JPH07167656A - 磁気検出方法 - Google Patents
磁気検出方法Info
- Publication number
- JPH07167656A JPH07167656A JP5313150A JP31315093A JPH07167656A JP H07167656 A JPH07167656 A JP H07167656A JP 5313150 A JP5313150 A JP 5313150A JP 31315093 A JP31315093 A JP 31315093A JP H07167656 A JPH07167656 A JP H07167656A
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- JP
- Japan
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- magnetization
- current
- coil
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 強磁性体とコイルの組み合わせからなる磁気
検出器において、コイルに一時的に強磁性体内の磁化が
飽和する値以上の電流を流した後、磁化が未飽和となる
一定値の電流を流しながら、再現性のある出力を得るこ
とができ、また、特に磁気検出器が方位センサーである
場合においては、正確な方位を検出することができる磁
気検出方法を提供することを目的とする。 【構成】 コイル２ａまたは２ｂに、磁化が飽和する値
以上の電流を流した後、磁化が未飽和となる一定値の電
流に戻すことにより、同一の磁化状態を示し、再現性の
ある出力を得ることができる。
検出器において、コイルに一時的に強磁性体内の磁化が
飽和する値以上の電流を流した後、磁化が未飽和となる
一定値の電流を流しながら、再現性のある出力を得るこ
とができ、また、特に磁気検出器が方位センサーである
場合においては、正確な方位を検出することができる磁
気検出方法を提供することを目的とする。 【構成】 コイル２ａまたは２ｂに、磁化が飽和する値
以上の電流を流した後、磁化が未飽和となる一定値の電
流に戻すことにより、同一の磁化状態を示し、再現性の
ある出力を得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、強磁性体と、この強磁
性体にコイルでバイアス磁界を付加し、磁気を検出する
ことのできる磁気検出方法に関するものである。
性体にコイルでバイアス磁界を付加し、磁気を検出する
ことのできる磁気検出方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】強磁性体とそれにバイアス磁界を付加す
る磁気検出器としては磁気抵抗素子とコイルとの組み合
わせからなる方位センサーが挙げられる。なお、方位セ
ンサーとは地磁気を検出して方位を知るセンサーであ
る。
る磁気検出器としては磁気抵抗素子とコイルとの組み合
わせからなる方位センサーが挙げられる。なお、方位セ
ンサーとは地磁気を検出して方位を知るセンサーであ
る。
【０００３】図３（ａ）はこの方位センサーの外形を示
した斜視図であり、図３（ｂ）は同センサーの上面から
みた断面図である。１は磁気抵抗素子であり、絶縁基板
上に互いに直交する４つの磁気抵抗エレメント３からな
る。磁気抵抗エレメント３はその長手方向に垂直（短手
方向）に磁界を印加したとき、抵抗値が最も変化する。
短手方向への印加磁界強度を横軸にとり、抵抗値を縦軸
にとった特性の一般的なグラフを図４に示す。図のＳ
点、Ｔ点より以上に大きな磁界を加えても、強磁性体内
の磁化が飽和するので、抵抗値はほぼ一定値となる。
した斜視図であり、図３（ｂ）は同センサーの上面から
みた断面図である。１は磁気抵抗素子であり、絶縁基板
上に互いに直交する４つの磁気抵抗エレメント３からな
る。磁気抵抗エレメント３はその長手方向に垂直（短手
方向）に磁界を印加したとき、抵抗値が最も変化する。
短手方向への印加磁界強度を横軸にとり、抵抗値を縦軸
にとった特性の一般的なグラフを図４に示す。図のＳ
点、Ｔ点より以上に大きな磁界を加えても、強磁性体内
の磁化が飽和するので、抵抗値はほぼ一定値となる。
【０００４】図３において２ａ，２ｂはバイアス磁界を
発生するためのコイルであり、磁気抵抗素子１を樹脂ケ
ース４に設置した後、樹脂ケース４にコイルを所定の数
だけ巻いて作製したものである。各コイル２ａ，２ｂは
互いに直交しており、また、これらのコイルと磁気抵抗
エレメント３とのなす角度を互いに４５°方向になるよ
う構成している。
発生するためのコイルであり、磁気抵抗素子１を樹脂ケ
ース４に設置した後、樹脂ケース４にコイルを所定の数
だけ巻いて作製したものである。各コイル２ａ，２ｂは
互いに直交しており、また、これらのコイルと磁気抵抗
エレメント３とのなす角度を互いに４５°方向になるよ
う構成している。
【０００５】このような構成の方位センサーの動作は次
の通りである。出力の端子Ｔ１，Ｔ３間に定電圧を加
え、コイル２ａまたは２ｂに図５に示すような波形の電
流を印加する。そして、端子Ｔ２，Ｔ４間の出力電圧を
さらに増幅回路で処理する。
の通りである。出力の端子Ｔ１，Ｔ３間に定電圧を加
え、コイル２ａまたは２ｂに図５に示すような波形の電
流を印加する。そして、端子Ｔ２，Ｔ４間の出力電圧を
さらに増幅回路で処理する。
【０００６】いま、仮にコイル２ａに定電流を流してバ
イアス磁界をかけると、エレメントの短手方向のバイア
ス磁界成分Ｈpにより、動作点は図４ではＰの位置に移
動し、地磁気の方向により動作点がＰ付近のリニア部分
を移動する。磁気抵抗エレメントの長手方向が、Ｔ２と
Ｔ４に出力を出す２個ずつでは対称になっており、差動
ブリッジのように動作するので、Ｔ２とＴ４の電位の変
化は逆位相になる。この端子Ｔ２，Ｔ４間の電位の差を
出力電圧とする。このような構成の方位センサーを同一
平面内で１回転して地磁気を検出すると、その出力は図
６のようになる。そしてコイル２ａとコイル２ｂとに電
流を流したときは、その両者は９０°位相がずれた波形
となる。すなわち、コイル２ａまたは２ｂに所定の電流
を流したとき（以下、定電流時という。）の各出力はＶ
ａ＝Ａｓｉｎθ、およびＶｂ＝Ａｃｏｓθと表すことが
でき、これから、センサーに対する地磁気の方向角度
は、 ｔａｎθ＝ｓｉｎθ／ｃｏｓθ＝Ｖａ／Ｖｂ 等の算出により、ＶａとＶｂの値から得られる。この算
出はマイクロコンピューターを用いれば簡単に行える。
即ちＶａとＶｂの値から、一義的に方向角度が決定でき
る。
イアス磁界をかけると、エレメントの短手方向のバイア
ス磁界成分Ｈpにより、動作点は図４ではＰの位置に移
動し、地磁気の方向により動作点がＰ付近のリニア部分
を移動する。磁気抵抗エレメントの長手方向が、Ｔ２と
Ｔ４に出力を出す２個ずつでは対称になっており、差動
ブリッジのように動作するので、Ｔ２とＴ４の電位の変
化は逆位相になる。この端子Ｔ２，Ｔ４間の電位の差を
出力電圧とする。このような構成の方位センサーを同一
平面内で１回転して地磁気を検出すると、その出力は図
６のようになる。そしてコイル２ａとコイル２ｂとに電
流を流したときは、その両者は９０°位相がずれた波形
となる。すなわち、コイル２ａまたは２ｂに所定の電流
を流したとき（以下、定電流時という。）の各出力はＶ
ａ＝Ａｓｉｎθ、およびＶｂ＝Ａｃｏｓθと表すことが
でき、これから、センサーに対する地磁気の方向角度
は、 ｔａｎθ＝ｓｉｎθ／ｃｏｓθ＝Ｖａ／Ｖｂ 等の算出により、ＶａとＶｂの値から得られる。この算
出はマイクロコンピューターを用いれば簡単に行える。
即ちＶａとＶｂの値から、一義的に方向角度が決定でき
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コイル
２ａ（または２ｂ）に図５のような波形である電流を流
して、同一平面内で往路右まわり１回転、復路左まわり
１回転の方位検出の出力の再現性の確認を行った場合、
往路と復路で図７のように出力に違いが生じ、その結
果、方位検出に誤差が生じるという課題があった。
２ａ（または２ｂ）に図５のような波形である電流を流
して、同一平面内で往路右まわり１回転、復路左まわり
１回転の方位検出の出力の再現性の確認を行った場合、
往路と復路で図７のように出力に違いが生じ、その結
果、方位検出に誤差が生じるという課題があった。
【０００８】この出力の違いは、図８の磁化の動作原理
のモデル図に示すように、各初期状態の磁気抵抗素子の
磁化の向きがばらついているために生じる。すなわち、
定電流時に、コイルに電流を流すことにより発生するバ
イアス磁界と、地磁気による合成磁界とで、磁気抵抗素
子内の磁化は所定分その合成磁界方向に向こうとする。
しかし、個々の初期状態により、磁化の向きが決定され
てしまうため、出力に違いが生じるものと考えられる。
のモデル図に示すように、各初期状態の磁気抵抗素子の
磁化の向きがばらついているために生じる。すなわち、
定電流時に、コイルに電流を流すことにより発生するバ
イアス磁界と、地磁気による合成磁界とで、磁気抵抗素
子内の磁化は所定分その合成磁界方向に向こうとする。
しかし、個々の初期状態により、磁化の向きが決定され
てしまうため、出力に違いが生じるものと考えられる。
【０００９】本発明の磁気検出方法は、前記従来の課題
を解決し、出力に再現性が得られる検出方法を容易に提
供することを目的とする。また、特に磁気検出器が方位
センサーである場合においては、正確な方位を検出する
ことができる磁気検出方法を提供することを目的とす
る。
を解決し、出力に再現性が得られる検出方法を容易に提
供することを目的とする。また、特に磁気検出器が方位
センサーである場合においては、正確な方位を検出する
ことができる磁気検出方法を提供することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るために、本発明による磁気検出方法は、強磁性体とバ
イアス磁界を付加するコイルとからなる磁気検出器のコ
イルに、一時的に強磁性体内の磁化が飽和する値以上の
電流を流した後、磁化が未飽和となる一定値の電流を流
しながら磁気を検出するものである。
るために、本発明による磁気検出方法は、強磁性体とバ
イアス磁界を付加するコイルとからなる磁気検出器のコ
イルに、一時的に強磁性体内の磁化が飽和する値以上の
電流を流した後、磁化が未飽和となる一定値の電流を流
しながら磁気を検出するものである。
【００１１】
【作用】この構成のコイルに、一時的に磁化が飽和する
値以上の電流を流すことにより、コイルにより発生する
バイアス磁界と地磁気との合成磁界方向に磁化が飽和
し、その後、未飽和となる値の定電流に戻すと、初期状
態で様々に向いていた磁化はいつもほぼ同じ向きを示す
箇所から出発することになり、同一の磁化状態を示すた
め、再現性のある出力を得ることができる。
値以上の電流を流すことにより、コイルにより発生する
バイアス磁界と地磁気との合成磁界方向に磁化が飽和
し、その後、未飽和となる値の定電流に戻すと、初期状
態で様々に向いていた磁化はいつもほぼ同じ向きを示す
箇所から出発することになり、同一の磁化状態を示すた
め、再現性のある出力を得ることができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００１３】なお、本実施例の磁気検出器の一例である
方位センサーの構造は、基本的には図３に示した方位セ
ンサーの構造と同じ構造であるので、説明を省略する。
方位センサーの構造は、基本的には図３に示した方位セ
ンサーの構造と同じ構造であるので、説明を省略する。
【００１４】図１（ａ）は図３の方位センサーのコイル
２ａまたは２ｂに流す電流波形である。この電流波形
は、図１（ｂ）の３つの電流波形を組み合わせることに
よって簡単に構成することができる。
２ａまたは２ｂに流す電流波形である。この電流波形
は、図１（ｂ）の３つの電流波形を組み合わせることに
よって簡単に構成することができる。
【００１５】磁気抵抗素子１はパーマロイを蒸着した
後、フォトリソグラフィーおよびエッチングにより所定
のパターンに加工されており、磁化が飽和する値以上の
電流を流した状態時（以下、過渡時という）には、強磁
性体のパーマロイの磁化が完全に飽和するように構成さ
れている。
後、フォトリソグラフィーおよびエッチングにより所定
のパターンに加工されており、磁化が飽和する値以上の
電流を流した状態時（以下、過渡時という）には、強磁
性体のパーマロイの磁化が完全に飽和するように構成さ
れている。
【００１６】このような磁気抵抗素子１とコイル２ａお
よび２ｂの組み合わせからなる方位センサーに、図１
（ａ）のような波形をした電流を印加する。そして定電
流時に、方位センサーを同一平面内で往復一回転させて
地磁気を検出する。その出力結果は図２（ａ）のように
なり、往路と復路で出力に違いがなく、正確に方位を検
出することができた。
よび２ｂの組み合わせからなる方位センサーに、図１
（ａ）のような波形をした電流を印加する。そして定電
流時に、方位センサーを同一平面内で往復一回転させて
地磁気を検出する。その出力結果は図２（ａ）のように
なり、往路と復路で出力に違いがなく、正確に方位を検
出することができた。
【００１７】次に磁化の動作原理を説明する。図２
（ｂ）は本発明の動作原理のモデル図を示すものであ
る。
（ｂ）は本発明の動作原理のモデル図を示すものであ
る。
【００１８】図２（ｂ）に示すように、強磁性体内の磁
化は、初期状態においてその向きにばらつきが見られ
る。コイル２ａまたは２ｂに一時的に磁化が飽和する値
以上の電流を流した状態（過渡時）では、磁化がコイル
２ａまたは２ｂにより発生するバイアス磁界と地磁気の
合成磁界方向に飽和する。そして、その後磁化が未飽和
となる一定値の電流（定電流時）に戻すと、初期状態で
様々な方向に向いていた磁化が、このような定電流時に
は同一の磁化状態を示す。このため、再現性のある出力
を得ることができる。
化は、初期状態においてその向きにばらつきが見られ
る。コイル２ａまたは２ｂに一時的に磁化が飽和する値
以上の電流を流した状態（過渡時）では、磁化がコイル
２ａまたは２ｂにより発生するバイアス磁界と地磁気の
合成磁界方向に飽和する。そして、その後磁化が未飽和
となる一定値の電流（定電流時）に戻すと、初期状態で
様々な方向に向いていた磁化が、このような定電流時に
は同一の磁化状態を示す。このため、再現性のある出力
を得ることができる。
【００１９】なお、本実施例では図３のコイル２ａまた
は２ｂに流す電流波形を図１（ａ）のような波形にした
が、強磁性体内の磁化が飽和する値以上の電流を一時的
に流すのであれば、どのような波形の電流でもよいこと
は言うまでもない。
は２ｂに流す電流波形を図１（ａ）のような波形にした
が、強磁性体内の磁化が飽和する値以上の電流を一時的
に流すのであれば、どのような波形の電流でもよいこと
は言うまでもない。
【００２０】
【発明の効果】以上のように本発明の磁気検出方法は、
コイルに、一時的に強磁性体内の磁化が飽和する値以上
の電流を流した後、磁化が未飽和となる値の定電流を流
しながら、磁気を検出するように構成したものである。
コイルに、一時的に強磁性体内の磁化が飽和する値以上
の電流を流した後、磁化が未飽和となる値の定電流を流
しながら、磁気を検出するように構成したものである。
【００２１】すなわち、初期状態で、様々に向いていた
強磁性体内の磁化が、コイルに、一時的に磁化が飽和す
る値以上の電流を流した状態では、コイルにより発生す
るバイアス磁界と地磁気との合成磁界方向に磁化が飽和
する。
強磁性体内の磁化が、コイルに、一時的に磁化が飽和す
る値以上の電流を流した状態では、コイルにより発生す
るバイアス磁界と地磁気との合成磁界方向に磁化が飽和
する。
【００２２】その後、過渡時から未飽和となる値の定電
流に戻すと、これらの磁化は、出発するときの状態が同
じだったのでほぼ同じ状態をいつも示す。このように同
一の磁化状態を示すため、再現性のある出力を得ること
ができる。
流に戻すと、これらの磁化は、出発するときの状態が同
じだったのでほぼ同じ状態をいつも示す。このように同
一の磁化状態を示すため、再現性のある出力を得ること
ができる。
【００２３】また、特に磁気検出器が方位センサーであ
る場合、正確な方位を検出することができるものであ
る。
る場合、正確な方位を検出することができるものであ
る。
【図１】（ａ）本発明の実施例におけるコイルに流す電
流波形図 （ｂ）同実施例におけるコイルに流す電流波形を構成す
るための電流波形のブロック図
流波形図 （ｂ）同実施例におけるコイルに流す電流波形を構成す
るための電流波形のブロック図
【図２】（ａ）同実施例における方位センサーを往復一
回転したときの地磁気検出出力波形図 （ｂ）同実施例における強磁性体内の磁化の動作原理の
モデル図
回転したときの地磁気検出出力波形図 （ｂ）同実施例における強磁性体内の磁化の動作原理の
モデル図
【図３】（ａ）同実施例および従来の強磁性体とコイル
の組み合わせからなる方位センサーの外形を示した斜視
図 （ｂ）同実施例および従来の方位センサーの上面を切り
裂いた断面図
の組み合わせからなる方位センサーの外形を示した斜視
図 （ｂ）同実施例および従来の方位センサーの上面を切り
裂いた断面図
【図４】従来の磁気抵抗効果（ＭＲ特性）の説明図
【図５】従来のコイルに流す電流波形図
【図６】従来の方位センサーを一回転させたときの従来
の地磁気検出出力波形図
の地磁気検出出力波形図
【図７】従来の方位センサーを往復一回転したときの従
来の地磁気検出出力波形図
来の地磁気検出出力波形図
【図８】従来の強磁性体内の磁化の動作原理のモデル図
１ 磁気抵抗素子 ２ａ，２ｂ コイル ３ 磁気抵抗エレメント
Claims (2)
- 【請求項１】 強磁性体とバイアス磁界を付加するコイ
ルとからなる磁気検出器のコイルに、一時的に前記強磁
性体内の磁化が飽和する値以上の電流を流した後、磁化
が未飽和となる一定値の電流を流しながら磁気を検出す
ることを特徴とする磁気検出方法。 - 【請求項２】 検出する磁気が地磁気であることを特徴
とする請求項１記載の磁気検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5313150A JPH07167656A (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | 磁気検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5313150A JPH07167656A (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | 磁気検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07167656A true JPH07167656A (ja) | 1995-07-04 |
Family
ID=18037716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5313150A Pending JPH07167656A (ja) | 1993-12-14 | 1993-12-14 | 磁気検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07167656A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009236889A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Tdk Corp | 磁界測定方法及び磁気センサ |
-
1993
- 1993-12-14 JP JP5313150A patent/JPH07167656A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009236889A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Tdk Corp | 磁界測定方法及び磁気センサ |
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