磁気センサの技術開発と設計手法

自動車の電子化、自動化が進む今、センサは車両制御、自動運転に必須の技術であり、各メーカがセンサシステム開発を加速させています。センサに要求される機能、精度や信頼性はますます高くなっており、センサを設計開発あるいは活用するには、センサの種類や特徴、動作原理やその根本を知っておくことが、重要となっています。 　センサは様々な種類がありますが、それらはいずれも磁気、力、温度、光、などの物理原理を適用し組み込むことで、検出を可能にしています。その中でも磁気を使ったセンサは最も応用範囲が広く、多くの用途で使われています。磁気センサは各種センサのなかで最も基本的かつ重要なセンサと位置付けることができます。 　本セミナーでは自動車用センサ開発の第一線で多くの実績のある技術士が、磁気の学問的理解を踏まえたうえで、失敗例や失敗しないコツなど経験を交えた説明を行うことで、実践的で使える”磁気センサの開発手法”を理解いただけるかと思います。 　また本セミナーでは”磁気センサ”の技術内容だけでなく、構造設計のポイントや磁気以外の各種センサの特徴についても解説紹介しており、実業務で活用可能と思います。

1. センサの基礎と各センサの特徴
   1. センサとは
   2. 各種センサの主な原理と特徴
      • 温度センサ
      • ひずみ応用センサ
      • 光センサ
      • 化学センサ
      • 磁気センサ
   3. 磁気センサの特徴
   4. 磁気センサの用途
2. 磁気回路の基礎と設計へのポイント
   1. 磁石の物理的意味
      1. 磁性体の基礎
      2. 磁気の源は
      3. 強磁性体の構造
         • 磁区
         • 磁壁
      4. 初期磁化曲線
      5. 磁化と磁気異方性
   2. 電磁気の基礎知識
      1. 磁界と磁束
      2. 電流による磁界
      3. 磁界中の強磁性体とその関係式
   3. 磁石設計技術
      1. 磁石技術データの読取り方と減磁曲線
      2. 減磁曲線の詳細説明
         • J-H曲線
         • B-H曲線
         • 最大エネルギー積
         • 反磁界
         • 動作点とパーミアンス係数
         • 可逆減磁と不可逆減磁
   4. 各磁石材質と特徴
      1. 各磁石材質の特徴
      2. 各磁石の減磁曲線
      3. 磁石製造工程と磁気異方性
   5. 磁気回路の設計知識
      1. 磁性材料に求める特性とは
      2. 各種軟磁性材料と特徴
      3. 磁気回路の設計
      4. 磁気回路設計時や使用時における注意点と対策
      5. 磁気シミュレーションと実機確認
      6. センシングにおける磁気回路の例
3. 磁気検出デバイスの種類と特徴
   1. リードSW
   2. 電磁ピックアップ
   3. ホール素子/IC
   4. 強磁性磁気抵抗素子 (AMR)
   5. 半導体MR
   6. GMR (GiantMagnetoResistance) とTMR
   7. MI素子
   8. 渦電流式センサ
   9. レゾルバ
4. よく使われる素子の種類と特徴・活用ポイント
   1. ホールICの特徴と使用時の設計
      1. デジタル出力ホールIC
         1. 回転センサ設計時の不具合要因
         2. デジタル出力ホールICの種類と特徴
      2. リニア出力ホールIC
         1. 角度検出ホールICの特徴
         2. 磁場強度検出リニアホールICの特徴
   2. MR素子/ICの特徴と使用時の設計
      1. デジタル出力MRIC
         1. AMR/GMR回転センサの磁気設計
         2. MR回転センサ設計時の不具合要因や留意点
      2. リニア出力MRICを使った設計
         1. 角度検出MRICの特徴
         2. 設計上の注意点
   3. 磁気センサIC使用上共通の注意点
5. 主な構成部品と設計のポイント
   1. 環境条件と品質設計
   2. 信頼性試験
   3. 主な構成部品の設計留意点
6. まとめ