JPH0943323A - Method and apparatus for detecting polarity of applied magnetic field - Google Patents
Method and apparatus for detecting polarity of applied magnetic fieldInfo
- Publication number
- JPH0943323A JPH0943323A JP7216698A JP21669895A JPH0943323A JP H0943323 A JPH0943323 A JP H0943323A JP 7216698 A JP7216698 A JP 7216698A JP 21669895 A JP21669895 A JP 21669895A JP H0943323 A JPH0943323 A JP H0943323A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- polarity
- magnetoresistive effect
- effect element
- measured
- 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.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 49
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 abstract description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003271 Ni-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N indium antimonide Chemical compound [Sb]#[In] WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 加えられる磁界の方向が正、負のいずれであ
っても同一の抵抗変化特性を示す磁気抵抗効果素子を用
いて、被測定磁界の極性を検出可能とする。
【解決手段】 磁気抵抗効果素子１に励磁手段３から所
定周波数の交流磁界を定常的に加えた状態で、同磁気抵
抗効果素子１に被測定磁界を印加し、同磁気抵抗効果素
子１から得られる出力信号を上記交流磁界に同期させて
同期極性反転を行ない、その極性反転波形を平滑して所
定の基準レベルと比較することにより、被測定磁界の極
性を検出する。
(57) Abstract: It is possible to detect the polarity of a magnetic field to be measured by using a magnetoresistive effect element that exhibits the same resistance change characteristic regardless of whether the direction of an applied magnetic field is positive or negative. SOLUTION: A magnetic field to be measured is applied to the magnetoresistive effect element 1 in a state where an alternating magnetic field having a predetermined frequency is constantly applied to the magnetoresistive effect element 1 to obtain from the magnetoresistive effect element 1. The polarity of the magnetic field to be measured is detected by synchronizing the generated output signal with the alternating magnetic field to invert the synchronous polarity, smoothing the polarity inversion waveform, and comparing the waveform with a predetermined reference level.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は印加磁界の極性検出
方法およびその装置に関し、さらに詳しく言えば、磁気
抵抗効果素子を用いて印加磁界の極性（正、負の方向）
を検出し得るようにした印加磁界の極性検出方法および
その装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for detecting the polarity of an applied magnetic field, and more specifically, the polarity of the applied magnetic field (positive and negative directions) using a magnetoresistive effect element.
And a device for detecting the polarity of an applied magnetic field.
【０００２】[0002]
【従来の技術】加えられる磁界の強弱によって抵抗値が
変化する磁電変換素子としては、まずホール素子が挙げ
られ、その用途の一つにクランプ式電流計がある。すな
わち、クランプ式電流計において、ホール素子は開閉可
能に組み合わせられた一対の磁気コアの突き合わせ端面
に配置され、被測定電路に流れる電流によりその磁気コ
アに誘起された磁束が同ホール素子に対して直交するよ
うになされている。2. Description of the Related Art As a magnetoelectric conversion element whose resistance value changes depending on the strength of an applied magnetic field, a Hall element is first mentioned, and one of its applications is a clamp type ammeter. That is, in the clamp type ammeter, the Hall element is arranged at the abutting end faces of a pair of magnetic cores that can be opened and closed, and the magnetic flux induced in the magnetic core by the current flowing in the measured electric path is applied to the Hall element. It is designed to be orthogonal.
【０００３】ところで、ホール素子はその素子自体の厚
さについてはある程度まで薄くすることは可能である
が、外装や端子の引き出し構造などにより制約を受けて
全体としての厚さとなると、その薄型化には限界があ
る。したがって、両磁気コアの突き合わせ端面間にホー
ル素子を配置することにより、大きな磁気ギャップが形
成されることになるため、特に小電流測定の場合には感
度の点で問題があった。By the way, the Hall element can be thinned to a certain extent, but if the Hall element is limited in thickness due to restrictions such as an exterior or a lead-out structure of a terminal, the Hall element is reduced in thickness. Has a limit. Therefore, since a large magnetic gap is formed by disposing the Hall element between the abutting end faces of both magnetic cores, there is a problem in terms of sensitivity particularly in the case of measuring a small current.
【０００４】そこで、例えば特開昭５９−７９８６０号
公報には、絶縁基板上に帯状に形成され、印加される磁
界によってその抵抗値が変化する磁性金属膜からなる磁
気抵抗効果素子が提案されている。この場合、その磁性
金属膜は、例えば７０〜８０ｗｔ％のニッケルを含むＮ
ｉ−Ｃｏ合金、もしくは８０〜９０ｗｔ％ニッケルを含
むＮｉ−Ｆｅ合金などが好適であり、スパッタ法などに
より例えば２０００〜３０００オングストロームの厚さ
に形成される。したがって、これによればホール素子に
比べてその厚さを十分に薄くすることができる。Therefore, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-79860 proposes a magnetoresistive effect element formed of a magnetic metal film formed in a strip shape on an insulating substrate and having its resistance value changed by an applied magnetic field. There is. In this case, the magnetic metal film contains N containing 70 to 80 wt% of nickel, for example.
An i-Co alloy or a Ni-Fe alloy containing 80 to 90 wt% nickel is suitable, and is formed to have a thickness of 2000 to 3000 angstrom by a sputtering method or the like. Therefore, according to this, the thickness can be made sufficiently thin as compared with the Hall element.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の磁気抵抗効果素子は図６に示されているように、外部
から印加される磁界Φに対して、その極性が正（＋
Φ）、負（−Φ）のいずれの場合でも同一の抵抗変化特
性、すなわちＸ軸を磁界Φ、Ｙ軸を抵抗Ｒとするとき、
Ｙ軸を中心として左右対称の特性を示すため、印加磁界
Φの極性については検出することができない。However, as shown in FIG. 6, this type of magnetoresistive effect element has a positive polarity (+) with respect to a magnetic field Φ applied from the outside.
Φ) and negative (−Φ) are the same resistance change characteristics, that is, when the X-axis is the magnetic field Φ and the Y-axis is the resistance R,
Since the characteristic is bilaterally symmetric with respect to the Y axis, the polarity of the applied magnetic field Φ cannot be detected.
【０００６】本発明は、この点を解決するためになされ
たもので、その目的は、上記のような抵抗変化特性を有
する磁気抵抗効果素子においても、印加磁界の極性を確
実に検出し得るようにした印加磁界の極性検出方法およ
びその極性検出装置を提供することにある。The present invention has been made in order to solve this point, and an object thereof is to reliably detect the polarity of an applied magnetic field even in a magnetoresistive effect element having the above resistance change characteristics. To provide a method for detecting the polarity of an applied magnetic field and a device for detecting the polarity.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、加えられる磁界の方向が正、負
のいずれであっても同一の抵抗変化特性を示す磁気抵抗
効果素子を用いて被測定磁界の極性（方向）を検出する
印加磁界の極性検出方法において、上記磁気抵抗効果素
子に所定周波数の交流磁界を定常的に加えた状態で、同
磁気抵抗効果素子に上記被測定磁界を印加するととも
に、同磁気抵抗効果素子から得られる出力信号を上記交
流磁界に同期させて極性反転を行ない、その極性反転波
形を平滑して所定の基準レベルと比較することにより、
上記被測定磁界の極性を検出することを特徴としてい
る。In order to achieve the above object, the invention of claim 1 provides a magnetoresistive effect element which exhibits the same resistance change characteristic regardless of whether the direction of an applied magnetic field is positive or negative. In the method of detecting the polarity (direction) of a magnetic field to be measured using an applied magnetic field polarity detection method, an alternating magnetic field having a predetermined frequency is constantly applied to the magnetoresistive effect element, and While applying a magnetic field, the output signal obtained from the same magnetoresistive effect element is synchronized with the AC magnetic field to perform polarity reversal, and the polarity reversal waveform is smoothed and compared with a predetermined reference level,
It is characterized in that the polarity of the magnetic field to be measured is detected.
【０００８】また、請求項２の発明においては、加えら
れる磁界の方向が正、負のいずれであっても同一の抵抗
変化特性を示す磁気抵抗効果素子と、一部に同磁気抵抗
効果素子を含み閉磁気回路を形成する磁気コアと、同磁
気コアを介して上記磁気抵抗効果素子に所定周波数の交
流磁界を加える励磁手段と、上記磁気抵抗効果素子に所
定の直流電流を供給する直流定電流源と、上記磁気抵抗
効果素子から得られる出力信号を上記交流磁界と同期し
て極性反転する同期極性反転手段と、その極性反転出力
を平滑して所定の基準レベルと比較する極性判別手段と
を備えてなることを特徴としている。According to the second aspect of the present invention, a magnetoresistive effect element exhibiting the same resistance change characteristic regardless of whether the direction of the applied magnetic field is positive or negative, and a part of the magnetoresistive effect element are provided. A magnetic core forming an enclosed magnetic circuit, an exciting means for applying an AC magnetic field of a predetermined frequency to the magnetoresistive effect element via the magnetic core, and a DC constant current for supplying a predetermined DC current to the magnetoresistive effect element. A source, a sync polarity reversing means for reversing the polarity of the output signal obtained from the magnetoresistive element in synchronization with the alternating magnetic field, and a polarity discriminating means for smoothing the polarity reversal output and comparing it with a predetermined reference level. It is characterized by being prepared.
【０００９】上記の構成において、被測定磁界が印加さ
れていない場合、磁気抵抗効果素子からの出力信号は所
定周波数の交流磁界による一定値ＶＲをとることにな
る。したがって、その出力信号を交流磁界に同期させて
極性反転すると、０レベルを中心として正、負ともにピ
ーク値（＋ＶＲ，−ＶＲ）を等しくする極性反転波形が
得られ、これを平滑するとその出力電圧は０となる。In the above structure, when the magnetic field to be measured is not applied, the output signal from the magnetoresistive element has a constant value VR due to the alternating magnetic field of a predetermined frequency. Therefore, when the polarity of the output signal is inverted in synchronization with the AC magnetic field, a polarity inversion waveform that equalizes the positive and negative peak values (+ VR, −VR) centering around the 0 level is obtained. Is 0.
【００１０】これに対して、被測定磁界が印加された場
合には、交流磁界に被測定磁界が重畳され、その被測定
磁界の極性に応じて同交流磁界にバイアスがかけられる
ことになるため、磁気抵抗効果素子からの出力信号はＶ
Ｒ＋ΔＶＲ，ＶＲ−ΔＶＲの２値をとりパルス波状に変
動する。この出力信号を交流磁界に同期させて極性反転
すると、その極性反転波形は０レベルを中心として正、
負対称ではなくなる。したがって、これを平滑すると磁
気抵抗効果素子の抵抗値の変化量が正もしくは負の値を
持つことになり、これにより被測定磁界の極性検出が可
能となる。On the other hand, when the magnetic field to be measured is applied, the magnetic field to be measured is superimposed on the AC magnetic field, and the AC magnetic field is biased according to the polarity of the magnetic field to be measured. , The output signal from the magnetoresistive element is V
It takes two values of R + ΔVR and VR−ΔVR, and fluctuates like a pulse wave. When the polarity of this output signal is inverted in synchronization with the AC magnetic field, the polarity inversion waveform is positive with 0 level as the center,
It is no longer symmetrical. Therefore, if this is smoothed, the amount of change in the resistance value of the magnetoresistive effect element will have a positive or negative value, whereby the polarity of the magnetic field to be measured can be detected.
【００１１】請求項３の発明は、請求項２に記載の極性
検出装置をクランプ式電流計に適用したもので、これに
よれば、被測定電路の電流値とともに、その電流が流れ
ている方向をも検出することが可能となる。According to a third aspect of the present invention, the polarity detecting device according to the second aspect is applied to a clamp type ammeter. According to the present invention, the current value of the electric circuit to be measured and the direction in which the current flows Can also be detected.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】図１には、本発明を印加磁界の極
性検出装置として具現した実施例が示されている。これ
によると、同極性検出装置は磁気抵抗効果素子１を閉磁
気回路の一構成要素とする磁気コア２を備えている。1 shows an embodiment in which the present invention is embodied as a polarity detecting device for an applied magnetic field. According to this, the same polarity detection device includes the magnetic core 2 having the magnetoresistive effect element 1 as one component of the closed magnetic circuit.
【００１３】この場合、磁気抵抗効果素子１には、絶縁
基板上に先に説明したＮｉ−Ｃｏ合金、Ｎｉ−Ｆｅ合金
の薄膜を形成したものが用いられるが、これに代えてそ
の薄膜をガリウム−ヒ素、インジウム−アンチモンなど
の磁性金属膜から形成することもできる。いずれにして
も、図６に示したように、印加磁界の極性（正、負の方
向）に拘らず、同一の抵抗変化特性を示すものが用いら
れる。In this case, the magnetoresistive effect element 1 is formed by forming the above-mentioned thin film of the Ni--Co alloy or the Ni--Fe alloy on the insulating substrate. Instead, the thin film is made of gallium. It can also be formed from a magnetic metal film such as arsenic or indium-antimony. In any case, as shown in FIG. 6, those exhibiting the same resistance change characteristics are used regardless of the polarity (positive or negative direction) of the applied magnetic field.
【００１４】図１には、この磁気抵抗効果素子１が磁気
コア２の一部分に嵌め込まれているように示されている
が、クランプ式電流計を例にすると、磁気コア２は開閉
可能に組み合わされた一対の磁気コアメンバーを有し、
磁気抵抗効果素子１はその突き合わせ端面に配置され
る。FIG. 1 shows that the magnetoresistive effect element 1 is fitted in a part of the magnetic core 2. However, when a clamp type ammeter is taken as an example, the magnetic core 2 can be opened and closed. Having a pair of magnetic core members
The magnetoresistive effect element 1 is arranged at the abutting end surface.
【００１５】この実施例において、磁気コア２には磁気
抵抗効果素子１に所定周波数の交流磁界φを加える励磁
手段３が設けられている。この励磁手段３は、磁気コア
２に巻回された励磁コイル３ａと、同励磁コイル３ａに
所定周波数（クロックパルスｆ）の交流磁界を供給する
パルス発振器３ｂとから構成されている。In this embodiment, the magnetic core 2 is provided with an exciting means 3 for applying an alternating magnetic field φ of a predetermined frequency to the magnetoresistive effect element 1. The exciting means 3 is composed of an exciting coil 3a wound around the magnetic core 2 and a pulse oscillator 3b for supplying the exciting coil 3a with an AC magnetic field of a predetermined frequency (clock pulse f).
【００１６】また、磁気抵抗効果素子１に関連して、こ
れに所定の直流電流を供給する直流定電流源４と、同磁
気抵抗効果素子１から得られる出力電圧ＶＲを上記パル
ス発振器３ｂのクロックパルスｆに同期して極性反転す
る同期極性反転回路５とが設けられている。そして、こ
の同期極性反転回路５の出力段にはその極性反転信号を
平滑する平滑回路８が接続されている。Further, in connection with the magnetoresistive effect element 1, a DC constant current source 4 for supplying a predetermined direct current thereto and an output voltage VR obtained from the magnetoresistive effect element 1 are supplied to the clock of the pulse oscillator 3b. A synchronous polarity reversing circuit 5 that reverses the polarity in synchronization with the pulse f is provided. A smoothing circuit 8 for smoothing the polarity inversion signal is connected to the output stage of the synchronization polarity inversion circuit 5.
【００１７】同期極性反転回路５について説明すると、
この同期極性反転回路５は磁気抵抗効果素子１に対して
並列的に接続された２つのアンプ６ａ，６ｂを備えてお
り、この場合、一方のアンプ６ａの増幅率は＋１、これ
に対して他方のアンプ６ｂの増幅率は極性反転させるた
めに−１に設定されている。The synchronous polarity reversing circuit 5 will be described below.
The synchronous polarity inverting circuit 5 includes two amplifiers 6a and 6b connected in parallel to the magnetoresistive effect element 1. In this case, one amplifier 6a has an amplification factor of +1 while the other amplifier 6a has an amplification factor of +1. The amplification factor of the amplifier 6b is set to -1 in order to invert the polarity.
【００１８】そして、各アンプ６ａ，６ｂの出力側に
は、それぞれ上記クロックパルスｆに同期して交代的に
切り替えられるスイッチ７ａ，７ｂが接続されており、
これら各スイッチ７ａ，７ｂを経た出力が平滑回路８に
入力されるようになっている。Switches 7a and 7b, which are alternately switched in synchronization with the clock pulse f, are connected to the output sides of the amplifiers 6a and 6b, respectively.
The output from each of the switches 7a and 7b is input to the smoothing circuit 8.
【００１９】次に、この極性検出装置の動作を図２ない
し図５を参照しながら説明する。まず、図２においてφ
が励磁手段３から磁気コア２を介して磁気抵抗効果素子
１に加えられる所定周波数（クロックパルスｆ）の交流
磁界で、Φが図示しない例えば被測定電路などから磁気
抵抗効果素子１に印加される外部磁界（被測定磁界）で
あるとする。Next, the operation of the polarity detecting device will be described with reference to FIGS. First, in FIG.
Is an AC magnetic field of a predetermined frequency (clock pulse f) applied to the magnetoresistive effect element 1 from the exciting means 3 via the magnetic core 2, and Φ is applied to the magnetoresistive effect element 1 from, for example, an electric circuit to be measured (not shown). It is assumed to be an external magnetic field (magnetic field to be measured).
【００２０】測定にあたって、励磁手段３から磁気抵抗
効果素子１に所定周波数の交流磁界φが定常的に加えら
れるが、外部磁界Φがない（Φ＝０）場合には、図３
（ａ）に示されているように、その交流磁界φは抵抗変
化曲線のＹ軸（Ｒ軸）を中心として左右（正負方向）に
均等に振れるため、磁気抵抗効果素子１の抵抗値Ｒは同
図（ｂ）のようにほぼ一定の連続した値を示し、したが
って同磁気抵抗効果素子１の出力側に現れる出力電圧Ｖ
Ｒも同図（ｃ）に示すようにほぼ一定値ＶＲとなる。In measurement, an alternating magnetic field φ of a predetermined frequency is constantly applied from the exciting means 3 to the magnetoresistive effect element 1, but when there is no external magnetic field Φ (Φ = 0), FIG.
As shown in (a), the AC magnetic field φ swings left and right (in the positive and negative directions) about the Y axis (R axis) of the resistance change curve, so that the resistance value R of the magnetoresistive effect element 1 is As shown in (b) of the figure, it shows a substantially constant continuous value, and therefore the output voltage V appearing on the output side of the magnetoresistive effect element 1
R also has a substantially constant value VR as shown in FIG.
【００２１】そして、この出力電圧ＶＲが次段の同期極
性反転回路５において交流磁界φに同期して極性反転さ
れる。この場合、その極性反転波形は図３（ｄ）に示さ
れているように、０レベルを中心とする均等波形となる
ため、平滑回路８の出力は「０」となる（同図（ｅ）参
照）。これにより、図示しない例えば比較回路もしくは
ＣＰＵなどの判定手段にて外部磁界なしと判定される。Then, the polarity of this output voltage VR is inverted in the synchronous polarity inversion circuit 5 in the next stage in synchronization with the AC magnetic field φ. In this case, the polarity reversal waveform is a uniform waveform centered on the 0 level, as shown in FIG. 3D, so that the output of the smoothing circuit 8 is “0” (FIG. 3E). reference). As a result, the determination means such as a comparison circuit or a CPU (not shown) determines that there is no external magnetic field.
【００２２】次に、磁気抵抗効果素子１に＋ΔΦなる外
部磁界が印加されると、図４（ａ）に示されているよう
に、交流磁界φが抵抗変化曲線のＹ軸に対して、その外
部磁界＋ΔΦ分だけ＋側にバイアスされることになる。
これにより、磁気抵抗効果素子１の抵抗が上記の抵抗値
Ｒを中心として±ΔＲに振れることになる（図４（ｂ）
参照）。Next, when an external magnetic field of + ΔΦ is applied to the magnetoresistive effect element 1, as shown in FIG. 4A, the AC magnetic field φ changes with respect to the Y axis of the resistance change curve. It will be biased to the + side by the external magnetic field + ΔΦ.
As a result, the resistance of the magnetoresistive effect element 1 swings ± ΔR around the resistance value R (FIG. 4B).
reference).
【００２３】したがって、その出力電圧ＶＲ＋ΔＶＲ，
ＶＲ−ΔＶＲを同期極性反転回路５にて極性反転する
と、その極性反転波形が同図（ｄ）のように、０レベル
に対して＋方向にオフセットがかけられたようになる。
したがって、この極性反転波形を平滑回路８にて平滑す
ることにより、０レベルよりも高い出力（＋ΔＲ）が得
られ、これに基づいて外部磁界の極性が＋であると判定
される。Therefore, the output voltage VR + ΔVR,
When the polarity of VR-ΔVR is inverted by the synchronous polarity inversion circuit 5, the polarity inversion waveform appears to be offset in the + direction with respect to the 0 level as shown in FIG.
Therefore, by smoothing this polarity inversion waveform by the smoothing circuit 8, an output (+ ΔR) higher than the 0 level is obtained, and based on this, it is determined that the polarity of the external magnetic field is +.
【００２４】これに対して、磁気抵抗効果素子１に−Δ
Φなる外部磁界が印加されると、図５（ａ）に示されて
いるように、交流磁界φが抵抗変化曲線のＹ軸に対し
て、その外部磁界−ΔΦ分だけ−側にバイアスされるこ
とになる。これにより、磁気抵抗効果素子１の抵抗が図
５（ｂ）に示されているように、上記の抵抗値Ｒを中心
として±ΔＲに振れることになるが、この場合、その波
形は図４（ｂ）とは逆相になる。On the other hand, in the magnetoresistive effect element 1, -Δ
When an external magnetic field Φ is applied, as shown in FIG. 5A, the AC magnetic field φ is biased to the − side by the external magnetic field −ΔΦ with respect to the Y axis of the resistance change curve. It will be. As a result, the resistance of the magnetoresistive effect element 1 swings ± ΔR around the resistance value R as shown in FIG. 5B, but in this case, its waveform is shown in FIG. The phase is opposite to that of b).
【００２５】そこで、この逆相とされた出力電圧ＶＲ＋
ΔＶＲ，ＶＲ−ΔＶＲ（図５（ｃ）参照）を同期極性反
転回路５にて極性反転すると、その極性反転波形が図５
（ｄ）のように、０レベルに対して−方向にオフセット
がかけられたようになる。したがって、この極性反転波
形を平滑回路８にて平滑することにより、０レベルより
も低い出力（−ΔＲ）が得られ、これに基づいて外部磁
界の極性が−であると判定される。Therefore, the output voltage VR + with the opposite phase
When the polarities of ΔVR and VR−ΔVR (see FIG. 5C) are inverted by the synchronous polarity inversion circuit 5, the polarity inversion waveform is shown in FIG.
As shown in (d), the 0 level is offset in the negative direction. Therefore, by smoothing this polarity inversion waveform by the smoothing circuit 8, an output (-ΔR) lower than the 0 level is obtained, and based on this, it is determined that the polarity of the external magnetic field is-.
【００２６】このように、本発明によれば、正負いずれ
の領域でも同一の抵抗特性を示す磁気抵抗効果素子によ
って、外部磁界（被測定磁界）の極性を検出することが
可能となる。また、その抵抗値が温度特性を持っていて
も、原理的にはその零点が動かないため、誤差が生ずる
おそれもない。As described above, according to the present invention, the polarity of the external magnetic field (magnetic field to be measured) can be detected by the magnetoresistive effect element having the same resistance characteristic in both positive and negative regions. Further, even if the resistance value has a temperature characteristic, the zero point does not move in principle, so that there is no possibility of causing an error.
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
加えられる磁界の方向が正、負のいずれであっても同一
の抵抗変化特性を示す磁気抵抗効果素子に対して、所定
周波数の交流磁界を定常的に加えた状態で、同磁気抵抗
効果素子に被測定磁界を印加し、同磁気抵抗効果素子か
ら得られる出力信号を上記交流磁界に同期させて極性反
転を行ない、その極性反転波形を平滑して所定の基準レ
ベルと比較することにより、上記被測定磁界の極性を検
出することが可能となった。As described above, according to the present invention,
A magnetoresistive effect element that exhibits the same resistance change characteristics regardless of whether the direction of the applied magnetic field is positive or negative By applying a magnetic field to be measured, synchronizing the output signal obtained from the magnetoresistive effect element with the AC magnetic field, and performing polarity reversal, smoothing the polarity reversal waveform and comparing it with a predetermined reference level, It has become possible to detect the polarity of the measurement magnetic field.
【００２８】このことは、ホール素子などに比べてより
薄型が可能な磁性金属膜からなる磁気抵抗効果素子の用
途が広げられることを意味し、例えばクランプ式電流計
に適用すると、開閉可能な磁気コアの磁気ギャップをよ
り狭くすることができることから、小電流測定に適する
感度アップが図れるとともに、その電流方向をも併せて
検出することができる。This means that the application of the magnetoresistive effect element composed of a magnetic metal film which can be made thinner than that of a Hall element or the like can be widened. For example, when the magnetoresistive effect element is applied to a clamp type ammeter, it can be opened and closed. Since the magnetic gap of the core can be made narrower, the sensitivity suitable for measuring a small current can be improved and the current direction can be detected together.
【図１】本発明による印加磁界の極性検出装置の構成を
示した模式的な回路図。FIG. 1 is a schematic circuit diagram showing a configuration of an applied magnetic field polarity detection device according to the present invention.
【図２】図１に示されている磁気抵抗効果素子とそれに
印加される磁界との関係を示した斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing the relationship between the magnetoresistive effect element shown in FIG. 1 and a magnetic field applied to it.
【図３】外部磁界が印加されていない場合の動作説明
図。FIG. 3 is an operation explanatory diagram when an external magnetic field is not applied.
【図４】＋極性の外部磁界が印加された場合の動作説明
図。FIG. 4 is an operation explanatory view when an external magnetic field of + polarity is applied.
【図５】−極性の外部磁界が印加された場合の動作説明
図。FIG. 5 is an operation explanatory diagram when a negative polarity magnetic field is applied.
【図６】磁気抵抗効果素子の抵抗変化特性を示した特性
図。FIG. 6 is a characteristic diagram showing resistance change characteristics of a magnetoresistive effect element.
１ 磁気抵抗効果素子 ２ 磁気コア ３ 励磁手段 ４ 直流定電流源 ５ 同期極性反転回路 ６ａ，６ｂ アンプ ７ａ，７ｂ スイッチ ８ 平滑回路 1 Magnetoresistive Element 2 Magnetic Core 3 Exciting Means 4 DC Constant Current Source 5 Sync Polarity Inversion Circuit 6a, 6b Amplifier 7a, 7b Switch 8 Smoothing Circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 43/08 8908−2Ｇ Ｇ０１Ｒ 33/06 Ｒ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location H01L 43/08 8908-2G G01R 33/06 R
Claims (3)
であっても同一の抵抗変化特性を示す磁気抵抗効果素子
を用いて被測定磁界の極性（方向）を検出する印加磁界
の極性検出方法において、上記磁気抵抗効果素子に所定
周波数の交流磁界を定常的に加えた状態で、同磁気抵抗
効果素子に上記被測定磁界を印加するとともに、同磁気
抵抗効果素子から得られる出力信号を上記交流磁界に同
期させて極性反転を行ない、その極性反転波形を平滑し
て所定の基準レベルと比較することにより、上記被測定
磁界の極性を検出することを特徴とする印加磁界の極性
検出方法。1. A polarity detection of an applied magnetic field for detecting the polarity (direction) of a magnetic field to be measured by using a magnetoresistive effect element exhibiting the same resistance change characteristic regardless of whether the direction of the applied magnetic field is positive or negative. In the method, the magnetic field to be measured is applied to the magnetoresistive effect element while an alternating magnetic field having a predetermined frequency is constantly applied to the magnetoresistive effect element, and an output signal obtained from the magnetoresistive effect element is A polarity detection method for an applied magnetic field, which comprises performing polarity reversal in synchronism with an alternating magnetic field, smoothing the polarity reversal waveform, and comparing it with a predetermined reference level to detect the polarity of the magnetic field to be measured.
であっても同一の抵抗変化特性を示す磁気抵抗効果素子
と、一部に同磁気抵抗効果素子を含み閉磁気回路を形成
する磁気コアと、同磁気コアを介して上記磁気抵抗効果
素子に所定周波数の交流磁界を加える励磁手段と、上記
磁気抵抗効果素子に所定の直流電流を供給する直流定電
流源と、上記磁気抵抗効果素子から得られる出力信号を
上記交流磁界と同期して極性反転する同期極性反転手段
と、その極性反転出力を平滑して所定の基準レベルと比
較する極性判別手段とを備えてなることを特徴とする印
加磁界の極性検出装置。2. A magnetoresistive effect element which exhibits the same resistance change characteristic regardless of whether the direction of an applied magnetic field is positive or negative, and a magnetic element which partially includes the same magnetoresistive effect element and forms a closed magnetic circuit. A core, an exciting means for applying an alternating magnetic field of a predetermined frequency to the magnetoresistive effect element via the magnetic core, a direct current constant current source for supplying a predetermined direct current to the magnetoresistive effect element, and the magnetoresistive effect element It is characterized in that it comprises a sync polarity reversing means for reversing the polarity of the output signal obtained from Applied magnetic field polarity detector.
置を有することを特徴とするクランプ式電流計。3. A clamp type ammeter comprising the polarity detecting device of the applied magnetic field according to claim 2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7216698A JPH0943323A (en) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | Method and apparatus for detecting polarity of applied magnetic field |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7216698A JPH0943323A (en) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | Method and apparatus for detecting polarity of applied magnetic field |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0943323A true JPH0943323A (en) | 1997-02-14 |
Family
ID=16692525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7216698A Pending JPH0943323A (en) | 1995-08-02 | 1995-08-02 | Method and apparatus for detecting polarity of applied magnetic field |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0943323A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021051046A (en) * | 2019-09-26 | 2021-04-01 | ビフレステック株式会社 | Zero flux type magnetic sensor, non-contact current meter having the same, and circuit and method for controlling zero flux type magnetic sensor |
-
1995
- 1995-08-02 JP JP7216698A patent/JPH0943323A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021051046A (en) * | 2019-09-26 | 2021-04-01 | ビフレステック株式会社 | Zero flux type magnetic sensor, non-contact current meter having the same, and circuit and method for controlling zero flux type magnetic sensor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4385273A (en) | Transducer for measuring a current-generated magnetic field | |
| CN1083981C (en) | DC and AC current sensor having a minor-loop orperated current transformer | |
| JP2001013231A (en) | Magnetic sensor formed on semiconductor substrate | |
| JPS62237301A (en) | Magnetic displacement sensor | |
| CN100460878C (en) | Magnetic Bridge Power Sensor | |
| JP2009186433A (en) | Eddy current sample measurement method, eddy current sensor, and eddy current sample measurement system | |
| JPH0943323A (en) | Method and apparatus for detecting polarity of applied magnetic field | |
| JPH0523361B2 (en) | ||
| JP2002094140A (en) | Magnetic impedance effect element | |
| JP2000266786A (en) | Current sensor | |
| JPH06229852A (en) | Force detector | |
| JP2000065909A (en) | Magnetic sensor circuit | |
| JP3607447B2 (en) | Magnetic field sensor | |
| JP4286686B2 (en) | Sensor for detecting conductor defects in electric wires | |
| JP2008107119A (en) | Current sensor | |
| JPH05223910A (en) | Measuring method for magnetism | |
| JPH07146348A (en) | Electric current sensor | |
| JPS62105069A (en) | Magnetic field detecting method | |
| JP2005249677A (en) | Sensor for detecting conductor defects in electric wires | |
| JPS59214784A (en) | magnetic sensor device | |
| JPH02296168A (en) | Magnetic-polarity detecting apparatus | |
| JPH04236301A (en) | Displacement detector | |
| JPH0486568A (en) | Non-contact type fine direct current detector | |
| JP2001305201A (en) | Magnetic impedance effect element | |
| JP2025155580A (en) | Magnetic sensor and magnetic measurement method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040324 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040414 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040804 |