JPH08152464A - フラックスゲート型磁気センサ - Google Patents
フラックスゲート型磁気センサInfo
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- JPH08152464A JPH08152464A JP31768294A JP31768294A JPH08152464A JP H08152464 A JPH08152464 A JP H08152464A JP 31768294 A JP31768294 A JP 31768294A JP 31768294 A JP31768294 A JP 31768294A JP H08152464 A JPH08152464 A JP H08152464A
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- coil
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 位相検出を行わなくても、磁界の向きと大き
さの両方を簡便に計測できるようにする。 【構成】 高透磁率磁性材料からなるコア３０に励磁用
コイル３２及び検出用コイル３４を巻装したセンサ本体
３６と、励磁用コイルにコアが飽和する振幅の交流励磁
信号を供給する励磁回路３８と、検出用コイルから特定
の偶数次高調波を取り出すバンドパスフィルタ４０と、
その出力信号に対して直列に挿入したダイオードＤと並
列に配置したコンデンサＣとを組み合わせた検波回路４
２と、前記センサ本体の近傍に位置しセンサ本体にバイ
アス磁界を印加して計測対象磁界範囲を非線形領域から
線形領域に移動させるバイアス磁界発生源４４とを具備
している。バイアス磁界発生源としては、永久磁石でも
よいし、定電流が流れるバイアス用コイルでもよい。
さの両方を簡便に計測できるようにする。 【構成】 高透磁率磁性材料からなるコア３０に励磁用
コイル３２及び検出用コイル３４を巻装したセンサ本体
３６と、励磁用コイルにコアが飽和する振幅の交流励磁
信号を供給する励磁回路３８と、検出用コイルから特定
の偶数次高調波を取り出すバンドパスフィルタ４０と、
その出力信号に対して直列に挿入したダイオードＤと並
列に配置したコンデンサＣとを組み合わせた検波回路４
２と、前記センサ本体の近傍に位置しセンサ本体にバイ
アス磁界を印加して計測対象磁界範囲を非線形領域から
線形領域に移動させるバイアス磁界発生源４４とを具備
している。バイアス磁界発生源としては、永久磁石でも
よいし、定電流が流れるバイアス用コイルでもよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、フラックスゲート型磁
気センサに関し、更に詳しく述べると、センサ本体の近
傍にバイアス磁界発生源を設けることによって、位相検
出を行わなくても磁界の向きと大きさの両方を計測でき
るようにしたフラックスゲート型磁気センサに関するも
のである。この種の磁気センサは高感度で指向性が鋭い
ので、例えば地磁気の検出などに有用である。
気センサに関し、更に詳しく述べると、センサ本体の近
傍にバイアス磁界発生源を設けることによって、位相検
出を行わなくても磁界の向きと大きさの両方を計測でき
るようにしたフラックスゲート型磁気センサに関するも
のである。この種の磁気センサは高感度で指向性が鋭い
ので、例えば地磁気の検出などに有用である。
【０００２】
【従来の技術】フラックスゲート型磁気センサは、高透
磁率磁性材料（例えば、ニッケル−鉄合金）の磁気的非
線形性を利用した磁気センサであり、高感度で扱い易
く、指向性が鋭いので、磁力の方向成分を測るためなど
に使われている。このフラックスゲート型磁気センサの
原理は、高透磁率材料からなるコアに励磁用と検出用の
コイルを巻装したセンサ本体を使用し、励磁用コイルに
コアが飽和する振幅の交流励磁信号を流すことによって
コアを励磁し、検出用コイルの出力電圧から外部磁界を
求めるというものである。
磁率磁性材料（例えば、ニッケル−鉄合金）の磁気的非
線形性を利用した磁気センサであり、高感度で扱い易
く、指向性が鋭いので、磁力の方向成分を測るためなど
に使われている。このフラックスゲート型磁気センサの
原理は、高透磁率材料からなるコアに励磁用と検出用の
コイルを巻装したセンサ本体を使用し、励磁用コイルに
コアが飽和する振幅の交流励磁信号を流すことによって
コアを励磁し、検出用コイルの出力電圧から外部磁界を
求めるというものである。
【０００３】従来のフラックスゲート型磁気センサの一
般的な構成例を図８に示す。センサ本体１０の励磁用コ
イル１１に、励磁回路１２からコア１３が飽和する振幅
の交流励磁信号（周波数ｆ）を供給し、検出用コイル１
４の出力信号から偶数次高調波（通常は２次高調波２
ｆ）をバンドパスフィルタ１５によって取り出す。そし
て、周波数逓倍回路１６で励磁信号を２倍に逓倍した参
照信号２ｆと前記の２次高調波２ｆとの位相差を位相検
出回路１７で検出し、検波回路１８で検波することで外
部磁界の向きと大きさを求める。位相検出回路１７は、
磁界の大きさだけを計測すればよい時には省略すること
も可能であるが、磁界の向きも判定しなければならない
時には必要となる。これは、偶数次高調波を検波する
と、正方向と負方向の磁界に対して対称的な出力電圧が
得られるためである。
般的な構成例を図８に示す。センサ本体１０の励磁用コ
イル１１に、励磁回路１２からコア１３が飽和する振幅
の交流励磁信号（周波数ｆ）を供給し、検出用コイル１
４の出力信号から偶数次高調波（通常は２次高調波２
ｆ）をバンドパスフィルタ１５によって取り出す。そし
て、周波数逓倍回路１６で励磁信号を２倍に逓倍した参
照信号２ｆと前記の２次高調波２ｆとの位相差を位相検
出回路１７で検出し、検波回路１８で検波することで外
部磁界の向きと大きさを求める。位相検出回路１７は、
磁界の大きさだけを計測すればよい時には省略すること
も可能であるが、磁界の向きも判定しなければならない
時には必要となる。これは、偶数次高調波を検波する
と、正方向と負方向の磁界に対して対称的な出力電圧が
得られるためである。
【０００４】計測原理は次の通りである。図９に示すよ
うに、容易に飽和する高透磁率材料からなるコア（磁化
曲線を符号ａで示す）の励磁用コイルに、正弦波的に変
化する電流を流したとする。計測すべき外部直流磁界が
加わっていなければ、磁化曲線の対称性から出力波形も
対称な波形となるため、偶数次の高調波成分は含まれな
い（実線で示す）。しかし外部直流磁界ΔＨが加わる
と、破線で示すように非対称となり偶数次の高調波成分
が現れる。この偶数次の高調波成分（通常は２次高調波
成分）を検波すると、出力電圧の大きさは直流磁界の大
きさにほぼ比例する。
うに、容易に飽和する高透磁率材料からなるコア（磁化
曲線を符号ａで示す）の励磁用コイルに、正弦波的に変
化する電流を流したとする。計測すべき外部直流磁界が
加わっていなければ、磁化曲線の対称性から出力波形も
対称な波形となるため、偶数次の高調波成分は含まれな
い（実線で示す）。しかし外部直流磁界ΔＨが加わる
と、破線で示すように非対称となり偶数次の高調波成分
が現れる。この偶数次の高調波成分（通常は２次高調波
成分）を検波すると、出力電圧の大きさは直流磁界の大
きさにほぼ比例する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図８に示す従来のフラ
ックスゲート型磁気センサにおいて、多くの場合、位相
検出回路の部分が最も複雑で、要求される部品点数も多
く、組み立て後も調整が必要となる。そのため、この位
相検出回路の部分は、磁気センサを構成する上でかなり
コストや手間を要することになる。
ックスゲート型磁気センサにおいて、多くの場合、位相
検出回路の部分が最も複雑で、要求される部品点数も多
く、組み立て後も調整が必要となる。そのため、この位
相検出回路の部分は、磁気センサを構成する上でかなり
コストや手間を要することになる。
【０００６】本発明の目的は、位相検出回路が無くて
も、磁界の向きと大きさの両方を計測できるフラックス
ゲート型磁気センサを提供することである。
も、磁界の向きと大きさの両方を計測できるフラックス
ゲート型磁気センサを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係るフラックス
ゲート型磁気センサは、高透磁率磁性材料からなるコア
に励磁用コイル及び検出用コイルを巻装したセンサ本体
と、該励磁用コイルにコアが飽和する振幅の交流励磁信
号を供給する励磁回路と、前記検出用コイルから特定の
偶数次高調波を取り出すバンドパスフィルタと、該バン
ドパスフィルタの出力信号に対して直列に挿入したダイ
オードと並列に配置したコンデンサとを組み合わせた検
波回路と、前記センサ本体の近傍に位置し該センサ本体
にバイアス磁界を印加して計測対象磁界範囲を非線形領
域から線形領域に移動させるバイアス磁界発生源とを具
備している。本発明の特徴は、従来必要であった励磁信
号の周波数逓倍回路及び複雑な位相検出回路を不要と
し、その代わりにバイアス磁界発生源を付設した点であ
る。
ゲート型磁気センサは、高透磁率磁性材料からなるコア
に励磁用コイル及び検出用コイルを巻装したセンサ本体
と、該励磁用コイルにコアが飽和する振幅の交流励磁信
号を供給する励磁回路と、前記検出用コイルから特定の
偶数次高調波を取り出すバンドパスフィルタと、該バン
ドパスフィルタの出力信号に対して直列に挿入したダイ
オードと並列に配置したコンデンサとを組み合わせた検
波回路と、前記センサ本体の近傍に位置し該センサ本体
にバイアス磁界を印加して計測対象磁界範囲を非線形領
域から線形領域に移動させるバイアス磁界発生源とを具
備している。本発明の特徴は、従来必要であった励磁信
号の周波数逓倍回路及び複雑な位相検出回路を不要と
し、その代わりにバイアス磁界発生源を付設した点であ
る。
【０００８】本発明で用いるバイアス磁界発生源として
は、永久磁石でもよいし、定電流が流れるバイアス用コ
イルでもよい。これらは通常、検出用コイルの軸方向に
磁界が向くように配置し、筐体内に組み込んでセンサ部
として一体化する。バイアス用コイルの場合は、検出用
コイルの外周に該検出用コイルと同心に巻装し、それに
一定のバイアス磁界用電流を供給する定電流源を接続す
るするのがよい。
は、永久磁石でもよいし、定電流が流れるバイアス用コ
イルでもよい。これらは通常、検出用コイルの軸方向に
磁界が向くように配置し、筐体内に組み込んでセンサ部
として一体化する。バイアス用コイルの場合は、検出用
コイルの外周に該検出用コイルと同心に巻装し、それに
一定のバイアス磁界用電流を供給する定電流源を接続す
るするのがよい。
【０００９】
【作用】通常、ダイオードを用いた検波回路により偶数
次高調波を検波すると、正方向と負方向の磁界に対して
対称的な出力電圧が得られる。また、磁界の絶対値が大
きい範囲では磁界に対して出力電圧は線形となるが、磁
界の絶対値が小さい範囲ではダイオードの非線形性のた
めに出力電圧は磁界に対して非線形となる。従って、そ
のままでは磁界の向きを判定することができないし、非
線形領域では出力電圧から磁界の大きさを簡単に求める
ことができない。
次高調波を検波すると、正方向と負方向の磁界に対して
対称的な出力電圧が得られる。また、磁界の絶対値が大
きい範囲では磁界に対して出力電圧は線形となるが、磁
界の絶対値が小さい範囲ではダイオードの非線形性のた
めに出力電圧は磁界に対して非線形となる。従って、そ
のままでは磁界の向きを判定することができないし、非
線形領域では出力電圧から磁界の大きさを簡単に求める
ことができない。
【００１０】そこで本発明では、センサ本体にバイアス
磁界発生源から、一定の直流バイアス磁界を印加する。
これによって、センサ本体に印加される外部磁界として
は、計測したい磁界にバイアス磁界が重畳されたものと
なる。バイアス磁界の大きさを適切に選定すれば、非線
形領域を含む計測範囲を、線形領域に移動することがで
きる。そうすると出力電圧から外部磁界の大きさを簡単
に求めることができ、その外部磁界から既知のバイアス
磁界を差し引くことで、容易に計測したい磁界の向きと
大きさを求めることができる。
磁界発生源から、一定の直流バイアス磁界を印加する。
これによって、センサ本体に印加される外部磁界として
は、計測したい磁界にバイアス磁界が重畳されたものと
なる。バイアス磁界の大きさを適切に選定すれば、非線
形領域を含む計測範囲を、線形領域に移動することがで
きる。そうすると出力電圧から外部磁界の大きさを簡単
に求めることができ、その外部磁界から既知のバイアス
磁界を差し引くことで、容易に計測したい磁界の向きと
大きさを求めることができる。
【００１１】
【実施例】図１は本発明に係るフラックスゲート型磁気
センサの一実施例を示す構成図である。この磁気センサ
は、高透磁率磁性材料（例えば、ニッケル−鉄合金な
ど）からなるコア３０に励磁用コイル３２及び検出用コ
イル３４を巻装したセンサ本体３６と、該励磁用コイル
３２にコア３０が飽和する振幅の交流励磁信号（周波数
ｆ）を供給する励磁回路３８と、前記検出用コイル３４
からの２次高調波２ｆを取り出すバンドパスフィルタ４
０と、該バンドパスフィルタ４０からの出力信号に対し
て直列に挿入したダイオードＤと並列に配置したコンデ
ンサＣとを組み合わせて２次高調波を検波する検波回路
４２と、前記センサ本体３６の近傍に位置し該センサ本
体３６にバイアス磁界を印加して計測対象磁界範囲を非
線形領域から線形領域に移動させるバイアス磁界発生源
４４とを具備している。
センサの一実施例を示す構成図である。この磁気センサ
は、高透磁率磁性材料（例えば、ニッケル−鉄合金な
ど）からなるコア３０に励磁用コイル３２及び検出用コ
イル３４を巻装したセンサ本体３６と、該励磁用コイル
３２にコア３０が飽和する振幅の交流励磁信号（周波数
ｆ）を供給する励磁回路３８と、前記検出用コイル３４
からの２次高調波２ｆを取り出すバンドパスフィルタ４
０と、該バンドパスフィルタ４０からの出力信号に対し
て直列に挿入したダイオードＤと並列に配置したコンデ
ンサＣとを組み合わせて２次高調波を検波する検波回路
４２と、前記センサ本体３６の近傍に位置し該センサ本
体３６にバイアス磁界を印加して計測対象磁界範囲を非
線形領域から線形領域に移動させるバイアス磁界発生源
４４とを具備している。
【００１２】本発明は、ダイオードによる検波特性が、
磁界の絶対値の大きい範囲では線形であることに注目
し、予めセンサ本体３６にバイアス磁界発生源４４から
バイアス磁界ＨB を印加しておき、計測対象となる磁界
Ｈとの和Ｈ＋ＨB が線形領域にくるようにして計測する
ものである。一般に計測対象となる磁界Ｈの範囲は予め
分かっているので、それにあわせてバイアス磁界ＨB を
選定することにより、位相を検出しなくても磁界の大き
さと向きを求めることができる。
磁界の絶対値の大きい範囲では線形であることに注目
し、予めセンサ本体３６にバイアス磁界発生源４４から
バイアス磁界ＨB を印加しておき、計測対象となる磁界
Ｈとの和Ｈ＋ＨB が線形領域にくるようにして計測する
ものである。一般に計測対象となる磁界Ｈの範囲は予め
分かっているので、それにあわせてバイアス磁界ＨB を
選定することにより、位相を検出しなくても磁界の大き
さと向きを求めることができる。
【００１３】この計測原理を図２を用いて更に詳しく説
明する。図２に示す曲線は、ダイオードによる検波特性
を示している。計測対象となる磁界の範囲を、−Ｈ1 ≦
Ｈ≦Ｈ2 とする。ＨB −Ｈ1 ＞Ｈ0 、即ちＨB ＞Ｈ1 ＋
Ｈ0 となるようなバイアス磁界ＨB を選定し、予めセン
サ本体３６に印加しておく。バイアス磁界ＨB の発生源
は、永久磁石やコイルに定電流を流すなど、どのような
方法でもよいが、安定であることが必要である。このよ
うにすると、本来計測すべき磁界の範囲−Ｈ1≦Ｈ≦Ｈ
2 に対して、センサ本体３６に加わる磁界Ｈi （Ｈi ＝
Ｈ＋ＨB ）は、 ＨB −Ｈ1 ≦Ｈi ≦ＨB ＋Ｈ2 となり、これに対して検波後の出力電圧は、Ｖ1 ≦Ｖ≦
Ｖ2 の範囲で線形を保つことができる。従って、線形部
分の出力電圧Ｖとセンサ本体に印加されている磁界Ｈi
との関係を、 Ｖ＝ａＨi ＋ｂ … と表すことができる。ここでａ，ｂは予め較正により求
めておくことができる定数である。それ故、センサ本体
に印加されている磁界Ｈi は、 Ｈi ＝（Ｖ−ｂ）／ａ … として求めることができる。一方、Ｈi ＝Ｈ＋ＨB であ
り、ＨB は既知であるから、次式から磁界Ｈを求めるこ
とができる。 Ｈ＝（Ｖ−ｂ）／ａ−ＨB … 上式から求めた磁界Ｈの符号により磁界の向きも知るこ
とができる。
明する。図２に示す曲線は、ダイオードによる検波特性
を示している。計測対象となる磁界の範囲を、−Ｈ1 ≦
Ｈ≦Ｈ2 とする。ＨB −Ｈ1 ＞Ｈ0 、即ちＨB ＞Ｈ1 ＋
Ｈ0 となるようなバイアス磁界ＨB を選定し、予めセン
サ本体３６に印加しておく。バイアス磁界ＨB の発生源
は、永久磁石やコイルに定電流を流すなど、どのような
方法でもよいが、安定であることが必要である。このよ
うにすると、本来計測すべき磁界の範囲−Ｈ1≦Ｈ≦Ｈ
2 に対して、センサ本体３６に加わる磁界Ｈi （Ｈi ＝
Ｈ＋ＨB ）は、 ＨB −Ｈ1 ≦Ｈi ≦ＨB ＋Ｈ2 となり、これに対して検波後の出力電圧は、Ｖ1 ≦Ｖ≦
Ｖ2 の範囲で線形を保つことができる。従って、線形部
分の出力電圧Ｖとセンサ本体に印加されている磁界Ｈi
との関係を、 Ｖ＝ａＨi ＋ｂ … と表すことができる。ここでａ，ｂは予め較正により求
めておくことができる定数である。それ故、センサ本体
に印加されている磁界Ｈi は、 Ｈi ＝（Ｖ−ｂ）／ａ … として求めることができる。一方、Ｈi ＝Ｈ＋ＨB であ
り、ＨB は既知であるから、次式から磁界Ｈを求めるこ
とができる。 Ｈ＝（Ｖ−ｂ）／ａ−ＨB … 上式から求めた磁界Ｈの符号により磁界の向きも知るこ
とができる。
【００１４】センサ本体とバイアス磁界発生源の一例を
図３に示す。センサ本体５０は、高透磁率磁性材料（具
体的には、例えばニッケル−鉄合金）からなる平行な２
本のコア５２ａ，５２ｂを１組にし、それぞれに励磁用
コイル５４ａ，５４ｂを巻装して励磁磁界の向きが逆向
きとなるように接続し、それらの外側に検出用コイル５
６を設ける。こうすることにより、検出側出力の偶数次
高調波は加算され、奇数次の高調波は減算されて零とす
ることができるので、偶数次のＳ／Ｎは非常に良くな
る。バイアス磁界発生源として円柱状の永久磁石５８を
用い、それを検出用コイル５６の軸方向に磁界が向くよ
うにセンサ本体５０から距離Ｌだけ離して筐体５９内に
配置し、センサ部とする。この場合、筐体５９内でセン
サ本体５０と永久磁石５８との距離Ｌを自由に調整でき
るようにすることによって、バイアス磁界の強さを調整
する。
図３に示す。センサ本体５０は、高透磁率磁性材料（具
体的には、例えばニッケル−鉄合金）からなる平行な２
本のコア５２ａ，５２ｂを１組にし、それぞれに励磁用
コイル５４ａ，５４ｂを巻装して励磁磁界の向きが逆向
きとなるように接続し、それらの外側に検出用コイル５
６を設ける。こうすることにより、検出側出力の偶数次
高調波は加算され、奇数次の高調波は減算されて零とす
ることができるので、偶数次のＳ／Ｎは非常に良くな
る。バイアス磁界発生源として円柱状の永久磁石５８を
用い、それを検出用コイル５６の軸方向に磁界が向くよ
うにセンサ本体５０から距離Ｌだけ離して筐体５９内に
配置し、センサ部とする。この場合、筐体５９内でセン
サ本体５０と永久磁石５８との距離Ｌを自由に調整でき
るようにすることによって、バイアス磁界の強さを調整
する。
【００１５】図４は、上記のようなフラックスゲート型
磁気センサを用いて、バイアス磁界ＨB を加えた場合
（実線で示す）と、加えないでそのまま計測した場合
（破線で示す）に得られる検波後の出力電圧を比較した
ものである。外部磁界は、磁気センサをソレノイドコイ
ル中に入れて、ソレノイドコイルに流す電流を変えるこ
とによって変化させ、種々の値について計測した。図４
から分かるように、検波後の出力電圧によってソレノイ
ドコイル中の磁界を向きも含めて求めることができた。
磁気センサを用いて、バイアス磁界ＨB を加えた場合
（実線で示す）と、加えないでそのまま計測した場合
（破線で示す）に得られる検波後の出力電圧を比較した
ものである。外部磁界は、磁気センサをソレノイドコイ
ル中に入れて、ソレノイドコイルに流す電流を変えるこ
とによって変化させ、種々の値について計測した。図４
から分かるように、検波後の出力電圧によってソレノイ
ドコイル中の磁界を向きも含めて求めることができた。
【００１６】図５は、上記のフラックスゲート型磁気セ
ンサを用いて地磁気を検出した例である。磁気センサを
水平面内で回転させると、検波後の出力電圧は正弦的に
変化し、磁北で最大、反対の南方向で最小となる。図中
のほぼ中央に水平に引いた実線はバイアス磁界に対応し
ており、出力電圧がこれより大きい時は磁界の向きが正
方向、小さい時は負方向であることを示している。
ンサを用いて地磁気を検出した例である。磁気センサを
水平面内で回転させると、検波後の出力電圧は正弦的に
変化し、磁北で最大、反対の南方向で最小となる。図中
のほぼ中央に水平に引いた実線はバイアス磁界に対応し
ており、出力電圧がこれより大きい時は磁界の向きが正
方向、小さい時は負方向であることを示している。
【００１７】これらの例から分かるように、適当なバイ
アス磁界を加えることによって、簡単な検波回路を用い
るだけで、位相を考慮した回路を用いた時と同様に、磁
界の大きさと向きを求めることができる。
アス磁界を加えることによって、簡単な検波回路を用い
るだけで、位相を考慮した回路を用いた時と同様に、磁
界の大きさと向きを求めることができる。
【００１８】図６は３軸センサを構成した例である。こ
のような多軸センサを構成する場合は、永久磁石を１個
で済ますことも可能である。原点から永久磁石５８の端
面までの距離Ｌ、永久磁石５８の軸の角度θ，φを調整
する。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各センサ本体５０は、ここで
は図３に示すものと同様の構成としたので、それについ
ての説明は省略する。
のような多軸センサを構成する場合は、永久磁石を１個
で済ますことも可能である。原点から永久磁石５８の端
面までの距離Ｌ、永久磁石５８の軸の角度θ，φを調整
する。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各センサ本体５０は、ここで
は図３に示すものと同様の構成としたので、それについ
ての説明は省略する。
【００１９】図３あるいは図６において、永久磁石の代
わりに、その位置にバイアス用コイルを配置してもよ
い。その場合、バイアス用コイルに一定のバイアス磁界
用電流を供給する定電流源を接続する。該定電流源は、
その電流値を所望の値に自由に調整できるような構成と
し、定電流を流すことで、所望のバイアス磁界を印加す
ることができる。
わりに、その位置にバイアス用コイルを配置してもよ
い。その場合、バイアス用コイルに一定のバイアス磁界
用電流を供給する定電流源を接続する。該定電流源は、
その電流値を所望の値に自由に調整できるような構成と
し、定電流を流すことで、所望のバイアス磁界を印加す
ることができる。
【００２０】図７はセンサ本体にバイアス用コイルを巻
装した例である。Ａは図２に示すのと同様の並列コアの
場合である。検出用コイル５６の外側に同心状にバイア
ス用コイル６０を巻き付けてセンサ部とする。そしてバ
イアス用コイル６０には定電流源６１を接続する。Ｂで
はリングコアの場合であり、リングコア６２に励磁用コ
イル６４を巻き付け、その外側に検出用コイル６６を配
置する。そして該検出用コイル６６の外側に同心状にバ
イアス用コイル７０を巻き付ける。このバイアス用コイ
ル７０にも定電流源７１を接続する。いずれにしても、
このようなコイル配置は、センサ部を小形化できるため
好ましい。巻数と通電電流値でバイアス磁界の強さを調
整する。バイアス磁界は巻数と電流値の積に比例する。
装した例である。Ａは図２に示すのと同様の並列コアの
場合である。検出用コイル５６の外側に同心状にバイア
ス用コイル６０を巻き付けてセンサ部とする。そしてバ
イアス用コイル６０には定電流源６１を接続する。Ｂで
はリングコアの場合であり、リングコア６２に励磁用コ
イル６４を巻き付け、その外側に検出用コイル６６を配
置する。そして該検出用コイル６６の外側に同心状にバ
イアス用コイル７０を巻き付ける。このバイアス用コイ
ル７０にも定電流源７１を接続する。いずれにしても、
このようなコイル配置は、センサ部を小形化できるため
好ましい。巻数と通電電流値でバイアス磁界の強さを調
整する。バイアス磁界は巻数と電流値の積に比例する。
【００２１】本発明のベースとなるセンサ本体の構成
は、従来用いられている種々のタイプであってよい。例
えばコアの形態としては、単一コア、並列コア、リング
コア、ワイヤコア、チューブコア、ヘリカルコアなどが
あり、励磁用コイルによる励磁磁界が外部磁界に平行な
タイプ、直交するタイプ、および両者を混合したタイプ
がある。本発明は、これら全てのタイプに適用できる。
なおバイアス用コイルに定電流を流す方式では、目的に
応じて通電電流値を変えることによりバイアス値を変更
することも容易であり、また交流電流を重ねて流すこと
により感度チェックも可能である。
は、従来用いられている種々のタイプであってよい。例
えばコアの形態としては、単一コア、並列コア、リング
コア、ワイヤコア、チューブコア、ヘリカルコアなどが
あり、励磁用コイルによる励磁磁界が外部磁界に平行な
タイプ、直交するタイプ、および両者を混合したタイプ
がある。本発明は、これら全てのタイプに適用できる。
なおバイアス用コイルに定電流を流す方式では、目的に
応じて通電電流値を変えることによりバイアス値を変更
することも容易であり、また交流電流を重ねて流すこと
により感度チェックも可能である。
【００２２】
【発明の効果】本発明は上記のように、磁界の向きと大
きさの両方を計測するために従来必要であった位相検出
回路が不要となるため、装置が簡素化され、組み立て後
の調整も容易となり、極めて扱い易いものとなる。
きさの両方を計測するために従来必要であった位相検出
回路が不要となるため、装置が簡素化され、組み立て後
の調整も容易となり、極めて扱い易いものとなる。
【図１】本発明に係るフラックスゲート型磁気センサの
一実施例を示す構成図。
一実施例を示す構成図。
【図２】その測定原理の説明図。
【図３】センサ本体と永久磁石との配置関係の一例を示
す説明図。
す説明図。
【図４】ソレノイドコイル中の磁界計測の一例を示す説
明図。
明図。
【図５】地磁気の計測の一例を示す説明図。
【図６】３軸センサ本体と永久磁石との配置関係の一例
を示す説明図。
を示す説明図。
【図７】センサ本体とバイアス用コイルとの配置関係の
例を示す説明図。
例を示す説明図。
【図８】従来のフラックスゲート型磁気センサの例を示
す構成図。
す構成図。
【図９】その測定原理の説明図。
３０ コア ３２ 励磁用コイル ３４ 検出用コイル ３６ センサ本体 ３８ 励磁回路 ４０ バンドパスフィルタ ４２ 検波回路 ４４ バイアス磁界発生源
Claims (3)
- 【請求項１】 高透磁率磁性材料からなるコアに励磁用
コイル及び検出用コイルを巻装したセンサ本体と、該励
磁用コイルにコアが飽和する振幅の交流励磁信号を供給
する励磁回路と、前記検出用コイルからの特定の偶数次
高調波を取り出すバンドパスフィルタと、該バンドパス
フィルタの出力信号に対して直列に挿入したダイオード
と並列に配置したコンデンサとを組み合わせた検波回路
と、前記センサ本体の近傍に位置し該センサ本体にバイ
アス磁界を印加して計測対象磁界範囲を非線形領域から
線形領域に移動させるバイアス磁界発生源とを具備して
いることを特徴とするフラックスゲート型磁気センサ。 - 【請求項２】 バイアス磁界発生源が永久磁石であり、
検出用コイルの軸方向に磁界が向くように、センサ本体
と永久磁石とを筐体内に組み込んで一体化した請求項１
記載の磁気センサ。 - 【請求項３】 バイアス磁界発生源は、バイアス用コイ
ルと、それに定電流を供給する定電流源とからなり、該
バイアス用コイルを検出用コイルの外周に該検出用コイ
ルと同心に巻装する請求項１記載の磁気センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31768294A JPH08152464A (ja) | 1994-11-28 | 1994-11-28 | フラックスゲート型磁気センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31768294A JPH08152464A (ja) | 1994-11-28 | 1994-11-28 | フラックスゲート型磁気センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08152464A true JPH08152464A (ja) | 1996-06-11 |
Family
ID=18090851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31768294A Pending JPH08152464A (ja) | 1994-11-28 | 1994-11-28 | フラックスゲート型磁気センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08152464A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011015871A (ja) * | 2009-07-10 | 2011-01-27 | Sanyo Product Co Ltd | 遊技機 |
| JP2019138868A (ja) * | 2018-02-15 | 2019-08-22 | 東北電力株式会社 | 太陽光発電設備用直流電流検知方法及びその直流電流検知装置並びに太陽光発電設備用直流遮断器 |
-
1994
- 1994-11-28 JP JP31768294A patent/JPH08152464A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011015871A (ja) * | 2009-07-10 | 2011-01-27 | Sanyo Product Co Ltd | 遊技機 |
| JP2019138868A (ja) * | 2018-02-15 | 2019-08-22 | 東北電力株式会社 | 太陽光発電設備用直流電流検知方法及びその直流電流検知装置並びに太陽光発電設備用直流遮断器 |
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