JPS5844310A - マグネツトコンパスのレピ−タ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 マグネットコンパスの指示を遠隔表示する為の技術とし
ては、従来広の３万式が存在する。

■マグネットコンパス磁石の磁気を半導体磁気センサ素
子等で検出する方式 ■マグネットコーンパス本体−を零点（例えば真北）に
追従させる方式 ■磁気センサ（フラックスゲート型、Ｌブリッジ型等）
で得られる正弦波信号を直線化する方式上記■の方式は
、マグネットコンパスの弱磁界を充分検出し得る素子が
開発されていない。このため、温度補償、微少信号レベ
ル処理等の技術が要求される。■の方式は、マグネット
コンパス本体を可動にするため、機械系が必要で大型化
し、電気ではサーボ制御回路を必要とする。■の方式は
前記■、■両方式のような欠点は持たないが、一般にこ
の方式に利用される磁気センサは、方位θ″〜３６０＠
に対して正弦波状の信号を発生する。従っである方位を
一義的に決めようとすると信号処理が必要で回路が複雑
となる。

本発明は、上記■方式に属するもので、正弦波出力を有
する磁気検出信号を全方位にわたって一義的に方位決定
できる手段を提供する。すなわちマグネットコンパスの
近くに、マグネットコンパスの作る磁界方向に応じて出
力がそれぞれ変化する互に９０度の位相差をもった２組
のコイルからなる磁気検出器を設置する。この検出器か
ら９０度の位相差を持つ一対の正弦波出力が得られるが
この信号の和および差の新たな関数の正負極性を判定し
、この判定に基づいて、マグネットコンパスの指示を全
方位にわたって、はぼ直線特性的に得ることができる装
置を提供するものである。

以下図によりこれを説明する。

第１図はマグネットコンパスにおける磁気検出器の設置
状況を示すものである。１はマグネットコンパス本体、
２は磁気検出器であり、３はコンパスカードである。

第２図は、同一コアＰ上に９０度の位相差をもって巻か
れた２組のコイルＡ及びＢを示している。

コイルＡはａ−ａ’軸を対−称〉し、コイル人１、Ａ、
を分割巻きとする。同様にコイルＢ側も軸ｂ−ｂ’に対
し同様に構成される。このようなコイルＡ又はＢにより
マグネットコンパスの方位を検知する方式は公知である
が、第３図でこれを簡単に説明する。

第３図において、検出コイル４は、可飽和磁心Ｐに一対
のコイル４Ａ、４Ｂが巻回されて構成されている。そし
て、コイル４Ａと４Ｂはａ−ａ’軸に対して対称に巻回
されている。

コイル４Ａの片方の引出し線は端子Ｐ１に接続され、又
、コイル４Ｂの片方の引出し線は端子Ｐ１に接続される
。そして、各コイル４Ａ、４Ｂの他方の引出し線は端子
Ｐ０に共通接続されている。

端子Ｐ１、Ｐ、間には可変抵抗ＶＲの固定端子が接続さ
れ、可変抵抗ＶＲの摺動子は交流電源５の一端に接続さ
れる。又、交流電源５の他端は端子Ｐ０に接続される。

□ 従って、コイル４Ａは端子Ｐ８から導かれる交流信号に
よって励磁され、他方、コイル４Ｂは端子Ｐ、から導か
れる交流信号によって励磁される。このとき可変抵抗Ｖ
Ｒは、コイル４Ａと４Ｂの磁束が等しくなるように調整
される。さらに、コイル４Ａと４Ｂはそれぞれの磁束が
同方向になるように巻回されている。

上記において、コイル４Ａ、４Ｂは、可飽和磁心に拳固
されているため、磁束が飽和するまでの間はりアクドル
として作用する。従って、コイル４Ａ、４Ｂに交流電圧
を印加すると、磁束が飽和するまでの間は電流はほとん
ど流れない。しかし、磁束が飽和した後は急撃に電流が
流れる。この動作ハ、コイル４人と４Ｂのりアクドル作
用が平衡しているときは同時に生じる。従って、端子Ｐ
１とＰ、は、同様な電圧変化を行ない、端子ｐｍ、ｐｔ
間には電位差は生じない。

ところが、第３図の、ように、コイル４Ｂの両端に抵抗
ｒを接続すると、コイル４Ａと４Ｂのりアクドル作用に
相違が生じる。従って、この場合は、コイル４Ａに比し
てコイル４Ｂの磁束が若干遅れて飽和する。従って、と
ρ遅れ時間においては、コイル４Ａには飽和電流が流れ
ているにもかかわらず、コイル４８にはほとんど電流が
流れていない状態が生じる。そ、の結果、端子Ｐい２３
間には、遅れ時間に相当するパルス巾を有するパルス波
が生じる。このパルス波は、コイル４Ａと４Ｂ（７）ｉ
束密度が平衡しているとき、交流信号−の半周期毎に、
波高値の等しい正極性パルスと負極性パルスが交互に生
じる。

従って、磁束６がｂ−ｂ’軸方向に配置１ｊｊ５れると
き、その直流磁界はコイル４Ａと４Ｂの交流磁界に平衡
して作用するから、この場合も、端子Ｐ１．２１間には
波尚の等しい正極性パルスと負極性パルスが交互に生じ
る。

ところが、磁石６の直流磁界がコイル４　Ａ、４Ｂの交
流磁界に対して平衡に作用しないとき、例えば、磁石６
がａ−ａ′軸と平行に配置されるとき、磁石６の直流磁
界は、コイル４Ａ、４Ｂの交流磁界の片方の半周期に対
しては強め合い、他方の半周期に対しては弱め合うごと
く作用する。その結果、端子Ｐ１、ＰＩ間に生じる正極
性パルスと負極性パルスの波高値に不平衡が生じる。

従って、端子Ｐ、のパルス波のうち正極性パルスをダイ
オードＤ、によって整一し、抵抗Ｒいコンデンサー０８
によって直流化すネ。そして、−万、端Ｓ 子Ｐ、のパルス波のうち負極性パルスをダイオードＤ、
によって整流し、抵抗島、コンデンサー〇、によって直
流化して、各直流化電圧を合成すると、合成電圧は、上
記正極性パルスと負極性パルスの波高値の不平衡値に対
応した電圧ＢＳになる。

次に第４図により、マグネットコンバズ指示方位を検知
する実施例を説明する。

Ａ及びＢはマグネットコンパス上に置かれる方位検出コ
イルである。このコイルは第２図で説示した位相差９０
ｍの２相コイルであり、各々が第３図と（ロ）様に方位
検出増巾器２及５に接続される。

この２相コイルには交流電源８から電力が供給される。

この電源はタイミング制御部９で決められるタイミング
で制御される切換器１０で交互に切換えられて、上記コ
イルにそれぞれ印加される。

方位検出器２及び５の出力はそれぞれ後述の直線化回路
３及び６全通して記憶回路４及び７に供給される。これ
ら記憶回路４及７にはタイミング制御部９の出力に制御
されて切換時の方位信号が記憶される。

１３及び１′４は記憶回路４及び７の出力を加算及び減
算する加算器及び減算器である。１１及び１２は信号反
転器、１５は信号読取選択回路であって、極性判別器１
６の出力によって±ＥＳ１及び±ＥＳ、の入力のうちい
ずれかを選択する。１６は極性判別器であって（ＥＳＩ
　＋　ＢＳｘ　）と（Ｅｓ□−Ｅｓｓ　）極性の正負の
組合せ数（４種類）だけ信号を発生する。１７はタイミ
ング制御部９で決められる計測時間１サイクが終了する
までの期間に信号読取選択回路１５の出力を記憶するた
めの記憶回路である。１８は補正処理回路であって、極
性判別器１６の出力により制御されて記憶回路１７の出
力を方位表示器１９内で補正する。

上記装置において、令弟２図に示すコイルでのａ　−ａ
、’軸が磁気コンパスの基準線と４５度の角度を持って
いる状態での方位検出増巾器の出力を示すと第５図（イ
）のようになる。すなわち、ＥＳｌはコイルＡによるも
のでありＢＳ鵞はコイルＢによるものである。両者は９
０″の位相差を有している。この信号は直線化回路３及
び６で方位角９０”間を直線化されて記憶回路４及び７
に供給される。記憶回路４及び７では時間制御回路部９
による交流電源８の切換に同期して、１方の方位検出コ
イル側が動作している間、断となった他方の方位検出コ
イルで検知した方位信号を保持する。記憶回路４及び７
の出力ＥＳ１、ＢＳ、はそれぞれその一部が信号反ｉ′
１１及び１２によ−り反転され、生の信号と共に信号読
取選択回路１５に供給される。−万ＥＳＳ及びＢＳ、は
加算器１３及び減算器１４に導入され、第５図（ロ）Ｋ
示すＥＳｔ＋ＢＳ＊の出力及び同図（ハ）に示すＢＳｘ
−ＥＳＳの出力が作成される。極性判別器１６では第６
図に示すように、正及び負の組合せＡ〜Ｄの４種の信号
を発生する。信号読取選択回路１５は極性判別器１６の
出力に基づき、＋ＥＳ１、ＥＳＩ＋Ｂ８ｔ、　−ＥＳ、
　　のいづれかの信号を信号選択回路１５で選択する。

選択された方位信号は一計測サイクル時間記憶回路１７
に記憶されると同時に補正処理回路１８により下記のよ
うに補正されて表示器１９で表示される。

第６図の状態で、加算器１３及び減算器１４の出力が、 Ａ・・・・・・・・・ＥＳｌの読値をそのまま方位００
〜９０’に対応させる。

Ｂ・・・・・・・・・ＢＳ、の読値に対する方位に９０
’加算Ｃ・・・・・・・・・ＢＳ□の読値Ｘ（−１）に
対する方位に１８０”　加算 Ｄ・・・・・・・・・ＥＳＳの　　　　　　　　　　　
方位に２７０’　　を加算する。

このようにして、磁気コンレ々ス方位を読取るが、この
表示は一計演１］サイクル期間データ更新しない。

そしてこの更新タイミングは時間制御回路部９により決
定されるコイル切換タイミングによって決定される。こ
のタイミングは小さい程良いが実質的には約１．０〜０
．５秒以下であれば問題はない。

次に直線化回路３１．６の一例を第７図によって説明す
る。

図（、）で几ｔ、ＰＬ鵞、’ｆＬｍは互に連列接続され
た抵抗群で入出力端間に直列接続される。そして抵抗−
は順方向定電圧ダイオードＤ１を介して抵抗Ｒ１に並列
接続され、抵抗Ｒ８は逆方向定電圧ダイオード’ＤＩを
介して抵抗Ｒ１に並列接続されている。

この回路で大力端に同図（ｂ）に実線で示すような方位
電圧が供給されるとすると、ダイオードＤ１、Ｄ、の定
格電圧Ｖ１、ｖｓまでは抵抗Ｒ４、Ｒ１の影響はなく、
重力は抵抗Ｒ１により入力に応じた出方が＠線的に出現
する。しかし、入力がダイオードの定格電圧を越えると
Ｄ□又はり、が導通して抵抗Ｒ１に対し抵抗島又はＲ８
が並列に接続されるので出方電圧は増加する。このため
（ｂ）に点線で示すように非直締部分が起きてきて直線
性が是正される。なおハ任は周知の直流増巾器である。

以上説明したように、本発明によれば、マグネットコン
パスの方位を遠隔測定する場合に全方位に渡ってほぼ直
線特性を有する信号に変換するので、測定精度が同上す
る利益がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の使用状態を示す側面図（、）と平
面図（ｂ）、第２図は本発明装置の構成部分である磁気
検出コイルの説明図、第３図は従来汎用されているマグ
ネットコンパスの方位信号検出回路の一例を示す配線図
、第４図は本発明装置°めプロラグ図１．第５図は第４
図の要部における電気的波形図、第６図は極性判別器１
６の箭作説明表、第７図は直線化回路例を示す配線図（
ａ）及び特性図（ｂ）である。 特許出願人　古野電気株式会社 手続補正蓄（方式） 昭和５７年２月ｔｇ日 特許庁長官殿 （％許庁審　官　　　　　Ｉ！ｉ） １、事件の表示 昭和５６年特許願第１４３６２６号 ２、発明の名称 マグネットコンパスのレピータ装置 ３、補正をする者 事件との関係　　出願人 昭和５７年１月５日（１月２６日発） ５、補正の対象 ６、補正の内容 （”１）明細書第９頁第１５行目及び第１０頁第３行目
の「第６図」を「第１表」と訂正する。 （２）同書第１０頁第１８行目及び第１２頁第６〜７行
目の「第７図」を「第６図」と訂正する。 （３）同書第１２頁第６行目の「第６図」から「説明衣
、」までを削除する。 （４）原明細書添付の第６図を削除する。 、５）添付の第１表を追加する。 （６）原明細書添付の第５図を本書添付のものに訂正す
る。 （７）原明細書添付の第７図を第６図とし、本薔硲付の
ものに訂正する。 第Ｓ　図 責 第　１表

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 マグネットの指向角に対して正弦波出力Ｅ８１及びＢＳ
   、を送出する万位検出コイル一対を出方が９０”の位相
   差を有するように上記マグネットに対し近接配置し、両
   方付検出コイルの出力の和（ＥＳ１＋Ｅｓ＊）と差（Ｂ
   Ｓｔ　　ＥＳｇ　）を得る手段と、ソノ和の極性と差の
   極性との組合せに基づいて次の４種の方位表示手段の一
   つを選択する手段を備えてなるマグネットコンパスのレ
   ピータ装置。 １）　　ＥＳｌの読値をそのまｔｏ〜９０°に対応させ
   て表示する手段。 ２）　　ＥＳ、の読値に９０”を加算して表示する手段
   。 ３）　　ＢＳ、の読値に（−１）を乗じた後１８ｏ０を
   加算して表示する手段。 ４）　　ＢＳｔ（ｉＤ読値に（−１）を乗じた後２７０
   ”を加算して表示する手段。