JP6385555B1 - 磁気検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1の磁電変換素子群88の出力信号b1と、第2の磁電変換素子群89の出力信号b2のピークおよびボトム、傾斜を検出する信号変化検出器200を備え、出力信号b1と出力信号b2の何れか一方の出力信号のピーク又はボトムを検知したタイミングにおける他方の出力信号の増減の傾きから磁性移動体80の移動方向を検出する。
【選択図】図1
Description
(1)前記第1の出力信号のピーク値又はボトム値を検出した時刻に於いて、前記第2の出力信号を、前記第2のアナログデジタル変換回路によりデジタル値に変換し、前記変換したデジタル値と所定の基準値との比較に基づいて、前記第2の閾値調整装置により前記第2の閾値を調整すること、
(2)前記第2の出力信号のピーク値又はボトム値を検出した時刻に於いて、前記第1の出力信号を、前記第1のアナログデジタル変換回路によりデジタル値に変換し、前記変換したデジタル値と所定の基準値との比較に基づいて、前記第1の閾値調整装置により前記第1の閾値を調整すること、のうちの少なくとも何れか一方を行い得るように構成したものである。
前記第1の磁電変換素子群の出力信号又は前記第2の磁電変換素子群の出力信号から、前記出力信号のピークおよびボトム、並びに前記出力信号の増減の傾きを検出する信号変化検出手段と、前記信号変化検出手段により、前記第1の磁電変換素子群と前記第2の磁電変換素子群の何れか一方の出力信号のピーク又はボトムを検知したタイミングにおける他方の出力信号の増減の傾きから前記磁性移動体の移動方向を判定する移動方向判定手段を備え、前記移動方向判定手段の出力信号から前記磁性移動体の移動方向を検出する。
この発明に係る磁気検出装置を説明する前に、先ず、この発明による磁気検出装置の基礎となる技術について説明する。
図8(a)は、この発明の基礎となる技術に基づく磁気検出装置の磁気回路の構成図であり、図8(b)は、図8(a)の矢印Aの方向から視た説明図である。図8に於いて、磁性円板で形成された被検出対象である磁性移動体80は、回転軸81を中心として矢印Bの方向、又は矢印Bと逆方向に回転することができる。磁性移動体80は、例えばエンジンのクランク軸の回転と同期して回転する。磁性移動体80の外周部には、所定の間隔を介して複数個の磁性突起82が形成されている。
磁気検出素子85、86、87は、図10で説明したように磁界の強さが変化すると抵抗値の変化を起こす。磁気検出素子85、86、87のそれぞれの位置における磁界は、磁石83から発生する磁界が磁性移動体80の磁性突起82に影響を受けて、磁界の強さが変化する。図11は磁性移動体80が紙面の左に移動した際の図である。図11(a)の矢印Xで示す方向に磁性移動体80が移動することにより、図11(b)で示すように磁気検出素子85、86の抵抗値が交互に変化する。図11(b)の左からまず磁気検出素子86が変化をはじめ、続いて磁気検出素子85が変化する。磁気検出素子85、86は第2のブリッジ回路89を構成しており、抵抗値の変化は電圧変化を生じる。その電圧変化が第2の差動増幅器93へ入力され、図11(c)の第2の差動増幅信号op2で示す電圧変化を生じる。
実施の形態1に係る磁気検出装置は、図1に示すように、第1のブリッジ回路88と、第2のブリッジ回路89を備えている。第1のブリッジ回路88は磁気検出素子87を備えて構成され、第2のブリッジ回路89は、磁気検出素子85、86を備えて構成されている。ここで、第1のブリッジ回路88の出力信号をb1、第2のブリッジ回路89の出力信号をb2とする。
図2(a)に示す磁性移動体80が、磁性移動体80の回転軸81のまわりを回転して移動している場合に、第2のブリッジ回路89の出力信号b2及び第1のブリッジ回路88の出力信号b1の信号波形は、図2(b)及び図2(c)に見られるように、一方が他方に対し90度と看做してよい位相差、換言すれば、略90度の位相差を有している。この波形原理については、図11、図12、図13で説明した原理と同じであり、ここでは説明を省略する。
次に、この発明の実施の形態2に係る磁気検出装置について説明する。図4は実施の形態2に係る磁気検出装置の回路構成図である。
図4において、図9で説明した磁気検出装置の回路構成と異なる点は、第1のADC100及び第2のADC101、並びに制御回路102で構成される信号変化検出器200であり、信号変化検出器200に接続され、制御回路102の制御信号が入力される第1の移動方向判定手段の第1の移動方向判定器400と、第1の比較信号cmp1と第2の比較信号cmp2とが入力される第2の移動方向判定手段の第2の移動方向判定器401とを備えた点である。なお、その他については図9の磁気検出装置の回路構成と同じである。
第1の差動増幅信号op1のボトムを検出したときに、その経過において第2の差動増幅信号op2の単一の増加もしくは減少を認識する必要があるが、第1の差動増幅信号op1及び第2の差動増幅信号op2は略90度の位相差を持つため、図7に示す通り、第1の差動増幅信号op1の振幅中心から下の波形において、第1のADC100あるいは第2のADC101の測定点が少なくとも3つ以上必要となる。そのためには、時間的な前後のずれを考慮して少なくとも、4つ以上測定できる変換時間である必要がある。従って、磁性突起82の最大周波数Fmaxとアナログデジタル変換器の変換時間CTの関係は次式となる。
CT≦1/Fmax×1/2×1/4
ノイズへの対応としてデジタルフィルタやその他対策を講じる場合もあるため、前式の右辺はあくまで最大であって、変換時間CTはそれ以下に抑える必要がある。
Claims (8)
- 被検出対象である磁性移動体の移動を検出する磁気検出装置であって、
前記磁性移動体に対向すると共に、前記磁性移動体の移動方向に並べて配置され、前記磁性移動体の移動にともなって検出信号を出力する磁電変換素子を有する第1の磁電変換素子群と、
前記磁性移動体に対向すると共に、前記磁性移動体の移動方向に並べて配置され、前記磁性移動体の移動にともなって検出信号を出力する磁電変換素子を有する第2の磁電変換素子群と、を有し、
前記第1の磁電変換素子群と前記第2の磁電変換素子群とを、一方の出力信号が他方の出力信号に対し90度と看做してよい位相差を有するように配置した磁気検出装置において、
前記第1の磁電変換素子群の出力信号又は前記第2の磁電変換素子群の出力信号から、前記出力信号のピークおよびボトム、並びに前記出力信号の増減の傾きを検出する信号変化検出手段と、
前記信号変化検出手段により、前記第1の磁電変換素子群と前記第2の磁電変換素子群の何れか一方の出力信号のピーク又はボトムを検知したタイミングにおける他方の出力信号の増減の傾きから前記磁性移動体の移動方向を判定する移動方向判定手段と、を備え、
前記移動方向判定手段の出力信号から前記磁性移動体の移動方向を検出することを特徴とする磁気検出装置。 - 被検出対象である磁性移動体の移動を検出する磁気検出装置であって、
前記磁性移動体に対向すると共に、前記磁性移動体の移動方向に並べて配置され、前記磁性移動体の移動にともなって検出信号を出力する磁電変換素子を有する第1の磁電変換素子群と、
前記磁性移動体に対向すると共に、前記磁性移動体の移動方向に並べて配置され、前記磁性移動体の移動にともなって検出信号を出力する磁電変換素子を有する第2の磁電変換素子群と、を有し、
前記第1の磁電変換素子群と前記第2の磁電変換素子群とを、一方の出力信号が他方の出力信号に対し90度と看做してよい位相差を有するように配置した磁気検出装置において、
前記第1の磁電変換素子群に接続された第1の増幅手段と、
前記第2の磁電変換素子群に接続された第2の増幅手段と、
前記第1の磁電変換素子群の出力信号又は前記第2の磁電変換素子群の出力信号から、前記出力信号のピークおよびボトム、並びに前記出力信号の増減の傾きを検出すると共に、前記第1の増幅手段及び前記第2の増幅手段の出力信号を検出する信号変化検出手段と、
前記信号変化検出手段により、前記第1の磁電変換素子群と前記第2の磁電変換素子群の何れか一方の出力信号のピーク又はボトムを検知したタイミングにおける他方の出力信号の増減の傾きから前記磁性移動体の移動方向を判定する第1の移動方向判定手段と、
前記第1の増幅手段の出力信号と比較電位とを比較し第1の比較信号を出力する第1の比較手段と、
前記第2の増幅手段の出力信号と前記比較電位とを比較し第2の比較信号を出力する第2の比較手段と、
前記第1の比較信号と前記第2の比較信号との位相差から前記磁性移動体の移動方向を判定する第2の移動方向判定手段と、を備え、
前記第1の移動方向判定手段の出力信号、もしくは前記第2の移動方向判定手段の出力信号に基づいて、前記磁性移動体の移動方向を検出することを特徴とする磁気検出装置。 - 起動時に、第1の期間及び第2の期間を設け、
前記第1の期間においては、前記第1の移動方向判定手段の出力信号に基づいて前記磁性移動体の移動方向を検出し、
前記第2の期間においては、前記第2の移動方向判定手段の出力信号に基づいて前記磁性移動体の移動方向を検出することを特徴とする請求項2に記載の磁気検出装置。 - 前記第1の増幅手段及び前記第2の増幅手段の基準電位の調整を前記第1の期間の開始と共に行うことを特徴とする請求項3に記載の磁気検出装置。
- 前記基準電位の調整は、前記第2の期間も継続していることを特徴とする請求項4に記載の磁気検出装置。
- 前記第1の比較手段及び前記第2の比較手段の基準電位の調整を前記第1の期間の開始と共に行うことを特徴とする請求項3に記載の磁気検出装置。
- 前記基準電位の調整は、前記第2の期間も継続していることを特徴とする請求項6に記載の磁気検出装置。
- 前記信号変化検出手段は、
入力信号に応じて複数のアナログデジタル変換手段と、前記複数のアナログデジタル変換手段を制御する制御手段と、を備え、
前記複数のアナログデジタル変換手段は、同時刻と看做してよい時刻に前記入力信号を変換すると共に、同時間と看做してよい時間の変換時間であって、
前記入力信号の最大周波数をFmaxとし、前記変換時間をCTとした時、
CT≦1/Fmax×1/2×1/4
の関係が成り立つことを特徴とする請求項1から7の何れか一項に記載の磁気検出装置。
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