JPS6058564A - 磁界測定装置 - Google Patents

磁界測定装置

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JPS6058564A
JPS6058564A JP16674583A JP16674583A JPS6058564A JP S6058564 A JPS6058564 A JP S6058564A JP 16674583 A JP16674583 A JP 16674583A JP 16674583 A JP16674583 A JP 16674583A JP S6058564 A JPS6058564 A JP S6058564A
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coil
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magnetic
magnetic field
coils
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JP16674583A
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JPH0352833B2 (ja
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Azuma Murakami
東 村上
Yoshinori Taguchi
田口 義徳
Tsugunari Yamanami
山並 嗣也
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Wacom Co Ltd
Wakomu KK
Original Assignee
Wacom Co Ltd
Wakomu KK
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/0206Three-component magnetometers

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は14早な操1乍で冒梢y Iz mll ”x
iZが可能な磁界IAIJ定表置に関するものである。
従来より用いられている磁界測定装置としては、磁気感
応値、プロトンllB力計、フラックスゲート酩力計等
がめるが、磁気感応儀においてシま各種誤差を除去する
ための反1夛測定が必要であったり1.flζプロトン
磁力計C7i励磁のためにかなりの一力を必要とするは
刀・、完全な連続測定でii<、i丘鴨が均一でない揚
台には全【′1bのプロトンが同一位相で姑かな(dる
/この信けか出なくなり、更にまたフフツクスグート1
1i4刀61では水平および鉛直分力の画定V隙に市び
1しτ補償コイルに流して平均的水平5よひ鉛直分力笛
打ち消さねばならないが、こりような打ち消し6丑鴨を
長期Vこわたつ°C工(γ)以内の梢ぼで維持すること
は困難でめる等、敗扱いが複雑で精度の高い測定が困難
という欠点がめつ1ζ0本元明は上記従来の欠点f除去
する/この、−性累子全互いに直交する3万回に配置〆
し、該3個の磁性系子のそれぞれの周囲に少なくとも2
個のコイルを配設し、該2個のコイルθ一方Vこ所定の
屯気悟号を〃■え該亀気悟号と他方のコイルよりの検出
信号とから、その方向の磁界強さと一束の向きを測定し
、上記3方向のm11定結果より外部磁界の強さ、方位
等を測定するようになしたもので、その目的とするとこ
ろは操作がb8単で高梢朋の測定がなし侍る磁界測定表
置を実現することにある。以下1図面について詳細に説
明する。
まず本発明の磁界映出装置の基本原理を一1図及び第2
図について説明する。図中、1!/′i外部磁昇の変化
により磁気特性が変化する磁性素子1例えばアモルファ
ス合笠のIJ yyン、21ri所定の交v’+L 4
 mLを加える励振コイル、3シま検出信号τ収出す映
出コイル、4′ri励振コイル2に磁気バイアスγ与え
る励振バイアスコイル、5け快出コイル3に磁気バイア
ス磁界える検出バイアスコイルであめ。
上記リボン17よその中央付近にて略直角に折り曲けら
れ、その−辺1a汀略鉛直に、また他辺11))よ検出
すべき磁界の方向Aに向けて配置される。舊だ、該−辺
1aの周りにけ励振コイル2及び励振ノ々イアスコイル
4が配設att、他辺1bの周シには検出コイル:う及
び検出バイアスコイル5が配設され−Cいる。上す己励
撮バイアスコイル4には一定の直流4流が流さJt、励
振コイル2が磁気バイアスされるか、−/Cの□剋気ノ
ぞイアス点はリボン1の電気僚械結会係数(10が最大
となる点に設定される。
而して励振コイル2に第2図に示す特定周波数の入力酸
流tv化すと、リボン1が共撮状態となり、@出コイル
3vこ同一周波数の大きな出カ電θ1t7が(厳密には
他の周波数の信号も発生するが、ここでは考えない。)
発生する。
ところで上記出力電流7の屯流暗℃位4旧よりボン1の
他辺1bの方向へに存在する1戯界の独さや磁束の向き
によって異なる。
ここで存在する磁界として地1丘気につめて考えると、
リボン1の他辺1bハ)北を同すでいる揚台は磁界の強
さが最も大きいたの、七の出カ区流71−を最犬呟を示
す。次に一辺1af中心として他辺1hを回転させ束に
向かわせると磁界の強さが弱′まるため、1流1lkl
ゴ小さくなり(出力屯υij7’)、−らよりど東では
は°゛0″となる。でれから更Vこ回転させて少しでも
閑に回けると磁界の向びが逆転するため1位相が180
に変化しく出力電流77′)、南に近づくに従って磁界
の強さが増し、七の、に流値が犬きくなる(出力祇υ、
57″/ )。
一方、上記j食出バイアスコイル5に1流を流すと1m
−辺b方向にバイアス磁界が発生するが。
該−流の大きさ、極性を順次変えて論くと、方同人の磁
界と杓ち消しりつ−C(火山コイル3の出力屯流匝が 
0 となる揚台が生ずる。従って。
この時の倹djバイアスコイル5にυiムした亀流の値
と極性より方向AV)fm界のり虫さと一束の同きを判
定することが可能となる。
第3図乃至第6+Aは本発明の1d界萩出装置の一実繍
しlIτ示すもので、図中、11.21.31はアモル
ファス合金のリボン、12,22.32は励I辰コイル
、13,23.33μ検出コイル。
14.24.34Vi励振バイアスコイル、15125
.35は検出バイアスコイル、40 、41はマルチプ
レクサ、43μ同期検波器、44)−j:ローノξスフ
ィルタ(LPF)、45はコンノミレータ、46は信号
発生器、47け励熾用1+M気バイアス祇流源、48け
D−A変疾器、49けマイクロプロセッサである。
上記リボン11,21.31の一辺1ia。
21a、31alC1”を励振コイル121221:3
2及び励振バイアスコイルl 4 、24 、34zj
;ソ/’Lそれ暇付けしれてかり、また他辺11b、2
1L+。
31Mこは検出コイル13,2:鳴、3:3及び販出ノ
々イアスコイル15,25.35がそn−en敗付けら
れている。また他辺1 l b + 21 b 2.’
(11)は互すに直焚するx、、z軸方向にでJしぞt
L向けて配置さtLでいる。
励振コイル12 、22 、 :32には信号発生器4
により特定周波数■父冗信号が供耐さtL 、−また励
th=バイアスコイル14 、24 、34にd 励振
用磁気バイアス嶋訛w47よす所定の直に亀流が供4g
されており、リボン11.21.3iμ共振状悪に保た
れている。
仄に動1′[について説明するか、ここでは2軸を鉛直
に配置し、地磁気の全磁力と伏角を画定する場合につい
−C述べる。
、l:J’マイクロプロセッサ49によりマルチプレク
サ40及び41τ弁してX軸方向のコイル、即ち検出コ
イル13及び(灸出バイアスコイル15が選択さrL、
])−A斐侯器48より検出バイアスコイル15に絶対
値、極性を友えたIa流が順次入力される。
−−方(瑛出コイル13からの出力よりヒテオアンプ4
2.同期W$g、j 43 &ひローノ々スフイルタ4
4をコ1゛シて情号発生446の′4′!fボ周波叔と
同−周波数の1g号、即ち映出信号が販出され。
コン9v−夕45にで゛0″ルベルと比較さtLる。
上記検出バイアスコイル15の元生するバイアス磁界し
こより地磁気が打ら消at′L、検出信号が 0 とな
ると、コンパレータ45よりマイクープロセッサ49に
パルス16号が出され、この時の検出バイアスコイル1
5へ流れた屯JALの値と極性が記憶される。以下、y
軸及びZ軸についても同様にして検出信号が“O″とな
る時の検出−々イアスフイル25.35に流tした直流
の値及び慣性がマイクロゾロセラ゛す49に記1惹され
る。
次f/こマイノロプロセッサ49シま上、ばX+y+2
軸方向毎に記憶された電流の匝より、予りWめられた変
換係叔に基ついてx+ytzqa方向の磁界の強さ請求
め、更Vc亀流の極性よりX。
y+zilall方向毎の出来■同さをポめる。
而して上記X * Y + Z軸方回毎V−昇の強ごと
嶽束の向さより地磁気の真り圃界のり虫ひと方向(伏角
)を、以上に示゛す演算よりめる。即ち、第6図におい
て水平分力II d X軸方向及びX軸方向の磁界強ざ
をそiLぞれX、Yとすt′L4よ。
H=p寵 ・・・・・(1) となる。また臭の感昇り強ぴ、即ち全低力1・゛は2軸
方同の−yト強さtZとj−ゐと。
1’ −5「「F ・・・・・・(2)と/I?命。t
た全低力1i1の水+−分力11に対する伏角 1 )
ま、 1 = tan−’ Z/11 ・= ・(31となる
。よた偏角りを桶正すれは真北の方向を判定することも
できる。また上記画定及び演算倉複故回繰り返してそV
平均11ば請求める如くなしてもよい。
第7図1ま本究明の他の実施例を示すものである。図中
、50.51.52はアモルファス台金のリボン、53
,54,55,56,57゜58はコイルでめって、上
河己リボン50 、51゜52けそ■中央付近にて直角
eこ折り曲けらffL。
での−辺50a、51a、52aシュそrL’QJ’L
y l z rXIJllI+方向に、よた他辺50b
、51b、52bld七れぞルx+y+Z軸方回Vこ向
けて配置されている。
tycコ□I ル53 + 56’td ’) コン5
0ノ他辺50bとリボン52り一辺52av周りVC配
設され、コイ” 54 + 57 ’r’i他辺51b
と一辺50aの周シに、またコイル55.58は他辺5
2bと一辺51aの周りにでれそれ配設されている。
上記構成において、漢出コイル、検出バイアスコイル、
励振コイル、l1lj/I振バイアスコ1ルとして、X
軸方向の一昇t it’l1足す7−1場合はコイル5
3 、56 、54 、57かでルてれ選択ざtL。
またy軸の場合はコイル54 、57 、 +i5.5
8がそれぞt’を選択さJt、塘7こ2軸の場合はコイ
ル55.58.53.56がそtL 5 tl、選択q
 tLで行なわtしる。1.・とってコイル数を上記実
bm 17uに比べて半分に削減でき、より構成を聞略
化できる。
なお、電気回路部分Vζついて汀上記人施ヒ11のもの
に信号発生器46及び励4辰用鹸気パ・1アス屯流源4
7の出力を各コイル53〜58に選択的に加えるための
マルチブレノサτ付加するf/)かでよい。
これまでの説明では、地−気のυ1リホにりいで述べ九
が、これに限らず、のらゆろ11軽界の強さ。
方向ケ測定することかで「鱈 以上説明したように本究明νこよルば*tisvような
効呆がある。
(i) 用゛助部分のない磁界1更山部と何ら調整等を
必要としない電気回路部と′X))らなるので、複4′
4(−な操1下や暇扱いを要せず、精度の筒い測定71
′−できる。
■ Ild界検出部と電気回路部とは離隔して設置する
ことがでさ、リモートセンシングが可能で、七の1il
I]の距離も自由に設定することかでさる。
99 安価な随P生素子や少数のコイル、簡単な一気回
路から構成さt”するため、非常に低廁格で低消費−力
となし借る。
■ 屯諒投入後、直゛らに測定を開始できる。
■ 1滋昇の強さや方向盆鑞気1g号で敗り出J=こと
ができるため、航法制御システム号の皿の電子歳器との
結付が容易となる。
■ 11i+f差しこ関する補正+1i Thデータベ
ース化し。
自動補正するようにし−cBM画定装−τ偵成すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
図面ば本発明の説明1iC洪するもので、第1図は本発
明の磁界映出装置の基本原理笛祝明−?るためのセンサ
ーの斜視図、第2 iJけ化1図のセンサーにおける人
力6流と出力−流の1相係を示す説明図、嶋3図乃至窮
6図は本発明のtm界測定説ばの一実施例r示し、第3
図は磁ンを映出ulsの斜視図、第4図は電気回路部の
ブロック図、鼾5図はマイクロプロセッサの動1′トフ
ロ−7yJZす図、第6図は地磁気の全−力と各成分と
の1力係を示す説明図、躬7図は本シL明の他の夷哨圀
釦示ず斜・1児図である。 11 、21 、31・・・アモルファス合釜のリボン
、12,22.:う2・・・励振コイル、l:う 23
゜33・・検出コイル、14 、24 、34 励振バ
イアスコイル、15125.35・・・検出パイ”アス
コイル、40.41・・・マルチプレクサ、43・・・
同期検波器、44・・・ローパスフィルタ、45・・・
コンノミレータ、46・・・1ぎ号)6生器、47 励
振用固気ノ々イアス亀流源、48・・D−A変戻詰、4
9・・・マイクロプロセッサ。 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 :Lし 第7図 手続?rfl正書(方式) 昭和59年2月27日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1事件の表示 昭和58年特許願第1.66745号 2発明の名称 磁界測定装置 3袖正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 埼玉県上尾市大字菅谷字東北通1342番地3
名 称 株式会社 ワ コ l・ 代表者 占田元男 4代理人 〒105 電(0315011−98(i6
住 所 東京都港区虎〕門2丁目7番9号第1岡名ビル
昭和59年1月1.1 +ヨ 昭和59年1月31. 
El (発送日)6?111正の対象 「図 面」 7?lIl正の内容 (11回頭中、第6図を別紙のとおり補正する。 第6図 1ト

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 外部磁界の変fヒにより磁気特性が変化する磁
    性系子を互いに直交する3方向に配置し。 該3個の磁性素子のそtしぞtLの周囲に少なくとも2
    個のコイルを配設したOR界検出部と。 上記2個のコイルの一方ンこ所定の<m信号?加え、該
    磁気1g号と他方のコイルより収出ざtしる検出信号と
    からその1丘性素子の方向の―界Ii!1iすと磁束の
    向さτmlり定【2、上6ピ3方向の1+14界強さと
    1+1+束の間さとかし外部磁界の強さ、方向弄τσ用
    定する巾;気回路部とか1.−)なるbm界1111 
    足 細長 置。
  2. (2)磁性素子としてアモルファス合金のリボンイ用い
    1ヒことを特徴とす6′l≠♂1・請求の範囲弔1項記
    載の磁界m111足装置。
JP16674583A 1983-09-12 1983-09-12 磁界測定装置 Granted JPS6058564A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100681420B1 (ko) 2004-12-30 2007-02-09 이기봉 플럭스게이트형 지자기센서 구동회로
CN109730770A (zh) * 2018-12-25 2019-05-10 大博医疗科技股份有限公司 减小磁场接收单元体积、测量磁场变化率的方法、磁场接收单元、电磁跟踪系统及用途

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100681420B1 (ko) 2004-12-30 2007-02-09 이기봉 플럭스게이트형 지자기센서 구동회로
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