JPH06294690A - 磁歪センサの温度・非直線性補償方法 - Google Patents
磁歪センサの温度・非直線性補償方法Info
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- JPH06294690A JPH06294690A JP10754893A JP10754893A JPH06294690A JP H06294690 A JPH06294690 A JP H06294690A JP 10754893 A JP10754893 A JP 10754893A JP 10754893 A JP10754893 A JP 10754893A JP H06294690 A JPH06294690 A JP H06294690A
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁歪センサの温度ドリフトと出力の非直線性
の補償の向上を図る 【構成】 発振器からの励磁電圧がパワーアンプから励
磁コイルを経てセンサシャフトに備える磁歪検出手段に
電磁界として与えられ、外力の大きさに比例して歪信号
を取り出し差動増幅するとともに、温度による励磁電圧
の変化を検出しその温度変化とそのときの歪に対応した
補正値を予め格納したテーブルＲＯＭから抽出し、この
補正値を先の差動増幅された歪信号に加算して歪出力と
する。
の補償の向上を図る 【構成】 発振器からの励磁電圧がパワーアンプから励
磁コイルを経てセンサシャフトに備える磁歪検出手段に
電磁界として与えられ、外力の大きさに比例して歪信号
を取り出し差動増幅するとともに、温度による励磁電圧
の変化を検出しその温度変化とそのときの歪に対応した
補正値を予め格納したテーブルＲＯＭから抽出し、この
補正値を先の差動増幅された歪信号に加算して歪出力と
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁歪式センサの温度補
償及びその非直線性補償を行う信号処理の方法に関す
る。
償及びその非直線性補償を行う信号処理の方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】初めにこの種の歪センサの歪検出部の構
成を一部を切り欠いて図５に示す。201 は外力が加わる
センサシャフト、202 はセンサシャフト201 の外周面に
貼付された薄い膜状の磁性体で外力がセンサシャフト20
1 に加わるとこの薄い膜にも外力が及びこの外力により
生じる歪みに応じて透磁率が変化する磁歪膜、203,204
はセンサシャフト201 の一部の外周面に空隙を介して覆
被するようにして巻回されコイルを形成しこのコイルに
流される励磁電流により計測用の電磁界を発生させる励
磁コイル、205,206 は励磁コイル203,204 で発生した電
磁界磁束の外力から受ける歪みに比例して変化する磁歪
膜202 の透磁率の変化に比例して生起する信号電圧を検
出する検出コイル、207 は磁歪膜202 のある膜あり側
で、208は磁歪膜202 のない膜なし側である。なお、図
面において同一符号は同一もしくは相当部分を表す。
成を一部を切り欠いて図５に示す。201 は外力が加わる
センサシャフト、202 はセンサシャフト201 の外周面に
貼付された薄い膜状の磁性体で外力がセンサシャフト20
1 に加わるとこの薄い膜にも外力が及びこの外力により
生じる歪みに応じて透磁率が変化する磁歪膜、203,204
はセンサシャフト201 の一部の外周面に空隙を介して覆
被するようにして巻回されコイルを形成しこのコイルに
流される励磁電流により計測用の電磁界を発生させる励
磁コイル、205,206 は励磁コイル203,204 で発生した電
磁界磁束の外力から受ける歪みに比例して変化する磁歪
膜202 の透磁率の変化に比例して生起する信号電圧を検
出する検出コイル、207 は磁歪膜202 のある膜あり側
で、208は磁歪膜202 のない膜なし側である。なお、図
面において同一符号は同一もしくは相当部分を表す。
【０００３】図６は、従来例１としての歪センサが具備
する信号処理回路の回路構成を表すブロック図である。
101 は一定周波数の交流電圧を発生する発振器、102 は
発振器101 からの電圧信号を電力増幅し先の励磁コイル
203,204 へ励磁電流を供給するパワーアンプであり、こ
れら発振器101 ，パワーアンプ102 ，励磁コイル203,20
4 で励磁回路が構成される。103,104 は検出コイル205,
206 によって検出された電圧信号のS/N を向上して電圧
増幅する初段アンプ(Pri-Amplifer)、105,106は交流電
圧を直流電圧へ変換する全波整流回路、107 は全波整流
回路105,106 からの検出直流電圧信号の偏差電圧を増幅
する差動増幅回路、109 は差動増幅回路107 の出力検出
電圧に含まれる高周波雑音を除去するローパスフィルタ
であり、これらの検出コイル205,206 、初段アンプ103,
104 ないしローパスフィルタ109にて検出回路が構成さ
れる。
する信号処理回路の回路構成を表すブロック図である。
101 は一定周波数の交流電圧を発生する発振器、102 は
発振器101 からの電圧信号を電力増幅し先の励磁コイル
203,204 へ励磁電流を供給するパワーアンプであり、こ
れら発振器101 ，パワーアンプ102 ，励磁コイル203,20
4 で励磁回路が構成される。103,104 は検出コイル205,
206 によって検出された電圧信号のS/N を向上して電圧
増幅する初段アンプ(Pri-Amplifer)、105,106は交流電
圧を直流電圧へ変換する全波整流回路、107 は全波整流
回路105,106 からの検出直流電圧信号の偏差電圧を増幅
する差動増幅回路、109 は差動増幅回路107 の出力検出
電圧に含まれる高周波雑音を除去するローパスフィルタ
であり、これらの検出コイル205,206 、初段アンプ103,
104 ないしローパスフィルタ109にて検出回路が構成さ
れる。
【０００４】この従来例１は、外力が印加したセンサシ
ャフト201 に貼付された磁歪膜202の歪が変化すると、
その磁歪膜202 の透磁率が変化し、励磁コイル203 を流
れる励磁電流変化に基づく電磁界の磁束変化は検出コイ
ル205 の電圧変化となって検出される。これに引換え外
力がセンサシャフト201 に印加されても、図５から明ら
かなように、検出コイル206 の内周面が空隙を介し対抗
するセンサシャフト201 の外周面には磁歪膜202 が存在
しないから、検出コイル206 側の透磁率が変化せず、し
たがって励磁コイル204 を流れる励磁電流に基づく電磁
界の磁束変化はほとんどなく、検出コイル206 側で誘起
される電圧はほとんど変化しない。これらの検出コイル
205,206 で検出された電圧信号は、それぞれ初段アンプ
103,104 を通され、全波整流回路105,106 によって直流
電圧信号となった後に、差動増幅回路107 で差動増幅さ
れてから、ローパスフィルタ109 を経て歪信号110aとし
て取り出される。
ャフト201 に貼付された磁歪膜202の歪が変化すると、
その磁歪膜202 の透磁率が変化し、励磁コイル203 を流
れる励磁電流変化に基づく電磁界の磁束変化は検出コイ
ル205 の電圧変化となって検出される。これに引換え外
力がセンサシャフト201 に印加されても、図５から明ら
かなように、検出コイル206 の内周面が空隙を介し対抗
するセンサシャフト201 の外周面には磁歪膜202 が存在
しないから、検出コイル206 側の透磁率が変化せず、し
たがって励磁コイル204 を流れる励磁電流に基づく電磁
界の磁束変化はほとんどなく、検出コイル206 側で誘起
される電圧はほとんど変化しない。これらの検出コイル
205,206 で検出された電圧信号は、それぞれ初段アンプ
103,104 を通され、全波整流回路105,106 によって直流
電圧信号となった後に、差動増幅回路107 で差動増幅さ
れてから、ローパスフィルタ109 を経て歪信号110aとし
て取り出される。
【０００５】さらに、従来例２として特開平４−２８６
９２７号トルク測定装置の感度補償装置がある。この従
来例２は、トルク伝達軸の外周面に磁気異方性部を形成
し、この磁気異方性部に対応して励磁コイルと検出コイ
ルとを設け、前記トルク伝達軸に印加されるトルクの大
小に応じた信号を前記検出コイルから出力して前記トル
クの大きさを測定するようにした磁歪式のトルクセンサ
において、前記励磁コイルに交流電流を供給する手段
と、前記励磁電流に直流成分をバイアスさせる手段と、
センサ部の温度を検出する手段と、温度検出信号にもと
づいて直流バイアス電流を制御する手段と、を有するこ
とを特徴とするトルク測定装置の感度補償装置である。
９２７号トルク測定装置の感度補償装置がある。この従
来例２は、トルク伝達軸の外周面に磁気異方性部を形成
し、この磁気異方性部に対応して励磁コイルと検出コイ
ルとを設け、前記トルク伝達軸に印加されるトルクの大
小に応じた信号を前記検出コイルから出力して前記トル
クの大きさを測定するようにした磁歪式のトルクセンサ
において、前記励磁コイルに交流電流を供給する手段
と、前記励磁電流に直流成分をバイアスさせる手段と、
センサ部の温度を検出する手段と、温度検出信号にもと
づいて直流バイアス電流を制御する手段と、を有するこ
とを特徴とするトルク測定装置の感度補償装置である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来例１に
おいては温度変化が生じた場合に、先の磁歪膜202 があ
る側とない側とでの温度ドリフトが異なるために差動を
とっても歪出力にドリフトを生じるといった問題点があ
った。また、歪−出力特性に非線形性があった。さら
に、従来例２ではセンサの温度の変化に対応して励磁電
流に直流成分をバイアスさせる手段を設けているが、こ
れはセンサが低温下や特に高温下での感度の補償をする
と記されてはいるけれども、その補償特性は直線性的な
ラフなものであり、しかもセンサ検出回路の非直線性の
補償は全く考慮さてはおらず、センサ検出精度としては
不十分な手段と言わざるを得ない。ここにおいて、本発
明は、これら従来例の全ての欠点を払拭した磁歪式セン
サの検出出力における温度ドリフトをなくすとともに、
非線形性の改善を図った磁歪センサの温度・非直線性補
償方法を提供することを目的とする。
おいては温度変化が生じた場合に、先の磁歪膜202 があ
る側とない側とでの温度ドリフトが異なるために差動を
とっても歪出力にドリフトを生じるといった問題点があ
った。また、歪−出力特性に非線形性があった。さら
に、従来例２ではセンサの温度の変化に対応して励磁電
流に直流成分をバイアスさせる手段を設けているが、こ
れはセンサが低温下や特に高温下での感度の補償をする
と記されてはいるけれども、その補償特性は直線性的な
ラフなものであり、しかもセンサ検出回路の非直線性の
補償は全く考慮さてはおらず、センサ検出精度としては
不十分な手段と言わざるを得ない。ここにおいて、本発
明は、これら従来例の全ての欠点を払拭した磁歪式セン
サの検出出力における温度ドリフトをなくすとともに、
非線形性の改善を図った磁歪センサの温度・非直線性補
償方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明は、センサシャフトと、センサシャフト上に
形成された磁歪膜と１対の励磁コイルと１対の検出コイ
ルと出力段に差動増幅器を備える歪センサの信号処理回
路において、励磁コイル電圧を検出する励磁電圧検出回
路を介して歪センサの温度変化に伴う電圧変化を検出す
るとともに、各励磁コイル電圧である歪センサの温度に
応じた歪出力特性曲線と、理想的な歪・出力の特性を持
つ理想特性直線との、歪センサに印加されるそれぞれの
歪の大きさ毎の差分を補正値として、予め格納したテー
ブルＲＯＭを備えておき、前記励磁コイル電圧を全波整
流した温度に対応する電圧と歪出力を全波整流した歪電
圧をそれぞれマルチプレックサに導入し、前記マルチプ
レックサではＣＰＵからの指示によりそのいずれか一方
の電圧を選択し、Ａ／Ｄ変換してＲＡＭに記憶し、次に
他の電圧を選択し、Ａ／Ｄ変換して前記ＲＡＭに記憶
し、これら両電圧から前記テーブルＲＯＭの指定アドレ
スからの補正値を抽出し、抽出された補正値をＤ／Ａ変
換して、前記差動増幅器出力に加算する磁歪センサの温
度・非直線性補償方法である。
に、本発明は、センサシャフトと、センサシャフト上に
形成された磁歪膜と１対の励磁コイルと１対の検出コイ
ルと出力段に差動増幅器を備える歪センサの信号処理回
路において、励磁コイル電圧を検出する励磁電圧検出回
路を介して歪センサの温度変化に伴う電圧変化を検出す
るとともに、各励磁コイル電圧である歪センサの温度に
応じた歪出力特性曲線と、理想的な歪・出力の特性を持
つ理想特性直線との、歪センサに印加されるそれぞれの
歪の大きさ毎の差分を補正値として、予め格納したテー
ブルＲＯＭを備えておき、前記励磁コイル電圧を全波整
流した温度に対応する電圧と歪出力を全波整流した歪電
圧をそれぞれマルチプレックサに導入し、前記マルチプ
レックサではＣＰＵからの指示によりそのいずれか一方
の電圧を選択し、Ａ／Ｄ変換してＲＡＭに記憶し、次に
他の電圧を選択し、Ａ／Ｄ変換して前記ＲＡＭに記憶
し、これら両電圧から前記テーブルＲＯＭの指定アドレ
スからの補正値を抽出し、抽出された補正値をＤ／Ａ変
換して、前記差動増幅器出力に加算する磁歪センサの温
度・非直線性補償方法である。
【０００８】
【作用】上記手段により、温度変化による励磁電圧変化
が生じても、その励磁電圧のときの温度・歪出力に適応
した補正値を差動増幅回路出力に加算するので、常に温
度ドリフトのない、また、非線形性のない歪−出力特性
を得ることができる。
が生じても、その励磁電圧のときの温度・歪出力に適応
した補正値を差動増幅回路出力に加算するので、常に温
度ドリフトのない、また、非線形性のない歪−出力特性
を得ることができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１は、本発明の一実施例における信号処理回路を
備えた磁歪式歪センサの回路構成を示すブロック図であ
る。111 は励磁電圧検出回路、112 はテーブルＲＯＭ、
113 はＤ／Ａコンバータ、108 は加算器である。ここ
で、励磁電圧検出回路111 はセンサシャフト201 を空隙
を介してその外周面を加熱する、すなわち交流電流を流
すことにより交番磁界を発生させ検出コイルにおける誘
起電圧を検出するのではあるが、同時にジュール損によ
る発熱があり、これが歪センサの環境温度を形成する。
しかし、この磁歪膜202 がある膜あり側207 と膜なし側
208 側では、温度係数が異なるため環境温度も多分に相
違することは論を待たない。従って、この現象が次段以
降での差動演算にもかかわらず、温度ドリフトないしは
非直線性をなす所以である。そこで、本発明は、この励
磁コイル203,204 から取り出した励磁電圧を温度を含む
情報として扱い、これを適当な係数器を経て演算に適し
た値に改めてから、全波整流して次のテーブルＲＯＭへ
温度情報として与えている。これらの情報処理の全てを
励磁電圧検出回路111 において行われる。
る。図１は、本発明の一実施例における信号処理回路を
備えた磁歪式歪センサの回路構成を示すブロック図であ
る。111 は励磁電圧検出回路、112 はテーブルＲＯＭ、
113 はＤ／Ａコンバータ、108 は加算器である。ここ
で、励磁電圧検出回路111 はセンサシャフト201 を空隙
を介してその外周面を加熱する、すなわち交流電流を流
すことにより交番磁界を発生させ検出コイルにおける誘
起電圧を検出するのではあるが、同時にジュール損によ
る発熱があり、これが歪センサの環境温度を形成する。
しかし、この磁歪膜202 がある膜あり側207 と膜なし側
208 側では、温度係数が異なるため環境温度も多分に相
違することは論を待たない。従って、この現象が次段以
降での差動演算にもかかわらず、温度ドリフトないしは
非直線性をなす所以である。そこで、本発明は、この励
磁コイル203,204 から取り出した励磁電圧を温度を含む
情報として扱い、これを適当な係数器を経て演算に適し
た値に改めてから、全波整流して次のテーブルＲＯＭへ
温度情報として与えている。これらの情報処理の全てを
励磁電圧検出回路111 において行われる。
【００１０】次に、テーブルＲＯＭ112 の内部構成の詳
細について説明する。図２は、この一実施例で採用した
回路の主要部を示すブロック図で、デジタル演算のため
のクロック回路などは省略している。112aはマルチプレ
ックサ（Mul-tiplexer) で、第１の入力は前段の励磁電
圧検出回路111 からの歪センサ温度に相当する直流信号
電圧を導入し、第２の入力は歪センサの出力の全波整流
回路105 からの歪出力に相当する直流信号電圧を受入
れ、それら両信号電圧の中の一つを取捨選択して内部に
取り入れる。112bはＡ／Ｄコンバータでる。マルチプレ
ックサ112aからのアナログ信号を内部演算可能にするた
めにデジタル化する。Ａ／Ｄコンバータを経た信号はバ
ス112fを介してＣＰＵ（中央処理装置）の指示により、
ＲＡＭに一時記憶格納される。そして、ＣＰＵからのさ
らなる指示でマルチプレックサ112aは他の信号電圧を選
択して、先と同じようにしてその信号をＲＡＭに一時記
憶格納される。これら両信号からＣＰＵの判断がなさ
れ、予めテーブル状に補正値が格納されたＲＯＭのアド
レスが指定され、そのアドレスが持つ補正値がバス112f
を経て次段のＤ／Ａコンバータ113 へ送り出される。
細について説明する。図２は、この一実施例で採用した
回路の主要部を示すブロック図で、デジタル演算のため
のクロック回路などは省略している。112aはマルチプレ
ックサ（Mul-tiplexer) で、第１の入力は前段の励磁電
圧検出回路111 からの歪センサ温度に相当する直流信号
電圧を導入し、第２の入力は歪センサの出力の全波整流
回路105 からの歪出力に相当する直流信号電圧を受入
れ、それら両信号電圧の中の一つを取捨選択して内部に
取り入れる。112bはＡ／Ｄコンバータでる。マルチプレ
ックサ112aからのアナログ信号を内部演算可能にするた
めにデジタル化する。Ａ／Ｄコンバータを経た信号はバ
ス112fを介してＣＰＵ（中央処理装置）の指示により、
ＲＡＭに一時記憶格納される。そして、ＣＰＵからのさ
らなる指示でマルチプレックサ112aは他の信号電圧を選
択して、先と同じようにしてその信号をＲＡＭに一時記
憶格納される。これら両信号からＣＰＵの判断がなさ
れ、予めテーブル状に補正値が格納されたＲＯＭのアド
レスが指定され、そのアドレスが持つ補正値がバス112f
を経て次段のＤ／Ａコンバータ113 へ送り出される。
【００１１】図３は、各補正値をテーブル状に格納した
ＲＯＭの形状を表す図である。この図は歪センサの各温
度・歪出力特性の適宜にサンプリングしたデータと誤差
のない理想特性との差分を、アドレスごとに格納した状
態図である。例えば、Ｔ2 ・温度特性での歪出力Ｓ2 の
ときの補正値はいくらという具合にして格納される。図
４は、そのテーブルＲＯＭに格納される補正値の算出手
段の説明図である。いま、室温にて最適励磁電流（励磁
電圧V ref) に設定したときの歪−出力特性が図４に示
す［温度・Ｔ4 ・曲線］の特性曲線である。すなわち、
この図４のように、最適励磁電流値に設定してもセンサ
ヘッド（センサシャフト201 ないし検出コイル206 など
の構成要素からなる歪み検出の先端部分）の歪−出力特
性からの非直線性が存在する。この歪−出力特性のデー
タから、例えば最小自乗法等で［理想直線］を引き、こ
の［理想直線］と、実際の室温で最適励磁電流に設定の
歪−出力特性の［温度・Ｔ4 ・曲線］で示す特性曲線と
のデータの差を補正値として、テーブルＲＯＭ112 ［そ
のアドレスは（Ｔ2 ）の行の（Ｓ2 ）の列に示した斜線
部分］に格納しておく。例えば歪がＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 ，
…，ＳM-2 ，ＳM-1 ，ＳM と変化すれば差分の補正値
は、60−40, 61−41, 62−42, 63−43, …，65−45, 66
−46, 67−47とのそれぞれの差の長さで表される。
ＲＯＭの形状を表す図である。この図は歪センサの各温
度・歪出力特性の適宜にサンプリングしたデータと誤差
のない理想特性との差分を、アドレスごとに格納した状
態図である。例えば、Ｔ2 ・温度特性での歪出力Ｓ2 の
ときの補正値はいくらという具合にして格納される。図
４は、そのテーブルＲＯＭに格納される補正値の算出手
段の説明図である。いま、室温にて最適励磁電流（励磁
電圧V ref) に設定したときの歪−出力特性が図４に示
す［温度・Ｔ4 ・曲線］の特性曲線である。すなわち、
この図４のように、最適励磁電流値に設定してもセンサ
ヘッド（センサシャフト201 ないし検出コイル206 など
の構成要素からなる歪み検出の先端部分）の歪−出力特
性からの非直線性が存在する。この歪−出力特性のデー
タから、例えば最小自乗法等で［理想直線］を引き、こ
の［理想直線］と、実際の室温で最適励磁電流に設定の
歪−出力特性の［温度・Ｔ4 ・曲線］で示す特性曲線と
のデータの差を補正値として、テーブルＲＯＭ112 ［そ
のアドレスは（Ｔ2 ）の行の（Ｓ2 ）の列に示した斜線
部分］に格納しておく。例えば歪がＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 ，
…，ＳM-2 ，ＳM-1 ，ＳM と変化すれば差分の補正値
は、60−40, 61−41, 62−42, 63−43, …，65−45, 66
−46, 67−47とのそれぞれの差の長さで表される。
【００１２】ここで、歪センサを取り巻く温度が変化す
ると、この歪センサの歪−出力特性の［温度・Ｔ2 ・曲
線］にドリフトを生じる。このドリフトの要因の大きな
１つに温度変化による励磁電圧の変化がある。この励磁
電圧の変化は励磁回路を構成している発振器101 、パワ
ーアンプ102 の温度ドリフト、また励磁コイル203,204
の温度特性などに起因する。さらに励磁電流が最適励磁
電流値からずれれば、歪−出力特性自体も変化し、ドリ
フトの要因となる。本来であれば励磁電圧が変化して
も、信号処理回路で差動構成を取っているため、この温
度ドリフトはキャンセルされるはずであるが、実際には
磁歪膜202 がある側207 とない側208 とで励磁コイル20
3 と励磁コイル204 で、同じだけ励磁電圧が変化した場
合に、検出コイル205 側と検出コイル206 側とでは各相
での温度特性の違いからドリフト量が異なる。このた
め、ドリフトをキャンセルすることができない。上記の
ような理由により、温度変化が生じると、励磁電圧が変
化し、歪センサの歪−出力特性に図４の励磁電圧Ｖ1 の
［温度・Ｔ2 ・曲線］の特性曲線あるいは励磁電圧Ｖ2
の［温度・ＴN-1 ・曲線］の特性曲線などのようなドリ
フト、つまり零点ドリフト及び感度ドリフトが生じる。
ると、この歪センサの歪−出力特性の［温度・Ｔ2 ・曲
線］にドリフトを生じる。このドリフトの要因の大きな
１つに温度変化による励磁電圧の変化がある。この励磁
電圧の変化は励磁回路を構成している発振器101 、パワ
ーアンプ102 の温度ドリフト、また励磁コイル203,204
の温度特性などに起因する。さらに励磁電流が最適励磁
電流値からずれれば、歪−出力特性自体も変化し、ドリ
フトの要因となる。本来であれば励磁電圧が変化して
も、信号処理回路で差動構成を取っているため、この温
度ドリフトはキャンセルされるはずであるが、実際には
磁歪膜202 がある側207 とない側208 とで励磁コイル20
3 と励磁コイル204 で、同じだけ励磁電圧が変化した場
合に、検出コイル205 側と検出コイル206 側とでは各相
での温度特性の違いからドリフト量が異なる。このた
め、ドリフトをキャンセルすることができない。上記の
ような理由により、温度変化が生じると、励磁電圧が変
化し、歪センサの歪−出力特性に図４の励磁電圧Ｖ1 の
［温度・Ｔ2 ・曲線］の特性曲線あるいは励磁電圧Ｖ2
の［温度・ＴN-1 ・曲線］の特性曲線などのようなドリ
フト、つまり零点ドリフト及び感度ドリフトが生じる。
【００１３】そこで、本発明は予め励磁電圧を振って、
実際の室温で最適励磁電流（励磁電圧V ref) に設定の
歪−出力特性の［温度・Ｔ4 ・曲線］の特性曲線を取
り、励磁電圧毎に先に述べた［理想直線］との差を補正
値として先のテーブルＲＯＭ112 に格納しておく。因
に、励磁電圧Ｖ1 の［温度・Ｔ2 ・曲線］の特性曲線の
ときにおける補正値は、歪がＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 ，…，Ｓ
M-2 ，ＳM-1 ，ＳM と変化すれば差分の補正値は、50−
40, 51−41, 52−42, 53−43, …，55−45, 56−46, 57
−47とのそれぞれの差の長さで表され、励磁電圧Ｖ2 の
［温度・ＴN-1 ・曲線］の特性曲線の場合もこれらに準
じる。信号処理においては、励磁電圧を励磁電圧検出回
路111 により検出してこれを全波整流し、この直流電圧
（温度）とそのときの歪み（全波整流回路105 からの歪
出力）に応じた補正値をテーブルＲＯＭ112 により払い
出して、加算器108 において差動増幅器107 の出力に加
算することにより、温度変化による励磁電圧の変化があ
っても、常に［理想直線］の通りに歪センサの歪−出力
特性110 が得られる。そして、本発明はトルクセンサ、
圧力センサ、張力センサなど各種の歪センサにそれぞれ
適用可能である。
実際の室温で最適励磁電流（励磁電圧V ref) に設定の
歪−出力特性の［温度・Ｔ4 ・曲線］の特性曲線を取
り、励磁電圧毎に先に述べた［理想直線］との差を補正
値として先のテーブルＲＯＭ112 に格納しておく。因
に、励磁電圧Ｖ1 の［温度・Ｔ2 ・曲線］の特性曲線の
ときにおける補正値は、歪がＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 ，…，Ｓ
M-2 ，ＳM-1 ，ＳM と変化すれば差分の補正値は、50−
40, 51−41, 52−42, 53−43, …，55−45, 56−46, 57
−47とのそれぞれの差の長さで表され、励磁電圧Ｖ2 の
［温度・ＴN-1 ・曲線］の特性曲線の場合もこれらに準
じる。信号処理においては、励磁電圧を励磁電圧検出回
路111 により検出してこれを全波整流し、この直流電圧
（温度）とそのときの歪み（全波整流回路105 からの歪
出力）に応じた補正値をテーブルＲＯＭ112 により払い
出して、加算器108 において差動増幅器107 の出力に加
算することにより、温度変化による励磁電圧の変化があ
っても、常に［理想直線］の通りに歪センサの歪−出力
特性110 が得られる。そして、本発明はトルクセンサ、
圧力センサ、張力センサなど各種の歪センサにそれぞれ
適用可能である。
【００１４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば温度
変化による励磁電圧の変化が生じても、零点ドリフト及
び感度ドリフトなどのドリフトを生じず、また常に直線
性のよい歪センサの歪−出力特性を得ることができる。
変化による励磁電圧の変化が生じても、零点ドリフト及
び感度ドリフトなどのドリフトを生じず、また常に直線
性のよい歪センサの歪−出力特性を得ることができる。
【図１】本発明の一実施例における回路構成を示すブロ
ック図
ック図
【図２】本発明の一実施例でのテーブルＲＯＭの内部の
回路構成を表すブロック図
回路構成を表すブロック図
【図３】本発明の一実施例におけるＲＯＭのアドレステ
ーブルの説明図
ーブルの説明図
【図４】本発明の一実施例での歪センサの歪−出力特性
を表す図
を表す図
【図５】歪センサのセンサヘッドの構成を表す一部を切
り欠いた側面図
り欠いた側面図
【図６】従来例１における歪センサとその信号処理回路
の回路構成を示すブロック図
の回路構成を示すブロック図
101 発振器 102 パワーアンプ 103 初段アンプ 104 初段アンプ 105 全波整流回路 106 全波整流回路 107 差動増幅器 108 加算器 109 ローパスフィルタ 110 歪出力［本発明］ 110a 歪出力［従来例１］ 111 励磁電圧検出回路 112 テーブルＲＯＭ 112a マルチプレックサ 112b Ａ／Ｄコンバータ 112c ＣＰＵ 112d ＲＡＭ 112e ＲＯＭ 113 Ｄ／Ａコンバータ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年１０月２７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】追加
【補正内容】
【図２】
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上村 浩司 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２番１号 株式会社安川電機内
Claims (1)
- 【請求項１】センサシャフトと、センサシャフト上に形
成された磁歪膜と１対の励磁コイルと１対の検出コイル
と出力段に差動増幅器を備える歪センサの信号処理回路
において、 励磁コイル電圧を検出する励磁電圧検出回路を介して歪
センサの温度変化に伴う電圧変化を検出するとともに、 各励磁コイル電圧である歪センサの温度に応じた歪出力
特性曲線と、理想的な歪・出力の特性を持つ理想特性直
線との、歪センサに印加されるそれぞれの歪の大きさ毎
の差分を補正値として、予め格納したテーブルＲＯＭを
備えておき、 前記励磁コイル電圧を全波整流した温度に対応する電圧
と歪出力を全波整流した歪電圧をそれぞれマルチプレッ
クサに導入し、 前記マルチプレックサではＣＰＵからの指示によりその
いずれか一方の電圧を選択し、Ａ／Ｄ変換してＲＡＭに
記憶し、 次に他の電圧を選択し、Ａ／Ｄ変換して前記ＲＡＭに記
憶し、 これら両電圧から前記テーブルＲＯＭのアドレスを指定
し、 前記テーブルＲＯＭの指定アドレスからの補正値を抽出
し、 抽出された補正値をＤ／Ａ変換して、前記差動増幅器出
力に加算することを特徴とする磁歪センサの温度・非直
線性補償方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10754893A JPH06294690A (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | 磁歪センサの温度・非直線性補償方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10754893A JPH06294690A (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | 磁歪センサの温度・非直線性補償方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06294690A true JPH06294690A (ja) | 1994-10-21 |
Family
ID=14461980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10754893A Pending JPH06294690A (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | 磁歪センサの温度・非直線性補償方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06294690A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09245214A (ja) * | 1996-03-08 | 1997-09-19 | Glory Ltd | 硬貨処理機における温度補正機能付き硬貨識別装置 |
| JP2000121462A (ja) * | 1998-10-15 | 2000-04-28 | Koyo Seiko Co Ltd | トルクセンサ及び舵取装置 |
| US6600311B1 (en) | 1999-05-26 | 2003-07-29 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Magnetic sensor for detecting the angular displacement of a rotating shaft |
| US10466313B2 (en) | 2014-12-12 | 2019-11-05 | Korea Research Institute Of Standards And Science | Magnetic field sensor and apparatus for measuring magnetic field |
-
1993
- 1993-04-09 JP JP10754893A patent/JPH06294690A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09245214A (ja) * | 1996-03-08 | 1997-09-19 | Glory Ltd | 硬貨処理機における温度補正機能付き硬貨識別装置 |
| JP2000121462A (ja) * | 1998-10-15 | 2000-04-28 | Koyo Seiko Co Ltd | トルクセンサ及び舵取装置 |
| US6600311B1 (en) | 1999-05-26 | 2003-07-29 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Magnetic sensor for detecting the angular displacement of a rotating shaft |
| US10466313B2 (en) | 2014-12-12 | 2019-11-05 | Korea Research Institute Of Standards And Science | Magnetic field sensor and apparatus for measuring magnetic field |
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