JP3294931B2 - Near field measurement method and apparatus - Google Patents

Near field measurement method and apparatus

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JP3294931B2 JP01864694A JP1864694A JP3294931B2 JP 3294931 B2 JP3294931 B2 JP 3294931B2 JP 01864694 A JP01864694 A JP 01864694A JP 1864694 A JP1864694 A JP 1864694A JP 3294931 B2 JP3294931 B2 JP 3294931B2
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【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子機器等の発生する不要電磁放射等の測定に好適な、近磁界測定装置および方法に関するものである。 The present invention relates to a suitable measurement of unwanted electromagnetic radiation and the like generated in an electronic device or the like, to a near-field measuring apparatus and method.

【0002】 [0002]

【従来の技術】電子機器等から放射される不要電磁波の測定においては、電波暗室等における遠方電磁界測定の他に、装置内部の近磁界測定の要求が高まっている。 In the measurement of the Related Art unwanted electromagnetic waves radiated from electronic equipment, in addition to the far field measurements in an anechoic chamber or the like, there is an increasing demand in the near field measurement of the internal device. 特に、近年の装置の高集積化に伴い、ますます、近磁界測定における高精度化が必須となってきている。 In particular, with high integration of recent devices, more and more, it has become essential high accuracy in a near field measurement.

【0003】このような要求に対応できる近磁界測定装置としては、例えば、「THE HPCLOSE FIELD PROBE:Char [0003] The near-field measurement device that can meet such a demand, for example, "THE HPCLOSE FIELD PROBE: Char
acteristics and Application to EMI Troubleshooting acteristics and Application to EMI Troubleshooting
(Terrien,M., Hewlett Packard, RF&Microwave Measur (Terrien, M., Hewlett Packard, RF & Microwave Measur
ement Symposium andExhibition, 1986年7月)」 ement Symposium andExhibition, 7 May 1986). "
に記載されている技術が知られている。 There is known a technique that has been described in.

【0004】以下、この従来技術を、図5を用いて説明する。 [0004] Hereinafter, the prior art will be described with reference to FIG. 図5は、この従来技術に係る近磁界測定装置の構成例を示す。 Figure 5 shows a configuration example of a near-field measuring apparatus according to the prior art.

【0005】従来の近磁界測定装置は、磁界を検出するループアンテナ10と、バラン40と、スペクトラムアナライザ41とから構成される。 Conventional near field measuring device includes a loop antenna 10 to detect the magnetic field, a balun 40, and a spectrum analyzer 41..

【0006】測定対象の磁界発生源1の発生する磁界を検出する場合、ループアンテナ10は、被測定磁界と鎖交し、誘起電圧を発生する。 [0006] When detecting the magnetic field generated by the magnetic field source 1 to be measured, the loop antenna 10, interlink the measured magnetic field and a chain, to generate an induced voltage. バラン40は、ループアンテナ10とスペクトラムアナライザ41の入力とのインピーダンス整合(Zi)を行なうとともに、ループアンテナ10の周波数特性を補正する。 Balun 40 together with the impedance matching between the input of the loop antenna 10 and the spectrum analyzer 41 (Zi), corrects the frequency characteristic of the loop antenna 10. スペクトラムアナライザ41は、バラン40と接続され、ループアンテナ1 Spectrum analyzer 41 is connected to the balun 40, the loop antenna 1
0で誘起された誘起電圧に基づいて、磁界発生源1の発生する磁界強度を測定する。 0 Based on the induced induced voltage, measuring the generated magnetic field strength of the magnetic field source 1.

【0007】 [0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の近磁界測定において、ループアンテナ10の出力は、例えば、50Ωの低入力インピーダンスを持つバラン40 [SUMMARY OF THE INVENTION However, in the conventional near-field measurements, the balun 40 output of the loop antenna 10, having for example, a 50Ω low input impedance
で受けるため、ループアンテナ10に誘起電流irが流れ、バラン40で電力が消費される。 For receiving, the induced current ir flows through the loop antenna 10, power is consumed by the balun 40. これにより、測定対象である磁界発生源1に流れている電流isが変化する。 Thus, current is changes flowing in the magnetic field generating source 1 to be measured. すなわち、ループアンテナ10を近づけたことにより、被測定系(磁界発生源1)の状態が乱され、近磁界測定における誤差を生ずる。 That is, by closer the loop antenna 10, the state of the system under measurement (magnetic field generating source 1) is disturbed, resulting in errors in the near field measurement.

【0008】本発明は、被測定系の状態を乱さずに、高精度な近磁界測定を実現できる近磁界測定装置および方法を提供することを目的とする。 The present invention, without disturbing the state of the measuring system, and an object thereof is to provide a near-field measuring apparatus and method capable of realizing a highly accurate near field measurement.

【0009】 [0009]

【問題を解決するための手段】上記目的は、被測定対象機器から発生される近傍磁界を測定する近磁界測定装置において、当該磁界中に置かれることで、当該磁界に対応して誘起信号を内部に生じる磁界センサと、当該誘起信号を打ち消すための信号を加えることにより、磁界センサを電気的に駆動するセンサ駆動手段と、当該磁界中の測定位置に配置され、センサ駆動手段により駆動されている磁界センサに流れる電気信号を検出して、当該信号の少なくとも強度を示す信号を出力する信号検出手段と、信号検出手段から出力される信号に基づいて、当該信号の強度を実質上0とするように、センサ駆動手段を制御することで、測定位置における磁界を求めて出力する制御手段とを有すること、を特徴とする近磁界測定装置により達成され Means for Solving the Problems] The above objects are achieved by a near-field measuring apparatus for measuring the near magnetic field generated from the measurement target equipment, that is placed in the magnetic field, the induced signal in response to the magnetic field a magnetic field sensor generated inside, by adding a signal for canceling the induced signal, a sensor drive means for electrically driving the magnetic field sensor is arranged in the measurement position in the magnetic field, is driven by the sensor drive unit and detecting an electrical signal flowing through the magnetic field sensor are, a signal detecting means for outputting a signal indicative of at least the strength of the signal, based on the signal output from the signal detection means, and substantially zero intensity of the signal as such, by controlling the sensor drive means, that a control means for outputting seeking magnetic field at the measurement position is achieved by a near field measurement apparatus according to claim .

【0010】上記目的は、また、被測定対象機器から発生される近傍磁界を測定する近磁界測定方法において、 [0010] The above object is also in the near field measurement method for measuring the near magnetic field generated from the measurement target device,
当該磁界中に置かれた磁界センサを電気的に駆動すると共に、当該磁界センサに流れる電気信号を検出し、当該電気信号に基づいて、当該電気信号が0となるように、 Thereby electrically driving the magnetic field sensor placed in the magnetic field, to detect an electrical signal flowing through the magnetic field sensor, based on the electric signal, such that the electrical signal is 0,
当該磁界センサの駆動状態を制御して、当該電気信号が実質的に0となった時点における駆動状態から、当該磁界を求めること、を特徴とする近磁界測定方法により達成される。 By controlling the driving state of the magnetic field sensor, the electric signal from the driving state at the time when a substantially zero, determining the magnetic field is achieved by a near field measurement method comprising.

【0011】 [0011]

【作用】本発明を適用した近磁界測定装置において、磁界センサは、磁界中に置かれることで、当該磁界に対応した誘起信号を内部に生じる。 [Action] In the near-field measuring apparatus according to the present invention, the magnetic field sensor, by being placed in a magnetic field produces an induced signal corresponding to the magnetic field therein. 本発明では、この磁界センサを、被測定磁界中の測定位置に配置し、センサ駆動手段により電気的に駆動する。 In the present invention, the magnetic field sensor, positioned at the measurement position in the magnetic field to be measured, electrically driven by sensor drive means. さらに、信号検出手段により、この磁界センサに流れる電気信号を検出する。 Further, the signal detecting means, for detecting an electrical signal flowing through the magnetic field sensor. 最後に、制御手段は、磁界を求めるために、信号検出手段から出力される信号に基づいて、センサ駆動手段を制御して、信号検出手段が検出する電気信号の強度を実質上0とする。 Finally, the control means, to determine the magnetic field, on the basis of a signal output from the signal detection means, and controls the sensor driving unit, and substantially zero intensity of the electric signal the signal detecting means detects.

【0012】ここで、当該電気信号の強度が0となる場合とは、磁界センサに生じた誘起信号が、その信号と同じ周波数、強度、位相を有する駆動信号により打ち消された状態となる。 [0012] Here, the case where the intensity of the electrical signal is 0, the induced signal generated in the magnetic field sensor is in a state of being canceled by driving signals having the same frequency, intensity, phase and its signal. したがって、打ち消した時点で、駆動信号と誘起信号とは、互いに逆方向に流れようとする同一の信号と言える。 Therefore, at the time of cancellation, and the drive signal and the induced signal, it can be said that the same signal that tries to flow in opposite directions.

【0013】一方、磁界センサの特性から、測定する磁界と、生じる誘起信号との関係を予め知っておくことができる。 Meanwhile, it is possible to the characteristics of the magnetic field sensor, know a magnetic field to be measured, the relationship between the induced signal caused beforehand.

【0014】したがって、制御手段は、信号検出手段から出力される電気信号が0となる時点での、センサ駆動手段の駆動状態から、当該測定位置における近傍磁界を求めることができる。 [0014] Thus, the control means, at the time the electric signal output from the signal detecting means becomes zero, the driving state of the sensor drive means, can be obtained near the magnetic field at the measurement position.

【0015】 [0015]

【実施例】本発明を適用した近磁界測定装置の第1の実施例を、図1〜3を用いて説明する。 The first embodiment of EXAMPLES near field measurement apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. ここでは、例えば、パソコンやワークステーション等の情報処理機器等から発生される、周波数1GHz程度までの近傍磁界の測定に好適な例を説明する。 Here, for example, it is generated from an information processing equipment such as personal computers and workstations, illustrating a preferred example for the measurement of the near magnetic field of up to about frequency 1 GHz.

【0016】本実施例の近磁界測定装置は、図1に示すように、磁界センサとして動作するループアンテナ10 The near-field measuring apparatus of this embodiment, as shown in FIG. 1, the loop antenna 10 which operates as a magnetic field sensor
と、ストレー容量の影響を低減するコモンモードチョーク19と、ループアンテナ10に流れる電流を検出する電流検出器11と、測定動作を制御するコントローラ1 When the controller 1 for controlling the common mode choke 19 to reduce the effects of stray capacitance, the current detector 11 for detecting the current flowing in the loop antenna 10, the measurement operation
7と、測定結果を表示するデイスプレイ18と、外部からの入力を受けつける入力装置20とを有する。 With 7, a Deisupurei 18 for displaying measurement results, an input device 20 for accepting an input from the outside.

【0017】本実施例は、さらに、ループアンテナ10 [0017] The present embodiment, further, the loop antenna 10
を駆動するための構成として、発生する交流信号の周波数が可変である発振器16と、発生された交流信号11 As a configuration for driving a, an oscillator 16 frequency of the AC signal generated is variable, generated AC signal 11
6aを増幅する緩衝増幅器16aと、増幅された交流信号を入力として、ループアンテナ10を駆動する信号の位相を調整する位相制御回路14aを備えた移相器14 A buffer amplifier 16a for amplifying a 6a, as an input the amplified AC signal, the phase shifter 14 having a phase control circuit 14a for adjusting the phase of signals driving the loop antenna 10
と、この駆動信号の信号強度を調整する利得制御回路1 When the gain control circuit 1 for adjusting the signal strength of the drive signal
3aを備えた可変利得増幅器13と、緩衝増幅器16a 3a a variable gain amplifier 13 having a buffer amplifier 16a
と移相器14との接続を制御するスイッチ15とを有する。 And a switch 15 for controlling the connection between the phase shifter 14 and.

【0018】本実施例は、さらに、発信器16から出力される交流信号を増幅する緩衝増幅器16bと、緩衝増幅器16aから出力された信号116bと電流検出器1 [0018] This example further transmitter 16 and a buffer amplifier 16b for amplifying an AC signal output from the signal 116b and the current detector output from the buffer amplifier 16a 1
1で検出されたループアンテナ10に流れる信号とを受け入れ、両信号の相の差および両信号を掛け合わせて出来る合成信号の強度に関する2つの信号を出力する位相検波器12とを有する。 Receiving a signal flowing in the loop antenna 10 detected by 1, and a phase detector 12 that multiplies the difference and both signal phases of the two signals and outputs the two signals related to the intensity of the composite signal that can be.

【0019】ループアンテナ10は、直径2〜3cm程度の円形アンテナを用いる。 The loop antenna 10, using a circular antenna with a diameter of about 2-3 cm. ここで、アンテナ10の構成部材は、導体であり、ループアンテナ10に加工できるものであれば、その材質を問わないが、例えば、銅等の金属を用いることが出来る。 Here, components of the antenna 10 is conductive, as long as it can be processed in the loop antenna 10, but not limited to the material, for example, may be a metal such as copper.

【0020】位相検波器12は、基本的には、フィルタと乗算器との機能を有するものであれば良い。 The phase detector 12 is basically as long as it has the function of the filter and the multiplier. 本実施例においては、この位相検波器12は、掛け合わされる2 In the present embodiment, the phase detector 12 is multiplied 2
つの信号の位相のずれの状態を示す信号112を、コントローラ17へ出力する。 One of the signal 112 indicating the state of shift of the phase of the signal, and outputs to the controller 17. さらに、位相検波器12は、 Further, the phase detector 12,
掛け合わされた両信号を合成して得られる信号の強度示す信号を、移相制御回路14a(信号114)および利得制御回路13a(信号113)へ出力する。 A signal indicative of the intensity of the signal obtained by synthesizing the two signals multiplied, and outputs to the phase shift control circuit 14a (a signal 114) and a gain control circuit 13a (a signal 113).

【0021】可変利得増幅器13は、利得制御回路13 The variable gain amplifier 13, gain control circuit 13
aで受け入れた信号113に基づいて、その信号113 Based on the signal 113 received at a, the signal 113
の示す強度が、実質的に0となるように、フィードバック制御を行う。 Intensity indicated by the, so that substantially 0, performs feedback control.

【0022】移相器14は、位相制御回路14aで受け入れた信号114に基づいて、その信号114が示す位相の差が実質的に0となるように、フィードバック制御を行う。 The phase shifter 14 based on the signal 114 received by the phase control circuit 14a, the difference between the phase indicated by the signal 114 to be substantially 0, performs feedback control.

【0023】コントローラ17は、CPUおよびメモリで構成されるマイクロコンピュータ等であり、位相検波器12からの出力(信号112)を受け入れると共に、 [0023] The controller 17 is a microcomputer or the like composed of a CPU and a memory, along with receiving the output from the phase detector 12 (signal 112),
発信器16の発信周波数の制御(信号117)、可変利得増幅器13の増幅ゲインを示す信号の受け入れ(信号113a)、移相器14の位相を示す信号の受け入れ(信号114a)、および、スイッチ15の切り替えタイミングの制御(信号115)を行う。 Control of transmission frequency of the transmitter 16 (signal 117), signal receiving (signal 113a) indicating the amplification gain of the variable gain amplifier 13, a signal indicative of the phase of the phase shifter 14 receiving (signal 114a), and the switch 15 and controls the switching timing (signal 115).

【0024】コモンモードチョーク19は、ループアンテナ10を測定対象に接近させた場合に生じる、ストレー容量の影響を低減する。 The common mode choke 19, occurs when brought close to the loop antenna 10 to be measured, to reduce the effects of stray capacitance. すなわち、当該ストレー容量により、本実施例と測定対象とが電気的に接続されると、外部からループアンテナ10を介して当該チョーク19へ信号が流れ込む。 That is, by the stray capacitance, the the present embodiment and the measurement object is electrically connected, the signal to the choke 19 flows through the loop antenna 10 from the outside. しかし、この信号にとって、当該チョーク19のインダクタンスは、非常に大きなものとなるため、流れる電流は無視できる程度である。 However, for this signal, the inductance of the choke 19, to become very large, on the order the current flowing negligible. また、ループアンテナ10と測定装置との接続線が当該チョーク19内部を通るが、この接続線は、ループアンテナ10からの入出力線が両方含まれているため、当該チョーク19のインダクタンスによる影響はない。 Further, the connection line between the loop antenna 10 and the measuring device is passed through the inside the choke 19, the connection lines, since the input and output lines from the loop antenna 10 is included both influence due to the inductance of the choke 19 Absent.

【0025】本実施例の作用の基本原理を、図3を用いて説明する。 [0025] The basic principle of operation of this embodiment will be described with reference to FIG. ここで、図3(a)は、磁界発生源1の等価回路を示しており、磁界発生源1単体の状態を表わしている。 Here, FIG. 3 (a) shows an equivalent circuit of the magnetic field source 1, represents the magnetic field source 1 alone state. 図3(b)は、従来技術の近磁界測定装置(従来例)を発生源1に近づけた場合の、磁界発生源1および当該測定器の等価回路を示しており、同図(c)は、 FIG. 3 (b), in the case of close prior art near-field measurement device (the conventional example) to source 1 shows an equivalent circuit of the magnetic field source 1 and the measuring instrument, Fig. (C) is ,
本発明による近磁界測定装置を磁界発生源に近づけた場合の、磁界発生源1および近磁界測定装置の等価回路を示している。 When the near-field measuring device according to the invention is brought close to the magnetic field generating source, which shows an equivalent circuit of the magnetic field generating source 1 and a near field measurement device.

【0026】被測定対象である磁界発生源1の等価回路は、電圧vs[V]を生じる等価電圧源3と、抵抗rs The equivalent circuit of the magnetic field source 1 which is an object to be measured is the equivalent voltage source 3 generates a voltage vs [V], the resistance rs
[Ω]を有する等価内部抵抗4と、磁界を外部に放射する放射源のインダクタンス2(Ls[H])とで表わすことができる。 The equivalent internal resistance 4 with [Omega], can be represented by an inductance 2 of radiation sources for radiating the magnetic field outside (Ls [H]). 図3(a)のように磁界発生源1が単体で存在している場合、この等価回路に流れる電流is If Figure 3 a magnetic field generating source 1 as (a) is present alone, the current flowing through the equivalent circuit is
[A]は、 [A] is,

【0027】 [0027]

【数1】 [Number 1]

【0028】である。 [0028] a.

【0029】次に、ループアンテナ10をZiなるインピーダンス5で受ける、従来例の近磁界測定装置を近づけたとき、誘導インダクタンスM[H]で表わされる結合により、ループアンテナ10には、誘導電流ir[A]が流れると共に、磁界発生源1で流れる電流がis'に変化する。 Next, receiving the loop antenna 10 with an impedance 5 consisting Zi, when brought close to a near field measurement apparatus of the conventional example, the bond represented by the induced inductance M [H], the loop antenna 10, the induced current ir [a] together with flows, the current flowing in the magnetic field source 1 is changed to iS '.

【0030】ここで、図3(b)の等価回路は、図7のように書き換えることができ、また、下記の式が成り立つ。 [0030] Here, the equivalent circuit of FIG. 3 (b), can be rewritten as in FIG. 7, also holds the following equation.

【0031】 [0031]

【数2】 [Number 2]

【0032】従って、上記数1および数2から、電流i [0032] Therefore, from the equations 1 and 2, the current i
s'は、以下の式のように表わされる。 s' is represented by the following equation.

【0033】 [0033]

【数3】 [Number 3]

【0034】ここで、上記数3の第2項は、測定のために近付けられた従来例の測定器に、誘導電流irが流れることにより、測定対象である磁界発生源1に流れる電流に生じた誤差を示している。 [0034] Here, the second term of the equation 3, the prior art instruments which are close to the measurement, by induced current ir flows, occurs in the current flowing through the magnetic field source 1 to be measured and shows the error.

【0035】本発明では、図3(c)のごとく、電圧源vrを用いて、ループアンテナ10に誘導電圧をちょうど打ち消すように、電力信号の周波数、位相および強度を調整して供給し、本発明の測定器内部に流れる誘導電流irを打ち消す(ir=0)ものである。 [0035] In the present invention, as in FIG. 3 (c), using a voltage source vr, so as to cancel exactly the induced voltage in the loop antenna 10, and supplies a regulated frequency of the power signal, the phase and intensity, the cancel the induced current ir flowing through the inside of the instrument invention (ir = 0) is intended.

【0036】本発明の近磁界測定装置によれば、測定対象である磁界発生源1の状態を乱さずに、当該発生源1 According to the near-field measuring apparatus The present invention, without disturbing the state of the magnetic field source 1 to be measured, the source 1
の近磁界の測定が可能となる。 It is possible to measure the near magnetic field of. ここで、当該発生源1から見たインピーダンスは、本発明の近磁界測定装置を近づけない場合と変わらず、被測定磁界のエネルギーを消費することない。 Here, the impedance viewed from the source 1 is not the same as if no closer near field measurement apparatus of the present invention, not to consume energy of the measured magnetic field.

【0037】具体的には、本実施例において、コントローラ17は、被測定磁界によりループアンテナ10に誘起された誘起電力を打ち消すように、ループアンテナ1 [0037] Specifically, in this embodiment, the controller 17, so as to cancel the induced power induced in the loop antenna 10 by the magnetic field to be measured, the loop antenna 1
0に供給する電力信号の周波数、電圧および位相を調整し、この調整された電力信号に基づいて、被測定磁界を取得するものである。 Frequency of 0 to supply the power signal to adjust the voltage and phase, based on the adjusted power signal, and acquires the magnetic field to be measured.

【0038】次に、図2のフローチャートを用いて、本実施例の作用を説明する。 Next, with reference to the flowchart of FIG. 2, the operation of this embodiment.

【0039】最初、コントローラ17は、スイッチ15 [0039] First, the controller 17, switch 15
を制御して、移相器14と緩衝増幅器16aとの接続を切る(ステップ302)。 And controls the, disconnected from the phase shifter 14 and the buffer amplifier 16a (step 302). すなわち、ループアンテナ1 In other words, the loop antenna 1
0を駆動しない状態とし、被測定系である磁界発生源1 And a state of not driving the 0, magnetic field source 1 which is an object to be measured based
へループアンテナ10を近付け、予め定めた測定位置に固定する。 Close the loop antenna 10 to be fixed to a predetermined measurement position.

【0040】次に、ステップ303において、コントローラ17は、発振器16を動作させると共に、発信器1 Next, in step 303, the controller 17, along with operating the oscillator 16, oscillator 1
6へ周波数制御信号117を出力し、まず、初期設定された周波数f 0の交流信号を出力させる。 It outputs a frequency control signal 117 to 6, firstly, to output an AC signal of an initial set frequency f 0. この発生された交流信号は、緩衝増幅器16bにより増幅される。 The generated AC signal is amplified by the buffer amplifier 16b.

【0041】一方、電流検出器11が、被測定磁界によりループアンテナ10に誘起された誘起信号を検出して、その信号を位相検波器12へ出力する。 On the other hand, the current detector 11 detects the induced signal induced in the loop antenna 10 by the magnetic field to be measured, and outputs the signal to the phase detector 12.

【0042】位相検波器12は、この増幅された交流信号出力116b(周波数f 0 )と、電流検出器11が検出した誘起信号(周波数fm)とを掛け合わせて、その結果、得られる信号の位相差、例えば、位相の遅れと進みと一致との3つの状態を示すデジタル信号112を出力する。 The phase detector 12, this amplified AC signal output 116 b (frequency f 0), by multiplying the induced signal current detector 11 detects (frequency fm), the result, the resulting signal phase difference, for example, to output a digital signal 112 indicating the three states of the match and advances the phase delay.

【0043】コントローラ17は、この信号112を受け入れ、位相検波器12が受け入れている2つの信号についての位相の差の状態を検出する。 The controller 17 accepts the signal 112, detects a state of difference in phase of the two signals is the phase detector 12 are accepted.

【0044】次に、コントローラ17は、信号112に基づいて、位相検波器12が受け入れている両信号の周波数が一致しているかどうかを判断する(ステップ30 Next, the controller 17 based on the signal 112 to determine whether the phase detector 12 is the frequency of the two signals that are accepted are consistent (Step 30
4)。 4). 本実施例において、一致している場合には、ある一定時間において、位相が完全に一致している状態となるか、または、位相の遅れと進みとを示す信号112が交互に出力される。 In this example, if they match, in a certain period of time, or a state in which phases are matched completely, or, the signal 112 indicating the advances the phase lag is output alternately.

【0045】一致していないと判断された場合には、予め定めた周波数幅で、周波数を変化させ(ステップ30 [0045] If it is determined not to match, in a predetermined frequency width, the frequency is changed (Step 30
5)、ステップ303へ戻る。 5), the flow returns to step 303.

【0046】一致している場合は、その時点で発信されている発振器16の周波数f 0を、被測定磁界の周波数fmとして固定する(ステップ306)。 [0046] If they match, the frequency f 0 of the oscillator 16 being transmitted at that time, to fix the frequency fm of the measured magnetic field (step 306).

【0047】ここで、位相検波器12は、入力信号11 [0047] Here, the phase detector 12, the input signal 11
6bの周波数に対してQが高く、誘起信号に含まれている他の周波数成分により影響は、無視することが出来る。 High Q for frequencies 6b, affected by other frequency components contained in the induced signal can be ignored.

【0048】なお、上記ステップでは、従来の技術と同様に、被測定系からエネルギーを奪っている(図3 [0048] In the above step, as in the conventional art, it has robbed energy from the measuring system (Fig 3
(b)参照)。 (B) reference).

【0049】次に、コントローラ17の制御により、スイッチ15をオンにして、上記で固定された周波数で発信している発信器16の信号を用いて、緩衝増幅器16 Next, the control of the controller 17, and turns on the switch 15, by using the signal of the transmitter 16 is transmitting at a fixed frequency in the above, the buffer amplifier 16
a、移相器14、および、可変利得増幅器13を介して、ループアンテナ10を駆動する(ステップ30 a, phase shifter 14 and, via a variable gain amplifier 13, to drive the loop antenna 10 (Step 30
7)。 7).

【0050】以下のステップでは、電流検出器11の出力が0となるように、移相器14および可変利得増幅器13に負帰還をかける。 [0050] In the following steps, as the output of the current detector 11 becomes 0, negative feedback to the phase shifter 14 and the variable gain amplifier 13. ここで、電流検出器11で検出しているのは、ループアンテナ10に誘起されている誘起信号と、この誘起信号を打ち消すようために、可変利得増幅器13等を介してループアンテナ10に供給されている駆動信号との和である。 Here, what is detected by the current detector 11, the induced signal being induced in the loop antenna 10, in order to counteract the induced signal is supplied to the loop antenna 10 via the variable gain amplifier 13 or the like and which is the sum of the drive signal.

【0051】電流検出器11の出力は、位相検波器12 The output of the current detector 11, a phase detector 12
を介して、利得制御回路13aへ出力される。 Through, and is output to the gain control circuit 13a. この段階で、位相検波器12は、上記ステップで得られた誘起信号の周波数と同一の周波数を有する交流信号116bを受け入れ、当該周波数についての同期検出器(バンドパスフィルタ)として動作する。 At this stage, the phase detector 12 accepts an AC signal 116b having the same frequency as the frequency of the induced signal obtained in step, it operates as a synchronous detector (bandpass filter) for that frequency.

【0052】したがって、当該検波器12から出力される信号113は、当該周波数における、上記誘起信号と駆動信号との合成信号の強度を示すものである。 [0052] Thus, the signal 113 output from the detector 12, in the frequency, shows the intensity of the composite signal between the induced signal and the driving signal. なお、 It should be noted that,
移相器14による位相は、予め定めた初期位相値に固定されているものとする。 Phase by phase shifter 14 is assumed to be fixed to a predetermined initial phase value.

【0053】このような状態において、電流検出器11 [0053] In this state, the current detector 11
の出力は、位相検波器12を介して、利得制御回路13 The output of via a phase detector 12, the gain control circuit 13
aにより検出され(ステップ308)、被測定磁界による誘起信号の電圧Vmと、それを打ち消すようにループアンテナ10に印加された駆動信号の電圧V 0とが、一致しているかどうかを、判断する(ステップ309)。 is detected by a (step 308), the voltage Vm of the induced signal due to the measured magnetic field, the voltage V 0 which applied drive signal to the loop antenna 10 so as to cancel out it, if it matches, it is determined (step 309).
具体的には、出力信号113の強度が極小となったかどうかを検出することで、一致状態が判定される。 Specifically, the intensity of the output signal 113 by detecting whether a minimum, consistent state is determined. ここで、誘起信号と駆動信号との信号電圧が全く同じで逆向きであれば、信号113は極小になる。 Here, if the induced signal and the driving signal and the signal voltage at the opposite exactly the same, the signal 113 is minimized. ただし、この段階では位相のずれが調整されていないため、位相のずれが多少残る場合には、信号113は実質的に0とはならない。 However, at this stage since the phase shift is not adjusted, when the phase shift is slightly remains, the signal 113 is not substantially zero.

【0054】一致していない場合、利得制御回路13a [0054] If you do not match, the gain control circuit 13a
は、可変利得増幅器13の利得を変化させ(ステップ3 Changes the gain of the variable gain amplifier 13 (Step 3
10)、ステップ308へ戻り、一致状態を再判断する。 10), the process returns to step 308, re-determining a match condition.

【0055】一致している場合、その時点における可変利得増幅器13の利得を固定して、ループアンテナ10 [0055] If they match, by fixing the gain of the variable gain amplifier 13 at that time, the loop antenna 10
に印加されている信号電圧V 0を、誘起電力の電圧Vm The signal voltage V 0 being applied to the voltage Vm of the induced power
と決定する(ステップ311)。 To determine (step 311). さらに、コントローラ17は、この時点における、利得制御回路13aから出力される可変利得増幅器13のゲインを示す信号113 Furthermore, the controller 17, the signal 113 shown at this point, the gain of the variable gain amplifier 13 output from the gain control circuit 13a
aを受け入れる。 Accept a. ここで、電圧値は、絶対値を示すもので、両電圧の向きは逆である。 Here, the voltage value, indicates the absolute value, the direction of the both voltages is reversed.

【0056】本実施例では、利得制御回路13aにより、可変利得増幅器13のゲインをフィードバック制御をしているが、コントローラ17が、電流検出器11からの出力を受け入れ、可変利得増幅器13を制御する構成としても良い。 [0056] In this embodiment, the gain control circuit 13a, while the gain of the variable gain amplifier 13 has a feedback control, the controller 17 accepts the output from the current detector 11, controls the variable gain amplifier 13 it may be configured.

【0057】次に、位相に対して、同様な調整を行なう。 Next, the phase, the same adjustment. すなわち、位相制御回路14aは、電流検出器11 In other words, the phase control circuit 14a, a current detector 11
の出力を、位相検波器12を介して、信号114として受け入れる。 The output of via a phase detector 12, receiving as a signal 114. ここで、信号114は、上記信号113と同様に、位相検波器12に入力される2つの信号が掛け合わされた合成信号の強度を示すものであり、位相制御回路114により検出される(ステップ312)。 Here, the signal 114, similar to the signal 113, which indicates the intensity of the combined signal of two signals input to the phase detector 12 is multiplied, is detected by the phase control circuit 114 (step 312 ). そして、被測定磁界による誘起電力信号の位相pmと、発振器16から発信され移相器14によりその位相が調整されるループアンテナ10に印加した電力信号の位相p 0 Then, the phase p 0 of the phase pm of induced power signal by the measured magnetic field, the power signal and the phase by the phase shifter 14 is transmitted from the oscillator 16 is applied to the loop antenna 10 to be adjusted
とが、一致しているかどうかを判断する(ステップ31 Door is, it is determined whether or not the match (step 31
3)。 3).

【0058】具体的には、出力信号114の強度が極小または実質的に0となったかどうかを検出することで、 [0058] Specifically, by the intensity of the output signal 114 to detect whether a minimum or substantially zero,
一致状態が判定される。 Matching state is determined. すなわち、上記ステップで周波数と電圧とが求められているため、この段階で位相が合わせられると、電流検出器11の検出する信号は、ほとんど0となり、信号114が示す強度も最小、または、 That is, since the sought frequency and voltage in the above step, the suit phase at this stage, the detection signal of the current detector 11, almost zero, the minimum even intensity indicated by the signal 114, or,
0となる。 0.

【0059】一致していない場合、位相制御回路14a [0059] If you do not match, the phase control circuit 14a
によって、移相器14の位相変化量を変化して(ステップ314)、ステップ312へ戻り、一致状態を再判断する。 By changing the phase change amount of the phase shifter 14 (step 314), returns to step 312, re-determining a match condition.

【0060】一致している場合、その時点における移相器14の位相変位量を固定して、ループアンテナ10に印加されている信号位相p 0を、誘起電力信号の位相p [0060] If they match, by fixing the phase shift amount of the phase shifter 14 at that time, the signal phase p 0 being applied to the loop antenna 10, the phase p of the induced power signal
mとする(ステップ315)。 And m (step 315). さらに、コントローラ1 In addition, the controller 1
7は、この時点における、位相制御回路14aから出力される移相器14の位相変化を示す信号113aを受け入れる。 7, at this time, receiving a signal 113a indicative of the phase change of the phase shifter 14 output from the phase control circuit 14a.

【0061】本実施例では、位相制御回路14aにより、移相器14をフィードバック制御をしているが、コントローラ17が位相検波器12からの信号を受け入れて、移相器14の位相変化を制御する構成としても良い。 [0061] In this embodiment, the phase control circuit 14a, although the feedback control of the phase shifter 14, the controller 17 receives a signal from the phase detector 12, controls the phase change of the phase shifter 14 it may be configured to be.

【0062】以上のステップ308〜315により、コントローラ17を介さずにフィードバック制御で得られる、ループアンテナ10に印加する駆動信号が誘起信号を打ち消す安定状態では、振幅信号113aと位相信号114aは、それぞれ、被測定磁界の大きさと位相に対応した量を示している。 [0062] Through the above steps 308 to 315, obtained by feedback control without using the controller 17, in a stable state for canceling the driving signal is induced signal applied to the loop antenna 10, the amplitude signal 113a and the phase signal 114a, respectively shows the amount corresponding to the magnitude and phase of the measured magnetic field. また、ステップ302〜306 In addition, step 302 to 306
では、すでに、誘起電力信号の周波数が測定されている。 In already frequency of the induced power signal is measured. さらに、本実施例においては、予め、磁界とループアンテナ10に誘起される誘起信号との関係をコントローラ17へ入力しておく。 Further, in the present embodiment, in advance to enter the relationship between the induced signal induced in the magnetic field and the loop antenna 10 to the controller 17.

【0063】したがって、コントローラ17は、周波数制御信号117と、振幅信号113aと、位相信号11 [0063] Thus, the controller 17 includes a frequency control signal 117, the amplitude signal 113a, the phase signal 11
4aとに基づいて、被測定磁界を求めることができ、その結果をデイスプレイ18へ出力する。 Based on the 4a, it is possible to determine the magnetic field to be measured, and outputs the result to Deisupurei 18. デイスプレイ1 Deisupurei 1
8は、取得された結果に基づいて、測定対象である磁界発生源1が発生する被測定磁界を表示するる(ステップ316)。 8, based on the results obtained, the magnetic field generating source 1 is Ruru displays the measured magnetic field generated is measured (step 316).

【0064】ここで、被測定磁界は、複数の周波数ピークを有する場合がある。 [0064] Here, the magnetic field to be measured may have a plurality of frequency peaks. このような場合、上記ステップ302において、スイッチをONにすると共に、粗いスペクトラム分析を行ない、被測定磁界のうち、予め定めたしきい値以上の強度を有する周波数ピークを対象として、ステップ303〜315を繰返す。 In this case, in step 302, while turns ON the switch performs a coarse spectral analysis of the measured magnetic field, as a target frequency peak with a threshold value or more intensity predetermined steps 303-315 repeated. これにより、各ピークにおいて、周波数の高精度な特定、および、その信号の強度および位相の測定を行なう。 Thus, at each peak, a particular precision frequency, and performs the measurement of the signal strength and phase. さらに、これらの結果は、ステップ316において、例えば、周波数と強度とをグラフとして(図1中の表示器18に示す図) Moreover, these results, in step 316, for example, (shows on the display 18 in FIG. 1) and the frequency and intensity as a graph
表示する。 indicate.

【0065】本実施例によれば、磁界センサとしてのループアンテナ10を駆動して、その磁界センサに流れる誘導信号を抑制することができるため、高精度な近磁界測定装置を提供することができる。 [0065] According to this embodiment, by driving the loop antenna 10 as a magnetic field sensor, it is possible to suppress the induction signal flowing through the magnetic field sensor, it is possible to provide a highly accurate near field measurement device . したがって、被測定磁界発生源から見たインピーダンスは、本実施例による近磁界測定装置を近づけないときと変わらず、被測定磁界のエネルギーを消費することなく近磁界測定が可能となる。 Accordingly, the impedance as viewed from the measured magnetic field generating source is not the same as when no closer near field measurement apparatus according to this embodiment, it is possible to close the magnetic field measurement without consuming energy of the measured magnetic field.

【0066】また、本実施例によれば、駆動信号の位相と強度とをコントローラ17を介さずにフィードバック制御するため、上記測定を高速に実行することが可能となる。 [0066] Further, according to this embodiment, since the feedback control of the phase and intensity of the driving signal not through the controller 17, it is possible to perform the measurement at a high speed.

【0067】本実施例では、周波数を固定し、その後に電圧、位相を固定したが、ループアンテナ10(磁界センサ)へ印加する駆動信号の調整アルゴリズムは、必ずしも、これに限定されない。 [0067] In this example, fixed frequency, then the voltage has been fixed phase adjustment algorithm of the drive signal applied to the loop antenna 10 (magnetic sensor) is not necessarily limited thereto. 本発明では、最終的に、磁界センサに誘起される誘起電力と一致する電力を発生できる構成であれば良い。 In the present invention, finally, it may be a structure capable of generating electric power that matches the induced power induced in the magnetic field sensor.

【0068】また、本実施例においては、磁界センサとして、ループアンテナ10を用いたが、本発明はこれに限定されない。 [0068] In the present embodiment, as a magnetic field sensor, is used a loop antenna 10, the present invention is not limited thereto. 本発明における磁界センサは、被測定磁界中に置かれた場合に、誘導電流を生じるものであれば、その形状および種類に限定されない。 Magnetic field sensor of the present invention, when placed in a magnetic field to be measured, as long as it results in induction current, but is not limited to the shape and type.

【0069】また、本実施例においては、周波数の決定をするためコントローラ17と発振器16とを用いたが、ループアンテナ10の誘起信号の周波数を決定できれば、その方法、装置の構成は限定されない。 [0069] In the present embodiment uses a controller 17 and the oscillator 16 for the determination of the frequency, if determining the frequency of the induced signal of the loop antenna 10, the method, configuration of the apparatus is not limited. 例えば、 For example,
スペクトラムアナライザを用いて、当該信号の周波数の概略値を求めても構わない。 Using a spectrum analyzer, it may be determined approximate values ​​of the frequency of the signal.

【0070】また、本実施例においては、ループアンテナ10を駆動しない状態で、被測定磁界の周波数を決定したが、本発明はこれに限定されない。 [0070] In the present embodiment, in a state where no driving loop antenna 10, but determines the frequency of the measured magnetic field, the present invention is not limited thereto. 例えば、本実施例の方法で周波数を決定した後、それ以降のステップで、ループアンテナ10を駆動しながら、周波数を微調整しながら、位相および強度の検出をする構成としても良い。 For example, after determining the frequency in the method of the present embodiment, in the subsequent step, while driving the loop antenna 10, while finely adjusting the frequency, it may be configured to detect the phase and intensity. この方法によれば、より高精度に近傍磁界を決定することが出来る。 According to this method, it is possible to determine the near magnetic field more accurately.

【0071】次に、本発明を適用した近磁界測定装置の他の実施例を説明する。 [0071] Next, a description will be given of another embodiment of a near-field measuring apparatus according to the present invention. 本実施例は、上記実施例で示された近磁界測定装置を用いて、被測定対象である磁界発生源から発生される近磁界のベクトル量を測定するものである。 This embodiment uses a near-field measurement device shown in the above example, it is to measure the vector of the near magnetic field generated from the magnetic field source is to be measured.

【0072】本実施例は、被測定磁界の磁界ベクトルを検出する磁界センサとして動作するループアンテナ10 [0072] This example, a loop antenna 10 which operates as a magnetic field sensor for detecting the magnetic field vector of the measured magnetic field
と、ループアンテナ20と、ループアンテナ21とを有する。 When, having a loop antenna 20, a loop antenna 21. ループアンテナ10、20および21は、互いに直交配置されて、測定に用いる直交座標を構成する。 Loop antennas 10, 20 and 21, are perpendicular to each other, constitute an orthogonal coordinate used for measurement. 各ループアンテナは、そのループ面に直交する磁界成分を検出する。 Each loop antenna detects a magnetic field component perpendicular to the loop plane. すなわち、本実施例では、ループアンテナ1 That is, in this embodiment, the loop antenna 1
0は磁界のX軸成分、ループアンテナ20はY軸成分、 0 X-axis component of the magnetic field, the loop antenna 20 is Y-axis component,
ループアンテナ21はZ軸成分を、それぞれ、検出する。 Loop antenna 21 is the Z-axis component, respectively, is detected.

【0073】本実施例は、さらに、これらループアンテナ10、20、21にそれぞれ接続され、当該アンテナに誘起される電力を検出すると共に、当該アンテナを駆動する検出/駆動部200、201、202と、各ループアンテナを駆動するために検出/駆動部200、20 [0073] This embodiment is further connected to these loop antennas 10, 20, and detects the power induced in the antenna, a detection / driving section 200, 201 and 202 for driving the antenna detection to drive each loop antenna / driver 200, 20
1、202へ交流信号を出力する発信器16とを有する。 To 1,202 and a transmitter 16 for outputting an AC signal.

【0074】本実施例は、さらに、検出/駆動部20 [0074] This example further detection / driving section 20
0、201、202および発信器16を制御して、被測定磁界により各ループアンテナに誘起された誘起信号と同じ周波数の交流信号を発信器16により発信させるとともに、この交流信号に基づいて、これらの誘起信号を打ち消すように各検出/駆動部を駆動することにより、 0,201,202 and controls the oscillator 16, causes transmitted by transmitter 16 exchanges signals with the same frequency as the induced signal induced in each loop antenna by the magnetic field to be measured, on the basis of the AC signal, these by driving each detection / driving section so as to cancel the induced signal,
被測定磁界のベクトル量を求めるコントローラ17と、 A controller 17 for determining the vector quantity of the measured magnetic field,
求められた被測定磁界を表示するデイスプレイ18と、 And Deisupurei 18 for displaying the measured magnetic field obtained,
コントローラ17等の各種設定に対する外部からの入力を受け付ける入力装置(図示せず)とを有する。 And an input device that receives an input from the outside (not shown) for various settings, such as controller 17.

【0075】検出/駆動部200、201および202 [0075] Detection / driver 200, 201 and 202
は、それぞれ、同じ構成を有するもので、各検出/駆動部の具体的構成としては、上記実施例と同じもの(図1 Are each intended to have the same configuration, as a specific configuration of the detection / driving section, same as the above embodiment (FIG. 1
参照)を用いることができる。 Reference) can be used. したがって、ここでは、 Therefore, here,
その構成の説明を省略する。 It omitted a description of the configuration.

【0076】コントローラ17は、検出/駆動部20 [0076] The controller 17, detection / driving section 20
0、201、202に、それぞれ、接続するバス信号線210、211、212を介して、位相検波器12からの出力(信号112)を受け入れると共に、発信器16 To 0,201,202, respectively, via the bus signal lines 210, 211 and 212 to be connected, along with receiving the output from the phase detector 12 (signal 112), the transmitter 16
の発信周波数の制御(信号117)、可変利得増幅器1 Control of the transmission frequency (signal 117), the variable gain amplifier 1
3の増幅ゲインを示す信号の受け入れ(信号113 Receiving signals indicating the amplification gain of 3 (signal 113
a)、移相器14による信号位相を示す信号の受け入れ(信号114a)、および、スイッチ15の切り替えタイミングの制御(信号115)を行う。 a), receiving signals indicating the signal phase by phase shifter 14 (signal 114a), and controls the switching timing of the switch 15 (signal 115).

【0077】本実施例の作用を説明する。 [0077] operation of the present embodiment will be described. 本実施例においては、上記実施例を用いて、磁界の空間成分を測定するものであり、個別の構成要件における作用は、上記実施例と同様であるので、本実施例に特有の部分だけを、 In the present embodiment, by using the above-described embodiment is intended to measure the spatial component of the magnetic field, acting on the individual constituent elements are the same as the above embodiment, only the parts specific to this embodiment ,
以下に、説明する。 It will be described below.

【0078】本実施例において、コントローラ17は、 [0078] In this embodiment, the controller 17,
最初、いずれか1つのループアンテナに誘起された誘起信号から、上記実施例と同様に被測定磁界の周波数を検出し、これと同期した発振出力116aを発生する(図2のステップ301〜306)。 First, from any one of the induced induced signal to the loop antenna, as in the above embodiment detects the frequency of the measured magnetic field, to generate an oscillating output 116a in synchronization therewith (step 301 to 306 in FIG. 2) . ここで、本発明において、周波数の検出にどのループアンテナを用いるかは限定されないが、例えば、最大強度の信号が誘起されたループアンテナを用いることができる。 In the present invention, but is not limited the method of using the loop antenna for the detection of frequency, for example, it may be used a loop antenna signal of the maximum intensity is induced.

【0079】コントローラ17は、この発振出力116 [0079] The controller 17, the oscillation output 116
aを基準として、検出/駆動部200、201、202 Based on the a, detection / driving section 200, 201 and 202
を順次駆動して、各々のループアンテナ方向と直交する座標軸方向の磁界の大きさと位相とを検出する。 Sequentially driven, it detects the magnitude and phase of the magnetic field in the axis direction perpendicular to each of the loop antenna direction. 本実施例において、各ループアンテナにおける誘起電力を打ち消すように、当該ループアンテナを駆動する。 In the present embodiment, so as to cancel the induced power in each loop antenna, and drives the loop antenna. ここで、 here,
被測定磁界の各ループアンテナ方向に直交する磁界成分の大きさと位相との検出に伴う各構成の作用は、上記実施例と同様である(図2のステップ307〜315)。 Action of each component in response to detection of the magnitude and phase of the magnetic field components perpendicular to each loop antenna direction of the measured magnetic field is the same as the above embodiment (step 307 to 315 in FIG. 2).

【0080】本実施例において、最後に(図2のステップ316)、コントローラ17は、上記で求められた磁界ベクトル量に基づいて、被測定磁界を可視化できるように、画像データを算出し、デイスプレイ18に表示する。 [0080] In this embodiment, the end (step 316 in FIG. 2), the controller 17 on the basis of the magnetic field vector amount determined above, the magnetic field to be measured so as to be able to visualize, calculate the image data, Deisupurei 18 to display. 表示される画像としては、例えば、図4中に示される表示例300のように、測定に用いた座標と、被測定磁界ベクトルとを重ね合わせて、デイスプレイ18のスクリーン上に立体的に表示する。 The image to be displayed, for example, as in the display example 300 shown in FIG. 4, the coordinates used for the measurement, by superimposing the measured magnetic field vector, sterically displayed on the screen of Deisupurei 18 .

【0081】本実施例によれば、測定対象である磁界発生源の磁界を、3次元的に測定することができ、さらに、その磁界の各空間成分における周波数、強度、および、位相を測定し、それらを可視化して表示することができる。 [0081] According to this embodiment, the magnetic field of the magnetic field source to be measured, can be measured three-dimensionally, furthermore, the frequency in each spatial component of the magnetic field strength, and measures the phase , it is possible to display them to visualize.

【0082】本実施例においては、ループアンテナおよび検出/駆動部を3組設けて、被測定磁界の磁界ベクトルを求めているが、この形状には限定されない。 [0082] In this embodiment, provided with a loop antenna and the detection / driving section 3 sets, but seeking magnetic field vector of the measured magnetic field is not limited to this shape. 例えば、上記実施例の近磁界測定装置において、ループアンテナの設置位置を、本実施例のループアンテナの配置のように変化させることができる移動機構を持たせることで、2次元または3次元の磁界ベクトルを測定する構成としても良い。 For example, in a near field measurement apparatus of the above embodiment, the installation position of the loop antenna, by providing a moving mechanism that can change as the arrangement of the loop antenna of the present embodiment, two-dimensional or three-dimensional magnetic field it may be configured to measure the vector.

【0083】次に、本発明を適用した近磁界測定装置の他の実施例を、図6を用いて説明する。 [0083] Next, another embodiment of the near-field measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. 本実施例は、上記第2の実施例において磁界センサ全体を移動する走査機構を設けて、測定対象である磁界発生源の各部を走査するものである。 This embodiment is intended to be provided scanning mechanism for moving the entire magnetic field sensor in the second embodiment, scanning each section of the magnetic field source to be measured.

【0084】本実施例は、図6(a)に示すように、測定対象である磁界発生源1が発生する磁界のベクトル量を検出する磁界検出機構22と、磁界発生源1の各部位から発生される磁界を測定するために、磁界発生源1に対する磁界検出機構22の相対位置を変化させる測定位置変位機構61と、磁界検出機構22および測定位置変位機構61を制御して、磁界発生源1の各部から発生された近磁界の3次元ベクトル成分とその分布とを求めるコントローラ17と、それら測定結果を表示するデイスプレイ18と、コントローラ17等の各種設定に対する外部からの入力を受け付ける入力装置(図示せず)とを有する。 [0084] In this embodiment, as shown in FIG. 6 (a), the magnetic field detecting mechanism 22 for detecting the vector of the magnetic field the magnetic field generating source 1 to be measured is generated from each portion of the magnetic field source 1 to measure the magnetic field generated, a measurement position displacement mechanism 61 for changing the relative position of the magnetic field detecting mechanism 22 with respect to the magnetic field generating source 1 controls the magnetic field detecting mechanism 22 and the measured positional displacement mechanism 61, the magnetic field generating source 1 of a three-dimensional vector components of the near magnetic field generated from each unit and a controller 17 for obtaining a distribution thereof, and Deisupurei 18 to display them measurement results, an input device for accepting an input from outside to the various settings, such as controller 17 ( having not shown) and.

【0085】本実施例は、さらに、測定対象である磁界発生源1を有する電子回路基板50、および、測定位置変位機構61を支持する支持部60を有する。 [0085] This example further electronic circuit board 50 having a magnetic field source 1 to be measured, and has a support portion 60 for supporting the measuring position displacement mechanism 61.

【0086】磁界検出機構22は、図6(b)に示すように、磁界センサとして動作する、互いに直交する、ループアンテナ10、ループアンテナ20、および、ループアンテナ21と、これらループアンテナに接続され、 [0086] magnetic field detecting mechanism 22, as shown in FIG. 6 (b), operates as a magnetic field sensor, perpendicular to each other, the loop antenna 10, and the loop antenna 20, the loop antenna 21, connected to these loop antennas ,
これらに誘起される誘起電力を検出すると共に、当該誘起電力を打ち消すように当該アンテナを駆動する信号を発生することで、被測定磁界の周波数、強度および位相を検出する磁界検出回路部23とを有する。 Detects the induced power induced in these, by generating a signal for driving the antenna so as to cancel the induced power, and a magnetic field detecting circuit 23 for detecting the measured field frequency, intensity and phase a.

【0087】磁界検出回路部23は、上記第2の実施例における検出/駆動部200、201、202(図4参照)と、各検出/駆動部へ交流信号を出力する発信器1 [0087] magnetic field detecting circuit 23, oscillator 1 for outputting a detection / driving section 200, 201, 202 (see FIG. 4), an alternating current signal to the detector / driver in the second embodiment
6とを有する。 And a 6.

【0088】測定位置変位機構61は、図6(a)に示すように、磁界検出機構22を一端に固定する磁界検出機構支持部材61bと、当該支持部材61bをy方向(図中矢印参照)に変位させるy方向駆動機能を有すると共に、コントローラ17からの制御指令を受けいれて、以下に述べるx、yおよびz方向の変位動作を制御する位置制御部61aを有する。 [0088] measuring position displacement mechanism 61, as shown in FIG. 6 (a), a magnetic field detecting mechanism supporting member 61b for fixing the magnetic field detection mechanism 22 at one end, the support member 61b y-direction (see the arrow in the figure) with and has a y-direction driving function of displacing, by accepting the control command from the controller 17, x described below, the position control section 61a for controlling the y and z direction displacement operation.

【0089】測定位置変位機構61は、さらに、位置制御制御部61aを保持すると共に、その保持位置をx方向で変位させるx方向駆動機構61cと、x方向駆動機構61cを保持すると共に、その保持位置をz方向で変位させるz方向駆動機構61dとを有する。 [0089] measuring position displacement mechanism 61 further holds the position control control unit 61a, the x-direction drive mechanism 61c for displacing the holding position in the x-direction, holds the x-direction driving mechanism 61c, the holding position and a z-direction drive mechanism 61d which displaces in the z direction.

【0090】コントローラ17は、磁界検出機構22および測定位置制御機構61を、バス信号線230を介して制御する。 [0090] The controller 17, a magnetic field detection mechanism 22 and the measurement position control mechanism 61, controlled via a bus signal line 230. すなわち、コントローラ17は、上記第1 That is, the controller 17, the first
および第2の実施例と同様に、位相検波器12からの出力(信号112)を受け入れると共に、発信器16の発信周波数の制御(信号117)、可変利得増幅器13の増幅ゲインを示す信号の受け入れ(信号113)、移相器14の位相変位を示す信号の受け入れ(信号11 And as in the second embodiment, the receiving output from the phase detector 12 (signal 112), acceptance of the signal indicating the amplification gain of the transmitter 16 controls the oscillation frequency of the (signal 117), the variable gain amplifier 13 (signal 113), receiving signals indicating the phase shift of the phase shifter 14 (signal 11
4)、および、スイッチ15の切り替えタイミングの制御(信号115)を実行する。 4), and executes control of the switching timing of the switch 15 (signal 115).

【0091】本実施例の作用を説明する。 [0091] a description will be given of the operation of this embodiment. 本実施例は、 The present embodiment,
上記第2の実施例による近磁界測定装置により、測定対象である磁界発生源1上を走査して、その磁界分布を求めるものである。 By near field measurement apparatus according to the second embodiment, scanning the magnetic field source 1 to be measured, and requests the magnetic field distribution.

【0092】すなわち、本実施例においては、最初、コントローラ17は、測定位置変位機構61を制御して、 [0092] That is, in this embodiment, first, the controller 17 controls the measured positional displacement mechanism 61,
磁界検出機構22を、予め設定された測定位置へ移動させる。 A magnetic field detecting mechanism 22, moves to the preset measuring position. 次に、当該測定位置において、上記第2の実施例と同様に、磁界発生源1から発生される近磁界の3次元ベクトルの、振動周波数、強度および位相を、測定する。 Then, in the measuring position, as in the second embodiment, the three-dimensional vector of the near magnetic field generated from the magnetic field source 1, the vibration frequency, the intensity and phase, measured. 磁界測定に伴う、本実施例の構成要件の詳細な作用は、上記第2の実施例と同じであるため、ここでは省略する。 Due to the magnetic field measurements, detailed actions of constituent elements of this embodiment are the same as in the second embodiment is omitted here.

【0093】本実施例においては、上記磁界ベクトル測定を、測定位置を変化させる毎に行ない、磁界発生源1 [0093] In this embodiment, the magnetic field vector measurements, performed each time changing the measurement position, the magnetic field generating source 1
が発生する磁界の3次元ベクトルの空間分布を求める。 There obtaining the spatial distribution of the three-dimensional vector of the magnetic field generated.
さらに、求められた3次元ベクトルで現わされた被測定磁界の空間分布を、測定者が見やすいように擬似3次元的な画像を示す画像データを作成し、このデータを表示器18へ出力する。 Further, the spatial distribution of the measured magnetic field that is manifested by a three-dimensional vector obtained as measurer clarity creates image data representing a pseudo three-dimensional image, and outputs the data to display 18 . 表示器18は、このデータを受け入れて、測定結果を表示する。 Display 18 accepts the data and displays the measurement results.

【0094】表示する画像として、例えば、測定した磁界のうち、1つの周波数における磁界ベクトル(図4の表示例300参照)を、そのベクトルを測定した測定位置に対応して、3次元的に配置した画像や、磁界ベクトルの強度のうち、1つ成分のだけを用いて作成した等高線図等がある。 [0094] As an image to be displayed, for example, of the magnetic field measured magnetic field vectors at one frequency (see display example 300 in FIG. 4), corresponding to the measurement position measure the vector, 3-dimensionally arranged image and a, of the intensity of the magnetic field vector, a contour plot such as that created by using only one component. ここで、測定結果の表示は、これらの例に限定されるものではなく、強度や位相を色で現わしたりしても良い。 Here, display of measurement results is not limited to these examples, the strength and phase in color may be or manifested.

【0095】本実施例によれば、測定対象である磁界発生源1の発生する磁界の周波数成分、および、磁界の空間的分布を、測定対象の状態を乱すことなく、自動的に測定することができる。 [0095] According to this embodiment, the magnetic field generated by the frequency component of the magnetic field generating source 1 to be measured, and the spatial distribution of the magnetic field, without disturbing the state of the measurement object, by measuring automatically can.

【0096】また、上記3つの実施例では、空間的な磁界の測定だけについて述べているが、同じ測定位置または領域を、予め定めた時間間隔で測定し、その変化を動画等を用いて、被測定磁界およびその時間変化を表示しても良い。 [0096] In the above three examples, but describe only the measurement of the spatial magnetic field, the same measurement location or area, as measured at a predetermined time interval, using a video or the like the change, the measured magnetic field and may be displayed to the time change.

【0097】 [0097]

【発明の効果】本発明によれば、磁界センサに流れる誘導信号を打ち消すことができるため、近磁界測定において誤差の原因となる磁界測定器自身の被測定系に対する影響を減少させることができ、したがって、高精度な近磁界測定装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to cancel the induced signal flowing through the magnetic field sensor, it is possible to reduce the effect on the magnetic field measuring instrument itself of the measuring system to cause an error in the near field measurements, Therefore, it is possible to provide a highly accurate near field measurement device.

【0098】 [0098]

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明を適用した近磁界測定装置の一実施例における構成を示す説明図。 Explanatory view showing a configuration of an embodiment of FIG. 1 near field measurement apparatus according to the present invention.

【図2】図1の実施例の作用を示すフローチャート。 2 is a flowchart showing the operation of the embodiment of FIG.

【図3】本発明を適用した近磁界測定装置の測定原理を説明する説明図。 Explanatory diagram for explaining a measurement principle of Figure 3 near magnetic field measuring apparatus according to the present invention.

【図4】本発明を適用した近磁界測定装置の他の一実施例における構成を示す説明図。 Explanatory view showing a configuration of an embodiment other in Figure 4 near field measurement apparatus according to the present invention.

【図5】従来の近磁界測定装置の構成を示す説明図。 Figure 5 is an explanatory diagram showing the configuration of a conventional near-field measurement device.

【図6】図6(a):本発明を適用した近磁界測定装置の他の一実施例における構成を示す説明図。 [6] FIG. 6 (a): diagram showing the construction of another embodiment of a near-field measuring apparatus according to the present invention. 図6 Figure 6
(b):図6(a)の磁界検出機構22の構成を示す説明図。 (B): diagram showing the configuration of a magnetic field detecting mechanism 22 in FIG. 6 (a).

【図7】従来の近磁界測定装置による、被測定対象に対する影響を説明するために用いる等価回路図。 [7] by a conventional near-field measurement device, an equivalent circuit diagram used for explaining the effect on the measured object.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1…被測定磁界発生源、2…被測定磁界発生部のインダクタンス、3…被測定磁界発生部の等価電圧源、4…被測定磁界発生部の内部インピーダンス、5…ループアンテナの受端インピーダンス、6…電圧源、10…ループアンテナ、11…電流検出器、12…位相検波器、13 1 ... the measured magnetic field source, 2 ... inductance of the measured magnetic field generating unit, 3 ... equivalent voltage source of the measured magnetic field generator, 4 ... internal impedance of the measured magnetic field generating section, the receiving end impedance of 5 ... loop antenna, 6 ... voltage source, 10 ... loop antenna, 11 ... current detector, 12 ... phase detector, 13
…可変利得増幅器、14…移相器、15…スイッチ、1 ... variable gain amplifier, 14 ... phase shifter, 15 ... switch, 1
6…発振器、16a、16b…緩衝増幅器、17…コントローラ、20、21…ループアンテナ、22…磁界検出機構、40…バラン、41…スペクトラムアナライザ、50…電子回路基板、60…支持部、61…測定位置変位機構、200、201、202…検出/駆動部。 6 ... oscillator, 16a, 16b ... buffer amplifier, 17 ... controller, 20, 21 ... loop antenna, 22 ... magnetic field detecting mechanism, 40 ... balun, 41 ... spectrum analyzer, 50 ... electronic circuit board, 60 ... support portion, 61 ... measuring position displacement mechanism, 200, 201, 202 ... detection / drive unit.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl. 7 ,DB名) G01R 29/08 G01R 19/00 - 19/32 G01R 15/00 - 15/12 G01R 33/02 - 33/10 JICSTファイル(JOIS) Of the front page Continued (58) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) G01R 29/08 G01R 19/00 - 19/32 G01R 15/00 - 15/12 G01R 33/02 - 33/10 JICST file (JOIS)

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】被測定対象機器から発生される近傍磁界を測定する近磁界測定装置において、 当該磁界中に置かれることで、当該磁界に対応して誘起信号を内部に生じる磁界センサと、 当該誘起信号を打ち消すための信号を加えることにより、磁界センサを電気的に駆動するセンサ駆動手段と、 当該磁界中の測定位置に配置され、センサ駆動手段により駆動されている磁界センサに流れる電気信号を検出して、当該信号の少なくとも強度を示す信号を出力する信号検出手段と、 信号検出手段から出力される信号に基づいて、当該信号の強度を実質上0とするように、センサ駆動手段を制御することで、測定位置における磁界を求めて出力する制御手段とを有することを特徴とする近磁界測定装置。 1. A near-field measuring apparatus for measuring the near magnetic field generated from the measurement target equipment, that is placed in the magnetic field, the magnetic field sensor to produce induced signals therein in response to the magnetic field, the by adding a signal for canceling the induced signal, a sensor drive means for electrically driving the magnetic field sensor is arranged in the measurement position in the magnetic field, an electric signal flowing through the magnetic field sensor that is driven by the sensor drive unit detecting and a signal detecting means for outputting a signal indicative of at least the strength of the signal, based on the signal output from the signal detection means, the intensity of the signal so as to substantially 0, controls the sensor driving unit by the near field measurement apparatus characterized by a control means for outputting seeking magnetic field at the measurement position.
  2. 【請求項2】請求項1において、 前記センサ駆動手段は、前記誘起信号の特定周波数成分を打ち消すための信号を加えるものであり、 前記信号検出手段は、前記磁界センサに流れる電気信号のうち、当該特定周波数成分の信号だけを検出するものであり、 前記制御手段は、前記測定位置における磁界の当該特定周波数成分を求めることを特徴とする近磁界測定装置。 2. A method according to claim 1, wherein the sensor drive means, which adds a signal for canceling the specific frequency component of the induced signal, the signal detection means of the electrical signals flowing through the magnetic field sensor, the particular only the signal of the frequency components is used to detect, said control means, the near field measuring apparatus and obtaining the specific frequency component of the magnetic field in the measurement position.
  3. 【請求項3】請求項2において、 前記制御手段により出力される磁界を表示する表示手段をさらに有することを特徴とする近磁界測定装置。 3. The method of claim 2, near field measurement apparatus characterized by further comprising display means for displaying a magnetic field that is output by the control means.
  4. 【請求項4】請求項3において、 前記センサ駆動手段は、 前記磁界センサを駆動するための交流信号を発生する発生周波数が可変な発信器と、 当該交流信号の位相および強度を調整する信号調整手段とを有することを特徴とする近磁界測定装置。 4. The method of claim 3, wherein the sensor drive means, said the occurrence frequency for generating an AC signal for driving the magnetic field sensor variable oscillator, signal conditioning for adjusting the phase and intensity of the AC signal near field measurement apparatus characterized by having means.
  5. 【請求項5】請求項4において、 前記制御手段は、前記信号検出手段からの信号に基づいて、前記発信器の発生する交流信号の周波数を制御することで、測定する近傍磁界の周波数を求めることを特徴とする近磁界測定装置。 5. The method of claim 4, wherein the control unit, on the basis of the signal from the signal detecting means, by controlling the frequency of the alternating current signal generated by the oscillator to determine the frequency of the near magnetic field to be measured near field measurement apparatus, characterized in that.
  6. 【請求項6】請求項5において、 前記信号調整手段は、 前記発信器で発生された交流信号の強度を変化させる可変利得増幅器と、 当該交流信号の位相を変化させる移相器とを有するものであり、 前記制御手段は、前記信号検出手段からの信号に基づいて、可変利得増幅器と移相器とを制御して、測定する近傍磁界の周波数と同じ周波数を有する交流信号の強度と位相とを変化させ、前記信号検出手段からの信号が実質的に0となるようにすることを特徴とする近磁界測定装置。 6. The method of claim 5, wherein the signal adjusting means having a variable gain amplifier for varying the intensity of the generated AC signal by the transmitter, and a phase shifter for changing the phase of the AC signal and the said control means, based on a signal from the signal detecting means, by controlling the variable gain amplifier and phase shifter, an AC signal intensity and phase having the same frequency as the frequency of the near magnetic field to be measured is varied, the signal is substantially zero and becomes as near field measuring device, characterized in that the from the signal detecting means.
  7. 【請求項7】請求項6において、 前記磁界センサは、1以上のループアンテナを有するもので、 前記制御手段は、測定する近傍磁界のうち、各ループアンテナのループ部が形成される平面と直交する磁界成分を、それぞれ求めることを特徴とする近磁界測定装置。 7. The method of claim 6, wherein the magnetic field sensor is one having one or more of the loop antenna, wherein, among the near magnetic field to be measured, perpendicular to the plane in which the loop portion of each loop antenna is formed near field measurement apparatus, characterized in that the magnetic field components, respectively obtained for.
  8. 【請求項8】請求項7において、 前記磁界センサが、2以上の、互いに直交配置されたループアンテナを有する場合、 前記求められた磁界成分を用いて、当該磁界のベクトル量を示す画像を表示するための画像データを生成し出力する画像データ生成手段をさらに有し、 前記表示手段は、当該画像データを受け入れて、求められた磁界のベクトル量を示す画像を表示することを特徴とする近磁界測定装置。 8. The method of claim 7, wherein the magnetic field sensor has two or more of the loop antenna arranged perpendicular to one another, using the determined magnetic field component, displaying an image indicating a vector quantity of the magnetic field further comprising image data generating means for generating and outputting an image data to said display means, receives the image data, near to and displaying an image showing a vector quantity of the obtained magnetic field magnetic field measurement device.
  9. 【請求項9】請求項8において、 前記画像データ生成手段は、前記求められた磁界成分のうちの特定周波数成分に基づいて、当該磁界ベクトルを立体的に示すための画像データを出力するものであり、 前記表示手段は、当該画像データを受け入れて、当該磁界ベクトルを立体的に表示することを特徴とした近磁界測定装置。 9. The method of claim 8, wherein the image data generating means, based on the specific frequency component of the determined magnetic field component, and outputs the image data for three-dimensionally showing the magnetic field vector There, the display means, receives the image data, a near field measurement device, characterized in that stereoscopically displaying the magnetic field vector.
  10. 【請求項10】請求項9において、 被測定対象機器と前記磁界センサとの相対位置関係を変えることにより、測定位置を変化させる走査手段をさらに有し、 前記制御手段は、走査手段を制御して、予め定めた複数の測定位置で近傍磁界の測定を行なうことを特徴とする近磁界測定装置。 10. The method of claim 9, by changing the relative positional relationship between the magnetic field sensor and the measurement target device further comprises a scanning means for changing the measurement position, the control means controls the scanning means Te, near field measurement apparatus, characterized in that the measurement of the near magnetic field at a plurality of measurement positions set in advance.
  11. 【請求項11】請求項10において、 前記磁界センサは、2以上の、互いに直交配置されたループアンテナを有し、 前記走査手段は、当該ループアンテナを、被測定対象機器に対して相対的に移動する移動機構を有し、 前記制御手段は、複数の測定位置における、互いに直交した2以上の空間座標軸方向における磁界成分を求めるものであり、 前記画像データ生成手段は、求められた磁界成分に基づいて、当該複数の測定位置を含む予め定めた測定範囲における当該磁界ベクトルの空間分布を示す画像を表示するための画像データを生成して、出力することを特徴とする近磁界測定装置。 11. The method of claim 10, wherein the magnetic field sensor is of 2 or more, has a loop antenna arranged perpendicular to one another, said scanning means, the loop antenna, relative to the measurement target equipment has a moving mechanism for moving said control means in a plurality of measurement positions, which determine the magnetic field component at two or more spatial coordinate axes directions perpendicular to each other, the image data generating means, the magnetic field component obtained based on, to generate image data for displaying an image showing the spatial distribution of the magnetic field vector in a predetermined measurement range including the plurality of measurement positions, the near magnetic field measuring device and outputs.
  12. 【請求項12】被測定対象機器から発生される近傍磁界を測定する近磁界測定方法において、 当該磁界中に置かれた磁界センサを電気的に駆動すると共に、当該磁界センサに流れる電気信号を検出し、 当該電気信号に基づいて、当該電気信号が0となるように、当該磁界センサの駆動状態を制御して、 当該電気信号が実質的に0となった時点における駆動状態から、当該磁界を求めることを特徴とする近磁界測定方法。 12. The near-field measuring method for measuring the near magnetic field generated from the measurement target device, thereby electrically driving the magnetic field sensor placed in the magnetic field, detecting an electrical signal flowing through the magnetic field sensor and, based on the electric signal, so that the electrical signal is 0, and controls the driving state of the magnetic field sensor, the drive state at the time when the electrical signal is substantially zero, the magnetic field near field measurement method and finding.
  13. 【請求項13】請求項12において、 前記磁界センサの駆動周波数を変化させることにより、 13. The method of claim 12, by changing the driving frequency of the magnetic field sensor,
    測定する近傍磁界の周波数を求めて、 求められた周波数と同一の駆動周波数を有する信号を用いて、前記磁界センサの駆動して、 当該信号について、その位相および強度を調整することにより、当該電気信号を実質的に0とすることを特徴とする近磁界測定方法。 Seeking the frequency of the near magnetic field to be measured, by using a signal having the same driving frequency and the frequency obtained by driving of the magnetic field sensor, for the signal, by adjusting the phase and intensity, the electric near field measurement method characterized in that a substantially zero signal.
  14. 【請求項14】 磁気センサと、 該磁気センサに生じた誘起信号を打ち消す信号を加える Add 14. A magnetic sensor, a signal that cancels the induced signal generated in the magnetic sensor
    センサ駆動手段と、 該磁気センサに流れる電気信号を検出し、該信号を出力 A sensor drive means, detects an electrical signal flowing through the magnetic sensor, outputs the signal
    する信号検出手段と、 該信号検出手段から出力される信号の強度をほぼ0とす To a signal detecting means for, the strength of the signal output from the signal detection unit substantially 0
    るように、該センサ駆動手段を制御することにより、測 In so that, by controlling the sensor drive means, measuring
    定位置における磁界を求めて出力する制御手段と、 を有することを特徴とする近磁界測定装置。 Near field measurement apparatus characterized by and a control means for outputting seeking magnetic field at a fixed position.
  15. 【請求項15】 磁気センサと、 該磁気センサに加える信号の位相および強度をそれぞれ 15. A magnetic sensor, the phase and intensity of the signal applied to the magnetic sensor, respectively
    調節する調整手段と、 該磁気センサに流れる電気信号を検出し、該信号を出力 And adjusting means for adjusting for, detecting an electrical signal flowing through the magnetic sensor, it outputs the signal
    する信号検出手段と、 該信号検出手段から出力される信号の強度がほぼ0とな A signal detecting means for, it substantially zero intensity of the signal output from the signal detection means
    るように該調整手段を用いて制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする近磁界測定装置。 Near field measurement apparatus characterized by comprising a control means for controlling by using the adjusting means so that.
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