JP3335738B2 - Magnetic position sensor - Google Patents
Magnetic position sensorInfo
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、直線移動あるいは回転
移動の際の変化を検出できる磁気式位置センサに関し、
特に自動車等に搭載されるスロットルポジションセンサ
（ＴＰＳ）等として適用し得る磁気式位置センサに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic position sensor capable of detecting a change during linear movement or rotational movement.
In particular, the present invention relates to a magnetic position sensor applicable as a throttle position sensor (TPS) mounted on an automobile or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、かかる磁気式位置センサとして、
自動車等のスロットル開度を検出するスロットルポジシ
ョンセンサ（Throttle Position Senser）が知られてい
る。一例を示すと、例えば特開平５−２６６１０号公報
に開示されているようなものがある。これは、内燃機関
のスロットルバルブの開度と、アイドル運転状態とを個
々に検出するものである。2. Description of the Related Art Conventionally, as such a magnetic position sensor,
A throttle position sensor (Throttle Position Senser) for detecting a throttle opening degree of an automobile or the like is known. One example is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-26610. This individually detects the opening of the throttle valve of the internal combustion engine and the idling operation state.
【０００３】かかるセンサの構造は、スロットルバルブ
に連動して回転するシャフトと一体的に回動するよう
に、その回転面上に一対の永久磁石を対向配置し、さら
に、この一対の永久磁石間でシャフトの軸線上に一つの
ホール素子を配置したものとなっている。これによれ
ば、一対の永久磁石がシャフトの回転軸を挟んで磁気回
路を形成する。そして、その形成された磁気回路の磁界
方向は、シャフトの回転角度に応じて変化することにな
る。従って、かかる一対の永久磁石間に設けられたホー
ル素子を通過する磁束の変化を検出して、シャフトの回
転角度、延いてはスロットルバルブの開度を検出できる
というものである。The structure of such a sensor is such that a pair of permanent magnets are disposed opposite to each other on a rotation surface thereof so as to rotate integrally with a shaft that rotates in conjunction with a throttle valve. Thus, one Hall element is arranged on the axis of the shaft. According to this, a pair of permanent magnets forms a magnetic circuit with the rotation axis of the shaft interposed therebetween. Then, the direction of the magnetic field of the formed magnetic circuit changes according to the rotation angle of the shaft. Therefore, by detecting a change in magnetic flux passing through the Hall element provided between the pair of permanent magnets, the rotation angle of the shaft, and thus the opening of the throttle valve, can be detected.
【０００４】また、シャフトの回転軸を中心とする円弧
上に沿って一対の円弧状永久磁石を並設し、これら円弧
状永久磁石から回転軸の軸線方向に離間した位置に一つ
のホール素子を配置して、かかる一対の円弧状永久磁石
によって形成される磁気回路の磁界の方向を検出するこ
とにより、シャフトの回転角度、延いてはアイドル運転
状態を検出できるというものである。Further, a pair of arc-shaped permanent magnets are juxtaposed along an arc centered on the rotation axis of the shaft, and one Hall element is provided at a position separated from these arc-shaped permanent magnets in the axial direction of the rotation axis. By arranging and detecting the direction of the magnetic field of the magnetic circuit formed by the pair of arc-shaped permanent magnets, the rotation angle of the shaft, and thus the idle operation state, can be detected.
【０００５】しかしながら、これらの磁気式位置センサ
はいずれも、一つの磁気回路内に一つのホール素子を配
置して、かかる磁気回路内の磁界の変化等を検出する構
造となっている。また、磁気式位置センサにホール素子
等を用いる場合には、その温度特性により出力ドリフト
が生じるので温度補償を行う必要がある。これまで、複
数の素子を用いる場合は、個々に温度補償をおこなって
いたため、素子の個数が増えればそれに応じてサーミス
タ等からなる温度補償等をおこなわなければならず、そ
の生産性が低下する。さらに、各素子間の温度特性の差
を考慮しなければならないが何等配慮されていなかっ
た。However, each of these magnetic position sensors has a structure in which one Hall element is arranged in one magnetic circuit to detect a change in a magnetic field in the magnetic circuit. Further, when a Hall element or the like is used for the magnetic position sensor, an output drift occurs due to its temperature characteristics, so that it is necessary to perform temperature compensation. Until now, when a plurality of elements were used, temperature compensation was individually performed. Therefore, if the number of elements increases, temperature compensation using a thermistor or the like must be performed accordingly, and the productivity decreases. Further, differences in temperature characteristics between the elements must be considered, but no consideration has been given to them.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の問題点
等に鑑み、本願発明の目的とするところは、構造の簡素
化を図りつつ、雰囲気温度あるいはホール素子自体の温
度特性等の影響を受けることなく、回動移動あるいは直
線移動等の変位位置を高精度に検出できる磁気式位置セ
ンサを提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems of the prior art, it is an object of the present invention to simplify the structure and to be affected by the ambient temperature or the temperature characteristics of the Hall element itself. It is an object of the present invention to provide a magnetic position sensor capable of detecting a displacement position such as a rotational movement or a linear movement with high accuracy without using the same.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本願発明の磁気センサ
は、所定距離を隔てて長尺に亘って対向配置された一対
の磁性部材と、前記一対の磁性部材のうち少なくとも一
方の磁性部材の両端と他方の磁性部材との間に形成され
た一対のギャップと、前記一対の磁性部材間に配置され
かつ前記磁性部材の長手方向において平行移動可能な部
材に担持されて、一方の磁性部材から他方の磁性部材に
向かう磁束流を生起せしめる磁力発生源と、前記一対の
ギャップ各々に配置されて該ギャップ内の磁束密度を表
す磁束密度信号を発する磁束密度検出手段と、前記磁束
密度信号に応じて前記磁力発生源の位置信号を発生する
位置信号発生手段と、を有する磁気式位置センサであっ
て、前記一対の磁束密度検出手段はホール素子からな
り、前記位置信号発生手段は前記一対のホール素子のホ
ール出力の加算値に応じて前記一対のホール素子に流れ
るバイアス電流を制御し、前記一対のホール素子の少な
くとも一方のホール出力をセンサ出力とすることを特徴
とするものである。A magnetic sensor according to the present invention comprises: a pair of magnetic members which are long and opposed to each other at a predetermined distance; and both ends of at least one of the pair of magnetic members. And a pair of gaps formed between the magnetic member and the other magnetic member. The gap is supported by a member that is disposed between the pair of magnetic members and that can move in parallel in the longitudinal direction of the magnetic member. A magnetic force generating source for generating a magnetic flux flowing toward the magnetic member, magnetic flux density detecting means arranged in each of the pair of gaps and emitting a magnetic flux density signal representing a magnetic flux density in the gap, and A position signal generating means for generating a position signal of the magnetic force generating source, wherein the pair of magnetic flux density detecting means comprises a Hall element, The stage controls a bias current flowing through the pair of Hall elements in accordance with an added value of the Hall outputs of the pair of Hall elements, and uses at least one Hall output of the pair of Hall elements as a sensor output. Things.
【０００８】[0008]
【作用】このような特徴を有する本発明によれば、一対
の磁性部材間のギャップに配置された１対のホール素子
が磁力発生源の位置に対応した磁束密度を検出する。そ
の両検出出力の加算値と基準値を比較し差信号を得る。
その差信号に対応したバイアス電流を１対のホール素子
に印加することにより、一対のホール素子のホール出力
の加算値が常に一定になるようにホール素子に流れるバ
イアス電流を制御するものである。また、一対のホール
素子のホール出力の加算値が常に一定であるので、磁力
発生源の位置は、一方のホール素子のホール出力に比例
することになる。従って、１つのホール素子のホール出
力により正確に磁力発生源の位置を検出することが可能
となる。According to the present invention having such features, a pair of Hall elements disposed in a gap between a pair of magnetic members detects a magnetic flux density corresponding to a position of a magnetic force generating source. A difference signal is obtained by comparing the sum of the two detection outputs with the reference value.
By applying a bias current corresponding to the difference signal to the pair of Hall elements, the bias current flowing through the Hall elements is controlled such that the sum of the Hall outputs of the pair of Hall elements is always constant. Further, since the sum of the Hall outputs of the pair of Hall elements is always constant, the position of the magnetic force generation source is proportional to the Hall output of one Hall element. Accordingly, it is possible to accurately detect the position of the magnetic force generation source by the Hall output of one Hall element.
【０００９】[0009]
【実施例】以下、本発明の磁気式位置センサに係る実施
例について、図面に基づき説明する。図１は、回転移動
における回動角を検出する磁気式位置センサの一実施例
を示すものである。尚、図１（ａ）はセンサの平面図、
図１（ｂ）はセンサの正面図、図１（ｃ）はセンサの右
側面図を各々示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment according to the magnetic position sensor of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of a magnetic position sensor for detecting a rotation angle in a rotational movement. FIG. 1A is a plan view of the sensor,
FIG. 1B is a front view of the sensor, and FIG. 1C is a right side view of the sensor.
【００１０】本図に示されるように、断面が矩形形状で
外形がその両端に起立部２ａ，２ｂを有する半円状磁性
部材２に対し、所定距離を隔てて同様に半円状を成す磁
性部材３が対向配置されている。そして、この磁性部材
２の起立部２ａ，２ｂの端部と磁性部材３との間に一対
のギャップ４ａ，４ｂが形成され、このギャップ４ａ，
４ｂ内に、かかるギャップ内の磁束密度（磁界）を検出
してこれを表す信号を発する磁束密度検出手段としての
ホール素子５ａ，５ｂが各々配置されている。As shown in FIG. 1, a semi-circular magnetic member 2 having a rectangular cross section and an outer shape having upstanding portions 2a and 2b at both ends thereof is similarly formed at a predetermined distance from a semi-circular magnetic member. The member 3 is arranged to face. A pair of gaps 4a, 4b are formed between the ends of the upright portions 2a, 2b of the magnetic member 2 and the magnetic member 3, and the gaps 4a, 4b are formed.
Hall elements 5a and 5b as magnetic flux density detecting means for detecting a magnetic flux density (magnetic field) in the gap and generating a signal representing the magnetic flux density (magnetic field) are arranged in the gap 4b.
【００１１】また、半円状磁性部材２，３の対向する空
間内には、ギャップ６ａ，６ｂが生ずるようにしてマグ
ネット７が配置され、このマグネット７は非磁性材料か
らなる連結棒８を介して回動シャフト９に固着されてい
る。ここで、一対の半円状磁性部材２，３の曲率半径と
連結棒８の長さすなわちマグネット７の回動半径とは同
一に設定され、それら曲率の中心と回動の中心も一致し
ている。A magnet 7 is arranged in a space facing the semi-circular magnetic members 2 and 3 so as to form gaps 6a and 6b, and the magnet 7 is connected via a connecting rod 8 made of a non-magnetic material. And is fixed to the rotating shaft 9. Here, the radius of curvature of the pair of semicircular magnetic members 2 and 3 and the length of the connecting rod 8, that is, the turning radius of the magnet 7, are set to be the same, and the center of the curvature and the center of the turning coincide with each other. I have.
【００１２】従って、回動シャフト９が回動することに
より、マグネット７は、一対の磁性部材２，３間をその
周方向に沿って移動することになる。以上のような構成
から成る磁気式位置センサ１によれば、マグネット７の
Ｎ極からでた磁束は、ギャップ６ａを通過して磁性部材
３に入る。そして、この磁性部材３の両端に位置するギ
ャップ４ａ，４ｂを各々通り、起立部２ａ，２ｂを経由
して磁性部材２を通り、ギャップ６ｂを通過して、再び
マグネット７のＳ極に導かれることになる。Therefore, the rotation of the rotating shaft 9 causes the magnet 7 to move between the pair of magnetic members 2 and 3 along the circumferential direction. According to the magnetic position sensor 1 having the above configuration, the magnetic flux from the N pole of the magnet 7 enters the magnetic member 3 through the gap 6a. The magnetic member 3 passes through the gaps 4a and 4b located at both ends, passes through the upright portions 2a and 2b, passes through the magnetic member 2, passes through the gap 6b, and is again guided to the S pole of the magnet 7. Will be.
【００１３】このように、２分された磁気回路各々の磁
束密度をホール素子５ａ，５ｂにて検出することによ
り、マグネット７の位置、すなわち回動シャフト９の回
動角度位置を検出することができる。本実施例に係る磁
気式位置センサの具体的応用については、回動シャフト
を例えば内燃機関のスロットルバルブに連結することに
より、スロットルポジションセンサを得ることができ
る。As described above, the position of the magnet 7, that is, the rotation angle position of the rotation shaft 9 can be detected by detecting the magnetic flux density of each of the two divided magnetic circuits by the Hall elements 5a and 5b. it can. Regarding a specific application of the magnetic position sensor according to the present embodiment, a throttle position sensor can be obtained by connecting a rotating shaft to, for example, a throttle valve of an internal combustion engine.
【００１４】以上の実施例等に係る磁気式位置センサ
は、さらに、自動工作機械、自動搬送機械等における位
置検出手段としても用いることができ、工場の自動化
（ＦＡ）等においても好ましく適用できるものである。
次に上記した磁気式位置センサの動作原理を図２の概念
図に基づいて説明する。図１と同等部分は同一の符号を
付してある。図２に示されるように、マグネットからな
る磁力発生源７から出た磁束はギャップ６ａを通過して
磁性部材３に入り、かかる磁性部材３の両端に位置する
各々のギャップ４ａ，４ｂを通って磁性部材２に入る。
そして、この磁性部材２からギャップ６ｂを通過して再
び磁力発生源７に戻る。The magnetic position sensor according to the above-described embodiments and the like can be further used as a position detecting means in an automatic machine tool, an automatic transfer machine, and the like, and can be preferably applied to factory automation (FA) and the like. It is.
Next, the operation principle of the above-described magnetic position sensor will be described based on the conceptual diagram of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. As shown in FIG. 2, the magnetic flux emitted from the magnetic force generating source 7 composed of a magnet passes through the gap 6a and enters the magnetic member 3, and passes through the gaps 4a and 4b located at both ends of the magnetic member 3, respectively. It enters the magnetic member 2.
Then, the magnetic member 2 returns to the magnetic force generating source 7 through the gap 6b again.
【００１５】このとき、ギャップ４ａ，４ｂそれぞれを
通る磁束の量は、磁力発生源７の位置に応じて変化す
る。例えば、磁力発生源７がギャップ４ａ（左方向）に
移動すれば、ギャップ４ａを通る磁束の量が増加し、そ
の分ギャップ４ｂを通る磁束の量が減少する。一方、磁
力発生源７がギャップ４ｂ側（右方向）に移動すれば、
上記内容と逆の現象が生ずる。At this time, the amount of magnetic flux passing through each of the gaps 4a and 4b changes according to the position of the magnetic force generating source 7. For example, when the magnetic force generation source 7 moves to the gap 4a (to the left), the amount of magnetic flux passing through the gap 4a increases, and the amount of magnetic flux passing through the gap 4b decreases accordingly. On the other hand, if the magnetic force source 7 moves toward the gap 4b (to the right),
A phenomenon opposite to the above occurs.
【００１６】従って、かかるギャップ４ａ，４ｂ各々
に、ホール素子を設けて、各々のギャップ内の磁束（磁
束密度）を検出することにより、磁性部材２，３に対す
る磁力発生源７の位置を下記数式１より求めることがで
きる。Therefore, by providing a Hall element in each of the gaps 4a and 4b and detecting the magnetic flux (magnetic flux density) in each gap, the position of the magnetic force generating source 7 with respect to the magnetic members 2 and 3 can be calculated by the following equation. 1 can be obtained.
【００１７】[0017]
【数１】 (Equation 1)
【００１８】ここで、Ｖ1及びＶ2はギャップ４ａ，４ｂ
に配置されたホール素子の出力電圧を示し、αは磁性部
材３の全長（Ｌa＋Ｌb）に対する一端からの距離（Ｌ
b）の割合を示す。ホール素子の出力電圧は下記数式２
により算出される。Here, V1 and V2 are the gaps 4a, 4b
Represents the output voltage of the Hall element arranged at the position α, and α is a distance (L) from one end to the total length (La + Lb) of the magnetic member 3.
Indicates the ratio of b). The output voltage of the Hall element is given by the following equation 2.
Is calculated by
【００１９】[0019]
【数２】 (Equation 2)
【００２０】ここでＫは感度定数であり、素子の種類、
温度などによって定まる。ＩCはホール素子を流れる電
流、Ｂは磁束密度である。以下、この検出原理を図２の
概念図に基づいて詳述する。磁性部材３の透磁率をμ、
磁性部材２の透磁率を∞、空気（ギャップ）の透磁率を
μ0、ギャップ４ａ，４ｂ，６ａ，６ｂの幅をＥ、磁束
の通過する断面積を全てＳ、磁界をそれぞれＨ1、Ｈ2、
Ｈ3、Ｈ4で表わすと、アンペア周回積分の定理により、
下記数式３が導き出される。Where K is a sensitivity constant, the type of element,
Determined by temperature and other factors. IC is a current flowing through the Hall element, and B is a magnetic flux density. Hereinafter, the detection principle will be described in detail with reference to the conceptual diagram of FIG. The magnetic permeability of the magnetic member 3 is μ,
The permeability of the magnetic member 2 is ∞, the permeability of air (gap) is μ 0 , the width of the gaps 4a, 4b, 6a, 6b is E, the cross-sectional area through which the magnetic flux passes is S, and the magnetic fields are H1, H2,
Expressed as H3 and H4, by the theorem of amperage round integral,
Equation 3 below is derived.
【００２１】[0021]
【数３】 (Equation 3)
【００２２】また、ガウスの定理により、下記数式４が
導き出される。Further, the following equation 4 is derived by Gauss's theorem.
【００２３】[0023]
【数４】 (Equation 4)
【００２４】ここで、Ｌ＝Ｌa＋Ｌb、α＝Ｌb／Ｌとす
ると上記数式３，４により、下記数式５が導かれる。Here, if L = La + Lb and α = Lb / L, the following equations (5) are derived from the above equations (3) and (4).
【００２５】[0025]
【数５】 ここで、（Ｅμ／Ｌμ0）《 １とすると、下記数式６が
得られる。(Equation 5) Here, if (Eμ / Lμ 0 ) << 1, the following Expression 6 is obtained.
【００２６】[0026]
【数６】 (Equation 6)
【００２７】以上の説明から明らかなように、一対のギ
ャップ４ａ，４ｂに配置されたホール素子の出力電圧Ｖ
1，Ｖ2を得て、数式６に示すような電圧の比をもって磁
力発生源７の位置すなわち回転シャフト９の角度位置を
検出することができる。Ｖ1及びＶ2はそれぞれホール素
子の温度特性により変動する。ここで、（Ｖ1＋Ｖ2）が
温度特性によらず常に一定の値に制御できれば、磁力発
生源の位置αは数式６より明かな如くＶ1のみで正確に
表わすことが可能となる。As is clear from the above description, the output voltage V of the Hall element arranged in the pair of gaps 4a, 4b
By obtaining V1 and V2, the position of the magnetic force generating source 7, that is, the angular position of the rotating shaft 9 can be detected based on the voltage ratio as shown in Expression 6. V1 and V2 vary depending on the temperature characteristics of the Hall element. Here, if (V1 + V2) can always be controlled to a constant value irrespective of the temperature characteristic, the position α of the magnetic force generation source can be accurately represented only by V1, as is clear from Equation (6).
【００２８】次に、第３図に、図１で用いた磁束密度検
出手段としてのホール素子からのホール出力に基づいて
磁力発生源の位置を示す位置信号を発生する位置信号発
生手段としての位置信号発生回路の実施例を示す。図１
と同等部分は同一符号を付してある。図３の位置信号発
生回路は、２つのホール素子５ａ、５ｂ、差動増幅器１
０、１１、１２、抵抗１３、１４、１５、１６から構成
されている。２つのホール素子５ａ、５ｂは磁力発生源
７（図１参照）の位置に対応した磁束密度を検出して、
前記磁束密度の大きさに比例した微少電圧をホール出力
として出力端子５ａ1、５ａ2及び５ｂ1、５ｂ2間に出力
し、差動増幅器１０、１１により夫々増幅される。ホー
ル出力電圧をそれぞれＶ1、Ｖ2とすると、これらはイン
ピーダンスの等しい抵抗１５、１６を通じて、結合点で
の出力Ｖ3となる。ここで、Ｖ3＝（Ｖ1＋Ｖ2）／２なる
関係がある。次にこの出力Ｖ3は差動増幅器１２の一方
の入力となる。なお、差動増幅器１２の他方の入力は、
電源電圧Ｖccを抵抗１３、１４で分圧した基準電圧Ｖre
fである。差動増幅器１２の出力はホール素子のバイア
ス電圧として印加され、両ホール素子５ａ，５ｂのバイ
アス端子５ａ3、５ａ4及び５ｂ3、５ｂ4間に流れるバイ
アス電流を制御する。ここで、両ホール素子５ａ、５ｂ
のバイアス端子は直列に接続されているので、両ホール
素子に流れるバイアス電流は等しい。Next, FIG. 3 shows a position as a position signal generating means for generating a position signal indicating the position of the magnetic force generating source based on the Hall output from the Hall element as the magnetic flux density detecting means used in FIG. 1 shows an embodiment of a signal generation circuit. FIG.
The same reference numerals are given to the same parts. 3 includes two Hall elements 5a and 5b and a differential amplifier 1
0, 11, 12, and resistors 13, 14, 15, and 16. The two Hall elements 5a and 5b detect the magnetic flux density corresponding to the position of the magnetic force generating source 7 (see FIG. 1),
A minute voltage proportional to the magnitude of the magnetic flux density is output as a Hall output between the output terminals 5a1, 5a2 and 5b1, 5b2, and is amplified by the differential amplifiers 10 and 11, respectively. Assuming that the Hall output voltages are V1 and V2 respectively, these become the output V3 at the connection point through the resistors 15 and 16 having the same impedance. Here, there is a relationship of V3 = (V1 + V2) / 2. Next, this output V3 becomes one input of the differential amplifier 12. Note that the other input of the differential amplifier 12 is
Reference voltage Vre obtained by dividing power supply voltage Vcc by resistors 13 and 14
f. The output of the differential amplifier 12 is applied as a bias voltage of the Hall element, and controls the bias current flowing between the bias terminals 5a3, 5a4 and 5b3, 5b4 of both Hall elements 5a, 5b. Here, both Hall elements 5a, 5b
Are connected in series, the bias currents flowing through both Hall elements are equal.
【００２９】この位置信号発生回路によれば、２つのホ
ール素子の出力の加算値（Ｖ1＋Ｖ2）を常に一定にする
ことが可能となる。また、上記数式６より磁力発生手段
の位置は、（Ｖ1＋Ｖ2）が常に一定であるから一方のホ
ール素子の出力Ｖ1に比例する。すなわち本願の位置信
号発生回路によれば、二つのホール素子のホール出力の
加算値が一定になるように一対のホール素子に流れるバ
イアス電流を制御しているので、各素子の温度特性によ
らず、常に高精度なセンサ出力が得られる。また、磁力
発生源の位置を一つのホール素子の検出出力で正確に検
出することが可能となる。According to this position signal generating circuit, it is possible to always keep the sum (V1 + V2) of the outputs of the two Hall elements constant. According to the above equation (6), the position of the magnetic force generating means is proportional to the output V1 of one Hall element since (V1 + V2) is always constant. That is, according to the position signal generation circuit of the present invention, the bias current flowing through the pair of Hall elements is controlled so that the sum of the Hall outputs of the two Hall elements becomes constant, and therefore, regardless of the temperature characteristics of each element. Thus, a highly accurate sensor output is always obtained. Further, the position of the magnetic force generation source can be accurately detected by the detection output of one Hall element.
【００３０】尚、上記実施例ではＶ1をセンサ位置出力
としたがＶ2をセンサ位置出力としても良いことは言う
までもない。Although V1 is used as the sensor position output in the above embodiment, it goes without saying that V2 may be used as the sensor position output.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上述べたように、本発明の磁気式位置
センサによれば、磁力発生源から発せられる磁束を２分
する磁気回路を形成して、磁力発生源の変位に応じた各
々の磁気回路内の磁束密度を各々のホール素子により検
出できるように構成している故、構造の簡素化を図りつ
つも、磁力発生源の磁力の影響等を受けることなく、高
精度に変動位置等の検出を行うことができるとともに、
複数のホール素子の出力電圧の加算値が常に一定になる
ように回路構成されているため、各ホール素子の温度特
性の影響を受けない高精度な磁気式位置センサ出力を得
ることができる。As described above, according to the magnetic position sensor of the present invention, the magnetic circuit for dividing the magnetic flux generated from the magnetic force generating source into two is formed, and each of the magnetic circuits according to the displacement of the magnetic force generating source is formed. Since the magnetic flux density in the magnetic circuit is configured to be detected by each Hall element, the structure can be simplified, and the position of the fluctuation can be accurately determined without being affected by the magnetic force of the magnetic force source. Can be detected,
Since the circuit configuration is such that the sum of the output voltages of the plurality of Hall elements is always constant, a highly accurate magnetic position sensor output that is not affected by the temperature characteristics of each Hall element can be obtained.
【００３２】また、一対のホール素子の出力電圧の加算
値が常に一定であるので磁力発生源の位置すなわちこれ
を担持する部材の位置を１つのホール素子のホール出力
により正確に検出することが可能となる。Further, since the sum of the output voltages of the pair of Hall elements is always constant, the position of the magnetic force source, that is, the position of the member carrying the magnetic force can be accurately detected by the Hall output of one Hall element. Becomes
【図１】 本発明に係る磁気式位置センサの実施例を示
す構成図であり、図１（ａ）はその平面図、図１（ｂ）
はその正面図、図１（ｃ）はその右側面図を各々示す。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a magnetic position sensor according to the present invention, FIG. 1 (a) is a plan view thereof, and FIG. 1 (b).
Is a front view thereof, and FIG. 1 (c) is a right side view thereof.
【図２】 本発明に係る磁気式位置センサの原理を示す
概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram showing the principle of a magnetic position sensor according to the present invention.
【図３】 本発明に係る磁気式位置センサの位置信号発
生回路の構成を示す電気回路図である。FIG. 3 is an electric circuit diagram showing a configuration of a position signal generating circuit of the magnetic position sensor according to the present invention.
２，３ 磁性部材 ４ａ，４ｂ ギャップ ５ａ，５ｂ ホール素子 ７ マグネット（磁力発生源） ８ 連結部材 ９ 回動シャフト １０，１１，１２ 差動増幅器 １３，１４，１５，１６ 電気抵抗 2,3 Magnetic member 4a, 4b Gap 5a, 5b Hall element 7 Magnet (magnetic force generating source) 8 Connecting member 9 Rotating shaft 10,11,12 Differential amplifier 13,14,15,16 Electric resistance
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 43/06 Ｈ０１Ｌ 43/06 Ａ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01D 5/00 - 5/62 G01B 7/00 - 7/34 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI H01L 43/06 H01L 43/06 A (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01D 5/00-5 / 62 G01B 7/00-7/34
Claims (3)
された一対の磁性部材と、前記一対の磁性部材のうち少
なくとも一方の磁性部材の両端と他方の磁性部材との間
に形成された一対のギャップと、前記一対の磁性部材間
に配置されかつ前記磁性部材の長手方向において平行移
動可能な部材に担持されて、一方の磁性部材から他方の
磁性部材に向かう磁束流を生起せしめる磁力発生源と、
前記一対のギャップ各々に配置されて該ギャップ内の磁
束密度を表す磁束密度信号を発する磁束密度検出手段
と、前記磁束密度信号に応じて前記磁力発生源の位置信
号を発生する位置信号発生手段と、を有する磁気式位置
センサであって、前記一対の磁束密度検出手段はホール
素子からなり、前記位置信号発生手段は前記一対のホー
ル素子のホール出力の加算値に応じて前記一対のホール
素子に流れるバイアス電流を制御することを特徴とする
磁気式位置センサ。1. A pair of magnetic members which are opposed to each other over a long length at a predetermined distance, and are formed between both ends of at least one magnetic member of the pair of magnetic members and the other magnetic member. And a pair of gaps, and a magnetic force disposed between the pair of magnetic members and supported by a member movable in parallel in the longitudinal direction of the magnetic members to generate a magnetic flux flow from one magnetic member to the other magnetic member. Source and
A magnetic flux density detecting unit that is arranged in each of the pair of gaps and emits a magnetic flux density signal representing a magnetic flux density in the gap; and a position signal generating unit that generates a position signal of the magnetic force generating source according to the magnetic flux density signal. Wherein the pair of magnetic flux density detecting means comprises a Hall element, and the position signal generating means comprises a pair of Hall elements according to an added value of Hall outputs of the pair of Hall elements. A magnetic position sensor characterized by controlling a flowing bias current.
て、前記位置信号発生手段は前記一対のホール素子のホ
ール出力を加算する手段と、前記加算値と基準値を比較
して差信号を生成する比較手段と、前記差信号に応じて
前記バイアス電流を調整する調整手段と、前記一対のホ
ール素子の少なくとも１つのホール出力を磁力発生源の
位置を表す検出出力とする出力手段と、からなることを
特徴とする磁気式位置センサ。2. The magnetic position sensor according to claim 1, wherein the position signal generating means adds a Hall output of the pair of Hall elements, and compares the added value with a reference value to generate a difference signal. A comparison unit that generates a bias current according to the difference signal, an output unit that sets at least one Hall output of the pair of Hall elements as a detection output representing a position of a magnetic force generation source, A magnetic position sensor, comprising:
て、前記ホール素子の各々のバイアス端子の一方は互い
に接続されており、前記調整手段は、前記ホール素子の
バイアス端子の他方の間に前記差信号に応じた電圧を印
加する電圧印加手段を含むことを特徴とする磁気式位置
センサ。3. The magnetic position sensor according to claim 2, wherein one of the bias terminals of each of the Hall elements is connected to each other, and the adjusting means is provided between the other of the bias terminals of the Hall element. And a voltage applying means for applying a voltage corresponding to the difference signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33067593A JP3335738B2 (en) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | Magnetic position sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33067593A JP3335738B2 (en) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | Magnetic position sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07190800A JPH07190800A (en) | 1995-07-28 |
| JP3335738B2 true JP3335738B2 (en) | 2002-10-21 |
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ID=18235333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33067593A Expired - Fee Related JP3335738B2 (en) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | Magnetic position sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3335738B2 (en) |
Families Citing this family (4)
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| JP4049125B2 (en) | 2004-05-20 | 2008-02-20 | コニカミノルタオプト株式会社 | Position detection device, camera shake correction mechanism, and imaging device |
| CN112325755A (en) * | 2020-11-03 | 2021-02-05 | 上海艾为电子技术股份有限公司 | Position sensing system, method for acquiring position sensing signal and electronic equipment |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP33067593A patent/JP3335738B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07190800A (en) | 1995-07-28 |
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