(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアに巻回された励振コイル及び検出コイルと、
コンパレータとリミッタと積分回路とからなり、コンパレータで基準電圧と積分回路出力とを比較し、その出力をリミッタを介して積分回路に入力して、三角波を発生する三角波発生回路と、
この三角波の周波数を２倍に逓倍する倍周波数発生回路と、
前記三角波発生回路から出力される三角波を前記励振コイルに通電する励振回路と、
外部磁界に応じた電圧を前記検出コイルで導出する検出回路と、
この検出回路からの検出信号を受け、固有の共振周波数を励振信号の周波数の２倍の周波数に設定した共振回路と、
前記倍周波数発生回路からの信号で、前記共振回路の出力を同期整流する同期整流回路と、
オン状態で、前記同期整流回路の出力を前記検出回路にフィードバックするスイッチ回路と、
前記スイッチ回路をオフ状態とし、励振周波数を前記共振回路の固有共振周波数に合わせるために、前記積分回路の時定数を調整する時定数調整手段と、
を備えたことを特徴とする磁力計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はフラックスゲートを使用した磁力計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のフラックスゲート型磁力計には、図５に示すように、検出部１と制御部２からなり、検出部１としてコア３に励振コイル４と検出コイル５を巻回している。制御部２の発振器６で周波数２ｆ０  の信号を発振し、これを１／２分周器７で周波数ｆ０  の信号に分周し、励振器８を経て励振コイル４に与えている。また、制御部２において、検出コイル５には、コンデンサ１５が並列接続されている。また、この並列回路に、直流分カット用のコンデンサ９が接続され、さらに、このコンデンサ９と交流増幅器１１間に高入力インピーダンスのバッファ増幅器１６と、２ｆ０  バンドパスアクティブフィルタ１７が接続されている。２ｆ０  バンドパスアクティブフィルタ１７は、オペアンプ、コンデンサ及び抵抗から構成されている。この磁力計では、検出コイル５とコンデンサ１５で構成される共振回路が２ｆ０  の周波数に共振するので、ここでｆ０  及び２ｆ０  以外の高調波成分が減衰され、２ｆ０  の成分のみが導出される。この２ｆ０  の信号は、交流増幅器１１を経て、同期整流器１２で同期整流され、直流増幅器１３を経て出力される（実公平６−２３９８０号参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の磁力計では、発振器として水晶発振器が使用されるが、その発振周波数が固定であり、例えばＬＣＲフィルタの使用部品のバラツキによる固有共振周波数のずれに対応できないし、また発振器の回路構成が複雑であり高価となるという問題があった。また、特に水晶発振器は、組立て（例えば、ハンダ付け、洗浄など）に特別な注意が必要である上、電源も発振器部に＋５Ｖ、その他の回路±１５Ｖの３電源を必要とするという問題もあった。
【０００４】
この発明は上記問題点に着目してなされたものであって、高感度で安価に製作でき、組立てが容易な磁力計を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の磁力計は、コアに巻回された励振コイル及び検出コイルと、コンパレータとリミッタと積分回路とからなり、コンパレータで基準電圧と積分回路出力とを比較し、その出力をリミッタを介して積分回路に入力して、三角波を発生する三角波発生回路と、この三角波の周波数を２倍に逓倍する倍周波数発生回路と、前記三角波発生回路から出力される三角波を前記励振コイルに通電する励振回路と、外部磁界に応じた電圧を前記検出コイルで導出する検出回路と、この検出回路からの検出信号を受け、固有の共振周波数を励振信号の周波数の２倍の周波数に設定した共振回路と、前記倍周波数発生回路からの信号で、前記共振回路の出力を同期整流する同期整流回路と、オン状態で、前記同期整流回路の出力を前記検出回路にフィードバックするスイッチ回路と、前記スイッチ回路をオフ状態とし、励振周波数を前記共振回路の固有共振周波数に合わせるために、前記積分回路の時定数を調整する時定数調整手段と、を備えている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態により、この発明をさらに詳細に説明する。図１は、この発明の一実施形態フラックスゲート型磁力計を示す回路ブロック図である。この実施形態フラックスゲート型磁力計は、従来のものと同様に、検出部１と制御部２とから構成されている。検出部１は、コア２１に、励振コイル２２と検出（受信）コイル２３が巻回されている。
【０００７】
制御回路２には、コンパレータ２４と、このコンパレータ２４の出力を受けて一定レベルの出力を出すリミッタ２５と、このリミッタ２５の出力を受けて積分する時定数可変形の積分回路２６と、この積分回路２６より出力される周波数ｆの三角波信号を受け、励振コイル２２を励振する電流増幅器（励振回路）２７と、コンパレータ２４と積分回路２６の出力を受けて２ｆの周波数の信号を出力する倍周波数発生回路２８と、検出コイル２３の受信信号を増幅するプリアンプ（検出回路）２９と、固有の共振周波数が２ｆに設定される共振回路３０と、バッファ回路３１と、このバッファ回路３１から入力される検出信号を倍周波数発生回路２８よりの２ｆ周波数の信号により同期整流する同期整流回路３２を備えている。積分回路２６には、抵抗値を変化することにより時定数を変化させ、出力する三角波の周波数を調整する可変抵抗器ＶＲ１  を備えている。
【０００８】
この可変抵抗器ＶＲ１  の抵抗値を、例えば手動で変化させると積分回路２６の時定数が変わり、出力される三角波の周波数が変化することになる。
この実施形態磁力計において、コンパレータ２４は、一方の入力端にリミッタ２５の一定レベルの出力を受け、他方の入力端に積分回路２６の出力を受けて、両入力の電圧を比較する。リミッタ２５の出力の方が大きい間は、コンパレータ２４はハイレベルの出力をリミッタ２５に与える。リミッタ２５は電源電圧の変動等により、コンパレータ２４のハイレベル出力が変動しても、リミット作用により常に一定レベルの出力を出し、積分回路２６に与える。積分回路２６は時定数回路の時定数に応じた時間で、積分コンデンサを充電してゆく。時間の経過とともに、積分回路２６の出力は直線的にレベル上昇してゆく。この積分回路２６の出力は、コンパレータ２４の一方の入力端に加えられているので、やがてそのレベルがコンパレータ２４の他方の入力端、つまりリミッタ２５の出力レベルに達すると、コンパレータ２５の出力はローレベルとなる。そのため、リミッタ２５の出力もローレベルとなり、積分回路２６はこれに応答して放電し、積分回路２６の出力も次第にローレベルとなり、このローレベル信号がコンパレータ２４の一方の入力端に加えられているので、コンパレータ２４の出力はやがて再度ハイレベルとなる。そして、前記と同様にして、リミッタ２５を介して積分回路２６の積分コンデンサを充電する。以上のようにして、一定周波数ｆの三角波信号が積分回路２６より出力される。この三角波信号が電流増幅器２７を経て、励振コイル２２に与えられ、励振コイル２２に通電する。
【０００９】
励振コイル２２による励磁によって、検出コイル２３に外部磁界に応じた電圧が誘起され、この誘起電圧がプリアンプ２９で増幅され、共振回路３０、バッファ回路３１を経て、同期整流回路３２に加えられる。共振回路３０は、その固有共振周波数を２ｆに設定してあるので、励振周波数ｆ、その高調周波成分のうち周波数２ｆの信号成分のみを導出する。そのため、Ｓ／Ｎ比を大幅に上昇させることができる。同期整流回路３２に入力された検出信号は、２ｆ周波数発生回路２８からの周波数２ｆのゲート信号により同期整流されて出力される。なお、この磁力計において常時は、スイッチ３３を閉じて同期整流回路３２の出力を検出コイル２３にフィードバックしている。
【００１０】
この磁力計において、共振回路３０のＬＣＲの定数のバラツキによって、あるいは経年変化によって固有共振周波数が励振周波数よりずれることがあっても、スイッチ２３をオフにしてオープン回路とし、適当な外部磁界（地磁気でも可）を加えた状態で、積分回路２６の可変抵抗器を変化させて、バッファ回路３１の出力が最大となるようにすれば、励振周波数ｆを共振回路３０の固有の共振周波数に合わすことができ、かつ同期整流回路３２へのゲート信号は自動的に励振周波数の２倍となるため、その相関関係は常に保たれるため、最高感度に調整することができる。
【００１１】
なお、図１の実施形態磁力計を構成する各回路は、具体的にいかなる回路を使用するかは適宜設計すればよいが、その一例として、図２にコンパレータ２４、リミッタ２５及び積分回路２６の具体例を、図３にプリアンプ２９、共振回路３０及びバッファ回路３１の具体例を、また図４に２ｆ周波数発生回路２８及び同期整流回路３２の具体例を、それぞれ示している。
【００１２】
【発明の効果】
この発明によれば、スイッチ回路をオフ状態とし、積分回路の時定数を調整することによって、励振周波数を共振回路の固有共振周波数に合わせるために常に最大感度が得られる。また、三角波発振回路は、水晶発振器と相違して、コンパレータとリミッタと積分回路で構成するので、安価に制作でき、組立てが容易で、電源も２種で良いという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態磁力計を示す回路ブロック図である。
【図２】同実施形態磁力計を構成するコンパレータ、リミッタ及び積分回路の具体例を示す回路接続図である。
【図３】同実施形態磁力計を構成するプリアンプ、共振回路及びバッファ回路の具体例を示す回路接続図である。
【図４】同実施形態磁力計を構成する２ｆ周波数発生回路及び同期整流回路の具体例を示す回路接続図である。
【図５】従来の磁力計を示す回路ブロック図である。
【符号の説明】
２１    コア
２２    励振コイル
２３    検出コイル
２４    コンパレータ
２５    リミッタ
【図１】
0003580035.tif 000002
【図２】
0003580035.tif 000003
【図３】
0003580035.tif 000004
【図４】
0003580035.tif 000005
【図５】
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