JPS63139279A

JPS63139279A - 磁気補償装置

Info

Publication number: JPS63139279A
Application number: JP61287252A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Suzuki; 栄一鈴木; Hisahiro Okamura; 岡村　寿洋; Kanji Yoshioka; 吉岡　寛二
Original assignee: Shimadzu Corp; Japan Steel Works Ltd; Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
Current assignee: Shimadzu Corp; Japan Steel Works Ltd; Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
Priority date: 1986-12-01
Filing date: 1986-12-01
Publication date: 1988-06-11

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】産業上立且■分π この発明は航空機等に磁気探知機を搭載して地磁気の乱
れを検出することにより、沈船等を探査する場合に、航
空機自身の磁気的形！を補償する磁気補償装置に関する
。

ｌ来叫皮逝一般に、乗物自体から発生する雑音磁界としては、永久
磁界Ｈｐ　、誘導磁界Ｈｉおよび渦電流磁界Ｈａがある
。永久磁界は乗物自体の鋼鉄部品類により、誘導磁界は
軟鉄部品類により、また渦電流磁界は導電体に流れる電
流に基づいて生じる。

乗物、例えば航空機等に高感度磁力計を搭載して、外部
磁界を正確に測定しようとすれば、上記乗物自体に基づ
く３ｆ！！類の雑音磁界は、除去する必要がある。

高感度磁力針が感知する乗物自体からの上記雑音磁界は
つぎのように表される。

まず、高感度磁力計の磁力計検知部における永久磁界を
Ｈｐ、誘導磁界をＨｉ、渦電流磁界をＨｅとする。ここ
で、永久磁界Ｈｐ　、誘導磁界Ｈｉおよび渦電流磁界Ｈ
ｅはともに三次元のベクトル量である。

永久磁界は乗物自体が半永久的に磁化されることに基づ
いて発生しているものであるから、Ｈｐは一定である。

誘導磁界は、誘導磁化されやすい物体が外部磁界の中に
置かれたときに外部磁界の大きさに比例して、その方向
に磁化されるものであるから、Ｉｆｉ＝ＡＥ　　　　　
　　　　　　　・・・■と表される。ここに、Ｅは外部
磁界を表わす三次元のベクトル、Ａは乗物固有の３×３
定数行列である。また、渦電流磁界は外部磁界の変化に
対して導電体中に電流が流れて２次的に磁界を発生ずる
ものであり、その大きさは当該外部磁界の時間的変化率
に比例する故、Ｈｅ＝ＢｄＥ／ｄｔ　　　　　　　　・・・■と表され
る。ここに、ｄＥ／ｄｔは外部磁界Ｅの時間的微分、Ｂ
は乗物固有の３×３定数行列である。

したがって、磁力計検知部における乗物自体の雑音磁界
をＨｎとすると、ＨｎはＩｎ＝Ｈｐ＋ＡＥ＋ＢｄＥ／ｄｔ　　１　＋　＋■で表
される。ここで、Ｈｎは三次元のベクトル量である。

従来の方式では、このＨｎと同じ大きさで逆回きの磁界
を補償コイルで発生させ、これを磁力計検知部に与える
ことにより、乗物自体の雑音を補償するように構成して
いた。

上記の従来方式を図面に沿って説明する。

第２図において、１は３つの直交した低感度磁束計、２
は定数記憶部、３は前記低感度磁束計１の出力と定数記
憶部２の出力に基づいて雑音磁界を計算する雑音磁界計
算回路、４は補償コイル駆動回路、５は３個の直交した
補償コイル、６は高感度磁力計である。

ここで、前記低感度磁束計１は０式中の外部磁界Ｅを検
出する。但し、０式中のＨｐ、Ａ、Ｂは定数であり、定
数記憶部２に記憶しておく。

雑音磁界計算回路３は低感度磁束計１の出力、即ち、外
部磁界Ｅの値を取り込み、０式で表されるＩ　ｎを計算
する。補償コイル駆動回路４はこの値を電流に変換し、
補償コイル５が磁界を発生ずる。高感度磁力計６は乗物
自体の発生する磁界とこの補償磁界のベクトル和を検出
するので補償された外部磁界を測定する。

発■がＶ　しようとするｒ！１・占従来の方式においては、前記３個の低感度磁束計と補償
コイル相互の軸合わせが必要であり、しかもこの軸合わ
せの精度は雑音補償の性能に直接的な影ツを与える一方
、上記軸合わせの精度確保は困難であるという問題があ
る。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、従来必要と
していた補償コイルと３個の低感度磁束針との軸合わせ
等を必要としない磁気補償装置を提供することを目的と
している。

ｆｊｌｊ９声を”ンエするための一］τ；４本発明に係
る磁気補償装置は、地磁気の三方向成分ＥＸ、　Ｅｙ、
Ｅ２を計測する低感度磁束計と、外部磁界の大きさを計
測する高感度磁力針と、定数記憶部と、低感度磁束計及
び定数記↑、α部からの出力に基づいて、の計算を行う補償量計算部と、高感度磁力針の出力から
補償量計算部の出力を引算する引算回路とを具備してお
り、且つ前記補償量計算部はアナログ計算部とデジタル
計算部とを併用して前記補償量計算を行うように構成し
である。ここで、０式中のＩＥＩはＥの絶対値、・は内
積を表す。

弁組アナログ計算部では、永久磁界Ｈｐの３成分およびＡ、
Ｂのうちで比較的値の大きい量を演算し、比較的値の小
さい量はデジタル計算部で演算する。

この二つの計算部の出力を加算することにより、前記り
を計算する。

１施■ 第１図において、１１．１２．１３は３（１？ｉｌの直
交した低感度磁束計であり、この低感度磁束計１１．１
２．１３はそれぞれ外部磁界（地磁気）の三方向成分、
即ち、Ｅｘ、Ｂｙ、Ｅｚの大きさ、換言すれば乗物の姿
勢を検出するものである。厳密に言えば、前記低感度磁
束計１１．１２．１３は地磁気のほかに乗物自体の雑音
磁界や沈船等に基づく地磁気の変化量も同時に検出する
のであるが、後二者の量は地磁気の量に比較して非常に
小さいので、実際的には低感度磁束計１１．１２．１３
は外部磁界のうち特に地磁気のみを検出するものとして
考えて充分である。

２０は例えば光磁気共鳴を利用した高感度磁力計であっ
て、この高感度磁力計２０は沈船等に基づく外部磁界の
変化量Ｓと乗物自体が発生する雑音量りの和Ｓ＋Ｄを検
出するものである。

３０は定数記憶部であり、この定数記憶部３０は■式の
Ｈｐ、ＡおよびＢの値を記憶する。詳しくは、定数記憶
部３０はメモリ３１とメモリ３２とメモリ３３とからな
り、メモリ３１には、値の大きい）ｆ　ｐ成分として、
例えば１（ｐｙが記憶されている。メモリ３２にも値の
大きいＨｐ成分として、例えばＨｐｚが記憶されている
ものとする。またメモリ３３には値の小さいＨｐ酸成分
して、例えばＨｐｘおよびＡとＢが記憶されているもの
とする。

４０は、前記低感度磁束計１１．１２．１３および定数
記憶部３０からの出力を受けて、■式の演算を実行する
補償量計算部である。この補償量計算部４０は、デジタ
ル計算部４１とアナログ計算部４２と加算器４３を含む
。

さらに、アナログ計算部４２は、低感度磁束計１２の出
力Ｅｙとメモリ３１の出力）１ｐｙにより乗算を行う乗
算器４２１と、低感度磁束計１３の出力Ｅｚとメモリ３
２とメモリ３３の出力Ｈｐｚにより乗算を行う乗算器４
２２と、前記乗算器４２１の出力と乗算器４２２の出力
を加算する加算器４２３と、ＣＰＵ　４１２からの出力
（Ｅの絶対値の逆数）をラッチ（一時記憶）するラッチ
回路４２５と、加算器４２３の出力と前記ラッチ回路４
２５の出力を乗算する乗算器４２４とを含む。

一方、デジタル計算部４１は、低感度磁束計１１．１２
．１３の出力Ｅ　Ｘ　、、Ｅ　）’　％　Ｅ　ｚを入力
してＡＤ変換をするＡ／Ｄ変換器４１１と、Ａ／Ｄ変換
器４１１とメモリ３３の出力に基づいてｋＤｌ　　（ｋ
は定数）を計算するＣＰＵ　４１２と、ｋＤｌをＤＡ変
換するＤ／Ａ変換器４１３とＤ／Ａ変換器４１３の出力
を１／に倍する定数倍アンプ４１４とを含む。

加算器４３は、アナログ計算部４２の出力とデジタル計
算部４１の出力を加算する増幅器である。

５０は引算回路であり、この引算回路５０は高感度磁力
計２０の出力から補償量計算部４０の出力を引算する。

このように構成した磁気補償装置における補償量計算に
ついて説明する。

■低感度磁束計１１．１２．１３からの入力Ｅｘ、Ｅｙ
、Ｅ２はＡ／Ｄ変換器４１１によりデジタル変換されて
ＣＰＵ　４１２に入力するとともに、メモリ３３からは
Ｈｐ　ｘおよびＡ、！：Ｂが入力し、ＣＩ’Ｕ　４１２
はその出力としてｋＤｌを出力し、Ｄ／Ａ変換器４１３
を介してアナログ変換し、この出力を受けて定数倍アン
プ４１４はＤｌを出力する。ここでＤｌは、である。

０乗算器４２１には、メモリ３１からの出力１ｆｐｙと
低感度磁束計１２からの出力Ｅｙが入力し、両者を掛算
してＥｙＨｐｙを加算アンプ４２３に入力する。

乗算器４２２には、メモリ３２からの出力Ｈｐｚと低感
度磁束計１３からの出力Ｅｚが入力し、両者を掛算して
ＥｚＨｐｚを加算アンプ４２３に入力する。

加算アンプ４２３はその出力としてＥｙＨｐｙ十ＥｚＨ
ｐｚを乗算器４２４に入力する。

０乗算器４２４には、一方入力としてＣＰＩＪ　４１２
側がらラッチ回路４２５を介して１／ＩＥＩが入力され
、他方入力として加算器４２３からの出力が入力される
。

０乗算器４２４は次式Ｄ２を計算する。

する。引算回路５０は前記加算ｒ５４３の出力りと高感
度磁力計２０の出力Ｓ＋Ｄの引算を行い、Ｓを出力する
。

溌ＪＢり九里以上述べたように、本発明に係る磁気補償装置によれば
、従来の方式における３個の低感度磁束計と補償用コイ
ル相互の軸合わせが必要でなく、しかも補償量計算部を
アナログ計算部とデジタル計算部に分けて、アナログ計
算部では、永久磁界Ｈｐの３成分およびＡ、Ｂのうちで
比較的値の大きい量を演算し、比較的値の小さい量はデ
ジタル計算部で演算する。そしてこの二つの計算部の出
力を加算することにより、前記りを計算するように構成
しであるので、極めて正確且つ広範囲の補償を行うこと
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロックダイヤグラム、第
２図は従来の磁気補償装置のブロックダイヤグラムを示
す。１１．１２．１３・・・低感度磁束計、２０・・・高感
度磁力計、３０・・・定数記憶部、４０・・・補償量計
算部、４１・・・デジタル計算部、４２・・・アナログ
計算部、４３・・・加算器、５０・・・引算回路。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）地磁気の三方向成分Ｅｘ、Ｅｙ、Ｅｚを計測する
低感度磁束計と、外部磁界の大きさを計測する高感度磁
力計と、定数記憶部と、低感度磁束計及び定数記憶部か
らの出力に基づいて、Ｄ＝（１／｜Ｅ｜）Ｅ・〔Ｈｐ＋ＡＥ＋Ｂ（ｄＥ／ｄｔ
）〕の計算を行う補償量計算部と、高感度磁力計の出力
から補償量計算部の出力を引算する引算回路とを具備し
ており、且つ前記補償量計算部はアナログ計算部とデジ
タル計算部とを併用して前記補償量計算を行うようにし
たことを特徴とする磁気補償装置。