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公開番号2025037631
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-18
出願番号2023144681
出願日2023-09-06
発明の名称磁気センサ及び磁気計測装置
出願人国立研究開発法人産業技術総合研究所,愛知製鋼株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G01R 33/02 20060101AFI20250311BHJP(測定;試験)
要約【課題】外部磁気から出力信号への変換利得の変動を抑制することが可能な磁気センサ及び磁気計測装置を提供する。
【解決手段】外部磁気に応じた検出信号を出力する磁気検出部と、検出信号に所定の信号処理を施すことにより出力信号を生成する信号処理部と、出力信号に基づいてフィードバック電流を発生させて磁気検出部に出力する電流発生部を備え、外部磁気から出力信号への変換利得の変動を抑制する安定化部とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
外部磁気に応じた検出信号を出力する磁気検出部と、
前記検出信号に所定の信号処理を施すことにより出力信号を生成する信号処理部と、
前記出力信号に基づいてフィードバック電流を発生させて前記磁気検出部に出力する電流発生部を備え、前記外部磁気から前記出力信号への変換利得の変動を抑制する安定化部と
を備えることを特徴とする磁気センサ。
続きを表示（約 980 文字）【請求項２】
前記安定化部は、
前記フィードバック電流を所定の基準電流と比較する比較部と、
前記比較部の比較結果に基づいて前記変換利得の変動を抑制する補正信号を生成する補正信号生成部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項３】
前記安定化部は、前記補正信号に基づいて前記フィードバック電流が前記基準電流と等しくなるように前記電流発生部を制御することを特徴とする請求項２に記載の磁気センサ。
【請求項４】
前記安定化部は、前記補正信号に基づいて前記フィードバック電流が前記基準電流と等しくなるように前記出力信号に補正処理を施すことを特徴とする請求項２に記載の磁気センサ。
【請求項５】
前記電流発生部は、
前記磁気検出部の高電圧側に接続され、前記出力信号に基づいて前記フィードバック電流を発生させる高電圧側電流発生器と、
前記磁気検出部の低電圧側に接続され、前記出力信号に基づいて前記フィードバック電流を発生させる低電圧側電流発生器と
を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気センサ。
【請求項６】
前記出力信号は、デジタル信号であり、
前記電流発生部は、前記出力信号をデジタル／アナログ変換することにより前記フィードバック電流を生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気センサ。
【請求項７】
前記比較部は、前記フィードバック電流と前記基準電流との比較においてヒステリシス特性を有することを特徴とする請求項３又は４に記載の磁気センサ。
【請求項８】
前記補正信号生成部は、所定期間に亘る不感帯を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の磁気センサ。
【請求項９】
前記磁気検出部は、
前記外部磁気を検出するピックアップコイルと、
前記フィードバック電流が通電される磁気フィードバックコイルと
を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気センサ。
【請求項１０】
前記磁気検出部は、磁気インピーダンス素子であることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気センサ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気センサ及び磁気計測装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、一つのピックアップコイルで誘導電圧の検出とバイアス磁界の発生とを行う場合において、外部磁界に対応する誘導電圧を正確に検出可能な磁気センサ及び生体磁気計測装置が開示されている。
【０００３】
この背景技術は、磁性材料を有するセンサヘッドと、センサヘッドに通電する駆動部と、センサヘッドに近接したピックアップコイルと、ピックアップコイルに通電することでバイアス磁界を発生させ、且つ、ピックアップコイルに生じる電圧に応じた信号を検出する情報処理部とを備え、情報処理部は、センサヘッドが通電されている通電状態の場合にピックアップコイルに生じる電圧に応じた第１信号と、センサヘッドが通電されていない非通電状態の場合にピックアップコイルに生じる電圧に応じた第２信号との差分を示す差分信号を生成する、とういう解決手段を採用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２２－１０００５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記背景技術では、バイアス磁界の発生手法として、出力信号に応じた電流をピックアップコイルに帰還（フィードバック）することで外部磁界と逆位相のバイアス磁界を発生させる磁気フィードバックを採用している。具体的には、背景技術では、出力信号を電流発生器として機能する抵抗器を用いて電流に変換してピックアップコイルにフィードバックさせている。
【０００６】
このような磁気フィードバックを用いる場合、ピックアップコイルによる外部磁界（外部磁気）の検出から出力信号の生成に至る磁気信号から電気信号への変換利得は、主にフィードバック経路に設けられた電流発生器（電流発生部）の精度によって決まる。しかしながら、この電流発生器は、製造バラツキや温度などにより出力電流が変動するため、磁気計測装置の変換利得が変動するという問題がある。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、外部磁気から出力信号への変換利得の変動を抑制することが可能な磁気センサ及び磁気計測装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明では、磁気センサに係る第１の解決手段として、外部磁気に応じた検出信号を出力する磁気検出部と、前記検出信号に所定の信号処理を施すことにより出力信号を生成する信号処理部と、前記出力信号に基づいてフィードバック電流を発生させて前記磁気検出部に出力する電流発生部を備え、前記外部磁気から前記出力信号への変換利得の変動を抑制する安定化部とを備える、という手段を採用する。
【０００９】
本発明では、磁気センサに係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記安定化部は、前記フィードバック電流を所定の基準電流と比較する比較部と、前記比較部の比較結果に基づいて前記変換利得の変動を抑制する補正信号を生成する補正信号生成部とを備える、という手段を採用する。
【００１０】
本発明では、磁気センサに係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、前記安定化部は、前記補正信号に基づいて前記フィードバック電流が前記基準電流と等しくなるように前記電流発生部を制御する、という手段を採用する。
（【００１１】以降は省略されています）

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