[发明专利]磁场检测方法和磁场检测电路

说明书

技术领域

本发明涉及用于利用低电流消耗来驱动线圈卷绕磁性材料或者配置在磁性材料附近的磁检测元件的磁场检测方法和磁场检测电路。

背景技术

近年来，用于通过感测地磁来获得方位角的磁场传感器和用于根据电流来感测磁场的电流传感器利用太阳能发电或小型电池进行工作的机会增加，因此出现了用于利用低电力消耗来驱动这些传感器的需求。

在科学协会等中，将线圈卷绕磁性材料或配置在磁性材料附近的磁检测元件称为磁阻抗元件或正交磁通门传感器。向该磁检测元件的磁性材料供给高频电流，并且利用基于该高频电流的外部磁场使磁性材料内部的磁通量改变，由此基于在线圈中产生的感应输出的振幅变化来检测外部磁场的大小和方向。

在检测微小的地磁或直流电流的情况下，表示零磁场的零点处的电压的变化必须小。因此，作为磁检测元件的检测电路，提出了如本申请人在专利文献1中所公开的磁场检测电路。

在专利文献1中，通过使用利用高频电流重复高H和低L的脉冲信号来在正方向和负方向上向磁性材料均匀地施加电流。然后，通过捕捉与该脉冲的上升沿和下降沿有关的信号的变化来实现零点稳定的无滞后磁场检测。

更具体地，利用在脉冲的上升沿和下降沿处产生的磁性材料的磁通量变化所获得的检测信号由于磁性材料和线圈之间的电容耦合而叠加在线圈侧出现的峰值波形上，并且通过检波来进行提取。由于在该检波中使用二极管，因此正向电压的温度特性改变，但通过获得正侧和负侧之间的检波中点来抵消该变化，确保了零点的稳定性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-045246

专利文献2：日本特开2000-258517

专利文献3：国际公开2005/19851

发明内容

发明要解决的问题

然而，在该方法中，通过重复脉冲信号的高H和低L，电流始终流动，因此需要针对低电流消耗驱动的要求的改进。

如专利文献2和专利文献3所述，在为了低电流消耗而进行间歇驱动的方法中，仅需简单地施加宽度窄的脉冲。然而，为了在不存在任何滞后的情况下稳定地检测零点，需要电流在正方向和负方向上流动的专利文献1的想法，但专利文献2和专利文献3不具有该想法。显而易见，在专利文献2的图2所示的实验数据中滞后明显出现。

此外，在如专利文献2和专利文献3所述、进行间歇驱动的情况下，二极管在正方向上的温度特性差，因此使用利用模拟开关的采样保持电路所进行的检波。因此，可以对该部分进行改进，但需要电阻器和电容器来调整定时。因此，定时本身由于电阻器和电容器的时间常数而改变，或者定时由于时间常数的温度变化而偏移。这可能导致灵敏度的变化或温度特性的下降。

本发明的目的是解决上述问题，并且提供如下的磁场检测方法和磁场检测电路：在正方向和负方向上均匀地施加电流的同时进行间歇驱动，没有必要进行定时调整，可以确保灵敏度和零点的稳定性，并且电路结构不复杂。

用于解决问题的方案

用于实现以上目的的根据本发明的一种磁场检测方法，其特征在于，包括以下步骤：对于线圈卷绕磁性材料或被配置在所述磁性材料附近的磁检测元件，向所述磁性材料的两端施加高频脉冲和相对于所述高频脉冲延迟了预定时间的延迟脉冲，由此向所述磁性材料间歇地供给正电流和负电流；以及通过使用所述线圈来检测与所述延迟脉冲的上升沿和下降沿相对应的所述磁性材料的磁通量变化。

此外，根据本发明的一种磁场检测电路，其特征在于，包括：磁检测元件，其中在所述磁检测元件中，线圈卷绕磁性材料或被配置在所述磁性材料附近；用于向所述磁性材料的一端施加高频脉冲电压的电路；用于向所述磁性材料的另一端施加相对于所述高频脉冲发生了延迟的延迟脉冲电压的电路；以及用于检测响应于所述延迟脉冲的上升沿和下降沿而在所述线圈中产生的电压、并且基于检测结果来输出与外部磁场的强度相对应的信号的电路。

发明的效果

在根据本发明的磁场检测方法和磁场检测电路中，通过间歇驱动使得电流在正方向和负方向上均匀地流动，并且基于延迟侧的脉冲的上升沿和下降沿来进行检波。结果，并不特别必要进行定时调整，可以确保稳定的零点，并且可以利用低电流消耗进行磁场检测。