JP2010066049A - Magnetic detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気インピーダンス素子(MI素子)を用いた磁気検出装置に関する。 The present invention relates to a magnetic detection device using a magnetic impedance element (MI element).
一般に、磁気インピーダンス素子(以下「MI素子という」)は外部磁界の変化に基づいてインピーダンスが変化する特性を有することから、MI素子を用いた磁気検出装置が公知である。 In general, since a magnetic impedance element (hereinafter referred to as “MI element”) has a characteristic that impedance changes based on a change in an external magnetic field, a magnetic detection device using an MI element is known.
この種の技術として、特許文献1には、MI素子の両端部に電極を設け、MI素子の端部のそれぞれに各端部から所定間隔をあけて集磁部を設け、集磁部で集磁した磁束をMI素子で電気信号として取り出すことが開示されている。
As this type of technology,
しかし、特許文献1の技術では、MI素子と別に集磁部を設けているので、部品点数が多くなると共に製造に手間がかかるという問題がある。特に、集磁部はMI素子の電極と絶縁すると共に所定間隔をあける必要があるので製造し難い。
However, the technique of
本発明は、前記事情に着目してなされたものであり、簡易な構成で製造も容易であり、外部磁界に対して高感度で磁気を検出できる磁気検出装置の提供を目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above circumstances, and an object thereof is to provide a magnetic detection device that can be easily manufactured with a simple configuration and can detect magnetism with high sensitivity to an external magnetic field.
請求項1に記載された発明は、磁気インピーダンス素子と、磁気インピーダンス素子のインピーダンス変化を電気信号として取り出すピックアップコイルとを備え、磁気インピーダンス素子の長さはピックアップコイル配置領域よりも長くしてあり、ピックアップコイルは磁気インピーダンス素子の長手方向中間部に配置してあると共に磁気インピーダンス素子には長手方向中間部に所定周波数の信号を印加する電極を設けていることを特徴とする。
The invention described in
請求項2に記載された発明は、請求項1に記載の発明において、磁気インピーダンス素子は、複数の磁気インピーダンス素子ワイヤを並列に配置して構成されていることを特徴とする。
The invention described in claim 2 is characterized in that, in the invention described in
請求項3に記載された発明は、請求項1又は2に記載の発明において、磁気インピーダンス素子は、線条部材を略円形に配置してあり且つ両端に隙間をあけてあることを特徴とする。
The invention described in claim 3 is the invention according to
磁気インピーダンス素子における端面間の間隔は、1/μs(透磁率)mm以上あれば良いが、磁気インピーダンス素子が形成する略円形の角度は240度以上である。 The interval between the end faces of the magneto-impedance element may be 1 / μs (magnetic permeability) mm or more, but the substantially circular angle formed by the magneto-impedance element is 240 degrees or more.
請求項4に記載された発明は、請求項1〜3の何れか一項に記載の発明において、ピックアップコイル配置領域は、磁気インピーダンス素子の長さに対して1〜5%の長さの領域に配置してあることを特徴とする。
The invention described in
請求項1に記載の発明によれば、MI素子は長手方向全体を集磁部として利用しているので、別に集磁部材を設ける必要がなく、簡易な構成で、集磁性を高め且つ高感度で磁気を検出できる。 According to the first aspect of the present invention, since the MI element uses the entire longitudinal direction as the magnetism collecting portion, it is not necessary to provide a magnetism collecting member separately. Can detect magnetism.
特に、MI素子の中で、Co-Fe-Si-BやFe-Si-Bなどの組成を持つものは高透磁率を持ち、それだけで高い集磁効果を持つので、このような組成のMI素子を用いることが好ましい。 In particular, among the MI elements, those having a composition such as Co—Fe—Si—B and Fe—Si—B have high magnetic permeability, and by themselves have a high magnetic flux collecting effect. It is preferable to use an element.
長尺のMI素子の中間部分にピックアップコイルを配置するだけであるから、製造も容易である。 Manufacture is also easy because only the pickup coil is arranged in the middle part of the long MI element.
尚、MI素子の長手方向中間部に加える信号の周波数を高くすればする程、表皮効果により表面に流れる電流の割合が大きくなり、感度を上昇させることができる。 The higher the frequency of the signal applied to the intermediate portion in the longitudinal direction of the MI element, the greater the proportion of the current flowing through the surface due to the skin effect, and the sensitivity can be increased.
また、長尺のMI素子を、ワイヤ(索条体)とした場合には容易に湾曲や変形が可能であるから、設置スペースや設置箇所に応じた変形ができ設置部のデッドスペースを低減できる。 In addition, when a long MI element is a wire (strip), it can be easily bent or deformed, so that it can be deformed according to the installation space or installation location, and the dead space of the installation part can be reduced. .
請求項2に記載された発明によれば、請求項1に記載の効果を奏すると共に、磁束はMI素子の表面で捕えているので、MI素子を、複数のMI素子ワイヤで構成することにより、MI素子の表面積を大きくとることができ、集磁面積を大きくできる。従って、集磁性を更に高めることができる。
According to the invention described in claim 2, since the magnetic flux is captured by the surface of the MI element while having the effect of
請求項3に記載された発明によれば、請求項1又は2に記載の効果を奏すると共に、MI素子を略円形に設けているので、全方位に対する磁束を受けることができ、方位に対する集磁性の偏りを低減できる。 According to the third aspect of the present invention, the MI element is provided in a substantially circular shape, and the magnetic flux can be received in all directions, and the magnetic flux collection in the direction can be achieved. Can be reduced.
請求項4に記載された発明によれば、請求項1〜3の何れか一項に記載の効果を奏すると共に、一定の長さのMI素子に対するコイル配置領域は、コイル領域を長く取ればMI素子の集磁率が低下すると共にコイルの抵抗も増加することから、総合的な感度を考慮すると1〜5%が好ましい。
According to the invention described in
従って、MI素子の長さに対するコイルの配置領域の長さの比を1〜5%とすることにより、磁束検知を更に高感度にすることができる。 Therefore, by setting the ratio of the length of the coil arrangement region to the length of the MI element to be 1 to 5%, the magnetic flux detection can be further enhanced.
以下に、添付図面の図1〜図3を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図1は本発明の第1実施の形態に係る磁気検出装置の概略構成を示す平面図であり、図2は第1実施の形態係る磁気検出装置の斜視図であり、図3はMI素子の長さに対するピックアップコイルの最適領域長さの比を示すグラフである。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3 of the accompanying drawings. FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of the magnetic detection device according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the magnetic detection device according to the first embodiment, and FIG. It is a graph which shows the ratio of the optimal area | region length of the pickup coil with respect to length.
本実施の形態に係る磁気検出装置1は、交流磁気(いわゆる電波)の磁気検出装置である。
The
この磁気検出装置1は、図1に示すように、MI素子3と、MI素子3を取巻くように巻回したピックアップコイル5とから主に構成されている。MI素子3は線条であり、ピックアップコイル5の巻回領域6よりも長くしてある。
As shown in FIG. 1, the
本実施の形態では、MI素子の長さは約40mmであり、ピックアップコイル5の巻回領域の長さは約1mmである。
In the present embodiment, the length of the MI element is about 40 mm, and the length of the winding region of the
MI素子3の長手方向手中間部4には所定周波数の信号を印加するための電極3a、3bが設けてあり、MI素子3の各電極3a、3bはピックアップコイル5の巻回領域6の長手方向外側に位置している。ピックアップコイル5には、電気信号を出力する電極5a、5bが設けてある。
本実施の形態では、磁気検出装置1は、図2に示すように、ピックアップコイル5及びMI素子3の中間部が、樹脂封止部7内に設けてあり、ピックアップコイル5の各端子5a、5bは樹脂封止部7からアンプ9を介して接続端子11に接続されている。同様に、MI素子の電極3a、3bも樹脂封止部7からアンプ9を介して接続端子11に接続されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, in the
尚、MI素子3、樹脂封止部7、アンプ9、接続端子11は樹脂フィルム製の支持部材13により支持されており、接続端子11にはコネクタ15が接続されるようになっており、コネクタ15からMI素子への周波数信号の供給及びピックアップコイル5からの電気出力の取り出しが行われる。
The MI element 3, the
ここで、MI素子3の長さに対するピックアップコイル5の巻回領域6の長さの比について説明する。MI素子3の長さを一定として考えた場合に、図3に示すように、MI素子3に対するピックアップコイル5の巻回領域6の長さの比率が高ければ集磁率が低くなると共にピックアップコイルの抵抗Rが大きくなるという不都合がある。一方、ピックアップコイルの巻回領域が小さすぎれば検知感度が低下する。係る観点から合成感度を考えると、図3に示すように、合成感度は一定範囲で所定のピーク値を有することになるが、そのピークを含む領域Nは1〜10%程度であるが、最も好ましくは、1〜5%である。尚、本実施の形態では、MI素子3の長さに対するピックアップコイル5の巻回領域6の長さの比は2.5%としている。
Here, the ratio of the length of the winding region 6 of the
第1実施の形態に係る磁気検出装置1の作用、効果について説明する。第1実施の形態に係る磁気検出装置1によれば、長尺のMI素子3の中間部4にピックアップコイル5を巻回する構成であるから、MI素子3は長手方向全体を集磁部として直接利用しているので、特許文献1にあるような集磁部材を別に設ける必要がなく、簡易な構成で、集磁性を高め且つ高感度で磁気を検出できる。
The operation and effect of the
長尺のMI素子3の中間部4にピックアップコイル5を巻回配置するだけであるから、製造も容易である。
Since the
また、本実施の形態では、長尺のMI素子は、ワイヤ(索条体)としてあるので、容易に湾曲や変形が可能であるから、設置スペースや設置箇所に応じた変形ができ設置部のデッドスペースを低減できる。 In the present embodiment, since the long MI element is a wire (strand body), it can be easily bent or deformed, so that it can be deformed according to the installation space or installation location. Dead space can be reduced.
次に、本発明の他の実施の形態を説明するが、以下に説明する実施の形態において、同一の作用効果を奏する部分には同一の符号を付してその部分の詳細な説明を省略し、以下の説明では、上述した第1実施の形態と主に異なる点を説明する。 Next, other embodiments of the present invention will be described. In the embodiments described below, the same reference numerals are given to portions having the same operational effects, and detailed description thereof is omitted. In the following description, differences mainly from the above-described first embodiment will be described.
図4に第2実施の形態に係る磁気検出装置1を示す。この第2実施の形態では、第1実施の形態に係るMI素子3を複数のMI素子ワイヤ3c、3c、3cで構成している。尚、この第2実施の形態でも、図2に示す第1実施の形態と同様に支持部材13によりMI素子3等が支持されている。
FIG. 4 shows a
この第2実施の形態によれば、第1実施の形態と同様の作用、効果を奏すると共に、一般に磁束はMI素子3の表面で捕えているので、MI素子3を、複数のMI素子ワイヤ3c、3c、3cで構成することにより、MI素子3の表面積を大きくとることができ、集磁面積を大きくできる。従って、集磁性を更に高めることができる。
According to the second embodiment, the same operation and effect as in the first embodiment are obtained, and since the magnetic flux is generally captured by the surface of the MI element 3, the MI element 3 is connected to the plurality of
尚、各MI素子ワイヤ3c、3c、3cは、間隔をあけて並列に配置することに限らず、接触して配置しても良いし、3本であれば三角形状に立体的に重ねて配置しても良い。
The
図5及び図6に第3実施の形態に係る磁気検出装置1を示す。図5は、第3実施の形態に係る磁気検出装置1の概略構成を示す平面図であり、図6は磁気検出装置1を電波時計機能付き腕時計に搭載した状態を示す平面図である。この第3実施の形態は、磁気検出装置1を電波時計用TCO(Time Code Output)信号を受信する受信用アンテナとして用いたものであり、MI素子3は略円形に配置されているが、両端部は互いに隙間をあけて配置されている。
5 and 6 show a
尚、この第3実施の形態でも、図2に示す第1実施の形態と同様に支持部材13によりMI素子3等が支持されている。
In the third embodiment as well, the MI element 3 and the like are supported by the
この第3実施の形態によれば、第1実施の形態と同様の作用効果を得ることができると共に、MI素子3は、時計内部19の内側周縁に沿って円形に配置してあるので、磁気検知装置1の設置部位に対するデッドスペースを少なくできる。
According to the third embodiment, the same operational effects as those of the first embodiment can be obtained, and the MI element 3 is arranged in a circle along the inner peripheral edge of the
また、MI素子3は円周の略全域に配置してあるから、全方位からの磁束を受けることができ、方位に対する集磁性の偏りを低減できる。 In addition, since the MI element 3 is disposed substantially over the entire circumference, it can receive a magnetic flux from all directions, and can reduce the bias of magnetic collection with respect to the direction.
本発明は、上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
例えば、請求項1に記載の発明では、MI素子3及びピックアップコイル5はワイヤ条のものに限らず、MI素子3を基板に膜状に形成しピックアップコイルをプレーナ型コイル(平面型コイル)にしたものであっても良い。
For example, in the first aspect of the invention, the MI element 3 and the
本発明に係る磁気検出装置1は、TCO信号等の長波の受信に限らず、中波帯の電波(例えばAMラジオ放送電波)の受信や、方位センサとして地磁気を検知するものであっても良い。
The
1 磁気検出装置
3 MI素子
4 MI素子の長手方向中間部
5 ピックアップコイル
6 ピックアップコイルの巻回領域(配置領域)
DESCRIPTION OF
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008230753A JP2010066049A (en) | 2008-09-09 | 2008-09-09 | Magnetic detector |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=42191763
Family Applications (1)
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JP2008230753A Pending JP2010066049A (en) | 2008-09-09 | 2008-09-09 | Magnetic detector |
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WO2012121226A1 (en) * | 2011-03-07 | 2012-09-13 | 国立大学法人名古屋大学 | Magnetic detection device |
-
2008
- 2008-09-09 JP JP2008230753A patent/JP2010066049A/en active Pending
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WO2012121226A1 (en) * | 2011-03-07 | 2012-09-13 | 国立大学法人名古屋大学 | Magnetic detection device |
JP2012185103A (en) * | 2011-03-07 | 2012-09-27 | Nagoya Univ | Magnetic detector |
CN103492895A (en) * | 2011-03-07 | 2014-01-01 | 国立大学法人名古屋大学 | Magnetic detection device |
CN103492895B (en) * | 2011-03-07 | 2016-08-24 | 国立大学法人名古屋大学 | Magnetic detection device |
US9759785B2 (en) | 2011-03-07 | 2017-09-12 | National University Corporation Nagoya University | Magnetic-field detecting device |
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