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地磁気センサー

辞書:科学用語の基礎知識 電子用語編 (NELECY)
読み:ちじきセンサー
外語:magnetic field sensor 英語
品詞:名詞
2012/12/05 作成
2014/01/23 更新

地磁気を検知するセンサー。方位を計測するもので、いわゆる「電子コンパス」。

磁場(磁界)の向きを計測し、方位を求めるセンサーである。

精度は製品により様々だが、磁気センサーで得られる情報は磁束密度(単位はテスラ)である。民生機器向けに開発されている地磁気センサーの殆どは、何らかの演算により、マイクロテスラ単位での結果が得られる。

磁場が乱れた場所(スピーカーの前や鉄筋などの至近)では、正確な結果が得られないことがある。また、磁気嵐が発生した時なども、同様に正確な値が得られない。鳩など、体内に磁気コンパスを持った生物も、磁気嵐時には正確な方位が分からなくなる。

用途

ここで得られる方位を基準として、ジャイロセンサーを併用すると、3軸での方位や角速度を求めることができる。

飛行機の慣性航法や潜水艦などは、このような装置を併用しているものと思われる。

2軸と3軸

地磁気センサーには、2軸型と、3軸型が存在する。

例えば、北方向を検出する場合なら、前後・左右の地磁気を検出し、地磁気が水平方向にどちらを向いているかを調べるだけでよい。従って、このような用途であれば、2軸型で必要十分となる。

しかし、2軸型は地面に対して水平に使用する必要がある。傾けてしまうと、水平方向が正確に検出できないため、誤差を生じてしまう。

そこで3軸型は、前後・左右に加えて上下方向の地磁気を検出するセンサーを搭載している。上下の傾きが分かれば、そこから計算することで水平方向の地磁気を求め、正しく方位を検出することができる。

製品例

例えば、ヤマハのYAS532Bは、磁気センサー、バッファーアンプ、温度センサーADコンバーター、クロックジェネレーター、シリアルデータインターフェイス回路(I²C)を1チップに集積した3軸地磁気センサーである。

このチップは、X軸・Y1軸・Y2軸のセンサーがあり、Y軸Z軸はY1軸・Y2軸から演算することで、仮想的なY/Zセンサーとして求める仕様である。

  • Y = Y1 − Y2
  • Z = −Y1 − Y2

その後、感度補正値を用いた演算をすることで、概ねµT単位での結果が得られる。

加速度センサーと地磁気センサーを一つにした製品もある。

用語の所属
センサー
関連する用語
ジャイロセンサー
加速度センサー

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