JPH0695135B2 - 磁気センサ - Google Patents
磁気センサInfo
- Publication number
- JPH0695135B2 JPH0695135B2 JP62191459A JP19145987A JPH0695135B2 JP H0695135 B2 JPH0695135 B2 JP H0695135B2 JP 62191459 A JP62191459 A JP 62191459A JP 19145987 A JP19145987 A JP 19145987A JP H0695135 B2 JPH0695135 B2 JP H0695135B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- magnetic core
- detection coil
- low
- magnetic sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は角形ヒステリシス特性をもつ磁性芯材にコイル
を巻回してなる磁気センサに関する。本発明は高感度の
磁気センサとして自動車用磁気センサなど高ノイズ環境
において使用可能である。
を巻回してなる磁気センサに関する。本発明は高感度の
磁気センサとして自動車用磁気センサなど高ノイズ環境
において使用可能である。
［従来の技術］ 従来、良い角形ヒシテリシス特性をもつ磁性芯材に検出
コイルを巻回するようにした磁気センサが知られてい
る。これらの装置は上記磁性芯材が磁束反転磁界以上の
磁場にさらされると検出コイルに鋭いパルス電圧を誘導
し、高感度の磁気検出能をもつ。
コイルを巻回するようにした磁気センサが知られてい
る。これらの装置は上記磁性芯材が磁束反転磁界以上の
磁場にさらされると検出コイルに鋭いパルス電圧を誘導
し、高感度の磁気検出能をもつ。
［発明が解決しようとする問題点］ ところが上記磁気センサは、検出コイルに誘導されるパ
ルスの幅が1msec以下と急峻であるので、たとえば外部
より混入する電磁ノイズと分離しにくい問題があった。
上記電磁ノイズは高周波数成分ほど混入しやすいので、
急峻なパルスノイズは電磁シールドにも拘らず検出コイ
ルに比較的容易に混入する可能性がある。検出コイルの
ターン数を増加すれば出力信号電圧とともに外部から混
入する電磁ノイズも増加するので問題は改善できない。
ルスの幅が1msec以下と急峻であるので、たとえば外部
より混入する電磁ノイズと分離しにくい問題があった。
上記電磁ノイズは高周波数成分ほど混入しやすいので、
急峻なパルスノイズは電磁シールドにも拘らず検出コイ
ルに比較的容易に混入する可能性がある。検出コイルの
ターン数を増加すれば出力信号電圧とともに外部から混
入する電磁ノイズも増加するので問題は改善できない。
本発明は上記問題点に鑑みされたものであって、検出コ
イルの誘導パルス電圧波形をより検出しやすくした磁気
センサを提供することを目的とする。
イルの誘導パルス電圧波形をより検出しやすくした磁気
センサを提供することを目的とする。
［問題点を解決するための手段］ 本発明の磁気センサは、角形ヒステリシス特性をもつ磁
性芯材と、上記磁性芯材に巻回される検出コイルと、上
記検出コイルが発生する信号電圧の低域成分を抽出する
低域通過フィルター回路とを備える磁気センサにおい
て、 上記磁性芯材は、それぞれ角形ヒステリシス特性をもつ
とともに、互いに異なりかつ所定の小範囲内にある臨界
磁界強度を有する３本以上の磁性体からなり、 上記低域通過フィルター回路は、印加磁界の単調変化に
よる上記各磁性体の磁化反転に応じて上記検出コイルに
時間的に近接し生じる複数の各パルス電圧波形の高域成
分を遮断して幅広の波形を出力する遮断周波数特性を有
することを特徴としている。
性芯材と、上記磁性芯材に巻回される検出コイルと、上
記検出コイルが発生する信号電圧の低域成分を抽出する
低域通過フィルター回路とを備える磁気センサにおい
て、 上記磁性芯材は、それぞれ角形ヒステリシス特性をもつ
とともに、互いに異なりかつ所定の小範囲内にある臨界
磁界強度を有する３本以上の磁性体からなり、 上記低域通過フィルター回路は、印加磁界の単調変化に
よる上記各磁性体の磁化反転に応じて上記検出コイルに
時間的に近接し生じる複数の各パルス電圧波形の高域成
分を遮断して幅広の波形を出力する遮断周波数特性を有
することを特徴としている。
磁性体は、良好な角形特性をもつものであれば良く、好
ましくはウィガンド効果を付与された強磁性体である。
ましくはウィガンド効果を付与された強磁性体である。
［作用］ 以下本発明装置の作用を、ねじり加工などによりウィガ
ンド効果をもたせた磁性ワイヤ（ウィガンドワイヤ）を
使用する装置を例として説明する。
ンド効果をもたせた磁性ワイヤ（ウィガンドワイヤ）を
使用する装置を例として説明する。
このウィガンドワイヤは内部の保持力が小さく表面（以
下シエルという）の保持力が大きいので、所定の磁界強
度（臨界磁界強度）において印加磁界の僅かの変化によ
り等価磁気抵抗が急変し、その結果発生する鋭い磁束変
化により短い（1msec以下）のパルス電圧（ウィガンド
パルス）が検出コイルに誘導される。更に本発明装置に
おいては磁性芯材を複数のウィガンド効果（または双安
定効果）磁性体により構成し、その結果変化する磁界に
よって発生する各パルスは、出現タイミングにわずかな
バラツキをもつ。バラツキが小さい場合は、各磁性体の
加工度合、長さ、並べ方を調整しておく。従って検出コ
イルは磁界の単調変化に応じて近接する複数のパルス電
圧を検出コイルに誘導させ、上記複数の離散値パルス電
圧を低域フィルタで応答遅れを起こさせて合成した幅広
の出力信号が得られる。
下シエルという）の保持力が大きいので、所定の磁界強
度（臨界磁界強度）において印加磁界の僅かの変化によ
り等価磁気抵抗が急変し、その結果発生する鋭い磁束変
化により短い（1msec以下）のパルス電圧（ウィガンド
パルス）が検出コイルに誘導される。更に本発明装置に
おいては磁性芯材を複数のウィガンド効果（または双安
定効果）磁性体により構成し、その結果変化する磁界に
よって発生する各パルスは、出現タイミングにわずかな
バラツキをもつ。バラツキが小さい場合は、各磁性体の
加工度合、長さ、並べ方を調整しておく。従って検出コ
イルは磁界の単調変化に応じて近接する複数のパルス電
圧を検出コイルに誘導させ、上記複数の離散値パルス電
圧を低域フィルタで応答遅れを起こさせて合成した幅広
の出力信号が得られる。
［発明の効果］ 上記発明したように、本磁気センサは磁性芯材を複数の
ウィガンド効果（または双安定効果）磁性体により構成
しているので、各磁性体の臨界磁界強度のばらつきによ
り互いに近接する複数のパルス電圧を発生し、更にそれ
を低域フィルタでパルス応答波形として幅広くした上で
各波形を重畳した信号出力を発生する。
ウィガンド効果（または双安定効果）磁性体により構成
しているので、各磁性体の臨界磁界強度のばらつきによ
り互いに近接する複数のパルス電圧を発生し、更にそれ
を低域フィルタでパルス応答波形として幅広くした上で
各波形を重畳した信号出力を発生する。
従って、本磁気センサによれば以下の効果を期待するこ
とができる。
とができる。
検出コイルなどに電磁的に誘導される外部ノイズ電力は
一般に周波数とともに増加する。また装置内部に発生す
る熱ノイズ電力は周波数に対して一定である。従って良
く知られているように低域フィルタによりノイズ電力は
大幅に低減できる。そして本磁気センサでは検出された
互いに近接する複数のパルス電圧から大きな低周波信号
成分が得られるので、高いSN比をもつ磁気センサを実現
することができる。
一般に周波数とともに増加する。また装置内部に発生す
る熱ノイズ電力は周波数に対して一定である。従って良
く知られているように低域フィルタによりノイズ電力は
大幅に低減できる。そして本磁気センサでは検出された
互いに近接する複数のパルス電圧から大きな低周波信号
成分が得られるので、高いSN比をもつ磁気センサを実現
することができる。
従来の単一のウィガンド効果（または磁気双安定効果）
をもつ磁性体に検出コイルを巻回した磁気センサでは大
きな高周波成分をもつパルス電圧しか検出できず、自動
車のエンジンルームなどのようにたとえばイグニッショ
ンノイズのような鋭い外部ノイズが存在する環境におい
てSN比が劣化する可能性があった。
をもつ磁性体に検出コイルを巻回した磁気センサでは大
きな高周波成分をもつパルス電圧しか検出できず、自動
車のエンジンルームなどのようにたとえばイグニッショ
ンノイズのような鋭い外部ノイズが存在する環境におい
てSN比が劣化する可能性があった。
［実施例］ 実施例１ 本発明装置の１実施例を第１図に示す。
本実施例装置は、磁性芯材１と、磁性芯材１に巻回され
た検出コイル２と、検出コイル２の出力電圧の広域成分
を遮断する低域フィルタ４と、からなる。
た検出コイル２と、検出コイル２の出力電圧の広域成分
を遮断する低域フィルタ４と、からなる。
磁性芯材１は、第２図に示すようにそれぞれウィガンド
効果をもつ複数個の磁性体11を備えている。各磁性体11
はFe−Si−Ｂ系の成分をもつアモルファスワイヤであ
り、直径120μｍ、長さ7cmの直線形状をもつ。加工熱処
理を施したものでは30μｍφ×2cmでよい。更に各磁性
体11は約1m当たり30乃至100ターンのピッチで、たとえ
ば1m当たり65ターンのピッチでそれぞれ独立に捻じられ
て、ウィガンド効果を付与されている。検出コイル２の
出力信号線はシールド線５によりシールドされている。
なお、21は樹脂製ボビンである。
効果をもつ複数個の磁性体11を備えている。各磁性体11
はFe−Si−Ｂ系の成分をもつアモルファスワイヤであ
り、直径120μｍ、長さ7cmの直線形状をもつ。加工熱処
理を施したものでは30μｍφ×2cmでよい。更に各磁性
体11は約1m当たり30乃至100ターンのピッチで、たとえ
ば1m当たり65ターンのピッチでそれぞれ独立に捻じられ
て、ウィガンド効果を付与されている。検出コイル２の
出力信号線はシールド線５によりシールドされている。
なお、21は樹脂製ボビンである。
本実施例装置の動作を第４図乃至第７図の信号波形図に
より説明する。
より説明する。
この磁気センサに第４図に示すような正弦波交流磁界を
印加する。それぞれ長さまたは製造上の応力分布または
材質または磁気履歴などのばらつきにより、少し異なる
磁束反転磁界をもつ各アモルファスワイヤ11は印加磁界
の変化により臨界磁界強度の絶対値が小さいものから順
に磁気反転する。検出コイル２は第５図に示すように各
ワイヤの磁気反転毎に１個のウイガンドパルス電圧を誘
導される。誘導されたパルス電圧は低域フィルタ４によ
り約1KHz以上の高域成分を遮断された後でアンプ（図示
せず）に伝送される。
印加する。それぞれ長さまたは製造上の応力分布または
材質または磁気履歴などのばらつきにより、少し異なる
磁束反転磁界をもつ各アモルファスワイヤ11は印加磁界
の変化により臨界磁界強度の絶対値が小さいものから順
に磁気反転する。検出コイル２は第５図に示すように各
ワイヤの磁気反転毎に１個のウイガンドパルス電圧を誘
導される。誘導されたパルス電圧は低域フィルタ４によ
り約1KHz以上の高域成分を遮断された後でアンプ（図示
せず）に伝送される。
なお、検出コイル２に誘導されるウイガンドパルス電圧
は第５図に示すように磁界強度の正及び負方向への増加
時にそれぞれ発生する。1KHzの遮断周波数をもつ低域フ
ィルタ４を使用した場合の低域フィルタ４の出力信号電
圧波形を第６図に示し、500Hzの遮断周波数をもつ低域
フィルタ４を使用した場合の低域フィルタ４の出力信号
電圧波形を第７図に示す。
は第５図に示すように磁界強度の正及び負方向への増加
時にそれぞれ発生する。1KHzの遮断周波数をもつ低域フ
ィルタ４を使用した場合の低域フィルタ４の出力信号電
圧波形を第６図に示し、500Hzの遮断周波数をもつ低域
フィルタ４を使用した場合の低域フィルタ４の出力信号
電圧波形を第７図に示す。
上記説明からわかるように、本実施例によれば印加磁界
強度の単調変化とともに時間的に近接して複数のウイガ
ンドパルス電圧を発生させることができる。従って、そ
れを低域フィルタを介して出力することにより磁界信号
の高域成分と混入ノイズの大きな高域成分は遮断される
が、各ウイガンドパルスの大きな共通低域成分と小さい
ノイズ成分とが抽出される。結局従来装置に比較して格
段に高いSN比をもつ磁気センサを実現することができ
る。
強度の単調変化とともに時間的に近接して複数のウイガ
ンドパルス電圧を発生させることができる。従って、そ
れを低域フィルタを介して出力することにより磁界信号
の高域成分と混入ノイズの大きな高域成分は遮断される
が、各ウイガンドパルスの大きな共通低域成分と小さい
ノイズ成分とが抽出される。結局従来装置に比較して格
段に高いSN比をもつ磁気センサを実現することができ
る。
なお、各磁性体11の臨界磁界強度が同じであっても印加
磁界の空間的ばらつきにより各磁性体の磁気反転タイミ
ングは微妙に異なる。更に一の磁性体の磁気反転はその
近傍の磁束の吸込みによる近接する他の磁性体の磁気反
転の暫時の猶予を生じる。
磁界の空間的ばらつきにより各磁性体の磁気反転タイミ
ングは微妙に異なる。更に一の磁性体の磁気反転はその
近傍の磁束の吸込みによる近接する他の磁性体の磁気反
転の暫時の猶予を生じる。
以上本実施例装置によれば高い感度と高いSN比とをもつ
磁気センサを製造可能とする。
磁気センサを製造可能とする。
なお、各ワイヤに連続的に異なる臨界磁界強度のばらつ
きを与えるには、ワイヤの束を斜めに切断することによ
りワイヤ長さをすこしずつ変化させる方法が簡単であ
る。
きを与えるには、ワイヤの束を斜めに切断することによ
りワイヤ長さをすこしずつ変化させる方法が簡単であ
る。
実施例２ 本発明装置の他の実施例を第３図に示す。
本実施例装置は、磁性芯材１をたとえば樹脂製である非
磁性棒材12と、上記棒材に巻回されたウィガンド効果を
もつ複数個の磁性体13とで構成している。更に非磁性棒
材12は検出コイル２を巻回された樹脂製ボビン21内に挿
通されている。各磁性体13は実施例１の磁性体と同じ材
質のアモルファスワイヤであり、直径120μｍである。
そしてこのアモルファスコイル13は約1m当たり65ターン
のピッチでそれぞれ独立に捻じって非磁性棒材12に巻回
されており、ウィガンド効果を付与されている。
磁性棒材12と、上記棒材に巻回されたウィガンド効果を
もつ複数個の磁性体13とで構成している。更に非磁性棒
材12は検出コイル２を巻回された樹脂製ボビン21内に挿
通されている。各磁性体13は実施例１の磁性体と同じ材
質のアモルファスワイヤであり、直径120μｍである。
そしてこのアモルファスコイル13は約1m当たり65ターン
のピッチでそれぞれ独立に捻じって非磁性棒材12に巻回
されており、ウィガンド効果を付与されている。
本実施例装置においてもそれぞれ長さや製造上の応力分
布のばらつきなどにより僅かに異なる臨界磁界強度をも
つ各アモルファスワイヤは印加磁界の変化により臨界磁
界強度の絶対値が小さいものから順に磁気反転し、低域
フィルタからは出力信号電圧の約1KHz以下の低域成分が
抽出される。また、アモルファスワイヤを巻回された非
磁性棒を斜めに切断して、各アモルファスワイヤのワイ
ヤ長を連続的に変更することもできる。
布のばらつきなどにより僅かに異なる臨界磁界強度をも
つ各アモルファスワイヤは印加磁界の変化により臨界磁
界強度の絶対値が小さいものから順に磁気反転し、低域
フィルタからは出力信号電圧の約1KHz以下の低域成分が
抽出される。また、アモルファスワイヤを巻回された非
磁性棒を斜めに切断して、各アモルファスワイヤのワイ
ヤ長を連続的に変更することもできる。
なお上記説明された実施例において、磁性体を鉄−ニッ
ケル合金のワイヤなどの他の角形ヒシテリシス材料に変
更してもよい。またワイヤは直線形状やコイル形状の他
に湾曲形状でもよい。更に磁性体はワイヤ以外にリボン
形状などでも良い。
ケル合金のワイヤなどの他の角形ヒシテリシス材料に変
更してもよい。またワイヤは直線形状やコイル形状の他
に湾曲形状でもよい。更に磁性体はワイヤ以外にリボン
形状などでも良い。
また、アモルファス系磁性体として上記したFe−Si−Ｂ
系以外のアモルファス磁歪材料を使用することも可能で
ある。上記アモルファス系磁性体は凝固、歪付加、熱処
理等の手段によりウイガンド効果を付与することが好ま
しい。また、それぞれ検出コイルを巻回された磁性芯材
を複数個設け、各検出コイルを直列または並列に接続し
ても同様の効果が得られる。
系以外のアモルファス磁歪材料を使用することも可能で
ある。上記アモルファス系磁性体は凝固、歪付加、熱処
理等の手段によりウイガンド効果を付与することが好ま
しい。また、それぞれ検出コイルを巻回された磁性芯材
を複数個設け、各検出コイルを直列または並列に接続し
ても同様の効果が得られる。
第１図は本発明の磁気センサの１実施例を示す等価回路
図である。第２図は本発明の磁性芯材の１実施例を示す
模式図である。第３図は本発明の磁気センサの他の実施
例を示す模式図である。第４図は磁性芯材１に印加する
磁界の波形図である。第５図は第４図の印加磁界に対し
て検出コイル２に誘導される出力信号電圧の波形図であ
る。第６図は低域フィルタ４（1KHzの遮断周波数）の出
力信号電圧波形図である。第７図は低域フィルタ４（50
0Hzの遮断周波数）の出力信号電圧波形図である。 １……磁性芯材 ２……検出コイル ４……低域フィルタ
図である。第２図は本発明の磁性芯材の１実施例を示す
模式図である。第３図は本発明の磁気センサの他の実施
例を示す模式図である。第４図は磁性芯材１に印加する
磁界の波形図である。第５図は第４図の印加磁界に対し
て検出コイル２に誘導される出力信号電圧の波形図であ
る。第６図は低域フィルタ４（1KHzの遮断周波数）の出
力信号電圧波形図である。第７図は低域フィルタ４（50
0Hzの遮断周波数）の出力信号電圧波形図である。 １……磁性芯材 ２……検出コイル ４……低域フィルタ
Claims (5)
- 【請求項１】角形ヒステリシス特性をもつ磁性芯材と、
上記磁性芯材に巻回される検出コイルと、上記検出コイ
ルが発生する信号電圧の低域成分を抽出する低域通過フ
ィルター回路とを備える磁気センサにおいて、 上記磁性芯材は、それぞれ角形ヒステリシス特性をもつ
とともに、互いに異なりかつ所定の小範囲内にある臨界
磁界強度を有する複数の磁性体からなり、 上記低域通過フィルター回路は、印加磁界の単調変化に
よる上記各磁性体の磁化反転に応じて上記検出コイルに
時間的に近接して生じる複数の各パルス電圧波形の広域
成分を遮断して幅広の波形を出力する遮断周波数特性を
有することを特徴とする磁気センサ。 - 【請求項２】磁性体は、ウィガンド効果をもつ特許請求
の範囲第１項記載の磁気センサ。 - 【請求項３】磁性体は、アモルファス磁歪材料からなる
特許請求の範囲第１項記載の磁気センサ。 - 【請求項４】磁性芯材は、非磁性コアと、上記非磁性コ
アにそれぞれ捩じって巻回された複数のアモルファスワ
イヤーとからなる特許請求の範囲第１項記載の磁気セン
サ。 - 【請求項５】磁性芯材は複数個設置され、検出コイルは
上記各磁性芯材に巻回された部分コイルを直列に接続し
てなる特許請求の範囲第１項記載の磁気センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62191459A JPH0695135B2 (ja) | 1987-07-30 | 1987-07-30 | 磁気センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62191459A JPH0695135B2 (ja) | 1987-07-30 | 1987-07-30 | 磁気センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6435283A JPS6435283A (en) | 1989-02-06 |
| JPH0695135B2 true JPH0695135B2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=16274992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62191459A Expired - Fee Related JPH0695135B2 (ja) | 1987-07-30 | 1987-07-30 | 磁気センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0695135B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10587245B1 (en) * | 2018-11-13 | 2020-03-10 | Northrop Grumman Systems Corporation | Superconducting transmission line driver system |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56126764A (en) * | 1980-03-11 | 1981-10-05 | Hitachi Ltd | Detecting circuit for rotational angle signal |
-
1987
- 1987-07-30 JP JP62191459A patent/JPH0695135B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 日経エレクトロニクス１９７５年１１月３日号ＰＰ．１０７−１１７ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6435283A (en) | 1989-02-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4045738A (en) | Variable reluctance speed sensor of integral construction utilizing a shielded high coercive force rare earth magnet positioned directly adjacent the sensing rotating element | |
| EP1048958A3 (en) | Magnetic sensor and manufacturing method thereof | |
| US4591788A (en) | Magnetic field sensing device | |
| US4364013A (en) | Magnetic transducer comprising a strained magnetic wire in a sheath of non-magnetic material | |
| EP0651258A3 (en) | DC current sensor | |
| JPH05504642A (ja) | 安全システム用の検出装置 | |
| JPH05297083A (ja) | 磁界感応装置 | |
| US7148679B2 (en) | Transformer probe | |
| JPH0695135B2 (ja) | 磁気センサ | |
| US7994789B1 (en) | Dual field search coil for pulse induction metal detectors | |
| US4538082A (en) | High-output magnetic field transducer | |
| CA2112656A1 (en) | Internal stress relaxation method in magnetic field sensor head cores | |
| JPH03297215A (ja) | 同軸円筒状複合磁性体を用いた感磁パルス発生装置 | |
| JP2000101400A (ja) | パルス信号発生方法および装置 | |
| CN113589204B (zh) | 一种针对隧道磁电阻传感器的低频磁畴噪声抑制装置及方法 | |
| JP2640462B2 (ja) | 複合磁性線材及びそれの製造方法 | |
| JPH01124781A (ja) | スキッド磁力計 | |
| SU1693529A1 (ru) | Накладной вихретоковый преобразователь дл неразрушающего контрол | |
| JPS5912142B2 (ja) | 感磁要素 | |
| Murakami et al. | An amorphous magnetostrictive delayline cordless digitizer | |
| JPS55138602A (en) | Detection of wire rope position | |
| JPH02136773A (ja) | 磁気センサ | |
| JPH0140057Y2 (ja) | ||
| SU484457A1 (ru) | Электромагнитоакустический преобразователь дл контрол цилиндрических изделий | |
| CN117192447A (zh) | 一种磁敏元件、利用其测量外磁场的方法与磁传感器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |