JPS61262613A - 地磁気方位センサ - Google Patents
地磁気方位センサInfo
- Publication number
- JPS61262613A JPS61262613A JP60104324A JP10432485A JPS61262613A JP S61262613 A JPS61262613 A JP S61262613A JP 60104324 A JP60104324 A JP 60104324A JP 10432485 A JP10432485 A JP 10432485A JP S61262613 A JPS61262613 A JP S61262613A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sensor
- magnetic field
- changes
- geomagnetic
- magnetoresistive element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- 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】
（１）産業上の利用分野
本発明は路上を走行する車輌の進行方位を検出する方位
センサに関する。本発明の方位センサは従来の地磁気フ
ラックスゲート型センサとは全く異なる測定原理、つま
り磁界の強さによって電気抵抗値が変化する磁気抵抗効
果素子を用いているため、回路が簡単で信頼性の高い小
型かつ軽量な車輌用方位センサが実現できる。このよう
な方位センサは占積性が要求される乗用車にも充分搭載
可能である。
センサに関する。本発明の方位センサは従来の地磁気フ
ラックスゲート型センサとは全く異なる測定原理、つま
り磁界の強さによって電気抵抗値が変化する磁気抵抗効
果素子を用いているため、回路が簡単で信頼性の高い小
型かつ軽量な車輌用方位センサが実現できる。このよう
な方位センサは占積性が要求される乗用車にも充分搭載
可能である。
〔２〕従来の技術
従来用いられている代表的な地磁気方位センサとしてフ
ラックスゲート型センサについて説明する。このセンサ
は第２図に示されるように、トロイダルコア（２１）に
磁界全発生させるための励磁巻線（２２）が巻きつけら
れ、励磁回路（２５）から電流が送られる。そして互い
に直交するようにトロイダルコア（２１）に巻きつけら
れている出力巻線Ｙ （２３）及び出力巻線Ｘ （２４
）に発生する出力はそれぞれ増幅器（２６４） 、 （
２６５）で増幅されアナログスイッチ（２６６）。
ラックスゲート型センサについて説明する。このセンサ
は第２図に示されるように、トロイダルコア（２１）に
磁界全発生させるための励磁巻線（２２）が巻きつけら
れ、励磁回路（２５）から電流が送られる。そして互い
に直交するようにトロイダルコア（２１）に巻きつけら
れている出力巻線Ｙ （２３）及び出力巻線Ｘ （２４
）に発生する出力はそれぞれ増幅器（２６４） 、 （
２６５）で増幅されアナログスイッチ（２６６）。
（２６７）を経てサンプルホールド回路（２６８） 、
（２６９）から出力Ｖｘ及びＶｙとして出力される。
（２６９）から出力Ｖｘ及びＶｙとして出力される。
これらのタイミング制御と検出との機能を果す部分は本
第２図では（競）検出部として示しである。
第２図では（競）検出部として示しである。
次にこのような構成によるフラックスゲート型センサの
動作を第３図により説明する。励磁巻線（２２）は第３
図（Ｂ）−のようにトロイダルコア（２１）の飽和直前
まで起磁力が加わるように励磁させる。
動作を第３図により説明する。励磁巻線（２２）は第３
図（Ｂ）−のようにトロイダルコア（２１）の飽和直前
まで起磁力が加わるように励磁させる。
無磁界中では第３図（Ａ）の８１．Ｓｇを通る磁束Ｏ１
゜０２ は第３図（Ｃ）のように、強さは同じで向き
が逆になる。この結果、出力巻線（２４）に鎖交する磁
束はゼロになって出力電圧Ｖｘもゼロとなる。
゜０２ は第３図（Ｃ）のように、強さは同じで向き
が逆になる。この結果、出力巻線（２４）に鎖交する磁
束はゼロになって出力電圧Ｖｘもゼロとなる。
但し、Ｎ：巻かれたコイルのターン数。
同じ＜Ｖｙもゼロになる。
次に地球磁界が出力巻線Ｙに直交するように加わると、
地球磁界上によってトロイダルコア（２１）中の磁束密
度にＢｅの大きさのバイアスが加わる。
地球磁界上によってトロイダルコア（２１）中の磁束密
度にＢｅの大きさのバイアスが加わる。
こ＼にＢｅは次式で示される。
Ｂｅ ＝μＨｅ ・・・・・・・・・・・・・・・・・
・（２）但しμは このｋめに第３図（Ｄ）のようにＳｌ、Ｓｇを通る磁束
＄１．＄ｚは非対称となり出力巻線（２３）には第８図
（Ｆ）に示す電圧Ｖｙが生じる。こ＼にＶｙは次式で示
される。
・（２）但しμは このｋめに第３図（Ｄ）のようにＳｌ、Ｓｇを通る磁束
＄１．＄ｚは非対称となり出力巻線（２３）には第８図
（Ｆ）に示す電圧Ｖｙが生じる。こ＼にＶｙは次式で示
される。
一方出力巻線（２４）には地球磁界が交差しないので出
力Ｖｘはゼロである。第３図ＣＦ）に示す出力を予め決
めたタイミングでラッチし、その出力をセンサが３６０
度、つまり１回転した時についてプロットすると第３図
（Ｇ）の如くになる。
力Ｖｘはゼロである。第３図ＣＦ）に示す出力を予め決
めたタイミングでラッチし、その出力をセンサが３６０
度、つまり１回転した時についてプロットすると第３図
（Ｇ）の如くになる。
〔３〕従来技術の問題点
第２図ならびに第３図で説明しなフラックスゲート型セ
ンサーは磁束の変化を検出しているため回路が複雑にな
るという欠点があつな。然し地磁気方位センサ≠は主に
移動物体に積載して使用されるため、小型、軽量、低消
費電力である必要があり、その構成はできるだけ簡単で
なければならない。本発明は従来技術のこのような問題
点を解消するため、フラックスゲート型とは異なる原理
で磁界変化を検出する磁気抵抗素子を用いな方位センサ
を用いて車輌の進行方位全検出することを特徴とする。
ンサーは磁束の変化を検出しているため回路が複雑にな
るという欠点があつな。然し地磁気方位センサ≠は主に
移動物体に積載して使用されるため、小型、軽量、低消
費電力である必要があり、その構成はできるだけ簡単で
なければならない。本発明は従来技術のこのような問題
点を解消するため、フラックスゲート型とは異なる原理
で磁界変化を検出する磁気抵抗素子を用いな方位センサ
を用いて車輌の進行方位全検出することを特徴とする。
〔４〕問題点を解決するための手段
本発明の地磁気方位センサにおいては、そのパターンの
長手方向に電流を流した時検出される電気抵抗値（Ｒ）
が直交する磁界強度（Ｈ）に対応しては望直線的に変化
する範囲内で磁気抵抗効果素子を方位センサとして用い
ることによって第１図のような簡単な回路構成により車
輌進行方位を検出することができる。その内容を以下に
説明する。
長手方向に電流を流した時検出される電気抵抗値（Ｒ）
が直交する磁界強度（Ｈ）に対応しては望直線的に変化
する範囲内で磁気抵抗効果素子を方位センサとして用い
ることによって第１図のような簡単な回路構成により車
輌進行方位を検出することができる。その内容を以下に
説明する。
第１図に示すように磁気抵抗効果素子Ｒｘ（１１） 。
Ｒｙ（１２）を互いに直交するように配置する。抵抗Ｒ
（１３）、（１４）をＲｘ（１１）とＲｙ（１２）にそ
れぞれ直列に接続し、回路を形成する。直流電圧Ｖｏを
印加する事によって、磁界の強さに伴って磁気抵抗効果
素子Ｒｘ（１１） 、 Ｒｙ（１２）ノ変化が出力電圧
Ｖｘ 、Ｖｙとして取り出される。また、磁石Ｍｘ（１
５） 、 Ｍｙ（１６）は、それぞれ素子Ｒｘ 、ＲＹ
の値をリニア領域の中心部に合わせるためのバイアス磁
界を供給するためのものである。
（１３）、（１４）をＲｘ（１１）とＲｙ（１２）にそ
れぞれ直列に接続し、回路を形成する。直流電圧Ｖｏを
印加する事によって、磁界の強さに伴って磁気抵抗効果
素子Ｒｘ（１１） 、 Ｒｙ（１２）ノ変化が出力電圧
Ｖｘ 、Ｖｙとして取り出される。また、磁石Ｍｘ（１
５） 、 Ｍｙ（１６）は、それぞれ素子Ｒｘ 、ＲＹ
の値をリニア領域の中心部に合わせるためのバイアス磁
界を供給するためのものである。
〔５〕作用
従来から用いられているフラックスゲート型センサがト
ロイダルコアを通る地磁気の磁束変化により誘起される
電圧全計測する方法であるのに対し、本発明のセンサは
直交する磁界の強さに対してその抵抗値がはマ直線的に
変化する点に着目して検出回路が構成されているので、
装置が簡単かつ信頼性の高いものになる。
ロイダルコアを通る地磁気の磁束変化により誘起される
電圧全計測する方法であるのに対し、本発明のセンサは
直交する磁界の強さに対してその抵抗値がはマ直線的に
変化する点に着目して検出回路が構成されているので、
装置が簡単かつ信頼性の高いものになる。
〔６〕実施例
まず第４図を用いて本発明で使用している磁気抵抗素子
の動作原理について説明する。第４図（Ａ）の磁気抵抗
素子のパターン（４１）は、その長手方向に電流（ｉ）
を通ずる時の電気抵抗値Ｒがこれと直交する強さＨの磁
界が存在する時減少する特性を示す。
の動作原理について説明する。第４図（Ａ）の磁気抵抗
素子のパターン（４１）は、その長手方向に電流（ｉ）
を通ずる時の電気抵抗値Ｒがこれと直交する強さＨの磁
界が存在する時減少する特性を示す。
同図（Ｂ）にＨＮＲＫ曲線を示しているが磁気バイアス
（α）をかけて使用すると第５図のように電気抵抗Ｒの
ダイナミックレンジをＲ１とＲ２の間の比較的リニアリ
ティーのよいところ（Ｚ）に設定する事ができる。（完
全にリニアである必要はない。）さらに具体的に説明す
ると第６図〔Ａ〕に示すように磁気抵抗効果素子のパタ
ーン（６１）’を多極着磁されなドラムの着磁パターン
（６２）に対応させて配置し、着磁パターンがドラムの
回転につれて移動すると、交流の信号出力を得ることが
できる。この等価回路を第６図（Ｂ）に記す。
（α）をかけて使用すると第５図のように電気抵抗Ｒの
ダイナミックレンジをＲ１とＲ２の間の比較的リニアリ
ティーのよいところ（Ｚ）に設定する事ができる。（完
全にリニアである必要はない。）さらに具体的に説明す
ると第６図〔Ａ〕に示すように磁気抵抗効果素子のパタ
ーン（６１）’を多極着磁されなドラムの着磁パターン
（６２）に対応させて配置し、着磁パターンがドラムの
回転につれて移動すると、交流の信号出力を得ることが
できる。この等価回路を第６図（Ｂ）に記す。
本発明つ地磁気方位センサの基本回路構成は第１図の通
りである。このような基本的な構成でセンサが１回転す
るとＸ及びＹ方向の電気抵抗値ＲＸ。
りである。このような基本的な構成でセンサが１回転す
るとＸ及びＹ方向の電気抵抗値ＲＸ。
ＲＹ は第６図の如く変化する。金地磁気の方向が第（
７）図のように変らないものとすると、方向ｃｔ？、ｌ
に対するセンサのそれぞれの回転角（θ）に対応する抵
抗値ＲＸとＲＹの推移を示したのが第８図（Ａ）〜（Ｈ
）であって黒ドツト（・）はその時の値を示している。
７）図のように変らないものとすると、方向ｃｔ？、ｌ
に対するセンサのそれぞれの回転角（θ）に対応する抵
抗値ＲＸとＲＹの推移を示したのが第８図（Ａ）〜（Ｈ
）であって黒ドツト（・）はその時の値を示している。
この結果を（θ）とＶｘ 、Ｖｙについてプロットした
のが第９図であるが、前述の従来技術の項で説明したフ
ラックスゲート型センサで得られる出力カーブ第３図（
Ｇ）と同様の効果が、極めて簡略化されな回路構成（第
１図）により実現されていることがわかる。
のが第９図であるが、前述の従来技術の項で説明したフ
ラックスゲート型センサで得られる出力カーブ第３図（
Ｇ）と同様の効果が、極めて簡略化されな回路構成（第
１図）により実現されていることがわかる。
〔７〕発明の効果
本発明により従来用いられてきたフラックスゲート形セ
ンサナに較べ、小型、軽量、低消費電力化及び回路域に
より信頼性向上を実現する事が可能となる。
ンサナに較べ、小型、軽量、低消費電力化及び回路域に
より信頼性向上を実現する事が可能となる。
第１図は本発明の方位センサの基本回路構成を示す図で
ある。 第２図は従来技術の構成を示す図である。 第３図（Ａ）〜（Ｇ）は従来技術として例示したフラッ
クスゲート型地磁気方位センサの作動原理を示す図であ
る。 第４図（Ａ） ＣＢ）は本発明で使用する磁気抵抗効果
素子の動作原理を説明する図である。ＣＡＩはパターン
、電流、磁界の方向を示し、〔Ｂ〕はＲＮＨの関係を示
すグラフである。 第５図は本発明のセンサにおいて抵抗値（Ｒ）と磁界の
強さ（Ｈ）との間で磁気バイアス（α）をかけな場合、
Ｒ１＜Ｒ＜： Ｒ２、Ｈｚ＜、Ｈ＝Ｚ＜Ｈｚ で両者
のりニアリテイのある領域（Ｚ）を示す図である。 第６図（Ａ）は本発明で使用する磁気抵抗効果素子の実
施例で、（Ｂ）はその等価回路である。 第７図は地磁気方位を示し、第８図（Ａ）〜（Ｈ）はセ
ンサの地磁気方位に対する回転角（θ）と抵抗値（Ｒ）
との関係を示す図で、これをプロットしたものが第９図
である。 １１ ： 磁気抵抗効果素子Ｒｘ １２： ／／ ＲＹ １３：抵抗 １４＝抵抗 １５ ： マグネット １６ ： マグネット ２１ ： トロイダルコア ２２ ： 励磁巻線 ２３ ： 出力巻線 ２４ ： 出力巻線 ２５ ： 励磁回路 ２６ ： ２６１： 原クロック ２６２： 分周回路 ２６４： 増幅回路 ２６５： ／／ ２６６： アナログスイッチ ２６７： ／／ ２６８： サンプルホールド回路 ２６９： ／／ ４１ ： パターン ６１ ： 磁気抵抗効果素子 ６２ ： 多極着磁されたドラム表面 ＶｘＶＹ。 寥１図 ［Ａ］ ［Ｂ］ Ｂ−Ｈ拝・腫蛎線 隼３図 ［Ｆ］ 第３図 ［Ｂ］ 棒５図 ［Ｂ］ 第６図 ｊヒ 第７図 Ｈ
ある。 第２図は従来技術の構成を示す図である。 第３図（Ａ）〜（Ｇ）は従来技術として例示したフラッ
クスゲート型地磁気方位センサの作動原理を示す図であ
る。 第４図（Ａ） ＣＢ）は本発明で使用する磁気抵抗効果
素子の動作原理を説明する図である。ＣＡＩはパターン
、電流、磁界の方向を示し、〔Ｂ〕はＲＮＨの関係を示
すグラフである。 第５図は本発明のセンサにおいて抵抗値（Ｒ）と磁界の
強さ（Ｈ）との間で磁気バイアス（α）をかけな場合、
Ｒ１＜Ｒ＜： Ｒ２、Ｈｚ＜、Ｈ＝Ｚ＜Ｈｚ で両者
のりニアリテイのある領域（Ｚ）を示す図である。 第６図（Ａ）は本発明で使用する磁気抵抗効果素子の実
施例で、（Ｂ）はその等価回路である。 第７図は地磁気方位を示し、第８図（Ａ）〜（Ｈ）はセ
ンサの地磁気方位に対する回転角（θ）と抵抗値（Ｒ）
との関係を示す図で、これをプロットしたものが第９図
である。 １１ ： 磁気抵抗効果素子Ｒｘ １２： ／／ ＲＹ １３：抵抗 １４＝抵抗 １５ ： マグネット １６ ： マグネット ２１ ： トロイダルコア ２２ ： 励磁巻線 ２３ ： 出力巻線 ２４ ： 出力巻線 ２５ ： 励磁回路 ２６ ： ２６１： 原クロック ２６２： 分周回路 ２６４： 増幅回路 ２６５： ／／ ２６６： アナログスイッチ ２６７： ／／ ２６８： サンプルホールド回路 ２６９： ／／ ４１ ： パターン ６１ ： 磁気抵抗効果素子 ６２ ： 多極着磁されたドラム表面 ＶｘＶＹ。 寥１図 ［Ａ］ ［Ｂ］ Ｂ−Ｈ拝・腫蛎線 隼３図 ［Ｆ］ 第３図 ［Ｂ］ 棒５図 ［Ｂ］ 第６図 ｊヒ 第７図 Ｈ
Claims (3)
- （１）パターンの長手方向に通電すると電気抵抗値（Ｒ
）がパターンに直交する磁界の強さ（Ｈ）に応じほゞ直
線的に変化する領域（Ｚ）を有する磁気抵抗効果素子を
備え、この素子の地磁気の方向に対する回転角（θ）と
その電気抵抗値（Ｒ）とから車輌の進行方位を検出する
ことを特徴とする地磁気方位センサ。 - （２）磁気抵抗効果素子のパターンの長さ方向の電気抵
抗値（Ｒ）がパターンに直交する磁界の強さＨ＿１から
Ｈ＿２の範囲でほゞ直線的にＲ＿１からＲ＿２まで変化
するものとしたとき、センサの出力（Ｖ）の中央値Ｖｃ
が次式で示されることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の地磁気方位センサ。 Ｖｃ＝（ＲｃＶ）／（Ｒ＋Ｒｃ） 但しＲ＝（Ｒ＿１＋Ｒ＿２）／２ - （３）磁気抵抗効果素子が互いに直交する２個の電気抵
抗成分（Ｒ＿Ｘ）、（Ｒ＿Ｙ）からなり、直交する磁界
の変化に対応する出力をそれぞれ（Ｖ＿Ｘ）、（Ｖ＿Ｙ
）としてとり出すことを特徴とする特許請求の範囲第１
項ならびに第２項記載の地磁気方位センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60104324A JPS61262613A (ja) | 1985-05-16 | 1985-05-16 | 地磁気方位センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60104324A JPS61262613A (ja) | 1985-05-16 | 1985-05-16 | 地磁気方位センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61262613A true JPS61262613A (ja) | 1986-11-20 |
Family
ID=14377752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60104324A Pending JPS61262613A (ja) | 1985-05-16 | 1985-05-16 | 地磁気方位センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61262613A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02186285A (ja) * | 1989-01-12 | 1990-07-20 | Nippondenso Co Ltd | 磁気方位検出装置 |
| JP2002243818A (ja) * | 2001-02-14 | 2002-08-28 | Ap One System Co Ltd | 地磁気センサ |
| JP2006098306A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Yamaha Corp | 磁気測定装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5871407A (ja) * | 1981-10-23 | 1983-04-28 | Japan Radio Co Ltd | 方位読取器 |
-
1985
- 1985-05-16 JP JP60104324A patent/JPS61262613A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5871407A (ja) * | 1981-10-23 | 1983-04-28 | Japan Radio Co Ltd | 方位読取器 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02186285A (ja) * | 1989-01-12 | 1990-07-20 | Nippondenso Co Ltd | 磁気方位検出装置 |
| JP2002243818A (ja) * | 2001-02-14 | 2002-08-28 | Ap One System Co Ltd | 地磁気センサ |
| JP2006098306A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Yamaha Corp | 磁気測定装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Vopálenský et al. | Precise magnetic sensors | |
| US4859944A (en) | Single-winding magnetometer with oscillator duty cycle measurement | |
| JPS62237301A (ja) | 磁気的変位センサ | |
| GB2089514A (en) | Magnetic sensor switch device | |
| EP0380562B1 (en) | Magnetometer employing a saturable core inductor | |
| JPH09152473A (ja) | 磁気探知装置 | |
| JP2000035343A (ja) | 巨大磁気抵抗効果素子を備えたエンコーダ | |
| JP2003215220A (ja) | 磁界センサ | |
| JPS61262613A (ja) | 地磁気方位センサ | |
| EP0360574B1 (en) | Current sensor having an element made of amorphous magnetic metal | |
| JPH0870148A (ja) | 磁気抵抗素子 | |
| JPS61500747A (ja) | 一定の磁場の時間符号化測定のための磁力計 | |
| JP3399185B2 (ja) | 磁気検知装置及び磁気検知方法 | |
| JPH01163686A (ja) | 磁気センサ | |
| JP3794122B2 (ja) | 磁気探知装置 | |
| JP2001343438A (ja) | 磁気センサ | |
| JP2582133B2 (ja) | 磁界センサ | |
| JP2000266786A (ja) | 電流センサ | |
| SU823839A1 (ru) | Электромагнитный преобразовательМЕХАНичЕСКиХ НАпР жЕНий | |
| SU495528A1 (ru) | Электронный компас | |
| JP2923959B2 (ja) | 磁気方位検出装置 | |
| JP2582132B2 (ja) | 磁界センサ | |
| JP3047567B2 (ja) | 方位センサ | |
| Robertson | Miniature magnetic sensor with a high sensitivity and wide bandwidth | |
| JP2000055940A (ja) | 直流電流センサー |