JPH0442077A - 磁界の測定方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、弱い磁界を検出する方法に関するものである
。

［従来の技術］ 磁界の測定は、物質の磁気的性質の測定において最も基
本的な測定の１つであり、非常に重要である。

従来、磁界を測定する方法としては、半導体のホール効
果を利用したホール素子や、半導体や磁性体等の磁気抵
抗効果を利用した磁気抵抗素子をセンサとして用いる方
法が知られているが、これらの素子を用いた場合の測定
範囲は数ガラスル数十キロガウスのオーダーである。

弱い磁界を測定する方法としては、パーマロイ等の磁心
に検出巻線を巻回したフラックスゲートをセンサとして
用いて、該フラックスゲートに被測定磁界が印加された
ときに生じる検出巻線の出力の変化から磁界を測定する
方法が知られている。

また核磁気共鳴（ＮＭＲ）を利用した磁界センサや、電
子スピン共鳴（Ｅ　Ｓ　Ｒ）を利用したセンサを用いる
方法、或いはジョセフソン効果の磁界による干渉性を利
用して磁界を高感度で測定する超伝導量子干渉計［スク
イド（ＳＱＵＩＤ）と呼ばれる。］を用いる方法も知ら
れている。スクイドを用いれば、１０−９ガウス程度ま
での小さな磁束密度を測定することができる。

［発明が解決しようとする課題］ ホール効果を利用した磁気センサは弱い磁界を測定する
ことが困難であるという問題があった。

また弱い磁界の測定が可能なフラックスゲート、ＮＭＲ
，ＥＳＲ，或いはスクイドは、その構造が複雑で製造が
面倒であるため著しく高価になるだけでなく、取り扱い
か面倒であるという問題かあった。

本発明の目的は、簡単な構造のセンサを用いて弱い磁界
の測定を行うことができる磁界の検出方法を提案するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の測定方法は、超伝導体と常任導体金属との接合
部に電流を流した状態で該接合部に磁界を作用させた場
合に、該接合部の抵抗値か磁界の強さに応じて変化する
現象を利用して、磁界の強さまたは方向を検出するもの
である。

本発明の測定方法においては、超伝導体からなる基体に
常伝導体の金属からなる共通電極と電流電極と電圧電極
とを接合し、少なくとも共通電極を設けた面を平坦な磁
気感知面としたセンサを用い、該共通電極と電流電極と
を通して定電流を流す手段と、定電流を流した状態で共
通電極と電圧電極との間に生じる電圧を磁気検知電圧と
して検出する電圧検出手段とを設ける。そしてセンサの
温度を超伝導体の臨界温度以下に保った状態で、被測定
磁界中でセンサの姿勢を変化させて磁気検知電圧の最大
値と最小値とを求め、磁気検知電圧の最大値と最小値と
の差から被測定磁界の強さを求める。

上記センサの姿勢を変化させて磁気検知電圧の最小値と
最大値とを求める過程は、例えば次の手順でセンサを回
転させることにより行うことができる。即ち、センサの
回転中心軸を予め定めておき、先ず被測定磁界中でセン
サを任意の第１の軸線の回りに回転させて磁気検知電圧
が最大になる位置を求める。次いでこの磁気検知電圧か
最大になる位置におけるセンサの磁気感知面と直交する
第２の軸線の回りにセンサを回転させて磁気検知電圧の
最小値と最大値とを求める。

また被測定磁界の方向を求める場合には、被測定磁界中
でセンサの姿勢を変化させて磁気検知電圧が最小になる
位置を検知電圧最小位置として求めれば、該検知電圧最
小位置での磁気感知面に直角な方向が被測定磁界の方向
となる。

この場合、センサを次の手順で回転させることにより検
知電圧最小位置を求めることができる。

即ちセンサの回転中心軸を予め定めておき、先ず被測定
磁界中でセンサを第１の軸線の回りに回転させて磁気検
知電圧が最大になる位置を基準位置として求める。次い
でこの基準位置におけるセンサの磁気感知面と直交する
第２の軸線の回りにセンサを回転させ、磁気検知電圧か
最小になる位置を検知電圧最小位置とする。

また被測定磁界の方向は次の方法によっても求めること
ができる。

センサの回転中心軸を予め定めておき、先ず被測定磁界
中でセンサを第１の軸線の回りに回転させて磁気検知電
圧が最大になる位置を基準位置として求める。次いでこ
の基準位置におけるセンサの磁気感知面と直交する第２
の軸線の回りにセンサを回転させて磁気検知電圧が最大
になる位置を検知電圧最大位置として求め、基準位置に
おけるセンサの磁気感知面に沿う第１の平面と検知電圧
最大位置におけるセンサの磁気感知面に沿う第２の平面
との交線に沿う方向を磁界の方向とする。

上記金属は、超伝導体の特性を完全に損なわずに超伝導
体に接合できる金属であればよく、例えば金、銀、白金
及びこれらの合金からなる金属群の中から選択すること
ができる。

上記超伝導体としては、臨界電流密度が大きく、マイス
ナー効果が十分大きいもの、例えばＹＢａ２　Ｃｕ３Ｏ
酪、Ｂｉ２　Ｓｒ２　Ｃａ２　Ｃｕ３Ｏｙ　。

（Ｂｉｌ−×Ｐｂｘ）２　Ｓｒ２　Ｃａ２　Ｃｕ３Ｏ．
−１またはＴＪ２２　Ｂａ２　Ｃａ２　Ｃｕ３Ｏ１等の
セラミックスまたは薄膜を用いることができる。

［作　用］ 本発明者は、超伝導体と常伝導体の金属との接合部に磁
界を与えると、該接合部の抵抗が磁界に応じて変化する
ことを確認した。これは、超伝導体と常任導体金属との
接合部の界面の厚みが薄い領域（磁界侵入長程度の厚み
の領域）に磁力線が侵入すると、該接合部を通して流れ
ている電流が臨界電流以下であっても局部的に超伝導性
が失われ、接合部付近の超伝導体に抵抗が現れることに
よると思われる。

上記センサの磁気感知面に対して垂直に磁界が与えられ
ると、マイスナー効果により磁界は磁気感知面の周囲の
基体端部に集中する。このとき磁気感知面では磁力線が
反発され、共通電極と超伝導体との接合部は磁界の影響
を受けない。この状態での共通電極の接合部の抵抗は常
伝導体の金属の抵抗に基づいて生じる抵抗のみである。

磁界が印加された場合の共通電極の接合部の抵抗変化を
高感度で検出するためには、この接合部の抵抗をできる
だけ低くしておくことが好ましい。

共通電極と電流電極とを通して定電流を流した状態で共
通電極と電圧電極との間の電圧を磁気検知電圧として検
出すると、該磁気検知電圧はセンサの磁気感知面が磁界
の方向と直交する方向にあるときに最小になり、該磁気
感知面が磁界の方向と平行になったときに最大になる。

従ってセンサの姿勢を変化させて、磁気検知電圧の最大
値と最小値とを求め、該磁気検知電圧の最大値と最小値
との差をとることにより被測定磁界の強さを求めること
ができる。

また磁気検知電圧が最小になる位置を検知電圧最小位置
として求め、該検知電圧最小位置での磁気感知面に直角
な方向を被測定磁界の方向として検出することができる
。

更にセンサの回転中心軸を予め定めておいて、被測定磁
界中でセンサを任意の第１の軸線の回りに回転させて磁
気検知電圧が最大になる位置を基準位置とすると、この
基準位置では磁気感知面が磁界の方向に沿った状態にな
っている。しかしこの状態では、磁力線が磁気感知面と
同一平面上にあることが分かるだけで、未だ磁界の方向
は分からない。次に基準位置におけるセンサの磁気感知
面と直交する第２の軸線の回りにセンサを回転させて、
磁気検知電圧が最小になる位置を求めると、この位置が
検知電圧最小位置となり、この位置における磁気感知面
と直交する方向が磁界の方向に一致する。

また上記第２の軸線の回りにセンサを回転させて、磁気
検知電圧が最大になる位置を検知電圧最大位置として求
めると、磁力線はこの検知電圧最大位置における磁気感
知面と同一の平面上にもあることになる。従って上記基
準位置におけるセンサの磁気感知面に沿う平面を第１の
平面とし、検知電圧最大位置におけるセンサの磁気感知
面に沿う平面を第２の平面としてこれら第１及び第２の
平面の交線を求めると、該交線に沿う方向が磁界の方向
に一致する。

［実施例］ 以下添附図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明で用いるセンサの構成例を示したもので
、同図において１は酸化物超伝導体または金属系超伝導
体からなる基体、Ｑｌは基体１に常伝導体の金属を接合
して形成した共通電極、ｑ２及びｑ３はそれぞれ同じく
基体１に常伝導体の金属を接合することにより形成した
電流電極及び電圧電極である。この実施例では、基体１
が矩形板状に形成されていて、電極ｑ１ないしｑ３は基
体１の１つの主面上に一直線上に並べた状態で設けられ
、電流電極ｑ２と電圧電極ｑ３とは所定の間隔を隔てて
配置されている。本明細書では共通電極ｑ１が存在する
面を磁気感知面１ａと呼ぶ。

上記超伝導体の基体１と金属からなる電極ｑ１ないしｑ
３との接合は、超音波ボンディング法またはスポット溶
接法により行うことができる。

超音波ボンディング法は、公知の超音波溶接装置または
同装置と同様の原理の装置を用いて、基体１と電極Ｑｌ
−Ｑ３との接触部に超音波を与えることにより実施する
ことができる。基体１と電極ｑ１ないしｑ３との接触部
に超音波を与えると、超伝導体からなる基体１の表面が
クリーニングされるとともに、超音波のパワーの加圧力
により、各電極が基体１に接合される。実験では、半導
体ＩＣの電極にワイヤを接合するために使用されている
超音波ワイヤボンディング装置を用いて、酸化物超伝導
体からなる基体１と常伝導体の金属からなる電極ｑ１〜
ｑ３との間に良好な接合部を形成することができた。

またスポット溶接法も、公知のスポット溶接装置を用い
て実施することができる。スポット溶接法による場合に
は、基体１に電極ｑ１〜ｑ３を接触させて各電極を基体
１に対して加圧し、各電極と基体とを通してパルス状の
電流を流す。これにより各電極と基体との接触部で発熱
させて各電極を基体１に接合することができる。

本実施例の共通電極ｑ１は所定の長さの銀線Ｌ１の中点
を基体１に接合することにより形成し、該銀線Ｌ１の両
端をそれぞれ定電流電源用端子ａ及び電圧検出手段用端
子すに接続した。

また他の電極ｑ２及びｑ３はそれぞれ所定の長さの銀線
Ｌ２及びＬ３の一端を基体１に接合することにより形成
し、これらの銀線Ｌ２及びＬ３の他端をそれぞれ定電流
電源用端子ａ′及び電圧検出手段用端子す−に接続した
。

実施例では電極ｑ１ないしｑ３を構成する金属として銀
線を用いたが、金、白金またはこれらの合金等の他の常
任導体金属を用いることもできる。

電極ｑ１ないしｑ３を構成する金属としては抵抗が小さ
い貴金属を用いるのが好ましいか、本発明で用いる常伝
導体の金属は超伝導体と接合した際に超伝導体の特性を
完全に損なわないものであればよく、貴金属以外の他の
金属を用いてもよい。

本発明の磁界測定方法では、上記のようなセンサ２を用
い、このセンサの共通電極ｑ１と電流電極ｑ２との間に
定電流源３（共通電極と電流電極とを通して定電流を流
す手段）を、また共通電極ｑ１と電圧電極ｑ３との間に
電圧計４（電圧検出手段）をそれぞれ接続する。定電流
源３を通して共通電極ｑｌと電流電極ｑ２との間に流す
電流は、基体１を構成する超伝導体の臨界電流値よりも
所定値だけ小さく設定しておく。

第２図に示すように、センサ２の磁気感知面１ａに垂直
な方向の磁界Ｈを与えると、マイスナー効果により磁力
線が基体１の磁気感知面１ａから排除され、基体１の両
端側に磁力線が集中する。

この状態では、共通電極ｑ１及び電流電極ｑ２が磁界の
影響を受けないため、共通電極ｑ１及び電流電極ｑ２を
通して電流を流しても基体１の超伝導性は失われない。

このときの共通電極ｑ１と電圧電極４との間の電圧は、
共通電極ｑ１を構成する常伝導体の金属の抵抗による電
圧降下だけである。

次にセンサの基体１を回転させて第３図に示すように磁
気感知面１ａに沿う方向を磁界Ｈの方向に一致させると
、磁力線が磁気感知面１ａに接する状態になる。この状
態では磁界の強さに応じて電圧検出手段４により検出さ
れる電圧が変化する。

これは次の理由によるものと思われる。即ち、磁力線が
磁気感知面１ａに接する状態になると、磁気感知面１ａ
の表面付近の極薄い層（磁場侵入長λ、程度）から磁力
線が侵入する。電極ｑｌ。

ｑ２の接合部付近には定電流源３から臨界電流に比較的
近い大きさの電流が流れているため、磁気感知面の表面
層に磁力線が侵入すると接合部付近の超伝導性が局部的
に失われ、超伝導性が失われた部分の抵抗値が増大する
。この状態では、共通電極ｑ１の接合部の抵抗値が増大
した分だけ共通電極ｑ１と電圧電極ｑ３との間の電圧が
高（なり、電圧検出手段４により検出される電圧が高く
なる。

上記の説明では、センサの磁気感知面１ａが磁界に垂直
な場合と、磁界と平行な場合との極端な場合について述
べたが、後記する実験から明らかなように、実際には磁
気感知面１ａと磁界Ｈとの間の角度θにより電圧検出手
段４による検出電圧か変化する。従ってこの検出電圧を
磁気検知電圧Ｅとして検出することにより磁界を検出す
ることができる。

定電流源３から共通電極ｑ１と電流電極ｑ２とを通して
流す電流Ｉは、基体１を構成する超伝導体の臨界電流と
、周囲温度（臨界温度以下）とを勘案して適値に設定す
る。周囲温度及び（または）電流Ｉの大きさにより磁界
の検出感度を調整することができる。

実施例では、先ずＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７−ａの仮焼粉を３
　［ｊｏｎ／ｃｍ２］の加圧力でプレス成形して厚さ１
．５　　［ｍｍ］　、直径１４　［ｍｍ］の円板状ペレ
ットを製作した。このペレットを酸素雰囲気の炉内に入
れて第４図に示した温度過程を経て焼成することにより
、臨界温度が９３（ｌ　の酸化物超伝導体を製造した。

この酸化物超伝導体のバルクを１．５×！、　５　×１
２ｍｍの短冊状にカットして基体１を形成し、この基体
１の表面に直径５０μｍの銀線を用いて、超音波ボンデ
ィング法により電極ｑ１〜ｑ３を形成した。

電極ｑｌ　〜Ｑ：ｌの面積は３．ΩＸ　１０−４［ｃｍ
２１であった。電極形成後、５００℃で１時間熱処理を
行った。

上記の方法により製作したセンサ２を液体窒素により冷
却し、センサ２を種々の温度Ｔに保って、共通電極ｑ１
と電流電極ｑ２とを通して流した定電流１　　［ｍＡ］
と共通電極ｑ１と電圧電極ｑ３との間に得られる磁気検
知電圧Ｅ　［ｍＶ］　との関係を測定した。その結果を
第５図に示した。第５図においてパラメータＴ＝１１に
−１００Ｋはセンサの温度を示している。センサの温度
が臨界温度（９３Ｋ）よりも高い場合には、電流■と磁
気検知電圧Ｅとの関係が線形になり、該センサの温度が
臨界温度よりも低い場合には電流■と電圧Ｅとの関係が
非線形になる。磁界の測定を行うためには、センサ２の
温度を臨界温度以下として電流■対電圧Ｅの特性を非線
形とする必要がある。

次に電流■を一定（＝１００ｍＡ　）として、磁界Ｈの
磁気感知面１ａに対する入射角θをパラメータとして磁
気検知電圧Ｅ　［ｍＶ３　と磁界Ｈ［Ｇａｕｓ＋　］と
の関係を求めたところ、第６図に示すような結果が得ら
れた。

この結果から、入射角θが９０度の場合には磁界Ｈを０
〜数Ｇａｕｓｓの範囲で変化させても磁気検知電圧Ｅは
全く変化しない。入射角θを０度とすると比較的弱い磁
界を与えても磁気検知電圧Ｅが大きく変化する。入射角
θを４５度とした場合には、磁気検知電圧が９０度の場
合と０度の場合との中間の値をとる。

本発明の測定方法は、センサ２の上記の特性を利用して
磁界の強さ（絶対値）と磁界の方向とを測定するもので
ある。

磁界の強さを測定する場合には、センサ２の共通電極ｑ
１と電流電極ｑ２とに定電流源３を接続し、共通電極ｑ
１と電圧電極ｑ３との間に電圧検出手段４を接続する。

そしてセンサ２の温度は超伝導体の臨界温度以下に保つ
。そして被測定磁界Ｈ中でセンサ２の姿勢を変化させて
磁気検知電圧Ｅの最大値と最小値とを求め、磁気検知電
圧Ｅの最大値と最小値との差を求める。この差の値は入
射角θが９０度の場合の被測定磁界の強さに相応してい
る。この差の値と磁界の強さとの関係を実験で求めてお
（ことにより、磁界の強さを検出することができる。

また被測定磁界中でセンサ２の姿勢を変化させて磁気検
知電圧が最小になる位置を検知電圧最小位置として求め
れば、該検知電圧最小位置での磁気感知面に直角な方向
を被測定磁界Ｈの方向として検出することかできる。

上記磁気検知電圧の最小値と最大値とを求めるためには
、例えばセンサの姿勢を次の手順で変化させればよい。

先ずセンサ２の回転中心軸を定める。例えば第７図に示
すように、共通電極ｑ１と電圧電極ｑ３との間の中点を
原点０とし、共通電極ｑ１と電圧電極ｑ３とを結ぶ直線
Ａ−Ａ−とセンサ２の磁気感知面１ａ上で直交し、かつ
原点Ｏを通る直線ＢＢ′をセンサ２の回転中心軸として
定める。

先ずセンサ２の回転中心軸Ｂ−Ｂ　”を任意の方向に設
定した第１の軸線の方向に向けて磁界Ｈ中でセンサ２を
回転させる。この例では、第８図に示すようにｘ、　　
ｙ、　　ｘの直交座標系を用い、センサ２の原点Ｏを座
標の原点とし、図の紙面と直交するＺ軸を第１の軸線と
する。この第１の軸線とセンサ２の回転中心軸Ｂ−Ｂ−
を一致させた状態で、センサ２を回転中心軸の回りに回
転させて磁気検知電圧Ｅが最大になる位置を基準位置と
して求める。第８図に実線で示したセンサ２は、この基
準位置にあり、この状態ではセンサ２の磁気感知面１ａ
が磁界Ｈの方向と平行している。しかしこの状態では、
未だ磁力線が磁気感知面１ａと同一の平面上にあること
が分かるだけであり、磁界の方向は分からない。

そこで次に基準位置におけるセンサの磁気感知面と直交
する直線Ｃ−Ｃ−を第２の軸線として定め、センサの回
転中心軸Ｂ−Ｂ−をこの第２の軸線Ｃ−Ｃ−の方向に向
けてセンサを回転させる。

このセンサの回転の過程で磁気検知電圧Ｅの最小値と最
大値とを求める。このようにセンサを第２の軸線Ｃ−Ｃ
−の回りに回転させた際に磁気検知電圧Ｅが最大になる
位置を検知電圧最大位置と呼び、磁気検知電圧Ｅが最小
になる位置を検知電圧最小位置と呼ぶ。

検知電圧最大位置及び検知電圧最小位置における磁気検
知電圧の差から被測定磁界の強さを求めることができる
。また検知電圧最小位置における磁気感知面１ａと直交
する方向が磁界Ｈの方向となる。

更に、センサ２が第８図に実線で示した基準位置にある
ときの磁気感知面１ａに沿う（磁力線と平行な面）第１
の平面と、センサの回転中心軸を第２の軸線Ｃ−Ｃ−の
方向に向けた状態で求めた検知電圧最大位置におけるセ
ンサの磁気感知面１ａに沿う（同じく磁力線と平行な）
第２の平面との交線を求めれば、この交線に沿う方向が
磁界Ｈの方向となる。

本発明の方法に用いるセンサの基体を構成する超伝導材
料としては臨界電流密度が高く、マイスナー効果か十分
大きいものを用いるのが好ましい。

上記の実施例において、直流４端子法により求めた臨界
電流密度は約２００　　［Ａ／ｃｍ２］であった。

著しく臨界電流密度が低い超伝導体、例えば焼結状態が
悪くポーラスな（多孔性の）セラミックス超伝導体によ
り基体１を構成した場合には、印加磁界に対する指向性
が悪くなり、磁気感知面１ａに対して垂直に磁界を加え
た場合でも磁気感知面と平行に磁界を加えた場合と同程
度の感度が得られる。これは、超伝導体の臨界電流が小
さいために流れ得る遮蔽電流（完全反磁性を保つための
超伝導電流）が小さくなり、比較的小さな磁界から磁束
の侵入が起こるためであると考えられる。

即ちポーラスなセラミックス超伝導体を用いた場合には
、マイスナー効果が非常に弱いために、弱い磁界が与え
られた場合でも磁束が超伝導体内に侵入し、上記実施例
で得られたような異方性が得られないことによると思わ
れる。

上記の実施例では、基体１を構成する酸化物超伝導体と
してＹＢａ２　Ｃｕ３Ｏ７うを用いたが、他の酸化物超
伝導体、例えばＢｉ２　Ｓｒ２　Ｃａ２　Ｃｕ３　０ｙ
　　、　　　　（Ｂｉｌ−ｘ　Ｐｂｘ）　　　２　　　
Ｓｒ２　　Ｃａ２　　Ｃｕ３Ｏ１、またはＴ　ｉ　２　
Ｂ　ａ　２　Ｃａ　２　Ｃｕ　ｇｌ　Ｏｙ・等を用いる
こともできる。

上記の実施例では、電流電極ｑ２と電圧電極ｑ３とを離
して設けたが、第９図に示したように、所定長さの銀線
Ｌ２３の中点を基体１に接合することにより共通電極ｑ
１と同様な電極Ｑ２３を設けて、この電極Ｑ２３を電流
電極及び電圧電極として兼用するようにしてもよい。

上記の実施例では、全ての電極を磁気感知面に設けたが
、電流電極ｑ２と電圧電極ｑ３とを別個に設ける場合に
は、磁界の影響を拾う共通電極ｑ１のみを磁気感知面に
設け、他の電極を他の面に設けるようにしてもよい。

第９図に示すように、共通電極ｑ１と同様な電極ｑ２３
を設けて、この電極が電流電極と電圧電極とを兼ねるよ
うにする場合には、センサの姿勢を変化させた場合に磁
気検知電圧の極大値が複数束じないようにするため、電
極Ｑ２３を共通電極ｑ３４と同じ磁気感知面に設ける必
要がある。この場合には、電極ｑ１とｑ２３との双方が
磁気検知電圧に影響を与えるため、感度を高めることが
できる。

上記の実施例では、超伝導体として酸化物超伝導体を用
いたが、金属系の超伝導体を用いることもできる。

また上記の実施例では、超伝導体のブロックによりセン
サの基体を構成したが、基板上に形成した薄膜状の超伝
導体をセンサの基体として用いることもできる。

上記の実施例では、センサを回転させる際に先ずｚ軸の
回りに回転させたが、センサを最初に回転させる際の回
転軸の方向は任意である。

本発明の測定方法は、弱い磁界の測定に適しており、地
磁気の計測、地磁気を測定して飛行物体（人工衛星や飛
行機等）の姿勢を検出する姿勢計、地磁気の計測等に応
用することができる。また工業分野においては、磁気を
利用した回転体の位置、角度の測定、変位の測定、鉄片
の探知、磁気探傷等に応用することもできる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、超伝導体のマイスナー
効果を利用して方向性を持たせるとともに、磁界の侵入
による接合部の抵抗値の変化を利用して磁界の大きさに
応じた磁気検知電圧を得るようにした簡単な構成のセン
サを用いて、弱い磁界の方向と強さとを精度良く測定す
ることができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第９図は本発明の実施例を示したもので、
第１図は本発明のセンサの構成を示す構成図、第２図及
び第３図は本発明で用いるセンサの動作を説明する説明
図、第４図はセンサの熱処理を行う際の温度変化を示す
線図、第５図及び第６図はそれぞれは本発明で用いるセ
ンサの通電電流と磁気検知電圧との関係及び磁気検知電
圧と磁界との関係を示す線図、第７図は本発明で用いる
センサの回転軸の定め方の一例を説明するための斜視図
、第８図は磁界中でセンサを回転させる手順を説明する
説明図、第９図は本発明で用いるセンサの変形例を示し
た構成図である。 １・・・基体、２・・・センサ、３・・・定電流源、４
・・・電圧検出手段、ｑｌ・・・共通電極、ｑ２・・・
電流電極、ｑ３・・・電圧電極。 第３図 第５図 磁気検知を圧（ｍＶ＋

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）超伝導体からなる基体に常伝導体の金属からなる
   共通電極と電流電極と電圧電極とを接合し、少なくとも
   前記共通電極を設けた面を平坦な磁気感知面としたセン
   サを用い、 前記共通電極と電流電極とを通して定電流を流す手段と
   、該定電流を流した状態で前記共通電極と電圧電極との
   間に生じる電圧を磁気検知電圧として検出する電圧検出
   手段とを設け、 前記センサの温度を前記超伝導体の臨界温度以下に保ち
   、 被測定磁界中で前記センサの姿勢を変化させて前記磁気
   検知電圧の最大値と最小値とを求め、前記磁気検知電圧
   の最大値と最小値との差から前記被測定磁界の強さを求
   めることを特徴とする磁界の測定方法。
2. （２）超伝導体からなる基体に常伝導体の金属からなる
   共通電極と電流電極と電圧電極とを接合し、少なくとも
   前記共通電極を設けた面を平坦な磁気感知面としたセン
   サを用い、 前記共通電極と電流電極とを通して定電流を流す手段と
   、該定電流を流した状態で前記共通電極と電圧電極との
   間に生じる電圧を磁気検知電圧として検出する電圧検出
   手段とを設け、 前記センサの温度を超伝導体の臨界温度以下に保ち、 前記センサの回転中心軸を定めておき、 被測定磁界中で前記センサを第１の軸線の回りに回転さ
   せて前記磁気検知電圧が最大になる位置を基準位置とし
   て求め、 次いで前記基準位置におけるセンサの磁気感知面と直交
   する第２の軸線の回りに前記センサを回転させて前記磁
   気検知電圧の最小値と最大値とを求め、 前記磁気検知電圧の最大値と最小値との差から前記被測
   定磁界の強さを求めることを特徴とする磁界の測定方法
   。
3. （３）超伝導体からなる基体に常伝導体の金属からなる
   共通電極と電流電極と電圧電極とを接合し、少なくとも
   前記共通電極を設けた面を平坦な磁気感知面としたセン
   サを用い、 前記共通電極と電流電極とを通して定電流を流す手段と
   、該定電流を流した状態で前記共通電極と電圧電極との
   間に生じる電圧を磁気検知電圧として検出する電圧検出
   手段とを設け、 前記センサの温度を超伝導体の臨界温度以下に保ち、 被測定磁界中で前記センサの姿勢を変化させて前記磁気
   検知電圧が最小になる位置を検知電圧最小位置として求
   め、該検知電圧最小位置での前記磁気感知面に直角な方
   向を被測定磁界の方向として検出することを特徴とする
   磁界の測定方法。
4. （４）超伝導体からなる基体に常伝導体の金属からなる
   共通電極と電流電極と電圧電極とを接合し、少なくとも
   前記共通電極を設けた面を平坦な磁気感知面としたセン
   サを用い、 前記共通電極と電流電極とを通して定電流を流す手段と
   、該定電流を流した状態で前記共通電極と電圧電極との
   間に生じる電圧を磁気検知電圧として検出する電圧検出
   手段とを設け、 前記センサの温度を超伝導体の臨界温度以下に保ち、 前記センサの回転中心軸を定めておき、 被測定磁界中で前記センサを第１の軸線の回りに回転さ
   せて前記磁気検知電圧が最大になる位置を基準位置とし
   て求め、 次いで前記基準位置におけるセンサの磁気感知面と直交
   する第２の軸線の回りに前記センサを回転させて前記磁
   気検知電圧が最小になる位置を検知電圧最小位置として
   求め、 前記検知電圧最小位置におけるセンサの磁気感知面と直
   交する方向を前記磁界の方向として検出することを特徴
   とする磁界の測定方法。
5. （５）超伝導体からなる基体に常伝導体の金属からなる
   共通電極と電流電極と電圧電極とを接合し、少なくとも
   前記共通電極を設けた面を平坦な磁気感知面としたセン
   サを用い、 前記共通電極と電流電極とを通して定電流を流す手段と
   、該定電流を流した状態で前記共通電極と電圧電極との
   間に生じる電圧を磁気検知電圧として検出する電圧検出
   手段とを設け、 前記センサの温度を超伝導体の臨界温度以下に保ち、 前記センサの回転中心軸を定めておき、 被測定磁界中で前記センサを第１の軸線の回りに回転さ
   せて前記磁気検知電圧が最大になる位置を基準位置とし
   て求め、 次いで前記基準位置におけるセンサの磁気感知面と交差
   する第２の軸線の回りに前記センサを回転させて前記磁
   気検知電圧が最大になる位置を検知電圧最大位置として
   求め、 前記基準位置におけるセンサの磁気感知面に沿う第１の
   平面と前記検知電圧最大位置におけるセンサの磁気感知
   面に沿う第２の平面との交線に沿う方向を前記磁界の方
   向として検出することを特徴とする磁界の測定方法。
6. （６）前記金属は、金、銀、白金及びこれらの合金から
   なる金属群の中から選択されている請求項１ないし５の
   いずれか１つに記載の磁界の測定方法。
7. （７）前記酸化物超伝導体はＹＢａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿７
   ＿−＿δ、Ｂｉ＿２Ｓｒ＿２Ｃａ＿２Ｃｕ＿３Ｏ＿ｙ、
   （Ｂｉ＿１＿−＿ｘＰｂ＿ｘ）＿２Ｓｒ＿２Ｃａ＿２Ｃ
   ｕ＿３Ｏ＿ｙ＿′、またはＴｌ＿２Ｂａ＿２Ｃａ＿２Ｃ
   ｕ＿３Ｏ＿ｙ＿′のセラミックスまたは薄膜からなって
   いる請求項１ないし６のいずれか１つに記載の磁界の測
   定方法。