JP3155942B2

JP3155942B2 - 磁界測定器

Info

Publication number: JP3155942B2
Application number: JP23720997A
Authority: JP
Inventors: 健一山崎; 秀雄藤波; 昭夫大味; 真二北岡
Original assignee: Central Research Institute of Electric Power Industry; Shoden Corp
Current assignee: Central Research Institute of Electric Power Industry; Shoden Corp
Priority date: 1997-09-02
Filing date: 1997-09-02
Publication date: 2001-04-16
Anticipated expiration: 2017-09-02
Also published as: JPH1183962A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁界測定器の改良に
関する。さらに詳述すると、本発明は、互いに直交する
３軸方向成分の磁界の磁束密度を測定し、その測定値を
基に磁束密度の合成値および楕円磁界の長軸、短軸の値
を表示できるようにした磁界測定器に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の磁界測定器としては、一
軸の磁界測定器あるいは３軸の磁界測定器が提供されて
いる。

【０００３】この一軸の磁界測定器は、磁界を感知する
センサーと、このセンサーからの測定信号を処理する処
理回路と、この処理回路から出力される処理結果を表示
する表示部とから構成されているものが一般的である。
この一軸の磁界測定器において、磁界はセンサーで感知
されて測定信号となる。この測定信号は処理回路に入力
される。処理回路では、測定信号を所定の処理手順に従
って処理を行い、その処理結果を表示部に表示させてい
る。

【０００４】また、三軸の磁界測定器は、互いに直交す
る３軸方向成分の磁界を感知できる３つのセンサーと、
これらセンサーからの測定信号を処理する処理回路と、
この処理回路から出力される処理結果を表示する表示部
とから構成されているものが一般的である。この三軸の
磁界測定器において、互いに直交する３軸方向成分の磁
界は、３つのセンサーにより測定信号にそれぞれ変換さ
れる。これら測定信号は、それぞれ処理回路に入力され
る。処理回路では、各測定信号を所定の処理手順に従っ
て処理し、それら処理結果を表示部に表示させている。

【０００５】ところで、磁界は方向と大きさをもつベク
トルとして存在している。このベクトルで与えられる磁
界の軌跡は楕円を描く。したがって、回転磁界として存
在することになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た二種類の磁界測定器では、センサーで測定した測定信
号を処理回路に取込み、この処理回路において磁界の大
きさおよび磁界の方向を表示できるように処理している
のみであるため、回転磁界の特性を正確に表す情報を得
ることができないという欠点があった。

【０００７】そこで、本発明の目的は、互いに直交する
３軸方向成分の磁界の磁束密度を測定できるとともに、
その測定値を基に磁束密度の合成値および楕円磁界の長
軸、短軸の値の情報を得ることができる磁界測定器を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、磁界を検出しその検出信
号から磁界の測定値を表示できる磁界測定器において、
互いに直交する３軸方向成分の磁界を検出するセンサー
と、前記センサーからの測定信号を所定の帯域のフィル
ターを通過させて得た３軸方向成分の測定値および磁界
の波形の位相差から磁束密度の合成値、楕円磁界の長
軸、短軸の値を演算する処理部と、前記処理部で演算処
理された結果を表示する表示部とを備えるようにしてい
る。したがって、互いに直交する３軸方向成分の磁束密
度の値および磁界の波形の位相差から、磁束密度の合成
値、楕円磁界の長軸及び短軸の値を演算して表示でき、
回転する磁界の概略の様子を知ることができる。

【０００９】請求項２に記載の発明では、請求項１記載
において、前記センサーは、互いに直交する３軸方向成
分の磁界を検出できる３軸方向にそれぞれ向けたセンサ
ーコイルから構成されたことを特徴とするものである。
この場合、３軸方向成分の磁界を確実に選出することが
できる。

【００１０】更に、請求項３記載の発明は、請求項１記
載の磁界測定装置において、その処理部は、前記センサ
ーで検出した３軸方向成分の測定信号から不要成分を除
去するフィルターと、増幅度制御信号により増幅度を調
整でき、前記フィルターを通過した測定信号を増幅する
プログラマブルアンプと、前記プログラマブルアンプか
らの出力信号の内の所定の帯域の成分のみを通過させる
バンドパスフィルターと、選択制御信号によりプログラ
マブルアンプからの出力信号またはバンドパスフィルタ
ーからの出力信号を切換選択して出力するマルチプレク
サと、このマルチプレクサからの出力信号をデジタルデ
ータに変換するアナログ・デジタルコンバータと、商用
周波測定あるいは広帯域測定を指示する周波数選択スイ
ッチと、演算処理を指示するモード選択スイッチと、表
示態様を指示するホールドスイッチと、前記アナログ・
デジタルコンバータからのデジタルデータを取込み、選
択された帯域の帯域フィルターを通過させて得た３軸方
向成分の測定値および磁界の波形の位相差から磁束密度
の合成値、楕円磁界の長軸、短軸の値を演算し、かつア
ナログ・デジタルコンバータからのデジタルデータの値
に応じて増幅度制御信号を形成するとともに、商用周波
測定指示または広帯域測定指示に応じて選択制御信号を
形成する演算処理装置と、演算処理装置で演算した結果
を格納する外部記憶装置とを備えたことを特徴とするも
のである。

【００１１】この場合、互いに直交する３軸方向成分の
磁界を３つの測定信号として取込み、不要成分をフィル
ターで取り除き、プログラマブルアンプで最適な増幅度
で増幅し、商用周波測定あるいは広帯域測定に応じてマ
ルチプレクサ、アナログ・デジタルコンバータを通して
演算処理装置に取込み、この演算処理装置で商用周波測
定のときには所定の帯域のフィルターを通過させて得た
３軸方向成分の測定値およびこれら測定値を基に磁束密
度の合成値、楕円磁界の長軸、短軸の値を演算し、ある
いは広帯域測定のときにはフィルターを通過させないで
得た３軸方向成分の測定値およびこれら測定値を基に磁
束密度の合成値を演算して求めて表示できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明について図面に示さ
れた実施の形態を参照して説明する。

【００１３】図１に、本発明の磁界測定器の一実施形態
を示す。この磁界測定器１は、大別して、互いに直交す
る３軸方向成分の磁界を検出するセンサー３ａ，３ｂ，
３ｃと、これらセンサー３ａ，３ｂ，３ｃからの測定信
号を所定の帯域のフィルターを通過させた信号あるいは
フィルターを通過させない信号を基に磁束密度の合成値
あるいは楕円磁界の長軸、短軸の値を得るための処理を
実行する処理部５と、この処理部５で処理された結果を
表示する表示部７とから構成されている。

【００１４】センサー３ａ，３ｂ，３ｃは、互いに直交
する３軸方向成分の磁界を検出できるように構成されて
いる。各センサー３ａ，３ｂ，３ｃは、低い磁束密度を
感度よく感知させるために、鉄心に絶縁線を所定の回数
捲回して構成している。また、各センサー３ａ，３ｂ，
３ｃは、地磁気などの直流磁界の影響を受けないような
構造としてある。これらセンサー３ａ，３ｂ，３ｃの出
力は、処理部５の入力端子５１ａ、５１ｂ，５１ｃに接
続されている。

【００１５】処理部５は、センサー３ａ，３ｂ，３ｃに
対応したフィルター５２ａ、５２ｂ，５２ｃと、増幅度
を調整できるプログラマブルアンプ５３ａ、５３ｂ，５
３ｃと、バンドパスフィルター（図では「ＢＰＦ」と表
示）５４ａ、５４ｂ，５４ｃと、マルチプレクサ５５
と、アナログ・デジタル（ＡＤ）コンバータ（図では、
「ＡＤＣ」と表示）５６と、演算処理装置（ＣＰＵ）５
７と、外部記憶装置５８と、周波数選択スイッチ５９
と、モード選択スイッチ６０と、ホールドスイッチ６１
と、図示しないが電源スイッチや電源オンオフ表示ラン
プとを備え、次のように構成されている。

【００１６】各入力端子５１ａ、５１ｂ，５１ｃは、そ
れぞれフィルター５２ａ、５２ｂ，５２ｃの入力端に接
続されている。各フィルター５２ａ、５２ｂ，５２ｃ
は、周波数分の１（１／ｆ）フィルターであり、各セン
サー３ａ，３ｂ，３ｃに対応している。

【００１７】各フィルター５２ａ、５２ｂ，５２ｃの出
力端は、それぞれプログラマブルアンプ５３ａ、５３
ｂ，５３ｃの入力端に接続されている。各プログラマブ
ルアンプ５３ａ、５３ｂ，５３ｃの制御端子はＣＰＵ５
７の入力／出力（ＩＯ）ポートに接続されており、ＣＰ
Ｕ５７からの増幅度制御信号によりプログラマブルアン
プ５３ａ、５３ｂ，５３ｃの増幅度が設定されるように
なっている。各プログラマブルアンプ５３ａ、５３ｂ，
５３ｃの出力端は、マルチプレクサ５５の各入力端Ｐ
ａ，Ｐｂ，Ｐｃにそれぞれ接続されるとともに、各バン
ドパスフィルター５４ａ、５４ｂ，５４ｃの入力端にそ
れぞれ接続されている。各バンドパスフィルター５４
ａ、５４ｂ，５４ｃの出力は、マルチプレクサ５５の各
入力端子Ｑａ，Ｑｂ，Ｑｃにそれぞれ接続されている。

【００１８】マルチプレクサ５５の制御端子ＣｔはＣＰ
Ｕ５７のＩＯポートに接続されており、ＣＰＵ５７から
の選択制御信号に基づいてマルチプレクサ５５は所定の
切換え動作をするようになっている。また、マルチプレ
クサ５５の出力端子Ｒｔは、ＡＤコンバータ５６の入力
端子に接続されている。すなわち、マルチプレクサ５５
は、ＣＰＵ５７からの指令に基づき、プログラマブルア
ンプ５３ａ、５３ｂ，５３ｃからの各出力信号のうちの
一つの信号を所定の時間毎に順次選択してＡＤコンバー
タ５６に供給し、あるいは、バンドパスフィルター５４
ａ、５４ｂ，５４ｃからの各出力信号のうちの一つの信
号を所定の時間毎に順次選択してＡＤコンバータ５６に
供給するようになっている。

【００１９】ＡＤコンバータ５６は、マルチプレクサ５
５で選択された測定信号をデジタル信号に変換できるよ
うになっている。このＡＤコンバータ５６の出力端子
は、ＣＰＵ５７のＩＯポートに接続されている。

【００２０】ＣＰＵ５７は、演算処理制御部、ワークエ
リアとしてのメモリ（ＲＡＭ）、プログラム等を記憶す
る書換不能のメモリ（ＲＯＭ）、外部とのデータや増幅
度制御信号や選択制御信号のやりとりを行うＩＯポー
ト、これらを接続するバスライン等から構成されてい
る。また、ＣＰＵ５７には外部記憶装置５８が接続され
ており、この外部記憶装置５８には、ＣＰＵ５７の制御
下に、測定し演算したデータやその他測定に必要なデー
タ等を記憶させることができるようになっている。ま
た、ＣＰＵ５７で演算処理中に必要となったデータを外
部記憶装置５８からＣＰＵ５７に読み込むこともできる
ようになっている。この外部記憶装置５８は、例えばハ
ードディスク装置、バッテリ等の電源でバックアップさ
れた大容量メモリ、光磁気ディスク装置（ＭＯ），Ｐ
Ｄ，Ｚｉｐ等のリムーバブルディスク、あるいはフロッ
ピィディスク装置等で構成すればよい。

【００２１】ＣＰＵ５７のＩＯポートには、上記各装置
が接続されるとともに、測定範囲を指定する周波数選択
スイッチ５９と、演算処理を指定するモード選択スイッ
チ６０と、表示の仕方を指定するホールドスイッチ６１
と、表示部７とが接続されている。周波数選択スイッチ
５９は、商用周波数の磁界を測定するか（商用周波測
定）、または、広帯域周波数の磁界を測定するか（広帯
域測定）を指定するためのスイッチであり、その指定さ
れた内容をＩＯポートを介してＣＰＵ５７に与えるよう
になっている。モード選択スイッチ６０は、直交３方向
成分の個々の実効値の演算（３Ｄ）か、または直交３方
向成分の合成磁界の実効値の演算（Result）かの指定を
するためのスイッチであり、その指定された内容をＩＯ
ポートを介してＣＰＵ５７に与えるようになっている。
ホールドスイッチ６１は、ホールドオンのときには当該
時点のデータを表示部７に与え、ホールドオフのときに
は測定し演算した結果を一定時間毎に表示部７に与える
ようにするためのスイッチであり、そのオンオフ情報を
ＩＯポートを介してＣＰＵ５７に与えるようになってい
る。

【００２２】また、ＣＰＵ５７のＲＯＭには、この磁界
測定器１が測定し、演算処理するための処理プログラム
が格納されている。このＲＯＭに記憶された処理プログ
ラムを演算処理制御部が処理を実行することにより、こ
の磁界測定器１が測定し、演算処理をおこなうことがで
きる。

【００２３】ＣＰＵ５７は、例えばＡＤコンバータ５６
から入力されたデジタルデータが所定の範囲内にないと
きには、それぞれのプログラマブルアンプ５３ａ、５３
ｂ，５３ｃに増幅度制御信号を与えて増幅度を大きくあ
るいは小さく設定できる。

【００２４】また、ＣＰＵ５７は、周波数選択スイッチ
５９からの指定（商用周波測定または広帯域測定）に応
じて、プログラマブルアンプ５３ａ、５３ｂ，５３ｃか
ら出力された測定信号、または、バンドパスフィルター
５４ａ、５４ｂ，５４ｃから出力された測定信号を選択
・設定するための選択制御信号を形成できる。ＣＰＵ５
７は、そのＩＯポートを介して当該制御信号をマルチプ
レクサ５５の制御端子Ｃｔに与えることができるように
なっている。

【００２５】表示部７は、この実施の形態では、液晶素
子（ＬＣＤ；Liquid Crystal Device）で構成した表示
装置を使用したが、この他にもＣＲＴディスプレイ、プ
ラズマディスプレイ等を使用してもよい。

【００２６】なお、上記センサー３ａ，３ｂ，３ｃ、処
理部５および表示部７は一つの筐体９内に組み込まれて
おり、かつこの筐体９の内側は静電シールド１１が設け
られており、機器の誤動作および電界の影響を受けない
構造となっている。

【００２７】このような構成の磁界測定器の動作を図１
を基に図２及び図３を参照して説明する。

【００２８】図２に、磁界測定器で測定する場合の操作
フローチャートを示す。測定を行う場合には、測定をし
ようとする者（以下、「測定者」という）は、磁界測定
器１を測定場所に運び、かつセンサー３ａ，３ｂ，３ｃ
が測定に適する位置に配置する（ステップ１００）。つ
いで、測定者は電源スイッチ（図示せず）をオンとする
（ステップ１０１）。次に、測定者は、周波数選択スイ
ッチ５９を操作し、測定範囲を「商用周波測定」、また
は、「広帯域測定」に設定する（ステップ１０２）。更
に、モード選択スイッチ６０を操作し、個々の実効値の
演算（３Ｄ）か、合成磁界の実効値の演算（Result）か
の指定を行う（ステップ１０３）。そして、測定者は、
さらに、ホールドスイッチ６１を操作して、表示形態を
指定する（ステップ１０４）。

【００２９】そして、測定に入る（ステップ１０５）。
磁界測定器１では、センサー３ａ，３ｂ，３ｃから出力
された測定信号を処理部５に取込む。処理部５では、周
波数選択スイッチ５９で指定された周波数範囲の測定信
号を選択し、これらを時系列信号に変換してデジタルデ
ータとし、このデジタルデータに対してモード選択スイ
ッチ６０で指定された演算処理を施し、その演算処理し
た結果を、ホールドスイッチ６１で指定された表示形態
の表示信号にするとともに、外部記憶装置５８に記憶さ
せている。

【００３０】この表示信号は表示部７に入力されて、所
定の表示形態の表示をする（ステップ１０６）。

【００３１】なお、電源スイッチオフとすることにより
（ステップ１０７）、測定を終了とする。

【００３２】以上の説明は、測定者が磁界測定を行う場
合に磁界測定器１を操作する基本的な手順である。した
がって、この基本的な手順に限らず他の手順で操作して
もよい。電源オン（ステップ１００）と、電源オフ（ス
テップ１０７）を除き、例えば、ホールドスイッチ６１
を一番先に操作してもよいし、モード選択スイッチ６０
を一番先に操作してもよい。

【００３３】図３に、処理部の演算処理制御部の動作の
フローチャートを示す。ここで、互いに直交する３軸方
向成分の磁界を検出するセンサー３ａ，３ｂ，３ｃの各
軸をＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸として説明することにする。

【００３４】まず、電源スイッチをオンとする（ステッ
プ２０１）。これにより、電源表示ランプが点灯する
（ステップ２０２）。すると、処理部５が動作する。

【００３５】まず、プログラマブルアンプ５３ａ、５３
ｂ，５３ｃに関係する部分の動作について説明する。所
定の測定場所に置かれたセンサー３ａ，３ｂ，３ｃは、
直交軸の磁束密度に応じた誘導起電力を発生する。この
誘導起電力は測定信号として入力端子５１ａ、５１ｂ，
５１ｃに供給される。入力端子５１ａ、５１ｂ，５１ｃ
に供給された各測定信号は、各フィルター５２ａ、５２
ｂ，５２ｃをそれぞれ通過して不要成分を除去したのち
にプログラマブルアンプ５３ａ、５３ｂ，５３ｃに入力
される。

【００３６】プログラマブルアンプ５３ａ、５３ｂ，５
３ｃは、ＣＰＵ５７からの増幅度制御信号により増幅度
が設定される。各プログラマブルアンプ５３ａ、５３
ｂ，５３ｃに入力された測定信号は、その設定された増
幅度となったプログラマブルアンプ５３ａ、５３ｂ，５
３ｃにより増幅される。プログラマブルアンプ５３ａ、
５３ｂ，５３ｃでそれぞれ増幅された測定信号は、マル
チプレクサ５５の各入力端子Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃに直接入
力されるとともに、バンドパスフィルター５４ａ、５４
ｂ，５４ｃを通してマルチプレクサ５５の各入力端子Ｑ
ａ，Ｑｂ，Ｑｃに入力される。

【００３７】なお、上記動作は商用周波測定、あるいは
広帯域測定の何れもでも同様に動作している。

【００３８】〔商用周波測定・３Ｄ動作〕まず、商用周
波測定であって、演算処理が３Ｄである場合の動作を説
明する。

【００３９】最初に、ＣＰＵ５７は、周波数選択スイッ
チ５９の状態をＩＯポートを介して取込み、周波数選択
スイッチ５９が「商用周波測定」か、または「広帯域測
定」かを判断する（ステップ２０３）。

【００４０】ここで、周波数選択スイッチ５９が「商用
周波測定」に設定されていると、ＣＰＵ５７は商用周波
測定であると判断し（ステップ２０３；「商用周波測
定」）、ＣＰＵ５７はバンドパスフィルター５４ａ、５
４ｂ，５４ｃを通した測定信号を取り込むようにする選
択制御信号をマルチプレクサ５５に出力し（ステップ２
０４）、かつフラッグ（図示せず）に“１”を設定する
（ステップ２０４）。

【００４１】その後、ＣＰＵ５７は、バンドパスフィル
ター５４ａ（Ｘ軸）からの信号の取り込みが終了したか
否かを判断し（ステップ２０５）、終了していなければ
（ステップ２０５；ＮＯ）、マルチプレクサ５５をバン
ドパスフィルター５４ａの出力端子が接続されている入
力端子Ｑａ（Ｘ軸）を選択する（ステップ２０６）。こ
れにより、バンドパスフィルター５４ａからの信号がマ
ルチプレクサ５５の出力端子Ｒｔを介してＡＤコンバー
タ５６に与えられて、ＡＤコンバータ５６でデジタルデ
ータＤａに変換される。ＣＰＵ５７は、このデジタルデ
ータＤａをＲＡＭの所定のエリアに記憶させる（ステッ
プ２０７）。また、ＣＰＵ５７は、バンドパスフィルタ
ー５４ａからの信号の取り込みが終了したか否かを判断
し（ステップ２０５）、終了していなければ（ステップ
２０５；ＮＯ）、上記ステップ２０５〜２０７までの処
理を継続し、終了していれば（ステップ２０５；ＹＥ
Ｓ）、次のステップ２０８の処理に移る。

【００４２】また、ＣＰＵ５７は、バンドパスフィルタ
ー５４ｂ（Ｙ軸）からの信号の取り込みが終了したか否
かを判断し（ステップ２０８）、終了していなければ
（ステップ２０８；ＮＯ）、マルチプレクサ５５をバン
ドパスフィルター５４ｂの出力端子が接続されている入
力端子Ｑｂ（Ｙ軸）を選択する（ステップ２０９）。こ
れにより、バンドパスフィルター５４ｂからの信号がマ
ルチプレクサ５５の出力端子Ｒｔを介してＡＤコンバー
タ５６に与えられて、ＡＤコンバータ５６でデジタルデ
ータＤｂに変換される。ＣＰＵ５７は、このデジタルデ
ータＤｂをＲＡＭの所定のエリアに記憶させる（ステッ
プ２１０）。また、ＣＰＵ５７は、バンドパスフィルタ
ー５４ｂからの信号の取り込みが終了したか否かを判断
し（ステップ２０８）、終了していなければ（ステップ
２０８；ＮＯ）、上記ステップ２０８〜２１０までの処
理を継続し、終了していれば（ステップ２０８；ＹＥ
Ｓ）、次のステップ２１１の処理に移る。

【００４３】また、ＣＰＵ５７は、バンドパスフィルタ
ー５４ｃ（Ｚ軸）からの信号の取り込みが終了したか否
かを判断し（ステップ２１１）、終了していなければ
（ステップ２１１；ＮＯ）、マルチプレクサ５５をバン
ドパスフィルター５４ｃの出力端子が接続されている入
力端子Ｑｃ（Ｚ軸）を選択する（ステップ２１２）。こ
れにより、バンドパスフィルター５４ｃからの信号がマ
ルチプレクサ５５の出力端子Ｒｔを介してＡＤコンバー
タ５６に与えられて、ＡＤコンバータ５６でデジタルデ
ータＤｃに変換される。ＣＰＵ５７は、このデジタルデ
ータＤｃをＲＡＭの所定のエリアに記憶させる（ステッ
プ２１３）。また、ＣＰＵ５７は、バンドパスフィルタ
ー５４ｂからの信号の取り込みが終了したか否かを判断
し（ステップ２１１）、終了していなければ（ステップ
２１１；ＮＯ）、上記ステップ２１１〜２１３までの処
理を継続し、終了していれば（ステップ２１１；ＹＥ
Ｓ）、次のステップ２１４の処理に移る。

【００４４】これらステップ２０５からステップ２１３
を終了すると、ＡＤコンバータ５６からの出力は、Ｘ軸
のデジタルデータ、Ｙ軸のデジタルデータおよびＺ軸の
デジタルデータが出力されることになり、この順序でＲ
ＡＭの所定のエリアに格納される。

【００４５】これら処理が終了すると、ＣＰＵ５７は、
フラッグを見に行く（ステップ２１４）。このフラッグ
は、前のステップ２０４で“１”が設定されているので
（ステップ２１４；ＹＥＳ）、「商用周波測定」に移行
する。

【００４６】次に、ＣＰＵ５７は、モード選択スイッチ
６０の状態をＩＯポートを介して取り込み、モード選択
スイッチ６０の状態を判断する（ステップ２１５）。こ
こでは、モード選択スイッチ６０が「３Ｄ」に設定され
ているので、ＣＰＵ５７はモード選択スイッチ６０が
「３Ｄ」と判断し（ステップ２１５；３Ｄ）、ステップ
２１６に移行する。

【００４７】ＣＰＵ５７は、前のステップで取り込んだ
Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の各デジタルデータを基に、Ｘ軸の磁
界の実効値Ｂｘ、Ｙ軸の磁界の実効値Ｂｙ、Ｚ軸の磁界
の実効値Ｂｚを演算し、これらをＲＡＭの所定の作業エ
リアに記憶させるとともに、外部記憶装置５８の所定の
格納エリアに記憶させる（ステップ２１６）。

【００４８】次に、ＣＰＵ５７は、ホールドスイッチ６
１の状態をＩＯポートを介して取り込み、その状態を判
断する（ステップ２１７）。ここで、ホールドスイッチ
６１がオンであるとＣＰＵ５７が判断したときには（ス
テップ２１７；ＯＮ）、前記ＲＡＭの作業エリアのデー
タを表示データに変換し、そのデータをそのまま保持状
態で表示部７に供給する（ステップ２１８）。また、ホ
ールドスイッチ６１がオフであるとＣＰＵ５７が判断し
たときには（ステップ２１７；ＯＦＦ）、前記ＲＡＭの
作業エリアのデータを表示データに変換し、所定の時間
経過毎に表示部７に供給する。これにより、ホールドス
イッチ６１がオンのときには、ホールドスイッチ６１が
オンとされた時点の値を継続して表示し、ホールドスイ
ッチ６１がオフのときには、所定の時間毎にＲＡＭの作
業エリアのデータを表示データに変換しては表示するこ
とになる。したがって、ある時間に表示していたＲＡＭ
の作業エリアのデータが、次の表示時間で変更されてい
れば異なる測定値を表示することになる。

【００４９】〔商用周波測定・Result動作〕次に、商用
周波測定で、演算処理がResultの場合の動作を説明す
る。

【００５０】まず、ＣＰＵ５７は、周波数選択スイッチ
５９の状態をＩＯポートを介して取込み、周波数選択ス
イッチ５９が「商用周波測定」か、または「広帯域測
定」かを判断する（ステップ２０３）。

【００５１】ここで、周波数選択スイッチ５９が「商用
周波測定」に設定されていると、ＣＰＵ５７は商用周波
測定と判断し（ステップ２０３；「商用周波測定」）、
ＣＰＵ５７はバンドパスフィルター５４ａ、５４ｂ，５
４ｃを通した測定信号を取り込むようにする選択制御信
号をマルチプレクサ５５に出力し（ステップ２０４）、
かつフラッグ（図示せず）に“１”を設定する（ステッ
プ２０４）。

【００５２】そして、ＣＰＵ５７の制御下に、バンドパ
スフィルター５４ａ、５４ｂ，５４ｃを通した各測定信
号（磁界のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の成分）を順次切り換
えてデジタルデータにし、ＲＡＭの所定のエリアに格納
し、フラッグおよびモード選択スイッチ６０の判断に入
る（ステップ２０５〜ステップ２１３）。

【００５３】ステップ２１４ではフラッグが“１”であ
るので、ステップ２１５に移行する。また、ステップ２
１５では、ＣＰＵ５７は、モード選択スイッチ６０の状
態をＩＯポートを介して取り込み、モード選択スイッチ
６０の状態を判断したところ、モード選択スイッチ６０
が「Result」になっていたので（ステップ２１５；Resu
lt）、ステップ２２０に移行する。

【００５４】このステップ２２０において、ＣＰＵ５７
は、前のステップで取り込んだＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の各デ
ジタルデータを基に、Ｘ軸の磁界成分、Ｙ軸の磁界成
分、Ｚ軸の磁界成分の合成磁界の実効値ＢR を演算する
とともに、合成磁界の最大値Ｂmax および合成磁界の最
小値Ｂmin を演算し、これらをＲＡＭの所定の作業エリ
アに記憶させるとともに、外部記憶装置５８の所定の格
納エリアに記憶させる。

【００５５】そして、ＣＰＵ５７は、ホールドスイッチ
６１の状態に応じた表示データを作成して表示部７に供
給する（ステップ２１７〜ステップ２１９）。これによ
り、表示部７では、これら表示形態における測定値の表
示がなされる。

【００５６】〔広帯域測定・３Ｄ動作〕次に、広帯域測
定で、演算処理が３Ｄの場合の動作を説明する。

【００５７】まず、ＣＰＵ５７は、周波数選択スイッチ
５９の状態をＩＯポートを介して取込み、周波数選択ス
イッチ５９が「商用周波測定」か、または「広帯域測
定」かを判断する（ステップ２０３）。

【００５８】ここで、周波数選択スイッチ５９が「広帯
域測定」に設定されていると、ＣＰＵ５７は広帯域測定
と判断し（ステップ２０３；「広帯域測定」）、ＣＰＵ
５７はプログラマブルアンプ５３ａ、５３ｂ，５３ｃか
ら出力された測定信号を取り込むようにするために選択
制御信号をマルチプレクサ５５に与えず、かつフラッグ
を“０”のままとしておく。これにより、マルチプレク
サ５５は、プログラマブルアンプ５３ａ、５３ｂ，５３
ｃから出力される測定信号を取り込む動作をする。

【００５９】そして、ＣＰＵ５７の制御下に、プログラ
マブルアンプ５３ａ、５３ｂ，５３ｃから出力された各
測定信号（磁界のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の成分）を順次
切り換えてデジタルデータにし、ＲＡＭの所定のエリア
に格納し、フラッグおよびモード選択スイッチ６０の判
断に入る（ステップ２０５〜ステップ２１４，ステップ
２２１）。

【００６０】ステップ２１４ではフラッグが“０”であ
るとＣＰＵ５７が判断し、その継続する処理をステップ
２２１に移行させる。

【００６１】次に、ＣＰＵ５７は、モード選択スイッチ
６０の状態をＩＯポートを介して取り込み、モード選択
スイッチ６０の状態を判断する（ステップ２２１）。こ
こでは、モード選択スイッチ６０が「３Ｄ」に設定され
ているので、ＣＰＵ５７はモード選択スイッチ６０が
「３Ｄ」と判断し（ステップ２２１；３Ｄ）、ステップ
２２２に移行させる。

【００６２】ＣＰＵ５７は、前のステップで取り込んだ
デジタルデータ（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の各デジタルデー
タ）を基に、Ｘ軸の磁界の実効値Ｂｘ、Ｙ軸の磁界の実
効値Ｂｙ、およびＺ軸の磁界の実効値Ｂｚを演算し、こ
れらをＲＡＭの所定の作業エリアに記憶させるととも
に、外部記憶装置５８の所定の格納エリアに記憶させる
（ステップ２２２）。

【００６３】そして、ＣＰＵ５７は、ホールドスイッチ
６１の状態に応じた表示データを作成して表示部７に供
給する（ステップ２１７〜ステップ２１９）。これによ
り、表示部７では、これら表示形態における測定値の表
示がなされる。

【００６４】〔広帯域測定・Result動作〕次に、広帯域
測定で、演算処理がResultの場合の動作を説明する。

【００６５】まず、ＣＰＵ５７は、周波数選択スイッチ
５９の状態をＩＯポートを介して取込み、周波数選択ス
イッチ５９が「商用周波測定」か、または「広帯域測
定」かを判断する（ステップ２０３）。

【００６６】ここで、周波数選択スイッチ５９が「広帯
域測定」に設定されていると、ＣＰＵ５７は広帯域測定
と判断し（ステップ２０３；「広帯域測定」）、ＣＰＵ
５７はプログラマブルアンプ５３ａ、５３ｂ，５３ｃか
らの測定信号を取り込むようにするために選択制御信号
をマルチプレクサ５５に与えず、かつフラッグを“０”
のままとしておく。これにより、マルチプレクサ５５
は、プログラマブルアンプ５３ａ、５３ｂ，５３ｃから
出力される測定信号を取り込み切換選択動作をおこな
う。

【００６７】そして、ＣＰＵ５７の制御下に、プログラ
マブルアンプ５３ａ、５３ｂ，５３ｃから出力された各
測定信号（磁界のＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の成分）を順次
切り換えてデジタルデータにし、ＲＡＭの所定のエリア
に格納し、フラッグおよびモード選択スイッチ６０の判
断に入る（ステップ２０５〜ステップ２１４、ステップ
２２１）。

【００６８】ステップ２１４ではフラッグが“０”であ
るとＣＰＵ５７が判断し、その継続する処理をステップ
２２１に移行させる。

【００６９】ステップ２２１では、ＣＰＵ５７は、モー
ド選択スイッチ６０の状態をＩＯポートを介して取り込
み、モード選択スイッチ６０の状態を判断したところ、
モード選択スイッチ６０が「Result」になっていたので
（ステップ２２１；Result）、ステップ２２３に移行す
る。

【００７０】このステップ２２３において、ＣＰＵ５７
は、前のステップで取り込んだＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の各デ
ジタルデータを基に、Ｘ軸の磁界成分、Ｙ軸の磁界成
分、Ｚ軸の磁界成分の合成磁界の実効値ＢR を演算し、
これらをＲＡＭの所定の作業エリアに記憶させるととも
に、外部記憶装置５８の所定の格納エリアに記憶させ
る。

【００７１】そして、ＣＰＵ５７は、ホールドスイッチ
６１の状態に応じた表示データを作成して表示部７に供
給する（ステップ２１７〜ステップ２１９）。これによ
り、表示部７では、これら表示形態における測定値の表
示がなされる。

【００７２】そして、全ての測定が終了したところで、
電源スイッチをオフとすることにより（ステップ２２
４）、測定を終了させる。

【００７３】このような実施の形態によれば、互いに直
交する３軸方向成分の磁束密度を測定することによって
得られた各軸方向の磁束密度の値、および磁界の波形の
位相差から磁束密度の合成値、楕円磁界の長軸、短軸の
値を演算し、表示できる。したがって、回転する磁界の
概略の様子を知ることができる。

【００７４】

【実施例】上記磁界測定器１を構成する要素の具体的な
数値を挙げれば次のとおりになる。

【００７５】まず、センサー３ａ、センサー３ｂ、また
はセンサー３ｃは、例えば鉄心に０．０６〔mm〕φの絶
縁線を１２，０００ターン巻いたコイル状（以下、「セ
ンサーコイル」という）に構成している。また、このセ
ンサーコイルは、地磁気などの直線磁界の影響をうけな
い構造としてある。各センサーコイルを５０〔Hz〕の１
〔ガウス（Ｇ）〕の磁界中に配置した場合に、各センサ
ーコイルの誘導起電力は約２６０〔ｍＶ〕であった。

【００７６】次に、マルチプレクサ５５の切換速度は、
例えば３０〔μＳ〕毎にサンプリングできるように切り
換えている。

【００７７】さらに、表示部７は、３桁＋１／２桁の数
字で表示されるＬＣＤディスプレイで構成しており、低
（Ｌｏ）レンジでは、０．１〔ｍＧ〕から１９９．９
〔ｍＧ〕が表示でき、高（Ｈｉ）レンジでは、０．２０
〔Ｇ〕から１９．９９〔Ｇ〕まで表示できるようになっ
ている。また、このレンジの切換は、ＣＰＵ５７からの
指令で自動的に行えるようになっている。

【００７８】以上説明したように請求項１に記載の発明
によれば、互いに直交する３軸方向成分の磁束密度を測
定することによって得られた各軸方向の磁束密度の値、
および磁界の波形の位相差から演算によって磁束密度の
合成値、楕円磁界の長軸、短軸の値を演算して表示で
き、回転する磁界の概略の様子を知ることができる。即
ち、センサーで測定した測定信号を処理回路に取込み、
この処理回路において磁界の大きさおよび磁界の方向を
表示できる。それによって、回転磁界の特性を正確に表
す情報を得ることができる。

【００７９】請求項２に記載の発明によれば、センサー
コイルを互いに直交する３軸方向に向けて構成してある
ので、３軸方向成分の磁界を確実に選出することができ
る。

【００８０】請求項３に記載の発明によれば、互いに直
交する３軸方向成分の磁界を３つの測定信号として取込
み、不要成分をフィルターで取り除き、プログラマブル
アンプで最適な増幅度で増幅し、商用周波測定あるいは
広帯域測定に応じてマルチプレクサ、アナログ・デジタ
ルコンバータを通して演算処理装置に取込み、この演算
処理装置で選択された帯域のフィルターを通過させて得
た３軸方向成分の測定値および磁界の波形の位相差から
磁束密度の合成値、楕円磁界の長軸、短軸の値を演算し
て表示できるようにしたので、磁束密度の合成値、楕円
磁界の長軸、短軸の値が表示され、回転する磁界の概略
の様子を容易に知ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る磁界測定器を示すブ
ロック図である。

【図２】同磁界測定器の操作手順を示すフローチャート
である。

【図３】同磁界測定器の動作を説明するためのフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１磁界測定器３ａ，３ｂ，３ｃセンサー５処理部７表示部５２ａ、５２ｂ，５２ｃフィルター５３ａ、５３ｂ，５３ｃプログラマブルアンプ５４ａ、５４ｂ，５４ｃバンドパスフィルター５５マルチプレクサ５６ＡＤコンバータ５７ＣＰＵ５９周波数選択スイッチ６０モード選択スイッチ６１ホールドスイッチ

フロントページの続き (72)発明者大味昭夫神奈川県横浜市鶴見区矢向５−９−48 (72)発明者北岡真二千葉県市原市君塚４−18−22 (56)参考文献特開平８−334554（ＪＰ，Ａ) 特開平５−264682（ＪＰ，Ａ) 特開平２−85785（ＪＰ，Ａ) 特開平２−67982（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−158477（ＪＰ，Ａ) 実開平５−11077（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01R 33/00 - 33/18

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】磁界を検出しその検出信号から磁界の測
定値を表示できる磁界測定器において、互いに直交する
３軸方向成分の磁界を検出するセンサーと、前記センサ
ーからの測定信号を所定の帯域のフィルターを通過させ
て得た３軸方向成分の測定値および磁界の波形の位相差
から磁束密度の合成値、楕円磁界の長軸、短軸の値を演
算する処理部と、前記処理部で演算処理された結果を表
示する表示部とを備えたことを特徴とする磁界測定器。
【請求項２】前記センサーは、互いに直交する３軸方
向成分の磁界を検出できる３軸方向にそれぞれ向けたセ
ンサーコイルから構成されたことを特徴とする請求項１
に記載の磁界測定器。
【請求項３】前記処理部は、前記センサーで検出した
３軸方向成分の測定信号から不要成分を除去するフィル
ターと、増幅度制御信号により増幅度を調整でき、前記
フィルターを通過した測定信号を増幅するプログラマブ
ルアンプと、前記プログラマブルアンプからの出力信号
の内の所定の帯域の成分のみを通過させるバンドパスフ
ィルターと、選択制御信号によりプログラマブルアンプ
からの出力信号またはバンドパスフィルターからの出力
信号を切換選択して出力するマルチプレクサと、このマ
ルチプレクサからの出力信号をデジタルデータに変換す
るアナログ・デジタルコンバータと、商用周波測定ある
いは広帯域測定を指示する周波数選択スイッチと、演算
処理を指示するモード選択スイッチと、表示態様を指示
するホールドスイッチと、前記アナログ・デジタルコン
バータからのデジタルデータを取込み、選択された帯域
の帯域フィルターを通過させて得た３軸方向成分の測定
値および磁界の波形の位相差から磁束密度の合成値、楕
円磁界の長軸、短軸の値を演算し、かつアナログ・デジ
タルコンバータからのデジタルデータの値に応じて増幅
度制御信号を形成するとともに、商用周波測定指示また
は広帯域測定指示に応じて選択制御信号を形成する演算
処理装置と、演算処理装置で演算した結果を格納する外
部記憶装置とを備えたことを特徴とする請求項１に記載
の磁界測定器。