JPH01219580A - 磁気センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、地磁気等の微弱な磁気の測定に好適する所謂
フラックスゲートを利用した磁気センサに関する。

（従来の技術） この種の磁気センサの一例を第８図及び第９図を参照し
て説明する。即ち、互いに平行状態に配設された第１の
磁芯部１及び第２の磁芯部２は、第９図に示す磁気飽和
特性を有する強磁性体によって棒状に形成されており、
これらの各一端側には、電源３と接続された励磁巻線４
が夫々の巻回方向（電流の流れる方向）が反対方向とな
るように巻装されている。また、各磁芯部１及び２の他
端側には、電気フィルタ５と接続された検知巻線６が夫
々の巻回方向（ｆｆｉ流の流れる方向）が一致するよう
に巻装されており、この場合、検知巻線６において、第
１の磁芯部１に巻装された部位が第１の検知巻線７とし
て機能し、第２の磁芯部２に巻装された部位が第２の検
知巻線８として機能する。尚、電源３は、励磁巻線４に
対して各磁芯部１及び２が間欠的に磁気飽和状態を呈す
るような大きさの正弦波状の励磁電流を与え、また、電
気フィルタ５は、電源３から出力される励磁電流の周波
数の２倍の周波数に相当する交流信号のみを選択してこ
の交流信号の大きさに比例した測定電圧を出力するよう
になっている。

斯様なフラッフスゲ−・トを利用した磁気センサによれ
ば、地磁気等の外部磁界Ｈｅが各磁芯部１及び２に重畳
していない場合は、各磁芯部１及び２には電源３から励
磁巻線４に与えられる励磁電流の大きさに比例して、同
じ大きさで且つ互いに反対方向となる磁束Φｌ及びΦ２
が、間欠的に磁気飽和レベルに達するように発生する。

そして、各検知巻線７及び８からは各磁芯部１及び２に
発生する磁束Φ及びΦ２が変化している間（磁束が磁気
飽和レベルに達するまでの間）はその変化度合いに比例
した第１及び第２の電圧信号が出力される（このとき第
１及び第２の電圧信号の信号レベルは逆極性である）。

この場合、各磁芯部１及び２が磁気飽和状態を呈するタ
イミングは一致しているから、検知巻線６から電気フィ
ルタ５に与えられる検知電圧（第１及び第２の電圧信号
の和）は零レベルであり、この結果、電気フィルタ５か
ら出力される測定電圧も零レベルが維持される。

従って、電気フィルタ５から出力される測定電圧が零レ
ベルであることに基づいて、外部磁界Ｈｅの大きさが零
レベルであると判断することができる。

而して、外部磁界Ｈｅの大きさが零レベルよりも大きい
場合、これに応じて各磁芯部１及び２には外部磁界Ｈｏ
が重畳するようになる。すると、外部磁界ＨＯの向きに
応じて、例えば第１の磁芯部１に発生する磁束の大きさ
が相対的に小さくなってこれが磁気飽和レベルとなるタ
イミングが遅れるのに対して、第２の磁芯部２に発生す
る磁束の大きさが相対的に大きくなってこれが磁気飽和
レベルとなるタイミングが進むようになる。この結果、
電気フィルタ５に与えられる検知電圧には励磁電流の周
波数の２倍の周波数成分を基本とする交流信号が外部磁
界Ｈｅの大きさに応じて含まれるようになり、これによ
り電気フィルタ５からは外部磁界Ｈｅの大きさに応じた
測定電圧が出力されるようになる。従って、電気フィル
タ５からの測定電圧の大小に基づいて、各磁芯部１及び
２に重畳している外部磁界Ｈｅの大きさを検出すること
ができる。

（発明が解決しようとする課題） ところが上記従来例のものでは、電気フィルタ５という
アナログ回路を介して外部磁界Ｈｅの大きさを検出する
構成であるから、例えば電気フィルタ５を構成する各回
路素子の特性誤差並びにこれら回路素子での電圧降下に
よって、外部磁界Ｈθの大きさの測定が不正確となり勝
ちになるという欠点がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
、フラックスゲートを利用した構成でありながら、外部
磁界の大きさの測定が正確に行える磁気センサを提供す
るにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、磁気飽和特性を有し互いに平行状態となるよ
うに配設された第１及び第２の磁芯部、通電状態で前記
第１及び第２の磁芯部に互いに反対方向の磁束を発生さ
せる励磁巻線、この励磁巻線に対して逓増的な立上がり
波形及び逓減的な立下がり波形の少なくとも一方を有す
る電流を周期的に供給して前記第１及び第２の磁芯部を
磁気飽和させる電源、前記第１及び第２の磁芯部に夫々
巻装され各磁芯部の磁束変化に応じて第１及び第２の電
圧信号を発生する第１及び第２の検知巻線、並びに前記
第１及び第２の電圧信号の出力時間の差を測定する測定
手段とを夫々設けた上で、前記第１及び第２の磁芯部に
外部磁界が重畳した状態で前記測定手段により測定され
た時間差に基づいて上記外部磁界の大きさを測定するよ
うにしたことを特徴とする。

（作用） 電源から励磁巻線に供給される励磁電流の大きさに応じ
て、第１及び第２の磁芯部には同じ太きさで且つ互いに
反対方向となる磁束が、間欠的に磁気飽和レベルに達す
るように発生する。

このとき、外部磁界の大きさが零レベルであると、各磁
芯部には外部磁界が重畳していないから、各磁芯部に発
生する磁束は励磁巻線によって発生する磁束のみであり
、これにより第１及びｍ２の磁芯部が磁気飽和状態とな
るタイミングは一致している。この結果、第１及び第２
の検知巻線から出力される第１及び第２の電圧信号は同
じ出力タイミングとなっているから、測定手段において
測定される第１及び第２の電圧信号の出力時間の差は零
である、従って、このことに基づいて外部磁界の大きさ
が零レベルであると判断することができる。

而して、外部磁界の大きさが零レベルよりも大きい場合
、その外部磁界が第１及び第２の磁芯部に重畳すること
により、一方の磁芯部に発生する磁束の大きさは上記し
た励磁巻線によって発生する磁束の大きさよりも相対的
に増加するのに対して、他方の磁芯部に発生する磁束の
大きさは励磁巻線によって発生する磁束の大きさから相
対的に減少し、これにより、一方の磁芯部が磁気飽和状
態となるタイミングが進むようになるのに対して、他方
の磁芯部が磁気飽和状態となるタイミングは遅れるよう
になる。この結果、第１及び第２の検知巻線から出力さ
れる第１及び第２の電圧信号の出力タイミングが外部磁
界の大きさに応じて変化するようになり、これによって
測定手段で測定される第１及びｆｆ１２の電圧信号の出
力時間の差は外部磁界の大きさに応じた値となる。従っ
て、測定手段により測定された第１及び第２の電圧信号
の出力時間の差に基づいて外部磁界の大きさを知ること
ができる。

（実施例） 以下、本発明の第１の実施例を第１図乃至第４図を参照
して説明する。

磁気センサ全体のブロック図を示す第１図において、１
１及び１２は磁気飽和特性を有する強磁性体によって棒
状に形成された第１の磁芯部及び第２の磁芯部で、これ
らは平行状態となるように配設されている。１３は電源
１４と接続された励磁巻線で、これは第１及び第２の磁
芯部１１及び１２の各一端側に夫々の巻回方向（１Ｒ流
の流れる方向）が反対方向となるように巻装されている
。

上記電源１４には、第２図に示すようにクロック発生回
路１５からのクロックパルスＰｃを分周するための分周
回路１６が接続されており、その分周回路１６からの分
周パルスＰｄが入力するタイミング毎に逓増的に立上が
る三角波形状の励磁電流を励磁巻線１３に与えるように
なっている。尚、電源１４から励磁巻線１３に供給され
る電流のピーク値は、各磁芯部１１及び１２が間欠的に
磁気飽和状態を呈するような大きさに定められている。

一方、１７は測定手段１８と接続された検知巻線で、こ
れらは各磁芯部１１及び１２の他端側に夫々の巻回方向
（電流の流れる方向）が一致するように巻装されており
、この場合、検知巻線１７において第１の磁芯部１１に
巻装された部位が第１の検知巻線１９として機能し、第
２の磁芯部１２に巻装された部位が第２の検知巻線２０
として機能する。

次に測定手段１８について第２図も参照して説明する。

２１は４個のダイオード２２乃至２５から成る周知の整
流回路で、その交流入力端子°ａ及びｂが夫々検知巻線
１７の両端に接続され、直流出力端子Ｃ及びｄが夫々比
較器２６の非反転入力端子（＋）及び接地ラインに接続
されている。また、上記比較器２６の反転入力端子（−
）は、電源ラインと接地ラインとの間に直列接続された
抵抗器２７及び２８の共通接続点と接続されて基準電圧
ＶＳが与えられるようになっている。２９はアンド回路
で、これの一方の入力端子は比較器２６の出力端子と接
続され、また、他方の入力端子はクロック発生回路１５
の出力端子と接続されている。

従って、アンド回路２９は、比較器２６の出力がハイレ
ベル信号に反転した状態でのみクロック発生回路１５か
らのクロックパルスＰｃを通過させる。３０はカラン夛
で、これのクロック入力端子Ｃｋはアンド回路２９の出
力端子と接続されておリ、これによりアンド回路２９を
通過したクロ・ツクパルスＰｃを計数すると共に、その
計数値をＩくイナリデータに変換してデータ出力端子列
Ｄロー・Ｄｎから出力するようになっている。尚、カウ
ンタ３０のリセット端子Ｒは遅延回路３１を介して分周
回路１６の出力端子と接続されており、その遅延回路３
１の遅延動作によって分周回路１６から出力されるクロ
ックパルスＰｃの出力タイミングから１クロックパルス
分遅れたタイミングでリセットされるようになっている
。３２はう・ソチ回路で、これのデータ入力端子列Ｐ（
１−Ｐｎカウンタ３０のデータ出力端子列Ｄ０〜Ｄｎと
接続されていると共に、これのホールド端子Ｈは分周回
路１６の出力端子と接続されており、ホールド端子Ｈの
入力レベルがハイレベルの期間、即ち分周回路１６から
分周パルスＰｄが出力されている期間はカウンタ３０か
らのバイナリデータをそのままデータ出力端子列Ｑｏ　
＝Ｑｎから出力すると共に、この出力状態を分周回路１
６から新たな分周）くルスＰｄが出力されるまでホール
ドするようになっている。

３３は比較器で、これの非反転入力端子（＋）は図示極
性のダイオード３４を介して検知巻線１７の一端（第２
の検知巻線２０側の一端）と接続され、また、反転入力
端子（−）は抵抗器２７及び２８の共通接続点に接続さ
れて基準電圧ＶＳが与えられている。３５はＤ形フリッ
プフロップ回路で、これのデータ入力端子りは比較器３
３の出力端子と接続され、クロック端子Ｃｋはアンド回
路２９の出力端子と接続されている。

次に上記構成の作用について説明する。

“クロック発生回路１５から出力されるクロックパルス
Ｐｃは、分周回路１６で分周されることにより分周パル
スＰｄとして電源１４に与えられ、これにより、電源１
４からは分周パルスＰｄの入力タイミングに基づいて第
３図（ａ）に示すような周期的に零レベルから直線的（
逓増的）に立上がる三角波形状の励磁電流が出力され、
これが励磁巻線１３に供給される。すると、各磁芯部１
１及び１２には第１図に示すように励磁電流の太きさに
比例した磁束Φ１及びΦ２が発生する。

このとき、例えば地磁気等の外部磁界Ｈｅの大きさが零
レベルの場合は、各磁芯部１１及び１２に全く外部磁界
Ｈｅが重畳していないから、各磁芯部１１及び１２には
上述したように励磁巻線１３によって発生する磁束Φｌ
及びΦ２のみが発生している。しかも各磁芯部１１及び
１２は磁気飽和特性ををしているから、励磁電流の大き
さが所定値を上回るときは各磁芯部１１及び１２は磁気
飽和状態を呈し、これによって各磁芯部１１及び１２に
発生する磁束は間欠的に飽和レベルとなる。

従って、第３図（ａ）に示される三角波形状の励磁電流
が電源１４から励磁巻線１３に供給されると、第１の磁
芯部１１には同図（ｂ）に示すような波形の磁束Φ１が
発生すると共に、第２の磁芯部１２には同図（９）に示
すような波形の磁束Φ２が発生する。即ち、各磁芯部１
１及び１２に発生する磁束Φ１及びΦ２は同じ強さで且
つ互いに反対方向となっていると共に、同じタイミング
で磁気飽和レベルΦＳ及び−ΦＳに達する。この結果、
第１及び第２の検知巻線１９及び２０には、各磁芯部１
１及び１２に発生する磁束Φｌ及びΦ２の大きさが変化
している間、周知の誘導起電力によってその変化度合い
に比例した第１の電圧信号ｖ１及び第２の電圧信号ｖ２
が同図（ｄ）及び（ｅ）に示すように出力される。即ち
、各磁芯部１１及び１２に発生する磁束Φ１及びΦ２が
飽和レベルΦＳ及び−ΦＳに達するまでの間は、各磁芯
部１１及び１２に発生する磁束の変化度合いは一定であ
り、これにより、各検知巻線１７及び１８から出力され
る第１及び第２の電圧信号ｖ１及びｖ２は一定電圧とな
る。また、磁束Φｌ及びΦ２が飽和レベルΦＳ及び−Φ
Ｓに達した状態ではその大きさは変化しないから、その
間は、第１及び第２の電圧信号ｖ１及びｖ２は零レベル
となる。

このとき、同図（ｄ）及び（ｅ）から明らかなように第
１及び第２の電圧信号ｖｉ及びｖ２が出力されるタイミ
ングは完全に一致しているから、第１及び第２の電圧信
号Ｖｌ及びｖ２の出力時間の差は零である。従って、後
述するように測定手段１８において、第１及びｍ２の電
圧信号ｖ１及びｖ２の出力時間の差が零であると測定さ
れるので、このことに基づいて外部磁界Ｈｅの大きさは
零レベルであると判断することができる。

さて、地磁気等の外部磁界Ｈｅが例えば第１図に示す向
きに各磁芯部１１及び１２に重畳した場合、各磁芯部１
１及び１２には外部磁界Ｈθに比例した磁束Φｅが同じ
強さで且つ同じ方向に発生するようになる。これにより
、第１の磁芯部１１には励磁電流によって発生している
磁束Φｌと反対方向の磁束Φｅが印加されると共に、第
２の磁芯部１２には励磁電流によって発生している磁束
Φ２と同じ方向の磁束Φｅが印加される。従って、各磁
芯部１１及び１２に外部磁界ＭＣＩが１￥Ｉ！！ｋした
状態では、第４図（ｂ）に示すように第１の磁芯部１１
に発生する磁束Φ１′の大きさはその外部磁界Ｈｅによ
って発生する磁束００分だけΦ１から相対的に小さくな
り、また、同図（Ｃ）に示すように第２の磁芯部１２に
発生する磁束Φ２′は外部磁界Ｈｅによって発生する磁
束０８分だけ相対的に増大する。すると、同図（ｂ）及
び（Ｃ）から明らかなように、第１の磁芯部１１に発生
する磁束Φｌ′が飽和レベルΦＳとなるタイミングが遅
れるのに対して、第２の磁芯部１２に発生する磁束Φ２
′が飽和レベル−ΦＳとなるタイミングは進むようにな
る。この結果、同図（ｄ）及び（ｅ）に示すように、第
１の電圧信号Ｖｌの出力時間は外部磁界Ｈｅの大きさが
零レベルの場合に比べて延長されるのに対して、第２の
電圧信号Ｖ２の出力時間は短縮されるようになる。従っ
て、測定手段１８には第１及び第２の電圧信号Ｖｌ及び
ｖ２の出力時間の差ΔＴとなるタイミングで正のレベル
となる検知電圧ｖｔが与えられるようになる。このとき
、第１及び第２の電圧信号ｖ１及びｖ２の出力時間が延
長及び短縮される程度は外部磁界Ｈｅの大きさと比例関
係にあるから、測定手段１８において、検知電圧Ｖｊが
正のレベルとなる時間ΔＴを測定することにより外部磁
界Ｈｅの大きさを検出することができる。尚、この場合
において、励磁巻線１３に供給される励磁電流は三角波
形状であるから、上記のような比例関係は外部磁界Ｈθ
が大きい状態時でも維持されるものであり、従って外部
磁界Ｈｅの検出誤差がその外部磁界Ｈｅの大小に起因し
て大きくなる虞がない。

以下、６１定手段１８により第１及び第２の電圧信号ｖ
１及びｖ２の時間差ΔＴを測定するについて説明する。

即ち、測定手段１８の整流回路２１には６１時間だけ正
のレベルとなる検知電圧Ｖｊが与えられる。すると、整
流回路２１において周知の整流作用が施されて比較器２
６の非反転入力端子（＋）には検知電圧ｖｌがその電圧
レベル状態を維持されて与えられる。ここで、比較器２
６の反転入力端子（−）には検知電圧ｖｌの信号レベル
よりも低い電圧レベルの基準電圧ＶＳが与えられており
、結果的に比較器２６の出力は、検知電圧ｖｔが与えら
れてＶｔ　＞Ｖｓの関係が成立する毎にハイレベル信号
に反転する（ノイズ除去のために行なわれる）。従って
、アンド回路２９にあっては、上記のように比較器２６
の出力がハイレベル信号に反転した期間毎にクロック発
生回路１５からのクロックパルスＰｃを通過させる。す
ると、カウンタ３０はアンド回路２９からのクロックパ
ルスＰｃを計数すると共に、その計数値をバイナリデー
タに変換してデータ出力端子列り。

〜Ｄｎから出力する。そして、ラッチ回路３２はデータ
入力端子列Ｐｏ−ｐｎに与えられたバイナリデータをデ
ータ出力端子列Ｑｏ　＝Ｑｎから出力すると共に、その
バイナリデータを分周回路１６から新たな分周パルスＰ
ｄが与えられるまでホールドする。このとき、カウンタ
３０から出力されるバイナリデータは、アンド回路２９
がクロックパルスＰｃの通過を許容している時間幅即ち
第１及び第２の電圧信号Ｖ１及びｖ２の出力時間の差Δ
Ｔに比例しているから、ラッチ回路３２から出力される
バイナリデータに基づいて第１及び第２の電圧信号ｖ１
及びｖ２の出力時間差ΔＴひいては外部磁界Ｈｅの大き
さを検出することができる。

続いて、分周回路１６から分周パルスＰｄが出力される
タイミングから１クロック分遅れたタイミングでカウン
タ３０がリセットされ、これにより分周回路１６から次
の分周パルスＰｄが出力されるまでの間、上述同様にカ
ウンタ３０による計数動作が行なわれて、そのときの外
部磁界Ｈｅの大きさに対応したバイナリデータがラッチ
回路３２から出力される。従って、ラッチ回路３２から
出力されるバイナリデータに基づいて外部磁界ＨＯの大
きさを連続して測定することができる。尚、外部磁界Ｈ
ｅの向きが上述した場合と反対方向の場合は、第１の磁
芯部１１が磁気飽和状態となるタイミングが進むのに対
して、第２の磁芯部１２が磁気飽和状態となるタイミン
グが遅れるようになり、この結果、第２の電圧信号ｖ２
の出力時間の方が第１の電圧信号ｖ１の出力時間よりも
長くなって、測定手段１８には６１時間だけ負のレベル
となる検知電圧Ｖｉが与えられるようになる。

しかしながら、検知電圧Ｖｉは整流回路２１においてΔ
Ｔの時間だけ正のレベルとなるように整流作用を施され
るから、これにより、測定手段１８において、外部磁界
Ｈｅの向きにかかわらずその外部磁界Ｈθの大きさを検
出することができる。

また、測定手段１８に与えられる検知電圧Ｖｉが正のレ
ベル（第１の電圧信号ｖ１の出力時間が第２の電圧信号
ｖ２の出力時間よりも長い場合）となっている間は、比
較器３３からＤ形フリップフロップ回路３５のデータ入
力端子りに与えられる電圧レベルはハイレベルとなって
いるから、その間り形フリップフロップ回路３５はアン
ド回路２９からのクロック信号によりセットされ続けら
れ、これにより、Ｄ形フリップフロップ回路３５からの
出力信号はハイレベルとなっている。また、測定手段１
８に与えられる検知電圧Ｖｊの電圧レベルが正のレベル
でなくなる（零レベル或は負のレベルとなる）と、比較
器３３からの出力レベルはロウレベルとなり、これによ
りＤ形フリップフロップ回路３５はアンド回路２９から
のクロックパルスＰｃに同期してロウレベル信号を記憶
するようになり、この結果、Ｄ形フリップフロップ回路
３５の出力信号はロウレベルとなる。従って、Ｄ形フリ
ップフロップ回路３５から出力される信号のレベルを検
出することにより、測定手段１８に与えられている検知
電圧ｖｌの電圧レベルの極性ひいては外部磁界Ｈｅの方
向を判断することができる。

第５図は本発明の第２の実施例を示すもので、第１の実
施例と異なる点は、第１の実施例では第１及び第２の磁
芯部１１及び１２を別体で構成したが、この第２の実施
例においては、磁気飽和特性を有する矩形枠状の磁芯体
３６において平行位置にある二辺を第１及び第２の磁芯
部３７及び３８に設定したことにある。そして、第１及
び第２の磁芯部３７及び３８には測定手段１８と接続さ
れた検知巻線３９が同じ巻回方向となるように巻装され
ており、そしてこの場合、検知巻線３９において、第１
の磁芯部３７に巻装された部位が第１の検知巻線４０と
して機能すると共に、第２の磁芯部３８に巻装された部
位が第２の検知巻線４１として機能する。また、第１及
び第２の磁芯部３７及び３８を接続している辺４２には
電源４３と接続された励磁巻線４４が巻装されている。

この第２の実施例においても、電源４３から励磁巻線４
４に励磁電流が通電されると、その励磁電流の大きさに
比例した大きさの磁束が磁芯体３６に発生して、第１の
実施例と同様に第１及び第２の磁芯部３７及び３８に同
じ強さで且つ反対方向の磁束が間欠的に磁気飽和レベル
に達するように発生する。これにより、第１及び第２の
検知巻線４０及び４１からは磁束の変化度合いに比例し
た第１及び第２の電圧信号ｖ１及びｖ２が出力される。

このとき、第１及び１２の電圧信号ｖ１及びｖ２の出力
時間の差ΔＴは各磁芯部４０及び４１に重畳する外部磁
界Ｈθの大きさに比例しているから、測定手段１８によ
りその時間差ΔＴを測定することにより外部磁界Ｈｅの
大きさを測定することができる。

第６図は本発明の第３の実施例を示すもので、第２の実
施例と異なるところは、矩形枠状の磁芯体３６において
第１及び第２の磁芯部３７及び３８全体を囲むようにし
て、測定手段１８と接続された検知巻線４５が巻装され
ていることにある。

そしてこの場合、検知巻線４５において、第１及び第２
の磁芯部３７及び３８の外周に位置する部位が夫々第１
及び第２の検知巻線４６及び４７として機能する。

この第３の実施例においても、電源４３から励磁巻線４
４に励磁電流が供給されると、第１及び第２の検知巻線
４６及び４７から第１及び第２の電圧信号ｖ１及びｖ２
が外部磁界Ｈｅの大きさに応じた出力時間で出力される
。従って、測定手段１８において、第１及び第２の電圧
信号Ｖｌ及びｖ２の出力時間の差ΔＴを測定することに
より外部磁界Ｈａの大きさを測定することができる。

第７図は本発明の第４の実施例を示すもので、磁気飽和
特性を有する環状の磁芯体４８には、これの全体にわた
って電源４３と接続された励磁巻線４９が巻装されてい
る。また、磁芯体４８において、対向して平行位置にあ
る第１及び第２の磁芯部５０及び５１全体を囲むように
して測定手段１８と接続された検知巻線５２が巻装され
ており、その検知巻線４８において、第１及び第２の磁
芯部５０及び５１の外周に位置する部位が第１及び第２
の検知巻線５３及び５４として機能する。また、磁芯体
４８において、第１及び第２の磁芯部５０及び５１から
夫々直交した部位は、もう一方の第１及び第２の磁芯部
５５及び５６に設定されている。そして、これら第１及
び第２の磁芯部５５及び５６全体を囲むようにして測定
手段１８と接続されたもう一方の検知巻線５７が巻装さ
れており、この場合、検知巻線５７において、第１及び
第２の磁芯部５５及び５６の外周に位置する部位が夫々
第１及び第２の検知巻線５８及び５９として機能する。

この第４の実施例においては、電源４３がら励磁巻線４
９に励磁電流が供給されると、環状の磁芯体４８全体に
わたって同じ方向に磁束が発生して、検知巻線５２にお
ける第１及び第２の検知巻線５３及び５４から第１及び
第２の電圧信号ｖ１及びｖ２が出力されると共に、もう
一方の検知巻線５７における第１及び第２の検知巻線５
８及び５９から同様に第１及び第２の電圧信号ｖ１及び
ｖ２が出力される。この結果、各測定手段１８には外部
磁界Ｈｅの大きさに応じた時間だけ第１及び第２の電圧
信号ｖ１及びｖ２が出力されるから、測定手段１８にお
いて、第１及び第２の電圧信号ｖ１及びｖ２の出力時間
の差ΔＴを測定することにより、各磁芯部５０，５１，
５５．５６にｔｒｒｉしている外部磁界Ｈｅの大きさを
検出することができる。特にこの場合、各検知巻線５２
及び５７は環状の磁芯体４８に直交する形態で巻装され
ているから、例えば地磁気等の外部磁界Ｈｅが第７図に
示すように磁芯体４８にｆｆｉ畳していた場合、その外
部磁界ＨｅのＸ軸方向のベクトル成分Ｈｘの大きさと向
きを一方の検知巻線５２から出力される検知電圧ｖｌに
基づいて測定することができると共に、外部磁界Ｈｅの
Ｙ軸方向のベクトル成分Ｈｙを他方の検知巻線５７から
出力される検知電圧ｖｔに基づいて検出することができ
る。従って、測定手段１８により検出した外部磁界Ｈｅ
のベクトル成分Ｈｘ及びＢｙに基づいて外部磁界Ｈｅの
大きさ及び向きを知ることができる。斯様な磁気センサ
は、車両の移動方向を検出するための地磁気センサ等の
如く外部磁界Ｈｅの向きが頻繁に変化する際の検出に好
適するものである。

尚、各上記実施例においては、測定手段１８に与えられ
る検知電圧Ｖｊが正のレベル（或は負のレベル）となる
タイミング幅をクロック発生回路１５から出力されるク
ロック信号に基づいて検出したが、これに代えて、その
タイミング幅をデジタルタイマにより測定するように構
成しでもよい。

また、電源１４から出力する励磁電流の電流波形は三角
波形状に限定されることなく、例えば正弦波状としても
よい。

更に、上記各実施例では、測定手段１８において、第１
及び第２の電圧信号ｖ１及びＶ２の出力時間の差ΔＴを
検知電圧ｖｔがら求める構成であるが、これに代えて、
第１及び第２の電圧信号Ｖ１及びｖ２の出力時間を別々
に測定し、これに基づいて第１及び第２の電圧信号ＶＢ
及びｖ２の出力時間の差ΔＴを求めるようにしてもよい
。

その他、本発明は上記し且つ図面に示したものに限定さ
れることなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更し
て実施できる。

［発明の効果］ 本発明は以上の記述から明らかなように、第１及び第２
の磁芯部に外部磁界が重畳した状態で測定手段により測
定された時間差に基づいて外部磁界の大きさを測定する
ように構成したので、フラックスゲートを利用した磁気
センサでありながら、外部磁界の大きさを正確に測定す
ることができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の第１の実施例を示すもので
あり、第１図は全体の電気的構成を示すブロック図、第
２図は全体の電気回路図、第３図及び第４図は作用を説
明するための各信号波形図である。また、第５図乃至第
７図は夫々本発明の第２乃至第４の実施例を示す第１図
相当図である。 そして、第８図及び第９図は従来例を示すものであり、
第８図は第１図相当図、第９図は第１及び第２の磁芯部
に重畳する磁界の大きさと磁芯部に発生する磁束の大き
さとの関係を示す特性図である。 図中、１１は第１の磁芯部、１２は第２の磁芯部、１３
は励磁巻線、１４は電源、１８は測定手段、１９は第１
の検知巻線、２０は第２の検知巻線、３１は第１の磁芯
部、３８は第２の磁芯部、４３は電源、４４は励磁巻線
、４６は第１の検知巻線、４７は第２の検知巻線、５０
．５５は第１の磁芯部、５１．５６は第２の磁芯部、５
３及び５８は第１の検知巻線、５４及び５９は第２の検
知巻線である。 出願人　　株式会社東海理化電機製作所１ＰＪ１　　図 第　２　図 第３図　　　　第４図 第　５　図 県　７　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、磁気飽和特性を有し互いに平行状態となるように配
   設された第１及び第２の磁芯部と、通電状態で前記第１
   及び第２の磁芯部に互いに反対方向の磁束を発生させる
   励磁巻線と、この励磁巻線に対して逓増的な立上がり波
   形及び逓減的な立下がり波形の少なくとも一方を有する
   励磁電流を周期的に供給して前記第１及び第２の磁芯部
   を磁気飽和させる電源と、前記第１及び第２の磁芯部に
   夫々巻装され各磁芯部の磁束変化に応じて第１及び第２
   の電圧信号を発生する第１及び第２の検知巻線と、前記
   第１及び第２の電圧信号の出力時間の差を測定する測定
   手段とを備え、前記第１及び第２の磁芯部に外部磁界が
   重畳した状態で前記測定手段により測定された時間差に
   基づいて上記外部磁界の大きさを測定するようにした構
   成したことを特徴とする磁気センサ。