JP2897996B2 - 磁界検出装置 - Google Patents
磁界検出装置Info
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- JP2897996B2 JP2897996B2 JP63249947A JP24994788A JP2897996B2 JP 2897996 B2 JP2897996 B2 JP 2897996B2 JP 63249947 A JP63249947 A JP 63249947A JP 24994788 A JP24994788 A JP 24994788A JP 2897996 B2 JP2897996 B2 JP 2897996B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁電変換素子を用いた磁界検出装置に関す
るものである。
るものである。
従来から行われている磁電変換素子、たとえば、ホー
ル素子により磁界を検出する場合の動作原理を第５図を
参照して説明する。
ル素子により磁界を検出する場合の動作原理を第５図を
参照して説明する。
第５図において、ホール素子１は紙面に垂直で磁束密
度Ｂなる磁界中に置かれている。線９−10は磁界が変化
する領域の境界線を示い、境界線９−10の矢印側で磁界
が加わっている。駆動電流を端子11および13に加える
と、感磁部２に生起したホール電圧は端子12および14か
ら取出される。
度Ｂなる磁界中に置かれている。線９−10は磁界が変化
する領域の境界線を示い、境界線９−10の矢印側で磁界
が加わっている。駆動電流を端子11および13に加える
と、感磁部２に生起したホール電圧は端子12および14か
ら取出される。
一方、磁界の移動、増減によりホール素子１と交叉す
る磁束φが時間的に変化すると、端子12および14に接続
されたリード線４により形成され、かつ第５図中にハッ
チングを付して示される開口面積Ｓなるループ状の導線
路に電磁誘導作用により起電力Ｖφが生起する。
る磁束φが時間的に変化すると、端子12および14に接続
されたリード線４により形成され、かつ第５図中にハッ
チングを付して示される開口面積Ｓなるループ状の導線
路に電磁誘導作用により起電力Ｖφが生起する。
起電力Ｖφは、一般に、誘導電圧と呼ばれ、 Ｖφ＝−ｄφ/dt＝−SdB/dt …（１） となる。
本来、ホール素子の積感度をKH,駆動電流をICとおけ
ば、端子12および14から VH＝KHICB …（２） なるホール電圧が出力されるべきであるが、誘導電圧Ｖ
φが混入すると出力電圧Voutは Vout＝VH＋Ｖφ …（３） となって、磁束密度に比例する出力VHを得る目的のため
には誤差を生じ、問題である。
ば、端子12および14から VH＝KHICB …（２） なるホール電圧が出力されるべきであるが、誘導電圧Ｖ
φが混入すると出力電圧Voutは Vout＝VH＋Ｖφ …（３） となって、磁束密度に比例する出力VHを得る目的のため
には誤差を生じ、問題である。
この誤差成分、すなわち誘導電圧Ｖφは、磁束量また
は磁束密度の時間的変化率に比例するため、磁界が急激
に変化する場合、たとえば、高周波の交番磁界などで
は、ホール電圧と同等、または、それ以上の電圧となる
ことがあり、大きな誤差となって問題である。
は磁束密度の時間的変化率に比例するため、磁界が急激
に変化する場合、たとえば、高周波の交番磁界などで
は、ホール電圧と同等、または、それ以上の電圧となる
ことがあり、大きな誤差となって問題である。
この問題を解決するために、種々の方法、例えば、特
開昭57−128854号公報、特開昭58−221172号公報、特開
昭59−7269号公報あるいは、実開昭58−7367号公報、実
開昭62−199677号公報、実開昭62−199678号公報などが
提案されているが、それらの方法では誘導電圧を消去さ
せるために、特別な導線路を引回しや補償コイルの付加
を必要とし、または複数のホール素子を使われなければ
ならないなどの難点があった。
開昭57−128854号公報、特開昭58−221172号公報、特開
昭59−7269号公報あるいは、実開昭58−7367号公報、実
開昭62−199677号公報、実開昭62−199678号公報などが
提案されているが、それらの方法では誘導電圧を消去さ
せるために、特別な導線路を引回しや補償コイルの付加
を必要とし、または複数のホール素子を使われなければ
ならないなどの難点があった。
そこで、本発明は、上述した従来の問題を解消し、簡
単な構造で、誘導電圧誤差を発生することのない磁界検
出装置を提供することを目的とする。
単な構造で、誘導電圧誤差を発生することのない磁界検
出装置を提供することを目的とする。
このような目的を達成するために、本発明による磁界
検出装置は、基板上に形成された被検出磁界を検知する
感磁部と、前記基板の表裏両面にわたって形成され前記
被検出磁界の強度に応じた電気的出力を前記感磁部から
取り出す出力導線路とを具え、出力導線路が前記被検出
磁界と交差する開口面積を零とするために、表裏両面の
出力導線路の少なくとも一方は、被検出磁界の方向から
見て、感磁部の一方の面を完全に覆う大面積部を有し、
さらに表裏両面の出力導線路の大面積部を除く部分は実
質的に基板を介して重なっている構造を有することを特
徴とする。
検出装置は、基板上に形成された被検出磁界を検知する
感磁部と、前記基板の表裏両面にわたって形成され前記
被検出磁界の強度に応じた電気的出力を前記感磁部から
取り出す出力導線路とを具え、出力導線路が前記被検出
磁界と交差する開口面積を零とするために、表裏両面の
出力導線路の少なくとも一方は、被検出磁界の方向から
見て、感磁部の一方の面を完全に覆う大面積部を有し、
さらに表裏両面の出力導線路の大面積部を除く部分は実
質的に基板を介して重なっている構造を有することを特
徴とする。
ここで、導線路の大面積部の厚みが20μｍ以下である
ことが好ましく、また、導線路の大面積部にスリット状
開口部を設けることが好ましい。
ことが好ましく、また、導線路の大面積部にスリット状
開口部を設けることが好ましい。
〔作 用〕 電磁誘導作用による誘導電圧誤差発生の具体例を説明
する。
する。
第６図（ａ）は矩形波状に磁束密度Ｂが変化する場合
を示す。磁束密度Ｂの急増、および急減する時刻におい
て、それぞれ逆傾斜のスパイク状の誘導電圧Ｖφが第６
図（ｃ）に示すように発生し、第６図（ｂ）に示すホー
ル電圧VHに重畳して、第６図（ｄ）に示すような出力波
形となる。
を示す。磁束密度Ｂの急増、および急減する時刻におい
て、それぞれ逆傾斜のスパイク状の誘導電圧Ｖφが第６
図（ｃ）に示すように発生し、第６図（ｂ）に示すホー
ル電圧VHに重畳して、第６図（ｄ）に示すような出力波
形となる。
また、第７図（ａ）は磁束密度Ｂが正弦波状に変化す
る場合を示すが、磁束密度の最大値をB0として Ｂ＝B0sin（ωｔ） …（４） とおけば、ホール電圧VHは VH＝KHICB＝KHICB0sni（ωｔ） …（５） となり、第７図（ｂ）に示す正弦波形となる。一方、誘
導電圧Ｖφは Ｖφ＝−SdB/dt＝−SB0ωcos（ωｔ） …（６） となり、第７図（ｃ）のような波形となってホール電圧
VHに重畳する。その結果、出力波形は第７図（ｄ）に示
すようになる。
る場合を示すが、磁束密度の最大値をB0として Ｂ＝B0sin（ωｔ） …（４） とおけば、ホール電圧VHは VH＝KHICB＝KHICB0sni（ωｔ） …（５） となり、第７図（ｂ）に示す正弦波形となる。一方、誘
導電圧Ｖφは Ｖφ＝−SdB/dt＝−SB0ωcos（ωｔ） …（６） となり、第７図（ｃ）のような波形となってホール電圧
VHに重畳する。その結果、出力波形は第７図（ｄ）に示
すようになる。
以上のように、出力電圧は誘導電圧Ｖφによりその波
高値が変わり、かつ位相歪を発生し誤差を生ずるが、本
発明によれば、ループ状の導線路の開口面積Ｓが零であ
るので、誘導電圧Ｖφは発生せず、出力は所望のホール
電圧VHだけを出力する。
高値が変わり、かつ位相歪を発生し誤差を生ずるが、本
発明によれば、ループ状の導線路の開口面積Ｓが零であ
るので、誘導電圧Ｖφは発生せず、出力は所望のホール
電圧VHだけを出力する。
以下に図面を参照して本発明の実施例を説明する。
実施例１ 第１図に本発明の第１の実施例を示す。
第１図において、１はDIP（Dual Inline Package）型
ホール素子であり、このホール素子１は基板８に取付け
られている。感磁部２は、４本のワイヤ３によってリー
ド端子４に接続されている。さらにリード端子４は鎖線
で囲まれた樹脂モールド部分の外側に引き出されて、基
板８の表面に設けられたリード線５および基板８の裏面
に設けられたリード線７を経て端子11,12,13および14に
接続されている。すなわち、入力電流は端子11および13
から基板８の表面に設けられたリード線５およびリード
端子４を通って感磁部２に供給される。
ホール素子であり、このホール素子１は基板８に取付け
られている。感磁部２は、４本のワイヤ３によってリー
ド端子４に接続されている。さらにリード端子４は鎖線
で囲まれた樹脂モールド部分の外側に引き出されて、基
板８の表面に設けられたリード線５および基板８の裏面
に設けられたリード線７を経て端子11,12,13および14に
接続されている。すなわち、入力電流は端子11および13
から基板８の表面に設けられたリード線５およびリード
端子４を通って感磁部２に供給される。
一方、出力信号は感磁部２→リード端子４→リード線
５→端子12、および感磁部２→リード端子４→スルーホ
ール６→裏面のリード線７→スルーホール６→端子14と
いう経路によって端子12および14間に出力される。図示
するように、感磁部２からの出力を取り出す導線路を構
成する各リード線およびリード端子は、端子12から端子
14に至る経路が磁束に対して開口面積がゼロとなるよう
に配設されている。
５→端子12、および感磁部２→リード端子４→スルーホ
ール６→裏面のリード線７→スルーホール６→端子14と
いう経路によって端子12および14間に出力される。図示
するように、感磁部２からの出力を取り出す導線路を構
成する各リード線およびリード端子は、端子12から端子
14に至る経路が磁束に対して開口面積がゼロとなるよう
に配設されている。
基板８としては、厚さ0.5mmのガラス繊維強化エポキ
シ樹脂板を用いる。リード線５および７は、基板８の両
面に密着した厚さ18μｍの銅箔をエッチングして第１図
に示したような配線パターンに形成して得る。裏面側の
リード線７はスルーホール６により表面側のリード端子
４および端子14と接続されている。
シ樹脂板を用いる。リード線５および７は、基板８の両
面に密着した厚さ18μｍの銅箔をエッチングして第１図
に示したような配線パターンに形成して得る。裏面側の
リード線７はスルーホール６により表面側のリード端子
４および端子14と接続されている。
ワイヤ３としては金線を用い、このワイヤ線は、ワイ
ヤボンディングにより感磁部２とリード端子４を接続し
ている。リード端子４はハンダによりリード線５と接続
されている。
ヤボンディングにより感磁部２とリード端子４を接続し
ている。リード端子４はハンダによりリード線５と接続
されている。
境界線９−10は、磁界が変化する領域の境界を示し、
境界線９−10の矢印側で紙面に垂直な方向の磁束密度Ｂ
なる磁界が加わっていることを示す。
境界線９−10の矢印側で紙面に垂直な方向の磁束密度Ｂ
なる磁界が加わっていることを示す。
このような構造により、端子12からリード線５、リー
ド端子４、ワイヤ３、感磁部２を通りスルーホール６お
よび裏面のリード線７を経て端子14に至るループ状の導
線路は、磁束と交叉する開口面積が零であるため、誘導
電圧Ｖφを発生しない。
ド端子４、ワイヤ３、感磁部２を通りスルーホール６お
よび裏面のリード線７を経て端子14に至るループ状の導
線路は、磁束と交叉する開口面積が零であるため、誘導
電圧Ｖφを発生しない。
なお、本実施例では、リード線７はホール素子１の裏
面部分において幅を広く形成して、ホール素子１を接続
する際の位置ずれや金線３の変形などがあってもループ
状導線路に開口面積が生じないようにした。
面部分において幅を広く形成して、ホール素子１を接続
する際の位置ずれや金線３の変形などがあってもループ
状導線路に開口面積が生じないようにした。
また、入力導線路の端子11から感磁部２を通り端子13
に至るループは誘導電圧を発生するが、この場合、出力
端子12および14の電圧は同じ位相で変化するため、差動
型の回路あるいは増幅器に接続すれば見かけ上はその影
響を受けない。
に至るループは誘導電圧を発生するが、この場合、出力
端子12および14の電圧は同じ位相で変化するため、差動
型の回路あるいは増幅器に接続すれば見かけ上はその影
響を受けない。
実施例２ 第２図に本発明の第２の実施例を示す。
第２図において、SIP（Single Inline Package）型ホ
ール素子１は基板８に取付けられている。感磁部２は４
本のワイヤによってリード端子４に接続されている。さ
らに、リード端子４は鎖線で囲まれた樹脂モールド部分
の外側に引き出されて、基板８の表面に設けられたリー
ド線５を経て、端子11,12,13および14に接続されてい
る。
ール素子１は基板８に取付けられている。感磁部２は４
本のワイヤによってリード端子４に接続されている。さ
らに、リード端子４は鎖線で囲まれた樹脂モールド部分
の外側に引き出されて、基板８の表面に設けられたリー
ド線５を経て、端子11,12,13および14に接続されてい
る。
本実施例における端子の配置は、第１図に示した実施
例の配置と異なっている。感磁部２から出力端子12へ至
る経路は全て基板８の表面側にある。感磁部２から出力
端子14へ至る経路は、基板８の表面側のリード端子４お
よびリード線５と、基板８の裏面側のリード線７とを含
んでいる。裏面のリード線７は出力端子14と、および端
子14の近傍で表面のリード線５と、それぞれ、スルーホ
ール６によって接続されている。本実施例においても、
端子12から14に至る経路が磁束に対して開口面積ゼロと
なるように各リード線およびリード端子が配設されてい
る。
例の配置と異なっている。感磁部２から出力端子12へ至
る経路は全て基板８の表面側にある。感磁部２から出力
端子14へ至る経路は、基板８の表面側のリード端子４お
よびリード線５と、基板８の裏面側のリード線７とを含
んでいる。裏面のリード線７は出力端子14と、および端
子14の近傍で表面のリード線５と、それぞれ、スルーホ
ール６によって接続されている。本実施例においても、
端子12から14に至る経路が磁束に対して開口面積ゼロと
なるように各リード線およびリード端子が配設されてい
る。
本実施例においても、基板８は実施例１と同様の仕様
からなり、同様の方法で銅箔の配線パターンを形成し
た。
からなり、同様の方法で銅箔の配線パターンを形成し
た。
また、金線によるワイヤ３の接続、およびリード端子
４によるホール素子１の接続も実施例１と同様であり説
明を省く。
４によるホール素子１の接続も実施例１と同様であり説
明を省く。
ホール素子の出力電圧は、端子12と14とから得られ
る。
る。
端子12からリード線５、リード端子４、ワイヤ３、お
よび感磁部２を通り、表面のリード線７を経て端子14に
至るループ状の導線路は、裏面のリード線７との重複に
より、磁束と交叉する開口面積が零であるから、誘導電
圧Ｖφを発生しない。
よび感磁部２を通り、表面のリード線７を経て端子14に
至るループ状の導線路は、裏面のリード線７との重複に
より、磁束と交叉する開口面積が零であるから、誘導電
圧Ｖφを発生しない。
本実施例においても、リード線７は幅を広く形成して
いるので、ホール素子１の位置ずれや金線３の変形など
に影響されない。
いるので、ホール素子１の位置ずれや金線３の変形など
に影響されない。
なお、リード線７は磁束と交叉する面積が表面のリー
ド線５に比較して大きいが、銅箔の厚さを20μｍ以下に
薄くすることによって、渦電流による損失の影響を実質
的に無くすことができた。
ド線５に比較して大きいが、銅箔の厚さを20μｍ以下に
薄くすることによって、渦電流による損失の影響を実質
的に無くすことができた。
しかし、第３図および第４図に示すように、リード線
７に細いスリット状開口部15を設けることによって、磁
界の磁束密度あるいは周波数が増大しても、渦電流を打
消すことができる。この場合、銅箔の厚さの５〜10倍程
度の幅のスリットを形成することによって、導線路の開
口面による誘導電圧Ｖφの発生を、ホール電圧VHに比べ
て、無視できる。また、かかるスリットは、図示例のよ
うに平行に設ける以外にも、たとえば網状、梯子状など
に形成してもよく、かかるスリットの配置される方向も
縦、横、斜など任意所望に定めることができる。
７に細いスリット状開口部15を設けることによって、磁
界の磁束密度あるいは周波数が増大しても、渦電流を打
消すことができる。この場合、銅箔の厚さの５〜10倍程
度の幅のスリットを形成することによって、導線路の開
口面による誘導電圧Ｖφの発生を、ホール電圧VHに比べ
て、無視できる。また、かかるスリットは、図示例のよ
うに平行に設ける以外にも、たとえば網状、梯子状など
に形成してもよく、かかるスリットの配置される方向も
縦、横、斜など任意所望に定めることができる。
以上説明したように、本発明によれば、磁界検出装置
の出力に誘導電圧が重畳して誤差となることがなく、磁
束密度による磁界強度の正確な検出、および、磁界の時
間的な変化波形の忠実な検出などが可能となる。
の出力に誘導電圧が重畳して誤差となることがなく、磁
束密度による磁界強度の正確な検出、および、磁界の時
間的な変化波形の忠実な検出などが可能となる。
特に、本発明においては、磁界と交叉するループ状の
導線路の開口面積が零であるので、根本的に誘導電圧を
発生しない利点があり、簡単な構造で、しかも、ホール
素子の位置ずれや内部配線のバラツキにも影響されず、
量産性に優れている利点がある。
導線路の開口面積が零であるので、根本的に誘導電圧を
発生しない利点があり、簡単な構造で、しかも、ホール
素子の位置ずれや内部配線のバラツキにも影響されず、
量産性に優れている利点がある。
第１図は本発明の一実施例の構造を示す平面図、 第２図は本発明の他の実施例の構造を示す平面図、 第３図および第４図はスリット状開口部の形状の２例を
示す平面図、 第５図は従来の磁界検出装置の構造の一例を示す平面
図、 第６図および第７図はそれぞれ従来装置による誤差の発
生を説明する説明図である。 １……ホール素子、 ２……受感部、 ３……ワイヤ、 ４……リード端子、 ５……リード線（表面）、 ６……スルーホール、 ７……リード線（裏面）、 ８……基板、 ９−10……磁界が変化する領域の境界線、 11,13……入力端子、 12,14……出力端子、 15……スリット状開口部。
示す平面図、 第５図は従来の磁界検出装置の構造の一例を示す平面
図、 第６図および第７図はそれぞれ従来装置による誤差の発
生を説明する説明図である。 １……ホール素子、 ２……受感部、 ３……ワイヤ、 ４……リード端子、 ５……リード線（表面）、 ６……スルーホール、 ７……リード線（裏面）、 ８……基板、 ９−10……磁界が変化する領域の境界線、 11,13……入力端子、 12,14……出力端子、 15……スリット状開口部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01R 33/06 H01L 43/06 - 43/08
Claims (3)
- 【請求項１】基板上に形成された被検出磁界を検知する
感磁部と、前記基板の表裏両面にわたって形成され前記
被検出磁界の強度に応じた電気的出力を前記感磁部から
取り出す出力導線路とを具え、該出力導線路が前記被検
出磁界と交差する開口面積を零とするために、前記表裏
両面の出力導線路の少なくとも一方は、前記被検出磁界
の方向から見て、前記感磁部の一方の面を完全に覆う大
面積部を有し、さらに前記表裏両面の出力導線路の前記
大面積部を除く部分は実質的に前記基板を介して重なっ
ている構造を有することを特徴とする磁界検出装置。 - 【請求項２】前記出力導線路の大面積部の厚みが20μｍ
以下であることを特徴とする請求項１に記載の磁界検出
装置。 - 【請求項３】前記出力導線路の大面積部にスリット状開
口部を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載
の磁界検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63249947A JP2897996B2 (ja) | 1988-10-05 | 1988-10-05 | 磁界検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63249947A JP2897996B2 (ja) | 1988-10-05 | 1988-10-05 | 磁界検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0298680A JPH0298680A (ja) | 1990-04-11 |
| JP2897996B2 true JP2897996B2 (ja) | 1999-05-31 |
Family
ID=17200549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63249947A Expired - Lifetime JP2897996B2 (ja) | 1988-10-05 | 1988-10-05 | 磁界検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2897996B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007103556A (ja) * | 2005-10-03 | 2007-04-19 | Tamura Seisakusho Co Ltd | ホール素子デバイスとそれを用いたホール素子回路 |
| US20080013298A1 (en) * | 2006-07-14 | 2008-01-17 | Nirmal Sharma | Methods and apparatus for passive attachment of components for integrated circuits |
| US20110133732A1 (en) * | 2009-12-03 | 2011-06-09 | Allegro Microsystems, Inc. | Methods and apparatus for enhanced frequency response of magnetic sensors |
| US8339134B2 (en) * | 2010-10-08 | 2012-12-25 | Allegro Microsystems, Inc. | Apparatus and method for reducing a transient signal in a magnetic field sensor |
| JP6390178B2 (ja) * | 2014-06-09 | 2018-09-19 | 日産自動車株式会社 | 磁界センサ及び磁界センサを備えたモータ |
| JP6659350B2 (ja) * | 2015-12-18 | 2020-03-04 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | センサ装置および電流センサ |
| US10324141B2 (en) * | 2017-05-26 | 2019-06-18 | Allegro Microsystems, Llc | Packages for coil actuated position sensors |
| CN114910834B (zh) * | 2022-07-15 | 2022-09-30 | 山东迈易特传动有限公司 | 一种磁场测量方法以及磁场测量系统 |
-
1988
- 1988-10-05 JP JP63249947A patent/JP2897996B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0298680A (ja) | 1990-04-11 |
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