JP2002168931A - 透磁率測定装置および透磁率測定方法 - Google Patents
透磁率測定装置および透磁率測定方法Info
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- JP2002168931A JP2002168931A JP2000362385A JP2000362385A JP2002168931A JP 2002168931 A JP2002168931 A JP 2002168931A JP 2000362385 A JP2000362385 A JP 2000362385A JP 2000362385 A JP2000362385 A JP 2000362385A JP 2002168931 A JP2002168931 A JP 2002168931A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 測定対象体としての磁性体を加工することな
く、短時間で透磁率を測定でき、しかも小型で低価格に
構成し得る透磁率測定装置を提供する。 【解決手段】 柱状で導電性を有する磁性体１１におけ
る長さ方向に沿って断面積がほぼ均一な２点間の直流抵
抗を測定可能な直流抵抗計２と、所定の角周波数の交流
を供給して２点間の交流抵抗を測定可能な交流抵抗計３
と、磁性体１１の透磁率を演算する演算部６とを備え、
演算部６は、等価的に、測定した直流抵抗に断面積を乗
算した値で２点間の距離を除算して磁性体１１の導電率
を演算すると共に、直流抵抗に断面積を乗算した乗算値
を測定した交流抵抗に断面の外周長を乗算した乗算値で
除算した値の二乗値と、導電率と、角周波数とを互いに
乗算した乗算値で値２を除算して磁性体１１の透磁率を
演算する。
く、短時間で透磁率を測定でき、しかも小型で低価格に
構成し得る透磁率測定装置を提供する。 【解決手段】 柱状で導電性を有する磁性体１１におけ
る長さ方向に沿って断面積がほぼ均一な２点間の直流抵
抗を測定可能な直流抵抗計２と、所定の角周波数の交流
を供給して２点間の交流抵抗を測定可能な交流抵抗計３
と、磁性体１１の透磁率を演算する演算部６とを備え、
演算部６は、等価的に、測定した直流抵抗に断面積を乗
算した値で２点間の距離を除算して磁性体１１の導電率
を演算すると共に、直流抵抗に断面積を乗算した乗算値
を測定した交流抵抗に断面の外周長を乗算した乗算値で
除算した値の二乗値と、導電率と、角周波数とを互いに
乗算した乗算値で値２を除算して磁性体１１の透磁率を
演算する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、柱状で導電性を有
する磁性体の透磁率を測定する透磁率測定装置および透
磁率測定方法に関する。
する磁性体の透磁率を測定する透磁率測定装置および透
磁率測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、柱状磁性体の透磁率を測定する場
合、まず、磁性体を円板状に加工する。次いで、磁界発
生機構を駆動して一定磁界を発生させる。続いて、所定
のターン数で所定断面積を有する閉じたコイルと共に加
工した円板状の磁性体（以下、「試料」ともいう）を一
定磁界内に配置する。次に、この状態において一定磁界
の向きと直交する方向に試料を振動させ、この際に閉じ
たコイルに誘起する起電力を測定する。次いで、測定し
た起電力と閉じたコイルのターン数とに基づいて、試料
を振動させた際に閉じたコイルを通過する磁束の変化量
を求め、求めた磁束の変化量と、一定磁界の強さと、閉
じたコイルの断面積とに基づいて試料の透磁率を算出す
る。
合、まず、磁性体を円板状に加工する。次いで、磁界発
生機構を駆動して一定磁界を発生させる。続いて、所定
のターン数で所定断面積を有する閉じたコイルと共に加
工した円板状の磁性体（以下、「試料」ともいう）を一
定磁界内に配置する。次に、この状態において一定磁界
の向きと直交する方向に試料を振動させ、この際に閉じ
たコイルに誘起する起電力を測定する。次いで、測定し
た起電力と閉じたコイルのターン数とに基づいて、試料
を振動させた際に閉じたコイルを通過する磁束の変化量
を求め、求めた磁束の変化量と、一定磁界の強さと、閉
じたコイルの断面積とに基づいて試料の透磁率を算出す
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
透磁率測定方法には、以下の問題点がある。すなわち、
従来の透磁率測定方法では、磁性体を予め円板状に加工
する必要があり、加工作業が煩雑であると共に測定に時
間を要するという問題点がある。また、測定装置に、一
定の磁界を発生させる磁界発生機構と、試料を振動させ
る振動機構とを設ける必要があり、測定装置が大型化
し、しかも測定装置が高価格になるという問題点もあ
る。
透磁率測定方法には、以下の問題点がある。すなわち、
従来の透磁率測定方法では、磁性体を予め円板状に加工
する必要があり、加工作業が煩雑であると共に測定に時
間を要するという問題点がある。また、測定装置に、一
定の磁界を発生させる磁界発生機構と、試料を振動させ
る振動機構とを設ける必要があり、測定装置が大型化
し、しかも測定装置が高価格になるという問題点もあ
る。
【０００４】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
ものであり、測定対象体としての磁性体を加工すること
なく、短時間で透磁率を測定でき、しかも小型で低価格
に構成し得る透磁率測定装置を提供することを主目的と
する。また、磁性体を加工することなく、短時間で透磁
率を測定し得る透磁率測定方法を提供することを主目的
とする。
ものであり、測定対象体としての磁性体を加工すること
なく、短時間で透磁率を測定でき、しかも小型で低価格
に構成し得る透磁率測定装置を提供することを主目的と
する。また、磁性体を加工することなく、短時間で透磁
率を測定し得る透磁率測定方法を提供することを主目的
とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく請
求項１記載の透磁率測定装置は、柱状で導電性を有する
磁性体における長さ方向に沿って断面積がほぼ均一な２
点間の直流抵抗を測定可能な直流抵抗計と、所定の角周
波数の交流を供給して前記２点間の交流抵抗を測定可能
な交流抵抗計と、前記磁性体の透磁率を演算する演算部
とを備え、当該演算部は、等価的に、前記測定した直流
抵抗に前記断面積を乗算した値で前記２点間の距離を除
算して前記磁性体の導電率を演算すると共に、前記直流
抵抗に前記断面積を乗算した乗算値を前記測定した交流
抵抗に前記断面の外周長を乗算した乗算値で除算した値
の二乗値と、前記導電率と、前記角周波数とを互いに乗
算した乗算値で値２を除算して前記磁性体の透磁率を演
算することを特徴とする。
求項１記載の透磁率測定装置は、柱状で導電性を有する
磁性体における長さ方向に沿って断面積がほぼ均一な２
点間の直流抵抗を測定可能な直流抵抗計と、所定の角周
波数の交流を供給して前記２点間の交流抵抗を測定可能
な交流抵抗計と、前記磁性体の透磁率を演算する演算部
とを備え、当該演算部は、等価的に、前記測定した直流
抵抗に前記断面積を乗算した値で前記２点間の距離を除
算して前記磁性体の導電率を演算すると共に、前記直流
抵抗に前記断面積を乗算した乗算値を前記測定した交流
抵抗に前記断面の外周長を乗算した乗算値で除算した値
の二乗値と、前記導電率と、前記角周波数とを互いに乗
算した乗算値で値２を除算して前記磁性体の透磁率を演
算することを特徴とする。
【０００６】請求項２記載の透磁率測定装置は、請求項
１記載の透磁率測定装置において、前記磁性体は円柱状
に形成され、前記演算部は、前記直流抵抗を前記交流抵
抗で除算した値の二乗値と、前記磁性体の直径の二乗値
と、前記導電率と、前記角周波数とを互いに乗算した乗
算値で値３２を除算して前記磁性体の透磁率を演算する
ことを特徴とする。
１記載の透磁率測定装置において、前記磁性体は円柱状
に形成され、前記演算部は、前記直流抵抗を前記交流抵
抗で除算した値の二乗値と、前記磁性体の直径の二乗値
と、前記導電率と、前記角周波数とを互いに乗算した乗
算値で値３２を除算して前記磁性体の透磁率を演算する
ことを特徴とする。
【０００７】請求項３記載の透磁率測定装置は、請求項
１記載の透磁率測定装置において、前記磁性体は四角柱
状に形成され、前記演算部は、前記直流抵抗を前記交流
抵抗で除算した値の二乗値と、前記導電率と、前記角周
波数と、前記磁性体の断面における隣接辺同士の辺長の
積を当該隣接辺同士の辺長の和で除算した値の二乗値と
を互いに乗算した乗算値で値８を除算して前記磁性体の
透磁率を演算することを特徴とする。
１記載の透磁率測定装置において、前記磁性体は四角柱
状に形成され、前記演算部は、前記直流抵抗を前記交流
抵抗で除算した値の二乗値と、前記導電率と、前記角周
波数と、前記磁性体の断面における隣接辺同士の辺長の
積を当該隣接辺同士の辺長の和で除算した値の二乗値と
を互いに乗算した乗算値で値８を除算して前記磁性体の
透磁率を演算することを特徴とする。
【０００８】請求項４記載の透磁率測定方法は、柱状で
導電性を有する磁性体における長さ方向に沿って断面積
がほぼ均一な２点間の直流抵抗を測定するステップと、
所定の角周波数の交流を供給して前記２点間の交流抵抗
を測定するステップと、等価的に、前記測定した直流抵
抗に前記断面積を乗算した値で前記２点間の距離を除算
して前記磁性体の導電率を演算するステップと、前記直
流抵抗に前記断面積を乗算した乗算値を前記測定した交
流抵抗に前記断面の外周長を乗算した乗算値で除算した
値の二乗値と、前記導電率と、前記角周波数とを互いに
乗算した乗算値で値２を除算して前記磁性体の透磁率を
演算するステップとを実行することを特徴とする。
導電性を有する磁性体における長さ方向に沿って断面積
がほぼ均一な２点間の直流抵抗を測定するステップと、
所定の角周波数の交流を供給して前記２点間の交流抵抗
を測定するステップと、等価的に、前記測定した直流抵
抗に前記断面積を乗算した値で前記２点間の距離を除算
して前記磁性体の導電率を演算するステップと、前記直
流抵抗に前記断面積を乗算した乗算値を前記測定した交
流抵抗に前記断面の外周長を乗算した乗算値で除算した
値の二乗値と、前記導電率と、前記角周波数とを互いに
乗算した乗算値で値２を除算して前記磁性体の透磁率を
演算するステップとを実行することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に係る透磁率測定装置および透磁率測定方法の好適な
実施の形態について説明する。
明に係る透磁率測定装置および透磁率測定方法の好適な
実施の形態について説明する。
【００１０】透磁率測定装置１は、柱状で導電性を有す
る磁性体１１の透磁率を測定可能に構成され、図１に示
すように、直流抵抗計２、交流抵抗計３、信号切換部
４、表示部５、演算制御部（演算部）６および入力部７
を備えている。この場合、直流抵抗計２は、一対の電流
供給用ケーブル２ａ，２ｂ、および一対の電圧測定用ケ
ーブル２ｃ，２ｄを介して信号切換部４に接続されてい
る。また、直流抵抗計２は、電流供給用ケーブル２ａ，
２ｂに接続される信号切換部４の電流供給用プローブ４
ａ，４ｂ間に直流定電流を供給すると共に、電圧測定用
ケーブル２ｃ，２ｄに接続される信号切換部４の電圧測
定用プローブ４ｃ，４ｄ間に発生する電圧を入力し、電
圧測定用プローブ４ｃ，４ｄがそれぞれ接触している２
点間の直流抵抗ＤＣＲを４端子法に従い測定する。具体
的には、直流抵抗計２は、測定開始信号Ｓａが入力され
た際に、予め設定された一定電流値の直流定電流を電流
供給用ケーブル２ａ，２ｂ間に供給した状態で電圧測定
用ケーブル２ｃ，２ｄ間の電圧差を測定し、この電圧差
と直流定電流値とに基づいて直流抵抗ＤＣＲを算出し、
測定データＤDCとして演算制御部６に出力する。
る磁性体１１の透磁率を測定可能に構成され、図１に示
すように、直流抵抗計２、交流抵抗計３、信号切換部
４、表示部５、演算制御部（演算部）６および入力部７
を備えている。この場合、直流抵抗計２は、一対の電流
供給用ケーブル２ａ，２ｂ、および一対の電圧測定用ケ
ーブル２ｃ，２ｄを介して信号切換部４に接続されてい
る。また、直流抵抗計２は、電流供給用ケーブル２ａ，
２ｂに接続される信号切換部４の電流供給用プローブ４
ａ，４ｂ間に直流定電流を供給すると共に、電圧測定用
ケーブル２ｃ，２ｄに接続される信号切換部４の電圧測
定用プローブ４ｃ，４ｄ間に発生する電圧を入力し、電
圧測定用プローブ４ｃ，４ｄがそれぞれ接触している２
点間の直流抵抗ＤＣＲを４端子法に従い測定する。具体
的には、直流抵抗計２は、測定開始信号Ｓａが入力され
た際に、予め設定された一定電流値の直流定電流を電流
供給用ケーブル２ａ，２ｂ間に供給した状態で電圧測定
用ケーブル２ｃ，２ｄ間の電圧差を測定し、この電圧差
と直流定電流値とに基づいて直流抵抗ＤＣＲを算出し、
測定データＤDCとして演算制御部６に出力する。
【００１１】交流抵抗計３は、一対の電流供給用ケーブ
ル３ａ，３ｂ、および一対の電圧測定用ケーブル３ｃ，
３ｄを介して信号切換部４に接続されている。また、交
流抵抗計３は、電流供給用ケーブル３ａ，３ｂに接続さ
れる信号切換部４の電流供給用プローブ４ａ，４ｂ間に
交流定電流を供給すると共に、電圧測定用ケーブル３
ｃ，３ｄに接続される信号切換部４の電圧測定用プロー
ブ４ｃ，４ｄ間に発生する電圧を入力し、電圧測定用プ
ローブ４ｃ，４ｄがそれぞれ接触している２点間の交流
抵抗ＡＣＲを４端子法に従い測定する。具体的には、交
流抵抗計３は、測定開始信号Ｓｂが入力された際に、予
め設定された一定電流値の交流定電流を電流供給用ケー
ブル３ａ，３ｂ間に供給した状態で電圧測定用ケーブル
３ｃ，３ｄ間の電圧差を測定し、この電圧差と交流定電
流値とに基づいて交流抵抗ＡＣＲを算出し、測定データ
ＤACとして演算制御部６に出力する。
ル３ａ，３ｂ、および一対の電圧測定用ケーブル３ｃ，
３ｄを介して信号切換部４に接続されている。また、交
流抵抗計３は、電流供給用ケーブル３ａ，３ｂに接続さ
れる信号切換部４の電流供給用プローブ４ａ，４ｂ間に
交流定電流を供給すると共に、電圧測定用ケーブル３
ｃ，３ｄに接続される信号切換部４の電圧測定用プロー
ブ４ｃ，４ｄ間に発生する電圧を入力し、電圧測定用プ
ローブ４ｃ，４ｄがそれぞれ接触している２点間の交流
抵抗ＡＣＲを４端子法に従い測定する。具体的には、交
流抵抗計３は、測定開始信号Ｓｂが入力された際に、予
め設定された一定電流値の交流定電流を電流供給用ケー
ブル３ａ，３ｂ間に供給した状態で電圧測定用ケーブル
３ｃ，３ｄ間の電圧差を測定し、この電圧差と交流定電
流値とに基づいて交流抵抗ＡＣＲを算出し、測定データ
ＤACとして演算制御部６に出力する。
【００１２】信号切換部４は、切換スイッチと、磁性体
１１に接続される一対の電流供給用プローブ４ａ，４ｂ
と、一対の電圧測定用プローブ４ｃ，４ｄとを備えて構
成されている。この信号切換部４は、演算制御部６によ
って切換信号Ｓｃが出力された際に、直流抵抗計２の各
電流供給用ケーブル２ａ，２ｂを各電流供給用プローブ
４ａ，４ｂにそれぞれ接続すると共に各電圧測定用ケー
ブル２ｃ，２ｄを各電圧測定用プローブ４ｃ，４ｄに接
続し、切換信号Ｓｃの出力が停止された際には、交流抵
抗計３の各電流供給用ケーブル３ａ，３ｂを各電流供給
用プローブ４ａ，４ｂに接続すると共に各電圧測定用ケ
ーブル３ｃ，３ｄを各電圧測定用プローブ４ｃ，４ｄに
接続する。
１１に接続される一対の電流供給用プローブ４ａ，４ｂ
と、一対の電圧測定用プローブ４ｃ，４ｄとを備えて構
成されている。この信号切換部４は、演算制御部６によ
って切換信号Ｓｃが出力された際に、直流抵抗計２の各
電流供給用ケーブル２ａ，２ｂを各電流供給用プローブ
４ａ，４ｂにそれぞれ接続すると共に各電圧測定用ケー
ブル２ｃ，２ｄを各電圧測定用プローブ４ｃ，４ｄに接
続し、切換信号Ｓｃの出力が停止された際には、交流抵
抗計３の各電流供給用ケーブル３ａ，３ｂを各電流供給
用プローブ４ａ，４ｂに接続すると共に各電圧測定用ケ
ーブル３ｃ，３ｄを各電圧測定用プローブ４ｃ，４ｄに
接続する。
【００１３】表示部５は、ＣＲＴや液晶ディスプレイで
構成され、演算制御部６によって算出された磁性体１１
の透磁率などを表示する。また、入力部７は、キーボー
ド等で構成され、予め計測した磁性体１１の断面におけ
る外周長Ｗや断面積Ｓなどの形状データ、磁性体１１に
接触させられている電圧測定用プローブ４ｃ，４ｄ間の
距離Ｌ（以下、「２点間の距離Ｌ」ともいう）に関する
データ、および交流抵抗計３によって出力される交流定
電流の角周波数ωのデータなどが入力された際に、その
入力されたデータを演算制御部６に出力する。
構成され、演算制御部６によって算出された磁性体１１
の透磁率などを表示する。また、入力部７は、キーボー
ド等で構成され、予め計測した磁性体１１の断面におけ
る外周長Ｗや断面積Ｓなどの形状データ、磁性体１１に
接触させられている電圧測定用プローブ４ｃ，４ｄ間の
距離Ｌ（以下、「２点間の距離Ｌ」ともいう）に関する
データ、および交流抵抗計３によって出力される交流定
電流の角周波数ωのデータなどが入力された際に、その
入力されたデータを演算制御部６に出力する。
【００１４】演算制御部６は、所定のソフトウェアに従
って作動するＣＰＵと、メモリとを備えて構成されてい
る（いずれも図示せず）。この場合、ＣＰＵは、入力部
７を介して入力された各種データをメモリに記憶する。
また、ＣＰＵは、測定開始信号Ｓａ，Ｓｂのいずれかを
出力して直流抵抗計２または交流抵抗計３を作動させる
と共に切換信号Ｓｃを出力して信号切換部４による切換
えを制御する。また、ＣＰＵは、直流抵抗計２によって
測定された直流抵抗ＤＣＲと、交流抵抗計３によって測
定された交流抵抗ＡＣＲとをメモリに記憶する。さら
に、ＣＰＵは、測定された磁性体１１の直流抵抗ＤＣＲ
および交流抵抗ＡＣＲと、予めメモリに記憶されている
各種データとに基づいて透磁率μを演算する。
って作動するＣＰＵと、メモリとを備えて構成されてい
る（いずれも図示せず）。この場合、ＣＰＵは、入力部
７を介して入力された各種データをメモリに記憶する。
また、ＣＰＵは、測定開始信号Ｓａ，Ｓｂのいずれかを
出力して直流抵抗計２または交流抵抗計３を作動させる
と共に切換信号Ｓｃを出力して信号切換部４による切換
えを制御する。また、ＣＰＵは、直流抵抗計２によって
測定された直流抵抗ＤＣＲと、交流抵抗計３によって測
定された交流抵抗ＡＣＲとをメモリに記憶する。さら
に、ＣＰＵは、測定された磁性体１１の直流抵抗ＤＣＲ
および交流抵抗ＡＣＲと、予めメモリに記憶されている
各種データとに基づいて透磁率μを演算する。
【００１５】具体的には、ＣＰＵは、等価的に、直流抵
抗ＤＣＲに磁性体１１の断面積Ｓを乗算した値で２点間
の距離Ｌを除算して磁性体１１の導電率σを演算する。
また、ＣＰＵは、直流抵抗ＤＣＲに磁性体１１の断面積
Ｓを乗算した乗算値を交流抵抗ＡＣＲに断面の外周長Ｗ
を乗算した乗算値で除算した値の二乗値と、演算した導
電率σと、交流抵抗計３から出力される交流定電流の角
周波数ωとを互いに乗算した乗算値で値２を除算するこ
とにより、磁性体１１の透磁率μを演算する。
抗ＤＣＲに磁性体１１の断面積Ｓを乗算した値で２点間
の距離Ｌを除算して磁性体１１の導電率σを演算する。
また、ＣＰＵは、直流抵抗ＤＣＲに磁性体１１の断面積
Ｓを乗算した乗算値を交流抵抗ＡＣＲに断面の外周長Ｗ
を乗算した乗算値で除算した値の二乗値と、演算した導
電率σと、交流抵抗計３から出力される交流定電流の角
周波数ωとを互いに乗算した乗算値で値２を除算するこ
とにより、磁性体１１の透磁率μを演算する。
【００１６】この演算では、交流定電流を磁性体１１に
流した際に表皮効果が生じることを利用して透磁率μを
演算している。すなわち、図２に示すように、交流定電
流を磁性体１１に流した場合、交流定電流は、表皮効果
によって磁性体１１の中心部分を流れずに、磁性体１１
の表面部分（表面から深さＤの範囲）のみを流れる。こ
の場合、交流定電流が流れる磁性体１１の表面部分の断
面積は、ΔＳで表される。一方、直流電流を磁性体１１
に流した場合、直流定電流は、磁性体１１の断面全体に
亘って流れる。また、抵抗値は、電流が流れる面積に反
比例する。したがって、直流定電流を流して測定した磁
性体１１の直流抵抗ＤＣＲと、交流定電流を流して測定
した磁性体１１の交流抵抗ＡＣＲと、磁性体１１の断面
積Ｓと、断面積ΔＳとの間には、下記の（１）式が成立
する。ＤＣＲ：ＡＣＲ＝１／Ｓ：１／ΔＳ・・・・・・
・・・・・・・・（１）式また、一般的に、表皮効果に
よって交流定電流が流れる際に、深さＤは、下記（２）
式で表される。 Ｄ＝√（２／（σ×μ×ω））・・・・・・・・・・・・・・・・（２）式
流した際に表皮効果が生じることを利用して透磁率μを
演算している。すなわち、図２に示すように、交流定電
流を磁性体１１に流した場合、交流定電流は、表皮効果
によって磁性体１１の中心部分を流れずに、磁性体１１
の表面部分（表面から深さＤの範囲）のみを流れる。こ
の場合、交流定電流が流れる磁性体１１の表面部分の断
面積は、ΔＳで表される。一方、直流電流を磁性体１１
に流した場合、直流定電流は、磁性体１１の断面全体に
亘って流れる。また、抵抗値は、電流が流れる面積に反
比例する。したがって、直流定電流を流して測定した磁
性体１１の直流抵抗ＤＣＲと、交流定電流を流して測定
した磁性体１１の交流抵抗ＡＣＲと、磁性体１１の断面
積Ｓと、断面積ΔＳとの間には、下記の（１）式が成立
する。ＤＣＲ：ＡＣＲ＝１／Ｓ：１／ΔＳ・・・・・・
・・・・・・・・（１）式また、一般的に、表皮効果に
よって交流定電流が流れる際に、深さＤは、下記（２）
式で表される。 Ｄ＝√（２／（σ×μ×ω））・・・・・・・・・・・・・・・・（２）式
【００１７】さらに、交流定電流の角周波数ωが大きい
場合、（２）式によれば、深さＤの値が小さくなる。こ
の場合、図２に示すように、深さＤ、磁性体１１の外周
長Ｗ、および断面積ΔＳの間に、下記（３）式が成立す
る。 ΔＳ≒Ｄ×Ｗ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）式 したがって、（１）式に（３）式を代入して深さＤを求
め、求めた深さＤを（２）式に代入することにより、透
磁率μは、下記（４）式で表される。 μ＝２／（ω×σ×（ＤＣＲ×Ｓ／（ＡＣＲ×Ｗ））２）・・・・（４）式 この場合、磁性体１１の導電率σは、下記（５）式で求
められる。 σ＝Ｌ／（ＤＣＲ×Ｓ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（５）式 したがって、上記（５）式に従って導電率σを求め、求
めた導電率σを上記（４）式に代入することにより、磁
性体１１の透磁率μが演算される。
場合、（２）式によれば、深さＤの値が小さくなる。こ
の場合、図２に示すように、深さＤ、磁性体１１の外周
長Ｗ、および断面積ΔＳの間に、下記（３）式が成立す
る。 ΔＳ≒Ｄ×Ｗ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（３）式 したがって、（１）式に（３）式を代入して深さＤを求
め、求めた深さＤを（２）式に代入することにより、透
磁率μは、下記（４）式で表される。 μ＝２／（ω×σ×（ＤＣＲ×Ｓ／（ＡＣＲ×Ｗ））２）・・・・（４）式 この場合、磁性体１１の導電率σは、下記（５）式で求
められる。 σ＝Ｌ／（ＤＣＲ×Ｓ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（５）式 したがって、上記（５）式に従って導電率σを求め、求
めた導電率σを上記（４）式に代入することにより、磁
性体１１の透磁率μが演算される。
【００１８】次に、透磁率測定装置１による磁性体１１
の透磁率μを測定する測定処理について、図３を用いて
説明する。
の透磁率μを測定する測定処理について、図３を用いて
説明する。
【００１９】最初に、磁性体１１の断面積Ｓと断面の外
周長Ｗを測定する。次いで、信号切換部４の電圧測定用
プローブ４ｃ，４ｄを距離Ｌだけ離間して磁性体１１に
接触させる。続いて、磁性体１１における電圧測定用プ
ローブ４ｃ，４ｄの接触位置の外側に電流供給用プロー
ブ４ａ，４ｂを接触させる。次いで、入力部７を操作し
て、測定した断面積Ｓおよび外周長Ｗ、一対の測定端子
４ｃ，４ｄ間の距離Ｌ、並びに交流抵抗計３によって出
力される交流定電流の角周波数ωを介して演算制御部６
内のメモリに記憶させる。
周長Ｗを測定する。次いで、信号切換部４の電圧測定用
プローブ４ｃ，４ｄを距離Ｌだけ離間して磁性体１１に
接触させる。続いて、磁性体１１における電圧測定用プ
ローブ４ｃ，４ｄの接触位置の外側に電流供給用プロー
ブ４ａ，４ｂを接触させる。次いで、入力部７を操作し
て、測定した断面積Ｓおよび外周長Ｗ、一対の測定端子
４ｃ，４ｄ間の距離Ｌ、並びに交流抵抗計３によって出
力される交流定電流の角周波数ωを介して演算制御部６
内のメモリに記憶させる。
【００２０】次いで、演算制御部６が直流抵抗ＤＣＲの
測定を開始する（ステップ２１）。この際には、演算制
御部６が切換信号Ｓｃを出力することにより、信号切換
部４が、直流抵抗計２の各電流供給用ケーブル２ａ，２
ｂを各電流供給用プローブ４ａ，４ｂにそれぞれ接続す
ると共に各電圧測定用ケーブル２ｃ，２ｄを各電圧測定
用プローブ４ｃ，４ｄにそれぞれ接続する。次に、演算
制御部６が、直流抵抗計２に測定開始信号Ｓａを出力す
る。これにより、直流抵抗計２が、磁性体１１の直流抵
抗ＤＣＲを測定し、測定した直流抵抗ＤＣＲを測定デー
タＤDCとして演算制御部６に出力する。次いで、演算制
御部６が、この直流抵抗ＤＣＲをメモリに記憶する。
測定を開始する（ステップ２１）。この際には、演算制
御部６が切換信号Ｓｃを出力することにより、信号切換
部４が、直流抵抗計２の各電流供給用ケーブル２ａ，２
ｂを各電流供給用プローブ４ａ，４ｂにそれぞれ接続す
ると共に各電圧測定用ケーブル２ｃ，２ｄを各電圧測定
用プローブ４ｃ，４ｄにそれぞれ接続する。次に、演算
制御部６が、直流抵抗計２に測定開始信号Ｓａを出力す
る。これにより、直流抵抗計２が、磁性体１１の直流抵
抗ＤＣＲを測定し、測定した直流抵抗ＤＣＲを測定デー
タＤDCとして演算制御部６に出力する。次いで、演算制
御部６が、この直流抵抗ＤＣＲをメモリに記憶する。
【００２１】次に、演算制御部６は、交流抵抗ＡＣＲの
測定を開始する（ステップ２２）。この際には、演算制
御部６が切換信号Ｓｃの出力を停止することにより、信
号切換部４が、交流抵抗計３の各電流供給用ケーブル３
ａ，３ｂを各電流供給用プローブ４ａ，４ｂにそれぞれ
接続すると共に各電圧測定用ケーブル３ｃ，３ｄを各電
圧測定用プローブ４ｃ，４ｄにそれぞれ接続する。次
に、演算制御部６は、交流抵抗計３に測定開始信号ｂを
出力する。これにより、交流抵抗計３が、磁性体１１の
交流抵抗ＡＣＲを測定し、測定した交流抵抗ＡＣＲを測
定データＤACとして演算制御部６に出力する。次いで、
演算制御部６が、この交流抵抗ＡＣＲをメモリに記憶す
る。この場合、磁性体１１の交流抵抗ＡＣＲを先に測定
した後に直流抵抗ＤＣＲを測定することもできる。
測定を開始する（ステップ２２）。この際には、演算制
御部６が切換信号Ｓｃの出力を停止することにより、信
号切換部４が、交流抵抗計３の各電流供給用ケーブル３
ａ，３ｂを各電流供給用プローブ４ａ，４ｂにそれぞれ
接続すると共に各電圧測定用ケーブル３ｃ，３ｄを各電
圧測定用プローブ４ｃ，４ｄにそれぞれ接続する。次
に、演算制御部６は、交流抵抗計３に測定開始信号ｂを
出力する。これにより、交流抵抗計３が、磁性体１１の
交流抵抗ＡＣＲを測定し、測定した交流抵抗ＡＣＲを測
定データＤACとして演算制御部６に出力する。次いで、
演算制御部６が、この交流抵抗ＡＣＲをメモリに記憶す
る。この場合、磁性体１１の交流抵抗ＡＣＲを先に測定
した後に直流抵抗ＤＣＲを測定することもできる。
【００２２】次に、演算制御部６は、メモリに記憶され
ている２点間の距離Ｌ、断面積Ｓ、および直流抵抗ＤＣ
Ｒに基づいて所定の演算処理（（５）式の演算処理）を
行うことにより磁性体１１の導電率σを演算する（ステ
ップ２３）。続いて、演算制御部６は、演算した導電率
σ、角周波数ω、断面積Ｓ、外周長Ｗ、直流抵抗ＤＣ
Ｒ、および交流抵抗ＡＣＲに基づいて所定の演算処理
（（４）式の演算処理）を行うことにより磁性体１１の
透磁率μを演算する（ステップ２４）。この後、演算制
御部６は、算出した透磁率μを表示部５に表示させる
（ステップ２５）。
ている２点間の距離Ｌ、断面積Ｓ、および直流抵抗ＤＣ
Ｒに基づいて所定の演算処理（（５）式の演算処理）を
行うことにより磁性体１１の導電率σを演算する（ステ
ップ２３）。続いて、演算制御部６は、演算した導電率
σ、角周波数ω、断面積Ｓ、外周長Ｗ、直流抵抗ＤＣ
Ｒ、および交流抵抗ＡＣＲに基づいて所定の演算処理
（（４）式の演算処理）を行うことにより磁性体１１の
透磁率μを演算する（ステップ２４）。この後、演算制
御部６は、算出した透磁率μを表示部５に表示させる
（ステップ２５）。
【００２３】このように、この透磁率測定装置１によれ
ば、磁性体１１における長さ方向に沿って断面積がほぼ
等しい（一例として断面形状がほぼ等しい）部位を利用
して透磁率μを容易に測定することができる。また、磁
性体１１の透磁率μを測定する部位間（信号切換部４の
測定端子４ｃ，４ｄ間の部位間）の断面積がほぼ一定で
ある限り、任意の断面形状の磁性体１１であっても透磁
率を測定することができるため、磁性体１１を加工して
透磁率測定用の試料を製作する加工作業を不要にするこ
とができる。したがって、磁性体１１の透磁率μを短時
間かつ容易に測定することができる。また、磁界発生機
構や振動機構を使用しないため、透磁率測定装置１の小
型・低価格化を図ることもできる。
ば、磁性体１１における長さ方向に沿って断面積がほぼ
等しい（一例として断面形状がほぼ等しい）部位を利用
して透磁率μを容易に測定することができる。また、磁
性体１１の透磁率μを測定する部位間（信号切換部４の
測定端子４ｃ，４ｄ間の部位間）の断面積がほぼ一定で
ある限り、任意の断面形状の磁性体１１であっても透磁
率を測定することができるため、磁性体１１を加工して
透磁率測定用の試料を製作する加工作業を不要にするこ
とができる。したがって、磁性体１１の透磁率μを短時
間かつ容易に測定することができる。また、磁界発生機
構や振動機構を使用しないため、透磁率測定装置１の小
型・低価格化を図ることもできる。
【００２４】なお、本発明は、上記した発明の実施の形
態に示した例に限定されない。例えば、図４に示すよう
に、直径Ｒの円柱状に形成されている磁性体１１を測定
対象体として透磁率μを測定することもできる。この場
合、同図における磁性体１１に関しては、半径をＲとす
れば、 断面積Ｓ＝（Ｒ／２）２×π、外周長Ｗ＝π×Ｒ が成立するため、上記（４）式は、 μ＝３２／（ω×σ×（ＤＣＲ／ＡＣＲ）２×Ｒ２） と表される。したがって、演算制御部６が上記の式に従
って演算することで、透磁率μが演算される。
態に示した例に限定されない。例えば、図４に示すよう
に、直径Ｒの円柱状に形成されている磁性体１１を測定
対象体として透磁率μを測定することもできる。この場
合、同図における磁性体１１に関しては、半径をＲとす
れば、 断面積Ｓ＝（Ｒ／２）２×π、外周長Ｗ＝π×Ｒ が成立するため、上記（４）式は、 μ＝３２／（ω×σ×（ＤＣＲ／ＡＣＲ）２×Ｒ２） と表される。したがって、演算制御部６が上記の式に従
って演算することで、透磁率μが演算される。
【００２５】さらに、図５に示すように、対辺が互いに
平行な四角形の断面（一例として長方形）を有する四角
柱状の磁性体１１に関しては、短辺をＸ、長辺をＹとす
れば、 断面積Ｓ＝Ｘ×Ｙ、外周長Ｗ＝２Ｘ＋２Ｙ が成立する。したがって、上記（４）式は、 μ＝８／（ω×σ×（ＤＣＲ／ＡＣＲ）２×（Ｘ×Ｙ／
（Ｘ＋Ｙ））２） と表される。したがって、演算制御部６が上記の式に従
って演算することで、透磁率μが演算される。
平行な四角形の断面（一例として長方形）を有する四角
柱状の磁性体１１に関しては、短辺をＸ、長辺をＹとす
れば、 断面積Ｓ＝Ｘ×Ｙ、外周長Ｗ＝２Ｘ＋２Ｙ が成立する。したがって、上記（４）式は、 μ＝８／（ω×σ×（ＤＣＲ／ＡＣＲ）２×（Ｘ×Ｙ／
（Ｘ＋Ｙ））２） と表される。したがって、演算制御部６が上記の式に従
って演算することで、透磁率μが演算される。
【００２６】また、上記演算は、等価的に上記の式に従
えばよく、その順序を変更することができるし、各式を
変形することができるのは勿論である。
えばよく、その順序を変更することができるし、各式を
変形することができるのは勿論である。
【００２７】
【発明の効果】以上のように、請求項１〜３に記載の透
磁率測定装置および請求項４記載の透磁率測定方法によ
れば、磁性体を加工して透磁率測定用の試料を製作する
加工作業を不要にすることができるため、磁性体の透磁
率を短時間かつ容易に測定することができる。また、磁
界発生機構や振動機構を使用しないため、透磁率測定装
置の小型・低価格化を図ることもできる。
磁率測定装置および請求項４記載の透磁率測定方法によ
れば、磁性体を加工して透磁率測定用の試料を製作する
加工作業を不要にすることができるため、磁性体の透磁
率を短時間かつ容易に測定することができる。また、磁
界発生機構や振動機構を使用しないため、透磁率測定装
置の小型・低価格化を図ることもできる。
【図１】本発明の実施の形態に係る透磁率測定装置１の
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図２】表皮効果を説明するための磁性体１１の断面図
である。
である。
【図３】透磁率測定装置１による透磁率測定処理を説明
するためのフローチャートである。
するためのフローチャートである。
【図４】円柱状の磁性体１１において交流電流が流れる
領域を示す磁性体１１の断面図である。
領域を示す磁性体１１の断面図である。
【図５】長方形の断面形状を有する四角柱状の磁性体１
１において交流電流が流れる領域を示す磁性体１１の断
面図である。
１において交流電流が流れる領域を示す磁性体１１の断
面図である。
１ 透磁率測定装置 ２ 直流抵抗計 ２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ 電流供給用ケーブル ２ｃ，２ｄ，３ｃ，３ｄ 電圧測定用ケーブル ３ 交流抵抗計 ４ 信号切換部 ４ａ，４ｂ 電流供給用プローブ ４ｃ，４ｄ 電圧測定用プローブ ６ 演算制御部 １１ 磁性体
Claims (4)
- 【請求項１】 柱状で導電性を有する磁性体における長
さ方向に沿って断面積がほぼ均一な２点間の直流抵抗を
測定可能な直流抵抗計と、所定の角周波数の交流を供給
して前記２点間の交流抵抗を測定可能な交流抵抗計と、
前記磁性体の透磁率を演算する演算部とを備え、当該演
算部は、等価的に、前記測定した直流抵抗に前記断面積
を乗算した値で前記２点間の距離を除算して前記磁性体
の導電率を演算すると共に、前記直流抵抗に前記断面積
を乗算した乗算値を前記測定した交流抵抗に前記断面の
外周長を乗算した乗算値で除算した値の二乗値と、前記
導電率と、前記角周波数とを互いに乗算した乗算値で値
２を除算して前記磁性体の透磁率を演算することを特徴
とする透磁率測定装置。 - 【請求項２】 前記磁性体は円柱状に形成され、前記演
算部は、前記直流抵抗を前記交流抵抗で除算した値の二
乗値と、前記磁性体の直径の二乗値と、前記導電率と、
前記角周波数とを互いに乗算した乗算値で値３２を除算
して前記磁性体の透磁率を演算することを特徴とする請
求項１記載の透磁率測定装置。 - 【請求項３】 前記磁性体は四角柱状に形成され、前記
演算部は、前記直流抵抗を前記交流抵抗で除算した値の
二乗値と、前記導電率と、前記角周波数と、前記磁性体
の断面における隣接辺同士の辺長の積を当該隣接辺同士
の辺長の和で除算した値の二乗値とを互いに乗算した乗
算値で値８を除算して前記磁性体の透磁率を演算するこ
とを特徴とする請求項１記載の透磁率測定装置。 - 【請求項４】 柱状で導電性を有する磁性体における長
さ方向に沿って断面積がほぼ均一な２点間の直流抵抗を
測定するステップと、所定の角周波数の交流を供給して
前記２点間の交流抵抗を測定するステップと、等価的
に、前記測定した直流抵抗に前記断面積を乗算した値で
前記２点間の距離を除算して前記磁性体の導電率を演算
するステップと、前記直流抵抗に前記断面積を乗算した
乗算値を前記測定した交流抵抗に前記断面の外周長を乗
算した乗算値で除算した値の二乗値と、前記導電率と、
前記角周波数とを互いに乗算した乗算値で値２を除算し
て前記磁性体の透磁率を演算するステップとを実行する
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 |
|---|---|---|---|
| JP2000362385A JP3338698B2 (ja) | 2000-11-29 | 2000-11-29 | 透磁率測定装置および透磁率測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000362385A JP3338698B2 (ja) | 2000-11-29 | 2000-11-29 | 透磁率測定装置および透磁率測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002168931A true JP2002168931A (ja) | 2002-06-14 |
| JP3338698B2 JP3338698B2 (ja) | 2002-10-28 |
Family
ID=18833674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000362385A Expired - Fee Related JP3338698B2 (ja) | 2000-11-29 | 2000-11-29 | 透磁率測定装置および透磁率測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3338698B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101094076B1 (ko) | 2009-12-03 | 2011-12-15 | 조선대학교산학협력단 | 투자율 측정 장치 |
-
2000
- 2000-11-29 JP JP2000362385A patent/JP3338698B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101094076B1 (ko) | 2009-12-03 | 2011-12-15 | 조선대학교산학협력단 | 투자율 측정 장치 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3338698B2 (ja) | 2002-10-28 |
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