JPH0477686A - 磁場計測方法及び装置 - Google Patents

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］ 本発明は、自由電子レーザのウィグラやシンクロトロン
放射施設のアンジュレータの磁場に適用される磁場計測
方法及び装置に関する。

［従来の技術］ 第２図に従来の磁場計測装置の一例を示す。同図におい
て、１０は磁場を発生させるウィグラまたはアンジュレ
ータと呼ばれる磁石列、１１は磁場を検知するホール素
子などの磁気センサ、１２は磁気センサ１１を保持し、
これを磁石列１０の列方向に対して平行移動させるトラ
バース装置である。

［発明が解決しようとする課題］ ウィグラやアンジュレータの磁場は、複数の磁石を並べ
た磁石列により構成されるが、磁石列を構成する個々の
磁石はそれぞれに強さや磁場の方向が微妙に異なり、そ
れらの組合せ精度によって全体の磁場の分布は複雑な３
次元分布を有する。

従来では、第２図に示したようにホール素子などの磁気
センサ１１を移動させて磁場を計測していた。そのため
、磁気センサ１１にクロストークを生じ、正確に磁場を
３次元計測することは困難である。

また、磁気センサ１１自体の大きさが磁場計測精度に制
限を与え、小さな磁場を計測することはできなかった。

さらに、磁場を構成する磁石の組合せ方法によっては、
磁気センサ１１を磁場のＺ軸方向、すなわち、第２図に
おける磁石の配列方向への移動計測が困難な場合も発生
する。

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、ウィグラやアンジュレータ等の
磁場を正確に、且つ、磁石の配列方向に制限されること
なく計測可能な磁場計測方法及び装置を提供することに
ある。

［課題を解決するための手段及び作用］前記の問題点を
解決するために、本発明に係る磁場計測装置は、ウィグ
ラやアンジュレータの磁場内に張設した極細金属ワイヤ
に電流パルスを流し、磁場から上記ワイヤに作用する力
で変形するワイヤの変位を非接触で計測することにより
、間接的に磁場を計測するようにしたもので、磁石の配
列方向等に制限されることなく磁場を正確に計測できる
。

［実施例］ 以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る磁場計測装置の構成を
示すものである。図中、１は複数の磁石を配列してなる
一対の磁石列１０により構成されるウィグラ内の磁場中
に張設された極細金属ワイヤである。この極細金属ワイ
ヤ１は、重力によるたわみと伝播の分散性の影響により
、降伏応力が大きく、密度と弾性率と直径の小さいもの
が必要であり、この点から材料としては銅、タングステ
ン、マグネシウム合金、銅合金等が考えられ、ワイヤの
直径は１０［μｍ］〜３０［μｍ］が推奨される。

しかして、極細金属ワイヤ１は一対のブリッジ２．２間
に張設され、極細金属ワイヤ１の両端それぞれにはおも
り３．３が接続されてその張力が調整される。この張力
は、ワイヤ１の重力によるたわみ量を小さくするため、
地張力がその材料の降伏応力に近い値となるように調整
される。

極細金属ワイヤ１に対して、電流パルス源４から電流パ
ルスが流される。ワイヤ１はこの電流パルスにより磁場
から力を受け、軸に直交する方向への横波の変位を発生
する。この横波の変位量が、Ｘ方向変位センサ５及びＸ
方向変位センサ６によって検知され、アンプ７．７を介
して適宜増幅率でそれぞれ増幅された後、オシログラフ
８で表示される。

以下に上記一実施例の動作について説明する。

上記のような構成にあって、ウィグラ内の磁場Ｂ　−（
Ｂｘ（ｘ、ｙ、ｚ）、　　Ｂｙ（ｘ、ｙ、ｚ）、　　０
）　　　　・１１）の中に線密度ρ［ｋｇ／　ｍ　］の
極細金属ワイヤを張力Ｔ　［Ｎ］で張設し、そのワイヤ
１に電流パルス源４から電流パルス■を流すと、磁場が
ワイヤ１に力を作用させる。この力は、ワイヤ１を瞬時
に変形させ、その変形はワイヤの横波の伝播速度ｃ−Ｊ
Ｖ７Ｔ［ｍ／ｓ］ で両方向へ伝播する。変形が小さいならば、線形の横波
の理論から、Ｘ方向とＸ方向のワイヤ１の変位はそれぞ
れ、 で計算できる。したがって、ワイヤの変位ｘ、ｙが計Ｄ
Ｉできれば、磁場Ｂ−（Ｂｘ、Ｂｙ、Ｏ）が間接的に計
測できることになる。

例えば、極細金属ワイヤ１として直径が２５［μｍ］の
銅合金によるものを用い、その張力Ｔ［Ｎ］を降伏応力
に近い値で張設し、このワイヤ１に１０［μＳ］で１０
［Ａ］の電流値のパルスを流すと、約１００［μｍ］′
の変位を生じる。

この変位量をＸ方向変位センサ５、ｙ方向変位センサ６
でそれぞれ検知し、アンプ７．７を介して適宜増幅率で
それぞれ増幅させた後、オシログラフ８で表示させる。

オシログラフ８の表示画面には、Ｘ方向、Ｘ方向それぞ
れの変位量に応じた波形が表示されるため、その波高値
から磁場を計測することが可能となるものである。

このように、ウィグラやアンジュレータ等の磁場内に張
設された極細金属ワイヤ１に流れる電流パルスに磁場が
力を作用させるため、ウィグラ磁場の外のある１点でワ
イヤのｘ、Ｘ方向の変位を適宜時間間隔で周期的に計測
すれば、Ｚ軸方向へ分布する磁場Ｂ−（Ｂｘ、Ｂｙ、０
）がワイヤ１の横波の変位分布という形で計測すること
ができる。

また、上述したようにワイヤ１のｘ、Ｘ方向の変位を適
宜時間間隔で周期的に計）Ｆｌすることにより、ウィグ
ラやアンジュレータの傾きの影響や、平面ウィグラにお
ける電子ビームの収束のために付加した磁場によって発
生するウィグラ周期の成分よりも低い周波数成分を持つ
電子ビームのベータトロン運動の効果なども計ＡＰｌす
ることが可能となる。

［発明の効果］ 以上詳記した如く本発明によれば、ウィグラやアンジュ
レータの磁場内に張設した極細金属ワイヤに電流パルス
を流し、磁場から上記ワイヤに作用する力で変形するワ
イヤの変位を非接触で計測することにより、間接的に磁
場を計測するようにしたので、ウィグラやアンジュレー
タ等の磁場を正確に、且つ、磁石の配列方向に制限され
ることなく計測可能な磁場計１１１１方法及び装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は５本発明の一実施例に係る構成を示す図、第２
図は従来のウィグラ磁場計測装置の構成を示す図である
。 １・・・極細金属ワイヤ、２・・・ブリッジ、３・・・
おもり、４・・・電流パルス源、５・・・Ｘ方向変位セ
ンサ、６・・・Ｘ方向変位センサ、７・・・アンプ、８
・・・オシログラフ、１０・・・磁石列、１１・・・磁
気センサ、１２・・・トラバース装置。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁場中に張設された金属ワイヤに電流パルスを通
   電することによって生じる金属ワイヤの変位から磁場を
   計測することを特徴とした磁場計測方法。
2. （２）磁場中に張設された金属ワイヤと、 この金属ワイヤの張力を調節する調節機構と、上記金属
   ワイヤに電流パルスを通電する電流パルス源と、 この電流パルス源によって通電された電流パルスにより
   生じる上記金属ワイヤの変位を検知する変位検知手段と
   、 この変位検知手段で得られた検知信号、上記調節機構に
   よる金属ワイヤの張力、上記金属ワイヤの線密度、上記
   電流パルス源による電流パルスの電流値から磁場を計測
   する計測手段と を具備したことを特徴とする磁場計測装置。