JP2002181547A - 方位測定方式 - Google Patents
方位測定方式Info
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Abstract
響を受けることなく磁界の直交性を実現できる方位測定
方式。 【解決手段】 基準位置に配置された第一励磁コイル1
3Xを励磁し、測定対象位置に配置された第一〜第三検
出コイルに誘起される電圧を順に取り出し、第二励磁コ
イル13Yを励磁してその際の第一〜第三検出コイルに
誘起される電圧を順に取り出し、第三励磁コイル13Z
を励磁してその際の第一〜第三検出コイルに誘起される
電圧を順に取り出す。得られた9種類の誘起電圧を用い
て基準位置から測定対象位置への方位を算出する。第一
〜第三励磁コイルのうちの1つの励磁コイル、例えば第
一励磁コイルを基準とし、第三励磁コイルを励磁してい
る時には、その磁界出力が第一及び第二励磁コイルの磁
界出力と互いに直交するように第一及び第二励磁コイル
に補償電圧を印加することで互いに直交する交流磁界を
生じさせる。
Description
定対象位置の方位を測定する方位測定方式に関する。
測定する場合の測定手法として、以下のような例があ
る。第一の例では、測定対象位置と基準位置との間にワ
イヤを設置すると共にワイヤには張力計を設置し、ワイ
ヤの張力から斜面の崩壊発生を検出する。第二の例で
は、測定対象位置と基準位置との間にワイヤを設置する
と共にワイヤには移動計などを設置し、ワイヤの変位か
ら斜面の崩壊発生を検出する。
定系を接触させる形で測定しており、測定間隔、すなわ
ち測定対象位置と基準位置との間隔を長くするとワイヤ
の弛みが測定誤差として影響することになることから、
比較的短距離の間隔の測定に限定される。
光学測定方式がある。光学測定方式を用いる場合には光
波距離計やトランシット等が用いられる。このような光
学計測機器を用いることで、基準位置を決定して測定対
象位置への光学測量を行い、基準位置に対する測定対象
位置の方位変化を非接触で求めることができる。しか
も、測定間隔も長距離にすることが可能となり、斜面の
変位や崩壊を測定する方式として多く用いられている。
変位を3次元座標系で求めることはできても、地中内部
においては光学計測機器では検出対象位置を直視できな
いことから地中内部の変位を測定できないという欠点が
あった。
本発明者により以下のような方位測定装置が提案されて
いる(特願2000−245761号)。
について説明する。図3は方位測定装置の構成を示すブ
ロック図である。
号を出力する発振回路11とその出力を増幅するための
増幅器12とを有する。発振回路11の周波数は可聴帯
域が好ましいが、これに限定されない。方位測定装置は
また、互いに直交する三軸座標系のそれぞれの軸に中心
軸が一致するように一体化してあらかじめ決められた基
準位置P1に配置された第一、第二、第三の励磁コイル
13X、13Y、13Zと、第一、第二、第三の励磁コ
イル13X、13Y、13Zを増幅器12の出力で順に
励磁するための切換回路14とを有する。方位測定装置
は更に、互いに直交する三軸座標系のそれぞれの軸に中
心軸が一致するように一体化して基準位置P1から離れ
た測定対象位置Pxに配置された第一、第二、第三の検
出コイル15X、15Y、15Zと、第一、第二、第三
の検出コイル15X、15Y、15Zの出力を順に取り
出すための第四の切換回路16とを有する。第四の切換
回路16には、これから取り出された出力から電圧信号
を得る電圧取出し回路として、第四の切換回路16の出
力の検波を行う検波回路17が接続されている。検波回
路17の出力は電圧計18により電圧信号として取出さ
れたり、後述する演算装置(図示せず)に入力される。
関係は未知である。すなわち、基準位置P1はあらかじ
め決められた位置に配置されるが、測定対象位置Pxの
位置は任意であり、第一、第二、第三の検出コイル15
X、15Y、15Zはどのような姿勢で配置されても良
い。言い換えれば、第一、第二、第三の励磁コイル13
X、13Y、13Zの三軸座標系と、第一、第二、第三
の検出コイル15X、15Y、15Zの三軸座標系は、
それぞれの軸を合わせて配置するようなことは不要であ
る。これは、一体化された第一、第二、第三の検出コイ
ル15X、15Y、15Zは、地表面に限らず、地中に
埋め込まれたり水中に投棄して配置されるからである。
この場合、本方位測定装置の設置箇所に応じて、第一、
第二、第三の励磁コイル13X、13Y、13Zと切換
回路14より前段の回路を信号ケーブルで結び、第一、
第二、第三の検出コイル15X、15Y、15Zと第四
の切換回路16より後段の回路を信号ケーブルで結ぶよ
うにするのが好ましい。これは、後述する実施の形態に
おいても同様である。
はじめに、第一の励磁コイル13Xを励磁してその際の
第一、第二、第三の検出コイル15X、15Y、15Z
に誘起される電圧を順に取り出す。次に、第二の励磁コ
イル13Yを励磁してその際の第一、第二、第三の検出
コイル15X、15Y、15Zに誘起される電圧を順に
取り出し、続いて、第三の励磁コイル13Zを励磁して
その際の第一、第二、第三の検出コイル15X、15
Y、15Zに誘起される電圧を順に取り出す。そして、
第一、第二、第三の検出コイル15X、15Y、15Z
から得られた合計9種類の誘起電圧を用いてあらかじめ
定められた演算(後述する)を行うことにより、基準位
置P1から測定対象位置Pxへの方位を算出する。
幅器12で電力増幅した後、切換回路14において第一
から第三までの励磁コイル13X、13Y、13Zをそ
れぞれ所定時間だけ励磁するように順次切り換え、互い
に90度の角度関係で磁界を発生させる。そして、第一
の励磁コイル13Xを励磁しているときに第一から第三
の検出コイル15X、15Y、15Zに誘起する電圧を
それぞれ、第四の切換回路16を通して検波回路17、
電圧計18により測定する。
いるときに第一から第三の検出コイル15X、15Y、
15Zに誘起する電圧をそれぞれ測定する。同様にし
て、第三の励磁コイル13Zを励磁しているときに第一
から第三の検出コイル15X、15Y、15Zに誘起す
る電圧を測定する。これらの電圧測定により9種類の電
圧データが得られる。
理を説明するための図である。例えば、X軸コイルであ
る励磁コイル13Xから発生する磁気モーメントをMと
して、磁気モーメントMが作る磁界上の点Pにおける磁
界をHとすれば、r方向の成分をHr、rと直交して中
心軸(ここではX軸)の外側に向かう成分をHθとする
と、HrとHθは次式で示される。
X軸成分とする。
3X)を励磁したときの測定対象位置Pxの第一から第
三の検出コイル15X、15Y、15Zに誘起される電
圧をそれぞれEu1、Ev1、Ew1とすれば、X軸コイルを
励磁した磁界の二乗Hx2 は次式で示される。ここでθ
1 はr成分がX軸と作る角度とする。
る。
たときの出力電圧は、次式で示される。ここで、θ2 、
θ3 はそれぞれ、r成分がY軸、Z軸と作る角度とす
る。
れる。
Y、15Zに誘起される電圧Eu1、Ev1、Ew1を計測す
れば、(10)式〜(12)式の演算のみにより、基準
位置P1から測定対象位置Pxへの方位が求まることに
なる。
うな方位測定装置においても以下のような問題点があ
る。第一〜第三励磁コイル13X〜13Zを互いに直交
する三軸座標系のそれぞれの軸に中心軸が一致するよう
に組合わせることは難しく、角度ずれが生じることは避
けられない。加えて、励磁コイルにおいて交流磁界の強
度を高めるためにはフェライトなどの透磁率の高い素材
をコアとして使用するため、コア材の特性も含めた実際
の磁界の直交性を保つことが必要となり、形状上の直交
だけでは実際の磁界の直交性は得にくい。
定方式であって、基準位置に配置される励磁コイルの形
状、配置上の直交性の影響を受けることなく磁界の直交
性を実現できる方位測定方式を提供することにある。
れば、互いに直交する磁界を発生させるべくあらかじめ
決められた基準位置に配置された第一、第二、第三の励
磁コイルと、前記第一、第二、第三の励磁コイルに順に
交流信号を供給して励磁するための信号発生回路と、互
いに直交する三軸座標系のそれぞれの軸に中心軸が一致
するようにして前記基準位置から離れた測定対象位置に
配置された第一、第二、第三の検出コイルと、前記第
一、第二、第三の検出コイルの出力を順に取り出すため
の切換手段と、該切換手段から取り出された出力から電
圧信号を得る電圧取出し回路とを含み、はじめに、前記
第一の励磁コイルを励磁してその際の前記第一、第二、
第三の検出コイルに誘起される電圧を順に取り出し、次
に、前記第二の励磁コイルを励磁してその際の前記第
一、第二、第三の検出コイルに誘起される電圧を順に取
り出し、続いて、前記第三の励磁コイルを励磁してその
際の前記第一、第二、第三の検出コイルに誘起される電
圧を順に取り出し、前記第一、第二、第三の検出コイル
から得られた合計9種類の誘起電圧を用いてあらかじめ
定められた演算を行うことにより、前記基準位置から前
記測定対象位置への方位を算出する方位測定装置であっ
て、前記第一〜第三の励磁コイルのうちの1つの励磁コ
イル出力を基準とし、前記信号発生回路は、前記1つの
励磁コイル以外の2つの励磁コイルのうちの一方の励磁
コイルを励磁している時、前記一方の励磁コイルの磁界
出力が前記1つの励磁コイルの磁界出力と直交するよう
に前記1つ及び前記残りの2つの励磁コイルのうちの他
方の励磁コイルに補償電圧を印加し、前記他方の励磁コ
イルを励磁している時には、該他方の励磁コイルの磁界
出力が前記1つ及び前記一方の励磁コイルの磁界出力と
互いに直交するように前記1つ及び前記一方の励磁コイ
ルに補償電圧を印加することで互いに直交する交流磁界
を生じさせるようにしたことを特徴とする方位測定方式
が提供される。
回路は、発振回路と、該発振回路の出力を増幅する第一
〜第三の可変出力増幅器と、該第一〜第三の可変出力増
幅器の出力側に接続されてそれぞれの出力を前記第一〜
第三の励磁コイルに供給する第一〜第三の切換回路と、
前記第一〜第三の可変出力増幅器の出力を、励磁コイル
励磁用の出力レベルと該励磁コイル励磁用の出力レベル
より十分に低い前記補償電圧用の出力レベルとのいずれ
かになるように制御すると共に前記第一〜第三の切換回
路における切換えを制御するための制御回路とを含む。
する磁界を発生させるべくあらかじめ決められた基準位
置に配置された第一、第二、第三の励磁コイルと、前記
第一、第二、第三の励磁コイルに順に交流信号を供給し
て励磁するための信号発生回路と、互いに直交する三軸
座標系のそれぞれの軸に中心軸が一致するようにして前
記基準位置から離れた測定対象位置に配置された第一、
第二、第三の検出コイルと、前記第一、第二、第三の検
出コイルの出力を順に取り出すための切換手段と、該切
換手段から取り出された出力から電圧信号を得る電圧取
出し回路とを含み、はじめに、前記第一の励磁コイルを
励磁してその際の前記第一、第二、第三の検出コイルに
誘起される電圧を順に取り出し、次に、前記第二の励磁
コイルを励磁してその際の前記第一、第二、第三の検出
コイルに誘起される電圧を順に取り出し、続いて、前記
第三の励磁コイルを励磁してその際の前記第一、第二、
第三の検出コイルに誘起される電圧を順に取り出し、前
記第一、第二、第三の検出コイルから得られた合計9種
類の誘起電圧を用いてあらかじめ定められた演算を行う
ことにより、前記基準位置から前記測定対象位置への方
位を算出する方位測定装置であって、前記第一〜第三の
励磁コイルのそれぞれの中心軸上に巻かれた第一〜第三
の補償コイルを有し、前記第一〜第三の励磁コイルのう
ちの1つの励磁コイル出力を基準とし、前記信号発生回
路は、前記1つの励磁コイル以外の2つの励磁コイルの
うちの一方の励磁コイルを励磁している時、前記一方の
励磁コイルの磁界出力が前記1つの励磁コイルの磁界出
力と直交するように前記1つの励磁コイルに対応する補
償コイル及び前記残りの2つの励磁コイルのうちの他方
の励磁コイルに対応する補償コイルに補償電圧を印加
し、前記他方の励磁コイルを励磁している時には、該他
方の励磁コイルの磁界出力が前記1つ及び前記一方の励
磁コイルの磁界出力と互いに直交するように前記1つの
励磁コイルに対応する補償コイル及び前記一方の励磁コ
イルに対応する補償コイルに補償電圧を印加することで
互いに直交する交流磁界を生じさせるようにしたことを
特徴とする位測定方式が提供される。
路は、発振回路と、該発振回路の出力を増幅する第一〜
第三の可変出力増幅器と、該第一〜第三の可変出力増幅
器の出力側に接続されてそれぞれの出力を前記第一〜第
三の励磁コイル及び前記の第一〜第三の補償コイルのい
ずれかに切換えて供給する第一〜第三の切換回路と、前
記第一〜第三の可変出力増幅器の出力を、励磁コイル励
磁用の出力レベルと該励磁コイル励磁用の出力レベルよ
り十分に低い前記補償電圧用の出力レベルとのいずれか
になるように制御すると共に前記第一〜第三の切換回路
における切換えを制御するための制御回路とを含む。
のために励磁される主励磁コイル以外の励磁コイルに補
償電圧を加えることで、コイル形状や磁性材料による特
性あるいは配置上の位置決め誤差を補償することによ
り、交流磁界を直交するように発生させることが可能と
なる。
せることによっても同様の効果が得られ、磁界の直交性
を保つことが容易となる。
による方位測定方式を実現する装置の構成を示す図であ
る。本形態は、発振回路11と第一〜第三励磁コイル1
3X〜13Zとの間の構成、すなわち信号発生回路以外
は図3に示された方位測定装置と同じである。したがっ
て、図1では第一〜第三検出コイル15X〜15Z側の
構成は図示を削除し、図3と同じ部分には同一番号を付
している。勿論、第一〜第三検出コイル15X〜15Z
側の動作についても図3で説明したのと同じであるの
で、説明は省略する。
路11の出力を増幅する第一〜第三可変出力増幅器12
−1〜12−3と、第一〜第三可変出力増幅器12−1
〜12−3の出力側に接続されてそれぞれの出力を第一
〜第三励磁コイル13X〜13Zに供給する第一〜第三
の切換回路14−1〜14−3と、第一〜第三可変出力
増幅器12−1〜12−3の出力を、励磁コイル励磁用
の出力レベルとこれより十分に低い補償電圧用の出力レ
ベルとのいずれかになるように制御すると共に第一〜第
三の切換回路14−1〜14−3における切換えを制御
するための制御回路20とから成る。制御回路20に
は、上記の制御のための情報があらかじめ設定されてお
り、この情報は任意に設定変更することができる。
増幅器12−1〜12−3に入力され、第一〜第三の切
換回路14−1〜14−3によって第一〜第三励磁コイ
ル13X〜13Zに電圧が印加される。この際、方位測
定のために励磁される励磁コイル(以下、主励磁コイル
と呼ぶ)以外の励磁コイルには方位測定のための主励磁
電圧よりも低い補償電圧が印加される。この補償電圧に
は、通常は主励磁電圧の1〜2%程度の電圧が用いられ
る。
コイルとして第一可変出力増幅器12−1から主励磁電
圧を印加し、第二及び第三励磁コイル13Y、13Zに
は第二及び第三可変出力増幅器12−2、12−3をそ
れぞれ接続して主励磁電圧よりも低い補償電圧を印加す
ることが出来る接続状況を示している。
Zのいずれかが基準励磁コイルとして設定される。例え
ば、第一励磁コイル13Xを基準励磁コイルとする場
合、以下のようになる。
主励磁電圧を印加する場合、つまり主励磁コイルが第一
励磁コイル13Xである場合、図1に示されるように、
第二及び第三励磁コイル13Y、13Zには第二及び第
三可変出力増幅器12−2、12−3をそれぞれ接続し
て主励磁電圧よりも低い補償電圧を印加する。
Yとなる場合には、制御回路20は第一及び第三励磁コ
イル13X、13Zに補償電圧を印加する接続状況を作
る。続いて、主励磁コイルが第三励磁コイル13Zとな
る場合には、制御回路20は第一及び第二励磁コイル1
3X、13Yに補償電圧を印加する接続状況を作る。こ
のような接続にするのは、主励磁コイルが第二励磁コイ
ル13Yである場合には、第二励磁コイル13Yの磁界
出力が第一励磁コイル13Xの磁界出力と直交するよう
に補正し、主励磁コイルが第三励磁コイル13Zである
場合には、第三励磁コイル13Zの磁界出力が第一及び
第二励磁コイル13X、13Yの磁界出力と互いに直交
するように補正するためである。このようにすること
で、互いに直交する交流磁界を生じさせることができ
る。これは、例えば第二、第三励磁コイル13Y、13
Zの中心軸がそれぞれ、第一励磁コイル13Xの中心軸
に対して90度の角度から少し位ずれていたとしても互
いに直交する交流磁界を生じさせることができることを
意味する。
イルとする場合には、第一励磁コイル13Xが主励磁コ
イルである時には、第二及び第三励磁コイル13Y、1
3Zに補償電圧を印加しないで良い場合もある。これ
は、第一励磁コイル13Xが基準励磁コイルとなってい
る場合、第一励磁コイル13Xの発生する磁界が基準と
なっており、この基準磁界に第二あるいは第三励磁コイ
ル13Y、13Zの発生する磁界を直交させれば良いか
らである。但し、第一励磁コイル13Xの発生する磁界
が基準となっているとは言っても、第一励磁コイル13
Xの中心軸が三軸上の一軸に一致せずずれている場合に
は、誤差を生じる可能性がある。これを考慮する場合に
は、上記のように、第一励磁コイル13Xが基準励磁コ
イルであって、第一励磁コイル13Xが主励磁コイルで
ある時でも、第二及び第三励磁コイル13Y、13Zに
補償電圧を印加する。
準励磁コイルとする場合には、第二励磁コイル13Yが
主励磁コイルである時には、第一及び第三励磁コイル1
3X、13Zに補償電圧を印加しないで良い場合もあ
る。同様に、第三励磁コイル13Zを基準励磁コイルと
する場合には、第三励磁コイル13Zが主励磁コイルで
ある時には、第一及び第二励磁コイル13X、13Yに
補償電圧を印加しないで良い場合もある。
イルとする場合には、以下のようになる。制御回路20
は、第二励磁コイル13Yに主励磁電圧を印加する場
合、つまり主励磁コイルが第二励磁コイル13Yである
場合、第一及び第三励磁コイル13X、13Zには第一
及び第三可変出力増幅器12−1、12−3をそれぞれ
接続して主励磁電圧よりも低い補償電圧を印加する。次
に、主励磁コイルが第一励磁コイル13Xとなる場合に
は、制御回路20は第二及び第三励磁コイル13Y、1
3Zに補償電圧を印加する接続状況を作る。続いて、主
励磁コイルが第三励磁コイル13Zとなる場合には、制
御回路20は第一及び第二励磁コイル13X、13Yに
補償電圧を印加する接続状況を作る。
コイル13Xである場合には、第一励磁コイル13Xの
磁界出力が第二励磁コイル13Yの磁界出力と直交する
ように補正し、主励磁コイルが第三励磁コイル13Zで
ある場合には、第三励磁コイル13Zの磁界出力が第一
及び第二の励磁コイル13X、13Yの磁界出力と互い
に直交するように補正する。
する場合でも原理は同じであるので説明は省略する。
態について説明する。本形態は、発振回路11と第一〜
第三励磁コイル13X〜13Zとの間の構成、すなわち
信号発生回路と、第一〜第三補償コイル21X〜21Z
以外は図3に示された方位測定装置と同じである。した
がって、図2では第一〜第三検出コイル15X〜15Z
側の構成は図示を削除し、図3と同じ部分には同一番号
を付している。勿論、第一〜第三検出コイル15X〜1
5Z側の動作についても図3で説明したのと同じである
ので、説明は省略する。
路11の出力を増幅する第一〜第三可変出力増幅器12
−1〜12−3と、第一〜第三可変出力増幅器12−1
〜12−3の出力側に接続されてそれぞれの出力を第一
〜第三励磁コイル13X〜13Z及び第一〜第三補償コ
イル21X〜21Zのいずれかに切換えて供給する第一
〜第三の切換回路14−1´〜14−3´と、第一〜第
三可変出力増幅器12−1〜12−3の出力を、励磁コ
イル励磁用の出力レベルとこの出力レベルより十分に低
い補償電圧用の出力レベルとのいずれかになるように制
御すると共に第一〜第三の切換回路14−1´〜14−
3´における切換えを制御するための制御回路20とか
ら成る。
れぞれ、第一〜第三励磁コイル13X〜13Zのそれぞ
れの中心軸上に巻かれている。
増幅器12−1〜12−3に入力され、第一〜第三の切
換回路14−1´〜14−3´によって第一〜第三励磁
コイル13X〜13Z、第一〜第三補償コイル21X〜
21Zにいずれかに電圧が印加される。この際、方位測
定のために励磁される主励磁コイル以外の励磁コイルに
対応する補償コイルには方位測定のための主励磁電圧よ
りも低い補償電圧が印加される。前述したように、この
補償電圧には主励磁電圧の1〜2%程度の電圧が用いら
れる。なお、励磁コイルと補償コイルとの巻数比は、一
例を言えば、100:1程度である。
コイルとして第一可変出力増幅器12−1から主励磁電
圧を印加し、第二及び第三励磁コイル13Y、13Zに
対応する第二及び第三補償コイル21Y、21Zには第
二及び第三可変出力増幅器12−2、12−3をそれぞ
れ接続して主励磁電圧よりも低い補償電圧を印加するこ
とが出来る接続状況を示している。
〜13Zのいずれかが基準励磁コイルとして設定され
る。例えば、第一励磁コイル13Xを基準励磁コイルと
する場合、以下のようになる。
主励磁電圧を印加する場合、つまり主励磁コイルが第一
励磁コイル13Xである場合、図2に示されるように、
第二及び第三励磁コイル13Y、13Zに対応する第二
及び第三補償コイル21Y、21Zには第二及び第三可
変出力増幅器12−2、12−3をそれぞれ接続して主
励磁電圧よりも低い補償電圧を印加する。
Yとなる場合には、制御回路20は第一及び第三励磁コ
イル13X、13Zに対応する第一及び第三補償コイル
21X、21Zに補償電圧を印加する接続状況を作る。
続いて、主励磁コイルが第三励磁コイル13Zとなる場
合には、制御回路20は第一及び第二励磁コイル13
X、13Yに対応する第一及び第二補償コイル21X、
21Yに補償電圧を印加する接続状況を作る。このよう
な接続にするのは、第一の実施の形態で述べたように、
主励磁コイルが第二励磁コイル13Yである場合には、
第二励磁コイル13Yの磁界出力が第一励磁コイル13
Xの磁界出力と直交するように補正し、主励磁コイルが
第三励磁コイル13Zである場合には、第三励磁コイル
13Zの磁界出力が第一及び第二励磁コイル13X、1
3Yの磁界出力と互いに直交するように補正するためで
ある。このようにすることで、第一の実施の形態と同じ
ように互いに直交する交流磁界を生じさせることができ
る。
一励磁コイル13Xを基準励磁コイルとする場合、第一
励磁コイル13Xが主励磁コイルである時には、第二及
び第三補償コイル21Y、21Zに補償電圧を印加しな
いで良い場合もある。また、第二励磁コイル13Yを基
準励磁コイルとする場合、第二励磁コイル13Yが主励
磁コイルである時には、第一及び第三補償コイル21
X、21Zに補償電圧を印加しないで良い場合もある。
同様に、第三励磁コイル13Zを基準励磁コイルとする
場合、第三励磁コイル13Zが主励磁コイルである時に
は、第一及び第二補償コイル21X、21Yに補償電圧
を印加しないで良い場合もある。
えば、3つの励磁コイルの組合わせを2組用意し、これ
らを2箇所に配置して基準位置を2箇所に設定すること
により、2箇所の基準位置から測定対象位置への3次元
空間における方位が求まる。そして、2箇所の基準位置
の間隔が既知であるため、測定対象位置の3次元座標を
求めることができることは言うまでもない。これは、前
に述べた特願2000−245761号に詳しく説明さ
れている。勿論、これは第二の実施の形態にも適用され
得る。
えば、励磁コイルと、この励磁コイルの配置軸とは異な
る軸上に巻かれている補償コイルとを直列に接続する形
態でも同様の効果が得られる。さらに、第二励磁コイル
13Yに第一及び第三補償コイル21X、21Zのどち
らかを直列に接続するか、両方の補償コイルを直列に接
続することによって第二励磁コイルの磁界発生方向を補
償する接続形態なども用いることが出来ることは言うま
でもない。これは、第三励磁コイルについても同様であ
る。第二の実施の形態の説明では、補償電圧を主励磁電
圧より十分に低くしているが、補償コイルの巻数を更に
少なくすることで主励磁電圧と同じ値の補償電圧で補正
を行うこともできる。この場合、可変出力増幅器は出力
固定のもので良い。
も、第一〜第三可変出力増幅器の出力レベルの切換え、
第一〜第三の切換回路の切換えを制御回路により自動的
に行うようにしているが、制御回路を使用せずにこれら
の切換えをマニュアルで行うようにしても良い。
方式によれば、励磁コイルの磁界発生方向を直交させる
手段として三軸のいずれかの励磁コイルを主励磁コイル
として励磁する際に、これと異なる軸方向の励磁コイル
または補償コイルに微弱な電圧を印加することにより、
主励磁コイルの発生する磁界方向を修正することが可能
となるため、互いに直交する磁界を作ることが容易とな
るだけでなく、製作において三つの励磁コイルの組立て
に精密さを要求されず、磁性材料の配置だけでなく磁性
特性をも補償することが容易となり得られる効果は大で
ある。
を励磁コイル側について構成を示す図である。
を励磁コイル側について構成を示す図である。
構成を示す図である。
するための図である。
〜第三の切換回路 13X〜13Z 第一〜第三励磁コイル 15X〜15Z 第一〜第三検出コイル 17 検波回路 18 電圧計 21X〜21Z 第一〜第三補償コイル
Claims (4)
- 【請求項1】 互いに直交する磁界を発生させるべくあ
らかじめ決められた基準位置に配置された第一、第二、
第三の励磁コイルと、 前記第一、第二、第三の励磁コイルに順に交流信号を供
給して励磁するための信号発生回路と、 互いに直交する三軸座標系のそれぞれの軸に中心軸が一
致するようにして前記基準位置から離れた測定対象位置
に配置された第一、第二、第三の検出コイルと、 前記第一、第二、第三の検出コイルの出力を順に取り出
すための切換手段と、 該切換手段から取り出された出力から電圧信号を得る電
圧取出し回路とを含み、 はじめに、前記第一の励磁コイルを励磁してその際の前
記第一、第二、第三の検出コイルに誘起される電圧を順
に取り出し、 次に、前記第二の励磁コイルを励磁してその際の前記第
一、第二、第三の検出コイルに誘起される電圧を順に取
り出し、 続いて、前記第三の励磁コイルを励磁してその際の前記
第一、第二、第三の検出コイルに誘起される電圧を順に
取り出し、 前記第一、第二、第三の検出コイルから得られた合計9
種類の誘起電圧を用いてあらかじめ定められた演算を行
うことにより、前記基準位置から前記測定対象位置への
方位を算出する方位測定装置であって、 前記第一〜第三の励磁コイルのうちの1つの励磁コイル
出力を基準とし、 前記信号発生回路は、前記1つの励磁コイル以外の2つ
の励磁コイルのうちの一方の励磁コイルを励磁している
時、前記一方の励磁コイルの磁界出力が前記1つの励磁
コイルの磁界出力と直交するように前記1つ及び前記残
りの2つの励磁コイルのうちの他方の励磁コイルに補償
電圧を印加し、 前記他方の励磁コイルを励磁している時には、該他方の
励磁コイルの磁界出力が前記1つおよび前記一方の励磁
コイルの磁界出力と互いに直交するように前記1つおよ
び前記一方の励磁コイルに補償電圧を印加することで互
いに直交する交流磁界を生じさせるようにしたことを特
徴とする方位測定方式。 - 【請求項2】 請求項1記載の方位測定方式において、
前記信号発生回路は、発振回路と、該発振回路の出力を
増幅する第一〜第三の可変出力増幅器と、該第一〜第三
の可変出力増幅器の出力側に接続されてそれぞれの出力
を前記第一〜第三の励磁コイルに供給する第一〜第三の
切換回路と、前記第一〜第三の可変出力増幅器の出力
を、励磁コイル励磁用の出力レベルと該励磁コイル励磁
用の出力レベルより十分に低い前記補償電圧用の出力レ
ベルとのいずれかになるように制御すると共に前記第一
〜第三の切換回路における切換えを制御するための制御
回路とを含むことを特徴とする方位測定方式。 - 【請求項3】 互いに直交する磁界を発生させるべくあ
らかじめ決められた基準位置に配置された第一、第二、
第三の励磁コイルと、 前記第一、第二、第三の励磁コイルに順に交流信号を供
給して励磁するための信号発生回路と、 互いに直交する三軸座標系のそれぞれの軸に中心軸が一
致するようにして前記基準位置から離れた測定対象位置
に配置された第一、第二、第三の検出コイルと、 前記第一、第二、第三の検出コイルの出力を順に取り出
すための切換手段と、 該切換手段から取り出された出力から電圧信号を得る電
圧取出し回路とを含み、 はじめに、前記第一の励磁コイルを励磁してその際の前
記第一、第二、第三の検出コイルに誘起される電圧を順
に取り出し、 次に、前記第二の励磁コイルを励磁してその際の前記第
一、第二、第三の検出コイルに誘起される電圧を順に取
り出し、 続いて、前記第三の励磁コイルを励磁してその際の前記
第一、第二、第三の検出コイルに誘起される電圧を順に
取り出し、 前記第一、第二、第三の検出コイルから得られた合計9
種類の誘起電圧を用いてあらかじめ定められた演算を行
うことにより、前記基準位置から前記測定対象位置への
方位を算出する方位測定装置であって、 前記第一〜第三の励磁コイルのそれぞれの中心軸上に巻
かれた第一〜第三の補償コイルを有し、 前記第一〜第三の励磁コイルのうちの1つの励磁コイル
出力を基準とし、 前記信号発生回路は、前記1つの励磁コイル以外の2つ
の励磁コイルのうちの一方の励磁コイルを励磁している
時、前記一方の励磁コイルの磁界出力が前記1つの励磁
コイルの磁界出力と直交するように前記1つの励磁コイ
ルに対応する補償コイル及び前記残りの2つの励磁コイ
ルのうちの他方の励磁コイルに対応する補償コイルに補
償電圧を印加し、 前記他方の励磁コイルを励磁している時には、該他方の
励磁コイルの磁界出力が前記1つおよび前記一方の励磁
コイルの磁界出力と互いに直交するように前記1つの励
磁コイルに対応する補償コイルおよび前記一方の励磁コ
イルに対応する補償コイルに補償電圧を印加することで
互いに直交する交流磁界を生じさせるようにしたことを
特徴とする方位測定方式。 - 【請求項4】 請求項3記載の方位測定方式において、
前記信号発生回路は、発振回路と、該発振回路の出力を
増幅する第一〜第三の可変出力増幅器と、該第一〜第三
の可変出力増幅器の出力側に接続されてそれぞれの出力
を前記第一〜第三の励磁コイル及び前記の第一〜第三の
補償コイルのいずれかに切換えて供給する第一〜第三の
切換回路と、前記第一〜第三の可変出力増幅器の出力
を、励磁コイル励磁用の出力レベルと該励磁コイル励磁
用の出力レベルより十分に低い前記補償電圧用の出力レ
ベルとのいずれかになるように制御すると共に前記第一
〜第三の切換回路における切換えを制御するための制御
回路とを含むことを特徴とする方位測定方式。
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JP2000378349A JP4527273B2 (ja) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | 方位測定方式 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008058307A (ja) * | 2006-08-21 | 2008-03-13 | Biosense Webster Inc | 周波数外挿を利用した歪みのない位置追跡方法およびシステム |
JP2009229443A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-10-08 | Shimadzu Corp | 目標体探査システム |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60108769A (ja) * | 1983-11-18 | 1985-06-14 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 3軸磁束検出コイルの製造方法 |
JPS6225273A (ja) * | 1985-07-25 | 1987-02-03 | Tokyo Keiki Co Ltd | 磁界安定装置 |
JPS62104391A (ja) * | 1985-10-31 | 1987-05-14 | Japan Radio Co Ltd | カラ−crtモニタの色ずれ補正方式 |
JPS62104392A (ja) * | 1985-10-31 | 1987-05-14 | Japan Radio Co Ltd | カラ−crtモニタの色ずれ防止方式 |
JPH021291A (ja) * | 1988-02-29 | 1990-01-05 | Mitsubishi Electric Corp | 磁気誘導位置制御装置及び磁気治療装置 |
JPH06221805A (ja) * | 1992-07-09 | 1994-08-12 | Polhemus Inc | 離れた物体の位置及び方向を決定するための装置及びその方法 |
JPH08542A (ja) * | 1994-04-21 | 1996-01-09 | Olympus Optical Co Ltd | 内視鏡位置検出装置 |
JPH08512125A (ja) * | 1993-06-29 | 1996-12-17 | ハネウエル・インコーポレーテッド | 妨害金属がある場所で物体の位置と向きを測定する方法および装置 |
JPH09196985A (ja) * | 1996-01-19 | 1997-07-31 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 電磁環境計測装置及び計測方法 |
JPH09304077A (ja) * | 1996-05-20 | 1997-11-28 | Sony Corp | 3次元方位センサおよびその装置 |
JPH10267655A (ja) * | 1997-03-27 | 1998-10-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 掘削推進機の位置探査装置及び位置探査方法 |
JPH11510406A (ja) * | 1995-06-14 | 1999-09-14 | メドトロニック・インコーポレーテッド | カテーテルプローブを操縦するための方法及びシステム |
JP2000116790A (ja) * | 1998-10-15 | 2000-04-25 | Biosense Inc | 金属妨害の検知 |
JP2003517572A (ja) * | 1998-06-27 | 2003-05-27 | キネティック リミテッド | 金属検出装置 |
-
2000
- 2000-12-13 JP JP2000378349A patent/JP4527273B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60108769A (ja) * | 1983-11-18 | 1985-06-14 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 3軸磁束検出コイルの製造方法 |
JPS6225273A (ja) * | 1985-07-25 | 1987-02-03 | Tokyo Keiki Co Ltd | 磁界安定装置 |
JPS62104391A (ja) * | 1985-10-31 | 1987-05-14 | Japan Radio Co Ltd | カラ−crtモニタの色ずれ補正方式 |
JPS62104392A (ja) * | 1985-10-31 | 1987-05-14 | Japan Radio Co Ltd | カラ−crtモニタの色ずれ防止方式 |
JPH021291A (ja) * | 1988-02-29 | 1990-01-05 | Mitsubishi Electric Corp | 磁気誘導位置制御装置及び磁気治療装置 |
JPH06221805A (ja) * | 1992-07-09 | 1994-08-12 | Polhemus Inc | 離れた物体の位置及び方向を決定するための装置及びその方法 |
JPH08512125A (ja) * | 1993-06-29 | 1996-12-17 | ハネウエル・インコーポレーテッド | 妨害金属がある場所で物体の位置と向きを測定する方法および装置 |
JPH08542A (ja) * | 1994-04-21 | 1996-01-09 | Olympus Optical Co Ltd | 内視鏡位置検出装置 |
JPH11510406A (ja) * | 1995-06-14 | 1999-09-14 | メドトロニック・インコーポレーテッド | カテーテルプローブを操縦するための方法及びシステム |
JPH09196985A (ja) * | 1996-01-19 | 1997-07-31 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 電磁環境計測装置及び計測方法 |
JPH09304077A (ja) * | 1996-05-20 | 1997-11-28 | Sony Corp | 3次元方位センサおよびその装置 |
JPH10267655A (ja) * | 1997-03-27 | 1998-10-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 掘削推進機の位置探査装置及び位置探査方法 |
JP2003517572A (ja) * | 1998-06-27 | 2003-05-27 | キネティック リミテッド | 金属検出装置 |
JP2000116790A (ja) * | 1998-10-15 | 2000-04-25 | Biosense Inc | 金属妨害の検知 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008058307A (ja) * | 2006-08-21 | 2008-03-13 | Biosense Webster Inc | 周波数外挿を利用した歪みのない位置追跡方法およびシステム |
JP2009229443A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-10-08 | Shimadzu Corp | 目標体探査システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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