JPH045524A - 交流磁歪測定方法 - Google Patents
交流磁歪測定方法Info
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- JPH045524A JPH045524A JP10522190A JP10522190A JPH045524A JP H045524 A JPH045524 A JP H045524A JP 10522190 A JP10522190 A JP 10522190A JP 10522190 A JP10522190 A JP 10522190A JP H045524 A JPH045524 A JP H045524A
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Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
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。
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］
本発明は、方向性電磁鋼板、無方向性電磁鋼板等の磁性
材料の磁歪特性を高精度に測定する方法に関する。
材料の磁歪特性を高精度に測定する方法に関する。
［従来の技術］
磁界中に磁性材料が置かれ磁化されると伸びあるいは縮
む磁歪現象がおこる。特に、磁性材料が交流磁界中にお
かれ磁化される場合には磁化の変化と共に伸縮するため
磁界周波数に同期した磁歪振動となり、振動ノズル源あ
るいは騒音の原因となることがある。近年、環境問題の
高揚とともにトランス、モーター、電磁弁等の磁気応用
機器の騒音を減少させることか社会的な要請となり、鉄
心に用いられる方向性電磁鋼板、無方向性電磁鋼板等の
鋼板材料、あるいはその他の磁性材料の磁歪特性を改善
することがひとつの開発課題となつている。しかし、一
般に磁歪による長さの変化率は非常に小さく １ｏ−５
程度であり、これらの磁歪特性を精度よく測定すること
は従来困難であった。
む磁歪現象がおこる。特に、磁性材料が交流磁界中にお
かれ磁化される場合には磁化の変化と共に伸縮するため
磁界周波数に同期した磁歪振動となり、振動ノズル源あ
るいは騒音の原因となることがある。近年、環境問題の
高揚とともにトランス、モーター、電磁弁等の磁気応用
機器の騒音を減少させることか社会的な要請となり、鉄
心に用いられる方向性電磁鋼板、無方向性電磁鋼板等の
鋼板材料、あるいはその他の磁性材料の磁歪特性を改善
することがひとつの開発課題となつている。しかし、一
般に磁歪による長さの変化率は非常に小さく １ｏ−５
程度であり、これらの磁歪特性を精度よく測定すること
は従来困難であった。
従来、方向性室Ｗｔｔ１４板等の、Ｗｔ磁性材料磁歪特
性測定には、交流磁界中に置いた材料の一端を固定して
おき、他端に取り付けられた検出機構を介して差動トラ
ンスにより振動変位量を検出する方法の装置が用いられ
てきた。しかし、この方法の装置ては、材料と差動トラ
ンスの間の検出機構の振動伝達特性により検出される振
動変位量が変化する現象や１１、検出機構の振動共振モ
ード特性によっては磁歪振動に検出機構自身の振動が重
畳する現象が起こる。このため、同一材料であっても検
出機構の材料への取付方法の微妙な違いにより測定され
る磁歪特性結果が異なり、再現性を得ることが困難であ
った。
性測定には、交流磁界中に置いた材料の一端を固定して
おき、他端に取り付けられた検出機構を介して差動トラ
ンスにより振動変位量を検出する方法の装置が用いられ
てきた。しかし、この方法の装置ては、材料と差動トラ
ンスの間の検出機構の振動伝達特性により検出される振
動変位量が変化する現象や１１、検出機構の振動共振モ
ード特性によっては磁歪振動に検出機構自身の振動が重
畳する現象が起こる。このため、同一材料であっても検
出機構の材料への取付方法の微妙な違いにより測定され
る磁歪特性結果が異なり、再現性を得ることが困難であ
った。
［発明が解決しようとする課題］
本発明は、従来の交流磁歪測定装置の磁歪振動を精度よ
く検出するのが困難という問題点を解決し、磁性材料の
磁歪特性を高精度かつ再現性よく測定可能な方法を提供
することにある。
く検出するのが困難という問題点を解決し、磁性材料の
磁歪特性を高精度かつ再現性よく測定可能な方法を提供
することにある。
［課題を解決するための手段］
本発明に先立ち、従来の交流磁歪測定装置の測定誤差要
因を詳細に検討した。主な誤差要因として、装置の外部
からの振動ノイズの影響、装置構造物の共振現象、材料
からの漏れ磁束か材料近傍の他の磁性材料に流れること
による磁気吸引力による振動、検出機構による振動伝達
障害、等な考えられた。個々の要因について測定へに影
響を調べた結果、検出機構による誤差要因かもフとも影
響が大きいことがわかった。材料の磁歪振動を正確に差
動トランスに伝達するためには検出機構に、剛性の強さ
、軽量さ、抵抗のない支持方法、共振を起こさない形状
、材料に歪を与えない取り付は方法、等が要求されるが
、これらを同時に満足することは非常に困難であった。
因を詳細に検討した。主な誤差要因として、装置の外部
からの振動ノイズの影響、装置構造物の共振現象、材料
からの漏れ磁束か材料近傍の他の磁性材料に流れること
による磁気吸引力による振動、検出機構による振動伝達
障害、等な考えられた。個々の要因について測定へに影
響を調べた結果、検出機構による誤差要因かもフとも影
響が大きいことがわかった。材料の磁歪振動を正確に差
動トランスに伝達するためには検出機構に、剛性の強さ
、軽量さ、抵抗のない支持方法、共振を起こさない形状
、材料に歪を与えない取り付は方法、等が要求されるが
、これらを同時に満足することは非常に困難であった。
本発明では、上述した検出機構による磁歪測定誤差を基
本的に取り除くため、磁歪振動を伝達する検出機構を省
略した磁歪測定方法を検討し、振動測定に従来の差動ト
ランス法に代わり、非接触振動測定法を採用することか
最も効果的であることを見いたした。非接触による振動
測定法には、電極間の距離による電気容量の変化に着目
し、静電容量法、反射面に斜め入射させたレーザ光の反
射光の位置の距離による変化に着目したレーザ変位計法
、反射面の移動速度によりレーザ反射光の波長が変化す
るドツプラー効果に着目したレーザドツプラー振動計法
かある。これらの非接触振動測定法の磁歪測定への適用
を検討した結果、微小振動の検出感度の高さ、高速応答
性、計測周波数範囲の広さ、相対振動が計測可能なこと
から、レーザドツプラー振動計を用いることが最適であ
ることを見いたし′た。
本的に取り除くため、磁歪振動を伝達する検出機構を省
略した磁歪測定方法を検討し、振動測定に従来の差動ト
ランス法に代わり、非接触振動測定法を採用することか
最も効果的であることを見いたした。非接触による振動
測定法には、電極間の距離による電気容量の変化に着目
し、静電容量法、反射面に斜め入射させたレーザ光の反
射光の位置の距離による変化に着目したレーザ変位計法
、反射面の移動速度によりレーザ反射光の波長が変化す
るドツプラー効果に着目したレーザドツプラー振動計法
かある。これらの非接触振動測定法の磁歪測定への適用
を検討した結果、微小振動の検出感度の高さ、高速応答
性、計測周波数範囲の広さ、相対振動が計測可能なこと
から、レーザドツプラー振動計を用いることが最適であ
ることを見いたし′た。
本発明の基本的構成の一例を第１図に示す。図中の１は
サンプルを示し、サンプル１の一端は固定端であり、サ
ンプル固定治具１０でベースプレート＋１に固定されて
いる。サンプル１の他の一端は自由端てあり、レーザド
ツプラー振動計のセンサーヘッド２からレーザ光束１３
がサンプルの両端を結ぶ軸に平行に入射する。一方、セ
ンサーヘッド３からはレーザ光束１４がベースプレート
１１に固定された反射器１２に入射している。レーザド
ツプラー振動計シクナルプロセッサ４はセンサーヘッド
２およびセンサーヘッド３で検出されたレーザ反射光の
ドツプラー効果による周波数変位差を検出し、サンプル
の自由端と固定端との相対変位速度を検出する。相対変
位速度信号は積分器５で積分処理により磁歪振動信号に
変換され、オシロスコープ７のＹ軸に入力される。一方
、サンプル１は励磁コイル１５に接続された励磁電源９
により励磁され、磁束検出コイル１６の起電力をプリア
ンフ８で増幅し積分器６て積分処理することのよりサン
プル１を通る磁束量信号として、オシロスコープのＸ軸
に人力される。オシロスコープ７のデイスプレィに゛は
、磁歪信号と磁束信号のりサージュ図形が出力される。
サンプルを示し、サンプル１の一端は固定端であり、サ
ンプル固定治具１０でベースプレート＋１に固定されて
いる。サンプル１の他の一端は自由端てあり、レーザド
ツプラー振動計のセンサーヘッド２からレーザ光束１３
がサンプルの両端を結ぶ軸に平行に入射する。一方、セ
ンサーヘッド３からはレーザ光束１４がベースプレート
１１に固定された反射器１２に入射している。レーザド
ツプラー振動計シクナルプロセッサ４はセンサーヘッド
２およびセンサーヘッド３で検出されたレーザ反射光の
ドツプラー効果による周波数変位差を検出し、サンプル
の自由端と固定端との相対変位速度を検出する。相対変
位速度信号は積分器５で積分処理により磁歪振動信号に
変換され、オシロスコープ７のＹ軸に入力される。一方
、サンプル１は励磁コイル１５に接続された励磁電源９
により励磁され、磁束検出コイル１６の起電力をプリア
ンフ８で増幅し積分器６て積分処理することのよりサン
プル１を通る磁束量信号として、オシロスコープのＸ軸
に人力される。オシロスコープ７のデイスプレィに゛は
、磁歪信号と磁束信号のりサージュ図形が出力される。
第２図はレーザドツプラー振動計の光学系の一例を示す
。図中、２１はレーザ発振器、２２．２３はビームスプ
リッタ、２４． ’２５は偏光ビームスプリッタ、２６
はブラッグセル、２７．２８は光検出器、２９．３０は
偏光面保存光ファイバーてある。第２図はテユアルビー
ムタイブのマツハツエンダ−干渉計を原理とした振動計
の例であるが、レーザドツプラー効果を用いた振動計て
あれば他の光学系てあってもよい。
。図中、２１はレーザ発振器、２２．２３はビームスプ
リッタ、２４． ’２５は偏光ビームスプリッタ、２６
はブラッグセル、２７．２８は光検出器、２９．３０は
偏光面保存光ファイバーてある。第２図はテユアルビー
ムタイブのマツハツエンダ−干渉計を原理とした振動計
の例であるが、レーザドツプラー効果を用いた振動計て
あれば他の光学系てあってもよい。
第３図は本発明の基本的構成のもうひとつの例を示す。
レーザドツプラー振動計センサーヘット２．３はベース
プレート４６に支持されているサンプル１の２標点上に
レーザ光反射器４０．４１か設置されている。レーザ光
反射器４０．４１の反射面の振動がサンプル１の設置点
の振動と線形的な関係となるよう、レーザ光反射器４０
．４１をサンプル１へ設置する。レーザドツプラー振動
計のセンサーヘッド２，３からレーザ光反射器４０．４
１へ入射するレーザ光束１３．１４は、前述の２標点間
を結ぶ軸に平行でかつ同じ方向から入射する必要がある
。
プレート４６に支持されているサンプル１の２標点上に
レーザ光反射器４０．４１か設置されている。レーザ光
反射器４０．４１の反射面の振動がサンプル１の設置点
の振動と線形的な関係となるよう、レーザ光反射器４０
．４１をサンプル１へ設置する。レーザドツプラー振動
計のセンサーヘッド２，３からレーザ光反射器４０．４
１へ入射するレーザ光束１３．１４は、前述の２標点間
を結ぶ軸に平行でかつ同じ方向から入射する必要がある
。
レーザ光反射器４０．４１からの反射光は、ミラー４２
、４３を経てレーザドツプラー振動計センサーヘツｉ’
２．３に入射する。レーザドツプラー振動計シグナルプ
ロセッサ４はセンサーヘッド２およびセンサーヘット３
て検出されたレーザ反射面のドツプラー効果による周波
数変位差を検出し、サンプル１の２標点間の相対変位速
度を検出する。
、４３を経てレーザドツプラー振動計センサーヘツｉ’
２．３に入射する。レーザドツプラー振動計シグナルプ
ロセッサ４はセンサーヘッド２およびセンサーヘット３
て検出されたレーザ反射面のドツプラー効果による周波
数変位差を検出し、サンプル１の２標点間の相対変位速
度を検出する。
相対変位速度信号は積分器５て積分処理により磁歪振動
信号に変換され、オシロスコープ７のＹ軸に入力される
。一方、サンプル１は励磁コイル１５に接続された励磁
電源９により励磁され、磁束検出コイル１６の起電力を
プリアンプ８て増幅し積分器６で積分処理することによ
りサンプル１を通る磁束量信号として、オシロスコープ
のＸ軸に入力される。オシロスコープ７のナイスプレイ
には、磁歪信号と磁束信号のりサージュ図形か出力され
る。
信号に変換され、オシロスコープ７のＹ軸に入力される
。一方、サンプル１は励磁コイル１５に接続された励磁
電源９により励磁され、磁束検出コイル１６の起電力を
プリアンプ８て増幅し積分器６で積分処理することによ
りサンプル１を通る磁束量信号として、オシロスコープ
のＸ軸に入力される。オシロスコープ７のナイスプレイ
には、磁歪信号と磁束信号のりサージュ図形か出力され
る。
［実施例コ
第３図にブロック図を示した測定装置を製作し、方向性
電磁鋼板をサンプルとして磁歪特性を測定した。サンプ
ルの寸法は１００ ｍｍＸ ５００ ＋ｎｍＸ０．２３
ｍｍであり、圧延方向が長手方向である。サンプルの両
端は励磁によりサンプル内に発生する反磁界を減少させ
るため、ヨークに接触させて帰磁路を形成させた。励磁
コイル両端外側のサンプル上２標点にレーザ光反射器を
設置した。レーザ光反射器はレーザ反射面にレーザ反射
テープを貼った５＋＋＋ｍ立方のベークライトであり、
サンプル表面に接着固定した。サンプルは正弦波電圧出
力の交流励磁電源で励磁した。磁歪信号と磁束信号はデ
ジタルタイプのオシロスコープに入力し、６４回の平均
化処理を行い騒音を軽減させた。
電磁鋼板をサンプルとして磁歪特性を測定した。サンプ
ルの寸法は１００ ｍｍＸ ５００ ＋ｎｍＸ０．２３
ｍｍであり、圧延方向が長手方向である。サンプルの両
端は励磁によりサンプル内に発生する反磁界を減少させ
るため、ヨークに接触させて帰磁路を形成させた。励磁
コイル両端外側のサンプル上２標点にレーザ光反射器を
設置した。レーザ光反射器はレーザ反射面にレーザ反射
テープを貼った５＋＋＋ｍ立方のベークライトであり、
サンプル表面に接着固定した。サンプルは正弦波電圧出
力の交流励磁電源で励磁した。磁歪信号と磁束信号はデ
ジタルタイプのオシロスコープに入力し、６４回の平均
化処理を行い騒音を軽減させた。
製作した装置による磁歪測定結果の一例を第４図に示す
。図は最大磁束密度１．９Ｔにおける測定結果を示すオ
シロスコープのデイスプレィを写真撮影したものであり
、磁束密度を横軸とし磁歪を縦軸としたりサージュ図形
である。
。図は最大磁束密度１．９Ｔにおける測定結果を示すオ
シロスコープのデイスプレィを写真撮影したものであり
、磁束密度を横軸とし磁歪を縦軸としたりサージュ図形
である。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によれば交流磁界中で磁化
された磁性材料の交流磁歪特性を従来法に比べ著しく精
度よく測定できる。
された磁性材料の交流磁歪特性を従来法に比べ著しく精
度よく測定できる。
第１図は本発明の基本的構成の一例を示したブロック図
である。第２図はレーザドツプラー振動計の光学系の一
例を示したものである。第３図は本発明の基本的構成の
もうひとつの例を示したブロック図である。第４図は実
施例における方向性電磁鋼板の磁歪測定結果の一例を示
したものである。 １・・・サンプル、２，３・・・レーザドツプラー振動
計センサーヘット、４・・・レーザドツプラー振動計シ
グナルプロセッサ、５，６・・・積分器、７・・・オシ
ロスコープ、８・・・プリアンプ、９・・・励Ｗｔ電源
、１０・・・サンプル固定治具、１１・・・ベースプレ
ート、１２・・・固定反射器、１３．１４・・・レーザ
光束、１５・・・励磁コイル、１６・・・磁束検出コイ
ル。
である。第２図はレーザドツプラー振動計の光学系の一
例を示したものである。第３図は本発明の基本的構成の
もうひとつの例を示したブロック図である。第４図は実
施例における方向性電磁鋼板の磁歪測定結果の一例を示
したものである。 １・・・サンプル、２，３・・・レーザドツプラー振動
計センサーヘット、４・・・レーザドツプラー振動計シ
グナルプロセッサ、５，６・・・積分器、７・・・オシ
ロスコープ、８・・・プリアンプ、９・・・励Ｗｔ電源
、１０・・・サンプル固定治具、１１・・・ベースプレ
ート、１２・・・固定反射器、１３．１４・・・レーザ
光束、１５・・・励磁コイル、１６・・・磁束検出コイ
ル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、交流磁歪中におかれた材料の２標点間の周期的な相
対変位量を測定する交流磁歪測定方法において、１標点
を固定し他の１標点に２標点をむすぶ軸と平行にレーザ
光束を入射し、反射光のドップラー効果による周波数変
化から２標点間の相対変位速度を検出しさらに積分演算
処理により２標点間の相対変位量を測定することを特徴
とする交流磁歪測定方法。 ２、交流磁歪中におかれた材料の２標点間の周期的な相
対変位量を測定する交流磁歪測定方法において、２標点
にそれぞれ２標点をむすぶ軸と平行かつ同じ方向にレー
ザ光束を入射し、それぞれの反射光のドップラー効果に
よる周波数変化差から２標点間の相対変位速度を検出し
さらに積分演算処理により２標点間の相対変位量を測定
することを特徴とする交流磁歪測定方法。 ３、標点位置にレーザ光の反射器を設置し、これにレー
ザ光を入射することを特徴とする、請求項１または２記
載の交流磁歪測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10522190A JPH045524A (ja) | 1990-04-23 | 1990-04-23 | 交流磁歪測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10522190A JPH045524A (ja) | 1990-04-23 | 1990-04-23 | 交流磁歪測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH045524A true JPH045524A (ja) | 1992-01-09 |
| JPH0585849B2 JPH0585849B2 (ja) | 1993-12-09 |
Family
ID=14401614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10522190A Granted JPH045524A (ja) | 1990-04-23 | 1990-04-23 | 交流磁歪測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH045524A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009236904A (ja) * | 2008-03-04 | 2009-10-15 | Nippon Steel Corp | 変圧器用電磁鋼板の磁歪評価方法 |
| JP2013174516A (ja) * | 2012-02-27 | 2013-09-05 | Oita Prefecture | 磁気歪測定方法及び磁気歪測定装置 |
| WO2019182154A1 (ja) | 2018-03-22 | 2019-09-26 | 日本製鉄株式会社 | 方向性電磁鋼板及び方向性電磁鋼板の製造方法 |
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| JPS5421112A (en) * | 1977-07-18 | 1979-02-17 | Kee Ii Dei Kk | Information transmission system to running vehicle |
| JPS5924275A (ja) * | 1982-08-02 | 1984-02-07 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 磁歪測定方法とその装置 |
| JPS6263802A (ja) * | 1985-09-13 | 1987-03-20 | Rikagaku Kenkyusho | 物理量の光学式測定方法 |
-
1990
- 1990-04-23 JP JP10522190A patent/JPH045524A/ja active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0585849B2 (ja) | 1993-12-09 |
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