JPH09280971A - 磁歪式センサの温度補償装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁歪式センサの応力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。 【解決手段】 ＣＰＵ５３は、応力検出回路２５から出
力される負の温度特性を呈する応力検出値ＶO と、温度
検出回路３３から出力される正の温度特性を呈する温度
検出値Ｖt とを加算することにより、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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【図３】図３は、本発明の説明に供する図である。

【図４】図４は、本発明の説明に供する図である。

【図５】図５は、本発明の説明に供する図である。

【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。

【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。

【符号の説明】

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

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。