JP2003149309A - Multi-channel magnetic detector - Google Patents

Multi-channel magnetic detector

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JP2003149309A
JP2003149309A JP2001346059A JP2001346059A JP2003149309A JP 2003149309 A JP2003149309 A JP 2003149309A JP 2001346059 A JP2001346059 A JP 2001346059A JP 2001346059 A JP2001346059 A JP 2001346059A JP 2003149309 A JP2003149309 A JP 2003149309A
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JP
Japan
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magnetic detection
detection element
switch
magnetic
current
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Application number
JP2001346059A
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Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Kudo
高裕 工藤
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce cost and power consumption of a multi-channel magnetic detector using a plurality of elements having a magnetic impedance (MI) effect. SOLUTION: The detector comprises MI elements 1a and 1b having a magnetic impedance effect; alternating current supply means 3, 4a, 4b, 5a and 5b for applying alternating current to the elements; supply means 13a and 14a for supplying bias current to bias coils 2a and 2b; detection means 6a and 6b for detecting the peak of voltage change in response to the impedance change of the MI elements 1a and 1b; switches 7a and 7b; holding means 8a; and amplifying means 11a. The detector can detect each channel (each MI element) by selectively operating switches 4a, 4b, 7a, 7b and 14a, thereby reducing power consumption and cost.

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】この発明は、磁気インピーダ
ンス(MI)効果を利用した磁気検出素子、特にこのよ
うな磁気検出素子を複数用いた多チャンネル形磁気検出
装置の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a magnetic detection element utilizing a magnetic impedance (MI) effect, and more particularly to a multi-channel type magnetic detection device using a plurality of such magnetic detection elements.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、磁気検出装置としてはホール素子
や、磁気抵抗素子が広く用いられているが、検出感度の
点で今1つ満足できない。そこで、ホール素子や磁気抵
抗素子に代わる高感度な磁気検出素子として、例えば特
開平06−281712号公報に開示されているアモル
ファスワイヤによる磁気インピーダンス素子や、特開平
08−075835号公報に開示されている薄膜形状の
ものなどが提案されている。
2. Description of the Related Art Hall elements and magnetoresistive elements have hitherto been widely used as magnetic detection devices, but one of them is still unsatisfactory in terms of detection sensitivity. Therefore, as a high-sensitivity magnetic detection element replacing a Hall element or a magnetoresistive element, for example, a magneto-impedance element using an amorphous wire disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 06-281712 or Japanese Patent Laid-Open No. 08-075835 is disclosed. Thin film-shaped ones have been proposed.

【0003】しかしながら、いずれの形状の磁気インピ
ーダンス素子を用いる場合でも、磁気インピーダンス素
子はその原理上、磁気インピーダンス効果を発生させる
ため、素子に少なくとも数MHz程度の高周波電流を数
mA印加する必要があることから消費電力が増大し、携
帯機器等への適用が困難になると言う問題がある。
However, no matter which shape of the magneto-impedance element is used, in principle, the magneto-impedance element generates a magneto-impedance effect, so that it is necessary to apply a high-frequency current of at least several MHz to several mA. Therefore, there is a problem that the power consumption increases and it becomes difficult to apply it to portable devices and the like.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】さらに、最近の情報機
器や計測・制御機器の高精度化に伴い、磁気検出素子を
複数配置して多チャンネル化することにより、複数の磁
気情報を得たいと言う要求があるが、設置する素子数に
応じて部品コストが増大すると言う問題がある。
Further, it is desired to obtain a plurality of magnetic information by arranging a plurality of magnetic detection elements and providing multi-channels with the recent increase in accuracy of information equipment and measurement / control equipment. Although there is a demand for this, there is a problem that the component cost increases in accordance with the number of installed elements.

【0005】図12に磁気インピーダンス素子を用いた
従来例を示す。
FIG. 12 shows a conventional example using a magneto-impedance element.

【0006】これは、発振回路3’およびバイアス電流
印加手段13a’を共通化した例であるが、磁気検出素
子1a,1bには常時数mAの電流と、バイアス電流十
mAが印加されているので、素子数に比例して消費電力
が増大してしまう。さらに、検波手段6a’,6b’
、保持手段8a’,8b’、増幅手段11a’,11
b’が素子数分必要なので、回路規模が大きくなり部品
コストも増大すると言う訳である。
This is an example in which the oscillating circuit 3'and the bias current applying means 13a 'are made common, but a current of several mA and a bias current of 10 mA are constantly applied to the magnetic detecting elements 1a and 1b. Therefore, the power consumption increases in proportion to the number of elements. Further, the detecting means 6a ', 6b'
, Holding means 8a ', 8b', amplification means 11a ', 11
Since b'is required for the number of elements, the circuit scale increases and the component cost also increases.

【0007】したがって、この発明の課題は、低消費電
力で低コストな多チャンネル形磁気検出装置を提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a multi-channel type magnetic detection device with low power consumption and low cost.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、請求項1の発明では、磁気インピーダンス効果
を有する複数の磁気検出素子と、1つの発振手段と磁気
検出素子対応に設けられる第1スイッチおよび第1電流
印加手段とからなり前記第1スイッチを介して前記磁気
検出素子にそれぞれ交流電流を印加する交流電流供給手
段と、前記磁気検出素子にそれぞれ巻回されたバイアス
コイルと第3スイッチと第2電流印加手段とからなり前
記各バイアスコイルに前記第3スイッチを介して電流を
供給するバイアス電流供給手段と、前記磁気検出素子対
応に設けられそれぞれのインピーダンス変化を電圧に変
換しその電圧のピークを通過させる検波手段と、この検
波手段の各々に対応して設けられその出力を選択する第
2スイッチと、選択された前記検波手段の出力を保持す
る保持手段と、この保持した電圧を増幅する増幅手段と
を備え、前記第1〜第3スイッチの選択的動作により、
各チャンネル毎に磁気検出を可能にしたことを特徴とす
る。
In order to solve such a problem, according to the invention of claim 1, a plurality of magnetic detecting elements having a magnetic impedance effect, and one oscillating means and a magnetic detecting element are provided. AC current supply means comprising one switch and a first current applying means for applying an AC current to the magnetic detection element via the first switch, a bias coil wound around the magnetic detection element, and a third coil. Bias current supply means comprising a switch and a second current application means for supplying a current to each of the bias coils via the third switch; and a bias current supply means provided corresponding to the magnetic detection element for converting respective impedance changes into voltages. A detection means for passing the peak of the voltage, a second switch provided corresponding to each of the detection means and selecting its output, Holding means for holding the output of the the said detection means, and a amplifying means for amplifying the held voltage, by selective operation of the first to third switches,
The feature is that magnetic detection is enabled for each channel.

【0009】請求項2の発明では、磁気インピーダンス
効果を有する複数の磁気検出素子と、1つの発振手段と
磁気検出素子対応に設けられる第1スイッチおよび第1
電流印加手段とからなり前記第1スイッチを介して前記
磁気検出素子にそれぞれ交流電流を印加する交流電流供
給手段と、前記磁気検出素子にそれぞれ巻回されたバイ
アスコイルと第2電流印加手段と第3スイッチを介して
前記発振手段と接続されその出力を分周する分周手段と
からなり前記各バイアスコイルに第1,第2のタイミン
グで電流をそれぞれ供給するバイアス電流供給手段と、
前記磁気検出素子対応に設けられそれぞれのインピーダ
ンス変化を電圧に変換しその電圧のピークを通過させる
検波手段と、この検波手段の各々に対応して設けられそ
の出力を選択する第2スイッチと、選択された前記検波
手段の出力を保持する第1保持手段と、この保持した電
圧を前記第1,第2のタイミングで選択する2つの第4
スイッチと、この選択された2つの電圧を保持する2つ
の第2保持手段と、2つの第2保持手段の出力差を増幅
する増幅手段とを備え、前記第1〜第4スイッチの選択
的動作により、各チャンネル毎に磁気検出を可能にした
ことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, a plurality of magnetic detection elements having a magnetic impedance effect, a first switch and a first switch provided corresponding to one oscillating means and the magnetic detection element.
AC current supply means for applying an alternating current to the magnetic detection element via the first switch, a bias coil wound around the magnetic detection element, a second current application means, and a second current application means, respectively. Bias current supply means for supplying a current to each of the bias coils at the first and second timings, and a frequency dividing means connected to the oscillating means via three switches to divide the output of the oscillating means.
A detection means provided corresponding to the magnetic detection element for converting each impedance change into a voltage and passing a peak of the voltage, a second switch provided corresponding to each of the detection means and selecting its output, and a selection First holding means for holding the output of the detected detection means, and two fourth holding means for selecting the held voltage at the first and second timings.
A switch, two second holding means for holding the two selected voltages, and an amplification means for amplifying an output difference between the two second holding means are provided, and the selective operation of the first to fourth switches. By this, magnetic detection is enabled for each channel.

【0010】上記請求項1または2の発明においては、
前記磁気検出素子対応に設けられる第1スイッチ,第2
スイッチのうちの少なくとも1つが選択されたとき、前
記第3スイッチを選択することができ(請求項3の発
明)、これら請求項1〜3のいずれかの発明において
は、前記磁気検出素子対応に設けられた第1スイッチ,
第2スイッチのうちの少なくとも1つが選択されたと
き、前記発振手段を動作させることができる(請求項4
の発明)。
In the invention of claim 1 or 2,
A first switch and a second switch provided for the magnetic detection element.
When at least one of the switches is selected, the third switch can be selected (the invention of claim 3), and in any one of the inventions of claims 1 to 3, it corresponds to the magnetic detection element. A first switch provided,
The oscillating means can be operated when at least one of the second switches is selected (claim 4).
Invention).

【0011】また、これら請求項1〜4のいずれかの発
明においては、前記磁気検出素子と、この磁気検出素子
に交流電流を印加するための端子と、前記バイアスコイ
ルおよびこれにバイアス電流を供給するための端子とを
樹脂成形により一体化することができ(請求項5の発
明)、または、前記磁気検出素子と、この磁気検出素子
に交流電流を印加するための端子と、前記バイアスコイ
ルおよびこれにバイアス電流を供給するための端子と、
前記磁気検出素子の出力に比例した信号を出力する回路
部とを樹脂成形により一体化することができる(請求項
6の発明)。
In the invention according to any one of claims 1 to 4, the magnetic detection element, a terminal for applying an alternating current to the magnetic detection element, the bias coil and a bias current supplied to the bias coil. Or a terminal for applying an alternating current to the magnetic detection element, the bias coil, and A terminal for supplying a bias current to this,
A circuit portion that outputs a signal proportional to the output of the magnetic detection element can be integrated by resin molding (the invention of claim 6).

【0012】さらに、請求項1〜6のいずれかの発明に
おいては、前記磁気検出素子として薄膜型のものを用い
ることができる(請求項7の発明)。
Furthermore, in the invention of any one of claims 1 to 6, a thin film type can be used as the magnetic detection element (the invention of claim 7).

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】図1はこの発明の第1の実施の形
態を示すブロック図である。
1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【0014】同図において、1a,1bはMI素子であ
り、素子形状はワイヤ,薄膜のいずれでも良い。2a,
2bはMI素子1a,1bにバイアスを印加するための
コイル、3は発振回路、4a,4bは第1スイッチ、5
a,5bは第1電流印加手段で、発振回路3の出力を第
1スイッチ4a,4bで切り換え、第1電流印加手段5
a,5bを介してMI素子1a,1bに高周波の交流電
流を印加する。13aはバイアスコイル2a,2bに電
流を印加するための第2電流印加手段で、その電流印加
は第3スイッチ14aによりオン,オフされる。6a,
6bは電圧変化に変換されたMI素子1a,1bのイン
ピーダンス変化のピーク値を出力する検波手段、7a,
7bは選択したMI素子に応じた検波手段の出力を取り
出すための第2スイッチ、8aは検波手段6a,6bの
出力を保持する第1保持手段、11aは第1保持手段8
aの出力を増幅する増幅手段である。
In the figure, 1a and 1b are MI elements, and the element shape may be a wire or a thin film. 2a,
2b is a coil for applying a bias to the MI elements 1a and 1b, 3 is an oscillation circuit, 4a and 4b are first switches, 5
Reference numerals a and 5b are first current applying means, and the output of the oscillation circuit 3 is switched by the first switches 4a and 4b.
A high-frequency alternating current is applied to the MI elements 1a and 1b via a and 5b. Reference numeral 13a is a second current applying means for applying a current to the bias coils 2a and 2b, and the current application is turned on and off by the third switch 14a. 6a,
Reference numeral 6b is a detection means for outputting the peak value of the impedance change of the MI elements 1a, 1b converted into the voltage change, 7a,
7b is a second switch for taking out the output of the detecting means according to the selected MI element, 8a is a first holding means for holding the outputs of the detecting means 6a, 6b, and 11a is a first holding means 8
It is an amplification means for amplifying the output of a.

【0015】また、制御手段15は、第1スイッチおよ
び第2スイッチ4a,4bおよび7a,7bに対する制
御信号A1,A2,B1,B2によってMI素子1a,
1bのどちらか1方を選択するとともに、さらにはバイ
アス電流を流すために制御信号C1を出力する。
Further, the control means 15 controls the MI elements 1a, 1b by the control signals A1, A2, B1, B2 for the first and second switches 4a, 4b and 7a, 7b.
Either one of 1b is selected, and the control signal C1 is output to allow a bias current to flow.

【0016】すなわち、制御信号A1,A2によりMI
素子1aが、制御信号B1,B2によりMI素子1bが
それぞれ選択され、制御信号C1によりバイアス電流が
印加されるので、消費電力の中で大部分を占めるMI素
子に印加する電流およびバイアス電流を、制御信号を選
択した時間のみ印加することができ、消費電流を最小限
に抑えることが可能となる。例えば、第1スイッチ4
a,4bまたは第2スイッチ7a,7bのうち少なくと
も1つがオンしたときのみ、制御信号C1を出力して第
3スイッチ14aをオンすることにより、低消費電力化
を実現できる。また、第1保持手段8a、増幅手段11
aが1系統で済むので、これによる低消費電力化,低コ
スト化が実現できる。
That is, MI is controlled by the control signals A1 and A2.
In the element 1a, the MI element 1b is selected by the control signals B1 and B2, respectively, and the bias current is applied by the control signal C1, so that the current and bias current applied to the MI element, which occupies most of the power consumption, are The control signal can be applied only for the selected time, and the current consumption can be minimized. For example, the first switch 4
Low power consumption can be realized by outputting the control signal C1 and turning on the third switch 14a only when at least one of the switches a, 4b or the second switches 7a, 7b is turned on. Also, the first holding means 8a and the amplification means 11
Since only one system is required for a, low power consumption and low cost can be realized.

【0017】図2に、図1の具体例を示す。FIG. 2 shows a specific example of FIG.

【0018】発振回路3は水晶振動子やトランジスタを
用いる種々の方式があるが、ここでは一例としてCMO
Sゲートにより構成し、第1電流印加手段5a,5bは
CMOSゲートと電流制限抵抗により構成している。検
波手段6a,6bはアナログスイッチで構成できるが、
ここでは一例としてダイオードにより構成し、第1保持
手段8aは抵抗,コンデンサにより構成する。増幅手段
11aはトランジスタにより構成できるが、ここでは一
例としてオペアンプにより構成している。第1,第2,
第3スイッチは、リレーまたはアナログスイッチにより
構成され、制御手段15はワンチップマイコン等により
構成される。
The oscillation circuit 3 has various methods using a crystal oscillator or a transistor, but here, as an example, a CMO is used.
The S-gate is used, and the first current applying means 5a and 5b are formed of a CMOS gate and a current limiting resistor. Although the detection means 6a and 6b can be configured by analog switches,
Here, as an example, it is configured by a diode, and the first holding means 8a is configured by a resistor and a capacitor. Although the amplifying means 11a can be configured by a transistor, it is configured by an operational amplifier as an example here. First, second,
The third switch is composed of a relay or an analog switch, and the control means 15 is composed of a one-chip microcomputer or the like.

【0019】上記図1,図2に示すものは、簡単な構成
により磁気検出が可能であると言う特徴があるが、出力
精度は余り良くない。これは、アモルファスワイヤ素子
の磁界に対するインピーダンス変化が、例えば図13に
示すように非線形性を有するためである。
The devices shown in FIGS. 1 and 2 are characterized in that magnetic detection is possible with a simple structure, but the output accuracy is not very good. This is because the change in impedance of the amorphous wire element with respect to the magnetic field has nonlinearity as shown in FIG. 13, for example.

【0020】図3に、上記のような非線形特性を改善し
た第2の構成例を示す。これは、図1に示すものに対
し、MI素子1a,1bに正負のバイアス磁界を交互に
印加し、それぞれのバイアス磁界を印加したときの検出
電圧の差を演算することにより、出力の直線性を改善す
るようにした点で異なっている。
FIG. 3 shows a second configuration example in which the above-mentioned non-linear characteristic is improved. This is different from that shown in FIG. 1 in that positive and negative bias magnetic fields are alternately applied to the MI elements 1a and 1b, and the difference between the detected voltages when the respective bias magnetic fields are applied is calculated to obtain linearity of the output. It is different in that it is designed to improve.

【0021】符号12は発振手段3の出力を分周する分
周手段で、MI素子1a,1bに印加する交流電流より
も低い周波数の信号を出力する。13bは分周手段12
からの正負の出力タイミングに応じて正負のバイアス磁
界を交互に印加するための第2電流印加手段で、第3ス
イッチ14bを経て分周手段12で分周した発振手段3
の出力をバイアスコイル2a,2bに印加する。さら
に、MI素子1a,1bの正負バイアス磁界によるイン
ピーダンス変化に対応する電圧を保持する第1保持手段
8bと、その出力を正負それぞれのタイミングで保持す
る第2保持手段10a,10bと、そのタイミングD
1,D2で動作する第4スイッチ9a,9bと、第2保
持手段10a,10bの出力を差動増幅する差動増幅手
段11b等を備えている。
Reference numeral 12 is a frequency dividing means for dividing the output of the oscillating means 3 and outputs a signal having a frequency lower than the alternating current applied to the MI elements 1a and 1b. 13b is a frequency dividing means 12
The second current applying means for alternately applying the positive and negative bias magnetic fields in accordance with the positive and negative output timing from the oscillating means 3 divided by the frequency dividing means 12 via the third switch 14b.
Is applied to the bias coils 2a and 2b. Furthermore, the first holding means 8b that holds the voltage corresponding to the impedance change of the MI elements 1a and 1b due to the positive and negative bias magnetic fields, the second holding means 10a and 10b that holds the output at each positive and negative timing, and the timing D thereof.
It is provided with fourth switches 9a and 9b which operate at 1 and D2, and differential amplification means 11b which differentially amplifies the outputs of the second holding means 10a and 10b.

【0022】図4は正負バイアスの動作説明図である。
なお、同図の磁界に対するセンサの特性は、一般的な磁
気インピーダンス素子の特性を示している。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the operation of positive and negative bias.
The characteristic of the sensor with respect to the magnetic field in the figure shows the characteristic of a general magneto-impedance element.

【0023】同図のケース1は外部磁界が零の状態で、
MI素子の出力で見たプラス側の出力とマイナス側の出
力が等しくなっているので、図3の第2保持手段10
a,10bの各出力は等しく、差動増幅手段11bの出
力は零となる。
In case 1 of the figure, when the external magnetic field is zero,
Since the output on the plus side and the output on the minus side as seen from the output of the MI element are equal, the second holding means 10 in FIG.
The outputs of a and 10b are equal, and the output of the differential amplifier 11b is zero.

【0024】ケース2は外部磁界ΔHが印加された状態
で、MI素子の出力で見たプラス側の出力とマイナス側
の出力差はΔVとなるので、図3の第2保持手段10
a,10bの出力差はΔVとなり、差動増幅手段11b
の出力はα×ΔV(α:差動増幅手段のゲイン)とな
る。
In case 2, the difference between the plus side output and the minus side output seen from the output of the MI element is ΔV when the external magnetic field ΔH is applied, so the second holding means 10 of FIG.
The output difference between a and 10b becomes ΔV, and the differential amplifier 11b
Output is α × ΔV (α: gain of the differential amplification means).

【0025】図3の具体例を図5に示す。これは、図2
に第2保持手段10a,10b、差動増幅手段11bお
よび分周手段12等を付加したものに相当するが、第2
保持手段10a,10bはここではコンデンサのみか
ら、差動増幅手段11bはオペアンプによる差動増幅器
から、また、分周手段12はフリップフロップからそれ
ぞれ構成している。
A specific example of FIG. 3 is shown in FIG. This is shown in Figure 2.
The second holding means 10a, 10b, the differential amplification means 11b, and the frequency dividing means 12 are added to the second holding means 10a, 10b.
Here, the holding means 10a and 10b are composed only of capacitors, the differential amplification means 11b is composed of a differential amplifier by an operational amplifier, and the frequency dividing means 12 is composed of a flip-flop.

【0026】なお、図2,図5に示す発振手段の代わり
に、例えば図6のように制御信号C1がハイレベルのと
きだけ発振するものを用いれば、第1スイッチ4a,4
bまたは第2スイッチ7a,7bのうちの少なくとも1
つがオンしたときのみ、第3スイッチ14bを信号C1
でオンさせることにより、さらなる低消費電力化が可能
となる。
If, instead of the oscillating means shown in FIGS. 2 and 5, a device that oscillates only when the control signal C1 is at a high level, as shown in FIG. 6, is used, the first switches 4a, 4a.
b or at least one of the second switches 7a and 7b
The third switch 14b to the signal C1 only when one is turned on.
It is possible to further reduce the power consumption by turning it on.

【0027】次に、磁気検出素子部の構成について図7
を参照して説明する。
Next, the structure of the magnetic detection element section is shown in FIG.
Will be described with reference to.

【0028】同図において、21は薄膜状の磁気検出素
子、23は磁気検出素子21の外側に形成された樹脂製
のボビンで、インサート成形等で製作する。24は磁気
検出素子21にバイアス磁界を印加するためのコイル、
25は磁気検出素子21に負帰還磁界を印加するための
コイル、26は磁気検出素子21およびコイル24,2
5を環境から保護するための樹脂ケースで、これもイン
サート成形等で製作する。22は磁気検出素子21の両
端に高周波電流を印加するための端子、およびコイル2
4,25に電流を印加するための端子である。このよう
に構成される磁気検出素子部を、符号20で示す。な
お、ここでは磁気検出素子21に負帰還磁界を印加する
ためのコイルを設けた例を示したが、省略することもで
きる。
In the figure, 21 is a thin film magnetic detecting element, and 23 is a resin bobbin formed outside the magnetic detecting element 21, which is manufactured by insert molding or the like. Reference numeral 24 is a coil for applying a bias magnetic field to the magnetic detection element 21,
25 is a coil for applying a negative feedback magnetic field to the magnetic detection element 21, and 26 is the magnetic detection element 21 and the coils 24, 2.
A resin case for protecting 5 from the environment, which is also manufactured by insert molding or the like. Reference numeral 22 denotes a terminal for applying a high frequency current to both ends of the magnetic detection element 21 and the coil 2.
It is a terminal for applying a current to 4, 25. The magnetic detection element portion configured in this way is indicated by reference numeral 20. Although the example in which the coil for applying the negative feedback magnetic field is provided to the magnetic detection element 21 is shown here, it may be omitted.

【0029】図8に磁気検出素子部の組み立てフロー例
を示す。
FIG. 8 shows an example of an assembling flow of the magnetic detecting element section.

【0030】まず、に示すリードフレーム27の1組
の端子間に、磁気検出素子21をのように接合する。
この接合方法としては半田付け,接着,ボンディング等
がある。次に、のように、磁気検出素子21を接合し
たリードフレーム27に、ボビン23を樹脂成形する。
次いで、のようにリードフレーム27をカットした
後、バイアスコイル24と負帰還用コイル25を巻く。
その上に、のようにケース26を樹脂成形し、のよ
うに端子22を折り曲げ加工して完成となる。
First, the magnetic detection element 21 is joined between a pair of terminals of the lead frame 27 as shown by.
Examples of this joining method include soldering, adhesion, and bonding. Next, the bobbin 23 is resin-molded on the lead frame 27 to which the magnetic detection element 21 is bonded as described above.
Next, after cutting the lead frame 27 as described above, the bias coil 24 and the negative feedback coil 25 are wound.
Then, the case 26 is resin-molded as in, and the terminal 22 is bent to be completed.

【0031】薄膜状の磁気検出素子は1mm角程度に製
作可能なので、磁気検出素子部20の外形をほぼ5mm
角にすることができ、磁気検出素子21とコイル24,
25との磁気抵抗を大幅に低減できる。
Since the thin film magnetic detecting element can be manufactured to have a size of about 1 mm square, the outer shape of the magnetic detecting element portion 20 is about 5 mm.
The magnetic sensing element 21 and the coil 24,
The magnetic resistance with 25 can be reduced significantly.

【0032】図9に磁気検出素子部の実装例を示す。同
図(a)は斜視図、同図(b)は上面図である。
FIG. 9 shows a mounting example of the magnetic detection element section. The figure (a) is a perspective view and the figure (b) is a top view.

【0033】同図(a)のように、電流30を導く配線
32を有する基板31に磁気検出素子部20を実装した
もので、電流30により発生する同(b)の点線のよう
な磁束に対する磁気検出素子部の配置により、磁気検出
素子部20の出力感度が決定されるので、磁気検出素子
部の配置を考慮することで、電流30の大きさに応じた
磁気検出素子部20の出力感度調整が可能となる。
As shown in FIG. 3A, the magnetic detection element section 20 is mounted on the substrate 31 having the wiring 32 for guiding the current 30, and the magnetic flux generated by the current 30 as shown by the dotted line in FIG. Since the output sensitivity of the magnetic detection element unit 20 is determined by the arrangement of the magnetic detection element unit, the output sensitivity of the magnetic detection element unit 20 according to the magnitude of the current 30 can be considered by considering the arrangement of the magnetic detection element unit. Adjustment is possible.

【0034】図10に磁気シールド構成例を示す。FIG. 10 shows an example of the magnetic shield structure.

【0035】これは、図7に示すものに磁気シールド3
3を付加したもので、その形状はここでは楕円形状であ
るが、電流30の大きさに応じて適正化することが望ま
しい。
This is the same as the magnetic shield 3 shown in FIG.
3 is added, and the shape thereof is an elliptical shape here, but it is desirable to optimize it according to the magnitude of the current 30.

【0036】図11に磁気検出装置の具体例を示す。FIG. 11 shows a specific example of the magnetic detection device.

【0037】これは、図7のような磁気検出素子部20
に、検出回路部40を内蔵(一体化)した点が特徴であ
る。こうすることで、検出信号の高S/N化が可能とな
り、図4で説明したような自動校正時の各種補正データ
を磁気検出素子部毎に内蔵させることで、より高精度化
できる。
This is the magnetic detection element section 20 as shown in FIG.
In addition, it is characterized in that the detection circuit unit 40 is incorporated (integrated). By doing so, it is possible to increase the S / N ratio of the detection signal, and by incorporating various correction data at the time of automatic calibration as described with reference to FIG.

【0038】上記では、2つのMI素子を用いるものに
ついて説明したが、MI素子は3つ以上でも良く、MI
素子は増えても消費電力は1素子の場合と殆ど変わらな
いと言う利点がある。
Although the above description uses two MI elements, the number of MI elements may be three or more.
Even if the number of elements is increased, there is an advantage that the power consumption is almost the same as the case of one element.

【0039】[0039]

【発明の効果】この発明によれば、多チャンネル形磁気
検出装置において、選択した磁気検出素子にのみ電流を
印加するので、低消費電力化が可能となる。加えて、測
定時のみバイアスコイルに通電したり、発振手段を動作
させるようにすることで、より一層の低消費電力化が可
能となる。
According to the present invention, in the multi-channel magnetic detection device, since the current is applied only to the selected magnetic detection element, the power consumption can be reduced. In addition, by energizing the bias coil or operating the oscillating means only during measurement, it is possible to further reduce power consumption.

【0040】保持手段,増幅手段は一系統で済むので、
低コスト化と低消費電力化を実現できる。
Since the holding means and the amplifying means need only be one system,
Low cost and low power consumption can be realized.

【0041】また、磁気検出素子に正負のバイアスを交
互に印加しそのときの検出電圧の差を演算することで、
出力の直線性を改善することができる。
Further, by applying positive and negative biases alternately to the magnetic detection element and calculating the difference between the detected voltages at that time,
The linearity of the output can be improved.

【0042】さらに、磁気検出素子およびその交流電流
印加端子と、バイアス巻線およびその電流印加端子とを
樹脂成形により一体化することで、磁気抵抗およびバイ
アス電流を低減でき、小型で低消費電力の磁気検出装置
を提供できる。
Furthermore, by integrating the magnetic detection element and its AC current application terminal with the bias winding and its current application terminal by resin molding, the magnetic resistance and the bias current can be reduced, and the size is small and the power consumption is low. A magnetic detection device can be provided.

【0043】磁気検出素子およびその交流電流印加端子
と、バイアス巻線およびその電流印加端子と、磁気検出
素子の出力に比例した信号を出力する回路部とを一体化
することで、高S/N化が可能となる。特に、各種補正
データを内蔵させて高機能化を図ることで、耐環境性に
優れた高精度で低消費電力の磁気検出装置を実現でき
る。また、磁気検出素子に薄膜タイプのものを用いるこ
とで、ワイヤタイプで問題となる歪による出力変化の影
響がなく、その結果、高精度で低消費電力の磁気検出装
置を提供することができる。
By integrating the magnetic detection element and its AC current application terminal, the bias winding and its current application terminal, and the circuit section which outputs a signal proportional to the output of the magnetic detection element, a high S / N ratio is achieved. Can be realized. In particular, by incorporating various correction data to achieve high functionality, it is possible to realize a magnetic detection device with excellent environment resistance, high accuracy, and low power consumption. Further, by using the thin film type magnetic detection element, there is no influence of the output change due to strain which is a problem in the wire type, and as a result, it is possible to provide a highly accurate and low power consumption magnetic detection device.

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

【図1】この発明の第1の実施の形態を示すブロック図
である。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の具体化例を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing a specific example of FIG.

【図3】この発明の第2の実施の形態を示すブロック図
である。
FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図4】正負バイアスの説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of positive / negative bias.

【図5】図3の各構成要素を具体的に示す構成図であ
る。
5 is a configuration diagram specifically showing each component of FIG. 3. FIG.

【図6】発振手段の別の例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing another example of the oscillating means.

【図7】磁気検出素子部の具体的な構成例を示す斜視図
である。
FIG. 7 is a perspective view showing a specific configuration example of a magnetic detection element section.

【図8】図7の磁気検出素子部の製造過程説明図であ
る。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a manufacturing process of the magnetic detection element unit of FIG. 7.

【図9】図7の磁気検出素子部の実装形態説明図であ
る。
9 is an explanatory view of a mounting form of the magnetic detection element unit of FIG. 7.

【図10】磁気シールド例の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of an example of a magnetic shield.

【図11】磁気検出装置の具体的な構成例を示す斜視図
である。
FIG. 11 is a perspective view showing a specific configuration example of a magnetic detection device.

【図12】磁気検出装置の従来例を示すブロック図であ
る。
FIG. 12 is a block diagram showing a conventional example of a magnetic detection device.

【図13】アモルファスワイヤの磁気インピーダンス特
性説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram of magnetic impedance characteristics of an amorphous wire.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a,1b,21…磁気検出素子(MI素子)、2a,
2b…バイアスコイル、3…発振回路、4a,4b,7
a,7b,9a,9b,14a,14b…スイッチ、5
a,5b,13a,13b…電流印加手段、6a,6b
…検波手段、8a,8b,10a,10b…保持手段、
11a,11b…増幅手段、12…分周手段、15…制
御手段、20…磁気検出素子部、22…端子、23…ボ
ビン、24,25…コイル、26…樹脂製ケース、27
…リードフレーム、31…基板、32…配線、33…磁
気シールド、40…検出回路。
1a, 1b, 21 ... Magnetic detection element (MI element), 2a,
2b ... Bias coil, 3 ... Oscillation circuit, 4a, 4b, 7
a, 7b, 9a, 9b, 14a, 14b ... switch, 5
a, 5b, 13a, 13b ... Current applying means, 6a, 6b
... Detecting means, 8a, 8b, 10a, 10b ... Holding means,
11a, 11b ... Amplifying means, 12 ... Dividing means, 15 ... Control means, 20 ... Magnetic detection element section, 22 ... Terminal, 23 ... Bobbin, 24, 25 ... Coil, 26 ... Resin case, 27
... lead frame, 31 ... substrate, 32 ... wiring, 33 ... magnetic shield, 40 ... detection circuit.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁気インピーダンス効果を有する複数の
磁気検出素子と、1つの発振手段と磁気検出素子対応に
設けられる第1スイッチおよび第1電流印加手段とから
なり前記第1スイッチを介して前記磁気検出素子にそれ
ぞれ交流電流を印加する交流電流供給手段と、前記磁気
検出素子にそれぞれ巻回されたバイアスコイルと第3ス
イッチと第2電流印加手段とからなり前記各バイアスコ
イルに前記第3スイッチを介して電流を供給するバイア
ス電流供給手段と、前記磁気検出素子対応に設けられそ
れぞれのインピーダンス変化を電圧に変換しその電圧の
ピークを通過させる検波手段と、この検波手段の各々に
対応して設けられその出力を選択する第2スイッチと、
選択された前記検波手段の出力を保持する保持手段と、
この保持した電圧を増幅する増幅手段とを備え、 前記第1〜第3スイッチの選択的動作により、各チャン
ネル毎に磁気検出を可能にしたことを特徴とする多チャ
ンネル形磁気検出装置。
1. A plurality of magnetic detection elements having a magneto-impedance effect, one oscillating means, and a first switch and a first current applying means provided corresponding to the magnetic detection element. An alternating current supply means for applying an alternating current to each of the detection elements, a bias coil wound around each of the magnetic detection elements, a third switch, and a second current application means, each bias coil including the third switch. Bias current supplying means for supplying a current through the detecting means, detecting means provided corresponding to the magnetic detecting element for converting the impedance change of each to voltage and passing the peak of the voltage, and provided for each of the detecting means. And a second switch that selects its output,
Holding means for holding the output of the selected detection means,
A multi-channel type magnetic detecting device comprising: an amplifying means for amplifying the held voltage, and enabling magnetic detection for each channel by selective operation of the first to third switches.
【請求項2】 磁気インピーダンス効果を有する複数の
磁気検出素子と、1つの発振手段と磁気検出素子対応に
設けられる第1スイッチおよび第1電流印加手段とから
なり前記第1スイッチを介して前記磁気検出素子にそれ
ぞれ交流電流を印加する交流電流供給手段と、前記磁気
検出素子にそれぞれ巻回されたバイアスコイルと第2電
流印加手段と第3スイッチを介して前記発振手段と接続
されその出力を分周する分周手段とからなり前記各バイ
アスコイルに第1,第2のタイミングで電流をそれぞれ
供給するバイアス電流供給手段と、前記磁気検出素子対
応に設けられそれぞれのインピーダンス変化を電圧に変
換しその電圧のピークを通過させる検波手段と、この検
波手段の各々に対応して設けられその出力を選択する第
2スイッチと、選択された前記検波手段の出力を保持す
る第1保持手段と、この保持した電圧を前記第1,第2
のタイミングで選択する2つの第4スイッチと、この選
択された2つの電圧を保持する2つの第2保持手段と、
2つの第2保持手段の出力差を増幅する増幅手段とを備
え、 前記第1〜第4スイッチの選択的動作により、各チャン
ネル毎に磁気検出を可能にしたことを特徴とする多チャ
ンネル形磁気検出装置。
2. A plurality of magnetic detection elements having a magneto-impedance effect, one oscillating means, and a first switch and a first current applying means provided corresponding to the magnetic detection element. An alternating current supply means for applying an alternating current to the detection element, a bias coil respectively wound around the magnetic detection element, a second current application means, and a third switch are connected to the oscillation means to divide the output. Bias current supply means for supplying a current to each of the bias coils at the first and second timings, and frequency change means for circling, and impedance changes of the bias current supply means provided corresponding to the magnetic detection element and converted into a voltage. Detection means for passing a peak of voltage, second switches provided corresponding to each of the detection means for selecting the output thereof, and selection The first holding means for holding the output of the detected detection means, and the held voltage for the first and second
Two fourth switches selected at the timing of, and two second holding means for holding the two selected voltages,
A multi-channel type magnetic device, comprising: an amplifying unit for amplifying an output difference between two second holding units, and enabling magnetic detection for each channel by selective operation of the first to fourth switches. Detection device.
【請求項3】 前記磁気検出素子対応に設けられる第1
スイッチ,第2スイッチのうちの少なくとも1つが選択
されたとき、前記第3スイッチを選択することを特徴と
する請求項1または2に記載の多チャンネル形磁気検出
装置。
3. A first device provided corresponding to the magnetic detection element.
3. The multi-channel magnetic detection device according to claim 1, wherein the third switch is selected when at least one of the switch and the second switch is selected.
【請求項4】 前記磁気検出素子対応に設けられた第1
スイッチ,第2スイッチのうちの少なくとも1つが選択
されたとき、前記発振手段を動作させることを特徴とす
る請求項1ないし3のいずれかに記載の多チャンネル形
磁気検出装置。
4. A first device provided corresponding to the magnetic detection element.
4. The multi-channel magnetic detection device according to claim 1, wherein the oscillating means is operated when at least one of the switch and the second switch is selected.
【請求項5】 前記磁気検出素子と、この磁気検出素子
に交流電流を印加するための端子と、前記バイアスコイ
ルおよびこれにバイアス電流を供給するための端子とを
樹脂成形により一体化することを特徴とする請求項1な
いし4のいずれかに記載の多チャンネル形磁気検出装
置。
5. The magnetic detection element, a terminal for applying an alternating current to the magnetic detection element, the bias coil and a terminal for supplying a bias current thereto are integrated by resin molding. The multi-channel magnetic detection device according to any one of claims 1 to 4, which is characterized in that.
【請求項6】 前記磁気検出素子と、この磁気検出素子
に交流電流を印加するための端子と、前記バイアスコイ
ルおよびこれにバイアス電流を供給するための端子と、
前記磁気検出素子の出力に比例した信号を出力する回路
部とを樹脂成形により一体化することを特徴とする請求
項1ないし4のいずれかに記載の多チャンネル形磁気検
出装置。
6. The magnetic detection element, a terminal for applying an alternating current to the magnetic detection element, the bias coil and a terminal for supplying a bias current thereto.
5. The multi-channel magnetic detection device according to claim 1, wherein a circuit section that outputs a signal proportional to the output of the magnetic detection element is integrated by resin molding.
【請求項7】 前記磁気検出素子として薄膜型のものを
用いることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに
記載の多チャンネル形磁気検出装置。
7. The multi-channel magnetic detection device according to claim 1, wherein a thin film type is used as the magnetic detection element.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006317402A (en) * 2005-05-16 2006-11-24 Fuji Electric Systems Co Ltd Current sensor and watt-hour arithmetic unit
JP2007003509A (en) * 2005-05-27 2007-01-11 Uchihashi Estec Co Ltd Method and apparatus for diagnosing degradation of steel framed structure
KR100681769B1 (en) 2005-07-01 2007-02-15 한국과학기술연구원 Multi-channel electronic load apparatus

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