JPH03276002A - 磁気検知装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、４個の磁気センサを用いて、磁性物からの
位置及び磁気モーメントを測定する磁気検知装置に関す
る。

（ロ）従来の技術 磁性物の位置（距離）及び磁気モーメントを測定するの
に、従来、第３図に示すように、Ｘ軸方向にΔＸの距離
をおいて、２個の磁気センサＡ１Ｂを配置し、さらにｙ
軸方向に２個の磁気センサＣ，Ｂを配置し、磁気センサ
Ａ、Ｂでは、第４図に示すように、３軸方向の感度を有
し、３軸の磁界を測定し、磁気センサＣ，Ｄでは、２軸
方向の感度を有し、２軸の磁界を計測し、次式より磁界
傾度を近似的に求め、 さらに、次式より全磁界を近似的に求め、２ （Ｈ”ｎＸ＋　ＨｚＢ、　＋　Ｈ２ｍ□））　−ｔ　　
・・・（２）得られた値、つまり測定できるａ、ｂ、ｃ
、ｄ、ｅＳｆ、ｔより６個の６元（ｘ、ｙ、ｚ、Ｍ、、
Ｍ、、Ｍ、）連立方程式を得、これを解いて、磁性物の
位置座標ｔと磁気モーメン）Ｍを測定する磁気検知器が
知られている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 上記した従来の磁気検出装置では、４個の磁気センサの
うち、２個は２軸方向しか感度を持たないため、探査す
べき磁性物が、４個の磁気センサの配置領域に入り、あ
るいはその近傍に接近すると、検知原理に合致しなくな
り、真の位置及び磁気モーメントと、上記近似式よりの
計測値とが著しくずれ、計測結果に大きな誤差を生しる
という問題があった。

この発明は、上記問題点に着目してなされたものであっ
て、磁性物が磁気センナ配置領域内に接近したときに、
これを検知し得る磁気検知装置を提供することを目的と
している。

に）課題を解決するための手段及び作用この発明の磁気
検知装置は、各々が３軸方向の磁界を検知可能な２対の
磁気センサを、多対の磁気センサは所定距離をおき、両
対は互いに直交するように配置し、これら２対の磁気セ
ンサの各出力により、磁性物の発生する磁界傾度及び全
磁力を求め、磁性物の位置及び磁気モーメントを求める
ものにおいて、前記各対の磁気センサの検知出力の差を
列毎に算出する手段と、多対の差を多対の磁気センサ間
の距離で除算して多対の磁気傾度を算出する手段と、算
出された両磁気傾度が一致するか否かを判別し、一致の
場合に計測値が磁性物の位置及び磁気モーメントである
とし、不一致のときは、磁性物が装置の直近に位置した
とする判別手段とを特徴的に備えている。

この磁気検知装置では、一方の対の磁気センサ出力によ
る磁界傾度（例えばＨＡ、−Ｈ，ｌ、）　／ΔＸと、他
方の対の磁気センサ出力例えば（ＨｃＸＨＤＸ）　／Δ
ｙを比較し、両値が一致すれば、磁性物がまだ比較的遠
方にあり、この場合には、算出した磁性物の位置及び磁
気モーメントを正しいとする。しかし、両値が一致して
いる状態から不一致の状態になると、磁性物は磁気セン
サに接近したものと判断する。

（ホ）実施例 以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明する
。

第２図は、この発明の一実施例磁気検知装置の概略構成
を示す図である。この磁気検知装置は、検出部１と制御
部２から構成されており、検出部ｌは４個の磁気センサ
Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄからなり、一対の磁気センサＡ、Ｂは、
Ｘ軸方向にΔＸの距離をおいて配置されている。また、
一対の磁気センサＣ，Ｄは他の磁気センサＡ、Ｂの配置
方法と直交するｙ軸方向にΔｙの距離をおいて配置され
ている。これら４個の磁気セン＋＋−Ａ、、ＢＳＣ，Ｄ
はいずれも３軸の感度を持つセン号である。

第１図は、実施例磁気検知装置の回路構成を示すブロッ
ク図である。制御部２は、検出部ｌの各磁気センサＡ、
Ｂ＝　Ｃ，Ｄで計測された磁界の大きさを対応したアナ
ログ電圧に変換する磁界／変換回路２１、このアナログ
電圧をデジタル電圧に変換するＡ／Ｄ変換回酩２２、こ
のＡ／Ｄ変換回路２２の出力、つまり各磁気センサＡ、
Ｂ、Ｃ２Ｄの検知磁界ＨＡＸ％　ＨＡｙ％　Ｈ６２、・
・・、Ｈ，、、、ＨＤｙ、ＨＤｚを取り込み、（１）（
２）式を演算し、さらに連立方程式を解いて、磁性物３
の位置座標及び磁気モーメントを求める中央演算処理回
路２３及び求めた位置座標及び磁気モーメント等を表示
する表示回路１４から構成されている。

また、中央演算処理回路２３は、（ＨＡ、−Ｈ，、）／
ΔＸと（ＨｅウーＨ１１Ｘ）　／Δｙの値を算出する機
能、さらに算出したこの両値を比較し、両者が一致する
場名は、求めた位置座標、及び磁気モーメントが正しい
と判別し、一致している状態から両値が一致しなくなる
と磁性物３が検出部１に接近したと判別する機能を備え
ている。

この磁気検知装置は、例えば移動する磁性物３が遠方に
存在する場合、その位置、磁気モーメントを、またこの
磁性物が装置の検出部１付近に接近したことを検知する
のに使用される。測定動作に入って上記した（ＨＡｙ−
Ｈｌｌｙ）／ΔＸと（ＨＣＸ−Ｈｌ、、）／Δｙが一致
すると、磁性物３が測定領域に入ったことになり、算出
した位置座標及び磁気モーメントが正しい値として表示
回路２４の表示部に表示される。さらに、磁性物３が接
近し、上記比較値が不一致になると、これは磁性物ｌが
計測不能領域まで接近したことを意味し、したがって、
その旨を表示部に表示する。

なお、上記実施例装置において、（ＨＡＹ　　Ｈｌｌ）
／ΔＸと（ＨＣＸ　　ＨＤＸ）／Δｙの一致、不一致の
チエツクで磁性物の接近の有無を判断し得る理由につい
て説明する。

１（ＡＹ　　ＨＩＩＹ、　ＨＣＸ　　ＨＤ）ｌは、セン
サで、通常地磁気中で計測する。このため、Ｈ□−Ｈｌ
ｌ、ＨＣＸＨＤＸにはセンサ固有雑音や、地磁気雑音が
計測誤差として混入する。

ところで、δＨｙ／δＸ−δＩ（Ｘ／δ−〇が成り立つ
のは点磁気双極子に対してである。また、有限の大きさ
を持つ磁性体を点磁気双極子と見なすためには、観測点
は、磁性物の長手方向長さの２倍程度以上磁性物より離
れている必要がある。

また、 （Ｉ（ＡＹ　　Ｈｔｙ）　／ΔｘＬ−，（ＨＣＸ　　Ｉ
（ＤＸ）　／Δｙが威り立つのは、点磁気双極子による
信号が上記したセンサ固有雑音、地磁気雑音より大きい
場合である。

一方、 （Ｉ（ＡＹ　　Ｈｔｖ）　／へＸ≠（ＨＣＸ　　Ｉ（Ｄ
Ｘ）　／Δｙが成り立つのは、 ■磁性物による信号がない場合（磁性物が遠く離れてい
る場合） ■磁性物が、その長平方向の長さの２倍程度以下に接近
している場合である。

したがって、（Ｈ□−Ｈｌｌｙ）／Δχと（Ｈ，つＨＤ
Ｘ）　／Δｙの一致の有無をｍ続チエツクすることによ
り、磁性物の接近を判別できる。

（へ）発明の効果 この発明によれば、４個の３軸磁気センサにより、座標
位置及び磁気モーメントを求めるほか、２対の各磁気セ
ンサ間の磁界傾度を比較し、一致がとれれば、測定値が
正しいと判別し、不一致となれば、磁性物が接近したこ
とを判別するようにしているので、計測不能の検出部近
傍に接近した場合でも、その事を知ることができ、より
精度良く磁性物の位置を検出できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例磁気検知装置の回路構成
を示すブロック図、第２図は、同磁気検知装置の概略構
成を示す図、第３図は、従来の磁気検知装置検出部の磁
気センサ配置を示す図、第４図は、同従来装置の磁気セ
ンサの軸方向感度を説明するための図である。 １：検知部、　　　　２：制御部、 ３：磁性物、 Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ：磁気センサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）各々が３軸方向の磁界を検知可能な２対の磁気セ
   ンサを、各対の磁気センサは所定距離をおき、両対は互
   いに直交するように配置し、これら２対の磁気センサの
   各出力により、磁性物の発生する磁界傾度及び全磁力を
   求め、磁性物の位置及び磁気モーメントを求める磁気検
   知装置において、前記各対の磁気センサの検知出力の差
   を対毎に算出する手段と、各対の差を各対の磁気センサ
   間の距離で除算して各対の磁気傾度を算出する手段と、
   算出された両磁界傾度が一致するか否かを判別し、一致
   の場合に計測値が磁性物の位置及び磁気モーメントであ
   るとし、不一致のときは、磁性物が装置の直近に位置し
   たとする判別手段とを備えたことを特徴とする磁気検知
   装置。