JP2005315732A - Instrument for measuring displacement of ferromagnetic body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、強磁性体を測定対象とした高精度な変位測定技術に関するものである。なお、強磁性体表面の塗膜厚さ、スケール厚さ、シート厚さなどの測定にも適用可能である。 The present invention relates to a highly accurate displacement measurement technique using a ferromagnetic material as a measurement object. Note that the present invention can also be applied to measurement of the coating thickness, scale thickness, sheet thickness, etc. on the surface of the ferromagnetic material.
強磁性体金属の変位を測定する方法としては、一般にレーザー距離計、超音波距離計、渦流距離計などが用いられている。その中で、レーザー距離計や超音波距離計は、センサより波を送出し、測定対象表面での反射波を検出して測定するため、伝搬途中の媒質の密度むらがある場合や、ちりなどによる減衰がある場合には測定精度を保つことができないという問題がある。 As a method for measuring the displacement of the ferromagnetic metal, a laser distance meter, an ultrasonic distance meter, an eddy current distance meter or the like is generally used. Among them, laser rangefinders and ultrasonic rangefinders send waves from sensors and detect and measure reflected waves on the surface of the object being measured. There is a problem in that the measurement accuracy cannot be maintained when there is attenuation due to.
しかし、渦流距離計はそのような問題がないだけでなく、強磁性体金属表面に膜などが存在しても、一般に強磁性体金属の変位を測定することが可能であるという利点がある。図３は、渦流距離計による強磁性体測定対象とセンサとの距離の測定例を示す図である。強磁性体金属表面の膜の存在にかかわらず、ほぼリニヤな測定結果を得ることができることが分かる。 However, the eddy current meter has not only such a problem, but also has an advantage that the displacement of the ferromagnetic metal can be generally measured even when a film or the like is present on the surface of the ferromagnetic metal. FIG. 3 is a diagram illustrating a measurement example of the distance between the ferromagnetic object to be measured by the eddy current distance meter and the sensor. It can be seen that almost linear measurement results can be obtained regardless of the presence of the film on the ferromagnetic metal surface.
またそれ故、渦流距離計を強磁性体金属表面に押しつけ、強磁性体金属までの距離を測定することで、塗膜厚など表面に存在する膜の厚みを測定することが可能になる。 例えば、特開昭５７−５７２０４号公報（特許文献１）およびHelmut Fischerによる「非破壊式膜厚計の選択と使い方」（非特許文献１）に開示されている技術を、背景技術として挙げることができる。 Therefore, by pressing the eddy current meter against the surface of the ferromagnetic metal and measuring the distance to the ferromagnetic metal, the thickness of the film existing on the surface such as the coating thickness can be measured. For example, the technology disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-57204 (Patent Document 1) and “Selection and Usage of Non-Destructive Film Thickness Meter” by Helmut Fischer (Non-Patent Document 1) is cited as background art. Can do.
図４は、渦流距離計による強磁性体上に形成された膜の厚さ測定配置を示す図である。図中、１は強磁性体（変位測定対象）、２は励磁コイル、３は磁束検出センサ、４は強磁性体コア、および１０は強磁性体上面に形成された膜を、それぞれ表わしている。励磁コイル２と磁束検出センサ３を有する強磁性体コア４を、強磁性体（変位測定対象）１の表面に押しつけ、強磁性体上面に形成された膜１０を測定する様子を表わしている。
FIG. 4 is a diagram showing an arrangement for measuring the thickness of a film formed on a ferromagnetic material by an eddy current rangefinder. In the figure, 1 is a ferromagnetic material (displacement measurement object), 2 is an exciting coil, 3 is a magnetic flux detection sensor, 4 is a ferromagnetic core, and 10 is a film formed on the upper surface of the ferromagnetic material. . A state is shown in which a
ここで渦流距離計の測定原理について、図２を用いて説明する。図中、５は励磁コイル用電源、６は増幅器・信号処理回路、７は励磁コイルにより発生した交流磁場により生じた渦電流、および８は渦電流によって生じた交流磁束を、それぞれ表わしており、その他は図４と同じである。 Here, the measurement principle of the eddy current distance meter will be described with reference to FIG. In the figure, 5 represents an exciting coil power supply, 6 represents an amplifier / signal processing circuit, 7 represents an eddy current generated by an alternating magnetic field generated by the exciting coil, and 8 represents an alternating magnetic flux generated by the eddy current. Others are the same as FIG.
励磁コイル３は励磁用電源５に接続され、交流磁束を発生する。その交流磁束は、強磁性体金属１に達し、表層部に渦電流７を発生させる。その渦電流７により、磁束８が生じ、それが磁束検出センサ２にて検出され、電気信号に変換される。この電気信号は、増幅器・信号処理回路６によって増幅・信号処理（同期検波など）がなされ、渦流センサの出力が得られる。この出力は、渦流距離計と強磁性体金属１との間の距離によって単調に変化するため（図３参照）、あらかじめ両者の関係を調べておくことにより、渦流センサ信号出力より、上記距離（変位）を求めることができるというものである。
しかしながら、特許文献１および非特許文献１で上げた渦電流を用いた方式では、対象によってはうまく測定できないことがあることがわかった。その例として、酸洗後の厚さ5mm、一辺50mmの山形鋼の長手方向の形状（凹凸）を測定するため、長手方向に沿って渦流センサを走査しながらあるピッチ（10mm）で対象との距離を測定した場合のデータを、図５に示す。レーザー距離計にて測定した距離（真値とみなす）との間に相関がほとんど見られておらず、測定は困難であることがわかる。また渦流センサを塗膜表面に押しつけ、下地の鋼までの距離を測定することで、鋼材に塗られた塗膜の厚さ測定を試みたが、図５と同様に渦流センサ出力と塗膜厚との間によい相関は得ることができなかった。
However, it has been found that the methods using eddy currents raised in
そこで発明者らは、渦流センサでは変位がうまく測定できないケースについて、その原因を測定個所の断面検鏡や電磁気特性の調査などをより詳細に行った。その結果、異なる測定対象間、あるいは同一サンプルであっても、異なる測定個所において、渦流出力が変位量の変化だけではなく、強磁性体測定対象表層部の性状のむらにより変動していることがわかった。「強磁性体測定対象表層部の性状」とは具体的には、表面の（変位測定を行う対象領域よりも２次元的なサイズに関し、）微小な凹凸や電磁気特性（微分透磁率など・・製造ラインのロールによる着磁やリフマグによる着磁による磁化レベルの変化などによる）などであり、それが測定場所、サンプルにより異なっていた。表面に凹凸があると、表面付近に流れる渦電流は小さくなり、それにより渦流出力が大きく変動する。また表層部に磁化レベルの違いがあると、微分透磁率が変化するため、同様に渦流出力が大きく変動するという現象がおこっていた。 Therefore, the inventors conducted a more detailed examination of the case where the eddy current sensor cannot measure the displacement well, such as a cross-sectional mirror at the measurement location and an investigation of electromagnetic characteristics. As a result, it was found that the eddy current output fluctuates not only due to the change in displacement, but also due to unevenness in the properties of the surface area of the ferromagnetic object, even between different measurement objects or even in the same sample. It was. Specifically, “the property of the surface layer of the ferromagnetic material measurement target” is a minute unevenness or electromagnetic property (differential permeability, etc.) on the surface (in terms of the two-dimensional size of the target area where displacement is measured) It depends on the measurement location and the sample, etc.). If the surface is uneven, the eddy current flowing in the vicinity of the surface becomes small, and the eddy current output fluctuates greatly. In addition, when there is a difference in the magnetization level in the surface layer portion, the differential permeability changes, so that the phenomenon that the eddy current output fluctuates greatly similarly occurs.
図８は、磁束密度Bと磁界の強さH の関係を表わす図、すなわちB-H（ヒステリシス）カーブ上での磁化レベルのむらを説明する図である。図８では分かりやすくするため、磁化レベルの違いを強調して図示しているが、異なる測定箇所「a」と測定箇所「b」の磁化レベルとそれぞれの微分透磁率が大きく異なっている様子を模式的に示している。渦流距離計の場合、渦電流は最表面が一番強く、深くなるに従い、指数関数的に弱くなる。そのため、測定原理上、より表面近くを流れる渦電流の強弱の影響を強く受けることになる。
FIG. 8 is a diagram illustrating the relationship between the magnetic flux density B and the magnetic
そして渦流距離計では、変位（距離）を、渦電流の強さに直結する磁束検出センサの出力の大きさに１対１に対応する形で求めるため、上述のように渦電流の強さが距離以外のパラメータにより大きく変動することは、距離測定の誤差に直結してしまうことになる。 In the eddy current rangefinder, since the displacement (distance) is obtained in a form corresponding to the magnitude of the output of the magnetic flux detection sensor directly linked to the strength of the eddy current, the strength of the eddy current is determined as described above. A large fluctuation due to parameters other than the distance directly leads to an error in distance measurement.
本発明は上記課題を解決し、「強磁性体測定対象表層部の性状」のむらの影響を受けにくい強磁性体の変位測定装置を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a displacement measuring apparatus for a ferromagnetic material that is not easily affected by the unevenness of the “characteristics of the surface layer portion to be measured for ferromagnetic material”.
請求項１に係る発明は、コの字形強磁性体コアを持ち、そのコアに巻かれた磁束を発生する励磁コイルとそのコアに鎖交する磁束を検出する磁束検出センサとからなるセンサヘッドの開放端側を、被測定強磁性体の変位測定箇所に対向させ、前記センサヘッドの検出出力に基づいて磁気抵抗を算出して、前記センサヘッドと前記変位測定箇所までの距離を測定することを特徴とする強磁性体の変位測定装置である。
The invention according to
また請求項２に係る発明は、請求項１記載の強磁性体の変位測定装置において、前記磁束検出センサを、前記強磁性体コアの一部に微小なギャップを設けて、そのギャップに組み込むことを特徴とする強磁性体の変位測定装置である。 According to a second aspect of the present invention, in the ferromagnetic displacement measuring apparatus according to the first aspect, the magnetic flux detection sensor is provided in a part of the ferromagnetic core with a minute gap. Is a ferromagnetic displacement measuring apparatus.
また請求項３に係る発明は、Ｅの字形強磁性体コアを持ち、そのコアの３本ある脚部のうち、中央の脚部に巻かれた磁束を発生する励磁コイルと、外側の２本の脚部に巻かれたコイルでそのコアに鎖交する磁束を検出する磁束検出センサとからなるセンサヘッドの開放端側を、被測定強磁性体の変位測定箇所に対向させ、前記センサヘッドの検出出力に基づいて磁気抵抗を算出して、前記センサヘッドと前記変位測定箇所までの距離を測定することを特徴とする強磁性体の変位測定装置である。
The invention according to
さらに請求項４に係る発明は、凹部中央に円柱を有する円筒形コアを持ち、その円柱に巻かれた磁束を発生する励磁コイルとそのコアに鎖交する磁束を検出する磁束検出センサとからなるセンサヘッドの開放端側を、被測定強磁性体の変位測定箇所に対向させ、前記センサヘッドの検出出力に基づいて磁気抵抗を算出して、前記センサヘッドと前記変位測定箇所までの距離を測定することを特徴とする強磁性体の変位測定装置である。
Furthermore, the invention according to
本発明によれば、表層部の電磁気現象に関連する性状（磁化レベル、微小凹凸、など）の測定個所によるむらの影響を低減できるようにしたので、そのような材料の変位を精度良く測定可能になった。また、渦電流を検出するのではなく、磁気抵抗の変化を使用するため、導電体（金属）でなくとも強磁性体であれば変位測定可能である。 According to the present invention, it is possible to reduce the influence of unevenness due to measurement points of properties (magnetization level, minute unevenness, etc.) related to the electromagnetic phenomenon of the surface layer portion, so that the displacement of such a material can be accurately measured. Became. In addition, since a change in magnetoresistance is used instead of detecting eddy currents, displacement measurement is possible with a ferromagnetic material instead of a conductor (metal).
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明の基本的構成を示す図である。図１（ａ）において、１は強磁性体（変位測定対象）、２は励磁コイル、３は磁束検出センサ、４は強磁性体コア、５は励磁コイル用電源、６は増幅器・信号処理回路、９Ａはコの字形強磁性体コア内を通る磁束、９Ｂはギャップを通る磁束、および９Ｃは被測定対象強磁性中を通る磁束をそれぞれ表わしている。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of the present invention. In FIG. 1A, 1 is a ferromagnetic body (displacement measurement object), 2 is an excitation coil, 3 is a magnetic flux detection sensor, 4 is a ferromagnetic core, 5 is a power supply for the excitation coil, and 6 is an amplifier / signal processing circuit. 9A represents a magnetic flux passing through the U-shaped ferromagnetic core, 9B represents a magnetic flux passing through the gap, and 9C represents a magnetic flux passing through the ferromagnet to be measured.
強磁性体測定対象１に、コの字型コア４の開放端側を対向して配置する。強磁性体測定対象１とコの字型コア４の開放端とのギャップ（以下ギャップと略記する）が測定すべき距離になる。コの字型コア４には、励磁用電源５に接続された励磁用コイル２が巻かれ、磁束を発生している。磁束は、主に強磁性体コア４（９Ａ）、ギャップ（９Ｂ：２カ所）、強磁性体測定対象（９Ｃ）からなる閉回路を流れることになる。コの字型コア４には、磁束検出用磁気センサ３が設けられており、閉回路を流れる磁束の量を測定する。図１では、磁気センサ３はコアに巻かれたコイルをイメージして描かれているが、図６に示すようにコアの先端や内部にホール素子などの固体センサを設けても構わない。
The open end side of the U-shaped
なお、励磁用電源５が定電流源であれば、励磁用コイル２での起磁力が距離によらず一定であるため、発生した磁束の量を磁気センサ３で測定することで、閉回路の磁気抵抗に相関のある出力が得られる。また励磁用電源５が定電流源でない場合には、励磁コイル２に流れる電流をモニターし、その電流量で磁気センサ３の出力を正規化することで、同様に、閉回路の磁気抵抗に相関のある出力が得られる。磁気センサ３の電気出力は、増幅器・信号処理回路６により、増幅、同期検波、フィルタリングなどの処理がなされ、あらかじめ求めておいた、距離との相関関係より、距離を求める。
If the
コの字型センサを用いて磁気抵抗を測定することで距離を求める方法について、以下に図１（ａ）および数式を用いて説明する。閉回路全体の磁気抵抗Ｒの内、強磁性体コア４の部分（磁束９Ａが流れている部分）の寄与をＲc、ギャップ部（磁束９Ｂが流れている部分）の寄与を２×Ｒg（個々のギャップの寄与をＲgとすると、コアの両端部にあるため、閉回路への寄与としては２Ｒgとなる）、強磁性体測定対象１（磁束９Ｃが流れている部分）の寄与をＲfとする。さらに、磁束をφ、起磁力をΓとすると、起磁力Γは以下の（１）式のように表せる。
A method for obtaining the distance by measuring the magnetic resistance using a U-shaped sensor will be described below with reference to FIG. Of the magnetoresistance R of the entire closed circuit, the contribution of the
さらに、磁束検出コイル３で検出される電圧レベルをＶ、磁束検出コイル３のコイル巻き数をｍとすると、電圧レベルＶは（２）式のように表せる。
Furthermore, when the voltage level detected by the magnetic
磁束φの周波数が一定であれば、（２）式は（３）式のように、定数ａを用いて表せる。 If the frequency of the magnetic flux φ is constant, the equation (2) can be expressed using the constant a as in the equation (3).
次に、（１）および（３）式を用いて、磁束φを消去すれば、ギャップ部の磁気抵抗Ｒgは（４）式のように表せる。 Next, if the magnetic flux φ is erased using the equations (1) and (3), the magnetic resistance Rg of the gap portion can be expressed as the equation (4).
Rgはギャップに応じて単調に変化するため、この変化分を利用してギャップすなわち距離を測定する。距離をｇとすれば、定数ｂを用いて、（５）式のように磁気抵抗Ｒgと距離ｇとの関係を表せる。 Since Rg changes monotonously according to the gap, the gap, that is, the distance is measured using this change. If the distance is g, the relationship between the magnetic resistance Rg and the distance g can be expressed using the constant b as shown in equation (5).
（５）式を用いて、（４）式を書きかえると最終的に（６）式が得られる。 If the expression (4) is rewritten using the expression (5), the expression (6) is finally obtained.
予めｇとＶの関係を校正用サンプルにより求めておけば、ギャップ部の距離ｇは、磁束検出コイル３で検出される電圧レベルＶにより求めることができる。RcはＲgと比べ、相対的に非常に小さくすることができる。なぜならコア４は、強磁性体であり（透磁率の高い材料を選ぶのが望ましい）、また断面積や閉回路に沿った長さを、磁気抵抗が大きくならないように設計することが可能だからである。また測定場所、測定対象サンプルによるＲfの変動も、Ｒgの距離による変化と比べ、低減することができる。すなわち、Rfも測定対象が強磁性体であること、また励磁周波数などを変更することで浸透深さを変え磁束の通る部分の実質的な断面積を適切に選ぶことができるからである。
If the relationship between g and V is obtained in advance using a calibration sample, the gap distance g can be obtained from the voltage level V detected by the magnetic
本発明の測定方法によれば、ギャップの変化により影響を受けるファクター（Ｒg）と測定対象表層部の性状に影響を受けるファクター（Rf）が、渦流距離計の場合とは異なり、分離されており、測定対象表層部の性状に影響を受けるファクターの寄与を小さくすることで、ギャップ測定精度を上げることができる。 According to the measurement method of the present invention, the factor (Rg) affected by the gap change and the factor (Rf) affected by the properties of the surface layer to be measured are separated, unlike the case of the eddy current rangefinder. The gap measurement accuracy can be increased by reducing the contribution of factors that are affected by the properties of the surface layer of the measurement target.
なお、励磁コイルへの励磁周波数は、以下の事情を考慮し適宜選択が可能である。
（１）周波数が高すぎると、渦電流の影響および表層部性状の影響が大きくなるため、誤差が大きくなる。この観点からは、周波数はできるだけ低く（直流含む）し、浸透深さを増し、Ｒｆをできるだけ小さくすると同時に、渦電流効果を小さくすることが望ましい。
（２）周波数が低すぎると、浸透深さが深くなりすぎ、測定対象によっては、センサと反対面側にも磁束が到達し、厚さの変動や、仮に厚さが変動していなくても、反対面側に存在する物質の影響を受ける可能性がある。
（３）周波数が低くなると、一般に電子回路的に高精度な測定を行うのがより難しくなってくる。これは特に検出センサとして、出力が周波数に比例するサーチコイルを使用する場合に顕著である。ただし、請求項２および請求項３の方法においては、飽和磁化レベル、あるいはメジャーヒステリシスループのH=0付近における微分透磁率は、初透磁率に比べ小さくなるため、高い周波数においても浸透深さを深くすることができ、測定前に磁化しない場合に比べ、有利であるといえる。
The excitation frequency for the excitation coil can be appropriately selected in consideration of the following circumstances.
(1) If the frequency is too high, the effect of eddy current and the effect of the surface layer properties become large, and the error becomes large. From this point of view, it is desirable to make the frequency as low as possible (including direct current), increase the penetration depth, make Rf as small as possible, and at the same time reduce the eddy current effect.
(2) If the frequency is too low, the penetration depth will be too deep, and depending on the measurement target, the magnetic flux will reach the opposite side of the sensor, even if the thickness varies, or even if the thickness does not vary , May be affected by substances present on the opposite side.
(3) When the frequency is lowered, it is generally more difficult to perform highly accurate measurement in an electronic circuit. This is particularly noticeable when a search coil whose output is proportional to frequency is used as a detection sensor. However, in the methods of
以上の事情を考慮し、測定対象の表層部性状、形状、測定環境などにより、周波数を決定する。励磁周波数の選定の具体的な例としては、例えば形鋼を対象にした場合、浸透深さが数100μmになる100Hz 〜1kHz に設定することが望ましい。 Considering the above circumstances, the frequency is determined according to the surface layer properties, shape, measurement environment, and the like of the measurement target. As a specific example of selection of the excitation frequency, for example, in the case of a shape steel, it is desirable to set the penetration depth to 100 Hz to 1 kHz where the penetration depth is several hundred μm.
また渦流距離計においては、測定対象として渦流が流れやすい良導体である必要があるが、本発明の方法では、フェライトのような、電気の流れにくい物質であっても、強磁性体であれば適用可能である。 In the eddy current range meter, it is necessary to use a good conductor that is easy to flow eddy current as a measurement target. However, in the method of the present invention, even a substance that does not flow easily, such as ferrite, can be used as long as it is a ferromagnetic material. Is possible.
測定場所によるばらつきに関しては、さらに何点か場所を少しずつ変えながら測定しその平均を取ることで、精度が改善される場合もある。また、センサ出力と距離あるいは膜の厚さとの関係は、上記実施例では直線で近似しているが、原理的には距離が遠ざかるに連れ、出力の変化が小さくなる傾向にあるため、求められる測定レンジなど必要に応じて曲線とすることもできる。 Regarding the variation due to the measurement location, the accuracy may be improved by measuring and averaging several points while changing the location little by little. In addition, the relationship between the sensor output and the distance or the film thickness is approximated by a straight line in the above embodiment, but in principle, the change in the output tends to become smaller as the distance increases. It can also be curved as required, such as the measurement range.
なお、センサの強磁性体コアの形状、磁気センサの種類、配置などは、例えば図７に示すように、本発明の主旨に沿っているかぎり、様々なものが考え得る。図７(a)では、センサヘッドの測定対象側の面の面積を広くした例を示す。この部分の面積を変更することで、ギャップの磁気抵抗を変えることができるため、測定対象、測定レンジによって適当な値に設定できる。 Various shapes of the ferromagnetic core of the sensor, the type and arrangement of the magnetic sensor, and the like can be considered as long as they are within the gist of the present invention as shown in FIG. FIG. 7A shows an example in which the area of the surface on the measurement target side of the sensor head is increased. By changing the area of this portion, the magnetic resistance of the gap can be changed, so that it can be set to an appropriate value depending on the measurement object and the measurement range.
図７(b)では、強磁性体コアの一部に微小なギャップを設け、磁束測定用センサを組み込んだ例である。測定したいギャップによる磁気抵抗に比べ、コアのギャップによる磁気抵抗は小さく抑えることが望ましいため、コアのギャップ部の断面積は大きくすることが望ましい。さらに図７(c)では、コアをコの字形ではなく、Ｅ型にし、３本ある脚部のうち、中央の脚に巻いたコイルにて励磁し、外側の２本の脚に巻いたコイルにて、磁束を検出する例である。これによれば、コの字形コアを持つセンサ２個を使用したのと同様の効果をコンパクトな構成で実現できる。すなわち、１つのコの字形センサと比べ、出力の増大を図ることができると同時に、測定対象部の面積も増えるため、場所による変動分の平均により減少させることができる。 FIG. 7B shows an example in which a minute gap is provided in a part of the ferromagnetic core and a magnetic flux measuring sensor is incorporated. Since it is desirable to keep the magnetic resistance due to the core gap small compared to the magnetic resistance due to the gap to be measured, it is desirable to increase the cross-sectional area of the gap portion of the core. Further, in FIG. 7 (c), the core is formed in an E shape instead of a U-shape, and is excited by a coil wound around the center leg among the three legs, and is wound around the outer two legs. In this example, the magnetic flux is detected. According to this, the same effect as using two sensors having a U-shaped core can be realized with a compact configuration. That is, compared to a single U-shaped sensor, the output can be increased, and at the same time, the area of the measurement target portion can be increased.
また図９は、センサ形態の他の例を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面（断面）図を表わしている。凹部中央に円柱を有する円筒形コアの中央の円柱に、励磁コイルと磁束検出センサを配置したセンサヘッドを示している。このコアの形状は、先に図７（ｃ）に示したＥ型コアを線分ＡＢにて回転したものということもできる。１つのコの字形センサと比べ、このセンサも被測定対象が大きくなり、被測定対象部分の磁気抵抗が小さくなるため、出力の増大を図ることができる。 FIGS. 9A and 9B are diagrams showing another example of the sensor form, in which FIG. 9A is a top view and FIG. A sensor head in which an excitation coil and a magnetic flux detection sensor are arranged in a central column of a cylindrical core having a column at the center of the recess is shown. It can also be said that the shape of this core is obtained by rotating the E-type core shown in FIG. Compared with one U-shaped sensor, this sensor also has a larger object to be measured, and the magnetic resistance of the part to be measured is reduced, so that the output can be increased.
１ 強磁性体（変位測定対象）
２ 励磁コイル
３ 磁束検出センサ
４ 強磁性体コア
５ 励磁コイル用電源
６ 増幅器・信号処理回路
７ 励磁コイルにより発生した交流磁場により生じた渦電流
８ 渦電流によって生じた交流磁束
９Ａ コの字形強磁性体コア内を通る磁束
９Ｂ ギャップを通る磁束
９Ｃ 被測定対象強磁性中を通る磁束
１０ 強磁性体上面に形成された膜
1 Ferromagnetic material (displacement measurement object)
2
Claims (4)
前記センサヘッドの検出出力に基づいて磁気抵抗を算出して、前記センサヘッドと前記変位測定箇所までの距離を測定することを特徴とする強磁性体の変位測定装置。 The open end side of the sensor head, which has a U-shaped ferromagnetic core and consists of an excitation coil that generates magnetic flux wound around the core and a magnetic flux detection sensor that detects the magnetic flux linked to the core, Oppose to the displacement measurement point of the magnetic material,
A ferromagnetic displacement measuring apparatus that calculates a magnetic resistance based on a detection output of the sensor head and measures a distance between the sensor head and the displacement measuring portion.
前記磁束検出センサを、前記強磁性体コアの一部に微小なギャップを設けて、そのギャップに組み込むことを特徴とする強磁性体の変位測定装置。 The apparatus for measuring a displacement of a ferromagnetic material according to claim 1,
An apparatus for measuring a displacement of a ferromagnetic material, wherein the magnetic flux detection sensor is provided with a small gap in a part of the ferromagnetic core and is incorporated in the gap.
前記センサヘッドの検出出力に基づいて磁気抵抗を算出して、前記センサヘッドと前記変位測定箇所までの距離を測定することを特徴とする強磁性体の変位測定装置。 Of the three legs of the E-shaped ferromagnetic core, an exciting coil that generates magnetic flux wound around the center leg, and a coil wound around the outer two legs The open end side of the sensor head consisting of a magnetic flux detection sensor that detects the magnetic flux interlinking with the core is opposed to the displacement measurement location of the ferromagnetic material to be measured,
A ferromagnetic displacement measuring apparatus that calculates a magnetic resistance based on a detection output of the sensor head and measures a distance between the sensor head and the displacement measuring portion.
前記センサヘッドの検出出力に基づいて磁気抵抗を算出して、前記センサヘッドと前記変位測定箇所までの距離を測定することを特徴とする強磁性体の変位測定装置。 An open end side of a sensor head comprising a cylindrical core having a column at the center of the recess, an excitation coil for generating a magnetic flux wound around the column, and a magnetic flux detection sensor for detecting a magnetic flux linked to the core, Opposing to the displacement measurement location of the measuring ferromagnet,
A ferromagnetic displacement measuring apparatus that calculates a magnetic resistance based on a detection output of the sensor head and measures a distance between the sensor head and the displacement measuring portion.
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| JP2004134058A Pending JP2005315732A (en) | 2004-04-28 | 2004-04-28 | Instrument for measuring displacement of ferromagnetic body |
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|---|---|
| JP (1) | JP2005315732A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009264992A (en) * | 2008-04-28 | 2009-11-12 | Shinshu Univ | Induction type proximity sensor |
| CN102338615A (en) * | 2011-08-03 | 2012-02-01 | 吉林大学 | Collision position detection device based on force sensor |
| JP2016529494A (en) * | 2013-07-26 | 2016-09-23 | カンパニー ジェネラレ デ エスタブリシュメンツ ミシュラン | System for measuring the thickness of the tire liner layer |
| US10113855B2 (en) | 2013-06-20 | 2018-10-30 | Compagnie Generale Des Etablissements Michelin | System for determining the thickness of a layer of rubber for a tire |
| CN112344840A (en) * | 2020-10-28 | 2021-02-09 | 中北大学南通智能光机电研究院 | High-sensitivity micro-displacement detection device based on tunnel magnetoresistance effect |
-
2004
- 2004-04-28 JP JP2004134058A patent/JP2005315732A/en active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009264992A (en) * | 2008-04-28 | 2009-11-12 | Shinshu Univ | Induction type proximity sensor |
| CN102338615A (en) * | 2011-08-03 | 2012-02-01 | 吉林大学 | Collision position detection device based on force sensor |
| CN102338615B (en) * | 2011-08-03 | 2013-08-07 | 吉林大学 | Collision position detection device based on force sensor |
| US10113855B2 (en) | 2013-06-20 | 2018-10-30 | Compagnie Generale Des Etablissements Michelin | System for determining the thickness of a layer of rubber for a tire |
| JP2016529494A (en) * | 2013-07-26 | 2016-09-23 | カンパニー ジェネラレ デ エスタブリシュメンツ ミシュラン | System for measuring the thickness of the tire liner layer |
| US10876826B2 (en) | 2013-07-26 | 2020-12-29 | Compagnie Generale Des Etablissements Michelin | System for determining the thickness of a rubber layer of a tire |
| CN112344840A (en) * | 2020-10-28 | 2021-02-09 | 中北大学南通智能光机电研究院 | High-sensitivity micro-displacement detection device based on tunnel magnetoresistance effect |
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