磁元件控制装置、磁元件控制方法、以及磁检测装置制造方法
【专利摘要】本发明的磁元件控制装置(100、110、120、130)具有生成交替信号的励磁信号生成部(1017)；根据所述交替信号生成交替电压信号，并基于所述交替电压信号生成对励磁线圈(52)施加的励磁信号的励磁信号调整部(1016)；检测由所述励磁信号的电流方向切换时的感应电动势产生的正电压或负电压的检测信号的检测信号比较部(1012)；将所述正电压和所述负电压的所述检测信号间的时间宽度转换成电压信息的回授信号转换部(1014)；根据所述电压信息生成用于产生将正施加于磁元件的稳定磁场抵消的磁场的回授信号的回授信号调整部(1013)；以及将所述回授信号作为表示磁场强度的数据信号而输出的数据信号转换部(1015)，所述励磁信号调整部(1016)对所述交替电压信号叠加所述回授信号来生成所述励磁信号，将生成的所述励磁信号施加于所述励磁线圈(52)。
【专利说明】磁元件控制装置、磁元件控制方法、以及磁检测装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及信号处理用电路、使用了信号处理用电路的物理量测量装置，尤其涉及对时间分解型磁通门(Fluxgate)方式(以下表示为FG方式。)的磁元件进行驱动的磁元件控制装置、磁元件控制方法、以及使用磁元件控制方法来检测磁场的磁检测装置。
[0002]本申请基于2012年5月15日申请的日本特愿2012-111670号而主张优先权，这里引用其内容。
【背景技术】
[0003]—般，FG方式的磁元件与同样作为检测磁的磁元件的霍尔元件或者磁阻元件相t匕，由于检测磁场的灵敏度高且能够小型化，因此被用于便携电子设备等方位检测装置等。
[0004]图10是表示时间分解型FG方式的磁元件(磁场比例式测定)的构成例的图。如图10所示，对FG方式的磁元件而言，针对由高磁导率材料形成的磁性体芯的外周面缠绕有励磁绕组和检测绕组。缠绕有励磁绕组的区域作为励磁线圈而被励磁信号驱动，缠绕有检测绕组的区域作为检测线圈而输出检测信号。
[0005]图11是使用时间分解型FG方式的磁元件来说明磁场比例式中的磁场检测的原理的波形图。图11的PART (a)表示对磁元件的励磁线圈供给的励磁电流，纵轴表示励磁电流的电流值，横轴表不时刻。图11的PART(b)表不磁兀件的励磁线圈使磁性体芯内产生的磁场的磁通密度，纵轴表示磁通密度，横轴表示时刻。图11的PART(C)表示磁元件的检测线圈因感应电动势而产生的脉冲的电压值，横轴表示时刻。
[0006]在图11中为了驱动励磁线圈，将励磁电流Id的信号(以下称为励磁信号)作为一定周期交替的电流的励磁信号、即如图11的PART (b)所示那样作为三角波形状的励磁信号(即，三角波电流信号)施加于励磁线圈的端子TIl与端子TI2之间。
[0007]由此，在励磁电流的朝向变化的时间(励磁电流的正负的交替时间段)中，在图11的PART (c)的情况下，在时刻tl和时刻t2检测线圈产生因感应电动势引起的正负的脉冲，将该脉冲的电压Vp作为检测信号。该检测信号与三角波电流信号的周期对应地作为连续具有正负极性的电压的脉冲而产生于检测线圈的端子间。
[0008]在对该磁元件施加了贯通由磁性体芯的励磁绕组和检测绕组所形成的圆筒空间的稳定磁场Hex的情况下,在励磁绕组中流过与该稳定磁场对应的稳定电流。即，上述的稳定电流作为偏移(offset)被叠加于对励磁绕组施加的励磁信号的励磁电流Id。
[0009]结果，通过该偏移，使得因交替的励磁信号引起的励磁线圈的驱动状态发生变化，即励磁电流Id流动的方向发生变化的时刻在被施加稳定磁场Hex的情况下和未被施加稳定磁场Hex的情况下变化。
[0010]此时，如图11的PART (a)所示，施加有与励磁线圈产生的磁场相同方向的稳定磁场Hex的(Hex > O)情况与未施加稳定磁场Hex的(Hex = O)情况相比,励磁电流Id流动的方向发生变化的横轴LI在横轴L2的位置变化。另一方面，施加有与励磁线圈产生的磁场相反方向的稳定磁场Hex的(Hex < O)情况与未施加稳定磁场Hex的情况相比,励磁电流Id流动的方向发生变化的横轴LI在横轴L2的位置变化。
[0011]由此，根据该励磁电流Id流动的方向发生改变的定时而变化的磁性体芯内的磁通密度Φ的变化也对应于叠加于励磁电流Id的稳定电流而变化。
[0012]而且，在磁通的方向发生了变化时，针对检测线圈在将磁通的变化抵消的方向产生感应电动势，即在励磁电流Id从正向负变化的定时，检测信号作为负电压的脉冲而产生。另一方面，在励磁电流Id从负向正变化的定时，检测信号作为正电压的脉冲而产生。
[0013]因此，FG型的磁元件通过将未被施加稳定电流Hex的情况下的检测信号被输出的定时与施加有稳定电流Hex的情况下的检测信号被输出的定时进行比较，能够间接地测定稳定磁场Hex的大小。即，在被施加了稳定磁场Hex的情况下，由于在驱动用线圈流动特定的稳定电流，所以励磁信号中叠加有一定的偏移，负电压和正电压的脉冲状的检测信号的时间间隔发生变化。
[0014]因此，使用了 FG型的磁元件的磁场检测装置通过测定负电压和正电压的脉冲状的检测信号产生的时间间隔，来测定从外部施加的稳定磁场Hex的强度(例如，参照专利文献1、专利文献2、以及专利文献3)。
[0015]这里，将施加于励磁线圈的励磁电流Id的最大值设定为产生成为磁性体芯的饱和磁通密度以上的磁场的值。由此，磁元件的测定磁场范围由励磁信号的一个周期的时间、和与作为因施加稳定磁场Hex而引起的偏移(offset)的稳定电流的电流值对应的时间变化(以下称为励磁效率)来决定。
[0016]即，从时刻t0到时刻t3是励磁信号的一个周期,该周期宽度为时间T。在未被施加稳定磁场Hex的情况下(Hex = O)，由于从负电压的检测信号(以下称为第I检测信号)被输出的时刻tl到正电压的检测信号(以下称为第2检测信号)被检测出的时刻t2为止的时间成为励磁信号的半个周期，所以为时间T/2。
[0017]另外，在施加有稳定磁场Hex的情况下，从该第I检测信号被输出到检测出第2检测信号为止的时间宽度(以下称为测量时间宽度)相对于时间T/2发生变化。这里，如图11所示，在稳定磁场Hex的磁通方向为实线箭头的情况下(Hex > O),由于与励磁线圈生成的磁通方向为同一方向，所以时间宽度Tm变得比时间T/2短(T0 > Tm)。另一方面,在稳定磁场Hex的磁通方向为虚线箭头的情况下(Hex < O)，由于与励磁线圈生成的磁通方向为相反方向，所以时间宽度Tp变得比时间T/2长(Τρ>Τ0)。这里，TO = T/2。
[0018]接着，图12是表示时间分解型FG方式的磁元件(磁场平衡式测定)的构成例的图。如图12所示，磁场平衡式测定中的FG方式的磁元件与图10的磁元件不同，对于由高磁导率材料形成的磁性体芯的外周面，除了励磁绕组和检测绕组之外，还缠绕有反馈(以下称为FB)绕组线圈。缠绕有励磁绕组的区域作为励磁线圈而被励磁信号驱动，缠绕有检测绕组的区域作为检测线圈而输出检测信号，缠绕有反馈绕组的区域作为反馈线圈而被反馈信号驱动。
[0019]接着，图13是使用时间分解型FG方式的磁元件来说明磁场平衡式中的磁场检测的原理的波形图。
[0020]图13的PART (a)表示向磁元件的励磁线圈供给的励磁电流，纵轴表示励磁电流的电流值，横轴表示时刻。励磁电流是以基准电流值OA(O安培)为界的正负交替信号。图13的PART(b)通过施加于磁元件的FB线圈的电流来表示FB信号(即回授信号)，纵轴表示FB信号的电流值，横轴表示时刻。图13的PART(C)表示磁元件的检测线圈因感应电动势而产生的脉冲的电压值，横轴表不时刻。
[0021]如图13所示，在磁场平衡式测定的情况下，通过上述FB线圈产生将施加于磁元件的稳定磁场(通过磁性体芯内的稳定磁场)抵消的磁场。
[0022]而且，根据使FB线圈产生将稳定磁场抵消的磁场时的电流值，来测定施加于磁元件的稳定磁场。
[0023]在磁场平衡式中，作为产生用于将磁性体芯内的稳定磁场抵消的磁场的线圈，除了励磁线圈和检测线圈之外，还对磁元件设置有上述FB线圈。
[0024]以下，在本说明书中，将施加FB信号来将磁性体芯内的稳定磁场抵消，从而进行磁场的测定的方式称为FB线圈FB控制。
[0025]另外，在磁场平衡式测定的情况下，与已说明的磁场比例式同样，在施加于励磁线圈的励磁信号的正负的交替时间段测定检测线圈产生的脉冲的时间间隔。而且，对FB线圈施加FB信号，以使得从测定出的负电压的检测信号被输出的时刻tl到正电压的检测信号被检测出的时刻t2为止的时间成为T/2。
[0026]例如，在图13的PART (C)中，若时刻11与时刻t2的时间宽度变得比T/2宽，则如图13的PART(a)所不那样被施加负方向的稳定磁场,实际上励磁信号的曲线从曲线LO向曲线L2变化。因此，为了将励磁信号的曲线L2返回至时刻tl与时刻t2的时间宽度成为T/2的曲线LO的位置，对FB线圈施加图13的PART(b)中的线FB2的电流值的FB信号。
[0027]另一方面，在图13的PART(C)中，若时刻11与时刻t2的时间宽度变得比T/2窄，则如图13的PART (a)所示那样被施加正方向的稳定磁�。导噬侠判藕诺那叽忧週O向曲线LI变化。因此，为了将励磁信号的曲线LI返回至曲线LO的位置，对FB线圈施加图13的PART(b)中的线FBl的电流值的FB信号。
[0028]然后，根据以时刻tl与时刻t2的时间宽度变为T/2的方式施加于FB线圈的FB信号的电流值，来求出施加于磁兀件的稳定磁场的强度。
[0029]此外，在上述的说明中，说明了将图13的PART(a)中的纵轴分量作为电流，将施加于励磁线圈的励磁信号作为电流信号的情况，但是也可以将纵轴分量表现为励磁线圈的端子的两端的电压值。该情况下，在图13的PART (a)中，与横轴交叉的纵轴的电压作为基准参照电压而被表示为Vref (在电流表述中为0A)。
[0030]接着，图14是表示使用了 FB线圈FB控制中的磁元件控制装置的磁检测装置的构成例的框图。在图14中，磁元件100由检测线圈、励磁线圈、FB线圈构成。
[0031]磁元件控制装置200由磁元件控制部201、时钟信号生成部202、以及时钟信号调整部203构成。
[0032]时钟信号生成部202生成周期T的时钟，并对时钟信号调整部203输出。
[0033]时钟信号调整部203调整被供给的时钟的信号电平，并将调整后的时钟向磁元件控制部201输出。
[0034]磁元件控制部201具备:检测信号放大部2012、检测信号比较部2013、回授信号调整部2014、回授信号转换部2015、数据信号转换部2016、励磁信号调整部2017、以及励磁信号生成部2018。
[0035]励磁信号生成部2018根据从时钟信号调整部203供给的时钟，来生成作为图13的PART (a)所示的励磁信号的三角波。
[0036]励磁信号调整部2017调整从励磁信号生成部2018供给的励磁信号的电压电平，将其作为励磁信号供给至励磁线圈。
[0037]励磁线圈在磁元件100的磁性体芯内生成与三角波对应的磁场。
[0038]检测线圈在磁性体芯内的励磁信号的正负交替时间段产生脉冲。
[0039]检测信号放大部2012将从检测线圈供给的脉冲的电压电平放大，并作为检测信号向检测信号比较部2013输出。
[0040]检测信号比较部2013求出脉冲(检测信号)的时刻tl和时刻t2的时间宽度与T/2的差量，并将该差量向回授信号转换部2015输出。
[0041]回授信号转换部2015根据被供给的差量来求出向FB线圈供给的FB信号的电流值。
[0042]这里，回授信号转换部2015从被预先写入到内部存储部而存储的FB电流值中表读出与差量对应的电流值，来求出FB信号的电流值。
[0043]FB电流值表是表示上述差量与将磁性体芯内的稳定磁场抵消的电流值(数字值)的对应的表。
[0044]回授信号调整部2014将从回授信号转换部2015供给的FB信号的电流值转换成D/A (Digital/Analog)，并将所生成的作为FB信号的电流向FB线圈输出。另外，回授信号调整部2014将从回授信号转换部2015供给的FB信号的电流值向回授信号调整部2014输出。
[0045]回授信号调整部2014根据被供给的FB信号的电流值，求出在磁性体芯内抵消了的稳定磁场的强度、即施加于磁元件100的稳定磁场的强度。这里，回授信号调整部2014从被预先写入到内部存储部而存储的电流值磁场表中读出与FB信号的电流值对应的磁场强度，来求出施加于磁兀件100的磁场的强度。电流值磁场表是表不上述FB信号的电流值与被施加的稳定磁场的强度的对应的表。
[0046]在使用上述的时间分解型FG方式的磁元件来进行磁场比例式中的磁场检测的情况下，能够测定的磁场范围由因磁元件100的磁性体芯的材料和构造引起的对线圈施加的单位电流的产生磁场量(以下称为励磁效率)、和励磁信号的强度决定。
[0047]另一方面，在使用时间分解型FG方式的磁元件来进行磁场平衡式中的磁场检测的情况下，无论对磁元件100施加的稳定磁场如何，都按照以一定的时间间隔(T/2)输出检测信号的方式将磁性体芯内的磁场维持为平衡状态。因此，可基于磁元件100整体的电源电压在受限、即能够供给FB信号的电流值的范围内进行磁场的测定。
[0048]另外，在使用时间分解型FG方式的磁元件来进行磁场比例式中的磁场检测的情况下，由于检测信号被输出的时间间隔根据磁场而变化，所以磁灵敏度的线性被直接反映于磁元件100的特性。
[0049]另一方面，在使用时间分解型FG方式的磁元件来进行磁场平衡式中的磁场检测的情况下，由于作为磁元件的特性，励磁效率的磁场依赖性较�。匀菀孜旨觳庑藕诺牟ㄐ�、和检测信号产生的时间间隔的稳定性。
[0050]因此，在作为测定对象，应用于在全部测定电流范围内以维持了线性的状态测定由数百A(安培)左右的电流产生的磁场的磁元件的情况下，与磁场比例式相比，以往主要使用磁场平衡式中的磁场检测。
[0051]专利文献1:日本国特开2008-292325号公报
[0052]专利文献2:日本国特开2007-078423号公报
[0053]专利文献3:日本国特开2007-078422号公报
[0054]在使用上述的时间分解型FG方式的磁元件并通过磁场比例式进行磁场检测时，与已叙述那样，能够测定的磁场范围被磁元件100的励磁效率和励磁信号限制。
[0055]因此，在应用磁场比例式的磁元件作为最大测定电流为数百A左右的电流传感器的情况下，存在除了磁元件单体的输出的线性针对磁场强度的依赖性之外，因驱动磁元件的电源电压或者允许最大电流值的限制，可得到高精度输出的线性磁场的测定范围受限的问题。
[0056]另外，在检测线圈产生的检测信号的波形依赖于稳定磁场Hex的强度以及磁性体芯的温度而变化的情况下，检测信号的波形的上升的时间微分值与检测信号的输出变动存在关联。因此，由于检测信号的输出的时间变动值依赖于磁场的强度而变化，所以在磁场强度的测定中，尤其是时间变动值随着磁场的强度变高而增加，无法以高精度进行磁场的检测。
[0057]另一方面，在使用时间分解型FG方式的磁元件并通过磁场平衡式来进行磁场检测时，在FB线圈FB控制中，FB信号一般通过电流控制来进行。
[0058]如已叙述那样，FB控制信号中的电流值与因该电流值而产生的磁场的强度处于比例关系，即使因FB信号的电流值的不同而使FB线圈的电阻与温度对应地变化，FB信号的电流值也被以恒流控制。因此，即使在FB信号的电流值变大的高强度的磁场中，也能够维持磁元件的灵敏度的线性。
[0059]另外，即使在励磁线圈和FB线圈各自的励磁效率因磁元件的特性的个体偏差而变化的情况下，基于FB信号的磁场与稳定磁场的磁场平衡的收敛状态也被输出FB信号的控制电路的特性限制，收敛中的残差(误差)不变化。
[0060]并且，在励磁线圈的励磁效率与FB线圈的励磁效率之比被保持为固定的情况下，由于励磁线圈与FB线圈的磁灵敏度之比不变化，所以基于FB信号的磁场与稳定磁场到成为磁场平衡为止的收敛时间也不变化。
[0061]因此，在通过半导体工艺等同时形成磁元件中的励磁线圈和FB线圈的情况下，SP使励磁线圈和FB线圈各自的电阻变化，由于线圈电阻之比也被维持，所以作为磁场平衡的收敛指标的平衡状态下的残差以及到达平衡状态的时间不变化。
[0062]然而，当使用时间分解型FG方式的磁元件并通过磁场平衡式来进行磁场检测时，在FB信号以电流值控制FB线圈产生的磁场的强度的情况下，需要对与磁场的强度对应的电流值进行恒流控制。因此，必须安装进行恒流控制的电压电流转换电路，使得对施加于FB线圈的电流进行控制的控制部的电路规模增大，消耗电流也增加。
[0063]另外，由于电压电流转换电路内的产生恒流时的内部的基准电位伴随着FB信号的电流值的增加而时间性变动、不稳定，所以被输出的恒流发生变动。
【发明内容】
[0064]本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于，提供使用仅由励磁线圈和检测线圈构成的磁元件来进行使用了时间分解型FG方式的磁元件的磁场平衡式的磁场检测，无需设置向FB线圈供给恒流的电压电流转换电路的磁元件控制装置、磁元件控制方法以及磁检测装置。
[0065]本发明为了解决上述技术问题而提出，本发明的第一方式的磁元件控制装置是在基于时间分解型的磁平衡式来检测对由励磁线圈和检测线圈构成的磁通门型的磁元件施加的稳定磁场的强度时，控制上述磁元件的磁元件控制装置，具有:励磁信号生成部，其生成交替信号；励磁信号调整部，其根据上述交替信号生成交替电压信号，并基于上述交替电压信号生成对上述励磁线圈施加的励磁信号；检测信号比较部，其检测由上述励磁信号的电流方向切换时的感应电动势产生的正电压或者负电压的检测信号；回授信号转换部，其将上述正电压以及上述负电压的上述检测信号之间的时间宽度转换成电压信息；回授信号调整部，其根据上述电压信息来生成用于产生将施加于上述磁元件的稳定磁场抵消的磁场的回授信号；以及数据信号转换部，其将上述回授信号作为表示磁场强度的数据信号而输出，上述励磁信号调整部对上述交替电压信号叠加上述回授信号来生成上述励磁信号，并将生成的上述励磁信号施加于上述励磁线圈。
[0066]在本发明的第一方式的磁元件控制装置中，优选上述数据信号转换部通过预先设定的、上述回授信号的电压值和根据上述回授信号的上述电压值而生成的磁场强度具有线性的上述回授信号的电压范围外的电压值饱和的放大率来放大上述回授信号并进行输出。
[0067]在本发明的第一方式的磁元件控制装置中，优选还具有偏移电压调整部，该偏移电压调整部使与因测定稳定磁场的周围环境引起的磁场对应的偏移电压叠加于上述回授信号，并将被叠加了上述偏移电压的上述回授信号向上述回授信号调整部输出。
[0068]在本发明的第一方式的磁元件控制装置中，优选具有测定上述磁元件的温度的温度传感器，上述励磁信号调整部对上述交替电压信号乘以与上述温度对应的系数来校正上述交替电压信号，将上述回授信号叠加于校正后的上述交替电压信号，并将叠加后的上述交替电压信号作为上述励磁信号供给至上述励磁线圈。
[0069]在本发明的第一方式的磁元件控制装置中，优选具有测定上述磁元件的温度的温度传感器，上述励磁信号生成部与对应上述温度的系数相对应地调整上述交替电压信号的周期，将上述回授信号叠加于调整后的上述交替电压信号，并将叠加后的上述交替电压信号作为上述励磁信号供给至上述励磁线圈。
[0070]在本发明的第一方式的磁元件控制装置中，优选上述回授信号转换部根据上述时间宽度求出表示上述回授信号的电压值的占空比来作为上述电压信息，并将表示上述回授信号的上述电压值的上述占空比的矩形波向上述回授信号调整部输出，上述回授信号调整部生成作为与上述矩形波的上述占空比对应的直流电压的上述回授信号。
[0071]在本发明的第一方式的磁元件控制装置中，优选上述回授信号转换部求出上述时间宽度与预先设定的基准时间宽度的差量，根据上述差量求出表示上述回授信号的电压值的数字值来作为上述电压信息，并将上述数字值向上述回授信号调整部输出，上述回授信号调整部生成作为上述数字值所表示的直流电压的上述回授信号。
[0072]在本发明的第一方式的磁元件控制装置中，优选在选择了基于时间分解型的磁比例方式来检测磁场的强度的模式时，上述回授信号调整部将上述回授信号的电压值设为OV并供给至上述励磁信号调整部，上述回授信号转换部将上述时间宽度作为上述稳定磁场的测定数据而输出。
[0073]在本发明的第一方式的磁元件控制装置中，优选还具有产生周期性的时钟信号的时钟信号生成部，上述励磁信号生成部生成三角波信号作为与上述时钟信号同步的上述交替信号。
[0074]本发明的第二方式的磁元件控制方法是在基于时间分解型的磁平衡式来检测对由励磁线圈和检测线圈构成的磁通门型施加的磁元件的稳定磁场的强度时，控制上述磁元件的磁元件控制方法，该磁元件控制方法生成交替信号(励磁信号生成过程)，根据上述交替信号生成交替电压信号，并基于上述交替电压信号生成对上述励磁线圈施加的励磁信号(励磁信号调整过程)，检测由上述励磁信号的电流方向切换时的感应电动势产生的正电压或者负电压的检测信号(检测信号比较过程)，将上述正电压和上述负电压的上述检测信号间的时间宽度转换成电压信息(回授信号转换过程)，根据上述电压信息生成用于产生将正施加于上述磁元件的稳定磁场抵消的磁场的回授信号(回授信号调整过程)，将上述回授信号作为表示磁场强度的数据信号而输出(数据信号转换过程)，在生成上述励磁信号时(励磁信号调整过程)，对上述交替电压信号叠加上述回授信号来生成上述励磁信号，并将生成的上述励磁信号施加于上述励磁线圈。
[0075]本发明的第三方式的磁检测装置是检测被施加的稳定磁场的强度的基于磁场平衡方式的磁场检测装置，具有:磁通门型的磁元件，其由励磁线圈和检测线圈构成；励磁信号生成部，其生成交替信号；励磁信号调整部，其根据上述交替信号生成交替电压信号，并基于上述交替电压信号来生成对上述励磁线圈施加的励磁信号；检测信号比较部，其检测由上述励磁信号的电流方向切换时的感应电动势产生的正电压或负电压的检测信号；回授信号转换部，其将上述正电压和上述负电压的上述检测信号间的时间宽度转换成电压信息；回授信号调整部，其根据上述电压信息来生成用于产生将正施加于上述磁元件的稳定磁场抵消的磁场的回授信号；以及数据信号转换部，其将上述回授信号作为表示磁场强度的数据信号而输出，
[0076]上述励磁信号调整部对上述交替电压信号叠加上述回授信号来生成上述励磁信号，并将生成的上述励磁信号施加于上述励磁线圈。
[0077]根据该发明的方式，对励磁信号叠加产生将稳定磁场抵消的磁场的电压值的回授信号，并将稳定磁场被抵消(磁强度成为O)时的回授信号用作表示磁场强度的测定数据。因此，能够使用与磁比例式同样的构造的磁元件(不具有FB线圈而由励磁线圈和检测线圈构成的磁元件)来进行磁平衡式的磁场强度的测定。
[0078]因此，根据该发明的方式，能够将磁检测装置所采用的磁元件小型化，可实现磁检测装置的小型化，并且通过小型化能够使制造成本降低。
【专利附图】
【附图说明】
[0079]图1是说明本发明的原理的图。
[0080]图2是表示作为磁通门型磁元件的磁元件50的构成例的图。
[0081]图3是表示磁通门型磁元件的动作原理的图。
[0082]图4是表示第I实施方式涉及的磁元件控制装置110的构成例的图。
[0083]图5是表示第I实施方式中的磁元件控制装置110的动作例的流程图。
[0084]图6是表示第2实施方式涉及的磁元件控制装置120的构成例的图。
[0085]图7是表示第3实施方式涉及的磁元件控制装置130的构成例的图。.图8是说明第3实施方式中的磁元件控制装置130所进行的磁元件控制处理(基于数字值的回授信号的电压的生成处理)的动作例的流程图。
[0086]图9是说明第3实施方式中的磁元件控制装置130所进行的磁元件控制处理(基于模拟值的回授信号的电压的生成处理)的动作例的流程图。
[0087]图10是表示时间分解型FG方式的磁元件(磁场比例式测定)的构成例的图。
[0088]图11是使用时间分解型FG方式的磁元件来说明磁场比例式中的磁场检测的原理的波形图。
[0089]图12是表示时间分解型FG方式的磁元件(磁场平衡式测定)的构成例的图。
[0090]图13是使用时间分解型FG方式的磁元件来说明磁场平衡式中的磁场检测的原理的波形图。
[0091]图14是表示FB线圈FB控制中的使用了磁元件控制装置的磁检测装置的构成例的框图。
【具体实施方式】
[0092]<本发明的原理>
[0093]以下，参照附图对本发明的原理进行说明。图1是说明本发明的原理的图。磁元件控制装置100具备:磁元件控制部101、时钟信号生成部102、以及时钟信号调整部103。本发明的实施方式的磁元件控制装置100在通过时间分解型的磁平衡式来检测由检测线圈51和励磁线圈52构成的磁通门型的磁兀件50被施加的稳定磁场的强度时,控制对励磁线圈52施加的励磁信号。
[0094]磁元件控制部101具备:检测信号放大部1011、检测信号比较部1012、回授信号调整部1013、回授信号转换部1014、数据信号转换部1015、励磁信号调整部1016以及励磁信号生成部1017。
[0095]时钟信号生成部102由生成规定周期的时钟信号的振荡器构成，将所生成的时钟信号向时钟信号调整部103输出。
[0096]时钟信号调整部103进行将被供给的时钟信号的信号电平放大、或变更时钟信号的周期等处理，将处理结果的时钟信号向励磁信号生成部1017输出。
[0097]励磁信号生成部1017基于从时钟信号调整部103供给的时钟信号，生成作为交替信号、例如以OV为基准电位进行交替的交替电压信号的三角波信号。
[0098]励磁信号调整部1016以规定的放大率对由励磁信号生成部1017生成的三角波信号进行放大，生成三角波电压信号，并施加于励磁线圈52。
[0099]接着，图2是表示作为磁通门型磁元件的磁元件50的构成例的图。
[0100]在磁元件50的磁性体芯53缠绕有2个系统的绕组，磁元件50包括以一个系统绕组构成的检测线圈51和以另一个系统绕组形成的励磁线圈52。
[0101]接着，图3是表示磁通门型磁元件的动作原理的图表。对图3的PART(a)而言，纵轴表不电压，横轴表不时间，是表不向励磁线圈52供给的三角波电压信号的时间变化的图。在图3的PART(a)中，向励磁线圈52供给的三角波电压信号是以基准参照电压Vref (在本实施方式中作为一例为OV)为界的正负的交替信号。在图3的PART(b)中，纵轴表示电压，横轴表示时间。图3的PART(b)是表示当基于图3的PART(a)的三角波电压信号的在励磁线圈52中流过的励磁电流的方向发生变化(三角波电压信号的电压值的极性发生变化，由此励磁电流的电流值的极性发生变化)时，因感应电动势而在检测线圈51中产生的检测信号(时刻tl的第I检测信号、时刻t2的第2检测信号)的时间变化的图表。
[0102]这里，图3的PART (a)表示了由于稳定磁场(Hex)被施加给磁元件50，施加于励磁线圈52的三角波电压信号的基准电位从基准参照电压Vref偏离产生被施加的稳定磁场的DC电压量。另外，表示了第I检测信号(时刻tl)和第2检测信号(时刻t2)的产生定时与该三角波电压信号的和基准参照电压Vref因稳定磁场(Hex)引起的偏离对应地时间性偏离。
[0103]这里，从图3的PART(b)可知，若第I检测信号的时刻tl和第2检测信号的时刻t2间的时间宽度Tw与作为三角波的周期T的1/2的时间T/2的差量Td为0，则没有对磁元件50施加稳定磁场(Hex)，若差量Td为正，则施加有负的稳定磁场(Hex < O)，若差量Td为负，则施加有正的稳定磁场(Hex > O)。
[0104]返回到图1，检测信号放大部1011以预先设定的放大度来放大磁元件50的检测线圈51的两端的电压。
[0105]检测信号比较部1012对从检测信号放大部1011供给的被放大后的检测信号的电压值与预先设定的阈值电压值进行比较，来检测第I检测信号和第2检测信号(参照图3的 PART (b))。
[0106]这里，如图3所示，第I检测信号是负极性的脉冲，在对励磁线圈52施加的电压的极性从正向负变化的电压区域中因感应电动势而产生。另一方面，第2检测信号是正极性的脉冲，在对励磁线圈52施加的电压的极性从负(负电压)向正(正电压)变化的电压区域中因感应电动势而产生。
[0107]此外，在上述说明中，对施加于励磁线圈52的励磁信号为电压控制的信号的情况进行了说明，但励磁信号也可以是电流控制的信号。或者，也可以包含电压控制的信号和电流控制的信号双方。即，图3的PART(a)中的纵轴分量也可以是电流值。该情况下，图3的PART(a)中的交替信号的基准电流值为OA(O安培)。此外，在上述说明中，对将图3的PART (a)中的纵轴分量作为电压，将施加于励磁线圈的励磁信号作为电压信号的情况进行了说明，但也可以将纵轴分量表现为励磁线圈52中流过的励磁信号的电流值。该情况下，在图3的PART (a)中，与横轴交叉的纵轴的电流表示为0A(0安培)(在电压表述中为基准参照电压Vref)。
[0108]在本发明的原理中，使用了通过采用数字值的运算进行数字处理的构成、和通过采用模拟值的运算进行模拟处理的构成中的任意一种构成作为生成FB信号即回授信号的电压的构成，都能够构成磁元件控制装置100。以下，依次说明通过数字处理来生成回授信号的电压的构成和通过模拟处理来生成期间电压的构成。
[0109]通过数字处理来生成回授信号的电压的构成
[0110]检测信号比较部1012测量从第I检测信号到第2检测信号为止的时间宽度，求出该时间宽度Tw与三角波的周期T的一半时间、即T/2的差量Td( = Tw-(T/2))，并向回授信号转换部1014输出。
[0111]若从检测信号比较部1012供给作为时间信息的差量Td，则回授信号转换部1014根据该差量Td，生成用于生成作为FB信号的回授信号的电压的电压信息。
[0112]这里，在回授信号转换部1014中，表示差量Td和与该差量Td对应的数字值的电压信息的对应的时间电压信息表被预先写入并存储于内部的存储部。
[0113]而且，回授信号转换部1014从该内部的存储部中存储的时间电压信息表中读出与被供给的差量Td对应的电压信息，并向回授信号调整部1013输出。例如，电压信息是表示回授信号的电压值的数字值的数据。另外，电压信息被赋予差量Td的极性，即在差量Td为正时具有正极性，在差量td为负时具有负极性。因此，在对磁元件50施加有正极性的稳定磁场(Hex)的情况下,对励磁信号的电压叠加负极性的电压的回授信号,另一方面,在施加有负极性的稳定磁场(Hex)的情况下，对励磁信号的电压叠加正极性的电压的回授信号。
[0114]回授信号调整部1013基于从回授信号转换部1014供给的电压信息，生成电压信息所表不的电压值的回授信号，并作为FB信号而向励磁信号调整部1016输出。
[0115]这里，由于电压信息是数字值，所以回授信号调整部1013例如在内部具备D/A转换器，将被供给的作为数字值的电压信息输入至D/A转换器来得到直流电压，并作为回授信号向励磁信号调整部1016输出。
[0116]励磁信号调整部1016使从回授信号调整部1013供给的作为FB信号的回授信号叠加于在内部生成的三角波电压信号，并作为励磁信号施加于励磁线圈52。
[0117]另外，在对励磁信号叠加有回授信号的情况下，检测信号比较部1012检测的第I检测信号和第2检测信号的时间间隔处于T/2附近。
[0118]因此，检测信号比较部1012在已对励磁信号叠加有回授信号的情况下，作为输出的时间信息，为表示作为T/2的回授信号与目前施加的回授信号的误差的误差电压。因此，检测信号比较部1012在施加有励磁信号的情况下，将差量Td作为表示上述的误差电压的时间信息输出至回授信号转换部1014。
[0119]另外，若被供给表示误差电压的时间信息即差量Td，则回授信号转换部101如已述那样，从内部的存储部中存储的时间电压信息表读出与该差量Td对应的电压信息，并向回授信号调整部1013输出。
[0120]另外，回授信号调整部1013在内部具有存储部，电压信息被累计存储于该存储部，并使用该累计得到的电压信息来生成回授信号。
[0121]这里，回授信号调整部1013判定与差量Td对应的电压信息是否包含在预先设定的设定电压范围内。
[0122]然后，在该设定电压范围内不包含电压信息的情况下，回授信号调整部1013判定为对抵消施加于磁兀件50的稳定磁场没有影响的电压。
[0123]S卩，回授信号调整部1013判定为成为控制的精度的误差，且第I检测信号和第2检测信号的时间宽度大致为T/2。此时，回授信号调整部1013不将被设为该误差范围的电压信息累计于内部存储部的在此之前的时间信息而进行废弃。
[0124]数据信号转换部1015基于预先设定的放大度来对从回授信号调整部1013供给的电压信息放大，并向外部输出。
[0125]该数据信号转换部1015中的放大度被设定为仅将可预先线性测定的范围的回授信号的电压值的范围作为数据信号而输出的值。即，该放大度成为仅抵消稳定磁场的磁场和产生该磁场的电压值的回授信号保持线性的范围被放大了的电压，使范围外的电压饱和而成为一定电压。即，数据信号转换部1015基于回授信号的电压值和由该电压值生成的磁场强度具有线性的回授信号的电压范围外的回授信号的电压值饱和的、被预先设定的放大率，来放大回授信号并进行输出。
[0126]因此，该数据信号表示求出将稳定磁场抵消的磁场的强度的磁场电压、即稳定磁场的强度。处于外部的磁场强度检测装置(未图示)将该数据信号所表示的磁场电压的电压值转换成磁场的强度，并输出转换后的磁场的强度。
[0127]这里，在磁场强度检测装置中，表示磁场电压的电压值和与该磁场电压的电压值对应的磁场强度的对应的磁场强度表被预先写入到内部存储部而存储。
[0128]磁场强度检测装置从磁场强度表中读出由磁元件控制装置100供给的、与数据信号所表不的磁场电压的电压值对应的磁场强度，并作为稳定磁场(Hex)的强度的数值,显示于例如设置在磁场强度检测装置自身的显示部。在本发明的实施方式中，由磁元件控制装置100和上述的未图示的磁场强度检测装置构成磁检测装置。
[0129].由模拟处理生成回授信号的电压的构成
[0130]检测信号比较部1012将第I检测信号和第2检测信号向回授信号转换部1014输出。
[0131]回授信号转换部1014基于第I检测信号和第2检测信号被输出的周期(时刻tl与时刻t2的间隔、即时间宽度)，生成作为电压信息的具有占空比的脉冲，并将该脉冲作为电压信息向回授信号调整部1013输出。即，回授信号转换部1014根据上述时间宽度求出表示回授信号的电压值的占空比作为电压信息，并将表示该回授信号的电压值的占空比的矩形波向回授信号调整部1013输出。
[0132]回授信号调整部1013在以矩形波信号表示信息的情况下，通过PWM(Pulse WidthModulat1n:脉冲调制)电路等产生与占空比对应的直流电压，并作为回授信号而输出。
[0133]例如，在从第I检测信号到第2检测信号为止的时间宽度相对于从第2检测信号到第I检测信号为止的时间宽度较长的情况下，需要稳定磁场为负。因此，回授信号调整部1013产生使抵消稳定磁场的正磁场产生的直流电压的回授信号。
[0134]另一方面，在从第2检测信号到第I检测信号为止的时间宽度相对于从第I检测信号到第2检测信号为止的时间宽度较长的情况下，由于稳定磁场为正，所以回授信号调整部1013产生使抵消稳定磁场的负磁场产生的直流电压的回授信号。
[0135]即，回授信号调整部1013若被供给作为电压信息的脉冲，则生成与该脉冲的占空比对应的电压值的回授信号，并将所生成的回授信号向励磁信号调整部1016输出。
[0136]这里，回授信号调整部1013设置有例如使用运算放大器而构成的电压电流转换电路。由于在该电压电流转换电路中，使用运算放大功能的放大器，以正输入和负输入的电位差被维持为O的方式使该放大器发挥作用，所以从放大器的输出向正输入的电流信号与外部磁场成为比例关系。而且，通过将该与电流信号成比例的信号作为回授信号而施加于励磁线圈52,产生基于该回授信号的磁场,按照磁兀件50内的磁性体芯被施加的磁场一定的方式进行调整。作为结果，能够不依赖于外部的稳定磁场地将第I检测信号和第2检测信号的时间间隔保持为一定。
[0137]与数字处理的情况同样，励磁信号调整部1016使从回授信号调整部1013供给的回授信号叠加于在控制电路内部生成的三角波电压信号，将叠加了该回授信号的三角波电压信号作为励磁信号施加于励磁线圈52。
[0138]由于数据信号转换部1015的动作除了对模拟值进行放大之外，与数字处理相同，故省略说明。
[0139]另外,外部的磁场强度检测装置通过A/D (Analog/Digital)转换将从磁元件控制装置100供给的模拟值的数据信号转换成数字值，与在数字处理中说明的动作同样地求出磁场强度。
[0140]通过上述的构成，根据本发明的实施方式，由于使回授信号叠加于励磁信号，并将该励磁信号施加于励磁线圈52，所以能够利用磁比例式中通常使用的磁元件。另外，能够构成与在以往的基于时间分解型的磁平衡式的磁场强度的测定中所使用的设置有FB线圈的磁元件相比较便宜且小型的磁检测装置。
[0141]这里，不仅使磁元件小型化，在磁元件的尺寸与磁平衡式相同的情况下，通过使用FB线圈的区域而使励磁线圈或者检测线圈的匝数增加，能够因励磁效率的增加而进一步扩大稳定磁场的测定范围、提高检测线圈中的检测信号的S/N(Signal/Noise) t匕。
[0142]另外，根据本发明的实施方式，利用了磁比例式中通常使用的磁元件，但与基于磁比例式的磁场检测的情况相比，能够扩大施加于磁元件的稳定磁场的强度的范围。
[0143]另外，根据本发明的实施方式，由于对三角波电压信号叠加了回授信号作为FB信号，所以与以往的对FB线圈施加FB信号作为电流的情况相比，能够使生成恒流(FB信号)时的差动信号的基准电压的时间变动稳定化，并能够抑制所输出的数据信号的时间变动。
[0144]另外，根据本发明的实施方式，为了避免在励磁信号生成部1017生成三角波时因生成所使用的运算放大器的特性而处于基准电位附近的非线形区域(以下称为交越(cross over)失真)，能够通过FB控制来校正检测信号(第I检测信号、第2检测信号)的时间间隔。
[0145]例如，为了准确地判定成为磁平衡的定时，预先对三角波电压信号赋予偏移，并以基准电位与不具有交越失真的三角波的区域交叉的方式进行调整。在使用了 FB线圈的磁平衡式中，也能够以避免上述的交越失真的方式进行控制，但由于需要将作为FB信号而使用的回授电流暂时转换为作为电压信号的回授信号，所以不再是恒流控制。作为结果，磁场强度的检测的精度由于磁元件50的温度而劣化。
[0146]<第I实施方式>
[0147]接着，参照图4，对本发明的第I实施方式涉及的磁元件控制装置110进行。图4是表示本实施方式涉及的磁元件控制装置HO的构成例的图。
[0148]针对与在本发明的实施方式的原理中说明了的图1的磁元件控制装置100相同的构成赋予相同的符号。在图4中，磁元件控制装置110具备:磁元件控制部111、时钟信号生成部102、时钟信号调整部103、以及数据信号判定部104。
[0149]以下，仅针对与图1的磁元件控制装置100的构成和动作的不同之处进行说明。
[0150]磁元件控制部111中的偏移电压调整部1018在未对磁元件50施加测定对象的稳定磁场(Hex)的状态下，当第I检测信号和第2检测信号的时间宽度从基准的时间宽度、例如作为三角波的周期T的一半的T/2偏离时,产生用于校正该偏离的偏移电压。该偏移电压被设定为使稳定磁场为O，且与由磁元件50的设置位置的周围的环境产生的磁场的强度对应地将由该环境产生的磁场抵消的电压。
[0151]而且，偏移电压调整部1018对从回授信号调整部1013供给的回授信号加上偏移电压调整部1018自身产生的偏移电压，并将相加结果作为新的回授信号向励磁信号调整部1016输出。
[0152]数据信号判定部104判定从数据信号转换部1015供给的数据信号的电压值是否包含在预先设定的数据范围(输出数据指定范围)内。数据信号判定部104向内部的存储部预先写入并存储上述数据范围。该数据范围是对由数据信号转换部1015放大并输出的数据信号所表示的电压值是否包含在磁场与表示该磁场的电压值处于线性关系的区域进行判定的电压值的范围。
[0153]这里，数据信号判定部104在数据信号的电压值不包含在数据范围内的情况下，将表示错误的数据信号(错误信号)向外部的磁场强度检测装置输出。另外，数据信号判定部104在数据信号的电压值包含在数据范围内的情况下，将表示电压值的数据信号向外部的磁场强度检测装置输出。
[0154]接着，使用图4和图5，对本实施方式中的磁元件控制装置110的动作进行说明。图5是表示本实施方式中的磁元件控制装置110的动作例的流程图。在第I实施方式中，对利用数字处理生成回授信号的构成进行说明。另外，针对利用模拟处理生成回授信号的构成，也能够通过图5的流程图所示的流程，使磁元件控制装置110同样地动作。
[0155]步骤S1:
[0156]检测信号放大部1011对检测线圈51的两端的电压进行放大，并向检测信号比较部1012输出。
[0157]然后，检测信号比较部1012从第I检测信号被检测到的时刻tl与第2检测信号被检测到的时刻t2间的时间宽度Tw减去作为基准时间宽度的T/2，并将相减结果的差量Td作为时间信息向回授信号转换部1014输出。另外，在将该时间信息转换成数字值的情况下，优选使用TDC(Time to Digital Converter:时间-数字转换器)等。
[0158]步骤S2:
[0159]接着，回授信号转换部1014从存储于存储部的时间电压信息表中读出与被供给的作为时间信息的差量Td对应的表示回授信号的电压值的电压信息。
[0160]然后，回授信号转换部1014将读出的电压信息向回授信号调整部1013输出。
[0161]步骤S3:
[0162]接着，回授信号转换部1014读出存储在内部存储部的、表示与目前的三角波电压信号叠加的回授信号的之前最新的电压信息。
[0163]然后，回授信号转换部1014对从存储部读出的电压信息加上由检测信号供给的电压信息。
[0164]回授信号转换部1014基于相加结果的电压信息，生成具有该电压信息所表示的电压值的回授信号，并向偏移电压调整部1018输出。
[0165]另外，回授信号转换部1014将相加结果的电压信息作为新的之前最新的电压信息，写入到内部存储部来对其存储，并且，将该电压信息(数字值)向数据信号转换部1015输出。
[0166]步骤S4:
[0167]接着，偏移电压调整部1018对被供给的回授信号加上由偏移电压调整部1018自身生成的偏移电压，并作为新的回授信号向励磁信号调整部1016输出。
[0168]另外，偏移电压调整部1018将存储在内部存储部的、作为表示偏移电压的数字值的偏移信息向数据信号转换部1015输出。
[0169]然后，励磁信号调整部1016对与时钟信号调整部103输出的时钟信号同步的三角波电压信号叠加从偏移电压调整部1018供给的期间电压，并作为励磁信号施加于励磁线圈52。
[0170]步骤S5:
[0171]接着，数据信号转换部1015从由回授信号调整部1013供给的电压信息减去由偏移电压调整部1018供给的偏移信息，将相减结果设定为新的电压信息。
[0172]然后，数据信号转换部1015以预先设定的放大度对相减结果的电压信息进行放大，并将放大结果作为数据信号向数据信号判定部104输出。
[0173]步骤S6:
[0174]接着，数据信号判定部104判定数据信号所表示的电压值是否包含在预先设定的数据范围内。
[0175]此时，在数据信号所表示的电压值包含在数据范围内的情况下，数据信号判定部104使处理进入步骤S7，另一方面，在数据信号所表示的电压值不包含在数据范围内的情况下，数据信号判定部104使处理进入步骤S8。
[0176]步骤S7:
[0177]接着，由于数据信号包含在数据范围内，所以数据信号判定部104将该数据信号直接向配置于外部的磁场强度检测装置输出。
[0178]然后，外部的磁场强度检测装置从存储于内部存储部的磁场强度表中读出与被供给的数据信号所表不的电压值对应的磁场强度，并将读出的磁场强度显不于外部的磁场强度检测装置自身的显示部。
[0179]步骤S8:
[0180]另一方面，由于数据信号未包含在数据范围内，所以数据信号判定部104废弃该数据信号，并将错误信号向配置于外部的磁场强度检测装置输出。
[0181]此时，例如若被供给错误信号，则该磁场强度检测装置在磁场强度检测装置自身的显示部中显示向用户通知超过了测定范围这一情况的信息。
[0182]若被供给电源，则磁元件控制装置110按照上述的图5所示的流程图，进行步骤SI到步骤S8的处理。
[0183]这里，当对测定对象的磁场强度进行测定时，在没有测定对象的磁场的状态下，进行上述的步骤SI到步骤S8的测定，对偏移电压调整部1018设定所获得的测定值。
[0184]而且，在对偏移电压调整部1018设定了偏移电压后，通过步骤SI到步骤S8的处理来进行测定对象的磁场强度的测定。
[0185]另外，在对磁元件控制装置110接通了电源时，回授信号调整部1013将处于内部存储部的累计了电压信息的数据重置，写入O作为初始值。
[0186]根据本实施方式，由于使作为FB信号的回授信号叠加于励磁信号,并将该励磁信号施加于励磁线圈52，所以能够利用磁比例式中通常使用的磁元件。另外，能够构成与以往的磁平衡型中使用的设置有FB线圈的磁元件相比较便宜且小型的磁检测装置。
[0187]这里，不仅将磁元件小型化，在磁元件的尺寸与磁平衡式相同的情况下，通过使用FB线圈的区域，使励磁线圈或者检测线圈的匝数增加，能够基于励磁效率的增加而进一步扩大稳定磁场的测定范围、提高检测线圈中的检测信号的S/N(Signal/Noise) t匕。
[0188]另外，根据本实施方式，由于与偏移电压一起使回授信号叠加于励磁信号，所以通过预先将与由周围环境产生的磁场强度对应的偏移电压设定于偏移电压调整部1018，能够高精度且容易地对测定对象的磁场强度进行测定。
[0189]<第2实施方式>
[0190]接着，参照图6，对本发明的第2实施方式涉及的磁元件控制装置120进行说明。图6是表示第2实施方式涉及的磁元件控制装置120的构成例的图。
[0191]针对与本发明的第I实施方式中说明了的图4的磁元件控制装置110相同的构成赋予相同的符号。在图6中，磁元件控制装置120具备:磁元件控制部121、时钟信号生成部102、时钟信号调整部103、以及数据信号判定部104。
[0192]磁元件控制部121具备:检测信号放大部1011、检测信号比较部1012、回授信号调整部1013、回授信号转换部1014、数据信号转换部1015、励磁信号调整部1016、励磁信号生成部1017、偏移电压调整部1018、以及温度传感器1019。
[0193]以下，仅对与图4的磁元件控制装置110的构成和动作的不同之处进行说明。
[0194]温度传感器1019测定磁元件50的温度，并将表示测定出的温度的温度数据分别向数据信号转换部1015、偏移电压调整部1018、励磁信号调整部1016输出。
[0195]由此，偏移电压调整部1018在内部的存储部中预先写入而存储对温度、和与偏移电压相乘的偏移校正系数的对应进行表不的偏移校正表。
[0196]接着，偏移电压调整部1018读出与由温度传感器1019供给的温度数据对应的偏移校正系数。
[0197]然后，偏移电压调整部1018对从内部的存储部读出的偏移信息乘以读出的偏移校正系数，生成与相乘结果的偏移信息对应的偏移电压。
[0198]另外，数据信号转换部1015在内部的存储部中预先写入而存储对温度、与用于校正温度对由回授信号调整部1013供给的电压信息的影响的电压信息校正系数的对应进行表不的电压信息校正表。
[0199]而且，数据信号转换部1015从电压信息校正表中读出与由温度传感器1019供给的温度数据对应的电压信息校正系数。
[0200]数据信号转换部1015将读出的电压信息校正系数与由回授信号调整部1013供给的电压信息相乘，根据相乘结果的电压信息和校正后的偏移信息来生成数据信号。
[0201]另外,励磁信号调整部1016在内部的存储部中预先写入而存储对温度、与用于校正温度对向三角波电压信号叠加了回授信号后的励磁信号的电压值的影响的电压值校正系数的对应进行表不的电压值校正表。
[0202]然后，励磁信号调整部1016从电压值校正表中读出与由温度传感器1019供给的温度数据对应的电压值校正系数。
[0203]励磁信号调整部1016将读出的电压值校正系数乘以励磁信号调整部1016自身生成的励磁信号的电压，并将相乘结果的励磁信号施加于励磁线圈52。
[0204]另外，励磁信号调整部1016在内部的存储部中预先写入而存储对温度、与用于校正温度对励磁信号的周期的影响的周期校正系数的对应进行表示的周期校正表。
[0205]然后，励磁信号调整部1016从周期校正表中读出与从温度传感器1019供给的温度数据对应的周期校正系数。
[0206]励磁信号调整部1016根据读出的周期校正系数来校正从励磁信号生成部1017供给的三角波的周期，并根据校正结果的三角波来生成三角波电压信号。
[0207]另外，在已说明的第I实施方式和本实施方式中，也可以通过使用了数字值的运算处理来进行从由偏移电压调整部1018进行处理之前的处理开始到由偏移电压调整部1018进行的处理为止，即构成为从回授信号调整部1013向励磁信号调整部1016供给表示回授信号的电压值的数字值的电压信息作为该回授信号。
[0208]该情况下，励磁信号生成部1017以数字值将三角波向励磁信号调整部1016输出。
[0209]另外，励磁信号调整部1016也可以与时钟信号调整部103输出的时钟信号同步地对三角波电压信号加上回授信号来使它们叠加，并通过对相加结果进行D/A转换来生成励磁信号。
[0210]这里，与时钟信号同步地生成任意设定(决定)的时间宽度的测定周期，交替设置对励磁线圈52施加励磁信号来进行测定处理的期间、和停止对励磁线圈52施加励磁信号而不进行测定的期间，使励磁线圈52间歇动作。
[0211]由此，通过磁元件50本身的发热被抑制，降低温度变化，能够进行更高精度的磁场强度的测定。
[0212]并且，通过使用该间歇动作的功能来依次驱动多个磁元件的励磁线圈，能够利用I个磁元件控制装置，通过多个磁元件来测定稳定磁场。
[0213]例如，能够用于以使3个磁元件各自的测定轴，即X轴、y轴以及z轴这3个轴分别正交的方式设置磁元件，对3维空间中的磁场强度和磁场方向进行测定的其他轴的磁元件的控制。
[0214]另外，第2实施方式如上述那样进行电压信息、偏移信息以及励磁信号的温度补m
\-ΖΧ ο
[0215]在不进行励磁信号调整部1016中的励磁信号的温度补偿的情况下，励磁线圈52的电阻值由于励磁线圈52的温度变化而变化，基于励磁信号而流动的电流值发生变动。另夕卜，存在励磁信号的周期或者波高值(例如三角波电压信号的波高值)由于构成励磁信号调整部1016的电路的温度特性而变动的情况。
[0216]这里，在FB控制的情况下，由于通过温度测定而检测到的温度的变化相对于FB信号的I次回授时间非常慢，所以几乎不对在生成将施加于磁元件50的稳定磁场抵消的FB信号时的收敛性产生影响。
[0217]然而，如上述那样，基于励磁信号而在励磁线圈52中流过的电流(励磁电流)由于伴随温度的励磁线圈52的电阻值的变动而变化，施加于磁兀件50的稳定磁场的磁灵敏度发生变动。
[0218]另外，能够通过数据信号转换部1015中的温度补偿来校正根据与磁灵敏度的变动对应地从检测线圈51输出的检测信号(第I检测信号和第2检测信号)的时间宽度而求出的电压信息。作为结果，能够实现与电流控制的励磁信号同等的磁灵敏度的温度依赖性。
[0219]然而，存在该被测定的差量Td本身因检测信号(第I检测信号和第2检测信号)的信号波形变化(例如信号的宽度变宽)而变动的情况。因此，为了校正所测定的时间宽度，如本实施方式那样，对励磁信号的周期本身进行温度补偿对于抑制磁灵敏度的变动而目是有效的。
[0220]另外，除了校正该励磁信号的周期之外，如本实施方式那样，在偏移电压调整部1018中与温度变化对应地校正偏移电压也对于补偿差量Td是有效的。
[0221]<第3实施方式>
[0222]接着，参照图7，对本发明的第3实施方式涉及的磁元件控制装置130进行说明。图7是表示第3实施方式涉及的磁元件控制装置130的构成例的图。
[0223]针对与本发明的第2实施方式中说明了的图6的磁元件控制装置120相同的构成赋予相同的符号。在图7中，磁元件控制装置130具备:磁元件控制部131、时钟信号生成部102、时钟信号调整部103、以及数据信号判定部104。
[0224]磁元件控制部131具备:检测信号放大部1011、检测信号比较部1012、回授信号调整部1013、回授信号转换部1014、数据信号转换部1015、励磁信号调整部1016、励磁信号生成部1017、偏移电压调整部1018、温度传感器1019、第I模拟开关1020、以及第2模拟开关1021。
[0225]以下，仅对与图6的磁元件控制装置120的构成和动作的不同之处进行说明。
[0226]第3实施方式与第2实施方式不同的构成在于,能够应对磁平衡式的磁场测定和磁比例式的磁场测定的每一个。
[0227]S卩，对第3实施方式而言，利用者能够任意地从第2实施方式中的利用磁平衡式测定磁场的构成切换为利用磁比例式测定磁场的构成。以下，以通过数字值进行生成回授电压的处理的情况进行说明，但通过模拟处理来进行回授电压的生成的情况也相同。
[0228]在图7中，第I模拟开关1020和第2模拟开关的每一个进行成为磁平衡式的构成或者成为磁比例式的构成的切换。
[0229]S卩，磁元件控制部131若检测到磁元件控制装置130的未图示的切换开关是表示基于磁平衡式的控制的状态，则将第I模拟开关1020设为导通状态(ON)，将第2模拟开关1021设为非导通状态(OFF)。
[0230]由此，由回授信号转换部1014将表示时间的差量Td向回授信号调整部1013输出，进行与第2实施方式相同的磁场的测定处理。
[0231]另一方面，磁元件控制部131若检测到磁元件控制装置130的未图示的切换开关是表示基于磁比例式的控制的状态，则将第I模拟开关1020设为非导通状态(OFF)，将第2模拟开关1021设为导通状态(ON)。
[0232]由此，回授信号转换部1014在求出了与表示时间的差量Td对应的电压信息之后，不将该电压信息向回授信号调整部1013输出，而向数据信号转换部1015输出。
[0233]而且，回授信号转换部1014在上述切换开关是表示基于磁比例式的控制的状态的情况下，基于从回授信号比较部1012供给的差量Td，来输出表示磁场强度的电压值。
[0234]这里，回授信号转换部1014中，对差量Td和表示与该差量Td对应的磁强度的电压值的对应进行测定的磁比例式电压表被预先写入并存储于内部的存储部。
[0235]然后，回授信号转换电路1014从磁比例式电压表中读出与由检测信号比较部1012供给的差量Td对应的电压值，基于与磁比例式的情况对应设定的放大率来对该电压值进行放大，并向数据信号判定部104输出。该磁比例式的情况下的放大率也与磁比例式的情况下的放大率同样，被设定为成为用于仅取出电压值和磁强度处于线性关系的区域的限幅器(limiter)的值。
[0236]因此，回授信号转换电路1014在是磁平衡式的构成的情况下，以与磁平衡式的情况对应设定的放大率对从回授信号调整部1013供给的电压信息进行放大，并作为数据信号的电压值向数据信号判定部104输出。
[0237]另外，数据信号判定部104在磁比例式的情况下，也与磁平衡式的情况同样，判定是否预先设定的线性关系被维持的范围内。
[0238]接着，使用图7和图8，对第3实施方式中的磁元件控制装置130的磁元件控制处理进行说明。图8是说明第3实施方式中的磁元件控制装置130进行的磁元件控制处理(基于数字值的回授电压的生成处理)的动作例的流程图。
[0239]步骤SI 1:
[0240]检测信号放大部1011对检测线圈51的两端的电压进行放大，并向检测信号比较部1012输出。
[0241]检测信号比较部1012从第I检测信号被检测到的时刻tl和第2检测信号被检测到的时刻t2间的时间宽度Tw减去作为基准时间宽度的T/2，将相减结果的差量Td作为测定出的时间信息向回授信号转换部1014输出。
[0242]步骤S12:
[0243]磁元件控制部131进行切换开关是表示使用磁元件控制装置130作为磁平衡式的构成的回授控制的状态(磁平衡式模式)、还是表示使用磁元件控制装置130作为磁比例式的构成的表示不是回授控制的状态(磁比例式模式)的检测。
[0244]这里，磁元件控制部131在切换开关为磁平衡式模式的情况下，使处理进入步骤S13，另一方面，在切换开关为磁比例式模式的情况下，使处理进入步骤S23。
[0245]步骤S13:
[0246]接着，磁元件控制部131在切换开关为磁平衡模式的情况下，将第I模拟开关1020设为导通状态，将第2模拟开关1021设为非导通状态。
[0247]由此，回授信号转换部1014根据由检测信号比较部1012供给的差量Td来求出与该差量Td对应的电压值，并将该求出的电压值作为电压信息向回授信号调整部1013输出。根据该差量Td求出电压值的处理与第I实施方式和第2实施方式相同。
[0248]步骤S14:
[0249]接着，回授信号转换部1014根据由检测信号比较部1012供给的差量Td来求出与该差量Td对应的电压值，并将该电压值作为电压信息向回授信号调整部1013输出。
[0250]若被供给电压信息，则回授信号调整部1013对在回授信号调整部1013自身的存储部中写入的之前最新的回授电压的电压值加上该电压信息所表示的电压值，将相加结果作为新的回授电压的电压值。
[0251]步骤S15:
[0252]接着，回授信号调整部1013判定相加结果的新的回授电压的电压值是否为预先设定的最大电压以下(指定范围内)。该最大电压是规定对励磁线圈52施加的回授电压的电压值的范围的第I电压阈值范围(具有从-到+的极性的电压值的范围)，例如被设定为若进行施加则励磁线圈损坏的绝对最大额定的电压值的90 %左右的电压。
[0253]此时，在包含于第I电压阈值范围的情况下，回授信号调整部1013使处理进入步骤S16，在不包含于该第I电压阈值范围内的情况下，回授信号调整部1013使处理进入步骤S18。
[0254]另外，在判定为回授电压包含于第I电压阈值范围的情况下，回授信号调整部1013进行设于内部的计数器的计数处理、即将计数值加I (对计数值加I)。
[0255]步骤S16:
[0256]接着，回授信号调整部1013判定设置于内部的计数器的计数值是否小于预先写入并存储于内部存储部(设定于内部存储部)的计数阈值。
[0257]此时，回授信号调整部1013在计数器的计数值小于计数阈值的情况下，使处理进入步骤S17，另一方面，在计数值为计数阈值以上的情况下，使处理进入步骤S18。
[0258]上述计数阈值是考虑在求取回授电压时不收敛的情况而设定的值。因此，计数阈值是将一定的稳定磁场施加于磁兀件50而能够在误差范围内测定该稳定磁场的磁场强度的值、即用于求出能够计算出将稳定磁场抵消的回授电压的回授电压的计算重复次数的值。而且，基于该重复次数，例如将对该重复次数乘以任意设定(决定)的倍数(2等任意设定(决定)的数值)而得到的数值作为计数阈值，预先写入并存储于回授信号调整部1013在内部具有的存储部。
[0259]步骤S17:
[0260]接着，回授信号调整部1013判定根据差量Td求出的电压信息的电压值的绝对值是否小于预先设定的第2电压阈值。
[0261]此时，回授信号调整部1013在根据差量Td求出的电压信息的电压值为第2电压阈值以上的情况下，使处理进入步骤S20，另一方面，在电压信息的电压值小于第2阈值的情况下，使处理进入步骤S19。
[0262]这里，第2电压阈值范围是用于判定是否是即使与目前的回授电压相加，也会使超过测定误差的磁场强度发生变化的电压值的范围。因此，回授信号调整部1013将第2电压阈值范围所包含的电压值判定为仅赋予测定中的误差内的磁场强度的变化的电压值，不进行将该电压信息表示的电压值与内部的存储部中累计的回授电压相加的处理。另外，第2电压阈值范围通过实验等求出，并被预先写入且存储于回授信号调整部1013的内部的存储部。
[0263]步骤S18:
[0264]回授信号调整部1013认为不能够测定目前施加于磁元件50的稳定磁�。墒菪藕排卸ú�104向外部的磁场强度检测装置输出错误信号。
[0265]由于被供给错误信号，磁场强度检测装置将表示不能够测定目前施加于磁元件50的稳定磁场的通知显示到磁场强度检测装置自身的显示部。
[0266]步骤S19:
[0267]接着，回授信号调整部1013将新求出的回授电压写入并存储于内部的存储部，作为之前最新的回授电压。
[0268]另外，回授信号调整部1013生成与该新求出的回授电压的电压值对应的电压，并作为FB信号向偏移电压调整部1018输出。此时，回授信号调整部1013在未求出回授电压的电压值的情况下，将之前最新的回授电压的电压值继续向偏移电压调整部1018输出。
[0269]接着，偏移电压调整部1018生成内部的存储部中存储的偏移信息的电压值的偏移电压。
[0270]另外，偏移电压调整部1018对从回授信号调整部1013供给的FB信号叠加所生成的偏移电压，并将叠加的结果作为新的FB信号向励磁信号调整部1016输出。
[0271]而且，励磁信号调整部1016根据从励磁信号生成部1017供给的三角波来生成三角波电压信号。
[0272]励磁信号调整部1016对生成的三角波电压信号叠加从偏移电压调整部1018供给的FB信号，生成励磁信号并施加于励磁线圈52。然后，励磁信号调整部1016使处理返回到步骤SI I。
[0273]步骤S20:
[0274]接着，回授信号调整部1013读出存储在内部的存储部的回授电压的电压值，并向数据信号转换部1015输出。
[0275]另外，偏移电压调整部1018将存储在内部存储部的偏移信息向数据信号转换部1015输出。
[0276]然后，数据信号转换部1015从由回授信号调整部1013供给的回授电压的电压值中减去由偏移电压调整部1018供给的偏移信息的电压值，基于预先设定的放大率对该相减结果的电压值进行放大，并作为数据信号向数据信号判定部输出。
[0277]步骤S21:
[0278]接着，数据信号判定部104进行由数据信号转换部1015供给的数据信号所表示的电压值是否包含在内部的存储部所存储的数据范围内的判定。此时，数据信号判定部104在数据信号所表示的电压值包含于数据范围的情况下，使处理进入步骤S22。另一方面，数据信号判定部104在数据信号所表示的电压值不包含于数据范围内的情况下，使处理进入步骤S23。
[0279]步骤S22:
[0280]接着，数据信号判定部104将从数据信号转换部1015供给来的数据信号向外部的磁场检测装置输出。
[0281 ] 如已述那样，该磁场检测装置从存储在内部存储部的磁场强度表中读出与由磁元件控制装置130供给的数据信号所表示的电压值对应的磁场强度，并显示于磁场检测装置自身的显示部。
[0282]步骤S23:
[0283]接着，数据信号判定部104废弃由数据信号转换部1015供给来的数据信号，将错误信号向外部的磁场检测装置输出。
[0284]如已述那样，该磁场检测装置若被从磁元件控制装置130供给错误信号，则将表示不能够测定正被施加的稳定磁场的通知显示于磁场检测装置自身的显示部。
[0285]步骤S24:
[0286]接着，磁元件控制部131在切换开关为磁比例模式的情况下，将第I模拟开关1020设为非导通状态，将第2模拟开关1021设为导通状态。
[0287]由此，由于上述切换开关是表示基于磁比例式的控制的构成，所以回授信号转换部1014将基于从检测信号比较部1012供给的差量Td来表示磁场强度的电压值向数据信号转换部1015输出。
[0288]步骤S25:
[0289]接着，回授信号转换部1014基于从检测信号比较部1012供给的差量Td，求出表示磁场强度的电压值，并将求出的电压值向数据信号转换部1015输出。
[0290]该基于磁场比例式的磁场强度的检测与已述的以往例的情况相同。
[0291]接着，使用图7和图9，对第3实施方式中的磁元件控制装置130的其他磁元件控制处理进行说明。图9是说明第3实施方式中的磁元件控制装置130所进行的磁元件控制处理(基于模拟值的回授电压的生成处理)的动作例的流程图。
[0292]步骤S31:
[0293]磁元件控制部131进行切换开关是表示作为磁平衡式的构成而使用磁元件控制装置130的状态(磁平衡式模式)、还是表示作为磁比例式的构成而使用磁元件控制装置130的状态(磁比例式模式)的检测。
[0294]这里，磁元件控制部131在切换开关为磁平衡式模式的情况下，使处理进入步骤S32，另一方面，在切换开关为磁比例式模式的情况下，使处理进入步骤S41。
[0295]步骤S32:
[0296]接着，磁元件控制部131在切换开关为磁平衡模式的情况下，将第I模拟开关1020设为导通状态，将第2模拟开关1021设为非导通状态。
[0297]由此，磁元件控制装置130成为利用磁平衡式进行磁场强度的检测的构成。
[0298]步骤S33:
[0299]接着，检测信号放大部1011对检测线圈51的两端的电压进行放大，并向检测信号比较部1012输出。
[0300]然后，检测信号比较部1012将检测到的第I检测信号和第2检测信号作为时间信息，向回授信号转换部1014输出。
[0301]步骤S34:
[0302]若被供给检测信号，则回授信号转换部1014基于第I检测信号和第2检测信号被输出的周期(时间信息)，来生成作为电压信息的具有占空比的脉冲的列(以下称为脉冲列)，将该具有占空比的脉冲列作为电压信息向回授信号调整部1013输出。
[0303]步骤S35:
[0304]回授信号调整部1013根据被供给的具有占空比的脉冲列，通过PWM电路等生成直流电压并作为回授信号向偏移电压调整部1018输出。
[0305]即，若被供给作为电压信息的脉冲，则回授信号调整部1013生成与该脉冲的占空比对应的电压值的回授信号，并将生成的回授信号向偏移电压调整部1018输出。
[0306]这里，回授信号调整部1013设置有例如使用运算放大器而构成的电压电流转换电路。在该电压电流转换电路中，由于使用运算放大功能的放大器，以正输入与负输入的电位差被维持为O的方式使该放大器发挥作用，所以从放大器的输出向正输入的电流信号与外部磁场成为比例关系。而且，通过将与该电流信号成比例的信号作为回授信号而施加于励磁线圈52，来产生基于该回授信号的磁�。⒔械髡允沟檬┘佑诖旁�50内的磁性体芯的磁场一定。作为结果，能够不依赖于外部的稳定磁场地将第I检测信号和第2检测信号的时间间隔保持为一定。
[0307]步骤S36:
[0308]接着，励磁信号调整部1016将从偏移电压调整部1018供给的回授信号叠加于根据三角波生成的三角波电压信号，生成励磁信号并施加于励磁线圈52。
[0309]步骤S37:
[0310]接着，偏移电压调整部1018将内部的恒压源产生的偏移电压向数据信号转换部1015输出。
[0311]由此，数据信号转换部1015从由回授信号调整部1013供给的回授信号中减去由偏移电压调整部1018供给的偏移电压，并基于预先设定的放大率对该相减结果的电压值进行放大，作为数据信号向数据信号判定部输出。
[0312]步骤S38:
[0313]接着，数据信号判定部104进行从数据信号转换部1015供给的数据信号所表示的电压值是否包含在设定于内部的判定电路的以2个阈值电压规定的数据范围的判定。此时，数据信号判定部104在数据信号所表示的电压值包含于数据范围的情况下，使处理进入步骤S39。另一方面，数据信号判定部104在数据信号所表示的电压值不包含于数据范围的情况下，使处理进入步骤S40。
[0314]步骤S39:
[0315]接着，数据信号判定部104将从数据信号转换部1015供给来的数据信号向外部的磁场检测装置输出。
[0316]如已述那样，该磁场检测装置通过A/D转换将数据信号的电压转换成数字值，根据转换后的数字值，从存储在内部存储部的磁场强度表中读出与由磁元件控制装置130供给的数据信号所表示的电压值对应的磁场强度，并显示于磁场检测装置自身的显示部。
[0317]步骤S40:
[0318]接着，数据信号判定部104废弃由数据信号转换部1015供给的数据信号，并将错误信号向外部的磁场检测装置输出。
[0319]如已述那样，该磁场检测装置若从磁元件控制装置130被供给错误信号，则将表示不能够测定正被施加的稳定磁场的通知显示于磁场检测装置自身的显示部。
[0320]步骤S41:
[0321]接着，磁元件控制部131在切换开关为磁比例模式的情况下，将第I模拟开关1020设为非导通状态，将第2模拟开关1021设为导通状态。
[0322]由此，由于上述切换开关是表示利用磁比例式的控制的构成，所以回授信号转换部1014将基于从检测信号比较部1012供给的差量Td来表示磁场强度的电压值向数据信号转换部1015输出。
[0323]步骤S42:
[0324]接着，检测信号放大部1011对检测线圈51的两端的电压进行放大，并向检测信号比较部1012输出。
[0325]然后，检测信号比较部1012将检测到的第I检测信号和第2检测信号作为时间信息，向回授信号转换部1014输出。
[0326]步骤S43:
[0327]若被供给检测信号，则回授信号转换部1014基于第I检测信号和第2检测信号被输出的周期(时间信息)，生成作为电压信息的具有占空比的脉冲的列(以下脉冲列)，并将该具有占空比的脉冲列作为电压信息向数据信号转换部1015输出。
[0328]数据信号转换部1015根据被供给的具有占空比的脉冲列，通过PWM电路等生成直流电压而作为测定电压。
[0329]然后，数据信号转换部1015从生成的测定电压中减去由偏移电压调整部1018供给的偏移电压，将相减结果作为校正了偏移电压的测定电压。在后段的步骤S37中，将测定电压作为回授信号来进行处理。
[0330]上述的第3实施方式通过控制第I模拟开关1020和第2模拟开关1021各自的导通状态，能够将磁元件控制装置130切换为利用磁平衡式测定磁场的构成、或者利用磁比例式测定磁场的构成的任意一种来使用。
[0331]在第3实施方式中，通过将第I模拟开关1020设为非导通状态，而利用简单的电路实现了不使回授信号叠加于三角波电压信号，即不使将施加于磁元件50的稳定磁场抵消的回授信号叠加于励磁信号，而将抵消稳定磁场的电压作为测定电压直接转换成磁场强度的构成。
[0332]在基于磁比例式的磁场测定的情况下，通过与对励磁电流和励磁效率限制的测定磁场范围对应地考虑测定对象的稳定磁场的测定，可在磁场与测定出的测定电压之间得到良好的线性。并且，在测定该磁比例式中的测定磁场范围内的稳定磁场时，由于无需生成FB信号，所以能够抑制消耗电流。
[0333]另一方面，在测定磁场范围较广，即在对磁场强度比磁比例式中的测定磁场范围更大的范围中的磁场进行测定的情况下，与第I实施方式和第2实施方式相同，需要利用磁平衡式测定磁场。通过该磁平衡式，能够在较广的磁场强度的范围得到磁场与回授信号的线性。
[0334]另外，与已说明的第I实施方式和第2实施方式相同，也可以通过使用了数字值的运算处理来进行从由偏移电压调整部1018进行处理之前的处理到由偏移电压调整部1018进行的处理为止，即也可以构成为从回授信号调整部1013向励磁信号调整部1016供给表示该回授信号的电压值的数字值的电压信息作为回授信号。
[0335]该情况下，励磁信号生成部1017以数字值将三角波向励磁信号调整部1016输出。
[0336]根据该构成，与第2实施方式同样，励磁信号调整部1016可以与时钟信号调整部103输出的时钟信号同步地对三角波电压信号加上回授信号而使它们叠加，并通过对相加结果进行D/A转换来生成励磁信号。
[0337]这里，使任意设定(决定)的时间宽度的测定周期与时钟信号同步生成，并交替地设置对励磁线圈52施加励磁信号来进行测定处理的期间、和停止对励磁线圈52施加励磁信号而不进行测定的期间，使励磁线圈52间歇动作。
[0338]由此，通过抑制磁元件50本身的发热，降低温度变化，能够进行更高精度的磁场强度的测定。
[0339]并且，与第2实施方式相同，通过使用该间歇动作的功能，依次驱动多个磁元件的励磁线圈，能够利用I个磁元件控制装置，通过多个磁元件来测定稳定磁场。
[0340]例如，能够以使3个磁元件各自的测定轴，即X轴、y轴以及z轴这3个轴分别正交的方式设置磁元件，用于对3维空间中的磁场强度和磁场的方向进行测定的其他轴的磁元件的控制。
[0341]另外，也可以通过将用于实现图1的磁元件控制部101、图4的磁元件控制部111、图6的磁元件控制部121、以及图7的磁元件控制部131各自的功能(生成基于数字值的回授信号的运算处理)的程序记录到计算机能够读取的记录介质，使计算机系统读入该记录介质中记录的程序并执行，来进行磁元件控制的处理。其中，这里所说的“计算机系统”包含OS或者外围设备等硬件。
[0342]另外，若是利用WWW系统的情况，则“计算机系统”也包含主页提供环境(或者显示环境)。
[0343]另外，“计算机能够读取的记录介质”是指软盘、光磁盘、ROM、⑶-ROM等便携式介质、内置于计算机系统的硬盘等存储装置。并且，“计算机能够读取的记录介质”也包含如经由因特网等网络或者电话线路等通信线路来发送程序的情况下的通信线那样在短时间的期间动态地保持程序的记录介质、如成为该情况下的服务器或者客户端的计算机系统内部的易失性存储器那样在一定时间保持程序的记录介质。另外，上述程序也可以用于实现前述功能的一部分，还能够与计算机系统中已记录的程序组合来实现前述功能的程序。
[0344]以上，参照附图对该发明的实施方式进行了详述，但具体构成并不局限于该实施方式，也包含不脱离该发明主旨的范围的设计等。
[0345]图中标号说明:
[0346]50…磁元件;51…检测线圈;52…励磁线圈；100、110、120、130…磁元件控制装置；101、111、121、131…磁元件控制部；102…时钟信号产生部；103…时钟信号调整部；104…数据信号判定部；1011…检测信号放大部；1012...检测信号比较部；1013...回授信号调整部；1014…回授信号转换部;1015…数据信号转换部;1016…励磁信号调整部1017…励磁信号生成部；1018...偏移电压调整部；1019…温度传感器1020…第I模拟开关；1021…第2模拟开关。
【权利要求】
1.一种磁元件控制装置，是在基于时间分解型的磁平衡式来检测对由励磁线圈和检测线圈构成的磁通门型的磁元件施加的稳定磁场的强度时，控制所述磁元件的磁元件控制装置，其中，该磁元件控制装置具有: 励磁信号生成部，其生成交替信号； 励磁信号调整部，其根据所述交替信号生成交替电压信号，并基于所述交替电压信号来生成对所述励磁线圈施加的励磁信号； 检测信号比较部，其检测由所述励磁信号的电流方向切换时的感应电动势产生的正电压或者负电压的检测信号； 回授信号转换部，其将所述正电压和所述负电压的所述检测信号间的时间宽度转换成电压信息； 回授信号调整部，其根据所述电压信息来生成用于产生将正施加于所述磁元件的稳定磁场抵消的磁场的回授信号；以及 数据信号转换部，其将所述回授信号作为表示磁场强度的数据信号而输出， 所述励磁信号调整部对所述交替电压信号叠加所述回授信号来生成所述励磁信号，并将生成的所述励磁信号施加于所述励磁线圈。
2.根据权利要求1所述的磁元件控制装置，其中， 所述数据信号转换部基于被预先设定的、所述回授信号的电压值和根据所述回授信号的所述电压值而生成的磁场强度具有线性的所述回授信号的电压范围外的电压值饱和的放大率来放大所述回授信号并进行输出。
3.根据权利要求1或2所述的磁元件控制装置，其中， 还具有偏移电压调整部，该偏移电压调整部将与因测定稳定磁场的周围环境引起的磁场对应的偏移电压叠加于所述回授信号，并将被叠加了所述偏移电压的所述回授信号向所述回授信号调整部输出。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的磁元件控制装置，其中， 具有测定所述磁元件的温度的温度传感器， 所述励磁信号调整部对所述交替电压信号乘以与所述温度对应的系数来校正所述交替电压信号，将所述回授信号叠加于校正后的所述交替电压信号，并将叠加后的所述交替电压信号作为所述励磁信号供给至所述励磁线圈。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的磁元件控制装置，其中， 具有测定所述磁元件的温度的温度传感器， 所述励磁信号生成部与对应所述温度的系数相对应地调整所述交替电压信号的周期，对调整后的所述交替电压信号叠加所述回授信号，并将叠加后的所述交替电压信号作为所述励磁信号供给至所述励磁线圈。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的磁元件控制装置，其中， 所述回授信号转换部根据所述时间宽度求出表示所述回授信号的电压值的占空比来作为所述电压信息，并将表示所述回授信号的所述电压值的所述占空比的矩形波向所述回授信号调整部输出， 所述回授信号调整部生成作为与所述矩形波的所述占空比对应的直流电压的所述回授信号。
7.根据权利要求1至5中任意一项所述的磁元件控制装置，其中， 所述回授信号转换部求出所述时间宽度与预先设定的基准时间宽度的差量，根据所述差量求出表示所述回授信号的电压值的数字值来作为所述电压信息，并将所述数字值向所述回授信号调整部输出， 所述回授信号调整部生成作为所述数字值所表示的直流电压的所述回授信号。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的磁元件控制装置，其中， 在选择了基于时间分解型的磁比例方式来检测磁场的强度的模式时，所述回授信号调整部将所述回授信号的电压值设为OV并供给至所述励磁信号调整部， 所述回授信号转换部将所述时间宽度作为所述稳定磁场的测定数据而输出。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的磁元件控制装置，其中， 还具有产生周期性的时钟信号的时钟信号生成部， 所述励磁信号生成部生成三角波信号作为与所述时钟信号同步的所述交替信号。
10.一种磁元件控制方法，是在基于时间分解型的磁平衡式来检测对由励磁线圈和检测线圈构成的磁通门型的磁元件施加的稳定磁场的强度时，控制所述磁元件的磁元件控制方法，该磁元件控制方法包括下述步骤: 生成交替信号； 根据所述交替信号来生成交替电压信号； 基于所述交替电压信号来生成对所述励磁线圈施加的励磁信号； 检测由所述励磁信号的电流方向切换时的感应电动势产生的正电压或者负电压的检测信号； 将所述正电压和所述负电压的所述检测信号间的时间宽度转换成电压信息； 根据所述电压信息生成用于产生将正施加于所述磁兀件的稳定磁场抵消的磁场的回授信号；以及 将所述回授信号作为表示磁场强度的数据信号而输出， 在生成所述励磁信号时，对所述交替电压信号叠加所述回授信号来生成所述励磁信号，并将生成的所述励磁信号施加于所述励磁线圈。
11.一种磁场检测装置,是检测被施加的稳定磁场的强度的基于磁场平衡方式的磁场检测装置，其中，具有: 磁通门型的磁元件，其由励磁线圈和检测线圈构成； 励磁信号生成部，其生成交替信号； 励磁信号调整部，其根据所述交替信号生成交替电压信号，并基于所述交替电压信号来生成对所述励磁线圈施加的励磁信号； 检测信号比较部，其检测由所述励磁信号的电流方向切换时的感应电动势产生的正电压或者负电压的检测信号； 回授信号转换部，其将所述正电压和所述负电压的所述检测信号间的时间宽度转换成电压信息； 回授信号调整部，其根据所述电压信息来生成用于产生将正施加于所述磁元件的稳定磁场抵消的磁场的回授信号；以及 数据信号转换部，其将所述回授信号作为表示磁场强度的数据信号而输出， 所述励磁信号调整部对所述交替电压信号叠加所述回授信号来生成所述励磁信号，并将生成的所述励磁信号施加于所述励磁线圈。
【文档编号】G01R33/04GK104321662SQ201380024770
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2013年5月15日 优先权日:2012年5月15日
【发明者】及川靖 申请人:株式会社藤仓
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