JP2012149942A - 磁界測定調整装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】Y軸を間に挟んで、互いに鏡像の関係になるように、磁石片を支持するための回転テーブル56を備える。回転テーブル56は、Y軸に直角に交わる公転軸芯70に垂直な支持面57を持つ。磁石片は、回転テーブルの支持面に着脱可能な支持台50により支持されている。支持台50はY軸と公転軸芯70を通る面に平行な対向面63と、回転テーブル56の支持面57に平行で対向面63に直角に交わる一対の支持側面65を有する。これら一対の支持側面65のうちのいずれの面を支持面57に接するように支持台56を支持しても、自転軸芯78が対向面63の同一位置にあるように、支持台50を支持面57に固定する位置決め機構(64と66)を設けた。
【選択図】図1
Description
例えば、3軸方式の磁気センサは一辺が50ミクロン程度の素子で、数ミリメートル幅の棒状の基板先端付近に搭載されている。この棒状の基板に磁気検出出力取り出し用の電極を取り付け、保護用の樹脂を被覆したものが磁気測定用プローブである。磁界測定機構中でこのプローブの先端を移動させて、測定対象物の近傍磁界を3次元的に測定する。
上記の課題を解決するために、本発明は、3軸方向の磁界を精密に測定する磁界測定機構の調整のために使用する、磁気測定調整装置を提供することを目的とする。
〈構成1〉
互いに直交する3軸方向の磁界を個別に測定できる3軸センサの支持位置と角度調整もしくは磁界測定値の補正のために使用するものであって、磁界測定機構中で設定された3軸のうちのいずれかの基準となる軸を間に挟んで、互いに鏡像の関係になるように、磁石片を支持するための回転テーブルを備え、前記回転テーブルは、前記基準となる軸に直角に交わる公転軸芯に垂直な支持面を持ち、前記公転軸芯を軸に回転駆動されるもので、前記磁石片は、前記回転テーブルの支持面に着脱可能な支持台により支持されており、前記回転テーブルの回転とともに前記公転軸芯を軸に公転し、前記磁石片から前記基準となる軸に向かう磁力線の一部が、前記公転軸芯と交わるように、前記磁石片の位置が定められており、前記支持台は前記基準となる軸と前記公転軸芯を通る面に平行な対向面と、前記回転テーブルの支持面に平行で前記対向面に直角に交わる一対の支持側面を有し、前記公転軸芯から前記対向面に向かう垂直な直線を自転軸芯としたとき、前記一対の支持側面のうちのいずれの面を前記支持面に接するように前記支持台を支持しても、前記自転軸芯が前記対向面の同一位置にあるように、前記支持台を前記支持面に固定する位置決め機構を設けたことを特徴とする磁界測定調整装置。
構成1に記載の磁界測定調整装置において、前記回転テーブルの支持面には、前記3軸のうちの前記支持面に平行な軸と平行な位置決め面を備えたことを特徴とする磁界測定調整装置。
互いに直交する3軸方向の磁界を個別に測定できる3軸センサの支持位置と角度調整もしくは磁界測定値の補正のために使用するものであって、磁界測定機構中で設定された3軸のうちのいずれかの基準となる軸を間に挟んで、互いに鏡像の関係になるように、磁石片を支持するための回転テーブルを備え、前記回転テーブルは、前記基準となる軸に直角に交わる公転軸芯とこの公転軸芯に垂直な支持面を持ち、前記公転軸芯を軸に回転駆動されるもので、前記磁石片は、前記回転テーブルの支持面の内部に埋め込まれており、前記回転テーブルの回転とともに前記公転軸芯を軸に回転し、前記磁石片から前記支持面の外部に向かう磁力線の一部が前記公転軸芯と交わるように、前記磁石片の位置が定められていることを特徴とする磁界測定調整装置。
回転テーブルの支持面に磁石片を支持し、回転テーブルを回転させて、磁界測定機構中で設定された3軸のうちのいずれかの基準となる軸を間に挟んで、互いに鏡像の関係になるように、磁石片を支持し、磁界測定調整のための磁界を形成できる。
〈構成2の効果〉
回転テーブルの支持面に、磁界測定機構中で設定された3軸のうちの支持面に平行な軸と平行な位置決め面を設けると、磁石片の支持台を除去した後に、磁界測定のための試料を正確に位置決めして測定を開始できる。
〈構成3の効果〉
回転テーブルに磁石片が埋め込まれていると、磁石片が回転するときに3軸センサを支持するプローブ等に衝突することがない。
図の回転テーブル56の基本構造は、実施例1のものと同様である。実施例2の回転テーブル56には、その支持面57上に、X軸方向段部84とY軸方向段部86とが設けられている。X軸方向段部84は、支持面57に高低差のある段を設けることにより、X軸に平行な面を形成している。Y軸方向段部86は、支持面57に高低差のある段を設けることにより、Y軸に平行な面を形成している。いずれも、3軸のうちの支持面57に平行なXまたはY軸と平行な位置決め面である。
図10の回転テーブル56も、実施例1と同様の目的で使用される。しかしながら、実施例3の場合には、磁石片28が回転テーブル56の支持面57の内部に埋め込まれている。従って、回転テーブル56から磁石片28を取り外すことができない構造になっている。故に、3軸センサの調整後は磁界測定装置から除去される。図10の回転テーブル56には非磁性体が使用される。
以下、上記の磁界測定調整装置の使用例を説明する。以下は、上記特許文献2に記載されたものである。3軸センサは、3個の磁気センサをそれぞれ測定系の3軸方向に向けて、プローブの先端に固定したものである。3個の磁気センサは、素子の製造段階で相互に精密に軸合わせ(角度合わせ)されている。一方、この磁気センサを用いて磁界測定をする磁界測定機構は、測定対象物を支持し、移動させたり回転したりする。その磁界測定機構中で設定された3軸も、相互に精密に軸合わせ(角度合わせ)されている。しかし、磁気センサの検出素子の想定する測定系の3軸とは必ずしも一致しない。両者が一致しないと、測定対象物の磁界測定機構のX軸方向の磁界を測定したはずなのに、実際に検出素子の想定する測定系のX軸方向の磁界の測定値を取得してしまう。そこで、測定対象物の磁界測定に先だって、磁石片を使用して調整をする。
これらの図を用いて、磁界測定装置の動作原理を説明する。3軸センサ14は、磁界測定機構18中を3軸方向に自在に移動できるようにアーム16に支持されている。磁界測定機構18のアクチュエータ20は、アーム16を、磁界測定機構18中で設定された互いに直交する3軸方向に移動させる機構群を備える。この機構群は、従来から、各種工作機械や測定装置に多用されているものであり、詳細な説明を省略する。
図のように、アーム16をX軸方向に移動させて3軸センサ14により磁石片28の前方の磁界を測定する。Y軸方向の磁界は、3軸センサ14が磁石片28の正面に位置したときに最大値になる。一方、X軸方向の磁界は、図のように、磁石片28の正面でゼロになり、その前後では向きを反転して次第に絶対値が大きくなる。
図に示すように、この装置は、3軸センサ14を支持するアーム16と、磁石片28を支持する回転テーブル56を備える。3軸センサ14を図のX軸方向に移動させて上記の測定を行う。このとき、X軸上に、一対の基準点22を設定する。一対の基準点22間を結ぶ線を基準線24とする。基準線24と直交する線を交差直線25とする。
この交差直線25上に、基準線24を間に挟んで第1固定点30と第2固定点32とを設定する。
図のグラフの形式は図2と同様である。図のように、第1の測定結果38と第2の測定結果40とは、極性が反転しているが、ほぼ同レベルの磁界測定値が得られている。基準線24と第1固定点30との間の距離と基準線24と第2固定点32との間の距離が等しくなければ、磁界測定値の絶対値は若干相違するが、Y軸方向磁界の最大値の位置とX軸方向磁界のゼロクロス点44の位置は、一致するはずである。しかしながら、磁界測定機構18中で設定された3軸方向と、3軸センサ14の検出素子の想定する測定系の3軸とが一致しないと、図のようにゼロクロス点44の位置にずれが生じる。
図において、磁界測定機構18中で設定されたX軸とY軸に対して、3軸センサ14の測定系のX軸とY軸を、P、Qと表した。3軸センサ14の測定系は、磁界測定機構18中のX−Y平面上でβだけ傾斜している。
磁界測定は、具体的にはこの図に示すように進められる。まず、ステップS11で、磁石を初期状態にセットする。即ち、磁石片28を第1固定点30に支持する。次に、ステップS12で、3軸センサ14を基準点22にセットをする。続いて、ステップS13で、3軸センサ14をX軸に沿って移動する。即ち、基準線24上を移動させる。ステップS14では、X軸とY軸方向の磁界測定をする。
ステップS31では、取得されたゼロクロス点(第1と第2)のX軸上の位置を比較する。ステップS32では、X軸上の位置が一致しているかどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときは補正の必要が無いから処理を終了する。ノーのときはステップS33の処理に移行する。ステップS33では、既に説明した多数の補正係数を保存した補正値テーブルを参照する。ステップS34では、取得した補正係数で第1の測定結果38と第2の測定結果40の測定値を補正する。ステップS35では、ゼロクロス点(第1と第2)の比較をする。ステップS36では、X軸上の位置が一致しているかどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップS37の処理に移行し、使用した補正値を、実際の測定時に使用する補正係数としてセットする。ノーのときはステップS33の処理に戻り、ステップS33からステップS36の処理で、補正係数の探索を繰り返す。
14 3軸センサ
16 アーム
18 磁界測定機構
20 アクチュエータ
22 基準点
24 基準線
25 交差直線
26 センサ駆動手段
28 磁石片
30 第1固定点
32 第2固定点
34 第1固定手段
36 第2固定手段
38 第1の測定結果
40 第2の測定結果
42 測定結果記憶手段
44 ゼロクロス点
46 補正係数
48 補正係数演算手段
50 支持台
54 交点
56 回転テーブル
57 支持面
60 支持板
62 側面
63 対向面
64 位置決め孔
65 支持側面
66 ピン
68 回転軸
70 公転軸芯
72 矢印
74 矢印
76 矢印
78 自転軸芯
80 矢印
82 磁力線
84 X軸方向段部
86 Y軸方向段部
88 試料
Claims (3)
- 互いに直交する3軸方向の磁界を個別に測定できる3軸センサの支持位置と角度調整もしくは磁界測定値の補正のために使用するものであって、
磁界測定機構中で設定された3軸のうちのいずれかの基準となる軸を間に挟んで、互いに鏡像の関係になるように、磁石片を支持するための回転テーブルを備え、
前記回転テーブルは、前記基準となる軸に直角に交わる公転軸芯に垂直な支持面を持ち、前記公転軸芯を軸に回転駆動されるもので、
前記磁石片は、前記回転テーブルの支持面に着脱可能な支持台により支持されており、前記回転テーブルの回転とともに前記公転軸芯を軸に公転し、前記磁石片から前記基準となる軸に向かう磁力線の一部が、前記公転軸芯と交わるように、前記磁石片の位置が定められており、
前記支持台は前記基準となる軸と前記公転軸芯を通る面に平行な対向面と、前記回転テーブルの支持面に平行で前記対向面に直角に交わる一対の支持側面を有し、前記公転軸芯から前記対向面に向かう垂直な直線を自転軸芯としたとき、
前記一対の支持側面のうちのいずれの面を前記支持面に接するように前記支持台を支持しても、前記自転軸芯が前記対向面の同一位置にあるように、前記支持台を前記支持面に固定する位置決め機構を設けたことを特徴とする磁界測定調整装置。 - 請求項1に記載の磁界測定調整装置において、
前記回転テーブルの支持面には、前記3軸のうちの前記支持面に平行な軸と平行な位置決め面を備えたことを特徴とする磁界測定調整装置。 - 互いに直交する3軸方向の磁界を個別に測定できる3軸センサの支持位置と角度調整もしくは磁界測定値の補正のために使用するものであって、
磁界測定機構中で設定された3軸のうちのいずれかの基準となる軸を間に挟んで、互いに鏡像の関係になるように、磁石片を支持するための回転テーブルを備え、
前記回転テーブルは、前記基準となる軸に直角に交わる公転軸芯とこの公転軸芯に垂直な支持面を持ち、前記公転軸芯を軸に回転駆動されるもので、
前記磁石片は、前記回転テーブルの支持面の内部に埋め込まれており、前記回転テーブルの回転とともに前記公転軸芯を軸に回転し、前記磁石片から前記支持面の外部に向かう磁力線の一部が前記公転軸芯と交わるように、前記磁石片の位置が定められていることを特徴とする磁界測定調整装置。
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