JPH02285212A - Displacement sensors and displacement sensor ICs - Google Patents
Displacement sensors and displacement sensor ICsInfo
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- JPH02285212A JPH02285212A JP1105986A JP10598689A JPH02285212A JP H02285212 A JPH02285212 A JP H02285212A JP 1105986 A JP1105986 A JP 1105986A JP 10598689 A JP10598689 A JP 10598689A JP H02285212 A JPH02285212 A JP H02285212A
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- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は変位センサおよび変位センサ用ICに関するも
のであり、特に、被検出体の変位に伴って直線的に変化
する検出出力を得られる変位センサおよびこの変位セン
サに使用される変位センサ用ICに関する。Detailed Description of the Invention (Industrial Field of Application) The present invention relates to a displacement sensor and a displacement sensor IC, and particularly to a displacement sensor that can obtain a detection output that changes linearly with the displacement of a detected object. The present invention relates to a sensor and a displacement sensor IC used in the displacement sensor.
(従来の技術)
直線的に変位する移動体の変位量を予定の基準値に制御
する場合、前記変位量を変位センサで検出し、この検出
出力と基準値との偏差に基づいて前記移動体の変位量を
基準値に近づけるように制御していた。(Prior Art) When controlling the displacement amount of a linearly displacing moving object to a predetermined reference value, the displacement amount is detected by a displacement sensor, and the moving object is adjusted based on the deviation between this detection output and the reference value. The amount of displacement was controlled to be close to the reference value.
上記変位センサとして、例えば差動トランス型センサ、
またはホール素子、磁気抵抗素子等の磁電変換素子型セ
ンサ等が用いられる。As the displacement sensor, for example, a differential transformer type sensor,
Alternatively, a magnetoelectric transducer type sensor such as a Hall element or a magnetoresistive element may be used.
前記差動トランス型センサでは差動的に巻かれた1次(
励磁)コイルおよび2次コイルの中心部に鉄心を挿入し
、1次コイルに電圧を印加しておくことによって、鉄心
の変位量に応じた大きさの誘導電圧が2次コイルに生じ
る。この誘導電圧に基づいて鉄心の変位量を検出できる
。In the differential transformer type sensor, the differentially wound primary (
By inserting an iron core into the center of the excitation coil and the secondary coil and applying a voltage to the primary coil, an induced voltage of a magnitude corresponding to the amount of displacement of the iron core is generated in the secondary coil. The amount of displacement of the iron core can be detected based on this induced voltage.
一方、例えばホール素子を用いた磁電変換素子型センサ
ではホール素子に供給する電流に対して直角方向に磁界
をかけると、電流を横切る磁界の強さに応じた出力電圧
が得られる。移動体に前記磁界を形成する磁石を装着し
ておけば、前記ホール素子の出力電圧に基づいて移動体
およびホール素子の相対位置を検出でき、この相対位置
の変化から移動体の変位量を検出できる。On the other hand, in a magnetoelectric transducer type sensor using a Hall element, for example, when a magnetic field is applied in a direction perpendicular to the current supplied to the Hall element, an output voltage corresponding to the strength of the magnetic field crossing the current is obtained. If a magnet that forms the magnetic field is attached to the moving object, the relative position of the moving object and the Hall element can be detected based on the output voltage of the Hall element, and the amount of displacement of the moving object can be detected from changes in this relative position. can.
(発明が解決しようとする課題)
上記した従来の技術は、次のような問題点を有していた
。(Problems to be Solved by the Invention) The above-described conventional technology had the following problems.
差動トランス型センサでは、検出結果をコンピュータで
処理するような場合、検出された誘導電圧を直流に変換
する必要があり、センサ出力信号受入のための回路が複
雑になる。In a differential transformer type sensor, when the detection results are processed by a computer, it is necessary to convert the detected induced voltage into direct current, which makes the circuit for receiving the sensor output signal complicated.
これに対して、磁電変換素子型センサでは直流の出力が
得られるという利点がある。On the other hand, a magnetoelectric transducer type sensor has the advantage of being able to obtain a direct current output.
しかしながら、磁電変換素子型センサでは、磁石つまり
移動体と磁電変換素子(ホール素子)との距離の変化に
対して出力電圧がホール素子と磁石との距離の二乗にほ
ぼ反比例して変化し、直線的には変化しないという別の
問題点がある。However, in a magnetoelectric transducer type sensor, when the distance between the magnet, that is, the moving object, and the magnetoelectric transducer (Hall element) changes, the output voltage changes in almost inverse proportion to the square of the distance between the Hall element and the magnet, and the output voltage changes linearly. Another problem is that it does not change.
すなわち、移動体の変位量を制御するためのセンサとし
ては、変位量に応じてその出力電圧が直線的に変化する
ことが望ましい。そのためにホール素子の出力を補正し
て移動体の変位量に比例した信号を得るようにしなけれ
ばならないので、この場合にも前記差動トランス型セン
サと同様、回路が慢雑になるという問題点があった。That is, as a sensor for controlling the amount of displacement of a moving object, it is desirable that its output voltage changes linearly in accordance with the amount of displacement. For this purpose, the output of the Hall element must be corrected to obtain a signal proportional to the amount of displacement of the moving body, so in this case as well, the problem is that the circuit becomes complicated, similar to the differential transformer type sensor described above. was there.
さらに、前記磁電変換素子型センサでは、磁石および磁
電変換素子間のギャップ等の両者の取付は時の位置のず
れ、および磁石の磁力のばらつき、ならびに磁電変換素
子の感度のばらつきなどに起因して、同一変位量に対し
て常に同一出力電圧が得られるとは限らないという問題
点があった。Furthermore, in the magnetoelectric transducer type sensor, the gap between the magnet and the magnetoelectric transducer may be affected due to misalignment, variations in the magnetic force of the magnet, and variations in sensitivity of the magnetoelectric transducer. However, there was a problem in that the same output voltage could not always be obtained for the same amount of displacement.
上記の問題点のうち磁電変換素子の感度のばらつきに対
しては次のような対策がとられることがある。Among the above-mentioned problems, the following measures may be taken to deal with variations in sensitivity of magnetoelectric conversion elements.
第7図、第8図は磁電変換素子としてホール素子を組込
んだホールICの出力調整手段を説明するための図であ
る。FIGS. 7 and 8 are diagrams for explaining the output adjustment means of a Hall IC incorporating a Hall element as a magnetoelectric conversion element.
第7図において、ホール素子1の出力端子は増幅器2に
接続されている。増幅器2の一方の入力端子および出力
端子間には、抵抗値がそれぞれ異なる抵抗「1〜「5が
増幅率設定用抵抗として直列に接続され、さらにこれら
の抵抗r1〜r5にはフユーズf1〜f5がそれぞれ並
列に接続されている。In FIG. 7, the output terminal of Hall element 1 is connected to amplifier 2. In FIG. Between one input terminal and the output terminal of the amplifier 2, resistors "1" to "5" having different resistance values are connected in series as amplification factor setting resistors, and fuses f1 to f5 are connected to these resistors r1 to r5. are connected in parallel.
また、他方の入力端子および接地間には抵抗値がそれぞ
れ異なる抵抗r6〜「8がオフセット電圧設定用抵抗と
して直列に接続され、さらにこれらの抵抗「6〜「8に
はフユーズf6〜f8がそれぞれ並列に接続されている
。In addition, resistors r6 to ``8'' with different resistance values are connected in series between the other input terminal and ground as offset voltage setting resistors, and fuses f6 to f8 are connected to these resistors ``6 to ``8, respectively. connected in parallel.
上記の構成において、ホール素子1に予定の磁界をかけ
て増幅器2の出力を確認し、その出力特性を基準の特性
に合わせるため前記フユーズf1〜f8のどれかを溶断
させ、それぞれ増幅率設定用抵抗およびオフセット電圧
設定用の抵抗を選択していた。In the above configuration, a predetermined magnetic field is applied to the Hall element 1, the output of the amplifier 2 is checked, and in order to match the output characteristics with the reference characteristics, one of the fuses f1 to f8 is blown, and each fuse is used to set the amplification factor. Selected resistor and offset voltage setting resistor.
前記フユーズ両端は次のように行われる。第8図におい
て、各フユーズf1〜f3の端部に電圧印加用プローブ
を接触できるパッド部4が設けられている。前記増幅器
2の出力を確認後、溶断すべきフユーズ両端のパッド部
に前記プローブをあて、パルス電圧を印加してフユーズ
を溶断する。Both ends of the fuse are formed as follows. In FIG. 8, a pad portion 4 with which a voltage application probe can be contacted is provided at the end of each of the fuses f1 to f3. After checking the output of the amplifier 2, the probes are applied to the pads at both ends of the fuse to be blown, and a pulse voltage is applied to blow the fuse.
このような感度調整手段によってホール素子1と増幅器
2との特性のばらつきが補償され、ホールICの出力ば
らつきはなくなる。Such sensitivity adjustment means compensates for variations in characteristics between the Hall element 1 and the amplifier 2, and eliminates variations in the output of the Hall IC.
しかしながら、前記感度調整手段はホールICのペアチ
ップまたはウェハーの段階で実施されるため、このホー
ルICが不特定の磁石と組合わされてセンサとして使用
されたり、また、このホールICおよびこれと組合わさ
れる磁石間のギャップが正確に維持できないような状況
では、ホールIC単体で感度調整されていてもセンサと
してアセンブリされた状態では出力にばらつきが生じて
くるという問題点があった。However, since the sensitivity adjustment means is implemented at the stage of a pair of Hall IC chips or a wafer, this Hall IC may be combined with an unspecified magnet and used as a sensor, or this Hall IC and this In a situation where the gap between the magnets cannot be maintained accurately, there is a problem in that even if the sensitivity is adjusted by the Hall IC alone, the output will vary when assembled as a sensor.
本発明は、前述の問題点を解決し、変位量に比例して直
線的に変化する出力が得られ、しかも同一変位量に対し
て常に同一出力電圧が得られるような変位センサおよび
これに使用される変位センサ用ICを提供することを目
的とするものである。The present invention solves the above-mentioned problems and provides a displacement sensor that can provide an output that changes linearly in proportion to the amount of displacement, and that can always provide the same output voltage for the same amount of displacement, and a displacement sensor that can be used therefor. The object of the present invention is to provide an IC for a displacement sensor.
(課題を解決するための手段および作用)前記の問題点
を解決し、目的を達成するための本発明は、固定部およ
び移動部のいずれか一方に固定された磁電変換ICと、
前記固定部および移動部の他方に設けられ、前記ICに
内蔵された磁電変換素子を形成する半導体薄片面に平行
な面に2つの磁極面が配置され、かつこの磁極面の極性
が互いに逆になるように配置された磁石とを具備した点
に特徴がある。(Means and effects for solving the problems) The present invention for solving the above-mentioned problems and achieving the objects includes a magnetoelectric conversion IC fixed to either a fixed part or a moving part,
Two magnetic pole surfaces are provided on the other of the fixed part and the moving part and are arranged in a plane parallel to a semiconductor thin piece surface forming a magnetoelectric transducer incorporated in the IC, and the polarities of the magnetic pole surfaces are opposite to each other. It is characterized by having magnets arranged so that
さらに、前記ICは、このICの出力特性を予定の特性
に調整するための複数の抵抗およびこれらの抵抗に並列
に接続され、これら抵抗を短絡・非短絡状態のいずれか
に切換える手段を具備し、これら切換手段の両端をIC
の端子の一部としてパッケージから外部に露出させた点
に第2の特徴がある。Further, the IC includes a plurality of resistors for adjusting the output characteristics of the IC to desired characteristics, and a means connected in parallel to these resistors to switch these resistors into a short-circuited state or a non-shorted state. , both ends of these switching means are connected to IC
The second feature is that it is exposed to the outside from the package as a part of the terminal.
上記構成を有する本発明では、磁電変換ICと2つの磁
石との相対位置に応じ、前記ICに供給されている電流
が前記2つの磁石間に形成される磁束によって横切られ
る角度が変化する。つまり前記電流に対する磁界の垂直
成分が変化し、ICに出力電圧を生じさせるために有効
に作用する磁束密度が変化する。その結果、前記固定部
と移動部との相対位置に応じ、直線的に変化する電圧を
センサ出力として取出すことができる。In the present invention having the above configuration, the angle at which the current being supplied to the IC is traversed by the magnetic flux formed between the two magnets changes depending on the relative position of the magnetoelectric conversion IC and the two magnets. That is, the perpendicular component of the magnetic field with respect to the current changes, and the magnetic flux density that effectively acts to produce an output voltage in the IC changes. As a result, a voltage that varies linearly depending on the relative position between the fixed part and the moving part can be extracted as a sensor output.
また、本発明は、前記第2の特徴により、ICを磁石と
共に組込んでセンサを構成した後に、切換手段に接続さ
れ外部に露出された端子から切換手段を切換できるため
の信号を供給して切換手段を切換え、抵抗値を選択して
ICの出力特性を調・整できる。Further, according to the second feature of the present invention, after configuring a sensor by incorporating an IC together with a magnet, a signal for switching the switching means is supplied from a terminal connected to the switching means and exposed to the outside. By switching the switching means and selecting the resistance value, the output characteristics of the IC can be adjusted.
(実施例) 以下に図面を参照して、本発明の詳細な説明する。(Example) The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第1図は本発明の一実施例であるストロークセンサの断
面図である。FIG. 1 is a sectional view of a stroke sensor that is an embodiment of the present invention.
スライダ6は、ハウジング8内において第1図の左右方
向に摺動自在に配置されている。このスライダ6の一端
には、このスライダ6の摺動方向に対して垂直に延びる
ロッド6aが設けられ、このロッド6aはリンクアーム
9の端部切欠きに係合される。The slider 6 is disposed within the housing 8 so as to be slidable in the left-right direction in FIG. A rod 6a extending perpendicularly to the sliding direction of the slider 6 is provided at one end of the slider 6, and the rod 6a is engaged with a notch at the end of the link arm 9.
前記スライダ6は、このスライダ6の他端トハウジング
8の内面との間に介在されたコイルばね10によって、
第1図で右方向に付勢される。スライダ6が前記右方向
に付勢されているために、前記リンクアーム9には、常
に、軸9aを中心として待針方向の回動力が作用する。The slider 6 is powered by a coil spring 10 interposed between the other end of the slider 6 and the inner surface of the housing 8.
In FIG. 1, it is biased to the right. Since the slider 6 is biased in the rightward direction, a rotational force in the direction of the guide needle always acts on the link arm 9 about the shaft 9a.
すなわち、このコイルばね10の作用によって、前記ロ
ッド6aとリンクアーム9との係合部の遊び、軸9aと
軸受部(図示せず)との遊び、ならびにリンクアーム9
と、このリンクアーム9に連結される変位検出対象物(
図示せず)との係合部の遊び等が吸収され、軸9aを中
心として回動するリンクアーム9の動作がスライダ6に
正確に伝達される。That is, due to the action of the coil spring 10, the play in the engagement portion between the rod 6a and the link arm 9, the play between the shaft 9a and the bearing portion (not shown), and the play in the link arm 9 are reduced.
and the displacement detection object (
(not shown) is absorbed, and the movement of the link arm 9 rotating about the shaft 9a is accurately transmitted to the slider 6.
前記スライダ6に設けられた凹部6bには磁石11a、
llbが配置される。これらの磁石11a、llbは、
それぞれの磁極面がIC5に内蔵されるホール素子を形
成する半導体薄片面に平行になるように配置され、この
半導体薄片面に対向する側の極性が互いに相反するよう
に配置される。A magnet 11a is provided in the recess 6b provided in the slider 6,
llb is placed. These magnets 11a and llb are
Each magnetic pole surface is arranged to be parallel to a semiconductor thin piece surface forming a Hall element built in the IC 5, and the polarities of the sides facing the semiconductor thin piece surface are opposite to each other.
ハウジング8の上部には、ねじ13.14によって基板
12が固定されていて、この基板12の下面、つまり前
記磁石11a、11bと対向する側にはホールIC5が
装着されている。このホールIC5に対する電流の供給
および出力電圧の取出しは、コネクタ部15に引出され
た接触子7を介して行われる。A board 12 is fixed to the upper part of the housing 8 by screws 13 and 14, and a Hall IC 5 is mounted on the lower surface of the board 12, that is, on the side facing the magnets 11a and 11b. The supply of current to the Hall IC 5 and the extraction of the output voltage are performed via the contactor 7 drawn out to the connector portion 15.
上記のように構成された本実施例のセンサは次のように
動作する。The sensor of this embodiment configured as described above operates as follows.
リンクアーム9と連結される変位検出対象物が矢印Aの
方向に往復動すると、リンクアーム9はこの往復動に従
動して軸9aの周りに揺動する。When the displacement detection object connected to link arm 9 reciprocates in the direction of arrow A, link arm 9 follows this reciprocating motion and swings around axis 9a.
すなわち、リンクアーム9は実線で示された位置および
鎖線で示された位置の間で揺動する。この揺動はロッド
6aを介してスライダ6の往復運動に変換され、スライ
ダ6はハウジング8内で摺動する。That is, the link arm 9 swings between the position shown by the solid line and the position shown by the chain line. This rocking motion is converted into a reciprocating motion of the slider 6 via the rod 6a, and the slider 6 slides within the housing 8.
スライダ6がハウジング8内で摺動することによって、
基板12を介してハウジング8に固定されたホールIC
5とスライダ6との相対位置が変化する。この相対位置
が変化すると、前記磁石11a、11bによって形成さ
れる磁束のうち、ホールIC5に供給される電流を横切
る(以下、単にホールIC5を横切るという)磁束密度
つまり、ホール効果による電圧を発生させるための有効
な磁束密度が変化する。その結果、ホール効果によりホ
ールIC5から出力される電圧も変化するようになる。As the slider 6 slides within the housing 8,
Hall IC fixed to housing 8 via substrate 12
The relative position between the slider 5 and the slider 6 changes. When this relative position changes, the magnetic flux density, which crosses the current supplied to the Hall IC 5 (hereinafter simply referred to as "crossing the Hall IC 5") among the magnetic fluxes formed by the magnets 11a and 11b, that is, generates a voltage due to the Hall effect. The effective magnetic flux density for this changes. As a result, the voltage output from the Hall IC 5 also changes due to the Hall effect.
上記ホールIC5の出力変化について第2図。FIG. 2 shows changes in the output of the Hall IC 5.
第3図および第4図を参照して詳述する。This will be explained in detail with reference to FIGS. 3 and 4.
第2図にはホールIC5を横切る磁界の様子を示す。ま
た、i3図には磁束密度およびホールIC5の出力の関
係の一例を示し、第4図にはホールIC5および磁石1
1a、flbの位置関係の変化量(ストローク)とホー
ルIC5の出力の関係の一例を示す。FIG. 2 shows the state of the magnetic field crossing the Hall IC 5. In addition, Fig. i3 shows an example of the relationship between the magnetic flux density and the output of the Hall IC 5, and Fig. 4 shows the relationship between the Hall IC 5 and the magnet 1.
An example of the relationship between the amount of change (stroke) in the positional relationship of 1a and flb and the output of the Hall IC 5 is shown.
第2図に示したように、ホールIC5を横切る磁石11
a、llbの磁束11cの密度は、ホールIC5と磁石
11a、llbとの相対位置によって変化する。As shown in FIG. 2, the magnet 11 that crosses the Hall IC 5
The density of the magnetic flux 11c of a, llb changes depending on the relative position of the Hall IC 5 and the magnets 11a, llb.
図示のように、ホールIC5が磁石11aおよびllb
の中間部に位置している場合は、ホールIC5を横切る
磁束11cはほとんどなくなり、ホールIC5が磁石1
1aおよびllbのいずれかに近い位置(5aまたは5
bの位置)ではホールIC5を横切る磁束11cが多く
なる。As shown in the figure, the Hall IC 5 is connected to the magnets 11a and llb.
When the magnetic flux 11c that crosses the Hall IC 5 is located in the middle of the magnet 1, the magnetic flux 11c that crosses the Hall IC
Position near either 1a or llb (5a or 5
At position b), the magnetic flux 11c crossing the Hall IC 5 increases.
このようにホールIC5を横切る磁束1Lcの密度が変
化することによって、第3図に示すようにホールIC5
の出力が変化する。同図において、磁束密度がθガウス
の時にホールICから2.5vの出力が得られるように
バイアスがかけられている。ホールIC5が磁石11b
のN極に近づくに従ってホールIC5を横切る磁束密度
が大きくなってホールIC出力は増大する。By changing the density of the magnetic flux 1Lc crossing the Hall IC 5 in this way, the Hall IC 5
output changes. In the figure, a bias is applied so that an output of 2.5V is obtained from the Hall IC when the magnetic flux density is θ Gauss. Hall IC5 is magnet 11b
The magnetic flux density crossing the Hall IC 5 increases as it approaches the N pole of the Hall IC 5, and the Hall IC output increases.
同様に、ホールIC5が磁石11aのS極に近づくに従
ってホールIC5を横切る磁束密度は大きくなる。しか
し、この磁束密度の増大に伴ってホールIC5の端子に
現れる出力は、前記ホールIC5が磁石11bのN極に
近づくに従って大きくなるホールIC出力とは正負の符
号が逆になるので、’2,5Vから漸減する方向に変化
する。Similarly, as the Hall IC 5 approaches the S pole of the magnet 11a, the magnetic flux density across the Hall IC 5 increases. However, as the magnetic flux density increases, the output appearing at the terminal of the Hall IC 5 has a sign opposite to that of the Hall IC output, which increases as the Hall IC 5 approaches the N pole of the magnet 11b. It changes in the direction of gradually decreasing from 5V.
前記磁束密度変化はホールIC5と、磁石11a、ll
bとの相対位置によって変化するので、この相対位置変
化を磁石11a、llbが取付けられた前記スライダ6
のストロークに対応させると、第4図のような関係が得
られる。The magnetic flux density change is caused by the Hall IC 5 and the magnets 11a, ll.
This change in relative position is reflected by the slider 6 to which the magnets 11a and llb are attached.
When this is made to correspond to the stroke of , a relationship as shown in FIG. 4 is obtained.
このように、スライダ6のストローク変化に伴つて直線
的に変化するホールIC出力が得られる。In this way, a Hall IC output that changes linearly as the stroke of the slider 6 changes is obtained.
次に、前記ホールIC5の出力が、一定のストロークの
変化量に対していつも一定になるように出力調整する手
段について説明する。Next, a description will be given of means for adjusting the output of the Hall IC 5 so that it always remains constant for a given amount of change in stroke.
第5図(a)は第7図に示したホール素子1゜増幅器2
.抵抗r1〜「8.フユーズf1〜f8を内蔵したホー
ルIC5の平面図を示す。第5図(b)は同図(a)に
示したホールIC5の端子番号と前記フユーズf1〜f
8との対応を示す図である。Figure 5(a) shows the Hall element 1° amplifier 2 shown in Figure 7.
.. FIG. 5(b) shows the terminal numbers of the Hall IC 5 shown in FIG. 5(a) and the fuses f1 to f.
8 is a diagram showing the correspondence with 8.
図のように、各フユーズf1〜f8の端部は端子p2〜
pHを介して外部に露出されているので、端子p2〜p
Hのいずれかに電圧を印加してフユーズf1〜f8のう
ちの所望のフユーズを溶断てきる。As shown in the figure, the ends of each fuse f1 to f8 are connected to terminals p2 to
Since the terminals p2 to p are exposed to the outside through the pH
A voltage is applied to any one of fuses f1 to f8 to blow out a desired fuse.
したがって、第1図に示したストロークセンサにこのホ
ールIC5を組込んだ後、出力を確認し、端子p2〜p
Hのうち所望の端子から電圧を印加してフユーズf1〜
f8のいずれかを溶断することによつて前記出力を予定
の特性に合わせることができる。Therefore, after incorporating this Hall IC 5 into the stroke sensor shown in FIG. 1, check the output and
Apply voltage from a desired terminal of H to fuse f1~
By fusing either f8, the output can be adjusted to the desired characteristics.
第6図には、増幅器2.抵抗「1〜r8.フユーズf1
〜f8とホール素子1とを2つのパッケージに分けて内
蔵させた例を示す。同図において、パッケージFAIに
は前記ホール素子1が内蔵され、パッケージPA2には
前記増幅器2.抵抗rl−r8.フユーズfl〜f8で
構成されるトリミング機能付増幅回路が内蔵される。同
図において、端子p1〜p12は端子p12を除いて第
5図に示したと同様に接続される。In FIG. 6, amplifier 2. Resistance “1~r8.Fuse f1
An example is shown in which ~f8 and the Hall element 1 are housed in two separate packages. In the figure, the package FAI has the Hall element 1 built-in, and the package PA2 has the amplifiers 2. Resistance rl-r8. An amplifier circuit with a trimming function is built in, which is comprised of fuses fl to f8. In the figure, the terminals p1 to p12 are connected in the same manner as shown in FIG. 5, except for the terminal p12.
第6図に示した実施例においても、端子p1〜pHのい
ずれかにフユーズを溶融させるだけの電流を流すための
電圧を印加して所望のフユーズを溶断することにより、
ホール素子1の出力を調整するための適当な増幅率とオ
フセット電圧とを変化させる。Also in the embodiment shown in FIG. 6, by applying a voltage to any one of the terminals p1 to pH to flow a current sufficient to melt the fuse, the desired fuse is blown.
An appropriate amplification factor and offset voltage are changed to adjust the output of the Hall element 1.
このように、パッケージを2つに分けることによって、
センサ内にホールIC5を収納する場所が確保できない
場合、ホール素子1だけを内蔵した小形のパッケージF
AIをセンサ内に配置し、パッケージPA2は別の場所
に分けて配置できる。By dividing the package into two in this way,
If there is no space to store the Hall IC 5 within the sensor, a small package F containing only the Hall element 1 is available.
The AI can be placed within the sensor and the package PA2 can be placed separately.
また、ホール素子だけをパッケージに内蔵した部品は標
準品として市販されているので汎用性に富む。In addition, components in which only the Hall element is built into a package are commercially available as standard products, so they are highly versatile.
上記説明のように、本実施例によれば、スライダ6の摺
動量、すなわちリンクアーム9に接続される被検出体の
変位量を、この変位量に応じて直線的に変化するホール
IC5の出力に基づいて検出できる。As described above, according to this embodiment, the output of the Hall IC 5 changes linearly the amount of sliding of the slider 6, that is, the amount of displacement of the detected object connected to the link arm 9, in accordance with this amount of displacement. can be detected based on
また、ホールIC5を磁石11a、11bと共にセンサ
内に組込んだ後で、その出力特性を調整できるので、ホ
ールIC5を構成するホール素子1や増幅器2等の特性
、ならびに磁石11a。Moreover, after the Hall IC 5 is incorporated into the sensor together with the magnets 11a and 11b, its output characteristics can be adjusted, so that the characteristics of the Hall element 1, amplifier 2, etc. that constitute the Hall IC 5, and the magnet 11a.
11bの磁力にばらつきがあった場合、さらには前記ホ
ールIC5と磁石11a、llbとの組立て時の位置の
ずれがあった場合にも、予定の出力特性に調整できる。Even if there are variations in the magnetic force of the magnet 11b, or even if there is a positional shift between the Hall IC 5 and the magnets 11a and 11b when they are assembled, the output characteristics can be adjusted to the expected output characteristics.
上述した実施例では、抵抗に並列に接続されたフユーズ
を溶断して、前記抵抗を短絡状態から非短絡状態に切換
えるように構成した例を示した。In the embodiments described above, an example was shown in which the fuse connected in parallel to the resistor was fused to switch the resistor from a short-circuited state to a non-shorted state.
しかし、このように前記抵抗を短絡状態から非短絡状態
へ切換えるのに限らず、その逆に非短絡状態から短絡状
態に切換えるように構成してもよい。However, the resistor is not limited to being switched from a short-circuited state to a non-shorted state as described above, but may be configured to be switched from a non-shorted state to a shorted state.
前記抵抗を非短絡状態から短絡状態に切換えてホールI
C5の出力特性を調整するようにした例を第9図に示す
。同図において、第7図と同符号は同一または同等部分
を示す。By switching the resistor from a non-shorted state to a shorted state, Hall I
FIG. 9 shows an example in which the output characteristics of C5 are adjusted. In this figure, the same reference numerals as in FIG. 7 indicate the same or equivalent parts.
同図において、抵抗r1〜「8にはそれぞれツェナーダ
イオードZDI〜ZD8が接続されている。これらのツ
ェナダイオードZD1〜ZD8のツェナー電圧は、抵抗
両端の最大電圧よりも高い値に設定しである。このよう
にツェナー電圧は高く設定されているので、出力調整以
前はツェナーダイオードが導通状態になっていないので
、直列に接続されたすべての抵抗r1〜r5、または「
6〜r8の抵抗値に基づいて、増幅器2の増幅率゛4た
はオフセット電圧が設定されるようになる。In the figure, Zener diodes ZDI to ZD8 are connected to resistors r1 to r8, respectively. The Zener voltages of these Zener diodes ZD1 to ZD8 are set to a value higher than the maximum voltage across the resistors. Since the Zener voltage is set high in this way, the Zener diode is not in a conductive state before output adjustment, so all the resistors r1 to r5 connected in series, or
Based on the resistance values of 6 to r8, the amplification factor 4 or offset voltage of the amplifier 2 is set.
この増幅率またはオフセット電圧の設定値を調整してホ
ールICの出力を調整する場合は、各ツェナーダイオー
ドZDI〜ZD8の両端に接続されるホールICの端子
から所望のツェナーダイオードZDI〜ZD8にツェナ
ー電流を流すことができる電圧、つまりツェナー電圧を
印加してツェナーダイオードZDI〜ZD8のうち任意
のツェナーダイオードを導通状態にし、このツェナーダ
イオードと並列に接続されている抵抗を短絡状態にする
。When adjusting the output of the Hall IC by adjusting the setting value of this amplification factor or offset voltage, the Zener current is applied from the terminal of the Hall IC connected to both ends of each Zener diode ZDI to ZD8 to the desired Zener diode ZDI to ZD8. A voltage that allows the flow of the Zener diode, that is, a Zener voltage, is applied to turn on any Zener diode among the Zener diodes ZDI to ZD8, and short-circuit the resistor connected in parallel with the Zener diode.
こうして、抵抗を選択することによって増幅率およびオ
フセット電圧を調整し、ホールICの出力を調整する。In this way, by selecting the resistor, the amplification factor and offset voltage are adjusted, and the output of the Hall IC is adjusted.
上記各実施例では、増幅率を設定するための抵抗、およ
びオフセット電圧を設定するための抵抗をそれぞれ直列
に接続し、これらの抵抗に対して並列にフユーズを接続
したホールICを示したが、異なる抵抗値の抵抗を並列
に接続し、これらの抵抗に直列にフユーズを接続しても
よい。In each of the above embodiments, a Hall IC is shown in which a resistor for setting the amplification factor and a resistor for setting the offset voltage are connected in series, and a fuse is connected in parallel to these resistors. Resistors with different resistance values may be connected in parallel, and a fuse may be connected in series with these resistors.
要するに、パッケージの外部に露出させた端子にフユー
ズの両端が接続されていることによって、ホールICを
センサに組込んだ後でも、前記フユーズを容易に溶断で
き、そのことによってホールICに組込まれた前記抵抗
のうち任意の抵抗を選択して増幅率またはオフセット電
圧を設定できるようにしておけばよい。In short, since both ends of the fuse are connected to the terminals exposed outside the package, the fuse can be easily blown out even after the Hall IC is incorporated into the sensor. The amplification factor or offset voltage may be set by selecting any resistor among the resistors.
本実施例では、変位センサの例としてストロークセンサ
に関して説明したが、このようにスライダ、つまり変位
検出対象物が往復動する場合に限らず、移動体が一方向
にのみ変位するような場合のこの移動体の変位量を検出
する変位センサにも本発明は適用できる。In this embodiment, a stroke sensor has been described as an example of a displacement sensor, but this is not limited to cases in which a slider, that is, an object to be detected for displacement moves back and forth, but also applies to cases in which a moving object is displaced only in one direction. The present invention can also be applied to a displacement sensor that detects the amount of displacement of a moving body.
さらに、本実施例では、ホールICを横切る磁束を発生
させるため2つの磁石を使用して例を示したが、互いに
異なる極性を有する磁極面が同一面内になるように形成
された、例えば馬蹄形磁石等を用いれば磁石の個数は2
つに限定されない。Furthermore, in this embodiment, an example is shown in which two magnets are used to generate a magnetic flux that crosses the Hall IC. If you use magnets, the number of magnets is 2.
Not limited to.
なお、本実施例では磁電変換素子素子として、ホール素
子を使用した例について説明したが、ホール素子に限定
されず、磁気抵抗素子など他の磁電変換素子を本発明の
変位センサに適用することもできる。In addition, although this embodiment has described an example in which a Hall element is used as the magnetoelectric transducer element, it is not limited to the Hall element, and other magnetoelectric transducer elements such as a magnetoresistive element may also be applied to the displacement sensor of the present invention. can.
(発明の効果)
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、次の
ような効果が達成される。(Effects of the Invention) As is clear from the above description, according to the present invention, the following effects are achieved.
(1)移動体の変位量に対応して直線的に変化する直流
の電圧がICから出力されるので、このICの出力をコ
ンピュータで処理する場合、受入回路を簡単にできる。(1) Since the IC outputs a DC voltage that changes linearly in response to the amount of displacement of the moving body, when the output of this IC is processed by a computer, the receiving circuit can be simplified.
(2)ICをセンサに組込んだ後で出力特性を調整でき
るので、センサ毎のばらつきがなくなって一定の出力か
ら一定の変位量が検出できる。その結果、センサを複数
台数製作した場合に互換性がある。(2) Since the output characteristics can be adjusted after incorporating the IC into the sensor, variations from sensor to sensor are eliminated, and a constant amount of displacement can be detected from a constant output. As a result, there is compatibility when multiple sensors are manufactured.
第1図は本発明の実施例を示す断面図、第2図はホール
ICを横切る磁束の状態を示す図、第3図は磁束密度と
ホールIC出力の関係図、第4図はスライダのストロー
ク変化量とホールIC出力の関係図、第5図軸)はホー
ルICの平面図、第5図(b)はホールICの端子接続
対応図、第6図はホール素子内蔵パッケージとトリミン
グ機能付増幅回路内蔵パッケージとの接続図、第7図は
出力調整手段を有するホールICの回路図、第8図は第
7図の要部を示す図、第9図は出力調整手段を有するホ
ールICの他の例の回路図である。
1・・・ホール素子、2・・・増幅器、4・・・パッド
、5・・・ホールIC,6・・・スライダ、6a・・・
ロッド、8・・・ハウジング、9・・・リンクアーム、
9a・・・軸、10・・・コイルばね、lla、llb
・・・磁石、12・・・基板、r1〜r8・・・抵抗、
f1〜f8・・・フユーズ、p1〜p12・・・端子、
Pl・・・ホール素子内蔵パッケージ、P2・・・トリ
ミング機能付増幅回路内蔵パッケージ、ZDI〜ZD8
・・・ツェナーダイオード
代理人 弁理士 平木通人 外1名
第
図
第
図
第
図
楠−−!−U嗣やFigure 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention, Figure 2 is a diagram showing the state of magnetic flux crossing the Hall IC, Figure 3 is a diagram showing the relationship between magnetic flux density and Hall IC output, and Figure 4 is the stroke of the slider. Relationship diagram between amount of change and Hall IC output, Figure 5 (axis) is a plan view of the Hall IC, Figure 5 (b) is a terminal connection diagram of the Hall IC, Figure 6 is a Hall element built-in package and amplifier with trimming function. A connection diagram with a built-in circuit package, FIG. 7 is a circuit diagram of a Hall IC with an output adjustment means, FIG. 8 is a diagram showing the main part of FIG. 7, and FIG. 9 is a circuit diagram of a Hall IC with an output adjustment means. FIG. 3 is a circuit diagram of an example. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Hall element, 2... Amplifier, 4... Pad, 5... Hall IC, 6... Slider, 6a...
Rod, 8...Housing, 9...Link arm,
9a...shaft, 10...coil spring, lla, llb
...Magnet, 12...Substrate, r1 to r8...Resistance,
f1-f8...Fuse, p1-p12...Terminal,
Pl...Package with built-in Hall element, P2...Package with built-in amplifier circuit with trimming function, ZDI~ZD8
... Zener diode agent Patent attorney Michito Hiraki and 1 other person - -! -Utsuguya
Claims (7)
幅器の増幅率を設定するための複数の抵抗と、 これら複数の抵抗に並列に接続され、各抵抗を短絡・非
短絡いずれかの状態にする切換手段とを具備すると共に
、 これら切換手段の両端をICのパッケージから外部に露
出させた端子に接続したことを特徴とする変位センサ用
IC。(1) A magnetoelectric conversion element, an amplifier for amplifying the output of the magnetoelectric conversion element, and multiple resistors for setting the amplification factor of this amplifier; connected in parallel to these multiple resistors, and short-circuiting each resistor. - An IC for a displacement sensor, characterized in that it is equipped with switching means for setting either non-short-circuited state, and both ends of these switching means are connected to terminals exposed to the outside from the IC package.
数の抵抗と、 これら複数の抵抗に並列に接続され、各抵抗を短絡・非
短絡のいずれかの状態にする切換手段とを具備したこと
を特徴とする請求項1記載の変位センサ用IC。(2) A plurality of resistors for setting the offset voltage of the amplifier, and a switching means connected in parallel to the plurality of resistors to put each resistor in a short-circuited state or a non-short-circuited state. The IC for a displacement sensor according to claim 1.
、抵抗、および切換手段のうち、少なくとも前記磁電変
換素子を内蔵した第1のパッケージと、前記構成部品の
残部を内蔵した第2のパッケージとを具備したことを特
徴とする請求項1または2記載の変位センサ用IC。(3) Of the magnetoelectric transducer, amplifier, resistor, and switching means that are the components of an IC, a first package that contains at least the magnetoelectric transducer and a second package that contains the remainder of the components. 3. The displacement sensor IC according to claim 1, further comprising:
ICと、前記固定部および移動部の他方に設けられ、前
記ICに供給された電流を横切る磁界を発生する磁石と
を有し、前記磁石およびICの相対位置変化に応じて変
化する前記ICの出力に基づいて前記移動部の変位量を
検出する変位センサにおいて、 前記ICに内蔵された磁電変換素子を形成する半導体の
薄片面に平行な面に、極性が互いに逆になるように2つ
の磁極面を配置させた磁石を具備したことを特徴とする
変位センサ。(4) having an IC fixed to either one of the fixed part and the moving part, and a magnet provided to the other of the fixed part and the moving part to generate a magnetic field that crosses the current supplied to the IC; In a displacement sensor that detects the amount of displacement of the moving part based on an output of the IC that changes in accordance with a change in the relative position of the magnet and the IC, the thin surface of a semiconductor forming a magnetoelectric conversion element built in the IC is A displacement sensor comprising a magnet in which two magnetic pole faces are arranged in parallel planes so that their polarities are opposite to each other.
ンサ用ICであることを特徴とする請求項4記載の変位
センサ。(5) The displacement sensor according to claim 4, wherein the IC is the displacement sensor IC according to claim 1, 2, or 3.
状態に切換えるフューズであることを特徴とする請求項
1または2記載の変位センサ用IC。(6) The displacement sensor IC according to claim 1 or 2, wherein the switching means is a fuse that switches the resistor from a short-circuited state to a non-shorted state.
状態に切換えるツェナーダイオードであることを特徴と
する請求項1または2記載の変位センサ用IC。(7) The IC for a displacement sensor according to claim 1 or 2, wherein the switching means is a Zener diode that switches the resistor from a non-shorted state to a shorted state.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1105986A JPH02285212A (en) | 1989-04-27 | 1989-04-27 | Displacement sensors and displacement sensor ICs |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1105986A JPH02285212A (en) | 1989-04-27 | 1989-04-27 | Displacement sensors and displacement sensor ICs |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02285212A true JPH02285212A (en) | 1990-11-22 |
Family
ID=14422057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1105986A Pending JPH02285212A (en) | 1989-04-27 | 1989-04-27 | Displacement sensors and displacement sensor ICs |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02285212A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03122318U (en) * | 1990-03-27 | 1991-12-13 | ||
| WO1992008150A1 (en) * | 1990-11-06 | 1992-05-14 | Nova Corporation Of Alberta | Displacement transducer |
| JP2007536511A (en) * | 2004-05-04 | 2007-12-13 | エイチアール テクストロン、 インコーポレイテッド | Redundant position detection type direct drive servovalve device and method for producing the same |
| US10505301B2 (en) | 2015-12-03 | 2019-12-10 | Gentex Corporation | Conductive connection device for vehicle display |
| JPWO2024071016A1 (en) * | 2022-09-30 | 2024-04-04 |
-
1989
- 1989-04-27 JP JP1105986A patent/JPH02285212A/en active Pending
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| JPWO2024071016A1 (en) * | 2022-09-30 | 2024-04-04 | ||
| WO2024071016A1 (en) * | 2022-09-30 | 2024-04-04 | 株式会社村田製作所 | Sensor amplification circuit, sensor system, and sensor amplification circuit calibration method |
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