JPH09280971A - Magnetostrictive sensor temperature compensator - Google Patents

Magnetostrictive sensor temperature compensator

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JPH09280971A
JPH09280971A JP8844396A JP8844396A JPH09280971A JP H09280971 A JPH09280971 A JP H09280971A JP 8844396 A JP8844396 A JP 8844396A JP 8844396 A JP8844396 A JP 8844396A JP H09280971 A JPH09280971 A JP H09280971A
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JP
Japan
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temperature
stress
coil
voltage
value
Prior art date
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Application number
JP8844396A
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Japanese (ja)
Inventor
Ichiro Kataoka
一郎 片岡
Kazuyuki Sasaki
一幸 佐々木
Kunimitsu Aoki
邦光 青木
Shozo Ashizawa
正三 芦沢
Shinji Narama
伸二 奈良間
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.)
Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the temperature detected value exhibiting flat temperature characteristics compensated for negative temperature characteristics by compensating the negative temperature characteristics exhibited by the stress detected value based on the stress detected value detected by stress detecting means and the temperature detected value detected by temperature detecting means. SOLUTION: When a compression force is applied to an magnetostrictive element 3, the permeability of the applying direction is increased, the symmetry of the magnetic flux distribution by an exciting coil 5a is collapsed, the voltage proportional to the force is generated in a detecting coil 5b, and a first amplifier 23 outputs a first voltage Vo exhibiting negative temperature characteristics. Exciting power 19 is supplied from an AC exciting power source 19 to the coil 5a. Even if the atmospheric temperature around a magnetostrictive sensor 1 is varied so that the resistance value of the coil 5a is varied, the current value flowing to the coil 5a does not alter, but is maintained at a predetermined value, and the amplitude of the excited voltage applied to the coil 5a is varied. That is, a second voltage Vt exhibits the positive temperature characteristics for raising the voltage value as the temperature rises. This is canceled by the first voltage Vo of the negative temperature characteristics to obtain the compensated output voltage Vot.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁性体よりなる磁
歪素子にコイルを巻回してなる磁歪式センサを励磁する
とともに、この磁歪素子に力が加えられると磁性体の磁
化特性が変化することを利用して、加えられた力を検出
する磁歪式センサに係り、特に、磁歪式センサの検出値
が温度変化に依存して変動することに起因するセンサ検
出値の精度低下を補償するようにした磁歪式センサの温
度補償装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention excites a magnetostrictive sensor in which a coil is wound around a magnetostrictive element made of a magnetic material, and the magnetization characteristic of the magnetic material changes when a force is applied to the magnetostrictive element. The present invention relates to a magnetostrictive sensor that detects an applied force by using, in particular, so as to compensate for a decrease in accuracy of the sensor detected value due to a change in the detected value of the magnetostrictive sensor depending on a temperature change. The present invention relates to a temperature compensation device for a magnetostrictive sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、ある物質に加えられている力を
計測するために、力が加わったことで物性が変化するこ
とを利用して力の大きさを検出する手段が種々知られて
いる。このうち、磁歪式センサにあっては、構造が単純
で機械的強度が高い、外乱ノイズに対して影響を受けに
くい、検出素子のインピーダンスが低いため出力が大き
く取れるなどの特長を有し、例えばトラック荷台の自重
計などの用途に用いられている。この磁歪式センサは、
磁性体よりなる磁歪素子にコイルを巻回してなる磁歪式
センサを励磁し、磁歪素子に力が加えられると磁性体の
磁化特性が変化する原理を利用して、加えられた力の大
きさを検出するようにしている。
2. Description of the Related Art Generally, in order to measure the force applied to a certain substance, various means are known for detecting the magnitude of the force by utilizing the fact that the physical properties change due to the application of the force. . Among them, the magnetostrictive sensor has features that the structure is simple and the mechanical strength is high, it is difficult to be affected by disturbance noise, and the output of the magnetostrictive sensor is low because the impedance of the detection element is low. It is used for applications such as the weight of trucks. This magnetostrictive sensor
The magnitude of the applied force is measured using the principle that a magnetostrictive sensor made by winding a coil around a magnetostrictive element made of a magnetic material is excited, and the magnetic characteristics of the magnetic material change when a force is applied to the magnetostrictive element. I'm trying to detect.

【0003】さらに詳しく述べると、従来の磁歪式セン
サは、例えば特開平6−313740号公報に示される
ように、その中央部分に正方形状に整列させて4つの通
孔が開設された磁性体よりなる磁歪素子と、これら4つ
の通孔のうち、対角線上に位置する一対の通孔のそれぞ
れに、これら通孔を介して電線をたすきがけ状に巻きか
けてなる一対のコイルとより構成される。一方のコイル
は励磁用コイルであり、このコイルより引き出された一
対のリード線は、励磁用コイルに対して実効値が一定に
制御された交流電圧を供給する交流励磁電源に接続され
る。また、他方のコイルは検出用コイルであり、このコ
イルより引き出された一対のリード線は、磁歪式センサ
に加えられた応力に従って検出用コイルに生起する交流
電圧信号を整流して平滑化する整流回路、及び整流回路
で直流に変換された電圧信号を増幅する直流増幅回路を
介して、電圧計などの表示計器に接続される。
More specifically, the conventional magnetostrictive sensor is made of a magnetic material having four through holes aligned in a square shape in its central portion, as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-313740. And a pair of coils in which electric wires are wound around the pair of through-holes located diagonally among these four through-holes in a peg shape through these through-holes. . One of the coils is an exciting coil, and a pair of lead wires drawn from this coil are connected to an alternating-current exciting power supply that supplies an alternating voltage whose effective value is controlled to be constant to the exciting coil. The other coil is a detection coil, and a pair of lead wires drawn from this coil rectifies and smoothes an AC voltage signal generated in the detection coil according to the stress applied to the magnetostrictive sensor. It is connected to a display instrument such as a voltmeter through a circuit and a DC amplification circuit that amplifies the voltage signal converted into DC by the rectification circuit.

【0004】ここで、磁歪式センサの応力検出原理につ
いて説明すると、磁性体に機械的歪みを加えると、長さ
の伸びた方向と縮んだ方向との間で、磁性体の磁化特
性、特に透磁率に大きな相違が生じてくる。例えば磁歪
素子に対してある方向から圧縮応力を加えた場合を考え
ると、応力を加えた方向において透磁率は減少する一
方、応力を加えた方向に対する垂直方向において透磁率
は増大する。この結果、圧縮応力を加えていない状態で
は磁歪素子における磁束分布は対称性を維持し、検出用
コイルと交差する磁束はなく検出用コイルに電圧は生じ
ないのに対し、圧縮応力を加えると、磁束分布の対称性
は崩れて検出用コイルと交差する磁束を生じ、加えられ
た圧縮応力に比例した電圧が検出用コイルに生起する。
したがって、この電圧値を測定することにより、磁歪素
子に加えられた圧縮応力を知ることができるのである。
Here, the principle of stress detection of the magnetostrictive sensor will be described. When mechanical strain is applied to the magnetic substance, the magnetization characteristics of the magnetic substance, particularly the transparent property, are increased between the lengthwise extending direction and the lengthwise contracting direction. There is a big difference in magnetic susceptibility. For example, considering a case where a compressive stress is applied to a magnetostrictive element from a certain direction, the magnetic permeability decreases in the stressed direction, while the magnetic permeability increases in the direction perpendicular to the stressed direction. As a result, in the state where no compressive stress is applied, the magnetic flux distribution in the magnetostrictive element maintains symmetry, and there is no magnetic flux that intersects the detection coil and no voltage is generated in the detection coil, whereas when compressive stress is applied, The symmetry of the magnetic flux distribution collapses to generate a magnetic flux that intersects the detection coil, and a voltage proportional to the applied compressive stress occurs in the detection coil.
Therefore, it is possible to know the compressive stress applied to the magnetostrictive element by measuring this voltage value.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の磁歪式センサにあっては、センサ周囲の雰囲気
温度の変動に伴ってセンサ検出値が誤差を含むものとな
り、この誤差の影響からセンサの検出精度を向上するこ
とが難しいという課題があった。
However, in the above-mentioned conventional magnetostrictive sensor, the sensor detection value includes an error due to the fluctuation of the ambient temperature around the sensor, and due to this error, the sensor There is a problem that it is difficult to improve the detection accuracy.

【0006】これについて詳述すれば、従来の磁歪式セ
ンサに接続される周辺機器のうち、例えば励磁用コイル
を励磁する交流励磁電源にあっては、励磁用コイルに対
して実効値が一定に制御された交流電圧を供給している
が、磁歪式センサ周囲の雰囲気温度の変動により励磁用
コイルの抵抗値が変動すると、励磁用コイルに流れる電
流値も変動し、ひいては励磁用コイルが発生する磁束も
変位することとなり、この変位を含む磁束は検出用コイ
ルによって検出されて、結果として磁歪素子に加えられ
た圧縮応力の検出値は誤差を含むに至る。
More specifically, in the peripheral equipment connected to the conventional magnetostrictive sensor, for example, in an AC excitation power source for exciting the exciting coil, the effective value is constant with respect to the exciting coil. Although a controlled AC voltage is supplied, if the resistance value of the exciting coil changes due to changes in the ambient temperature around the magnetostrictive sensor, the value of the current flowing in the exciting coil also changes, which in turn causes the exciting coil to be generated. The magnetic flux is also displaced, and the magnetic flux including this displacement is detected by the detection coil, and as a result, the detected value of the compressive stress applied to the magnetostrictive element includes an error.

【0007】そこで、このような雰囲気温度の変動に起
因するセンサ検出値の誤差を除去するために、励磁用コ
イルに対して実効値が一定に制御された交流電流を供給
する形態の交流励磁電源を使用することが提案されてい
る。この提案によれば、センサ周囲の雰囲気温度の変動
により励磁用コイルの抵抗値が変動しても、励磁用コイ
ルに流れる電流値は変動することがなく、励磁用コイル
が発生する磁束の変位を抑制することができる。ところ
が、この提案を採用した場合でも、なおセンサ検出値の
誤差を完全に除去することはできないことが実験により
判明した。すなわち、磁歪式センサに対してなんらの応
力をも加えていない状態で、励磁用コイルに対して実効
値が一定に制御された交流電流を供給しておき、センサ
周囲の雰囲気温度を変化させた時の検出用コイルの出力
電圧を観察すると、検出用コイルの出力電圧は、温度の
上昇に対応して電圧値を減少させる、いわゆる負の温度
特性を示すことが判った。これは、磁歪素子を構成する
磁性体の磁化特性が雰囲気温度の変動により変位するこ
とによるものと推定されるが、これについての対策は従
来なにも施されていないのが実情であり、上述した課題
の解決が関係者の間で強く要望されていた。
Therefore, in order to eliminate the error in the sensor detection value due to such a change in ambient temperature, an AC excitation power supply of a form in which an AC current whose effective value is controlled to be constant is supplied to the excitation coil. Is proposed to be used. According to this proposal, even if the resistance value of the exciting coil changes due to the change of the ambient temperature around the sensor, the value of the current flowing through the exciting coil does not change, and the displacement of the magnetic flux generated by the exciting coil is reduced. Can be suppressed. However, even if this proposal is adopted, it has been experimentally found that the error in the sensor detection value cannot be completely removed. That is, in the state where no stress is applied to the magnetostrictive sensor, an alternating current whose effective value is controlled to be constant is supplied to the exciting coil, and the ambient temperature around the sensor is changed. When observing the output voltage of the detection coil at that time, it was found that the output voltage of the detection coil exhibits a so-called negative temperature characteristic in which the voltage value decreases in accordance with the rise in temperature. It is estimated that this is due to the fact that the magnetization characteristics of the magnetic substance that constitutes the magnetostrictive element are displaced due to fluctuations in the ambient temperature, but the fact is that no measures have been taken in the past. There was a strong demand among the parties concerned to solve these problems.

【0008】本発明は、上記した実情を鑑みてなされた
ものであり、磁歪式センサ周囲の雰囲気温度の変動に起
因する誤差を含む検出用コイルの出力電圧を、励磁用コ
イルに対して実効値が一定に制御された交流電流を供給
する形態において、磁歪式センサ周囲の雰囲気温度の変
動に伴って変動する電圧振幅値を用いて補償することに
より、センサ検出値の誤差を除去してセンサの検出精度
を向上することができる磁歪式センサの温度補償装置を
提供することを課題とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and the output voltage of the detection coil, which includes an error caused by the fluctuation of the ambient temperature around the magnetostrictive sensor, has an effective value with respect to the excitation coil. In the mode in which the AC current is controlled to be constant, compensation is performed using the voltage amplitude value that fluctuates according to the fluctuation of the ambient temperature around the magnetostrictive sensor, so that the error in the sensor detection value is removed and the sensor An object of the present invention is to provide a temperature compensation device for a magnetostrictive sensor that can improve detection accuracy.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1の発明は、磁性体よりなる磁歪素子にコイ
ルを巻回してなり、この磁歪素子を励磁するとともに、
該磁歪素子に応力が加えられると該磁性体の磁化特性が
変化することを利用して、該加えられた応力の大きさを
検出するように構成された磁歪式センサにおいて、実効
値が定電流に制御された交流を供給する交流励磁電源
と、該交流励磁電源から定電流が供給され、前記磁歪素
子を励磁する励磁用コイルと、該励磁用コイルに対して
垂直に交差させて配置され、前記磁歪素子に応力が加え
られたときの磁化特性の変化を検出する検出用コイル
と、該検出用コイルに生起した交流電圧形態の応力検出
信号を、適宜のレベルに調整された直流電圧形態の応力
検出値に変換して出力する応力検出手段と、前記交流励
磁電源から前記励磁用コイルに印加された交流電圧形態
の温度検出信号を、適宜のレベルに調整された直流電圧
形態の温度検出値に変換して出力する温度検出手段と、
前記応力検出手段で検出された応力検出値と、前記温度
検出手段で検出された温度検出値とに基づいて、該応力
検出値が呈する負の温度特性を補償する補償手段と、を
備えてなることを要旨とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is such that a coil is wound around a magnetostrictive element made of a magnetic material, and this magnetostrictive element is excited,
In a magnetostrictive sensor configured to detect the magnitude of the applied stress by utilizing the fact that the magnetization characteristics of the magnetic body change when stress is applied to the magnetostrictive element, the effective value is a constant current. An alternating current excitation power source for supplying a controlled alternating current, a constant current is supplied from the alternating current excitation power source, an excitation coil for exciting the magnetostrictive element, and is arranged to intersect perpendicularly to the excitation coil, A detection coil for detecting a change in the magnetization characteristic when stress is applied to the magnetostrictive element, and a stress detection signal in the form of an AC voltage generated in the detection coil, a DC voltage form adjusted to an appropriate level. A stress detection means for converting the stress detection value and outputting the stress detection value, and a temperature detection signal in the DC voltage form adjusted to an appropriate level for the temperature detection signal in the AC voltage form applied to the exciting coil from the AC excitation power supply. Strange A temperature detection means for and outputs,
Compensation means for compensating for the negative temperature characteristic exhibited by the stress detection value based on the stress detection value detected by the stress detection means and the temperature detection value detected by the temperature detection means. That is the summary.

【0010】請求項1の発明によれば、まず、磁歪式セ
ンサの励磁用コイルには、交流励磁電源から実効値が定
電流に制御された交流が供給される。このとき磁歪素子
に対して応力が加えられていなければ、磁歪素子におけ
る磁束分布は励磁用コイルに対して対称性を維持し、こ
の結果、検出用コイルと交差する磁束はなく検出用コイ
ルに電圧は生じない。これに対し、例えば圧縮応力が磁
歪素子に対して加えられると、応力を加えた方向におい
て透磁率は減少する一方、応力を加えた方向に対する垂
直方向において透磁率は増大し、励磁用コイルによる磁
束分布の対称性は崩れるに至り、この結果、磁歪素子に
は検出用コイルと交差する磁束が生じ、加えられた圧縮
応力に比例した電圧が検出用コイルに生起する。この検
出用コイルからの交流電圧形態の応力検出信号は、応力
検出手段において適宜のレベルに調整された直流電圧形
態の応力検出値に変換され、応力検出手段は、磁歪素子
の温度特性に従った負の温度特性を呈する応力検出値を
出力する。
According to the first aspect of the present invention, first, the exciting coil of the magnetostrictive sensor is supplied with alternating current whose effective value is controlled to be a constant current from the alternating current exciting power source. At this time, if no stress is applied to the magnetostrictive element, the magnetic flux distribution in the magnetostrictive element maintains symmetry with respect to the exciting coil, and as a result, there is no magnetic flux that intersects the detecting coil, and there is no voltage across the detecting coil. Does not occur. On the other hand, for example, when compressive stress is applied to the magnetostrictive element, the magnetic permeability decreases in the stressed direction, while the magnetic permeability increases in the direction perpendicular to the stressed direction, and the magnetic flux generated by the exciting coil is increased. The symmetry of the distribution is broken, and as a result, a magnetic flux intersecting the detection coil is generated in the magnetostrictive element, and a voltage proportional to the applied compressive stress is generated in the detection coil. The AC voltage type stress detection signal from the detection coil is converted into a DC voltage type stress detection value adjusted to an appropriate level in the stress detecting means, and the stress detecting means follows the temperature characteristic of the magnetostrictive element. The detected stress value that exhibits a negative temperature characteristic is output.

【0011】この応力検出値の負の温度特性を補償する
ために、請求項1の発明は、交流励磁電源から励磁用コ
イルに印加される交流電圧から、磁歪式センサ周囲の雰
囲気温度を検出するようにしている。これについて説明
すると、励磁用コイルには、交流励磁電源から実効値が
一定に制御された交流が供給されているが、磁歪式セン
サ周囲の雰囲気温度が変動すると、励磁用コイルの抵抗
値が変動し、励磁用コイルに流れる電流値も変動しよう
とする。しかし、交流励磁電源により実効値が一定電流
に制御されているため、磁歪式センサ周囲の雰囲気温度
の変動により励磁用コイルの抵抗値が変動しても、励磁
用コイルに流れる電流値は変動することなく一定に維持
され、励磁用コイルに印加される励磁電圧の振幅が変動
することとなる。この励磁電圧の振幅変動は、オームの
法則に従って、温度が上昇するに従って電圧値を上昇さ
せる正の温度特性を呈することとなり、したがって、励
磁用コイルに印加される電圧を、磁歪式センサ周囲の雰
囲気温度とみなすことができるのである。すなわち、温
度検出手段は、交流励磁電源から励磁用コイルに印加さ
れた交流電圧形態の温度検出信号を、適宜のレベルに調
整された直流電圧形態の温度検出値に変換して出力す
る。そして、補償手段は、応力検出手段で検出された応
力検出値と、温度検出手段で検出された温度検出値とに
基づいて、応力検出値が呈する負の温度特性を補償する
ことにより、負の温度特性が補償された平坦な温度特性
を呈する応力検出値を得ることができる。ここで得られ
た応力検出値は、磁歪素子に対して加えられた応力を忠
実に反映する値となるため、この結果、センサ検出値の
誤差を除去してセンサの検出精度を向上することができ
る。しかも、サーミスタなどの温度検出素子を別途設け
ずに、励磁用コイルに印加される電圧から磁歪式センサ
周囲の雰囲気温度を検出しているため、磁歪式センサ自
身と温度検出素子との熱容量の差を考慮することなし
に、簡素な回路構成で応力検出値の温度補償を実現する
ことができる。
In order to compensate for the negative temperature characteristic of the stress detection value, the invention of claim 1 detects the ambient temperature around the magnetostrictive sensor from the AC voltage applied from the AC excitation power source to the exciting coil. I am trying. Explaining this, the excitation coil is supplied with alternating current whose effective value is controlled to be constant from an alternating current excitation power source.However, when the ambient temperature around the magnetostrictive sensor fluctuates, the resistance value of the exciting coil fluctuates. However, the value of the current flowing through the exciting coil also tries to change. However, since the effective value is controlled to a constant current by the AC excitation power supply, even if the resistance value of the exciting coil fluctuates due to fluctuations in the ambient temperature around the magnetostrictive sensor, the current value flowing in the exciting coil fluctuates. Without being kept constant, the amplitude of the exciting voltage applied to the exciting coil changes. According to Ohm's law, this amplitude fluctuation of the exciting voltage exhibits a positive temperature characteristic of increasing the voltage value as the temperature rises. Therefore, the voltage applied to the exciting coil is changed to the atmosphere around the magnetostrictive sensor. It can be regarded as temperature. That is, the temperature detecting means converts the temperature detection signal of the AC voltage form applied from the AC excitation power source to the exciting coil into a temperature detection value of the DC voltage form adjusted to an appropriate level and outputs the temperature detected value. The compensating means compensates the negative temperature characteristic exhibited by the stress detection value based on the stress detection value detected by the stress detection means and the temperature detection value detected by the temperature detection means, thereby It is possible to obtain a stress detection value exhibiting a flat temperature characteristic in which the temperature characteristic is compensated. Since the stress detection value obtained here is a value that faithfully reflects the stress applied to the magnetostrictive element, as a result, the error in the sensor detection value can be removed and the detection accuracy of the sensor can be improved. it can. Moreover, since the ambient temperature around the magnetostrictive sensor is detected from the voltage applied to the exciting coil without separately providing a temperature detecting element such as a thermistor, the difference in heat capacity between the magnetostrictive sensor itself and the temperature detecting element is detected. The temperature compensation of the stress detection value can be realized with a simple circuit configuration without taking into consideration.

【0012】また、請求項2の発明は、前記補償手段
は、前記応力検出手段で検出された応力検出値と、前記
温度検出手段で検出された温度検出値とを加算すること
により、該応力検出値が呈する負の温度特性を補償する
ことを要旨とする。
According to a second aspect of the present invention, the compensating means adds the stress detection value detected by the stress detecting means and the temperature detection value detected by the temperature detecting means to obtain the stress. The gist is to compensate for the negative temperature characteristic exhibited by the detected value.

【0013】請求項2の発明によれば、補償手段は、応
力検出手段で検出された負の温度特性を呈する応力検出
値と、温度検出手段で検出された正の温度特性を呈する
温度検出値とを加算することにより、応力検出値が呈す
る負の温度特性が相殺により補償された、平坦な温度特
性を呈する応力検出値を得ることができる。
According to the second aspect of the present invention, the compensating means includes the stress detection value exhibiting the negative temperature characteristic detected by the stress detecting means and the temperature detection value exhibiting the positive temperature characteristic detected by the temperature detecting means. By adding and, it is possible to obtain the stress detection value exhibiting a flat temperature characteristic in which the negative temperature characteristic exhibited by the stress detection value is compensated by the offset.

【0014】さらに、請求項3の発明は、前記磁歪式セ
ンサ周囲の雰囲気温度に対応する補正係数を表す補正テ
ーブルを記憶する記憶手段をさらに備え、前記補償手段
は、該記憶手段に記憶された補正テーブルから、前記温
度検出手段で検出された温度検出値に対応する補正係数
を読み出し、前記応力検出手段で検出された応力検出値
に、該読み出された補正係数を掛け合わせることによ
り、該応力検出値が呈する負の温度特性を補償すること
を要旨とする。
Further, the invention of claim 3 further comprises storage means for storing a correction table representing a correction coefficient corresponding to an ambient temperature around the magnetostrictive sensor, and the compensation means is stored in the storage means. By reading a correction coefficient corresponding to the temperature detection value detected by the temperature detection means from the correction table and multiplying the stress detection value detected by the stress detection means by the read correction coefficient, The gist is to compensate the negative temperature characteristic exhibited by the stress detection value.

【0015】請求項3の発明によれば、補償手段は、記
憶手段に記憶された補正テーブルから、温度検出手段で
検出された温度検出値に対応する補正係数を読み出し、
応力検出手段で検出された応力検出値に、読み出された
補正係数を掛け合わせることにより、応力検出値が呈す
る負の温度特性が補償された、平坦な温度特性を呈する
応力検出値を得ることができる。
According to the third aspect of the invention, the compensating means reads the correction coefficient corresponding to the temperature detection value detected by the temperature detecting means from the correction table stored in the storing means,
The stress detection value detected by the stress detection means is multiplied by the read correction coefficient to obtain the stress detection value exhibiting a flat temperature characteristic in which the negative temperature characteristic exhibited by the stress detection value is compensated. You can

【0016】そして、請求項4の発明は、補償手段で補
償された応力検出値を表示する表示手段をさらに備えて
なることを要旨とする。
The invention according to claim 4 further comprises a display means for displaying the stress detection value compensated by the compensation means.

【0017】請求項4の発明によれば、表示手段に表示
される応力検出値は、磁歪式センサに加えられた応力を
忠実に反映する値となるので、表示手段の指示値を読む
ことで加えられた応力を正確に知ることができる。
According to the invention of claim 4, the stress detection value displayed on the display means is a value that faithfully reflects the stress applied to the magnetostrictive sensor. Therefore, by reading the indication value on the display means. The applied stress can be known accurately.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る磁歪式セン
サの温度補償装置の2つの実施形態について、図に基づ
いて詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, two embodiments of a temperature compensating device for a magnetostrictive sensor according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0019】図1は、本発明の第1実施形態に係る概略
構成図、図2は、本発明の第1実施形態に係る一部分を
示す回路図、図3乃至図5は、本発明の説明に供する
図、図6は、本発明の第2実施形態に係る概略構成図、
図7は、本発明の第2実施形態に係る動作フローチャー
ト図である。なお、本実施形態の説明中、共通の部材に
は共通の符号を付し、その重複した説明は省略する。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing a part of the first embodiment of the present invention, and FIGS. 3 to 5 are explanations of the present invention. FIG. 6 is a schematic configuration diagram according to the second embodiment of the present invention,
FIG. 7 is an operation flowchart diagram according to the second embodiment of the present invention. In the description of this embodiment, common members are denoted by common reference numerals, and duplicated description will be omitted.

【0020】まず、本発明の第1実施形態に係る磁歪式
センサ1は、図1に示すように、例えばパーメンジュー
ルなどの磁性体よりなる磁歪素子3と、この磁歪素子3
に巻回されたコイル5とを備える。なお、磁歪素子3を
構成する磁性体としては、例えばパーマロイや軟鉄など
を使用することもできる。詳しく述べると、磁歪素子3
のほぼ中央部分には、4つの通孔7が開設されており、
これら通孔7は正方形状かつその底辺を磁歪素子3の底
面と平行に配置されている。このような通孔7の配置に
よれば、磁歪素子3に対する圧縮又は引張り応力を効率
的に検出することができる。これら4つの通孔7におい
て、対角線上に位置する一対の通孔のそれぞれには、こ
れら通孔を介して電線がたすきがけ状に巻きかけられて
おり、これをもって一対のコイル5a,5bを構成す
る。コイル5aは励磁用コイルであり、コイル5aの一
対のリード線9a,9bは、励磁側端子13a,13b
をそれぞれ介して、実効値が一定電流に制御された交流
を供給する交流励磁電源19を接続してなり、この電源
19からの出力電力を適宜の値に増幅する励磁増幅器1
7に接続される。
First, as shown in FIG. 1, the magnetostrictive sensor 1 according to the first embodiment of the present invention includes a magnetostrictive element 3 made of a magnetic material such as permendur, and the magnetostrictive element 3.
And a coil 5 wound around. As the magnetic material forming the magnetostrictive element 3, for example, permalloy or soft iron can be used. More specifically, the magnetostrictive element 3
There are four through holes 7 in the center of the
These through holes 7 are formed in a square shape and the bottom side thereof is arranged parallel to the bottom surface of the magnetostrictive element 3. With such an arrangement of the through holes 7, the compressive or tensile stress on the magnetostrictive element 3 can be efficiently detected. In these four through holes 7, an electric wire is wound around each of a pair of diagonally located through holes through the through holes, and the pair of coils 5a and 5b are formed with this. To do. The coil 5a is an excitation coil, and the pair of lead wires 9a and 9b of the coil 5a are excitation side terminals 13a and 13b.
An exciting amplifier 1 for amplifying the output power from the power supply 19 to an appropriate value by connecting an AC exciting power supply 19 for supplying an alternating current whose effective value is controlled to a constant current through
7 is connected.

【0021】また一方、コイル5bは検出用コイルであ
り、コイル5bの一対のリード線11a,11bは、検
出側端子15a,15bをそれぞれ介して、検出用コイ
ル5bに生じた応力に対応する交流出力電圧を直流に変
換するとともに、この変換値を適宜の値に増幅して応力
検出値としての第1電圧Vo を出力する応力検出回路2
5に接続される。この応力検出回路25は、検出用コイ
ル5bに生じた交流出力電圧を整流して平滑化する第1
整流回路21と、第1整流回路21からの直流出力電圧
を適宜の値に増幅する第1増幅回路23とにより構成さ
れる。
On the other hand, the coil 5b is a detection coil, and the pair of lead wires 11a and 11b of the coil 5b are connected to the detection side terminals 15a and 15b, respectively, through an alternating current corresponding to the stress generated in the detection coil 5b. A stress detection circuit 2 for converting the output voltage to DC and amplifying the converted value to an appropriate value to output the first voltage Vo as a stress detection value.
5 is connected. The stress detection circuit 25 rectifies and smoothes the AC output voltage generated in the detection coil 5b.
The rectifier circuit 21 and the first amplifier circuit 23 that amplifies the DC output voltage from the first rectifier circuit 21 to an appropriate value.

【0022】この応力検出回路25と並列に、前記励磁
側端子13a,13bには、一対のリード線27a,2
7bを介して、励磁用コイル5aに加えられている、磁
歪式センサ1周囲の雰囲気温度の変動に伴って変動する
電圧振幅値を呈する交流電圧を直流に変換するととも
に、この変換値を適宜の値に増幅して温度検出値として
の第2電圧Vt を出力する温度検出回路33に接続され
る。この温度検出回路33は、励磁用コイル5aに加え
られている交流電圧を整流して平滑化する第2整流回路
29と、第2整流回路29からの直流電圧を適宜の値に
増幅する第2増幅回路31とにより構成される。
In parallel with the stress detecting circuit 25, a pair of lead wires 27a, 2 are connected to the exciting side terminals 13a, 13b.
The AC voltage, which is applied to the exciting coil 5a via the 7b and has a voltage amplitude value that fluctuates according to the fluctuation of the ambient temperature around the magnetostrictive sensor 1, is converted into a direct current, and the converted value is converted into an appropriate value. It is connected to a temperature detection circuit 33 which amplifies the value and outputs a second voltage Vt as a temperature detection value. The temperature detection circuit 33 includes a second rectifier circuit 29 that rectifies and smoothes the AC voltage applied to the exciting coil 5a, and a second rectifier circuit that amplifies the DC voltage from the second rectifier circuit 29 to an appropriate value. It is composed of an amplifier circuit 31.

【0023】応力検出回路25と温度検出回路33との
それぞれは、これらの回路から出力された第1電圧Vo
、及び第2電圧Vt を加算することで、温度補償後の
応力検出値となる第3電圧Votを出力する温度補償回路
35に接続される。この温度補償回路35は、温度補償
回路35から出力された第3電圧Votを表示する電圧計
37に接続される。
Each of the stress detection circuit 25 and the temperature detection circuit 33 has a first voltage Vo output from these circuits.
, And the second voltage Vt are added to connect to the temperature compensation circuit 35 which outputs the third voltage Vot which is the stress detection value after temperature compensation. The temperature compensation circuit 35 is connected to a voltmeter 37 that displays the third voltage Vot output from the temperature compensation circuit 35.

【0024】次に、温度補償回路35についてさらに詳
しく述べると、図2に示すように、応力検出回路25か
ら出力された応力検出値としての第1電圧Vo は、第1
抵抗39を直列に介して演算増幅器43の反転入力端子
に入力される一方、温度検出回路33から出力された温
度検出値としての第2電圧Vt は、第2抵抗41を直列
に介して演算増幅器43の反転入力端子に入力される。
また、演算増幅器43の非反転入力端子は接地されてい
る。演算増幅器43の出力端子45は、第3抵抗47及
び接続点42を介して反転入力端子に接続されている。
これにより、第3電圧Votの一部は、負帰還抵抗として
機能する第1,第2,第3抵抗39,41,47によっ
て演算増幅器43の入力側に戻されて、負帰還動作によ
る回路動作の安定化が図られている。
Next, the temperature compensation circuit 35 will be described in more detail. As shown in FIG. 2, the first voltage Vo as the stress detection value output from the stress detection circuit 25 is the first voltage Vo.
The second voltage Vt as the temperature detection value output from the temperature detection circuit 33 is input to the inverting input terminal of the operational amplifier 43 via the resistor 39 in series, and the second voltage Vt output from the temperature detection circuit 33 is output via the second resistor 41 in series. It is input to the inverting input terminal 43.
The non-inverting input terminal of the operational amplifier 43 is grounded. The output terminal 45 of the operational amplifier 43 is connected to the inverting input terminal via the third resistor 47 and the connection point 42.
As a result, part of the third voltage Vot is returned to the input side of the operational amplifier 43 by the first, second, and third resistors 39, 41, and 47 functioning as negative feedback resistors, and circuit operation by negative feedback action is performed. Is being stabilized.

【0025】上述のように構成された本発明に係る磁歪
式センサの温度補償装置の回路動作について、図1乃至
図5を参照して説明する。
The circuit operation of the temperature compensating device for the magnetostrictive sensor according to the present invention constructed as described above will be described with reference to FIGS.

【0026】まず、磁歪式センサ1の励磁用コイル5a
には、励磁増幅器17を介して交流励磁電源19より実
効値が一定に制御された交流励磁電流が供給される。こ
のとき磁歪素子3に対して応力が加えられていなけれ
ば、磁歪素子3における磁束分布は励磁用コイル5aに
対して対称性を維持し、この結果、検出用コイル5bと
交差する磁束はなく検出用コイル5bに電圧は生じな
い。これに対し、図1に示すような圧縮応力を磁歪素子
3に対して加えると、応力を加えた方向において透磁率
は減少する一方、応力を加えた方向に対する垂直方向に
おいて透磁率は増大し、励磁用コイル5aによる磁束分
布の対称性は崩れるに至り、この結果、磁歪素子3には
検出用コイル5bと交差する磁束が生じ、加えられた圧
縮応力に比例した電圧が検出用コイル5bに生起する。
この検出用コイル5bに生じた交流出力電圧は、第1整
流回路21において整流及び平滑化がなされるととも
に、第1増幅回路23において適宜の値に増幅され、第
1増幅回路23は、図3に示す負の温度特性を呈する第
1電圧Vo を出力する。
First, the exciting coil 5a of the magnetostrictive sensor 1
An AC exciting current whose effective value is controlled to be constant is supplied from an AC exciting power source 19 via an exciting amplifier 17. At this time, if no stress is applied to the magnetostrictive element 3, the magnetic flux distribution in the magnetostrictive element 3 maintains symmetry with respect to the exciting coil 5a, and as a result, there is no magnetic flux that intersects with the detecting coil 5b. No voltage is generated in the coil 5b. On the other hand, when compressive stress as shown in FIG. 1 is applied to the magnetostrictive element 3, the magnetic permeability decreases in the stressed direction, while the magnetic permeability increases in the direction perpendicular to the stressed direction. The symmetry of the magnetic flux distribution by the exciting coil 5a is destroyed, and as a result, a magnetic flux intersecting the detecting coil 5b is generated in the magnetostrictive element 3, and a voltage proportional to the applied compressive stress is generated in the detecting coil 5b. To do.
The AC output voltage generated in the detection coil 5b is rectified and smoothed by the first rectifier circuit 21, and amplified by the first amplifier circuit 23 to an appropriate value. The first voltage Vo exhibiting the negative temperature characteristic shown in is output.

【0027】この第1電圧Vo の負の温度特性を補償す
るために、本発明では、磁歪式センサ1周囲の雰囲気温
度の変動に伴い、正の温度特性を呈するように変動する
励磁電圧の振幅値を採用している。これについて説明す
ると、本発明の磁歪式センサ1の励磁用コイル5aに
は、励磁増幅器17を介して交流励磁電源19より実効
値が一定に制御された交流励磁電流が供給されている
が、磁歪式センサ1周囲の雰囲気温度が変動すると、励
磁用コイル5aの抵抗値が変動し、励磁用コイル5aに
流れる電流値も変動しようとする。しかし、実効値が一
定電流に制御された交流励磁電源19により、磁歪式セ
ンサ1周囲の雰囲気温度の変動により励磁用コイル5a
の抵抗値が変動しても、励磁用コイル5aに流れる電流
値は変動することなく一定値に維持され、励磁用コイル
5aに印加される励磁電圧の振幅が変動することとな
る。この励磁電圧の振幅変動、すなわち第2電圧Vt
は、オームの法則に従って、図4に示すように、温度が
上昇するに従って電圧値を上昇させる正の温度特性を呈
することとなる。本発明では、負の温度特性を呈する第
1電圧Vo と、正の温度特性を呈する第2電圧Vt とを
加算することにより、図5に示すように、負の温度特性
が相殺されることで補償された出力電圧Votを得るよう
にしている。
In order to compensate for the negative temperature characteristic of the first voltage Vo, according to the present invention, the amplitude of the exciting voltage that fluctuates so as to exhibit a positive temperature characteristic as the ambient temperature around the magnetostrictive sensor 1 changes. The value is adopted. Explaining this, the exciting coil 5a of the magnetostrictive sensor 1 of the present invention is supplied with an AC exciting current whose effective value is controlled to be constant from an AC exciting power source 19 through an exciting amplifier 17, but the magnetostriction is generated. When the ambient temperature around the sensor 1 fluctuates, the resistance value of the exciting coil 5a fluctuates, and the current value flowing through the exciting coil 5a also tends to fluctuate. However, the AC exciting power source 19 whose effective value is controlled to a constant current causes the exciting coil 5a to change due to a change in ambient temperature around the magnetostrictive sensor 1.
Even if the resistance value changes, the value of the current flowing through the exciting coil 5a does not change and is maintained at a constant value, and the amplitude of the exciting voltage applied to the exciting coil 5a changes. Amplitude fluctuation of this excitation voltage, that is, the second voltage Vt
In accordance with Ohm's law, as shown in FIG. 4, exhibits a positive temperature characteristic of increasing the voltage value as the temperature rises. In the present invention, by adding the first voltage Vo exhibiting the negative temperature characteristic and the second voltage Vt exhibiting the positive temperature characteristic, the negative temperature characteristic is canceled as shown in FIG. The compensated output voltage Vot is obtained.

【0028】前記第1抵抗39と第2抵抗41とのそれ
ぞれは、第1,第2抵抗39,41をそれぞれ介して接
続点42において加算され、この加算された電圧値は演
算増幅器43の反転入力端子に入力される。そして、第
1,第2抵抗39,41と、第3抵抗47との抵抗値の
配分比率に応じて増幅された第3電圧Votが、演算増幅
器43の出力端子から出力される。この出力電圧Votは
電圧計37に入力されるが、電圧計37に表示される第
3電圧Votは、温度補償回路35により温度特性が補償
されており、磁歪式センサ1に加えられた応力を忠実に
反映する値となるので、電圧計37の指示値を読むこと
で加えられた応力を正確に知ることができる。しかも、
サーミスタなどの温度検出素子を別途設けずに、励磁用
コイル5aに印加される励磁電圧から磁歪式センサ1周
囲の雰囲気温度を検出しているため、磁歪式センサ1自
身と温度検出素子との熱容量の差を考慮することなし
に、簡素な回路構成で応力検出値の温度補償を実現する
ことができる。
The first resistor 39 and the second resistor 41 are added at the connection point 42 via the first and second resistors 39 and 41, respectively, and the added voltage value is inverted by the operational amplifier 43. It is input to the input terminal. Then, the third voltage Vot amplified in accordance with the distribution ratio of the resistance values of the first and second resistors 39 and 41 and the third resistor 47 is output from the output terminal of the operational amplifier 43. This output voltage Vot is input to the voltmeter 37, but the temperature characteristic of the third voltage Vot displayed on the voltmeter 37 is compensated by the temperature compensating circuit 35, and the stress applied to the magnetostrictive sensor 1 is Since the value faithfully reflects, the applied stress can be accurately known by reading the indicated value of the voltmeter 37. Moreover,
Since the ambient temperature around the magnetostrictive sensor 1 is detected from the exciting voltage applied to the exciting coil 5a without separately providing a temperature detecting element such as a thermistor, the heat capacity between the magnetostrictive sensor 1 itself and the temperature detecting element is detected. The temperature compensation of the stress detection value can be realized with a simple circuit configuration without considering the difference between

【0029】次に、本発明の第2実施形態について、図
6乃至図7を参照して説明する。なお、第2実施形態の
温度補償装置は、第1実施形態と共通の補償温度原理を
採用しており、その装置構成もほぼ同様であるため、両
者間の相違点を述べることにより、第2実施形態の構成
の説明に代える。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 7. The temperature compensating device of the second embodiment employs the same principle of compensating temperature as that of the first embodiment, and the device configuration is almost the same. Therefore, the difference between the two will be described. Instead of the description of the configuration of the embodiment.

【0030】すなわち、第2実施形態の温度補償装置
は、第1実施形態の温度補償回路35に代えて、応力検
出回路25と温度検出回路33とに接続され、これらの
回路から出力された応力検出値としての第1電圧Vo 、
及び温度検出値としての第2電圧Vt を順次入力し、入
力したそれぞれのアナログ信号をデジタル信号Vo ,V
t に変換するA/D変換回路51と、A/D変換回路5
1からのそれぞれのデジタル信号Vo ,Vt を入力し、
磁歪式センサ1に加えられた圧縮応力に比例する電圧が
呈する負の温度特性を補償する演算を行うとともに、補
償後の電圧値を電圧計37へ転送するCPU53と、プ
ログラムを格納するROM55と、CPU53を介して
取得したデータ、及び磁歪式センサ1周囲の雰囲気温度
に対応する補正係数を表す補正テーブルを格納するRA
M57とを追加採用している。
That is, the temperature compensating apparatus of the second embodiment is connected to the stress detecting circuit 25 and the temperature detecting circuit 33 instead of the temperature compensating circuit 35 of the first embodiment, and the stress output from these circuits is connected. The first voltage Vo as a detection value,
And the second voltage Vt as the temperature detection value are sequentially input, and the input analog signals are converted into digital signals Vo and V.
A / D conversion circuit 51 for converting to t and A / D conversion circuit 5
Input the digital signals Vo and Vt from 1 respectively,
A CPU 53 for performing a calculation for compensating for the negative temperature characteristic exhibited by the voltage proportional to the compressive stress applied to the magnetostrictive sensor 1, transferring the compensated voltage value to the voltmeter 37, a ROM 55 for storing a program, RA that stores the data acquired via the CPU 53 and a correction table that represents a correction coefficient corresponding to the ambient temperature around the magnetostrictive sensor 1.
M57 and is additionally adopted.

【0031】次に、上述した第2実施形態の動作につい
て、図7のフローチャートを参照して説明すると、ま
ず、CPU53は、第1電圧Vo 、及び第2電圧Vt か
らそれぞれ変換されたデジタル信号Vo ,Vt を入力
し、これらの値をRAM57の所定のアドレスに格納す
る(ステップS1)。ここで、デジタル信号Vo は応力
検出値として取り扱われる一方、デジタル信号Vt は温
度検出値として取り扱われる。次に、CPU53は、R
AM57から読み出したデジタル信号Vt と補正テーブ
ルとを参照してテーブルルックアップを行い、磁歪式セ
ンサ1周囲の現在の雰囲気温度に対応する補正係数を読
み出し、読み出した補正係数を、RAM57から読み出
したデジタル信号Vo に掛け合わせる演算を行い、演算
結果をVotとしてRAM57の所定のアドレスに格納す
る(ステップS3)。そして、CPU53は、RAM5
7から読み出した演算結果Votを電圧計37へ転送し、
電圧計37に得られた演算結果Votを表示させる。電圧
計37に表示される演算結果Votは、CPU53により
温度特性が補償されており、磁歪式センサ1に加えられ
た応力を忠実に反映する値となるので、電圧計37の指
示値を読むことで加えられた応力を正確に知ることがで
きる。
Next, the operation of the above-mentioned second embodiment will be described with reference to the flow chart of FIG. 7. First, the CPU 53 firstly converts the digital signal Vo from the first voltage Vo and the second voltage Vt. , Vt are input and these values are stored in a predetermined address of the RAM 57 (step S1). Here, the digital signal Vo is treated as a stress detection value, while the digital signal Vt is treated as a temperature detection value. Next, the CPU 53
A table lookup is performed by referring to the digital signal Vt read from the AM 57 and the correction table, the correction coefficient corresponding to the current ambient temperature around the magnetostrictive sensor 1 is read, and the read correction coefficient is read from the RAM 57. An operation for multiplying the signal Vo is performed, and the operation result is stored as Vot in a predetermined address of the RAM 57 (step S3). Then, the CPU 53 causes the RAM 5
The calculation result Vot read from 7 is transferred to the voltmeter 37,
The obtained calculation result Vot is displayed on the voltmeter 37. The temperature characteristic of the calculation result Vot displayed on the voltmeter 37 is compensated by the CPU 53 and is a value that faithfully reflects the stress applied to the magnetostrictive sensor 1. Therefore, read the indicated value of the voltmeter 37. The stress applied by can be known accurately.

【0032】なお、本実施形態中、圧縮又は引張り応力
を検出するのに好ましい磁歪式センサの形態を例示した
が、本発明はこれのみに限定されず、磁歪素子に開設さ
れた4つの通孔の配置を、正方形状かつその一辺を磁歪
素子の底面と45°の角度をもって位置させて、磁歪素
子に対する剪断応力を検出する形態の磁歪式センサに適
用することもできる。
In the present embodiment, the form of the magnetostrictive sensor preferable for detecting the compressive or tensile stress is illustrated, but the present invention is not limited to this, and four through holes formed in the magnetostrictive element. The arrangement can also be applied to a magnetostrictive sensor having a square shape and one side of which is positioned at an angle of 45 ° with the bottom surface of the magnetostrictive element to detect shear stress on the magnetostrictive element.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、補償手段は、応力検出手段で検出された応力検
出値と、温度検出手段で検出された温度検出値とに基づ
いて、応力検出値が呈する負の温度特性を補償すること
により、負の温度特性が補償された平坦な温度特性を呈
する応力検出値を得ることができる。ここで得られた応
力検出値は、磁歪素子に対して加えられた応力を忠実に
反映する値となるため、この結果、センサ検出値の誤差
を除去してセンサの検出精度を向上することができる。
しかも、サーミスタなどの温度検出素子を別途設けず
に、励磁用コイルに印加される電圧から磁歪式センサ周
囲の雰囲気温度を検出しているため、磁歪式センサ自身
と温度検出素子との熱容量の差を考慮することなしに、
簡素な回路構成で応力検出値の温度補償を実現すること
ができる。
As described above, according to the invention of claim 1, the compensating means is based on the stress detected value detected by the stress detecting means and the temperature detected value detected by the temperature detecting means. By compensating the negative temperature characteristic exhibited by the stress detection value, it is possible to obtain the stress detection value exhibiting a flat temperature characteristic in which the negative temperature characteristic is compensated. Since the stress detection value obtained here is a value that faithfully reflects the stress applied to the magnetostrictive element, as a result, the error in the sensor detection value can be removed and the detection accuracy of the sensor can be improved. it can.
Moreover, since the ambient temperature around the magnetostrictive sensor is detected from the voltage applied to the exciting coil without separately providing a temperature detecting element such as a thermistor, the difference in heat capacity between the magnetostrictive sensor itself and the temperature detecting element is detected. Without considering
The temperature compensation of the stress detection value can be realized with a simple circuit configuration.

【0034】また、請求項2の発明によれば、補償手段
は、応力検出手段で検出された負の温度特性を呈する応
力検出値と、温度検出手段で検出された正の温度特性を
呈する温度検出値とを加算することにより、応力検出値
が呈する負の温度特性が相殺により補償された、平坦な
温度特性を呈する応力検出値を得ることができる。
According to the second aspect of the present invention, the compensating means includes the stress detection value having the negative temperature characteristic detected by the stress detecting means and the temperature having the positive temperature characteristic detected by the temperature detecting means. By adding the detected value and the detected value, it is possible to obtain a stress detected value exhibiting a flat temperature characteristic in which the negative temperature characteristic exhibited by the stress detected value is compensated for by cancellation.

【0035】さらに、請求項3の発明によれば、補償手
段は、記憶手段に記憶された補正テーブルから、温度検
出手段で検出された温度検出値に対応する補正係数を読
み出し、応力検出手段で検出された応力検出値に、読み
出された補正係数を掛け合わせることにより、応力検出
値が呈する負の温度特性が補償された、平坦な温度特性
を呈する応力検出値を得ることができる。
Further, according to the invention of claim 3, the compensating means reads the correction coefficient corresponding to the temperature detection value detected by the temperature detecting means from the correction table stored in the storing means, and the stress detecting means By multiplying the detected stress detection value by the read correction coefficient, the stress detection value exhibiting a flat temperature characteristic in which the negative temperature characteristic exhibited by the stress detection value is compensated can be obtained.

【0036】そして、請求項4の発明によれば、表示手
段に表示される応力検出値は、磁歪式センサに加えられ
た応力を忠実に反映する値となるので、表示手段の指示
値を読むことで加えられた応力を正確に知ることができ
るというきわめて優れた効果を奏する。
According to the fourth aspect of the present invention, the detected stress value displayed on the display means is a value that faithfully reflects the stress applied to the magnetostrictive sensor. Therefore, the indication value on the display means is read. This has an extremely excellent effect that the applied stress can be known accurately.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は、本発明の第1実施形態に係る概略構成
図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図2は、本発明の第1実施形態に係る一部分を
示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a part according to the first embodiment of the present invention.

【図3】図3は、本発明の説明に供する図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the present invention.

【図4】図4は、本発明の説明に供する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the present invention.

【図5】図5は、本発明の説明に供する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the present invention.

【図6】図6は、本発明の第2実施形態に係る概略構成
図である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram according to a second embodiment of the present invention.

【図7】図7は、本発明の第2実施形態に係る動作フロ
ーチャート図である。
FIG. 7 is an operation flowchart diagram according to the second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 磁歪式センサ 3 磁歪素子 5a 励磁用コイル 5b 検出用コイル 7 通孔 9a,9b,11a,11b,27a,27b リー
ド線 13a,13b 励磁側端子 15a,15b 検出側端子 17 励磁増幅器 19 交流励磁電源 21 第1整流回路 23 第1増幅回路 25 応力検出回路 29 第2整流回路 31 第2増幅回路 33 温度検出回路 35 温度補償回路 37 電圧計 39 第1抵抗 41 第2抵抗 42 接続点 43 演算増幅器 45 演算増幅器の出力端子 47 第3抵抗 51 A/D変換回路 53 CPU 55 ROM 57 RAM
1 Magnetostrictive Sensor 3 Magnetostrictive Element 5a Excitation Coil 5b Detection Coil 7 Through Holes 9a, 9b, 11a, 11b, 27a, 27b Lead Wires 13a, 13b Excitation Side Terminal 15a, 15b Detection Side Terminal 17 Excitation Amplifier 19 AC Excitation Power Supply 21 First Rectification Circuit 23 First Amplification Circuit 25 Stress Detection Circuit 29 Second Rectification Circuit 31 Second Amplification Circuit 33 Temperature Detection Circuit 35 Temperature Compensation Circuit 37 Voltmeter 39 First Resistor 41 Second Resistor 42 Connection Point 43 Operational Amplifier 45 Output terminal of operational amplifier 47 Third resistor 51 A / D conversion circuit 53 CPU 55 ROM 57 RAM

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芦沢 正三 静岡県島田市横井1−7−1 矢崎計器株 式会社内 (72)発明者 奈良間 伸二 静岡県島田市横井1−7−1 矢崎計器株 式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shozo Ashizawa 1-7-1 Yokoi, Shimada City, Shizuoka Prefecture Yazaki Keiki Co., Ltd. (72) Inventor Shinji Narama 1-7-1 Yokoi Shimada City, Shizuoka Yazaki Keiki Stock company

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁性体よりなる磁歪素子にコイルを巻回
してなり、この磁歪素子を励磁するとともに、該磁歪素
子に応力が加えられると該磁性体の磁化特性が変化する
ことを利用して、該加えられた応力の大きさを検出する
ように構成された磁歪式センサにおいて、 実効値が定電流に制御された交流を供給する交流励磁電
源と、 該交流励磁電源から定電流が供給され、前記磁歪素子を
励磁する励磁用コイルと、 該励磁用コイルに対して垂直に交差させて配置され、前
記磁歪素子に応力が加えられたときの磁化特性の変化を
検出する検出用コイルと、 該検出用コイルに生起した交流電圧形態の応力検出信号
を、適宜のレベルに調整された直流電圧形態の応力検出
値に変換して出力する応力検出手段と、 前記交流励磁電源から前記励磁用コイルに印加された交
流電圧形態の温度検出信号を、適宜のレベルに調整され
た直流電圧形態の温度検出値に変換して出力する温度検
出手段と、 前記応力検出手段で検出された応力検出値と、前記温度
検出手段で検出された温度検出値とに基づいて、該応力
検出値が呈する負の温度特性を補償する補償手段と、 を備えてなることを特徴とする磁歪式センサの温度補償
装置。
1. Utilizing the fact that a coil is wound around a magnetostrictive element made of a magnetic material, the magnetostrictive element is excited, and the magnetization characteristics of the magnetic material change when stress is applied to the magnetostrictive element. In the magnetostrictive sensor configured to detect the magnitude of the applied stress, an alternating current excitation power supply for supplying alternating current whose effective value is controlled to a constant current, and a constant current supplied from the alternating current excitation power supply. An exciting coil that excites the magnetostrictive element, and a detecting coil that is disposed so as to intersect the exciting coil perpendicularly and that detects a change in magnetization characteristics when stress is applied to the magnetostrictive element, Stress detection means for converting a stress detection signal in the form of an AC voltage generated in the detection coil into a stress detection value in the form of a DC voltage adjusted to an appropriate level and outputting the stress detection value, and the excitation coil from the AC excitation power supply. The temperature detection signal of the applied AC voltage form is converted to a temperature detection value of the DC voltage form adjusted to an appropriate level and output, and the stress detection value detected by the stress detection unit, A temperature compensating device for a magnetostrictive sensor, comprising: compensating means for compensating a negative temperature characteristic exhibited by the stress detected value based on the temperature detected value detected by the temperature detecting means.
【請求項2】 前記補償手段は、前記応力検出手段で検
出された応力検出値と、前記温度検出手段で検出された
温度検出値とを加算することにより、該応力検出値が呈
する負の温度特性を補償することを特徴とする請求項1
に記載の磁歪式センサの温度補償装置。
2. The compensating means adds the stress detection value detected by the stress detection means and the temperature detection value detected by the temperature detection means to obtain a negative temperature indicated by the stress detection value. The characteristic is compensated for.
A temperature compensating device for the magnetostrictive sensor according to.
【請求項3】 前記磁歪式センサ周囲の雰囲気温度に対
応する補正係数を表す補正テーブルを記憶する記憶手段
をさらに備え、前記補償手段は、該記憶手段に記憶され
た補正テーブルから、前記温度検出手段で検出された温
度検出値に対応する補正係数を読み出し、前記応力検出
手段で検出された応力検出値に、該読み出された補正係
数を掛け合わせることにより、該応力検出値が呈する負
の温度特性を補償することを特徴とする請求項1に記載
の磁歪式センサの温度補償装置。
3. A storage means for storing a correction table representing a correction coefficient corresponding to an ambient temperature around the magnetostrictive sensor, wherein the compensating means detects the temperature from the correction table stored in the storage means. The correction coefficient corresponding to the temperature detection value detected by the means is read, and the stress detection value detected by the stress detection means is multiplied by the read correction coefficient to obtain a negative value of the stress detection value. The temperature compensating device for a magnetostrictive sensor according to claim 1, wherein the temperature characteristic is compensated.
【請求項4】 前記補償手段で補償された応力検出値を
表示する表示手段をさらに備えてなることを特徴とする
請求項1乃至3に記載の磁歪式センサの温度補償装置。
4. The temperature compensating device for a magnetostrictive sensor according to claim 1, further comprising display means for displaying the stress detection value compensated by the compensating means.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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