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地磁気センサ

 

地磁気センサとは?

地球は磁気が取り巻いており、これを地磁気と呼びます。
地磁気センサはこの地球の磁力を検出するセンサで、別名「電子コンパス」とも呼ばれます。
地磁気センサはこの地磁気を検出することで、方角を知ることができます。

地球をとりまく地磁気
【地球をとりまく地磁気】

地磁気センサにはXとYの2軸タイプやZを加えた3軸タイプがあり、その方向の磁力の値を計測します。
簡易コンパスなど傾きを考慮しない場合は、XとY軸の値のみを使用します。コンパスを傾けた場合には、地磁気センサの3軸の値と加速度センサと組み合わせて正しい方角に補正する必要があります。
下図は地磁気センサを水平に回転させた時のX,Y値を分布図にしたものです。

地磁気センサ出力分布
地磁気センサ出力分布
磁北からの角度の計算式
磁北からの角度の計算式

地磁気センサを水平に回転させると、周囲の磁場の影響がない理想的な場合、出力分布図の円の中心は0になります。
しかし実際には周囲磁場の影響で中心がズレるので、円の中心を0へ移動させる調整を行う必要があります。
地磁気センサで導き出せる北を磁北と呼び(北極点から少しずれています)、この磁北からの角度を上式で算出することで簡易的に方角を知ることができます。

磁気センサのいろいろ

磁気センサは、磁場(磁界)の大きさ・方向を測定することを目的としたセンサです。
目的に応じていろいろなセンサがありますが、以下に代表的なものをあげます。

検出方法 ホール MR MI
構成 ホール MR MI
対ノイズ
(感度)
×
消費電流 ×
応答速度 ×
ホールセンサ
ホール効果を用いて磁束密度を測定するセンサで磁束密度に比例した電圧を出力します。
使い勝手がよく、ドアやノートPCなど物の開閉検出など主に非接触スイッチ用途に使用されます。
MRセンサ
MR(Magneto Resistance)センサは、磁気抵抗効果センサともいい、個体の電気抵抗が磁界によって変化するのを利用して地場の大きさを測定するセンサです。
ホールセンサに比べ感度が高く、消費電力も小さいことから、使用頻度が多くなっている磁気センサです。 電子コンパスなどの地磁気検出用途のほか、モータの回転、位置検出用途などに用いられます。
MIセンサ
MI(Magneto Impedance)センサは特殊なアモルファスワイヤを使用し、その磁気インピーダンス効果を応用した次世代磁気センサです。
ホールセンサに対して10,000倍以上も感度に優れており、地磁気の微小な変化も高精度に測定が可能になります。
超低消費電流の方位検出(電子コンパス)用途をはじめ、屋内測位、金属異物検出など高感度の特性を活かしたアプリケーションに展開ができます。

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