JPS5854599B2 - 磁気検出装置 - Google Patents
磁気検出装置Info
- Publication number
- JPS5854599B2 JPS5854599B2 JP51113590A JP11359076A JPS5854599B2 JP S5854599 B2 JPS5854599 B2 JP S5854599B2 JP 51113590 A JP51113590 A JP 51113590A JP 11359076 A JP11359076 A JP 11359076A JP S5854599 B2 JPS5854599 B2 JP S5854599B2
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- Japan
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- hall
- voltage
- hall element
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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)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Brushless Motors (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は磁気検出装置に係り、各ホール素子の電圧端子
の相加平均電圧を夫々比較して比較誤差電圧を得この電
圧に応じて各ホール素子の電流端子に直列に接続された
抵抗に流れる電流を制御し、各ホール素子の特性のバラ
ツキ或いは周囲温度の変化等に関係なく各ホール素子の
相加平均電圧を常に等しくし得、各ホール素子と磁性体
との相対位置を常に正確に検出し得る磁気検出装置を提
供することを目的とする。
の相加平均電圧を夫々比較して比較誤差電圧を得この電
圧に応じて各ホール素子の電流端子に直列に接続された
抵抗に流れる電流を制御し、各ホール素子の特性のバラ
ツキ或いは周囲温度の変化等に関係なく各ホール素子の
相加平均電圧を常に等しくし得、各ホール素子と磁性体
との相対位置を常に正確に検出し得る磁気検出装置を提
供することを目的とする。
第1図はホール素子を用いた一般の直流無刷子モータの
1例の回路図を示す。
1例の回路図を示す。
同図に示すモータは、ステータ(図示せず)に電気角で
900ずつ離間して装着された4相の電機子巻線W1〜
W4を有するホールモータの例で、ホール素子H,,H
2によって永久磁石よりなるロータ(図示せず)と電機
子巻線W1〜W4との相対位置を検出し、これにより、
トランジスタX1〉X4を上記相対位置に応じて夫々オ
ン、オフせしめ、電機子巻線W1〜W4に流れる電流を
順次切換えてロータを一定方向に回転させる。
900ずつ離間して装着された4相の電機子巻線W1〜
W4を有するホールモータの例で、ホール素子H,,H
2によって永久磁石よりなるロータ(図示せず)と電機
子巻線W1〜W4との相対位置を検出し、これにより、
トランジスタX1〉X4を上記相対位置に応じて夫々オ
ン、オフせしめ、電機子巻線W1〜W4に流れる電流を
順次切換えてロータを一定方向に回転させる。
上記構成のモータに釦いて、例えばホール素子H2の電
流端子に接続されている可変抵抗VRを適宜調整するこ
とにより、トランジスタX1〜X4 を順次電気角で9
00ずつずらしてオンせしめて電機子巻線W1−W′4
に順次流通角90° (電気角)及び位相差900 (
電気角)を以て通電させるのが理想的であるが、実際に
はホール素子H1,H2の自己発熱や周囲温度の変化等
によって入力抵抗が変化しく例えばインジウムアンチモ
ンのホール素子の入力抵抗の温度係数は−2% /’C
〜−3%/’Cの範囲でばらつく)、これによシ、第2
図Aに示す如く、ホール素子H1の電圧端子の電圧V1
(曲線I)の平均電圧或いは電圧v3(曲線■)の平均
電圧(直流成分、直線V)と、ホール素子H2の電圧端
子の電圧v2 (曲線■)の平均電圧或いは電圧■4(
曲線■)の平均電圧(直流成分、直線■)とが異なり、
同図Bに示す如く、電機子電流■1〜■4の流通角が一
定でなくなり、トルクむらを生じたり、起動しなくなる
の等の欠点があった。
流端子に接続されている可変抵抗VRを適宜調整するこ
とにより、トランジスタX1〜X4 を順次電気角で9
00ずつずらしてオンせしめて電機子巻線W1−W′4
に順次流通角90° (電気角)及び位相差900 (
電気角)を以て通電させるのが理想的であるが、実際に
はホール素子H1,H2の自己発熱や周囲温度の変化等
によって入力抵抗が変化しく例えばインジウムアンチモ
ンのホール素子の入力抵抗の温度係数は−2% /’C
〜−3%/’Cの範囲でばらつく)、これによシ、第2
図Aに示す如く、ホール素子H1の電圧端子の電圧V1
(曲線I)の平均電圧或いは電圧v3(曲線■)の平均
電圧(直流成分、直線V)と、ホール素子H2の電圧端
子の電圧v2 (曲線■)の平均電圧或いは電圧■4(
曲線■)の平均電圧(直流成分、直線■)とが異なり、
同図Bに示す如く、電機子電流■1〜■4の流通角が一
定でなくなり、トルクむらを生じたり、起動しなくなる
の等の欠点があった。
昔た、これらの悪影響を軽減するためには特性の略等し
いホール素子を用いる必要があるが、ホール素子の製造
上極めて困難である等の欠点があった。
いホール素子を用いる必要があるが、ホール素子の製造
上極めて困難である等の欠点があった。
本発明は上記欠点を除去したものであり、第3図以下と
共にその1実施例について説明する。
共にその1実施例について説明する。
第3図は本発明になる磁気検出装置を4相のホールモー
タに適用した回路図を示す。
タに適用した回路図を示す。
同図中、X5はトランジスタで、そのベースは抵抗値の
等しい抵抗R1,R3を介してホール素子H1(第1の
ホール素子)の2つの電圧端子の夫々に接続されており
、そのコレクタは抵抗R5を介して電源端子1に接続さ
れていると共にホール素子H1の2つの電流端子の一方
に接続されている。
等しい抵抗R1,R3を介してホール素子H1(第1の
ホール素子)の2つの電圧端子の夫々に接続されており
、そのコレクタは抵抗R5を介して電源端子1に接続さ
れていると共にホール素子H1の2つの電流端子の一方
に接続されている。
X6はトランジスタで、そのベースは抵抗値の等しい抵
抗R2,R4を介してホール素子H2(第2のホール素
子)の2つの電圧端子の夫々に接続されており、そのコ
レクタは抵抗R6を介して電源端子1に接続されている
と共にホール素子H2の2つの一方に接続されて釦り、
そのエミッタはトランジスタX5の工□ツタに接続され
ている。
抗R2,R4を介してホール素子H2(第2のホール素
子)の2つの電圧端子の夫々に接続されており、そのコ
レクタは抵抗R6を介して電源端子1に接続されている
と共にホール素子H2の2つの一方に接続されて釦り、
そのエミッタはトランジスタX5の工□ツタに接続され
ている。
X7はトランジスタで、そのコレクタはトランジスタX
5の工□ツタとトランジスタX6のエミッタとの接続点
に接続されており、そのベースは抵抗R7及びR8を介
して夫々電源端子1.1′に接続されており、そのエミ
ッタは抵抗R0を介して電源端子1′に接続されている
。
5の工□ツタとトランジスタX6のエミッタとの接続点
に接続されており、そのベースは抵抗R7及びR8を介
して夫々電源端子1.1′に接続されており、そのエミ
ッタは抵抗R0を介して電源端子1′に接続されている
。
トランジスタX1□〜X14の夫々のエミッタは抵抗R
IOを介して電源端子1′に接続されており、ホール素
子H1,H2の他方の電流端子は夫々抵抗R1□t R
1゜を介して電源端子1′に接続されている。
IOを介して電源端子1′に接続されており、ホール素
子H1,H2の他方の電流端子は夫々抵抗R1□t R
1゜を介して電源端子1′に接続されている。
抵抗R,,R6,R1□、R12の抵抗値は全て略等し
い値に設定されている。
い値に設定されている。
トランジスタX5〜X7及び抵抗R1〜R4,R7〜R
0にて差動増幅器が構成されて釦り、本発明装置の要部
をなす。
0にて差動増幅器が構成されて釦り、本発明装置の要部
をなす。
その他の構成は第1図に示す回路と同様である。
次に、上記構成回路の動作について説明する。
同図に釦いて、電源端子1よりの電流がホール素子H1
,H2及びトランジスタX1〜X4に供給されると、ホ
ール素子H1,H2によってロータの位置を検出し、ト
ランジスタX1〜X4及びトランジスタX11〜X14
は順次オンとなり、電機子巻線W1〜W4に順次電流が
流れることによりロータを所定方向で回転せしめる。
,H2及びトランジスタX1〜X4に供給されると、ホ
ール素子H1,H2によってロータの位置を検出し、ト
ランジスタX1〜X4及びトランジスタX11〜X14
は順次オンとなり、電機子巻線W1〜W4に順次電流が
流れることによりロータを所定方向で回転せしめる。
な釦、定速制御回路及び電機子電流の振幅制御回路につ
いての動作説明は省略する。
いての動作説明は省略する。
ここで、差動増幅器を構成するトランジスタX5.X6
のベース電圧について考えてみるに、との差動増幅器の
第1の入力端となるトランジスタX5のベースにはトラ
ンジスタX1 のベースに印加されているホール電圧V
とトランジスタX3のベースに印加されているホール
電圧■3 との相加平均電圧v13(第1の相加平均
電圧)が印加されており、との差動増幅器の第2の入力
端となるトランジスタX6のベースにはトランジスタX
2のベースに印加されているホール電圧V2 とトラン
ジスタX4のベースに印加されているホール電圧v4
との相加平均電圧V24(第2の相加平均電圧)が印
加されており、上記電圧v1 とv3.v2と■4
との交流成分は夫々互いに位相が逆相であるため、上記
電圧■ 及び電圧V24はリップルの3 殆どない直流電圧である。
のベース電圧について考えてみるに、との差動増幅器の
第1の入力端となるトランジスタX5のベースにはトラ
ンジスタX1 のベースに印加されているホール電圧V
とトランジスタX3のベースに印加されているホール
電圧■3 との相加平均電圧v13(第1の相加平均
電圧)が印加されており、との差動増幅器の第2の入力
端となるトランジスタX6のベースにはトランジスタX
2のベースに印加されているホール電圧V2 とトラン
ジスタX4のベースに印加されているホール電圧v4
との相加平均電圧V24(第2の相加平均電圧)が印
加されており、上記電圧v1 とv3.v2と■4
との交流成分は夫々互いに位相が逆相であるため、上記
電圧■ 及び電圧V24はリップルの3 殆どない直流電圧である。
なおトランジスタX5゜X6 のコレクタはこの差動増
幅器の第1及び第2の出力端となる。
幅器の第1及び第2の出力端となる。
筐た、各ホール素子H1,H2の2つの電流端子は略抵
抗値の等しい抵抗R5t R6tRll t R1□を
介して夫々電源端子1,1′に接続されているのでホー
ル電圧v1〜■4の直流成分は電源電圧の略−であり、
相加平均電圧V13.v24はホール素子H1,H2の
磁気抵抗効果の影響を受けることなく夫々所定値を保持
する。
抗値の等しい抵抗R5t R6tRll t R1□を
介して夫々電源端子1,1′に接続されているのでホー
ル電圧v1〜■4の直流成分は電源電圧の略−であり、
相加平均電圧V13.v24はホール素子H1,H2の
磁気抵抗効果の影響を受けることなく夫々所定値を保持
する。
そこで、ホール素子H1,H2の夫々の特性のバラツキ
或いは周囲温度の変化等によって電圧v13が電圧V2
4より高くなろうとした場合、トランジスタX5.X6
はこれを検出し、トランジスタX5のコレクタ電流が増
大すると同時にトランジスタX6のコレクタ電流は減少
する。
或いは周囲温度の変化等によって電圧v13が電圧V2
4より高くなろうとした場合、トランジスタX5.X6
はこれを検出し、トランジスタX5のコレクタ電流が増
大すると同時にトランジスタX6のコレクタ電流は減少
する。
これにより、抵抗R5の電圧降下が犬となり、そして抵
抗R6の電圧降下は小となるため、電圧■13が電圧■
24と常に等しくなるよう制御する。
抗R6の電圧降下は小となるため、電圧■13が電圧■
24と常に等しくなるよう制御する。
従って、本発明装置によれば、第4図Aに示す如く、ホ
ール電圧V1.V3の相加平均電圧v13とホール電圧
v2.■4の相加平均電圧v24とは常に一致し、これ
により、同図Bに示す如く、電機子巻線W1〜W4に流
れる電機子電流工、〜I4の流通角は全て等しくなり、
ロータをトルクむら、回転むらなく円滑に回転せしめ得
る。
ール電圧V1.V3の相加平均電圧v13とホール電圧
v2.■4の相加平均電圧v24とは常に一致し、これ
により、同図Bに示す如く、電機子巻線W1〜W4に流
れる電機子電流工、〜I4の流通角は全て等しくなり、
ロータをトルクむら、回転むらなく円滑に回転せしめ得
る。
な釦、上記実施例においてはホール素子を2個用いた構
成とされているが、3個以上のホール素子を用いて検出
する回路にも同様に適用し得、各ホール素子の2つの電
圧端子を抵抗を介して差動増幅器を構成する各トランジ
スタのベースに接続し該トランジスタの工□ツタを第3
図に示す定電流源のトランジスタX7のコレクタに接続
すればよい。
成とされているが、3個以上のホール素子を用いて検出
する回路にも同様に適用し得、各ホール素子の2つの電
圧端子を抵抗を介して差動増幅器を構成する各トランジ
スタのベースに接続し該トランジスタの工□ツタを第3
図に示す定電流源のトランジスタX7のコレクタに接続
すればよい。
捷た、ホール電圧に応じた出力信号を得この出力信号に
よってホール素子の電流端子に流れる電流を制御する装
置であればホールモータ以外にも同様に適用し得、また
、ホールモータの如き時間と共に変化する磁界ではなく
一定の静止磁界を受けて作動する機器にも同様に適用し
得る。
よってホール素子の電流端子に流れる電流を制御する装
置であればホールモータ以外にも同様に適用し得、また
、ホールモータの如き時間と共に変化する磁界ではなく
一定の静止磁界を受けて作動する機器にも同様に適用し
得る。
上述の如く、本発明になる磁気検出装置は、ホール素子
は少なくとも第1および第2のホール素子で構成され、
第1のホール素子は2つのホール電圧端子と2つの電流
端子とを有し、第2のホール素子は2つの電圧端子と2
つの電流端子とを有するものであり、前記第1のホール
素子の2つの夫々のホール電圧端子に生じるホール電圧
が加えられてなる第1の相加平均電圧が印加される第1
の入力端子と、前記第2のホール素子の2つの夫夫のホ
ール電圧端子に生じるホール電圧が加えられてなる第2
の相加平均電圧が印加される第2の入力端子と、前記第
1のホール素子の一方の電流端子に接続された第1の出
力端子と、前記第2のホール素子の一方の電流端子に接
続された第2の出力端子とを有する差動増幅器を有し、
前記第1の相加平均電圧と前記第2の相加平均電圧とが
前記差動増幅器に比較されることにより、その比較誤差
電圧に応じて前記第1のホール素子むよび前記第2のホ
ール素子の夫々の電流端子に流れる電流が制御され前記
第1の相加平均電圧および前記第2の相加平均電圧がほ
ぼ等しくなされるように構成したため、ホール素子の自
己発熱や周囲温度の変化等により入力抵抗の不斉−等各
ホール素子の特性にバラツキがあっても常にホール素子
の電圧端子の平均電圧を等しくし得、このため、複数の
ホール素子の各特性を厳密に合わせる必要がなく、また
、ホールモータ等に適用した場合、電機子電流を正確な
タイミングで流し得、トルクむら、回転むらなくロータ
を円滑に回転せしめ得、起動トルクの低下を防止し得、
特に電機子巻線に発生する逆起電力の波形が乱れないの
で逆起電力を用いて速度制御するモータに最適である等
の特長を有する。
は少なくとも第1および第2のホール素子で構成され、
第1のホール素子は2つのホール電圧端子と2つの電流
端子とを有し、第2のホール素子は2つの電圧端子と2
つの電流端子とを有するものであり、前記第1のホール
素子の2つの夫々のホール電圧端子に生じるホール電圧
が加えられてなる第1の相加平均電圧が印加される第1
の入力端子と、前記第2のホール素子の2つの夫夫のホ
ール電圧端子に生じるホール電圧が加えられてなる第2
の相加平均電圧が印加される第2の入力端子と、前記第
1のホール素子の一方の電流端子に接続された第1の出
力端子と、前記第2のホール素子の一方の電流端子に接
続された第2の出力端子とを有する差動増幅器を有し、
前記第1の相加平均電圧と前記第2の相加平均電圧とが
前記差動増幅器に比較されることにより、その比較誤差
電圧に応じて前記第1のホール素子むよび前記第2のホ
ール素子の夫々の電流端子に流れる電流が制御され前記
第1の相加平均電圧および前記第2の相加平均電圧がほ
ぼ等しくなされるように構成したため、ホール素子の自
己発熱や周囲温度の変化等により入力抵抗の不斉−等各
ホール素子の特性にバラツキがあっても常にホール素子
の電圧端子の平均電圧を等しくし得、このため、複数の
ホール素子の各特性を厳密に合わせる必要がなく、また
、ホールモータ等に適用した場合、電機子電流を正確な
タイミングで流し得、トルクむら、回転むらなくロータ
を円滑に回転せしめ得、起動トルクの低下を防止し得、
特に電機子巻線に発生する逆起電力の波形が乱れないの
で逆起電力を用いて速度制御するモータに最適である等
の特長を有する。
第1図及び第2図A、Bは夫々従来のホールモータの1
例の回路図及びその動作を説明するための電圧波形図、
電流波形図、第3図及び第4図A。 Bは夫々本発明になる磁気検出装置の1実施例の回路図
及びその動作を説明するための電圧波形図、電流波形図
である。 Hl、H2・・・ホール素子、X1〜X7.X1□〜X
14・・・トランジスタ、R1〜R1□・・・抵抗、W
l−w4・・・電機子巻線。
例の回路図及びその動作を説明するための電圧波形図、
電流波形図、第3図及び第4図A。 Bは夫々本発明になる磁気検出装置の1実施例の回路図
及びその動作を説明するための電圧波形図、電流波形図
である。 Hl、H2・・・ホール素子、X1〜X7.X1□〜X
14・・・トランジスタ、R1〜R1□・・・抵抗、W
l−w4・・・電機子巻線。
Claims (1)
- 1 複数のホール素子に磁性体より磁界を与えることに
より該ホール素子からホール電圧をとり出し該ホール電
圧によって該ホール素子と該磁性体との相対位置を検出
する磁気検出装置において、前記ホール素子は少なくと
も第1および第2のホール素子で構成され、該第1のホ
ール素子は2つのホール電圧端子と2つの電流端子とを
有し、該第2のホール素子は2つの電圧端子と2つの電
流端子とを有するものであり、前記第1のホール素子の
2つの夫々のホール電圧端子に生じるホール電圧が加え
られてなる第1の相加平均電圧が印加される第1の入力
端子と、前記第2のホール素子の2つの夫々のホール電
圧端子に生じるホール電圧が加えられてなる第2の相加
平均電圧が印加される第2の入力端子と、前記第1のホ
ール素子の一方の電流端子に接続された第1の出力端子
と、前記第2のホール素子の一方の電流端子に接続され
た第2の出力端子とを有する差動増幅器を有し、前記第
1の相加平均電圧と前記第2の相加平均電圧とが前記差
動増幅器で比較されることにより、その比較誤差電圧に
応じて前記第1のホール素子および前記第2のホール素
子の夫々の電流端子に流れる電流が制御され前記第1の
相加平均電圧および前記第2の相加平均電圧がほぼ等し
くなされることを特徴とする磁気検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP51113590A JPS5854599B2 (ja) | 1976-09-24 | 1976-09-24 | 磁気検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP51113590A JPS5854599B2 (ja) | 1976-09-24 | 1976-09-24 | 磁気検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5339416A JPS5339416A (en) | 1978-04-11 |
JPS5854599B2 true JPS5854599B2 (ja) | 1983-12-05 |
Family
ID=14616065
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP51113590A Expired JPS5854599B2 (ja) | 1976-09-24 | 1976-09-24 | 磁気検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5854599B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58102110A (ja) * | 1981-12-14 | 1983-06-17 | Toshiba Corp | 無整流子電動機のデジタル回転検出器 |
JPS59217107A (ja) * | 1983-05-26 | 1984-12-07 | Tokyo Optical Co Ltd | ホ−ル素子を用いた角度検出装置 |
JP2570654B2 (ja) * | 1987-12-08 | 1997-01-08 | 日本精工株式会社 | 変位検出装置 |
-
1976
- 1976-09-24 JP JP51113590A patent/JPS5854599B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5339416A (en) | 1978-04-11 |
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