JPS62222179A - 磁場計測装置 - Google Patents

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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は磁場計測装置、特に核磁気共鳴現象を利用して
、磁場を高精度に計測する磁場計測装置に関するもので
ある。

（従来の技術） 磁場を計測する方式としては何種類かあシ、そのうちで
ホール効果を利用した方式が現在広く行なわれている。

ここでホール（Ｈａ　１１　）効果とは良く知られてい
るように、電子移動度の極めて大きい物質、例えばイン
ジュウム砒素（ＩｎＡｇ）などの素子の平面に垂直に磁
場を加え、かつ、この磁場に垂直な方向に一定電流を供
給すると、この磁場と電流の各々に垂直な方向に、磁場
の大きさと電流の大きさとに比例する電圧を生ずる現象
を云う。

この現象を利用すると磁場の大きさを容易に計測できる
が、計測値の精度はせいぜい０．１チ程度までであシ、
これより更に關棺度の計測１直を要求される場合は使用
できない。そこで更に高精度の計測を行なうため、核磁
気共鳴現象（以下間と云う）を利用した計測装置が使用
されている。この曳については、例えば「キラチル著、
固体物理学入門、（ｌＮＴＲ０ＤＵＣＴＩＯＮ　Ｔｏ　
５ＯＬＩＤ　５ＴＡＴＥＰＨＹＳＩＣ８，Ｃｆ（ＡＲＬ
ＥＳ　ＫＩＴ置　（ＪＯＨＮ　ＷＩＬＥＹ　＆　５ＯＮ
Ｓ。

ＩＮＣ，Ｎ＠ｗ　Ｙｏｒｋ　）　ｊなどの書物を参照す
ることによυ、その詳細を知ることができるため、ここ
では説明を省略するが、次のような現象として捉えるこ
とができる。

即ち、るる櫨の物質、例えば水に静磁場と加えると、そ
の物質に依存し、かつ静磁場の大きさに比例する周波数
の高周波磁場が加えられた場合に、原子レベルでの共鳴
現象により、その物質の磁気的性質が変化する。この磁
気的性質の変化は、高周波磁場を発生するコイルのイン
ダクタンス変化として検知することが可能である。この
ような性質を利用した轟侃磁場計測装置の一例を第１０
図に示す。この図に示されるように、この種の装置は計
測器本体１０とプローブ部分２０より構成される。又、
計測器本体１０は、高周波発振回路１１、検波増幅回路
１２、低周波発振回路１３及びブラウン管１４よシ構成
される。プローブ部分２０は、絶縁体の容器に水を封入
した磁気共鳴物質２１、その周囲に巻かれた一周波コイ
ル２２、計測しようとする外部磁場Ｂ６に重ね合される
バイアス磁場Ｂｘを発生するだめのバイアス磁場コイル
２４よシ構成される。そして磁気共鳴物質２１に加わる
磁場Ｂと核磁気共鳴の起る高周波磁場の周波数ｆＲとの
間には、 Ｂ＝Ａ−ｆＲ・・・・・・・・・（１）但しＡは物質に
よって定まる定数 Ｂ　＝　Ｂｅ＋　ＢＸ−・・−・−・−（２）なる関係
がある。この共振周波数で高周波コイルのインダクタン
スが変化することから、このインダクタンス変化によっ
て共振と起すような共振回路を、高周波発振回路１１及
び検波増幅回路１２において構成し、また、この共振時
の電圧を検波増幅回路１２において検波増幅し、これｋ
　ｅｖとしてブラウン管１４の垂直方向偏向電極に加え
る。

また低周波発振回路１３の出力電流工はバイアスコイル
２３．２４に供給され、工に比例する電圧ｅｈを抵抗器
を用いて発生させて、ブラウン管１４の水平方向偏向電
極に加える。このＢ　１　ｔ　ｅｈｒ　ｅｖの波形図は
第１１図のようになる。即ち、Ｂ戸ＢＸＢで共振が起夛
ｓ　　ｅｖに共振波形を生じ、これらはｅｈはＢＸに比
例するので、ｅｖの共振点とｅｈの波形とは同期し、し
たがって、ブラウン管１４の−ｇ面上の一定位置に共振
波形が描かれる。この共振波形の水平方向位置（位相）
より、バイアス磁場ＢＩが共振を起こす値ＢＩＢを求め
ることができる。

したがって、（１）式、（２）式を用いて、計測しよう
とする外部磁場Ｂ、は、Ｂ！＝Ｂ！Ｒを（２）式へ代入
して、Ｂ＝Ａ−ｆＨ−Ｂｔｎ　　　　　　　・・・画・
（３）よｐ算出することができる。

（発明が解決しようとする問題点） 上記構成を有する計測装置では、通常、低周波発振回路
１３の出力の振幅、即ち、バイアス磁場Ｂ！の変化幅は
一定であるため、測定可能な外部磁場Ｂ０の大きさの範
囲は、このバイアス磁場Ｂ１の変化可能な範囲となる。

したがって、広範囲でＢを測定しようとする場合、高周
波発振回路１１の発振周波数ｆＲと、共振回路の回路常
数の切替え操作を行なう必要があり、予めＢ、の値があ
る相反予測できない場合は、上記切替えを試行錯誤的に
行なって、ブラウン管１４に共振波形が表示される共振
周波数ｆＲを捜さなければならない。

更に、この計測装置によって高精度の計測テ行なうため
には、高周波発振回路１１の発振周波数精度と高めると
共に、低周波発振回路１３の出力振幅を小さくし、ブラ
ウン管１４の水平方向偏向電極に加える１直号回路のｒ
インを高くする。しかしながら、低周波発振回路１３の
出力振幅を小さくすると、計測可能磁場範囲も小さくな
り、発振周波数の切替え操作も煩雑となる。このように
第１０図に示すような従来の計測装置では、高精度での
磁場の計測は可能であるが、測定匝を得るための操作が
必要なこと及びこれに時間？狭すると云う欠点かめる。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、操作が容易で高梢匿で計測でき、かつ短時間で計測
値を得ることの可能な磁場計測装置を提供することを目
的としている。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 不発明は、所定の磁場６Ｆ測手段によって磁場と計測す
る補助磁場計測手段と、前記補助磁場計測手段により計
測した磁場を基に前記高周波コイルに印加する高周波電
圧の周波数を演算する周波数演算手段と、前記高周波電
圧を発生して前記高周波コイルに印加する高周波発生手
段と、前記バイアスコイルに流すバイアスコイル電流を
所定の範囲で変化させ前記バイアスコイルに供給するバ
イアスコイル電流発生手段と、前記高周波コイルのイン
ダクタンス変化が最大になるバイアスコイル電流を検出
する共振点検出手段と、前記インダクタンス変化が最大
値となるバイアスコイル電流と前記高周波発振周波数と
から計測対象の外部磁場？演算する磁場演算手段と、こ
の演算結果ｆｃ表示出力する表示出力手段とから構成さ
れている。

（作用） このような構成によ）、前記補助磁場計測手段により計
測対象の磁場を計測して、この磁場計測値により、前記
周波数演算手段において前記高周波コイルが巻かれてい
る磁気共鳴物質の共鳴ト起こす共振周波数を演算し、こ
の周波数をもつ電圧を前記高周波発生手段により発生し
て高周波コイルに印加する。このとき核磁気共鳴が発生
すれば、前記高周波コイルのインダクタンスが変化し、
前記共振点検出手段によりこれを検出するが、前記補助
磁場計測手段の計測誤差により、必らずしも核磁気共鳴
は生じない。そこで、前記バイアスコイルにバイアスコ
イル電流発生手段を介してバイアスコイル電流と供給し
、前記高周波コイルに加わる磁場と微小範囲で変化させ
る。この磁場変化により、核磁気共鳴をバイアスコイル
電流値において発生し、前記共振点検出手段によって高
周波コイルのインダクタンス変化を検出する。このとき
高周波発生手段によって発生する高周波電圧の周波数及
びバイアスコイルのバイアス電圧値を基に、計測対象の
外部磁場を前記磁場演算手段によって演算し、この演算
結果と表示出力手段によって表示出力することにより、
ｇＭ度に磁場と計測する。

（実施例） 以下図面を参照して実施例を説明する。第１図は本発明
による磁場計測装置の一実施例の構成図である。

グローブ部分２０は、磁気共鳴物質２１とその周囲に巻
かれた高周波コイル２２と、この高周波コイル２２を挟
むように１１かれた２個のバイアスコイル２３．２４と
、高周波磁場コイル２２の近傍に（ｄかれたホール素子
２５よシ構成される。また計測器木本１０は、ホール素
子２５に対して一定電流を供給し、かつ、ホール′［ｄ
圧を入力するホール素子磁場検出回路１５、高周波コイ
ル２２に検波増幅回路１７と経由して高周波電流を供給
する高周波発振回路１６、バイアス磁場コイル２３゜２
４を直列にしてバイアス磁場コイルｔ！流工を供給する
直流増幅器１８、両局波発振回路１６の出力の周波数と
計測する周波数カウンタ回路１９、ホール素子磁場検出
回路１５の磁場計測信号ｖＨ？アナログ・ディジタル変
換（略称ψ）するアナログ・ディジタル変換器１５０、
検波増幅回路１７の検波出力１６号ｖＤをアナログ・デ
ィ・ゾタル変換するアナログ・ｆ４ノタル変換器１７０
１高周波発振回路１６に、入出力回路１０１を介して演
算制御回路１００より出力される高周波発振周波数を、
アナログ信号の周波数基準信号Ｖ、に変換して供給する
ディノタル・アナログ変換器１６ｏ。

直流増幅器１８に入出力回路１０１を介して演算制御回
路１００よシ出力されるバイアス磁場コイル寛流工の電
流値を、アナログ信号のバイアス磁場電流基準値工８に
変換するディノタル・アナログ変換器１８０、入出力回
路１０１を介して演算制御回路１００から出力される磁
場計測ｆ！ＪｉＤＶ、を衣示する表示回路１０２よシ構
成される。

上記構成について更に詳細に説明する。第２図はホール
素子２５とホール素子磁場検出回路１５との関係を示す
図であり、ホール系子磁場検出回路１５の内部構成要素
の一つである直流な源１５１よシ、ホール素子２５の対
向する２辺に、抵抗器１５２を直列に挿入してホール素
子電流ＩＨが供給される。外部からホール婚子２５に加
わる磁場は図面に垂直に加わるよう、ホール素子２５を
配置すると、電流ＩＨと垂直の方向の対向する辺にホー
ル′１圧％を生ずる。

なお、ｖｈは零点調整抵抗１５３を電圧を生ずる一方の
ホール素子の一辺に取付け、この抵抗１５３の調整によ
り、磁場が加わらないときの電圧を零に合せる。ホール
素子の発生電圧ｖｈは直流増幅器１５４によって増幅さ
れ、磁場計６１１１出力ｖ３を得る。

第３図は尚周波発振回路１６、検波増幅回路１７及び高
周波コイル２２の接続関係及び検波増幅回路１７の内部
回路図と示す。高周波発振回路１６は電圧制御発振器１
６１で構成され、周波数基準信号ｖｆに比例する周波数
の電圧Ｖを出力する。

υは高周波コイル２２のインダクタンスＬｘ−１抵抗ｒ
ｘの直列回路の両端につながる抵抗ｒＲ５抵抗ｒ。

及びｒ　ｎ　＋　ｒ　９の他端につながるコンデンサＣ
８と抵抗ｒ８との並列回路により構成されるブリッジ回
路の、高周波コイル２２とｒＲの接続中間点及びＣ８と
ｒ８との並列回路とｒ　の接続中間点に加えられる。ま
た高周波コイル２２とｒ９との接続中間点及びｒＲとＣ
８との接続中間点に発生する電圧は、整流器とフィルタ
とにより構成される検波回路１７１によって検波されて
増幅回路１７２に入力される。増幅回路１７２の出力は
、上述した検波増幅回路１７の出力ＶＤとなる。

第４図は周波数カウンター９の構成図である。

高周波電圧υは波形整形回路１９１に入力され、このτ
と同一周波数のノ４ルス列Ｐｌが出力される。

一方、単安定回路１９２は入力にトリガパルスが入った
とき、一定時間Ｔｍのパルス信号Ｐ２　ｋ出力する。Ｐ
ｔ　とＰ２とは論理積回路１９３に入力され、このＴｍ
の時間内に入るＰｌのノクルス列が、この論理積回路１
９３の出力Ｐ３として出力される。

Ｐ３は１０進カウンタ１９４０に入力されてパルス数が
カウントされる。この１０進カウンタ１９４０のカウン
ト値は１０進カウント値出力回路１９５０によって、０
〜９の数値が４　ｂｉｔの信号ｂ００〜ｂ０３及び１０
を越える毎に、１個のパルスと出力する桁上げ信号ｄｏ
により得られる。

この桁上げ信号ｄｏは１０進カウンタ１９４１（第４図
では省略）の入力となる。このように、桁上げ信号は順
次隣の１０進カク／りの入力となり、第４図のように１
０進カウンタ１９４０から１９４６の７個が接続される
場合、１０進７桁、即ち、１０°から１０６桁を使用し
てパルス列Ｐ３のカウント値を１０進数で表現すること
ができる。

なお、各１０進カウンタ１９４０〜１９４６はＰ３のパ
ルス列が入力される前に、第４図では省略されているが
、リセット信号ｒによってリセットシ、カウント値はク
リアされる。また、１０進カクンタ１９４０〜１９４６
のカウント値ｂｏ。

〜ｂ０３・・・ｂ６０〜ｂ６３は入出力回路１０１に入
力される。

第５図は入出力回路１０１の構成図であυ、上述の周波
数カウント値（２８ｂｉｔ　）は、各８ビツトの入力チ
ャネル１０１０６〜１０１１２に入力され、ＶＤ、ｖＨ
のアナログ・ディジタル変換を行なった各１５　ｂｉｔ
の信号は、同じ＜　８　ｂｉｔの入力チャネル１０１１
３〜１０１１６に入力され、ディジタル・アナログ変換
してＩＲ，Ｖ、を得る。谷１６ｂｔｔのディジタル信号
は、５ｂｔｔの出力チャネル１０１０２〜１０１０５よ
り出力され、８ｂ目出カチヤネル１０１０１からはこの
うちの２　ｂｉｔを使用して周波数カウンタ回路１９に
、リセット信号ｒ及びカウント開始信号Ｓが出力され、
各８ｂｔｔ出力チヤネル１０１１７〜１０１１８からは
、８桁、３２ｂｔｔの磁場計測値がディジタル表示回路
１０２に出力される。この場合、チャネル選択回路１０
１０から出ているｇ　ｂｉｔデータバス及び５　ｂｉｔ
チャネルアドレスバスの信号により、各入出力チャネル
１０１０１〜１０１２０のいずれからＢ　ｂｔｔデータ
の入出力を行なうかを制御する。

チャネル選択回路１０１０は、演算制御回路１００のＢ
　ｂｔｔデータバスＤＢ、１６ｂｉｔアドレスバスＡＢ
及び１　ｂｉｔの入出力許可信号ＩＯＰにより、各チャ
ネルアドレス５　ｂｉｔの信号をアドレスバスＡＢより
発生し、そのチャネルのｓ　ｂｔｔの入出力データをＩ
ＯＰがＯＮの間だけ、データバスＡＢに接続する。

入出力チャネル１０１０１〜１０１２０のうち、入力チ
ャネルは、チャネルに入力される５　ｂｉｔアドレスバ
スが、そのチャネル番号を指示する時のみ、８ｂｉｔ人
カデータをデータバス上に出力し、出力チャネルはチャ
ネルに入力される５　ｂｔｔのアドレスバスが、そのチ
ャネル番号を指示する時のみ、データバス上の８　ｂｉ
ｔデータを外部に出力する。

纂６図は演算制御回路１００Ｌｖ構成図である。

図に示されるように、マイクロプロセッサ１０００（Ｃ
ＰＵ）に対して、メモリ１００１、周辺機器インターフ
ェース（Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ　Ｐｅｒｉｐｈｅｒａ
ｌＩｎｔｅｒｆａｃｅ略称ＰＰＩ　）がＢ　ｂｔｔのデ
ータバス、１５　ｂｉｔのアドレス、１６ｂｉｔのコン
トロールパスによって相互に接続され、更にクロック回
路１００３からＣＰＵに対して、その動作周期を決定す
るクロック信号を与えるように構成される。これらＣＰ
Ｕ　１０００、メモリ１００１、ＰＰ１１００２、クロ
ック回路１００３は一般に各々１個または複数個の乗積
回路として生産され、広く用いられている。なお、メモ
ＩＪ　１００１には本演算制御回路を動作させるための
プログラムが内蔵されている。

次に上述した本発明の詳細な説明する。第７図は演算制
御回路１００のＭＪｂ作と示す７０−チャートでおる。

先ずステップ７０において、ホール磁場計測値ｖＨをψ
変換器１５０、入出力回路１０１を介して入力する。こ
の■８に対応する磁場値ＢＨは、次のような単なる比例
計算により計算できる。

ＢＥ　＝ａ　°ＶＨ−、、−、、、、、　（４）ＢＨに
対応する基準周波数（共鳴周波数）ｆＲは（１）式のよ
うに計算できる。

（４）式及び（５）式よシ、 ｆＲ＝Ｘ−ｖＨ・・・・・・・・・（６）となり、これ
によりステラ７’７１において共鳴周波数ｆＲと計算す
る。次のステラｆ７２においては、高周波発振回路１６
よりｆＲの周波数を出力するのに必要な周波数基準電圧
ｖ、　１、入出力回路１０１、Ｄ／Ａ　変換器１６０を
介して出力する。したがって高周波発振回路１６よりへ
の周波数の高周波電圧が、検波増幅回路１７を介して高
周波コイル２２に印加される。ステップ７３においては
、バイアスコイル電流基準工Ｒを、入出力回路１０１　
、Ｄ／Ａ変換器１８０？介して直流増幅器１８に出力す
る。

直流増幅器１８は、このＩＲに対応する電流をバイアス
コイル２３．２４に供給する。本ステップ７３では上記
したＩＲ？変更しながら、検波増幅回路１７の出力ＶＤ
をＡ／Ｉ）変換器１７０、入出力回路１０１を介して入
力し、ＶＤが最小となる点、即ち、共振点を求めるが、
この詳細については第８図と用いて後述する。ステラｆ
７３において求まった共振？生ずる工、の値をＩＲｏと
する。ステラｆ７４においては高周波発振回路１６の出
力の周波数を、周波数カウンタ回路１９、入出力回路１
０１を介して入力する。この周波数カウンタ回路１９は
前述のように１０進７桁の高精度で周波数の計測が可能
である。この周波数の計測のためには前述した第４図に
おいて、先ず、入出力回路１０１のチャネル１よυカウ
ンタのリセット信号ｒｆ出力し、その後カウント開始信
号Ｓを出力する。これにより、単安定回路１９２よシ一
定時間幅のパルスＰ２が出力され、このパルスＰ２のＯ
Ｎの時間内に鍋周波信号υｔ＝形して得られた・ぞルス
の故がカウントされる。ここで計測された周波数をｆＲ
ｏとおくと、計測すべき磁場値、即ち、高周波コイル２
２及びバイアス磁場コイル２３に外部から加わる磁場値
Ｂｅは、（１）　、　（２）弐と用いて、Ｂｏ＝Ａ−Ｉ
Ｒ８ ＝Ｂ十Ｂ！２゜　　　　　　　・・・・・・・・・（７
）となるので、 Ｂ”　”　ｆｎｏ　　”ＩＲＱ　　　　　　−−・（８
）より計算できる。ここでＢＩＲｏは工Ｒ８Ｋよって得
られるバイアス磁場の大きさであり、 Ｂ　　　＝ｂ・工Ｒ８・・・・・・・・・（９）１！１
０ より与えられる。

但し、ｂはバイアス磁場コイル２３のインダクタンス、
形状によって決まる定数でおる。ステップ７５において
は上記した（８）　、　（９）式の計算を行ない、その
結果のＢｏを入出力回路１０１を介してディジタル数値
の妖示を行なう表示回路１０２に出力する。

次にステラｆ７３の共振点検出部分の詳細？第８図及び
第９図によって説明する。

先ず、バイアス磁場コイル電流の最大値−ａＸと最小値
−ｉｌについては、予め次のように与えられている。即
ち、ホール素子磁場検出回路１５の検出精度を、測定可
能な磁場の最大値ＢＭに対して、±０．１チ（１０）と
すると、 のように決める。

即ち、バイアス磁場コイル２３の電流を工。

ｍｉｎ から工ｍａｘの間で変えることにより、±１０　　以下
での磁場の調整ができる。したがって第８図のステップ
８０において、Ｉ、＝＋＝Ｉｍ、ｎとおく。ステップ８
１はΔ工の計算部分であυ、ここでは、Δ工＝（’ｍａ
ｘ　　’ｍｉｎ　）／４　　　・・・・−ａａを計算し
、かつｎ＝１とおく。ステラｆ８２では、工。の１直と
入出力回路１０１、Ｄ／Ａ変恨器１８０を介してバイア
スコイル電流基準工、として出力する。

ステラｆ８３はタイムディレーであって、ここではバイ
アスコイル電流が一定値となるのに要する時間だけ待つ
。ステップ８４では検波増幅回路１７の出力Ｖ。を入力
し、この値をｖｒ３ｎとする。次いでステップ８５へ移
り、ｎが５以下かを判定し、ｎが５以外の場合（Ｙｅｓ
）　、ステラｆ８６において、Ｉｎ−ｎ＝工。＋ΔＩＩ
計算し、かつ、ｎに１を加えて新たにｎとする。ステラ
ｆ８６の後はステップ８２へ移り、前記各処理を繰返す
。ステップ８５において、ｎが５よシ大きい場合（ＮＯ
）　、ステップ８７へ移り、ＶＤｌ、ＶＤ２．・・・Ｖ
Ｄ５のうちの最小値を求め、その最小値をＶＤＭ（ｎ＝
１〜５のいずれが）とおく。ｖＤＭを得る工！〜工５を
工、とおき、ステップ８８において、 １ｍ１ｎ　”　”Ｍ−Δ工　　　　　　　・・・・・・
・・・四−１−ＩＭ＋Δ工　　　　　　　・・・・・・
・・・ｑ４のように、Ｉ　　　、Ｉ　　　を誓きかえる
。

ｍｌｎ　　　　ｍａｘ ステップ８９ではΔ工が予め設定されている下限値Δ工
ｍｉｎ　”　’）小さいかを判定する。大きい場合は（
Ｎｏ）　、前述のステップ８０以降の動作と繰返す。

Δ■がΔ−１ｎより小さい場合（Ｙｅｓ）、共振点検出
部分の処理を終了する。このような動作によｔ）ＶＤが
最小となる点、即ち、共振点を求めることができるが、
第９図はその様子を図示したものである。

即ち、■ｍａｘと”ｍｉｎとの間を４等分し、この４等
分した点１１＋１１ｐＩ！　・・・工５のうちから最小
点工４を求めると、工４の前後の工３と工５の間に最小
点があることがわかる。次にＩ３＋Ｉ５を”ｍｉｎ”ｍ
ａｘとして新たに、Ｉｌ　、Ｉ、・・・工、を求め、同
様な動作を行なうと、１１　　＋Ｉ！・・・ｉ　、ｌの
うちの最小点工２の前後１１＋Ｉ３の間に最小点がある
ことがわかる。このように繰返すことにより最小点に近
づくことができ、Δ工の大きさが予め設定された最小値
Δ−ｉ□より小さくなったところで、最小点を検出した
とみなすことができる。

なお、第７図、第８図、第９図の説明において、共振点
が最小値として与えられるとしたが、この理由は、検波
増幅回路１７にブリッジ回路と用いたためであシ、単な
る共振回路として構成した場合は、この共振点は最大値
として与えられる。

このように本発明においては、ホール素子２５、ホール
素子磁場検出回路１５によって検出可能な精厩で磁場ｖ
８を検出し、この場合値を基に磁気共鳴の発生する周波
数ｆＲｋ求め、高周波発振回路１６より、この周波数の
高周波電圧υと発生させる。しかしながら実際に発生す
る周波数は誤差と甘むため（Ｖ、及び高周波発振回路に
よる）、磁気共鳴を生ずるとは限らない。そこでバイア
スコイル２３の電流を変化させて、磁気共鳴の起るバイ
アスコイル′電流値に？４周波発振回路１６の出力ｖＦ
が最小点となる点として、演算制御回路１００にて求め
る。このときの高周波発振回路１６の出力の周波数は、
高周波カウンタ回路１９によりて精度良く求めることが
でき、この周波数とバイアスコイル電流値とから、検出
しようとする磁場を精度良く計算でき、かつ表示回路１
０２を用いて表示出力することができる。この本発明の
動作は、演算制御回路１００にマイクロプロセッサと用
いてプログラムされているので、一定周期で動作させる
ことができ、磁場計測値を自動的、かつ央時間で表示出
力する幼果ともつと共に、従来の計測器に比較して速か
に計測値を得るという特徴を備える。

本発明の実施例としては、下記のように変形して使用す
ることができ、同様の効果と生ずる。

■　ホール素子２５、ホール素子磁場検出回路１５に代
えて他の磁場検出手段を用いること。

■　検波増幅回路１７に、プリツノ回路でなく、高周波
コイル２２の磁気共鳴点におけるインダクタンス変化、
抵抗変化の他の検出手段を用いること。

■　磁気共鳴の検出のため、第８図、第９図で説明した
以外の最小値（または最大値）検出手段を用いること。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明によれば磁気共鳴現象を利用
して高梢厩の磁場を求めることができ、かつ補助的手段
を用いである程度の鞘度で磁場を自動計測し、この計測
値を基に磁気共鳴現象の起シ得る範囲と限定できるため
、従来の磁気共鳴による計測器のように、人手を介さず
に磁気共鳴の発生を自動的に検出して、速やかに測定結
果を堀示する効果を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による磁場計測装置の一実施例のブロッ
ク構成図、第２図は本発明の実施例のホール素子５を場
検出回路の構成図、第３図は本始明の実施例の検波増幅
回路、高周波発振回路の構成図、第４図は本発明の実施
例の周波数カウンタ回路の構成図、第５図は本発明の実
施例の入出力回路の構成図、第６図は本発明の実施例の
演算ｆａ制御回路の構成図、第７図は本発明の実施例の
演算制御回路の動作を示すフローチャート、第８図は本
発明の実施例の磁気共鳴検出動作を示すフローチャート
、第９図は共振点を検出する様子を示す図、第１０図は
従来の磁気共鳴現象を利用した磁場検出装置の構成図、
第１１図は第１０図におけるＢＩ、ｅｈ、ｅつの関係を
示す図である。 １０・・・計測器本体　　１１・・・高周波発振回路１
２・・・検波増幅回路　１３・・・低周波発振回路１４
・・・ブラウン管　　　１５・・・ホール素子磁場検出
回路１６・・・高周波発振回路１７・・・検波増幅回路
１８・・・直流増幅器　　１９・・・周波数カウンタ回
路２０・・・プローグ部分　２１・・・磁気共鳴物質２
２・・・Ａｌ波−ｙイル　２３，２４・・・バイアス磁
場コイル２５・・・ホール素子　１００・・・演算制御
回路１０１・・・入出力回路　１０２・・・表示回路１
５０．１７０・・・アナログ・ディノタル変換器１６０
．１８０・・・ディノタル・アナログ変換器１５１・・
・直流低源　　１５２・・・電流調整抵抗１５３・・・
零点調整抵抗　１５４・・・直流増幅器１６１・・・電
圧制御発振器　１７１・・・検波回路１７２・・・増幅
回路　　　１９１・・・波形成形回路１９２・・・単安
定回路　　１９３・・・論理積回路１０００・・・マイ
クロプロセッサ １００１・・・メモリ １００２・・・周辺機器インターフェース１００３・・
・クロック回路 １０１０・・・チャネル選択回路 特許出願人　　株式会社　東　　芝 代理人　弁理士　石　井　紀　男 第１図 も４図 范６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外部磁場を検知し核磁気共鳴現象を検出する高周波コイ
   ルと、前記計測対象の外部磁場に重畳するためのバイア
   ス磁場を発生するバイアスコイルとを備え、前記高周波
   コイルのインダクタンスの変化を検出して磁場を計測す
   る磁場計測装置において、所定の磁場計測手段によって
   磁場を計測する補助磁場計測手段と、前記補助磁場計測
   手段により計測した磁場を基に前記高周波コイルに印加
   する高周波電圧の周波数を演算する周波数演算手段と、
   前記高周波電圧を発生して前記高周波コイルに印加する
   高周波発生手段と、前記バイアスコイルに流すバイアス
   コイル電流を所定の範囲で変化させ前記バイアスコイル
   に供給するバイアスコイル電流発生手段と、前記高周波
   コイルのインダクタンス変化が最大になるバイアスコイ
   ル電流を検出する共振点検出手段と、前記インダクタン
   ス変化が最大値となるバイアスコイル電流と前記高周波
   発振周波数とから計測対象の外部磁場を演算する磁場演
   算手段と、この演算結果を表示出力する表示出力手段と
   を備えることを特徴とする磁場計測装置。