JPH116870A - Detecting device of magnetism - Google Patents

Detecting device of magnetism

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JPH116870A
JPH116870A JP24566097A JP24566097A JPH116870A JP H116870 A JPH116870 A JP H116870A JP 24566097 A JP24566097 A JP 24566097A JP 24566097 A JP24566097 A JP 24566097A JP H116870 A JPH116870 A JP H116870A
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magnetic
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Kazuo Kurihara
一夫 栗原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a detecting device of magnetism which facilitates miniaturization and cost reduction and enables attainment of high sensitivity. SOLUTION: This detecting device of magnetism is equipped with a magnetic sensor 3 prepared by winding a coil 2 on a magnetic body 1. As to an oscillation current flowing through the coil 2 when an oscillation voltage is supplied to the coil 2 of the magnetic sensor 3, a voltage at the time when the oscillation current changing due to an external magnetic field takes a peak value is detected, and the external magnetic field is detected from a change in the value of this voltage. When the external magnetic field changes, in other words, the amount of magnetization of the magnetic body of the magnetic sensor 3 changes and, as the result, an inductance of the magnetic sensor 3 changes. This change in the inductance causes the change in the oscillation current flowing through the coil 2. In this detecting device of magnetism, consequently, the peak value of the oscillation current flowing through the magnetic sensor 3 changes in accordance with the external magnetic field.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁性体にコイルが
巻かれてなる磁気センサを備えた磁気探知装置に関し、
特に、低コスト化を達成し、高感度化を図った磁気探知
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic detection device provided with a magnetic sensor in which a coil is wound around a magnetic material.
In particular, the present invention relates to a magnetic detection device that achieves low cost and high sensitivity.

【０００２】[0002]

【従来の技術】外部磁界を探知する磁気探知装置は、磁
場の検出器や測定器などの計測用から始まり、近年で
は、磁気式スイッチ、磁気式ロータリ・エンコーダ、地
磁気センサなど民生用に広く使用されている。2. Description of the Related Art Magnetic detectors for detecting an external magnetic field start with measuring devices such as magnetic field detectors and measuring instruments, and in recent years, have been widely used in consumer applications such as magnetic switches, magnetic rotary encoders, and geomagnetic sensors. Have been.

【０００３】このような磁気探知装置としては、ホール
素子を用いた磁気探知装置、フラックスゲートセンサを
用いた磁気探知装置、磁気抵抗効果素子を用いた磁気探
知装置などがある。As such a magnetic detection device, there are a magnetic detection device using a Hall element, a magnetic detection device using a flux gate sensor, a magnetic detection device using a magnetoresistive effect element, and the like.

【０００４】ホール素子を用いた磁気探知装置は、図１
７に示すように、両端に電極１０１，１０２を設けたホ
ール素子１０３のホール効果を応用して外部磁界を検出
するものである。すなわち、ホール素子を用いた磁気探
知装置では、外部磁界の変化によってホール素子１０３
に発生するホール電圧Ｖｈの変化に基づいて外部磁界を
検出する。ここで、ホール素子１０３の厚さをｄとし、
ホール素子１０３を流れる電流をＩとし、ホール素子１
０３を通る磁束をＢとすると、ホール電圧Ｖｈは、下記
式（１−１）のようになる。A magnetic detecting device using a Hall element is shown in FIG.
As shown in FIG. 7, an external magnetic field is detected by applying the Hall effect of a Hall element 103 provided with electrodes 101 and 102 at both ends. That is, in the magnetic detection device using the Hall element, the Hall element
The external magnetic field is detected based on the change in the Hall voltage Vh generated at the time. Here, the thickness of the Hall element 103 is d,
The current flowing through the Hall element 103 is defined as I, and the Hall element 1
Assuming that the magnetic flux passing through 03 is B, the Hall voltage Vh is represented by the following equation (1-1).

【０００５】 Ｖｈ＝Ｒｈ・Ｉ・Ｂ／ｄ ・・・（１−１） しかし、このようなホール電圧Ｖｈは非常に小さいた
め、ホール素子を用いた磁気探知装置では、例えば、約
０．３ガウス程度の地磁気のような微弱な磁界を検出す
ることは困難である。Vh = Rh · I · B / d (1-1) However, since such a Hall voltage Vh is very small, in a magnetic detection device using a Hall element, for example, about 0.3 It is difficult to detect a weak magnetic field such as Gaussian geomagnetism.

【０００６】また、フラックスゲートセンサを用いた磁
気探知装置は、図１８に示すように、外部磁界によって
ヒステリシス曲線がシフトする特殊な高透磁率材料から
なる環状の磁気コア１１０に、励磁用コイル１１１及び
検出用コイル１１２を巻回してなるものである。Further, as shown in FIG. 18, a magnetic detecting device using a flux gate sensor includes an exciting coil 111 and an annular magnetic core 110 made of a special high permeability material whose hysteresis curve shifts due to an external magnetic field. And the detection coil 112 is wound.

【０００７】この磁気探知装置で外部磁界を検出する際
には、磁気コア１１０が過飽和状態にまで励磁されるよ
うな高周波電流を励磁用コイル１１１に流しておく。こ
のとき、外部からの磁界が磁気コア１１０に作用してい
なければ、検出用コイル１１２の左右のコイル１１２
ａ，１１２ｂからの出力は同じ出力波形となる。そし
て、検出用コイル１１２の左右のコイル１１２ａ，１１
２ｂは逆相に接続されているので、検出用コイル１１２
の左側のコイル１１２ａからの出力と、検出用コイル１
１２の右側のコイル１１２ｂからの出力とが互いに打ち
消し合って検出用コイル１１２全体からは何も出力され
ないこととなる。When an external magnetic field is detected by this magnetic detection device, a high-frequency current that excites the magnetic core 110 to a supersaturated state is passed through the exciting coil 111. At this time, if an external magnetic field is not acting on the magnetic core 110, the left and right coils 112 of the detection coil 112
The outputs from a and 112b have the same output waveform. Then, the left and right coils 112a, 11a of the detection coil 112
2b are connected in reverse phase, the detection coil 112
Output from the coil 112a on the left side of FIG.
12 and the output from the right coil 112b cancel each other, so that nothing is output from the entire detection coil 112.

【０００８】一方、例えば、励磁用コイル１１１によっ
て右回りの磁束Ｂが磁気コア１１０内に発生していると
きに、図１８中のＮからＳに至る方向より外部磁界Ｈｅ
が加わると、外部磁界Ｈｅがバイアス磁界として作用し
て、磁気コア１１０の右側が早く飽和し、磁気コア１１
０の左側が逆に遅れて飽和する。そして、検出用コイル
１１２の左右のコイル１１２ａ，１１２ｂは逆相に接続
されているので、検出用コイル１１２の左側のコイル１
１２ａからの出力と、検出用コイル１１２の右側のコイ
ル１１２ｂからの出力との差分が、外部磁界Ｈｅの大き
さに対応して出力されることとなる。On the other hand, for example, when the clockwise magnetic flux B is generated in the magnetic core 110 by the exciting coil 111, the external magnetic field He from the direction from N to S in FIG.
Is applied, the external magnetic field He acts as a bias magnetic field, and the right side of the magnetic core 110 is quickly saturated, and the magnetic core 11
Conversely, the left side of 0 saturates with a delay. Since the left and right coils 112a and 112b of the detection coil 112 are connected in opposite phases, the left coil 1a of the detection coil 112
The difference between the output from the coil 12a and the output from the coil 112b on the right side of the detection coil 112 is output in accordance with the magnitude of the external magnetic field He.

【０００９】しかし、このような磁気探知装置では、検
出用コイル１１２によって磁気信号を電気信号に変換す
るため、感度を上げるには検出用コイル１１２の巻き数
を多くしたり、外部磁界Ｈｅの集束効果を高めるために
磁気コア１１０の形状を大きくする必要がある。したが
って、フラックスゲートセンサを用いた磁気探知装置で
は、小型化や低価格化が非常に困難であった。However, in such a magnetic detection device, since a magnetic signal is converted into an electric signal by the detection coil 112, the number of turns of the detection coil 112 may be increased or the external magnetic field He may be focused to increase sensitivity. It is necessary to increase the shape of the magnetic core 110 in order to enhance the effect. Therefore, it has been very difficult to reduce the size and cost of the magnetic detection device using the flux gate sensor.

【００１０】また、磁気抵抗効果素子を用いた磁界探知
装置は、磁気抵抗効果素子の磁気抵抗効果を利用して外
部磁界を検出するものである。ここで、磁気抵抗効果素
子とは、Ｎｉ合金等からなる強磁性薄膜の磁気抵抗効果
を応用した磁電変換素子であり、印加された磁界の強さ
に応じて、その抵抗値が変化する特性を持っている。そ
して、図１９に示すように、磁気抵抗効果素子１２０を
流れる電流Ｉの方向と、外部磁界Ｈｅによる磁気抵抗効
果素子１２０の磁化Ｍの方向とのなす角をθとし、電流
Ｉの方向と磁化Ｍの方向とが同一のときの磁気抵抗効果
素子１２０の抵抗値をＲａとし、電流Ｉの方向と磁化Ｍ
の方向とのなす角θが９０°のときの磁気抵抗効果素子
１２０の抵抗値をＲｂとすると、磁気抵抗効果素子１２
０の抵抗値Ｒは、下記式（１−２）のようになる。A magnetic field detecting device using a magnetoresistive element detects an external magnetic field by utilizing the magnetoresistive effect of the magnetoresistive element. Here, the magnetoresistive effect element is a magnetoelectric conversion element applying a magnetoresistive effect of a ferromagnetic thin film made of a Ni alloy or the like, and has a characteristic that its resistance value changes according to the strength of an applied magnetic field. have. Then, as shown in FIG. 19, the angle between the direction of the current I flowing through the magnetoresistive element 120 and the direction of the magnetization M of the magnetoresistive element 120 due to the external magnetic field He is θ, and the direction of the current I and the magnetization The resistance value of the magnetoresistive element 120 when the direction of M is the same is defined as Ra, and the direction of the current I and the magnetization M
If the resistance value of the magnetoresistive element 120 when the angle θ formed with the direction of
The resistance value R of 0 is represented by the following equation (1-2).

【００１１】 Ｒ＝Ｒｂ＋（Ｒａ−Ｒｂ）・ｃｏｓ2θ ・・・（１−２） また、上記式（１−２）を図にすると図２０のようにな
る。ここで、縦軸は、磁気抵抗効果素子１２０の抵抗値
Ｒであり、横軸は、磁気抵抗効果素子１２０を流れる電
流Ｉの方向と、外部磁界Ｈｅによる磁気抵抗効果素子１
２０の磁化Ｍの方向とのなす角度θである。R = Rb + (Ra−Rb) · cos 2 θ (1-2) In addition, FIG. 20 shows the above equation (1-2). Here, the vertical axis represents the resistance value R of the magnetoresistive element 120, and the horizontal axis represents the direction of the current I flowing through the magnetoresistive element 120 and the direction of the magnetoresistive element 1 due to the external magnetic field He.
20 is the angle θ with the direction of the magnetization M.

【００１２】しかし、このような磁気抵抗効果素子１２
０において、抵抗変化率の最大値は２〜３％程度と非常
に小さいため、適当な大きさのバイアス磁界を加えて感
度の良いところを使用したとしても、地磁気のような微
弱な磁界では０．０５％程度しか抵抗変化が得られな
い。したがって、磁気抵抗効果素子１２０を用いた磁気
探知装置も感度が不十分であり、地磁気のような微弱な
磁界の検出には適してない。さらに、磁気抵抗効果素子
１２０の抵抗変化率は、０．３％／℃程度の大きな温度
係数を持っているため、磁気抵抗効果素子１２０を用い
た磁気探知装置では、温度ドリフト等の問題もある。However, such a magnetoresistive effect element 12
At 0, the maximum value of the rate of change in resistance is very small, about 2 to 3%. Therefore, even if a bias magnetic field of an appropriate magnitude is applied and a highly sensitive area is used, it is 0 in a weak magnetic field such as terrestrial magnetism. The resistance change can be obtained only about 0.05%. Therefore, the magnetic detection device using the magnetoresistive element 120 also has insufficient sensitivity, and is not suitable for detecting a weak magnetic field such as terrestrial magnetism. Further, since the resistance change rate of the magnetoresistive element 120 has a large temperature coefficient of about 0.3% / ° C., the magnetic detection device using the magnetoresistive element 120 has a problem such as temperature drift. .

【００１３】[0013]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来か
ら知られている磁気探知装置では、感度が不十分であっ
たり、小型化や低価格化が難しいという問題があった。As described above, the conventionally known magnetic detection devices have problems that the sensitivity is insufficient, and that it is difficult to reduce the size and cost.

【００１４】そこで本発明は、このような従来の実情に
鑑みて提案されたものであり、小型化や低価格化が容易
で、高い感度が得られる磁気探知装置を提供することを
目的としている。Accordingly, the present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and has as its object to provide a magnetic detection device which can be easily reduced in size and cost and has high sensitivity. .

【００１５】[0015]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成した本
発明に係る磁気探知装置は、磁性体にコイルが巻かれて
なる磁気センサを備え、上記磁気センサのコイルに発振
電圧が供給されたときに上記コイルに流れる発振電流に
ついて、外部磁界により変化する発振電流がピーク値に
なったときの電圧を検出し、この電圧値の変化によって
外部磁界を探知する。According to the present invention, there is provided a magnetic detecting apparatus including a magnetic sensor having a coil wound around a magnetic body, and an oscillating voltage supplied to the coil of the magnetic sensor. With respect to the oscillating current flowing through the coil, the voltage at which the oscillating current that changes due to the external magnetic field reaches a peak value is detected, and the external magnetic field is detected based on the change in the voltage value.

【００１６】以上のように構成された磁気探知装置で
は、外部磁化の変化をインダクタンスの変化として検出
することとなる。すなわち、外部磁界が変化すると、磁
気センサの磁性体の磁化量が変化し、その結果、磁気セ
ンサのインダクタンスが変化する。そして、このインダ
クタンスの変化は、コイルに流れる発振電流の変化を引
き起こすことになる。その結果、この磁気探知装置で
は、外部磁界に応じて磁気センサに流れる発振電流のピ
ーク値が変化する。そして、この磁気探知装置におい
て、発振電流がピークとなったときの電圧を検出するた
め、検出された電圧値は、外部磁界に応じて変化するこ
ととなる。したがって、この磁気探知装置では、電圧値
の変化を検出することによって外部磁界を探知すること
ができる。In the magnetic detection device configured as described above, a change in external magnetization is detected as a change in inductance. That is, when the external magnetic field changes, the amount of magnetization of the magnetic body of the magnetic sensor changes, and as a result, the inductance of the magnetic sensor changes. This change in the inductance causes a change in the oscillating current flowing through the coil. As a result, in this magnetic detection device, the peak value of the oscillation current flowing through the magnetic sensor changes according to the external magnetic field. Then, in this magnetic detection device, the voltage at which the oscillation current reaches a peak is detected, so that the detected voltage value changes according to the external magnetic field. Therefore, this magnetic detection device can detect an external magnetic field by detecting a change in the voltage value.

【００１７】また、上記磁気探知装置は、磁気センサと
直列に接続された抵抗を備えていてもよい。このよう
に、磁気センサと直列に抵抗を接続したときには、磁気
センサのインダクタンスと、磁気センサと直列に接続さ
れた抵抗との時定数により、ピーク値の外部磁界に応じ
た変化の大きさを定めることができる。Further, the magnetic detection device may include a resistor connected in series with the magnetic sensor. As described above, when the resistor is connected in series with the magnetic sensor, the magnitude of the change according to the external magnetic field of the peak value is determined by the time constant of the inductance of the magnetic sensor and the time constant of the resistor connected in series with the magnetic sensor. be able to.

【００１８】さらに、上記磁気探知装置において、磁気
センサのコイルに流れる発振電流の振幅は、磁気センサ
のインダクタンスが急峻な変化を示す範囲を包括するよ
うに設定されていることが好ましい。このように発振電
流の振幅を設定することにより、外部磁界の変化によっ
て磁気センサのインダクタンスが大きく変化するように
なるため、磁気探知装置の感度を高めることができる。
この磁気探知装置においては、発振電流の振幅をインダ
クタンスが直線性をもって急峻に変化する部分に設定す
ることになるために、コイルに流れる発振電流のピーク
値の変化が直線性を有することになる。Further, in the above magnetic detection device, it is preferable that the amplitude of the oscillating current flowing through the coil of the magnetic sensor is set so as to cover a range where the inductance of the magnetic sensor shows a steep change. By setting the amplitude of the oscillating current in this way, the inductance of the magnetic sensor changes greatly due to the change in the external magnetic field, and the sensitivity of the magnetic detection device can be increased.
In this magnetic detection device, the amplitude of the oscillation current is set at a portion where the inductance changes steeply with linearity, so that the change in the peak value of the oscillation current flowing through the coil has linearity.

【００１９】さらにまた、上記磁気探知装置は、磁気セ
ンサのコイルに流れる電流の方向を反転させる反転手段
を備えていることが好ましい。このように反転手段を設
けて、磁気センサのコイルに流れる電流の方向を反転さ
せたときには、ピーク値の変化を検出する際にそれらの
差動を取ることになり、電流方向が一定のときに比べて
約２倍の出力が得られることとなる。Further, it is preferable that the magnetic detection device includes a reversing means for reversing a direction of a current flowing through a coil of the magnetic sensor. When the direction of the current flowing through the coil of the magnetic sensor is reversed by providing the reversing means in this way, when detecting a change in the peak value, the differential between them is taken, and when the current direction is constant, About twice the output can be obtained.

【００２０】さらにまた、磁気センサのコイルに流れる
電流の方向を反転させたときに、外部磁界が零ならば、
それぞれの電流方向における応答波形の変化は互いにキ
ャンセルされる。したがって、この場合、磁気探知装置
では、外部磁界がない状態である０点を容易に認識でき
ることとなる。Further, when the direction of the current flowing through the coil of the magnetic sensor is reversed and the external magnetic field is zero,
Changes in the response waveform in each current direction cancel each other. Therefore, in this case, the magnetic detection device can easily recognize the zero point where there is no external magnetic field.

【００２１】さらにまた、コイルに流れる電流の方向を
短時間に反転させたときには、磁気センサのインダクタ
ンスに温度ドリフトや時間ドリフト等が生じても、これ
らの影響は互いにキャンセルされることとなる。したが
って、磁界反転手段を備えた磁気探知装置では、磁気セ
ンサのインダクタンスの温度ドリフトや時間ドリフト等
の影響を受けることなく、高精度に外部磁界を探知する
ことができる。Furthermore, when the direction of the current flowing through the coil is reversed in a short time, even if a temperature drift, a time drift, or the like occurs in the inductance of the magnetic sensor, these effects are canceled each other. Therefore, the magnetic detection device provided with the magnetic field reversing means can detect the external magnetic field with high accuracy without being affected by the temperature drift or the time drift of the inductance of the magnetic sensor.

【００２２】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した具体的な
実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明す
る。なお、本発明は以下の例に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更が可能である
ことは言うまでもない。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following examples, and it goes without saying that changes can be made without departing from the spirit of the present invention.

【００２３】まず、本発明を適用した磁気探知装置に用
いられる磁気センサの一例について説明する。First, an example of a magnetic sensor used in a magnetic detection device to which the present invention is applied will be described.

【００２４】この磁気センサは、図１に示すように、リ
ボン状やワイヤー状に形成された細長いアモルファス等
からなる磁性体１と、この磁性体１の長手方向に巻回さ
れた銅線等からなるコイル２とから構成される。ここ
で、磁性体１には、数ガウス程度の微弱な磁界で急峻な
透磁率変化を示す角形特性に優れた磁性材料を用いる。
そして、この磁気センサ３のコイル２からは、２つの端
子４，５が導出される。As shown in FIG. 1, this magnetic sensor is composed of a magnetic body 1 made of an elongated amorphous material or the like formed in a ribbon shape or a wire shape, and a copper wire wound in the longitudinal direction of the magnetic material 1 or the like. And a coil 2. Here, the magnetic material 1 is made of a magnetic material having an excellent square characteristic and showing a sharp change in magnetic permeability in a weak magnetic field of about several Gauss.
Then, two terminals 4 and 5 are led out of the coil 2 of the magnetic sensor 3.

【００２５】このような磁気センサ３について、図２に
示すように、磁気センサ３の端子４，５に交流電流源６
を接続して交流の励磁電流を供給すると共に、磁気セン
サ３の長手方向に外部磁界Ｈｅを加える。このとき、磁
気センサ３の特性を、図３に示す。この図３は、「磁気
センサ３のインダクタンスＬ」及び「磁気センサ３のイ
ンピーダンスＺ」と、「磁気センサ３に供給した励磁電
流の周波数ｆ」との関係を示している。As shown in FIG. 2, an AC current source 6 is connected to terminals 4 and 5 of the magnetic sensor 3.
To supply an AC exciting current and apply an external magnetic field He in the longitudinal direction of the magnetic sensor 3. At this time, the characteristics of the magnetic sensor 3 are shown in FIG. FIG. 3 shows the relationship between “the inductance L of the magnetic sensor 3” and “the impedance Z of the magnetic sensor 3” and “the frequency f of the exciting current supplied to the magnetic sensor 3”.

【００２６】ここで、図３中の特性１は、外部磁界Ｈｅ
＝０のときのインダクタンスＬの変化を示しており、図
３中の特性２は、外部磁界Ｈｅがあるときのインダクタ
ンスＬの変化を示しており、図３中の特性３は、外部磁
界Ｈｅ＝０のときのインピーダンスＺの変化を示してお
り、図３中の特性４は、外部磁界Ｈｅがあるときのイン
ピーダンスＺの変化を示している。Here, the characteristic 1 in FIG.
= 0, the characteristic 2 in FIG. 3 indicates the change in the inductance L in the presence of the external magnetic field He, and the characteristic 3 in FIG. 3 indicates the external magnetic field He = 3 shows a change in the impedance Z when it is 0, and a characteristic 4 in FIG. 3 shows a change in the impedance Z when there is an external magnetic field He.

【００２７】この図３の特性１及び特性２に示すよう
に、磁気センサ３のインダクタンスＬは、励磁電流周波
数ｆが高くなると小さくなり、また、外部磁界Ｈｅが加
わると小さくなる。そして、図３の特性３及び特性４に
示すように、磁気センサ３のインピーダンスＺは、励磁
電流周波数ｆが高くなると大きくなり、また、外部磁界
Ｈｅが加わると小さくなる。As shown by the characteristics 1 and 2 in FIG. 3, the inductance L of the magnetic sensor 3 decreases as the exciting current frequency f increases, and decreases when the external magnetic field He is applied. Then, as shown by the characteristics 3 and 4 in FIG. 3, the impedance Z of the magnetic sensor 3 increases as the exciting current frequency f increases, and decreases as the external magnetic field He is applied.

【００２８】ここで、図３の特性１及び特性２に示した
ようなインダクタンスＬの変化に着目し、外部磁界Ｈｅ
を磁気センサ３の長手方向に加えたときにインダクタン
スＬの変化量ΔＬが大きい励磁電流周波数、すなわち図
３中のｆＬで示すような励磁電流周波数で、この磁気セ
ンサ３を動作させる。このとき、インダクタンスＬの外
部磁界依存性は、図４に示すようになる。ここで、磁気
センサ３の磁性体１には、数ガウス程度の微弱な磁界で
急峻な透磁率変化を示す角形特性の優れた磁性材料を用
いているため、図４に示すように、磁気センサ３のイン
ダクタンスＬの変化は急峻なものとなる。Here, paying attention to the change of the inductance L as shown in the characteristics 1 and 2 in FIG.
Is applied in the longitudinal direction of the magnetic sensor 3, the magnetic sensor 3 is operated at an exciting current frequency at which the variation ΔL of the inductance L is large, that is, at an exciting current frequency indicated by fL in FIG. At this time, the dependence of the inductance L on the external magnetic field is as shown in FIG. Here, since the magnetic body 1 of the magnetic sensor 3 is made of a magnetic material having excellent square characteristics showing a steep magnetic permeability change in a weak magnetic field of about several gauss, as shown in FIG. The change in the inductance L of No. 3 becomes steep.

【００２９】つぎに、このような磁気センサ３を用いて
外部磁界Ｈｅを検出するときの原理について、図５を参
照しながら説明する。この図５では、パルス幅Ｔ及びパ
ルス電流Ｖがそれぞれ一定の発振電圧信号Ｖｏｓを磁気
センサ３に供給したときに、磁気センサ３に流れる電流
ｉ０１と電流ｉ０１を反転させた電流ｉ０２とが磁気セ
ンサ３に流れている状態について、磁気センサ３のイン
ダクタンスＬの変化と対応させて示している。Next, the principle of detecting the external magnetic field He using such a magnetic sensor 3 will be described with reference to FIG. In FIG. 5, when an oscillation voltage signal Vos having a constant pulse width T and a constant pulse current V is supplied to the magnetic sensor 3, a current i01 flowing through the magnetic sensor 3 and a current i02 obtained by inverting the current i01 are represented by a magnetic sensor. 3 is shown in association with a change in the inductance L of the magnetic sensor 3.

【００３０】このとき、電流ｉ０１及び電流ｉ０２を直
流バイアス成分を含んだ交流電流とすることが好まし
い。電流ｉ０１及び電流ｉ０２に直流バイアス成分を含
ませることにより、これら電流ｉ０１及び電流ｉ０２か
らは直流バイアス成分を有する交流磁界が発生し、磁性
体１がその長手方向に磁化されることになる。ここで、
供給される電流ｉ０及び電流ｉ０２は、外部磁界Ｈｅが
加わって交流磁界がシフトしたとしても、交流磁界が、
磁気センサ３のインダクタンスＬが急峻な変化を示す範
囲を包括するように設定する。At this time, it is preferable that the current i01 and the current i02 be AC currents including a DC bias component. By including a DC bias component in the current i01 and the current i02, an AC magnetic field having a DC bias component is generated from the current i01 and the current i02, and the magnetic body 1 is magnetized in the longitudinal direction. here,
The supplied current i0 and current i02 are such that even if the external magnetic field He is applied and the AC magnetic field is shifted,
The magnetic sensor 3 is set so as to cover a range in which the inductance L of the magnetic sensor 3 shows a steep change.

【００３１】以下の説明において、先ず、磁気センサ３
に電流ｉ０１が流れる場合に関して説明し、次に、磁気
センサ３に電流ｉ０２が流れる場合に関して説明する。In the following description, first, the magnetic sensor 3
The case where the current i01 flows through the magnetic sensor 3 will be described. Next, the case where the current i02 flows through the magnetic sensor 3 will be described.

【００３２】ここで、先ず、磁気センサ３に加わる外部
磁界Ｈｅに関して、外部磁界Ｈｅ＝０の場合を考える。
この場合、図５に示すように、磁気センサ３のコイル２
に流れる電流ｉ０１が０からＩｈまで変化するように設
定すると、磁気センサ３のインダクタンスＬはＬｍａｘ
からＬｍｉｎに変化する。すなわち、この場合、電流ｉ
０１のピーク値はＩｈであり、そのときのインダクタン
スＬはＬｍｉｎである。また、このインダクタンスＬが
ＬｍａｘからＬｍｉｎに変化する電流値をＩｃとする
と、発振電圧信号Ｖｏｓのパルス幅Ｔとパルス電圧Ｖと
の積は、ファラデーの法則により下記式（２−１）のよ
うに表される。Here, first, regarding the external magnetic field He applied to the magnetic sensor 3, a case where the external magnetic field He = 0 is considered.
In this case, as shown in FIG.
Is set to change from 0 to Ih, the inductance L of the magnetic sensor 3 becomes Lmax
From Lmin to Lmin. That is, in this case, the current i
The peak value of 01 is Ih, and the inductance L at that time is Lmin. If the current value at which the inductance L changes from Lmax to Lmin is Ic, the product of the pulse width T and the pulse voltage V of the oscillation voltage signal Vos is expressed by the following equation (2-1) according to Faraday's law. expressed.

【００３３】 Ｖ・Ｔ＝Ｌｍａｘ・Ｉｃ＋Ｌｍｉｎ・（Ｉｈ−Ｉｃ）・・・（２−１） そして、次に、磁気センサ３に対して外部磁界Ｈｅが加
わる場合を考える。この場合、図５に示すように、電流
ｉ０１が供給された磁気センサ３には、直流バイアス成
分が外部磁界Ｈｅ分だけシフトすることとなり、その結
果、図５中Ｉｅで示す分だけシフトした電流ｉｅ１が流
れることになる。そして、電流ｉｅ１のピーク値をＩｅ
１とすると、発振電圧信号Ｖｏｓのパルス幅Ｔとパルス
電圧Ｖとの積は、ファラデーの法則により下記式（２−
２）のように表される。VT = Lmax · Ic + Lmin · (Ih−Ic) (2-1) Then, a case where an external magnetic field He is applied to the magnetic sensor 3 will be considered. In this case, as shown in FIG. 5, in the magnetic sensor 3 to which the current i01 is supplied, the DC bias component is shifted by the external magnetic field He, and as a result, the current shifted by Ie in FIG. ie1 will flow. The peak value of the current ie1 is represented by Ie.
Assuming that the product is 1, the product of the pulse width T and the pulse voltage V of the oscillation voltage signal Vos is expressed by the following equation (2-
It is expressed as 2).

【００３４】 Ｖ・Ｔ＝Ｌｍａｘ・（Ｉｃ−Ｉｅ）＋Ｌｍｉｎ・（Ｉｅ１＋Ｉｅ−Ｉｃ） ・・・（２−２） したがって、外部磁界Ｈｅが加わらない状態から外部磁
界Ｈｅが加わった状態に変化したときの発振電圧信号Ｖ
ｏｓのピーク値の変化量をΔＩ１とすると、変化量ΔＩ
１は、上記式（２−１）及び上記式（２−２）より下記
式（２−３）のように表される。V · T = Lmax · (Ic−Ie) + Lmin · (Ie1 + Ie−Ic) (2-2) Therefore, when the state where the external magnetic field He is not applied changes to the state where the external magnetic field He is applied Oscillation voltage signal V
Assuming that the amount of change in the peak value of os is ΔI1, the amount of change ΔI1
1 is represented as the following formula (2-3) from the above formulas (2-1) and (2-2).

【００３５】 ΔＩ１＝Ｉｅ１−Ｉｈ ＝｛（Ｌｍａｘ−Ｌｍｉｎ）／Ｌｍｉｎ｝・Ｉｅ・・・（２−３） 上記式（２−３）から分かるように、見かけ上シフトし
たこととなる電流Ｉｅとピーク値の変化量ΔＩ１とは比
例関係にある。そして、この関係において、インダクタ
ンスＬの変化量が大きいほどピーク値の変化量ΔＩ１が
大きくなる。また、この関係において、インダクタンス
Ｌの変化量が一定、すなわち、インダクタンスＬが直線
的に変化すると、ピーク値の変化量ΔＩ１が電流Ｉｅに
対してリニアリティをもって変化することとなる。ΔI 1 = Ie 1 −Ih = {(Lmax−Lmin) / Lmin} · Ie (2-3) As can be seen from the above equation (2-3), the current Ie that is apparently shifted is There is a proportional relationship with the peak value change amount ΔI1. In this relationship, the larger the change amount of the inductance L, the larger the change amount ΔI1 of the peak value. In this relationship, if the amount of change in the inductance L is constant, that is, if the inductance L changes linearly, the amount of change ΔI1 in the peak value changes linearly with respect to the current Ie.

【００３６】次に、磁気センサ３に対して電流ｉ０１を
反転させた電流ｉ０２が供給された場合について説明す
る。Next, a case where a current i02 obtained by inverting the current i01 is supplied to the magnetic sensor 3 will be described.

【００３７】電流ｉ０２が供給された場合において、磁
気センサ３に加わる外部磁界Ｈｅに関して、外部磁界Ｈ
ｅ＝０の場合を考える。この場合、図５に示すように、
磁気センサ３のコイル２に流れる電流ｉ０２が０から−
Ｉｈまで変化するように設定すると、磁気センサ３のイ
ンダクタンスＬはＬｍａｘからＬｍｉｎに変化する。す
なわち、この場合、電流ｉ０１のピーク値は−Ｉｈであ
り、そのときのインダクタンスＬはＬｍｉｎである。ま
た、このインダクタンスＬがＬｍａｘからＬｍｉｎに変
化する電流値を−Ｉｃとすると、発振電圧信号Ｖｏｓの
パルス幅Ｔとパルス電圧−Ｖとの積は、ファラデーの法
則により下記式（２−４）のように表される。When the current i02 is supplied, the external magnetic field He applied to the magnetic sensor 3
Consider the case where e = 0. In this case, as shown in FIG.
The current i02 flowing through the coil 2 of the magnetic sensor 3 is 0 to-
When it is set to change to Ih, the inductance L of the magnetic sensor 3 changes from Lmax to Lmin. That is, in this case, the peak value of the current i01 is -Ih, and the inductance L at that time is Lmin. If the current value at which the inductance L changes from Lmax to Lmin is -Ic, the product of the pulse width T of the oscillation voltage signal Vos and the pulse voltage -V is expressed by the following equation (2-4) according to Faraday's law. Is represented as

【００３８】 −Ｖ・Ｔ＝Ｌｍａｘ・−Ｉｃ＋Ｌｍｉｎ・（−Ｉｈ＋Ｉｃ）・・・（２−４） そして、次に、電流ｉ０２が供給された状態において、
磁気センサ３に対して外部磁界Ｈｅが加わる場合を考え
る。この場合、図５に示すように、電流ｉ０２が供給さ
れた磁気センサ３には、直流バイアス成分が外部磁界Ｈ
ｅ分だけシフトすることとなり、その結果、図５中Ｉｅ
で示す分だけシフトした電流ｉｅ２が流れることにな
る。そして、電流ｉｅ２のピーク値をＩｅ２とすると、
発振電圧信号Ｖｏｓのパルス幅Ｔとパルス電圧Ｖとの積
は、ファラデーの法則により下記式（２−５）のように
表される。−V · T = Lmax · −Ic + Lmin · (−Ih + Ic) (2-4) Then, in a state where the current i02 is supplied,
Consider a case where an external magnetic field He is applied to the magnetic sensor 3. In this case, as shown in FIG. 5, the magnetic sensor 3 to which the current i02 is supplied has a direct current bias component having an external magnetic field H.
e, and as a result, Ie in FIG.
The current ie2 shifted by the amount indicated by. Then, assuming that the peak value of the current ie2 is Ie2,
The product of the pulse width T and the pulse voltage V of the oscillation voltage signal Vos is represented by the following equation (2-5) according to Faraday's law.

【００３９】 −Ｖ・Ｔ＝Ｌｍａｘ・（−Ｉｃ−Ｉｅ）＋Ｌｍｉｎ・（Ｉｅ−Ｉｅ２＋Ｉｃ） ・・・（２−５） したがって、外部磁界Ｈｅが加わらない状態から外部磁
界Ｈｅが加わった状態に変化したときの発振電圧信号Ｖ
ｏｓのピーク値の変化量をΔＩ２とすると、変化量ΔＩ
２は、上記式（２−４）及び上記式（２−５）より下記
式（２−６）のように表される。−V · T = Lmax · (−Ic−Ie) + Lmin · (Ie−Ie2 + Ic) (2-5) Accordingly, the state where the external magnetic field He is not applied changes to the state where the external magnetic field He is applied. Oscillation voltage signal V
Assuming that the change amount of the peak value of os is ΔI2, the change amount ΔI2
2 is represented by the following formula (2-6) from the above formulas (2-4) and (2-5).

【００４０】 ΔＩ２＝Ｉｅ２−Ｉｈ ＝−｛（Ｌｍａｘ−Ｌｍｉｎ）／Ｌｍｉｎ｝・Ｉｅ ＝−ΔＩ１ ・・・（２−６） 上記式（２−６）から分かるように、見かけ上シフトし
たこととなる電流Ｉｅとピーク値の変化量ΔＩ２とは比
例関係にある。そして、この関係においても、インダク
タンスＬの変化量が大きいほどピーク値の変化量ΔＩ２
が大きくなる。また、この関係において、インダクタン
スＬの変化量が一定、すなわち、インダクタンスＬが直
線的に変化すると、ピーク値の変化量ΔＩ２が電流Ｉｅ
に対してリニアリティをもって変化することとなる。ま
た、このピーク値の変化量ΔＩ２は、上述したピーク値
の変化量ΔＩ１と符号が逆で同じ大きさとなっている。
すなわち、ピーク値の変化量ΔＩ１とピーク値の変化量
ΔＩ２とは、差動の関係にある。ΔI2 = Ie2-Ih = − ｛(Lmax−Lmin) / Lmin｝ · Ie = −ΔI1 (2-6) As can be seen from the above equation (2-6), the apparent shift is The current Ie and the variation ΔI2 of the peak value are in a proportional relationship. Also in this relation, the larger the change amount of the inductance L, the larger the change amount ΔI2 of the peak value.
Becomes larger. In this relation, when the amount of change in the inductance L is constant, that is, when the inductance L changes linearly, the amount of change ΔI2 in the peak value becomes equal to the current Ie.
Will vary with linearity. Further, the peak value change amount ΔI2 is opposite in sign to the above-described peak value change amount ΔI1, and has the same magnitude.
That is, the peak value change amount ΔI1 and the peak value change amount ΔI2 are in a differential relationship.

【００４１】そこで、順方向に電流を流したとき、すな
わち電流ｉ０１を供給したときのピーク値Ｉｅ１と、逆
方向に電流を流したとき、すなわち電流ｉ０２を供給し
たときのピーク値Ｉｅ２とを測定し、これらの差動を取
ることにより、外部磁界Ｈｅの変化に応じた信号を、一
定の方向にだけ電流を流したときに比べて約２倍の出力
として取り出すことができる。Therefore, the peak value Ie1 when the current flows in the forward direction, ie, when the current i01 is supplied, and the peak value Ie2 when the current flows in the reverse direction, ie, the current i02 is measured. By taking these differentials, a signal corresponding to a change in the external magnetic field He can be extracted as an output approximately twice as large as when a current flows only in a certain direction.

【００４２】また、ピーク値Ｉｅ１とピーク値Ｉｅ２と
の差動を取ることにより、外部磁界Ｈｅ＝０のときに
は、磁気センサ３に流れるピーク値が互いにキャンセル
されるので、外部磁界Ｈｅがない状態である０点を容易
に認識することができる。Further, by taking the difference between the peak value Ie1 and the peak value Ie2, when the external magnetic field He = 0, the peak values flowing to the magnetic sensor 3 are canceled each other. A certain zero point can be easily recognized.

【００４３】さらに、磁気センサ３は温度等によってイ
ンダクタンスＬの大きさが変化して磁気センサに流れる
電流のピーク値に変化が生じるが、磁気センサ３に流れ
る電流を短時間で反転させることにより、このような温
度ドリフトや時間ドリフト等の影響を互いにキャンセル
することができる。したがって、この磁気センサ３で
は、温度ドリフトや時間ドリフト等の影響を受けること
なく、高精度に外部磁界Ｈｅを検出することができる。Further, in the magnetic sensor 3, the magnitude of the inductance L changes due to the temperature and the like, and the peak value of the current flowing through the magnetic sensor changes. However, by inverting the current flowing through the magnetic sensor 3 in a short time, The effects of such a temperature drift and a time drift can be mutually canceled. Therefore, the magnetic sensor 3 can detect the external magnetic field He with high accuracy without being affected by temperature drift, time drift, and the like.

【００４４】つぎに、以上のような磁気センサを用いた
磁気探知装置の一構成例について説明する。Next, an example of the configuration of a magnetic detection device using the above magnetic sensor will be described.

【００４５】この磁気探知装置は、図６に示すように、
磁気センサ１０を有して複数個のアナログスイッチを備
えてなる第１のアナログスイッチ回路１１と、この第１
のアナログスイッチ回路１１に接続された抵抗１２と、
この第１のアナログスイッチ回路１１に発振電圧信号Ｖ
ｏｓを供給するパルス信号発振器１３と、抵抗１２と接
続された第２のアナログスイッチ回路１４と、この第２
のアナログスイッチ回路１４に接続されたピーク検波器
１５Ａ及びピーク検波器１５Ｂと、これらピーク検波器
１５Ａ及びピーク検波器１５Ｂに接続された差動増幅器
１６と、第１のアナログスイッチ回路１１及び第２のア
ナログスイッチ回路１４に接続された周波数分周器１７
とを備える。This magnetic detection device, as shown in FIG.
A first analog switch circuit 11 having a magnetic sensor 10 and a plurality of analog switches;
A resistor 12 connected to an analog switch circuit 11 of
The oscillation voltage signal V is supplied to the first analog switch circuit 11.
os, a second analog switch circuit 14 connected to the resistor 12,
The peak detector 15A and the peak detector 15B connected to the analog switch circuit 14, the differential amplifier 16 connected to the peak detector 15A and the peak detector 15B, the first analog switch circuit 11 and the second Frequency divider 17 connected to analog switch circuit 14
And

【００４６】ここで、磁気センサ１０は、上述したよう
に、リボン状やワイヤー状に形成された細長いアモルフ
ァス等からなる磁性体と、この磁性体の長手方向に巻回
された銅線等からなるコイルとから構成される。そし
て、この磁気センサ１０は、スイッチＳＷ１、スイッチ
ＳＷ２、スイッチＳＷ３及びスイッチＳＷ４を備えた第
１のアナログスイッチ回路１１内に配されている。そし
て、磁気センサ１０に流れる電流方向は、これら４つの
スイッチをオン／オフ制御することによって反転させる
ことができるようになっている。そして、アナログスイ
ッチ回路１１に接続された抵抗１２は、磁気センサ１０
に対して直列となるように接続されており、この抵抗１
２と磁気センサ１０とによって積分回路が構成される。Here, as described above, the magnetic sensor 10 is made of a magnetic material made of an elongated amorphous material formed in a ribbon shape or a wire shape, and a copper wire wound in the longitudinal direction of the magnetic material. And a coil. The magnetic sensor 10 is provided in a first analog switch circuit 11 including a switch SW1, a switch SW2, a switch SW3, and a switch SW4. The direction of the current flowing through the magnetic sensor 10 can be reversed by turning on / off these four switches. The resistor 12 connected to the analog switch circuit 11 is connected to the magnetic sensor 10
Are connected in series with each other.
2 and the magnetic sensor 10 form an integrating circuit.

【００４７】この積分回路は、パルス信号発振器１３に
接続されており、このパルス信号発振器１３から積分回
路に発振電圧信号Ｖｏｓが供給され、これにより、磁気
センサ１０及び抵抗１２に積分電流が流れ、この積分電
流Ｎ応じて抵抗１２には積分電圧Ｖｒが生じる。なお、
発振電圧供給源１３から供給される発振電圧は、方形波
が好ましいが、これに限られるものではなく、例えば、
三角波等であってもよい。This integration circuit is connected to a pulse signal oscillator 13, and the oscillation signal signal Vos is supplied to the integration circuit from the pulse signal oscillator 13, whereby an integration current flows through the magnetic sensor 10 and the resistor 12, An integrated voltage Vr is generated in the resistor 12 according to the integrated current N. In addition,
The oscillation voltage supplied from the oscillation voltage supply source 13 is preferably a square wave, but is not limited thereto.
It may be a triangular wave or the like.

【００４８】また、積分電圧Ｖｒは、抵抗１２の一端部
から導出された配線に接続された第２のアナログスイッ
チ回路１４に供給される。この第２のアナログスイッチ
回路１４は、スイッチＳＷ５及びスイッチＳＷ６を備
え、磁気センサ１０に流れる電流の方向に対応して積分
電圧Ｖｒをピーク検波器１５Ａ又はピーク検波器１５Ｂ
のいずれか一方に供給する。この第２のアナログスイッ
チ回路１４では、スイッチＳＷ５がオンでスイッチＳＷ
６がオフとされることにより、積分電圧Ｖｒが積分電圧
Ｖｒ１としてピーク検波器１５Ａに供給される。これに
対して、この第２のアナログスイッチ回路１４では、ス
イッチＳＷ５がオフでスイッチＳＷ６がオンとされるこ
とによって、積分電圧Ｖｒが積分電圧Ｖｒ２としてピー
ク検波器１５Ｂに供給される。The integrated voltage Vr is supplied to a second analog switch circuit 14 connected to a wiring derived from one end of the resistor 12. The second analog switch circuit 14 includes a switch SW5 and a switch SW6, and outputs the integrated voltage Vr according to the direction of the current flowing through the magnetic sensor 10 to the peak detector 15A or the peak detector 15B.
To either one of In the second analog switch circuit 14, the switch SW5 is turned on and the switch SW5 is turned on.
When 6 is turned off, the integrated voltage Vr is supplied to the peak detector 15A as the integrated voltage Vr1. On the other hand, in the second analog switch circuit 14, when the switch SW5 is turned off and the switch SW6 is turned on, the integrated voltage Vr is supplied to the peak detector 15B as the integrated voltage Vr2.

【００４９】ピーク検波器１５Ａは、積分電圧Ｖｒ１の
ピーク値を検出することができ、その結果、差動増幅回
路１６に対して電圧信号Ｖｅ１を出力する。同様に、ピ
ーク検波器１５Ｂは、積分電圧Ｖｒ２のピーク値を検出
することができ、その結果、差動増幅回路１６に対して
電圧信号Ｖｅ２を出力する。The peak detector 15A can detect the peak value of the integrated voltage Vr1, and as a result, outputs a voltage signal Ve1 to the differential amplifier circuit 16. Similarly, the peak detector 15B can detect the peak value of the integrated voltage Vr2, and as a result, outputs a voltage signal Ve2 to the differential amplifier circuit 16.

【００５０】そして、差動増幅器１６は、電圧信号Ｖｅ
１及び電圧信号Ｖｅ２の差動をとることができ、その結
果、電圧信号Ｖｅを出力する。このとき、差動増幅器１
６に対して出力される電圧信号Ｖｅ１及び電圧信号Ｖｅ
２は、外部磁界に応じた大きさを有し、互いに差動の関
係にある。このため、差動増幅器１６から出力される電
圧信号Ｖｅは、外部磁界に対応して大きさの異なるもの
となる。The differential amplifier 16 outputs the voltage signal Ve
1 and the voltage signal Ve2 can be differentiated, and as a result, the voltage signal Ve is output. At this time, the differential amplifier 1
Voltage signal Ve1 and voltage signal Ve output for
2 have a magnitude corresponding to the external magnetic field and are in a differential relationship with each other. For this reason, the voltage signal Ve output from the differential amplifier 16 has a different magnitude corresponding to the external magnetic field.

【００５１】一方、この磁気探知装置において、周波数
分周器１７は、第１のアナログスイッチ回路１１及び第
２のアナログスイッチ回路１４におけるスイッチのオン
／オフ制御を行うための信号Ｑ，Ｑ´を発生している。
このとき、周波数分周器１７は、パルス信号発振器１３
と接続されており、このパルス信号発振器１３から発振
電圧信号Ｖｏｓが供給される。そして、このパルス信号
発振器１３に供給された発振電圧信号Ｖｏｓは、分周さ
れて信号Ｑ，Ｑ´となる。On the other hand, in this magnetic detection device, the frequency divider 17 outputs signals Q and Q ′ for performing on / off control of the switches in the first analog switch circuit 11 and the second analog switch circuit 14. It has occurred.
At this time, the frequency divider 17 is connected to the pulse signal oscillator 13
And an oscillation voltage signal Vos is supplied from the pulse signal oscillator 13. The oscillation voltage signal Vos supplied to the pulse signal oscillator 13 is frequency-divided into signals Q and Q '.

【００５２】これら信号Ｑ，Ｑ´は、第１のアナログス
イッチ回路１１におけるスイッチＳＷ１乃至ＳＷ４と第
２のアナログスイッチ回路１４におけるＳＷ５及びＳＷ
６とを同期して切り替えることによって、磁気センサ１
０に流れる電流の方向と上述したＳＷ５及びＳＷ６のオ
ン／オフ制御を同期させている。These signals Q and Q 'are supplied to switches SW1 to SW4 in the first analog switch circuit 11 and SW5 and SW in the second analog switch circuit 14, respectively.
6 is switched in synchronization with the magnetic sensor 1.
The direction of the current flowing to 0 is synchronized with the on / off control of SW5 and SW6 described above.

【００５３】このように、この磁気探知装置では、信号
Ｑ，Ｑ´により、発振電圧信号Ｖｏｓと、第１のアナロ
グスイッチ回路１１及び第２のアナログスイッチ回路１
４を構成する複数個のスイッチＳＷ１乃至スイッチＳＷ
６の切替えとを同期させている。このため、この磁気探
知装置は、より確実な動作をすることとなり、動作安定
性が向上したものとなる このような磁気探知装置の動作について、電圧波形のタ
イムチャートである図７を参照しながら説明する。As described above, in this magnetic detection device, the oscillation voltage signal Vos, the first analog switch circuit 11 and the second analog switch circuit 1 are generated by the signals Q and Q '.
4, a plurality of switches SW1 to SW
6 is synchronized with the switching. For this reason, this magnetic detection device operates more reliably, and the operation stability is improved. The operation of such a magnetic detection device will be described with reference to FIG. 7 which is a time chart of a voltage waveform. explain.

【００５４】先ず、この磁気探知装置では、パルス信号
発振器１３から、図７（１）で示すように、発振電圧信
号Ｖｏｓが供給される。この発振電流信号Ｖｏｓは、周
波数分周器に供給されると、図７（２）で示すように、
信号Ｑ及び信号Ｑ´となる。この信号Ｑ及び信号Ｑ´
は、互いに正反対の位相を有する波形を有する信号とな
り、第１のアナログスイッチ回路１１及び第２のアナロ
グスイッチ回路１４にそれぞれ供給される。First, in this magnetic detection device, an oscillation voltage signal Vos is supplied from the pulse signal oscillator 13 as shown in FIG. When this oscillation current signal Vos is supplied to the frequency divider, as shown in FIG.
The signals are Q and Q '. The signal Q and the signal Q '
Are signals having waveforms having phases opposite to each other, and are supplied to the first analog switch circuit 11 and the second analog switch circuit 14, respectively.

【００５５】第１のアナログスイッチ回路１１におい
て、信号Ｑは、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２に接
続され、信号Ｑ´は、スイッチＳＷ３及びスイッチＳＷ
４に接続される。そして、これらのスイッチＳＷ１乃至
スイッチＳＷ４は、それぞれに接続された信号Ｑ又は信
号Ｑ´の信号レベルが「Ｈ」のときオンとなり、信号Ｑ
又は信号Ｑ´の信号レベルが「Ｌ」のときオフとなる。In the first analog switch circuit 11, the signal Q is connected to the switches SW1 and SW2, and the signal Q 'is connected to the switches SW3 and SW.
4 is connected. The switches SW1 to SW4 are turned on when the signal level of the signal Q or the signal Q ′ connected to each of them is “H”, and the signal Q
Alternatively, it is turned off when the signal level of the signal Q ′ is “L”.

【００５６】また、第２のアナログスイッチ回路１４で
は、信号ＱはスイッチＳＷ５に接続され、信号Ｑ´はス
イッチＳＷ６に接続される。そして、これらスイッチＳ
Ｗ５及びスイッチＳＷ６は、それぞれに接続された信号
Ｑ又は信号Ｑ´の信号レベルが「Ｈ」のときオンとな
り、信号Ｑ又は信号Ｑ´の信号レベルが「Ｌ」のときオ
フとなる。In the second analog switch circuit 14, the signal Q is connected to the switch SW5, and the signal Q 'is connected to the switch SW6. And these switches S
The switch W5 and the switch SW6 are turned on when the signal level of the signal Q or the signal Q ′ connected thereto is “H”, and turned off when the signal level of the signal Q or the signal Q ′ is “L”.

【００５７】このため、信号Ｑが「Ｈ」であり信号Ｑ´
が「Ｌ」であるような場合、スイッチＳＷ１及びスイッ
チＳＷ２がオンとなり、スイッチＳＷ３及びスイッチＳ
Ｗ４がオフとなる。このため、この第１のアナログスイ
ッチ回路１１では、図６中矢印Ａで示す方向に電流が流
れる。Therefore, the signal Q is "H" and the signal Q '
Is "L", the switch SW1 and the switch SW2 are turned on, and the switch SW3 and the switch S
W4 is turned off. For this reason, in the first analog switch circuit 11, a current flows in a direction indicated by an arrow A in FIG.

【００５８】そして、信号Ｑが「Ｈ」であり信号Ｑ´が
「Ｌ」であるような場合、第２のアナログスイッチ回路
１４では、スイッチＳＷ５がオンとなり、スイッチＳＷ
６がオフとなる。このため、第２のアナログスイッチ回
路１４では、積分電圧Ｖｒが積分電圧Ｖｒ１としてピー
ク検波器１５Ａに供給される。When the signal Q is "H" and the signal Q 'is "L", in the second analog switch circuit 14, the switch SW5 is turned on and the switch SW5 is turned on.
6 turns off. Therefore, in the second analog switch circuit 14, the integrated voltage Vr is supplied to the peak detector 15A as the integrated voltage Vr1.

【００５９】これに対して、信号Ｑが「Ｌ」であり信号
Ｑ´が「Ｈ」であるような場合、スイッチＳＷ１及びス
イッチＳＷ２がオフとなり、スイッチＳＷ３及びスイッ
チＳＷ４がオンとなる。このため、この第１のアナログ
スイッチ回路１１では、図６中矢印Ｂで示す方向に電流
が流れる。On the other hand, when the signal Q is "L" and the signal Q 'is "H", the switches SW1 and SW2 are turned off and the switches SW3 and SW4 are turned on. Therefore, in the first analog switch circuit 11, a current flows in a direction indicated by an arrow B in FIG.

【００６０】そして、信号Ｑが「Ｌ」であり信号Ｑ´が
「Ｈ」であるような場合、第２のアナログスイッチ回路
１４では、スイッチＳＷ５がオフとなり、スイッチＳＷ
６がオンとなる。このため、第２のアナログスイッチ回
路１４では、積分電圧Ｖｒが積分電圧Ｖｒ２としてピー
ク検波器１５Ｂに供給される。When the signal Q is "L" and the signal Q 'is "H", in the second analog switch circuit 14, the switch SW5 is turned off and the switch SW5 is turned off.
6 turns on. Therefore, in the second analog switch circuit 14, the integrated voltage Vr is supplied to the peak detector 15B as the integrated voltage Vr2.

【００６１】このように、積分電圧Ｖｒは、図７（３）
に示すように、磁気センサ１１に供給された電流の方向
に応じた積分電圧Ｖｒ１及び積分電圧Ｖｒ２から構成さ
れている。そして、この磁気探知装置では、磁気センサ
１０に供給される電流の方向とスイッチＳＷ５及びスイ
ッチＳＷ６のオン／オフ制御とが同期して行われる。こ
のように、磁気センサ１０に対して図６中矢印Ａで示す
方向に電流が流れた場合には、積分電圧ＶｒはＶｒ１と
してピーク検波器１５Ａに供給され、このピーク検波器
１５Ａからピーク値Ｖｅ１が出力される。また、磁気セ
ンサ１０に対して図６中矢印Ｂで示す方向に電流が流れ
た場合には、積分電圧ＶｒはＶｒ２としてピーク検波器
１５Ｂに供給され、このピーク検波器１５Ｂからピーク
値Ｖｅ２が出力される。As described above, the integrated voltage Vr is changed as shown in FIG.
As shown in (1), it is composed of an integrated voltage Vr1 and an integrated voltage Vr2 corresponding to the direction of the current supplied to the magnetic sensor 11. In this magnetic detection device, the direction of the current supplied to the magnetic sensor 10 and the on / off control of the switches SW5 and SW6 are performed in synchronization. As described above, when a current flows through the magnetic sensor 10 in the direction indicated by the arrow A in FIG. 6, the integrated voltage Vr is supplied to the peak detector 15A as Vr1, and the peak value Ve1 is output from the peak detector 15A. Is output. When a current flows through the magnetic sensor 10 in the direction indicated by the arrow B in FIG. 6, the integrated voltage Vr is supplied to the peak detector 15B as Vr2, and the peak value Ve2 is output from the peak detector 15B. Is done.

【００６２】ここで、積分電圧Ｖｒ１及び積分電圧Ｖｒ
２は、磁気センサ１０に発振電圧信号Ｖｏｓを供給した
ときの、電流の方向による応答波形を示している。した
がって、これら積分電圧Ｖｒ１及び積分電圧Ｖｒ２は、
外部磁界の大きさに従ったピーク値Ｖｅ１及びピーク値
Ｖｅ２を有することとなる。また、これらピーク値Ｖｅ
１及びピーク値Ｖｅ２は、異なる方向の電流からの応答
波形からのピーク値であるために互いに差動の関係を有
する。ここで、発振電圧信号Ｖｏｓは、振幅が磁気セン
サ１０のインダクタンスＬのＬｍａｘからＬｍｉｎへの
変化を包括するように設定しておく。これにより、磁気
探知装置では、外部磁界の大きさの変化に伴うインダク
タンスＬの変化を積分電圧Ｖｒのピーク値の変化として
出力する際、ピーク値の変化量が線形に変化することに
なる。Here, the integral voltage Vr1 and the integral voltage Vr
2 shows a response waveform according to the direction of the current when the oscillation voltage signal Vos is supplied to the magnetic sensor 10. Therefore, these integrated voltages Vr1 and Vr2 are
It has a peak value Ve1 and a peak value Ve2 according to the magnitude of the external magnetic field. In addition, these peak values Ve
1 and the peak value Ve2 have a differential relationship with each other because they are peak values from response waveforms from currents in different directions. Here, the oscillation voltage signal Vos is set so that the amplitude covers the change of the inductance L of the magnetic sensor 10 from Lmax to Lmin. Thus, in the magnetic detection device, when the change in the inductance L due to the change in the magnitude of the external magnetic field is output as the change in the peak value of the integrated voltage Vr, the change in the peak value changes linearly.

【００６３】ところで、本実施の形態に係る磁気探知装
置では、第１のアナログスイッチ回路１１により磁気セ
ンサ１０に流れる電流方向を反転させることができる。
このため、この磁気探知装置では、磁気センサ１０に流
れる電流方向を反転させて外部磁界Ｈｅを検出すること
により、一定の方向にだけ電流を流したときに比べて約
２倍の出力が得られ、また、この磁気探知装置は、外部
磁界Ｈｅがない状態である０点を容易に認識することが
でき、さらには、温度ドリフトや時間ドリフト等の影響
を取り除くことができる。Incidentally, in the magnetic detection device according to the present embodiment, the direction of the current flowing through the magnetic sensor 10 can be reversed by the first analog switch circuit 11.
For this reason, in this magnetic detection device, by reversing the direction of the current flowing through the magnetic sensor 10 and detecting the external magnetic field He, it is possible to obtain approximately twice the output as compared with the case where the current flows only in a certain direction. In addition, the magnetic detection device can easily recognize the zero point where there is no external magnetic field He, and can further remove the effects of temperature drift, time drift, and the like.

【００６４】また、本実施の形態に示した磁気探知装置
では、応答波形である積分電圧Ｖｒのピーク値Ｖｅの変
化量を検出しているため、０．３±０．６（Ｇ）程度の
地磁気を高感度に検出することができる。そして、この
磁気探知装置においては、磁気センサ１０の構成が比較
的簡単であり、且つ、ピーク値Ｖｅの変化量を検出する
回路に用いる集積回路（ＩＣ）の数を削減することがで
きるため、小型化及び低コスト化を達成することができ
る。Further, in the magnetic detection device shown in the present embodiment, since the amount of change in the peak value Ve of the integrated voltage Vr, which is the response waveform, is detected, about 0.3 ± 0.6 (G). Geomagnetism can be detected with high sensitivity. In this magnetic detection device, the configuration of the magnetic sensor 10 is relatively simple, and the number of integrated circuits (ICs) used in the circuit for detecting the amount of change in the peak value Ve can be reduced. A reduction in size and cost can be achieved.

【００６５】ところで、本発明は、上述したような磁気
探知装置に限定されるものではなく、図８に示すような
磁気探知装置であってもよい。Incidentally, the present invention is not limited to the magnetic detection device as described above, but may be a magnetic detection device as shown in FIG.

【００６６】この磁気探知装置は、第１の端子２０Ａ及
び第２の端子２０Ｂを有する磁気センサ１０と、第１の
端子２０Ａと第１の抵抗２１Ａを介して接続された第１
のアンドゲート２２Ａと、第２の端子２０Ｂと第２の抵
抗２１Ｂを介して接続された第２のアンドゲート２２Ｂ
と、これら第１のアンドゲート２２Ａ及び第２のアンド
ゲート２２Ｂに対して発振電圧Ｖｏｓを供給するパルス
電圧発振器１３と、このパルス電圧発振器１３から供給
された発振電圧を分周して制御信号Ｑ，Ｑ´を発振する
周波数分周器１７とを備える。また、この磁気探知装置
は、第１の端子２０Ａと接続された第１のピーク検波器
２３Ａと、第２の端子２０Ｂと接続された第２のピーク
検波器２３Ｂと、第１のピーク検波器２３Ａ及び周波数
分周器１７に接続された第１のトランジスタ２４Ａと、
第２のピーク検波器２３Ｂ及び周波数分周器１７に接続
された第２のトランジスタ２４Ｂとを備える。さらに、
この磁気探知装置は、これら一対のピーク検波器２３
Ａ，２３Ｂから供給された信号の差動をとる差動増幅器
２５を備える。This magnetic detection device includes a magnetic sensor 10 having a first terminal 20A and a second terminal 20B, and a first sensor 20A connected to the first terminal 20A via a first resistor 21A.
And the second AND gate 22B connected to the second terminal 20B via the second resistor 21B
And a pulse voltage oscillator 13 for supplying an oscillating voltage Vos to the first AND gate 22A and the second AND gate 22B, and dividing the oscillation voltage supplied from the pulse voltage oscillator 13 to a control signal Q , Q ′. Further, the magnetic detection device includes a first peak detector 23A connected to the first terminal 20A, a second peak detector 23B connected to the second terminal 20B, and a first peak detector. 23A and a first transistor 24A connected to the frequency divider 17;
A second transistor 24B connected to the second peak detector 23B and the frequency divider 17; further,
This magnetic detection device includes a pair of these peak detectors 23.
A, and a differential amplifier 25 for taking a difference between signals supplied from 23B.

【００６７】この磁気探知装置において、第１のピーク
検波器２３Ａは、トランジスタ２７及び抵抗２８からな
る第１のエミッタフォロア回路２９と、トランジスタ３
０及び抵抗３１からなる第２のエミッタフォロア回路３
２と、この第２のエミッタフォロア回路の出力に接続さ
れたコンデンサ３３とから構成されている。なお、この
磁気記録媒体において、第１のピーク検波器２３Ａと第
２のピーク検波器２３Ｂとは、同一の構成を有するため
に、同一符号を付することにより説明を省略する。In this magnetic detection device, the first peak detector 23A is composed of a first emitter follower circuit 29 comprising a transistor 27 and a resistor 28, and a transistor 3
A second emitter follower circuit 3 comprising 0 and a resistor 31
2 and a capacitor 33 connected to the output of the second emitter follower circuit. Note that, in this magnetic recording medium, the first peak detector 23A and the second peak detector 23B have the same configuration, and thus the description thereof will be omitted by retaining the same reference numerals.

【００６８】また、この磁気探知装置において、差動増
幅回路２５は、第１のオペアンプ３５と、第２のオペア
ンプ３６と、抵抗３７、抵抗３８、抵抗３９及び抵抗４
０と、コンデンサ４１と、基準電源４２とから構成され
ている。この差動増幅器２５では、抵抗４０とコンデン
サ４１とからローパスフィルターを構成している。Further, in this magnetic detection device, the differential amplifier circuit 25 includes a first operational amplifier 35, a second operational amplifier 36, a resistor 37, a resistor 38, a resistor 39, and a resistor 4
0, a capacitor 41, and a reference power supply 42. In the differential amplifier 25, a low-pass filter is configured by the resistor 40 and the capacitor 41.

【００６９】以上のように構成された磁気探知装置の動
作原理を、図９に示す各段階における波形図に基づいて
説明する。The principle of operation of the magnetic detection device configured as described above will be described with reference to waveform diagrams at each stage shown in FIG.

【００７０】先ず、パルス電圧発振器１３では、図９中
（１）に示すように、パルス幅Ｔ、パルス電流Ｖの発振
電圧Ｖｏｓが形成される。この発振電圧Ｖｏｓは、一対
のアンドゲート２２Ａ，２２Ｂにそれぞれ供給されると
ともに周波数分周器１７に供給される。周波数分周器１
７では、供給された発振電圧Ｖｏｓを基にして、図９中
（２）に示すような制御信号Ｑ，Ｑ´が形成される。制
御信号Ｑ´は、第１のアンドゲート２２Ａに供給される
とともに第２のトランジスタ２４Ｂに供給され、制御信
号Ｑは、第２のアンドゲート２２Ｂに供給されるととも
に第１のトランジスタ２４Ａに供給される。First, in the pulse voltage oscillator 13, an oscillation voltage Vos having a pulse width T and a pulse current V is formed as shown in (1) of FIG. This oscillation voltage Vos is supplied to the pair of AND gates 22A and 22B, respectively, and is also supplied to the frequency divider 17. Frequency divider 1
In 7, the control signals Q and Q 'as shown in (2) in FIG. 9 are formed based on the supplied oscillation voltage Vos. The control signal Q 'is supplied to the first AND gate 22A and to the second transistor 24B, and the control signal Q is supplied to the second AND gate 22B and to the first transistor 24A. You.

【００７１】このとき、アンドゲート２２Ａ及びアンド
ゲート２２Ｂでは、発振電圧Ｖｏｓと制御信号Ｑ，Ｑ´
の論理積をとる。すなわち、第１のアンドゲート２２Ａ
では、制御信号Ｑ´と発振電圧Ｖｏｓとの論理積をとる
ため、図９中（３）のＶｇ１で示す波形の信号を出力す
る。また、第２のアンドゲート２２Ｂでは、制御信号Ｑ
と発振電圧Ｖｏｓとの論理積をとるため、図９中（３）
のＶｇ２で示す波形の信号を出力する。At this time, in the AND gates 22A and 22B, the oscillation voltage Vos and the control signals Q and Q '
And the logical product of That is, the first AND gate 22A
In order to obtain the logical product of the control signal Q ′ and the oscillation voltage Vos, a signal having a waveform indicated by Vg1 in (3) of FIG. 9 is output. Further, the second AND gate 22B outputs the control signal Q
(3) in FIG. 9 to obtain the logical product of the oscillation voltage Vos and
A signal having a waveform indicated by Vg2 is output.

【００７２】これにより、この磁気探知装置では、磁気
センサ１０に対して所定のタイミングで信号Ｖｇ１及び
信号Ｖｇ２が出力されることとなる。このとき、磁気セ
ンサ１０では、信号Ｖｇ１が「Ｌ」であり、信号Ｖｇ２
が「Ｈ」である場合に、図８中矢印Ａで示す方向に電流
が流れる。逆に、信号Ｖｇ１が「Ｈ」であり、信号Ｖｇ
２が「Ｌ」である場合に、図８中矢印Ｂで示す方向に電
流が流れる。なお、図８中矢印Ａで示す方向に流れる時
間をＴ１とし、図８中矢印Ｂで示す方向に流れる時間を
Ｔ２とする。Thus, in this magnetic detection device, the signal Vg1 and the signal Vg2 are output to the magnetic sensor 10 at a predetermined timing. At this time, in the magnetic sensor 10, the signal Vg1 is “L” and the signal Vg2
Is "H", a current flows in a direction indicated by an arrow A in FIG. Conversely, the signal Vg1 is “H” and the signal Vg
When 2 is “L”, a current flows in a direction indicated by an arrow B in FIG. The time flowing in the direction indicated by arrow A in FIG. 8 is T1 and the time flowing in the direction indicated by arrow B in FIG. 8 is T2.

【００７３】この磁気探知装置では、図８中矢印Ａ方向
に電流が流れる場合、第１の抵抗２１Ａと磁気センサ１
０とにより積分回路が構成されることになり、これに対
して、図８中矢印Ｂ方向に電流が流れる場合、第２の抵
抗２１Ｂと磁気センサ１０とにより積分回路が構成され
ることになる。そして、図８中矢印Ａ方向に電流が流れ
た場合、第１の抵抗２１Ａと磁気センサ１０の一方の端
子２０Ａとには、流れた積分電流に応じて図９（４）の
Ｖｒ１で示す積分電圧が発生する。逆に、図８中矢印Ｂ
方向に電流が流れた場合、第２の抵抗２１Ｂと磁気セン
サ１０の一方の端子２０Ｂとには、流れた積分電流に応
じて図９（４）のＶｒ２で示す積分電圧が発生する。In this magnetic detection device, when a current flows in the direction of arrow A in FIG. 8, the first resistor 21A and the magnetic sensor 1
When the current flows in the direction of arrow B in FIG. 8, the second resistor 21B and the magnetic sensor 10 form an integrating circuit. . Then, when a current flows in the direction of arrow A in FIG. 8, the first resistor 21A and one terminal 20A of the magnetic sensor 10 receive the integration indicated by Vr1 in FIG. Voltage is generated. Conversely, arrow B in FIG.
When a current flows in the direction, an integrated voltage indicated by Vr2 in FIG. 9D is generated between the second resistor 21B and one terminal 20B of the magnetic sensor 10 according to the integrated current flowing.

【００７４】これら積分電圧Ｖｒ１，Ｖｒ２は、磁気セ
ンサ１０に発振電圧Ｖｏｓを供給したときの、電流の方
向による応答波形を示している。したがって、これら積
分電圧Ｖｒ１、Ｖｒ２は、外部磁界の大きさに従ったピ
ークを示すこととなる。また、これら積分電圧Ｖｒ１，
Ｖｒ２は、所定の外部磁界が磁気センサ１０に印加され
た際に形成される波形であり、磁気センサ１０のコイル
に正反対方向に流れた電流によって形成されるために互
いに差動の関係にある。The integrated voltages Vr1 and Vr2 show response waveforms depending on the direction of the current when the oscillation voltage Vos is supplied to the magnetic sensor 10. Therefore, these integrated voltages Vr1 and Vr2 show peaks according to the magnitude of the external magnetic field. In addition, these integrated voltages Vr1,
Vr2 is a waveform formed when a predetermined external magnetic field is applied to the magnetic sensor 10, and has a differential relationship with each other because it is formed by currents flowing in the opposite directions of the coil of the magnetic sensor 10.

【００７５】そして、積分電圧Ｖｒ１は、第１のピーク
検波器２３Ａに供給されるとともに、積分電圧Ｖｒ２
は、第２のピーク検波器２３Ｂに供給される。そして、
これらピーク検波器２３Ａ，２３Ｂでは、所定の時間に
おける積分電圧Ｖｒ１、Ｖｒ２のピークがそれぞれ検出
される。Then, the integrated voltage Vr1 is supplied to the first peak detector 23A and the integrated voltage Vr2
Is supplied to the second peak detector 23B. And
These peak detectors 23A and 23B detect the peaks of the integrated voltages Vr1 and Vr2 at predetermined times, respectively.

【００７６】先ず、第１のピーク検波器２３Ａにおい
て、積分電圧Ｖｒ１のピークを検出する場合を説明す
る。この第１のピーク検波器２３Ａは、この第１のトラ
ンジスタ２４Ａによりオン／オフ制御される。そして、
第１のピーク検波器２３Ａは、オンとされることによ
り、期間Ｔ１における積分電圧Ｖｒ１のピークを検出す
る。また、第１のピーク検波器２３Ａは、オフとされる
ことにより、積分電圧Ｖｒ１のピークを検出せずに出力
を生じない。First, the case where the peak of the integrated voltage Vr1 is detected by the first peak detector 23A will be described. The first peak detector 23A is on / off controlled by the first transistor 24A. And
When turned on, the first peak detector 23A detects the peak of the integrated voltage Vr1 in the period T1. Further, since the first peak detector 23A is turned off, no output is generated without detecting the peak of the integrated voltage Vr1.

【００７７】第１のトランジスタ２４Ａは、周波数分周
器１７と接続されており、周波数分周器１７より制御信
号Ｑが供給される。そして、第１のトランジスタ２４Ａ
は、供給された制御信号Ｑが「Ｈ」であるときオフとな
る。これに対して、第１のトランジスタ２４Ａは、供給
された制御信号Ｑが「Ｌ」であるときオンとなる。The first transistor 24 A is connected to the frequency divider 17, and receives a control signal Q from the frequency divider 17. Then, the first transistor 24A
Is turned off when the supplied control signal Q is “H”. On the other hand, the first transistor 24A is turned on when the supplied control signal Q is “L”.

【００７８】このとき、第１のトランジスタ２４Ａは、
第２のエミッタフォロア回路３２の入力と接続されてお
り、この第２のエミッタフォロア回路３２を駆動させる
かどうかを制御している。すなわち、第１のトランジス
タ２４Ａがオンであるときには、第２のエミッタフォロ
ア回路３２を駆動させないこととなり、第１のピーク検
波器２３Ａがオフとなる。逆に、第１のトランジスタ２
４Ａがオフであるときには、第２のエミッタフォロア回
路３２を駆動させることとなり、第１のピーク検波器２
３Ａがオンとなる。At this time, the first transistor 24A is
It is connected to the input of the second emitter follower circuit 32, and controls whether to drive the second emitter follower circuit 32. That is, when the first transistor 24A is on, the second emitter follower circuit 32 is not driven, and the first peak detector 23A is off. Conversely, the first transistor 2
4A is off, the second emitter follower circuit 32 is driven, and the first peak detector 2
3A turns on.

【００７９】このため、この磁気探知装置では、制御信
号Ｑが「Ｈ」のとき、第１のトランジスタ２４Ａにより
第１のピーク検波器２３Ａが駆動して積分電圧Ｖｒ１の
ピークを検出する。そして、このピーク検波器２３Ａ
は、制御信号Ｑが「Ｌ」のとき、第１のトランジスタ２
４Ａによりオフとされ、積分電圧Ｖｒ１のピークの検出
を行わない。For this reason, in this magnetic detection device, when the control signal Q is "H", the first peak detector 23A is driven by the first transistor 24A to detect the peak of the integrated voltage Vr1. And this peak detector 23A
When the control signal Q is “L”, the first transistor 2
It is turned off by 4A, and the peak of the integrated voltage Vr1 is not detected.

【００８０】この磁気探知装置では、図９に示す波形図
におけるＴ１で示した期間で、制御信号Ｑが「Ｈ」とな
っている。このため、この磁気探知装置では、期間Ｔ１
における積分電圧Ｖｒ１のピークを第１のピーク検波回
路２３Ａにて検出することができる。In this magnetic detection device, the control signal Q is "H" during the period indicated by T1 in the waveform diagram shown in FIG. Therefore, in this magnetic detection device, the period T1
Can be detected by the first peak detection circuit 23A.

【００８１】ところで、この第１のピーク検波器２３Ａ
では、第２のエミッタフォロア回路３２が駆動している
とき、積分電圧Ｖｒ１がピークとなるとコンデンサ３３
に充電され、そのピーク電圧値Ｖｅ１が保持される。そ
して、このピーク電圧値Ｖｅ１は、差動増幅器２５に対
して出力される。また、このとき、第１のピーク検波器
２３Ａでは、積分電圧Ｖｒ１がピークでない場合、コン
デンサ３３に保持された電圧によりトランジスタ３０が
オフとなる。このため、コンデンサ３３の電荷は、抵抗
３１を通して大きな時定数で放電される。したがって、
この第１のピーク検波器２３Ａでは、期間Ｔ１における
積分電圧Ｖｒ１のピークのみを検出することができる。By the way, the first peak detector 23A
When the second emitter follower circuit 32 is driven and the integrated voltage Vr1 reaches a peak, the capacitor 33
And its peak voltage value Ve1 is held. Then, this peak voltage value Ve1 is output to the differential amplifier 25. At this time, in the first peak detector 23A, when the integrated voltage Vr1 is not at the peak, the transistor 30 is turned off by the voltage held in the capacitor 33. Therefore, the charge of the capacitor 33 is discharged with a large time constant through the resistor 31. Therefore,
The first peak detector 23A can detect only the peak of the integrated voltage Vr1 during the period T1.

【００８２】一方、第２のピーク検波器２３Ｂでは、上
述した第１のピーク検波器２３Ａの場合と同様に、第２
のトランジスタ２４Ｂによりオン／オフ制御がなされ
る。この第２のピーク検波器２３Ｂの場合、第２のトラ
ンジスタ２４Ｂに対して制御信号Ｑ´が供給されるた
め、期間Ｔ２における積分電圧Ｖｒ２のピーク電圧値Ｖ
ｅ２のみを検出することができる。したがって、この第
２のピーク検波器２３Ｂからは、差動増幅器２５に対し
てピーク電圧値Ｖｅ２が出力される。On the other hand, in the second peak detector 23B, as in the case of the first peak detector 23A, the second
ON / OFF control is performed by the transistor 24B. In the case of the second peak detector 23B, since the control signal Q ′ is supplied to the second transistor 24B, the peak voltage value V of the integrated voltage Vr2 in the period T2.
Only e2 can be detected. Therefore, the peak voltage value Ve2 is output from the second peak detector 23B to the differential amplifier 25.

【００８３】そして、差動増幅器２５では、供給された
ピーク電圧値Ｖｅ１，Ｖｅ２の差動をとり、図９中
（５）に示すように、電圧増幅された電圧値Ｖｅが出力
される。このとき、差動増幅器２５に対して出力される
ピーク電圧値Ｖｅ１及びピーク電圧値Ｖｅ２は、外部磁
界に応じた大きさを有し、互いに差動の関係にある。こ
の差動増幅器２５において、抵抗３７及び抵抗４０の値
をＲｏとし、抵抗３８及び抵抗３９の値をＲｉとし、基
準電圧４２の値をＶｒｅｆとすると、外部磁界Ｈｅが直
流のときには出力である電圧値Ｖｅが下記式（３ー１）
のように表される。Then, the differential amplifier 25 takes the difference between the supplied peak voltage values Ve1 and Ve2, and outputs a voltage-amplified voltage value Ve as shown in (5) in FIG. At this time, the peak voltage value Ve1 and the peak voltage value Ve2 output to the differential amplifier 25 have a magnitude corresponding to the external magnetic field, and have a differential relationship with each other. In this differential amplifier 25, assuming that the values of the resistors 37 and 40 are Ro, the values of the resistors 38 and 39 are Ri, and the value of the reference voltage 42 is Vref, the voltage which is output when the external magnetic field He is DC. The value Ve is calculated by the following equation (3-1).
It is represented as

【００８４】 Ｖｅ＝（Ｒｏ／Ｒｉ＋１）（Ｖｅ１−Ｖｅ２）＋Ｖｒｅｆ・・・（３ー１） すなわち、電圧値Ｖｅは、図９中（５）に示すように、
基準電圧Ｖｒｅｆを基準とした電圧信号として出力され
る。なお、この差動増幅器２５では、外部磁界Ｈｅが０
のとき、出力されるＶｅはＶｒｅｆと同じ値となる。Ve = (Ro / Ri + 1) (Ve1-Ve2) + Vref (3-1) That is, as shown in (5) in FIG.
It is output as a voltage signal based on the reference voltage Vref. In the differential amplifier 25, the external magnetic field He is 0
At this time, the output Ve has the same value as Vref.

【００８５】また、この差動増幅器２５には、抵抗４０
とコンデンサ４１とによりローパスフィルターが構成さ
れている。このローパスフィルターにおいて、コンデン
サ４１の値をＣｏとすると、カットオフ周波数ｆｃは下
記式（３−２）のように近似して表すことができる。The differential amplifier 25 has a resistor 40
And the capacitor 41 constitute a low-pass filter. In this low-pass filter, assuming that the value of the capacitor 41 is Co, the cutoff frequency fc can be approximately expressed as in the following equation (3-2).

【００８６】 ｆｃ＝１／（２π・Ｃｏ・Ｒｏ）・・・（３−２） この式（３−２）からわかるように、差動増幅器２５で
は、外部磁界Ｈｅに乗った交流磁界をローパスフィルタ
ーにて除去することができる。このため、この磁気探知
装置では、出力を向上させることができ、より高精度に
外部磁界を検出することができる。Fc = 1 / (2π · Co · Ro) (3-2) As can be seen from the equation (3-2), in the differential amplifier 25, the AC magnetic field on the external magnetic field He It can be removed with a filter. Therefore, in this magnetic detection device, the output can be improved, and the external magnetic field can be detected with higher accuracy.

【００８７】上述したように、図８に示した磁気探知装
置では、磁気センサ１０に供給される電流を反転させる
手段としてアンドゲート２２Ａ，２２Ｂを用いている。
このため、この磁気探知装置では、容易に小型化するこ
とができ、また、コストを低く抑えることができる。As described above, in the magnetic detection device shown in FIG. 8, the AND gates 22A and 22B are used as means for inverting the current supplied to the magnetic sensor 10.
For this reason, in this magnetic detection device, the size can be easily reduced, and the cost can be reduced.

【００８８】つぎに、磁気センサ１０に加わった外部磁
界Ｈｅの変化が、磁気センサ１０と直列に接続された抵
抗１２に生じるピーク値の変化として現れる原理につい
て説明する。Next, the principle that the change in the external magnetic field He applied to the magnetic sensor 10 appears as a change in the peak value generated in the resistor 12 connected in series with the magnetic sensor 10 will be described.

【００８９】磁気センサと抵抗が直列に接続された積分
回路に電流が立ち上がるときの状態をモデル化した回路
図を図１０に示す。この図１０に示した回路は、磁気セ
ンサ５０と抵抗５１とが直列に接続され、スイッチ５２
と直流電源５３とが配されなるような構成とされる。こ
のような回路において、スイッチ５２をオフからオンに
すると、磁気センサ５０と抵抗５１とからなる積分回路
に直流電源５３から直流電圧が印加され、磁気センサ５
０に電流ｉが流れ出す。ここで、磁気センサ５０に流れ
る電流ｉは、積分回路に印加される直流電圧をＶ、磁気
センサ５０のインダクタンスをＬ、抵抗５１の抵抗値を
Ｒ、電流ｉの立ち上がり時間をｔとすると、下記式（２
−７）で表される。FIG. 10 is a circuit diagram modeling a state when a current rises in an integrating circuit in which a magnetic sensor and a resistor are connected in series. In the circuit shown in FIG. 10, a magnetic sensor 50 and a resistor 51 are connected in series, and a switch 52
And a DC power supply 53 are provided. In such a circuit, when the switch 52 is turned on from off, a DC voltage is applied from the DC power supply 53 to the integration circuit including the magnetic sensor 50 and the resistor 51, and the magnetic sensor 5
The current i starts flowing to 0. Here, the current i flowing through the magnetic sensor 50 is as follows, assuming that the DC voltage applied to the integration circuit is V, the inductance of the magnetic sensor 50 is L, the resistance value of the resistor 51 is R, and the rise time of the current i is t. Equation (2
-7).

【００９０】[0090]

【数１】 (Equation 1)

【００９１】上述したように、磁気センサ５０のインダ
クタンスＬは、電流ｉが立ち上がっている間に、Ｌｍａ
ｘからＬｍｉｎへ変化する。ここで、電流ｉは、インダ
クタンスＬのＬｍａｘからＬｍｉｎへの変化を包括する
ように設定しておく。As described above, the inductance L of the magnetic sensor 50 is equal to Lma while the current i rises.
It changes from x to Lmin. Here, the current i is set so as to cover the change of the inductance L from Lmax to Lmin.

【００９２】そして、磁気センサ５０のインダクタンス
ＬがＬｍａｘからＬｍｉｎへと変化するため、積分回路
に流れる電流ｉは、図１１に示すように、その電流値が
０からＩｃまでのあいだインダクタンスＬがＬｍａｘの
状態で立ち上がり、その電流値がＩｃからＩｈのあいだ
インダクタンスＬがＬｍｉｎの状態で立ち上がることと
なる。なお、図１１において、電流ｉの電流値０から電
流値Ｉｃまでの立上がり時間をｔ１とし、電流ｉの電流
値Ｉｃから電流値Ｉｈまでの立上がり時間をｔ２とす
る。そして、これら立上り時間ｔ１及びｔ２の合計をＴ
とし、この合計時間Ｔが一定とすると、上記式（２−
７）から下記式（２−８）が導かれる。Since the inductance L of the magnetic sensor 50 changes from Lmax to Lmin, the current i flowing through the integrating circuit is, as shown in FIG. 11, between the current value 0 and Ic, where the inductance L is Lmax. , And rises with the inductance L being Lmin while the current value is between Ic and Ih. In FIG. 11, the rise time of the current i from the current value 0 to the current value Ic is defined as t1, and the rise time of the current i from the current value Ic to the current value Ih is defined as t2. Then, the total of these rise times t1 and t2 is represented by T
Assuming that the total time T is constant, the above equation (2-
The following equation (2-8) is derived from 7).

【００９３】[0093]

【数２】 (Equation 2)

【００９４】ここで、磁気センサ５０に加わる外部磁界
Ｈｅが変化すると、この変化分だけインダクタンスＬが
ＬｍａｘからＬｍｉｎに変化する変化点がシフトするこ
とを考慮する。すなわち、磁気センサ５０に加わる外部
磁界Ｈｅが変化すると、電流値Ｉｃの値がシフトする。
したがって、上記式（２−８）から分かるように、磁気
センサ５０に加わる外部磁界Ｈｅが変化して電流値Ｉｃ
がシフトすると、立上り時間ｔ１及びｔ２が変化する。Here, it is considered that when the external magnetic field He applied to the magnetic sensor 50 changes, the change point where the inductance L changes from Lmax to Lmin shifts by the change. That is, when the external magnetic field He applied to the magnetic sensor 50 changes, the value of the current value Ic shifts.
Therefore, as can be seen from the above equation (2-8), the external magnetic field He applied to the magnetic sensor 50 changes and the current value Ic
Shifts, the rise times t1 and t2 change.

【００９５】このことから、磁気センサ５０に加わる外
部磁界Ｈｅが変化すると、電流値Ｉｈも変化することが
分かる。言い換えると、磁気センサ５０に加わる外部磁
界Ｈｅが変化すると、抵抗５１に発生する電流値が変化
することとなる。このことを上述した磁気探知装置に当
てはめて考えると、磁気センサ１０に供給された発振電
圧信号Ｖｏｓは、外部磁界Ｈｅが変化すると積分電圧Ｖ
ｒの波形が変化したものとなることがわかる。このた
め、磁気センサ１０に加わる外部磁界Ｈｅが変化する
と、積分電圧Ｖｒから出力されるピーク値Ｖｅが変化す
ることが分かる。From this, it is understood that when the external magnetic field He applied to the magnetic sensor 50 changes, the current value Ih also changes. In other words, when the external magnetic field He applied to the magnetic sensor 50 changes, the value of the current generated in the resistor 51 changes. When this is applied to the magnetic detection device described above, the oscillating voltage signal Vos supplied to the magnetic sensor 10 has an integral voltage Vs when the external magnetic field He changes.
It can be seen that the waveform of r changes. Therefore, it can be seen that when the external magnetic field He applied to the magnetic sensor 10 changes, the peak value Ve output from the integrated voltage Vr changes.

【００９６】ところで、図６又は図８に示したような磁
気探知装置において、磁気センサ１０と抵抗１２，２１
Ａ，２１Ｂとからなる積分回路に供給された発振電圧信
号Ｖｏｓから生じるピーク値Ｖｅは、外部磁界Ｈｅと磁
気センサ１０の磁性体の長手方向に生じる磁界とが成す
角度θに依存している。すなわち、外部磁界Ｈｅが一定
のとき、ピーク値Ｖｅは、図１２に示すように、外部磁
界Ｈｅと磁気センサ１１の磁性体の長手方向に生じる磁
界とが成す角度θに依存して変化する。なお、図１２で
は、外部磁界Ｈｅの向きと磁気センサ１１の磁性体の長
手方向に生じる磁界の向きとが同じときを方位０°とし
ている。By the way, in the magnetic detection device as shown in FIG. 6 or FIG.
The peak value Ve generated from the oscillation voltage signal Vos supplied to the integrating circuit composed of A and 21B depends on the angle θ between the external magnetic field He and the magnetic field generated in the longitudinal direction of the magnetic body of the magnetic sensor 10. That is, when the external magnetic field He is constant, the peak value Ve changes depending on the angle θ formed between the external magnetic field He and the magnetic field generated in the longitudinal direction of the magnetic body of the magnetic sensor 11 as shown in FIG. In FIG. 12, when the direction of the external magnetic field He is the same as the direction of the magnetic field generated in the longitudinal direction of the magnetic body of the magnetic sensor 11, the azimuth is 0 °.

【００９７】図１２から分かるように、ピーク値Ｖｅは
外部磁界Ｈｅの方位情報を含んでいる。これは、磁気セ
ンサ１０の磁性体の磁化量が、磁気センサ１１に流れる
電流ｉによる磁化量と外部磁界Ｈｅによる磁化量との合
計であり、外部磁界Ｈｅによる磁化量が、外部磁界Ｈｅ
と磁気センサ１０の磁性体の長手方向に生じる磁界とが
成す角度θに依存して変化するからである。As can be seen from FIG. 12, the peak value Ve includes the direction information of the external magnetic field He. This is the sum of the magnetization amount of the magnetic body of the magnetic sensor 10 and the magnetization amount of the external magnetic field He due to the current i flowing through the magnetic sensor 11 and the external magnetic field He.
And the magnetic field generated in the longitudinal direction of the magnetic body of the magnetic sensor 10 changes depending on the angle θ.

【００９８】すなわち、図１３に示すように、磁気セン
サ１０のコイル１０ｂに流れる電流ｉによる磁界Ｈｂは
一定であるが、外部磁界Ｈｅによって磁気センサ１０の
磁性体１０ａに生じる磁界は、外部磁界Ｈｅの方向に依
存している。したがって、磁気センサ１０で検出される
磁界Ｈは、下記式（２−９）で示すように、外部磁界Ｈ
ｅのうち、磁性体１０ａの長手方向成分のみとなる。That is, as shown in FIG. 13, the magnetic field Hb caused by the current i flowing through the coil 10b of the magnetic sensor 10 is constant, but the magnetic field generated in the magnetic body 10a of the magnetic sensor 10 by the external magnetic field He is the external magnetic field He. Depends on the direction. Therefore, the magnetic field H detected by the magnetic sensor 10 is equal to the external magnetic field H as shown in the following equation (2-9).
Of e, only the longitudinal component of the magnetic body 10a is included.

【００９９】Ｈ＝Ｈｅ・ｃｏｓθ ・・・（２−９） なお、上記式（２−９）に示すように、磁気センサ１０
で検出される磁界Ｈは、外部磁界Ｈｅの方位情報を含ん
でいるので、複数の磁気センサ１０を用いることによ
り、外部磁界Ｈｅの方向を知ることができる。H = He · cos θ (2-9) Note that as shown in the above equation (2-9), the magnetic sensor 10
Since the magnetic field H detected by the above includes the azimuth information of the external magnetic field He, it is possible to know the direction of the external magnetic field He by using a plurality of magnetic sensors 10.

【０１００】具体的には、例えば、図１４に示すよう
に、磁気探知装置に２つの磁気センサ１０ｘ，１０ｙを
組み込むことが考えられる。なお、この一対の磁気セン
サ１０ｘ，１０ｙを有する磁気探知装置において、図６
に示した磁気探知装置と同一の部材に関して同一の符号
を付することにより、その説明を省略する。Specifically, for example, as shown in FIG. 14, it is conceivable to incorporate two magnetic sensors 10x and 10y into a magnetic detection device. In the magnetic detection device having the pair of magnetic sensors 10x and 10y, FIG.
The same reference numerals are given to the same members as those of the magnetic detection device shown in FIG.

【０１０１】この磁気探知装置は、一対の磁気センサ１
０ｘ，１０ｙを有するセンサ部６０と、これら磁気セン
サ１０ｘ，１０ｙを駆動させる第１のアナログスイッチ
回路６１と、センサ部６０からの積分電圧Ｖｒを選択的
に出力させる第２のアナログスイッチ回路６２とを備え
る。また、この磁気探知装置は、一対の磁気センサ１０
ｘ及び磁気センサ１０ｙと直列に接続された抵抗１２
と、パルス信号発振器１３と周波数分周器と、差動増幅
回路（図示せず。）とを備える。This magnetic detection device comprises a pair of magnetic sensors 1
A sensor unit 60 having 0x and 10y, a first analog switch circuit 61 for driving these magnetic sensors 10x and 10y, and a second analog switch circuit 62 for selectively outputting the integrated voltage Vr from the sensor unit 60; Is provided. Further, this magnetic detection device includes a pair of magnetic sensors 10.
x and a resistor 12 connected in series with the magnetic sensor 10y
, A pulse signal oscillator 13, a frequency divider, and a differential amplifier circuit (not shown).

【０１０２】ここで、図１５に示すように、磁気センサ
１０ｘは、Ｘ軸方向に配置し、磁気センサ１０ｙは、Ｘ
軸方向に対して直交するＹ軸方向に配置する。すなわ
ち、磁気センサ１０ｘ及び磁気センサ１０ｙは、互いに
直交するように配置する。このとき、図１５に示すよう
に、外部磁界Ｈｅの方向と、Ｘ軸方向検出用の磁気セン
サ１０ｘの磁性体の長手方向とが成す角度をθとする
と、Ｘ軸方向検出用の磁気センサ１０ｘによって検出さ
れる磁界Ｈｘは、下記式（２−１０）で表され、Ｙ軸方
向検出用の磁気センサ１０ｙによって検出される磁界Ｈ
ｙは、下記式（２−１１）で表される。Here, as shown in FIG. 15, the magnetic sensor 10x is arranged in the X-axis direction, and the magnetic sensor 10y is
They are arranged in the Y-axis direction orthogonal to the axial direction. That is, the magnetic sensor 10x and the magnetic sensor 10y are arranged so as to be orthogonal to each other. At this time, as shown in FIG. 15, assuming that the angle between the direction of the external magnetic field He and the longitudinal direction of the magnetic body of the magnetic sensor 10x for X-axis direction detection is θ, the magnetic sensor 10x for X-axis direction detection The magnetic field Hx detected by the magnetic field Hx detected by the magnetic sensor 10y for detecting the Y-axis direction is expressed by the following equation (2-10).
y is represented by the following formula (2-11).

【０１０３】 Ｈｘ＝Ｈｅ・ｃｏｓθ ・・・（２−１０） Ｈｙ＝Ｈｅ・ｓｉｎθ ・・・（２−１１） ここで、Ｘ軸方向検出用の磁気センサ１０ｘによって検
出される磁界Ｈｘと、Ｙ軸方向検出用の磁気センサ１０
ｙによって検出される磁界Ｈｙとの比をとると、下記式
（２−１２）となる。Hx = He · cos θ (2-10) Hy = He · sin θ (2-11) Here, the magnetic field Hx detected by the magnetic sensor 10x for X-axis direction detection and Y Magnetic sensor 10 for axial direction detection
Taking the ratio with the magnetic field Hy detected by y, the following equation (2-12) is obtained.

【０１０４】 Ｈｙ／Ｈｘ＝ｓｉｎθ／ｃｏｓθ＝ｔａｎθ ・・・（２−１２） したがって、外部磁界Ｈｅの方向と、Ｘ軸方向検出用の
磁気センサ１０ｘの磁性体の長手方向とが成す角度θ
は、下記式（２−１３）で表される。ただし、下記式
（２−１３）において、Ｈｙ≧０のときは、１８０°≧
θ≧０°であり、０＞Ｈｙのときは、３６０°＞θ＞１
８０°である。Hy / Hx = sin θ / cos θ = tan θ (2-12) Therefore, the angle θ formed between the direction of the external magnetic field He and the longitudinal direction of the magnetic body of the magnetic sensor 10x for detecting the X-axis direction.
Is represented by the following formula (2-13). However, in the following equation (2-13), when Hy ≧ 0, 180 ° ≧
θ ≧ 0 °, and when 0> Hy, 360 °>θ> 1
80 °.

【０１０５】 θ＝ｔａｎ-1（Ｈｙ／Ｈｘ） ・・・（２−１３） このように磁気探知装置に２つの磁気センサを設けるこ
とにより、外部磁界Ｈｅの２次元での方向を知ることが
できる。Θ = tan −1 (Hy / Hx) (2-13) By providing two magnetic sensors in the magnetic detection device as described above, it is possible to know the two-dimensional direction of the external magnetic field He. it can.

【０１０６】ところで、上述したような一対の磁気セン
サを有する磁気探知装置は、図１４に示したような構成
に限定されるものではない。すなわち、一対の磁気セン
サを有する磁気探知装置としては、図１６に示すよう
に、一対のアンドゲート２２Ａ，２２Ｂを備える構成の
ものが挙げられる。この磁気探知装置において、図８に
示した磁気探知装置と同様の部材に関して同一の符号を
付することにより、その説明を省略する。Incidentally, the magnetic detection device having a pair of magnetic sensors as described above is not limited to the configuration shown in FIG. That is, as a magnetic detection device having a pair of magnetic sensors, one having a configuration including a pair of AND gates 22A and 22B as shown in FIG. In this magnetic detection device, the same members as those of the magnetic detection device shown in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【０１０７】この磁気探知装置は、一対の磁気センサ１
０ｘ，１０ｙと、磁気センサ１０ｘに接続された抵抗２
１Ａ，２１Ｂ及び磁気センサ１０ｙに接続された抵抗２
１Ａ，２１Ｂと、これら抵抗２１Ａ，２１Ｂを介して磁
気センサ１０ｘ，１０ｙとそれぞれ接続された一対のア
ンドゲート２２Ａ，２２Ｂとを備える。また、この磁気
探知装置は、磁気センサ１０ｘ及び抵抗２１Ａ，２１Ｂ
からの積分電圧におけるピークを検出する一対のピーク
検出器２３Ａ，２３Ｂと、これら一対のピーク検出器２
３Ａ，２３Ｂからの出力の差動をとる第１の差動増幅器
２５Ａとを備える。さらに、この磁気探知装置は、磁気
センサ１０ｙ及び抵抗２１Ａ，２１Ｂからの積分電圧に
おけるピークを検出する一対のピーク検出器２３Ａ，２
３Ｂと、これら一対のピーク検出器２３Ａ，２３Ｂから
の出力の差動をとる第２の差動増幅器２５Ｂとを備え
る。This magnetic detection device comprises a pair of magnetic sensors 1
0x, 10y, and a resistor 2 connected to the magnetic sensor 10x.
1A, 21B and a resistor 2 connected to the magnetic sensor 10y
1A and 21B, and a pair of AND gates 22A and 22B connected to the magnetic sensors 10x and 10y via the resistors 21A and 21B, respectively. Further, the magnetic detection device includes a magnetic sensor 10x and resistors 21A and 21B.
And a pair of peak detectors 23A and 23B for detecting peaks in the integrated voltage from
A first differential amplifier 25A for taking a difference between the outputs from the 3A and 23B. Further, the magnetic detection device includes a pair of peak detectors 23A, 2A for detecting peaks in the integrated voltage from the magnetic sensor 10y and the resistors 21A, 21B.
3B, and a second differential amplifier 25B for obtaining a difference between the outputs from the pair of peak detectors 23A and 23B.

【０１０８】このように構成された磁気探知装置では、
第１の差動増幅器２５Ａからの出力により、Ｘ軸におけ
る外部磁界を検出することができ、第２の差動増幅器２
５Ｂからの出力により、Ｙ軸における外部磁界を検出す
ることができる。これにより、この磁気探知装置では、
Ｘ軸とＹ軸とからなる平面上における外部磁界を検出す
ることができる。言い換えると、この磁気探知装置によ
れば、外部磁界の大きさとＸＹ平面における外部磁界の
方向とを検出することができる。In the magnetic detection device thus configured,
An external magnetic field in the X-axis can be detected from the output from the first differential amplifier 25A, and the second differential amplifier 2
From the output from 5B, an external magnetic field in the Y axis can be detected. Thereby, in this magnetic detection device,
An external magnetic field on a plane including the X axis and the Y axis can be detected. In other words, according to this magnetic detection device, the magnitude of the external magnetic field and the direction of the external magnetic field on the XY plane can be detected.

【０１０９】また、外部磁界の３次元での方向を知りた
い場合には、３つの磁気センサを設ければよいことは言
うまでもない。すなわち、外部磁界の３次元での方向や
大きさ、すなわち立体空間内での外部磁界の方向や大き
さまで知りたいときには、互いに直交する３つの磁気セ
ンサを用いればよい。なお、従来の磁気探知装置でも、
互いに直交する３つの磁気センサを設ければ、立体空間
内での回転角度を探知することはできる。しかしなが
ら、従来の磁気探知装置では、上述したように、磁気セ
ンサを互いに直交するように配置することは難しかっ
た。Needless to say, when it is desired to know the three-dimensional direction of the external magnetic field, three magnetic sensors may be provided. That is, when it is desired to know the direction and magnitude of the external magnetic field in three dimensions, that is, the direction and magnitude of the external magnetic field in the three-dimensional space, three magnetic sensors that are orthogonal to each other may be used. In addition, even in the conventional magnetic detection device,
By providing three magnetic sensors orthogonal to each other, it is possible to detect the rotation angle in the three-dimensional space. However, in the conventional magnetic detection device, as described above, it was difficult to arrange the magnetic sensors so as to be orthogonal to each other.

【０１１０】これに対して、本発明を係る磁気探知装置
に使用される磁気センサは、非常に簡単な構成であるの
で、それぞれを互いに直交するように配置することは容
易である。したがって、本発明を適用することにより、
立体空間内での回転角度を探知することができる磁気探
知装置を、低価格で提供することが可能となる。On the other hand, since the magnetic sensor used in the magnetic detection device according to the present invention has a very simple configuration, it is easy to arrange them so as to be orthogonal to each other. Therefore, by applying the present invention,
It is possible to provide a magnetic detection device capable of detecting a rotation angle in a three-dimensional space at a low price.

【０１１１】[0111]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
係る磁気探知装置では、外部磁界の検出に、外部磁界の
変化に伴って急峻な変化を示すインダクタンスの変化
を、発振電流のピーク値の変化として検出しているた
め、非常に高い感度で外部磁界を検出することができ
る。また、本発明に係る磁気探知装置は、磁気センサに
おける発振電流のピーク値を検出する回路が非常に簡単
な構成であるので、容易に小型化や低価格化を図ること
ができる。As described above in detail, in the magnetic detection device according to the present invention, when detecting the external magnetic field, the change of the inductance which shows a sharp change with the change of the external magnetic field is determined by the peak of the oscillation current. Since the change is detected as a change in the value, the external magnetic field can be detected with very high sensitivity. Further, in the magnetic detection device according to the present invention, since the circuit for detecting the peak value of the oscillation current in the magnetic sensor has a very simple configuration, the size and the price can be easily reduced.

【０１１２】したがって、本発明によれば、小型化や低
価格化が容易で、高い感度が得られる磁気探知装置を提
供することができる。Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a magnetic detection device which can be easily reduced in size and cost and can obtain high sensitivity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明を適用した磁気探知装置に用いられる磁
気センサの一例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a magnetic sensor used in a magnetic detection device to which the present invention has been applied.

【図２】図１に示した磁気センサに励磁電流を供給する
様子を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a state of supplying an exciting current to the magnetic sensor shown in FIG.

【図３】図１に示した磁気センサのインダクタンスＬ及
びインピーダンスＺと、励磁電流周波数ｆとの関係を示
す特性図である。FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between an inductance L and an impedance Z of the magnetic sensor shown in FIG. 1 and an exciting current frequency f.

【図４】図１に示した磁気センサのインダクタンスＬ
と、外部磁界の大きさＨとの関係を示す特性図である。FIG. 4 is an inductance L of the magnetic sensor shown in FIG. 1;
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship between the magnitude of an external magnetic field and the magnitude of an external magnetic field.

【図５】図１に示した磁気センサによる外部磁界検出の
原理を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of external magnetic field detection by the magnetic sensor shown in FIG.

【図６】本発明を適用した磁気探知装置の一構成例を示
す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration example of a magnetic detection device to which the present invention is applied.

【図７】図６に示した磁気探知装置の各部における電圧
波形のタイムチャートを示す特性図である。FIG. 7 is a characteristic diagram showing a time chart of a voltage waveform in each section of the magnetic detection device shown in FIG. 6;

【図８】本発明を適用した磁気探知装置の他の例を示す
回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram showing another example of the magnetic detection device to which the present invention is applied.

【図９】図８に示した磁気探知装置の各部における電圧
波形のタイムチャートを示す特性図である。9 is a characteristic diagram showing a time chart of a voltage waveform in each unit of the magnetic detection device shown in FIG. 8;

【図１０】磁気センサと抵抗からなる積分回路に電流が
立ち上がるときの状態をモデル化した回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram modeling a state when a current rises in an integration circuit including a magnetic sensor and a resistor.

【図１１】図１０に示した積分回路に流れる電流の立ち
上がり時の様子を示す図である。11 is a diagram showing a state at the time of rising of a current flowing through the integration circuit shown in FIG. 10;

【図１２】ピーク値Ｖｒと外部磁界Ｈｅの方向との関係
を示す特性図である。FIG. 12 is a characteristic diagram showing a relationship between a peak value Vr and a direction of an external magnetic field He.

【図１３】磁気センサの磁性体の磁化の様子を示す模式
図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing a state of magnetization of a magnetic body of the magnetic sensor.

【図１４】本発明を適用した磁気探知装置の他の構成例
を示す回路図である。FIG. 14 is a circuit diagram showing another configuration example of the magnetic detection device to which the present invention is applied.

【図１５】図１４に示した磁気探知装置の磁気センサの
配置の様子を示す模式図である。FIG. 15 is a schematic view showing an arrangement of a magnetic sensor of the magnetic detection device shown in FIG. 14;

【図１６】本発明を適用した磁気探知装置の他の構成例
を示す回路図である。FIG. 16 is a circuit diagram showing another configuration example of the magnetic detection device to which the present invention is applied.

【図１７】ホール素子を用いた磁気探知装置の一例を示
す模式図である。FIG. 17 is a schematic diagram illustrating an example of a magnetic detection device using a Hall element.

【図１８】フラックスゲートセンサを用いた磁気探知装
置の一例を示す模式図である。FIG. 18 is a schematic diagram showing an example of a magnetic detection device using a flux gate sensor.

【図１９】磁気抵抗効果素子の一例を示す模式図であ
る。FIG. 19 is a schematic view illustrating an example of a magnetoresistance effect element.

【図２０】磁気抵抗効果素子の磁気抵抗効果特性を示す
図である。FIG. 20 is a diagram showing the magnetoresistance effect characteristics of the magnetoresistance effect element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０ 磁気センサ、１１ 第１のアナログスイッチ回
路、１２ 抵抗、１３ パルス信号発振器、１４ 第２
のアナログスイッチ回路、１５ ピーク検波器、１６
差動増幅器Reference Signs List 10 magnetic sensor, 11 first analog switch circuit, 12 resistor, 13 pulse signal oscillator, 14 second
Analog switch circuit, 15 peak detector, 16
Differential amplifier

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 磁性体にコイルが巻かれてなる磁気セン
サを備え、 上記磁気センサのコイルに発振電圧が供給されたときに
上記コイルに流れる発振電流について、外部磁界により
変化する発振電流がピーク値になったときの電圧を検出
し、この電圧値の変化によって外部磁界を探知すること
を特徴とする磁気探知装置。A magnetic sensor having a coil wound around a magnetic body, wherein an oscillating current flowing through the coil when an oscillating voltage is supplied to a coil of the magnetic sensor has an oscillating current that varies due to an external magnetic field. A magnetic detection device which detects a voltage when the voltage reaches a value, and detects an external magnetic field based on a change in the voltage value. 【請求項２】 前記磁気センサと直列に接続された抵抗
を備えることを特徴とする請求項１記載の磁気探知装
置。2. The magnetic detection device according to claim 1, further comprising a resistor connected in series with the magnetic sensor. 【請求項３】 前記磁気センサのコイルに流れる発振電
流の振幅が、磁気センサのインダクタンスが急峻な変化
を示す範囲を包括するように設定されていることを特徴
とする請求項１記載の磁気探知装置。3. The magnetic sensing device according to claim 1, wherein the amplitude of the oscillating current flowing through the coil of the magnetic sensor is set so as to cover a range in which the inductance of the magnetic sensor shows a steep change. apparatus. 【請求項４】 前記磁気センサのコイルに供給される発
振電圧は、パルス電圧であることを特徴とする請求項１
記載の磁気探知装置。4. The oscillating voltage supplied to a coil of the magnetic sensor is a pulse voltage.
The magnetic detection device as described in the above. 【請求項５】 前記磁気センサのコイルに流れる発振電
流の方向を反転させる反転手段を備えることを特徴とす
る請求項１記載の磁気探知装置。5. The magnetic detection device according to claim 1, further comprising a reversing means for reversing a direction of an oscillation current flowing through a coil of the magnetic sensor. 【請求項６】 磁気センサのコイルに発振電圧を供給す
る発振手段と、この発振手段より供給された発振電圧を
分周することにより制御信号を出力する分周手段とを備
え、 前記反転手段は、この発振手段から供給される発振電圧
とこの分周手段から供給される制御信号との論理積をと
ることを特徴とする請求項５記載の磁気探知装置。6. An oscillating means for supplying an oscillating voltage to a coil of a magnetic sensor, and frequency dividing means for outputting a control signal by dividing the oscillating voltage supplied from the oscillating means, wherein the inverting means comprises: 6. The magnetic detection device according to claim 5, wherein a logical product of an oscillation voltage supplied from the oscillation unit and a control signal supplied from the frequency division unit is calculated. 【請求項７】 前記反転手段は、前記磁気センサのコイ
ルの両端部にそれぞれ接続された一対のアンドゲートで
あることを特徴とする請求項６記載の磁気探知装置。7. The magnetic detection device according to claim 6, wherein the reversing means is a pair of AND gates respectively connected to both ends of the coil of the magnetic sensor. 【請求項８】 前記磁気センサのコイルの両端部にそれ
ぞれ接続された一対のピーク検波手段を備え、 これら一対のピーク検波手段には、前記分周手段がそれ
ぞれ接続されるとともに、一方のピーク検波手段には、
他方のピーク検波手段に供給された制御信号と１８０゜
位相の異なる制御信号が供給されることにより、一対の
ピーク検波回路のうちでいずれか一方を交互に駆動させ
ることを特徴とする請求項５記載の磁気探知装置。8. A pair of peak detecting means connected to both ends of a coil of the magnetic sensor, respectively. The frequency dividing means is connected to each of the pair of peak detecting means, and one of the peak detecting means is connected. Means include
The control signal supplied to the other peak detection means is supplied with a control signal having a phase different from that of the control signal by 180 °, so that one of the pair of peak detection circuits is alternately driven. The magnetic detection device as described in the above. 【請求項９】 前記一対のピーク検波回路からそれぞれ
出力された電圧値を信号として、これら信号の差動をと
る差動増幅回路を備えることを特徴とする請求項８記載
の磁気探知装置。9. The magnetic detection device according to claim 8, further comprising a differential amplifier circuit that takes a voltage value output from each of the pair of peak detection circuits as a signal and takes a difference between these signals. 【請求項１０】 前記差動増幅回路は、ローパスフィル
タを有することを特徴とする請求項９記載の磁気探知装
置。10. The magnetic detection device according to claim 9, wherein the differential amplifier circuit has a low-pass filter.
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JP2009133672A (en) * 2007-11-29 2009-06-18 Fujikura Ltd Detecting method of magnetic field, integrated circuit for detecting magnetic field, and magnetic sensor module
CN117706438A (en) * 2023-08-01 2024-03-15 珅斯电子(上海)有限公司 Variable magnetic sensor, magnetic field intensity measuring method and current detecting method

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