JPH0585849B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0585849B2 JPH0585849B2 JP2105221A JP10522190A JPH0585849B2 JP H0585849 B2 JPH0585849 B2 JP H0585849B2 JP 2105221 A JP2105221 A JP 2105221A JP 10522190 A JP10522190 A JP 10522190A JP H0585849 B2 JPH0585849 B2 JP H0585849B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetostriction
- gauges
- relative displacement
- laser beam
- sample
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、方向性電磁鋼板、無方向性電磁鋼板
等の磁性材料の磁歪特性を高精度に測定する方法
に関する。
等の磁性材料の磁歪特性を高精度に測定する方法
に関する。
［従来の技術］
磁界中に磁性材料が置かれ磁化されると伸びあ
るいは縮む磁歪現象がおこる。特に、磁性材料が
交流磁界中におかれ磁化される場合には磁化の変
化と共に伸縮するため磁界周波数に同期した磁歪
振動となり、振動ノズル源あるいは騒音の原因と
なることがある。近年、環境問題の高揚とともに
トランス、モーター、電磁弁等の磁気応用機器の
騒音を減少させることが社会的な要請となり、鉄
心に用いられる方向性電磁鋼板、無方向性電磁鋼
板等の鋼板材料、あるいはその他の磁性材料の磁
歪特性を改善することがひとつの開発課題となつ
ている。しかし、一般に磁歪による長さの変化率
は非常に小さく10-5程度であり、これらの磁歪特
性を精度よく測定することは従来困難であつた。
るいは縮む磁歪現象がおこる。特に、磁性材料が
交流磁界中におかれ磁化される場合には磁化の変
化と共に伸縮するため磁界周波数に同期した磁歪
振動となり、振動ノズル源あるいは騒音の原因と
なることがある。近年、環境問題の高揚とともに
トランス、モーター、電磁弁等の磁気応用機器の
騒音を減少させることが社会的な要請となり、鉄
心に用いられる方向性電磁鋼板、無方向性電磁鋼
板等の鋼板材料、あるいはその他の磁性材料の磁
歪特性を改善することがひとつの開発課題となつ
ている。しかし、一般に磁歪による長さの変化率
は非常に小さく10-5程度であり、これらの磁歪特
性を精度よく測定することは従来困難であつた。
従来、方向性電磁鋼板等の磁性材料の磁歪特性
測定には、交流磁界中に置いた材料の一端を固定
しておき、他端に取り付けられた検出機構を介し
て差動トランスにより振動変位量を検出する方法
の装置が用いられてきた。しかし、この方法の装
置では、材料と差動トランスの間の検出機構の振
動伝達特性により検出される振動変位量が変化す
る現象や、検出機構の振動共振モード特性によつ
ては磁歪振動に検出機構自身の振動が重畳する現
象が起こる。このため、同一材料であつても検出
機構の材料への取付方法の微妙な違いにより測定
される磁歪特性結果が異なり、再現性を得ること
が困難であつた。
測定には、交流磁界中に置いた材料の一端を固定
しておき、他端に取り付けられた検出機構を介し
て差動トランスにより振動変位量を検出する方法
の装置が用いられてきた。しかし、この方法の装
置では、材料と差動トランスの間の検出機構の振
動伝達特性により検出される振動変位量が変化す
る現象や、検出機構の振動共振モード特性によつ
ては磁歪振動に検出機構自身の振動が重畳する現
象が起こる。このため、同一材料であつても検出
機構の材料への取付方法の微妙な違いにより測定
される磁歪特性結果が異なり、再現性を得ること
が困難であつた。
［発明が解決しようとする課題］
本発明は、従来の交流磁歪測定装置の磁歪振動
を精度よく検出するのが困難という問題点を解決
し、磁性材料の磁歪特性を高精度かつ再現性よく
測定可能な方法を提供することにある。
を精度よく検出するのが困難という問題点を解決
し、磁性材料の磁歪特性を高精度かつ再現性よく
測定可能な方法を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
本発明に先立ち、従来の交流磁歪測定装置の測
定誤差要因を詳細に検討した。主な誤差要因とし
て、装置の外部からの振動ノイズの影響、装置構
造物の共振現象、材料からの漏れ磁束が材料近傍
の他の磁性材料に流れることによる磁気吸引力に
よる振動、検出機構による振動伝達障害、等な考
えられた。個々の要因について測定へに影響を調
べた結果、検出機構による誤差要因がもつとも影
響が大きいことがわかつた。材料の磁歪振動を正
確に差動トランスに伝達するためには検出機構
に、剛性の強さ、軽量さ、抵抗のない支持方法、
共振を起こさない形状、材料に歪を与えない取り
付け方法、等が要求されるが、これらを同時に満
足することは非常に困難であつた。
定誤差要因を詳細に検討した。主な誤差要因とし
て、装置の外部からの振動ノイズの影響、装置構
造物の共振現象、材料からの漏れ磁束が材料近傍
の他の磁性材料に流れることによる磁気吸引力に
よる振動、検出機構による振動伝達障害、等な考
えられた。個々の要因について測定へに影響を調
べた結果、検出機構による誤差要因がもつとも影
響が大きいことがわかつた。材料の磁歪振動を正
確に差動トランスに伝達するためには検出機構
に、剛性の強さ、軽量さ、抵抗のない支持方法、
共振を起こさない形状、材料に歪を与えない取り
付け方法、等が要求されるが、これらを同時に満
足することは非常に困難であつた。
本発明では、上述した検出機構による磁歪測定
誤差を基本的に取り除くため、磁歪振動を伝達す
る検出機構を省略した磁歪測定方法を検討し、振
動測定に従来の差動トランス法に代わり、非接触
振動測定法を採用することが最も効果的であるこ
とを見いだした。非接触による振動測定法には、
電極間の距離による電気容量の変化に着目し、静
電容量法、反射面に斜め入射させたレーザ光の反
射光の位置の距離による変化に着目したレーザ変
位計法、反射面の移動速度によりレーザ反射光の
波長が変化するドツプラー効果に着目したレーザ
ドツプラー振動計法がある。これらの非接触振動
測定法の磁歪測定への適用を検討した結果、微小
振動の検出感度の高さ、高速応答性、計測周波数
範囲の広さ、相対振動が計測可能なことから、レ
ーザドツプラー振動計を用いることが最適である
ことを見いだした。
誤差を基本的に取り除くため、磁歪振動を伝達す
る検出機構を省略した磁歪測定方法を検討し、振
動測定に従来の差動トランス法に代わり、非接触
振動測定法を採用することが最も効果的であるこ
とを見いだした。非接触による振動測定法には、
電極間の距離による電気容量の変化に着目し、静
電容量法、反射面に斜め入射させたレーザ光の反
射光の位置の距離による変化に着目したレーザ変
位計法、反射面の移動速度によりレーザ反射光の
波長が変化するドツプラー効果に着目したレーザ
ドツプラー振動計法がある。これらの非接触振動
測定法の磁歪測定への適用を検討した結果、微小
振動の検出感度の高さ、高速応答性、計測周波数
範囲の広さ、相対振動が計測可能なことから、レ
ーザドツプラー振動計を用いることが最適である
ことを見いだした。
本発明の基本的構成の一例を第１図に示す。図
中の１はサンプルを示し、サンプル１の一端は固
定端であり、サンプル固定治具１０でベースプレ
ート１１に固定されている。サンプル１の他の一
端は自由端であり、レーザドツプラー振動計のセ
ンサーヘツド２からレーザ光束１３がサンプルの
両端を結ぶ軸に平行に入射する。一方、センサー
ヘツド３からはレーザ光束１４がベースプレート
１１に固定された反射器１２に入射している。レ
ーザドツプラー振動計シグナルプロセツサ４はセ
ンサーヘツド２およびセンサーヘツド３で検出さ
れたレーザ反射光のドツプラー効果による周波数
変位差を検出し、サンプルの自由端と固定端との
相対変位速度を検出する。相対変位速度信号は積
分器５で積分処理により磁歪振動信号に変換さ
れ、オシロスコープ７のＹ軸に入力される。一
方、サンプル１は励磁コイル１５に接続された励
磁電源９により励磁され、磁束検出コイル１６の
起電力をプリアンプ８で増幅し積分器６で積分処
理することのよりサンプル１を通る磁束量信号と
して、オシロスコープのＸ軸に入力される。オシ
ロスコープ７のデイスプレイには、磁歪信号と磁
束信号のリサージユ図形が出力される。第２図は
レーザドツプラー振動計の光学系の一例を示す。
図中、２１はレーザ発振器、２２，２３はビーム
スプリツタ、２４，２５は偏光ビームスプリツ
タ、２６はブラツグセル、２７，２８は光検出
器、２９，３０は偏光面保存光フアイバーであ
る。第２図はデユアルビームタイプのマツハツエ
ンダー干渉計を原理とした振動計の例であるが、
レーザドツプラー効果を用いた振動計であれば他
の光学系であつてもよい。
中の１はサンプルを示し、サンプル１の一端は固
定端であり、サンプル固定治具１０でベースプレ
ート１１に固定されている。サンプル１の他の一
端は自由端であり、レーザドツプラー振動計のセ
ンサーヘツド２からレーザ光束１３がサンプルの
両端を結ぶ軸に平行に入射する。一方、センサー
ヘツド３からはレーザ光束１４がベースプレート
１１に固定された反射器１２に入射している。レ
ーザドツプラー振動計シグナルプロセツサ４はセ
ンサーヘツド２およびセンサーヘツド３で検出さ
れたレーザ反射光のドツプラー効果による周波数
変位差を検出し、サンプルの自由端と固定端との
相対変位速度を検出する。相対変位速度信号は積
分器５で積分処理により磁歪振動信号に変換さ
れ、オシロスコープ７のＹ軸に入力される。一
方、サンプル１は励磁コイル１５に接続された励
磁電源９により励磁され、磁束検出コイル１６の
起電力をプリアンプ８で増幅し積分器６で積分処
理することのよりサンプル１を通る磁束量信号と
して、オシロスコープのＸ軸に入力される。オシ
ロスコープ７のデイスプレイには、磁歪信号と磁
束信号のリサージユ図形が出力される。第２図は
レーザドツプラー振動計の光学系の一例を示す。
図中、２１はレーザ発振器、２２，２３はビーム
スプリツタ、２４，２５は偏光ビームスプリツ
タ、２６はブラツグセル、２７，２８は光検出
器、２９，３０は偏光面保存光フアイバーであ
る。第２図はデユアルビームタイプのマツハツエ
ンダー干渉計を原理とした振動計の例であるが、
レーザドツプラー効果を用いた振動計であれば他
の光学系であつてもよい。
第３図は本発明の基本的構成のもうひとつの例
を示す。レーザドツプラー振動計センサーヘツド
２，３はベースプレート４６に支持されているサ
ンプル１の２標点上にレーザ光反射器４０，４１
が設置されている。レーザ光反射器４０，４１の
反射面の振動がサンプル１の設置点の振動と線形
的な関係となるよう、レーザ光反射器４０，４１
をサンプル１へ設置する。レーザドツプラー振動
計のセンサーヘツド２，３からレーザ光反射器４
０，４１へ入射するレーザ光束１３，１４は、前
述の２標点間を結ぶ軸に平行でかつ同じ方向から
入射する必要がある。レーザ光反射器４０，４１
からの反射光は、ミラー４２，４３を経てレーザ
ドツプラー振動計センサーヘツド２，３に入射す
る。レーザドツプラー振動計シグナルプロセツサ
４はセンサーヘツド２およびセンサーヘツド３で
検出されたレーザ反射光のドツプラー効果による
周波数変位差を検出し、サンプル１の２標点間の
相対変位速度を検出する。相対変位速度信号は積
分器５で積分処理により磁歪振動信号に変換さ
れ、オシロスコープ７のＹ軸に入力される。一
方、サンプル１は励磁コイル１５に接続された励
磁電源９により励磁され、磁束検出コイル１６の
起電力をプリアンプ８で増幅し積分器６で積分処
理することによりサンプル１を通る磁束量信号と
して、オシロスコープのＸ軸に入力される。オシ
ロスコープ７のデイスプレイには、磁歪信号と磁
束信号のリサージユ図形が出力される。
を示す。レーザドツプラー振動計センサーヘツド
２，３はベースプレート４６に支持されているサ
ンプル１の２標点上にレーザ光反射器４０，４１
が設置されている。レーザ光反射器４０，４１の
反射面の振動がサンプル１の設置点の振動と線形
的な関係となるよう、レーザ光反射器４０，４１
をサンプル１へ設置する。レーザドツプラー振動
計のセンサーヘツド２，３からレーザ光反射器４
０，４１へ入射するレーザ光束１３，１４は、前
述の２標点間を結ぶ軸に平行でかつ同じ方向から
入射する必要がある。レーザ光反射器４０，４１
からの反射光は、ミラー４２，４３を経てレーザ
ドツプラー振動計センサーヘツド２，３に入射す
る。レーザドツプラー振動計シグナルプロセツサ
４はセンサーヘツド２およびセンサーヘツド３で
検出されたレーザ反射光のドツプラー効果による
周波数変位差を検出し、サンプル１の２標点間の
相対変位速度を検出する。相対変位速度信号は積
分器５で積分処理により磁歪振動信号に変換さ
れ、オシロスコープ７のＹ軸に入力される。一
方、サンプル１は励磁コイル１５に接続された励
磁電源９により励磁され、磁束検出コイル１６の
起電力をプリアンプ８で増幅し積分器６で積分処
理することによりサンプル１を通る磁束量信号と
して、オシロスコープのＸ軸に入力される。オシ
ロスコープ７のデイスプレイには、磁歪信号と磁
束信号のリサージユ図形が出力される。
［実施例］
第３図にブロツク図を示した測定装置を製作
し、方向性電磁鋼板をサンプルとして磁歪特性を
測定した。サンプルの寸法は100mm×500mm×0.23
mmであり、圧延方向が長手方向である。サンプル
の両端は励磁によりサンプル内に発生する反磁界
を減少させるため、ヨークに接触させて帰磁路を
形成させた。励磁コイル両端外側のサンプル上２
標点にレーザ光反射器を設置した。レーザ光反射
器はレーザ反射面にレーザ反射テープを貼つた５
mm立方のベークライトであり、サンプル表面に接
着固定した。サンプルは正弦波電圧出力の交流励
磁電源で励磁した。磁歪信号と磁束信号はデジタ
ルタイプのオシロスコープに入力し、64回の平均
化処理を行い騒音を軽減させた。
し、方向性電磁鋼板をサンプルとして磁歪特性を
測定した。サンプルの寸法は100mm×500mm×0.23
mmであり、圧延方向が長手方向である。サンプル
の両端は励磁によりサンプル内に発生する反磁界
を減少させるため、ヨークに接触させて帰磁路を
形成させた。励磁コイル両端外側のサンプル上２
標点にレーザ光反射器を設置した。レーザ光反射
器はレーザ反射面にレーザ反射テープを貼つた５
mm立方のベークライトであり、サンプル表面に接
着固定した。サンプルは正弦波電圧出力の交流励
磁電源で励磁した。磁歪信号と磁束信号はデジタ
ルタイプのオシロスコープに入力し、64回の平均
化処理を行い騒音を軽減させた。
製作した装置による磁歪測定結果の一例を第４
図に示す。図は最大磁束密度1.9Tにおける測定
結果を示すオシロスコープのデイスプレイを写真
撮影したものであり、磁束密度と横軸とし磁歪を
縦軸としたリサージユ図形である。
図に示す。図は最大磁束密度1.9Tにおける測定
結果を示すオシロスコープのデイスプレイを写真
撮影したものであり、磁束密度と横軸とし磁歪を
縦軸としたリサージユ図形である。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によれば交流磁界
中で磁化された磁性材料の交流磁歪特性を従来法
に比べ著しく精度よく測定できる。
中で磁化された磁性材料の交流磁歪特性を従来法
に比べ著しく精度よく測定できる。
第１図は本発明の基本的構成の一例を示したブ
ロツク図である。第２図はレーザドツプラー振動
計の光学系の一例を示したものである。第３図は
本発明の基本的構成のもうひとつの例を示したブ
ロツク図である。第４図は実施例における方向性
電磁鋼板の磁歪測定結果の一例を示したものであ
る。 １……サンプル、２，３……レーザドツプラー
振動計センサーヘツド、４……レーザドツプラー
振動計シグナルプロセツサ、５，６……積分器、
７……オシロスコープ、８……プリアンプ、９…
…励磁電源、１０……サンプル固定治具、１１…
…ベースプレート、１２……固定反射器、１３，
１４……レーザ光束、１５……励磁コイル、１６
……磁束検出コイル。
ロツク図である。第２図はレーザドツプラー振動
計の光学系の一例を示したものである。第３図は
本発明の基本的構成のもうひとつの例を示したブ
ロツク図である。第４図は実施例における方向性
電磁鋼板の磁歪測定結果の一例を示したものであ
る。 １……サンプル、２，３……レーザドツプラー
振動計センサーヘツド、４……レーザドツプラー
振動計シグナルプロセツサ、５，６……積分器、
７……オシロスコープ、８……プリアンプ、９…
…励磁電源、１０……サンプル固定治具、１１…
…ベースプレート、１２……固定反射器、１３，
１４……レーザ光束、１５……励磁コイル、１６
……磁束検出コイル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 交流磁歪中におかれた材料の２標点間の周期
的な相対変位量を測定する交流磁歪測定方法にお
いて、１標点を固定し他の１標点に２標点をむす
ぶ軸と平行にレーザ光束を入射し、反射光のドツ
プラー効果による周波数変化から２標点間の相対
変位速度を検出しさらに積分演算処理により２標
点間の相対変位量を測定することを特徴とする交
流磁歪測定方法。 ２ 交流磁歪中におかれた材料の２標点間の周期
的な相対変位量を測定する交流磁歪測定方法にお
いて、２標点にそれぞれ２標点をむすぶ軸と平行
かつ同じ方向にレーザ光束を入射し、それぞれの
反射光のドツプラー効果による周波数変化差から
２標点間の相対変位速度を検出しさらに積分演算
処理により２標点間の相対変位量を測定すること
を特徴とする交流磁歪測定方法。 ３ 標点位置にレーザ光の反射器を設置し、これ
にレーザ光を入射することを特徴とする、請求項
１または２記載の交流磁歪測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10522190A JPH045524A (ja) | 1990-04-23 | 1990-04-23 | 交流磁歪測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10522190A JPH045524A (ja) | 1990-04-23 | 1990-04-23 | 交流磁歪測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH045524A JPH045524A (ja) | 1992-01-09 |
| JPH0585849B2 true JPH0585849B2 (ja) | 1993-12-09 |
Family
ID=14401614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10522190A Granted JPH045524A (ja) | 1990-04-23 | 1990-04-23 | 交流磁歪測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH045524A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5736634B2 (ja) * | 2008-03-04 | 2015-06-17 | 新日鐵住金株式会社 | 正弦波で励磁された三相変圧器鉄心用電磁鋼板の磁歪あるいは騒音の評価方法 |
| JP5631344B2 (ja) * | 2012-02-27 | 2014-11-26 | 大分県 | 磁気歪測定方法及び磁気歪測定装置 |
| BR112020018664B1 (pt) | 2018-03-22 | 2024-04-30 | Nippon Steel Corporation | Chapa de aço elétrica com grão orientado e método para produzir a chapa de aço elétrica com grão orientado |
| CN114762911B (zh) * | 2021-01-11 | 2023-05-09 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种低磁致伸缩取向硅钢及其制造方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4919872A (ja) * | 1972-05-26 | 1974-02-21 | ||
| JPS5421112A (en) * | 1977-07-18 | 1979-02-17 | Kee Ii Dei Kk | Information transmission system to running vehicle |
| JPS5924275A (ja) * | 1982-08-02 | 1984-02-07 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 磁歪測定方法とその装置 |
| JPS6263802A (ja) * | 1985-09-13 | 1987-03-20 | Rikagaku Kenkyusho | 物理量の光学式測定方法 |
-
1990
- 1990-04-23 JP JP10522190A patent/JPH045524A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH045524A (ja) | 1992-01-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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