JP2902067B2 - 磁場計測方法及び装置 - Google Patents
磁場計測方法及び装置Info
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- JP2902067B2 JP2902067B2 JP19071190A JP19071190A JP2902067B2 JP 2902067 B2 JP2902067 B2 JP 2902067B2 JP 19071190 A JP19071190 A JP 19071190A JP 19071190 A JP19071190 A JP 19071190A JP 2902067 B2 JP2902067 B2 JP 2902067B2
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- Japan
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- magnetic field
- metal wire
- current pulse
- displacement
- wire
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自由電子レーザのウィグラやシンクロトロ
ン放射施設のアンジュレータの磁場に適用される磁場計
測方法及び装置に関する。
ン放射施設のアンジュレータの磁場に適用される磁場計
測方法及び装置に関する。
［従来の技術］ 第２図に従来の磁場計測装置の一例を示す。同図にお
いて、10は磁場を発生させるウィグラまたはアンジュレ
ータと呼ばれる磁石列、11は磁場を検知するホール素子
などの磁気センサ、12は磁気センサ11を保持し、これを
磁石列10の列方向に対して平行移動させるトラバース装
置である。
いて、10は磁場を発生させるウィグラまたはアンジュレ
ータと呼ばれる磁石列、11は磁場を検知するホール素子
などの磁気センサ、12は磁気センサ11を保持し、これを
磁石列10の列方向に対して平行移動させるトラバース装
置である。
［発明が解決しようとする課題］ ウィグラやアンジュレータの磁場は、複数の磁石を並
べた磁石列により構成されるが、磁石列を構成する個々
の磁石はそれぞれに強さや磁場の方向が微妙に異なり、
それらの組合せ精度によって全体の磁場の分布は複雑な
３次元分布を有する。
べた磁石列により構成されるが、磁石列を構成する個々
の磁石はそれぞれに強さや磁場の方向が微妙に異なり、
それらの組合せ精度によって全体の磁場の分布は複雑な
３次元分布を有する。
従来では、第２図に示したようにホール素子などの磁
気センサ11を移動させて磁場を計測していた。そのた
め、磁気センサ11にクロストークを生じ、正確に磁場を
３次元計測することは困難である。
気センサ11を移動させて磁場を計測していた。そのた
め、磁気センサ11にクロストークを生じ、正確に磁場を
３次元計測することは困難である。
また、磁気センサ11自体の大きさが磁場計測精度に制
限を与え、小さな磁場を計測することはできなかった。
限を与え、小さな磁場を計測することはできなかった。
さらに、磁場を構成する磁石の組合せ方法によって
は、磁気センサ11を磁場のＺ軸方向、すなわち、第２図
における磁石の配列方向への移動計測が困難な場合も発
生する。また、ヘリカル磁場のような回転周期磁場の場
合は、直交する２方向の磁場成分を計測する必要があ
り、磁場センサの向きを変えて２回に分けて計測せざる
を得なかった。
は、磁気センサ11を磁場のＺ軸方向、すなわち、第２図
における磁石の配列方向への移動計測が困難な場合も発
生する。また、ヘリカル磁場のような回転周期磁場の場
合は、直交する２方向の磁場成分を計測する必要があ
り、磁場センサの向きを変えて２回に分けて計測せざる
を得なかった。
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、ウィグラやアンジュレータ等
の磁場を正確に、且つ、磁石の配列方向に制限されるこ
となくヘリカル磁場のような回転周期磁場の場合でも２
方向の磁場成分を同時に計測可能な磁場計測方法及び装
置を提供することにある。
その目的とするところは、ウィグラやアンジュレータ等
の磁場を正確に、且つ、磁石の配列方向に制限されるこ
となくヘリカル磁場のような回転周期磁場の場合でも２
方向の磁場成分を同時に計測可能な磁場計測方法及び装
置を提供することにある。
［課題を解決するための手段及び作用］ 前記の問題点を解決するために、本発明に係る磁場計
測装置は、ウィグラやアンジュレータの磁場内に張設し
た極細金属ワイヤに電流パルスを流し、磁場から上記ワ
イヤに作用する力で変形するワイヤの変位を非接触で計
測することにより、間接的に磁場を計測するようにした
もので、磁石の配列方向等に制限されることなくx,y2方
向の磁場を同時に正確に計測できる。
測装置は、ウィグラやアンジュレータの磁場内に張設し
た極細金属ワイヤに電流パルスを流し、磁場から上記ワ
イヤに作用する力で変形するワイヤの変位を非接触で計
測することにより、間接的に磁場を計測するようにした
もので、磁石の配列方向等に制限されることなくx,y2方
向の磁場を同時に正確に計測できる。
［実施例］ 以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
第１図は本発明の一実施例に係る磁場計測装置の構成
を示すものである。図中、１は複数の磁石を配列してな
る一対の磁石列10により構成されるウィグラ内の磁場中
に張設された極細金属ワイヤである。この極細金属ワイ
ヤ１は、重力によるたわみと伝播の分散性の影響によ
り、降伏応力が大きく、密度と弾性率と直径の小さいも
のが必要であり、この点から材料としては銅、タングス
テン、マグネシウム合金、銅合金等が考えられ、ワイヤ
の直径は10［μｍ］〜30［μｍ］が推奨される。
を示すものである。図中、１は複数の磁石を配列してな
る一対の磁石列10により構成されるウィグラ内の磁場中
に張設された極細金属ワイヤである。この極細金属ワイ
ヤ１は、重力によるたわみと伝播の分散性の影響によ
り、降伏応力が大きく、密度と弾性率と直径の小さいも
のが必要であり、この点から材料としては銅、タングス
テン、マグネシウム合金、銅合金等が考えられ、ワイヤ
の直径は10［μｍ］〜30［μｍ］が推奨される。
しかして、極細金属ワイヤ１は一対のブリッジ2,2間
に張設され、極細金属ワイヤ１の両端それぞれにはおも
り3,3が接続されてその張力が調整される。この張力
は、ワイヤ１の重力によるたわみ量を小さくするため、
比張力がその材料の降伏応力に近い値となるように調整
される。
に張設され、極細金属ワイヤ１の両端それぞれにはおも
り3,3が接続されてその張力が調整される。この張力
は、ワイヤ１の重力によるたわみ量を小さくするため、
比張力がその材料の降伏応力に近い値となるように調整
される。
極細金属ワイヤ１に対して、電流パルス源４から電流
パルスが流される。ワイヤ１はこの電流パルスにより磁
場から力を受け、軸に直交する方向への横波の変位を発
生する。この横波の変位量が、ｘ方向変位センサ５及び
ｙ方向変位センサ６によって検知され、アンプ7,7を介
して適宜増幅率でそれぞれ増幅された後、オシログラフ
８で表示される。
パルスが流される。ワイヤ１はこの電流パルスにより磁
場から力を受け、軸に直交する方向への横波の変位を発
生する。この横波の変位量が、ｘ方向変位センサ５及び
ｙ方向変位センサ６によって検知され、アンプ7,7を介
して適宜増幅率でそれぞれ増幅された後、オシログラフ
８で表示される。
以下に上記一実施例の動作について説明する。
上記のような構成にあって、ウィグラ内の磁場 Ｂ＝（Bx（x,y,z）,By（x,y,z）,0） …（１） の中に線密度ρ［kg/m］の極細金属ワイヤを張力Ｔ
［Ｎ］で張設し、そのワイヤ１に電流パルス源４から電
流パルスＩを流すと、磁場がワイヤ１に力を作用させ
る。この力は、ワイヤ１を瞬時に変形させ、その変形は
ワイヤの横波の伝播速度 で両方向へ伝播する。変形が小さいならば、線形の横波
の理論から、ｘ方向とｙ方向のワイヤ１の変位はそれぞ
れ、 で計算できる。したがって、ワイヤの変位x,yが計測で
きれば、磁場Ｂ＝（Bx,By,0）が間接的に計測できるこ
とになる。
［Ｎ］で張設し、そのワイヤ１に電流パルス源４から電
流パルスＩを流すと、磁場がワイヤ１に力を作用させ
る。この力は、ワイヤ１を瞬時に変形させ、その変形は
ワイヤの横波の伝播速度 で両方向へ伝播する。変形が小さいならば、線形の横波
の理論から、ｘ方向とｙ方向のワイヤ１の変位はそれぞ
れ、 で計算できる。したがって、ワイヤの変位x,yが計測で
きれば、磁場Ｂ＝（Bx,By,0）が間接的に計測できるこ
とになる。
例えば、極細金属ワイヤ１として直径が25［μｍ］の
銅合金によるものを用い、その張力Ｔ［Ｎ］の降伏応力
に近い値で張設し、このワイヤ１に10［μｓ］で10
［Ａ］の電流値のパルスを流すと、約100「μｍ」の変
位を生じる。
銅合金によるものを用い、その張力Ｔ［Ｎ］の降伏応力
に近い値で張設し、このワイヤ１に10［μｓ］で10
［Ａ］の電流値のパルスを流すと、約100「μｍ」の変
位を生じる。
この変位量をｘ方向変位センサ５、ｙ方向変位センサ
６でそれぞれ検知し、アンプ7,7を介して適宜増幅率で
それぞれ増幅させた後、オシログラフ８で表示させる。
オシログラフ８の表示画面には、ｘ方向、ｙ方向それぞ
れの変位量に応じた波形が表示されるため、その波高値
から磁場を計測することが可能となるものである。
６でそれぞれ検知し、アンプ7,7を介して適宜増幅率で
それぞれ増幅させた後、オシログラフ８で表示させる。
オシログラフ８の表示画面には、ｘ方向、ｙ方向それぞ
れの変位量に応じた波形が表示されるため、その波高値
から磁場を計測することが可能となるものである。
このように、ウィグラやアンジュレータ等の磁場内に
張設された極細金属ワイヤ１に流れる電流パルスに磁場
が力を作用させるため、ウィグラ磁場の外のある１点で
ワイヤのx,y方向の変位を適宜時間間隔で周期的に計測
すれば、Ｚ軸方向へ分布する磁場Ｂ＝（Bx,By,0）がワ
イヤ１の横波の変位分布という形で計測することができ
る。
張設された極細金属ワイヤ１に流れる電流パルスに磁場
が力を作用させるため、ウィグラ磁場の外のある１点で
ワイヤのx,y方向の変位を適宜時間間隔で周期的に計測
すれば、Ｚ軸方向へ分布する磁場Ｂ＝（Bx,By,0）がワ
イヤ１の横波の変位分布という形で計測することができ
る。
また、上述したようにワイヤ１のx,y方向の変位を適
宜時間間隔で周期的に計測することにより、ウィグラや
アンジュレータの傾きの影響や、平面ウィグラにおける
電子ビームの収束のために付加した磁場によって発生す
るウィグラ周期の成分よりも低い周波数成分を持つ電子
ビームのベータトロン運動の効果なども計測することが
可能となる。
宜時間間隔で周期的に計測することにより、ウィグラや
アンジュレータの傾きの影響や、平面ウィグラにおける
電子ビームの収束のために付加した磁場によって発生す
るウィグラ周期の成分よりも低い周波数成分を持つ電子
ビームのベータトロン運動の効果なども計測することが
可能となる。
［発明の効果］ 以上詳記した如く本発明によれば、ウィグラやアンジ
ュレータの磁場内に張設した極細金属ワイヤに電流パル
スを流し、磁場から上記ワイヤに作用する力で変形する
ワイヤの変位を非接触で計測することにより、間接的に
磁場を計測するようにしたので、ウィグラやアンジュレ
ータ等の磁場を正確に、且つ、磁石の配列方向に制限さ
れることなく計測可能な磁場計測方法及び装置を提供す
ることができる。
ュレータの磁場内に張設した極細金属ワイヤに電流パル
スを流し、磁場から上記ワイヤに作用する力で変形する
ワイヤの変位を非接触で計測することにより、間接的に
磁場を計測するようにしたので、ウィグラやアンジュレ
ータ等の磁場を正確に、且つ、磁石の配列方向に制限さ
れることなく計測可能な磁場計測方法及び装置を提供す
ることができる。
第１図は本発明の一実施例に係る構成を示す図、第２図
は従来のウィグラ磁場計測装置の構成を示す図である。 １……極細金属ワイヤ、２……ブリッジ、３……おも
り、４……電流パルス源、５……ｘ方向変位センサ、６
……ｙ方向変位センサ、７……アンプ、８……オシログ
ラフ、10……磁石列、11……磁気センサ、12……トラバ
ース装置。
は従来のウィグラ磁場計測装置の構成を示す図である。 １……極細金属ワイヤ、２……ブリッジ、３……おも
り、４……電流パルス源、５……ｘ方向変位センサ、６
……ｙ方向変位センサ、７……アンプ、８……オシログ
ラフ、10……磁石列、11……磁気センサ、12……トラバ
ース装置。
フロントページの続き (72)発明者 石井 伸也 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 栗林 志頭真 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 山中 敏行 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番 １号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01R 33/028 H05H 7/00 H05H 7/04 G21K 1/093
Claims (2)
- 【請求項１】磁場中に張設された金属ワイヤに電流パル
スを通電することによって生じる金属ワイヤの変位から
磁場を計測することを特徴とした磁場計測方法。 - 【請求項２】磁場中に張設された金属ワイヤと、 この金属ワイヤの張力を調節する調節機構と、 上記金属ワイヤに電流パルスを通電する電流パルス源
と、 この電流パルス源によって通電された電流パルスにより
生じる上記金属ワイヤの変位を検知する、直交配置した
変位検知手段と、 この変位検知手段で得られた検知信号、上記調節機構に
よる金属ワイヤの張力、上記金属ワイヤの線密度、上記
電流パルス源による電流パルスの電流値から磁場を計測
する計測手段と を具備したことを特徴とする磁場計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19071190A JP2902067B2 (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | 磁場計測方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19071190A JP2902067B2 (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | 磁場計測方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0477686A JPH0477686A (ja) | 1992-03-11 |
| JP2902067B2 true JP2902067B2 (ja) | 1999-06-07 |
Family
ID=16262562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19071190A Expired - Lifetime JP2902067B2 (ja) | 1990-07-20 | 1990-07-20 | 磁場計測方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2902067B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9910932D0 (en) * | 1999-05-11 | 1999-07-07 | Gravitec Instr Ltd | Measurement of magnetic fields |
-
1990
- 1990-07-20 JP JP19071190A patent/JP2902067B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0477686A (ja) | 1992-03-11 |
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