JP4223124B2 - Magnetic field sensor - Google Patents

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JP4223124B2
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Description

【発明の属する技術分野】
【0001】
本発明は磁界検出エレメント、例えばアモルファス磁性体の磁気インピ−ダンス効果を利用した磁界センサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
磁界検出エレメントとして、自発磁化の方向がワイヤ周方向に対し互いに逆方向の磁区が交互に磁壁で隔てられた構成の外殻部を有する、零磁歪乃至は負磁歪のアモルファス合金ワイヤが開発されている。
かかる零磁歪乃至は負磁歪のアモルファス磁性ワイヤに高周波電流したときに発生するワイヤ両端間出力電圧中のインダクタンス電圧分は、ワイヤの横断面内に生じる円周方向磁束によって上記の円周方向に易磁化性の外殻部が円周方向に磁化されることに起因して発生する。従って、周方向透磁率μθは同外殻部の円周方向の磁化に依存する。
【0003】
而るに、この通電中のアモルファスワイヤに外部磁界を作用させると、上記通電による円周方向磁束と外部磁束との合成により、上記円周方向に易磁化性を有する外殻部に作用する磁束の方向が円周方向からずれ、それだけ円周方向への磁化が生じ難くなり、上記周方向透磁率μθが変化し、上記インダクタンス電圧分が変動することになる。
【0004】
更に、上記通電電流の周波数がMHzオ−ダになると、高周波表皮効果を無視し得なくなり、表皮深さδ=(2ρ/wμθ1/2(μθは前記した通り、円周方向透磁率、ρは電気抵抗率、wは角周波数)がμθにより変化し、このμθが前記した通り、外部磁界によって変化するので、ワイヤ両端間出力電圧中の抵抗電圧分も外部磁界で変動するようになる。
【0005】
而して、インピ−ダンスZは
【数1】
Z=ra/(2δ)+jwL2δ/a ▲1▼
で与えられる。
ただし、aはアモルファスワイヤの半径、rは直流抵抗値、Lはアモルファスワイヤの内部インダクタンス、δは前記した表皮深さであり、アモルファスワイヤの長さをIとして
【数2】
r=ρ(I/πa
【数3】
=μθI/8π
で与えられる。
【0006】
従来、外部磁界による上記インダクタンス電圧分、または抵抗電圧分あるいはインダクタンス電圧分と抵抗電圧分の双方、すなわち、アモルファスワイヤ両端間出力電圧の変動(この外部磁界による出力電圧の変動は磁気インピ−ダンス効果と称されている)から外部磁界を検出する方法が提案されている(例えば、特開平7−181239号)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記アモルファスワイヤの磁気インピ−ダンス効果を利用した磁界検出法は、屋外機器の磁界制御や高温度環境での機器の磁界制御、例えば工業用ロボットの磁界制御、自動車用磁気方位センサ等での使用が期待されており、その使用温度範囲としては少なくとも−30℃〜80℃程度を予定しておくことが必要である。
而るに、上記インピ−ダンスが温度により変化することは予測されるところであるが、本発明者の検討結果によれば、アモルファスワイヤを用いた従来の磁界センサでは、上記−30℃〜80℃の温度領域において、平温(20℃)を境にし上記インピ−ダンス中のインダクタンスが温度変化に対して急変する。
すなわち、図3の(イ)の点線で示すように−30℃→80℃→−30℃の温度変化において、ほぼ20℃〜80℃の間ではdL/dTが負となるのに対し、ほぼ20℃〜−30℃の間ではdL/dTが正となり、ほぼほぼ20℃境にしてインダクタンスの変化状態が急変する。
【0008】
そこで本発明者はこの原因について鋭意究明したところ、磁界センサの支持基板とアモルファスワイヤとの熱膨張収縮係数、ヤング率及び断面積の相違に起因してアモルファスワイヤに作用する熱応力が原因と推定される。
すなわち、基板上の電極間にアモルファスワイヤを接続したときの温度をTとし、アモルファスワイヤの熱膨張収縮係数、ヤング率並びに断面積をそれぞれα、e及びsとし、基板の熱膨張収縮係数、ヤング率並びに断面積をそれぞれα、e及びsとすれば、ある温度Tでのアモルファスワイヤの熱応力δは、
【数4】
δ=−e(α−α)(T−T)/〔1+(e)/(e)〕
で与えられ、アモルファスワイヤの断面積sが基板の断面積sに対し、s《sであるため
【数5】
δ=−e(α−α)(T−T
が成立する。
而るに、アモルファスワイヤの熱膨張収縮係数αは、例えば基板にアルミナセラミックスを使用した場合の熱膨張収縮係数αよりも大であり、平温Tよりも低い温度領域ではアモルファスワイヤに引張り応力が作用し、その温度が低くなるに従いその引張り応力が増大していく。平温Tよりも高い温度領域では式 の応力が圧縮性になるが、アモルファスワイヤが長さ方向圧縮によりたるみ、そのたるみにより圧縮力が吸収されるからアモルファスワイヤの応力は実質上0となる。而して、上記インダクタンスが平温である20℃を基点とし温度低下に従い減少していく状態は、上記引張り応力が同20℃を基点とし温度低下に従い増大していく状態によく一致する。
【0009】
周知の通り、磁性体においては、温度が上昇するにつれて磁気分子が回転し易くなってその回転損失が小さくなっていくために、温度上昇につれ透磁率が減少してインダクタンスが低減していく。また、温度が上昇するにつれて自由電子の運動が激しくなっていくために、温度上昇につれ抵抗値が増大していく。
而るに、アモルファスワイヤの抵抗値−温度特性は図3の(ロ)に示す通りであり、インダクタンスの場合とは異なり、上記引張り力の影響を受けることはないと推定される。
ところがインダクタンスについては、引張力が作用しない温度領域では、通常通りの変化(温度上昇につれてインダクタンスが減少していく変化)を呈しているが、引張り応力が作用する温度領域では、温度上昇につれてインダクタンスが増加していき、通常とは逆の変化を呈している。
【0010】
アモルファスワイヤの磁気インピ−ダンス効果を利用して外部磁界を検出する磁界センサにおいて、ある温度でインダクタンスが急変すれば出力も急変するから、上記平温でのインダクタンスの急変は検出誤差を招く原因となる。
そこで、本発明者はアモルファスワイヤに充分なたるみを与えアモルファスワイヤに引張り応力を発生させないようにして前記−30℃〜80℃の温度領域でインダクタンス−温度の関係を調べたところ、インダクタンスの変化が全温度領域において温度上昇と共に減少していき、通常のインダクタンス−温度特性を示すことを知った。
【0011】
本発明の目的は、上記の鋭意検討結果に基づき、磁界検出エレメントの磁気インピ−ダンス効果を利用して外部磁界を検出する磁界センサにおいて、アモルファスワイヤのインダクタンスの温度変化に対する急変を防止し、温度の影響を充分に防止して外部磁界を適確に検出できるようにすることにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る磁界センサは、アモルファス磁性体に通電し、その通電中での外部磁界による前記アモルファス磁性体のインピ−ダンス変化より外部磁界を検出するセンサであり、絶縁基板の電極間にアモルファス磁性体をたるみを付与して接続したことを特徴とする構成である。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図1の(イ)は本発明に係る磁界センサの平面図を、図1の(ロ)は同じく側面図をそれぞれ示している。
図1において、1は絶縁基板、例えばアルミナセラミックス基板である。2,2は基板1に固着した電極であり、リ−ド部21を備えている。3は電極2,2間に接続した磁界検出エレメント、例えばアモルファスワイヤであり、たるみ(基板に垂直な方向のたるみ量がy、水平な方向のたるみ量がx)4を付与し、アモルファスワイヤ3と各電極2との間は溶接により接合してある。
【0014】
上記たるみは、例えば温度−30℃〜80℃の領域においてアモルファスワイヤに引張り応力を発生させることのない余長ΔIを付与し得る大きさであり、たるみが0のときのアモルファスワイヤの溶接点間の長さをI、アモルファスワイヤの熱膨張収縮係数をα、基板の熱膨張収縮係数をα、平温(電極にアモルファスワイヤを接続したときの温度)をTとすると、
α>αの場合(基板がセラミックス基板やガラスエポキシ基板の場合)、
【数6】
ΔI>I(α−α)(T+30) ▲2▼
α<αの場合(基板が紙フェノ−ル基板の場合)、
【数7】
ΔI>I(α−α)(80−T) ▲3▼
で与えられる。
これらの要件は、使用温度範囲の最低温度または最高温度をTとすれば
【数8】
ΔI>|I(α−α)(T−T)|
で表わすことができる。
【0015】
上記磁界検出エレメントとしては、例えば回転液中紡糸法(溶融合金を円形ノズルから噴出させ、これを高速回転の冷却液中に入射させて急冷凝固する方法)による得られる線径100〜20μmのアモルファス細線を使用できる。アモルファスワイヤに代え、アモルファスリボン、例えばガン法(溶解炉に不活性ガスを吹き込み、溶解炉下方のスリットより溶融金属を吹き出させ、これを下方の金属すべり台に叩きつけて急冷凝固する方法)により得られるリボンを使用することもできる。
また、同様の方法で作られた微細晶質の細線やリボンも使用できる。
上記アモルファス合金としては、零磁歪乃至は負磁歪の鉄、コバルトまたはニッケル系の合金、例えばFeCoSiB合金を使用できる。
【0016】
上記絶縁基板としては、セラミックス基板、ガラスエポキシ基板、紙フェノ−ル基板等を使用できる。
【0017】
本発明に係る磁界センサは、高周波電流またはパルス電流を通電中の磁界検出エレメントに軸方向に通過する外部磁界により磁界検出エレメントの透磁率μθが変化し、その結果前記の式▲1▼で示したインピ−ダンスの抵抗分やインダクタンス分が変化する現象、すなわち磁気インピ−ダンス効果を利用して外部磁界を検出するものであり、例えばアモルファスワイヤをインダクティブ素子としてコルピッツ発振回路を組立て外部磁界によるインダクタンスの変化で発振波の振幅を変調させ、この変調波を復調し、この復調出力を増幅してセンサ出力とする方式、C−MOSインバ−タICで構成した無安定マルチバイブレ−タの出力電流をアモルファスワイヤに流し、そのアモルファスワイヤの両端に現われるパルス電圧をショツトキ−ダイオ−ドとコンデンサ・抵抗並列回路とでホ−ルドしてセンサ出力とする方式等を使用できる。
【0018】
本発明に係る磁界センサにおいては、例えば−30℃〜80℃の温度範囲で使用しても、磁界検出エレメントに引張り応力を発生させないようにしてあるから、次の実施例と比較例とのインダクタンスの測定結果からも明らかなように、温度変化に対するインダクタンス変化を前記温度範囲の全領域においてほぼ一様にでき、インダクタンスの急変点の発生を排除でき外部磁界を適確に検出できる。すなわち、インダクタンスの急変が生じる場合は、このためにセンサ出力が変化するから検出誤差の原因となるが、本発明に係る磁界センサによれば外部磁界を検出誤認の畏れなしに適確に検出できる。
【0019】
なお、磁界検出エレメントのたわみの形状や方向により磁界検出エレメントの軸方向を通過する外部磁界量が変わり、センサ出力も影響を受けるので、たわみの形状や方向は一律とすることが望ましい。たるみの形状は円弧状に限定されない。例えば、図2の(イ)(平面図)及び図2の(ロ)に示すように、両端部を立ちあげた水平線の形状とすることもできる。
【0020】
【実施例】
〔実施例〕
厚み30mmのアルミナセラミックス基板(熱膨張収縮係数7.0×10 −6/℃)上に電極を電極間隔を3mmにして設け、これらの電極間に外径30μmφのアモルファスワイヤ(熱膨張収縮係数12.0×10−6/℃)をたるみをもたせて接続した。余長は、前記式▲2▼中のI(α−α)(T+30)より求めたたるみの大きさのほぼ1.5倍とした。
【0021】
〔比較例〕
アモルファスワイヤをたるみを付与せずに直線状で接続した以外、実施例に同じとした。
【0022】
これらの実施例及び比較例のそれぞれにつき(試料数は各10箇)、−30℃→80℃→−30℃の温度変化のもとで周波数100kHzでのインダクタンス及び抵抗値を測定したところ、図3の通りであった(平均値)。
【0023】
図3から明らかな通り、比較例(従来例)では温度ほぼ20℃でインダクタンス変化が急変しているが、実施例ではインダクタンスの急変点の発生がなく温度上昇に対し一様な変化を呈している。
この相違は、抵抗値には観られないインダクタンスに特有なものであり、比較例のインダクタンスの急変点と引張り応力の発生起点温度とが一致することから引張り応力に起因することが明らかであり、引張り応力の発生を排除した実施例ではインダクタンスの急変を防止できるのである。
【0024】
【発明の効果】
本発明に係る磁界センサは、通電中の磁界検出エレメントに軸方向に通過する外部磁界により磁界検出エレメントの透磁率μθが変化して磁界検出エレメントのインピ−ダンスが変化する現象、すなわち磁気インピ−ダンス効果を利用して外部磁界を検出する磁界センサにおいて、−30℃〜80℃の範囲で周囲温度が変化しても温度変化に対するインダクタンス変化の急変を防止でき、センサ出力が急変してもそれは周囲温度の変化によるものではなく外部磁界の急変によるものであり、外部磁界を磁界検出エレメントの磁気インピ−ダンス効果により的確に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る磁界センサの一例を示す図面である。
【図2】本発明に係る磁界センサの別例を示す図面である。
【図3】本発明に係る磁界センサの温度−インピ−ダンス特性を示す図である。
【符号の説明】
1 絶縁基板
2 電極
3 磁界検出エレメント
BACKGROUND OF THE INVENTION
[0001]
The present invention relates to a magnetic field detection element, for example, a magnetic field sensor using the magnetic impedance effect of an amorphous magnetic material.
[0002]
[Prior art]
As a magnetic field detection element, an amorphous alloy wire having zero magnetostriction or negative magnetostriction has been developed, which has an outer shell portion in which magnetic domains whose spontaneous magnetization directions are opposite to each other in the circumferential direction of the wire are separated by a domain wall. Yes.
The inductance voltage component in the output voltage between both ends of the wire generated when a high frequency current is applied to the zero magnetostrictive or negative magnetostrictive amorphous magnetic wire is easily increased in the circumferential direction by the circumferential magnetic flux generated in the cross section of the wire. It occurs due to the magnetized outer shell being magnetized in the circumferential direction. Therefore, the circumferential magnetic permeability mu theta depends on the circumferential direction of magnetization of Dosotokara portion.
[0003]
Therefore, when an external magnetic field is applied to the energized amorphous wire, the magnetic flux acting on the outer shell portion having the easily magnetizable property in the circumferential direction is obtained by synthesizing the circumferential magnetic flux and the external magnetic flux by the energization. direction deviates from the circumferential direction, correspondingly hardly occur magnetization in the circumferential direction, the circumferential permeability mu theta changes, the inductance voltage content will vary.
[0004]
Further, when the frequency of the energization current is in the order of MHz, the high frequency skin effect cannot be ignored, and the skin depth δ = (2ρ / wμ θ ) 1/2θ is the circumferential penetration as described above. permeability, [rho is the electrical resistivity, w is the angular frequency) is changed by mu theta, so changed by this as μθ is the external magnetic field, the resistance voltage of the in wire ends between the output voltage varies with an external magnetic field It becomes like this.
[0005]
Thus, the impedance Z is
Z = ra / (2δ) + jwL 0 2δ / a (1)
Given in.
Where a is the radius of the amorphous wire, r is the DC resistance value, L 0 is the internal inductance of the amorphous wire, δ is the skin depth, and the length of the amorphous wire is I
r = ρ (I / πa 2 )
[Equation 3]
L 0 = μ θ I / 8π
Given in.
[0006]
Conventionally, the inductance voltage due to the external magnetic field, or the resistance voltage, or both the inductance voltage and the resistance voltage, that is, the fluctuation of the output voltage across the amorphous wire (the fluctuation of the output voltage due to the external magnetic field is a magnetic impedance effect). A method for detecting an external magnetic field has been proposed (for example, JP-A-7-181239).
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The magnetic field detection method using the magnetic impedance effect of the amorphous wire is used for field control of outdoor equipment and equipment in a high temperature environment, such as magnetic field control for industrial robots, magnetic orientation sensors for automobiles, etc. Therefore, it is necessary to plan at least about −30 ° C. to 80 ° C. as the operating temperature range.
Thus, although it is predicted that the impedance changes depending on the temperature, according to the examination result of the present inventors, in the conventional magnetic field sensor using the amorphous wire, the above −30 ° C. to 80 ° C. In the temperature region, the inductance in the impedance changes suddenly with respect to the temperature change at a normal temperature (20 ° C.).
That is, as shown by the dotted line in FIG. 3A, in the temperature change from −30 ° C. → 80 ° C. → −30 ° C., dL / dT is negative between about 20 ° C. and 80 ° C. The dL / dT becomes positive between 20 ° C. and −30 ° C., and the change state of the inductance changes suddenly at about the 20 ° C. boundary.
[0008]
Therefore, the present inventor diligently investigated the cause of this, and presumed that this was caused by thermal stress acting on the amorphous wire due to differences in thermal expansion and contraction coefficient, Young's modulus, and cross-sectional area between the magnetic sensor support substrate and the amorphous wire. Is done.
That is, the temperature when an amorphous wire is connected between electrodes on the substrate is T 0 , the thermal expansion / contraction coefficient, Young's modulus, and cross-sectional area of the amorphous wire are α 1 , e 1, and s 1 , respectively. If the shrinkage coefficient, Young's modulus, and cross-sectional area are α 2 , e 2, and s 2 , respectively, the thermal stress δ of the amorphous wire at a certain temperature T is
[Expression 4]
δ = −e 11 −α 2 ) (T−T 0 ) / [1+ (e 1 s 1 ) / (e 2 s 2 )]
Given cross-sectional area s 1 of the amorphous wire with respect to the cross-sectional area s 2 of the substrate, s 1 "because it is s 2 Equation 5] In
δ = −e 11 −α 2 ) (T−T 0 )
Is established.
Therefore, the thermal expansion / contraction coefficient α 1 of the amorphous wire is larger than the thermal expansion / contraction coefficient α 2 when alumina ceramics is used for the substrate, for example. In the temperature region lower than the normal temperature T 0 , the amorphous wire A tensile stress acts, and the tensile stress increases as the temperature decreases. In the temperature range higher than the normal temperature T 0, the stress in the equation becomes compressible, but the amorphous wire is slackened by compression in the longitudinal direction, and the compressive force is absorbed by the slack, so the stress of the amorphous wire becomes substantially zero. . Thus, the state in which the inductance decreases with a decrease in temperature starting from 20 ° C., which is a normal temperature, is in good agreement with the state in which the tensile stress increases with a decrease in temperature starting from the same 20 ° C.
[0009]
As is well known, in a magnetic material, as the temperature rises, the magnetic molecules easily rotate and the rotation loss decreases. Therefore, as the temperature rises, the magnetic permeability decreases and the inductance decreases. Also, as the temperature rises, the movement of free electrons becomes violent, so the resistance value increases as the temperature rises.
Thus, the resistance value-temperature characteristic of the amorphous wire is as shown in FIG. 3B, and unlike the case of the inductance, it is estimated that the amorphous wire is not affected by the tensile force.
However, the inductance exhibits a normal change (change in which the inductance decreases as the temperature rises) in the temperature region where the tensile force does not act. However, in the temperature region where the tensile stress acts, the inductance increases as the temperature rises. It is increasing and showing the opposite change from normal.
[0010]
In a magnetic field sensor that detects an external magnetic field using the magnetic impedance effect of an amorphous wire, if the inductance changes suddenly at a certain temperature, the output also changes suddenly. Become.
Therefore, the present inventor examined the inductance-temperature relationship in the temperature range of −30 ° C. to 80 ° C. so as to give sufficient slack to the amorphous wire and not generate a tensile stress on the amorphous wire. It has been found that the temperature decreases with increasing temperature in all temperature ranges and exhibits normal inductance-temperature characteristics.
[0011]
An object of the present invention is to prevent an abrupt change with respect to a temperature change of the inductance of an amorphous wire in a magnetic field sensor that detects an external magnetic field using the magnetic impedance effect of a magnetic field detection element based on the above-described intensive study results. In other words, the external magnetic field can be accurately detected.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The magnetic field sensor according to the present invention is a sensor for detecting an external magnetic field from a change in impedance of the amorphous magnetic body caused by an external magnetic field during energization of the amorphous magnetic body, and between the electrodes of the insulating substrate. The structure is characterized in that the body is connected with slack.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1A is a plan view of the magnetic field sensor according to the present invention, and FIG. 1B is a side view of the same.
In FIG. 1, 1 is an insulating substrate, for example, an alumina ceramic substrate. Reference numerals 2 and 2 denote electrodes fixed to the substrate 1 and have a lead portion 21. Reference numeral 3 denotes a magnetic field detecting element connected between the electrodes 2 and 2, for example, an amorphous wire, which gives a slack (a slack amount in the direction perpendicular to the substrate is y and a slack amount in the horizontal direction is x) 4. And each electrode 2 are joined by welding.
[0014]
The sagging is a size that can give a surplus length ΔI that does not generate a tensile stress to the amorphous wire in a temperature range of −30 ° C. to 80 ° C., for example, and between the welding points of the amorphous wire when the sagging is 0 the length I 0, 1 the thermal expansion and contraction coefficients of amorphous wire alpha, thermal expansion and contraction coefficients of the substrate alpha 2, the usual temperature (the temperature when connecting the amorphous wire to the electrode) and T 0,
When α 1 > α 2 (when the substrate is a ceramic substrate or a glass epoxy substrate),
[Formula 6]
ΔI> I 01 −α 2 ) (T 0 +30) ( 2 )
When α 12 (when the substrate is a paper phenol substrate),
[Expression 7]
ΔI> I 02 −α 1 ) (80−T 0 ) (3)
Given in.
These requirements are as follows if the minimum or maximum temperature in the operating temperature range is T 1 :
ΔI> | I 01 −α 2 ) (T 1 −T 0 ) |
It can be expressed as
[0015]
As the magnetic field detection element, for example, an amorphous material having a wire diameter of 100 to 20 μm obtained by a spinning method in a rotating liquid (a method in which a molten alloy is ejected from a circular nozzle and then injected into a high-speed rotating cooling liquid and rapidly solidified). Fine wire can be used. Instead of an amorphous wire, it can be obtained by an amorphous ribbon, for example, a gun method (a method in which an inert gas is blown into a melting furnace, molten metal is blown out from a slit below the melting furnace, and this is struck against a metal slide below and rapidly solidified) Ribbons can also be used.
Further, fine crystalline fine wires and ribbons produced by the same method can be used.
As the amorphous alloy, zero magnetostrictive or negative magnetostrictive iron, cobalt or nickel alloys, for example, FeCoSiB alloys can be used.
[0016]
As the insulating substrate, a ceramic substrate, a glass epoxy substrate, a paper phenol substrate, or the like can be used.
[0017]
In the magnetic field sensor according to the present invention, the magnetic permeability μθ of the magnetic field detection element is changed by an external magnetic field passing through the magnetic field detection element that is energized with a high-frequency current or a pulse current in the axial direction. A phenomenon in which the resistance component or inductance component of the impedance changes, that is, an external magnetic field is detected by utilizing the magnetic impedance effect. For example, an Colpitts oscillation circuit is assembled using an amorphous wire as an inductive element, and the inductance due to the external magnetic field The amplitude of the oscillating wave is modulated by the change in the frequency, the modulated wave is demodulated, the demodulated output is amplified and used as a sensor output, and the output current of the astable multivibrator composed of the C-MOS inverter IC Is applied to the amorphous wire, and the pulse voltage appearing at both ends of the amorphous wire It is possible to use a method of holding a sensor output by holding a diode and a capacitor / resistor parallel circuit.
[0018]
In the magnetic field sensor according to the present invention, for example, even if it is used in a temperature range of −30 ° C. to 80 ° C., the magnetic field detection element is prevented from generating a tensile stress. As can be seen from the measurement results, the inductance change with respect to the temperature change can be made substantially uniform in the entire temperature range, the occurrence of the sudden change point of the inductance can be eliminated, and the external magnetic field can be detected accurately. That is, when a sudden change in inductance occurs, this causes a detection error because the sensor output changes. However, the magnetic field sensor according to the present invention can accurately detect an external magnetic field without any false detection. .
[0019]
It should be noted that since the amount of external magnetic field passing through the axial direction of the magnetic field detection element changes depending on the shape and direction of the deflection of the magnetic field detection element and the sensor output is also affected, it is desirable that the shape and direction of the deflection be uniform. The shape of the slack is not limited to an arc shape. For example, as shown in (a) (plan view) of FIG. 2 and (b) of FIG. 2, the shape of a horizontal line with both end portions raised may be employed.
[0020]
【Example】
〔Example〕
Electrodes are provided on an alumina ceramic substrate having a thickness of 30 mm (thermal expansion / contraction coefficient: 7.0 × 10 −6 / ° C.) with an electrode interval of 3 mm, and an amorphous wire having an outer diameter of 30 μmφ (thermal expansion / contraction coefficient 12). 0.0 × 10 −6 / ° C.) with a slack. The surplus length was approximately 1.5 times the amount of sag obtained from I 012 ) (T 0 +30) in the formula ( 2 ).
[0021]
[Comparative example]
The example was the same as the example except that the amorphous wire was connected in a straight line without giving a slack.
[0022]
For each of these Examples and Comparative Examples (10 samples each), the inductance and resistance values at a frequency of 100 kHz were measured under a temperature change of −30 ° C. → 80 ° C. → −30 ° C. 3 (average value).
[0023]
As apparent from FIG. 3, in the comparative example (conventional example), the inductance change suddenly changes at a temperature of about 20 ° C., but in the example, there is no sudden change point of the inductance and a uniform change is exhibited as the temperature rises. Yes.
This difference is peculiar to the inductance that is not observed in the resistance value, and it is clear that the sudden change point of the inductance in the comparative example and the generation starting temperature of the tensile stress coincide with each other, which is caused by the tensile stress, In the embodiment in which the generation of the tensile stress is excluded, a sudden change in inductance can be prevented.
[0024]
【The invention's effect】
The magnetic field sensor according to the present invention is a phenomenon in which the magnetic field detection element impedance changes due to a change in the magnetic permeability μθ of the magnetic field detection element due to an external magnetic field passing through the energized magnetic field detection element in the axial direction. In a magnetic field sensor that detects an external magnetic field using the dance effect, even if the ambient temperature changes in the range of −30 ° C. to 80 ° C., it is possible to prevent a sudden change in the inductance due to the temperature change. This is not due to a change in the ambient temperature but due to a sudden change in the external magnetic field, and the external magnetic field can be accurately detected by the magnetic impedance effect of the magnetic field detection element.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a magnetic field sensor according to the present invention.
FIG. 2 is a drawing showing another example of the magnetic field sensor according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing temperature-impedance characteristics of the magnetic field sensor according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Insulating substrate 2 Electrode 3 Magnetic field detection element

Claims (3)

磁界検出エレメントに通電し、その通電中での外部磁界による前記磁界検出エレメントのインピ−ダンス変化より外部磁界を検出するセンサであり、絶縁基板の電極間に磁界検出エレメントをたるみを付与して接続したことを特徴とする磁界センサ。This is a sensor that detects the external magnetic field from the change in impedance of the magnetic field detection element due to the external magnetic field when the magnetic field detection element is energized, and connects the magnetic field detection element with slack between the electrodes on the insulating substrate. Magnetic field sensor characterized by that. 磁界検出エレメントのたるみによる余長が、たるみがないときの磁界検出エレメントの長さをI、磁界検出エレメントの熱膨張収縮係数をα、絶縁基板の熱膨張収縮係数をα、平温をT 、使用時の温度をTして|I(α−α)(T−T)|以上とされている請求項1記載の磁界センサ。When the slack of the magnetic field detection element is not slack, the length of the magnetic field detection element when there is no slack is I 0 , the thermal expansion / contraction coefficient of the magnetic field detection element is α 1 , the thermal expansion / contraction coefficient of the insulating substrate is α 2 , and normal temperature To T 0 The magnetic field sensor according to claim 1, wherein the temperature during use is T 1 and is not less than | I 01 −α 2 ) (T 1 −T 0 ) |. 絶縁基板がセラミックス基板であり、磁界検出エレメントのたるみによる余長が、たるみがないときの磁界検出エレメントの長さをI、磁界検出エレメントの熱膨張収縮係数をα、セラミックス基板の熱膨張収縮係数をα、平温をTとしてI(α−α)(T+30)以上とされている請求項1記載の磁界センサ。When the insulation substrate is a ceramic substrate, the length of the magnetic field detection element due to the slack of the magnetic field detection element is I 0 , the thermal expansion / contraction coefficient of the magnetic field detection element is α 1 , and the thermal expansion of the ceramic substrate The magnetic field sensor according to claim 1, wherein the contraction coefficient is α 2 , the normal temperature is T 0 , and the value is equal to or greater than I 01 −α 2 ) (T 0 +30).
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