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物理量測定装置および磁気測定装置

国内特許コード P07A012893
整理番号 PA-AEL028
掲載日 2008年1月18日
出願番号 特願平11-317339
公開番号 特開2001-133528
登録番号 特許第3548757号
出願日 平成11年11月8日(1999.11.8)
公開日 平成13年5月18日(2001.5.18)
登録日 平成16年4月30日(2004.4.30)
発明者
  • 足立 善昭
出願人
  • 学校法人金沢工業大学
発明の名称 物理量測定装置および磁気測定装置
発明の概要 【課題】 通過域利得と帯域幅の両方を十分に大きくする。異なる複数の帯域の信号成分を同時に得る。
【解決手段】 磁気測定装置100は、磁気に対して非線形の検出特性を有する磁気センサ1と、その磁気センサ1から取り出された磁気検出電流Isensorの増幅信号を順に多重積分して磁気測定信号Out1,Out2,Out3を出力する積分器3-1,3-2,3-3と、フィードバック抵抗R1,R2,R3と、フィードバックコイル4とを具備して構成されている。
【効果】 測定信号のダイナミックレンジや測定感度を向上できる。各段の積分器から所望の帯域の信号成分を同時に出力できる。
従来技術、競合技術の概要


図9は、従来の磁気測定装置の一例を示す構成図である。
この磁気測定装置500は、磁気に対して非線形の検出特性を有する磁気センサ1と、プリアンプ2と、積分器53と、フィードバック抵抗Rと、フィードバックコイル4とを具備して構成されている。
前記磁気センサ1から取り出された磁気検出電流Isensorは、前記プリアンプ2で増幅されて、前記積分器53へ送られる。前記積分器53の出力信号は、磁気測定信号Outとして取り出されると共に、前記フィードバック抵抗Rによりフィードバック電流Ifb’となって前記フィードバックコイル4へフィードバックされる。これにより、測定対象磁気Bextとは逆向きのフィードバック磁気Bfb’が前記フィードバックコイル4から発生して磁束固定ループ(FLL;Flux Locked Loop)の制御が行われ、前記磁気センサ1の検出特性が線形化される。



図10は、上記磁気測定装置500の通過域利得-周波数特性を示すグラフである。
遮断周波数Fcは、利得が最大利得Gから3dB低下する周波数である。
一般に、積分器の出力の利得帯域幅積GBW(Gain Band-Width product;最大利得Gから3dB低下した利得と,その利得以上の利得を有する帯域幅BWとの積)は、該積分器の出力電圧のダイナミックレンジ(振れ幅)により制限される。前記ダイナミックレンジは、例えば±15Vである。
したがって、前記積分器53の時定数や前記フィードバック抵抗Rを調整して、利得Gを上げると帯域幅BWが狭くなり(その周波数特性を一点鎖線で示す)、帯域幅BWを広げると利得Gが下がる(その周波数特性を破線で示す)。



図11は、磁気測定装置の他例を示す構成図である。
この磁気測定装置600において、プリアンプ2の入力端子には、測定対象磁気Bextが前記磁気センサ1に加わることにより発生する原検出電流Iextと、フィードバック抵抗Rを介して積分器53から送られるフィードバック電流Ifb’とを共通接続点で合成した磁気検出電流Isensorが入力される。これにより、前記磁気センサ1の検出特性が線形化される。

産業上の利用分野


本発明は、物理量測定装置および磁気測定装置に関し、さらに詳しくは、検出信号の通過域利得と帯域幅の両方を大きくできると共に異なる複数の帯域の信号成分を同時に得ることができる物理量測定装置および磁気測定装置に関する。特に、地磁気の交流成分などの微弱な磁気を測定するのに有用である。

特許請求の範囲 【請求項1】
測定対象の物理量に対して非線形の検出特性を有する非線形検出手段と、その非線形検出手段から取り出された検出信号を多段接続された複数の積分器により多重に積分して該多重度の違いによって異なる複数の帯域の信号成分を同時に得る多重積分手段と、前記信号成分の全部または一部に基づくフィードバック信号を前記非線形検出手段側へフィードバックして前記検出特性を線形化するフィードバック手段とを具備したことを特徴とする物理量測定装置。

【請求項2】
磁気に対して非線形の検出特性を有する非線形磁気検出手段と、その非線形磁気検出手段から取り出された磁気検出信号を多段接続された複数の積分器により多重に積分して該多重度の違いによって異なる複数の帯域の信号成分を同時に得る多重積分手段と、前記信号成分の全部または一部に基づくフィードバック信号を前記非線形磁気検出手段側へフィードバックして前記検出特性を線形化するフィードバック手段とを具備したことを特徴とする磁気測定装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP1999317339thum.jpg
出願権利状態 登録
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