JPH07181194A - Magnetic sensor - Google Patents

Abstract

PURPOSE: To eliminate a timing error due to a signal amplitude fluctuation attributable to the change of a space gap between a gear tooth and a sensor by using a magnet laid at a position near a magnetism sensitive component having a detection plane vertical to a magnet center axis extending between both of north and south poles. CONSTITUTION: Regarding a gear tooth sensor having a Hall effect element 14 in the vicinity of the passage of a plurality of teeth 16 of a rotary gear 18, magnetic field given by a permanent magnet 12 is distorted, due to the travel of gear teeth in a detection zone near the Hall effect element 14. The distortion so generated is detected via an output signal from the Hall effect element 14. Furthermore, the gear tooth sensor is placed in a housing body 10 along the center axis thereof, and the center axis of the magnet 12 is positioned so as to keep a parallel relationship with the axis 20 of the rotary gear 18. Also, the center axis of the magnet 12 is positioned so as to maintain a vertical relationship with the detection plane, relative to the Hall effect element 14 parallel to a circuit board 15.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、一般的には磁気検知機
能を有するコンポーネントを組み入れた磁気センサに関
するものであり、特に磁石の中央軸に垂直に配置される
検知面を持ち、信号の瞬間値を、ある一定期間にわたっ
て測定したその信号の平均値と比較する磁気センサに関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generally relates to a magnetic sensor incorporating a component having a magnetic sensing function, and more particularly to a magnetic sensor having a sensing surface arranged perpendicular to the central axis of a magnet and for detecting a signal instant. It concerns a magnetic sensor which compares a value with an average value of its signal measured over a period of time.

【０００２】[0002]

【従来の技術】多くの異なるタイプの磁気センサが当技
術分野で知られている。磁気検知機能を有するコンポー
ネントを組み入れた磁気センサの多くのタイプの中にあ
って、ある特定タイプのセンサが、磁性材料の存在また
は不在を検知するために使用される。この種の装置は、
例えば、ある場合には、ギアの歯とスロットの通過を検
知ゾーンで検知するために使用される。この種の検知器
を接続した機器は、そのセンサによって与えられる信号
を用いて、回転ギアの位置を判断したり、ギアの回転速
度を測定することができる。Many different types of magnetic sensors are known in the art. Among the many types of magnetic sensors that incorporate components with magnetic sensing capabilities, one particular type of sensor is used to detect the presence or absence of magnetic material. This kind of device
For example, in some cases it is used to detect the passage of gear teeth and slots in a detection zone. A device to which this type of detector is connected can use the signal provided by the sensor to determine the position of the rotating gear or to measure the rotational speed of the gear.

【０００３】以下に更に詳細に記述するように、上記の
ようなタイプのセンサは、しばしば、永久磁石とホール
効果素子を組み入れる。永久磁石は磁界を与え、その磁
界中に、ホール効果素子のような磁気感応コンポーネン
トが配置される。ホール効果素子は検知平面を持ち、検
知平面に垂直な磁界成分の強度を表わす出力信号を生成
する。ギアの歯のような磁気対象物が、ホール効果素子
近傍の検知ゾーンを通過する時、磁気対象物が磁気感応
コンポーネント近傍の磁気検知ゾーンに移動する前とは
異なる状態で磁束線がホール効果素子の平面を通過する
ような形態で、磁界が影響を受ける。この影響の結果、
検知平面に垂直な磁界成分に変化が起き、この変化が磁
気検知コンポーネントによって検出され、従って、その
接続機器が、検知ゾーンにおける歯の存在又は不在を検
知することができる。As will be described in more detail below, sensors of the type described above often incorporate permanent magnets and Hall effect elements. The permanent magnet provides a magnetic field in which a magnetically sensitive component, such as a Hall effect element, is placed. The Hall effect element has a sensing plane and produces an output signal representative of the strength of the magnetic field component perpendicular to the sensing plane. When a magnetic object, such as a gear tooth, passes through the sensing zone near the Hall effect element, the magnetic flux lines are in a different state than before the magnetic object moved to the magnetic sensing zone near the magnetically sensitive component. The magnetic field is affected in such a way that it passes through the plane. As a result of this effect,
A change occurs in the magnetic field component perpendicular to the sensing plane, which change is detected by the magnetic sensing component, so that the connecting device can detect the presence or absence of teeth in the sensing zone.

【０００４】ホール効果素子からの信号強度が歯とスロ
ットとの動きに応答して変化するとき、既知の歯検知方
法は検知された磁界強度の最小値を基準値として使用す
る。典型的なこの方法では、ホール効果素子からの信号
の最小値を記憶し、次に、信号の瞬間値を、記憶された
最小値と比較する作業を継続的に行うサンプル・保持回
路を用いる。多くの適用業務においては、回転ギアの放
射状の逃げに対してあまり敏感ではないため、この種の
検知回路は非常に有効に動作する。しかしながら、この
種の回路は、ある特定の適用業務における動作上の問題
に対処していない。もしも回転ギアが、幅の狭いスロッ
トと広いスロットの両方を持つような不規則なスロット
様態を有するならば、広いスロットに関する出力信号
は、狭いスロットに対するより、低くなる。幅の広いス
ロット通過中に発生する最小信号が基準値として使用さ
れる場合、広いスロットの最小値が使用されたのでは狭
いスロットは信頼性の高い方法で検知されない。As the signal strength from the Hall effect element changes in response to tooth and slot movement, known tooth detection methods use the minimum value of the detected magnetic field strength as a reference value. This typical method uses a sample-and-hold circuit that stores the minimum value of the signal from the Hall-effect element and then continuously compares the instantaneous value of the signal with the stored minimum value. In many applications, this type of sensing circuit works very effectively as it is not very sensitive to the radial escape of the rotating gear. However, this type of circuit does not address the operational issues in certain applications. If the rotating gear has an irregular slot pattern with both narrow and wide slots, the output signal for the wide slots will be lower than for the narrow slots. If the minimum signal generated during the passage of the wide slot is used as a reference value, the narrow slot is not reliably detected if the minimum value of the wide slot is used.

【０００５】ウオルフ（Ｗｏｌｆ）氏その他が１９９０
年１１月１３日取得の米国特許第４，９７０，４６３号
は、磁石の平行面から発生する磁束を検知する温度安定
近接センサを記載している。鉄材対象物センサ・アセン
ブリは、鉄材回転輪上の歯またはノッチのような高透磁
率対象物の存在又は不存在を、速度ゼロまたは動き始め
た直後に、検知することができる。上記センサ・アセン
ブリは、永久磁石と、磁束密度の変化の関数として変化
する電気的出力信号を生成する検知平面を持った磁束反
応センサとから構成される。鉄部材センサ・アセンブリ
は、いくつかの従来技術のセンサのように磁極面磁気特
性に依存しない。その代わり、鉄部材センサ・アセンブ
リは、磁石の平行面から発生する磁束密度の放射状コン
ポーネントに依存する。センサ・アセンブリが磁極面磁
気特性に依存しないので、その電気出力信号は、比較的
広い温度領域にわたって相対的に安定する。Wolf et al. 1990
U.S. Pat. No. 4,970,463, issued Nov. 13, 2013, describes a temperature stable proximity sensor that detects the magnetic flux generated from the parallel faces of a magnet. The ferrous object sensor assembly can detect the presence or absence of a high permeability object, such as a tooth or notch on a ferrous rotating wheel, at zero velocity or immediately after it begins to move. The sensor assembly consists of a permanent magnet and a flux responsive sensor with a sensing plane that produces an electrical output signal that varies as a function of changes in magnetic flux density. Iron member sensor assemblies do not rely on pole face magnetic properties like some prior art sensors. Instead, ferrous sensor assemblies rely on radial components of magnetic flux density emanating from parallel planes of magnets. Since the sensor assembly is independent of magnetic pole face magnetic properties, its electrical output signal is relatively stable over a relatively wide temperature range.

【０００６】シュレーダ（Ｓｃｈｒｏｅｄｅｒ）氏その
他が１９９０年５月１５日取得の米国特許第４，９２
６，１２２号は、高検知性磁気回路を開示している。回
路の定常部分には、センサの励磁器部分の歯のピッチの
約１．５倍の幅のある永久磁石が含まれ、励磁器近傍の
磁気面には、その中央に磁気抵抗器のような狭域磁気検
知エレメントを配置した強磁性体の薄い層が含まれる。
検知エレメントは、典型的には歯より狭い幅を持ち、歯
のピッチの０.１７と０.３７倍の間である。必要とされ
る磁束密度は、典型的には、磁束案内機構なしに適切な
磁力強度または磁気部材の選択によって、容易に使用可
能とされる。US Pat. No. 4,92, issued May 15, 1990 to Schroeder et al.
No. 6,122 discloses a highly sensitive magnetic circuit. The steady part of the circuit contains a permanent magnet with a width of about 1.5 times the tooth pitch of the exciter part of the sensor, and the magnetic surface near the exciter has a magnetic resistor-like part in its center. It includes a thin layer of ferromagnetic material with a narrow magnetic sensing element disposed therein.
The sensing element typically has a narrower width than the tooth and is between 0.17 and 0.37 times the tooth pitch. The required magnetic flux density is typically readily available by selection of appropriate magnetic strength or magnetic members without flux guiding features.

【０００７】ローレンツェン（Ｌｏｒｅｎｚｅｅｎ）氏
が１９９１年２月１２日取得の米国特許第４，９９２，
７３１号は、ホール効果セル出力信号の基準線補正を持
った回転速度センサを開示している。このセンサでは、
ホール効果セルは、回転エレメントの割り込まれた表面
形状によって起因される磁界の接線コンポーネントの変
化に感応する。ホール効果セルの検知平面を、磁界の接
線コンポーネントに感応するようにさせるには、ホール
効果セルの検知平面を、南北両磁極の間に延伸する磁気
の中央軸に対して平行になるように配置する。ホール効
果セルによって入力を与えられる差動アンプの出力は、
信号コンデンサ上の出力の平均電圧を記憶する電圧平均
化回路に接続される。差動アンプの出力とコンデンサに
かかる電圧とは、ヒステリシスを持つシュミット・トリ
ガの差動入力にそれぞれ接続される。これにより、シュ
ミット・トリガは、平均電圧信号に関する作動点および
動作解除点を確定する。電圧平均化回路は、非線形回路
であって、その回路において、コンデンサにかかる電圧
は演算増幅器の負の入力にフィードバックされる。電源
回路が、また、コンデンサを平均電圧に等しい程度まで
急速に充電するため装備される。[0007] US Patent No. 4,992, issued to Lorenzen on February 12, 1991.
No. 731 discloses a rotational speed sensor with a baseline correction of the Hall effect cell output signal. With this sensor,
Hall effect cells are sensitive to changes in the tangential component of the magnetic field caused by the interrupted surface features of the rotating element. To make the sensing plane of the Hall-effect cell sensitive to the tangential components of the magnetic field, place the sensing plane of the Hall-effect cell parallel to the central magnetic axis extending between the north and south magnetic poles. To do. The output of the differential amplifier, whose input is given by the Hall effect cell, is
It is connected to a voltage averaging circuit which stores the average voltage of the output on the signal capacitor. The output of the differential amplifier and the voltage applied to the capacitor are respectively connected to the differential input of the Schmitt trigger having hysteresis. The Schmitt trigger thereby establishes the activation and deactivation points for the average voltage signal. The voltage averaging circuit is a non-linear circuit in which the voltage on the capacitor is fed back to the negative input of the operational amplifier. A power supply circuit is also equipped to rapidly charge the capacitor to a degree equal to the average voltage.

【０００８】ナガノ（Ｎａｇａｎｏ）氏が１９８９年８
月１日取得の米国特許第４，８５３，６３２号は、可動
磁気部材の位置を磁気的に検知する装置を記載してい
る。この装置は、一対の磁気抵抗器によって構成される
３端子磁界強度検知構造からなり、その構造は、磁気部
材に対して反対位置に配置され、磁気部材の相対的動き
による磁界強度の変化に応答して正弦波の形の第１の電
気信号を生成する。この第１の電気信号は、増幅された
矩形波または正弦波の形の第２の電気信号としてその装
置から出力される。波形を変えるまたは増幅する回路の
コンポーネントは磁気抵抗器とともに基板上に一体的に
装着される。Mr. Nagano August 1989
U.S. Pat. No. 4,853,632, issued Jan. 1, describes a device for magnetically detecting the position of a movable magnetic member. This device is composed of a three-terminal magnetic field strength detection structure composed of a pair of magnetoresistors, the structure being arranged at an opposite position to the magnetic member and responsive to changes in the magnetic field strength due to relative movement of the magnetic member. To generate a first electrical signal in the form of a sine wave. This first electrical signal is output from the device as a second electrical signal in the form of an amplified square wave or sine wave. The components of the circuit that modify or amplify the waveform are integrally mounted on the substrate with the magnetoresistor.

【０００９】コールバウア（Ｋｏｈｌｂａｕｅｒ）氏が
１９８９年４月１８日取得の米国特許第４，８２１，５
６０号は、第１と第２の極を持つ磁石と一対の磁気セン
サとを用いる複式出力磁気センサを開示している。上記
磁気センサの１つは、第１と第２の極に近接して配置さ
れ、他のセンサは、ギャップができるように第２の極か
ら間隔を置いて配置される。第１と第２の磁界をそらす
部材は、２つのセンサからそれらを遠のけたり近づけた
りする。第１の磁気センサと第２の部材に近いがその外
側を通過する部材の１つは、上記ギャップの間を通過す
る。US Pat. No. 4,821,5, issued Apr. 18, 1989, to Kohlbauer.
No. 60 discloses a dual output magnetic sensor using a magnet having a first and a second pole and a pair of magnetic sensors. One of the magnetic sensors is located proximate the first and second poles and the other sensor is spaced from the second pole to create a gap. A member that diverts the first and second magnetic fields moves them away from or closer to the two sensors. One of the members that is close to the first magnetic sensor and the second member but passes outside thereof passes between the gaps.

【００１０】ハギヤ（Ｈａｇｉｙａ）氏が１９９１年２
月１２日取得の米国特許第４，９９２，７３０号は、回
転体の回転速度を回転速度センサからのパルス・ストリ
ーム信号に基づいて計算する方法を記載している。その
方法には、回転速度センサ出力から得られるパルス列信
号に関する速度計算基準時間間隔を設定し、前回の速度
計算基準時間間隔の最後のパルス・エッジから現速度計
算基準時間間隔の最後のパルス・エッジまでの時間長を
測定するステップが含まれる。更に、その方法には、上
記時間長測定結果に基づき回転体の回転速度を計算する
ステップが含まれる。前回の速度計算基準時間間隔の最
後のパルス測定点は、次の速度計算基準時間間隔の開始
点となるため、速度計算は連続的に行える。この方法
で、低速領域での速度測定の正確度向上を達成できる。
これにより、低速領域での反ロック制御とトラクション
制御における制御効率の向上が図られる。Mr. Hagiya in February 1991
U.S. Pat. No. 4,992,730, dated 12th of March, describes a method for calculating the rotational speed of a rotating body based on a pulse stream signal from a rotational speed sensor. The method is to set the speed calculation reference time interval for the pulse train signal obtained from the rotation speed sensor output, and from the last pulse edge of the previous speed calculation reference time interval to the last pulse edge of the current speed calculation reference time interval. The step of measuring the length of time is included. Further, the method includes a step of calculating the rotation speed of the rotating body based on the time length measurement result. Since the last pulse measurement point of the previous speed calculation reference time interval is the starting point of the next speed calculation reference time interval, speed calculation can be performed continuously. In this way, improved accuracy of speed measurement in the low speed region can be achieved.
As a result, control efficiency in anti-lock control and traction control in the low speed region can be improved.

【００１１】ルーブベリング（Ｌｕｅｂｂｅｒｉｎｇ）
氏その他が１９９０年１１月２０日取得の米国特許第
４，９７２，３３２号は、回転シャフトの速度、角度お
よび回転方向を定めるための装置を開示している。この
装置は、電子的に制御された燃料噴射システムに関連し
ての使用を意図している。これは、単一のホール効果素
子型センサを使用する。ディスク・エレメントは、内燃
エンジンのカム・シャフトに取り付けられ、同シャフト
とともに回転する。そのエレメントは、各々が第１と第
２のエリアを持つゾーンと実質的に同一の長さである複
数の円周ゾーンを含む。これら円周ゾーンの第１の部分
は、円周ゾーンの第２の部分の第１と第２のエリアと実
質的に異なる長さの第１と第２のエリアを持つ。従っ
て、そのセンサは、ディスク・エレメントの瞬間的速度
に直結した周波数を持つが、円周ゾーンの第１と第２の
部分に応答してパルス幅の点で変動する信号を送出す
る。ソフトウエア制御の下で動作するマイクロコンピュ
ータが、円周ゾーンの第２の部分の位置を知ることによ
って、ディスク・エレメントの瞬間的角度と回転方向を
検知する。Luebbering
U.S. Pat. No. 4,972,332, issued to him on Nov. 20, 1990, discloses a device for determining the speed, angle and direction of rotation of a rotating shaft. This device is intended for use in connection with electronically controlled fuel injection systems. It uses a single Hall effect element type sensor. The disk element is mounted on and rotates with the cam shaft of an internal combustion engine. The element includes a plurality of circumferential zones, each of which is substantially the same length as the zone having the first and second areas. The first portion of these circumferential zones has first and second areas of substantially different length from the first and second areas of the second portion of the circumferential zone. Therefore, the sensor emits a signal having a frequency directly related to the instantaneous velocity of the disk element, but varying in pulse width in response to the first and second portions of the circumferential zone. A microcomputer operating under software control detects the instantaneous angle and direction of rotation of the disk element by knowing the position of the second part of the circumferential zone.

【００１２】ビショップ（Ｂｉｓｈｏｐ）氏その他が１
９８９年６月２０日取得の米国特許第４，８４１，２４
３号は、側面速度センサを記載している。このセンサ
は、装置の片側に歯のついた輪の速度を検知するための
細長いシリンダ状の速度センサからなる。装置の軸は、
輪の軸を横切り、輪に接している。細長い柔軟な磁気極
片をその極片が同軸のコイルによって囲む。平行に伸び
た円周対称形極片突起物が、コイルの外側直径に少なく
とも等しい直径までコイルの端部の後に延伸する。軸方
向に磁化された永久磁石が細長い磁極片の一方の端に接
触する。装置の格納体は、磁気軸と同軸な回転方向に対
称的に組み付けられた表面を持ち、このため取り付け時
の角度調整が不要となる。Mr. Bishop and others are 1
U.S. Pat. No. 4,841,24, issued June 20, 989
No. 3 describes a lateral velocity sensor. This sensor consists of an elongated cylindrical velocity sensor for detecting the velocity of a toothed wheel on one side of the device. The axis of the device is
It crosses the axis of the circle and touches the circle. An elongated flexible magnetic pole piece is surrounded by a coil whose pole piece is coaxial. A circumferentially symmetric pole piece projection extending in parallel extends after the end of the coil to a diameter at least equal to the outer diameter of the coil. An axially magnetized permanent magnet contacts one end of the elongated pole piece. The housing of the device has surfaces that are symmetrically assembled in the direction of rotation coaxial with the magnetic axis, thus eliminating the need for angle adjustment during installation.

【００１３】[0013]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ギア
の歯とセンサとの間の空間ギャップの変化に起因する信
号振幅の変動によるタイミング・エラーにあまり影響さ
れない手段を提供することであり、更に、幅に変動のあ
る歯又はスロットを組み込む不規則スロット形態を持つ
対象物にあまり影響されない手段を提供することであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a means which is less susceptible to timing errors due to signal amplitude variations due to changes in the spatial gap between the gear teeth and the sensor. , And to provide a means that is less sensitive to objects having irregular slot configurations that incorporate teeth or slots of varying width.

【００１４】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、南北両極の間
に延伸する磁石の中央軸に垂直な検知平面を具備した磁
気感応コンポーネントに近接した磁石を利用する。上記
配置によって、検知平面に垂直な強力な磁界成分が生成
される。磁気素材の検知ゾーン通過によって引き起こさ
れる磁界の変動は、磁石と検知ゾーンの磁気素材との間
の方向に延伸する磁界成分の大きさの変化率として検知
される。サンプル・保持回路の代わりに平均化回路を使
用することによって、また、基準信号の上下の固定値で
切り替えることによって、既知の回路に伴う諸問題は大
幅に減少する。The present invention utilizes a magnet proximate to a magnetically sensitive component having a sensing plane perpendicular to the central axis of the magnet extending between the north and south poles. The arrangement produces a strong magnetic field component perpendicular to the sensing plane. The fluctuation of the magnetic field caused by the magnetic material passing through the detection zone is detected as a rate of change of the magnitude of the magnetic field component extending in the direction between the magnet and the magnetic material of the detection zone. By using an averaging circuit instead of a sample and hold circuit, and by switching at fixed values above and below the reference signal, the problems with known circuits are greatly reduced.

【００１５】本発明の好ましい実施例は、磁気感応コン
ポーネントにかかる磁界の強度を表わす第１の信号を発
する磁気感応コンポーネントからなるセンサを提供す
る。磁気感応コンポーネントの検知平面は、磁石の中央
軸に対し垂直に配置される。更に、本発明の好ましい実
施例は、予め定められた時間間隔での上記第１の信号の
平均値を表わす第２の信号を生成するための手段を備え
持つ。本発明のセンサは、また、上記第１の信号を上記
第２の信号と比較し、第１と第２の信号の相対的大きさ
を表わす出力信号を送出する手段を有する。本発明の最
も好ましい実施例においては、磁気感応コンポーネント
が置かれる磁界を作り出すように、永久磁石が磁気感応
コンポーネントの近傍に配置される。また、本発明の好
ましい実施例では、磁気感応コンポーネントはホール効
果素子である。ホール効果素子からの出力信号は、その
信号を上記第２信号生成手段又は比較手段に接続する前
に、増幅される。A preferred embodiment of the present invention provides a sensor comprising a magnetically sensitive component that emits a first signal representative of the strength of the magnetic field on the magnetically sensitive component. The sensing plane of the magnetically sensitive component is arranged perpendicular to the central axis of the magnet. Furthermore, the preferred embodiment of the invention comprises means for producing a second signal representative of the mean value of said first signal at a predetermined time interval. The sensor of the present invention also comprises means for comparing the first signal with the second signal and delivering an output signal representative of the relative magnitude of the first and second signals. In the most preferred embodiment of the present invention, a permanent magnet is placed in the vicinity of the magnetically sensitive component so as to create a magnetic field in which the magnetically sensitive component is placed. Also, in a preferred embodiment of the present invention, the magnetically sensitive component is a Hall effect element. The output signal from the Hall effect element is amplified before connecting the signal to the second signal generating means or the comparing means.

【００１６】上記第１の信号を第２の信号と直接比較す
ることができるとはいえ、第２の信号に関して判断され
る２つの個別のオフセット信号を生成する方が望まし
い。その場合、第１の信号は、２つのオフセット信号と
比較され、多くのタイプのセンサ適用業務において好ま
しいヒステリシス特性を持つスイッチ・オンおよびスイ
ッチ・オフ時点が判定される。Although the first signal can be compared directly with the second signal, it is desirable to generate two separate offset signals that are determined with respect to the second signal. In that case, the first signal is compared to the two offset signals to determine the switch-on and switch-off instants that have desirable hysteresis characteristics in many types of sensor applications.

【００１７】[0017]

【実施例】以下の好ましい実施例を通して、コンポーネ
ントのそれぞれは、対応する参照数字によって識別され
ている。いくつかの異なるタイプの磁気センサは、ホー
ル効果素子のような磁気感応コンポーネントと永久磁石
とから構成される。このタイプのセンサは、時には、バ
イアスしたホール効果素子トランスデューサ（変換器）
とも呼ばれる。ある特定タイプのセンサが、ギアの歯と
スロットの通路を検知するために使われ、それはギア歯
センサと呼ばれる。図１には、既知のタイプのギア歯セ
ンサが図示されている。そのセンサは、格納体１０を有
し、その中で、永久磁石１２がホール効果素子１４の近
傍に配置されている。接続機器による使用に備えて信号
を整える適切な回路が上記ホール効果素子１４に接続さ
れる。図１は、回路基板１５に接続されたホール効果素
子を示している。ホール効果素子は、図１には示されて
いないが、検知平面を有し、検知平面に垂直な磁界成分
に感応する。図１に示されるような装置において、検知
平面は、回路基板１５の面に対して平行である。磁石１
２は、北と南の両極を持つ。磁石１２の両極の間に延伸
する中央軸は、ホール効果素子１４の検知平面に垂直で
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Throughout the following preferred embodiment, each of the components is identified by a corresponding reference numeral. Several different types of magnetic sensors are composed of magnetically sensitive components such as Hall effect elements and permanent magnets. This type of sensor is sometimes a biased Hall effect element transducer.
Also called. One particular type of sensor is used to detect gear teeth and slot passages, which are called gear tooth sensors. FIG. 1 shows a known type of gear tooth sensor. The sensor has a housing 10 in which a permanent magnet 12 is arranged in the vicinity of a Hall effect element 14. Appropriate circuitry to condition the signal for use by the connected equipment is connected to the Hall effect element 14. FIG. 1 shows a Hall effect element connected to a circuit board 15. Although not shown in FIG. 1, the Hall effect element has a sensing plane and is sensitive to magnetic field components perpendicular to the sensing plane. In a device such as that shown in FIG. 1, the sensing plane is parallel to the plane of the circuit board 15. Magnet 1
2 has both north and south poles. The central axis extending between the poles of the magnet 12 is perpendicular to the sensing plane of the Hall effect element 14.

【００１８】上記米国特許第４，９９２，７３１号に開
示されている装置のような磁界に接するコンポーネント
に感応するように意図された装置では、ホール効果素子
の検知平面は、磁石の中央軸に対して平行に配置され、
中央軸との平行関係からの磁界の変動に感応するように
意図されている。一方、図１に示されるような装置は、
ホール効果素子を継続的に磁界に配置し、検知平面に垂
直な比較的強い成分を与える。磁界の変動は、米国特許
第４，９９２，７３１号に記述された磁界に接するコン
ポーネントの方向上の変化よりむしろ磁界の垂直成分に
おける変化率に結びつく。In a device intended to be sensitive to a component in contact with a magnetic field, such as the device disclosed in the above-referenced US Pat. No. 4,992,731, the sensing plane of the Hall effect element is at the central axis of the magnet. Placed parallel to each other,
It is intended to be sensitive to variations in the magnetic field from its parallel relationship with the central axis. On the other hand, the device as shown in FIG.
The Hall effect element is continuously placed in the magnetic field, providing a relatively strong component perpendicular to the sensing plane. The variation of the magnetic field is linked to the rate of change in the vertical component of the magnetic field rather than the directional change of the component in contact with the magnetic field described in US Pat. No. 4,992,731.

【００１９】図２には、回転ギア１８の複数の歯１６の
通過路近傍にホール効果素子１４を配置した図１のギア
歯センサが示されている。ホール効果素子近傍の検知ゾ
ーンでのギア歯の通過によって、永久磁石１２によって
与えられる磁界がゆがみ、このゆがみは、ホール効果素
子によって発せられる出力信号の変化によって検知され
る。ホール効果素子によって発せられる信号の呼びかけ
に関連した技術は、当業者にとってはよく知られてお
り、本明細書で詳細に説明する必要はないと思われる。
図２では、ギア歯センサは、格納体１０の中央軸に配置
され、磁石１２の中央軸は、回転ギア１８の軸２０と平
行関係を保つように配置されている。図１に関連して述
べたように、磁石の中央軸は、回路基板１５に平行する
ホール効果素子に検知平面と垂直の関係を持つように配
置されている。FIG. 2 shows the gear tooth sensor of FIG. 1 in which the Hall effect element 14 is arranged near the passage of the plurality of teeth 16 of the rotary gear 18. The passage of the gear teeth in the detection zone near the Hall effect element causes a distortion of the magnetic field provided by the permanent magnet 12, which distortion is detected by the change in the output signal emitted by the Hall effect element. The techniques associated with interrogating the signals emitted by Hall effect elements are well known to those skilled in the art and need not be described in detail here.
In FIG. 2, the gear tooth sensor is arranged on the central axis of the housing 10, and the central axis of the magnet 12 is arranged so as to maintain a parallel relationship with the axis 20 of the rotary gear 18. As described in connection with FIG. 1, the central axis of the magnet is arranged in the Hall effect element parallel to the circuit board 15 so as to have a vertical relationship with the sensing plane.

【００２０】一方、図３では、格納体１０の中央軸に備
わるギア歯センサは、回転ギア１８の回転軸に対して垂
直である。図２と図３に示される両適用分野で、磁石１
２の中央軸は、ホール効果素子の検知平面に対して垂直
である。図３は、自動車製造適用業務でのギアに関連し
たギア歯センサの典型的適用例を示している。ギア歯セ
ンサは、ギア歯１６又はスロット２４の動作面背後の通
過を表わす信号を発するために使用される。これらタイ
プのセンサは、内燃エンジンのシャフトの角度位置を判
断するため、または、回転速度を判断するため使用され
る。このタイプのギア歯センサは、反滑ブレーキの分野
にも使用される点理解されべきである。On the other hand, in FIG. 3, the gear tooth sensor provided on the central axis of the storage body 10 is perpendicular to the rotation axis of the rotary gear 18. In both fields of application shown in FIGS. 2 and 3, the magnet 1
The central axis of 2 is perpendicular to the sensing plane of the Hall effect element. FIG. 3 illustrates a typical application of a gear tooth sensor associated with a gear in an automotive manufacturing application. The gear tooth sensor is used to emit a signal representative of the passage of the gear tooth 16 or slot 24 behind the working surface. These types of sensors are used to determine the angular position of the shaft of an internal combustion engine or to determine the rotational speed. It should be understood that this type of gear tooth sensor is also used in the field of anti-skid brakes.

【００２１】図４には、図１、２、３で示されたような
ギア歯センサに使われる典型的回路が示されている。ホ
ール効果素子のような磁気感応コンポーネントは、ライ
ン３４上に増幅された信号を出す増幅器３２を持つ。図
４で特に示してはいないが、ホール効果素子のため温度
補正回路が、当業者にとってはよく知られた方法でサー
ミスタ・ネットワークまたは電流源励起手段によって与
えられる。ホール効果素子の温度補正は、本発明の動作
に直接関係しない。同様に、図１０の（Ａ）の回路は、
典型的には、ホール効果素子と連係して感応温度係数の
ため温度補正回路を使用する。しかしながら、当業者に
よく理解されるように、多くの温度補正の代替方式を、
従来技術又は本発明いずれに関しても使用することがで
きる。FIG. 4 shows a typical circuit used in a gear tooth sensor as shown in FIGS. A magnetically sensitive component, such as a Hall effect element, has an amplifier 32 that provides an amplified signal on line 34. Although not specifically shown in FIG. 4, the temperature correction circuit for the Hall effect element is provided by a thermistor network or current source excitation means in a manner well known to those skilled in the art. The temperature correction of the Hall effect element is not directly related to the operation of the invention. Similarly, the circuit of FIG.
Typically, a temperature correction circuit is used for the sensitive temperature coefficient in conjunction with the Hall effect element. However, as is well understood by those skilled in the art, many alternative methods of temperature compensation are
It can be used with respect to either the prior art or the present invention.

【００２２】ホール効果素子３０からの増幅された出力
の瞬間値が、ライン３４上で比較回路３８に送られる。
ダイオード４０とコンデンサ４２の組み合わせによって
バッファ４６の入力を増幅器３２の出力の最小値へ接続
するための手段が構成されている。コンデンサ４２は、
コンデンサ４２によって定められる予め選択された時間
間隔にわたってこの最小値を保持する。実際、ダイオー
ド４０とコンデンサ４２によって、予め定められた時間
ライン３４上の信号の最小値を判断し記憶するための手
段が構成される。ライン５０上のバッファ４６の出力
も、また、比較回路３８に送られる。比較回路３８は、
ライン３４上のホール効果素子出力の瞬間値を予め定め
られた時間間隔で定められたホール効果素子出力の最小
値と比較する。比較回路のライン５４上への出力は、ラ
イン３４とライン５０との信号の相対的大きさを示すバ
イナリ信号を与える。図４に示すような回路は、殆どの
ギア歯センサ適用分野で非常によく動作する。The instantaneous value of the amplified output from Hall effect element 30 is sent on line 34 to comparator circuit 38.
The combination of diode 40 and capacitor 42 constitutes the means for connecting the input of buffer 46 to the minimum value of the output of amplifier 32. The capacitor 42 is
Hold this minimum value for a preselected time interval defined by capacitor 42. In fact, the diode 40 and the capacitor 42 constitute a means for determining and storing the minimum value of the signal on the predetermined time line 34. The output of buffer 46 on line 50 is also sent to comparison circuit 38. The comparison circuit 38 is
The instantaneous value of the Hall effect element output on line 34 is compared to the minimum value of the Hall effect element output set at a predetermined time interval. The output of the comparator circuit on line 54 provides a binary signal indicative of the relative magnitudes of the signals on lines 34 and 50. The circuit as shown in FIG. 4 works very well in most gear tooth sensor applications.

【００２３】図５には、図４で示された回路の動作を示
す２つの波形が示されている。図５で正弦波５６は、ラ
イン３４上の増幅器３２からの出力の一例を示す。図５
の参照記号Ａが示す点で始まって、図４のサンプル・保
持回路は、図５の実線で表される信号をライン５８上に
送出する。実線６０を破線正弦波５６と比較して見ると
わかるように、実線は、正弦波５６の最小の大きさを継
続的に表し、コンデンサ４２の値によって定められた時
間の間その最小値を保持する。一旦正弦波５６が、図の
参照記号Ｂが示す点である最小値に達すると、ライン５
８上の信号は、その最小値とほぼ等しく維持されるが、
コンデンサ４２によって与えられる時定数の関数として
その値を若干増加させる。図６は、破線正弦波５６を取
り除いた図５の実線６０を示す。FIG. 5 shows two waveforms showing the operation of the circuit shown in FIG. In FIG. 5, sine wave 56 represents an example of the output from amplifier 32 on line 34. Figure 5
Beginning at the point indicated by the reference symbol A in FIG. 4, the sample and hold circuit of FIG. As can be seen by comparing the solid line 60 with the dashed sine wave 56, the solid line continuously represents the minimum magnitude of the sine wave 56 and holds its minimum value for a time determined by the value of the capacitor 42. To do. Once the sine wave 56 reaches a minimum value, which is the point indicated by reference symbol B in the figure, line 5
The signal on 8 remains approximately equal to its minimum value,
Increase its value slightly as a function of the time constant provided by the capacitor 42. FIG. 6 shows the solid line 60 of FIG. 5 with the dashed sine wave 56 removed.

【００２４】図７は、図５と図６の実線６０を示す。加
えて、２つの基準オフセット値７１と７２が示されてい
る。２つの基準信号は、信号６０からの定数オフセット
値であり、正弦波５６が上方基準７２より大か下方基準
７１より小である時を判断するために使われる。例とし
て、正弦波５６の増加が、基準信号７２の値を超える
時、比較回路３８からのライン５４上への出力は、高レ
ベル信号にセットされる。次に、正弦波５６が、基準信
号７１以下の値にまで低下すると、比較回路３８からの
ライン５４上への出力は、低レベル信号にセットされ
る。この種の設定は、正弦波５６が基準７２を越え、基
準７１を下回る時点を表わすバイナリ信号を生成し、同
時に２つの基準信号７１と７２との間の値の相違による
ヒステリシスが作成される。図４、５、６および７に関
連して上述されたシステムの動作は、歯が等間隔のギア
に関しては満足がゆく。FIG. 7 shows the solid line 60 of FIGS. In addition, two reference offset values 71 and 72 are shown. The two reference signals are constant offset values from signal 60 and are used to determine when sine wave 56 is greater than upper reference 72 or less than lower reference 71. As an example, when the increase in sine wave 56 exceeds the value of reference signal 72, the output on line 54 from comparator circuit 38 is set to a high level signal. Next, when the sine wave 56 drops to a value below the reference signal 71, the output from the comparator circuit 38 on line 54 is set to a low level signal. This type of setting produces a binary signal that represents when the sine wave 56 crosses the reference 72 and falls below the reference 71, while at the same time creating a hysteresis due to the difference in value between the two reference signals 71 and 72. The operation of the system described above in connection with FIGS. 4, 5, 6 and 7 is satisfactory for gears with even tooth spacing.

【００２５】しかしながら、ギアの歯が等間隔でない場
合、ホール効果素子からの出力信号は、時間の関数とし
て、また、達成される最小値に関連して、変化する。例
えば、図８は歯が等間隔でないギアの場合のホール効果
素子からの出力信号を示す。等間隔の歯とギャップがホ
ール効果素子の検知ゾーンを通過する時最小値８２と最
大値８４との間で正常に変動する筈の信号８０が、拡大
したギャップが検知ゾーンを通過する時非常に低い値８
６を発生する。図８は、大部分の歯とその間のギャップ
が等間隔に配列されたギアで１つの歯が消失した例を示
している。ギア歯センサが使われる適用業務の大部分で
は、歯が落ちたギア又は歯およびギャップが等間隔でな
いギアが使用される。However, if the gear teeth are not evenly spaced, the output signal from the Hall effect element will change as a function of time and in relation to the minimum value achieved. For example, FIG. 8 shows the output signal from the Hall effect element for a gear whose teeth are not evenly spaced. The signal 80, which should normally fluctuate between a minimum value 82 and a maximum value 84 when the equidistant teeth and gap pass through the detection zone of the Hall effect element, becomes very high when the enlarged gap passes through the detection zone. Low value 8
6 is generated. FIG. 8 shows an example in which one tooth disappears in a gear in which most teeth and gaps between them are arranged at equal intervals. In most applications where gear tooth sensors are used, toothed gears or gears with uneven teeth and gaps are used.

【００２６】図９は、等間隔の歯又はギャップで歯が落
ちたギアに関して使用される場合、図４に示されるよう
な回路が出会う問題を示している。破線波８０は、図８
の実線８０と同一である。図９では、実線９０は、図４
の回路が歯の落ちたギア又は歯およびギャップが等間隔
でないギアに関して使用される場合の図４のライン５８
に出される最小値信号を表わす。図からわかるように、
実線９０によって表される最小値は、Ｃ点の後正常最小
値から劇的に下がる破線を追随する。実線９０は、正弦
波９０がＤ点で復元するまで破線８０の最小値を継続し
て追随する。しかしながら、Ｄ点の後、最小値は、ダイ
オード４０と連係したコンデンサ４２の正常な、予期し
たとおりの動作のために過度に低い値で維持される。図
９で見られるように、Ｄ点以後の実線９０は、図８の破
線８２によって表される正弦波８０の最小値に等しい値
にで戻るまで、歯とギャップの通過を判断するために使
用することはできない。従って、基準信号を出すため瞬
間値の最小値に依存する図４に示されるような回路は、
等間隔でない歯を持つギアを利用する適用業務における
使用に適していないことは明白である。FIG. 9 illustrates the problem encountered by a circuit such as that shown in FIG. 4 when used with evenly spaced teeth or gapped gears with gaps. The broken wave 80 is shown in FIG.
Is the same as the solid line 80. In FIG. 9, the solid line 90 is shown in FIG.
Line 58 of FIG. 4 when the circuit of FIG.
Represents the minimum value signal output to. As you can see from the figure,
The minimum represented by the solid line 90 follows a dashed line that drops dramatically from the normal minimum after point C. The solid line 90 continues to follow the minimum of the dashed line 80 until the sine wave 90 is restored at point D. However, after point D, the minimum value remains too low due to the normal, expected behavior of the capacitor 42 associated with the diode 40. As seen in FIG. 9, the solid line 90 after point D is used to determine the passage of teeth and gaps until it returns to a value equal to the minimum of the sine wave 80 represented by the dashed line 82 in FIG. You cannot do it. Therefore, a circuit such as that shown in FIG. 4, which relies on the minimum of the instantaneous values to produce the reference signal,
Obviously, it is not suitable for use in applications that utilize gears with non-equidistant teeth.

【００２７】図１０の（Ａ）は、本発明の１つの好まし
い実施例を示す。回路の大部分は、図４の回路に概略等
しい。ホール効果素子３０からの出力は、増幅器３２に
よって増幅され、ホール効果素子のライン３４上の出力
として瞬間値を送出する。上記ホール効果素子出力の増
幅された瞬間値は、また、比較回路１００に送られる。
増幅器３２の出力は、また、コンデンサ１０６と連係し
た抵抗１０４に接続される。抵抗１０４とコンデンサ１
０６は、ライン３４上の瞬間信号の平均値をバッファ４
６の非反転入力に送るＲ−Ｃネットワークを提供する。
抵抗１０４とコンデンサ１０６の大きさの関数として定
められる予め定められた時間間隔にわたる瞬間値の平均
値が、ライン５０上で比較回路１００に与えられる。FIG. 10A shows one preferred embodiment of the present invention. Most of the circuit is roughly equivalent to the circuit of FIG. The output from the Hall effect element 30 is amplified by the amplifier 32 and delivers the instantaneous value as the output on the Hall effect element line 34. The amplified instantaneous value of the Hall effect element output is also sent to the comparison circuit 100.
The output of amplifier 32 is also connected to a resistor 104 associated with a capacitor 106. Resistor 104 and capacitor 1
06 buffers the average value of the instantaneous signal on line 34
It provides an RC network that feeds 6 non-inverting inputs.
The average value of the instantaneous values over a predetermined time interval, which is defined as a function of the size of resistor 104 and capacitor 106, is provided on line 50 to comparison circuit 100.

【００２８】引き続き図１０の（Ａ）について述べる
と、ホール効果素子３０は、永久磁石によって与えられ
る磁界の強度に比例する信号を発する点が理解されるべ
きである。ホール効果素子３０からのこの出力信号は、
増幅器３２によって増幅され、検知されるべき対象物の
最低速度に対し十分な長さの時定数を持つＲ−Ｃ低域通
過フィルタに接続され、この結果、バッファ４６の非反
転入力へ平均値が送られる。Ｒ−Ｃ低域通過フィルタの
出力は、コンデンサへの負荷を避けるためユニティ・ゲ
イン・バッファ（ｕｎｉｔｙ ｇａｉｎ ｂｕｆｆｅ
ｒ）へ出される。バッファ４６は、比較回路の入力に接
続される出力を持つ。比較回路１００の他の入力は、増
幅器３２の出力に接続される。比較回路１００は、ヒス
テリシスを組み入れ、そのため、ライン３４上の信号が
ライン５０上の信号にデルタ値を加えた値より大となる
場合ライン１２０への出力を高レベルへ切り替える。ま
た、比較回路１００は、ライン３４上の信号がライン５
０上の信号からオフセット値を差し引いた値に等しいか
それより小となる場合ライン１２０への出力を低レベル
へ切り替える。With continued reference to FIG. 10A, it should be understood that the Hall effect element 30 emits a signal proportional to the strength of the magnetic field provided by the permanent magnet. This output signal from the Hall effect element 30 is
It is amplified by amplifier 32 and connected to an RC low pass filter with a time constant of sufficient length for the lowest velocity of the object to be sensed, so that the mean value is applied to the non-inverting input of buffer 46. Sent. The output of the RC low pass filter is a unity gain buffer to avoid loading the capacitor.
r). The buffer 46 has an output connected to the input of the comparison circuit. The other input of the comparator circuit 100 is connected to the output of the amplifier 32. The comparator circuit 100 incorporates hysteresis so that it switches the output on line 120 to a high level when the signal on line 34 is greater than the signal on line 50 plus the delta value. In addition, in the comparison circuit 100, the signal on the line 34 is
If it is equal to or less than the signal on 0 minus the offset value, the output on line 120 is switched to a low level.

【００２９】開始時点で、バッファ４６の非反転入力に
おける真の平均値を判断するために十分な時間が経過す
る前に、図１０の（Ａ）に示される回路が、ライン３４
上の瞬間値とライン５０上の平均値との間の差に反応し
始めることを可能ならしめることが重要な場合がしばし
ばある。開始時の手続きを実現するために、スイッチ１
２６が、ライン３４をバッファ４６の非反転入力に直接
接続するために組み入れられる。スイッチ１２６は、初
期動作段階で瞬間的に閉じられ、これにより、バッファ
４６は、非反転入力の平均値としてライン３４上の瞬間
値を使用する。この便法は、ライン１２０上の出力信号
に僅かな不正確さを生み出すと認められるが、初期動作
段階での上記目的のため平均値として瞬間値を瞬間的に
使用しても、正弦信号の予測範囲は、十分予期できる
し、既知の範囲内に留まる。スイッチ１２６に関わるこ
のような暫定的便法は、初期動作段階に限り実施され、
かつ、最初の数個の歯の検知ゾーン通過にのみ有効であ
る点理解されるべきである。At the beginning, before the time sufficient to determine the true average value at the non-inverting input of buffer 46 has elapsed, the circuit shown in FIG.
It is often important to be able to start reacting to the difference between the instantaneous value above and the average value on line 50. Switch 1 to implement the start-up procedure
26 is included to connect line 34 directly to the non-inverting input of buffer 46. Switch 126 is momentarily closed during the initial operating phase, which causes buffer 46 to use the instantaneous value on line 34 as the average of the non-inverting inputs. It is recognized that this expedient creates a slight inaccuracy in the output signal on line 120, but even if the instantaneous value is momentarily used as the average value for the above purpose in the initial operating phase, The prediction range is well predictable and stays within the known range. Such an interim expedient involving switch 126 is implemented only during the initial operating phase,
And it should be understood that it is only valid for passing the detection zones of the first few teeth.

【００３０】図１０の（Ｂ）は、図１０の（Ａ）の回路
の一部の代替形態を示す。（Ａ）のコンデンサ１０６
を、（Ｂ）の回路部分と置き換えることができる。図１
０の（Ｂ）に示される追加のコンポーネントが図１０の
（Ａ）の回路と置き換わる場所を、抵抗１０４、バッフ
ァ４６およびライン５０の位置が示している。バッファ
５１、抵抗Ｒ１とＲ２、および、コンデンサＣ１とが、
コンデンサ１０６に代わって配置される。この回路は、
コンデンサＣ１の容量をＲ１／Ｒ２の比率分倍加させ、
これにより、抵抗１０４は、図１０の（Ａ）で用いられ
た値より小さくなる。図１０の（Ａ）と（Ｂ）は、本発
明を実施するために使用される２つの実施例を図示して
いるが、本発明が、予め定められた時間にわたるライン
３４上の平均値を定めるためのいずれかの特定手段に限
定されない点が理解されるべきである。その他の回路も
この機能を果たすために使用できる。FIG. 10B shows an alternative form of part of the circuit of FIG. 10A. (A) Capacitor 106
Can be replaced with the circuit part of (B). Figure 1
The locations of resistors 104, buffers 46 and lines 50 indicate where the additional components shown at 0 (B) replace the circuit of FIG. The buffer 51, the resistors R1 and R2, and the capacitor C1 are
It is arranged in place of the capacitor 106. This circuit
The capacitance of the capacitor C1 is multiplied by the ratio of R1 / R2,
As a result, the resistance 104 becomes smaller than the value used in FIG. Although FIGS. 10A and 10B illustrate two embodiments used to practice the present invention, the present invention provides an average value on line 34 over a predetermined time period. It should be understood that the invention is not limited to any particular means for establishing. Other circuits can be used to perform this function.

【００３１】図１１には、図８の波形８０に対する本発
明の反応が示されている。破線１３０は、抵抗１０４と
コンデンサ１０６との組み合わせによって定まる予め選
択された時間間隔での波形８０の平均値を表わす。等間
隔の歯がセンサの検知ゾーンを通過する時、破線は、波
形８０の底点と頂点の間のほぼ中間にある。間隔のあい
たギャップが、図の点線１４０と１４１との間に示され
るように、検知ゾーンを通過する時、バッファ４６の非
反転入力における平均値は、図１１に示すように低下す
る。平均値のこのような低下は、点線１４０と１４１と
の区間での波形８０の瞬間値における急激な低下の結果
である。上方破線１４３は、定数オフセット電圧を平均
値１３０に加えることによって定められる大きさに等し
い。同様に、下方破線１４５は、定数オフセット電圧か
ら平均値１３０を差し引くことによって定められる。破
線１４３と１４５によって表わされる２つの大きさが、
比較回路１００によって与えられ、上記２つの大きさ
が、次に、比較回路がライン１２０上へのバイナリ出力
の高低を決定するための手段を提供する。FIG. 11 shows the response of the present invention to the waveform 80 of FIG. Dashed line 130 represents the average value of waveform 80 at preselected time intervals determined by the combination of resistor 104 and capacitor 106. As the equally spaced teeth pass through the sensing zone of the sensor, the dashed line is approximately midway between the bottom and top of waveform 80. When the spaced gap passes through the sensing zone, as shown between dashed lines 140 and 141 in the figure, the average value at the non-inverting input of buffer 46 decreases as shown in FIG. Such a drop in average value is the result of a sharp drop in the instantaneous value of waveform 80 in the section between dotted lines 140 and 141. The upper dashed line 143 is equal to the magnitude determined by adding a constant offset voltage to the average value 130. Similarly, the lower dashed line 145 is defined by subtracting the average value 130 from the constant offset voltage. The two magnitudes represented by dashed lines 143 and 145 are
The two magnitudes provided by comparator circuit 100, in turn, provide the means for the comparator circuit to determine the height of the binary output on line 120.

【００３２】図１１において、図１１の下部で示される
バイナリである出力信号１５０は、波形８０を大きさ１
４３と１４５と比較することによって比較回路１００に
よって定められる。波形８０の大きさが、破線１４３を
越えると、出力信号１５０は高レベルである。波形８０
の大きさが、破線１４５以下であると、出力信号１５０
は低レベルである。図１１でわかるように、点線１４０
と１４１の区間での波形８０の顕著な中断は、回路の動
作をひどく危険にさらすことはない。代わりに、破線１
３０、１４３、１４５は、その正常な大きさから僅かに
乖離するだけである。更に、ギアの速度と回転に対し相
対的に一定のレベルでこれらの破線の大きさを維持する
ように、抵抗１０４とコンデンサ１０６の大きさは、容
易に選択することができる。波形８０の大きさ（振幅）
の大幅な変化によって変化する可能性を図示するため、
図１１の点線１４０と１４１との間の破線の大きさの変
化は誇張してある。In FIG. 11, the binary output signal 150 shown at the bottom of FIG.
Determined by the comparison circuit 100 by comparing 43 and 145. When the magnitude of the waveform 80 exceeds the broken line 143, the output signal 150 is high level. Waveform 80
Is less than or equal to the broken line 145, the output signal 150
Is a low level. As can be seen in FIG. 11, the dotted line 140
The noticeable interruption of waveform 80 in the sections 141 and 141 does not seriously jeopardize the operation of the circuit. Instead, dashed line 1
30, 143, and 145 only slightly deviate from their normal size. Further, the sizes of resistors 104 and capacitors 106 can be easily selected to maintain the size of these dashed lines at a level that is relatively constant with respect to gear speed and rotation. Size of waveform 80 (amplitude)
To illustrate the possibility of changes due to significant changes in
The change in size of the dashed line between dotted lines 140 and 141 in FIG. 11 is exaggerated.

【００３３】図１１の信号１５０の高レベル値は、セン
サの検知ゾーン近傍における歯の存在を表し、信号１５
０の低レベル値は同検知ゾーンでのギャップの存在を示
す。本発明の１つの好ましい実施例を示すため詳細にか
つ特定の仕様を用いて本発明を以上記述したが、代替実
施方法または手段が本発明の範囲内で可能であることは
理解されるべきである。The high level value of signal 150 in FIG. 11 represents the presence of teeth in the vicinity of the sensor's detection zone and signal 15
A low level value of 0 indicates the presence of a gap in the same detection zone. Although the present invention has been described above in detail and using specific specifications to set forth one preferred embodiment of the invention, it is to be understood that alternative implementation methods or means are possible within the scope of the invention. is there.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】 既知のタイプのギア歯センサを示す図であ
る。FIG. 1 shows a known type gear tooth sensor.

【図２】 特定の方法で回転ギアを取り扱う既知のタイ
プのギア歯センサを示す図である。FIG. 2 shows a known type of gear tooth sensor that handles rotating gears in a particular way.

【図３】 回転ギアに関し代替配置された既知のタイプ
のギア歯センサを示す図である。FIG. 3 shows a known type of gear tooth sensor which is alternatively arranged for a rotary gear.

【図４】 磁気センサに関連して使用される既知の回路
を示す図である。FIG. 4 shows a known circuit used in connection with a magnetic sensor.

【図５】 既知のギア歯センサの動作を記述するために
使われる波形を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing waveforms used to describe the operation of a known gear tooth sensor.

【図６】 図５の波形の一部を表わす図である。6 is a diagram showing a part of the waveform of FIG.

【図７】 ２つのオフセット値に関連した図６の波形を
示す図である。7 is a diagram showing the waveform of FIG. 6 associated with two offset values.

【図８】 歯が同じ間隔に配置されていないギアに関連
したホール効果素子の出力例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example output of a Hall effect element associated with a gear whose teeth are not equally spaced.

【図９】 図８に示された波形の最低値を表す波形を示
す図である。9 is a diagram showing a waveform representing the minimum value of the waveform shown in FIG.

【図１０】 （Ａ）図において、本発明の好ましい実施
例で使われる回路を、（Ｂ）図において、上記（Ａ）の
回路の一部の代替形態を、それぞれ示す図である。10 (A) is a diagram showing a circuit used in a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 10 (B) is a diagram showing a partial alternative form of the circuit of (A).

【図１１】 本発明の動作を図解表示した図である。FIG. 11 is a diagram schematically showing the operation of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

３０…ホール素子、３２…増幅器、４６…バッファ、１
０４…抵抗、１０６…コンデンサ。30 ... Hall element, 32 ... Amplifier, 46 ... Buffer, 1
04 ... Resistor, 106 ... Capacitor.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 磁気感応コンポーネントであって、その
磁気感応コンポーネントの検知平面に垂直な方向でその
磁気感応コンポーネントにかかる磁界成分の強度を表わ
す第１の信号を生成する磁気感応コンポーネントと、 南北両極と、上記南北両極間に延伸し上記検知平面に垂
直な中央軸とを持つ磁石と、 予め定められた時間間隔にわたる上記第１の信号の平均
値を表わす第２の信号を生成する手段と、 上記第１の信号を上記第２の信号と比較し、上記第１と
第２の信号との相対的大きさを表わす出力信号を伝送す
る比較手段と、 からなる磁気センサ。1. A magnetically sensitive component for producing a first signal representative of an intensity of a magnetic field component exerted on the magnetically sensitive component in a direction perpendicular to a sensing plane of the magnetically sensitive component; And a magnet having a central axis extending between the north and south poles and perpendicular to the sensing plane, and means for generating a second signal representative of an average value of the first signal over a predetermined time interval, A magnetic sensor comprising: a comparison unit that compares the first signal with the second signal and transmits an output signal that represents a relative magnitude of the first and second signals. 【請求項２】 上記磁気感応コンポーネントと上記比較
手段との間に接続され、上記第１の信号を増幅する信号
増幅手段とを更に含み、上記第２の信号を生成する手段
が上記信号増幅手段に接続された請求項１に記載の磁気
センサ。2. The signal amplifying means, further comprising signal amplifying means connected between the magnetically sensitive component and the comparing means for amplifying the first signal, wherein the means for producing the second signal is the signal amplifying means. The magnetic sensor according to claim 1, which is connected to the magnetic sensor. 【請求項３】 上記第１の信号の瞬間値を上記第２の信
号と仮定する手段を更に含む請求項１に記載の磁気セン
サ。3. The magnetic sensor according to claim 1, further comprising means for assuming an instantaneous value of the first signal as the second signal. 【請求項４】 磁気感応コンポーネントであって、その
磁気感応コンポーネントの検知平面に垂直な方向でその
磁気感応コンポーネントにかかる磁界成分の強度を表わ
す第１の信号を生成する磁気感応コンポーネントと、 上記磁気感応コンポーネントの近傍に配置され、南北両
磁極間に延伸する中央軸を有し、上記検知平面に垂直に
置かれ、上記磁界を発生させる磁石と、 予め定められた時間間隔にわたる上記第１信号の平均値
を表わす第２の信号を生成する手段と、 上記第１の信号を上記第２の信号と比較し、上記第１と
第２の信号との相対的大きさを表わす出力信号を伝送す
る比較手段と、 からなる磁気センサ。4. A magnetically sensitive component for producing a first signal representative of the strength of a magnetic field component exerted on the magnetically sensitive component in a direction perpendicular to the sensing plane of the magnetically sensitive component; A magnet disposed centrally to the sensitive component, having a central axis extending between the north and south magnetic poles, perpendicular to the sensing plane, for generating the magnetic field, and a first signal of the first signal for a predetermined time interval. Means for generating a second signal representative of an average value, and comparing the first signal with the second signal and transmitting an output signal representative of the relative magnitude of the first and second signals. A magnetic sensor comprising a comparison means and. 【請求項５】 上記磁気感応コンポーネントと上記比較
手段との間に接続され、上記第１の信号を増幅する信号
増幅手段とを更に含み、上記第２の信号を生成する手段
が上記信号増幅手段に接続された請求項４に記載の磁気
センサ。5. The signal amplification means further comprises signal amplification means connected between the magnetically sensitive component and the comparison means for amplifying the first signal, the means for generating the second signal. The magnetic sensor according to claim 4, which is connected to the. 【請求項６】 上記第１の信号の瞬間値を上記第２の信
号と仮定する手段を更に含む請求項４記載の磁気セン
サ。6. The magnetic sensor according to claim 4, further comprising means for assuming an instantaneous value of the first signal as the second signal. 【請求項７】 磁気感応コンポーネントであって、上記
磁気感応コンポーネントの検知平面に垂直な方向で上記
磁気感応コンポーネントにかかる磁界成分の強度を表わ
す第１の信号を生成する磁気感応コンポーネントを備
え、 上記磁気感応コンポーネントがホール効果素子で構成さ
れ、 更に、上記磁気感応コンポーネントの近傍に配置され、
南北両磁極間に延伸する中央軸を有し、上記検知平面に
垂直に置かれ、上記磁界を発生させる磁石と、 予め定められた時間間隔にわたる上記第１信号の平均値
を表わす第２の信号を生成する手段と、 上記第１の信号を上記第２の信号と比較し、上記第１と
第２の信号との相対的大きさを表わす出力信号を伝送す
る比較手段であって、上記第１の信号を上記第２の信号
からの第１のオフセット値と比較し、上記出力信号の第
１の大きさを与える手段と上記第１の信号を上記第２の
信号からの第２のオフセット値と比較し上記出力信号の
第２の大きさを与える手段とを含む比較手段と、 上記磁気感応コンポーネントと上記比較手段との間に接
続され、上記第１の信号を増幅し、かつ上記第２の信号
を生成する手段に接続された信号増幅手段と、 上記磁気感応コンポーネントの出力と上記第２の信号生
成手段の入力との間に接続されたスイッチを具備し、上
記第１の信号の瞬間値を上記第２の信号と仮定する手段
と、 からなる磁気センサ。7. A magnetically sensitive component, comprising: a magnetically sensitive component that produces a first signal representative of the strength of a magnetic field component applied to the magnetically sensitive component in a direction perpendicular to a sensing plane of the magnetically sensitive component; The magnetically sensitive component is composed of a Hall effect element, and further arranged near the magnetically sensitive component,
A magnet having a central axis extending between north and south magnetic poles, placed perpendicular to the sensing plane, for generating the magnetic field, and a second signal representing an average value of the first signal over a predetermined time interval. For comparing the first signal with the second signal and transmitting an output signal representative of the relative magnitude of the first and second signals. Means for comparing the first signal to a first offset value from the second signal to provide a first magnitude of the output signal and the first signal to a second offset from the second signal Connected between the magnetic sensitive component and the comparing means, the comparing means including means for comparing the value to give a second magnitude of the output signal, amplifying the first signal, and Signal amplification means connected to the means for generating the two signals; A switch connected between the output of the magnetically sensitive component and the input of the second signal generating means, wherein the instantaneous value of the first signal is assumed to be the second signal. Magnetic sensor.