JPS63165778A - 磁界方向指示装置 - 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】 （イ）発明の技術分野 本発明は磁界の方向を示す磁気方向指示装置に関するも
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
することである。

（ハ）発明の特徴 本発明は、それぞれが双極方位特性を示しかつそれらの
最大感知方向が直角になるように設けられた第１および
第２の磁気感知装置と、前記感知装置を直角位相関係で
各正弦波バイアス磁界におき、下記の感知装置からの出
力信号を発生するようにした手段と、 ｃｏｓ　ａ　ｃｏｓ　ａｃｔ ｓｉｎ　１９　ｃｏｓ　（ａｒｔ±Ｔ）（但し、θは感
知装置のうちの一方の最大感度方向および印加された磁
界の方向との角度、ωはバイアス磁界の角速度）および
前記出力信号を加算または減算して、前記バイアス磁界
の位相に対する位相が印加された磁界の方向を示す出力
を発生する手段とを備えていることを特徴としている。

に）発明の実施例 次に本発明の実施例について添付図面を参照して説明す
る。

第１図および第２図において、本発明による磁界方向指
示装置は、英国特許第８７０５４４９号に開示しである
如き２個の磁気感知装置１，３を有している。それぞれ
の感知装置１，３は導電磁気ひずみ物質７でできた２個
の矩形ス）　＋Ｊツブ間に挾まれた圧電物質５でできた
矩形ストリップを備え、前記磁気ひずみ物質は、前記ス
トリップ５よシも小さな厚さになっている。ストリップ
７は、ストリップ５と同じ長さとなっており、ス）　Ｉ
Ｊツブ５の反対の主たる面上で中央に位置ぎめされてお
シ、それらの狭い端部がストリップ５の狭い端部と整列
している。ストリップ５は圧電的に作用し、その主たる
面に平行な方向に圧縮または引張りがかかると、その主
たる面間に電位差を発生する。２つのス）　ＩＪツブ７
は感知装置１，３の電極としても働く。

第１図に示すように、２つの磁気感知装置１゜５はその
長さが直角となるように物理的にうまく配置されている
。磁気感知装置１または３が、その長さに平行の磁界に
置かれ、ある成分を有する該磁界をうけると、印加され
た磁界の方向または印加磁界の成分の方向でストリップ
７が膨長し、したがって同じ方向にストリップ５を引張
り伸ばす。したがって、電位差はス）　ＩＪクツ１フ たは５の長さに平行な方向で印加磁界の強さを表わして
いる。

第２図において、この電位差は感知装置１，３のリード
線？、１１を介して下記に述べる電気回路へ印加するよ
うＫしてもよい。２つの磁気感知装置１，５のそれぞれ
の感度は印加磁界の方向に左右され、各感知装置１，３
はその長さ方向で最大感度であシ、その幅方向で実質的
に０の感度を示すことが判る。したがって、感知装置１
゜５は第１図に示すように双極方位特性（双極指向特性
）を示す。

２個の磁気感知装置の物理的構成によシ、磁気感知装置
１は最大感度を示している際に、例えば印加された磁界
が第１図に示すようにＸ軸に沿って作用すると、磁気感
知装置３はほぼ０感度を示したシ、そうでなかったシす
る。したがって、双極方位特性１３．ｊ５は第１図に示
すように互に直角になる。

第２図は、英国特許明細書８７０５４４９に開示された
如き装置を示し、磁気感知装置１，５のそれぞれは、交
番磁気バイアス磁界に置かれるが、該バイアス磁界は規
準周波数発生器１７によって供給される交番電流をコイ
ル１３．１５に与えて発生されるが該コイルは感知装置
１，３の長さに沿ってそれぞれ巻かれている。

感知装置３に供給された交番電流の位相は、感知装置１
のものとπ／２だけ位相がずれている。

この位相ずれはｔｃ／２移相器１８で行なわれる。リー
ド線９と１１との間の電圧は、差動増幅器１９゜２１を
介して帯域フィルタ２５．２５へ与えられる。

帯域フィルタ２５，２５は適正に設計されているので、
それらの出力は規準周波数発生器１７の搬送波の両側帯
域が抑圧された搬送渡分を有し、その振幅は磁気感知装
置１，５の領域に印加された磁界で変調される。

磁気子午線方向を決定するために磁気コンパスとして用
いるために、感知装置１，３はそれらの長さで水平に置
かれる。

帯域フィルタ２３　、２５の出力は下記のようになる。

磁気感知装置１に対しては Ｖ　１　＝　Ｈ□　ｃｏｓ　ｅ　ｃｏｓ　ωｔ　　　　
　　　　（１）磁気感知装置３に対しては Ｖ２　＝　Ｈ□　ｓｉｎ　ａ　ｓｉｎ　ｃｍ　ｔ　　　
　　　　（２）但し、Ｈｏ＝地磁界の水平成分 θ＝磁気感知装置１の長さと磁北２７ の方向との間の角度 ω＝バイアス磁界の角速度 ｔ＝待時 間弦関数は（１）式で生起し、正弦関数は（２）式で生
起するが、その理由は第１図に示すようにそれらは互に
双極方位特性１３．１５に対して直角関係にあシ、かつ
第２図に示すように磁気感知装置１，３へ供給される交
番電流においてに／２だけ位相がずれているためである
。

帯域フィルタ２５の出力ｖ２はインバータを介して加算
増幅器３１の１人力に与えられ、帯域フィルタ２３の出
力ｖ１は残シの入力に直接与えられる。したがって、加
算増幅器３１の出力はＶ　Ｉ　　Ｖ２　＝　ＨＯｃｏｓ
　（θ十ωｔ）　　　　　　　Ｊ（３）式から、加算増
幅器３１の出力は、本発明の装置の領域において地磁界
の水平成分の強さく比例した振幅Ｈ８および磁気感知装
置１の長さから磁北の方位に等しい感知装置１へ与えら
れるバイアス交番電流の位相に対して移相角θを有して
いることが判る。

移相角０は加算増幅器３１の出力と、規準周波数発生器
１７から得られた位相規準信号５３を位相感出器（図示
せず）へ与えることによって検出することができる。

また、移相角−と振幅Ｈｏとは加算増幅器３１の出力と
規準周波数発生器１７から得られた位相規準信号３３を
位相兼利得メータ（図示せず）へ与えることによって検
出できる。出力■１とｖ２を互に減算する代９に、信号
ｖ１とｖ２を加算して下記の出力を発生するようにして
もよい；Ｖｌ　＋　Ｖ２　＝　Ｈ（１ｃｏｓ　（ｅ−ω
ｔ　）なお、この出力は振幅Ｈ８と磁北方位に等しい移
相角０を有している。

第２図の装置の変更例において、２個の帯域フィルタ２
３．２５は単一の帯域フィルタによって置換され、これ
を介して本発明の出力は増幅器３１から発生される。

なお、本発明において述べた種類の磁気感知装置の代シ
に双極方位特性を示す他の磁気感知装置を用いて、交番
バイアス磁界を印加するようＫしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一部を形成する２個の磁気感知装置お
よびそれらに関連し九指向特性の平面図、および第２図
は本発明の装置の全体の構成図である。 図中、１，３は磁気感知装置、５は圧電体、７は導電磁
気ひずみ体、１９．２１は差動増幅器、２３．２５は帯
域フィルタ、１７は規準周波数発生器、をそれぞれ示す
。 特許出願人　　ジ−イージー　アビシニクス　リミテッ
ド手続補正書（自発） 昭和６２年　６月２２日 特許庁長官　黒　１）明　雄　殴 １、事件の表示 特願昭６２−１２（７９９４号 。２）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　アビニョニクス　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
）内ビルヂング　７５２区 、−１ ５、補正の対象

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）それぞれが双極方位特性（１３、１４）を示しかつ
   それらの最大感度方向が直角になるように配置された第
   １および第２の磁気感知装置（１、２）と、下式の感知
   装置の出力信号を発生するように直角位相で各正弦バイ
   アス磁界に前記感知装置（１、３）をさらす手段（１７
   、１８、１３、１５）と、 ｃｏｓθｃｏｓωｔ ｓｉｎθｃｏｓ（ωｔ±ｘ／２） 但しθ＝前記磁気感知装置（１、３）の１方の最大感度
   方向および印加された磁界 の方向間の角度、 ω＝バイアス磁界の角速度、 および前記出力信号を加算または減算し、前記バイアス
   磁界の位相に対する位相が印加された磁界の方向を示す
   出力を発生する手段（３１、または２９、３１）と、を
   備えていることを特徴とする磁界方向指示装置。 ２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記各
   磁気感知装置（１、３）は磁気ひずみ物質（７）および
   該磁気ひずみ物質（７）の変形に応答する変換手段（５
   ）の少なくとも１方の手段とを備え、前記感知装置の出
   力信号を発生することを特徴とする磁界方向指示装置。 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（５）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、前記各
   磁気感知装置（１、７）中の磁気ひずみ物質（７）は前
   記圧電変換手段（５）の第１の面に固定されると共に、
   前記感知装置（１、３）からの出力は前記圧電変換手段
   （５）の第１の面および該面に対抗する第２の面の間か
   ら発生されることを特徴とする磁気感知装置。 ５）特許請求の範囲第４項記載の装置において、前記感
   知装置（１、３）中の磁気ひずみ物質（７）の第２の部
   材は前記第２の面に固定されていることを特徴とする磁
   気感知装置。 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、前記磁気感知装置（１、３）のいず
   れかの中の磁気ひずみ物質または前記変換手段（５）は
   プレーナ形となっており、かつ互に平行に取付けられて
   いることを特徴とする磁気感知装置。 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、前記各感知装置（１、３）中の磁気
   ひずみ物質（７）は導電体で構成されかつ前記感知装置
   （１、３）用の電極として作用することを特徴とする磁
   気感知装置。 ８）特許請求の範囲第１項乃至第７項のうちのいずれか
   １項記載の装置において、前記感知装置（１、３）を受
   ける手段（１７、１８、１３、１５）は２個の電気コイ
   ル（１３、１５）を備え、それぞれが前記磁気感知装置
   の各一方のまわりに巻かれていることを特徴とする磁気
   感知装置。 ９）特許請求の範囲第１項乃至第８項のいずれか１項記
   載の装置において、前記感知装置の出力信号は各帯域フ
   ィルタ（２５）を介して前記加算手段（３１）または減
   算手段（２９、３１）へ与えられることを特徴とする磁
   気感知装置。 １０）特許請求の範囲第１項乃至第８項のいずれか１項
   記載の装置において、前記出力信号は帯域フィルタを介
   して加算手段（３１）または減算手段（２９、３１）の
   出力から発生されることを特徴とする磁気感知装置。