JPS601583A - 磁気方向検出装置 - Google Patents
磁気方向検出装置Info
- Publication number
- JPS601583A JPS601583A JP10993183A JP10993183A JPS601583A JP S601583 A JPS601583 A JP S601583A JP 10993183 A JP10993183 A JP 10993183A JP 10993183 A JP10993183 A JP 10993183A JP S601583 A JPS601583 A JP S601583A
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- magnetic
- phase
- magnetic sensor
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- circuit
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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
- G01R33/04—Measuring 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)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (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】
本発明はフランクスケ−１・式の磁気センサにより磁気
方向を検出するようにした磁気方向検出装置に関するも
のである。
方向を検出するようにした磁気方向検出装置に関するも
のである。
従来、この秤の装置として、出力線が直交する２方向に
巻かれた１つのフランクスケ−１式磁気センサにより、
その出力Ｖｘ、Ｖｙを取り出し、θ−ｔａｎ ’ （Ｖ
ｙ／Ｖｘ）なる演算を行なって、磁気方向を検出するよ
うにしている。
巻かれた１つのフランクスケ−１式磁気センサにより、
その出力Ｖｘ、Ｖｙを取り出し、θ−ｔａｎ ’ （Ｖ
ｙ／Ｖｘ）なる演算を行なって、磁気方向を検出するよ
うにしている。
しかしながら、このものはｖａｎ ’（Ｖｙ／Ｖｘ）の
演算を行なう必要があるため、複雑なｌ算回路を必要と
するという問題がある。
演算を行なう必要があるため、複雑なｌ算回路を必要と
するという問題がある。
本発明は上記問題に鑑みたもので、その目的とするとこ
ろは、上記のような複雑な演算回＋１８を必要とするこ
となく簡単に磁気方向を検出することができる磁気方向
検出装置を提供することＧこある。
ろは、上記のような複雑な演算回＋１８を必要とするこ
となく簡単に磁気方向を検出することができる磁気方向
検出装置を提供することＧこある。
このため、本発明は、一方向の磁界を検出するように出
力巻線が巻かれたフラ・ノクスゲート式のｆｆ！１の磁
気センサと、前記一方向と直交する他方向の磁界を検出
するよりに出力巻線が巻かれたソラックスゲート式の第
２の磁気センサとを有し、上記第１． ｆｆ！２の磁気
センタの出力巻線を接続してなるセンサ手段と、 前記第１の磁気センサに第１の励磁駆動信号を発生する
とともに、前記第２の磁気センサに前記第１の励磁駆動
信号とは位相が４５°ずれた第２の励磁駆動信すを発生
ずる励磁駆動回路と、この励磁駆動回路からの第１．第
２の励磁駆動信号にて前記第１．ｆｆ１２の磁気センサ
を励磁している時の、前記接続した出力巻線からの出力
信号の位相を検出する位相検出手段とを備え、その位相
にて磁気方向を検出するようにしたことを特徴としてい
る。
力巻線が巻かれたフラ・ノクスゲート式のｆｆ！１の磁
気センサと、前記一方向と直交する他方向の磁界を検出
するよりに出力巻線が巻かれたソラックスゲート式の第
２の磁気センサとを有し、上記第１． ｆｆ！２の磁気
センタの出力巻線を接続してなるセンサ手段と、 前記第１の磁気センサに第１の励磁駆動信号を発生する
とともに、前記第２の磁気センサに前記第１の励磁駆動
信号とは位相が４５°ずれた第２の励磁駆動信すを発生
ずる励磁駆動回路と、この励磁駆動回路からの第１．第
２の励磁駆動信号にて前記第１．ｆｆ１２の磁気センサ
を励磁している時の、前記接続した出力巻線からの出力
信号の位相を検出する位相検出手段とを備え、その位相
にて磁気方向を検出するようにしたことを特徴としてい
る。
しかして、本発明は上記のように構成したため、従来の
ようなｊａｎ ’ （Ｖｙ／Ｖｘ）なる演算を行なう必
要がなく、出力信号の位相を検出するのみで磁気方向を
簡単に検出することができる。
ようなｊａｎ ’ （Ｖｙ／Ｖｘ）なる演算を行なう必
要がなく、出力信号の位相を検出するのみで磁気方向を
簡単に検出することができる。
以下本発明を図に示す実施例について説明する。
第１図はその一実施例を示す電気結線図である。
この第１図において、１１２は直交する２方向の磁界を
それぞれ検出するフリ・ツクスゲ−１・式（４Ｕ ’Ａ
センサで、それぞれの出力ａ［１２，２２をｆｇ続して
センサ手段を構成している。３（才磁気センナ１．２を
励磁さゼる励磁駆動信号を発η１゛るｍｌ＋侮を駆動回
路、４は所定の発振〕々ノ１ノス及びタイミンク゛パル
スを発生ずる発振・タイミンク゛…１路、５１ま９１気
方向θに応じた位相をもつ正弦波ｍ号を１１．１ツノ１
−るフィルタ回路、６は出力正弦波信号の基／Ｆ！（立
置（θ−０°）からの位相差を時間で検Ｉ１１１’る（
ｆｆ、 Ｉｌｌ検出回路、７は磁気方向を表示する表示
回＋１３である。
それぞれ検出するフリ・ツクスゲ−１・式（４Ｕ ’Ａ
センサで、それぞれの出力ａ［１２，２２をｆｇ続して
センサ手段を構成している。３（才磁気センナ１．２を
励磁さゼる励磁駆動信号を発η１゛るｍｌ＋侮を駆動回
路、４は所定の発振〕々ノ１ノス及びタイミンク゛パル
スを発生ずる発振・タイミンク゛…１路、５１ま９１気
方向θに応じた位相をもつ正弦波ｍ号を１１．１ツノ１
−るフィルタ回路、６は出力正弦波信号の基／Ｆ！（立
置（θ−０°）からの位相差を時間で検Ｉ１１１’る（
ｆｆ、 Ｉｌｌ検出回路、７は磁気方向を表示する表示
回＋１３である。
次に、各部の動作について説明する。仔１気ヒンサ１，
２の出力巻線が分離されてし）る場合、θ１気センサ１
，２の出力正弦波位相差力（９０°となるように励磁巻
線１１．１２に励磁駆動信号（第２図（ｂ）、 ｔＣ）
で示す信号であり、この場合、垣ｌｔ ６影駆動信号の
位相差に対して出力正弦波位相差＋ｔ ２ イｒＳｃこ
なるため、励磁駆動信号の位相差（ま４５°）を「１１
加すると、磁気センサ１，２が外部磁界ＩＩζこ文１し
て方向θの位置にある時、出力の２次高調波成５１は、
励磁周波数「に対し“ζそれぞれＶ ｘ ＝ ｋ Ｈｃ
ｏｓθ ｓ ｉｎ２ωｔ、Ｖｙ＝ｋＨｓ ｉｎθＣＯ５
２ωｔ （但し、ω＝２πｆ、１（は定数）で表われる
。そして、出力巻線１２，２２を結合するごとにより、
出力の２次高調波成分ＶはＶ−■Ｘ ＋ Ｖ ）Ｔ ＝
ｋ Ｈｓ ｉ ｎ （２６１ｔ＋θ）、すなわち磁気
センナ１．２と外部磁界Ｈのなす角θを位相とする信号
となる。
２の出力巻線が分離されてし）る場合、θ１気センサ１
，２の出力正弦波位相差力（９０°となるように励磁巻
線１１．１２に励磁駆動信号（第２図（ｂ）、 ｔＣ）
で示す信号であり、この場合、垣ｌｔ ６影駆動信号の
位相差に対して出力正弦波位相差＋ｔ ２ イｒＳｃこ
なるため、励磁駆動信号の位相差（ま４５°）を「１１
加すると、磁気センサ１，２が外部磁界ＩＩζこ文１し
て方向θの位置にある時、出力の２次高調波成５１は、
励磁周波数「に対し“ζそれぞれＶ ｘ ＝ ｋ Ｈｃ
ｏｓθ ｓ ｉｎ２ωｔ、Ｖｙ＝ｋＨｓ ｉｎθＣＯ５
２ωｔ （但し、ω＝２πｆ、１（は定数）で表われる
。そして、出力巻線１２，２２を結合するごとにより、
出力の２次高調波成分ＶはＶ−■Ｘ ＋ Ｖ ）Ｔ ＝
ｋ Ｈｓ ｉ ｎ （２６１ｔ＋θ）、すなわち磁気
センナ１．２と外部磁界Ｈのなす角θを位相とする信号
となる。
発振・タイミング回路４は、非安定マルチバイブレーク
発振回路４１、カウンタ４２，４３，４４、及びワンシ
ョット回１ｒδ４５より構成される。
発振回路４１、カウンタ４２，４３，４４、及びワンシ
ョット回１ｒδ４５より構成される。
発振回路４１は所定発振周波数（実施例では３２０ Ｋ
Ｈｚ ）を持つ発振信号４ａ（第２図（ａ））を出力
し、カウンタ４２はさらに所定の発振信号（実施例では
４０ Ｋ Ｈｚ ）に分周して、出力端子Ｑ３より出力
する。カウンタ４３．４４は、発振周波数ｆ−１０Ｋ
Ｈｚ テ、４５°の位相差’ｌｒ 持ツ発１１ｉ％信号
４ｂ（第２図（ｈｌ） 、４ ｔ−、（第２図（Ｃ））
をそれぞれ出力端子Ｑｌより発生する。ワンショｙト回
路４５は、発振信号４ｂの立上がりに応じて、一定時間
のみハイレベルを有する信号４ｄ（第２図（ｄ））を生
じる。
Ｈｚ ）を持つ発振信号４ａ（第２図（ａ））を出力
し、カウンタ４２はさらに所定の発振信号（実施例では
４０ Ｋ Ｈｚ ）に分周して、出力端子Ｑ３より出力
する。カウンタ４３．４４は、発振周波数ｆ−１０Ｋ
Ｈｚ テ、４５°の位相差’ｌｒ 持ツ発１１ｉ％信号
４ｂ（第２図（ｈｌ） 、４ ｔ−、（第２図（Ｃ））
をそれぞれ出力端子Ｑｌより発生する。ワンショｙト回
路４５は、発振信号４ｂの立上がりに応じて、一定時間
のみハイレベルを有する信号４ｄ（第２図（ｄ））を生
じる。
励磁駆動回路３は、同一の励磁回路３−Δ、３−Ｂから
構成される。励磁回路３−Δ、３−Ｂは前記発振・タイ
ミング回路４よりの信号４ｂ、４Ｃを交流カップリング
して、磁気センサ１，２の励磁巻線Ｌ１．２１に出力す
る。なお、磁気センサ１．２の励磁巻線１１．２１は図
ではコアの一部にしか巻かれていないようにＩＣ６かれ
ているが、実際にはコアの全周に渡って巻かれている。
構成される。励磁回路３−Δ、３−Ｂは前記発振・タイ
ミング回路４よりの信号４ｂ、４Ｃを交流カップリング
して、磁気センサ１，２の励磁巻線Ｌ１．２１に出力す
る。なお、磁気センサ１．２の励磁巻線１１．２１は図
ではコアの一部にしか巻かれていないようにＩＣ６かれ
ているが、実際にはコアの全周に渡って巻かれている。
フィルタ回路５は、コンデンサ５１．．５３及び抵抗５
２より構成され、磁気センサ出力の２次高調波成分Ｖ
＝ ｋ Ｈｓ ｉ ｎ （２ωを十〇） （信号５ａ、
第２図（ｅ））を交流カップリングして出力する。
２より構成され、磁気センサ出力の２次高調波成分Ｖ
＝ ｋ Ｈｓ ｉ ｎ （２ωを十〇） （信号５ａ、
第２図（ｅ））を交流カップリングして出力する。
位相検出回路６は、反転増幅器６−Δ、微分回路６−Ｂ
１バッファ６−０、コンパレータ６−１）。
１バッファ６−０、コンパレータ６−１）。
６−Ｅ１インバータ６１１．ＡＮ■）ゲート６２，６３
、フリ・７プフロソプ６４から構成され、位相を時間ｔ
（第２図参照）で検出する。反転増幅器６−Ａは、所
定のオフセント（実施例では２．５Ｖ）を持ち、メフセ
ソト電圧中心の正弦波出力（第２図（ｆ））を発生ずる
。コンパレータ６−Ｅは、反’ＰＲ増幅器６−八よりバ
ッファ６−Ｃを介した信号を２．５■比較することによ
り、２．５■以上でハイレベル、２．５Ｖ以下でローレ
ベルを有する信号６ａ（第２図（ｇ））を出力する。ま
た、コンパレータ６− Ｉ）は、反転増幅器６−Ａの出
力信号を微分回路６−Ｂにて微分した信号を、コンパレ
ータ６−Ｅと同様に２．５■にて比較し、信号６ｂ（第
２図（ｈ））を出力する。そして、Ａ Ｎ Ｄゲート６
３は信号４ｂ、５ａのハイレベル、信号６ｂのローレベ
ルに応答してハイレベルを有する信号６ｃ（第２図（１
））を発生ずる。従っζ、フリップフロップ６４は基準
位置（信号４ｄのハイレベル時点）から時間もたけハイ
レベルを有する信号６ｄ（第２図（Ｊ））を発生する。
、フリ・７プフロソプ６４から構成され、位相を時間ｔ
（第２図参照）で検出する。反転増幅器６−Ａは、所
定のオフセント（実施例では２．５Ｖ）を持ち、メフセ
ソト電圧中心の正弦波出力（第２図（ｆ））を発生ずる
。コンパレータ６−Ｅは、反’ＰＲ増幅器６−八よりバ
ッファ６−Ｃを介した信号を２．５■比較することによ
り、２．５■以上でハイレベル、２．５Ｖ以下でローレ
ベルを有する信号６ａ（第２図（ｇ））を出力する。ま
た、コンパレータ６− Ｉ）は、反転増幅器６−Ａの出
力信号を微分回路６−Ｂにて微分した信号を、コンパレ
ータ６−Ｅと同様に２．５■にて比較し、信号６ｂ（第
２図（ｈ））を出力する。そして、Ａ Ｎ Ｄゲート６
３は信号４ｂ、５ａのハイレベル、信号６ｂのローレベ
ルに応答してハイレベルを有する信号６ｃ（第２図（１
））を発生ずる。従っζ、フリップフロップ６４は基準
位置（信号４ｄのハイレベル時点）から時間もたけハイ
レベルを有する信号６ｄ（第２図（Ｊ））を発生する。
すなわち、本実施例においては、基！（へ位置から磁気
センサ出力の２次高開波成分（第２図（ｅ））が最初の
負のピーク値になるまでの時間ｔを検出するようにして
いる。ここで、時間ｔは位相θとの間に、（ｏｃ−θの
関係があり、時間ｔを検出することから位相θがめられ
る。
センサ出力の２次高開波成分（第２図（ｅ））が最初の
負のピーク値になるまでの時間ｔを検出するようにして
いる。ここで、時間ｔは位相θとの間に、（ｏｃ−θの
関係があり、時間ｔを検出することから位相θがめられ
る。
表示回路７は、ＡＮＤゲー１−７１、カウンタ７２、ラ
ッチ回１１３７３、表示器７４から構成される。
ッチ回１１３７３、表示器７４から構成される。
カウンタ７２は、フリップフロップ６４の信号がハイレ
ベルの間、Ａ Ｎ ＋）ケート７１を介した発振回路４
１からの発振信号を計数し、その引数値を出力する。そ
して、ラソヂ回路７３にてその計数値を保持し、表示器
７４によりその６１数値、すなわち磁気方向を表示する
。ここで、磁気方向θの表示分解能は、カウンタ７２に
入力されるＡＮＤゲート７１からの１クロツク当たりの
位相角度で決定される。実施例では、発振回路４１の発
振周波数が３２０ Ｋ Ｈｚ、励磁駆動信号の周波数が
１０ Ｋ ＩＩ ｚで磁気センサ出力の周波数がその２
倍の２０ＫＩｌｚＴ：あるため、時間もの中に入るクロ
ック数の最大値は３２０÷２０＝１６となり、磁気方向
θを１６分割した値で表示する。すなわち、■クロック
当たりの位相角度は３６０°÷１６−２２．５°である
。従って、発振回路４１の発振周波数をＮ倍にすれば、
表示分解能をＮ倍に向−ヒさ−ｌることができる。
ベルの間、Ａ Ｎ ＋）ケート７１を介した発振回路４
１からの発振信号を計数し、その引数値を出力する。そ
して、ラソヂ回路７３にてその計数値を保持し、表示器
７４によりその６１数値、すなわち磁気方向を表示する
。ここで、磁気方向θの表示分解能は、カウンタ７２に
入力されるＡＮＤゲート７１からの１クロツク当たりの
位相角度で決定される。実施例では、発振回路４１の発
振周波数が３２０ Ｋ Ｈｚ、励磁駆動信号の周波数が
１０ Ｋ ＩＩ ｚで磁気センサ出力の周波数がその２
倍の２０ＫＩｌｚＴ：あるため、時間もの中に入るクロ
ック数の最大値は３２０÷２０＝１６となり、磁気方向
θを１６分割した値で表示する。すなわち、■クロック
当たりの位相角度は３６０°÷１６−２２．５°である
。従って、発振回路４１の発振周波数をＮ倍にすれば、
表示分解能をＮ倍に向−ヒさ−ｌることができる。
しかして、本実施例では、上記のように構成したため、
磁気センサ１．２と外部磁界とのなす角θに応じて磁気
センサ出力の位相が変化し、その位相を位相検出回路６
にて検出することにより表示器７４にて磁気方向を表示
することができる。
磁気センサ１．２と外部磁界とのなす角θに応じて磁気
センサ出力の位相が変化し、その位相を位相検出回路６
にて検出することにより表示器７４にて磁気方向を表示
することができる。
なお、上記実施例では磁気センーリ出力の位相を基準位
置からの時間ｔにて検出するものを示したが、基準位置
におりる磁気センザ出カの電圧値にて位相を検出するよ
うにしてもよい。
置からの時間ｔにて検出するものを示したが、基準位置
におりる磁気センザ出カの電圧値にて位相を検出するよ
うにしてもよい。
本発明における磁気方向検出装置は、外部磁界が地磁気
の場合には方位計とし”ζ用いることができ、また回転
体に設けた磁石等のり１部磁界の場合には非接触回転計
として使用することができる。
の場合には方位計とし”ζ用いることができ、また回転
体に設けた磁石等のり１部磁界の場合には非接触回転計
として使用することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す電気結線図、第２図は
第１図中の各部の信号波形図である。 １．２・・・磁気センサ、３・・・励磁駆動回路、６・
・・位相検出回路、７・・・表示回路。 代理人弁理士 岡 部 隆
第１図中の各部の信号波形図である。 １．２・・・磁気センサ、３・・・励磁駆動回路、６・
・・位相検出回路、７・・・表示回路。 代理人弁理士 岡 部 隆
Claims (1)
- 一方向の磁界を検出するように出力巻線が巻かれたフラ
ンクスケ−１・式の第１の磁気センサと、前記一方向と
直交する他方向の磁界を検出するよりに出力巻線が巻か
れたフラックスゲート式の第２の磁気センサとを有し、
上記第１．第２の磁気センサの出力巻線を接続してなる
センサ手段と、前記第１の磁気センサにり目の励磁駆動
信号を発ηニするとともに、前記第２の磁気センサに前
記第１の励磁駆動信号とは位相が４５°ずれた第２の励
磁駆動信号を発生ずる励磁駆動回路と、この励磁駆動器
ｌｒ品からの第１．第２の励磁駆動信号にて前記第１．
第２の磁気センサを励磁している時の、前記接続した出
力Ｓ線からの出力信号の位相を検出する位相検出手段と
を備え、その位相にて磁気方向を検出するようにした磁
気方向検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10993183A JPS601583A (ja) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | 磁気方向検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10993183A JPS601583A (ja) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | 磁気方向検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS601583A true JPS601583A (ja) | 1985-01-07 |
Family
ID=14522737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10993183A Pending JPS601583A (ja) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | 磁気方向検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS601583A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5407536A (en) * | 1994-02-10 | 1995-04-18 | Rhone-Poulenc Inc. | Amphoteric surfactants as glass fiber dispersants for the manufacture of uniform glass fiber mats |
| US8967520B2 (en) | 2011-11-22 | 2015-03-03 | Lincoln Global, Inc. | Wire retaining ring for a welding system |
| US11320835B2 (en) | 2018-12-11 | 2022-05-03 | Irobot Corporation | Magnetic navigation systems for autonomous mobile robots |
| US11635476B2 (en) | 2015-06-05 | 2023-04-25 | Irobot Corporation | Magnetic field localization and navigation |
-
1983
- 1983-06-17 JP JP10993183A patent/JPS601583A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5407536A (en) * | 1994-02-10 | 1995-04-18 | Rhone-Poulenc Inc. | Amphoteric surfactants as glass fiber dispersants for the manufacture of uniform glass fiber mats |
| US8967520B2 (en) | 2011-11-22 | 2015-03-03 | Lincoln Global, Inc. | Wire retaining ring for a welding system |
| US11635476B2 (en) | 2015-06-05 | 2023-04-25 | Irobot Corporation | Magnetic field localization and navigation |
| US11320835B2 (en) | 2018-12-11 | 2022-05-03 | Irobot Corporation | Magnetic navigation systems for autonomous mobile robots |
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