JPH0225776A

JPH0225776A - 磁力計

Info

Publication number: JPH0225776A
Application number: JP17650188A
Authority: JP
Inventors: Kohei Noro; 野呂　浩平
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-07-15
Filing date: 1988-07-15
Publication date: 1990-01-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は磁力計に係り、詳しくは５ＱＵＩ　　Ｄ　　
（Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ　　ＱＵａｎｔｕｍ
　　Ｉｎｔｅｒｆｅ−ｒｅｎｃｅ　Ｄｅｖｉｃｅ）を使
った磁力針に関するものでるる。

〔従来の技術〕

第５図は従来の磁力計を示す構成図で６９、（１）〜（
３）は互に直交した法ｌ１ｌ（それぞれＸ軸ｙ軸１軸と
する）を持りＳ　ＱＵ　Ｉ　Ｄ、　＋４１はＳＱＵＩＤ
保持具、（５）はデ為ワ、（６）〜（８）はそれぞれｘ
ｉ　　Ｙ＋　　”軸に法ａｔ持つＳＱＵＩＤ（１）〜（
３）用のＦ　Ｌ　Ｌ　（Ｆｌｕｘ　Ｌｏｃｋｅｄ　Ｌｏ
ｏｐ　）で。

（９）はＦ　Ｌ　Ｌ　（６１〜（８）の出力から測定磁
場を計算式に従って計算をする計算回路で、　　（９１
）は記憶回路、　　（９２）は加算回路、　　（９３）
は自乗回路。

（９５）は演算回路である。

ＳＱＵＩＤ（１１〜（３）とＦ　Ｉ、　Ｌ　（６１〜（
８）の動作は周知のことでおるので詳しくは述べないが
。

Ｆ　Ｌ　Ｌ　（６１〜（８）はロックオンの瞬間の測定
磁場を０とするように働く。今、地磁気にＸ軸の８　Ｑ
Ｕ　Ｉ　ＤＯ法線を合わせてロックオンしたとすると、
以後の測定はの式に従って計算回路（９）が計算し、ＳＱＵＩＤにか
かる磁力線が測定できる。さらに詳しく言うと、記憶回
路（９１）で記憶し良計測値かう自乗回路（９３）テＨ
ｘ、　Ｈ；、　Ｈ：　ｔ−計ＸＬ、　ｍ算回路（９２）
でＨ：　＋　Ｈ；　＋　Ｈ：を計算し割算回路（９５）
で＋１１式を計算する。ここにＨｘ、　Ｈ，、Ｈ。

はＦ　Ｌ　Ｌ　（６１〜（８）の出力電圧でろシ、ＳＱ
ＵＩＤにかかるｘ、ｙ、ｚ方向の磁場の成分からロック
オン時の磁場をさし引いたものでめる〔発明が解決しよ
うとする課題〕上記のような従来の磁力計では、第（１）式でわかるよ
うに、最初ロックオンしたときに。

Ｘ軸に地磁気を會わせた向きにＳＱＵＩＤ（１１〜（３
）が向くと第（１）式の分母Ｈｘが０となり、近づくに
従って誤差が増える。

この発明はこうした分母＝Ｏの問題点を無くすものでお
る。そこで磁気シールドや電磁石で地磁気を打ち消して
ロックオンする方式が考えられるが、磁気シールドや電
磁石を打ち消しても残留磁場が残シ誤差となる。この発
明は残留磁場の除去についての解決策も提供する。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る磁力計ではＳＱＵＩＤを磁気シールドあ
るいは地磁気を打ち消す電磁石を用いてロックオンし、
磁気シールドを外して、あるいは電磁石の電流を止めて
外部磁場を測定し、さらにロックオン直後、磁気シール
ドを外すか、電磁石の通電ヲ止める前にＳＱＵＩＤを１
８０°回転させて、残留磁気を求めて、計算で正しく評
価するようにし友ものである。

〔作　用〕

ロックオン時に、磁気シールドわるいは電磁石で、地磁
気を除けると計算式がＨ＝：４石鷹〒１　・・・・・・・・・・・・・・・（
２）となり分母＝Ｏの問題は解消する。

また、ｌ磁気シールドあるいは電磁石で地磁気を除去し
たつもりでも残留磁気が残る。この残留磁気を除くには
、ロックオン直後にＳＱＵＩＤ　　ｘ、ｙ、ｚそれぞれ
を１１３０’回転して残留磁気の値−２ΔＨｘ、　−２
ΔＨ，、−２ΔＨｚ　を求め、磁気シールドを外すか、
ｔｍ石を止めて外部伝場を測るとぎに、測定値Ｈ，、Ｈ
，、ｌ−１ｚにそれぞれΔＨｘ、ΔＨｙ、ΔＨｚ　′ｆ
：加えて第（２）式％式％この発明では地磁気の影＃を避けるだけでなく、＠気シ
ールドや電磁石での地磁気打消法の残留磁場の影響も除
くことができる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図で１０〜（９
）は従来と同じものであるが、計算回路（９）は上記の
第（２）式を計算する。（９１）〜（９３）は従来と同
じもの、　　（９，４）は開平回路である。

（ＩＩＵパーマロイ等の磁気シールドで着脱可能な構造
となりている。この構成で磁気シールドによシロツクオ
ン時には磁力線が及ばず。

真値０にロレクオンするので、磁気シールドを外せば第
（２）式で磁場の強さが測れる。

さらに高精度が要求される場合、磁気シールドａのを施
しても残留磁気が残るので、この残留磁気をとり除く必
要かめる。第２図はこの発明のも５１つの実施例を示す
ブロック図で（１１〜（４）は従来と同じもの、　Ｃ１
（Ｉは磁気シールド、αυは非磁性のジンバルである。

第１図の（５１〜（９）相当部分は省略したが付いてい
るものとする。この場合、ＳＱＵＩＤ（１１〜（３）は
保持具ごと１８０°Ｚ軸とＸ軸につき回軸できるように
なっている。先ず＠２図（ａ）の状態でロックオンする
とＦ　Ｌ　Ｌ　（６）〜（７）の出力は０となるが実際
には残留磁気ΔＨｘ、ΔＨｙ、ΔＨ８が出力されねばな
らない。次に２軸を回転中心として１８０°まわすとＦ
ＬＬ（６）（））の出力は一２Δ）ｌｘ、−２ΔＨｙと
なり、さらにＸ軸を回転中心にして１８０’まわすと、
ＦＬＬ（８）の出力は一２ΔＨ８が出る。この間の事ｗ
を第３図にまとめる。

第３図について、ロックオン時Ｆ　Ｌ　Ｌ　（６１の出
力ＨｘがＯとなるのは、残留磁気分ＦＬＬ（６１にオフ
セットがかかつているためで。

０＝ΔＨｘ−ΔＨｘと、残留磁気とオフセットに分離で
きる。また１８０’回転させたとき残留磁気は−ΔＨｘ
でオフセットは一ΔＨｘであるから一２ΔＨＸ＝−ΔＨ
Ｘ−ΔＨｘである。この−１８０°回転させた時の！−
２ΔＨｘ　を半分にして−ΔＨ８をＦＬＬ（ｘ）の値か
ら引き去る。つまりΔＨｘを加えると、残留磁気を正し
く測定でき、ａｌ磁気シールド外してもオフセット無し
の絶対値を知ることができる。このことはＳＱＵＩＤ（
２）（３）、Ｆｉ、Ｌ（７）（８）についても同じこと
が言える。つまり計算回路（９＞はＦ　Ｌ　Ｌ　ｔｅ）
１７）（８）の出力値にそれぞれΔＨｘ、ΔＨｙ、ΔＨ
２を加えて第（２）式を計算すれば良い。第１図に戻っ
て説明すると、記憶回路（９１）でＨＫｎ　Ｈ＋、　Ｈ
′ｘ（ｘ、　　ｙ２のＳＱＵＩＤの観測値）ΔＨｘ、Δ
Ｈｙ、ΔＨ８を記憶し、加算回路（９２）でＨｘ＝　ｕ
；　＋ｍ。

Ｈ，＝＝Ｈ；十ΔＨ，、）１．　＝　Ｈ；十Ｈ，全計算
し。

自乗回路でＨ↓＊　Ｈ：　、８％　ｋ求め、加算回路（
史）でＨ４十Ｈ；　＋Ｈ：を求め、開平回路（９４）で
第（２）式を計算する。

次に！＠石で地磁気を打ち消す場合を示す。第４図はこ
の発明のさらにも’１１つの実施例を示す構成図で、（
１）〜（９）は第１図のものと園じで、α邊は空芯の電
磁石、　Ｑ３は電源、　Ｃ１４１は可変抵抗器、餞はス
イッチである。先ずスイッチα９を人にし９図に矢印（
ａ）（ｂ）で示したよ５に地磁気（ａ）を電磁石α２の
作る磁場（ｂ）が打ち消すように可変抵抗器（１４を変
化させ電磁石＠に流れる電流を調整する。詳しくはＳＱ
ＵＩＤ（１）〜（３１ｆ、ｌＯ°程度回転させてもＦ　
ｌ、　Ｌ　（６１〜（８）の出力に変化が表われないよ
うに可変抵抗器ａ４を調整する。この状態でＦ　Ｌ　Ｌ
　（６１〜（８）をロックオンし、スイッチα９を切っ
て電磁石α１Ｊヲ流れる電流を切りて、第（２）式の演
算をすれば磁力線の強さが計測できる。

この場合も残Ｗ［気が残るので、精度が要求される場合
は第２図で示した方法（ロックオン直後にＳＱＵＩＤ（
１１〜（３）を１８０’回転し。

得られた一２Δ取、−２ΔＨ７，−２ΔＨｚからＦＬＬ
（６）〜（８）の出力にそれぞれへ取、ΔＨＹ、ΔＨｚ
を加えてから第（２）式を計算回路（９）で計算し磁場
の強さを知る。）でオフセラトラ外せば良い。

さらに地磁気を打ち消す手段（ｌ気シールドや電磁石）
を使わなくても、第２図の方法つまシロツクオン直後に
ＳＱＵＩＤを１８０９回転してオフセット量を測シ、計
算回路（９）でＦＬ　Ｌ　＋６１〜（８）の出力からオ
フセット量を引き去り、第（２）式を演算すると絶対磁
場が測れる。

仁の場合、地磁気がオフセット量（符号は地磁気と逆）
となる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとうシ地磁気を磁気シールドや
電磁石で除去し、ＳＱＵＩＤを１８０’まわし【測定し
て残留磁気または地磁気を正しく評価しているので、１
９ＱＵＩＤがどちらを向いていようと、絶対磁場が測れ
るという効果がめる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一災施例を示す構成図。第２図はこの発明のもう一つの実施例を示す構成図、第
３図はＳＱＵＩＤのオフセットと１８００回転の関係を
示す図、第４図はこの発明のさらにも５１つの実施例を
示す構成図、第５図は従来の磁力計を示す構成図でるり
、（１）〜（３）はＳＱＵＩＤ、＋６１〜（８）はＦＩ
、Ｌ、（９）は計算回路、ａｌｌＩは磁気シールド、住
υは非磁性ジンバル、υは電磁石である。なお図中同一るるいは相当部分には同一の符号を付して
示しである。

Claims

【特許請求の範囲】１、ｘ、ｙ、ｚ直交三方向にそれぞれ法線方向を持つ３
つのＳＱＵＩＤ（ＳｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇＱｕ
ａｎｔｕｍ　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　Ｄｅｖｉｃｅ
）と、上記ＳＱＵＩＤを直交三軸方向に保持する保持具
と、上記ＳＱＵＩＤを冷却するデュワと、上記３つのＳ
ＱＵＩＤから出力される信号に対してそれぞれ磁束ロッ
クをかけるｘ、ｙ、ｚ用の３つのＦＬＬ（Ｆｌｕｘ　Ｌ
ｏｃｋｅｄ　Ｌｏｏｐ）と、上記３つのＦＬＬの出力か
ら磁場を計算する計算回路とを備えた磁力計において、
上記ＦＬＬのロックオン時に上記３つのＳＱＵＩＤに磁
気シールドを設け、かつその磁気シールドはＳＱＵＩＤ
に対し着脱自在な構造であることを特徴とする磁力計。２、３つのＳＱＵＩＤを保持具ごと収納するジンバルと
、３つのＦＬＬのロックオン時、先ずロックオンし、次
にｘ軸ｙ軸ｚ軸につき上記ＳＱＵＩＤを１８０°回転し
て北記ｘ、ｙ、ｚ各ＳＱＵＩＤの測る磁場を記憶する手
段と、磁気シールドを外して外部磁場を計測する際、ｘ
、ｙ、ｚそれぞれに上記記憶した値の−１／２を加えて
計算する手段とを備えたことを特徴とする特許請求の範
囲第（１）項記載の磁力計。３、ｘ、ｙ、ｚ直交３方向にそれぞれ法線方向を持つ３
つのＳＱＵＩＤと、上記ＳＱＵＩＤを直交３方向に保持
する保持具と、ＳＱＵＩＤを冷却するデュワと、上記３
つのＳＱＵＩＤから出力される信号に対してそれぞれ磁
束ロックをかけるｘ、ｙ、ｚ用の３つのＦＬＬと、上記
３つのＦＬＬの出力から磁場を計算する計算回路とを備
えた磁力計において、上記ＦＬＬのロックオン時に上記
３つのＳＱＵＩＤを挾んで設けられた２個一組の空芯の
電磁石と、上記電磁石に流れる電流を地磁気を打消すよ
うにする手段と、計測時上記電磁石の電流を切る手段と
を備えたことを特徴とする磁力計。４、３つのＳＱＵＩＤを保持具ごと収納するジンバルと
、３つのＦＬＬのロックオン時先ずロックオンし、次に
ｘ軸ｙ軸ｚ軸につき上記ＳＱＵＩＤを１８０°回転して
上記ｘ、ｙ、ｚ各ＳＱＵＩＤの測る磁場を記憶する手段
と、電磁石の電流を切って外部磁場を計測する際、３ｘ
、ｙ、ｚの測定値にそれぞれ上記記憶した値の−１／２
を加えて計算する手段とを備えたことを特徴とする特許
請求の範囲第（３）項記載の磁力計。５、ｘ、ｙ、ｚ直交３方向にそれぞれ法線方向を持つ３
つのＳＱＵＩＤ、上記ＳＱＵＩＤを直交３方向に保持す
る保持具と、上記ＳＱＵＩＤを冷却するデュワと、上記
３つのＳＱＵＩＤから出力する信号に対してそれぞれ磁
束ロックをかけるｘ、ｙ、ｚ用の３つのＦＬＬと、上記
ＦＬＬの出力から磁場を計算する計算回路とを備えた磁
力計において、上記３つのＳＱＵＩＤを保持具ごと収納
するジンバルと、上記ＦＬＬのロックオン直後各ｘ、ｙ
、ｚにつきＳＱＵＩＤを１８０°回転し、磁場を計測記
憶する手段と、外部磁場を計測する際ｘ、ｙ、ｚの測定
値にそれぞれ上記記憶した値の−１／２を加えて計算す
る手段とを備えたことを特徴とする磁力計。