JPS58153179A - 比抵抗測定法 - Google Patents

比抵抗測定法

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JPS58153179A
JPS58153179A JP3521882A JP3521882A JPS58153179A JP S58153179 A JPS58153179 A JP S58153179A JP 3521882 A JP3521882 A JP 3521882A JP 3521882 A JP3521882 A JP 3521882A JP S58153179 A JPS58153179 A JP S58153179A
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JP
Japan
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sample
magnetic field
coil
applying
coils
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JP3521882A
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English (en)
Inventor
Kunishige Kuroda
黒田 邦茂
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、金属等の比抵抗を測定する方法に関するもの
である。
従来、金縛等の比抵抗を測定するには、jli1図に示
すような411ili!子法が採られてきた。即ち、1
度と磁界とを一定にできるような雰囲気l中に、金属等
の試料2倉入れ、これ(電流リード31゜31を接続し
て外部から試料2中に電流t−訛丁。
前記電流リード31.3−の間にある試料2に電圧端子
4..4−を接続し、この電圧端子4.。
4kにかかる電圧を測定することから、比抵抗を計算し
てい友。
しかし、上記の44子法では、少なくとも電圧端子4−
.4b間の距離を正確にlる必費があり、測定種度の点
で電点があシ、また、試料2と蝦訛り一ド接続部の発熱
による試料温度が上昇して、特に温度によって抵抗の変
化が着しい試料においては測定種度を感化させる欠点が
めった。爽に、試料2の材料によっては、電流リード3
−.3bと電圧端子4..4bO1i1絖が回部で−j
建ができない場合も6つ九。
実験準備上にも従来の4端子法にはいろいろと問題が6
9、例えば、試料2の成形は電源の電流容量、測定器感
度及び試料の抵抗値を4纏して行なわなければならず、
また、試料組立には半田付は等0@一作東を必要とする
等の手間がかかる欠点が6つ九。
その上、試料2が14檀智質からできた1N合体で、臀
にIIIIKJII成され友複合体の場合は、有効な比
抵抗を計ることが前記4端子法ではほとんど不可能で6
つ九0例えば、1s2図に示す如く、縞lの物’[2A
中に粒状の182の物質2Bが散在して試料2を構成す
る場合とか、第3図に示す如く、第1OQII質2人中
に繊纏状)第201111質2tl散在する場合等が等
げられる。籍に、#I2図の場合、IIIIlo吻質2
AO地質2AO比抵抗には、この第1の物質2Aのみの
比抵抗しか従来の4僧点法では一定で礁ないことになる
欠点が6つえ。
本発明の目的は、上記の欠点を1#消し、測定時間を短
−し、一定IWIIILに優れ且つ値測定材料の棟餉を
広けた比抵抗一定法を提供することにある。
本発明は、外部磁界印加用IE磁石中に、2個のコイル
を配設し、これらのコイルと外部抵抗とで、ブリッジ−
路に組み、この内の一方のコイル内に比抵抗測定試料を
挿入し、外部磁界を急変させることによって試料内にi
ll起される渦電流の諷其時定数を一定し、この減誠時
建数から被111j定試料の比抵抗を求めることにより
、上記目的に4成する。
次に本発明の原塩を実施例に入る前に11!明する。
比抵抗と渦電流の減員時定数との関係は、拡散刀根式を
解くことによって導出することができる。
ここではその概略を説明し結論のみを述べることに止め
る。
境界条件初期条件として、試料は牛礁几の円筒(長さは
無限長)上で、この軸方向に平行に直流磁界B、t−印
加し、試料中に磁界が良く侵透するように時間をかけた
後、外部磁界発生コイルの許す範囲でこの磁界を遮断し
零とする。なお、この遮断時間の長さの影響については
実施例のところで恢述する。この時点から試料内に渦電
流が4起され、試料中の磁束を逃がさない方向に―亀t
ILは流れ続けようとする。しかし、試料の抵抗のため
渦電流は徐々に滅貢しぐ磁束は試料中f:拡畝し外部空
間に逃け、磁界に苓に近づく。仏敏刀根式は時開It、
弧IIIk係数をD−71/μ、(ρは試料の比抵抗、
μ・はに科の透磁率を七nぞれ示す少とすれば、 B −−DV” B          ・、、  (1)
dt と衆わ丁ことがで龜る。これを円m扇儂糸(r。
#、Z;B#−B、−0.B、NLで示−に?ff、d
B藝      l  d13.       d暑 
B。
dt ””r dr  ” ar”  ’・・・(2)
となる、このmをB、(r、リ−f(r)、exp(−
At)とおけば、9開成分に関し で表わされるベッセルの値分方機武t111Iす。従っ
て、11J4O檎昇及び初期条件を調すように(3)式
をSけば、欺縛的に一紋解は ル@数で、畠、は0久ペンセ″ルー数の根である。
我々のほしい減衰時足数は積分機にはほとんど無関係で
積分以外の積で表わされる。即ち、bmの時間変化は無
数のモードのムね曾わせて表わされる。a、はnが大き
くなる樵大きくなり、拡畝の初期はその重ね奮わせの効
果が見られるが、十分時間が一過するとamによっての
み機わされるjll数関畝に漸近する解で表わすことが
できる。j4I’b、外部磁界のJlli畿、十分時間
が経通してからB。
を蛾側すればその変化は、 a。
B=(Bm)   exp(−D(−)”t)  ・・
・(5)n″4      B で近似される。しかも、この時間帝の減11時定畝l′
は、 と表わすことができ、即ち、目的の関係式を得る。
上記11に実験的に測定するには、試料にビックアンプ
コイルを巻付けておくだけで十分である。
試料から逃げ出す磁束がこのピンクアップコイルを横切
る時に、この両噛子に電圧を酵起するので、この電圧の
時間変化を綱渕すればその変化ρ為ら時定数を累めるこ
とがで寝る。ピンクアンプコイルの巷IIxを士分大書
くしておけは、かなシ小さな試料片でも、増幅器なしで
このTを求めることができる。
即ち、本発明では、試料の外部から直接電流を印加しな
くても#411IE訛の形で電流を4起させ、まえ、K
科に緩続し九端子電圧を針る代わシに4起され九−電流
のgm時定al’を針ることによって、その比抵抗71
k(6)式に従ってnI置良く求めることがで龜る。こ
の丸め、試料に対し#l接触魚媛続でその比抵抗を計る
ことができるので、試料の成形。
試料の取付け、試料の峨誉及び試料の材質等に煩わされ
ることがなく、*mx材料の種類を広げ、且つ固定時間
を短−することができる。
以下本発明の4夷J111iIiを従来例と同部品は同
符号を用いて一面に従って説明する。
JilIsIliOは本発明の比抵抗l1lIJ足法の
一実施例を説明する図でめる。磁界又は亀匿、もしくは
その両省tfRえられるような蓼囲気l中に、円筒状の
叢勅a昇印加用コイル5が配置されている。この変5i
ts界印加用コイル5内sKは、ピンクアップコイル6
.7が配置され、ピンクアップコイル6内には区Jp#
2が挿入されている。なお、叢励蝿岸印加用コイル5に
はコイルの口出し@5−、5bが引出され、同様にビッ
クアンプコイル6及び7にも、それぞれコイルの口出し
巌6−.6b及び1−.7hが引出されている。
上記変動磁界印加用コイル5は、発生する磁界の大きさ
は小さくても良いが、ピックアップコイル6.7が置か
れる空間においては、比叡的す−な磁界を発生させられ
ることが望ましい。史に、変1lIl+磁界のピーク値
が0.1秒から0.5秒機展で、且つ、遮断時間が短い
ことが、この纏11r#間は通常0.5〜1秒程でめれ
ば十分でるる。また、前記の磁界のJij−[はピンク
アップコイルの示める髪関でlXl0−”111mであ
れば良い。通常、ピックアップコイル6.7はφ50μ
mのエナメルAll!l縁#1線を直径5XI Qmm
、長さlO〜15tnmの絶縁物製ボビンに5000〜
10000タ一/楊畳いて作っておけば、かなシ小さな
1g1c科に対しても特別な増幅器を必要とすることが
ない測定ItAMtt−庸する。なお、ピンクアンプコ
イルを2儂用意した理由は、*4L九変i+ui界印加
用コイル5の遮断時間の影響を打ち消す丸めでめる。こ
の理由を第95−に健って説明する。
ピンクアンプコイル6と7は直列に振続され、同−畳方
向に口出し縁6.が可変抵抗体8を介して口出し* 7
 bとが優絖さn1筐九、口出し線7、と口出し−61
とが直all!続されている。可変抵抗体8の中点と、
前記口出し@ 7 、、と6−との!IkIIR点には
端子9.,9bが形岑壜れ、この端子から出力をとれる
ようなブリッジ回路が形成されている。
予め、試料21ピツクアンプコイル6内に挿入しない状
−で、変lll1磁界印加用コイル5の励磁と4新を繰
返し、前記出力端子9−.9bに電圧が発生しないよう
に可変抵抗体8f:1lIl!Iシておく。
このようなバランスのとれた状悪では、外部磁界がどん
なパターンで変化しようとも端子9.。
9bには出力が出ないことになり、変動4a界印加用コ
イル5の1新時間の大きさによる影響は完全に打ち消さ
れることになる。このg*が完了した彼、ピックアップ
コイル6に試料2を挿入し、変動磁界印加用コイル5を
励磁しiil断すれば、試料2に発生する目的の一電流
の@良のみによる電比信号を端子9..9−から取出す
ことがで自る。
変動磁界印加用コイル5によ#)発生δせる外部印加磁
界を急速KJl断することにより、試料2に4起される
一電滝は確かに物質内に遍在するか、この渦1L滝の減
滅の時定数を観−jしている眠りにおいて、^SS低抵
抗測定していることにはならず、あくまで試料2を形成
している物質にAl舊な比抵抗が測定されることになる
。このようなX[において、第2図で示し九ような複罐
なAl成をした試料でも、個々の物質の比抵抗や、その
曾成された平均的(有効〕な比抵抗を測定することがで
きる。
第6図は上記実施例で説明した比抵抗−j建法を用いて
鋼の比抵抗を61J定した結果を示したものである。鋼
材は直径5 m m 、比抵抗比ルR)L−1t)0゜
300”Kで比抵抗1.58X10−’47cmの4の
を用い、ピンクアップコイル6.7としては、内儀11
mm、−j(さ40mm、@p10000ターン、磁界
のピーク1110.1秒、試料諷If 4.2°にの条
件で一定した。図は、上記条件の下における出力端子l
Oからの出力電圧の時間変化を示したものでるる。時間
が0〜30m8の範囲では指a法則からずれ九特性とな
っているが、それ以後は指数法則に従って減衰する。指
数法則に従って減衰する閾での時定数を求めると、y’
−atsmsが得られる。従って、4.2・にでのこの
試料の比抵抗は(6)式よpp−1,57X1G−・M
cmとなり、比抵抗比RRR−100に考慮すると、本
実施例の比抵抗一定法により適切な比抵抗測定か行なわ
れていることが分る。
本実施例によれば、zima界印加用コイル5内にピン
クアンプコイル6.7を挿入し、爽に、ピンクアンプコ
イル6内に試料2を挿入し、前記変動a昇印加用コイル
5を励磁し通断した際に、端子9−.9bから得られる
電圧信号を測定し、この電圧信号から時定数rを累め、
(6)式によって試料2の比抵抗を測定するので、試料
2に無嵌触無艦続で比抵抗を直接測定することができる
ため、測定積度を向上させることができると共に、煩雑
な準備や操作がないため測定時間を短時間とする効果が
ある。また、変ll1lfl&界印加用コイル5によっ
て発生される変WIJffl界によって、試料2に酵起
される11411Ic流の滅涙から比抵抗を一定するた
め、試料2が複雑な構成を有する儂合体であっても、有
効な比抵抗を欄建し得る効果がある。
以上記述した如く本発明の比抵抗測建法によれば、測定
時間を短−し、測定積度に優れ且つ仮測定材料の種類を
広げることができる。
【図面の簡単な説明】
I@1図は従来の4趨子法による比抵抗創建方法を示す
説明図、第2−及び第3図は榎酋体の構成例を示す斜視
図、184図は本発明の比抵抗(141jk法の一実施
例を示す説明図、第5図は論4図に示したピンクアンプ
コイルの#味例を示した概RI回路図、第6図は本実施
例を鋼に対して実施した場合に得られる渦電流の滅置曲
Ill#It示しfC#!図でめる。 2・・・試料、5・・・変Ilb磁界叩加用コイル、6
,7・・・ヒツクアソプコイル、8・・・可′R抵抗体
。 代壇人 弁理士 高橋明木、。 し1111,1 (6ヲメ+j− 瑯 1 図 第 6 図 日1nHん (7F&5cc)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 Lit細定試料に急変する外Sa界を印加して、鍍試料
    中に渦電流を発生せしめ、該渦電流の減誂時定数を測定
    することを特徴とする比抵抗測定法。 2 外ga界印加用のコイルの中に、2個のビックアン
    プコイルを配置し、これらビックアンプコイルと抵抗器
    とによって各アームが構成されるブリッジ回路を形成し
    、前記一方のピンクアップコイル内に被測定試料を挿入
    し、外部磁界を急変させ走時に生じる前記ブリッジ回路
    のアーム接続点に発生する電圧を一定することによシ、
    試料中に鋳起される渦電流の滅IR時定数t−測定する
    ことを%−とする骨杆−求の範囲第1項記載の比抵抗測
    定法。
JP3521882A 1982-03-08 1982-03-08 比抵抗測定法 Pending JPS58153179A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62108148A (ja) * 1985-11-06 1987-05-19 Shigeru Kitagawa 金属の材質検知方法及びその装置
JPH0778489B2 (ja) * 1986-10-10 1995-08-23 リンデル、ステン 導電材料に関するパラメーターの大きさを無接触で測定する方法と測定装置
JP2007139498A (ja) * 2005-11-16 2007-06-07 General Environmental Technos Co Ltd 比抵抗測定装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62108148A (ja) * 1985-11-06 1987-05-19 Shigeru Kitagawa 金属の材質検知方法及びその装置
JPH0778489B2 (ja) * 1986-10-10 1995-08-23 リンデル、ステン 導電材料に関するパラメーターの大きさを無接触で測定する方法と測定装置
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