CN104335062A - 磁元件控制装置、磁元件控制方法以及磁检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明的磁元件控制装置具有：生成交替信号的励磁信号生成部；将正电压与负电压的检测信号之间的时间宽度转换成电压信息的回授信号转换部；调整信号生成部，生成将叠加于表示磁场强度的数据信号的偏移分量抵消的偏移信号；以及根据交替信号生成交替电流，根据回授信号生成回授电流，根据偏移信号生成偏移电流，对交替电流叠加回授电流和偏移电流来生成施加于励磁线圈的励磁电流的励磁信号调整部。

Description

磁元件控制装置、磁元件控制方法以及磁检测装置

技术领域

本发明涉及信号处理用电路、和使用了信号处理用电路的物理量测量装置，尤其涉及对时间分解型磁通门方式(以下表示为FG方式。)的磁元件进行驱动的磁元件控制装置、磁元件控制方法、以及使用磁元件控制方法来检测磁场的磁检测装置。

本申请基于2012年6月8日申请的日本特愿2012-130860号而主张优先权，这里引用其内容。

背景技术

一般，FG方式的磁元件与同样作为检测磁的磁元件的霍尔元件或者磁阻元件相比，由于检测磁场的灵敏度高且能够小型化，因此被用于便携电子设备等方位检测装置等。

图11是表示时间分解型FG方式的磁元件(磁场比例式测定)的构成例的图。如图11所示，对FG方式的磁元件而言，针对由高磁导率材料形成的磁性体芯的外周面缠绕有励磁绕组和检测绕组。缠绕有励磁绕组的区域作为励磁线圈而被励磁信号驱动，缠绕有检测绕组的区域作为检测线圈而输出检测信号。

图12是对使用时间分解型FG方式的磁元件来检测磁场比例式中的磁的原理进行说明的波形图。图12的PART(a)表示向磁元件的励磁线圈供给的励磁电流，纵轴表示励磁电流的电流值，横轴表示时刻。图12的PART(b)表示磁元件的励磁线圈使磁性体芯内产生的磁场的磁通密度，纵轴表示磁通密度，横轴表示时刻。图12的PART(c)表示磁元件的检测线圈因感应电动势而产生的脉冲的电压值，横轴表示时刻。

在图12中为了驱动励磁线圈，将励磁电流Id的信号(以下称为励磁信号)作为一定周期交替的电流的励磁信号、即如图12的PART(b)所示那样作为三角波形状的励磁信号(即，三角波电流信号)施加于励磁线圈的端子间。

由此，在励磁电流的方向变化的时间(励磁电流的正负的交替时间段)，在图12的PART(c)的情况下，在时刻t1和时刻t2，检测线圈产生因感应电动势引起的正负脉冲(始动(pickup)信号，即pu信号)，将脉冲的电压Vp(始动电压)作为检测信号。检测信号作为与三角波电流信号的周期对应而连续地具有正负极性的电压的脉冲，产生于检测线圈的端子间。

在对磁元件施加了贯通磁性体芯的励磁绕组和检测绕组形成的圆筒空间的稳定磁场Hex(参照图11)的情况下，在励磁绕组中流动与稳定磁场对应的稳定电流。即，上述的稳定电流作为偏移(offset)而与施加于励磁绕组的励磁信号的励磁电流Id叠加。

结果，因交替的励磁信号引起的励磁线圈的驱动状态由于偏移而变化，即励磁电流Id的流动方向变化的时刻在施加有稳定磁场Hex的情况下和在未被施加稳定磁场Hex情况下发生变化。

此时，如图12的PART(c)所示，与未被施加稳定磁场Hex的(Hex＝0)情况相比，在施加有与励磁线圈产生的磁场相同方向的稳定磁场Hex(Hex＞0)的情况下，在励磁电流Id的流动方向变化的定时，时刻t1变晚，时刻t2变早(时间Tm变得比T/2短)。另一方面，与未被施加稳定磁场Hex的情况相比，在施加有与励磁线圈产生的磁场相反方向的稳定磁场Hex的(Hex＜0)情况下，在励磁电流Id的流动方向变化的定时，时刻t1变早，时刻t2变晚(时间Tp变得比T/2长)。

由此，根据励磁电流Id流动的方向发生改变的定时而变化的磁性体芯内的磁通密度φ的变化也与叠加于励磁电流Id的稳定电流对应地变化。

而且，在磁通的方向变化时，针对检测线圈在将磁通的变化抵消的方向产生感应电动势，即在励磁电流Id从正向负变化的定时检测信号作为负电压的脉冲而产生。另一方面，在励磁电流Id从负向正变化的定时检测信号作为正电压的脉冲而产生。

因此，FG型的磁元件通过将未被施加稳定磁场Hex情况下的检测信号被输出的定时与施加有稳定磁场Hex情况下的检测信号被输出的定时进行比较，能够间接地测定稳定磁场Hex的大小。即，在被施加了稳定磁场Hex的情况下，由于在驱动用线圈中流动特定的稳定电流，所以励磁信号中叠加一定的偏移，负电压和正电压的脉冲状的检测信号的时间间隔发生变化。

因此，使用了FG型的磁元件的磁检测装置通过测定产生负电压和正电压的脉冲状的检测信号的时间间隔，来测定从外部施加的稳定磁场Hex的强度(例如，参照专利文献1、专利文献2以及专利文献3)。

这里，将施加于励磁线圈的励磁电流Id的最大值设定为产生成为磁性体芯的饱和磁通密度以上的磁场的值。由此，磁元件的测定磁场范围由励磁信号的一个周期的时间、和与作为因施加稳定磁场Hex而引起的偏移的稳定电流的电流值对应的时间变化(以下称为励磁效率)来决定。

即，时刻t0到时刻t3为励磁信号的一个周期，周期宽度为时间T。在未被施加稳定磁场Hex的情况下(Hex＝0)，由于从负电压的检测信号(以下称为第1检测信号)被输出的时刻t1到正电压的检测信号(以下称为第2检测信号)被检测的时刻t2为止的时间成为励磁信号的半个周期，所以为时间T/2。

另外，在施加有稳定磁场Hex的情况下，从第1检测信号被输出到检测出第2检测信号为止的时间宽度(以下称为测量时间宽度)相对于时间T/2而变化。如图11所示，在稳定磁场Hex的磁通方向为实线箭头的情况下(Hex＞0)，由于是与励磁线圈生成的磁通方向相同方向，所以时间宽度Tm变得比时间T/2短(T0＞Tm)，另一方面，在稳定磁场Hex的磁通方向为虚线箭头的情况下(Hex＜0)，由于是与励磁线圈生成的磁通方向相反方向，所以时间宽度Tp变得比时间T/2长(Tp＞T0)。这里为T0＝T/2。

图13是表示时间分解型FG方式的磁元件(磁场平衡式测定)的构成例的图。如图13所示，磁场平衡式测定中的FG方式的磁元件与图11的磁元件不同，除了缠绕励磁绕组和检测绕组之外，针对由高磁导率材料构成的磁性体芯的外周面还缠绕有反馈(以下称为FB)绕组线圈。缠绕有励磁绕组的区域作为励磁线圈而被励磁信号驱动，缠绕有检测绕组的区域作为检测线圈而输出检测信号，缠绕有反馈绕组的区域作为FB线圈而被反馈信号驱动。

图14是对使用时间分解型FG方式的磁元件来检测磁场平衡式测定中的磁的原理进行说明的波形图。

图14的PART(a)表示向磁元件的励磁线圈供给的励磁电流，纵轴表示励磁电流的电流值，横轴表示时间。励磁电流是以基准电流值0A(0安培)为界的正负交替信号。图14的PART(b)表示作为对磁元件的FB线圈施加的电流的FB信号(即回授信号)，纵轴表示FB信号的电流值，横轴表示时间。图14的PART(c)表示磁元件的检测线圈因感应电动势而产生的脉冲的电压值，横轴表示时间。

如图14所示，在磁场平衡式测定的情况下，通过上述FB线圈产生将施加于磁元件的稳定磁场Hex(通过磁性体芯内的稳定磁场)抵消的磁场。然后，根据使FB线圈产生将稳定磁场抵消的磁场时的电流值，来测定施加于磁元件的稳定磁场。

在磁场平衡式中，作为产生用于将磁性体芯内的稳定磁场抵消的磁场的线圈，除了励磁线圈和检测线圈之外，还在磁元件设置有上述FB线圈。

以下，在本说明书中，将施加FB信号来将磁性体芯内的稳定磁场抵消而测定磁场的方式称为FB线圈FB控制。

另外，在磁场平衡式测定的情况下，与已说明的磁场比例式相同，在施加于励磁线圈的励磁信号的正负交替时间段测定在检测线圈中产生的脉冲的时间间隔。而且，对FB线圈施加FB信号，以使得从测定出的负电压的检测信号被输出的时刻t1到正电压的检测信号被检测的时刻t2为止的时间成为T/2。

例如，在图14的PART(c)中，若时刻t1和时刻t2的时间宽度比T/2宽，则如图14的PART(a)所示被施加负方向的稳定磁场Hex，实际上励磁信号的曲线从曲线L0向曲线L2变化。因此，为了将励磁信号的曲线L2返回至时刻t1和时刻t2的时间宽度成为T/2的曲线L0的位置，对FB线圈施加图14的PART(b)中的线FB2的电流值的FB信号。

另一方面，在图14的PART(c)中，若时刻t1和时刻t2的时间宽度比T/2窄，则如图14的PART(a)所示被施加正方向的稳定磁场Hex，实际上励磁信号的曲线从曲线L0向曲线L1变化。因此，为了将励磁信号的曲线L1返回至曲线L0的位置，对FB线圈施加图14的PART(b)中的线FB1的电流值的FB信号。

然后，根据以时刻t1和时刻t2的时间宽度成为T/2的方式施加于FB线圈的FB信号的电流值，求出施加于磁元件的稳定磁场的强度。

接着，图15是表示使用了FB线圈FB控制中的磁元件控制装置的磁检测装置的构成例的框图。在图15中，磁元件300由检测线圈、励磁线圈、FB线圈构成。

磁元件控制装置200由磁元件控制部201、时钟信号生成部202、和时钟信号调整部203构成。

时钟信号生成部202生成周期T的时钟，并对时钟信号调整部203输出。

时钟信号调整部203调整被供给的时钟的信号电平，并将调整后的时钟向磁元件控制部201输出。

磁元件控制部201具备：检测信号放大部2012、检测信号比较部2013、回授信号调整部2014、回授信号转换部2015、数据信号转换部2016、励磁信号调整部2017、以及励磁信号生成部2018。

励磁信号生成部2018根据从时钟信号调整部203供给的时钟，生成图14的PART(a)所示的作为励磁信号的三角波。

励磁信号调整部2017调整从励磁信号生成部2018供给的励磁信号的电压电平，并作为励磁信号供给至励磁线圈。

励磁线圈在磁元件300的磁性体芯内生成与三角波对应的磁场。

检测线圈在磁性体芯内的励磁信号的正负交替时间段产生脉冲。

检测信号放大部2012对从检测线圈供给的脉冲的电压电平进行放大，并作为检测信号向检测信号比较部2013输出。

检测信号比较部2013求出脉冲(检测信号)的时刻t1和时刻t2的时间宽度与T/2的差量，并将该差量向回授信号转换部2015输出。

回授信号转换部2015根据被供给的差量，求出向FB线圈供给的FB信号的电流值。

这里，回授信号转换部2015从预先写入并存储于内部存储部的FB电流值表中读出与差量对应的电流值来求出FB信号的电流值。

FB电流值表是表示上述差量与将磁性体芯内的稳定磁场抵消的电流值(数字值)的对应的表。

回授信号调整部2014将从回授信号转换部2015供给的FB信号的电流值转换成D/A(Digital/Analog)，并将生成的作为FB信号的电流向FB线圈输出。另外，回授信号调整部2014将从回授信号转换部2015供给的FB信号的电流值向数据信号转换部2016输出。

回授信号调整部2014根据被供给的FB信号的电流值，求出在磁性体芯内抵消了的稳定磁场的强度，即施加于磁元件300的稳定磁场Hex的强度。这里，回授信号调整部2014从预先写入并存储于内部存储部的电流值磁场表中读出与FB信号的电流值对应的磁场强度，来求出施加于磁元件300的磁场的强度。电流值磁场表是表示上述FB信号的电流值与被施加的稳定磁场Hex的强度的对应的表。

在使用上述的时间分解型FG方式的磁元件来检测磁场比例式中的磁的情况下，根据因磁元件300的磁性体芯的材料和构造引起的施加于线圈的单位电流的产生磁场量(以下称为励磁效率)和励磁信号的强度，来决定能够测定的磁场范围。

在使用时间分解型FG方式的磁元件来检测磁场平衡式中的磁的情况下，无论施加于磁元件300的稳定磁场Hex如何，都按照以一定的时间间隔(T/2)输出检测信号的方式将磁性体芯内的磁场维持为平衡状态。因此，可在由磁元件300整体的电源电压限制、即能够供给FB信号的电流值的范围内进行磁场的测定。

另外，在使用时间分解型FG方式的磁元件来检测磁场比例式中的磁的情况下，由于检测信号被输入的时间间隔根据磁场而变化，所以磁灵敏度的线性被直接反映于磁元件300的特性。

另一方面，在使用时间分解型FG方式的磁元件来检测磁场平衡式中的磁的情况下，由于作为磁元件的特性，励磁效率的磁场依赖性较小，所以易于维持检测信号的波形和产生检测信号的时间间隔的稳定性。

因此，当作为测定对象，应用于在全部测定电流范围内以维持了线性的状态测定由数百A(安培)左右的电流产生的磁场的磁元件的情况下，与磁场比例式相比，以往主要使用磁场平衡式中的磁检测。

专利文献1:日本国特开2008-292325号公报

专利文献2:日本国特开2007-078423号公报

专利文献3:日本国特开2007-078422号公报

在使用上述的时间分解型FG方式的磁元件并通过磁场比例式来检测磁时，如已述那样，能够测定的磁场范围被磁元件300的励磁效率和励磁信号限制。

因此，在应用磁场比例式的磁元件作为最大测定电流为数百A左右的电流传感器的情况下，除了磁元件单体的输出的线性针对磁场的强度的依赖性之外，可得到高精度的输出线性的磁场的测定范围还因驱动磁元件的电源电压、允许最大电流值的限制而受限。

另外，在检测线圈产生的检测信号的波形依赖于稳定磁场Hex的强度以及磁性体芯的温度而变化的情况下，检测信号的波形上升的时间微分值和检测信号的输出变动存在关联。因此，由于检测信号的输出的时间变动值依赖于磁场的强度而变化，所以在磁场强度的测定中，尤其是时间变动值随着磁场强度增高而增加，无法以高精度检测磁场。

另一方面，当使用时间分解型FG方式的磁元件并通过磁场平衡式来检测磁时，在FB线圈FB控制中，FB信号一般通过电流控制来进行。

如已述那样，FB控制信号中的电流值与由电流值产生的磁场强度处于比例关系，即使因FB信号的电流值的不同而使FB线圈的电阻与温度对应地变化，FB信号的电流值也被以恒流控制。因此，即使在FB信号的电流值变大的高强度的磁场中，也能够维持磁元件的灵敏度的线性。

另外，即使在励磁线圈和FB线圈各自的励磁效率因磁元件的特性的个体偏差而变化的情况下，由FB信号产生的磁场和施加于磁元件300的稳定磁场Hex的磁场平衡的收敛状态也被输出FB信号的控制电路的特性限制，不会产生收敛中的残差(误差)。

并且，在励磁线圈的励磁效率与FB线圈的励磁效率之比被保持为一定的情况下，由于励磁线圈与FB线圈的磁灵敏度之比不变化，所以基于FB信号的磁场和稳定磁场到成为磁场平衡为止的收敛时间也不变化。

因此，在通过半导体工艺等同时形成磁元件中的励磁线圈和FB线圈的情况下，由于即使励磁线圈和FB线圈各自的电阻变化，也维持线圈电阻的比，所以不会产生作为磁场平衡的收敛的指标的平衡状态下的残差，并且到达平衡状态的时间不变化。

然而，在使用时间分解型FG方式的磁元件并通过磁场平衡式来检测磁时，由于对磁元件设置有FB线圈，所以限制了磁元件的小型化。另外，在驱动FB线圈的FB信号以电流值控制FB线圈产生的磁场的强度的情况下，需要通过恒流控制来决定与磁场的强度对应的电流值。因此，必须安装控制恒流的电压电流转换电路，使得对施加于FB线圈的电流进行控制的控制部的电路规模增大，消耗电流也增加。

另外，由于电压电流转换电路内的产生恒流时的内部的基准电位伴随FB信号的电流值的增加而时间性变动、不稳定，所以被输出的恒流的电流值发生变动。

发明内容

本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于，提供使用仅由励磁线圈和检测线圈构成的磁元件来检测使用了时间分解型FG方式的磁元件的磁场平衡式的磁，并且具备相对于FB线圈的施加电流控制的励磁信号的电压电流转换电路的(同等的)偏移调整功能的磁元件控制装置、磁元件控制方法以及磁检测装置。

本发明的第1方式涉及一种磁元件控制装置，其在利用时间分解型的磁平衡式来检测具有励磁线圈和检测线圈的磁通门型的磁元件被施加的稳定磁场的强度时，控制磁元件，该磁元件控制装置具有：励磁信号生成部，其生成交替信号；检测信号比较部，其检测交替信号的电流方向切换时的由感应电动势产生的正电压或者负电压的检测信号；回授信号转换部，其将正电压与负电压的检测信号之间的时间宽度转换成电压信息；回授信号调整部，其根据电压信息来生成用于产生将施加于磁元件的稳定磁场抵消的磁场的回授信号；数据信号转换部，其将回授信号作为表示磁场强度的数据信号而输出；调整信号生成部，其生成将叠加于数据信号的偏移分量抵消的偏移信号(作为直流调整信号的信号)；以及励磁信号调整部，其根据交替信号生成交替电流、根据回授信号生成回授电流、根据偏移信号生成偏移电流，并对交替电流叠加回授电流和偏移电流，来生成向励磁线圈施加的励磁电流。

本发明的第2方式基于上述第1方式的磁元件控制装置，偏移信号被设定为将在0磁场中测定出的数据信号与0磁场中的设计上的数据信号的期待值的差量、即偏移分量抵消的电压。

本发明的第3方式基于上述第1或者第2方式的磁元件控制装置，励磁信号调整部具有差动放大器，该差动放大器的反相输入端子和输出端子连接励磁线圈的端子，非反相输入端子被施加基准电压，对反相输入端子施加交替电流、回授电流以及偏移电流，差动放大器从输出端子对励磁线圈流过将交替电流、回授电流以及偏移电流相加而得到的励磁电流。

在本发明的第4方式中，上述第3方式的磁元件控制装置具有温度传感器，调整信号生成部基于温度传感器测定的温度来控制偏移电流，以使得不管温度如何该偏移电流都成为设定为初始值的电流值。

本发明的第5的方式基于上述第4方式的磁元件控制装置，励磁信号调整部对交替电压信号乘以与温度对应的系数来进行校正，对校正后的交替信号叠加回授信号，并作为励磁信号而供给至励磁线圈。

本发明的第6的方式基于上述第4或者第5方式的磁元件控制装置，励磁信号生成部与对应于温度的系数对应地调整交替信号的周期，对调整后的交替电压信号叠加回授信号，并作为励磁信号而供给至励磁线圈。

本发明的第7的方式基于上述第1到第6方式的磁元件控制装置，在通过时间分解型的磁比例式来检测磁场的强度的模式被选择时，回授信号调整部将回授信号的电压值设为0V并供给至励磁信号调整部，回授信号转换部将时间宽度作为稳定磁场的测定数据而输出。

本发明的第8的方式基于上述第1到第7方式的磁元件控制装置，还具有产生周期性时钟信号的时钟信号生成部，还具有生成三角波信号作为与时钟信号同步的交替信号的励磁信号生成部。

本发明的第9的方式涉及一种磁元件控制方法，是在通过时间分解型的磁平衡式来检测具有励磁线圈和检测线圈的磁通门型的磁元件被施加的稳定磁场的强度时，对磁元件进行控制的磁元件控制方法，包括：生成交替信号的励磁信号生成过程；对励磁线圈中流过的交替信号的电流方向切换时的由感应电动势产生的正电压或者负电压的检测信号进行检测的检测信号比较过程；将正电压与负电压的检测信号之间的时间宽度转换成电压信息的回授信号转换过程；根据电压信息来生成用于产生将施加于磁元件的稳定磁场抵消的磁场的回授信号的回授信号调整过程；将回授信号作为表示磁场强度的数据信号输出的数据信号转换过程；生成将叠加于数据信号的偏移分量抵消的偏移信号的调整信号生成过程；以及根据交替信号生成交替电流、根据回授信号生成回授电流、根据偏移信号生成偏移电流，并对交替电流叠加回授电流和偏移电流来生成向励磁线圈施加的励磁电流的励磁信号调整过程。

本发明的第10的方式涉及一种磁检测装置，是对被施加的稳定磁场的强度进行检测的基于磁场平衡方式的磁检测装置，该磁检测装置具有：磁通门型的磁元件，其具有励磁线圈和检测线圈；励磁信号生成部，其生成交替信号；检测信号比较部，其检测交替信号的电流方向切换时的由感应电动势产生的正电压或者负电压的检测信号；回授信号转换部，其将正电压和负电压的检测信号之间的时间宽度转换成电压信息；回授信号调整部，其根据电压信息生成用于产生将施加于磁元件的稳定磁场抵消的磁场的回授信号；调整信号生成部，其生成将叠加于数据信号的偏移分量抵消的偏移信号；励磁信号调整部，其根据交替信号生成交替电流、根据回授信号生成回授电流、根据偏移信号生成偏移电流，并对交替电流叠加回授电流和偏移电流来生成向励磁线圈施加的励磁电流；以及数据信号转换部，其将回授信号作为表示磁场强度的数据信号而输出。

根据上述本发明的方式，由于使产生将稳定磁场抵消的磁场的电压值的回授信号叠加于励磁信号，并将稳定磁场被抵消(磁强度成为0)时的回授信号用作表示磁场强度的测定数据，所以能够使用与磁比例式相同构造的磁元件(不具有FB线圈，由励磁线圈和检测线圈构成的磁元件)来进行磁平衡式的磁场强度的测定。

从而，根据本发明的方式，能够将磁检测装置所采用的磁元件小型化。因此，能够实现磁检测装置的小型化，并且通过小型化能够使制造成本降低。

附图说明

图1是对本发明的第1实施方式涉及的由磁元件控制装置100和磁元件50构成的磁检测装置的结构进行说明的图。

图2是表示图1中的励磁信号调整部1016和调整信号生成部1100的构成例的图。

图3是表示作为磁通门型磁元件的磁元件50的构成例的图。

图4是表示磁通门型磁元件的动作原理的波形图。

图5是说明第1实施方式中的磁元件控制装置100进行的磁元件控制处理(基于数字值的回授电压的生成处理)的动作例的流程图。

图6是说明第1实施方式中的磁元件控制装置100进行的磁元件控制处理(基于模拟值的回授电压的生成处理)的动作例的流程图。

图7是表示本发明的第2实施方式涉及的磁元件控制装置110的构成例的图。

图8是表示第3实施方式涉及的磁元件控制装置100的构成例的图。

图9是说明第3实施方式中的磁元件控制装置130进行的磁元件控制处理(基于数字值的回授电压的生成处理)的动作例的流程图。

图10是说明第3实施方式中的磁元件控制装置130进行的磁元件控制处理(基于模拟值的回授电压的生成处理)的动作例的流程图。

图11是表示时间分解型FG方式的磁元件(磁场比例式测定)的构成例的图。

图12是对使用时间分解型FG方式的磁元件来检测磁场平衡式中的磁的原理进行说明的波形图。

图13是表示时间分解型FG方式的磁元件(磁场平衡式测定)的构成例的图。

图14是对使用时间分解型FG方式的磁元件来检测磁场平衡式中的磁的原理进行说明的波形图。

图15是表示FB线圈FB控制中的使用了磁元件控制装置的磁检测装置的构成例的框图。

具体实施方式

＜第1实施方式＞

下面参照附图，对本发明的第1实施方式进行说明。图1是对本发明的第1实施方式涉及的由磁元件控制装置100和磁元件50构成的磁检测装置的结构进行说明的图。磁元件控制装置100具备：磁元件控制部101、时钟信号生成部102、时钟信号调整部103、以及数据信号判定部104。

本实施方式涉及的磁元件控制装置100在利用时间分解型的磁平衡式来检测由检测线圈51和励磁线圈52构成的磁通门型的磁元件50被施加的稳定磁场的强度时，控制对励磁线圈52施加的励磁信号。

磁元件控制部101具备：检测信号放大部1011、检测信号比较部1012、回授信号调整部1013、回授信号转换部1014、数据信号转换部1015、励磁信号调整部1016、励磁信号生成部1017、以及调整信号生成部1100。

时钟信号生成部102由生成规定周期的时钟信号的振荡器构成，并将生成的时钟信号向时钟信号调整部103输出。

时钟信号调整部103将被供给的时钟信号的信号电平放大，或进行时钟信号的周期变更等处理，并将处理结果的时钟信号向励磁信号生成部1017输出。

数据信号判定部104判定从数据信号转换部1015(之后详述)供给的表示磁的强度的数据信号的电压值是否包含在预先设定的数据范围(输出数据指定范围)。在数据信号判定部104中，上述数据范围被预先写入并存储于内部的存储部。数据范围是用于判定被数据信号转换部1015放大并输出的数据信号所表示电压值是否包含在磁场与表示磁场的电压值处于线性关系的区域的电压值的范围。

在数据信号的电压值不包含在数据范围的情况下，数据信号判定部104将表示错误的数据信号即错误信号向外部的磁场强度检测装置输出。另外，在数据信号的电压值包含在数据范围的情况下，数据信号判定部104将表示电压值的数据信号经由数据信号输出端子向外部的磁场强度检测装置输出。

在磁元件控制部101中，励磁信号生成部1017基于从时钟信号调整部103供给的时钟信号，来生成交替信号、例如作为以0V为基准电位而交替的交替电压信号的三角波信号。

励磁信号调整部1016以规定的放大率对励磁信号生成部1017生成的三角波信号进行放大，生成三角波电流信号，并施加于励磁线圈52。

励磁信号调整部1016对施加于励磁线圈52的三角波电流信号加上后述的回授电流If以及作为直流调整电流的偏移电流Ia的分量。

图2是表示图1中的励磁信号调整部1016以及调整信号生成部1100的构成例的图。在图2中，励磁信号调整部1016具备差动放大器2001、电阻2002以及2003。这里，电阻2002的电阻值为电阻值R，电阻2003的电阻值为电阻值Rf。电阻2002介于励磁信号生成部1017的输出端子与差动放大器2001的(-)端子(反相输入端子)之间，对励磁信号生成部1017输出的三角波励磁信号的电压进行电压电流转换而成为驱动电流I。电阻2003介于回授信号调整部1013的输出端子与差动放大器2001的(-)端子之间，对回授信号调整部1013输出的回授信号的电压(回授电压)进行电压电流转换而成为回授电流If，并向差动放大器2001的(-)端子输出。另外，以回授电流If的电流值成为与回授电压表示的磁场的移动量对应地使励磁电流Iex变化的电流值的方式设定电阻2003的电阻值Rf。

此外，在本实施方式中，以回授信号调整部1013输出的回授信号为电压控制的信号进行说明，但也可以是电流控制的信号。或者也可以包含电压控制的信号和电流控制的信号双方。

另外，差动放大器2001的(+)端子(非反相输入端子)与调整信号生成部1100的输出端子连接。调整信号生成部1100是输出恒流的电路。调整信号生成部1100生成作为恒流的偏移电流Ia。即，调整信号生成部1100具备可变电阻110，通过电阻值Ra的可变电阻1101对从输入端子供给的直流调整电压即偏移电压Va(作为直流调整信号的偏移信号)进行电压电流转换，并作为偏移电流Ia从输出端子向差动放大器2001的(-)端子输出。由未图示的外部的电源经由调整电压输入端子供给偏移电压Va。另外，也可以在磁元件控制装置100的内部设置供给偏移电压Va的电源。

另外，针对差动放大器2001的输出端子和(-)端子分别连接励磁线圈52的端子。励磁线圈52的电阻值为Rex，被从差动放大器2001的输出端子施加Iex作为三角波电流信号的励磁电流。

根据上述构成，励磁线圈52中流过的励磁电流Iex是上述的三角波电流信号，成为驱动电流I(对三角波电压信号进行电压电流转换后的交替电流)、回授电流If、与偏移电流Ia的相加值。

偏移电流Ia是由可变电阻1101对从外部赋予的偏移电压Va进行转换后的电流。偏移电压Va是用于将因构成磁元件控制装置100中的磁元件控制部101、时钟信号生成部102、时钟信号调整部103以及数据信号判定部104的电路元件、以及磁元件50的制造偏差而造成的、叠加于数据信号的偏移(磁强度的数据中的偏移分量)抵消的电压。

即，若按照设计制成上述的电路元件，则基本上在将磁检测装置放入到稳定磁场Hex为“0”的防磁屏蔽盒中而测定了磁场的情况下，数据信号成为表示磁为“0”的数值。另外，测定该偏移时的温度为室温。

然而，如上述那样由于电路元件的制造偏差，即使在稳定磁场Hex为“0”的情况下，也存在数据信号不成为表示磁强度为“0”的值的情况。

即，存在在磁元件控制装置100的设计上数据信号的磁强度应该为“0”，但由于上述的电路元件等的特性的偏差而不成为作为期待值的“0”的情况。此时，进行将偏移电压Va校正成在稳定磁场Hex为“0”的状态(且室温)下数据信号成为表示“0”的值的电压的校正处理。此时，可变电阻1101的电阻值Ra一定，但也可以调整偏移电压Va和电阻值Ra双方。由此，向图2中的差动放大器2001的(-)端子流过表示与叠加于数据信号的偏移对应的磁场强度的偏移电流Ia。而且，流过包含将偏移电流Ia抵消的电流的回授电流If，基于偏移电流Ia来校正回授电流If即回授电压，能够将叠加于数据信号的偏移抵消。

图3是表示作为磁通门(FG)型磁元件的磁元件50的构成例的图。

对磁元件50而言，针对磁性体芯53缠绕有2个系统的绕组，由以一个系统的绕组构成的检测线圈51和以另一个系统的绕组构成的励磁线圈52组成。

图4是表示磁通门型磁元件的动作原理的图表。这里，图4的PART(a)的纵轴表示电流值(三角波电流信号)，横轴表示时间，是表示供给至励磁线圈52的三角波电流信号的时间变化的图表。在图4的PART(a)中，供给至励磁线圈52的三角波电流信号是以0A为界的正负交替信号。另外，励磁信号的周期为T，不对磁元件50施加磁场的情况下的电流流动的方向的变化的间隔、即第1检测信号和第2检测信号被检测到的间隔的时间宽度为T/2。图4的PART(b)的纵轴表示电压，横轴表示时间，是表示当图4的PART(a)的基于三角波电流信号而在励磁线圈52中流过的电流的方向(电流方向)、即电流的极性(正或者负)发生变化时，通过感应电动势而在检测线圈51中产生的检测信号(时刻t1的第1检测信号、时刻t2的第2检测信号)的时间变化的图表。该情况下，设图4的PART(b)的基准电压为0V。

这里，图4的PART(a)表示由于向磁元件50施加了稳定磁场(Hex)，对励磁线圈52施加的三角波电流信号的电流值从0A错位了产生被施加的稳定磁场的DC电流。另外，表示第1检测信号(时刻t1)和第2检测信号(时刻t2)的产生定时与由稳定磁场(Hex)引起的三角波电流信号从0A的错位对应地在时间上错位。

这里，根据图4的PART(b)可知，若第1检测信号的时刻t1和第2检测信号的时刻t2之间(检测信号间)的时间宽度Tw(＝T0)与作为三角波的周期T的1/2的时间T/2的差量Td为0，则未对磁元件50施加稳定磁场(Hex)。另外，若差量Td为正(Tw为Tp的情况)，则被施加负的稳定磁场(Hex＜0)，若差量Td为负(Tw为Tm的情况)，则被施加正的稳定磁场(Hex＞0)。

返回到图1，检测信号放大部1011利用预先设定的放大度来放大磁元件50的检测线圈51的两端的电压。

检测信号比较部1012将从检测信号放大部1011供给的被放大后的检测信号的电压值和预先设定的阈值电压值进行比较，来检测第1检测信号和第2检测信号(参照图4的PART(b))。

如图4所示，第1检测信号是负极性(负电压)的脉冲，由感应电动势在对励磁线圈52施加的电流的极性从正(正电流)向负(负电流)变化的电压区域中产生。另一方面，第2检测信号是正极性(正电压)的脉冲，由感应电动势在对励磁线圈52施加的电流的极性从负(负电流)向正(正电流)变化的电流区域中产生。

回授信号转换部1014生成与检测信号比较部1012检测到的差量Td对应的电压信息(后述的决定回授信号的电压的信息)，并作为测定数据向回授信号调整部1013输出。

回授信号调整部1013产生与从回授信号转换部1014供给的电压信息对应的电压，并将电压作为回授信号，供给至励磁信号调整部1016以及数据信号转换部1015。

数据信号转换部1015利用预先设定的放大度来放大从回授信号调整部1013供给的电压(回授信号)，并向数据信号判定部104输出。

在本实施方式中，即使使用通过使用数字值的运算进行数字处理的构成和通过使用模拟值的运算进行模拟处理的构成中的任意一种构成作为生成FB信号即回授信号的电压的构成，也能够构成磁元件控制装置100。下面，依次对通过数字处理生成回授信号的电压的构成和通过模拟处理生成回授电压的构成进行说明。

■通过数字处理生成回授信号的电压的构成

检测信号比较部1012对从第1检测信号到第2检测信号为止的时间宽度进行测量，求出时间宽度Tw(Tp、Tm等)与三角波的周期T的一半时间、即T/2的差量Td(＝Tw-(T/2))，并向回授信号转换部1014输出。

若被从检测信号比较部1012供给作为时间信息的差量Td，则回授信号转换部1014根据差量Td来生成用于生成作为FB信号的回授信号的电压的电压信息。

这里，在回授信号转换部1014中，表示差量Td和与差量Td对应的数字值的电压信息的对应的时间电压信息表被预先写入并存储于内部的存储部。

然后，回授信号转换部1014从内部的存储部中存储的时间电压信息表中读出与被供给的差量Td对应的电压信息，并向回授信号调整部1013输出。例如，电压信息是表示回授信号的电压值的数字值的数据。另外，电压信息被赋予差量Td的极性，即在差量Td为正时具有正的极性，在差量Td为负时具有负的极性。因此，在对磁元件50施加有正极性的稳定磁场Hex的情况下，励磁信号调整部1016对根据三角波电压信号生成的驱动电流I叠加负极性的回授电流If作为回授信号，另一方面，在施加有负极性的稳定磁场Hex的情况下，对根据三角波电压信号生成的驱动电流I叠加正极性的回授电流If作为回授信号。

回授信号调整部1013基于从回授信号转换部1014供给的电压信息，生成电压信息所表示的电压值的回授信号，并作为FB信号向励磁信号调整部1016输出。

这里，由于电压信息为数字值，所以回授信号调整部1013例如在内部具备D/A转换器，将作为被供给的数字值的电压信息输入至D/A转换器而得到直流电压，并作为回授信号向励磁信号调整部1016输出。

励磁信号调整部1016使根据从回授信号调整部1013供给的作为FB信号的回授信号而生成的回授电流If、和从调整信号生成部1100供给的偏移电流Ia叠加于根据三角波电压信号在内部生成的驱动电流I，并作为三角波电流信号施加给励磁线圈52。

另外，在三角波电流信号(励磁电流)中叠加有回授电流If的情况下，检测信号比较部1012检测的第1检测信号与第2检测信号的时间间隔处于T/2附近。

因此，在三角波电流信号中已叠加了回授电流If的情况下，检测信号比较部1012输出的时间信息表示成为T/2所需的回授电流If与目前所施加的回授电流If的差量的电流值。因此，检测信号比较部1012在被施加有励磁信号的情况下，将差量Td作为上述的表示差量的电流值的时间信息向回授信号转换部1014输出。

回授信号转换部1014若被供给表示差量的电流值的时间信息即差量Td，则如已述那样，从内部的存储部中存储的时间电压信息表中读出用于生成与差量Td对应的电流值的电压信息，并向回授信号调整部1013输出。

回授信号调整部1013在内部具有存储部，电压信息被累计存储于存储部，使用被累计的电压信息来进行对励磁信号调整部1016输出的回授信号的电压的生成，并向励磁信号调整部1016输出。

这里，回授信号调整部1013判定与差量Td对应的电压信息是否包含在预先设定的设定电压范围内。

然后，在设定电压范围内不包含电压信息的情况下，回授信号调整部1013判定为在将施加于磁元件50的稳定磁场抵消时，即使施加磁场也不变化的电压，即对抵消没有影响的电压。

即，回授信号调整部1013判定为成为使磁场强度发生变化时的控制精度的误差，且第1检测信号和第2检测信号的时间宽度大致为T/2。此时，回授信号调整部1013不将视为误差范围的电压信息累计于内部的存储部的之前最新的时间信息而进行废弃。

数据信号转换部1015利用预先设定的放大度来放大从回授信号调整部1013供给的电压信息，并向外部输出。

数据信号转换部1015中的放大度被设定为仅将可预先线性测定的范围的回授信号的电压值的范围作为数据信号而输出的值。即，放大度成为仅将稳定磁场抵消的磁场和产生该磁场的电压值的回授信号保持线性的范围被放大了的电压，并使范围外的电压饱和而成为一定电压。即，数据信号转换部1015基于回授信号的电压值和由电压值生成的磁场强度具有线性的回授信号的电压范围外的回授信号的电压值饱和的、预先设定的放大率，来放大回授信号并输出。

因此，数据信号表示求出将稳定磁场抵消的磁场的强度的磁场电压、即稳定磁场的强度。处于外部的磁场强度检测装置(未图示)将数据信号表示的磁场电压的电压值转换成磁场的强度，并输出转换后的磁场的强度。

这里，在磁场强度检测装置中，表示磁场电压的电压值和与磁场电压的电压值对应的磁场的强度的对应的磁场强度表被预先写入并存储于内部的存储部。

磁场强度检测装置从磁场强度表中读出由磁元件控制装置100供给的、与数据信号所表示的磁场电压的电压值对应的磁场强度，并作为稳定磁场(Hex)的强度的数值，显示于例如设置在磁场强度检测装置的显示部。在本实施方式中，由磁元件控制装置100和上述未图示的磁场强度检测装置构成磁检测装置。

■通过模拟处理生成回授信号的电压的构成

检测信号比较部1012将第1检测信号和第2检测信号向回授信号转换部1014输出。

回授信号转换部1014基于第1检测信号和第2检测信号被输出的周期(时刻t1与时刻t2的间隔，即时间宽度)，生成作为电压信息的具有占空比的脉冲，并将脉冲作为电压信息向回授信号调整部1013输出。

即，回授信号转换部1014根据上述时间宽度求出表示回授信号的电压值的占空比作为电压信息，并将表示回授信号的电压值的占空比的矩形波向回授信号调整部1013输出。

在以矩形波信号表示信息的情况下，回授信号调整部1013通过PWM(Pulse Width Modulation：脉冲调制)电路等产生与占空比对应的直流电压，并作为回授信号进行输出。

例如，在从第1检测信号到第2检测信号为止的时间宽度相对于从第2检测信号到第1检测信号为止的时间宽度长的情况下，需要稳定磁场为负。因此，回授信号调整部1013产生使抵消稳定磁场的正磁场产生的直流电压的回授信号。

另一方面，在从第2检测信号到第1检测信号为止的时间宽度相对于从第1检测信号到第2检测信号为止的时间宽度长的情况下，由于稳定磁场为正，所以回授信号调整部1013产生使抵消稳定磁场的负磁场产生的直流电压的回授信号。

即，若被供给作为电压信息的脉冲，则回授信号调整部1013生成与脉冲的占空比对应的电压值的回授信号，并将生成的回授信号向励磁信号调整部1016输出。

这里，如已说明那样，回授信号调整部1013设置有使用图2所示的差动放大器2001以及电阻2002、2003而构成的电压电流转换电路。在该电压电流转换电路中，差动放大器2001将三角波电流信号从输出端子向励磁线圈52输出，以使得(+)端子的电压(参考电压Vref)与(-)端子的电压的电位差维持为0。

因此，供给至差动放大器2001的(+)端子的回授电流If与外部磁场成为比例关系。通过使对应于回授信号的回授电流If与驱动电流I叠加并施加于励磁线圈52，来产生基于回授电流If的磁场，并将磁元件50内的磁性体芯被施加的磁场调整为一定(使第1检测信号与第2检测信号的时间宽度固定为T/2)。作为结果，能够不依赖于外部的稳定磁场地将第1检测信号与第2检测信号的时间间隔保持为一定。

与数字处理的情况相同，励磁信号调整部1016使从回授信号调整部1013供给的回授信号叠加于在控制电路内部生成的三角波电压信号，并将叠加了回授信号的三角波电压信号作为励磁信号施加于励磁线圈52。

由于数据信号转换部1015的动作除了放大模拟值以外，与数字处理相同，故省略说明。

另外，外部的磁场强度检测装置通过A/D(Analog/Digital)转换，将从磁元件控制装置100供给的模拟值的数据信号转换成数字值，与数字处理中说明的动作同样地求出磁场强度。

接着，使用图1、图2以及图5，对第1实施方式中的磁元件控制装置130的磁元件控制处理进行说明。图5是说明第1实施方式中的磁元件控制装置130进行的磁元件控制处理(基于数字值的回授电压的生成处理)的动作例的流程图。

步骤S11：

用户将本实施方式的磁检测装置放入到防磁屏蔽盒，得到将叠加于数据信号的偏移抵消的偏移电压Va以及可变电阻1101的电阻值Ra。(此时，用户对在“0”磁场和室温的环境中，从磁检测装置输出的数据信号表示“0”磁场时的偏移电压Va以及电阻值Ra进行测定。)

用户控制可变电阻1101的电阻值Ra，从未图示的外部的电源经由调整电压输入端子向调整信号生成部1100赋予偏移电压Va。

由此，调整信号生成部1100利用可变电阻1101将偏移电压Va转换成偏移电流Ia。

步骤S12：

调整信号生成部1100将生成的偏移电流Ia供给至差动放大器2001的(-)端子。

励磁信号调整部1016将驱动电流I(利用电阻2002对三角波电压信号进行电压电流转换而得到的电流)、偏移电流Ia(从调整信号生成部1100供给的将偏移抵消的电流)、以及回授电流If(根据回授电压，利用电阻2003进行电压电流转换后的电流)相加，并将相加结果作为励磁电流即三角波电流信号施加于励磁线圈52。即，在励磁线圈52中流过对驱动电流I叠加了偏移电流Ia和回授电流If的作为励磁电流的周期性三角波电流。

步骤S13：

检测信号放大部1011对检测线圈51的两端的电压进行放大，并向检测信号比较部1012输出。

检测信号比较部1012从第1检测信号被检测到的时刻t1与第2检测信号被检测到的时刻t2之间的时间宽度Tw减去作为基准的时间宽度的T/2，将相减结果的差量Td作为测定出的时间信息向回授信号转换部1014输出。

由此，回授信号转换部1014根据从检测信号比较部1012供给的差量Td，求出与差量Td对应的电压值，并将求出的电压值作为电压信息向回授信号调整部1013输出。

步骤S14：

接着，回授信号转换部1014根据从检测信号比较部1012供给的差量Td，求出与差量Td对应的电压值，并将电压值作为电压信息向回授信号调整部1013输出。

若被供给电压信息，则回授信号调整部1013将写入在内部的存储部的之前最新的回授电压的电压值与电压信息所表示的电压值相加，并将相加结果作为新的回授电压的电压值。

步骤S15：

回授信号调整部1013判定相加结果的新的回授电压的电压值是否在预先设定的最大电压以下(指定范围内)。

最大电压被设定成生成的回授电流If成为使施加于励磁线圈52的励磁电流小于励磁线圈52的饱和电流的电流值。即，是对回授电流If与励磁电流I的峰值电流的相加电流即励磁电流不超过励磁线圈52的饱和电流的电流范围进行规定的电流阈值范围(具有从-到+的极性的电压值的范围)。因此，回授电压的回授电压范围例如被设定为在施加后流过励磁线圈52的电流中，回授电流If成为在驱动电流I的峰值中不超过饱和电流的电流值的电压值的范围。

此时，回授信号调整部1013在回授电压包含在上述回授电压范围的情况下，使处理进入步骤S16，在回授电压未包含在该回授电压范围内的情况下，使处理进入步骤S18。

另外，回授信号调整部1013在判定为回授电压包含在回授电压范围内的情况下，进行设置于内部的计数器的计数处理、即将计数值加一(对计将数值加1)。

步骤S16：

接着，回授信号调整部1013判定设置于内部的计数器的计数值是否小于预先写入并存储在内部的存储部中的(设定于内部的存储部)的计数阈值。

此时，回授信号调整部1013在计数器的计数值小于计数阈值的情况下，使处理进入步骤S17，另一方面，在计数值为计数阈值以上的情况下，使处理进入步骤S18。

上述计数阈值是考虑在求取回授电压时不收敛的情况而设定的值。因此，计数阈值求出将一定的稳定磁场施加于磁元件50而能够在误差范围内测定稳定磁场的磁场强度的反复次数、即能够计算出将稳定磁场抵消的回授电压的回授电压的计算重复次数。基于重复次数，例如将对重复次数乘以任意倍数(2、3以及4等任意的整数值)而得到的数值作为计数阈值，并预先写入并存储于回授信号调整部1013在内部具有的存储部。

步骤S17：

接着，回授信号调整部1013判定根据差量Td求出的电压信息的电压值的绝对值是否小于预先设定的电压阈值。

此时，回授信号调整部1013在根据差量Td求出的电压信息的电压值超过电压阈值以上的情况下，使处理进入步骤S19，另一方面，当电压信息的电压值在电压阈值以内(以下)的情况下，使处理进入步骤S20。

这里，判定电压阈值是否是即使与目前的回授电压相加，也使超过测定误差的磁场强度变化的电压值。因此，回授信号调整部1013将小于电压阈值的电压值判定为仅赋予测定中的误差内的磁场强度的变化的电压值，不进行将电压信息所表示的电压值与内部的存储部中累计的回授电压相加的处理。另外，电压阈值通过实验等求出，并被预先写入且存储于回授信号调整部1013的内部的存储部。

步骤S18：

回授信号调整部1013认为不能测定目前对磁元件50施加的稳定磁场，经由数据信号判定部104向外部的磁场强度检测装置输出错误信号。

由于被供给错误信号，磁场强度检测装置将表示不能够测定目前对磁元件50施加的稳定磁场的通知显示在自身的显示部中。

步骤S19：

接着，回授信号调整部1013使新求出的回授电压写入并存储于内部的存储部作为之前最新的回授电压。

另外，回授信号调整部1013生成与新求出的回授电压的电压值对应的电压，并作为FB信号(回授信号)向励磁信号调整部1016输出。此时，在未求出回授电压的电压值的情况下，回授信号调整部1013将之前最新的回授电压的电压值继续向励磁信号调整部1016输出。

接着，励磁信号调整部1016根据从励磁信号生成部1017供给的三角波生成三角波电压信号。

励磁信号调整部1016根据生成的三角波电压信号生成驱动电流I，将基于从回授信号调整部1013供给的回授电压的回授电流If和来自调整信号生成部1100的偏移电流Ia相加，生成作为励磁信号的三角波电流信号并施加于励磁线圈52。然后，励磁信号调整部1016将处理返回到步骤S13。

步骤S20：

接着，回授信号调整部1013读出内部的存储部中存储的回授电压的电压值，并向数据信号转换部1015输出。

然后，数据信号转换部1015通过预先设定的放大率对从回授信号调整部1013供给的回授电压的电压值进行放大，并作为数据信号向数据信号判定部输出。

步骤S21：

数据信号判定部104判定从数据信号转换部1015供给的数据信号所表示的电压值是否包含在内部的存储部所存储的数据范围。此时，数据信号判定部104在数据信号所表示的电压值包含在数据范围的情况下，使处理进入步骤S22。另一方面，数据信号判定部104在数据信号所表示的电压值不包含在数据范围内的情况下，使处理进入步骤S23。

步骤S22：

数据信号判定部104将从数据信号转换部1015供给的数据信号向外部的磁场强度检测装置输出。

如已述那样，磁场强度检测装置从内部的存储部所存储的磁场强度表中读出与从磁元件控制装置130供给的数据信号所表示的电压值对应的磁场强度，并将其显示于磁场强度检测装置的显示部。

步骤S23：

接着，数据信号判定部104将从数据信号转换部1015供给的数据信号废弃，向外部的磁场强度检测装置输出错误信号。

如已述那样，磁场强度检测装置若从磁元件控制装置130被供给错误信号，则将表示不能测定被施加的稳定磁场的通知显示于磁场强度检测装置的显示部。

接着，使用图1、图2以及图6，对第1实施方式中的磁元件控制装置130的其他磁元件控制处理进行说明。图6是说明第1实施方式中的磁元件控制装置130进行的磁元件控制处理(基于模拟值的回授电压的生成处理)的动作例的流程图。图6的步骤S11以及步骤S12分别与图5的步骤S11以及步骤S12相同。

步骤S11：

用户将本实施方式的磁检测装置放入到防磁屏蔽盒，得到将叠加于数据信号的偏移抵消的偏移电压Va以及可变电阻1101的电阻值Ra。

用户控制可变电阻1101的电阻值Ra，并从未图示的电源经由调整电压输入端子向调整信号生成部1100赋予偏移电压Va。

由此，调整信号生成部1100利用可变电阻1101，将偏移电压Va转换成偏移电流Ia。

步骤S12：

调整信号生成部1100将生成的偏移电流Ia供给至差动放大器2001的(-)端子。

励磁信号调整部1016将驱动电流I(根据三角波电压信号生成的电流)、偏移电流Ia以及回授电流If相加，并将相加结果作为驱动电流即三角波电流信号施加于励磁线圈52。即，在励磁线圈52中流过周期性的三角波电流。

步骤S33：

检测信号放大部1011对检测线圈51的两端的电压进行放大，并向检测信号比较部1012输出。

然后，检测信号比较部1012将检测到的第1检测信号以及第2检测信号作为时间信息，向回授信号转换部1014输出。

步骤S34：

若被供给检测信号，则回授信号转换部1014基于表示第1检测信号以及第2检测信号被输出的时间间隔的时间宽度(时间信息)，生成作为电压信息的具有占空比的脉冲的列(以下称为脉冲列)，并将具有占空比的脉冲列作为电压信息向回授信号调整部1013输出。

步骤S35：

回授信号调整部1013根据被供给的具有占空比的脉冲列，通过PWM电路等生成直流电压(回授电压)，并作为回授信号向励磁信号调整部1016和数据信号转换部1015输出。

即，回授信号调整部1013若被供给作为电压信息的脉冲，则生成与脉冲的占空比对应的电压值的回授信号，并将生成的回授信号向励磁信号调整部1016和数据信号转换部1015输出。

这里，在回授信号调整部1013中设置有例如使用运算放大器而构成的电压电流转换电路。由于在电压电流转换电路中，使用运算放大功能的放大器，以将正输入和负输入的电位差维持为0的方式使放大器发挥作用，所以从放大器的输出向正输入的电流信号与外部磁场成为比例关系。而且，通过将与电流信号成比例的信号作为回授信号并施加于励磁线圈52，来产生基于回授信号的磁场，对磁元件50内的磁性体芯施加的磁场被调整成为一定。作为结果，能够不依赖于外部的稳定磁场地将第1检测信号与第2检测信号的时间间隔保持为一定。

步骤S36：

励磁信号调整部1016将对来自回授信号调整部1013的回授电压进行电压电流转换后的回授电流If、对来自励磁信号生成部1017的三角波电压信号进行电压电流转换后的驱动电流I、以及从调整信号生成部1100供给的偏移电流Ia相加，生成作为三角波电流信号的励磁信号并施加于励磁线圈52。

步骤S37：

数据信号转换部1015通过预先设定的放大率对从回授信号调整部1013供给的回授信号的电压值进行放大，并作为数据信号向数据信号判定部104输出。

步骤S38：

数据信号判定部104判定从数据信号转换部1015供给的数据信号所表示的电压值是否包含在对内部的判定电路设定的由2个阈值电压规定的数据范围。此时，数据信号判定部104在数据信号所表示的电压值包含在数据范围的情况下，使处理进入步骤S39。另一方面，数据信号判定部104在数据信号所表示的电压值不包含在数据范围的情况下，使处理进入步骤S40。

步骤S39：

数据信号判定部104将从数据信号转换部1015供给的数据信号向外部的磁场强度检测装置输出。

如已述那样，磁场强度检测装置通过A/D转换将数据信号的电压转换成数字值，根据转换后的数字值从内部的存储部所存储的磁场强度表中读出与由磁元件控制装置130供给的数据信号所表示的电压值对应的磁场强度，并显示在磁场强度检测装置的显示部。

步骤S40：

数据信号判定部104将从数据信号转换部1015供给的数据信号废弃，向外部的磁场强度检测装置输出错误信号。

如已述那样，磁场强度检测装置若从磁元件控制装置130被供给错误信号，则将表示不能测定被施加的稳定磁场的通知显示于磁场强度检测装置的显示部。

通过上述构成，根据本实施方式，由于使回授信号叠加于励磁信号，并将励磁信号施加于励磁线圈52，所以可以利用在磁比例式中通常使用的磁元件，能够组合磁元件控制装置和磁场强度检测装置来构成与以往的基于时间分解型的磁平衡式的磁场强度的测定中使用的设置有FB线圈的磁元件相比便宜且小型的磁检测装置。

这里，不仅是使磁元件小型化，在磁元件的尺寸与磁平衡式相同的情况下，通过使用FB线圈的区域，使励磁线圈、检测线圈的匝数增加，能够因励磁效率的增加而进一步扩大稳定磁场的测定范围，并使检测线圈中的检测信号的S/N(Signal/Noise)比提高。

根据本实施方式，利用了磁比例式中通常使用的磁元件，但与通过磁比例式来检测磁的情况相比，能够扩大施加于磁元件的稳定磁场的强度的范围。

根据本实施方式，由于对三角波电压信号叠加有回授信号作为FB信号，所以与以往的对FB线圈施加FB信号作为电流的情况相比，能够使生成恒流(FB信号)时的差动信号的基准电压的时间变动稳定，能够抑制所输出的数据信号的时间变动。

根据本实施方式，对励磁信号调整部1016的差动放大器2001的(-)端子供给用于将叠加于数据信号的输出数据的偏移抵消的偏移电流Ia。因此，能够通过简单的电路进行偏移调整，可缩小用于进行偏移的电路规模，能够实现电路的小型化，能够降低消耗电流。

并且，根据本实施方式，由于回授电流If和偏移电流Ia的绝对值相同，且在电流流动的方向相反的状态下被同时施加，所以作为控制电路整体，不产生电流的增量。因此，起到能够不使控制电路整体的消耗电流增加地调整输出值(数据信号的输出数据)的偏移(将叠加于数据信号的偏移分量抵消)的效果。

根据本实施方式，通过从外部赋予偏移电压Va，能够即使在磁元件控制装置的完成后也容易地将因构成磁元件控制装置100的电路元件的制造偏差等而叠加于数据信号的偏移抵消。由此，根据本实施方式，能够降低消耗电力，并且供给高精度的数据信号。

根据本实施方式，为了避免励磁信号生成部1017生成三角波时因生成所使用的运算放大器的特性引起的基准电位附近的非线性区域(以下称为交越失真)，能够通过将FB控制的基准电位设定为与励磁信号生成部1017的基准电位不同的电位等来校正检测信号(第1检测信号、第2检测信号)的时间间隔。

例如，为了准确地判定成为磁平衡的FB信号，预先对三角波电压信号赋予偏移，以基准电位与不具有交越失真的三角波的区域交叉的方式进行调整。

＜第2实施方式＞

接着，参照图7，对第2实施方式涉及的磁元件控制装置110进行说明。图7是表示本实施方式涉及的磁元件控制装置110的构成例的图。

对与本发明的第1实施方式中说明了的图1的磁元件控制装置100相同的构成赋予相同的符号。在图7中，磁元件控制装置110具备：磁元件控制部111、时钟信号生成部102、时钟信号调整部103、以及数据信号判定部104。另外，磁元件控制部111具备：检测信号放大部1011、检测信号比较部1012、回授信号调整部1013、回授信号转换部1014、数据信号转换部1015、励磁信号调整部1016、励磁信号生成部1017、温度传感器1018以及调整信号生成部1100。

下面，说明与图1的磁元件控制装置100的构成和动作的不同之处。

温度传感器1018对磁元件50的温度进行测定，并将表示测定出的温度的温度数据分别向数据信号转换部1015、励磁信号调整部1016、调整信号生成部1100输出。

由此，在数据信号转换部1015中，表示温度、与用于对从回授信号调整部1013供给的电压信息因温度引起的影响进行校正的电压信息校正系数的对应的电压信息校正表被预先写入并存储在内部的存储部。

数据信号转换部1015从电压信息校正表中读出与由温度传感器1018供给的温度数据对应的电压信息校正系数。

数据信号转换部1015将读出的电压信息校正系数乘以从回授信号调整部1013供给的电压信息，并将相乘结果的电压信息作为数据信号而生成。

励磁信号调整部1016在内部的存储部中预先写入并存储表示温度、与用于对向三角波电压信号叠加了回授信号的励磁信号的电压值因温度引起的影响进行校正的电压值校正系数的对应的电压值校正表。

励磁信号调整部1016从电压值校正表中读出与由温度传感器1018供给的温度数据对应的电压值校正系数。

励磁信号调整部1016将读出的电压值校正系数乘以励磁信号调整部1016生成的励磁信号的电压，将相乘结果的励磁信号施加于励磁线圈52。

另外，励磁信号调整部1016在内部的存储部中，预先写入并存储表示温度、与用于对励磁信号的周期因温度引起的影响进行校正的周期校正系数的对应的周期校正表。

励磁信号调整部1016从周期校正表中读出与由温度传感器1018供给的温度数据对应的周期校正系数。

励磁信号调整部1016根据读出的周期校正系数来校正从励磁信号生成部1017供给的三角波的周期，并根据校正结果的三角波来生成三角波电压信号。

并且，励磁信号调整部1016也可以与时钟信号调整部103输出的时钟信号同步地对三角波电压信号加上回授信号而使它们叠加，并通过对相加结果进行D/A转换来生成励磁信号。

这里，与时钟信号同步地生成任意的时间宽度的测定周期，交替设置对励磁线圈52施加励磁信号来进行测定处理的期间、和停止对励磁线圈52施加励磁信号而不进行测定的期间，使励磁线圈52间歇动作。

由此，通过抑制磁元件50自身的发热，降低温度变化，能够更高精度地测定磁场强度。

并且，通过使用间歇动作的功能，依次驱动多个磁元件的励磁线圈，能够利用1个磁元件控制装置，通过多个磁元件来测定稳定磁场。

例如，能够以3个磁元件各自的测定轴、即x轴、y轴以及z轴这3轴分别正交的方式设置磁元件，用于测定3维空间中的磁场强度以及磁场的方向的其他轴的磁元件的控制。

另外，第2实施方式如上所述那样进行电压信息、偏移信息以及励磁信号的温度补偿。

在不进行励磁信号调整部1016中的励磁信号的温度补偿的情况下，励磁线圈52的电阻值由于励磁线圈52的温度变化而变化，基于励磁信号而流动的电流值发生变动。另外，由于构成励磁信号调整部1016的电路的温度特性，存在励磁信号的周期或者波高值(例如三角波电压信号的波高值)变动的情况。

在FB控制的情况下，由于通过温度测定检测到的温度的变化相对于FB信号的1次回授时间非常慢，所以几乎不会对生成将施加于磁元件50的稳定磁场抵消的FB信号时的收敛性产生影响。

然而，如上所述，由于伴随温度变化的励磁线圈52的电阻值的变动，使得通过励磁信号而在励磁线圈52中流过的电流(励磁电流)变化，施加于磁元件50的稳定磁场的磁灵敏度发生变动。

另外，能够通过数据信号转换部1015中的温度补偿，来校正根据与磁灵敏度的变动对应地从检测线圈51输出的检测信号(第1检测信号和第2检测信号)的时间宽度而求出的电压信息。作为结果，能够实现与电流控制的励磁信号同等的磁灵敏度的温度依赖性。

然而，存在所测定的差量Td自身因检测信号(第1检测信号和第2检测信号)的信号波形变化(例如，信号的宽度变宽等)而变动的情况。因此，为了校正所测定的时间宽度，如本实施方式那样对励磁信号的周期自身进行温度补偿对于抑制磁灵敏度的变动是有效的。

除了校正励磁信号的周期之外，如本实施方式那样，在调整信号生成部1100中，与温度变化对应地分别校正调整信号生成部1100中的可变电阻1101以及偏移电压Va对于补偿差量Td也是有效的。

即，在0磁场且室温的环境下，将叠加于数据信号的偏移抵消，测定使数据信号表示的磁场为“0”的状态的可变电阻1101的电阻值Ra以及偏移电压Va的电压值。此时的电阻值Ra和偏移电压Va成为搭载该可变电阻1101的磁元件控制装置的设定值。

另外，使温度从室温增减来求出可变电阻1101的电阻值Ra的单位温度(例如每1℃的)的电阻值变化率。然后，将温度与温度下的电阻值变化率建立了对应的电阻值变化率表写入并存储于调整信号生成部1100的内部的内部存储部。另外，使测定出的数据信号表示的磁场作为“0”的状态的可变电阻1101的电阻值Ra以及偏移电压Va的电压值也作为基准值被写入并存储在内部存储部中。

由此，调整信号生成部1100在磁元件控制装置110的起动时，从内部存储部所存储的电阻值变化率表中读出与由温度传感器1019供给的温度数据所表示的温度对应的电阻值变化率和基准值的电阻值Ra。调整信号生成部1100利用读出的基准值的电阻值Ra除以读出的电阻值变化率，将该相除结果作为目前温度下的可变电阻1101的电阻值Ra。调整信号生成部1100将可变电阻1101的基准值的电阻值Ra调整为所求出的与目前温度对应的电阻值Ra。结果，能够将与温度变化对应变化的电阻值Ra调整为作为基准值而设定的电阻值Ra，不管温度变化如何，调整信号生成部1100都能够始终将初始设定的偏移电流Ia供给至励磁信号调整部1016。

另外，也可以构成为将DC/DC转换器设置于调整信号生成部1100，DC/DC转换器根据上述电阻值变化率来调整从外部的电源供给的偏移电压Va的电压值，以使得初始设定的偏移电流Ia的初始值的电流值无论温度如何都不变化。

第2实施方式与已说明的第1实施方式相同，也可以构成为通过使用了数字值的运算处理来进行到回授信号调整部1013为止的处理，即从回授信号调整部1013将表示回授信号的电压值的数字值的电压信息作为回授信号供给至励磁信号调整部1016。

该情况下，励磁信号生成部1017以数字值将三角波向励磁信号调整部1016输出。

通过成为上述构成，与第1实施方式同样，励磁信号调整部1016也可以与时钟信号调整部103输出的时钟信号同步地将三角波电压信号与回授信号相加而使它们叠加，并通过对相加结果进行D/A转换来生成励磁信号。

这里，使任意的时间宽度的测定周期与时钟信号同步地生成，交替设置对励磁线圈52施加励磁信号来进行测定处理的期间、与停止对励磁线圈52施加励磁信号而不进行测定的期间，使励磁线圈52间歇动作。

由此，通过抑制磁元件50自身的发热，降低温度变化，能够更高精度地测定磁场强度。

另外，根据本实施方式，通过从外部赋予偏移电压Va，能够容易地抵消因构成磁元件控制装置100的电路元件的制造偏差等而叠加于数据信号的偏移。由此，根据本实施方式，能够供给高精度的数据信号。

并且，与第1实施方式相同，通过使用间歇动作的功能，依次驱动多个磁元件的励磁线圈，能够利用1个磁元件控制装置，通过多个磁元件来测定稳定磁场。

例如，能够以使3个磁元件各自的测定轴、即x轴、y轴以及z轴这3个轴分别正交的方式设置磁元件，用于测定3维空间中的磁场强度以及磁场方向的其他轴的磁元件的控制。

＜第3实施方式＞

接着，参照图8，对第3实施方式涉及的磁元件控制装置130进行说明。图8是表示本实施方式涉及的磁元件控制装置130的构成例的图。

针对与第2实施方式中说明了的图7的磁元件控制装置110相同的构成赋予相同的符号。在图8中，磁元件控制装置130具备：磁元件控制部131、时钟信号生成部102、时钟信号调整部103、以及数据信号判定部104。

磁元件控制部131具备：检测信号放大部1011、检测信号比较部1012、回授信号调整部1013、回授信号转换部1014、数据信号转换部1015、励磁信号调整部1016、励磁信号生成部1017、温度传感器1019、第1模拟开关1021、以及第2模拟开关1022。

下面，仅说明与图6的磁元件控制装置110的构成以及动作的不同之处。

第3实施方式与第2实施方式不同的构成在于，能够应对平衡式的磁场测定和磁比例式的磁场测定的任意一种。

即，在第3实施方式中，利用者能够任意选择来将第2实施方式中的磁平衡式的磁场测定的构成切换为磁比例式的磁场测定的构成。下面，对通过数字值进行生成回授电压的处理的情况进行说明，但通过模拟处理进行回授电压的生成的情况也相同。

在图8中，各个第1模拟开关1021以及第2模拟开关1022进行作为磁平衡式的构成或者作为磁比例式的构成的切换。

即，若检测到磁元件控制装置130的未图示的切换开关是表示作为磁平衡式的构成的控制的状态，则磁元件控制部131将第1模拟开关1021设为导通状态(ON)，将第2模拟开关1022设为非导通状态(OFF)。

由此，通过回授信号转换部1014，向回授信号调整部1013输出表示时间的差量Td，进行与第2实施方式相同的磁场的测定处理。

另一方面，若检测到磁元件控制装置130的未图示的切换开关是表示作为磁比例式的构成的控制的状态，则磁元件控制部131将第1模拟开关1021设为非导通状态(OFF)，将第2模拟开关1022设为导通状态(ON)。

由此，回授信号转换部1014在求出了与表示时间的差量Td对应的电压信息后，不将该电压信息向回授信号调整部1013输出，而向数据信号转换部1015输出。

而且，在上述切换开关是表示作为磁比例式的构成的控制的状态的情况下，回授信号转换部1014基于从检测信号比较部1012供给的差量Td来输出表示磁场强度的电压值。

这里，在回授信号转换部1014中，表示差量Td和与差量Td对应的表示磁强度的电压值的对应的磁比例式电压表被预先写入并存储在内部的存储部。

回授信号转换部1014从磁比例式电压表中读出与由检测信号比较部1012供给的差量Td对应的电压值，基于与磁比例式的情况对应设定的放大率来放大电压值，并向数据信号判定部104输出。磁比例式的情况下的放大率也与磁比例式的情况下的放大率相同，被设定为成为用于仅取出电压值和磁强度处于线性关系的区域的限幅器(limiter)的值。

因此，在为磁平衡式的构成的情况下，回授信号转换部1014基于与磁平衡式的情况对应设定的放大率来放大由回授信号调整部1013供给的电压信息，并作为数据信号的电压值向数据信号判定部104输出。

另外，在磁比例式的情况下也与磁平衡式的情况下相同，数据信号判定部104判定是否在预先设定的线性关系被维持的范围内。

接着，使用图8和图9，对第3实施方式中的磁元件控制装置130的磁元件控制处理进行说明。图9是说明第3实施方式中的磁元件控制装置130进行的磁元件控制处理(基于数字值的回授电压的生成处理)的动作例的流程图。图9中的步骤S11和步骤S12分别与图5中的步骤S11和步骤S12相同。

步骤S11：

用户将本实施方式的磁检测装置放入到防磁屏蔽盒，获得将叠加于数据信号的偏移抵消的偏移电压Va以及可变电阻1101的电阻值Ra。

用户对可变电阻1101的电阻值Ra进行控制，并从未图示的外部的电源经由调整电压输入端子对调整信号生成部1100赋予偏移电压Va。

步骤S12：

调整信号生成部1100利用可变电阻1101，将偏移电压Va转换成偏移电流Ia。

调整信号生成部1100将生成的偏移电流Ia供给至差动放大器2001的(-)端子。

励磁信号调整部1016将驱动电流I(利用电阻2002对三角波电压信号进行电压电流转换而得到的电流)、偏移电流Ia(由调整信号生成部1100供给的将偏移抵消的电流)、以及回授电流If(根据回授电压，利用电阻2003进行电压电流转换而得到的电流)相加，并将相加结果作为励磁电流即三角波电流信号施加于励磁线圈52。即，在励磁线圈52中，流过对驱动电流I叠加了偏移电流Ia和回授电流If的作为励磁电流的周期性三角波电流。

步骤S13：

检测信号放大部1011对检测线圈51的两端的电压进行放大，并向检测信号比较部1012输出。

检测信号比较部1012从第1检测信号被检测到的时刻t1与第2检测信号被检测到的时刻t2之间的时间宽度Tw减去作为基准的时间宽度的T/2，并将相减结果的差量Td作为测定出的时间信息向回授信号转换部1014输出。

步骤S24：

磁元件控制部131检测切换开关是表示作为磁平衡式的构成而使用磁元件控制装置130的回授控制的状态(磁平衡式模式)、还是表示作为磁比例式的构成而使用磁元件控制装置130的表示不是回授控制的状态(磁比例式模式)的任意一种。

磁元件控制部131在切换开关为磁平衡式模式的情况下，使处理进入步骤S25，另一方面，在切换开关为磁比例式模式的情况下，使处理进入步骤S26。

步骤S25：

磁元件控制部131在切换开关为磁平衡模式的情况下，将第1模拟开关1021设为导通状态，将第2模拟开关1022设为非导通状态。

由此，回授信号转换部1014根据从检测信号比较部1012供给的差量Td，求出与差量Td对应的电压值，并将求出的电压值作为电压信息向回授信号调整部1013输出。根据差量Td求出电压值的处理与第1实施方式以及第2实施方式相同。

步骤S14：

回授信号转换部1014根据从检测信号比较部1012供给的差量Td，求出与差量Td对应的电压值，并将电压值作为电压信息向回授信号调整部1013输出。

若被供给电压信息，则回授信号调整部1013将被写入在回授信号调整部1013的存储部的之前最新的回授电压的电压值与电压信息所表示的电压值相加，并将相加结果作为新的回授电压的电压值。

步骤S15：

回授信号调整部1013判定相加结果的新的回授电压的电压值是否在预先设定的最大电压以下(指定范围内)。

最大电压被设定成所生成的回授电流If成为使施加于励磁线圈52的励磁电流小于励磁线圈52的饱和电流的电流值。即，是对作为回授电流If与励磁电流I的峰值电流的相加电流的励磁电流不超过励磁线圈52的饱和电流的电流的范围进行规定的电流阈值范围(具有从-到+的极性的电压值的范围)。因此，回授电压的回授电压范围被设定为例如在进行施加后流过励磁线圈52的电流中，回授电流If成为在驱动电流I的峰值中不超过饱和电流的电流值的电压值的范围。

此时，回授信号调整部1013在回授电压包含在回授电压范围的情况下，使处理进入步骤S16，在回授电压不包含在回授电压范围的情况下，使处理进入步骤S18。

另外，在判定为回授电压包含在回授电压范围的情况下，回授信号调整部1013进行设置于内部的计数器的计数处理，即将计数值加一(对计数值加1)。

步骤S16：

回授信号调整部1013判定设置于内部的计数器的计数值是否小于预先写入并存储在内部的存储部(设定于内部的存储部)的计数阈值。

此时，回授信号调整部1013在计数器的计数值小于计数阈值的情况下，使处理进入步骤S17，另一方面，当计数值在计数阈值以上的情况下，使处理进入步骤S18。

上述计数阈值是考虑在求出回授电压时不收敛的情况而设定的值。因此，对计数阈值而言，求出将一定的稳定磁场施加于磁元件50而能够在误差范围内测定稳定磁场的磁场强度、即能够计算出将稳定磁场抵消的回授电压的回授电压的计算重复次数。然后，基于重复次数，例如将重复次数乘以任意的倍数(2等任意的数值)而得到的数值作为计数阈值，写入并存储于回授信号调整部1013在内部具有的存储部。

步骤S17：

回授信号调整部1013判定根据差量Td求出的电压信息的电压值的绝对值是否小于预先设定的电压阈值。

此时，回授信号调整部1013在根据差量Td求出的电压信息的电压值超过电压阈值的情况下，使处理进入步骤S19，另一方面，当电压信息的电压值在电压阈值以内(以下)的情况下，使处理进入步骤S20。

这里，对与电压阈值，判定是否是即使与目前的回授电压相加，也使超过测定误差的磁场强度变化的电压值。因此，回授信号调整部1013将小于电压阈值的电压值判定为仅赋予测定中的误差内的磁场强度的变化的电压值，不进行将电压信息所表示的电压值与内部的存储部中累计的回授电压相加的处理。另外，电压阈值通过实验等求出，并被预先写入并存储于回授信号调整部1013的内部的存储部。

步骤S18：

回授信号调整部1013认为不能测定目前对磁元件50施加的稳定磁场，经由数据信号判定部104向外部的磁场强度检测装置输出错误信号。

由于被供给错误信号，磁场强度检测装置将表示不能够测定目前对磁元件50施加的稳定磁场的通知显示在磁场强度检测装置的显示部。

步骤S19：

回授信号调整部1013将新求出的回授电压写入并存储于内部的存储部作为之前最新的回授电压。

回授信号调整部1013生成与新求出的回授电压的电压值对应的电压，并作为FB信号(回授信号)向励磁信号调整部1016输出。此时，在未求出回授电压的电压值的情况下，回授信号调整部1013将之前最新的回授电压的电压值继续向励磁信号调整部1016输出。

励磁信号调整部1016根据生成的三角波电压信号生成驱动电流I，将基于从回授信号调整部1013供给的回授电压的回授电流If与来自调整信号生成部1100的偏移电流Ia相加，生成作为励磁信号的三角波电流信号并施加于励磁线圈52。然后，励磁信号调整部1016使处理返回到步骤S11。

步骤S20：

回授信号调整部1013读出内部的存储部中存储的回授电压的电压值，并向数据信号转换部1015输出。

数据信号转换部1015基于预先设定的放大率对从回授信号调整部1013供给的回授电压的电压值进行放大，并作为数据信号向数据信号判定部输出。

步骤S21：

数据信号判定部104判定从数据信号转换部1015供给的数据信号所表示的电压值是否包含在内部的存储部所存储的数据范围。此时，数据信号判定部104在数据信号所表示的电压值包含在数据范围的情况下，使处理进入步骤S22。另一方面，数据信号判定部104在数据信号所表示的电压值不包含在数据范围的情况下，使处理进入步骤S23。

步骤S22：

数据信号判定部104将从数据信号转换部1015供给的数据信号向外部的磁场强度检测装置输出。

如已述那样，磁场强度检测装置从内部的存储部所存储的磁场强度表中读出与从磁元件控制装置130供给的数据信号所表示的电压值对应的磁场强度，并将其显示于磁场强度检测装置的显示部。

步骤S23：

数据信号判定部104将从数据信号转换部1015供给的数据信号废弃，向外部的磁场强度检测装置输出错误信号。

如已述那样，磁场强度检测装置若被磁元件控制装置130供给错误信号，则将表示不能够测定被施加的稳定磁场的通知显示于磁场强度检测装置的显示部。

步骤S26：

磁元件控制部131在切换开关为磁比例模式的情况下，将第1模拟开关1021设为非导通状态，将第2模拟开关1022设为导通状态。

由此，由于上述切换开关是基于磁比例式进行控制的构成，所以回授信号转换部1014将基于从检测信号比较部1012供给的差量Td来表示磁场强度的电压值向数据信号转换部1015输出。

步骤S27：

回授信号转换部1014求出基于从检测信号比较部1012供给的差量Td来表示磁场强度的电压值，并将求出的电压值向数据信号转换部1015输出。回授信号转换部1014使处理进入步骤S20。

利用磁场比例式的磁场强度的检测与已述的以往例的情况相同。

接着，使用图8和图10，对第3实施方式中的磁元件控制装置130的其他磁元件控制处理进行说明。图10是说明第3实施方式中的磁元件控制装置130进行的磁元件控制处理(基于模拟值的回授电压的生成处理)的动作例的流程图。图10中的步骤S11和步骤S12分别与图5中的步骤S11和步骤S12相同。

步骤S11：

用户将本实施方式的磁检测装置放入到防磁屏蔽盒，得到将叠加于数据信号的偏移抵消的偏移电压Va以及可变电阻1101的电阻值Ra。

用户控制可变电阻1101的电阻值Ra，并从未图示的外部的电源经由调整电压输入端子向调整信号生成部1100赋予偏移电压Va。

步骤S12：

调整信号生成部1100利用可变电阻1101，将偏移电压Va转换成偏移电流Ia。

调整信号生成部1100将生成的偏移电流Ia供给至差动放大器2001的(-)端子。

励磁信号调整部1016将驱动电流I(利用电阻2002对三角波电压信号进行电压电流转换而得到的电流)、偏移电流Ia(从调整信号生成部1100供给的将偏移抵消的电流)、以及回授电流If(根据回授电压，利用电阻2003进行电压电流转换而得到的电流)相加，并将相加结果作为励磁电流即三角波电流信号施加于励磁线圈52。即，在励磁线圈52中流过对驱动电流I叠加了偏移电流Ia和回授电流If的作为励磁电流的周期性三角波电流。

步骤S31：

磁元件控制部131检测切换开关是表示作为磁平衡式的构成而使用磁元件控制装置130的状态(磁平衡式模式)，还是表示作为磁比例式的构成而使用磁元件控制装置130的状态(磁比例式模式)的任意一种。

磁元件控制部131在切换开关为磁平衡式模式的情况下，使处理进入步骤S32，另一方面，在切换开关为磁比例式模式的情况下，使处理进入步骤S41。

步骤S32：

磁元件控制部131在切换开关为磁平衡模式的情况下，将第1模拟开关1021设为导通状态，将第2模拟开关1022设为非导通状态。

由此，磁元件控制装置130具备利用磁平衡式检测磁场强度的构成。

步骤S33：

检测信号放大部1011对检测线圈51的两端的电压进行放大，并向检测信号比较部1012输出。

检测信号比较部1012将检测到的第1检测信号和第2检测信号作为时间信息，向回授信号转换部1014输出。

步骤S34：

若被供给检测信号，则回授信号转换部1014基于第1检测信号和第2检测信号被输出的周期(时间信息)，生成作为电压信息的具有占空比的脉冲的列(以下称为脉冲列)，并将具有占空比的脉冲列作为电压信息向回授信号调整部1013输出。

步骤S35：

回授信号调整部1013根据被供给的具有占空比的脉冲列，通过PWM电路等来生成直流电压，并作为回授信号向励磁信号调整部1016输出。

即，回授信号调整部1013若被供给作为电压信息的脉冲，则生成与脉冲的占空比对应的电压值的回授信号，并将生成的回授信号向励磁信号调整部1016和数据信号转换部1015输出。

这里，回授信号调整部1013设置有例如使用运算放大器而构成的电压电流转换电路。在电压电流转换电路中，由于使用运算放大功能的放大器，以正输入和负输入的电位差被维持为0的方式使放大器发挥作用，所以从放大器的输出向正输入的电流信号与外部磁场成为比例关系。通过将与电流信号成比例的信号作为回授信号而施加于励磁线圈52，产生因回授信号引起的磁场，并进行调整以使得施加于磁元件50内的磁性体芯的磁场为一定。作为结果，能够不依赖于外部的稳定磁场地将第1检测信号与第2检测信号的时间间隔保持为一定。

步骤S36：

励磁信号调整部1016根据生成的三角波电压信号来生成驱动电流I，将基于从回授信号调整部1013供给的回授电压的回授电流If和来自调整信号生成部1100的偏移电流Ia相加，生成作为励磁信号的三角波电流信号而施加于励磁线圈52。

步骤S37：

数据信号转换部1015基于预先设定的放大率对从回授信号调整部1013供给的回授信号的电压值进行放大，并作为数据信号向数据信号判定部104输出。

步骤S38：

数据信号判定部104判定从数据信号转换部1015供给的数据信号所表示的电压值是否包含在对内部的判定电路设定的由2个阈值电压规定的数据范围。此时，数据信号判定部104在数据信号所表示的电压值包含在数据范围的情况下，使处理进入步骤S39。另一方面，数据信号判定部104在数据信号所表示的电压值不包含在数据范围的情况下，使处理进入步骤S40。

步骤S39：

数据信号判定部104将从数据信号转换部1015供给的数据信号向外部的磁场强度检测装置输出。

如已述那样，磁场强度检测装置通过A/D转换将数据信号的电压转换成数字值，并根据转换后的数字值，从内部的存储部所存储的磁场强度表中读出与从磁元件控制装置130供给的数据信号所表示的电压值对应的磁场强度，并显示在磁场强度检测装置的显示部。

步骤S40：

数据信号判定部104将从数据信号转换部1015供给的数据信号废弃，向外部的磁场强度检测装置输出错误信号。

如已述那样，磁场强度检测装置若被磁元件控制装置130供给错误信号，则将表示不能够测定被施加的稳定磁场的通知显示于磁场强度检测装置的显示部。

步骤S41：

磁元件控制部131在切换开关为磁比例模式的情况下，将第1模拟开关1021设为非导通状态，将第2模拟开关1022设为导通状态。

由此，由于上述切换开关是基于磁比例式来进行控制的构成，所以回授信号转换部1014将基于从检测信号比较部1012供给的差量Td来表示磁场强度的电压值向数据信号转换部1015输出。

步骤S42：

检测信号放大部1011对检测线圈51的两端的电压进行放大，并向检测信号比较部1012输出。

检测信号比较部1012将检测到的第1检测信号和第2检测信号作为时间信息，向回授信号转换部1014输出。

步骤S43：

若被供给检测信号，则回授信号转换部1014基于第1检测信号和第2检测信号被输出的周期(时间信息)，来生成作为电压信息的具有占空比的脉冲的列(以下称为脉冲列)，并将具有占空比的脉冲列作为电压信息向数据信号转换部1015输出。

数据信号转换部1015根据被供给的具有占空比的脉冲列，通过PWM电路等生成直流电压来作为测定电压。然后，数据信号转换部1015使处理进入步骤S37。在步骤S37中，将测定电压作为回授信号来进行已说明的处理。

在上述第3实施方式中，通过控制第1模拟开关1021和第2模拟开关1022各自的导通状态，能够将磁元件控制装置130切换为利用磁平衡式的磁场测定的构成、或者利用磁比例式的磁场测定的构成的任意一种来使用。

在第3实施方式中，将第1模拟开关1021设为非导通状态，将第2模拟开关1022设为导通状态。由此，通过简单的电路实现了不使回授信号叠加于三角波电压信号，即不使将施加于磁元件50的稳定磁场抵消的回授信号叠加于励磁信号地将抵消稳定磁场的电压作为测定电压直接转换成磁场强度的构成。

在利用磁比例式的磁场测定的情况下，通过与被励磁电流和励磁效率限制的测定磁场范围对应地考虑测定对象的稳定磁场的测定，可在磁场与测定出的测定电压之间获得良好的线性。并且，由于在测定磁比例式中的测定磁场范围内的稳定磁场时，无需生成FB信号，所以能够抑制消耗电流。

另外，在利用磁比例式的磁场测定的情况下，为了避免因励磁信号生成部1017所采用的运算放大器的特性引起的交越失真，例如将作为输出信号生成电路的励磁信号调整部1016的基准电位设定为与励磁信号生成部1017的基准电位不同的电位。由此，由于通过使针对励磁三角波的交越失真的产生时间段相对移动，使得在所希望的磁场范围内，交越失真的产生时间段和检测信号的产生时间段不重叠，所以可获得灵敏度良好的线性。

另一方面，在对测定磁场范围较广、即对磁场强度比磁比例式中的测定磁场范围大的范围中的磁场进行测定的情况下，与第1实施方式和第2实施方式相同，需要利用磁平衡式来测定磁场。利用磁平衡式，能够在较广的磁场强度的范围获得磁场与回授信号的线性。

如已说明的第1实施方式和第2实施方式相同，也可以构成为通过使用了数字值的运算处理来进行到回授信号调整部1013为止的处理，即从回授信号调整部1013将表示回授信号的电压值的数字值的电压信息作为回授信号供给至励磁信号调整部1016。

该情况下，励磁信号生成部1017将三角波以数字值向励磁信号调整部1016输出。

通过成为上述构成，与第2实施方式相同，也可以构成为励磁信号调整部1016与时钟信号调整部103所输出的时钟信号同步地将三角波电压信号与回授信号相加而使它们叠加，并通过对相加结果进行D/A转换来生成励磁信号。

这里，使任意的时间宽度的测定周期与时钟信号同步地生成，交替设置对励磁线圈52施加励磁信号来进行测定处理的期间、与停止对励磁线圈52施加励磁信号而不进行测定的期间，使励磁线圈52间歇动作。

由此，通过抑制磁元件50自身的发热，降低温度变化，能够更高精度地测定磁场强度。另外，能够实现平均消耗电流的降低。

并且，能够与第2实施方式相同，通过使用间歇动作的功能，依次驱动多个磁元件的励磁线圈，来利用1个磁元件控制装置，通过多个磁元件测定稳定磁场。

例如，能够以使3个磁元件各自的测定轴、即x轴、y轴以及z轴这3轴分别正交的方式设置磁元件，用于测定3维空间中的磁场强度以及磁场方向的其他轴的磁元件的控制。

另外，也可以通过将用于实现图1的磁元件控制部101、图7的磁元件控制部111、以及图8的磁元件控制部131各自的功能(生成基于数字值的回授信号的运算处理)的程序记录到计算机能够读取的记录介质，并使计算机系统读入该记录介质记录的程序并加以执行，来进行磁元件控制的处理。其中，这里所说的“计算机系统”包含OS或者外围设备等硬件。

另外，若是利用WWW系统的情况，则“计算机系统”也包含主页提供环境(或者显示环境)。

另外，“计算机能够读取的记录介质”是指软盘、光磁盘、ROM、CD-ROM等便携式介质、内置于计算机系统的硬盘等存储装置。并且，“计算机能够读取的记录介质”也包含如经由因特网等网络或者电话线路等通信线路来发送程序的情况下的通信线那样在短时间期间动态地保持程序的记录介质、如成为该情况的服务器或者客户端的计算机系统内部的易失性存储器那样在一定时间保持程序的记录介质。另外，上述程序也可以用于实现上述功能的一部分，还可以是与计算机系统中已记录的程序组合来实现上述功能的程序。

以上，参照附图对本发明的实施方式进行了详述，但具体的构成并不局限于该实施方式，也包含不脱离本发明主旨的范围的设计等。

图中符号说明：

50：磁元件；51：检测线圈；52：励磁线圈；100、110、130：磁元件控制装置；101、111、131：磁元件控制部；102：时钟信号产生部；103：时钟信号调整部；104：数据信号判定部；1011：检测信号放大部；1012：检测信号比较部；1013：回授信号调整部；1014：回授信号转换部；1015：数据信号转换部；1016：励磁信号调整部；1017：励磁信号生成部；1018：温度传感器；1100：调整信号生成部；1101：可变电阻；2001：差动放大器；2002、2003：电阻。

Claims (10)

1.一种磁元件控制装置，是在通过时间分解型的磁平衡式检测具有励磁线圈和检测线圈的磁通门型的磁元件被施加的稳定磁场的强度时，对所述磁元件进行控制的磁元件控制装置，其中，该磁元件控制装置具有：

励磁信号生成部，其生成交替信号；

检测信号比较部，其检测所述交替信号的电流方向切换时的由感应电动势产生的正电压或者负电压的检测信号；

回授信号转换部，其将所述正电压与所述负电压的检测信号之间的时间宽度转换成电压信息；

回授信号调整部，其根据所述电压信息来生成用于产生将施加于所述磁元件的稳定磁场抵消的磁场的回授信号；

数据信号转换部，其将所述回授信号作为表示磁场强度的数据信号而输出；

调整信号生成部，其生成将叠加于所述数据信号的偏移分量抵消的偏移信号；以及

励磁信号调整部，其根据所述交替信号生成交替电流，根据所述回授信号生成回授电流，根据所述偏移信号生成偏移电流，并对所述交替电流叠加所述回授电流和所述偏移电流来生成向所述励磁线圈施加的励磁电流。

2.根据权利要求1所述的磁元件控制装置，其中，

所述偏移信号被设定为将在0磁场中测定出的数据信号与0磁场中的设计上的数据信号的期待值的差量、即所述偏移分量抵消的电压。

3.根据权利要求1或者2所述的磁元件控制装置，其中，

所述励磁信号调整部具有差动放大器，该差动放大器的反相输入端子和输出端子连接所述励磁线圈的端子，非反相输入端子被施加基准电压，

对所述反相输入端子施加所述交替电流、所述回授电流以及所述偏移电流，所述差动放大器从所述输出端子对所述励磁线圈流过将所述交替电流、所述回授电流以及所述偏移电流相加而得到的励磁电流。

4.根据权利要求3所述的磁元件控制装置，其中，

具有温度传感器，

所述调整信号生成部基于所述温度传感器测定的温度来控制所述偏移电流，以使得不管所述温度如何所述偏移电流都成为设定为初始值的电流值。

5.根据权利要求4所述的磁元件控制装置，其中，

所述励磁信号调整部对所述交替信号乘以与所述温度对应的系数来进行校正，对校正后的所述交替电压信号叠加所述回授信号，并作为所述励磁信号而供给至所述励磁线圈。

6.根据权利要求4或者5所述的磁元件控制装置，其中，

所述励磁信号生成部与对应于所述温度的系数对应地调整所述交替信号的周期，对调整后的所述交替电压信号叠加所述回授信号，并作为所述励磁信号而供给至所述励磁线圈。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的磁元件控制装置，其中，

在通过时间分解型的磁比例式来检测磁场的强度的模式被选择时，

所述回授信号调整部将所述回授信号的电压值设为0V并供给至所述励磁信号调整部，

所述回授信号转换部将所述时间宽度作为所述稳定磁场的测定数据而输出。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的磁元件控制装置，其中，

还具有产生周期性时钟信号的时钟信号生成部，

还具有生成三角波信号作为与所述时钟信号同步的所述交替信号的励磁信号生成部。

9.一种磁元件控制方法，是在通过时间分解型的磁平衡式来检测具有励磁线圈和检测线圈的磁通门型的磁元件被施加的稳定磁场的强度时，对所述磁元件进行控制的磁元件控制方法，该磁元件控制方法包括：

生成交替信号的励磁信号生成过程；

对所述励磁线圈中流过的所述交替信号的电流方向切换时的由感应电动势产生的正电压或者负电压的检测信号进行检测的检测信号比较过程；

将所述正电压与所述负电压的检测信号之间的时间宽度转换成电压信息的回授信号转换过程；

根据所述电压信息来生成用于产生将施加于所述磁元件的稳定磁场抵消的磁场的回授信号的回授信号调整过程；

将所述回授信号作为表示磁场强度的数据信号而输出的数据信号转换过程；

生成将叠加于所述数据信号的偏移分量抵消的偏移信号的调整信号生成过程；以及

根据所述交替信号生成交替电流，根据所述回授信号生成回授电流，根据所述偏移信号生成偏移电流，并对所述交替电流叠加所述回授电流和所述偏移电流来生成向所述励磁线圈施加的励磁电流的励磁信号调整过程。

10.一种磁检测装置，是对被施加的稳定磁场的强度进行检测的基于磁场平衡方式的磁检测装置，其中，该磁检测装置具有：

磁通门型的磁元件，其具有励磁线圈和检测线圈；

励磁信号生成部，其生成交替信号；

检测信号比较部，其检测所述交替信号的电流方向切换时的由感应电动势产生的正电压或者负电压的检测信号；

回授信号转换部，其将所述正电压与所述负电压的检测信号之间的时间宽度转换成电压信息；

回授信号调整部，其根据所述电压信息来生成用于产生将施加于所述磁元件的稳定磁场抵消的磁场的回授信号；

调整信号生成部，其生成将叠加于所述数据信号的偏移分量抵消的偏移信号；

励磁信号调整部，其根据所述交替信号生成交替电流，根据所述回授信号生成回授电流，根据所述偏移信号生成偏移电流，并对所述交替电流叠加所述回授电流和所述偏移电流来生成向所述励磁线圈施加的励磁电流；以及

数据信号转换部，其将所述回授信号作为表示磁场强度的数据信号而输出。