(57)【要約】【課題】電源の出力電流が変化しても、その影響を軽減し、計測誤差を少なくし得る磁気センサを提供する。【解決手段】電源回路５からセンサ素子駆動回路２、受信回路３、ディジタル信号回路４等に供給される電源の出力電流を電流検出回路１１で検出し、この出力電流検出電圧と電流設定回路１３の設定電圧を比較回路１２で比較し、出力電流が小さい場合は、負荷回路１４に流れる電流を増加して、出力電流が設定電流となるように制御し、逆に出力電流が大きい場合は、負荷回路１４に流れる電流を減少して、出力電流が設定電流となるように制御し、出力電流を一定に保つ。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ素子と、このセンサ素子を駆動する駆動回路、電源回路を含む電子回路とを備える磁気センサにおいて、
前記電源の出力電流を検出する電流検出回路と、前記出力電流を一定に保つ電子負荷とを備えたことを特徴とする磁気センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、磁界計測等に使用する磁気センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、磁気センサには、センサ素子と、このセンサ素子を駆動する駆動回路、センサ素子の出力を検波し、増幅する受信回路を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の磁気センサを携帯用磁気センサとして使用する場合、電源を内蔵したものとなる。電源を内蔵する携帯磁気センサとして、図２に示す構成が考えられている。
【０００３】
この磁気センサは、センサ素子１と、センサ素子駆動回路２、受信回路３の電子回路が小型化、一体化され、電源回路５も併せて組み込まれている。電源回路５としては、バッテリと、ＤＣ−ＤＣコンバータが使用されることが多い。更にパソコン等に接続して、データ収集できるようにＡＤ変換器６、ＣＰＵ７、インターフェース回路８等を有するディジタル信号回路４を搭載している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１３３７４２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の磁力センサにおいては、ディジタルインターフェース等のディジタル回路は、周期的、あるいは非周期的に大きな消費電流の変化を引き起こし、ＤＣ−ＤＣコンバータの構成部品であるインダクタを流れる電流を変化させる。このインダクタを流れる電流が、大きな磁界変動を発生させる。そして、この大きな磁界変動が磁気センサの微小磁界計測を妨げる原因となっている。
【０００６】
ちなみに、電流による磁界は電流とターン数の積に比例するため、ＤＣ−ＤＣコンバータのように、磁性体コア材料に電線を何ターンも巻いたインダクタが放射する磁界は、プリント基板のパターンに流れる同じ大きさの電流によるものよりも何十倍も大きい。
【０００７】
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、電源の出力電流が変化しても、その影響を軽減し、計測誤差を少なくし得る磁気センサを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の磁気センサは、センサ素子と、このセンサ素子を駆動する駆動回路、電源回路を含む電子回路とを備えるものにおいて、前記電源の出力電流を検出する電流検出回路と、前記出力電流を一定に保つ電子負荷とを備えている。
【０００９】
この磁気センサにおいては、駆動回路、ディジタル回路等の消費電流が減少、つまり電源の出力電流が減少したときに、電子負荷に流れる電流を増加させ、逆にディジタル回路等の消費電流が増加したときに、電子負荷に流れる電流を減少させる。これにより、電源、例えばＤＣ−ＤＣコンバータ構成品の１つであるインダクタに流れる電流を一定に保つことが可能となり、結果的にインダクタが放射する磁界変動が大幅に低減でき、微小磁界計測への影響を軽減できる。
【００１０】
【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である磁気センサの回路構成を示すブロック図である。この実施形態磁気センサは、センサ素子１と、センサ素子駆動回路２と、受信回路３と、ディジタル信号回路４と、電源回路５と、電流検出回路１１と、比較回路１２と、電流設定回路１３と、負荷回路１４とを備えている。ディジタル信号回路４は、ＡＤ変換器６、ＣＰＵ７及びインターフェース回路８を内蔵している。
【００１１】
電源回路５として、ＤＣ−ＤＣコンバータが使用され、この電源回路５よりセンサ素子駆動回路２、受信回路３、ディジタル信号回路４、その他の回路に電流検出回路１１を介して電源が供給される。
【００１２】
センサ素子１は、センサ駆動回路２によって駆動され、入力される磁気を検出する。検出された磁気は、受信回路３で検波、増幅され、アナログ信号でＡＤ変換器６に入力され、ディジタル信号に変換される。ＣＰＵ７では、ＡＤ変換器６より取り込まれた検出磁気信号に必要なデータ処理を施し、インターフェース回路８を介して外部に送出される。
【００１３】
上記した回路構成部分については、本願発明の特徴ある部分ではない。この実施形態磁気センサの特徴は、電流検出回路１１、比較回路１２、電流設定回路１３、及び負荷回路１４を備え、センサ素子駆動回路２、受信回路３、ディジタル回路４等での消費電流が変動しても、電源回路５からの出力電流を一定となるようにしたことである。
【００１４】
電流検出回路１１は、抵抗器で構成され、電源回路（ＤＣ−ＤＣコンバータ）５の出力電流に応じた電圧降下を発生し、この出力電流に応じた電圧を比較回路１２の一方の入力端に入力する。電流設定器１３は、例えばボリュームであり、電源回路５の出力電流を所定値に制御するめたの電圧を設定する。この設定電圧は、比較回路１２の他方の入力端に入力する。比較回路１２は、例えばオペアンプで構成され、一方の入力端に加えられる出力電流検出電圧と他方の入力端に加えられる設定電圧を比較し、電源回路５の出力電流が設定値となるように、負荷回路１４を制御する。負荷回路１４としては、トランジスタ回路が使用される。
【００１５】
今、センサ素子駆動回路２、受信回路３やディジタル信号回路４での消費電流が小さく、電源回路５からの出力電流が小さくて、電流検出回路１１の電圧降下が小さい場合は、比較回路１２の一方の入力端に加えられる電圧は、設定電圧よりも小さい。比較回路１２は、負荷回路１４に流れる電流を増やすように制御し、電流検出回路１１の電圧降下が設定電圧と等しくなるように制御する。
【００１６】
一方、電流検出回路１１に流れる出力電流が大で、その電圧降下分が設定電圧よりも大きい場合には、比較回路１２は負荷回路１４に流れる電圧を減らすように制御し、電流検出回路１１の電圧降下が設定電圧と等しくなるように制御する。この結果、電源回路（ＤＣ−ＤＣコンバータ）の出力電流が一定となり、インダクタが発生する磁界変動を小さくすることが可能となる。
【００１７】
なお、上記実施形態において、電源回路５のインダクタが発生する磁界変動を小さくするという効果を得るためには、
第１に、電流設定回路１３の設定値は、センサ素子駆動回路２及び受信回路３、ＡＤ変換器６、ＣＰＵ７、インターフェース回路８での最大消費電流以上に設定する必要がある。また、比較回路１２及び電流設定回路１３の電力を電流検出回路１１以降から得る場合は、更にこれらの消費電流を加味する必要がある。
【００１８】
第２に、電源回路５のＤＣ−ＤＣコンバータのスイッチング周波数及び電子負荷の周波数応答は、磁気センサで測定する上限周波数よりも高くなければならない。
【００１９】
【発明の効果】
この発明によれば、電源の出力電流を検出する電流検出回路と、この出力電流を一定に保つ電子負荷を備えているので、センサを小型化し、センサ素子と電子負荷が接近して配置され、また、電源回路にＤＣ−ＤＣコンバータを使用した磁気センサにおいても、微小磁界計測の妨げとなっていた電源回路のインダクタが放射する磁界変動を小さくできる。そのため、磁気センサの各回路の消費電流の変動による計測誤差の発生を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態である磁気センサの回路構成を示すブロック図である。
【図２】従来の磁気センサの回路構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１    センサ素子
２    センサ素子駆動回路
３    受信回路
４    ディジタル信号回路
５    電源回路（ＤＣ−ＤＣコンバータ）
６    ＡＤ変換器
７    ＣＰＵ
８    インターフェース回路
１１  電流検出回路
１２  比較回路
１３  電流設定回路
１４  負荷回路
【図１】
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【図２】
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