JP4310895B2 - 磁気測定器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のフラックスゲート型等の磁気センサを用いた磁気測定器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、任意の位置で様々な方向の磁界を測定する磁気測定器として、図４に示すような自由に移動させることが可能な２つの磁気センサ１４、１５をケーブル１６、１７を介して測定回路部品を組み込んだ電子回路ユニット１８に接続した磁気測定器が用いられている。図５は２つの磁気センサ１４、１５の配置例を示したものであるが、同図（ａ）は磁気センサ１４、１５間を比較的離して配置した例であり、磁気勾配の測定によく用いられるものである。また、同図（ｂ）は磁気センサ１４、１５間を接近して配置した例であり、全磁気測定や直交３方向成分測定に用いられる。実際の測定においては、測定毎の目的に対応して最適な状態に磁気センサを近づけて使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の磁気測定器は上記のように構成されているが、２つの磁気センサを図５（ｂ）のように近ずけて配置した場合、磁気センサ同志の相互干渉によって磁気センサの測定感度が変化する。この測定感度の変化量は２つの磁気センサの相対位置により変化するため、従来の磁気測定器では磁気センサ間の距離を固定して用いたり、測定感度変化を無視して使用していたため相対位置によっては正確な磁界測定が行えないという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、磁気センサの測定感度の変化を容易に補正することができる磁気測定器を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の磁気測定器は、複数の磁気センサと、該磁気センサの出力信号を測定する測定部をケーブルで接続し、該磁気センサを任意の位置に配置して磁界を測定する磁気測定器において、該磁気センサに校正信号巻線を、測定部に校正用の直流電流源を設けると共に、前記直流電流源から基準磁界を発生させる電流を前記校正信号巻線に流し、その磁界を前記磁気センサにより測定し、測定感度を補正する測定感度補正手段を備えたことを特徴とするものである。
さらにまた、直流電流源より正負の校正用電流を流して測定感度を補正するようにしたことを特徴とするものである。
本発明の磁気測定器は上記のように構成されており、磁気センサの測定感度の変化を容易に補正することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施例を示す磁気測定器の概略構成図である。
この磁気測定器は、磁気を検出する磁気センサ１、２と検出信号を測定する測定部３と前記磁気センサ１、２を独立して測定部３に接続するケーブル４、５から構成されている。この磁気センサ１、２は、一軸方向の磁気を検出することができると共に、相互間距離及び姿勢を自由自在に配置し得るようになっている。
【０００６】
前記磁気センサ１、２はいずれもフラックスゲート型であり、図２に示すように、磁気コア１ａ、２ａに励振巻線１ｂ、２ｂ、信号巻線１ｃ、２ｃと本発明の特徴である校正信号巻線１ｄ、２ｄがそれぞれ巻回され、前記信号巻線１ｃ、２ｃには増幅器１ｅ、２ｅが接続され、前記励振巻線１ｂ、２ｂには励振電源１ｆ、２ｆが接続されている。
【０００７】
前記測定部３は、前記増幅器１ｅ、２ｅからの磁気検出信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器９と、その変換データを取り込み、メモリ１２に格納したプログラムに基づいて、磁界の大きさや方向などを算出してそのデータを表示器あるいは記録計等に送出したり、測定部３の構成要素を制御するための制御信号を出力するＣＰＵ１０と、前記構成要素との信号授受のためのインターフェースの機能を備えたＤＩＯユニット１１と、前記校正信号巻線１ｄ、２ｄに校正用基準磁界を発生させるための直流電流源８と同電流源８をオンオフするための切換えスイッチ６、７などから構成されている。そして、前記ＤＩＯユニット１１には、磁気センサ１、２の位置を変更した場合に使用者が再補正を実行させるための再補正実行スイッチ１３と再補正実行中を表示するための表示ランプ１９が接続されている。
【０００８】
上記構成の磁気測定器による測定は次のような動作手順で行われる。例えば、ある一点での水平方向の磁界を測定する場合には、磁気センサ１、２の測定位置を図３のように接近させて配置する。そして、磁気センサ１、２の相互干渉を補正するため再補正実行スイッチ１３をオンにする。
【０００９】
再補正実行スイッチ１３がオンになると、ＤＩＯユニット１１を介してＣＰＵ１０がオン信号を感知し、該ＣＰＵ１０からＤＩＯユニット１１に制御信号を送る。この制御信号はＤＩＯユニット１１により変換され、表示ランプ１９を点灯すると共に切換えスイッチ６がオンになる。すると、直流電流源８から校正用の規定電流が磁気センサ１の校正信号巻線１ｄに流され、磁気センサ１に校正用基準磁界が与えられる。
【００１０】
この校正用基準磁界値Ｈｒは磁気センサ１により検出され、Ａ／Ｄ変換器９でディジタル信号に変換されＣＰＵ１０により磁気検出信号値Ｘ１として読み取られ、測定感度Ｋ１（＝Ｈｒ／Ｘ１）が算出され、磁気検出信号値をＸ、磁気測定値Ｈ１とした磁気算出式
Ｈ１＝（Ｈｒ／Ｘ１）Ｘ
がプログラムに保存される。
【００１１】
続いて、切換えスイッチ７がオンになる。すると、直流電流源回路８から校正用の規定電流が磁気センサ２の校正信号巻線２ｄに流され、磁気センサ２に校正用基準磁界が与えられる。
この校正用基準磁界値Ｈｒは磁気センサ２により検出され、Ａ／Ｄ変換器９でディジタル信号に変換されＣＰＵ１０により磁気検出信号値Ｘ２として読み取られ、測定感度Ｋ２（＝Ｈｒ／Ｘ２）が算出され、磁気検出信号値をＸ、磁気測定値Ｈ１とした磁気算出式
Ｈ２＝（Ｈｒ／Ｘ２）Ｘ
がプログラムに保存されると共に、前記表示ランプ１９が消灯して校正動作が終了する。以後の測定においてこの補正された磁気算出式を使用して磁気測定が行われる。なお、磁気測定器にオフセット出力が存在すると正しい測定感度Ｋ１、Ｋ２が得られないので校正前にオフセットの調整をしておく必要がある。
【００１２】
また、本発明の実施の変形例として、正負の校正用電流信号を用いて磁気測定器を校正することもできる。例えば、磁気センサ１の校正用基準磁界値をＨｒ、−Ｈｒに対して磁気検出信号がＸ１、−Ｘ２であるとすると、測定感度Ｋは
Ｋ＝２Ｈｒ／（Ｘ１＋Ｘ２）
となり、オフセットが存在しても正しい測定感度Ｋを得ることができると共に、オフセット分（Ｘ１−Ｘ２）を演算し測定値を補正することで、オフセットの影響を測定値から無くすことが可能となる。
さらに、磁気センサ２についても同様にして正しい測定感度を得ることができる。
上記の実施例における磁気センサには、一軸方向の磁気センサを用いているが、軸方向に用いられる磁気コアに校正信号巻線を設けて、同様な校正を行うことにより二軸以上のセンサに対しても、本発明を適用することができる。
このように本発明は磁気センサ自体に校正信号巻線を巻き、校正信号巻線に一定の磁界を発生させるための電流を供給する直流電流電源を設けると共に、磁気センサの位置を変更した場合に、使用者が再補正を実行させるためのスイッチを設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の効果】
本発明の磁気測定器は上記のように構成されており、磁気測定器内に設けられた校正手段により、磁気センサの配置を変える毎に容易に測定感度の校正ができ、磁気センサのどのような配置に対しても正確な測定を行うことができる。
また、正負の校正電流を流して校正することにより、磁気測定器にオフセットが存在しても正確な測定感度の校正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気測定器の実施例の概略図である。
【図２】本発明に係わる磁気センサの概略図である。
【図３】実施例における磁気センサの配置図である。
【図４】従来の磁気測定器の概略図である。
【図５】従来の磁気測定器の磁気センサの配置図である。
【符号の説明】
１、２、１４、１５…磁気センサ
１ａ、２ａ…磁気コア
１ｂ、２ｂ…励振巻線
１ｃ、２ｃ…信号巻線
１ｄ、２ｄ…校正信号巻線
１ｅ、２ｅ…増幅器
１ｆ、２ｆ…励振電源
３…測定部
４、５、１６、１７…ケーブル
６、７…切換えスイッチ
８…直流電流源
９…Ａ／Ｄ変換器
１０…ＣＰＵ
１１…ＤＩＯユニット
１２…メモリ
１３…再補正実行スイッチ
１８…電子回路ユニット
１９…表示ランプ
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のフラックスゲート型等の磁気センサを用いた磁気測定器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、任意の位置で様々な方向の磁界を測定する磁気測定器として、図４に示すような自由に移動させることが可能な２つの磁気センサ１４、１５をケーブル１６、１７を介して測定回路部品を組み込んだ電子回路ユニット１８に接続した磁気測定器が用いられている。図５は２つの磁気センサ１４、１５の配置例を示したものであるが、同図（ａ）は磁気センサ１４、１５間を比較的離して配置した例であり、磁気勾配の測定によく用いられるものである。また、同図（ｂ）は磁気センサ１４、１５間を接近して配置した例であり、全磁気測定や直交３方向成分測定に用いられる。実際の測定においては、測定毎の目的に対応して最適な状態に磁気センサを近づけて使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の磁気測定器は上記のように構成されているが、２つの磁気センサを図５（ｂ）のように近ずけて配置した場合、磁気センサ同志の相互干渉によって磁気センサの測定感度が変化する。この測定感度の変化量は２つの磁気センサの相対位置により変化するため、従来の磁気測定器では磁気センサ間の距離を固定して用いたり、測定感度変化を無視して使用していたため相対位置によっては正確な磁界測定が行えないという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、磁気センサの測定感度の変化を容易に補正することができる磁気測定器を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の磁気測定器は、複数の磁気センサと、該磁気センサの出力信号を測定する測定部をケーブルで接続し、該磁気センサを任意の位置に配置して磁界を測定する磁気測定器において、該磁気センサに校正信号巻線を、測定部に校正用の直流電流源を設けると共に、前記直流電流源から基準磁界を発生させる電流を前記校正信号巻線に流し、その磁界を前記磁気センサにより測定し、測定感度を補正する測定感度補正手段を備えたことを特徴とするものである。
さらにまた、直流電流源より正負の校正用電流を流して測定感度を補正するようにしたことを特徴とするものである。
本発明の磁気測定器は上記のように構成されており、磁気センサの測定感度の変化を容易に補正することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施例を示す磁気測定器の概略構成図である。
この磁気測定器は、磁気を検出する磁気センサ１、２と検出信号を測定する測定部３と前記磁気センサ１、２を独立して測定部３に接続するケーブル４、５から構成されている。この磁気センサ１、２は、一軸方向の磁気を検出することができると共に、相互間距離及び姿勢を自由自在に配置し得るようになっている。
【０００６】
前記磁気センサ１、２はいずれもフラックスゲート型であり、図２に示すように、磁気コア１ａ、２ａに励振巻線１ｂ、２ｂ、信号巻線１ｃ、２ｃと本発明の特徴である校正信号巻線１ｄ、２ｄがそれぞれ巻回され、前記信号巻線１ｃ、２ｃには増幅器１ｅ、２ｅが接続され、前記励振巻線１ｂ、２ｂには励振電源１ｆ、２ｆが接続されている。
【０００７】
前記測定部３は、前記増幅器１ｅ、２ｅからの磁気検出信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器９と、その変換データを取り込み、メモリ１２に格納したプログラムに基づいて、磁界の大きさや方向などを算出してそのデータを表示器あるいは記録計等に送出したり、測定部３の構成要素を制御するための制御信号を出力するＣＰＵ１０と、前記構成要素との信号授受のためのインターフェースの機能を備えたＤＩＯユニット１１と、前記校正信号巻線１ｄ、２ｄに校正用基準磁界を発生させるための直流電流源８と同電流源８をオンオフするための切換えスイッチ６、７などから構成されている。そして、前記ＤＩＯユニット１１には、磁気センサ１、２の位置を変更した場合に使用者が再補正を実行させるための再補正実行スイッチ１３と再補正実行中を表示するための表示ランプ１９が接続されている。
【０００８】
上記構成の磁気測定器による測定は次のような動作手順で行われる。例えば、ある一点での水平方向の磁界を測定する場合には、磁気センサ１、２の測定位置を図３のように接近させて配置する。そして、磁気センサ１、２の相互干渉を補正するため再補正実行スイッチ１３をオンにする。
【０００９】
再補正実行スイッチ１３がオンになると、ＤＩＯユニット１１を介してＣＰＵ１０がオン信号を感知し、該ＣＰＵ１０からＤＩＯユニット１１に制御信号を送る。この制御信号はＤＩＯユニット１１により変換され、表示ランプ１９を点灯すると共に切換えスイッチ６がオンになる。すると、直流電流源８から校正用の規定電流が磁気センサ１の校正信号巻線１ｄに流され、磁気センサ１に校正用基準磁界が与えられる。
【００１０】
この校正用基準磁界値Ｈｒは磁気センサ１により検出され、Ａ／Ｄ変換器９でディジタル信号に変換されＣＰＵ１０により磁気検出信号値Ｘ１として読み取られ、測定感度Ｋ１（＝Ｈｒ／Ｘ１）が算出され、磁気検出信号値をＸ、磁気測定値Ｈ１とした磁気算出式
Ｈ１＝（Ｈｒ／Ｘ１）Ｘ
がプログラムに保存される。
【００１１】
続いて、切換えスイッチ７がオンになる。すると、直流電流源回路８から校正用の規定電流が磁気センサ２の校正信号巻線２ｄに流され、磁気センサ２に校正用基準磁界が与えられる。
この校正用基準磁界値Ｈｒは磁気センサ２により検出され、Ａ／Ｄ変換器９でディジタル信号に変換されＣＰＵ１０により磁気検出信号値Ｘ２として読み取られ、測定感度Ｋ２（＝Ｈｒ／Ｘ２）が算出され、磁気検出信号値をＸ、磁気測定値Ｈ１とした磁気算出式
Ｈ２＝（Ｈｒ／Ｘ２）Ｘ
がプログラムに保存されると共に、前記表示ランプ１９が消灯して校正動作が終了する。以後の測定においてこの補正された磁気算出式を使用して磁気測定が行われる。なお、磁気測定器にオフセット出力が存在すると正しい測定感度Ｋ１、Ｋ２が得られないので校正前にオフセットの調整をしておく必要がある。
【００１２】
また、本発明の実施の変形例として、正負の校正用電流信号を用いて磁気測定器を校正することもできる。例えば、磁気センサ１の校正用基準磁界値をＨｒ、−Ｈｒに対して磁気検出信号がＸ１、−Ｘ２であるとすると、測定感度Ｋは
Ｋ＝２Ｈｒ／（Ｘ１＋Ｘ２）
となり、オフセットが存在しても正しい測定感度Ｋを得ることができると共に、オフセット分（Ｘ１−Ｘ２）を演算し測定値を補正することで、オフセットの影響を測定値から無くすことが可能となる。
さらに、磁気センサ２についても同様にして正しい測定感度を得ることができる。
上記の実施例における磁気センサには、一軸方向の磁気センサを用いているが、軸方向に用いられる磁気コアに校正信号巻線を設けて、同様な校正を行うことにより二軸以上のセンサに対しても、本発明を適用することができる。
このように本発明は磁気センサ自体に校正信号巻線を巻き、校正信号巻線に一定の磁界を発生させるための電流を供給する直流電流電源を設けると共に、磁気センサの位置を変更した場合に、使用者が再補正を実行させるためのスイッチを設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の効果】
本発明の磁気測定器は上記のように構成されており、磁気測定器内に設けられた校正手段により、磁気センサの配置を変える毎に容易に測定感度の校正ができ、磁気センサのどのような配置に対しても正確な測定を行うことができる。
また、正負の校正電流を流して校正することにより、磁気測定器にオフセットが存在しても正確な測定感度の校正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気測定器の実施例の概略図である。
【図２】本発明に係わる磁気センサの概略図である。
【図３】実施例における磁気センサの配置図である。
【図４】従来の磁気測定器の概略図である。
【図５】従来の磁気測定器の磁気センサの配置図である。
【符号の説明】
１、２、１４、１５…磁気センサ
１ａ、２ａ…磁気コア
１ｂ、２ｂ…励振巻線
１ｃ、２ｃ…信号巻線
１ｄ、２ｄ…校正信号巻線
１ｅ、２ｅ…増幅器
１ｆ、２ｆ…励振電源
３…測定部
４、５、１６、１７…ケーブル
６、７…切換えスイッチ
８…直流電流源
９…Ａ／Ｄ変換器
１０…ＣＰＵ
１１…ＤＩＯユニット
１２…メモリ
１３…再補正実行スイッチ
１８…電子回路ユニット
１９…表示ランプ
Claims (1)
- 複数の磁気センサと、該磁気センサの出力信号を測定する測定部をケーブルで接続し、該磁気センサを任意の位置に配置して磁界を測定する磁気測定器において、該磁気センサに校正信号巻線を、測定部に校正用の直流電流源を設けると共に、前記直流電流源から基準磁界を発生させる正負の校正用電流を前記校正信号巻線に流し、その磁界を前記磁気センサにより測定し、測定感度を補正する測定感度補正手段を備えたことを特徴とする磁気測定器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000201861A JP4310895B2 (ja) | 2000-07-04 | 2000-07-04 | 磁気測定器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000201861A JP4310895B2 (ja) | 2000-07-04 | 2000-07-04 | 磁気測定器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002022814A JP2002022814A (ja) | 2002-01-23 |
| JP4310895B2 true JP4310895B2 (ja) | 2009-08-12 |
Family
ID=18699470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000201861A Expired - Lifetime JP4310895B2 (ja) | 2000-07-04 | 2000-07-04 | 磁気測定器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP4310895B2 (ja) |
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| JP6188430B2 (ja) * | 2013-06-03 | 2017-08-30 | 三菱電機株式会社 | 電流検出装置 |
| US9841485B2 (en) * | 2014-11-14 | 2017-12-12 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetic field sensor having calibration circuitry and techniques |
| CN105676151B (zh) * | 2016-01-18 | 2018-06-22 | 华东师范大学 | 一种负反馈式磁场传感器 |
| JP7002112B2 (ja) * | 2017-09-26 | 2022-01-20 | 笹田磁気計測研究所株式会社 | センサヘッドモジュール及び磁気センサ |
| TWI693418B (zh) * | 2019-03-22 | 2020-05-11 | 宇能電科技股份有限公司 | 校正磁場產生裝置及其具有自我校正磁場能力的磁場感測器與校正方法 |
-
2000
- 2000-07-04 JP JP2000201861A patent/JP4310895B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002022814A (ja) | 2002-01-23 |
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