JPS594669B2 - 磁場検出素子 - Google Patents
磁場検出素子Info
- Publication number
- JPS594669B2 JPS594669B2 JP1260376A JP1260376A JPS594669B2 JP S594669 B2 JPS594669 B2 JP S594669B2 JP 1260376 A JP1260376 A JP 1260376A JP 1260376 A JP1260376 A JP 1260376A JP S594669 B2 JPS594669 B2 JP S594669B2
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- Japan
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- magnetic field
- magnetic
- detection element
- field detection
- high permeability
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Links
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- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 12
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 12
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- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
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Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は磁場の大きさおよび方向を検出する素子に関
するものである。
するものである。
従来の磁場検出素子としてはサーチコイルおよびホール
素子が主たる素子として挙げられる。
素子が主たる素子として挙げられる。
前者は電磁誘導の法則に従つてコイルを通過する磁束の
時間変化に比例した起電力を検出するものであるが、時
間変化が小さくなると検出感度が低下すると言う重大な
欠点がある。その点後者のホール素子は直流磁場でも検
出できる利点があるが電流端子と磁場に比例した出力を
得る電圧端子が必要であり端子数が多いこと、そのため
に端子取り付け、取り出しに問題を起し易いこと、駆動
電流が必要なこと、それによる熱の発生、雑音の発生等
が避けられないこと等の欠点がある。この発明は上述の
ような従来の磁場検出素子の欠点を除去するためになさ
れたもので、その目的は直流磁場から交流磁場まで広い
範囲にわたつて十分な感度を有し、熱の発生、雑音の発
生等を極めて少くした高性能磁場検出素子を提供するこ
とにある。すなわちこの発明は圧電性誘電体を導電性高
透磁率磁性体で挾み磁場中で生じる前記磁性体端面の磁
荷により発生するクーロンカニ漢字をこの圧電性誘電体
に加えその分極電荷を検出することにより構成される。
時間変化に比例した起電力を検出するものであるが、時
間変化が小さくなると検出感度が低下すると言う重大な
欠点がある。その点後者のホール素子は直流磁場でも検
出できる利点があるが電流端子と磁場に比例した出力を
得る電圧端子が必要であり端子数が多いこと、そのため
に端子取り付け、取り出しに問題を起し易いこと、駆動
電流が必要なこと、それによる熱の発生、雑音の発生等
が避けられないこと等の欠点がある。この発明は上述の
ような従来の磁場検出素子の欠点を除去するためになさ
れたもので、その目的は直流磁場から交流磁場まで広い
範囲にわたつて十分な感度を有し、熱の発生、雑音の発
生等を極めて少くした高性能磁場検出素子を提供するこ
とにある。すなわちこの発明は圧電性誘電体を導電性高
透磁率磁性体で挾み磁場中で生じる前記磁性体端面の磁
荷により発生するクーロンカニ漢字をこの圧電性誘電体
に加えその分極電荷を検出することにより構成される。
さらにこの発明は磁場の方向をも検出する場合には、上
記構成にその導電性高透磁率磁性体の少くとも１端にバ
イアス磁場発生体を設けることにより構成される。
記構成にその導電性高透磁率磁性体の少くとも１端にバ
イアス磁場発生体を設けることにより構成される。
以下この発明を図面を用いて説明する。
第１図はこの発明の基本構成を示すもので、それぞれに
端子８、９をつけた導電性高透磁率磁性体（鉄ーニッケ
ル合金等）１、２に挾まれた圧電性誘電体（チタン酸ジ
ルコン酸鉛等）３から成る。図のような形状で断面を決
める寸法ａ、ｂが長さ１１、１２に比し十分小さければ
（例えばａ二ｂ二５０μｍ、ｌ３二１２二５ｍｍ、を二
１０ｔｔｍ）図で示したＹ方向Ｚ方向には反磁界係数が
大きくなるためＹ、Ｚ方向の磁化成分は殆どｏとなりＸ
方向のみ磁化する。従つて以下に示すように、このよう
な磁場検出素子はＸ方向の磁場成分のみ選択的に検出す
ることになる。磁化の大きさＭ１およびＭ２は被測定磁
場Ｈに比例し、前記磁性体１および２の両端には単位面
積当り士Ｍ、および士Ｍ。の磁荷が現われ、特に圧電性
誘電体３に接する面では互に異符号の磁荷が対面するこ
とになりクーロンカニ漢字（引力）による圧力が前記誘
電体３に加わる。この圧力によつて前記誘電体３は電気
分極を起しそのため導電性高透磁率磁性体１および２の
間に電位差を生じ、この値はそれぞれに取り付けられた
端子８および９を通して電気的に検出される。すなわち
このような素子ではクーロンカニ漢字の原因となる前記
磁性体１および２の磁化成分にのみ応答し、従つて被測
定磁場のｘ成分を選択的に検出し、その大きさに応じた
電気的出力を示す。第２図は、この発明の他の実施例を
示すもので第１図に示した基本構成にバイアス磁場発生
体を付与したものである。すなわち、端子２８および２
９をつけた導電性高透磁率磁性体２１および２２に挾ま
れた圧電性誘電体２３および前記磁性体２１および２２
を予め一方向に磁化しておくバイアス磁場発生体２４か
ら成る。バイアス磁場発生体２４により前記磁性体２１
および２２は予め一方（図ではＸの負方向）に磁化され
ており（バイアス磁場の大きさは前記磁場体２１および
２２が飽和する磁場の半分位が適当で通常は０．１〜１
００エルステツド位。）被測定磁場がＯの状態でも圧電
性誘電体２３に一定圧力を加えている。被測定磁場がこ
のバイアス磁場発生体２４の作る磁場と同方向になると
きは両者の和の大きさで前記磁性体２１および２２を磁
化することになり、より強い圧力が前記誘電体２３に加
わりより大きな電位差を端子２８および２９間に生じる
。一方被測定磁場がバイアス磁場発生体２４の作る磁場
と逆方向になるときは両者の差の磁場が前記磁性体２１
および２２に加わることになるため磁化は小さくなり前
記誘電体２３に加わる力が減少し従つて端子２８および
２９間に生じる電位差も減少する。このようにして被測
定磁場の大きさおよび方向を被測定磁場が零の時を基準
として端子２８および２９間に生じる電位差の大きさお
よび増減で検出することができる。第３図は第２図で示
した実施例を用いて電流検出器（力レットプローブ）を
構成した例を示す。
端子８、９をつけた導電性高透磁率磁性体（鉄ーニッケ
ル合金等）１、２に挾まれた圧電性誘電体（チタン酸ジ
ルコン酸鉛等）３から成る。図のような形状で断面を決
める寸法ａ、ｂが長さ１１、１２に比し十分小さければ
（例えばａ二ｂ二５０μｍ、ｌ３二１２二５ｍｍ、を二
１０ｔｔｍ）図で示したＹ方向Ｚ方向には反磁界係数が
大きくなるためＹ、Ｚ方向の磁化成分は殆どｏとなりＸ
方向のみ磁化する。従つて以下に示すように、このよう
な磁場検出素子はＸ方向の磁場成分のみ選択的に検出す
ることになる。磁化の大きさＭ１およびＭ２は被測定磁
場Ｈに比例し、前記磁性体１および２の両端には単位面
積当り士Ｍ、および士Ｍ。の磁荷が現われ、特に圧電性
誘電体３に接する面では互に異符号の磁荷が対面するこ
とになりクーロンカニ漢字（引力）による圧力が前記誘
電体３に加わる。この圧力によつて前記誘電体３は電気
分極を起しそのため導電性高透磁率磁性体１および２の
間に電位差を生じ、この値はそれぞれに取り付けられた
端子８および９を通して電気的に検出される。すなわち
このような素子ではクーロンカニ漢字の原因となる前記
磁性体１および２の磁化成分にのみ応答し、従つて被測
定磁場のｘ成分を選択的に検出し、その大きさに応じた
電気的出力を示す。第２図は、この発明の他の実施例を
示すもので第１図に示した基本構成にバイアス磁場発生
体を付与したものである。すなわち、端子２８および２
９をつけた導電性高透磁率磁性体２１および２２に挾ま
れた圧電性誘電体２３および前記磁性体２１および２２
を予め一方向に磁化しておくバイアス磁場発生体２４か
ら成る。バイアス磁場発生体２４により前記磁性体２１
および２２は予め一方（図ではＸの負方向）に磁化され
ており（バイアス磁場の大きさは前記磁場体２１および
２２が飽和する磁場の半分位が適当で通常は０．１〜１
００エルステツド位。）被測定磁場がＯの状態でも圧電
性誘電体２３に一定圧力を加えている。被測定磁場がこ
のバイアス磁場発生体２４の作る磁場と同方向になると
きは両者の和の大きさで前記磁性体２１および２２を磁
化することになり、より強い圧力が前記誘電体２３に加
わりより大きな電位差を端子２８および２９間に生じる
。一方被測定磁場がバイアス磁場発生体２４の作る磁場
と逆方向になるときは両者の差の磁場が前記磁性体２１
および２２に加わることになるため磁化は小さくなり前
記誘電体２３に加わる力が減少し従つて端子２８および
２９間に生じる電位差も減少する。このようにして被測
定磁場の大きさおよび方向を被測定磁場が零の時を基準
として端子２８および２９間に生じる電位差の大きさお
よび増減で検出することができる。第３図は第２図で示
した実施例を用いて電流検出器（力レットプローブ）を
構成した例を示す。
それぞれに端子３８および３９を取り付けた導電性高透
磁率磁性体３１および３２で圧電性誘電体３３を挟み、
一方の端は高透磁率磁性体３５および３６を介してバイ
アス磁場発生体３４に連なり、その発生する磁場により
（図では点線で磁力線の経路を示す。）一定の圧力を前
記圧電性誘電体３３に加えている。高透磁率磁性体３５
をスライドさせて電流１の流れる導線３７をこの枠内に
入れると導線３７のまわりに生ずる磁場がこの電流検出
器に加わり、その方向がバイアス磁場と同方向なら端子
３８および３９間に出力増大を、逆方向なら減少をもた
らす。そしてその変化量は導線３７に流れる電流に応じ
た値となり直流から高周波までの高感度電流検出が可能
となる。
磁率磁性体３１および３２で圧電性誘電体３３を挟み、
一方の端は高透磁率磁性体３５および３６を介してバイ
アス磁場発生体３４に連なり、その発生する磁場により
（図では点線で磁力線の経路を示す。）一定の圧力を前
記圧電性誘電体３３に加えている。高透磁率磁性体３５
をスライドさせて電流１の流れる導線３７をこの枠内に
入れると導線３７のまわりに生ずる磁場がこの電流検出
器に加わり、その方向がバイアス磁場と同方向なら端子
３８および３９間に出力増大を、逆方向なら減少をもた
らす。そしてその変化量は導線３７に流れる電流に応じ
た値となり直流から高周波までの高感度電流検出が可能
となる。
以上の例で挙げた素材はこの発明を実施するための一例
を示したに過ぎず、上述の材料に限定されるものではな
い。
を示したに過ぎず、上述の材料に限定されるものではな
い。
このような磁場検出素子は端子の数がわずか２本ですみ
、また駆動に外部からエネルギーの供給が不要なこと、
従つて熱の発生、雑音の発生が少いこと等の長所を有し
、特に微小磁場（１００エルステツド以下）の検出に優
れている。
、また駆動に外部からエネルギーの供給が不要なこと、
従つて熱の発生、雑音の発生が少いこと等の長所を有し
、特に微小磁場（１００エルステツド以下）の検出に優
れている。
第１図、第２図および第３図はこの発明の実施例を示す
もので１，２，２１，２２，３１および３２は導電性高
透磁率磁性体であり、３，２３および３３は圧電性誘電
体であり、２４および３４はバイアス磁場発生体であり
、３５および３６は高透磁率磁性体であり、３７は導線
であり、８，９，２８，２９，３８および３９は端子で
ある。
もので１，２，２１，２２，３１および３２は導電性高
透磁率磁性体であり、３，２３および３３は圧電性誘電
体であり、２４および３４はバイアス磁場発生体であり
、３５および３６は高透磁率磁性体であり、３７は導線
であり、８，９，２８，２９，３８および３９は端子で
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 圧電性誘電体と該圧電性誘電体をはさんでその両側
に固着された導電性高透磁率磁性体とより成ることを特
徴とする磁場検出素子。 ２ 圧電性誘電体と該圧電性誘電体をはさんでその両側
に固着された導電性高透磁率磁性体と、該導電性高透磁
率磁性体の少くとも一端に固着されたバイアス磁場発生
体とより成ることを特徴とする磁場検出素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1260376A JPS594669B2 (ja) | 1976-02-06 | 1976-02-06 | 磁場検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1260376A JPS594669B2 (ja) | 1976-02-06 | 1976-02-06 | 磁場検出素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5296073A JPS5296073A (en) | 1977-08-12 |
| JPS594669B2 true JPS594669B2 (ja) | 1984-01-31 |
Family
ID=11809917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1260376A Expired JPS594669B2 (ja) | 1976-02-06 | 1976-02-06 | 磁場検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS594669B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6170961U (ja) * | 1984-10-17 | 1986-05-15 |
-
1976
- 1976-02-06 JP JP1260376A patent/JPS594669B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6170961U (ja) * | 1984-10-17 | 1986-05-15 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5296073A (en) | 1977-08-12 |
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