JPH10501337A

JPH10501337A - 低電力磁力計回路

Info

Publication number: JPH10501337A
Application number: JP8501166A
Authority: JP
Inventors: ホウクス、ティモシー・ジェイ
Original assignee: マグノリッジ・インコーポレイテッド
Priority date: 1994-06-08
Filing date: 1995-06-08
Publication date: 1998-02-03
Anticipated expiration: 2015-08-21
Also published as: EP0801747A2; US5744956A; KR100297174B1; AU2815495A; US5642046A; AU687214B2; FI964878A0; FI964878A7; WO1995034003A1; BR9507955A; CA2192330C; JP3078843B2; CA2192330A1; FI964878L; EP0801747A4

Abstract

(57)【要約】飽和可能な磁心（２）を含むソレノイド型センサコイル（３）に電源電圧（Ｖ_S）を加えてコイルを飽和させた後、コイルへの電圧印加をやめるようにする磁力計回路が開示される。コイルを流れる電流は検知され、コイルに影響している磁場はコイルを流れる電流が第１レベルから第２レベルに下降するのに必要な時間に基づいて決定することができる。センサコイルに接続された電流センサ（４）は、コイルを流れる電流が動作サイクルの第１の部分において第１の値へと上昇するのに応答して第１出力信号を生成し、またコイルを流れる電流が第２の値まで減少するのに応答して第２の出力信号を生成する。電流センサの第１出力信号と第２出力信号との間隔はコイルに影響している磁場の大きさを示す。

Description

【発明の詳細な説明】低電力磁力計回路発明の背景発明の技術分野本発明は磁場を測定するための装置及び回路に関する。特に、磁場を測定するための磁力計回路（magnetometer circuit）に関する。従来技術の説明磁力計には多くの異なるタイプがあるが、現在入手可能な様々なタイプのうち、フラックスゲート磁力計（fluxgate magnetometer）は弱い静磁場の測定に対し実用的なものの一つである。フラックスゲート磁力計は、磁心の飽和を利用して絶対磁場を測定する。磁心を飽和させるのに必要とされる電流は磁力計の電力消費のかなりの部分を占める。低電力応用のための従来のフラックスゲート磁力計検知技術における電力消費をサンプリングまたは計測時間を減らすことによって低減することは可能であるが、これらの調整によって幾つか重要な設計上の課題が生じる。より信頼性の高い二次高調波フラックスゲート検知技法を用いる場合、単純に励磁波形サイクルの数を減らすことは容易ではない。ほとんどのシステムがある程度のフィルタリングを含んでおり、安定するのに多くの励磁サイクルを必要とするからである。１９８７年５月２６日にMurakamiらに付与された米国特許第４，６６８，１００号明細書に見られるように、ピーク検知技法を数個の励磁サイクルのみしか使用しないように適合させることはより容易であるが、ピーク検知フラックスゲートシステムは一般に精度に劣る。Murakamiらの発明ではトロイダルコイルが使用されている。１９９３年８月２４日にTimothy J．Haw ksに付与された米国特許第５，２３９，２６４号明細書に開示されているような周波数モード磁力計検知技法を調整するのはずっと簡単である。このHawksの特許発明では、Murakamiらの特許明細書に述べられているようなパーマロイのトロイダルコイルの代わりにソレノイドコイルが用いられている。ソレノイドコイルとともに簡単なＬ／Ｒ緩和発振器を用いることによって、磁力計回路の始動時間はほとんど瞬時となっている。その結果、磁場の値を測定するためある期間の波形を得る能力を維持しつつ、短時間だけゲート制御によって発振器をオンにすることは極めて簡単である。この回路もセンサコイルを駆動するのに大きなピーク電流を必要とするという欠点がある。より前の別の磁力計が１９８９年７月２５日にKimらに付与された米国特許第４，８５１，７７５号明細書に開示されている。このKimらの特許発明では、ソレノイド型センサコイルが使用されている。しかしながら、Kimらの磁力計は低電力の応用に対して米国特許第５，２３９，２６４号と同じ欠点を有している。従来技術の磁力計よりも総電力消費を一層小さくすることが求められている。本発明の目的の一つは、磁場の測定に必要とされる電力量を小さくすることである。発明の要約本発明による磁力計回路では、一実施例によると、飽和可能な磁心を含むセンサコイルに電源電圧を加えてコイルを飽和点へと向かわせた後、コイルへの電圧印加を止める。コイルを流れる電流を検知し、コイルへの電流が第１の所定量から第２の所定量へと減少するのに要する時間を基にしてコイルに影響を与えている磁場を測定することができる。電流センサは、サイクルの第１部分においてセンサコイルを流れる電流が第１しきい値レベルへと増加するのに応答して第１出力信号を出力し、センサコイルを流れる電流が第２しきい値レベルへと低下するのに応答して第２出力信号を出力する。これらの第１出力信号と第２出力信号との間の時間がコイルに影響している磁場の大きさを示す。本発明の別の実施例による磁力計回路では、ゼロキャンセレーション（zero c ancellation）がなされる。ゼロキャンセレーション回路の一実施例では、第１動作状態と第２動作状態が用意される。第１動作状態では、センサコイルの第１端子は第１電圧源に接続された後、続いて第２電圧源に接続される。電流センサはコイルを流れる電流を測定するためコイルの第２端子に接続される。第２動作状態では、コイルの第２端子が第１電圧源に接続された後、続いて第２電圧源に接続され、電流センサはセンサコイルを流れる電流を測定するためコイルの第１端子に接続される。図面の簡単な説明本発明の他の目的及び利点は詳細な説明及び図面から明らかになるだろう。第１ａ図は本発明の一実施例に基づく磁力計回路の回路図である。第１ｂ図は第１ａ図の回路の動作を説明するのに用いられる、第１ａ図の回路の波形を表している。第２図は本発明の別の実施例に基づく磁力計回路を表している。第３図は本発明の説明に使用される別の波形を表している。第４ａ図、第４ｂ図及び第４ｃ図は、本発明の実用に際して使用することのできる電圧センサ回路を示している。第５図はゼロキャンセレーションを用いた本発明の別の実施例を示したものである。第６図はゼロキャンセレーションを用いた本発明の更なる実施例を示したものである。第７図はゼロキャンセレーションを用いた本発明の更に別の実施例を示したものである。第８図は第１軸及び第２軸方向の磁場を検知するのに２つのセンサが使用された本発明に基づく磁力計回路の回路図である。第９ａ図及び第９ｂ図は本発明に基づく磁力計を用いた２つの電子的コンパス装置をブロックダイアグラムで表したものである。発明の詳細な説明上記したように、フラックスゲート磁力計において磁心を飽和させるのに必要な電流は電力消費のかなりの部分を占める。本発明によると、磁心の飽和に起因する総電力消費を減少させるのに以下の２つの基本対策が用いられる。即ち、１）磁心を飽和させるのに必要な電流の低減、２）磁場の測定中に磁心が飽和していなければならない時間の短縮である。前者は２つの異なる方法で達成される。一つは小さい磁場で飽和する磁心材料を使用することであり、２つめは励磁コイルの巻数を増加することである。本発明はこれらの技術を両方とも用い、既存のフラックスゲート技術に対し大幅な進歩を達成している。薄いアモルファス金属フォイル磁心をパーマロイトロイドの代わりに用いることにより、センサが必要とする飽和磁場は幾分か小さくなる。形状をソレノイドとすること及び励磁／検知巻き線を一つとすることによって、センサ磁心の巻き線の巻数をフラックスゲート励磁コイルよりも増やすことが経済的になされる。巻数を増やすことは、励磁中に必要とされる飽和電流の減少にも寄与する。このような改善もなされるが、最も大きな電力の節減は第２の対策、即ち測定中の磁心飽和時間の短縮により達成される。電力節減の第２の対策がどのようにしてなされるかについて以下に詳述する。本発明に基づく低電力磁力計は、短時間でサンプリングを行うことにより上述したような従来技術の問題を克服するだけではなく、センサに必要とされるピーク電流も低減する。本磁力計は磁場をサンプルするのに１回の励磁サイクルしか必要としない。更に、センサが必要とする全電力は単一のコンデンサを通じて供給可能であり、それによって電源に求められるピーク電流は平均電流に近い値に低減される。基本的なセンサ理論本発明に基づく磁力計回路の動作を理解するために、センサの振る舞いの簡単なモデルを提供することは有用である。例えば、第１ａ図の磁力計回路１では、センサＬは飽和可能な高透磁率材料からなる磁心２を有するソレノイドコイルである。磁心２に適した典型的な高透磁率材料は、“Allied Signal”から製品番号２７０５Ｍとして販売されているコバルトベースのアモルファス金属ガラスフォイルである。単一の巻線３を使用して、励磁信号の供給だけでなく磁心内の磁場変化の検知もなされる。磁心材料を通る磁場は外部磁場とコイル３を流れる電流によって生成される磁場とを合わせたものである。次の式はこの関係を表したものである。ここで、Ｈは磁心材料２を通る総合的な磁場であり、Ｈ_Eは磁心材料２に平行な外部から加えられた磁場であり、Ｉはインダクタコイル３を通って流れる電流である。定数ｋ₀はコイル３の物理的パラメータ（例えば巻線密度など）の関数である。高透磁率材料は、磁場中に置かれると、比透磁率として知られている大きな値を掛けた分だけその磁場を増幅する。多くの材料では、この値は１００から最大で１００，０００の間にある。典型的には、透磁率は小さな磁場の限られた範囲に対してのみ高く、材料に加えられる磁場がいずれかの方向に増大するにつれ、材料の透磁率は１にまで低下する。これは、これらの材料の飽和特性を反映する。加えられる磁場の関数として比透磁率はμ(Ｈ)として表される。センサコイルの両端の電圧は、材料から結果として得られる磁場の変化の関数である。この関係は次のように表すことができる。ここで、Ｖはセンサコイルの両端の電圧、μ(Ｈ)は磁心の比透磁率、dＨ／dｔは印加された磁場の時間微分である。定数ｋ₁はセンサの幾つかの物理的パラメータ（例えばコイルの巻線密度やコイル材料の体積）の関数である。外部磁場Ｈ_E が一定の場合（即ち、時間の経過とともにゆっくりと変化する場合）、式（１）及び式（２）を組み合わせて、次の式が得られる。通常のインダクタと同様に、電圧は電流の時間微分に関係しており、次のように表すこともできる。ここでＬ(Ｈ)は次のように定義されている。インダクタンスは定数ではなく、材料に加えられる磁場の非線形関数となることに注意されたい。可変インダクタンスのこのような表現が与えられると、磁力計の出力を印加磁場の関数として解析的に記述することができる。材料のヒステリシスの影響はここでは明示的には取り扱われない。しかしながら、同一の遷移（transition）を何回も繰り返して一定の磁場を測定するというような限られた場合には、比透磁率関数はある再現可能な値に収束する傾向があり、上記の関係が有効な近似となる。センサＬのソレノイド型のデザインは、トロイダル型のフラックスゲートセンサと比べて幾つか重要な利点を有している。一般に、センサの磁心に巻かれる巻線の体積（ワイヤゲージと巻数の両方の関数）を増やすことによりセンサの電力消費は低減される。即ち、ワイヤサイズと巻数のいずれかが増加されると、センサ磁心を飽和させるのに必要な電力は低減される。さらに、センサ巻線において用いられる巻数は出力信号強度に比例する。従って、センサ巻線数を増加することにより、必要とされる検知された信号の増幅を小さくすることができる。ソレノイド型のセンサＬはコイル３を一つ有しており、励磁と検知は同じコイルで行われる。励磁電力の節減のため、ソレノイド型センサＬは、トロイドに励磁巻線を通さなければならない同等のサイズのフラックスゲートセンサと比べて巻数をより多くすることができる。さらに、ソレノイドセンサＬの巻数の増加によって出力信号強度も強められる。従来技術のセンサでは多くの場合、検知及び励磁用の巻線の巻数はフラックスゲートセンサの磁心まわりの限られたスペースに対し競合してしまう。第１ａ図の磁力計回路１は本発明に基づく磁力計の一実施例であり、これを用いて磁力計回路の動作原理を説明する。第１ａ図の磁力計回路では、磁力計出力は“ゼロ補償（zero-compensated）”されていない。即ち、温度及び部品のばらつきのため、印加される外部磁場がない場合の磁力計回路に対する出力に、実用において、再現性がない。後述する別の実施例ではこの欠点も克服される。磁力計回路１において、出力（第１ｂ図に示す）は論理信号であり、そのパルス幅ｔ(Ｈ_E)はセンサＬに加えられる磁場に応じて変化する。センサＬを流れる電流は抵抗Ｒ２によって電圧に変換され反転シュミットトリガ回路（inverting Schmitt Trigger）４によって測定される。第１ａ図を参照するとわかるように、センサＬを飽和させるためのエネルギーはコンデンサＣによって供給され、グランドノード（ground node）が第１電力端子を与え、ノードＮ１（コンデンサＣの上側）が第２電力端子を与えている。ノードＮ３はセンサコイルＬの第１端子であるが、この端子はスイッチＳ１を介してノードＮ１へ、または切り替えてスイッチＳ２を介してグランドへと接続される。センサＬを流れる電流を測定するため、抵抗Ｒ２がセンサコイルＬの第２端子Ｎ２とグランドとの間に接続されている。入力側がノードＮ２に接続され出力側がノードＮ４に接続された反転シュミットトリガ回路４によって電流センサは完成する。論理ハイ信号（第１ａ図においてＨにより示されている）が常にＤフリップフロップ５のＤ入力に加えられる。測定サイクルを開始するため、サイクル開始信号（第１ｂ図に図示）がＤフリップフロップ５にライン２２を通じて加えられる。Ｄフリップフロップ５は後に詳述するようにアナログスイッチＳ１とＳ２を交互的に動作状態にする。コンデンサＣはセンサを飽和させるエネルギーを供給し、正の電源Ｖ_Sから抵抗Ｒ１を介してゆっくりと充電される。別の方法として、電源を直接ノードＮ１に接続することによってセンサコイルＬを飽和させるための電力を供給することも可能である。第１ｂ図の波形は磁場Ｈ_Eの一回の測定プロセスを示している。このプロセスは、ライン２２に加えられてフリップフロップ５をＳ１が閉となるようにセットするサイクル開始信号の立ち上がりエッジによって開始される。この最初の動作フェーズでは、コンデンサＣ、センサＬ及び抵抗Ｒ２は不足制動されたＲＬＣ回路を形成し、Ｃ上の電荷がセンサコイルに流れ込む。センサコイルを流れる電流が増加するにつれ、抵抗Ｒ２の両端の電圧はシュミットトリガ回路の上昇方向しきい値電圧Ｖ_Hに達するまで増加する。この時点で、シュミットトリガ回路の出力はローレベルになり、フリップフロップ５をリセットする。スイッチＳ１は開かれ、スイッチＳ２が閉じられる。それによってセンサＬのノードＮ３はグランドに接続される。この第２サイクルフェーズのあいだ、センサＬに蓄積されたエネルギーは、抵抗Ｒ２の両端の電圧がシュミットトリガ回路の下降方向しきい値電圧Ｖ_Lに達するまで抵抗Ｒ２を通して放出（ディスチャージ）される。そうするとシュミットトリガ回路の出力がハイに戻り、出力パルスが完成する。この出力パルスの下降エッジから上昇エッジまでの時間幅（第１ｂ図においてｔ(Ｈ_E)で示す）はセンサＬに加えられた外部磁場Ｈ_Eに概ね比例する。もしセンサＬのインダクタンスが線形であれば、この出力パルス幅は以下のように計算することができる。この場合、パルス幅はセンサＬのインダクタンスに比例する。しかしながら、センサＬのインダクタンスの非線形な特性のため、パルス幅は次のように計算される必要がある。ここで低しきい値電流Ｉ_Lと高しきい値電流Ｉ_Hは、次のように定められている。積分を含む式（７）はインダクタンス関数が双曲線重み付け関数とどのように絡み合わされるかを示しており、ディスチャージサイクルの開始時（Ｉ_H付近）のセンサインダクタンスはディスチャージ終了時（Ｉ_L付近）のインダクタンスに比べて全体的な出力パルス幅に与える影響が小さいという事実を反映している。第３図には、可変であるセンサインダクタンスに、磁場Ｈが時間の経過とともどのように関係するかが示されている。第３図の動作点は外部磁場がない場合に対し示されている。外部磁場Ｈ_Eはインダクタンス曲線上の動作範囲を変化させ、従って出力の時間幅を変化させる。励磁磁場（センサＬへの電圧印加により生成される）と同じ方向にセンサ磁心を磁化する外部磁場Ｈ_Eは平均インダクタンスを小さくし、従って出力パルスの時間幅を短くする傾向がある。これは、第３図のインダクタンス曲線上で、動作点を右側にずらすことになる。励磁磁場と逆向きの外部磁場は、逆に、インダクタンスを増加させ、出力パルス時間幅を伸ばすことになる。しきい値電流Ｉ_L及びＩ_Hは、それぞれ式（８）及び式（９）に示したように、シュミットトリガ回路のしきい値電圧によって決定される。これらのしきい値は線形性及び全体的な電流消費を最適化するように、物理的な磁心構造に応じて調整可能である。測定されるパルス幅はコンデンサＣのキャパシタンスによらないことに注意されたい。一義的には、しきい値電流Ｉ_Hに到達するのに十分なエネルギーを供給しているかぎり、コンデンサＣの値はセンサＬに影響しない。しきい値自体はＲ２と上昇側しきい値Ｖ_Hによって決定される。必要とされる０．１μＦ乃至０．４７μＦ（このような回路としては僅かな値である）の範囲にある通常のコンデンサは温度係数があまり優れていないため、このようにキャパシタンスの変化に対して影響を受けにくいことは回路にとって利点である。センサＬの特定の物理パラメータにやや依存するものの、コンデンサＣのキャパシタンス値は十分小さく、コンパクトなモノリシックコンデンサの使用が可能である。コンデンサＣはセンサの飽和エネルギーに対して単にバッファとして働くだけである。コンデンサＣの最適なキャパシタンス値は、コンデンサＣに蓄積される電荷及び外部磁場に最悪の場合を仮定してもセンサＬが上側電流しきい値Ｉ_Hに到達するような最も小さい値に近い値とすべきであろう。Ｃの値はセンサＬの非線形なインダクタンスに依存するため、経験的に決定するのが良い。コンデンサが供給しなければならない電荷量は、外部磁場Ｈ_EによってセンサＬの飽和が妨げられるとき最大となる。しかしながら、二義的な精度に関する問題を避けるためにはＣの値を大きくすることが望ましい。即ち、シュミットトリガ回路４がかなりの遅れを有する場合、キャパシタンスＣの値が小さいことが、上側しきい値Ｉ_Hの明らかなシフトを引き起こすことによって、センサの応答に大きな影響を与える恐れがある。Ｃの値が大きいほどセンサのチャージングフェーズにおける電流のスルーレート（slew rate）が遅くなり、Ｃのしきい値Ｉ_Hへの影響が低減される。電源から引き出されるピーク電流はプログラム可能である。すなわち、それは選択されるＲ１の値に依存する。Ｒ１は電流を微小な値に低減するよう任意に大きくすることができるが、それによってコンデンサＣをサンプルとサンプルの間で再充電するのに必要とされる時間は長くなる。Ｒ１の値が大きいと、高い出力インピーダンスを有する電源を使用することが可能である。ウオッチ回路（watc h Circuitry）の場合、センサを直接駆動することはできないだろうが、容量性の倍電圧器（voltage do ubler）の出力を使用することも可能である。同様に、低電力太陽電池を用いて充電電流を供給することも可能である。異なる電源特性を有する用途では、Ｒ１とＣからなるＲＣネットワークを不要とすることもできる。すなわち、十分な電流が得られる電源をアナログスイッチＳ１に直接接続することも可能である。一般に、基本的な磁力計回路ではセンサ駆動電流をコンデンサから供給することができるが、それが必ず必要というわけではない。このコンデンサは抵抗または他の任意の手段（例えば電流源）を通じて充電することができる。第１ａ図の回路において、サイクル開始信号がセンサコイルの最短充電時間より短いパルスであることが保証されている場合は、Ｄフリップフロップ５を簡単なセット／リセットラッチで置き換えることができる。磁力計回路の本来のロジックに対するこのようなまたは他の変形変更はディジタル論理回路の設計分野の当業者には明らかであろう。第１ａ図のシュミットトリガ回路４によってなされる電圧測定機能は、例えば入力がノードＮ２に接続された１または複数の比較器によって行うことができる。より詳細には、第４ａ図、第４ｂ図、及び第４ｃ図に磁力計回路１内で使用される回路例を示す。第４ａ図において、シュミットトリガ回路は抵抗Ｒ４１を介して正帰還のかけられた比較器６によって実現されている。すなわち、抵抗Ｒ４１は比較器６の出力と比較器６の非反転入力との間に接続されている。このシュミットトリガ回路は電圧センサ装置にヒステリシスを与えるために使用される。比較器６の反転入力はノードＮ２に接続され、比較器６の出力はノードＮ４に与えられる。これら２つは第１ａ図の磁力計回路における対応する位置を有している。電源電圧＋Ｖと抵抗Ｒ４２及びＲ４３とを用い電圧タップが比較器６の非反転入力に接続された分圧器によってシュミットトリガ回路は完成する。電源電圧＋Ｖと、比較器出力電圧と、抵抗Ｒ４１、Ｒ４２及びＲ４３とからなる抵抗分圧ネットワークによって高及び低しきい値電圧が設定される。第４ｂ図では、２つの比較器８及び９と、２つの基準電圧Ｖ_H及びＶ_Lと、ＲＳフリップフロップによって実現されたラッチとが、第１ａ図の反転シュミットトリガ回路４と同じ機能を果たすように用いられている。第４ｂ図の回路では、センサＬのノードＮ２は比較器８の非反転入力と比較器９の反転入力とに接続されている。電圧基準値Ｖ_Hは比較器８の反転入力に接続されており、ノードＮ２の電圧がこの高しきい値電圧を越えたときノードＮ４のＲＳフリップフロップの出力がリセットされる。基準電圧Ｖ_Lは比較器９の非反転入力に接続されており、ノードＮ２の電圧がこの低しきい値電圧より小さく減少したとき、ＲＳフリップフロップ７のＮ４における出力がハイにセットされるようになっている。シュミットトリガの反転特性は第１ａ図に示した磁力計の動作にとって本質的なものではなく、非反転シュミットトリガ回路により論理的に等価な回路が設計できることは明らかだろう。同様に、第４ｂ図に示したシュミットトリガ回路の例で、ＲＳフリップフロップ７と第１ａ図のＤフリップフロップ５を組み合わせた別の回路を設計することも可能である。第４ｂ図の例の中の比較器はサンプリングサイクルにおいて短い時間しか使用されないため、第４Ｃ図において符号４１及び４２で示されているようなサンプリングされるＣＭＯＳ比較器を用いて実現することができる。比較器４１及び４２はいずれも、別の制御信号（ゼロ初期化と呼ばれる）がハイにセットされてゼロ初期化入力端子に加えられる初期化フェーズにおいてプレチャージ（precharg e）される。この回路及びスイッチＳ１５〜Ｓ２０は以下のように動作する。ゼロ初期化信号は短い持続時間のハイのパルス信号として加えられ、スイッチＳ１５、Ｓ１７、Ｓ１９、及びＳ２０を閉にする。この状態で比較器４１のトリップ点（trip point）は、Ｃ４１がＶ_Hと反転素子１１の入力中間点との間の電圧差だけ充電されることによりＶ_Hにセットされる。同様に、比較器４２のトリップ点は、Ｃ４２がＶ_Lと反転素子１２の入力中間点との間の電圧差だけ充電されるためＶ_Lにセットされる。ＯＲゲート１４は、このゼロ合わせフェーズの間、ＲＳラッチ７の出力をハイに保つ働きをする。磁力計の通常の動作フェーズでは、ゼロ初期化信号は論理ローに下がり、ノードＮ２の入力信号がコンデンサＣ４１及びＣ４２を介して反転ゲイン素子１１及び１２に効果的に伝達される。反転ゲイン素子１１の出力はノードＮ２の電圧がしきい値電圧Ｖ_Hを越えるときローになり、インバータ１３の出力はハイとなってラッチ７をリセットする。反転ゲイン素子１２の出力は、ノードＮ２の電圧がしきい値電圧Ｖ_Lより小さくなるとハイになりラッチ７をセットする。ゼロ初期化信号によって開始されるプレチャージフェーズを除いて、第４ｃ図の回路は第４ｂ図の回路と同じ振る舞いをする。第１ａ図に示した磁力計回路には２つの基本動作フェーズがある。一つはチャージングフェーズであり、このフェーズではセンサコイルＬは高しきい値電流値Ｉ_Hに一致したまたはそれを越える電流にチャージされる。もう一つはディスチャージフェーズであり、このフェーズではセンサは主に抵抗性素子を通じてディスチャージされる。ここで、センサ電流が高しきい値電流Ｉ_Hから低電流しきい値Ｉ_Lに達するまでの時間が、加えられている磁場の値を反映する。センサコイルＬを抵抗性要素を通してディスチャージすることの利点は、センサの動作点が抵抗値としきい値のみの関数となることである。チャージングフェーズはディスチャージフェーズほど磁場測定にとって重要ではない。従って、様々なタイプのチャージング回路で第１ａ図において示した回路を置き換えることができる。第１またはチャージングフェーズでは、センサ中の電流を正確にＩ_Hにする必要はないことに注意されたい。第２図の磁力計回路１００は別の回路例を示したものであり、この例ではセンサ電流は高電流しきい値Ｉ_Hを超えてもよい。応用例によっては、磁心材料のヒステリシスの望ましくない影響を低減するため、この高しきい値電流を超えるようにすることが望ましいこともあるだろう。第２図の磁力計回路１００は第１ａ図の回路１と多くの共通要素を共有している。第１ａ図のＤフリップフロップ５は第２図では概ね削除されており、チャージパルス入力信号によってスイッチＳ１及びＳ２の状態が直接制御されるようになっている。インバータ１０１はスイッチＳ１とＳ２を互い違いに動作状態にするべく機能する。第１ａ図のシュミットトリガ回路４は第２図では２つの比較器１０２及び１０３と、ゲート１０４と、２つの基準電圧Ｖ_H及びＶ_Lとによって置き換えられている。第２図のこれらの要素には、ノードＮ２の電圧がＶ_H とＶ_Lの間にある間ローレベル出力パルスを生成するウインドウコンパレータ（ window comparator）が含まれる。チャージパルス入力からゲート１０４への入力は、サンプリングサイクルのチャージングフェーズのあいだ出力をディスエーブルする働きをする。第２図のチャージパルス入力は第４ａ図の同様のサイクル開始信号と同じように磁力計回路に供給されなければならないが、センサＬ中の電流が少なくともＩ_Hまで上昇可能なようにチャージング時間が十分長くなるよう動作条件の変動を全て考慮してパルス幅を選択しなければならない。これは、第１ａ図においてエッジでトリガされるサイクル開始入力と異なっている。第１ａ図及び第２図に示した磁力計回路１及び１００は、それぞれ低電力システムのほとんどの要求を満たすものであるが、第５図〜第７図に示す回路ではさらに性能向上が図られている。安定した測定のためには、磁力計及びセンサは温度によって出力の変化がほとんどまたは全くないことが理想的である。実用では、磁力計回路１及び磁力計回路１００は温度特性が悪いため、多くの用途に対して十分ではない。コンパスとして使用される場合、読み値の“ゼロ”値が安定していること、すなわち磁場の加えられていない状態での磁力計出力の読みに再現性があることが最も重要である。第１ａ図の回路ではこの特性を容易に得ることはできないが、基本的に回路の性能を表す原点オフセット（zero-offset）の小さい回路を簡単な変形で得ることができる。第５図に示されている磁力計回路５０、第６図に示されている磁力計回路６０及び第７図に示されている磁力計回路７０は、原点オフセット補償の機能を有し、第１ａ図に示した磁力計回路１に対して性能改善が図られたものである。第２図の磁力計においても原点オフセット特性に関して同様の改善を図るのに、第５図乃至第７図の回路の改善点をどのように第２図の磁力計に適用すればよいかは容易に理解されよう。回路５０、６０及び７０の詳細及びそれらの動作について以下に述べる。通常のフラックスゲート磁力計と同じように、第５図〜第７図に示されている原点オフセット補償回路も透磁率曲線の対称性を利用している。これは次のように表すことができる。センサ磁心２はこの対称性を有しており、それは温度によらず、またほとんどのセンサ製造時の欠陥にもよらない。回路が透磁率曲線の各側でサンプルをとることができれば、それぞれのサンプルからのパルス幅を引き算して実質的に原点オフセットのない読み値を得ることができる。これら２つの異なる、しかし対称的なサンプルはセンサの磁力計回路への接続をサンプル間で効果的に切り替えることによりなされ得る。最初のサンプルにおいてパルス幅を減少させる外部磁場は、２つめのサンプルではパルス幅を増大させる。２つのパルス幅の差は、一つのサンプルのゼロ値からの変位の２倍を反映することとなる。回路へのセンサの接続の切り替えはアナログスイッチの働きによって直接なすことが可能であるが、このような実現の仕方が可能な回路技術を利用した最良のものというわけではない。第５図に示されている磁力計５０回路は、原点オフセット補償機能を有する低電力磁力計の最も基本的なものであろう。磁力計回路５０において、回路のある部分は磁力計回路１で使用されていたものと同じであり、共通部のあるところでは、それぞれの回路要素に対し共通の参照符号が使用されている。原点オフセット補償を達成するため、コイルＬを通じたチャージ／ディスチャージサイクルは、一状態においてはノードＮ３を通じてコイルＬのチャージ及びディスチャージを行うことによってなされ、第２の状態においてはセンサＬのノードＮ２のチャージ及びディスチャージによってなされる。この原点オフセット動作を達成するため、第５図の点線内に示されている双方向制御回路１５は、スイッチＳ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ７及びＳ８が次に述べるような動作をするよう制御を行う。Ｄフリップフロップ５に加えて、双方向制御回路１５はＡＮＤゲート１６、１７、１８及び１９を含んでいる。サンプルが開始される前に、第１状態選択ライン２０または第２状態選択ライン２１のいずれかがハイにセットされ、他方はローにセットされる。これらの入力はサンプルが行われる２つの状態のうち一方を選択するのに使用される。第１状態選択ライン２０がハイにセットされ第２状態選択ライン２１がローにセットされる場合、アナログスイッチＳ７が閉、アナログスイッチＳ８が開となる。サイクル開始ライン２２の立ち上がりエッジによってＤフリップフロップ５がセットされると、アナログスイッチＳ３がオンとなり、センサＬはコンデンサＣを通じてチャージされる。センサＬを流れる電流はアナログスイッチＳ７を介してセンス抵抗Ｒ２を通って流れる。Ｒ２の両端の電圧がＶ_Hに達すると、シュミットトリガ回路４の出力がローになり、Ｄフリップフロップ５をリセットする。その結果、アナログスイッチＳ３は開、Ｓ５が閉となり、センサＬはグランドへとディスチャージされる。Ｒ２の両端の電圧がＶ_Lまで下がると、シュミットトリガ回路４の出力はハイに戻る。回路の対称性のため、逆極性（すなわち、第２状態選択がハイで第１状態選択がロー）のサンプル過程は上述した場合と同じであるが、回路内においてセンサＬが電気的に反転される点が異なる。原点オフセットの質は、各アナログスイッチのその相手（Ｓ５に対しＳ６、Ｓ７に対しＳ８）との整合性のみによってほぼ決まる。アナログスイッチＳ３及びＳ５はセンサＬのチャージングの間しか働かないため、それらは出力パルス幅に直接影響しない。アナログスイッチペアＳ５−Ｓ６及びＳ７−Ｓ８がよく整合され及び／または電流検知抵抗Ｒ２に比べて小さいオン抵抗を有している場合、磁力計の原点オフセットは最も小さくなる。通常のウオッチとしての応用の場合と同様に、ＣＭＯＳ回路を用いることによって、これらのアナログスイッチをトランスミッションゲート（ＭＯＳＦＥＴの相補対）あるいは単一のＮチャネルまたはＰチャネルＭＯＳＦＥＴを用いて具現することができる。コンデンサＣの両端の電圧は正の電源電圧Ｖ_sに近いため、アナログスイッチＳ３及びＳ４はＰチャネルＭＯＳＦＥＴ単独で実現可能である。同様に、アナログスイッチＳ５及びＳ６はグランドレールに接続しているため、これらの各スイッチをＮチャネルＭＯＳＦＥＴだけで具現することができる。アナログスイッチＳ７及びＳ８はトランスミッションゲートとして実現するのが良い。スイッチのノードＮ２及びＮ３における信号電圧が電源レール間で広い範囲に渡るからである。ある場合には、低い原点オフセットを達成するため第５図の回路においてアナログスイッチＳ７とＳ８を適切に整合させることができないかもしれない。第６図に示す磁力計回路６０は、グランド供給レールに近接して設けられたアナログスイッチ（Ｓ９及びＳ１０）を使用することによってこの問題を回避している。これを達成するにあたっては、前の回路の単一の抵抗Ｒ２の代わりに２つの整合された電流検知抵抗Ｒ３及びＲ４を使用することも寄与している。また、２つの新たなアナログスイッチＳ１１及びＳ１２が導入されているが、これらは大きな電流を担わないため比較的大きなオン抵抗を有していてもよい。第６図の磁力計回路６０の主な利点の一つは、重要な整合されたアナログスイッチペア（Ｓ５− Ｓ６及びＳ９−Ｓ１０）を全てＮチャネルＭＯＳＦＥＴを使って具現することができることである。これらのスイッチはオン抵抗が小さいことが好ましいため、素子の大きさの観点からするとＮチャネルトランジスタを選択することが最適である。簡単に述べると、磁力計回路６０は次のように動作する。磁力計回路５０の動作と同様に、双方向制御回路１５の動作によって、第１状態選択ライン２０がハイで第２状態選択ライン２１がローのときはスイッチＳ９及びＳ１１が閉となり、抵抗Ｒ３が両端の電圧がセンサＬを流れる電流を示すインピーダンスとして働く。サイクル開始信号がサイクル開始ライン２２に供給されるとスイッチＳ３が閉じられ、センサＬに動作電圧が供給される。抵抗Ｒ３の両端の電圧がＶ_H に達すると、シュミットトリガ回路４の出力がローになりＤフリップフロップ５がリセットされる。その結果、アナログスイッチＳ３は開、Ｓ５は閉となり、センサＬはグランドにディスチャージされる。抵抗Ｒ３の両端の電圧がＶ_Lまで下がると、シュミットトリガ回路４の出力はハイに戻り、サンプリングが完了する。回路の対称性から、第２状態選択ライン２１の入力がハイで第１状態選択ライン２１の入力がローの場合、第２のサンプルが得られる。この第２の動作状態ではスイッチＳ４、Ｓ６、Ｓ１０及びＳ１２が用いられ、ノードＮ２に最初コンデンサＣから電力を与え、続いてスイッチＳ６を介してグランドに接続する。磁力計回路６０内のスイッチＳ５−Ｓ６及びＳ９−Ｓ１０を具現するのに使用される４つのＭＯＳＦＥＴが占める面積が重要な問題となる場合、第７図に示す磁力計回路７０のような別の実施態様がある。磁力計回路７０はアナログスイッチＳ１３及びＳ１４として慎重に整合された一対のＮチャネルＭＯＳＦＥＴしか必要としない。このようなデザインの簡素化をするのに新たに考慮しなければならないことが２つある。即ち、１）低電流アナログスイッチＳ１１及びＳ１２の各々はそれらがオフのときグランドより低い電圧をブロックしなければならない、２）抵抗Ｒ５及びＲ６の値は磁力計回路６０のＲ３及びＲ４に用いられた値に比べるとおおよそ半分でなければならず、それに対応してシュミットトリガのしきい値Ｖ_L及びＶ_Hも半分にする必要があるということである。最初の考慮事項は、制御信号用のレベル変換とともに、アナログスイッチＳ１１及びＳ１２がグランドレールより低い負電源を有することを要する。抵抗及びしきい値を小さくするのは比較的簡単であるが、ノイズに影響されやすくなる。全体として、ＣＭＯＳ技術を用いてシリコン上に形成するのには磁力計回路７０が最も経済的となり得る。動作中、磁力計回路７０では、双方向制御回路２７として示されている若干異なった制御回路が使用される。双方向回路２７の要素のうち幾つかは磁力計回路５０及び６０において示した双方向回路１５と共通しており、同じ参照符号が用いられている。磁力計回路７０用に、双方向制御回路２７はそれぞれスイッチＳ１３及びＳ１４を制御するＮＡＮＤゲート２５及び２６を含んでいる。第１の動作状態では、ハイレベル信号が第１状態選択ライン２０に加えられ、ローレベル信号が第２選択ライン２１に加えられ、スイッチＳ３、Ｓ１１、Ｓ１３及びＳ１４が使用される。この第１動作状態において、ノードＮ３はまずコンデンサＣ上の電荷から電力を供給され、続いて切り替えられてスイッチＳ１３及び抵抗Ｒ５を介してグランドに接続される。この第１動作状態の間は、抵抗Ｒ６、スイッチＳ１４及びＳ１１によってノードＮ２の電圧、従ってセンサＬを流れる電流を測定するための手段がシュミットトリガ回路４の入力に提供されている。第２状態選択ライン２１がハイで、第１状態選択ライン２０がローである第２動作状態では、スイッチＳ４、Ｓ１２、Ｓ１４及びＳ１３が使用される。この動作状態において、ノードＮ２はコンデンサＣ上の電荷から電力を供給され、続いて切り替えられてスイッチＳ１４及び抵抗Ｒ６を介してグランドに接続される。この第２動作状態の間は、抵抗Ｒ５、スイッチＳ１３及びＳ１２によってノードＮ３の電圧、従ってセンサＬを流れる電流を測定するための手段がシュミットトリガ回路４の入力に提供されている。磁力計回路１、５０、６０及び７０のアーキテクチャはＣＭＯＳ回路技術に適しているが、別の回路部品を使用することも可能である。回路５０、６０及び７０に使用されている原点オフセット補償の性能は、アナログスイッチ同士の整合に依存するため、バイポーラまたは他の技術を用いたスイッチング部品における電圧降下も十分に整合されなければならない。例えば、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴの代わりに飽和エミッタ共通ＮＰＮトランジスタが使用される場合、これらのトランジスタの飽和電圧降下は極めて厳密に整合されなければならない。第５図の磁力計回路５０及び第６図の磁力計回路６０では、アナログスイッチＳ５及びＳ６はアノードがグランドに接続されたダイオードによって具現することができる。それらは外部からの制御を必要とすることなくセンサＬのディスチャージのあいだ導通状態になる。ここでもまた、精度のためにはダイオード同士の整合が大切であり、ニー（knee）電圧は十分に整合されなければならない。整合が得られるとすると、ＭＯＳＦＥＴが現在のところ好適なスイッチング素子である。ＭＯＳＦＥＴではオン抵抗を小さくしてあまりよく整合されていないトランジスタが同じ位の電圧降下を有するようにすることができるが、バイポーラスイッチやダイオードにはこれに匹敵するような選択（option）はない。磁力計回路を電子ディジタルコンパスに使用する場合、複数の軸上の磁場を検知できることが必要である。２軸回路の一実施例を第８図に示す。この図には２軸磁力計回路８０が模式的に示されている。２軸磁力計回路８０は第１軸に対してセンサＬ１を、第２軸に対してセンサＬ２を用い、第７図に示したようなタイプの磁力計回路を使用している。物理的には、センサＬ１及びＬ２はそれらのそれぞれの磁心が９０°の角度に向けられるように配置されている。第８図の２軸磁力計回路８０では、電流センサは、フィードバック抵抗Ｒ９と抵抗Ｒ７及びＲ８からなる分圧回路とを伴った比較器Ｕ４によって具現されている。比較器Ｕ４は、“National Semiconductor LM311”のような一般に入手可能なデバイスとすることができる。ＭＯＳＦＥＴスイッチＱ１乃至Ｑ８はデマルチプレクサＵ２によって駆動される。デマルチプレクサＵ２は、標準的な“74HC138 HCMOS論理デバイス”のような１対８ディジタルデマルチプレクサとすることができる。センサＬ１及びＬ２の出力は、標準的な“74HC4051 HCMOSデバイス”のような８対１アナログマルチプレクサＵ３によって切り替えられて比較器の入力に接続される。ＮチャネルＭＯＳＦＥＴスイッチＱ１、Ｑ３、Ｑ５、及びＱ７はSiliconix社によって製造されているVN2222のような小信号スイッチングデバイスである。ＰチャネルＭＯＳＦＥＴスイッチＱ２、Ｑ４、Ｑ６、及びＱ８はSiliconix社によって製造されているVP0610のような小信号スイッチングデバイスである。センサのドライブパス（drive path）内の４つの抵抗は、十分に整合されるように単一の抵抗ネットワークＲＮ１として具現されている。これによって温度追従とともに整合を保証する好適な手段が与えられている。センサＬ１はコイル８３を、センサＬ２はコイル８４を含んでいる。これらのコイルの各々は、それぞれの磁心の回りに４０ゲージのワイヤが巻数約１０００でソレノイド状に巻かれている。Ｌ１及びＬ２の磁心８１及び８２のセンサ磁心材料は各々典型的にはAllied S ignal社からの2705Mアモルファス金属ガラスフォイルの一片とすることができる。通常の感度及びダイナミックレンジに対して、センサ磁心は長さ４００ミル、幅２０ミルである。典型的な非傾斜補償型コンパスでは、センサＬ１及びＬ２は互いに直角になるように向けられ、地磁気の２つのベクトル成分を検知する。制御フリップフロップＵ１は標準的な“74HC74 HCMOS論理デバイス”によって具現することができる。第８図に示されている２軸回路８０では各軸のサンプリングを続けて行うことができる。この磁力計は、一連のサンプリングを行い、データをディジタル化し、得られた方位角を計算することができるマイクロプロセッサまたは他のシーケンシャル論理回路とともに使用されることを意図されている。一つの方位角に対しデータを得るには、全部で４つのサンプルをとらなければならない。各軸から異なる極性のサンプルをとらなければならないからである。軸入力がローのとき、センサＬ２は非動作状態となり、センサＬ１がサンプリングされる。極性入力のレベルがローであることにより、センサＬ１はＱ２を介する電流によってチャージされる。センサＬ１を流れる電流によって抵抗ＲＮ１ｂの両端に電圧が生じ、これはアナログマルチプレクサの入力Ａ０を介して比較器Ｕ４（反転シュミットトリガ回路）の入力に現れる。サイクルのディスチャージ部分ではＱ２はオフとなり、センサ電流はＱ１を介してグランドへとディスチャージされる。極性入力をハイに設定すると、センサＬ１に沿った逆方向の磁場の測定がなされる。軸入力をハイに設定することによって、互いに逆極性の同様なサンプルペアをセンサＬ２からとることができる。６０Ｈｚの磁場が目的とする用途において主なノイズ源となる場合、これらのサンプルはこのレートに同期してとられる。可能な技術の一つは各軸から逆極性のサンプルを１／１２０秒の間隔でとることである。このサンプルレートが速すぎる場合、回路は第２のサンプルを１／６０秒の任意の倍数だけ遅らせることができる。これらのサンプルの差をとることによって、干渉する６０Ｈｚの磁場の基本成分をキャンセルし取り除くことができる。例えば、磁力計回路７０において、第２状態サンプルを、第１状態サンプルの開始後１／１２０秒たってから開始するようにするとよい。第９ａ図及び第９ｂ図は、本発明に基づく短サンプル磁力計を用いた電子コンパスシステム９０及び９１のブロック図を示している。これらはどちらもマイクロプロセッサ９２によって制御され、ディスプレー９３上に出力を行う。第９ａ図のシステム９０では、磁力計出力のパルス幅は単純な計数技法を用いてディジタル化される。パルス入力はパルス幅カウンタ９３に対しゲートとして使用することができる。カウンタ９３は例えば水晶発振器を具備した定周波数基準回路９４によってクロック信号を供給される。応用例によっては、この基準として必要とされる周波数が過大な電力消費を生じさせる恐れがある。別の例として示す、第９ｂ図の電子コンパスシステム９１は、より電力が小さいものとなる可能性がある。磁力計の出力パルス幅は、磁力計８０からの出力パルスをアナログ積分器回路９５に対しゲートとして使用することによってディジタル化することができる。積分器回路９５の出力は、Ａ／Ｄコンバータ９６に送られて測定される。積分器及びＡ／Ｄコンバータ用に使用される利得要素（gain element）はいずれも間欠的に使用可能であり、従って平均電力消費を少なくすることができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の７第１項【提出日】１９９５年１２月２１日【補正内容】請求の範囲１．磁力計回路であって、電圧印加用の第１及び第２電力端子と、飽和可能な磁心を含み且つ第１及び第２端子を有するセンサコイルと、第１及び第２端子を有する第１インピーダンスと、前記第１インピーダンスの前記第１端子を前記センサコイルの前記第２端子に接続する手段と、前記第１インピーダンスの前記第２端子を前記第１電力端子に接続する手段と、前記第２電力端子を前記第１センサコイル端子に選択的に接続するための第１スイッチと、前記第１電力端子を前記第１センサコイル端子に選択的に接続するための第２スイッチと、入力端子と出力端子を有し、前記入力端子に第１の大きさの電圧を受けるのに応答して前記出力端子に第１の大きさの出力信号を生成し、前記入力端子に第２の大きさの電圧を受けるのに応答して前記出力端子に第２の大きさの出力信号を生成する電圧センサと、前記電圧センサの前記入力端子を前記センサコイルの前記第２端子に接続する手段と、入力される制御信号を受用するための第１及び第２入力端子と制御信号を出力するための第１及び第２出力端子とを有する制御回路と、前記電圧センサの前記出力端子を前記制御回路の前記第１入力端子に接続する手段と、前記第１スイッチの動作を制御するため前記制御回路の前記第１出力端子を前記第１スイッチに接続する手段と、前記第２スイッチの動作を制御するため前記制御回路の前記第２出力端子を前記第２スイッチに接続する手段とを含むことを特徴とする磁力計回路。２．前記電圧センサがシュミットトリガ回路であることを特徴とする請求項１に記載の磁力計回路。３．前記電圧センサが比較器を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の磁力計回路。４．前記制御回路がＤフリップフロップを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の磁力計回路。５．前記電圧センサが第１及び第２比較器とＲＳフリップフロップとを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の磁力計回路。６．前記第１電力端子に接続された第１端子と前記第２電力端子に接続された第２端子とを有するコンデンサと、第１及び第２端子を有する電位源と、前記電位源の前記第１端子を前記第１電力端子に接続する手段と、第１及び第２端子を有する第２インピーダンスと、前記第２インピーダンスの前記第１端子を前記電位源の前記第２端子に接続する手段と、前記第２インピーダンスの前記第２端子を前記第２電力端子に接続する手段とを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の磁力計回路。７．第１及び第２端子を有する電位源と、前記電位源の前記第１端子を前記第１電力端子に接続する手段と、前記電位源の前記第２端子を前記第２電力端子に接続する手段とを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の磁力計回路。８．前記電圧センサがシュミットトリガ回路を含み、前記制御回路がＤフリップフロップを含んでいることを特徴とする請求項７に記載の磁力計回路。９．磁力計回路であって、電圧印加用の第１及び第２電力端子と、飽和可能な磁心を含み且つ第１及び第２端子を有するセンサコイルと、前記第２電力端子を前記第１センサコイル端子に選択的に接続するための第１スイッチと、前記第１電力端子を前記第１センサコイル端子に選択的に接続するための第２スイッチと、入力端子と出力端子を有する、前記センサコイルを流れる電流を測定するための電流センサと、前記センサコイルを通って前記第１電力端子へと流れる電流の経路を生成して前記電流センサによる前記センサコイルを流れる電流の測定を可能とするべく、前記電流センサの前記入力端子を前記センサコイルの前記第２端子に接続する手段と、第１部分と第２部分を有する動作サイクルにおいて前記第１及び第２スイッチを、前記動作サイクルの前記第１部分のあいだ前記センサコイルの前記第２端子と前記第１電力端子との間の接続が前記電流センサを通じて維持され且つ前記第１スイッチによって前記第２電力端子が前記第１センサコイル端子に接続され、前記動作サイクルの前記第２部分のあいだ前記センサコイルの前記第２端子と前記第１電力端子との間の接続が前記電流センサを通じて維持され且つ前記第２スイッチによって前記第１コイル端子が前記第１電力端子に接続されるように制御するための回路とを含み、前記電流センサは前記センサコイルを流れる電流が第１のしきい値に達するのに応答して第１出力信号を前記電流センサの前記出力端子に生成し、前記センサコイルを流れる電流が第２のしきい値まで減少するのに応答して第２出力信号を前記電流センサの前記出力端子に生成することを特徴とする磁力計回路。１０．前記電流センサが、前記センサコイルの前記第２端子に接続された第１端子と前記第１電力端子に接続された第２端子とを有するインピーダンスと、入力端子と出力端子を有するシュミットトリガ回路とを含んでおり、前記磁力計回路が、前記シュミットトリガ回路の前記入力端子を前記センサコイルの前記第２端子に接続する手段を含んでいることを特徴とする請求項９に記載の磁力計回路。１１．前記電流センサが、前記センサコイルの前記第２端子に接続された第１端子と前記第１電力端子に接続された第２端子とを有するインピーダンスと、入力端子と出力端子を有する比較器とを含んでおり、前記磁力計回路が、前記比較器の前記入力端子を前記センサコイルの前記第２端子に接続する手段を含んでいることを特徴とする請求項９に記載の磁力計回路。１２．磁力計回路であって、電圧印加用の第１及び第２電力端子と、飽和可能な磁心を含み且つ第１及び第２端子を有するセンサコイルと、第１及び第２端子を有する第１インピーダンスと、前記第１インピーダンスの前記第１端子を前記センサコイルの前記第２端子に接続する手段と、前記第１インピーダンスの前記第２端子を前記第１電力端子に接続する手段と、入力端子と出力端子を有し、前記入力端子に第１の大きさの電圧を受けるのに応答して前記出力端子に第１の大きさの出力信号を生成し、前記入力端子に第２の大きさの電圧を受けるのに応答して前記出力端子に第２の大きさの出力信号を生成する電圧センサと、前記第２電力端子を前記センサコイルの前記第１端子に選択的に接続するための第１スイッチと、前記センサコイルの前記第１端子を前記第１電力端子に選択的に接続するための第２スイッチと、前記センサコイルの前記第２端子を前記電圧センサの前記入力端子に選択的に接続するための第３スイッチと、前記第２電力端子を前記センサコイルの前記第２端子に選択的に接続するための第４スイッチと、前記センサコイルの前記第２端子を前記第１電力端子に選択的に接続するための第５スイッチと、前記センサコイルの前記第１端子を前記電圧センサの前記入力端子に選択的に接続するための第６スイッチと、第１状態選択信号を受信するための第１状態選択入力端子と、第２状態選択信号を受信するための第２状態選択入力端子と、第３入力端子と、サイクル開始信号を受信するためのサイクル開始入力端子と、前記スイッチの各々に対し一つの複数の出力端子とを有する双方向制御回路と、前記電圧センサの前記出力端子を前記双方向制御回路の前記第３入力端子に接続する手段と、前記双方向制御回路の前記出力端子の各々を前記スイッチの対応する一つに接続する手段とを含み、前記双方向制御回路は、開始信号と第１状態選択信号の受信に応答して前記電圧センサの前記出力端子に出力信号を生成するべく前記第１、第２、及び第３スイッチを選択的に制御する論理回路を含んでおり、前記双方向制御回路は、開始信号と第２状態選択信号の受信に応答して前記電圧センサの前記出力端子に出力信号を生成するべく前記第４、第５、及び第６スイッチを選択的に制御する論理回路を更に含んでいることを特徴とする磁力計回路。１３．磁力計回路であって、電圧印加用の第１及び第２電力端子と、飽和可能な磁心を含み且つ第１及び第２端子を有するセンサコイルと、入力端子と出力端子を有する電圧センサと、第１及び第２端子を有するインピーダンスと、前記第１インピーダンス端子を前記第１電力端子に接続する手段と、インピーダンスの前記第２端子を前記電圧センサの前記入力に接続する手段と、第１動作状態においては前記センサコイルの前記第２端子が前記電圧センサの前記入力端子に接続された後、センサコイルの前記第１端子が最初前記第２電力端子に接続され、次に切り替えられて前記第１電力端子に接続され、第２動作状態においては前記センサコイルの前記第１端子が前記電圧センサの前記入力端子に接続された後、前記センサコイルの前記第２端子が最初前記第２電力端子に接続され、次に切り替えられて前記第１電力端子に接続されるようにして、前記第１及び第２動作状態において前記センサコイルを流れる双方向電流を生成する回路とを含むことを特徴とする磁力計回路。１４．磁力計回路であって、電圧印加用の第１及び第２電力端子と、飽和可能な磁心を含み且つ第１及び第２端子を有するセンサコイルと、入力端子と出力端子を有し、前記入力端子に第１の大きさの電圧を受けるのに応答して前記出力端子に第１の大きさの出力信号を生成し、前記入力端子に第２の大きさの電圧を受けるのに応答して前記出力端子に第２の大きさの出力信号を生成する電圧センサと、前記第２電力端子を前記センサコイルの前記第１端子に選択的に接続するための第１スイッチと、前記センサコイルの前記第１端子を前記第１電力端子を選択的に接続するための第２スイッチと、第１及び第２端子を有する第１インピーダンスと、前記第１インピーダンスの前記第１端子を前記センサコイルの前記第２端子に接続する手段と、前記第１インピーダンスの前記第２端子を前記第１電力端子に選択的に接続するための第３スイッチと、前記センサコイルの前記第２端子を前記電圧センサの前記入力端子に選択的に接続するための第４スイッチと、前記第２電力端子を前記センサコイルの前記第２端子に選択的に接続するための第５スイッチと、前記センサコイルの前記第２端子を前記第１電力端子に選択的に接続するための第６スイッチと、第１及び第２端子を有する第２インピーダンスと、前記第２インピーダンスの前記第１端子を前記センサコイルの前記第１端子に接続する手段と、前記第２インピーダンスの前記第２端子を前記第１電力端子に選択的に接続するための第７スイッチと、前記センサコイルの前記第１端子を前記電圧センサの前記入力端子に選択的に接続するための第８スイッチと、第１状態選択信号を受信するための第１状態選択入力端子と、第２状態選択信号を受信するための第２状態選択入力端子と、第３入力端子と、サイクル開始信号を受信するためのサイクル開始入力端子と、前記スイッチの各々に対し一つの複数の出力端子とを有する双方向制御回路と、前記電圧センサの前記出力端子を前記双方向制御回路の前記第３入力端子に接続する手段と、前記双方向制御回路の前記出力端子の各々を前記スイッチの対応する一つに接続する手段とを含み、前記双方向制御回路は、開始信号と第１状態選択信号の受信に応答して前記電圧センサの前記出力端子に出力信号を生成するべく前記第１、第２、第３及び第４スイッチを選択的に制御する論理回路を含んでおり、前記双方向制御回路は、開始信号と第２状態選択信号の受信に応答して前記電圧センサの前記出力端子に出力信号を生成するべく前記第５、第６、第７及び第８スイッチを選択的に制御する論理回路を更に含んでいることを特徴とする磁力計回路。１５．磁力計回路であって、電圧印加用の第１及び第２電力端子と、飽和可能な磁心を含み且つ第１及び第２端子を有するセンサコイルと、入力端子と出力端子を有する電圧センサと、第１及び第２端子を有する第１インピーダンスと、前記第１インピーダンスの前記第１端子を前記センサコイルの前記第２端子に接続する手段と、第１及び第２端子を有する第２インピーダンスと、前記第２インピーダンスの前記第１端子を前記センサコイルの前記第１端子に接続する手段と、第１動作状態においては前記センサコイルの前記第２端子が前記第１インピーダンスの前記第１端子に接続された後、前記センサコイルの前記第１端子が最初前記第２電力端子に接続され、次に切り替えられて前記第１電力端子に接続され、第２動作状態においては前記センサコイルの前記第１端子が前記第２インピーダンスの前記第１端子に接続された後、前記センサコイルの前記第２端子が最初前記第２電力端子に接続され、次に切り替えられて前記第１電力端子に接続されるようにして、前記第１及び第２動作状態において前記センサコイルを流れる双方向電流を生成する回路とを含むことを特徴とする磁力計回路。１６．磁力計回路であって、電圧印加用の第１及び第２電力端子と、飽和可能な磁心を含み且つ第１及び第２端子を有するセンサコイルと、入力端子と出力端子を有し、前記入力端子に第１の大きさの電圧を受けるのに応答して前記出力端子に第１の大きさの出力信号を生成し、前記入力端子に第２の大きさの電圧を受けるのに応答して前記出力端子に第２の大きさの出力信号を生成する電圧センサと、前記第２電力端子を前記センサコイルの前記第１端子に選択的に接続するための第１スイッチと、第１及び第２端子を有する第１インピーダンスと、前記第１インピーダンスの前記第１端子を前記センサコイルの前記第１端子に接続する手段と、前記第１インピーダンスの前記第２端子を前記第１電力端子に選択的に接続するための第２スイッチと、前記センサコイルの前記第２端子を前記電圧センサの前記入力端子に選択的に接続するための第３スイッチと、前記第２電力端子を前記センサコイルの前記第２端子に選択的に接続するための第４スイッチと、第１及び第２端子を有する第２インピーダンスと、前記第２インピーダンスの前記第１端子を前記センサコイルの前記第２端子に接続する手段と、前記第２インピーダンスの前記第２端子を前記第１電力端子に選択的に接続するための第５スイッチと、前記センサコイルの前記第１端子を前記電圧センサの前記入力端子に選択的に接続するための第６スイッチと、第１状態選択信号を受信するための第１状態選択入力端子と、第２状態選択信号を受信するための第２状態選択入力端子と、第３入力端子と、サイクル開始信号を受信するためのサイクル開始入力端子と、前記スイッチの各々に対し一つの複数の出力端子とを有する双方向制御回路と、前記電圧センサの前記出力端子を前記双方向制御回路の前記第３入力端子に接続する手段と、前記双方向制御回路の前記出力端子の各々を前記スイッチの対応する一つに接続する手段とを含み、前記双方向制御回路は、開始信号と第１状態選択信号の受信に応答して前記電圧センサの前記出力端子に出力信号を生成するべく前記第１、第２、第３及び第５スイッチを選択的に制御する論理回路を含んでおり、前記双方向制御回路は、開始信号と第２状態選択信号の受信に応答して前記電圧センサの前記出力端子に出力信号を生成するべく前記第２、第４、及び第６スイッチを選択的に制御する論理回路を更に含んでいることを特徴とする磁力計回路。１７．磁力計回路であって、電圧印加用の第１及び第２電力端子と、飽和可能な磁心を含み且つ第１及び第２端子を有するセンサコイルと、入力端子と出力端子を有する電圧センサと、第１及び第２端子を有する第１インピーダンスと、前記第１インピーダンスの前記第１端子を前記センサコイルの前記第１端子に接続する手段と、第１及び第２端子を有する第２インピーダンスと、前記第２インピーダンスの前記第１端子を前記センサコイルの前記第２端子に接続する手段と、第１動作状態においては前記センサコイルの前記第２端子が前記電圧センサの前記入力端子に接続され、前記第２インピーダンスの前記第２端子が前記第１電力端子に接続された後、前記センサコイルの前記第１端子が最初前記第２電力端子に接続され、次に切り替えられて前記第１電力端子に前記第１インピーダンスを介して接続され、第２動作状態においては前記センサコイルの前記第１端子が前記電圧センサの前記入力端子に接続され、前記第１インピーダンスの前記第２端子が前記第１電力端子に接続された後、前記センサコイルの前記第２端子が最初前記第２電力端子に接続され、次に切り替えられて前記第１電力端子に前記第２インピーダンスを介して接続されるようにして、前記第１及び第２動作状態において前記センサコイルを流れる双方向電流を生成する回路とを含むことを特徴とする磁力計回路。【手続補正書】特許法第１８４条の８【提出日】１９９６年８月１９日【補正内容】請求の範囲１．一回のスイッチングサイクルの間に磁場の測定をすることができる磁力計回路であって、飽和可能な磁心を含み且つ第１及び第２端子を有するセンサコイルと、第１及び第２端子を有する第１インピーダンスと、前記第１インピーダンスの前記第１端子を前記センサコイルの前記第２端子に接続する手段と、前記第１インピーダンスの前記第２端子をグランド電位に接続する手段と、前記第１センサコイル端子を前記一回のサイクルの第１部分の間電圧源によって供給される電圧を受用するための電圧ノードに選択的に接続するための第１スイッチと、前記第１センサコイル端子を前記一回のサイクルの第２部分の間前記グランド電位に選択的に接続するための第２スイッチと、入力端子と出力端子を有し、前記入力端子の電圧が第１のしきい値を超えるのに応答して前記出力端子に第１の大きさの出力信号を生成し、前記入力端子の前記電圧が第２のしきい値未満に下降するのに応答して前記出力端子に第２の大きさの出力信号を生成する電圧センサと、前記電圧センサの前記入力端子を前記センサコイルの前記第２端子に接続する手段と、入力される制御信号を受用するための第１及び第２入力端子と制御信号を出力するための第１及び第２出力端子とを有する制御回路と、前記電圧センサの前記出力端子を前記制御回路の前記第１入力端子に接続する手段と、前記第１スイッチの動作を制御するため前記制御回路の前記第１出力端子を前記第１スイッチに接続する手段と、前記第２スイッチの動作を制御するため前記制御回路の前記第２出力端子を前記第２スイッチに接続する手段とを含むことを特徴とする磁力計回路。２．前記電圧センサがシュミットトリガ回路であることを特徴とする請求項１に記載の磁力計回路。３．前記電圧センサが比較器を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の磁力計回路。４．前記制御回路がＤフリップフロップを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の磁力計回路。５．前記電圧センサが第１及び第２比較器とＲＳフリップフロップとを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の磁力計回路。６．前記電圧ノードに接続された第１端子と前記グランド電位に接続された第２端子とを有するコンデンサと、第１及び第２端子を有する第２インピーダンスと、前記第２インピーダンスの前記第１端子を前記電圧源に接続する手段と、前記第２インピーダンスの前記第２端子を前記電圧ノードに接続する手段とを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の磁力計回路。７．前記電圧源の第１端子を前記電圧ノードに接続する手段と、前記電圧源の第２端子をグランド電位に接続する手段とを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の磁力計回路。８．前記電圧センサがシュミットトリガ回路を含み、前記制御回路がＤフリップフロップを含んでいることを特徴とする請求項７に記載の磁力計回路。９．一回のスイッチングサイクルの間に磁場の測定をすることができる磁力計回路であって、飽和可能な磁心を含み且つ第１及び第２端子を有するセンサコイルと、前記第１センサコイル端子を前記スイッチングサイクルの第１部分の間電源に選択的に接続するための第１スイッチと、前記第１センサコイル端子を前記スイッチングサイクルの第２部分の間グランド電位に選択的に接続するための第２スイッチと、入力端子と出力端子を有する、前記センサコイルを流れる電流を測定するための電流センサと、前記センサコイルを通ってグランド電位へと流れる電流の経路を生成して前記電流センサによる前記センサコイルを流れる電流の測定を可能とするべく、前記電流センサの前記入力端子を前記センサコイルの前記第２端子に接続する手段と、前記スイッチングサイクルにおいて前記第１及び第２スイッチを、前記スイッチングサイクルの前記第１部分のあいだ前記センサコイルの前記第２端子とグランド電位との間の接続が前記電流センサを通じて維持され且つ前記第１スイッチによって前記電源が前記第１センサコイル端子に接続され、前記スイッチングサイクルの前記第２部分のあいだ前記センサコイルの前記第２端子とグランド電位との間の接続が前記電流センサを通じて維持され且つ前記第２スイッチによって前記第１コイル端子がグランド電位に接続されるように制御するための回路とを含み、前記電流センサは前記センサコイルを流れる電流が第１のしきい値に達するのに応答して第１出力信号を前記電流センサの前記出力端子に生成し、前記センサコイルを流れる電流が第２のしきい値まで減少するのに応答して第２出力信号を前記電流センサの前記出力端子に生成することを特徴とする磁力計回路。１０．前記電流センサが、前記センサコイルの前記第２端子に接続された第１端子と前記グランド電位に接続された第２端子とを有するインピーダンスと、入力端子と出力端子を有するシュミットトリガ回路とを含んでおり、前記磁力計回路が、前記シュミットトリガ回路の前記入力端子を前記センサコイルの前記第２端子に接続する手段を含んでいることを特徴とする請求項９に記載の磁力計回路。１１．前記電流センサが、前記センサコイルの前記第２端子に接続された第１端子とグランド電位に接続された第２端子とを有するインピーダンスと、入力端子と出力端子を有する比較器とを含んでおり、前記磁力計回路が、前記比較器の前記入力端子を前記センサコイルの前記第２端子に接続する手段を含んでいることを特徴とする請求項９に記載の磁力計回路。１２．磁力計回路であって、電圧印加用の第１及び第２電力端子と、飽和可能な磁心を含み且つ第１及び第２端子を有するセンサコイルと、第１及び第２端子を有する第１インピーダンスと、前記第１インピーダンスの前記第１端子を前記センサコイルの前記第２端子に接続する手段と、前記第１インピーダンスの前記第２端子を前記第１電力端子に接続する手段と、入力端子と出力端子を有し、前記入力端子に第１の大きさの電圧を受けるのに応答して前記出力端子に第１の大きさの出力信号を生成し、前記入力端子に第２の大きさの電圧を受けるのに応答して前記出力端子に第２の大きさの出力信号を生成する電圧センサと、前記第２電力端子を前記センサコイルの前記第１端子に選択的に接続するための第１スイッチと、前記センサコイルの前記第１端子を前記第１電力端子に選択的に接続するための第２スイッチと、前記センサコイルの前記第２端子を前記電圧センサの前記入力端子に選択的に接続するための第３スイッチと、前記第２電力端子を前記センサコイルの前記第２端子に選択的に接続するための第４スイッチと、前記センサコイルの前記第２端子を前記第１電力端子に選択的に接続するための第５スイッチと、前記センサコイルの前記第１端子を前記電圧センサの前記入力端子に選択的に接続するための第６スイッチと、第１状態選択信号を受信するための第１状態選択入力端子と、第２状態選択信号を受信するための第２状態選択入力端子と、第３入力端子と、サイクル開始信号を受信するためのサイクル開始入力端子と、前記スイッチの各々に対し一つの複数の出力端子とを有する双方向制御回路と、前記電圧センサの前記出力端子を前記双方向制御回路の前記第３入力端子に接続する手段と、前記双方向制御回路の前記出力端子の各々を前記スイッチの対応する一つに接続する手段とを含み、前記双方向制御回路は、開始信号と第１状態選択信号の受信に応答して前記電圧センサの前記出力端子に出力信号を生成するべく前記第１、第２、及び第３スイッチを選択的に制御する論理回路を含んでおり、前記双方向制御回路は、開始信号と第２状態選択信号の受信に応答して前記電圧センサの前記出力端子に出力信号を生成するべく前記第４、第５、及び第６スイッチを選択的に制御する論理回路を更に含んでいることを特徴とする磁力計回路。１３．一回のスイッチングサイクルの間に磁場の測定をすることができる磁力計回路であって、飽和可能な磁心を含み且つ第１及び第２端子を有するセンサコイルと、入力端子と出力端子を有する電圧センサと、第１及び第２端子を有するインピーダンスと、前記第１インピーダンス端子をグランド電位に接続する手段と、第２インピーダンス端子を前記電圧センサの前記入力端子に接続する手段と、第１動作状態においては前記センサコイルの前記第２端子が前記電圧センサの前記入力端子に接続された後、センサコイルの前記第１端子が最初電源に接続され、次に切り替えられてグランド電位に接続され、第２動作状態においては前記センサコイルの前記第１端子が前記電圧センサの前記入力端子に接続された後、前記センサコイルの前記第２端子が最初前記電源に接続され、次に切り替えられてグランド電位に接続されるようにして、前記第１及び第２動作状態において前記センサコイルを流れる双方向電流を生成する回路とを含むことを特徴とする磁力計回路。１４．磁力計回路であって、電圧印加用の第１及び第２電力端子と、飽和可能な磁心を含み且つ第１及び第２端子を有するセンサコイルと、入力端子と出力端子を有し、前記入力端子に第１の大きさの電圧を受けるのに応答して前記出力端子に第１の大きさの出力信号を生成し、前記入力端子に第２の大きさの電圧を受けるのに応答して前記出力端子に第２の大きさの出力信号を生成する電圧センサと、前記第２電力端子を前記センサコイルの前記第１端子に選択的に接続するための第１スイッチと、前記センサコイルの前記第１端子を前記第１電力端子を選択的に接続するための第２スイッチと、第１及び第２端子を有する第１インピーダンスと、前記第１インピーダンスの前記第１端子を前記センサコイルの前記第２端子に接続する手段と、前記第１インピーダンスの前記第２端子を前記第１電力端子に選択的に接続するための第３スイッチと、前記センサコイルの前記第２端子を前記電圧センサの前記入力端子に選択的に接続するための第４スイッチと、前記第２電力端子を前記センサコイルの前記第２端子に選択的に接続するための第５スイッチと、前記センサコイルの前記第２端子を前記第１電力端子に選択的に接続するための第６スイッチと、第１及び第２端子を有する第２インピーダンスと、前記第２インピーダンスの前記第１端子を前記センサコイルの前記第１端子に接続する手段と、前記第２インピーダンスの前記第２端子を前記第１電力端子に選択的に接続するための第７スイッチと、前記センサコイルの前記第１端子を前記電圧センサの前記入力端子に選択的に接続するための第８スイッチと、第１状態選択信号を受信するための第１状態選択入力端子と、第２状態選択信号を受信するための第２状態選択入力端子と、第３入力端子と、サイクル開始信号を受信するためのサイクル開始入力端子と、前記スイッチの各々に対し一つの複数の出力端子とを有する双方向制御回路と、前記電圧センサの前記出力端子を前記双方向制御回路の前記第３入力端子に接続する手段と、前記双方向制御回路の前記出力端子の各々を前記スイッチの対応する一つに接続する手段とを含み、前記双方向制御回路は、開始信号と第１状態選択信号の受信に応答して前記電圧センサの前記出力端子に出力信号を生成するべく前記第１、第２、第３及び第４スイッチを選択的に制御する論理回路を含んでおり、前記双方向制御回路は、開始信号と第２状態選択信号の受信に応答して前記電圧センサの前記出力端子に出力信号を生成するべく前記第５、第６、第７及び第８スイッチを選択的に制御する論理回路を更に含んでいることを特徴とする磁力計回路。１５．磁力計回路であって、飽和可能な磁心を含み且つ第１及び第２端子を有するセンサコイルと、入力端子と出力端子を有する電圧センサと、第１及び第２端子を有する第１インピーダンスと、前記第１インピーダンスの前記第１端子を前記センサコイルの前記第２端子に接続する手段と、第１及び第２端子を有する第２インピーダンスと、前記第２インピーダンスの前記第１端子を前記センサコイルの前記第１端子に接続する手段と、第１動作状態においては前記センサコイルの前記第２端子が前記第１インピーダンスの前記第１端子に接続された後、前記センサコイルの前記第１端子が最初電源に接続され、次に切り替えられてグランド電位に接続され、第２動作状態においては前記センサコイルの前記第１端子が前記第２インピーダンスの前記第１端子に接続された後、前記センサコイルの前記第２端子が最初前記電源に接続され、次に切り替えられてグランド電位に接続されるようにして、前記第１及び第２動作状態において前記センサコイルを流れる双方向電流を生成する回路とを含むことを特徴とする磁力計回路。１６．磁力計回路であって、電圧印加用の第１及び第２電力端子と、飽和可能な磁心を含み且つ第１及び第２端子を有するセンサコイルと、入力端子と出力端子を有し、前記入力端子に第１の大きさの電圧を受けるのに応答して前記出力端子に第１の大きさの出力信号を生成し、前記入力端子に第２の大きさの電圧を受けるのに応答して前記出力端子に第２の大きさの出力信号を生成する電圧センサと、前記第２電力端子を前記センサコイルの前記第１端子に選択的に接続するための第１スイッチと、第１及び第２端子を有する第１インピーダンスと、前記第１インピーダンスの前記第１端子を前記センサコイルの前記第１端子に接続する手段と、前記第１インピーダンスの前記第２端子を前記第１電力端子に選択的に接続するための第２スイッチと、前記センサコイルの前記第２端子を前記電圧センサの前記入力端子に選択的に接続するための第３スイッチと、前記第２電力端子を前記センサコイルの前記第２端子に選択的に接続するための第４スイッチと、第１及び第２端子を有する第２インピーダンスと、前記第２インピーダンスの前記第１端子を前記センサコイルの前記第２端子に接続する手段と、前記第２インピーダンスの前記第２端子を前記第１電力端子に選択的に接続するための第５スイッチと、前記センサコイルの前記第１端子を前記電圧センサの前記入力端子に選択的に接続するための第６スイッチと、第１状態選択信号を受信するための第１状態選択入力端子と、第２状態選択信号を受信するための第２状態選択入力端子と、第３入力端子と、サイクル開始信号を受信するためのサイクル開始入力端子と、前記スイッチの各々に対し一つの複数の出力端子とを有する双方向制御回路と、前記電圧センサの前記出力端子を前記双方向制御回路の前記第３入力端子に接続する手段と、前記双方向制御回路の前記出力端子の各々を前記スイッチの対応する一つに接続する手段とを含み、前記双方向制御回路は、開始信号と第１状態選択信号の受信に応答して前記電圧センサの前記出力端子に出力信号を生成するべく前記第１、第２、第３及び第５スイッチを選択的に制御する論理回路を含んでおり、前記双方向制御回路は、開始信号と第２状態選択信号の受信に応答して前記電圧センサの前記出力端子に出力信号を生成するべく前記第２、第４、及び第６スイッチを選択的に制御する論理回路を更に含んでいることを特徴とする磁力計回路。１７．磁力計回路であって、飽和可能な磁心を含み且つ第１及び第２端子を有するセンサコイルと、入力端子と出力端子を有する電圧センサと、第１及び第２端子を有する第１インピーダンスと、前記第１インピーダンスの前記第１端子を前記センサコイルの前記第１端子に接続する手段と、第１及び第２端子を有する第２インピーダンスと、前記第２インピーダンスの前記第１端子を前記センサコイルの前記第２端子に接続する手段と、第１動作状態においては前記センサコイルの前記第２端子が前記電圧センサの前記入力端子に接続され、前記第２インピーダンスの前記第２端子がグランド電位に接続された後、前記センサコイルの前記第１端子が最初電源に接続され、次に切り替えられてグランド電位に前記第１インピーダンスを介して接続され、第２動作状態においては前記センサコイルの前記第１端子が前記電圧センサの前記入力端子に接続され、前記第１インピーダンスの前記第２端子がグランド電位に接続された後、前記センサコイルの前記第２端子が最初前記電源に接続され、次に切り替えられてグランド電位に前記第２インピーダンスを介して接続されるようにして、前記第１及び第２動作状態において前記センサコイルを流れる双方向電流を生成する回路とを含むことを特徴とする磁力計回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．磁力計回路であって、電圧印加用の第１及び第２電力端子と、飽和可能な磁心を含み且つ第１及び第２端子を有するセンサコイルと、第１及び第２端子を有する第１インピーダンスと、前記第１インピーダンスの前記第１端子を前記センサコイルの前記第２端子に接続する手段と、前記第１インピーダンスの前記第２端子を前記第１電力端子に接続する手段と、前記第２電力端子を前記第１センサコイル端子に選択的に接続するための第１スイッチと、前記第１電力端子を前記第１センサコイル端子に選択的に接続するための第２スイッチと、入力端子と出力端子を有し、前記入力端子に第１の大きさの電圧を受けるのに応答して前記出力端子に第１の大きさの出力信号を生成し、前記入力端子に第２の大きさの電圧を受けるのに応答して前記出力端子に第２の大きさの出力信号を生成する電圧センサと、前記電圧センサの前記入力端子を前記センサコイルの前記第２端子に接続する手段と、入力される制御信号を受用するための第１及び第２入力端子と制御信号を出力するための第１及び第２出力端子とを有する制御回路と、前記電圧センサの前記出力端子を前記制御回路の前記第１入力端子に接続する手段と、前記第１スイッチの動作を制御するため前記制御回路の前記第１出力端子を前記第１スイッチに接続する手段と、前記第２スイッチの動作を制御するため前記制御回路の前記第２出力端子を前記第２スイッチに接続する手段とを含むことを特徴とする磁力計回路。２．前記電圧センサがシュミットトリガ回路であることを特徴とする請求項１に記載の磁力計回路。３．前記電圧センサが比較器を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の磁力計回路。４．前記制御回路がＤフリップフロップを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の磁力計回路。５．前記電圧センサが第１及び第２比較器とＲＳフリップフロップとを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の磁力計回路。６．前記第１電力端子に接続された第１端子と前記第２電力端子に接続された第２端子とを有するコンデンサと、第１及び第２端子を有する電位源と、前記電位源の前記第１端子を前記第１電力端子に接続する手段と、第１及び第２端子を有する第２インピーダンスと、前記第２インピーダンスの前記第１端子を前記電位源の前記第２端子に接続する手段と、前記第２インピーダンスの前記第２端子を前記第２電力端子に接続する手段とを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の磁力計回路。７．第１及び第２端子を有する電位源と、前記電位源の前記第１端子を前記第１電力端子に接続する手段と、前記電位源の前記第２端子を前記第２電力端子に接続する手段とを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の磁力計回路。８．前記電圧センサがシュミットトリガ回路を含み、前記制御回路がＤフリップフロップを含んでいることを特徴とする請求項７に記載の磁力計回路。９．磁力計回路であって、電圧印加用の第１及び第２電力端子と、飽和可能な磁心を含み且つ第１及び第２端子を有するセンサコイルと、前記第２電力端子を前記第１センサコイル端子に選択的に接続するための第１スイッチと、前記第１電力端子を前記第１センサコイル端子に選択的に接続するための第２スイッチと、入力端子と出力端子を有する、前記センサコイルを流れる電流を測定するための電流センサと、前記センサコイルを通って流れる電流の経路を生成して前記電流センサによる前記センサコイルを流れる電流の測定を可能とするべく、前記電流センサの前記入力端子を前記センサコイルの前記第２端子に接続する手段と、第１部分と第２部分を有する動作サイクルにおいて前記第１及び第２スイッチを、前記動作サイクルの前記第１部分のあいだ前記第１スイッチによって前記第２電力端子が前記第１センサコイル端子に接続され、前記動作サイクルの前記第２部分のあいだ前記第２スイッチによって前記第１コイル端子が前記第１電力端子に接続されるように制御するための回路とを含み、前記電流センサは前記センサコイルを流れる電流が第１のしきい値に達するのに応答して第１出力信号を前記電流センサの前記出力端子に生成し、前記センサコイルを流れる電流が第２のしきい値まで減少するのに応答して第２出力信号を前記電流センサの前記出力端子に生成することを特徴とする磁力計回路。１０．前記電流センサが、前記センサコイルの前記第２端子に接続された第１端子と前記第１電力端子に接続された第２端子とを有するインピーダンスと、入力端子と出力端子を有するシュミットトリガ回路とを含んでおり、前記磁力計回路が、前記シュミットトリガ回路の前記入力端子を前記センサコイルの前記第２端子に接続する手段を含んでいることを特徴とする請求項９に記載の磁力計回路。１１．前記電流センサが、前記センサコイルの前記第２端子に接続された第１端子と前記第１電力端子に接続された第２端子とを有するインピーダンスと、入力端子と出力端子を有する比較器とを含んでおり、前記磁力計回路が、前記比較器の前記入力端子を前記センサコイルの前記第２端子に接続する手段を含んでいることを特徴とする請求項９に記載の磁力計回路。１２．磁力計回路であって、電圧印加用の第１及び第２電力端子と、飽和可能な磁心を含み且つ第１及び第２端子を有するセンサコイルと、第１及び第２端子を有する第１インピーダンスと、前記第１インピーダンスの前記第１端子を前記センサコイルの前記第２端子に接続する手段と、前記第１インピーダンスの前記第２端子を前記第１電力端子に接続する手段と、入力端子と出力端子を有し、前記入力端子に第１の大きさの電圧を受けるのに応答して前記出力端子に第１の大きさの出力信号を生成し、前記入力端子に第２の大きさの電圧を受けるのに応答して前記出力端子に第２の大きさの出力信号を生成する電圧センサと、前記第２電力端子を前記センサコイルの前記第１端子に選択的に接続するための第１スイッチと、前記センサコイルの前記第１端子を前記第１電力端子に選択的に接続するための第２スイッチと、前記センサコイルの前記第２端子を前記電圧センサの前記入力端子に選択的に接続するための第３スイッチと、前記第２電力端子を前記センサコイルの前記第２端子に選択的に接続するための第４スイッチと、前記センサコイルの前記第２端子を前記第１電力端子に選択的に接続するための第５スイッチと、前記センサコイルの前記第１端子を前記電圧センサの前記入力端子に選択的に接続するための第６スイッチと、第１状態選択信号を受信するための第１状態選択入力端子と、第２状態選択信号を受信するための第２状態選択入力端子と、第３入力端子と、サイクル開始信号を受信するためのサイクル開始入力端子と、前記スイッチの各々に対し一つの複数の出力端子とを有する双方向制御回路と、前記電圧センサの前記出力端子を前記双方向制御回路の前記第３入力端子に接続する手段と、前記双方向制御回路の前記出力端子の各々を前記スイッチの対応する一つに接続する手段とを含み、前記双方向制御回路は、開始信号と第１状態選択信号の受信に応答して前記電圧センサの前記出力端子に出力信号を生成するべく前記第１、第２、及び第３スイッチを選択的に制御する論理回路を含んでおり、前記双方向制御回路は、開始信号と第２状態選択信号の受信に応答して前記電圧センサの前記出力端子に出力信号を生成するべく前記第４、第５、及び第６スイッチを選択的に制御する論理回路を更に含んでいることを特徴とする磁力計回路。１３．磁力計回路であって、電圧印加用の第１及び第２電力端子と、飽和可能な磁心を含み且つ第１及び第２端子を有するセンサコイルと、入力端子と出力端子を有する電圧センサと、第１及び第２端子を有するインピーダンスと、前記第１インピーダンス端子を前記第１電力端子に接続する手段と、インピーダンスの前記第２端子を前記電圧センサの前記入力に接続する手段と、第１動作状態においては前記センサコイルの前記第２端子が前記電圧センサの前記入力端子に接続された後、センサコイルの前記第１端子が最初前記第１電力端子に接続され、次に切り替えられて前記第１電力端子に接続され、第２動作状態においては前記センサコイルの前記第１端子が前記電圧センサの前記入力端子に接続された後、前記センサコイルの前記第２端子が最初前記第２電力端子に接続され、次に切り替えられて前記第１電力端子に接続されるようにして、前記第１及び第２動作状態において前記センサコイルを流れる双方向電流を生成する回路とを含むことを特徴とする磁力計回路。１４．磁力計回路であって、電圧印加用の第１及び第２電力端子と、飽和可能な磁心を含み且つ第１及び第２端子を有するセンサコイルと、入力端子と出力端子を有し、前記入力端子に第１の大きさの電圧を受けるのに応答して前記出力端子に第１の大きさの出力信号を生成し、前記入力端子に第２の大きさの電圧を受けるのに応答して前記出力端子に第２の大きさの出力信号を生成する電圧センサと、前記第２電力端子を前記センサコイルの前記第１端子に選択的に接続するための第１スイッチと、前記センサコイルの前記第１端子を前記第１電力端子を選択的に接続するための第２スイッチと、第１及び第２端子を有する第１インピーダンスと、前記第１インピーダンスの前記第１端子を前記センサコイルの前記第２端子に接続する手段と、前記第１インピーダンスの前記第２端子を前記第１電力端子に選択的に接続するための第３スイッチと、前記センサコイルの前記第２端子を前記電圧センサの前記入力端子に選択的に接続するための第４スイッチと、前記第２電力端子を前記センサコイルの前記第２端子に選択的に接続するための第５スイッチと、前記センサコイルの前記第２端子を前記第１電力端子に選択的に接続するための第６スイッチと、第１及び第２端子を有する第２インピーダンスと、前記第２インピーダンスの前記第１端子を前記センサコイルの前記第１端子に接続する手段と、前記第２インピーダンスの前記第２端子を前記第１電力端子に選択的に接続するための第７スイッチと、前記センサコイルの前記第１端子を前記電圧センサの前記入力端子に選択的に接続するための第８スイッチと、第１状態選択信号を受信するための第１状態選択入力端子と、第２状態選択信号を受信するための第２状態選択入力端子と、第３入力端子と、サイクル開始信号を受信するためのサイクル開始入力端子と、前記スイッチの各々に対し一つの複数の出力端子とを有する双方向制御回路と、前記電圧センサの前記出力端子を前記双方向制御回路の前記第３入力端子に接続する手段と、前記双方向制御回路の前記出力端子の各々を前記スイッチの対応する一つに接続する手段とを含み、前記双方向制御回路は、開始信号と第１状態選択信号の受信に応答して前記電圧センサの前記出力端子に出力信号を生成するべく前記第１、第２、第３及び第４スイッチを選択的に制御する論理回路を含んでおり、前記双方向制御回路は、開始信号と第２状態選択信号の受信に応答して前記電圧センサの前記出力端子に出力信号を生成するべく前記第５、第６、第７及び第８スイッチを選択的に制御する論理回路を更に含んでいることを特徴とする磁力計回路。１５．磁力計回路であって、電圧印加用の第１及び第２電力端子と、飽和可能な磁心を含み且つ第１及び第２端子を有するセンサコイルと、入力端子と出力端子を有する電圧センサと、第１及び第２端子を有する第１インピーダンスと、前記第１インピーダンスの前記第１端子を前記センサコイルの前記第２端子に接続する手段と、第１及び第２端子を有する第２インピーダンスと、前記第２インピーダンスの前記第１端子を前記センサコイルの前記第１端子に接続する手段と、第１動作状態においては前記センサコイルの前記第２端子が前記第１インピーダンスの前記第１端子に接続された後、前記センサコイルの前記第１端子が最初前記第２電力端子に接続され、次に切り替えられて前記第１電力端子に接続され、第２動作状態においては前記センサコイルの前記第１端子が前記第２インピーダンスの前記第１端子に接続された後、前記センサコイルの前記第２端子が最初前記第２電力端子に接続され、次に切り替えられて前記第１電力端子に接続されるようにして、前記第１及び第２動作状態において前記センサコイルを流れる双方向電流を生成する回路とを含むことを特徴とする磁力計回路。１６．磁力計回路であって、電圧印加用の第１及び第２電力端子と、飽和可能な磁心を含み且つ第１及び第２端子を有するセンサコイルと、入力端子と出力端子を有し、前記入力端子に第１の大きさの電圧を受けるのに応答して前記出力端子に第１の大きさの出力信号を生成し、前記入力端子に第２の大きさの電圧を受けるのに応答して前記出力端子に第２の大きさの出力信号を生成する電圧センサと、前記第２電力端子を前記センサコイルの前記第１端子に選択的に接続するための第１スイッチと、第１及び第２端子を有する第１インピーダンスと、前記第１インピーダンスの前記第１端子を前記センサコイルの前記第１端子に接続する手段と、前記第１インピーダンスの前記第２端子を前記第１電力端子に選択的に接続するための第２スイッチと、前記センサコイルの前記第２端子を前記電圧センサの前記入力端子に選択的に接続するための第３スイッチと、前記第２電力端子を前記センサコイルの前記第２端子に選択的に接続するための第４スイッチと、第１及び第２端子を有する第２インピーダンスと、前記第２インピーダンスの前記第１端子を前記センサコイルの前記第２端子に接続する手段と、前記第２インピーダンスの前記第２端子を前記第１電力端子に選択的に接続するための第５スイッチと、前記センサコイルの前記第１端子を前記電圧センサの前記入力端子に選択的に接続するための第６スイッチと、第１状態選択信号を受信するための第１状態選択入力端子と、第２状態選択信号を受信するための第２状態選択入力端子と、第３入力端子と、サイクル開始信号を受信するためのサイクル開始入力端子と、前記スイッチの各々に対し一つの複数の出力端子とを有する双方向制御回路と、前記電圧センサの前記出力端子を前記双方向制御回路の前記第３入力端子に接続する手段と、前記双方向制御回路の前記出力端子の各々を前記スイッチの対応する一つに接続する手段とを含み、前記双方向制御回路は、開始信号と第１状態選択信号の受信に応答して前記電圧センサの前記出力端子に出力信号を生成するべく前記第１、第２、第３及び第５スイッチを選択的に制御する論理回路を含んでおり、前記双方向制御回路は、開始信号と第２状態選択信号の受信に応答して前記電圧センサの前記出力端子に出力信号を生成するべく前記第２、第４、及び第６スイッチを選択的に制御する論理回路を更に含んでいることを特徴とする磁力計回路。１７．磁力計回路であって、電圧印加用の第１及び第２電力端子と、飽和可能な磁心を含み且つ第１及び第２端子を有するセンサコイルと、入力端子と出力端子を有する電圧センサと、第１及び第２端子を有する第１インピーダンスと、前記第１インピーダンスの前記第１端子を前記センサコイルの前記第１端子に接続する手段と、第１及び第２端子を有する第２インピーダンスと、前記第２インピーダンスの前記第１端子を前記センサコイルの前記第２端子に接続する手段と、第１動作状態においては前記センサコイルの前記第２端子が前記電圧センサの前記入力端子に接続され、前記第２インピーダンスの前記第２端子が前記第１電力端子に接続された後、前記センサコイルの前記第１端子が最初前記第２電力端子に接続され、次に切り替えられて前記第１電力端子に前記第１インピーダンスを介して接続され、第２動作状態においては前記センサコイルの前記第１端子が前記電圧センサの前記入力端子に接続され、前記第１インピーダンスの前記第２端子が前記第１電力端子に接続された後、前記センサコイルの前記第２端子が最初前記第２電力端子に接続され、次に切り替えられて前記第１電力端子に前記第２インピーダンスを介して接続されるようにして、前記第１及び第２動作状態において前記センサコイルを流れる双方向電流を生成する回路とを含むことを特徴とする磁力計回路。