JPS60108770A - 3軸磁束検出コイル装置 - Google Patents

3軸磁束検出コイル装置

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JPS60108770A
JPS60108770A JP21717483A JP21717483A JPS60108770A JP S60108770 A JPS60108770 A JP S60108770A JP 21717483 A JP21717483 A JP 21717483A JP 21717483 A JP21717483 A JP 21717483A JP S60108770 A JPS60108770 A JP S60108770A
Authority
JP
Japan
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bobbin
magnetic flux
coil
coils
axis
Prior art date
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Pending
Application number
JP21717483A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Ibuka
丹 井深
Seiichi Naito
内藤 誠一
Hiroshige Mori
毛利 博茂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Hokushin Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Hokushin Electric Corp filed Critical Yokogawa Hokushin Electric Corp
Priority to JP21717483A priority Critical patent/JPS60108770A/ja
Publication of JPS60108770A publication Critical patent/JPS60108770A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/0206Three-component magnetometers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、3組のスクイド(SQUID)磁束計を用い
、生体から発生するような微小な磁気信号のX。
y、z方向成分を測定する場合に使用される3軸傾束検
出コイル装置に関するものである。
第1図は、従来の磁束勾配を検出する5軸傾束検出コイ
ル装置の一例を示す構成説明図であ4゜この装置は、石
英で構成した立方体のコイルボビン1の各表面にコイル
11〜16を設け、互いに対向するコイルを組にしてそ
れぞれ差動接続し、X軸。
Y軸、2軸の5軸方向成分をそれぞれ検出し、3組のス
クイド磁束計nt 、D2 * 03で測定するように
したものである。
しかしながら、このような従来装置においては、例、t
ば2軸コイル11.12についてみれば、各コイルの直
径と2つのコイル11.12間の距離がほぼ等しいため
に、ノイズ(周囲磁界によって生ずる)と信号との分離
が余9良好でないという欠点がある。差動接続したコイ
ル(−次微分コイル)において、ノイズと信号との分M
を良好にするためには、コイル直径に対し、コイル間距
離を直径の少なくとも3倍以上とる必要があるが、これ
にはX。
y、zah方向に直交する3個のコイルボビンが必要で
おって、大型になるという問題点がある。また、このよ
うなコイルによれば、x、y、z軸各コイルの中心がず
れているために、ある軸のコイルに磁束が鎖交して発生
する渦゛亀流によって作られる磁界が他の軸のコイルと
鎖交して干渉誤差を生じることKなる。また、第2図に
示すように1途中にコイルを設けて出力信号を帰贋して
コイルをゼロデテクタとし、相互干渉を打ち消すことも
提案されているが、回路構成が複雑罠なってしまう。
一方、このような干渉誤差を解決するために、第3図に
示すように1立方体のコイルボビン1の各辺にコイルを
巻き付けることも行われているが、各コイルが円形でな
いことから4隅の部分が悪影Vを及はすおそれがある。
また、このようなコイルを用いて一次微分コイル装置や
二次微分コイル装置を構成するためには、コイル相互間
の取付角度調整機構が複雑になり、小型化は困難である
本発明は、これらの点に着目してなされたものであって
、その目的は、小型で相互干渉を生じることがなく、取
付角度の調整が精度良く簡単に行える5軸出束検出コイ
ル装置を実現すること罠ある。
このような目的を達成する本発明の3軸傾束検出コイル
装置は、絶縁材で球形に構成されたコイルボビンの外周
に互いに直交しかつ中心が一致するようVCして3本の
コイルが巻き付けられた少なくとも2個の3 +111
磁束検出コイルを用い、これら5細事束検出コイル全相
互の取付角度が調整可能な取付機構を介して連結したこ
とを特徴とする。
以下、図面を用いて詳汀1に説明する。
第4図は本発明で用いる3軸傾束検出フィルの一例を示
す構成説明図であって、(a)は側面図、(b)は正面
図である。図面において、コイルボビン2は商品名デル
リンやマコール等の絶縁相で球形に構成されている。こ
のコイルボビン2の外周には、互いに直交しかつ中心シ
狼するようにして3本の溝21〜25が設けられていて
、これら谷溝21〜231Cはそれぞれx、y、z軸V
C対応したコイルが巻き付けられる。
このようなコイルボビン2は、例えば次のようにして作
る。
まず、絶縁材よりなる円柱体2の軸方向に沿って貫通孔
Hを設け、その端面に120°間隔で同心円状に3個の
位置決め穴り、〜h3を設ける。その後、貫通孔Hを軸
にして円柱体2を第3図に示すような両端面が平面の球
形に形成する。次に1この球形のボビン2を、第5図に
示すような椀状のホルダ3に取り付けて、前述のような
溝21〜23を形成する。ここで、ホルダ5の一端には
ボビン2の外周に嵌め合う椀状部31が形成され、他端
には支持軸32が形成されている。そして、椀状部31
には支持軸52に対して54°44′傾いたところにボ
ビン2の貫通孔Hに対応した取付孔53が設けられ、さ
らに、この取付孔33と平行にボビン2の位置決め穴り
、 −h3 K対応した位置決め孔34が設けられてい
る。
前述のような溝21〜23の形成にあたっては、例えば
第6図に示すようにボビン20貫通孔Hとホルダ3の取
付孔33とを重ね合わせて取付ねじ35ヲ挿入した後、
取付ねじ35を軸にしてボビン2を回転させてボビン2
の位置決め穴、例えばhlとホルダ3の位置決め孔34
とを重ね合わせてビン36を挿入し、この状態で取付ね
じ35にナツト37を螺合して固着する。そして、ホル
ダ3の支持軸32ヲ中心にしてホルダ3及びボビン2を
回転させて第1の溝21を形成する。次に、ビン36を
抜いてナツト37を緩め、取付ねじ35を軸にしてボビ
ン2 f 1200回転させ、ボビン2の他の位1ρ決
め穴、例えばh2とボルダ3の位置決め孔34とを重ね
合わせてビン36を挿入し、この状憧でナツト37を締
め付けて固着する。そして、ホルダ3の支持軸32を中
心にしてホルダ3及びボビン2を回転させて第2の溝2
2を形成する。以下、同様の手順を燥抄返して第3の溝
23を形成する。
これKより、ボビン2の外周には、互いに直交しかつ中
心が一致する3本の溝21〜23が形成されることにな
る。そして、このようにして形成されるボビン2の谷溝
21〜23にコイルを巻き付ケることにより、3tm+
磁束検出コイルが実現できる。
このようにして構成される511ill磁束検出コイル
は、理想的な3軸直交コイルであり、多数個作る場合の
再現性(均一性)にも優れている。また、3軸の検出信
号を、それぞれ分離検出できる。
第7図は本発明の一実施例を示す構成説明図であって、
(a)は支持部材4の両端にそれぞれ第4図に示すよう
な5軸出束検出コイル2を取り付けて磁束勾配を検出す
る一次微分検出コイル装置を構成した例を示し、(b)
は2倍のコイルが巻き付けられた3IIQb 部材4を介して両側にそれぞれ3細事束検出コイル2を
取り付けて二次微分検出コイル装置を構成した例を示し
ている。なお、(a)の装置の場合には各軸x、y、z
のコイルは(c)に示すように接続され、(b)の装置
の場合には各軸x、y、zのコイルは(dlに示すよう
に接続される。(e)は多数の5軸磁束検出コイル2を
平面マトリクス状に配置し、外部ノイズの打ち消しと差
動接続による信号検出により、位置的1時間的な磁束変
化を検出するようにしたものである。
ところで、これらの3軸磁束検出コイル2相互間の一様
磁界下における各軸磁のバランスは、コイル間距離、コ
イル断面積、コイルの平行度のバランスで決まることに
なる。
そこで、本発明では、例えば第8図またけ第9図に示す
ようなコイル相互の取付角度が調整可能な取付機構を用
いる。
第8図において、支持部利4の一端9はボビン2の一端
に設けられている穴H’に一部が嵌め合うように球面に
形成され、ボビン2に支持部月4を取り付けるねじSI
+82の締め具合によってボビン2の支持部材4への取
付角度を任意に調整することができる。これにより、支
持部材4の他端に固定されている他方のコイル2に対す
る各軸磁のバランスを精度良く調整することができる。
第9図において、支持部材4の一端aには第1のボビン
2人をねし止める数句部41が形成され、他端すには第
2のボビン2Bの外)、!dの一部が嵌め合うように球
面凹部42が形成されると共に球面凹部42の中心部に
は第2のボビン2Bの取付孔Hに挿通される取付軸5の
端部が螺合するねじ孔43が形成されている。なお、数
句nl+ 5の径は、取付孔Hの径よりも小さく形成さ
れている。取付軸5にはキー溝およびビンPを介してス
ペーサ6が遊嵌されている。このスペーサ6の第2のボ
ビン2Bとの対向面には第2のボビン2]3の外周の一
部が嵌め合うように球面凹部61が形成されている。こ
のスペーサ6117を取付+1tl15に螺合するロッ
クナツト7により第2のボビン2Bに押し付は固着され
る。このような構成において、第2のボビン2Bの取付
角度を調整するのVCあたっては、ロックナツト7を緩
め、第2のボビン2BK取り付けられている操作軸8で
任意の方向に回転させるようにする。そして、所望の角
度になったらロックナツト7を締め付ける。
ここで、取付軸5の径は第2のボビン2Bの取付孔Hの
径よりも小さく形成され、支持部材4とスペーサ6の第
2のボビン2Bとの対向面はそれぞれ第2のボビン2B
の外周の一部が嵌め合うように球面四部に形成されてい
るので、第2のボビン2B(i−各軸を中心にして任意
の角度に設定することができる。また、スペーサ6けキ
ー溝およびピンPを介して取付軸5に遊嵌されているの
で、ロックナツト7を締め付けるのにあたってスペーサ
6が取付軸5に対して角度ずれを生じることはなく、短
時間で他のコイル2人に対する各軸磁の高精度の角度調
整を行うことができる。
なお、これら第8図および第9図で用いる構成部品とし
ては、すべて非金属、非磁性のセラミックスやフェノー
ル樹脂部側を使用することが望ましい。
以上説明したように、本発明によれば、小型で相互干渉
を生じることがなく、取付角度の調整が精度良く簡単に
行える3動磁束検出コイル装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の3軸出束検出コイルの一例を示す構成説
明図、第2図は第1図処おける相互干渉を打ち消すため
の回路図、第3図は従来の3軸出束検出コイルの他の例
を示す構成説明図、第4図は本発明で用いる3Ilil
lI磁束検出コイルの一例を示す構成説明図、第5図は
第4図のボビンの製作に用いるホルダの構成説明図、第
6図は第4図のボビンの製作説明図、第7図は本発明の
実施例を示す構成説明図、第8図および第9図は本発明
で用いる取付機構の構成説明図である。 2・・・コイルボビン(3iNb磁束検出コイル)、4
・・・支持部材、5・・・取付軸、6・・・スペーサ、
7・・・口ツクナツト、8・・・操作軸。 第3図 篤4図 (a)(b) 3 第5図 篇6図 (。) 篤7図 (b) (e) 第8圓

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 絶縁材で球形に構成されたコイルボビンの外周に互いに
    直交しかつ中心が一致するようにして3本のコイルが巻
    き付けられた少なくとも2個の5軸傾束検出コイルを用
    い、これら311%1磁束検出コイルを相互の取付角度
    が調整可能な取付機構を介して連結したことを特徴とす
    る5軸傾束検出コイル装置。
JP21717483A 1983-11-18 1983-11-18 3軸磁束検出コイル装置 Pending JPS60108770A (ja)

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JP21717483A JPS60108770A (ja) 1983-11-18 1983-11-18 3軸磁束検出コイル装置

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ID=16700016

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JP21717483A Pending JPS60108770A (ja) 1983-11-18 1983-11-18 3軸磁束検出コイル装置

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58151571A (ja) * 1982-03-05 1983-09-08 Hitachi Ltd 閉じた磁場のシア−測定方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58151571A (ja) * 1982-03-05 1983-09-08 Hitachi Ltd 閉じた磁場のシア−測定方法

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