JPS62284276A - 磁界方向指示装置 - Google Patents
磁界方向指示装置Info
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- JPS62284276A JPS62284276A JP62120993A JP12099387A JPS62284276A JP S62284276 A JPS62284276 A JP S62284276A JP 62120993 A JP62120993 A JP 62120993A JP 12099387 A JP12099387 A JP 12099387A JP S62284276 A JPS62284276 A JP S62284276A
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- magnetic field
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- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- 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】
3発明の詳細な説明
(イ)発明の技術分野
本発明は磁界の方向を指示する装置に関するものである
。
。
(ロ)発明の目的
本発明の目的は可動部分のない磁界方向指示装置を提供
することにある。
することにある。
(ハ)発明の特徴
本発明の磁界方向指示装置は、無指向特性を示し、かつ
印加された磁界の大きさに非直線的に関係する出力を発
生する磁気感知装置と、および前記感知装置を、同じ周
波数の互だ直角な正弦磁気バイアス磁界中に直角位相で
さらす手段とを備え、よって前記感知装置の出力は前記
バイアス磁界の周波数の成分であって該バイアス磁界に
対する位相が規準方向に対する印加された磁界の方向を
示す成分を含むことを特徴としている。
印加された磁界の大きさに非直線的に関係する出力を発
生する磁気感知装置と、および前記感知装置を、同じ周
波数の互だ直角な正弦磁気バイアス磁界中に直角位相で
さらす手段とを備え、よって前記感知装置の出力は前記
バイアス磁界の周波数の成分であって該バイアス磁界に
対する位相が規準方向に対する印加された磁界の方向を
示す成分を含むことを特徴としている。
前記感知装置は好ましくは磁気ひずみ物質でできた少な
くとも1つの部材と、前記磁気ひずみ物質でできた部材
の変形に応答する変換手段とを備え、前記出力を発生す
る。
くとも1つの部材と、前記磁気ひずみ物質でできた部材
の変形に応答する変換手段とを備え、前記出力を発生す
る。
に)実施例
第1図において、本発明による磁界方向指示装置は英国
特許出願第8705449号に記載された如き型式の磁
気感知器1を有している。該磁気感知器1は導電磁気ひ
ずみ物質5で形成された2個の円形ディスク間に挾まれ
た圧電物質3で形成された平らな円形ディスクを備えて
いる。
特許出願第8705449号に記載された如き型式の磁
気感知器1を有している。該磁気感知器1は導電磁気ひ
ずみ物質5で形成された2個の円形ディスク間に挾まれ
た圧電物質3で形成された平らな円形ディスクを備えて
いる。
これらの2個のディスク5はディスク3と同じ半分寸法
を有し、かつディスク3と整列して該ディスクの反対側
の面上に位置ぎめされている。
を有し、かつディスク3と整列して該ディスクの反対側
の面上に位置ぎめされている。
ディスク5は適正に分極されているので、その主たる面
に平行な方向で圧縮または引張シを受けると、その面間
で電位差を先する。前記2つのディスク5は感知器1の
電極として働き、リード線7を備えている。
に平行な方向で圧縮または引張シを受けると、その面間
で電位差を先する。前記2つのディスク5は感知器1の
電極として働き、リード線7を備えている。
磁気感知器1が、その面に平行な磁界を受けると、印加
された磁界の方向に膨張し、したがって同じ方向だディ
スク3を引張シ伸ばす。したがって、直流電位差がディ
スク3の面間に発生されるが、その値は印加された磁界
の強さを表わす。この電位差は線7を介して電気回路へ
与えられる。前記感知器は、その面に平行なすべての方
向で同じ感度を示し、したがってこの面において全方位
特性を呈する。
された磁界の方向に膨張し、したがって同じ方向だディ
スク3を引張シ伸ばす。したがって、直流電位差がディ
スク3の面間に発生されるが、その値は印加された磁界
の強さを表わす。この電位差は線7を介して電気回路へ
与えられる。前記感知器は、その面に平行なすべての方
向で同じ感度を示し、したがってこの面において全方位
特性を呈する。
第2図および第3図において、磁気感知器1は規準周波
数発生器9によって供給される2個のコイル11.15
への交流電流によって発生されるバイアス磁界を受ける
が、前記2個のコイル11.13は同じ寸法となってお
)、感知器1を入れている矩形形成器15tわ、CK巻
かれている。したがって、コイル11,13の磁軸は垂
直で感知器1の面にある。
数発生器9によって供給される2個のコイル11.15
への交流電流によって発生されるバイアス磁界を受ける
が、前記2個のコイル11.13は同じ寸法となってお
)、感知器1を入れている矩形形成器15tわ、CK巻
かれている。したがって、コイル11,13の磁軸は垂
直で感知器1の面にある。
コイル13に与えられる交流電流の位相は、コイル11
に与えられる交流電流とはπ/2だけずれるように配置
されている。これはπ/2移相器によって行なわれる。
に与えられる交流電流とはπ/2だけずれるように配置
されている。これはπ/2移相器によって行なわれる。
リード線7間の電圧は差動増幅器19を介して帯域フィ
ルタ21へ与えられる。下記に述べるように、動作にお
いて帯域フィルタ21の出力は規準周波数発生器9と同
じ周波数で移送された搬送波で感知器へ与えられた磁界
で変調された振幅を有する。
ルタ21へ与えられる。下記に述べるように、動作にお
いて帯域フィルタ21の出力は規準周波数発生器9と同
じ周波数で移送された搬送波で感知器へ与えられた磁界
で変調された振幅を有する。
磁気子午線の方向を決定する磁気コンパスとしで用いら
れる本発明の装置の動作を詳細に述べる。
れる本発明の装置の動作を詳細に述べる。
第4図において、いずれかの時点で、感知器10面の領
域における全磁界HTは、地磁界の水平成分による成分
H8とコイル11.13へ与えられる交流電流による成
分りを含んでいる。したがって、 HT = HO+ h
(1)となり、成分H6、hはXおよびX方向の2つの
成分くそれぞれ分解できる。したがって、HO”HOX
IHOy = I HOl cosθ+HOstnθ
(2)および h = hx+ hy= hcosωt + hsin
ωt(3)となる。但し、 HoxはX方向のH6の副成分 ■(。、はX方向のH8の副成分 暇はX方向のhの副成分 hyはX方向のhの副成分 θはベクトルH6とX軸との間の角 ωtはベクトルhとX軸との間の角度 lHo1はベクトルH8のモジラスすなわチ大キさlh
lはベクトルhのモジラスすなわチ大キさ式(2)と(
3)の結果を式(1)に代入すると、HT = l H
□ l cosθ+l HOlsuθ+Ih 1cos
ωt+ l h 1sinc+JtHT = l Ho
I cosθ+1hlcosa+t+1H01sinθ
+I hls1nωtしたがって、 l HT l 2=(l Ho 1 cosθ+l h
l cosωt )2+(l HOI sinθ+l
hl sin a+t )” (4)となる
。
域における全磁界HTは、地磁界の水平成分による成分
H8とコイル11.13へ与えられる交流電流による成
分りを含んでいる。したがって、 HT = HO+ h
(1)となり、成分H6、hはXおよびX方向の2つの
成分くそれぞれ分解できる。したがって、HO”HOX
IHOy = I HOl cosθ+HOstnθ
(2)および h = hx+ hy= hcosωt + hsin
ωt(3)となる。但し、 HoxはX方向のH6の副成分 ■(。、はX方向のH8の副成分 暇はX方向のhの副成分 hyはX方向のhの副成分 θはベクトルH6とX軸との間の角 ωtはベクトルhとX軸との間の角度 lHo1はベクトルH8のモジラスすなわチ大キさlh
lはベクトルhのモジラスすなわチ大キさ式(2)と(
3)の結果を式(1)に代入すると、HT = l H
□ l cosθ+l HOlsuθ+Ih 1cos
ωt+ l h 1sinc+JtHT = l Ho
I cosθ+1hlcosa+t+1H01sinθ
+I hls1nωtしたがって、 l HT l 2=(l Ho 1 cosθ+l h
l cosωt )2+(l HOI sinθ+l
hl sin a+t )” (4)となる
。
リード線7間に発生される電位差の大きさは、ディスク
5の磁気ひずみ膨張に比例する。ディスク5の磁気ひず
み膨張は、感知器1の領域中の磁界の大きさの平方建比
例する。したがって、それが下記のように表われる。
5の磁気ひずみ膨張に比例する。ディスク5の磁気ひず
み膨張は、感知器1の領域中の磁界の大きさの平方建比
例する。したがって、それが下記のように表われる。
IVI = k IHT +”
(51但し■=リード線線間間電位差 に=感知器1を構成するのに用いられる物質の感度に比
例的に左右される定数 式(4)と(5)から IVI =(IHo 1cosθ+I h I Cos
ωt )”+(l Hol sinθ刊h l sin
ωt )”l V l = IHOl”cos2#+
l hl”cos” ωt+21H□ l l hlc
os(lcoscc+t 十l HOl ”sin”θ
十lhl”sin”ωt+21Hql 1hlsinθ
sinωtlVl=lHol”+Ihl”+21Hql
Ihtccs(ωt−θ)l V l =klHOl
” + kl hl”+2klH011hlcos(
ωt−θ)(6)式(6)において、klHo+2とk
lh12は直流環テするから、帯域フィルタ21により
フィルタされる。したがって、帯域フィルタ21の出力
V。utは下記のようになる。
(51但し■=リード線線間間電位差 に=感知器1を構成するのに用いられる物質の感度に比
例的に左右される定数 式(4)と(5)から IVI =(IHo 1cosθ+I h I Cos
ωt )”+(l Hol sinθ刊h l sin
ωt )”l V l = IHOl”cos2#+
l hl”cos” ωt+21H□ l l hlc
os(lcoscc+t 十l HOl ”sin”θ
十lhl”sin”ωt+21Hql 1hlsinθ
sinωtlVl=lHol”+Ihl”+21Hql
Ihtccs(ωt−θ)l V l =klHOl
” + kl hl”+2klH011hlcos(
ωt−θ)(6)式(6)において、klHo+2とk
lh12は直流環テするから、帯域フィルタ21により
フィルタされる。したがって、帯域フィルタ21の出力
V。utは下記のようになる。
■out ” 2klHOl 1hlcos(ωt−θ
)(7)式(力から、出力V。ulは感知器1の領域内
の地磁界の水平成分の大きさlHo1に比例した大きさ
およびコイルINC与えられるバイアス交流電流の位相
に対して移相角θを有していることがわかる。但し、コ
イル11は、第2図および第4図に示すようにバイアス
磁界の成分hx=1h1cosωtを発生する。この移
相角θはコイル11の軸の方向から磁北の方位に等しい
。該移相角は帯域フィルタ21の出力および規準周波数
発生器9から得られた位相規準信号23を利用すること
゛によって、位相検出器または位相および利得メータ(
図示せず)検出できる。
)(7)式(力から、出力V。ulは感知器1の領域内
の地磁界の水平成分の大きさlHo1に比例した大きさ
およびコイルINC与えられるバイアス交流電流の位相
に対して移相角θを有していることがわかる。但し、コ
イル11は、第2図および第4図に示すようにバイアス
磁界の成分hx=1h1cosωtを発生する。この移
相角θはコイル11の軸の方向から磁北の方位に等しい
。該移相角は帯域フィルタ21の出力および規準周波数
発生器9から得られた位相規準信号23を利用すること
゛によって、位相検出器または位相および利得メータ(
図示せず)検出できる。
事例的に述べた本発明の実施例において、式(5)に定
めた関係は自乗的な関係であるが、他の実施例において
前記関係は他の非直線的な関係であってもよく、感知器
の出力電圧はcos (ω1−θ)項を含むことを理解
されたい。
めた関係は自乗的な関係であるが、他の実施例において
前記関係は他の非直線的な関係であってもよく、感知器
の出力電圧はcos (ω1−θ)項を含むことを理解
されたい。
本発明の特定の実施例において、印加磁界が磁気ひずみ
ディスク5の径方向の変形に対、して非直線的で69、
かつ圧電ディスク3で構成される変換手段によって、前
記変形に比例する出力電圧が発生されるという点によっ
て前記関係式が成立する。しかし本発明による他の装置
において、他の形式の変換手段が用いられてもよい。
ディスク5の径方向の変形に対、して非直線的で69、
かつ圧電ディスク3で構成される変換手段によって、前
記変形に比例する出力電圧が発生されるという点によっ
て前記関係式が成立する。しかし本発明による他の装置
において、他の形式の変換手段が用いられてもよい。
例えば、光フアイバー測定技術を利用してもよく、その
際、変換手段は磁気ひずみ物質のディスクまわ)に巻か
れ、該ディスクの外周に固着された1つ以上の巻線の光
ファイバを備えてもよい。ディスクが径方向に変形する
と、ディスクの外周は比例して変化しよって、光ファイ
バーを引張シ伸ばす。
際、変換手段は磁気ひずみ物質のディスクまわ)に巻か
れ、該ディスクの外周に固着された1つ以上の巻線の光
ファイバを備えてもよい。ディスクが径方向に変形する
と、ディスクの外周は比例して変化しよって、光ファイ
バーを引張シ伸ばす。
光ファイバーの長さの変化の正確な検出は、干渉計(例
えばマッハーゼンダ干渉計)の1つのアームを光ファイ
バで置換するととだよって行なえる。該干渉計の出力は H□cos(ωt−θ) の形となる。
えばマッハーゼンダ干渉計)の1つのアームを光ファイ
バで置換するととだよって行なえる。該干渉計の出力は H□cos(ωt−θ) の形となる。
磁気ひずみディスクの変形を測定するための変換手段の
他の変更例は、ディスクの外周まわりに巻かれているが
該ディスクから絶縁されたその抵抗素子を有するひずみ
計である。
他の変更例は、ディスクの外周まわりに巻かれているが
該ディスクから絶縁されたその抵抗素子を有するひずみ
計である。
本発明による装置において、磁気感知器は磁気ひずみ物
質で形成された少なくとも1つの部材および該部材の変
形に応答する変形手段を備え、磁気ひずみ部材は、本発
明の実施例〈おいては必ずしもディスクの形式である必
要はない。
質で形成された少なくとも1つの部材および該部材の変
形に応答する変形手段を備え、磁気ひずみ部材は、本発
明の実施例〈おいては必ずしもディスクの形式である必
要はない。
例えば、各磁気ひずみ部材は、環状形式にしてもよい。
第1図は本発明の装置の一部を構成する磁気感知器の斜
視図、第2図は本発明の装置の一部の斜視図、第3図は
本発明の装置の全体図、第4図は動作中の磁気感知器の
領域の磁界のベクトル図、をそれぞれ示す。 図中、(1)は磁気感知器、(3)は圧電物質製のディ
スク、(5)は磁気ひずみ物質製のディスク、(7)は
リード線を示す。 特許出願人 ジ−イージー アビリニクス リミテッ
ド手続補正書(自発) 昭和62年 6月/2日 1 事件の表示 特願昭62−120993号 7、発明の名称 磁界方向指示装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 ジ−イージー 1ビニヨニクス リミテッド4、
代 理 人 住所 〒100東京都千代田区丸の内2丁目4番1号丸
ノ内ピルヂング 752区 5補正の対象
視図、第2図は本発明の装置の一部の斜視図、第3図は
本発明の装置の全体図、第4図は動作中の磁気感知器の
領域の磁界のベクトル図、をそれぞれ示す。 図中、(1)は磁気感知器、(3)は圧電物質製のディ
スク、(5)は磁気ひずみ物質製のディスク、(7)は
リード線を示す。 特許出願人 ジ−イージー アビリニクス リミテッ
ド手続補正書(自発) 昭和62年 6月/2日 1 事件の表示 特願昭62−120993号 7、発明の名称 磁界方向指示装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 ジ−イージー 1ビニヨニクス リミテッド4、
代 理 人 住所 〒100東京都千代田区丸の内2丁目4番1号丸
ノ内ピルヂング 752区 5補正の対象
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、全方位特性を示しかつ印加された磁界の大きさに非
直線的に比例する出力を発生する磁気感知器(1)と、
時間において直角位相で同じ周波数の互に垂直な正弦バ
イアス磁界に前記感知器をさらす手段(9、11、13
)とを備え、前記感知器の出力は前記バイアス磁界の周
波数での成分を含み、該成分のバイアス磁界に対する位
相は規準方向に対して前記印加された磁界の方向を示す
ようになつていることを特徴とする磁気方向指示装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記感
知器は磁気ひずみ物質で形成された1つの部材と、該部
材の変形に応答する変換手段(3)を備え、前記出力を
発生することを特徴とする磁気方向指示装置。 3、特許請求の範囲第2項記載の装置において、前記変
換手段は圧電物質で形成されていることを特徴とする磁
気方向指示装置。 4、特許請求の範囲第3項記載の装置において、磁気ひ
ずみ物質で形成された前記部材は前記圧電変換手段(3
)の第1の面に固定されており、かつ前記感知装置(1
)の出力は前記第1の面および前記第1の面に対向する
前記圧電変換手段(3)の第2面との間から発生される
ことを特徴とする磁気方向指示装置。 5、特許請求の範囲第4項記載の装置において、前記磁
気ひずみ物質で形成された第2の部材が前記の第2の面
に固定されていることを特徴とする磁気方向指示装置。 6、特許請求の範囲第2項乃至第5項のいずれか1項記
載の装置において、前記磁気ひずみ物質(5)および前
記変換手段(3)で形成された部材は平らなディスク型
となつており互に平行に固定されていることを特徴とす
る磁気方向指示装置。 7、特許請求の範囲第2項乃至第6項のいずれか1項記
載の装置において、磁気ひずみ物質で形成された部材は
導電体で構成されしかも前記感知器用の電極として働く
ことを特徴とする磁気方向指示装置。 8、特許請求の範囲第1項乃至第7項のいずれか1項記
載の装置において、前記感知器を受ける前記手段は前記
感知器まわりに巻かれた2個の電気コイル(11、13
)を備え、それらの軸は互に垂直であることを特徴とす
る磁気方向指示装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB868612351A GB8612351D0 (en) | 1986-05-21 | 1986-05-21 | Magnetic field detection indicating devices |
| GB8612351 | 1986-05-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62284276A true JPS62284276A (ja) | 1987-12-10 |
Family
ID=10598200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62120993A Pending JPS62284276A (ja) | 1986-05-21 | 1987-05-18 | 磁界方向指示装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4866384A (ja) |
| EP (1) | EP0246780A3 (ja) |
| JP (1) | JPS62284276A (ja) |
| CA (1) | CA1280167C (ja) |
| GB (1) | GB8612351D0 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02504561A (ja) * | 1988-04-08 | 1990-12-20 | エッセルト・メト・インターナツィオナール・プロドゥクツィオーンス・ゲーエムベーハー | 窃盗防止タッグおよびその使用方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH0518750A (ja) * | 1991-07-09 | 1993-01-26 | Takao Yamaguchi | 全範囲傾斜方位測定装置 |
| US5488778A (en) * | 1994-01-14 | 1996-02-06 | Potter; Bronson | Electronic magnetometer and compass |
| US5675252A (en) * | 1995-06-19 | 1997-10-07 | Sqm Technology, Inc. | Composite structured piezomagnetometer |
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