[发明专利]磁场检测装置

说明书

本发明涉及一种高感度磁场检测装置。本发明一般可作为检测任意磁场矢量的2个成分的装置。特别在检测地磁时能作为方位检测装置来使用。具体应用例可作为检测汽车等移动物的行进方位或姿势的装置用。    

以往，作为高感度地检测直流或低频率磁场用的小型元件，由本发明的发明者一人，发现了给直径为50μm程度的非结晶合金磁性体细线，接通200KHz以上的高频电流时，随着与此磁性体细线平行的外部磁场，此磁性体细线的阻抗将发生很大变化的现象。利用这个原理提案出检测外部磁场的检测元件(特开平7-181239号)。

同时，此发明者，发现了由阻抗的变化引起的端子间电压的变化，在外部磁场的范围为0～400A/m时，对同一的端子间电能压测出2个不同的外部磁场。这样，对0～400A/m附近的磁场，不能以单个值的端子间电压来决定。因此，提案出加直流偏压磁场，使0点复原的方位感应器(特开平7-248365号)。

对提案出的这种称为磁性阻抗元件的磁场检测感应器，有更加高感度，小型化，低消费电力化的要求。

本发明的目的在于，提供一种用新规定的方法通过检测随外部磁场变化的阻抗成分，来测定磁场矢量的不同2成分的装置。

且，发明的其他目的还有，对磁场矢量2成分进行高感度的检测。

且，发明的其他目的还有，提高磁场矢量2成分的检测精度。

且，发明的其他目的还有，以低电量进行磁场矢量2成分的检测。

且，发明的其他目的还有，使检测磁场矢量2成分的检测装置小型化。

以上的这些目的，是为能在本要求书上记载的各个发明中得到实现，但是，不能理解为本发明达到了这些目的的全部。

权利要求1的发明是提供一种检测外部磁场用的磁场检测装置，其特征在于，为检测外部磁场第1坐标轴成分而设置的，由脉冲电流或高频电流向周围方向励磁的第1感应磁元件和，设置在与第1感应磁元件的设置面有共同法线的面上，为检测至少另外一个第2坐标轴成分而设置的，由脉冲电流或高频电流向周围方向励磁的第2感应磁元件和，缠绕在第1感应磁元件上，检测第1坐标轴方向的磁通量变化用的第1检测线圈和，缠绕在第2感应磁元件上，检测第2坐标轴方向的磁通量变化用的第2检测线圈所组成。

本磁场检测装置，是检测不同2成分磁场矢量的装置。

第1感应磁元件，第2感应磁元件，例如，是线状的元件，用于接通脉冲电流向周围方向励磁的元件。根据这个周围方向的励磁，内部的磁性力矩随脉冲电流而变化。当外部磁场的第1坐标轴成分与第1感应磁元件的周围方向直交时(线状状态时，为轴方向)，这个磁性力矩，在周围方向上的励磁场大的时候，朝周围方向改变方向，在周围方向上的励磁场小的时候，朝向第1坐标轴成分的方向。也就是说，磁性力矩在第1坐标轴方向上，随脉冲电流或高频电流而变化。这个变化引起第1坐标轴方向上的磁通量的变化，这个磁通量的变化由第1检测线圈检测出。磁通量变化的大小，是与外部磁场的第1坐标轴成分的大小成比例。第2感应磁元件同第1感应磁元件起同样作用。这样，用第1检测线圈和第2检测线圈的检测值，能检测出外部磁场的第1坐标轴成分和第2坐标轴成分。

外部磁场输出值的变化率，也就是说，感度是与周围方向的励磁大小和频率(速度)成比例。本发明中，由于用脉冲电流或高频电流励磁，励磁的最高频率高，所以能提高感度。

并且，特别是使用磁场检测装置的时候，根据这个方法，因为不需要加为感应磁元件的0点复原用的直流偏压磁场，由偏压磁场的相互干涉及偏压线圈引起的发热问题小，所以不需要把感应磁元件之间的距离放大，能实现小型化。

并且，因为由检测线圈对在外部磁场受过调制的磁通量的变化进行检测，所以增加检测线圈的圈数也能提高感度。

第1感应磁元件和第2感应磁元件，设置在不同的方向上，是对这个方向上的磁场成分进行检测的元件。感应磁元件，最好是具有周围方向上容易被磁化的磁性各向异性。这样，受外部磁场的磁通量变化的调制效果就高，能提高检测感度。这种材料有非结晶合金磁性体。最好是线形状的磁性体。

第1感应磁元件和第2感应磁元件设置在不同的方向上比较好，最好是设置在相互直交的方向上。这种状态下，能以更高的感度检测出第1坐标轴成分和第2坐标轴成分。从检测出的这2个成分能检测磁场的大小，及其之比(/)和磁场的方位。第1感应磁元件和第2感应磁元件不需要一定设置在同一平面上。如可以设置在平面状基板的表面和背面上。这种设置方法能使装置小型化。