JPH04116482A - 長手状磁性部材の磁気特性測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、長手状磁性部材の磁化曲線を測定する装置に
関するものである。

従来の技術 長手状磁性部材の磁化曲線を測定するために、磁化コイ
ルを貫通させた状態の長手状磁性部材の両端部にヨーク
を連結して磁気回路を構成し、その磁化コイルによる起
磁力を変化させつつ長手状磁性部材内の磁束密度を検出
するとともに磁界の強さをその磁化コイルの励磁電流或
いは磁界測定用コイルにより決定することにより、その
長手状磁性部材の磁化曲線を測定す・る装置が提案され
ている。

発明が解決すべき課題 ところで、上記従来の装置においては、測定対象である
長手状磁性部材の寸法がその公差内においてばらつくこ
とから、長手状磁性部材とヨークとの間の隙間の変動か
避けられない。このため、長手状磁性部材とヨークとに
より構成される磁気回路において、上記隙間の変動に関
連して磁気抵抗か変化するとともに長手状磁性部材の漏
れ磁束も変化することから、長手状磁性部材の磁化曲線
を正確に測定するごとが困難であった。

本発明は以」二の事情を背景として為されたものであり
、その目的とするところは、長手状磁性部材の磁化曲線
を正確に測定することができる長手状磁性部材の磁気特
性測定装置を提供することにある。

課題を解決するだめの手段 かかる目的を達成するだめの本発明の要旨とするところ
は、磁化コイルを貫通させた状態の長手状磁性部材の両
端部にヨークを連結して磁気回路を構成し、その磁化コ
イルによる起磁力を変化させつつ長手状磁性部材内の磁
束密度を検出することにより、その長手状磁性部材の磁
化曲線を測定する装置であって、（ａ）前記長手状磁性
部材の両端部に設けられた補償コイルと、（ｂ）前記長
手状磁性部材の中央部に設けられてその中央部内の磁束
密度を検出するだめの中央部磁束検出コイルと、（Ｃ）
前記長手状磁性部材の両端部に設けられてその両端部内
の磁束密度をそれぞれ検出するための端部磁束検出コイ
ルと、（ｄ）前記中央部磁束検出コイルにより検出され
た中央部磁束密度と前記端部磁束検出コイルにより検出
された端部磁束密度との差が解消されるように前記補償
コイルの駆動電流を調節する補償コイル制御手段とを、
含むことにある。

作用および発明の効果 このようにすれば、中央部磁束検出コイルにより検出さ
れた中央部磁束密度と前記端部磁束検出コイルにより検
出された端部磁束密度との差は、漏れ磁束を表すもので
あることから、補償コイル制御手段によってその差が解
消されるように前記補償コイルの駆動電流が調節される
ことにより、長手状磁性部材の長手方向全体にわたって
同じ磁束密度となる状態に維持される。したがって、こ
の状態で、磁化コイルによる起磁力を変化させつつ長手
状磁性部材内の磁束密度を検出するとともにその磁界の
強さを磁化コイルの励磁電流或し１は磁界測定用コイル
により決定することにより、長手状磁性部材の磁化曲線
を正確に測定することができる。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図において、被測定部材、すなわち長手状磁性部材
である棒＠１０は、圧延された条鋼が切断されたもので
あって、たとえば２００ｍｍＸ５〜２０φｍｍの形状を
備えており、全数或いは抜取りによって磁気特性が検査
される。この棒鋼１０は、その両端部がＵ字状のヨーク
１２の両端部に形成された穴或いは溝に嵌め入れられた
状態で、ヨーク１２に着脱可能に支持されている。ヨー
ク１２ば、珪素鋼などのような高透磁率および大きな断
面積を備えた磁性材料から構成されており、上記棒鋼１
０とともに閉じられた磁気回路を構成している。

上記棒鋼１０は、」１記の磁気回路に起磁力を専ら付与
するための円筒状の磁化コイル１４を貫通させられてい
る。また、この棒鋼１０の両端部におりる磁束密度を補
うための第１補償コイル１６および第２補償コイル１８
が、棒鋼１０の両端部であって上記磁化コイル１４の外
周側に配設されている。そして、磁化コイル１４の内周
側には、棒鋼１０の内の磁束密度を検出するために、中
央部磁束検出コイル２０が棒鋼１０の長手方向中央部に
おいて貫通状態で配設されており、また、第１端部磁束
検出コイル２２および第２端部磁束検出コイル２４が、
棒鋼１０の両端部において貫通状態でそれぞれ配設され
ている。

上記中央部磁束検出コイル２０の出力信号は、中央部磁
束検出回路２６およびＡ／Ｄ変換器２８を介して演算制
御装置３０へ供給される。また、第１端部磁束検出コイ
ル２２および第２端部磁束検出コイル２４の出力信号は
、端部磁束検出回路３２およびＡ／Ｄ変換器３４を介し
て演算制御装置３０へ供給される。

上記演算制御装置３０はよく知られたＣＰＵ、ＲＯＭ、
ＲＡＭを含む所謂マイクロコンピュータである。ＣＰＵ
は、ＲＡＭの記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶さ
れたプログラムに従って入力信号を処理し、Ｄ／Ａ変換
器３６および励磁コイル駆動回路３８を介して磁化コイ
ル１４を駆動するとともに、Ｄ／Ａ変換器４０および補
償コイル駆動回路４２を介して第１補償コイル１６およ
び第２補償コイル１８を駆動する一方、測定した磁化曲
線、或いはその磁化曲線を示す値を表示器４４に表示さ
せる。したがって、上記演算制御装置３０は、磁化曲線
測定手段および補償コイル制御手段として機能している
。

以下、上記のように構成された磁気特性測定装置の作動
を、磁気特性測定ルーチンを示す第２図のフローチャー
ト、および磁束密度補償制御ルーチンを示す第３図のフ
ローチャートに従って説明する。

図示しない電源スィッチの操作に関連して図示しない初
期処理が実行された後、第２図のステップＳ１において
、図示しない起動スイッチにより起動操作が行われたか
否かが判断される。この起動操作は、新たな棒鋼１０を
ヨーク１２に取り付けた状態で行われる。ステップＳ１
において起動操作が行われていないと判断された場合に
は待機させられるが、起動操作が行われたと判断される
とステップ８２以下が実行されるとともに、棒鋼１０内
の磁束密度を長手方向において一定に保持するための第
３図の磁束密度補償制御ルーチンがたとえば数胚程度の
サイクルの割込み処理或いは平行処理で繰り返し実行さ
れる。

上記第３図のルーチンのステップＳＷ１では、中央部磁
束検出回路２６から出力された信号に基づいて棒鋼１０
の長手方向中央部内の磁束密度Ｂｃが読み込まれるとと
もに、端部磁束検出回路３２から出力された信号に基づ
いて棒′ｗＡ１０の端部内の磁束密度Ｂｓが読み込まれ
る。次いで、ステップＳＷ２では、それら棒鋼１０の中
央部内の磁束密度Ｂｃと棒鋼１０の端部内の磁束密度Ｂ
ｓとの磁束密度差Ｄ　（−Ｂｃ　−Ｂｓ　）が算出され
る。続くステップＳＷ３では、磁束密度差りが予め定め
られた判断基準値αより小さいか否かが判断されるとと
もに、ステップＳＷ４では、磁束密度差りが予め定めら
れた判断基準値βより大きいか否かが判断される。上記
判断基準値αおよび判断基準値βは上記磁束密度差りを
自動的に解消する磁束密度補償制御の目標範囲を示すも
のであり、判断基準値αは零よりも僅かに小さい値に、
また、判断基準値βは零よりも僅かに大きい値に設定さ
れている。上記ステップＳＷ３の判断が肯定された場合
には、棒鋼１０の中央部内の磁束密度Ｂｃよりも棒鋼１
０の端部内の磁束密度Ｂｓが小さい状態であるので、ス
テップＳＷ５において第１補償コイル１６および第２補
償コイル１８の励磁電流Ｉｓに予め定められた増加値Δ
Ｉｓが加算された後、ステップＳＷ８においてその励磁
電流Ｉｓが得られるように励磁コイル駆動回路３８が駆
動される。また、上記ステップＳＷ３の判断が否定され
且つステップＳＷ４の判断が肯定された場合には、棒鋼
１０の中央部内の磁束密度Ｂｃよりも棒＠１０の端部内
の磁束密度Ｂｓが大きい状態であるので、ステップＳＷ
７において第１補償コイル１６および第２補償コイル１
８の励磁電流Ｉｓから予め定められた増加値Δ１ｓが減
算された後、ステップＳＷ８においてその励磁電流Ｉｓ
が得られるように励磁コイル駆動回路３８が駆動される
。

そして、上記ステップＳＷ３およびＳＷ４の判断が共に
否定された場合には、棒＠１０の中央部内の磁束密度Ｂ
ｃと棒鋼１０の端部内の磁束密度Ｂｓとが等しい状態で
あるので、第１補償コイル１６および第２補償コイル１
８の励磁電流Ｉｓはそれまでの値と同じとされた後、ス
テップＳＷ８においてその励磁電流Ｉｓが得られるよう
に励磁コイル駆動回路３８が駆動される。このような磁
束密度補償制御ルーチンにより、漏れ磁束の存在による
棒鋼１０内の端部内の磁束密度低下分が第１補償コイル
１６および第２補償コイル１８の起磁力によって自動的
に補われるので、棒鋼１ｏ内の磁束密度は、第４図のＡ
線に示すように長手方向において均一な状態とされる。

なお、第４図のＢ線は非補償状態、すなわち第１補償コ
イル１６および第２補償コイル１８の非励磁状態におけ
る棒鋼１０内の磁束密度を示している。第２図の各ステ
ップは、上記のように、棒鋼１０内の磁束密度が均一に
補償された状態で実行されるのである。

以」二のように棒鋼１０内の磁束密度が均一に補償され
た状態において、第２図のステップｓ２では、磁化コイ
ル１４の励磁電流Ｔｃが予め定められた増加値△Ｉｃだ
け増加させられた後、ステップＳ３では、中央部磁束検
出回路２６からの信号に基づいて棒鋼１０の中央部内の
磁束密度Ｂｃが上記励磁電流ＩＣ１ずなわち硼化コイル
１４内に形成される磁界の強さＴ１と関連して読み込ま
れ、次いでステップＳ４において上記励磁電流Ｉｃが予
め定められた上限値ＩＣｍａｘに到達したが否がか判断
される。この上限値ＩＣｍａｘば、棒鋼１゜が充分に磁
気飽和する磁界の強度Ｉ］。つが得られる僅に定められ
ている。上記磁界の強さＴ１は、棒鋼１０の材質および
形状が一定である条件丁において予め求められた関係式
から実用的に求められ得る。当初は、上記ステップＳ４
の判断が否定されるので１、上記ステップＳ２乃至ｓ４
が繰り返し７実行されるうち、第５図の０点からＥ点に
到達すると旧記ステップＳ４の判断が肯定される。この
状態では、第５図の０点からＦ点に至るデータが記１意
されている。

続くステップＳ５においては、上記励磁電流Ｉ（、が予
め定められた上限値■ｃ６、に２回目に到達したか否か
が判断される。当初は、そのステップＳ５の判断が否定
されるので、ステップｓ６（こおいて磁化コイル■４の
励磁電流旨が予め定められた減少値−ΔＩｃだけ減少さ
−Ｕられた後、ステップＳ７において中央部磁束検出回
路２Ｇからの信号に基づいて棒鋼１０の中央部内の磁束
密度１３ｃが上記励磁電流ＩＣ５ずなわち硼化コイル１
／１内に形成される磁界の強さ）Ｔと関連し２て読み込
まれ、次いでステップＳ８においてに記動磁電流１　ｃ
が予め定められた下限値Ｉｃｍ、ゎに到達したが否がが
判断される。この下限値１ｃ０、。は、棒鋼１゜が充分
に磁気飽和する磁界の強度Ｈ０ｉｎ　　（負の値）が得
られる値に定められている。当初は、上記ステラ’７’
Ｓ８の判断が否定されるので、上記ステップＳ６乃至Ｓ
８か繰り返し実行されるうち、第５図のＥ点からＦ点に
到達すると上記ステップｓ８の判断が肯定される。この
状態では、第５図のＥ点からＦ点に至るデータが記憶さ
れている。

次いて、再びステップＳ２乃至Ｓ４が繰り返し実行され
ることにより、第５図のＦ点からＥ点に至るまでの磁束
密度Ｂｃが励磁電流ＩＣ１ずなわち磁化コイル１４内に
形成される磁界の強さＨと関連して読み込まれる。そし
て、ステップｓ４の判断が肯定されると、励磁電流Ｔｃ
が上限値■ｃ、、、ａＸに到達したのは２回目となるの
で、ステップｓ５の判断が肯定される。このため、ステ
ップｓ９において、それまでに記憶されたデータに基づ
いて棒鋼］Ｏの磁化曲線が表示器４４に表示された後、
次回の測定に備えてステップＳＩＯでは励磁電流Ｉｃが
零にリセットされる。

」二連のように、本実施例においては、磁気特性の測定
に際して、第３図の磁束密度補償制御ルチンが実行され
ることにより、棒鋼１０の両端４１（内における磁束密
度Ｂｓが中央部内の磁束密度Ｂｃと同じとなるように自
動的に補償されるので、この状態で、磁化コイル１４に
よる起磁力を変化させつつ棒鋼１０内の磁束密度Ｂｃ、
を検出ずろとともにその磁界の強さ■］を磁化コイル１
４の励磁電流ＩＣに基づいて決定することにより、棒鋼
１０の磁化曲線を正確に測定することができるのである
。

以上、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明し
たが、本発明はその他の態様においても適用される。

たとえば、前述の実施例では、被測定磁性部材として棒
鋼１０が用いられていたが、円弧状やＩ。

字状のものであってもよいのである。要するに■上手状
磁性部材であればよい。

また、前述の実施例では、第１補償コイル１６と第２補
償コイル１８、および第１端部磁束検出コイル２２と第
２端部磁束検出コイル２４が、それぞれ直列に接続され
ていたが、それら第１端部磁束検出コイル２２と第２端
部磁束検出コイル２４によって棒ｍｌＯの左右端部内の
各磁束密度を独立に検出し、それら左右端部内の各磁束
密度を棒ａｌＯの中央部内の磁束密度Ｂｃとそれぞれ一
致させるように第１補償コイル１６および第２補償コイ
ル１８とをそれぞれ独立に制？ｆｆ１ｌするために、第
３図に示すような磁束密度補償制御ルーチンをそれぞれ
設けてもよいのである。

また、前述の実施例においては、第２図に示す測定ルー
チンに従って磁化曲線が自動的に測定されるように構成
されていたが、磁化コイル１４の励磁電流の変化操作や
磁束密度Ｂｃの読込みなどの一部が操作者によって測定
されるような、半自動的に磁化曲線が求められるもので
あってもよいのである。

また、前述の第２図の実施例において磁化コイル１４の
励磁電流はＡＩｃずつ段階的に変化させられるように構
成されていたが、磁束密度や磁界の強さを容易に検出す
るだめのＡＣ成分が重畳させられていてもよいのである
。

また、前述の実施例においては、磁化コイル１４によっ
て形成される磁界の強さＨは、磁化コイル１４の励磁電
流Ｉｃに基づいて決定されていたが、たとえば細い銅線
を数千回ヘークライトなどの薄板に巻回した磁界測定用
空心Ｈコイルを磁束の方向に平行且つ棒＠１０の表面に
できるだけ近接させた状態で固定し、その空心Ｈコイル
の出力信号を磁界検出回路およびＡ／Ｄ変換器を介して
演算制御装置３０に供給することにより、上記磁界の強
さＨが演算制御装置３０において直接的に検出されるよ
うにしてもよい。

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり
、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々変更
が加えられ得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の構成を説明するブロック
線図である。第２図は、第１回の実施例の磁気特性測定
作動を説明するフローチャートである。第３図は、第１
図の実施例の磁束密度補償制御作動を説明するフローチ
ャートである。第４回は、第１図の実施例の棒鋼内の磁
束密度分布を第３図の作動と関連して説明する図である
。第５図は、第２図の作動によって測定された磁化曲線
を示す図である。 １０：棒ｍ（長手状磁性部材） １２：ヨーク １４：磁化コイル １６：第１補償コイル １８：第２補償コイル ２０：中央部磁束検出コイル ２２：第１端部磁束検出コイル ２４：第２端部磁束検出コイル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 磁化コイルを貫通させた状態の長手状磁性部材の両端部
   にヨークを連結して磁気回路を構成し、該磁化コイルに
   よる起磁力を変化させつつ該長手状磁性部材内の磁束密
   度を検出することにより、該長手状磁性部材の磁化曲線
   を測定する装置であって、 前記長手状磁性部材の両端部に設けられた補償コイルと
   、 前記長手状磁性部材の中央部に設けられて該中央部内の
   磁束密度を検出するための中央部磁束検出コイルと、 前記長手状磁性部材の両端部に設けられて該両端部内の
   磁束密度をそれぞれ検出するための端部磁束検出コイル
   と、 前記中央部磁束検出コイルにより検出された中央部磁束
   密度と前記端部磁束検出コイルにより検出された端部磁
   束密度との差が解消されるように前記補償コイルの駆動
   電流を調節する補償コイル制御手段と を含むことを特徴とする長手状磁性部材の磁気特性測定
   装置。