JPH0772748B2 - 振動試料型磁力計 - Google Patents

振動試料型磁力計

Info

Publication number
JPH0772748B2
JPH0772748B2 JP62054067A JP5406787A JPH0772748B2 JP H0772748 B2 JPH0772748 B2 JP H0772748B2 JP 62054067 A JP62054067 A JP 62054067A JP 5406787 A JP5406787 A JP 5406787A JP H0772748 B2 JPH0772748 B2 JP H0772748B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pole piece
magnetic pole
magnetic
vibrating sample
magnetometer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62054067A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS63221270A (ja
Inventor
篤補 高垣
賢司 古澤
勝男 阿部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP62054067A priority Critical patent/JPH0772748B2/ja
Publication of JPS63221270A publication Critical patent/JPS63221270A/ja
Publication of JPH0772748B2 publication Critical patent/JPH0772748B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は振動試料型磁力計に係り、特に、微小試料や磁
性薄膜材料などの、微小な磁気モーメントを高精度で且
つ高能率で測定するに好適な振動試料型磁力計に関する
ものである。
[従来の技術] 近年、磁気デイスクなどの分野において、磁性薄膜材料
が精力的に研究されている。磁性薄膜材料に関しては、
微小な磁気モーメント、たとえば3×10-3emu(3.8×10
-12wb・m)以下の磁気モーメントを精度良く測定しな
ければならない。また、開発を早めるためには、その測
定時間を短く、高能率に測定する必要がある。
このような微小磁気モーメントの測定には振動試料型磁
力計が最適であり、この種のものが数多く市販されてい
る。その測定原理は、例えば「強磁性体の物理(上)第
49,裳華房1983年発行」に記載のように、電磁石の磁極
片近傍に検出コイルを配設し、磁極間隙にて、試料を80
Hz程度で振動させ、前記検出コイルに発生する誘導起電
力を増幅してこれを測定するものである。この際、電磁
石の磁極面に、磁化した試料の鏡像に対応した表面磁極
が発生し、前記試料からの磁力線が前記磁極面へ吸込ま
れる。これを利用することができるように、検出コイル
面を前記磁極面に対して平行に設置して、信号強度を増
加させるようになっている。
[発明が解決しようとする問題点] 上記従来技術は、一般に電磁石の磁極片として、電磁軟
鉄のブロック、すなわちバルクの電磁軟鉄を使用してい
た。したがって、発生磁場を変化させるときの磁壁移動
に起因するバルクハウゼン・ノイズに対しての配慮がさ
れておらず、このバルクハウゼン・ノイズを検出コイル
が検出してしまい、ノイズが増加するという問題点があ
った。これは、特に、磁極片が磁気飽和に近くなる10kO
e(8×105A/m)以上から発生磁場を減少させた場合、4
kOe(3×105A/m)以下において、顕著であった。さら
に、バルクハウゼン・ノイズを抑えるためには、このノ
イズがパルス状で周波数範囲が広いので、時定数を1秒
程度にする必要があった。したがって、高精度の測定に
は、1試料当たり20〜30分の測定時間が必要で、測定能
率が悪いものであった。
また、磁極片が電磁軟鉄のブロックであるので、周波数
が80Hzまで上昇すると、渦電流損失に起因して、鏡像に
よる表面磁極が十分に現れない。このため、信号強度が
理論値まで上昇せず、上記ノイズに対する信号/ノイズ
比(S/N比)を大きくすることができないという問題点
もあった。
上記した磁極片を使用した市販の振動試料型磁力計は、
バルクハウゼン・ノイズが原因して、5×10-5〜1×10
-4emu(6.3×10-14〜1.3×10-13wb・m)程度の誤差が
発生してしまい、測定上、無視できない大きさであり、
且つ渦電流の影響で信号強度も低いものであった。
このように、従来、磁極片としてバルクの電磁軟鉄を使
用していた振動試料型磁力計は、周波数80Hzにおける検
出能力が低下し、且つ磁場掃引時にバルクハウゼン・ノ
イズを発生したので、微小な磁気モーメントを測定する
際、イ測定精度が悪く、ロ測定時間が長くて測定能率が
悪い、という問題点があった。
本発明は、上記した従来技術の問題点を解決するために
なされたもので、本発明の目的は、渦電流の発生を抑制
し、信号強度を増加させて高いS/N比を得るとともに、
バルクハウゼン・ノイズを著しく低減し、短い時定数の
測定ができ、測定時間の短縮を実現することにより、微
小な磁気モーメントを高精度かつ高能率に測定しうる振
動試料型磁力計を提供することにある。
[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するために、本発明に係る振動試料型磁
力計の構成は、一対の相対向する磁極面を有しバルク材
からなるヨークに励磁コイルを巻き、かつ前記磁極面の
それぞれに磁極片を取付けてなる電磁石の前記磁極片近
傍に検出コイルを配設し、前記励磁コイルへ直流電流を
流すことにより前記両磁極片の間隙に磁場を発生させ、
この磁場により磁化した試料を振動させ、前記検出コイ
ルに発生する誘導起電力を検出することにより、前記試
料の磁気モーメントを測定することができるようにした
振動試料型磁力計において、上記磁極片を、不連続体の
磁極片にしたものである。
さらに詳しくは、磁極片を、渦電流および広範囲な磁壁
移動を抑制した構造体にしたものである。
[作用] まず、バルクハウゼン・ノイズの除去について説明す
る。バルク材である電磁石のヨークから発生するバルク
ハウゼン・ノイズは、磁極片により磁気シールドされる
ので著しく低減する。また、磁極片自身から発生するバ
ルクハウゼン・ノイズは、磁極片を不連続体とすること
により磁壁移動が抑制されて著しく低減する。したがっ
て、測定能率が向上するとともに、測定精度も向上す
る。
次に、信号強度の増加について説明する。前記磁極片の
周波数特性が良好なため、試料振動数80Hz程度に対して
の鏡像磁気モーメントが大きくなる。したがって、前記
磁極片に吸込まれる磁力線が多くなることにより、信号
強度が増加する。
[実施例] 実施例の説明に入る前に、本発明に係る基本的事項を説
明する。
本発明の振動試料型磁力計は、その磁極片を、渦電流と
磁壁移動とを抑制することができる、不連続体の磁極片
にしたものである。この構成の実施態様としては、厚さ
1mm以下の薄板を磁極面と直交する方向に積層した薄板
積層型磁極片,条厚1mm以下の条体を磁極面と直交する
方向に束ねた条束型磁極片,粒径約100μmφ以下の紛
体を圧縮成形した圧粉成形型磁極片にしたものである。
このように構成することにより、渦電流を抑制するこ
とができるので、信号強度が増加し、磁気移動を抑制
することができるので、バルクハウゼン・ノイズが発生
せず、測定能率が向上し且つ測定誤差を低減することが
できる。
なお、これら磁極片の材料としては、電磁石への適性を
考慮して、飽和磁束密度1.5T以上を有する高飽和磁性材
料、たとえばFe−Co合金,Fe−Si合金,Fe−Al合金などが
よい。
本発明は、上記した基本的事項に基づいてなされたもの
であり、以下実施例によって説明する。
第1の実施例を述べる。
第1図は、本発明の第1の実施例に係る振動試料型磁力
計の薄板積層型磁極片近傍の詳細を示す斜視図、第2図
は、この振動試料型磁力計を示す略示構成図、第3図
は、この振動試料型磁力計の要部を示す正面図である。
図において、10は、一対の相対向する磁極面2aを有しバ
ルク材からなるヨーク2に励磁コイル3を巻き、かつ前
記磁極面2aのそれぞれに磁極片に係る薄板積層型磁極片
1(詳述後述)を取付けてなる電磁石、5は、薄板積層
型磁極片1近傍に配設された検出コイル、7は、この検
出コイル5に接続され、磁束変化により該検出コイル5
に発生する誘導起電力を増幅し、これを磁気モーメント
として測定することができる増幅器、4は、磁気モーメ
ントを測定すべき試料、6は、この試料4を振動方向8
へ80Hz程度で振動させることができる加振器である。
前記薄板積層型磁極片1は、その詳細を第1図に示すよ
うに、厚さが0.5mmで、材料がFe−Co(50wt%)合金の
薄板1aを、磁極面2aと直交する方向に積層して、円柱状
に形成したものである。磁極面2aと直交する方向に積層
したのは、渦電流が磁極面2aと平行に発生するからであ
る。
なお、9は磁力線、11は、試料4の磁気モーメント、12
は鏡像磁気モーメントである。
このように構成したので、加振器6によって試料4を振
動方向8へ加振したとき、磁壁移動は、高々、薄板1aの
厚さ程度に抑制される。したがって、ヨーク2から発生
するバルクハウゼン・ノイズに起因して、検出コイル5
に発生する誘導起電力は、著しく低減する。
また、薄板積層型磁極片1が、それ自体不連続体である
ので、渦電流の発生が防止され、該磁極片1の周波数特
性が良好になる。したがって、試料振動数80Hz程度に対
しての鏡像磁気モーメント12が大きくなり、薄板積層磁
極片1に吸込まれる磁力線9が多くなって、信号強度が
増加する。
次に、この薄板積層型磁極片1について、磁極片厚さh
(第1図参照)をいろいろに変えた場合の信号/ノイズ
比(S/N比)の変化、および特定数をいろいろに変えた
場合のS/N比の変化の状態を、図面を用いて具体的に説
明する。
第4図は、前記薄板積層型磁極片の磁極片厚さ−S/N比
特性図、第5は、この薄板積層型磁極片の時定数−S/N
比特性図である。
この第4図は、試料4と磁極片面との距離d(第3図参
照)=15mm、試料振動数=80Hzの場合のものである。こ
の図から明らかなように、磁極片厚さhが3mm以上であ
れば、S/N比が約15dB向上することがわかる。
また、第5図は、薄板積層型磁極片1(磁極片厚さh=
5mm)と、従来の電磁軟鉄ブロックの磁極片(ただし磁
極片厚さ5mm)とを比較して示してある。この図から、S
/N比の低下し始める時定数が、電磁軟鉄ブロックの磁極
片では400msであるのに対して、薄板積層型磁極片1で
は40msに向上している。
なお、本実施例は、薄板1aの厚さが0.5mmのものについ
て説明したが、薄板の厚さは1mm以下であれば同様の効
果を奏する。
さらに、本実施例は、薄板積層型磁極片1の形状を円柱
形状のものにしたが、円錐台形状のものであっても同様
の効果を奏するものである。
次に、第2の実施例を述べる。
第6図は、本発明の第2の実施例に係る振動試料磁力計
の条束型磁極片近傍の詳細を示す斜視図である。
この第6図において、第1図と同一番号を付したものは
同一部分である。そして、1Aは、条厚が0.5mmで、材料
がFe−Co(50wt%)合金の条体1bを、磁極面2aと直交す
る方向に束ねて、円柱状に形成した条束型磁極片であ
る。
この条束型磁極片1Aを取付けた振動試料型磁極計も、前
記第1図に係る実施例と同様に、該磁極片1Aによって磁
壁移動を抑制するとともに、渦電流の発生を防止するこ
とができ、微小な磁気モーメントを、高精度に且つ高能
率に測定することができる。
なお、条厚が1mm以下であれば、同様の効果を奏する。
次に、第3の実施例を述べる。
第7図は、本発明の第3の実施例に係る振動試料型磁力
計の圧粉成形型磁極片近傍の詳細を示す斜視図である。
この第7において、第1図と同一番号を付したものは同
一部分である。そして、1Bは、粒径が約50μmφで、材
料がFe−Co(50wt%)合金の粉体1cを円柱状に圧縮成形
してなる圧粉成形型磁極片である。
この圧粉成形型磁極片1Bを取付けた振動試料型磁力計
も、前記第1図に係る実施例と同様に、該磁極片1Bによ
って磁壁移動を抑制するとともに、渦電流の発生を防止
することができ、微小な磁気モーメントを、高精度に且
つ高能率に測定することができる。
なお、粉体の粒径が約100μmφ以下であれば、同様の
効果を奏する。
前記各実施例においては、磁極片の材料を、すべてFe−
Co(50wt%)合金にしたが、磁極片の材料は、これに限
るものではなく、通常使用される電磁石発生磁場10kOe
(8×105A/m)以上において有効であればよく、このた
めには飽和磁化(飽和磁束密度)が15KG(1.5T)以上で
あることが望ましい。これを満足するものとして、Fe−
Co合金,Fe−Si(15wt%以下)合金,Fe−Al(15wt%以
下)合金などの高飽和磁性材料がある。これらの材料を
使用して、薄板積層型磁極片1,条束型磁極片1A,圧粉成
形型磁極片1Bを製作し、それらのS/N増,最小厚,最小
時定数を調べた結果を、次の表に示す。
この表において、S/N増は、第4図を参照して、磁極片
厚さh=0におけるS/N比と、S/N比の飽和値との差を示
し、最小厚は、同じく第4図を参照して、S/N比がその
飽和値から3dB減少する磁極片厚さhを示し、最小時定
数は、第5図を参照して、S/N比がその飽和値から3dB減
少する時定数を示す。
この表から明らかなように、上記材料の何れを選択して
も、同様の効果が得られる。
なお、上記材料のほかに、たとえばフエライト糸の焼結
体も考えられる。しかし、飽和磁化が4kG(0.4T)以下
であるため、電磁石発生磁場が4kOe(3.2×105A/m)以
下では、磁極片が磁気飽和してしまう。したがって、フ
エライト糸の焼結体は、磁気飽和を生じない3kOe(2.4
×105A/m)以下でのみ有効である。
[発明の効果] 以上詳細に説明したように、本発明によれば、渦電流の
発生を抑制し、信号強度を増加させて高いS/N比を得る
とともに、バルクハウゼン・ノイズを著しく低減し、短
い時定数の測定ができ、測定時間の短縮を実現すること
により、微小な磁気モーメントを高精度かつ効能率に測
定しうる振動試料型磁力計を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の第1の実施例に係る振動試料型磁力
計の薄板積層型磁極片近傍の詳細を示す斜視図、第2図
は、この振動試料型磁力計を示す略示構成図、第3図
は、この振動試料型磁力計の要部を示す正面図、第4図
は、前記薄板積層型磁極片の磁極片厚さ−S/N比特性
図、第5図は、この薄板積層型磁極片の時定数−S/N比
特性図、第6図は、本発明の第2の実施例に係る振動試
料型磁力計の条束型磁極片近傍の詳細を示す斜視図、第
7図は、本発明の第3の実施例に係る振動試料型磁力計
の圧粉成形型磁極片近傍の詳細を示す斜視図である。 1……薄板積層型磁極片、1A……条束型磁極片、1B……
圧粉成形型磁極片、1a……薄板、1b……条体、1c……粉
体、2……ヨーク、2a……磁極面、3……励磁コイル、
4……試料、5……検出コイル、6……加振器、7……
増幅器、10……電磁石、11……磁気モーメント。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−61867(JP,A) 特開 昭57−96506(JP,A) 特公 昭32−8018(JP,B1) 応用物理 第39巻 第7号(1970) P.723(99)−726(102)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一対の相対向する磁極面を有しバルク材か
    らなるヨークに励磁コイルを巻き、かつ前記磁極面のそ
    れぞれに磁極片を取付けてなる電磁石の前記磁極片近傍
    に検出コイルを配設し、前記励磁コイルへ直流電流を流
    すことにより前記両磁極片の間隙に磁場を発生させ、こ
    の磁場により磁化した試料を振動させ、前記検出コイル
    に発生する誘導起電力を検出することにより、前記試料
    の磁気モーメントを測定することができるようにした振
    動試料型磁力計において、 上記磁極片を、不連続体の磁極片にしたことを特徴とす
    る振動試料型磁力計。
  2. 【請求項2】不連続体の磁極片を、厚さ1mm以下の薄板
    を磁極面と直交する方向に積層した薄板積層型磁極片に
    したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の振動
    試料型磁力計。
  3. 【請求項3】薄板の材料を、高飽和磁性材料にしたこと
    を特徴とする特許請求の範囲第2項記載の振動試料型磁
    力計。
  4. 【請求項4】不連続体の磁極片を、条厚1mm以下の条体
    を磁極面と直交する方向に束ねた条束型磁極片にしたこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の振動試料型
    磁力計。
  5. 【請求項5】条体の材料を、高飽和磁性材料にしたこと
    を特徴とする特許請求の範囲第4項記載の振動試料型磁
    力計。
  6. 【請求項6】不連続体の磁極片を、粒径約100μmφ以
    下の粉体を圧粉成形した圧粉型磁極片にしたことを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の振動試料型磁力計。
  7. 【請求項7】粉体の材料を、高飽和磁性材料にしたこと
    を特徴とする特許請求の範囲第6項記載の振動試料型磁
    力計。
JP62054067A 1987-03-11 1987-03-11 振動試料型磁力計 Expired - Lifetime JPH0772748B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62054067A JPH0772748B2 (ja) 1987-03-11 1987-03-11 振動試料型磁力計

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62054067A JPH0772748B2 (ja) 1987-03-11 1987-03-11 振動試料型磁力計

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63221270A JPS63221270A (ja) 1988-09-14
JPH0772748B2 true JPH0772748B2 (ja) 1995-08-02

Family

ID=12960273

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62054067A Expired - Lifetime JPH0772748B2 (ja) 1987-03-11 1987-03-11 振動試料型磁力計

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0772748B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4761483B2 (ja) * 2009-03-10 2011-08-31 株式会社東栄科学産業 電磁石、磁場印加装置および磁場印加システム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
応用物理第39巻第7号(1970)P.723(99)−726(102)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63221270A (ja) 1988-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pareti et al. Detection of singularities in the reversible transverse susceptibility of an uniaxial ferromagnet
US4045738A (en) Variable reluctance speed sensor of integral construction utilizing a shielded high coercive force rare earth magnet positioned directly adjacent the sensing rotating element
JPH0831635A (ja) Mri用磁界発生装置
JPS6247252B2 (ja)
JP3076889B2 (ja) 磁気力顕微鏡
CA1145009A (en) Magnetic transducer and proximity detection device incorporating such a transducer
JP3014319B2 (ja) 磁石対向型永久磁石回路
EP0185406B1 (en) Magnetic head having core parts of an amorphous ferromagnetic metal
Biorci et al. Frequency spectrum of the Barkhausen noise
CA1040885A (en) Magnetoelastic transducer arrangement
JP2764458B2 (ja) Mri用磁界発生装置
JP3143371B2 (ja) 磁気共鳴イメージング装置
Birsan et al. Magnetic Barkhausen noise study of domain wall dynamics in grain oriented 3% Si-Fe
JPH0772748B2 (ja) 振動試料型磁力計
CN105974336B (zh) 一种磁粉芯饱和磁感应强度的检测方法
Graham et al. Experimental demagnetizing factors for disk samples magnetized along a diameter
US6937018B2 (en) Systems and methods for fabricating pole pieces for magnetic resonance imaging systems
US7248041B2 (en) Device and method for measuring transient magnetic performance
JP3618425B2 (ja) 磁気センサ
Das et al. Characterization of samarium-cobalt TWT magnets
JP3445303B2 (ja) Mri用磁界発生装置
US5481808A (en) Vehicle orientation sensor and method with magnetic stabilization
Baran Core magnet assembly with anisotrophic AlNiCo permanent magnets
JPS5919213A (ja) 垂直磁化記録用ヘツド
JP2768488B2 (ja) 磁性薄膜の磁化特性測定装置