JPS60108770A - 3軸磁束検出コイル装置 - Google Patents
3軸磁束検出コイル装置Info
- Publication number
- JPS60108770A JPS60108770A JP21717483A JP21717483A JPS60108770A JP S60108770 A JPS60108770 A JP S60108770A JP 21717483 A JP21717483 A JP 21717483A JP 21717483 A JP21717483 A JP 21717483A JP S60108770 A JPS60108770 A JP S60108770A
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- Japan
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- magnetic flux
- coil
- coils
- axis
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/0206—Three-component magnetometers
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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。
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、3組のスクイド(SQUID)磁束計を用い
、生体から発生するような微小な磁気信号のX。
、生体から発生するような微小な磁気信号のX。
y、z方向成分を測定する場合に使用される3軸傾束検
出コイル装置に関するものである。
出コイル装置に関するものである。
第1図は、従来の磁束勾配を検出する5軸傾束検出コイ
ル装置の一例を示す構成説明図であ4゜この装置は、石
英で構成した立方体のコイルボビン1の各表面にコイル
11〜16を設け、互いに対向するコイルを組にしてそ
れぞれ差動接続し、X軸。
ル装置の一例を示す構成説明図であ4゜この装置は、石
英で構成した立方体のコイルボビン1の各表面にコイル
11〜16を設け、互いに対向するコイルを組にしてそ
れぞれ差動接続し、X軸。
Y軸、2軸の5軸方向成分をそれぞれ検出し、3組のス
クイド磁束計nt 、D2 * 03で測定するように
したものである。
クイド磁束計nt 、D2 * 03で測定するように
したものである。
しかしながら、このような従来装置においては、例、t
ば2軸コイル11.12についてみれば、各コイルの直
径と2つのコイル11.12間の距離がほぼ等しいため
に、ノイズ(周囲磁界によって生ずる)と信号との分離
が余9良好でないという欠点がある。差動接続したコイ
ル(−次微分コイル)において、ノイズと信号との分M
を良好にするためには、コイル直径に対し、コイル間距
離を直径の少なくとも3倍以上とる必要があるが、これ
にはX。
ば2軸コイル11.12についてみれば、各コイルの直
径と2つのコイル11.12間の距離がほぼ等しいため
に、ノイズ(周囲磁界によって生ずる)と信号との分離
が余9良好でないという欠点がある。差動接続したコイ
ル(−次微分コイル)において、ノイズと信号との分M
を良好にするためには、コイル直径に対し、コイル間距
離を直径の少なくとも3倍以上とる必要があるが、これ
にはX。
y、zah方向に直交する3個のコイルボビンが必要で
おって、大型になるという問題点がある。また、このよ
うなコイルによれば、x、y、z軸各コイルの中心がず
れているために、ある軸のコイルに磁束が鎖交して発生
する渦゛亀流によって作られる磁界が他の軸のコイルと
鎖交して干渉誤差を生じることKなる。また、第2図に
示すように1途中にコイルを設けて出力信号を帰贋して
コイルをゼロデテクタとし、相互干渉を打ち消すことも
提案されているが、回路構成が複雑罠なってしまう。
おって、大型になるという問題点がある。また、このよ
うなコイルによれば、x、y、z軸各コイルの中心がず
れているために、ある軸のコイルに磁束が鎖交して発生
する渦゛亀流によって作られる磁界が他の軸のコイルと
鎖交して干渉誤差を生じることKなる。また、第2図に
示すように1途中にコイルを設けて出力信号を帰贋して
コイルをゼロデテクタとし、相互干渉を打ち消すことも
提案されているが、回路構成が複雑罠なってしまう。
一方、このような干渉誤差を解決するために、第3図に
示すように1立方体のコイルボビン1の各辺にコイルを
巻き付けることも行われているが、各コイルが円形でな
いことから4隅の部分が悪影Vを及はすおそれがある。
示すように1立方体のコイルボビン1の各辺にコイルを
巻き付けることも行われているが、各コイルが円形でな
いことから4隅の部分が悪影Vを及はすおそれがある。
また、このようなコイルを用いて一次微分コイル装置や
二次微分コイル装置を構成するためには、コイル相互間
の取付角度調整機構が複雑になり、小型化は困難である
。
二次微分コイル装置を構成するためには、コイル相互間
の取付角度調整機構が複雑になり、小型化は困難である
。
本発明は、これらの点に着目してなされたものであって
、その目的は、小型で相互干渉を生じることがなく、取
付角度の調整が精度良く簡単に行える5軸出束検出コイ
ル装置を実現すること罠ある。
、その目的は、小型で相互干渉を生じることがなく、取
付角度の調整が精度良く簡単に行える5軸出束検出コイ
ル装置を実現すること罠ある。
このような目的を達成する本発明の3軸傾束検出コイル
装置は、絶縁材で球形に構成されたコイルボビンの外周
に互いに直交しかつ中心が一致するようVCして3本の
コイルが巻き付けられた少なくとも2個の3 +111
磁束検出コイルを用い、これら5細事束検出コイル全相
互の取付角度が調整可能な取付機構を介して連結したこ
とを特徴とする。
装置は、絶縁材で球形に構成されたコイルボビンの外周
に互いに直交しかつ中心が一致するようVCして3本の
コイルが巻き付けられた少なくとも2個の3 +111
磁束検出コイルを用い、これら5細事束検出コイル全相
互の取付角度が調整可能な取付機構を介して連結したこ
とを特徴とする。
以下、図面を用いて詳汀1に説明する。
第4図は本発明で用いる3軸傾束検出フィルの一例を示
す構成説明図であって、(a)は側面図、(b)は正面
図である。図面において、コイルボビン2は商品名デル
リンやマコール等の絶縁相で球形に構成されている。こ
のコイルボビン2の外周には、互いに直交しかつ中心シ
狼するようにして3本の溝21〜25が設けられていて
、これら谷溝21〜231Cはそれぞれx、y、z軸V
C対応したコイルが巻き付けられる。
す構成説明図であって、(a)は側面図、(b)は正面
図である。図面において、コイルボビン2は商品名デル
リンやマコール等の絶縁相で球形に構成されている。こ
のコイルボビン2の外周には、互いに直交しかつ中心シ
狼するようにして3本の溝21〜25が設けられていて
、これら谷溝21〜231Cはそれぞれx、y、z軸V
C対応したコイルが巻き付けられる。
このようなコイルボビン2は、例えば次のようにして作
る。
る。
まず、絶縁材よりなる円柱体2の軸方向に沿って貫通孔
Hを設け、その端面に120°間隔で同心円状に3個の
位置決め穴り、〜h3を設ける。その後、貫通孔Hを軸
にして円柱体2を第3図に示すような両端面が平面の球
形に形成する。次に1この球形のボビン2を、第5図に
示すような椀状のホルダ3に取り付けて、前述のような
溝21〜23を形成する。ここで、ホルダ5の一端には
ボビン2の外周に嵌め合う椀状部31が形成され、他端
には支持軸32が形成されている。そして、椀状部31
には支持軸52に対して54°44′傾いたところにボ
ビン2の貫通孔Hに対応した取付孔53が設けられ、さ
らに、この取付孔33と平行にボビン2の位置決め穴り
、 −h3 K対応した位置決め孔34が設けられてい
る。
Hを設け、その端面に120°間隔で同心円状に3個の
位置決め穴り、〜h3を設ける。その後、貫通孔Hを軸
にして円柱体2を第3図に示すような両端面が平面の球
形に形成する。次に1この球形のボビン2を、第5図に
示すような椀状のホルダ3に取り付けて、前述のような
溝21〜23を形成する。ここで、ホルダ5の一端には
ボビン2の外周に嵌め合う椀状部31が形成され、他端
には支持軸32が形成されている。そして、椀状部31
には支持軸52に対して54°44′傾いたところにボ
ビン2の貫通孔Hに対応した取付孔53が設けられ、さ
らに、この取付孔33と平行にボビン2の位置決め穴り
、 −h3 K対応した位置決め孔34が設けられてい
る。
前述のような溝21〜23の形成にあたっては、例えば
第6図に示すようにボビン20貫通孔Hとホルダ3の取
付孔33とを重ね合わせて取付ねじ35ヲ挿入した後、
取付ねじ35を軸にしてボビン2を回転させてボビン2
の位置決め穴、例えばhlとホルダ3の位置決め孔34
とを重ね合わせてビン36を挿入し、この状態で取付ね
じ35にナツト37を螺合して固着する。そして、ホル
ダ3の支持軸32ヲ中心にしてホルダ3及びボビン2を
回転させて第1の溝21を形成する。次に、ビン36を
抜いてナツト37を緩め、取付ねじ35を軸にしてボビ
ン2 f 1200回転させ、ボビン2の他の位1ρ決
め穴、例えばh2とボルダ3の位置決め孔34とを重ね
合わせてビン36を挿入し、この状憧でナツト37を締
め付けて固着する。そして、ホルダ3の支持軸32を中
心にしてホルダ3及びボビン2を回転させて第2の溝2
2を形成する。以下、同様の手順を燥抄返して第3の溝
23を形成する。
第6図に示すようにボビン20貫通孔Hとホルダ3の取
付孔33とを重ね合わせて取付ねじ35ヲ挿入した後、
取付ねじ35を軸にしてボビン2を回転させてボビン2
の位置決め穴、例えばhlとホルダ3の位置決め孔34
とを重ね合わせてビン36を挿入し、この状態で取付ね
じ35にナツト37を螺合して固着する。そして、ホル
ダ3の支持軸32ヲ中心にしてホルダ3及びボビン2を
回転させて第1の溝21を形成する。次に、ビン36を
抜いてナツト37を緩め、取付ねじ35を軸にしてボビ
ン2 f 1200回転させ、ボビン2の他の位1ρ決
め穴、例えばh2とボルダ3の位置決め孔34とを重ね
合わせてビン36を挿入し、この状憧でナツト37を締
め付けて固着する。そして、ホルダ3の支持軸32を中
心にしてホルダ3及びボビン2を回転させて第2の溝2
2を形成する。以下、同様の手順を燥抄返して第3の溝
23を形成する。
これKより、ボビン2の外周には、互いに直交しかつ中
心が一致する3本の溝21〜23が形成されることにな
る。そして、このようにして形成されるボビン2の谷溝
21〜23にコイルを巻き付ケることにより、3tm+
磁束検出コイルが実現できる。
心が一致する3本の溝21〜23が形成されることにな
る。そして、このようにして形成されるボビン2の谷溝
21〜23にコイルを巻き付ケることにより、3tm+
磁束検出コイルが実現できる。
このようにして構成される511ill磁束検出コイル
は、理想的な3軸直交コイルであり、多数個作る場合の
再現性(均一性)にも優れている。また、3軸の検出信
号を、それぞれ分離検出できる。
は、理想的な3軸直交コイルであり、多数個作る場合の
再現性(均一性)にも優れている。また、3軸の検出信
号を、それぞれ分離検出できる。
第7図は本発明の一実施例を示す構成説明図であって、
(a)は支持部材4の両端にそれぞれ第4図に示すよう
な5軸出束検出コイル2を取り付けて磁束勾配を検出す
る一次微分検出コイル装置を構成した例を示し、(b)
は2倍のコイルが巻き付けられた3IIQb 部材4を介して両側にそれぞれ3細事束検出コイル2を
取り付けて二次微分検出コイル装置を構成した例を示し
ている。なお、(a)の装置の場合には各軸x、y、z
のコイルは(c)に示すように接続され、(b)の装置
の場合には各軸x、y、zのコイルは(dlに示すよう
に接続される。(e)は多数の5軸磁束検出コイル2を
平面マトリクス状に配置し、外部ノイズの打ち消しと差
動接続による信号検出により、位置的1時間的な磁束変
化を検出するようにしたものである。
(a)は支持部材4の両端にそれぞれ第4図に示すよう
な5軸出束検出コイル2を取り付けて磁束勾配を検出す
る一次微分検出コイル装置を構成した例を示し、(b)
は2倍のコイルが巻き付けられた3IIQb 部材4を介して両側にそれぞれ3細事束検出コイル2を
取り付けて二次微分検出コイル装置を構成した例を示し
ている。なお、(a)の装置の場合には各軸x、y、z
のコイルは(c)に示すように接続され、(b)の装置
の場合には各軸x、y、zのコイルは(dlに示すよう
に接続される。(e)は多数の5軸磁束検出コイル2を
平面マトリクス状に配置し、外部ノイズの打ち消しと差
動接続による信号検出により、位置的1時間的な磁束変
化を検出するようにしたものである。
ところで、これらの3軸磁束検出コイル2相互間の一様
磁界下における各軸磁のバランスは、コイル間距離、コ
イル断面積、コイルの平行度のバランスで決まることに
なる。
磁界下における各軸磁のバランスは、コイル間距離、コ
イル断面積、コイルの平行度のバランスで決まることに
なる。
そこで、本発明では、例えば第8図またけ第9図に示す
ようなコイル相互の取付角度が調整可能な取付機構を用
いる。
ようなコイル相互の取付角度が調整可能な取付機構を用
いる。
第8図において、支持部利4の一端9はボビン2の一端
に設けられている穴H’に一部が嵌め合うように球面に
形成され、ボビン2に支持部月4を取り付けるねじSI
+82の締め具合によってボビン2の支持部材4への取
付角度を任意に調整することができる。これにより、支
持部材4の他端に固定されている他方のコイル2に対す
る各軸磁のバランスを精度良く調整することができる。
に設けられている穴H’に一部が嵌め合うように球面に
形成され、ボビン2に支持部月4を取り付けるねじSI
+82の締め具合によってボビン2の支持部材4への取
付角度を任意に調整することができる。これにより、支
持部材4の他端に固定されている他方のコイル2に対す
る各軸磁のバランスを精度良く調整することができる。
第9図において、支持部材4の一端aには第1のボビン
2人をねし止める数句部41が形成され、他端すには第
2のボビン2Bの外)、!dの一部が嵌め合うように球
面凹部42が形成されると共に球面凹部42の中心部に
は第2のボビン2Bの取付孔Hに挿通される取付軸5の
端部が螺合するねじ孔43が形成されている。なお、数
句nl+ 5の径は、取付孔Hの径よりも小さく形成さ
れている。取付軸5にはキー溝およびビンPを介してス
ペーサ6が遊嵌されている。このスペーサ6の第2のボ
ビン2Bとの対向面には第2のボビン2]3の外周の一
部が嵌め合うように球面凹部61が形成されている。こ
のスペーサ6117を取付+1tl15に螺合するロッ
クナツト7により第2のボビン2Bに押し付は固着され
る。このような構成において、第2のボビン2Bの取付
角度を調整するのVCあたっては、ロックナツト7を緩
め、第2のボビン2BK取り付けられている操作軸8で
任意の方向に回転させるようにする。そして、所望の角
度になったらロックナツト7を締め付ける。
2人をねし止める数句部41が形成され、他端すには第
2のボビン2Bの外)、!dの一部が嵌め合うように球
面凹部42が形成されると共に球面凹部42の中心部に
は第2のボビン2Bの取付孔Hに挿通される取付軸5の
端部が螺合するねじ孔43が形成されている。なお、数
句nl+ 5の径は、取付孔Hの径よりも小さく形成さ
れている。取付軸5にはキー溝およびビンPを介してス
ペーサ6が遊嵌されている。このスペーサ6の第2のボ
ビン2Bとの対向面には第2のボビン2]3の外周の一
部が嵌め合うように球面凹部61が形成されている。こ
のスペーサ6117を取付+1tl15に螺合するロッ
クナツト7により第2のボビン2Bに押し付は固着され
る。このような構成において、第2のボビン2Bの取付
角度を調整するのVCあたっては、ロックナツト7を緩
め、第2のボビン2BK取り付けられている操作軸8で
任意の方向に回転させるようにする。そして、所望の角
度になったらロックナツト7を締め付ける。
ここで、取付軸5の径は第2のボビン2Bの取付孔Hの
径よりも小さく形成され、支持部材4とスペーサ6の第
2のボビン2Bとの対向面はそれぞれ第2のボビン2B
の外周の一部が嵌め合うように球面四部に形成されてい
るので、第2のボビン2B(i−各軸を中心にして任意
の角度に設定することができる。また、スペーサ6けキ
ー溝およびピンPを介して取付軸5に遊嵌されているの
で、ロックナツト7を締め付けるのにあたってスペーサ
6が取付軸5に対して角度ずれを生じることはなく、短
時間で他のコイル2人に対する各軸磁の高精度の角度調
整を行うことができる。
径よりも小さく形成され、支持部材4とスペーサ6の第
2のボビン2Bとの対向面はそれぞれ第2のボビン2B
の外周の一部が嵌め合うように球面四部に形成されてい
るので、第2のボビン2B(i−各軸を中心にして任意
の角度に設定することができる。また、スペーサ6けキ
ー溝およびピンPを介して取付軸5に遊嵌されているの
で、ロックナツト7を締め付けるのにあたってスペーサ
6が取付軸5に対して角度ずれを生じることはなく、短
時間で他のコイル2人に対する各軸磁の高精度の角度調
整を行うことができる。
なお、これら第8図および第9図で用いる構成部品とし
ては、すべて非金属、非磁性のセラミックスやフェノー
ル樹脂部側を使用することが望ましい。
ては、すべて非金属、非磁性のセラミックスやフェノー
ル樹脂部側を使用することが望ましい。
以上説明したように、本発明によれば、小型で相互干渉
を生じることがなく、取付角度の調整が精度良く簡単に
行える3動磁束検出コイル装置が実現できる。
を生じることがなく、取付角度の調整が精度良く簡単に
行える3動磁束検出コイル装置が実現できる。
第1図は従来の3軸出束検出コイルの一例を示す構成説
明図、第2図は第1図処おける相互干渉を打ち消すため
の回路図、第3図は従来の3軸出束検出コイルの他の例
を示す構成説明図、第4図は本発明で用いる3Ilil
lI磁束検出コイルの一例を示す構成説明図、第5図は
第4図のボビンの製作に用いるホルダの構成説明図、第
6図は第4図のボビンの製作説明図、第7図は本発明の
実施例を示す構成説明図、第8図および第9図は本発明
で用いる取付機構の構成説明図である。 2・・・コイルボビン(3iNb磁束検出コイル)、4
・・・支持部材、5・・・取付軸、6・・・スペーサ、
7・・・口ツクナツト、8・・・操作軸。 第3図 篤4図 (a)(b) 3 第5図 篇6図 (。) 篤7図 (b) (e) 第8圓
明図、第2図は第1図処おける相互干渉を打ち消すため
の回路図、第3図は従来の3軸出束検出コイルの他の例
を示す構成説明図、第4図は本発明で用いる3Ilil
lI磁束検出コイルの一例を示す構成説明図、第5図は
第4図のボビンの製作に用いるホルダの構成説明図、第
6図は第4図のボビンの製作説明図、第7図は本発明の
実施例を示す構成説明図、第8図および第9図は本発明
で用いる取付機構の構成説明図である。 2・・・コイルボビン(3iNb磁束検出コイル)、4
・・・支持部材、5・・・取付軸、6・・・スペーサ、
7・・・口ツクナツト、8・・・操作軸。 第3図 篤4図 (a)(b) 3 第5図 篇6図 (。) 篤7図 (b) (e) 第8圓
Claims (1)
- 絶縁材で球形に構成されたコイルボビンの外周に互いに
直交しかつ中心が一致するようにして3本のコイルが巻
き付けられた少なくとも2個の5軸傾束検出コイルを用
い、これら311%1磁束検出コイルを相互の取付角度
が調整可能な取付機構を介して連結したことを特徴とす
る5軸傾束検出コイル装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21717483A JPS60108770A (ja) | 1983-11-18 | 1983-11-18 | 3軸磁束検出コイル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21717483A JPS60108770A (ja) | 1983-11-18 | 1983-11-18 | 3軸磁束検出コイル装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60108770A true JPS60108770A (ja) | 1985-06-14 |
Family
ID=16700016
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21717483A Pending JPS60108770A (ja) | 1983-11-18 | 1983-11-18 | 3軸磁束検出コイル装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60108770A (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58151571A (ja) * | 1982-03-05 | 1983-09-08 | Hitachi Ltd | 閉じた磁場のシア−測定方法 |
-
1983
- 1983-11-18 JP JP21717483A patent/JPS60108770A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58151571A (ja) * | 1982-03-05 | 1983-09-08 | Hitachi Ltd | 閉じた磁場のシア−測定方法 |
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