JPH0712905A - Magnetic sensor - Google Patents

Magnetic sensor

Info

Publication number
JPH0712905A
JPH0712905A JP15860093A JP15860093A JPH0712905A JP H0712905 A JPH0712905 A JP H0712905A JP 15860093 A JP15860093 A JP 15860093A JP 15860093 A JP15860093 A JP 15860093A JP H0712905 A JPH0712905 A JP H0712905A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic field
sensor
magnetic
measured
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.)
Pending
Application number
JP15860093A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shuichi Takai
修一 高井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP15860093A priority Critical patent/JPH0712905A/en
Publication of JPH0712905A publication Critical patent/JPH0712905A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

PURPOSE:To always enables accurate measurement of magnetic value regardless of the direction of a magnetic field using an electroconductive material for the sensing of magnetism. CONSTITUTION:An electroconductive material 1 is given a direction of motion with an exciting unit to perform an excitation. Sensor sections 1, 2 and 3 of a magnetic sensor are so arranged to be assembled to be vertical to each other and voltage signals obtained with the sensor sections 1-3 are subjected to a removal of high frequency portions with a filter circuit via an amplification circuit as required to obtain components in directions of intensity of a magnetic field of an object to be measured. For example, the intensities of the magnetic field separately in directions X, Y and Z are determined with the sensor sections 1-3. At a certain time, the voltage obtained with the sensor sections 1-3 is considered as components in directions (X, Y and Z) of intensity the magnetic field as the object to be measured and thus, the values of the intensities of the magnetic field as the object to be measured can be obtained by determining a sum of vectors.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、磁界の強さを測定する
磁気センサに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic sensor for measuring the strength of a magnetic field.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の磁気センサのセンサ部としては、 (1)コイルを巻いただけのもの (2)コアなどの誘電体にコイルを巻き付けたもの の2形状があった。2. Description of the Related Art There are two types of sensor parts of conventional magnetic sensors: (1) a coil wound only (2) a coil wound around a dielectric such as a core.

【0003】しかしながら、(1)の構成のものは、形
状が大きくならざるを得ず、また構造的に弱いことや性
能のバラツキを抑え難いことから、信頼性が低いという
欠点がある。さらに、この構造では、電流を測定したい
導体を囲うようにセンサが1周しなくてはならないた
め、電流プローブとして用いることができない。
However, the structure of (1) has a drawback of low reliability because it is inevitably large in shape, structurally weak and it is difficult to suppress variation in performance. Furthermore, this structure cannot be used as a current probe because the sensor has to make one round around the conductor whose current is to be measured.

【0004】また、(2)の構成のものは、(1)の構
成のものに比べると、誘電体を用いることで、構造的・
性能的に安定したものが得られるようになり、また、誘
電体を測定時以外は2分割できるような構造を取ること
で、電流プローブにも使われるようになったものの、形
状がさらに大型化されるという欠点を持っている。さら
に誘電体の周波数特性がせいぜい0〜1MHzまでとい
う制約から、周波数の高い磁界、または、その変動を見
ることができないという問題もある。
Further, the structure of (2) is structurally improved by using a dielectric, as compared with the structure of (1).
It is possible to obtain a stable performance, and by adopting a structure in which the dielectric can be divided into two parts except when measuring, it has come to be used as a current probe, but the shape is further enlarged. It has the drawback of being Further, there is a problem that a high frequency magnetic field or its variation cannot be seen due to the restriction that the frequency characteristic of the dielectric is at most 0 to 1 MHz.

【0005】さらに、従来の磁気センサでは、構造上、
センサの核となるコイルまたはコアのセンシングの方向
が1方向に限られており、被測定対象が放つ磁界の方向
とセンサのセンシング方向とが完全に一致していないと
正確な測定ができなかった。
Further, in the conventional magnetic sensor, due to the structure,
The sensing direction of the coil or core, which is the core of the sensor, is limited to one direction, and accurate measurement cannot be performed unless the direction of the magnetic field emitted by the measured object and the sensing direction of the sensor are exactly the same. .

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の課題を踏まえて成されたものであり、従来の誘電式
の磁気センサとは異なる構成の導電式の磁気センサとす
ることにより、センサ性能の安定・均一化、センサの小
型化、構造の簡略化による高信頼性化を実現すると共
に、指向性の無い磁気センサを実現することを目的とし
たものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and a conductive magnetic sensor having a structure different from that of the conventional dielectric magnetic sensor is provided. It is intended to realize stable and uniform sensor performance, miniaturization of the sensor, high reliability by simplification of the structure, and realization of a magnetic sensor having no directivity.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の構成は、磁界の強さを測定する磁気センサに
おいて、そのセンサ部は運動する導電性物質と、この導
電性物質に運動を与える励振ユニットと、前記導電性物
質から引き出された2つの出力端子とを備えた構成とし
たことを特徴とする。また、前記磁気センサのセンサ部
3つを互いに垂直となるように組み合わせて配置した構
成としたことを特徴とする。
The structure of the present invention for solving the above-mentioned problems is, in a magnetic sensor for measuring the strength of a magnetic field, a sensor section in which a moving conductive material and a conductive material move in the conductive material. Is provided, and two output terminals drawn from the conductive material are provided. In addition, it is characterized in that the three sensor parts of the magnetic sensor are combined and arranged so as to be perpendicular to each other.

【0008】[0008]

【作用】本発明では、磁気のセンシングにコイルではな
く、導電性物質を用いることにより、磁界の方向によら
ず、常に正確な磁気量を測れるようにした磁気センサを
構成している。
According to the present invention, the magnetic sensor is constructed so that the magnetic quantity can always be measured accurately by using the conductive substance instead of the coil for the magnetic sensing, regardless of the direction of the magnetic field.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
1は本発明の磁気センサの原理構成図である。図1にお
いて、1は導電性物質、2はこの導電性物質1に矢印の
ような運動を与える励振ユニット、3,4は導電性物質
1から引き出された2つの出力端子である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a principle configuration diagram of a magnetic sensor of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 is a conductive material, 2 is an excitation unit that gives the conductive material 1 a motion as shown by an arrow, and 3 and 4 are two output terminals drawn from the conductive material 1.

【0010】このような構成において、導電性物質1を
励振させ、これを磁界中に入れることにより、その導電
性物質1内には電位差が生じることになるが、この点を
まず順次説明する。まず、励振ユニット2によって、導
電性物質1が図1中の破線の矢印のような運動の方向を
与えられ、励振する。なお、説明の簡略化のために、運
動の変位を正弦波として扱うこととする。
In such a structure, when the electroconductive substance 1 is excited and put in a magnetic field, a potential difference is generated in the electroconductive substance 1. This point will be described first in order. First, the exciting unit 2 gives the conductive substance 1 a direction of motion as indicated by a dashed arrow in FIG. 1 to excite it. It should be noted that, for simplification of explanation, the displacement of the motion is treated as a sine wave.

【0011】ここで、導電性物質1の変位を簡略して図
2に示す。なお、図2においては、支点Oの反対側の端
点を点Sとし、正弦波運動の周波数をf0 、導電性物質
1の長さを単位長”1”、運動の振幅をA0 、支点Oか
ら距離p(0<p≦1)の点Pにおける運動の振幅をA
p とする。
Here, the displacement of the conductive material 1 is shown in a simplified manner in FIG. In FIG. 2, the end point on the opposite side of the fulcrum O is a point S, the frequency of the sine wave motion is f 0 , the length of the conductive substance 1 is a unit length “1”, the amplitude of the motion is A 0 , and the fulcrum is the fulcrum. A is the amplitude of the motion at a point P at a distance p (0 <p ≦ 1) from O
Let p .

【0012】或る時間において、導電性物質1の変位
が、図2(イ)の状態であったとする。ここで、運動の
振幅A0 ≪1である時、この導電性物質1の変位は、図
2(ロ)に近似される。これは、実際に高周波で動かそ
うとした時には、その振幅は小さくせざるを得ないた
め、この条件で考えることができるからである。この
時、 Ap =p×A0 …… が成立する。
It is assumed that the displacement of the conductive substance 1 is in the state of FIG. 2A at a certain time. Here, when the amplitude of motion A 0 << 1, the displacement of the conductive substance 1 is approximated to FIG. This is because, when actually trying to move at a high frequency, the amplitude must be reduced and can be considered under this condition. At this time, A p = p × A 0 .

【0013】次に、時間t=0における点Sの変位が0
であったならば、或る時間tにおける点Sの変位A
S(t)は、次式のようになる。 AS(t)=A0 sin(2πf0 t) …… これより、或る時刻tにおける点Sの運動の速さV
S(t)は、 VS(t)=2πf0 ・A0 cos(2πf0 t) =A1 cos(2πf0 t) …… ただし、 A1 ≡2πf0 ・A0 である。
Next, the displacement of the point S at time t = 0 is 0.
Then the displacement A of the point S at a certain time t
S (t) is given by the following equation. A S (t) = A 0 sin (2πf 0 t) ... From this, the speed V of movement of the point S at a certain time t
S (t) is, V S (t) = 2πf 0 · A 0 cos (2πf 0 t) = A 1 cos (2πf 0 t) ...... However, it is A 1 ≡2πf 0 · A 0.

【0014】したがって、同様に点Pにおける変位Ap
(t)、運動の速さVp(t)は、それぞれ、 Ap(t)=pA0 sin(2πf0 t) …… Vp(t)=pA1 cos(2πf0 t) …… となる。
Therefore, similarly, the displacement A p at the point P is
(T) and the speed of movement V p (t) are A p (t) = pA 0 sin (2πf 0 t) ... V p (t) = pA 1 cos (2πf 0 t). Become.

【0015】次に、図1中に示すような導電性物質1の
運動のベクトルに垂直な磁界H(磁束密度B)が与えら
れたとする。その時の出力端子3−4間に現れる起電圧
E(t)は、以下のようになる。 (直流磁界の時)磁束密度B=B0 であったとする。な
お、直流磁界ということなので、時間経過による変化は
考えなくて良い。この時の起電圧E(t)は、
Next, assume that a magnetic field H (magnetic flux density B) perpendicular to the motion vector of the conductive substance 1 as shown in FIG. 1 is applied. The electromotive voltage E (t) appearing between the output terminals 3-4 at that time is as follows. It is assumed that the magnetic flux density B = B 0 (in the case of a DC magnetic field). Since it is a DC magnetic field, it is not necessary to consider the change over time. The electromotive voltage E (t) at this time is

【0016】[0016]

【数1】 となる。[Equation 1] Becomes

【0017】(交流磁界の時)磁束密度=B0 sin
(2πf1 t)とする。この時の起電圧E(t)は、
(At AC magnetic field) Magnetic flux density = B 0 sin
(2πf 1 t). The electromotive voltage E (t) at this time is

【0018】[0018]

【数2】 となる。[Equation 2] Becomes

【0019】このようにして得られた各起電圧E(t)
について、これらの信号をローパスフィルタに通すなど
の高周波分除去の処理を行うことにより、次の式を得ら
れるようになる。ただし、正弦波運動の周波数f0 ≫f
1 である。 (直流磁界の場合) E(t)=(1/2)・A1 0 (交流磁界の場合) E(t)=(1/2)・A1 0 sin(2πf1 t)
Each electromotive voltage E (t) thus obtained
With respect to the above, by performing processing for removing high frequency components such as passing these signals through a low-pass filter, the following equation can be obtained. However, the frequency f 0 >> f of the sine wave motion
Is 1 . (In case of DC magnetic field) E (t) = (1/2) · A 1 B 0 (In case of AC magnetic field) E (t) = (1/2) · A 1 B 0 sin (2πf 1 t)

【0020】したがって、最初に、この導電性物質1に
印加した磁界に、或る定数{(1/2)A1 }を乗算し
たものが、出力端子3−4間に起電圧として現れること
がわかり、本発明のような、磁気のセンシングに導電性
物質を用いて、磁界の強さを測定する磁気センサを構成
することが可能であることがわかる。
Therefore, first, a product obtained by multiplying the magnetic field applied to the conductive substance 1 by a certain constant {(1/2) A 1 } may appear as an electromotive voltage between the output terminals 3-4. Obviously, it is possible to construct a magnetic sensor for measuring the strength of a magnetic field by using a conductive substance for magnetic sensing as in the present invention.

【0021】次に、図3は本発明の磁気センサの一実施
例を示す構成図である。なお、図3において、図1と同
一要素には同一符号を付して重複する説明は省略する。
図3において、〜は、図1に示した磁気センサのセ
ンサ部であり、互いに垂直となるように組み合わせて配
置されている。また、〜の各センサ部から得られた
電圧信号は、必要に応じて、増幅回路を経由した後に、
フィルタ回路にて高周波分除去を行われる。これによ
り、被測定対象の磁界の強さの各方向成分(スカラ)を
求めることができる。
FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of the magnetic sensor of the present invention. Note that, in FIG. 3, the same elements as those in FIG.
In FIG. 3, (1) to (3) are sensor portions of the magnetic sensor shown in FIG. 1, which are arranged so as to be perpendicular to each other. In addition, the voltage signals obtained from the sensor units of to, if necessary, after passing through the amplifier circuit,
High frequency components are removed by the filter circuit. Thereby, each direction component (scalar) of the strength of the magnetic field of the measured object can be obtained.

【0022】このような構成において、〜の各セン
サ部により、X,Y,Z各方向の磁界の強さをそれぞれ
上述した求め方により求める。或る時間において、セン
サ部〜から得られた電圧が、それぞれEX ,EY
Z であったとする。ただし、センシングカらフィルタ
リング終了までの利得は、必ず同一であるものとする。
これらの電圧は、被測定対象である磁界の強さの各方向
(X,Y,Z)成分と考えることができる。したがっ
て、図3に示すような各ベクトルのベクトル和を求める
ことで、被測定対象である磁界の強さの大きさを求める
ことができる。
In such a structure, the sensor units of to obtain the magnetic field strengths in the X, Y, and Z directions by the above-described methods. At a certain time, the voltages obtained from the sensor units are respectively E X , E Y ,
Suppose it was E Z. However, the gain from the sensing power to the end of filtering is always the same.
These voltages can be considered as the components (X, Y, Z) of the strength of the magnetic field to be measured in each direction. Therefore, by obtaining the vector sum of the respective vectors as shown in FIG. 3, the magnitude of the magnetic field strength to be measured can be obtained.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上、実施例と共に具体的に説明したよ
うに、本発明の磁気センサとすることにより、 (1)コイルやコアが不要となったので、小型化が可能
となる。 (2)従来のクランプメータのように、電流などの測定
時にコアを開いて、ケーブルなどの被測定物を挟む必要
が無くなる。 (3)高周波分(導電性物質の振動周波数)除去の作業
を行えば、この振動周波数を高周波化することで、現在
の磁気センサの周波数帯域より遙に優れた周波数特性を
持った磁気センサを容易に実現できる。 また、従来の磁気センサでは、指向性の問題から、磁界
の強さを正確に測定することができなかったが、磁界の
強さを3次元で捉えることが可能となり、常に正確な測
定ができるようになる。
As described above in detail with reference to the embodiments, the magnetic sensor of the present invention (1) does not require a coil or core, so that the size can be reduced. (2) It is not necessary to open the core and pinch an object to be measured such as a cable when measuring an electric current, unlike the conventional clamp meter. (3) If the work of removing the high frequency component (vibration frequency of the conductive material) is performed, by increasing this vibration frequency, a magnetic sensor having a frequency characteristic far superior to the frequency band of the current magnetic sensor can be obtained. Easy to implement. Further, in the conventional magnetic sensor, the strength of the magnetic field could not be accurately measured due to the problem of directivity, but it becomes possible to capture the strength of the magnetic field three-dimensionally, so that accurate measurement is always possible. Like

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の磁気センサの原理構成図である。FIG. 1 is a principle configuration diagram of a magnetic sensor of the present invention.

【図2】図1の導電性物質の変位を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a displacement of the conductive material of FIG.

【図3】本発明の磁気センサの一実施例を示す構成図で
ある。
FIG. 3 is a configuration diagram showing an embodiment of a magnetic sensor of the present invention.

【符号の説明】 1 導電性物質 2 励振ユニット 3,4 出力端子[Explanation of symbols] 1 Conductive material 2 Excitation unit 3, 4 Output terminal

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁界の強さを測定する磁気センサにおい
て、 そのセンサ部は運動する導電性物質と、この導電性物質
に運動を与える励振ユニットと、前記導電性物質から引
き出された2つの出力端子とを備えた構成としたことを
特徴とする磁気センサ。
1. A magnetic sensor for measuring the strength of a magnetic field, the sensor part of which is a moving conductive material, an exciting unit for giving a motion to the conductive material, and two outputs derived from the conductive material. A magnetic sensor having a configuration including a terminal.
【請求項2】 請求項1記載の磁気センサのセンサ部3
つを互いに垂直となるように組み合わせて配置した構成
としたことを特徴とする磁気センサ。
2. The sensor unit 3 of the magnetic sensor according to claim 1.
A magnetic sensor characterized in that the two are arranged so as to be perpendicular to each other.
JP15860093A 1993-06-29 1993-06-29 Magnetic sensor Pending JPH0712905A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15860093A JPH0712905A (en) 1993-06-29 1993-06-29 Magnetic sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15860093A JPH0712905A (en) 1993-06-29 1993-06-29 Magnetic sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0712905A true JPH0712905A (en) 1995-01-17

Family

ID=15675241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15860093A Pending JPH0712905A (en) 1993-06-29 1993-06-29 Magnetic sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0712905A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106199463A (en) * 2014-09-18 2016-12-07 硕英股份有限公司 Dual-purpose resonance magnetometer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106199463A (en) * 2014-09-18 2016-12-07 硕英股份有限公司 Dual-purpose resonance magnetometer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2000180520A (en) Magnetic field sensor
US3321702A (en) Magnetometer and electrometer utilizing vibrating reeds whose amplitude of vibration is a measure of the field
JPH0712905A (en) Magnetic sensor
JP2003107116A (en) Electromagnetic wave source survey method and program for electromagnetic wave source survey and survey antenna used for electromagnetic wave source survey
US2776404A (en) Magnetometer
JPS62207446A (en) Examination apparatus using nuclear magnetic resonance
US5959449A (en) Process for the determination of electrical values without contacting
JPH0615974B2 (en) Angular velocity sensor device
JP2617498B2 (en) Magnetic sensor
JPS58139053A (en) Measuring device for nuclear magnetic resonance
US3522531A (en) Electric field intensity indicator employing a vibratory conductor sensor
US2757335A (en) Devices for detecting and measuring magnetic fields
US5831424A (en) Isolated current sensor
JPH0815229A (en) High resolution eddy current flaw detector
JP4520188B2 (en) Method for detecting conductor defects in electric wires
US3493851A (en) Vibration magnetometer for measuring tangential component of magnetic field on flat surface of ferromagnetic samples
SU681396A1 (en) Apparatus for measuring magnetic fields
JP2555332Y2 (en) Electromagnetic ultrasonic probe
SU1188630A1 (en) Method of non-contact multiparameter inspection of articles from electro-conducting materials
JPS582743A (en) Ultrasonic probe
SU581444A1 (en) Vibration magnetometer
SU546024A1 (en) Device for measuring electron beam current
SU1078368A1 (en) Device for measuring magnetic fields
SU879511A1 (en) Umov-pointing vector converter
JPH0423529Y2 (en)