JPH0452415B2 - - Google Patents
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- JPH0452415B2 JPH0452415B2 JP18286783A JP18286783A JPH0452415B2 JP H0452415 B2 JPH0452415 B2 JP H0452415B2 JP 18286783 A JP18286783 A JP 18286783A JP 18286783 A JP18286783 A JP 18286783A JP H0452415 B2 JPH0452415 B2 JP H0452415B2
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技術分野
本発明は、ホール素子などの磁界検出素子を用
いた磁束計の較正方法に関し、特に、検出素子あ
るいは検出回路に発生する温度変化などの環境変
化に起因して生ずるオフセツト電圧や検出素子の
感度の変化に応じて、磁界検出値を自動的に較正
し得るようにしたものである。 従来技術 この種磁界検出素子、例えばホール素子を用い
た従来の磁束計においては、ホール素子駆動部に
温度補償を施し、あるいは、磁界シールドを施し
た筐体に磁界検出用プローブを挿入した状態にて
磁界検出のオフセツト値を測定するなどして、磁
界検出値の較正を行なつていた。また、磁界計測
値とその計測時における環境温度とから、温度変
化に対する磁界計測値の較正曲線を使用して、被
測定磁界の正確な磁束値を求めていたが、測定環
境の温度と磁界検出用プローブ自体の温度が異な
ることに起因する測定誤差を取除き得ないなど、
従来のこの種磁束計の較正方法には充分正確に較
正を行ない得ない欠点があつた。 さらに、ホール素子を用いた磁束計において
は、一般に、0.5ガウス／℃程度の温度変化に基
づく磁界検出オフセツト値の変動があるので、特
に、１ガウス以下の弱磁界の検出に当つては、数
℃の温度変化が磁界計測値に大きく影響する。し
たがつて、ホール素子を用いた従来の磁束計は、
弱磁界強度の計測には適さないなどの問題があ
り、さらに、磁界検出のオフセツトを自動的には
補正し得ないがために、自動制御などに磁界セン
サとして使用するについては制限がある、という
欠点もあつた。 発明の要点 本発明の目的は、上述した従来の問題を解決し
てその欠点を除去し、ホール素子などを使用する
磁界検出素子の温度変化に起因する磁界検出感度
の変動を自動的に補正して、正確な磁界計測値を
求め得るようにした、磁界検出素子を用いた磁束
計の較正方法を提供することにある。 すなわち、本発明較正方法は、互いに直交する
３方向の磁界をそれぞれ検出する３個の磁界検出
素子を組合わせ配置してなる磁束計において、前
記３個の磁界検出素子の各磁界検出出力Ｘ，Ｙ，
Ｚ、各磁界検出感度Rx，Ry，Rzおよび各磁界検
出オフセツトａ，ｂ，ｃと被検出磁界における磁
界の強さの真の値Ｍとの間に成立つ （Ｘ−ａ／Rx）2＋（Ｙ−ｂ／Ry）2＋（Ｚ−ｃ／Rz）
2＝M2 なる関係式に、前記磁束計を少なくとも６方向に
向けて前記３個の磁界検出素子により前記磁界の
強さの真の値Ｍが既知の磁界をそれぞれ検出した
ときの前記各磁界検出出力Ｘ，Ｙ，Ｚの値と前記
既知の磁界の強さの真の値Ｍとを代入して得られ
る少なくとも６組の連立方程式から、前記各磁界
検出感度Rx，Ry，Rzおよび前記各磁界検出オフ
セツトａ，ｂ，ｃの値をそれぞれ算出することに
よつて前記磁束計を較正し、前記３個の磁界検出
素子により任意の方向の被検出磁界を検出して前
記各磁界検出出力Ｘ，Ｙ，Ｚの値を求めたときに
当該任意の方向の被検出磁界における前記磁界の
強さの真の値Ｍを前記関係式から算出し得るよう
にしたことを特徴とするものである。 実施例 以下に図面を参照して実施例につき本発明を詳
細に説明する。 まず、本発明方法によつて磁束計の較正を行な
う装置の構成例を第１図に示す。図示の構成にお
いては、点線により囲んで示す磁界測定用プロー
ブ４に３個の磁界検出素子、例えば、ホール素子
５，６，７を内蔵しており、それら３個の磁界検
出素子５，６，７は同一平面上にない３方向、例
えば互いに直交する３方向ｘ，ｙ，ｚの磁界をそ
れぞれ検出し得るように組合わせて配置してあ
る。また、それらの磁界検出素子５，６，７は３
個の駆動回路１，２，３によりそれぞれ駆動して
作動させる。例えば磁界検出素子をホール素子と
した場合には、それらの素子の各制御端子に定電
流乃至定電圧を供給する。各磁界検出出力電圧
は、３個の直流増幅回路８，９，１０をそれぞれ
介して、点線により囲んで示した、例えばマイク
ロコンピユータにより構成する演算処理部１１に
供給する。その演算処理部１１においては、入力
端子＃１，＃２，＃３にそれぞれ供給した各方向
ｘ，ｙ，ｚの磁界検出出力電圧をマルチプレクサ
１２により順次に切換えてアナログ−デイジタル
変換器１３に導き、デイジタルデータの形態にし
て演算器１４に供給する。その演算器１４におい
ては、リードオンリメモリ１６に予め記憶させて
ある本発明較正方法のプログラムに従い、また、
ランダムアクセスメモリ１７を演算過程に用い
て、後述するような演算を入力データに施し、磁
界検出出力中に含まれているオフセツト分を除去
したうえで、被測定磁界の方向、強度などを表わ
す出力データをインターフエース１５を介して取
出す。なお、図示の装置を磁束計として用いる場
合には、出力データを適切に構成した表示部（図
示せず）に供給して表示するものとする。 しかして、上述の装置を磁束計として用いた場
合に測定データに含まれるオフセツトの発生要因
の一つとなる磁界検出素子の温度情報を直接に得
るためには、第２図に示すようにその構成を変更
する。すなわち、上述したと同様に駆動回路１８
により駆動した磁界検出素子１９の磁界検出出力
を増幅回路２０を介して演算処理部２１に供給す
るとともに、磁界検出素子１９の入力端子間に現
われる内部抵抗値をも演算処理部２１に供給し、
使用する磁界検出素子について予め測定して記憶
させておいた内部抵抗−温度特性曲線に基づいて
その磁界検出素子の温度を求め、その温度におい
て生ずる測定データのオフセツト値を算出する。
例えば、磁界検出素子１９としてホール素子を用
い、駆動回路１８により定電圧駆動したときに
は、その定電圧値とともにホール素子１９の入力
端子間に現われる電流値を演算処理部２１に供給
し、また、駆動回路１９により定電流駆動したと
きには、その定電流値とともにホール素子１９の
入力端子間に現われる電圧値を演算処理部２１に
供給し、かかる入力電圧・電流値から求まる素子
内部抵抗値を、素子温度につか予め測定して記憶
させておいた較正値と比較して素子温度を求め
る。 つぎに、第１図示の回路装置を磁束計として用
いたときに、温度など測定環境の変化に起因して
生ずるオフセツトや検出感度の変化分を求めて検
出出力値を自動的に較正するようにした本発明の
磁束計較正方法について説明する。 いま、磁界検出素子、例えば、ホール素子５，
６，７を、それぞれの磁界検出方向が互いに直交
するように配置した場合に、磁界検出素子５，
６，７の磁界検出感度や入力出力抵抗のばらつ
き、増幅回路８，９，１０の増幅度やオフセツト
の相違により、磁界検出の感度およびオフセツト
値は磁界のｘ，ｙ，ｚ各方向によつてそれぞれ異
なつている。いま、ｘ，ｙ，ｚ各方向における磁
界の真の強度をそれぞれMx，My，Mzとすれば、
上述した増幅出力値Ｘ，Ｙ，Ｚはそれぞれつぎの
式によつて表わされる。 Ｘ＝Rx・Mx＋ａ Ｙ＝Ry・My＋ｂ Ｚ＝Rz・Mz＋ｃ (1) ここに、Rx，Ry，Rzはそれぞれｘ，ｙ，ｚ各
方向における磁界検出系の検出感度であり、ま
た、ａ，ｂ，ｃはそれぞれそれら各系のオフセツ
ト値であつて、いずれも温度の関数となる。な
お、物理的には磁界検出感度Rx，Ry，Rzはホー
ル定数に対応し、また、増幅出力Ｘ，Ｙ，Ｚはホ
ール起電力に対応する。 そこで、まず、かかる構成の磁束計により磁界
強度の真の値が既知の基準均一磁界、例えば地磁
気を検出する。その均一磁界の強度をＭとする
と、ｘ，ｙ，ｚ各方向は互いに直交しているので
あるから、 Mx 2＋My 2＋Mz 2＝M2 (2) なる関係式(2)が成立つ。ついで、(1)式をこの(2)式
に代入すると、つぎの(3)式が得られる。 （Ｘ−ａ／Rx）2＋（Ｙ−ｂ／Ry）2＋（Ｚ−ｃ／Rz）
2＝M2(3) しかして、基準均一磁界の磁界強度Ｍは一定で
あるから、(3)式の右辺M2は一定であり、磁界検
出方向を互いに直交させて組合わせ配置した３系
統の磁界検出素子５，６，７を種々の方向に向け
たときの各磁界検出値Ｘ，Ｙ，Ｚは、第３図に示
すように、各オフセツト値ａ，ｂ，ｃによつて与
えられる点Ｐ（ａ，ｂ，ｃ）を中心とする球面上
にあり、つねに(3)式の関係を満している。この(3)
式は６個の変数ａ，ｂ，ｃ，Rx，Ry，Rzを含ん
でいるのであるから、磁界検出素子５，６，７の
磁界検出方向を６とおり変化させたときの各磁界
検出値Ｘ，Ｙ，Ｚをそれぞれ求めることにより、
６個の連立方程式が得られ、各オフセツト値ａ，
ｂ，ｃおよび各磁界検出感度Rx，Ry，Rzを正確
に算出することができる。なお、磁界測定プロー
ブの方向、したがつて、各磁界検出素子５，６，
７の方向を６とおりに固定した状態で繰返し測定
したときの磁界検出値Ｘ，Ｙ，Ｚが、温度の変化
などにより、測定の都度異なる場合には、磁界検
出素子５，６，７の方向を７とおり以上変化させ
て磁界検出値をそれぞれ求め、最小自乗法などを
用いて６個の変数ａ，ｂ，ｃ，Rx，Ry，Rzを算
出する。 つぎに、上述したように６方向につき測定した
磁界検出値の更正方法について説明する。 いま、行列Γをつぎのように定義する。 Γ＝X2 1Y2 1Z2 1X1Y1Z11 X2 2Y2 2Z2 2X2Y2Z21 … … X2 6Y2 6Z2 6X6Y6Z61 (4) ここに、Xk，Yk，Zk（ｋ＝１，２，…，６）は
６方向についての測定値である。 いま、６行７列からなるΓの行列式(4)につい
て、例えば、第１列（X2 1，X2 2，…，X2 6）を除い
た残余の６行６列の行列式をΓX2と表わし、第２
列（Y2 1，Y2 2，…，Y2 6）を除いた残余の行列式を
ΓY2と表わし、以下同様にして、第６列（Z1，
Z2，…，Z6）を除いた残余の行列式をΓZと表わ
すと、前述した関係式(3)の各変数ａ，ｂ，ｃ，
Rx，Ry，Rzはつぎの(5)式となる。
いた磁束計の較正方法に関し、特に、検出素子あ
るいは検出回路に発生する温度変化などの環境変
化に起因して生ずるオフセツト電圧や検出素子の
感度の変化に応じて、磁界検出値を自動的に較正
し得るようにしたものである。 従来技術 この種磁界検出素子、例えばホール素子を用い
た従来の磁束計においては、ホール素子駆動部に
温度補償を施し、あるいは、磁界シールドを施し
た筐体に磁界検出用プローブを挿入した状態にて
磁界検出のオフセツト値を測定するなどして、磁
界検出値の較正を行なつていた。また、磁界計測
値とその計測時における環境温度とから、温度変
化に対する磁界計測値の較正曲線を使用して、被
測定磁界の正確な磁束値を求めていたが、測定環
境の温度と磁界検出用プローブ自体の温度が異な
ることに起因する測定誤差を取除き得ないなど、
従来のこの種磁束計の較正方法には充分正確に較
正を行ない得ない欠点があつた。 さらに、ホール素子を用いた磁束計において
は、一般に、0.5ガウス／℃程度の温度変化に基
づく磁界検出オフセツト値の変動があるので、特
に、１ガウス以下の弱磁界の検出に当つては、数
℃の温度変化が磁界計測値に大きく影響する。し
たがつて、ホール素子を用いた従来の磁束計は、
弱磁界強度の計測には適さないなどの問題があ
り、さらに、磁界検出のオフセツトを自動的には
補正し得ないがために、自動制御などに磁界セン
サとして使用するについては制限がある、という
欠点もあつた。 発明の要点 本発明の目的は、上述した従来の問題を解決し
てその欠点を除去し、ホール素子などを使用する
磁界検出素子の温度変化に起因する磁界検出感度
の変動を自動的に補正して、正確な磁界計測値を
求め得るようにした、磁界検出素子を用いた磁束
計の較正方法を提供することにある。 すなわち、本発明較正方法は、互いに直交する
３方向の磁界をそれぞれ検出する３個の磁界検出
素子を組合わせ配置してなる磁束計において、前
記３個の磁界検出素子の各磁界検出出力Ｘ，Ｙ，
Ｚ、各磁界検出感度Rx，Ry，Rzおよび各磁界検
出オフセツトａ，ｂ，ｃと被検出磁界における磁
界の強さの真の値Ｍとの間に成立つ （Ｘ−ａ／Rx）2＋（Ｙ−ｂ／Ry）2＋（Ｚ−ｃ／Rz）
2＝M2 なる関係式に、前記磁束計を少なくとも６方向に
向けて前記３個の磁界検出素子により前記磁界の
強さの真の値Ｍが既知の磁界をそれぞれ検出した
ときの前記各磁界検出出力Ｘ，Ｙ，Ｚの値と前記
既知の磁界の強さの真の値Ｍとを代入して得られ
る少なくとも６組の連立方程式から、前記各磁界
検出感度Rx，Ry，Rzおよび前記各磁界検出オフ
セツトａ，ｂ，ｃの値をそれぞれ算出することに
よつて前記磁束計を較正し、前記３個の磁界検出
素子により任意の方向の被検出磁界を検出して前
記各磁界検出出力Ｘ，Ｙ，Ｚの値を求めたときに
当該任意の方向の被検出磁界における前記磁界の
強さの真の値Ｍを前記関係式から算出し得るよう
にしたことを特徴とするものである。 実施例 以下に図面を参照して実施例につき本発明を詳
細に説明する。 まず、本発明方法によつて磁束計の較正を行な
う装置の構成例を第１図に示す。図示の構成にお
いては、点線により囲んで示す磁界測定用プロー
ブ４に３個の磁界検出素子、例えば、ホール素子
５，６，７を内蔵しており、それら３個の磁界検
出素子５，６，７は同一平面上にない３方向、例
えば互いに直交する３方向ｘ，ｙ，ｚの磁界をそ
れぞれ検出し得るように組合わせて配置してあ
る。また、それらの磁界検出素子５，６，７は３
個の駆動回路１，２，３によりそれぞれ駆動して
作動させる。例えば磁界検出素子をホール素子と
した場合には、それらの素子の各制御端子に定電
流乃至定電圧を供給する。各磁界検出出力電圧
は、３個の直流増幅回路８，９，１０をそれぞれ
介して、点線により囲んで示した、例えばマイク
ロコンピユータにより構成する演算処理部１１に
供給する。その演算処理部１１においては、入力
端子＃１，＃２，＃３にそれぞれ供給した各方向
ｘ，ｙ，ｚの磁界検出出力電圧をマルチプレクサ
１２により順次に切換えてアナログ−デイジタル
変換器１３に導き、デイジタルデータの形態にし
て演算器１４に供給する。その演算器１４におい
ては、リードオンリメモリ１６に予め記憶させて
ある本発明較正方法のプログラムに従い、また、
ランダムアクセスメモリ１７を演算過程に用い
て、後述するような演算を入力データに施し、磁
界検出出力中に含まれているオフセツト分を除去
したうえで、被測定磁界の方向、強度などを表わ
す出力データをインターフエース１５を介して取
出す。なお、図示の装置を磁束計として用いる場
合には、出力データを適切に構成した表示部（図
示せず）に供給して表示するものとする。 しかして、上述の装置を磁束計として用いた場
合に測定データに含まれるオフセツトの発生要因
の一つとなる磁界検出素子の温度情報を直接に得
るためには、第２図に示すようにその構成を変更
する。すなわち、上述したと同様に駆動回路１８
により駆動した磁界検出素子１９の磁界検出出力
を増幅回路２０を介して演算処理部２１に供給す
るとともに、磁界検出素子１９の入力端子間に現
われる内部抵抗値をも演算処理部２１に供給し、
使用する磁界検出素子について予め測定して記憶
させておいた内部抵抗−温度特性曲線に基づいて
その磁界検出素子の温度を求め、その温度におい
て生ずる測定データのオフセツト値を算出する。
例えば、磁界検出素子１９としてホール素子を用
い、駆動回路１８により定電圧駆動したときに
は、その定電圧値とともにホール素子１９の入力
端子間に現われる電流値を演算処理部２１に供給
し、また、駆動回路１９により定電流駆動したと
きには、その定電流値とともにホール素子１９の
入力端子間に現われる電圧値を演算処理部２１に
供給し、かかる入力電圧・電流値から求まる素子
内部抵抗値を、素子温度につか予め測定して記憶
させておいた較正値と比較して素子温度を求め
る。 つぎに、第１図示の回路装置を磁束計として用
いたときに、温度など測定環境の変化に起因して
生ずるオフセツトや検出感度の変化分を求めて検
出出力値を自動的に較正するようにした本発明の
磁束計較正方法について説明する。 いま、磁界検出素子、例えば、ホール素子５，
６，７を、それぞれの磁界検出方向が互いに直交
するように配置した場合に、磁界検出素子５，
６，７の磁界検出感度や入力出力抵抗のばらつ
き、増幅回路８，９，１０の増幅度やオフセツト
の相違により、磁界検出の感度およびオフセツト
値は磁界のｘ，ｙ，ｚ各方向によつてそれぞれ異
なつている。いま、ｘ，ｙ，ｚ各方向における磁
界の真の強度をそれぞれMx，My，Mzとすれば、
上述した増幅出力値Ｘ，Ｙ，Ｚはそれぞれつぎの
式によつて表わされる。 Ｘ＝Rx・Mx＋ａ Ｙ＝Ry・My＋ｂ Ｚ＝Rz・Mz＋ｃ (1) ここに、Rx，Ry，Rzはそれぞれｘ，ｙ，ｚ各
方向における磁界検出系の検出感度であり、ま
た、ａ，ｂ，ｃはそれぞれそれら各系のオフセツ
ト値であつて、いずれも温度の関数となる。な
お、物理的には磁界検出感度Rx，Ry，Rzはホー
ル定数に対応し、また、増幅出力Ｘ，Ｙ，Ｚはホ
ール起電力に対応する。 そこで、まず、かかる構成の磁束計により磁界
強度の真の値が既知の基準均一磁界、例えば地磁
気を検出する。その均一磁界の強度をＭとする
と、ｘ，ｙ，ｚ各方向は互いに直交しているので
あるから、 Mx 2＋My 2＋Mz 2＝M2 (2) なる関係式(2)が成立つ。ついで、(1)式をこの(2)式
に代入すると、つぎの(3)式が得られる。 （Ｘ−ａ／Rx）2＋（Ｙ−ｂ／Ry）2＋（Ｚ−ｃ／Rz）
2＝M2(3) しかして、基準均一磁界の磁界強度Ｍは一定で
あるから、(3)式の右辺M2は一定であり、磁界検
出方向を互いに直交させて組合わせ配置した３系
統の磁界検出素子５，６，７を種々の方向に向け
たときの各磁界検出値Ｘ，Ｙ，Ｚは、第３図に示
すように、各オフセツト値ａ，ｂ，ｃによつて与
えられる点Ｐ（ａ，ｂ，ｃ）を中心とする球面上
にあり、つねに(3)式の関係を満している。この(3)
式は６個の変数ａ，ｂ，ｃ，Rx，Ry，Rzを含ん
でいるのであるから、磁界検出素子５，６，７の
磁界検出方向を６とおり変化させたときの各磁界
検出値Ｘ，Ｙ，Ｚをそれぞれ求めることにより、
６個の連立方程式が得られ、各オフセツト値ａ，
ｂ，ｃおよび各磁界検出感度Rx，Ry，Rzを正確
に算出することができる。なお、磁界測定プロー
ブの方向、したがつて、各磁界検出素子５，６，
７の方向を６とおりに固定した状態で繰返し測定
したときの磁界検出値Ｘ，Ｙ，Ｚが、温度の変化
などにより、測定の都度異なる場合には、磁界検
出素子５，６，７の方向を７とおり以上変化させ
て磁界検出値をそれぞれ求め、最小自乗法などを
用いて６個の変数ａ，ｂ，ｃ，Rx，Ry，Rzを算
出する。 つぎに、上述したように６方向につき測定した
磁界検出値の更正方法について説明する。 いま、行列Γをつぎのように定義する。 Γ＝X2 1Y2 1Z2 1X1Y1Z11 X2 2Y2 2Z2 2X2Y2Z21 … … X2 6Y2 6Z2 6X6Y6Z61 (4) ここに、Xk，Yk，Zk（ｋ＝１，２，…，６）は
６方向についての測定値である。 いま、６行７列からなるΓの行列式(4)につい
て、例えば、第１列（X2 1，X2 2，…，X2 6）を除い
た残余の６行６列の行列式をΓX2と表わし、第２
列（Y2 1，Y2 2，…，Y2 6）を除いた残余の行列式を
ΓY2と表わし、以下同様にして、第６列（Z1，
Z2，…，Z6）を除いた残余の行列式をΓZと表わ
すと、前述した関係式(3)の各変数ａ，ｂ，ｃ，
Rx，Ry，Rzはつぎの(5)式となる。
【式】
この(5)式に基づいて各変数を算出する演算のプ
ログラムを演算処理部１１内のリードオンメモリ
１６に記憶させておき、較正用ボタンスイツチを
押下して演算処理部１１にそのプログラムに従つ
た演算を実行させる。すなわち、各磁界検出素子
５，６，７を組合わせた磁界測定用プローブ４を
前述した６方向に順次に向けて得た測定データを
演算処理部１１内のアナログ・デイジタル変換器
１３によりデイジタル化したうえでランダムアク
セスメモリ１７に順次に蓄えておき、演算処理に
必要な測定点数に達したときに読出して、リード
オンリメモリ１６から読出したフログラムに従
い、演算器１４にて自動的に較正用演算処理を行
ない、得られた各変数ａ，ｂ，ｃ，Rx，Ry，Rz
の値を再びランダムアクセスメモリ１７に記憶さ
せておく。 通常の磁界測定時には、(5)式の演算処理を施し
た磁界測定真値をインターフエース１５を介して
取出すようにする。 しかして、前述したようにして求めた各変数、
すなわち、各系のオフセツト値ａ，ｂ，ｃおよび
検出感度Rx，Ry，Rzと測定環境温度との関係を
求めるには、磁界測定と同時に環境温度も測定す
る。この温度の測定は、 (1) ホール素子等の磁界検出素子の温度を直接に
測定し、あるいは、 (2) 第２図について説明したように、ホール素子
の入力端子間に印加する電圧と入力端子間に流
れる電流との値、もしくは、入力端子間に流す
電流と入力端子間に現われる電圧との値を検出
し、それらの電流電圧より求めた内部抵抗値の
温度による変化を予め較正しておくことによつ
て行なうことができる。 つぎに、上述した(2)項の方法、すなわち、磁界
検出素子温度の間接側定について詳細に説明す
る。 まず、磁界検出素子、例えば、ホール素子の入
力等価回路を第４図に示す。磁界検出のオフセツ
トは、ホール素子の入力端子間電流電圧から求ま
る内部抵抗値の温度による変化によつて発生す
る。また、磁界検出感度の変化はホール素子の素
子定数が変化することによつても生ずる。すなわ
ち、ホール素子の駆動端子、すなわち、素子駆動
電圧もしくは電流を供給する入力端子には、定電
圧もしくは定電流を供給して素子を駆動するが、
その入力抵抗が変化すると、入力端子間に流れる
電流もしくは入力端子間に現われる電圧が変化す
るので、入力電圧・電流値を測定することによつ
て素子の状態を知ることができる。かかる素子状
態の検出はホール素子自体を温度センサとして用
いるのに等しく、温度のみを計測する通常の温度
センサより正確に素子の状態を検出することがで
きる。 また、オフセツト電圧値および検出感度の温度
特性曲線を求めるには、所望の温度範囲内におい
て例えば５℃刻みにて温度を上昇させ、それらの
各温度におけるオフセツト電圧値および検出感度
を前述したようにして求め、プロツトして中間温
度点を線形補間するのが好適である。 上述のようにしてホール素子の温度など素子の
状態をホール素子自体から検出することにより、
ホール素子のオフセツト値対温度特性および検出
感度対温度特性を自動的に求めることが可能とな
る。 効 果 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、磁界検出素子、例えば、ホール素子の温度に
よつて変化するオフセツト値や検出感度を計算に
よつて自動的に較正して微弱な強度の磁界につい
ても、その磁界の強度の真の値を容易かつ正確に
求めることができる、という格別の効果が得られ
る。
ログラムを演算処理部１１内のリードオンメモリ
１６に記憶させておき、較正用ボタンスイツチを
押下して演算処理部１１にそのプログラムに従つ
た演算を実行させる。すなわち、各磁界検出素子
５，６，７を組合わせた磁界測定用プローブ４を
前述した６方向に順次に向けて得た測定データを
演算処理部１１内のアナログ・デイジタル変換器
１３によりデイジタル化したうえでランダムアク
セスメモリ１７に順次に蓄えておき、演算処理に
必要な測定点数に達したときに読出して、リード
オンリメモリ１６から読出したフログラムに従
い、演算器１４にて自動的に較正用演算処理を行
ない、得られた各変数ａ，ｂ，ｃ，Rx，Ry，Rz
の値を再びランダムアクセスメモリ１７に記憶さ
せておく。 通常の磁界測定時には、(5)式の演算処理を施し
た磁界測定真値をインターフエース１５を介して
取出すようにする。 しかして、前述したようにして求めた各変数、
すなわち、各系のオフセツト値ａ，ｂ，ｃおよび
検出感度Rx，Ry，Rzと測定環境温度との関係を
求めるには、磁界測定と同時に環境温度も測定す
る。この温度の測定は、 (1) ホール素子等の磁界検出素子の温度を直接に
測定し、あるいは、 (2) 第２図について説明したように、ホール素子
の入力端子間に印加する電圧と入力端子間に流
れる電流との値、もしくは、入力端子間に流す
電流と入力端子間に現われる電圧との値を検出
し、それらの電流電圧より求めた内部抵抗値の
温度による変化を予め較正しておくことによつ
て行なうことができる。 つぎに、上述した(2)項の方法、すなわち、磁界
検出素子温度の間接側定について詳細に説明す
る。 まず、磁界検出素子、例えば、ホール素子の入
力等価回路を第４図に示す。磁界検出のオフセツ
トは、ホール素子の入力端子間電流電圧から求ま
る内部抵抗値の温度による変化によつて発生す
る。また、磁界検出感度の変化はホール素子の素
子定数が変化することによつても生ずる。すなわ
ち、ホール素子の駆動端子、すなわち、素子駆動
電圧もしくは電流を供給する入力端子には、定電
圧もしくは定電流を供給して素子を駆動するが、
その入力抵抗が変化すると、入力端子間に流れる
電流もしくは入力端子間に現われる電圧が変化す
るので、入力電圧・電流値を測定することによつ
て素子の状態を知ることができる。かかる素子状
態の検出はホール素子自体を温度センサとして用
いるのに等しく、温度のみを計測する通常の温度
センサより正確に素子の状態を検出することがで
きる。 また、オフセツト電圧値および検出感度の温度
特性曲線を求めるには、所望の温度範囲内におい
て例えば５℃刻みにて温度を上昇させ、それらの
各温度におけるオフセツト電圧値および検出感度
を前述したようにして求め、プロツトして中間温
度点を線形補間するのが好適である。 上述のようにしてホール素子の温度など素子の
状態をホール素子自体から検出することにより、
ホール素子のオフセツト値対温度特性および検出
感度対温度特性を自動的に求めることが可能とな
る。 効 果 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、磁界検出素子、例えば、ホール素子の温度に
よつて変化するオフセツト値や検出感度を計算に
よつて自動的に較正して微弱な強度の磁界につい
ても、その磁界の強度の真の値を容易かつ正確に
求めることができる、という格別の効果が得られ
る。
第１図は本発明較正方法に用いる磁界検出装置
の構成例を示すブロツク線図、第２図は同じくそ
の磁界検出装置の他の構成例を示すブロツク線
図、第３図は本発明方法による較正の原理を示す
線図、第４図はホール素子の等価回路を示す回路
図である。 １，２，３，１８……駆動回路、４……磁界測
定プローブ、５，６，７，１９……磁界検出素子
（ホール素子）、８，９，１０，２０……増幅回
路、１１，２１……演算処理部、１２……マルチ
プレクサ、１３……アナログ−デイジタル変換
器、１４…演算器、１５……インターフエース、
１６……リードオンリメモリ、１７……ランダム
アクセスメモリ。
の構成例を示すブロツク線図、第２図は同じくそ
の磁界検出装置の他の構成例を示すブロツク線
図、第３図は本発明方法による較正の原理を示す
線図、第４図はホール素子の等価回路を示す回路
図である。 １，２，３，１８……駆動回路、４……磁界測
定プローブ、５，６，７，１９……磁界検出素子
（ホール素子）、８，９，１０，２０……増幅回
路、１１，２１……演算処理部、１２……マルチ
プレクサ、１３……アナログ−デイジタル変換
器、１４…演算器、１５……インターフエース、
１６……リードオンリメモリ、１７……ランダム
アクセスメモリ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 互いに直交する３方向の磁界をそれぞれ検出
する３個の磁界検出素子を組合わせ配置してなる
磁束計において、前記３個の磁界検出素子の各磁
界検出出力Ｘ，Ｙ，Ｚ、各磁界検出感度Rx，Ry，
Rzおよび各磁界検出オフセツトａ，ｂ，ｃと被
検出磁界における磁界の強さの真の値Ｍとの間に
成立つ （Ｘ−ａ／Rx）2＋（Ｙ−ｂ／Ry）2＋（Ｚ−ｃ／Rz）
2＝M2 なる関係式に、前記磁束計を少なくとも６方向に
向けて前記３個の磁界検出素子により前記磁界の
強さの真の値Ｍが既知の磁界をそれぞれ検出した
ときの前記各磁界検出出力Ｘ，Ｙ，Ｚの値と前記
既知の磁界の強さの真の値Ｍとを代入して得られ
る少なくとも６組の連立方程式から、前記各磁界
検出感度Rx，Ｒｙ，Rzおよび前記各磁界検出オ
フセツトａ，ｂ，ｃの値をそれぞれ算出すること
によつて前記磁束計を較正し、前記３個の磁界検
出素子により任意の方向の被検出磁界を検出して
前記各磁界検出出力Ｘ，Ｙ，Ｚの値を求めたとき
に当該任意の方向の被検出磁界における前記磁界
の強さの真の値Ｍを前記関係式から算出し得るよ
うにしたことを特徴とする磁界検出素子を用いた
磁束計の較正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18286783A JPS6073474A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 磁界検出素子を用いた磁束計の較正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18286783A JPS6073474A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 磁界検出素子を用いた磁束計の較正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6073474A JPS6073474A (ja) | 1985-04-25 |
| JPH0452415B2 true JPH0452415B2 (ja) | 1992-08-21 |
Family
ID=16125823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18286783A Granted JPS6073474A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | 磁界検出素子を用いた磁束計の較正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6073474A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6448685U (ja) * | 1987-09-21 | 1989-03-27 | ||
| JPH01219683A (ja) * | 1988-02-29 | 1989-09-01 | Shimadzu Corp | スクイッド磁力計 |
-
1983
- 1983-09-30 JP JP18286783A patent/JPS6073474A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6073474A (ja) | 1985-04-25 |
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