JPS58146869A - 磁気検出装置 - Google Patents

磁気検出装置

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JPS58146869A
JPS58146869A JP2962682A JP2962682A JPS58146869A JP S58146869 A JPS58146869 A JP S58146869A JP 2962682 A JP2962682 A JP 2962682A JP 2962682 A JP2962682 A JP 2962682A JP S58146869 A JPS58146869 A JP S58146869A
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JP
Japan
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magnetic field
magnetic
coil
generated
amorphous
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Pending
Application number
JP2962682A
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English (en)
Inventor
Kaneo Mori
佳年雄 毛利
Takeshi Nakane
中根 武司
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Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
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Publication of JPS58146869A publication Critical patent/JPS58146869A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/04Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using the flux-gate principle

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明゛は磁気の強さを測定するのに用いる磁気検出装
置に関する。
この種の磁気検出においては、従来よりホール効果、電
磁誘導などを利用した装置が一般に用いられているが、
ホール効果を利用するものにおいてはホール素子が半導
体であるために、周囲温度に応じて特性が変化する。素
子の特性のばらつきが大きい、′s子が高価である等の
難点があり、また電磁誘導を利用するものにおいては、
その性質上磁気の変化速度に応じて検出感度が変わるた
め周波数に応じて校正をしなければならず、しかも直流
磁界の検出が不可能であるという欠点がある。
本発明の第1の目的は高精度で磁気の強さを測定しうる
磁気検出装置を提供する二とであり、第2の目的は周囲
温度等の影響を受けにくく取扱いの楽な磁気検出装置を
提供する二とである。
上記目的を達成するために本発明においては、歪を与え
て磁歪効果を生じさせたアモーブアス磁性体に電気コイ
ルを巻回し、電気コイルに所定の励磁電流を流し、アモ
ーファス磁性体の磁束密度の2値的な変化に対応する信
号を得て磁気の強さを検出する。
第1図は3種類の磁性材料のヒステリシスループを対比
して示すグラフである。第1図の横軸は磁界の強さH(
Os)(エルステッド)縦軸は磁束密度B (Tesl
a)(テスラ:=Wb10f)である。
試料Aは東北金属(株)製のバーマロ゛イTMC−■、
試料Bはアライドケミカル社製のアモーファス2826
MB、試料Cは試料Bと同一のものをひねって所定の歪
を与えたものである。第1図を参照すると試料Cのヒス
テリシスループは極めて方形に近く、試料Cの磁束密度
度Bは飽和磁束書度十Bgおよび−Bgの二値のいずれ
かに安定することがわかる。アモーファス磁性体は磁歪
効果が大きく、所定の歪を与えることにより試料Cのよ
うな磁気特性となる。本発明においては、その二値的な
磁気特性を利用して磁気を検出する。第1図を参照して
わかるように試料Cの磁束密度の二値的変化は±0.0
15 (Oe )程度で生ずるので僅かな磁気でも検出
しうる。
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第2a図は一実施例のブロック図である。第2a図にお
いて3が磁気双安定素子であり、4は空心のボビンであ
る。第1の電気コイル5は磁気双安定素子3に巻回し、
第1の電気コイル5に一端を接続した第2の電気コイル
6はボビン4にコイル5と逆方向に巻回しである。第1
の電気コイル5と第2の電気コイル6の直列回路の両端
に電流計と可変抵抗@VRを介して励磁手段である正弦
波発振器7を接続しである。第3の電気コイル8は磁気
双安定素子3とボビン4を並べてそれらをボビンとして
巻いである。第3の電気コイル8の両端がこの磁気検出
装置の出力端である。第2b図および第2c図を参照し
て磁気双安定素子3を説明する。1はアモーファス磁性
体(F2O,118Cro、02)8 t  (SiB
)tsのリボンテある。2は熱により軟化する樹脂で円
柱状に形成したケーシングであり、その軸方向に形成し
たスリット2aにアモーファス磁性体阜を挿通しである
第2b図のようにアモーファス磁性体1を挿通したケー
シングを熱して矢印A方向および矢印B方向に捩ると第
2c図に示す磁気双安定素子3が得られる。電気コイル
5,6および8の巻数は4゜00である。第3a図、第
3b図、第3c図および第3d図を参照して実施例の動
作を説明する。
第3a図は装置各部の状態を示すタイムチャート、第3
b図、第3c図および第3d図は磁気双安定素子3に印
加される磁界Hと磁束密度Bの関係を示すグラフである
。電気コイル5と電気コイル6は巻数が等しく、それら
には同一に正弦波電流が流れるので、電気コイル5によ
って生ずる磁束と電気コイルによって生ずる磁束は振幅
の等しい正弦波状となるが、電気コイル5と電気コイル
6は巻回方向を逆にしであるので、これらの周囲に巻回
された電気コイル8に対しては両者の発生する磁束が相
殺され、電気コイル8に電磁誘導によって正弦波発振器
7の信号が直接生ずることはない。
可変抵抗11VRを調節して第1の電気コイル5に所定
の正弦波電流を流し、電気コイル5によって生ずる磁界
が−H1から+H1まで変化する場合に外部から磁気双
安定素子3に磁界が印加されない場合には、磁気双安定
素子3には、第3b図に示すように−H1と+H1の間
を変化する正弦波状の磁界が印加され、磁束密度Bは磁
界Hが+側から一側に変化する場合には、磁界が−Hs
に達したときに十Bsから−Bsに瞬時に変化し、磁界
が一側から+側に変化するときは磁界が十Hsに達した
ときに変化する。そしてその変化する際に第3の電気コ
イル8には鋭いパルス(ウィーガントパルス)が発生し
、第3a図に示すように出力端には正弦波発振器7の出
力する信号の半周期に1つパルス電圧を生ずる。ところ
が永久磁石の磁極N(又はS)極等を磁気双安定素子3
に近づけて所定以上の強さの外部磁界を与えると、第3
C図又は第3d図に示すように、第1の電気コイル5に
よって生ずる磁界が−H1から+H1まで変化しても、
磁気双安定素子3に印加される磁界Hは+Hsよりも小
さいか又は−Hsよりも大きく、磁束密度Bの変化は生
じない。このため第3の電気コイル8にはパルスが生じ
なくなり出力端の電圧はOvになる。再びパルスを生じ
させるためには、第1の電気コイル5に生ずる磁界を大
きくして、磁気双安定索子3に一印加される磁界Hが+
 Hsおよび−Hsを越えて変化するようにすればよい
。第3e図は出力端にパルスを発生させるのに必要な磁
界H1の最少の大きさと外部磁界HOの関係を実測した
結果の概要を示す゛グラフである。第3e図を参照する
とパルスを発生するのに必要な磁界H1は外部磁界HO
に比例するのがわかる。したがって、Hlを変化させて
パルスが発生しはじめるときの磁界H1を測定すれば、
第3e図から外部磁界HOの大きさを正確に求めうる。
すなわち、たとえば出力端に電圧計を接続しておき、第
1の電気コイル5に流す電流を0がら徐々に増加させて
、電圧計に電圧が項われたときの電流を測定すれば、そ
の電流の値が磁界H1の大きさに比例するので、外部磁
界HOの大きさを間接的に求めることができる。
第4a図に本発明のもう1つの実施例の回路図を示し第
4b図にそのタイムチャートを示す、第4a図を参照し
て説明する。この回路はロイヤー発振回路である。コア
は前記のひねりを与えたアモーファス磁性体1であり、
それに2つの電気コイル9.IOを巻回しである。電気
コイル9. 10の一端は直流電源11の陽極に共通に
接続し、他端はそれぞれトラゾジスタTri、Tr2等
に11 接続しである。トランジシスタT r 1 、 T r
 2のエミッタに可変抵抗器VR2の両端とコンデンサ
CIを接続し、可変抵抗#VR2の可動端を直流電源1
1の陰極に接続しである。トランジスタTrl、Tr2
のエミッタが可動端である。
第4a図、第4b図、第4c図および第4d図を参照し
て動作を説明する。アモーファス磁性体1に外部磁界を
印加しないとき電気コイル9.lOに流れる電流で発生
する磁界によって、アモーファス磁性体lの磁束密度B
は前記第3b図に示すように+Bsと−Bsのいずれか
に変化し、トランジスタTri、Tr2が交互にオン、
オフを繰り返す。二のときTriを流れるコレクタ(又
はエミッタ)電流iclとT r 2を流れるコレクタ
(又はエミッタ)電流1c2の最大値が等しくなるよう
に可変抵抗器を調整すると、出力端の電位はOvになる
。アモーファス磁性体lに外部磁界HOを印加すると、
第4c図に示すようにアモーファス磁性体lの磁束密度
を変化させるのに要する磁界の大きさ十H1と−H1の
給体値が異なった値になる。ロイヤー発振回路は周知の
ように磁性体コアが飽和磁束密度に達したところで状態
が反転して発振する。磁界子H1を発生させる電流はT
riのコレクタ電流1clであり、磁界−Hlを発生さ
せる電流はTr2のコレクタ電流1c2であるので第4
b図に示すように外部磁界HOが印加されるとHOの大
きさに応じてiclが増大(又は減少)Lic2が減少
する。出力電圧Edcは1cl−ic2に応じた電圧を
平滑した直流電圧であり、第4d図に示すように外部磁
界HOに比例した電圧となる。
第5図はひねりを与えたアモーファス磁性体の跳躍磁界
Hsを組成の異なる3つのもの(F eBI Bl 7
 S j2 p F a71 Cr2 Bl°7 S 
12 *Fe7BCr3B17Si2)について温度を
測定したグラフであるが第5図を参照するとFe7gc
r2Bt7si2のアモーファス磁性体は広い温度範囲
にわたってHsが非常に安定しており、そのアモーファ
ス磁性体を用いて磁気検出装置を構成すれば、温度変化
の影響を受けずに高精度で磁気を検出しうろことがわか
る。
以上の実施例においては捩ることによってアモーファス
磁性体に歪を与えた態様について説明したが、捩らなく
ても磁気双安定素子を構成しうる。
その−例を説明する。第6図に示すようにアモーファス
磁性体をトロイダル巻きにしてこれを所定の温度でアニ
ールすると、この巻いた状態でアモーファス磁性体に加
わる応力がゼロになる。そのアニール処理したアモーフ
ァス磁性体を直線状に引きのばすとそのアモーファス磁
性体には張力のかかった層と圧縮力のかかった層が厚み
方向に生じる。張力のかかった層では磁化容易軸は磁性
体の幅方向に揃い、圧縮力のかかった層では磁化容易軸
は磁性体の長さ方向に揃う。このようにして歪を与えた
アモーファス磁性体は、ひねりを与えた場合と同様に磁
歪効果を生じ、前記第1図の試料Cと同様に方形状のB
−H特性となる。なお第2a図の実施例においては励磁
手段として正弦波発振器7を用いたが、これは商用電源
で代用しても実用上問題ない。
以上のとおり本発明によれば、磁気の強さを高精度で測
定でき、しかも温度変化等の影響を受けにくいので取扱
いが楽である。
【図面の簡単な説明】
第1図は3種類の磁性体のB−H特性を示すグラフ、第
2図は本発明の1つの実施例を示すブロック図、第2b
図および第2c図はアモーファス磁性体を捩る前と捩っ
た後の状態を示すアモーファス磁性体とケーシングの斜
視図、第3a図は実施例の動作を示すタイムチャート、
第3b図、第3C図および第3d図は外部磁界がないと
きと外部磁界を印加したときの磁気双安定素子のB−H
特性を示すグラフ、第3e図はパルスを発生させるのに
必要な磁界H1の大きさと外部磁界HOの関係を示すグ
ラフである。第4a図は本発明のもう1つの実施例を示
す回路図、第4b図はその実施例の動作を示すタイムチ
ャート、第4C図は実施例のアモーファス磁性体の状態
変化を示すグラフである。第5図はアモーファス磁性体
の跳躍磁界Hsと温度Tの関係を示すグラフ、第6図は
アモーファス磁性体をトロイダル状に巻いた状態を示す
斜視図である。 l:アモーファス磁性体 2:ケーシング3:磁気双安
定素子   4:ボビン 5:第1の電気コイル6:第2の電気コイル7:正弦波
発振器  8:第3の電気コイル9.10:電気コイル 手続補正書(方式) 特許庁長官  若 杉 和 夫 殿 ■、事件の表示 昭和57年 特許願 第 29626
号2、発明の名称   磁気検出装置 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 住所    愛知県刈谷市朝日町2丁目1番地名称  
   (001)アイシン精機株式会社代表者 中井令
夫 4、代理人 〒104  電03−543−8694(
発送日 昭和57年 6月29日) 6、補正の対象 −明細書の図面の簡単な説明の欄(1
)明細書第12頁第3行のr第2図」を「第2a図」に
訂正する。 (2)明細書第12頁第16行のrである。」と「第5
図は・・・」の間に「第4d図は外部磁界と出力電圧の
関係を示すグラフである。」を挿入する。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)長さ方向2幅方向および厚み方向の少なくとも1
    つの方向に歪を付加された状態に保持された、ア毎−フ
    ァス磁性体コア; アモーファス磁性体コアに巻回された少なくとも2つの
    電気コイル;および アモーファス磁性体コアに巻回された電気コイルの少な
    くとも1つに電流に流す励磁手段;を備える磁気検出装
    置。
  2. (2)長さ方向9幅方向および厚み方向の少なくとも1
    つの方向に歪を付加された状態に保持されたアモーファ
    ス磁性体コア; アモーファス磁性体コアに巻回された第1の電気コイル
    ; 第1の電気コイルに直列に接続された空心の第2の電気
    コイル; アモーファス磁性体コアに巻回された第3の電気コイル
    ;および 第1の電気コイルの一端と第2の電気コイルの一端に接
    続された励磁手段; を備える、前記特許請求の範囲第(1)項記載の磁気検
    出装置。
  3. (3)励磁手段を交流信号発生器とした、前記特許請求
    の範囲第(2)項記載の磁気検出装置。
  4. (4)励磁手段をロイヤー発振回路とした、前記特許請
    求の範囲第(1)項記載の磁気検出装置。
JP2962682A 1982-02-25 1982-02-25 磁気検出装置 Pending JPS58146869A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59116068A (ja) * 1982-12-22 1984-07-04 Hitachi Metals Ltd 方位センサ−
KR100631869B1 (ko) 2004-07-08 2006-10-04 오흥국 자장을 이용하여 회전 전자파의 성질을 측정하는 방법 및장치

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