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磁気センサー


「磁気センサー」について説明します。

「磁気エネルギー(磁力線」)は、光や音と違って人間の感覚器官で検知するこ とができないものの、地球上のいたるところに存在します。



1.磁気センサーとは


「磁気センサー」は磁場の向きを測定する「センサー」です。
「地磁気センサー」や「電子コンパス」などとも呼んでいます。

地球は「磁気」があり、「地磁気」と呼んでいます。
「磁気センサー」は、この「地磁気」を検出することで「方角」を知ることが出来ます。

「磁気センサー」は多様です。
「磁気センサー」に少し工夫を加えることにより、 「電流検出」「回転数検出」「方位検出」「水位検出」「紙幣検査」「疾患診断」など、用途の広がりが可能となるためです。


2.磁気センサーの用途


「磁気センサー」の用途として次のようなものがあります。

  • 磁気ヘッド
    磁気ヘッドは、磁場の変化を検知してハードディスクからデータを読みとったり、磁場を与え磁化することでデータを書き換えたりします。

  • 移動体探知機
    小型の磁石を動く物体に配置し、「磁気センサー」で磁場の強さを計測することで、その物体がどこにいて、どのように移動しているのかを把握することが出来ます。

  • ハードディスクド ライブ、CD-ROM、DVD ドライブなどの精密モータ

  • パソコン・ディスプレイ・冷蔵庫のドア開閉検出

  • エアコンのファン 制御、紙幣の検査、

  • 自動車分野では、エンジンマネジメントシステム、アイド リングストップシステム、変則制御システム、ESC(横滑防止装置)、ステアリ ング制御システムなど

  • 医療・ヘルスケア分野では、疾患診断・治療などの分 野で利用されている。


などです。


3.磁気センサーの分類


「磁気センサー」は、主に、以下のように分類されています。

<注意>
※1:()の番号は分類になります。
※2:○の番号は製品になります。

分類  概要 
(1)
磁気センサー
※1
(1-1)
ホール効果
※2

ホール素子
ホール素子は、磁場の大きさと向きも特定することができます。
(1-2)
磁気抵抗効果

MRセンサー
磁界によって電気抵抗が変化する「磁気抵抗効果」を利用しています。
(1-3)
磁気インピーダンス

MIセンサー
アモルファスワイヤを使用し、磁気インピーダンス効果を応用した「磁気センサー」です。


4.磁気センサーの原理


「磁気センサー」は、以下の原理を利用しています。

  • ホール効果
    「ホール効果」とは、電流に対して垂直に磁場をかけると電流、磁場それぞれに直交する方向に起電力が現れる現象のことです。

  • 磁気抵抗効果
    磁界のよって、個体の電気抵抗が変化する現象です。

  • 磁気インピーダンス効果
    外部の磁気によって、「インピーダンス」(交流電圧と交流電流の比)が変化する現象です。


5.ホール素子


「ホール素子」は、磁場の大きさと向きも特定することができます。
「ホールセンサー」とも呼んでいます。

「ホール素子」は、「ホール効果」を利用した「磁気センサー」です。

「ホール効果」とは、電流に対して垂直に磁場をかけると電流、磁場それぞれに直交する方向に起電力が現れる現象のことです。

「ホール素子」(半導体)では、流している電流を一定にしておくと、発生する起電力がかけられた磁場に比例します。

「ホール素子」では、この発生する起電力を測定することで周りの磁場を検出することができます。

■特徴は次のようなものがあります。

  • スイッチのも使用できるし、磁気の量も測定することができます。

  • 磁気の向きも測定することができます。

  • 半導体なので、使用するには回路が必要です。

  • 接点を持たないので寿命はリードスイッチより飛躍的に長いです。

  • パソコンや携帯電話では、既に回路があるのでリードスイッチよりもホールセンサーが使用されています。

  • 垂直磁場の強さを検知します。


6.MRセンサー


「MR(Magneto Resistance)センサー」は、磁界によって電気抵抗が変化する「磁気抵抗効果」を利用しています。

■特徴は次のようなものがあります。

  • ホール素子より感度が良いです。

  • 消費電力も小さいです。

  • MRセンサーは水平磁場の角度を検知します。

■用途は次のようなものがあります。

  • 電子コンパスなどの地磁気検出

  • モータの回転

  • 位置検出

などです。


7.MIセンサー


「MI(Magneto Impedance)センサー」は、アモルファスワイヤを使用し、磁気インピーダンス効果を応用した「磁気センサー」です。
「磁気インピーダンス効果」とは、外部の磁気によって、「インピーダンス」(交流電圧と交流電流の比)が変化する現象です。


■特徴は次のようなものがあります。

  • ホール素子より1万倍、感度が優れています。
    地磁気の微小な変化も高精度に測定することが出来ます。

  • 低消費電力です。

■用途は次のようなものがあります。

  • 超低消費電流の「方位検出」(電子コンパス)に使用されています。

  • 屋内測位、金属異物検出などに使用されています。

  • スマートフォンに使用されています。


●「磁気を検出」の関連ページです。


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