JPH0626805A - 運動トランスジューサ - Google Patents

運動トランスジューサ

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JPH0626805A
JPH0626805A JP5049351A JP4935193A JPH0626805A JP H0626805 A JPH0626805 A JP H0626805A JP 5049351 A JP5049351 A JP 5049351A JP 4935193 A JP4935193 A JP 4935193A JP H0626805 A JPH0626805 A JP H0626805A
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circle
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    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields

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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 シャフト又はそれと同等の素子の長手軸の変
位又は回転による影響を受けない出力を発生する運動ト
ランスジューサを提供する。 【構成】 例えば、ガス制御モジュールにおけるシャフ
トの変位を測定するための運動トランスジューサが提供
される。シャフト14は、各々中空円筒状の2つの磁石
10、12を支持し、磁石10はその円筒外面全体をS
極にしそして磁石12はその円筒外面全体をN極にす
る。シャフト14は、ホール効果センサ18ないし24
のアレイを通り越して垂直に移動し、センサに正弦波電
圧出力を発生する。これら出力は加算増幅器(図3)に
おいて合成される。その合成された出力は、シャフト及
び磁石の回転によって影響を受けることもないし、シャ
フトの軸16の傾斜又は側部への変位によって影響を受
けることもない。これは、その回転位置に関わりなくセ
ンサが常に同じ磁界を受け、そしてシャフトが傾斜する
か又は側部へ変位した場合には、あるセンサで増加した
磁界が他のセンサで減少した磁界によって補償されるか
らである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、運動トランスジューサ
に係る。
【0002】
【従来の技術】運動トランスジューサの典型的な用途
は、ヨーロッパ特許出願第91 306159.4号
(公報第0473264号)に開示された種類のガスモ
ジュールである。この特許出願では、ケーブルによりハ
ンドルを保持するリセットシャフトに接続されたスラム
シャット弁が開示されている。上記トランスジューサ
は、このスラムシャット弁が閉じる間にハンドルの軸方
向変位を測定するのに使用される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
ようなシャフト又はそれと同等の素子の長手方向軸の回
転又は変位による影響を受けないような出力を発生する
運動トランスジューサを提供することである。
【0004】
【問題を解決するための手段】本発明によれば、運動ト
ランスジューサは、円上のポイントに配置されたホール
効果センサのアレイを通り越して運動することのできる
磁化された強磁性材料を備え、上記運動は上記円が存在
する平面に対して横方向のまっすぐな軸に沿ったもので
あり、この軸は、上記平面に直角に上記円の中心を通る
真の位置から、上記円内の変位位置まで変位することが
でき、上記磁化材料は外面及び内面を含む中空円筒形状
であり、そして上記材料は、上記外面がそのいたるとこ
ろで第1極性の磁極を呈しそして上記内面がいたるとこ
ろで第2極性の磁極を呈するように磁化され、上記運動
は上記円筒形状に対してその端に向かう運動であり、各
々のセンサは上記磁化材料がこれらセンサを通り越して
移動するときに出力を発生し、更に、上記トランスジュ
ーサは、上記出力を互いに他の出力と結合して上記運動
を表す合成出力を発生する手段を備えており、この合成
出力の値は、上記磁化材料が上記真の位置又は上記変位
された位置のいずれかにおいて上記軸のまわりで回転さ
れてもその影響を受けないものであり、上記センサは、
上記真の位置においては上記出力が上記軸に沿った上記
運動に応答して互いに他の出力に等しくなり且つ上記変
位された位置においては上記合成出力が上記軸に沿った
上記運動によって影響されないようにアレイ内に配置さ
れ、そして上記軸の上記変位された位置に接近する1つ
又は複数のセンサからの上記出力の増加が、上記軸の上
記変位された位置から離れる1つ又は複数のセンサから
の出力の減少により補償されることを特徴とする。
【0005】好ましくは、上記磁化材料は第1部片及び
第2部片より成り、この第1部片は第1の外面を含んで
いて、該第1の外面がいたるところで第1極性の磁極を
呈するように磁化され、上記第2部片は第2の外面を含
んでいて、該第2の外面がいたるところで第2極性の磁
極を呈するように磁化される。
【0006】上記円上のポイントには上記アレイに好ま
しくは4つのセンサがあり、上記ポイントは上記円のま
わりに等しい角度で分布している。
【0007】
【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明の一例を
詳細に説明する。図1は運動トランスジューサの主要部
品を示しており、即ちシャフト14のまわりに取り付け
られていて、軸16に沿ってシャフト14と共に移動可
能な中空円筒磁石10及び同様の磁石12と、アレイ2
6として配列された4つのホール効果センサ18、2
0、22、24とを示している。これらのホール効果セ
ンサの各々は、ハネィウエルコントロールシステムズリ
ミテッド、コンポーネントグループ、チャーリーズスク
エア、ブラックネル、バークシェアRG12 1EBか
らタイプコードLOHET IIで入手できるものであ
る。
【0008】上記センサ18ないし24は、軸16に中
心が一致する円上の等角度間隔にあるポイントに取り付
けられる。これらセンサ18ないし24は、円形の穴3
0を有するプレート28に取り付けられ、この穴内で磁
石10及び12はある間隙をもって動くことができる。
センサ18ないし24の各々は、これらセンサが置かれ
たポイントにおいて円に正接する平面内にセンサ面が存
在するように配置される。この配置は、アレイ内のセン
サの個数に関わりなく使用される。トランスジューサを
ガスモジュールに使用する場合に、プレート30は、特
許公報第0473264号の図1に示されたバルクヘッ
ド14の上で加圧ガススペースの外部に取り付けられ
る。シャフト14は、この用途においては、スラムシャ
ット弁のリセットハンドルとなる。スラムシャット弁が
閉じたときには、その弁をハンドルに接続しているケー
ブルを引っ張る。スラムシャット弁はその閉止運動が進
行しそしてその運動がケーブルを介してハンドル、即ち
図1及び2のシャフト14へ転送される。その結果、シ
ャフト14が下方に動き、それがトランスジューサによ
って測定される。
【0009】トランスジューサは連続的な合成出力を発
生し、それにより、シャフト14のストロークの長さ、
その運動の任意の点における速度、及び任意の点におけ
る加速度を導出することができる。従って、トランスジ
ューサは、機能不良(例えば汚れによる)の典型である
これらパラメータの変化を検出することができる。この
ようにして、トランスジューサは、ガスモジュールに適
用される診断システムの一部分として機能する。ホール
効果センサは、磁石10、12からの距離の変化に非常
に敏感である。しかしながら、これらセンサはシャフト
14に何の力を課することもなく、従って、考慮すべき
影響の原因にはならない。
【0010】シャフト14は理想的には軸16に沿って
その端部の方向に移動し、軸16はセンサ18ないし2
4が配置された円の平面に直角に存在し、円の中心を通
過する。しかしながら、運動軸は実際には変位し易く、
例えば、典型的にその変位は傾斜度に等しい角度である
が、一般的には、理想的な位置16に対して平行な変位
又は傾斜がトランスジューサの設計に考慮される。
【0011】磁石10は、英国のユニット17、ハイワ
ースインダストリアルパーク、ハイワース、スィンド
ン、ウィルツシェア、SN6 7NAに所在位するマグ
ネチックデベロープメントリミテッドからタイプコード
TPFF00865で入手できるフレキシブルなフェラ
イト材料の部片で構成される。最初、この材料部片はフ
ラットであり、その一方の面のいたるところがS極でそ
してその他方の面のいたるところがN極であるように磁
化されていた。これらの面は部片の主面であり、そして
部片の4つのエッジ面が小さな面になっていた。この材
料部片は非常にフレキシブルで、10で示すような中空
円筒形状を形成するようにシャフト14のまわりで容易
に曲げられていた。次いで、この材料は適当な接着剤に
よりシャフトに接合され、そして保護シース、例えば熱
収縮シースによってカバーされていた。この材料部片を
曲げる場合には、磁石の円筒外面50のいたるところが
S極となるように曲げられる。又、磁石の内面52はそ
のいたるところがN極にされている。
【0012】他方の磁石12は磁石10と同じ材料で形
成される。しかしながら、この場合の曲げは、磁石の円
筒外面54の全体がN極となりそして図面では見えない
内面全体がS極となるように曲げられる。
【0013】S極10が軸16に沿ってセンサアレイ2
6を通り越して下方に移動すると、各々電圧であるセン
サの出力は、負の方向に増加して、S極10の中間点で
最大に達し、そして負の方向に減少して、S極10とN
極12との接合部においてゼロ出力となる。N極10が
下方に移動するにつれて、出力は正の方向に増加してN
極10の中間点において最大に達し、次いで、減少して
N極12の上縁においてゼロに達する。その結果とし
て、正弦波の1サイクルの波形を持つ出力が得られる。
【0014】センサ18ないし24の電圧出力は、図3
に示すように、この場合は加算増幅器60によって加算
される。この増幅器60は合成出力を発生し、これはも
し必要であれば直線化することができる。しかしなが
ら、この用途では、トランスジューサの動作範囲は、上
記正弦波の中央部分である。このように、出力は、磁石
10、12の移動量を比例的に表すほぼリニアなものと
なる。
【0015】この合成出力はシャフト14の回転によっ
て影響されない。シャフトが回転しても、センサ18な
いし24が受ける磁界は均一のままであり、全出力に変
化は生じない。
【0016】更に、合成出力は、軸16の横方向への変
位や軸16の傾斜によって影響を受けることもない。シ
ャフト14が傾斜すると、それによってシャフトに接近
するセンサには磁界強度が増加するように作用し、それ
によってシャフトから離れるセンサには磁界強度が同じ
量だけ減少するように作用する。その結果、加算増幅器
60の全合成出力には何の変化も生じない。
【0017】センサ18ないし24の出力は、センサと
シャフト14上の磁石10、12との間隔を変えること
により変えることができる。又、軸16に沿った磁石1
0、12の磁気材料の長さを変えることによりセンサか
らの出力を変えることもできる。シャフト16は、鉄材
料であってもよいし非鉄材量であってもよい。
【0018】4つのセンサ18ないし20について上記
したが、異なった個数のセンサを用いることもできる。
どのような個数を使用しても、センサは円上のポイント
に配列される。又、センサは円の中心に対して等角度で
分布されるか、或いはセンサのグループが等角度で分布
される。
【0019】センサは偶数個であるのが好ましい。しか
しながら、これは重要なことではない。例えば、3個の
センサを使用してもよい。その目的は、軸16の傾斜又
は側部への変位を補償すると共に、磁石10、12の回
転を受け入れ、あらゆる状態のもとで、傾斜、側部への
変位又は磁石10、12の回転によって影響を受けない
合成出力を与えるようにすることである。
【0020】2つの磁石10、12について上記した
が、1つの磁石だけを使用することもできる。このよう
に変更したトランスジューサの動作範囲は、2つの磁石
を使用する場合の半分だけとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による運動トランスジューサの側面図で
ある。
【図2】図1のII−II線に沿った横断面図である。
【図3】図1及び2に示したセンサの出力の加算を示す
ブロック図である。
【符号の説明】
10、12 磁石 14 シャフト 16 軸 18、20、22、24 ホール効果センサ 26 アレイ 28 プレート 30 中央穴 60 加算増幅器

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円上のポイントに配置されたホール効果
    センサのアレイを通り越して運動することのできる磁化
    された強磁性材料を備え、上記運動は上記円が存在する
    平面に対して横方向のまっすぐな軸に沿ったものであ
    り、この軸は、上記平面に直角に上記円の中心を通る真
    の位置から、上記円内の変位位置まで変位することがで
    き、上記磁化材料は外面及び内面を含む中空円筒の形状
    であり、上記材料は、上記外面がそのいたるところで第
    1極性の磁極を呈しそして上記内面がいたるところで第
    2極性の磁極を呈するように磁化され、上記運動は上記
    円筒形状に対してその端に向かう運動であり、各々のセ
    ンサは上記磁化材料がこれらセンサを通り越して移動す
    るときに出力を発生し、更に、上記トランスジューサ
    は、上記出力を互いに他の出力と結合して上記運動を表
    す合成出力を発生する手段を備えており、この合成出力
    の値は、上記磁化材料が上記真の位置又は上記変位され
    た位置のいずれかにおいて上記軸のまわりで回転されて
    もその影響を受けないものであり、上記センサは、上記
    真の位置においては上記出力が上記軸に沿った上記運動
    に応答して互いに他の出力に等しくなり且つ上記変位さ
    れた位置においては上記合成出力が上記軸に沿った上記
    運動によって影響されないように上記アレイ内に配置さ
    れ、そして上記軸の上記変位された位置に接近する1つ
    又は複数のセンサからの上記出力の増加が、上記軸の上
    記変位された位置から離れる1つ又は複数のセンサから
    の出力の減少によって補償されることを特徴とする運動
    トランスジューサ。
  2. 【請求項2】 上記磁化材料は第1部片及び第2部片よ
    り成り、該第1部片は第1の外面を含んでいて、該第1
    の外面がいたるところで第1極性の磁極を呈するように
    磁化され、上記第2部片は第2の外面を含んでいて、該
    第2の外面がいたるところで第2極性の磁極を呈するよ
    うに磁化される請求項1に記載のトランスジューサ。
  3. 【請求項3】 上記円上のポイントには上記アレイに4
    つのセンサがあり、上記ポイントは上記円のまわりに等
    しい角度で分布している請求項1又は2に記載のトラン
    スジューサ。
  4. 【請求項4】 上記磁化材料又はその各部片はフレキシ
    ブルな材料より成る請求項1、2又は3に記載のトラン
    スジューサ。
  5. 【請求項5】 上記磁化材料又はその各部片は共通シャ
    フトのまわりに形成される請求項にいずれかに記載のト
    ランスジューサ。
  6. 【請求項6】 実質的に添付図面を参照して説明した請
    求項1に記載のトランスジューサ。
JP5049351A 1992-03-13 1993-03-10 運動トランスジュ―サ Expired - Lifetime JP2500253B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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GB9205511:0 1992-03-13
GB9205511A GB2265010B (en) 1992-03-13 1992-03-13 Motion transducer

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JPH0626805A true JPH0626805A (ja) 1994-02-04
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JP (1) JP2500253B2 (ja)
CA (1) CA2092656C (ja)
DE (1) DE69312356T2 (ja)
ES (1) ES2104050T3 (ja)
GB (1) GB2265010B (ja)
RU (1) RU2126953C1 (ja)

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