JPH0694817A

JPH0694817A - 自励式磁気センサ

Info

Publication number: JPH0694817A
Application number: JP24199492A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Kuroiwa; 孝弘黒岩; Takashi Osawa; 孝大沢
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-09-10
Filing date: 1992-09-10
Publication date: 1994-04-08

Abstract

(57)【要約】【目的】回路構成の簡略化と精度および感度を向上で
きる自励式磁気センサを得る。【構成】コア１内の磁気を変化させるために励磁コイ
ル２を巻回し、励磁コイル２を自励式の駆動回路８の出
力で励磁し、コア１に巻回したＸ方向検出コイル３とＹ
方向検出コイル４で被測定磁界のＸ方向とＹ方向の成分
を検出し、コア１に巻装したフィードバックコイル９で
コア１内の磁束の変化を検出して駆動回路８にフィード
バックして自励発振させるようにしたものである。【効果】発振回路を不要にして、回路の簡略化、精度
と感度の向上ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、地磁気のような微弱
な磁気を検出するフラックスゲート形の磁気センサに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、たとえば、特公昭４９−４６
９０号公報に示された従来のフラックスゲート形の磁気
センサを示す図であり、図において、１は環状のコアで
ある。このコア１には、励磁コイル２が巻装されてい
る。また、コア１には互いに直交するように、Ｘ方向検
出コイル３、Ｙ方向検出コイル４が巻装されている。こ
れらのＸ方向検出コイル３およびＹ方向検出コイル４か
らの検出信号は信号処理回路６に入力されるようになっ
ている。

【０００３】また、励磁コイル２は駆動回路５により駆
動されるようになっており、この駆動回路５はＨブリッ
ジ形に配置されたトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４を主体に
して構成されている。トランジスタは信号発生回路１７
の出力により駆動されるようになっている。この信号発
生回路１７と信号処理回路６には、発振回路７の出力が
入力されるようになっている。発振回路７は、駆動回路
５および信号処理回路６のタイミングを統括するもので
ある。

【０００４】次に、動作について説明する。周囲に磁気
のあるところにおいて、励磁コイル２に駆動回路５から
電流を流すと、コア１の中に磁束を発生する。さらに、
励磁コイル２に流れる励磁電流が増加すると、コア１の
中の磁束は飽和状態になる。このときから、それまでコ
ア１の中に集中していた周囲の磁束は、コア１の中を通
過できずに、その空間を素通りするようになる。

【０００５】これは、Ｘ方向検出コイル３、Ｙ方向検出
コイル４の内側に集中していた周囲の磁束が外へ追いや
られ、減少したことに等しく、Ｘ方向検出コイル３、Ｙ
方向検出コイル４には、パルス状の電圧が発生する。こ
のパルス状の電圧は、外へ追いやられた磁気、すなわ
ち、周囲磁気の強度に比例する。

【０００６】このパルス状の電圧を励磁コイル２の励磁
周期に同期して検波するのが、信号処理回路６であり、
この信号処理回路６の出力は電圧あるいは電流である。
この同期タイミングおよび励磁タイミングは発振回路７
によって統括されている。そのタイミングと波形は図１
２に示されている。

【０００７】図１２（ａ）は励磁コイル２の励磁電圧、
図１２（ｂ）はその励磁電流、図１２（ｃ）はＸ方向検
出コイル３、Ｙ方向検出コイル４の発生電圧、図１２
（ｄ）は検波同期信号、図１２（ｅ）は発振回路７の出
力信号を示す。

【０００８】この図１２（ａ）のパルス状の励磁電圧を
励磁コイル２の図１２（ｂ）に示す励磁電流による励磁
周期に同期して、Ｘ方向検出コイル３とＹ方向検出コイ
ル４との出力を信号処理回路６で検波（図１２（ｄ））
するものである。

【０００９】このように、フラックスゲート形磁気セン
サは、環状のコア１を飽和あるいは、非飽和させること
によって、被検出磁界に磁気的な変調を加えて、そのと
きに発生するＸ方向検出コイル３、Ｙ方向検出コイル４
の電圧をもとにして、被検出磁界の強度を検出しようと
するものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来のフラックスゲー
ト形の磁気センサでは、コア１の励磁タイミングを決定
し、信号処理回路６と同期をとるための発振回路７が必
要であった。

【００１１】また、この発振回路７の周波数は、コア１
および励磁コイル２の磁気飽和特性を見込んで適当な周
期、つまり十分飽和するまで、励磁電流を流し続ける時
間を設定する必要があった。つまり、使用最低電源電圧
を見込んで、励磁時間を十分な長さにする必要があっ
た。通常使用時には、コア１が飽和に至っても、設定さ
れた時間内は不要な電流を流し続けることになり、励磁
電流、ひいては電源電流多大になるという問題があっ
た。

【００１２】この多大な励磁電流を減じ、使用部品の定
格および発熱を低減するために、電流制限用の抵抗を励
磁コイルに直列に挿入する構成においても、励磁電流は
減少するものの、設定された時間、不要な電流が流れ続
けることには、差はないことである。

【００１３】また、電流制限用抵抗を挿入することによ
り、励磁開始から飽和までの時間が延び、励磁周期を短
くできない。つまり、これは、単位時間当たりの飽和−
非飽和の回数が減るということであり、単位時間取り出
せる磁気エネルギが減少して、結果的にセンサの感度が
低く抑えられてしまうという問題もある。

【００１４】この発明は、かかる問題点を解消するため
になされたものであり、コアが磁気飽和に達した直後に
励磁電流を遮断し、不要な励磁電流をなくして、電源電
流を減少できるとともに、不要な励磁電流をなくするこ
とにともない、励磁コイルに直列に挿入される制限抵抗
を小さくできるか、省略でき、励磁開始から飽和までの
時間の短縮化が可能となり、励磁周期の高速化により、
感度を向上できる自励式磁気センサを得ることを目的と
しており、また、全体の回路構成を簡略にできる自励式
磁気センサを得ることを目的としており、さらに、フィ
ードバックコイルを不要にして、安価にできる自励式磁
気センサを得ることを目的としており、また、入力電圧
以外の電源出力が得られ、低電圧入力時にも、回路動作
の可能な動作電圧が確保できる自励式磁気センサを得る
ことを目的としており、加えて、電流フィードバック式
の場合に発振を停止させることなく、安定して動作させ
ることができる自励式磁気センサを提供するものであ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る自励式磁
気センサは、コアに巻装さた励磁コイルと、この励磁コ
イルを自励発振によって駆動する駆動回路とを設けたも
のである。

【００１６】また、コアに励磁コイルとは別に巻装され
コアの磁束を検出して駆動回路に検出出力をフィードバ
ックするフィードバックコイルを設けたものである。

【００１７】さらに、コアに巻装された励磁コイルの励
磁電流を検出する検出コイルと、この検出コイルの検出
出力のフィードバックにより自励発振して励磁コイルを
駆動する駆動回路とを設けたものである。

【００１８】また、励磁コイルの駆動中に励磁コイル内
に蓄えた磁気エネルギを励磁電流のオフ時にダイオード
を通してコンデンサに移すか、またはコアの励磁と同時
に入力電源以外の電源系に電気エネルギを移す駆動回路
を設けたものである。

【００１９】加えて、駆動回路の電源電圧が低いときあ
るいは駆動回路が低電圧からの起動時には、駆動回路を
安定に動作させる補助起動回路を設けたものである。

【００２０】

【作用】上記のように構成された自励式磁気センサの駆
動回路はコアに巻装された励磁コイルを一定周期で励磁
し、発振回路を別途に設けることなく、励磁することに
なる。

【００２１】また、励磁コイルとは別にコアに巻装され
たフィードバックコイルでコア内の磁束を検出し、その
検出出力を駆動回路にフィードバックすることより、駆
動回路が自励発振し、その発振出力で励磁コイルを励磁
する。

【００２２】さらに、検出コイルにより励磁コイルに流
れる励磁電流を検出し、検出コイルの検出出力を駆動回
路にフィードバックすると、駆動回路が自励発振して、
その発振出力により励磁コイルを励磁する。

【００２３】また、励磁コイルを駆動回路により駆動し
ている間に、励磁コイルに蓄えられた電気エネルギが、
励磁コイルをオフにしたとき、駆動回路からダイオード
を通してコンデンサに移すか、あるいはコアの励磁と同
時に、入力電源以外の電源系に励磁コイルに蓄えられた
電気エネルギを移す。

【００２４】加えて、駆動回路の電源電圧が低いか、あ
るいは低電圧状態で起動するときに、補助起動回路がこ
れらの状態を検出して、駆動回路の自励発振作用を安定
化させる。

【００２５】

【実施例】

実施例１．図１はこの発明の一実施例を示すブロック図
であり、図１において、図１１と同一部分には、同一符
号を付して述べる。図１において、環状のコア１に励磁
コイル２が巻装されており、励磁コイル２は駆動回路８
により励磁されるようになっている。

【００２６】励磁コイル２の励磁より発生する磁束はＸ
方向検出コイル３およびＹ方向検出コイル４により検出
されるようになっている。Ｘ方向検出コイル３およびＹ
方向検出コイル４はコア１に互いに直交するように巻装
されて、これらのＸ方向検出コイル３、Ｙ方向検出コイ
ル４で磁束を検出することによる検出信号は信号処理回
路６に入力されるようになっている。

【００２７】信号処理回路６はＸ方向検出コイル３、Ｙ
方向検出コイル４の検出信号を直流に変換して、Ｘ方向
出力、Ｙ方向出力を出力するようになっている。

【００２８】また、上記コア１には、フィードバックコ
イル９も巻装されている。フィードバックコイル９は、
コア１内の磁束を検出して磁気的に駆動回路１にフィー
ドバックをかけるようにしている。このフィードバック
コイル９の出力により、駆動回路１は自励発振を行うよ
うになっている。

【００２９】駆動回路１はトランジスタＴｒを主体に構
成され、そのベースは抵抗Ｒ１を介して、フィードバッ
クコイル９の一端に接続され、フィードバックコイル９
の他端はアースされている。トランジスタＴｒのベース
は抵抗Ｒ２を介して電源に接続されているとともに、励
磁コイル２を介してトランジスタＴｒのコレクタに接続
されている。

【００３０】また、トランジスタＴｒのコレクタは波形
整形回路１０の入力端に接続されている。波形整形回路
１０はトランジスタＴｒの出力、すなわち、駆動回路８
の出力を入力して、検波タイミングを決定し、信号処理
回路６に出力するようになっている。この波形整形回路
１０の出力により信号処理回路６はＸ方向検出コイル
３、Ｙ方向検出コイル４の検出信号を検波して上述のよ
うに直流に変換するようにしている。

【００３１】次に、動作について説明する。コア１を飽
和または非飽和状態にさせることにより、被検出磁界に
磁気的な変調をかけ、そのときに発生するＸ方向検出コ
イル３、Ｙ方向検出コイル４に発生する電圧によって元
の被検出磁界を検出する基本は図１１の従来例と同様で
あり、ここでの説明は省略することにして、駆動回路８
を構成する自励発振回路とそのタイミングについて説明
する。

【００３２】いま、駆動回路８のトランジスタＴｒが図
２（ａ）に示すようにオンしたとすると、図２（ｂ）に
示すように、励磁コイル２の励磁電流は徐々に増加し、
それにつれて、コア１内の磁束も徐々に増加し、非飽和
からついには飽和に至る。このとき、従来例と同様に、
Ｘ方向検出コイル３、Ｙ方向検出コイル４には、図２
（ｄ）に示すように、被検出磁界の強度に比例したパル
ス状の電圧が発生する。

【００３３】一方、フィードバックコイル９における電
圧Ｖ１は図２（ｃ）に示すように、飽和した瞬間に０と
なり、ただちに、駆動回路８のトランジスタＴｒはオフ
を開始する。トランジスタＴｒがオフを開始すると、励
磁電流は徐々に減少し、コア１内の磁束が減少すると同
時に、フィードバックコイル９には、逆方向に電圧が発
生し、トランジスタＴｒを完全にオフする。

【００３４】やがて、コア１内の磁束が安定すると、フ
ィードバックコイル９の電圧は消滅し、プルアップ抵抗
（抵抗Ｒ１）からのベース電流により、トランジスタＴ
ｒはオンを開始する。トランジスタＴｒがオンを開始す
れば、コア１内の磁束が増加して、フィードバックコイ
ル９に電圧が発生し、トランジスタＴｒが完全にオンす
る。

【００３５】このような動作を繰り返すことにより、駆
動回路８および励磁コイル２は自励発振し、その過程に
おいて、Ｘ方向検出コイル３、Ｙ方向検出コイル４に
は、図２（ｄ）で示したようなパルス状の電圧が発生す
る。トランジスタＴｒのオン，オフ信号を波形整形回路
１０に取り込み、そこで検波タイミングを決定し、その
信号を信号処理回路６に送り込むことにより、信号処理
回路６で検波、積分し、直流成分として取り出すことが
できる。

【００３６】このような構成とすることにより、駆動回
路８および励磁コイル２がフィードバックコイル９によ
り自励発振を行うので、発振回路を別に設ける必要がな
い。

【００３７】また、コア１が飽和すると、直ちに励磁コ
イル２の励磁をやめるため、従来のように、飽和後も、
一定の時間飽和電流を流し続ける必要もなく、無駄な励
磁電流を削減できるとともに、飽和後、直ちに次の励磁
動作へ移行するため、発振周波数を高くすることがで
き、感度を上げることができる。

【００３８】実施例２．図３は実施例２の構成を示す回
路図である。この図３において、図１と同一部分には同
一符号を付すのみにとどめ、図１とは異なる部分を主体
に述べる。

【００３９】この図３において、１１はロイヤ型の自励
発振回路を用いた駆動回路である。フィードバックコイ
ル９の一端は抵抗Ｒ３を介してトランジスタＴｒ２のベ
ースに接続され、フィードバックコイル９の他端は直接
トランジスタＴｒ３のベースに接続されている。トラン
ジスタＴｒ２のベースは電源に接続されている。トラン
ジスタＴｒ２，Ｔｒ3 のエミッタは直結されて、アース
されており、トランジスタＴｒ２のコレクタとトランジ
スタＴｒ3 のエミッタは波形整形回路１０の入力端に接
続されている。

【００４０】また、電源とトランジスタＴｒ２のコレク
タ間には、励磁コイル１２が接続されており、同様にし
て、電源とトランジスタＴｒ３のコレクタ間にも、励磁
コイル１３が接続されている。これらの励磁コイル１
２，１３はともに、コア１に巻装されており、励磁コイ
ル１２，１３により、コア１を交互に励磁するようにし
ている。

【００４１】次に、動作について説明する。コア１を励
磁コイル１２，１３により交互に励磁するため、コア１
内の磁束は交互に方向を変えて、コア１の残留磁束によ
る影響を低減し、Ｘ方向検出コイル３、Ｙ方向検出コイ
ル４に発生する電圧の中に含まれる誤差を減少すること
ができる。したがって、精度と感度を同時に向上するこ
とが可能となる。

【００４２】実施例３．図４は実施例３の回路図であ
り、１４は駆動回路である。この駆動回路１４はトラン
ジスタＴｒ１〜Ｔｒ４をＨブリッジ形に接続しており、
励磁コイル２を励磁するようにしている。この駆動回路
１２内には、電流検出抵抗Ｒ５，Ｒ６が内蔵されてお
り、両電流検出抵抗Ｒ５，Ｒ６はそれぞれトランジスタ
Ｔｒ３，Ｔｒ４のエミッタとアース間に接続されてい
る。

【００４３】これらの電流検出抵抗Ｒ５，Ｒ６により、
励磁コイル２に流れる電流を電圧に変換し、その変換し
た電圧をそれぞれ微分回路１５ａ，１５ｂを通して、タ
イミング調整回路１６に入力するようにしている。

【００４４】タイミング調整回路１６は、励磁コイル２
の励磁タイミングと、Ｘ方向検出コイル３、Ｙ方向検出
コイル４の磁束の検出タイミングを判定して、信号発生
回路１７、波形整形回路１０に信号を送出するようにし
ている。

【００４５】信号発生回路１７は、駆動回路１４内に含
まれており、タイミング調整回路１６の出力を入力する
ことにより、トランジスタＴｒ１とＴｒ４，Ｔｒ２とＴ
ｒ３を交互にオン，オフ駆動するようになっている。ま
た、波形整形回路１０はタイミング調整回路１６の出力
を入力して、検波タイミングを決定して、信号処理回路
６に出力するようにしている。

【００４６】図５はタイミング調整回路１６の内部構成
の一例を示す回路図であり、微分回路１５ａ，１５ｂの
出力電圧はそれぞれ比較器１６ａ，１６ｂの反転入力端
に入力されるようになっている。比較器１６ａ，１６ｂ
の非反転入力端には、所定の基準電圧が印加されるよう
になっており、この基準電圧は抵抗Ｒ７，Ｒ８を電源と
アース間に直列に接続することにより得られるようにな
っている。

【００４７】比較器１６ａ，１６ｂの出力は抵抗とコン
デンサとによる立ち上がりディレイ回路１６ｃ，１６
ｄ、バッファ１６ｅ，１６ｆ、抵抗Ｒ９，Ｒ１０を介し
て、信号発生回路１７の出力端側、すなわち、駆動回路
１４のトランジスタＴｒ４，Ｔｒ３のベース側に接続さ
れている。

【００４８】また、バッファ１６ｅの出力端は抵抗とコ
ンデンサからなる積分回路１６ｇ、インバータ１６ｈ、
コンデンサと抵抗とからなる微分回路１６ｉを介して、
信号発生回路１７のフリップ・フロップ回路１７ａ（以
下、ＦＦという）のリセット端子Ｒに接続されている。
同様にして、バッファ１６ｆの出力端は積分回路１６
ｊ、バッファ１６ｋ、微分回路１６ｌを介して、ＦＦ１
７ａのセット端子Ｓに接続されている。

【００４９】ＦＦ１７ａの出力端Ｑは抵抗Ｒ１１を介し
て、駆動回路１４のトランジスタＴｒ２のベースに接続
されているとともに、インバータ１７ｂと抵抗Ｒ１２を
介して、トランジスタＴｒ１のベースに接続されてい
る。ＦＦ１７ａのＤ端子と反転出力端は抵抗Ｒ１３を介
して、トランジスタＴｒ３のベースに接続されていると
ともに、インバータ１７ｃと抵抗Ｒ１４を介してトラン
ジスタＴｒ４のベースに接続されている。

【００５０】タイミング調整回路１６の比較器１６ａ，
１６ｂの出力端は波形整形回路１０の入力端に接続され
ている。

【００５１】次に、動作について図６の波形図を併用し
て述べる。図６（ａ）〜図６（ｒ）の波形は図５のａ点
〜ｒ点の波形を示している。駆動回路１４の抵抗Ｒ５，
Ｒ６によって、励磁コイル２の励磁電流を電圧に変換し
た信号ａは図６（ａ）に示すようになる。この信号は微
分回路１５ａを通って、図６（ｂ）に示すような微分回
路の出力が得られる。

【００５２】この微分回路１５ａの出力は比較器１６ａ
の反転入力端に加えられる。比較器１６ａの非反転入力
端には、所定の基準電圧が印加されており、この基準電
圧と微分回路１５ａの出力電圧とを比較し、比較器１６
ａの出力端には、図６（ｃ）に示すような出力信号ｃが
得られる。

【００５３】この出力信号ｃは励磁から飽和に至るまで
の信号となっており、飽和時に発生するＸ方向検出コイ
ル３、Ｙ方向検出コイル４の信号を検波するためのタイ
ミングとして、波形整形回路１０へ出力する。検波タイ
ミングの終了から若干遅らせて、励磁をオフするため
に、立ち上がりディレイ（抵抗、コンデンサ、ダイオー
ドによる）回路により、図６（ｄ）に示すような波形を
得る。この立ち上がりディレイ回路１６の出力信号ｄを
バッファ１６ｅに波形整形することにより、図６（ｅ）
に示すような励磁オフ信号ｅを得る。

【００５４】次に、駆動回路１４のトランジスタＴｒ１
〜Ｔｒ４のうちの上下のトランジスタＴｒ１とＴｒ３、
Ｔｒ２とＴｒ４がそれぞれ同時にオンするのを防止する
ために、積分回路１６ｇにより積分して、その積分出力
ｆを図６（ｆ）に示すように遅らせる。この積分出力ｆ
をバッファ１６ｈで波形整形して整形出力ｇが図６
（ｇ）に示すように得られる。

【００５５】すなわち、バッファ１６ｅから出力される
励磁オフ信号ｅ（図６（ｅ））から若干遅れて、バッフ
ァ１６ｈの出力端に現れる励磁オン信号ｇ（図１６
（ｇ））、およびこれを積分回路１６ｉで積分して遅延
させた励磁オン信号ｈ（図１６（ｈ））の波形を発生さ
せる。この励磁オン信号ｈを信号発生回路１７のＦＦ１
７ａのリセット端子Ｒに送ることにより、駆動中の上下
トランジスタ、すなわち、トランジスタＴｒ１とＴｒ
３、Ｔｒ２とＴｒ４がそれぞれ同時にオンになることを
防止できる。

【００５６】励磁オン信号ｈより、次の励磁が始まり、
ＦＦ１７ａの反転出力端からＦＦ１７ａの出力ｉが図６
（ｉ）に示すように出力され、トランジスタＴｒ３がオ
ンとなるとともにＦＦ１７ａの出力端Ｑからそれとは逆
極性の出力ｒ（図１６（ｒ））がトランジスタＱ２のベ
ースに加えられ、このトランジスタＱ２もオンとなる。
これにより励磁コイル２に励磁電流が流れる。同様にし
て、信号ｊ〜ｑも得られ、図６（ｊ）〜図６（ｑ）に示
す信号が得られ、上記信号ａ〜ｉ、信号ｊ〜ｑによる動
作を繰り返すことにより、励磁コイル２に交互に励磁電
流が流れ、したがって、コア１が交互に励磁されること
になる。

【００５７】このように、信号発生回路１７は信号ｈお
よびｑにより、駆動回路１４内のトランジスタＴｒ１と
Ｔｒ４、Ｔｒ２とＴｒ３を駆動する。また、波形整形回
路１０は励磁タイミング信号ｃ，ｌ（図６（ｃ），図６
（ｌ））により検波タイミングを決定し、信号処理回路
６に出力する。

【００５８】すなわち、この自励発振におけるフィード
バックは前記のように、磁気によらず、電流によって行
うため、手間のかかるフィードバックコイルを巻く必要
がなく、磁気センサを安価にできる利点がある。

【００５９】実施例４．図７は実施例４の構成を示す回
路図である。この図７において、磁気センサの部分は図
１と同じであるが、この図７では、図１の構成に正電源
出力を加えたものである。

【００６０】すなわち、駆動回路８内のトランジスタＴ
ｒのコレクタはダイオード１８を介して正電源出力端子
Ｔ１に接続されており、このダイオード１８のカソード
はコンデンサ１９を介してアースされており、ダイオー
ド１８を通してコンデンサ１９に励磁コイル２がオフし
たときに、励磁コイル２のオン時に励磁コイル２内に蓄
えられていた電気エネルギを移すようにしたものであ
り、入力電源以外の正電源を構成することができる。

【００６１】図８は同様に、図３の回路に適用した例を
示し、二つのダイオード１８ａ，１８ｂを通して、コン
デンサ１９にコイル１内の電気エネルギを移すようにし
た場合の実施例を示すものである。この図８では、トラ
ンジスタＴｒ２，Ｔｒ３のコレクタよりダイオード１８
ａ，１８ｂを介してコンデンサ１９に接続されており、
かつ正電源出力端子Ｔ１に接続されている。

【００６２】図９は同様の要領で図４の回路に適用した
例を示すものであり、駆動回路１４のトランジスタＴｒ
１とＴｒ２のコレクタ側に逆流防止用のダイオード１８
ｃ，１８ｄを挿入し、このダイオード１８ｃ，１８ｄの
カソードよりそれぞれダイオード１８ａ，１８ｂを介し
てコンデンサ１９に接続するとともに、正電源出力端子
Ｔ１に接続している。

【００６３】この図８，図９のように構成することによ
り、励磁コイル２に発生するエネルギを無駄なく利用で
きる。また、低い入力電源電圧を使用する場合でも、信
号処理回路６などが充分に動作できる高い電源電圧を確
保することが可能であり、低電圧でも使用できる磁気セ
ンサが構成できる。なお、図８，図９はすべて正電源構
成であるが、トランジスタおよびダイオード１８ａ，１
８ｂの構成を変更することにより、負電源に変更するこ
とも可能である。

【００６４】また、一般的なトランス構造のように、入
力電源系と絶縁された２次コイルを設ければ、入力電源
系と絶縁された電源を構成することも可能である。さら
に、図８のように、１個の励磁コイルが動作中には、励
磁に寄与しない他のコイルを持つ構成においては、コイ
ル内に蓄えた電気エネルギをオフ時に放出するエネルギ
の他に、コアを励磁する動作中のコイルによる磁束が増
加するときに、非動作中のコイルが発生する電気エネル
ギもあり、これを加えることにより、より大きな出力の
電源を構成することができる。なお、これらの正、負お
よび入力電源系と隔絶された別電源はいわゆるＤＣ−Ｄ
Ｃ電源と同様、任意の電圧に設定することが可能であ
る。

【００６５】実施例５．図１０は実施例５の構成を示す
ブロック図である。この図１０は図４の構成に補助起動
回路２０を設けたものである。電流フィードバック式の
自励発振においては、電源電圧が低いときなどに、電流
の変化量が減少し、その微分値も低い値となり、図５で
示した比較器１６ａ，１６ｂの出力信号が得られなくな
り、タイミング調整回路１６が動作できなくなり、した
がって不安定になる可能性がある。また、低電圧からの
起動時に、出力がどちらかに固定して発振しなくなる可
能性もある。

【００６６】このため、補助起動回路２０を設け、比較
器１６ａ，１６ｂの出力が得られなくなった場合、補助
起動回路２０でそれを検出して、信号発生回路１７をこ
の補助起動回路２０で励起し、自励発振を安定化するよ
うにしたものである。

【００６７】

【発明の効果】この発明は以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００６８】励磁コイルの駆動を自励発振によって行う
ことにより、発振回路が不要となるとともに、コアの飽
和後、直ちに励磁をオフするため無駄な励磁電流が削減
でき、電源電流の削減および発熱低減が図れ、しかも、
励磁周期も高速化し、精度と感度が向上する。

【００６９】また、励磁コイルの他にフィードバックコ
イルを設け、コア内の磁束をフィードバックコイルで検
出し、その検出出力で自励発振して、励磁コイルを駆動
することにより、回路全体の簡略化が図れる。

【００７０】さらに、励磁コイルに流れる電流を検出し
てそれを駆動回路にフィードバックすることにより、フ
ィードバックコイルが不要となり安価になる。

【００７１】また、励磁コイルの駆動中に励磁コイル内
に蓄えた電気エネルギを励磁電流をオフしたときにダイ
オードを通してコンデンサに蓄積するか、あるいはコア
の励磁と同時に入力電源以外の電源系に電気エネルギを
移すことにより、入力電圧以下の電源出力が得られ、低
電圧入力時にも、回路動作の可能な動作電圧が確保で
き、全く無駄がなくなる。

【００７２】加えて、電流フィードバック式の自励発振
に補助起動回路を設けてタイミング調整回路が動作でき
なくなっても、駆動回路の自励発振を安定化させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１による自励式磁気センサの
構成を示す回路図である。

【図２】同上実施例１の動作を説明するための波形図で
ある。

【図３】この発明の実施例２による自励式磁気センサの
構成を示す回路図である。

【図４】この発明の実施例３による自励式磁気センサの
構成を示す回路図である。

【図５】図４の自励式磁気センサにおけるタイミング調
整回路の内部構成を示す回路図である。

【図６】図５のタイミング調整回路の動作を説明するた
めの波形図である。

【図７】この発明の実施例３による自励式磁気センサの
構成を示す回路図である。

【図８】この発明の実施例４の変形例を示す自励式磁気
センサの構成を示す回路図である。

【図９】この発明の実施例４のさらに異なる変形例を示
す自励式磁気センサの構成を示す回路図である。

【図１０】この発明の実施例５による自励式磁気センサ
の構成を示す回路図である。

【図１１】従来の他励式磁気センサの構成を示す回路図
である。

【図１２】従来の他励式磁気センサの動作を説明するた
めの各部の波形図である。

【符号の説明】１コア２励磁コイル３Ｘ方向検出コイル４Ｙ方向検出コイル５駆動回路６信号処理回路８駆動回路９フィードバックコイル１０波形整形回路１１駆動回路１２励磁コイル１３励磁コイル１４駆動回路１５ａ微分回路１５ｂ微分回路１６タイミング調整回路１７信号発生回路１８ａダイオード１８ｂダイオード１９コンデンサ２０補助起動回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コアの磁束を変化させるための励磁コイ
ルと、この励磁コイルを自励発振によって駆動する駆動
回路と、被測定磁気のＸ，Ｙ方向成分を検出する検出コ
イルと、この検出コイルに発生した信号を変換する信号
処理回路と、この信号処理回路の検波タイミングを決定
する波形整形回路とを備えた自励式磁気センサ。
【請求項２】上記駆動回路は、上記励磁コイルの他に
上記コアに巻装されこのコアの磁束を検出した検出出力
がフィードバックコイルよりフィードバックされること
により自励発振して上記励磁コイルを駆動することを特
徴とする請求項１記載の自励式磁気センサ。
【請求項３】上記駆動回路は、上記励磁コイルに流れ
る電流を検出して検出出力が上記検出コイルよりフィー
ドバックされることにより上記励磁コイルを駆動するこ
とを特徴とする請求項１記載の自励式磁気センサ。
【請求項４】上記駆動回路は、上記励磁コイルの駆動
中に励磁コイルに蓄えられたエネルギを励磁電流のオフ
時にダイオードを介してコンデンサに充電させるか、ま
たは上記コアの励磁と同時に入力電源以外の電源系に電
気エネルギを移すことを特徴とする請求項１記載の自励
式磁気センサ。
【請求項５】上記駆動回路は、電源電圧が低いときあ
るいは低電圧からの起動時に補助起動回路により自励発
振が安定化されることを特徴とする請求項３および４記
載の自励式磁気センサ。