JPS60117167A - 透磁率測定方法 - Google Patents
透磁率測定方法Info
- Publication number
- JPS60117167A JPS60117167A JP22567983A JP22567983A JPS60117167A JP S60117167 A JPS60117167 A JP S60117167A JP 22567983 A JP22567983 A JP 22567983A JP 22567983 A JP22567983 A JP 22567983A JP S60117167 A JPS60117167 A JP S60117167A
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- Japan
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- magnetic
- magnetic field
- permeability
- magnetic permeability
- container
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/12—Measuring magnetic properties of articles or specimens of solids or fluids
- G01R33/1223—Measuring permeability, i.e. permeameters
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（ａ） 発明の技術分野
本発明は微少磁場における透磁率の測定方法に関する。
（ｂ）技術の背景
磁場Ｈの中に置いた磁性体が一様に磁化されたとき単位
体積当９の磁気モーメントを磁気分極或は磁化の強さと
云い工で表わすとこの磁化の強さ工は外ｍ磁場Ｈに比例
して変化するのでＩ＝ｘＨ・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・（１１と表わすことがで
き、ＸＵｍ化率と呼ばｎている。
体積当９の磁気モーメントを磁気分極或は磁化の強さと
云い工で表わすとこの磁化の強さ工は外ｍ磁場Ｈに比例
して変化するのでＩ＝ｘＨ・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・（１１と表わすことがで
き、ＸＵｍ化率と呼ばｎている。
また磁気誘導或は磁束密度Ｂと磁化率Ｘの間にはＢ＝（
ｘ＋μｏ）Ｈ・・・・・・・・・・・・（２）但しμ０
・・・・・・・・・真空の透磁率の関係があシ一般に Ｂ−μＨ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・（３）として表わすことができ、μ
は透磁率と呼ばれている。
ｘ＋μｏ）Ｈ・・・・・・・・・・・・（２）但しμ０
・・・・・・・・・真空の透磁率の関係があシ一般に Ｂ−μＨ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・（３）として表わすことができ、μ
は透磁率と呼ばれている。
さて鉄（Ｆｅ ）、ニッケル（Ｎｉ ）のような強磁性
体は磁場によって強く磁化するので一般に透磁率（μ）
の値は太きくｉｏ”〜１０６に達するものもある。
体は磁場によって強く磁化するので一般に透磁率（μ）
の値は太きくｉｏ”〜１０６に達するものもある。
こ＼で強磁性体において磁化の強さくＩ）は第１図の磁
化曲線１で示されるように磁場（Ｈ）に対して複雑な変
化をする。すなわち第１の段階は磁場（Ｈ）が極く弱い
範囲で磁化の強さくＩ）が磁場に比例して増加する。
化曲線１で示されるように磁場（Ｈ）に対して複雑な変
化をする。すなわち第１の段階は磁場（Ｈ）が極く弱い
範囲で磁化の強さくＩ）が磁場に比例して増加する。
この範囲は初透磁率範囲と呼ばれ磁場を取り除くと磁化
の強さは０に戻シ可逆的である。
の強さは０に戻シ可逆的である。
次にこの範囲を越えると磁場（Ｈ）に対し磁化の強さは
急激に増化する範囲が６９、不連続磁化範囲と呼ばれて
いる。これは磁場（Ｈ）に対する磁化の強さくＩ）がバ
ルクハウゼン効果によって階段的に増加する頭載である
。
急激に増化する範囲が６９、不連続磁化範囲と呼ばれて
いる。これは磁場（Ｈ）に対する磁化の強さくＩ）がバ
ルクハウゼン効果によって階段的に増加する頭載である
。
この範囲では磁場（Ｈ）と磁化の強さくＩ）との関係は
可逆的ではなく小さなループを画いて変化して０には戻
らない。これは磁壁の移動による磁化の変化であって、
この変化が完了した後で更に磁場（）ｌ）を増すとも磁
区内のスピンは磁場方向にその向きを変えはじめこれに
よシ磁化の強さくＩ）は増加する。これが回転磁化範囲
であ夛、更に磁場（Ｈ）を強くするとスピンの向きは磁
場方向に全部揃って飽和に達する。
可逆的ではなく小さなループを画いて変化して０には戻
らない。これは磁壁の移動による磁化の変化であって、
この変化が完了した後で更に磁場（）ｌ）を増すとも磁
区内のスピンは磁場方向にその向きを変えはじめこれに
よシ磁化の強さくＩ）は増加する。これが回転磁化範囲
であ夛、更に磁場（Ｈ）を強くするとスピンの向きは磁
場方向に全部揃って飽和に達する。
この像域が磁化飽和範囲である。
このようにｆｌ１式でＩ／Ｈで表われる磁化率Ｘの値は
磁場（ｆ（）の値により異るもので、第１図の磁化曲線
１において原点附近の最初の傾斜を初磁化率、また原点
から引いた接線の傾斜を最大磁化率と呼び、これに対応
する透磁率を初透磁率およ本発明は微少な磁場における
透磁率の測定方法に関するものである。
磁場（ｆ（）の値により異るもので、第１図の磁化曲線
１において原点附近の最初の傾斜を初磁化率、また原点
から引いた接線の傾斜を最大磁化率と呼び、これに対応
する透磁率を初透磁率およ本発明は微少な磁場における
透磁率の測定方法に関するものである。
（ｃ） 従来技術と問題点
電子回路素子例えは磁気バブルメモリは信頼性の見地か
ら地磁気の影響および外部磁場の影響を遮断することが
必要であフ、素子はパーマロイからなるケースに格納す
る素子構成法がとられている。
ら地磁気の影響および外部磁場の影響を遮断することが
必要であフ、素子はパーマロイからなるケースに格納す
る素子構成法がとられている。
また磁気ディスク磁気テープなどの磁気記録媒体などに
おいても記録保持のためには完全な磁気シールドが必要
である。ざらに、ジョセフソンコンビ為夕においても、
地磁気の影響を低減するために磁気シールドが必要とな
る。こ＼で磁気シールドとしては鉄（Ｆｅ ）とニッケ
ル（Ｎｉ ）を主成分とし、これにモリブデン（Ｍｏ）
、クローム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ ）などの第３元素を添
加して高い透磁率を示す材料をパーマロイと総称して用
いられている。
おいても記録保持のためには完全な磁気シールドが必要
である。ざらに、ジョセフソンコンビ為夕においても、
地磁気の影響を低減するために磁気シールドが必要とな
る。こ＼で磁気シールドとしては鉄（Ｆｅ ）とニッケ
ル（Ｎｉ ）を主成分とし、これにモリブデン（Ｍｏ）
、クローム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ ）などの第３元素を添
加して高い透磁率を示す材料をパーマロイと総称して用
いられている。
すなわちＮｉを３５〜８０（％）含むＦｅ −Ｎｉ合金
は透磁率が高く特に高温よシ急冷したものはＮｉ５Ｆｅ
の規則格子の成長が抑制されるため晶い透磁率を示し、
またＭｏ＋ Ｃｒ、Ｃｕなどの添加はＮｉ３Ｆｅ規則格
子の成長の抑制に効果がある・このように高い透磁率ボ
す軟磁性材料は磁気シールド材として一般に用いられて
いるが、透磁率の値は磁場の値によシ異っておシ、磁気
シールドの見地からすると非′帛に微麹な磁場における
透磁率を把握しておくことが会費である。然し非常に倣
弱な磁界値の測定方法が無かったためにめることができ
なかった。
は透磁率が高く特に高温よシ急冷したものはＮｉ５Ｆｅ
の規則格子の成長が抑制されるため晶い透磁率を示し、
またＭｏ＋ Ｃｒ、Ｃｕなどの添加はＮｉ３Ｆｅ規則格
子の成長の抑制に効果がある・このように高い透磁率ボ
す軟磁性材料は磁気シールド材として一般に用いられて
いるが、透磁率の値は磁場の値によシ異っておシ、磁気
シールドの見地からすると非′帛に微麹な磁場における
透磁率を把握しておくことが会費である。然し非常に倣
弱な磁界値の測定方法が無かったためにめることができ
なかった。
（ｄ） 発明の目的
本発明は磁性拐料について微弱な磁場における透磁率を
める方法を提供することを目的とする。
める方法を提供することを目的とする。
（ｅ） 発明の構成
本発明の目的は高透磁率磁性劇料よりなる磁気遮蔽容器
の外側に設けたコイルに通電して一定値の外部磁場を形
成すると共に前記遮蔽容器内の内部磁場を起債２８量子
干渉削を用いて測定することにより遮蔽度をめ、該遮蔽
度よ勺做少磁場における前記磁性材料の透磁率をめるこ
とによシ達成することができる。
の外側に設けたコイルに通電して一定値の外部磁場を形
成すると共に前記遮蔽容器内の内部磁場を起債２８量子
干渉削を用いて測定することにより遮蔽度をめ、該遮蔽
度よ勺做少磁場における前記磁性材料の透磁率をめるこ
とによシ達成することができる。
磁気センチとしてはホール素子或は磁気抵抗素子が知ら
ｎているがこれらのセンサでは１（ｍＯｅ）以下の微弱
な磁場を測ることはできない。
ｎているがこれらのセンサでは１（ｍＯｅ）以下の微弱
な磁場を測ることはできない。
本発明は一高感度磁場計である超伏４量子干渉計（Ｓｕ
ｐｅｒ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｉｎ
ｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｄｅｖｉｃｅ 通称５ＱＵＩＤ
）を用いて微弱な磁場を測定し、既に知られている透磁
率算定の理論式から透磁率をめるものである。
ｐｅｒ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｉｎ
ｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｄｅｖｉｃｅ 通称５ＱＵＩＤ
）を用いて微弱な磁場を測定し、既に知られている透磁
率算定の理論式から透磁率をめるものである。
本方法は測定ゼんとする軟磁性材料を用いて多重の磁気
シールド容器を作シ、容器の外から一定値の磁場を与え
（内部に漏洩する微弱な磁場を測定して磁気遮蔽度をめ
、この値と理論式から透磁率をめるものである。超伝導
量子干渉計（以下略して５ＱＵＩＤ）は第３図に示すよ
う［５ＱＵＩＤセンサ２を液体ヘリウム（Ｈｅ）３を入
れた断熱容器４の中に浸漬して極低温に保持したもので
ある。
シールド容器を作シ、容器の外から一定値の磁場を与え
（内部に漏洩する微弱な磁場を測定して磁気遮蔽度をめ
、この値と理論式から透磁率をめるものである。超伝導
量子干渉計（以下略して５ＱＵＩＤ）は第３図に示すよ
う［５ＱＵＩＤセンサ２を液体ヘリウム（Ｈｅ）３を入
れた断熱容器４の中に浸漬して極低温に保持したもので
ある。
こ＼で５ＱＵＩＤ センサ２はジョセフソン素子５を含
んだ超伝導リングであり、ジョセフソン素子の数と駆動
方式によりｄｃ−８ＱＵＩＤ とｒｆ−８ＱＵＩＤ と
に大別されている。
んだ超伝導リングであり、ジョセフソン素子の数と駆動
方式によりｄｃ−８ＱＵＩＤ とｒｆ−８ＱＵＩＤ と
に大別されている。
５ＱＵＩＤは超伝導リングを貫く磁束の値が１磁束量子
（２，０７Ｘ １０−” （ｗｂ ））変化する毎にそ
の電気的性質が周期的に変化するのを利用するもので、
ジョセフンン素子１個を含むものはインダクタンスの変
化として交流に対する応答から検出できるのでこの方式
をｒｆ−８ＱＵＩＤと呼び一方ジョセフソン素子２個を
含むものは臨界電流の変化として直流的に検出されるた
めｄｃ−８ＱＵＩＤと呼ばれているが製作の容易さから
ｒｆ−８ＱＵＩＤが多く用いられている。
（２，０７Ｘ １０−” （ｗｂ ））変化する毎にそ
の電気的性質が周期的に変化するのを利用するもので、
ジョセフンン素子１個を含むものはインダクタンスの変
化として交流に対する応答から検出できるのでこの方式
をｒｆ−８ＱＵＩＤと呼び一方ジョセフソン素子２個を
含むものは臨界電流の変化として直流的に検出されるた
めｄｃ−８ＱＵＩＤと呼ばれているが製作の容易さから
ｒｆ−８ＱＵＩＤが多く用いられている。
第２図はｒｆ−８ＱＵＩＤの磁束検出回路であってｒｆ
電源６から２０−３２０−３０（の高周波電す毘をイン
ダクタンスＬとコニ／デンサＣとからなる共振回路に流
し５ＱＵＩＤセンサ２とインダクタンスＬとの相互イン
ダクタンスＭを通じて５ＱＵＩＤの実効インダクタンス
の変化をインダクタンスＬの両端に生ずる電圧の形とし
て取り出すもので、第２図に示すように信号を増幅して
検出すると共いる。
電源６から２０−３２０−３０（の高周波電す毘をイン
ダクタンスＬとコニ／デンサＣとからなる共振回路に流
し５ＱＵＩＤセンサ２とインダクタンスＬとの相互イン
ダクタンスＭを通じて５ＱＵＩＤの実効インダクタンス
の変化をインダクタンスＬの両端に生ずる電圧の形とし
て取り出すもので、第２図に示すように信号を増幅して
検出すると共いる。
本ブＣ明は軟磁性体カニらな多高い透磁率を示す被測定
材料で磁気シールド容器を作夛、外部磁場と内部磁場と
の比である磁気遮蔽度Ｓがら被測定材料の透磁率μをめ
るものであシ、Ｓとμとの間には次の関係式が公知であ
る。
材料で磁気シールド容器を作夛、外部磁場と内部磁場と
の比である磁気遮蔽度Ｓがら被測定材料の透磁率μをめ
るものであシ、Ｓとμとの間には次の関係式が公知であ
る。
シールド容器が−１の場合
Ｓ、＝″１−・・・・・・・・・・・・・・・・回・顛
・山・・・・・叫・・（４）Ｄ。
・山・・・・・叫・・（４）Ｄ。
二重の場合
三重の場合
こ＼で他、μ２．μ３・・・・・−重肌二重目、三重目
の拐料の透磁率 ｆ）＋ 、 Ｄｗ 、Ｄｓ・・・・・・−１目、二重目
、三１目の容器の内径 Ｓｌ、Ｓ２．Ｓ３・・・・−重、二重および三１の磁気
遮蔽度 ｔ・・・・・・・・・・・・・・・・・・板厚そしてこ
れらの関係式から測定した内部磁場における被測定材料
の透磁率をめることができる。
の拐料の透磁率 ｆ）＋ 、 Ｄｗ 、Ｄｓ・・・・・・−１目、二重目
、三１目の容器の内径 Ｓｌ、Ｓ２．Ｓ３・・・・−重、二重および三１の磁気
遮蔽度 ｔ・・・・・・・・・・・・・・・・・・板厚そしてこ
れらの関係式から測定した内部磁場における被測定材料
の透磁率をめることができる。
以下実施例について説明する。
Ｍｏパーマロイを用い第３図に示すような３重の磁気シ
ールド容器７，８．９を形成した。これら容器の板厚は
それぞれ１〔朔〕また内径および高さは８０［ｍ：］Ｘ
３００（ｍ＋ｎ）、ＩＱＱ（＋ｏ＋）ｘ３５０［：■〕
また１４０〔門：］Ｘ５００Ｃ郡〕の円筒形である。
ールド容器７，８．９を形成した。これら容器の板厚は
それぞれ１〔朔〕また内径および高さは８０［ｍ：］Ｘ
３００（ｍ＋ｎ）、ＩＱＱ（＋ｏ＋）ｘ３５０［：■〕
また１４０〔門：］Ｘ５００Ｃ郡〕の円筒形である。
これを−ＸＫした場合、二ｌにした場合、また第３図の
ように三重にした谷の場合について第３図に示すように
コイルｌＯを用いて一定の外部磁場を与えると共に容器
の内部に５ＱＵＩＤＩＩを挿入して内部磁場を測定して
レコーダにより検出し記録した。
ように三重にした谷の場合について第３図に示すように
コイルｌＯを用いて一定の外部磁場を与えると共に容器
の内部に５ＱＵＩＤＩＩを挿入して内部磁場を測定して
レコーダにより検出し記録した。
表はこのようにしてめた磁兎の大きさと透磁率の関係で
ある。
ある。
辰
（ｇ） 発明の効果
本発明は１（ｍｏｅ） 以下のような微弱な磁場の下で
磁性材料の透磁率を測定することは今まで測定器が無か
ったため不可能であったが５ＱＵＩＤを用いる方法によ
シ測定が可能となり、これにより磁気シールド用など微
少な磁場における磁性体の物性の測定が可能となる。
磁性材料の透磁率を測定することは今まで測定器が無か
ったため不可能であったが５ＱＵＩＤを用いる方法によ
シ測定が可能となり、これにより磁気シールド用など微
少な磁場における磁性体の物性の測定が可能となる。
′ 第１図は強磁性体拐料についての磁化曲線の説明図
、第２図はｒｆ−８ＱＵＩＤの回路図１た第３図は本発
明に係を透磁率の測定法を説明する断面図である。 図においてｌは磁化曲線、２は５ＱＵＩＤ センサ、５
はジョセフソン素子、？、８．９は磁気シールド容器、
１１は液体ヘリウム容器。
、第２図はｒｆ−８ＱＵＩＤの回路図１た第３図は本発
明に係を透磁率の測定法を説明する断面図である。 図においてｌは磁化曲線、２は５ＱＵＩＤ センサ、５
はジョセフソン素子、？、８．９は磁気シールド容器、
１１は液体ヘリウム容器。
Claims (1)
- 高透磁率磁性材料よシなる磁気遮蔽容器の外側に設けた
コイルに通電して一定値の外部磁場を形成すると共にｎ
ｉＪ記遮蔽容器内の内部磁場を超伝導童子干渉計を用い
て測定することによシ遮蔽度をめ、該遮蔽度より微少磁
場における前記磁性材料の透ｕｉ率をめることを特徴と
する透磁率の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22567983A JPS60117167A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 透磁率測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22567983A JPS60117167A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 透磁率測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60117167A true JPS60117167A (ja) | 1985-06-24 |
Family
ID=16833081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22567983A Pending JPS60117167A (ja) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | 透磁率測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60117167A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4906607A (en) * | 1988-04-06 | 1990-03-06 | Drexel University | Sensor and method for indicating the presence of a low magnetic field using high critical temperature superconductor ceramic material to absorb electromagnetic energy |
| CN116413646A (zh) * | 2023-02-23 | 2023-07-11 | 中国人民解放军海军工程大学 | 一种磁屏蔽设备磁导率的测量装置 |
-
1983
- 1983-11-30 JP JP22567983A patent/JPS60117167A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4906607A (en) * | 1988-04-06 | 1990-03-06 | Drexel University | Sensor and method for indicating the presence of a low magnetic field using high critical temperature superconductor ceramic material to absorb electromagnetic energy |
| CN116413646A (zh) * | 2023-02-23 | 2023-07-11 | 中国人民解放军海军工程大学 | 一种磁屏蔽设备磁导率的测量装置 |
| CN116413646B (zh) * | 2023-02-23 | 2023-12-19 | 中国人民解放军海军工程大学 | 一种磁屏蔽设备磁导率的测量装置 |
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