に示すＤフリップフロ
ップ・ＦＦ１である。
発明と同様、磁心と励磁コイルと励磁手段と検出コイル
とを設けてフラックスゲート構造の磁気センサとし、検
出コイルが発生する所定極性側の出力信号を取り込み、
この出力信号のピークが所定の閾値を越える毎に、その
時の励磁電流の供給状況に応じた信号を保持出力するよ
うにしたものである。この発明によれば、検出コイルが
発生する例えば正極性側の出力信号が取り込まれ、この
出力信号のピークが所定の閾値を越える毎に、その時の
励磁電流の供給状況に応じた信号（例えば、供給状況に
あれば「Ｈ」レベルの信号、供給状況になければ「Ｌ」
レベルの信号）が保持出力される。なお、この発明にお
けるラッチ手段は、例えば、図４に示すＤフリップフロ
ップ・ＦＦ１である。
【０００７】第３発明（請求項３に係る発明）は、第１
発明と同様、磁心と励磁コイルと励磁手段と検出コイル
とを設けてフラックスゲート構造の磁気センサとし、検
出コイルが発生する所定極性側の出力信号を取り込み、
この出力信号のピークが所定の閾値を越えた時の励磁電
流の供給状況に基づき、供給状況にあれば供給状況とな
くなるまで第１の信号を保持出力し、供給状況になけれ
ば供給状況となるまで第２の信号を保持出力するように
したものである。この発明によれば、検出コイルが発生
する例えば正極性側の出力信号が取り込まれ、この出力
信号のピークが所定の閾値を越えた時の励磁電流の供給
状況に基づき、供給状況にあれば供給状況となくなるま
で第１の信号（例えば、「Ｌ」レベルの信号）が保持出
力され、供給状況になければ供給状況となるまで第２の
信号（例えば、「Ｈ」レベルの信号）が保持出力され
る。なお、この発明におけるラッチ手段は、例えば、図
５に示すラッチ回路７’である。
発明と同様、磁心と励磁コイルと励磁手段と検出コイル
とを設けてフラックスゲート構造の磁気センサとし、検
出コイルが発生する所定極性側の出力信号を取り込み、
この出力信号のピークが所定の閾値を越えた時の励磁電
流の供給状況に基づき、供給状況にあれば供給状況とな
くなるまで第１の信号を保持出力し、供給状況になけれ
ば供給状況となるまで第２の信号を保持出力するように
したものである。この発明によれば、検出コイルが発生
する例えば正極性側の出力信号が取り込まれ、この出力
信号のピークが所定の閾値を越えた時の励磁電流の供給
状況に基づき、供給状況にあれば供給状況となくなるま
で第１の信号（例えば、「Ｌ」レベルの信号）が保持出
力され、供給状況になければ供給状況となるまで第２の
信号（例えば、「Ｈ」レベルの信号）が保持出力され
る。なお、この発明におけるラッチ手段は、例えば、図
５に示すラッチ回路７’である。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
き詳細に説明する。 〔実施の形態１〕図１はこの発明の一実施の形態を示す
要部の構成図である。同図において、３は磁心、４は磁
心３に巻装された励磁コイル、５は励磁コイル４に一定
極性の方形波状の励磁電流を繰り返し流す励磁手段、６
は励磁コイル４が巻装された磁心３に巻装され、励磁手
段５が流す方形波状の励磁電流の立ち上がりおよび立ち
下がりと対応して被測定磁界の大きさに応じた反対極性
のピークを有する出力信号を発生する検出コイル、７は
検出コイル６が発生する正極性側の出力信号を取り込
み、この出力信号のピークが所定の閾値を越えた時、そ
の時の励磁電流の供給状況に応じた信号を保持出力する
ラッチ回路である。
き詳細に説明する。 〔実施の形態１〕図１はこの発明の一実施の形態を示す
要部の構成図である。同図において、３は磁心、４は磁
心３に巻装された励磁コイル、５は励磁コイル４に一定
極性の方形波状の励磁電流を繰り返し流す励磁手段、６
は励磁コイル４が巻装された磁心３に巻装され、励磁手
段５が流す方形波状の励磁電流の立ち上がりおよび立ち
下がりと対応して被測定磁界の大きさに応じた反対極性
のピークを有する出力信号を発生する検出コイル、７は
検出コイル６が発生する正極性側の出力信号を取り込
み、この出力信号のピークが所定の閾値を越えた時、そ
の時の励磁電流の供給状況に応じた信号を保持出力する
ラッチ回路である。
【０００９】この実施の形態において、励磁手段５は、
所定周波数の発振信号を発生する発振回路５−１と、発
振回路５−１からの発振信号と同期して一定極性の方形
波状の励磁電流を励磁コイル４へ流す励磁回路５−２と
から構成されている。また、ラッチ回路７は、検出コイ
ル６が発生する正極性側の出力信号が所定の閾値を越え
た時、その時の励磁電流の供給状況に応じた信号を保持
出力するが、励磁電流の供給状況に応じた信号として発
振回路５−１が発生する発振信号のレベルを保持出力す
る。また、磁心３としては、パーマロイやアモルファス
等の温度に対し磁気特性の変化が少なく、耐熱性の高い
材料を用いている。
所定周波数の発振信号を発生する発振回路５−１と、発
振回路５−１からの発振信号と同期して一定極性の方形
波状の励磁電流を励磁コイル４へ流す励磁回路５−２と
から構成されている。また、ラッチ回路７は、検出コイ
ル６が発生する正極性側の出力信号が所定の閾値を越え
た時、その時の励磁電流の供給状況に応じた信号を保持
出力するが、励磁電流の供給状況に応じた信号として発
振回路５−１が発生する発振信号のレベルを保持出力す
る。また、磁心３としては、パーマロイやアモルファス
等の温度に対し磁気特性の変化が少なく、耐熱性の高い
材料を用いている。
【００１０】図２は励磁コイル４および検出コイル６の
磁心３への巻装状況を例示する図である。この例では、
磁心３を磁心部３−１と３−２とに分割し、この磁心部
３−１および３−２に図２に示すようにそれぞれ逆方向
に巻かれた励磁コイル４を巻装し、この励磁コイル４が
巻装された磁心３に検出コイル６を巻装している。な
お、図２において、Ｙは被測定磁界の方向を示してい
る。
磁心３への巻装状況を例示する図である。この例では、
磁心３を磁心部３−１と３−２とに分割し、この磁心部
３−１および３−２に図２に示すようにそれぞれ逆方向
に巻かれた励磁コイル４を巻装し、この励磁コイル４が
巻装された磁心３に検出コイル６を巻装している。な
お、図２において、Ｙは被測定磁界の方向を示してい
る。
【００１１】次に、この磁気センサの動作を、図３に示
すタイムチャートを参照しながら説明する。図２におい
て、回転磁石１が回転すると、被測定磁界の方向Ｙの磁
界（以下、単に被測定磁界と呼ぶ）は、略ｓｉｎカーブ
の特性で変化する（図３（ａ））。この磁界変化に対
し、図３（ｂ）に示すような励磁電圧を励磁コイル４に
加え、一定極性の方形波状の励磁電流を励磁コイル４へ
流すと、この方形波状の励磁電流の立ち上がりおよび立
ち下がり直後に、検出コイル６に反対極性のピークを有
する出力信号（出力電圧）が発生する（図３（ｃ））。
この出力信号は、被測定磁界の大きさに略比例した大き
さで、被測定磁界の極が反転すると出力信号の極性も反
転する。なお、この原理については、特開昭６１−８３
９０９号公報に説明されているので、ここではその詳細
な説明は省略する。
すタイムチャートを参照しながら説明する。図２におい
て、回転磁石１が回転すると、被測定磁界の方向Ｙの磁
界（以下、単に被測定磁界と呼ぶ）は、略ｓｉｎカーブ
の特性で変化する（図３（ａ））。この磁界変化に対
し、図３（ｂ）に示すような励磁電圧を励磁コイル４に
加え、一定極性の方形波状の励磁電流を励磁コイル４へ
流すと、この方形波状の励磁電流の立ち上がりおよび立
ち下がり直後に、検出コイル６に反対極性のピークを有
する出力信号（出力電圧）が発生する（図３（ｃ））。
この出力信号は、被測定磁界の大きさに略比例した大き
さで、被測定磁界の極が反転すると出力信号の極性も反
転する。なお、この原理については、特開昭６１−８３
９０９号公報に説明されているので、ここではその詳細
な説明は省略する。
【００１２】検出コイル６が発生する出力信号はラッチ
回路７へ与えられる。ラッチ回路７は、検出コイル６が
発生する正極性側の出力信号を取り込み、この出力信号
のピークが所定の閾値（図３（ｄ）に示すＶａ）を越え
た時（図３（ｄ）に示すｔ１点）、その時の励磁電流の
供給状況に応じた信号として、発振回路５−１が発生し
ている発振信号のレベル（「Ｈ」レベル）を保持出力す
る（図３（ｅ）に示すｔ１点）。なお、閾値Ｖａは、検
出コイル６が発生する正極性側の出力信号の最小値と最
大値との間の適当な値として設定している。
回路７へ与えられる。ラッチ回路７は、検出コイル６が
発生する正極性側の出力信号を取り込み、この出力信号
のピークが所定の閾値（図３（ｄ）に示すＶａ）を越え
た時（図３（ｄ）に示すｔ１点）、その時の励磁電流の
供給状況に応じた信号として、発振回路５−１が発生し
ている発振信号のレベル（「Ｈ」レベル）を保持出力す
る（図３（ｅ）に示すｔ１点）。なお、閾値Ｖａは、検
出コイル６が発生する正極性側の出力信号の最小値と最
大値との間の適当な値として設定している。
【００１３】ラッチ回路７は、ｔ１点で保持した「Ｈ」
レベルの信号をｔ２点まで保持し、ｔ２点からは「Ｌ」
レベルの信号を保持出力する。すなわち、ラッチ回路７
は、検出コイル６が発生する正極性側の出力信号のピー
クが閾値Ｖａを越えた時の発振信号のレベルを監視し、
そのレベルが「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルへと反転す
るｔ２点において、それまで保持出力していた「Ｈ」レ
ベルの信号に代えて「Ｌ」レベルの信号を保持出力す
る。これにより、ラッチ回路７から、回転磁石１の１回
転当たり１パルスの出力が得られる。
レベルの信号をｔ２点まで保持し、ｔ２点からは「Ｌ」
レベルの信号を保持出力する。すなわち、ラッチ回路７
は、検出コイル６が発生する正極性側の出力信号のピー
クが閾値Ｖａを越えた時の発振信号のレベルを監視し、
そのレベルが「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルへと反転す
るｔ２点において、それまで保持出力していた「Ｈ」レ
ベルの信号に代えて「Ｌ」レベルの信号を保持出力す
る。これにより、ラッチ回路７から、回転磁石１の１回
転当たり１パルスの出力が得られる。
【００１４】この磁気センサによれば、磁心３，励磁コ
イル４，励磁手段５，検出コイル６を用いたフラックス
ゲート構造としているため、地磁気のレベルである０．
１ガウス程度の磁気変化を検出することができる感度が
あり、すなわち磁界に対する感度が大きく、回転磁石１
として安価な弱い磁石の使用が可能となり、遠方からの
検出も可能となる。また、磁心３として、パーマロイや
アモルファス等の温度に対し磁気特性の変化が少なく、
耐熱性の高い材料を用いているので、温度に対する感度
変化が少なく、耐熱性に優れたものとなり、温度変化の
大きな場所や高温の環境での使用が可能となる。
イル４，励磁手段５，検出コイル６を用いたフラックス
ゲート構造としているため、地磁気のレベルである０．
１ガウス程度の磁気変化を検出することができる感度が
あり、すなわち磁界に対する感度が大きく、回転磁石１
として安価な弱い磁石の使用が可能となり、遠方からの
検出も可能となる。また、磁心３として、パーマロイや
アモルファス等の温度に対し磁気特性の変化が少なく、
耐熱性の高い材料を用いているので、温度に対する感度
変化が少なく、耐熱性に優れたものとなり、温度変化の
大きな場所や高温の環境での使用が可能となる。
【００１５】〔実施の形態２〕図４はこの発明の他の実
施の形態の要部を示す図である。この実施の形態では、
励磁回路５−２をインバータ論理回路ＩＮＶ１と抵抗Ｒ
１とで構成し、ラッチ回路としてＤフリップフロップ・
ＦＦ１を用いている。励磁回路５−２は、発振回路５−
１からの発振信号と同期して一定極性の方形波状の励磁
電流を励磁コイル４へ流す。Ｄフリップフロップ・ＦＦ
１は、検出コイル６が発生する正極性側の出力信号をそ
のクロック端子ＣＫへの入力とし、この出力信号のピー
クが閾値Ｖａを越える毎に、発振回路５−１が発生して
いる発振信号のレベル（Ｄ入力）を保持出力する（Ｑ出
力）。これにより、実施の形態１と同様、Ｄフリップフ
ロップ・ＦＦ１から回転磁石１の１回転当たり１パルス
の出力が得られる。
施の形態の要部を示す図である。この実施の形態では、
励磁回路５−２をインバータ論理回路ＩＮＶ１と抵抗Ｒ
１とで構成し、ラッチ回路としてＤフリップフロップ・
ＦＦ１を用いている。励磁回路５−２は、発振回路５−
１からの発振信号と同期して一定極性の方形波状の励磁
電流を励磁コイル４へ流す。Ｄフリップフロップ・ＦＦ
１は、検出コイル６が発生する正極性側の出力信号をそ
のクロック端子ＣＫへの入力とし、この出力信号のピー
クが閾値Ｖａを越える毎に、発振回路５−１が発生して
いる発振信号のレベル（Ｄ入力）を保持出力する（Ｑ出
力）。これにより、実施の形態１と同様、Ｄフリップフ
ロップ・ＦＦ１から回転磁石１の１回転当たり１パルス
の出力が得られる。
【００１６】〔実施の形態３〕図５はこの発明の別の実
施の形態の要部を示す図である。この実施の形態では、
励磁回路５−２をインバータ論理回路ＩＮＶ１と抵抗Ｒ
１とで構成し、ラッチ回路としてＲＳフリップフロップ
・ＦＦ２およびアンドゲートＡＮＤ１，ＡＮＤ２よりな
るラッチ回路７’を用いている。ラッチ回路７’におい
て、アンドゲートＡＮＤ１の出力はＲＳフリップフロッ
プ・ＦＦ２のＲ入力に接続され、アンドゲートＡＮＤ２
の出力はＲＳフリップフロップ・ＦＦ２のＳ入力に接続
されている。また、アンドゲートＡＮＤ１，ＡＮＤ２の
一端には検出コイル６が発生する正極性側の出力信号が
与えられ、アンドゲートＡＮＤ１の他端には発振回路５
−１からの発振信号がダイレクトに、またアンドゲート
ＡＮＤ２の他端には発振回路５−２からの発振信号が反
転して与えられるものとされている。
施の形態の要部を示す図である。この実施の形態では、
励磁回路５−２をインバータ論理回路ＩＮＶ１と抵抗Ｒ
１とで構成し、ラッチ回路としてＲＳフリップフロップ
・ＦＦ２およびアンドゲートＡＮＤ１，ＡＮＤ２よりな
るラッチ回路７’を用いている。ラッチ回路７’におい
て、アンドゲートＡＮＤ１の出力はＲＳフリップフロッ
プ・ＦＦ２のＲ入力に接続され、アンドゲートＡＮＤ２
の出力はＲＳフリップフロップ・ＦＦ２のＳ入力に接続
されている。また、アンドゲートＡＮＤ１，ＡＮＤ２の
一端には検出コイル６が発生する正極性側の出力信号が
与えられ、アンドゲートＡＮＤ１の他端には発振回路５
−１からの発振信号がダイレクトに、またアンドゲート
ＡＮＤ２の他端には発振回路５−２からの発振信号が反
転して与えられるものとされている。
【００１７】励磁回路５−２は、発振回路５−１からの
発振信号と同期して一定極性の方形波状の励磁電流を励
磁コイル４へ流す。検出コイル６が発生する正極性側の
出力信号はアンドゲートＡＮＤ１，ＡＮＤ２の一端へ与
えられる。アンドゲートＡＮＤ１は、検出コイル６が発
生する正極性側の出力信号のピークが閾値Ｖａを越える
と、発振回路５−２からの発振信号に対してゲートを開
く。アンドゲートＡＮＤ２は、検出コイル６が発生する
正極性側の出力信号のピークが閾値Ｖａを越えると、発
振回路５−２からの反転された発振信号に対してゲート
を開く。
発振信号と同期して一定極性の方形波状の励磁電流を励
磁コイル４へ流す。検出コイル６が発生する正極性側の
出力信号はアンドゲートＡＮＤ１，ＡＮＤ２の一端へ与
えられる。アンドゲートＡＮＤ１は、検出コイル６が発
生する正極性側の出力信号のピークが閾値Ｖａを越える
と、発振回路５−２からの発振信号に対してゲートを開
く。アンドゲートＡＮＤ２は、検出コイル６が発生する
正極性側の出力信号のピークが閾値Ｖａを越えると、発
振回路５−２からの反転された発振信号に対してゲート
を開く。
【００１８】ここで、例えば、第３図（ｄ）に示すｔ１
点において、検出コイル６が発生する正極性側の出力信
号のピークが閾値Ｖａを越えたとする。この場合、アン
ドゲートＡＮＤ１は、発振回路５−２からの発振信号
（「Ｈ」レベル）を通過させ、ＲＳフリップフロップ・
ＦＦ２のＲ入力へ送る。これにより、ＲＳフリップフロ
ップ・ＦＦ２はリセット状態とされ、そのＱ出力は
「Ｌ」レベルとなる。一旦リセット状態とされると、Ｒ
Ｓフリップフロップ・ＦＦ２は、そのＳ入力に「Ｈ」レ
ベルの信号が入力されるまでリセット状態を保持する。
点において、検出コイル６が発生する正極性側の出力信
号のピークが閾値Ｖａを越えたとする。この場合、アン
ドゲートＡＮＤ１は、発振回路５−２からの発振信号
（「Ｈ」レベル）を通過させ、ＲＳフリップフロップ・
ＦＦ２のＲ入力へ送る。これにより、ＲＳフリップフロ
ップ・ＦＦ２はリセット状態とされ、そのＱ出力は
「Ｌ」レベルとなる。一旦リセット状態とされると、Ｒ
Ｓフリップフロップ・ＦＦ２は、そのＳ入力に「Ｈ」レ
ベルの信号が入力されるまでリセット状態を保持する。
【００１９】また、例えば、第３図（ｄ）に示すｔ２点
において、検出コイル６が発生する正極性側の出力信号
のピークが閾値Ｖａを越えたとする。この場合、アンド
ゲートＡＮＤ２は、発振回路５−２からの反転された発
振信号（「Ｈ」レベル）を通過させ、ＲＳフリップフロ
ップ・ＦＦ２のＳ入力へ送る。これにより、ＲＳフリッ
プフロップ・ＦＦ２はセット状態とされ、そのＱ出力は
「Ｈ」レベルとなる。一旦セット状態とされると、ＲＳ
フリップフロップ・ＦＦ２は、そのＲ入力に「Ｈ」レベ
ルの信号が入力されるまでセット状態を保持する。
において、検出コイル６が発生する正極性側の出力信号
のピークが閾値Ｖａを越えたとする。この場合、アンド
ゲートＡＮＤ２は、発振回路５−２からの反転された発
振信号（「Ｈ」レベル）を通過させ、ＲＳフリップフロ
ップ・ＦＦ２のＳ入力へ送る。これにより、ＲＳフリッ
プフロップ・ＦＦ２はセット状態とされ、そのＱ出力は
「Ｈ」レベルとなる。一旦セット状態とされると、ＲＳ
フリップフロップ・ＦＦ２は、そのＲ入力に「Ｈ」レベ
ルの信号が入力されるまでセット状態を保持する。
【００２０】これにより、実施の形態１と同様、Ｄフリ
ップフロップ・ＦＦ２から回転磁石１の１回転当たり１
パルスの出力が得られる。
ップフロップ・ＦＦ２から回転磁石１の１回転当たり１
パルスの出力が得られる。
【００２１】なお、上述した各実施の形態では、励磁コ
イル４および検出コイル６の磁心３への巻装状況を図２
のような１軸方向検出の構成としたが、図６に示すよう
な２軸方向検出の構成としてもよい。図６では、磁心３
を環状磁心とし、この環状磁心３のリング部に励磁コイ
ル４を巻装し、この励磁コイル４が巻装された環状磁心
３に交差してＡ相検出コイル６−１およびＢ相検出コイ
ル６−２を巻装している。なお、図６において、ＹA ，
ＹB は被測定磁界の方向を示す。また、図７に示すよう
に、励磁コイル４の巻装された環状磁心３に検出コイル
６を巻装した１軸方向検出の構成としてもよい。
イル４および検出コイル６の磁心３への巻装状況を図２
のような１軸方向検出の構成としたが、図６に示すよう
な２軸方向検出の構成としてもよい。図６では、磁心３
を環状磁心とし、この環状磁心３のリング部に励磁コイ
ル４を巻装し、この励磁コイル４が巻装された環状磁心
３に交差してＡ相検出コイル６−１およびＢ相検出コイ
ル６−２を巻装している。なお、図６において、ＹA ，
ＹB は被測定磁界の方向を示す。また、図７に示すよう
に、励磁コイル４の巻装された環状磁心３に検出コイル
６を巻装した１軸方向検出の構成としてもよい。
【００２２】また、上述した各実施の形態では、回転磁
石１の１回転当たり１パルスの出力を得るものとした
が、回転磁石１の極数により１回転当たりの出力パルス
数は任意に変えることが可能である。また、上述した各
実施の形態では、回転運動を検出する構成について説明
したが、直線運動を検出するような構成としてもよい。
また、上述した各実施の形態では、検出コイル６が発生
する正極性側の出力信号を取り込むものとしたが、検出
コイル６が発生する負極性側の出力信号を取り込むよう
な構成としてもよい。この場合、閾値Ｖａは、負極性側
の値として定められることは言うまでもない。また、上
述した各実施の形態では、励磁コイル４に正極性の方形
波状の励磁電流を流すようにしたが、負極性の方形波状
の励磁電流を流すようにしてもよい。
石１の１回転当たり１パルスの出力を得るものとした
が、回転磁石１の極数により１回転当たりの出力パルス
数は任意に変えることが可能である。また、上述した各
実施の形態では、回転運動を検出する構成について説明
したが、直線運動を検出するような構成としてもよい。
また、上述した各実施の形態では、検出コイル６が発生
する正極性側の出力信号を取り込むものとしたが、検出
コイル６が発生する負極性側の出力信号を取り込むよう
な構成としてもよい。この場合、閾値Ｖａは、負極性側
の値として定められることは言うまでもない。また、上
述した各実施の形態では、励磁コイル４に正極性の方形
波状の励磁電流を流すようにしたが、負極性の方形波状
の励磁電流を流すようにしてもよい。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、磁心と励磁コイルと励磁手段と検出コイ
ルとを設けてフラックスゲート構造の磁気センサとし、
検出コイルが発生する所定極性側の出力信号を取り込
み、この出力信号のピークが所定の閾値を越えた時の励
磁電流の供給状況を監視し、その時の励磁電流の供給状
況に応じた信号を保持出力するようにしたので、従来の
ホール素子等を用いたものに比べ磁界に対する感度を大
きくすることができる。これにより、回転運動や直線運
動を検出する際に用いる磁石として安価な弱い磁石の使
用が可能となり、遠方からの検出も可能となる。また、
本発明によれば、磁心として、パーマロイやアモルファ
ス等の温度に対し磁気特性の変化が少なく、耐熱性の高
い材料を用いることができ、このような材料を用いるこ
とにより、温度に対する感度変化が少なく、また、耐熱
性に優れたものとすることが可能となる。
発明によれば、磁心と励磁コイルと励磁手段と検出コイ
ルとを設けてフラックスゲート構造の磁気センサとし、
検出コイルが発生する所定極性側の出力信号を取り込
み、この出力信号のピークが所定の閾値を越えた時の励
磁電流の供給状況を監視し、その時の励磁電流の供給状
況に応じた信号を保持出力するようにしたので、従来の
ホール素子等を用いたものに比べ磁界に対する感度を大
きくすることができる。これにより、回転運動や直線運
動を検出する際に用いる磁石として安価な弱い磁石の使
用が可能となり、遠方からの検出も可能となる。また、
本発明によれば、磁心として、パーマロイやアモルファ
ス等の温度に対し磁気特性の変化が少なく、耐熱性の高
い材料を用いることができ、このような材料を用いるこ
とにより、温度に対する感度変化が少なく、また、耐熱
性に優れたものとすることが可能となる。
【図１】 本発明の一実施の形態（実施の形態１）を示
す要部の構成図である。
す要部の構成図である。
【図２】 図１における励磁コイルおよび検出コイルの
磁心への巻装状況を例示する図である。
磁心への巻装状況を例示する図である。
【図３】 図１に示した磁気センサの動作を説明するた
めのタイムチャートである。
めのタイムチャートである。
【図４】 本発明の他の実施の形態（実施の形態２）を
示す要部の構成図である。
示す要部の構成図である。
【図５】 本発明の別の実施の形態（実施の形態３）を
示す要部の構成図である。
示す要部の構成図である。
【図６】 励磁コイルおよび検出コイルの磁心への巻装
状況の他の例（環状磁心を用いた２軸方向検出の構成）
を示す図である。
状況の他の例（環状磁心を用いた２軸方向検出の構成）
を示す図である。
【図７】 励磁コイルおよび検出コイルの磁心への巻装
状況の他の例（環状磁心を用いた１軸方向検出の構成）
を示す図である。
状況の他の例（環状磁心を用いた１軸方向検出の構成）
を示す図である。
【図８】 従来の磁気センサの要部の構成を示す図であ
る。
る。
１…磁石（回転磁石）、３…磁心、４…励磁コイル、５
…励磁手段、５−１…発振回路、５−２…励磁回路、６
…検出コイル、７…ラッチ回路、ＦＦ１…Ｄフリップフ
ロップ、７’…ラッチ回路、ＡＮＤ１，ＡＮＤ２…アン
ドゲート、ＦＦ２…ＲＳフリップフロップ。
…励磁手段、５−１…発振回路、５−２…励磁回路、６
…検出コイル、７…ラッチ回路、ＦＦ１…Ｄフリップフ
ロップ、７’…ラッチ回路、ＡＮＤ１，ＡＮＤ２…アン
ドゲート、ＦＦ２…ＲＳフリップフロップ。
Claims (3)
- 【請求項１】 磁心と、この磁心に巻装された励磁コイ
ルと、 この励磁コイルに一定極性の方形波状の励磁電流を繰り
返し流す励磁手段と、 前記励磁コイルが巻装された磁心に巻装され、前記方形
波状の励磁電流の立ち上がりおよび立ち下がりと対応し
て被測定磁界の大きさに応じた反対極性のピークを有す
る出力信号を発生する検出コイルと、 この検出コイルが発生する所定極性側の出力信号を取り
込み、この出力信号のピークが所定の閾値を越えた時の
前記励磁電流の供給状況を監視し、その時の励磁電流の
供給状況に応じた信号を保持出力するラッチ手段とを備
えたことを特徴とする磁気センサ。 - 【請求項２】 磁心と、この磁心に巻装された励磁コイ
ルと、 この励磁コイルに一定極性の方形波状の励磁電流を繰り
返し流す励磁手段と、 前記励磁コイルが巻装された磁心に巻装され、前記方形
波状の励磁電流の立ち上がりおよび立ち下がりと対応し
て被測定磁界の大きさに応じた反対極性のピークを有す
る出力信号を発生する検出コイルと、 この検出コイルが発生する所定極性側の出力信号を取り
込み、この出力信号のピークが所定の閾値を越える毎
に、その時の前記励磁電流の供給状況に応じた信号を保
持出力するラッチ手段とを備えたことを特徴とする磁気
センサ。 - 【請求項３】 磁心と、この磁心に巻装された励磁コイ
ルと、 この励磁コイルに一定極性の方形波状の励磁電流を繰り
返し流す励磁手段と、 前記励磁コイルが巻装された磁心に巻装され、前記方形
波状の励磁電流の立ち上がりおよび立ち下がりと対応し
て被測定磁界の大きさに応じた反対極性のピークを有す
る出力信号を発生する検出コイルと、 この検出コイルが発生する所定極性側の出力信号を取り
込み、この出力信号のピークが所定の閾値を越えた時の
前記励磁電流の供給状況に基づき、供給状況にあれば供
給状況となくなるまで第１の信号を保持出力し、供給状
況になければ供給状況となるまで第２の信号を保持出力
するラッチ手段とを備えたことを特徴とする磁気セン
サ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7272381A JPH09113275A (ja) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | 磁気センサ |
| DE19643153A DE19643153C2 (de) | 1995-10-20 | 1996-10-18 | Magnetischer Sensor |
| US08/732,766 US5793208A (en) | 1995-10-20 | 1996-10-21 | Excited magnetic sensor with latch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7272381A JPH09113275A (ja) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | 磁気センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09113275A true JPH09113275A (ja) | 1997-05-02 |
Family
ID=17513099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7272381A Pending JPH09113275A (ja) | 1995-10-20 | 1995-10-20 | 磁気センサ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5793208A (ja) |
| JP (1) | JPH09113275A (ja) |
| DE (1) | DE19643153C2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10326990A1 (de) * | 2003-06-12 | 2005-01-20 | Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH | Messvorrichtung mit einem Messfühler |
| US7535221B2 (en) * | 2006-03-17 | 2009-05-19 | Citizen Holdings Co., Ltd. | Magnetic sensor element and electronic directional measuring device |
| GB2493000B (en) * | 2011-07-20 | 2013-07-10 | Cambridge Silicon Radio Ltd | A power supply module |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3568052A (en) * | 1969-06-06 | 1971-03-02 | William W Anderson | Time interval magnetometer |
| US4290018A (en) * | 1979-08-22 | 1981-09-15 | Rockwell International Corporation | Magnetic field strength measuring apparatus with triangular waveform drive means |
| US4303886A (en) * | 1979-08-22 | 1981-12-01 | Rockwell International Corporation | Magnetic field strength measuring apparatus |
| US4480226A (en) * | 1979-09-12 | 1984-10-30 | Nippon Soken, Inc. | Apparatus for indicating the direction of a vehicle with abnormal field sensing circuits |
| DE3345791A1 (de) * | 1983-12-17 | 1985-06-27 | Vdo Adolf Schindling Ag, 6000 Frankfurt | Beruehrungsloser elektronischer winkelgeber |
| JPS6183909A (ja) * | 1984-10-01 | 1986-04-28 | Hitachi Metals Ltd | 磁気方位検出方法及び装置 |
-
1995
- 1995-10-20 JP JP7272381A patent/JPH09113275A/ja active Pending
-
1996
- 1996-10-18 DE DE19643153A patent/DE19643153C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-10-21 US US08/732,766 patent/US5793208A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5793208A (en) | 1998-08-11 |
| DE19643153C2 (de) | 1999-03-18 |
| DE19643153A1 (de) | 1997-04-24 |
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