JPS5890172A - 実時間速度メ−タ - Google Patents
実時間速度メ−タInfo
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- JPS5890172A JPS5890172A JP57180077A JP18007782A JPS5890172A JP S5890172 A JPS5890172 A JP S5890172A JP 57180077 A JP57180077 A JP 57180077A JP 18007782 A JP18007782 A JP 18007782A JP S5890172 A JPS5890172 A JP S5890172A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
- G01P3/49—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed using eddy currents
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Soil Working Implements (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はタコメータ、特にホール効実装置によって感知
される渦電流に応答する実時間タコメーク機械に関する
。
される渦電流に応答する実時間タコメーク機械に関する
。
機械的タコメータ機構は略−世紀にわたり使用されてい
るが渦電流機構の使用もそれほどおくれでいない。自動
車の速度計は多くの形で製造されている粗な速度指示装
置の一例である。タコメータの他の型であるブラシ型モ
ータ発電機は高価で正確な巻線コイルを必要とする一例
でるるかコイルの転流によるリップルの影響を受ける。
るが渦電流機構の使用もそれほどおくれでいない。自動
車の速度計は多くの形で製造されている粗な速度指示装
置の一例である。タコメータの他の型であるブラシ型モ
ータ発電機は高価で正確な巻線コイルを必要とする一例
でるるかコイルの転流によるリップルの影響を受ける。
電子タコメータは成る応用に対しては優れているが計数
もしくはパルスの積分動作に対して時間を必要とする。
もしくはパルスの積分動作に対して時間を必要とする。
光学的符号化型のタコメータは信号を平均するのに時間
を要し、フィードバンク装置に対し不安定状態を与える
様な時間遅延を生ずる。従ってリップルの影響を受けな
い回転速度の線型光示を生ずる簡単な安価な構造の正確
な実時間タコメータが必要になる。
を要し、フィードバンク装置に対し不安定状態を与える
様な時間遅延を生ずる。従ってリップルの影響を受けな
い回転速度の線型光示を生ずる簡単な安価な構造の正確
な実時間タコメータが必要になる。
間接的に」;述式れた本発明の詳細な説明が進むにつれ
て明らかにσカ、る不発明の他の目的は例えば回転軸の
様な適当な運動する装V1に」:つて駆動てれその速度
の決定が求められている非磁性導電月別である例えばデ
ィスクの様な運動する部材並びに該運動する部材もしく
け回転ディスク中に渦電流を誘起する少なく共1個の永
久磁石組立体及び相対速度を示すため該渦電流を測定す
る少なく共1個のホール効実装置より成る簡単な電気機
械的装置で述成埒れる。ホール効実装置の位置及び電気
的相互接続は永久磁石によって乃、えられる磁場を利用
し、互換実施例に回転ディスクによるランアウト(ぐら
つき)及び悪影響のある偏向に対する補償を可能とする
。
て明らかにσカ、る不発明の他の目的は例えば回転軸の
様な適当な運動する装V1に」:つて駆動てれその速度
の決定が求められている非磁性導電月別である例えばデ
ィスクの様な運動する部材並びに該運動する部材もしく
け回転ディスク中に渦電流を誘起する少なく共1個の永
久磁石組立体及び相対速度を示すため該渦電流を測定す
る少なく共1個のホール効実装置より成る簡単な電気機
械的装置で述成埒れる。ホール効実装置の位置及び電気
的相互接続は永久磁石によって乃、えられる磁場を利用
し、互換実施例に回転ディスクによるランアウト(ぐら
つき)及び悪影響のある偏向に対する補償を可能とする
。
関連従来技法は次の米国’l”T it’ :米国時γ
「第3932813月、米国時W「第40(3) 11476号、米国特許第4093917号及び次の刊
行物: G、M、Berkin 芸” Magnetic
Tachometer”;IBM Technica
l Disclosure Bulletin、。
「第3932813月、米国時W「第40(3) 11476号、米国特許第4093917号及び次の刊
行物: G、M、Berkin 芸” Magnetic
Tachometer”;IBM Technica
l Disclosure Bulletin、。
Vo4.3、扁3.1960年8月刊、第74頁り、E
、Cuzner、 A、Paton及び C,N。
、Cuzner、 A、Paton及び C,N。
Walljs著” 5haft 5peed Det
ector ” ;IBM Technical D
isclosure Bulletin、。
ector ” ;IBM Technical D
isclosure Bulletin、。
Vot、 11、扁ろ、1968年8月、第347頁A
、 I3.Wi 11 s著” Magnetic
Tachometer”;IBM Technical
Disclosure Bulletin 。
、 I3.Wi 11 s著” Magnetic
Tachometer”;IBM Technical
Disclosure Bulletin 。
Vot、16、扁1.1973年6月、第260頁に見
出でれる。
出でれる。
上記米国特許第3932813号は成る配列体中の渦電
流を検出するための感知装置に向けられ、航空機のター
ビン機関の回転速度を決定する。2つの感知巻線が与え
られ差動的に接続でれていて、ランダムな雑音及び他の
漂遊電位が出力電流から除去されている。
流を検出するための感知装置に向けられ、航空機のター
ビン機関の回転速度を決定する。2つの感知巻線が与え
られ差動的に接続でれていて、ランダムな雑音及び他の
漂遊電位が出力電流から除去されている。
米国特許第4011476号は内燃機関の回転(4)
軸の回転速度を示す周波数を有する電流発生器に向けら
れている。内燃機関の点火系の配電器には非磁性別車及
びホール効実装Yが、配電器の軸の角速度に比例するパ
ルス化DC電流を発生する補助回路と共にはめこ1れて
いる。
れている。内燃機関の点火系の配電器には非磁性別車及
びホール効実装Yが、配電器の軸の角速度に比例するパ
ルス化DC電流を発生する補助回路と共にはめこ1れて
いる。
米国特許第4093917号は運動する導電体の渦電流
の変化を検出するためのホール効実装置が取付けられて
いるE形状の磁芯からの磁場を受ける運動する導電体の
速度を表示するため、差動的に接続された2つのホール
効実装置を有する速度感度配列体を開示している。
の変化を検出するためのホール効実装置が取付けられて
いるE形状の磁芯からの磁場を受ける運動する導電体の
速度を表示するため、差動的に接続された2つのホール
効実装置を有する速度感度配列体を開示している。
」1記11 c r lc i n著の刊行物は1対の
差動的に接続でれた巻線を有する簡単なりコメータ配列
体中の渦電流を差動的に感知する基本を示している。
差動的に接続でれた巻線を有する簡単なりコメータ配列
体中の渦電流を差動的に感知する基本を示している。
上記CII Z n e等の刊行物はディスクの1部の
まわりに設定でれた磁場に対する速度の効果を感知する
事によって又予定の磁場の閾値で電気的に閉成でれるリ
ード・スイッチ・カプセルを保持する軟鉄ヨークを使用
する事によって、アルミニウムのディスクの単一回転の
速度を検出するための配列体に向けられている。
まわりに設定でれた磁場に対する速度の効果を感知する
事によって又予定の磁場の閾値で電気的に閉成でれるリ
ード・スイッチ・カプセルを保持する軟鉄ヨークを使用
する事によって、アルミニウムのディスクの単一回転の
速度を検出するための配列体に向けられている。
上記Wills著の刊行物は簡単にディスクの回転速度
を測定する磁気ディスク及びホール効実装置を必要とす
る配列体を説明している。
を測定する磁気ディスク及びホール効実装置を必要とす
る配列体を説明している。
不発明に従う素子の組合せはこれ等の従来の時相の参考
文献に説明でれている幾つかの配列体を有芒ない。特に
ディスク中に渦電流を誘起し、ディスクの回転速度を示
す渦電流中の変化に応答するホール効実装置のための磁
場を与えるための組立体の部材間の空気ギャップ中に永
久磁石及びホール効実装置を置いたヨーク構造体につい
て何等の示唆を与えていない。啄らに具体的にはランア
ウトの悪い効果を平衡して相殺するためにディスクの両
面にホール効実装置の対を配列する事を提案していない
。
文献に説明でれている幾つかの配列体を有芒ない。特に
ディスク中に渦電流を誘起し、ディスクの回転速度を示
す渦電流中の変化に応答するホール効実装置のための磁
場を与えるための組立体の部材間の空気ギャップ中に永
久磁石及びホール効実装置を置いたヨーク構造体につい
て何等の示唆を与えていない。啄らに具体的にはランア
ウトの悪い効果を平衡して相殺するためにディスクの両
面にホール効実装置の対を配列する事を提案していない
。
本発明に従う基本的配列体が第1図に概略的に示されて
いる。回転軸10はその回転速度を決定するためにハブ
14により軸に固定σれたアルミニウムである事が好4
、しい導電性非磁性材料の平坦な円形ディスク12の形
の部イ」を支持している。
いる。回転軸10はその回転速度を決定するためにハブ
14により軸に固定σれたアルミニウムである事が好4
、しい導電性非磁性材料の平坦な円形ディスク12の形
の部イ」を支持している。
配列体は同様に軟鉄である事が好外(〜い2つのコア部
材16.16、図示てれた如く、棒磁石である事が好寸
しいが1フコ案σれた如き、磁極片19.19が加えら
れた大きなC71yの磁石であってもよい永久磁石18
及びホール効実装置20より成る。
材16.16、図示てれた如く、棒磁石である事が好寸
しいが1フコ案σれた如き、磁極片19.19が加えら
れた大きなC71yの磁石であってもよい永久磁石18
及びホール効実装置20より成る。
すべてはコア部材16.16の表面19.19の間に空
気ギヤツブをJjえるヨークをなす様に組立てられる事
が好寸しい。このヨーりa次いで図示式れた如く空気ギ
ャップ中にディスク12及びホール効実装置20が存在
する様に配置はれる。
気ギヤツブをJjえるヨークをなす様に組立てられる事
が好寸しい。このヨーりa次いで図示式れた如く空気ギ
ャップ中にディスク12及びホール効実装置20が存在
する様に配置はれる。
ホール効果装置20iJ″磁気回路中に存在する磁場を
感知し、磁場の強式に比例した線型出力電圧ヲJうえる
。アルミニウム・ディスクが静止する時、永久磁石によ
って発生でれる磁束はその正規の密度にある。ホール効
実装U+’1”r1静的レベルの磁場の存在を示してい
る。アルミニウム・ディスクが回転する時空気ギャップ
を(1♂」切る磁場はディスク中に渦電流を生ずる。回
転の方向に依存して、渦電(7) 清は極の表面19.19の端における静的な磁場に反対
もしくは順方向の磁場を発生する。従って磁気回路中の
磁束は減少もしくけ増強でれる。この磁束密度の変化は
線形ホール装置20によって感知され、ディスクの運動
が示される。ディスク回転速度が増大する時は、回路中
の磁場は比例して減少もしくは増大する。ディスク速度
及び磁束密度の間の関係は線形であり、従ってタコメー
タの設計が可能とされる。ホール効実装置の出力は電圧
である。従って、速度から電圧の実時間変換が順序よく
行われる。転流が含まれないのでリップル源は存在しな
い。回転速度Vに関連する出力電圧Eのグラフ光示は第
2図の曲線24によって示芒れている。実時間で渦電流
に応答するホール効実装置のタコメータの1実施例が第
3図に示されている。C形のヨーク22には磁極表面1
9′を有する1対の永久磁石18′が取付けられ、アル
ミニウム鋼もしくはマグネシウムのディスク12′が2
つのホール効実装置20′と共に磁@L表面19′間の
空気ギヤングの中に配列されている。
感知し、磁場の強式に比例した線型出力電圧ヲJうえる
。アルミニウム・ディスクが静止する時、永久磁石によ
って発生でれる磁束はその正規の密度にある。ホール効
実装U+’1”r1静的レベルの磁場の存在を示してい
る。アルミニウム・ディスクが回転する時空気ギャップ
を(1♂」切る磁場はディスク中に渦電流を生ずる。回
転の方向に依存して、渦電(7) 清は極の表面19.19の端における静的な磁場に反対
もしくは順方向の磁場を発生する。従って磁気回路中の
磁束は減少もしくけ増強でれる。この磁束密度の変化は
線形ホール装置20によって感知され、ディスクの運動
が示される。ディスク回転速度が増大する時は、回路中
の磁場は比例して減少もしくは増大する。ディスク速度
及び磁束密度の間の関係は線形であり、従ってタコメー
タの設計が可能とされる。ホール効実装置の出力は電圧
である。従って、速度から電圧の実時間変換が順序よく
行われる。転流が含まれないのでリップル源は存在しな
い。回転速度Vに関連する出力電圧Eのグラフ光示は第
2図の曲線24によって示芒れている。実時間で渦電流
に応答するホール効実装置のタコメータの1実施例が第
3図に示されている。C形のヨーク22には磁極表面1
9′を有する1対の永久磁石18′が取付けられ、アル
ミニウム鋼もしくはマグネシウムのディスク12′が2
つのホール効実装置20′と共に磁@L表面19′間の
空気ギヤングの中に配列されている。
(8)
ホール効実装置20′は空気ギャップ中に存在する磁場
を感知し、磁場の強度に正比例する出力電圧をJうえる
。第4図に使用てれ、その出力が図示の如く差動増幅器
2/Iに接続てれた2つのホール効実装置20″及び2
0 ”k+、静止ディスクに対して0の正味の出力を端
子28に乃える。
を感知し、磁場の強度に正比例する出力電圧をJうえる
。第4図に使用てれ、その出力が図示の如く差動増幅器
2/Iに接続てれた2つのホール効実装置20″及び2
0 ”k+、静止ディスクに対して0の正味の出力を端
子28に乃える。
第5図及び第6図は導電性(例えばアルミニウム、マグ
ネシウムもしくに銅)のディスク12′をホール効実装
置20’、20’の上下に存在する永久磁石1B’、1
B’によって供給てれる一定磁場の存在下で回転式せた
効果を示した図である(磁石は第5図中のヨーク22中
にかくれている)。
ネシウムもしくに銅)のディスク12′をホール効実装
置20’、20’の上下に存在する永久磁石1B’、1
B’によって供給てれる一定磁場の存在下で回転式せた
効果を示した図である(磁石は第5図中のヨーク22中
にかくれている)。
磁場の存在の下でディスク12′を回転てせるとディス
ク12中に電圧が誘導される。金属中の自由電子にディ
スク内に渦電流を生ずる。渦電流の経路は破線i によ
って示でれており、永久磁石の磁束は破線BpMによっ
て、渦電流によって発生でれる磁束は破線B2によって
示てれている。
ク12中に電圧が誘導される。金属中の自由電子にディ
スク内に渦電流を生ずる。渦電流の経路は破線i によ
って示でれており、永久磁石の磁束は破線BpMによっ
て、渦電流によって発生でれる磁束は破線B2によって
示てれている。
ディスク12′が静止していると、ディスク中には渦電
流は誘導式れず、BF、はOに等しい。ホール効実装置
は永久磁石18’、18’からの等しい磁場を受け、出
力電圧E は0である。
流は誘導式れず、BF、はOに等しい。ホール効実装置
は永久磁石18’、18’からの等しい磁場を受け、出
力電圧E は0である。
ut
ディスク12′が回転すると、第5図及び第6図に示芒
れた如く、渦電流及びその磁束が発生式れる。空気ギャ
ップ34中では永久磁石からの磁束BPM及びB。は加
わシ、他方2つの磁束はギャップ36中で反対方向を向
いている。この結果所与の極性の出力電圧が発生される
。ディスクの回転が反対方向になると、渦電流の方向が
変化し、これと共に出力電位の極性も変化する。この出
力電圧の犬@さけ第2図中の曲線24と類似の曲線によ
って表わでれる如く回転速度及び方向に比例する。
れた如く、渦電流及びその磁束が発生式れる。空気ギャ
ップ34中では永久磁石からの磁束BPM及びB。は加
わシ、他方2つの磁束はギャップ36中で反対方向を向
いている。この結果所与の極性の出力電圧が発生される
。ディスクの回転が反対方向になると、渦電流の方向が
変化し、これと共に出力電位の極性も変化する。この出
力電圧の犬@さけ第2図中の曲線24と類似の曲線によ
って表わでれる如く回転速度及び方向に比例する。
基本的渦電流クコメータの出力電圧は回転ディスクのホ
ール効実装置に対する物理的距離に依存する。ランアウ
ト(ぐらつき)によるこの距離の変動は出力電圧を変調
式せる。
ール効実装置に対する物理的距離に依存する。ランアウ
ト(ぐらつき)によるこの距離の変動は出力電圧を変調
式せる。
第7図はこのタコメータの本発明に従う改良形を示した
図である。例えばもしディスク12′及びホール効実装
置51間の距離が噌太すると、このディスクとホール効
実装置52間の距離が減少する。も(−ホール効実装置
51及び52の出力電圧のみならずホール効実装置53
及び54の出力電圧が第8図に示された如く(この図で
はダッシュで示されている)回路配列体を接続する事に
よって加算でれると、ランアウトに対する感度が太いに
減少てれる。各永久磁石から同一磁束が発生されるもの
と仮定すると、出力電圧は同様に2倍となる。
図である。例えばもしディスク12′及びホール効実装
置51間の距離が噌太すると、このディスクとホール効
実装置52間の距離が減少する。も(−ホール効実装置
51及び52の出力電圧のみならずホール効実装置53
及び54の出力電圧が第8図に示された如く(この図で
はダッシュで示されている)回路配列体を接続する事に
よって加算でれると、ランアウトに対する感度が太いに
減少てれる。各永久磁石から同一磁束が発生されるもの
と仮定すると、出力電圧は同様に2倍となる。
本発明は回転ディスクによって説明でれたがこれは線形
運動特性を有する装置、即ちめたかも無限の半径を有す
る如きディスクについても同様に適用可能である。
運動特性を有する装置、即ちめたかも無限の半径を有す
る如きディスクについても同様に適用可能である。
不発明に従うタコメータ附:線形の実時間速度−電位変
換器である。その簡31′Iな、TIVは製造に最小の
機械的な制限が加わるのみで、コストが安くなシ高い信
頼性をもたらす。リップルもしくは情報の時間的おくれ
が生じないといつ利点も存在する。
換器である。その簡31′Iな、TIVは製造に最小の
機械的な制限が加わるのみで、コストが安くなシ高い信
頼性をもたらす。リップルもしくは情報の時間的おくれ
が生じないといつ利点も存在する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に従う基本的タコメーク配列体の概略図
である。第1A図は第1図の線A−Aの概略図である。 第1A図は第1図の線A−Aに沿ってみた第1図の構造
体の1部の断面図である。 第2図は本発明に従う基本的クコメータ配列体の軸の回
転速度に関連する出力電位のグラフ表示である。第6図
は不発明に従うクコメーク配列体の実用的実施例の図で
める。第4図は不発明に従うクコメークの機能的電気的
回路を示した図でるる。 第5図及び第6図は第3図のクコメータ配列体中の磁場
及び渦電流を示した図である。第7図は本発明に従うタ
コメーク配列体の互換実施例の図でるる。第8図は第7
図に示でれた実施例に従うタコメータの機能的電気回路
図でろる。 10・・・・回転軸、12.12′・・・・ディスク、
14・・・・ハブ、16・・・・コア部材、18.18
′・・・・永久磁石、19 .19’ ・・・・極片、
20゜20′・・・・ホール効実装置、22・・・・ヨ
ーク構造体、24・・・・差動増幅器。
である。第1A図は第1図の線A−Aの概略図である。 第1A図は第1図の線A−Aに沿ってみた第1図の構造
体の1部の断面図である。 第2図は本発明に従う基本的クコメータ配列体の軸の回
転速度に関連する出力電位のグラフ表示である。第6図
は不発明に従うクコメーク配列体の実用的実施例の図で
める。第4図は不発明に従うクコメークの機能的電気的
回路を示した図でるる。 第5図及び第6図は第3図のクコメータ配列体中の磁場
及び渦電流を示した図である。第7図は本発明に従うタ
コメーク配列体の互換実施例の図でるる。第8図は第7
図に示でれた実施例に従うタコメータの機能的電気回路
図でろる。 10・・・・回転軸、12.12′・・・・ディスク、
14・・・・ハブ、16・・・・コア部材、18.18
′・・・・永久磁石、19 .19’ ・・・・極片、
20゜20′・・・・ホール効実装置、22・・・・ヨ
ーク構造体、24・・・・差動増幅器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 その運動速度を決定する事が望まれる導電性非磁性材料
の運動する部材と、 ホール効果感知素子と、 上記ホール効果感知素子に接続された差動増幅回路配列
体と、 永久磁石部材及び磁性金属コア部材を有し、これ等で形
成される空気ギャップ中に磁気経路を与える様に配列さ
れたヨーク構造体とよシ成υ、上記運動する部材及び上
記ホール効果感知素子は上記空気ギャップ中に配置はれ
、上記ホール効果感知素子が上記運動する部材中に誘起
でれる渦電流の磁場を感知する事を特徴とする実時間速
度メータ。
Applications Claiming Priority (2)
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