JPH05157566A - 電子方位計 - Google Patents
電子方位計Info
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- JPH05157566A JPH05157566A JP3322728A JP32272891A JPH05157566A JP H05157566 A JPH05157566 A JP H05157566A JP 3322728 A JP3322728 A JP 3322728A JP 32272891 A JP32272891 A JP 32272891A JP H05157566 A JPH05157566 A JP H05157566A
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Abstract
どによる方位の測定誤差を少なくすることである。 【構成】正、負のバイアス磁界が印加されたときの磁気
抵抗素子17、18の出力電圧はコンデンサC1、C2
及びコンデンサC3、C4に保持され、それぞれの電圧
差がオペアンプ15、16で演算される。オペアンプ1
5、16の出力電圧の一部は交流のバイアス電圧を供給
するオペアンプ13、14の−入力端子に帰還されてお
り、この帰還によりオペアンプ15、16の出力電圧を
小さくする方向、すなわちコンデンサC1、C2及びコ
ンデンサC3、C4の電圧差を小さくする方向のバイア
ス電圧がオペアンプ13、14から出力される。これに
より、交流バイアス磁界に外部磁界を打ち消す方向の直
流バイアス磁界が加算されて磁気抵抗素子17、18に
印加される。
Description
出力が得られるので方位計などに利用することが考えら
れている。磁気抵抗素子に加わる磁界があまり大きくな
い領域では、磁気抵抗素子の抵抗変化は磁界の強さの2
乗に比例するので、弱い磁界を検出することが難しい。
そこで、地磁気のような微弱な磁界を検出する場合に
は、一定のバイアス磁界を加え、わずかな磁界の変化に
対して大きな抵抗値変化が得られるようにしている。
た方位計では、地磁気の強さと方向を調べる為に2個の
磁気抵抗素子の磁界の検出方向を直交させて配置し、両
者の出力の比から地磁気のベクトクの正接( Tanθ)を
求め、地磁気の方位を算出している。
化を検出する当たっては、磁気抵抗素子に一定の電流を
流し、抵抗値の変化を電圧変化として取り出している。
ところが、2個の磁気抵抗素子に同じ強さの磁界を印加
しても、磁気抵抗素子の特性のばらつきなどにより、そ
れらの磁気抵抗素子の出力電圧が同一にならないので、
従来は、バイアス磁界発生用コイルに印加するバイアス
電圧並びに磁気抵抗素子に流す電流を調整する必要があ
った。
持っているので、方位計を同じ方向に向けても、磁気抵
抗素子がどのような履歴を経たかによりその出力電圧が
異なり、方位の測定誤差が生じるという問題点があっ
た。
つれて磁気抵抗素子の出力電圧も変動するので、方位の
測定誤差が生じるという問題点もあった。本発明の課題
は、磁気センサのヒステリシス等による方位の測定誤差
を少なくすることである。また、磁気センサの出力のば
らつきを補正する為の調整を容易にすることである。
界の強さにより抵抗値が変化する磁気抵抗素子などであ
る。
正、負のバイアス磁界を印加する。検出手段は、正のバ
イアス磁界が印加されたときの磁気センサの出力と、負
のバイアス磁界が印加されたときの磁気センサの出力と
の差を検出する。
出力に応じて、磁気センサに加わる外部磁界を打ち消す
方向の直流磁界を磁気センサに印加する。
に外部磁界を打ち消す方向の直流バイアス磁界を加算し
た磁界を印加することで、外部磁界の値が小さい状態で
方位の測定を行うことができるので、磁気センサのヒス
テリシスなどによる方位の測定誤差を少なくすることが
できる。
アス磁界を印加することで、磁気センサの特性のばらつ
き、交流バイアス磁界のばらつきなどの影響による生じ
る出力電圧の誤差を少なくでき、センサの出力のばらつ
きの補正が容易になる。
説明する。図1は、本発明の一実施例の電子方位計の回
路ブロック図である。
された2個の磁気抵抗素子と、その磁気抵抗素子の周り
に巻かれたバイアス磁界用コイルと、バイアス磁界用コ
イルにバイアス磁界を発生させる為のバイアス電圧を供
給するバイアス電圧発生回路と、磁気抵抗素子の出力電
圧を検出する電圧検出回路などで構成されている。
る2個の磁気抵抗素子のアナログの出力電圧をディジタ
ル値に変換する回路であり、変換したディジタル値を演
算/制御部3に出力する。
ィジタル値に変換された2個の磁気抵抗素子の出力電圧
から地磁気の方位を算出すると共に、その算出した方位
を磁北を基準とした角度、あるいは磁北を示す矢印など
で表示部4に表示する。また、演算/制御部3は、上記
各回路の動作を制御する制御信号をそれぞれの回路に出
力する。
の一例を示す図である。検出部1は、正、負のバイアス
電圧を発生するバイアス回路5と、後述する電圧差検出
回路7の出力に応じた直流バイアス電圧をバイアス回路
5の出力電圧に加算する直流バイアス加算回路6と、正
のバイアス磁界が印加されたときの磁気抵抗素子の出力
電圧と、負のバイアス磁界が印加されたときの磁気抵抗
素子の出力電圧との差を検出する電圧差検出回路7とか
らなっている。
1、12からなり、オペアンプ11、12の+入力端子
には電圧+Vを抵抗R1、R2で分圧した電圧が供給さ
れ、−入力端子には図1の演算制御部3よりそれぞれ抵
抗R3、R4を介して一定周期の信号Φが供給されてい
る。このバイアス回路5からは、信号Φに同期して極性
の反転する電圧が出力される。
ンプ13、14からなり、オペアンプ13、14の−入
力端子には、それぞれ抵抗R7、R8を介してオペアン
プ11、12の出力電圧が入力し、+入力端子には、そ
れぞれ抵抗R9、R10を介して後述する電圧差検出回
路7のオペアンプ15、16の出力電圧が入力してい
る。
18の出力電圧を保持するコンデンサC1〜C4と、そ
れらのコンデンサの電圧差を出力する2個のオペアンプ
15、16とで構成されている。
バイアス磁界用コイルL1、L2には、オペアンプ1
3、14から極性が交互に反転するバイアス電圧が供給
されており、バイアス磁界用コイルL1、L2には正、
負のバイアス磁界が交互に発生する。
供給されており、磁気抵抗素子17に正のバイアス磁界
が印加されたときの出力電圧はトランスファーゲート1
9を経てコンデンサC1に保持され、負のバイアス磁界
が印加されたときの出力電圧はトランスファーゲート2
0を経てコンデンサC2に保持される。
ングで、図1における演算/制御部は、制御信号Φ2 及
びΦ3 をそれぞれのゲートに対して供給する。このコン
デンサC1の端子電圧はオペアンプ15の+入力端子に
入力し、コンデンサC2の端子電圧は−入力端子に入力
しており、両者の差の電圧がオペアンプ15から出力さ
れる。このオペアンプ15の出力電圧は、抵抗R9を介
して直流バイアス加算回路6のオペアンプ13の+入力
端子に帰還されている。
磁界が印加されたときの出力電圧はトランスファーゲー
ト21を経てコンデンサC3に保持され、負のバイアス
磁界が印加されたときの出力電圧はトランスファーゲー
ト22を経てコンデンサC4に保持される。
6の+入力端子に入力し、コンデンサC4の端子電圧は
−入力端子に入力しており、両者の差の電圧がオペアン
プ16から出力される。このオペアンプ16の出力電圧
は、抵抗R10を介して直流バイアス加算回路6のオペ
アンプ14の+入力端子に帰還されている。
7の動作を説明する。磁気抵抗素子17、18に印加さ
れる外部磁界がゼロのときには、正のバイアス磁界を印
加したときの磁気抵抗素子17、18の出力電圧と、負
のバイアス磁界を印加したときの磁気抵抗素子17、1
8の出力電圧とはほぼ等しいので、それらの出力電圧の
差を演算するオペアンプ15、16の出力電圧は共にゼ
ロとなる。
ス加算回路6のオペアンプ13、14への帰還量はゼロ
となり、この場合、オペアンプ13、14は反転増幅器
として機能するので、バイアス電圧に直流電圧が重畳さ
れず、バイアス回路5から出力される交流のバイアス電
圧がそのままバイアス磁界用コイルL1、L2に出力さ
れる。
方向に外部磁界が印加された場合には、磁気抵抗素子1
7、18の出力電圧はバイアス電圧の極性により異なっ
た値となるので、両者の電圧差がオペアンプ15、16
で増幅され、一部の電圧がオペアンプ13、14の+入
力端子に帰還される。
5、16からの帰還量に応じた電圧が+入力端子に印加
され、その帰還量に応じた直流電圧が交流のバイアス電
圧に加算される。
オペアンプ15、16の出力を小さくする方向、すなわ
ちコンデンサC1、C2の電圧差と、コンデンサC3、
C4の電圧差を小さくする方向の直流バイアス電圧が交
流のバイアス電圧に加算される。
ち消す方向の磁界が発生するので、オペアンプ15、1
6の出力電圧の帰還量に応じて発生する直流のバイアス
磁界と外部磁界とがほぼバランスした状態で安定する。
間はイマジナリショートの状態となり、コンデンサC1
とC2の電圧差と、コンデンサC3、C4との電圧差、
すなわち磁気抵抗素子17、18に正のバイアス磁界を
印加したときと、負のバイアス磁界を印加したときの出
力電圧の差はほぼゼロとなる。このときオペアンプ1
5、16の出力には外部磁界に比例したわずかな出力電
圧が得られるので、この出力電圧から地磁気の方位を算
出することができる。
7、18に正のバイアス磁界を印加したとき出力電圧
と、負のバイアス磁界を印加したときの出力電圧との電
圧差を求め、その電圧差を入力側に帰還させて、帰還量
に応じて外部磁界を打ち消す方向のバイアス磁界を磁気
抵抗素子17、18に印加するようにした。
質的に加わる外部磁界を小さくして、一定のヒステリシ
スループ上で磁気抵抗素子17、18の出力電圧を測定
できるので、磁気抵抗素子17、18のヒステリシスに
よる出力電圧の誤差を少なくできる。
ス磁界を印加することで、磁気抵抗素子17、18の抵
抗値のばらつき、定電流源の電流のばらつき、交流バイ
アス磁界のばらつきなどが磁気抵抗素子17、18の出
力電圧におよぼす影響を抑えることができ、磁気抵抗素
子17、18の出力電圧のばらつきを調整する為の作業
が簡単になる。
置に限らず、電子腕時計、高度計等に組み込みこともで
き、自動車等のナビゲーション装置に適用することもき
る。また、磁気抵抗素子以外の他の磁気感知素子にも適
用できる。
うなバイアス磁界を印加することで、磁気センサのヒス
テリシスによる影響を少なくし、方位の測定誤差を減ら
すことができる。また、常に磁気センサに加わる外部磁
界を打ち消すようなバイアス磁界が印加され、磁気セン
サの出力を一定に保つような帰還制御が行われるので、
磁気センサの出力のばらつきを補正する為の調整が簡単
になる。
ある。
Claims (1)
- 【請求項1】少なくとも2個の磁気センサと、 前記磁気センサに交流のバイアス磁界を印加する交流バ
イアス印加手段と、 前記バイアス磁界印加手段により正のバイアス磁界が印
加されたときの前記磁気センサの出力と、負のバイアス
磁界が印加されたときの出力との差を検出する検出手段
と、 前記検出手段の出力に応じて前記磁気センサに加わる外
部磁界を打ち消す方向の直流磁界を前記磁気センサに印
加する直流バイアス印加手段とを備えることを特徴とす
る電子方位計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32272891A JP3318763B2 (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 電子方位計 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32272891A JP3318763B2 (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 電子方位計 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05157566A true JPH05157566A (ja) | 1993-06-22 |
JP3318763B2 JP3318763B2 (ja) | 2002-08-26 |
Family
ID=18146961
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32272891A Expired - Fee Related JP3318763B2 (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 電子方位計 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3318763B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6831457B2 (en) | 2002-02-19 | 2004-12-14 | Aichi Micro Intelligent Corporation | Two-dimensional magnetic sensor including magneto-impedance sensor elements |
-
1991
- 1991-12-06 JP JP32272891A patent/JP3318763B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6831457B2 (en) | 2002-02-19 | 2004-12-14 | Aichi Micro Intelligent Corporation | Two-dimensional magnetic sensor including magneto-impedance sensor elements |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3318763B2 (ja) | 2002-08-26 |
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