JP3717753B2 - 磁気センサの感度校正装置 - Google Patents
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Description
【発明の技術分野】
本発明は、磁気センサを用いた磁場の計測装置の感度を校正する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の磁気センサの感度校正装置においては、磁気センサの近くに一定電流を印加した直線電線や円形コイルなどの磁場発生源を設置し、この磁場発生源と磁気センサとの距離及び電流値から磁場強度の理論値を計算し、この理論値と実際に磁気センサで磁場を検出した値との関係から感度校正を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来は、前記磁場発生源と前記磁気センサとの距離を正確に測定しなければ、磁場強度の理論値が計算できず、超伝導量子干渉素子を使用した磁気センサのように液体ヘリウムや液体窒素等の入った断熱容器内にセンサ部分が存在する場合には、磁場発生源との距離が測定しにくいという問題点があった。
【０００４】
本発明は、磁気センサの感度校正装置において、前記磁場発生源と前記磁気センサとの距離をあらかじめ測定することなく感度校正を行うことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の問題点を解決するために、本発明は、定電流源より既知の値の電流が供給される直線電線から発生する磁場を検出する磁気センサの感度校正装置において、前記直線電線と垂直に横切るように走査できる走査ステージを設置し、前記直線電線に流れる電流の方向に垂直な成分を前記直線電線上で走査しながら前記磁気センサで測定した波形から、前記磁気センサの感度校正を行う校正装置としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明のー実施形態による磁気センサの感度校正装置の全体構成図を示す。走査ステージ１の上には、充分長い直線電線２が走査方向と垂直方向に向けて設置されている。直線電線２には、定電流源３から電流値Iの電流が供給されている。この電流により発生する磁場を検出するように、磁気センサ４が走査ステージ１上に一定の距離を置いて設置されている。磁気センサ４には、その出力値を測定するための測定器５が接続されている。この状態で、走査ステージ１を移動させながら、直線電線２に発生する磁場の電流方向に垂直な成分を、磁気センサ４で検出し測定器５でその値を読み取る。その時に得られる波形を図２に示す。
【０００７】
磁場強度の理論値の計算方法は、磁気センサの走査方向と直線電線２の断面の位置関係を示す図３のように、直線電線２の位置を基準とした磁場の走査方向の検出位置をＲとし、直線電線２と磁場の検出位置との最短距離をＨとして、無限に長い直線電線に流れる電流Iから発生する磁場の電流方向に垂直な成分Ｂｚを、ビオ・サバールの法則により求めると、
Ｂｚ ＝ ２．０x１０-7 x Ｉ x Ｒ / (Ｒ2 + Ｈ2)
となる。この式を使用して、有限の長さの直線電線２から発生する磁場を近似する。
【０００８】
上記の式において磁場Ｂｚの最大値と最小値が得られるのは、Ｒ＝Ｈ またはＲ＝−Ｈ のときである。つまり、この最大値の位置と最小値の位置との距離の１／２がＨであるから、最大値または最小値の絶対値は、１０-7 x Ｉ /Ｈ となる。この値が、図２に示す測定した波形の最大値Ｖ１と最小値Ｖ２の差の１／２に相当するので、感度校正が可能となる。
【０００９】
なお、この実施例において直線電線２を走査ステージ１の上に固定して、磁気センサ４で測定できるように走査しているが、磁気センサ４を走査ステージ１に固定して、直線電線２上を走査して測定してもかまわない。
【００１０】
【発明の効果】
本発明によれば、一定電流を印加した直線電線上を走査しながら磁気センサで磁場を測定することで得られる波形から、磁場発生源と磁気センサとの距離を求めることが可能となり、あらかじめこれらの距離を測定する必要がなくなるという効果がある。更に、磁場発生源以外の一様な環境磁場の影響を受けないという利点も有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のー実施形態による磁気センサの感度校正装置の構成を示す図である。
【図２】直線電線に発生する磁場の電流方向に垂直な成分を磁気センサで測定した波形を示す図である。
【図３】磁気センサの走査方向と直線電線の断面の位置関係を示す図である。
【符号の説明】
１ 走査ステージ
２ 直線電線
３ 定電流源
４ 磁気センサ
５ 測定器
Claims (1)
- 定電流源より既知の値の電流が供給される直線電線から発生する磁場を検出する磁気センサの感度校正装置において、前記直線電線と垂直に横切るように走査できる走査ステージを設置し、前記直線電線に流れる電流の方向に垂直な成分を前記直線電線上で走査しながら前記磁気センサで測定した波形から、前記磁気センサの感度校正を行うことを特徴とする感度校正装置。
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