JPH07280899A

JPH07280899A - 磁場計測装置

Info

Publication number: JPH07280899A
Application number: JP6726594A
Authority: JP
Inventors: Koji Kobayashi; 孝司小林; Toshiji Tominaka; 利治冨中; Shigeru Kadokawa; 角川　　滋; Kazuhisa Mori; 森　　和久
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-04-05
Filing date: 1994-04-05
Publication date: 1995-10-27

Abstract

(57)【要約】【目的】磁場測定コイルで計測した磁場測定値を、軸ず
れ検出コイルの出力に基づいて補正し、高調波磁場成分
を含む正確な磁場の測定を行う装置を提供すること。【構成】非測定対象が発生する磁場内において、モータ
で回転される巻芯に、磁場測定コイルおよび軸ずれ検出
コイルを備える。演算器は、予め記憶している、軸ずれ
検出コイルの出力と軸ずれ量との対応テーブルから、軸
ずれ検出コイルの出力に対応する軸ずれ量を求める。さ
らに、求めた軸ずれ量から、予め記憶している、軸ずれ
量と補正磁場値のテーブルを参照し、補正磁場値を求
め、該補正磁場値に基づいて前記磁場測定コイルで計測
した磁場測定値を補正する。この値をフーリエ変換処理
し、高調波磁場を求めても良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被測定体物が発生する
磁場を正確に計測する磁場計測手段に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、荷電粒子加速器は、荷電粒子の
軌道を偏向させるため、あるいは、収束させるために、
いわゆる偏向磁石、収束磁石、軌道修正用の磁石等が備
えて構成されている。

【０００３】これらの磁石には、高均一度の磁場や高い
直線性を有する傾斜磁場を発生する性能を有することが
要求される。したがって、これらの磁石の性能を把握す
るために、高精度な磁場計測手段が必要となる。例え
ば、このような磁場計測手段の一例として「An Introdu
ction to the ISABELLE Harmonic Coil Magnetmeter'
B. N. L. ISABELLE Project Technical Note No. 170
August 20, 1979」等の文献に記載されているものが
挙げられる。

【０００４】さて、磁場計測手段の一例として、偏向磁
石を対象として、その測定原理について説明する。

【０００５】従来から、一般的に用いられている磁場計
測コイルの、断面図と概略構成図を、それぞれ図2、3に
示す。

【０００６】巻芯1は、半径r0の円筒形状を有する部材
であり、モータ等の駆動手段により回転駆動される。

【０００７】磁場計測コイル12a、12b、12cは、巻芯1の
回転軸15に平行に、図３に示すように、巻線を巻回して
設けられる。9a、9bは、被測定磁場を発生する被測定磁
石である。

【０００８】ここで、被測定磁石9a、9bと、これを説明
するために設定した座標系を図15に示す。

【０００９】ここで示した例は、被測定磁石9a、9bが偏
向磁石の場合である。なお、図示するように、被測定磁
石9a、9bから等距離にある面を、以後、赤道面と称す
る。

【００１０】赤道面上に存在する磁石の中心軸16（図１
５参照）に沿って、荷電粒子が通過すると想定する。

【００１１】座標系を図１５に示すように設定し、磁石
の中心軸上の、ある点を座標の原点（O点）とし、磁石
の中心軸をｚ軸とする。また、赤道面に垂直な方向をｙ
軸とし、さらに、ｙ、ｚ軸に垂直な方向にｘ軸を設定す
る。

【００１２】また、円筒座標を採用する際も、原点は、
直交座標系と同一の点（O点）とし、ｚ軸も直交座標系
と同じとする。

【００１３】ｘｙ平面上に、動径(r)方向の単位ベクト
ルerと、方位角(θ)方向の単位ベクトルeθをとる。し
たがってｘｙ平面上の任意の点Ｐは(r,θ)で表現され
る。すなわち前記被測定磁石は図２に示すように、紙面
に垂直に電流が流れ、赤道面16に対して垂直な双極磁場
14が発生することになる。

【００１４】被測定磁石9a、9bにより発生する双極磁場
14中で、磁場測定コイル12aが回転軸15を中心に角速度
ωで回転すると、ファラディの法則により、磁場測定コ
イル12aには、次式１で示される電圧eが誘導される。し
たがって、電圧eを測定すれば磁束密度が求められる。

【００１５】

【数１】

【００１６】ここで、lは、磁場測定コイル12aのｚ軸方
向の長さであり、Ｂ₀は、双極磁場の磁束密度である。

【００１７】なお、磁場測定コイル12bは、磁場測定コ
イル12aに対して角度βだけずらして設けている。ま
た、磁場測定コイル12a、12bの中心角は、ともに180度
であり、ｚ軸方向の長さも等しい。さらに、磁場測定コ
イル12a、12bのほかに、中心角δが10度程度と小さい、
磁場測定コイル12cが設けられている。したがって、磁
場測定コイル群2は、一般に、３個の磁場測定コイル12
a、12b、12cを有して構成される。

【００１８】次に、従来例である磁場計測装置の概略の
構成図を図４に示す。

【００１９】前記磁場測定コイル群2を、巻芯1に固定
し、巻芯1を回転モータ4で回転させることによって、磁
界中において、磁場測定コイル群2を回転させる。な
お、エンコーダ5を設け、回転位置を計測可能な構成に
する。

【００２０】前記磁場測定コイル群2を構成する磁場測
定コイルは、巻芯１上で各コイルに対応して設けられた
スッリプリング21に、磁場測定コイルごとに接続され、
ブラシ22を介して、コイルによる発生電圧を測定するデ
ジタルボルトメータ6に接続されている。

【００２１】演算器18は、高速フーリエ変換(FFT)処理
を行い、磁場の高調波成分を求める。また、駆動装置10
は、磁場測定コイル群2を、軸方向等に移動させる手段
である。かかる移動は、コントローラ11により送られる
制御信号に基づいて行われる。

【００２２】ここで磁場の高調波成分について、図１６
を参照して説明する。

【００２３】二極磁場あるいは双極磁場は、図１６(a)
に示すように、Ｎ極とＳ極の２極からなる。

【００２４】ここでα1は、ｘ軸と二極磁極の中心面23a
のなす角度である。図１６(b)に示す、四極磁場は、Ｎ
極とＳ極の２極が、二組の合計４極からなる磁場であ
る。ここでα2は、ｘ軸と四磁極の中心面23bのなす角度
である。

【００２５】図１６(c)に示す六極磁場は、Ｎ極とＳ極
の２極が、三組の合計６極からなる磁場である。ここで
α3は、ｘ軸と六磁極の中心面23cのなす角度である。

【００２６】図１６(d)に示す八極磁場は、Ｎ極とＳ極
の２極が、四組の合計８極からなる磁場である。ここで
α４は、ｘ軸と八磁極の中心面23dのなす角度である。

【００２７】このようにして、一般にNp極磁場は、Ｎ極
とＳ極の２極が、「Np/2」組からなる磁場である。ここ
で、Npは、極数であり偶数である。

【００２８】高調波成分とは、一般に、四極より極数が
多い磁場のことを指す。磁石が任意の点P(r,θ)に作る
磁場は、一般に次式２のように高調波成分の重ね合わせ
で表現される。

【００２９】

【数２】

【００３０】ここでC(n)は高調波成分の振幅を示す。し
たがって、実際に計測される波形は、双極成分に高調波
成分を重ね合わせた波形となる。

【００３１】次に実際の磁場計測法について述べる。

【００３２】磁場測定コイル群2の出力電圧波形を図５
に示す。磁場測定コイル12aの出力電圧32aは、図５(a)
からわかるように、巻芯１が１回転する時間と周期が等
しい双極磁場を主成分とする正弦波である。また、磁場
測定コイル12bの出力電圧32bは、図５(b)からわかるよ
うに、磁場測定コイル12aの出力電圧32aの、位相がずれ
た波形となっている。

【００３３】磁場測定コイル12cによる出力電圧波形32c
は、図5(ｃ)に示すような波形であり、磁場測定コイル1
2a、12bの波形と比較して振幅が小さく、波形の主成分
は、双極磁場成分であることがわかる。そこで、これら
の電圧波形から、精度良く高調波成分を求める方法を図
１７に示す。

【００３４】磁場測定コイル12a、12b、12cは、それぞ
れ図１７に示すような高調波成分の重ね合わせで表現さ
れるので、高速フーリエ変換(FFT)を行ない、各磁場測
定コイル12a、12b、12cの出力電圧32a、32b、32cの双極
成分F1、G1、H1を求め、「バッキング条件」を満足する
ような係数f1、f2を求める。

【００３５】ここで、「バッキング条件」とは、磁場測
定コイル12cの出力電圧波形の双極成分を、磁場測定コ
イル12aと12bの出力信号の双極成分に各々重みf1、f2を
かける処理を行うことによって、キャンセルするための
条件である。この係数を用いて得た波形y(m)が、図５
(d)に示す波形となる。このことは公知の事実である。

【００３６】なお、ここで出力電圧は、図５(a)、(b)、
(c)に比較して、増幅させた型で図示した。

【００３７】さらに、波形y(m)に対して高速フーリエ変
換処理を行い、最終的に、多極磁場の振幅C(n)と、該多
極磁場の中心面が磁石の赤道面となす角度αnを求め
る。なお、この角度を、以下単に、位相αnと称する。

【００３８】このようにして得られた高調波成分の測定
例を図１８に示す。横軸は、高調波の次数であり、縦軸
が各高調波の振幅である。なお、この手法は、磁場測定
コイルの中心角や個数を変更することで四極磁石、六極
磁石の計測にも適用できるものである。

【００３９】

【発明が解決しようとする課題】さて、従来技術におい
ては、回転軸15が、被測定磁場の中心軸に対して平行に
ずれている場合については、容易に解析的手段を用い
て、前記磁場測定コイル群2で計測した高調波磁場の補
正が行え、一例として文献「Methods of HarmonicsMeas
urements in the Superconducting HERA Magnets and A
nalysis of Systematic Errors" DESY HERA 91-13 Sept
ember 1991」に、技術開示がされている。

【００４０】ここで、磁場計測上問題となる様々な場合
の、巻芯１の回転軸15の軸ずれの模式図を図６に示す。

【００４１】まず、図６(a)に示すように、磁石の中心
軸17に対して回転軸15が傾いて回転する場合は、精度の
良い、高調波磁場の補正が難しくなる。また図６(b)に
示すように、巻芯1の回転軸１５が、ｚｘ平面上で振動
するヨーイングや、図６(c)に示すように、ｙｚ平面で
振動するピッチングや、図６(d)に示すように、曲げの
場合がある。さらに、これらが組み合わされた、より複
雑な振動モードも考えられる。以上のように、巻芯の回
転軸が被測定磁石の中心軸17からずれた場合は、磁場測
定コイル群2で測定した、高調波磁場成分を含む磁場の
補正が困難になるという問題があった。

【００４２】そこで、本発明は上記問題点を解決するた
めになされたもので、各種の軸ずれによる磁場の補正が
可能な磁場計測装置を提供することにある。

【００４３】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、以下の手
段によって解決される。

【００４４】すなわち、巻芯と、巻芯を回転駆動する駆
動手段と、磁場を測定するために前記巻芯に設けられた
コイルである磁場測定コイルと、巻芯の回転により磁場
測定コイルに発生する電圧を検出する磁場測定コイル電
圧検出手段と、前記巻芯を回転駆動する際、巻芯の回転
軸のずれ量を測定するために前記巻芯に設けられたコイ
ルである、少なくとも２以上の軸ずれ検出コイルと、各
軸ずれ検出コイルに対応して設けた、巻芯の回転により
軸ずれ検出コイルに発生する電圧を検出する軸ずれ検出
コイル電圧検出手段と、前記磁場測定コイル電圧検出手
段および軸ずれ検出コイル電圧検出手段の出力に基づい
て、被測定体が発生する磁場を求める演算手段と、求め
た発生磁場を出力する出力手段とを有した構成にする。

【００４５】そして、前記演算手段は、さらに、全軸ず
れ検出コイル電圧検出手段の出力と軸ずれ量との対応関
係を定める第１の情報、および、軸ずれ量と補正磁場値
との対応関係を定める第２の情報を記憶する記憶手段
と、両情報から求めた補正磁場値に基づいて被測定体が
発生する磁場の値を求める処理手段を備えた構成にし、
該処理手段は、第１の情報を参照し、全軸ずれ検出コイ
ル電圧検出手段の出力から、対応する軸ずれ量を求め、
さらに、第２の情報を参照し、求めた軸ずれ量から補正
磁場値を求め、該補正磁場値に基づき、前記磁場測定コ
イル電圧検出手段の出力電圧に対応する磁場の値を補正
し、補正した磁場の値を、被測定体が発生する磁場とし
て、前記出力手段に出力するようにする。

【００４６】なお、前記軸ずれ検出コイルとして、２対
の鞍型コイルを、前記巻心に設けた磁場計測装置等、各
種の軸ずれ検出コイルの形状、配置が考えられる。

【００４７】また、前記フーリエ変換処理手段は、求め
た磁場を、フーリエ変換処理し、高調波磁場成分を求
め、前記出力手段に出力するように構成しても良い。

【００４８】

【作用】以下、本発明の作用について説明する。

【００４９】ここで簡単のために、被測定磁石の軸長
（図１５参照）は、磁場測定コイル群2の長さに比べて
十分長いので、ｚ軸方向の磁場はすべて一様な２次元磁
場分布（ｘｙ平面上の分布）をしていると仮定すること
ができるものとする。

【００５０】軸ずれ検出コイルの一例の、平面図と断面
図を、それぞれ図７、図８に示す。

【００５１】まず、回転軸15が、磁石の中心軸17に対し
て、図７に示すように、角度ηずれた場合の補正法につ
いて説明する。

【００５２】軸ずれ検出コイル3a、3b、3c、3dを、図７
および図８に示すように配置する。

【００５３】軸ずれ検出コイル3a、3b、3c、3dの形状お
よび大きさは、いずれも等しく、中心角は、γである。

【００５４】軸ずれ検出コイル3a、3cは、それぞれ軸ず
れ検出コイル3b、3dと、回転軸15に関し、軸対称に配置
されている。軸ずれがないときは、軸ずれ検出コイル3a
と、3bの出力電圧は、振幅が等しく、位相差は180度で
ある。したがって、両者の信号を加え合わせると互いに
打ち消し合って信号は検出されない。

【００５５】ところが、巻芯1の回転軸15が、被測定磁
石の中心軸17に対して角度ηだけずれると、軸ずれ検出
コイル3aと3bの鎖交する磁束の値は、前述の式２からわ
かるように、異なってくるので、両者の信号の振幅およ
び位相に差（位相の場合は、180度以外の差になる）が
生ずることになる。

【００５６】図１９に示すように、軸ずれ検出コイル3a
と3bの信号の和（33a+33b)の振幅は、両者の検出コイル
の中心Ｒ（巻芯の回転軸15上の点）と、被測定磁石の中
心軸17の距離、すなわち、変位d1が大きくなるにつれて
大きくなる。したがって、逆に、両者の出力電圧の和
（33a+33b)から変位d1を求めることができる。もちろ
ん、かかる対応関係を示すテーブルやグラフは、予め求
めておき記憶しておく。

【００５７】同様にして、軸ずれ検出コイル3c、3dの中
心Ｑ（巻芯の回転軸15上の点）と、被測定磁石の中心軸
17の変位d2も求められる。かかる対応関係を示すテーブ
ルやグラフも、予め求めておき記憶しておく。

【００５８】したがって、距離d1とd2から、回転軸15と
被測定磁石の中心軸17のなす角度ηが求められる。この
ように、軸ずれ検出コイルの出力信号と、軸ずれ量の関
係を予め求めて記憶しておけば、軸ずれ検出コイルの出
力信号にもとづき、軸ずれ量が分かる。

【００５９】また、軸ずれ量から、磁場（高調波成分を
含む）の補正は容易に行える。

【００６０】この補正法を図２０と図２１を参照して説
明する。

【００６１】まず、前述のように、例えば校正用の被測
定磁石中で、変位d1、d2と、軸ずれ検出コイル3a、3bの
出力電圧の和(33a+33b)との関係、さらに、変位d1、d2
と、軸ずれ検出コイル3c、3dの出力電圧の和（33c+33
d）との関係を、予め測定しておき、例えば、記憶手段4
0に記録しておく。

【００６２】また同時に、磁場測定コイル12a、12b、12
cの出力電圧の計測を行ない、例えば、図１７で示した
方法で、図２０に示すような磁場測定コイル12cの高調
波成分Ak、位相φkと、変位d1、d2との関係を求め、記
憶手段40に記録しておく。

【００６３】他の磁場測定コイル12a、12bの高調波成分
と、位相と変位d1、d2との関係も、同様にして求め、記
憶手段40に記録しておく。磁場測定コイルと軸ずれ検出
コイルの出力電圧の測定の際には、エンコーダ5の出力
電圧31から、巻芯の回転軸の位置が把握できる、すなわ
ち、出力電圧31は、図５の横軸である時間に対応する。
出力電圧31を用いて、高調波解析を行う。

【００６４】被測定磁石中で、図１７、２１に示すよう
に、まず、軸ずれ検出コイル3a、3b、3c、3dの出力電圧
33a、33b、33c、33dと、前記記憶手段40から、図１９の
グラフを読みだし、変位d1、d2を、演算器18で計算する
（Ａ部）。

【００６５】また磁場測定コイル12a、12b、12cの出力
電圧32a、32b、32cを高速フーリエ変換（FFT）して、各
々の高調波成分Bk、Ck、Ak、位相Ψk、χk、φkを求め
る（Ｂ部）。

【００６６】記憶手段40から、図２０のグラフを読みだ
し、変位d1、d2に対応する高調波成分の変化量ΔBk、Δ
Ck、ΔAkと、位相の変化量ΔΨk、Δχk、Δφkを前記
演算器18で計算する（Ｃ部）。

【００６７】計測された高調波成分Bk、Ck、Akと、位相
Ψk、χk、φkから、高調波成分の変化量ΔBk、ΔCk、
ΔAkと、位相の変化量ΔΨk、Δχk、Δφkを差し引い
て、補正した高調波成分B'k、C'k、A'kと、位相Ψ'k、
χ'k、φ'kを演算器18で求める（Ｄ部）。

【００６８】これらの値から、補正した波形v'(m)、w'
(m)、u'(m)を重ね合わせて求める（Ｅ部）。

【００６９】さらに、再び、波形v'(m)、w'(m)、u'(m)
を高速フーリエ変換し、各々の双極成分G'₁、H'₁、F'₁
を求め、前述したバッキング条件から、演算器18で係数
f'₁、f'₂を求める（Ｆ部）。

【００７０】これから補正した波形y'(m)を、演算器18
を用いて求める。y'(m)の高速フーリエ変換を、演算器1
8で行ない、最終的に、多極磁場成分の振幅C'(n)と位相
α'を求める（Ｇ部）。

【００７１】また、巻芯の回転軸を被測定磁石の中心軸
に一致させるように駆動装置で巻芯1の位置を制御し、
軸ずれ量を検出しながら、軸ずれ量が許容値以下になる
まで前記巻芯の位置制御を繰り返す手段を備えることに
よって、磁場の、高調波を含む成分の正確な計測が容易
に行える。

【００７２】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明にかかる実施
例について説明する。

【００７３】本発明の第１実施例の磁場計測装置の構成
図を図１に示す。

【００７４】巻芯1に、磁場測定コイル群2を配置する。
駆動モータ4は、前記巻芯1を被測定磁場中で回転させ、
エンコーダ5は、巻芯1の回転数を計測する。なお、すべ
ての実施例中、被測定磁場は、図示しない被測定磁石が
発生するものとするが、測定対象は、被測定磁石が発生
する磁場に限られないのは言うまでもない。

【００７５】さらに、磁場測定コイル群2を構成する、
磁場測定コイル12a、12b、12cは、それぞれのスリップ
リング21に接続し、ブラシ22を介して、出力電圧32a、3
2b、32cを計測するためのデジタルボルトメータ6に接続
されている。スリップリング21、ブラシ22は、銅等の導
電性の材料を用いて構成すれば良い。

【００７６】演算器18は、出力電圧32a、32b、32c、エ
ンコーダ５の出力電圧31等を取りこんで、磁場の補正
や、高調波成分の解析を行う手段であり、例えばＣＰ
Ｕ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＭＯＳ等の電子デバイスにて実
現できる。

【００７７】本実施例では、磁場測定コイル群2の両側
に、鞍型形状の軸ずれ検出コイル3a、3b、3c、3dを配置
している。ここで、各軸ずれ検出コイルの中心角と軸方
向の長さは等しく設定しておく。なお、33a、33b、33
c、33d、32a、32b、32c、は、各コイル3a、3b、3c、3
d、12a、12b、12cの出力電圧である。

【００７８】軸ずれコイル3a、3bは、互いに巻芯1の回
転軸15に対して対称に配置されている。同様に、軸ずれ
検出コイル3c、3dも互いに巻芯1の回転軸15に対して対
称に配置されている。

【００７９】これら軸ずれ検出コイルも、コイルごとに
設けられたスリップリング21に接続し、ブラシ22を介し
て、デジタルボルトメータ6に接続されている。エンコ
ーダ5の出力電圧31もデジタルボルトメータ6で計測され
る。さらに、デジタルボルトメータ6の出力電圧は、記
憶手段40に記録され、演算器18とも接続されている。

【００８０】記憶手段には、全軸ずれ検出コイルの電圧
検出手段（デジタルボルトメータ6）の出力と軸ずれ量
との対応関係を定める第１の対応テーブル、および、軸
ずれ量と補正磁場値との対応関係を定める第２の対応テ
ーブルを記憶しておく。このようなテーブルは、予め測
定を行って求めておく。

【００８１】演算器18は、第１の対応テーブルを参照
し、全軸ずれ検出コイル電圧の出力から、対応する軸ず
れ量を求め、さらに、第２の対応テーブルを参照し、求
めた軸ずれ量から補正磁場値を求める。該補正磁場値に
基づき、磁場測定コイルの出力電圧に対応する磁場の値
を補正し、補正した磁場の値を、被測定体が発生する磁
場として、出力手段に出力する。

【００８２】なお、出力手段は図示しないが、例えば、
ＣＲＴ等の表示装置を、演算器18に接続し、演算器18
が、処理結果を、表示装置に出力するような構成にして
おけば良い。

【００８３】なお、図6(a)に示す軸ずれの場合は、前記
軸ずれコイル3a、3bの出力電圧の振幅の和(33a+33b)か
ら、前記作用の欄で述べた方法で補正された、多極磁場
の振幅C'(n)と位相α'nを求めることになる。

【００８４】また図６(b)に示す、ヨーイングのよう
に、巻芯1の回転軸が時間的に赤道面内で変動する場合
には、高調波磁場成分の補正を精度良く行うためには、
巻芯1の回転軸が磁石の中心軸に対して触れ回る振幅σ
と振動の角速度νを把握する必要がある。

【００８５】ヨーイングの場合は、変位d1、d2は、次式
３で表現される。

【００８６】

【数３】

【００８７】ここでヨーイング成分は、仮に巻芯1が回
転せずに、ヨーイングを起こしたときに計測される出力
電圧と定義する。したがって、軸ずれ検出コイルの出力
電圧33a、33bと、33c、33dのヨーイング成分の位相差
は、180度である。

【００８８】軸ずれ検出コイル3aと3bの、巻芯の回転に
よって生ずる成分は、コイルの取付け配置が180度ずれ
ているので、互いに打ち消し合う。そこで、軸ずれ検出
コイル3aと3bの出力信号の出力電圧の和(33a+33b)は、
ヨーイング成分のみ検出できることになる。

【００８９】同様にして、軸ずれ検出コイル3cと3dの出
力電圧の和(33c+33d)も、ヨーイング成分のみが検出で
きることになる。したがって、軸ずれ検出コイル3aと3b
の出力電圧の和(33a+33b)に、軸ずれ検出コイル3cと3d
の出力電圧の和(33c+33d)を極性を逆転して加え合わせ
れば、軸ずれ検出コイル3aと3bの出力電圧の和(33a+33
b)のみにより、２倍の検出感度を有することになる。

【００９０】そこで、各軸ずれ検出コイルの出力電圧か
ら求まる値{(33a+33b)-(33c+33d)}と、振幅σと振動の
角速度νに対する関係とを、校正用の磁石等を使用して
予め求めておき、記憶手段40に記憶しておく。この一例
を、図２３に示す。

【００９１】また、磁場測定コイル12cの出力電圧32cの
高調波成分の振幅と位相の、ヨーイングの振幅σと振動
の角速度νに対する関係を図２４に示す。

【００９２】他の磁場測定コイル12a、12bの出力電圧32
a、32bの高調波成分の振幅と位相の、ヨーイングの振幅
σと振動の角速度νに対する関係も予め求めておき、こ
れらも記憶手段40に記録しておく。

【００９３】作用の欄で述べたように、図２１に示すよ
うな処理を行うことによって、軸ずれ検出コイルからの
変位d1、d2を、ヨーイングの振幅σと振動の角速度νに
置き換えれば、ヨーイングを補正した、測定磁場の高調
波成分の振幅C'(n)と位相α'nが求まることになる。

【００９４】また同様の原理で、ピッチング（ｙｚ平面
での振動）の回転軸15の軸ずれに対しても、ヨーイング
の場合と全く同じ手法で、前記検出コイル3a、3b、3c、
3dを用いてピッチング成分を補正した測定磁石の高調波
成分の振幅C'(n)と位相α'nが求める。

【００９５】したがって本実施例によれば、時間一定の
軸ずれ、ヨーイング、ピッチングの軸ずれを精度良く検
出でき、磁場の補正が容易にでき、正確な磁場を求める
ことができる効果がある。

【００９６】このように、全軸ずれ検出コイルの電圧検
出手段（デジタルボルトメータ6）の出力と軸ずれ量と
の対応関係を定める第１の対応テーブル、および、軸ず
れ量と補正磁場値との対応関係を定める第２の対応テー
ブルを、予め用意しておく。第２の対応テーブル作成時
には、高調波磁場の補正磁場値を考慮しておくことによ
り、高調波磁場の補正が容易に可能となる。そして、演
算器18は、第１の対応テーブルを参照し、全軸ずれ検出
コイル電圧の出力から、対応する軸ずれ量を求め、さら
に、第２の対応テーブルを参照し、求めた軸ずれ量から
補正磁場値を求める。該補正磁場値に基づき、磁場測定
コイルの出力電圧に対応する磁場の値を補正し、補正し
た磁場の値を、被測定体が発生する磁場として求める。
この基本的な構成は、全ての実施例について用いるもの
である。

【００９７】本発明の第２実施例の磁場計測装置の構成
図を図９に示す。なお、図１と同一の構成要素には、同
一の番号を付してある。

【００９８】本実施例では、巻芯１の回転軸に対して垂
直な面に、軸ずれ検出コイル3a、3bを設けた構成にす
る。33a、33b、32a、32b、32c、は、各コイル3a、3b、1
2a、12b、12cの出力電圧である。

【００９９】したがって巻芯1の断面は、一般的に、円
形であるので、軸ずれ検出コイル3a、3bも円形となる。

【０１００】本実施例によれば、回転軸が被測定磁石の
中心軸と平行な面にあるかぎり、軸ずれ検出コイル3a、
3bに鎖交する被測定磁石の磁束は存在しないので、出力
電圧はゼロとなる。

【０１０１】また、回転軸が磁石の中心軸のある水平面
に対して、一定の角度で傾いている場合も軸ずれ検出コ
イルに鎖交する磁束は有限であるが、時間変化はないの
で、出力電圧はゼロとなる。

【０１０２】ところが、磁石の中心軸のある水平面に対
して時間変化するピッチングの場合についてのみ非常に
感度良く検出できる効果がある。かかる場合には、ピッ
チングの程度によって鎖交磁束量が変化するからであ
る。また、軸ずれ検出コイル3a、3bのピッチング成分の
信号の位相差は互いに180度であるので、極性を反転さ
せて加え合わせれば、振幅が２倍になるので、さらに感
度の良い検出が可能となる。前記のヨーイング、あるい
は、ピッチングの場合と同じ手法を用いれば、ピッチン
グについて補正した測定磁石の高調波成分の振幅C'(n)
と位相a'nが求める。すなわち、電圧検出手段（デジタ
ルボルトメータ6）の出力と軸ずれ量（ピッチング量）
との対応関係を定める第１の対応テーブル、および、軸
ずれ量と補正磁場値との対応関係を定める第２の対応テ
ーブルを、予め用意しておく。第２の対応テーブル作成
時には、高調波磁場の補正磁場値を考慮しておくことに
より、高調波磁場の補正が容易に可能となる。そして、
演算器18は、第１の対応テーブルを参照し、全軸ずれ検
出コイル電圧の出力から、対応する軸ずれ量を求め、さ
らに、第２の対応テーブルを参照し、求めた軸ずれ量か
ら補正磁場値を求め、測定コイルにより検出された磁場
値を補正する。補正された値は、図１８に接続した、図
示していない表示装置等に表示させれば良い。

【０１０３】本実施例によれば、軸ずれ検出コイルは円
形なので、コイル製作時の巻線の巻回作業が非常に簡単
で、かつ、軸ずれ検出コイルも２個と少ない。したがっ
て、製造工程をあまり増加させずに、ピッチングについ
て補正した測定磁石の高調波成分の振幅C'(n)と位相a'n
が、高精度に求まる効果がある。

【０１０４】本発明の第３実施例の磁場計測装置の構成
図を図１０に示す。なお、図１と同の構成要素には、同
一の番号を付してある。

【０１０５】本実施例では、同じ大きさ、形状の、軸ず
れ検出コイル3a、3bを、巻芯1の回転軸に対して斜交す
る面上で、かつ磁場測定コイル群2の両側に設ける。

【０１０６】軸ずれ検出コイル3a、3b以外の全体構成
や、機能は、前述の実施例と同様のため、詳細な説明は
省略し、本実施例の特徴のみを説明する。

【０１０７】本実施例では、軸ずれがない場合は、軸ず
れ検出コイル3a、3bに鎖交する磁束は等しいので、軸ず
れコイルの極性を反対に接続すると、互いに出力が打ち
消し合って、出力をゼロにすることができる。したがっ
て、本実施例によれば正常時（軸ずれ存在しないとき）
には、軸ずれ検出コイル3a、3bからの出力電圧33a、33b
は、ゼロで、回転軸が磁石の中心軸に対して、ずれたと
きにゼロ以外の信号を出力する構成とすることで、前述
の実施例と同じような手法を用いて、感度良く軸ずれを
検出でき、さらに、軸ずれを補正した測定磁石の高調波
成分の振幅C'(n)と位相a'nが求めることができる。すな
わち、演算器18は、軸ずれコイルの極性を反対に接続し
た、接続端からの出力がゼロか否かを判定して、軸ずれ
が生じたか否かを判定し、軸ずれが発生しているときに
は、所定の処理を行い、正確な磁場の値を求めるもので
ある。

【０１０８】次に、本発明の第４実施例の磁場計測装置
の構成図を図１１に示す。なお、図１と同一の構成要素
には、同一の番号を付してある。

【０１０９】軸ずれ検出コイル以外の全体構成や、機能
は、前述までの実施例と同様のため、詳細な説明は省略
し、本実施例の特徴のみを説明する。

【０１１０】本実施例は、軸ずれ検出コイル3a、3bを対
にして、磁場測定コイル群２の両側に配置し、さらに、
軸ずれ検出コイル3c、3dを磁場測定コイル群２の中央部
に対にして配置する。

【０１１１】また、軸ずれ検出コイル3e、3fを磁場測定
コイル群２の軸ずれ検出コイル3a、3bの存在する側と反
対側に、対にして配置する。なお33a、33b、33c、33d、
33e、33f、32a、32b、32cは、各コイル3a、3b、3c、3
d、3e、3f、12a、12b、12cの出力電圧である。

【０１１２】例えば、図６(d)に示すような曲げが発生
すると、磁場測定コイル群2の中央部と両側では磁束分
布が著しく異なるので、磁場測定コイル群２の中央部に
ある軸ずれ検出コイル3c、3dの出力電圧と、端部にある
軸ずれ検出コイル3a、3b、または、3e、3fの出力電圧と
の差は、曲げの振幅と振動数に比例するので、前記出力
電圧の差と、曲げの振幅と振動数の関係を、予め測定
し、記憶手段40に記録しておけばよい。そして、演算器
18は、この記録内容を参照して、曲げ量を求め、磁場の
補正を行う。もちろん、前記記憶手段40には、予め計測
して求めておいた、曲げ量と補正磁場量との関係も記憶
しておく。

【０１１３】したがって本実施例によれば、巻芯１の曲
げを検出し、曲げを考慮して補正した、磁場の高調波成
分の振幅C'(n)と位相α'nを求めることができる。

【０１１４】次に、本発明の第５実施例の磁場計測装置
の構成図を図１２に示す。なお、図１と同一の構成要素
には、同一の番号を付してある。

【０１１５】軸ずれ検出コイル以外の全体構成や、機能
は、前述までの実施例と同様のため、詳細な説明は省略
し、本実施例の特徴のみを説明する。

【０１１６】本実施例は、軸ずれ検出コイルが、回転軸
を含む平面上で、矩形の形状を有して配置されている。
配置される軸ずれ検出コイルは、3a、3b、3c、3dであ
る。なお33a、33b、33c、33d、32a、32b、32cは、各コ
イル3a、3b、3c、3d、12a、12b、12cの出力電圧であ
る。

【０１１７】本実施例によれば、図１等に示した実施例
に比べ、軸ずれ検出コイルは、直線部のみを有して構成
されているので、前述の実施例の効果の他に、巻線を巻
回し、コイルを製造する作業が容易になるという効果が
ある。もちろん、巻芯は、２分割し、巻芯を構成する一
方の部材に、軸ずれ検出コイルを配置した後に、残りの
部材を接合し、巻芯を製造すれば良い。

【０１１８】次に、本発明の第６実施例の磁場計測装置
の構成図を図１３に示す。なお、図１と同一の構成要素
には、同一の番号を付してある。

【０１１９】軸ずれ検出コイル以外の全体構成や、機能
は、前述までの実施例と同様のため、詳細な説明は省略
し、本実施例の特徴のみを説明する。

【０１２０】本実施例では、同じ大きさの磁極測定コイ
ルの巻線12a、12bを巻芯１の回転軸に斜交する面で、か
つ、回転軸に対して対称に配置する。すなわち、本実施
例は、磁場測定コイル群2が、軸ずれ検出コイルを兼ね
ている構成である。

【０１２１】予め磁束密度が、既知の校正用磁石等を用
いて、軸ずれと出力電圧との関係、さらに、軸ずれ量と
補正磁場値との関係を求めておけば、前述の実施例と同
様に、高精度な磁場計測が可能である。

【０１２２】本実施例によれば、軸ずれ検出コイルと磁
場測定コイルを兼用し、製作が容易でコストが安い効果
がある。

【０１２３】次に、本発明の第７実施例の磁場計測装置
における、モータ側位置制御装置の構成図を図１４に示
す。

【０１２４】本実施例は、軸ずれ量を最小にするよう
に、巻芯を３次元方向に移動するものである。

【０１２５】架台50の上に、ｚ軸移動モータ51が固定さ
れており、ｚ軸移動モータ51の回転軸には、歯車52が設
けられている。

【０１２６】また、歯車52にかみ合うように、ラック53
が、ｚ軸移動台56の上に配置されている。前記架台50の
上面に、ｚ軸に平行にｚ軸スライド溝54が設けられてお
り、前記ｚ軸移動台56の下面に、ｚ軸方向に突起57を設
け、ｚ軸スライド溝54にそって、前記ｚ軸移動台56がス
ライド可能な機構となっている。また、架台50の上にｚ
軸移動ストッパ55が、ｚ軸スライド溝54に垂直に、ｚ軸
移動台56の両側に設けられている。これはｚ軸移動台56
が移動し過ぎて、装置を破損するのを防止するために設
けられたものである。

【０１２７】さらに、ｚ軸移動台56上に、ｘ軸移動モー
タ61が固定されており、ｘ軸移動モータ61の回転軸には
歯車62が設けられている。また、歯車62にかみ合うよう
に、ラック63が、ｘ軸移動台66の上に配置されている。

【０１２８】また、ｚ軸移動台56の上面には、ｘ軸に平
行にｘ軸スライド溝64が設けられており、ｘ軸移動台66
の下面にｘ軸方向に突起67を設け、ｘ軸スライド溝64に
そってｘ軸移動台66がスライド可能な機構となってい
る。また、ｘ軸移動ストッパ65が、ｘ軸スライド溝64に
垂直に、ｘ軸移動台56の両側に設けられている。これ
は、ｘ軸移動台66が移動し過ぎて、装置を破損するのを
防止するために設けられたものである。

【０１２９】さらに、前記ｘ軸移動台66上に、垂直支持
台78が垂直に固定されている。ｙ軸移動モータ71が、垂
直支持台78に固定されており、ｙ軸移動モータ71の回転
軸に歯車72が設けられている。歯車72にかみ合うよう
に、ラック73が、モータ取付け台76の面に配置されてい
る。ｚ垂直支持台78の面上で、ｙ軸に平行に、ｙ軸スラ
イド溝74が設けられており、モータ取付け台76に、ｙ軸
方向に設けた突起77によって、モータ取付け台76がｙ軸
スライド溝74にそってスライド可能な機構になってい
る。また、垂直支持台78に、ｙ軸移動ストッパ75が、ｙ
軸スライド溝64に垂直に、モータ取付け台76の両側に設
けられている。これは、モータ取付け台76が移動し過ぎ
て、装置を破損するのを防止するために設けられたもの
である。

【０１３０】さらに、モータ取付け台76にモータ4が固
定されている。また、モータ4には、図１等に示すよう
に、図示しないが、巻芯が接続されている。また、ずれ
量等を表示するための表示手段を備えた構成にしてい
る。

【０１３１】また、コントローラ11は、ｚ軸移動モータ
51、ｘ軸移動モータ61、ｙ軸移動モータ71に制御信号を
与えて、各モータを所定量駆動するための手段であり、
電流源回路、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＭＯＳ等の電
子デバイスで実現可能である。演算器18は、前述の実施
例で説明してきた機能に加え、移動量の計算等を行い、
コントローラ11が出力すべき制御信号に関する指示を与
える機能を有する構成としている。かかる機能はＣＰ
Ｕ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の電子デバイスにて実現できる。

【０１３２】次に、この装置のモータ位置の制御のフロ
ーチャートを図２２に示す。

【０１３３】例えば、図１の実施例に、本装置を付加し
た構成を例にとり説明する。

【０１３４】演算器18は、巻芯１に設けられている軸ず
れ検出コイル3a、3b、3c、3dの出力電圧から、記憶手段
４０を参照して、軸ずれ量d1、d2（例えば、図７参照）
を求める。そして、軸ずれ量d1、d2を参照し、演算器18
は、ｘ、ｙ、ｚ各軸方向に、巻芯、すなわち、モータを
移動しなければならない移動量を計算する（ステップ１
００、２００）。もちろん、全ての軸において、移動を
行う必要がない場合もある。

【０１３５】軸ずれ検出コイル3a、3b、3c、3dから検出
された軸ずれ量d1、d2に基づいて、演算器18でx、y、z
の各軸の移動量を求める計算法の一例を図２５を参照し
て説明する。

【０１３６】簡単のために被測定磁石の中心軸17と、巻
芯１の回転軸15は共に同一平面(y=0)にあるものとす
る。ここで、エンコーダ5の取付け中心位置をS、モータ
4の取付け中心位置をTとする。

【０１３７】また前記回転軸15の中心をUとする。ま
た、RU=l1、QU=l2、SU=l3、UT=l4とする。

【０１３８】Uを計算の原点とすると、点Sと点Tの位置
はそれぞれ(l3sinη, 0 ,l3cosη)、(-l4sinη, 0 ,-l4
cosη)である。

【０１３９】またU点を通り、被測定磁石の中心軸17に
平行な軸を、仮に、中間軸91と呼ぶ。

【０１４０】中間軸91と被測定磁石の中心軸17の距離を
vとすると、図25からv=d1-l1sinηである。

【０１４１】さて、位置制御は次の２段階の処理を経て
行なうものとする。

【０１４２】第一段階の処理は、巻芯１の回転軸15を、
点Uを中心に回転させ中間軸91に合わせる。

【０１４３】そして第２段階の処理は、中間軸91上にあ
る前記回転軸15を、-x軸方向に平行移動させ、被測定磁
石の中心軸17に一致させる。

【０１４４】まず第一段階の処理について説明する。

【０１４５】巻芯１の回転軸15を点Uを中心に回転させ
中間軸91に合わせた際、点Sと点Tが中間軸91上に移動し
た点を、それぞれS'、T'とする。

【０１４６】そのときS'、T'の座標は、S'（0, 0, l
3)、T(0,0,-l4)である。

【０１４７】したがって、第一段階の処理における移動
量は、エンコーダ側では点S'と点Sの座標の差から求め
ればよい。

【０１４８】すなわち、S'S=(-l3sinη, 0 ,l3-l3cos
η)であるので、ｘ軸方向に「−ｌ３ｓｉｎη」、ｚ軸
方向に「ｌ３−ｌ３ｃｏｓη」移動する。

【０１４９】同様に、モータ側では点T'と点Tの座標の
差から求められ、ｘ軸方向に「l4sinη」、ｚ軸方向に
「-l4+l4cosη」移動する。

【０１５０】つぎに第２段階の処理について説明する。

【０１５１】点S"と点T"は、巻芯１が中間軸91から被測
定磁石の中心軸17へ移動したときの点S'と点T'の、それ
ぞれ対応する点である。点S'から点S",点T'から点T"の
それぞれの移動量は、ともに、ｘ軸方向に「-v」であ
る。したがって、エンコーダ側、モータ側をｘ軸方向に
「-v」移動させればよい。

【０１５２】以上が、軸ずれ量d1、d2を参照し、演算器
18が、ｘ、ｙ、ｚ各軸方向に、巻芯を移動するための移
動量の計算の一例である。

【０１５３】ステップ３００で、コントローラ11からｚ
軸駆動モータ51に、ｚ軸の移動量を示すｚ軸モータ制御
信号81が送られる。この信号に基づき、ｚ軸駆動モータ
51が回転し、動力が歯車52を介してラック53に伝達さ
れ、ｚ軸移動台がｚ方向に所定の距離（演算器18が演算
した距離）だけ移動し、巻芯1に接続しているモータの
ｚ軸の位置を調整する。

【０１５４】同様に、ステップ４００において、コント
ローラ11からｘ軸駆動モータ61に、ｘ軸の移動量を示す
ｘ軸モータ制御信号82が送られる。この信号に基づき、
ｘ軸駆動モータ61が回転し、動力が歯車62を介してラッ
ク63に伝達され、ｘ軸移動台がｘ方向に所定の距離（演
算器18が演算した距離）だけ移動し、巻芯1に接続して
いるモータのｘ軸の位置を調整する。

【０１５５】さらに、ステップ５００において、コント
ローラ11からｙ軸駆動モータ71にｙ軸の移動量を示すｙ
軸モータ制御信号83が送られる。この信号に基づき、ｙ
軸駆動モータ71が回転し、動力が歯車72を介してラック
73に伝達され、モータ取付け台76がｙ方向に所定の距離
（演算器18が演算した距離）だけ移動し、巻芯1のモー
タ側のｙ軸の位置を調整する。

【０１５６】同様の手法を用いて、巻芯に接続されたエ
ンコーダの位置も調整する（ステップ６００、７００、
８００）。なお、このようにエンコーダの位置を調整す
るためには、エンコーダに対しても、図１４に示すよう
な、３次元移動機構を設けた構成にしておく。

【０１５７】そして、再度、軸ずれ検出コイル3a、3b、
3c、3dから検出された、軸ずれ量d1、d2を測定し、その
値が、予め定めた許容値err以下になるまで、前述の位
置調整を繰り返す。

【０１５８】本実施例によれば、巻芯１の軸ずれ量が許
容値以下になり、高調波成分を含む磁場の補正が容易に
行えるという効果がある。

【０１５９】また、計算された移動量に基づいて、モー
タやエンコーダを移動するほかに、人間が手動操作によ
り、各モータやエンコーダを移動可能な構成（具体的に
は、コントローラ11に、制御信号を与えるためのスイッ
チ等を備えた構成にする）とし、表示手段に表示され
る、ずれ量を観測しながら、手動操作でモータやエンコ
ーダを移動させてもよい。

【０１６０】また、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向において、予め定
めたモータ移動パターンで、モータを移動し、最も、ず
れ量の少なくなる位置を検索し、当該位置までモータを
移動するように、プログラム化して、自動移動処理を行
わせることも可能である。例えば、１つの移動パターン
で、１００点の、ずれ量を計測し、この１００点のう
ち、最も、ずれ量の少なくなる位置を求め、当該位置ま
でモータを移動すればよい。

【０１６１】なお、本実施例は、いままで述べてきた、
いずれの実施例に対しても適用可能であることはいうま
でもない。

【０１６２】

【発明の効果】本発明によれば、磁場測定コイルで計測
した磁場測定値を、軸ずれ検出コイルの出力に基づいて
補正し、高調波磁場成分を含む正確な磁場の測定を行う
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の磁場計測装置の構成図で
ある。

【図２】従来例の巻線部の断面の説明図である。

【図３】従来例の巻線の構成図である。

【図４】磁場計測装置の従来例の構成図である。

【図５】従来の磁場計測装置の出力波形の説明図であ
る。

【図６】回転による軸ずれ模式的な説明図である。

【図７】軸ずれ量校正の説明のための構成図である。

【図８】軸ずれ検出コイルの断面の説明図である。

【図９】本発明の第２実施例の磁場計測装置の構成図で
ある。

【図１０】本発明の第３実施例の磁場計測装置の構成図
である。

【図１１】本発明の第４実施例の磁場計測装置の構成図
である。

【図１２】本発明の第５実施例の磁場計測装置の構成図
である。

【図１３】本発明の第６実施例の磁場計測装置の構成図
である。

【図１４】モータ側位置制御装置の構成図である。

【図１５】被測定磁石の概略構成と座標系の説明図であ
る。

【図１６】高調波磁場の模式的な説明図である。

【図１７】従来の磁場計測コイルの信号処理の説明図で
ある。

【図１８】磁場計測コイルの高調波成分の説明図であ
る。

【図１９】軸ずれ検出コイルの出力と変位の関係の説明
図である。

【図２０】磁場測定コイルの出力と変位の関係の説明図
である。

【図２１】本発明の軸ずれ補正のフローチャートであ
る。

【図２２】本発明の位置制御のフローチャートである。

【図２３】軸ずれ検出コイルの出力とヨーイングの関係
の説明図である。

【図２４】磁場測定コイルの出力とヨーイングの関係の
説明図である。

【図２５】軸ずれ補正の説明図である。

【符号の説明】

１…巻芯、２…磁場測定コイル群、３ａ…軸ずれ検出コ
イル、３ｂ…軸ずれ検出コイル、３ｃ…軸ずれ検出コイ
ル、３ｄ…軸ずれ検出コイル、３ｅ…軸ずれ検出コイ
ル、３ｆ…軸ずれ検出コイル、４…駆動モータ、５…エ
ンコーダ、６…デジタルボルトメータ、９…被測定磁
石、１０…駆動装置、１１…コントローラ、１２ａ…磁
場測定コイル、１２ｂ…磁場測定コイル、１２ｃ…磁場
測定コイル、１４…双極磁場、１５…回転軸、１６…赤
道面、１７…被測定磁石の中心軸、１８…演算器、２１
…スリップリング、２２…ブラシ、２３…磁極の中心
面、４０…記憶手段、５０…架台、５１…ｚ軸駆動モー
タ、５２…歯車、５３…ラック、５４…ｚ軸スライド
溝、５５…ｚ軸移動ストッパ、５６…ｚ軸移動台、５７
…突起、６１…ｘ軸駆動モータ、６２…歯車、６３…ラ
ック、６４…ｚ軸スライド溝、６５…ｘ軸移動ストッ
パ、６６…ｘ軸移動台、６７…突起、７１…ｙ軸駆動モ
ータ、７２…歯車、７３…ラック、７４…ｚ軸スライド
溝、７５…ｙ軸移動ストッパ、７６…モータ取付け台、
７７…突起、７８…垂直支持台

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森和久茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定体が発生する磁場を計測する磁場計
測装置において、巻芯と、巻芯を回転駆動する駆動手段と、磁場を測定す
るために、前記巻芯に設けられたコイルである磁場測定
コイルと、巻芯の回転により磁場測定コイルに発生する
電圧を検出する磁場測定コイル電圧検出手段と、前記巻
芯を回転駆動する際、巻芯の回転軸のずれ量を測定する
ために前記巻芯に設けられたコイルである、少なくとも
２以上の軸ずれ検出コイルと、各軸ずれ検出コイルに対
応して設けた、巻芯の回転により軸ずれ検出コイルに発
生する電圧を検出する軸ずれ検出コイル電圧検出手段
と、前記磁場測定コイル電圧検出手段および軸ずれ検出
コイル電圧検出手段の出力に基づいて、被測定体が発生
する磁場を求める演算手段と、求めた発生磁場の値を出
力する出力手段とを有し、前記演算手段は、さらに、全軸ずれ検出コイル電圧検出
手段の出力と軸ずれ量との対応関係を定める第１の情
報、および、軸ずれ量と補正磁場値との対応関係を定め
る第２の情報を記憶する記憶手段と、両情報から求めた
補正磁場値に基づいて被測定体が発生する磁場を求める
処理手段を備え、該処理手段は、第１の情報を参照し、全軸ずれ検出コイ
ル電圧検出手段の出力から、対応する軸ずれ量を求め、
さらに、第２の情報を参照し、求めた軸ずれ量から補正
磁場値を求め、該補正磁場値に基づき、前記磁場測定コ
イル電圧検出手段の出力電圧に対応する磁場の値を補正
し、補正した磁場の値を、被測定体が発生する磁場とし
て、前記出力手段に出力することを特徴とする磁場計測
装置。
【請求項２】請求項１において、前記軸ずれ検出コイル
として、２対の鞍型コイルを、前記巻芯に設けたことを
特徴とする磁場計測装置。
【請求項３】請求項１において、前記軸ずれ検出コイル
として、コイルの巻回面（巻回された巻線を含む平面）
を、前記巻芯の回転軸に垂直な面に平行となるように、
前記巻芯に、巻線を巻回してコイルを設けたことを特徴
とする磁場計測装置。
【請求項４】請求項１において、前記軸ずれ検出コイル
として、コイルの巻回面を、前記巻芯の回転軸に斜交す
る面に平行となるように、前記巻芯に、巻線を巻回して
コイルを設けたことを特徴とする磁場計測装置。
【請求項５】請求項１において、前記軸ずれ検出コイル
は、絶縁被覆を備える巻線を巻回して構成し、前記巻芯
に設けた前記磁場測定コイルの上に配置したことを特徴
とする磁場計測装置。
【請求項６】請求項１において、前記軸ずれ検出コイル
は、前記巻芯内部でなおかつ、前記巻芯の回転軸を含む
平面上で、巻線を巻回して、巻芯内部に設けたことを特
徴とする磁場計測装置。
【請求項７】請求項１、２、３、４、５、および６のい
ずれかにおいて、前記処理手段は、さらに、フーリエ変
換処理手段を備え、該フーリエ変換処理手段は、求めた磁場を、フーリエ変
換処理し、高調波磁場成分を求め、前記出力手段に出力
することを特徴とする磁場計測装置。
【請求項８】請求項１、２、３、４、５、６および７い
ずれか記載の磁場計測装置において、さらに、与えられ
る駆動信号により、前記巻芯の３次元方向の移動を行う
駆動機構と、前記駆動信号を生成する処理を少なくとも
行う駆動処理手段とを備え、該駆動処理手段は、前記処理手段が第１の対応テーブル
を参照して求めた、軸ずれ量が最小となるように、前記
駆動機構を駆動する駆動信号を生成することを特徴とす
る磁場計測装置。