JP4006919B2 - Permeability measuring device and permeability measuring method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は透磁率測定装置および透磁率測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ビデオテープレコーダのマイクロシャフトのような小型部品の透磁率を精度良く測定するものとして例えば特開平3−255380号公報に記載のものが知られている。これは図12に示すように、両端面を球面に成形した強磁性材よりなる棒状磁気コア91の外周に励磁コイル92を巻回して、これを交流電源93に接続するとともに、励磁コイル93を挟んで上下位置に、差動コイルを構成する一対の検出コイル94A,94Bを巻回したものである。磁気コア91の端面を図12に示すように被測定材3に接触させ、この時の検出コイル94A,94Bの出力信号を基準ベクトルの回転により位相解析して、これにより得られる透磁率に対応する電気信号を表示する。このような透磁率測定装置は、磁気コア91の外径を小さくすることによって小型部品の局所的な透磁率を非破壊的に測定することが可能であり、材料欠陥等を容易に知ることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来装置の磁気回路は磁気コア91、被測定材3、および空気層で構成され、磁気回路の磁気抵抗Rmは下式(1)で表わされる。
【0004】
Rm=L1/(μ1・S)+L2/(μ2・S)+L3/(μ3・S)…(1)
【0005】
ここで、L1,L2,L3はそれぞれ磁気コア91、被測定材3、空気層の磁路の長さであり、μ1,μ2,μ3はそれぞれ磁気コア、被測定材、空気層の透磁率、Sは磁路の断面積である。
【0006】
ここで、空気層の透磁率μ3は磁気コア91や被測定材3の透磁率μ1,μ2よりも二桁以上小さいため、被測定材3の透磁率が大きい領域では磁気回路の磁気抵抗が空気層の磁気抵抗にほぼ等しくなって特性が飽和する。このため、測定可能な範囲が透磁率の小さい範囲に限られるという問題点があった。
【0007】
本発明はこのような課題を解決するもので、空気層等の透磁率の影響を排することによって小型部品等の透磁率を小さい値から大きい値まで広い範囲で簡易かつ正確に測定することができる透磁率測定装置および透磁率測定方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本第1発明の透磁率測定装置は、被測定材(3)に端面を接触させた棒状の第1磁気コア(1A)と、第1磁気コアの外周に巻回された第1励磁コイル(2A)と、被測定材に比して十分に透磁率が大きい基準材(4)に端面を接触させた上記第1磁気コアと同形の第2磁気コア(1B)と、第2磁気コアの外周に巻回された第2励磁コイル(2B)と、第1励磁コイル(2A)へ定電圧で交流通電する通電回路(5A)と、第2励磁コイル(2B)へ定電圧で交流通電する第2通電回路(5B)と、第1励磁コイル(2A)への通電電流に応じた出力と第2励磁コイル(2B)への通電電流に応じた出力の差の逆数に基づいて被測定材の透磁率を算出する演算回路(81,83)とを具備している。
【0009】
本発明において、第1通電回路と第2通電回路の通電電流に応じた出力の差をとると、この差出力中では空気層と磁気コアの透磁率がキャンセルされるから、空気層の小さな透磁率の影響を受けて被測定材の透磁率の測定範囲が制限されるという問題は生じない。そして、基準材の透磁率を被測定材の透磁率に比して十分大きくしたから、被測定材の透磁率は上記差電流の逆数に比例した値として一義的に定められる。さらに、磁気コアの外径を小さくすることによって小型部品の局所的な透磁率を測定することが可能であるとともに、磁気コアに励磁コイルだけを巻回すれば良いから、磁気コアを含む測定部全体の構造が簡易となる。
【0010】
なお、本第1発明は以下の構成を有する測定方法としても実現することができる。すなわち、本発明の透磁率測定方法は、外周に励磁コイル(2A)を巻回した棒状の磁気コア(1A)の端面を被測定材(3)に接触させるとともに、外周に励磁コイル(2B)を巻回した上記磁気コア(1A)と同形の他の棒状の磁気コア(1B)の端面を上記被測定材(3)に比して十分に透磁率が大きい基準材(4)に接触させ、両励磁コイル(2A,2B)にそれぞれ定電圧で交流通電して、この時の通電電流の差の逆数より被測定材(3)の透磁率を算出するものである。
【0011】
本第2発明の透磁率測定装置は、棒状の第1磁気コア(1A)と、当該第1磁気コア(1A)の外周に巻回された第1励磁コイル(2A)と、第1励磁コイル(2A)へ定電圧で交流通電する第1通電回路(5A)と、第1磁気コア(1A)の端面を被測定材(3)に比して十分に透磁率が大きい基準材(4)に接触させて第1励磁コイル(2A)に第1通電回路(5A)により交流通電した際の通電電流に相当する出力を生じる疑似出力発生回路(85)と、第1磁気コア(1A)の端面を被測定材(3)に接触させた状態で第1通電回路(5A)により第1励磁コイル(2A)へ通電した際の通電電流に応じた出力と疑似出力発生回路(85)の出力との差の逆数に基づいて被測定材(3)の透磁率を算出する演算回路(81,83)とを具備している。
【0012】
本第2発明においては、上記第1発明の効果に加えて、擬似出力発生回路を備えたことにより、基準材を測定装置内に設ける必要がなくなり、装置構成が簡略化される。
【0013】
本第3発明では、本第2発明における上記擬似出力発生回路(85)の入力側に、上記第1磁気コア(1A)と同形の棒状の第2磁気コア(1B)の外周に巻回した第2励磁コイル(2B)に定電圧で通電する第2通電回路(5B)を接続する。
【0014】
本第3発明においては、擬似出力発生回路の入力側に、第1磁気コアの側と同様の回路を設けることによって、その後の差出力を取った際に、温度変化に伴なう第1励磁コイルのインピーダンス変動や第1通電回路のドリフト変動等を相殺して補償することができる。
【0015】
なお、本第2発明は以下の構成を有する測定方法としても実現することができる。すなわち、本発明の透磁率測定方法は、外周に励磁コイル(2A)を巻回した棒状の磁気コア(1A)の端面を、被測定材(3)に比して十分に透磁率が大きい基準材(4)に接触させて励磁コイル(2A)に定電圧で交流通電した際の通電電流に相当する出力を疑似出力発生回路(85)に発生させるとともに、磁気コア(1A)を被測定材(3)に接触させて励磁コイル(2A)に定電圧で交流通電して、この際の通電電流に応じた出力と擬似出力発生回路(85)の出力の差の逆数より被測定材(3)の透磁率を算出する。また、鉛直方向からの磁気コア(1A)の傾きを検出して励磁コイル(2A)の出力電流を補正する手段(9,86,87)を設けることができる。
【0016】
上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【0017】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
図1には、本発明の透磁率測定装置の全体構成を示す。図において、上下の端面を球面とした丸棒状のパーマロイ等よりなる磁気コア1Aが設けられ、その下端部11は、透磁率を測定すべき被測定材3の表面に接触している。この被測定材3の一例としては例えば炭素鋼材がある。磁気コア1Aの外周には励磁コイル2Aが例えば160回巻回してあり、この励磁コイル2Aは通電回路5Aによって定電圧の交流電源(例えば1KHz)6に接続されている。また、通電回路5Aには、これに流れる通電電流に応じた電圧を生じる電流−電圧変換器7Aが設けられている。一方、予想される上記被測定材3の透磁率に比して十分に透磁率が大きい基準材4が設けられており、これの表面に、既述したものと同一構造の、励磁コイル2Bを巻回した磁気コア1Bの下端11が接触させてある。基準材4の一例としては例えばフェライト、パーマロイがある。励磁コイル2Bは通電回路5Bによって上記交流電源6に接続されており、通電回路5Bには電流−電圧変換器7Bが設けられている。
【0018】
磁気コア1A,1Bは実際には図2に示すように、下端部11のみを露出させて、下方へ開放する円筒状のセンサケース12内に収納され、このセンサケース12は、下方へ開放する円筒状の保持具13内に収納されている。センサケース12の頂壁と保持具13の頂壁との間にはコイルバネ14が配設されて、保持具13から突出する方向へセンサケース12を付勢している。このような構造により、図2に示すように、保持具13の開口端面131を被測定材3ないし基準材4の表面に当てると、磁気コア1A,1Bは被測定材3ないし基準材4の表面に対して垂直姿勢を保持し、かつその下端面はバネ力によって一定の力で被測定材3ないし基準材4の表面に接触させられる。この結果、透磁率の測定中に、被測定材3等に対する磁気コア1A,1Bの姿勢変化や接触圧の変動を生じず、安定した測定が可能になる。
【0019】
図1において、電流−電圧変換器7A,7Bの出力は差動アンプ81に入力し、て、両通電回路5A,5Bに流れる通電電流Ia,Ibの差ΔIがとられる。電流差信号は次段の交流−直流変換器82に入力して直流電圧信号に変換され、続いて逆数演算器83に入力して電流差の逆数(1/ΔI)に応じた信号が出力される。この電流差の逆数(1/ΔI)に応じた信号は後述のように被測定材3の透磁率μ2に比例したものとなっており、所定の係数を乗じることによって表示器84上に被測定材3の透磁率μ2が表示される。
【0020】
上記構成の透磁率測定装置において、磁気コア1Aと被測定材3とで形成される磁気回路は空気層Rを含んで図3に示すようなモデルで表わすことができ、この磁気回路の磁気抵抗Rmは従来技術で説明したのと同様に上式(1)で表わされる。また、巻数Nの励磁コイル2Aに周波数fの通電電流Iaを流すと、励磁コイル2Aの両端電圧V(すなわち交流電源6の電圧)は下式(2)で表わされる。
【0021】
V=2π・f・N2・Ia/Rm…(2)
【0022】
したがって、式(1)、式(2)より、通電電流Iaは式(3)で表わされる。
【0023】
Ia=(V/2π・f・N2){(L1/(μ1・S)+L2/(μ2・S)+L3/(μ3・S)}…(3)
【0024】
一方、透磁率μ4の基準材4に接触させられた磁気コア1Bの励磁コイル2B(巻数N)への通電電流Ibは、上記と同様の関係により、式(4)で表わされる。
【0025】
Ib=(V/2π・f・N2){(L1/(μ1・S)+L2/(μ4・S)+L3/(μ3・S)}…(4)
【0026】
差動アンプ81で通電電流の差ΔIを求めると式(5)のようになり、既述のようにμ2<<μ4であるから、逆数演算器83でΔIの逆数(1/ΔI)を算出すると、これは式(6)に示すように、被測定材3の透磁率μ2に比例したものとなる。したがって、差電流の逆数(1/ΔI)に適当な係数を乗じることによって被測定材3の透磁率μ2を得ることができる。
【0027】
ΔI=Ia−Ib=(V・L2)(1/μ2−1/μ4)/(2π・f・N2・S)…(5)
【0028】
μ2={(V・L2)/(2π・f・N2・S)}・(1/ΔI)…(6)
【0029】
図4には、被測定材3の比透磁率と逆数演算器83の出力との関係を示す。図から明らかなように、本実施形態の測定装置では、空気層Rと磁気コア1A,1Bの透磁率の影響を排除しているから、逆数演算器83の出力は透磁率が大きくなるにつれてある程度は飽和の傾向を示しているが、従来装置と比較すると小さな透磁率から大きな透磁率まで広い範囲で出力に飽和を生じることなく、被測定材の透磁率を正確に測定することができる。また、本実施形態の測定装置では磁気コア1A,1Bの外径を小さくすることによって小型部品の局所的な透磁率を測定することができるとともに、従来のように検出コイルを磁気コアに巻回する必要がなく、励磁コイルだけを巻回すれば良いから、磁気コアを含む測定部全体の構造が簡易となる。
【0030】
(第2実施形態)
本実施形態では第1実施形態におけるような基準材4を装置内に設ける必要がない透磁率測定装置の構成について説明する。すなわち、図5において、第1実施形態と異なり、磁気コア1Bはその下端部11が基準材4の表面に接触させられることなく全体が空中に配設されている。そして、磁気コア1Bに通電する通電回路5Bに設けた電流−電圧変換器7Bの後段に疑似出力発生回路85が設けられてその出力が差動アンプ81に入力し、ここで、通電回路5Aに設けた電流−電圧変換器7Aの出力との差が算出される。なお、疑似出力発生回路85はこれに入力する交流信号の振幅と位相を任意に変更することができるものであり、他の装置構成は第1実施形態と同一である。
【0031】
このような構成の透磁率測定装置において、被測定材3の透磁率を測定するのに先立って、図6に示すように磁気コア1Aの下端部11を基準材4に接触させ、この状態で差動アンプ81の出力が零になるように疑似出力発生回路85の出力の振幅と位相を調整しておく。この場合に通電回路5Aに流れる電流は、第1実施形態において通電回路5Bに流れる電流に等しいIbであり、電流−電圧変換器7Aの出力は電流Ibに応じたものとなる。したがって、疑似出力発生回路85の出力は、あたかも磁気コア1Bの下端部11を基準材4に接触させた際に通電回路5Bに流れる電流Ibに応じた電圧出力と等しい値になる。
【0032】
このように疑似出力発生回路85の出力を設定した後に、図5に示すように磁気コア1Aの下端部11を被測定材3の表面に接触させて、この時、通電回路5Aに流れる電流Iaに応じた電流−電圧変換器7Aの出力を、疑似出力発生回路85の出力と上記差動アンプ81で比較することにより、第1実施形態と同様に、被測定材3に接触させた磁気コア1Aの励磁コイル2Aに流れる電流Iaと、仮想的に基準材4に接触させた磁気コア1Bの励磁コイル2Bに流れる電流Ibとの電流差信号ΔIが得られ、以下、第1実施形態と同様にして電流差の逆数(1/ΔI)より被測定材3の透磁率μ2を得ることができる。本実施形態では、疑似出力発生回路を設けてその出力を上述のように基準材接触相当の出力に設定してあるから、測定装置内に基準材3を設ける必要がなく、装置構成が簡素化される。
【0033】
(第3実施形態)
上記第2実施形態で、基準材4にも被測定材3にも実際には接触することがない磁気コア1Bとその通電回路2Bおよび電流−電圧変換器7Bを設けた理由は、磁気コア1Aの側と同様の回路を設けることによって、温度変化に伴なう励磁コイル2Aのインピーダンス変動や電流−電圧変換器7Aのドリフト変動等を差動アンプ81で相殺して補償するためである。
【0034】
したがって、上記インピーダンス変動やドリフト変動等がそれほど問題とならない場合には、図7に示すように疑似出力発生回路85を電源6に直接接続して、第2実施形態における磁気コア1Bや通電回路5B、および電流−電圧変換器7Bを省略することができる。これにより、装置構成をさらに大幅に簡素化することができる。
【0035】
(第4実施形態)
磁気コア1Aの下端部11を被測定材3の表面に対して垂直姿勢で接触させるように第1実施形態では保持具12とセンサケース13を使用したが、磁気コア1Aの姿勢が垂直から傾いた場合に逆数演算器83の出力を補正して誤差の発生を最小限に抑えるようにした構成を図8に示す。
【0036】
図8において、被測定材3に下端部11を接触させた磁気コア1Aには傾きセンサ9が設けてあり、その出力が傾き測定回路86に入力している。傾き測定回路86の出力は、逆数演算器83の後段に設けられた感度補正回路87に入力し、ここで、磁気コア1Aの傾きの程度に応じて逆数演算器83の出力が後述するように補正される。他の構成は既に説明した第1実施形態と同一である。
【0037】
傾きセンサ9は図9に示すように磁気コア1Aの外周の4箇所に周方向等間隔でホール素子91を設けたもので、これらホール素子91によって磁気コア1Aの外周を径方向へ通過する磁束密度が測定される。傾き測定回路86は図10に示すように、対向する位置に設けたホール素子91の磁束密度出力B1〜B4の差(B1−B2)(B3−B4)を算出して、これらよりx方向の磁束密度差Bxと、x方向に直交するy方向の磁束密度差Byを得、さらにこれら磁束密度差Bx,Byの2乗平均値を算出する。この2乗平均値θvは磁気コア1Aの鉛直線からの傾き角に比例しているから、これを感度補正回路87へ入力させることにより逆数演算器83の出力を補正する。その一例を図11に示す。磁気コア1Aが垂直姿勢に保持されている場合の、被測定材3の比透磁率に対する逆数演算器83の出力特性は線xで示すものであるのに対して、磁気コア1Aの傾き角が10°になると、上記出力特性は線yのように全体として小さな値になってしまう。そこで、磁気コア1Aの傾き角に応じてこの時の逆数演算器83の出力に所定の定数を乗じることにより、線yで示す逆数演算器83の出力特性が、線zで示すようにほぼ線xで示す出力特性に沿った特性に補正される。
【0038】
なお、上記第2実施形態および第3実施形態においては、基準材4を実際に磁気コア2Aに接触させて、この状態で差動アンプ81の出力が零になるように疑似出力発生回路85の出力を調整したが、基準材4を磁気コア2Aに接触させた時の電流−電圧変換器7Aの出力を予想できる場合には、基準材4を全く使用することなく上記予想値を直接疑似出力発生回路85に設定すれば良い。なお、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での種々の変形実施が可能である。
【0039】
【発明の効果】
以上のように、本発明の透磁率測定装置および透磁率測定方法によれば、空気層等の透磁率の影響を排することによって小型部品等の透磁率を小さい値から大きい値まで広い範囲で簡易かつ正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態における、透磁率測定装置の全体構成を示すブロック図である。
【図2】磁気コアの保持具の断面図である。
【図3】磁気コアの磁気回路を示すモデル図である。
【図4】被測定材の比透磁率と逆数演算器の出力の関係を示すグラフである。
【図5】本発明の第2実施形態における、透磁率測定装置の全体構成を示すブロック図である。
【図6】磁気コアを基準材に接触させた状態の部分断面側面図である。
【図7】本発明の第3実施形態における、透磁率測定装置の全体構成を示すブロック図である。
【図8】本発明の第4実施形態における、透磁率測定装置の要部構成を示すブロック図である。
【図9】磁気コアの部分断面側面図である。
【図10】傾き測定回路における演算手順を示すブロック図である。
【図11】比透磁率に対する出力特性図である。
【図12】従来の透磁率測定装置に使用する磁気コアの概略側面図である。
【符号の説明】
1A,1B…磁気コア、2A,2B…励磁コイル、3…被測定材、4…基準材、5A,5B…通電回路、81…差動アンプ、83…逆数演算器、85…擬似出力発生回路。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic permeability measuring apparatus and a magnetic permeability measuring method.
[0002]
[Prior art]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-255380 discloses a device that accurately measures the magnetic permeability of a small component such as a micro shaft of a video tape recorder. As shown in FIG. 12, an
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the magnetic circuit of the conventional apparatus is composed of the
[0004]
Rm = L1 / (μ1 · S) + L2 / (μ2 · S) + L3 / (μ3 · S) (1)
[0005]
Here, L1, L2, and L3 are the lengths of the magnetic paths of the
[0006]
Here, since the permeability μ3 of the air layer is two orders of magnitude or more smaller than the permeability μ1 and μ2 of the
[0007]
The present invention solves such a problem, and it is possible to easily and accurately measure the magnetic permeability of a small component or the like in a wide range from a small value to a large value by eliminating the influence of the magnetic permeability of an air layer or the like. An object of the present invention is to provide a magnetic permeability measuring device and a magnetic permeability measuring method.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the magnetic permeability measuring apparatus according to the first aspect of the present invention includes a rod-shaped first magnetic core (1A) whose end face is in contact with the material to be measured (3), and a winding around the outer periphery of the first magnetic core. A second magnetic core (1B) having the same shape as the first magnetic core having its end face brought into contact with the rotated first exciting coil (2A) and a reference material (4) having a sufficiently high permeability as compared with the material to be measured ), A second excitation coil (2B) wound around the outer periphery of the second magnetic core, an energization circuit (5A) for energizing the first excitation coil (2A) with a constant voltage, and a second excitation coil (2B) The difference between the second energization circuit (5B) energizing with a constant voltage to the first excitation coil (2A) and the output according to the energization current to the second excitation coil (2B). And an arithmetic circuit (81, 83) for calculating the magnetic permeability of the material to be measured based on the reciprocal of.
[0009]
In the present invention, if the difference in output according to the energization current of the first energization circuit and the second energization circuit is taken, the permeability of the air layer and the magnetic core is canceled in this difference output, so that the air layer has a small permeability. There is no problem that the measurement range of the magnetic permeability of the material to be measured is limited by the influence of the magnetic permeability. Since the magnetic permeability of the reference material is sufficiently larger than the magnetic permeability of the material to be measured, the magnetic permeability of the material to be measured is uniquely determined as a value proportional to the reciprocal of the difference current. Furthermore, it is possible to measure the local permeability of small parts by reducing the outer diameter of the magnetic core, and only the exciting coil needs to be wound around the magnetic core. The overall structure is simplified.
[0010]
The first invention can also be realized as a measurement method having the following configuration. That is, in the magnetic permeability measuring method of the present invention, the end surface of the rod-shaped magnetic core (1A) wound with the exciting coil (2A) is contacted with the material to be measured (3) and the exciting coil (2B) is disposed on the outer periphery. The end face of another rod-shaped magnetic core (1B) of the same shape as that of the magnetic core (1A) wound around is brought into contact with a reference material (4) having a sufficiently high permeability as compared with the measured material (3). Then, AC excitation is performed on each of the exciting coils (2A, 2B) at a constant voltage, and the permeability of the material to be measured (3) is calculated from the reciprocal of the difference between the energization currents at this time.
[0011]
The magnetic permeability measuring apparatus according to the second aspect of the present invention includes a rod-shaped first magnetic core (1A), a first excitation coil (2A) wound around the outer periphery of the first magnetic core (1A), and a first excitation coil. A first energizing circuit (5A) for energizing AC at a constant voltage to (2A), and a reference material (4) having a sufficiently large permeability at the end face of the first magnetic core (1A) compared to the material to be measured (3) A pseudo output generating circuit (85) for generating an output corresponding to an energization current when the first energizing coil (2A) is AC-energized by the first energizing circuit (5A) and the first magnetic core (1A) The output corresponding to the energization current and the output of the pseudo output generation circuit (85) when the first energization circuit (5A) is energized to the first excitation coil (2A) with the end face in contact with the material to be measured (3) An arithmetic circuit (81, 83) for calculating the magnetic permeability of the material to be measured (3) based on the reciprocal of the difference between It is provided.
[0012]
In the second aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect of the invention, the provision of the pseudo output generation circuit eliminates the need to provide the reference material in the measuring apparatus, thereby simplifying the apparatus configuration.
[0013]
In the third aspect of the invention, the pseudo output generating circuit (85) in the second aspect of the invention is wound around the outer periphery of the rod-shaped second magnetic core (1B) having the same shape as the first magnetic core (1A). A second energization circuit (5B) for energizing with a constant voltage is connected to the second excitation coil (2B).
[0014]
In the third invention, by providing a circuit similar to the first magnetic core side on the input side of the pseudo output generation circuit, the first excitation accompanying the temperature change when the subsequent differential output is taken. Coil impedance fluctuations, drift fluctuations in the first energization circuit, etc. can be offset and compensated.
[0015]
In addition, this 2nd invention is realizable also as a measuring method which has the following structures. That is, in the magnetic permeability measurement method of the present invention, the end surface of the rod-shaped magnetic core (1A) in which the excitation coil (2A) is wound around the outer periphery is a reference having a sufficiently large magnetic permeability as compared with the measured material (3). The pseudo output generation circuit (85) generates an output corresponding to an energization current when the material is in contact with the material (4) and AC current is applied to the excitation coil (2A) at a constant voltage, and the magnetic core (1A) is connected to the material to be measured. The excitation coil (2A) is contacted with AC at a constant voltage in contact with (3), and the material to be measured (3) is obtained from the reciprocal of the difference between the output corresponding to the energized current and the output of the pseudo output generation circuit (85). ) Is calculated. Also, means (9, 86, 87) for detecting the inclination of the magnetic core (1A) from the vertical direction and correcting the output current of the exciting coil (2A) can be provided.
[0016]
The reference numerals in the parentheses indicate the correspondence with specific means described in the embodiments described later.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
In FIG. 1, the whole structure of the magnetic permeability measuring apparatus of this invention is shown. In the figure, a
[0018]
As shown in FIG. 2, the
[0019]
In FIG. 1, the outputs of the current-
[0020]
In the magnetic permeability measuring apparatus having the above-described configuration, the magnetic circuit formed by the
[0021]
V = 2π · f · N 2 · Ia / Rm (2)
[0022]
Therefore, the conduction current Ia is expressed by the equation (3) from the equations (1) and (2).
[0023]
Ia = (V / 2π · f · N 2 ) {(L1 / (μ1 · S) + L2 / (μ2 · S) + L3 / (μ3 · S)}} (3)
[0024]
On the other hand, the energization current Ib to the
[0025]
Ib = (V / 2π · f · N 2 ) {(L1 / (μ1 · S) + L2 / (μ4 · S) + L3 / (μ3 · S)}} (4)
[0026]
When the difference ΔI of the energizing current is obtained by the
[0027]
ΔI = Ia−Ib = (V · L 2) (1 / μ 2 −1 / μ 4) / (2π · f · N 2 · S) (5)
[0028]
μ 2 = {(V · L 2) / (2π · f · N 2 · S)} · (1 / ΔI) (6)
[0029]
FIG. 4 shows the relationship between the relative permeability of the
[0030]
(Second Embodiment)
In the present embodiment, the configuration of a magnetic permeability measuring apparatus that does not require the reference material 4 in the apparatus as in the first embodiment will be described. That is, in FIG. 5, unlike the first embodiment, the
[0031]
In the magnetic permeability measuring apparatus having such a configuration, prior to measuring the magnetic permeability of the
[0032]
After setting the output of the pseudo
[0033]
(Third embodiment)
In the second embodiment, the reason for providing the
[0034]
Therefore, when the impedance fluctuation or drift fluctuation is not so much of a problem, the pseudo
[0035]
(Fourth embodiment)
In the first embodiment, the
[0036]
In FIG. 8, a tilt sensor 9 is provided in the
[0037]
As shown in FIG. 9, the tilt sensor 9 is provided with
[0038]
In the second embodiment and the third embodiment, the reference material 4 is actually brought into contact with the
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the magnetic permeability measuring apparatus and the magnetic permeability measuring method of the present invention, the magnetic permeability of small parts and the like can be reduced over a wide range from a small value to a large value by eliminating the influence of the magnetic permeability of the air layer or the like. Simple and accurate measurement is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a magnetic permeability measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a magnetic core holder.
FIG. 3 is a model diagram showing a magnetic circuit of a magnetic core.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the relative permeability of the material to be measured and the output of the reciprocal calculator.
FIG. 5 is a block diagram showing an overall configuration of a magnetic permeability measuring device in a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a partial cross-sectional side view of a state in which a magnetic core is in contact with a reference material.
FIG. 7 is a block diagram showing an overall configuration of a magnetic permeability measuring device in a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing a main configuration of a magnetic permeability measuring device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a partial cross-sectional side view of a magnetic core.
FIG. 10 is a block diagram showing a calculation procedure in the inclination measuring circuit.
FIG. 11 is an output characteristic diagram with respect to relative permeability.
FIG. 12 is a schematic side view of a magnetic core used in a conventional magnetic permeability measuring apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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