JPH09318720A - Flux gate magnetic sensor - Google Patents

Flux gate magnetic sensor

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JPH09318720A
JPH09318720A JP13478896A JP13478896A JPH09318720A JP H09318720 A JPH09318720 A JP H09318720A JP 13478896 A JP13478896 A JP 13478896A JP 13478896 A JP13478896 A JP 13478896A JP H09318720 A JPH09318720 A JP H09318720A
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JP
Japan
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core
sensor
magnetic sensor
turns
detection coils
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Application number
JP13478896A
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Japanese (ja)
Inventor
Tatsuya Munaka
達也 務中
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flux gate magnetic sensor which is so arranged to facilitate higher sensitivity even in the same sensor size as compared to the conventional ring core type sensor. SOLUTION: Two detection coils 3a and 3b are wound on two side parts as opposed to each other along the long shaft of an oval or rectangular core 1 comprising a magnetic body and all of turns of the detection coils 3a and 3b are made to cross a sensitivity axis, thereby enabling increase in the number of effective turns of the detection coils as compared to the conventional sensor using a ring core.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば地磁気や微
小電流から発生する磁界等を測定するのに用いられるフ
ラックスゲート磁気センサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fluxgate magnetic sensor used to measure a magnetic field generated from, for example, geomagnetism or a minute current.

【0002】[0002]

【従来の技術】フラックスゲート磁気センサは、図7に
模式的に示すように、磁性体からなるコア11に1つの
励振コイル12と2つの検出コイル13a,13bが巻
かれたもので、各検出コイル13a,13bは相互に差
動接続、つまり互いに逆向きに巻かれた状態でその一端
どうしが接続される。
2. Description of the Related Art A fluxgate magnetic sensor has a core 11 made of a magnetic material and one excitation coil 12 and two detection coils 13a and 13b wound around it, as schematically shown in FIG. The coils 13a and 13b are differentially connected to each other, that is, one ends of the coils 13a and 13b are connected to each other while being wound in opposite directions.

【0003】このようなフラックスゲート磁気センサに
おいては、励振コイル12に交流電流(励振電流)を流
すことによってコア11に沿って発生する交流磁束が、
各検出コイル13a,13bの内部を互いに逆向きに貫
くことになる。この状態でセンサに外部磁気が作用する
と、その磁気による磁束は各検出コイル13a,13b
に対して同方向に作用するため、各検出コイル13a,
13bを貫いている交流磁束は、結局、外部磁気によっ
て互いに逆向きにバイアスがかかった状態となり、その
検出コイル13a,13bの両端から、外部磁気に比例
し、かつ、励振電流の2倍の周波数の交流電圧信号を取
り出すことができる。この交流電圧信号を例えば交流増
幅器で増幅し、整流した後に検波することによって、外
磁気に比例した電圧信号を得ることができる。
In such a fluxgate magnetic sensor, an AC magnetic flux generated along the core 11 when an AC current (excitation current) is passed through the excitation coil 12 causes
The insides of the detection coils 13a and 13b are penetrated in opposite directions. When external magnetism acts on the sensor in this state, the magnetic flux due to the magnetism is generated in the detection coils 13a and 13b.
Acting in the same direction with respect to each detection coil 13a,
The AC magnetic flux penetrating the 13b eventually becomes biased in the opposite directions by the external magnetism, and is proportional to the external magnetism from both ends of the detection coils 13a and 13b and has a frequency twice that of the excitation current. The AC voltage signal can be taken out. A voltage signal proportional to the external magnetism can be obtained by amplifying this AC voltage signal with an AC amplifier, rectifying it, and then detecting it.

【0004】また、この種の磁気センサは、図7に示し
たような棒状のコア11を持ついわゆるソレノイド型と
称されるもののほか、図8に示すような真円形のリング
状のコア21を持つリングコア型と称されるものがあ
る。なお、図8では、図面の複雑化を避けるために励振
コイルの図示を省略しているが、実際にはコア21を均
一に励振するために、コア21の全体に、励振コイルが
各検出コイル23a,23bの螺旋と交互の螺旋を描く
ように巻回される。このリングコア型のフラックスゲー
ト磁気センサにおいては、コアを励振する際に反磁界の
影響を考えなくてよいという利点がある。
In addition to a so-called solenoid type magnetic sensor having a rod-shaped core 11 as shown in FIG. 7, a magnetic sensor of this type has a true circular ring-shaped core 21 as shown in FIG. There is a so-called ring core type. In FIG. 8, the excitation coil is not shown in order to avoid complication of the drawing, but in actuality, in order to uniformly excite the core 21, the excitation coil is provided over the entire core 21 with each detection coil. It is wound so as to draw an alternate spiral with the spirals of 23a and 23b. This ring core type fluxgate magnetic sensor has an advantage that it is not necessary to consider the influence of the demagnetizing field when exciting the core.

【0005】更に、このようなリングコア型のフラック
スゲート磁気センサとして、リングコア並びに励振コイ
ルおよび各検出コイルを半導体製造技術を利用して薄膜
によって形成することにより、センサ素子を小型化し、
かつ、磁気検出特性を向上させた、いわゆる薄膜フラッ
クスゲート磁気センサが提案されている(特開平7−1
91118号)。
Further, in such a ring core type fluxgate magnetic sensor, the sensor element is miniaturized by forming the ring core, the excitation coil and the respective detection coils by a thin film by utilizing the semiconductor manufacturing technology.
In addition, a so-called thin film fluxgate magnetic sensor having improved magnetic detection characteristics has been proposed (JP-A-7-1).
91118).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、フラックス
ゲート磁気センサにおいては、最適励振条件下における
磁界感度をaとすると、 a=8NAμr f ・・(1) となる(例えばT. Sistz, Sensors and Actuators, A21
-A23, 799(1990) )。ここで、Nは検出コイルのターン
数、Aはコアの断面積、μr は実行比透磁率、fは励振
周波数である。この(1)式から明らかなように、励振
周波数、コアの断面積および透磁率が同じであれば、検
出コイルのターン数をできるだけ多くすることによって
磁界の検出感度が向上する。
By the way, in the fluxgate magnetic sensor, when the magnetic field sensitivity under the optimum excitation condition is a, a = 8NAμ r f ··· (1) (for example, T. Sistz, Sensors and Actuators, A21
-A23, 799 (1990)). Here, N is the number of turns of the detection coil, A is the cross-sectional area of the core, μ r is the effective relative permeability, and f is the excitation frequency. As is clear from the equation (1), if the excitation frequency, the cross-sectional area of the core and the magnetic permeability are the same, the number of turns of the detection coil is increased as much as possible to improve the magnetic field detection sensitivity.

【0007】しかし、図8に示した従来のリングコア型
のセンサにおいては、検出コイルのターン数は以下の理
由によって制限される。すなわち、フラックスゲート磁
気センサでは、外部磁界の磁束が検出コイルの内部を貫
かなければこれを検出することはできず、従ってこの種
のセンサでは感度軸が存在するが、図8に示したリング
コア型のセンサにおいては、同図に破線で示す領域の検
出コイル23a,23bは被測定磁界と交差しないこと
から、実質的には検出コイルとして機能しない。
However, in the conventional ring core type sensor shown in FIG. 8, the number of turns of the detection coil is limited for the following reason. That is, in the fluxgate magnetic sensor, the magnetic flux of the external magnetic field cannot be detected unless it penetrates the inside of the detection coil. Therefore, in this type of sensor, the sensitivity axis exists, but the ring core type shown in FIG. In this sensor, since the detection coils 23a and 23b in the region shown by the broken line in the figure do not intersect the magnetic field to be measured, they do not substantially function as detection coils.

【0008】また、検出コイル23a,23bのターン
数を増加させるためには、その導線のラインアンドスペ
ースを小さくすることが有効であるが、検出コイル23
a,23bの各ターンはリングコアに対して平面視で放
射状となるため、そのターン数はリングコア21の内径
寸法によって規制される。
Further, in order to increase the number of turns of the detection coils 23a and 23b, it is effective to reduce the line and space of the conducting wire.
Since the turns a and 23b are radial with respect to the ring core in a plan view, the number of turns thereof is restricted by the inner diameter of the ring core 21.

【0009】そこで、リングコア21の内径寸法のみを
大きくすると、コア21の断面積が小さくなって感度を
低下させてしまい、また、コア21の内外径寸法をとも
に大きくした場合には、センサ全体のサイズが大きくな
ってしまうという問題が生じる。
Therefore, if only the inner diameter of the ring core 21 is increased, the cross-sectional area of the core 21 is reduced and the sensitivity is lowered. Further, if the inner and outer diameters of the core 21 are both increased, the entire sensor is reduced. There is a problem that the size becomes large.

【0010】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、従来のリングコア型のセンサと同様にコアの励
振時における反磁界の影響を考慮する必要がなく、しか
も従来のリングコア型センサに比して、同じセンササイ
ズであっても高感度化が容易な構造を持つフラックスゲ
ート磁気センサの提供を目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is not necessary to consider the influence of the demagnetizing field at the time of exciting the core as in the conventional ring core type sensor, and the conventional ring core type sensor can be used. On the other hand, it is an object of the present invention to provide a fluxgate magnetic sensor having a structure in which the sensitivity can be easily increased even with the same sensor size.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明のフラックスゲー
ト磁気センサでは、上記の目的を達成するために、以下
の構成を採用している。
In order to achieve the above object, the fluxgate magnetic sensor of the present invention adopts the following configuration.

【0012】すなわち、コアを楕円もしくは長方形状の
ループ状とするとともに、そのループの長軸に沿った互
いに対向する2辺部分に、2つの検出コイルのそれぞれ
を巻回した構成とする。
That is, the core is formed into an elliptical or rectangular loop shape, and two detection coils are wound around two opposite side portions along the long axis of the loop.

【0013】ここで、本発明において、楕円もしくは長
方形状のループの長軸に沿った互いに対向する2辺部分
とは、コアを長方形状とする場合には、その長方形の2
つの長辺部分を言い、また、コアを楕円形状とする場合
には、その周のうち、長軸の両側の比較的曲率の小さい
領域を言う。また、ここで言う楕円形状とは、数学的に
定義される楕円のほか、円をその直径方向に押しつぶし
たような、いわゆる長円形状等をも含む。
In the present invention, the two side portions of the elliptical or rectangular loop which are opposed to each other along the long axis of the loop are two of the rectangular shape when the core is rectangular.
When the core has an elliptical shape, it means a region with a relatively small curvature on both sides of the long axis when the core has an elliptical shape. Further, the elliptical shape mentioned here includes not only an ellipse defined mathematically but also a so-called elliptical shape in which a circle is crushed in its diameter direction.

【0014】以上のような本発明のフラックスゲート磁
気センサによれば、2つの検出コイルは楕円または長方
形状のループ状のコアの長軸に沿った2辺部分にそれぞ
れ巻回されるから、その長軸に沿った方向が感度軸とな
り、検出コイルの実効的なターン数、つまり感度軸方向
の被測定磁束に交差するターン数を、真円形状のリング
コアを用いる場合に比して増大させることこが可能とな
る。
According to the fluxgate magnetic sensor of the present invention as described above, the two detection coils are wound around the two sides along the major axis of the elliptical or rectangular loop-shaped core. The direction along the long axis becomes the sensitivity axis, and the effective number of turns of the detection coil, that is, the number of turns intersecting the measured magnetic flux in the direction of the sensitivity axis is increased compared to the case of using a perfect circular ring core. This is possible.

【0015】また、検出コイルはコアの直線部分または
直線に近い曲率の小さい部分に巻回されるが故に、図8
に示した真円形のリングコアに対する巻回のように平面
視において放射状とはならないため、検出コイルのライ
ンアンドスペースの縮小化によるターン数増大への寄与
度は大きくなる。
Further, since the detection coil is wound around a straight part of the core or a part having a small curvature close to the straight line, the detection coil shown in FIG.
Unlike the winding on the true circular ring core shown in Fig. 3, it does not become radial in a plan view, and therefore the contribution to the increase in the number of turns is increased by reducing the line and space of the detection coil.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態の構成
図で、(A)はコア1に検出コイル3a,3bのみを巻
回した状態、(B)はコア1に励振コイル2のみを巻回
した状態をそれぞれ模式的に示している。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention. (A) shows a state where only detection coils 3a and 3b are wound around a core 1, and (B) shows an excitation coil 2 around the core 1. The state in which only the coil is wound is shown schematically.

【0017】磁性体からなるコア1は、長方形状のルー
プ状をしており、このループコア1の互いに対向する2
つの長辺部分のうち、一方に検出コイル3aが、他方に
はこれと逆巻きに検出コイル3bがそれぞれ巻回されて
いる。
The core 1 made of a magnetic material is in the shape of a rectangular loop, and the loop cores 1 facing each other 2
The detection coil 3a is wound around one of the two long sides, and the detection coil 3b is wound around the other of the long sides in a reverse winding.

【0018】また、このループコア1には、(B)に示
すように、その全周に一様に励振コイル2が巻回されて
いる。ここで、図1では図面の複雑化を避けるために
(A),(B)それぞれに検出コイル3a,3bおよび
励振コイル2を個別に巻回した状態で示しているが、実
際には検出コイル3a,3bと励振コイル2は一つのル
ープコア1を共有した状態で巻回されている。
Further, as shown in (B), the excitation coil 2 is uniformly wound around the entire circumference of the loop core 1. Here, in FIG. 1, the detection coils 3a and 3b and the excitation coil 2 are individually wound around (A) and (B) in order to avoid complication of the drawing. 3a and 3b and the excitation coil 2 are wound in a state where one loop core 1 is shared.

【0019】このような本発明の実施の形態において
は、検出コイル3a,3bは、長方形状のループコア1
の2つの長辺に沿った互いに平行な直線状のコイル中心
軸の回りに巻回されることになり、その長辺に沿う方向
が感度軸となる。
In such an embodiment of the present invention, the detection coils 3a and 3b are rectangular loop cores 1.
The coil is wound around linear coil central axes that are parallel to each other along the two long sides, and the direction along the long sides is the sensitivity axis.

【0020】このような本発明の実施の形態によれば、
検出コイル3a,3bの全てのターンは感度軸と交差
し、従ってその全ターンが実効ターンとなる。また、検
出コイル3a,3bの各ターンは互いに平行となるた
め、その各ターンの密度は、真円形のリングコアを用い
て各ターンが平面視で放射状となる場合に比して、検出
コイル3a,3bのワイヤ径とその間隔(ラインアンド
スペース)を同等とした場合でもより密とすることがで
き、各ターン間のピッチを実質的により細かくすること
ができる。従ってこの実施の形態では、真円形状のリン
グコアを用いる場合に比して、検出コイル3a,3bの
実効ターン数を同じである場合にはそのセンササイズを
小さくすることができ、また、センササイズを同等とす
る場合には検出コイル3a,3bの実効ターン数をより
多くして、高感度の磁気センサが得られる。
According to such an embodiment of the present invention,
All the turns of the detection coils 3a and 3b intersect the sensitivity axis, so that all the turns are effective turns. Further, since the turns of the detection coils 3a and 3b are parallel to each other, the density of the turns of the detection coils 3a and 3b is larger than that of the turns of the detection coils 3a and 3b which are radial in a plan view using a ring core having a perfect circular shape. Even if the wire diameter of 3b and its interval (line and space) are made equal, it can be made denser, and the pitch between the turns can be made substantially finer. Therefore, in this embodiment, when the number of effective turns of the detection coils 3a and 3b is the same, the sensor size can be reduced, and the sensor size can be reduced as compared with the case of using a perfect circular ring core. If the two are equal, the number of effective turns of the detection coils 3a and 3b is increased to obtain a highly sensitive magnetic sensor.

【0021】図2は本発明の他の実施の形態の説明図
で、この図2においては励振コイルの図示を省略してい
る。この実施の形態における特徴は、ループコア1を楕
円形状とした点にあり、各検出コイル3a,3bはルー
プコア1の楕円の長軸を挟む両側の部分に巻介されてい
る。
FIG. 2 is an explanatory view of another embodiment of the present invention, in which the excitation coil is not shown. The feature of this embodiment is that the loop core 1 has an elliptical shape, and the detection coils 3a and 3b are wound around both sides of the loop core 1 on both sides of the major axis of the ellipse.

【0022】この図2の実施の形態においても、図1の
実施の形態と同様に、検出コイル3a,3bの全ターン
が感度軸(楕円の長軸方向)に交差し、また、真円形状
のリングコアを用いる場合に比して、各ターンどうしが
より平行に近づくため、図1の実施の形態と同等の作用
効果を奏することができる。
In the embodiment of FIG. 2 as well, similar to the embodiment of FIG. 1, all the turns of the detection coils 3a and 3b intersect the sensitivity axis (the long axis direction of the ellipse), and the shape is a perfect circle. Compared with the case of using the ring core described above, since the turns are closer to each other in parallel, the same operational effect as the embodiment of FIG. 1 can be obtained.

【0023】次に、本発明を薄膜フラックスゲート磁気
センサに適用する場合について述べる。この場合、セン
サの模式的な構造は図1あるいは図2に示したものと同
等となるため、その構造の詳細な説明は省略し、ここで
は、図1に示したものと同等の模式的構造を持つ薄膜フ
ラックスゲート磁気センサの製造方法と、各部の材質等
について述べる。
Next, a case where the present invention is applied to a thin film fluxgate magnetic sensor will be described. In this case, since the schematic structure of the sensor is the same as that shown in FIG. 1 or 2, detailed description of the structure is omitted, and here, the schematic structure equivalent to that shown in FIG. A method of manufacturing a thin film fluxgate magnetic sensor having the above and materials of each part will be described.

【0024】図3はその製造手順の説明図である。ま
ず、(A)に示すように、例えば溶融石英からなる基板
40の表面に例えばCu薄膜をdcマグネトロンスパッ
タ等により成膜(膜厚2μm)し、例えばフォトリソグ
ラフィとイオンビームエッチングを用いたパターニング
により、検出コイル3a,3bと励振コイル2の下部配
線層41を形成するとともに、その配線間の溝は例えば
蒸着SiO2 膜にて埋め、リフトオフ法によって平坦化
する。なお、この下部配線層41のパターンは、例えば
図4(A)に部分的に示され、この図において41aが
励振コイル用、41bが検出コイル用のパターンであ
り、励振コイル用パターン41aは下記の磁性コア層4
3において形成される長方形状のループコアパターンの
全周にわたって均等に形成される一方、検出コイル用パ
ターン41bは長方形状のパターンの2つの長辺に沿う
部分にのみ形成される。
FIG. 3 is an explanatory view of the manufacturing procedure. First, as shown in (A), for example, a Cu thin film is formed (film thickness 2 μm) on the surface of a substrate 40 made of, for example, fused silica by dc magnetron sputtering or the like, and patterned by, for example, photolithography and ion beam etching. The lower wiring layer 41 of the detection coils 3a and 3b and the excitation coil 2 is formed, and the groove between the wirings is filled with, for example, a vapor-deposited SiO 2 film and flattened by a lift-off method. The pattern of the lower wiring layer 41 is partially shown in, for example, FIG. 4A. In this figure, 41a is a pattern for excitation coil, 41b is a pattern for detection coil, and the pattern 41a for excitation coil is as follows. Magnetic core layer 4
While the rectangular loop core pattern formed in 3 is formed uniformly over the entire circumference, the detection coil pattern 41b is formed only in the portions along the two long sides of the rectangular pattern.

【0025】次に、例えばSiO2 とパーマロイを順に
スパッタ法によって成膜し、上記と同等の方法によって
パーマロイをパターニングして、(B)に示すように下
部絶縁層42と磁性コア層43を形成する。この磁性コ
ア層43のパターンは、図1に例示したような長方形状
のループ状とする。
Next, for example, SiO 2 and permalloy are sequentially formed by a sputtering method, and the permalloy is patterned by the same method as described above to form a lower insulating layer 42 and a magnetic core layer 43 as shown in (B). To do. The pattern of the magnetic core layer 43 has a rectangular loop shape as illustrated in FIG.

【0026】次に、例えばSiO2 をスパッタ成膜して
(C)のように上部絶縁層44を形成し、その上部絶縁
層44および下部絶縁層42に対して、(D)示すよう
に、例えばイオンビームエッチングにて、下部配線層4
1の各パターン41a,41bの一端部に相当する位置
にそれぞれコンタクトホール45を穿った後、Cu薄膜
46をスパッタ成膜する。その後、このCu薄膜46を
フォトリソグラフィとイオンビームエッチング等によっ
てパターニングすることで、(E)に示すように上部配
線層47を形成する。この上部配線層47のパターン
は、図4(B)に部分的に例示する通りであり、この図
において47aは励振コイル用パターンを、47bは検
出コイル用パターンであって、それぞれ前記した下部配
線層41に対応した位置に形成される。
Next, for example, SiO 2 is sputter-deposited to form an upper insulating layer 44 as shown in (C), and with respect to the upper insulating layer 44 and the lower insulating layer 42, as shown in (D), For example, by ion beam etching, the lower wiring layer 4
After forming the contact holes 45 at positions corresponding to one ends of the patterns 41a and 41b of No. 1, a Cu thin film 46 is formed by sputtering. Thereafter, the Cu thin film 46 is patterned by photolithography, ion beam etching and the like to form the upper wiring layer 47 as shown in (E). The pattern of the upper wiring layer 47 is as partially illustrated in FIG. 4B. In this figure, 47a is an excitation coil pattern and 47b is a detection coil pattern. It is formed at a position corresponding to the layer 41.

【0027】以上の工程を経ることにより、下部配線層
41と上部配線層47における励振コイル用パターン4
1aと47a、および検出コイル用パターン41bと4
7bがコンタクトホール45内のCuによって相互に接
続され、それぞれ図5(A),(B)に模式的な部分斜
視図で示すようなコイル状の立体パターンとなり、それ
ぞれが上下の各配線層41,47間に挟まれた磁性コア
層43のパターンをつる巻き状に巻回した状態となっ
て、図1に示した模式的構造を持つ薄膜フラックスゲー
ト磁気センサが得られる。
Through the above steps, the excitation coil pattern 4 in the lower wiring layer 41 and the upper wiring layer 47 is formed.
1a and 47a, and detection coil patterns 41b and 4
7b are connected to each other by Cu in the contact hole 45 to form a coil-shaped three-dimensional pattern as shown in the schematic partial perspective views of FIGS. 5A and 5B, and each of the upper and lower wiring layers 41. The thin film fluxgate magnetic sensor having the schematic structure shown in FIG. 1 is obtained in a state in which the pattern of the magnetic core layer 43 sandwiched between the magnetic pole layers 47 and 47 is wound into a spiral shape.

【0028】このようにして得られる薄膜フラックスゲ
ート磁気センサの部分拡大平面図を、励振コイルを省略
した状態で図6(A)示し、また、同図(B)には、比
較例として、真円形状のリングコアを用いた従来の薄膜
フラックスゲート磁気センサの部分拡大平面図を、同じ
く励振コイルを省略した状態で示す。この図6から明ら
かなように、本発明を適用した薄膜フラックスゲート磁
気センサでは各ターンが相互に平行となるため、従来の
ように各ターンが放射状にならない分だけ検出コイルの
各ターン間のピッチを実質的に微細化することが可能と
なる。
A partially enlarged plan view of the thin film fluxgate magnetic sensor thus obtained is shown in FIG. 6 (A) with the excitation coil omitted, and in FIG. 6 (B), a true example is shown as a comparative example. A partially enlarged plan view of a conventional thin film fluxgate magnetic sensor using a circular ring core is shown with the excitation coil being omitted. As is apparent from FIG. 6, in the thin film fluxgate magnetic sensor to which the present invention is applied, since the turns are parallel to each other, the pitch between the turns of the detection coil is reduced by the amount that the turns are not radial as in the conventional case. Can be substantially miniaturized.

【0029】なお、本発明を適用した薄膜フラックスゲ
ート磁気センサにおけるコアの材質やコイルの材質は、
前記した実施の形態に限られることなく、それぞれ比較
的透磁率の高い磁性体および導体であれば任意の材質と
することができる。
The material of the core and the material of the coil in the thin film fluxgate magnetic sensor to which the present invention is applied are
The material is not limited to the embodiment described above, and any material can be used as long as it is a magnetic body and a conductor having a relatively high magnetic permeability.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、励振コ
イルおよび検出コイルが巻回されるコアを楕円もしくは
長方形状のループ状として、2つの検出コイルをその長
軸に沿った2辺に巻回しているため、真円形状のリング
コアを用いた従来のものに比して、そのセンササイズを
同等とした場合に、感度軸に対して交差する実効的な検
出コイルのターン数をより多くすることが可能となって
感度を向上させることができ、逆に、同等の実効ターン
数であればセンササイズを小さくすることが可能とな
り、スループットが大きくなってセンサのコストダウン
に貢献することができる。
As described above, according to the present invention, the core around which the excitation coil and the detection coil are wound is formed into an elliptical or rectangular loop shape, and the two detection coils are arranged on two sides along the major axis thereof. Since it is wound around, the effective number of turns of the detection coil that intersects with the sensitivity axis can be more improved when the sensor size is made equal compared to the conventional one using a perfect circular ring core. It is possible to increase the sensitivity and improve the sensitivity, and conversely, it is possible to reduce the sensor size if the number of effective turns is equivalent, which increases throughput and contributes to cost reduction of the sensor. You can

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

【図1】本発明の実施の形態の構成説明図で、(A)は
コア1に検出コイル3a,3bのみを巻回した状態、
(B)はコア1に励振コイル2のみを巻回した状態をそ
れぞれ模式的に示す図
FIG. 1 is a configuration explanatory view of an embodiment of the present invention, (A) shows a state in which only a detection coil 3a, 3b is wound around a core 1,
FIG. 3B is a diagram schematically showing a state in which only the excitation coil 2 is wound around the core 1.

【図2】励振コイルを省略した状態で示す本発明の他の
実施の形態の構成説明図
FIG. 2 is a structural explanatory view of another embodiment of the present invention in a state where an exciting coil is omitted.

【図3】本発明を薄膜フラックスゲート磁気センサに適
用する場合における、センサの製造工程の説明図
FIG. 3 is an explanatory view of a sensor manufacturing process when the present invention is applied to a thin film fluxgate magnetic sensor.

【図4】図3の工程において作成される下部配線層41
の部分的なパターンの例の説明図(A)と、同じく図3
の工程において作成される上部配線層47の部分的なパ
ターンの例の説明図(B)
4 is a lower wiring layer 41 formed in the process of FIG.
3A is an explanatory view of an example of a partial pattern of FIG.
Explanatory drawing of the example of the partial pattern of the upper wiring layer 47 created in the process of (B)

【図5】図3の工程により形成される励振コイルの立体
的なパターンの説明図(A)と、同時に形成される検出
コイルの立体的なパターンの説明図(B)
5A and 5B are explanatory diagrams of a three-dimensional pattern of the excitation coil formed by the process of FIG. 3 and explanatory diagrams of a three-dimensional pattern of the detection coil formed at the same time.

【図6】図3の工程により得られる薄膜フラックスゲー
ト磁気センサの部分拡大平面図(A)と、比較例として
の真円形状のリングコアを用いた薄膜フラックスゲート
磁気センサの部分拡大平面図(B)で、それぞれ励振コ
イルを省略して示す図
6 is a partially enlarged plan view (A) of a thin film fluxgate magnetic sensor obtained by the process of FIG. 3 and a partially enlarged plan view (B) of a thin film fluxgate magnetic sensor using a perfect circular ring core as a comparative example. ) In the figure, with the excitation coil omitted

【図7】従来のソレノイド型フラックスゲート磁気セン
サの模式的構成図
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a conventional solenoid type fluxgate magnetic sensor.

【図8】従来のリングコア型フラックスゲート磁気セン
サの模式的構成図
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a conventional ring core type fluxgate magnetic sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ループ状コア 2 励振コイル 3a,3b 検出コイル 41 下部配線層 41a 励振コイル用パターン 41b 検出コイル用パターン 43 磁性コア層 45 コンタクトホール 47 上部配線層 47a 励振コイル用パターン 47b 検出コイル用パターン 1 Loop Core 2 Excitation Coil 3a, 3b Detection Coil 41 Lower Wiring Layer 41a Excitation Coil Pattern 41b Detection Coil Pattern 43 Magnetic Core Layer 45 Contact Hole 47 Upper Wiring Layer 47a Excitation Coil Pattern 47b Detection Coil Pattern

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁性体からなるコアに、互いに逆巻きで
相互に接続された2つの検出コイルと、励振コイルとが
巻回されたフラックスゲート磁気センサにおいて、上記
コアが、楕円もしくは長方形状のループ状であり、その
ループの長軸に沿った互いに対向する2辺部分に、上記
2つの検出コイルのそれぞれが巻回されていることを特
徴とするフラックスゲート磁気センサ。
1. A fluxgate magnetic sensor in which two detection coils, which are reversely wound and are connected to each other, and an excitation coil are wound around a core made of a magnetic material, and the core has an elliptical or rectangular loop. A fluxgate magnetic sensor, characterized in that each of the two detection coils is wound around two opposite side portions along the long axis of the loop.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7372261B2 (en) 2002-07-30 2008-05-13 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Printed circuit board integrated with a two-axis fluxgate sensor and method for manufacturing the same
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