JP3399185B2 - Magnetic detection device and magnetic detection method - Google Patents
Magnetic detection device and magnetic detection methodInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、外部磁界を検知す
る磁気検知装置に関し、特に磁性体にコイルが巻回され
てなる磁気センサを用いた磁気検知装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic detector for detecting an external magnetic field, and more particularly to a magnetic detector using a magnetic sensor having a coil wound around a magnetic body.
【０００２】[0002]
【従来の技術】外部磁界の変化を感知して何らかの応答
を示す磁気センサは、磁場検出器、各種測定器等の計測
用の装置から始まって近時においては磁気スイッチ、磁
気式ロータリ、エンコーダ、地磁気方位センサ等の民生
用のものとして広く使用されている。上記磁気センサの
主用部をなす磁気を検知する素子としては、ホール素
子、フラックスゲート・センサ、磁気抵抗効果素子等が
ある。2. Description of the Related Art A magnetic sensor that senses a change in an external magnetic field and shows some response is started from a measuring device such as a magnetic field detector and various measuring instruments, and recently, a magnetic switch, a magnetic rotary, an encoder, It is widely used for consumer applications such as geomagnetic direction sensors. Hall elements, fluxgate sensors, magnetoresistive elements, and the like are examples of elements that detect magnetism that form the main part of the magnetic sensor.
【０００３】上記ホール素子は、いわゆるホール効果を
利用した素子であり、磁界の変化によって発生するホー
ル電圧を用いるものである。ホール素子の厚みをｄとす
るとホール電圧Ｖｈは、以下に示す数式で表される。The Hall element is an element utilizing the so-called Hall effect, and uses the Hall voltage generated by the change of the magnetic field. When the thickness of the Hall element is d, the Hall voltage Vh is represented by the following mathematical formula.
【０００４】Ｖｈ＝Ｒｈ・Ｉ・Ｂ／ｄ （Ｒｈ：ホー
ル係数，Ｉ：電流，Ｂ：磁束）
したがって、ホール係数Ｒｈが大きく厚みｄを小さくす
れば感度が向上するが、この感度は例えば地磁気程度の
微弱磁界（０．３ガウス程度）を検出するには不十分で
ある。Vh = Rh.I.B / d (Rh: Hall coefficient, I: current, B: magnetic flux) Therefore, if the Hall coefficient Rh is large and the thickness d is small, the sensitivity is improved. It is insufficient to detect a weak magnetic field (about 0.3 Gauss).
【０００５】フラックスゲート・センサは、微弱磁界の
対してもヒステリシス・カーブがシフトする特殊な高透
磁率材料を使用した素子である。このフラックスゲート
・センサにおいては、励磁コイルにより交流バイアス磁
界ＨBをパーマロイコア中に発生させ、バイアス磁界が
反転したときに発生するパルス状の電圧を信号として検
出する。このパルス状電圧の電圧値は、地磁気の方位に
よって変化するので、地磁気センサとして利用すること
ができる。The fluxgate sensor is an element using a special high magnetic permeability material whose hysteresis curve shifts with respect to a weak magnetic field. In this fluxgate sensor, an alternating bias magnetic field H B is generated in the permalloy core by an exciting coil, and a pulsed voltage generated when the bias magnetic field is reversed is detected as a signal. Since the voltage value of this pulsed voltage changes depending on the direction of the geomagnetism, it can be used as a geomagnetic sensor.
【０００６】しかしながら、このフラックスゲート・セ
ンサは、励磁コイルにより地磁気を電気信号に変換する
ため、感度を上げるためには電気信号出力用コイルの巻
き数を多くしたり、集束効果を高めるためにパーマロイ
コアの形状を大きくする必要がある。したがって、小型
化や低価格化は難しい。However, since this fluxgate sensor converts the earth's magnetism into an electric signal by the exciting coil, the number of windings of the electric signal output coil is increased in order to increase the sensitivity, and the permalloy is used in order to enhance the focusing effect. It is necessary to enlarge the shape of the core. Therefore, it is difficult to reduce the size and price.
【０００７】磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）は、例えば
Ｎｉ−Ｚｎ合金等からなる強磁性薄膜の磁気抵抗効果を
利用した磁電変換素子であり、印加磁界の強度に応じて
その抵抗値が変化するという特性を有している。当該Ｍ
Ｒ素子に供給されるセンス電流Ｉｓの方向（ＭＲ素子の
長手方向）と外部磁界ＨによってこのＭＲ素子が磁化さ
れる磁化Ｍの方向とのなす角をθとすると、この角θと
ＭＲ素子の抵抗値Ｒとの関係は以下に示す数式で表され
る。A magnetoresistive effect element (MR element) is a magnetoelectric conversion element utilizing the magnetoresistive effect of a ferromagnetic thin film made of, for example, a Ni--Zn alloy, and its resistance value changes according to the strength of an applied magnetic field. It has the characteristic that The M
If the angle between the direction of the sense current Is supplied to the R element (longitudinal direction of the MR element) and the direction of the magnetization M that magnetizes this MR element by the external magnetic field H is θ, this angle θ and the MR element The relationship with the resistance value R is expressed by the following mathematical formula.
【０００８】Ｒ＝Ｒ１＋（Ｒ２−Ｒ１）ｃｏｓ2 θ
上記ＭＲ素子のもつ抵抗変化率の最大値は２〜３％程度
であり、適当な大きさのバイアス磁界を加えて感度の優
れたところで使用しても、地磁気程度の微弱磁界では
０．０５％程度の変化しかしないため、微弱磁界の検出
には不十分である。さらに、ＭＲ素子は大きな温度係数
（約０．３％／℃）を有しているため、温度ドリフト等
の問題もある。R = R1 + (R2-R1) cos 2 θ The maximum value of the resistance change rate of the MR element is about 2 to 3%, and it is used in a place where sensitivity is excellent by adding a bias magnetic field of an appropriate magnitude. However, it is insufficient for detecting a weak magnetic field because it only changes by about 0.05% in a weak magnetic field of the earth's degree. Further, since the MR element has a large temperature coefficient (about 0.3% / ° C.), there is a problem such as temperature drift.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来知
られる磁気センサでは、感度の点で不満を残しており、
また小型化、低価格化も難しい。As described above, the conventionally known magnetic sensor is not satisfactory in terms of sensitivity.
It is also difficult to reduce the size and price.
【００１０】そこで本発明は、かかる従来の実情に鑑み
て提案されたもので、実用的な感度を有し、しかも小型
化、低価格化が容易な磁気探知装置及び実用的な感度を
もって外部磁界を検知する磁気探知方法を提供すること
を目的とする。Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-mentioned conventional circumstances, and has a practical sensitivity, a magnetic detection device which is easy to be downsized and reduced in price, and an external magnetic field with a practical sensitivity. An object of the present invention is to provide a magnetic detection method for detecting magnetic field.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明の磁気探知装置
は、長尺の磁性体及び当該磁性体に巻回されてなる磁気
コイルを有してなる磁気センサを有するものである。The magnetic detection device of the present invention comprises a magnetic sensor having a long magnetic body and a magnetic coil wound around the magnetic body.
【００１２】この磁気探知装置は、上記磁気センサの磁
気コイルに直流電流と交流電流とを共に供給して上記磁
性体に直流バイアス磁界と交流バイアス磁界とを共に発
生させ、外部磁界の変化に応じた電気信号に交流バイア
ス磁界に応じた電気信号が重畳された混合信号を上記磁
気コイルから出力させる混合信号出力手段と、混合信号
出力手段から出力された混合信号から交流バイアス磁界
に応じた電気信号を除去して外部磁界の変化に応じた電
気信号のみを取り出して出力する除去手段とを備えたも
のである。This magnetic detection device supplies both a direct current and an alternating current to the magnetic coil of the magnetic sensor to generate both a direct current bias magnetic field and an alternating current bias magnetic field in the magnetic body, and responds to changes in the external magnetic field. Mixed signal output means for outputting from the magnetic coil a mixed signal in which an electric signal corresponding to the AC bias magnetic field is superimposed on the electric signal, and an electric signal corresponding to the AC bias magnetic field from the mixed signal output from the mixed signal output means And removing means for removing and outputting only the electric signal corresponding to the change of the external magnetic field.
【００１３】この場合、上記磁気センサとして、複数の
長尺の磁性体が長尺の非磁性体に接合され、各磁性体が
接合された非磁性体に磁気コイルが巻回されてなるもの
を用いることも好適である。In this case, as the magnetic sensor, a long magnetic body is joined to a long non-magnetic body, and a magnetic coil is wound around the non-magnetic body to which the magnetic bodies are joined. It is also suitable to use.
【００１４】具体的に、上記除去手段としては、磁気コ
イルに供給される正方向の直流電流を順次反転させて逆
方向に切り換え、直流電流が正方向に流れる場合と直流
電流が逆方向に流れる場合のそれぞれについて上記磁気
コイルから出力する各混合信号を順次検波し、当該各混
合信号の差動を取ることにより外部磁界の変化に応じた
電気信号のみを取り出して出力するものが好適である。Specifically, as the removing means, the direct current supplied to the magnetic coil is sequentially inverted and switched to the reverse direction, so that the direct current flows in the positive direction and the direct current flows in the reverse direction. In each case, it is preferable to sequentially detect the mixed signals output from the magnetic coil and take the differential of the mixed signals to extract and output only the electric signal corresponding to the change of the external magnetic field.
【００１５】また、上記除去手段として、一端子が混合
信号出力手段と接続された磁気コイルの他端子と接続さ
れる可変直流電圧源と、磁気コイルの上記一端子と接続
され当該磁気コイルから出力する混合信号に対して正或
は負のピーク検波を行う検波回路とを備え、上記可変直
流電圧源における直流電圧値を調整することにより上記
検波回路から出力された電気信号から交流バイアス磁界
に応じた電気信号を除去して外部磁界の変化に応じた電
気信号のみを取り出して出力するものも好適である。Further, as the removing means, a variable DC voltage source having one terminal connected to the other terminal of the magnetic coil connected to the mixed signal output means, and an output from the magnetic coil connected to the one terminal of the magnetic coil. And a detection circuit that performs positive or negative peak detection on the mixed signal, and adjusts the DC voltage value in the variable DC voltage source to respond to the AC bias magnetic field from the electric signal output from the detection circuit. It is also preferable to remove the electric signal and extract and output only the electric signal according to the change of the external magnetic field.
【００１６】さらに、上記除去手段として、磁気センサ
が同方向に巻線が施されてなる２種の磁気コイルを備え
るとともに、各磁気コイルに供給される直流電流をそれ
ぞれ相異なる方向に調節し、それぞれの磁気コイルから
出力する各混合信号を順次検波し、当該各混合信号の差
動を取ることにより外部磁界の変化に応じた電気信号の
みを取り出して出力するものも好適である。Further, as the removing means, the magnetic sensor is provided with two types of magnetic coils in which windings are provided in the same direction, and the direct current supplied to each magnetic coil is adjusted in different directions. It is also preferable to sequentially detect each mixed signal output from each magnetic coil and take the differential of each mixed signal to extract and output only the electric signal corresponding to the change of the external magnetic field.
【００１７】この場合、磁気センサが互いに巻回方向の
相異なる２種の磁気コイルを備えるとともに、各磁気コ
イルに供給される直流電流を同方向に調節し、それぞれ
の磁気コイルから出力する各混合信号を順次検波し、当
該各混合信号の差動を取ることにより外部磁界の変化に
応じた電気信号のみを取り出して出力するように上記除
去手段を構成しても好適である。In this case, the magnetic sensor is provided with two kinds of magnetic coils having mutually different winding directions, and the direct currents supplied to the respective magnetic coils are adjusted in the same direction, and the respective mixing coils output from the respective magnetic coils. It is also preferable that the removing means is configured so as to sequentially detect signals and take the differential of the respective mixed signals to extract and output only the electric signal corresponding to the change of the external magnetic field.
【００１８】また、上記除去手段として、同方向に巻線
が施されてなる磁気コイルを有する２本の磁気センサが
互いに長手方向に平行に並設されるとともに、各磁気セ
ンサの磁気コイルに供給される直流電流をそれぞれ相異
なる方向に調節し、それぞれの磁気コイルから出力する
各混合信号の差動を取ることにより外部磁界の変化に応
じた電気信号のみを取り出して出力するものも好適であ
る。As the removing means, two magnetic sensors having magnetic coils wound in the same direction are arranged in parallel in the longitudinal direction and are supplied to the magnetic coils of each magnetic sensor. It is also preferable to adjust the DC currents to different directions and take the differential of the mixed signals output from the respective magnetic coils to extract and output only the electrical signal corresponding to the change of the external magnetic field. .
【００１９】この場合、それぞれ磁気コイルの巻回方向
が相異なる２本の磁気センサが互いに長手方向に平行に
並設されるとともに、各磁気センサの磁気コイルに供給
される直流電流を同方向に調節し、それぞれの磁気コイ
ルから出力する各混合信号の差動を取ることにより外部
磁界の変化に応じた電気信号のみを取り出して出力する
ように上記除去手段を構成することも好適である。In this case, two magnetic sensors having different winding directions of the magnetic coils are arranged in parallel to each other in the longitudinal direction, and the direct current supplied to the magnetic coils of each magnetic sensor is directed in the same direction. It is also preferable that the removing means is configured to extract and output only the electric signal corresponding to the change of the external magnetic field by adjusting and taking the differential of each mixed signal output from each magnetic coil.
【００２０】本発明の磁気探知装置は、例えば地磁気の
方位を検出する地磁気方位検知装置として用いることが
好適である。The magnetic detection device of the present invention is preferably used as a geomagnetic direction detection device for detecting the direction of geomagnetism, for example.
【００２１】この場合、例えば２本の磁気センサを互い
に直交する位置に配設し、Ｘ方向及びＹ方向の地磁気方
位をそれぞれ検知する。In this case, for example, two magnetic sensors are arranged at positions orthogonal to each other, and the geomagnetic directions in the X and Y directions are detected.
【００２２】また、本発明の磁気検知方法は、長尺の磁
性体及び当該磁性体に巻回されてなる磁気コイルを有し
てなる磁気センサを用いて、上記磁気コイルに直流電流
と交流電流とを共に供給して上記磁性体に直流バイアス
磁界と交流バイアス磁界とを共に発生させ、外部磁界の
変化に応じた電気信号に交流バイアス磁界に応じた電気
信号が重畳された混合信号を上記磁気コイルから出力さ
せるとともに、上記混合信号から交流バイアス磁界に応
じた電気信号を除去して外部磁界の変化に応じた電気信
号のみを取り出して出力し、上記電気信号の除去は、磁
気コイルに供給される正方向の直流電流を順次反転させ
て逆方向に切り換え、直流電流が正方向に流れる場合と
直流電流が逆方向に流れる場合のそれぞれについて上記
磁気コイルから出力する各混合信号を順次検波し、当該
各混合信号の差動を取ることにより行ない、外部磁界の
変化に応じた電気信号のみを取り出して出力するもので
ある。Further, the magnetic sensing method of the present invention uses a magnetic sensor having a long magnetic body and a magnetic coil wound around the magnetic body, and a direct current and an alternating current are applied to the magnetic coil. To generate a DC bias magnetic field and an AC bias magnetic field together in the magnetic material, and to generate a mixed signal in which the electric signal corresponding to the change in the external magnetic field is superposed with the electric signal corresponding to the AC bias magnetic field. The electric signal corresponding to the alternating bias magnetic field is removed from the mixed signal while outputting the electric signal from the coil, and only the electric signal corresponding to the change of the external magnetic field is taken out and output. The removal of the electric signal is supplied to the magnetic coil. The direct current in the forward direction is sequentially inverted and switched to the reverse direction, and the magnetic coil outputs the direct current in the forward direction and the direct current in the reverse direction. Sequentially detecting the respective mixed signals to performs by taking the differential of the respective mixed signal, and outputs removed only electrical signals in response to changes in the external magnetic field.
【００２３】本発明の磁気探知装置においては、混合信
号出力手段により磁気センサの磁気コイルに直流電流と
交流電流を供給すると上記磁性体に直流バイアス磁界と
交流バイアス磁界とが共に発生し、当該磁性体がその長
手方向に磁化される。この場合、外部磁界の変化に応じ
た電気信号は、外部磁界に比例し、当該外部磁界と直流
バイアス磁界とのなす角度に依存する。すなわち、外部
磁界のうち上記磁性体の長手方向成分のみが検出され、
この電気信号は方位情報を有している。このとき磁気コ
イルから出力される混合信号はこの外部磁界の変化に応
じた電気信号に交流バイアス磁界に応じた電気信号が重
畳されたものである。In the magnetic detection apparatus of the present invention, when a DC current and an AC current are supplied to the magnetic coil of the magnetic sensor by the mixed signal output means, both a DC bias magnetic field and an AC bias magnetic field are generated in the magnetic body, and the magnetic field The body is magnetized in its longitudinal direction. In this case, the electric signal according to the change of the external magnetic field is proportional to the external magnetic field and depends on the angle formed by the external magnetic field and the DC bias magnetic field. That is, only the longitudinal component of the magnetic body in the external magnetic field is detected,
This electric signal has bearing information. At this time, the mixed signal output from the magnetic coil is the electric signal corresponding to the change of the external magnetic field and the electric signal corresponding to the AC bias magnetic field superimposed.
【００２４】そして、除去手段において、混合信号出力
手段から出力された混合信号から交流バイアス磁界に応
じた電気信号が除去されて外部磁界の変化に応じた電気
信号のみが取り出されて出力されるために、高感度な磁
気探知が実現されることになる。In the removing means, the electric signal corresponding to the AC bias magnetic field is removed from the mixed signal output from the mixed signal output means, and only the electric signal corresponding to the change of the external magnetic field is extracted and output. In addition, highly sensitive magnetic detection will be realized.
【００２５】[0025]
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した磁気探知
装置のいくつかの具体的な実施の形態について、図面を
参照しながら詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Some specific embodiments of a magnetic detection device to which the present invention is applied will be described in detail below with reference to the drawings.
【００２６】第１の実施の形態
先ず、第１の実施の形態に係る磁気探知装置について述
べる。この磁気探知装置は、磁性体にコイルが巻回され
た磁気センサ１と、この磁気コイルに直流電流と交流電
流とを共に供給して上記磁性体に直流バイアス磁界と交
流バイアス磁界とを共に発生させ、外部磁界の変化に応
じた電気信号に交流バイアス磁界に応じた電気信号が重
畳された混合信号を上記磁気コイルから出力させる混合
信号出力手段２と、当該混合信号出力手段２から出力さ
れた混合信号から交流バイアス磁界に応じた電気信号を
除去して外部磁界の変化に応じた電気信号のみを取り出
して出力する除去手段６とから構成されている。First Embodiment First, a magnetic detection device according to a first embodiment will be described. This magnetic detection device supplies a magnetic sensor 1 in which a coil is wound around a magnetic body, and a direct current and an alternating current are both supplied to the magnetic coil to generate a direct current bias magnetic field and an alternating current bias magnetic field in the magnetic body. Then, the mixed signal output means 2 for causing the magnetic coil to output the mixed signal in which the electric signal according to the alternating bias magnetic field is superimposed on the electric signal according to the change of the external magnetic field, and the mixed signal output means 2 are output. The removing unit 6 removes the electric signal corresponding to the AC bias magnetic field from the mixed signal and extracts and outputs only the electric signal corresponding to the change of the external magnetic field.
【００２７】磁気センサ１は、図１に示すように、リボ
ン状或はワイヤ状とされた長尺の磁性体１１と、当該磁
性体１１に銅線等の線材が巻回されてなる磁気コイル１
２とから構成されている。As shown in FIG. 1, the magnetic sensor 1 includes a long magnetic body 11 in the shape of a ribbon or a wire, and a magnetic coil formed by winding a wire material such as a copper wire around the magnetic body 11. 1
2 and.
【００２８】ここで、磁気コイル１２の各端子Ｃ１，Ｃ
２に交流電流源１３を接続し、外部磁界Ｈｅｘを磁性体
１１の長手方向に加える。このときの磁性体１１への励
磁電流周波数ｆと磁気コイル１２のインピーダンスＺと
の関係を図２に示す。図示した各特性は、以下に示すも
のである。Here, the terminals C1 and C of the magnetic coil 12 are
An alternating current source 13 is connected to 2 and an external magnetic field Hex is applied in the longitudinal direction of the magnetic body 11. The relationship between the excitation current frequency f to the magnetic body 11 and the impedance Z of the magnetic coil 12 at this time is shown in FIG. The illustrated characteristics are as follows.
【００２９】特性１：外部磁界Ｈｅｘ＝０のときの磁気
コイル１２のインダクタンスの変化
特性２：外部磁界Ｈｅｘが存するときの磁気コイル１２
のインダクタンスの変化
特性３：外部磁界Ｈｅｘ＝０のときの磁気コイル１２の
交流抵抗の変化
特性４：外部磁界Ｈｅｘが存するときの磁気コイル１２
の交流抵抗の変化
磁気コイル１２のインダクタンスは励磁電流周波数ｆが
高くなると小さくなり（特性１）、外部磁界Ｈｅｘが印
加されると小さくなる（特性２）。また、磁気コイル１
２の交流抵抗は励磁電流周波数ｆが高くなると大きくな
り（特性３）、外部磁界Ｈｅｘが印加されると小さくな
る（特性４）。Characteristic 1: Change in inductance of magnetic coil 12 when external magnetic field Hex = 0 Characteristic 2: Magnetic coil 12 when external magnetic field Hex is present
Change characteristic 3: inductance change characteristic of the magnetic coil 12 when the external magnetic field Hex = 0: Magnetic coil 12 when the external magnetic field Hex exists
Change in AC resistance The inductance of the magnetic coil 12 decreases as the exciting current frequency f increases (characteristic 1), and decreases when the external magnetic field Hex is applied (characteristic 2). Also, the magnetic coil 1
The AC resistance of No. 2 increases as the exciting current frequency f increases (characteristic 3), and decreases when the external magnetic field Hex is applied (characteristic 4).
【００３０】そこで、これらの特性のうち、交流抵抗変
化（特性３，４）に着目し、外部磁界Ｈｅｘが磁性体１
１の長手方向に印加されたときに励磁電流周波数ｆのう
ち変化量が大きい周波数ｆｒにて磁気センサ１を動作さ
せ、外部磁界依存性について調べた。その結果、図３に
示すように、例えば地磁気程度の微弱な外部磁界（０．
３ガウス程度）の変化を交流抵抗ｒの変化として検出す
るには、感度及び線形性を向上させるために磁性体１１
に直流バイアス磁界Ｈｂを印加することが必要であるこ
とがわかる。Therefore, among these characteristics, paying attention to the change in AC resistance (characteristics 3 and 4), the external magnetic field Hex is changed to the magnetic substance 1.
The magnetic sensor 1 was operated at the frequency fr of the exciting current frequency f, which had a large variation when applied in the longitudinal direction, and the external magnetic field dependence was examined. As a result, as shown in FIG. 3, a weak external magnetic field (0.
In order to detect a change of about 3 gauss) as a change of the AC resistance r, in order to improve sensitivity and linearity, the magnetic material 11 is used.
It can be seen that it is necessary to apply the DC bias magnetic field Hb to.
【００３１】この直流バイアス磁界Ｈｂは、磁気コイル
１２に直流電流Ｉｂを供給することにより磁性体１に与
えられる。したがって、磁気コイル１２に供給する電流
は、直流電流Ｉｂと交流抵抗変化を検出するための交流
電流ｉｂが必要である。磁気コイル１２に直流電流Ｉｂ
及び交流電流ｉｂを供給すると、磁性体１１がその長手
方向に磁化される。外部磁界Ｈｅｘの変化によって磁性
体１１の磁化量も変化し、これが磁気コイル１２の交流
抵抗ｒの変化として現れる。この抵抗ｒをもつ磁気コイ
ル１２に直流電流Ｉｂが供給されることにより電気信号
が当該磁気コイル１２から出力される。すなわち、磁気
コイル１２は、バイアス磁界が印加されるものであると
ともに磁電変換素子としても機能する。また、直流電流
Ｉｂは直流バイアスを惹起させる電流であるとともに磁
気センサ１の磁気コイル１２から電気信号を取り出すた
めのセンス電流としても機能する。The DC bias magnetic field Hb is applied to the magnetic body 1 by supplying a DC current Ib to the magnetic coil 12. Therefore, the current supplied to the magnetic coil 12 requires the direct current Ib and the alternating current ib for detecting the alternating resistance change. DC current Ib in the magnetic coil 12
When the AC current ib is supplied, the magnetic body 11 is magnetized in its longitudinal direction. A change in the external magnetic field Hex also changes the amount of magnetization of the magnetic body 11, which appears as a change in the AC resistance r of the magnetic coil 12. By supplying the DC current Ib to the magnetic coil 12 having the resistance r, an electric signal is output from the magnetic coil 12. That is, the magnetic coil 12 applies a bias magnetic field and also functions as a magnetoelectric conversion element. The direct current Ib is a current that causes a direct current bias and also functions as a sense current for extracting an electric signal from the magnetic coil 12 of the magnetic sensor 1.
【００３２】混合信号出力手段２は、図４に示すよう
に、オペアンプ２１と、交流信号源２２と、オペアンプ
２１とともに帰還率１の負帰還アンプを構成するトラン
ジスタＱ１を有し、当該トランジスタＱ１のコレクタと
カスコード接続されて高値の周波数ｆｒに対応して周波
数特性を向上させる（トランジスタＱ１のベースとコレ
クタ間の容量に生じるミラー効果を低減させる）トラン
ジスタＱ２が設けられて構成されている。このトランジ
スタＱ２のコレクタが磁気センサ１の磁気コイル１２の
一端子と接続されている。As shown in FIG. 4, the mixed signal output means 2 has an operational amplifier 21, an AC signal source 22, and a transistor Q1 which together with the operational amplifier 21 constitutes a negative feedback amplifier having a feedback ratio of 1, and the transistor Q1 is A transistor Q2 is provided, which is cascode-connected to the collector and improves frequency characteristics in response to a high frequency fr (reduces the Miller effect generated in the capacitance between the base and collector of the transistor Q1). The collector of the transistor Q2 is connected to one terminal of the magnetic coil 12 of the magnetic sensor 1.
【００３３】この混合信号出力手段２においては、トラ
ンジスタＱ１のベースが入力端子、コレクタが出力端
子、エミッタがコモンのエミッタ接地アンプとされ、磁
気センサ１がコレクタ負荷抵抗となるように接続されて
いる。また、オペアンプ２１はインピーダンス変換器の
役割も果しており、交流信号源２２のインピーダンスＲ
ｖの影響が除去される。抵抗Ｒ１，Ｒ２はトランジスタ
Ｑ１のエミッタ電位を決定するバイアス抵抗であり、そ
の中点電位がＶｂとされる。この中点電位Ｖｂに交流信
号源２２の交流電圧信号ｖｂが重畳される。トランジス
タＱ１のエミッタ抵抗をＲｅとすると、磁気センサ１の
磁気コイル１２に供給される各電流は以下に示すように
なる。In the mixed signal output means 2, the base of the transistor Q1 is an input terminal, the collector is an output terminal, the emitter is a common grounded-emitter amplifier, and the magnetic sensor 1 is connected to serve as a collector load resistance. . The operational amplifier 21 also plays the role of an impedance converter, and the impedance R of the AC signal source 22 is
The effect of v is eliminated. The resistors R1 and R2 are bias resistors that determine the emitter potential of the transistor Q1, and the midpoint potential thereof is Vb. The AC voltage signal vb of the AC signal source 22 is superimposed on this midpoint potential Vb. When the emitter resistance of the transistor Q1 is Re, the currents supplied to the magnetic coil 12 of the magnetic sensor 1 are as follows.
【００３４】直流電流Ｉｂ＝Ｖｂ／Ｒｅ
交流電流ｉｂ＝ｖｂ／Ｒｅ
混合信号出力手段２によって得られた混合信号（出力電
圧）Ｖ0 の波形と磁性体１１の長手方向に生じる磁化
（磁界）をベクトルで表したものとをそれぞれ図５，図
６に示す。磁気コイル１２に交流電流ｉｂを与えること
により生じる電気信号Ｖ0 ｂの振幅変化量が、外部磁界
Ｈｅｘの変化に応じた電気信号Ｖ0 ｅｘとなる。この電
気信号Ｖ0 ｅｘは、外部磁界Ｈｅｘの強度に比例し、当
該外部磁界Ｈｅｘと直流バイアス磁界Ｈｂとのなす角θ
に依存し、方位情報を有している。すなわち、外部磁界
Ｈｅｘのうち、磁性体１１の長手方向の成分のみが磁気
センサ１で検出されることになる。具体的に、電気信号
Ｖ0 ｅｘは以下に示す数式で表される。DC current Ib = Vb / Re AC current ib = vb / Re The waveform of the mixed signal (output voltage) V 0 obtained by the mixed signal output means 2 and the magnetization (magnetic field) generated in the longitudinal direction of the magnetic body 11 are shown. Vector representations are shown in FIGS. 5 and 6, respectively. The amplitude change amount of the electric signal V 0 b caused by applying the alternating current ib to the magnetic coil 12 becomes the electric signal V 0 ex according to the change of the external magnetic field Hex. The electric signal V 0 ex is proportional to the intensity of the external magnetic field Hex, and the angle θ formed between the external magnetic field Hex and the DC bias magnetic field Hb.
And has direction information. That is, only the component of the external magnetic field Hex in the longitudinal direction of the magnetic body 11 is detected by the magnetic sensor 1. Specifically, the electric signal V 0 ex is represented by the following mathematical formula.
【００３５】 Ｖ0 ｅｘ＝α・Ｈｅｘ・ｃｏｓθ （α：係数） したがって、混合信号Ｖ0 は、 Ｖ0 ＝Ｖ0 ｂ＋Ｖ0 ｅｘ となる。V 0 ex = α · Hex · cos θ (α: coefficient) Therefore, the mixed signal V 0 is V 0 = V 0 b + V 0 ex.
【００３６】ここで、必要な出力は電気信号Ｖ0 ｅｘの
みであるため、以下に示す除去手段６によって電気信号
Ｖ0 ｂを除去する。Since the required output is only the electric signal V 0 ex, the electric signal V 0 b is removed by the removing means 6 shown below.
【００３７】除去手段６は、磁気コイル１２に供給され
る正方向の直流電流Ｉｂを順次反転させて逆方向に切り
換え、直流電流Ｉｂが正方向に流れる場合と直流電流Ｉ
ｂが逆方向に流れる場合のそれぞれについて磁気コイル
１２から出力する各混合信号Ｖ0 １，Ｖ0 ２を順次検波
し、当該各混合信号Ｖ0 １，Ｖ0 ２の差動を取ることに
より外部磁界Ｈｅｘの変化に応じた電気信号Ｖ0 ｅｘの
みを取り出して出力するものである。The removing means 6 sequentially inverts the direct current Ib in the forward direction supplied to the magnetic coil 12 and switches it to the reverse direction, so that the direct current Ib flows in the forward direction and the direct current Ib.
Externally obtained by sequentially detecting the mixed signals V 0 1 and V 0 2 output from the magnetic coil 12 when b flows in the opposite direction, and taking the differential of the mixed signals V 0 1 and V 0 2. Only the electric signal V 0 ex corresponding to the change of the magnetic field Hex is taken out and output.
【００３８】ここで、図５，図６に示す混合信号Ｖ0 の
波形と磁性体１１の長手方向に生じる磁化（方向１の場
合）に対して、直流電流Ｉｂの向きを正方向から逆方向
に反転させた場合において、混合信号出力手段２によっ
て得られた混合信号Ｖ0 の波形と磁性体１１の長手方向
に生じる磁化（方向２の場合）をベクトルで表したもの
とをそれぞれ図７，図８に示す。直流バイアス磁界Ｈｂ
は磁気コイル１２に直流電流Ｉｂに供給されることによ
り磁性体１１に印加される。Here, with respect to the waveform of the mixed signal V 0 shown in FIGS. 5 and 6 and the magnetization generated in the longitudinal direction of the magnetic body 11 (in the case of direction 1), the direction of the direct current Ib is changed from the forward direction to the reverse direction. 7, when the waveform of the mixed signal V 0 obtained by the mixed signal output means 2 and the magnetization generated in the longitudinal direction of the magnetic body 11 (in the case of the direction 2) are represented by a vector, respectively. It shows in FIG. DC bias magnetic field Hb
Is applied to the magnetic body 11 by supplying a direct current Ib to the magnetic coil 12.
【００３９】方向１の場合：直流バイアス磁界Ｈｂの方
向と外部磁界Ｈｅｘにより生じる磁化方向とが同一方向
となる。Direction 1: The direction of the DC bias magnetic field Hb and the direction of magnetization generated by the external magnetic field Hex are the same.
【００４０】方向２の場合：直流バイアス磁界Ｈｂの方
向と外部磁界Ｈｅｘにより生じる磁化方向とが逆方向と
なる。Direction 2: The direction of the DC bias magnetic field Hb is opposite to the direction of magnetization generated by the external magnetic field Hex.
【００４１】このように、方向１の場合と方向２の場合
とにおいて、各々の電気信号Ｖ0 ｂは同じ大きさ且つ同
相の交流出力であり、各々の電気信号Ｖ0 ｅｘは同じ大
きさ且つ逆相の交流出力である。各混合信号Ｖ0 １，Ｖ
0 ２を同時に出力させることはできないために、ピーク
検波や同期検波、サンプルホールド等の検波後に各混合
信号Ｖ0 １，Ｖ0 ２の差動を取ることにより外部磁界Ｈ
ｅｘの変化に応じた電気信号Ｖ0 ｅｘのみが２倍の出力
として取り出される。すなわち、
方向１の場合：Ｖ0 １＝Ｖ0 ｂ＋Ｖ0 ｅｘ
方向２の場合：Ｖ0 ２＝Ｖ0 ｂ−Ｖ0 ｅｘ
となる。As described above, in the case of the direction 1 and the case of the direction 2, the respective electric signals V 0 b are AC outputs of the same magnitude and the same phase, and the respective electric signals V 0 ex have the same magnitude and. It is an AC output of opposite phase. Each mixed signal V 0 1, V
Since 0 2 cannot be output at the same time, the external magnetic field H is obtained by taking the differential of each mixed signal V 0 1, V 0 2 after detection such as peak detection, synchronous detection, sample hold, etc.
Only the electric signal V 0 ex corresponding to the change of ex is taken out as a doubled output. That is, in the case of direction 1: V 0 1 = V 0 b + V 0 ex In case of direction 2: V 0 2 = V 0 b−V 0 ex Becomes
【００４２】電気信号Ｖ0 ｅｘの上記角θに対する依存
性について図９に示す。ここでは、外部磁界Ｈｅｘの向
きと直流バイアス磁界Ｈｂの向きとが同一であるときに
方位角が０゜であると規定した。FIG. 9 shows the dependence of the electric signal V 0 ex on the angle θ. Here, it is defined that the azimuth angle is 0 ° when the direction of the external magnetic field Hex and the direction of the DC bias magnetic field Hb are the same.
【００４３】このように、任意に選んだ方位１とこの方
位１の場合に直流バイアス磁界Ｈｂの向きを反転させた
方位２は、それぞれ図示するような関係にあり、外部磁
界Ｈｅｘ＝０に対して線対称となるため、両者は差動の
関係にあることがわかる。In this way, the azimuth 1 arbitrarily selected and the azimuth 2 in which the direction of the DC bias magnetic field Hb is reversed in the case of this azimuth 1 have a relationship as shown in the drawing, respectively, and with respect to the external magnetic field Hex = 0. Since they are axisymmetric, it can be seen that the two have a differential relationship.
【００４４】ここで、混合信号出力手段２に接続された
磁気センサ１に対して、更に除去手段６が付加された磁
気探知装置を図１０に示す。FIG. 10 shows a magnetic detection device in which the removing means 6 is further added to the magnetic sensor 1 connected to the mixed signal output means 2.
【００４５】除去手段６は、スイッチとして用いられる
ＭＯＳトランジスタＱ３〜Ｑ６と、各混合信号Ｖ0 １，
Ｖ0 ２の検波を行う検波回路２３と、混合信号Ｖ0 １，
Ｖ0２の差動を行う差動アンプ２４とから構成されてい
る。The removing means 6 includes MOS transistors Q3 to Q6 used as switches and respective mixed signals V 0 1 ,.
A detection circuit 23 for detecting V 0 2, and a mixed signal V 0 1,
It is composed of a differential amplifier 24 that performs V 0 2 differential.
【００４６】この除去手段６において、ＭＯＳトランジ
スタＱ３，Ｑ６がオフ、ＭＯＳトランジスタＱ４，Ｑ５
がオンのとき、図１０中の方向１の向きに直流電流Ｉｂ
が流れ、ＭＯＳトランジスタＱ４，Ｑ５がオフ、ＭＯＳ
トランジスタＱ３，Ｑ６がオンのとき、図１０中の方向
２の向きに直流電流Ｉｂが流れる。したがって、この除
去手段６によれば、直流電流Ｉｂの向きを反転させるこ
とが可能である。各混合信号Ｖ0 １，Ｖ0 ２は磁気セン
サ１の端子電圧、すなわち磁気センサの構成要素である
磁気コイル１２の端子Ｃ１−Ｃ２間の電圧である。上述
のように、各混合信号Ｖ0 １，Ｖ0 ２を同時に出力させ
ることはできないため、検波回路２３において検波を行
った後に、作動アンプ２４において各混合信号Ｖ0 １，
Ｖ0 ２の差動を取り、所望の外部磁界Ｈｅｘの変化に応
じた電気信号Ｖ0 ｅｘの２倍の振幅をもつ交流出力のみ
が得られることになる。In this removing means 6, the MOS transistors Q3 and Q6 are turned off and the MOS transistors Q4 and Q5 are turned off.
Is on, the direct current Ib is directed in the direction 1 in FIG.
Flows, the MOS transistors Q4 and Q5 are turned off, and the MOS
When the transistors Q3 and Q6 are on, the direct current Ib flows in the direction 2 in FIG. Therefore, according to the removing means 6, the direction of the direct current Ib can be reversed. Each of the mixed signals V 0 1 and V 0 2 is a terminal voltage of the magnetic sensor 1, that is, a voltage between the terminals C1 and C2 of the magnetic coil 12 which is a component of the magnetic sensor. As described above, since the mixed signals V 0 1 and V 0 2 cannot be output at the same time, after the detection is performed by the detection circuit 23, the mixed signals V 0 1 and V 0 1 are obtained by the operational amplifier 24.
By taking a differential of V 0 2, only an AC output having an amplitude twice the electric signal V 0 ex according to a desired change in the external magnetic field Hex can be obtained.
【００４７】なお、上記除去手段としては、図１０に示
すように、ＭＯＳトランジスタＱ３〜Ｑ６をバイポーラ
・トランジスタで構成した除去手段６ａを用いてもよ
い。この場合、バイポーラ・トランジスタＱ３，Ｑ４
は、スイッチの他にカスコード接続の役割も果してい
る。また、ダイオードＤ１，Ｄ２は、バイポーラ・トラ
ンジスタＱ３，Ｑ４の飽和を防止するために設けられて
いる。As the removing means, as shown in FIG. 10, the removing means 6a in which the MOS transistors Q3 to Q6 are bipolar transistors may be used. In this case, bipolar transistors Q3 and Q4
Plays a role of cascode connection in addition to the switch. The diodes D1 and D2 are provided to prevent the saturation of the bipolar transistors Q3 and Q4.
【００４８】このように、本第１の実施の形態に示した
磁気探知装置においては、混合信号出力手段２により磁
気センサ１の磁気コイル１２に直流電流Ｉｂと交流電流
ｉｂを供給すると磁性体１１に直流バイアス磁界Ｈｂと
交流バイアス磁界とが共に発生し、当該磁性体１１がそ
の長手方向に磁化される。この場合、外部磁界Ｈｅｘの
変化に応じた電気信号Ｖ0 ｅｘは、外部磁界Ｈｅｘに比
例し、当該外部磁界Ｈｅｘと直流バイアス磁界Ｈｂとの
なす角θに依存する。すなわち、外部磁界のうち上記磁
性体の長手方向成分のみが検出され、この電気信号Ｖ0
ｅｘは方位情報を有している。このとき磁気コイル１２
から出力される混合信号Ｖ0 はこの外部磁界Ｈｅｘの変
化に応じた電気信号Ｖ0 ｅｘに交流バイアス磁界に応じ
た電気信号Ｖ0 ｂが重畳されたものである。As described above, in the magnetic detection device shown in the first embodiment, when the DC current Ib and the AC current ib are supplied to the magnetic coil 12 of the magnetic sensor 1 by the mixed signal output means 2, the magnetic material 11 is generated. Both the DC bias magnetic field Hb and the AC bias magnetic field are generated, and the magnetic body 11 is magnetized in its longitudinal direction. In this case, the electric signal V 0 ex according to the change of the external magnetic field Hex is proportional to the external magnetic field Hex and depends on the angle θ formed between the external magnetic field Hex and the DC bias magnetic field Hb. That is, only the longitudinal component of the magnetic material in the external magnetic field is detected, and the electric signal V 0 is detected.
ex has azimuth information. At this time, the magnetic coil 12
The mixed signal V 0 output from is the electric signal V 0 ex corresponding to the change of the external magnetic field Hex with the electric signal V 0 b corresponding to the AC bias magnetic field superimposed.
【００４９】そして、除去手段６或は６ａにおいて、混
合信号出力手段２から出力された混合信号Ｖ0 から交流
バイアス磁界Ｈｂに応じた電気信号Ｖ0 ｂが除去されて
外部磁界Ｈｅｘの変化に応じた電気信号Ｖ0 ｅｘの２倍
の振幅をもつ交流出力のみが取り出されて出力されるた
めに、高感度な磁気探知が実現されることになる。In the removing means 6 or 6a, the electric signal V 0 b corresponding to the AC bias magnetic field Hb is removed from the mixed signal V 0 output from the mixed signal output means 2 to change the external magnetic field Hex. Since only an AC output having an amplitude twice that of the electric signal V 0 ex is taken out and output, highly sensitive magnetic detection can be realized.
【００５０】変形例
続いて、第１の実施の形態に係る磁気検知装置の変形例
について述べる。この磁気検知装置は、第１の実施の形
態に係る磁気検知装置とほぼ同様の構造を有するが、そ
の磁気センサの構造が異なる点で相違する。なお、第１
の実施の形態に示した部材等と同一のものについては同
符号を記して説明を省略する。 Modified Example Next, a modified example of the magnetic sensing device according to the first embodiment will be described. This magnetic detection device has substantially the same structure as the magnetic detection device according to the first embodiment, but is different in that the structure of the magnetic sensor is different. The first
The same members as those shown in the embodiment are given the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【００５１】この磁気検知装置の構成要素である磁気セ
ンサ３は、図１２に示すように、２本の長尺の磁性体１
５ａ，１５ｂが長尺の非磁性体１６に接合され、各磁性
体１５ａ，１５ｂが接合された非磁性体１６に磁気コイ
ル１２が巻回されて構成されている。As shown in FIG. 12, the magnetic sensor 3 which is a constituent element of this magnetic detection device is composed of two long magnetic bodies 1.
5a and 15b are joined to a long non-magnetic body 16, and the magnetic coil 12 is wound around the non-magnetic body 16 to which the magnetic bodies 15a and 15b are joined.
【００５２】この場合、上記磁性体は２本に限定される
ものではなく、当該磁性体の本数が多いほど交流抵抗変
化量は大きくなる。In this case, the number of the magnetic bodies is not limited to two, and the larger the number of the magnetic bodies, the larger the alternating resistance change amount.
【００５３】この変形例の磁気探知装置においては、本
第１の実施の形態の場合と同様に、混合信号出力手段２
により磁気センサ３の磁気コイル１２に直流電流Ｉｂと
交流電流ｉｂを供給すると磁性体１５ａ，１５ｂに直流
バイアス磁界Ｈｂと交流バイアス磁界とが共に発生し、
当該磁性体１５ａ，１５ｂがその長手方向に磁化され
る。この場合、外部磁界Ｈｅｘの変化に応じた電気信号
Ｖ0 ｅｘは、外部磁界Ｈｅｘに比例し、当該外部磁界Ｈ
ｅｘと直流バイアス磁界Ｈｂとのなす角θに依存する。
すなわち、外部磁界のうち上記磁性体の長手方向成分の
みが検出され、この電気信号Ｖ0 ｅｘは方位情報を有し
ている。このとき磁気コイル１２から出力される混合信
号Ｖ0 はこの外部磁界Ｈｅｘの変化に応じた電気信号Ｖ
0 ｅｘに交流バイアス磁界に応じた電気信号Ｖ0 ｂが重
畳されたものである。In the magnetic detection device of this modification, the mixed signal output means 2 is used as in the case of the first embodiment.
Thus, when the DC current Ib and the AC current ib are supplied to the magnetic coil 12 of the magnetic sensor 3, both the DC bias magnetic field Hb and the AC bias magnetic field are generated in the magnetic bodies 15a and 15b.
The magnetic bodies 15a and 15b are magnetized in the longitudinal direction. In this case, the electric signal V 0 ex according to the change of the external magnetic field Hex is proportional to the external magnetic field Hex,
It depends on the angle θ formed between ex and the DC bias magnetic field Hb.
That is, only the longitudinal component of the magnetic material in the external magnetic field is detected, and the electric signal V 0 ex has azimuth information. At this time, the mixed signal V 0 output from the magnetic coil 12 is the electric signal V 0 according to the change of the external magnetic field Hex.
The electric signal V 0 b corresponding to the AC bias magnetic field is superimposed on 0 ex.
【００５４】そして、除去手段６或は６ａにおいて、混
合信号出力手段２から出力された混合信号Ｖ0 から交流
バイアス磁界Ｈｂに応じた電気信号Ｖ0 ｂが除去されて
外部磁界Ｈｅｘの変化に応じた電気信号Ｖ0 ｅｘの２倍
の振幅をもつ交流出力のみが取り出されて出力されるた
めに、高感度な磁気探知が実現されることになる。Then, the removing means 6 or 6a removes the electric signal V 0 b corresponding to the AC bias magnetic field Hb from the mixed signal V 0 output from the mixed signal output means 2 in accordance with the change of the external magnetic field Hex. Since only an AC output having an amplitude twice that of the electric signal V 0 ex is taken out and output, highly sensitive magnetic detection can be realized.
【００５５】第２の実施の形態
続いて、第２の実施の形態に係る磁気検知装置について
述べる。この磁気検知装置は、第１の実施の形態に係る
磁気と検知装置ほぼ同様の構造を有するが、その構成要
素である除去手段が異なる点で相違する。なお、第１の
実施の形態に示した部材等と同一のものについては同符
号を記して説明を省略する。 Second Embodiment Next, a magnetic detection device according to a second embodiment will be described. This magnetic detection device has a structure similar to that of the magnetic and detection device according to the first embodiment, but is different in that the removing means which is a component thereof is different. The same members as those shown in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【００５６】混合信号出力手段２に接続された磁気セン
サ１に対して、更に除去手段７が付加された磁気探知装
置を図１０に示す。FIG. 10 shows a magnetic detection device in which the removing means 7 is further added to the magnetic sensor 1 connected to the mixed signal output means 2.
【００５７】除去手段７は、図１３に示すように、端子
Ｃ１が混合信号出力手段２と接続された磁気コイルの端
子Ｃ２と接続される可変直流電圧源２６と、磁気コイル
１２の上記一端子と接続され当該磁気コイル１２から出
力する混合信号Ｖ0 に対して正或は負のピーク検波を行
う検波回路２７とを備え、可変直流電圧源２６の直流電
圧値Ｖ0 ｓを調整することにより検波回路２７から出力
された電気信号Ｖ0 ｄから交流バイアス磁界に応じた電
気信号Ｖ0 ｂを除去して外部磁界Ｈｅｘの変化に応じた
電気信号Ｖ0 ｅｘのみを取り出して出力するものであ
る。As shown in FIG. 13, the removing means 7 has a variable DC voltage source 26 whose terminal C1 is connected to the terminal C2 of the magnetic coil connected to the mixed signal output means 2 and the one terminal of the magnetic coil 12. And a detection circuit 27 that is connected to the magnetic coil 12 and performs positive or negative peak detection for the mixed signal V 0 output from the magnetic coil 12, and adjusts the DC voltage value V 0 s of the variable DC voltage source 26. in which the electrical signal V 0 ex only taken out to output in response to changes in the external magnetic field Hex to remove electrical signal V 0 b corresponding to the AC bias magnetic field from the electric signal V 0 d output from the detection circuit 27 .
【００５８】この除去手段７は、可変直流電圧源２６の
信号源インピーダンスＲ0 ｓの影響を除去するためのエ
ミッタフォロアとしてトランジスタＱ３を配し、このト
ランジスタＱ３のエミッタに磁気コイル１２の端子Ｃ２
がコモン端子として接続される。さらに、除去手段７
は、検波回路２７から出力された電気信号Ｖ0 ｄを以下
に示すように増幅するために、オペアンプ２８，基準直
流電圧源２９，及び抵抗Ｒ３〜Ｒ６を有して構成されて
いる。The removing means 7 has a transistor Q3 as an emitter follower for removing the influence of the signal source impedance R 0 s of the variable DC voltage source 26, and the emitter of the transistor Q3 has a terminal C2 of the magnetic coil 12.
Is connected as a common terminal. Furthermore, the removing means 7
Includes an operational amplifier 28, a reference DC voltage source 29, and resistors R3 to R6 for amplifying the electric signal V 0 d output from the detection circuit 27 as shown below.
【００５９】混合信号出力手段２から端子Ｃ１に出力さ
れる混合信号Ｖ0 が正或は負のピーク検波を行う検波回
路２７に直流直結で入力され、直流の電気信号Ｖ0 ｄが
得られる。これが基準直流電圧源２９及び抵抗Ｒ３〜Ｒ
６にて直流増幅され、電気信号Ｖ0 ｔが得られる。通常
では、Ｒ３＝Ｒ５，Ｒ４＝Ｒ６となるように各抵抗値が
設定され、このときの電気信号Ｖ0 ｔは、
Ｖ0 ｔ＝（Ｒ４／Ｒ３）・（Ｖ0 ｄ−Ｖｒｅｆ）＋Ｖｒ
ｅｆ
となる。The mixed signal V 0 output from the mixed signal output means 2 to the terminal C1 is directly connected to the detection circuit 27 which performs positive or negative peak detection to obtain a DC electric signal V 0 d. This is the reference DC voltage source 29 and the resistors R3 to R.
DC amplification is performed at 6 to obtain an electric signal V 0 t. Normally, the resistance values are set so that R3 = R5 and R4 = R6, and the electric signal V 0 t at this time is V 0 t = (R4 / R3) · (V 0 d−Vref) + Vr
ef.
【００６０】ここで、除去手段７において正のピーク検
波を行う場合の電気信号Ｖ0 と電気信号Ｖ0 ｄのタイム
チャートを図１４に示す。FIG. 14 shows a time chart of the electric signal V 0 and the electric signal V 0 d when the removing means 7 performs positive peak detection.
【００６１】電気信号Ｖ0 の直流電圧値Ｖｓを中心に電
気信号Ｖ0 ｂが振れ、この振幅変化量が電気信号Ｖ0 ｅ
ｘとなる。したがって、電気信号Ｖ0 ｄが外部磁界Ｈｅ
ｘ＝０のとき基準直流電圧源２９の基準電圧値がＶｒｅ
ｆとなるように可変直流電圧源２６の直流電圧値Ｖ0 ｓ
を調整することにより、すなわちＶ0 ｄ＝Ｖｒｅｆとな
るように可変直流電圧源２６を調整することにより、電
気信号Ｖ0 ｔと基準電圧値Ｖｒｅｆとが等しくなる。こ
のとき、電気信号Ｖ0 ｅｘは外部磁界Ｈｅｘの変化に応
じて基準電圧値Ｖｒｅｆを中心に振れることになり、し
たがって電気信号Ｖ0 から電気信号Ｖ0 ｂを除去して必
要な電気信号Ｖ0 ｅｘのみを得ることが可能となる。[0061] Electrical signals V 0 b shake around the DC voltage value Vs of the electric signal V 0, the amplitude change amount is an electric signal V 0 e
x. Therefore, the electric signal V 0 d is equal to the external magnetic field He.
When x = 0, the reference voltage value of the reference DC voltage source 29 is Vre
DC voltage value V 0 s of the variable DC voltage source 26 such that
Is adjusted, that is, by adjusting the variable DC voltage source 26 so that V 0 d = Vref, the electric signal V 0 t becomes equal to the reference voltage value Vref. At this time, an electric signal V 0 ex is the external magnetic field Hex will be swing around the reference voltage value Vref in response to changes in, and thus the electrical signal V 0 required to remove the electrical signal V 0 b from the electric signal V 0 Only ex can be obtained.
【００６２】なお、ここでは除去手段７において正のピ
ーク検波を行う場合について示したが、負のピーク検波
を行う場合でも、上述と同様に電気信号Ｖ0 から電気信
号Ｖ0 ｂを除去して必要な電気信号Ｖ0 ｅｘのみを得る
ことができる。[0062] Here, there is shown, the case of positive peak detection in the removal unit 7, even when performing negative peak detection and removal of the electric signal V 0 b from the electric signal V 0 in the same manner as described above Only the required electrical signal V 0 ex can be obtained.
【００６３】このように、本第２の実施の形態の磁気探
知装置においては、本第１の実施の形態の場合と同様
に、混合信号出力手段２により磁気センサ１の磁気コイ
ル１２に直流電流Ｉｂと交流電流ｉｂを供給すると磁性
体１１に直流バイアス磁界Ｈｂと交流バイアス磁界とが
共に発生し、当該磁性体１１がその長手方向に磁化され
る。この場合、外部磁界Ｈｅｘの変化に応じた電気信号
Ｖ0 ｅｘは、外部磁界Ｈｅｘに比例し、当該外部磁界Ｈ
ｅｘと直流バイアス磁界Ｈｂとのなす角θに依存する。
すなわち、外部磁界のうち上記磁性体の長手方向成分の
みが検出され、この電気信号Ｖ0 ｅｘは方位情報を有し
ている。このとき磁気コイル１２から出力される混合信
号Ｖ0 はこの外部磁界Ｈｅｘの変化に応じた電気信号Ｖ
0 ｅｘに交流バイアス磁界に応じた電気信号Ｖ0 ｂが重
畳されたものである。As described above, in the magnetic detection device of the second embodiment, as in the case of the first embodiment, the DC signal is applied to the magnetic coil 12 of the magnetic sensor 1 by the mixed signal output means 2. When Ib and the alternating current ib are supplied, both the DC bias magnetic field Hb and the AC bias magnetic field are generated in the magnetic body 11, and the magnetic body 11 is magnetized in its longitudinal direction. In this case, the electric signal V 0 ex according to the change of the external magnetic field Hex is proportional to the external magnetic field Hex,
It depends on the angle θ formed between ex and the DC bias magnetic field Hb.
That is, only the longitudinal component of the magnetic material in the external magnetic field is detected, and the electric signal V 0 ex has azimuth information. At this time, the mixed signal V 0 output from the magnetic coil 12 is the electric signal V 0 according to the change of the external magnetic field Hex.
The electric signal V 0 b corresponding to the AC bias magnetic field is superimposed on 0 ex.
【００６４】そして、除去手段７において、混合信号出
力手段２から出力された混合信号Ｖ0 から交流バイアス
磁界Ｈｂに応じた電気信号Ｖ0 ｂが除去されて外部磁界
Ｈｅｘの変化に応じた電気信号Ｖ0 ｅｘのみが取り出さ
れて出力されるために、高感度な磁気探知が実現される
ことになる。Then, the removing means 7 removes the electric signal V 0 b corresponding to the AC bias magnetic field Hb from the mixed signal V 0 output from the mixed signal output means 2 to change the external magnetic field Hex. Since only V 0 ex is taken out and outputted, highly sensitive magnetic detection is realized.
【００６５】第３の実施の形態
続いて、第３の実施の形態に係る磁気検知装置について
説明する。この磁気検知装置は、第１の実施の形態に係
る磁気と検知装置ほぼ同様の構造を有するが、その構成
要素である磁気センサ及び除去手段が若干異なる点で相
違する。なお、第１の実施の形態に示した部材等と同一
のものについては同符号を記して説明を省略する。 Third Embodiment Next, a magnetic detection device according to a third embodiment will be described. This magnetic detection device has substantially the same structure as the magnetism and the detection device according to the first embodiment, but differs in that the magnetic sensor and the removing means, which are the constituent elements, are slightly different. The same members as those shown in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【００６６】この磁気検知装置の構成要素である磁気セ
ンサ４は、図１５に示すように、リボン状或はワイヤ状
とされた長尺の磁性体１１と、各々同方向に巻線が施さ
れてなる２種の磁気コイル１２ａ，１２ｂとから構成さ
れている。As shown in FIG. 15, the magnetic sensor 4, which is a component of this magnetic detection device, has a long magnetic body 11 in the form of a ribbon or a wire and is wound in the same direction. It is composed of two types of magnetic coils 12a and 12b.
【００６７】そして、混合信号出力手段２に接続された
磁気センサ４に対して、更に除去手段８が付加された当
該磁気探知装置を図１６に示す。FIG. 16 shows the magnetic detection device in which the removing means 8 is further added to the magnetic sensor 4 connected to the mixed signal output means 2.
【００６８】この除去手段８は、各磁気コイル１２ａ，
１２ｂに供給される直流電流をそれぞれ相異なる方向に
調節し、それぞれの磁気コイル１２ａ，１２ｂから出力
する各混合信号Ｖ0 １，Ｖ0 ２を順次検波し、当該各混
合信号Ｖ0 １，Ｖ0 ２の差動を取ることにより外部磁界
Ｈｅｘの変化に応じた電気信号Ｖ0 ｅｘのみを取り出し
て出力するものである。The removing means 8 includes magnetic coils 12a,
Adjust the direct current supplied to 12b in different directions, each of the magnetic coils 12a, sequentially detects the respective mixed signal V 0 1, V 0 2 output from 12b, the respective mixed signal V 0 1, V 0 by taking the second differential in which the electrical signal V 0 ex only taken out to output in response to changes in the external magnetic field Hex.
【００６９】この除去手段８は、スイッチとして用いら
れ各磁気コイル１２ａ，１２ｂに直流電流Ｉｂを順次供
給するトランジスタＱ３，Ｑ４と、各混合信号Ｖ0 １，
Ｖ0２の検波を行う検波回路３１と、混合信号Ｖ0 １，
Ｖ0 ２の差動を行う差動アンプ３２とから構成されてい
る。The removing means 8 is used as a switch, and the transistors Q3 and Q4 for sequentially supplying the DC current Ib to the magnetic coils 12a and 12b and the mixed signals V 0 1,
A detection circuit 31 for detecting V 0 2, and a mixed signal V 0 1,
And a differential amplifier 32 that performs V 0 2 differential.
【００７０】ここでは、混合信号出力手段２のトランジ
スタＱ１，Ｑ２のベースが入力、コレクタが出力、エミ
ッタがコモンのエミッタ接地アンプとしてそれぞれ各磁
気コイル１２ａ，１２ｂに接続されている。Here, the bases of the transistors Q1 and Q2 of the mixed signal output means 2 are connected to the magnetic coils 12a and 12b, respectively, as an emitter-grounded amplifier having an input, a collector and an common emitter.
【００７１】この除去手段８において、トランジスタＱ
３がオフ、トランジスタＱ４がオンのとき、磁気コイル
１２ａに直流電流Ｉｂ及び交流電流ｉｂが供給され、当
該磁気コイル１２ａから電気信号Ｖ0 １が出力される。
この場合、トランジスタＱ２がオフの状態にあるために
磁気コイル１２ｂには各電流は供給されない。In this removing means 8, the transistor Q
When 3 is off and the transistor Q4 is on, the DC current Ib and the AC current ib are supplied to the magnetic coil 12a, and the electric signal V 0 1 is output from the magnetic coil 12a.
In this case, each current is not supplied to the magnetic coil 12b because the transistor Q2 is off.
【００７２】一方、トランジスタＱ４がオフ、トランジ
スタＱ３がオンのとき、磁気コイル１２ｂに直流電流Ｉ
ｂ及び交流電流ｉｂが供給され、当該磁気コイル１２ｂ
から電気信号Ｖ0 ２が出力される。この場合、トランジ
スタＱ１がオフの状態にあるために磁気コイル１２ａに
は各電流は供給されない。On the other hand, when the transistor Q4 is off and the transistor Q3 is on, a direct current I is applied to the magnetic coil 12b.
b and the alternating current ib are supplied to the magnetic coil 12b.
Outputs an electrical signal V 0 2. In this case, each current is not supplied to the magnetic coil 12a because the transistor Q1 is off.
【００７３】したがって、この除去手段８によれば、各
磁気コイル１２ａ，１２ｂに直流電流Ｉｂを順次供給す
ることが可能である。このとき、上記第１の実施の形態
と同様に、各混合信号Ｖ0 １，Ｖ0 ２を同時に出力させ
ることはできないため、検波回路３１において検波を行
った後に、作動アンプ３２において各混合信号Ｖ0 １，
Ｖ0 ２の差動を取り、所望の外部磁界Ｈｅｘの２倍の振
幅をもつ交流出力のみが得られることになる。Therefore, according to the removing means 8, the direct current Ib can be sequentially supplied to the magnetic coils 12a and 12b. At this time, as in the first embodiment, the mixed signals V 0 1 and V 0 2 cannot be output at the same time. Therefore, after the detection is performed by the detection circuit 31, the mixed signals V 0 1 and V 0 2 are output by the operational amplifier 32. V 0 1,
Take V 0 2 of the differential, and only the AC output having twice the amplitude of the desired external magnetic field Hex is obtained.
【００７４】ここで、各磁気コイル１２ａ，１２ｂの一
方の端子をコモンとして用いているため、いわゆるセン
ター・タップ化を行うことにより端子を３端子とするこ
とが可能である。Here, since one terminal of each magnetic coil 12a, 12b is used as a common, it is possible to make the terminal three terminals by performing so-called center tapping.
【００７５】なお、ここでは磁気コイル１２ａ，１２ｂ
を各々同方向に巻線が施されて形成されたものとした
が、巻回方向の相異なる２種の磁気コイルとしてもよ
い。この場合、各磁気コイルに供給される直流電流Ｉｂ
を同方向に調節し、それぞれの磁気コイルから出力する
各混合信号Ｖ0 １，Ｖ0 ２を順次検波し、当該各混合信
号Ｖ0 １，Ｖ0 ２の差動を取ることにより外部磁界Ｈｅ
ｘの変化に応じた電気信号Ｖ0 ｅｘのみを取り出して出
力するように上記除去手段を構成すればよい。The magnetic coils 12a and 12b are used here.
However, two kinds of magnetic coils having different winding directions may be used. In this case, the direct current Ib supplied to each magnetic coil
Are adjusted in the same direction, the mixed signals V 0 1 and V 0 2 output from the respective magnetic coils are sequentially detected, and the mixed signals V 0 1 and V 0 2 are differentiated to obtain the external magnetic field He.
The removing means may be configured to extract and output only the electric signal V 0 ex corresponding to the change in x.
【００７６】このように、本第３の実施の形態の磁気探
知装置においては、本第１の実施の形態の場合と同様
に、混合信号出力手段２により磁気センサ４の各磁気コ
イル１２ａ，１２ｂに直流電流Ｉｂと交流電流ｉｂを供
給すると磁性体１１に直流バイアス磁界Ｈｂと交流バイ
アス磁界とが共に発生し、当該磁性体１１がその長手方
向に磁化される。この場合、外部磁界Ｈｅｘの変化に応
じた電気信号Ｖ0 ｅｘは、外部磁界Ｈｅｘに比例し、当
該外部磁界Ｈｅｘと直流バイアス磁界Ｈｂとのなす角θ
に依存する。すなわち、外部磁界のうち上記磁性体の長
手方向成分のみが検出され、この電気信号Ｖ0 ｅｘは方
位情報を有している。このとき各磁気コイル１２ａ，１
２ｂから出力される混合信号Ｖ0 はこの外部磁界Ｈｅｘ
の変化に応じた電気信号Ｖ0 ｅｘに交流バイアス磁界に
応じた電気信号Ｖ0 ｂが重畳されたものである。As described above, in the magnetic detection device of the third embodiment, as in the case of the first embodiment, the mixed signal output means 2 causes the magnetic coils 12a and 12b of the magnetic sensor 4 to be used. When a DC current Ib and an AC current ib are supplied to the magnetic body 11, both a DC bias magnetic field Hb and an AC bias magnetic field are generated in the magnetic body 11, and the magnetic body 11 is magnetized in its longitudinal direction. In this case, the electric signal V 0 ex according to the change of the external magnetic field Hex is proportional to the external magnetic field Hex, and the angle θ formed by the external magnetic field Hex and the DC bias magnetic field Hb.
Depends on. That is, only the longitudinal component of the magnetic material in the external magnetic field is detected, and the electric signal V 0 ex has azimuth information. At this time, each magnetic coil 12a, 1
The mixed signal V 0 output from 2b is the external magnetic field Hex.
The electric signal V 0 ex corresponding to the change of the electric current is superposed with the electric signal V 0 b corresponding to the AC bias magnetic field.
【００７７】そして、除去手段８において、混合信号出
力手段２から出力された混合信号Ｖ0 から交流バイアス
磁界Ｈｂに応じた電気信号Ｖ0 ｂが除去されて外部磁界
Ｈｅｘの変化に応じた電気信号Ｖ0 ｅｘの２倍の振幅を
もつ交流出力のみが取り出されて出力されるために、高
感度な磁気探知が実現されることになる。Then, the removing means 8 removes the electric signal V 0 b corresponding to the AC bias magnetic field Hb from the mixed signal V 0 output from the mixed signal outputting means 2 to change the external magnetic field Hex. Since only the AC output having an amplitude twice V 0 ex is taken out and outputted, highly sensitive magnetic detection is realized.
【００７８】第４の実施の形態
続いて、第４の実施の形態に係る磁気検知装置について
説明する。この磁気検知装置は、第１の実施の形態に係
る磁気と検知装置ほぼ同様の構造を有するが、その構成
要素である磁気センサ及びその配置、並びに除去手段が
若干異なる点で相違する。なお、第１の実施の形態に示
した部材等と同一のものについては同符号を記して説明
を省略する。 Fourth Embodiment Next, a magnetic detection device according to a fourth embodiment will be described. This magnetism detection device has a structure similar to that of the magnetism and the detection device according to the first embodiment, but is different in that the constituent magnetic sensor and its arrangement, and the removing means are slightly different. The same members as those shown in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【００７９】この磁気検知装置は、磁気センサ１と同様
な磁気センサを２本有している。すなわち、各磁気セン
サ１ａ，１ｂが、図１７に示すように、リボン状或はワ
イヤ状とされた長尺の磁性体１１と、当該磁性体１１に
銅線等の線材がそれぞれ同方向に巻回されてなる磁気コ
イル１２とからそれぞれ構成されている。This magnetic detection device has two magnetic sensors similar to the magnetic sensor 1. That is, as shown in FIG. 17, each magnetic sensor 1a, 1b has a long magnetic body 11 in the form of a ribbon or a wire, and a wire rod such as a copper wire wound around the magnetic body 11 in the same direction. And a magnetic coil 12 that is rotated.
【００８０】そして、除去手段９は、各磁気センサ１
ａ，１ｂの磁気コイル１２に供給される直流電流Ｉｂを
それぞれ相異なる方向に調節し、それぞれの磁気コイル
１２から出力する各混合信号Ｖ0 １，Ｖ0 ２の差動を取
ることにより外部磁界Ｈｅｘの変化に応じた電気信号Ｖ
0 ｅｘのみを取り出して出力するものである。Then, the removing means 9 is used for each magnetic sensor 1
The direct current Ib supplied to the magnetic coils 12 of a and 1b is adjusted in different directions, and the mixed signals V 0 1 and V 0 2 output from the magnetic coils 12 are differentiated to obtain an external magnetic field. Electric signal V according to the change of Hex
Only 0 ex is extracted and output.
【００８１】具体的に、各混合信号出力手段２のトラン
ジスタＱ２のコレクタに一端子が接続された各磁気セン
サ１ａ，１ｂに対して、更に除去手段９が付加された当
該磁気探知装置を図１８に示す。Specifically, FIG. 18 shows the magnetic detection device in which the removing means 9 is further added to each of the magnetic sensors 1a and 1b whose one terminal is connected to the collector of the transistor Q2 of each mixed signal output means 2. Shown in.
【００８２】この除去手段８は、各混合信号Ｖ0 １，Ｖ
0 ２の差動を取るための差動アンプ３３を有して構成さ
れている。この場合、各混合信号出力手段２から各磁気
センサ１ａ，１ｂの磁気コイル１２に供給される直流電
流Ｉｂが互いに相異なる方向に流れるように設定されて
おり、したがって各磁気センサ１ａ，１ｂの磁性体１１
には互いに逆方向の直流バイアス磁界Ｈｂが印加される
ことになる。そして、差動アンプ３３において各磁気コ
イル１２から出力された混合信号Ｖ0 １，Ｖ0２の差動
が取られて外部磁界Ｈｅｘの変化に応じた電気信号Ｖ0
ｅｘの２倍の振幅をもつ交流出力のみが得られることに
なる。This removing means 8 is arranged so that each mixed signal V 0 1, V
The differential amplifier 33 is provided for taking the differential of 0 2. In this case, the direct currents Ib supplied from the mixed signal output means 2 to the magnetic coils 12 of the magnetic sensors 1a and 1b are set so as to flow in mutually different directions. Therefore, the magnetism of the magnetic sensors 1a and 1b is set. Body 11
The DC bias magnetic fields Hb in opposite directions are applied to the. Then, in the differential amplifier 33, the mixed signals V 0 1 and V 0 2 output from the respective magnetic coils 12 are differentially obtained, and the electric signal V 0 according to the change of the external magnetic field Hex.
Only an AC output with twice the amplitude of ex will be obtained.
【００８３】このように、本第４の実施の形態の磁気探
知装置においては、本第１の実施の形態の場合と同様
に、混合信号出力手段２により各磁気センサ１ａ，１ｂ
の磁気コイル１２に直流電流Ｉｂと交流電流ｉｂを供給
すると磁性体１１に直流バイアス磁界Ｈｂと交流バイア
ス磁界とが共に発生し、当該磁性体１１がその長手方向
に磁化される。この場合、外部磁界Ｈｅｘの変化に応じ
た電気信号Ｖ0 ｅｘは、外部磁界Ｈｅｘに比例し、当該
外部磁界Ｈｅｘと直流バイアス磁界Ｈｂとのなす角θに
依存する。すなわち、外部磁界のうち上記磁性体の長手
方向成分のみが検出され、この電気信号Ｖ0 ｅｘは方位
情報を有している。このとき各磁気コイル１２ａ，１２
ｂから出力される混合信号Ｖ0 はこの外部磁界Ｈｅｘの
変化に応じた電気信号Ｖ0 ｅｘに交流バイアス磁界に応
じた電気信号Ｖ0 ｂが重畳されたものである。As described above, in the magnetic detection apparatus according to the fourth embodiment, as in the case of the first embodiment, the mixed signal output means 2 causes the magnetic sensors 1a and 1b to operate.
When the DC current Ib and the AC current ib are supplied to the magnetic coil 12, the DC bias magnetic field Hb and the AC bias magnetic field are both generated in the magnetic body 11, and the magnetic body 11 is magnetized in its longitudinal direction. In this case, the electric signal V 0 ex according to the change of the external magnetic field Hex is proportional to the external magnetic field Hex and depends on the angle θ formed between the external magnetic field Hex and the DC bias magnetic field Hb. That is, only the longitudinal component of the magnetic material in the external magnetic field is detected, and the electric signal V 0 ex has azimuth information. At this time, the magnetic coils 12a, 12
The mixed signal V 0 output from b is the electric signal V 0 ex corresponding to the change of the external magnetic field Hex and the electric signal V 0 b corresponding to the AC bias magnetic field superimposed.
【００８４】そして、除去手段９において、混合信号出
力手段２から出力された混合信号Ｖ0 から交流バイアス
磁界Ｈｂに応じた電気信号Ｖ0 ｂが除去されて外部磁界
Ｈｅｘの変化に応じた電気信号Ｖ0 ｅｘの２倍の振幅を
もつ交流出力のみが取り出されて出力されるために、高
感度な磁気探知が実現されることになる。Then, the removing means 9 removes the electric signal V 0 b corresponding to the AC bias magnetic field Hb from the mixed signal V 0 output from the mixed signal outputting means 2 to change the external magnetic field Hex. Since only the AC output having an amplitude twice V 0 ex is taken out and outputted, highly sensitive magnetic detection is realized.
【００８５】以上、本発明を適用した実施の形態につい
て説明してきたが、本発明がこれらの実施の形態に限定
されるわけではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で
形状、材質、寸法等、任意に変更することが可能であ
る。Although the embodiments to which the present invention is applied have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and the shapes, materials, dimensions, etc. are within the scope of the present invention. , Can be changed arbitrarily.
【００８６】[0086]
【実施例】以下、上記第１の実施の形態に示した磁気探
知装置を、地磁気の方位を検出する地磁気方位検知装置
として用いた具体的な実施例について説明する。なお、
第１の実施の形態に示した部材等と同一のものについて
は同符号を記して説明を省略する。EXAMPLES A specific example in which the magnetic detection device shown in the first embodiment is used as a geomagnetic direction detection device for detecting the geomagnetic direction will be described below. In addition,
The same members as those shown in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【００８７】この地磁気方位検知装置は、互いに直交す
るＸ軸方向とＹ軸方向の地磁気方位出力Ｖ0 ｅＸ，Ｖ0
ｅＹを得るために、少なくとも互いに直交する２本の磁
気センサを配置する必要がある。This geomagnetic direction detector detects the geomagnetic direction output V 0 eX, V 0 in the X-axis direction and the Y-axis direction which are orthogonal to each other.
In order to obtain eY, it is necessary to arrange at least two magnetic sensors that are orthogonal to each other.
【００８８】本実施例の地磁気方位検知装置において
は、図１９に示すように、磁気センサ１と同様のもにを
用いて、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の地磁気方位出力Ｖ0 ｅ
Ｘ，Ｖ0 ｅＹをそれぞれ検出するための磁気センサ５
ａ，５ｂが互いに直交するように配置されている。In the geomagnetic direction detector of this embodiment, as shown in FIG. 19, a geomagnetic direction output V 0 e in the X-axis direction and the Y-axis direction is used by using a device similar to the magnetic sensor 1.
Magnetic sensor 5 for detecting X and V 0 eY, respectively
a and 5b are arranged so as to be orthogonal to each other.
【００８９】ここで、各地磁気方位出力Ｖ0 ｅＸ，Ｖ0
ｅＹと地磁気ＨｅとＸ軸方向検出用の磁気センサ５ａの
印加される直流バイアス磁界Ｈｂとななす角θとの関係
について図２０に示す。ここでは、地磁気Ｈｅの方向と
直流バイアス磁界Ｈｂの方向が同一であるときに方位が
０゜となるものと規定されている。Here, each magnetic direction output V 0 eX, V 0
FIG. 20 shows the relationship between eY, the geomagnetism He, and the angle θ formed by the DC bias magnetic field Hb applied by the magnetic sensor 5a for detecting the X-axis direction. Here, it is defined that the azimuth is 0 ° when the direction of the geomagnetism He and the direction of the DC bias magnetic field Hb are the same.
【００９０】各地磁気方位出力Ｖ0 ｅＸ，Ｖ0 ｅＹは地
磁気Ｈｅの方位により変化する。すなわち、各地磁気方
位出力Ｖ0 ｅＸ，Ｖ0 ｅＹは、
Ｖ0 ｅＸ＝α・Ｈｅ・ｃｏｓθ
Ｖ0 ｅＸ＝α・Ｈｅ・ｓｉｎθ
となる。The local magnetic azimuth outputs V 0 eX and V 0 eY change depending on the azimuth of the geomagnetism He. That is, the magnetic azimuth outputs V 0 eX and V 0 eY are as follows: V 0 eX = α · He · cos θ V 0 eX = α · He · sin θ
【００９１】この場合、Ｖ0 ｅＹとＶ0 ｅＸとの比Ｖ0
ｅＹ／Ｖ0 ｅＸは、これら出力がＨｅ・ｓｉｎθ、Ｈｅ
・ｃｏｓθに比例することから、ｓｉｎθ／ｃｏｓθで
表わすことができる。In this case, the ratio V 0 of V 0 eY and V 0 eX is V 0
In eY / V 0 eX, these outputs are He · sin θ and He.
Since it is proportional to cos θ, it can be expressed as sin θ / cos θ.
【００９２】
Ｖ0 ｅＹ／Ｖ0 ｅＸ＝ｓｉｎθ／ｃｏｓθ＝ｔａｎθ
このとき、
θ＝ｔａｎ-1（Ｖ0 ｅＹ／Ｖ0 ｅＸ）
（ただし、０≦θ≦１８０゜のときＶ0 ｅＹ≧０、１８
０゜＜θ＜３６０゜のときＶ0 ｅＹ＜０である。）とな
る。したがって、地磁気Ｈｅの方位θを知ることができ
る。V 0 eY / V 0 eX = sin θ / cos θ = tan θ At this time, θ = tan −1 (V 0 eY / V 0 eX) (where 0 ≦ θ ≦ 180 °, V 0 eY ≧ 0, 18
When 0 ° <θ <360 °, V 0 eY <0. ). Therefore, the azimuth θ of the geomagnetism He can be known.
【００９３】続いて、混合信号出力手段２に接続された
各磁気センサ５ａ，５ｂに対して、更に除去手段１０ａ
が付加された磁気探知装置を図２１に示す。Subsequently, with respect to each of the magnetic sensors 5a and 5b connected to the mixed signal output means 2, the removing means 10a is further added.
FIG. 21 shows a magnetic detection device to which is added.
【００９４】スイッチとして用いられるトランジスタＱ
３Ａ〜Ｑ６Ａ，Ｑ３Ｂ〜Ｑ６Ｂと、各磁気センサ５ａ，
５ｂの磁気コイル１２に供給する直流バイアス電流Ｉｂ
を切り換えるための切換信号発生器３７と、各混合信号
Ｖ0 １，Ｖ0 ２の検波を行う検波回路３４と、混合信号
Ｖ0 １，Ｖ0 ２の差動を行う各差動アンプ３５，３６と
から構成されている。Transistor Q used as a switch
3A to Q6A, Q3B to Q6B, and the magnetic sensors 5a,
DC bias current Ib supplied to the magnetic coil 12 of 5b
A switching signal generator 37 for switching, a detection circuit 34 for detection of each mixed signal V 0 1, V 0 2, mixed signal V 0 1, V 0 the differential amplifier 35 for 2 differential, And 36.
【００９５】ここで、トランジスタＱ３Ａ〜Ｑ６ＡはＸ
軸方向検出用の磁気センサ５ａのスイッチとして、トラ
ンジスタＱ３Ｂ〜Ｑ６ＢはＹ軸方向検出用の磁気センサ
５ｂのスイッチとして機能する。また、混合信号出力手
段２のトランジスタＱ１Ａ，Ｑ１Ｂはカレントミラーと
され、これらトランジスタＱ１Ａ，Ｑ１Ｂには同一の電
流が流れることになる。さらに、トランジスタＱ３Ａ，
Ｑ４Ａ及びＱ３Ｂ，Ｑ４Ｂはそれぞれカスコード接続の
役割も果している。Here, the transistors Q3A to Q6A are X
As the switch of the magnetic sensor 5a for detecting the axial direction, the transistors Q3B to Q6B function as the switch of the magnetic sensor 5b for detecting the Y-axis direction. The transistors Q1A and Q1B of the mixed signal output means 2 are current mirrors, and the same current flows through these transistors Q1A and Q1B. Furthermore, the transistor Q3A,
Q4A, Q3B, and Q4B also play the role of cascode connection, respectively.
【００９６】なお、各地磁気方位出力Ｖ0 ｅＸ，Ｖ0 ｅ
Ｙは同様な回路によって出力されるものであるので、こ
こでは地磁気方位出力Ｖ0 ｅＸを検出する場合について
のみ説明することにする。The magnetic azimuth direction output V 0 eX, V 0 e
Since Y is output by a similar circuit, only the case of detecting the geomagnetic direction output V 0 eX will be described here.
【００９７】この除去手段１０ａにおいて、トランジス
タＱ３Ａ，Ｑ６Ａがオフ、トランジスタＱ４Ａ，Ｑ５Ａ
がオンのとき、図２１中の方向１の向きに直流電流Ｉｂ
が流れ、トランジスタＱ４Ａ，Ｑ５Ａがオフ、トランジ
スタＱ３Ａ，Ｑ６Ａがオンのとき、図２１中の方向２の
向きに直流電流Ｉｂが流れる。したがって、この除去手
段１０ａによれば、直流電流Ｉｂの向きを反転させるこ
とが可能である。各混合信号Ｖ0 １，Ｖ0 ２は磁気セン
サ５ａの端子電圧、すなわち磁気センサの構成要素であ
る磁気コイル１２の端子Ｃ１−Ｃ２間の電圧である。上
述のように、各混合信号Ｖ0 １，Ｖ0 ２を同時に出力さ
せることはできないため、検波回路３４において検波を
行った後に、作動アンプ３５において各混合信号Ｖ
0 １，Ｖ0 ２の差動を取り、所望の地磁気Ｈｅの変化に
応じた地磁気方位出力Ｖ0 ｅＸの２倍の振幅をもつ交流
出力のみが得られることになる。In this removing means 10a, the transistors Q3A and Q6A are turned off and the transistors Q4A and Q5A are turned off.
21 is turned on, the direct current Ib is directed in the direction 1 in FIG.
When the transistors Q4A and Q5A are off and the transistors Q3A and Q6A are on, the DC current Ib flows in the direction 2 in FIG. Therefore, according to the removing means 10a, it is possible to reverse the direction of the direct current Ib. Each of the mixed signals V 0 1 and V 0 2 is a terminal voltage of the magnetic sensor 5a, that is, a voltage between the terminals C1 and C2 of the magnetic coil 12 which is a component of the magnetic sensor. As described above, since the mixed signals V 0 1 and V 0 2 cannot be output at the same time, after the detection is performed by the detection circuit 34, the mixed signals V 0 are generated by the operational amplifier 35.
By taking the differential between 0 0 and V 0 2, only an AC output having an amplitude twice the geomagnetic direction output V 0 eX according to the desired change in the geomagnetic He is obtained.
【００９８】なお、当該地磁気方位探知装置としては、
そのＸ軸検出用回路とＹ軸検出用回路を共通化したもの
を用いてもよい。すなわち、図２２に示すように、混合
信号出力手段２において各磁気センサ５ａ，５ｂを駆動
するトランジスタをトランジスタＱ１のみに共通化し、
さらに直流電流Ｉｂの方向を反転させるためのトランジ
スタをトランジスタＱ３〜Ｑ８に共通化する。Incidentally, as the geomagnetic azimuth detecting apparatus,
The X-axis detecting circuit and the Y-axis detecting circuit may be used in common. That is, as shown in FIG. 22, in the mixed signal output means 2, the transistors for driving the magnetic sensors 5a and 5b are shared by only the transistor Q1.
Further, the transistors for inverting the direction of the direct current Ib are shared by the transistors Q3 to Q8.
【００９９】この場合、地磁気方位出力Ｖ0 ｅＸを検出
するときには、トランジスタＱ３〜Ｑ６が動作し、トラ
ンジスタＱ７，Ｑ８はオフの状態とされる。また、地磁
気方位出力Ｖ0 ｅＹを検出するときには、トランジスタ
Ｑ５〜Ｑ８が動作し、トランジスタＱ３，Ｑ４はオフの
状態とされる。その他の動作については上述の場合と同
様である。In this case, when the geomagnetic direction output V 0 eX is detected, the transistors Q3 to Q6 operate and the transistors Q7 and Q8 are turned off. When detecting the geomagnetic direction output V 0 eY, the transistors Q5 to Q8 are operated and the transistors Q3 and Q4 are turned off. Other operations are the same as the above case.
【０１００】[0100]
【発明の効果】本発明によれば、実用的な感度を有し、
しかも小型化、低価格化が容易な磁気探知装置及び実用
的な感度をもって外部磁界を検知する磁気探知方法を提
供することが可能となる。According to the present invention, it has a practical sensitivity,
Moreover, it is possible to provide a magnetic detection device that can be easily reduced in size and cost and a magnetic detection method that detects an external magnetic field with practical sensitivity.
【図１】本発明を適用した第１の実施の形態に係る磁気
探知装置の構成要素である磁気センサを模式的に示す正
面図である。FIG. 1 is a front view schematically showing a magnetic sensor that is a component of a magnetic detection device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】磁気コイルの励磁電流周波数とインピーダンス
との関係を示す特性図である。FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between an exciting current frequency of a magnetic coil and impedance.
【図３】外部磁界と磁気コイルの交流抵抗との関係を示
す特性図である。FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between an external magnetic field and an AC resistance of a magnetic coil.
【図４】磁気探知装置の構成要素である混合信号出力手
段を模式的に示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram schematically showing mixed signal output means that is a component of the magnetic detection device.
【図５】混合信号出力手段によって得られた電気信号波
形を示す特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing an electric signal waveform obtained by a mixed signal output means.
【図６】磁性体の長手方向に生じる磁化をベクトル表示
した特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram in which the magnetization generated in the longitudinal direction of the magnetic body is displayed as a vector.
【図７】磁気コイルに図５の場合と逆方向に直流電流を
供給した場合において、混合信号出力手段によって得ら
れた電気信号波形を示す特性図である。FIG. 7 is a characteristic diagram showing an electric signal waveform obtained by the mixed signal output means when a direct current is supplied to the magnetic coil in the opposite direction to the case of FIG.
【図８】磁気コイルに図６の場合と逆方向に直流電流を
供給した場合において、磁性体の長手方向に生じる磁化
をベクトル表示した特性図である。FIG. 8 is a characteristic diagram in which magnetization generated in the longitudinal direction of the magnetic body is expressed as a vector when a direct current is supplied to the magnetic coil in the direction opposite to that of FIG.
【図９】方位角と出力電圧との関係を示す特性図であ
る。FIG. 9 is a characteristic diagram showing a relationship between an azimuth angle and an output voltage.
【図１０】第１の実施の形態において、混合信号出力手
段に接続された磁気センサに対して、更に除去手段が付
加された磁気探知装置を模式的に示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram schematically showing a magnetic detection device in which removal means is further added to the magnetic sensor connected to the mixed signal output means in the first embodiment.
【図１１】混合信号出力手段に接続された磁気センサに
対して、図１０の場合と異なる除去手段が付加された磁
気探知装置を模式的に示す回路図である。11 is a circuit diagram schematically showing a magnetic detection device in which removal means different from the case of FIG. 10 is added to the magnetic sensor connected to the mixed signal output means.
【図１２】第１の実施の形態の変形例に係る磁気探知装
置の構成要素である磁気センサを模式的に示す斜視図で
ある。FIG. 12 is a perspective view schematically showing a magnetic sensor that is a component of a magnetic detection device according to a modification of the first embodiment.
【図１３】第２の実施の形態において、混合信号出力手
段に接続された磁気センサに対して、更に除去手段が付
加された磁気探知装置を模式的に示す回路図である。FIG. 13 is a circuit diagram schematically showing a magnetic detection device in which a removing unit is further added to a magnetic sensor connected to a mixed signal output unit in the second embodiment.
【図１４】正のピーク検波を行う場合のタイムチャート
を示す特性図である。FIG. 14 is a characteristic diagram showing a time chart when positive peak detection is performed.
【図１５】第３の実施の形態に係る磁気探知装置の構成
要素である磁気センサを模式的に示す正面図である。FIG. 15 is a front view schematically showing a magnetic sensor that is a component of the magnetic detection device according to the third embodiment.
【図１６】第３の実施の形態において、混合信号出力手
段に接続された磁気センサに対して、更に除去手段が付
加された磁気探知装置を模式的に示す回路図である。FIG. 16 is a circuit diagram schematically showing a magnetic detection device in which a removing unit is further added to a magnetic sensor connected to a mixed signal output unit in the third embodiment.
【図１７】第４の実施の形態に係る磁気探知装置の構成
要素である磁気センサを模式的に示す正面図である。FIG. 17 is a front view schematically showing a magnetic sensor that is a component of the magnetic detection device according to the fourth embodiment.
【図１８】第４の実施の形態において、混合信号出力手
段に接続された磁気センサに対して、更に除去手段が付
加された磁気探知装置を模式的に示す回路図である。FIG. 18 is a circuit diagram schematically showing a magnetic detection device in which a removing unit is further added to a magnetic sensor connected to a mixed signal output unit in the fourth embodiment.
【図１９】本実施例に係る地磁気方位探知装置の構成要
素である各磁気センサを模式的に示す平面図である。FIG. 19 is a plan view schematically showing each magnetic sensor which is a constituent element of the geomagnetic direction finding apparatus according to the present embodiment.
【図２０】地磁気方位と出力電圧との関係を示す特性図
である。FIG. 20 is a characteristic diagram showing the relationship between the geomagnetic direction and the output voltage.
【図２１】本実施例に係る地磁気方位探知装置を模式的
に示す回路図である。FIG. 21 is a circuit diagram schematically showing the geomagnetic azimuth detecting apparatus according to the present embodiment.
【図２２】本実施例に係る地磁気方位探知装置におい
て、その構成要素である除去手段を一部に他の構成を有
する除去手段に代えた様子を模式的に示す回路図であ
る。FIG. 22 is a circuit diagram schematically showing a state in which the removing means that is a component of the geomagnetic azimuth detecting apparatus according to the present embodiment is partially replaced with removing means having another configuration.
１，３，４，５ａ，５ｂ 磁気センサ ２，混合信号出力手段 ６，６ａ，７，８，９，１０ａ，１０ｂ 除去手段 １１ 磁性体 １２ 磁気コイル Ｖ0 混合信号 Ｖ0 ｂ，Ｖ0 ｅｘ 電気信号 Ｈｅｘ 外部磁界 Ｈｂ 直流バイアス磁界 Ｉｂ 直流電流 ｉｂ 交流電流 Ｈｅ 地磁気1, 3, 4, 5a, 5b Magnetic sensor 2, mixed signal output means 6, 6a, 7, 8, 9, 10a, 10b Removal means 11 Magnetic body 12 Magnetic coil V 0 Mixed signal V 0 b, V 0 ex Electric Signal Hex External magnetic field Hb DC bias magnetic field Ib DC current ib AC current He He earth magnetism
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−158967（ＪＰ，Ａ) 稲田和志、外四名，負磁歪アモルファ スＭＩ素子マルチバイブレータによるモ ータ磁束センサ，電気学会研究会資料 マグネティックス研究会 ＭＡＧ−93− 216〜223，日本，社団法人電気学会, 1993年11月19日，49−58 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 33/02 - 33/10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-56-158967 (JP, A) Kazushi Inada, 4 people from outside, motor flux sensor using negative magnetostrictive amorphous MI element multivibrator, Institute of Electrical Engineers of Japan Material Magnetics Research Group MAG-93-216-223, Japan, The Institute of Electrical Engineers of Japan, November 19, 1993, 49-58 (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01R 33/02- 33/10
Claims (10)
てなる磁気コイルを有してなる磁気センサと、 上記磁気コイルに直流電流と交流電流とを共に供給して
上記磁性体に直流バイアス磁界と交流バイアス磁界とを
共に発生させ、外部磁界の変化に応じた電気信号に交流
バイアス磁界に応じた電気信号が重畳された混合信号を
上記磁気コイルから出力させる混合信号出力手段と、 混合信号出力手段から出力された混合信号から交流バイ
アス磁界に応じた電気信号を除去して外部磁界の変化に
応じた電気信号のみを取り出して出力する除去手段とを
備え、上記除去手段は、磁気コイルに供給される正方向の直流
電流を順次反転させて逆方向に切り換え、直流電流が正
方向に流れる場合と直流電流が逆方向に流れる場合のそ
れぞれについて上記磁気コイルから出力する各混合信号
を順次検波し、当該各混合信号の差動を取ることにより
外部磁界の変化に応じた電気信号のみを取り出して出力
することを特徴とする磁気検知装置。 1. A magnetic sensor having a long magnetic body and a magnetic coil wound around the magnetic body, and a direct current and an alternating current are both supplied to the magnetic coil to the magnetic body. Mixed signal output means for generating both a DC bias magnetic field and an AC bias magnetic field, and outputting from the magnetic coil a mixed signal in which an electric signal corresponding to the change of the external magnetic field is superposed with an electric signal corresponding to the AC bias magnetic field, Removing means for removing an electric signal corresponding to the AC bias magnetic field from the mixed signal output means and extracting and outputting only an electric signal corresponding to the change of the external magnetic field, the removing means comprising: Positive direct current supplied to the coil
Directly reverse the current and switch the
Direction and that when direct current flows in the opposite direction.
Each mixed signal output from the above magnetic coil for each
Are sequentially detected, and the differential of each mixed signal is taken.
Extracts and outputs only electrical signals according to changes in the external magnetic field
A magnetic detection device characterized by:
と接続された磁気コイルの他端子と接続される可変直流
電圧源と、磁気コイルの上記一端子と接続され当該磁気
コイルから出力する混合信号に対して正或は負のピーク
検波を行う検波回路とを備え、 上記可変直流電圧源における直流電圧値を調整すること
により上記検波回路から出力された電気信号から交流バ
イアス磁界に応じた電気信号を除去して外部磁界の変化
に応じた電気信号のみを取り出して出力することを特徴
とする請求項１記載の磁気検知装置。2. The removing means is a variable DC voltage source having one terminal connected to the other terminal of the magnetic coil connected to the mixed signal output means, and is connected to the one terminal of the magnetic coil to output from the magnetic coil. A detection circuit that performs positive or negative peak detection on the mixed signal, and adjusts the DC voltage value in the variable DC voltage source to respond to the AC bias magnetic field from the electric signal output from the detection circuit. The magnetic detection device according to claim 1, wherein the electric signal is removed and only the electric signal corresponding to a change in the external magnetic field is extracted and output.
る２種の磁気コイルを備えるとともに、 除去手段は、各磁気コイルに供給される直流電流をそれ
ぞれ相異なる方向に調節し、それぞれの磁気コイルから
出力する各混合信号を順次検波し、当該各混合信号の差
動を取ることにより外部磁界の変化に応じた電気信号の
みを取り出して出力することを特徴とする請求項１記載
の磁気検知装置。3. The magnetic sensor comprises two kinds of magnetic coils having windings provided in the same direction, and the removing means adjusts the direct currents supplied to the respective magnetic coils in different directions, respectively. 2. The mixed signals output from the magnetic coil of 1 are sequentially detected, and the differential of the mixed signals is taken to extract and output only the electrical signal corresponding to the change of the external magnetic field. Magnetic detection device.
２種の磁気コイルを備えるとともに、 除去手段は、各磁気コイルに供給される直流電流を同方
向に調節し、それぞれの磁気コイルから出力する各混合
信号を順次検波し、当該各混合信号の差動を取ることに
より外部磁界の変化に応じた電気信号のみを取り出して
出力することを特徴とする請求項１記載の磁気検知装
置。4. The magnetic sensor comprises two types of magnetic coils having mutually different winding directions, and the removing means adjusts a direct current supplied to each magnetic coil in the same direction, and outputs from each magnetic coil. 2. The magnetic detecting device according to claim 1, wherein each of the mixed signals to be detected is sequentially detected, and only the electric signal corresponding to the change of the external magnetic field is extracted and output by taking the differential of the mixed signals.
を有する２本の磁気センサが互いに長手方向に平行に並
設されるとともに、 除去手段は、各磁気センサの磁気コイルに供給される直
流電流をそれぞれ相異なる方向に調節し、それぞれの磁
気コイルから出力する各混合信号の差動を取ることによ
り外部磁界の変化に応じた電気信号のみを取り出して出
力することを特徴とする請求項１記載の磁気検知装置。5. Two magnetic sensors each having a magnetic coil formed by winding in the same direction are arranged in parallel to each other in the longitudinal direction, and the removing means is supplied to the magnetic coil of each magnetic sensor. The DC signals are adjusted in different directions, and the mixed signals output from the respective magnetic coils are differentiated to extract and output only the electrical signal corresponding to the change in the external magnetic field. Item 1. The magnetic detection device according to item 1.
る２本の磁気センサが互いに長手方向に平行に並設され
るとともに、 除去手段は、各磁気センサの磁気コイルに供給される直
流電流を同方向に調節し、それぞれの磁気コイルから出
力する各混合信号の差動を取ることにより外部磁界の変
化に応じた電気信号のみを取り出して出力することを特
徴とする請求項１記載の磁気検知装置。6. Two magnetic sensors each having a different winding direction of the magnetic coil are arranged side by side in parallel with each other in the longitudinal direction, and the removing means applies a direct current supplied to the magnetic coil of each magnetic sensor. 2. The magnetic detection according to claim 1, wherein only the electric signal corresponding to the change of the external magnetic field is taken out and output by adjusting in the same direction and taking the differential of each mixed signal output from each magnetic coil. apparatus.
接合され、非磁性体に接合された磁性体に磁気コイルが
巻回されてなることを特徴とする請求項１記載の磁気検
知装置。7. A plurality of long magnetic bodies are joined to a long non-magnetic body, and a magnetic coil is wound around the magnetic body joined to the non-magnetic body. Magnetic detection device.
装置として用いられることを特徴とする請求項１記載の
磁気検知装置。8. The magnetic detection device according to claim 1 , wherein the magnetic detection device is used as a geomagnetic direction detection device that detects the direction of geomagnetism.
に配設することを特徴とする請求項８記載の磁気検知装
置。9. The magnetic detection device according to claim 8, wherein the two magnetic sensors are arranged at positions orthogonal to each other .
れてなる磁気コイルを有してなる磁気センサを用いて、 上記磁気コイルに直流電流と交流電流とを共に供給して
上記磁性体に直流バイアス磁界と交流バイアス磁界とを
共に発生させ、外部磁界の変化に応じた電気信号に交流
バイアス磁界に応じた電気信号が重畳された混合信号を
上記磁気コイルから出力させるとともに、 上記混合信号から交流バイアス磁界に応じた電気信号を
除去して外部磁界の変化に応じた電気信号のみを取り出
して出力し、上記電気信号の除去は、磁気コイルに供給される正方向
の直流電流を順次反転させて逆方向に切り換え、直流電
流が正方向に流れる場合と直流電流が逆方向に流れる場
合のそれぞれについて上記磁気コイルから出力する各混
合信号を順次検波し、当該各混合信号の差動を取ること
により行ない、外部磁界の変化に応じた電気信号のみを
取り出して出力する ことを特徴とする磁気検知方法。10. A magnetic sensor having a long magnetic body and a magnetic coil wound around the magnetic body is used to supply both the direct current and the alternating current to the magnetic coil to provide the magnetic property. A DC bias magnetic field and an AC bias magnetic field are both generated in the body, and a mixed signal in which an electric signal according to the change of the external magnetic field is superposed with an electric signal according to the AC bias magnetic field is output from the magnetic coil, and the mixing is performed. The electric signal corresponding to the AC bias magnetic field is removed from the signal, and only the electric signal corresponding to the change in the external magnetic field is extracted and output. The electric signal is removed in the positive direction supplied to the magnetic coil.
The DC current of the
Current flows in the positive direction and direct current flows in the opposite direction.
For each of the
Sequentially detect the combined signal and take the differential of each mixed signal.
To produce only electrical signals according to changes in the external magnetic field.
A magnetic detection method characterized by taking out and outputting .
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| JP26186295A JP3399185B2 (en) | 1995-10-09 | 1995-10-09 | Magnetic detection device and magnetic detection method |
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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1995
- 1995-10-09 JP JP26186295A patent/JP3399185B2/en not_active Expired - Fee Related
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| US10018687B2 (en) | 2013-08-15 | 2018-07-10 | Texas Instruments Incorporated | Integrated fluxgate magnetic sensor and excitation circuitry |
| CN105408758B (en) * | 2013-08-15 | 2019-08-30 | 德州仪器公司 | For providing the exciting circuit of periodically two-way exciting current waveform |
| US11092656B2 (en) | 2015-05-12 | 2021-08-17 | Texas Instruments Incorporated | Fluxgate magnetic field detection method and circuit |
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