JP3197632B2 - 透磁率の測定方法および装置 - Google Patents
透磁率の測定方法および装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁性材料の透磁率の測定
に係わり、特に磁束検出コイルおよび磁界検出コイルを
使って透磁率を測定する方法および装置に関する。
に係わり、特に磁束検出コイルおよび磁界検出コイルを
使って透磁率を測定する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】まず磁束検出コイルおよび磁界検出コイ
ルを使った従来の透磁率測定器における透磁率測定の原
理について説明する。
ルを使った従来の透磁率測定器における透磁率測定の原
理について説明する。
【０００３】図７に透磁率測定のための原理的構成を示
す。磁界検出コイル１（以下Ｈコイルという）と８の字
形状をした磁束検出コイル２（以下Ｂコイルという）を
近接して配置し、これらのコイルがなす面に垂直に高周
波磁界ＨO を印加する。また被測定試料３（以下単に試
料という）は上側Ｂコイル２ａ内に図示のようにセット
するものとする。
す。磁界検出コイル１（以下Ｈコイルという）と８の字
形状をした磁束検出コイル２（以下Ｂコイルという）を
近接して配置し、これらのコイルがなす面に垂直に高周
波磁界ＨO を印加する。また被測定試料３（以下単に試
料という）は上側Ｂコイル２ａ内に図示のようにセット
するものとする。
【０００４】いま図７において試料３がない場合を考え
ると、Ｈコイル１には高周波磁界ＨO の時間微分ＨO ’
とＨコイル１の断面積ＳH に比例した起電力ＶHOが発生
する。Ｂコイル２にはコイルの上側２ａと下側２ｂに誘
起される起電力が互いに逆相になるため、ＨO ’と上下
Ｂコイル２ａ，２ｂの面積をそれぞれＳ1 ，Ｓ2 とした
ときの差ＳO （＝Ｓ1 −Ｓ2 ）に比例した起電力ＶBOが
発生する。
ると、Ｈコイル１には高周波磁界ＨO の時間微分ＨO ’
とＨコイル１の断面積ＳH に比例した起電力ＶHOが発生
する。Ｂコイル２にはコイルの上側２ａと下側２ｂに誘
起される起電力が互いに逆相になるため、ＨO ’と上下
Ｂコイル２ａ，２ｂの面積をそれぞれＳ1 ，Ｓ2 とした
ときの差ＳO （＝Ｓ1 −Ｓ2 ）に比例した起電力ＶBOが
発生する。
【０００５】これらを式で表すと、
【数５】
【数６】 となる。ただしμO は真空の透磁率である。
【０００６】次に試料３を上側Ｂコイル２ａ内にセット
すると、試料３内の磁界やＨコイル１、およびＢコイル
２内の磁界は、試料３の磁化によって発生する磁界（減
磁界）が加わってＨO でなくなってしまう。図８（ａ）
に、高周波磁界ＨO に平行にかつＨ，Ｂ両コイル１，２
のなす面に垂直な面で図７の構成を切った断面図を示
す。
すると、試料３内の磁界やＨコイル１、およびＢコイル
２内の磁界は、試料３の磁化によって発生する磁界（減
磁界）が加わってＨO でなくなってしまう。図８（ａ）
に、高周波磁界ＨO に平行にかつＨ，Ｂ両コイル１，２
のなす面に垂直な面で図７の構成を切った断面図を示
す。
【０００７】試料３内の磁界ＨはＨO とＨｄとの合成に
なるが、ここで、Ｈ，Ｂ両コイル１，２内の減磁界はＨ
ｄに等しい、従って両コイル１，２内の磁界もＨに等し
いと近似する。この近似により、Ｈの時間微分をＨ’，
Ｈコイル１に発生する起電力をＶH 、Ｂコイル２に発生
する起電力をＶB 、試料３の断面積をＳS とすると、こ
れらと試料の比透磁率μとの間に
なるが、ここで、Ｈ，Ｂ両コイル１，２内の減磁界はＨ
ｄに等しい、従って両コイル１，２内の磁界もＨに等し
いと近似する。この近似により、Ｈの時間微分をＨ’，
Ｈコイル１に発生する起電力をＶH 、Ｂコイル２に発生
する起電力をＶB 、試料３の断面積をＳS とすると、こ
れらと試料の比透磁率μとの間に
【数７】
【数８】 の関係が成り立つ。以上（１）ないし（４）の式から試
料３の比透磁率μを求めると
料３の比透磁率μを求めると
【数９】 という関係が導かれる。
【０００８】以上が従来からの透磁率測定の原理であ
る。ところが厚さ数μｍ以上の薄膜の測定では上記の
「Ｈ，Ｂ両コイル１，２内の磁界はＨに等しい」とする
近似が成り立たないことが分かってきた。
る。ところが厚さ数μｍ以上の薄膜の測定では上記の
「Ｈ，Ｂ両コイル１，２内の磁界はＨに等しい」とする
近似が成り立たないことが分かってきた。
【０００９】そこで最近、これを改善しようとする方式
が提案されてきた。この方式の磁界に対する考え型を図
８（ｂ）に示す。この方式では新しいパラメータＫ１を
導入し、「Ｈ，Ｂ両コイル１，２内の減磁界は試料３内
の減磁界のＫ１倍である」としてμを求めるものであ
る。
が提案されてきた。この方式の磁界に対する考え型を図
８（ｂ）に示す。この方式では新しいパラメータＫ１を
導入し、「Ｈ，Ｂ両コイル１，２内の減磁界は試料３内
の減磁界のＫ１倍である」としてμを求めるものであ
る。
【００１０】これによると、Ｈ，Ｂ両コイル１，２内の
減磁界はＫ１・Ｈｄであるから、Ｈｄの時間微分をＨ
ｄ’として、（３），（４）式は次式の（６），（７）
式に修正される。
減磁界はＫ１・Ｈｄであるから、Ｈｄの時間微分をＨ
ｄ’として、（３），（４）式は次式の（６），（７）
式に修正される。
【数１０】
【数１１】 （１），（２），（６），（７）式から試料３の比透磁
率μは
率μは
【数１２】 ただし、
【数１３】 となる。
【００１１】この方式ではＫ１を決める必要がある。図
８（ｃ）にＫ１の決め方についての考え方を示す。図８
（ｃ）に示すように試料３を長さがＬの１つの磁気モー
メントとみなして、これによる減磁界を計算して決めて
いる。この他に、減磁界が無視できる程の長い試料の低
周波での測定値、または別の手法で測定した低周波での
測定値を正しいとして、これを標準として決める方法も
提案されている。
８（ｃ）にＫ１の決め方についての考え方を示す。図８
（ｃ）に示すように試料３を長さがＬの１つの磁気モー
メントとみなして、これによる減磁界を計算して決めて
いる。この他に、減磁界が無視できる程の長い試料の低
周波での測定値、または別の手法で測定した低周波での
測定値を正しいとして、これを標準として決める方法も
提案されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】以上従来技術において
（５）式による方法では、試料の厚みが１μｍ以下程度
であるならば、減磁界がＨO に比べ非常に小さいので問
題ないが、試料の厚みが数μｍ以上の場合は、前述の指
摘どおり、測定値に誤差を含む。
（５）式による方法では、試料の厚みが１μｍ以下程度
であるならば、減磁界がＨO に比べ非常に小さいので問
題ないが、試料の厚みが数μｍ以上の場合は、前述の指
摘どおり、測定値に誤差を含む。
【００１３】また、（８）式による方法でも問題点が２
つある。その１番目はＫ１の決め方に関する問題点であ
る。上述した従来方法では、試料を１つの磁気モーメン
トとみなしているから、試料の幅や厚さについては考慮
していない。すなわちＫ１が試料の厚みや幅の関数にな
らないことである。ほんとうなら試料の厚さや幅によっ
てＫ１は変わるはずである。したがって（８）式による
方法が成り立つのは試料を１つの磁気モーメントとして
見ることができる範囲であり、試料の長さに比べて幅や
厚さが非常に小さい場合のみに限られる。通常の試料で
は厚さは長さに比べて小さいとすることができても、幅
は小さいとするには無理がある。その結果、試料の幅が
長さにくらべて無視出来ない程度に大きい場合は測定値
に誤差を含むことになる。
つある。その１番目はＫ１の決め方に関する問題点であ
る。上述した従来方法では、試料を１つの磁気モーメン
トとみなしているから、試料の幅や厚さについては考慮
していない。すなわちＫ１が試料の厚みや幅の関数にな
らないことである。ほんとうなら試料の厚さや幅によっ
てＫ１は変わるはずである。したがって（８）式による
方法が成り立つのは試料を１つの磁気モーメントとして
見ることができる範囲であり、試料の長さに比べて幅や
厚さが非常に小さい場合のみに限られる。通常の試料で
は厚さは長さに比べて小さいとすることができても、幅
は小さいとするには無理がある。その結果、試料の幅が
長さにくらべて無視出来ない程度に大きい場合は測定値
に誤差を含むことになる。
【００１４】事実、試料の長さが短くなるほど測定値が
小さくなるという報告があって、このため、上述のよう
な方法でＫ１を決めないで、減磁界が無視できる程度の
長い試料の低周波での測定値、または別の手法で測定し
た低周波での測定値を正しいとして、これを標準として
決める方法が提案されている。しかし、この方法では何
らかの方法でμがわかっている試料、いわゆる標準試料
が必要になる。
小さくなるという報告があって、このため、上述のよう
な方法でＫ１を決めないで、減磁界が無視できる程度の
長い試料の低周波での測定値、または別の手法で測定し
た低周波での測定値を正しいとして、これを標準として
決める方法が提案されている。しかし、この方法では何
らかの方法でμがわかっている試料、いわゆる標準試料
が必要になる。
【００１５】２番目の問題点は、上述の測定方法では
「Ｈ，Ｂ両コイル内の減磁界は試料内の減磁界のＫ１倍
である」と仮定している点である。つまりこれは、Ｈ，
Ｂ両コイル内の減磁界はすべて等しいとしていることに
なる。
「Ｈ，Ｂ両コイル内の減磁界は試料内の減磁界のＫ１倍
である」と仮定している点である。つまりこれは、Ｈ，
Ｂ両コイル内の減磁界はすべて等しいとしていることに
なる。
【００１６】試料内の減磁界は試料の中心に対して対称
になるが、図７に示すように試料３は上側コイル２ａ内
にセットされるから、上下側Ｂコイル２ａ，２ｂは試料
に対して対称でない。さらにＨコイル１と下側Ｂコイル
２ｂについても、コイルの配置のしかたや試料のセット
のしかたによっては試料に対して対称にならない場合も
ある。このようにＨ，Ｂ両コイルは試料に対し対称では
ないため、Ｈ，Ｂ両コイル内の減磁界はすべて等しいと
することは厳密には誤りである。この問題点は（５）式
の場合にもあてはまる。
になるが、図７に示すように試料３は上側コイル２ａ内
にセットされるから、上下側Ｂコイル２ａ，２ｂは試料
に対して対称でない。さらにＨコイル１と下側Ｂコイル
２ｂについても、コイルの配置のしかたや試料のセット
のしかたによっては試料に対して対称にならない場合も
ある。このようにＨ，Ｂ両コイルは試料に対し対称では
ないため、Ｈ，Ｂ両コイル内の減磁界はすべて等しいと
することは厳密には誤りである。この問題点は（５）式
の場合にもあてはまる。
【００１７】本発明の目的は、上述の従来技術の問題点
を解決し、さらにμの分かっている標準試料を使用する
ことなく透磁率を正確に測定する方法および装置を提供
することにある。
を解決し、さらにμの分かっている標準試料を使用する
ことなく透磁率を正確に測定する方法および装置を提供
することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明透磁率の測定方法は、磁束検出コイルと、磁
界検出コイルとを用い、被測定試料の透磁率を測定する
にあたり、被測定試料内の平均減磁界、磁界検出コイル
内の平均減磁界、および磁束検出コイルを構成する上側
磁束検出コイルおよび下側磁束検出コイル内のそれぞれ
の平均減磁界が、それぞれＨｄ、Ｋ１・Ｈｄ、Ｋ２・Ｋ
１・ＨｄおよびＫ３・Ｋ１・Ｈｄであるとし、磁界検出
コイルに発生する起電力ＶH が、
に、本発明透磁率の測定方法は、磁束検出コイルと、磁
界検出コイルとを用い、被測定試料の透磁率を測定する
にあたり、被測定試料内の平均減磁界、磁界検出コイル
内の平均減磁界、および磁束検出コイルを構成する上側
磁束検出コイルおよび下側磁束検出コイル内のそれぞれ
の平均減磁界が、それぞれＨｄ、Ｋ１・Ｈｄ、Ｋ２・Ｋ
１・ＨｄおよびＫ３・Ｋ１・Ｈｄであるとし、磁界検出
コイルに発生する起電力ＶH が、
【数１４】 ただし、μO は真空の透磁率、ＳH は磁界検出コイルの
断面積、およびＨO は印加高周波磁界であり、また磁束
検出コイルに発生する起電力ＶB が、
断面積、およびＨO は印加高周波磁界であり、また磁束
検出コイルに発生する起電力ＶB が、
【数１５】 ただし、μは被測定試料の比透磁率、ＳS は被測定試料
の断面積、またＳ1 およびＳ2 はそれぞれ上側および下
側磁束検出コイルの断面積であることから、これら両関
係式にもとづいて被測定試料の透磁率を導出するように
したことを特徴とするものであり、
の断面積、またＳ1 およびＳ2 はそれぞれ上側および下
側磁束検出コイルの断面積であることから、これら両関
係式にもとづいて被測定試料の透磁率を導出するように
したことを特徴とするものであり、
【００１９】また、本発明透磁率の測定装置は、被測定
試料内の平均減磁界がＨｄであるとし、コイル内の平均
減磁界がＫ１・Ｋｄであるとし、コイルに発生する起電
力ＶH が ［数１４］ ただし、μO は真空の透磁率、ＳH はコイルの断面積、
およびＨo は印加高周波磁界である磁界検出コイルと、
上側コイルと下側コイルからなり、上側コイル内の平均
減磁界がＫ２・Ｋ１・Ｈｄであるとし、下側コイル内の
平均減磁界がＫ３・Ｋ１・Ｈｄであるとし、上側コイル
と下側コイルからなるコイルに発生する起電力が ［数１５］ ただし、μは被測定試料の比透磁率、Ｓs は被測定試料
の断面積、またＳ1 およびＳ2 はそれぞれ上側および下
側コイルの断面積である磁束検出コイルとを具えてなる
ことを特徴とするものである。
試料内の平均減磁界がＨｄであるとし、コイル内の平均
減磁界がＫ１・Ｋｄであるとし、コイルに発生する起電
力ＶH が ［数１４］ ただし、μO は真空の透磁率、ＳH はコイルの断面積、
およびＨo は印加高周波磁界である磁界検出コイルと、
上側コイルと下側コイルからなり、上側コイル内の平均
減磁界がＫ２・Ｋ１・Ｈｄであるとし、下側コイル内の
平均減磁界がＫ３・Ｋ１・Ｈｄであるとし、上側コイル
と下側コイルからなるコイルに発生する起電力が ［数１５］ ただし、μは被測定試料の比透磁率、Ｓs は被測定試料
の断面積、またＳ1 およびＳ2 はそれぞれ上側および下
側コイルの断面積である磁束検出コイルとを具えてなる
ことを特徴とするものである。
【００２０】
【実施例】以下に添付図面を参照して実施例により本発
明を詳細に説明する。図１（ａ）は本発明に使用する計
算式を導出するための基本的な考え方を示している。本
発明では、Ｈ，Ｂ両コイル１，２内の減磁界がすべて異
なっていると考え、試料の上側Ｂコイル２ａ面とクロス
する断面における平均減磁界をＨｄとし、Ｈコイル１内
の平均減磁界をＫ１・Ｈｄ、上側Ｂコイル２ａ内の平均
減磁界をＫ２・Ｋ１・Ｈｄ、下側Ｂコイル２ｂ内の平均
減磁界をＫ３・Ｋ１・Ｈｄとして、Ｂコイル２に誘起す
る電圧を示す（７）式を次の（１０）式に修正する。
明を詳細に説明する。図１（ａ）は本発明に使用する計
算式を導出するための基本的な考え方を示している。本
発明では、Ｈ，Ｂ両コイル１，２内の減磁界がすべて異
なっていると考え、試料の上側Ｂコイル２ａ面とクロス
する断面における平均減磁界をＨｄとし、Ｈコイル１内
の平均減磁界をＫ１・Ｈｄ、上側Ｂコイル２ａ内の平均
減磁界をＫ２・Ｋ１・Ｈｄ、下側Ｂコイル２ｂ内の平均
減磁界をＫ３・Ｋ１・Ｈｄとして、Ｂコイル２に誘起す
る電圧を示す（７）式を次の（１０）式に修正する。
【００２１】
【数１６】 （１），（２），（６），（１０）式から試料３の比透
磁率μは
磁率μは
【数１７】 ただし、
【数１８】
【数１９】 となる。
【００２２】次にＫ１，Ｋ２およびＫ３の求め方につい
て説明する。本発明では、磁界を薄い直方体形状をした
試料に印加したとき、試料の磁化によって発生する減磁
界を、試料の磁化が印加した磁界に垂直な２つの面にの
み発生し、かつ２つの面の磁化の符号は逆であり、かつ
それぞれの面での分布は一様であるとして計算する。実
際には以下の手順を得てＫ１，Ｋ２およびＫ３を求め
る。
て説明する。本発明では、磁界を薄い直方体形状をした
試料に印加したとき、試料の磁化によって発生する減磁
界を、試料の磁化が印加した磁界に垂直な２つの面にの
み発生し、かつ２つの面の磁化の符号は逆であり、かつ
それぞれの面での分布は一様であるとして計算する。実
際には以下の手順を得てＫ１，Ｋ２およびＫ３を求め
る。
【００２３】図１（ｂ）に示すように、試料３の長さを
Ｌ、幅をＷ、厚さをｄとし、座標原点を試料中心にと
り、ｘ軸を長さ方向、ｙ軸を厚さ方向、ｚ軸を幅方向に
とる。高周波磁界ＨO をｘ軸方向に印加したとき、試料
３のｘ＝±Ｌ／２の面のみに表面磁化が生じ、それ以外
の面には磁化は生じない。ここで磁化がｘ＝±Ｌ／２の
面に一様に分布しているとしてそれぞれの面密度を＋ρ
および−ρとする。このとき、試料３の磁化による任意
の点（ｘ，ｙ，ｚ）における減磁界のｘ成分Ｈｘ（ｘ，
ｙ，ｚ）は次の（１３）式で与えられる。
Ｌ、幅をＷ、厚さをｄとし、座標原点を試料中心にと
り、ｘ軸を長さ方向、ｙ軸を厚さ方向、ｚ軸を幅方向に
とる。高周波磁界ＨO をｘ軸方向に印加したとき、試料
３のｘ＝±Ｌ／２の面のみに表面磁化が生じ、それ以外
の面には磁化は生じない。ここで磁化がｘ＝±Ｌ／２の
面に一様に分布しているとしてそれぞれの面密度を＋ρ
および−ρとする。このとき、試料３の磁化による任意
の点（ｘ，ｙ，ｚ）における減磁界のｘ成分Ｈｘ（ｘ，
ｙ，ｚ）は次の（１３）式で与えられる。
【数２０】 この積分は解析的に解くことができ、次式となる。
【００２４】
【数２１】 ここで関数Ｆの３つの変数をＡ，Ｂ，Ｃで表すと
【数２２】 であり、ここに
【数２３】
【数２４】 である。なお、ＡＢＳ（Ａ）はＡの絶対値、ＳＧＮ
（Ａ）およびＳＧＮ（Ｃ）はそれぞれＡおよびＣの符号
を表す。
（Ａ）およびＳＧＮ（Ｃ）はそれぞれＡおよびＣの符号
を表す。
【００２５】次に（１０）式に使用されるＨｄは試料３
が上側Ｂコイル２ａ面とクロスする面における（１４）
式の平均値である。平均値を計算するためには（１４）
式を積分すればよいが、実際的な方法としては試料内の
複数点において（１４）式により求めた値の平均値で近
似した。この場合点数が多いほど真の平均値に近づく
が、試料の幅方向に１０点程の平均値をとれば十分近似
できる。
が上側Ｂコイル２ａ面とクロスする面における（１４）
式の平均値である。平均値を計算するためには（１４）
式を積分すればよいが、実際的な方法としては試料内の
複数点において（１４）式により求めた値の平均値で近
似した。この場合点数が多いほど真の平均値に近づく
が、試料の幅方向に１０点程の平均値をとれば十分近似
できる。
【００２６】同様に（６）、（１０）式に使用される
Ｈ，Ｂ両コイル１，２内の減磁界も（１４）式の平均値
である。これについても各コイルのＺ軸、Ｙ軸方向にそ
れぞれ１０点程で１０点×１０点の計１００点程（１
４）式の値の平均をとって求めればよい。
Ｈ，Ｂ両コイル１，２内の減磁界も（１４）式の平均値
である。これについても各コイルのＺ軸、Ｙ軸方向にそ
れぞれ１０点程で１０点×１０点の計１００点程（１
４）式の値の平均をとって求めればよい。
【００２７】以上の方法により、試料３内の平均減磁界
Ｈｄ、Ｈコイル１内の平均減磁界ＨｄH 、上側Ｂコイル
２ａ内の平均減磁界Ｈｄ1 、および下側Ｂコイル２ｂ内
の平均減磁界Ｈｄ2 はそれぞれ次のような式で表され
る。
Ｈｄ、Ｈコイル１内の平均減磁界ＨｄH 、上側Ｂコイル
２ａ内の平均減磁界Ｈｄ1 、および下側Ｂコイル２ｂ内
の平均減磁界Ｈｄ2 はそれぞれ次のような式で表され
る。
【００２８】
【数２５】 従って
【数２６】 のようにＫ１，Ｋ２，Ｋ３が求められる。このように、
磁化の面密度ρが未知でもＫ１，Ｋ２，Ｋ３はρに無関
係な値になるため、あえてρを計算する必要はない。
磁化の面密度ρが未知でもＫ１，Ｋ２，Ｋ３はρに無関
係な値になるため、あえてρを計算する必要はない。
【００２９】以上Ｋ１，Ｋ２およびＫ３の求め方を説明
してきたが、これらから計算した試料および各コイル内
の平均減磁界を用いて、従来技術のようにそれぞれの平
均減磁界がすべて等しいとして測定した透磁率を補正す
る方法で正確な透磁率を測定してもよい（（１０）式を
用いる測定方法を直接法と呼ぶとすれば、この方法によ
る測定方法は間接法である。）
してきたが、これらから計算した試料および各コイル内
の平均減磁界を用いて、従来技術のようにそれぞれの平
均減磁界がすべて等しいとして測定した透磁率を補正す
る方法で正確な透磁率を測定してもよい（（１０）式を
用いる測定方法を直接法と呼ぶとすれば、この方法によ
る測定方法は間接法である。）
【００３０】次に本発明の効果を裏づけるため、次のよ
うな実験を行った。図２は、図１と同様Ｈコイル１、Ｂ
コイル２、試料３の配置図であるが、とくにＨ，Ｂコイ
ル１，２と試料３の位置関係を示し、ここに試料はセン
ダスト薄膜であり、その大きさは厚さ５μｍ、長さ１０
ｍｍ、幅５ｍｍである。試料３の中心と上側Ｂコイル２
ａ面とのずれを４通りに変えてμの実数部μ’およびμ
の虚数部μ”を、従来方法である（５）式および本発明
方法である（１１）式を使ってそれぞれ測定した。この
実験では試料３とＨ，Ｂコイル１，２との相対位置を変
えて透磁率を測定するだけであるから、真の透磁率はす
べて同じであり、測定結果が正しければすべて同じ測定
結果になるはずである。
うな実験を行った。図２は、図１と同様Ｈコイル１、Ｂ
コイル２、試料３の配置図であるが、とくにＨ，Ｂコイ
ル１，２と試料３の位置関係を示し、ここに試料はセン
ダスト薄膜であり、その大きさは厚さ５μｍ、長さ１０
ｍｍ、幅５ｍｍである。試料３の中心と上側Ｂコイル２
ａ面とのずれを４通りに変えてμの実数部μ’およびμ
の虚数部μ”を、従来方法である（５）式および本発明
方法である（１１）式を使ってそれぞれ測定した。この
実験では試料３とＨ，Ｂコイル１，２との相対位置を変
えて透磁率を測定するだけであるから、真の透磁率はす
べて同じであり、測定結果が正しければすべて同じ測定
結果になるはずである。
【００３１】図３から図６は測定結果を示し、横軸は５
００ｋＨｚから１２０ＭＨｚまでの周波数である。図３
はずれを０ｍｍ、図４はずれを２ｍｍ、図５はずれを３
ｍｍ、図６はずれを４ｍｍにしてそれぞれ測定したもの
である。これら測定結果から、従来方法の（５）式を使
った測定結果はずれが大きくなるほど低周波数領域の
μ’が減少し、また周波数特性も変化していくのがわか
る。
００ｋＨｚから１２０ＭＨｚまでの周波数である。図３
はずれを０ｍｍ、図４はずれを２ｍｍ、図５はずれを３
ｍｍ、図６はずれを４ｍｍにしてそれぞれ測定したもの
である。これら測定結果から、従来方法の（５）式を使
った測定結果はずれが大きくなるほど低周波数領域の
μ’が減少し、また周波数特性も変化していくのがわか
る。
【００３２】従来方法の（８）式を使った測定結果につ
いては示していないが、長さ１０ｍｍ、幅５ｍｍの試料
を１つの磁気モーメントとして近似することは現実的で
ないから、これによっては正しい測定結果がえられると
は考えられない。一方、本発明の（１１）式を使った測
定結果はずれ量が異なってもμ’，μ”とも殆ど変化し
ていない。つまり正しい測定ができたことの証拠であ
る。
いては示していないが、長さ１０ｍｍ、幅５ｍｍの試料
を１つの磁気モーメントとして近似することは現実的で
ないから、これによっては正しい測定結果がえられると
は考えられない。一方、本発明の（１１）式を使った測
定結果はずれ量が異なってもμ’，μ”とも殆ど変化し
ていない。つまり正しい測定ができたことの証拠であ
る。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、Ｈ，Ｂ両コイル内の減
磁界がすべて異なっているという前提で測定し、従来方
法で用いられている近似を全く使わないでμを求めるよ
うにしているため、きわめて精度のよい測定結果が得ら
れる。また本発明では、Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３を解析式から
求めているため標準試料は不要となる利点もある。
磁界がすべて異なっているという前提で測定し、従来方
法で用いられている近似を全く使わないでμを求めるよ
うにしているため、きわめて精度のよい測定結果が得ら
れる。また本発明では、Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３を解析式から
求めているため標準試料は不要となる利点もある。
【図１】 （ａ）は本発明に使用する計算式を導出する
ための基本的な考え方を示し、磁束および磁界検出コイ
ルと被測定試料との位置関係を示す図、（ｂ）は被測定
試料の磁化により発生する減磁界を求める図。
ための基本的な考え方を示し、磁束および磁界検出コイ
ルと被測定試料との位置関係を示す図、（ｂ）は被測定
試料の磁化により発生する減磁界を求める図。
【図２】 検出コイルと被測定試料の位置関係を、被測
定試料の中心と上側磁束コイルとのずれに着目して示す
図。
定試料の中心と上側磁束コイルとのずれに着目して示す
図。
【図３】 被測定試料の中心と上側磁束コイルとのずれ
を０ｍｍにした時の従来技術による測定結果と本発明に
よる測定結果を示す図。
を０ｍｍにした時の従来技術による測定結果と本発明に
よる測定結果を示す図。
【図４】 被測定試料の中心と上側磁束コイルとのずれ
を２ｍｍにした時の従来技術による測定結果と本発明に
よる測定結果を示す図。
を２ｍｍにした時の従来技術による測定結果と本発明に
よる測定結果を示す図。
【図５】 被測定試料の中心と上側磁束コイルとのずれ
を３ｍｍにした時の従来技術による測定結果と本発明に
よる測定結果を示す図。
を３ｍｍにした時の従来技術による測定結果と本発明に
よる測定結果を示す図。
【図６】 被測定試料の中心と上側磁束コイルとのずれ
を４ｍｍにした時の従来技術による測定結果と本発明に
よる測定結果を示す図。
を４ｍｍにした時の従来技術による測定結果と本発明に
よる測定結果を示す図。
【図７】 透磁率測定のための原理的構成を示す図。
【図８】 （ａ），（ｂ）は従来の透磁率測定に使用す
る計算式を導出する考え方を示し、磁束および磁界検出
コイルと被測定試料との位置関係を示す図、（ｃ）は被
測定試料を１つの磁気モーメントと見なして磁化により
発生する減磁界を求める図。
る計算式を導出する考え方を示し、磁束および磁界検出
コイルと被測定試料との位置関係を示す図、（ｃ）は被
測定試料を１つの磁気モーメントと見なして磁化により
発生する減磁界を求める図。
１ 磁界検出（Ｈ）コイル ２ 磁束検出（Ｂ）コイル ２ａ 上側磁束検出（Ｂ）コイル ２ｂ 下側磁束検出（Ｂ）コイル ３ 測定試料
Claims (2)
- 【請求項１】 磁束検出コイルと、磁界検出コイルとを
用い、被測定試料の透磁率を測定するにあたり、被測定
試料内の平均減磁界、磁界検出コイル内の平均減磁界、
および磁束検出コイルを構成する上側磁束検出コイルお
よび下側磁束検出コイル内のそれぞれの平均減磁界が、
それぞれＨｄ、Ｋ１・Ｈｄ、Ｋ２・Ｋ１・ＨｄおよびＫ
３・Ｋ１・Ｈｄであるとし、 磁界検出コイルに発生する起電力ＶH が、 【数１】 ただし、μO は真空の透磁率、ＳH は磁界検出コイルの
断面積、およびＨO は印加高周波磁界であり、 また磁束検出コイルに発生する起電力ＶB が、 【数２】 ただし、μは被測定試料の比透磁率、ＳS は被測定試料
の断面積、またＳ1 およびＳ2 はそれぞれ上側および下
側磁束検出コイルの断面積であることから、これら両関
係式にもとづいて被測定試料の透磁率を導出するように
したことを特徴とする透磁率の測定方法。 - 【請求項２】 被測定試料内の平均減磁界がＨｄである
とし、 コイル内の平均減磁界がＫ１・Ｋｄであるとし、 コイルに発生する起電力ＶH が 【数３】 ただし、μO は真空の透磁率、ＳH はコイルの断面積、
およびＨo は印加高周波磁界である磁界検出コイルと、 上側コイルと下側コイルからなり、 上側コイル内の平均減磁界がＫ２・Ｋ１・Ｈｄであると
し、 下側コイル内の平均減磁界がＫ３・Ｋ１・Ｈｄであると
し、 上側コイルと下側コイルからなるコイルに発生する起電
力が 【数４】 ただし、μは被測定試料の比透磁率、Ｓs は被測定試料
の断面積、またＳ1 およびＳ2 はそれぞれ上側および下
側コイルの断面積である磁束検出コイルとを具えてなる
ことを特徴とする透磁率の測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31354092A JP3197632B2 (ja) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | 透磁率の測定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31354092A JP3197632B2 (ja) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | 透磁率の測定方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06160502A JPH06160502A (ja) | 1994-06-07 |
| JP3197632B2 true JP3197632B2 (ja) | 2001-08-13 |
Family
ID=18042553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31354092A Expired - Fee Related JP3197632B2 (ja) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | 透磁率の測定方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3197632B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2892521B1 (fr) * | 2005-10-24 | 2008-01-04 | Commissariat Energie Atomique | Systeme de mesure de permeabilite magnetique et echantillon de reference utilise dans celui-ci |
| CN103645450B (zh) * | 2013-12-18 | 2017-01-25 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种利用时间分辨荧光光谱表征物质磁效应的方法和装置 |
-
1992
- 1992-11-24 JP JP31354092A patent/JP3197632B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06160502A (ja) | 1994-06-07 |
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|---|---|---|---|
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