磁元件控制裝置、磁元件控制方法、以及磁檢測(cè)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(hào)的勵(lì)磁信號(hào)生成部(1017)；根據(jù)所述交替信號(hào)生成交替電壓信號(hào)，并基于所述交替電壓信號(hào)生成對(duì)勵(lì)磁線圈(52)施加的勵(lì)磁信號(hào)的勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部(1016)；檢測(cè)由所述勵(lì)磁信號(hào)的電流方向切換時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的正電壓或負(fù)電壓的檢測(cè)信號(hào)的檢測(cè)信號(hào)比較部(1012)；將所述正電壓和所述負(fù)電壓的所述檢測(cè)信號(hào)間的時(shí)間寬度轉(zhuǎn)換成電壓信息的回授信號(hào)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(chǎng)抵消的磁場(chǎng)的回授信號(hào)的回授信號(hào)調(diào)整部(1013)；以及將所述回授信號(hào)作為表示磁場(chǎng)強(qiáng)度的數(shù)據(jù)信號(hào)而輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部(1015)，所述勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部(1016)對(duì)所述交替電壓信號(hào)疊加所述回授信號(hào)來生成所述勵(lì)磁信號(hào)，將生成的所述勵(lì)磁信號(hào)施加于所述勵(lì)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(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信號(hào)處理用電路、使用了信號(hào)處理用電路的物理量測(cè)量裝置，尤其涉及對(duì)時(shí)間分解型磁通門(Fluxgate)方式(以下表示為FG方式。)的磁元件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)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(cè)磁場(chǎng)的磁檢測(cè)裝置。
[0002]本申請(qǐng)基于2012年5月15日申請(qǐng)的日本特愿2012-111670號(hào)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(cè)磁的磁元件的霍爾元件或者磁阻元件相t匕，由于檢測(cè)磁場(chǎng)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(cè)裝置等。
[0004]圖10是表示時(shí)間分解型FG方式的磁元件(磁場(chǎng)比例式測(cè)定)的構(gòu)成例的圖。如圖10所示，對(duì)FG方式的磁元件而言，針對(duì)由高磁導(dǎo)率材料形成的磁性體芯的外周面纏繞有勵(lì)磁繞組和檢測(cè)繞組。纏繞有勵(lì)磁繞組的區(qū)域作為勵(lì)磁線圈而被勵(lì)磁信號(hào)驅(qū)動(dòng)，纏繞有檢測(cè)繞組的區(qū)域作為檢測(cè)線圈而輸出檢測(cè)信號(hào)。
[0005]圖11是使用時(shí)間分解型FG方式的磁元件來說明磁場(chǎng)比例式中的磁場(chǎng)檢測(cè)的原理的波形圖。圖11的PART (a)表示對(duì)磁元件的勵(lì)磁線圈供給的勵(lì)磁電流，縱軸表示勵(lì)磁電流的電流值，橫軸表不時(shí)刻。圖11的PART(b)表不磁兀件的勵(lì)磁線圈使磁性體芯內(nèi)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁通密度，縱軸表示磁通密度，橫軸表示時(shí)刻。圖11的PART(C)表示磁元件的檢測(cè)線圈因感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而產(chǎn)生的脈沖的電壓值，橫軸表示時(shí)刻。
[0006]在圖11中為了驅(qū)動(dòng)勵(lì)磁線圈，將勵(lì)磁電流Id的信號(hào)(以下稱為勵(lì)磁信號(hào))作為一定周期交替的電流的勵(lì)磁信號(hào)、即如圖11的PART (b)所示那樣作為三角波形狀的勵(lì)磁信號(hào)(即，三角波電流信號(hào))施加于勵(lì)磁線圈的端子TIl與端子TI2之間。
[0007]由此，在勵(lì)磁電流的朝向變化的時(shí)間(勵(lì)磁電流的正負(fù)的交替時(shí)間段)中，在圖11的PART (c)的情況下，在時(shí)刻tl和時(shí)刻t2檢測(cè)線圈產(chǎn)生因感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)引起的正負(fù)的脈沖，將該脈沖的電壓Vp作為檢測(cè)信號(hào)。該檢測(cè)信號(hào)與三角波電流信號(hào)的周期對(duì)應(yīng)地作為連續(xù)具有正負(fù)極性的電壓的脈沖而產(chǎn)生于檢測(cè)線圈的端子間。
[0008]在對(duì)該磁元件施加了貫通由磁性體芯的勵(lì)磁繞組和檢測(cè)繞組所形成的圓筒空間的穩(wěn)定磁場(chǎng)Hex的情況下,在勵(lì)磁繞組中流過與該穩(wěn)定磁場(chǎng)對(duì)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(duì)勵(lì)磁繞組施加的勵(lì)磁信號(hào)的勵(lì)磁電流Id。
[0009]結(jié)果，通過該偏移，使得因交替的勵(lì)磁信號(hào)引起的勵(lì)磁線圈的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，即勵(lì)磁電流Id流動(dòng)的方向發(fā)生變化的時(shí)刻在被施加穩(wěn)定磁場(chǎng)Hex的情況下和未被施加穩(wěn)定磁場(chǎng)Hex的情況下變化。
[0010]此時(shí)，如圖11的PART (a)所示，施加有與勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)相同方向的穩(wěn)定磁場(chǎng)Hex的(Hex > O)情況與未施加穩(wěn)定磁場(chǎng)Hex的(Hex = O)情況相比,勵(lì)磁電流Id流動(dòng)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(lì)磁線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)相反方向的穩(wěn)定磁場(chǎng)Hex的(Hex < O)情況與未施加穩(wěn)定磁場(chǎng)Hex的情況相比,勵(lì)磁電流Id流動(dòng)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(lì)磁電流Id流動(dòng)的方向發(fā)生改變的定時(shí)而變化的磁性體芯內(nèi)的磁通密度Φ的變化也對(duì)應(yīng)于疊加于勵(lì)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(shí)，針對(duì)檢測(cè)線圈在將磁通的變化抵消的方向產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，即在勵(lì)磁電流Id從正向負(fù)變化的定時(shí)，檢測(cè)信號(hào)作為負(fù)電壓的脈沖而產(chǎn)生。另一方面，在勵(lì)磁電流Id從負(fù)向正變化的定時(shí)，檢測(cè)信號(hào)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(cè)信號(hào)被輸出的定時(shí)與施加有穩(wěn)定電流Hex的情況下的檢測(cè)信號(hào)被輸出的定時(shí)進(jìn)行比較，能夠間接地測(cè)定穩(wěn)定磁場(chǎng)Hex的大小。即，在被施加了穩(wěn)定磁場(chǎng)Hex的情況下，由于在驅(qū)動(dòng)用線圈流動(dòng)特定的穩(wěn)定電流，所以勵(lì)磁信號(hào)中疊加有一定的偏移，負(fù)電壓和正電壓的脈沖狀的檢測(cè)信號(hào)的時(shí)間間隔發(fā)生變化。
[0014]因此，使用了 FG型的磁元件的磁場(chǎng)檢測(cè)裝置通過測(cè)定負(fù)電壓和正電壓的脈沖狀的檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生的時(shí)間間隔，來測(cè)定從外部施加的穩(wěn)定磁場(chǎng)Hex的強(qiáng)度(例如，參照專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2、以及專利文獻(xiàn)3)。
[0015]這里，將施加于勵(lì)磁線圈的勵(lì)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(chǎng)的值。由此，磁元件的測(cè)定磁場(chǎng)范圍由勵(lì)磁信號(hào)的一個(gè)周期的時(shí)間、和與作為因施加穩(wěn)定磁場(chǎng)Hex而引起的偏移(offset)的穩(wěn)定電流的電流值對(duì)應(yīng)的時(shí)間變化(以下稱為勵(lì)磁效率)來決定。
[0016]即，從時(shí)刻t0到時(shí)刻t3是勵(lì)磁信號(hào)的一個(gè)周期,該周期寬度為時(shí)間T。在未被施加穩(wěn)定磁場(chǎng)Hex的情況下(Hex = O)，由于從負(fù)電壓的檢測(cè)信號(hào)(以下稱為第I檢測(cè)信號(hào))被輸出的時(shí)刻tl到正電壓的檢測(cè)信號(hào)(以下稱為第2檢測(cè)信號(hào))被檢測(cè)出的時(shí)刻t2為止的時(shí)間成為勵(lì)磁信號(hào)的半個(gè)周期，所以為時(shí)間T/2。
[0017]另外，在施加有穩(wěn)定磁場(chǎng)Hex的情況下，從該第I檢測(cè)信號(hào)被輸出到檢測(cè)出第2檢測(cè)信號(hào)為止的時(shí)間寬度(以下稱為測(cè)量時(shí)間寬度)相對(duì)于時(shí)間T/2發(fā)生變化。這里，如圖11所示，在穩(wěn)定磁場(chǎng)Hex的磁通方向?yàn)閷?shí)線箭頭的情況下(Hex > O),由于與勵(lì)磁線圈生成的磁通方向?yàn)橥环较颍詴r(shí)間寬度Tm變得比時(shí)間T/2短(T0 > Tm)。另一方面,在穩(wěn)定磁場(chǎng)Hex的磁通方向?yàn)樘摼€箭頭的情況下(Hex < O)，由于與勵(lì)磁線圈生成的磁通方向?yàn)橄喾捶较?，所以時(shí)間寬度Tp變得比時(shí)間T/2長(zhǎng)(Τρ>Τ0)。這里，TO = T/2。
[0018]接著，圖12是表示時(shí)間分解型FG方式的磁元件(磁場(chǎng)平衡式測(cè)定)的構(gòu)成例的圖。如圖12所示，磁場(chǎng)平衡式測(cè)定中的FG方式的磁元件與圖10的磁元件不同，對(duì)于由高磁導(dǎo)率材料形成的磁性體芯的外周面，除了勵(lì)磁繞組和檢測(cè)繞組之外，還纏繞有反饋(以下稱為FB)繞組線圈。纏繞有勵(lì)磁繞組的區(qū)域作為勵(lì)磁線圈而被勵(lì)磁信號(hào)驅(qū)動(dòng)，纏繞有檢測(cè)繞組的區(qū)域作為檢測(cè)線圈而輸出檢測(cè)信號(hào)，纏繞有反饋繞組的區(qū)域作為反饋線圈而被反饋信號(hào)驅(qū)動(dòng)。
[0019]接著，圖13是使用時(shí)間分解型FG方式的磁元件來說明磁場(chǎng)平衡式中的磁場(chǎng)檢測(cè)的原理的波形圖。
[0020]圖13的PART (a)表示向磁元件的勵(lì)磁線圈供給的勵(lì)磁電流，縱軸表示勵(lì)磁電流的電流值，橫軸表示時(shí)刻。勵(lì)磁電流是以基準(zhǔn)電流值OA(O安培)為界的正負(fù)交替信號(hào)。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(hào)(即回授信號(hào))，縱軸表示FB信號(hào)的電流值，橫軸表示時(shí)刻。圖13的PART(C)表示磁元件的檢測(cè)線圈因感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而產(chǎn)生的脈沖的電壓值，橫軸表不時(shí)刻。
[0021]如圖13所示，在磁場(chǎng)平衡式測(cè)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(chǎng)(通過磁性體芯內(nèi)的穩(wěn)定磁場(chǎng))抵消的磁場(chǎng)。
[0022]而且，根據(jù)使FB線圈產(chǎn)生將穩(wěn)定磁場(chǎng)抵消的磁場(chǎng)時(shí)的電流值，來測(cè)定施加于磁元件的穩(wěn)定磁場(chǎng)。
[0023]在磁場(chǎng)平衡式中，作為產(chǎn)生用于將磁性體芯內(nèi)的穩(wěn)定磁場(chǎng)抵消的磁場(chǎng)的線圈，除了勵(lì)磁線圈和檢測(cè)線圈之外，還對(duì)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(hào)來將磁性體芯內(nèi)的穩(wěn)定磁場(chǎng)抵消，從而進(jìn)行磁場(chǎng)的測(cè)定的方式稱為FB線圈FB控制。
[0025]另外，在磁場(chǎng)平衡式測(cè)定的情況下，與已說明的磁場(chǎng)比例式同樣，在施加于勵(lì)磁線圈的勵(lì)磁信號(hào)的正負(fù)的交替時(shí)間段測(cè)定檢測(cè)線圈產(chǎn)生的脈沖的時(shí)間間隔。而且，對(duì)FB線圈施加FB信號(hào)，以使得從測(cè)定出的負(fù)電壓的檢測(cè)信號(hào)被輸出的時(shí)刻tl到正電壓的檢測(cè)信號(hào)被檢測(cè)出的時(shí)刻t2為止的時(shí)間成為T/2。
[0026]例如，在圖13的PART (C)中，若時(shí)刻11與時(shí)刻t2的時(shí)間寬度變得比T/2寬，則如圖13的PART(a)所不那樣被施加負(fù)方向的穩(wěn)定磁場(chǎng),實(shí)際上勵(lì)磁信號(hào)的曲線從曲線LO向曲線L2變化。因此，為了將勵(lì)磁信號(hào)的曲線L2返回至?xí)r刻tl與時(shí)刻t2的時(shí)間寬度成為T/2的曲線LO的位置，對(duì)FB線圈施加圖13的PART(b)中的線FB2的電流值的FB信號(hào)。
[0027]另一方面，在圖13的PART(C)中，若時(shí)刻11與時(shí)刻t2的時(shí)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(chǎng)，實(shí)際上勵(lì)磁信號(hào)的曲線從曲線LO向曲線LI變化。因此，為了將勵(lì)磁信號(hào)的曲線LI返回至曲線LO的位置，對(duì)FB線圈施加圖13的PART(b)中的線FBl的電流值的FB信號(hào)。
[0028]然后，根據(jù)以時(shí)刻tl與時(shí)刻t2的時(shí)間寬度變?yōu)門/2的方式施加于FB線圈的FB信號(hào)的電流值，來求出施加于磁兀件的穩(wěn)定磁場(chǎng)的強(qiáng)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(lì)磁線圈的勵(lì)磁信號(hào)作為電流信號(hào)的情況，但是也可以將縱軸分量表現(xiàn)為勵(lì)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(cè)裝置的構(gòu)成例的框圖。在圖14中，磁元件100由檢測(cè)線圈、勵(lì)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(shí)鐘信號(hào)生成部202、以及時(shí)鐘信號(hào)調(diào)整部203構(gòu)成。
[0032]時(shí)鐘信號(hào)生成部202生成周期T的時(shí)鐘，并對(duì)時(shí)鐘信號(hào)調(diào)整部203輸出。
[0033]時(shí)鐘信號(hào)調(diào)整部203調(diào)整被供給的時(shí)鐘的信號(hào)電平，并將調(diào)整后的時(shí)鐘向磁元件控制部201輸出。
[0034]磁元件控制部201具備:檢測(cè)信號(hào)放大部2012、檢測(cè)信號(hào)比較部2013、回授信號(hào)調(diào)整部2014、回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部2015、數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部2016、勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部2017、以及勵(lì)磁信號(hào)生成部2018。
[0035]勵(lì)磁信號(hào)生成部2018根據(jù)從時(shí)鐘信號(hào)調(diào)整部203供給的時(shí)鐘，來生成作為圖13的PART (a)所示的勵(lì)磁信號(hào)的三角波。
[0036]勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部2017調(diào)整從勵(lì)磁信號(hào)生成部2018供給的勵(lì)磁信號(hào)的電壓電平，將其作為勵(lì)磁信號(hào)供給至勵(lì)磁線圈。
[0037]勵(lì)磁線圈在磁元件100的磁性體芯內(nèi)生成與三角波對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)。
[0038]檢測(cè)線圈在磁性體芯內(nèi)的勵(lì)磁信號(hào)的正負(fù)交替時(shí)間段產(chǎn)生脈沖。
[0039]檢測(cè)信號(hào)放大部2012將從檢測(cè)線圈供給的脈沖的電壓電平放大，并作為檢測(cè)信號(hào)向檢測(cè)信號(hào)比較部2013輸出。
[0040]檢測(cè)信號(hào)比較部2013求出脈沖(檢測(cè)信號(hào))的時(shí)刻tl和時(shí)刻t2的時(shí)間寬度與T/2的差量，并將該差量向回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部2015輸出。
[0041]回授信號(hào)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(hào)的電流值。
[0042]這里，回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部2015從被預(yù)先寫入到內(nèi)部存儲(chǔ)部而存儲(chǔ)的FB電流值中表讀出與差量對(duì)應(yīng)的電流值，來求出FB信號(hào)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(chǎng)抵消的電流值(數(shù)字值)的對(duì)應(yīng)的表。
[0044]回授信號(hào)調(diào)整部2014將從回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部2015供給的FB信號(hào)的電流值轉(zhuǎn)換成D/A (Digital/Analog)，并將所生成的作為FB信號(hào)的電流向FB線圈輸出。另外，回授信號(hào)調(diào)整部2014將從回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部2015供給的FB信號(hào)的電流值向回授信號(hào)調(diào)整部2014輸出。
[0045]回授信號(hào)調(diào)整部2014根據(jù)被供給的FB信號(hào)的電流值，求出在磁性體芯內(nèi)抵消了的穩(wěn)定磁場(chǎng)的強(qiáng)度、即施加于磁元件100的穩(wěn)定磁場(chǎng)的強(qiáng)度。這里，回授信號(hào)調(diào)整部2014從被預(yù)先寫入到內(nèi)部存儲(chǔ)部而存儲(chǔ)的電流值磁場(chǎng)表中讀出與FB信號(hào)的電流值對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，來求出施加于磁兀件100的磁場(chǎng)的強(qiáng)度。電流值磁場(chǎng)表是表不上述FB信號(hào)的電流值與被施加的穩(wěn)定磁場(chǎng)的強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)的表。
[0046]在使用上述的時(shí)間分解型FG方式的磁元件來進(jìn)行磁場(chǎng)比例式中的磁場(chǎng)檢測(cè)的情況下，能夠測(cè)定的磁場(chǎng)范圍由因磁元件100的磁性體芯的材料和構(gòu)造引起的對(duì)線圈施加的單位電流的產(chǎn)生磁場(chǎng)量(以下稱為勵(lì)磁效率)、和勵(lì)磁信號(hào)的強(qiáng)度決定。
[0047]另一方面，在使用時(shí)間分解型FG方式的磁元件來進(jìn)行磁場(chǎng)平衡式中的磁場(chǎng)檢測(cè)的情況下，無論對(duì)磁元件100施加的穩(wěn)定磁場(chǎng)如何，都按照以一定的時(shí)間間隔(T/2)輸出檢測(cè)信號(hào)的方式將磁性體芯內(nèi)的磁場(chǎng)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(hào)的電流值的范圍內(nèi)進(jìn)行磁場(chǎng)的測(cè)定。
[0048]另外，在使用時(shí)間分解型FG方式的磁元件來進(jìn)行磁場(chǎng)比例式中的磁場(chǎng)檢測(cè)的情況下，由于檢測(cè)信號(hào)被輸出的時(shí)間間隔根據(jù)磁場(chǎng)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(shí)間分解型FG方式的磁元件來進(jìn)行磁場(chǎng)平衡式中的磁場(chǎng)檢測(cè)的情況下，由于作為磁元件的特性，勵(lì)磁效率的磁場(chǎng)依賴性較小，所以容易維持檢測(cè)信號(hào)的波形、和檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生的時(shí)間間隔的穩(wěn)定性。
[0050]因此，在作為測(cè)定對(duì)象，應(yīng)用于在全部測(cè)定電流范圍內(nèi)以維持了線性的狀態(tài)測(cè)定由數(shù)百A(安培)左右的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁元件的情況下，與磁場(chǎng)比例式相比，以往主要使用磁場(chǎng)平衡式中的磁場(chǎng)檢測(cè)。
[0051]專利文獻(xiàn)1:日本國(guó)特開2008-292325號(hào)公報(bào)
[0052]專利文獻(xiàn)2:日本國(guó)特開2007-078423號(hào)公報(bào)
[0053]專利文獻(xiàn)3:日本國(guó)特開2007-078422號(hào)公報(bào)
[0054]在使用上述的時(shí)間分解型FG方式的磁元件并通過磁場(chǎng)比例式進(jìn)行磁場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，與已敘述那樣，能夠測(cè)定的磁場(chǎng)范圍被磁元件100的勵(lì)磁效率和勵(lì)磁信號(hào)限制。
[0055]因此，在應(yīng)用磁場(chǎng)比例式的磁元件作為最大測(cè)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(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度的依賴性之外，因驅(qū)動(dòng)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(chǎng)的測(cè)定范圍受限的問題。
[0056]另外，在檢測(cè)線圈產(chǎn)生的檢測(cè)信號(hào)的波形依賴于穩(wěn)定磁場(chǎng)Hex的強(qiáng)度以及磁性體芯的溫度而變化的情況下，檢測(cè)信號(hào)的波形的上升的時(shí)間微分值與檢測(cè)信號(hào)的輸出變動(dòng)存在關(guān)聯(lián)。因此，由于檢測(cè)信號(hào)的輸出的時(shí)間變動(dòng)值依賴于磁場(chǎng)的強(qiáng)度而變化，所以在磁場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)定中，尤其是時(shí)間變動(dòng)值隨著磁場(chǎng)的強(qiáng)度變高而增加，無法以高精度進(jìn)行磁場(chǎng)的檢測(cè)。
[0057]另一方面，在使用時(shí)間分解型FG方式的磁元件并通過磁場(chǎng)平衡式來進(jìn)行磁場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，在FB線圈FB控制中，F(xiàn)B信號(hào)一般通過電流控制來進(jìn)行。
[0058]如已敘述那樣，F(xiàn)B控制信號(hào)中的電流值與因該電流值而產(chǎn)生的磁場(chǎng)的強(qiáng)度處于比例關(guān)系，即使因FB信號(hào)的電流值的不同而使FB線圈的電阻與溫度對(duì)應(yīng)地變化，F(xiàn)B信號(hào)的電流值也被以恒流控制。因此，即使在FB信號(hào)的電流值變大的高強(qiáng)度的磁場(chǎng)中，也能夠維持磁元件的靈敏度的線性。
[0059]另外，即使在勵(lì)磁線圈和FB線圈各自的勵(lì)磁效率因磁元件的特性的個(gè)體偏差而變化的情況下，基于FB信號(hào)的磁場(chǎng)與穩(wěn)定磁場(chǎng)的磁場(chǎng)平衡的收斂狀態(tài)也被輸出FB信號(hào)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(lì)磁線圈的勵(lì)磁效率與FB線圈的勵(lì)磁效率之比被保持為固定的情況下，由于勵(lì)磁線圈與FB線圈的磁靈敏度之比不變化，所以基于FB信號(hào)的磁場(chǎng)與穩(wěn)定磁場(chǎng)到成為磁場(chǎng)平衡為止的收斂時(shí)間也不變化。
[0061]因此，在通過半導(dǎo)體工藝等同時(shí)形成磁元件中的勵(lì)磁線圈和FB線圈的情況下，SP使勵(lì)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(chǎng)平衡的收斂指標(biāo)的平衡狀態(tài)下的殘差以及到達(dá)平衡狀態(tài)的時(shí)間不變化。
[0062]然而，當(dāng)使用時(shí)間分解型FG方式的磁元件并通過磁場(chǎng)平衡式來進(jìn)行磁場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，在FB信號(hào)以電流值控制FB線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)的強(qiáng)度的情況下，需要對(duì)與磁場(chǎng)的強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的電流值進(jìn)行恒流控制。因此，必須安裝進(jìn)行恒流控制的電壓電流轉(zhuǎn)換電路，使得對(duì)施加于FB線圈的電流進(jìn)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(shí)的內(nèi)部的基準(zhǔn)電位伴隨著FB信號(hào)的電流值的增加而時(shí)間性變動(dòng)、不穩(wěn)定，所以被輸出的恒流發(fā)生變動(dòng)。
【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(lì)磁線圈和檢測(cè)線圈構(gòu)成的磁元件來進(jìn)行使用了時(shí)間分解型FG方式的磁元件的磁場(chǎng)平衡式的磁場(chǎng)檢測(cè)，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(cè)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(shí)間分解型的磁平衡式來檢測(cè)對(duì)由勵(lì)磁線圈和檢測(cè)線圈構(gòu)成的磁通門型的磁元件施加的穩(wěn)定磁場(chǎng)的強(qiáng)度時(shí)，控制上述磁元件的磁元件控制裝置，具有:勵(lì)磁信號(hào)生成部，其生成交替信號(hào)；勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部，其根據(jù)上述交替信號(hào)生成交替電壓信號(hào)，并基于上述交替電壓信號(hào)生成對(duì)上述勵(lì)磁線圈施加的勵(lì)磁信號(hào)；檢測(cè)信號(hào)比較部，其檢測(cè)由上述勵(lì)磁信號(hào)的電流方向切換時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的正電壓或者負(fù)電壓的檢測(cè)信號(hào)；回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部，其將上述正電壓以及上述負(fù)電壓的上述檢測(cè)信號(hào)之間的時(shí)間寬度轉(zhuǎn)換成電壓信息；回授信號(hào)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(chǎng)抵消的磁場(chǎng)的回授信號(hào)；以及數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部，其將上述回授信號(hào)作為表示磁場(chǎng)強(qiáng)度的數(shù)據(jù)信號(hào)而輸出，上述勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部對(duì)上述交替電壓信號(hào)疊加上述回授信號(hào)來生成上述勵(lì)磁信號(hào)，并將生成的上述勵(lì)磁信號(hào)施加于上述勵(lì)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(hào)轉(zhuǎn)換部通過預(yù)先設(shè)定的、上述回授信號(hào)的電壓值和根據(jù)上述回授信號(hào)的上述電壓值而生成的磁場(chǎng)強(qiáng)度具有線性的上述回授信號(hào)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(hào)并進(jìn)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(cè)定穩(wěn)定磁場(chǎng)的周圍環(huán)境引起的磁場(chǎng)對(duì)應(yīng)的偏移電壓疊加于上述回授信號(hào)，并將被疊加了上述偏移電壓的上述回授信號(hào)向上述回授信號(hào)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(cè)定上述磁元件的溫度的溫度傳感器，上述勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部對(duì)上述交替電壓信號(hào)乘以與上述溫度對(duì)應(yīng)的系數(shù)來校正上述交替電壓信號(hào)，將上述回授信號(hào)疊加于校正后的上述交替電壓信號(hào)，并將疊加后的上述交替電壓信號(hào)作為上述勵(lì)磁信號(hào)供給至上述勵(lì)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(cè)定上述磁元件的溫度的溫度傳感器，上述勵(lì)磁信號(hào)生成部與對(duì)應(yīng)上述溫度的系數(shù)相對(duì)應(yīng)地調(diào)整上述交替電壓信號(hào)的周期，將上述回授信號(hào)疊加于調(diào)整后的上述交替電壓信號(hào)，并將疊加后的上述交替電壓信號(hào)作為上述勵(lì)磁信號(hào)供給至上述勵(lì)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(hào)轉(zhuǎn)換部根據(jù)上述時(shí)間寬度求出表示上述回授信號(hào)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(hào)的上述電壓值的上述占空比的矩形波向上述回授信號(hào)調(diào)整部輸出，上述回授信號(hào)調(diào)整部生成作為與上述矩形波的上述占空比對(duì)應(yīng)的直流電壓的上述回授信號(hào)。
[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(hào)轉(zhuǎn)換部求出上述時(shí)間寬度與預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)時(shí)間寬度的差量，根據(jù)上述差量求出表示上述回授信號(hào)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(hào)調(diào)整部輸出，上述回授信號(hào)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(hào)。
[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(shí)間分解型的磁比例方式來檢測(cè)磁場(chǎng)的強(qiáng)度的模式時(shí)，上述回授信號(hào)調(diào)整部將上述回授信號(hào)的電壓值設(shè)為OV并供給至上述勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部，上述回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部將上述時(shí)間寬度作為上述穩(wěn)定磁場(chǎng)的測(cè)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(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘信號(hào)生成部，上述勵(lì)磁信號(hào)生成部生成三角波信號(hào)作為與上述時(shí)鐘信號(hào)同步的上述交替信號(hào)。
[0074]本發(fā)明的第二方式的磁元件控制方法是在基于時(shí)間分解型的磁平衡式來檢測(cè)對(duì)由勵(lì)磁線圈和檢測(cè)線圈構(gòu)成的磁通門型施加的磁元件的穩(wěn)定磁場(chǎng)的強(qiáng)度時(shí)，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(hào)(勵(lì)磁信號(hào)生成過程)，根據(jù)上述交替信號(hào)生成交替電壓信號(hào)，并基于上述交替電壓信號(hào)生成對(duì)上述勵(lì)磁線圈施加的勵(lì)磁信號(hào)(勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整過程)，檢測(cè)由上述勵(lì)磁信號(hào)的電流方向切換時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的正電壓或者負(fù)電壓的檢測(cè)信號(hào)(檢測(cè)信號(hào)比較過程)，將上述正電壓和上述負(fù)電壓的上述檢測(cè)信號(hào)間的時(shí)間寬度轉(zhuǎn)換成電壓信息(回授信號(hào)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(chǎng)抵消的磁場(chǎng)的回授信號(hào)(回授信號(hào)調(diào)整過程)，將上述回授信號(hào)作為表示磁場(chǎng)強(qiáng)度的數(shù)據(jù)信號(hào)而輸出(數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換過程)，在生成上述勵(lì)磁信號(hào)時(shí)(勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整過程)，對(duì)上述交替電壓信號(hào)疊加上述回授信號(hào)來生成上述勵(lì)磁信號(hào)，并將生成的上述勵(lì)磁信號(hào)施加于上述勵(lì)磁線圈。
[0075]本發(fā)明的第三方式的磁檢測(cè)裝置是檢測(cè)被施加的穩(wěn)定磁場(chǎng)的強(qiáng)度的基于磁場(chǎng)平衡方式的磁場(chǎng)檢測(cè)裝置，具有:磁通門型的磁元件，其由勵(lì)磁線圈和檢測(cè)線圈構(gòu)成；勵(lì)磁信號(hào)生成部，其生成交替信號(hào)；勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部，其根據(jù)上述交替信號(hào)生成交替電壓信號(hào)，并基于上述交替電壓信號(hào)來生成對(duì)上述勵(lì)磁線圈施加的勵(lì)磁信號(hào)；檢測(cè)信號(hào)比較部，其檢測(cè)由上述勵(lì)磁信號(hào)的電流方向切換時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的正電壓或負(fù)電壓的檢測(cè)信號(hào)；回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部，其將上述正電壓和上述負(fù)電壓的上述檢測(cè)信號(hào)間的時(shí)間寬度轉(zhuǎn)換成電壓信息；回授信號(hào)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(chǎng)抵消的磁場(chǎng)的回授信號(hào)；以及數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部，其將上述回授信號(hào)作為表示磁場(chǎng)強(qiáng)度的數(shù)據(jù)信號(hào)而輸出，
[0076]上述勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部對(duì)上述交替電壓信號(hào)疊加上述回授信號(hào)來生成上述勵(lì)磁信號(hào)，并將生成的上述勵(lì)磁信號(hào)施加于上述勵(lì)磁線圈。
[0077]根據(jù)該發(fā)明的方式，對(duì)勵(lì)磁信號(hào)疊加產(chǎn)生將穩(wěn)定磁場(chǎng)抵消的磁場(chǎng)的電壓值的回授信號(hào)，并將穩(wěn)定磁場(chǎng)被抵消(磁強(qiáng)度成為O)時(shí)的回授信號(hào)用作表示磁場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)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(lì)磁線圈和檢測(cè)線圈構(gòu)成的磁元件)來進(jìn)行磁平衡式的磁場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)定。
[0078]因此，根據(jù)該發(fā)明的方式，能夠?qū)⒋艡z測(cè)裝置所采用的磁元件小型化，可實(shí)現(xiàn)磁檢測(cè)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(dòng)作原理的圖。
[0082]圖4是表示第I實(shí)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(shí)施方式中的磁元件控制裝置110的動(dòng)作例的流程圖。
[0084]圖6是表示第2實(shí)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(shí)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(shí)施方式中的磁元件控制裝置130所進(jìn)行的磁元件控制處理(基于數(shù)字值的回授信號(hào)的電壓的生成處理)的動(dòng)作例的流程圖。
[0086]圖9是說明第3實(shí)施方式中的磁元件控制裝置130所進(jìn)行的磁元件控制處理(基于模擬值的回授信號(hào)的電壓的生成處理)的動(dòng)作例的流程圖。
[0087]圖10是表示時(shí)間分解型FG方式的磁元件(磁場(chǎng)比例式測(cè)定)的構(gòu)成例的圖。
[0088]圖11是使用時(shí)間分解型FG方式的磁元件來說明磁場(chǎng)比例式中的磁場(chǎng)檢測(cè)的原理的波形圖。
[0089]圖12是表示時(shí)間分解型FG方式的磁元件(磁場(chǎng)平衡式測(cè)定)的構(gòu)成例的圖。
[0090]圖13是使用時(shí)間分解型FG方式的磁元件來說明磁場(chǎng)平衡式中的磁場(chǎng)檢測(cè)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(cè)裝置的構(gòu)成例的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0092]<本發(fā)明的原理>
[0093]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的原理進(jìn)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(shí)鐘信號(hào)生成部102、以及時(shí)鐘信號(hào)調(diào)整部103。本發(fā)明的實(shí)施方式的磁元件控制裝置100在通過時(shí)間分解型的磁平衡式來檢測(cè)由檢測(cè)線圈51和勵(lì)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(chǎng)的強(qiáng)度時(shí),控制對(duì)勵(lì)磁線圈52施加的勵(lì)磁信號(hào)。
[0094]磁元件控制部101具備:檢測(cè)信號(hào)放大部1011、檢測(cè)信號(hào)比較部1012、回授信號(hào)調(diào)整部1013、回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部1014、數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部1015、勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部1016以及勵(lì)磁信號(hào)生成部1017。
[0095]時(shí)鐘信號(hào)生成部102由生成規(guī)定周期的時(shí)鐘信號(hào)的振蕩器構(gòu)成，將所生成的時(shí)鐘信號(hào)向時(shí)鐘信號(hào)調(diào)整部103輸出。
[0096]時(shí)鐘信號(hào)調(diào)整部103進(jìn)行將被供給的時(shí)鐘信號(hào)的信號(hào)電平放大、或變更時(shí)鐘信號(hào)的周期等處理，將處理結(jié)果的時(shí)鐘信號(hào)向勵(lì)磁信號(hào)生成部1017輸出。
[0097]勵(lì)磁信號(hào)生成部1017基于從時(shí)鐘信號(hào)調(diào)整部103供給的時(shí)鐘信號(hào)，生成作為交替信號(hào)、例如以O(shè)V為基準(zhǔn)電位進(jìn)行交替的交替電壓信號(hào)的三角波信號(hào)。
[0098]勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部1016以規(guī)定的放大率對(duì)由勵(lì)磁信號(hào)生成部1017生成的三角波信號(hào)進(jìn)行放大，生成三角波電壓信號(hào)，并施加于勵(lì)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(gè)系統(tǒng)的繞組，磁元件50包括以一個(gè)系統(tǒng)繞組構(gòu)成的檢測(cè)線圈51和以另一個(gè)系統(tǒng)繞組形成的勵(lì)磁線圈52。
[0101]接著，圖3是表示磁通門型磁元件的動(dòng)作原理的圖表。對(duì)圖3的PART(a)而言，縱軸表不電壓，橫軸表不時(shí)間，是表不向勵(lì)磁線圈52供給的三角波電壓信號(hào)的時(shí)間變化的圖。在圖3的PART(a)中，向勵(lì)磁線圈52供給的三角波電壓信號(hào)是以基準(zhǔn)參照電壓Vref (在本實(shí)施方式中作為一例為OV)為界的正負(fù)的交替信號(hào)。在圖3的PART(b)中，縱軸表示電壓，橫軸表示時(shí)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(hào)的在勵(lì)磁線圈52中流過的勵(lì)磁電流的方向發(fā)生變化(三角波電壓信號(hào)的電壓值的極性發(fā)生變化，由此勵(lì)磁電流的電流值的極性發(fā)生變化)時(shí)，因感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而在檢測(cè)線圈51中產(chǎn)生的檢測(cè)信號(hào)(時(shí)刻tl的第I檢測(cè)信號(hào)、時(shí)刻t2的第2檢測(cè)信號(hào))的時(shí)間變化的圖表。
[0102]這里，圖3的PART (a)表示了由于穩(wěn)定磁場(chǎng)(Hex)被施加給磁元件50，施加于勵(lì)磁線圈52的三角波電壓信號(hào)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(chǎng)的DC電壓量。另外，表示了第I檢測(cè)信號(hào)(時(shí)刻tl)和第2檢測(cè)信號(hào)(時(shí)刻t2)的產(chǎn)生定時(shí)與該三角波電壓信號(hào)的和基準(zhǔn)參照電壓Vref因穩(wěn)定磁場(chǎng)(Hex)引起的偏離對(duì)應(yīng)地時(shí)間性偏離。
[0103]這里，從圖3的PART(b)可知，若第I檢測(cè)信號(hào)的時(shí)刻tl和第2檢測(cè)信號(hào)的時(shí)刻t2間的時(shí)間寬度Tw與作為三角波的周期T的1/2的時(shí)間T/2的差量Td為0，則沒有對(duì)磁元件50施加穩(wěn)定磁場(chǎng)(Hex)，若差量Td為正，則施加有負(fù)的穩(wěn)定磁場(chǎng)(Hex < O)，若差量Td為負(fù)，則施加有正的穩(wěn)定磁場(chǎng)(Hex > O)。
[0104]返回到圖1，檢測(cè)信號(hào)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(cè)線圈51的兩端的電壓。
[0105]檢測(cè)信號(hào)比較部1012對(duì)從檢測(cè)信號(hào)放大部1011供給的被放大后的檢測(cè)信號(hào)的電壓值與預(yù)先設(shè)定的閾值電壓值進(jìn)行比較，來檢測(cè)第I檢測(cè)信號(hào)和第2檢測(cè)信號(hào)(參照?qǐng)D3的 PART (b))。
[0106]這里，如圖3所示，第I檢測(cè)信號(hào)是負(fù)極性的脈沖，在對(duì)勵(lì)磁線圈52施加的電壓的極性從正向負(fù)變化的電壓區(qū)域中因感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而產(chǎn)生。另一方面，第2檢測(cè)信號(hào)是正極性的脈沖，在對(duì)勵(lì)磁線圈52施加的電壓的極性從負(fù)(負(fù)電壓)向正(正電壓)變化的電壓區(qū)域中因感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而產(chǎn)生。
[0107]此外，在上述說明中，對(duì)施加于勵(lì)磁線圈52的勵(lì)磁信號(hào)為電壓控制的信號(hào)的情況進(jìn)行了說明，但勵(lì)磁信號(hào)也可以是電流控制的信號(hào)。或者，也可以包含電壓控制的信號(hào)和電流控制的信號(hào)雙方。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(hào)的基準(zhǔn)電流值為OA(O安培)。此外，在上述說明中，對(duì)將圖3的PART (a)中的縱軸分量作為電壓，將施加于勵(lì)磁線圈的勵(lì)磁信號(hào)作為電壓信號(hào)的情況進(jìn)行了說明，但也可以將縱軸分量表現(xiàn)為勵(lì)磁線圈52中流過的勵(lì)磁信號(hào)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(yùn)算進(jìn)行數(shù)字處理的構(gòu)成、和通過采用模擬值的運(yùn)算進(jìn)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(hào)即回授信號(hào)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(hào)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(hào)的電壓的構(gòu)成
[0110]檢測(cè)信號(hào)比較部1012測(cè)量從第I檢測(cè)信號(hào)到第2檢測(cè)信號(hào)為止的時(shí)間寬度，求出該時(shí)間寬度Tw與三角波的周期T的一半時(shí)間、即T/2的差量Td( = Tw-(T/2))，并向回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部1014輸出。
[0111]若從檢測(cè)信號(hào)比較部1012供給作為時(shí)間信息的差量Td，則回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部1014根據(jù)該差量Td，生成用于生成作為FB信號(hào)的回授信號(hào)的電壓的電壓信息。
[0112]這里，在回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部1014中，表示差量Td和與該差量Td對(duì)應(yīng)的數(shù)字值的電壓信息的對(duì)應(yīng)的時(shí)間電壓信息表被預(yù)先寫入并存儲(chǔ)于內(nèi)部的存儲(chǔ)部。
[0113]而且，回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部1014從該內(nèi)部的存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的時(shí)間電壓信息表中讀出與被供給的差量Td對(duì)應(yīng)的電壓信息，并向回授信號(hào)調(diào)整部1013輸出。例如，電壓信息是表示回授信號(hào)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(shí)具有正極性，在差量td為負(fù)時(shí)具有負(fù)極性。因此，在對(duì)磁元件50施加有正極性的穩(wěn)定磁場(chǎng)(Hex)的情況下,對(duì)勵(lì)磁信號(hào)的電壓疊加負(fù)極性的電壓的回授信號(hào),另一方面,在施加有負(fù)極性的穩(wěn)定磁場(chǎng)(Hex)的情況下，對(duì)勵(lì)磁信號(hào)的電壓疊加正極性的電壓的回授信號(hào)。
[0114]回授信號(hào)調(diào)整部1013基于從回授信號(hào)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(hào)，并作為FB信號(hào)而向勵(lì)磁信號(hào)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(hào)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(hào)向勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部1016輸出。
[0116]勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部1016使從回授信號(hào)調(diào)整部1013供給的作為FB信號(hào)的回授信號(hào)疊加于在內(nèi)部生成的三角波電壓信號(hào)，并作為勵(lì)磁信號(hào)施加于勵(lì)磁線圈52。
[0117]另外，在對(duì)勵(lì)磁信號(hào)疊加有回授信號(hào)的情況下，檢測(cè)信號(hào)比較部1012檢測(cè)的第I檢測(cè)信號(hào)和第2檢測(cè)信號(hào)的時(shí)間間隔處于T/2附近。
[0118]因此，檢測(cè)信號(hào)比較部1012在已對(duì)勵(lì)磁信號(hào)疊加有回授信號(hào)的情況下，作為輸出的時(shí)間信息，為表示作為T/2的回授信號(hào)與目前施加的回授信號(hào)的誤差的誤差電壓。因此，檢測(cè)信號(hào)比較部1012在施加有勵(lì)磁信號(hào)的情況下，將差量Td作為表示上述的誤差電壓的時(shí)間信息輸出至回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部1014。
[0119]另外，若被供給表示誤差電壓的時(shí)間信息即差量Td，則回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部101如已述那樣，從內(nèi)部的存儲(chǔ)部中存儲(chǔ)的時(shí)間電壓信息表讀出與該差量Td對(duì)應(yīng)的電壓信息，并向回授信號(hào)調(diào)整部1013輸出。
[0120]另外，回授信號(hào)調(diào)整部1013在內(nèi)部具有存儲(chǔ)部，電壓信息被累計(jì)存儲(chǔ)于該存儲(chǔ)部，并使用該累計(jì)得到的電壓信息來生成回授信號(hào)。
[0121]這里，回授信號(hào)調(diào)整部1013判定與差量Td對(duì)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(hào)調(diào)整部1013判定為對(duì)抵消施加于磁兀件50的穩(wěn)定磁場(chǎng)沒有影響的電壓。
[0123]S卩，回授信號(hào)調(diào)整部1013判定為成為控制的精度的誤差，且第I檢測(cè)信號(hào)和第2檢測(cè)信號(hào)的時(shí)間寬度大致為T/2。此時(shí)，回授信號(hào)調(diào)整部1013不將被設(shè)為該誤差范圍的電壓信息累計(jì)于內(nèi)部存儲(chǔ)部的在此之前的時(shí)間信息而進(jìn)行廢棄。
[0124]數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部1015基于預(yù)先設(shè)定的放大度來對(duì)從回授信號(hào)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(hào)轉(zhuǎn)換部1015中的放大度被設(shè)定為僅將可預(yù)先線性測(cè)定的范圍的回授信號(hào)的電壓值的范圍作為數(shù)據(jù)信號(hào)而輸出的值。即，該放大度成為僅抵消穩(wěn)定磁場(chǎng)的磁場(chǎng)和產(chǎn)生該磁場(chǎng)的電壓值的回授信號(hào)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(hào)轉(zhuǎn)換部1015基于回授信號(hào)的電壓值和由該電壓值生成的磁場(chǎng)強(qiáng)度具有線性的回授信號(hào)的電壓范圍外的回授信號(hào)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(hào)并進(jìn)行輸出。
[0126]因此，該數(shù)據(jù)信號(hào)表示求出將穩(wěn)定磁場(chǎng)抵消的磁場(chǎng)的強(qiáng)度的磁場(chǎng)電壓、即穩(wěn)定磁場(chǎng)的強(qiáng)度。處于外部的磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)裝置(未圖示)將該數(shù)據(jù)信號(hào)所表示的磁場(chǎng)電壓的電壓值轉(zhuǎn)換成磁場(chǎng)的強(qiáng)度，并輸出轉(zhuǎn)換后的磁場(chǎng)的強(qiáng)度。
[0127]這里，在磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)裝置中，表示磁場(chǎng)電壓的電壓值和與該磁場(chǎng)電壓的電壓值對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度表被預(yù)先寫入到內(nèi)部存儲(chǔ)部而存儲(chǔ)。
[0128]磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)裝置從磁場(chǎng)強(qiáng)度表中讀出由磁元件控制裝置100供給的、與數(shù)據(jù)信號(hào)所表不的磁場(chǎng)電壓的電壓值對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，并作為穩(wěn)定磁場(chǎng)(Hex)的強(qiáng)度的數(shù)值,顯示于例如設(shè)置在磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)裝置自身的顯示部。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，由磁元件控制裝置100和上述的未圖示的磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)裝置構(gòu)成磁檢測(cè)裝置。
[0129].由模擬處理生成回授信號(hào)的電壓的構(gòu)成
[0130]檢測(cè)信號(hào)比較部1012將第I檢測(cè)信號(hào)和第2檢測(cè)信號(hào)向回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部1014輸出。
[0131]回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部1014基于第I檢測(cè)信號(hào)和第2檢測(cè)信號(hào)被輸出的周期(時(shí)刻tl與時(shí)刻t2的間隔、即時(shí)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(hào)調(diào)整部1013輸出。即，回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部1014根據(jù)上述時(shí)間寬度求出表示回授信號(hào)的電壓值的占空比作為電壓信息，并將表示該回授信號(hào)的電壓值的占空比的矩形波向回授信號(hào)調(diào)整部1013輸出。
[0132]回授信號(hào)調(diào)整部1013在以矩形波信號(hào)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(duì)應(yīng)的直流電壓，并作為回授信號(hào)而輸出。
[0133]例如，在從第I檢測(cè)信號(hào)到第2檢測(cè)信號(hào)為止的時(shí)間寬度相對(duì)于從第2檢測(cè)信號(hào)到第I檢測(cè)信號(hào)為止的時(shí)間寬度較長(zhǎng)的情況下，需要穩(wěn)定磁場(chǎng)為負(fù)。因此，回授信號(hào)調(diào)整部1013產(chǎn)生使抵消穩(wěn)定磁場(chǎng)的正磁場(chǎng)產(chǎn)生的直流電壓的回授信號(hào)。
[0134]另一方面，在從第2檢測(cè)信號(hào)到第I檢測(cè)信號(hào)為止的時(shí)間寬度相對(duì)于從第I檢測(cè)信號(hào)到第2檢測(cè)信號(hào)為止的時(shí)間寬度較長(zhǎng)的情況下，由于穩(wěn)定磁場(chǎng)為正，所以回授信號(hào)調(diào)整部1013產(chǎn)生使抵消穩(wěn)定磁場(chǎng)的負(fù)磁場(chǎng)產(chǎn)生的直流電壓的回授信號(hào)。
[0135]即，回授信號(hào)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(duì)應(yīng)的電壓值的回授信號(hào)，并將所生成的回授信號(hào)向勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部1016輸出。
[0136]這里，回授信號(hào)調(diào)整部1013設(shè)置有例如使用運(yùn)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(yùn)算放大功能的放大器，以正輸入和負(fù)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(hào)與外部磁場(chǎng)成為比例關(guān)系。而且，通過將該與電流信號(hào)成比例的信號(hào)作為回授信號(hào)而施加于勵(lì)磁線圈52,產(chǎn)生基于該回授信號(hào)的磁場(chǎng),按照磁兀件50內(nèi)的磁性體芯被施加的磁場(chǎng)一定的方式進(jìn)行調(diào)整。作為結(jié)果，能夠不依賴于外部的穩(wěn)定磁場(chǎng)地將第I檢測(cè)信號(hào)和第2檢測(cè)信號(hào)的時(shí)間間隔保持為一定。
[0137]與數(shù)字處理的情況同樣，勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部1016使從回授信號(hào)調(diào)整部1013供給的回授信號(hào)疊加于在控制電路內(nèi)部生成的三角波電壓信號(hào)，將疊加了該回授信號(hào)的三角波電壓信號(hào)作為勵(lì)磁信號(hào)施加于勵(lì)磁線圈52。
[0138]由于數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部1015的動(dòng)作除了對(duì)模擬值進(jìn)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(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)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(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字值，與在數(shù)字處理中說明的動(dòng)作同樣地求出磁場(chǎng)強(qiáng)度。
[0140]通過上述的構(gòu)成，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，由于使回授信號(hào)疊加于勵(lì)磁信號(hào)，并將該勵(lì)磁信號(hào)施加于勵(lì)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(shí)間分解型的磁平衡式的磁場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)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(cè)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(lì)磁線圈或者檢測(cè)線圈的匝數(shù)增加，能夠因勵(lì)磁效率的增加而進(jìn)一步擴(kuò)大穩(wěn)定磁場(chǎng)的測(cè)定范圍、提高檢測(cè)線圈中的檢測(cè)信號(hào)的S/N(Signal/Noise) t匕。
[0142]另外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)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(chǎng)檢測(cè)的情況相比，能夠擴(kuò)大施加于磁元件的穩(wěn)定磁場(chǎng)的強(qiáng)度的范圍。
[0143]另外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，由于對(duì)三角波電壓信號(hào)疊加了回授信號(hào)作為FB信號(hào)，所以與以往的對(duì)FB線圈施加FB信號(hào)作為電流的情況相比，能夠使生成恒流(FB信號(hào))時(shí)的差動(dòng)信號(hào)的基準(zhǔn)電壓的時(shí)間變動(dòng)穩(wěn)定化，并能夠抑制所輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)的時(shí)間變動(dòng)。
[0144]另外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，為了避免在勵(lì)磁信號(hào)生成部1017生成三角波時(shí)因生成所使用的運(yùn)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(cè)信號(hào)(第I檢測(cè)信號(hào)、第2檢測(cè)信號(hào))的時(shí)間間隔。
[0145]例如，為了準(zhǔn)確地判定成為磁平衡的定時(shí)，預(yù)先對(duì)三角波電壓信號(hào)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(jìn)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(jìn)行控制，但由于需要將作為FB信號(hào)而使用的回授電流暫時(shí)轉(zhuǎn)換為作為電壓信號(hào)的回授信號(hào)，所以不再是恒流控制。作為結(jié)果，磁場(chǎng)強(qiáng)度的檢測(cè)的精度由于磁元件50的溫度而劣化。
[0146]<第I實(shí)施方式>
[0147]接著，參照?qǐng)D4，對(duì)本發(fā)明的第I實(shí)施方式涉及的磁元件控制裝置110進(jìn)行。圖4是表示本實(shí)施方式涉及的磁元件控制裝置HO的構(gòu)成例的圖。
[0148]針對(duì)與在本發(fā)明的實(shí)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(hào)。在圖4中，磁元件控制裝置110具備:磁元件控制部111、時(shí)鐘信號(hào)生成部102、時(shí)鐘信號(hào)調(diào)整部103、以及數(shù)據(jù)信號(hào)判定部104。
[0149]以下，僅針對(duì)與圖1的磁元件控制裝置100的構(gòu)成和動(dòng)作的不同之處進(jìn)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(duì)磁元件50施加測(cè)定對(duì)象的穩(wěn)定磁場(chǎng)(Hex)的狀態(tài)下，當(dāng)?shù)贗檢測(cè)信號(hào)和第2檢測(cè)信號(hào)的時(shí)間寬度從基準(zhǔn)的時(shí)間寬度、例如作為三角波的周期T的一半的T/2偏離時(shí),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(chǎng)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(chǎng)的強(qiáng)度對(duì)應(yīng)地將由該環(huán)境產(chǎn)生的磁場(chǎng)抵消的電壓。
[0151]而且，偏移電壓調(diào)整部1018對(duì)從回授信號(hào)調(diào)整部1013供給的回授信號(hào)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(hào)向勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部1016輸出。
[0152]數(shù)據(jù)信號(hào)判定部104判定從數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部1015供給的數(shù)據(jù)信號(hào)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(hào)判定部104向內(nèi)部的存儲(chǔ)部預(yù)先寫入并存儲(chǔ)上述數(shù)據(jù)范圍。該數(shù)據(jù)范圍是對(duì)由數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部1015放大并輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)所表示的電壓值是否包含在磁場(chǎng)與表示該磁場(chǎng)的電壓值處于線性關(guān)系的區(qū)域進(jìn)行判定的電壓值的范圍。
[0153]這里，數(shù)據(jù)信號(hào)判定部104在數(shù)據(jù)信號(hào)的電壓值不包含在數(shù)據(jù)范圍內(nèi)的情況下，將表示錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)信號(hào)(錯(cuò)誤信號(hào))向外部的磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)裝置輸出。另外，數(shù)據(jù)信號(hào)判定部104在數(shù)據(jù)信號(hào)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(hào)向外部的磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)裝置輸出。
[0154]接著，使用圖4和圖5，對(duì)本實(shí)施方式中的磁元件控制裝置110的動(dòng)作進(jìn)行說明。圖5是表示本實(shí)施方式中的磁元件控制裝置110的動(dòng)作例的流程圖。在第I實(shí)施方式中，對(duì)利用數(shù)字處理生成回授信號(hào)的構(gòu)成進(jìn)行說明。另外，針對(duì)利用模擬處理生成回授信號(hào)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(dòng)作。
[0155]步驟S1:
[0156]檢測(cè)信號(hào)放大部1011對(duì)檢測(cè)線圈51的兩端的電壓進(jìn)行放大，并向檢測(cè)信號(hào)比較部1012輸出。
[0157]然后，檢測(cè)信號(hào)比較部1012從第I檢測(cè)信號(hào)被檢測(cè)到的時(shí)刻tl與第2檢測(cè)信號(hào)被檢測(cè)到的時(shí)刻t2間的時(shí)間寬度Tw減去作為基準(zhǔn)時(shí)間寬度的T/2，并將相減結(jié)果的差量Td作為時(shí)間信息向回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部1014輸出。另外，在將該時(shí)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(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器)等。
[0158]步驟S2:
[0159]接著，回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部1014從存儲(chǔ)于存儲(chǔ)部的時(shí)間電壓信息表中讀出與被供給的作為時(shí)間信息的差量Td對(duì)應(yīng)的表示回授信號(hào)的電壓值的電壓信息。
[0160]然后，回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部1014將讀出的電壓信息向回授信號(hào)調(diào)整部1013輸出。
[0161]步驟S3:
[0162]接著，回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部1014讀出存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)部的、表示與目前的三角波電壓信號(hào)疊加的回授信號(hào)的之前最新的電壓信息。
[0163]然后，回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部1014對(duì)從存儲(chǔ)部讀出的電壓信息加上由檢測(cè)信號(hào)供給的電壓信息。
[0164]回授信號(hào)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(hào)，并向偏移電壓調(diào)整部1018輸出。
[0165]另外，回授信號(hào)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(chǔ)部來對(duì)其存儲(chǔ)，并且，將該電壓信息(數(shù)字值)向數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部1015輸出。
[0166]步驟S4:
[0167]接著，偏移電壓調(diào)整部1018對(duì)被供給的回授信號(hào)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(hào)向勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部1016輸出。
[0168]另外，偏移電壓調(diào)整部1018將存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)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(hào)轉(zhuǎn)換部1015輸出。
[0169]然后，勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部1016對(duì)與時(shí)鐘信號(hào)調(diào)整部103輸出的時(shí)鐘信號(hào)同步的三角波電壓信號(hào)疊加從偏移電壓調(diào)整部1018供給的期間電壓，并作為勵(lì)磁信號(hào)施加于勵(lì)磁線圈52。
[0170]步驟S5:
[0171]接著，數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部1015從由回授信號(hào)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(hào)轉(zhuǎn)換部1015以預(yù)先設(shè)定的放大度對(duì)相減結(jié)果的電壓信息進(jìn)行放大，并將放大結(jié)果作為數(shù)據(jù)信號(hào)向數(shù)據(jù)信號(hào)判定部104輸出。
[0173]步驟S6:
[0174]接著，數(shù)據(jù)信號(hào)判定部104判定數(shù)據(jù)信號(hào)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(shí)，在數(shù)據(jù)信號(hào)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(hào)判定部104使處理進(jìn)入步驟S7，另一方面，在數(shù)據(jù)信號(hào)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(hào)判定部104使處理進(jìn)入步驟S8。
[0176]步驟S7:
[0177]接著，由于數(shù)據(jù)信號(hào)包含在數(shù)據(jù)范圍內(nèi)，所以數(shù)據(jù)信號(hào)判定部104將該數(shù)據(jù)信號(hào)直接向配置于外部的磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)裝置輸出。
[0178]然后，外部的磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)裝置從存儲(chǔ)于內(nèi)部存儲(chǔ)部的磁場(chǎng)強(qiáng)度表中讀出與被供給的數(shù)據(jù)信號(hào)所表不的電壓值對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，并將讀出的磁場(chǎng)強(qiáng)度顯不于外部的磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)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(hào)未包含在數(shù)據(jù)范圍內(nèi)，所以數(shù)據(jù)信號(hào)判定部104廢棄該數(shù)據(jù)信號(hào)，并將錯(cuò)誤信號(hào)向配置于外部的磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)裝置輸出。
[0181]此時(shí)，例如若被供給錯(cuò)誤信號(hào)，則該磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)裝置在磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)裝置自身的顯示部中顯示向用戶通知超過了測(cè)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(jìn)行步驟SI到步驟S8的處理。
[0183]這里，當(dāng)對(duì)測(cè)定對(duì)象的磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定時(shí)，在沒有測(cè)定對(duì)象的磁場(chǎng)的狀態(tài)下，進(jìn)行上述的步驟SI到步驟S8的測(cè)定，對(duì)偏移電壓調(diào)整部1018設(shè)定所獲得的測(cè)定值。
[0184]而且，在對(duì)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(jìn)行測(cè)定對(duì)象的磁場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)定。
[0185]另外，在對(duì)磁元件控制裝置110接通了電源時(shí)，回授信號(hào)調(diào)整部1013將處于內(nèi)部存儲(chǔ)部的累計(jì)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(shí)施方式，由于使作為FB信號(hào)的回授信號(hào)疊加于勵(lì)磁信號(hào),并將該勵(lì)磁信號(hào)施加于勵(lì)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(cè)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(lì)磁線圈或者檢測(cè)線圈的匝數(shù)增加，能夠基于勵(lì)磁效率的增加而進(jìn)一步擴(kuò)大穩(wěn)定磁場(chǎng)的測(cè)定范圍、提高檢測(cè)線圈中的檢測(cè)信號(hào)的S/N(Signal/Noise) t匕。
[0188]另外，根據(jù)本實(shí)施方式，由于與偏移電壓一起使回授信號(hào)疊加于勵(lì)磁信號(hào)，所以通過預(yù)先將與由周圍環(huán)境產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)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(duì)測(cè)定對(duì)象的磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定。
[0189]<第2實(shí)施方式>
[0190]接著，參照?qǐng)D6，對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式涉及的磁元件控制裝置120進(jìn)行說明。圖6是表示第2實(shí)施方式涉及的磁元件控制裝置120的構(gòu)成例的圖。
[0191]針對(duì)與本發(fā)明的第I實(shí)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(hào)。在圖6中，磁元件控制裝置120具備:磁元件控制部121、時(shí)鐘信號(hào)生成部102、時(shí)鐘信號(hào)調(diào)整部103、以及數(shù)據(jù)信號(hào)判定部104。
[0192]磁元件控制部121具備:檢測(cè)信號(hào)放大部1011、檢測(cè)信號(hào)比較部1012、回授信號(hào)調(diào)整部1013、回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部1014、數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部1015、勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部1016、勵(lì)磁信號(hào)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(duì)與圖4的磁元件控制裝置110的構(gòu)成和動(dòng)作的不同之處進(jìn)行說明。
[0194]溫度傳感器1019測(cè)定磁元件50的溫度，并將表示測(cè)定出的溫度的溫度數(shù)據(jù)分別向數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部1015、偏移電壓調(diào)整部1018、勵(lì)磁信號(hào)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(chǔ)部中預(yù)先寫入而存儲(chǔ)對(duì)溫度、和與偏移電壓相乘的偏移校正系數(shù)的對(duì)應(yīng)進(jìn)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(duì)應(yīng)的偏移校正系數(shù)。
[0197]然后，偏移電壓調(diào)整部1018對(duì)從內(nèi)部的存儲(chǔ)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(duì)應(yīng)的偏移電壓。
[0198]另外，數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部1015在內(nèi)部的存儲(chǔ)部中預(yù)先寫入而存儲(chǔ)對(duì)溫度、與用于校正溫度對(duì)由回授信號(hào)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(duì)應(yīng)進(jìn)行表不的電壓信息校正表。
[0199]而且，數(shù)據(jù)信號(hào)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(duì)應(yīng)的電壓信息校正系數(shù)。
[0200]數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部1015將讀出的電壓信息校正系數(shù)與由回授信號(hào)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(hào)。
[0201]另外,勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部1016在內(nèi)部的存儲(chǔ)部中預(yù)先寫入而存儲(chǔ)對(duì)溫度、與用于校正溫度對(duì)向三角波電壓信號(hào)疊加了回授信號(hào)后的勵(lì)磁信號(hào)的電壓值的影響的電壓值校正系數(shù)的對(duì)應(yīng)進(jìn)行表不的電壓值校正表。
[0202]然后，勵(lì)磁信號(hào)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(duì)應(yīng)的電壓值校正系數(shù)。
[0203]勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部1016將讀出的電壓值校正系數(shù)乘以勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部1016自身生成的勵(lì)磁信號(hào)的電壓，并將相乘結(jié)果的勵(lì)磁信號(hào)施加于勵(lì)磁線圈52。
[0204]另外，勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部1016在內(nèi)部的存儲(chǔ)部中預(yù)先寫入而存儲(chǔ)對(duì)溫度、與用于校正溫度對(duì)勵(lì)磁信號(hào)的周期的影響的周期校正系數(shù)的對(duì)應(yīng)進(jìn)行表示的周期校正表。
[0205]然后，勵(lì)磁信號(hào)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(duì)應(yīng)的周期校正系數(shù)。
[0206]勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部1016根據(jù)讀出的周期校正系數(shù)來校正從勵(lì)磁信號(hào)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(hào)。
[0207]另外，在已說明的第I實(shí)施方式和本實(shí)施方式中，也可以通過使用了數(shù)字值的運(yùn)算處理來進(jìn)行從由偏移電壓調(diào)整部1018進(jìn)行處理之前的處理開始到由偏移電壓調(diào)整部1018進(jìn)行的處理為止，即構(gòu)成為從回授信號(hào)調(diào)整部1013向勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部1016供給表示回授信號(hào)的電壓值的數(shù)字值的電壓信息作為該回授信號(hào)。
[0208]該情況下，勵(lì)磁信號(hào)生成部1017以數(shù)字值將三角波向勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部1016輸出。
[0209]另外，勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部1016也可以與時(shí)鐘信號(hào)調(diào)整部103輸出的時(shí)鐘信號(hào)同步地對(duì)三角波電壓信號(hào)加上回授信號(hào)來使它們疊加，并通過對(duì)相加結(jié)果進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換來生成勵(lì)磁信號(hào)。
[0210]這里，與時(shí)鐘信號(hào)同步地生成任意設(shè)定(決定)的時(shí)間寬度的測(cè)定周期，交替設(shè)置對(duì)勵(lì)磁線圈52施加勵(lì)磁信號(hào)來進(jìn)行測(cè)定處理的期間、和停止對(duì)勵(lì)磁線圈52施加勵(lì)磁信號(hào)而不進(jìn)行測(cè)定的期間，使勵(lì)磁線圈52間歇?jiǎng)幼鳌?br>
[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(jìn)行更高精度的磁場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)定。
[0212]并且，通過使用該間歇?jiǎng)幼鞯墓δ軄硪来悟?qū)動(dòng)多個(gè)磁元件的勵(lì)磁線圈，能夠利用I個(gè)磁元件控制裝置，通過多個(gè)磁元件來測(cè)定穩(wěn)定磁場(chǎng)。
[0213]例如，能夠用于以使3個(gè)磁元件各自的測(cè)定軸，即X軸、y軸以及z軸這3個(gè)軸分別正交的方式設(shè)置磁元件，對(duì)3維空間中的磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)方向進(jìn)行測(cè)定的其他軸的磁元件的控制。
[0214]另外，第2實(shí)施方式如上述那樣進(jìn)行電壓信息、偏移信息以及勵(lì)磁信號(hào)的溫度補(bǔ)m
\-ΖΧ ο
[0215]在不進(jìn)行勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部1016中的勵(lì)磁信號(hào)的溫度補(bǔ)償?shù)那闆r下，勵(lì)磁線圈52的電阻值由于勵(lì)磁線圈52的溫度變化而變化，基于勵(lì)磁信號(hào)而流動(dòng)的電流值發(fā)生變動(dòng)。另夕卜，存在勵(lì)磁信號(hào)的周期或者波高值(例如三角波電壓信號(hào)的波高值)由于構(gòu)成勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部1016的電路的溫度特性而變動(dòng)的情況。
[0216]這里，在FB控制的情況下，由于通過溫度測(cè)定而檢測(cè)到的溫度的變化相對(duì)于FB信號(hào)的I次回授時(shí)間非常慢，所以幾乎不對(duì)在生成將施加于磁元件50的穩(wěn)定磁場(chǎng)抵消的FB信號(hào)時(shí)的收斂性產(chǎn)生影響。
[0217]然而，如上述那樣，基于勵(lì)磁信號(hào)而在勵(lì)磁線圈52中流過的電流(勵(lì)磁電流)由于伴隨溫度的勵(lì)磁線圈52的電阻值的變動(dòng)而變化，施加于磁兀件50的穩(wěn)定磁場(chǎng)的磁靈敏度發(fā)生變動(dòng)。
[0218]另外，能夠通過數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部1015中的溫度補(bǔ)償來校正根據(jù)與磁靈敏度的變動(dòng)對(duì)應(yīng)地從檢測(cè)線圈51輸出的檢測(cè)信號(hào)(第I檢測(cè)信號(hào)和第2檢測(cè)信號(hào))的時(shí)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(lì)磁信號(hào)同等的磁靈敏度的溫度依賴性。
[0219]然而，存在該被測(cè)定的差量Td本身因檢測(cè)信號(hào)(第I檢測(cè)信號(hào)和第2檢測(cè)信號(hào))的信號(hào)波形變化(例如信號(hào)的寬度變寬)而變動(dòng)的情況。因此，為了校正所測(cè)定的時(shí)間寬度，如本實(shí)施方式那樣，對(duì)勵(lì)磁信號(hào)的周期本身進(jìn)行溫度補(bǔ)償對(duì)于抑制磁靈敏度的變動(dòng)而目是有效的。
[0220]另外，除了校正該勵(lì)磁信號(hào)的周期之外，如本實(shí)施方式那樣，在偏移電壓調(diào)整部1018中與溫度變化對(duì)應(yīng)地校正偏移電壓也對(duì)于補(bǔ)償差量Td是有效的。
[0221]<第3實(shí)施方式>
[0222]接著，參照?qǐng)D7，對(duì)本發(fā)明的第3實(shí)施方式涉及的磁元件控制裝置130進(jìn)行說明。圖7是表示第3實(shí)施方式涉及的磁元件控制裝置130的構(gòu)成例的圖。
[0223]針對(duì)與本發(fā)明的第2實(shí)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(hào)。在圖7中，磁元件控制裝置130具備:磁元件控制部131、時(shí)鐘信號(hào)生成部102、時(shí)鐘信號(hào)調(diào)整部103、以及數(shù)據(jù)信號(hào)判定部104。
[0224]磁元件控制部131具備:檢測(cè)信號(hào)放大部1011、檢測(cè)信號(hào)比較部1012、回授信號(hào)調(diào)整部1013、回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部1014、數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部1015、勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部1016、勵(lì)磁信號(hào)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(duì)與圖6的磁元件控制裝置120的構(gòu)成和動(dòng)作的不同之處進(jìn)行說明。
[0226]第3實(shí)施方式與第2實(shí)施方式不同的構(gòu)成在于,能夠應(yīng)對(duì)磁平衡式的磁場(chǎng)測(cè)定和磁比例式的磁場(chǎng)測(cè)定的每一個(gè)。
[0227]S卩，對(duì)第3實(shí)施方式而言，利用者能夠任意地從第2實(shí)施方式中的利用磁平衡式測(cè)定磁場(chǎng)的構(gòu)成切換為利用磁比例式測(cè)定磁場(chǎng)的構(gòu)成。以下，以通過數(shù)字值進(jìn)行生成回授電壓的處理的情況進(jìn)行說明，但通過模擬處理來進(jìn)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(gè)進(jìn)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(cè)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(hào)轉(zhuǎn)換部1014將表示時(shí)間的差量Td向回授信號(hào)調(diào)整部1013輸出，進(jìn)行與第2實(shí)施方式相同的磁場(chǎng)的測(cè)定處理。
[0231]另一方面，磁元件控制部131若檢測(cè)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(hào)轉(zhuǎn)換部1014在求出了與表示時(shí)間的差量Td對(duì)應(yīng)的電壓信息之后，不將該電壓信息向回授信號(hào)調(diào)整部1013輸出，而向數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部1015輸出。
[0233]而且，回授信號(hào)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(hào)比較部1012供給的差量Td，來輸出表示磁場(chǎng)強(qiáng)度的電壓值。
[0234]這里，回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部1014中，對(duì)差量Td和表示與該差量Td對(duì)應(yīng)的磁強(qiáng)度的電壓值的對(duì)應(yīng)進(jìn)行測(cè)定的磁比例式電壓表被預(yù)先寫入并存儲(chǔ)于內(nèi)部的存儲(chǔ)部。
[0235]然后，回授信號(hào)轉(zhuǎn)換電路1014從磁比例式電壓表中讀出與由檢測(cè)信號(hào)比較部1012供給的差量Td對(duì)應(yīng)的電壓值，基于與磁比例式的情況對(duì)應(yīng)設(shè)定的放大率來對(duì)該電壓值進(jìn)行放大，并向數(shù)據(jù)信號(hào)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(qiáng)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(hào)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(duì)應(yīng)設(shè)定的放大率對(duì)從回授信號(hào)調(diào)整部1013供給的電壓信息進(jìn)行放大，并作為數(shù)據(jù)信號(hào)的電壓值向數(shù)據(jù)信號(hào)判定部104輸出。
[0237]另外，數(shù)據(jù)信號(hào)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(duì)第3實(shí)施方式中的磁元件控制裝置130的磁元件控制處理進(jìn)行說明。圖8是說明第3實(shí)施方式中的磁元件控制裝置130進(jìn)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(dòng)作例的流程圖。
[0239]步驟SI 1:
[0240]檢測(cè)信號(hào)放大部1011對(duì)檢測(cè)線圈51的兩端的電壓進(jìn)行放大，并向檢測(cè)信號(hào)比較部1012輸出。
[0241]檢測(cè)信號(hào)比較部1012從第I檢測(cè)信號(hào)被檢測(cè)到的時(shí)刻tl和第2檢測(cè)信號(hào)被檢測(cè)到的時(shí)刻t2間的時(shí)間寬度Tw減去作為基準(zhǔn)時(shí)間寬度的T/2，將相減結(jié)果的差量Td作為測(cè)定出的時(shí)間信息向回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部1014輸出。
[0242]步驟S12:
[0243]磁元件控制部131進(jìn)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(cè)。
[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(jìn)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(jìn)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(hào)轉(zhuǎn)換部1014根據(jù)由檢測(cè)信號(hào)比較部1012供給的差量Td來求出與該差量Td對(duì)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(hào)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(shí)施方式和第2實(shí)施方式相同。
[0248]步驟S14:
[0249]接著，回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部1014根據(jù)由檢測(cè)信號(hào)比較部1012供給的差量Td來求出與該差量Td對(duì)應(yīng)的電壓值，并將該電壓值作為電壓信息向回授信號(hào)調(diào)整部1013輸出。
[0250]若被供給電壓信息，則回授信號(hào)調(diào)整部1013對(duì)在回授信號(hào)調(diào)整部1013自身的存儲(chǔ)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(hào)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(duì)勵(lì)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(jìn)行施加則勵(lì)磁線圈損壞的絕對(duì)最大額定的電壓值的90 %左右的電壓。
[0253]此時(shí)，在包含于第I電壓閾值范圍的情況下，回授信號(hào)調(diào)整部1013使處理進(jìn)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(hào)調(diào)整部1013使處理進(jìn)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(hào)調(diào)整部1013進(jìn)行設(shè)于內(nèi)部的計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)處理、即將計(jì)數(shù)值加I (對(duì)計(jì)數(shù)值加I)。
[0255]步驟S16:
[0256]接著，回授信號(hào)調(diào)整部1013判定設(shè)置于內(nèi)部的計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值是否小于預(yù)先寫入并存儲(chǔ)于內(nèi)部存儲(chǔ)部(設(shè)定于內(nèi)部存儲(chǔ)部)的計(jì)數(shù)閾值。
[0257]此時(shí)，回授信號(hào)調(diào)整部1013在計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值小于計(jì)數(shù)閾值的情況下，使處理進(jìn)入步驟S17，另一方面，在計(jì)數(shù)值為計(jì)數(shù)閾值以上的情況下，使處理進(jìn)入步驟S18。
[0258]上述計(jì)數(shù)閾值是考慮在求取回授電壓時(shí)不收斂的情況而設(shè)定的值。因此，計(jì)數(shù)閾值是將一定的穩(wěn)定磁場(chǎng)施加于磁兀件50而能夠在誤差范圍內(nèi)測(cè)定該穩(wěn)定磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度的值、即用于求出能夠計(jì)算出將穩(wěn)定磁場(chǎng)抵消的回授電壓的回授電壓的計(jì)算重復(fù)次數(shù)的值。而且，基于該重復(fù)次數(shù)，例如將對(duì)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(jì)數(shù)閾值，預(yù)先寫入并存儲(chǔ)于回授信號(hào)調(diào)整部1013在內(nèi)部具有的存儲(chǔ)部。
[0259]步驟S17:
[0260]接著，回授信號(hào)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(duì)值是否小于預(yù)先設(shè)定的第2電壓閾值。
[0261]此時(shí)，回授信號(hào)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(jìn)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(jìn)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(huì)使超過測(cè)定誤差的磁場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生變化的電壓值的范圍。因此，回授信號(hào)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(cè)定中的誤差內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化的電壓值，不進(jìn)行將該電壓信息表示的電壓值與內(nèi)部的存儲(chǔ)部中累計(jì)的回授電壓相加的處理。另外，第2電壓閾值范圍通過實(shí)驗(yàn)等求出，并被預(yù)先寫入且存儲(chǔ)于回授信號(hào)調(diào)整部1013的內(nèi)部的存儲(chǔ)部。
[0263]步驟S18:
[0264]回授信號(hào)調(diào)整部1013認(rèn)為不能夠測(cè)定目前施加于磁元件50的穩(wěn)定磁場(chǎng)，經(jīng)由數(shù)據(jù)信號(hào)判定部104向外部的磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)裝置輸出錯(cuò)誤信號(hào)。
[0265]由于被供給錯(cuò)誤信號(hào)，磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)裝置將表示不能夠測(cè)定目前施加于磁元件50的穩(wěn)定磁場(chǎng)的通知顯示到磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)裝置自身的顯示部。
[0266]步驟S19:
[0267]接著，回授信號(hào)調(diào)整部1013將新求出的回授電壓寫入并存儲(chǔ)于內(nèi)部的存儲(chǔ)部，作為之前最新的回授電壓。
[0268]另外，回授信號(hào)調(diào)整部1013生成與該新求出的回授電壓的電壓值對(duì)應(yīng)的電壓，并作為FB信號(hào)向偏移電壓調(diào)整部1018輸出。此時(shí)，回授信號(hào)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(chǔ)部中存儲(chǔ)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(duì)從回授信號(hào)調(diào)整部1013供給的FB信號(hào)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(hào)向勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部1016輸出。
[0271]而且，勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部1016根據(jù)從勵(lì)磁信號(hào)生成部1017供給的三角波來生成三角波電壓信號(hào)。
[0272]勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部1016對(duì)生成的三角波電壓信號(hào)疊加從偏移電壓調(diào)整部1018供給的FB信號(hào)，生成勵(lì)磁信號(hào)并施加于勵(lì)磁線圈52。然后，勵(lì)磁信號(hào)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(hào)調(diào)整部1013讀出存儲(chǔ)在內(nèi)部的存儲(chǔ)部的回授電壓的電壓值，并向數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部1015輸出。
[0275]另外，偏移電壓調(diào)整部1018將存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)部的偏移信息向數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部1015輸出。
[0276]然后，數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部1015從由回授信號(hào)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(duì)該相減結(jié)果的電壓值進(jìn)行放大，并作為數(shù)據(jù)信號(hào)向數(shù)據(jù)信號(hào)判定部輸出。
[0277]步驟S21:
[0278]接著，數(shù)據(jù)信號(hào)判定部104進(jìn)行由數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部1015供給的數(shù)據(jù)信號(hào)所表示的電壓值是否包含在內(nèi)部的存儲(chǔ)部所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)范圍內(nèi)的判定。此時(shí)，數(shù)據(jù)信號(hào)判定部104在數(shù)據(jù)信號(hào)所表示的電壓值包含于數(shù)據(jù)范圍的情況下，使處理進(jìn)入步驟S22。另一方面，數(shù)據(jù)信號(hào)判定部104在數(shù)據(jù)信號(hào)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(jìn)入步驟S23。
[0279]步驟S22:
[0280]接著，數(shù)據(jù)信號(hào)判定部104將從數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部1015供給來的數(shù)據(jù)信號(hào)向外部的磁場(chǎng)檢測(cè)裝置輸出。
[0281 ] 如已述那樣，該磁場(chǎng)檢測(cè)裝置從存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)部的磁場(chǎng)強(qiáng)度表中讀出與由磁元件控制裝置130供給的數(shù)據(jù)信號(hào)所表示的電壓值對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，并顯示于磁場(chǎng)檢測(cè)裝置自身的顯示部。
[0282]步驟S23:
[0283]接著，數(shù)據(jù)信號(hào)判定部104廢棄由數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部1015供給來的數(shù)據(jù)信號(hào)，將錯(cuò)誤信號(hào)向外部的磁場(chǎng)檢測(cè)裝置輸出。
[0284]如已述那樣，該磁場(chǎng)檢測(cè)裝置若被從磁元件控制裝置130供給錯(cuò)誤信號(hào)，則將表示不能夠測(cè)定正被施加的穩(wěn)定磁場(chǎng)的通知顯示于磁場(chǎng)檢測(cè)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(hào)轉(zhuǎn)換部1014將基于從檢測(cè)信號(hào)比較部1012供給的差量Td來表示磁場(chǎng)強(qiáng)度的電壓值向數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部1015輸出。
[0288]步驟S25:
[0289]接著，回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部1014基于從檢測(cè)信號(hào)比較部1012供給的差量Td，求出表示磁場(chǎng)強(qiáng)度的電壓值，并將求出的電壓值向數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部1015輸出。
[0290]該基于磁場(chǎng)比例式的磁場(chǎng)強(qiáng)度的檢測(cè)與已述的以往例的情況相同。
[0291]接著，使用圖7和圖9，對(duì)第3實(shí)施方式中的磁元件控制裝置130的其他磁元件控制處理進(jìn)行說明。圖9是說明第3實(shí)施方式中的磁元件控制裝置130所進(jìn)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(dòng)作例的流程圖。
[0292]步驟S31:
[0293]磁元件控制部131進(jìn)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(cè)。
[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(jìn)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(jìn)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(jìn)行磁場(chǎng)強(qiáng)度的檢測(cè)的構(gòu)成。
[0298]步驟S33:
[0299]接著，檢測(cè)信號(hào)放大部1011對(duì)檢測(cè)線圈51的兩端的電壓進(jìn)行放大，并向檢測(cè)信號(hào)比較部1012輸出。
[0300]然后，檢測(cè)信號(hào)比較部1012將檢測(cè)到的第I檢測(cè)信號(hào)和第2檢測(cè)信號(hào)作為時(shí)間信息，向回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部1014輸出。
[0301]步驟S34:
[0302]若被供給檢測(cè)信號(hào)，則回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部1014基于第I檢測(cè)信號(hào)和第2檢測(cè)信號(hào)被輸出的周期(時(shí)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(hào)調(diào)整部1013輸出。
[0303]步驟S35:
[0304]回授信號(hào)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(hào)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(hào)調(diào)整部1013生成與該脈沖的占空比對(duì)應(yīng)的電壓值的回授信號(hào)，并將生成的回授信號(hào)向偏移電壓調(diào)整部1018輸出。
[0306]這里，回授信號(hào)調(diào)整部1013設(shè)置有例如使用運(yùn)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(yùn)算放大功能的放大器，以正輸入與負(fù)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(hào)與外部磁場(chǎng)成為比例關(guān)系。而且，通過將與該電流信號(hào)成比例的信號(hào)作為回授信號(hào)而施加于勵(lì)磁線圈52，來產(chǎn)生基于該回授信號(hào)的磁場(chǎng)，并進(jìn)行調(diào)整以使得施加于磁元件50內(nèi)的磁性體芯的磁場(chǎng)一定。作為結(jié)果，能夠不依賴于外部的穩(wěn)定磁場(chǎng)地將第I檢測(cè)信號(hào)和第2檢測(cè)信號(hào)的時(shí)間間隔保持為一定。
[0307]步驟S36:
[0308]接著，勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部1016將從偏移電壓調(diào)整部1018供給的回授信號(hào)疊加于根據(jù)三角波生成的三角波電壓信號(hào)，生成勵(lì)磁信號(hào)并施加于勵(lì)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(hào)轉(zhuǎn)換部1015輸出。
[0311]由此，數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部1015從由回授信號(hào)調(diào)整部1013供給的回授信號(hào)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(duì)該相減結(jié)果的電壓值進(jìn)行放大，作為數(shù)據(jù)信號(hào)向數(shù)據(jù)信號(hào)判定部輸出。
[0312]步驟S38:
[0313]接著，數(shù)據(jù)信號(hào)判定部104進(jìn)行從數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部1015供給的數(shù)據(jù)信號(hào)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(gè)閾值電壓規(guī)定的數(shù)據(jù)范圍的判定。此時(shí)，數(shù)據(jù)信號(hào)判定部104在數(shù)據(jù)信號(hào)所表示的電壓值包含于數(shù)據(jù)范圍的情況下，使處理進(jìn)入步驟S39。另一方面，數(shù)據(jù)信號(hào)判定部104在數(shù)據(jù)信號(hào)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(jìn)入步驟S40。
[0314]步驟S39:
[0315]接著，數(shù)據(jù)信號(hào)判定部104將從數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部1015供給來的數(shù)據(jù)信號(hào)向外部的磁場(chǎng)檢測(cè)裝置輸出。
[0316]如已述那樣，該磁場(chǎng)檢測(cè)裝置通過A/D轉(zhuǎn)換將數(shù)據(jù)信號(hào)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(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)部的磁場(chǎng)強(qiáng)度表中讀出與由磁元件控制裝置130供給的數(shù)據(jù)信號(hào)所表示的電壓值對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，并顯示于磁場(chǎng)檢測(cè)裝置自身的顯示部。
[0317]步驟S40:
[0318]接著，數(shù)據(jù)信號(hào)判定部104廢棄由數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部1015供給的數(shù)據(jù)信號(hào)，并將錯(cuò)誤信號(hào)向外部的磁場(chǎng)檢測(cè)裝置輸出。
[0319]如已述那樣，該磁場(chǎng)檢測(cè)裝置若從磁元件控制裝置130被供給錯(cuò)誤信號(hào)，則將表示不能夠測(cè)定正被施加的穩(wěn)定磁場(chǎng)的通知顯示于磁場(chǎng)檢測(cè)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(hào)轉(zhuǎn)換部1014將基于從檢測(cè)信號(hào)比較部1012供給的差量Td來表示磁場(chǎng)強(qiáng)度的電壓值向數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部1015輸出。
[0323]步驟S42:
[0324]接著，檢測(cè)信號(hào)放大部1011對(duì)檢測(cè)線圈51的兩端的電壓進(jìn)行放大，并向檢測(cè)信號(hào)比較部1012輸出。
[0325]然后，檢測(cè)信號(hào)比較部1012將檢測(cè)到的第I檢測(cè)信號(hào)和第2檢測(cè)信號(hào)作為時(shí)間信息，向回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部1014輸出。
[0326]步驟S43:
[0327]若被供給檢測(cè)信號(hào)，則回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部1014基于第I檢測(cè)信號(hào)和第2檢測(cè)信號(hào)被輸出的周期(時(shí)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(hào)轉(zhuǎn)換部1015輸出。
[0328]數(shù)據(jù)信號(hào)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(cè)定電壓。
[0329]然后，數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部1015從生成的測(cè)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(cè)定電壓。在后段的步驟S37中，將測(cè)定電壓作為回授信號(hào)來進(jìn)行處理。
[0330]上述的第3實(shí)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(cè)定磁場(chǎng)的構(gòu)成、或者利用磁比例式測(cè)定磁場(chǎng)的構(gòu)成的任意一種來使用。
[0331]在第3實(shí)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(jiǎn)單的電路實(shí)現(xiàn)了不使回授信號(hào)疊加于三角波電壓信號(hào)，即不使將施加于磁元件50的穩(wěn)定磁場(chǎng)抵消的回授信號(hào)疊加于勵(lì)磁信號(hào)，而將抵消穩(wěn)定磁場(chǎng)的電壓作為測(cè)定電壓直接轉(zhuǎn)換成磁場(chǎng)強(qiáng)度的構(gòu)成。
[0332]在基于磁比例式的磁場(chǎng)測(cè)定的情況下，通過與對(duì)勵(lì)磁電流和勵(lì)磁效率限制的測(cè)定磁場(chǎng)范圍對(duì)應(yīng)地考慮測(cè)定對(duì)象的穩(wěn)定磁場(chǎng)的測(cè)定，可在磁場(chǎng)與測(cè)定出的測(cè)定電壓之間得到良好的線性。并且，在測(cè)定該磁比例式中的測(cè)定磁場(chǎng)范圍內(nèi)的穩(wěn)定磁場(chǎng)時(shí)，由于無需生成FB信號(hào)，所以能夠抑制消耗電流。
[0333]另一方面，在測(cè)定磁場(chǎng)范圍較廣，即在對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度比磁比例式中的測(cè)定磁場(chǎng)范圍更大的范圍中的磁場(chǎng)進(jìn)行測(cè)定的情況下，與第I實(shí)施方式和第2實(shí)施方式相同，需要利用磁平衡式測(cè)定磁場(chǎng)。通過該磁平衡式，能夠在較廣的磁場(chǎng)強(qiáng)度的范圍得到磁場(chǎng)與回授信號(hào)的線性。
[0334]另外，與已說明的第I實(shí)施方式和第2實(shí)施方式相同，也可以通過使用了數(shù)字值的運(yùn)算處理來進(jìn)行從由偏移電壓調(diào)整部1018進(jìn)行處理之前的處理到由偏移電壓調(diào)整部1018進(jìn)行的處理為止，即也可以構(gòu)成為從回授信號(hào)調(diào)整部1013向勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部1016供給表示該回授信號(hào)的電壓值的數(shù)字值的電壓信息作為回授信號(hào)。
[0335]該情況下，勵(lì)磁信號(hào)生成部1017以數(shù)字值將三角波向勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部1016輸出。
[0336]根據(jù)該構(gòu)成，與第2實(shí)施方式同樣，勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部1016可以與時(shí)鐘信號(hào)調(diào)整部103輸出的時(shí)鐘信號(hào)同步地對(duì)三角波電壓信號(hào)加上回授信號(hào)而使它們疊加，并通過對(duì)相加結(jié)果進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換來生成勵(lì)磁信號(hào)。
[0337]這里，使任意設(shè)定(決定)的時(shí)間寬度的測(cè)定周期與時(shí)鐘信號(hào)同步生成，并交替地設(shè)置對(duì)勵(lì)磁線圈52施加勵(lì)磁信號(hào)來進(jìn)行測(cè)定處理的期間、和停止對(duì)勵(lì)磁線圈52施加勵(lì)磁信號(hào)而不進(jìn)行測(cè)定的期間，使勵(lì)磁線圈52間歇?jiǎng)幼鳌?br>
[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(jìn)行更高精度的磁場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)定。
[0339]并且，與第2實(shí)施方式相同，通過使用該間歇?jiǎng)幼鞯墓δ埽来悟?qū)動(dòng)多個(gè)磁元件的勵(lì)磁線圈，能夠利用I個(gè)磁元件控制裝置，通過多個(gè)磁元件來測(cè)定穩(wěn)定磁場(chǎng)。
[0340]例如，能夠以使3個(gè)磁元件各自的測(cè)定軸，即X軸、y軸以及z軸這3個(gè)軸分別正交的方式設(shè)置磁元件，用于對(duì)3維空間中的磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)的方向進(jìn)行測(cè)定的其他軸的磁元件的控制。
[0341]另外，也可以通過將用于實(shí)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(hào)的運(yùn)算處理)的程序記錄到計(jì)算機(jī)能夠讀取的記錄介質(zhì)，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀入該記錄介質(zhì)中記錄的程序并執(zhí)行，來進(jìn)行磁元件控制的處理。其中，這里所說的“計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)”也包含主頁提供環(huán)境(或者顯示環(huán)境)。
[0343]另外，“計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬盤等存儲(chǔ)裝置。并且，“計(jì)算機(jī)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(shí)間的期間動(dòng)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部的易失性存儲(chǔ)器那樣在一定時(shí)間保持程序的記錄介質(zhì)。另外，上述程序也可以用于實(shí)現(xiàn)前述功能的一部分，還能夠與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中已記錄的程序組合來實(shí)現(xiàn)前述功能的程序。
[0344]以上，參照附圖對(duì)該發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了詳述，但具體構(gòu)成并不局限于該實(shí)施方式，也包含不脫離該發(fā)明主旨的范圍的設(shè)計(jì)等。
[0345]圖中標(biāo)號(hào)說明:
[0346]50…磁元件;51…檢測(cè)線圈;52…勵(lì)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(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生部；103…時(shí)鐘信號(hào)調(diào)整部；104…數(shù)據(jù)信號(hào)判定部；1011…檢測(cè)信號(hào)放大部；1012...檢測(cè)信號(hào)比較部；1013...回授信號(hào)調(diào)整部；1014…回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部;1015…數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部;1016…勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部1017…勵(lì)磁信號(hào)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(shí)間分解型的磁平衡式來檢測(cè)對(duì)由勵(lì)磁線圈和檢測(cè)線圈構(gòu)成的磁通門型的磁元件施加的穩(wěn)定磁場(chǎng)的強(qiáng)度時(shí)，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(lì)磁信號(hào)生成部，其生成交替信號(hào)； 勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部，其根據(jù)所述交替信號(hào)生成交替電壓信號(hào)，并基于所述交替電壓信號(hào)來生成對(duì)所述勵(lì)磁線圈施加的勵(lì)磁信號(hào)； 檢測(cè)信號(hào)比較部，其檢測(cè)由所述勵(lì)磁信號(hào)的電流方向切換時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的正電壓或者負(fù)電壓的檢測(cè)信號(hào)； 回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部，其將所述正電壓和所述負(fù)電壓的所述檢測(cè)信號(hào)間的時(shí)間寬度轉(zhuǎn)換成電壓信息； 回授信號(hào)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(chǎng)抵消的磁場(chǎng)的回授信號(hào)；以及 數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部，其將所述回授信號(hào)作為表示磁場(chǎng)強(qiáng)度的數(shù)據(jù)信號(hào)而輸出， 所述勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部對(duì)所述交替電壓信號(hào)疊加所述回授信號(hào)來生成所述勵(lì)磁信號(hào)，并將生成的所述勵(lì)磁信號(hào)施加于所述勵(lì)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(hào)轉(zhuǎn)換部基于被預(yù)先設(shè)定的、所述回授信號(hào)的電壓值和根據(jù)所述回授信號(hào)的所述電壓值而生成的磁場(chǎng)強(qiáng)度具有線性的所述回授信號(hào)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(hào)并進(jìn)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(cè)定穩(wěn)定磁場(chǎng)的周圍環(huán)境引起的磁場(chǎng)對(duì)應(yīng)的偏移電壓疊加于所述回授信號(hào)，并將被疊加了所述偏移電壓的所述回授信號(hào)向所述回授信號(hào)調(diào)整部輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的磁元件控制裝置，其中， 具有測(cè)定所述磁元件的溫度的溫度傳感器， 所述勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部對(duì)所述交替電壓信號(hào)乘以與所述溫度對(duì)應(yīng)的系數(shù)來校正所述交替電壓信號(hào)，將所述回授信號(hào)疊加于校正后的所述交替電壓信號(hào)，并將疊加后的所述交替電壓信號(hào)作為所述勵(lì)磁信號(hào)供給至所述勵(lì)磁線圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的磁元件控制裝置，其中， 具有測(cè)定所述磁元件的溫度的溫度傳感器， 所述勵(lì)磁信號(hào)生成部與對(duì)應(yīng)所述溫度的系數(shù)相對(duì)應(yīng)地調(diào)整所述交替電壓信號(hào)的周期，對(duì)調(diào)整后的所述交替電壓信號(hào)疊加所述回授信號(hào)，并將疊加后的所述交替電壓信號(hào)作為所述勵(lì)磁信號(hào)供給至所述勵(lì)磁線圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的磁元件控制裝置，其中， 所述回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部根據(jù)所述時(shí)間寬度求出表示所述回授信號(hào)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(hào)的所述電壓值的所述占空比的矩形波向所述回授信號(hào)調(diào)整部輸出， 所述回授信號(hào)調(diào)整部生成作為與所述矩形波的所述占空比對(duì)應(yīng)的直流電壓的所述回授信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的磁元件控制裝置，其中， 所述回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部求出所述時(shí)間寬度與預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)時(shí)間寬度的差量，根據(jù)所述差量求出表示所述回授信號(hào)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(hào)調(diào)整部輸出， 所述回授信號(hào)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(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的磁元件控制裝置，其中， 在選擇了基于時(shí)間分解型的磁比例方式來檢測(cè)磁場(chǎng)的強(qiáng)度的模式時(shí)，所述回授信號(hào)調(diào)整部將所述回授信號(hào)的電壓值設(shè)為OV并供給至所述勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部， 所述回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部將所述時(shí)間寬度作為所述穩(wěn)定磁場(chǎng)的測(cè)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(xiàng)所述的磁元件控制裝置，其中， 還具有產(chǎn)生周期性的時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘信號(hào)生成部， 所述勵(lì)磁信號(hào)生成部生成三角波信號(hào)作為與所述時(shí)鐘信號(hào)同步的所述交替信號(hào)。
10.一種磁元件控制方法，是在基于時(shí)間分解型的磁平衡式來檢測(cè)對(duì)由勵(lì)磁線圈和檢測(cè)線圈構(gòu)成的磁通門型的磁元件施加的穩(wěn)定磁場(chǎng)的強(qiáng)度時(shí)，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(hào)； 根據(jù)所述交替信號(hào)來生成交替電壓信號(hào)； 基于所述交替電壓信號(hào)來生成對(duì)所述勵(lì)磁線圈施加的勵(lì)磁信號(hào)； 檢測(cè)由所述勵(lì)磁信號(hào)的電流方向切換時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的正電壓或者負(fù)電壓的檢測(cè)信號(hào)； 將所述正電壓和所述負(fù)電壓的所述檢測(cè)信號(hào)間的時(shí)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(chǎng)抵消的磁場(chǎng)的回授信號(hào)；以及 將所述回授信號(hào)作為表示磁場(chǎng)強(qiáng)度的數(shù)據(jù)信號(hào)而輸出， 在生成所述勵(lì)磁信號(hào)時(shí)，對(duì)所述交替電壓信號(hào)疊加所述回授信號(hào)來生成所述勵(lì)磁信號(hào)，并將生成的所述勵(lì)磁信號(hào)施加于所述勵(lì)磁線圈。
11.一種磁場(chǎng)檢測(cè)裝置,是檢測(cè)被施加的穩(wěn)定磁場(chǎng)的強(qiáng)度的基于磁場(chǎng)平衡方式的磁場(chǎng)檢測(cè)裝置，其中，具有: 磁通門型的磁元件，其由勵(lì)磁線圈和檢測(cè)線圈構(gòu)成； 勵(lì)磁信號(hào)生成部，其生成交替信號(hào)； 勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部，其根據(jù)所述交替信號(hào)生成交替電壓信號(hào)，并基于所述交替電壓信號(hào)來生成對(duì)所述勵(lì)磁線圈施加的勵(lì)磁信號(hào)； 檢測(cè)信號(hào)比較部，其檢測(cè)由所述勵(lì)磁信號(hào)的電流方向切換時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的正電壓或者負(fù)電壓的檢測(cè)信號(hào)； 回授信號(hào)轉(zhuǎn)換部，其將所述正電壓和所述負(fù)電壓的所述檢測(cè)信號(hào)間的時(shí)間寬度轉(zhuǎn)換成電壓信息； 回授信號(hào)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(chǎng)抵消的磁場(chǎng)的回授信號(hào)；以及 數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換部，其將所述回授信號(hào)作為表示磁場(chǎng)強(qiáng)度的數(shù)據(jù)信號(hào)而輸出， 所述勵(lì)磁信號(hào)調(diào)整部對(duì)所述交替電壓信號(hào)疊加所述回授信號(hào)來生成所述勵(lì)磁信號(hào)，并將生成的所述勵(lì)磁信號(hào)施加于所述勵(lì)磁線圈。
【文檔編號(hào)】G01R33/04GK104321662SQ201380024770
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)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(qǐng)人:株式會(huì)社藤倉(cāng)
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