JP2000258517A - Magnetic impedance effect micro-magnetic sensor - Google Patents
Magnetic impedance effect micro-magnetic sensorInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、微小磁界を温度安
定性が高く、かつ、高感度・高速応答で検出する磁気イ
ンピーダンス効果マイクロ磁気センサに関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magneto-impedance effect magnetic sensor for detecting a minute magnetic field with high temperature stability and high sensitivity and high speed response.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の高感度磁気センサとしては、フラ
ックスゲートセンサ及び既に本願発明者によって提案さ
れている磁気インピーダンス効果マイクロ磁気センサ
（ＭＩセンサ）がある（例えば、特開平９−１３３７４
２号公報、特開平９−３２９６５５号公報参照）。2. Description of the Related Art As a conventional high-sensitivity magnetic sensor, there are a flux gate sensor and a magnetic impedance effect micro magnetic sensor (MI sensor) already proposed by the present inventor (for example, JP-A-9-13374).
No. 2, JP-A-9-329655).
【０００３】フラックスゲートセンサは、アポロ計画で
月磁気検出に用いられたことで有名な高感度磁界センサ
であるが、ヘッドの長さ方向に交流磁界で励振すること
によるヘッド端部の反磁界の影響を避けるため、ヘッド
の長さを、２０〜３０ｍｍに設定して、ヘッドの中央部
の磁束変化の外部磁界に対する敏感性を利用して、マイ
クロガウスの高分解能を実現している。The flux gate sensor is a high-sensitivity magnetic field sensor that is famous for being used for detecting lunar magnetism in the Apollo program. However, the flux gate sensor detects the demagnetizing field at the end of the head by exciting the head with an alternating magnetic field in the longitudinal direction. In order to avoid the influence, the length of the head is set to 20 to 30 mm, and high sensitivity of microgauss is realized by utilizing the sensitivity of the magnetic flux change at the center of the head to an external magnetic field.
【０００４】この原理的欠点のため、フラックスゲート
センサでは、ヘッドのマイクロ寸法化は不可能であり、
ヘッド端部の磁界検出感度が低いため磁気記録のヘッド
や、高密度着磁体の表面局所磁界を検出するロータリー
エンコーダ用ヘッドなどには適用できない。専ら、一様
磁界に対してのみ高感度である。応答速度は、コイルに
よる大振幅励磁のため数ｋＨｚが一般的であり、数十ｋ
Ｈｚ以上の磁界を検出することは困難である。さらに、
この大振幅励磁のため、消費電力は１０ＶＡ以上であ
り、携帯性には難がある。[0004] Due to this principle disadvantage, the head cannot be micro-sized with the flux gate sensor,
Since the magnetic field detection sensitivity at the end of the head is low, it cannot be applied to a magnetic recording head or a rotary encoder head that detects a local magnetic field on the surface of a high-density magnetized body. Exclusively high sensitivity only to a uniform magnetic field. The response speed is generally several kHz because of large amplitude excitation by the coil,
It is difficult to detect a magnetic field of Hz or higher. further,
Due to this large amplitude excitation, power consumption is 10 VA or more, and portability is difficult.
【０００５】一方、ＭＩセンサは、ヘッドの磁性体に高
周波電流またはパルス電流を通電して表皮効果を発生さ
せることにより、そのインピーダンスが外部磁界で敏感
に変化することを原理としており、反磁界を生じないた
め、ヘッドを１ｍｍ以下のマイクロ寸法に短く設定して
もマイクロガウスの磁界検出分解能を発揮し、ＭＨｚの
高速応答も容易であり、さらに、パルス電流励磁・パル
ス磁界バイアス方式ＭＩセンサの消費電力は１０ｍＷ程
度であるので、携帯性に富んでいる。On the other hand, the MI sensor is based on the principle that a high-frequency current or a pulse current is applied to the magnetic material of the head to generate a skin effect, whereby the impedance of the MI sensor changes sensitively with an external magnetic field. Because it does not occur, even if the head is set to a micro size of 1 mm or less, it exhibits a microgauss magnetic field detection resolution, can easily respond at a high speed of MHz, and consumes a pulse current excitation / pulse magnetic field bias type MI sensor. Since the power is about 10 mW, it is highly portable.
【０００６】表１に、フラックスゲートセンサとＭＩセ
ンサの基本性能の比較を示す。[0006] Table 1 shows a comparison of the basic performance of the fluxgate sensor and the MI sensor.
【０００７】[0007]
【表１】 [Table 1]
【０００８】このように、ＭＩセンサはマイクロ寸法ヘ
ッド、高感度、高速応答、低消費電力の４つの長所をす
べて兼備する超高性能マイクロ磁気センサであるため、
電磁波センサ、電磁波信号解析器、地磁気方位センサ、
ハンディ地磁気センサ、車速センサ、加速度センサなど
への実用化が急速に拡大している。As described above, the MI sensor is an ultra-high performance micro magnetic sensor having all of the four advantages of a micro dimensional head, high sensitivity, high speed response, and low power consumption.
Electromagnetic wave sensor, electromagnetic wave signal analyzer, geomagnetic direction sensor,
Practical applications to handy geomagnetic sensors, vehicle speed sensors, acceleration sensors, and the like are rapidly expanding.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＭＩセンサは、検波用にショットキーバリアダイオード
などの高周波用ダイオードを使用しているため、例え
ば、自動車分野などへの応用に際して、センサの環境温
度が大幅に変動する環境下では直流出力電圧が変動する
という、温度特性の不安定性が解決すべき課題であるこ
とが判明した。However, since the conventional MI sensor uses a high-frequency diode such as a Schottky barrier diode for detection, the ambient temperature of the sensor is low when the sensor is applied to, for example, the automobile field. It has been found that the instability of the temperature characteristics is a problem to be solved, that is, the DC output voltage fluctuates in an environment in which fluctuates greatly.
【００１０】また、これまでのＭＩセンサでは、ヘッド
にバイアス磁界を印加してリニア磁界センサを構成する
ため、消費電力が比較的大きくなる場合が多かった。Further, in the conventional MI sensors, since a bias magnetic field is applied to the head to constitute a linear magnetic field sensor, the power consumption is often relatively large.
【００１１】本発明は、上記問題点を除去し、温度特性
の安定化を図るとともに、消費電力を減少させることが
できる磁気インピーダンス効果マイクロ磁気センサを提
供することを目的とする。An object of the present invention is to provide a magneto-impedance effect magnetic sensor capable of eliminating the above-mentioned problems, stabilizing temperature characteristics, and reducing power consumption.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕磁気インピーダンス効果マイクロ磁気センサにお
いて、パルス通電電流で周回方向に励磁される高透磁率
磁性体ヘッドと、この高透磁率磁性体ヘッドの周回方向
に巻回されたコイルと、このコイルの誘起電圧の第１パ
ルスを検出する電子スイッチとを具備するようにしたも
のである。According to the present invention, there is provided a magnetic impedance effect micro magnetic sensor comprising: a high magnetic permeability magnetic head which is excited in a circumferential direction by a pulsed current; The high-permeability magnetic head includes a coil wound in a circumferential direction, and an electronic switch for detecting a first pulse of an induced voltage of the coil.
【００１３】〔２〕上記〔１〕記載の磁気インピーダン
ス効果マイクロ磁気センサにおいて、前記高透磁率磁性
体ヘッドはアモルファス磁性体を用いた磁性体ヘッドで
あることを特徴とする。[2] The magnetic impedance effect micro magnetic sensor according to [1], wherein the high magnetic permeability magnetic head is a magnetic head using an amorphous magnetic material.
【００１４】〔３〕上記〔２〕記載の磁気インピーダン
ス効果マイクロ磁気センサにおいて、前記アモルファス
磁性体ヘッドはアモルファスワイヤであることを特徴と
する。[3] The magneto-impedance effect micro magnetic sensor according to [2], wherein the amorphous magnetic head is an amorphous wire.
【００１５】〔４〕上記〔１〕、〔２〕又は〔３〕記載
の磁気インピーダンス効果マイクロ磁気センサにおい
て、前記高透磁率磁性体ヘッドは、周回方向に磁気異方
性を持つヘッドであることを特徴とする。[4] In the magneto-impedance effect micro magnetic sensor according to the above [1], [2] or [3], the high magnetic permeability magnetic head is a head having magnetic anisotropy in a circumferential direction. It is characterized by.
【００１６】〔５〕上記〔１〕記載の磁気インピーダン
ス効果マイクロ磁気センサにおいて、前記パルス通電電
流は、前記高透磁率磁性体ヘッドに表皮効果を生じさ
せ、磁気インピーダンス効果を発生させるようにしたも
のである。[5] The magnetic impedance effect micro magnetic sensor according to the above [1], wherein the pulsed current causes a skin effect to occur in the high-permeability magnetic head, thereby generating a magnetic impedance effect. It is.
【００１７】〔６〕上記〔１〕記載の磁気インピーダン
ス効果マイクロ磁気センサにおいて、前記電子スイッチ
に接続されるアンプからのセンサ出力電圧に比例した電
流を印加させ、外部磁界Ｈexを相殺する負帰還磁界を発
生する帰還コイルとを具備するようにしたものである。[6] In the magneto-impedance effect micro magnetic sensor according to [1], a current proportional to a sensor output voltage from an amplifier connected to the electronic switch is applied, and a negative feedback for canceling an external magnetic field Hex is applied. And a feedback coil for generating a magnetic field.
【００１８】〔７〕上記〔１〕又は〔６〕記載の磁気イ
ンピーダンス効果マイクロ磁気センサにおいて、前記高
透磁率磁性体ヘッドを２ヘッドとなし、コモンモード相
殺効果による温度安定性を高めるようにしたものであ
る。[7] In the magneto-impedance effect micro-magnetic sensor according to the above [1] or [6], the high magnetic permeability magnetic head is made up of two heads to enhance the temperature stability due to the common mode canceling effect. Things.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail.
【００２０】まず、本発明の第１実施例について説明す
る。First, a first embodiment of the present invention will be described.
【００２１】図１は本発明の第１実施例を示す磁気イン
ピーダンス効果マイクロ磁気センサ（ＭＩ）センサ回路
の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a magneto-impedance effect micro magnetic sensor (MI) sensor circuit showing a first embodiment of the present invention.
【００２２】この図において、１は０磁歪アモルファス
ワイヤ、２はＭＩ素子、３はＱ1 ，Ｑ2 ，Ｑ3 ，Ｑ4 ，
Ｑ5 ，Ｑ6 （例えば、７４ＡＣ０４）のＣ−ＭＯＳイン
バータとＣＲ微分回路からなる電源回路、４はアナログ
スイッチ（例えば、７４ＨＣ４０６６）、５は０磁歪ア
モルファスワイヤ１の周回方向に巻回されたコイル、６
はアンプ（例えば、ＡＤ５２４）、７は帰還コイル、Ｒ
1 は５１０ｋΩ、Ｒ2は３ｋΩ、Ｒ3 は２００ｋΩ、Ｒ
4 は１Ω、Ｒ5 は５．１ｋΩ、Ｒ6 は２ｋΩ、Ｒ7 は２
ｋΩ、Ｒ8 は３ｋΩ、Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 ，Ｃ4 は１００
ｐＦである。In this figure, 1 is a 0 magnetostrictive amorphous wire, 2 is an MI element, 3 is Q 1 , Q 2 , Q 3 , Q 4 ,
A power supply circuit comprising a C-MOS inverter of Q 5 , Q 6 (for example, 74AC04) and a CR differentiating circuit, 4 is an analog switch (for example, 74HC4066), 5 is a coil wound in the circumferential direction of the 0 magnetostrictive amorphous wire 1. , 6
Is an amplifier (for example, AD524), 7 is a feedback coil, R
1 is 510 kΩ, R 2 is 3 kΩ, R 3 is 200 kΩ, R
4 1 [Omega, R 5 is 5.1K, R 6 is 2 k.OMEGA, R 7 is 2
kΩ, R 8 is 3 kΩ, C 1 , C 2 , C 3 , C 4 are 100
pF.
【００２３】この図に示すように、この実施例の磁気イ
ンピーダンス効果マイクロ磁気センサ（ＭＩセンサ）回
路は、２ｍｍ長、３０μｍ径の０磁歪アモルファスワイ
ヤ１の両端に半田付けで電極を形成したＭＩ素子２をヘ
ッドとし、ＣＭＯＳマルチバイブレータとＣＲ微分回路
からなる電源回路３で発生させた立ち上がり時間約５ｎ
ｓのパルス電流をＭＩ素子２に印加し、このＭＩ素子２
の周回方向に巻回された４０ターンのコイル５の誘起電
圧を検出するように構成している。As shown in this figure, the magneto-impedance effect micro magnetic sensor (MI sensor) circuit of this embodiment is an MI element having electrodes formed by soldering on both ends of a 0 mm magnetostrictive amorphous wire 1 having a length of 2 mm and a diameter of 30 μm. 2 as a head and a rise time of about 5 n generated by a power supply circuit 3 comprising a CMOS multivibrator and a CR differentiating circuit.
s pulse current is applied to the MI element 2,
Is configured to detect the induced voltage of the coil 5 of 40 turns wound in the circumferential direction.
【００２４】上記０磁歪アモルファスワイヤ１は、厳密
にはわずかに負の磁歪（−１０-7）を持ち、張力アニー
ルによって円周方向に異方性が誘導されているワイヤで
ある。したがって、ワイヤ長さ方向の外部磁界Ｈexが０
の場合は、ワイヤ１の通電パルス電流による磁束の変化
は円周方向のみであって、ワイヤ１の周回方向に巻回さ
れたコイル５との鎖交磁束が０であり、このコイル５の
誘起電圧は０である。The zero magnetostrictive amorphous wire 1 has a strictly negative magnetostriction (−10 −7 ), and anisotropy is induced in the circumferential direction by tension annealing. Therefore, the external magnetic field H ex in the wire length direction becomes zero.
In the case of (1), the change in the magnetic flux due to the energizing pulse current of the wire 1 is only in the circumferential direction, and the flux linkage with the coil 5 wound in the circumferential direction of the wire 1 is 0. The voltage is zero.
【００２５】外部磁界Ｈexが印加されると、ワイヤ１の
磁化ベクトルがワイヤ軸方向に傾斜し、通電パルス電流
による円周方向の磁界によって磁化ベクトルが円周方向
に回転する。この時の磁束変化のワイヤ軸方向成分がコ
イル５と鎖交し、コイル５に誘起電圧が発生する。この
コイル５の誘起電圧の符号は外部磁界Ｈexの符号と逆に
なる。ワイヤ１は表皮効果のため磁壁の移動が抑制さ
れ、磁化ベクトルの回転のみが生じる。この磁化動作の
ため、この回路構成におけるコイル５の誘起電圧は、従
来のようにバイアス磁界を印加することなく、外部磁界
Ｈexに比例した電圧となり、リニア磁界センサの特性を
表す。When an external magnetic field Hex is applied, the magnetization vector of the wire 1 is inclined in the wire axis direction, and the magnetization vector is rotated in the circumferential direction by the circumferential magnetic field generated by the energizing pulse current. At this time, the component of the magnetic flux change in the wire axis direction interlinks with the coil 5, and an induced voltage is generated in the coil 5. The sign of the induced voltage of the coil 5 is opposite to the sign of the external magnetic field Hex . The movement of the domain wall of the wire 1 is suppressed due to the skin effect, and only the rotation of the magnetization vector occurs. Due to this magnetization operation, the induced voltage of the coil 5 in this circuit configuration becomes a voltage proportional to the external magnetic field Hex without applying a bias magnetic field as in the related art, and represents the characteristics of the linear magnetic field sensor.
【００２６】しかし、急峻なパルス電流による鎖交磁束
の急激な変化のため、誘起電圧波形は純粋なパルス電圧
波形でなく、コイル５の浮遊容量によるＬＣ振動波形と
なる。この振動波形の第１パルス波形のみが外部磁界Ｈ
exに比例して高感度に変化するため、高感度磁界センサ
を構成するためには、第１のパルス波形のみを抽出する
必要がある。ここでは、アナログスイッチ４によって、
第１のパルス波形のみを抽出する。However, because of the rapid change of the interlinkage magnetic flux due to the steep pulse current, the induced voltage waveform is not a pure pulse voltage waveform but an LC oscillation waveform due to the stray capacitance of the coil 5. Only the first pulse waveform of this vibration waveform is the external magnetic field H
Since the sensitivity changes in proportion to ex , it is necessary to extract only the first pulse waveform in order to configure a high-sensitivity magnetic field sensor. Here, the analog switch 4
Only the first pulse waveform is extracted.
【００２７】図２は、縦軸をコイル誘起電圧の第１のパ
ルスの高さをピークホールドした値Ｅout 、横軸を印加
磁界Ｈexとした実験結果を示す。｜Ｈex｜を０から約
１．２Ｏｅまで増加させると、Ｅout はＨexに比例して
増加し、｜Ｈex｜＞１．２ＯｅまではＥout が減少して
いる。FIG. 2 shows an experimental result in which the vertical axis represents the value E out obtained by peak-holding the height of the first pulse of the coil induced voltage, and the horizontal axis represents the applied magnetic field Hex . | Increasing from 0 to about 1.2Oe, increased E out is proportional to H ex, | | H ex H ex |> until 1.2Oe has decreased is E out.
【００２８】このアナログスイッチ４のトリガパルス
は、ワイヤ通電パルスより進み位相にする必要があり、
ワイヤ通電パルスは２個のインバータ（Ｑ3 ，Ｑ4 ）を
通して約１０ｎｓ遅らせるようにしている。The trigger pulse of the analog switch 4 must be advanced in phase with respect to the wire energizing pulse.
The wire energizing pulse is delayed by about 10 ns through two inverters (Q 3 and Q 4 ).
【００２９】このコイル５の誘起パルス電圧の第１パル
スの高さはピークホールド回路（Ｒ 5 ，Ｃ4 ）で直流電
圧に変換され、アンプ６でセンサ出力電圧となる。セン
サ出力電圧に比例した電流は、帰還コイル７に印加され
て、外部磁界Ｈexを相殺する負帰還磁界を発生する。The first pulse of the induced pulse voltage of the coil 5
The height of the peak hold circuit (R Five, CFour) In DC
And converted into a sensor output voltage by the amplifier 6. Sen
The current proportional to the output voltage is applied to the feedback coil 7.
And the external magnetic field HexGenerates a negative feedback magnetic field that cancels out.
【００３０】この負帰還効果によって、図３に示すよう
に、直線性の良いヒステリシスのない磁界センサ特性が
得られる。Due to this negative feedback effect, as shown in FIG. 3, a magnetic field sensor characteristic with good linearity and without hysteresis can be obtained.
【００３１】図４は本発明の第１実施例の磁気インピー
ダンス効果マイクロ磁気センサの出力電圧の温度特性温
度特性を示す図であり、縦軸にセンサ出力電圧のドリフ
ト率（％）、横軸に温度（℃）を示している。FIG. 4 is a graph showing the temperature characteristic of the output voltage of the magneto-impedance effect micro magnetic sensor according to the first embodiment of the present invention. The vertical axis indicates the drift rate (%) of the sensor output voltage, and the horizontal axis indicates the temperature. Temperature (° C.) is shown.
【００３２】この図において、ａは従来のショットキー
バリアダイオードを用いた単ヘッドのＭＩセンサの特性
を、ｂは本発明の第１実施例の磁気インピーダンス効果
マイクロ磁気センサによるコイル電圧検出形単ヘッドＭ
Ｉセンサの温度特性の測定結果を示している。In this figure, a shows the characteristics of a single-head MI sensor using a conventional Schottky barrier diode, and b shows the coil voltage detection type single head using the magneto-impedance effect micro magnetic sensor of the first embodiment of the present invention. M
4 shows a measurement result of a temperature characteristic of the I sensor.
【００３３】センサ全体を電気炉に設置し、温度を室温
から８０℃まで上昇させた場合の、０電圧の変化であ
り、本発明のＭＩセンサでは、フルスケール電圧に対す
る０電圧の発生率が従来のＭＩセンサの約１／５に減少
していることが分かる。This is a change in zero voltage when the entire sensor is placed in an electric furnace and the temperature is raised from room temperature to 80 ° C. In the MI sensor of the present invention, the rate of occurrence of zero voltage with respect to full-scale voltage is It can be seen that it is reduced to about 1/5 of the MI sensor of FIG.
【００３４】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。Next, a second embodiment of the present invention will be described.
【００３５】図５は本発明の第２実施例を示す磁気イン
ピーダンス効果マイクロ磁気センサ（ＭＩセンサ）回路
の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a magneto-impedance effect micro magnetic sensor (MI sensor) circuit showing a second embodiment of the present invention.
【００３６】この図において、１１は０磁歪アモルファ
スワイヤ、１２はＭＩ素子、１３はＣＭＯＳマルチバイ
ブレータとＣＲ微分回路を含む電源回路、Ｑ1 ，Ｑ2 ，
Ｑ3，Ｑ4 ，Ｑ5 ，Ｑ6 ，Ｑ7 （例えば、７４ＡＣ０
４）はＣ−ＭＯＳインバータを構成している。また、ア
ナログスイッチ１４（例えば、７４ＨＣ４０６６）、コ
イル１５，１６，アンプ１７（例えば、ＡＤ５２４）、
帰還コイル１８，１９を備えている。Ｒ1 は５．１ｋ
Ω、Ｒ2 は３ｋΩ、Ｒ3 は２００Ω、Ｒ4 ，Ｒ5 は５１
ｋΩ、Ｒ6 ，Ｒ7 は２ｋΩ、Ｒ8 は３ｋΩ、Ｃ1 ，
Ｃ2 ，Ｃ3 ，Ｃ4 ，Ｃ5は１００ｐＦである。In this figure, 11 is a 0 magnetostrictive amorphous wire, 12 is an MI element, 13 is a power supply circuit including a CMOS multivibrator and a CR differentiator, Q 1 , Q 2 ,
Q 3 , Q 4 , Q 5 , Q 6 , Q 7 (for example, 74AC0
4) constitutes a C-MOS inverter. Also, an analog switch 14 (for example, 74HC4066), coils 15, 16 and an amplifier 17 (for example, AD524),
Feedback coils 18 and 19 are provided. R 1 is 5.1k
Ω, R 2 is 3 kΩ, R 3 is 200 Ω, R 4 and R 5 are 51
kΩ, R 6 and R 7 are 2 kΩ, R 8 is 3 kΩ, C 1 ,
C 2 , C 3 , C 4 and C 5 are 100 pF.
【００３７】この第２実施例では、第１実施例のＭＩセ
ンサ回路を２ヘッド回路に発展させて、コモンモードノ
イズを相殺することにより温度安定性の良いセンサを構
成するようにしている。In the second embodiment, the MI sensor circuit of the first embodiment is developed into a two-head circuit, and a sensor with good temperature stability is configured by canceling out common mode noise.
【００３８】図６は本発明の第２実施例の磁気インピー
ダンス効果マイクロ磁気センサの出力電圧の温度特性を
示す図であり、縦軸にセンサ出力電圧のドリフト率
（％）、横軸に温度（℃）を示している。FIG. 6 is a diagram showing the temperature characteristics of the output voltage of the magneto-impedance effect micro magnetic sensor according to the second embodiment of the present invention. The vertical axis represents the drift rate (%) of the sensor output voltage, and the horizontal axis represents the temperature ( ° C).
【００３９】この図において、ａは従来のショットキー
バリアダイオードを用いた単ヘッドのＭＩセンサの特性
を、ｂは本発明の第１実施例の磁気インピーダンス効果
マイクロ磁気センサによるコイル電圧検出形単ヘッドＭ
Ｉセンサの温度特性の測定結果を、ｃは本発明の第２実
施例の磁気インピーダンス効果マイクロ磁気センサによ
るコイル電圧検出形２ヘッドＭＩセンサの温度特性の測
定結果をそれぞれ示している。In this figure, a shows the characteristics of a single-head MI sensor using a conventional Schottky barrier diode, and b shows the coil voltage detection type single head using the magneto-impedance effect micro magnetic sensor of the first embodiment of the present invention. M
The measurement result of the temperature characteristic of the I sensor is shown, and the measurement result of the temperature characteristic of the coil voltage detection type two-head MI sensor by the magneto-impedance effect micro magnetic sensor of the second embodiment of the present invention is shown by c.
【００４０】この図から明らかなように、２ヘッドＭＩ
センサにより、コモンモード相殺効果による温度安定性
が約４倍に向上した結果が得られた。３０℃〜７５℃の
温度変化における０電圧のドリフトは０．４％であり、
０．０１％ＦＳ／℃の高安定特性が実現された。As is apparent from FIG.
With the sensor, a result was obtained in which the temperature stability due to the common mode canceling effect was improved about four times. The zero voltage drift at a temperature change of 30 ° C. to 75 ° C. is 0.4%,
High stability characteristics of 0.01% FS / ° C. were realized.
【００４１】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but various modifications are possible based on the spirit of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.
【００４２】例えば、パルス通電したＭＩ素子の両端間
の電圧の第１パルスをアナログスイッチで抽出してピー
クホールドするＭＩセンサも含まれる。For example, an MI sensor that extracts a first pulse of a voltage between both ends of a pulsed MI element by an analog switch and peak-holds the extracted first pulse is also included.
【００４３】[0043]
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、次のような効果を奏することができる。As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
【００４４】（Ａ）温度特性の安定化を図るとともに、
消費電力を減少させることができる。(A) While stabilizing the temperature characteristics,
Power consumption can be reduced.
【００４５】（Ｂ）負帰還効果によって、直線性の良い
ヒステリシスのない磁界センサ特性を得ることができ
る。(B) Due to the negative feedback effect, a magnetic field sensor characteristic with good linearity and without hysteresis can be obtained.
【００４６】（Ｃ）コモンモード相殺効果による温度安
定性の向上を図ることができる。(C) It is possible to improve the temperature stability by the common mode canceling effect.
【図１】本発明の第１実施例を示す磁気インピーダンス
効果マイクロ磁気（ＭＩ）センサ回路の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a magneto-impedance effect micro magnetic (MI) sensor circuit showing a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１実施例を示すコイルパルス電圧対
磁界の特性図である。FIG. 2 is a characteristic diagram of a coil pulse voltage versus a magnetic field according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明第１実施例を示す磁気インピーダンス効
果マイクロ磁気（ＭＩ）センサによる磁界（±１Ｏｅ，
１００Ｈｚ）検出の特性図である。FIG. 3 shows a magnetic field (± 1 Oe,
100 Hz) is a characteristic diagram of detection.
【図４】本発明の第１実施例を示す磁気インピーダンス
効果マイクロ磁気（ＭＩ）センサの出力電圧の温度特性
を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a temperature characteristic of an output voltage of the magneto-impedance effect micro magnetic (MI) sensor according to the first embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第２実施例を示す磁気インピーダンス
効果マイクロ磁気（ＭＩ）センサ回路の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a magneto-impedance effect micro magnetic (MI) sensor circuit showing a second embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第２実施例を示す磁気インピーダンス
効果マイクロ磁気（ＭＩ）センサの出力電圧の温度の特
性図である。FIG. 6 is a temperature characteristic diagram of an output voltage of a magneto-impedance effect micro magnetic (MI) sensor according to a second embodiment of the present invention.
Ｑ1 ，Ｑ2 ，Ｑ3 ，Ｑ4 ，Ｑ5 ，Ｑ6 ，Ｑ7 Ｃ−Ｍ
ＯＳインバータ １，１１ ０磁歪アモルファスワイヤ ２，１２ ＭＩ素子（ヘッド） ３，１３ 電源回路 ４，１４ アナログスイッチ ５，１５，１６ コイル ６，１７ アンプ ７，１８，１９ 帰還コイル Q 1, Q 2, Q 3 , Q 4, Q 5, Q 6, Q 7 C-M
OS inverter 1,110 magnetostrictive amorphous wire 2,12 MI element (head) 3,13 power supply circuit 4,14 analog switch 5,15,16 coil 6,17 amplifier 7,18,19 feedback coil
Claims (7)
れる高透磁率磁性体ヘッドと、（ｂ）該高透磁率磁性体
ヘッドの周回方向に巻回されたコイルと、（ｃ）該コイ
ルの誘起電圧の第１パルスを検出する電子スイッチとを
具備することを特徴とする磁気インピーダンス効果マイ
クロ磁気センサ。1. A high-permeability magnetic head which is excited in a circumferential direction by a pulse current, (b) a coil wound in a circumferential direction of the high-permeability magnetic head, and (c) An electronic switch for detecting a first pulse of an induced voltage of the coil.
マイクロ磁気センサにおいて、前記高透磁率磁性体ヘッ
ドはアモルファス磁性体を用いた磁性体ヘッドであるこ
とを特徴とする磁気インピーダンス効果マイクロ磁気セ
ンサ。2. The magnetic impedance effect micro magnetic sensor according to claim 1, wherein said high magnetic permeability magnetic head is a magnetic head using an amorphous magnetic material.
マイクロ磁気センサにおいて、前記アモルファス磁性体
ヘッドはアモルファスワイヤであることを特徴とする磁
気インピーダンス効果マイクロ磁気センサ。3. The magneto-impedance effect micro magnetic sensor according to claim 2, wherein said amorphous magnetic head is an amorphous wire.
ダンス効果マイクロ磁気センサにおいて、前記高透磁率
磁性体ヘッドは、周回方向に磁気異方性を持つヘッドで
あることを特徴とする磁気インピーダンス効果マイクロ
磁気センサ。4. The magneto-impedance effect micro magnetic sensor according to claim 1, wherein said high magnetic permeability magnetic head is a head having magnetic anisotropy in a circumferential direction. Effect micro magnetic sensor.
マイクロ磁気センサにおいて、前記パルス通電電流は、
前記高透磁率磁性体ヘッドに表皮効果を生じさせ、磁気
インピーダンス効果を発生させることを特徴とする磁気
インピーダンス効果マイクロ磁気センサ。5. The magneto-impedance effect micro magnetic sensor according to claim 1, wherein the pulse current is:
A magnetic impedance effect micromagnetic sensor, wherein a skin effect is generated in the high-permeability magnetic material head to generate a magnetic impedance effect.
マイクロ磁気センサにおいて、前記電子スイッチに接続
されるアンプからのセンサ出力電圧に比例した電流を印
加させ、外部磁界Ｈexを相殺する負帰還磁界を発生する
帰還コイルとを具備することを特徴とする磁気インピー
ダンス効果マイクロ磁気センサ。6. The magnetic impedance effect micro magnetic sensor according to claim 1, wherein a current proportional to a sensor output voltage from an amplifier connected to the electronic switch is applied to generate a negative feedback magnetic field for canceling an external magnetic field Hex. A magneto-impedance effect micro-magnetic sensor, comprising: a feedback coil that generates the magnetic field.
ス効果マイクロ磁気センサにおいて、前記高透磁率磁性
体ヘッドを２ヘッドとなし、コモンモード相殺効果によ
る温度安定性を高めることを特徴とする磁気インピーダ
ンス効果マイクロ磁気センサ。7. The magneto-impedance effect micro-magnetic sensor according to claim 1, wherein the high magnetic permeability magnetic head is two heads, and the temperature stability is enhanced by a common mode canceling effect. Effect micro magnetic sensor.
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