JPH10132913A - 簡易磁気歪み測定法 - Google Patents
簡易磁気歪み測定法Info
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- JPH10132913A JPH10132913A JP28483296A JP28483296A JPH10132913A JP H10132913 A JPH10132913 A JP H10132913A JP 28483296 A JP28483296 A JP 28483296A JP 28483296 A JP28483296 A JP 28483296A JP H10132913 A JPH10132913 A JP H10132913A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 鋼板に磁界を加えることで、簡易に磁気ひず
みを評価する。 【解決手段】 磁気ひずみの測定点近傍の磁界Ｈと磁束
密度Ｂを測定し、これから微分透磁率（μ′＝ｄＢ／ｄ
Ｈ）あるいは磁化力Ｈを求め、磁気ひずみを予測する。 【効果】 従来測定困難なコイル状鋼板における長手方
向磁気ひずみ分布がオンラインで簡易に測定できる。ま
た製造工程中に磁気ひずみを測定し、磁性鋼板の製造条
件を制御することが可能となった。
みを評価する。 【解決手段】 磁気ひずみの測定点近傍の磁界Ｈと磁束
密度Ｂを測定し、これから微分透磁率（μ′＝ｄＢ／ｄ
Ｈ）あるいは磁化力Ｈを求め、磁気ひずみを予測する。 【効果】 従来測定困難なコイル状鋼板における長手方
向磁気ひずみ分布がオンラインで簡易に測定できる。ま
た製造工程中に磁気ひずみを測定し、磁性鋼板の製造条
件を制御することが可能となった。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は産業上で利用される
磁性材料の磁気歪みを測定する方法に関するものであ
る。
磁性材料の磁気歪みを測定する方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】電気、電子機器に幅広く使用される磁性
材料において、磁界印加時の形状の変化は一つの材料特
性であり、また品質管理における評価項目の一つであ
る。磁界を印加する前後の形状変化の度合を磁気歪みと
呼んでいる。磁気歪みによる形状変化は、変圧器などに
おいては騒音の原因となることから、磁気歪み低減の研
究が行われている。
材料において、磁界印加時の形状の変化は一つの材料特
性であり、また品質管理における評価項目の一つであ
る。磁界を印加する前後の形状変化の度合を磁気歪みと
呼んでいる。磁気歪みによる形状変化は、変圧器などに
おいては騒音の原因となることから、磁気歪み低減の研
究が行われている。
【０００３】従来、磁性材料の磁気歪み測定法として、
ストレインゲージを用いる方法（電気学会技術報告書、
第３４号、昭和３４年８月）、差動トランスを用いる方
法（特許第１０７５５６４号）、近年ではレーザー振動
計を用いる方法（特許第１８７４２５０号）がある。
ストレインゲージを用いる方法（電気学会技術報告書、
第３４号、昭和３４年８月）、差動トランスを用いる方
法（特許第１０７５５６４号）、近年ではレーザー振動
計を用いる方法（特許第１８７４２５０号）がある。
【０００４】ストレインゲージは約５mm大のセンサー
で、これを測定対象物に装着し、その形状変化を電気信
号に変換して磁気歪みを測定する。ストレインゲージは
使い捨てのため一試料に対し一つ以上必要で、かつ測定
準備に時間を要する。また差動トランス法では、磁気歪
みによる振動を試料に取り付けた振動伝達治具によって
差動トランスまで伝達しなければならない。この振動伝
達治具の重さは、磁気歪みへの影響が無視できないほど
大きく、商用周波数以上の磁歪測定、および磁歪高調波
の測定において、重さと形状による慣性、共振により器
差が生じる。
で、これを測定対象物に装着し、その形状変化を電気信
号に変換して磁気歪みを測定する。ストレインゲージは
使い捨てのため一試料に対し一つ以上必要で、かつ測定
準備に時間を要する。また差動トランス法では、磁気歪
みによる振動を試料に取り付けた振動伝達治具によって
差動トランスまで伝達しなければならない。この振動伝
達治具の重さは、磁気歪みへの影響が無視できないほど
大きく、商用周波数以上の磁歪測定、および磁歪高調波
の測定において、重さと形状による慣性、共振により器
差が生じる。
【０００５】さらに以上の測定方法は測定試料を剪断
し、固定して磁気歪みを評価するもので、工場で製造中
の長いコイル状鋼板の測定においては、途中から測定試
料を切り出さなければならず、効率が悪かった。磁気歪
みを鋼板振動から推定する方法（特開平７−１９１１２
１号公報）もあるが、動いている鋼板をピンチロールで
固定する強さの調整や、外乱振動の除去には特殊な技術
を要する。また、磁気歪みによる鋼板振動音によって測
定する方法（特開平７ー３０６２５０号公報）もある
が、オンラインで測定した場合、鋼板の振動音は周囲の
雑音と比較し非常に微小で、雑音防止の防音壁を備える
必要があり、実用化は困難であった。
し、固定して磁気歪みを評価するもので、工場で製造中
の長いコイル状鋼板の測定においては、途中から測定試
料を切り出さなければならず、効率が悪かった。磁気歪
みを鋼板振動から推定する方法（特開平７−１９１１２
１号公報）もあるが、動いている鋼板をピンチロールで
固定する強さの調整や、外乱振動の除去には特殊な技術
を要する。また、磁気歪みによる鋼板振動音によって測
定する方法（特開平７ー３０６２５０号公報）もある
が、オンラインで測定した場合、鋼板の振動音は周囲の
雑音と比較し非常に微小で、雑音防止の防音壁を備える
必要があり、実用化は困難であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、簡易な磁気
歪み測定法を提供する事により、断続的な試料の採取、
測定のため、製造工程において製品の長さ方向の品質管
理が十分できず、かつ測定に多大な労力を必要とし、更
に製造面では従来の蓄積データーから推測して磁気歪み
の制御を行わなければならないという問題点を解決しよ
うとするものである。すなわち、本発明の目的は上記の
問題点を改善し、磁性材料の磁気歪みを簡易に連続的に
推定する方法を提供することにある。
歪み測定法を提供する事により、断続的な試料の採取、
測定のため、製造工程において製品の長さ方向の品質管
理が十分できず、かつ測定に多大な労力を必要とし、更
に製造面では従来の蓄積データーから推測して磁気歪み
の制御を行わなければならないという問題点を解決しよ
うとするものである。すなわち、本発明の目的は上記の
問題点を改善し、磁性材料の磁気歪みを簡易に連続的に
推定する方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、磁気歪みの測定点近傍の磁界Ｈと磁束密度Ｂを測
定し、これから微分透磁率（μ′＝ｄＢ／ｄＨ）あるい
は磁化力Ｈを求め、磁気歪みを測定することを特徴とす
る簡易な磁気歪み測定法にある。また、本発明は、連続
して通板する鋼板に磁界を加え、測定される透磁率の微
分（微分透磁率）または磁化力と、磁気歪みとの関係を
用いて磁気歪みを測定することを特徴とする磁性材料の
オンライン簡易磁気歪み測定法、さらに、磁性材料の透
磁率の微分値（微分透磁率）または磁化力と、磁気歪み
との関係を回帰式で表すことで、微分透磁率または磁化
力から磁気歪みを算出することを特徴とする磁性材料の
簡易磁気歪み測定法を要旨とする。
ろは、磁気歪みの測定点近傍の磁界Ｈと磁束密度Ｂを測
定し、これから微分透磁率（μ′＝ｄＢ／ｄＨ）あるい
は磁化力Ｈを求め、磁気歪みを測定することを特徴とす
る簡易な磁気歪み測定法にある。また、本発明は、連続
して通板する鋼板に磁界を加え、測定される透磁率の微
分（微分透磁率）または磁化力と、磁気歪みとの関係を
用いて磁気歪みを測定することを特徴とする磁性材料の
オンライン簡易磁気歪み測定法、さらに、磁性材料の透
磁率の微分値（微分透磁率）または磁化力と、磁気歪み
との関係を回帰式で表すことで、微分透磁率または磁化
力から磁気歪みを算出することを特徴とする磁性材料の
簡易磁気歪み測定法を要旨とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、実験結果を基に詳細に説明
する。本発明者らは磁気歪みと磁区構造の関係を種々検
討した結果、鋼板の厚さ方向に磁路を持つ還流磁区およ
びランセット（表層の形状が三角形の磁区）を評価すれ
ば磁気歪みを推定できると考えた。ランセットも還流磁
区の一種なので、以後、還流磁区に含めて説明する。例
として一方向性電磁鋼板内部の還流磁区を図１に示す。
図１において還流磁区の磁気モーメントは、外部から磁
気が加えられていないときは圧延方向に対し直角に向い
ている。磁気歪みは、この磁気モーメントが磁化（圧
延）方向に回転することで形状が変化し、鋼板が伸びる
（M.Imamura et al, Physica Scripta. Vol. T24, 29-3
5, 988. ）ことによる。この磁化回転に要するエネルギ
ーは、形状変化、すなわち磁気歪みが大きいほど大きく
なる。従って、磁化回転を定量化できれば、磁気歪みを
推定できると考えた。
する。本発明者らは磁気歪みと磁区構造の関係を種々検
討した結果、鋼板の厚さ方向に磁路を持つ還流磁区およ
びランセット（表層の形状が三角形の磁区）を評価すれ
ば磁気歪みを推定できると考えた。ランセットも還流磁
区の一種なので、以後、還流磁区に含めて説明する。例
として一方向性電磁鋼板内部の還流磁区を図１に示す。
図１において還流磁区の磁気モーメントは、外部から磁
気が加えられていないときは圧延方向に対し直角に向い
ている。磁気歪みは、この磁気モーメントが磁化（圧
延）方向に回転することで形状が変化し、鋼板が伸びる
（M.Imamura et al, Physica Scripta. Vol. T24, 29-3
5, 988. ）ことによる。この磁化回転に要するエネルギ
ーは、形状変化、すなわち磁気歪みが大きいほど大きく
なる。従って、磁化回転を定量化できれば、磁気歪みを
推定できると考えた。
【０００９】図２に一方向性電磁鋼板における磁化力Ｈ
と磁束密度Ｂの関係を示す。透磁率μ（＝Ｂ／Ｈ）は磁
束の通り易さを示すが、μの変化μ′（＝ΔＢ／ΔＨ）
すなわち微分透磁率は磁区構造の変化を示すと考えられ
る。μ′が大きい時点では、磁化機構は１８０゜磁壁移
動が主体で、磁気歪みの変化は少ない。Ｂが飽和に近づ
きμ′が小さくなると、磁化機構が磁化回転に移りはじ
め、磁気歪みが大きくなる。磁気歪みを測定する磁束密
度Ｂ近傍でのＢの変化（微分透磁率μ′）が大きいほ
ど、還流磁区の変化割合が大きく、磁気歪みは大きくな
る。従って、品種ごとに微分透磁率と磁気歪みとの関係
をあらかじめ調べておくことで、現在のオンライン鉄損
測定器と同じ要領で材料の磁気歪みを簡易に測定するこ
とが可能となる。
と磁束密度Ｂの関係を示す。透磁率μ（＝Ｂ／Ｈ）は磁
束の通り易さを示すが、μの変化μ′（＝ΔＢ／ΔＨ）
すなわち微分透磁率は磁区構造の変化を示すと考えられ
る。μ′が大きい時点では、磁化機構は１８０゜磁壁移
動が主体で、磁気歪みの変化は少ない。Ｂが飽和に近づ
きμ′が小さくなると、磁化機構が磁化回転に移りはじ
め、磁気歪みが大きくなる。磁気歪みを測定する磁束密
度Ｂ近傍でのＢの変化（微分透磁率μ′）が大きいほ
ど、還流磁区の変化割合が大きく、磁気歪みは大きくな
る。従って、品種ごとに微分透磁率と磁気歪みとの関係
をあらかじめ調べておくことで、現在のオンライン鉄損
測定器と同じ要領で材料の磁気歪みを簡易に測定するこ
とが可能となる。
【００１０】また、この磁化回転に要する力は磁化力Ｈ
でも表すことができる。磁気歪みを測定する磁束密度Ｂ
に要する磁化力が大きいほど、磁化機構は磁化回転に要
する割合が大きいので磁気歪みが大きいことになる。従
って、微分透磁率の場合と同様に、品種ごとに磁化力と
磁気歪みとの関係をあらかじめ調べておくことで、材料
の磁気歪みを簡易に測定することが可能となる。
でも表すことができる。磁気歪みを測定する磁束密度Ｂ
に要する磁化力が大きいほど、磁化機構は磁化回転に要
する割合が大きいので磁気歪みが大きいことになる。従
って、微分透磁率の場合と同様に、品種ごとに磁化力と
磁気歪みとの関係をあらかじめ調べておくことで、材料
の磁気歪みを簡易に測定することが可能となる。
【００１１】この手法により、従来において測定困難な
コイル状鋼板における長手方向磁気歪の分布がオンライ
ンで簡易に測定できる。これは鋼板の磁気特性である微
分透磁率あるいは磁化力を、一般の連続磁気測定装置に
より測定することで、磁区構造を推定出来るようになる
からである。以上の理由から、製造工程中に磁気歪みを
測定し、その結果を制御するよう、磁性鋼板の製造条件
を調整することが可能となる。
コイル状鋼板における長手方向磁気歪の分布がオンライ
ンで簡易に測定できる。これは鋼板の磁気特性である微
分透磁率あるいは磁化力を、一般の連続磁気測定装置に
より測定することで、磁区構造を推定出来るようになる
からである。以上の理由から、製造工程中に磁気歪みを
測定し、その結果を制御するよう、磁性鋼板の製造条件
を調整することが可能となる。
【００１２】
（実施例１）工場で作られた一方向性電磁鋼板（０．２
３mm厚）の微分透磁率μ′を測定し、レーザー法により
測定した磁気歪みλ19（Ｂ＝１．９Ｔにおける磁気歪
み）と比較した（図３）。この結果は以下の一次回帰式
で表される。多少のばらつきはあるが、磁気歪みを８０
％の確からしさで±０．０５×１０-6以内で推定するこ
とが可能である。相関係数は全体でｒ2 ＝０．５８８、
８０％の範囲ではｒ2 ＝０．９３２であった。 λ＝４．２４×１０-6μ′＋４．１５×１０-6
３mm厚）の微分透磁率μ′を測定し、レーザー法により
測定した磁気歪みλ19（Ｂ＝１．９Ｔにおける磁気歪
み）と比較した（図３）。この結果は以下の一次回帰式
で表される。多少のばらつきはあるが、磁気歪みを８０
％の確からしさで±０．０５×１０-6以内で推定するこ
とが可能である。相関係数は全体でｒ2 ＝０．５８８、
８０％の範囲ではｒ2 ＝０．９３２であった。 λ＝４．２４×１０-6μ′＋４．１５×１０-6
【００１３】（実施例２）同様に工場で作られた一方向
性電磁鋼板（０．３５mm厚）の微分透磁率を測定し、レ
ーザー法により測定した磁気歪みと比較した（図４）。
この結果は以下の一次回帰式で表され、磁気歪みを８０
％の確からしさで±０．２５×１０-6以内で推定するこ
とが可能である。相関係数は全体でｒ2 ＝０．５９６、
８０％の範囲ではｒ2 ＝０．８０５であった。 λ＝−０．３０１×１０-6μ′＋１．５６×１０-6
性電磁鋼板（０．３５mm厚）の微分透磁率を測定し、レ
ーザー法により測定した磁気歪みと比較した（図４）。
この結果は以下の一次回帰式で表され、磁気歪みを８０
％の確からしさで±０．２５×１０-6以内で推定するこ
とが可能である。相関係数は全体でｒ2 ＝０．５９６、
８０％の範囲ではｒ2 ＝０．８０５であった。 λ＝−０．３０１×１０-6μ′＋１．５６×１０-6
【００１４】（実施例３）同じ一方向性電磁鋼板（０．
３５mm厚）の磁化力を測定し、レーザー法により測定し
た磁気歪みと比較した（図５）。この結果は以下の一次
回帰式で表され、磁気歪みを８０％の確からしさで±
０．１６×１０-6以内で推定することが可能である。相
関係数は全体でｒ2 ＝０．７５０、８０％の範囲ではｒ
2 ＝０．８８４であった。 λ＝−０．９９６×１０-6（１／Ｈ）＋１．８９×１０
-6
３５mm厚）の磁化力を測定し、レーザー法により測定し
た磁気歪みと比較した（図５）。この結果は以下の一次
回帰式で表され、磁気歪みを８０％の確からしさで±
０．１６×１０-6以内で推定することが可能である。相
関係数は全体でｒ2 ＝０．７５０、８０％の範囲ではｒ
2 ＝０．８８４であった。 λ＝−０．９９６×１０-6（１／Ｈ）＋１．８９×１０
-6
【００１５】（実施例４）連続して通板する一方向性電
磁鋼板（０．３５mm厚）の磁化力Ｈを連続磁気測定装置
を用いて測定し（図７）、サンプルを切り出してオフラ
インで測定した磁気歪みとを比較した（図６）。この結
果は以下の一次回帰式で表される。相関係数は全体でｒ
2 ＝０．９８３であった。 λ＝−１．６６×１０-6（１／Ｈ）＋２．１１×１０-6
磁鋼板（０．３５mm厚）の磁化力Ｈを連続磁気測定装置
を用いて測定し（図７）、サンプルを切り出してオフラ
インで測定した磁気歪みとを比較した（図６）。この結
果は以下の一次回帰式で表される。相関係数は全体でｒ
2 ＝０．９８３であった。 λ＝−１．６６×１０-6（１／Ｈ）＋２．１１×１０-6
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば磁
気測定の結果から磁気歪みを簡易に推定できる。また、
走行中の磁性鋼板の磁気歪みを長さ方向全長にわたって
定量的、迅速、かつ簡便に測定できる。このようにオン
ラインで磁気歪みを測定することで、望みの磁気歪みを
得るよう製造工程条件を調整しつつ運転できるため、産
業上の利益は極めて大きい。
気測定の結果から磁気歪みを簡易に推定できる。また、
走行中の磁性鋼板の磁気歪みを長さ方向全長にわたって
定量的、迅速、かつ簡便に測定できる。このようにオン
ラインで磁気歪みを測定することで、望みの磁気歪みを
得るよう製造工程条件を調整しつつ運転できるため、産
業上の利益は極めて大きい。
【図１】本発明の原理を示したものである。
【図２】本発明の原理を示したものである。
【図３】本発明の実施例１の結果である。
【図４】本発明の実施例２の結果である。
【図５】本発明の実施例３の結果である。
【図６】本発明の実施例４の結果である。
【図７】同様に実施例４の結果である。
Claims (3)
- 【請求項１】 磁性材料に磁界を加え、測定される透磁
率の微分値（微分透磁率）または磁化力を用いて、磁気
歪みを測定することを特徴とする磁性材料の簡易磁気歪
み測定法。 - 【請求項２】 連続して通板する鋼板に磁界を加え、測
定される透磁率の微分（微分透磁率）または磁化力と、
磁気歪みとの関係を用いて磁気歪みを測定することを特
徴とする磁性材料のオンライン簡易磁気歪み測定法。 - 【請求項３】 磁性材料の透磁率の微分値（微分透磁
率）または磁化力と、磁気歪みとの関係を回帰式で表す
ことで、微分透磁率または磁化力から磁気歪みを算出す
ることを特徴とする磁性材料の簡易磁気歪み測定法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28483296A JPH10132913A (ja) | 1996-10-28 | 1996-10-28 | 簡易磁気歪み測定法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28483296A JPH10132913A (ja) | 1996-10-28 | 1996-10-28 | 簡易磁気歪み測定法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10132913A true JPH10132913A (ja) | 1998-05-22 |
Family
ID=17683596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28483296A Withdrawn JPH10132913A (ja) | 1996-10-28 | 1996-10-28 | 簡易磁気歪み測定法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10132913A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100403051C (zh) * | 2002-12-20 | 2008-07-16 | 国际商业机器公司 | 测量磁电阻元件中磁致伸缩的方法 |
| JP2009074813A (ja) * | 2007-09-19 | 2009-04-09 | Jfe Steel Kk | 磁性材料の磁気特性変動部位の検出方法および装置 |
| JP2018029103A (ja) * | 2016-08-16 | 2018-02-22 | 新日鐵住金株式会社 | 鉄心構造体、トランス、及び磁歪制御方法 |
-
1996
- 1996-10-28 JP JP28483296A patent/JPH10132913A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100403051C (zh) * | 2002-12-20 | 2008-07-16 | 国际商业机器公司 | 测量磁电阻元件中磁致伸缩的方法 |
| JP2009074813A (ja) * | 2007-09-19 | 2009-04-09 | Jfe Steel Kk | 磁性材料の磁気特性変動部位の検出方法および装置 |
| JP2018029103A (ja) * | 2016-08-16 | 2018-02-22 | 新日鐵住金株式会社 | 鉄心構造体、トランス、及び磁歪制御方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040106 |