JP2012154786A - フラックスゲートセンサおよびフラックスゲート式磁界検出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フラックスゲートセンサのコアに、コアを周期的に飽和させることができる三角波の励磁信号を印加し、コアにおける磁界の強さを特性線S1に示すように変化させ、これにより生じる誘導起電力を検出信号S2として取り出す。さらに、検出信号S2が正側においてピークに達して直ちにピークからゼロレベルに向かって変化する間の検出点Dpと、検出信号S2が負側においてピークに達して直ちにピークからゼロレベルに向かって変化する間の検出点Dnとを検出し、検出点Dpの時点において立ち上がり、検出点Dnの時点において立ち下がる出力パルス信号S3を生成する。そして、出力パルス信号S3のパルス幅Wまたはパルスデューティ比に基づいて、被検出電流(外部磁界)の大きさおよび向きを認識する。
【選択図】図3
Description
図1は本発明の第1の実施形態によるフラックスゲートセンサを示している。図1において、本発明の第1の実施形態によるフラックスゲートセンサ1は、例えば導線101を流れる被検出電流の大きさ(振幅または変化量)および向きを検出する電流センサとして用いることができる。フラックスゲートセンサ1は、コア11と、コア11に巻回された第1のコイルとしての励磁コイル12と、コア11に巻回された第2のコイルとしての検出コイル13と、励磁コイル12に励磁信号を印加する励磁手段としての励磁回路14と、検出コイル13を流れる電流を検出信号として出力する検出信号出力手段としての検出回路15と、検出回路15から出力された検出信号に対して所定の信号処理を行い、導線101を流れる被検出電流の大きさおよび向きを示す出力パルス信号を出力する信号処理回路16とを備えている。なお、検出回路15および信号処理回路16は検出手段の具体例である。
図6は本発明の第2の実施形態によるフラックスゲートセンサを示している。上述した第1の実施形態によるフラックスゲートセンサ1は、コア11に励磁コイル12と検出コイル13とを巻回し、励磁コイル12により励磁を行い、検出コイル13により検出を行う構成であった。これに対し、第2の実施形態によるフラックスゲートセンサ2は、図6に示すように、コア21に巻回するコイルを単一の励磁検出コイル22のみとし、単一の励磁検出コイル22で励磁と検出とを行う。すなわち、第2の実施形態によるフラックスゲートセンサ2は、コア21と、コア21に巻回された第1のコイルとしての励磁検出コイル22と、励磁検出コイル22に励磁信号を印加すると共に、励磁検出コイル22に生じる誘導起電力を示す検出信号を出力する励磁検出回路23と、励磁検出回路23から出力された検出信号に対して所定の信号処理を行い、導線101を流れる被検出電流の大きさおよび向きを示す出力パルス信号を出力する信号処理回路24とを備えている。なお、励磁検出回路23は励磁手段および検出信号出力手段の具体例であり、励磁検出回路23のうち検出信号を出力する部分と信号処理回路24は検出手段の具体例である。
11、21、31、41 コア
12、32 励磁コイル(第1のコイル)
13、33 検出コイル(第2のコイル)
14、34 励磁回路(励磁手段)
15、36 検出回路(検出信号出力手段、検出手段)
16、24、37、45 信号処理回路(検出手段)
22、42 励磁検出コイル(第1のコイル)
23、43 励磁検出回路(励磁手段、検出信号出力手段、検出手段)
44 バイアス回路(直流電圧付加回路)
Claims (9)
- コアと、
前記コアに巻回された第1のコイルと、
各ピーク時における電流の大きさが前記コアを飽和する電流の大きさを超える三角波、疑似三角波または正弦波の励磁信号を前記第1のコイルに印加する励磁手段と、
前記励磁信号の印加により前記コアが飽和した時点と前記コアがその後いったん非飽和となり再び飽和した時点との時間差に基づいて外部磁界を検出する検出手段とを備えていることを特徴とするフラックスゲートセンサ。 - 前記検出手段は、前記励磁信号の印加により前記第1のコイルに生じる誘導起電力を示す検出信号を出力する検出信号出力手段を備え、
前記検出手段は、前記検出信号出力手段により出力された前記検出信号において連続する2つのピーク間の時間差に基づいて前記外部磁界を検出することを特徴とする請求項1に記載のフラックスゲートセンサ。 - 前記検出手段は、前記励磁信号の印加により前記第1のコイルに生じる誘導起電力を示す検出信号を出力する検出信号出力手段を備え、
前記検出手段は、前記検出信号出力手段により出力された前記検出信号がそのピークから振幅の中間に向かって変化する間に当該検出信号の出力値の絶対値が所定の値に達する点である検出点を検出し、前記検出信号において連続する2つの前記検出点間の時間差に基づいて前記外部磁界を検出することを特徴とする請求項1に記載のフラックスゲートセンサ。 - 前記第1のコイルの一端側に接続され、前記励磁信号にバイアス電圧を加えて前記励磁信号を電流増幅し、当該電流増幅した励磁信号を前記第1のコイルの一端側に出力する増幅回路と、
前記第1のコイルの他端側に接続され、前記第1のコイルの他端側に前記バイアス電圧と等しい直流電圧を加える直流電圧付加回路とを備えてい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フラックスゲートセンサ。 - 前記コアに巻回された第2のコイルを備え、
前記検出手段は、前記第1のコイルに対する前記励磁信号の印加により前記第2のコイルに生じる誘導起電力を示す検出信号を出力する検出信号出力手段を備え、
前記検出手段は、前記検出信号出力手段により出力された前記検出信号において連続する2つのピーク間の時間差に基づいて前記外部磁界を検出することを特徴とする請求項1に記載のフラックスゲートセンサ。 - 前記コアに巻回された第2のコイルを備え、
前記検出手段は、前記第1のコイルに対する前記励磁信号の印加により前記第2のコイルに生じる誘導起電力を示す検出信号を出力する検出信号出力手段を備え、
前記検出手段は、前記検出信号出力手段により出力された前記検出信号がそのピークから振幅の中間に向かって変化する間に当該検出信号の出力値の絶対値が所定の値に達する点である検出点を検出し、前記検出信号において連続する2つの前記検出点間の時間差に基づいて前記外部磁界を検出することを特徴とする請求項1に記載のフラックスゲートセンサ。 - 前記コアはアモルファス金属により形成されて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フラックスゲートセンサ。
- 前記励磁信号は三角波であることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載のフラックスゲートセンサ。
- 各ピーク時における電流の大きさがコアを飽和する電流の大きさを超える三角波、疑似三角波または正弦波の励磁信号を前記コアに巻回されたコイルに印加する励磁工程と、
前記励磁工程における前記励磁信号の印加により前記コアが飽和した時点と前記コアがその後いったん非飽和となり再び飽和した時点との時間差に基づいて外部磁界を検出する検出工程とを備えていることを特徴とするフラックスゲート式磁界検出方法。
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