JPH05172922A - 振動試料型磁力計 - Google Patents

振動試料型磁力計

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JPH05172922A
JPH05172922A JP34183091A JP34183091A JPH05172922A JP H05172922 A JPH05172922 A JP H05172922A JP 34183091 A JP34183091 A JP 34183091A JP 34183091 A JP34183091 A JP 34183091A JP H05172922 A JPH05172922 A JP H05172922A
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vibrating
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rod
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Soichiro Yasunaga
宗一郎 安永
Miaki Katsuki
巳昭 香月
Toji Udo
統治 宇土
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Riken Denshi Co Ltd
Sumiden Transmission and Distribution Systems Products Corp
Original Assignee
Riken Denshi Co Ltd
Asahi Kinzoku Seiko Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成で、耐雑音性及び耐震性に富んだ
高精度の測定を可能にする振動試料型磁力計を提供す
る。 【構成】 加振される試料3の周囲に、励磁用電磁石1
0及びこの電磁石により磁化された試料の振動による誘
起電圧を検出する検出コイル11を配置し、演算器45
で、V=K・a・f・M(V:検出コイルの検出電圧、
K:定数、a:加振振幅、f:加振周波数、M:磁気モ
ーメント)を基にMを算出する振動試料型磁力計を前提
にしている。特徴として、加振源が、電動機21aと、
その回転軸21に取付けられて周面距離が連続的に変化
する偏心輪20と、ばね27で周面に圧接されることに
より、偏心輪20の回転に従動して振動可能にガイドさ
れた加振棒22とより構成されることにより、試料保持
体としての振動棒40が振動させられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、加振源により加振され
る試料保持体に試料を取付け、試料の周囲に励磁用電磁
石及びこの電磁石で磁化された試料の振動による交鎖磁
束変化を検出する検出コイルを配置しておくことによ
り、演算器で検出コイルの検出電圧及び振動振幅及び振
動周波数を基に磁気モーメントを算出するようにした振
動試料型磁力計に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5は、この種の所謂Foner型磁化
特性測定装置の従来の概略構成を示す図であり、1は加
振源としてのスピーカであり、動力コイル2で駆動され
て、先端に試料3を取付けられた試料保持体としての振
動棒4を振動させる。この振動棒には、振動センサ用と
して永久磁石5が固定され、ピックアップコイル6にそ
の振幅及び周波数に相応した振動信号を出力させる。そ
して、動力コイル2は、基準信号発振器7の出力信号を
入力とし、ピックアップコイル6の検出信号で負帰還制
御される増幅器8の電力増幅出力で駆動され、振動棒4
を安定した振幅で振動させるようになっている。さら
に、試料3の周囲には、その磁化を行う電磁石10及び
磁化された試料3の振動に伴う誘起電圧を検出する検出
コイル11が配置されている。このコイルの検出信号
は、基準信号発振器7の発振信号に同期して同期検波・
増幅回路12で増幅及び同期検波される。これにより、
演算器13は、基準信号発振器7からの出力信号の振幅
a及び周波数f並びに検波出力信号Vを基に下記の式に
従い磁気モーメントMを演算する。
【0003】V=K・a・f・M
【0004】ここで、Kは検出コイル11の位置、巻
数、断面積により規定される定数である。これにより、
B−H磁化特性等を直流積分型磁化特性測定装置におけ
る零点シフトを考慮することなく測定できる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、加振源
としてスピーカを用いているために、駆動振幅が精々1
mm程度であり、測定精度を上げるため、さらに外来雑
音及び設置床振動の影響を避けるためには加振振幅が充
分でなかった。また、駆動力が弱いために振動棒を太く
できず、摩擦抵抗を回避するために軸受支持も充分にで
きないことにより横振れが生じ易く、磁気モーメント算
出の基となる振幅及び周波数に影響を与え、したがっ
て、複雑で高価なフィードバック制御で安定化を計るに
しても、測定精度上限界があった。
【0006】よって、本発明は、より簡単な構成で、し
かも耐雑音性及び耐震性に富んだ高精度の測定を可能に
する冒頭に述べた類の振動試料型磁力計を提供すること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、加振源により
加振される試料保持体に試料を取付け、試料の周囲に励
磁用電磁石及びこの電磁石により磁化された試料の振動
による誘起電圧を検出する検出コイルを配置し、演算器
で、V=K・a・f・M(ここで、V:検出コイルの検
出電圧、K:定数、a:加振振幅、f:加振周波数、
M:磁気モーメント)を基に、Mを算出するようになっ
た振動試料型磁力計において、前述の目的を達成するた
めに、請求項1により、加振源を、電動機と、この電動
機の回転軸に取付けられ、かつこの回転軸からの周面距
離が連続的に変化するカムと、ばねでカム周面に圧接さ
れることにより、カムの回転に従動して振動可能にガイ
ドされた加振棒とより構成し、この加振棒で試料保持体
を振動させることを特徴としている。
【0008】加振周波数を安定、かつ正確に設定するに
は、請求項2により、電動機を同期電動機にする。
【0009】演算用に検出コイルの検出信号を同期検波
増幅回路で同期検波する同期信号を発生させるために、
請求項3により、加振棒に永久磁石を固定し、かつこの
永久磁石を囲む軸受ケース部分に永久磁石の振動による
誘起電圧を検出するピックアップコイルを装着すると共
に、検出コイルからの誘起電圧信号を入力とし、かつ演
算器に出力信号を供給する同期検波増幅回路を設け、ピ
ックアップコイルが出力し、かつ永久磁石の振動振幅及
び振動周波数に相応する振動信号を同期検波増幅回路に
同期信号として供給する。
【0010】この同期信号を一層安定して発生させるた
めには、請求項4により、加振棒が複数の軸受に支持さ
れ、これらの軸受のいずれかの軸受間の加振棒に永久磁
石を固定する。
【0011】さらに、カム及び加振棒間の摩擦を回避す
るには、請求項5により、カムを偏心輪とし、ころがり
軸受の内輪を偏心輪に装着すると共に、外輪に加振棒を
圧接させる。
【0012】カムの回転変位角と加振棒の振幅変位量と
の函数関係を、同期検波を高精度に行うために正弦波と
するには、請求項6により、加振棒の先端部形状を球面
状又は円弧状の曲面状にする。
【0013】
【作用】電動機が駆動されると、その回転軸に取付けら
れたカムが回転し、ばねでカム周面に圧接され、しかも
軸受でガイドされた加振棒がカム周面の離心距離に従動
することにより試料保持体を振動させ、検出コイルで検
出した誘起電圧信号を基に試料の磁気モーメントを演算
する。
【0014】
【実施例】図1は本発明の一実施例による振動試料型磁
力計の構成を示す図であり、図5と同一符号は同一もし
くは同等部分を示す。
【0015】同図において、20はカムケース20a内
に収納された偏心量δ=数mmの偏心輪であり、商用電
源を駆動入力とする同期誘導電動機21aの回転軸21
に偏心して取付けられている。22は直径が例えば数c
m前後の加振棒であり、カムケース20aに装着された
軸受ケース23内に軸受24〜26により横振れ無しで
往復動可能にガイドされている。軸受26の内側の加振
棒22に形成されたばね座27a及び軸受ケース23の
先端部のばね座27b間には、圧縮ばね27が装填され
て、加振棒22の基部を偏心輪20の外周に圧接させて
いる。加振棒22の小さな径の先端部及び基部にも軸受
28、29が設けられて、横振れを極力抑制している。
これらの各部20〜29で、例えば数十Hzの加振源を
構成している。
【0016】また、加振棒22の周壁には、永久磁石5
が埋め込まれ、軸受ケース23に取付けられたピックア
ップコイル6とで振動センサを構成し、永久磁石5の振
動周波数及び振幅に伴う正弦波電圧を誘起させている。
さらに、加振棒22の先端には、試料室41を備えた試
料保持体としての振動棒40がねじ部42でねじ止めさ
れ、さらに試料室41にはボルト43がねじ込まれて、
試料3が固定されるようになっている。試料3が占める
位置に接近した周囲には、検出コイル11が、またその
外側には電磁石10が位置するように装置本体(図示せ
ず)にそれぞれ固定されている。検出コイル11に誘起
された誘起電圧信号は、振動センサとしてのピックアッ
プコイル6から供給される振動信号を同期信号とする同
期検波増幅回路12に供給されて、その検波出力信号V
が演算器45に供給される。
【0017】この演算器は、同期検波増幅回路12から
検波出力信号Vを取込むと共に、予め設定された偏心量
δの2倍に相当する精確な振動振幅a及び同期誘導電動
機21aの同期速度に対応した振動周波数fの振動信号
を同期検波増幅回路12から取込み、前述の式V=K・
a・f・Mを基に磁気モーメントMを算出する。そし
て、振動周波数fに対して電磁石10の駆動入力を徐々
に変化させることにより、即ち磁界Hを変化させること
により、B−H曲線等を測定して、測定結果を表示又は
プリントアウトする。
【0018】尚、カムとしては前述の偏心輪の代りに、
外周に正弦波状の凹凸を配列したカムにすることもでき
る。さらに、図2はカムとして内輪54、ボール55及
び外輪56よりなるころがり軸受50を用いた別の実施
例を示すもので、モータ51の回転軸52に偏心して固
定された偏心輪53の外周に、内輪54を装着し、外輪
56に加振棒22を圧接させている。これにより、偏心
輪53が回転すると、外輪56は加振棒22の圧接状態
でボール55が転動することにより回転することなく偏
心量δの2倍の振幅で加振棒22を振動方向へ往復運動
させ、したがって外輪56及び加振棒22間の回転摺動
摩擦が回避され、双方の摩耗の問題が解消する。
【0019】また、図3は別の実施例を示すもので、図
2に示す加振棒22の先端部22aの平面形状に対し
て、先端部22cを球面状に形成されることにより、カ
ム周面(図ではころがり軸受外輪56の外周面)に点接
触している。尚、この先端部は、代りにカムの断面方向
(図の正面)から見て円弧状として線接触とすることも
考えられる。
【0020】即ち、加振棒22の先端部は平面形状でも
カム周面と線接触するが、図4Aに示すように、平面形
状における接触線57の交番ころがり範囲は、カム回転
軸中心(電動機の回転軸中心)0点で加振棒22の中心
線22aと垂直に交わるY軸上に到達したカムの上下の
偏心点、即ち、上死点0’uと下死点0’dとの距離W
となる。したがって、加振棒先端部の交番ころがりが皆
無の理想的な接触状態におけるカム回転変位角(振動周
波数に関係)と加振棒22の振幅変位量との函数関係で
ある正規の正弦波形と比較して、加振棒22の先端部2
2bはかなり歪んだ正弦波となる。
【0021】これに対して、加振棒22の先端部22c
が球面状又は円弧状のものは、図4Bに示す如く接触点
又は接触線57aの交番ころがり範囲が、その球面中心
又は円弧中心0”点とカムの偏心上死点0’u及び下死
点0’dとを結ぶ線分間の角度αとなり、正弦波形は正
規の正弦波形に近似して同期検波精度を高める。
【0022】
【発明の効果】以上、請求項1の発明によれば、カム駆
動により堅牢で安定した試料保持体の往復駆動が可能と
なり、その振動振幅もカムの周面形状で任意に設定で
き、したがって高感度・高信頼度の測定を可能にし、さ
らに振幅の絶対値が大きいので、外来雑音及び設置床振
動の影響をも受けることなく測定精度が大幅に向上す
る。また、動力コイルだけでなく、基準信号発振器を駆
動源とするフィードバック制御も不要となり、構成が単
純化される。
【0023】請求項2によれば、加振棒を同期電動機で
駆動することにより、振動周波数が正確に設定され、測
定精度を容易に高くできる。請求項3によれば、別途に
基準信号源を要することなく、同期検波増幅回路の同期
信号が、加振棒の振動に正確に対応して発生される。請
求項4によれば、加振棒の横振れが防止されて同期信号
を一層安定して発生させ得る。請求項5によればカム及
び加振棒間の摩耗を解消でき、請求項6によれば振動が
正弦波状に行われ、同期検波の精度を一層向上させ得
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による振動試料型磁力計の構
成を示す断面図及び付属ブロック図である。
【図2】本発明の別の実施例によるカムの断面図であ
る。
【図3】本発明の別の実施例による加振棒の先端部を示
す図である。
【図4】本発明のカム周面と加振棒の接触部の挙動を示
す説明する図であり、同図Aは図2の実施例に対するも
の、同図Bは図3の実施例に対するものである。
【図5】従来の振動試料型磁力計の構成を示す図であ
る。
【符号の説明】
3 試料 5 永久磁石 6 ピックアップコイル 10 電磁石 11 検出コイル 20、53 偏心輪 21、52 回転軸 21a 同期誘導電動機 22 加振棒 27 圧縮ばね
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 香月 巳昭 神奈川県川崎市宮前区東有馬2丁目9番19 号 理研電子株式会社内 (72)発明者 宇土 統治 兵庫県伊丹市北河原字当田20番地の2 朝 日金属精工株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加振源により加振される試料保持体に試
    料を取付け、試料の周囲に励磁用電磁石及びこの電磁石
    により磁化された試料の振動による誘起電圧を検出する
    検出コイルを配置し、 演算器で、V=K・a・f・M(ここで、V:検出コイ
    ルの検出電圧、K:定数、a:加振振幅、f:加振周波
    数、M:磁気モーメント)を基に、Mを算出するように
    なった振動試料型磁力計において、 加振源を、電動機と、この電動機の回転軸に取付けら
    れ、かつこの回転軸からの周面距離が連続的に変化する
    カムと、ばねで前記カム周面に圧接されることにより、
    前記カムの回転に従動して振動可能にガイドされた加振
    棒とより構成し、この加振棒で試料保持体を振動させる
    ことを特徴とする振動試料型磁力計。
  2. 【請求項2】 電動機が同期電動機である請求項1に記
    載の振動試料型磁力計。
  3. 【請求項3】 加振棒に永久磁石を固定し、かつこの永
    久磁石を囲む軸受ケース部分に前記永久磁石の振動によ
    る誘起電圧を検出するピックアップコイルを装着すると
    共に、検出コイルからの誘起電圧信号を入力とし、かつ
    演算器に出力信号を供給する同期検波増幅回路を設け、 前記ピックアップコイルが出力し、かつ前記永久磁石の
    振動振幅及び振動周波数に相応する振動信号を前記同期
    検波増幅回路に同期信号として供給することを特徴とす
    る請求項1に記載の振動試料型磁力計。
  4. 【請求項4】 加振棒が複数の軸受に支持され、これら
    の軸受のいずれかの前記軸受間の前記加振棒に永久磁石
    が固定されたことを特徴とする請求項3に記載の振動試
    料型磁力計。
  5. 【請求項5】 カムを偏心輪とし、ころがり軸受の内輪
    を前記偏心輪に装着すると共に、外輪に加振棒を圧接さ
    せたことを特徴とする請求項1に記載の振動試料型磁力
    計。
  6. 【請求項6】 加振棒の先端部形状を球面状又は円弧状
    の曲面状としたことを特徴とする請求項1に記載の振動
    試料型磁力計。
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