CN116034648A - 磁阻抗传感器元件 - Google Patents
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Abstract
磁阻抗传感器元件(1)具有电磁特性根据从外部作用的磁场而变化的磁感应体(2)以及卷绕于磁感应体(2)的检测线圈(3),构成为:通过在磁感应体(2)中通脉冲电流或高频电流,从而从检测线圈(3)输出与作用于磁感应体(2)的磁场的强度对应的电压。磁感应体(2)具有第一磁感应部(21)和第二磁感应部(22),脉冲电流或高频电流在第一磁感应部与第二磁感应部中彼此反向流动。
Description
技术领域
本发明涉及磁阻抗传感器元件。
背景技术
作为高灵敏度、高响应性、低功耗的磁传感器元件,例如如专利文献1所记载,开发了各种磁阻抗传感器元件(以下也酌情称为MI传感器元件)。
该MI传感器元件具有磁感应体和卷绕于其周围的检测线圈。而且,在外部磁场作用于磁感应体的状态下在磁感应体中流过脉冲电流时,基于在检测线圈产生的电压,能够检测外部磁场。也就是,从检测线圈输出与所作用的磁场的大小相应的电压,基于该输出,能够测量磁感应方向上的磁场的大小。因此,理想的是,在外部磁场未作用于磁感应体的状态下,不在检测线圈输出电压。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-78198号公报
发明内容
(发明要解决的课题)
然而,实际上,在磁场未作用于磁感应体的状态下,有时也会从检测线圈输出电压。将该现象称为原点振动。而且,原点振动被认为是利用MI传感器元件的磁阻抗传感器(以下酌情称为“MI传感器”)的输出的偏移(offset)的主因。因此,通过抑制MI传感器元件的原点振动,能够提高MI传感器的性能。
本发明鉴于该课题而提出,旨在提供能抑制原点振动的磁阻抗传感器元件。
(用于解决课题的技术方案)
本发明的第一形态是一种磁阻抗传感器元件,具有电磁特性根据从外部作用的磁场而变化的磁感应体以及卷绕于该磁感应体的检测线圈,所述磁阻抗传感器元件构成为:通过在上述磁感应体中通脉冲电流或高频电流,从而从上述检测线圈输出与作用于上述磁感应体的磁场的强度对应的电压,
上述磁感应体具有第一磁感应部和第二磁感应部,上述脉冲电流或高频电流在上述第一磁感应部与上述第二磁感应部中彼此反向流动。
本发明的第二形态是一种磁阻抗传感器元件,具有:磁感应体,其电磁特性根据从外部作用的磁场而变化;平行导体,其与该磁感应体平行配置;以及检测线圈,其卷绕于上述磁感应体以及平行导体,所述磁阻抗传感器元件构成为:通过在上述磁感应体中通脉冲电流或高频电流,从而从上述检测线圈输出与作用于上述磁感应体的磁场的强度对应的电压,
在上述平行导体中,与在上述磁感应体中流动的上述脉冲电流或高频电流反向地流动脉冲电流或高频电流。
(发明效果)
在上述第一形态的磁阻抗传感器元件中,上述磁感应体具有构成为彼此反向地流过上述脉冲电流或高频电流的第一磁感应部和第二磁感应部。由此,能够抑制原点振动。
上述第二形态的磁阻抗传感器元件具有上述平行导体。而且,在平行导体中与在磁感应体中流动的脉冲电流或高频电流反向地流动脉冲电流或高频电流。由此,能够抑制原点振动。
如上所述,根据上述形态,能够提供能抑制原点振动的磁阻抗传感器元件。
附图说明
图1是实施方式1中的、MI传感器元件的说明图。
图2是实施方式1中的、从基板的法线方向观察的MI传感器元件的说明图。
图3是实施方式1中的、将MI传感器元件的中央端子连接于脉冲电源的状态的电路说明图。
图4是实施方式1中的、将MI传感器元件的第一端子以及第二端子连接于脉冲电源的状态的电路说明图。
图5是比较方式中的、MI传感器元件的说明图。
图6是表示比较方式中的、发生了偏移的情况下的磁场与输出电压的关系的线图。
图7是表示实施方式1中的、磁场与输出电压的关系的线图。
图8是表示比较方式中的、在未作用磁场的状态下流过脉冲电流时的MI传感器元件的电子自旋的变化的说明图。
图9是表示比较方式中的、在作用了磁场的状态下流过脉冲电流时的MI传感器元件的电子自旋的变化的说明图。
图10是表示实施方式1中的、在未作用磁场的状态下流过脉冲电流时的MI传感器元件的电子自旋的变化的说明图。
图11是表示实施方式1中的、在作用了磁场的状态下流过脉冲电流时的MI传感器元件的电子自旋的变化的说明图。
图12是实施方式2中的、MI传感器元件的说明图。
图13是表示实验例中的、原点振动的观测结果的线图。
图14是实施方式3中的、从基板的法线方向观察的MI传感器元件的说明图。
图15是图14的XV-XV线向视剖视图。
图16是实施方式4中的、MI传感器元件的说明图。
图17是实施方式5中的、MI传感器元件的说明图。
图18是实施方式6中的、MI传感器元件的说明图。
图19是实施方式7中的、MI传感器元件的说明图。
图20是图19的XX-XX线向视剖视图。
图21是图20的XXI-XXI线向视剖视图。
具体实施方式
上述形态的磁阻抗元件例如能用于电子罗盘、异物检测传感器、磁定位系统等。
另外,上述磁感应体例如是由非晶磁性体构成的线状构件,能由非晶丝构成。而且,在磁感应体中沿轴向流动脉冲电流或高频电流。
在上述第一形态的阻抗传感器元件中,上述检测线圈具有卷绕于上述第一磁感应部的第一线圈部以及卷绕于上述第二磁感应部的第二线圈部,上述第一线圈部与上述第二线圈部彼此电气串联连接,且卷绕方向能设为相同。在此情况下,能够容易且准确地制造MI传感器元件。
另外,上述第一磁感应部与上述第二磁感应部能一体形成为一根磁敏丝。在此情况下,能够容易且准确地制造MI传感器元件。另外,由于不易产生第一磁感应部与第二磁感应部之间的电磁特性之差,因此更容易抑制原点振动。
另外,上述MI传感器元件具有搭载有上述磁感应体以及上述检测线圈的基板,在该基板形成有接地的接地层,上述磁感应体的两端部能设为与上述接地层电连接。在此情况下,不仅能减少MI传感器元件中的脉冲电流或高频电流的输入输出端子,而且在磁感应体以外能减少脉冲电流或高频电流的路径呈非对称的部分。其结果,能够使MI传感器元件的制造容易,且能更有效地抑制原点振动。
另外,上述MI传感器元件具有从上述第一磁感应部的一端引出的第一端子以及从上述第二磁感应部的一端引出的第二端子,上述第一端子与上述第二端子能设为彼此电独立。在此情况下,在与MI传感器元件连接的电气电路中,通过对与上述第一端子和上述第二端子分别连接的布线的阻抗进行调整,能够进行在第一端子和上述第二端子中流动的脉冲电流或高频电流的微调整。
在上述第二形态的阻抗传感器元件中,上述平行导体能设为与上述磁感应体串联连接。在此情况下,容易使在平行导体中流动的脉冲电流或高频电流与在磁感应体中流动的脉冲电流或高频电流同步。因此,能够更加容易地实现原点振动的抑制。
另外,上述平行导体能设为相对于上述磁感应体相邻配置在与该磁感应体的轴向正交的一个方向上。在此情况下,能够抑制平行导体内的电流分布的紊乱。因此,能够更有效地抑制原点振动。
(实施方式1)
参照图1~图11来说明MI传感器元件的实施方式。
本方式的MI传感器元件1如图1所示,具有磁感应体2以及卷绕于磁感应体2的检测线圈3。而且,MI传感器元件1构成为:通过在磁感应体2中流动脉冲电流或高频电流,从而从检测线圈3输出与作用于磁感应体2的磁场的强度对应的电压。在本方式中,在磁感应体2中流动脉冲电流。
磁感应体2的电磁特性根据从外部作用的磁场而变化。在本方式中,磁感应体2由非晶丝构成。在磁感应体2的轴向上流动脉冲电流。
如图1所示,磁感应体2具有构成为其中的脉冲电流I1、I2彼此反向流动的第一磁感应部21和第二磁感应部22。
在本方式中,第一磁感应部21与第二磁感应部22一体形成为一根磁敏丝。即,磁感应体2由一根非晶丝构成。而且,MI传感器元件1具有从磁感应体2的轴向的中央部引出的中央端子40。
另外,如图1、图2所示,MI传感器元件1具有从第一磁感应部21的一端引出的第一端子41以及从第二磁感应部22的一端引出的第二端子42。在本方式中,第一端子41以及第二端子42是从磁感应体2的轴向的两端部分别引出的。
在本方式的情况下,磁感应体2当中,从引出了中央端子40的部位起至引出了第一端子41的部位为止成为第一磁感应部21。另外,磁感应体2当中,从引出了中央端子40的部位起至引出了第二端子42的部位为止成为第二磁感应部22。
检测线圈3具有卷绕于第一磁感应部21的第一线圈部31以及卷绕于第二磁感应部22的第二线圈部32。第一线圈部31与第二线圈部32彼此电气串联连接,且卷绕方向相同。
检测线圈3的两端分别与输出端子51、52连接。在本方式中,第一线圈部31中的与第二线圈部32为相反侧的端部与一个输出端子51连接,第二线圈部32中的与第一线圈部31为相反侧的端部与另一个输出端子52连接。
在检测线圈3中,第一线圈部31与第二线圈部32彼此匝数大致相同。此外,图1、图2终归只是说明图,检测线圈3的匝数不特别限定。另外,如图2所示,从与轴向正交的方向观察,检测线圈3的各部相对于磁感应体2的周向倾斜。其中,在同图中,该倾斜角度描绘得比实际的大。另外,虽省略图示,但检测线圈3设置于对磁感应体2的外周进行包覆的绝缘层的外周面。检测线圈3例如能通过镀敷形成。
如图2所示,MI传感器元件1具有搭载有磁感应体2以及检测线圈3的基板6。即,如上所述卷绕了检测线圈3的状态下的磁感应体2沿基板6的表面而固定于基板6。在基板6配设有第一端子41、第二端子42、中央端子40以及输出端子51、52。这些端子例如设为能通过镀敷等形成于基板6的表面。
另外,将第一端子41、第二端子42、中央端子40的每一个与磁感应体2中的各部之间进行电连接的连接布线411、421、401也例如通过镀敷等形成于基板6。同样,将输出端子51、52与检测线圈3之间进行电连接的连接布线511、521也例如通过镀敷等而形成于基板6。
如上构成的MI传感器元件1如图1所示,构成为能从中央端子40向磁感应体2施加脉冲电流。而且,在此情况下,脉冲电流在磁感应体2的中央部由第一磁感应部21和第二磁感应部22分流,分别向第一端子41、第二端子42流动。即,在第一磁感应部21中流动的脉冲电流I1与在第二磁感应部22中流动的脉冲电流I2彼此反向地流动。
这样的脉冲电流向磁感应体2的流动方式例如通过连接图3简易示出的周边电路而能够实现。即,将产生脉冲电流的脉冲电源71与中央端子40连接。而且,使第一端子41和第二端子42分别接地。而且,通过从脉冲电源71经由中央端子40而向磁感应体2的中央部施加脉冲电流,从而能在磁感应体2的第一磁感应部21和第二磁感应部22中流过彼此反向的的脉冲电流I1、I2。
在此,在第一磁感应部21中流动的脉冲电流I1与在第二磁感应部22中流动的脉冲电流I2设为它们的大小大致相等。另外,脉冲电流I1与脉冲电流I2同步流动。
另外,关于脉冲电流I1与脉冲电流I2,电流的方向彼此反向即可。因此,如图4所示,还能从第一端子41以及第二端子42朝着中央端子40,对磁感应体2施加脉冲电流。在此情况下,能够设为将脉冲电源71与第一端子41和第二端子42连接、且将中央端子40接地这样的周边电路的构成。
此外,图3、图4所示的周边电路与控制部连接,控制部对脉冲电源71进行控制,且对来自检测线圈3的输出信号进行处理。控制部例如能由包含CPU、ROM、RAM等的微机构成。
接下来,说明本方式的作用效果。
在上述磁阻抗传感器元件1中,磁感应体2具有构成为其中流过彼此反向的脉冲电流的第一磁感应部21和第二磁感应部22。由此,能够抑制原点振动。
原点振动被认为是因在磁感应体2中流动的脉冲电流所产生的磁场的变化而引起的。即,如图5所示的比较方式的MI传感器元件9那样,在磁感应体2中流动的脉冲电流I的方向仅为单向的情况下,发生因该脉冲电流I引起的磁场变化。如此,基于该磁场变化,在检测线圈3中产生感应电压,从而即使在未作用外部磁场的情况下,在检测线圈3中也产生输出,即,认为发生原点振动。
为此,如图1所示,本方式的MI传感器元件1构成为在磁感应体2中的第一磁感应部21与第二磁感应部22流动彼此反向的脉冲电流I1、I2。由此,能够抑制因上述脉冲电流所引起的磁场变化。也就是,第一磁感应部21的脉冲电流I1所引起的磁场变化与第二磁感应部22的脉冲电流I2所引起的磁场变化相互抵消。因此,在本方式的MI传感器元件1中,脉冲电流所引起的磁场变化得以抑制,原点振动得以抑制。
通过抑制原点振动,能够抑制MI传感器元件1的偏移。MI传感器元件1在所施加的磁场与输出电压之间存在一定的关系(以下也称为输入输出特性),基于此,能够根据输出电压来检测施加磁场的大小(参照图7)。
然而,输入输出特性虽然在给定的输出电压的范围Rv中呈现出稳定的灵敏度,但若偏离该范围Rv,则灵敏度会下降。也就是,实质上能测量的磁场的大小局限于与给定的输出电压的范围Rv对应的范围Rh。若在这样的MI传感器元件1中假设如图6所示发生较大偏移,则能测量的磁场的范围Rh在正侧或负侧变窄。在同图所示的状态的情况下,正侧的磁场的能测量范围Rh变窄。此外,在MI传感器元件的轴向上,一侧的磁场的强度成为正侧,其反向的磁场的强度成为负侧。
与之相对,在本方式的MI传感器元件1中,通过如上所述抑制原点振动,能够抑制偏移。而且,如图7所示,通过抑制偏移,能够将能测量的磁场的范围Rh无论在正侧还是负侧都确保得较宽。
另外,即使像本方式这样,在磁感应体2中流过彼此反向的脉冲电流的情况下,也不会对外部磁场的测量灵敏度造成影响。
MI传感器元件1原本就是在磁感应体2中利用在使与检测线圈3交链的磁通(磁感应体2的轴向的磁通)随时间变化时在检测线圈3中产生的电动势。为了易懂,首先,参照图8、图9来说明利用了比较方式(图5)的MI传感器元件9的测量原理。
磁感应体2的众多磁畴具有在轴向上排列的磁畴结构。而且,在各磁畴,如图8的(a)所示,沿周向的方向形成有电子自旋,而且在相邻的磁畴,电子自旋的方向呈反向。此外,在图8中,沿磁感应体2的外周面描绘的箭头示出电子自旋的方向。在图9~图11中也同样。
而且,在未施加外部磁场的状态下,该电子自旋的状态得以维持。在该状态下,如图8的(b)所示,在磁感应体2中流动脉冲电流I时,基于安培定律,电子自旋的方向一致。然而,与检测线圈3交链的方向即磁感应体2的轴向的电子自旋的矢量成分不发生变化。也就是,轴向的磁矩不变化。因此,在不存在外部磁场时,基本上在检测线圈3不产生电压。
与之相对,如图9的(a)所示,在外部磁场H作用于轴向(即,MI传感器元件的磁感应方向)时,基于外部磁场H,电子自旋倾斜。若从该状态起如图9的(b)所示通脉冲电流,则电子自旋的方向与周向一致。由此,与检测线圈3交链的方向即磁感应体2的轴向的电子自旋的矢量成分的大小会变化。基于该磁通的变化,在检测线圈3感应出电压。能够根据该检测线圈3的输出电压的大小来检测磁场的大小。
在本方式的MI传感器元件1中也同样,在没有外部磁场的状态下,如图10所示,通过施加脉冲电流I,磁感应体2中的电子自旋的方向一部分反相,但轴向上的电子自旋的矢量成分不会发生变化。与比较方式之间的差异在于,在脉冲电流的方向相反的第一磁感应部21与第二磁感应部22,脉冲电流I的施加时的电子自旋的方向相反。
而且,如图11的(a)、(b)所示,在外部磁场H作用于轴向的状态下,在施加了脉冲电流I时,与检测线圈3交链的方向即磁感应体2的轴向的电子自旋的矢量的大小会变化。相对于比较方式,脉冲电流的施加时的电子自旋的方向相反这点不同,但脉冲电流I的施加前后中的、电子自旋的轴向的矢量成分的变化量相同。
因此,即使对磁感应体2施加彼此反向的脉冲电流I,也不会对外部磁场H的检测灵敏度自身造成影响。
另外,在比较方式的MI传感器元件9中,如上所述,会发生原点振动。即,像图8的(b)那样,存在如下情况:在未作用外部磁场的状态下,本来不该产生输出电压,但结果在检测线圈3感应出电压。关于该原点振动,本发明的发明人们认为其起因于通过脉冲电流的施加而产生的磁场的变化。该脉冲电流所致的产生磁场如图1所示,被认为通过使脉冲电流彼此反向流动而相抵消,从而得以抑制。为此,本发明的发明人们采用在磁感应体2中流过彼此反向的脉冲电流的构成,成功地抑制了原点振动(参照后述的实验例)。
另外,如图1所示,检测线圈3具有第一线圈部31和第二线圈部32。而且,第一线圈部31与第二线圈部32彼此电气串联连接,且卷绕方向相同。由此,能够容易且准确地制造MI传感器元件1。
另外,第一磁感应部21与第二磁感应部22一体形成为一根磁敏丝。因此,能够容易且准确地制造MI传感器元件1。另外,由于不易产生第一磁感应部21与第二磁感应部22之间的电磁特性之差,因此更容易抑制原点振动。
如上所述,根据本方式,能够提供能抑制原点振动的磁阻抗传感器元件。
(实施方式2)
本方式如图12所示,是将第一线圈部31与第二线圈部32彼此在轴向的相反侧的端部之间进行电连接的方式。
将第一线圈部31与第二线圈部32连接的连接布线33例如通过镀敷等形成于基板6的表面。而且,第一线圈部31以及第二线圈部32在轴向上彼此接近的位置的端部与输出端子51、52分别电连接。
其他与实施方式1同样。此外,关于在实施方式2以后用到的标号当中的、与已出现的实施方式中用到的标号相同的标号,只要没有特别注明,表示与已出现的实施方式中的构成要素同样的构成要素等。
在本方式中也具有与实施方式1同样的作用效果。
(实验例)
在本例中,如图13所示,进行了本公开的MI传感器元件的效果确认试验。
作为试样,准备了实施方式2(图12)所示的MI传感器元件1作为试样1,且准备了比较方式(图5)所示的MI传感器元件9作为试样2、试样3。
关于试样2与试样3,作为MI传感器元件9的结构是相同的。另外,关于试样2以及试样3的具体的结构,除了没有中央端子40以及其与磁感应体2的连接布线401以外,与试样1(即,图12所示的实施方式2)相同。
将这些试样配置于不作用外部磁场的空间。在此基础上,在磁感应体2中流过给定大小的脉冲电流。在此,在试样1中,以从中央端子40朝第一端子41以及第二端子42的方向,流过了脉冲电流。另外,关于试样2、试样3,以从磁感应体2的一端朝另一端的方向,流过了脉冲电流。但是,在试样2中流动的脉冲电流与在试样3中流动的脉冲电流的方向彼此设为了反向。此外,在各试样中流动的脉冲电流设为了相同的大小、相同的脉冲波形。也就是,将向试样1的中央端子40输入的电流值设为了向试样2、试样3中的磁感应体2的一端输入的电流值的2倍。
而且,对在各试样中的检测线圈3产生的电压(输出电压)进行了监测。其结果如图13所示。从同图可知,相对于在试样2、试样3产生的输出电压,在试样1产生的输出电压被抑制为一半以下。即,在试样1中抑制了原点振动。
此外,试样2的输出电压与试样3的输出电压成为彼此为相反符号的电压。这是由于,施加于试样2的脉冲电流与施加于试样3的脉冲电流的方向是反向的,因此这些脉冲电流所产生的磁场的方向也为反向,该磁场所引起的原点振动也呈反向。
如上所述,在本例中确认了,实施方式2的MI传感器元件1能够抑制原点振动。
(实施方式3)
本方式如图14、图15所示,是在基板6设置有接地层61的方式。
接地层61电接地。而且,磁感应体2的两端部与接地层61电连接。此外,在图15中,省略了检测线圈3的记载。
接地层61在基板6以二维扩展的方式形成为平面状。接地层61形成为:从基板6的法线方向观察时,磁感应体2的整体配置于内侧。在本方式中,接地层61形成为:从基板6的法线方向观察时,磁感应体2以及输出端子51、52、中央端子40、接地端子46配置于接地层61的轮廓的内侧。
接地端子46是与接地层61电连接且在基板6的表面露出的端子。该接地端子46与外部的接地布线连接,从而接地层61接地。
磁感应体2在其两端部经由接合导体45与接地层61电连接。另外,磁感应体2的两端部以外的部分通过绝缘层62与接地层61电绝缘。另外,中央端子40经由连接布线401与磁感应体2的中央部位电连接。
其他与实施方式2同样。
在本方式中,能够减少MI传感器元件1中的脉冲电流的输入端子。因此,能够使MI传感器元件1的制造容易。另外,在磁感应体2以外,能够减少脉冲电流的路径呈非对称的部分。由此,能够更有效地抑制原点振动。
此外,具有与实施方式1同样的作用效果。
(实施方式4)
本方式如图16所示,是将磁感应体2分割为多个进行配置的MI传感器元件1的方式。
即,在本方式中,将第一磁感应部21和第二磁感应部22由不同的磁敏丝构成。而且,第一磁感应部21与第二磁感应部22在轴向上排列配置。尤其在本方式中,在同一直线上配置有第一磁感应部21和第二磁感应部22。
另外,第一磁感应部21以及第二磁感应部22在各自的两端部连接有一对端子。即,在第一磁感应部21的两端部分别连接有第一端子41和第三端子43。另外,在第二磁感应部22的两端部分别连接有第二端子42和第四端子44。第三端子43与第一磁感应部21中的、离第二磁感应部22近的一侧的端部连接,第四端子44与第二磁感应部22中的、离第一磁感应部21近的一侧的端部连接。
第一磁感应部21与第二磁感应部22在元件内彼此电独立。但也能设为将第一磁感应部21与第二磁感应部22在元件内电连接的构成。
在本方式中,第一磁感应部21与第二磁感应部22能设为直径、长度、电磁特性实质上彼此相同的磁敏丝。例如,第一磁感应部21与第二磁感应部22能设为将一体制造出的一根磁敏丝进行切断而得到的单独的磁敏丝。
在本方式中,例如从第三端子43和第四端子44向第一磁感应部21和第二磁感应部22分别通脉冲电流。或者,从第一端子41和第二端子42向第一磁感应部21和第二磁感应部22分别通脉冲电流。由此,在第一磁感应部21和第二磁感应部22中流动着彼此反向的脉冲电流。脉冲电流向第一磁感应部21与第二磁感应部22的施加彼此同步进行。
其他与实施方式1同样。
在本方式中,能够在第一磁感应部21和第二磁感应部22中可靠地流动反向的脉冲电流。
此外,具有与实施方式1同样的作用效果。
(实施方式5)
本方式如图17所示,是将分割为多个的磁感应体2并联配置而成的MI传感器元件1的方式。
即,将第一磁感应部21与第二磁感应部22并联配置。另外,检测线圈3中的、第一线圈部31与第二线圈部32彼此电气串联连接。
第一磁感应部21与第二磁感应部22不仅彼此平行地配置,而且在与轴向正交的方向上排列配置。第一磁感应部21和第二磁感应部22将其两端部的位置配置于轴向上的同等的位置。
其他与实施方式1同样。
在本方式中也例如从第三端子43和第四端子44向第一磁感应部21和第二磁感应部22分别通脉冲电流。或者,从第一端子41和第二端子42向第一磁感应部21和第二磁感应部22分别通脉冲电流。由此,在第一磁感应部21和第二磁感应部22中流动着彼此反向的脉冲电流。脉冲电流向第一磁感应部21与第二磁感应部22的施加彼此同步进行。
此外,还能不直接连接第一线圈部31和第二线圈部32,而将从各个线圈部生成的输出信号在控制部中运算且合成。
其他与实施方式1同样。
在本方式中,能够缩短磁感应体2的轴向的长度。因此,能够使轴向上的MI传感器元件1的感测的分辨率得以提高。另外,轴向上的MI传感器元件1的小型化也变得容易。
此外,与实施方式4同样。
(实施方式6)
本方式如图18所示,是绕并联配置的第一磁感应部21以及第二磁感应部22卷绕检测线圈3而成的MI传感器元件1的方式。
在本方式中同样,在第一磁感应部21和第二磁感应部22中通彼此反向的脉冲电流。在检测线圈3的两端连接有一对输出端子51、52。
在本方式中,从检测线圈3的两端输出与磁场相应的输出电压。也就是,向一对输出端子51、52之间输出输出电压。
其他与实施方式5同样。
在本方式中,能够使与轴向正交的方向上的MI传感器元件1的进一步的小型化容易。
此外,具有与实施方式5同样的作用效果。
(实施方式7)
本方式如图19~图21所示,是具有平行导体8的磁阻抗传感器元件10的方式。
本方式的MI传感器元件10具有磁感应体2、平行导体8和检测线圈3。磁感应体2的电磁特性根据从外部作用的磁场而变化。平行导体8是与磁感应体2平行配置的导体。检测线圈3卷绕于磁感应体2以及平行导体8。
与实施方式1同样,构成为:通过在磁感应体2中通脉冲电流或高频电流,从而从检测线圈3输出与作用于磁感应体2的磁场的强度对应的电压。
而且,在平行导体8中,与在磁感应体2中流动的脉冲电流或高频电流反向地流动脉冲电流或高频电流。另外,在本方式中,在磁感应体2以及平行导体8中通脉冲电流。
另外,在本方式中同样,磁感应体2是磁敏丝,由非晶丝构成。另外,平行导体8与磁感应体2串联连接。即,平行导体8的一端84与磁感应体2的一端24电连接。
平行导体8形成于基板6的表面。平行导体8例如能通过铜镀等形成于基板6的表面。而且,如图20、图21所示,磁感应体2隔着绝缘层11配设于平行导体8的与基板6为相反侧的表面。在本方式中,在平行导体8的表面成膜有由树脂构成的绝缘层11。此外,在图20、图21中省略了检测线圈3。
如图19、图20所示,以磁感应体2的长边方向(轴向)与平行导体8的长边方向彼此一致的方式,磁感应体2隔着绝缘层11搭载于平行导体8的表面。但磁感应体2的一端24与平行导体8的一端84在端部连接部12连接。如图19所示,磁感应体2的另一端25与形成于基板6的磁感应体用端子410电连接,平行导体8的另一端85与形成于基板6的导体用端子420电连接。即,MI传感器元件10具有:从磁感应体2的与端部连接部12为相反侧的端部25引出的磁感应体用端子410、以及从平行导体8的与端部连接部12为相反侧的端部85引出的导体用端子420。
由此,例如,若从磁感应体用端子410通脉冲电流,则流过磁感应体2的电流I11在端部连接部12折返,而在平行导体8中流动反向的电流I12(参照图20)。此外,还能从导体用端子420通脉冲电流。在此情况下同样,在平行导体8与磁感应体2中流动彼此反向的电流。
此外,在平行导体8中流动的脉冲电流或高频电流的大小与在磁感应体2中流动的脉冲电流或高频电流的大小相等是理想的。故而,例如,还能调整平行导体8的厚度等,来适当地调整平行导体8的电阻。
在本方式中,虽然在磁感应体2的一部分存在未与平行导体8相邻的部位,但遍及大致整个(例如9成以上)长边方向,磁感应体2与平行导体8相邻配置。此外,磁感应体2中的未与平行导体8相邻的部位是未卷绕检测线圈3的部位。
如图19所示,以包围该磁感应体2和平行导体8这两者的方式卷绕有检测线圈3。在磁感应体2的轴向上,检测线圈3具有2个线圈部即线圈部310、320。2个线圈部310、320在磁感应体2的轴向的相反侧的端部之间通过连接布线330电连接。而且,2个线圈部310、320在轴向上彼此接近的位置的端部与输出端子51、52分别电连接。
平行导体8相对于磁感应体2相邻配置在与磁感应体2的轴向正交的一个方向上。在本方式中,磁感应体2与平行导体8相邻配置在基板6的法线方向上。
在本方式的MI传感器元件10中,在平行导体8中,与在磁感应体2中流动的脉冲电流或高频电流反向地,流动脉冲电流或高频电流。由此,与实施方式1同样,能够抑制原点振动。此外,以下,将脉冲电流或高频电流酌情称为脉冲电流等。
即,能够将在磁感应体2中流动的脉冲电流等所引起的磁场变化通过在平行导体8中流动的脉冲电流等所引起的磁场变化进行抵消。此外,在平行导体8中流动的脉冲电流等的大小与在磁感应体2中流动的脉冲电流等的大小之间存在差异的情况下,虽然不能完全抵消上述的磁场变化,但是能够抑制。因此,能够在MI传感器元件10的输出中抑制原点振动。
在本方式的情况下,通过设置平行导体8,能够如上所述抑制原点振动。因此,能够在不阻碍MI传感器元件10的小型化的前提下抑制原点振动。即,在本方式的情况下,无需为了抑制原点振动而将磁感应体2进行增设或加长。
另外,平行导体8例如能通过利用光刻和镀敷的一般的布线图案化技术得以形成。因此,能够在不使MI传感器元件10的制造方法复杂化的前提下抑制原点振动。
另外,平行导体8与磁感应体2串联连接。由此,使平行导体8中流动的脉冲电流或高频电流磁感应体易于与磁感应体2中流动的脉冲电流或高频电流同步。因此,能够更加容易地实现原点振动的抑制。
另外,平行导体8相对于磁感应体2相邻配置在与磁感应体2的轴向正交的一个方向上。由此,能够抑制平行导体8内的电流分布的紊乱。即,若流动的脉冲电流等的频率变大,则配设于磁感应体2与平行导体8之间的绝缘层11的阻抗容易下降。如此,假如平行导体相邻配置于磁感应体的整周,则绝缘层的阻抗下降的影响变大,平行导体中流动的电流分布容易发生紊乱。与之相对,仅在与磁感应体2的轴向正交的一个方向上相邻配置平行导体8的情况下,能够抑制绝缘层11的阻抗下降的影响。其结果,能够更有效地实现原点振动的抑制。
此外,具有与实施方式1同样的作用效果。
作为上述实施方式7的变形方式,例如,还能将磁感应体2与平行导体8配置为在与基板6的表面平行的方向上排列(图示略)。
另外,作为实施方式7的又一变形方式,还能将磁感应体2与平行导体8设为彼此不电连接的构成(图示略)。而且,在此情况下,通过依照实施方式4的方法,能够构成为向磁感应体2和平行导体8分别进行脉冲电流等的施加。
此外,平行导体与磁感应体不必完全平行,只要实质上平行即可,可以彼此之间略微倾斜。
本发明不限于上述各实施方式,能在不脱离其主旨的范围内适用于各种实施方式。
Claims (8)
1.一种磁阻抗传感器元件,具有电磁特性根据从外部作用的磁场而变化的磁感应体以及卷绕于该磁感应体的检测线圈,所述磁阻抗传感器元件构成为:通过在上述磁感应体中通脉冲电流或高频电流,从而从上述检测线圈输出与作用于上述磁感应体的磁场的强度对应的电压,
上述磁感应体具有第一磁感应部和第二磁感应部,上述脉冲电流或高频电流在上述第一磁感应部与上述第二磁感应部中彼此反向流动。
2.根据权利要求1所述的磁阻抗传感器元件,其中,
上述检测线圈具有卷绕于上述第一磁感应部的第一线圈部以及卷绕于上述第二磁感应部的第二线圈部,上述第一线圈部与上述第二线圈部彼此电气串联连接,且卷绕方向相同。
3.根据权利要求2所述的磁阻抗传感器元件,其中,
上述第一磁感应部与上述第二磁感应部一体形成为一根磁敏丝。
4.根据权利要求3所述的磁阻抗传感器元件,其中,
所述磁阻抗传感器元件具有搭载有上述磁感应体以及上述检测线圈的基板,在该基板形成有接地的接地层,上述磁感应体的两端部与上述接地层电连接。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的磁阻抗传感器元件,其中,
所述磁阻抗传感器元件具有从上述第一磁感应部的一端引出的第一端子以及从上述第二磁感应部的一端引出的第二端子,上述第一端子与上述第二端子彼此电独立。
6.一种磁阻抗传感器元件,具有:
磁感应体,其电磁特性根据从外部作用的磁场而变化;
平行导体,其与该磁感应体平行配置;以及
检测线圈,其卷绕于上述磁感应体以及平行导体,
所述磁阻抗传感器元件构成为:通过在上述磁感应体中通脉冲电流或高频电流,从而从上述检测线圈输出与作用于上述磁感应体的磁场的强度对应的电压,
在上述平行导体中,与在上述磁感应体中流动的上述脉冲电流或高频电流反向地流动脉冲电流或高频电流。
7.根据权利要求6所述的磁阻抗传感器元件,其中,
上述平行导体与上述磁感应体串联连接。
8.根据权利要求6或7所述的磁阻抗传感器元件,其中,
上述平行导体相对于上述磁感应体相邻配置在与该磁感应体的轴向正交的一个方向上。
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