JPS63154977A - 磁場計測槽 - Google Patents
磁場計測槽Info
- Publication number
- JPS63154977A JPS63154977A JP61301270A JP30127086A JPS63154977A JP S63154977 A JPS63154977 A JP S63154977A JP 61301270 A JP61301270 A JP 61301270A JP 30127086 A JP30127086 A JP 30127086A JP S63154977 A JPS63154977 A JP S63154977A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- heater
- temperature
- voltage
- circuit
- 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.)
- Pending
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 abstract description 8
- 230000006698 induction Effects 0.000 abstract 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000673 Indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N indium arsenide Chemical compound [In]#[As] RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は磁場計測を測定精度に温度依存性のある計測素
子、例えば、ホール素子や磁気抵抗素子で行なう計測シ
ステムに係り、特に、磁場の時間的変化の小さい高精度
磁場計測システムに関する。
子、例えば、ホール素子や磁気抵抗素子で行なう計測シ
ステムに係り、特に、磁場の時間的変化の小さい高精度
磁場計測システムに関する。
磁場計測用素子には色々なものがあるが、ホール素子は
小型であること、磁束密度に対する出力電気が大きいな
どの理由で用いられることが多い。
小型であること、磁束密度に対する出力電気が大きいな
どの理由で用いられることが多い。
ホール素子の原理は、磁場中に置かれたInAsなどの
材料に電流を流すと磁場と電流双方に直角方向に、印加
磁束密度に比例した電圧を発生し、印′、゛加櫃束密度
と出力電圧の関係を標準となる磁場で′ヮ、ELTおi
−j if 、!ヵ、工、□□わ。、。より印加磁束密
度を知ることができる。ホール素子出力電圧Eo、通電
々流i、磁束密度Bとの間には以下の関係がある。
材料に電流を流すと磁場と電流双方に直角方向に、印加
磁束密度に比例した電圧を発生し、印′、゛加櫃束密度
と出力電圧の関係を標準となる磁場で′ヮ、ELTおi
−j if 、!ヵ、工、□□わ。、。より印加磁束密
度を知ることができる。ホール素子出力電圧Eo、通電
々流i、磁束密度Bとの間には以下の関係がある。
Eo= RH−i−B −(1
)(RHはホール係数) この式でRHは素子材質によって決まる定数であるが、
素子の温度によっても変化する。市販されているホール
素子のRHの温度係数は0.1〜数%/℃位である。そ
のため、磁束密度の正確な測定のためには、素子の温度
を一定にすること。
)(RHはホール係数) この式でRHは素子材質によって決まる定数であるが、
素子の温度によっても変化する。市販されているホール
素子のRHの温度係数は0.1〜数%/℃位である。そ
のため、磁束密度の正確な測定のためには、素子の温度
を一定にすること。
および、素子の校正時と測定時で同じ温度である必要が
ある。10−4オーダーの測定をするためには、RHの
温度係数0.1%/℃の素子を用いて±0.05℃以内
の一定温度にする必要がある。
ある。10−4オーダーの測定をするためには、RHの
温度係数0.1%/℃の素子を用いて±0.05℃以内
の一定温度にする必要がある。
第2図はホール素子の温度を一定にするための恒温槽内
に設置したときの概略構造図である。ホ7−−ル素子1
は非磁性で、かつ、熱伝導の良い材料。
に設置したときの概略構造図である。ホ7−−ル素子1
は非磁性で、かつ、熱伝導の良い材料。
;−・′ ・・
′例えば、銅ブロック2に貼り付けられる。銅プロさツ
ク2には無誘導巻きにされたヒータ3および温度測定用
サーミスタ8も取付けられる。その周囲はやはり非磁性
材料で出来ている囲いが設けられ恒温槽4を形成してい
る。恒温槽4と鋼ブロック2の間は熱絶縁板5で熱絶縁
されている。ホール素子1は通常室温より10〜2o℃
高い一定温度に保たれる。
ク2には無誘導巻きにされたヒータ3および温度測定用
サーミスタ8も取付けられる。その周囲はやはり非磁性
材料で出来ている囲いが設けられ恒温槽4を形成してい
る。恒温槽4と鋼ブロック2の間は熱絶縁板5で熱絶縁
されている。ホール素子1は通常室温より10〜2o℃
高い一定温度に保たれる。
第3図は従来の恒温槽温度調節回路とホール電圧測定回
路のブロック図である。銅ブロック2に貼付けられたホ
ール素子1の電流端子には直流定電流袋W6かむ直流定
電流iが供給される。ホール出力電圧Eoは直流電圧計
7により読み取られる。銅ブロック2に取付けられたサ
ーミスタ8は温度差検出用のブリッジ回路9に接続され
ている。
路のブロック図である。銅ブロック2に貼付けられたホ
ール素子1の電流端子には直流定電流袋W6かむ直流定
電流iが供給される。ホール出力電圧Eoは直流電圧計
7により読み取られる。銅ブロック2に取付けられたサ
ーミスタ8は温度差検出用のブリッジ回路9に接続され
ている。
ブリッジ回路は二個の精密固定抵抗と温度設定用の精密
可変抵抗器より構成されており、それにサーミスタ8が
接続される。ブリッジ回路9には直流定電圧装置10よ
り直流定電圧が供給されている。精密可変抵抗器による
設定温度とサーミスタ7の温度の差のブリッジ出力直流
電圧は、直流電力゛増幅器11で増幅され、無誘導巻き
にされたヒータ3に加えられる。
可変抵抗器より構成されており、それにサーミスタ8が
接続される。ブリッジ回路9には直流定電圧装置10よ
り直流定電圧が供給されている。精密可変抵抗器による
設定温度とサーミスタ7の温度の差のブリッジ出力直流
電圧は、直流電力゛増幅器11で増幅され、無誘導巻き
にされたヒータ3に加えられる。
このように従来はヒータの供給電力として直流電流が用
いられていた。ヒータは無誘導巻きに巻かれているが完
全に無誘導というわけには行かず、どうしても、ヒータ
電流による磁場の発生がさけられなかった。この磁場の
値は、従来の測定器のような10−1〜10″″2オ一
ダー程度の測定精度ではあまり問題にならなかったが、
現在の、電子線加速器の偏向マグネットの磁場分布の計
測のように、10−’〜1o−6オーダーの精度を要求
されるときには大きな問題であり、計測できない程の影
響を与える。
いられていた。ヒータは無誘導巻きに巻かれているが完
全に無誘導というわけには行かず、どうしても、ヒータ
電流による磁場の発生がさけられなかった。この磁場の
値は、従来の測定器のような10−1〜10″″2オ一
ダー程度の測定精度ではあまり問題にならなかったが、
現在の、電子線加速器の偏向マグネットの磁場分布の計
測のように、10−’〜1o−6オーダーの精度を要求
されるときには大きな問題であり、計測できない程の影
響を与える。
また、ヒータの温度調節器に用いる直流増幅器も安定度
の良い物は相当高価である。
の良い物は相当高価である。
本発明の目的は、1〇一番〜10−6オーダーの精度の
計測を安定に、しかも経済的に行うために成された。
計測を安定に、しかも経済的に行うために成された。
上記目的を達成するために本発明では次のような技術手
段を用いた。
段を用いた。
ヒータの直流電流による発生磁場が測定に悪影響を与え
るのであるから、その影響を除くためにヒータを交流電
流で加温することにした。また。
るのであるから、その影響を除くためにヒータを交流電
流で加温することにした。また。
ホール電圧を読み取る電圧計の前段にアナログ、あるい
はデジタルのローパス、バイパスあるいはバンドパスの
フィルタを挿入した。また、無誘導巻きに成っているヒ
ータを高導電率および非磁性の金属で包み込むか、ある
いは、仕切る事によりホール素子と隔絶することとした
。
はデジタルのローパス、バイパスあるいはバンドパスの
フィルタを挿入した。また、無誘導巻きに成っているヒ
ータを高導電率および非磁性の金属で包み込むか、ある
いは、仕切る事によりホール素子と隔絶することとした
。
このような技術手段を用いることで10一番〜10−6
オーダーの磁場計測が容易に高精度でできるようになっ
た。
オーダーの磁場計測が容易に高精度でできるようになっ
た。
〔作用〕
ヒータに交流電流を通電したことによるホール素子出力
電圧EOは、被測定磁場による出力電圧Eとヒータから
の漏洩磁束による周波数成分子。
電圧EOは、被測定磁場による出力電圧Eとヒータから
の漏洩磁束による周波数成分子。
の交流電圧成分EFQが重畳された形
Eo=E+EF。
で出力される。
この電圧Eoから周波数fo酸成分落とすフィルタ回路
を通す、これによりEo−E+−o==Eとなり、フィ
ルタ回路の出力には被測定磁場による電圧Eのみが出力
されることになる。これはヒータからの漏洩磁束に周波
数成分を持たせたことにより可能と成ったわけである。
を通す、これによりEo−E+−o==Eとなり、フィ
ルタ回路の出力には被測定磁場による電圧Eのみが出力
されることになる。これはヒータからの漏洩磁束に周波
数成分を持たせたことにより可能と成ったわけである。
以上では、被測定磁場が直流成分の場合で説明したが、
交流成分を持っていても、ヒータ電力の周波数と同じで
ないかぎり、各種フィルタを使用い分は分離測定するこ
とができる。また、アナログフィルタのみでなくデジタ
ルフィルタを用いることもできる。
交流成分を持っていても、ヒータ電力の周波数と同じで
ないかぎり、各種フィルタを使用い分は分離測定するこ
とができる。また、アナログフィルタのみでなくデジタ
ルフィルタを用いることもできる。
ヒータを高導電率の非磁性の金属で包むことはヒータに
よる交流会の漏洩磁束をシールドしてホール素子に届か
ないようにするための手段で、この方法は測定磁場が直
流、あるいは、極低周波成分のみの場合に有効な手段で
ある。
よる交流会の漏洩磁束をシールドしてホール素子に届か
ないようにするための手段で、この方法は測定磁場が直
流、あるいは、極低周波成分のみの場合に有効な手段で
ある。
ヒータに印加する交流電流の周波数IOは、測定磁場の
周波数成分より十分高い周波数を用いる方がフィルタの
設計、製作が容易である。
周波数成分より十分高い周波数を用いる方がフィルタの
設計、製作が容易である。
本発明の実施例を第1図と第2図により説明する。本実
施例は直流磁束密度を10一番〜10−’のオーダーで
ホール素子により計測するためのものである。
施例は直流磁束密度を10一番〜10−’のオーダーで
ホール素子により計測するためのものである。
a場を測定するホール素子、および、その温度を一定に
保つための恒温槽の構造は第2図に示す従来技術のもの
と全く同じである。しかし、温度調節回路およびホール
素子出力電圧読み取り用の回路部分が違っている。
保つための恒温槽の構造は第2図に示す従来技術のもの
と全く同じである。しかし、温度調節回路およびホール
素子出力電圧読み取り用の回路部分が違っている。
第1図に本発明の恒温槽温度調節回路とホール電圧測定
回路のブロック図を示す、#!ブロック2に貼付けられ
たホール素子1の電流端子には直流定電流装置6から定
電流iが供給される。ホール出力電圧Eoは前置増幅器
12に入力され、その出力電圧はフィルタ回路13に入
力され、その出力電圧は直流電圧計7によって読みとら
れる。
回路のブロック図を示す、#!ブロック2に貼付けられ
たホール素子1の電流端子には直流定電流装置6から定
電流iが供給される。ホール出力電圧Eoは前置増幅器
12に入力され、その出力電圧はフィルタ回路13に入
力され、その出力電圧は直流電圧計7によって読みとら
れる。
銅ブロック2に取付けられたサーミスタ8は温度差検出
用のブリッジ回路9に接続されている。
用のブリッジ回路9に接続されている。
ブリッジ回路9の構成は従来技術と同じであるが交流定
電圧装[14から周波数fo (1,000〜10.0
OOH2程度)の交流定電圧が供給されている。
電圧装[14から周波数fo (1,000〜10.0
OOH2程度)の交流定電圧が供給されている。
ブリッジ回路の設定温度とサーミスタの温度の差のブリ
ッジ出力交流電圧は、交流電力増幅器15で増幅され、
無誘導巻きにされたヒータ3に加えられる。すなわち、
ヒータから漏洩する磁束は交流定電圧装置14から供給
した周波数foの成分のみを持っていることになる。そ
のため、ホール素子出力電圧に含まれる周波数foの電
圧は漏洩磁束であり、被測定磁束密度とは関係がないこ
とがわかる。そのため、ホール素子出力電圧を前置増幅
器12で増幅したのち、フィルタ回路を通して、周波数
ioの成分をとりのぞけば、直流電圧計7では被淵定磁
束のみを読みとることができる。
ッジ出力交流電圧は、交流電力増幅器15で増幅され、
無誘導巻きにされたヒータ3に加えられる。すなわち、
ヒータから漏洩する磁束は交流定電圧装置14から供給
した周波数foの成分のみを持っていることになる。そ
のため、ホール素子出力電圧に含まれる周波数foの電
圧は漏洩磁束であり、被測定磁束密度とは関係がないこ
とがわかる。そのため、ホール素子出力電圧を前置増幅
器12で増幅したのち、フィルタ回路を通して、周波数
ioの成分をとりのぞけば、直流電圧計7では被淵定磁
束のみを読みとることができる。
ホール素子は高い周波数磁場に対しては感度が低くなる
(約10に&以上)、そのため、ヒータ電源に10に&
以上の交流を用いるのも一つの方法である。そうするこ
とによりフィルタ回路を用いる必要がなくなる。しかし
、10KHz以上の周波数帯域を持つ交流電力増幅器を
必要とする。この方法はフィルタを用いる必要がないの
で、より高精度な計測が行えるかも知れない。
(約10に&以上)、そのため、ヒータ電源に10に&
以上の交流を用いるのも一つの方法である。そうするこ
とによりフィルタ回路を用いる必要がなくなる。しかし
、10KHz以上の周波数帯域を持つ交流電力増幅器を
必要とする。この方法はフィルタを用いる必要がないの
で、より高精度な計測が行えるかも知れない。
次に、ホール素子出力電圧を直流電圧計で読みとるとき
だけヒータ電力を遮断する方法がある。
だけヒータ電力を遮断する方法がある。
すなわち、電圧を読み取る数分の一秒間だけヒータ電力
を零にする。この方法を用いるためには、ヒータ用の電
力増幅器とホール素子出力電圧読み取り用の直流電圧計
をパソコン等で制御する必要がある。すなわち、GP−
IBインターフェースを備えた機器である必要がある。
を零にする。この方法を用いるためには、ヒータ用の電
力増幅器とホール素子出力電圧読み取り用の直流電圧計
をパソコン等で制御する必要がある。すなわち、GP−
IBインターフェースを備えた機器である必要がある。
本発明の実施例では被測定磁場が直流磁場である場合を
説明したが実施例からも容易に推察がつくようにヒータ
印加電力の周波数成分io以外の周波数成分を持ってい
ても、ローパスフィルタ、バイパスフィルタ、バンドパ
スフィルタを使い分けることにより分離可能であり、高
精度な磁場計測が行えることが分かる。
説明したが実施例からも容易に推察がつくようにヒータ
印加電力の周波数成分io以外の周波数成分を持ってい
ても、ローパスフィルタ、バイパスフィルタ、バンドパ
スフィルタを使い分けることにより分離可能であり、高
精度な磁場計測が行えることが分かる。
なお実施例ではホール素子を用いる場合をのべたが、他
の磁場測定素子、例えば磁気抵抗素子を用いる場合にも
適用できることは明白である。
の磁場測定素子、例えば磁気抵抗素子を用いる場合にも
適用できることは明白である。
本発明によれば、ヒータからの漏洩磁束は周波数foの
成分を持つため、フィルタ回路により分離することが容
易である。特に、デジタルフィルタとデジタルボルトメ
ータを用いれば、10−’オーダーの計測は容易になさ
れる。
成分を持つため、フィルタ回路により分離することが容
易である。特に、デジタルフィルタとデジタルボルトメ
ータを用いれば、10−’オーダーの計測は容易になさ
れる。
第1図は本発明の一実施例の恒温槽温度調節回路とホー
ル電圧測定回路のブロック図、第2図はホール素子を恒
温槽内に設置したときの概略構造図、第3図は従来の恒
温槽温度調節回路とホール電圧測定回路のブロック図で
ある。 1・・・ホール素子、2・・・銅ブロック、3・・・ヒ
ータ、4・・・恒温槽。
ル電圧測定回路のブロック図、第2図はホール素子を恒
温槽内に設置したときの概略構造図、第3図は従来の恒
温槽温度調節回路とホール電圧測定回路のブロック図で
ある。 1・・・ホール素子、2・・・銅ブロック、3・・・ヒ
ータ、4・・・恒温槽。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、温度依存性のある磁場計測素子用の恒温槽において
、 加温用ヒータに交流電流を通電することを特徴とする磁
場計測槽。 2、特許請求の範囲第1項において、 前記加温用ヒータを無誘導巻きとしたことを特徴とする
磁場計測槽。 3、特許請求の範囲第2項において、 前記加温用ヒータを高導電率のシールド板で仕切り、あ
るいは包んだことを特徴とする磁場計測槽。 4、特許請求の範囲第1項において、 前記磁場計測素子の出力から、アナログフィルタあるい
はデジタルフィルタにより、ヒータ加温用の交流電流の
周波数成分を除去する回路を具備したことを特徴とする
磁場計測槽。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61301270A JPS63154977A (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 磁場計測槽 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61301270A JPS63154977A (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 磁場計測槽 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63154977A true JPS63154977A (ja) | 1988-06-28 |
Family
ID=17894795
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61301270A Pending JPS63154977A (ja) | 1986-12-19 | 1986-12-19 | 磁場計測槽 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63154977A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007304026A (ja) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Shimadzu Corp | フラックスゲート式磁気センサ |
WO2014155886A1 (ja) * | 2013-03-28 | 2014-10-02 | 日本電産サンキョー株式会社 | 磁気センサ装置およびロータリエンコーダ |
-
1986
- 1986-12-19 JP JP61301270A patent/JPS63154977A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007304026A (ja) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Shimadzu Corp | フラックスゲート式磁気センサ |
WO2014155886A1 (ja) * | 2013-03-28 | 2014-10-02 | 日本電産サンキョー株式会社 | 磁気センサ装置およびロータリエンコーダ |
JP2014194360A (ja) * | 2013-03-28 | 2014-10-09 | Nidec Sankyo Corp | 磁気センサ装置およびロータリエンコーダ |
CN105074392A (zh) * | 2013-03-28 | 2015-11-18 | 日本电产三协株式会社 | 磁传感器装置以及旋转编码器 |
CN105074392B (zh) * | 2013-03-28 | 2017-11-14 | 日本电产三协株式会社 | 磁传感器装置以及旋转编码器 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2542057A (en) | Method and apparatus for measuring the conductivity of an electrolyte | |
Cochran et al. | Specific heat measurements in 1–10 K range using continuous warming method | |
Abel et al. | Temperature measurements using small quantities of cerium magnesium nitrate | |
US3609549A (en) | Corrosion-measuring device | |
CN115113126B (zh) | 一种用于测试和标定金属霍尔探针的装置及方法 | |
Ball et al. | An improved thermometric method of measuring local power dissipation | |
US3402607A (en) | Coupled inductance level indicator for liquid metals | |
US3078412A (en) | Apparatus for indicating the metal oxide content of a liquid metal | |
JPS63154977A (ja) | 磁場計測槽 | |
Larsen | 50 microdegree temperature controller | |
US3759083A (en) | Sensing element response time measuring system | |
US2772395A (en) | Method and apparatus for the measurement of low resistance | |
US2673326A (en) | Apparatus and method for testing magnetic material | |
US2959733A (en) | Hall effect magnetometer | |
RU2194242C2 (ru) | Устройство формирования выходного сигнала индуктивного дифференциального измерительного преобразователя | |
Zrudsky et al. | A high resolution dynamic technique of thermoelectric power measurements | |
JPS5979860A (ja) | 電流測定装置 | |
Fantom | Improved coaxial calorimetric rf power meter for use as a primary standard | |
Mulady | A 0.001 per cent Hall-effect probe | |
Murgatroyd et al. | A sensitive differential thermometer | |
Derebasi et al. | Computerised DC bridge method of thermistor measurement of localised power loss in magnetic materials | |
JPS58137774A (ja) | ホ−ル効果装置 | |
Fitzgibbon et al. | A New Solution Calorimeter | |
JPH0814971A (ja) | 電磁流量計 | |
SU702325A1 (ru) | Измерительный преобразователь электрических и магнитных величин |