JP2001208817A - Magnetic field detecting element - Google Patents

Magnetic field detecting element

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JP2001208817A
JP2001208817A JP2000021884A JP2000021884A JP2001208817A JP 2001208817 A JP2001208817 A JP 2001208817A JP 2000021884 A JP2000021884 A JP 2000021884A JP 2000021884 A JP2000021884 A JP 2000021884A JP 2001208817 A JP2001208817 A JP 2001208817A
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Japan
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magnetic field
detecting element
external magnetic
field detecting
signal
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JP2000021884A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazumi Toyoda
一実 豊田
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Uchihashi Estec Co Ltd
Original Assignee
Uchihashi Estec Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce an electric power consumption in a magnetic field detecting element to which a negative feedback magnetic field and a bias magnetic field are impressed for use. SOLUTION: A common coil C for impressing the bias magnetic field and the negative feedback magnetic field is laid along an element A for detecting an external magnetic field for outputting a modulated wave modulated by the external magnetic field under carrying of an excitation current.

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】本発明は磁界検出素子、特
に、磁気インピ−ダンス効果(MI効果)を利用した磁
界検出素子に関するものである。
The present invention relates to a magnetic field detecting element, and more particularly to a magnetic field detecting element utilizing a magnetic impedance effect (MI effect).

【0002】[0002]

【従来の技術】アモルファス合金ワイヤとして、自発磁
化の方向がワイヤ周方向に対し互いに逆方向の磁区が交
互に磁壁で隔てられた構成の外殻部を有する、零磁歪乃
至は負磁歪のアモルファス合金ワイヤが開発されてい
る。かかる零磁歪乃至は負磁歪のアモルファス磁性ワイ
ヤに高周波電流を通電したときに発生するワイヤ両端間
出力電圧中のインダクタンス電圧分は、ワイヤの横断面
内に生じる円周方向磁束によって上記の円周方向に易磁
化性の外殻部が円周方向に磁化されることに起因して発
生する。従って、周方向透磁率μθは同外殻部の円周方
向の磁化に依存する。而るに、この通電中のアモルファ
スワイヤに外部磁界を作用させると、上記通電による円
周方向磁束と外部磁束との合成により、上記円周方向に
易磁化性を有する外殻部に作用する磁束の方向が円周方
向からずれ、それだけ円周方向への磁化が生じ難くな
り、上記周方向透磁率μθが変化する。すなわち、外部
磁界が作用したときの前記磁束の周方向からのずれをφ
とすれば、周方向磁束がcosφ倍減少され、この回転磁
化により前記μθが減少される。従って、このμθの減
少により、上記インダクタンス電圧分が減少されるよう
になる。
2. Description of the Related Art As an amorphous alloy wire, a zero magnetostrictive or negative magnetostrictive amorphous alloy having an outer shell portion in which magnetic domains whose spontaneous magnetization directions are opposite to each other in the circumferential direction of the wire are alternately separated by domain walls. Wire is being developed. The inductance voltage component in the output voltage across the wire generated when a high-frequency current is applied to the zero-magnetostriction or negative-magnetostriction amorphous magnetic wire is determined by the circumferential magnetic flux generated in the cross section of the wire in the circumferential direction. This is caused by the fact that the easily magnetizable outer shell is magnetized in the circumferential direction. Therefore, the circumferential magnetic permeability μθ depends on the circumferential magnetization of the outer shell. When an external magnetic field is applied to the energized amorphous wire, the magnetic flux acting on the outer shell having the magnetizability in the circumferential direction is obtained by combining the circumferential magnetic flux and the external magnetic flux by the energization. Is deviated from the circumferential direction, so that magnetization in the circumferential direction becomes less likely to occur, and the circumferential magnetic permeability μθ changes. That is, the deviation of the magnetic flux from the circumferential direction when an external magnetic field acts is φ
Then, the circumferential magnetic flux is reduced by a factor of cos φ, and the rotational magnetization reduces μθ. Accordingly, the decrease in μθ reduces the inductance voltage.

【0003】更に、上記通電電流の周波数がMHzオ−ダ
になると、高周波表皮効果が大きく現れ、表皮深さδ=
(2ρ/wμθ)1/2(μθは前記した通り、円周方
向透磁率、ρは電気抵抗率、wは角周波数)がμθにより
変化し、このμθが前記した通り、外部磁界によって変
化するので、ワイヤ両端間出力電圧中の抵抗電圧分も外
部磁界で変動するようになる。
Further, when the frequency of the energizing current is on the order of MHz, a high-frequency skin effect appears greatly, and the skin depth δ =
(2ρ / wμθ) 1/2 (μθ is the circumferential magnetic permeability, ρ is the electrical resistivity, w is the angular frequency, as described above) changes with μθ, and μθ changes with the external magnetic field as described above. Therefore, the resistance voltage in the output voltage across the wire also fluctuates due to the external magnetic field.

【0004】そこで、外部磁界による上記インダクタン
ス電圧分と抵抗電圧分の双方、すなわち、ワイヤ両端間
出力電圧の変動(この外部磁界による出力電圧の変動は
MI効果と称されている)から外部磁界を検出すること
が提案されている(特開平7−181239号)。上記
において、外部磁界の方向の正負により上記磁束の周方
向ずれφにも正負が生じるが、周方向の磁束の減少倍率
cos±φは変わらず、従ってμθの減少度は外部磁界の
方向の正負によっては変化されない。すなわち、極性に
対する判別性がない。
Therefore, an external magnetic field is generated from both the inductance voltage and the resistance voltage due to the external magnetic field, that is, the fluctuation of the output voltage between both ends of the wire (the fluctuation of the output voltage due to the external magnetic field is called the MI effect). It has been proposed to detect (Japanese Patent Laid-Open No. 7-181239). In the above description, the positive / negative direction of the direction of the external magnetic field causes a positive / negative difference in the circumferential direction φ of the magnetic flux.
cos ± φ does not change, and therefore the degree of decrease of μθ is not changed by the sign of the direction of the external magnetic field. That is, there is no discrimination for the polarity.

【0005】上記したように、高周波電流通電のもとで
外部磁界の印加下、MIエレメントの両端に現れる出力
は、外部磁界による変調波であり、その変調波の検波に
より外部磁界信号を検出すると、その検出特性は図5の
(イ)に示すように、対称性で、かつ非直線性となる。
そこで、負帰還磁界を印加して、図5の(ロ)に示すよ
うに非曲線性の検出特性を得ることが行われている。更
に、外部磁界の検出範囲で、図5の(ハ)に示すような
非対称の検出特性とするためのバイアス磁界を印加する
ことが行われている。
As described above, the output appearing at both ends of the MI element under the application of an external magnetic field under the application of a high-frequency current is a modulated wave due to the external magnetic field, and when an external magnetic field signal is detected by detecting the modulated wave. The detection characteristics are symmetric and non-linear as shown in FIG.
Therefore, a non-curve detection characteristic is obtained by applying a negative feedback magnetic field as shown in FIG. Further, in a detection range of an external magnetic field, a bias magnetic field for obtaining an asymmetric detection characteristic as shown in FIG.

【0006】図6は、磁気インピ−ダンス効果を利用し
た従来の磁界検出装置を示し、MIエレメントのインダ
クタンスをLとして用いたコルピッツ発振型である。図
6において、1'はトランジスタTrとMIエレメント
A'及びコンデンサC1,C2とから成るコルピッツ発振
回路である。Reは温度変化に対する発振の安定性を高
めると共に感度及び測定磁界範囲を変化させるために挿
入されている。5'はシヨットキ−バリアダイオ−ドD
とRC回路とから成る検波回路、6'は復調波出力を増
幅するための増幅回路、61'は信号出力端である。7
1'は強負帰還用コイル、72'はバイアス磁界発生用コ
イルである。このコルピッツ発振型磁界検出装置におい
ては、外部磁界によるMIエレメントA'のLの変動に
より発振波の振幅が変調され、この変調波が検波回路
5'で復調され、これが差動増幅回路6'で増幅されてセ
ンサ出力として取り出され、この出力で負帰還回路とコ
イル71’によりMIエレメントA'に負帰還が駆けら
れ、コイル72’によりMIエレメントA'にバイアス
磁界が印加されて、図5の(ハ)に示すような、非対称
直線性の磁界検出特性が示される。
FIG. 6 shows a conventional magnetic field detecting device utilizing the magnetic impedance effect, and is a Colpitts oscillation type using the inductance of the MI element as L. In FIG. 6, reference numeral 1 'denotes a Colpitts oscillation circuit including a transistor Tr, an MI element A', and capacitors C1 and C2. Re is inserted to increase the stability of oscillation against temperature changes and to change the sensitivity and the measured magnetic field range. 5 'is a shot key barrier diode D
And 6 ', an amplifier circuit for amplifying the demodulated wave output, and 61', a signal output terminal. 7
1 'is a coil for strong and negative feedback, and 72' is a coil for generating a bias magnetic field. In this Colpitts oscillation type magnetic field detecting device, the amplitude of the oscillating wave is modulated by the fluctuation of L of the MI element A 'due to the external magnetic field, and the modulated wave is demodulated by the detection circuit 5', which is demodulated by the differential amplifier circuit 6 '. Amplified and taken out as a sensor output, a negative feedback circuit and a coil 71 ′ drive negative feedback to the MI element A ′ by this output, and a bias magnetic field is applied to the MI element A ′ by the coil 72 ′. As shown in (c), an asymmetric linear magnetic field detection characteristic is shown.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記において、MIエ
レメントに負帰還を印加しない場合に励磁電流を低くす
ると、検出特性に歪が生じるが、負帰還を印加すると歪
のない直線特性にできる。従って、負帰還は、励磁電流
の低減、すなわち、消費電力の軽減にも寄与すると考え
られる。
In the above description, if the exciting current is reduced when no negative feedback is applied to the MI element, distortion occurs in the detection characteristics. However, when negative feedback is applied, linear characteristics without distortion can be obtained. Therefore, it is considered that the negative feedback also contributes to the reduction of the exciting current, that is, the power consumption.

【0008】しかしながら、従来のMIエレメントにお
いては、独立のバイアス磁界印加用コイルと負帰還磁界
印加用コイルとを巻装しており、両コイルの電磁的結合
により両磁界の相互打消が生じ、その打消分の補償のた
めにそれだけ余分に電力が消費され、電池の消耗が早く
なり不利である。
However, in the conventional MI element, an independent bias magnetic field applying coil and a negative feedback magnetic field applying coil are wound, and the mutual coupling of the two magnetic fields occurs due to the electromagnetic coupling between the two coils. The extra power is consumed for compensating for the cancellation, and the battery is quickly consumed, which is disadvantageous.

【0009】本発明の目的は、負帰還磁界とバイアス磁
界を印加して使用する磁界検出素子、特にMIエレメン
トにおいて、消費電力の軽減を図ることにある。
An object of the present invention is to reduce power consumption in a magnetic field detecting element, particularly an MI element, which is used by applying a negative feedback magnetic field and a bias magnetic field.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明に係る磁界検出素
子は、外部磁界により変動された変動波を出力する外部
磁界の検出素子に、バイアス磁界と負帰還磁界とを印加
する共通のコイルを付設したことを特徴とする構成であ
り、外部磁界による変動がインピ−ダンス変化若しくは
インダクタンス変化により行われるMIエレメントの
外、外部磁界による変動が直流抵抗値変化により行われ
る磁気抵抗素子にも適用できる。
A magnetic field detecting element according to the present invention comprises a common coil for applying a bias magnetic field and a negative feedback magnetic field to an external magnetic field detecting element for outputting a fluctuating wave fluctuated by an external magnetic field. It is a configuration characterized by being attached, and can be applied not only to the MI element in which the fluctuation due to the external magnetic field is performed by impedance change or inductance change, but also to a magnetoresistive element in which the fluctuation due to the external magnetic field is performed by DC resistance value change. .

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。図1の(イ)は本発明に
係る磁界検出素子の一実施例を示す平面図、図1の
(ロ)は図1の(イ)におけるロ−ロ断面図、図1の
(ハ)は図1の(イ)におけるハ−ハ断面図をそれぞれ
示している。図1において、11は絶縁基板、例えばセ
ラミックス基板である。12,12は絶縁基板11上に
設けた対向電極であり、導電ペ−ストの印刷・焼付けに
より形成できる。121は電極12に設けた突出部であ
る。13は各電極12に固着したリ−ドピンである。A
は電極12,12の突出部121,121間に接続した
MIエレメントであり、零磁歪乃至は負磁歪のアモルフ
ァスワイヤ、アモルファスリボン、スパッタ膜等を使用
できる。14はプラスチック製ボビン、Cはボビン胴に
巻回した負帰還磁界印加用兼バイアス磁界印加用コイル
であり、上記のMIエレメント搭載基板がボビン胴内に
挿入されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1A is a plan view showing an embodiment of the magnetic field detecting element according to the present invention, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line I-I of FIG. 1A, and FIG. The sectional views taken along the line C-A in FIG. In FIG. 1, reference numeral 11 denotes an insulating substrate, for example, a ceramic substrate. Reference numerals 12 and 12 denote opposing electrodes provided on the insulating substrate 11, which can be formed by printing and baking a conductive paste. Reference numeral 121 denotes a protrusion provided on the electrode 12. 13 is a lead pin fixed to each electrode 12. A
Is an MI element connected between the protruding portions 121 of the electrodes 12, and can use a zero magnetostrictive or negative magnetostrictive amorphous wire, an amorphous ribbon, a sputtered film, or the like. 14 is a plastic bobbin, C is a coil for applying a negative feedback magnetic field and applying a bias magnetic field wound around the bobbin body, and the above-mentioned MI element mounting board is inserted into the bobbin body.

【0012】図2は本発明に係る磁界検出素子を用いた
基本的な磁界検出回路の構成の一例を示している。図1
において、1は高周波励磁電流発生部である。Eは本発
明に係る上記の磁界検出素子であり、AはMIエレメン
トを、Cはコイルをそれぞれ示している。5はMIエレ
メントAの出力波からMI効果による出力分(以下、外
部磁界信号と称する)を取り出すための検波回路であ
る。61は外部磁界信号Eoutの検出端である。8は外
部磁界信号にバイアス磁界発生用信号を加算、または減
算し、その加算または減算出力を前記コイルCに入力す
る演算回路であり、図示の例では、出力より反転入力端
子に負帰還をかけた演算増幅器(負帰還路挿入インピー
ダンスZ 、入力側挿入インピーダンスZ)を使用し
ている。
FIG. 2 shows a case where a magnetic field detecting element according to the present invention is used.
1 shows an example of the configuration of a basic magnetic field detection circuit. FIG.
In the above, 1 is a high-frequency exciting current generating unit. E departure
The magnetic field detecting element according to claim 1, wherein A is the MI element.
And C indicates a coil. 5 is MIele
From the output wave of the
(Referred to as a magnetic field signal).
You. 61 is a detection end of the external magnetic field signal Eout. 8 is outside
Add or decrease the bias magnetic field generation signal to the
And outputs the addition or subtraction output to the coil C.
In the example shown in the figure, the operation circuit is an inverting input terminal.
Operational amplifier with negative feedback
Dance Z 2, Input side insertion impedance Z1)
ing.

【0013】上記の磁界検出装置で検出しようとする最
大外部磁界Hexを±Hmaxとすれば、その全域にわた
り、検出特性が極性判別可能な非対称となる、バイアス
磁界を前記コイルによって印加できるように、諸定数
(Vcc,Z,Z,抵抗R,コイル巻数等)を調整し
てある。
If the maximum external magnetic field Hex to be detected by the magnetic field detecting device is ± Hmax, a bias magnetic field having an asymmetrical detection characteristic of which polarity can be determined over the entire area can be applied by the coil. various constants (Vcc, Z 1, Z 2 , resistance R, coil turns, etc.) are to adjust.

【0014】また、負帰還を施さない場合の検出感度を
α、帰還率をβとすれば、負帰還理論によってαβ≫1
に設定して
If the detection sensitivity when no negative feedback is applied is α and the feedback ratio is β, then αβ≫1 according to the negative feedback theory.
Set to

【数1】 Eout=Hex/β−K (1) としてあり(ただし、Kはバイアス電流で定まる定
数)、コイルの巻数をn、コイル長をl、負帰還抵抗を
Rとすれば、β=nZ/(lRZ)であり、
Eout = Hex / β−K (1) (where K is a constant determined by the bias current), if the number of turns of the coil is n, the coil length is 1 and the negative feedback resistance is R, β = nZ 1 / (lRZ 2 ),

【数2】 Eout=ZlRHex/Zn−K (2) を成立させて検出特性を直線性としてある。The detection characteristic is set to be linear by satisfying Eout = Z 2 lRHex / Z 1 n−K (2)

【0015】上記磁界検出装置を用いて外部磁界を検出
するには、上記磁界検出装置のMIエレメントAを外部
磁界Hexの作用場に曝し、MIエレメントAに励磁電流
を通電する。而して、外部磁界のMIエレメント軸方向
成分Hexのために磁化回転が発生し、前記したμθが低
下する。そして、表皮効果が強く現れる高周波のもとで
のMIエレメントのインピ−ダンスが、(wμθ)
1/2に比例するから、前記Hexの増大に伴うμθの減
少により信号出力Eoutが変化していく。この信号出力
はMIエレメントのインピ−ダンス変化に基づくもので
あるから、MIエレメントAの通電電流の振幅変調波と
して現れる。そこで検波回路5で復調し出力信号を取出
して外部磁界信号Eoutを得る。
In order to detect an external magnetic field using the magnetic field detecting device, the MI element A of the magnetic field detecting device is exposed to the action field of the external magnetic field Hex, and an exciting current is supplied to the MI element A. Thus, magnetization rotation occurs due to the MI element axial component Hex of the external magnetic field, and the aforementioned μθ decreases. Then, the impedance of the MI element under a high frequency where the skin effect appears strongly is (wμθ)
Since it is proportional to 1/2 , the signal output Eout changes due to the decrease of μθ with the increase of Hex. Since this signal output is based on the impedance change of the MI element, it appears as an amplitude modulated wave of the current flowing through the MI element A. Therefore, the output signal is taken out by demodulation by the detection circuit 5 to obtain the external magnetic field signal Eout.

【0016】上記において、負帰還及びバイアス磁界を
加えない場合、検出特性が対称形になるが、バイアス磁
界を重畳しているから、非対称形であり、符号が異なる
等しい磁界強度の外部磁界を判別して検出できる。ま
た、負帰還をかけており、前記の式2の関係を充足させ
得るから、外部磁界信号を安定に直線形で検出できる。
In the above, when the negative feedback and the bias magnetic field are not applied, the detection characteristics become symmetrical. However, since the bias magnetic field is superimposed, the external magnetic field having the same magnetic field strength which is asymmetrical and has a different sign is discriminated. Can be detected. Further, since the negative feedback is applied and the relationship of the above equation 2 can be satisfied, the external magnetic field signal can be stably detected in a linear form.

【0017】上記磁界検出素子においては、表皮効果が
現れる周波数帯域の励磁電流を流して磁気インピ−ダン
ス効果を利用しているが、表皮効果が現れれない周波数
帯域の励磁電流を流してインダクタンス変化のみを利用
すること、すなわち磁気インダクタンス効果を利用する
こともできる。
In the above-mentioned magnetic field detecting element, an exciting current in a frequency band where a skin effect appears is used to make use of the magnetic impedance effect. , That is, the magnetic inductance effect can be used.

【0018】上記磁界検出装置においては、MIエレメ
ントAの励磁電流のソ−スには、周囲温度による影響が
少ない圧電効果型発振器(圧電効果を利用した発振器で
あり、代表的なものは水晶発振器であるが、セラミック
ス発振器も使用可能である)を用いることが有利であ
り、その発振器の矩形発振出力を積分して得られる三角
波を励磁電流として使用することが好ましい。この三角
波には、水平部をほとんど含まず立上り傾斜部と立ち下
がり傾斜部との繰返しからなるものであれば全て含ま
れ、いわゆるノコギリ波も含まれる。また、上記検波回
路5には、ダイオ−ドを使用した復調回路を用いること
もできるが、ダイオ−ドの不安定な温度特性のために周
囲温度によっても信号出力(外部磁界検出値)の変動が
生じるので、理想ダイオ−ドを用いた復調回路を使用す
ることが望ましい。更に、上記復調信号が通常0.63
×10−3V/A/m程度であり極めて小さいので、その
信号を制御回路や表示器の出力として使用する場合、増
幅器で増幅することが望ましい。
In the above-described magnetic field detecting device, the source of the exciting current of the MI element A is a piezoelectric effect type oscillator which is less affected by the ambient temperature (an oscillator utilizing the piezoelectric effect, a typical one is a crystal oscillator). However, it is advantageous to use a ceramic oscillator), and it is preferable to use a triangular wave obtained by integrating the rectangular oscillation output of the oscillator as the exciting current. This triangular wave includes all so-called sawtooth waves as long as it includes a repetition of a rising slope portion and a falling slope portion that hardly includes a horizontal portion. Although a demodulation circuit using a diode can be used as the detection circuit 5, the signal output (external magnetic field detection value) varies depending on the ambient temperature due to the unstable temperature characteristics of the diode. Therefore, it is desirable to use a demodulation circuit using an ideal diode. Further, the demodulated signal is usually 0.63
When the signal is used as an output of a control circuit or a display, it is desirable to amplify the signal by an amplifier because the signal is very small, about 10-3 V / A / m.

【0019】図3は本発明に係る磁界検出素子を用いた
磁界検出回路の一例を示している。図3において、OS
Cは水晶発振器であり、その発振出力は矩形波である。
c’は直流分カット用コンデンサ、2は積分回路であ
り、矩形波を三角波に形成している。3は三角波増幅回
路、31は増幅入力調節器である。Eは本発明に係る磁
界検出素子であり、AはMIエレメントを、Cはコイル
をそれぞれ示している。5は検波器としてのショットキ
−バリアダイオ−ド、61は信号出力端である。8は演
算増幅器であり、外部磁界信号とバイアス磁界発生用信
号とを入力し、所定の増幅度で増幅して前記コイルCに
入力している。
FIG. 3 shows an example of a magnetic field detecting circuit using the magnetic field detecting element according to the present invention. In FIG. 3, the OS
C is a crystal oscillator, and its oscillation output is a rectangular wave.
c 'is a DC cut capacitor, and 2 is an integrating circuit, which forms a rectangular wave into a triangular wave. 3 is a triangular wave amplifier circuit, and 31 is an amplification input controller. E denotes a magnetic field detecting element according to the present invention, A denotes an MI element, and C denotes a coil. 5 is a Schottky barrier diode as a detector, and 61 is a signal output terminal. An operational amplifier 8 receives an external magnetic field signal and a bias magnetic field generation signal, amplifies the signal with a predetermined amplification factor, and inputs the amplified signal to the coil C.

【0020】図4は本発明に係る磁界検出素子を用いた
磁界検出回路の別例を示している。図4において、1は
矩形波発振回路であり、低電力のCMOS−ICを発振
部とし、発振周波数の安定化のために水晶発振子Pを並
設してある。2は三角波形成用積分回路、3は増幅回路
である。Eは本発明に係る磁界検出素子であり、AはM
Iエレメントを、Cはコイルをそれぞれ示している。5
は検波回路であり、ショットキ−バリアダイオ−ドと演
算増幅器とを組み合わせてなる反転型理想ダイオオ−ド
を使用して周囲温度による復調出力の変動を防止してい
る。51は復調信号のピ−クホ−ルド回路、6は出力信
号増幅器、62は0点調節器、61は信号出力端であ
る。8は演算増幅器であり、外部磁界信号とバイアス磁
界発生用信号とを入力し、所定の増幅度で増幅して前記
コイルCに入力している。
FIG. 4 shows another example of a magnetic field detecting circuit using the magnetic field detecting element according to the present invention. In FIG. 4, reference numeral 1 denotes a rectangular wave oscillation circuit, which uses a low-power CMOS-IC as an oscillation unit, and has a crystal oscillator P arranged in parallel for stabilizing the oscillation frequency. Reference numeral 2 denotes an integration circuit for forming a triangular wave, and reference numeral 3 denotes an amplification circuit. E is a magnetic field detecting element according to the present invention, and A is M
I element and C indicate a coil. 5
Reference numeral denotes a detection circuit which uses an inversion type ideal diode in which a Schottky barrier diode and an operational amplifier are combined to prevent fluctuation of demodulation output due to ambient temperature. 51 is a peak hold circuit for demodulated signals, 6 is an output signal amplifier, 62 is a zero point adjuster, and 61 is a signal output terminal. An operational amplifier 8 receives an external magnetic field signal and a bias magnetic field generation signal, amplifies the signal with a predetermined amplification factor, and inputs the amplified signal to the coil C.

【0021】上記の磁界検出回路では、外部磁界信号に
前記外部磁界に対するバイアス信号を加算または減算し
てそのバイアス信号重畳負帰還信号を前記コイルに入力
する演算回路に演算増幅回路を使用しているが、差動増
幅回路を使用することもでき、更にアイソレ−ションア
ンプ、フォトカプラ等の使用も可能である。
In the above magnetic field detection circuit, an operational amplifier circuit is used as an arithmetic circuit for adding or subtracting a bias signal for the external magnetic field to or from the external magnetic field signal and inputting the bias signal superimposed negative feedback signal to the coil. However, a differential amplifier circuit can be used, and further, an isolation amplifier, a photocoupler and the like can be used.

【0022】上記の磁界検出装置では、周囲温度による
影響が少ない水晶発振器の矩形波発振出力、または水晶
発振子で発振周波数を安定化したCMOS・IC発振器
の矩形波発振出力を積分して得た三角波を励磁電流に使
用しているから、周囲温度の影響をよく抑えて外部磁界
を検出でき、更に、図4に示す磁界検出装置では、検波
回路に理想ダイオード回路を使用しているから、励磁電
流に振幅変調された外部磁界信号を周囲温度の影響を充
分に抑えて検波できる、等の利点を有する。
In the above-described magnetic field detecting device, the rectangular wave oscillation output of a crystal oscillator that is less affected by the ambient temperature or the rectangular wave oscillation output of a CMOS IC oscillator whose oscillation frequency is stabilized by a crystal oscillator is obtained by integration. Since a triangular wave is used for the excitation current, the external magnetic field can be detected while suppressing the influence of the ambient temperature. In addition, in the magnetic field detection device shown in FIG. 4, the ideal diode circuit is used for the detection circuit. There is an advantage that the external magnetic field signal amplitude-modulated by the current can be detected while sufficiently suppressing the influence of the ambient temperature.

【0023】本発明はMI型磁界検出素子以外の磁界検
出素子、たとえばMR磁界検出素子にも適用できる。例
えば、外部磁界による直流抵抗値変化に基づき変動され
る磁気抵抗素子の出力を検波して外部磁界信号を検出す
る磁気検出装置において、磁気抵抗素子にコイルを電磁
的にカップリングさせ、前記外部磁界信号に前記外部磁
界に対するバイアス信号を加算または減算しそのバイア
ス信号重畳負帰還信号を前記コイルに入力する演算回路
を設けることにより外部磁界を検出することも可能であ
る。
The present invention can be applied to a magnetic field detecting element other than the MI type magnetic field detecting element, for example, an MR magnetic field detecting element. For example, in a magnetic detection device that detects the output of a magnetoresistive element that fluctuates based on a change in DC resistance value due to an external magnetic field and detects an external magnetic field signal, a coil is electromagnetically coupled to the magnetoresistive element, The external magnetic field can be detected by providing an arithmetic circuit for adding or subtracting a bias signal to the external magnetic field to the signal and inputting the bias signal superimposed negative feedback signal to the coil.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明は、負帰還磁界とバイアス磁界を
印加して使用する磁界検出素子において、両磁界を印加
するためのコイルを共用の一個にしているから、別々の
コイルを使用する場合での磁界の相互打消しを排除で
き、それだけ磁界発生電源としての電池の消費量を軽減
でき、携帯用として有利である。
According to the present invention, in a magnetic field detecting element used by applying a negative feedback magnetic field and a bias magnetic field, a single coil is used for applying both magnetic fields. In this case, the mutual cancellation of the magnetic fields can be eliminated, and the consumption of the battery as the magnetic field generating power source can be reduced accordingly, which is advantageous for portable use.

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

【図1】本発明に係る磁界検出素子の一例を示す図面で
ある。
FIG. 1 is a drawing showing an example of a magnetic field detecting element according to the present invention.

【図2】本発明に係る磁界検出素子を使用した磁界検出
装置の基本的な回路面である。
FIG. 2 is a basic circuit diagram of a magnetic field detecting device using the magnetic field detecting element according to the present invention.

【図3】本発明に係る磁界検出素子を使用した磁界検出
装置の一例を示す図面である。
FIG. 3 is a drawing showing an example of a magnetic field detecting device using a magnetic field detecting element according to the present invention.

【図4】本発明に係る磁界検出素子を使用した磁界検出
装置の別例を示す図面である。
FIG. 4 is a drawing showing another example of a magnetic field detecting device using the magnetic field detecting element according to the present invention.

【図5】MIエレメントを使用した磁界検出装置の検出
特性を示すための図面である。
FIG. 5 is a drawing for showing detection characteristics of a magnetic field detection device using an MI element.

【図6】従来の磁界検出装置を示す図面である。FIG. 6 is a diagram showing a conventional magnetic field detection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 基板 A 磁気検出素子 C コイル 11 Substrate A Magnetic sensing element C Coil

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】外部磁界により変動された変動波を出力す
る外部磁界の検出素子に、バイアス磁界と負帰還磁界と
を印加する共通のコイルを付設したことを特徴とする磁
界検出素子。
1. A magnetic field detecting element, wherein a common coil for applying a bias magnetic field and a negative feedback magnetic field is attached to an external magnetic field detecting element for outputting a fluctuating wave fluctuated by an external magnetic field.
【請求項2】外部磁界による変動がインピ−ダンス変化
により行われる請求項1記載の磁界検出素子。
2. The magnetic field detecting element according to claim 1, wherein the fluctuation due to the external magnetic field is performed by an impedance change.
【請求項3】外部磁界による変動がインダクタンス変化
により行われる請求項1記載の磁界検出素子。
3. The magnetic field detecting element according to claim 1, wherein the fluctuation due to the external magnetic field is performed by a change in inductance.
【請求項4】外部磁界による変動が直流抵抗値変化によ
り行われる請求項1記載の磁界検出素子。
4. The magnetic field detecting element according to claim 1, wherein the fluctuation due to the external magnetic field is performed by a change in a DC resistance value.
【請求項5】磁性アモルファスエレメントを搭載した基
板を、コイル巻き付けボビンの胴部に挿入した請求項2
または3記載の磁界検出素子。
5. A substrate on which a magnetic amorphous element is mounted is inserted into the body of a coil winding bobbin.
Or the magnetic field detecting element according to 3.
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