(57)【要約】【課題】センサまたは磁気回路の出力部における信号の改善された検出手段に加え、磁力計のセンサまたは磁気回路の改善された励磁手段を有する、少なくとも１つのフラックスゲート型磁力計を備える磁界測定装置を提供する。【解決手段】本発明の磁界測定装置は、少なくとも１つの磁気コアと複数の巻線とを備え、少なくとも１つの出力信号を送信することができる磁気センサと、前記磁気センサの入力部に少なくとも１つの励磁信号を励磁パルスとして知られる一連のパルスの形態で送信することができるパルス発生手段と、前記磁気センサの前記出力信号をサンプリングする手段と、を含む、フラックスゲート型磁力計を備える磁界測定装置であって、前記一連の励磁パルスのうちの少なくとも１つの励磁パルスの送信に続いて前記励磁パルスの継続期間に、前記サンプリング手段によって前記磁気センサの前記出力信号の少なくとも１つの収集を引き起こす手段を含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの磁気コア（１０２）と複数の巻線（１０４、１０６、１０８、１１０）とを備え、少なくとも１つの出力信号（Ｓ２、Ｓ２０）を送信することができる磁気センサ（１００、２１０）と、
前記磁気センサの入力部に少なくとも１つの励磁信号（Ｓ１、Ｓ１０）を励磁パルスとして知られる一連のパルス（１２５、１２６、２２５、２２６、７２５、７２６）の形態で送信することができるパルス発生手段（１２０、２２０）と、
前記磁気センサ（１００、２１０）の前記出力信号（Ｓ２、Ｓ２０）をサンプリングする手段（１３０、２３０、３３０、４３０）と、を含む、フラックスゲート型磁力計を備える磁界測定装置であって、
前記一連の励磁パルスのうちの少なくとも１つの励磁パルスの送信に続いて前記励磁パルスの継続期間に、前記サンプリング手段（１３０、２３０、３３０、４３０）によって前記磁気センサ（１００、２１０）の前記出力信号（Ｓ２）の少なくとも１つの収集を引き起こす手段をさらに含む磁界測定装置。
【請求項２】
前記励磁信号（Ｓ１、Ｓ１０）は、異符号の一連の励磁パルス（１２５、１２６、２２５、２２６、７２５、７２６）からなる、請求項１に記載の磁界測定装置。
【請求項３】
前記励磁パルス（１２５、１２６、２２５、２２６、７２５、７２６）は、それぞれ等しい継続期間及び／又は振幅を有する、請求項１または２に記載の磁界測定装置。
【請求項４】
前記励磁パルス（１２５、１２６、２２５、２２６、７２５、７２６）は、長方形状を有する、請求項１から３の何れか一項に記載の磁界測定装置。
【請求項５】
前記サンプリング手段（１３０、２３０、３３０、４３０）は、前記パルス発生手段（１２０、２２０）によって発生された、２つの状態を有する少なくとも１つのサンプリング制御信号（Ｓ３、Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３）によって制御される、請求項１から４の何れか一項に記載の磁界測定装置。
【請求項６】
前記サンプリング手段（１３０、２３０、３３０、４３０）は、前記励磁パルスの送信に続いて、前記パルスの継続期間より短い所定の期間中に、前記センサ（１００、２１０）の出力部における信号（Ｓ２、Ｓ２０）の少なくとも１つの収集を実行することができ、
前記パルスの継続期間より短い所定の期間は、前記パルスの開始後の第１所定期間（θ１）に位置する時刻と、前記励磁パルスの終了前の第２所定期間（θ２）に位置する時刻との間にある、請求項１から５の何れか一項に記載の磁界測定装置。
【請求項７】
前記サンプリング手段（２３０）は、前記所定の期間中に前記磁気センサ（１００、２１０）の出力信号（Ｓ２、Ｓ２０）の平均化または平滑化を実行することがさらにできる、請求項６に記載の磁界測定装置。
【請求項８】
平滑化として知られる信号は、前記出力信号の平均化または平滑化に続いて形成され、
前記サンプリング手段（２３０）は、前記所定の期間の後であって前記一連の励磁パルスの少なくとも１つの他の励磁パルスまで、前記平滑化信号を記憶することがさらにできる、請求項７に記載の磁界測定装置。
【請求項９】
前記サンプリング手段（２３０）は、アナログスイッチを形成する手段（２３２）を有する、請求項６から８の何れか一項に記載の磁界測定装置。
【請求項１０】
前記サンプリング手段（２３０）は、ローパスフィルタを形成する手段（２３４）を有する、請求項６から９の何れか一項に記載の磁界測定装置。
【請求項１１】
前記サンプリング手段は、前記励磁パルスの送信に続いて、前記励磁パルスの開始後であって終了前に位置する所定の時刻に、前記センサ（１００、２１０）の出力信号（Ｓ２、Ｓ２０）の少なくとも１つの収集を実行することができる、請求項１から５の何れか一項に記載の磁界測定装置。
【請求項１２】
前記所定の時刻は、前記励磁パルスの中央に位置する、請求項１１に記載の磁界測定装置。
【請求項１３】
前記サンプリング手段は、前記所定の時刻に前記センサ（２１０）の前記出力信号（Ｓ２０）の記憶を実行することができる、請求項１１または１２に記載の磁界測定装置。
【請求項１４】
前記サンプリング手段（１３０、３３０）は、少なくとも１つのサンプラーブロッカーを有する、請求項１１から１３の何れか一項に記載の磁界測定装置。
【請求項１５】
前記サンプリング手段（４３０）は、前記所定の時刻に、前記センサの出力信号（Ｓ３）のアナログデジタル変換を実行することがさらにできる、請求項１２または１３に記載の磁界測定装置。
【請求項１６】
前記装置は、スレーブ動作を採用することができ、一本または数本のフィードバック巻線と、前記フィードバック巻線を対象とするフィードバック信号（Ｓ６、Ｓ８）を生成する手段（５６０、６６０、６７０）を備えるフィードバックループとを有する、請求項１から１５の何れか一項に記載の磁界測定装置。
【請求項１７】
フィードバック信号（Ｓ６、Ｓ８）を生成する前記手段は、少なくとも１つの積分器を形成する手段（５６０、６６０）を有する、請求項１６に記載の磁界測定装置。
【請求項１８】
フィードバック信号（Ｓ６、Ｓ８）を生成する前記手段は、２つの励磁パルスの間に、前記フィードバック信号（Ｓ６、Ｓ８）の前記振幅に関する情報を記憶する手段（６６０）を有する、請求項１６または１７に記載の磁界測定装置。
【請求項１９】
フィードバック信号（Ｓ６、Ｓ８）を生成する前記手段は、フィードバック制御パルス（１２５、１２６、２２５、２２６）として知られる一連のパルスの形態で前記パルス発生手段（１２０、２２０）によって発生された少なくとも１つのフィードバック制御信号（Ｓ７）によって制御される、請求項１５から１８の何れか一項に記載の磁界測定装置。
【請求項２０】
前記磁気センサ（１００、２１０）は、磁界中に入れられ、
前記装置は、所定の速度に従う、前記磁気センサ（１００、２１０）が入れられる前記磁界の変化に続いて、前記所定の変化速度に応じて前記励磁信号（Ｓ１、Ｓ１０）の前記パルスの繰り返しの周波数を調節するための手段をさらに有する、請求項１から１９の何れか一項に記載の磁界測定装置。
【請求項２１】
少なくとも１つの磁気コア（１０２）と複数の巻線（１０４、１０６、１０８、１１０）とを備え、少なくとも１つの出力信号（Ｓ２、Ｓ２０）を送信することができる磁気センサ（２１０）と、
前記磁気センサの入力部に少なくとも１つの励磁信号（Ｓ１、Ｓ１０）を励磁パルス（１２５、１２６、２２５、２２６、７２５、７２６）として知られる一連のパルスの形態で送信することができるパルス発生手段（１２０、２２０）を含む、前記磁気コアを励磁する手段と、
前記磁気センサ（１１０、２１０）の前記出力信号（Ｓ２、Ｓ２０）をサンプリングする手段（１３０、２３０、３３０、４３０）と、を含む、フラックスゲート型磁力計を備える装置を用いる磁界測定方法であって、
（ａ）前記磁気センサの前記入力部に少なくとも１つの励磁パルスを送信する段階と、
（ｂ）前記励磁パルスの送信に続いて、前記励磁パルスの継続時間に、前記サンプリング手段によって前記磁気センサの前記出力信号（Ｓ２、Ｓ２０）の少なくとも１つの収集を引き起こす段階と、からなる磁界測定方法。
【請求項２２】
前記励磁信号（Ｓ１、Ｓ１０）は、異符号の幾つかの一連の励磁パルス（１２５、１２６、２２５、２２６、７２５、７２６）からなる、請求項２１に記載の磁界測定方法。
【請求項２３】
前記パルス（１２５、１２６、２２５、２２６、７２５、７２６）は、それぞれ等しい継続期間及び／又は振幅を有する、請求項２０または２１に記載の磁界測定方法。
【請求項２４】
前記パルス（１２５、１２６、２２５、２２６、７２５、７２６）は、長方形状を有する、請求項２１から２３の何れか一項に記載の磁界測定方法。
【請求項２５】
前記サンプリング手段は、前記パルス発生手段（１２０、２２０、４２０）によって発生された、２つの状態を有する少なくとも１つの制御信号（Ｓ３、Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３）によって制御される、請求項２１から２４の何れか一項に記載の磁界測定方法。
【請求項２６】
前記所定の励磁パルスの送信に続いて、前記パルスの継続期間より短い所定の期間中に、前記センサ（２１０）の前記出力信号（Ｓ２、Ｓ２０）の少なくとも１つの収集を実行する段階をさらに含み、
前記パルスの継続期間より短い所定の期間は、前記パルスの開始後の第１所定期間（θ１）に位置する時刻と、前記励磁パルスの終了前の第２所定期間（θ２）に位置する時刻との間にある、請求項２１から２５の何れか一項に記載の磁界測定方法。
【請求項２７】
前記所定の期間中に前記磁気センサの出力信号（Ｓ２、Ｓ２０）の平均化または平滑化を実行する段階をさらに含む、請求項２６に記載の磁界測定方法。
【請求項２８】
平滑化として知られる信号は、前記出力信号の平均化または平滑化に続いて形成され、
前記サンプリング手段は、前記所定の期間の後であって前記一連のパルスの少なくとも１つの他のパルスまで、前記平滑化信号を記憶することがさらにできる、請求項２７に記載の磁界測定方法。
【請求項２９】
前記パルスの送信に続いて、前記所定の励磁パルスの開始後であって終了前に位置する所定の時刻に、前記センサ（２１０）の出力信号（Ｓ２、Ｓ２０）の少なくとも１つの収集を実行する段階を含む、請求項２１から２５の何れか一項に記載の磁界測定方法。
【請求項３０】
前記所定の時刻は、前記所定の励磁パルスの中央に位置する、請求項２９に記載の磁界測定方法。
【請求項３１】
前記所定の時刻に前記センサの前記出力信号（Ｓ２、Ｓ２０）の記憶を実行する段階を含む、請求項２９または３０に記載の磁界測定装置。
【請求項３２】
前記所定の時刻に、前記センサの出力信号（Ｓ３）のアナログデジタル変換を実行する段階を含む、請求項２９または３０に記載の磁界測定装置。
【請求項３３】
一本または数本のフィードバック巻線と、前記フィードバック巻線を対象とするフィードバック信号（Ｓ６、Ｓ８）を生成する手段を備えるフィードバックループとを有し、
前記フィードバック信号（Ｓ６、Ｓ８）を生成する前記手段は、フィードバック制御パルス（１２５、１２６、２２５、２２６）として知られる一連のパルスの形態で前記パルス発生手段（１２０、２２０）によって発生された少なくとも１つのフィードバック制御信号（Ｓ７）によって制御され、
前記段階（ａ）で送信される前記励磁パルスは、前記パルス発生手段によるフィードバック制御パルスの送信に続いて引き起こされる、請求項２１から３２の何れか一項に記載の磁界測定方法。
【請求項３４】
前記段階（ａ）及び（ｂ）は、前記フィードバック制御パルスの継続期間に行う、請求項３２に記載の磁界測定方法。
【請求項３５】
前記磁気センサ（１００、２００）が入れられる前記磁界の所定の速度変化に従う変化に続いて、前記所定の速度変化に応じて前記励磁信号（Ｓ１、Ｓ１０）の前記パルスの繰り返しの周波数の調節の段階を含む、請求項２１から３４の何れか一項に記載の磁界測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁力計または磁気センサの分野に関し、センサの改善されたパルス励磁手段とセンサの出力部におけるサンプル検出手段に加えてフラックスゲート型の磁束磁気センサを有する、電子／超小型電子磁界検出及び／又は測定装置を採用する。また、本発明は、このような装置によって改善された検出方法及び／又は測定方法に関する。
【０００２】
本発明による装置及び方法によれば、特に信号対雑音比、消費電力及び帯域幅における改善が得られる。
【背景技術】
【０００３】
“フラックスゲート”型磁力計は、磁界を測定するために使用され、その磁界は、弱いこともあり、場合によっては非常に弱いこともあり、磁力計の寸法によるが、例えば、１ナノテスラないしは数ピコテスラ程度の分解能を有する１マイクロテスラ程度である。磁力計は、超小型電子の分野で使用されることができ、集積回路内に組み込まれることもある。これらの磁力計は、薄膜形成技術を用いて製造される。
【０００４】
“フラックスゲート”型磁力計を有する電子デバイスまたは超小型電子デバイスは、従来、センサ、そのセンサに周期的な励磁信号を送信することができる励磁手段または励磁回路、及び、そのセンサの出力部に検出手段または検出回路を備えている。一般に、このセンサは、磁気回路または磁気コアの他に、磁気回路の励磁に関与する一本または数本の巻線と、測定に関与する一本または数本の“受信”または“検出”巻線を有する。これらの部材は、共同して機能する。
【０００５】
一般に、センサに送信される励磁信号は、正弦波または図１Ａに示されるような三角波である。この励磁信号は、周期的に、正負が交互になる磁気誘導下でセンサの磁気回路を飽和させる。コアを形成する磁気材料の磁化曲線の非線形性のために、検出巻線の終端に誘導される信号は、励磁の周波数の奇数調波成分を原則的に含む（図１Ｂ、１Ｃ、１Ｄは、誘導電圧信号に加えて、コアの磁化曲線及びコアの磁気材料の誘導曲線を示す。）。外部磁場の存在下において、磁気材料のヒステリシス曲線（サイクル）は、もはや対照的ではなく、励磁の周波数の偶数調波が見られる。
【０００６】
フラックスゲート型磁力計を備える従来技術による磁界測定装置の例は、図２に示される。この装置は、磁気コア１２を有する磁気回路を備えるセンサ１０を有する。コア１２を励磁する手段は、磁気回路の入力部に提供され、図１Ａに関して示された励磁信号のタイプの励磁信号を送信することができる電流発生器２０を有し、その励磁信号の周波数ｆ０は、クロック回路またはクロック２２によって与えられる。電流発生器２０は、２つの励磁巻線１３、１４に接続される。磁気回路１０は、偶数調波成分が互いに合わさり、奇数調波成分が互いから引かれるように、反対に巻線された２つの検出巻線１５、１６をさらに有する。センサの出力部における信号から、プリアンプと、２つの検出巻線１５、１６の出力部に位置するバンドパスフィルタ（図２においてブロック番号３０で示される）と、そのバンドパスフィルタの後段に位置する同期検出回路３２とによって“有用である”とされる信号を抽出する。この同期検出回路３０は、２×ｆ０又はその程度である周波数の有用な信号の検出を行う。検出周波数として知られるこの周波数（２×ｆ０）は、クロック２２の出力部に位置する位相変化部２５の介在によって同期検出用回路３２に与えられる。同期検出回路３０の出力部には、ローパスフィルタ３４も提供される。この装置は、必要であれば、スレーブ動作部を有する。この場合、同期検出回路の出力部の信号は、サーボループにおいてエラー信号として作用する。
【０００７】
マイクロフラックスゲート型磁力計において、波形、振幅、周波数、及び、励磁信号と同期検出との間の位相は、互いに独立するパラメータであり、この装置の適合を単一の動作周波数に制限する。
【０００８】
前述のような装置を用いると、通常、磁気回路１０の飽和の位相と脱飽和の位相との間で有用な信号の中に大きなノイズが観測される。図３Ａは、このようなタイプの装置において、センサの磁気回路が外部磁場に晒されることのない状態で、２００ｋＨｚ程度の周波数の励磁信号４２に対応するセンサ１０の出力部における信号４０を示す。センサ１０からの出力信号４０は、磁気回路の飽和と脱飽和との間に大きなノイズ４４を有することが観測される。一方で、図３Ｂは、磁気回路１０が外部磁場に晒されることのない状態で、１ＭＨｚ程度の周波数の励磁信号に対応する磁気回路１０からの出力信号４６を示す。この出力信号４６も大きなノイズ５０を有する。
【０００９】
一方、図３Ｃは、１ＭＨｚ程度の周波数の三角波の励磁信号６０において、センサ２０の出力部における信号６２、６６を示す。＋１５μＴの外部磁界の存在下で、このような装置において、励磁信号６０の１期間毎に２回の、磁気回路の各々の飽和部でポジティブオルタネーション６３とそれに続くネガティブオルタネーション６４を含む有用な信号６２が見られる。−１５μＴの外部磁界の存在下で、ネガティブオルタネーションとそれに続くポジティブオルタネーションを含む有用な信号６６は、励磁信号の１期間毎に２回見られる。励磁信号６０と同期検出器手段との位相は、完全に適合されなければならないが、周波数、励磁の振幅及び温度に依存する位相差を有する。この位相問題は、有用な信号内の非常に低い周波数ノイズの減少とオフセットが理由である。
【００１０】
同期検出フラックスゲート型磁力計において、検出する信号の発生は、磁気材料の磁化曲線の非線形性にある。この非線形性は、励磁信号６０の偶数調波６９の全てを示す。前述したような磁気検出器３２を備える装置において、磁気回路１０の出力部における信号７０の第２階層（第２ランク）の調波のみが使われる。優位の階層（ランク）の調波は、ローパスフィルタ３４によって除去される（図３Ｄ）。
【００１１】
一般的な方式では、フラックスゲート型磁力計が、三角波信号または正弦波信号を送信する励磁手段及び／又は同期検出回路に結合されると、双安定の現象または不安定性が現れる。このデフォルトは、磁気センサの出力部における信号内に急上昇（ジャンプ）またはオフセットの形態をもたらす。
【００１２】
仏国特許０１１０８５３の明細書には、オフセット現象を低減するための解決法、特に、磁気コア、巻線、交流源から活性巻線内の励磁周波数まで移動する手段、及び、受信巻線（レシーバ巻線）内の励磁周波数の２倍の周波数で誘導される電圧を測定する手段を備える磁力計を安定化する方法が記載されており、その巻線は、少なくとも１つの活性巻線（アクティブ巻線）及び受信巻線であり、その活性巻線は、その受信巻線を高感度化するコア内に励磁磁界を形成するために配置されている。この方法は、受信巻線を補足的な交番磁場に晒すことからなる少なくとも１つの段階を有する。
【００１３】
一方、“マイクロフラックスゲート型センサのパルス励磁”（Ｐａｖｅｌ  Ｒｉｐｋａら、２０００年１０月１２日）という文書には、磁力計の磁気回路の入力部において２０％程度の周期比率の正方信号を送信する電流発生器に加えて、フラックスゲート型磁力計を有する磁界測定装置の変形例が記載されている。磁気回路の出力部における信号の検出は、スタンフォードリサーチシステム社（Ｓｔａｎｆｏｒｄ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）製の“ＳＲ８４４ロックインアンプリファイヤー（ＳＲ８４４  ｌｏｃｋ  ｉｎ  ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）”型の同期検出回路によって達成される。このような装置は、特に消費電力の点で改善された性能が得られるが、前述のようなオフセットシフトと非常に低い周波数のノイズを有する。
【００１４】
この問題のために、信号対雑音比、消費電力及び帯域幅の点で改善された性能を有し、フラックスゲート型磁力計を有する新規な電子デバイス又は超小型電子デバイスの発見が求められる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、センサまたは磁気回路の出力部における信号の改善された検出手段に加え、磁力計のセンサまたは磁気回路の改善された励磁手段を有する、少なくとも１つのフラックスゲート型磁力計を備える磁界測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、第１に、少なくとも１つの磁気コアと複数の巻線とを備え、少なくとも１つの出力信号を送信することができる磁気センサと、前記磁気センサの入力部に少なくとも１つの励磁信号を励磁パルスとして知られる一連のパルスの形態で送信することができるパルス発生手段と、前記磁気センサの前記出力信号をサンプリングする手段と、を含む、フラックスゲート型磁力計を備える磁界測定装置に関し、前記一連の励磁パルスのうちの少なくとも１つの所定の励磁パルスの送信に続いて前記所定の励磁パルスの継続期間に、前記サンプリング手段によって前記磁気センサの前記出力信号の少なくとも１つの収集を引き起こす手段、例えば、パルス発生手段をさらに含む磁界測定装置に関する。
【００１７】
本発明による装置は、超小型電子デバイスでありえる。
【００１８】
“サンプル”検出は、前記センサの出力信号のピークトゥピーク振幅を使用し、通常の同期検出と違って、この出力信号の全ての高調波を使用することを可能にする。
【００１９】
ある特定の実施形態によれば、前記装置は、前記一連のパルスの前記パルスのそれぞれの期間に前記磁気回路の出力信号の少なくとも１つの収集を引き起こす手段を有してもよい。
【００２０】
このような装置は、必要であれば、いくつかの多重磁気センサが結合されたパルス発生手段を有してもよく、前記センサの各々が、サンプル検出手段またはサンプリング検出手段と結合されている。
【００２１】
このような装置は、従来技術、特に、前記磁気センサの出力部の同期検出手段を含む装置に比べて、改善された信号対雑音比及び消費電力を有する。
【００２２】
本発明の装置によれば、不安定性または双安定の現象も、従来技術による装置と比較して減少される。
【００２３】
このような装置を用いて、前記帯域幅は、前記励磁信号の周波数によっても調節されることができる。
【００２４】
ある可能性によれば、前記励磁信号は、異符号の一連の励磁パルスを含んでもよく、それらから形成されていてもよい。これによれば、前記センサの出力部における信号のオフセット現象を制限することができる。
【００２５】
前述の可能性に加えて、ある可能性によれば、前記励磁パルスは、それぞれ等しい継続期間及び／又は振幅を有していてもよい。
【００２６】
前述の可能性に加えて、ある可能性によれば、前記パルスは、さらに長方形状を有していてもよい。
【００２７】
前記励磁信号は、好ましくは短パルスからなる。
【００２８】
前記サンプル化手段または前記サンプリング手段は、前記パルス発生手段によって発生された、２つの状態を有する少なくとも１つの制御信号によって制御されてもよい。
【００２９】
第１実施形態によれば、前記サンプリング手段は、前記所定のパルスの送信に続いて、前記所定のパルスの継続期間より短い所定の期間中に、前記センサの出力信号の収集を実行するために提供され、前記パルスの継続期間より短い所定の期間は、前記パルスの開始後の所定の期間に位置する時刻であって、好ましくはゼロではない時刻と、前記所定のパルスの終了前の他の所定期間に位置する時刻であって、好ましくはゼロではない時刻との間にある。これにより、電磁的、容量性及び／又は誘導的な結合の現象が最小化され、または不存在である時刻における信号の収集を実行することができる。
【００３０】
この第１実施形態によれば、前記サンプリング手段は、前記所定の期間中に前記磁気センサの出力信号の平均化または平滑化を実行するためにさらに提供されてもよい。
【００３１】
“平滑化”として知られる信号は、前記出力信号の前記平均化または平滑化に続いて形成されてもよい。この第１実施形態によれば、前記サンプリング手段は、前記所定の期間の後であって前記一連のパルスの少なくとも１つの他のパルスまで、前記平滑化信号を記憶することがさらにできる。
【００３２】
この第１実施形態によれば、前記サンプリング手段は、スイッチ、例えばアナログスイッチを形成する手段を有していてもよい。
【００３３】
この第１実施形態によれば、前記サンプリング手段は、ローパスフィルタを形成する手段をさらに有していてもよい。
【００３４】
ある実施形態によれば、前記サンプリング手段は、前記所定の励磁パルスの送信に続いて、前記所定の励磁パルスの開始後であって終了前に位置する所定の時刻に、前記センサの出力信号の少なくとも１つの収集を実行するために提供される。
【００３５】
前記励磁巻線と検出巻線との接近は、有用な信号を含まない電磁結合を引き起こすかもしれない。
【００３６】
前記所定の時刻は、前記励磁パルスの中央に位置してもよい。これにより、電磁的、容量性及び／又は誘導的な結合の現象が最小化され、または不存在である時刻における信号の収集を実行することができる。
【００３７】
第２実施形態によれば、前記サンプリング手段は、前記所定の時刻に前記センサの前記出力信号の記憶を実行するために提供されてもよい。
【００３８】
第２実施形態によれば、前記サンプリング手段は、少なくとも１つのサンプラーブロッカーを有していてもよい。
【００３９】
ある変形例によれば、前記サンプリング手段は、パルスの送信に続いて、その時点で、又は、前記所定の時刻に、前記回路の出力信号のアナログデジタル変換を実行することがさらにできる。前記サンプリング手段は、アナログデジタル変換器を形成する手段を有していてもよい。
【００４０】
前記測定装置のある実施形態によれば、前記装置は、スレーブ動作ができ、一本または数本のフィードバック巻線と、前記フィードバック巻線を対象とするフィードバック信号を生成する手段を備えるフィードバックループとを有していてもよい。
【００４１】
フィードバック信号を生成する前記手段は、少なくとも１つの積分器を形成する手段を有していてもよい。
【００４２】
フィードバック信号を生成する前記手段は、２つの励磁パルスの間に、前記フィードバック信号の前記振幅に関する情報を記憶する手段を有していてもよい。
【００４３】
前記装置のある実施形態によれば、フィードバック信号を生成する前記手段は、フィードバック制御パルスとして知られる一連のパルスの形態で前記パルス発生手段によって発生された少なくとも１つのフィードバック制御信号によって制御されてもよい。
【００４４】
この実施形態によれば、前記フィードバック制御信号の変化は、前記励磁信号の変化に依存してもよく、前記サンプリング制御信号自体の変化は、前記励磁信号の変化に依存している。
【００４５】
ある可能性によれば、本発明による前記測定装置は、所定の速度に従う前記磁気センサが入れられる磁界の変化に続いて、前記所定の変化速度に応じて前記励磁信号の前記パルスの繰り返しの周波数を調節するための手段をさらに有していてもよい。
【００４６】
また、本発明は、少なくとも１つの磁気コアを備え、少なくとも１つの出力信号を送信することができる磁気回路または磁気センサと、前記磁気回路または前記磁気センサの入力部に励磁信号を“励磁”パルスとして知られる一連のパルスの形態で送信することができるパルス発生手段を含む、前記磁気コアを励磁する手段と、前記磁気回路の前記出力信号をサンプリングする手段と、を含む、フラックスゲート型磁力計を備える装置を用いる磁界測定方法であって、前記センサの前記入力部に少なくとも１つの励磁パルスを送信する段階と、前記パルスの送信に続いて、前記パルスの継続時間に、前記サンプリング手段によって前記磁気センサの前記出力信号の少なくとも１つの収集を引き起こす段階と、からなる磁界測定方法に関する。
【００４７】
ある特定の実施形態によれば、前記方法は、一連の“励磁”パルスの送信する段階と、前記“励磁”パルスのそれぞれに続いて、これらの“励磁”パルスのそれぞれの期間の間に、前記サンプリング手段によって前記センサまたは前記磁気回路の出力信号の少なくとも１つに収集を引き起こす段階と、を有してもよい。
【００４８】
前記励磁信号は、異符号の一連の“励磁”パルスからなってもよい。
【００４９】
前記“励磁”パルスは、それぞれ等しい継続期間及び／又は振幅を有してもよい。
【００５０】
前記“励磁”パルスは、長方形状を有してもよい。
【００５１】
前記サンプリング手段は、前記発生手段によって発生された、２つの状態を有する少なくとも１つのサンプリング制御信号によって制御されてもよい。
【００５２】
前記方法の第１実施形態によれば、前記方法は、前記“励磁”パルスの送信に続いて、前記“励磁”パルスの継続期間より短い所定の期間中に、前記センサの前記出力信号の少なくとも１つの収集を実行する段階をさらに含み、前記“励磁”パルスの継続期間より短い所定の期間は、前記パルスの開始後の所定期間に位置する時刻と、前記“励磁”パルスの終了前の他の所定期間に位置する時刻との間にある。
【００５３】
この第１実施形態によれば、前記方法は、前記所定の期間中に前記回路または前記磁気センサの出力信号の平均化または平滑化を実行する段階をさらに有してもよい。
【００５４】
前記方法を具現する第２の可能性によれば、前記方法は、前記“励磁”パルスの送信に続いて、前記“励磁”パルスの開始後であって終了前に位置する所定の時刻、例えば、前記所定の励磁パルスの中央に位置する時刻に、前記センサの出力信号の少なくとも１つの収集を実行する段階を含んでもよい。
【００５５】
前記第２の実施形態の可能性によれば、前記方法は、前記所定の時刻に前記回路の前記出力信号の記憶を実行する段階をさらに含んでもよい。
【００５６】
前記第２の実施形態の可能性によれば、前記方法は、パルスの送信に続いて、前記所定の時刻に、前記回路の出力信号のアナログデジタル変換を実行する段階をさらに含んでもよい。
【００５７】
ある実施形態の可能性によれば、前記装置は、一本または数本のフィードバック巻線と、前記フィードバック巻線を対象とするフィードバック信号を生成する手段を備えるフィードバックループとをさらに有し、前記フィードバック信号を生成する前記手段は、“フィードバック制御”パルスとして知られる一連のパルスの形態で前記パルス発生手段によって発生された少なくとも１つのフィードバック制御信号によって制御され、前記本方法の前記段階（ａ）で送信される前記励磁パルスは、前記パルス発生手段による“フィードバック制御”パルスの送信に続いて引き起こされる。
【００５８】
前記段階（ａ）及び（ｂ）は、前記“フィードバック制御”パルスの継続期間に行ってもよい。
【００５９】
ある実施形態の可能性によれば、前記方法は、前記磁気センサが入れられる前記磁界の所定の速度変化に従う変化に続いて、前記所定の速度変化に応じて前記励磁信号の前記パルスの繰り返しの周波数の調節の段階をさらに含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６０】
本発明は、添付の図面を参照し、単に例示され、何ら限定されない以下の実施形態の説明を読むことによって完全に理解されるであろう。
【００６１】
図１Ａから１Ｄは、従来技術で採用されるフラックスゲート型磁力計を備える磁界測定装置の動作を表す種々の信号を示す。
【００６２】
図２は、フラックスゲート型磁力計を備える、従来技術による磁界測定装置の例を示す。
【００６３】
図３Ａから３Ｄは、磁力計からの出力信号と、入力部で放出される、従来技術による磁界測定装置に統合されたフラックスゲート型磁力計の励磁信号とを示す。
【００６４】
図４は、フラックスゲート型磁力計センサ、パルス励磁手段、及び、そのセンサの出力部にある改善されたサンプリング手段または検出手段を有する本発明による磁界測定装置を示す。
【００６５】
図５Ａは、フラックスゲート型磁力計センサ及びそのセンサの出力部にある改善されたサンプリング手段を有する本発明による磁界測定装置の実施形態の第１例を示し、図５Ｂは、このような装置で採用された、前記磁気センサからの励磁信号と前記サンプリング手段の制御を示す。
【００６６】
図６Ａは、フラックスゲート型磁力計センサ及びそのセンサの出力部にある改善されたサンプリング手段を有する本発明による磁界測定装置の第２実施形態を示し、図６Ｂは、このような装置で採用された、前記磁気センサからの励磁信号と前記サンプリング手段の制御を示す。
【００６７】
図７Ａは、フラックスゲート型磁力計センサ及びそのセンサの出力部にある改善されたサンプリング手段を有する本発明による磁界測定装置の第３実施形態を示し、図７Ｂは、このような装置で採用された、前記磁気センサからの励磁信号と前記サンプリング手段の制御を示す。
【００６８】
図８は、本発明によるスレーブ動作磁界検出装置の例を示す。
【００６９】
図９は、“パルス”制御信号によって制御される手段によって送られるフィードバック信号を備える、本発明によるスレーブ動作磁界検出装置の他の例を示す。図１０は、この装置の例の動作のクロノグラムを示す。
【００７０】
図１１は、前記磁気センサが入れられる磁界の変化速度に応じて前記磁気回路に向けて送られるパルスの繰り返しの周波数を調節する手段を備える、本発明によるスレーブ動作磁界測定装置の他の例を示す。
【００７１】
図１２は、本発明によって採用される装置の例によって得られる測定信号を示す。
【００７２】
種々の図面の同一、類似または等価な部材は、ある図から次の図へ移り易くするために同様の参照符号を付してある。
【００７３】
図中で表される異なる部材は、図をより理解し易いものにするために一定の大きさに従って表される必要は無い。
【００７４】
磁力計型センサ１００を有する、本発明による電子検出及び／又は測定装置の例は、図４に示される。このセンサ１００は、特に、フラックスゲート型、マイクロフラックスゲート型または集積フラックスゲート型センサでありえ、言い換えると、ＭＥＭＳ（マイクロエレクトロメカニクスシステム）またはチップのようなマイクロ電子デバイスに含まれたフラックスゲート型磁力計でありえる。この電子検出装置は、センサ１００の入力部に励磁手段または励磁回路を有し、センサ１００の出力部に検出手段または検出回路を有する。この磁気センサは、磁気コア１０２を備える磁気回路１０１から形成されている。この磁気回路１０１は、高透磁率を有してもよく、鉄／ニッケルに基づく磁気コアにおいては、例えば５００から２０００の透磁率を有する。この磁気コア１０２は、閉じられている（閉磁路を構成している）。本発明は、図４に示されている形状と異なる形状を有する磁気コアにも適用され、必要ならば、オープンコアを含む磁気回路に適用される。マイクロフラックスゲート型または集積フラックスゲート型の場合、この磁気回路は、例えば、１ないし数マイクロメートル程度の厚さを有する。
【００７５】
１本又は数本の励磁巻線がこの磁気コア１０２を飽和させるために提供される。この装置は、例えば、連続して結合されると共にコア１０２の枝（ブランチ）付近に巻かれた第１励磁巻線１０４と第２励磁巻線１０６とを有する。励磁巻線１０４、１０６は、磁気コア１０２内に励磁磁界を形成するように配置されている。この装置は、それぞれ参照符号１０８及び１１０で示される第１及び第２検出巻線を有し、それらは、磁気回路のコア１０２付近にそれぞれ巻かれている。磁気コア１０２は、“磁化容易軸”として知られる軸に従って、または、“磁化困難軸”として知られる軸に沿って方向付けられている。
【００７６】
本発明による磁力計の検出巻線及び励磁巻線の配置に加え、これらの数は、図４に示されているものに全く限定されない。この装置の変形例によれば、この磁気回路のコアは、数本の別個の枝及び／又はバラバラの枝から形成されることもでき、例えば、励磁巻線と検出巻線とをそれぞれ含む２本の枝から形成されることもできる。この変形例は、差動アセンブリに従って巻線が接続されることを可能にし、それによって、励磁巻線及び検出巻線の間で、電磁的、誘導的または静電的な結合を制限ないし除去できる。他の変形例によれば、この磁気回路は、巻線を備える枝から形成されることができ、前記巻線は、３つの一定のインピーダンスを有するホイートストンブリッジに巻かれ、磁気回路が飽和しないとき、前記インピーダンスの１つは、その巻線と同じ値を有する。
【００７７】
パルス発生器またはパルス発生手段１２０は、磁気回路１０１の入力部に提供され、例えば、第１励磁巻線１０４の終端と第２励磁巻線１０６の終端とに接続される。このパルス発生器１２０は、必要であれば周期的に巻線１０４、１０６の入力部で放出される、“励磁”パルスとして知られる一連の短い電流のパルスの形態である励磁信号Ｓ１を送信するために提供される。励磁信号Ｓ１のパルスは、そのような方法でこのセンサ１００の磁気回路１０１を飽和させるために選択される振幅を有する。“短パルス”とは、その期間、つまり幅Ｔ１が、その励磁信号の期間に比べて非常に短く、例えば、励磁信号の期間Ｔの５０分の１ないしは５００００分の１より小さいパルスを意味する。パルス発生器１２０は、幅Ｔ１の期間のパルスを生成するために使用され、その幅の期間は、センサの出力部において参照符号Ｓ２で示される信号がその検出手段によって引き出されることができるように十分に長い。
【００７８】
この励磁信号Ｓ１のパルスは、例えば、少なくとも１０ナノ秒より長い期間または幅を有し、及び／又は、３０ナノ秒より短い期間または幅を有する。この励磁信号Ｓ１のパルスは、特にコアまたは磁気回路の厚さが１μｍから数μｍ程度であり、その長さが１００μｍから数百μｍ程度であるセンサにおいては、好ましくは１０から３０ナノ秒の間で選択される期間または幅を有することができる。この時間間隔は、回路の時定数に応じて選択される。
【００７９】
５０ｋＨｚ程度の励磁信号Ｓ１のパルスの周波数において、パルスの継続期間は、例えば、励磁信号の期間の１００分の１より小さく、例えば、２０ナノ秒程度である。それによって、消費電流は、パルスの振幅の１００分の１程度でありえる。
【００８０】
励磁信号Ｓ１のパルスは、長方形状または実質的に長方形状でありえる。“実質的に”長方形状とは、例えば、２ナノ秒程度、または、１ナノ秒から５ナノ秒の間の継続期間の最前部（フロント）を有するパルスを意味する。
【００８１】
従来技術による装置で使用される三角波または正弦波信号と比較して、一連のパルスからなるこの励磁信号Ｓ１は、特に低減された消費電力を得ることを可能にする。前記手段１２０によって発生されたこの励磁信号Ｓ１の周期比率及び周波数は、調節されることができ、その周期比率は、例えば１から１００００である。この励磁信号の周波数を調節する手段が提供されてもよい。
【００８２】
この励磁信号Ｓ１の周波数は、例えば、１００Ｈｚから１ＭＨｚの間でありえ、このセンサ１００が実行する検出のタイプによって選択される。
【００８３】
例えば、１００Ｈｚから１ｋＨｚの間の低い励磁周波数は、例えば、３Ｖ程度の励磁電圧振幅下で少なくとも１００μＡ未満である低い消費電力を要求するこのセンサの用途によって選択されることができるが、大きな帯域幅は必要とせず、例えば、励磁信号の周波数の１０分の１程度、すなわち、１０Ｈｚから１００Ｈｚの間またはそれ未満である。
【００８４】
５０ｋＨｚから５００ｋＨｚの間の励磁周波数は、例えば、５ｎＴ／Ｈｚ１／２より高くないノイズに加えて、少なくとも１０ｋＨｚまたはその程度の帯域幅を必要とする用途で選択されることができる。
【００８５】
ある可能性によれば、励磁信号Ｓ１は、正パルス１２５と負パルス１２６の交互の形態でありえ、または、異符号の少なくとも２つの連続パルスからなる。このように、励磁巻線と検出巻線との間のあらゆる寄生結合が互いに相殺するが故に、センサ１００の出力部の信号Ｓ２の有用な成分は、センサ１００の入力部で放出されるパルスの成分のサインインディペンデンスを有する。負パルス１２６と正パルス１２５は、それぞれ等しい幅Ｔ１及び／又は振幅Ａを有することができる。従って、その正パルス１２５及び負パルス１２６は、対称的である。対称的なパルスを備える励磁信号Ｓ１は、磁気センサの出力部で信号Ｓ２でのオフセットの減少または除去を可能にする。
【００８６】
ある可能性によれば、励磁信号Ｓ１は、ハイパスフィルタに印加される正方形または長方形信号が使用されることができる。必要であれば、励磁信号Ｓ１は、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）回路によって導入されることができる。
【００８７】
サンプリング手段１３０は、サンプリング制御信号Ｓ３、特に、サンプリング制御信号Ｓ３の変化、または、サンプリング手段１３０の入力部に送られるサンプリング制御信号Ｓ３の状態に応じて、特に、センサ１００の出力部で信号Ｓ２の収集を実行するために提供される。制御信号Ｓ３の変化は、それ自体が励磁信号Ｓ１の変化に依存し、または、制御信号Ｓ３の状態は、それ自体が励磁信号Ｓ１の変化に依存する。
【００８８】
この励磁パルスの期間中にセンサ１００の出力信号Ｓ２の少なくとも１つの収集を引き起こすように、励磁信号Ｓ１のパルスの送信または生成に続いて、サンプリング制御信号Ｓ３またはサンプリング制御信号Ｓ３の状態の少なくとも一方を修正するための手段が採用される。言い換えると、この測定装置は、励磁信号Ｓ１のパルスのそれぞれの期間中に位置する時刻にサンプリング手段１３０がセンサまたは磁気回路の出力部で信号Ｓ２の収集を実行するように提供される。特定の実施形態によれば、送信された励磁信号の各々に続いてこれらのパルスのそれぞれの期間中に、センサまたは磁気回路の出力部で信号の少なくとも１つの収集を引き起こすための手段が採用される。このサンプリング制御信号Ｓ３は、このパルス発生手段１２０によって形成され、送られることができる。サンプリング制御信号Ｓ３は、例えば、図４に示されるような２つの状態を有する信号でありえる。
【００８９】
このサンプリング手段１３０は、測定された磁界を表す信号Ｓ４を出力部に生成する。このサンプリング手段の出力部における信号Ｓ４は、例えばアナログ電圧でありえ、または、必要であれば、デジタル電圧、例えば数値語でありえる。このサンプリング手段１３０は、例えば、サンプラーブロッカーを形成する手段を含むことができる。ある変形例によれば、このサンプリング手段１３０は、アナログデジタル変換器を形成する手段を含むことができる。
【００９０】
サンプリング手段１３０の出力部で、ローパスフィルタ手段及び／又は低周波増幅手段を含むステージ１４０が提供されることもできる。このステージ１４０は、出力信号Ｓ５を送信する。
【００９１】
このような装置を用いて、例えば、３０μＴ程度で測定される磁界において３０ｍＶの高振幅センサの出力部に信号Ｓ２を獲得し、磁気センサの出力部とサンプリング手段１３０との間の増幅器、特に高周波増幅器を保護することを可能にする。サンプリング手段１３０の前段に高周波増幅器を設けるよりは、このサンプリング手段１３０の後段に低周波増幅器手段を採用することによって、特にこの測定装置の消費電力を減少させることができる。
【００９２】
フラックスゲート型センサ２１０を備える、前述の本発明による電子検出及び／又は測定装置の変形例は、図５Ａに示される。
【００９３】
発生手段２２０は、センサまたは磁気回路２１０に励磁信号Ｓ１０を送信する。この励磁信号Ｓ１０は、前述の励磁信号Ｓ１と同じタイプでありえる。センサまたは磁気回路２１０の出力部において、励磁信号Ｓ１０のパルスのそれぞれの間にセンサ２１０の出力部に信号Ｓ２０の少なくとも１つの収集を実行するサンプリング手段２３０が提供される。この変形例によれば、このサンプリング手段２３０は、スイッチ、例えばアナログスイッチ２３２を形成する手段を備えており、その開閉は、励磁信号Ｓ１０の発生手段２２０によっても生成されるサンプリング制御信号Ｓ３１によって制御される。制御信号Ｓ３１の変化は、励磁信号Ｓ１０の変化に依存している。サンプリング手段２３０は、ローパスフィルタ２３４を形成する手段をさらに有する。ローパスフィルタ２３４を形成する手段は、キャパシタ２３６を形成する手段に結合された抵抗器２３５を形成する手段の形態でありえる。増幅器２４１は、このフィルタ２３４の出力部に備えられることができる。この増幅器２４１は、スイッチ２３２が開いた際にサンプリング手段２３０の出力部を一定信号に保つように、高い入力インピーダンス、例えば１０ＭΩより大きい入力インピーダンスを有する。キャパシタ２３６の時定数と増幅器の入力抵抗、好ましくは、励磁パルスの最大の期間よりも大きく、例えば、５から１０倍大きい。
【００９４】
増幅器２４１は、例えばフォロアアセンブリに従って配置されている。このサンプリング手段２３０は、測定される磁界を表す信号を、例えばアナログ電圧の形態で送信する。
【００９５】
図５Ｂにおいて、サンプリング制御信号Ｓ３１を表す曲線が、例えば、２つの状態を有する信号の形態でそれぞれ示されており、その励磁信号Ｓ１０は、センサ２１０の入力部で送信されるものである。励磁信号Ｓ１０は、交互に異符号（例えば、正と負）の一連のパルス２２５、２２６からなる。スイッチ２３２を閉じ、このサンプリング手段２３０によってセンサの出力部における信号の収集を引き起こすために、期間ｔ１における励磁信号Ｓ１中の第１パルス２２５の送信または生成に続いて、サンプリング制御信号Ｓ３１は、状態が変化されるように修正または引き起こされ、所定の時間間隔θ１、所定の時間、または、期間θ１の後に、第１状態から第２状態まで移動し、例えば、低い状態から高い状態（図５Ｂで“２２７ａ”で示される部分）まで移動する。この実施形態の変形例において、センサ２１０の出力部における信号Ｓ２０の収集は、第１励磁パルスの期間、すなわち、この第１パルスの開始後に所定の期間θ１において実行される。このように、励磁パルス２２５が送信され、または、開始される時刻、すなわち、信号Ｓ２０中の寄生電磁結合またはノイズ現象が生じる可能性がある瞬間には検出を実行しない。
【００９６】
この制御信号Ｓ３１は、時刻ｔ２と時刻ｔ３の間の所定期間にスイッチを閉じた状態に維持するために、この期間（図５Ｂで“２２７ｂ”で示される部分）にわたり第２状態に維持される。言い換えると、第１励磁パルス２２５の期間に実行されるセンサの出力部における信号の収集は、時刻ｔ２と時刻ｔ３の間で実行される。それから、第１励磁パルス２２５の終了の前の所定時間または期間θ２に、スイッチ２３２を開放するために、サンプリング制御信号Ｓ３１は、状態を変化するように修正または引き起こされ、第２状態から第１状態、例えば、高い状態から低い状態（図５Ｂで“２２７ｃ”で示される部分）に移動する。センサ２１０の出力部で誘導される電圧の平均化または平滑化も、パルス２２５の前記期間中、すなわち、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間に実行される。第１パルス２２５の期間は、時刻ｔ４で終了する。時刻ｔ４の前の期間θ２で提供される制御信号の状態の変化は、パルス２２５が終了する時刻、または、励磁パルス２２５の終端、言い換えると、信号Ｓ３０内の寄生結合またはノイズ現象が生じる時刻において検出を実行しないことを可能にする。“平滑化”として知られる信号は、センサ２１０の出力信号Ｓ２０を平滑化することによって形成される。
【００９７】
それから、例えば負の符号である第２パルス２２６が放出される。制御信号Ｓ３１は、第２パルスの開始後の所定期間θ１で状態を変化するために修正または引き起こされる（“２２７ｄ”で示される部分）。それから、スイッチ２３２を開放するために、第２パルス２２６の終端の前の所定期間θ２において、サンプリング制御信号Ｓ２１は、状態を変化するために修正または引き起こされ、第２状態から第１状態、例えば、高い状態から低い状態に移動する。
【００９８】
パルス２２５とパルス２２６との間で、この時点でスイッチは開放されており、サンプリング手段２３０の出力部において平滑化された信号が記憶される。サンプリング手段２３０は、第２励磁パルス２２６に至るまで前記平滑化された信号を記憶するために提供される。
【００９９】
フラックスゲート型磁力計センサ２１０を備える本発明による電子検出及び／又は測定装置の第２の変形例は、図６Ａに示されている。この変形例によれば、センサまたは磁気回路２１０の出力部において、サンプラーブロッカー３３０を備えるサンプリング手段が提供される。このサンプラーブロッカー３３０は、測定される磁界を表す信号を、例えば、電圧の形態で送信する。発生手段３２０は、励磁信号Ｓ１０を磁気センサ２１０に送信する。励磁信号Ｓ１０のパルスに続いて、センサ２１０の出力部において、サンプリング手段３３０は、パルスの期間中にセンサ２１０の出力部における信号Ｓ２０の収集を実行するために採用される。この変形例によれば、サンプリング手段３３０は、励磁信号Ｓ１０を発生する手段３２０によって発生されるサンプリング制御信号Ｓ３２によって制御される。この制御信号Ｓ３２の変化は、励磁信号Ｓ１０の変化に依存する。
【０１００】
図６Ｂにおいて、サンプラーブロッカー３３０の入力部と励磁信号Ｓ１０で放出され、例えば、電流の形態でセンサ２１０の入力部において放出される、サンプリング制御信号Ｓ３２を表す曲線が、例えば、２つの状態を有する信号の形態でそれぞれ示されている。励磁信号Ｓ１０は、交互に正、負である一連のパルス２２５、２２６で形成される。時刻ｔ’１における励磁信号Ｓ１０内の第１パルスの放出または生成に続いて、サンプリング制御信号Ｓ３２は、状態を変化するために引き起こされ、パルス２２５の期間中に位置する時刻ｔ’２において、第１状態から第２状態、例えば、低い状態から高い状態に移動する。制御信号Ｓ３２の状態の変化の時刻ｔ’２が励磁パルス２２５の中間に位置するように、この例では、パルス発生手段３２０が採用される。時刻ｔ’２における制御信号Ｓ２２の状態の変化は、サンプラーブロッカー３３０によって、センサの出力部の信号の収集を引き起こす。時刻ｔ’２において、サンプラーブロッカー３３０は、センサの出力部において信号を記憶する。例えば、パルス２２５の中間に位置する時刻において信号Ｓ２０の収集を実行することは、励磁信号の状態の転移または変化中に、電磁気結合現象のために、寄生ノイズを含まない信号を得ることを可能にするかもしれない。
【０１０１】
フラックス型磁力計センサ２１０を備える、本発明による電子検出及び／又は測定装置の第３変形例が図７Ａに示されている。この変形例によれば、センサまたは磁気回路２１０の出力部において、アナログ／デジタル変換器４３０を有するサンプリング手段が提供される。この変換器４３０は、例えば、数値語の形態で、測定される磁場の代表である信号を送信する。
【０１０２】
図７Ｂには、例えば、変換器４３０の入力部で放出される信号と、センサ２１０の入力部で放出される励磁信号Ｓ１０である、２つの状態を有する信号の形態のサンプリング制御信号Ｓ３３を表す曲線がそれぞれ示されている。励磁信号Ｓ１０は、交互に正と負である一連のパルス２２５、２２６から形成される。時刻ｔ”１において励磁信号Ｓ１０の第１パルス２２５の送信または生成に続いて、図７Ｂで参照される時刻ｔ”１と時刻ｔ”３の間でパルス２２５の期間の間に位置する時刻ｔ”２において、サンプリング制御信号Ｓ３３は、第１状態から第２状態、例えば、低い状態から高い状態に移動し、制御信号Ｓ３３の状態の変化の時刻ｔ”２は、励磁パルス２２５の中間に位置されるように提供される。時刻ｔ”２において制御信号Ｓ３３の状態の変化は、特に、変換器４３０によって、この信号の変換と同様に、センサ２１０の出力部における信号Ｓ２０の収集を引き起こす。パルス２２５の中間部に位置する時刻において、信号Ｓ２０の変換を実行することは、信号を得ることを可能にし、特に、励磁信号の状態の転移または変化中における結合のためにノイズ寄生現象の信号は、最小化される。
【０１０３】
図４に関連して前述された本発明による電子検出及び／又は測定装置の例の変形は、図８に示されている。この変形例において、測定装置は、スレーブ動作を有することができ、サーボループまたはフィードバックループを含む。測定された磁場を表す信号、例えば、増幅器１４０の出力信号Ｓ５またはアナログ／デジタル変換器（図７Ａで“４３０”で示される変換器のような）の出力部における数値語（示されていないが、可能性はある）は、サーボループのエラー信号の役割を果たす。このエラー信号は、積分器５６０を形成する手段の入力部に入力され、積分器としては、例えば、積分増幅器またはデジタル積分器である。積分器５６０の出力部において、１本または数本のフィードバック巻線に供給することを目的とする“フィードバック”信号として知られる信号Ｓ６が送られる。“フィードバック巻線”は、１つ又は数本の励磁巻線１０４、１０６、または、１つ又は数本の特定の補助的な巻線（示されていない）でありえる。フィードバック巻線へのフィードバック信号Ｓ６の入力は、センサ１００が入れられた磁界に対抗するフィードバック磁界を形成することを可能にする。この例では、磁気センサ１００は、平均値がゼロである磁界中で動作する。それによって、測定ダイナミックと測定装置の直線線は、改善される。
【０１０４】
“パルス型”として知られるフィードバックを有するスレーブ動作磁場測定装置の特定の実施形態は、図９に示されている。この例では、磁気センサ１００にフィードバック信号を入力する手段は、一連のパルスからなるフィードバック制御信号Ｓ７によって制御される。従って、この装置は、フィードバック信号Ｓ８を送ることができ、フィードバック制御信号Ｓ７によって制御される制御手段６７０をさらに有する。このフィードバック制御信号Ｓ７は、例えば、パルス発生器１２０によって送られるロジック信号でありえる。この例では、フィードバックループは、増幅／フィルタリングステージ１４０の出力部に位置する少なくとも１つの積分器を形成する手段６６０を有する。２つの励磁パルス間のフィードバック信号の振幅に関連する情報を記憶する手段が提供されてもよい。ある実施形態によれば、これらの記憶手段は、積分器６６０に属している。フィードバック制御手段６７０は、入力部で積分器６６０の出力信号Ｓ６１を受け、フィードバック制御信号Ｓ７の状態に応じて、出力信号Ｓ６１の振幅に依存する振幅であるフィードバック信号Ｓ８を出したり、出さなかったりすることができる。
【０１０５】
パルスフィードバック装置の動作は、図１０のクロノグラムに関連して与えられであろうし、フィードバック制御信号Ｓ７、励磁信号Ｓ１、及び、サンプリング制御信号Ｓ３を表す曲線が与えられる。信号Ｓ１、Ｓ３、Ｓ７は、パルス発生器によって形成され、それぞれ、第１の一連のパルス７２３、７２４、第２の一連のパルス７２５、７２６、及び、第３の一連のパルス７２８、７２９からなる。サンプリング制御信号Ｓ３の変化が励磁信号Ｓ１の変化に依存する一方で、励磁信号Ｓ１の変化は、フィードバック制御信号Ｓ７の変化に依存する。
【０１０６】
時刻ｔ０で、フィードバック制御信号Ｓ７は、状態を変える。その後、フィードバック信号Ｓ８（この図には示されていない）は、時刻ｔ０の時点でセンサ１００のフィードバック巻線に入力され、その振幅は、前述のサンプリング中に積分器６６０によって定義され、記憶される。
【０１０７】
それから、所定の期間θ０の後に、励磁パルス７２５は、時刻ｔ１で放出される。所定の期間θ０は、正確な値でフィードバック磁場の設定を可能にするために提供され、例えば、θ０＝５τでありえる（ここで、“τ”は、センサ１００の磁気回路の時定数である）。
【０１０８】
それから、時刻ｔ１の後の所定の期間θ１において、検出巻線１０８、１１０の出力信号Ｓ２は、サンプリング手段１３０によってサンプリングされ、手段１４０によって増幅され、積分器６６０の入力部に入力される。積分器６６０は、必要であれば、検出巻線１０８、１１０からの出力信号Ｓ２を相殺するためにフィードバック信号を収集する。フィードバック信号の新しい値は、以下のサンプルまで記憶される。
【０１０９】
それから、検出巻線の出力信号Ｓ２のサンプリングは、時刻ｔ３で遮断される。それから、励磁パルスは、時刻ｔ３の後の所定の期間θ２である時刻ｔ４で終了する。それから、フィードバック制御信号は、時刻ｔ５で終了する。時刻ｔ５で、かつ、以下のサンプルまで、そのフィードバックは停止される。
【０１１０】
幾つかのサンプルがサーボループの安定性を可能にした後、記憶されるフィードバック信号の値は、磁気センサが入れられ、測定される磁場の画像である。
【０１１１】
実施形態のこの例では、サンプリング制御信号Ｓ３のパルス７２８、７２９は、励磁信号Ｓ１のパルスのそれぞれの期間に位置し、この励磁パルス７２５、７２６は、フィードバック制御信号Ｓ７のパルス７２３、７２４の期間中にそれぞれ位置する。
【０１１２】
スレーブ動作を有する装置の前述の例の変形は、ここに、図１１に関連して示されるであろう。この変形例において、この装置は、“自己適応（自己調整）”として知られる動作を有する。“自己適応”は、発生手段１２０によって放出された励磁パルスの繰り返しの周波数が、センサ１００を囲んで測定される磁場の変化の割合及び速度に応じて、この装置内で自動方式で調整されることを意味する。従って、センサ１００を囲って測定される磁場の変化の割合、または、変化速度に応じて、この実施形態で発生手段１２０によって送られる信号Ｓ１の励磁パルスの繰り返しの周波数を調節（変調）するための手段が採用される。これらの調節手段は、例えば、積分器６６０の出力部に接続される微分器を形成する手段６８２、微分器６８２を形成する手段の出力部に接続され、スレッショルドなしに整流器を形成する手段６８４、及び、前記整流器６８４を形成する手段の出力部に接続され、電圧制御発振器を形成する手段６８６を含んでもよく、ここで、発振器を形成する手段６８６は、パルス発生手段１２０に接続されている。
【０１１３】
このような装置は、例えば、周囲磁場が急速に変化した場合、励磁パルスの繰り返しの周波数が高い一方で、周囲磁場が一定の場合、または、ゆっくり変化した場合に、励磁パルスの繰り返しの周波数は低くなるように提供される。このようなモードの動作によって、消費電力を最適化することができる。
【０１１４】
自己適応型でスレーブ動作磁場測定装置を有するコンパス装置は、本発明に従って採用され、例えば、コンパス装置が固定型か移動型かによって磁場測定の周波数が変化するように提供されることができる。
【０１１５】
本発明に従って採用されるコンパス装置の動作は、センサ１００が固定の場合、測定される磁場は、一定または実質的に一定であり、出力信号も一定である。それから、微分器６８２の出力部における信号はゼロであり、スレッショルドを有しない整流器６８４の出力部における信号はゼロであり、励磁パルスの繰り返しの周波数は最小限であり、例えば１００Ｈｚ程度である。センサ１００が移動した際、磁界は変化し、出力信号も変化する。それから、スレッショルドを有しない整流器６８４の出力部における信号が正であり、励磁パルスの繰り返しの周波数が高い、例えば、１００ｋＨｚ程度であるのに対し、微分器６８２の出力部の信号はゼロではない。従って、磁場の変化がない場合、帯域幅は低く、磁場の変化が急速的な場合、帯域幅は高い。このようなコンパス装置は、９０度に位置する、センサ１００のタイプの２つのセンサを備えていてもよく、これらの２つのセンサのそれぞれの出力信号Ｓ４に応じて北の方向が計算されるように採用される。
【０１１６】
図１２は、前述の装置の手段によって得られ、パルス発生手段１２０から抽出（ステミング）される第１励磁パルス８２０ａと第２励磁パルスに応じる“有用な信号”として知られる測定信号８１０ａ、８１０ｂを示し、本発明によって採用された“サンプル型”検出器が測定信号のピークトゥピーク振幅を使用することができるようにすることを示す。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１Ａ】従来技術で採用されるフラックスゲート型磁力計を備える磁界測定装置の動作を表す信号を示す。
【図１Ｂ】従来技術で採用されるフラックスゲート型磁力計を備える磁界測定装置の動作を表す信号を示す。
【図１Ｃ】従来技術で採用されるフラックスゲート型磁力計を備える磁界測定装置の動作を表す信号を示す。
【図１Ｄ】従来技術で採用されるフラックスゲート型磁力計を備える磁界測定装置の動作を表す信号を示す。
【図２】フラックスゲート型磁力計を備える、従来技術による磁界測定装置の例を示す。
【図３Ａ】従来技術による磁界測定装置に統合されたフラックスゲート型磁力計の例示信号と磁力計からの出力信号とを示す。
【図３Ｂ】従来技術による磁界測定装置に統合されたフラックスゲート型磁力計の例示信号と磁力計からの出力信号とを示す。
【図３Ｃ】従来技術による磁界測定装置に統合されたフラックスゲート型磁力計の例示信号と磁力計からの出力信号とを示す。
【図３Ｄ】従来技術による磁界測定装置に統合されたフラックスゲート型磁力計の例示信号と磁力計からの出力信号とを示す。
【図４】フラックスゲート型磁力計センサ、パルス励磁手段、及び、そのセンサの出力部にある改善されたサンプリング手段または検出手段を有する、本発明による磁界測定装置を示す。
【図５Ａ】フラックスゲート型磁力計センサ及びそのセンサの出力部にある改善されたサンプリング手段を有する、本発明による磁界測定装置の実施形態の第１例を示す。
【図５Ｂ】図５Ａの装置で採用された、前記磁気センサからの励磁信号と前記サンプリング手段の制御を示す。
【図６Ａ】フラックスゲート型磁力計センサ及びそのセンサの出力部にある改善されたサンプリング手段を有する、本発明による磁界測定装置の第２実施形態を示す。
【図６Ｂ】図６Ａの装置で採用された、前記磁気センサからの励磁信号と前記サンプリング手段の制御を示す。
【図７Ａ】フラックスゲート型磁力計センサ及びそのセンサの出力部にある改善されたサンプリング手段を有する、本発明による磁界測定装置の第３実施形態を示す。
【図７Ｂ】図７Ａの装置で採用された、前記磁気センサからの励磁信号と前記サンプリング手段の制御を示す。
【図８】本発明によるスレーブ動作磁界検出装置の例を示す。
【図９】パルス制御信号によって制御される手段によって送られるフィードバック信号を備える、本発明によるスレーブ動作磁界検出装置の他の例を示す。
【図１０】図９の装置の動作のクロノグラムを示す。
【図１１】前記磁気センサが入れられる磁界の変化速度に応じて前記磁気回路に向けて送られるパルスの繰り返しの周波数を調節する手段を備える、本発明によるスレーブ動作磁界測定装置の他の例を示す。
【図１２】本発明によって採用される装置によって得られる測定信号を示す。
【符号の説明】
【０１１８】
１００  磁気センサ
１０１  磁気回路
１０２  磁気コア
１０４  第１励磁巻線
１０６  第２励磁巻線
１０８  第１検出巻線
１１０  第２検出巻線
１２０  パルス発生器
１３０  サンプリング手段
１４０  増幅／フィルタリングステージ
２１０  磁気センサ
２２０  パルス発生器
２３０  サンプリング手段
２３２  アナログスイッチ
２３４  ルーパスフィルタ
２３５  抵抗器
２３６  キャパシタ
２４１  増幅器
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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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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【外国語明細書】
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