JPH0493782A - 三次元積分磁束計 - Google Patents

三次元積分磁束計

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JPH0493782A
JPH0493782A JP2212993A JP21299390A JPH0493782A JP H0493782 A JPH0493782 A JP H0493782A JP 2212993 A JP2212993 A JP 2212993A JP 21299390 A JP21299390 A JP 21299390A JP H0493782 A JPH0493782 A JP H0493782A
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JP
Japan
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axis
magnetic
magnetic field
time
operation control
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JP2212993A
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English (en)
Inventor
Yasushi Nakabayashi
中林 靖
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Seiko Instruments Inc
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Seiko Instruments Inc
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Publication date
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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〕 非電離放射線というカテゴリで統括される電波や磁界の
生物に与える影響について研究が進められている。本発
明は特に磁界に関して、磁界の方向に関係なく磁界強度
を測定し、磁界強度の積分値を測定する三次元積分磁束
計に関する。
(従来の技術〕 一般的に、強磁性体から発せられる磁束の測定にはフラ
ックスゲート(飽和鉄芯型)と称される磁束計が使用さ
れてきた。しかし、測定環境における瞬間的な磁束を計
測するだけのものであった。
磁界は地磁気あるいは永久磁石や!磁石を用いた各種電
気装置などによって身の回りにあまねく存在している。
しかし、これらは通常磁界の強さが極めて小さいか、ま
たは磁界が一部の空間に局在しており、環境および人体
に及ぼす影響は少なかった。
しかるに最近、科学技術の発達により強い磁界に直接人
体がさらされる機会が増えてきた。これらの磁界の発生
源としては、希±1!磁石などの強力な磁石、あるいは
超電導磁石である。この磁気力を利用した車両輸送シス
テム、角磁気共鳴吸収測定装置などの機器分析装置、核
磁気共鳴吸収を利用し人間の頭部の細胞などの状態を輪
切りにして観測することのできるNMR−CT、あるい
はLHD等大型核融合実験装置などがあり、使用磁界は
1〜5T(テスラ)にも及び、その周辺での漏れ磁界も
無視できないほど大きい値となっている。
磁気が環境あるいは人体に与える影響についてはまだ詳
細には究明されていない。しかし、非常に強い磁界は環
境あるいは人体に悪影響を及ぼすであろうとする報告や
、適度の磁界を浴びるのは健康によいという報告がある
。例えば、英国放射線防護委員会の助言として、 静磁場1.57を越えないこと。
時間変化磁場: 変化時間10ms以上の場合は20 
SIT/5−rn+s Soを越えないこと。変化時間
10ms未満の場合 は(dB/d t) ” t<4゜ 高周波:全身での吸収率を0.451−・kg 52〜
ISO以下。
作業者のM爆: 長期−全身0.02T、手腕0.2T 15分以内−全身0.2T、手腕 2Tゆ とし、また米国食品医薬品層(FDA)の指針として、 静磁場: 身体の全部または一部の被爆は2Tを越えな
い。
時間変化磁場: 身体の全部または一部の被爆は3 T
 / sを越えない。
高周波のtm場: 比吸収率は平均で0.4W/kg局
所で2W/瞳を越えない。
作業者の被爆(米国エネルギー省の暫定試案)=8時間
労働日−全*0.OIT、手0.111時間以下の暴露
:全身0.IT、手lT10分以下の暴ts:全10.
5T、 手2Tとしている。
〔発明が解決しようとする課題〕
かかる現状においては例えば人体に強い磁界を浴びるの
はなるべく避け、比較的弱い磁界であっても長時間磁界
にさらされるのは避けるというのが賢明と言わざるを得
ない。しかしかかる注意をしても種々の強さの磁界に種
々の条件でさらされる機会は多く、延べで、どれ程の磁
界にさらされたかを知ることは重要であり、特に磁界環
境で仕事に従事する人にとっては是非とも必要なことで
ある。ところが、磁界の強さに応して磁気にさらされた
時間の積算を行う簡便な装置は、いまだ開発されていな
い。
したがって、本発明の目的は、簡便な積分磁束計を提供
することにある。
【課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するために、本発明は三次元に配置され
た検出手段を用いて被爆した磁束量の積分値を計数する
携帯型の磁束計において、測定周期のタイミングを決め
るタイミング発生手段と、三次元に配置された検出手段
とそれぞれの検出出力を増幅する増幅手段の動作を制御
する動作制御手段を有する構成とし、消費電流の低減化
を図れるようにした。
〔作用〕
上記のように構成された被爆した磁束量の積分値を計数
する携帯型の磁束計においては、測定周期毎に三次元に
配置した検出手段を時分割駆動して消費電流の低減化を
図ることにより、組み込まれた電池での動作時間の長寿
命化が成されることになる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は、本発明の実施例を示すブロック図である。X
軸に配置された検出手段1の検出信号は、X軸増幅手段
2により増幅される。同様に、Y軸に配置された検出手
段3の検出信号は、Y軸増幅手段4により増幅され、z
軸に配置された検出手段5の検出信号は、Z軸増幅手段
6により増幅される。前記各検出手段1.3.5と前記
各増幅手段2.4.6は、動作制御手段7の制御信号I
9.20.21により制御されている。前記各増幅手段
2.4.6の出力信号は、前記動作制御手段7の制御信
号18に応じてマルチプレクサ8により選択され、前記
動作制御手段7の制御信号22に応して、アナログ値で
ある前記各増幅手段2.4.6の出力信号をデジタル値
にA/D変換手段9により変換される。第2図に前記動
作制御手段7の出力する制御信号18.19.20.2
1.22のタイムチャートを示している。
前記動作制御手段7の出力する制御信号は、発振回路1
0の出力信号を分周回路11で分周し、前記分周回路1
1の出力信号から測定周期のタイミングを生成するタイ
ミング発生手段12の出力信号と前記分周回路11の出
力信号とから生成される。
演算手段13は、前記A/D変換手段9により検出した
電気信号を磁界強度に変換し、x、y、z軸の磁界強度
成分から実際の磁界強度を演算する。
第3図に磁界強度を3軸(X、Y、z軸)に分解した図
を示している。第4図より磁界強度(磁束密度)Bは、 B=、7’  (B x  S22 So  +B Y
  S22 So  +B zS22 SQ )  1
式 1式で表され、この演算を行う。更に演算手段13は、
演算された磁界強度Bと測定周期の時間との積の計算を
行い、積算値記憶手段14の内容に加算して再度格納す
る・、第4図に積算方法の1例を示し、前記積算値記憶
手段14には磁束量であるBhが格納されていて、磁束
量Bhは、 Bh−Σ(磁束強度B*待時間)   2式2式で表せ
る。
前記積算値記憶手段14の内容及び前記分周回路11の
出力信号を計数する計測開始からの全計測時間を計数す
る時間計数手段15の内容を表示制御手段16を介して
表示装置17に表示する。
第5図に検出手段及び増幅手段の本発明における一回路
実施例を示す。検出手段lは、磁気検出素子23と電流
制御用抵抗R1とトランジスタTr1が直列に接続され
て構成される。磁気検出素子23の2本の出力端子は増
幅用の抵抗R2、R3を介してアンプ24に入力します
。前記アンプ24の+側入力端子は、抵抗R4を介して
接地され、−個入力端子は抵抗R5を介して負帰還され
ている。この回路構成により、2本の入力電圧の差をと
り増幅する差動増幅回路と成る。出力電圧V OUTは
、VOUT =R5(V[N1−VIN2 ) /R4
3式3式で表現され、R5/R4が増幅率と成る。トラ
ンジスタTr2は、アンプ24のt′tJ端子と接地の
間に接続される。トランジスタTri 、Tr2のゲー
ト端子は、動作制御手段7の出力する制御信号19によ
り制御され、測定時制御信号19はH”を出力し、ON
状態としてX軸検出手段1とX軸増幅手段2を動作状態
とする。また、前記制御信号19の出力を°L”とする
ことにより非動作状態として、動作電流をカントする。
Y軸検出手段3、Y軸増幅段4、Z軸検出手段5、Z軸
増幅手段6も同様の構成である。
次に、第6図に示すマイクロコンピュータにより制御さ
れる本発明の一実施例のブロック図について説明する。
第6図に示したように、論理演算手段27を中心にプロ
グラムメモリ (ROM)2B、データメモリ(RAM
)29などでマイクロコンピュータが構成される。論理
演算処理回路27は、ALU、演算用レジスタ、アドレ
ス制御用レジスタ、インストラクションデコーダ等で構
成され、周辺回路とはデータバス及びアドレスバス32
.33で接続される。
ROM2Bは、処理手順をインストラクションに置き換
えたソフトウェアを格納するプログラムメモリである。
RAM29は、データメモリであり、各種情報の一時的
格納に用いられる。
システムクロンク発生回路25は、発振回路10の出力
を受けて、前記論理演算処理回路27の動作に必要なシ
ステムクロックを生成する。
割込制御回路26は、前記発振回路10の出力を分周す
る分周回路11の出力を受けて、前記論理演算処理回路
27の動作開始の起動信号を生成するとともに割込の内
容は、データバス32を介して読み取られる。
前記分周回路11の出力信号から測定周期のタイミング
を生成するタイミング発生手段12の出力信号と前記分
周回路11の出力信号とから生成され、動作制御手段7
において、前記分周回路11の出力信号とから検出手段
30及び増幅手段31の制御信号を生成する。検出手段
30は、第1図における各X、Y、Z軸検出手段l、3
.5をまとめて総称したものであり、同様に増幅手段3
1は、第1図における各x、y、z軸増幅手段2.4.
6をまとめて総称したものである。
前記増幅手段31の出力は、マルチプレクサ8で選択さ
れ、A/D変換手段9でデジタル信号に変換され前記デ
ータバス32を介して論理演算処理手段に読み込まれる
。表示制御手段16は、前記データバス32を介して供
給される情報を表示装置17に供給する。
第6図のマイクロコンピュータにより制御される場合の
動作手順を第7図の本発明の動作手順を示すフローチャ
ートにしたがって説明する。
割込制御回路26から論理演算処理回路27に対して、
割込が発生すると処理71において動作制御手段7に対
してY軸の駆動を選択すると、第1図における制御信号
19を出力しX軸検出手段1、X軸増幅手段2が駆動す
る。マルチプレクサ8は前記X軸増幅手段2の出力信号
を選択する。処理72で増幅手段の動作が安定するまで
の一定時間のWAITを行い、処理73においてA/D
変換手段9を動作させ、データバス32を介して変換さ
れたデータを論理演算手段に読み込み、−旦RAMに格
納する。処理74において動作制御手段7に対してY軸
の駆動を選択すると、第1図における制御信号20を出
力しY軸検出手段3、Y軸増幅手段4が駆動する。マル
チプレクサ8は前記Y軸増幅手段4の出力信号を選択す
る。処理75で増幅手段の動作が安定するまでの一定時
間のWAITを行い、処理76においてA/D変換手段
9を動作させ、データバス32を介して変換されたデー
タを論理演算手段に読み込み、−旦RAMに格納する。
処理77において動作制御手段7に対してY軸の駆動を
選択すると、第1図における制御信号21を出力しZ軸
検出手段5、Z軸増幅手段6が駆動する。マルチプレク
サ8は前記Z軸増幅手段6の出力信号を選択する。処理
78で増幅手段の動作が安定するまでの一定時間のWA
ITを行い、処理79においてA/D変換手段9を動作
させ、データバス32を介して変換されたデータを論理
演算手段に読み込み、−旦RAMに格納する。処理80
において、前記X、Y、Z軸方向におけるデジタル信号
化されたデータを磁界強度に変換し、((B x S2
2 So +B VS22 SO+B z S22 S
O)の演算を行う。処理81において、処理80で演算
された磁界強度Bに測定周期の時間の積の演算を行う。
処理82において、処理81で演算された結果を積算知
記憶手段13に加算し、再び格納する。
処理83において、時間計数手段15に測定周期の時間
を加算して、再び格納し、処理84において表示装置1
7に対する表示の処理を行って、処理85のHALT状
態に戻る。
〔発明の効果〕
本発明は、以上説明してように被爆した磁束量の積分値
を計数する携帯型の磁束計において、測定周期のタイミ
ングを決めるタイミング発生手段と、三次元に配置され
た検出手段とそれぞれの検出出力を増幅する増幅手段の
動作を制御する動作制御手段を存する構成を用いること
により、消費iii流の低減化が図れ、組み込まれた電
池での動作時間の長寿命化が成されるという効果がある
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示すブロック図、第2図は動
作制御手段7の出力する制御信号のタイムチャート、第
3図は磁界強度を3軸(X、Y、Z軸)に分解した図、
第4図は積算方法の1例を示す図、第5図は検出手段、
増幅手段の本発明における一回路実施例、第6図はマイ
クロコンピュータにより制御される本発明の実施例を示
すブロック図、第7図は本発明の動作手順を示すフロー
チャートである。 1・・・X軸検出手段 2・・・X軸増幅手段 3・・・Y軸検出手段 4・・・Y軸増幅手段 5・・・X軸検出手段 6・・・Z軸増幅手段 7・・・動作制御手段 8・・・マルチプレクサ 9・・・A/D変換手段 10・・・発振回路 11・・・分周回路 12・・・タイミング発生手段 13・・・演算手段 14・・・積算値記憶手段 15・・・時間計数手段 16・・・表示制御手段 17・・・表示装置 1B、 19.20.21.22・・・制御信号23・
・・検出素子 24・・・アンプ 25・・・ソステムクロフク発生回路 26・・・割込制御回路 27・・・論理演算処理回路 28・・・ROM 29・・・RAM 30・・・検出手段 31・・・増幅手段 32・・・データバス 33・・・アドレスバス 以上 出願人 セイコー電子工業株式会社 代理人 弁理士 林  敬 之 助 磁界強度を3vJ(X、Y、 zl)に分解した図第 
3 口 時間h ←測定点 1Mの方法の1例を示す図 454 図 填 区 マイクロコンピユータにより制御される本発明の実施例
を示すブロック図づも  6  圓 「−]

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)磁界強度の積分値を測定する三次元積分磁束計に
    おいて、 (a)X軸、Y軸、Z軸方向の三次元に配置された3個
    の磁気検出手段と、 (b)前記3個の磁気検出手段それぞれの検出信号を増
    幅する3個の増幅手段と、 (c)前記磁気検出手段と前記増幅手段の動作を制御す
    る動作制御手段と、 (d)前記動作制御手段の制御信号に応じて前記3個の
    増幅手段の出力信号を選択するマルチプレクサと、 (e)前記マルチプレクサの出力するアナログ信号をデ
    ジタル信号に変換するA/D変換手段と、(f)測定周
    期を発生するタイミング発生手段と、(g)前記3軸方
    向のデジタル信号から磁界強度のベクトル計算し、前記
    タイミング発生手段の測定間隔である時間と磁束強度の
    積を演算する演算手段と、 (h)前記時間と磁束強度の積の総和を記憶する積算値
    記憶手段と、 (i)前記積算値記憶手段の内容を表示する表示装置と
    から成ることを特徴とする三次元積算磁束計。
  2. (2)前記磁気検出手段がホール素子である請求項1記
    載の三次元積算磁束計。
  3. (3)前記磁気検出手段が磁気抵抗素子である請求項1
    記載の三次元積算磁束計。
  4. (4)前記動作制御手段が前記3個の検出手段とそれぞ
    れに対応する増幅手段とを時分割駆動することを請求項
    1記載の三次元積算磁束計。
  5. (5)前記動作制御手段が、非測定時、前記3個の検出
    手段とそれぞれに対応する増幅手段とを電流遮断するこ
    とを特徴とする請求項1記載の三次元積算磁束計。
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