JP4559888B2 - 地磁気測定装置および地磁気測定方法 - Google Patents
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Description
ホール素子は従来より良く知られた磁気センサであり、小型・軽量・安価という特徴があるが、近年、ホール素子を用いて地磁気を検出する方位角測定装置も見受けられる。
このような方位角測定装置の構成としては、2軸または3軸の磁気センサの出力をA/Dコンバータによってデジタル変換し、デジタル信号処理にて方位角を演算する手法が一般的である。
図7において、方位角測定装置には、磁気センサ11、増幅器12、減算器13、A/Dコンバータ14、オフセット算出手段15、D/Aコンバータ16、メモリ17および方位角演算手段18が設けられている。また、メモリ17には、磁気センサ11の真のオフセット値17aおよび入力範囲調整用オフセット値17bが格納される。
そして、A/Dコンバータ14にて、入力範囲調整用オフセット値17bのアナログ値が減算された増幅器12の出力がデジタル値に変換されると、オフセット算出手段15は、入力範囲調整用オフセット値17bをメモリ17から読み出す。
これにより、増幅器12の出力自体をA/Dコンバータ14に通すことなく、増幅器12の元の出力のデジタル値を算出することができ、A/Dコンバータ14の入力範囲が増幅器12の出力範囲よりも狭い場合においても、増幅器12のアナログ出力をデジタル化することができる。
図8において、図7の磁気センサ11の出力は増幅器12で増幅され、減算器13を経てA/Dコンバータ14に入力される。そして、オフセット算出手段15によって算出された入力範囲調整用オフセット値17bがD/Aコンバータ16へ入力され、D/Aコンバータ16にてアナログ信号に変換された後、減算器13へ入力される。ここで、オフセット算出手段15は、D/Aコンバータ16から出力される入力範囲調整用オフセット値17bの初期値をD/Aコンバータ16の全出力範囲の1/2とし、A/Dコンバータ14に入力された減算器13の出力を評価することができる。
次に、nを1に初期化した後(ステップS12)、磁気センサ11の出力を増幅した増幅器12の出力からD/Aコンバータ16の出力を減算器13にて減算した後、A/Dコンバータ14に出力する(ステップS13)。
この状態で減算器13から出力されA/Dコンバータ14へ入力された信号に対して、再びオフセット算出手段15が評価をする。そして、nを1づつ加算しながらnが所定値以上になるまで同様の処理を繰り返すことで(ステップS15、S16)、A/Dコンバータ14に入力される減算器13の出力は、A/Dコンバータ14の入力範囲の中心へと収斂される(ステップS14)。
図9において、D/Aコンバータ16の出力は、A/Dコンバータ14の入力範囲の中心が測定信号つまり磁気センサ11の出力を増幅した増幅器12の出力に近づくように、(A)→(B)→(C)と変化してゆく。この状態の時、減算器13からの出力はA/Dコンバータ14の入力範囲の中心に位置するが、必ずしも磁気センサ11によって感知された地磁気信号の中心がA/Dコンバータ14の中心であるとは限らない。
そこで、本発明の目的は、地磁気方位によらずに、A/Dコンバータの入力範囲の中心に地磁気信号の中心を設定することが可能であり、かつA/Dコンバータの入力範囲をできるだけ大きな信号振幅を持つ地磁気信号で利用できるような、地磁気測定装置および地磁気測定方法を提供することである。
また、請求項4記載の地磁気測定装置によれば、前記第2のオフセット値の補正は、2回行うことを特徴とする。
また、請求項5記載の地磁気測定装置によれば、前記第1の利得は、地磁気信号の強度が前記A/Dコンバータの入力範囲の1/4を越えないように前記第1の増幅手段のゲインが設定されており、前記第2の利得は、前記第1の利得の約2倍であることを特徴とする。
また、請求項9記載の地磁気測定装置によれば、前記第2のオフセット値の補正は、2回行うことを特徴とする。
また、請求項10記載の地磁気測定装置によれば、前記第1の合計利得は、地磁気信号の強度が前記A/Dコンバータの入力範囲の1/4を越えないように前記第1の増幅手段と前記第2の増幅手段のゲインが設定されており、前記第2の合計利得は、前記第1の合計利得の約2倍であることを特徴とする。
前記第1のオフセット値にあわせて前記第2のオフセット値を前記D/Aコンバータに出力するステップとを備えることを特徴とする。
また、請求項14記載の地磁気測定方法によれば、前記第2のオフセット値の補正は、2回行うことを特徴とする。
また、請求項15記載の地磁気測定方法によれば、前記第1の利得は、地磁気信号の強度が前記A/Dコンバータの入力範囲の1/4を越えないように設定されており、前記第2の利得は、前記第1の利得の約2倍であることを特徴とする。
前記第1のオフセット値にあわせて前記第2のオフセット値を前記D/Aコンバータに出力するステップとを備えることを特徴とする。
また、請求項19記載の地磁気測定方法によれば、前記第2のオフセット値の補正は、2回行うことを特徴とする。
また、請求項20記載の地磁気測定方法によれば、前記第1の合計利得は、地磁気信号の強度が前記A/Dコンバータの入力範囲の1/4を越えないように設定されており、前記第2の合計利得は、前記第1の合計利得の約2倍であることを特徴とする。
図1は、本発明の第1実施形態に係る方位角測定装置の概略構成を示すブロック図である
。なお、図1の方位角測定装置には、第1のオフセット算出手段5aのほかに第2のオフセット算出手段5bが設けられている。
すなわち、図1において、方位角測定装置には、磁気センサ1、増幅器2、減算器3、A/Dコンバータ4、第1のオフセット算出手段5a、第2のオフセット算出手段5b、D/Aコンバータ6、メモリ7および方位角演算手段8が設けられている。また、メモリ7には、第1のオフセット値7aおよび第2のオフセット値7bが格納される。なお、磁気センサ1としては、例えば、ホール素子を用いることができ、InSbやInAs、GaAsなどの化合物半導体系、あるいは、Siモノリシックホール素子であることが好ましい。
また、方位角演算手段8は増幅器2のゲインを変更することができるとともに、ゲイン変更の前後で方位角を演算することができる。
磁気センサ1の出力は増幅器2で増幅され、減算器3に出力される。また、減算器3には、D/Aコンバータ6からの出力が入力される。そして、減算器3にて、増幅器12の出力とD/Aコンバータ6からの出力との減算が行われ、その減算結果がA/Dコンバータ4に入力される。そして、減算器3からの出力がA/Dコンバータ4にてデジタル信号に変換された後、第1のオフセット算出手段5aおよび第2のオフセット算出手段5bに出力される。
図2において、第1のオフセット算出手段5aは、増幅器2の出力からD/Aコンバータ6の出力を減算した減算器3からの出力が、A/Dコンバータ4の入力範囲の中心に位置するように第1のオフセット値7aを定め、D/Aコンバータ6の出力を設定する(ステップS1)。
図3において、第1のオフセット値7aに相当するD/Aコンバータ6の出力OF1を出力した際の地磁気信号の描く方位円Eの中心O´点は、A/Dコンバータ4の入力範囲R1の中心O点とは別の場所に位置する。ここで、地磁気信号の強度は、一般に地磁気の全磁力と呼ばれるが、地球上の人間居住地域では20マイクロテスラから60マイクロテスラ程度まで分布し、日本の東京付近では、46マイクロテスラ程度と言われている。従って、最初の増幅器2のゲイン設定としては、60マイクロテスラがA/Dコンバータ4の入力範囲の1/4以下に相当するように設定することが好ましい。このようにすれば、第1のオフセット値7aを算出しOF1を出力した際に、地磁気信号の描く方位円EがA/Dコンバータ4の入力範囲R1を超え、オーバーフローするようなことが無くなるからである。
A/Dコンバータ4への入力電圧VADC(入力範囲の中心電圧は簡単のため0Vとする)は磁気センサ1、例えば、ホール素子の出力をVHE、増幅器2のゲインをG1(地磁気信号の全磁力がA/Dコンバータ4の入力範囲の1/4以下になるような設定値)、D/Aコンバータ6の出力をDiとすると、
VADC=VHEG1+Di ・・・(1)
Di=ΔVDAC×di ・・・(2)
となる。ただし、diはD/Aコンバータ6の出力設定値(LSB)、ΔVDACはD/Aコンバータ6の1LSBに相当する電圧(V)である。
CADC=(LADC/RADC)VADC ・・・(3)
ここで、図9に示す方法で減算器3の出力がA/Dコンバータ4の入力範囲の中心に収まるように調整を行い、そのとき得られたD/Aコンバータ6の出力設定値をd1とする。このd1が第1のオフセット値7aとなる。また、通常図8の方法でd1を求めると、A/Dコンバータ4の入力範囲の中心と、地磁気信号の描く方位円の中心の間にはオフセットが存在するため、そのオフセットをWO2004/003476に示されている方法で求める。
H=(CADC−ODOE1) ・・・(4)
(4)式は、(1)式、(2)式及び(3)式より、
H={(LADC/RADC)(VHEG1+ΔVDAC×d1)−ODOE1}
・・・(5)
となる。ここで、
d2=d1−RADC/(LADCΔVDAC)ODOE1 ・・・(6)
とおくと、(5)式は、
H=(LADC/RADC)(VHEG1+ΔVDAC×d2)
・・・(7)
となり、d2により設定したD2をD/Aコンバータ6より出力することで、A/Dコンバータ4の入力範囲の中心に地磁気信号の中心を割り当てることができる。すなわち(6)式の右辺の負の符号も含めた第2項が第2のオフセット値7bとなる。
d’2=rint{d1−RADC/(LADCΔVDAC)ODOE1}
・・・(8)
ここで、rint()は四捨五入演算子とする。このとき、
D’2=ΔVDAC×d’2 ・・・(9)
である。
さらに、上記のように第2のオフセット値7bを算出し、D/Aコンバータ6にオフセット値を再設定したことで、方位角測定装置の角度分解能を向上させることが可能となる。
増幅器2のゲインを変動する場合、増幅器2のゲイン変動などにより変動するオフセットを考慮する必要があり、それを残留オフセットOrとすると、第1のオフセット値7aを算出した後、(1)式は次のように変更される。
VADC=(VHEG1+D1+Or) ・・・(10)
d3=d1−RADC/(LADCΔVDAC)ODOE1 ・・・(11)
ここで、増幅器2のゲインをG2に変更する。ゲイン変更の前後で地磁気信号のH1とH2には次のような関係がある。
H1=(G1/G2)H2 ・・・(12)
仮にOrが既知の量である場合、
d4=(G2/G1)d3+(G2/G1−1)/ΔVDACOr
・・・(13)
のようにD/Aコンバータ6の出力設定値を変更することで、地磁気信号の中心をA/Dコンバータ4の中心へと持ってくることができる。しかし実際には、Orのゲイン変更に伴う増減が未知であり、その変化分は(13)式の第1項をD/Aコンバータ6の出力設定値とした上で算出し、相殺する。
(G2/G1)d3=(G2/G1)d1−(G2/G1)RADC/(LADCΔVDAC)ODOE1
・・・(14)
の右辺第1項を補正された第1のオフセット値7aとし、第2項を補正されたオフセット値7bとして設定する。この設定値のもとでは、地磁気信号の中心とA/Dコンバータ4の入力範囲の中心との間にはオフセットが存在し、そのオフセットに相当するA/Dコンバータ4の出力をODOE2とすると、地磁気信号の中心をA/Dコンバータ4の入力範囲の中心へ設定するためのD/Aコンバータ6の出力設定値d4は、
d4=(G2/G1)d3−RADC/(LADCΔVDAC)ODOE2
・・・(15)
とすればよい。すなわち、
d4=(G2/G1)d1−(G2/G1)RADC/(LADCΔVDAC)ODOE1−RADC/(LADCΔVDAC)ODOE2
・・・(16)
ここで、右辺の第1項がゲイン変更後に補正される第1のオフセット値7aに相当し、負の符号も含めた第2項と第3項の和が最終的に補正される第2のオフセット値7bに相当する。D/Aコンバータ6の出力は、
D4=ΔVDAC×d4 ・・・(17)
となる。
すなわち、図2の手順にて地磁気信号の中心とA/Dコンバータ4の入力範囲の中心を一致させた後(ステップS101)、地磁気信号の大きさに応じて方位角演算手段8は増幅器2のゲインを増加させる(ステップ102)。そして、ゲイン変更に応じて第1のオフセット算出手段5a及び第2のオフセット算出手段5bは、第1のオフセット値7a及び第2のオフセット値7bをメモリ7より読み出し補正し、メモリ7に再び格納する(ステップS103)。そして、第2のオフセット算出手段5bはその補正した第1のオフセット値7aと第2のオフセット値7bの和をD/Aコンバータ6へ出力し、D/Aコンバータ6よりアナログ信号に変換して出力する(ステップS104)。そして、減算器3にて、増幅器2の出力とD/Aコンバータ6からの出力との減算を行い、その減算結果をA/Dコンバータ4に出力する(ステップS105)。そして、A/Dコンバータ4からの出力から、第2のオフセット算出手段5bは地磁気信号の中心とA/Dコンバータ4の入力範囲の中心との差分に相当するD/Aコンバータ6の出力設定値を算出し(ステップS106)、算出された出力設定値をメモリ7に格納されている第2のオフセット値7bに加えて、あらたに補正した第2のオフセット値7bとしてメモリ7に格納する(ステップ107)。そして、メモリ7から読み出した第1オフセット値7aとあわせてD/Aコンバータ6へ出力し、D/Aコンバータ6より第1のオフセット値7a及び第2のオフセット値7bの和をアナログ信号に変換して出力する(ステップ108)。そして、減算器3にて増幅器2の出力とD/Aコンバータ6からの出力との減算を行い、その減算結果をA/Dコンバータ4に出力する(ステップ109)。このようにしてゲイン変更後の地磁気信号の中心とA/Dコンバータ4の入力範囲の中心が一致したので、A/Dコンバータ4の出力から方位角演算手段8は変更されたゲインのもとで安定して方位角を演算することができる(ステップ110)。また以上の手順において、最終的にD/Aコンバータ6の出力設定値を決定するまでに第2のオフセット値7aの補正を2回行うことになる。
図5は本発明における第2の実施形態に係る方位角測定装置の概略構成を示すブロック図である。
第1の実施形態における図1の構成では、増幅手段は増幅器2が1つあった場合であるが、増幅器2では十分地磁気信号を増幅できない場合、図5のように減算器3の後に第2の増幅手段として積分器9を利用するような構成が考えられる。
すなわち、図5において積分器9は、減算器3の出力を積分によって増幅し、A/Dコンバータ4へ出力する。また積分器9は方位角演算手段8によって、ゲイン(積分時間など)を変更することができる。
図5の上記で説明したもの以外の構成は図1と同様である。
図5の場合にも第1実施例と同様に、次のようにして地磁気信号の中心をA/Dコンバータ4の入力範囲の中心へと移動させることができる。
VADC=(VHEGi+Di+Or)×Ii ・・・(18)
なお、ここで用いられている記号等は上記第1実施例と同様である。Orは残留オフセットを表し、増幅器2のゲイン変動などにより変動するオフセットである。これは、積分器で増幅されるために無視できない量となる。また、Gi、Iiにおける添え字はゲイン変更前後を1と2で表すためのものである。
D5=ΔVDAC×d5=ΔVDAC×{d1−RADC/(LADCΔVDACI1)ODOE1}
・・・(19)
である。
まず、増幅器2のゲインを変更する場合について述べる。増幅器2のゲインG1をG2に変更する場合、第1実施例と同様な算出方法により、ゲイン変更後に第1のオフセット値7a及び第2のオフセット値7bを補正した後に存在する地磁気信号の中心とA/Dコンバータ4の入力範囲の中心との差分に相当するA/Dコンバータ4の出力コードをODOE3とすると、D/Aコンバータ6の出力設定値d6は、
d6=(G2/G1)d5−RADC/(LADCΔVDACI1)ODOE3
・・・(20)
D6=ΔVDAC×d6 ・・・(21)
と設定すればよい。
第2の増幅手段である積分器9のゲインのみを変更する場合について述べる。この場合には、積分器9の変更前後のゲインをI1、I2とすると、
H1=(I1/I2)H2 ・・・(22)
であるが、ゲイン変更に伴ったOrの未知の変動がなく、A/Dコンバータ4に入力される地磁気信号に対するオフセットの変化は積分器9のゲインに比例して変化するだけであるので、新たにODOE3の算出はしなくても良く、設定するD/Aコンバータ6の出力設定値d7は変更されることはなく、d5そのものである。
d7=d1−RADC/(LADCΔVDACI1)ODOE1 ・・・(23)
D7=ΔVDAC×d5 ・・・(24)
とすればよい。
d8=(G2/G1)d5−RADC/(LADCΔVDACI1)ODOE3
・・・(25)
D8=ΔVDAC×d5 ・・・(26)
とすればよい。
G1及びI1は、地磁気信号の全磁力がA/Dコンバータ4の入力範囲の1/4になるような設定値となっているので、実際に外部要因を考慮した場合にA/Dコンバータ4の入力範囲をすべて利用する場合には、ゲインの増加分は2倍かそれ以下にすることが望ましい。
以上の手順において、増幅器2のゲインを変更する場合は、D/Aコンバータ6の出力設定値を決定するまでに第2のオフセット値7aの補正を2回行うことになる。
2 増幅器
3 減算器
4 A/Dコンバータ
5a 第1のオフセット算出手段
5b 第2のオフセット算出手段
6 D/Aコンバータ
7 メモリ
7a 第1のオフセット値
7b 第2のオフセット値
8 方位角演算手段
9 積分器
OF1 第1のオフセット値をD/Aコンバータより出力したもの
OF2 第2のオフセット値をD/Aコンバータより出力したもの
R1、R2 A/Dコンバータの入力範囲
Claims (20)
- 磁気センサと、
前記磁気センサの出力を所定の利得で増幅する増幅手段と、
デジタル信号をアナログ信号に変換するD/Aコンバータと、
前記増幅手段からの出力と前記D/Aコンバータからの出力の差分を算出する減算器と、
前記減算器から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するA/Dコンバータと、
前記増幅手段によって所定の利得で増幅されたアナログ信号を入力とする前記A/Dコンバータからの出力に基づいて、前記減算器の出力が前記A/Dコンバータの入力範囲の中心に近づくように第1のオフセット値を算出し、前記第1のオフセット値を前記D/Aコンバータに出力する第1のオフセット算出手段と、
前記第1のオフセット値が前記D/Aコンバータに入力された時の前記A/Dコンバータからの出力に基づいて第2のオフセット値を算出し、前記第1のオフセット値にあわせて前記第2のオフセット値を前記D/Aコンバータに出力する第2のオフセット算出手段を備え、地磁気を算出することを特徴とする地磁気測定装置。 - 前記第1のオフセット値と前記第2のオフセット値をあわせて前記D/Aコンバータに出力した後、前記増幅手段の利得の第1の利得より大きい第2の利得で前記増幅手段が増幅したアナログ信号から、前記第1の利得から前記第2の利得の変化に応じて前記第1のオフセット値と前記第2のオフセット値の補正を行い、前記補正した第1のオフセット値と前記補正した第2のオフセット値の和を前記D/Aコンバータへ出力し、前記第2の利得で前記増幅手段が増幅したアナログ信号から前記D/Aコンバータからの出力を減算した信号に基づいて、地磁気を算出することを特徴とする請求項1に記載の地磁気測定装置。
- 前記第2のオフセット値は、前記増幅手段の利得を変更する前は地磁気信号の中心と前記A/Dコンバータの入力範囲の中心との差分に相当する前記D/Aコンバータの出力を設定するデジタル値であることを特徴とする請求項2に記載の地磁気測定装置。
- 前記第2のオフセット値の補正は、2回行うことを特徴とする請求項2または3に記載の地磁気測定装置。
- 前記第1の利得は、地磁気信号の強度が前記A/Dコンバータの入力範囲の1/4を越えないように前記第1の増幅手段のゲインが設定されており、前記第2の利得は、前記第1の利得の約2倍であることを特徴とする請求項2から4のいずれか1項に記載の地磁気測定装置。
- 磁気センサと、
前記磁気センサの出力を所定の利得で増幅する第1の増幅手段と、
デジタル信号をアナログ信号に変換するD/Aコンバータと、
前記第1の増幅手段からの出力と前記D/Aコンバータからの出力の差分を算出する減算器と、
前記減算器から出力されるアナログ信号を所定の利得で増幅する第2の増幅手段と、
前記第2の増幅手段からの出力をデジタル信号に変換するA/Dコンバータと、
前記第1の増幅手段と前記第2の増幅手段によって、前記第1の増幅手段の利得と前記第2の増幅手段の利得の合計利得で増幅されたアナログ信号を入力とする前記A/Dコンバータからの出力に基づいて、前記第2の増幅手段の出力が前記A/Dコンバータの入力範囲の中心に近づくように第1のオフセット値を算出し、前記第1のオフセット値を前記D/Aコンバータに出力する第1のオフセット算出手段と、
前記第1のオフセット値が前記D/Aコンバータに入力された時の前記A/Dコンバータからの出力に基づいて第2のオフセット値を算出し、前記第1のオフセット値にあわせて前記第2のオフセット値を前記D/Aコンバータに出力する第2のオフセット算出手段を備え、地磁気を算出することを特徴とする地磁気測定装置。 - 前記第1のオフセット値と前記第2のオフセット値をあわせて前記D/Aコンバータに出力した後、前記第1の増幅手段の利得と前記第2の増幅手段の利得を合わせた第1の合計利得より大きい第2の合計利得で前記第1の増幅手段と前記第2の増幅手段が増幅したアナログ信号から、前記第1の合計利得から前記第2の合計利得の変化に応じて前記第1のオフセット値と前記第2のオフセット値を補正し、前記補正した第1のオフセット値と前記補正した第2のオフセット値の和を前記D/Aコンバータへ出力し、前記第2の合計利得で前記第1の増幅手段と前記第2の増幅手段が増幅したアナログ信号から前記D/Aコンバータからの出力を減算した信号に基づいて、地磁気を算出することを特徴とする請求項6に記載の地磁気測定装置。
- 前記第2のオフセット値は、前記第1の増幅手段と前記第2の増幅手段の合計利得を変更する前は、地磁気信号の中心と前記A/Dコンバータの入力範囲の中心との差分に相当する前記D/Aコンバータの出力を設定するデジタル値であることを特徴とする請求項7に記載の地磁気測定装置。
- 前記第2のオフセット値の補正は、2回行うことを特徴とする請求項7から8のいずれか1項に記載の地磁気測定装置。
- 前記第1の合計利得は、地磁気信号の強度が前記A/Dコンバータの入力範囲の1/4を越えないように前記第1の増幅手段と前記第2の増幅手段のゲインが設定されており、前記第2の合計利得は、前記第1の合計利得の約2倍であることを特徴とする請求項7から9のいずれか1項に記載の地磁気測定装置。
- 磁気センサの出力を所定の利得で増幅するステップと、
前記増幅された出力とD/Aコンバータからの出力の差分を算出するステップと、
前記差分に対応するアナログ信号をA/Dコンバータにてデジタル信号に変換するステップと、
前記A/Dコンバータからの出力に基づいて、前記差分に対応するアナログ信号が前記A/Dコンバータの入力範囲の中心に近づくように第1のオフセット値を算出するステップと、
前記算出された第1のオフセット値を前記D/Aコンバータに出力するステップと、
前記第1のオフセット値が前記D/Aコンバータに入力された時の前記A/Dコンバータからの出力に基づいて第2のオフセット値を算出するステップと、
前記第1のオフセット値にあわせて前記第2のオフセット値を前記D/Aコンバータに出力するステップとを備えることを特徴とする地磁気測定方法。 - 前記第1のオフセット値と前記第2のオフセット値をあわせて前記D/Aコンバータに出力した後、前記所定の第1の利得より大きい第2の利得で増幅されたアナログ信号から、前記第1の利得から前記第2の利得の変化に応じて前記第1のオフセット値と前記第2のオフセット値を補正するステップと、
前記補正した第1のオフセット値と前記補正した第2のオフセット値の和を前記D/Aコンバータへ出力するステップと、
前記第2の利得で増幅されたアナログ信号から前記D/Aコンバータからの出力を減算した信号に基づいて、地磁気を算出するステップとを備えることを特徴とする請求項11に記載の地磁気測定方法。 - 前記第2のオフセット値は、前記利得を変更する前は地磁気信号の中心と前記A/Dコンバータの入力範囲の中心との差分に相当する前記D/Aコンバータの出力を設定するデジタル値であることを特徴とする請求項12に記載の地磁気測定方法。
- 前記第2のオフセット値の補正は、2回行うことを特徴とする請求項12または13に記載の地磁気測定方法。
- 前記第1の利得は、地磁気信号の強度が前記A/Dコンバータの入力範囲の1/4を越えないように設定されており、前記第2の利得は、前記第1の利得の約2倍であることを特徴とする請求項12から14のいずれか1項に記載の地磁気測定方法。
- 磁気センサの出力を第1の利得で増幅するステップと、
前記第1の利得で増幅された出力とD/Aコンバータからの出力の差分を算出するステップと、
前記差分に対応するアナログ信号を第2の利得で増幅するステップと、
前記第2の利得で増幅された出力をA/Dコンバータにてデジタル信号に変換するステップと、
前記A/Dコンバータからの出力に基づいて、前記第2の利得で増幅された出力が前記A/Dコンバータの入力範囲の中心に近づくように第1のオフセット値を算出するステップと、
前記算出された第1のオフセット値を前記D/Aコンバータに出力するステップと、
前記第1のオフセット値が前記D/Aコンバータに入力された時の前記A/Dコンバータからの出力に基づいて第2のオフセット値を算出するステップと、
前記第1のオフセット値にあわせて前記第2のオフセット値を前記D/Aコンバータに出力するステップとを備えることを特徴とする地磁気測定方法。 - 前記第1のオフセット値と前記第2のオフセット値をあわせて前記D/Aコンバータに出力した後、前記第1の利得と前記第2の利得を合わせた第1の合計利得より大きい第2の合計利得で増幅されたアナログ信号から、前記第1の合計利得から前記第2の合計利得の変化に応じて前記第1のオフセット値と前記第2のオフセット値を補正するステップと、
前記補正した第1のオフセット値と前記補正した第2のオフセット値の和を前記D/Aコンバータへ出力するステップと、
前記第2の合計利得で増幅されたアナログ信号から前記D/Aコンバータからの出力を減算した信号に基づいて、地磁気を算出するステップとを備えることを特徴とする請求項16に記載の地磁気測定方法。 - 前記第2のオフセット値は、前記第1の利得と前記第2の利得の合計利得を変更する前は、地磁気信号の中心と前記A/Dコンバータの入力範囲の中心との差分に相当する前記D/Aコンバータの出力を設定するデジタル値であることを特徴とする請求項17に記載の地磁気測定方法。
- 前記第2のオフセット値の補正は、2回行うことを特徴とする請求項17から18のいずれか1項に記載の地磁気測定方法。
- 前記第1の合計利得は、地磁気信号の強度が前記A/Dコンバータの入力範囲の1/4を越えないように設定されており、前記第2の合計利得は、前記第1の合計利得の約2倍であることを特徴とする請求項17から19のいずれか1項に記載の地磁気測定方法。
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