JP6187652B2 - 磁界測定装置 - Google Patents
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Description
感磁体と、該感磁体に巻回され該感磁体に作用する磁界に対応する電圧を出力する検出コイルと、上記感磁体に巻回され通電によって磁界を発生する磁界発生コイルとを備えたマグネトインピーダンスセンサと、
該マグネトインピーダンスセンサの外側から上記感磁体に作用する磁界であるセンサ外磁界が一定の状態において、上記磁界発生コイルに流れる電流を変化させることにより、上記感磁体に作用する磁界を変化させ、上記検出コイルの出力電圧の変化量を上記感磁体に作用する磁界の変化量で除した値である感度を算出する感度算出手段とを備え、
上記マグネトインピーダンスセンサは機器内に配され、上記センサ外磁界は、上記機器外から上記感磁体に作用する機器外磁界と、上記機器内に設けられた電子部品から発生し上記感磁体に作用する機器内磁界とを合成した磁界であり、上記感度算出手段によって算出された上記感度と、上記検出コイルの上記出力電圧とによって、上記機器外磁界の値を算出する磁界算出手段を備え、
上記感度算出手段は、上記磁界発生コイルから発生するコイル磁界によって上記機器内磁界がより打ち消されるように、上記磁界発生コイルに流れる電流の量を変化させ、その電流を変化させる過程において上記感度を算出し、上記磁界算出手段は、上記磁界発生コイルに電流を流すことにより、上記感磁体に作用する磁界の強さを予め定められた閾値よりも小さくした状態で、上記機器外磁界の値を算出するよう構成されていることを特徴とする磁界測定装置にある。
そのため、ユーザが磁界測定装置を使用する際に、MIセンサの感度を定期的に算出することができる。したがって、感度が変化した場合でも、その変化後の感度を用いて、磁界を算出することができる。そのため、磁界を正確に測定することが可能となる。
上記機器内磁界は、測定対象となる機器外磁界よりも強いことが多い。そのため、MIセンサを携帯機器内に設けると、感磁体に、強い機器内磁界が作用することが多い。MIセンサは、感度が一定になる磁界の範囲が決まっており、この範囲を超えた強い磁界が感磁体に作用すると、感度が変化する(図2参照)。そのため従来は、MIセンサを、感度が一定とみなせる範囲に限定して使用する必要があった。しかし、本発明の磁界測定装置は上記感度算出手段を備えるため、感磁体に強い機器内磁界が作用し、感度が一定とみなせる範囲を外れた場合でも、そのときの感度を算出し、その感度を用いて、上記機器外磁界を正確に測定することができる。したがって、感磁体に強い磁界が作用した場合でも、MIセンサを使用することが可能となる。つまり、MIセンサを使用できる、磁界の強度範囲を拡大することができる。
MIセンサは、上述したように、感度が一定となる磁界の強さの範囲に限界がある(図2のA領域参照)。上記磁界測定装置では、磁界発生コイルに電流を流して、感磁体に作用する磁界を上記閾値よりも小さくした状態で、上記機器外磁界の値を算出している。そのため、感磁体に作用する磁界の強さが、感度が一定となる範囲を超えている場合であっても、その磁界の強さを上記磁界発生コイルによって小さくし、上記磁界の強さが、感度が一定となる範囲内になるようにしてから、上記機器外磁界を測定できる。したがって、機器外磁界をより正確に算出することができる。
上記磁界測定装置に係る参考例について、図1〜図11を用いて説明する。図8に示すごとく、本例の磁界測定装置1は、MIセンサ2と、感度算出手段3とを備える。
図1に示すごとく、MIセンサ2は、感磁体20と、検出コイル21と、磁界発生コイル22とを備える。検出コイル21は、感磁体20に巻回されており、該感磁体20に作用する磁界に対応する電圧を出力する。磁界発生コイル22は、感磁体22に巻回されており、通電によって磁界を発生する。
a1=(VC2−VC1)/{(HO+HC2)−(HO+HC1)}
=(VC2−VC1)/(HC2−HC1)
HE=(VX−VOFF)/a1
a2=(VC2−VC1)/{(HO+HC2)−(HO+HC1)}
=(VC2−VC1)/(HC2−HC1)
HE=(VX−VOFF)/a2
そのため、ユーザが磁界測定装置1を使用する際に、MIセンサ2の感度aを定期的に算出することができる。したがって、測定環境が変化して感磁体20に作用する磁界の強さや感磁体20の温度等が変化することにより、感度aが変化した場合でも、その変化後の感度aを用いて、測定対象の磁界、すなわち機器外磁界HEを算出することができる。そのため、測定対象の磁界を正確に測定することが可能となる。
上記機器内磁界HIは、測定対象となる機器外磁界HEよりも強いことが多い。そのため、MIセンサ2を携帯機器10内に設けると、感磁体20に、強い機器内磁界HIが作用することが多い。MIセンサ2は、感磁体20に作用する磁界が図2に示すA領域内である場合は、感度aが一定とみなすことが可能であるが、感磁体20にA領域を超える強い磁界が作用すると、感度aが変化することがある。しかし、本例の磁界測定装置1は、上記感度算出手段3を備えるため、感磁体20に強い機器内磁界HIが作用し、感度aが変化した場合でも、そのときの感度aを算出することができる。そのため、その変化後の感度aを用いて、上記機器外磁界HEを正確に測定することができる。
上述したように、従来は、MIセンサの感度が略一定であるA領域に限定して、MIセンサを用いる必要があったが、本例のように感度算出手段3を設けることにより、A領域を超える強度の磁界が感磁体20に作用した場合でも、機器外磁界HEを測定することが可能となる。そのため、MIセンサ2を使用できる、磁界の強度範囲を拡大することが可能となる。
HE+HC=(VX−VOFF)/a2
したがって、機器外磁界HEを算出するためには、算出された値HE+HCから、コイル磁界HCを減算する必要がある。
本例は、磁界発生コイル22から発生するコイル磁界HCにより、機器内磁界HIを打ち消すようにした例である。図14に示すごく、A領域から外れた領域、例えばC点において機器外磁界HEを測定することも可能であるが、C点よりもA領域内の方が、感度aが安定しているため、より正確に機器外磁界HEを測定できる場合がある。そのため本例では、磁界発生コイル22から発生するコイル磁界HCによって機器内磁界HIを打ち消し、これにより、感磁体20に作用する磁界の大きさを小さくして、A領域内の値にしてから、機器外磁界HEを測定している。
an=(Vn−1−Vn)/(Hn−1−Hn)
H=V/an
ステップS13では、このように算出した磁界Hの大きさが、閾値Haよりも小さいか否かを判断する。
HE=(VX−VOFF)/an
その他、参考例1と同様の構成および作用効果を備える。
2 マグネトインピーダンスセンサ
20 感磁体
21 検出コイル
22 磁界発生コイル
3 感度算出手段
5 磁界算出手段
HO センサ外磁界
Claims (2)
- 磁界を測定する磁界測定装置であって、
感磁体と、該感磁体に巻回され該感磁体に作用する磁界に対応する電圧を出力する検出コイルと、上記感磁体に巻回され通電によって磁界を発生する磁界発生コイルとを備えたマグネトインピーダンスセンサと、
該マグネトインピーダンスセンサの外側から上記感磁体に作用する磁界であるセンサ外磁界が一定の状態において、上記磁界発生コイルに流れる電流を変化させることにより、上記感磁体に作用する磁界を変化させ、上記検出コイルの出力電圧の変化量を上記感磁体に作用する磁界の変化量で除した値である感度を算出する感度算出手段とを備え、
上記マグネトインピーダンスセンサは機器内に配され、上記センサ外磁界は、上記機器外から上記感磁体に作用する機器外磁界と、上記機器内に設けられた電子部品から発生し上記感磁体に作用する機器内磁界とを合成した磁界であり、上記感度算出手段によって算出された上記感度と、上記検出コイルの上記出力電圧とによって、上記機器外磁界の値を算出する磁界算出手段を備え、
上記感度算出手段は、上記磁界発生コイルから発生するコイル磁界によって上記機器内磁界がより打ち消されるように、上記磁界発生コイルに流れる電流の量を変化させ、その電流を変化させる過程において上記感度を算出し、上記磁界算出手段は、上記磁界発生コイルに電流を流すことにより、上記感磁体に作用する磁界の強さを予め定められた閾値よりも小さくした状態で、上記機器外磁界の値を算出するよう構成されていることを特徴とする磁界測定装置。 - 上記機器は携帯機器である、請求項1に記載の磁界測定装置。
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