JPS63172978A - 磁界強度測定装置 - 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、磁界強度の測定手段の改善に関する。

〈従来技術〉 磁界強度を測定するためのセンサーとしては、ＳＤＭＥ
というＮ　ｉ　−Ｃｏ強磁性合金薄１１１パターンによ
るものが知られている。

この素子の測定原理は、強磁性金属が磁化するとその磁
化方向と電流方向のなす角度により抵抗値が変化する性
質を利用している。抵抗値ρと角度θの関係は次式で表
される。

ｐ　（０）−ｐ、ｓ　ｉ　ｎ’　０＋ｐ２ｃｏｓ’θこ
こで、ρ９．ρ２はｍ＊と磁化方向が直角の場合の抵抗
値及び平行な場合の抵抗値である。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながらこのようなセンサーには次のような問題点
がある。

るが、それ以上の高周波の磁界強度では使用できない。

■ＳＤＭＥは強ｍ性合金を使用していることから本質的
にキューリ一温度まで使用可能であるが、実際には一４
０℃から１５０℃間でしか使用できない。

本発明は従来技術のこの様な問題点を解消できる磁界強
Ｉｆｌｌｌｌ定装置の提供を目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 本発明の構成上の特徴は、被測定磁界の方向と平行面を
向くように回転可能に配置され既知の半１￥を有する円
形導体と、この円形導体に一定電流を供給する定電流供
給手段と、上記円形導体の中心部に配置され上記被測定
磁界と直交する方向の軸の回りに回転可能に配置された
小１＆釘と、上記被測定磁界と円形導体に生ずる磁界の
合成磁界の向きに回転する上記小磁針の回転角度を測定
する手段と、回転角度の測定値に基づいて上記被測定磁
界の強さを口出する演算手段とを具備せしめた点にある
。

〈作用〉 本発明によれば、被測定磁界内に配置されると共に定電
流が供給される円形導体の中心部に小磁針が回転可能に
配置され、被測定磁界と円′Ｒ流による合成磁界の向き
に回転する小磁針の回転角度が測定され、この回転角度
に基づいて磁界強度が演算される。

〈実施例／ 第１図に駐いて本発明の詳細な説明する。１はｙ軸方向
に発生している被測定磁界Ｈｏ内に配置された円形導体
であり、定電流源２よりリード線３を介して一定電流■
が供給されている。

４はＺ軸方向に配置された支持軸５を介して円形導体１
を支持する支持台であり、支持軸５の回りに回転可能と
されている。従って支持台４の回転により円形導体１で
形成される面の被測定磁界１１゜に対する角度が変更可
能とされている。

６は円形導体１の中心０点に２軸を回転軸としてＸ、ｙ
面の回りに回転可能に配置された小磁針である。

この様な構成において、円形導体１の面が被測定磁界Ｈ
ｏと平行になるように支持台４を回転したときに、０点
の磁界は、円形導体に供給される定電流ＩによるＸ方向
の磁界Ｈ−と、この磁界と直交するｙ方向の被測定磁界
Ｈｏによる合成磁界となる。

第２図、第３図により合成磁界の発生について説明する
。第２図は、円形電流により発生する磁界の説明図であ
り、電流夏が反時晶１方向に供給されたときの磁界ト１
′は円形導体の半径をｒとしたとき、紙面上向きに発生
し、 １１′＝Ｉ／２ｒ　　　　　　　　　　　　　（１）と
なる。電流■が時計方向の場合は磁界Ｈ′の向きは反転
する。

従って、ｙ、２面に配置された円形導体１には、常に紙
面上向きＸ方向に磁界１１′が発生している。

第３図は磁界１１−と、ｙ、２面に供給されている被測
定磁界Ｈｏによる合成磁界１−１χｙの発生の様子を承
りもので、小磁針６はこの合成磁界の方向に向いて静止
する。

合成磁界のｙ軸からの回転角をθとすると、被測定磁界
ト１ｏは、 １１ｏ＝Ｈ−／ｌａｎθ −１，／）ｒｔａｎθ　　　　　　　　（２）となる。

従って小磁針の回転角θを正確に測定することにより被
測定磁界Ｈｏを算出することが可能である。

次に小磁針６の回転角の測定部分の構成について説明す
る。この測定部分の構成は、出願人の先願になる特願昭
６０−１６５４９０に詳細に開示されている。

７．８はｙ、２面に直流磁界Ｈ２を発生する直流磁界発
生手段であり、支持台４に支持され、その回転と３１！
動じて回転可能とされている。

以下、第４図の斜視図と共にその構成の詳細を説明Ｊる
。

９は直流磁界１−１２の中にト１２の方向と平行に水平
配置された導体、１０はこの導体に一定電流ｌをＣ方向
に流すための定電流装置であり、９への接続導線は磁気
シールドされて磁界ｌ−１２の影響を受けないように構
成されている。

１１は、絶縁材で構成された支持体１２に導体９を固定
する絶縁材の回転軸であり、ｚ軸方向に上方に延長され
て０点において小磁針６に固定され、小磁針６の回転に
より回転し、導体９を直流磁＊　１１２内で回転させる
。

９〜１２は一体に構成され、測定すべき回転人力により
矢印Ｗ、Ｗ−に示すように磁界１−１２中を水平に左右
回転する。

１３は、上記要素９〜１１を金属の振動板１４の上方に
回転可能に支持する支持棒で、振動板１４−トに固定さ
れている。振動板１４は、４本の弾性材１５により固定
板１６の上方に支持されている。

支持台４より下方部分はパーマロイ等の磁気遮蔽手段１
７により囲まれており、被測定磁界Ｈｏ。

円形導体１の磁界ト１′の影響を受けないように構成さ
れている。

今、９〜１２の要素が小磁針の回転６による回転入力を
受けて磁界Ｈ２の方向よりある角度だけ回転すると、導
体９は上方向又は下方向に力を受けるので、この力が１
３を介して振動板１４に伝達され、更に弾性材１５に伝
達される。１５は一定の弾性係数を有するバネで構成さ
れているので、加えられた力に相当する伸びもしくは縮
みの運動をする。この結果、振動板１４は０．０−に示
す如き上下方向の位置変化を起こす。

１７は振動板の上下方向の位置変化を検出する位置変化
検出センサーであり、機械的な位置変化を演算手段１８
内の差動トランス１２等による電圧変換手段１８１に伝
達する。振動板１４の上下運動が１ｔＩ娠動であれば、
差動トランス１８１よりの出力ｖＬは図に示す用に正弦
波信号となる。

Ｍ動トランスよりの出力信号は、増幅された後演算処理
部１８２に入力される。この演悼処理部では、導体９が
ト１２方向よりπ／２だけ回転したときにパルスを発生
ずるパルス発生部、導体が微小回転したときのアナログ
出力を分割するためのアナログ分割部、また一定の時間
内に回転した角度を検出する速度検出部により構成され
ている。

１８３は演算処理部１８２の出力を受けるマイクロコン
ピュータ部であり、１８２からのディジタル入力信号に
対して（２）式を洟等し、Ｈｏの表示装置１８４の駆動
並びに外部への発信が実行される。

本発明において、小磁針６の回転角度は、実施例のごと
き機構を用いるほかに高精度で角度が測定可能な他のエ
ンコーダ手段を用いてもよい。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば円形導体に発生す
る一定磁界と被測定磁界の合成磁界の方向に回転する小
磁針の回転角度により被測定磁界の強さを演算により高
精度で検出できるため、従来のＳＤＭＥ手段において問
題となった周波数感度並びに動作温度範囲の制約が解消
された磁界強度測定装置を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す構成図、第２図。 第３図はその動作説明図、第４図は回転角度測定手段の
具体的な構成を示す斜視図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被測定磁界の方向と平行面を向くように回転可能に配置
   され既知の半径を有する円形導体と、この円形導体に一
   定電流を供給する定電流供給手段と、上記円形導体の中
   心部に配置され上記被測定磁界と直交する方向の軸の回
   りに回転可能に配置された小磁針と、上記被測定磁界と
   円形導体に生ずる磁界の合成磁界の向きに回転する上記
   小磁針の回転角度を測定する手段と、回転角度の測定値
   に基づいて上記被測定磁界の強さを算出する演算手段と
   よりなる磁界強度測定装置。