JPH0535834B2 - - Google Patents

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JPH0535834B2
JPH0535834B2 JP60240868A JP24086885A JPH0535834B2 JP H0535834 B2 JPH0535834 B2 JP H0535834B2 JP 60240868 A JP60240868 A JP 60240868A JP 24086885 A JP24086885 A JP 24086885A JP H0535834 B2 JPH0535834 B2 JP H0535834B2
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Japan
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axis
magnetic field
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sensor
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Murata Manufacturing Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば偏向ヨーク装置、トランス等
の電磁機器(以下、被測定物という)の三次元磁
界分布を測定するのに用いて好適な磁界測定方法
に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention is suitable for use in measuring the three-dimensional magnetic field distribution of electromagnetic equipment (hereinafter referred to as an object to be measured) such as a deflection yoke device or a transformer. Concerning magnetic field measurement method.

〔従来技術〕[Prior art]

一般に偏向ヨーク装置、トランス等はその巻
線、コイル等から発生する磁界の分布状況を検
査、試験するために、X軸、Y軸、Z軸方向にお
ける磁界の3成分(Bx、By、Bz)を測定するこ
とが行われている。
In general, deflection yoke devices, transformers, etc. use three components of the magnetic field (B x , B y , B z ) is being measured.

このため、従来技術においては、例えば偏向ヨ
ーク装置の磁界分布を測定するために、第13図
または第14図に示すような方法が用いられてい
る。
For this reason, in the prior art, for example, a method as shown in FIG. 13 or 14 is used to measure the magnetic field distribution of a deflection yoke device.

まず、第13図は一軸用プローブを2本用いた
磁界測定方法を示す。図中、1は被測定物たる偏
向ヨーク装置で、該偏向ヨーク装置1は例えば回
転テーブル上に設けられたX、Yステージ(図示
せず)に固定され、X軸、Y軸方向に移動可能と
なつている。2は磁界の3成分のうちX軸、Y軸
方向の磁界Bx、Byを測定するプローブで、該プ
ローブ2内には例えばホール効果素子等の磁気−
電気変換素子からなるセンサ2Aが埋設され、プ
ローブ取付具(図示せず)に取付けられ、吊下さ
れている。3は同じく磁界の3成分のうちZ軸方
向の磁界Bzを測定するプローブで、該プローブ
3内にもセンサ3Aが埋設され、プローブ取付具
に取付けられ、吊下されている。
First, FIG. 13 shows a magnetic field measurement method using two uniaxial probes. In the figure, reference numeral 1 denotes a deflection yoke device which is an object to be measured, and the deflection yoke device 1 is fixed to, for example, an X and Y stage (not shown) provided on a rotary table, and is movable in the X-axis and Y-axis directions. It is becoming. 2 is a probe that measures the magnetic fields B x and B y in the X- and Y-axis directions among the three components of the magnetic field, and inside the probe 2 there is a magnetic field such as a Hall effect element.
A sensor 2A consisting of an electrical conversion element is buried, attached to a probe fixture (not shown), and suspended. Reference numeral 3 designates a probe that similarly measures the magnetic field Bz in the Z-axis direction among the three components of the magnetic field, and a sensor 3A is also embedded within the probe 3, attached to a probe fixture, and suspended.

そして、2本のプローブ2,3を用いて磁界の
3成分Bx、By、Bzを測定するには、まず回転テ
ーブルの軸上にプローブ2を配設し、センサ2A
の向きがX軸方向に一致するように、プローブ2
の取付角度を調整する。そして、X軸方向の磁界
Bxの測定後、プローブ2はそのままの状態にし
ておき、回転テーブルを90°回転してY軸方向の
磁界Byを測定する。次に、プローブ2をプロー
ブ3に交換する。そして、センサ3Aの向きがZ
軸方向に一致するように取付角度を調整し、Z軸
方向の磁界Bzを測定すれば、三次元磁界分布を
知ることができる。
To measure the three components B x , B y , and B z of the magnetic field using the two probes 2 and 3, first place the probe 2 on the axis of the rotary table, and then
Probe 2 so that the direction of
Adjust the mounting angle. And the magnetic field in the X-axis direction
After measuring B x , the probe 2 is left as it is, and the rotary table is rotated 90 degrees to measure the magnetic field B y in the Y-axis direction. Next, probe 2 is replaced with probe 3. Then, the direction of sensor 3A is Z
By adjusting the mounting angle to match the axial direction and measuring the magnetic field Bz in the Z-axis direction, the three-dimensional magnetic field distribution can be determined.

ところで、このような磁界測定に用いられるプ
ローブ2,3は、そのセンサ2A,3Aの形状が
微小であるため、該プローブ2,3の製作誤差と
してセンサ2A,3Aが傾いて実装されているの
が常である。仮りに、センサ2A,3Aの向きが
X軸、Y軸およびZ軸と一致せずに傾いて実装さ
れていると、測定値に測定対象外の磁界成分が混
入してくる。従つて、測定作業に際しては、一様
磁界中でプローブ2,3の取付角度の調整を行な
つてから測定に入る必要がある。このため、上記
従来技術によるものにあつては、2本のプローブ
2,3を用いている都合上、各プローブ2,3の
交換と角度調整を2回必要とする等、煩雑な操作
が要求されるという欠点があつた。
By the way, in the probes 2 and 3 used for such magnetic field measurements, the shapes of the sensors 2A and 3A are minute, so it is possible that the sensors 2A and 3A are mounted tilted as a manufacturing error of the probes 2 and 3. is always the case. If the sensors 2A, 3A are mounted with their orientations tilted and not aligned with the X, Y, and Z axes, magnetic field components that are not to be measured will be mixed into the measured values. Therefore, during measurement work, it is necessary to adjust the mounting angles of the probes 2 and 3 in a uniform magnetic field before starting the measurement. For this reason, in the case of the conventional technology described above, since two probes 2 and 3 are used, complicated operations are required, such as the need to replace each probe 2 and 3 and adjust the angle twice. It had the disadvantage of being rejected.

一方、上記したようなプローブの交換、取付角
度の調整作業等の煩雑さを除去するため、1本の
プローブに2個のセンサを内蔵した二軸用のプロ
ーブ1本用いる測定方法が採用されるようになつ
てきた。
On the other hand, in order to eliminate the complexity of replacing probes and adjusting the installation angle as described above, a measurement method is adopted that uses one biaxial probe with two sensors built into one probe. It has become like that.

即ち、第14図は二軸用プローブを1本用いた
測定方法を示し、図中、4は磁界の3成分Bx
By、Bzを測定する二軸用プローブを示し、該二
軸用プローブ4内にはX軸、Y軸方向の磁界Bx
Byを測定するセンサ4Aと、Z軸方向の磁界Bz
を測定するセンサ4Bとが埋設され、当該プロー
ブ4を用いることにより、第13図に示すような
プローブ2,3の交換作業を不要にすることがで
きる。
That is, FIG. 14 shows a measurement method using one biaxial probe, and in the figure, 4 indicates the three components of the magnetic field B x ,
A biaxial probe for measuring B y and B z is shown, and inside the biaxial probe 4 there are magnetic fields B x , B x in the X-axis and Y-axis directions,
Sensor 4A that measures B y and magnetic field B z in the Z-axis direction
By using the probe 4, the replacement work of the probes 2 and 3 as shown in FIG. 13 can be made unnecessary.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところが、上述した従来技術においては、プロ
ーブ4の取付部への交換作業を不要にできるもの
の、2個のセンサ4A,4Bの向きを二軸(X−
Z、またはY−Z)に同時に合致させる角度調整
は非常に困難であり、多くの場合測定誤差として
容認しなくてはならないという欠点がある。
However, in the above-mentioned conventional technology, although it is possible to eliminate the need to replace the attachment part of the probe 4, the orientation of the two sensors 4A and 4B is adjusted along two axes (X-
The disadvantage is that it is very difficult to adjust the angle to match Z or Y-Z at the same time, and in many cases it must be accepted as a measurement error.

また、2個のセンサ4A,4Bを内蔵している
ために、プローブ4の形状は必然的に大型化する
ことになり、測定空間領域が狭められ、コイル近
傍の詳細なデータの収集が制限されるという欠点
がある。
Furthermore, since the two sensors 4A and 4B are built-in, the shape of the probe 4 inevitably becomes large, which narrows the measurement space and limits the collection of detailed data near the coil. It has the disadvantage of being

本発明は前述した従来技術の欠点に鑑みなされ
たもので、本発明は1個のセンサからなる1本の
プローブを用いて、被測定物の三次元の磁界測定
を高精度に行いうるようにした磁界測定方法を提
供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, and the present invention has been made to enable highly accurate three-dimensional magnetic field measurement of a measured object using one probe consisting of one sensor. The purpose of this study is to provide a method for measuring magnetic fields based on

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記問題点を解決するために、本発明は、一方
の軸上に、軸線に対して所定角度(ただし、0、
π/2、πを除く)傾斜した単一のセンサを有する プローブまたは被測定物のうち一方を配設し、当
該一方の軸と平行な他方の軸(一方の軸と他方の
軸が一致する場合を含む)上に、プローブまたは
被測定物のうち他方を配設すると共に、前記一方
の軸と他方の軸のうち、一の軸を中心として前記
プローブまたは被測定物のうち、いずれか一方を
90°ずつ回転したとき、前記プローブから出力さ
れる4個の信号に基づいて、前記被測定物の磁界
3成分を分離して求めるようにしたことなる。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is arranged on one axis at a predetermined angle (however, 0,
(π/2, excluding the other of the probe or the object to be measured is disposed on the probe or the object to be measured; of
This means that the three components of the magnetic field of the object to be measured are separated and determined based on the four signals output from the probe when the probe is rotated by 90 degrees.

また、前記磁界3成分は直角座標系により分離
して求めるようにすることが望ましい。
Further, it is preferable that the three components of the magnetic field are determined separately using a rectangular coordinate system.

一方、前記磁界3成分は円筒座標系により分離
して求めるようにすることが望ましい。
On the other hand, it is desirable that the three components of the magnetic field are determined separately using a cylindrical coordinate system.

〔作用〕[Effect]

上記構成により、一の軸を中心としてプローブ
または被測定物のうち、いずれか一方を90°ずつ
回転することにより、被測定物の所定位置の方向
の異なる4個の磁界を単一のセンサで信号として
検出することができ、この4個の信号から磁界3
成分を高精度に求めることができる。
With the above configuration, by rotating either the probe or the object to be measured by 90 degrees around one axis, a single sensor can generate four magnetic fields in different directions at a given position on the object to be measured. It can be detected as a signal, and from these four signals the magnetic field 3
Components can be determined with high precision.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を第1図ないし第12図
に基づいて詳細に述べる。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 to 12.

第1図ないし第10図は本発明の第1の実施例
を示し、本実施例は偏向ヨーク装置回転用の回転
軸(ZM軸)上にプローブを配設し、ZM軸と平行
な他の軸(Z軸)上に被検出物としての偏向ヨー
ク装置を配設した場合である。
1 to 10 show a first embodiment of the present invention. In this embodiment, a probe is disposed on the rotation axis (Z M axis) for rotating the deflection yoke device, and the probe is arranged parallel to the Z M axis. This is a case where a deflection yoke device as an object to be detected is arranged on another axis (Z-axis).

第1図、第2図は本実施例に用いる測定装置の
構成を示し、11はモータ(図示せず)によつて
回転する回転軸で、該回転軸11の回転軸線は
ZM軸となつている。12は回転軸11に設けら
れたターンテーブルで、該ターンテーブル12は
ZM軸を中心に回転するようになつている。13
は前記ターンテーブル12上に設けられ、X軸、
Y軸方向に可動となつたXYステージで、該XY
ステージ13上には偏向ヨーク装置1を固定する
ための偏向ヨーク固定具14が固着して設けら
れ、該固定具14の軸線であるZ軸はZM軸と平
行となり、かつ当該Z軸およびX軸、Y軸はXY
ステージ13の操作によつて任意に変化しうるよ
うになつている。
1 and 2 show the configuration of the measuring device used in this example. Reference numeral 11 denotes a rotating shaft rotated by a motor (not shown), and the rotational axis of the rotating shaft 11 is
Z is the M axis. 12 is a turntable provided on the rotating shaft 11, and the turntable 12 is
It is designed to rotate around the Z and M axes. 13
is provided on the turntable 12, and has an X axis,
The XY stage is movable in the Y-axis direction.
A deflection yoke fixture 14 for fixing the deflection yoke device 1 is fixedly provided on the stage 13, and the Z axis, which is the axis of the fixture 14, is parallel to the ZM axis, and Axis, Y axis is XY
It can be changed arbitrarily by operating the stage 13.

一方、15はプローブ固定具を示し、該固定具
15は支柱15Aと該支柱15AのZ軸方向に移
動可能な可動部15Bと、該可動部15Bに設け
られた支持腕15Cとからなり、該支持腕15C
の先端には円筒状のプローブ16が固定的に支持
され、該プローブ16内には磁気−電気変換素子
からなるセンサ17が埋設されている。18はセ
ンサ17からの信号を取り出す信号線、19は支
柱15Aを取付けるXYステージを示す。なお、
実施例において、XYステージ19はプローブ1
6の微調整機構であれば必ずしも必要でない。こ
こで、前記プローブ16はZM軸の軸線と一致す
るように調整されており、またセンサ17は第3
図に示すように、その感磁部17Aに立てた単位
法線ベクトル〓とZM軸との間に所定の取付角度
γが与えられるように斜状に配設されている。な
お、後述するように角度γ=0、π/2、πでな
いことが本発明成立の必要十分条件であり、また
角度γ=π/4、または3π/4とすることによ
り、磁界の3成分に対し、センサ17の感度が等
しくなる。
On the other hand, reference numeral 15 indicates a probe fixture, and the fixture 15 is composed of a support 15A, a movable part 15B movable in the Z-axis direction of the support 15A, and a support arm 15C provided on the movable part 15B. Support arm 15C
A cylindrical probe 16 is fixedly supported at the tip of the probe 16, and a sensor 17 made of a magneto-electric conversion element is embedded within the probe 16. Reference numeral 18 indicates a signal line for taking out a signal from the sensor 17, and reference numeral 19 indicates an XY stage to which the support column 15A is attached. In addition,
In the embodiment, the XY stage 19 is the probe 1
6 is not necessarily necessary. Here, the probe 16 is adjusted to coincide with the axis of the Z and M axes, and the sensor 17 is
As shown in the figure, it is arranged obliquely so that a predetermined mounting angle γ is provided between the unit normal vector 〓 erected on the magnetically sensitive portion 17A and the ZM axis. As will be described later, it is a necessary and sufficient condition for the present invention that the angle γ is not 0, π/2, or π, and by setting the angle γ to π/4 or 3π/4, the three components of the magnetic field can be reduced. However, the sensitivity of the sensor 17 becomes equal.

次に、上記のように構成される測定装置を用い
た偏向ヨーク装置の磁界測定原理について、第4
図ないし第10図を参照しつつ、直角座標系、円
筒座標系を用いて測定する場合を例に挙げ述べ
る。なお、偏向ヨーク装置の磁界測定とは、各測
定点において偏向ヨーク装置に設定された座標軸
方向の3成分をそれぞれ分離抽出することであ
る。
Next, we will discuss the magnetic field measurement principle of the deflection yoke device using the measuring device configured as described above in the fourth section.
An example of measurement using a rectangular coordinate system and a cylindrical coordinate system will be described with reference to FIGS. Note that measuring the magnetic field of the deflection yoke device means separately extracting three components in the direction of the coordinate axes set in the deflection yoke device at each measurement point.

ここで、第4図、第5図でX、Y、Z軸に対し
てプローブ16内のセンサ17Aの位置を測定点
Pとすると、偏向ヨーク装置1の磁界測定におい
て測定点Pの位置は、 直角座標系……P(x、y、z) 円筒座標系……P(r、θ、z) で与えられるから、測定点Pにおける磁界の3成
分は、 直角座標系……(Bx、By、Bz) 円筒系座標……(Br、B〓、Bz) として与えることができる。
Here, if the position of the sensor 17A in the probe 16 with respect to the X, Y, and Z axes in FIGS. Rectangular coordinate system...P (x, y, z) Cylindrical coordinate system...P (r, θ, z) Therefore, the three components of the magnetic field at measurement point P are as follows: Cartesian coordinate system...(B x , B y , B z ) Cylindrical system coordinates... can be given as (B r , B〓, B z ).

さて、初めに第1の磁界3成分分離方式とし
て、直角座標系を用いて磁界の3成分(Bx、By
Bz)を測定する場合について述べる。
First, as the first three-component magnetic field separation method, the three components of the magnetic field (B x , B y ,
The following describes the case of measuring B z ).

まず、第6図に示すように、センサ17の感磁
部17Aの中心Pに原点Oをとり、局所座標系
X、Y、Zを設定する。ここで、センサ17の感
磁部17Aに垂直に立てた単位法線ベクトル〓
は、該単位法線ベクトル〓と局所座標系X、Y、
Z軸との間の角をα、β、γとすると、次の(1)式
となる。
First, as shown in FIG. 6, the origin O is set at the center P of the magnetic sensing part 17A of the sensor 17, and local coordinate systems X, Y, and Z are set. Here, the unit normal vector perpendicular to the magnetic sensing part 17A of the sensor 17 is
is the unit normal vector 〓 and the local coordinate system X, Y,
Letting the angles with the Z axis be α, β, and γ, the following equation (1) is obtained.

〓=cosα〓+cosβ〓+cosγ〓 =sinγ・cosδ〓+sinγ・sinδ〓+cosγ〓……(1) ただし、第6図に示す如く角δはX軸からベク
トル〓のZ平面への射影ベクトル〓xyまでの角度
である。
〓=cosα〓+cosβ〓+cosγ〓=sinγ・cosδ〓+sinγ・sinδ〓+cosγ〓……(1) However, as shown in Fig. 6, the angle δ is from the X axis to the projection vector of the vector 〓 onto the Z plane〓xy is the angle of

また、測定点P、即ち原点Oにおける磁界(磁
束密度)を〓とすると、 〓=Bx〓+By〓+Bz〓 ……(2) となるから、センサ17の出力電圧(測定値)
VHは、次の(3)式によつて与えられる。
Also, if the magnetic field (magnetic flux density) at the measurement point P, that is, the origin O, is 〓, then 〓=B x 〓 + B y 〓 + B z 〓 ...(2) Therefore, the output voltage of the sensor 17 (measured value)
V H is given by the following equation (3).

VH=k(〓・〓) =k(Bx・sinγ・cosδ +By・sinγ・sinδ+Bz・cosγ) ……(3) ただし、kは計器の校正定数 上記(3)式から明らかなように、センサ17の傾
きを特徴づける値は2つ角γとδであり、単位法
線ベクトル〓がX、Y、Z軸の方向のいずれとも
一致しない場合には、出力電圧VHはBx、By、Bz
の3成分を含むことになる。従つて、出力電圧
VHにどのような補正係数を掛けても、Bx、By
Bzの各成分に分離することはできない。なお、
単位法線ベクトル〓が座標軸方向と一致する場合
は、磁界〓の3成分のうちの一成分のみを単独に
測定できるとは勿論である。
V. _ _ _ The values characterizing the inclination of the sensor 17 are two angles γ and δ, and when the unit normal vector 〓 does not coincide with any of the X, Y, and Z axis directions, the output voltage V H becomes B x , B y , B z
It contains three components. Therefore, the output voltage
No matter what correction coefficient is applied to V H , B x , B y ,
It is not possible to separate each component of B z . In addition,
Of course, if the unit normal vector 〓 coincides with the coordinate axis direction, only one component out of the three components of the magnetic field 〓 can be measured independently.

そこで、センサ17に傾きがある場合、出力電
圧VHより磁界の3成分Bx、By、Bzを分離する、
磁界の3成分分離法について述べる。
Therefore, when the sensor 17 has an inclination, the three components B x , B y , and B z of the magnetic field are separated from the output voltage V H.
A method for separating three components of a magnetic field will be described.

まず、第6において、センサ17の中心Pを動
かさないようにして、プローブ16をZ軸を中心
軸として90°づつ反時計方向に自転させたとき、
出力電圧VHがどのように得られるか検討する。
なお、具体的には、第1図、第2図の如くプロー
ブ16をZM軸に位置させると共に、Z軸上に偏
向ヨーク装置1を位置させ、ターンテーブル12
を90°ずつ時計方向に回転させることにより、実
現することができる。
First, in the sixth step, when the probe 16 is rotated counterclockwise by 90 degrees around the Z axis without moving the center P of the sensor 17,
Consider how the output voltage V H can be obtained.
Specifically, as shown in FIGS. 1 and 2, the probe 16 is positioned on the ZM axis, the deflection yoke device 1 is positioned on the Z axis, and the turntable 12
This can be achieved by rotating clockwise by 90 degrees.

ここでいう、センサ17の自転とは単位法線ベ
クトル〓のZ軸のまわりの回転である。従つて、
単位法線ベクトル〓のZ成分nzは変化せず一定で
あるから、結局Z平面上に射影した射影ベクトル
xyの原点Oのまわりの回転に帰着する(第7図
参照)。
Here, the rotation of the sensor 17 is the rotation of the unit normal vector 〓 about the Z axis. Therefore,
Since the Z component n z of the unit normal vector 〓 does not change and is constant, it ends up being a rotation around the origin O of the projected vector 〓 xy projected onto the Z plane (see Fig. 7).

そこで、射影ベクトル〓xyの最初の回転位置に
おけるベクトルを、 nx1 ny1とし、 これを第1象限とするならば、第2、第3、第4
象限のベクトル 〓2nx2 ny2、〓3nx3 ny3n4nx4 ny4 は順次一次変換することにより求められる。即
ち、下記のように求められる。
Therefore, if the vector at the first rotational position of the projection vector = xy is nx 1 ny 1 and this is the first quadrant, then the second, third, and fourth
The quadrant vectors 〓2nx 2 ny 2 , 〓3nx 3 ny 3 n 4 nx 4 ny 4 are obtained by sequential linear transformation. That is, it is determined as follows.

〓1nx1 ny1=sinγ・cosδ sinγ・sinδ 〓2nx2 ny2=cosπ/2、−sinπ/2 sinπ/2、cosπ/2nx1 ny1 =0−1 1 0sinγ・cosδ sinγ・sinδ =−sinγ・sinδ sinγ・cosδ 同様にして、 〓3nx3 ny3=0−1 1 0nx2 ny2 =−sinγ・cosδ −sinγ・sinδ 〓4nx4 ny4=0−1 1 0nx3 ny3 =sinγ・sinδ −sinγ・cosδ として求められる。〓1nx 1 ny 1 = sinγ・cosδ sinγ・sinδ 〓2nx 2 ny 2 = cosπ/2, −sinπ/2 sinπ/2, cosπ/2nx 1 ny 1 =0−1 1 0sinγ・cosδ sinγ・sinδ = −sinγ・sinδ sinγ・cosδ Similarly, 〓3nx 3 ny 3 =0−1 1 0nx 2 ny 2 = −sinγ・cosδ −sinγ・sinδ 〓4nx 4 ny 4 =0−1 1 0nx 3 ny 3 = sinγ・sinδ It is found as −sinγ・cosδ.

故に、センサ17を90°ずつ反時計方向に自転
させたとき、該センサ17の出力電圧VH1、VH2
VH3、VH4は、VH=k(〓、〓)より次のようにな
る。
Therefore, when the sensor 17 is rotated counterclockwise by 90 degrees, the output voltages of the sensor 17 are V H1 , V H2 ,
V H3 and V H4 are as follows from V H =k(〓, 〓).

回転角0のとき: VH1=k(Bx・sinγ・cosδ +By・sinγ・sinδ+Bz・cosγ) 回転角π/2のとき: VH2=k(−Bx・sinγ・sinδ +By・sinγ・cosδ+Bz・cosγ) 回転角πのとき: VH3=k(−Bx・sinγ・sinδ −By・sinγ・sinδ+Bz・cosγ) 回転角3/2πのとき: VH4=k(Bx・sinγ・sinδ −By・sinγ・sinδ+Bz・cosγ) ここで、出力電圧VH1とVH3、またはVH2とVH4
の和の平均値を求めると、Bz成分のみを下記(4)
式で単独に抽出することができる。
When the rotation angle is 0: V H1 = k (B x · sin γ · cos δ + B y · sin γ · sin δ + B z · cos γ) When the rotation angle is π/2: V H2 = k (−B x · sin γ · sin δ + B y · sinγ・cosδ+B z・cosγ) When the rotation angle is π: V H3 = k (−B x・sinγ・sinδ −B y・sinγ・sinδ+B z・cosγ) When the rotation angle is 3/2π: V H4 = k (B x・sinγ・sinδ −B y・sinγ・sinδ+B z・cosγ) Here, the output voltages V H1 and V H3 , or V H2 and V H4
When calculating the average value of the sum of
It can be extracted independently using the formula.

Bz=1/2k・1/cosγ(VH1+VH3) または Bz=1/2k・1/cosγ(VH2+VH4) ……(4) また、出力電圧VH1とVH3、VH2とVH4の差の平
均値を求め整理すると、次式のようになる。
B z = 1/2k・1/cosγ(V H1 +V H3 ) or B z =1/2k・1/cosγ(V H2 +V H4 )...(4) Also, the output voltages V H1 , V H3 , V H2 By finding the average value of the difference between and V H4 and organizing it, we get the following formula.

Bx・cosδ+By・sinδ =1/2k・1/sinγ(VH1−VH3) ……(5) −Bx・sinδ+By・cosδ =1/2k・1/sinγ(VH2とVH4) ……(6) 従つて、Bx、Byは(5)式、(6)式より分離して求
めることができる。即ち、 (5)式×cosδ−(6)式×sinδ の計算からBxを次式で求めることができる。
B x・cosδ+B y・sinδ = 1/2k・1/sinγ (V H1 −V H3 ) ...(5) −B x・sinδ+B y・cosδ = 1/2k・1/sinγ (V H2 and V H4 ...(6) Therefore, B x and B y can be determined separately from equations (5) and (6). That is, B x can be obtained by the following equation from the calculation of equation (5) x cos δ - equation (6) x sin δ.

Bx=1/2k・1/sinγ[(VH1−VH3)cosδ −(VH2−VH4)sinδ] ……(7) 同様にして、 (5)式×sinδ−(6)式×cosδ の計算からByを次式で求めることができる。B x = 1/2k・1/sinγ[(V H1 −V H3 )cosδ −(V H2 −V H4 )sinδ] …(7) Similarly, equation (5)×sinδ−(6)× From the calculation of cosδ, B y can be determined using the following formula.

By=1/2k・1/sinγ[(VH2−VH4)cosδ +(VH1−VH3)] ……(8) 上記の如く、センサ17の傾斜角γ、δをあら
かじめ実測しておけば、磁界の3成分Bx、By
Bzは実測値である出力電圧VH1、VH2、VH3、VH4
からそれぞれ(7)式、(8)式、(4)式に基づき、分離し
て抽出することができる。この際、前記傾斜角
γ、δはそれぞれヘルムホルツコイルを使用すれ
ば容易に実測可能である。
B y = 1/2k・1/sin γ [(V H2 − V H4 ) cos δ + (V H1 − V H3 )] …(8) As mentioned above, the inclination angles γ and δ of the sensor 17 are actually measured in advance. Then, the three components of the magnetic field B x , B y ,
B z is the actual measured output voltage V H1 , V H2 , V H3 , V H4
can be separated and extracted based on equations (7), (8), and (4), respectively. At this time, the inclination angles γ and δ can be easily measured using Helmholtz coils.

なお、前記傾斜角γとδのうち、(4)式、(7)式、
(8)式の分母を与える傾斜角γが0、π/2、πで
ないことが必要十分条件である。また、γ=45°、
135°のときには磁界の3成分に対して、センサ1
7の感度は等しくなる。さらに、n=0、1、
2、……とすると、傾斜角δが、δ=nπ/2に調整 されてれば、上記各式は一層簡単な式となる。
Note that among the inclination angles γ and δ, equation (4), equation (7),
It is a necessary and sufficient condition that the inclination angle γ giving the denominator of equation (8) is not 0, π/2, or π. Also, γ=45°,
At 135°, sensor 1
7 have the same sensitivity. Furthermore, n=0, 1,
2, . . . If the inclination angle δ is adjusted to δ=nπ/2, the above equations become simpler.

かくして、第1図、第2図に示す測定装置を用
いて、磁界の3成分Bx、By、Bzを求めるには、
次の測定順序で行なわれる。
Thus, in order to determine the three components B x , B y , and B z of the magnetic field using the measuring apparatus shown in FIGS. 1 and 2,
The measurements are carried out in the following order:

まず、プローブ16には、これに内蔵されたセ
ンサ17が該プローブ16の軸(ZM軸に相当)
に対して予め所定角度γだけ傾斜して配設され、
またヘルムホルツコイル等により、所定角度γが
知られたものを使用する。そして、このようなプ
ローブ16をプローブ固定具15に取付け、XY
ステージ19により該プローブ16の軸をターン
テーブル12の回転軸ZMと一致するとように調
整する。なお、プローブ16に取付角度を規制す
る位置決め部があれば、この手順は簡略化でき
る。いずれにしても、角度γ、δは測定装置とし
て一度校正しておけばよい定数である。一方、プ
ローブ16の取付角度である角度δはヘルムホル
ツコイル等により測定する。さらに、プローブ1
6は回転軸ZM上を所定高さ位置に調整する。
First, the sensor 17 built into the probe 16 is connected to the axis of the probe 16 (corresponding to the Z and M axes).
is arranged to be inclined at a predetermined angle γ with respect to the
Also, a Helmholtz coil or the like with a known predetermined angle γ is used. Then, attach such a probe 16 to the probe fixture 15, and
The axis of the probe 16 is adjusted by the stage 19 so that it coincides with the rotation axis ZM of the turntable 12. Note that this procedure can be simplified if the probe 16 has a positioning part that regulates the mounting angle. In any case, the angles γ and δ are constants that need only be calibrated once as a measuring device. On the other hand, the angle δ, which is the mounting angle of the probe 16, is measured using a Helmholtz coil or the like. Furthermore, probe 1
6 adjusts the rotation axis ZM to a predetermined height position.

次に、偏向ヨーク装置1を偏向ヨーク固定具1
4に固定する。その際、偏向ヨーク装置1に設定
したX、Y、Z軸は測定装置の各軸方向に一致さ
せておく。次に、所望の測定点にセンサ17が対
向するように、XYステージ13によつてZ軸を
調整する。
Next, attach the deflection yoke device 1 to the deflection yoke fixture 1.
Fixed at 4. At this time, the X, Y, and Z axes set on the deflection yoke device 1 are made to coincide with each axis direction of the measuring device. Next, the Z-axis is adjusted by the XY stage 13 so that the sensor 17 faces the desired measurement point.

次に、磁界発生手段(図示せず)に通電し、偏
向ヨーク装置1に定格の磁界を発生させる。
Next, a magnetic field generating means (not shown) is energized to cause the deflection yoke device 1 to generate a rated magnetic field.

この状態で、ターンテーブル12を90°ずつ回
転し、各測定角度に対するセンサ17からの出力
電圧VH1〜VH4を順次測定する。
In this state, the turntable 12 is rotated by 90 degrees, and the output voltages V H1 to V H4 from the sensor 17 for each measurement angle are sequentially measured.

次いで、上記によつて得られた各出力電圧VH1
〜VH4を(7)式、(8)式、(4)式に代入し、磁界の3成
分Bx、By、Bzを演算する。
Next, each output voltage V H1 obtained by the above
~V H4 is substituted into equations (7), (8), and (4) to calculate the three components B x , B y , and B z of the magnetic field.

このようにして、ある所定の測定点での磁界の
3成分を測定、演算したが、他の測定点での磁界
の3成分を測定するときには、先ず、XYステー
ジ13を用いて偏向ヨーク装置1を移動させ、新
たなZ軸を設定し、所望の測定点のX、Y軸方向
の位置を設定する。また、プローブ固定具15の
可動部15BをZ軸方向に移動させることによ
り、センサ17のZ軸方向の位置を設定し、所望
の測定点を新たに設定する。
In this way, the three components of the magnetic field at a certain predetermined measurement point were measured and calculated, but when measuring the three components of the magnetic field at other measurement points, first, the XY stage 13 is used to move the deflection yoke device 1 , set a new Z axis, and set the position of the desired measurement point in the X and Y axis directions. Furthermore, by moving the movable portion 15B of the probe fixture 15 in the Z-axis direction, the position of the sensor 17 in the Z-axis direction is set, and a desired measurement point is newly set.

そして、前述した測定方法と同様に、ターンテ
ーブル12を90°ずつ回転し、新たに設定した測
定点におけるセンサ17からの出力電圧VH1
VH2を順次測定し、前記(4)式、(7)式、(8)式に基づ
いて磁界3成分を分離して算出することができ
る。従つて、被測定物が偏向ヨーク装置1、ソレ
ノイド等のような形状のものであつても、内部に
プローブ16を挿入して、所望の測定点を設定す
ることにより、細部における磁界測定を容易に行
うことができる。
Then, in the same way as the measurement method described above, the turntable 12 is rotated by 90 degrees, and the output voltage V H1 from the sensor 17 at the newly set measurement point is measured.
V H2 can be sequentially measured and calculated by separating the three magnetic field components based on equations (4), (7), and (8). Therefore, even if the object to be measured has a shape such as the deflection yoke device 1 or a solenoid, magnetic field measurement in detail can be easily performed by inserting the probe 16 inside and setting the desired measurement point. can be done.

かくして、本実施例による測定装置を用いるこ
とにより、偏向ヨーク装置1全体の三次元磁界分
布を高精度に測定することができる。しかも、出
力電圧VH1〜VH4は測定された値であり、センサ
17の傾斜角γ、δは既知の値であるから、測定
結果に対しては従来技術のように、センサの傾き
により誤差要因を考慮する必要がなくなる。
Thus, by using the measuring device according to this embodiment, the three-dimensional magnetic field distribution of the entire deflection yoke device 1 can be measured with high precision. Moreover, since the output voltages V H1 to V H4 are measured values and the inclination angles γ and δ of the sensor 17 are known values, the measurement results are subject to errors due to the inclination of the sensor, as in the prior art. There is no need to consider factors.

また、プローブ16の内部にはセンサ17を傾
斜させて1個配設しているから、プローブ16の
形状を、径方向寸法を小さくして小型化すること
が可能で、偏向ヨーク装置1に近づけて、その細
部における磁界分布も容易に測定することができ
る。
In addition, since one sensor 17 is arranged inside the probe 16 at an angle, the shape of the probe 16 can be made smaller by reducing the radial dimension, and it can be brought closer to the deflection yoke device 1. Therefore, the magnetic field distribution in the details can be easily measured.

さらに、プローブ16のプローブ固定具15に
一度取付れば、交換する必要がないため、従来技
術のようにプローブの交換調整作業を大幅に削減
することができると共に、測定の自動化も図るこ
とができる。
Furthermore, once it is attached to the probe fixture 15 of the probe 16, there is no need to replace it, so it is possible to significantly reduce the work required to replace and adjust the probe as in the prior art, and it is also possible to automate the measurement. .

以上が直角座標系を用いて磁界の3成分(Bx
By、Bz)を測定する場合であるが、次に第2の
磁界3成分分離方式として円筒座標系を用いて磁
界の3成分(Br、B〓、Bz)を求める場合につい
て述べる。
The above describes the three components of the magnetic field (B x ,
B y , B z ), but next we will discuss the case of determining the three magnetic field components (B r , B〓, B z ) using a cylindrical coordinate system as the second three-component magnetic field separation method. .

まず、第8図、第9図に示すように、偏向ヨー
ク装置1の座標系のZM軸より、半径rをもつて
センサ17の感磁部17Aの中心P(γ、θ、r)
の引いた直線の延長線が局所座標系の基線にな
る。この基線の向きはZM軸より放射方向で、基
本ベクトル〓rとして一義的に定まる。また、基
本ベクトル〓θの向きは定義通り回転各θの方向
にとる。なお、基本ベクトルezの向きは変わらな
い。
First, as shown in FIGS. 8 and 9, from the ZM axis of the coordinate system of the deflection yoke device 1, the center P (γ, θ, r) of the magnetically sensitive part 17A of the sensor 17 has a radius r.
The extension of the straight line drawn by becomes the base line of the local coordinate system. The direction of this baseline is radial from the Z M axis, and is uniquely determined as the fundamental vector 〓 r . Further, the direction of the fundamental vector 〓θ is taken in the direction of each rotation θ as defined. Note that the direction of the fundamental vector e z does not change.

ここで、基本ベクトル〓zの単位法線ベクトル
〓との間の角をγとすると(第8図参照)、nz
cosγとなる。また、単位法線ベクトル〓をZ平
面に射影した射影ベクトルを〓xyとすると、その
大きさはsinγであるから、nr=sinγ・cosφ、n〓=
sinγ・sinφとなる。なお、角φは局所座標系の基
線(基本ベクトル〓rの方向)から射影ベクトル
xyまでの角度である。従つて、円筒座標系にお
いて、単位法線ベクトル〓は、次の(9)式によつて
与えらしれる。
Here, if the angle between the fundamental vector 〓 z and the unit normal vector 〓 is γ (see Figure 8), then n z =
becomes cosγ. Also, if the projection vector obtained by projecting the unit normal vector 〓 onto the Z plane is
sinγ・sinφ. Note that the angle φ is the angle from the base line of the local coordinate system (the direction of the fundamental vector 〓 r ) to the projection vector 〓 xy . Therefore, in the cylindrical coordinate system, the unit normal vector 〓 is given by the following equation (9).

〓=sinγ・cosφ〓r +sinγ・sinφ〓〓+cosγ〓z ……(9) 一方、原点Oにおける磁束密度〓を、 〓=Brr+B〓〓〓+Bzz ……(10) とすると、センサ17の出力電圧VHは次の式で
与えられる。
〓=sinγ・cosφ〓 r +sinγ・sinφ〓〓〓+cosγ〓 z ……(9) On the other hand, the magnetic flux density at the origin O is expressed as 〓=B rr +B〓〓〓+B zz ……(10) Then, the output voltage V H of the sensor 17 is given by the following equation.

VH=k(〓・〓) =k(〓r・sinγ・cosφ +B〓・sinγ・sinφ・Bz・cosγ) ……(11) ここで(11)式を前述した(3)式と比較すると、円筒
座標系と直角座標系との間に、 Br←→Bx B〓←→By φ←→δ ……(12) なる対応関係があることがわかる。従つて、磁界
の3成分Br、B〓、Bzは前述の(7)式、(8)式、(4)式
を(12)式によつて置換すれば、容易に求められる。
即ち、各成分Br、B〓、Bzは次式のようになる。
V. _ _ Then, it can be seen that there is a correspondence relationship between the cylindrical coordinate system and the rectangular coordinate system as follows: B r ←→B x B〓←→B y φ←→δ ……(12). Therefore, the three components B r , B〓, and B z of the magnetic field can be easily obtained by replacing the aforementioned equations (7), (8), and (4) with equation (12).
That is, each component B r , B〓, B z is expressed as follows.

Br=1/2k・1/sinγ[(VH1−VH3)cosφ −(VH2−VH4)sinφ] ……(13) B〓=1/2k・1/sinγ[(VH2−VH4)cosφ −(VH1−VH3)sinφ] ……(14) Bz=1/2k・1/cosγ(VH1+VH3) または Bz=1/2k・1/cosγ(VH2+VH4) ……(15) 円筒座標系を用いた場合の磁界の各成分Br
B〓、Bzは上記(13)〜(15)式で求められるが、第1図、
第2図に示す測定装置を用いた場合の測定方法に
ついては、直角座標系による場合と同様に、偏向
ヨーク装置1を90°ずつ回転したとき得られるセ
ンサ17の出力電圧VH1〜VH4を測定すればよい。
B r =1/2k・1/sinγ[(V H1 −V H3 )cosφ −(V H2 −V H4 )sinφ] ……(13) B〓=1/2k・1/sinγ[(V H2 −V H4 )cosφ −(V H1 −V H3 )sinφ] …(14) B z = 1/2k・1/cosγ(V H1 +V H3 ) or B z =1/2k・1/cosγ(V H2 +V H4 ) ...(15) Each component of the magnetic field B r when using a cylindrical coordinate system,
B〓, B z can be obtained from the above equations (13) to (15), but in Fig. 1,
Regarding the measurement method using the measuring device shown in FIG. 2, as in the case of using the rectangular coordinate system, the output voltages V H1 to V H4 of the sensor 17 obtained when the deflection yoke device 1 is rotated by 90 degrees are Just measure it.

ここで、円筒座標系を用いた場合、偏向装置1
のZ軸は、常に測定装置のXM軸またはYM軸上に
ある。従つて、直角座標系と円筒座標系との間
で、測定時におけるターンテーブル12の位置の
違いは、常に角度θ(=arc tany/x)だけ位相が ずれた関係にある。
Here, when using a cylindrical coordinate system, the deflection device 1
The Z-axis of always lies on the XM or YM axis of the measuring device. Therefore, the difference in the position of the turntable 12 during measurement between the rectangular coordinate system and the cylindrical coordinate system is such that the phase is always shifted by the angle θ (=arc tany/x).

なお、直角座標系と円筒座標系との間での座標
変換は、第10図からも明らかなように、下記(16)
式に示す座標変換公式を用いればよく、いずれの
座標系を用いるかは、測定、解析にあたり、自由
に選択しうるものである。
In addition, as is clear from Figure 10, the coordinate transformation between the rectangular coordinate system and the cylindrical coordinate system is as follows (16)
It is sufficient to use the coordinate transformation formula shown in the following equation, and which coordinate system to use can be freely selected for measurement and analysis.

Bx=Brcosθ−B〓sinθ By=Brsinθ−B〓cosθ Bz=Bz(両座標系共通) x=rcosθ y=rsinθ x2+y2=r2 ……(16) 次に、第11図は本発明の第2の実施例を示
し、本実施例の特徴は偏向ヨーク装置用の回転軸
(ZM軸)上に被検出物としての偏向ヨーク装置を
配設し、ZM軸と平行な他の軸(Z軸)上にプロ
ーブを配設した場合である。
B x = B r cosθ−B〓sinθ B y = B r sinθ−B〓cosθ B z = B z (common to both coordinate systems) x=rcosθ y=rsinθ x 2 +y 2 = r 2 ……(16) Next FIG. 11 shows a second embodiment of the present invention, and the feature of this embodiment is that a deflection yoke device as an object to be detected is disposed on the rotation axis (Z M axis) for the deflection yoke device, This is a case where the probe is placed on another axis (Z axis) parallel to the Z M axis.

即ち、第11図において、第1の実施例に用い
る測定装置と同一構成要素には同一符号を付し
て、その説明を省略するに、本実施例では軸ZM
を有する回転軸21をターンテーブル22を設
け、該ターンテーブル22上に中心軸がZM軸と
一致させて垂直に偏向ヨーク固定具24を固着し
たことにある。なお、本実施例の場合、第1の実
施例で用いたXYステージ13は必ずしも必要な
いので、省略されている。
That is, in FIG. 11, the same components as those of the measuring device used in the first embodiment are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted. In this embodiment, the axis Z M
A turntable 22 is provided with a rotating shaft 21 having a rotation axis 21, and a deflection yoke fixture 24 is fixed vertically onto the turntable 22 with its central axis aligned with the ZM axis. Note that in the case of this embodiment, the XY stage 13 used in the first embodiment is not necessarily required, and is therefore omitted.

本実施例はこのように構成されるが、この測定
装置を用いた場合の測定方法については第1の実
施例の場合と実質的に変わるところがない。即
ち、ターンテーブル22によつて偏向ヨーク装置
1を90°ずつ回転したときセンサ17から得られ
る出力電圧VH1〜VH4を測定する。そして、直角
座標系を用いた場合の磁界の各成分Bx、By、Bz
は(7)式、(8)式、(4)式の計算式で求め、また円筒座
標系を用いた場合の磁界の各成分Br、B〓、Bz
(13)式、(14)式、(15)式の計算式で求められる。
Although the present embodiment is constructed as described above, there is no substantial difference in the measurement method using this measuring device from that of the first embodiment. That is, when the deflection yoke device 1 is rotated by 90 degrees by the turntable 22, the output voltages V H1 to V H4 obtained from the sensor 17 are measured. Then, each component of the magnetic field B x , B y , B z when using a rectangular coordinate system
is calculated using formulas (7), (8), and (4), and each component of the magnetic field B r , B〓, and B z when using a cylindrical coordinate system is
It is calculated using formulas (13), (14), and (15).

次に、第12図は本発明の第3の実施例を示
し、本実施例の特徴はXYステージに垂直に立て
た偏向ヨーク固定具の軸(ZM軸)上に被検出物
としての偏向ヨーク装置を配設し、ZM軸と平行
な他の軸(Z軸)上にプローブを回転自在に配設
した場合である。
Next, FIG. 12 shows a third embodiment of the present invention, and the feature of this embodiment is that the deflection object to be detected is placed on the axis (Z M axis) of the deflection yoke fixture vertically erected on the XY stage. This is a case where a yoke device is provided and a probe is rotatably provided on another axis (Z axis) parallel to the ZM axis.

即ち、第12図において第1の実施例に用いる
測定装置と同一構成要素には同一符号を付し、そ
の説明を省略するものとするに、31はモータ
(図示せず)によつて回転する他の回転軸で、こ
の回転軸21の回転軸線はZ線となつている。3
2は回転軸31に設けられた他のターンテーブ
ル、33は該ターンテーブル32上に設けられた
他のXYステージで、該XYステージ33上には
プローブ16を固定するためのプローブ固定具3
4が固着され、該固定具34にプローブ16が取
付けられる。そして、XYステージ33によつて
プローブ16の軸線がZ軸と一致するように調整
される。
That is, in FIG. 12, the same components as those of the measuring device used in the first embodiment are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted. 31 is rotated by a motor (not shown). Among the other rotating shafts, the rotational axis of this rotating shaft 21 is the Z line. 3
2 is another turntable provided on the rotating shaft 31; 33 is another XY stage provided on the turntable 32; on the XY stage 33 there is a probe fixture 3 for fixing the probe 16;
4 is fixed, and the probe 16 is attached to the fixture 34. Then, the axis of the probe 16 is adjusted by the XY stage 33 so that it coincides with the Z axis.

ここで、偏向ヨーク装置1はXYステージ13
上の偏向ヨーク固定具14に固定される。従つ
て、偏向ヨーク装置1の軸線は偏向ヨーク固定具
14の軸(ZM軸)と一致するようになる。また、
ZM軸と平行なZ軸上にプローブ16の軸線がく
るように該プローブ16が配設される。なお、本
実施例にいうZM軸は回転軸11の回転軸線を意
味するものではなく、偏向ヨーク固定具14の軸
線、即ち偏向ヨーク装置1の軸線を意味するもの
であり、従つて当該ZM軸はXYステージ13によ
つて可変とされ、測定点の設定がなされる。
Here, the deflection yoke device 1 is an XY stage 13
It is fixed to the upper deflection yoke fixture 14. Therefore, the axis of the deflection yoke device 1 coincides with the axis of the deflection yoke fixture 14 ( ZM axis). Also,
The probe 16 is arranged so that the axis of the probe 16 is on the Z axis, which is parallel to the ZM axis. Note that the ZM axis in this embodiment does not mean the rotational axis of the rotating shaft 11, but the axis of the deflection yoke fixture 14, that is, the axis of the deflection yoke device 1. The M axis is made variable by the XY stage 13, and measurement points are set.

本実施例に用いる測定装置はこのように構成さ
れるが、ZM軸上に偏向ヨーク装置1を配設し、
Z軸上にプローブ16を配設した場合にも、磁界
の3成分を分離するための磁界3成分分離方式
は、第1の実施例による直角座標系による計算式
(7)、(8)式、(4)式、または円筒座標系による計算式
(13)式、(14)式、(15)式はそのまま適用することができ
る。
The measuring device used in this example is configured in this way, but the deflection yoke device 1 is arranged on the Z and M axes,
Even when the probe 16 is placed on the Z-axis, the three-component magnetic field separation method for separating the three components of the magnetic field is based on the calculation formula using the rectangular coordinate system according to the first embodiment.
Equations (7), (8), (4), or calculation formulas using cylindrical coordinate system
Equations (13), (14), and (15) can be applied as they are.

次に、本実施例による測定順序について述べ
る。
Next, the measurement order according to this embodiment will be described.

まず、プローブ16をプローブ固定具34に取
付け、該プローブ16の軸をターンテーブル32
の回転軸Zと一致するように調整する。
First, the probe 16 is attached to the probe fixture 34, and the axis of the probe 16 is attached to the turntable 34.
Adjust so that it matches the rotation axis Z.

次に、偏向ヨーク装置1を偏向ヨーク固定具1
4に固定し、所望の測定点にセンサ17が対向す
るようにXYステージ13によつてZM軸を調整す
る。
Next, attach the deflection yoke device 1 to the deflection yoke fixture 1.
4, and adjust the Z and M axes using the XY stage 13 so that the sensor 17 faces the desired measurement point.

この状態で、磁界発生手段に通電し、他のター
ンテーブル32を90°ずつ回転し、ある測定点に
対するセンサ17からの出力電圧VH1〜VH4を順
次測定すればよい。なお、他の測定点の測定を行
なう場合にはXYステージ13によつて偏向ヨー
ク装置1を所望の位置に動かせばよい。
In this state, the magnetic field generating means is energized, the other turntables 32 are rotated by 90 degrees, and the output voltages V H1 to V H4 from the sensor 17 at a certain measurement point are sequentially measured. Note that when measuring other measurement points, the deflection yoke device 1 may be moved to a desired position using the XY stage 13.

なお、本実施例の場合には、回転軸11、ター
ンテーブル12は必ずしも必要でなく、XYステ
ージ13のみとしてもよいものである。
Note that in the case of this embodiment, the rotating shaft 11 and the turntable 12 are not necessarily required, and only the XY stage 13 may be used.

なお、本発明の各実施例では被検出物として偏
向ヨーク装置1を例に挙げたが、トランス、ソレ
ノイドコイル等種々の電磁機器の三次元磁界分布
の測定に用いることができる。また、プローブ1
6は円筒状に限らず、任意の形状とできる。さら
に、磁界の3成分分離方式としては直角座標系、
円筒座標系に限らず、極座標系を用いてもよいこ
とは勿論である。さらにまた、2つの平行な軸、
ZM軸とZ軸は互いに離間させるものとして図示
したが、当該ZM軸とZ軸とは一致させてもよく、
要は被検出物の形状等に応じ離間させ、または一
致させればよい。
In each of the embodiments of the present invention, the deflection yoke device 1 is used as an example of the object to be detected, but it can be used to measure the three-dimensional magnetic field distribution of various electromagnetic devices such as transformers and solenoid coils. Also, probe 1
6 is not limited to a cylindrical shape, but can have any shape. Furthermore, as a three-component separation method of the magnetic field, the rectangular coordinate system,
Of course, the coordinate system is not limited to the cylindrical coordinate system, and a polar coordinate system may also be used. Furthermore, two parallel axes,
Although the Z M axis and the Z axis are illustrated as being separated from each other, the Z M axis and the Z axis may be made to coincide,
The point is that they may be spaced apart or coincident depending on the shape of the object to be detected.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳述した如く、本発明による磁界測定方法
によれば、単一のセンサを軸線に対して傾斜させ
てプローブ内に配設し、プローブまたは被測定物
のうち、一方を90°ずつ回転させて磁界を測定す
る構成としたから、センサからは4個の磁界測定
信号が得られ、この信号から磁界3成分を容易に
算出することができる。さらに、プローブ内には
単一のセンサを傾斜して配設しているから、該プ
ローブを径方向寸法の小さい小型に形成すること
ができ、被測定物の細部における磁界を容易に測
定することが可能である。また、プローブは一度
設定すれば、交換する必要がなく、交換作業の削
減を図ることができると共に、測定の自動化を行
うことも可能である。
As detailed above, according to the magnetic field measurement method according to the present invention, a single sensor is arranged in the probe at an angle with respect to the axis, and one of the probe or the object to be measured is rotated by 90 degrees. Since the sensor is configured to measure the magnetic field, four magnetic field measurement signals are obtained from the sensor, and the three components of the magnetic field can be easily calculated from these signals. Furthermore, since a single sensor is disposed in the probe at an angle, the probe can be made compact with small radial dimensions, making it easy to measure the magnetic field in the details of the object to be measured. is possible. Further, once the probe is set, there is no need to replace it, which can reduce the replacement work and also make it possible to automate the measurement.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図ないし第10図は本発明の第1の実施例
に係り、第1図は測定装置の正面図、第2図は第
1図の−矢示方向平面図、第3図はプローブ
に対するセンサの取付角度を示す斜視図、第4図
は直角座標系と円筒座標系の関係を示す説明図、
第5図は第4図の平面図、第6図は直角座標系に
よる磁界の3成分を測定する場合の磁界と単位法
線ベクトルの関係を示す説明図、第7図は直角座
標系による磁界の分離法を示す説明図、第8図は
円筒座標系により磁界の3成分を測定する場合の
基本ベクトルと単位法線ベクトルの関係を示す説
明図、第9図は同じく円筒座標系により磁界の3
成分を測定する場合の全体の座標と局所座標の関
係を示す説明図、第10図は直角座標系と円筒座
標系との間で座標変換する場合の説明図、第11
図は本発明の第2の実施例に用いる測定装置の正
面図、第12図は本発明の第3の実施例に用いる
測定装置の正面図、第13図、第14図は従来技
術に係り、第13図は一軸用プローブを2本用い
た磁界測定方法を示す説明図、第14図は二軸用
プローブを1本用いた磁界測定方法を示す説明図
である。 2……偏向ヨーク装置(被測定物)、11,2
1,31……回転軸、12,22,32……ター
ンテーブル、13,19,33……XYステー
ジ、16……プローブ、17……センサ。
1 to 10 relate to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a front view of the measuring device, FIG. 2 is a plan view in the direction indicated by the - arrow in FIG. A perspective view showing the mounting angle of the sensor, FIG. 4 is an explanatory diagram showing the relationship between the rectangular coordinate system and the cylindrical coordinate system,
Figure 5 is a plan view of Figure 4, Figure 6 is an explanatory diagram showing the relationship between a magnetic field and a unit normal vector when measuring three components of a magnetic field in a rectangular coordinate system, and Figure 7 is a magnetic field in a rectangular coordinate system. Figure 8 is an explanatory diagram showing the relationship between the fundamental vector and the unit normal vector when measuring the three components of the magnetic field using a cylindrical coordinate system. Figure 9 is an explanatory diagram showing the separation method of the magnetic field using the cylindrical coordinate system. 3
Fig. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between global coordinates and local coordinates when measuring components;
The figure is a front view of the measuring device used in the second embodiment of the present invention, FIG. 12 is a front view of the measuring device used in the third embodiment of the present invention, and FIGS. 13 and 14 are related to the prior art. , FIG. 13 is an explanatory diagram showing a magnetic field measuring method using two uniaxial probes, and FIG. 14 is an explanatory diagram showing a magnetic field measuring method using one biaxial probe. 2...Deflection yoke device (object to be measured), 11,2
1, 31... Rotating axis, 12, 22, 32... Turntable, 13, 19, 33... XY stage, 16... Probe, 17... Sensor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 一方の軸上に、軸線に対して所定角度(ただ
し、0、π/2、πを除く)傾斜した単一のセンサ を有するプローブまたは被測定物のうち一方を配
設し、当該一方の軸と平行な他方の軸(一方の軸
と他方の軸が一致する場合を含む)上に、プロー
ブまたは被測定物のうち他方を配設すると共に、
前記一方の軸と他方の軸のうち、一の軸を中心と
して前記プローブまたは被測定物のうち、いずれ
か一方を90°ずつ回転したとき、前記プローブか
ら出力される4個の信号に基づいて、前記被測定
物の磁界3成分を分離して求めるようにした磁界
測定方法。 2 前記磁界3成分は直角座標系により分離して
求めるようにした特許請求の範囲第1項記載の磁
界測定方法。 3 前記磁界3成分は円筒座標系により分離して
求めるようにした特許請求の範囲第1項記載の磁
界測定方法。
[Claims] 1. A probe having a single sensor tilted at a predetermined angle (excluding 0, π/2, and π) with respect to the axis on one axis or an object to be measured is disposed. and placing the other of the probe or the object to be measured on the other axis parallel to the one axis (including cases where one axis and the other axis coincide), and
Based on four signals output from the probe when either the probe or the object to be measured is rotated by 90 degrees around one axis among the one axis and the other axis. , a magnetic field measuring method in which three components of the magnetic field of the object to be measured are determined separately. 2. The magnetic field measuring method according to claim 1, wherein the three components of the magnetic field are determined separately using a rectangular coordinate system. 3. The magnetic field measuring method according to claim 1, wherein the three components of the magnetic field are determined separately using a cylindrical coordinate system.
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JPS561370A (en) * 1979-06-18 1981-01-09 Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency Magnetometer

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