(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体コアに励磁コイル及び検出コイルが巻回されてなるフラックスゲート型のセンサ部を有し、前記検出コイルより得られる検出出力から直流成分を除去した出力を、前記励磁コイルを励磁する励磁周波数の２倍の周波数信号により同期検波し、検波後の出力を積分して前記検出コイルに負帰還する構成とされている地磁気センサであって、
励磁周波数信号と前記励磁周波数の２倍の周波数信号と前記励磁周波数の２倍の周波数信号と位相が９０度ずれている信号を出力する発振回路と、
前記直流成分を除去した出力と前記励磁周波数の２倍の周波数信号と位相が９０度ずれている信号との位相差を検出して出力する位相差検出部と、
前記位相差検出部の出力を積分する積分器と、
前記積分器の出力により前記励磁コイルに流れる励磁電流を制御する励磁制御部とを具備することを特徴とする地磁気センサ。
【請求項２】
磁性体コアに励磁コイル及び検出コイルが巻回されてなるフラックスゲート型のセンサ部を有し、前記検出コイルより得られる検出出力から直流成分を除去した出力を、前記励磁コイルを励磁する励磁周波数の２倍の周波数信号により同期検波し、検波後の出力を積分して前記検出コイルに負帰還する構成とされている地磁気センサであって、
励磁周波数信号と前記励磁周波数の２倍の周波数信号と前記励磁周波数の２倍の周波数信号と位相が９０度ずれている信号を出力する発振回路と、
前記直流成分を除去した出力と前記励磁周波数の２倍の周波数信号と位相が９０度ずれている信号との位相差を検出して出力する位相差検出部と、
前記位相差検出部の出力を積分する積分器と、
前記積分器の出力により前記励磁コイルに印加する励磁電圧を制御する励磁制御部とを具備することを特徴とする地磁気センサ。
【請求項３】
磁性体コアに励磁コイル及び検出コイルが巻回されてなるフラックスゲート型のセンサ部を有し、前記検出コイルより得られる検出出力から直流成分を除去した出力を、前記励磁コイルを励磁する励磁周波数の２倍の周波数信号により同期検波し、検波後の出力を積分して前記検出コイルに負帰還する構成とされている地磁気センサであって、
励磁周波数信号と前記励磁周波数の２倍の周波数信号と前記励磁周波数信号と位相が９０度ずれている信号を出力する発振回路と、
前記励磁コイルに流れる励磁電流と前記励磁周波数信号と位相が９０度ずれている信号との位相差を検出して出力する位相差検出部と、
前記位相差検出部の出力を積分する積分器と、
前記積分器の出力により前記励磁コイルに流れる励磁電流を制御する励磁制御部とを具備することを特徴とする地磁気センサ。
【請求項４】
磁性体コアに励磁コイル及び検出コイルが巻回されてなるフラックスゲート型のセンサ部を有し、前記検出コイルより得られる検出出力から直流成分を除去した出力を、前記励磁コイルを励磁する励磁周波数の２倍の周波数信号により同期検波し、検波後の出力を積分して前記検出コイルに負帰還する構成とされている地磁気センサであって、
励磁周波数信号と前記励磁周波数の２倍の周波数信号と前記励磁周波数信号と位相が９０度ずれている信号を出力する発振回路と、
前記励磁コイルに流れる励磁電流と前記励磁周波数信号と位相が９０度ずれている信号との位相差を検出して出力する位相差検出部と、
前記位相差検出部の出力を積分する積分器と、
前記積分器の出力により前記励磁コイルに印加する励磁電圧を制御する励磁制御部とを具備することを特徴とする地磁気センサ。
【請求項５】
請求項１又は２記載の地磁気センサにおいて、
前記位相差検出部は、前記直流成分を除去した出力を積分増幅する反転型積分増幅器と、
前記反転型積分増幅器の出力と、前記励磁周波数の２倍の周波数信号と位相が９０度ずれている信号とを掛け算して前記位相差を求める掛け算器とからなることを特徴とする地磁気センサ。
【請求項６】
請求項３又は４記載の地磁気センサにおいて、
前記位相差検出部は、前記励磁コイルに接続されている電流制限抵抗体の両端の電圧を差動増幅する差動増幅器と、
前記差動増幅器の出力を微分する微分器と、
前記微分器の出力を積分増幅する積分増幅器と、
前記積分増幅器の出力と、前記励磁周波数信号と位相が９０度ずれている信号とを掛け算して前記位相差を求める掛け算器とからなることを特徴とする地磁気センサ。
【請求項７】
請求項１又は３記載の地磁気センサにおいて、
前記励磁制御部は前記励磁コイルに接続されている電流制限抵抗体の両端に接続され、ゲートに前記積分器の出力が入力されるＦＥＴによって構成されていることを特徴とする地磁気センサ。
【請求項８】
請求項２又は４記載の地磁気センサにおいて、
前記励磁制御部は、予め定められた基準値を出力する基準値出力部と、
前記積分器の出力と前記基準値とを加算する加算器と、
前記加算器の出力と前記励磁周波数信号とを掛け算して前記励磁電圧を生成する掛け算器とからなることを特徴とする地磁気センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はフラックスゲート型の地磁気センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１１は従来から用いられているフラックスゲート型の地磁気センサの構成例を示したものであり、パーマロイ等の高透磁率材料からなる円環形状の磁性体コア１１に励磁コイル１２及び検出コイル１３が巻回されてフラックスゲート型のセンサ部１０が構成されている。
【０００３】
発振回路２０は励磁周波数ｆの２倍の周波数信号(２ｆ信号)を出力する発振器２１と分周器２２とよりなり、発振器２１から出力される励磁周波数ｆの２倍の周波数信号は分周器２２に入力されて励磁周波数信号となる。励磁周波数信号は励磁駆動部３１に入力される。
【０００４】
励磁コイル１２には励磁駆動部３１から周波数ｆの図１２に示したような矩形波状の励磁電圧が印加され、励磁電圧の印加によって励磁コイル１２に励磁電流が供給される。励磁電流の供給によって励磁コイル１２に起磁力が発生し、発生した磁束が検出コイル１３を鎖交する。励磁電流の値は、磁性体コア１１を磁気飽和させるのに十分な大きさに設定され、これにより磁性体コア１１は周期的に磁気飽和を繰り返す。図１１中、３２は励磁コイル１２に流れる励磁電流を制限する電流制限抵抗体を示す。
【０００５】
磁性体コア１１が周期的に磁気飽和を繰り返すことで励磁電流は図１２に示したような波形となる。ここで、励磁電流波形中、(ｃ)，(ｆ)の部分が磁気飽和した部分であり、急激に励磁電流が増加している。
【０００６】
図１３(１)，(２)は図１１に矢印Ｍで示した方向の外部磁界成分(地磁気成分)が０の場合とある場合の、検出コイル１３の動作点Ｐ１，Ｐ２で誘起される電圧、それらの合成及び参照信号と参照信号で同期検波後の検出コイル１３の検出出力をそれぞれ示したものであり、図１３に示したように検出コイル１３からの出力は磁束（励磁電流）が急激に変化する（ａ），（ｃ），（ｅ），（ｆ）で出力される。
【０００７】
検出コイル１３より得られる検出出力は図１１に示したように直流遮断器４１に入力され、直流成分が除去される。直流成分が除去された検出出力は増幅器４２に入力されて増幅され、同期検波器４３に入力される。同期検波器４３は増幅器４２から入力された検出出力を、発振器２１が出力する励磁周波数ｆの２倍の周波数信号（２ｆ信号）を参照信号として同期検波する。検波後の出力は積分器４４で積分され、積分された出力は検出コイル１３に入力され、外部磁界（地磁気）を打ち消す方向の磁束を発生する。このように、負帰還が構成されている。
【０００８】
検出コイル１３には抵抗体４５が接続されており、積分器４４からの負帰還により検出コイル１３に流れる電流は電圧に変換され、変換された電圧はローパスフィルタ４６により不要な周波数成分が除去されて出力電圧となる。
【０００９】
このように動作する地磁気センサは例えば油田掘削等の現場で油田掘削機に搭載されて使用される。油田掘削においては地中深く掘削することから、地磁気センサは地中深くで高温環境下にさらされることになる。特許文献１にはこのような高温環境下でも精度良く地磁気を検出することができるようにした地磁気センサの構成（信号処理回路）が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−９２３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、例えば油田掘削等において使用される地磁気センサには、従来、使用温度条件として、−４０℃〜＋１５０℃の温度範囲での動作が求められていたが、近年、この要求温度範囲が広がり、−４０℃〜＋２００℃の温度範囲での動作が求められるようになってきた。
【００１２】
このように温度範囲が広く、温度変化が大きい動作条件では、センサ部１０を構成する磁性体コア１１に使用しているパーマロイ等の高透磁率材料の磁気特性の変化や励磁コイル１２等の抵抗変化は無視することはできず、大きな出力誤差を生じる要因となる。
【００１３】
例えば、磁性体コア１１の比透磁率が変化すると、励磁コイル１２のインダクタンスが変化する。励磁コイル１２のインダクタンスが変化すると、励磁電流が変化するため、矩形波の励磁電圧が立ち上がってから磁気飽和するまでの時間が変化する。同期検波は励磁周波数ｆの２倍の周波数信号で行うため、磁気飽和するまでの時間が変化すると、同期検波する位相がずれ、出力誤差が大きくなる。
【００１４】
また、磁性体コア１１の飽和磁束密度が変化しても、同様に磁気飽和するまでの時間が変化するため、同期検波の位相がずれ、出力誤差が大きくなる。
【００１５】
さらに、励磁コイル１２の抵抗は温度が高くなると大きくなる。抵抗が大きくなると励磁電流が減少することにより磁気飽和するまでの時間が長くなる。よって、励磁コイル１２の抵抗変化によっても同期検波の位相がずれ、出力誤差が大きくなる。
【００１６】
図１４はこのように磁気飽和するまでの時間が変化することによって生じる同期検波の位相ずれを示したものであり、グラフは励磁電圧と検出コイル１３の出力と同期検波の参照信号（２ｆ信号）と同期検波後の出力を示している。磁気飽和するまでの時間が変化し、検出コイル出力が点線で示したように変化すると、同期検波の位相がずれ、同期検波後の出力はグラフ最下段に示したようになる。
【００１７】
前述した特許文献１に記載されている構成は広い温度範囲においてスケールファクタ変動（感度変動）を補償することができるものであって、スケールファクタ変動に基づく誤差を低減することはできるものの、上述した同期検波の位相ずれに基づく出力誤差には対応することができず、つまり位相ずれに基づく出力誤差を低減することはできないものとなっていた。
【００１８】
この発明の目的はこのような状況に鑑み、広い温度範囲において磁性体コアの磁気飽和するまでの時間を一定とし、よって温度変化に伴う同期検波の位相ずれを解消し、広い温度範囲で出力誤差が小さく、高精度に地磁気を測定することができる地磁気センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
請求項１の発明によれば、磁性体コアに励磁コイル及び検出コイルが巻回されてなるフラックスゲート型のセンサ部を有し、検出コイルより得られる検出出力から直流成分を除去した出力を、励磁コイルを励磁する励磁周波数の２倍の周波数信号により同期検波し、検波後の出力を積分して検出コイルに負帰還する構成とされている地磁気センサは、励磁周波数信号と励磁周波数の２倍の周波数信号と励磁周波数の２倍の周波数信号と位相が９０度ずれている信号を出力する発振回路と、前記直流成分を除去した出力と励磁周波数の２倍の周波数信号と位相が９０度ずれている信号との位相差を検出して出力する位相差検出部と、位相差検出部の出力を積分する積分器と、積分器の出力により励磁コイルに流れる励磁電流を制御する励磁制御部とを具備するものとされる。
【００２０】
請求項２の発明によれば、磁性体コアに励磁コイル及び検出コイルが巻回されてなるフラックスゲート型のセンサ部を有し、検出コイルより得られる検出出力から直流成分を除去した出力を、励磁コイルを励磁する励磁周波数の２倍の周波数信号により同期検波し、検波後の出力を積分して検出コイルに負帰還する構成とされている地磁気センサは、励磁周波数信号と励磁周波数の２倍の周波数信号と励磁周波数の２倍の周波数信号と位相が９０度ずれている信号を出力する発振回路と、前記直流成分を除去した出力と励磁周波数の２倍の周波数信号と位相が９０度ずれている信号との位相差を検出して出力する位相差検出部と、位相差検出部の出力を積分する積分器と、積分器の出力により励磁コイルに印加する励磁電圧を制御する励磁制御部とを具備するものとされる。
【００２１】
請求項３の発明によれば、磁性体コアに励磁コイル及び検出コイルが巻回されてなるフラックスゲート型のセンサ部を有し、検出コイルより得られる検出出力から直流成分を除去した出力を、励磁コイルを励磁する励磁周波数の２倍の周波数信号により同期検波し、検波後の出力を積分して検出コイルに負帰還する構成とされている地磁気センサは、励磁周波数信号と励磁周波数の２倍の周波数信号と励磁周波数信号と位相が９０度ずれている信号を出力する発振回路と、励磁コイルに流れる励磁電流と励磁周波数信号と位相が９０度ずれている信号との位相差を検出して出力する位相差検出部と、位相差検出部の出力を積分する積分器と、積分器の出力により励磁コイルに流れる励磁電流を制御する励磁制御部とを具備するものとされる。
【００２２】
請求項４の発明によれば、磁性体コアに励磁コイル及び検出コイルが巻回されてなるフラックスゲート型のセンサ部を有し、検出コイルより得られる検出出力から直流成分を除去した出力を、励磁コイルを励磁する励磁周波数の２倍の周波数信号により同期検波し、検波後の出力を積分して検出コイルに負帰還する構成とされている地磁気センサは、励磁周波数信号と励磁周波数の２倍の周波数信号と励磁周波数信号と位相が９０度ずれている信号を出力する発振回路と、励磁コイルに流れる励磁電流と励磁周波数信号と位相が９０度ずれている信号との位相差を検出して出力する位相差検出部と、位相差検出部の出力を積分する積分器と、積分器の出力により励磁コイルに印加する励磁電圧を制御する励磁制御部とを具備するものとされる。
【００２３】
請求項５の発明では請求項１又は２の発明において、位相差検出部は、前記直流成分を除去した出力を積分増幅する反転型積分増幅器と、反転型積分増幅器の出力と励磁周波数の２倍の周波数信号と位相が９０度ずれている信号とを掛け算して前記位相差を求める掛け算器とからなる。
【００２４】
請求項６の発明では請求項３又は４の発明において、位相差検出部は、励磁コイルに接続されている電流制限抵抗体の両端の電圧を差動増幅する差動増幅器と、差動増幅器の出力を微分する微分器と、微分器の出力を積分増幅する積分増幅器と、積分増幅器の出力と励磁周波数信号と位相が９０度ずれている信号とを掛け算して前記位相差を求める掛け算器とからなる。
【００２５】
請求項７の発明では請求項１又は３の発明において、励磁制御部は励磁コイルに接続されている電流制限抵抗体の両端に接続され、ゲートに前記積分器の出力が入力されるＦＥＴによって構成される。
【００２６】
請求項８の発明では請求項２又は４の発明において、励磁制御部は、予め定められた基準値を出力する基準値出力部と、前記積分器の出力と前記基準値とを加算する加算器と、加算器の出力と励磁周波数信号とを掛け算して前記励磁電圧を生成する掛け算器とからなる。
【発明の効果】
【００２７】
この発明によれば、温度が変化しても磁性体コアが磁気飽和するまでの時間は変化せず、一定とすることができ、よって温度変化に伴うセンサ部の磁気特性の変化やコイル抵抗の変化により同期検波の位相がずれるといった問題を解消することができ、温度変化に起因する出力誤差が小さく、広い温度範囲で精度良く地磁気を測定することができる地磁気センサを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明による地磁気センサの第１の実施例の構成を示すブロック図。
【図２】図１における位相差検出部及び励磁回路の詳細を示すブロック図。
【図３】図２における各部の信号波形を示すグラフ。
【図４】図３に示した信号波形に対し、磁気飽和時間が変化した場合の信号波形を示すグラフ。
【図５】この発明による地磁気センサの第２の実施例の要部構成を示すブロック図。
【図６】この発明による地磁気センサの第３の実施例の構成を示すブロック図。
【図７】図６における位相差検出部及び励磁回路の詳細を示すブロック図。
【図８】図７における各部の信号波形を示すグラフ。
【図９】図８に示した信号波形に対し、磁気飽和時間が変化した場合の信号波形を示すグラフ。
【図１０】この発明による地磁気センサの第４の実施例の要部構成を示すブロック図。
【図１１】地磁気センサの従来構成例を示すブロック図。
【図１２】励磁電圧及び励磁電流の波形を示すグラフ。
【図１３】検出コイルの検出電圧の各段階での波形を示すグラフ、（１）は外部磁界成分が０の場合、（２）は外部磁界成分がある場合。
【図１４】磁気飽和時間が変化した場合の同期検波後の出力の変化を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
この発明の実施形態を図面を参照して実施例により説明する。
【実施例１】
【００３０】
図１はこの発明による地磁気センサの実施例１の構成を示したものである。図１１に示した従来の地磁気センサと対応する部分には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００３１】
この例では図１１に示した従来の地磁気センサの構成に加え、位相差検出部５０と積分器６０と励磁制御部３３（図２参照）を具備するものとされ、また図１１に示した従来の地磁気センサの発振回路２０と異なる構成の発振回路７０を有するものとされる。図２は位相差検出部５０及び励磁制御部３３を備えた励磁回路３０の詳細を示したものである。
【００３２】
発振回路７０は発振器７１と反転器７２と分周器７３〜７５とによって構成され、発振器７１は励磁周波数ｆの４倍の周波数信号（４ｆ信号）を出力するものとされる。励磁周波数ｆの４倍の周波数信号は分周器７３に入力されて励磁周波数ｆの２倍の周波数信号（２ｆ信号）となり、さらに分周器７４に入力されて励磁周波数信号となる。また、発振器７１から出力される励磁周波数ｆの４倍の周波数信号（４ｆ信号）は反転器７２に入力されて反転信号（４ｆＩ信号（但し、Ｉは反転を表す））となり、さらに分周器７５に入力されて２ｆＩ信号となる。従って、２ｆ信号と２ｆＩ信号は位相差が９０度ある。
【００３３】
位相差検出部５０は図２に示したように反転型積分増幅器５１と掛け算器５２で構成されている。反転型積分増幅器５１には直流遮断器４１の出力が入力され、直流遮断器４１で直流成分が除去された検出コイル１３の検出出力は積分器の時定数に依存した台形波となる。反転型積分増幅器５１の出力は掛け算器５２に入力される。掛け算器５２は反転型積分増幅器５１の出力と、分周器７５から入力される励磁周波数ｆの２倍の周波数信号と位相が９０度ずれている信号（２ｆＩ信号）とを掛け算する。
【００３４】
図３は上述した位相差検出部５０における各部の信号波形を示したものであり、上から順に、直流遮断器出力、２ｆＩ信号、反転型積分増幅器出力、掛け算器出力を示している。
【００３５】
掛け算器５２の出力は積分器６０に入力される。図３に示すように、磁性体コア１１の磁気飽和する時間が適切な時、即ち２ｆＩ信号と直流遮断器出力の位相差が９０度である時、積分器６０の出力は０となる。
【００３６】
励磁回路３０は励磁駆動部３１と電流制限抵抗体３２と励磁制御部３３とによって構成されており、励磁制御部３３は電流制限抵抗体３２の両端に接続され、ゲートに積分器６０の出力が入力されるＦＥＴ３３ａによって構成されている。ＦＥＴ３３ａは例えばＪＦＥＴ（Junction ＦＥＴ）とされる。ＦＥＴ３３ａのゲート入力が０の時は例えば数百Ωのような一定の抵抗値となる。
【００３７】
温度変化に伴うセンサ部１０の磁気特性の変化やコイル抵抗の変化により磁気飽和するまでの時間が変化すると、前述した図１４に示すように、検出コイル出力のインパルスが発生する時間が変化する。例えば、磁気飽和するまでの時間が短くなると、図１４に示したように検出コイル出力のインパルスが発生する時間が早くなる。
【００３８】
検出コイル出力の位相が進んだ場合は、直流遮断器出力は同じように位相が進む。図４はこの場合の直流遮断器出力、反転型積分増幅器出力、掛け算器出力等を図３と同様に示したものであり、掛け算器出力は図４に示したような波形となるため、この掛け算器出力を積分すると負の電圧となる。従って、ＦＥＴ３３ａのゲート入力は負の電圧となるため、ＦＥＴ抵抗値は大きくなり、これにより励磁コイル１２に流れる励磁電流は小さくなる。従って、磁気飽和するまでの時間は長くなり、検出コイル出力の位相が遅れるように、つまりインパルスが発生する時間が遅れるように制御される。
【００３９】
一方、磁気飽和するまでの時間が長くなった場合は上記の逆となり、掛け算器出力を積分すると正の電圧となり、ＦＥＴ３３ａのゲート入力は正の電圧となってＦＥＴ３３ａの抵抗値は小さくなるため、励磁コイル１２に流れる励磁電流は大きくなる。従って、磁気飽和するまでの時間は短くなり、検出コイル出力のインパルスが発生する時間が早くなるように制御される。
【００４０】
以上説明したように、この例によれば、磁性体コア１１の磁気飽和する時間（タイミング）と同期検波の参照信号との位相差を検出する位相差検出部５０と、その位相差を積分する積分器６０と、積分器６０の出力により励磁電流を制御して磁気飽和を制御する励磁制御部３３とを持つため、磁気飽和するまでの時間を常に一定にすることができ、よって同期検波の位相がずれるといった問題は発生せず、温度変化に対して出力誤差が小さく、例えば−４０℃〜＋２００℃といった広い温度範囲で精度良く地磁気を測定することができる地磁気センサを得ることができる。
【実施例２】
【００４１】
実施例２は実施例１において積分器６０の出力により励磁電流を制御する構成となっていたのに対し、積分器６０の出力によって励磁電圧を制御する構成としたものであり、図５に実施例２の要部構成を示す。
【００４２】
この例では励磁回路３０’は励磁駆動部３１と電流制限抵抗体３２と励磁制御部３５とによって構成されており、実施例１と励磁制御部の構成が異なるものとなっている。
【００４３】
励磁制御部３５は基準値出力部３６と加算器３７と掛け算器３８とによって構成されており、基準値出力部３６は予め定められた基準値を出力する。
【００４４】
積分器６０の出力は加算器３７に入力され、基準値と加算される。検出コイル出力のインパルスが発生する時間が早くなった場合は実施例１と同様に積分器出力は負の電圧となり、基準値と加算されるので、加算器出力は基準値より小さくなる。加算器出力は次の掛け算器３８で励磁周波数信号と掛け合わされ、これにより励磁電圧が生成される。励磁電圧は基準値より小さくなるため、励磁コイル１２に流れる励磁電流は小さくなり、これによりインパルスが発生する時間が遅れるように制御される。
【００４５】
検出コイル出力のインパルスが発生する時間が遅くなった場合は加算器出力及び励磁電圧は基準値より大きくなるため、インパルスが発生する時間が早くなるように制御される。この実施例２においても実施例１と同様、磁気飽和するまでの時間を常に一定にすることができる。
【実施例３】
【００４６】
次に、実施例３の構成を説明する。図６は実施例３の構成を示したものであり、この例では実施例１と位相差検出部及び発振回路の構成が異なるものとされる。図７は図６における位相差検出部８０及び励磁回路３０の詳細を示したものである。
【００４７】
発振回路９０はこの例では発振器９１と反転器９２と分周器９３，９４によって構成され、発振器９１は励磁周波数ｆの２倍の周波数信号（２ｆ信号）を出力する。励磁周波数ｆの２倍の周波数信号は分周器９３に入力されて励磁周波数信号となる。また、発振器９１から出力される励磁周波数ｆの２倍の周波数信号（２ｆ信号）は反転器９２に入力されて反転信号（２ｆＩ信号）となり、さらに分周器９４に入力されてｆＩ信号となる。励磁周波数信号（ｆ信号）とｆＩ信号とは９０度の位相差を持つ。
【００４８】
位相差検出部８０は図７に示したように差動増幅器８１と微分器８２と積分増幅器８３と掛け算器８４とによって構成されている。励磁制御部３３は実施例１と同様、ＦＥＴ３３ａによって構成されている。
【００４９】
差動増幅器８１は励磁コイル１２に接続されている電流制限抵抗体３２の両端の電圧を差動増幅するものとされ、電流制限抵抗体３２の両端に図７に示したように接続されている。差動増幅器８１の入力は励磁コイル１２に流れる励磁電流を電圧に変換したものとなる。電流（電圧）が時間に対して急激に変化する点が磁気飽和したことを示しており、差動増幅器８１の出力は図８に示したような波形となる。
【００５０】
差動増幅器８１の出力は微分器８２に入力され、図８に示したように磁気飽和した点でインパルスに近い波形が微分器８２から出力される。微分器出力は積分増幅器８３に入力され、積分増幅器８３は微分器出力を積分増幅する。積分増幅器８３の出力は図８に示したようになり、掛け算器８４に入力される。掛け算器８４は積分増幅器出力と、分周器９４から入力される励磁周波数信号と位相が９０度ずれている信号（ｆＩ信号）とを掛け算する。掛け算器８４の出力は図８に示したようになり、積分器６０に入力される。
【００５１】
図８に示すように、磁性体コア１１の磁気飽和する時間が適切な時、即ちｆＩ信号の立ち上がり、立ち下がりと積分増幅器出力の位相差がない場合、積分器６０の出力は０となる。積分器６０の出力はＦＥＴ３３ａのゲートに入力されており、実施例１と同様にＦＥＴ３３ａのインピーダンスは変化しない。
【００５２】
これに対し、図９に示すように磁気飽和するまでの時間が短くなった場合、掛け算器出力は負の値が大きくなり、よって実施例１と同様にＦＥＴ３３ａが制御され、磁気飽和するまでの時間が長くなるように励磁電流が制御される。
【実施例４】
【００５３】
実施例４は実施例３において積分器６０の出力により励磁電流を制御する構成となっていたのに対し、積分器６０の出力によって励磁電圧を制御する構成としたものであり、図１０に実施例４の要部構成を示す。
【００５４】
図１０に示すように位相差検出部８０は実施例３と同じであり、励磁制御部３５は実施例２と同じである。
【００５５】
図８に示したように磁気飽和する時間が適切な場合、積分器６０の出力は０となる。積分器出力は基準値と加算されるので、加算器３７の出力は基準値となり、次の掛け算器３８では分周器９３から入力される励磁周波数信号と掛け合わされる。これが励磁電圧となる。
【００５６】
一方、磁気飽和するまでの時間が短くなった場合、掛け算器８４の出力は負の値が大きくなり、積分器６０の出力は負の値となる。積分器出力は基準値と加算されるので加算器３７の出力は基準値より小さくなる。次の掛け算器３８では励磁周波数信号と掛け合わされ、励磁電圧は基準値より小さくなる。よって、励磁コイル１２に流れる励磁電流は小さくなり、磁気飽和するまでの時間が長くなるように制御される。
【００５７】
以上、説明した実施例３及び実施例４においても実施例１，２と同様、磁気飽和するまでの時間を常に一定にすることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１０  センサ部                        １１  磁性体コア
１２  励磁コイル                      １３  検出コイル
２０  発振回路                        ２１  発振器
２２  分周器                          ３０，３０’  励磁回路
３１  励磁駆動部                      ３２  電流制限抵抗体
３３  励磁制御部                      ３３ａ  ＦＥＴ
３５  励磁制御部                      ３６  基準値出力部
３７  加算器                          ３８  掛け算器
４１  直流遮断器                      ４２  増幅器
４３  同期検波器                      ４４  積分器
４５  抵抗体                          ４６  ローパスフィルタ
５０  位相差検出部                    ５１  反転型積分増幅器
５２  掛け算器                        ６０  積分器
７０  発振回路                        ７１  発振器
７２  反転器                          ７３，７４，７５  分周器
８０  位相差検出部                    ８１  差動増幅器
８２  微分器                          ８３  積分増幅器
８４  掛け算器                        ９０  発振回路
９１  発振器                          ９２  反転器
９３，９４  分周器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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