[go: up one dir, main page]

WO2018084278A1 - 計測装置 - Google Patents

計測装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2018084278A1
WO2018084278A1 PCT/JP2017/039904 JP2017039904W WO2018084278A1 WO 2018084278 A1 WO2018084278 A1 WO 2018084278A1 JP 2017039904 W JP2017039904 W JP 2017039904W WO 2018084278 A1 WO2018084278 A1 WO 2018084278A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
magnetic
measurement
distance
magnetic sensor
specifying
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.)
Ceased
Application number
PCT/JP2017/039904
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
宮崎　秀樹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujidenolo Co Ltd
Original Assignee
Fujidenolo Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujidenolo Co Ltd filed Critical Fujidenolo Co Ltd
Priority to JP2018549092A priority Critical patent/JP6719137B2/ja
Priority to EP17867944.5A priority patent/EP3537098B1/en
Publication of WO2018084278A1 publication Critical patent/WO2018084278A1/ja
Priority to US16/202,350 priority patent/US10816359B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/0206—Three-component magnetometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux

Definitions

  • the present invention relates to a measuring device for measuring a distance between a magnetic material.
  • a measuring apparatus that measures the distance to a magnetic body that is a measurement target
  • at least three magnetic sensors are usually arranged three-dimensionally.
  • three uniaxial magnetometers are installed so as to form a plane.
  • Each uniaxial magnetometer detects the magnitude of a magnetic field that fluctuates according to the distance from the moving object, and outputs a signal indicating the detection result to the computer.
  • the computer specifies the movement trajectory of the moving object and the position of the moving object based on the signals output from the three uniaxial magnetometers.
  • the three magnetic sensors are installed so as to form a plane, so that the installation area may be wide.
  • the apparatus may be increased in size.
  • An object of the present invention is to provide a measuring device that can measure the distance to a magnetic body and can be miniaturized.
  • the measuring device is at least two magnetic sensors capable of selectively measuring the magnitude of a component in a specific direction that is a specific linear direction of a magnetic field, and is arranged side by side in the specific direction. Further, the at least two magnetic sensors, an acquisition unit that repeatedly acquires a measurement value indicating the magnitude of the magnetic field detected by each of the at least two magnetic sensors at a plurality of timings, and the acquisition unit Of the at least two measurement values acquired from each of the two magnetic sensors at a specific timing, a first specifying means for specifying a measurement value having the largest absolute value, and the absolute value specified by the first specifying means The second specifying means for specifying the first magnetic sensor that has detected the largest measured value, and the first specified by the second specifying means A third specifying means for specifying a distance between the air sensor and the measurement object in the orthogonal direction orthogonal to the specific direction based on a temporal change in the measurement value acquired by the acquisition means; It is characterized by.
  • the measuring device uses at least two magnetic sensors that can selectively measure the magnitude of the component in the specific direction of the magnetic field, and can specify the orthogonal distance between the measurement object.
  • the at least two magnetic sensors are arranged side by side in a specific direction. For this reason, the measuring device can limit the area where at least two magnetic sensors are installed in a specific direction, and thus can be miniaturized.
  • the magnetic moment of the measurement object is determined. You may further provide the 4th specific means to specify the magnitude
  • the third specifying means is adjacent to the first magnetic sensor and a time change of the first measured value that is the measured value detected by the first magnetic sensor specified by the second specifying means.
  • the distance may be specified based on a time change of the second measurement value that is the measurement value detected by the second magnetic sensor. In this case, even if the measuring device has a configuration in which at least two magnetic sensors are arranged in a specific direction, it can appropriately specify the distance in the orthogonal direction between the measuring object.
  • the third specifying means calculates the distance based on the following expression indicating a ratio of the larger side to the smaller side of the time change of the second measurement value and the time change of the first measurement value.
  • B r (p 2 + x 2 ) 3.5 / (x 5 ⁇ (p 2 ⁇ 5 ⁇ p + x 2 )).
  • the ratio is represented by Br
  • the distance is represented by x
  • the distance between the first magnetic sensor and the second magnetic sensor in the specific direction is represented by p.
  • the measuring device can specify the orthogonal distance between the measurement object based on the interval and the ratio between the at least two magnetic sensors.
  • FIG. 2 is a diagram showing an outline of a measuring device 1 and an electrical configuration of a control unit 3.
  • FIG. It is a graph which shows the relationship between distance x and ratio Br . It is a graph which shows the relationship between (1 / LN ( Br )) 1/2 and the distance x. It is a flowchart which shows a main process.
  • the measuring device 1 is a device that can measure the distance to the measuring object 7 including a magnetic material and the magnitude of the magnetic moment of the measuring object 7.
  • the measuring device 1 includes a sensor unit 2 and a control unit 3.
  • the sensor unit 2 and the control unit 3 are communicably connected via a cable C.
  • the sensor unit 2 includes magnetic sensors 2 (1), 2 (2)... 2 (j-1), 2 (j), 2 (j + 1)... 2 (n) (n is an integer, j is (an integer smaller than n) (hereinafter collectively referred to as “magnetic sensor 20”).
  • the magnetic sensor 20 can selectively measure the magnitude of the component in a specific direction of the magnetic field.
  • a specific example of the magnetic sensor 20 is a known MI sensor that uses the magneto-impedance effect (Magneto-Impedance element MI effect) of an amorphous magnetic wire.
  • the magnetic sensors 2 (1), 2 (2),... 2 (n) are sequentially arranged in equal directions in the direction (specific direction) of the magnetic field components that can be detected.
  • the interval between the magnetic sensor 20 and another adjacent magnetic sensor 20 is expressed as p.
  • the specific direction is referred to as “Y direction”, and the orthogonal direction orthogonal to the Y direction is referred to as “X direction” or “Z direction”. It is assumed that the measurement object 7 is moving in the direction D close to the sensor unit 2 along the X direction.
  • the magnetic sensor 20 outputs a signal indicating a value indicating the strength of the detected Y-direction component of the magnetic field (hereinafter referred to as “measured value”) to the control unit 3 (described later) via the cable C.
  • the control unit 3 is a well-known PC.
  • the control unit 3 includes a CPU 31, a storage unit 32, an output unit 33, and a communication interface (communication I / F) 34.
  • the CPU 31 executes main processing (see FIG. 4, described later) based on the program stored in the storage unit 32.
  • main processing main processing (see FIG. 4, described later) based on the program stored in the storage unit 32.
  • a measurement target distance and a measurement target moment are specified based on a measurement value indicated by a signal output from the magnetic sensor 20 (hereinafter referred to as “measurement value detected by the magnetic sensor 20”).
  • the measurement target distance is the shortest distance in the X direction between the measurement target 7 and the sensor unit 2.
  • the measurement target moment is the magnitude of the component in the Y direction of the magnetic moment of the measurement target 7.
  • the storage unit 32 stores a program executed by the CPU 31.
  • the output unit 33 is an LCD.
  • the output unit 33 displays the calculated measurement target distance and measurement target moment.
  • the communication I / F 34 is an interface element for communicating with the sensor unit 2 via the cable C.
  • the CPU 31 is electrically connected to the storage unit 32, the output unit 33, and the communication I / F 34.
  • the measurement object 7 approaches a point separated by a distance x in the X direction with respect to the jth magnetic sensor 2 (j) in a state where the magnetic sensors 20 are arranged at equal intervals in the Y direction. (See FIG. 1).
  • the i-th magnetic sensor 2 (i) detects the Y-direction component of the magnetic field component formed by the magnetic dipole of the measurement object 7
  • the detected magnetic flux density vector B i is represented by Expression (2).
  • the proportionality constant is expressed as k.
  • the strength of the magnetic moment is expressed as m.
  • the direction angle of the magnetic moment is expressed as ⁇ .
  • the magnetic flux density vectors B j + 1 and B j ⁇ 1 detected by the magnetic sensors 2 (j ⁇ 1) and 2 (j + 1) adjacent to the magnetic sensor 2 (j) are expressed as follows. By substituting, it is shown by Formula (4).
  • B j + 1 and B j ⁇ 1 are time-differentiated, they are expressed by equations (5) and (6).
  • Equation (5) shows the results dB j / dt obtained by differentiating the magnetic flux density vector B j time.
  • Equation (6) shows the result of time differentiation of the magnetic flux density vectors B j + 1 and B j ⁇ 1 , dB j + 1 / dt and dB j ⁇ 1 / dt. It is assumed that ⁇ does not vary with time.
  • dB j / dt is the result obtained by differentiating the magnetic flux density vector B j
  • the magnetic flux density vector B j + 1, B and j-1 is the result obtained by differentiating dB j + 1 / dt
  • the ratio B r of dB j-1 / dt is It can be easily calculated based on the measurement values detected by the magnetic sensors 2 (j), 2 (j + 1), or the magnetic sensors 2 (j), 2 (j-1).
  • the interval p is a known parameter that constitutes the sensor unit 2. Therefore, the only indefinite parameter in the equation (7) is the distance x. Therefore, it is possible in principle to calculate the distance x based on the equation (7).
  • the ratio B r with respect to the distance x by substituting the spacing p between the magnetic sensor 20 in the formula (7) is calculated in advance, graph showing a relationship between x and Br (see FIG. 2) Is derived.
  • the graph shown in FIG. 2 shows the relationship between the distance x [mm] (horizontal axis) and the ratio B r (vertical axis) when the interval p is 280 mm.
  • the measuring device 1 displays the ratio Br calculated based on the measured values detected by the magnetic sensors 2 (j), 2 (j + 1) or the magnetic sensors 2 (j), 2 (j-1) in this graph. Apply. Thereby, the measuring apparatus 1 can calculate the distance x uniquely.
  • the measuring device 1 can calculate the distance x by the following method. Relationship between the distance x and the ratio B r can accurately approximated by equation (8). However, A and B each represent a constant.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between (1 / LN (B r )) 1/2 (horizontal axis) and distance x (vertical axis). The correlation is 0.999. Therefore, the measuring apparatus 1 can easily calculate the distance x by linear calculation by calculating the constants A and B in advance based on the interval p between the magnetic sensors 20 and using them.
  • the absolute value of the measurement value detected by the magnetic sensor 20 increases as the measurement object 7 is approached.
  • the measurement object 7 and the magnetic sensor 2 (j) have the same position in the Y direction, so the magnetic sensor 2 (j) is closest to the measurement object 7. Therefore, the measurement value detected by the magnetic sensor 2 (j) is larger than the measurement values detected by the other magnetic sensors 2 (1) to 2 (j ⁇ 1) and 2 (j + 1) to 2 (n). growing. That is, the position of the magnetic sensor 20 that has detected the measurement value having the largest absolute value substantially coincides with the measurement object 7.
  • the measuring device 1 by selecting the magnetic sensor 20 that has detected the measurement value having the largest absolute value to be the magnetic sensor 2 (j) in equations (1) to (8) and calculating the distance x, the measuring device 1 The measurement target distance between the magnetic sensor 2 (j) and the measurement target 7 can be specified.
  • Equation (3) is a magnetic flux density vector detected by the j-th magnetic sensor 2 (j).
  • Bj is a magnetic flux density vector detected by the j-th magnetic sensor 2 (j).
  • an environmental magnetic field affects Bj.
  • the magnitude of the environmental magnetic field is specified in advance, and the magnitude of the environmental magnetic field is subtracted from Bj, thereby calculating the magnetic flux density vector b from which the influence of the environmental magnetic field is eliminated as shown in Expression (9). Is done.
  • the magnitude of the environmental magnetic field is expressed as BE.
  • m is a scalar quantity indicating the magnitude of the magnetic moment.
  • sin ⁇ is multiplied to m, the amount can be determined, the magnitude m y in the Y direction component of the magnetic field moments.
  • equation (10) it can be calculated magnitude m y in the Y direction component of the magnetic moment of the measurement object 7.
  • m y to be calculated corresponds to the measurement target moment.
  • the measuring apparatus 1 can calculate the magnitude m of the magnetic moment by the equation (11).
  • the size of the X direction component of the magnetic field moments expressed as m x.
  • the magnitude of the component in the Z direction of the magnetic field moment is expressed as m z .
  • the main process will be described with reference to FIG.
  • the main process is stored in the storage unit 32 when the measurement target distance to the measurement target 7 and an instruction for starting measurement of the measurement target moment of the measurement target 7 are input to the measurement device 1.
  • the program is started by the CPU 31 executing the program.
  • the constants A and B (see formula (8)) and the magnitude BE of the environmental magnetic field (see formula (9)) stored in the storage unit 32 are referred to.
  • the CPU 31 repeatedly acquires the measurement values detected by the magnetic sensor 20 from all of the magnetic sensors 2 (1), 2 (2),... 2 (n) at a predetermined cycle (S11).
  • CPU31 specifies the measured value with the largest absolute value among n measured values acquired by the specific period (S13).
  • CPU31 further specifies the magnetic sensor 20 from which the measured value with the largest absolute value was detected (S15).
  • the CPU 31 selects a plurality of measurement values repeatedly acquired at a predetermined cycle from the magnetic sensor 20 identified by the process of S15 (S17).
  • the largest magnetic sensor 20 is referred to as a “first magnetic sensor”.
  • a plurality of measurement values selected by the process of S17, in other words, a plurality of measurement values repeatedly acquired from the first magnetic sensor at a predetermined cycle is referred to as a “first measurement value”.
  • the magnetic sensor 2 (j) is specified as the first magnetic sensor will be specifically described.
  • the first measured value corresponds to Bj .
  • the CPU 31 specifies one of the magnetic sensors 2 (j + 1) and 2 (j-1) adjacent to the first magnetic sensor 2 (j) (S19).
  • the CPU 31 selects a plurality of measurement values repeatedly acquired at a predetermined cycle from any one of the identified magnetic sensors 2 (j + 1) and 2 (j-1) (S21).
  • the magnetic sensor 20 specified by the process of S19 in other words, the magnetic sensor adjacent to the first magnetic sensor is referred to as a “second magnetic sensor”.
  • a plurality of measurement values selected by the process of S21 in other words, a plurality of measurement values repeatedly acquired from the second magnetic sensor at a predetermined cycle is referred to as a “second measurement value”.
  • the magnetic sensor 2 (j-1) is specified as the second magnetic sensor will be described in detail.
  • the second measured value corresponds to B j-1 .
  • the CPU 31 time-differentiates each of the first measurement value B j selected by the process of S17 and the second measurement value B j-1 selected by the process of S21, and changes in time dB j / dt, dB j ⁇ . 1 / dt is calculated (S23).
  • CPU31 further calculates for the second measurement value B j-1 of the time change dB j-1 / dt, the ratio B r of time change dB j / dt of the first measurement value B j (S23).
  • the CPU 31 calculates the distance x by substituting the calculated ratio Br and the constants A and B stored in the storage unit 32 into the equation (8) (S25).
  • the calculated distance x corresponds to the distance between the measurement object 7 and the magnetic sensor 2 (j) closest to the measurement object 7 in the X direction, that is, the measurement object distance.
  • the CPU 31 substitutes the first measurement value B j , the distance x calculated by the process of S25, and the magnitude BE of the environmental magnetic field stored in the storage unit 32 into Expression (9).
  • the CPU 31 transforms the formula (9) into which each value is substituted to derive the formula (10).
  • CPU 31 calculates the magnetic moment m y (S27). Magnetic moment m y to be calculated, the magnitude of the Y direction component of the magnetic moment m of the measurement object 7, that is, corresponding to the measurement target moment.
  • the CPU 31 outputs the calculated measurement target distance and measurement target moment to the output unit 33 (S29). The CPU 31 ends the main process.
  • the magnetic sensors 20 that can selectively measure the magnitude of the component in the Y direction of the magnetic field are arranged in the Y direction.
  • the CPU 31 of the measuring device 1 can specify the measurement target distance that is the distance in the X direction between the first magnetic sensor 2 (j) and the measurement target 7 based on the measurement value detected by the magnetic sensor 20 (S25). ). Since the magnetic sensors 2 (1), 2 (2)... 2 (n) can be arranged side by side in the Y direction, the measuring apparatus 1 arranges the magnetic sensor 20 two-dimensionally or three-dimensionally. There is no need. For this reason, since the measuring apparatus 1 can limit the area
  • the CPU 31 obtains a time change dB j / dt by differentiating the first measured value B j detected by the first magnetic sensor 2 (j) with respect to time.
  • the CPU 31 performs time differentiation on the second measurement values B j ⁇ 1 and B j + 1 detected by the second magnetic sensor 2 (j ⁇ 1) or 2 (j + 1), thereby changing the time change dB j ⁇ 1 / dt, dB. j + 1 / dt is obtained.
  • the CPU 31 specifies the measurement specific distance by substituting the ratio B r between dB j / dt and dB j ⁇ 1 / dt or dB j + 1 / dt into the equation (8).
  • the measuring device 1 can appropriately specify the measurement target distance even when the magnetic sensors 2 (1), 2 (2)... 2 (n) are arranged in the Y direction. Moreover, since the measurement specific distance can be specified using the approximate expression represented by the constants A and B (see Expression (8)), the processing load on the CPU 31 can be reduced.
  • the CPU 31 further substitutes the first measurement value B j , the distance x, and the intensity BE of the environmental magnetic field detected by the first magnetic sensor 2 (j) into the equation (9). Thereby, the CPU 31 can specify the magnitude of the Y-direction component of the magnetic moment of the measurement object 7 as the target measurement moment (S27). For this reason, the measuring apparatus 1 not only measures the distance x (measurement target distance) in the X direction between the magnetic sensor 2 (j) and the measurement target 7, but also the magnitude of the magnetic moment of the measurement target 7 (magnetic target). Moment) can also be specified.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
  • the control unit 3 of the measuring device 1 may be a dedicated device including a CPU that can execute main processing.
  • the measuring device 1 may have a structure in which the sensor unit 2 and the control unit 3 are integrated.
  • the main process may be executed in a distributed manner by a plurality of devices (for example, ASIC) including the CPU.
  • the number of magnetic sensors 20 is not particularly limited as long as it is two or more.
  • the intervals between the magnetic sensors 20 arranged in the Y direction may not be equal.
  • the interval between the magnetic sensors 20 may be longer as it is closer to the end of the sensor unit 2 in the Y direction, and may be shorter as it is closer to the center of the sensor unit 2 in the Y direction.
  • the magnetic sensor 20 is not limited to the MI sensor, and may be another magnetic sensor that can selectively detect the magnitude of a component in a specific direction of a magnetic field.
  • the interval for acquiring the measurement values from the plurality of magnetic sensors 20 may not be a predetermined cycle.
  • the moving direction of the measurement object 7 is not limited to the direction along the X direction, and may be an arbitrary direction. In this case, the measurement apparatus 1 can calculate the measurement target distance and the measurement target moment based on the component along the X direction in the movement direction of the measurement target 7.
  • the measuring device 1 may further include a plurality of magnetic sensors 20 arranged in the Y direction or the Z direction.
  • the CPU 31 may calculate the magnitude m of the magnetic moment of the measurement object 7 based on the measurement values detected by these magnetic sensors 20.
  • CPU31 is a ratio B r calculated by the processing in S23 is substituted into equation (7), by solving the multi-order equation of x, it may be calculated directly measured target distance.
  • the measuring apparatus 1 can improve the accuracy of the measurement target distance as compared to the case where the measurement target distance is calculated based on the approximate expression represented by Expression (8).
  • the CPU 31 that performs the process of S11 is an example of the “acquiring unit” in the present invention.
  • the CPU 31 that performs the process of S13 is an example of the “first specifying unit” in the present invention.
  • the CPU 31 that performs the process of S15 is an example of the “second specifying means” in the present invention.
  • the CPU 31 that performs the process of S25 is an example of the “third specifying unit” in the present invention.
  • the CPU 31 that performs the process of S27 is an example of the “fourth specifying means” in the present invention.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

計測装置は、磁界の特定方向の成分の大きさを選択的に計測可能な少なくとも２つの磁気センサであって、特定方向に並んで配置された磁気センサを備える。計測装置は、磁気センサによって検出された磁界の大きさを示す計測値を、複数のタイミングで繰り返し取得する（Ｓ１１）。計測装置は、特定のタイミングで取得された計測値のうち最も大きい計測値を特定する（Ｓ１３）。計測装置は、特定された最も大きい計測値を検出した第１磁気センサを特定する（Ｓ１５）。計測装置は、第１磁気センサと計測対象物との間の、特定方向と直交する直交方向の距離を、計測値の時間変化に基づいて特定する（Ｓ２５）。

Description

計測装置
　本発明は、磁性体との間の距離を計測する計測装置に関する。
　計測対象となる磁性体までの距離を計測する計測装置では、通常、少なくとも３つの磁気センサが３次元的に配置される。例えば特許文献１に記載された位置局限装置では、３つの１軸磁力計が平面を形成するように設置される。それぞれの１軸磁力計は、移動物体との間の距離に応じて変動する磁界の大きさを検出し、検出結果を示す信号をコンピュータに出力する。コンピュータは、３つの１軸磁力計から出力された信号に基づき、移動物体の移動の軌跡、及び移動物体の位置を特定する。
特開平６－６６９２１号公報
　上記の位置局限装置では、３つの磁気センサが平面を形成するように設置されるので、設置領域が広範囲となる場合がある。この場合、装置が大型化する可能性がある。
　本発明の目的は、磁性体との間の距離を計測可能であり且つ小型化が可能な計測装置を提供することである。
　本発明に係る計測装置は、磁界の、特定の１つの直線方向である特定方向の成分の大きさを選択的に計測可能な少なくとも２つの磁気センサであって、前記特定方向に並んで配置された前記少なくとも２つの磁気センサと、前記少なくとも２つの磁気センサのそれぞれによって検出された前記磁界の大きさを示す計測値を、複数のタイミングで繰り返し取得する取得手段と、前記取得手段によって、前記少なくとも２つの磁気センサのそれぞれから特定のタイミングで取得された少なくとも２つの計測値のうち、絶対値が最も大きい計測値を特定する第１特定手段と、前記第１特定手段によって特定された前記絶対値が最も大きい計測値を検出した第１磁気センサを特定する第２特定手段と、前記第２特定手段によって特定された前記第１磁気センサと計測対象物との間の、前記特定方向と直交する直交方向の距離を、前記取得手段によって取得された前記計測値の時間変化に基づいて特定する第３特定手段とを備えたことを特徴とする。
　計測装置は、磁界の特定方向の成分の大きさを選択的に計測可能な少なくとも２つの磁気センサを用い、計測対象物との間の直交方向の距離を特定可能である。ここで、少なくとも２つの磁気センサは、特定方向に並んで配置される。このため、計測装置は、少なくとも２つの磁気センサが設置される領域を、特定方向に限定できるので、小型化が可能となる。
　本発明において、前記第２特定手段によって特定された前記第１磁気センサによって検出された前記計測値と、前記第３特定手段によって特定された前記距離とに基づいて、前記計測対象物の磁気モーメントの大きさを特定する第４特定手段を更に備えてもよい。この場合、計測装置は、計測対象物との間の直交方向の距離だけでなく、計測対象物の磁気モーメントも特定できる。
　本発明において、前記第３特定手段は、前記第２特定手段によって特定された前記第１磁気センサによって検出された前記計測値である第１計測値の時間変化と、前記第１磁気センサに隣接する第２磁気センサによって検出された前記計測値である第２計測値の時間変化とに基づいて、前記距離を特定してもよい。この場合、計測装置は、少なくとも２つの磁気センサを特定方向に並べた構成であっても、計測対象物との間の直交方向の距離を適切に特定できる。
　本発明において、前記第３特定手段は、前記第２計測値の時間変化及び前記第１計測値の時間変化のうち、小さい側に対する大きい側の比を示す以下の式に基づいて、前記距離を特定してもよい。Ｂｒ＝（ｐ２＋ｘ２）３．５／（ｘ５×（ｐ２－５×ｐ＋ｘ２））。但し、前記比をＢｒ、前記距離をｘ、前記第１磁気センサと前記第２磁気センサとの前記特定方向の間隔をｐと表記する。この場合、計測装置は、少なくとも２つの磁気センサの間の間隔と比に基づいて、計測対象物との間の直交方向の距離を特定できる。
計測装置１の概要、及び制御部３の電気的構成を示す図である。 距離ｘと比Ｂｒとの関係を示すグラフである。 （１／ＬＮ（Ｂｒ））１／２と距離ｘとの関係を示すグラフである。 メイン処理を示すフローチャートである。
＜計測装置１の概要＞
　本発明に係る計測装置１の一実施形態について、図面を参照して説明する。図１に示すように、計測装置１は、磁性体を含む計測対象物７との間の距離、及び、計測対象物７の磁気モーメントの大きさを計測可能な装置である。計測装置１は、センサ部２、及び、制御部３を備える。センサ部２及び制御部３は、ケーブルＣを介して通信可能に接続される。
　センサ部２は、磁気センサ２（１）、２（２）・・・２（ｊ－１）、２（ｊ）、２（ｊ＋１）・・・２（ｎ）（ｎは整数、ｊは、ｎよりも小さい整数）（以下、それぞれを総称して、「磁気センサ２０」という。）を備える。磁気センサ２０は、磁界の特定方向の成分の大きさを選択的に計測可能である。磁気センサ２０の具体例として、アモルファス磁性ワイヤの磁気インピーダンス効果（Magneto-Impedance element ＭＩ効果）を利用した周知のＭＩセンサが挙げられる。磁気センサ２（１）、２（２）・・・２（ｎ）は、それぞれが検出可能な磁界の成分の方向（特定方向）に、等間隔に並んで順番に配置される。
　磁気センサ２０と、隣接する他の磁気センサ２０との間隔を、ｐと表記する。特定方向を「Ｙ方向」といい、Ｙ方向と直交する直交方向を「Ｘ方向」「Ｚ方向」という。計測対象物７は、Ｘ方向に沿ってセンサ部２に近接する向きＤに移動しているものとする。
　磁気センサ２０は、検出された磁界のＹ方向の成分の強さを示す値（以下、「計測値」という。）を示す信号を、ケーブルＣを介して制御部３（後述）に出力する。
　制御部３は、周知のＰＣである。制御部３は、ＣＰＵ３１、記憶部３２、出力部３３、及び、通信インターフェース（通信Ｉ／Ｆ）３４を備える。ＣＰＵ３１は、記憶部３２に記憶されたプログラムに基づき、メイン処理（図４参照、後述）を実行する。メイン処理では、磁気センサ２０から出力された信号によって示される計測値（以下、「磁気センサ２０によって検出される計測値」と言い換える。）に基づき、計測対象距離及び計測対象モーメントが特定される。計測対象距離は、計測対象物７とセンサ部２との間のＸ方向の最短距離である。計測対象モーメントは、計測対象物７の磁気モーメントのうちＹ方向の成分の大きさである。記憶部３２は、ＣＰＵ３１が実行するプログラムを記憶する。出力部３３は、ＬＣＤである。出力部３３は、算出された計測対象距離及び計測対象モーメントを表示させる。通信Ｉ／Ｆ３４は、ケーブルＣを介してセンサ部２と通信を行なうためのインターフェース素子である。ＣＰＵ３１は、記憶部３２、出力部３３、及び、通信Ｉ／Ｆ３４と電気的に接続する。
＜計測対象距離の特定方法＞
　計測対象距離の特定方法について説明する。計測対象物７の磁性体が持つ磁気モーメントが作る３次元空間の磁場分布は、式（１）で示される。なお、計測対象物７の磁気双極子が作る磁束密度ベクトルを、Ｂと表記する。磁気双極子モーメントベクトルを、ｍ´と表記する。磁気双極子からの距離ベクトルを、ｒ´と表記する。磁気双極子からの距離の絶対値を、ｒと表記する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　磁気センサ２０がＹ方向に間隔ｐで等間隔に並べられた状態で、ｊ番目の磁気センサ２（ｊ）に対してＸ方向に距離ｘ分離隔した地点に、計測対象物７が近づいた場合を想定する（図１参照）。このとき、計測対象物７の磁気双極子が作る磁場成分のＹ方向の成分を、ｉ（ｉはｎ以下の整数）番目の磁気センサ２（ｉ）が検出した場合、検出される磁束密度ベクトルＢｉは、式（２）で示される。なお、比例定数を、ｋと表記する。磁気モーメントの強さを、ｍと表記する。磁気モーメントの方向角を、θと表記する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　Ｙ方向の位置が計測対象物７と一致する磁気センサ２（ｊ）によって検出される磁束密度ベクトルＢｊは、式（２）にｉ＝ｊを代入することによって、式（３）で示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　磁気センサ２（ｊ）に隣接する磁気センサ２（ｊ－１）、２（ｊ＋１）によって検出される磁束密度ベクトルＢｊ＋１、Ｂｊ－１は、式（２）にｉ－ｊ＝±１を代入することによって、式（４）で示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　ｊ番目の磁気センサ２（ｊ）によって検出される磁束密度ベクトルＢｊ、及び、磁気センサ２（ｊ）に隣接する磁気センサ２（ｊ－１）、２（ｊ＋１）によって検出される磁束密度ベクトルＢｊ＋１、Ｂｊ－１をそれぞれ時間微分した場合、式（５）（６）によって示される。但し、式（５）は、磁束密度ベクトルＢｊを時間微分した結果ｄＢｊ／ｄｔを示す。式（６）は、磁束密度ベクトルＢｊ＋１、Ｂｊ－１を時間微分した結果ｄＢｊ＋１／ｄｔ、ｄＢｊ－１／ｄｔを示す。又、時間変化に応じてθは変動しないものとする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　式（５）と式（６）との比を算出した場合、式（７）で示される。但し、比をＢｒと表記する。ここでＢｒは、ｄＢｊ／ｄｔと、ｄＢｊ＋１／ｄｔ及びｄＢｊ－１／ｄｔとのうち、小さい側の値を分子とし、大きい側の値を分母として算出される。このため、Ｂｒは常に１以上の値となる。以下では、ｄＢｊ＋１／ｄｔ及びｄＢｊ－１／ｄｔの方が、ｄＢｊ／ｄｔよりも小さいことを前提として説明する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　磁束密度ベクトルＢｊを微分した結果であるｄＢｊ／ｄｔと、磁束密度ベクトルＢｊ＋１、Ｂｊ－１を微分した結果であるｄＢｊ＋１／ｄｔ、ｄＢｊ－１／ｄｔの比Ｂｒは、磁気センサ２（ｊ）、２（ｊ＋１）、又は、磁気センサ２（ｊ）、２（ｊ－１）によって検出される計測値に基づいて容易に算出できる。又、間隔ｐは、センサ部２を構成する既知のパラメータである。従って、式（７）のうち不定となるパラメータは、距離ｘのみである。従って、式（７）に基づいて距離ｘを算出することは、原理的に可能である。
　しかし、式（７）は、ｘの５次以上のべき数を含む多次方程式であるため、式（７）に基づいて距離ｘが算出される場合、ＣＰＵ３１に大きな処理負荷がかかる。このため、本実施形態では、磁気センサ２０間の間隔ｐを式（７）に代入して距離ｘに対する比Ｂｒが予め算出され、ｘとＢｒとの対応関係を示すグラフ（図２参照）が導出される。図２に示すグラフは、間隔ｐを２８０ｍｍとした場合における、距離ｘ［ｍｍ］（横軸）と比Ｂｒ（縦軸）との関係を示す。計測装置１は、このグラフに、磁気センサ２（ｊ）、２（ｊ＋１）、又は、磁気センサ２（ｊ）、２（ｊ－１）によって検出される計測値に基づいて算出される比Ｂｒを適用する。これによって計測装置１は、距離ｘを一義的に算出できる。
　又、計測装置１は、図２に示すグラフを適用する方法の他に、次の方法によって距離ｘを算出できる。距離ｘと比Ｂｒとの関係は、式（８）によって精度良く近似できる。但し、Ａ、Ｂはそれぞれ定数を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　図３は、（１／ＬＮ（Ｂｒ））１／２（横軸）と距離ｘ（縦軸）との関係を示すグラフである。相関関係は、０．９９９である。従って、計測装置１は、磁気センサ２０間の間隔ｐに基づいて定数Ａ、Ｂを予め算出し、これを利用することによって、距離ｘを線形計算によって容易に算出できる。
　なお、磁気センサ２０によって検出される計測値の絶対値は、計測対象物７に近接する程大きくなる。図１において、計測対象物７と磁気センサ２（ｊ）とはＹ方向の位置が一致するので、磁気センサ２（ｊ）は、計測対象物７に最も近接する。このため、磁気センサ２（ｊ）によって検出される計測値は、他の磁気センサ２（１）～２（ｊ－１）、２（ｊ＋１）～２（ｎ）によって検出される計測値よりも大きくなる。つまり、絶対値が最も大きい計測値を検出した磁気センサ２０は、Ｙ方向の位置が計測対象物７と略一致する。このため、絶対値が最も大きい計測値を検出した磁気センサ２０を選択して式（１）～（８）における磁気センサ２（ｊ）とし、距離ｘを算出することによって、計測装置１は、磁気センサ２（ｊ）と計測対象物７との間の計測対象距離を特定できる。
＜計測対象モーメントの算出方法＞
　計測対象モーメントの算出方法について説明する。はじめに、算出された距離ｘが式（３）に代入される。Ｂｊは、ｊ番目の磁気センサ２（ｊ）によって検出される磁束密度ベクトルである。但し、Ｂｊには環境磁界が影響している。このため、環境磁界の大きさが予め特定され、Ｂｊから環境磁界の大きさが減算されることによって、式（９）に示すように、環境磁界の影響が排除された磁束密度ベクトルｂが算出される。但し、環境磁界の大きさを、ＢＥと表記する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 　式（９）を変形することによって、式（１０）が導出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　ｍは、磁気モーメントの大きさ示すスカラー量である。しかし、ｍにはｓｉｎθが乗算されるので、求めることが可能な量は、磁界モーメントのうちＹ方向の成分の大きさｍｙである。従って、式（１０）を適用することによって、計測対象物７の磁気モーメントのＹ方向の成分の大きさｍｙを算出できる。ここで、式（１０）に代入される距離ｘとして、計測対象距離が用いられた場合、算出されるｍｙは計測対象モーメントに対応する。
　なお、例えば、３つの互いに直交した軸上に磁気センサ２０が配列された場合、計測装置１は、式（１１）によって、磁気モーメントの大きさｍ自体を算出できる。但し、磁界モーメントのうちＸ方向の成分の大きさを、ｍｘと表記する。磁界モーメントのうちＺ方向の成分の大きさを、ｍｚと表記する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
＜メイン処理＞
　図４を参照し、メイン処理について説明する。メイン処理は、計測対象物７との間の計測対象距離、及び、計測対象物７の計測対象モーメントの計測を開始するための指示が計測装置１に入力された場合、記憶部３２に記憶されたプログラムをＣＰＵ３１が実行することによって開始される。メイン処理では、記憶部３２に記憶された定数Ａ、Ｂ（式（８）参照）、及び、環境磁界の大きさＢＥ（式（９）参照）が参照される。
　ＣＰＵ３１は、磁気センサ２０によって検出された計測値を、所定周期で、磁気センサ２（１）、２（２）、・・・２（ｎ）の全てから繰り返し取得する（Ｓ１１）。ＣＰＵ３１は、特定の周期で取得されたｎ個の計測値のうち、絶対値が最も大きい計測値を特定する（Ｓ１３）。ＣＰＵ３１は、絶対値が最も大きい計測値が検出された磁気センサ２０を更に特定する（Ｓ１５）。ＣＰＵ３１は、Ｓ１５の処理によって特定された磁気センサ２０から所定周期で繰り返し取得された複数の計測値を選択する（Ｓ１７）。
　以下、Ｓ１５の処理によって特定される磁気センサ２０、言い換えれば、磁気センサ２（１）、２（２）、・・・２（ｎ）のうち特定の周期で取得される計測値の絶対値が最も大きい磁気センサ２０を、「第１磁気センサ」という。Ｓ１７の処理によって選択される複数の計測値、言い換えれば、第１磁気センサから所定周期で繰り返し取得された複数の計測値を、「第１計測値」という。以下では、磁気センサ２（ｊ）が第１磁気センサとして特定された場合を例示して具体的に説明する。第１計測値はＢｊに対応する。
　ＣＰＵ３１は、第１磁気センサ２（ｊ）に隣接する磁気センサ２（ｊ＋１）、２（ｊ－１）の何れか一方を特定する（Ｓ１９）。ＣＰＵ３１は、特定された磁気センサ２（ｊ＋１）、２（ｊ－１）の何れか一方から所定周期で繰り返し取得された複数の計測値を選択する（Ｓ２１）。
　以下、Ｓ１９の処理によって特定される磁気センサ２０、言い換えれば、第１磁気センサに隣接する磁気センサを、「第２磁気センサ」という。Ｓ２１の処理によって選択される複数の計測値、言い換えれば、第２磁気センサから所定周期で繰り返し取得された複数の計測値を、「第２計測値」という。以下では、磁気センサ２（ｊ－１）が第２磁気センサとして特定された場合を例示して具体的に説明する。第２計測値はＢｊ－１に対応する。
　ＣＰＵ３１は、Ｓ１７の処理によって選択された第１計測値Ｂｊ、及び、Ｓ２１の処理によって選択された第２計測値Ｂｊ－１をそれぞれ時間微分し、時間変化ｄＢｊ／ｄｔ、ｄＢｊ－１／ｄｔを算出する（Ｓ２３）。ＣＰＵ３１は、第２計測値Ｂｊ－１の時間変化ｄＢｊ－１／ｄｔに対する、第１計測値Ｂｊの時間変化ｄＢｊ／ｄｔの比Ｂｒを更に算出する（Ｓ２３）。ＣＰＵ３１は、算出された比Ｂｒ、及び、記憶部３２に記憶された定数Ａ，Ｂを式（８）に代入することによって、距離ｘを算出する（Ｓ２５）。算出される距離ｘは、計測対象物７に対してＸ方向に最も近接する磁気センサ２（ｊ）と計測対象物７との間の距離、即ち、計測対象距離に対応する。
　ＣＰＵ３１は、第１計測値Ｂｊ、Ｓ２５の処理によって算出された距離ｘ、及び、記憶部３２に記憶された環境磁界の大きさＢＥを、式（９）に代入する。ＣＰＵ３１は、各値が代入された式（９）を変形し、式（１０）を導出する。これによって、ＣＰＵ３１は、磁気モーメントｍｙを算出する（Ｓ２７）。算出される磁気モーメントｍｙは、計測対象物７の磁気モーメントｍのＹ方向の成分の大きさ、即ち、計測対象モーメントに対応する。
　ＣＰＵ３１は、算出された計測対象距離、及び、計測対象モーメントを、出力部３３に出力する（Ｓ２９）。ＣＰＵ３１はメイン処理を終了させる。
＜本実施形態の主たる作用、効果＞
　以上のように、計測装置１では、磁界のＹ方向の成分の大きさを選択的に計測可能な磁気センサ２０が、Ｙ方向に配列される。計測装置１のＣＰＵ３１は、磁気センサ２０によって検出される計測値に基づき、第１磁気センサ２（ｊ）と計測対象物７との間のＸ方向の距離である計測対象距離を特定できる（Ｓ２５）。磁気センサ２（１）、２（２）・・・２（ｎ）は、Ｙ方向に並んで配置可能であるので、計測装置１は、磁気センサ２０を２次元的又は３次元的に配置させる必要がない。このため、計測装置１は、磁気センサ２０が設置される領域をＹ方向に限定できるので、センサ部２の小型化が可能となる。
　ＣＰＵ３１は、第１磁気センサ２（ｊ）によって検出された第１計測値Ｂｊを時間微分することにより、時間変化ｄＢｊ／ｄｔを得る。ＣＰＵ３１は、第２磁気センサ２（ｊ－１）又は２（ｊ＋１）によって検出された第２計測値Ｂｊ－１、Ｂｊ＋１を時間微分することにより、時間変化ｄＢｊ－１／ｄｔ、ｄＢｊ＋１／ｄｔを得る。ＣＰＵ３１は、ｄＢｊ／ｄｔとｄＢｊ－１／ｄｔ又はｄＢｊ＋１／ｄｔとの比Ｂｒを式（８）に代入することによって、計測特定距離を特定する。この場合、計測装置１は、磁気センサ２（１）、２（２）・・・２（ｎ）がＹ方向に配列された場合であっても、計測対象距離を適切に特定できる。又、定数Ａ、Ｂ（式（８）参照）により表される近似式を用いて計測特定距離を特定できるので、ＣＰＵ３１の処理負荷を軽減できる。
　ＣＰＵ３１は更に、第１磁気センサ２（ｊ）によって検出された第１計測値Ｂｊ、距離ｘ、及び、環境磁界の強さＢＥを式（９）に代入する。これによって、ＣＰＵ３１は、計測対象物７の磁気モーメントのＹ方向の成分の大きさを対象計測モーメントとして特定できる（Ｓ２７）。このため、計測装置１は、磁気センサ２（ｊ）と計測対象物７との間のＸ方向の距離ｘ（計測対象距離）だけでなく、計測対象物７の磁気モーメントの大きさ（磁気対象モーメント）も特定できる。
＜変形例＞
　本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変更が可能である。計測装置１の制御部３は、メイン処理を実行可能なＣＰＵを含む専用機器であってもよい。計測装置１は、センサ部２と制御部３とが一体となった構造を有していてもよい。メイン処理は、ＣＰＵを含む複数のデバイス（例えば、ＡＳＩＣ）によって分散して実行されてもよい。
　磁気センサ２０の数は、２以上であれば特に限定されない。Ｙ方向に配列される磁気センサ２０の間隔は等間隔でなくてもよい。例えば、磁気センサ２０の間隔は、センサ部２のＹ方向の端部に近接する程長く、センサ部２のＹ方向の中心に近接するほど短くしてもよい。磁気センサ２０はＭＩセンサに限定されず、磁界の特定方向の成分の大きさを選択的に検出可能な他の磁気センサであってもよい。複数の磁気センサ２０から計測値を取得する間隔は、所定周期でなくてもよい。計測対象物７の移動方向は、Ｘ方向に沿った方向に限定されず、任意の方向であってもよい。この場合、計測装置１は、計測対象物７の移動方向のうちＸ方向に沿った成分に基づき、計測対象距離及び計測対象モーメントを算出できる。
　計測装置１は、Ｙ方向又はＺ方向に配列された複数の磁気センサ２０を別に備えてもよい。ＣＰＵ３１は、これらの磁気センサ２０によって検出される計測値に基づき、計測対象物７の磁気モーメントの大きさｍを算出してもよい。
　ＣＰＵ３１は、Ｓ２３の処理によって算出された比Ｂｒを式（７）に代入し、ｘの多次方程式を解くことによって、計測対象距離を直接的に算出してもよい。この場合、計測装置１は、式（８）で示される近似式に基づいて計測対象距離が算出される場合と比べて、計測対象距離の精度を向上させることができる。
＜その他＞
　Ｓ１１の処理を行うＣＰＵ３１は、本発明の「取得手段」の一例である。Ｓ１３の処理を行うＣＰＵ３１は、本発明の「第１特定手段」の一例である。Ｓ１５の処理を行うＣＰＵ３１は、本発明の「第２特定手段」の一例である。Ｓ２５の処理を行うＣＰＵ３１は、本発明の「第３特定手段」の一例である。Ｓ２７の処理を行うＣＰＵ３１は、本発明の「第４特定手段」の一例である。
１　　　　：計測装置
２０　　　：磁気センサ
３１　　　：ＣＰＵ

Claims (4)

  1. 　磁界の、特定の１つの直線方向である特定方向の成分の大きさを選択的に計測可能な少なくとも２つの磁気センサであって、前記特定方向に並んで配置された前記少なくとも２つの磁気センサと、
    　前記少なくとも２つの磁気センサのそれぞれによって検出された前記磁界の大きさを示す計測値を、複数のタイミングで繰り返し取得する取得手段と、
    　前記取得手段によって、前記少なくとも２つの磁気センサのそれぞれから特定のタイミングで取得された少なくとも２つの計測値のうち、絶対値が最も大きい計測値を特定する第１特定手段と、
    　前記第１特定手段によって特定された前記絶対値が最も大きい計測値を検出した第１磁気センサを特定する第２特定手段と、
    　前記第２特定手段によって特定された前記第１磁気センサと計測対象物との間の、前記特定方向と直交する直交方向の距離を、前記取得手段によって取得された前記計測値の時間変化に基づいて特定する第３特定手段と
    を備えたことを特徴とする計測装置。
  2. 　前記第２特定手段によって特定された前記第１磁気センサによって検出された前記計測値と、前記第３特定手段によって特定された前記距離とに基づいて、前記計測対象物の磁気モーメントの大きさを特定する第４特定手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
  3. 　前記第３特定手段は、
    　前記第２特定手段によって特定された前記第１磁気センサによって検出された前記計測値である第１計測値の時間変化と、前記第１磁気センサに隣接する第２磁気センサによって検出された前記計測値である第２計測値の時間変化とに基づいて、前記距離を特定することを特徴とする請求項１又は２に記載の計測装置。
  4. 　前記第３特定手段は、前記第２計測値の時間変化及び前記第１計測値の時間変化のうち、小さい側に対する大きい側の比を示す以下の式に基づいて、前記距離を特定することを特徴とする請求項３に記載の計測装置。
    Ｂｒ＝（ｐ２＋ｘ２）３．５／（ｘ５×（ｐ２－５×ｐ＋ｘ２））
    （但し、前記比をＢｒ、前記距離をｘ、前記第１磁気センサと前記第２磁気センサとの前記特定方向の間隔をｐと表記する。）
PCT/JP2017/039904 2016-11-04 2017-11-06 計測装置 Ceased WO2018084278A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018549092A JP6719137B2 (ja) 2016-11-04 2017-11-06 計測装置
EP17867944.5A EP3537098B1 (en) 2016-11-04 2017-11-06 Measuring device
US16/202,350 US10816359B2 (en) 2016-11-04 2018-11-28 Measuring device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016216746 2016-11-04
JP2016-216746 2016-11-04

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US16/202,350 Continuation-In-Part US10816359B2 (en) 2016-11-04 2018-11-28 Measuring device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018084278A1 true WO2018084278A1 (ja) 2018-05-11

Family

ID=62076799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/039904 Ceased WO2018084278A1 (ja) 2016-11-04 2017-11-06 計測装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10816359B2 (ja)
EP (1) EP3537098B1 (ja)
JP (1) JP6719137B2 (ja)
WO (1) WO2018084278A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6739130B1 (ja) * 2019-09-30 2020-08-12 フジデノロ株式会社 磁気検出装置、検出方法、及び検出プログラム
JP2020122751A (ja) * 2019-01-31 2020-08-13 ファナック株式会社 工作機械に配置された電動機の内部への異物の侵入を検出する異物検出装置
JP2021042987A (ja) * 2019-09-06 2021-03-18 積水ハウス株式会社 変位計測装置及び計測システム

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018179255A1 (ja) * 2017-03-30 2018-10-04 フジデノロ株式会社 磁性体検知装置、磁性体検知機能をコンピュータに実現させる為のプログラム、及びそのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5731996A (en) * 1996-03-05 1998-03-24 Hughes Electronics Dipole moment detector and localizer
JP2004101273A (ja) * 2002-09-06 2004-04-02 Rikogaku Shinkokai 磁気式位置計測システムの誤差校正方法
JP2010025599A (ja) * 2008-07-15 2010-02-04 Deed Corp 磁性体検知機
JP2011070621A (ja) * 2009-09-25 2011-04-07 Go Uchiyama 凶器類判別装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5304931A (en) * 1991-08-09 1994-04-19 Flamig Duane P Magnetic resonance imaging techniques
JP2500347B2 (ja) 1992-08-21 1996-05-29 防衛庁技術研究本部長 ３個の１軸磁力計を用いた移動物体の位置局限装置
EP1212735A1 (en) * 1999-09-16 2002-06-12 Automotive Systems Laboratory Inc. Magnetic field sensor
WO2008096856A1 (ja) * 2007-02-09 2008-08-14 Asahi Kasei Emd Corporation 空間情報検出システム及びその検出方法並びに空間情報検出装置
JP5067155B2 (ja) * 2007-12-28 2012-11-07 ヤマハ株式会社 磁気データ処理装置、ナビゲーション装置、磁気データ処理方法および磁気データ処理プログラム
US8026715B2 (en) * 2008-10-03 2011-09-27 International Business Machines Corporation Magneto-resistance based nano-scale position sensor
DE102010003292A1 (de) * 2010-03-25 2011-09-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Sensoranordnung und Verfahren zum Ermitteln einer Magnetisierungseinrichtung eines Gebermagneten
GB201014334D0 (en) * 2010-08-27 2010-10-13 Harker Benjamin Improvements to structual separation monitoring systems, methods of installing systems and/or position sensors
JP2014101273A (ja) 2011-02-28 2014-06-05 Tokyo Medical And Dental Univ 脂質構造体の製造方法
US9671472B2 (en) * 2014-03-03 2017-06-06 Northrop Grumman Systems Corporation Linear positioning system utilizing helically polarized magnet
JP6372751B2 (ja) * 2014-09-22 2018-08-15 カシオ計算機株式会社 電子機器及びオフセット値取得方法、オフセット値取得プログラム
DE102015203686B4 (de) * 2015-03-02 2023-10-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Anordnung zur Positionsbestimmung eines magnetischen Körpers mittels Magnetfeldsensoren
JP2016217930A (ja) * 2015-05-22 2016-12-22 セイコーエプソン株式会社 磁気計測システム
JP2017191040A (ja) * 2016-04-14 2017-10-19 セイコーエプソン株式会社 磁場計測装置及び磁場計測方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5731996A (en) * 1996-03-05 1998-03-24 Hughes Electronics Dipole moment detector and localizer
JP2004101273A (ja) * 2002-09-06 2004-04-02 Rikogaku Shinkokai 磁気式位置計測システムの誤差校正方法
JP2010025599A (ja) * 2008-07-15 2010-02-04 Deed Corp 磁性体検知機
JP2011070621A (ja) * 2009-09-25 2011-04-07 Go Uchiyama 凶器類判別装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3537098A4 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020122751A (ja) * 2019-01-31 2020-08-13 ファナック株式会社 工作機械に配置された電動機の内部への異物の侵入を検出する異物検出装置
JP7068206B2 (ja) 2019-01-31 2022-05-16 ファナック株式会社 工作機械に配置された電動機の内部への異物の侵入を検出する異物検出装置
US11801578B2 (en) 2019-01-31 2023-10-31 Fanuc Corporation Foreign matter detection device which detects penetration of foreign matter into interior of electric motor arranged in machine tool
JP2021042987A (ja) * 2019-09-06 2021-03-18 積水ハウス株式会社 変位計測装置及び計測システム
JP7243536B2 (ja) 2019-09-06 2023-03-22 積水ハウス株式会社 変位計測装置及び計測システム
JP6739130B1 (ja) * 2019-09-30 2020-08-12 フジデノロ株式会社 磁気検出装置、検出方法、及び検出プログラム
WO2021064800A1 (ja) * 2019-09-30 2021-04-08 フジデノロ株式会社 磁気検出装置、検出方法、及び検出プログラム
US11946986B2 (en) 2019-09-30 2024-04-02 Fujidenolo Co., Ltd. Magnetic detector, detection method, and non-transitory computer readable storage medium

Also Published As

Publication number Publication date
US20190094043A1 (en) 2019-03-28
EP3537098B1 (en) 2021-07-21
US10816359B2 (en) 2020-10-27
EP3537098A4 (en) 2020-06-10
JP6719137B2 (ja) 2020-07-08
JPWO2018084278A1 (ja) 2019-09-26
EP3537098A1 (en) 2019-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6719137B2 (ja) 計測装置
US11250318B2 (en) Method and/or system for magnetic localization
CN103837900B (zh) 一种基于矢量磁场探测的地下电缆定位方法及装置
JP2021006813A5 (ja)
CN109387707B (zh) 分析目标表面上的电流的方法和设备
WO2014002466A1 (ja) 電磁界測定表示装置、電磁界測定表示方法、プログラム、及び記録媒体
JP2017191110A (ja) 非接触型磁気線形位置センサー
Wu et al. Enhanced magnetic localization with artificial neural network field models
US9841266B2 (en) Apparatus and method for magnetic sensor based surface shape analysis spatial positioning in a uniform magnetic field
JP6739130B1 (ja) 磁気検出装置、検出方法、及び検出プログラム
JP7224684B2 (ja) 磁気センシングシステム、検出装置、及び磁気干渉のオフセット方法
KR20170092356A (ko) 3축 지자기 센서의 방위각 보정 시스템
JP2000292111A (ja) 姿勢位置測定装置及び測定方法
Hashi et al. Wireless magnetic motion capture system using multiple LC resonant magnetic markers with high accuracy
KR101352245B1 (ko) Ｍｅｍｓ 지자기 센서의 방위각 보정 방법 및 장치
US9494622B2 (en) Current measurement device and current measurement method
JP2008045899A (ja) 磁界分布測定装置
CN104048593B (zh) 一种三维空间测量装置
KR20130075064A (ko) 오브젝트에 구비된 지자기 센서의 방위각 보정 방법 및 장치
CN109100664A (zh) 一种空间小磁场的测量方法
KR20200042162A (ko) 다축 진동 센서로 감지되는 진동의 방향 사상 장치 및 그 방법
JP2024068067A (ja) 磁気顕微鏡
CN204115659U (zh) 一种三维空间测量装置
JP6336834B2 (ja) 電界計測装置
RU149131U1 (ru) Преобразователь перемещений

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018549092

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17867944

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017867944

Country of ref document: EP

Effective date: 20190604