JP2007033195A - 磁気特性測定方法及び測定器 - Google Patents
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Abstract
検出コイルを用いて磁性体試料の磁気特性を測定する磁気特性測定器において、巻線間の浮遊容量の大きい検出コイルを用いて測定された場合、その検出コイルにより検出される磁性体試料の磁化変化に対応する応答信号には、しばしば減衰振動波形が含まれてしまい、正確な磁気特性の測定は困難であった。
【解決手段】
あらかじめ、検出コイルにインパルスを入力し、その入力に対する検出コイルの応答出力であるインパルス応答を測定しておく。磁性体試料の計測の際には、この事前に測定されていたインパルス応答との逆畳込みを行う補正回路を用いて、検出コイルにより検出される応答信号を補正し、分布容量の影響が排除された補正信号を得る。
【選択図】図1
Description
この方法によれば、浮遊容量の影響がある検出コイルの出力を適正に補正して、より正しい磁気特性を測定することが出来る。
請求項2記載の磁気特性測定方法のインパルス応答測定ステップでは、インパルス応答を、検出コイルにステップ磁界を印加した場合の検出コイルの応答波形から求める。
請求項3記載の磁気特性測定方法のインパルス応答測定ステップでは、インパルス応答を、検出コイルにインパルス電流を注入した場合の検出コイルの応答波形から求める。
これらの方法によれば、応答信号の補正に必要な検出コイルのインパルス応答を的確に求めることが出来る。
請求項4記載の磁気特性測定方法では、インパルス応答を、振幅項と指数関数項と余弦関数項と単位ステップ関数項の積からなる近似インパルス応答で近似する。
請求項5記載の磁気特性測定方法では、近似インパルス応答を、検出ステップにおいて検出した応答信号から求める。
請求項6記載の磁気特性測定方法では、近似インパルス応答を、応答信号の周波数分析スペクトラムから求める。
請求項7記載の磁気特性測定方法では、近似インパルス応答を、応答信号を時間軸上で表した減衰振動波形から求める。
これらの方法によれば、検出コイルのインパルス応答を、減衰振幅をもつ比較的簡易な式で近似し、近似式の調整パラメーターを、実測した応答パルスの周波数分析スペクトラムあるいは減衰振動波形から求めることが出来る。その結果、通常の検出コイルに広く適用可能な近似インパルス応答を得られる。
請求項10記載の磁気特性測定器は、磁性体試料に測定磁界を印加する磁界コイルと、測定磁界を発生する励磁電流を磁界コイルに流す励磁電源と、測定磁界を検出し、磁界比例電圧を出力する磁界検出部と、測定磁界に対する磁性体試料の磁化変化に対応する応答信号を出力する検出コイルと、応答信号を、検出コイルのインパルス応答との逆畳込みによって補正し、補正信号を出力する補正部と、補正信号を積分して、磁性体試料の磁化量に比例する磁化比例電圧を出力する積分部と、磁界比例電圧と磁化比例電圧とを用いて、磁性体試料のM−Hループを表示する表示部とを備える。
この構成によれば、浮遊容量の影響がある検出コイルの応答信号を適正に補正して、より正しい磁気特性を測定することが出来る磁気特性測定器を提供できる。
(インパルス応答測定ステップS1)検出コイル13にインパルスを入力し、その入力に対する検出コイル13のインパルス応答を測定し、その測定結果より差分方程式「数7」の定数群ai、bjを算出して、差分方程式「数7」を定式化する。
図5にこの積分処理によって得られる波形を示す。波形Hは、補正ステップを含まない、すなわち、従来技術に基づいた測定方法で検出された磁化比例電圧の波形である。応答信号に含まれる減衰振動波形の影響が積分後の波形にも現れている。波形Iは、本願発明に基づいた測定方法で検出された磁化比例電圧の波形である。波形Hに見られるような減衰振動波形の影響が除去されていることに注意されたい。
図6を用いて、本形態のインパルス応答測定ステップS1をより具体的に説明する。パルス磁界の発生用コイルとして、パルス磁界発生用コイル21を用いる。パルス磁界発生用コイル21は、そのインダクタンスを抑えるため、極力内径を小さくし、かつ、極力巻き数を少なくする。負荷のインピーダンスが低いために、電流源22による電流供給が難しい場合は、電流源22の出力インピーダンスにあわせて、抵抗等をパルス磁界発生用コイル21に直列に接続する。このパルス磁界発生用コイル21には、電流の立ち上がり特性の良い電流源22を接続する。インパルス応答測定ステップS1において、この電流源22よりステップ状の電流をパルス磁界発生用コイル21に供給することによりステップ磁界を発生させる。ステップ磁界が加えられることにより、検出コイル23には、インパルス状の起電力が発生し、インパルス応答を検出することが出来る。
図7を用いて、より具体的に説明する。検出コイル33に直列に抵抗34を接続し、抵抗34に並列にパルス電圧源32を接続する。インパルス応答測定ステップS1においては、パルス電圧源32よりパルス電圧を供給することにより、検出コイル33にインパルス電流を流し、その際のインパルス応答を測定する。このインパルス応答は、検出コイル13の浮遊容量の影響を含んでいる応答である。
本形態においては、図8に示されるフローチャートに従った測定動作が行われる。
(磁界印加ステップS11)試料に測定磁界を印加する。この磁界印加ステップS11の具体的内容は、第一の形態で説明された磁界印加ステップS2と同様である。
(検出ステップS12)検出コイル13より応答信号を検出する。この検出ステップS12の具体的内容は、第一の形態で説明された検出ステップS3と同様である。
(インパルス応答測定ステップS13)本形態と第一の形態との大きな違いは、以下に述べるインパルス応答測定ステップS13にある。本形態では、検出ステップS12で検出した応答信号より近似インパルス応答を算出し、逆畳込みの処理に用いる。
(検出ステップS15)検出コイル13より応答信号を検出する。この検出ステップS12の具体的内容は、第一の形態で説明された検出ステップS3と同様である。
(表示ステップS18)積分ステップS17において出力された磁化比例電圧を縦軸、磁界印加ステップS2において出力された磁界比例電圧を横軸としてディスプレイにXYグラフとして表示される。
2 励磁電源
3 検出コイル
4 積分器
5 磁性体試料
6 測定磁界検出部
7 表示部
8 補償コイル
11a,11b 磁界コイル
12 励磁電源
13 検出コイル
14 積分器
15 磁性体試料
16 測定磁界検出部
17 表示部
19 補正部
21 パルス磁界発生用コイル
22 電流源
23 検出コイル
31a,31b 磁界コイル
32 パルス電圧源
33 検出コイル
34 抵抗
35 補正部
41 応答波形
42 FFT等の信号処理
43 周波数分析スペクトラム
51 入力端子
52 増幅器
53 加算器
54−1,54−2,54−M 遅延回路
55−1,55−2,55−M 遅延回路
56 出力端子
61 入力端子
62−1,62−2 遅延回路
63−1,63−2,63−3 増幅器
64 加算器
65 加算器
66 遅延回路
67 増幅器
68 出力端子
Claims (11)
- 磁性体試料の磁気特性を検出する検出コイルのインパルス応答を求めるインパルス応答測定ステップと、
前記磁性体試料に測定磁界を印加する磁界印加ステップと、
前記測定磁界に対する前記磁性体試料の磁化変化に対応する応答信号を前記検出コイルより検出する検出ステップと、
前記検出ステップで得られた前記応答信号を、前記インパルス応答との逆畳込みによって補正する補正ステップを含む、磁気特性測定方法。 - 前記インパルス応答測定ステップでは、前記インパルス応答を、前記検出コイルにステップ磁界を印加した場合の応答波形から求める、請求項1記載の磁気特性測定方法。
- 前記インパルス応答測定ステップでは、前記インパルス応答を、前記検出コイルにインパルス電流を注入した場合の応答波形から求める、請求項1記載の磁気特性測定方法。
- 前記インパルス応答を、振幅項と指数関数項と余弦関数項と単位ステップ関数項の積からなる近似インパルス応答で近似する、請求項1記載の磁気特性測定方法。
- 前記近似インパルス応答を、前記検出ステップにおいて検出した前記応答信号から求める、請求項4記載の磁気特性測定方法。
- 前記近似インパルス応答を、前記応答信号の周波数分析スペクトラムから求める、請求項5記載の磁気特性測定方法。
- 前記近似インパルス応答を、前記応答信号を時間軸上で表した減衰振動波形から求める、請求項5記載の磁気特性測定方法。
- 前記補正ステップでは、前記インパルス応答のz変換から求まる伝達関数を有する逆回路を構成して、前記検出ステップにおいて検出した前記応答信号を、前記逆回路を通すことによって補正する、請求項1記載の磁気特性測定方法。
- 前記補正ステップでは、前記近似インパルス応答のz変換から求まる伝達関数を有する逆回路を構成して、前記検出ステップにおいて検出した前記応答信号を、前記逆回路を通すことによって補正する、請求項4記載の磁気特性測定方法。
- 磁性体試料に測定磁界を印加する磁界コイルと、
前記測定磁界を発生する励磁電流を前記磁界コイルに流す励磁電源と、
前記測定磁界を検出し、磁界比例電圧を出力する磁界検出部と、
前記測定磁界に対する前記磁性体試料の磁化変化に対応する応答信号を出力する検出コイルと、
前記応答信号を、前記検出コイルのインパルス応答との逆畳込みによって補正し、補正信号を出力する補正部と、
前記補正信号を積分して、前記磁性体試料の磁化量に比例する磁化比例電圧を出力する積分部と、
前記磁界比例電圧と前記磁化比例電圧とを用いて、前記磁性体試料のM−Hループを表示する表示部とを備えた、磁気特性測定器。 - 前記補正部と前記積分部の少なくともいずれか一方をソフトウェアで実現した、請求項10記載の磁気特性測定器。
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CN117148249A (zh) * | 2023-10-26 | 2023-12-01 | 北京智芯微电子科技有限公司 | 磁敏传感芯片测试装置及方法、磁敏传感芯片 |
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