[发明专利]磁场检测传感器

说明书

一种磁场检测传感器，包括：第一磁阻抗元件和第二磁阻抗元件，其分别具有磁性材料；偏置线圈，该偏置线圈将偏置磁场施加到第一磁阻抗元件的磁体；高频振荡电路，该高频振荡电路将高频电流供给至第一磁阻抗元件和第二磁阻抗元件的磁体；交流偏置电路，该交流偏置电路将交流偏置电流供给至偏置线圈；第一检测电路，基于第一磁阻抗元件在被施加偏置磁场和外部磁场的状态下的阻抗变化，该第一检测电路生成第一检测信号；以及第二检测电路，基于第二磁阻抗元件在被施加外部磁场且不被施加偏置磁场的状态下的阻抗变化，该第二检测电路生成第二检测信号。

技术领域

本发明涉及一种利用磁阻抗效应的磁场检测传感器。

背景技术

在例如专利文献1至3中公开了现有技术的磁传感器，其包括利用磁阻抗效应的磁阻抗(MI)元件。例如，在诸如非晶合金线这样的高磁导率合金磁体中，阻抗由于趋肤效应的影响而灵敏地根据外部磁场变化。这就是磁阻抗效应。

在专利文献1公开的配置中，MI元件被并入到考毕兹(Colpitts)振荡电路中。通过使交流偏置电流流向缠绕在MI元件上的线圈，使交流偏置磁场施加到MI元件。振荡电路根据MI元件取决于外部磁场和偏置磁场的阻抗变化而输出调幅波形。调幅波形的高度的差异对应于外部磁场的强度。检测调幅波形，并且从检测到的波形中去除直流分量。然后，比较器将合成的检测波形与电压进行比较，以获取带有已经被脉宽调制了的数字波形的信号。即，基于振荡电路的输出的振幅中的变化量而获得外部磁场的强度。

在专利文献2中公开的配置中，从振荡电路输出的高频正弦波电流经由缓冲电路而被施加到薄膜磁阻抗元件的磁芯的两端。检测器电路基于高频电流根据施加到磁阻抗元件的外部磁场所变化的变化量来检测外部磁场的变化量。为消除磁阻抗元件的磁滞而设置有磁滞消除电路。偏置线圈被施加有电流，用以偏移磁阻抗元件的操作点。此外，负反馈线圈被施加有与检测到的磁场一致的电流。

专利文献3中公开的磁场检测传感器采用了具有特定配置的磁阻抗元件。即，磁阻抗元件的长度方向与磁场检测方向匹配，并且磁阻抗元件被配置为具有磁各向异性，使得磁性薄膜的易磁化的轴与长度方向匹配。通过使磁场检测方向的方向与磁性薄膜的易磁化的轴匹配，能够实现锥形的磁阻抗特性。从而，不需要如在M形特性的情况下一样地施加达到阻抗变化的倾斜度变得急剧这样的水平的直流或交流偏置。而且，因为锥形特性展现了比M形特性小的磁滞，所以能够提高检测精度。此外，因为锥形特性遍及整个范围具有预定的倾斜度，所以能够确保较宽的检测范围。因此，能够减小电流消耗，能够提高检测精度，并且能够实现较宽的检测范围。

[专利文献1]JP-A-9-127218

[专利文献2]JP-A-2000-180521

[专利文献3]JP-A-2015-92144

然而，如在专利文献1和2中公开的利用磁阻抗效应的现有技术的磁场检测传感器具有以下问题。(1)磁场的检测范围是窄的。(2)由于磁阻抗元件的磁阻抗特性是M型特性，所以在使用交流偏置的情况下，除非将交流偏置施加到阻抗变化的倾斜度变大这样的等级，否则不能够实现灵敏度高的测量。结果，增大了电流消耗。(3)具有M形特性的磁阻抗元件展现了比具有锥形特性的磁阻抗元件大的磁滞。从而，检测精度劣化。

另一方面，在采用如专利文献3中公开的具有锥形磁阻抗特性的磁阻抗元件的情况下，能够改善前述的问题(2)和(3)。然而，在利用如专利文献3的图1所示地配置的电路检测磁场的情况下，当外部磁场的大小变为大时，要求的脉冲没有出现在专利文献3的图6(d)中所示的微分电路的输出中。从而，不能够感测到脉冲的相位，并且因此不能够检测到磁场。结果，不能够解决前述的问题(1)。

发明内容

一个以上的实施例提供了一种磁场检测传感器，其能够减小电流消耗，提高检测精度并且扩大磁场检测范围。