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磁元件控制裝置、磁元件控制方法、以及磁檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的磁元件控制裝置(100、110、120、130)具有生成交替信號的勵磁信號生成部(1017)；根據(jù)所述交替信號生成交替電壓信號，并基于所述交替電壓信號生成對勵磁線圈(52)施加的勵磁信號的勵磁信號調(diào)整部(1016)；檢測由所述勵磁信號的電流方向切換時的感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的正電壓或負電壓的檢測信號的檢測信號比較部(1012)；將所述正電壓和所述負電壓的所述檢測信號間的時間寬度轉(zhuǎn)換成電壓信息的回授信號轉(zhuǎn)換部(1014)；根據(jù)所述電壓信息生成用于產(chǎn)生將正施加于磁元件的穩(wěn)定磁場抵消的磁場的回授信號的回授信號調(diào)整部(1013)；以及將所述回授信號作為表示磁場強度的數(shù)據(jù)信號而輸出的數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部(1015)，所述勵磁信號調(diào)整部(1016)對所述交替電壓信號疊加所述回授信號來生成所述勵磁信號，將生成的所述勵磁信號施加于所述勵磁線圈(52)。
【專利說明】磁元件控制裝置、磁元件控制方法、以及磁檢測裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信號處理用電路、使用了信號處理用電路的物理量測量裝置，尤其涉及對時間分解型磁通門(Fluxgate)方式(以下表示為FG方式。)的磁元件進行驅(qū)動的磁元件控制裝置、磁元件控制方法、以及使用磁元件控制方法來檢測磁場的磁檢測裝置。
[0002]本申請基于2012年5月15日申請的日本特愿2012-111670號而主張優(yōu)先權(quán)，這里引用其內(nèi)容。

【背景技術(shù)】
[0003]—般，F(xiàn)G方式的磁元件與同樣作為檢測磁的磁元件的霍爾元件或者磁阻元件相t匕，由于檢測磁場的靈敏度高且能夠小型化，因此被用于便攜電子設(shè)備等方位檢測裝置等。
[0004]圖10是表示時間分解型FG方式的磁元件(磁場比例式測定)的構(gòu)成例的圖。如圖10所示，對FG方式的磁元件而言，針對由高磁導(dǎo)率材料形成的磁性體芯的外周面纏繞有勵磁繞組和檢測繞組。纏繞有勵磁繞組的區(qū)域作為勵磁線圈而被勵磁信號驅(qū)動，纏繞有檢測繞組的區(qū)域作為檢測線圈而輸出檢測信號。
[0005]圖11是使用時間分解型FG方式的磁元件來說明磁場比例式中的磁場檢測的原理的波形圖。圖11的PART (a)表示對磁元件的勵磁線圈供給的勵磁電流，縱軸表示勵磁電流的電流值，橫軸表不時刻。圖11的PART(b)表不磁兀件的勵磁線圈使磁性體芯內(nèi)產(chǎn)生的磁場的磁通密度，縱軸表示磁通密度，橫軸表示時刻。圖11的PART(C)表示磁元件的檢測線圈因感應(yīng)電動勢而產(chǎn)生的脈沖的電壓值，橫軸表示時刻。
[0006]在圖11中為了驅(qū)動勵磁線圈，將勵磁電流Id的信號(以下稱為勵磁信號)作為一定周期交替的電流的勵磁信號、即如圖11的PART (b)所示那樣作為三角波形狀的勵磁信號(即，三角波電流信號)施加于勵磁線圈的端子TIl與端子TI2之間。
[0007]由此，在勵磁電流的朝向變化的時間(勵磁電流的正負的交替時間段)中，在圖11的PART (c)的情況下，在時刻tl和時刻t2檢測線圈產(chǎn)生因感應(yīng)電動勢引起的正負的脈沖，將該脈沖的電壓Vp作為檢測信號。該檢測信號與三角波電流信號的周期對應(yīng)地作為連續(xù)具有正負極性的電壓的脈沖而產(chǎn)生于檢測線圈的端子間。
[0008]在對該磁元件施加了貫通由磁性體芯的勵磁繞組和檢測繞組所形成的圓筒空間的穩(wěn)定磁場Hex的情況下,在勵磁繞組中流過與該穩(wěn)定磁場對應(yīng)的穩(wěn)定電流。即，上述的穩(wěn)定電流作為偏移(offset)被疊加于對勵磁繞組施加的勵磁信號的勵磁電流Id。
[0009]結(jié)果，通過該偏移，使得因交替的勵磁信號引起的勵磁線圈的驅(qū)動狀態(tài)發(fā)生變化，即勵磁電流Id流動的方向發(fā)生變化的時刻在被施加穩(wěn)定磁場Hex的情況下和未被施加穩(wěn)定磁場Hex的情況下變化。
[0010]此時，如圖11的PART (a)所示，施加有與勵磁線圈產(chǎn)生的磁場相同方向的穩(wěn)定磁場Hex的(Hex > O)情況與未施加穩(wěn)定磁場Hex的(Hex = O)情況相比,勵磁電流Id流動的方向發(fā)生變化的橫軸LI在橫軸L2的位置變化。另一方面，施加有與勵磁線圈產(chǎn)生的磁場相反方向的穩(wěn)定磁場Hex的(Hex < O)情況與未施加穩(wěn)定磁場Hex的情況相比,勵磁電流Id流動的方向發(fā)生變化的橫軸LI在橫軸L2的位置變化。
[0011]由此，根據(jù)該勵磁電流Id流動的方向發(fā)生改變的定時而變化的磁性體芯內(nèi)的磁通密度Φ的變化也對應(yīng)于疊加于勵磁電流Id的穩(wěn)定電流而變化。
[0012]而且，在磁通的方向發(fā)生了變化時，針對檢測線圈在將磁通的變化抵消的方向產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，即在勵磁電流Id從正向負變化的定時，檢測信號作為負電壓的脈沖而產(chǎn)生。另一方面，在勵磁電流Id從負向正變化的定時，檢測信號作為正電壓的脈沖而產(chǎn)生。
[0013]因此，F(xiàn)G型的磁元件通過將未被施加穩(wěn)定電流Hex的情況下的檢測信號被輸出的定時與施加有穩(wěn)定電流Hex的情況下的檢測信號被輸出的定時進行比較，能夠間接地測定穩(wěn)定磁場Hex的大小。即，在被施加了穩(wěn)定磁場Hex的情況下，由于在驅(qū)動用線圈流動特定的穩(wěn)定電流，所以勵磁信號中疊加有一定的偏移，負電壓和正電壓的脈沖狀的檢測信號的時間間隔發(fā)生變化。
[0014]因此，使用了 FG型的磁元件的磁場檢測裝置通過測定負電壓和正電壓的脈沖狀的檢測信號產(chǎn)生的時間間隔，來測定從外部施加的穩(wěn)定磁場Hex的強度(例如，參照專利文獻1、專利文獻2、以及專利文獻3)。
[0015]這里，將施加于勵磁線圈的勵磁電流Id的最大值設(shè)定為產(chǎn)生成為磁性體芯的飽和磁通密度以上的磁場的值。由此，磁元件的測定磁場范圍由勵磁信號的一個周期的時間、和與作為因施加穩(wěn)定磁場Hex而引起的偏移(offset)的穩(wěn)定電流的電流值對應(yīng)的時間變化(以下稱為勵磁效率)來決定。
[0016]即，從時刻t0到時刻t3是勵磁信號的一個周期,該周期寬度為時間T。在未被施加穩(wěn)定磁場Hex的情況下(Hex = O)，由于從負電壓的檢測信號(以下稱為第I檢測信號)被輸出的時刻tl到正電壓的檢測信號(以下稱為第2檢測信號)被檢測出的時刻t2為止的時間成為勵磁信號的半個周期，所以為時間T/2。
[0017]另外，在施加有穩(wěn)定磁場Hex的情況下，從該第I檢測信號被輸出到檢測出第2檢測信號為止的時間寬度(以下稱為測量時間寬度)相對于時間T/2發(fā)生變化。這里，如圖11所示，在穩(wěn)定磁場Hex的磁通方向為實線箭頭的情況下(Hex > O),由于與勵磁線圈生成的磁通方向為同一方向，所以時間寬度Tm變得比時間T/2短(T0 > Tm)。另一方面,在穩(wěn)定磁場Hex的磁通方向為虛線箭頭的情況下(Hex < O)，由于與勵磁線圈生成的磁通方向為相反方向，所以時間寬度Tp變得比時間T/2長(Τρ>Τ0)。這里，TO = T/2。
[0018]接著，圖12是表示時間分解型FG方式的磁元件(磁場平衡式測定)的構(gòu)成例的圖。如圖12所示，磁場平衡式測定中的FG方式的磁元件與圖10的磁元件不同，對于由高磁導(dǎo)率材料形成的磁性體芯的外周面，除了勵磁繞組和檢測繞組之外，還纏繞有反饋(以下稱為FB)繞組線圈。纏繞有勵磁繞組的區(qū)域作為勵磁線圈而被勵磁信號驅(qū)動，纏繞有檢測繞組的區(qū)域作為檢測線圈而輸出檢測信號，纏繞有反饋繞組的區(qū)域作為反饋線圈而被反饋信號驅(qū)動。
[0019]接著，圖13是使用時間分解型FG方式的磁元件來說明磁場平衡式中的磁場檢測的原理的波形圖。
[0020]圖13的PART (a)表示向磁元件的勵磁線圈供給的勵磁電流，縱軸表示勵磁電流的電流值，橫軸表示時刻。勵磁電流是以基準(zhǔn)電流值OA(O安培)為界的正負交替信號。圖13的PART(b)通過施加于磁元件的FB線圈的電流來表示FB信號(即回授信號)，縱軸表示FB信號的電流值，橫軸表示時刻。圖13的PART(C)表示磁元件的檢測線圈因感應(yīng)電動勢而產(chǎn)生的脈沖的電壓值，橫軸表不時刻。
[0021]如圖13所示，在磁場平衡式測定的情況下，通過上述FB線圈產(chǎn)生將施加于磁元件的穩(wěn)定磁場(通過磁性體芯內(nèi)的穩(wěn)定磁場)抵消的磁場。
[0022]而且，根據(jù)使FB線圈產(chǎn)生將穩(wěn)定磁場抵消的磁場時的電流值，來測定施加于磁元件的穩(wěn)定磁場。
[0023]在磁場平衡式中，作為產(chǎn)生用于將磁性體芯內(nèi)的穩(wěn)定磁場抵消的磁場的線圈，除了勵磁線圈和檢測線圈之外，還對磁元件設(shè)置有上述FB線圈。
[0024]以下，在本說明書中，將施加FB信號來將磁性體芯內(nèi)的穩(wěn)定磁場抵消，從而進行磁場的測定的方式稱為FB線圈FB控制。
[0025]另外，在磁場平衡式測定的情況下，與已說明的磁場比例式同樣，在施加于勵磁線圈的勵磁信號的正負的交替時間段測定檢測線圈產(chǎn)生的脈沖的時間間隔。而且，對FB線圈施加FB信號，以使得從測定出的負電壓的檢測信號被輸出的時刻tl到正電壓的檢測信號被檢測出的時刻t2為止的時間成為T/2。
[0026]例如，在圖13的PART (C)中，若時刻11與時刻t2的時間寬度變得比T/2寬，則如圖13的PART(a)所不那樣被施加負方向的穩(wěn)定磁場,實際上勵磁信號的曲線從曲線LO向曲線L2變化。因此，為了將勵磁信號的曲線L2返回至?xí)r刻tl與時刻t2的時間寬度成為T/2的曲線LO的位置，對FB線圈施加圖13的PART(b)中的線FB2的電流值的FB信號。
[0027]另一方面，在圖13的PART(C)中，若時刻11與時刻t2的時間寬度變得比T/2窄，則如圖13的PART (a)所示那樣被施加正方向的穩(wěn)定磁場，實際上勵磁信號的曲線從曲線LO向曲線LI變化。因此，為了將勵磁信號的曲線LI返回至曲線LO的位置，對FB線圈施加圖13的PART(b)中的線FBl的電流值的FB信號。
[0028]然后，根據(jù)以時刻tl與時刻t2的時間寬度變?yōu)門/2的方式施加于FB線圈的FB信號的電流值，來求出施加于磁兀件的穩(wěn)定磁場的強度。
[0029]此外，在上述的說明中，說明了將圖13的PART(a)中的縱軸分量作為電流，將施加于勵磁線圈的勵磁信號作為電流信號的情況，但是也可以將縱軸分量表現(xiàn)為勵磁線圈的端子的兩端的電壓值。該情況下，在圖13的PART (a)中，與橫軸交叉的縱軸的電壓作為基準(zhǔn)參照電壓而被表示為Vref (在電流表述中為0A)。
[0030]接著，圖14是表示使用了 FB線圈FB控制中的磁元件控制裝置的磁檢測裝置的構(gòu)成例的框圖。在圖14中，磁元件100由檢測線圈、勵磁線圈、FB線圈構(gòu)成。
[0031]磁元件控制裝置200由磁元件控制部201、時鐘信號生成部202、以及時鐘信號調(diào)整部203構(gòu)成。
[0032]時鐘信號生成部202生成周期T的時鐘，并對時鐘信號調(diào)整部203輸出。
[0033]時鐘信號調(diào)整部203調(diào)整被供給的時鐘的信號電平，并將調(diào)整后的時鐘向磁元件控制部201輸出。
[0034]磁元件控制部201具備:檢測信號放大部2012、檢測信號比較部2013、回授信號調(diào)整部2014、回授信號轉(zhuǎn)換部2015、數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部2016、勵磁信號調(diào)整部2017、以及勵磁信號生成部2018。
[0035]勵磁信號生成部2018根據(jù)從時鐘信號調(diào)整部203供給的時鐘，來生成作為圖13的PART (a)所示的勵磁信號的三角波。
[0036]勵磁信號調(diào)整部2017調(diào)整從勵磁信號生成部2018供給的勵磁信號的電壓電平，將其作為勵磁信號供給至勵磁線圈。
[0037]勵磁線圈在磁元件100的磁性體芯內(nèi)生成與三角波對應(yīng)的磁場。
[0038]檢測線圈在磁性體芯內(nèi)的勵磁信號的正負交替時間段產(chǎn)生脈沖。
[0039]檢測信號放大部2012將從檢測線圈供給的脈沖的電壓電平放大，并作為檢測信號向檢測信號比較部2013輸出。
[0040]檢測信號比較部2013求出脈沖(檢測信號)的時刻tl和時刻t2的時間寬度與T/2的差量，并將該差量向回授信號轉(zhuǎn)換部2015輸出。
[0041]回授信號轉(zhuǎn)換部2015根據(jù)被供給的差量來求出向FB線圈供給的FB信號的電流值。
[0042]這里，回授信號轉(zhuǎn)換部2015從被預(yù)先寫入到內(nèi)部存儲部而存儲的FB電流值中表讀出與差量對應(yīng)的電流值，來求出FB信號的電流值。
[0043]FB電流值表是表示上述差量與將磁性體芯內(nèi)的穩(wěn)定磁場抵消的電流值(數(shù)字值)的對應(yīng)的表。
[0044]回授信號調(diào)整部2014將從回授信號轉(zhuǎn)換部2015供給的FB信號的電流值轉(zhuǎn)換成D/A (Digital/Analog)，并將所生成的作為FB信號的電流向FB線圈輸出。另外，回授信號調(diào)整部2014將從回授信號轉(zhuǎn)換部2015供給的FB信號的電流值向回授信號調(diào)整部2014輸出。
[0045]回授信號調(diào)整部2014根據(jù)被供給的FB信號的電流值，求出在磁性體芯內(nèi)抵消了的穩(wěn)定磁場的強度、即施加于磁元件100的穩(wěn)定磁場的強度。這里，回授信號調(diào)整部2014從被預(yù)先寫入到內(nèi)部存儲部而存儲的電流值磁場表中讀出與FB信號的電流值對應(yīng)的磁場強度，來求出施加于磁兀件100的磁場的強度。電流值磁場表是表不上述FB信號的電流值與被施加的穩(wěn)定磁場的強度的對應(yīng)的表。
[0046]在使用上述的時間分解型FG方式的磁元件來進行磁場比例式中的磁場檢測的情況下，能夠測定的磁場范圍由因磁元件100的磁性體芯的材料和構(gòu)造引起的對線圈施加的單位電流的產(chǎn)生磁場量(以下稱為勵磁效率)、和勵磁信號的強度決定。
[0047]另一方面，在使用時間分解型FG方式的磁元件來進行磁場平衡式中的磁場檢測的情況下，無論對磁元件100施加的穩(wěn)定磁場如何，都按照以一定的時間間隔(T/2)輸出檢測信號的方式將磁性體芯內(nèi)的磁場維持為平衡狀態(tài)。因此，可基于磁元件100整體的電源電壓在受限、即能夠供給FB信號的電流值的范圍內(nèi)進行磁場的測定。
[0048]另外，在使用時間分解型FG方式的磁元件來進行磁場比例式中的磁場檢測的情況下，由于檢測信號被輸出的時間間隔根據(jù)磁場而變化，所以磁靈敏度的線性被直接反映于磁元件100的特性。
[0049]另一方面，在使用時間分解型FG方式的磁元件來進行磁場平衡式中的磁場檢測的情況下，由于作為磁元件的特性，勵磁效率的磁場依賴性較小，所以容易維持檢測信號的波形、和檢測信號產(chǎn)生的時間間隔的穩(wěn)定性。
[0050]因此，在作為測定對象，應(yīng)用于在全部測定電流范圍內(nèi)以維持了線性的狀態(tài)測定由數(shù)百A(安培)左右的電流產(chǎn)生的磁場的磁元件的情況下，與磁場比例式相比，以往主要使用磁場平衡式中的磁場檢測。
[0051]專利文獻1:日本國特開2008-292325號公報
[0052]專利文獻2:日本國特開2007-078423號公報
[0053]專利文獻3:日本國特開2007-078422號公報
[0054]在使用上述的時間分解型FG方式的磁元件并通過磁場比例式進行磁場檢測時，與已敘述那樣，能夠測定的磁場范圍被磁元件100的勵磁效率和勵磁信號限制。
[0055]因此，在應(yīng)用磁場比例式的磁元件作為最大測定電流為數(shù)百A左右的電流傳感器的情況下，存在除了磁元件單體的輸出的線性針對磁場強度的依賴性之外，因驅(qū)動磁元件的電源電壓或者允許最大電流值的限制，可得到高精度輸出的線性磁場的測定范圍受限的問題。
[0056]另外，在檢測線圈產(chǎn)生的檢測信號的波形依賴于穩(wěn)定磁場Hex的強度以及磁性體芯的溫度而變化的情況下，檢測信號的波形的上升的時間微分值與檢測信號的輸出變動存在關(guān)聯(lián)。因此，由于檢測信號的輸出的時間變動值依賴于磁場的強度而變化，所以在磁場強度的測定中，尤其是時間變動值隨著磁場的強度變高而增加，無法以高精度進行磁場的檢測。
[0057]另一方面，在使用時間分解型FG方式的磁元件并通過磁場平衡式來進行磁場檢測時，在FB線圈FB控制中，F(xiàn)B信號一般通過電流控制來進行。
[0058]如已敘述那樣，F(xiàn)B控制信號中的電流值與因該電流值而產(chǎn)生的磁場的強度處于比例關(guān)系，即使因FB信號的電流值的不同而使FB線圈的電阻與溫度對應(yīng)地變化，F(xiàn)B信號的電流值也被以恒流控制。因此，即使在FB信號的電流值變大的高強度的磁場中，也能夠維持磁元件的靈敏度的線性。
[0059]另外，即使在勵磁線圈和FB線圈各自的勵磁效率因磁元件的特性的個體偏差而變化的情況下，基于FB信號的磁場與穩(wěn)定磁場的磁場平衡的收斂狀態(tài)也被輸出FB信號的控制電路的特性限制，收斂中的殘差(誤差)不變化。
[0060]并且，在勵磁線圈的勵磁效率與FB線圈的勵磁效率之比被保持為固定的情況下，由于勵磁線圈與FB線圈的磁靈敏度之比不變化，所以基于FB信號的磁場與穩(wěn)定磁場到成為磁場平衡為止的收斂時間也不變化。
[0061]因此，在通過半導(dǎo)體工藝等同時形成磁元件中的勵磁線圈和FB線圈的情況下，SP使勵磁線圈和FB線圈各自的電阻變化，由于線圈電阻之比也被維持，所以作為磁場平衡的收斂指標(biāo)的平衡狀態(tài)下的殘差以及到達平衡狀態(tài)的時間不變化。
[0062]然而，當(dāng)使用時間分解型FG方式的磁元件并通過磁場平衡式來進行磁場檢測時，在FB信號以電流值控制FB線圈產(chǎn)生的磁場的強度的情況下，需要對與磁場的強度對應(yīng)的電流值進行恒流控制。因此，必須安裝進行恒流控制的電壓電流轉(zhuǎn)換電路，使得對施加于FB線圈的電流進行控制的控制部的電路規(guī)模增大，消耗電流也增加。
[0063]另外，由于電壓電流轉(zhuǎn)換電路內(nèi)的產(chǎn)生恒流時的內(nèi)部的基準(zhǔn)電位伴隨著FB信號的電流值的增加而時間性變動、不穩(wěn)定，所以被輸出的恒流發(fā)生變動。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0064]本發(fā)明是鑒于這樣的情況而完成的，其目的在于，提供使用僅由勵磁線圈和檢測線圈構(gòu)成的磁元件來進行使用了時間分解型FG方式的磁元件的磁場平衡式的磁場檢測，無需設(shè)置向FB線圈供給恒流的電壓電流轉(zhuǎn)換電路的磁元件控制裝置、磁元件控制方法以及磁檢測裝置。
[0065]本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題而提出，本發(fā)明的第一方式的磁元件控制裝置是在基于時間分解型的磁平衡式來檢測對由勵磁線圈和檢測線圈構(gòu)成的磁通門型的磁元件施加的穩(wěn)定磁場的強度時，控制上述磁元件的磁元件控制裝置，具有:勵磁信號生成部，其生成交替信號；勵磁信號調(diào)整部，其根據(jù)上述交替信號生成交替電壓信號，并基于上述交替電壓信號生成對上述勵磁線圈施加的勵磁信號；檢測信號比較部，其檢測由上述勵磁信號的電流方向切換時的感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的正電壓或者負電壓的檢測信號；回授信號轉(zhuǎn)換部，其將上述正電壓以及上述負電壓的上述檢測信號之間的時間寬度轉(zhuǎn)換成電壓信息；回授信號調(diào)整部，其根據(jù)上述電壓信息來生成用于產(chǎn)生將施加于上述磁元件的穩(wěn)定磁場抵消的磁場的回授信號；以及數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部，其將上述回授信號作為表示磁場強度的數(shù)據(jù)信號而輸出，上述勵磁信號調(diào)整部對上述交替電壓信號疊加上述回授信號來生成上述勵磁信號，并將生成的上述勵磁信號施加于上述勵磁線圈。
[0066]在本發(fā)明的第一方式的磁元件控制裝置中，優(yōu)選上述數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部通過預(yù)先設(shè)定的、上述回授信號的電壓值和根據(jù)上述回授信號的上述電壓值而生成的磁場強度具有線性的上述回授信號的電壓范圍外的電壓值飽和的放大率來放大上述回授信號并進行輸出。
[0067]在本發(fā)明的第一方式的磁元件控制裝置中，優(yōu)選還具有偏移電壓調(diào)整部，該偏移電壓調(diào)整部使與因測定穩(wěn)定磁場的周圍環(huán)境引起的磁場對應(yīng)的偏移電壓疊加于上述回授信號，并將被疊加了上述偏移電壓的上述回授信號向上述回授信號調(diào)整部輸出。
[0068]在本發(fā)明的第一方式的磁元件控制裝置中，優(yōu)選具有測定上述磁元件的溫度的溫度傳感器，上述勵磁信號調(diào)整部對上述交替電壓信號乘以與上述溫度對應(yīng)的系數(shù)來校正上述交替電壓信號，將上述回授信號疊加于校正后的上述交替電壓信號，并將疊加后的上述交替電壓信號作為上述勵磁信號供給至上述勵磁線圈。
[0069]在本發(fā)明的第一方式的磁元件控制裝置中，優(yōu)選具有測定上述磁元件的溫度的溫度傳感器，上述勵磁信號生成部與對應(yīng)上述溫度的系數(shù)相對應(yīng)地調(diào)整上述交替電壓信號的周期，將上述回授信號疊加于調(diào)整后的上述交替電壓信號，并將疊加后的上述交替電壓信號作為上述勵磁信號供給至上述勵磁線圈。
[0070]在本發(fā)明的第一方式的磁元件控制裝置中，優(yōu)選上述回授信號轉(zhuǎn)換部根據(jù)上述時間寬度求出表示上述回授信號的電壓值的占空比來作為上述電壓信息，并將表示上述回授信號的上述電壓值的上述占空比的矩形波向上述回授信號調(diào)整部輸出，上述回授信號調(diào)整部生成作為與上述矩形波的上述占空比對應(yīng)的直流電壓的上述回授信號。
[0071]在本發(fā)明的第一方式的磁元件控制裝置中，優(yōu)選上述回授信號轉(zhuǎn)換部求出上述時間寬度與預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)時間寬度的差量，根據(jù)上述差量求出表示上述回授信號的電壓值的數(shù)字值來作為上述電壓信息，并將上述數(shù)字值向上述回授信號調(diào)整部輸出，上述回授信號調(diào)整部生成作為上述數(shù)字值所表示的直流電壓的上述回授信號。
[0072]在本發(fā)明的第一方式的磁元件控制裝置中，優(yōu)選在選擇了基于時間分解型的磁比例方式來檢測磁場的強度的模式時，上述回授信號調(diào)整部將上述回授信號的電壓值設(shè)為OV并供給至上述勵磁信號調(diào)整部，上述回授信號轉(zhuǎn)換部將上述時間寬度作為上述穩(wěn)定磁場的測定數(shù)據(jù)而輸出。
[0073]在本發(fā)明的第一方式的磁元件控制裝置中，優(yōu)選還具有產(chǎn)生周期性的時鐘信號的時鐘信號生成部，上述勵磁信號生成部生成三角波信號作為與上述時鐘信號同步的上述交替信號。
[0074]本發(fā)明的第二方式的磁元件控制方法是在基于時間分解型的磁平衡式來檢測對由勵磁線圈和檢測線圈構(gòu)成的磁通門型施加的磁元件的穩(wěn)定磁場的強度時，控制上述磁元件的磁元件控制方法，該磁元件控制方法生成交替信號(勵磁信號生成過程)，根據(jù)上述交替信號生成交替電壓信號，并基于上述交替電壓信號生成對上述勵磁線圈施加的勵磁信號(勵磁信號調(diào)整過程)，檢測由上述勵磁信號的電流方向切換時的感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的正電壓或者負電壓的檢測信號(檢測信號比較過程)，將上述正電壓和上述負電壓的上述檢測信號間的時間寬度轉(zhuǎn)換成電壓信息(回授信號轉(zhuǎn)換過程)，根據(jù)上述電壓信息生成用于產(chǎn)生將正施加于上述磁元件的穩(wěn)定磁場抵消的磁場的回授信號(回授信號調(diào)整過程)，將上述回授信號作為表示磁場強度的數(shù)據(jù)信號而輸出(數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換過程)，在生成上述勵磁信號時(勵磁信號調(diào)整過程)，對上述交替電壓信號疊加上述回授信號來生成上述勵磁信號，并將生成的上述勵磁信號施加于上述勵磁線圈。
[0075]本發(fā)明的第三方式的磁檢測裝置是檢測被施加的穩(wěn)定磁場的強度的基于磁場平衡方式的磁場檢測裝置，具有:磁通門型的磁元件，其由勵磁線圈和檢測線圈構(gòu)成；勵磁信號生成部，其生成交替信號；勵磁信號調(diào)整部，其根據(jù)上述交替信號生成交替電壓信號，并基于上述交替電壓信號來生成對上述勵磁線圈施加的勵磁信號；檢測信號比較部，其檢測由上述勵磁信號的電流方向切換時的感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的正電壓或負電壓的檢測信號；回授信號轉(zhuǎn)換部，其將上述正電壓和上述負電壓的上述檢測信號間的時間寬度轉(zhuǎn)換成電壓信息；回授信號調(diào)整部，其根據(jù)上述電壓信息來生成用于產(chǎn)生將正施加于上述磁元件的穩(wěn)定磁場抵消的磁場的回授信號；以及數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部，其將上述回授信號作為表示磁場強度的數(shù)據(jù)信號而輸出，
[0076]上述勵磁信號調(diào)整部對上述交替電壓信號疊加上述回授信號來生成上述勵磁信號，并將生成的上述勵磁信號施加于上述勵磁線圈。
[0077]根據(jù)該發(fā)明的方式，對勵磁信號疊加產(chǎn)生將穩(wěn)定磁場抵消的磁場的電壓值的回授信號，并將穩(wěn)定磁場被抵消(磁強度成為O)時的回授信號用作表示磁場強度的測定數(shù)據(jù)。因此，能夠使用與磁比例式同樣的構(gòu)造的磁元件(不具有FB線圈而由勵磁線圈和檢測線圈構(gòu)成的磁元件)來進行磁平衡式的磁場強度的測定。
[0078]因此，根據(jù)該發(fā)明的方式，能夠?qū)⒋艡z測裝置所采用的磁元件小型化，可實現(xiàn)磁檢測裝置的小型化，并且通過小型化能夠使制造成本降低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0079]圖1是說明本發(fā)明的原理的圖。
[0080]圖2是表示作為磁通門型磁元件的磁元件50的構(gòu)成例的圖。
[0081]圖3是表示磁通門型磁元件的動作原理的圖。
[0082]圖4是表示第I實施方式涉及的磁元件控制裝置110的構(gòu)成例的圖。
[0083]圖5是表示第I實施方式中的磁元件控制裝置110的動作例的流程圖。
[0084]圖6是表示第2實施方式涉及的磁元件控制裝置120的構(gòu)成例的圖。
[0085]圖7是表示第3實施方式涉及的磁元件控制裝置130的構(gòu)成例的圖。.圖8是說明第3實施方式中的磁元件控制裝置130所進行的磁元件控制處理(基于數(shù)字值的回授信號的電壓的生成處理)的動作例的流程圖。
[0086]圖9是說明第3實施方式中的磁元件控制裝置130所進行的磁元件控制處理(基于模擬值的回授信號的電壓的生成處理)的動作例的流程圖。
[0087]圖10是表示時間分解型FG方式的磁元件(磁場比例式測定)的構(gòu)成例的圖。
[0088]圖11是使用時間分解型FG方式的磁元件來說明磁場比例式中的磁場檢測的原理的波形圖。
[0089]圖12是表示時間分解型FG方式的磁元件(磁場平衡式測定)的構(gòu)成例的圖。
[0090]圖13是使用時間分解型FG方式的磁元件來說明磁場平衡式中的磁場檢測的原理的波形圖。
[0091]圖14是表示FB線圈FB控制中的使用了磁元件控制裝置的磁檢測裝置的構(gòu)成例的框圖。

【具體實施方式】
[0092]<本發(fā)明的原理>
[0093]以下，參照附圖對本發(fā)明的原理進行說明。圖1是說明本發(fā)明的原理的圖。磁元件控制裝置100具備:磁元件控制部101、時鐘信號生成部102、以及時鐘信號調(diào)整部103。本發(fā)明的實施方式的磁元件控制裝置100在通過時間分解型的磁平衡式來檢測由檢測線圈51和勵磁線圈52構(gòu)成的磁通門型的磁兀件50被施加的穩(wěn)定磁場的強度時,控制對勵磁線圈52施加的勵磁信號。
[0094]磁元件控制部101具備:檢測信號放大部1011、檢測信號比較部1012、回授信號調(diào)整部1013、回授信號轉(zhuǎn)換部1014、數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015、勵磁信號調(diào)整部1016以及勵磁信號生成部1017。
[0095]時鐘信號生成部102由生成規(guī)定周期的時鐘信號的振蕩器構(gòu)成，將所生成的時鐘信號向時鐘信號調(diào)整部103輸出。
[0096]時鐘信號調(diào)整部103進行將被供給的時鐘信號的信號電平放大、或變更時鐘信號的周期等處理，將處理結(jié)果的時鐘信號向勵磁信號生成部1017輸出。
[0097]勵磁信號生成部1017基于從時鐘信號調(diào)整部103供給的時鐘信號，生成作為交替信號、例如以O(shè)V為基準(zhǔn)電位進行交替的交替電壓信號的三角波信號。
[0098]勵磁信號調(diào)整部1016以規(guī)定的放大率對由勵磁信號生成部1017生成的三角波信號進行放大，生成三角波電壓信號，并施加于勵磁線圈52。
[0099]接著，圖2是表示作為磁通門型磁元件的磁元件50的構(gòu)成例的圖。
[0100]在磁元件50的磁性體芯53纏繞有2個系統(tǒng)的繞組，磁元件50包括以一個系統(tǒng)繞組構(gòu)成的檢測線圈51和以另一個系統(tǒng)繞組形成的勵磁線圈52。
[0101]接著，圖3是表示磁通門型磁元件的動作原理的圖表。對圖3的PART(a)而言，縱軸表不電壓，橫軸表不時間，是表不向勵磁線圈52供給的三角波電壓信號的時間變化的圖。在圖3的PART(a)中，向勵磁線圈52供給的三角波電壓信號是以基準(zhǔn)參照電壓Vref (在本實施方式中作為一例為OV)為界的正負的交替信號。在圖3的PART(b)中，縱軸表示電壓，橫軸表示時間。圖3的PART(b)是表示當(dāng)基于圖3的PART(a)的三角波電壓信號的在勵磁線圈52中流過的勵磁電流的方向發(fā)生變化(三角波電壓信號的電壓值的極性發(fā)生變化，由此勵磁電流的電流值的極性發(fā)生變化)時，因感應(yīng)電動勢而在檢測線圈51中產(chǎn)生的檢測信號(時刻tl的第I檢測信號、時刻t2的第2檢測信號)的時間變化的圖表。
[0102]這里，圖3的PART (a)表示了由于穩(wěn)定磁場(Hex)被施加給磁元件50，施加于勵磁線圈52的三角波電壓信號的基準(zhǔn)電位從基準(zhǔn)參照電壓Vref偏離產(chǎn)生被施加的穩(wěn)定磁場的DC電壓量。另外，表示了第I檢測信號(時刻tl)和第2檢測信號(時刻t2)的產(chǎn)生定時與該三角波電壓信號的和基準(zhǔn)參照電壓Vref因穩(wěn)定磁場(Hex)引起的偏離對應(yīng)地時間性偏離。
[0103]這里，從圖3的PART(b)可知，若第I檢測信號的時刻tl和第2檢測信號的時刻t2間的時間寬度Tw與作為三角波的周期T的1/2的時間T/2的差量Td為0，則沒有對磁元件50施加穩(wěn)定磁場(Hex)，若差量Td為正，則施加有負的穩(wěn)定磁場(Hex < O)，若差量Td為負，則施加有正的穩(wěn)定磁場(Hex > O)。
[0104]返回到圖1，檢測信號放大部1011以預(yù)先設(shè)定的放大度來放大磁元件50的檢測線圈51的兩端的電壓。
[0105]檢測信號比較部1012對從檢測信號放大部1011供給的被放大后的檢測信號的電壓值與預(yù)先設(shè)定的閾值電壓值進行比較，來檢測第I檢測信號和第2檢測信號(參照圖3的 PART (b))。
[0106]這里，如圖3所示，第I檢測信號是負極性的脈沖，在對勵磁線圈52施加的電壓的極性從正向負變化的電壓區(qū)域中因感應(yīng)電動勢而產(chǎn)生。另一方面，第2檢測信號是正極性的脈沖，在對勵磁線圈52施加的電壓的極性從負(負電壓)向正(正電壓)變化的電壓區(qū)域中因感應(yīng)電動勢而產(chǎn)生。
[0107]此外，在上述說明中，對施加于勵磁線圈52的勵磁信號為電壓控制的信號的情況進行了說明，但勵磁信號也可以是電流控制的信號?；蛘撸部梢园妷嚎刂频男盘柡碗娏骺刂频男盘栯p方。即，圖3的PART(a)中的縱軸分量也可以是電流值。該情況下，圖3的PART(a)中的交替信號的基準(zhǔn)電流值為OA(O安培)。此外，在上述說明中，對將圖3的PART (a)中的縱軸分量作為電壓，將施加于勵磁線圈的勵磁信號作為電壓信號的情況進行了說明，但也可以將縱軸分量表現(xiàn)為勵磁線圈52中流過的勵磁信號的電流值。該情況下，在圖3的PART (a)中，與橫軸交叉的縱軸的電流表示為0A(0安培)(在電壓表述中為基準(zhǔn)參照電壓Vref)。
[0108]在本發(fā)明的原理中，使用了通過采用數(shù)字值的運算進行數(shù)字處理的構(gòu)成、和通過采用模擬值的運算進行模擬處理的構(gòu)成中的任意一種構(gòu)成作為生成FB信號即回授信號的電壓的構(gòu)成，都能夠構(gòu)成磁元件控制裝置100。以下，依次說明通過數(shù)字處理來生成回授信號的電壓的構(gòu)成和通過模擬處理來生成期間電壓的構(gòu)成。
[0109]通過數(shù)字處理來生成回授信號的電壓的構(gòu)成
[0110]檢測信號比較部1012測量從第I檢測信號到第2檢測信號為止的時間寬度，求出該時間寬度Tw與三角波的周期T的一半時間、即T/2的差量Td( = Tw-(T/2))，并向回授信號轉(zhuǎn)換部1014輸出。
[0111]若從檢測信號比較部1012供給作為時間信息的差量Td，則回授信號轉(zhuǎn)換部1014根據(jù)該差量Td，生成用于生成作為FB信號的回授信號的電壓的電壓信息。
[0112]這里，在回授信號轉(zhuǎn)換部1014中，表示差量Td和與該差量Td對應(yīng)的數(shù)字值的電壓信息的對應(yīng)的時間電壓信息表被預(yù)先寫入并存儲于內(nèi)部的存儲部。
[0113]而且，回授信號轉(zhuǎn)換部1014從該內(nèi)部的存儲部中存儲的時間電壓信息表中讀出與被供給的差量Td對應(yīng)的電壓信息，并向回授信號調(diào)整部1013輸出。例如，電壓信息是表示回授信號的電壓值的數(shù)字值的數(shù)據(jù)。另外，電壓信息被賦予差量Td的極性，即在差量Td為正時具有正極性，在差量td為負時具有負極性。因此，在對磁元件50施加有正極性的穩(wěn)定磁場(Hex)的情況下,對勵磁信號的電壓疊加負極性的電壓的回授信號,另一方面,在施加有負極性的穩(wěn)定磁場(Hex)的情況下，對勵磁信號的電壓疊加正極性的電壓的回授信號。
[0114]回授信號調(diào)整部1013基于從回授信號轉(zhuǎn)換部1014供給的電壓信息，生成電壓信息所表不的電壓值的回授信號，并作為FB信號而向勵磁信號調(diào)整部1016輸出。
[0115]這里，由于電壓信息是數(shù)字值，所以回授信號調(diào)整部1013例如在內(nèi)部具備D/A轉(zhuǎn)換器，將被供給的作為數(shù)字值的電壓信息輸入至D/A轉(zhuǎn)換器來得到直流電壓，并作為回授信號向勵磁信號調(diào)整部1016輸出。
[0116]勵磁信號調(diào)整部1016使從回授信號調(diào)整部1013供給的作為FB信號的回授信號疊加于在內(nèi)部生成的三角波電壓信號，并作為勵磁信號施加于勵磁線圈52。
[0117]另外，在對勵磁信號疊加有回授信號的情況下，檢測信號比較部1012檢測的第I檢測信號和第2檢測信號的時間間隔處于T/2附近。
[0118]因此，檢測信號比較部1012在已對勵磁信號疊加有回授信號的情況下，作為輸出的時間信息，為表示作為T/2的回授信號與目前施加的回授信號的誤差的誤差電壓。因此，檢測信號比較部1012在施加有勵磁信號的情況下，將差量Td作為表示上述的誤差電壓的時間信息輸出至回授信號轉(zhuǎn)換部1014。
[0119]另外，若被供給表示誤差電壓的時間信息即差量Td，則回授信號轉(zhuǎn)換部101如已述那樣，從內(nèi)部的存儲部中存儲的時間電壓信息表讀出與該差量Td對應(yīng)的電壓信息，并向回授信號調(diào)整部1013輸出。
[0120]另外，回授信號調(diào)整部1013在內(nèi)部具有存儲部，電壓信息被累計存儲于該存儲部，并使用該累計得到的電壓信息來生成回授信號。
[0121]這里，回授信號調(diào)整部1013判定與差量Td對應(yīng)的電壓信息是否包含在預(yù)先設(shè)定的設(shè)定電壓范圍內(nèi)。
[0122]然后，在該設(shè)定電壓范圍內(nèi)不包含電壓信息的情況下，回授信號調(diào)整部1013判定為對抵消施加于磁兀件50的穩(wěn)定磁場沒有影響的電壓。
[0123]S卩，回授信號調(diào)整部1013判定為成為控制的精度的誤差，且第I檢測信號和第2檢測信號的時間寬度大致為T/2。此時，回授信號調(diào)整部1013不將被設(shè)為該誤差范圍的電壓信息累計于內(nèi)部存儲部的在此之前的時間信息而進行廢棄。
[0124]數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015基于預(yù)先設(shè)定的放大度來對從回授信號調(diào)整部1013供給的電壓信息放大，并向外部輸出。
[0125]該數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015中的放大度被設(shè)定為僅將可預(yù)先線性測定的范圍的回授信號的電壓值的范圍作為數(shù)據(jù)信號而輸出的值。即，該放大度成為僅抵消穩(wěn)定磁場的磁場和產(chǎn)生該磁場的電壓值的回授信號保持線性的范圍被放大了的電壓，使范圍外的電壓飽和而成為一定電壓。即，數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015基于回授信號的電壓值和由該電壓值生成的磁場強度具有線性的回授信號的電壓范圍外的回授信號的電壓值飽和的、被預(yù)先設(shè)定的放大率，來放大回授信號并進行輸出。
[0126]因此，該數(shù)據(jù)信號表示求出將穩(wěn)定磁場抵消的磁場的強度的磁場電壓、即穩(wěn)定磁場的強度。處于外部的磁場強度檢測裝置(未圖示)將該數(shù)據(jù)信號所表示的磁場電壓的電壓值轉(zhuǎn)換成磁場的強度，并輸出轉(zhuǎn)換后的磁場的強度。
[0127]這里，在磁場強度檢測裝置中，表示磁場電壓的電壓值和與該磁場電壓的電壓值對應(yīng)的磁場強度的對應(yīng)的磁場強度表被預(yù)先寫入到內(nèi)部存儲部而存儲。
[0128]磁場強度檢測裝置從磁場強度表中讀出由磁元件控制裝置100供給的、與數(shù)據(jù)信號所表不的磁場電壓的電壓值對應(yīng)的磁場強度，并作為穩(wěn)定磁場(Hex)的強度的數(shù)值,顯示于例如設(shè)置在磁場強度檢測裝置自身的顯示部。在本發(fā)明的實施方式中，由磁元件控制裝置100和上述的未圖示的磁場強度檢測裝置構(gòu)成磁檢測裝置。
[0129].由模擬處理生成回授信號的電壓的構(gòu)成
[0130]檢測信號比較部1012將第I檢測信號和第2檢測信號向回授信號轉(zhuǎn)換部1014輸出。
[0131]回授信號轉(zhuǎn)換部1014基于第I檢測信號和第2檢測信號被輸出的周期(時刻tl與時刻t2的間隔、即時間寬度)，生成作為電壓信息的具有占空比的脈沖，并將該脈沖作為電壓信息向回授信號調(diào)整部1013輸出。即，回授信號轉(zhuǎn)換部1014根據(jù)上述時間寬度求出表示回授信號的電壓值的占空比作為電壓信息，并將表示該回授信號的電壓值的占空比的矩形波向回授信號調(diào)整部1013輸出。
[0132]回授信號調(diào)整部1013在以矩形波信號表示信息的情況下，通過PWM(Pulse WidthModulat1n:脈沖調(diào)制)電路等產(chǎn)生與占空比對應(yīng)的直流電壓，并作為回授信號而輸出。
[0133]例如，在從第I檢測信號到第2檢測信號為止的時間寬度相對于從第2檢測信號到第I檢測信號為止的時間寬度較長的情況下，需要穩(wěn)定磁場為負。因此，回授信號調(diào)整部1013產(chǎn)生使抵消穩(wěn)定磁場的正磁場產(chǎn)生的直流電壓的回授信號。
[0134]另一方面，在從第2檢測信號到第I檢測信號為止的時間寬度相對于從第I檢測信號到第2檢測信號為止的時間寬度較長的情況下，由于穩(wěn)定磁場為正，所以回授信號調(diào)整部1013產(chǎn)生使抵消穩(wěn)定磁場的負磁場產(chǎn)生的直流電壓的回授信號。
[0135]即，回授信號調(diào)整部1013若被供給作為電壓信息的脈沖，則生成與該脈沖的占空比對應(yīng)的電壓值的回授信號，并將所生成的回授信號向勵磁信號調(diào)整部1016輸出。
[0136]這里，回授信號調(diào)整部1013設(shè)置有例如使用運算放大器而構(gòu)成的電壓電流轉(zhuǎn)換電路。由于在該電壓電流轉(zhuǎn)換電路中，使用運算放大功能的放大器，以正輸入和負輸入的電位差被維持為O的方式使該放大器發(fā)揮作用，所以從放大器的輸出向正輸入的電流信號與外部磁場成為比例關(guān)系。而且，通過將該與電流信號成比例的信號作為回授信號而施加于勵磁線圈52,產(chǎn)生基于該回授信號的磁場,按照磁兀件50內(nèi)的磁性體芯被施加的磁場一定的方式進行調(diào)整。作為結(jié)果，能夠不依賴于外部的穩(wěn)定磁場地將第I檢測信號和第2檢測信號的時間間隔保持為一定。
[0137]與數(shù)字處理的情況同樣，勵磁信號調(diào)整部1016使從回授信號調(diào)整部1013供給的回授信號疊加于在控制電路內(nèi)部生成的三角波電壓信號，將疊加了該回授信號的三角波電壓信號作為勵磁信號施加于勵磁線圈52。
[0138]由于數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015的動作除了對模擬值進行放大之外，與數(shù)字處理相同，故省略說明。
[0139]另外,外部的磁場強度檢測裝置通過A/D (Analog/Digital)轉(zhuǎn)換將從磁元件控制裝置100供給的模擬值的數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字值，與在數(shù)字處理中說明的動作同樣地求出磁場強度。
[0140]通過上述的構(gòu)成，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，由于使回授信號疊加于勵磁信號，并將該勵磁信號施加于勵磁線圈52，所以能夠利用磁比例式中通常使用的磁元件。另外，能夠構(gòu)成與在以往的基于時間分解型的磁平衡式的磁場強度的測定中所使用的設(shè)置有FB線圈的磁元件相比較便宜且小型的磁檢測裝置。
[0141]這里，不僅使磁元件小型化，在磁元件的尺寸與磁平衡式相同的情況下，通過使用FB線圈的區(qū)域而使勵磁線圈或者檢測線圈的匝數(shù)增加，能夠因勵磁效率的增加而進一步擴大穩(wěn)定磁場的測定范圍、提高檢測線圈中的檢測信號的S/N(Signal/Noise) t匕。
[0142]另外，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，利用了磁比例式中通常使用的磁元件，但與基于磁比例式的磁場檢測的情況相比，能夠擴大施加于磁元件的穩(wěn)定磁場的強度的范圍。
[0143]另外，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，由于對三角波電壓信號疊加了回授信號作為FB信號，所以與以往的對FB線圈施加FB信號作為電流的情況相比，能夠使生成恒流(FB信號)時的差動信號的基準(zhǔn)電壓的時間變動穩(wěn)定化，并能夠抑制所輸出的數(shù)據(jù)信號的時間變動。
[0144]另外，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，為了避免在勵磁信號生成部1017生成三角波時因生成所使用的運算放大器的特性而處于基準(zhǔn)電位附近的非線形區(qū)域(以下稱為交越(cross over)失真)，能夠通過FB控制來校正檢測信號(第I檢測信號、第2檢測信號)的時間間隔。
[0145]例如，為了準(zhǔn)確地判定成為磁平衡的定時，預(yù)先對三角波電壓信號賦予偏移，并以基準(zhǔn)電位與不具有交越失真的三角波的區(qū)域交叉的方式進行調(diào)整。在使用了 FB線圈的磁平衡式中，也能夠以避免上述的交越失真的方式進行控制，但由于需要將作為FB信號而使用的回授電流暫時轉(zhuǎn)換為作為電壓信號的回授信號，所以不再是恒流控制。作為結(jié)果，磁場強度的檢測的精度由于磁元件50的溫度而劣化。
[0146]<第I實施方式>
[0147]接著，參照圖4，對本發(fā)明的第I實施方式涉及的磁元件控制裝置110進行。圖4是表示本實施方式涉及的磁元件控制裝置HO的構(gòu)成例的圖。
[0148]針對與在本發(fā)明的實施方式的原理中說明了的圖1的磁元件控制裝置100相同的構(gòu)成賦予相同的符號。在圖4中，磁元件控制裝置110具備:磁元件控制部111、時鐘信號生成部102、時鐘信號調(diào)整部103、以及數(shù)據(jù)信號判定部104。
[0149]以下，僅針對與圖1的磁元件控制裝置100的構(gòu)成和動作的不同之處進行說明。
[0150]磁元件控制部111中的偏移電壓調(diào)整部1018在未對磁元件50施加測定對象的穩(wěn)定磁場(Hex)的狀態(tài)下，當(dāng)?shù)贗檢測信號和第2檢測信號的時間寬度從基準(zhǔn)的時間寬度、例如作為三角波的周期T的一半的T/2偏離時,產(chǎn)生用于校正該偏離的偏移電壓。該偏移電壓被設(shè)定為使穩(wěn)定磁場為O，且與由磁元件50的設(shè)置位置的周圍的環(huán)境產(chǎn)生的磁場的強度對應(yīng)地將由該環(huán)境產(chǎn)生的磁場抵消的電壓。
[0151]而且，偏移電壓調(diào)整部1018對從回授信號調(diào)整部1013供給的回授信號加上偏移電壓調(diào)整部1018自身產(chǎn)生的偏移電壓，并將相加結(jié)果作為新的回授信號向勵磁信號調(diào)整部1016輸出。
[0152]數(shù)據(jù)信號判定部104判定從數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015供給的數(shù)據(jù)信號的電壓值是否包含在預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)范圍(輸出數(shù)據(jù)指定范圍)內(nèi)。數(shù)據(jù)信號判定部104向內(nèi)部的存儲部預(yù)先寫入并存儲上述數(shù)據(jù)范圍。該數(shù)據(jù)范圍是對由數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015放大并輸出的數(shù)據(jù)信號所表示的電壓值是否包含在磁場與表示該磁場的電壓值處于線性關(guān)系的區(qū)域進行判定的電壓值的范圍。
[0153]這里，數(shù)據(jù)信號判定部104在數(shù)據(jù)信號的電壓值不包含在數(shù)據(jù)范圍內(nèi)的情況下，將表示錯誤的數(shù)據(jù)信號(錯誤信號)向外部的磁場強度檢測裝置輸出。另外，數(shù)據(jù)信號判定部104在數(shù)據(jù)信號的電壓值包含在數(shù)據(jù)范圍內(nèi)的情況下，將表示電壓值的數(shù)據(jù)信號向外部的磁場強度檢測裝置輸出。
[0154]接著，使用圖4和圖5，對本實施方式中的磁元件控制裝置110的動作進行說明。圖5是表示本實施方式中的磁元件控制裝置110的動作例的流程圖。在第I實施方式中，對利用數(shù)字處理生成回授信號的構(gòu)成進行說明。另外，針對利用模擬處理生成回授信號的構(gòu)成，也能夠通過圖5的流程圖所示的流程，使磁元件控制裝置110同樣地動作。
[0155]步驟S1:
[0156]檢測信號放大部1011對檢測線圈51的兩端的電壓進行放大，并向檢測信號比較部1012輸出。
[0157]然后，檢測信號比較部1012從第I檢測信號被檢測到的時刻tl與第2檢測信號被檢測到的時刻t2間的時間寬度Tw減去作為基準(zhǔn)時間寬度的T/2，并將相減結(jié)果的差量Td作為時間信息向回授信號轉(zhuǎn)換部1014輸出。另外，在將該時間信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字值的情況下，優(yōu)選使用TDC(Time to Digital Converter:時間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器)等。
[0158]步驟S2:
[0159]接著，回授信號轉(zhuǎn)換部1014從存儲于存儲部的時間電壓信息表中讀出與被供給的作為時間信息的差量Td對應(yīng)的表示回授信號的電壓值的電壓信息。
[0160]然后，回授信號轉(zhuǎn)換部1014將讀出的電壓信息向回授信號調(diào)整部1013輸出。
[0161]步驟S3:
[0162]接著，回授信號轉(zhuǎn)換部1014讀出存儲在內(nèi)部存儲部的、表示與目前的三角波電壓信號疊加的回授信號的之前最新的電壓信息。
[0163]然后，回授信號轉(zhuǎn)換部1014對從存儲部讀出的電壓信息加上由檢測信號供給的電壓信息。
[0164]回授信號轉(zhuǎn)換部1014基于相加結(jié)果的電壓信息，生成具有該電壓信息所表示的電壓值的回授信號，并向偏移電壓調(diào)整部1018輸出。
[0165]另外，回授信號轉(zhuǎn)換部1014將相加結(jié)果的電壓信息作為新的之前最新的電壓信息，寫入到內(nèi)部存儲部來對其存儲，并且，將該電壓信息(數(shù)字值)向數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015輸出。
[0166]步驟S4:
[0167]接著，偏移電壓調(diào)整部1018對被供給的回授信號加上由偏移電壓調(diào)整部1018自身生成的偏移電壓，并作為新的回授信號向勵磁信號調(diào)整部1016輸出。
[0168]另外，偏移電壓調(diào)整部1018將存儲在內(nèi)部存儲部的、作為表示偏移電壓的數(shù)字值的偏移信息向數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015輸出。
[0169]然后，勵磁信號調(diào)整部1016對與時鐘信號調(diào)整部103輸出的時鐘信號同步的三角波電壓信號疊加從偏移電壓調(diào)整部1018供給的期間電壓，并作為勵磁信號施加于勵磁線圈52。
[0170]步驟S5:
[0171]接著，數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015從由回授信號調(diào)整部1013供給的電壓信息減去由偏移電壓調(diào)整部1018供給的偏移信息，將相減結(jié)果設(shè)定為新的電壓信息。
[0172]然后，數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015以預(yù)先設(shè)定的放大度對相減結(jié)果的電壓信息進行放大，并將放大結(jié)果作為數(shù)據(jù)信號向數(shù)據(jù)信號判定部104輸出。
[0173]步驟S6:
[0174]接著，數(shù)據(jù)信號判定部104判定數(shù)據(jù)信號所表示的電壓值是否包含在預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)范圍內(nèi)。
[0175]此時，在數(shù)據(jù)信號所表示的電壓值包含在數(shù)據(jù)范圍內(nèi)的情況下，數(shù)據(jù)信號判定部104使處理進入步驟S7，另一方面，在數(shù)據(jù)信號所表示的電壓值不包含在數(shù)據(jù)范圍內(nèi)的情況下，數(shù)據(jù)信號判定部104使處理進入步驟S8。
[0176]步驟S7:
[0177]接著，由于數(shù)據(jù)信號包含在數(shù)據(jù)范圍內(nèi)，所以數(shù)據(jù)信號判定部104將該數(shù)據(jù)信號直接向配置于外部的磁場強度檢測裝置輸出。
[0178]然后，外部的磁場強度檢測裝置從存儲于內(nèi)部存儲部的磁場強度表中讀出與被供給的數(shù)據(jù)信號所表不的電壓值對應(yīng)的磁場強度，并將讀出的磁場強度顯不于外部的磁場強度檢測裝置自身的顯示部。
[0179]步驟S8:
[0180]另一方面，由于數(shù)據(jù)信號未包含在數(shù)據(jù)范圍內(nèi)，所以數(shù)據(jù)信號判定部104廢棄該數(shù)據(jù)信號，并將錯誤信號向配置于外部的磁場強度檢測裝置輸出。
[0181]此時，例如若被供給錯誤信號，則該磁場強度檢測裝置在磁場強度檢測裝置自身的顯示部中顯示向用戶通知超過了測定范圍這一情況的信息。
[0182]若被供給電源，則磁元件控制裝置110按照上述的圖5所示的流程圖，進行步驟SI到步驟S8的處理。
[0183]這里，當(dāng)對測定對象的磁場強度進行測定時，在沒有測定對象的磁場的狀態(tài)下，進行上述的步驟SI到步驟S8的測定，對偏移電壓調(diào)整部1018設(shè)定所獲得的測定值。
[0184]而且，在對偏移電壓調(diào)整部1018設(shè)定了偏移電壓后，通過步驟SI到步驟S8的處理來進行測定對象的磁場強度的測定。
[0185]另外，在對磁元件控制裝置110接通了電源時，回授信號調(diào)整部1013將處于內(nèi)部存儲部的累計了電壓信息的數(shù)據(jù)重置，寫入O作為初始值。
[0186]根據(jù)本實施方式，由于使作為FB信號的回授信號疊加于勵磁信號,并將該勵磁信號施加于勵磁線圈52，所以能夠利用磁比例式中通常使用的磁元件。另外，能夠構(gòu)成與以往的磁平衡型中使用的設(shè)置有FB線圈的磁元件相比較便宜且小型的磁檢測裝置。
[0187]這里，不僅將磁元件小型化，在磁元件的尺寸與磁平衡式相同的情況下，通過使用FB線圈的區(qū)域，使勵磁線圈或者檢測線圈的匝數(shù)增加，能夠基于勵磁效率的增加而進一步擴大穩(wěn)定磁場的測定范圍、提高檢測線圈中的檢測信號的S/N(Signal/Noise) t匕。
[0188]另外，根據(jù)本實施方式，由于與偏移電壓一起使回授信號疊加于勵磁信號，所以通過預(yù)先將與由周圍環(huán)境產(chǎn)生的磁場強度對應(yīng)的偏移電壓設(shè)定于偏移電壓調(diào)整部1018，能夠高精度且容易地對測定對象的磁場強度進行測定。
[0189]<第2實施方式>
[0190]接著，參照圖6，對本發(fā)明的第2實施方式涉及的磁元件控制裝置120進行說明。圖6是表示第2實施方式涉及的磁元件控制裝置120的構(gòu)成例的圖。
[0191]針對與本發(fā)明的第I實施方式中說明了的圖4的磁元件控制裝置110相同的構(gòu)成賦予相同的符號。在圖6中，磁元件控制裝置120具備:磁元件控制部121、時鐘信號生成部102、時鐘信號調(diào)整部103、以及數(shù)據(jù)信號判定部104。
[0192]磁元件控制部121具備:檢測信號放大部1011、檢測信號比較部1012、回授信號調(diào)整部1013、回授信號轉(zhuǎn)換部1014、數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015、勵磁信號調(diào)整部1016、勵磁信號生成部1017、偏移電壓調(diào)整部1018、以及溫度傳感器1019。
[0193]以下，僅對與圖4的磁元件控制裝置110的構(gòu)成和動作的不同之處進行說明。
[0194]溫度傳感器1019測定磁元件50的溫度，并將表示測定出的溫度的溫度數(shù)據(jù)分別向數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015、偏移電壓調(diào)整部1018、勵磁信號調(diào)整部1016輸出。
[0195]由此，偏移電壓調(diào)整部1018在內(nèi)部的存儲部中預(yù)先寫入而存儲對溫度、和與偏移電壓相乘的偏移校正系數(shù)的對應(yīng)進行表不的偏移校正表。
[0196]接著，偏移電壓調(diào)整部1018讀出與由溫度傳感器1019供給的溫度數(shù)據(jù)對應(yīng)的偏移校正系數(shù)。
[0197]然后，偏移電壓調(diào)整部1018對從內(nèi)部的存儲部讀出的偏移信息乘以讀出的偏移校正系數(shù)，生成與相乘結(jié)果的偏移信息對應(yīng)的偏移電壓。
[0198]另外，數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015在內(nèi)部的存儲部中預(yù)先寫入而存儲對溫度、與用于校正溫度對由回授信號調(diào)整部1013供給的電壓信息的影響的電壓信息校正系數(shù)的對應(yīng)進行表不的電壓信息校正表。
[0199]而且，數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015從電壓信息校正表中讀出與由溫度傳感器1019供給的溫度數(shù)據(jù)對應(yīng)的電壓信息校正系數(shù)。
[0200]數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015將讀出的電壓信息校正系數(shù)與由回授信號調(diào)整部1013供給的電壓信息相乘，根據(jù)相乘結(jié)果的電壓信息和校正后的偏移信息來生成數(shù)據(jù)信號。
[0201]另外,勵磁信號調(diào)整部1016在內(nèi)部的存儲部中預(yù)先寫入而存儲對溫度、與用于校正溫度對向三角波電壓信號疊加了回授信號后的勵磁信號的電壓值的影響的電壓值校正系數(shù)的對應(yīng)進行表不的電壓值校正表。
[0202]然后，勵磁信號調(diào)整部1016從電壓值校正表中讀出與由溫度傳感器1019供給的溫度數(shù)據(jù)對應(yīng)的電壓值校正系數(shù)。
[0203]勵磁信號調(diào)整部1016將讀出的電壓值校正系數(shù)乘以勵磁信號調(diào)整部1016自身生成的勵磁信號的電壓，并將相乘結(jié)果的勵磁信號施加于勵磁線圈52。
[0204]另外，勵磁信號調(diào)整部1016在內(nèi)部的存儲部中預(yù)先寫入而存儲對溫度、與用于校正溫度對勵磁信號的周期的影響的周期校正系數(shù)的對應(yīng)進行表示的周期校正表。
[0205]然后，勵磁信號調(diào)整部1016從周期校正表中讀出與從溫度傳感器1019供給的溫度數(shù)據(jù)對應(yīng)的周期校正系數(shù)。
[0206]勵磁信號調(diào)整部1016根據(jù)讀出的周期校正系數(shù)來校正從勵磁信號生成部1017供給的三角波的周期，并根據(jù)校正結(jié)果的三角波來生成三角波電壓信號。
[0207]另外，在已說明的第I實施方式和本實施方式中，也可以通過使用了數(shù)字值的運算處理來進行從由偏移電壓調(diào)整部1018進行處理之前的處理開始到由偏移電壓調(diào)整部1018進行的處理為止，即構(gòu)成為從回授信號調(diào)整部1013向勵磁信號調(diào)整部1016供給表示回授信號的電壓值的數(shù)字值的電壓信息作為該回授信號。
[0208]該情況下，勵磁信號生成部1017以數(shù)字值將三角波向勵磁信號調(diào)整部1016輸出。
[0209]另外，勵磁信號調(diào)整部1016也可以與時鐘信號調(diào)整部103輸出的時鐘信號同步地對三角波電壓信號加上回授信號來使它們疊加，并通過對相加結(jié)果進行D/A轉(zhuǎn)換來生成勵磁信號。
[0210]這里，與時鐘信號同步地生成任意設(shè)定(決定)的時間寬度的測定周期，交替設(shè)置對勵磁線圈52施加勵磁信號來進行測定處理的期間、和停止對勵磁線圈52施加勵磁信號而不進行測定的期間，使勵磁線圈52間歇動作。
[0211]由此，通過磁元件50本身的發(fā)熱被抑制，降低溫度變化，能夠進行更高精度的磁場強度的測定。
[0212]并且，通過使用該間歇動作的功能來依次驅(qū)動多個磁元件的勵磁線圈，能夠利用I個磁元件控制裝置，通過多個磁元件來測定穩(wěn)定磁場。
[0213]例如，能夠用于以使3個磁元件各自的測定軸，即X軸、y軸以及z軸這3個軸分別正交的方式設(shè)置磁元件，對3維空間中的磁場強度和磁場方向進行測定的其他軸的磁元件的控制。
[0214]另外，第2實施方式如上述那樣進行電壓信息、偏移信息以及勵磁信號的溫度補m
\-ΖΧ ο
[0215]在不進行勵磁信號調(diào)整部1016中的勵磁信號的溫度補償?shù)那闆r下，勵磁線圈52的電阻值由于勵磁線圈52的溫度變化而變化，基于勵磁信號而流動的電流值發(fā)生變動。另夕卜，存在勵磁信號的周期或者波高值(例如三角波電壓信號的波高值)由于構(gòu)成勵磁信號調(diào)整部1016的電路的溫度特性而變動的情況。
[0216]這里，在FB控制的情況下，由于通過溫度測定而檢測到的溫度的變化相對于FB信號的I次回授時間非常慢，所以幾乎不對在生成將施加于磁元件50的穩(wěn)定磁場抵消的FB信號時的收斂性產(chǎn)生影響。
[0217]然而，如上述那樣，基于勵磁信號而在勵磁線圈52中流過的電流(勵磁電流)由于伴隨溫度的勵磁線圈52的電阻值的變動而變化，施加于磁兀件50的穩(wěn)定磁場的磁靈敏度發(fā)生變動。
[0218]另外，能夠通過數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015中的溫度補償來校正根據(jù)與磁靈敏度的變動對應(yīng)地從檢測線圈51輸出的檢測信號(第I檢測信號和第2檢測信號)的時間寬度而求出的電壓信息。作為結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)與電流控制的勵磁信號同等的磁靈敏度的溫度依賴性。
[0219]然而，存在該被測定的差量Td本身因檢測信號(第I檢測信號和第2檢測信號)的信號波形變化(例如信號的寬度變寬)而變動的情況。因此，為了校正所測定的時間寬度，如本實施方式那樣，對勵磁信號的周期本身進行溫度補償對于抑制磁靈敏度的變動而目是有效的。
[0220]另外，除了校正該勵磁信號的周期之外，如本實施方式那樣，在偏移電壓調(diào)整部1018中與溫度變化對應(yīng)地校正偏移電壓也對于補償差量Td是有效的。
[0221]<第3實施方式>
[0222]接著，參照圖7，對本發(fā)明的第3實施方式涉及的磁元件控制裝置130進行說明。圖7是表示第3實施方式涉及的磁元件控制裝置130的構(gòu)成例的圖。
[0223]針對與本發(fā)明的第2實施方式中說明了的圖6的磁元件控制裝置120相同的構(gòu)成賦予相同的符號。在圖7中，磁元件控制裝置130具備:磁元件控制部131、時鐘信號生成部102、時鐘信號調(diào)整部103、以及數(shù)據(jù)信號判定部104。
[0224]磁元件控制部131具備:檢測信號放大部1011、檢測信號比較部1012、回授信號調(diào)整部1013、回授信號轉(zhuǎn)換部1014、數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015、勵磁信號調(diào)整部1016、勵磁信號生成部1017、偏移電壓調(diào)整部1018、溫度傳感器1019、第I模擬開關(guān)1020、以及第2模擬開關(guān)1021。
[0225]以下，僅對與圖6的磁元件控制裝置120的構(gòu)成和動作的不同之處進行說明。
[0226]第3實施方式與第2實施方式不同的構(gòu)成在于,能夠應(yīng)對磁平衡式的磁場測定和磁比例式的磁場測定的每一個。
[0227]S卩，對第3實施方式而言，利用者能夠任意地從第2實施方式中的利用磁平衡式測定磁場的構(gòu)成切換為利用磁比例式測定磁場的構(gòu)成。以下，以通過數(shù)字值進行生成回授電壓的處理的情況進行說明，但通過模擬處理來進行回授電壓的生成的情況也相同。
[0228]在圖7中，第I模擬開關(guān)1020和第2模擬開關(guān)的每一個進行成為磁平衡式的構(gòu)成或者成為磁比例式的構(gòu)成的切換。
[0229]S卩，磁元件控制部131若檢測到磁元件控制裝置130的未圖示的切換開關(guān)是表示基于磁平衡式的控制的狀態(tài)，則將第I模擬開關(guān)1020設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)(ON)，將第2模擬開關(guān)1021設(shè)為非導(dǎo)通狀態(tài)(OFF)。
[0230]由此，由回授信號轉(zhuǎn)換部1014將表示時間的差量Td向回授信號調(diào)整部1013輸出，進行與第2實施方式相同的磁場的測定處理。
[0231]另一方面，磁元件控制部131若檢測到磁元件控制裝置130的未圖示的切換開關(guān)是表示基于磁比例式的控制的狀態(tài)，則將第I模擬開關(guān)1020設(shè)為非導(dǎo)通狀態(tài)(OFF)，將第2模擬開關(guān)1021設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)(ON)。
[0232]由此，回授信號轉(zhuǎn)換部1014在求出了與表示時間的差量Td對應(yīng)的電壓信息之后，不將該電壓信息向回授信號調(diào)整部1013輸出，而向數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015輸出。
[0233]而且，回授信號轉(zhuǎn)換部1014在上述切換開關(guān)是表示基于磁比例式的控制的狀態(tài)的情況下，基于從回授信號比較部1012供給的差量Td，來輸出表示磁場強度的電壓值。
[0234]這里，回授信號轉(zhuǎn)換部1014中，對差量Td和表示與該差量Td對應(yīng)的磁強度的電壓值的對應(yīng)進行測定的磁比例式電壓表被預(yù)先寫入并存儲于內(nèi)部的存儲部。
[0235]然后，回授信號轉(zhuǎn)換電路1014從磁比例式電壓表中讀出與由檢測信號比較部1012供給的差量Td對應(yīng)的電壓值，基于與磁比例式的情況對應(yīng)設(shè)定的放大率來對該電壓值進行放大，并向數(shù)據(jù)信號判定部104輸出。該磁比例式的情況下的放大率也與磁比例式的情況下的放大率同樣，被設(shè)定為成為用于僅取出電壓值和磁強度處于線性關(guān)系的區(qū)域的限幅器(limiter)的值。
[0236]因此，回授信號轉(zhuǎn)換電路1014在是磁平衡式的構(gòu)成的情況下，以與磁平衡式的情況對應(yīng)設(shè)定的放大率對從回授信號調(diào)整部1013供給的電壓信息進行放大，并作為數(shù)據(jù)信號的電壓值向數(shù)據(jù)信號判定部104輸出。
[0237]另外，數(shù)據(jù)信號判定部104在磁比例式的情況下，也與磁平衡式的情況同樣，判定是否預(yù)先設(shè)定的線性關(guān)系被維持的范圍內(nèi)。
[0238]接著，使用圖7和圖8，對第3實施方式中的磁元件控制裝置130的磁元件控制處理進行說明。圖8是說明第3實施方式中的磁元件控制裝置130進行的磁元件控制處理(基于數(shù)字值的回授電壓的生成處理)的動作例的流程圖。
[0239]步驟SI 1:
[0240]檢測信號放大部1011對檢測線圈51的兩端的電壓進行放大，并向檢測信號比較部1012輸出。
[0241]檢測信號比較部1012從第I檢測信號被檢測到的時刻tl和第2檢測信號被檢測到的時刻t2間的時間寬度Tw減去作為基準(zhǔn)時間寬度的T/2，將相減結(jié)果的差量Td作為測定出的時間信息向回授信號轉(zhuǎn)換部1014輸出。
[0242]步驟S12:
[0243]磁元件控制部131進行切換開關(guān)是表示使用磁元件控制裝置130作為磁平衡式的構(gòu)成的回授控制的狀態(tài)(磁平衡式模式)、還是表示使用磁元件控制裝置130作為磁比例式的構(gòu)成的表示不是回授控制的狀態(tài)(磁比例式模式)的檢測。
[0244]這里，磁元件控制部131在切換開關(guān)為磁平衡式模式的情況下，使處理進入步驟S13，另一方面，在切換開關(guān)為磁比例式模式的情況下，使處理進入步驟S23。
[0245]步驟S13:
[0246]接著，磁元件控制部131在切換開關(guān)為磁平衡模式的情況下，將第I模擬開關(guān)1020設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)，將第2模擬開關(guān)1021設(shè)為非導(dǎo)通狀態(tài)。
[0247]由此，回授信號轉(zhuǎn)換部1014根據(jù)由檢測信號比較部1012供給的差量Td來求出與該差量Td對應(yīng)的電壓值，并將該求出的電壓值作為電壓信息向回授信號調(diào)整部1013輸出。根據(jù)該差量Td求出電壓值的處理與第I實施方式和第2實施方式相同。
[0248]步驟S14:
[0249]接著，回授信號轉(zhuǎn)換部1014根據(jù)由檢測信號比較部1012供給的差量Td來求出與該差量Td對應(yīng)的電壓值，并將該電壓值作為電壓信息向回授信號調(diào)整部1013輸出。
[0250]若被供給電壓信息，則回授信號調(diào)整部1013對在回授信號調(diào)整部1013自身的存儲部中寫入的之前最新的回授電壓的電壓值加上該電壓信息所表示的電壓值，將相加結(jié)果作為新的回授電壓的電壓值。
[0251]步驟S15:
[0252]接著，回授信號調(diào)整部1013判定相加結(jié)果的新的回授電壓的電壓值是否為預(yù)先設(shè)定的最大電壓以下(指定范圍內(nèi))。該最大電壓是規(guī)定對勵磁線圈52施加的回授電壓的電壓值的范圍的第I電壓閾值范圍(具有從-到+的極性的電壓值的范圍)，例如被設(shè)定為若進行施加則勵磁線圈損壞的絕對最大額定的電壓值的90 %左右的電壓。
[0253]此時，在包含于第I電壓閾值范圍的情況下，回授信號調(diào)整部1013使處理進入步驟S16，在不包含于該第I電壓閾值范圍內(nèi)的情況下，回授信號調(diào)整部1013使處理進入步驟S18。
[0254]另外，在判定為回授電壓包含于第I電壓閾值范圍的情況下，回授信號調(diào)整部1013進行設(shè)于內(nèi)部的計數(shù)器的計數(shù)處理、即將計數(shù)值加I (對計數(shù)值加I)。
[0255]步驟S16:
[0256]接著，回授信號調(diào)整部1013判定設(shè)置于內(nèi)部的計數(shù)器的計數(shù)值是否小于預(yù)先寫入并存儲于內(nèi)部存儲部(設(shè)定于內(nèi)部存儲部)的計數(shù)閾值。
[0257]此時，回授信號調(diào)整部1013在計數(shù)器的計數(shù)值小于計數(shù)閾值的情況下，使處理進入步驟S17，另一方面，在計數(shù)值為計數(shù)閾值以上的情況下，使處理進入步驟S18。
[0258]上述計數(shù)閾值是考慮在求取回授電壓時不收斂的情況而設(shè)定的值。因此，計數(shù)閾值是將一定的穩(wěn)定磁場施加于磁兀件50而能夠在誤差范圍內(nèi)測定該穩(wěn)定磁場的磁場強度的值、即用于求出能夠計算出將穩(wěn)定磁場抵消的回授電壓的回授電壓的計算重復(fù)次數(shù)的值。而且，基于該重復(fù)次數(shù)，例如將對該重復(fù)次數(shù)乘以任意設(shè)定(決定)的倍數(shù)(2等任意設(shè)定(決定)的數(shù)值)而得到的數(shù)值作為計數(shù)閾值，預(yù)先寫入并存儲于回授信號調(diào)整部1013在內(nèi)部具有的存儲部。
[0259]步驟S17:
[0260]接著，回授信號調(diào)整部1013判定根據(jù)差量Td求出的電壓信息的電壓值的絕對值是否小于預(yù)先設(shè)定的第2電壓閾值。
[0261]此時，回授信號調(diào)整部1013在根據(jù)差量Td求出的電壓信息的電壓值為第2電壓閾值以上的情況下，使處理進入步驟S20，另一方面，在電壓信息的電壓值小于第2閾值的情況下，使處理進入步驟S19。
[0262]這里，第2電壓閾值范圍是用于判定是否是即使與目前的回授電壓相加，也會使超過測定誤差的磁場強度發(fā)生變化的電壓值的范圍。因此，回授信號調(diào)整部1013將第2電壓閾值范圍所包含的電壓值判定為僅賦予測定中的誤差內(nèi)的磁場強度的變化的電壓值，不進行將該電壓信息表示的電壓值與內(nèi)部的存儲部中累計的回授電壓相加的處理。另外，第2電壓閾值范圍通過實驗等求出，并被預(yù)先寫入且存儲于回授信號調(diào)整部1013的內(nèi)部的存儲部。
[0263]步驟S18:
[0264]回授信號調(diào)整部1013認(rèn)為不能夠測定目前施加于磁元件50的穩(wěn)定磁場，經(jīng)由數(shù)據(jù)信號判定部104向外部的磁場強度檢測裝置輸出錯誤信號。
[0265]由于被供給錯誤信號，磁場強度檢測裝置將表示不能夠測定目前施加于磁元件50的穩(wěn)定磁場的通知顯示到磁場強度檢測裝置自身的顯示部。
[0266]步驟S19:
[0267]接著，回授信號調(diào)整部1013將新求出的回授電壓寫入并存儲于內(nèi)部的存儲部，作為之前最新的回授電壓。
[0268]另外，回授信號調(diào)整部1013生成與該新求出的回授電壓的電壓值對應(yīng)的電壓，并作為FB信號向偏移電壓調(diào)整部1018輸出。此時，回授信號調(diào)整部1013在未求出回授電壓的電壓值的情況下，將之前最新的回授電壓的電壓值繼續(xù)向偏移電壓調(diào)整部1018輸出。
[0269]接著，偏移電壓調(diào)整部1018生成內(nèi)部的存儲部中存儲的偏移信息的電壓值的偏移電壓。
[0270]另外，偏移電壓調(diào)整部1018對從回授信號調(diào)整部1013供給的FB信號疊加所生成的偏移電壓，并將疊加的結(jié)果作為新的FB信號向勵磁信號調(diào)整部1016輸出。
[0271]而且，勵磁信號調(diào)整部1016根據(jù)從勵磁信號生成部1017供給的三角波來生成三角波電壓信號。
[0272]勵磁信號調(diào)整部1016對生成的三角波電壓信號疊加從偏移電壓調(diào)整部1018供給的FB信號，生成勵磁信號并施加于勵磁線圈52。然后，勵磁信號調(diào)整部1016使處理返回到步驟SI I。
[0273]步驟S20:
[0274]接著，回授信號調(diào)整部1013讀出存儲在內(nèi)部的存儲部的回授電壓的電壓值，并向數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015輸出。
[0275]另外，偏移電壓調(diào)整部1018將存儲在內(nèi)部存儲部的偏移信息向數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015輸出。
[0276]然后，數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015從由回授信號調(diào)整部1013供給的回授電壓的電壓值中減去由偏移電壓調(diào)整部1018供給的偏移信息的電壓值，基于預(yù)先設(shè)定的放大率對該相減結(jié)果的電壓值進行放大，并作為數(shù)據(jù)信號向數(shù)據(jù)信號判定部輸出。
[0277]步驟S21:
[0278]接著，數(shù)據(jù)信號判定部104進行由數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015供給的數(shù)據(jù)信號所表示的電壓值是否包含在內(nèi)部的存儲部所存儲的數(shù)據(jù)范圍內(nèi)的判定。此時，數(shù)據(jù)信號判定部104在數(shù)據(jù)信號所表示的電壓值包含于數(shù)據(jù)范圍的情況下，使處理進入步驟S22。另一方面，數(shù)據(jù)信號判定部104在數(shù)據(jù)信號所表示的電壓值不包含于數(shù)據(jù)范圍內(nèi)的情況下，使處理進入步驟S23。
[0279]步驟S22:
[0280]接著，數(shù)據(jù)信號判定部104將從數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015供給來的數(shù)據(jù)信號向外部的磁場檢測裝置輸出。
[0281 ] 如已述那樣，該磁場檢測裝置從存儲在內(nèi)部存儲部的磁場強度表中讀出與由磁元件控制裝置130供給的數(shù)據(jù)信號所表示的電壓值對應(yīng)的磁場強度，并顯示于磁場檢測裝置自身的顯示部。
[0282]步驟S23:
[0283]接著，數(shù)據(jù)信號判定部104廢棄由數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015供給來的數(shù)據(jù)信號，將錯誤信號向外部的磁場檢測裝置輸出。
[0284]如已述那樣，該磁場檢測裝置若被從磁元件控制裝置130供給錯誤信號，則將表示不能夠測定正被施加的穩(wěn)定磁場的通知顯示于磁場檢測裝置自身的顯示部。
[0285]步驟S24:
[0286]接著，磁元件控制部131在切換開關(guān)為磁比例模式的情況下，將第I模擬開關(guān)1020設(shè)為非導(dǎo)通狀態(tài)，將第2模擬開關(guān)1021設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)。
[0287]由此，由于上述切換開關(guān)是表示基于磁比例式的控制的構(gòu)成，所以回授信號轉(zhuǎn)換部1014將基于從檢測信號比較部1012供給的差量Td來表示磁場強度的電壓值向數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015輸出。
[0288]步驟S25:
[0289]接著，回授信號轉(zhuǎn)換部1014基于從檢測信號比較部1012供給的差量Td，求出表示磁場強度的電壓值，并將求出的電壓值向數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015輸出。
[0290]該基于磁場比例式的磁場強度的檢測與已述的以往例的情況相同。
[0291]接著，使用圖7和圖9，對第3實施方式中的磁元件控制裝置130的其他磁元件控制處理進行說明。圖9是說明第3實施方式中的磁元件控制裝置130所進行的磁元件控制處理(基于模擬值的回授電壓的生成處理)的動作例的流程圖。
[0292]步驟S31:
[0293]磁元件控制部131進行切換開關(guān)是表示作為磁平衡式的構(gòu)成而使用磁元件控制裝置130的狀態(tài)(磁平衡式模式)、還是表示作為磁比例式的構(gòu)成而使用磁元件控制裝置130的狀態(tài)(磁比例式模式)的檢測。
[0294]這里，磁元件控制部131在切換開關(guān)為磁平衡式模式的情況下，使處理進入步驟S32，另一方面，在切換開關(guān)為磁比例式模式的情況下，使處理進入步驟S41。
[0295]步驟S32:
[0296]接著，磁元件控制部131在切換開關(guān)為磁平衡模式的情況下，將第I模擬開關(guān)1020設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)，將第2模擬開關(guān)1021設(shè)為非導(dǎo)通狀態(tài)。
[0297]由此，磁元件控制裝置130成為利用磁平衡式進行磁場強度的檢測的構(gòu)成。
[0298]步驟S33:
[0299]接著，檢測信號放大部1011對檢測線圈51的兩端的電壓進行放大，并向檢測信號比較部1012輸出。
[0300]然后，檢測信號比較部1012將檢測到的第I檢測信號和第2檢測信號作為時間信息，向回授信號轉(zhuǎn)換部1014輸出。
[0301]步驟S34:
[0302]若被供給檢測信號，則回授信號轉(zhuǎn)換部1014基于第I檢測信號和第2檢測信號被輸出的周期(時間信息)，來生成作為電壓信息的具有占空比的脈沖的列(以下稱為脈沖列)，將該具有占空比的脈沖列作為電壓信息向回授信號調(diào)整部1013輸出。
[0303]步驟S35:
[0304]回授信號調(diào)整部1013根據(jù)被供給的具有占空比的脈沖列，通過PWM電路等生成直流電壓并作為回授信號向偏移電壓調(diào)整部1018輸出。
[0305]即，若被供給作為電壓信息的脈沖，則回授信號調(diào)整部1013生成與該脈沖的占空比對應(yīng)的電壓值的回授信號，并將生成的回授信號向偏移電壓調(diào)整部1018輸出。
[0306]這里，回授信號調(diào)整部1013設(shè)置有例如使用運算放大器而構(gòu)成的電壓電流轉(zhuǎn)換電路。在該電壓電流轉(zhuǎn)換電路中，由于使用運算放大功能的放大器，以正輸入與負輸入的電位差被維持為O的方式使該放大器發(fā)揮作用，所以從放大器的輸出向正輸入的電流信號與外部磁場成為比例關(guān)系。而且，通過將與該電流信號成比例的信號作為回授信號而施加于勵磁線圈52，來產(chǎn)生基于該回授信號的磁場，并進行調(diào)整以使得施加于磁元件50內(nèi)的磁性體芯的磁場一定。作為結(jié)果，能夠不依賴于外部的穩(wěn)定磁場地將第I檢測信號和第2檢測信號的時間間隔保持為一定。
[0307]步驟S36:
[0308]接著，勵磁信號調(diào)整部1016將從偏移電壓調(diào)整部1018供給的回授信號疊加于根據(jù)三角波生成的三角波電壓信號，生成勵磁信號并施加于勵磁線圈52。
[0309]步驟S37:
[0310]接著，偏移電壓調(diào)整部1018將內(nèi)部的恒壓源產(chǎn)生的偏移電壓向數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015輸出。
[0311]由此，數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015從由回授信號調(diào)整部1013供給的回授信號中減去由偏移電壓調(diào)整部1018供給的偏移電壓，并基于預(yù)先設(shè)定的放大率對該相減結(jié)果的電壓值進行放大，作為數(shù)據(jù)信號向數(shù)據(jù)信號判定部輸出。
[0312]步驟S38:
[0313]接著，數(shù)據(jù)信號判定部104進行從數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015供給的數(shù)據(jù)信號所表示的電壓值是否包含在設(shè)定于內(nèi)部的判定電路的以2個閾值電壓規(guī)定的數(shù)據(jù)范圍的判定。此時，數(shù)據(jù)信號判定部104在數(shù)據(jù)信號所表示的電壓值包含于數(shù)據(jù)范圍的情況下，使處理進入步驟S39。另一方面，數(shù)據(jù)信號判定部104在數(shù)據(jù)信號所表示的電壓值不包含于數(shù)據(jù)范圍的情況下，使處理進入步驟S40。
[0314]步驟S39:
[0315]接著，數(shù)據(jù)信號判定部104將從數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015供給來的數(shù)據(jù)信號向外部的磁場檢測裝置輸出。
[0316]如已述那樣，該磁場檢測裝置通過A/D轉(zhuǎn)換將數(shù)據(jù)信號的電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字值，根據(jù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字值，從存儲在內(nèi)部存儲部的磁場強度表中讀出與由磁元件控制裝置130供給的數(shù)據(jù)信號所表示的電壓值對應(yīng)的磁場強度，并顯示于磁場檢測裝置自身的顯示部。
[0317]步驟S40:
[0318]接著，數(shù)據(jù)信號判定部104廢棄由數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015供給的數(shù)據(jù)信號，并將錯誤信號向外部的磁場檢測裝置輸出。
[0319]如已述那樣，該磁場檢測裝置若從磁元件控制裝置130被供給錯誤信號，則將表示不能夠測定正被施加的穩(wěn)定磁場的通知顯示于磁場檢測裝置自身的顯示部。
[0320]步驟S41:
[0321]接著，磁元件控制部131在切換開關(guān)為磁比例模式的情況下，將第I模擬開關(guān)1020設(shè)為非導(dǎo)通狀態(tài)，將第2模擬開關(guān)1021設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)。
[0322]由此，由于上述切換開關(guān)是表示利用磁比例式的控制的構(gòu)成，所以回授信號轉(zhuǎn)換部1014將基于從檢測信號比較部1012供給的差量Td來表示磁場強度的電壓值向數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015輸出。
[0323]步驟S42:
[0324]接著，檢測信號放大部1011對檢測線圈51的兩端的電壓進行放大，并向檢測信號比較部1012輸出。
[0325]然后，檢測信號比較部1012將檢測到的第I檢測信號和第2檢測信號作為時間信息，向回授信號轉(zhuǎn)換部1014輸出。
[0326]步驟S43:
[0327]若被供給檢測信號，則回授信號轉(zhuǎn)換部1014基于第I檢測信號和第2檢測信號被輸出的周期(時間信息)，生成作為電壓信息的具有占空比的脈沖的列(以下脈沖列)，并將該具有占空比的脈沖列作為電壓信息向數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015輸出。
[0328]數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015根據(jù)被供給的具有占空比的脈沖列，通過PWM電路等生成直流電壓而作為測定電壓。
[0329]然后，數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部1015從生成的測定電壓中減去由偏移電壓調(diào)整部1018供給的偏移電壓，將相減結(jié)果作為校正了偏移電壓的測定電壓。在后段的步驟S37中，將測定電壓作為回授信號來進行處理。
[0330]上述的第3實施方式通過控制第I模擬開關(guān)1020和第2模擬開關(guān)1021各自的導(dǎo)通狀態(tài)，能夠?qū)⒋旁刂蒲b置130切換為利用磁平衡式測定磁場的構(gòu)成、或者利用磁比例式測定磁場的構(gòu)成的任意一種來使用。
[0331]在第3實施方式中，通過將第I模擬開關(guān)1020設(shè)為非導(dǎo)通狀態(tài)，而利用簡單的電路實現(xiàn)了不使回授信號疊加于三角波電壓信號，即不使將施加于磁元件50的穩(wěn)定磁場抵消的回授信號疊加于勵磁信號，而將抵消穩(wěn)定磁場的電壓作為測定電壓直接轉(zhuǎn)換成磁場強度的構(gòu)成。
[0332]在基于磁比例式的磁場測定的情況下，通過與對勵磁電流和勵磁效率限制的測定磁場范圍對應(yīng)地考慮測定對象的穩(wěn)定磁場的測定，可在磁場與測定出的測定電壓之間得到良好的線性。并且，在測定該磁比例式中的測定磁場范圍內(nèi)的穩(wěn)定磁場時，由于無需生成FB信號，所以能夠抑制消耗電流。
[0333]另一方面，在測定磁場范圍較廣，即在對磁場強度比磁比例式中的測定磁場范圍更大的范圍中的磁場進行測定的情況下，與第I實施方式和第2實施方式相同，需要利用磁平衡式測定磁場。通過該磁平衡式，能夠在較廣的磁場強度的范圍得到磁場與回授信號的線性。
[0334]另外，與已說明的第I實施方式和第2實施方式相同，也可以通過使用了數(shù)字值的運算處理來進行從由偏移電壓調(diào)整部1018進行處理之前的處理到由偏移電壓調(diào)整部1018進行的處理為止，即也可以構(gòu)成為從回授信號調(diào)整部1013向勵磁信號調(diào)整部1016供給表示該回授信號的電壓值的數(shù)字值的電壓信息作為回授信號。
[0335]該情況下，勵磁信號生成部1017以數(shù)字值將三角波向勵磁信號調(diào)整部1016輸出。
[0336]根據(jù)該構(gòu)成，與第2實施方式同樣，勵磁信號調(diào)整部1016可以與時鐘信號調(diào)整部103輸出的時鐘信號同步地對三角波電壓信號加上回授信號而使它們疊加，并通過對相加結(jié)果進行D/A轉(zhuǎn)換來生成勵磁信號。
[0337]這里，使任意設(shè)定(決定)的時間寬度的測定周期與時鐘信號同步生成，并交替地設(shè)置對勵磁線圈52施加勵磁信號來進行測定處理的期間、和停止對勵磁線圈52施加勵磁信號而不進行測定的期間，使勵磁線圈52間歇動作。
[0338]由此，通過抑制磁元件50本身的發(fā)熱，降低溫度變化，能夠進行更高精度的磁場強度的測定。
[0339]并且，與第2實施方式相同，通過使用該間歇動作的功能，依次驅(qū)動多個磁元件的勵磁線圈，能夠利用I個磁元件控制裝置，通過多個磁元件來測定穩(wěn)定磁場。
[0340]例如，能夠以使3個磁元件各自的測定軸，即X軸、y軸以及z軸這3個軸分別正交的方式設(shè)置磁元件，用于對3維空間中的磁場強度和磁場的方向進行測定的其他軸的磁元件的控制。
[0341]另外，也可以通過將用于實現(xiàn)圖1的磁元件控制部101、圖4的磁元件控制部111、圖6的磁元件控制部121、以及圖7的磁元件控制部131各自的功能(生成基于數(shù)字值的回授信號的運算處理)的程序記錄到計算機能夠讀取的記錄介質(zhì)，使計算機系統(tǒng)讀入該記錄介質(zhì)中記錄的程序并執(zhí)行，來進行磁元件控制的處理。其中，這里所說的“計算機系統(tǒng)”包含OS或者外圍設(shè)備等硬件。
[0342]另外，若是利用WWW系統(tǒng)的情況，則“計算機系統(tǒng)”也包含主頁提供環(huán)境(或者顯示環(huán)境)。
[0343]另外，“計算機能夠讀取的記錄介質(zhì)”是指軟盤、光磁盤、ROM、⑶-ROM等便攜式介質(zhì)、內(nèi)置于計算機系統(tǒng)的硬盤等存儲裝置。并且，“計算機能夠讀取的記錄介質(zhì)”也包含如經(jīng)由因特網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)或者電話線路等通信線路來發(fā)送程序的情況下的通信線那樣在短時間的期間動態(tài)地保持程序的記錄介質(zhì)、如成為該情況下的服務(wù)器或者客戶端的計算機系統(tǒng)內(nèi)部的易失性存儲器那樣在一定時間保持程序的記錄介質(zhì)。另外，上述程序也可以用于實現(xiàn)前述功能的一部分，還能夠與計算機系統(tǒng)中已記錄的程序組合來實現(xiàn)前述功能的程序。
[0344]以上，參照附圖對該發(fā)明的實施方式進行了詳述，但具體構(gòu)成并不局限于該實施方式，也包含不脫離該發(fā)明主旨的范圍的設(shè)計等。
[0345]圖中標(biāo)號說明:
[0346]50…磁元件;51…檢測線圈;52…勵磁線圈；100、110、120、130…磁元件控制裝置；101、111、121、131…磁元件控制部；102…時鐘信號產(chǎn)生部；103…時鐘信號調(diào)整部；104…數(shù)據(jù)信號判定部；1011…檢測信號放大部；1012...檢測信號比較部；1013...回授信號調(diào)整部；1014…回授信號轉(zhuǎn)換部;1015…數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部;1016…勵磁信號調(diào)整部1017…勵磁信號生成部；1018...偏移電壓調(diào)整部；1019…溫度傳感器1020…第I模擬開關(guān)；1021…第2模擬開關(guān)。
【權(quán)利要求】
1.一種磁元件控制裝置，是在基于時間分解型的磁平衡式來檢測對由勵磁線圈和檢測線圈構(gòu)成的磁通門型的磁元件施加的穩(wěn)定磁場的強度時，控制所述磁元件的磁元件控制裝置，其中，該磁元件控制裝置具有: 勵磁信號生成部，其生成交替信號； 勵磁信號調(diào)整部，其根據(jù)所述交替信號生成交替電壓信號，并基于所述交替電壓信號來生成對所述勵磁線圈施加的勵磁信號； 檢測信號比較部，其檢測由所述勵磁信號的電流方向切換時的感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的正電壓或者負電壓的檢測信號； 回授信號轉(zhuǎn)換部，其將所述正電壓和所述負電壓的所述檢測信號間的時間寬度轉(zhuǎn)換成電壓信息； 回授信號調(diào)整部，其根據(jù)所述電壓信息來生成用于產(chǎn)生將正施加于所述磁元件的穩(wěn)定磁場抵消的磁場的回授信號；以及 數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部，其將所述回授信號作為表示磁場強度的數(shù)據(jù)信號而輸出， 所述勵磁信號調(diào)整部對所述交替電壓信號疊加所述回授信號來生成所述勵磁信號，并將生成的所述勵磁信號施加于所述勵磁線圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁元件控制裝置，其中， 所述數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部基于被預(yù)先設(shè)定的、所述回授信號的電壓值和根據(jù)所述回授信號的所述電壓值而生成的磁場強度具有線性的所述回授信號的電壓范圍外的電壓值飽和的放大率來放大所述回授信號并進行輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磁元件控制裝置，其中， 還具有偏移電壓調(diào)整部，該偏移電壓調(diào)整部將與因測定穩(wěn)定磁場的周圍環(huán)境引起的磁場對應(yīng)的偏移電壓疊加于所述回授信號，并將被疊加了所述偏移電壓的所述回授信號向所述回授信號調(diào)整部輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的磁元件控制裝置，其中， 具有測定所述磁元件的溫度的溫度傳感器， 所述勵磁信號調(diào)整部對所述交替電壓信號乘以與所述溫度對應(yīng)的系數(shù)來校正所述交替電壓信號，將所述回授信號疊加于校正后的所述交替電壓信號，并將疊加后的所述交替電壓信號作為所述勵磁信號供給至所述勵磁線圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的磁元件控制裝置，其中， 具有測定所述磁元件的溫度的溫度傳感器， 所述勵磁信號生成部與對應(yīng)所述溫度的系數(shù)相對應(yīng)地調(diào)整所述交替電壓信號的周期，對調(diào)整后的所述交替電壓信號疊加所述回授信號，并將疊加后的所述交替電壓信號作為所述勵磁信號供給至所述勵磁線圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的磁元件控制裝置，其中， 所述回授信號轉(zhuǎn)換部根據(jù)所述時間寬度求出表示所述回授信號的電壓值的占空比來作為所述電壓信息，并將表示所述回授信號的所述電壓值的所述占空比的矩形波向所述回授信號調(diào)整部輸出， 所述回授信號調(diào)整部生成作為與所述矩形波的所述占空比對應(yīng)的直流電壓的所述回授信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的磁元件控制裝置，其中， 所述回授信號轉(zhuǎn)換部求出所述時間寬度與預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)時間寬度的差量，根據(jù)所述差量求出表示所述回授信號的電壓值的數(shù)字值來作為所述電壓信息，并將所述數(shù)字值向所述回授信號調(diào)整部輸出， 所述回授信號調(diào)整部生成作為所述數(shù)字值所表示的直流電壓的所述回授信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項所述的磁元件控制裝置，其中， 在選擇了基于時間分解型的磁比例方式來檢測磁場的強度的模式時，所述回授信號調(diào)整部將所述回授信號的電壓值設(shè)為OV并供給至所述勵磁信號調(diào)整部， 所述回授信號轉(zhuǎn)換部將所述時間寬度作為所述穩(wěn)定磁場的測定數(shù)據(jù)而輸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項所述的磁元件控制裝置，其中， 還具有產(chǎn)生周期性的時鐘信號的時鐘信號生成部， 所述勵磁信號生成部生成三角波信號作為與所述時鐘信號同步的所述交替信號。
10.一種磁元件控制方法，是在基于時間分解型的磁平衡式來檢測對由勵磁線圈和檢測線圈構(gòu)成的磁通門型的磁元件施加的穩(wěn)定磁場的強度時，控制所述磁元件的磁元件控制方法，該磁元件控制方法包括下述步驟: 生成交替信號； 根據(jù)所述交替信號來生成交替電壓信號； 基于所述交替電壓信號來生成對所述勵磁線圈施加的勵磁信號； 檢測由所述勵磁信號的電流方向切換時的感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的正電壓或者負電壓的檢測信號； 將所述正電壓和所述負電壓的所述檢測信號間的時間寬度轉(zhuǎn)換成電壓信息； 根據(jù)所述電壓信息生成用于產(chǎn)生將正施加于所述磁兀件的穩(wěn)定磁場抵消的磁場的回授信號；以及 將所述回授信號作為表示磁場強度的數(shù)據(jù)信號而輸出， 在生成所述勵磁信號時，對所述交替電壓信號疊加所述回授信號來生成所述勵磁信號，并將生成的所述勵磁信號施加于所述勵磁線圈。
11.一種磁場檢測裝置,是檢測被施加的穩(wěn)定磁場的強度的基于磁場平衡方式的磁場檢測裝置，其中，具有: 磁通門型的磁元件，其由勵磁線圈和檢測線圈構(gòu)成； 勵磁信號生成部，其生成交替信號； 勵磁信號調(diào)整部，其根據(jù)所述交替信號生成交替電壓信號，并基于所述交替電壓信號來生成對所述勵磁線圈施加的勵磁信號； 檢測信號比較部，其檢測由所述勵磁信號的電流方向切換時的感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的正電壓或者負電壓的檢測信號； 回授信號轉(zhuǎn)換部，其將所述正電壓和所述負電壓的所述檢測信號間的時間寬度轉(zhuǎn)換成電壓信息； 回授信號調(diào)整部，其根據(jù)所述電壓信息來生成用于產(chǎn)生將正施加于所述磁元件的穩(wěn)定磁場抵消的磁場的回授信號；以及 數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換部，其將所述回授信號作為表示磁場強度的數(shù)據(jù)信號而輸出， 所述勵磁信號調(diào)整部對所述交替電壓信號疊加所述回授信號來生成所述勵磁信號，并將生成的所述勵磁信號施加于所述勵磁線圈。
【文檔編號】G01R33/04GK104321662SQ201380024770
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2013年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月15日
【發(fā)明者】及川靖 申請人:株式會社藤倉