JP2013145193A - 磁界測定装置とその3軸磁界センサを位置決めする方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】測定空間中の第一の直線48上に第一基準点44を挟んで等距離にある第一点52と第二点54を設定する。次に、第二の直線50上に第二基準点46を挟んで等距離にある第三点56と第四点58を設定する。第一点52に磁石を配置して測定した3次元測定磁界ベクトルの絶対値と、第二点54に磁石を配置して測定した3次元測定磁界ベクトルの絶対値とが等しくなる第一の直線48上の位置に3軸磁界センサを移動する。第二の直線50上でも同様の操作をする。そして、第一基準点44と第二基準点46を通る直線上に3軸磁界センサを位置決めする。
【選択図】図7
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、本発明は次のような磁界測定装置の3軸磁界センサを位置決めする方法を提供することを目的とする。
〈構成1〉
対象物の発生する磁界を測定するための測定空間を設け、この測定空間中で互いに直交する3軸方向の磁界を測定できる3軸磁界センサを、前記測定空間中に支持して任意の方向に移動させる移動機構を設け、前記測定空間中に前記測定空間の原点に対して特定の関係にある第一基準点を設定し、前記第一基準点を通る第一の直線上に、前記第一基準点を挟んで等距離にある第一点と第二点を設定し、前記第一点と第二点に同一の特性の磁石を配置したとき、前記第一基準点を挟んで点対称または面対称の磁界を形成するように前記磁石を配置する支持体を設けるとともに、前記測定空間中に前記測定空間の原点に対して特定の関係にある前記第一基準点とは異なる第二基準点を設定し、前記第一の直線と交差し前記第二基準点を通る第二の直線上に、前記第二基準点を挟んで等距離にある第三点と第四点を設定し、前記第三点と第四点に同一の特性の磁石を配置したとき、前記第二基準点を挟んで点対称または面対称の磁界を形成するように前記磁石を配置する支持体を設け、前記第一点に磁石を配置して、前記3軸磁界センサにより測定した3次元測定磁界ベクトルの絶対値と、前記第二点に磁石を配置して、前記3軸磁界センサにより測定した3次元測定磁界ベクトルの絶対値とが等しくなる位置に前記3軸磁界センサを移動し、前記第三点に磁石を配置して、前記3軸磁界センサにより測定した3次元測定磁界ベクトルの絶対値と、前記第四点に磁石を配置して、前記3軸磁界センサにより測定した3次元測定磁界ベクトルの絶対値とが等しくなる位置に前記3軸磁界センサを移動して、前記第一基準点と前記第二基準点を通る直線上に、前記3軸磁界センサを位置決めすることを特徴とする磁界測定装置の3軸磁界センサを位置決めする方法。
構成1に記載の磁界測定装置の3軸磁界センサを位置決めする方法において、前記第一点と前記第二点に磁石を配置して前記測定をして前記3軸磁界センサを移動する工程と、前記第三点と前記第四点に磁石を配置して前記測定をして前記3軸磁界センサを移動する工程とを、交互に少なくとも2回以上繰り返すことを特徴とする磁界測定装置の3軸磁界センサを位置決めする方法。
構成1または2に記載の磁界測定装置の3軸磁界センサを位置決めする方法において、前記第一の直線と前記第二の直線とが同一平面上にあり、前記第一の直線と前記第二の直線の交点を、前記第一基準点および第二基準点とし、前記平面に垂直で前記第一基準点および第二基準点を通る線上に3軸磁界センサを位置決めすることを特徴とする磁界測定装置の3軸磁界センサを位置決めする方法。
構成1乃至3のいずれかに記載の磁界測定装置の3軸磁界センサを位置決めする方法において、前記支持体は、前記第一の直線を含む平面と前記第二の直線を含む平面に垂直な軸を回転軸にして、前記磁石の前記回転軸に対する向きを固定したまま当該磁石を前記回転軸の周囲で公転させて、前記磁石を前記第一点、前記第ニ点、前記第三点、または前記第四点に配置する回転体からなることを特徴とする磁界測定装置の3軸磁界センサを前記回転軸上に位置決めする方法。
構成1乃至3のいずれかに記載の磁界測定装置の3軸磁界センサを位置決めする方法において、3軸磁界センサを構成するxセンサとyセンサとzセンサの測定値を取得して、これらのうち値が大きい2個のセンサの測定値を選択して、3次元測定磁界ベクトルの絶対値を計算する代わりに、2個のセンサの測定値の絶対値を計算して比較することを特徴とする磁界測定装置の3軸磁界センサを位置決めする方法。
対象物の発生する磁界を測定するための測定空間を設け、この測定空間中で互いに直交する3軸方向の磁界を測定できる3軸磁界センサを、前記測定空間中に支持して任意の方向に移動させる移動機構を設け、前記測定空間中に前記測定空間の原点に対して特定の関係にある第一基準点を設定し、前記第一基準点を通る第一の直線上に、前記第一基準点を挟んで等距離にある第一点と第二点を設定し、前記第一点と第二点に同一の特性の磁石を配置したとき、前記第一基準点を挟んで点対称または面対称の磁界を形成するように前記磁石を配置する支持体を設けるとともに、前記測定空間中に前記測定空間の原点に対して特定の関係にある前記第一基準点とは異なる第二基準点を設定し、前記第一の直線と交差し前記第二基準点を通る第二の直線上に、前記第二基準点を挟んで等距離にある第三点と第四点を設定し、前記第三点と第四点に同一の特性の磁石を配置したとき、前記第二基準点を挟んで点対称または面対称の磁界を形成するように前記磁石を配置する支持体を設け、前記支持体が、前記第一点と前記第二点と前記第三点と前記第四点に、それぞれ磁石を配置したときに、前記3軸磁界センサにより測定した3次元測定磁界ベクトルのそれぞれの絶対値を求める演算部と、前記第一点に磁石を配置したとき求めた絶対値と前記第二点に磁石を配置したとき求めた絶対値とが等しくなる位置に前記3軸磁界センサを移動するように前記移動機構を制御し、前記第三点に磁石を配置したとき求めた絶対値と前記第四点に磁石を配置したとき求めた絶対値とが等しくなる位置に前記3軸磁界センサを移動するように前記移動機構を制御して、前記第一基準点と前記第二基準点を通る直線上に、前記3軸磁界センサを位置決めする駆動部を備えたことを特徴とする磁界測定装置。
3軸磁界センサを自由に傾斜させた状態で、測定空間中の一定の場所に、3軸磁界センサを正確に位置決めできる。
〈構成2の効果〉
3軸磁界センサを少しずつ移動させて正確に位置決めできる。
〈構成3の効果〉
第一の直線と第二の直線とが同一平面上にあれば、この平面に垂直で基準点を通る線上に3軸磁界センサを位置決めできる。
〈構成4の効果〉
支持体が、磁石の前記回転軸に対する向きを固定したまま、回転軸を中心に磁石を公転させると、第一点から第四点まで、磁石を正確に移動させて、点対称(軸対象)の磁界を形成することができる。
〈構成5の効果〉
3軸磁界センサの3次元測定磁界ベクトルの絶対値を比較する代わりに、2個のセンサの測定値の絶対値を計算して比較してもよいので、演算処理が簡素化され、精度も向上する。
磁界を測定する対象物12は、マグネットやマグネットを組み込んだり収容したりした構造物や基板等である。図の装置により、対象物12の周辺に形成される磁界Hを精密に測定する。測定空間20は、対象物12を固定する台24の上方に設定する。この台24を回転軸28を軸に回転させて、対象物12の向きを変更しながら、3軸磁界センサ18を対象物12の各部に近づけて、周辺磁界を測定する。
図に示すように、対象物12は様々な形状をしている。プローブ16の先端に支持した3軸磁界センサ18を対象物12の内部まで進入させるために、プローブ16を傾斜させる必要が生じる。
まず、図1に示した台24の上面をXY平面と平行に設定し、台24に固定した磁石22を、回転軸28を軸にして公転させる。特許文献1では、X軸にほぼ並行に向いたxセンサとY軸にほぼ並行に向いたyセンサで、磁石22の形成する磁界を連続測定する。
上記の既知の方法は、XY平面内で磁界を測定する2軸センサの位置決めに最適な方法であった。しかしながら、3軸磁界センサ18を使用し、3次元の測定空間20中で、3軸磁界センサ18に任意の傾斜を持たせて使用する場合の位置決めには必ずしも適切でない。
この図は、XZ平面上の磁力線とセンサの関係を示している。(a)はA状態と表示し、傾斜したプローブ16の左側に磁石22が配置されているところを示す。3軸磁界センサ18に検出される湾曲した磁力線は、xセンサにはほぼ垂直に進入し、zセンサには小さい傾きで進入する。
この図のように、3軸磁界センサ18は、xセンサとyセンサとzセンサとを互いにその磁界検出面を直交させて一体化したものである。この素子の寸法は微少なため、素子を貫通する磁力線は全て平行に表示した。
図1に示した磁界測定装置10を使用して、3軸磁界センサ18の位置決めをする方法を順に説明する。まず、測定空間20の原点に対して特定の関係にある基準点44を設定する。ここにはもう一個の基準点46が存在するが、図の例では両者が重なっているから、図中の符号を44(46)と表示した。基準点44や46は(X=0,Y=0,Z=0)の原点でもよいし、(X=k,Y=k,Z=k)といった特定の点でもよい。図1の場合にはこれらの基準点44(46)は、台24の上方の、回転軸28の直上にある点とする。
図8(a)のように、左右に配置された磁石22が、第一基準点44を通り第一の直線48に垂直な面を挟んで、正確に面対称の磁界を形成しているものとする。この場合には、第一の直線48の中点に第一基準点44があって、この第一基準点44を通り第一の直線48に垂直な面上のどこでも、3軸磁界センサ18により測定した3次元測定磁界ベクトルの絶対値が左右同一になる。
図7の実施例では、3軸磁界センサ18を台24の面に平行な面上で、上記の基準点44(46)の上方に移動させた。これで、3軸磁界センサ18を測定空間20中の特定のX座標値とY座標値上に位置決めできる。その後、同じ操作を台24の面に垂直な面上で行えば、3軸磁界センサ18を測定空間20中の特定のZ座標値に位置決めできる。
図において、第一の直線48の両端に配置する磁石と、第二の直線50の両端に配置する磁石とは、別のもので構わない。この場合でも、図7で説明したのと同様の操作をすると、3軸磁界センサ18を第一基準点44と第二基準点46を通る直線60上に移動させることができる。
12 対象物
14 移動機構
16 プローブ
18 3軸磁界センサ
20 測定空間
22 磁石
24 台
28 回転軸
30 xセンサ
32 yセンサ
34 zセンサ
36 絶対値演算部
38 記憶部
40 比較部
42 駆動部
44 第一基準点
46 第二基準点
48 第一の直線
50 第二の直線
52 第一点
54 第二点
56 第三点
58 第四点
60 直線
62 第五点
Claims (6)
- 対象物の発生する磁界を測定するための測定空間を設け、
この測定空間中で互いに直交する3軸方向の磁界を測定できる3軸磁界センサを、前記測定空間中に支持して任意の方向に移動させる移動機構を設け、
前記測定空間中に前記測定空間の原点に対して特定の関係にある第一基準点を設定し、
前記第一基準点を通る第一の直線上に、前記第一基準点を挟んで等距離にある第一点と第二点を設定し、前記第一点と第二点に同一の特性の磁石を配置したとき、前記第一基準点を挟んで点対称または面対称の磁界を形成するように前記磁石を配置する支持体を設けるとともに、
前記測定空間中に前記測定空間の原点に対して特定の関係にある前記第一基準点とは異なる第二基準点を設定し、
前記第一の直線と交差し前記第二基準点を通る第二の直線上に、前記第二基準点を挟んで等距離にある第三点と第四点を設定し、前記第三点と第四点に同一の特性の磁石を配置したとき、前記第二基準点を挟んで点対称または面対称の磁界を形成するように前記磁石を配置する支持体を設け、
前記第一点に磁石を配置して、前記3軸磁界センサにより測定した3次元測定磁界ベクトルの絶対値と、前記第二点に磁石を配置して、前記3軸磁界センサにより測定した3次元測定磁界ベクトルの絶対値とが等しくなる位置に前記3軸磁界センサを移動し、
前記第三点に磁石を配置して、前記3軸磁界センサにより測定した3次元測定磁界ベクトルの絶対値と、前記第四点に磁石を配置して、前記3軸磁界センサにより測定した3次元測定磁界ベクトルの絶対値とが等しくなる位置に前記3軸磁界センサを移動して、
前記第一基準点と前記第二基準点を通る直線上に、前記3軸磁界センサを位置決めすることを特徴とする磁界測定装置の3軸磁界センサを位置決めする方法。 - 請求項1に記載の磁界測定装置の3軸磁界センサを位置決めする方法において、
前記第一点と前記第二点に磁石を配置して前記測定をして前記3軸磁界センサを移動する工程と、前記第三点と前記第四点に磁石を配置して前記測定をして前記3軸磁界センサを移動する工程とを、交互に少なくとも2回以上繰り返すことを特徴とする磁界測定装置の3軸磁界センサを位置決めする方法。 - 請求項1または2に記載の磁界測定装置の3軸磁界センサを位置決めする方法において、
前記第一の直線と前記第二の直線とが同一平面上にあり、前記第一の直線と前記第二の直線の交点を、前記第一基準点および第二基準点とし、前記平面に垂直で前記第一基準点および第二基準点を通る線上に3軸磁界センサを位置決めすることを特徴とする磁界測定装置の3軸磁界センサを位置決めする方法。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載の磁界測定装置の3軸磁界センサを位置決めする方法において、
前記支持体は、前記第一の直線を含む平面と前記第二の直線を含む平面に垂直な軸を回転軸にして、前記磁石の前記回転軸に対する向きを固定したまま当該磁石を前記回転軸の周囲で公転させて、前記磁石を前記第一点、前記第ニ点、前記第三点、または前記第四点に配置する回転体からなることを特徴とする磁界測定装置の3軸磁界センサを前記回転軸上に位置決めする方法。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載の磁界測定装置の3軸磁界センサを位置決めする方法において、
3軸磁界センサを構成するxセンサとyセンサとzセンサの測定値を取得して、これらのうち値が大きい2個のセンサの測定値を選択して、3次元測定磁界ベクトルの絶対値を計算する代わりに、2個のセンサの測定値の絶対値を計算して比較することを特徴とする磁界測定装置の3軸磁界センサを位置決めする方法。 - 対象物の発生する磁界を測定するための測定空間を設け、
この測定空間中で互いに直交する3軸方向の磁界を測定できる3軸磁界センサを、前記測定空間中に支持して任意の方向に移動させる移動機構を設け、
前記測定空間中に前記測定空間の原点に対して特定の関係にある第一基準点を設定し、
前記第一基準点を通る第一の直線上に、前記第一基準点を挟んで等距離にある第一点と第二点を設定し、前記第一点と第二点に同一の特性の磁石を配置したとき、前記第一基準点を挟んで点対称または面対称の磁界を形成するように前記磁石を配置する支持体を設けるとともに、
前記測定空間中に前記測定空間の原点に対して特定の関係にある前記第一基準点とは異なる第二基準点を設定し、
前記第一の直線と交差し前記第二基準点を通る第二の直線上に、前記第二基準点を挟んで等距離にある第三点と第四点を設定し、前記第三点と第四点に同一の特性の磁石を配置したとき、前記第二基準点を挟んで点対称または面対称の磁界を形成するように前記磁石を配置する支持体を設け、
前記支持体が、前記第一点と前記第二点と前記第三点と前記第四点に、それぞれ磁石を配置したときに、前記3軸磁界センサにより測定した3次元測定磁界ベクトルのそれぞれの絶対値を求める演算部と、
前記第一点に磁石を配置したとき求めた絶対値と前記第二点に磁石を配置したとき求めた絶対値とが等しくなる位置に前記3軸磁界センサを移動するように前記移動機構を制御し、前記第三点に磁石を配置したとき求めた絶対値と前記第四点に磁石を配置したとき求めた絶対値とが等しくなる位置に前記3軸磁界センサを移動するように前記移動機構を制御して、前記第一基準点と前記第二基準点を通る直線上に、前記3軸磁界センサを位置決めする駆動部を備えたことを特徴とする磁界測定装置。
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JP2012006012A JP2013145193A (ja) | 2012-01-16 | 2012-01-16 | 磁界測定装置とその3軸磁界センサを位置決めする方法 |
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JP2012006012A Pending JP2013145193A (ja) | 2012-01-16 | 2012-01-16 | 磁界測定装置とその3軸磁界センサを位置決めする方法 |
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JP2016090255A (ja) * | 2014-10-30 | 2016-05-23 | 株式会社ディー・エム・ティー | 磁石解析装置及び磁石解析方法 |
CN109342780A (zh) * | 2018-11-17 | 2019-02-15 | 中国科学院理化技术研究所 | 探头支撑夹持机构及磁体空间的磁场测量装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008286723A (ja) * | 2007-05-21 | 2008-11-27 | Ims:Kk | 磁気測定装置と磁気測定方法 |
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2012
- 2012-01-16 JP JP2012006012A patent/JP2013145193A/ja active Pending
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JP2016090255A (ja) * | 2014-10-30 | 2016-05-23 | 株式会社ディー・エム・ティー | 磁石解析装置及び磁石解析方法 |
CN109342780A (zh) * | 2018-11-17 | 2019-02-15 | 中国科学院理化技术研究所 | 探头支撑夹持机构及磁体空间的磁场测量装置 |
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