JPS6035214A - 地磁気センサ - Google Patents
地磁気センサInfo
- Publication number
- JPS6035214A JPS6035214A JP14421683A JP14421683A JPS6035214A JP S6035214 A JPS6035214 A JP S6035214A JP 14421683 A JP14421683 A JP 14421683A JP 14421683 A JP14421683 A JP 14421683A JP S6035214 A JPS6035214 A JP S6035214A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic core
- annular magnetic
- geomagnetic sensor
- annular
- magnetic field
- 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
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C17/00—Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
- G01C17/02—Magnetic compasses
- G01C17/28—Electromagnetic compasses
- G01C17/30—Earth-inductor compasses
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、自動車等の進行方向を検出することに用いら
れる地磁気センサに関する。
れる地磁気センサに関する。
従来、自動車の進行方向等を検出するだめの地磁気セン
サとしては、フラックスゲート型のセンサが使われてい
る。このフラックスゲート型の地磁気センサは、環状磁
心と、これに巻かれた励磁巻線と、相互に直角方向を成
す様に巻かれた２つの出力巻線から成る。２つの出力巻
線は、地磁気の水平分力のＸＹ酸成分求めるためのもの
である。
サとしては、フラックスゲート型のセンサが使われてい
る。このフラックスゲート型の地磁気センサは、環状磁
心と、これに巻かれた励磁巻線と、相互に直角方向を成
す様に巻かれた２つの出力巻線から成る。２つの出力巻
線は、地磁気の水平分力のＸＹ酸成分求めるためのもの
である。
励磁巻線に一定の周波数の励磁電流を流し、電磁誘導に
よって、２つの出力巻線に誘起される電圧を検出する。
よって、２つの出力巻線に誘起される電圧を検出する。
環状磁心は励磁電流によって容易に磁束の飽和を生じる
ものが使用されている。従って、２つの出力巻線には歪
波形が誘起され、この歪波形の第２高調波の振幅は、環
状磁心を貴く検出する直流磁場の大きさに比例する。
ものが使用されている。従って、２つの出力巻線には歪
波形が誘起され、この歪波形の第２高調波の振幅は、環
状磁心を貴く検出する直流磁場の大きさに比例する。
従来、車に取付けられる地磁気センサは、その検出づべ
き直流磁場に対する出力電圧の特性は、７００ｉ＋Ｇの
程度までしかリニア特性を有していなかった。しかしな
がら車輌は一般に鉄等の強磁性体で、磁気的に硬質の材
料でできている。このため、第５図に示す様に、外部磁
場によって容易に帯磁し、残留磁気を生じる。代表的に
は、マグネットイ１アンテナ等の磁石を車の屋根に取付
けたり、直流送電線のある電車の踏切を車が通過した時
に、容易に帯磁する。又、車輌の表面電流によっても帯
磁し易い。これらの帯磁量は、最大２１００ｍＧ程度に
達する。このために、リニア領域が７００ｍＧ程度のフ
ラックスゲート型の地磁気ヒンリを用いて方向を検出し
ていたのでは、車輌等が帯磁した場合には、方向検出に
大きな誤差を生じるという欠点がある。そこで、これを
防止するためには、車体等が帯磁した場合には、消磁し
て、前記フラックスゲート型の地磁気センサの作動領域
が前記直線領域に存在するようにする必要があった。
き直流磁場に対する出力電圧の特性は、７００ｉ＋Ｇの
程度までしかリニア特性を有していなかった。しかしな
がら車輌は一般に鉄等の強磁性体で、磁気的に硬質の材
料でできている。このため、第５図に示す様に、外部磁
場によって容易に帯磁し、残留磁気を生じる。代表的に
は、マグネットイ１アンテナ等の磁石を車の屋根に取付
けたり、直流送電線のある電車の踏切を車が通過した時
に、容易に帯磁する。又、車輌の表面電流によっても帯
磁し易い。これらの帯磁量は、最大２１００ｍＧ程度に
達する。このために、リニア領域が７００ｍＧ程度のフ
ラックスゲート型の地磁気ヒンリを用いて方向を検出し
ていたのでは、車輌等が帯磁した場合には、方向検出に
大きな誤差を生じるという欠点がある。そこで、これを
防止するためには、車体等が帯磁した場合には、消磁し
て、前記フラックスゲート型の地磁気センサの作動領域
が前記直線領域に存在するようにする必要があった。
そこで本発明は、これらの欠点を改良するために成され
たものであり、地磁気センサの磁場に対する出力電圧の
特性のリニア領域を、車体の最大帯磁磁場まで拡大する
ことにより、消磁の必要のない、かつ測定誤差の少ない
地磁気センサを提供することを目的とする。
たものであり、地磁気センサの磁場に対する出力電圧の
特性のリニア領域を、車体の最大帯磁磁場まで拡大する
ことにより、消磁の必要のない、かつ測定誤差の少ない
地磁気センサを提供することを目的とする。
すなわち、本発明は、磁気回路を構成する環状磁心と、
該環状磁心の囲りに巻かれた励磁巻線と、前記環状磁心
の、その中心に対し相対向する側周面を筒状に包絡する
様に巻かれ、相互に直交する２組の出力巻線と、 から成る地磁気センサにおいて、 センサが車の最大帯磁磁場中に置かれたとき、前記環状
磁心の内部磁場が、該磁心の８−１−１曲線の直線領域
に存在する様に、前記環状磁心の断面積及び磁路長を定
めて、環状磁心を製作し、前記各出力巻線には、それと
並列に可変抵抗が設【プられ、該可変抵抗を介して出力
信号を取出すことを特徴とする地磁気センサから成る。
の、その中心に対し相対向する側周面を筒状に包絡する
様に巻かれ、相互に直交する２組の出力巻線と、 から成る地磁気センサにおいて、 センサが車の最大帯磁磁場中に置かれたとき、前記環状
磁心の内部磁場が、該磁心の８−１−１曲線の直線領域
に存在する様に、前記環状磁心の断面積及び磁路長を定
めて、環状磁心を製作し、前記各出力巻線には、それと
並列に可変抵抗が設【プられ、該可変抵抗を介して出力
信号を取出すことを特徴とする地磁気センサから成る。
ここで、環状磁心のＢ−８曲線は、第１図に示１様に、
容易に飽和し得る特性を有している。車が最大に帯磁し
た場合に、その帯磁によって生じる磁場中に、このセン
サが置かれた時に、前記環状磁心における内部磁場ＨＯ
は、この磁心のＢ−１１曲線で示されるＨ１〜Ｈ２の直
線領域（非飽和領域）に存在する様に設計される。
容易に飽和し得る特性を有している。車が最大に帯磁し
た場合に、その帯磁によって生じる磁場中に、このセン
サが置かれた時に、前記環状磁心における内部磁場ＨＯ
は、この磁心のＢ−１１曲線で示されるＨ１〜Ｈ２の直
線領域（非飽和領域）に存在する様に設計される。
即ち、磁心の反磁界係数を無視した場合には、最大帯磁
磁場によって磁心は容易に飽和してしまう。このために
センサの出力電圧と検出磁場との関係は直線性を保持し
なくなる。そこで、磁心の形状の設ｈ１に当り、反磁界
係数を大きく取り、外部磁場Ｈを反磁場＋−ｔｃによっ
て打ち消し、内部磁場ＨＯを小さくして、該内部磁場Ｈ
Ｏが前記Ｂ−Ｈ曲線の直線領域に存在する様にする。
磁場によって磁心は容易に飽和してしまう。このために
センサの出力電圧と検出磁場との関係は直線性を保持し
なくなる。そこで、磁心の形状の設ｈ１に当り、反磁界
係数を大きく取り、外部磁場Ｈを反磁場＋−ｔｃによっ
て打ち消し、内部磁場ＨＯを小さくして、該内部磁場Ｈ
Ｏが前記Ｂ−Ｈ曲線の直線領域に存在する様にする。
ここで、ＨＯ＝Ｈ＋Ｈｃ １Ｈａ ＝−Ａ−Ｍと表わさ
れる。ただし、Ａは反磁界係数、Ｍは磁化の強さである
。
れる。ただし、Ａは反磁界係数、Ｍは磁化の強さである
。
この様に、Ｈｌ ＜ＨＯ＜Ｈ２を満す様に、反磁界係数
の許容範囲を定めることができる。即ち、地磁気センサ
が最大帯磁磁場中にあっても、内部磁場ＨＯが常に上式
を満す様に、環状磁心の長さ及び断面積を決定する。
の許容範囲を定めることができる。即ち、地磁気センサ
が最大帯磁磁場中にあっても、内部磁場ＨＯが常に上式
を満す様に、環状磁心の長さ及び断面積を決定する。
次に各出力巻線には、それぞれ、それと並列に可変抵抗
が設けられ、この可変抵抗を介して出力信号が取出され
る様になっている。反磁界係数を大きくすると、一般に
、磁心の磁路長は短かくなる。このため磁心は小さくな
り、各地磁気センサの出力電圧の特性が不均一になり易
い。そこで、可変抵抗を設けて、各製品毎に出力調整が
でさる様になっている。又、環状磁心の形状は、円形リ
ング形状、又は矩形形状等が使用できる。
が設けられ、この可変抵抗を介して出力信号が取出され
る様になっている。反磁界係数を大きくすると、一般に
、磁心の磁路長は短かくなる。このため磁心は小さくな
り、各地磁気センサの出力電圧の特性が不均一になり易
い。そこで、可変抵抗を設けて、各製品毎に出力調整が
でさる様になっている。又、環状磁心の形状は、円形リ
ング形状、又は矩形形状等が使用できる。
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
第２図は、本発明の具体的実施例にかかる地磁気センサ
１の構成及びそれを使用した方位検出装置の構成を示し
た構成図である。地磁気センサ１は、環状磁心３と、こ
の環状磁心３の回りに巻かれた励磁巻線５と、環状磁心
３の相対向する側周面を包絡する様に巻かれた２つの相
互に直交する出ツノ巻線７及び８と、それぞれの出力巻
線に並列に設けられた可変抵抗９．１１とから成る。可
変抵抗９は、可変部９ａと固定部９ｂとから成り、可変
抵抗１１は可変部１１ａと固定部１１ｂとから成る。そ
して、固定部９ｂ１１１ｂの両端の電圧を端子Ｐ、Ｓ、
Ｎを介してそれぞれ取出している。出力巻線７は、地磁
気の水平分力のＸ成分をめるための巻線であり、出力巻
線８は同じくＹｈ向の分力をめるための巻線である。
１の構成及びそれを使用した方位検出装置の構成を示し
た構成図である。地磁気センサ１は、環状磁心３と、こ
の環状磁心３の回りに巻かれた励磁巻線５と、環状磁心
３の相対向する側周面を包絡する様に巻かれた２つの相
互に直交する出ツノ巻線７及び８と、それぞれの出力巻
線に並列に設けられた可変抵抗９．１１とから成る。可
変抵抗９は、可変部９ａと固定部９ｂとから成り、可変
抵抗１１は可変部１１ａと固定部１１ｂとから成る。そ
して、固定部９ｂ１１１ｂの両端の電圧を端子Ｐ、Ｓ、
Ｎを介してそれぞれ取出している。出力巻線７は、地磁
気の水平分力のＸ成分をめるための巻線であり、出力巻
線８は同じくＹｈ向の分力をめるための巻線である。
一方、それぞれの出力巻線には、並列にコンデンサ２２
及び２３が設けられている。コンデンサ２２及び２３は
各出力巻線と並列共振回路を構成し、それは、励磁巻線
から、電磁誘導によって励振された電圧の第２高調波に
同調する様に回路定数が定められている。この第２高調
波の出力電圧は、可変抵抗９及び１１によって出力調整
された後、演算増幅器２４．２５に入力する。演算増幅
器２４．２５で増幅された信号は、ＡＤ変換器３Ｏに入
力し、ＡＤ変換器３０は、アナログ信号をデジタル信号
に変換してコンピュータシステム４０に信号を送出する
。
及び２３が設けられている。コンデンサ２２及び２３は
各出力巻線と並列共振回路を構成し、それは、励磁巻線
から、電磁誘導によって励振された電圧の第２高調波に
同調する様に回路定数が定められている。この第２高調
波の出力電圧は、可変抵抗９及び１１によって出力調整
された後、演算増幅器２４．２５に入力する。演算増幅
器２４．２５で増幅された信号は、ＡＤ変換器３Ｏに入
力し、ＡＤ変換器３０は、アナログ信号をデジタル信号
に変換してコンピュータシステム４０に信号を送出する
。
一方、環状磁心には、比透磁率６００００〜７ｏｏｏｏ
のパーマロイを用いた。そして、環状磁心の断面積は３
．８４Ｘ１０−３ｃ１であり、その環状に沿った磁路長
は４．７ｃｍである。
のパーマロイを用いた。そして、環状磁心の断面積は３
．８４Ｘ１０−３ｃ１であり、その環状に沿った磁路長
は４．７ｃｍである。
この様に従来の磁気センサよりも磁路長を短かくするこ
とにより、地磁気センサの出力特性のリニア領域を拡大
することができた。
とにより、地磁気センサの出力特性のリニア領域を拡大
することができた。
第３図は、従来の地磁気センサの外部磁界に対するセン
サ出力電圧の特性を示したグラフである。
サ出力電圧の特性を示したグラフである。
このグラフから分かるように従来の地磁気センサは０．
７Ｇ付近までしか直線領域がない。一方、第４図は、本
実施例にかかる地磁気センサの外部磁界に対する出力電
圧の特性を示したものである。
７Ｇ付近までしか直線領域がない。一方、第４図は、本
実施例にかかる地磁気センサの外部磁界に対する出力電
圧の特性を示したものである。
本実施例地磁気センサによれば、２Ｇ以上の範囲まで、
直線特性が保たれている。この様に直線領域を拡大する
ことができた。
直線特性が保たれている。この様に直線領域を拡大する
ことができた。
以上、要するに本発明は、フラックスゲート型の地磁気
センサにおいて、その出力特性のリニア領域を拡大覆る
ために、従来の地磁気センサよりも反磁場係数を大きく
することによって、車体等に帯磁された磁場によっても
出力特性が飽和しないようにしたものである。
センサにおいて、その出力特性のリニア領域を拡大覆る
ために、従来の地磁気センサよりも反磁場係数を大きく
することによって、車体等に帯磁された磁場によっても
出力特性が飽和しないようにしたものである。
従ってリニア領域が拡大されるので、車輌に最帯磁が生
じても、消磁することなく、地磁気を精瓜良く検出する
ことができる。又、消磁の必要がないので使用に際し、
極めて便利である。又、地磁気センサ毎に、出力巻線に
並列に調整抵抗が設けられているので、センサ毎の出ツ
ノ補正が容易である。よって検出精度が向上する。
じても、消磁することなく、地磁気を精瓜良く検出する
ことができる。又、消磁の必要がないので使用に際し、
極めて便利である。又、地磁気センサ毎に、出力巻線に
並列に調整抵抗が設けられているので、センサ毎の出ツ
ノ補正が容易である。よって検出精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に係る磁気センサの設計を説明したＢ
−８曲線を示づ模式的特性図、第２図は、本発明の具体
的な実施例にかかる地磁気センサの構成及びそれを使用
した方位検出装置の構成を示した構成図である。第３図
は、従来の地磁気センサについて外部磁界に対する出力
電圧の関係を測定した特性図である。第４図は本実施例
にかかる地磁気センサについて、外部磁界に対する出ツ
ノ電圧の特性を測定した特性図である。第５図は、外部
磁界に対する車輌の帯磁量の関係を示した特性図である
。 １・・・地磁気センサ ３・・・環状磁心 ７．８・・・出力巻線 ５・・・励磁巻線 ９．１１・・・可変抵抗 特許出願人 日本電装株式会社 同 トヨタ自動車株式会社 周 東化金属工業株式会社 代理人 弁理士 大川 宏 同 弁理士 膝行 修 同 弁理士 丸山明夫 第１頁の続き ■発明者 小倉 秀− ＠発明者 敦賀 紀久夫
−８曲線を示づ模式的特性図、第２図は、本発明の具体
的な実施例にかかる地磁気センサの構成及びそれを使用
した方位検出装置の構成を示した構成図である。第３図
は、従来の地磁気センサについて外部磁界に対する出力
電圧の関係を測定した特性図である。第４図は本実施例
にかかる地磁気センサについて、外部磁界に対する出ツ
ノ電圧の特性を測定した特性図である。第５図は、外部
磁界に対する車輌の帯磁量の関係を示した特性図である
。 １・・・地磁気センサ ３・・・環状磁心 ７．８・・・出力巻線 ５・・・励磁巻線 ９．１１・・・可変抵抗 特許出願人 日本電装株式会社 同 トヨタ自動車株式会社 周 東化金属工業株式会社 代理人 弁理士 大川 宏 同 弁理士 膝行 修 同 弁理士 丸山明夫 第１頁の続き ■発明者 小倉 秀− ＠発明者 敦賀 紀久夫
Claims (3)
- （１）磁気回路を構成する環状磁心と、該環状磁心の囲
りに巻かれた励磁巻線と、前記環状磁心の、その中心に
対し相対向する側周面を筒状に包絡する様に巻かれ、相
互に直交する２紺の出力巻線と、 から成る地磁気センサにおいて、 センサが車の最大帯磁磁場中に置かれたとき、前記環状
磁心の内部磁場が、該磁心のＢ−８曲線の直線領域に存
在する様に、前記環状磁心の断面積及び磁路長を定めて
、環状磁心を製作し、前記各出力巻線には、それと並列
に可変抵抗が設けられ、該可変紙〆を介して出力信号を
取出すことを特徴とする地磁気センサ。 - （２）前記環状磁心を形成する材料は、高透磁率のパー
マロイであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の地磁気センサ。 - （３）前記環状磁心は、断面積２．８８Ｘ１０−３ｃｍ
’ 〜４．８Ｘ１０−３ｃｍ２であって、磁路長が４，
２ｃｍ〜５．２ＣＩｌの範囲に存在するリング状形状で
あることを特徴とする特ｚ１請求の範囲第１項記載の地
磁気センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14421683A JPS6035214A (ja) | 1983-08-05 | 1983-08-05 | 地磁気センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14421683A JPS6035214A (ja) | 1983-08-05 | 1983-08-05 | 地磁気センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6035214A true JPS6035214A (ja) | 1985-02-23 |
Family
ID=15356936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14421683A Pending JPS6035214A (ja) | 1983-08-05 | 1983-08-05 | 地磁気センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6035214A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0516667U (ja) * | 1991-08-06 | 1993-03-02 | 株式会社三共 | 緩衝材 |
-
1983
- 1983-08-05 JP JP14421683A patent/JPS6035214A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0516667U (ja) * | 1991-08-06 | 1993-03-02 | 株式会社三共 | 緩衝材 |
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