JP2009139213A

JP2009139213A - 磁気センサ装置及びその制御方法

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Publication number: JP2009139213A
Application number: JP2007315708A
Authority: JP
Inventors: Sadao Oba; 節生大庭
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2007-12-06
Filing date: 2007-12-06
Publication date: 2009-06-25

Abstract

【課題】測定対象が交流磁界に限定することなく、磁界強度と出力電圧との関係が非線形な場合においても、高い精度で磁気を検出することができる磁気センサ装置及びその制御方法を提供する。
【解決手段】ホール素子を用いて磁界強度を検出する磁気センサ装置において、ホール素子の磁束密度の変化に対するホール電圧誤差を打消す設定値を演算により求め、ホール素子の電源電圧を制御するワンチップマイコンを備えたので、磁界強度と出力電圧との関係が非線形な場合かつ、磁界強度が直流の場合でも交流の場合でも、高い精度で磁気を検出することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁気センサ装置及びその制御方法に関する。

ホール素子を用いて磁界強度を検出する磁気センサは、構造が簡単で装置を小型化することができることから、電力計や電力量計用いの乗算回路および磁気強度の計測回路、あるいは磁石とホール素子の相対位置関係を取得する位置センサなどとして使用されている。

以下、かかる磁気センサ装置について図７を参照して説明する。
図７は、従来の磁気センサ装置のブロック図である。
電源１の出力電圧は電圧−電流変換回路２に入力されて電源１の出力電圧値に正比例する大きさの電流に変換され、制御電流としてホール素子３の電流端子Ｔ１，Ｔ２に加えられる。

ホール素子３は電流端子Ｔ１，Ｔ２と直交するように配置された出力端子Ｔ３，Ｔ４を有し、電源端子Ｔ１，Ｔ２方向および出力端子Ｔ３，Ｔ４方向と直交する方向から加えられる磁界によって発生する磁束密度と電流端子Ｔ１，Ｔ２間を流れる制御電流との積に正比例する（１）式で与えられる大きさのホール電圧Ｖｈを出力端子Ｔ３，Ｔ４間に生じる。
Ｖｈ＝Ｒ・Ｂ・Ｊ … （１）
ただし、Ｒはホール係数、Ｂは磁束密度、Ｊは電流密度である。
演算回路４は出力端子Ｔ３，Ｔ４間に生じたホール電圧Ｖｈの同相成分を除去して制御電流と磁束密度との積に比例する電圧を出力し、この電圧は反転回路５において極性が反転されて外部へ出力される。

しかし上述した従来の磁気センサ装置では、ホール素子３の出力電圧特性の線形性に関して次のような問題があった。
従来の磁気センサ装置では（１）式のホール係数Ｒが一定であることを前提にしているが、一般に磁束密度とホール素子３の出力電圧との関係は磁束密度が小さい領域で非線形であることから、図８に示すようなホール電圧誤差が生じる。
図８は、図７に示した磁気センサ装置のホール素子における磁束密度とホール電圧誤差との関係を示す図である。
したがって、外部より与えられる磁界強度が小さい場合に検出精度が低下するという問題があった。この検出精度の低下の問題を解決することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載の発明では、ホール素子の一方の電流端子と一方の電圧端子との間に可変抵抗素子を接続し、可変抵抗素子の抵抗値をホール素子の出力電圧に基づいて可変し、ホール素子の磁束密度の変化に対するホール電圧誤差を打消して補償するという磁気センサが提案されている。
特許第３１２９８７４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発明では、測定する磁界が交流磁界に限られており、本磁気センサを位置センサ等に用いることはできないという問題がある。
そこで、本発明の主な目的は測定対象が交流磁界に限定することなく、磁界強度と出力電圧との関係が非線形な場合においても、高い精度で磁気を検出することができる磁気センサ装置及びその制御方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、更にホール素子の温度によるホール素子の出力電圧変化を補正し、高い精度で磁気を検出することができる磁気センサ装置を提供することにある。すなわち、周囲温度とホール素子出力電圧との関係を示す図９のようにホール素子では、同一磁束密度環境にあっても、温度によってその出力電圧が変わってしまう。
図９は、図７に示した磁気センサ装置の周囲温度とホール素子出力電圧との関係を示す図である。
電流端子Ｔ１，Ｔ２に一定電流を供給する定電流駆動でも若干の温度による変化が生じてしまう。更に、電流端子Ｔ１、Ｔ２に一定電圧を供給する定電圧駆動では、電流端子Ｔ１，Ｔ２間の内部抵抗が温度によりその抵抗値が大きく変わってしまう。

そこで、本発明では、この温度による変化を補正し、高い精度で磁気を検出することができる磁気センサ装置を提供することを目的とする。
また、同一磁束密度環境、同一温度、同一制御電流であっても、ホール素子の固体毎にホール出力電圧はばらついてしまう。
そこで、本発明の他の目的は、この固体毎のバラつきを補正し、高い精度で磁気を検出することができる磁気センサ装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、ホール素子を用いて磁界強度を検出する磁気センサ装置において、前記ホール素子の磁束密度の変化に対するホール電圧誤差を打消す設定値を演算により求め、前記ホール素子の電源電圧を制御するワンチップマイコンを備えたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ワンチップマイコンは、前記ホール素子の出力電圧に基づいて前記ホール素子の磁束密度の変化に対するホール電圧誤差を打消して補正する為に前記ホール素子の供給電流を可変可能なＤ／Ａ変換器と、前記ホール素子の出力電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記デジタル値に基づき、前記Ｄ／Ａ変換器に前記ホール素子の磁束密度の変化に対する前記ホール電圧誤差を打消す設定を演算により求め、前記ホール素子の磁束密度の変化に対する出力電圧特性を制御するＣＰＵとを備えたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、温度センサと、前記温度センサの出力電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器とを備え、前記ワンチップマイコンは、前記ホール電圧誤差を打消す設定に対し、更に温度によって発生するホール電圧誤差を打消す設定を演算により求め、ホール素子の磁束密度の変化に対する出力電圧特性を制御し、かつ温度によるホール素子の誤差を補正することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の発明において、磁気センサ毎の磁束密度に対するホール出力電圧のバラつきを補正する係数を格納する不揮発性メモリを更に備え、前記ワンチップマイコンは、その係数に基づいて磁気センサ毎のバラつきを補正することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、ホール素子を用いて磁界強度を検出する磁気センサ装置の制御方法において、前記ホール素子の磁束密度の変化に対するホール電圧誤差を打消す設定値を演算により求め、前記ホール素子の電源電圧を制御することを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記ホール素子の出力電圧に基づいて前記ホール素子の磁束密度の変化に対するホール電圧誤差を打消して補正する為に前記ホール素子の供給電流を変化させ、前記ホール素子の出力電圧をデジタル値に変換し、前記デジタル値に基づき、前記ホール素子の磁束密度の変化に対する前記ホール電圧誤差を打消す設定を演算により求め、前記ホール素子の磁束密度の変化に対する出力電圧特性を制御することを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項５または６記載の発明において、前記ホール電圧誤差を打消す設定に対し、更に温度によって発生するホール電圧誤差を打消す設定を演算により求め、前記ホール素子の磁束密度の変化に対する出力電圧特性を制御し、かつ温度による前記ホール素子の誤差を補正することを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項５から７のいずれか１項記載の発明において、磁気センサ毎の磁束密度に対するホール出力電圧のバラつきを補正する係数を格納し、その計数に基づいて磁気センサ毎のバラつきを補正することを特徴とする。

本発明によれば、ホール素子を用いて磁界強度を検出する磁気センサ装置において、ホール素子の磁束密度の変化に対するホール電圧誤差を打消す設定値を演算により求め、ホール素子の電源電圧を制御するワンチップマイコンを備えたので、磁界強度と出力電圧との関係が非線形な場合かつ、磁界強度が直流の場合でも交流の場合でも、高い精度で磁気を検出することができる。

本発明にかかる磁気センサ装置の一実施の形態は、ホール素子を用いて磁界強度を検出する磁気センサ装置において、前記ホール素子の磁束密度の変化に対する前記ホール電圧誤差を打消す設定値を演算により求め、前記ホール素子の電源電圧を制御するワンチップマイコンを備えたことを特徴とする。

上記構成によれば、ホール素子の磁束密度の変化に対するホール電圧誤差を打消す設定値を演算により求め、ホール素子の電源電圧を制御するワンチップマイコンを備えたので、磁界強度と出力電圧との関係が非線形な場合かつ、磁界強度が直流の場合でも交流の場合でも、高い精度で磁気を検出することができる。

本発明にかかる磁気センサ装置の他の実施の形態は、上記構成に加え、ワンチップマイコンは、ホール素子の出力電圧に基づいてホール素子の磁束密度の変化に対するホール電圧誤差を打消して補正する為にホール素子の供給電流を可変可能なＤ／Ａ変換器と、ホール素子の出力電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、デジタル値に基づき、Ｄ／Ａ変換器にホール素子の磁束密度の変化に対するホール電圧誤差を打消す設定を演算により求め、ホール素子の磁束密度の変化に対する出力電圧特性を制御するＣＰＵとを備えたことを特徴とする。

上記構成によれば、磁気センサ装置の出力をＡ／Ｄ変換したデータを元に、ＣＰＵを介在してＤ／Ａ変換器でホール素子に供給する電流を可変するようにしたので、磁界強度と出力電圧との関係が非線形な場合かつ、磁界強度が直流の場合でも交流の場合でも、高い精度で磁気を検出することができる磁気センサ装置を提供することができる。また、特許文献１に記載の発明では可変抵抗素子を別途用意する必要があり、高価となるのに対し、本実施の形態によれば一般の装置に、表示用や操作用に搭載されているワンチップマイコン（ＣＰＵ、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器）の機能を使用することが出来るので、コストの新規発生を抑えることができる。

本発明にかかる磁気センサ装置の他の実施の形態は、上記構成に加え、温度センサと、温度センサの出力電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器とを備え、ワンチップマイコンは、ホール電圧誤差を打消す設定に対し、更に温度によって発生するホール電圧誤差を打消す設定を演算により求め、ホール素子の磁束密度の変化に対する出力電圧特性を制御し、かつ温度によるホール素子の誤差を補正することを特徴とする。

上記構成によれば、温度センサの出力を元に、ＣＰＵを介在してＤ／Ａ変換器でホール素子に供給する電流を可変するようにしたので、温度の影響を受けないで、より高い精度で磁気を検出することができる。

本発明にかかる磁気センサ装置の他の実施の形態は、上記構成に加え、磁気センサ毎の磁束密度に対するホール出力電圧のバラつきを補正する係数を格納する不揮発性メモリを更に備え、ワンチップマイコンは、その係数に基づいて磁気センサ毎のバラつきを補正することを特徴とする。

上記構成によれば、固体毎の差を不揮発性メモリに記録し、これをＣＰＵを介在してＤ／Ａ変換器でホール素子に供給する電流を可変するようにしたので、固体毎のバラつきのない、より高い精度で磁気を検出することができる。

本発明にかかる磁気センサ装置の制御方法の一実施の形態は、ホール素子を用いて磁界強度を検出する磁気センサ装置の制御方法において、ホール素子の磁束密度の変化に対するホール電圧誤差を打消す設定値を演算により求め、ホール素子の電源電圧を制御することを特徴とする。

本発明にかかる磁気センサ装置の制御方法の他の実施の形態は、上記構成に加え、ホール素子の出力電圧に基づいてホール素子の磁束密度の変化に対するホール電圧誤差を打消して補正する為にホール素子の供給電流を変化させ、ホール素子の出力電圧をデジタル値に変換し、デジタル値に基づき、ホール素子の磁束密度の変化に対するホール電圧誤差を打消す設定を演算により求め、ホール素子の磁束密度の変化に対する出力電圧特性を制御することを特徴とする。

上記構成によれば、磁気センサ装置の出力をＡ／Ｄ変換したデータを元に、ホール素子に供給する電流を可変するようにしたので、磁界強度と出力電圧との関係が非線形な場合かつ、磁界強度が直流の場合でも交流の場合でも、高い精度で磁気を検出することができる磁気センサ装置を提供することができる。また、特許文献１に記載の発明では可変抵抗素子を別途用意する必要があり、高価となるのに対し、本実施の形態によれば一般の装置に、表示用や操作用に搭載されているワンチップマイコン（ＣＰＵ、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器）の機能を使用することが出来るので、コストの新規発生を抑えることができる。

本発明にかかる磁気センサ装置の制御方法の他の実施の形態は、上記構成に加え、ホール電圧誤差を打消す設定に対し、更に温度によって発生するホール電圧誤差を打消す設定を演算により求め、ホール素子の磁束密度の変化に対する出力電圧特性を制御し、かつ温度によるホール素子の誤差を補正することを特徴とする。

本発明にかかる磁気センサ装置の制御方法の他の実施の形態は、上記構成に加え、磁気センサ毎の磁束密度に対するホール出力電圧のバラつきを補正する係数を格納し、その計数に基づいて磁気センサ毎のバラつきを補正することを特徴とする。

上記構成によれば、固体毎の差を不揮発性メモリに記録し、これをホール素子に供給する電流を可変するようにしたので、固体毎のバラつきのない、より高い精度で磁気を検出することができる。

なお、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１は、本発明にかかる磁気センサ装置の一実施例における構成を示すブロック図である。
同図において、図７に示したブロック図と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
図１に示した装置と図７に示した従来の装置との相違点は、反転回路５の出力を入力しデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器１３、変換されたデジタル値よりＤ／Ａ変換器１１に設定すべきデジタル値を算出するＣＰＵ１２、およびＣＰＵ１２により設定されたデジタル値をアナログ電圧に変換し電圧−電流変換器２に電圧を送出するＤ／Ａ変換器１１を内蔵したワンチップマイコン１０を新たに設けたことである。

次に以上のように構成された磁気センサ装置の動作について説明する。
Ｄ／Ａ変換器１１からの出力電圧は電圧−電流変換回路２によってＤ／Ａ変換器１の出力電圧に正比例する大きさの電流に変換され、ホール素子３の制御電流として電流端子Ｔ１に入力される。
ホール素子３は電流端子Ｔ１，Ｔ２と直交するように配置された出力端子Ｔ３，Ｔ４を有する。電流端子Ｔ１，Ｔ２方向およびＴ３，Ｔ４方向と直交する方向から加えられる磁界によって発生する磁束密度と電流端子Ｔ１，Ｔ２間を流れる制御電流との積に正比例する（１）式で与えられる大きさのホール電圧Ｖｈを出力端子Ｔ３，Ｔ４間に生じる。

演算回路４は出力端子Ｔ３，Ｔ４間に生じたホール電圧Ｖｈの同相成分を除去して制御電流と磁束密度との積に比例する電圧を出力し、この電圧は反転回路５において極性が反転されて外部へ出力される。またこの反転回路５の出力はＡ／Ｄ変換器１３により電圧から電圧に比例したデジタル値に変換されＣＰＵ１２に入力される。入力されたデジタル値を元に、ＣＰＵ１２はＤ／Ａ変換器１１に送出すべきデジタル値を算出し、Ｄ／Ａ変換器１１にデジタル値を送出し、Ｄ／Ａ変換器１１は入力されたデジタル値に比例した出力電圧を電圧−電流変換回路２に入力する。

ここでＣＰＵ１２での演算処理に関して説明する。
Ｄ／Ａ変換器１３の設定を一定値とした場合、Ｄ／Ａ変換器１３の出力電圧は一定電圧となる為、ホール素子３の出力電圧との関係は磁束密度が小さい領域で非線形であることから、先に説明した図８のごとく、ホール電圧誤差が生じる。したがって、ホール素子３の制御電流すなわちＤ／Ａ変換器１１の出力電圧を図２のごとく変化させれば、前述の誤差と打消しあって、ホール素子の出力電圧は図３のごとく誤差が小さくなる。
尚、図３は、図１に示した磁気センサ装置に用いられるホール素子の磁束密度とホール電圧誤差との関係を示す図である。

例えばホール素子３の磁束密度に対する出力電圧特性が３次関数（ｙ＝ａｘ³＋ｂｘ²＋ｃｘ＋ｄ、ａ≠０）であった場合、ＣＰＵ１２でその逆極性の３次関数（ｙ＝−ａｘ³−ｂｘ²−ｃｘ−ｄ、ａ≠０）でＤ／Ａ変換器１３に送出するデータを演算すれば良い。
式（１）の場合で説明すると、Ｒが磁束密度小の部分で１／Ｘ（Ｘ≠０）倍になる場合は、電流密度をＸ倍にすればＶｈは正しく求まる。
尚、図２、図３、図８において実線と破線とは、最大磁束密度点を境に正側と負側の挙動を示したものである。

図４は、本発明にかかる磁気センサ装置の他の実施例における構成を示すブロック図である。
図４に示した磁気センサ装置と図１に示した磁気センサ装置との相違点は、温度センサ１５と温度センサの出力電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器１５とを新たに設けたことである。

次に以上のように構成された磁気センサ装置の動作について説明する。
Ｄ／Ａ変換器１１からの出力電圧は電圧−電流変換回路２によってＤ／Ａ変換器１１の出力電圧に正比例する大きさの電流に変換され、ホール素子３の制御電流として電流端子Ｔ１に入力される。ホール素子３は電流端子Ｔ１，Ｔ２と直交するように配置された出力端子Ｔ３，Ｔ４を有し、電流端子Ｔ１，Ｔ２方向およびＴ３，Ｔ４方向と直交する方向から加えられる磁界によって発生する磁束密度と電流端子Ｔ１，Ｔ２間を流れる制御電流との積に正比例する（１）式で与えられる大きさのホール電圧Ｖｈを出力端子Ｔ３，Ｔ４間に生じる。

演算回路４は出力端子Ｔ３，Ｔ４間に生じたホール電圧Ｖｈの同相成分を除去して制御電流と磁束密度の積に比例する電圧を出力し、この電圧は反転回路５において極性が反転されて外部へ出力される。またこの反転回路５の出力はＡ／Ｄ変換器１３により電圧から電圧に比例したデジタル値に変換されＣＰＵ１２に入力される。温度センサ１５の出力電圧はＡ／Ｄ変換器１５によりデジタル値に変換されＣＰＵ１２に入力される。入力されたデジタル値をもとにして、ＣＰＵ１２はＤ／Ａ変換器１１に送出すべきデジタル値を算出し、Ｄ／Ａ変換器にデジタル値を送出し、Ｄ／Ａ変換器は入力されたデジタル値に比例した出力電圧を電圧−電流変換回路２に入力する。

ここで、ＣＰＵ１２での演算に関して説明する。
磁束密度が小さい領域で非線形となってしまうのを打消すＤ／Ａ変換器１１の出力電圧制御は実施例１と同様に図２のごとく変化させれば良い。
尚、図２は、図１に示した磁気センサ装置に用いられるホール素子の磁束密度とＤ／Ａ変換器出力電圧との関係を示す図である。
更に、ホール素子の出力電圧は図９のごとく変化してしまうので、ホール素子３の制御電流すなわちＤ／Ａ変換器１１の出力電圧を図５のごとく変化させれば、前述の誤差と打消しあって、ホール素子の出力電圧は誤差が小さくなる。

尚、図５は、図４に示した磁気センサ装置の周囲温度とＤ／Ａ変換器出力電圧との関係を示す図である。また、図９は、図７に示した磁気センサ装置の周囲温度とホール素子出力電圧との関係を示す図である。
ホール素子３の温度に対する出力電圧特性が１次関数（ｙ＝ａｘ＋ｂ、ａ≠０）であった場合、その逆極性の１次関数でＤ／Ａ変換器１１に送出するデータを演算すれば良い。
式（１）で言うと、Ｒが磁束密度小の部分で１／Ｘ倍になり、かつ温度により１／Ｙになる場合は、電流密度ＪをＸ・Ｙ倍に設定するとＶｈは正しく求まる。

尚、図４では電圧−電流変換回路２を配した構成としているが、温度変動を補正することができるので、電圧−電流変換回路２を排除し、ホール素子３を定電圧駆動する構成としても良い。

図６は、本発明にかかる磁気センサ装置の他の実施例における構成を示すブロック図である。
図６に示した磁気センサ装置の図４に示した磁気センサ装置との相違点は、データを保持する不揮発性のメモリ１６を新たに設けたことである。
式（１）において、ホール係数Ｒはホール素子の固体毎に異なってしまう。また電流密度ＪもＤ／Ａ変換器１１の電圧バラつきや電圧−電流変換器２のゲインバラつきあるいはホール素子３の電流端子Ｔ１，Ｔ２間の内部抵抗のバラつきにより、異なってしまう。したがって磁気センサ装置毎に磁束密度に対する出力電圧が異なってしまう。この出力電圧が異なる点を回避するために、ある磁束密度、ある温度、Ｄ／Ａ変換器１１のある設定での一定条件の元で、磁気センサ装置の出力電圧を測定し、その電圧が所定の電圧に対して何倍（Ｚ倍）大きいかを算出し、その逆数（１／Ｚ）を不揮発性メモリ１６に記録する。

ＣＰＵ１２は不揮発性メモリ１６から、その逆数（１／Ｚ）を読み出し、Ｄ／Ａ変換器１１に送出するデータを、その逆数（１／Ｚ）倍して出力する。この逆数（１／Ｚ）倍したデータに対して、先述した磁束密度小の部分での補正、および温度の補正を施して、Ｄ／Ａ変換器１１に送出するデータを算出し、Ｄ／Ａ変換器１１に送出することで、磁気センサ毎のバラつきを排除することができる。

尚、図１、図４、図６では、磁気センサ装置の出力として、電圧出力端子を用意しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、電圧出力の代わりに、Ａ／Ｄ変換器１３を介してデジタル値に変換されＣＰＵに送出されたデータをＣＰＵを介してデジタルデータとして送出する構成としても良い。

〔作用効果〕
本実施例によれば、磁気センサ装置の出力をＡ／Ｄ変換したデータを元に、ＣＰＵ介在してＤ／Ａ変換器でホール素子に供給する電流を変化させるようにしたので、磁界強度と出力電圧との関係が非線形な場合かつ、磁界強度が直流の場合でも交流の場合でも、高い精度で磁気を検出することができる磁気センサ装置を提供することができる。また、特許文献１に記載の発明では可変抵抗素子を別途用意する必要があり、高価となるのに対し、本実施例では一般の装置に、表示用や操作用に搭載されているワンチップマイコン（ＣＰＵ、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器）の機能を使用することが出来るので、コストの新規発生を抑えることができる。

本実施例によれば、温度センサの出力を元に、ＣＰＵを介在してＤ／Ａ変換器でホール素子に供給する電流を可変するようにしたので、温度の影響を受けないで、より高い精度で磁気を検出することができる磁気センサ装置を提供することができる。

本実施例によれば、固体毎の差を不揮発性メモリに記録し、これをＣＰＵを介在してＤ／Ａ変換器でホール素子に供給する電流を変化させるようにしたので、固体毎のバラつきのない、より高い精度で磁気を検出することができる。

本発明は、ホール素子を用いて磁界強度を検出する磁気センサおよび磁気センサを用いて位置検出を行う位置センサに利用することができる。

本発明にかかる磁気センサ装置の一実施例における構成を示すブロック図である。図１に示した磁気センサ装置に用いられるホール素子の磁束密度とＤ／Ａ変換器出力電圧との関係を示す図である。図１に示した磁気センサ装置に用いられるホール素子の磁束密度とホール電圧誤差との関係を示す図である。本発明にかかる磁気センサ装置の他の実施例における構成を示すブロック図である。図４に示した磁気センサ装置の周囲温度とＤ／Ａ変換器出力電圧との関係を示す図である。本発明にかかる磁気センサ装置の他の実施例における構成を示すブロック図である。従来の磁気センサ装置のブロック図である。図７に示した磁気センサ装置のホール素子における磁束密度とホール電圧誤差との関係を示す図である。図７に示した磁気センサ装置の周囲温度とホール素子出力電圧との関係を示す図である。

符号の説明

２電圧−電流変換回路
３ホール素子
４演算回路
５反転回路
１０ワンチップマイコン
１１Ｄ／Ａ変換器
１２ＣＰＵ
１３Ａ／Ｄ変換器
ＯＰ１オペアンプ
Ｒ１〜Ｒ４抵抗器
Ｔ１、Ｔ２電流端子
Ｔ３、Ｔ４出力端子

Claims

ホール素子を用いて磁界強度を検出する磁気センサ装置において、
前記ホール素子の磁束密度の変化に対する前記ホール電圧誤差を打消す設定値を演算により求め、前記ホール素子の電源電圧を制御するワンチップマイコンを備えたことを特徴とする磁気センサ装置。
請求項１記載の磁気センサ装置において、
前記ワンチップマイコンは、
前記ホール素子の出力電圧に基づいて前記ホール素子の磁束密度の変化に対するホール電圧誤差を打消して補正する為に前記ホール素子の供給電流を可変可能なＤ／Ａ変換器と、
前記ホール素子の出力電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記デジタル値に基づき、前記Ｄ／Ａ変換器に前記ホール素子の磁束密度の変化に対する前記ホール電圧誤差を打消す設定を演算により求め、前記ホール素子の磁束密度の変化に対する出力電圧特性を制御するＣＰＵとを備えたことを特徴とする磁気センサ装置。
請求項１または２記載の磁気センサにおいて、
温度センサと、前記温度センサの出力電圧をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器とを備え、
前記ワンチップマイコンは、前記ホール電圧誤差を打消す設定に対し、更に温度によって発生するホール電圧誤差を打消す設定を演算により求め、ホール素子の磁束密度の変化に対する出力電圧特性を制御し、かつ温度によるホール素子の誤差を補正することを特徴とする磁気センサ装置。
請求項１から３のいずれか１項記載の磁気センサにおいて、
磁気センサ毎の磁束密度に対するホール出力電圧のバラつきを補正する係数を格納する不揮発性メモリを更に備え、
前記ワンチップマイコンは、その係数に基づいて磁気センサ毎のバラつきを補正することを特徴とする磁気センサ装置。
ホール素子を用いて磁界強度を検出する磁気センサ装置の制御方法において、
前記ホール素子の磁束密度の変化に対する前記ホール電圧誤差を打消す設定値を演算により求め、前記ホール素子の電源電圧を制御することを特徴とする磁気センサ装置の制御方法。
請求項５記載の磁気センサ装置の制御方法において、
前記ホール素子の出力電圧に基づいて前記ホール素子の磁束密度の変化に対するホール電圧誤差を打消して補正する為に前記ホール素子の供給電流を変化させ、
前記ホール素子の出力電圧をデジタル値に変換し、
前記デジタル値に基づき、前記ホール素子の磁束密度の変化に対する前記ホール電圧誤差を打消す設定を演算により求め、前記ホール素子の磁束密度の変化に対する出力電圧特性を制御することを特徴とする磁気センサ装置の制御方法。
請求項５または６記載の磁気センサの制御方法において、
前記ホール電圧誤差を打消す設定に対し、更に温度によって発生するホール電圧誤差を打消す設定を演算により求め、前記ホール素子の磁束密度の変化に対する出力電圧特性を制御し、かつ温度による前記ホール素子の誤差を補正することを特徴とする磁気センサ装置の制御方法。
請求項５から７のいずれか１項記載の磁気センサの制御方法において、
磁気センサ毎の磁束密度に対するホール出力電圧のバラつきを補正する係数を格納し、
その計数に基づいて磁気センサ毎のバラつきを補正することを特徴とする磁気センサ装置の制御方法。