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JPS63173901A - Rotation angle position detection device - Google Patents

Rotation angle position detection device

Info

Publication number
JPS63173901A
JPS63173901A JP647387A JP647387A JPS63173901A JP S63173901 A JPS63173901 A JP S63173901A JP 647387 A JP647387 A JP 647387A JP 647387 A JP647387 A JP 647387A JP S63173901 A JPS63173901 A JP S63173901A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sense output
circuit
magnetic field
ring
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP647387A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigemi Kurashima
茂美 倉島
Shinkichi Shimizu
信吉 清水
Noboru Wakatsuki
昇 若月
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP647387A priority Critical patent/JPS63173901A/en
Publication of JPS63173901A publication Critical patent/JPS63173901A/en
Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 従来の磁界漏洩型回転角度位置検出装置にみられる測定
不能領域をなくする方法として、検出センサを複数個設
けると共にピークホールド回路とスイッチング回路とを
設け、測定不能領域を補正して検出を可能にした回転角
度位置検出装置。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] As a method for eliminating the unmeasurable area found in conventional magnetic field leakage type rotation angle position detection devices, a plurality of detection sensors are provided, as well as a peak hold circuit and a switching circuit. A rotational angle position detection device that enables detection by correcting impossible areas.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は磁界漏洩型回転角度位置検出装置の改良に関す
る。
The present invention relates to an improvement in a magnetic field leakage type rotation angle position detection device.

回転角度位置検出装置(以下通称の回転ポジショナ)は
モータやエンジンの回転軸の回転角度を精度よく検出す
る装置であり、回転体に限らず、ピストンのように往復
運動するものであっても直線運動を回転運動に変えられ
るものについては運動位置の正確な検出が可能である。
A rotation angle position detection device (hereinafter commonly referred to as a rotation positioner) is a device that accurately detects the rotation angle of the rotating shaft of a motor or engine. For objects that can convert motion into rotational motion, accurate detection of the motion position is possible.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

エンジンの設計などの分野において回転軸の回転位置を
時間に対して正確に検出することは必要であり、今まで
ロータリ・エンコーダ(Rotary−encoder
)やポテンショメータ(Potentiometer)
が使用されていた。
In fields such as engine design, it is necessary to accurately detect the rotational position of a rotating shaft with respect to time.
) and potentiometer
was used.

すなわち、前者は等間隔に設けられている多数のスリッ
トを備えた円周部が回転する際に、発光ダイオードから
の光を透過することにより生ずる光パルス数を計測する
ことにより回転位置を知るもので、回転角度は検出でき
るが、停止と回転を繰り返す場合に基準位置からの回転
角度位置を検出するには複雑な機構が必要となる。
In other words, the former is a device that determines the rotational position by measuring the number of light pulses generated by transmitting light from a light emitting diode when a circumferential part equipped with many equally spaced slits rotates. Although the rotation angle can be detected, a complicated mechanism is required to detect the rotation angle position from the reference position when stopping and rotating are repeated.

また、後者は摺動子の示す電位差の測定から回転位置を
知るものであるが、回転部は常に抵抗体上を摺動してい
ることがら摺動子の摩耗を伴い、信頼性の点で問題があ
る。
In addition, the latter method determines the rotational position by measuring the potential difference shown by the slider, but since the rotating part is constantly sliding on a resistor, the slider wears out, which leads to reliability problems. There's a problem.

このような問題を解決する方法として発明者等は回転ポ
ジシヨナを提案している。
The inventors have proposed a rotary positioner as a method to solve these problems.

(特願昭61−9566、出願臼:昭和61年1月20
日9名称「回転角度位置検出装置」)第4図はこの回転
ポジシヨナの構成図、また第5図は回転角度とセンス出
力電圧との関係図である。
(Patent application 1986-9566, application filed: January 20, 1986
Fig. 4 is a block diagram of this rotary positioner, and Fig. 5 is a diagram showing the relationship between the rotation angle and the sense output voltage.

すなわち鉄などの磁性体よりなるリング状磁気回路1の
一端にアルニコなどの永久磁石2が装着されていて、リ
ング状磁気回路1の中に閉磁路が形成されており、中心
部3を中心として回転可能に形成されている。
That is, a permanent magnet 2 such as alnico is attached to one end of a ring-shaped magnetic circuit 1 made of a magnetic material such as iron, and a closed magnetic path is formed in the ring-shaped magnetic circuit 1, with a center portion 3 being the center. It is formed to be rotatable.

この場合、か\るリング状磁気回路1の内外部には永久
磁石2を中心として漏洩磁束4が分布している。
In this case, leakage magnetic flux 4 is distributed around the permanent magnet 2 inside and outside of the ring-shaped magnetic circuit 1.

次に、磁気抵抗効果素子のような磁界検出センサ5は図
に示すようにリング状磁気回路の内周位置に固定されて
いる。
Next, a magnetic field detection sensor 5 such as a magnetoresistive element is fixed at an inner peripheral position of the ring-shaped magnetic circuit as shown in the figure.

回転ポジシヨナはこのような構成をとり、リング状磁気
回路1の回転により磁界検出センサ5が漏洩磁束を切る
ことにより磁束密度に比例したセンス出力を発生してい
る。
The rotary positioner has such a configuration, and the rotation of the ring-shaped magnetic circuit 1 causes the magnetic field detection sensor 5 to cut leakage magnetic flux, thereby generating a sense output proportional to the magnetic flux density.

なお、この場合、リング状磁気回路1が固定されていて
磁界検出センサ5が回転しても結果は同様であるが、磁
界検出センサ5は周辺回路に回路接続されるためにリン
グ状磁気回路lが回転する構成が有利である。
In this case, even if the ring-shaped magnetic circuit 1 is fixed and the magnetic field detection sensor 5 rotates, the result is the same, but since the magnetic field detection sensor 5 is connected to the peripheral circuit, the ring-shaped magnetic circuit l It is advantageous to have an arrangement in which the

さて、リング状磁気回路1が矢印6の方向に回転する場
合、磁界検出センサ5が永久磁石2のS極の端面位置に
ある場合を回転の開始点とすると、この位置は漏洩磁束
の帰還点であるから第5図に示すようにセンス出力は0
であり、回転角度が増すに従ってセンス出力電圧は直線
的に増加し、永久磁石2のN極の端面(第5図において
01の位置)の位置において最大となる。
Now, when the ring-shaped magnetic circuit 1 rotates in the direction of the arrow 6, if the magnetic field detection sensor 5 is located at the end face position of the S pole of the permanent magnet 2 as the starting point of rotation, this position is the return point of the leakage magnetic flux. Therefore, the sense output is 0 as shown in Figure 5.
As the rotation angle increases, the sense output voltage increases linearly and reaches its maximum at the N pole end face of the permanent magnet 2 (position 01 in FIG. 5).

次に、永久磁石2の両極間を通る際にはセンス出力電圧
は急激に低下し、S極の端面において0となるが、永久
磁石2のNS間に距離があるために第5図の実NIA7
に示すように斜に降下し、一点破線8が示すように直角
には降下しない。
Next, when passing between the two poles of the permanent magnet 2, the sense output voltage decreases rapidly and becomes 0 at the end face of the S pole, but because there is a distance between the NS and the NS of the permanent magnet 2, the sense output voltage in FIG. NIA7
It descends obliquely as shown in , and does not descend at right angles as shown by the dashed line 8 .

そのため、回転角度が01と360°との僅かな回転の
間にO°〜θ1の回転の際に生じたセンス出力電圧と同
じ値が現れ、区別不能となる。
Therefore, the same value as the sense output voltage generated during the rotation from 0° to θ1 appears between the slight rotations between the rotation angles of 01 and 360°, and the sense output voltage becomes indistinguishable.

この領域は不惑帯と云われているが、この存在は漏洩磁
界型回転ポジショナの欠点であり、この解消が必要であ
る。
This region is called a dead zone, and its existence is a drawback of the leakage magnetic field type rotary positioner, and it is necessary to solve this problem.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

以上記したように漏洩磁界型回転ポジショナにおいては
リング状磁気回路に装着されている永久磁石の長さに対
応する不惑帯が存在しているが、これを如何にして解消
するかが課題である。
As mentioned above, in the leakage magnetic field type rotary positioner, there is a dead zone corresponding to the length of the permanent magnet attached to the ring-shaped magnetic circuit, but the problem is how to eliminate this zone. .

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記の問題は回転するリング状磁気回路の内側に磁界検
出センサを設けると共に、該センス出力を変換する周辺
回路を備えてなる磁界漏洩型の回転角変位・置検出装置
において、 複数の検出センサと該センス出力のスイッチング回路お
よび該センス出力のピークホールド回路とを設け、前記
磁気回路の回転に伴い、それぞれのセンス出力が増加す
る段階で、該電圧値をホールドし、スイッチング回路に
よりピークホールドした初めのセンス出力電圧に、次の
センス出力電圧を重畳することをリング状磁気回路の一
回転毎に繰り返し行う回転角度検出装置により解決する
ことができる。
The above problem occurs in a magnetic field leakage type rotational angular displacement/position detection device that is equipped with a magnetic field detection sensor inside a rotating ring-shaped magnetic circuit and a peripheral circuit that converts the sense output. A switching circuit for the sense output and a peak hold circuit for the sense output are provided, and as the magnetic circuit rotates, the voltage value is held at the stage when each sense output increases, and the switching circuit holds the voltage at the beginning. This problem can be solved by a rotation angle detecting device that repeatedly superimposes the next sense output voltage on the sense output voltage of the first sense output voltage every rotation of the ring-shaped magnetic circuit.

〔作用〕[Effect]

本発明は今まで一個の磁界検出センサを用いて漏洩磁束
を検出していたのを改め、複数個を使用し、各磁界セン
サについて回転角度の増加によりセンス出力電圧が増加
して行く段階で、順次切り換えて加算することを一回転
ずつ繰り返し行うことにより不感帯をなくするものであ
る。
The present invention has changed from the conventional method of detecting leakage magnetic flux using a single magnetic field detection sensor to using a plurality of magnetic field sensors, and as the sense output voltage increases as the rotation angle increases for each magnetic field sensor, The dead zone is eliminated by repeating the sequential switching and addition one rotation at a time.

第1図は磁界検出センサを二個用いる場合の実施例で、
第1の磁界検出センサ(以下略して第1のセンサ)10
と第2の磁界検出センサ(以下略して第2のセンサ)1
1とは180°離れた対称位置に固定されており、また
リング状磁気回路1は矢印の方向に回転するものとする
Figure 1 shows an example in which two magnetic field detection sensors are used.
First magnetic field detection sensor (hereinafter abbreviated as first sensor) 10
and a second magnetic field detection sensor (hereinafter abbreviated as second sensor) 1
It is assumed that the ring-shaped magnetic circuit 1 is fixed at a symmetrical position 180° apart from the ring-shaped magnetic circuit 1, and rotates in the direction of the arrow.

ここで、第1のセンサlOが永久磁石2のS極の界面に
位置する場合を基準位置0°とすると、この位置ではセ
ンス出力は0であるから第1のセンサ10のセンス出力
波形図は第3図(A)のようになりθI 〜360°、
θ2〜720°、θ、〜1080゜・・・に不感帯が現
れる。
Here, if the reference position is 0° when the first sensor IO is located at the interface of the S pole of the permanent magnet 2, the sense output is 0 at this position, so the sense output waveform diagram of the first sensor 10 is As shown in Fig. 3(A), θI ~360°,
Dead zones appear at θ2 to 720°, θ to 1080°, and so on.

一方、第2のセンサ11のセンス出力は同時刻に同図(
B)のように変化しており、θI〜180°。
On the other hand, the sense output of the second sensor 11 is shown in the figure (
It changes as shown in B), and θI ~ 180°.

θ2〜540°・・・に不感帯が現れる。A dead zone appears between θ2 and 540°.

そこで、本発明は第1のセンサlOのセンス出力が増加
中で第2のセンサ11のセンス出力が0となる位置で検
出回路を切り換えて先のセンス出力に加算するもので、
同図(C)は切り換えのみを行った場合の波形の変化を
示している。
Therefore, the present invention switches the detection circuit at a position where the sense output of the first sensor 11 is increasing and the sense output of the second sensor 11 becomes 0, and adds it to the previous sense output.
(C) of the same figure shows a change in waveform when only switching is performed.

本発明は第1のセンサの出力が切り替わる段階で、その
最高電圧値をホールドし、この電圧値に第2のセンサの
出力を加算することを一回転が終わるまで行うもので、
この方法をとることにより不感帯を無くすることができ
る(以上同図D)。
The present invention holds the highest voltage value at the stage when the output of the first sensor is switched, and adds the output of the second sensor to this voltage value until the end of one rotation.
By adopting this method, the dead zone can be eliminated (see D in the same figure).

なお、リング状磁気回路1の一回転終了の後は検出出力
をクリアする必要があるが、これは同図(E)に示すよ
うにリング状磁気回路1が一回転毎に発生するクロック
信号により行うことができる。
Note that it is necessary to clear the detection output after one rotation of the ring-shaped magnetic circuit 1 is completed, but this is done by the clock signal generated every time the ring-shaped magnetic circuit 1 rotates, as shown in the same figure (E). It can be carried out.

なお、この場合は磁界検出センサが二個の場合について
説明したが、三個の場合は120°ずつの間隔を保って
配置すればよく、その結果は同様である。
In this case, a case has been described in which there are two magnetic field detection sensors, but in the case of three magnetic field detection sensors, they may be arranged with an interval of 120 degrees, and the result is the same.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は先に説明したように二個の磁界検出センサを用
いた場合であって、磁石2としてアルニコを用い、また
リング状磁気回路1は鉄を用いて形成した。
FIG. 1 shows a case where two magnetic field detection sensors are used as described above, the magnet 2 is made of alnico, and the ring-shaped magnetic circuit 1 is made of iron.

ここで、リング状磁気回路1の直径は501m、また永
久磁石2の長さは5.5 vaなので、従来のように一
個の磁界検出センサを用いて測定する場合は約20°の
不感帯が存在する。
Here, since the diameter of the ring-shaped magnetic circuit 1 is 501 m and the length of the permanent magnet 2 is 5.5 va, there is a dead zone of approximately 20° when measuring using a single magnetic field detection sensor as in the past. do.

第2図は不感帯を無(する本発明を実施するための周辺
回路9のブロック図であって、第1のセンサ10と第2
のセンサ11の出力はスイッチ駆動回路12からの信号
によりスイッチ13が駆動して切り替わると共に破線で
示すピークホールド回路14により先のピーク電圧値が
ホールドされており、この電圧値に第2のセンサ11の
出力が加算され、出力端子15より不惑帯を補正した直
線的な出力が得られる。
FIG. 2 is a block diagram of a peripheral circuit 9 for implementing the present invention that eliminates the dead zone, and includes a first sensor 10 and a second sensor 10.
The output of the second sensor 11 is switched by driving the switch 13 with a signal from the switch drive circuit 12, and the previous peak voltage value is held by the peak hold circuit 14 shown by the broken line, and the output of the second sensor 11 is held at this voltage value. The outputs are added, and a linear output corrected for the unfavorable zone is obtained from the output terminal 15.

なお、ピークホールドのクリアはリング状磁気回路1が
360°回転する毎に発生するクロックパルスにより行
われるが、このパルスは第1のセンサ10と第2のセン
サ11のセンス出力からスイッチ駆動回路12により作
られる。
Note that the peak hold is cleared by a clock pulse generated every time the ring-shaped magnetic circuit 1 rotates 360°, and this pulse is transmitted from the sense outputs of the first sensor 10 and the second sensor 11 to the switch drive circuit 12. made by.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上記したように本発明の実施により不感帯を無くする
ことができ、これにより磁界漏洩型回転ポジショナの性
能を向上することができる。
As described above, by implementing the present invention, it is possible to eliminate the dead zone, thereby improving the performance of the magnetic field leakage type rotary positioner.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る回転ポジショナの構成図、第2図
は本発明を実施するための周辺回路のブロック図、 第3図は本発明の詳細な説明する波形図、第4図は先に
提案している回転ポジショナの構成図、 第5図は回転ポジショナの示す回転角度と検出電圧との
関係。 図において、 1はリング状磁気回路、 2は永久磁石、5は磁界検出
センサ、  9は周辺回路、10は第1のセンサ、11
は第2のセンサ、12はスイッチ駆動回路、 14はピークホールド回路、 である。
FIG. 1 is a block diagram of a rotary positioner according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a peripheral circuit for implementing the present invention, FIG. 3 is a waveform diagram explaining the present invention in detail, and FIG. Figure 5 shows the relationship between the rotation angle and detected voltage of the rotary positioner. In the figure, 1 is a ring-shaped magnetic circuit, 2 is a permanent magnet, 5 is a magnetic field detection sensor, 9 is a peripheral circuit, 10 is a first sensor, 11
12 is a switch drive circuit; and 14 is a peak hold circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 回転するリング状磁気回路の内側に磁界検出センサを設
けると共に、該センス出力を変換する周辺回路を備えて
なる磁界漏洩型の回転角度位置検出装置において、 複数の検出センサと該センス出力のスイッチング回路お
よび該センス出力のピークホールド回路とを設け、前記
磁気回路の回転に伴い、それぞれのセンス出力が増加す
る段階で、該電圧値をホールドし、スイッチング回路に
よりピークホールドした初めのセンス出力電圧に、次の
センス出力電圧を重畳することをリング状磁気回路の一
回転毎に繰り返し行うことを特徴とする回転角度位置検
出装置。
[Claims] A magnetic field leak type rotational angle position detection device comprising a magnetic field detection sensor provided inside a rotating ring-shaped magnetic circuit and a peripheral circuit for converting the sense output, comprising: a plurality of detection sensors; A switching circuit for the sense output and a peak hold circuit for the sense output are provided, and as the magnetic circuit rotates, the voltage value is held at the stage when each sense output increases, and the switching circuit holds the voltage at the beginning. A rotational angle position detection device characterized in that the process of repeatedly superimposing the next sense output voltage on the sense output voltage is repeated every rotation of a ring-shaped magnetic circuit.
JP647387A 1987-01-14 1987-01-14 Rotation angle position detection device Pending JPS63173901A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP647387A JPS63173901A (en) 1987-01-14 1987-01-14 Rotation angle position detection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP647387A JPS63173901A (en) 1987-01-14 1987-01-14 Rotation angle position detection device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63173901A true JPS63173901A (en) 1988-07-18

Family

ID=11639429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP647387A Pending JPS63173901A (en) 1987-01-14 1987-01-14 Rotation angle position detection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63173901A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010008148A (en) * 2008-06-25 2010-01-14 Nippon Soken Inc Multichannel sensor circuit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010008148A (en) * 2008-06-25 2010-01-14 Nippon Soken Inc Multichannel sensor circuit

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