JPH0727016B2 - 透磁率測定装置および測定方法 - Google Patents
透磁率測定装置および測定方法Info
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- JPH0727016B2 JPH0727016B2 JP2121101A JP12110190A JPH0727016B2 JP H0727016 B2 JPH0727016 B2 JP H0727016B2 JP 2121101 A JP2121101 A JP 2121101A JP 12110190 A JP12110190 A JP 12110190A JP H0727016 B2 JPH0727016 B2 JP H0727016B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は磁性材料の透磁率の測定装置および測定方法に
関し、特に磁束検出コイルおよび磁界検出コイルを使っ
た高周波の透磁率測定装置および測定方法に関する。
関し、特に磁束検出コイルおよび磁界検出コイルを使っ
た高周波の透磁率測定装置および測定方法に関する。
［発明の概要］ この発明は、磁束検出コイルと、磁界検出コイルの２つ
のコイルを使って透磁率の周波数特性を測定するに際
し、上記コイルから検出アンプまでの伝達関数を測定す
ることにより、高周波における測定誤差の低減化を図れ
るようにしたものである。
のコイルを使って透磁率の周波数特性を測定するに際
し、上記コイルから検出アンプまでの伝達関数を測定す
ることにより、高周波における測定誤差の低減化を図れ
るようにしたものである。
［従来の技術］ 始めに磁束検出コイルおよび磁界検出コイルを使った透
磁率測定器の透磁率の測定原理について述べておく。
磁率測定器の透磁率の測定原理について述べておく。
第２図は透磁率を測定する為の原理図で、よく知られた
測定方法である。磁束検出コイル11は断面積の等しい２
つのコイル11A,11Bで構成され、この２つのコイル11A,1
1Bは交流磁界発生用のドライブコイル（図示せず）が発
生する外部磁界12によって図示しない検出アンプの入力
端において互いに逆相の起電力が発生するように結線さ
れている。よって測定試料13がないときドライブコイル
に電流を流しても、検出アンプに検出される磁束検出コ
イル11の信号出力は０である。そこでこの２つのコイル
11A,11Bのうち１つだけに測定試料13を挿入すると、こ
のときに磁束検出コイル11に発生する信号電圧VBは、磁
束検出コイル11内の磁界をHi、その角周波数をω、測定
試料13の磁束検出コイル面を横切る断面積をSB、試料の
透磁率をμ、とすると、 VB＝μ・SB・ω・Hi （１） で与えられる。ただし、試料13内の磁界と磁束検出コイ
ル11内の磁界は等しいと仮定している。
測定方法である。磁束検出コイル11は断面積の等しい２
つのコイル11A,11Bで構成され、この２つのコイル11A,1
1Bは交流磁界発生用のドライブコイル（図示せず）が発
生する外部磁界12によって図示しない検出アンプの入力
端において互いに逆相の起電力が発生するように結線さ
れている。よって測定試料13がないときドライブコイル
に電流を流しても、検出アンプに検出される磁束検出コ
イル11の信号出力は０である。そこでこの２つのコイル
11A,11Bのうち１つだけに測定試料13を挿入すると、こ
のときに磁束検出コイル11に発生する信号電圧VBは、磁
束検出コイル11内の磁界をHi、その角周波数をω、測定
試料13の磁束検出コイル面を横切る断面積をSB、試料の
透磁率をμ、とすると、 VB＝μ・SB・ω・Hi （１） で与えられる。ただし、試料13内の磁界と磁束検出コイ
ル11内の磁界は等しいと仮定している。
次に磁界検出コイル14は磁束検出コイル11の２つのコイ
ルのうち試料を挿入しない側のコイル11Bの近傍に配置
しておく。このように配置することにより、測定試料13
を磁束検出コイル11Aに挿入したときの磁界検出コイル1
4内の磁界はHiに等しくなる。よって磁界検出コイル14
に発生する信号電圧VHは、磁界検出コイル14の断面積を
SHとすると、 VH＝SH・ω・Hi （２） で与えられる。よってVB,VHを測定することにより、
（１），（２）式から μ＝（SH/SB）・（VB/VH） （３） とμを計算で求めることができる。
ルのうち試料を挿入しない側のコイル11Bの近傍に配置
しておく。このように配置することにより、測定試料13
を磁束検出コイル11Aに挿入したときの磁界検出コイル1
4内の磁界はHiに等しくなる。よって磁界検出コイル14
に発生する信号電圧VHは、磁界検出コイル14の断面積を
SHとすると、 VH＝SH・ω・Hi （２） で与えられる。よってVB,VHを測定することにより、
（１），（２）式から μ＝（SH/SB）・（VB/VH） （３） とμを計算で求めることができる。
なお実際の測定装置では測定試料を挿入しないときにド
ライブコイルに電流を流すと、磁束検出コイル11を構成
する２つのコイルの断面積を完全に等しく作ることは困
難なため、磁束検出コイルに発生する電圧は０ではな
い。測定試料を挿入しないときの磁束検出コイルに発生
する電圧をVB0、磁束検出コイルに発生する電圧をVH0と
すると、透磁率μは μ＝（SH/SB）・（VB/VH-VB0/VH0） （４） と計算される。以上が測定原理である。
ライブコイルに電流を流すと、磁束検出コイル11を構成
する２つのコイルの断面積を完全に等しく作ることは困
難なため、磁束検出コイルに発生する電圧は０ではな
い。測定試料を挿入しないときの磁束検出コイルに発生
する電圧をVB0、磁束検出コイルに発生する電圧をVH0と
すると、透磁率μは μ＝（SH/SB）・（VB/VH-VB0/VH0） （４） と計算される。以上が測定原理である。
次に従来技術の測定方法について述べる。
従来では（１）式のVBには磁束検出コイルの出力を測定
する検出アンプの出力（VBAと表すこととする）を用
い、また（２）式のVHには磁界検出コイルの出力を測定
する検出アンプの出力（VHAと表すこととする）を用い
て、これらを（３）または（４）式に代入して透磁率を
計算していた。
する検出アンプの出力（VBAと表すこととする）を用
い、また（２）式のVHには磁界検出コイルの出力を測定
する検出アンプの出力（VHAと表すこととする）を用い
て、これらを（３）または（４）式に代入して透磁率を
計算していた。
［発明が解決しようとする課題］ 上述した従来方式でが低周波数では問題はないが周波数
が高くなるとVBとVBA、VHとVHA等は等しくなくなり、問
題となる。なぜならば検出コイルのインダクタンスと検
出アンプの入力端の浮遊容量によって、VBとVBA間、お
よび、VHとVHA間の伝達関数が周波数特性を持つためで
ある。即ち伝達関数をそれぞれGB、GHとし、試料を挿入
しないときの磁束検出コイルの出力を測定する検出アン
プの出力をVB0A、磁界検出コイルの出力を測定する検出
アンプの出力をVH0A、それぞれの伝達関数をGB0、GH0と
すると、 VBA＝GB・VB （５） VHA＝GH・VH （６） VB0A＝GB0・VB0 （７） VH0A＝GH0・VH0 （８） という関係があり、真の透磁率μは（４）〜（８）式か
ら μ＝（SH/SB）｛（VBA/VHA）（GH/GB） ‐（VB0A/VH0A）（GH0/GB0）｝ （９） と計算しなければならない。この伝達関数を無視、すな
わち周波数特性が一定であると仮定してしまうと、透磁
率の計算結果に伝達関係の周波数特性が含まれることに
なる。すなわち高い周波数では伝達関係の周波数特性の
分だけ測定誤差が生ずる。また、（９）式中の伝達関係
GBは試料を挿入したときの磁束検出コイルのインダクタ
ンスに関係するから、測定試料の透磁率によって変化す
る。従って、測定誤差も透磁率によって変化する。
が高くなるとVBとVBA、VHとVHA等は等しくなくなり、問
題となる。なぜならば検出コイルのインダクタンスと検
出アンプの入力端の浮遊容量によって、VBとVBA間、お
よび、VHとVHA間の伝達関数が周波数特性を持つためで
ある。即ち伝達関数をそれぞれGB、GHとし、試料を挿入
しないときの磁束検出コイルの出力を測定する検出アン
プの出力をVB0A、磁界検出コイルの出力を測定する検出
アンプの出力をVH0A、それぞれの伝達関数をGB0、GH0と
すると、 VBA＝GB・VB （５） VHA＝GH・VH （６） VB0A＝GB0・VB0 （７） VH0A＝GH0・VH0 （８） という関係があり、真の透磁率μは（４）〜（８）式か
ら μ＝（SH/SB）｛（VBA/VHA）（GH/GB） ‐（VB0A/VH0A）（GH0/GB0）｝ （９） と計算しなければならない。この伝達関数を無視、すな
わち周波数特性が一定であると仮定してしまうと、透磁
率の計算結果に伝達関係の周波数特性が含まれることに
なる。すなわち高い周波数では伝達関係の周波数特性の
分だけ測定誤差が生ずる。また、（９）式中の伝達関係
GBは試料を挿入したときの磁束検出コイルのインダクタ
ンスに関係するから、測定試料の透磁率によって変化す
る。従って、測定誤差も透磁率によって変化する。
従来技術では伝達関係を無視するか、あるいは第３図に
示すように、この測定誤差を減らすために切替えスイッ
チ15と検出アンプ16との間に、検出コイルと直列に抵抗
17を挿入することにより伝達関数をできるだけ一定にし
ようとしていた。しかし前述の方法では透磁率の計算結
果に伝達関数の周波数特性が含まれることになり、後述
の方法では抵抗を挿入することにより検出アンプにおけ
る出力信号レベルが低下してしまい、検出アンプのノイ
ズに対するS/Nが悪くなる。よって測定精度が悪くな
る。
示すように、この測定誤差を減らすために切替えスイッ
チ15と検出アンプ16との間に、検出コイルと直列に抵抗
17を挿入することにより伝達関数をできるだけ一定にし
ようとしていた。しかし前述の方法では透磁率の計算結
果に伝達関数の周波数特性が含まれることになり、後述
の方法では抵抗を挿入することにより検出アンプにおけ
る出力信号レベルが低下してしまい、検出アンプのノイ
ズに対するS/Nが悪くなる。よって測定精度が悪くな
る。
本発明の目的は、上記伝達関数の周波数特性に起因する
測定誤差をS/Nを悪化させることなく減小させる事であ
る。
測定誤差をS/Nを悪化させることなく減小させる事であ
る。
［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本発明測定装置は交
流信号源と、測定試料に交流磁界を印加するための交流
磁界発生用コイルと、該交流磁界発生用コイルによる磁
束および磁界をそれぞれ検出する磁束検出コイルおよび
磁界検出コイルと、前記磁束検出コイルおよび磁界検出
コイルの検出出力を増幅する増幅器と、前記磁束検出コ
イルおよび磁界検出コイルから前記増幅器までの伝達関
数を測定するためのトロイダル状高透磁率材料に捲回さ
れた利得測定コイルと、前記交流信号源からの信号を前
記交流磁界発生用コイルと前記利得測定コイルとに切替
え接続する第１の切り替え器と、前記磁束検出コイルお
よび前記磁界検出コイルを前記増幅器に切替え接続する
第２の切り替え器とを具え、前記第２の切り替え器と前
記増幅器とを結ぶ２本の配線の一方が前記トロイダル状
高透磁率材料の中空部を通って配線されていることを特
徴とする。
流信号源と、測定試料に交流磁界を印加するための交流
磁界発生用コイルと、該交流磁界発生用コイルによる磁
束および磁界をそれぞれ検出する磁束検出コイルおよび
磁界検出コイルと、前記磁束検出コイルおよび磁界検出
コイルの検出出力を増幅する増幅器と、前記磁束検出コ
イルおよび磁界検出コイルから前記増幅器までの伝達関
数を測定するためのトロイダル状高透磁率材料に捲回さ
れた利得測定コイルと、前記交流信号源からの信号を前
記交流磁界発生用コイルと前記利得測定コイルとに切替
え接続する第１の切り替え器と、前記磁束検出コイルお
よび前記磁界検出コイルを前記増幅器に切替え接続する
第２の切り替え器とを具え、前記第２の切り替え器と前
記増幅器とを結ぶ２本の配線の一方が前記トロイダル状
高透磁率材料の中空部を通って配線されていることを特
徴とする。
本発明測定方法は利得測定用コイルが巻回され、かつ一
端が磁界検出用コイルと磁束検出用コイルに切替え可能
に接続され他端が増幅器に接続された配線が中空部を貫
通して配されているトロイダル状の高透磁率材料を準備
し；被測定材料を前記磁束検出用コイル内に挿入し、前
記利得測定用コイルに信号電流を流し、前記配線を前記
磁界検出用コイルに接続したときに磁界検出用コイルに
よって検出され前記増幅器によって増幅された出力をVH
1、前記配線の接続を前記磁束検出用コイルに切替えた
ときに磁束検出用コイルによって検出され前記増幅器に
よって増幅された出力をVB1としたときにVH1/VB1を伝達
関数の比GH/GBとし；被測定試料を前記磁束検出用コイ
ル内に挿入せず、前記利得測定用コイルに信号電流を流
し、前記配線を前記磁界検出用コイルに接続したときの
前記増幅器の出力と、前記配線を磁束検出用コイルに切
替え接続したときの前記増幅器の出力との比をGH0/GB0
とし；被測定試料を磁界検出用コイル内に挿入し、交流
磁界発生用コイルに信号電流を流し、前記配線を前記磁
界検出用コイルに接続したときに磁界検出用コイルによ
って検出され前記増幅器によって増幅された出力をVH、
前記配線の接続を前記磁束検出用コイルに切替えたとき
に磁束検出用コイルによって検出され前記増幅器によっ
て増幅された出力をVBとしたときにVB/VHをVBA/VHAと
し；被測定試料を前記磁束検出用コイル内に挿入せず、
前記交流磁界検出用コイルの信号電流を流し、前記配線
を前記磁束検出用コイルに接続したときの前記増幅器の
出力と、前記配線を磁界検出用コイルに切替え接続した
ときの前記増幅器の出力との比をVB0A/VH0Aとし；次式 μ＝（SH/SB）｛（VBA/VHA）（GH/GB） −（VB0A/VH0A）（GH0/GB0）｝ ただし、μは透磁率、SBが被測定試料の磁束検出コイル
面を横切る断面積、SHは磁界検出コイルの断面積、 から透磁率を求めることを特徴とする。
端が磁界検出用コイルと磁束検出用コイルに切替え可能
に接続され他端が増幅器に接続された配線が中空部を貫
通して配されているトロイダル状の高透磁率材料を準備
し；被測定材料を前記磁束検出用コイル内に挿入し、前
記利得測定用コイルに信号電流を流し、前記配線を前記
磁界検出用コイルに接続したときに磁界検出用コイルに
よって検出され前記増幅器によって増幅された出力をVH
1、前記配線の接続を前記磁束検出用コイルに切替えた
ときに磁束検出用コイルによって検出され前記増幅器に
よって増幅された出力をVB1としたときにVH1/VB1を伝達
関数の比GH/GBとし；被測定試料を前記磁束検出用コイ
ル内に挿入せず、前記利得測定用コイルに信号電流を流
し、前記配線を前記磁界検出用コイルに接続したときの
前記増幅器の出力と、前記配線を磁束検出用コイルに切
替え接続したときの前記増幅器の出力との比をGH0/GB0
とし；被測定試料を磁界検出用コイル内に挿入し、交流
磁界発生用コイルに信号電流を流し、前記配線を前記磁
界検出用コイルに接続したときに磁界検出用コイルによ
って検出され前記増幅器によって増幅された出力をVH、
前記配線の接続を前記磁束検出用コイルに切替えたとき
に磁束検出用コイルによって検出され前記増幅器によっ
て増幅された出力をVBとしたときにVB/VHをVBA/VHAと
し；被測定試料を前記磁束検出用コイル内に挿入せず、
前記交流磁界検出用コイルの信号電流を流し、前記配線
を前記磁束検出用コイルに接続したときの前記増幅器の
出力と、前記配線を磁界検出用コイルに切替え接続した
ときの前記増幅器の出力との比をVB0A/VH0Aとし；次式 μ＝（SH/SB）｛（VBA/VHA）（GH/GB） −（VB0A/VH0A）（GH0/GB0）｝ ただし、μは透磁率、SBが被測定試料の磁束検出コイル
面を横切る断面積、SHは磁界検出コイルの断面積、 から透磁率を求めることを特徴とする。
［作用］ 本発明によれば、測定回路中に利得測定用のコイルを挿
入するという簡単な構成により、簡単な操作で伝達関数
を測定でき、それによって透磁率の値を補正することに
よって測定誤差を低下することができる。
入するという簡単な構成により、簡単な操作で伝達関数
を測定でき、それによって透磁率の値を補正することに
よって測定誤差を低下することができる。
［実施例］ 以下に本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
本発明による透磁率測定装置の信号検出部を示す回路図
である第１図を参照すると、本発明の実施例は、交流磁
界発生用コイル１と、磁界検出コイル２と、磁界検出コ
イル３と、検出コイル切り替えスイッチ４と、検出アン
プ５と、トロイダル状フェライト６と、フェライト６に
複数回巻いた利得測定用コイル７と、信号電源切り替え
スイッチ８からなる。入力端子９には、図示しない交流
信号源が接続されている。なお第１図では便宜上、磁束
検出コイル２と、磁界検出コイル３は実際と異なる配置
を示してある。
である第１図を参照すると、本発明の実施例は、交流磁
界発生用コイル１と、磁界検出コイル２と、磁界検出コ
イル３と、検出コイル切り替えスイッチ４と、検出アン
プ５と、トロイダル状フェライト６と、フェライト６に
複数回巻いた利得測定用コイル７と、信号電源切り替え
スイッチ８からなる。入力端子９には、図示しない交流
信号源が接続されている。なお第１図では便宜上、磁束
検出コイル２と、磁界検出コイル３は実際と異なる配置
を示してある。
次に本発明による測定手順を第１図を参照して説明す
る。
る。
まず（９）式の中の伝達関数の比GB/GH、およびGB0/GH0
の測定法を説明する。
の測定法を説明する。
測定試料を磁束検出コイル２に挿入し、信号源切り替え
スイッチ８を利得測定用コイル７側に倒し、検出コイル
切り替えスイッチ４を磁界検出コイル３側に倒し、入力
端子９に信号を流して、検出アンプ５の出力端子10の出
力を測定し、これをVH1とする。次に検出コイル切り替
えスイッチ４を磁束検出コイル２側に倒し、その他はVH
1を測定した時と同じにして出力端子10の出力を測定
し、これをVB1とする。VB1/VH1を伝達関数の比GB/GHと
する。また、測定試料を磁束検出コイル２に挿入しない
で同様の測定を行い、検出アンプ５を磁束検出コイル２
に接続した時および磁界検出コイル３に接続した時の出
力端子10の出力の比をGB0/GH0とする。
スイッチ８を利得測定用コイル７側に倒し、検出コイル
切り替えスイッチ４を磁界検出コイル３側に倒し、入力
端子９に信号を流して、検出アンプ５の出力端子10の出
力を測定し、これをVH1とする。次に検出コイル切り替
えスイッチ４を磁束検出コイル２側に倒し、その他はVH
1を測定した時と同じにして出力端子10の出力を測定
し、これをVB1とする。VB1/VH1を伝達関数の比GB/GHと
する。また、測定試料を磁束検出コイル２に挿入しない
で同様の測定を行い、検出アンプ５を磁束検出コイル２
に接続した時および磁界検出コイル３に接続した時の出
力端子10の出力の比をGB0/GH0とする。
次に（９）式のVBA/VHAおよびVB0A/VH0Aの測定法につい
て説明する。
て説明する。
測定試料を磁束検出コイル２に挿入し、信号源切り替え
スイッチ８を交流磁界発生用コイル１側に倒し、検出コ
イル切り替えスイッチ４を磁界検出コイル３側に倒し、
入力端子９に信号を流して、出力端子10の出力を測定
し、これをVHとする。次に検出コイル切り替えスイッチ
４を磁束検出コイル２に倒し、その他はVHを測定した時
と同じにして出力端子10の出力を測定し、これをVBとす
る。VB/VHをVBA/VHAとする。また、測定試料を磁束検出
コイル２に挿入しないで同様の測定を行い、検出アンプ
５を磁束検出コイル２に接続した時および磁界検出コイ
ル３に接続した時の出力端子10の出力の比をVB0A/VH0A
とする。
スイッチ８を交流磁界発生用コイル１側に倒し、検出コ
イル切り替えスイッチ４を磁界検出コイル３側に倒し、
入力端子９に信号を流して、出力端子10の出力を測定
し、これをVHとする。次に検出コイル切り替えスイッチ
４を磁束検出コイル２に倒し、その他はVHを測定した時
と同じにして出力端子10の出力を測定し、これをVBとす
る。VB/VHをVBA/VHAとする。また、測定試料を磁束検出
コイル２に挿入しないで同様の測定を行い、検出アンプ
５を磁束検出コイル２に接続した時および磁界検出コイ
ル３に接続した時の出力端子10の出力の比をVB0A/VH0A
とする。
このようにして得られたGB/GH,GB0/GH0,VBA/VHAおよびV
B0A/VH0Aを（９）式に代入して透磁率を求める。
B0A/VH0Aを（９）式に代入して透磁率を求める。
次に、VH1とVB1を測定する事により伝達関数の比が測定
できる理由について第４図に示した等価回路を用いて説
明する。
できる理由について第４図に示した等価回路を用いて説
明する。
利得検出コイル７の巻数をｎとすると、利得検出コイル
７とトロイダル状フェライト６の中空部を通した配線と
は、ｎ対１のトランスを形成する。トランスが理想的で
あれば、利得検出コイル７に入力信号eiを流すとコア内
を通っている配線にei/nなる起電力が生じ、そのインピ
ーダンスZtは、利得検出コイル７から信号発生器側をみ
たインピーダンスをZsとすると、Zt＝Zs/n2である。そ
こで、Ztが検出コイルのインピーダンス（ZC）や検出ア
ンプのインピーダンス（ZA）に比べ、十分小さくなる
（Zt＜＜ZC、かつZt＜＜ZA）ようにｎを設計すれば、内
部インピーダンスがほぼ０の電圧源が配線内に発生する
とみなしてよい。実際にできるトランスは理想的ではな
く、配線に発生する起電力もｋ・eiとなる。ここでｋは
コイル７の巻数ｎの他、巻き方やトロイダル状材料６の
透磁率等、コイル自身の特性によって決まるもので、こ
れらの特性に起因する周波数特性を有するようになる。
しかし、ｎを前述のように設計すればインピーダンスは
ほぼ０とみなせ、ｋは検出コイルや検出アンプのインピ
ーダンスには無関係の係数とみなせる。測定精度の点か
ら、巻数ｎは10以上が望ましい。
７とトロイダル状フェライト６の中空部を通した配線と
は、ｎ対１のトランスを形成する。トランスが理想的で
あれば、利得検出コイル７に入力信号eiを流すとコア内
を通っている配線にei/nなる起電力が生じ、そのインピ
ーダンスZtは、利得検出コイル７から信号発生器側をみ
たインピーダンスをZsとすると、Zt＝Zs/n2である。そ
こで、Ztが検出コイルのインピーダンス（ZC）や検出ア
ンプのインピーダンス（ZA）に比べ、十分小さくなる
（Zt＜＜ZC、かつZt＜＜ZA）ようにｎを設計すれば、内
部インピーダンスがほぼ０の電圧源が配線内に発生する
とみなしてよい。実際にできるトランスは理想的ではな
く、配線に発生する起電力もｋ・eiとなる。ここでｋは
コイル７の巻数ｎの他、巻き方やトロイダル状材料６の
透磁率等、コイル自身の特性によって決まるもので、こ
れらの特性に起因する周波数特性を有するようになる。
しかし、ｎを前述のように設計すればインピーダンスは
ほぼ０とみなせ、ｋは検出コイルや検出アンプのインピ
ーダンスには無関係の係数とみなせる。測定精度の点か
ら、巻数ｎは10以上が望ましい。
検出アンプにおける電圧eoは eo＝ZA/（ZC＋ZA）・ｋ・ei （10） である。一方、検出コイルから検出アンプまでの伝達関
数Ｇは Ｇ＝ZA/（ZC＋ZA） （11） であるから、磁束検出コイルのインピーダンスをZB、磁
界検出コイルのインピーダンスをZHとすると、 GB＝ZA/（ZB＋ZA） （12） GH＝ZA/（ZH＋ZA） （13） である。また上述の測定手順によれば（10）式により VB1＝ZA/（ZB＋ZA）・ｋ・ei （14） VH1＝ZA/（ZH＋ZA）・ｋ・ei （15） となる関係が成立する。（12）〜（15）より VB1/VH1＝GB/GH （16） となり、VH1とVB1を測定することにより伝達関数の比が
測定できる。
数Ｇは Ｇ＝ZA/（ZC＋ZA） （11） であるから、磁束検出コイルのインピーダンスをZB、磁
界検出コイルのインピーダンスをZHとすると、 GB＝ZA/（ZB＋ZA） （12） GH＝ZA/（ZH＋ZA） （13） である。また上述の測定手順によれば（10）式により VB1＝ZA/（ZB＋ZA）・ｋ・ei （14） VH1＝ZA/（ZH＋ZA）・ｋ・ei （15） となる関係が成立する。（12）〜（15）より VB1/VH1＝GB/GH （16） となり、VH1とVB1を測定することにより伝達関数の比が
測定できる。
本発明による透磁率測定結果を従来法による結果と比較
して説明する。
して説明する。
第５図は厚さ0.2μｍの薄膜の透磁率を伝達関数を考慮
せずに計算するという従来技術の手法で測定したもので
ある。横軸は周波数で500kHzから120MHzまで対数目盛り
で表示している。縦軸は透磁率で10から5000まで対数目
盛りで表示している。実線は透磁率の有効分と無効分、
点線は絶対値を表わしている。
せずに計算するという従来技術の手法で測定したもので
ある。横軸は周波数で500kHzから120MHzまで対数目盛り
で表示している。縦軸は透磁率で10から5000まで対数目
盛りで表示している。実線は透磁率の有効分と無効分、
点線は絶対値を表わしている。
第６図は第５図の従来法による測定に用いた薄膜と同じ
ものを本発明による手法で測定したものである。
ものを本発明による手法で測定したものである。
第５図と第６図を比較すると、約50MHzまでは殆ど差は
ないが、それ以上の周波数では第５図では透磁率の絶対
値が増加していくのに対し、第６図では減少していくの
が分かる。第５図に示した従来法では、伝達関数を考慮
しないためにこのような測定結果になったと考えられ
る。これに対し、本発明手法による測定では従来技術の
ような結果にはならず、従来技術よりも測定誤差の少な
い結果が得られているということができる。
ないが、それ以上の周波数では第５図では透磁率の絶対
値が増加していくのに対し、第６図では減少していくの
が分かる。第５図に示した従来法では、伝達関数を考慮
しないためにこのような測定結果になったと考えられ
る。これに対し、本発明手法による測定では従来技術の
ような結果にはならず、従来技術よりも測定誤差の少な
い結果が得られているということができる。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明においては、伝達関数を考
慮して透磁率を測定するので、従来技術に比べ、正しく
透磁率を評価することができる。
慮して透磁率を測定するので、従来技術に比べ、正しく
透磁率を評価することができる。
第１図は本発明による透磁率測定装置の実施例の構成を
示す図、 第２図は透磁率の測定原理を示した図、 第３図は従来技術による透磁率測定器の構成例を示す
図、 第４図は測定器の等価回路の一部を示す図、 第５図は従来技術による透磁率の測定結果例を示す図、 第６図は本発明による透磁率測定結果例を示す図であ
る。 １…交流磁界発生用コイル、２…磁束検出コイル、３…
磁界検出コイル、４…検出コイル切り替えスイッチ、５
…検出アンプ、６…トロイダル状高透磁率材料、７…利
得測定コイル、８…信号源切り替えスイッチ、９…入力
端子、10…出力端子、11…磁束検出コイル、12…外部磁
界、13…測定試料、14…磁界検出コイル、15…切り替え
スイッチ、16…検出アンプ、17…抵抗。
示す図、 第２図は透磁率の測定原理を示した図、 第３図は従来技術による透磁率測定器の構成例を示す
図、 第４図は測定器の等価回路の一部を示す図、 第５図は従来技術による透磁率の測定結果例を示す図、 第６図は本発明による透磁率測定結果例を示す図であ
る。 １…交流磁界発生用コイル、２…磁束検出コイル、３…
磁界検出コイル、４…検出コイル切り替えスイッチ、５
…検出アンプ、６…トロイダル状高透磁率材料、７…利
得測定コイル、８…信号源切り替えスイッチ、９…入力
端子、10…出力端子、11…磁束検出コイル、12…外部磁
界、13…測定試料、14…磁界検出コイル、15…切り替え
スイッチ、16…検出アンプ、17…抵抗。
Claims (4)
- 【請求項１】交流信号源と、測定試料に交流磁界を印加
するための交流磁界発生用コイルと、該交流磁界発生用
コイルによる磁束および磁界をそれぞれ検出する磁束検
出コイルおよび磁界検出コイルと、前記磁束検出コイル
および磁界検出コイルの検出出力を増幅する増幅器と、
前記磁束検出コイルおよび磁界検出コイルから前記増幅
器までの伝達関数を測定するためのトロイダル状高透磁
率材料に捲回された利得測定コイルと、前記交流信号源
からの信号を前記交流磁界発生用コイルと前記利得測定
コイルとに切替え接続する第１の切り替え器と、前記磁
束検出コイルおよび前記磁界検出コイルを前記増幅器に
切替え接続する第２の切り替え器とを具え、前記第２の
切り替え器と前記増幅器とを結ぶ２本の配線の一方が前
記トロイダル状高透磁率材料の中空部を通って配線され
ていることを特徴とする透磁率測定装置。 - 【請求項２】前記利得検出コイルの巻数をｎ、前記交流
信号発生源、磁束検出コイルおよび磁界検出コイルのイ
ンピーダンスをそれぞれZ1,ZBおよびZHとした時、n2＞Z
1/ZH、かつ、n2＞Z1/ZBであることを特徴とする請求項
１に記載の透磁率測定装置。 - 【請求項３】前記利得検出コイルの巻数が10以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の透磁率測定装置。 - 【請求項４】利得測定用コイルが巻回され、かつ一端が
磁界検出用コイルと磁束検出用コイルに切替え可能に接
続され他端が増幅器に接続された配線が中空部を貫通し
て配されているトロイダル状の高透磁率材料を準備し； 被測定試料を前記磁束検出用コイル内に挿入し、前記利
得測定用コイルに信号電流を流し、前記配線を前記磁界
検出用コイルに接続したときに磁界検出用コイルによっ
て検出され前記増幅器によって増幅された出力をVH1、
前記配線の接続を前記磁束検出用コイルに切替えたとき
に磁束検出用コイルによって検出され前記増幅器によっ
て増幅された出力をVB1としたときにVH1/VB1を伝達関数
の比GH/GBとし； 被測定試料を前記磁束検出用コイル内に挿入せず、前記
利得測定用コイルに信号電流を流し、前記配線を前記磁
界検出用コイルに接続したときの前記増幅器の出力と、
前記配線を磁束検出用コイルに切替え接続したときの前
記増幅器の出力との比をGH0/GB0とし； 被測定試料を磁界検出用コイル内に挿入し、交流磁界発
生用コイルに信号電流を流し、前記配線を前記磁界検出
用コイルに接続したときに磁界検出用コイルによって検
出され前記増幅器によって増幅された出力をVH、前記配
線の接続を前記磁束検出用コイルに切替えたときに磁束
検出用コイルによって検出され前記増幅器によって増幅
された出力をVBとしたときにVB/VHをVBA/VHAとし； 被測定試料を前記磁束検出用コイル内に挿入せず、前記
交流磁界発生用コイルに信号電流を流し、前記配線を前
記磁束検出用コイルに接続したときの前記増幅器の出力
と、前記配線を磁界検出用コイルに切替え接続したとき
の前記増幅器の出力との比をVB0A/VH0Aとし；次式 μ＝（SH/SB）｛（VBA/VHA）（GH/GB） −（VB0A/VH0A）（GH0/GB0）｝ ただし、μは透磁率、SBが被測定試料の磁束検出コイル
面を横切る断面積、SHは磁界検出コイルの断面積、 から透磁率を求めることを特徴とする透磁率測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2121101A JPH0727016B2 (ja) | 1990-05-14 | 1990-05-14 | 透磁率測定装置および測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2121101A JPH0727016B2 (ja) | 1990-05-14 | 1990-05-14 | 透磁率測定装置および測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0419584A JPH0419584A (ja) | 1992-01-23 |
| JPH0727016B2 true JPH0727016B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=14802904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2121101A Expired - Lifetime JPH0727016B2 (ja) | 1990-05-14 | 1990-05-14 | 透磁率測定装置および測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0727016B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101833181B (zh) * | 2010-03-19 | 2012-11-14 | 福建华冠光电有限公司 | 液晶面板实装设备的影像检索方法 |
| CN103941201A (zh) * | 2014-04-24 | 2014-07-23 | 江苏理工学院 | 一种磁性材料磁参数测量方法 |
| JP7052261B2 (ja) * | 2017-09-04 | 2022-04-12 | 日本製鉄株式会社 | 磁束密度検出コイルおよび磁気特性測定器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6157871A (ja) * | 1984-08-30 | 1986-03-24 | Sony Corp | 透磁率測定装置 |
-
1990
- 1990-05-14 JP JP2121101A patent/JPH0727016B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0419584A (ja) | 1992-01-23 |
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