(57)【要約】【課題】センサー素子自体の大きさを変えることなく、感度を調整することのできる磁気センサーを提供する。【解決手段】一様な磁力線ＭＦの中に透磁率の高い部材２ａ及び２ｂを配置すると、磁力線ＭＦは、両部材に引き寄せられて、一方の部材２ａの中に引き込まれて他方の部材２に流れ込むような分布となる。したがって、磁気センサー素子１を通過する磁力線ＭＦの本数（磁束量）が増える。これにより、磁気センサーの感度が見かけ上向上する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気を検知して該磁気の量に対応する電気信号を発するセンサー素子と、
該センサ−素子を挟むように配置されており、該センサー素子に磁力線を集める部材と、
を具備することを特徴とする磁気センサー。
【請求項２】
前記磁力線を集める部材が高透磁率材のリングからなることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサー。
【請求項３】
前記磁力線を集める部材が、ケース及びその中に収容された磁性流体からなることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁界の微小な変動を検知するために用いられる磁気センサーに関する。特には、センサー素子自体の大きさを変えることなく、感度を上げることのできる磁気センサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁界の測定を行う磁気センサーの検出方式には、サーチ・コイル方式やフラックス・ゲート方式、ホールセンサー等が挙げられる。一般には、測定したい磁界の強度や周波数に応じて、これらの磁気センサーの検出方式の中から適当なものが選択されて利用される。
【０００３】
サーチ・コイル方式とは、コイルの中を通る磁束の時間的な変化によってコイルに生じる誘導起電力を測定することにより、磁束の量を測定するものである。誘導起電力は、コイルの中を通る磁束の時間的な変化（磁束の時間微分）とコイルの巻き数に比例するので、これを時間微分することで、磁束の値を測定することができる。この方式においては、測定精度を高めようとすると、コイルを通る磁束を増やす必要があるので、コイルにある程度の大きさが必要となる。
フラックス・ゲート方式とは、直線状の高透磁率磁心を平行に設置し、励振コイルに交流電流を流し、２本の磁心に磁束を印加させることによって生じる２磁心の平行方向の磁束変化による誘起電圧を測定することにより、磁束を測定するものである。
ホールセンサーとは、ホール素子のホール効果を利用し磁気を測定するセンサーのことである。ホール素子とは、ある条件下で磁界の強弱や磁極の判別ができる半導体素子をいう。ホール素子にバイアス電流を流して、電流の向きに直交する向きの磁束を与えると、ローレンツ力により起電力が発生する。磁束はこの起電力に比例するため、この起電力を測定することにより磁束を測定することができる。
【０００４】
図３は、磁気センサーを用いて磁界の測定を行う例を示す図である。
図３において、磁力線ＭＦの中には、磁気センサー素子３１が置かれている。磁気センサー素子３１には、図示せぬアンプ（励磁回路）や検出回路が取り付けられており、全体として磁気センサーを構成している。磁気センサーは、センサー素子３１を通過する磁力線の本数（磁束の強度）に対応した電気信号を発し、磁界の測定（例えば、強度（絶対値）や周波数の測定）を行うことができる。
【０００５】
【特許文献１】
特許３０９１４１３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような磁界の測定においては、磁界の強度（絶対値）や磁界の変動する周波数を測定対象とすることが多いが、磁界の微小な変動を測定したい場合がある。磁界の微小な変動を測定する際には、磁気センサーの感度を上げる必要がある。
磁気センサーの測定感度を上げるには、センサー素子自体の感度を上げる（例えば、サーチ・コイル方式の場合には、コイルのターン数を増やす）ことや、電気的な補助としてセンサーに接続されたアンプの増幅率を上げることが考えられる。しかし、センサー素子の感度は、センサー素子（コイル、ホール素子等）を通過する磁束の大きさに影響される。このため、センサー素子自体の感度を上げようとすると、センサー素子が大きくなってしまい、使い勝手が悪くなるという問題がある。また、アンプの増幅率を上げた場合には、電気的なノイズも増幅されてしまうので、Ｓ／Ｎが劣化してしまうという問題がある。
上記の点に鑑み、本発明は、センサー素子自体の大きさを変えることなく、感度を上げることのできる磁気センサーを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明の磁気センサーは、磁気を検知して該磁気の量に対応する電気信号を発するセンサー素子と、該センサ−素子を挟むように配置されており、該センサー素子に磁力線を集める部材と、を具備することを特徴とする。
本発明の磁気センサーによれば、磁気センサー素子に磁力線を集中させることにより、磁気センサーの感度を高めることができる。したがって、磁界の微小変動を効果的に測定することが可能になる。
【０００８】
上記の磁気センサーにおいては、前記磁力線を集める部材が高透磁率材のリングからなるものとすることができる。
【０００９】
また、上記の磁気センサーにおいては、前記磁力線を集める部材が、ケース及びその中に収容された磁性流体からなるものとすることができる。
この場合、磁性流体の濃度を変化させることにより、磁気センサーの感度を調整することができる。また、磁性流体の濃度に対する、磁気センサーの検出感度の較正を行うことにより、磁束量の絶対値の測定においても測定感度を高めることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る磁気センサーを用いて磁界の測定を行う例を示す図である。
図１に示す磁気センサー素子１は、磁力線ＭＦの中に配置されている。磁気センサー素子１には、図示せぬアンプ（励磁回路）や検出回路が取り付けられている。
磁力線ＭＦは、図の左から右へに走っている。磁気引き寄せ部材２ａ及び２ｂは、磁力線ＭＦの向きに沿って、磁気センサー素子１の両側を挟むように２つ配置されている。部材２ａ及び２ｂは、パーマロイや鉄等の高透磁率の物質で作製されたリング状の部材である。
【００１１】
一般に、磁力線の中に透磁率の高い部剤を配置すると、磁力線が同部材の方に引き寄せられるという現象が起こる。図１に示すように、一様な磁力線ＭＦの中に透磁率の高い部材２ａ及び２ｂを配置すると、磁力線ＭＦは、両部材に引き寄せられて、一方の部材２ａの中に引き込まれて他方の部材２に流れ込むような分布となる。したがって、磁気センサー素子１を通過する磁力線ＭＦの本数（磁束量）が増える。
【００１２】
上記の例において、磁界に変動ΔＨが生じたとすると、両部材２ａ及び２ｂの間の空間Ａ１には、磁力線ＭＦが集められているため、Ａ１における磁界の変動（ΔＨＡ１）は、両部材からやや離れた任意の空間Ａ２における磁界の変動（ΔＨＡ２）よりも大きい変化としてセンサー素子１に観測される（ΔＨＡ１＞ΔＨＡ２）。これにより、磁気センサーの感度が見かけ上向上する。
【００１３】
なお、本発明は、上述の磁気センサーの検出方式の種類に限定されるものではなく、任意の磁気センサーについて用いることができる。
【００１４】
本実施形態によれば、磁気センサー素子の大きさを変えることなく、磁気センサーの感度を上げることができる。
【００１５】
図２は、本発明の別の実施形態に係る磁気センサーに含まれる部材を示す図である。
図２に示す部材（ロッド）２ａ、２ｂは、プラスチック製のケース２２の中に磁性流体２１が封入されて構成されている。磁性流体２１としては、鉄粉の懸濁液等が用いられる。
上述の例と同様に、このロッド２ａ、２ｂは、磁力線ＭＦの向きに沿って、磁気センサー素子１の両側を挟むように配置され、磁力線ＭＦを磁気センサー素子１に集める役割を有する。
【００１６】
本実施形態においては、ロッド２ａ及び２ｂのケース２２の中に封入する磁性流体の濃度を変えることにより、ロッド２ａ及び２ｂに引き込む磁束量を変えることができる。例えば、鉄粉の濃度の小さい懸濁液を用いれば、ロッド全体の透磁率が小さくなり、磁気センサー素子１を通る磁束の増加量を小さくできる。このようにして、磁気センサーの見かけ上の感度の増加の程度を任意に変えることが可能になる。
【００１７】
また、磁性流体の濃度に対する、磁気センサーの検出値の較正を行うことにより、磁束量の絶対値の測定においても用いることができる。例えば、ある濃度の磁性流体に対して、印加する磁束の量を変化させて、ロッドを置いたときと置かなかったときの磁気センサー素子に流れ込む磁束量の関係をあらかじめ調べておくことにより、検出値の較正を行うことができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によると、磁気センサー素子の大きさを変えることなく、磁気センサーの感度を変えることができるので、磁場の微小な変動を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る磁気センサーを用いて磁界の測定を行う例を示す図である。
【図２】本発明の別の実施形態に係る磁気センサーに含まれる部材を示す図である。
【図３】磁気センサーを用いて磁界の測定を行う例を示す図である。
【符号の説明】
１  磁気センサー素子
２ａ、２ｂ  磁気引き寄せ部材
ＭＦ  磁力線
２１  磁性流体
２２  ケース
【図１】
2005024356.tif 000003
【図２】
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【図３】
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