JPS6295402A - 回転角度検出器 - Google Patents
回転角度検出器Info
- Publication number
- JPS6295402A JPS6295402A JP23602285A JP23602285A JPS6295402A JP S6295402 A JPS6295402 A JP S6295402A JP 23602285 A JP23602285 A JP 23602285A JP 23602285 A JP23602285 A JP 23602285A JP S6295402 A JPS6295402 A JP S6295402A
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- Japan
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- hall elements
- magnetic flux
- angle
- rotating shaft
- magnets
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (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】
３発１ｊ１の詳１細な説１５１
〔産業上の利用分デ？〕
未発ＩＩは液面計、温度５１、圧力計等に利用可能な回
転ｒＱ度検出奏に関する。
転ｒＱ度検出奏に関する。
従来から液面計の回転部分、温度計のバイメタル、圧力
、４１のブルドン管などの回転部分の変位角度を検出す
る装置として種々のものが用いられており、その１つと
して第４，５図番こ示すホール素子を用いたものがある
。
、４１のブルドン管などの回転部分の変位角度を検出す
る装置として種々のものが用いられており、その１つと
して第４，５図番こ示すホール素子を用いたものがある
。
これは回転ｕ（能な一対のマグネット１．２により作ら
れる磁束３中にホール素子４を１１ツけ、ホー ）Ｌｔ
素子４ （７） ’Ａ Ｉｊｌ 而４ ａ ニ１１
東ｖ：Ｉｆｆ Ｂ、感磁面４ｄとの角度０の磁束を加え
、給電端子に電流Ｉを浣すと、出力端子Ａ−Ｂ間に Ｅ＝に・工・Ｂ ５ＩｎＯ＠ＩＩ拳ｅ争（１）Ｋ：比例
定数 なる０に比例した起電力Ｅが生じることを利用している
。
れる磁束３中にホール素子４を１１ツけ、ホー ）Ｌｔ
素子４ （７） ’Ａ Ｉｊｌ 而４ ａ ニ１１
東ｖ：Ｉｆｆ Ｂ、感磁面４ｄとの角度０の磁束を加え
、給電端子に電流Ｉを浣すと、出力端子Ａ−Ｂ間に Ｅ＝に・工・Ｂ ５ＩｎＯ＠ＩＩ拳ｅ争（１）Ｋ：比例
定数 なる０に比例した起電力Ｅが生じることを利用している
。
したがって第５図のように、感磁面４ａとの角度０が可
変で、感磁面における磁束密度Ｂが一定であるような回
動ｉＩＴ能なマグネットｌ、２をホール素子の外側に設
けることにより、非接触の角度検出器を得ることができ
る。
変で、感磁面における磁束密度Ｂが一定であるような回
動ｉＩＴ能なマグネットｌ、２をホール素子の外側に設
けることにより、非接触の角度検出器を得ることができ
る。
このような角度検出器は、構造が簡単で小型にでき、コ
ストも安価であるが、上記（１）式かられかるように、
磁束密Ｉｆｆ Ｂが変化すると出力（／ｉ Ｅが影！を
うける欠点がある。
ストも安価であるが、上記（１）式かられかるように、
磁束密Ｉｆｆ Ｂが変化すると出力（／ｉ Ｅが影！を
うける欠点がある。
ところで現在実用に供せられているマグネットは大別し
て下記の３種類のものがある。
て下記の３種類のものがある。
ａ、希土類マグネット
ｂ、フェライトマグネット
Ｃアルニコマグネット
このうち、ｂは温度により大［１１に磁束密度Ｂが変化
する。またＣは温度による磁束密度の変化はきわめて小
さいが、外部からの磁気により減磁してＢが小さくなる
ことがある。ａは温度の影響がｂより小さく、減磁もほ
とんどないので、ａのマグネットを用いれば第４図の角
度検出器を実用に供することができるが、広い温度範囲
においては、Ｂの温度変化のために高精度の検出器を得
るのは困難である。
する。またＣは温度による磁束密度の変化はきわめて小
さいが、外部からの磁気により減磁してＢが小さくなる
ことがある。ａは温度の影響がｂより小さく、減磁もほ
とんどないので、ａのマグネットを用いれば第４図の角
度検出器を実用に供することができるが、広い温度範囲
においては、Ｂの温度変化のために高精度の検出器を得
るのは困難である。
本発明は、ホール素子の起電力が貫通磁束角度の５１ｎ
Ｏに比例することにＥ ［、ｉ Ｌ、互いに磁束感応面
を９０°ずらした２個のホール素子を設け、この２つの
起電力の比をとることで、磁束密度の変化に影響されな
い精度の高い角度検出をできるようにした。
Ｏに比例することにＥ ［、ｉ Ｌ、互いに磁束感応面
を９０°ずらした２個のホール素子を設け、この２つの
起電力の比をとることで、磁束密度の変化に影響されな
い精度の高い角度検出をできるようにした。
本発明の回転角度検出器は、回転体の回転軸に取り付け
られ１回転軸の回転とともに回動可ｆｉな一対のマグネ
ットを対峙するように配設し、同マグネットの間に互い
に磁束感応面を適当な偏位角度だけずらした２つのホー
ル素−ｒを設け、同ホール素子を１τ通する磁束により
発生する２つの起電力の比により回転体の回転角度を検
出する構成としである。
られ１回転軸の回転とともに回動可ｆｉな一対のマグネ
ットを対峙するように配設し、同マグネットの間に互い
に磁束感応面を適当な偏位角度だけずらした２つのホー
ル素−ｒを設け、同ホール素子を１τ通する磁束により
発生する２つの起電力の比により回転体の回転角度を検
出する構成としである。
回転体の角度変位に伴なって、互いに８０°の位相差を
もって配設された２つのホール素子の貫通磁束角度が変
化し、これにより発生する各ホール素子の起電力の比に
より回転体の変位角度を検出する。
もって配設された２つのホール素子の貫通磁束角度が変
化し、これにより発生する各ホール素子の起電力の比に
より回転体の変位角度を検出する。
以下本発明の一実施例を添付図面に示す具体例により詳
細に説ＩＪ＋する。
細に説ＩＪ＋する。
第１．２図において、被計測物である角度変化をする図
示にはない回転体に接続された回転軸５の先端にはコの
字型の継鉄６が接続され。
示にはない回転体に接続された回転軸５の先端にはコの
字型の継鉄６が接続され。
継鉄６の端部にはＮ、Ｓが相対するようにした一対のマ
グネット７．８が取り付けられており。
グネット７．８が取り付けられており。
マグネット７からの磁束がマグネット８へ達するように
なっている。
なっている。
マグネット７と８との間隙には２つのホール素子９．１
０がη二いに磁束感応面９ａ； １０ａを９０°ずらし
て固定されており、これにより回転軸５の回転によって
２つのホール素子９、ＩＯを貫通する磁束角ＩＩ Ｏと
０−９０°が変化するようになっている。
０がη二いに磁束感応面９ａ； １０ａを９０°ずらし
て固定されており、これにより回転軸５の回転によって
２つのホール素子９、ＩＯを貫通する磁束角ＩＩ Ｏと
０−９０°が変化するようになっている。
またホール素子９．１０には給電線１１ａ、ｌｌｂと信
−）線１２ａ、 ＋２ｂがそれぞれ接続され、第３図に
示すように給電線＋１ａ、１１ｂによって型温供給回路
１３からの電流が各ホールＪ： −ｆ ９、ｌＯへ供給
されるようになっている。
−）線１２ａ、 ＋２ｂがそれぞれ接続され、第３図に
示すように給電線＋１ａ、１１ｂによって型温供給回路
１３からの電流が各ホールＪ： −ｆ ９、ｌＯへ供給
されるようになっている。
さらにホールぶ了９，１０からの信号線！２ａ、 １２
ｂは増幅姦ロヘ接続され、増幅された電圧値はマイクロ
プロセッサ１５からの制御信号によりサンプルホールド
回路１Ｂにラッチされるようになっており、ラッチされ
た信号はマルチプレクサ１７によって順次Ａ ／’ Ｄ
コンバータ１８を経てマイクロプロセッサ１５に入力さ
れる。マイクロプロセッサ１５では、各ホール素子９．
１０からの信号より回転軸の角度変位０を演算して算出
し、 Ｄ／Ａコンバータ１９によってアナロ５グ変換し
て送出する。
ｂは増幅姦ロヘ接続され、増幅された電圧値はマイクロ
プロセッサ１５からの制御信号によりサンプルホールド
回路１Ｂにラッチされるようになっており、ラッチされ
た信号はマルチプレクサ１７によって順次Ａ ／’ Ｄ
コンバータ１８を経てマイクロプロセッサ１５に入力さ
れる。マイクロプロセッサ１５では、各ホール素子９．
１０からの信号より回転軸の角度変位０を演算して算出
し、 Ｄ／Ａコンバータ１９によってアナロ５グ変換し
て送出する。
次に未発１５１の動作原理について述べる。第２図にお
いて、ホール素子９の磁束感応面と心束３のなす角度を
０とすると、ｉｉ’ｉｊ記（１）式より、ホール素子９
の出力端子Ａ２−Ｂ２間にはＥｚ＝に２・Ｉ２・Ｂ・５
１ｎＯ−・ｅｌｌｌｌ（２）Ｋ２：比例定数 Ｂ：磁束密度 なる出力電圧が生じる。
いて、ホール素子９の磁束感応面と心束３のなす角度を
０とすると、ｉｉ’ｉｊ記（１）式より、ホール素子９
の出力端子Ａ２−Ｂ２間にはＥｚ＝に２・Ｉ２・Ｂ・５
１ｎＯ−・ｅｌｌｌｌ（２）Ｋ２：比例定数 Ｂ：磁束密度 なる出力電圧が生じる。
一方ホール素子１０は、磁束感応面が９０”ずれている
から、出力端子Ａ１−Ｂ１間にはＥ１＝ Ｋ（・Ｉｌ
ｅ Ｂ −ｇｉｎ（９０” −０）＝Ｋ１６＋、・Ｂ
−ｃｏｓＯｅ ａ ａ・・（３）に１：比例定数 なる出力電圧が生じる。
から、出力端子Ａ１−Ｂ１間にはＥ１＝ Ｋ（・Ｉｌ
ｅ Ｂ −ｇｉｎ（９０” −０）＝Ｋ１６＋、・Ｂ
−ｃｏｓＯｅ ａ ａ・・（３）に１：比例定数 なる出力電圧が生じる。
したがって（２） 、 （３）式より次式が成立つ。
すなわち式中よりＢが消去されるため、２個のホール素
子の出力電圧Ｅ１、Ｋ２の比を求めて角度を算出すれば
、角度はマグネットの磁束密度Ｂに無関係となり、たと
えＢが変化しても角度の検出を高精度で行なうことがで
きる。
子の出力電圧Ｅ１、Ｋ２の比を求めて角度を算出すれば
、角度はマグネットの磁束密度Ｂに無関係となり、たと
えＢが変化しても角度の検出を高精度で行なうことがで
きる。
なお（４）または（５）式の分母が分子にくらべて著し
く小さいと演算精度のうえで好ましくないので、Ｋ２＜
＜Ｅｌならば（５）式を、Ｋ２＞＞Ｅｌならば（４）式
を用いるとよい。
く小さいと演算精度のうえで好ましくないので、Ｋ２＜
＜Ｅｌならば（５）式を、Ｋ２＞＞Ｅｌならば（４）式
を用いるとよい。
最終的に０を求めるには、 ｔａｎ Ｏまたはｃｏｔｏ
からＯを求める演算が必要なので、第３図のように電気
信すをデジタル量に変換し、マイクロプロセッサ等でデ
ジタル演算を行なう。
からＯを求める演算が必要なので、第３図のように電気
信すをデジタル量に変換し、マイクロプロセッサ等でデ
ジタル演算を行なう。
また、（４） 、 （５）式では０の範囲はＯ≦０≦
１８０゜ となるが、Ｅｌ、Ｋ２の正負によって表１に小す区分け
をすれば、Ｏ〜 ３６０°の連続測定ができる。
１８０゜ となるが、Ｅｌ、Ｋ２の正負によって表１に小す区分け
をすれば、Ｏ〜 ３６０°の連続測定ができる。
なお、Ｋ１、Ｋ２はホール素子に固有の定数で、やはり
温；■による影響をうけるが、゛１刊毎回路においてに
１・ＩＩ、に２・■２が使用品Ｉｆ Ｒ凹円で一定にな
るように°電気回路を設計すれば問題ない。
温；■による影響をうけるが、゛１刊毎回路においてに
１・ＩＩ、に２・■２が使用品Ｉｆ Ｒ凹円で一定にな
るように°電気回路を設計すれば問題ない。
表 １
〔未発ＩＩの効果〕
以上のように未発ＩＩによれば、２つのホールに子を互
いに適当な角度だけずらして配こしたことにより、温度
等による磁束の変化、外部磁界の影響を相殺することが
でき、非常に高精度の角度Ａ１１ｌ定が可能となる。
いに適当な角度だけずらして配こしたことにより、温度
等による磁束の変化、外部磁界の影響を相殺することが
でき、非常に高精度の角度Ａ１１ｌ定が可能となる。
またホール；に子は消費電力も少なく、装置全体を小型
化でき、しかも磁束角度の変化に対する応答性も良いた
め１時間Ｒれのない角度測定が可能となる。
化でき、しかも磁束角度の変化に対する応答性も良いた
め１時間Ｒれのない角度測定が可能となる。
第１図は本発明に係る回転角度検出器の一例を示す斜視
図、第２図はマグネットとホール素子との角度関係を示
す図、第３図はホール素子−からの信りを処理する回路
のブロック図、第４図と第５図はは従来の角度検出器の
ホールＪ２ ｉ’−とマグネットとの関係を示す図であ
る。 λ中 １．２．８、？−・マグネット ３・・・磁束１．９．
１０・・・ホール素子４ａ、９ａ、１０ａ−磁束感応面
５・・・・・回転軸 ６・・・継鉄 １ ｌａ、 ｌｌｂ １１ − 給 １Ｍ、 線
１２ａ 、 １２ｂ 會 争 信
（） 線１３・・・電流供給回路 １４ ・・・増幅
器１５目・マイクロプロセッサ １６・ロサンプルホールド回路 １７１１１Ｉ・マルチプレクサ １８・・・Ａ／Ｄコンバータ １９・自・Ｄ／Ａコンバータ ２０・・・軸受
図、第２図はマグネットとホール素子との角度関係を示
す図、第３図はホール素子−からの信りを処理する回路
のブロック図、第４図と第５図はは従来の角度検出器の
ホールＪ２ ｉ’−とマグネットとの関係を示す図であ
る。 λ中 １．２．８、？−・マグネット ３・・・磁束１．９．
１０・・・ホール素子４ａ、９ａ、１０ａ−磁束感応面
５・・・・・回転軸 ６・・・継鉄 １ ｌａ、 ｌｌｂ １１ − 給 １Ｍ、 線
１２ａ 、 １２ｂ 會 争 信
（） 線１３・・・電流供給回路 １４ ・・・増幅
器１５目・マイクロプロセッサ １６・ロサンプルホールド回路 １７１１１Ｉ・マルチプレクサ １８・・・Ａ／Ｄコンバータ １９・自・Ｄ／Ａコンバータ ２０・・・軸受
Claims (1)
- 回転体の回転軸に取り付けられ、回転軸の回転とともに
回動可能な一対のマグネットを対峙するように配設し、
同マグネットの間に互いに磁束感応面を適当な偏位角度
だけずらした２つのホール素子を設け、同ホール素子を
貫通する磁束により発生する２つの起電力の比により回
転体の回転角度を検出することを特徴とする回転角度検
出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23602285A JPS6295402A (ja) | 1985-10-21 | 1985-10-21 | 回転角度検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23602285A JPS6295402A (ja) | 1985-10-21 | 1985-10-21 | 回転角度検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6295402A true JPS6295402A (ja) | 1987-05-01 |
Family
ID=16994603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23602285A Pending JPS6295402A (ja) | 1985-10-21 | 1985-10-21 | 回転角度検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6295402A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01173604U (ja) * | 1988-05-25 | 1989-12-08 | ||
| JPH06241765A (ja) * | 1993-02-19 | 1994-09-02 | Makome Kenkyusho:Kk | 変位センサ |
| JPH07243804A (ja) * | 1994-03-01 | 1995-09-19 | Japan Servo Co Ltd | 無接触ポテンショメータ |
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| JP2012198048A (ja) * | 2011-03-18 | 2012-10-18 | Tokyo Keiso Co Ltd | 角度センサの検出信号補正方法 |
| JP2014100079A (ja) * | 2012-11-19 | 2014-06-05 | Shimano Inc | 電動リール |
| JP2017190975A (ja) * | 2016-04-12 | 2017-10-19 | 株式会社デンソー | 位置検出装置 |
Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| JPS58168913A (ja) * | 1982-03-31 | 1983-10-05 | Toshiba Corp | 回転位置検出器 |
-
1985
- 1985-10-21 JP JP23602285A patent/JPS6295402A/ja active Pending
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