JP6336834B2 - 電界計測装置 - Google Patents
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Description
[構成]
本発明の第1実施形態の構成について、図1〜図5を参照して説明する。図1に示すように、本実施形態の電界計測装置101は、複数の磁界センサによって構成された磁界検出部1と、磁界検出部1での検出結果を取り込み計算処理する計算処理部2とを備えている。磁界検出部1と計算処理部2とは複数の配線により接続されており、磁界検出部1の検出結果が計算処理部2へ出力されるようになっている。計算処理部2は、「磁界成分算出手段」及び「電界成分算出手段」に相当する。
次に、本実施形態の電界計測装置101を用いた電界計測処理、すなわち計測ポイントPにおける電界ベクトルEの算出方法について説明する。まず、3次元空間内において、計測ポイントPが磁界検出部1の原点と一致するように磁界検出部1を配置する。
本実施形態では、各ループコイル111,112,113,114、121,122,123,124,131,132,133,134を同一の楕円形状とすることで、異なる2軸用のループコイル、例えばX軸用ループコイル111とY軸用ループコイル121、X軸用ループコイル112とZ軸用ループコイル131等を互いに干渉させることなく楕円中心を同座標位置に配置することができる。すなわち、各ループコイルの中心から計測ポイントPまでの距離が等しく、かつコイル面積が同一である磁界検出部1の装置構成を容易に実現することができる。
[構成]
次に、本発明の第2実施形態の電界計測装置102について、図6を参照して説明する。なお、第1実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏し、さらに、ステージ51によって磁界検出部1を自動的に所望の計測位置に移動させることができ、より高度な電界計測を行うことができる。
上記各実施形態では、全てのループコイル111,112,113,114、121,122,123,124,131,132,133,134を同一の楕円形状としたが、本発明では、例えば同座標位置に配置されるループコイルのうち、一方のループコイルのみ楕円形状とし他方のループコイルを正円形状に形成しても良い。この場合でも、同座標位置に異なる2軸用のループコイルを配置することができる。また、楕円形状をなすループコイルと正円形状をなすループコイルのコイル面積を同じくすれば、上記各実施形態と同様に、各軸方向の磁界成分を求める際には加重平均をとることなく簡易な処理で磁界及び電界を算出することができる。
上記実施形態において、さらにポインティングベクトルSを求める構成としても良い。ポインティングベクトルSは、電界ベクトルEと磁界ベクトルHの外積として求められ、この算出は計算処理部2,54が実行する。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
2,54 ・・・計算処理部(磁界成分算出手段、電界成分算出手段)
11 ・・・X軸用磁界プローブ
12 ・・・Y軸用磁界プローブ
13 ・・・Z軸用磁界プローブ
28,38,48 ・・・円弧状スリット部(スリット部)
101,102 ・・・電界計測装置
111,112,113,114 ・・・X軸用ループコイル
121,122,123,124 ・・・Y軸用ループコイル
131,132,133,134 ・・・Z軸用ループコイル
P ・・・計測ポイント
Claims (6)
- 計測対象となる計測ポイント(P)を通り互いに直交する三つの軸をX軸,Y軸,Z軸とし、前記計測ポイントを通り前記X軸と直交する平面をYZ平面とし、前記計測ポイントを通り前記Y軸と直交する平面をXZ平面とし、前記計測ポイントを通り前記Z軸と直交する平面をXY平面とし、前記YZ平面上において前記計測ポイントを挟んで前記Y軸上で対向する2位置及び前記Z軸上で対向する2位置のそれぞれに、前記X軸の磁界を検出する磁界センサであるX軸用ループコイル(111,112,113,114)を配置するX軸用磁界プローブ(11)、
前記XZ平面上において前記計測ポイントを挟んで前記Z軸上で対向する2位置及び前記X軸上で対向する2位置のそれぞれに、前記Y軸の磁界を検出する磁界センサであるY軸用ループコイル(121,122,123,124)を配置するY軸用磁界プローブ(12)及び、
前記XY平面上において前記計測ポイントを挟んで前記X軸上で対向する2位置及び前記Y軸上で対向する2位置のそれぞれに、前記Z軸の磁界を検出する磁界センサであるZ軸用ループコイル(131,132,133,134)を配置するZ軸用磁界プローブ(13)を有する磁界検出部(1)と、
前記計測ポイントにおける各軸方向の磁界成分について、前記X軸用ループコイルの検出結果からX軸方向の成分を、前記Y軸用ループコイルの検出結果からY軸方向の成分を、前記Z軸用ループコイルの検出結果からZ軸方向の成分を求める磁界成分算出手段(2,54)と、
前記計測ポイントにおける各軸方向の電界成分について、前記Y軸用ループコイル及び前記Z軸用ループコイルの検出結果からX軸方向の成分を、前記Z軸用ループコイル及び前記X軸用ループコイルの検出結果からY軸方向の成分を、前記X軸用ループコイル及び前記Y軸用ループコイルの検出結果からZ軸方向の成分を、マクスウェル方程式から導出される磁界と電界の関係を利用して求める電界成分算出手段(2,54)と、
を備え、前記X軸用ループコイル、前記Y軸用ループコイル及び前記Z軸用ループコイルは、前記計測ポイントから前記各ループコイルの中心までの距離が等しく、同位置の異なる2軸用の前記ループコイルが干渉を回避するように配置されており、
前記X軸用ループコイル、前記Y軸用ループコイル及び前記Z軸用ループコイルは、
コイル面積が同一の楕円形状に形成されていることを特徴とする電界計測装置(101,102)。 - 前記X軸用磁界プローブ、前記Y軸用磁界プローブ及び前記Z軸用磁界プローブは、
前記計測ポイントに一致する中心部に、他の2つの前記磁界プローブとの組み付けを可能とするスリット部(28,38,48)が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の電界計測装置。 - 前記スリット部は、円弧形状の一部をなすように形成されていることを特徴とする請求項2に記載の電界計測装置。
- 前記X軸用磁界プローブ、前記Y軸用磁界プローブ及び前記Z軸用磁界プローブは、互いに同一形状であることを特徴とする請求項1〜請求項3のうちいずれか一項に記載の電界計測装置。
- 計測対象となる計測ポイント(P)を通り互いに直交する三つの軸をX軸,Y軸,Z軸とし、前記計測ポイントを通り前記X軸と直交する平面をYZ平面とし、前記計測ポイントを通り前記Y軸と直交する平面をXZ平面とし、前記計測ポイントを通り前記Z軸と直交する平面をXY平面とし、前記YZ平面上において前記計測ポイントを挟んで前記Y軸上で対向する2位置及び前記Z軸上で対向する2位置のそれぞれに、前記X軸の磁界を検出する磁界センサであるX軸用ループコイル(111,112,113,114)を配置するX軸用磁界プローブ(11)、
前記XZ平面上において前記計測ポイントを挟んで前記Z軸上で対向する2位置及び前記X軸上で対向する2位置のそれぞれに、前記Y軸の磁界を検出する磁界センサであるY軸用ループコイル(121,122,123,124)を配置するY軸用磁界プローブ(12)及び、
前記XY平面上において前記計測ポイントを挟んで前記X軸上で対向する2位置及び前記Y軸上で対向する2位置のそれぞれに、前記Z軸の磁界を検出する磁界センサであるZ軸用ループコイル(131,132,133,134)を配置するZ軸用磁界プローブ(13)を有する磁界検出部(1)と、
前記計測ポイントにおける各軸方向の磁界成分について、前記X軸用ループコイルの検出結果からX軸方向の成分を、前記Y軸用ループコイルの検出結果からY軸方向の成分を、前記Z軸用ループコイルの検出結果からZ軸方向の成分を求める磁界成分算出手段(2,54)と、
前記計測ポイントにおける各軸方向の電界成分について、前記Y軸用ループコイル及び前記Z軸用ループコイルの検出結果からX軸方向の成分を、前記Z軸用ループコイル及び前記X軸用ループコイルの検出結果からY軸方向の成分を、前記X軸用ループコイル及び前記Y軸用ループコイルの検出結果からZ軸方向の成分を、マクスウェル方程式から導出される磁界と電界の関係を利用して求める電界成分算出手段(2,54)と、
を備え、前記X軸用ループコイル、前記Y軸用ループコイル及び前記Z軸用ループコイルは、前記計測ポイントから前記各ループコイルの中心までの距離が等しく、同位置の異なる2軸用の前記ループコイルが干渉を回避するように配置されており、
前記X軸用磁界プローブ、前記Y軸用磁界プローブ及び前記Z軸用磁界プローブは、互いに同一形状であることを特徴とする電界計測装置(101,102)。 - 前記磁界検出部を移動可能に保持し、前記磁界検出部の3次元空間内での位置を制御する位置制御手段(51)を備えることを特徴とする請求項1〜請求項5のうちいずれか一項に記載の電界計測装置(102)。
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JP2014137708A JP6336834B2 (ja) | 2014-07-03 | 2014-07-03 | 電界計測装置 |
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