JPH0315710B2 - - Google Patents
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- JPH0315710B2 JPH0315710B2 JP55063592A JP6359280A JPH0315710B2 JP H0315710 B2 JPH0315710 B2 JP H0315710B2 JP 55063592 A JP55063592 A JP 55063592A JP 6359280 A JP6359280 A JP 6359280A JP H0315710 B2 JPH0315710 B2 JP H0315710B2
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- saturable
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 11
- 229910001004 magnetic alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 28
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 5
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 2
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 description 2
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- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
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- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/04—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using the flux-gate principle
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、可飽和磁芯を使用した磁気検知装置
に関するものである。
に関するものである。
従来、磁石の近傍を、可飽和磁芯に巻かれたコ
イルのインダクタンスの変化として検出する可飽
和磁芯型近接スイツチが用いられている。この近
接スイツチは、ホール素子などの感磁半導体を用
いた近接スイツチに対し、感度のバラツキが小さ
く、信頼性が高いなどの特長を有するが、しか
し、近接磁気の強度や極性を判定するスイツチ装
置に関しては、リニアな出力が得られるホール素
子が利用できる反面、可飽和磁芯は正負磁束に対
して対称で、かつ、ノンリニアな飽和特性を有す
るため利用することが困難であつた。
イルのインダクタンスの変化として検出する可飽
和磁芯型近接スイツチが用いられている。この近
接スイツチは、ホール素子などの感磁半導体を用
いた近接スイツチに対し、感度のバラツキが小さ
く、信頼性が高いなどの特長を有するが、しか
し、近接磁気の強度や極性を判定するスイツチ装
置に関しては、リニアな出力が得られるホール素
子が利用できる反面、可飽和磁芯は正負磁束に対
して対称で、かつ、ノンリニアな飽和特性を有す
るため利用することが困難であつた。
本発明は、概角型飽和特性を有する可飽和磁芯
に巻かれたコイルにバイアス電流を流し、対称飽
和特性の中心軸を移動させることによつて、可飽
和磁芯に近接した強度あるいは極性の異なる複数
の磁石の種類を判別し得る磁気検知装置を提供せ
んとするものである。以下、本発明を従来例と対
比して説明する。
に巻かれたコイルにバイアス電流を流し、対称飽
和特性の中心軸を移動させることによつて、可飽
和磁芯に近接した強度あるいは極性の異なる複数
の磁石の種類を判別し得る磁気検知装置を提供せ
んとするものである。以下、本発明を従来例と対
比して説明する。
第１図は、可飽和磁芯１を用いた従来の近接磁
気検知装置の基本構成図である。同図において、
可飽和磁芯１は鎖交する外部磁束Φによつて可飽
和磁芯１の透磁率が変化する。この透磁率の変化
は、可飽和磁芯１に巻かれたコイル２ａおよびコ
イル２ｂ間の相互インダクタンスの変化として検
出される。発振回路３はコイル２ａに交流信号電
流を供給し、その相互インダクタンスの変化は、
コイル２ｂに発生する交流信号電圧V0の変化と
して検出し得る。
気検知装置の基本構成図である。同図において、
可飽和磁芯１は鎖交する外部磁束Φによつて可飽
和磁芯１の透磁率が変化する。この透磁率の変化
は、可飽和磁芯１に巻かれたコイル２ａおよびコ
イル２ｂ間の相互インダクタンスの変化として検
出される。発振回路３はコイル２ａに交流信号電
流を供給し、その相互インダクタンスの変化は、
コイル２ｂに発生する交流信号電圧V0の変化と
して検出し得る。
第２図は、外部磁束Φとコイル２ｂの出力電圧
V0の関係を示した図である。
V0の関係を示した図である。
この種の近接磁気検知装置に於て、外部磁束Φ
の有無を、バラツキを少なくして高感度で検知す
るためには、角型（磁気飽和の急峻さ）特性の優
れた可飽和磁芯１を使用する必要がある。しか
し、この第１図に示す近接磁気検知装置は、第２
図に示す如く、外部磁束Φの極性に対して対称な
飽和特性を呈するため、外部磁束の極性を検知し
得ず、また、多種類の強度の外部磁束Φを判別す
ることも不可能であつた。
の有無を、バラツキを少なくして高感度で検知す
るためには、角型（磁気飽和の急峻さ）特性の優
れた可飽和磁芯１を使用する必要がある。しか
し、この第１図に示す近接磁気検知装置は、第２
図に示す如く、外部磁束Φの極性に対して対称な
飽和特性を呈するため、外部磁束の極性を検知し
得ず、また、多種類の強度の外部磁束Φを判別す
ることも不可能であつた。
第３図は本発明の一実施例の基本的構成図であ
る。これを説明すると、可飽和磁芯１には近接し
た磁石９によつて発生した外部磁束Φが鎖交して
おり、また磁芯には３つのコイル２ａ，２ｂ，２
ｃが巻かれている。第１図の説明と同じく、コイ
ル２ａには発振回路３によつて、例えば100KHz
の交流信号電圧が与えられる。４は可飽和磁芯１
に、コイル２ｃに所要のバイアス電流を流すこと
によつてバイアス磁化を与えるためのバイアス電
源である。コイル２ｂによつて検出された交流信
号電圧V0は、整流回路６、基準電圧源７、比較
器８などを含めて構成される比較回路５によつ
て、直流電圧に変換された後、基準電圧ESと比較
され、交流信号電圧V0の大小が判別される。な
お、上記整流回路６は比較回路５と分離させても
良い。
る。これを説明すると、可飽和磁芯１には近接し
た磁石９によつて発生した外部磁束Φが鎖交して
おり、また磁芯には３つのコイル２ａ，２ｂ，２
ｃが巻かれている。第１図の説明と同じく、コイ
ル２ａには発振回路３によつて、例えば100KHz
の交流信号電圧が与えられる。４は可飽和磁芯１
に、コイル２ｃに所要のバイアス電流を流すこと
によつてバイアス磁化を与えるためのバイアス電
源である。コイル２ｂによつて検出された交流信
号電圧V0は、整流回路６、基準電圧源７、比較
器８などを含めて構成される比較回路５によつ
て、直流電圧に変換された後、基準電圧ESと比較
され、交流信号電圧V0の大小が判別される。な
お、上記整流回路６は比較回路５と分離させても
良い。
第４図Ａは、バイアス電流を流した場合の外部
磁束Φとコイル２ｂの出力電圧の関係を示す図、
第４図Ｂは、可飽和磁芯の外部磁束強度Φと磁束
密度Ｂとの関係、及び外部磁束にコイル２ａによ
つて交番磁界を与えた場合の検出信号の関係を示
す特性図である。バイアス電源４の出力電流ibが
零である場合には、第２図に示した特性と同じに
なることはいうまでもない。ここで、第３図にし
たがつて出力電流ibとして、たとえば、ib＞０な
る直流電流をコイル２ｃに流すことにより右ネジ
の法則にしたがつて可飽和磁芯１に上向きのバイ
アス磁化が生ずる。このバイアス磁化が外部磁束
Φ1による磁化量と対応するとすれば、コイル２
ｂの出力電圧特性は第２図に示した特性をΦ軸方
向にΦ1だけ移動させたものになる。
磁束Φとコイル２ｂの出力電圧の関係を示す図、
第４図Ｂは、可飽和磁芯の外部磁束強度Φと磁束
密度Ｂとの関係、及び外部磁束にコイル２ａによ
つて交番磁界を与えた場合の検出信号の関係を示
す特性図である。バイアス電源４の出力電流ibが
零である場合には、第２図に示した特性と同じに
なることはいうまでもない。ここで、第３図にし
たがつて出力電流ibとして、たとえば、ib＞０な
る直流電流をコイル２ｃに流すことにより右ネジ
の法則にしたがつて可飽和磁芯１に上向きのバイ
アス磁化が生ずる。このバイアス磁化が外部磁束
Φ1による磁化量と対応するとすれば、コイル２
ｂの出力電圧特性は第２図に示した特性をΦ軸方
向にΦ1だけ移動させたものになる。
ib＜０の場合は、同様に第４図の破線で示した
特性になる。すなわちバイアス電源４の出力電流
ibにより出力電圧V0の外部磁束Φに対するウイン
ドウ特性を自由に設定することができる。
特性になる。すなわちバイアス電源４の出力電流
ibにより出力電圧V0の外部磁束Φに対するウイン
ドウ特性を自由に設定することができる。
したがつて、検知すべき外部磁束Φに対して、
バイアス電源４の出力電流値を適宜設定すること
によつて、その電流方向、大きさより比較回路５
の出力から、極性をも含めた多種類の外部磁束Φ
を判別することができる。
バイアス電源４の出力電流値を適宜設定すること
によつて、その電流方向、大きさより比較回路５
の出力から、極性をも含めた多種類の外部磁束Φ
を判別することができる。
第５図に磁石からの磁束の強度を判別する実施
例を示す物体１０にはその種類を磁気検知装置１
１で判別するために磁石９が埋め込まれており、
いま３種類の物体に対応して物体の所定位置での
外部磁束の強度がそれぞれΦ1，Φ2，Φ3となる磁
石が用いられているとする。本発明の磁気検知装
置１１を構成するバイアス電源４には外部磁束
Φ1，Φ2，Φ3にそれぞれ対応するバイアス磁化を
与えるバイアス電流ib1、ib2、ib3がセツトされて
いる。いま外部磁束Φ2の物体が検知装置に近接
したとき、バイアス電流値を順次切換えると、
ib2の場合だけ大きい出力電圧V0が得られる。こ
れを比較器８（第３図）で判別して外部磁束を
Φ2であると判別することができる。
例を示す物体１０にはその種類を磁気検知装置１
１で判別するために磁石９が埋め込まれており、
いま３種類の物体に対応して物体の所定位置での
外部磁束の強度がそれぞれΦ1，Φ2，Φ3となる磁
石が用いられているとする。本発明の磁気検知装
置１１を構成するバイアス電源４には外部磁束
Φ1，Φ2，Φ3にそれぞれ対応するバイアス磁化を
与えるバイアス電流ib1、ib2、ib3がセツトされて
いる。いま外部磁束Φ2の物体が検知装置に近接
したとき、バイアス電流値を順次切換えると、
ib2の場合だけ大きい出力電圧V0が得られる。こ
れを比較器８（第３図）で判別して外部磁束を
Φ2であると判別することができる。
磁束に極性判別も逆方向のバイアス電流を用意
すれば全く同様に可能である。
すれば全く同様に可能である。
本発明において可飽和磁芯１に巻装されたコイ
ル２は第３図のごとく必らずしも３個必要でな
く、発振回路３の出力交流信号にバイアス電源４
の出力直流電流を重畳して１つのコイルに通電す
れば合計２個のコイルで実現可能である。さらに
第６図に示したように外部磁束Φによる自己イン
ダクタンスの変化を利用し一個のコイルで実現す
ることも可能である。
ル２は第３図のごとく必らずしも３個必要でな
く、発振回路３の出力交流信号にバイアス電源４
の出力直流電流を重畳して１つのコイルに通電す
れば合計２個のコイルで実現可能である。さらに
第６図に示したように外部磁束Φによる自己イン
ダクタンスの変化を利用し一個のコイルで実現す
ることも可能である。
なお、本発明で使用する可飽和磁芯１として
は、高感度を得る為に高い透磁率を有する事と、
所望の飽和特性が得られるような適当な飽和磁束
を有し、かつ反磁界係数が小さい形状に加工し易
い磁性材料であることが望ましい。
は、高感度を得る為に高い透磁率を有する事と、
所望の飽和特性が得られるような適当な飽和磁束
を有し、かつ反磁界係数が小さい形状に加工し易
い磁性材料であることが望ましい。
従来より使用されている磁性材料としては高透
磁率を有するものとしてフエライト、パーマロ
イ、センダスト等があげられる。ところが、パー
マロイは加工性が良いが飽和磁束密度を変えるこ
とは出来ない。また、センダストは加工性が悪
く、かつ飽和磁束密度も変えることが出来ない。
また、フエライトは或る程度飽和磁束密度を変化
させることが出来るが脆い材料である為、反磁界
係数の小さい薄板に加工するのが困難である。こ
れに対し、非晶質磁性合金は高透磁率を有し、か
つ飽和磁束密度が零から12000ガウスまで任意に
変化させることが可能な他、薄帯形状で靭性に富
み、反磁界係数の小さな形状に加工するのが極め
て容易である。従つて本発明において、可飽和磁
芯１に非晶質磁性合金を用いることにより、より
高感度で所望の回路設計のできる飽和特性を持た
せることができるので極めて効果的となる。
磁率を有するものとしてフエライト、パーマロ
イ、センダスト等があげられる。ところが、パー
マロイは加工性が良いが飽和磁束密度を変えるこ
とは出来ない。また、センダストは加工性が悪
く、かつ飽和磁束密度も変えることが出来ない。
また、フエライトは或る程度飽和磁束密度を変化
させることが出来るが脆い材料である為、反磁界
係数の小さい薄板に加工するのが困難である。こ
れに対し、非晶質磁性合金は高透磁率を有し、か
つ飽和磁束密度が零から12000ガウスまで任意に
変化させることが可能な他、薄帯形状で靭性に富
み、反磁界係数の小さな形状に加工するのが極め
て容易である。従つて本発明において、可飽和磁
芯１に非晶質磁性合金を用いることにより、より
高感度で所望の回路設計のできる飽和特性を持た
せることができるので極めて効果的となる。
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば可飽和磁芯に巻装されたコイルにバイアス電流
を流し、その可飽和磁芯に近接した強度あるいは
極性の異なる複数の磁石の種類を確実に判別し得
る信頼性の高い磁気検知装置を実現することがで
きる。
ば可飽和磁芯に巻装されたコイルにバイアス電流
を流し、その可飽和磁芯に近接した強度あるいは
極性の異なる複数の磁石の種類を確実に判別し得
る信頼性の高い磁気検知装置を実現することがで
きる。
第１図は可飽和磁芯を用いた従来の磁気検知装
置の基本構成図、第２図は第１図の磁気検知装置
の特性図、第３図は本発明の一実施例の要部構成
図、第４図はその特性図、第５図は本発明の具体
原理説明図、第６図は本発明の他の実施例の要部
構成図である。 １……可飽和磁芯、２ａ，２ｂ，２ｃ，２……
コイル、３……発振回路、４……バイアス電源、
５……比較回路、９……磁石。
置の基本構成図、第２図は第１図の磁気検知装置
の特性図、第３図は本発明の一実施例の要部構成
図、第４図はその特性図、第５図は本発明の具体
原理説明図、第６図は本発明の他の実施例の要部
構成図である。 １……可飽和磁芯、２ａ，２ｂ，２ｃ，２……
コイル、３……発振回路、４……バイアス電源、
５……比較回路、９……磁石。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 可飽和磁芯と、前記可飽和磁芯に巻装された
コイルと、前記コイルに交流信号を供給する発振
回路と、前記コイルにその大きさあるいは方向が
可変であるバイアス電流を供給するバイアス電源
と、前記コイルに発生する交流信号を基準信号と
比較する比較回路を具備し、前記バイアス電源よ
り、複数の大きさあるいは方向の異なるバイアス
電流を順次前記コイルに供給し、前記比較回路か
ら出力がある場合にその時のバイアス電流の大き
さあるいは方向により、前記可飽和磁芯に近接し
た強度あるいは極性の異なる複数の磁石の種類を
判別するようにしたことを特徴とする磁気検知装
置。 ２ 特許請求の範囲第１項の記載において、前記
可飽和磁芯として非晶質磁性合金を使用すること
を特徴とする磁気検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6359280A JPS56158967A (en) | 1980-05-13 | 1980-05-13 | Magnetism detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6359280A JPS56158967A (en) | 1980-05-13 | 1980-05-13 | Magnetism detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56158967A JPS56158967A (en) | 1981-12-08 |
| JPH0315710B2 true JPH0315710B2 (ja) | 1991-03-01 |
Family
ID=13233686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6359280A Granted JPS56158967A (en) | 1980-05-13 | 1980-05-13 | Magnetism detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56158967A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59180338A (ja) * | 1983-03-31 | 1984-10-13 | Toshiba Corp | トルクセンサ |
| JPS6435201A (en) * | 1987-07-30 | 1989-02-06 | Akai Electric | Displacement detecting apparatus |
| JPS6425706U (ja) * | 1987-08-04 | 1989-02-13 | ||
| JPH0638101B2 (ja) * | 1987-11-11 | 1994-05-18 | 目黒電機製造株式会社 | 磁界検出装置 |
| JPH01126575A (ja) * | 1987-11-11 | 1989-05-18 | Meguro Denki Seizo Kk | 磁界検出装置 |
| JP4582564B2 (ja) * | 2001-06-25 | 2010-11-17 | ソニーマニュファクチュアリングシステムズ株式会社 | 磁束測定装置 |
| JP2015133397A (ja) * | 2014-01-14 | 2015-07-23 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | マグネトインピーダンスを用いた磁気センサー素子 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4721658U (ja) * | 1971-03-15 | 1972-11-10 |
-
1980
- 1980-05-13 JP JP6359280A patent/JPS56158967A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4721658U (ja) * | 1971-03-15 | 1972-11-10 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56158967A (en) | 1981-12-08 |
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