JP2632451B2 - Mechanical quantity detector - Google Patents
Mechanical quantity detectorInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、家電用，産業用を問わ
ず重量，力と言つた力学量を検知するための力学量検知
器に関し、例えば、体重計，電子ばかり，車載量測定
機，ロードセル，その他あらゆる重量，力検出装置とし
て利用でき、特に、長期間温度補正を行えない状況にお
いて使用することができるものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a physical quantity detector for detecting a physical quantity such as weight or force irrespective of whether it is for home appliances or industrial use. , A load cell, and any other weight and force detecting device, and in particular, can be used in a situation where temperature correction cannot be performed for a long time.
【０００２】[0002]
【従来の技術】重量あるいは力を検出する装置（以後、
力学量検知器と呼称する）としては、体重計や電子ばか
りに代表される比較的小荷重を対象とした民生用力学量
検知器と、車載量測定機やプレス加工機のような比較的
大きな荷重を対象とした産業用、さらに、ロードセルに
代表される高精度の計測用などがある。2. Description of the Related Art A device for detecting a weight or a force (hereinafter referred to as a device)
As a physical quantity detector), there are two types of consumer physical quantity detectors, such as weight scales and electronics, for relatively small loads, and relatively large There are industrial applications for loads, and high-precision measurements represented by load cells.
【０００３】これらの力学量検知器は、目的に応じて原
点調整や秤量幅の設定を厳密に行う必要がある。また、
使用環境温度も比較的厳密に設定される必要があり、こ
れはそれぞれの力学量検知器の取扱が専門的になること
を意味している。In these mechanical quantity detectors, it is necessary to strictly adjust the origin and set the weighing width according to the purpose. Also,
The operating environment temperature also needs to be set relatively strictly, which means that the handling of each physical quantity detector becomes specialized.
【０００４】そして、力学量を電気的信号に変換する手
段としては、歪みゲージを用いるもの、平行電極板の静
電容量を検出するもの、磁性体の磁歪効果を利用したも
の、さらにホール素子やＭＲ素子等の磁気検知素子を用
い磁石の変位を捕らえるもの等、さまざまなものが上げ
られるが、その何れもが程度の差こそあれ温度の変化に
よつて誤差を生じる。Means for converting a mechanical quantity into an electric signal include a means using a strain gauge, a means for detecting the capacitance of a parallel electrode plate, a means utilizing a magnetostrictive effect of a magnetic material, a Hall element, and the like. There are various types such as those that use a magnetic sensing element such as an MR element to capture the displacement of a magnet, but all of them have an error due to a change in temperature to some extent.
【０００５】一般に、それぞれの力学量検知器によつて
温度補正の方法は異なるが、原理的に温度補正が不可能
なものも存在する。例えば、歪ゲージ等は、アクテイブ
ゲージとダミーゲージを用いてブリツジを組むことで温
度の影響を相殺することが可能であるが、ホール素子な
どは素子そのものの温度安定性に頼らざるを得ない。[0005] In general, the method of temperature correction differs depending on each physical quantity detector, but there are some which cannot correct the temperature in principle. For example, a strain gauge or the like can cancel the influence of temperature by forming a bridge using an active gauge and a dummy gauge, but a Hall element or the like must rely on the temperature stability of the element itself.
【０００６】また、長期安定性の観点から見れば、ホー
ル素子などの磁気感知式のセンサーは、素子自身の安定
性と同時に、磁気を発生する磁石の安定性等も考慮する
必要性が生じてくる。Further, from the viewpoint of long-term stability, it is necessary for a magnetic sensing sensor such as a Hall element to consider not only the stability of the element itself but also the stability of a magnet that generates magnetism. come.
【０００７】このような理由から磁気感知型のセンサー
は他の方式に比べ、温度安定性、長期安定性等に劣るこ
とから、あまり実用化された例を見ないのが現状であ
る。For these reasons, the magnetic sensing type sensor is inferior in temperature stability, long-term stability and the like as compared with other systems, and therefore, at present, there are few examples of practical use.
【０００８】（先行技術）上記の如く、磁気感知型の力
学量検知器は、温度安定性と長期安定性に問題を残して
いるが、これらの問題が解決されることで比較的高精度
でかつ安価なセンサーが構成できる潜在的な可能性を有
している。(Prior Art) As described above, the magnetic sensing type dynamic quantity detector has problems in temperature stability and long-term stability. However, by solving these problems, relatively high accuracy can be obtained. In addition, there is a possibility that an inexpensive sensor can be constructed.
【０００９】そこで、本出願人は、特願平３−１５９３
１１号でホール素子等の２個の磁気検知素子と磁石とを
用いた力学量検知器を提案した。Accordingly, the present applicant has filed Japanese Patent Application No. Hei 3-1593.
No. 11 proposed a physical quantity detector using two magnetic sensing elements such as a Hall element and a magnet.
【００１０】なお、ホール素子は、ＧａＡｓ（ガリウム
・ヒ素）系、ＩｎＡｓ（インジウム・ヒ素）系およびＩ
ｎＳｂ（インジウム・アンチモン）系がその代表的なも
のであり、ＭＲ（磁気抵抗）素子はこれらのホール効果
を利用した半導体磁気抵抗素子と強磁性薄膜磁気抵抗素
子とに分類れさる。The Hall element is composed of GaAs (gallium arsenide), InAs (indium arsenide) and I
An nSb (indium / antimony) system is a typical example, and MR (magnetoresistive) elements are classified into a semiconductor magnetoresistive element utilizing the Hall effect and a ferromagnetic thin film magnetoresistive element.
【００１１】ＧａＡｓ系ホール素子は定電圧駆動で約
０.３％／℃、定電流駆動で約０.０６％／℃、ＩｎＳｂ
系は定電圧駆動で０.２％／℃、定電流駆動で２％／
℃、ＩｎＡｓ形は定電流駆動で約０.１％／℃の温度特
性を有していることが知られている。The GaAs-type Hall element is about 0.3% / ° C. in constant voltage driving, about 0.06% / ° C. in constant current driving, and InSb.
The system is 0.2% / ° C for constant voltage drive and 2% / ° C for constant current drive.
It is known that the InAs type has a temperature characteristic of about 0.1% / ° C. when driven at a constant current.
【００１２】また、磁気抵抗素子に関しては、半導体磁
気抵抗素子については上記ホール素子の系列に準じ、薄
膜強磁性体磁気抵抗素子の場合は約０.２％／℃程度の
温度特性を有する。As for the magnetoresistive element, the semiconductor magnetoresistive element has a temperature characteristic of about 0.2% /. Degree. C. in the case of the thin-film ferromagnetic magnetoresistive element in accordance with the series of Hall elements.
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、磁気感
知型力学量検知器としては、これらの磁気検知素子の温
度特性に加えて、磁界の安定性も重要な要素になる。磁
界の発生に永久磁石を用いた場合、高温下での磁界の低
下や長期間の使用による劣化等が予測され、これらに関
しては不明確な部分も多く実用化を阻む一要因となって
いる。However, in the magnetic sensing type physical quantity detector, the stability of the magnetic field is also an important factor in addition to the temperature characteristics of these magnetic sensing elements. When a permanent magnet is used to generate a magnetic field, a decrease in the magnetic field at a high temperature, deterioration due to long-term use, and the like are predicted, and many of these are unclear parts, which is one factor that hinders practical use.
【００１４】本発明は、上記に鑑み、温度安定性および
長期安定性を維持することができる力学量検知器の提供
を目的とする。In view of the above, it is an object of the present invention to provide a physical quantity detector capable of maintaining temperature stability and long-term stability.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、図１，２の如く、磁界を発生させるための電磁石
１に対して相対位置が固定された基準用第一磁気検知素
子２と、負荷荷重により前記電磁石１に対して相対位置
が変化する力学量検知用第二磁気検知素子３とを備え、
前記第一磁気検知素子２と第二磁気検知素子３とは、同
一の温度特性および出力特性を有せしめられ、前記第一
磁気検知素子２の出力初期値を記憶する記憶手段６と、
第一磁気検知素子２の出力値をその初期値と比較する経
時変化検出手段７と、この比較結果に基づいて前記初期
値の変動を相殺するよう電磁石１への通電制御を行う基
準補正手段８とが設けられたものである。As shown in FIGS. 1 and 2, a means for solving the problem according to the present invention comprises a reference first magnetic sensing element 2 having a fixed position relative to an electromagnet 1 for generating a magnetic field. A second magnetic sensing element 3 for detecting a physical quantity, the relative position of which changes with respect to the electromagnet 1 due to a load.
The first magnetic sensing element 2 and the second magnetic sensing element 3 have the same temperature characteristics and output characteristics, and storage means 6 for storing an initial output value of the first magnetic sensing element 2;
Time-dependent change detecting means 7 for comparing the output value of the first magnetic sensing element 2 with its initial value, and reference correcting means 8 for controlling the energization of the electromagnet 1 based on the comparison result so as to cancel the fluctuation of the initial value. Are provided.
【００１６】[0016]
【作用】上記課題解決手段において、第一磁気検知素子
２と電磁石１との距離は常に一定である。The distance between the first magnetic sensing element 2 and the electromagnet 1 is always constant.
【００１７】そのため、磁界の強度は第一磁気検知素子
２に対しては常に一定であるが、経時変化により磁界の
強度が変化する。このとき、第一磁気検知素子２の出力
値を初期状態の出力値と比較して、磁界の強度が一定と
なるように電磁石１への通電量を調整する。Therefore, the intensity of the magnetic field is always constant for the first magnetic sensing element 2, but the intensity of the magnetic field changes with time. At this time, the output value of the first magnetic sensing element 2 is compared with the output value in the initial state, and the amount of power to the electromagnet 1 is adjusted so that the strength of the magnetic field is constant.
【００１８】[0018]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の力学量検知器を適用した重量セ
ンサーの模式図、図２は本発明の力学量検知器の構成
図、図３は同じくそのホール素子の駆動回路図、図４は
同じく重量センサーの動作図、図５は温度変化によるホ
ール素子の出力特性図、図６は磁界強度変化によるホー
ル素子の出力特性図である。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a weight sensor to which the physical quantity detector of the present invention is applied, FIG. 2 is a configuration diagram of the physical quantity detector of the present invention, FIG. 3 is a drive circuit diagram of the Hall element, and FIG. FIG. 5 is an operation diagram of the sensor, FIG. 5 is an output characteristic diagram of the Hall element due to a temperature change, and FIG.
【００１９】本実施例の力学量検知器は、磁気検知素子
にホール素子を用い、磁気検知素子自身の温度による特
性の変化を２つの磁気検知素子を用い、人為的に相殺す
ることで温度特性の向上を図るもので、磁界を発生させ
るための電磁石１に対して相対位置が固定された基準用
第一磁気検知素子２と、負荷荷重により前記電磁石１に
対して相対位置が変化する力学量検知用第二磁気検知素
子３とを備え、前記第一磁気検知素子２と第二磁気検知
素子３とは、同一の温度特性および出力特性を有せしめ
られている。The physical quantity detector of this embodiment uses a Hall element as a magnetic sensing element, and uses two magnetic sensing elements to artificially cancel the change in characteristics due to the temperature of the magnetic sensing element itself. The reference first magnetic sensing element 2 whose relative position is fixed to the electromagnet 1 for generating a magnetic field, and a dynamic quantity whose relative position changes with respect to the electromagnet 1 due to a load applied. A second magnetic sensing element 3 for detection is provided, and the first magnetic sensing element 2 and the second magnetic sensing element 3 have the same temperature characteristics and output characteristics.
【００２０】そして、力学量検知器は、マイクロコンピ
ユータを備え、第一磁気検知素子２と第二磁気検知素子
３との出力の差を増幅して磁界変化以外の影響を相殺す
る補正手段４と、該補正手段４からの信号を力学量検知
情報として出力する出力手段５と、前記第一磁気検知素
子２の出力初期値を記憶する記憶手段６と、第一磁気検
知素子２の出力値をその初期値と比較する経時変化検出
手段７と、この比較結果に基づいて前記初期値の変動を
相殺するよう電磁石１への通電制御を行う基準補正手段
８とが設けられている。The dynamic quantity detector includes a micro computer, and a correction means 4 for amplifying the difference between the outputs of the first magnetic sensing element 2 and the second magnetic sensing element 3 to cancel out effects other than magnetic field changes. An output unit 5 for outputting a signal from the correction unit 4 as physical quantity detection information, a storage unit 6 for storing an output initial value of the first magnetic sensing element 2, and an output value of the first magnetic sensing element 2. A temporal change detecting means 7 for comparing with the initial value and a reference correcting means 8 for controlling the energization of the electromagnet 1 based on the result of the comparison so as to cancel the fluctuation of the initial value are provided.
【００２１】まず、上記の如く構成された力学量検知器
を適用した重量センサーを図２に基づいて説明すると、
前記電磁石１は、負荷荷重により位置が一義的に変化す
るようにスプリング１０によつて付勢されたロツド１１
の一端に取付けられ、該ロツド１１に前記第一磁気検知
素子２が門形固定材１２を介して取付けられ、第一磁気
検知素子２が前記電磁石１に対して一定の間隔をおいて
対向している。そして、ロツド１１の一端側がケース１
３に内装され、他端が変位する負荷に接続されている。First, a weight sensor to which the physical quantity detector configured as described above is applied will be described with reference to FIG.
The electromagnet 1 has a rod 11 urged by a spring 10 so that its position is uniquely changed by a load.
The first magnetic sensing element 2 is attached to the rod 11 via a gate-shaped fixing member 12, and the first magnetic sensing element 2 faces the electromagnet 1 at a constant interval. ing. One end of the rod 11 is the case 1
3 and the other end is connected to a displaceable load.
【００２２】前記第二磁気検知素子３は、前記ロツド１
１とは独立してケース１３に固定されており、荷重によ
り電磁石１との相対的距離が一義的に定まる。The second magnetic sensing element 3 includes the rod 1
1 and is fixed to the case 13 independently, and the relative distance from the electromagnet 1 is uniquely determined by the load.
【００２３】また、第一磁気検知素子２および第二磁気
検知素子３は、ＧａＡｓ系ホール素子が用いられ、図３
の如く、各ホール素子２，３に、ツエナーダイオードＺ
ＤとトランジスタＴＲ１，ＴＲ２を用いて定電流を供給
したもので、それぞれはオペアンプＯＰ１およびＯＰ２
を用いて同相電圧を除去している。さらに、それぞれの
出力はオペアンプＯＰ３の作動増幅回路に入力され、両
者の発生電圧の差が重量検知情報として出力されるよう
になつている。As the first magnetic sensing element 2 and the second magnetic sensing element 3, GaAs Hall elements are used.
As shown in FIG.
A constant current is supplied using D and transistors TR1 and TR2, each of which comprises operational amplifiers OP1 and OP2.
Is used to remove the common mode voltage. Further, each output is input to the operation amplifier circuit of the operational amplifier OP3, and the difference between the generated voltages is output as weight detection information.
【００２４】ここで、ＧａＡｓタイプのホール素子は一
般に温度が高いほど同一の磁界に対して発生出力が小さ
くなり、その特性曲線は図５に示すようにＹ軸方向に平
行移動する形で変化する。したがつて、図中の温度関係
はＴ３＜Ｔ２＜Ｔ１である。Ａ１，Ａ２，Ａ３およびＢ
１，Ｂ２，Ｂ３点における温度による出力の変化量は１
℃あたりその時の出力のおよそ０.２％変化する。Here, in a GaAs type Hall element, generally, the higher the temperature is, the smaller the generated output is for the same magnetic field, and the characteristic curve changes in such a manner as to move in parallel in the Y-axis direction as shown in FIG. . Therefore, the temperature relationship in the figure is T3 <T2 <T1. A1, A2, A3 and B
The amount of change in output at temperature at points 1, B2 and B3 is 1
It changes about 0.2% of the output at that time per ° C.
【００２５】Ａ点を第一ホール素子２の出力、Ｂ点を第
二ホール素子３の出力とすると、第二ホール素子３だけ
で磁石の変位量を測定した場合、ホール素子の温度特性
そのものが温度測定誤差として現れることになる。Assuming that point A is the output of the first Hall element 2 and point B is the output of the second Hall element 3, when the displacement of the magnet is measured using only the second Hall element 3, the temperature characteristic itself of the Hall element becomes It will appear as a temperature measurement error.
【００２６】そこで、Ａ点の出力とＢ点の出力の差を変
位量の測定値とすると、Ｂ点で１℃あたり０.２％の出
力変化があつてもＡ点も同方向に０.２％の出力変化が
あるため、温度による変化量が相殺することができる。
すなわち、ΔＶ1≒ΔＶ2≒ΔＶ3となる。したがつて、
温度による誤差は、ホール素子を２つ使用することによ
り補正することが可能になる。Therefore, if the difference between the output at point A and the output at point B is taken as the measured value of the displacement, even if the output change at point B is 0.2% per 1 ° C., point A is also 0.2 mm in the same direction. Since there is a 2% output change, the amount of change due to temperature can be offset.
That is, ΔV 1 ≒ ΔV 2 ≒ ΔV 3 . Therefore,
An error due to temperature can be corrected by using two Hall elements.
【００２７】一方、磁石の劣化による特性変化は、磁石
がホール素子から相対的に遠ざかるものと考えてよい。
それを模式的に示したのが図６である。図６は、ホール
素子の出力特性曲線が磁石の劣化により右にシフトした
状態を示したものである。温度変化によりＹ軸方向にシ
フトする場合と比較して、低出力域でのＹ軸方向への変
化幅が非常に小さくなつているのがわかる。On the other hand, the characteristic change due to the deterioration of the magnet may be considered that the magnet is relatively far from the Hall element.
FIG. 6 schematically shows this. FIG. 6 shows a state in which the output characteristic curve of the Hall element has shifted to the right due to the deterioration of the magnet. It can be seen that the range of change in the Y-axis direction in the low output range is much smaller than in the case of shifting in the Y-axis direction due to a temperature change.
【００２８】これは磁界の強度分布が基本的には距離の
二乗に反比例するために起こる現象で、この現象がある
ために２つのホール素子を使用するだけでは十分な補償
が行えなくなる。具体的に示すと磁石の劣化に伴い磁界
曲線がＨ1，Ｈ2，Ｈ3と変化した場合、図中のＸａおよ
びＸｂの絶対値が近い値であればΔＸ1，ΔＸ2，ΔＸ3
の値もほぼ等しくなるが、現実には図のようにかなり違
つた値になる。このため、単にホール素子を２個使用し
てその差を比較するだけでは、初期値の変動を相殺する
ことができない。This is a phenomenon that occurs because the intensity distribution of the magnetic field is basically inversely proportional to the square of the distance. Due to this phenomenon, it is not possible to perform sufficient compensation only by using two Hall elements. Specifically, when the magnetic field curve changes to H1, H2, and H3 due to the deterioration of the magnet, if the absolute values of Xa and Xb in the figure are close values, ΔX1, ΔX2, ΔX3
Are almost equal, but in reality they are quite different as shown in the figure. For this reason, the fluctuation of the initial value cannot be canceled out simply by using two Hall elements and comparing the difference.
【００２９】そこで、磁界発生を電磁石１で行い、この
ときの電磁石１への通電量を第一ホール素子２の出力に
基づいて決定することで、例えば、図６の特性曲線のＸ
軸方向のずれを電磁石への通電量を増減させることによ
り強制的に元の位置にシフトさせている。Then, a magnetic field is generated by the electromagnet 1 and the amount of current applied to the electromagnet 1 at this time is determined based on the output of the first Hall element 2.
The shift in the axial direction is forcibly shifted to the original position by increasing or decreasing the amount of electricity to the electromagnet.
【００３０】次に、以上の原理に基づいて作成した重量
センサーを実際に使用するとき、図４の如く、ロツド１
１に外力が働くと、スプリング１０が圧縮され、右方向
に変形する。このときロツド１１の左端にある電磁石１
もスプリングの圧縮に伴い右方向に変位し、第二ホール
素子３との相対的な距離を変化させる。一方、第一ホー
ル素子２は電磁石１の左端に固定されており、電磁石１
の変位と同時に左へ変位し相対的な距離の変動は起こら
ないようになつている。Next, when the weight sensor made based on the above principle is actually used, as shown in FIG.
When an external force acts on the spring 1, the spring 10 is compressed and deforms rightward. At this time, the electromagnet 1 at the left end of the rod 11
Also moves rightward with the compression of the spring, and changes the relative distance from the second Hall element 3. On the other hand, the first Hall element 2 is fixed to the left end of the electromagnet 1,
Is displaced to the left at the same time as the displacement, so that the relative distance does not fluctuate.
【００３１】ロツド１１に外力がかかつていないときの
第一ホール素子２および第二ホール素子３の電磁石１に
対する相対距離をそれぞれＸ12，Ｘ23とする。ロツド１
１に外力Ｆが働くことにより、ΔＸだけ右方向に変位し
た場合、Ｘ12はΔＸだけ増加するが、Ｘ23は常に同じ距
離である。The relative distances of the first Hall element 2 and the second Hall element 3 to the electromagnet 1 when no external force is applied to the rod 11 are denoted by X 12 and X 23 , respectively. Rod 1
By an external force F acts on the 1, when displaced to the right direction [Delta] X, X 12 is increased by [Delta] X, X 23 is always the same distance.
【００３２】このとき、第一ホール素子２の周辺の磁界
は変化せず、補正手段４により第二ホール素子３と第一
ホール素子２の出力の差を計算して増幅し、出力手段５
により重量検知情報として取り出すことにより、両ホー
ル素子にかかる磁界変化以外の外乱は相殺される。At this time, the magnetic field around the first Hall element 2 does not change, and the correction means 4 calculates and amplifies the difference between the output of the second Hall element 3 and the output of the first Hall element 2 and amplifies it.
As a result, the disturbance other than the magnetic field change applied to both Hall elements is canceled.
【００３３】また、第一ホール素子２の出力値は、経時
変化検出手段７により、記憶手段６に記憶された第一ホ
ール素子２の初期状態の出力値と比較される。そして、
この比較結果を電磁石１へのフイードバツク情報とし
て、基準補正手段８により電磁石１への通電量を調整
し、電磁石１の発生磁界が初期状態のときと同じになる
ようにする。The output value of the first Hall element 2 is compared with the output value of the initial state of the first Hall element 2 stored in the storage means 6 by the aging detecting means 7. And
The comparison result is used as feedback information to the electromagnet 1 to adjust the amount of current to the electromagnet 1 by the reference correction means 8 so that the magnetic field generated by the electromagnet 1 is the same as in the initial state.
【００３４】このように、荷重の負荷によりその位置が
一意的に変化する電磁石１に対し、その相対的距離が固
定された第一磁気検知素子２の出力を用いて電磁石１へ
の通電強度を制御することで、磁界の強度を常に一定に
保ち、その一方で電磁石１の変位に伴い相対距離が一意
的に定まる第二磁気検知素子３の出力により、負荷荷重
の変化による磁界強度の変化を捕えている。As described above, for the electromagnet 1 whose position is uniquely changed by the load, the current intensity to the electromagnet 1 is determined by using the output of the first magnetic sensing element 2 whose relative distance is fixed. By controlling, the intensity of the magnetic field is always kept constant. On the other hand, the output of the second magnetic sensing element 3 whose relative distance is uniquely determined with the displacement of the electromagnet 1 makes it possible to reduce the change in the magnetic field intensity due to the change in the load. I'm catching.
【００３５】第一磁気検知素子２と第二磁気検知素子３
の温度特性が同等であれば、第一磁気検知素子２の温度
による出力変化に伴い電磁石１への制御情報も変化する
ため、結果として磁気検知素子の温度特性を相殺し、さ
らに第一磁気検知素子２の出力を電磁石１へのフイート
バツク情報とすることにより、磁界の長期安定性を維持
することを可能にしている。First magnetic sensing element 2 and second magnetic sensing element 3
If the temperature characteristics are the same, the control information for the electromagnet 1 also changes with the output change of the first magnetic sensing element 2 due to the temperature. By using the output of the element 2 as the feedback information to the electromagnet 1, long-term stability of the magnetic field can be maintained.
【００３６】したがつて、２つの磁気検知素子と１つの
電磁石をもつて力学量検知器を構成することにより、磁
界の強度が経時的に安定し、さらに磁気検知素子の温度
特性が相殺され、温度安定性および長期安定性の大幅な
向上が実現できる。Accordingly, by forming a physical quantity detector with two magnetic sensing elements and one electromagnet, the strength of the magnetic field is stabilized over time, and the temperature characteristics of the magnetic sensing elements are offset. Significant improvement in temperature stability and long-term stability can be realized.
【００３７】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that many modifications and changes can be made to the above-described embodiment within the scope of the present invention.
【００３８】[0038]
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、電磁石に対しその相対的距離が固定された第一
磁気検知素子の出力を用いて電磁石への通電量を制御す
ることで、基準となる第一磁気検知素子の出力初期値の
変動を相殺でき、磁界の強度を常に一定に保ち、磁界の
強度を経時的に安定させることができる。As is apparent from the above description, according to the present invention, by controlling the amount of electricity to the electromagnet by using the output of the first magnetic sensing element whose relative distance to the electromagnet is fixed, Variations in the initial output value of the first magnetic sensing element serving as a reference can be offset, the strength of the magnetic field can be kept constant, and the strength of the magnetic field can be stabilized over time.
【００３９】また、第一検知素子と第二検知素子の出力
の差を取り出すことにより、磁界変化以外の影響を相殺
することができ、温度に対する安定性を向上させること
ができる。Further, by taking out the difference between the outputs of the first sensing element and the second sensing element, effects other than the magnetic field change can be canceled out, and the stability with respect to temperature can be improved.
【図１】図１は本発明の力学量検知器を適用した重量セ
ンサーの模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a weight sensor to which a physical quantity detector according to the present invention is applied.
【図２】図２は本発明の力学量検知器の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a physical quantity detector of the present invention.
【図３】図３は同じくそのホール素子の駆動回路図であ
る。FIG. 3 is a drive circuit diagram of the same Hall element.
【図４】図４は同じく重量センサーの動作図である。FIG. 4 is an operation diagram of the weight sensor.
【図５】図５は温度変化によるホール素子の出力特性図
である。FIG. 5 is an output characteristic diagram of a Hall element due to a temperature change.
【図６】図６は磁界強度変化によるホール素子の出力特
性図である。FIG. 6 is an output characteristic diagram of a Hall element due to a change in magnetic field intensity.
１ 電磁石 ２ 第一ホール素子 ３ 第二ホール素子 ６ 記憶手段 ７ 経時変化検出手段 ８ 基準補正手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electromagnet 2 1st Hall element 3 2nd Hall element 6 Storage means 7 Temporal change detection means 8 Reference correction means
Claims (1)
相対位置が固定された基準用第一磁気検知素子と、負荷
荷重により前記電磁石に対して相対位置が変化する力学
量検知用第二磁気検知素子とを備え、前記第一磁気検知
素子と第二磁気検知素子とは、同一の温度特性および出
力特性を有せしめられ、前記第一磁気検知素子の出力初
期値を記憶する記憶手段と、第一磁気検知素子の出力値
をその初期値と比較する経時変化検出手段と、この比較
結果に基づいて前記初期値の変動を相殺するよう電磁石
への通電制御を行う基準補正手段とが設けられたことを
特徴とする力学量検知器。1. A reference first magnetic sensing element having a fixed relative position with respect to an electromagnet for generating a magnetic field, and a second magnetic field for detecting a dynamic quantity whose relative position changes with respect to the electromagnet due to a load applied. Comprising a sensing element, the first magnetic sensing element and the second magnetic sensing element are given the same temperature characteristics and output characteristics, storage means for storing the output initial value of the first magnetic sensing element, A temporal change detecting means for comparing the output value of the first magnetic sensing element with its initial value, and a reference correcting means for controlling energization to the electromagnet based on the comparison result to cancel the fluctuation of the initial value are provided. A physical quantity detector characterized by that.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP23428391A JP2632451B2 (en) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | Mechanical quantity detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23428391A JP2632451B2 (en) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | Mechanical quantity detector |
Publications (2)
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| JPH0572022A JPH0572022A (en) | 1993-03-23 |
| JP2632451B2 true JP2632451B2 (en) | 1997-07-23 |
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ID=16968554
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP23428391A Expired - Lifetime JP2632451B2 (en) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | Mechanical quantity detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2632451B2 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020170771A1 (en) * | 2019-02-18 | 2020-08-27 | ＸＥＬＡ・Ｒｏｂｏｔｉｃｓ株式会社 | Magnetic sensing system, detection device, and magnetic interference offset method |
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1991
- 1991-09-13 JP JP23428391A patent/JP2632451B2/en not_active Expired - Lifetime
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