JP3307958B2 - 高いダイナミック範囲のデジタルフラックスゲート磁力計 - Google Patents

高いダイナミック範囲のデジタルフラックスゲート磁力計

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Description

【発明の詳細な説明】 ［技術的背景］ 本発明は磁力計、特に改良されたデジタルフラックス
ゲート磁力計に関する。
本出願人は種々の磁気データ処理アルゴリズムを使用
して３種フラックスゲート磁力計センサからのデータを
処理する磁気センサシステムを設計し、製造している。
このような磁気データ処理アルゴリズムは、米国特許第
5,239,474号明細書（発明の名称“Dipole Moment Detec
tion and Localization"）、米国特許第08/6111,291号
明細書（発明の名称“Improved Dipole Moment Detecto
r and Localizer"、1996年３月５日）と、米国特許第08
/611,352号明細書（発明の名称“Spatial Temporal Pro
cessing of Magnetrometer Date to Localize Magnetic
Dipoles"1996年３月５日）に開示されている。現在の
技術のフラックスゲート磁力計センサは磁力計出力とし
てアナログ積分器の出力を使用する。その後この信号は
多数のビットの解像度（典型的に＞20）を有するアナロ
グデジタル（A/D）変換器でデジタル化される。これは
大型で高価で多量のパワーを消費するアナログデジタル
変換器の使用を必要とするが、この変換器は現在約22ビ
ットの解像度に限定されている。
これらの従来技術の磁力センサシステムはアナログ磁
力フラックスゲートセンサを使用し、これを高解像度の
アナログデジタル変換器に結合してデジタル出力を発生
する。この方法は多くの欠点を有する。高解像度のA/D
変換器はダイナミック範囲では現在22ビット以下に限定
される傾向にある。高解像度のA/D変換器は高価であ
る。高解像度のA/D変換器は物理的に大きい。高解像度
のA/D変換器は多量のパワーを消費する。さらに、アナ
ログフラックスゲートセンサで使用されるアナログ積分
器はセンサの出力信号に低いレベルのドリフトを生じさ
せ、これはターゲットの検出および追跡における使用を
限定する。
前述の一般的なフラックスゲート磁力計センサの制限
を克服するために、本願の出願人により現在使用されて
いるストップギャップ方法は調節可能な電圧基準と、地
球の磁界による測定された磁界の大きい一定の部分をフ
ラックスゲート磁力計により測定された磁界から減算す
るためのアナログ減算装置を使用する。その後、残りの
信号は減少された解像度のアナログデジタル変換器を使
用してデジタル化される（12から16ビット）。この技術
は、磁力センサが地球の磁界に関して静止している応用
でのみ有効である。フラックスゲート磁力計センサに対
して高解像度のデジタル化を行う別の方法は、米国特許
第08/636,617号明細書（発明の名称“Digital Flux Gat
e Magnetometer"、1996年４月23日）と、米国特許第5,6
52,512号明細書（発明の名称“Advanced Digital Flux
Gate Magnetometer"）に記載されている。
したがって、本発明の目的は、前述の通常のアナログ
磁力計を改良したデジタルフラックスゲート磁力計を提
供することである。
［発明の要約］ 前述およびその他の目的を達成するため、本発明はデ
ジタル論理装置と高解像度デジタルアナログ変換器とを
使用して信号処理アルゴリズムにより使用されるように
磁気信号をデジタル化する改良されたデジタルフラック
スゲート磁力計センサを提供する。センサのフィードバ
ックループに直接的に高解像度デジタルアナログ変換器
を構成することによって、正確（および高価）なアナロ
グデジタル変換器は廉価で低いパワーのデジタルアナロ
グ変換器によって置換される。また、本発明のデジタル
フラックスゲート磁力計センサは、ドリフトするアナロ
グ積分器を用いた通常の磁力計センサで共通の問題であ
るようなドリフトを生じない。
さらに説明すると、デジタルフラックスゲート磁力計
はデジタル論理装置と高解像度デジタルアナログ変換器
とを使用して信号処理アルゴリズムにより使用される磁
気信号をデジタル化する。磁力計は発振器信号を出力す
る発振器と、発振器に結合された駆動コイルとフィード
バックコイルと感知コイルを有する磁気フラックスゲー
トセンサを含んでいる。アナログ乗算器は感知コイルと
発振器に結合され、信号をアナログローパスフィルタへ
出力する。比較器はアナログ乗算器に結合され、レジス
タは比較器に結合され、比較器の出力にしたがって論理
１または論理０を出力する。デジタルフィルタは磁力計
のデジタル出力を生成するようにレジスタの出力を処理
する。高速度デジタルクロックはクロック信号をレジス
タおよびデジタルフィルタに結合する。高解像度デジタ
ルアナログ変換器はレジスタと、センサのフィードバッ
クループの磁気フラックスゲートセンサのフィードバッ
クコイルの間に結合されている。
本発明は非常に高解像度デジタル化出力を生成するフ
ラックスゲート磁力計である。この高い正確性（典型的
に＞22ビット）はセンサのダイナミック範囲を適切に表
すのに必要である。本発明は、高解像度（典型的に＞20
ビット）のアナログデジタル変換器をパワー消費の少な
い類似した大きさのデジタルアナログ変換器と置換する
ことにより、通常のアナログ磁力計と比較して磁力計の
電力消費を減少させる。
本発明は、フラックスゲート磁力計センサで典型的に
使用される不完全なアナログ積分器により生じた低周波
数回路雑音とドリフトを除去する。高解像度アナログデ
ジタル変換器は競合する高解像度デジタルアナログ変換
器よりもかなり大きいので、本発明は通常のアナログ磁
力計センサと比較して磁力計の大きさを減少する。
本発明は技術的背景の部分で説明した通常のアナログ
磁力計センサの欠点を改善する。本発明はベクトル磁界
値（センサのヘディングを決定するのに有効であり多数
の磁気信号処理アルゴリズムで必要とされる）を処理
し、このデータはアナログ磁力計センサの一般的なAC結
合デジタル化によって処理する期間に失われる。本発明
は（ハイパスフィルタ処理により）低周波数波形の歪み
を最少にする。このような歪みは磁気処理アルゴリズム
の性能に悪影響を与える。本発明はそれが磁界に関して
回転されていても磁界をダイナミックに測定する。
本発明は例えば、港の防衛用に使用されてもよい。本
発明の技術はブイ、水中ビークル（魚雷を含む）、航空
機および地上ベースのビークルのような可動プラットフ
ォームのための慣性安定フラックスゲートベクトルセン
サを提供するためにも使用されることができる。
［図面の簡単な説明］ 本発明の種々の特徴および利点は添付図面を参照にし
た以下の詳細な説明を参照してより容易に理解されるで
あろう。類似の参照符号は同一の構造素子を示してい
る。
図１は、従来の通常のアナログ磁力計を示した図であ
る。
図２は、本発明の原理によるデジタルフラックスゲー
ト磁力計の１実施形態を示した図である。
図３は、本発明の原理によるアナログデジタル変換器
の１実施形態を示した図である。
［詳細な説明］ 本発明は一般的なアナログ磁気フラックスゲートセン
サ技術を用いて設計された磁力計を改良したものであ
る。図面を参照すると、図１は本発明を良好に理解する
ために示した従来の一般的なアナログ磁力計10のブロッ
ク図である。従来のアナログ磁力計10は発振器11を具備
し、発振器11の信号出力は、周波数分割装置12（２によ
り分割される回路）により磁気フラックスゲートセンサ
13の駆動コイル13aへ結合されている。磁気フラックス
ゲートセンサ13はまたフィードバックコイル13bと感知
コイル13cを具備している。感知コイル13cはアナログ乗
算器14の第１の入力に結合され、その第２の入力は発振
器11の出力に結合され、発振器信号を受信する。アナロ
グ乗算器14の出力はローパスフィルタ15により濾波さ
れ、その後積分器16により積分され、積分器16は一般的
なアナログ磁力計10の信号出力を生成する。積分器16か
ら出力された信号は抵抗16により磁気フラックスゲート
センサ13のフィードバックコイル13bにフィードバック
される。
一般的なアナログ磁力計10では、発振器11は発振器信
号を発生する。発振器信号の周波数は周波数分割装置12
で２で除算され、磁気フラックスゲートセンサ13のコア
材料を駆動するために使用される。コア材料は磁気的に
飽和可能な材料であり、ローパスフィルタ信号波形の各
２サイクルで２回飽和状態に駆動される。
コア材料の特性は、これが磁界中にあるならば感知コ
イル13cは駆動周波数の２倍でAC信号を検出する。このA
C信号はアナログ乗算器14により（アナログドメイン
で）駆動コイル周波数の２倍に乗算され、それによって
周波数は信号をDCへシフトする。
ローパスフィルタ15により適切に濾波されたこのDC信
号は、周囲磁界（感知されている磁界）により磁気フラ
ックスゲートセンサ13のコア材料によって見られる磁界
と、フィードバックコイル13bにより発生した磁界との
差を表している。フィードバックコイル13bと感知コイ
ル13cは異なった周波数で動作するため、幾つかのセン
サ構造では、これらはセンサ10のその他の回路に適切に
結合された同一のコイルである。したがって積分器16は
フィードバックコイル13bへの駆動を補正し、それによ
ってアナログ乗算器14とローパスフィルタ15の出力（さ
らに、磁気フラックスゲートセンサ13のコア材料により
見られるような磁界）をできる限りゼロに近付ける。
アナログ磁力計10が平衡であるとき、積分器16の出力
は磁気フラックスゲートセンサ13のコア材料により測定
される磁界に等しいがそれと反対の信号である。アナロ
グ磁力計10の出力信号は積分器16で積分した後、この点
から取出される。
多くの応用では、その後出力信号は高解像度（しばし
ば20ビット以上）デジタル信号を与えるためにデジタル
化される。このデジタル化は高価なアナログデジタル変
換器を必要とする。本発明は通常のアナログフラックス
ゲート磁力計で使用される高価なアナログデジタル変換
器を必要とせずにデジタル出力信号を直接供給する改良
されたデジタルフラックスゲート磁力計を提供する。
図２を参照すると、図２には本発明の原理による改良
されたアナログデジタル変換器50を使用した本発明の原
理によるデジタルフラックスゲート磁力計20の実施形態
のブロック図が示されている。デジタルフラックスゲー
ト磁力計20は発振器11を具備し、発振器11は、磁気フラ
ックスゲートセンサ13の駆動コイル13aへ結合されてい
る周波数分割装置12（２により分割される回路）に発振
器信号を出力する。磁気フラックスゲートセンサ13はま
たフィードバックコイル13bと感知コイル13cを具備して
いる。感知コイル13cはアナログ乗算器14の第１の入力
に結合され、その乗算器14の第２の入力は発振器11の出
力に結合されて発振器信号を受信する。アナログ乗算器
14の出力はアナログローパスフィルタ（LPF）15に結合
され、アナログローパスフィルタ15の出力は比較器（CO
MP）22の第１の入力に結合されている。比較器22の第２
の入力は接地されている。
比較器22の出力はレジスタ23に結合され、レジスタ23
は比較器22の出力に応じて論理１または論理０を出力す
る。レジスタ23の信号出力はデジタルフィルタ27に結合
され、デジタルフィルタ27はデジタルフラックスゲート
磁力計20のデジタルセンサ出力を生成する。高速度デジ
タルクロック26はレジスタ23およびデジタルフィルタ27
のクロック入力に結合されているクロック信号出力を有
し、それぞれの回路を通じて信号を適切にクロックす
る。
レジスタ23からの信号出力は、レジスタ23と磁気フラ
ックスゲートセンサ13のフィードバックコイル13bとの
間のフィードバックループ中に配置されている高解像度
デジタルアナログ変換器40に結合されている。高解像度
デジタルアナログ変換器40はゲート駆動回路24と、スイ
ッチ回路25と、ローパスフィルタ30と、バッファ増幅器
33とを具備している。
さらに詳しく説明すると、レジスタ23からの信号出力
はゲート駆動回路24に結合される。ゲート駆動回路24の
出力は、スイッチ回路25のアナログスイッチ25aを具備
する電界効果トランジスタ（FET）25aのゲートに結合さ
れている。スイッチ回路25の出力はローパスフィルタ30
（RCネットワーク）に結合され、ローパスフィルタ30は
キャパシタ32を通じて直列に接地されている抵抗31を具
備している。ローパスフィルタ30はスイッチ回路25の出
力を濾波する。この濾波された信号はバッファ増幅器33
とフィードバック抵抗34（必要ならば）を通って磁気フ
ラックスゲートセンサ13のフィードバックコイル13bに
結合されている。
デジタルフラックスゲート磁力計20の中心はアナログ
デジタル変換器50であり、これは図２の実施形態で示さ
れているように比較器22、レジスタ23、高解像度デジタ
ルアナログ変換器40と、ローパスフィルタ30と、高速度
デジタルクロック26とデジタルフィルタ27とを含んでい
る。改良されたアナログデジタル変換器50はエラー信号
をアナログフィードバック信号へ正確に変換してセンサ
13をゼロにし、センサ13の出力に対応する高解像度デジ
タル出力信号を発生する。
本発明のデジタルフラックスゲート磁力計20では、通
常のアナログフラックスゲート磁力計10で使用されるア
ナログ積分器16はアナログローパスフィルタ15と比較器
22によって置換される。比較器22は、アナログローパス
フィルタ15からのローパスフィルタ処理されたエラー信
号出力が正であるか負であるかを決定し、それにしたが
ってデジタル論理信号を出力する。比較器22の出力に結
合されたレジスタ23は比較器22の出力に基づいて論理１
または論理０を出力する。比較器22の出力はスイッチ回
路25のトランジスタ25a（アナログスイッチ25a）のゲー
トを駆動する。
レジスタ23とデジタルフィルタ27は発振器11からの発
振器信号出力の周波数よりも高い周波数で高速度デジタ
ルクロック26によりクロックされ、発振器11は周波数分
割装置12により駆動コイル13aに供給され、またアナロ
グ乗算器14に供給される。２進データ流は、アナログス
イッチ25aのゲートに結合されているゲート駆動回路24
とデジタルフィルタ27に送信される。ゲート駆動回路24
は、レジスタ23の出力に基づいて、抵抗31とキャパシタ
32を具備するローパスフィルタ30に正または負の基準電
圧のいずれを電界効果トランジスタ25aに供給して駆動
するかを決定する。ローパスフィルタ30（抵抗31とキャ
パシタ32）は電界効果トランジスタ25により発生された
出力を濾波する。この濾波された信号はバッファ増幅器
33によりバッファ（緩衝）され、磁気フラックスゲート
センサ13のフィードバックコイル13bを駆動するために
使用される。
レジスタ23の出力はまたデジタルフィルタ27に入力さ
れる。レジスタ27に与えられる同じクロック信号により
クロックされるデジタルフィルタ27の第１の段は、ロー
パスフィルタ30のフィードバック抵抗31とキャパシタ32
の周波数応答をシミュレートし、それによってフィード
バックコイル13bを駆動する電流のデジタルレプリカを
与える。デジタルフィルタ27の後続する段はさらにデジ
タルデータをローパスフィルタ処理し、それによって問
題の周波数帯域外の信号を除去する。これらの後続デジ
タルフィルタ段はデジタルフィルタ27の第１の段と発振
器11と同一周波数で動作してもよいが、それは必要な条
件ではない。デジタルフィルタ27の最終的な出力はＮビ
ット２進ワード（典型的にＮ＞24ビット）であり、これ
は磁力計20のデジタル出力である。
測定された磁気信号が変化したとき、ローパスフィル
タ15の出力はゼロではなくなる。比較器22はこの出力信
号をデジタル値に変換し、これはその後レジスタ23へ送
られる。レジスタ23の出力は、比較的長い時間にわたっ
て１つの状態を好むことによってゲート駆動回路24に２
つの可能な基準電圧（＋Vref、−Vref）のうちの一方を
容易に出力させる。これによってキャパシタ32の電圧は
変化し、それ故フィードバックコイル13bを通る電流を
変化させる。磁気フラックスゲートセンサ13の適切な動
作期間中、このフィードバック電流の変化はローパスフ
ィルタ30の出力をゼロ方向へ戻させる。
さらに、レジスタ23の出力はこの時間中、デジタルフ
ィルタ27へ送られる。２進データ流によってデジタルフ
ィルタ27の出力は、ローパスフィルタ30中のキャパシタ
32の電圧（したがってさらにフィードバックコイル13b
の電流）を追跡するように変化する。信号の高周波数成
分を除去するためのデジタルフィルタ27による付加的な
濾波の後、デジタルフィルタ27はフィードバックコイル
13bの電流のデジタル化された形態の電流を出力する。
このデジタル信号は磁力計20のデジタル出力である。
磁気フラックスゲートセンサ13が平衡であるときの理
想的なケースでは、比較器22の出力は高電圧出力と低電
圧出力の間で変動する。レジスタ23は磁気フラックスゲ
ートセンサ13により見られるような磁界に関するデュー
ティサイクルを有する方形波に近似する信号を出力す
る。ローパスフィルタ30はこの信号を取り、これをフィ
ードバックコイル13bに与えられる駆動電流に変換す
る。デジタルフィルタ27はまたこの同じ信号を処理し、
これをフィードバックコイル13bの電流の高解像度デジ
タル表示に変換してデジタルフラックスゲート磁力計20
から出力信号を提供する。
アナログデジタル変換器50を磁力計13と共に使用する
ことに関して説明したが、フィードバックによるゼロ設
定を使用する、あるタイプの加速度計およびその他のタ
イプの磁力計のような大きいダイナミック範囲を必要と
するセンサと共に使用されてもよいことが理解されよ
う。さらに、アナログデジタル変換器50はアナログ入力
信号をデジタル化するための独立型回路として使用され
てもよい。図３は本発明の原理によるアナログデジタル
変換器50の１実施形態を示している。
図３を参照すると、１例のアナログデジタル変換器50
は差動増幅器41を具備し、この差動増幅器41の第１の入
力はデジタル化されるアナログ入力信号を受信する。ア
ナログデジタル変換器50は図２を参照して説明したよう
に、比較器22、レジスタ23、高解像度デジタルアナログ
変換器40、高速度デジタルクロック26、デジタルフィル
タ27をさらに具備する。デジタルアナログ変換器40の出
力は差動増幅器41の第２の入力に結合されるフィードバ
ック信号を含む。アナログデジタル変換器50はアナログ
入力信号を正確に複製してアナログ入力信号に対応する
高解像度のデジタル出力信号を生成し、また、このデジ
タル化された信号をアナログフィードバック信号へ変換
して、差動増幅器41の第２の入力へ入力する。
以上、改良されたデジタルフラックスゲート磁力計に
ついて説明した。前述の実施形態は単に、本発明の原理
の応用を表す多数の特別な実施形態のうちの幾つかの例
であることが理解されよう。明らかに、多数およびその
他の装置が本発明の技術的範囲を逸脱せずに当業者によ
り容易に行われることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−56356（ＪＰ，Ａ) 米国特許5245343（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 33/00 - 33/18

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】コア材料と、駆動コイル（13a）と、フィ
    ードバックコイル（13b）と、感知コイル（13c）とを有
    する磁気フラックスゲートセンサ（13）であって、フィ
    ードバックコイル（13b）に入力されるフィードバック
    入力と、センサにより感知された信号とフィードバック
    入力に入力されたフィードバック信号との間の差を示す
    エラー信号を出力する感知コイル（13c）の感知出力を
    具備するセンサ（13）と、 センサの感知出力に結合された比較器（22）と、 比較器に結合され、比較器の出力にしたがって論理１ま
    たは論理０を出力するレジスタ（23）と、 レジスタの信号出力に結合され、感知装置（20）のデジ
    タル出力を生成するデジタルフィルタ（27）と、 レジスタとデジタルフィルタのクロック入力に結合され
    ているクロック信号出力を有するデジタルクロック（2
    6）と、 高解像度デジタルアナログ変換器（40）と、レジスタと
    センサのフィードバック入力の間に結合されフィードバ
    ック信号を供給するためのアナログローパスフィルタ
    （30）と、 駆動コイルに結合されている発振器信号を出力する発振
    器（11）と、 感知コイルと発振器に結合されてエラー信号を発生する
    アナログ乗算器（14）とを具備している感知装置（2
    0）。
  2. 【請求項２】高解像度デジタルアナログ変換器（40）に
    おいて、 複数のアナログスイッチ（25a）を具備するスイッチ回
    路（25）と、 レジスタ（23）とアナログスイッチのゲートとの間に結
    合されているゲート駆動回路（24）と、 スイッチ回路に結合され、そこから出力されたエラー出
    力信号を濾波するローパスフィルタ（30）と、 ローパスフィルタと磁気フラックスゲートセンサのフィ
    ードバックコイル（13b）との間に結合されているバッ
    ファ増幅器（33）とを具備している請求項１記載の感知
    装置（20）。
  3. 【請求項３】発振器信号を出力する発振器（11）と、 コア材料、発振器が結合されている駆動コイル（13
    a）、フィードバックコイル（13b）、感知コイル（13
    c）を具備する磁気フラックスゲートセンサ（13）と、 感知コイルと発振器に結合された入力を有するアナログ
    乗算器（14）と、 アナログ乗算器の出力に結合されたアナログローパスフ
    ィルタと、 ローパスフィルタに結合された第１の入力と、接地した
    第２の入力を有する比較器（22）と、 比較器に結合され、比較器の出力にしたがって論理１ま
    たは論理０を出力するレジスタ（23）と、 レジスタの信号出力を受信するように結合され、デジタ
    ルフラックスゲート磁力計のデジタル出力を生成するデ
    ジタルフィルタ（27）と、 レジスタのクロック入力とデジタルフィルタのクロック
    入力に結合されたクロック信号出力を有する高速度デジ
    タルクロック（26）と、 レジスタと磁気フラックスゲートセンサのフィードバッ
    クコイルとの間に結合された高解像度デジタルアナログ
    変換器（40）とを具備しているデジタルフラックスゲー
    トゲート磁力計（20）。
  4. 【請求項４】高解像度デジタルアナログ変換器（40）
    は、 複数のアナログスイッチ（25a）を具備するスイッチ回
    路（25）と、 レジスタ（23）とアナログスイッチのゲートの間に結合
    されているゲート駆動回路（24）と、 スイッチ回路に結合され、そこから出力されたエラー出
    力信号を濾波するローパスフィルタ（30）と、 ローパスフィルタと磁気フラックスゲートセンサのフィ
    ードバックコイル（13b）との間に結合されているバッ
    ファ増幅器（33）とを具備している請求項３記載のデジ
    タルフラックスゲート磁力計（20）。
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Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6278272B1 (en) * 1999-03-05 2001-08-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Integrating fluxgate magnetometer
DE10104924B4 (de) * 2001-01-30 2004-09-30 Mit Gmbh Magnetic Imaging Tools Mobile Messvorrichtung und Verfahren zur ortsaufgelösten Bestimmung magnetischer und/oder elektrischer Parameter von in Flüssigkeiten oder festen Stoffen eingebetteten Körpern
FR2828740B1 (fr) * 2001-08-16 2003-12-05 Commissariat Energie Atomique Procede de stabilisation d'un signal de magnetometre, et magnetometres stabilises
US6810366B2 (en) * 2002-03-25 2004-10-26 Caterpillar Inc Method and apparatus for filtering a signal using a deadband
KR100465335B1 (ko) * 2002-09-18 2005-01-13 삼성전자주식회사 플럭스게이트를 구비한 감지장치
US7391210B2 (en) * 2004-09-07 2008-06-24 Quasar Federal Systems, Inc. Integrated fluxgate-induction sensor
US7640814B2 (en) * 2005-08-12 2010-01-05 Continental Automotive Systems Us, Inc. Demagnetization-field enhancing magnetometer
US20070038401A1 (en) * 2005-08-12 2007-02-15 Siemens Vdo Automotive Corporation Auto-calibration algorithm with hysteresis correction
US7320255B2 (en) * 2005-08-12 2008-01-22 Siemens Vdo Automotive Corporation Torque sensor magnetometer
US7308835B2 (en) * 2005-09-22 2007-12-18 Siemens Vdo Automotive Corporation Reduction of hysteresis in a magnetoelastic torque sensor
US7350425B2 (en) * 2005-09-22 2008-04-01 Continental Automotive Systems Us, Inc. Method of eliminating hysteresis from a magnetoelastic torque sensor
US7401531B2 (en) * 2005-09-23 2008-07-22 Continental Automotive Systems Us, Inc. Fabrication of a magnetoelastic torque sensor
US7622918B2 (en) 2005-09-23 2009-11-24 Continental Automotive Systems Us, Inc. Solenoid magentometer
US7391211B2 (en) * 2005-11-08 2008-06-24 Continental Automotive Systems Us, Inc. Digital fluxgate magnetometer
US7228247B1 (en) * 2005-11-09 2007-06-05 Siemens Vdo Automotive Corporation Sensor hysteresis reduction
US7355397B2 (en) * 2005-11-21 2008-04-08 Continential Automotive Systems Us, Inc. Magentometer circuit
FR2896593B1 (fr) * 2006-01-26 2008-03-14 Commissariat Energie Atomique Magnetometre de type fluxgate a excitation pulsee et detection echantillonnee
US20070204703A1 (en) * 2006-03-06 2007-09-06 Siemens Vdo Automotive Corporation Material for magneto-elastic transducer
US8055235B1 (en) 2008-05-02 2011-11-08 Hypres, Inc. System and method for digital interference cancellation
US9143033B2 (en) * 2010-11-30 2015-09-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Hysteretic power converter with calibration circuit
JP5364816B1 (ja) * 2012-06-08 2013-12-11 株式会社フジクラ 磁気素子制御装置、磁気素子制御方法及び磁気検出装置
US9417293B2 (en) * 2012-12-31 2016-08-16 Texas Instruments Incorporated Magnetic field sensor linearization architecture and method
RU2549545C2 (ru) * 2013-09-13 2015-04-27 Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" Цифровой феррозондовый магнитометр
RU2579868C1 (ru) * 2015-01-12 2016-04-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" Способ измерения вебер-амперной характеристики электротехнического изделия и устройство для его реализации
EP3458805B1 (en) 2016-05-17 2020-09-23 Kongsberg Inc. System, method and object for high accuracy magnetic position sensing
RU2639622C2 (ru) * 2016-06-14 2017-12-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" Устройство измерения вебер-амперных характеристик для электротехнических устройств
CN110088583B (zh) 2016-12-12 2021-07-30 康斯博格股份有限公司 双频带磁致弹性扭矩传感器
CN107907914B (zh) * 2017-12-26 2023-10-20 杭州电子科技大学 一种真地理三分量磁力仪的测量电路
US10983019B2 (en) 2019-01-10 2021-04-20 Ka Group Ag Magnetoelastic type torque sensor with temperature dependent error compensation
JP7249789B2 (ja) * 2019-01-23 2023-03-31 協立電機株式会社 フラックスゲートセンサおよびフラックスゲートセンサの位相調整方法
JP2020118523A (ja) * 2019-01-23 2020-08-06 協立電機株式会社 フラックスゲートセンサ
US10847017B1 (en) * 2020-03-17 2020-11-24 Discovery Democracy LLC Electronic face mask
CN112763946B (zh) * 2021-02-07 2021-08-03 中国科学院地质与地球物理研究所 一种磁通门磁强计反馈系统
CN112698255B (zh) * 2021-03-23 2021-07-13 中国科学院地质与地球物理研究所 一种星载磁通门磁强计

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5245343A (en) 1990-08-03 1993-09-14 Honeywell Inc. Enhanced accuracy delta-sigma A/D converter

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4303886A (en) * 1979-08-22 1981-12-01 Rockwell International Corporation Magnetic field strength measuring apparatus
US4677381A (en) * 1984-10-19 1987-06-30 Prince Corporation Flux-gate sensor electrical drive method and circuit
US4672359A (en) * 1985-11-12 1987-06-09 Trw Inc. Superconducting analog-to-digital converter and digital magnetometer and related method for its use
DE3738369C1 (de) * 1987-11-12 1988-11-03 Dornier System Gmbh Analog/-Digital-Wandler mit interner Rueckkopplung
US5272479A (en) * 1992-07-22 1993-12-21 Trw Inc. High sensitivity superconductive digitizer

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5245343A (en) 1990-08-03 1993-09-14 Honeywell Inc. Enhanced accuracy delta-sigma A/D converter

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CA2273869A1 (en) 1999-05-27
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WO1999026077A1 (en) 1999-05-27

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