JP3477837B2 - 磁石位置測定方法 - Google Patents
磁石位置測定方法Info
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- JP3477837B2 JP3477837B2 JP20450994A JP20450994A JP3477837B2 JP 3477837 B2 JP3477837 B2 JP 3477837B2 JP 20450994 A JP20450994 A JP 20450994A JP 20450994 A JP20450994 A JP 20450994A JP 3477837 B2 JP3477837 B2 JP 3477837B2
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば非磁性の金属シ
ースを有する電力ケーブルのケーブルコアの移動量の測
定や、ケーブルのスケークの変化の測定等、非磁性体で
覆われた内部の物体の移動量の測定をその物体に取付け
た永久磁石の位置を測定することにより測定する磁石位
置測定方法に関するものである。
ースを有する電力ケーブルのケーブルコアの移動量の測
定や、ケーブルのスケークの変化の測定等、非磁性体で
覆われた内部の物体の移動量の測定をその物体に取付け
た永久磁石の位置を測定することにより測定する磁石位
置測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えばアルミシースや鉛シース等
の非磁性の金属シースを有する電力ケーブルのケーブル
コアの移動量の測定技術としては、例えば特公昭 53-49
11号公報に示されるように、ケーブルコアに信号源とし
て永久磁石を取付け、非磁性の金属シースの外側から検
出用の磁石を用いて目視的に移動量を測定するものがあ
った。又従来このような目的のためにＸ線撮影による移
動量の測定が行われていた。
の非磁性の金属シースを有する電力ケーブルのケーブル
コアの移動量の測定技術としては、例えば特公昭 53-49
11号公報に示されるように、ケーブルコアに信号源とし
て永久磁石を取付け、非磁性の金属シースの外側から検
出用の磁石を用いて目視的に移動量を測定するものがあ
った。又従来このような目的のためにＸ線撮影による移
動量の測定が行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のこの種
の方法は、検出用磁石の動きを人の目で判断していたの
で、ケーブル線路運転中の連続的な、かつ自動的な測定
には不向きであった。又Ｘ線撮影は有資格者による危険
区域設定下での特殊作業となるため、連続測定には不向
であり、撮影された写真よりケーブルコアの移動状況を
知るには、経験者による写真の判定が必要であった。
の方法は、検出用磁石の動きを人の目で判断していたの
で、ケーブル線路運転中の連続的な、かつ自動的な測定
には不向きであった。又Ｘ線撮影は有資格者による危険
区域設定下での特殊作業となるため、連続測定には不向
であり、撮影された写真よりケーブルコアの移動状況を
知るには、経験者による写真の判定が必要であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の問題点を
解消し、非磁性体で覆われた内部の物体に取付けた永久
磁石の位置を高精度に測定する磁石位置測定方法を提供
するもので、その特徴は、移動の測定対象に取付けた永
久磁石のＮＳ極の方向と直交する方向に複数個の磁界検
出センサを直線上に配置し、かつそれらの磁界検出セン
サの磁界を検出する方向は磁界検出センサを配置した直
線方向にそろえ、各磁界検出センサの検出した磁界値を
直線か曲線で補間して得た磁界分布で、磁界値が零にな
る点を求めることによって、永久磁石の位置が磁界検出
センサの配置された直線上の磁界値が零になる点を含
み、磁界検出センサの配置された直線と直交する平面上
にあることを測定する磁石位置測定方法にある。
解消し、非磁性体で覆われた内部の物体に取付けた永久
磁石の位置を高精度に測定する磁石位置測定方法を提供
するもので、その特徴は、移動の測定対象に取付けた永
久磁石のＮＳ極の方向と直交する方向に複数個の磁界検
出センサを直線上に配置し、かつそれらの磁界検出セン
サの磁界を検出する方向は磁界検出センサを配置した直
線方向にそろえ、各磁界検出センサの検出した磁界値を
直線か曲線で補間して得た磁界分布で、磁界値が零にな
る点を求めることによって、永久磁石の位置が磁界検出
センサの配置された直線上の磁界値が零になる点を含
み、磁界検出センサの配置された直線と直交する平面上
にあることを測定する磁石位置測定方法にある。
【０００５】
【作用】図１（イ）にあるように、永久磁石２のＮＳ極
の方向と直交する方向に複数個の磁界検出センサ１、例
えばホール素子を直線上に配置する。即ち、永久磁石２
のＮＳ極の方向をｙ軸、ホール素子１の配置方向をｘ軸
とする。そしてホール素子１の方向は図１（ロ）にある
ように、磁界のｘ軸成分のＢｘを検知する方向に配置す
る。即ちｘ軸に垂直な方向（ここではｚ軸方向）にホー
ル素子１の駆動電流を流し、それに垂直な方向（ここで
はｙ軸方向）に誘起される電圧が磁界のｘ軸成分に比例
する。このようにしてホール素子１の磁界を検知する方
向はｘ軸方向におく。
の方向と直交する方向に複数個の磁界検出センサ１、例
えばホール素子を直線上に配置する。即ち、永久磁石２
のＮＳ極の方向をｙ軸、ホール素子１の配置方向をｘ軸
とする。そしてホール素子１の方向は図１（ロ）にある
ように、磁界のｘ軸成分のＢｘを検知する方向に配置す
る。即ちｘ軸に垂直な方向（ここではｚ軸方向）にホー
ル素子１の駆動電流を流し、それに垂直な方向（ここで
はｙ軸方向）に誘起される電圧が磁界のｘ軸成分に比例
する。このようにしてホール素子１の磁界を検知する方
向はｘ軸方向におく。
【０００６】図２にあるように、ホール素子１の電圧と
印加磁界とは直線の関係にあるが、オフセット（印加磁
界が零のときに出てくる電圧）や感度（印加磁界を変化
させた時に電圧が変化する割合）は、ホール素子１の一
つ一つで異なった値をもっている。これらの特性値は事
前に実測しておく。
印加磁界とは直線の関係にあるが、オフセット（印加磁
界が零のときに出てくる電圧）や感度（印加磁界を変化
させた時に電圧が変化する割合）は、ホール素子１の一
つ一つで異なった値をもっている。これらの特性値は事
前に実測しておく。
【０００７】図３に示すような回路で、図１の各ホール
素子１の出力電圧をアンプ４で増幅してＡ／Ｄ変換６し
てマイコン７に取り込み、各ホール素子１の特性値（オ
フセット及び感度）の補正を行って磁界値を求め、直線
で補間すると、ホール素子１の配置された直線上でのＢ
ｘの分布が得られる。図１にある永久磁石２を移動させ
たときのＢｘの分布を図４及び図５に示す。さらにＢｘ
が零になる点のｘ座標値と磁石位置のｘ座標値との関係
を図６に示す。以上によって永久磁石２のｘ座標値が測
定できる。
素子１の出力電圧をアンプ４で増幅してＡ／Ｄ変換６し
てマイコン７に取り込み、各ホール素子１の特性値（オ
フセット及び感度）の補正を行って磁界値を求め、直線
で補間すると、ホール素子１の配置された直線上でのＢ
ｘの分布が得られる。図１にある永久磁石２を移動させ
たときのＢｘの分布を図４及び図５に示す。さらにＢｘ
が零になる点のｘ座標値と磁石位置のｘ座標値との関係
を図６に示す。以上によって永久磁石２のｘ座標値が測
定できる。
【０００８】なお、図７に示すように、ホール素子１の
列を２列以上平行に配列することによって、永久磁石２
の位置がｙ方向もしくはｚ方向に大きく動いても、広い
範囲で永久磁石２のｘ座標値を測定できるようにするこ
とができる。又このようなホール素子１の配列を図８に
示すようにｙ軸方向にも配列することによって、永久磁
石２のｘ座標値とｙ座標値を測定できるようにすること
も可能である。
列を２列以上平行に配列することによって、永久磁石２
の位置がｙ方向もしくはｚ方向に大きく動いても、広い
範囲で永久磁石２のｘ座標値を測定できるようにするこ
とができる。又このようなホール素子１の配列を図８に
示すようにｙ軸方向にも配列することによって、永久磁
石２のｘ座標値とｙ座標値を測定できるようにすること
も可能である。
【０００９】
【実施例】図９は本発明の磁石位置測定方法を電力ケー
ブルのケーブルコアの移動量測定に適用した場合のケー
ブル接続部の要部の縦断面図である。図面において、13
は電力ケーブルのケーブルコアで、多数本の銅線を撚合
せたケーブル導体11に油浸絶縁紙、プラスチック絶縁体
等のケーブル絶縁層12を設けて構成されており、その外
側には、アルミニウム、ステンレス、鉛等の非磁性の金
属シース14が施されている。このような電力ケーブルの
導体11の接続部15には接続部補強絶縁層16が施され、そ
の外側には銅管等の非磁性の外箱17が施されており、そ
の両端は金属シース14に鉛工18等により接続されてい
る。
ブルのケーブルコアの移動量測定に適用した場合のケー
ブル接続部の要部の縦断面図である。図面において、13
は電力ケーブルのケーブルコアで、多数本の銅線を撚合
せたケーブル導体11に油浸絶縁紙、プラスチック絶縁体
等のケーブル絶縁層12を設けて構成されており、その外
側には、アルミニウム、ステンレス、鉛等の非磁性の金
属シース14が施されている。このような電力ケーブルの
導体11の接続部15には接続部補強絶縁層16が施され、そ
の外側には銅管等の非磁性の外箱17が施されており、そ
の両端は金属シース14に鉛工18等により接続されてい
る。
【００１０】上述のような電力ケーブルの接続部は、外
箱17又は金属シース14が大地に対して固定されるか、オ
フセット等を利用してケーブルの長手方向と直角の方向
にしか動かない。一方、ケーブルコア13は、ケーブル導
体11に通電されて温度が上昇したり、通電停止で温度が
下がったりすると、ケーブルコア13の熱伸縮作業が生じ
るために、ケーブルの長手方向に金属シース14に対して
相対的に移動することがある。特に電力ケーブルが傾斜
地に布設されていたり、道路直下に布設されていて通行
車輌の影響を受けたり、あるいは橋梁に添架されていて
特殊な振動を受けたりすると、ケーブルコア13の相対移
動が一方向に蓄積されることがある。この蓄積されたケ
ーブルコア13の移動量が大きくなると、ケーブルコア13
や接続部の補強絶縁層16が損傷を受けて、送電機能を失
うおそれがある。
箱17又は金属シース14が大地に対して固定されるか、オ
フセット等を利用してケーブルの長手方向と直角の方向
にしか動かない。一方、ケーブルコア13は、ケーブル導
体11に通電されて温度が上昇したり、通電停止で温度が
下がったりすると、ケーブルコア13の熱伸縮作業が生じ
るために、ケーブルの長手方向に金属シース14に対して
相対的に移動することがある。特に電力ケーブルが傾斜
地に布設されていたり、道路直下に布設されていて通行
車輌の影響を受けたり、あるいは橋梁に添架されていて
特殊な振動を受けたりすると、ケーブルコア13の相対移
動が一方向に蓄積されることがある。この蓄積されたケ
ーブルコア13の移動量が大きくなると、ケーブルコア13
や接続部の補強絶縁層16が損傷を受けて、送電機能を失
うおそれがある。
【００１１】従って、早期にこのような一方向性のケー
ブルコア13の移動の傾向を把握して、ケーブルコア13が
送電機能上の損傷を受ける前になんらかの対策をとるこ
とが重要である。このため、図９に示すようにケーブル
コアの接続部補強絶縁層16上に、ケーブルコア13と同一
の動きを行う永久磁石19を取付け、一方ケーブルの金属
シース14と同一の動きを行う接続部の非磁性の外箱17
に、複数個の磁界検出センサ20を直線上に配設したセン
サ収納ケース21を取付け、上述した本発明の磁石位置測
定方法を利用してケーブルコア13の移動量を測定する。
ブルコア13の移動の傾向を把握して、ケーブルコア13が
送電機能上の損傷を受ける前になんらかの対策をとるこ
とが重要である。このため、図９に示すようにケーブル
コアの接続部補強絶縁層16上に、ケーブルコア13と同一
の動きを行う永久磁石19を取付け、一方ケーブルの金属
シース14と同一の動きを行う接続部の非磁性の外箱17
に、複数個の磁界検出センサ20を直線上に配設したセン
サ収納ケース21を取付け、上述した本発明の磁石位置測
定方法を利用してケーブルコア13の移動量を測定する。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁石位置
測定方法によれば、次に列記するような効果を奏する。 （１）非磁性体で覆われた内部の物体の移動量を、非接
触かつ非破壊で測定することができる。 （２）図１に示す構成において、永久磁石の位置がｙ方
向、ｚ方向にずれていたりしても正しく磁石のｘ座標値
を測定できる。これは磁石の位置のｙ及びｚ方向のずれ
にはＢｘの零点が影響されないためである。 （３）ホール素子のオフセットや感度の実測時の誤差が
永久磁石位置測定値に及ぼす影響を軽減できる。これは
図４，図５のＢｘの零点付近はＢｘの変化率（傾き）が
磁界分布中最大なので、ホール素子の特性の実測時の誤
差（磁界値を上下させる）が、Ｂｘ零点の変化（図４，
図５における左右へのずれ）が小さくてすむからであ
る。 （４）本発明の方法を電力ケーブルのケーブルコアの移
動量の測定に適用するとき、早期にケーブルコアの移動
の傾向を把握することができ、ケーブルコアが送電機能
上の損傷を受けることを未然に防止し、電力ケーブルの
保守上きわめて大きな効果を奏する。
測定方法によれば、次に列記するような効果を奏する。 （１）非磁性体で覆われた内部の物体の移動量を、非接
触かつ非破壊で測定することができる。 （２）図１に示す構成において、永久磁石の位置がｙ方
向、ｚ方向にずれていたりしても正しく磁石のｘ座標値
を測定できる。これは磁石の位置のｙ及びｚ方向のずれ
にはＢｘの零点が影響されないためである。 （３）ホール素子のオフセットや感度の実測時の誤差が
永久磁石位置測定値に及ぼす影響を軽減できる。これは
図４，図５のＢｘの零点付近はＢｘの変化率（傾き）が
磁界分布中最大なので、ホール素子の特性の実測時の誤
差（磁界値を上下させる）が、Ｂｘ零点の変化（図４，
図５における左右へのずれ）が小さくてすむからであ
る。 （４）本発明の方法を電力ケーブルのケーブルコアの移
動量の測定に適用するとき、早期にケーブルコアの移動
の傾向を把握することができ、ケーブルコアが送電機能
上の損傷を受けることを未然に防止し、電力ケーブルの
保守上きわめて大きな効果を奏する。
【図１】図１（イ）は本発明における永久磁石と磁界検
出センサの配置の説明図、図１（ロ）は磁界検出センサ
の配置方向の説明図である。
出センサの配置の説明図、図１（ロ）は磁界検出センサ
の配置方向の説明図である。
【図２】磁界検出センサ（ホール素子）の特性図であ
る。
る。
【図３】本発明の磁石位置測定回路の構成図である。
【図４】本発明における磁界実測データ（その１）の説
明図である。
明図である。
【図５】本発明における磁界実測データ（その２）の説
明図である。
明図である。
【図６】本発明における測定精度に関する実験例の説明
図である。
図である。
【図７】磁界検出センサ列を複数平行に配列した構成図
である。
である。
【図８】磁界検出センサ列をｘ軸及びｙ軸方向に配列し
た構成図である。
た構成図である。
【図９】本発明の磁石位置測定方法を電力ケーブルのケ
ーブルコアの移動量測定に適用した場合のケーブル接続
部の要部の縦断面図である。
ーブルコアの移動量測定に適用した場合のケーブル接続
部の要部の縦断面図である。
１ 磁界検出センサ
２ 永久磁石
３ 電流源
４ アンプ
５ マルチプレクサ
６ Ａ／Ｄ変換器
７ マイコン
11 ケーブル導体
12 ケーブル絶縁層
13 ケーブルコア
14 非磁性の金属シース
15 導体接続部
16 接続部補強絶縁層
17 非磁性外箱
18 鉛工
19 永久磁石
20 磁界検出センサ
21 センサ収納ケース
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭63−241303（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−165603（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−224816（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−366701（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−5603（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01B 7/00
G01D 5/18
Claims (5)
- 【請求項１】 移動の測定対象に取付けた永久磁石のＮ
Ｓ極の方向と直交する方向に複数個の磁界検出センサを
直線上に配置し、かつそれらの磁界検出センサの磁界を
検出する方向は磁界検出センサを配置した直線方向にそ
ろえ、各磁界検出センサの検出した磁界値を直線か曲線
で補間して得た磁界分布で、磁界値が零になる点を求め
ることによって、永久磁石の位置が磁界検出センサの配
置された直線上の磁界値が零になる点を含み、磁界検出
センサの配置された直線と直交する平面上にあることを
測定することを特徴とする磁石位置測定方法。 - 【請求項２】 磁界検出センサがホール素子であること
を特徴とする請求項１記載の磁石位置測定方法。 - 【請求項３】 磁界検出センサの列を２列以上平行に配
列したことを特徴とする請求項１又は２記載の磁石位置
測定方法。 - 【請求項４】 磁界検出センサを配置した直線に直交
し、かつ永久磁石のＮＳ極の方向にも直交する方向に磁
界検出センサを配列したことを特徴とする請求項１〜３
のいずれか記載の磁石位置測定方法。 - 【請求項５】 非磁性金属の導体で、かつ非磁性の金属
シースを有する電力ケーブルの接続部のケーブルコアの
補強絶縁体上に、ケーブルコアと同一の動きを行う永久
磁石を配設し、上記金属シースと同一の動きを行う接続
部の非磁性外箱に複数個の磁界検出センサを直線上に配
置したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の
磁石位置測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20450994A JP3477837B2 (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 磁石位置測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20450994A JP3477837B2 (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 磁石位置測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0850004A JPH0850004A (ja) | 1996-02-20 |
| JP3477837B2 true JP3477837B2 (ja) | 2003-12-10 |
Family
ID=16491712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20450994A Expired - Lifetime JP3477837B2 (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 磁石位置測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3477837B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10124760A1 (de) * | 2001-05-21 | 2003-02-20 | Siemens Ag | Verfahren zur kontaktlosen, linearen Positionsmessung |
| JP5399622B2 (ja) * | 2007-09-21 | 2014-01-29 | 東日本旅客鉄道株式会社 | 計測器、および計測方法 |
| JP5164584B2 (ja) * | 2008-01-22 | 2013-03-21 | 日本電子技術株式会社 | 着磁物位置検出ユニット、及びこれを用いた着磁物位置検出装置 |
| JP6517479B2 (ja) * | 2014-08-11 | 2019-05-22 | セイコーＮｐｃ株式会社 | 永久磁石のゼロ磁界位置測定方法 |
| CN106949822B (zh) * | 2017-01-24 | 2020-11-17 | 瑞声科技(新加坡)有限公司 | 微型器件的实时位移反馈系统及其反馈方法 |
| JP6374129B1 (ja) * | 2018-02-14 | 2018-08-15 | 株式会社マコメ研究所 | 位置検出装置 |
-
1994
- 1994-08-05 JP JP20450994A patent/JP3477837B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0850004A (ja) | 1996-02-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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