JP2016102752A - 磁石特性測定方法及び磁石特性測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検出電圧波形から共振周波数成分を除去することで、精度よく磁石の磁気特性を測定することができる磁石特性測定方法及び磁石特性測定装置を提供する。【解決手段】磁化検出コイルとしてヘルムホルツコイルを用いることとし、磁化検出コイルに並列にコンデンサを接続し、ヘルムホルツコイルに発生する浮遊容量に起因する検出電圧波形の共振周波数成分を安定させた後、磁化検出コイルの検出電圧波形を測定し、共振周波数成分を特定して、移動平均のポイント数を決定し、測定した検出電圧波形から移動平均処理を用いて共振周波数成分を除去し、共振周波数成分を除去した検出電圧波形を利用して磁石の磁気特性を得る。【選択図】図５

Description

本発明は、磁石の磁気特性を測定する磁石特性測定方法及び磁石特性測定装置に関し、特に、ヘルムホルツコイルを用いて磁石の磁気特性を測定する磁石特性測定方法及び磁石特性測定装置に関する。

近年、磁石の高性能化への要求が増々厳しくなり、特に高保磁力化への要求が強い。さらに、磁石内部の磁気特性分布までも問題とされる場合がある。例えば、Ｄｙを拡散してなる高性能な永久磁石は、各種モータなどの多様な機器に使用されている。Ｄｙを拡散してなる高性能な磁石は、磁石内部に元素の不均一分布を有しており、そのため部位毎に異なる保磁力を有する。この磁石がモータなどに使用される場合、モータを適切に設計するために、磁石内部の磁気特性分布を知ることが望ましい。この特性分布は、磁石のサンプルを部位毎に切り出し、それぞれ特性評価するのが一般的である。このため、高保磁力を有する微小磁石に対する高精度の磁気特性の測定が要求される。

磁石特性測定装置として一般に閉磁路型のＢ−Ｈトレーサが用いられる。本装置は、電磁石のポールピース間に磁石を挟んで設置し、磁石の外周に設置した検出コイルで磁化を検出し磁石の磁気特性を測定する装置である。本装置では、ポールピース間に検出コイルを設置する。微小磁石を測定するには微小なスペースに検出コイルを設置することが必要であり、微小な検出コイルでは十分な検出信号が得られないため、微小磁石の測定には不向きである。また、ポールピースの磁気飽和以上の高磁界中では正確な測定ができず、高保磁力磁石の測定にも限界がある。

他に開磁路型の磁石特性測定装置がある。１ｍｍ角程度の微小なサイズの磁石の減磁曲線を測定する場合、ＶＳＭ（Vibrating Sample Magnetometer）、磁気天秤等が一般的に利用されている。ＶＳＭの場合、高保磁力磁石の測定には、超電導コイルを用いるなどの手段が必要となる。また、磁石の測定を高精度で行うには、正確に磁石を検出コイルの中心に設置する必要がある。

さらに、開磁路型の磁石特性測定装置として、磁石にパルス磁界を印加し、検出コイルによって磁化及び磁界を検出し、磁石の磁気特性を測定するパルス励磁式Ｂ−Ｈトレーサも実用化されており、高保磁力磁石の保磁力を測定するには有用である（例えば、特許文献１など）。

特開２００７−１８０３７２号公報

ＶＳＭ、パルス励磁式Ｂ−Ｈトレーサは、測定する磁石を中心に励磁コイルと検出コイルとを設置し、磁石の磁化及び磁界を検出して磁石の磁気特性を測定する。しかし、ＶＳＭ、パルス励磁式Ｂ−Ｈトレーサは開磁路型のため、磁石の設置位置が検出コイルの中心からずれたり、磁石の大きさが変わると測定結果に影響が出るため、磁石を測定装置内に精度よく配置する必要がある。

そこで、磁化の検出コイルにヘルムホルツコイルを用いることが考えられる。この場合、磁石の大きさや位置が変化しても磁石がヘルムホルツコイルの内部に留まっていれば、原理的に同じ信号が検出される。そのため、磁石の設置位置のずれや大きさの変化が磁気特性の測定結果に影響を及ぼすことが少なくなり、測定精度の向上を実現できる。

しかし、パルス励磁式Ｂ−Ｈトレーサの測定では、励磁電源のサージ電圧に起因するコイルの共振が発生し、ヘルムホルツコイルのターン数を増やすと、浮遊容量が複雑に分布して大きくなるため、前記共振の周波数が周波数軸上で分布し、前記共振による共振周波数成分を磁化の検出電圧波形から除去できない問題がある。

共振周波数成分を除去する手法としては、ローパスフィルタを用いる手法が考えられるが、磁化検出コイルの検出電圧波形と磁界検出コイル（以下、Ｈコイルという）の検出電圧波形との間に位相差が発生するため磁界と磁化との出力信号の同期を取れない問題がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ターン数を増やしたヘルムホルツコイルとパルス励磁コイルとを使用して磁石の磁気特性を測定する際のヘルムホルツコイルの使用に起因する共振周波数成分を磁化の検出電圧波形から除去し、かつ磁化と磁界との検出電圧波形を位相差なく測定することができる磁石特性測定方法及び磁石特性測定装置を提供することを目的とする。

本発明に係る磁石特性測定方法は、ヘルムホルツコイルからなる磁化検出コイルを用いて磁石の磁気特性を測定する磁石特性測定方法において、前記磁化検出コイルを用いて、磁石の検出電圧波形を測定する際、磁石を含めた測定系由来の共振周波数を周波数軸上で集中安定化させるステップと、前記磁化検出コイルの検出電圧波形から前記磁化検出コイルの検出電圧波形の共振周波数成分を除去するステップと、前記共振周波数成分を除去した検出電圧波形から前記磁石の磁化に由来する成分を抽出するステップと、前記抽出した前記磁化の検出電圧波形を積分し、前記磁化検出コイルの測定コイル固有の係数及び前記磁石の体積の値を用いて、前記磁石の磁化の値に変換するステップとを含むことを特徴とする。

本発明の磁石特性測定方法にあっては、磁石を含めた測定系由来の共振周波数を周波数軸上で集中安定化させて、磁化検出コイルの検出電圧波形から共振周波数成分を除去できるようにすることができる。

本発明に係る磁石特性測定方法は、Ｈコイルの検出電圧波形を積分し、前記Ｈコイルの固有の係数を用いて、前記磁石の磁界の値に変換するステップと、変換された前記磁石の磁化の値と前記磁石の磁界の値とを同期させることによりＪ−Ｈカーブを作成するステップとをさらに含むことを特徴とする。

本発明の磁石特性測定方法にあっては、検出電圧波形の共振周波数を周波数軸上で集中安定化させた後に、フーリエ変換及び移動平均の処理によって共振周波数成分を除去することによって、ヘルムホルツコイルに起因する共振周波数成分を検出電圧波形から精度よく除去することができ、Ｊ−Ｈカーブの測定を行える。

本発明に係る磁石特性測定装置は、磁石の磁気特性を測定する磁石特性測定装置において、前記磁石を励磁する励磁コイルと、前記磁石近傍に設けられ、互いに逆相に接続された２組のヘルムホルツコイルからなる磁化検出コイルと、前記磁化検出コイルと並列に接続されたコンデンサと、前記磁化検出コイルの検出電圧波形から共振周波数成分を除去する手段と、共振周波数成分除去後の前記磁化検出コイルの検出電圧波形に基づいて、前記磁石の磁化の値を測定する磁化測定手段とを備えることを特徴とする。

本発明の磁石特性測定装置にあっては、磁化検出コイルとしてのヘルムホルツコイルに接続されたコンデンサにより、磁石を含めた測定系由来の共振周波数を周波数軸上で集中安定化させた後、磁化検出コイルの検出電圧波形から共振周波数成分を除去し、除去後の磁化検出コイルの検出電圧波形に基づいて、磁石の磁化の値を測定する。

本発明の磁石特性測定装置では、磁石の磁化検出コイルとして、ヘルムホルツコイルを用いているため、磁石の大きさや設置位置のずれなどの影響を受けることなく、精度よく測定できる。また、磁化検出コイルに並列に接続したコンデンサによって検出電圧波形の共振周波数を周波数軸上で集中安定化させた後に、その共振周波数成分を除去するようにしており、精度の高い測定結果を得ることができる。

本発明に係る磁石特性測定装置は、前記磁石から離れた位置に設けられたＨコイルと、前記Ｈコイルの検出電圧波形に基づいて、前記磁石に印加される磁界の値を測定する磁界測定手段と、前記磁化測定手段及び前記磁界測定手段の測定結果に基づいて、前記磁石の磁気特性を測定する磁気特性測定手段とをさらに備えることを特徴とする。

本発明の磁石特性測定装置にあっては、前記磁石の磁化の値及び磁界の値の測定結果に基づいてＪ−Ｈカーブを作成する。

本発明によれば、検出電圧波形から共振周波数成分を位相遅れが生じることなく除去することができ、精度よく磁石の磁気特性を測定することができる。

本発明に係る磁石特性測定装置の構成を示す部分図である。 本発明に係る磁石特性測定装置における各コイルの構成を示す模式図である。 本発明に係る磁石特性測定装置の磁化測定部分の回路構成を示す図である。 本発明に係る磁石特性測定装置の信号処理部の構成を示すブロック図である。 本発明に係る磁石特性測定方法の動作手順を示すフローチャートである。 本発明に係るコンデンサを設けた場合におけるヘルムホルツコイルからなる磁化検出コイルの検出電圧波形の測定結果と、検出電圧波形を高速フーリエ変換した結果とを示すグラフである。 コンデンサを設けない場合におけるヘルムホルツコイルからなる磁化検出コイルの検出電圧波形の測定結果と、検出電圧波形を高速フーリエ変換した結果とを示すグラフである。 移動平均処理前後の磁化検出コイルの検出電圧波形を表すグラフである。 磁石を設置した場合及び磁石を設置しない場合（ブランク測定）における磁化検出コイルの共振周波数成分除去後の検出電圧波形を表すグラフ、並びに、ブランク波形の影響を除去した（減算）後の磁化検出コイルの検出電圧波形を表すグラフである。 Ｈコイルの検出電圧波形を表すグラフである。 変換された磁石の磁化の値（Ｊ波形）、変換された磁石の磁界の値（Ｈ波形）、及びＪ−Ｈカーブを表すグラフである。 オフセット処理及び反転合成処理を施して得られるＪ−Ｈカーブ（フルループ）、及び、自己反磁界補正を行った前後のＪ−Ｈカーブ（フルループ）を表すグラフである。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。

図１は本発明に係る磁石特性測定装置の構成を示す部分図、図２は本発明に係る磁石特性測定装置における各コイルの構成を示す模式図、図３は本発明に係る磁石特性測定装置の磁化測定部分の回路構成を示す図である。なお、図１では測定対象の磁石が設置されている状態を示している。

図１に示すように、測定対象の磁石１は、上下方向に長尺なホルダ２で装置内に固定されている。磁石１は、例えば１ｍｍ角の直方体形状をなしている。ホルダ２により測定する磁石を磁化検出コイルの中心付近に設置することができる。磁化検出コイルとして、１次ヘルムホルツコイル３とその外側の２次ヘルムホルツコイル４とが設けられている。

１次ヘルムホルツコイル３は、共通の軸を有する一対の同一半径の円形コイルからなり、一対の円形コイルの間隔は各円形コイルの半径に等しく、一対の円形コイルの中央付近に磁石１が設置される。磁石１はその位置がヘルムホルツコイルの内部に留まっていれば、原理的に同じ信号が検出される。

例として、１次ヘルムホルツコイル３は、片側寸法が外径１６ｍｍ×内径８ｍｍ×高さ４ｍｍであって、コイル中心間距離が６ｍｍ、巻線仕様は直径０．１４ｍｍの銅線を７００タ−ンである。また、２次ヘルムホルツコイル４も、一対の同一半径の円形コイルからなり、一対の円形コイルの間隔は各円形コイルの半径に等しく、コイル中心は１次ヘルムホルツコイルと一致している。２次ヘルムホルツコイル４は、片側寸法が外径３１．５ｍｍ×内径２２．５ｍｍ×高さ４．５ｍｍであって、コイル中心間距離が１３．５ｍｍ、巻線仕様は直径０．３ｍｍの銅線を１４５タ−ンである。

１次ヘルムホルツコイル３及び２次ヘルムホルツコイル４の上下方向外側には、Ｈコイル５が設けられている。このＨコイル５は、例えば、寸法が外径２０．５ｍｍ×内径１６．５ｍｍ×高さ２ｍｍ、巻線仕様は直径０．３ｍｍの銅線７タ−ンのコイルを上下に設置したものであって、上下コイル間隔が４０ｍｍである。なお、Ｈコイル５の中心軸及び中心は、前記１次ヘルムホルツコイル３及び２次ヘルムホルツコイル４の中心軸及び中心と一致していることが好ましい。

励磁コイル６は磁化検出コイル（ヘルムホルツコイル）の外側に設けられている。この励磁コイル６は、例えば、パルス磁界を励磁するパルス励磁コイルである。この励磁コイル６は、寸法が外径１１６ｍｍ×内径５０ｍｍ×高さ６１ｍｍであって、巻線仕様は外径５ｍｍ、内径３ｍｍの中空銅線を６６タ−ンである。なお、中空の銅線には冷却水を流してコイルの発熱を抑制することができる。この励磁コイル６を３０００μＦ−３５００Ｖのコンデンサ放電式の励磁電源で励磁した場合、最大８０ｋＯｅ（約６３６６ｋＡ／ｍ）の磁界が発生し、また、この磁界で完全着磁された磁石１の磁化を完全に反転できることは確認されている。

１次ヘルムホルツコイル３と２次ヘルムホルツコイル４とを互いに逆相に接続して磁化検出コイルを構成し、１次ヘルムホルツコイル３及び２次ヘルムホルツコイル４それぞれのターン数×コイル面積は、磁石１を設置しない場合（ブランク測定）の検出電圧が極力ゼロになるように設定しているが、残存成分はブランク測定して補正処理を行うことができる。１次ヘルムホルツコイル３及び２次ヘルムホルツコイル４からなる磁化検出コイルと並列にコンデンサ７が接続されている（図３参照）。コンデンサ７の容量は、例えば０．０１μＦである。

本磁石特性測定装置では、磁化検出コイル（ヘルムホルツコイル）にコンデンサ７を並列に接続し、特定の周波数で共振を意図的に起こさせて検出電圧波形の共振周波数を集中安定化させ、その後にその共振周波数成分を除去するようにしている。この場合には検出電圧波形を移動平均等のデータ処理で共振周波数成分を除去することができ、磁石１に由来する信号成分のみを分離できる。この信号成分は磁界信号成分に対して位相遅れが発生しない。なお、コンデンサ７の容量は、共振周波数を特定の周波数に集中安定化させ、かつ磁界信号成分に対して位相遅れが発生しないように設定すれば良く、実験的に決めることができる。

磁石特性測定装置の磁化検出部では、図３に示すように、１次ヘルムホルツコイル３、２次ヘルムホルツコイル４、コンデンサ７、及びＨコイル５にて検出回路１０が構成され、励磁コイル６、コンデンサＣ、直流電源Ｖなどを含めて励磁回路２０が構成されている。

図４は本発明に係る磁石特性測定装置の信号処理部の構成を示すブロック図である。図４において、３０は例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）などにて構成される測定部であり、測定部３０には、前述した検出回路１０と、記憶部３１と、一時記憶部３２とが接続されている。

測定部３０により、検出回路１０から得られる検出電圧波形に後述するような種々の処理を施して磁石１の磁気特性を測定する。記憶部３１は、ハードディスク（Hard Disk）またはＳＳＤ（Solid State Drive）などの外部記憶装置を用いることができる。記憶部３１は、測定部３０による動作処理を行うためのプログラムを格納するとともに、使用する磁化検出コイル（ヘルムホルツコイル）の測定コイル固有の係数、Ｈコイル５の固有の係数などを記憶している。一時記憶部３２は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static RAM）などの揮発性のランダムアクセスメモリを用いることが好ましい。一時記憶部３２は、測定部３０による動作処理における種々のデータ、測定対象の磁石１のパーミアンス係数などを記憶することができる。

以下、本発明に係る磁石特性測定方法の手順の一例について、図５のフローチャートを参照して説明する。この測定手順には、磁石１を設けない場合の磁化検出コイルのブランク波形を測定する処理（ステップＳ１〜Ｓ４）と、磁石１を設置して磁石１の磁気特性を測定する処理（ステップＳ５〜Ｓ１１）とが含まれる。図面では、本発明の磁石の磁化の値（磁化の検出電圧波形）をＪ波形、磁石の磁界の値（磁界の検出電圧波形）をＨ波形としている。

本発明では、磁石１を含めた測定系由来の共振周波数を集中安定化させることにより、共振周波数成分を除去するので、ヘルムホルツコイルの浮遊容量に起因する成分を除去することができ、磁石１の磁気特性を高精度に測定できる。

＜磁化検出コイルのブランク波形の測定処理＞
磁石を設置せずに励磁コイル６を励磁し、測定部３０により、検出電圧波形を測定する（ステップＳ１）。ここで、磁化検出コイルを用いて検出電圧波形を測定するときの測定系由来の共振周波数を集中安定化させている。そのため検出回路１０にコンデンサ７を設けておき、測定系由来の共振周波数を周波数軸上で集中安定化させている。

測定部３０により、測定した検出電圧波形にフーリエ変換（例えば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform））を行って、共振周波数成分を特定する（ステップＳ２）。

図６は本発明に係るコンデンサ７を設けた場合におけるヘルムホルツコイルからなる磁化検出コイルの検出電圧波形の測定結果と、検出電圧波形を高速フーリエ変換した結果とを示すグラフである。図６は磁石１を設置していない状態で測定した結果を表しており、左側が検出電圧波形の結果であって、右側が検出電圧波形を高速フーリエ変換した結果である。この図６の結果によれば、磁化検出コイルの検出電圧波形の共振周波数が１４ｋＨｚに集中安定化されている（白抜矢符）。

図７はコンデンサ７を設けない場合におけるヘルムホルツコイルからなる磁化検出コイルの検出電圧波形の測定結果と、検出電圧波形を高速フーリエ変換した結果とを示すグラフである。図７は、検出回路１０にコンデンサ７を接続しないことを除いて図６の場合と同じ条件にて検出電圧波形を測定した場合の結果を示している。この図７の結果では、共振の周波数が周波数軸上で分布しており（白抜矢符）、検出電圧波形の共振周波数成分を除いてブランクに由来する信号成分のみに分離することができない。

測定部３０により、高速フーリエ変換の分析結果と、時間サンプリング間隔とから、共振周波数成分を除去できる移動平均のポイント数を決定する（ステップＳ３）。図６の例では、共振周波数ｆ：１．４×１０⁴［Ｈｚ］、時間サンプリング間隔Δｔ：０．２×１０^-6［ｓｅｃ．］であるので、移動平均のポイント数は、１／（ｆΔｔ）≒３５７［点］となる。

測定部３０により、このポイント数にて移動平均処理を実施することにより、共振周波数成分を除去し、共振周波数成分を除去した検出電圧波形を磁化検出コイルのブランク波形と決定する（ステップＳ４）。

以上のようにして、磁石１を設置していない状態（ブランク状態）にて、共振周波数成分を除去された磁化検出コイルの検出電圧波形（ブランク波形）を取得する。

＜磁石の磁気特性の測定処理＞
測定対象の磁石１を図１に示す測定装置に設置し、励磁コイル６により磁石１をパルス励磁し、測定部３０により磁化検出コイルの検出電圧波形及びＨコイル５の検出電圧波形を測定する（ステップＳ５）。次に、測定部３０により、測定した磁化検出コイルの検出電圧波形に、ステップＳ３で決定された移動平均のポイント数で移動平均処理を行うことにより、該検出電圧波形から共振周波数成分を除去する（ステップＳ６）。図８は、ステップＳ３で決定した移動平均のポイント数３５７点にて移動平均処理を実施した前後の磁化検出コイルの検出電圧波形を表すグラフであり、図８において破線ａは移動平均処理前の元波形を示し、実線ｂは移動平均処理後の波形を示している。共振周波数を集中安定化して移動平均処理することで、磁化検出コイルの検出電圧波形から共振周波数成分を除去できる。さらに、測定部３０により、共振周波数成分を除去された磁化検出コイルの検出電圧波形から、ステップＳ４で決定した磁化検出コイルのブランク波形を減算して、磁石１に由来する信号成分のみを抽出する（ステップＳ７）。

図９Ａは、磁石１を設置した場合及び磁石１を設置しない場合における磁化検出コイルの共振周波数成分除去後の検出電圧波形を表すグラフであり、実線ａ、破線ｂはそれぞれ、磁石１を設置した場合、磁石１を設置しない場合を示している。

この磁石１を設置しない場合の検出電圧波形を、磁石１を設置した場合の検出電圧波形から減算する。すなわち、決定したブランク波形の影響を除去する。図９Ｂはブランク波形の影響を除去した（減算）後の磁化検出コイルの検出電圧波形を表すグラフである。このようにして磁石１に由来する磁化検出コイルの検出電圧波形が得られる。

測定部３０により、ステップＳ７で得られた、磁石１に由来する磁化検出コイルの検出電圧の積分値を求め、磁化検出コイルの測定コイル固有の係数及び磁石１の体積を用いて磁石１の磁化の値に変換する（ステップＳ８）。

ヘルムホルツコイルにあっては、磁気モーメントＭとヘルムホルツコイルを鎖交する磁束の総量Φとには、ヘルムホルツコイルの測定コイル固有の係数をｋとした場合に、Ｍ＝ｋΦの関係が成り立つ。磁気モーメントＭを測定対象の磁石の体積Ｖで割ると磁化Ｊとなるので、磁化Ｊは、Ｊ＝Ｍ／Ｖ＝ｋΦ／Ｖとして求まる。このようにして、ヘルムホルツコイルを鎖交する磁束の総量とヘルムホルツコイルの測定コイル固有の係数と磁石試料の体積とが分かれば、磁石の磁化を測定できる。

上述したようにブランク波形の除去がなされた磁化検出コイルの検出電圧の積分値はコイルを鎖交する磁束の総量に相当するため、図９Ｂに表された磁化検出コイルの検出電圧の積分値に、磁化検出コイル（１次ヘルムホルツコイル３及び２次ヘルムホルツコイル４）の測定コイル固有の係数を乗算し、磁石１の体積で除算することにより、磁化の値に変換する。磁化検出コイルの測定コイル固有の係数は、構成される装置によって決定される。磁化検出コイルの測定コイル固有の係数は、標準試料の磁石をパルスＢ−Ｈトレーサで測定した磁化の値と電圧変化の時間積分値により求めた磁化の値とが一致するように合わせている。前記磁化検出コイルの測定コイル固有の係数は図１の実施例では１．３０９３×１０^-5［ｍ］であり、磁石１が一辺１ｍｍの立方体である場合に体積は１．０×１０^-9［ｍ³ ］である。変換された磁化の値（磁化の検出電圧波形：Ｊ波形）を図１１Ａに表す。

測定部３０により、Ｈコイル５の検出電圧波形を積分し、Ｈコイル５の固有の係数を用いることで磁石１の磁界の値に変換する（ステップＳ９）。Ｈコイル５から得られる検出電圧波形については、移動平均処理は行わなくてもよい。Ｈコイル５にはサーチコイルを用いている。

図１０は、Ｈコイル５の検出電圧波形を表すグラフである。図１０に表されたＨコイル５の検出電圧の積分結果をＨコイル５の固有の係数で除算することにより、磁石１の磁界の値に変換する。ここで、Ｈコイル５の固有の係数は２．８９６８×１０^-3［ｍ² ］である。Ｈコイル５の固有の係数は、校正されたプローブで測定した中心磁界と、電圧変化の時間積分値により求めた磁界とが一致するように合わせている。変換された磁界の値（磁界の検出電圧波形：Ｈ波形）を図１１Ｂに表す。

以上のような変換により得られた磁石１の磁化の値（磁化の検出電圧波形）であるＪ波形及び磁石１の磁界の値（磁界の検出電圧波形）であるＨ波形を用いて、Ｊ−Ｈカーブを作成する（ステップＳ１０）。作成されたＪ−Ｈカーブを図１１Ｃに表す。

図１２Ａは、図１１Ｃに示すＪ−Ｈカーブにオフセット処理及び反転合成処理を施して得られるＪ−Ｈカーブ（フルループ）を表すグラフである。さらに、必要に応じて磁石１のパーミアンス係数にて自己反磁界の補正を行ってもよい。図１２Ｂは、自己反磁界補正を行った前後のＪ−Ｈカーブ（フルループ）を表すグラフである。図１２Ｂにあって，破線ａは自己反磁界補正前のＪ−Ｈカーブ（図１２Ａに表すＪ−Ｈカーブ）を示し、実線ｂは自己反磁界補正後のＪ−Ｈカーブを示す。

次に、次回（同じ磁石１の繰り返し、または別の磁石１への変更）の磁気特性の測定を行うか否かを判定する（ステップＳ１１）。磁石１に対して次回の磁気特性の測定を行う場合には（Ｓ１１：ＹＥＳ）、測定部３０の処理をステップＳ５に戻して測定処理を行う。一方、次回の測定を行わない場合には（Ｓ１１：ＮＯ）、測定部３０の処理を終了する。

このように、連続して磁石１の磁気特性を測定するのであれば、ブランク波形の測定処理においてステップＳ３で決定した移動平均のポイント数及びステップＳ４で決定したブランク波形を再び使用して、磁石１の磁気特性を簡単に測定することができる。

ヘルムホルツコイルを磁化検出コイルとして用いる本発明にあっては、測定系由来の共振周波数を集中安定化させることで、デジタル処理によって共振周波数成分を容易かつ確実に除去することができ、さらにパルス励磁コイルを用いることで微小の高保磁力磁石でも精度よく磁気特性を測定することが可能となる。

そして、ローパスフィルタによって共振周波数成分を除去する方法に比べ、位相遅れなくＪ−Ｈカーブを測定することもできる。

なお、高速フーリエ変換にて共振周波数を分析する例を示したが、離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Discrete Fourier Transform）などの他のフーリエ変換を施して共振周波数を分析するようにしてもよい。

本発明で使用する磁石は、Ｄｙを拡散してなる高性能な永久磁石に限定されない。Ｄｙ以外にＤｙ及びＴｂ、Ｔｂを拡散してなる永久磁石であってもよい。また、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁石、Ｓｍ−Ｃｏ系磁石、フェライト磁石のいずれであってもよいし、焼結磁石、ボンド磁石のいずれであってもよい。

なお、本発明に係る磁石特性測定装置は、上述したようなパルス励磁式Ｂ−Ｈトレーサに限らず、ヘルムホルツコイルの使用によって発生する浮遊容量の影響を受けるため、検出電圧波形における共振周波数成分の分布が安定しない他の開磁路型の磁化測定にも適用できる。

開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ 磁石
２ ホルダ
３ １次ヘルムホルツコイル
４ ２次ヘルムホルツコイル
５ Ｈコイル
６ 励磁コイル
７ コンデンサ
１０ 検出回路
２０ 励磁回路
３０ 測定部
３１ 記憶部
３２ 一時記憶部

Claims (4)

1. ヘルムホルツコイルからなる磁化検出コイルを用いて磁石の磁気特性を測定する磁石特性測定方法において、
   前記磁化検出コイルを用いて、磁石の検出電圧波形を測定する際、磁石を含めた測定系由来の共振周波数を周波数軸上で集中安定化させるステップと、
   前記磁化検出コイルの検出電圧波形から前記磁化検出コイルの検出電圧波形の共振周波数成分を除去するステップと、
   前記共振周波数成分を除去した検出電圧波形から前記磁石の磁化に由来する成分を抽出するステップと、
   前記抽出した前記磁化の検出電圧波形を積分し、前記磁化検出コイルの測定コイル固有の係数及び前記磁石の体積の値を用いて、前記磁石の磁化の値に変換するステップと
   を含むことを特徴とする磁石特性測定方法。
2. Ｈコイルの検出電圧波形を積分し、前記Ｈコイルの固有の係数を用いて、前記磁石の磁界の値に変換するステップと、
   変換された前記磁石の磁化の値と前記磁石の磁界の値とを同期させることによりＪ−Ｈカーブを作成するステップと
   をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の磁石特性測定方法。
3. 磁石の磁気特性を測定する磁石特性測定装置において、
   前記磁石を励磁する励磁コイルと、
   前記磁石近傍に設けられ、互いに逆相に接続された２組のヘルムホルツコイルからなる磁化検出コイルと、
   前記磁化検出コイルと並列に接続されたコンデンサと、
   前記磁化検出コイルの検出電圧波形から共振周波数成分を除去する手段と、
   共振周波数成分除去後の前記磁化検出コイルの検出電圧波形に基づいて、前記磁石の磁化の値を測定する磁化測定手段と
   を備えることを特徴とする磁石特性測定装置。
4. 前記磁石から離れた位置に設けられたＨコイルと、
   前記Ｈコイルの検出電圧波形に基づいて、前記磁石に印加される磁界の値を測定する磁界測定手段と、
   前記磁化測定手段及び前記磁界測定手段の測定結果に基づいて、前記磁石の磁気特性を測定する磁気特性測定手段と
   をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の磁石特性測定装置。

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