JPS60185179A - 起磁力検出器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、磁界検出のための従来の磁気変調型磁束検出
器の出力信号に依存する量を磁束に負帰還する７Ｉ！、
ｉ磁力負帰還系より成る起磁力検出器、特に上記磁気変
調型磁束検出器の巻線形式及び出力信号形式と同等の巻
線及び出力信号形式とするための改良に関する。

背景技術とその問題点 従来の磁気変調型磁束検出器は第１図から第３図までに
示すように構成されていた。第１図は磁気変調型磁束検
出器の模式図で、図中１はコア、２は励磁巻祿、３は検
出巻線、Ｉｅｘｔは助出電流、ΦＳは還流磁束、Ｅ５は
検出巻線３に誘起される電圧を表わす。第２図は第１図
に示す検出器の等価磁気回路図で、４！ｉ変調器、５は
検出器ａ３およびその後に接続された電気回路、ＦＩ３
は人力起磁力、Ｒは磁気抵抗を表わす。第３図（ａ）お
よび（ｂ）は第１図に示す、検出器の動作の流れを示す
チャートで、Ｐｅは励磁部の増分パーミアンス、１１１
は検出巻線の巻数、Ｋ、は定数、ωは励磁電流の角周波
数を表わす〇 この系において、還流磁束Φ、が励Ｓ電流Ｉ　ｅｘｔの
角周波数ωにより変調され、２ωを基本波とする入力起
磁力Ｆｓによる振幅変調波となる。これを微分した形で
出力巻線に電圧Ｅｓが鋳起される。

第３図（ａ）中Ｍｆ６１で曲まれだ部分はあることもな
いこともあることを意味し、従来の磁束検出器において
は、第３図（ａ）（破緑で囲まれた部分なし）に示すよ
うに、Ｅ、（２ωｔ）を出力信号として用いるか、ある
いは第３図（ｂｌに示すように、２ω成分な通ｊ帝城瀘
波器Ｆを用い、平衡変調波Ｅ（２ωｔ）を出力信号とし
ていた。あるいはまた、起磁力検出方式では、第３図（
ａ）（破線で囲まれた部分あり）に示すように、Ｅｓ　
（２ωｔ）を積分した形を出力信号としていた。

本出願人は先に％願昭５８−２０６８０４号において、
磁界検出のための従来の磁気変調型磁束検出器を改良し
、その出力信号に依存する量を磁束に負帰還する起磁力
負帰還系より成る起磁力検出器を提案した。第４図はそ
の起磁力検出器の模式図で、図中６は起磁力負帰還用巻
線、■ｏは帰還電流な衣わ丁。第５図は第４図に示す検
出器の等価磁気回路図で、７は帰還ループ、Ｆｏは帰還
起磁力を意味する。第６図は第４図に示す検出器を用い
た起磁力検出器の従来の構成例で、ｎ２は起磁力負帰還
用巻線６の巻数、Ｋ２は定数である。この構成では、人
力起磁力ＦｓＫ対応する帰Ｒ起磁力ＦＣを得るため、帰
還電流Ｉｃを８装とし、そのため変調された信号Ｅ、、
（２ωｔ）−ｉ：たはｇ；（ｚωｔ）から、四則検波、
サンプルおよびホールド回路ＡＤ等によって振幅検知を
行ない、そのようにして得られる出力電圧なＶ−１変換
器により直流に変換して、それらの信号の伽幅値に比例
した直流電流が得られる。

この起磁力検出器では、許容入力は拡大され、歪の少い
出力が得られるという利点が得られるが、従来型磁気変
内型磁束検出器には存在しｔ（かった起磁力負帰還用巻
層６．またはこれに代る端子が必装であった。このため
、従来型磁束検出器の形式を剛いている様器中の検出部
と上記起磁力検出器の検出部％麹及び出力信号形式の間
に互換性を、持たせることはできなかった。

発明の目的 本発明の目的は、従来の磁気変調型磁束検出器と同じ巻
線及び出力（Ｍ号形式を有し、しかも起磁力負＃還糸が
備えている利点もまた持っている起磁力検出器を提供す
ることである。

発明の概要 」二記目的を達成するために、本発明による起磁力検出
器は、磁気回路中に磁気コアを含み、該コアを還流する
磁束に応答して出力電圧を発生する磁束検出手段と、上
記出力電圧に対応する起磁力を発生させる起磁力負帰還
手段とン偏え、入力起磁力と負帰還起磁力との差に応じ
て上記起磁力が発生し、検出巻線が起磁力負帰還用巻線
としても使用され、起磁力信号成分が上記巻線の出力か
ら、周波数帯域ン限定し、検出されることを要旨とする
。本発明の有利な実施の態様においては、帰還ループ内
で負ｋｔｔＲ成分に類似する信号を発生させ、巻線出力
信号に加減することによって信号比率が高められる。本
発明の他の一つの有利な実施の態様においては、平衡変
調波出力が、検出巻線に訪起される電圧信号またはその
電圧を積分して得られる信号から、借域認波器ケ介して
得られる。

以下に、図面を参照しながら、実施例〉用いて本発明を
一層詳細に説明するが、それらは例示に過ぎず、本発明
の枠を越えることなしにいろいろな変形や改良があり得
ることは勿論である。

実　施　例 第７図は本発明の起磁力検出器の基本的な構成を示す模
式図で、巻線の型式に関しては第１図と全く同じで、検
出巻線３が起磁力負＃還用巻腺としても使用される点で
の４異っている。丁なわち、本発明は、検出巻線として
は電圧出力を取り扱っており、起磁力負帰還用巻線とし
ては電流の制御対象であり、電圧と電流を別個に取り扱
うことに着目する。第７図に示す装置の等価磁気回路図
は第８図のようにＩｉｊ＋き表わされる。

この系では、＠線が抵抗を持っているから、これに帰Ｒ
電流を流すと、不要な電圧が出力電圧に１畳する。この
電圧と出力電圧の間に大きな差は得られないから、磁束
信号としての検出巻線の出力信号のＳ／Ｎ比はこのまま
では非常に悪い。

ところで、人力起磁力Ｆｓ　Ｋ対する検出巻線に誘起さ
れる電圧ＥＩＳおよびそれから帯域濾波器２通して得ら
れる信号Ｅ、が２ωヶ主成分とする条幅変調波であるこ
とがわかっている。また、信号検出の条件から、通常入
力起磁力Ｆ８の帯域に較べ２ωを十分大きくとる。この
ことは起還起出力Ｆｃと２ωの間にもイａ号帝域に差が
あることがわかる。したがって、先に入力起磁力Ｆ０に
比例する信号と検出巻線に誘起される電圧Ｅ２が１畳さ
れた形で出力されると述べたが、これらの信号間には帯
域に差があり、この重畳信号の中で検出巻線に誘起され
る電圧Ｅｊ酸成分高周波側に含まれる。

第９図は第７図に示す検出器を用いた本発明の一実施例
で、図示のように検出巻線３に誘起される信号Ｅ８を低
域カット・フィルタＨＰＦを通過させることによって帰
還起磁力Ｆ。の帯域成分を低減させ、−Ｊｉ出力電圧の
中からＥｓ成分を取り出すことができる。セしてＶ−Ｉ
変換器からの帰還電流ｌ。は検出巻線３に与えられて負
帰還起磁力Ｆ。を発生する。この帯域分離力式によって
、第１図に示す従来の磁気変調型磁束検出器の巻肪型式
で負帰還をかけた起磁力検出器が構成される。

条件によっては、帰還起磁力Ｆ。の帯域と２ωの帯域と
の間に大きな差を設けることができない場合、あるいは
負帰還起磁力Ｆ。の振幅が検出巻耐に誘起される電圧Ｅ
ｓに対して太ぎい場合がある・このようなときは、低域
カット・フィルタＨＰＦに急峻な特性のものを必要とす
る等１難を伴う。

一方、第７図の出力電圧中に含まれる帰還起磁力Ｆｃを
作り出す帰還電流１０に起因する電圧成分は■ｃに比例
１−るものとなる。そこで、事前に巻線の抵抗器によっ
て発生するであろう電圧を作り出しておぎ、検出巻線３
の出力電圧から差し引くことにより、低域カット・フィ
ルタｌ−Ｉ　Ｐ　Ｉ”の人力点でのＦＣ成分な低減する
ことができる。この構成の起磁力検出器の生費部を第１
Ｏ図に示す。図中ＶＢは巻線の抵抗器によって発生する
であろう電圧を作り出し、検出巻線３０出方電圧から差
し引（ための可変抵抗器でＥ。ｎはその出力を恩味し、
Ｒｃｏｉｌは帰還電カニ。によって検出巻線中に電圧Ｅ
ｏが訪赳されることを模式的に示す。

第３図［ｂｌにおいては、帯域濾波器Ｆを経て平衡変調
波が作られている。一方、第９図においては１、出力は
＠流′亀流■。どなっている。したがって、これらの出
力化−＠間に互換性はない。

しかしながら、第３図において帯域濾波器Ｆの前段の信
号である戯またはＥ５は第９図忙おいても信号の中に含
まれている。さらに、それらの信号の１１ｉｉ＠は直流
出力ｌｃと比例する。ＩＣとＦｓは比例するから、Ｅｔ
またはＥｓとＦ８もまた比例する。よって、信号系内の
利得配分を適当に調腔し、Ｅ８またはＦＪ８信号を帯域
濾波器Ｆ）ｋ通して出力するものとすれば、起磁力検出
器においても磁気変調型磁束検出器と同じ平衡変調波出
力を得ることができる。

このような１１４成による本発明の実施例ヶ第１１図に
示す。

また、Ｆ、の信号主成分は２ω帝域に含まれるから、２
ω帝域瀘波器Ｆは負帰還系内に含ませることもできる。

この構成ケ第１２図に示す。この構成では、低域カット
・フィルタＨＰＦＫ直列に帯域濾波器Ｆがはいっている
から、低域低減効果が帰還ループ内で大となる利点があ
る。

第１２図に示すように、適宜利得配分ンして帯域濾波器
を介して出力信号を得る形式とすることにより、直流に
刺する変調器を別途外部に付加することなく、磁気変調
型磁束検出器と同等の平衡変調波出力を起磁力検出器か
ら得ることができる。

発明の詳細 な説明した通り、本発明によれば、起磁力負帰還系を有
する起磁力検出器においても従来の磁気変調型磁束検出
器と同じ＠線型式を使用することができ、また帯域濾波
器を付加することによって従来と同じ出力信号型式とす
ることができ、従来の磁気変調型磁束検出器と起磁力検
出器の間で広範な互換性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第４図はそれぞれ磁気変調型磁束検出器お
よび従来の起磁力検出器の模式図、第２図ｉよひ第５図
はそれぞれ第１図および第４図に示す検出器の等価磁気
ｌ」路図、第３図（ａｌ　、　（ｂＪおよび第６図はそ
れぞれ第１図および第４図に示す検出器を用いた従来の
起磁力検出器を示すブロック図、第７図は本発明の起磁
力検出器の基本的１よ構成を示す模式図、第８図は第７
図に示す検出器の等価磁気回路図、第９図は第７図に示
す検出器を用いた本発明の一実施例ヶ示すブロック図、
絹ｌＯ図から巣１２図までは三つの異った態様の縞７図
に対応する本発明の他の実施例を示すブロック図である
。 １−°・コア、２・・・励磁巻線、３・・・検出巻線、
４・・・変調器、５・・・検出巻線およびその後に接続
された電気回路、６・・・起砲力負帰還用巻想、７・・
・帰還ループ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　磁気回路中に磁気コアを含み、該コアに還流す
   る磁束に応答して出力電圧を発生する磁束検出巻線と、
   上記出力電圧に対応する電流を該検出巻線に与えて負帰
   還起磁力を発生させる起磁力負帰還手段とを備え、人力
   起磁力と負帰還起磁力との差に応じて上記侮東が発生す
   るように構成したことを特徴とする起磁力検出器。
2. （２）起磁力信号成分か上記巻線の出力から、周波数蛍
   域を限定し、検出されるようにしたことをｔＰｆ做とす
   る特許請求の範囲第１項記載の起磁力検出器。
3. （３）前記負帰還手段において負帰還成分に類似する４
   ６号を発生させ、巻線出力信号に加減することにより信
   号比率を渇くすることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の起磁力検出器。
4. （４）　前記負帰還手段が帯域濾波器を含み検出巻線に
   誘起される電圧信号またはその電圧を積分して得られる
   信号から上記帯域濾波器を介して平衡変調波出力を得る
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の起磁力検
   出器。