JPH07110370A - 光変位計の直流オフセット除去装置及び磁気ひずみ測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高精細に磁気ひずみの測定を行える磁気ひず
み測定装置を提供する。 【構成】 円筒状に巻回される磁界発生用のコイル２の
内部空間に磁性体試料３を配置し、コイル２に電流を流
して交番磁界を発生させ、その交番磁界により磁性体試
料３に発生する磁気ひずみを、光変位計６を用いて直接
的に測定する。光変位計６と磁性体試料３との距離を調
整するために、光変位計６を移動させる移動手段６０を
設ける。光変位計６の出力を減算回路６０１の一方の入
力とする。この減算回路６０１の出力中の直流分をオフ
セット電圧として直流電圧弁別回路６０２で検出し、そ
の検出したオフセット電圧をオフセット電圧発生器６０
５から減算回路６０１の他方の入力端に供給して、光変
位計６の出力から減算除去する。磁気ひずみ測定の開始
前に、移動手段による光変位計及び上記磁性体試料間の
距離変化と、変位計の出力変化との直線性が良くなった
時点でスイッチ６０３を、オンとして、上記のオフセッ
ト除去動作を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光変位計の直流オフ
セット電圧の除去装置及びこのオフセット除去装置付き
の光変位計を用いた磁気ひずみ測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄、鋼などの磁性体は、定常状態では、
その最小磁石である針状磁区は不規則に配列されてい
て、磁性を示さないが、この磁性体が磁界に置かれる
と、針状磁区が磁界の方向に沿って整列することにより
磁性体が磁化されて磁石になる。このとき、磁性体に
は、磁気ひずみが生じることが知られている。したがっ
て、磁性体が交番磁界に置かれると、磁気ひずみのた
め、磁性体が振動をすることになる。この磁性体の磁気
ひずみによる振動は、次のようにして生じると考えられ
ている。

【０００３】磁性体の磁化は、これが置かれる磁界の方
向に応じて変わる。このため、磁性体を、図１２Ａに示
すような交番磁界中に置くと、この交番磁界の繰り返し
周波数の２倍の繰り返しで、磁性体の磁化の方向が反転
する。この磁化の方向の反転の際、それぞれ針状磁区１
０１は、図１２Ｂに示すようにして回転して、その磁極
を反転する。

【０００４】図１２Ｂから理解されるように、この針状
磁区の反転に伴い、針状磁区が横位置のときと、縦位置
のときが生じるが、針状磁区は、磁性体の最小組織（結
晶）と考えられるので、これらの位置変化により、磁性
体にひずみが生じると考えられる。磁区の回転は、磁界
が交番することにより生じるので、交番磁界に置かれた
磁性体の磁気ひずみは、交番磁界の繰り返し周波数の２
倍の周波数を基本とする振動ひずみとなる。

【０００５】従来、この磁性体の磁気ひずみを測定する
方法としては、次のような方法が用いられていた。すな
わち、この方法は、図１３に示すように、磁性体を偏平
薄型にして作成した試料１０２の表面に、鏡１０３を貼
り、この鏡付きの試料を、図中点線で示すように、円筒
状に導体線材を巻回したコイル（ソレノイドコイル）１
０７の内部空間内の置く。そして、このコイル１０７に
は、交番電流を流して交番磁界（交番磁束φ）を発生さ
せ、試料１０２に磁気ひずみを生じさせる。この場合、
コイル１０７は、一般に、巻回方向の単位長さ当たり、
等しい巻き数で均等に巻回されている。

【０００６】この状態で、試料１０２に張り付けられて
いる鏡１０３に対して光源１０４から光ビーム１０５を
照射し、その反射光を受光部１０６で受光して、磁気ひ
ずみ振動の大きさを測定する。その測定原理は、図１３
に示すように、磁性体試料１０２に貼着された鏡１０３
にビーム１０５が入射したとき、その反射光は、磁気ひ
ずみ量に応じた広がり角θを有することを利用するもの
である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
磁性体の磁気ひずみによる振動は、モータや変圧器にお
いて、うなり音となって現れたりして、種々の不都合を
生じる。このため、できるだけ、この磁気ひずみが小さ
い材料が望まれており、その開発が進んでいる。そし
て、最近では、磁気ひずみの量が、１ｍ当たり、１０^-7
〜１０^-9ｍ程度にまで、押さえられた材料の誕生の可能
性が出てきている。

【０００８】ところで、磁性体材料のこのような磁気ひ
ずみの小ささは、その磁気ひずみの大きさを測定するこ
とにより確認しなければならない。そのためには、その
ような極く小さい磁気ひずみの測定ができなければなら
ない。しかしながら、従来の装置では、磁性体試料の１
ｍ当たりについて、最小、１０^-7ｍ程度までの磁気ひず
みの測定は可能であるが、それより、小さい磁気ひずみ
は正確に測定することができなかった。

【０００９】また、試料に張り付けた鏡からの光の反射
を受光する方式であるため、試料は、しっかりと固定す
ることが困難である。このため、例えば偏平薄型に切り
出した試料の偏平面方向の磁気ひずみを測定しようとす
る場合に、試料の厚み方向の磁気ひずみの影響を受け
て、試料が横ゆれなどを生じてしまい、小さい磁気ひず
みの測定を不能にしている。

【００１０】しかも、試料に鏡を張り付けるため、試料
に生じる磁気ひずみに、張り付けられた鏡の分の影響が
生じ、これも正確な、より小さい磁気ひずみを測定する
ための支障となっていた。

【００１１】さらには、図１３に示す従来例の場合、試
料の張り付けた鏡１０３に、コイル１０７の外部にある
光源１０４からの光を照射し、その反射光を、コイル１
０７の外部に設けられる受光素子１０６で受光するよう
にしなければならないため、コイル１０７には、試料１
０２の近傍において、線材を巻回せずに光を導くための
空間を設けなければならない。このため、コイル１０７
の巻回方向に生じる交番磁界が、試料１０２の近傍で不
均一となり、正確な磁気ひずみを測定するために重要と
なる試料近傍の磁気特性環境を所期のものとなるように
整えることが困難であった。

【００１２】この発明は、以上の点に鑑み、磁性体試料
の磁気ひずみによる変位を、光変位計により直接的に測
定することにより、従来よりさらに小さい磁気ひずみを
正確に測定できるようにする磁気ひずみ測定装置を提供
することを目的とする。

【００１３】また、この発明は、この新規な磁気ひずみ
測定装置に用いる光変位計に適用して好適なオフセット
除去装置を提供することを他の目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明（請求項２）による磁気ひずみ測定装置
は、後述の実施例の参照符号を対応させると、円筒状に
巻回される磁界発生用のコイル２の内部空間に磁性体試
料３を配置し、コイル２に交番電流を流して交番磁界を
発生させ、その交番磁界により磁性体試料３に発生する
磁気ひずみを、光変位計６を用いて直接的に測定する装
置であって、光変位計６と磁性体試料３との距離を調整
するために、光変位計６を移動させる移動手段６０と、
光変位計６の直流オフセット電圧を含む出力が一方の入
力端に供給され、他方の入力端にオフセット電圧が供給
されて、光変位計６の上記直流オフセット電圧を除去す
るための減算回路６０１と、この減算回路６０１の出力
中の直流分を検出するための直流電圧弁別回路６０２
と、直流電圧弁別回路６０２で弁別された直流電圧と等
しい直流電圧を発生し、その直流電圧を減算回路６０１
にオフセット電圧として供給するオフセット電圧発生器
６０５と、減算回路６０１の出力端と、減算回路６０１
の他方の入力端との間のループ中に設けられるスイッチ
６０４とを備え、磁気ひずみ測定の開始前に、スイッチ
６０４が、移動手段６０による光変位計６及び磁性体試
料３間の距離変化と、光変位計６の出力変化との直線性
が良くなった時点でオンとされて、オフセット電圧発生
器６０５の出力オフセット電圧が設定され、減算回路６
０１からオフセット電圧が除去された変位検出出力を
得、この変位検出出力から磁性体試料３の磁気ひずみを
求めるようにしたことを特徴とする。

【００１５】光変位計のドリフト等が少ない場合には、
請求項３のように、移動手段６０による上記光変位計の
移動に応じて、光変位計及び磁性体試料間の距離に対応
した値の直流電圧を発生し、その直流電圧を減算回路に
オフセット電圧として供給するオフセット電圧発生器を
設けて、直流オフセット電圧を除去するようにしてもよ
い。

【００１６】また、この発明（請求項４）による磁気ひ
ずみ測定装置は、減算回路６０１の出力を増幅する増幅
回路２１と、増幅回路２１の出力信号をデジタル信号に
変換するＡ／Ｄコンバータ２２と、このＡ／Ｄコンバー
タ２２からのデジタル信号を記憶するバッファメモリ２
３と、このバッファメモリ２３のデジタル信号につい
て、磁性体試料３に与えられる交番磁界に同期したトリ
ガタイミングを基準として、平均化演算処理を行う平均
化回路２４と、この平均化回路２４からの平均化処理出
力信号から、磁性体試料３の磁気ひずみを求める信号処
理手段２５とを備える信号処理の構成を採用するとさら
によい。

【００１７】さらに、より安定で、高精細な測定を行え
るようにするため、請求項５に記載のように、磁性体試
料３を１対の非磁性体板３１、３２により挟持し、この
磁性体試料３の挟持された面の方向が、磁界発生用のコ
イル２の巻回方向と一致する状態で、磁性体試料３を磁
界発生用のコイル２により囲まれる空間内のほぼ中央部
に配置する。そして、光変位計６は、１対の非磁性体板
３１、３２間の磁性体試料３の端面３ｔに光ビームを照
射し、その反射光から、磁性体試料３の端面３ｔの変位
を検出して、その変位に応じた出力を、磁気ひずみ出力
として得る。

【００１８】また、さらに、請求項６の発明のように、
磁性体試料３の近傍の磁気特性を検出するために、１対
の非磁性体板３１、３２の試料３を挟持する部分の周囲
にコイルブロックＣＢを設け、このコイルブロックＣＢ
のコイル４、５に得られる誘起電圧出力と、減算回路６
０１からのオフセットが除去された光変位計の出力信号
とから、磁性体試料３の近傍の磁気特性と、その磁気特
性条件下で磁性体試料３に生じる磁気ひずみの量との関
係を求めるようにする。

【００１９】

【作用】上記の構成のこの発明の磁気ひずみ測定装置に
おいては、光変位計６により、磁性体試料３に生じる磁
気ひずみを、直接的に測定する。この際、光変位計６の
変位−電圧変換出力は、大きな直流オフセット電圧を伴
っており、微小な変位に応じた微小振幅成分は、この直
流オフセット電圧を除去して増幅しないと、正しく磁気
ひずみ変位分を測定するのが困難である。

【００２０】この発明の請求項２の磁気ひずみ測定装置
においては、光変位計６は、移動手段により、磁性体試
料との間の距離を調整することができるようにされてい
る。すなわち、磁気ひずみ測定の開始前に、移動手段６
１を調整して、光変位計６及び磁性体試料３間の距離変
化と、光変位計６の出力変化との直線性が良くなる状態
にする。そして、光変位計の出力が、この直線性のよい
状態になった時点でスイッチ６０４をオンにする。

【００２１】すると、光変位計６の出力の直流電圧が弁
別回路６０２により弁別される。この弁別出力により、
オフセット電圧発生器６０５は、当該弁別された直流電
圧をその出力オフセット電圧として発生する。そして、
このオフセット電圧が減算回路６０１に供給され、減算
回路６０１において光変位計６の出力からオフセット電
圧が除去された変位検出出力が得られる。この変位検出
出力から磁性体試料３の磁気ひずみを求めるので、精細
に磁気ひずみを求めることができる。

【００２２】光変位計の出力にドリフト等が少ない場合
には、オフセット電圧はオープンループ制御するように
してもよい。つまり、請求項３のように、移動手段に連
動して、直流電圧を発生するオフセット電圧発生器を設
けるようにしてもよい。

【００２３】また、特に、請求項４に記載の構成のよう
に、減算回路６０１の出力を増幅し、交番磁界に同期し
たトリガタイミングで平均化処理を行うようにすれば、
磁気ひずみによる変位以外のノイズ分を減算出力から除
去することができ、より正確に磁気ひずみ測定を行うこ
とができる。

【００２４】さらに、請求項５に記載のような構成の磁
気ひずみ測定装置が対象となる場合には、その効果が大
きい。

【００２５】すなわち、この場合の磁気ひずみ測定装置
においては、磁性体試料３は、１対の非磁性体板３１、
３２により挟持され、その方向の変位が制限された状態
で、第１のコイル２内の交番磁界が生じる空間内に配置
される。交番磁界により、磁性体試料３は、１対の非磁
性体板３１、３２により挟持された面の方向、つまり第
１のコイル２の巻回方向に磁気ひずみによる変位を生
じ、その端面３ｔは、その磁気ひずみによる変位に応じ
た振動を呈する。

【００２６】光変位計６は、第１のコイル２の巻回方向
の空間から、試料３の端面３ｔに光ビームを照射し、そ
の反射光を利用して、試料３の端面３ｔの振動変位量、
つまり磁気ひずみに応じた出力信号を得る。したがっ
て、正確かつ、精細に磁気ひずみの測定ができる。

【００２７】

【実施例】以下、この発明による光変位計の直流オフセ
ット除去装置及びこれを用いた磁気ひずみ測定装置の一
実施例を、図を参照しながら説明する。

【００２８】図１は、この例の磁気ひずみ測定装置の機
構部の機械的構成及び信号処理系の全体を示している。
この図１に示した磁気ひずみ測定装置の機構部の機械的
構成は、原理的構成を示しており、その詳細な構成例
は、図２に示す通りである。図２Ａは、この例の測定装
置の機構部の平面図（一部は、断面として示してあ
る）、図２Ｂは、この例の測定装置の機構部の側面図
（一部は、断面として示してある）である。

【００２９】先ず、図１において、１は中空円筒の二重
ガラス管である。このガラス管１は、同心円筒状のガラ
ス壁がその管軸方向の端部において連結された形状を有
している。このガラス管１の外周には、その管軸方向の
両端部を除く部分において、交番磁界発生用のコイル２
が、ソレノイドコイル状に巻回される。そして、ガラス
管１内の円柱状空間内のほぼ中央位置には、磁性体試料
３が置かれる。

【００３０】ところで、従来、上述のような磁気ひずみ
測定装置においては、交番磁界を発生させるコイル２
は、磁性体試料３が収容される空間内に、コイル巻回方
向に平行な磁束を発生させるようにすることが、印加磁
束と磁気ひずみとの関係を正確に測定するために重要で
ある。

【００３１】しかしながら、ソレノイドコイルの場合、
図１３に示したように、その内部空間のコイル巻回方向
の中央部では、磁束φは平行になっているが、コイル両
端近傍においては、反磁界の影響を受けるため、図示の
ように、曲線状になってしまい、平行磁束にならない。

【００３２】このため、従来は、磁界発生用のソレノイ
ドコイルの巻回方向の長さを、磁性体試料の長さに対し
て十分に長くして、磁性体試料の部分では、磁束は、す
べて平行磁束になるようにしている。しかし、このよう
に、磁界発生用のコイルの巻回方向の長さを長くする
と、磁気ひずみ測定装置が大型化してしまう問題があ
る。

【００３３】ところで、磁界発生用の円筒状コイルの両
端付近の磁束の流れを調査すると、磁束が描く曲線は、
指数関数曲線的に変化することが分かった。そこで、こ
の例の磁界発生用のコイル２は、図３に示すように、多
層巻きとされ、コイル巻回方向の単位長さ当たりの巻き
数が、コイルの巻回方向の中心から、巻回方向の両端部
に近付くにしたがってほぼ指数関数（エクスポネンシャ
ル）曲線的に増加するように構成されている。なお、コ
イルの巻回方向の中心付近では、コイル巻回方向の単位
長さ当たりの巻き数は均一でもよい。

【００３４】これにより、コイル２に交番電流を流した
時に発生するガラス管１内の管軸方向の磁束は、ガラス
管１の管軸方向の一方の端部から他方の端部にまで渡っ
てほぼ平行にすることができる。つまり、コイル２の両
端部においても、反磁界の影響を軽減してほぼ平行磁束
とすることができる。

【００３５】そして、この例の場合、試料３は、偏平矩
形の薄板状とされ、厚さ、幅、長さが予め求められてい
る。この試料３は、その板面方向がガラス管１の管軸方
向と一致する状態で、後述する試料保持手段３０により
保持されて、ガラス管１内に置かれる。

【００３６】交番磁界発生用のコイル２の両端間には、
交番信号発生器１１からの交番電圧がアンプ１２を介し
て供給される。これにより、コイル２には、交番電流ｉ
が流れ、ガラス管内１の円柱状空間内に管軸方向の交番
磁界が生じる。

【００３７】ところで、コイル２には、比較的大きな電
流ｉを流すために、発熱が生じる。そこで、この例の装
置においては、ガラス管１の２重壁内に冷却水を流すこ
とにより、過度の発熱を防止するようにしている。

【００３８】この冷却水を流す構成にするため、ガラス
管１には、その管軸方向の一端側の一部から突出するよ
うに、開口部１ａが設けられると共に、管軸方向の他端
側の、前記開口部１ａの位置に対して１８０度角間隔隔
てた位置にも、その部分から突出するように開口部１ｂ
が設けられている。そして、このガラス管１は、図示の
ように、開口部１ａが上方、開口部１ｂが下方になる状
態で横位置に置かれ、開口部１ａから冷却水が注入され
る。冷却水は、ガラス管１内のすべての部分を巡って開
口部１ｂから排水される。

【００３９】ところで、試料３の磁気ひずみを測定する
場合、この試料３の近傍の磁界あるいは試料３を通る磁
束（磁束密度）を知り、その磁束あるいは磁界の磁気特
性条件下において発生する磁気ひずみとして測定する必
要がある。そこで、試料３の近傍の磁気特性を測定する
ため、コイルブロックＣＢが設けられる。

【００４０】このコイルブロックＣＢは、この例では、
後述するように、試料３を通る磁束を測定するためのさ
ぐりコイル４と、試料３のできるだけ近傍の磁界を測定
するための補正コイル５とからなる。詳細な構成は、後
述する。

【００４１】以上の構成において、コイル２に交番電流
ｉを流すと、ガラス管１の管軸方向に交番磁界が誘起さ
れ、この交番磁界により、磁性体試料３には、前述した
ように、電流ｉの周波数の２倍の周波数で振動する磁気
ひずみが生じる。この場合、試料３は、偏平矩形の薄い
板であるので、この磁気ひずみは、板面方向（管軸方
向）の伸び縮みとして現れる。すなわち、試料３の厚み
部分の端面３ｔは、管軸方向に、試料３の伸び縮みに応
じて振動変位する。

【００４２】この例においては、試料３の前記端面３ｔ
の変位を光変位計を用いて測定することにより、試料３
の磁気ひずみを直接的に測定する。光を用いて変位を測
定するので、電磁気的影響がほとんどない。

【００４３】図１において、６は光変位計を示し、６ａ
はその光プローブである。光プローブ６ａは、非磁性体
で構成されている。この例の光変位計６は、プローブ６
ａから光ビーム７を出射すると共に、反射光をこのプロ
ーブ６ａから得る。プローブ６ａから出射された光ビー
ムは、この例では試料３の端面３ｔに照射される。光変
位計６は、その端面３ｔからの反射光をプローブ６ａを
介して受光して、その端面３ｔの変位を電圧変化に変換
して出力信号Ｖλとして得る。

【００４４】なお、試料３の端面３ｔに、プローブ６ａ
からの光ビームを反射するための、例えば微小な反射板
を取り付けるようにしてもよい。

【００４５】次に、図２〜図５をも参照して、以上説明
した機構部分のさらに詳細な構成について説明する。な
お、図４は、図１のＡ−Ａ断面図、図５は機構部の中央
部の拡大断面図である。

【００４６】図２に示すように、ガラス管１の外側は、
ベークライト製の円筒状の筐体７に覆われている。この
筐体７は、ベース部材８に固定されている。ガラス管１
の冷却水の出入口１ａ、１ｂは、筐体７の外側に導出さ
れている。また、筐体７の管軸方向の両端部には、試料
３の出入りのためと、コイルブロックＣＢからのコイル
線材の端部を導出するためと、光変位計６のプローブ６
ａを挿入するために、開口部が設けられている。

【００４７】磁性体試料３は、試料保持部材３０により
保持される。すなわち、図２及び図５に示すように、こ
の例の場合、磁性体試料３は、細長い偏平薄板状とされ
ており、同様に細長い薄板状に構成された１対の非磁性
体板３１及び３２により挟まれて保持される。この非磁
性体板３１及び３２は、磁性体試料３を確実に保持でき
るように、できるだけ重量の重い方がよく、この例で
は、アルミナ磁器が用いられている。

【００４８】この例の場合、非磁性体板３１、３２の寸
法は、それぞれ、例えば、厚さ×幅×長さ＝２（ｍｍ）
×３１（ｍｍ）×２７７（ｍｍ）とされている。また、
試料３の寸法は、例えば、厚さ×幅×長さ＝１（ｍｍ）
×３０（ｍｍ）×２８０（ｍｍ）とされている。つま
り、試料３は、非磁性体板３１、３２より若干長く、そ
の分がプローブ６ａ側に突き出すようになされており、
その突き出した部分の端面３ｔが磁気ひずみにより変位
する。このため、この端面３ｔに反射板を取り付けると
よい。

【００４９】さらに、コイル２の巻回方向の長さは、約
３９０ｍｍとされ、ガラス管１の外径は、４０ｍｍ、長
さは４００ｍｍとされている。また、コイル２の線材の
太さは、例えば直径が０．５ｍｍとされ、巻き数は、全
体で１５００〜２０００回とされている。

【００５０】対の非磁性体板３１、３２の長さ方向の一
端側は、保持アーム３３により固定される。この場合、
保持アーム３３は、非磁性体板３１、３２を、試料３を
挟んだ状態で、例えば捩子などにより固定する。対の非
磁性体板３１、３２の長さ方向の他端側は、固定され
ず、測定状態においては、筐体７あるいはベース８に固
定されている保持台３４の上に載置される。捩子を緩め
て、保持アーム３３による対の非磁性体板３１、３２の
固定保持を解除し、試料３の交換ができる。

【００５１】保持アーム３３は、試料３をガラス管１の
外に出して、交換等するために、保持アーム受け台３５
に対して、ガラス管１の管軸方向に沿って水平方向に摺
動自在に係合されている。保持アーム３３と、保持アー
ム受け台３５との摺動は、非常に軽快に行えるようにさ
れており、摺動後は、捩子などにより、保持アーム３３
が受け台３５に固定される。

【００５２】保持アーム受け台３５は、重量の大きい部
材で構成され、この例ではステンレス製とされている。
そして、水平方向の移動距離をより大きくするため、保
持アーム受け台３５も、ベース３４に対して、保持アー
ム３３と同じ方向に摺動自在に取り付けられており、捩
子などにより固定できるように構成されている。取っ手
３６は、保持アーム受け台３５の摺動を行う時に使用さ
れる。

【００５３】この場合、非磁性体板３１、３２による挾
持状態では、磁性体試料３は、その板面方向（ガラス管
１の管軸方向）には磁気ひずみによる伸縮が自在とな
る。しかし、非磁性体板３１、３２により挾持されてい
るため、磁性体試料３の厚み方向には、その伸縮が制限
されるようにされている。

【００５４】次に、コイルブロックＣＢの構成について
説明する。さぐりコイル４は、ガラス管１の管軸方向を
巻回方向とするソレノイドコイル状に巻回され、ガラス
管１内の空間に試料３を設置したとき、試料３は、コイ
ル４のほぼ巻回中心に位置する状態とされるものであ
る。このコイル４は、図１のＡ−Ａ断面図である図４
と、主要部分の拡大図の図５に示すように、非磁性体例
えばマイラーからなる中空筒状ボビン４１に巻回され、
測定状態では、試料３がボビン４１の中空部内に挿入さ
れる状態となる。

【００５５】ボビン４１の大きさは、その中空部の断面
積が、試料３を挟持した非磁性体板３１、３２の断面積
より若干大きく選定され、試料３の交換に支障が生じな
いようにされている。そして、ボビン４１は、非磁性体
板３１、３２の一方、例えば板３１の長さ方向のほぼ中
央位置に、接着などにより固定される。このさぐりコイ
ル４は、例えば、直径が０．１５ｍｍの導体の線材が、
巻回長さ３１ｍｍとして、３０回程度、ボビン４１に巻
回されて構成される。

【００５６】また、試料３のできるだけ近傍の磁界を測
定するための補正コイル５は、例えばマイラーなどの非
磁性体材料をコア５１、５２として、線材が巻回されて
構成され、さぐりコイル４の外周部分に固定される。こ
の例では、この補正コイル５は、図３に示すように、さ
ぐりコイル４の外周部分の、試料３の上方と、下方とに
おいて、それぞれコア５１、５２に線材が巻回されたも
のが直列に接続されて構成されている。

【００５７】この補正コイル５の巻回方向も、ガラス管
１の管軸方向に一致している。また、コア５１、５２の
断面積は、磁束密度を求めるため、予め定められた値Ａ
とされている。この補正コイル５としては、例えば、直
径が０．０７〜０．１５ｍｍの導体の線材が、巻回長さ
２９ｍｍとして、１６０〜２００回程度巻回されてい
る。なお、補正コイル５は、非磁性体のコアに線材を巻
回したものではなく、空心であってもよい。

【００５８】なお、図２に示すように、コイルブロック
ＣＢからのコイル４及び５のリード線端部４Ｌ、５Ｌ
は、ガラス管１の内部から筐体７とガラス管１の外壁と
の間の空間に導かれて、筐体７の外部に設けられる出力
端子と接続されている筐体７の内部端子に接続されてい
る。

【００５９】以上のように構成された磁気ひずみ測定装
置により、磁性体試料３の磁気ひずみを実際に測定する
前に、この例においては、磁性体試料３のガラス管１内
での管軸方向の設置位置が、ガラス管１に巻回されたコ
イル２の巻回方向の電気的中央位置と、試料３の管軸方
向の中央（電気的中央）位置とが一致するような位置と
なるような操作がなされる。電気的中央位置に一致して
いないときには、交番磁界により試料３自身が管軸方向
に位置を変更移動する状態になり、磁気ひずみのみを正
しく測定することができないからである。

【００６０】すなわち、磁性体試料３が、例えば多結晶
構造である場合には、磁区を構成する結晶は、種々の大
きさを有しており、磁界内に試料が置かれて磁性を呈す
るように磁区が整列したときに、その磁区の大きさの違
いから、電気的中央位置と、試料の物理的中央位置とが
一致しないのが一般的である。このため、物理的な中央
位置に寸法精度で、位置合わせをしても、電気的中央位
置にならない。

【００６１】また、コイル２に巻きむらがあったりする
とコイル巻回方向の物理的中央位置と電気的中央位置と
は一致しない。特に、この例の場合には、光変位計６の
プローブ６ａの先端と試料３の端面３ｔとの間の間隙
を、筐体７に設けられた除き窓７Ｗから見ることができ
るように、コイル２の対応する部分は、隙間を空けるよ
うに巻線するため、コイル２の物理的中央位置と、電気
的中央位置とは、一致しない。このことは、従来の鏡に
よる方法の場合も同様である。

【００６２】そこで、この例では、非磁性体板３１、３
２で試料３を挾んだ状態で保持アーム３３に固定し、ガ
ラス管１内のほぼ物理的中央位置に配置した後、実際の
測定を開始する前に、所定の電流、例えば図６Ａに示す
ような正の電流＋ｉｓあるいは図６Ｂに示すような負の
電流−ｉｓをコイル２に流す。をコイル２に流す。この
とき、保持アーム３３を受け台３５に固定する捩子は緩
めておき、受け台３５に対して保持アーム３３が摺動自
在となるようにしておく。

【００６３】この場合に、位置合わせのためにコイル２
に供給する電流の大きさは、磁気ひずみを測定する場合
のような大電流である必要はなく、試料３を保持する保
持部材３０を移動させることができる程度の値であれば
よく、例えば２００ｍＡとされる。また、その電流の供
給時間は、例えば１０ｍ秒程度でよい。

【００６４】上記のように、正あるいは負の電流ｉｓを
流すと、試料３は、その電気的中央位置とコイル２の中
央位置とが一致するように、当該一致する位置を中央に
振動移動しようとする。

【００６５】上述したように、保持アーム３３と、保持
アーム受け台３５との摺動が非常に軽快に行えるように
されているため、受け台３５にアーム３３が固定されて
なければ、この試料３自身の動きに応じて、保持アーム
３３を含めて試料３を挾んだ対の非磁性板３１、３２が
左右に振動移動し、所定時間後、試料３の電気的中央位
置とコイル２の中央位置とが一致する位置で動きを停止
する。この所定時間の経過後、保持アーム３３を捩子に
より受け台３５に固定する。

【００６６】こうして、磁性体試料３の電気的中央位置
を、コイル２の電気的中央位置に合わせることができ
る。

【００６７】次に、この例では、実際の測定の開始前
に、光変位計６と、試料３との間の距離を、光変位計６
の出力変化と、試料３及び光変位計６のプローブ６ａ間
の距離変化とが直線性を有する状態の位置となるように
調整すると共に、光変位計６の直流オフセット除去を行
う。

【００６８】光変位計６は、一般に、光を照射させたと
きの、反射光の強度変化から光照射された部位の変位を
測定するものである。反射光の強度は、光変位計６のプ
ローブ６ａと測定対象部位との距離の自乗に反比例する
が、変位の測定を正確に行うためには、光変位計６の光
電変換出力特性として、直線性が良好な部分を使用する
必要がある。

【００６９】すなわち、図７Ａに示すように、試料３の
変位（伸び、縮み）を測定するときに、光変位計６の光
プローブ６ａの先端部と試料３の測定端面との間の距離
に対する光変位計の出力（静的な出力電圧ＳＥ）は、一
般に図７Ａの曲線ａに示すようなものとなる。

【００７０】この図７Ａに示すように、光変位計６の静
的な出力電圧ＳＥは、プローブ６ａの先端が試料３の測
定端面（当該端面に反射板が取り付けられている場合に
は、その反射板）に接した時点で０ボルトとなり、プロ
ーブ６ａの先端が試料端面から離れるにしたがって増大
し、最大１００ボルトに達する。ここまでを前縁とい
う。さらにプローブ６ａの先端が試料端面から遠ざかる
と減少し、０ボルトに戻る。この暫時に下がる区間を後
縁という。

【００７１】この例の場合、０ボルトから１００ボルト
というように、非常に大きい範囲の静的出力電圧を得る
ような光変位計を用いなければならないのは、この程度
の静的直流電圧範囲にしないと、非常に微小な磁気ひず
みを光変位計６の出力として検出できないからである。

【００７２】この光変位計６の静的出力電圧ＳＥにおい
て、試料の変位を測定するのに最適な直線性を保持でき
る部分は、電圧値で４０〜６０ボルト程度の範囲であ
り、光変位計６のプローブ６ａの先端と試料３との距離
が、この直線性の良い部分となるように調整される。光
変位計６の出力として使用する直線性が良好となる部分
は、前縁と後縁のどちらを用いてもよい。

【００７３】光変位計６の出力は、この直線性の良い部
分の直流電圧（例えば５０ボルト）に、図７Ａで曲線ｂ
の振動波形として示す磁気ひずみによる交流的変化分が
重畳されるものとなる。光変位計６の出力は、（直流分
＋変化分）＝（約５０ボルト±変化分の電圧）となるた
め、試料の変位振動（伸び、縮み）が微小で、光変位計
６の出力としての変化が小さい（例えば数百ｍボルト）
と、直流分のために変化分の測定が困難になる。

【００７４】この場合の直流分はオフセット電圧と呼ば
れ、この発明の磁気ひずみ測定装置のような微小な変位
を測定する場合には、測定の支障となるので、この直流
オフセット電圧は除去する必要がある。

【００７５】光変位計６の上記の位置調整と、オフセッ
ト調整のために、この例においては、光変位計６は、図
２に示すように、摺動移動部材６０に取り付けられてい
る。摺動移動部材６０は、マイクロメータ６１を備え、
このマイクロメータ６１を調整することにより、そのメ
ータに示される距離だけ、プローブ６ａの先端が、ガラ
ス管１の管軸方向に摺動移動できるように構成されてい
る。

【００７６】また、この例においては、図１に示すよう
に、光変位計６の出力側には、オフセット除去回路６０
０が設けられている。このオフセット除去回路６００の
一実施例を、図８に示す。

【００７７】すなわち、この例では、光変位計６の直流
オフセット電圧を含む出力は、直流オフセット電圧除去
用の減算回路を構成する差動アンプ６０１の正側入力端
子（非反転入力端子）に入力される。また、この差動ア
ンプ６０１の負側入力端子（反転入力端子）にオフセッ
ト電圧発生器としてのアナログ直流信号発生器６０５か
らのオフセット電圧が供給されて、正側入力端子に入力
された信号から減算される。この結果、差動アンプ６０
１の出力として、変位計６の光電変換出力から直流オフ
セット電圧が除去された出力信号Ｖλ（図７Ａの波形ｃ
参照）が得られる。

【００７８】アナログ直流電圧発生器６０５からのオフ
セット電圧は、次のようにして設定される。すなわち、
差動アンプ６０１の出力に対して直流電圧弁別回路６０
２が設けられ、この弁別回路６０２で、減算回路６０１
の出力中の直流電圧が弁別される。弁別された電圧の値
は、電圧計６０３によって表示される。そして、直流電
圧弁別回路６０２で弁別された直流電圧は、スイッチ６
０４を介してアナログ直流信号発生器６０５に供給され
る。このアナログ直流信号発生器６０５からは、弁別さ
れた直流電圧と等しい直流電圧がオフセット電圧として
出力され、差動アンプ６０１の負側入力端子に供給され
る。

【００７９】このスイッチＳＷは、光変位計６を、出力
の上記前縁の部分で使用するか、上記後縁の部分で使用
するかを定めるときは、減算回路６０１の出力端から負
側入力端までのループを「断」としておく必要があるか
らである。

【００８０】以上のようなオフセット除去回路６００を
用いてオフセット設定及び除去をしながら、出力の直線
性の良い位置になるように、光変位計６の位置を、マイ
クロメータ６１を用いて調整する。この例の場合には、
図７Ａに示すように、距離変位に対して出力変位が大き
い前縁の直線性の良い部分を使用する。

【００８１】すなわち、実際の測定に先立ち、マイクロ
メータ６１を操作して、プローブ６ａの先端を、試料３
の端面３ｔに近付けてゆく。電圧計６０３で減算回路６
０１の出力電圧をチェックすると、光変位計６の光電変
換出力電圧は、次第に上昇し、最大に達する。さらに近
付けて行くと出力電圧は減少してゆく。この減少してゆ
く途中で測定を行う。光電変換出力の振幅変化と距離変
化の直線性が良くなった時点、例えば５０ボルトとなっ
た時点で、スイッチ６０４をオンにする。

【００８２】すると、直流電圧弁別回路６０２で、減算
回路６０１の出力中の直流成分が弁別され、電圧計６０
３にその電圧値が表示されると共に、その電圧値の直流
電圧がアナログ直流信号発生器６０５から発生し、減算
回路６０１に供給され、減算回路６０１の出力からオフ
セット電圧が除去されて、磁気ひずみ変位分の信号Ｖλ
のみが得られる。

【００８３】なお、以上の例では、減算回路６０１は光
変位計６の外部に設けたが、内部に設けても良い。ま
た、オフセット除去回路６００の全体を光変位計６の内
部に設けても良い。

【００８４】また、光変位計６がドリフト等が少ないも
のである場合には、マイクロメータ６１による光変位計
のプローブ６ａの先端の移動方向及び移動距離に連動し
て直流電圧を発生する直流電圧発生器を設け、その出力
をオフセット電圧として減算回路６０１の負側入力端子
に供給するようにしてもよい。

【００８５】この場合、予め、マイクロメータ６１を操
作して、そのときに減算回路６０１の出力に現れる直流
電圧を、直流電圧発生器に記憶しておくようにすること
により、直流電圧発生器から目的のオフセット電圧を得
ることができる。なお、この場合にも、オフセット電圧
の差動アンプ６０１への供給路を断続することができる
のが望ましい。

【００８６】以上のようにして、光変位計６の適正な位
置制御及び直流オフセット電圧の除去制御が行われた状
態において、光変位計６の校正を行う。この光変位計６
の校正は、光変位計６の出力が直線性のよい位置におい
て、マイクロメータ６１を操作してプローブ６ａの先端
を所定距離移動させたときに、出力電圧が幾らになるか
を検知して行う。例えば、２００μｍ移動させたとき、
出力がａボルトであれば、１μｍ移動させたときには、
ａ／２００ボルトになるという具合に校正を行う。

【００８７】なお、光変位計６としては、試料３の厚さ
よりも太いビームスポット径の光ビームを用いる。ビー
ム径を絞ったものを使用する場合には、ビームが照射さ
れる試料３の端面３ｔに存在する凹凸も、ひずみとして
検出してしまうおそれがあるからである。

【００８８】以上のように、試料３と磁界発生用コイル
２との電気的中央位置の位置合わせと、光変位計６の校
正を終了した後、コイル２に、周波数が、例えば５０Ｈ
ｚ、２００Ｈｚ、４００Ｈｚ、実効値が約１Ａ程度の交
番電流ｉを流す。すると、ガラス管１の管軸方向に交番
磁界が誘起され、この交番磁界により、磁性体試料３に
は、前述したように、電流ｉの周波数の２倍の周波数で
振動する磁気ひずみが生じる。この場合、この磁気ひず
みは、試料３の板面方向（管軸方向）の伸び縮みとして
現れ、端面３ｔが管軸方向に磁気ひずみに応じて変位す
る。光変位計６は、その端面３ｔからの反射光をプロー
ブ６ａを介して受光して、その端面３ｔの振動変位を電
圧変化に変換し、オフセット除去回路６００からその変
化分だけを出力信号Ｖλとして得る。

【００８９】また、さぐりコイル４の両端４ａ、４ｂ間
には、交番磁界によりボビン４１内を通る磁束φの変化
に応じた電圧ＶＢが得られる。ボビン４１内を通る磁束
は、ボビン内の試料３を除く部分を通る磁束と、試料３
を通る磁束との和からなっている。

【００９０】さらに、補正コイル５の両端５ａ、５ｂ間
には、コア５１、５２の断面積Ａの和の空間の部分の磁
束変化に応じた電圧ＶＨが得られる。

【００９１】オフセット除去回路６００からの出力信号
Ｖλと、さぐりコイル４及び補正コイル５に得られる電
圧ＶＢ及びＶＨは、それぞれシグナルコンディショナー
２１において、増幅されると共に、不要な高域成分及び
低域成分が除去される。

【００９２】このシグナルコンディショナー２１で変位
出力Ｖλ、電圧ＶＢ、電圧ＶＨを上記のようにして処理
した結果の出力信号Ｓλ、ＳＢ、ＳＨは、Ａ／Ｄコンバ
ータ２２に供給されて、デジタル信号Ｄλ、ＤＢ、ＤＨ
に変換され、バッファメモリ２３に、一時蓄えられる。
このメモリ２３に蓄えられたデジタル信号Ｄλ、ＤＢ、
ＤＨは、平均化回路２４に供給される。

【００９３】この平均化回路２４は、トリガタイミング
を基準にした平均を求める処理を行う。この例の場合に
は、交番信号発生器１１からの交番信号が、トリガ発生
器１３に供給されて、交番信号に同期したトリガ信号Ｔ
Ｇがこれより得られ、このトリガ信号ＴＧが平均化回路
２４に供給される。

【００９４】平均化回路２４では、交番信号に同期した
このトリガ信号ＴＧによりトリガされて、各デジタル信
号の平均化処理が行われる。平均化回路２４の各入力信
号には、交番信号に同期した目的の変位や電圧以外のノ
イズ成分も含まれるが、この平均化処理により、交番信
号に同期した成分以外の不必要なノイズ成分が除去され
る。

【００９５】図９Ａは、平均化回路２４の入力時の光変
位計６の出力信号であり、図９Ｂは、その平均化処理後
の出力信号Ｅλである。また、図９Ｃは、同じタイムス
ケールにおける、さぐりコイル４からの電圧ＶＢの平均
化処理出力ＥＢの一例である。補正コイル５からの電圧
ＶＨの平均化処理出力ＥＨも、同様にして、ノイズ除去
されたものとなる。

【００９６】こうして、平均化回路２４において、ノイ
ズ除去された各出力Ｅλ、ＥＢ、ＥＨは、マイコンで構
成される信号処理回路２５に供給される。この信号処理
回路２５では、出力ＥＨから試料３の近傍の磁界Ｈが求
められる。すなわち、コイル５の出力電圧から得られる
出力ＥＨは、コア５１、５２が占める空間部分の磁束φ
の変化（ｄφ／ｄｔ：ｔは時間）に応じたものであり、
これよりコア５１、５２が占める空間部分を通る磁束φ
が求められる。コア５１、５２の部分の断面積は、既知
であるので、この磁束φから、試料３の近傍の空間の磁
束密度Ｂａが求められ、さらに、空間の透磁率も既知で
あるから、試料３の近傍の磁界Ｈが求められる。

【００９７】また、出力ＥＢ及び空間の磁束密度Ｂａか
ら試料３を通る磁束が求められ、試料３の断面積から試
料３の部分の磁束密度Ｂｓが求められる。すなわち、出
力ＥＢは、ボビン４１内の空間部分を通る磁束の変化
と、試料３を通る磁束の変化の和と考えることができ
る。ボビン４１内の空間部分（断面積は既知）の磁束
は、磁束密度Ｂａから求めることができ、その変化によ
り生じる電圧分も求められる。この結果、試料３の部分
のみを通る磁束の変化に応じた電圧を求めることがで
き、試料３の部分を通る磁束を求めることができる。試
料３の断面積は、既知であるから、試料３の部分の磁束
密度Ｂｓを求めることができる。また、磁界Ｈと、この
磁束密度Ｂｓとから、試料３の透磁率μを求めることが
できる。

【００９８】また、出力Ｅλからは、磁気ひずみλが求
められる。そして、磁界Ｈあるいは磁束密度Ｂと、この
磁気ひずみλとの関係が求められる。その関係は、ＣＲ
Ｔディスプレイやプリンターなどの出力装置２６におい
て表示され、あるいは記録紙に出力される。

【００９９】図１０Ａは、求められた磁界Ｈと、磁束密
度Ｂｓとを示し、図１０Ｂは、両者の関係を示すいわゆ
る磁気ヒステリシス曲線である。図１１Ａは、磁界Ｈと
磁気ひずみλの波形をそれぞれ示し、図１１Ｂは、両者
の関係、つまり磁界−磁気ひずみ（Ｈ−λ）の関係を示
している。図１０及び図１１は、交番電流として、２０
０Ｈｚ、０．６Ａの電流を、コイル２に流して、新規な
珪素綱板の磁気ひずみを測定した場合である。

【０１００】同様に、図１２Ａは、磁束密度Ｂｓと磁気
ひずみλの波形をそれぞれ示し、図１２Ｂは、両者の関
係、つまり磁束密度−磁気ひずみ（Ｂ−λ）の関係を示
している。この図の例では、４００Ｈｚ、１．１２Ａの
交番電流をコイル２に流している。

【０１０１】この発明の発明者による、上記の磁性体材
料の上記ひずみの測定の結果、この発明によれば、試料
が１ｍであるとき、１０^-9ｍまでの磁気ひずみの測定が
可能であることが判明した。

【０１０２】なお、この発明による光変位計の直流オフ
セット除去装置は、上記のような磁気ひずみ測定装置に
限らず、種々の用途に利用できることはいうまでもな
い。

【０１０３】

【発明の効果】以上説明したように、直流分に被測定試
料の変位に応じた変化分が重畳される光変位計の出力に
おいて、被測定試料の変位が微小であって、直流分に重
畳されたままでは、これをアンプしても測定に十分な値
にまで増幅することができない場合であっても、光変位
計の出力から当該直流分が除去されて、被測定試料の変
位に応じた変化分のみを、出力として取り出すことがで
きる。したがって、これを、測定に適する値にまで十分
に増幅することができる。

【０１０４】また、光変位計と被測定試料との距離を調
整させるための移動手段によって、光変位計の出力変化
と、光変位計及び磁性体試料間の距離変化とが直線性を
有する状態となったときに、そのときの光変位計の出力
中の直流オフセット電圧を弁別し、それを減算回路に供
給して光変位計出力中の直流オフセット電圧を除去する
ようにしたので、被測定試料の変位に直線性良く対応し
た出力を、直流オフセット無く得ることができる。

【０１０５】また、この発明の磁気ひずみ測定装置は、
従来の磁気ひずみ測定装置のように、鏡を用いて磁気ひ
ずみを間接的に測定するのではなく、光変位計を用いて
直接的に磁気ひずみを試料の端面の変位として測定する
ようにした装置であり、この発明の光変位計の直流オフ
セット除去装置を用いることにより、より高精細に磁気
ひずみを測定することができる。

【０１０６】この場合に、直流オフセット電圧を除去し
た光変位計の出力を、磁気ひずみの測定に適する値にま
で増幅したときに、磁気ひずみによる変位分以外のノイ
ズ分が含まれている場合であっても、平均化回路によ
り、交番磁界に同期したトリガタイミングで、当該変位
出力を平均化処理することにより、磁気ひずみによる変
位分のみを取り出すことができる。

【０１０７】また、この発明の新規な磁気ひずみ測定装
置は、従来の、試料に鏡を張り付ける方法のように、試
料に余分なものを付け加えることはしないので、この点
でも、より高精度の磁気ひずみの測定が可能になる。

【０１０８】また、磁性体試料を非磁性体からなる対の
板で挟んで保持するようにしたので、磁性体試料自身の
位置変動や、光変位計による測定目的の変位方向以外の
変位を制限することができ、この点でも測定精度を向上
させることができる。

【０１０９】そして、光変位計は、磁界発生用コイルの
線材巻回方向に配置するものであるため、光変位計のプ
ローブを、試料の測定端面の近傍に配置することが容易
であり、精細な磁気ひずみの測定に当たって、上述のよ
うな直流オフセット電圧除去と相俟って、光変位計の出
力として、十分な磁気ひずみ変位出力を得ることが可能
である。

【０１１０】また、試料近傍の磁気特性を測定するため
のコイルブロックを、対の非磁性体板を利用して取り付
けることが可能であり、しかも、光変位計により光ビー
ムを用いて変位測定を行うものであるために、コイル巻
線部分に考慮を払う必要がない。このため、試料近傍の
磁気特性を正確に知ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による磁気ひずみ測定装置の一実施例
の構成を示す図である。

【図２】この発明による磁気ひずみ測定装置の一実施例
の機構部の構成例を示す図である。

【図３】この発明による磁界発生装置の一実施例の要部
の構成を説明するための図である。

【図４】図１の例の要部の構成を詳細に説明するための
図である。

【図５】図１の例の要部の構成の拡大断面図である。

【図６】この発明の磁気ひずみ測定装置において、測定
開始前に磁界発生用コイルに供給する電流の一例を説明
するための図である。

【図７】光変位計の出力特性を説明するための図であ
る。

【図８】この発明による光変位計の直流オフセット電圧
除去回路の一実施例のブロック図である。

【図９】この発明による磁気ひずみ測定装置の一実施例
の各部の出力信号波形の例を示す図である。

【図１０】この発明による磁気ひずみ測定装置で求めら
れた磁界と磁束密度の波形及びその関係の一例を示す図
である。

【図１１】この発明による磁気ひずみ測定装置で求めら
れた磁界と磁気ひずみの波形及びその関係の一例を示す
図である。

【図１２】この発明による磁気ひずみ測定装置で求めら
れた磁束密度と磁気ひずみの波形及びその関係の一例を
示す図である。

【図１３】磁気ひずみの発生メカニズムを説明するため
の図である。

【図１４】従来の磁気ひずみ測定装置の一例を説明する
ための図である。

【符号の説明】

１ ガラス管 ２ 交番磁界発生用のコイル ３ 磁性体試料 ４ さぐりコイル ５ 補正コイル ６ 光変位計 ６ａ 光プローブ １１ 交番信号発生器 １３ トリガ信号発生器 ２２ Ａ／Ｄコンバータ ２３ バッファメモリ ２４ 平均化回路 ２５ 信号処理回路 ３０ 試料保持部材 ４１ ボビン ３１、３２ 非磁性体板 ５１、５２ コア ６１ マイクロメータ ６０１ 減算回路 ６０２ 直流電圧弁別回路 ６０４ アナログ直流信号発生器

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光変位計と被測定試料との距離を調整す
   るために、上記光変位計あるいは被測定試料を移動させ
   る移動手段と、 上記光変位計の直流オフセット電圧を含む出力が一方の
   入力端に供給され、他方の入力端にオフセット電圧が供
   給されて、上記光変位計の上記直流オフセット電圧を除
   去するための減算回路と、 この減算回路の出力中の直流分を検出するための直流電
   圧弁別回路と、 上記直流電圧弁別回路で弁別された直流電圧と等しい直
   流電圧を発生し、その直流電圧を上記減算回路の他方の
   入力端に上記オフセット電圧として供給するオフセット
   電圧発生器と、 上記減算回路の出力端と、上記減算回路の他方の入力端
   との間のループ中に設けられるスイッチとを備え、 上記被測定試料の変位の測定開始前に、上記スイッチ
   が、上記移動手段による上記光変位計及び上記磁性体試
   料間の距離変化と、上記光変位計の出力変化との直線性
   が良くなった時点でオンとされて、上記オフセット電圧
   発生器の出力オフセット電圧が設定され、上記減算回路
   からオフセット電圧が除去された変位検出出力を得るよ
   うにしたことを特徴とする光変位計の直流オフセット除
   去装置。
2. 【請求項２】 円筒状に巻回される磁界発生用のコイル
   の内部空間に磁性体試料を配置し、上記コイルに電流を
   流して交番磁界を発生させ、その交番磁界により上記磁
   性体試料に発生する磁気ひずみを、光変位計を用いて直
   接的に測定する装置であって、 上記光変位計と上記磁性体試料との距離を調整するため
   に、上記光変位計あるいは被測定試料を移動させる移動
   手段と、 上記光変位計の直流オフセット電圧を含む出力が一方の
   入力端に供給され、他方の入力端にオフセット電圧が供
   給されて、上記光変位計の上記直流オフセット電圧を除
   去するための減算回路と、 この減算回路の出力中の直流分を検出するための直流電
   圧弁別回路と、 上記直流電圧弁別回路で弁別された直流電圧を発生し、
   その直流電圧を上記減算回路に上記オフセット電圧とし
   て供給するオフセット電圧発生器と、 上記減算回路の出力端と、上記減算回路の他方の入力端
   との間のループ中に設けられるスイッチとを備え、 上記磁気ひずみ測定の開始前に、上記スイッチが、上記
   移動手段による上記光変位計及び上記磁性体試料間の距
   離変化と、上記変位計の出力変化との直線性が良くなっ
   た時点でオンとされて、上記オフセット電圧発生器の出
   力オフセット電圧が設定されて、上記減算回路からオフ
   セット電圧が除去された変位検出出力を得、この変位検
   出出力から上記磁性体試料の磁気ひずみを求めるように
   した磁気ひずみ測定装置。
3. 【請求項３】 円筒状に巻回される磁界発生用のコイル
   の内部空間に磁性体試料を配置し、上記コイルに電流を
   流して交番磁界を発生させ、その交番磁界により上記磁
   性体試料に発生する磁気ひずみを、光変位計を用いて直
   接的に測定する装置であって、 上記光変位計と上記磁性体試料との距離を調整するため
   に、上記光変位計あるいは被測定試料を移動させる移動
   手段と、 上記光変位計の直流オフセット電圧を含む出力が一方の
   入力端に供給され、他方の入力端にオフセット電圧が供
   給されて、上記光変位計の上記直流オフセット電圧を除
   去するための減算回路と、 上記移動手段による距離調整に応じて、上記上記光変位
   計及び上記磁性体試料間の距離に対応した値の直流電圧
   を発生し、その直流電圧を上記減算回路の他方の入力端
   に上記オフセット電圧として供給するオフセット電圧発
   生器とを備え、 上記減算回路からの、上記オフセット電圧が除去された
   変位検出出力から上記磁性体試料の磁気ひずみを求める
   ようにした磁気ひずみ測定装置。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２に記載の磁気ひ
   ずみ測定装置において、 上記減算回路の出力を増幅する増幅回路と、 上記増幅回路の出力信号をデジタル信号に変換するＡ／
   Ｄコンバータと、 このＡ／Ｄコンバータからのデジタル信号を記憶するバ
   ッファメモリと、 このバッファメモリのデジタル信号について、上記交番
   磁界に同期したトリガタイミングを基準として、平均化
   演算処理を行う平均化回路と、 この平均化回路からの平均化処理出力信号から、上記磁
   性体試料の磁気ひずみを求める信号処理手段とを備える
   磁気ひずみ測定装置。
5. 【請求項５】 上記磁性体試料は、１対の非磁性体板に
   より挟持され、この磁性体試料の挟持された面の方向
   が、上記磁界発生用のコイルの巻回方向と一致する状態
   で、上記磁界発生用のコイルにより囲まれる空間内のほ
   ぼ中央部に配置され、 上記光変位計は、上記１対の非磁性体板間の上記磁性体
   試料の端面に光ビームを照射し、その反射光から、上記
   磁性体試料の上記端面の変位を検出して、その変位に応
   じた出力を得るものである請求項１、請求項２または請
   求項３のいずれかに記載の磁気ひずみ測定装置。
6. 【請求項６】 請求項４に記載の磁気ひずみ測定装置に
   おいて、 上記試料の近傍の磁気特性を検出するために、上記１対
   の非磁性体板の上記試料を挟持する部分の周囲に設けら
   れるコイルブロックを設け、 上記コイルブロックのコイルに得られる誘起電圧出力
   と、上記減算回路からのオフセットが除去された光変位
   計の出力信号とから、上記磁性体試料の近傍の磁気特性
   と、その磁気特性条件下で上記磁性体試料に生じる磁気
   ひずみの量との関係を求めるようにした磁気ひずみ測定
   装置。
7. 【請求項７】 請求項５に記載の磁気ひずみ測定装置に
   おいて、 上記コイルブロックのコイルに得られる誘起電圧出力を
   増幅する増幅回路と、 上記増幅回路の出力信号をデジタル信号に変換するＡ／
   Ｄコンバータと、 このＡ／Ｄコンバータからのデジタル信号を記憶するバ
   ッファメモリと、 このバッファメモリのデジタル信号について、上記交番
   磁界に同期したトリガタイミングを基準として、平均化
   演算処理を行う平均化回路と、 この平均化回路からの平均化処理出力信号から、上記磁
   性体試料の近傍の磁気特性を求める信号処理手段とを備
   える磁気ひずみ測定装置。