JPS61129543A - 磁歪式トルク検出装置 - Google Patents
磁歪式トルク検出装置Info
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- JPS61129543A JPS61129543A JP25053584A JP25053584A JPS61129543A JP S61129543 A JPS61129543 A JP S61129543A JP 25053584 A JP25053584 A JP 25053584A JP 25053584 A JP25053584 A JP 25053584A JP S61129543 A JPS61129543 A JP S61129543A
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- Japan
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- magnetic
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- magnetic flux
- coil
- torque
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
- G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
- G01L3/101—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
- G01L3/102—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means involving magnetostrictive means
-
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- G01L3/105—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means involving inductive means
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は検出トルクの出力特性のばらつきの調整を容易
にした磁歪式トルク検出器に関する。
にした磁歪式トルク検出器に関する。
(従来技術)
従来、自動車のステアリングシャフトやトランスミッシ
ョンのシャフトに加わるトルクを検出し、パワーステア
リング樋溝の油圧ポンプを作動させたり、クラッチをな
めらかにつないで自動車の走行の円滑化を図るようにす
ることが知られている。シャフトに加わるトルクを検出
する方法の一つに、シャフトに生じる逆磁歪効果を利用
したものがある。第5図にその一例として特開昭51−
60580号に提案されている磁歪式トルク検出装置を
被測定物となるシャフトに取り付け゛た状態で示す。図
において、lは一対の脚部1a、laを有する口型の励
磁用磁芯、2は一対の脚部2a、2aを有し励磁用磁芯
1と直交するように形成された口型の検出用磁芯、3,
4は励磁用コイル、5,6は検出用コイルである。8は
磁性材料から成るシャフトで、磁芯1,2および成形体
7のシャフト8側端面はシャフト8の表面の形状に応じ
た研削加工が施こされている。成形体7および磁芯1,
2のシャフト側端面はシャフト8に対して非接触となる
ように配置されている。
ョンのシャフトに加わるトルクを検出し、パワーステア
リング樋溝の油圧ポンプを作動させたり、クラッチをな
めらかにつないで自動車の走行の円滑化を図るようにす
ることが知られている。シャフトに加わるトルクを検出
する方法の一つに、シャフトに生じる逆磁歪効果を利用
したものがある。第5図にその一例として特開昭51−
60580号に提案されている磁歪式トルク検出装置を
被測定物となるシャフトに取り付け゛た状態で示す。図
において、lは一対の脚部1a、laを有する口型の励
磁用磁芯、2は一対の脚部2a、2aを有し励磁用磁芯
1と直交するように形成された口型の検出用磁芯、3,
4は励磁用コイル、5,6は検出用コイルである。8は
磁性材料から成るシャフトで、磁芯1,2および成形体
7のシャフト8側端面はシャフト8の表面の形状に応じ
た研削加工が施こされている。成形体7および磁芯1,
2のシャフト側端面はシャフト8に対して非接触となる
ように配置されている。
上記トルク検出装置により、シャフト8に加ワルトルク
を検出するには、励磁用コイル3.4に所定の交流電流
を流してシャフト8の表面に磁気的ブリッジ回路を形成
する。いま、シャフト8にトルクが加わるとシャフト8
の逆磁歪効果によりシャフト8表面の磁束が変化して磁
気的ブリッジ回路の平衡がくずされる。そのため検出用
コイル5,6に不平衡磁束が発生し誘導起電力を生じる
ので、そのときの誘導起電力を検出することによりトル
クの大きさを測定することができる。
を検出するには、励磁用コイル3.4に所定の交流電流
を流してシャフト8の表面に磁気的ブリッジ回路を形成
する。いま、シャフト8にトルクが加わるとシャフト8
の逆磁歪効果によりシャフト8表面の磁束が変化して磁
気的ブリッジ回路の平衡がくずされる。そのため検出用
コイル5,6に不平衡磁束が発生し誘導起電力を生じる
ので、そのときの誘導起電力を検出することによりトル
クの大きさを測定することができる。
(発明が解決しようとする問題点)
第6図は、所定の励磁電流を励磁用コイルに流したとき
の2つのトルク検出装置(a、b)のトルク−出力電圧
特性を示した図である。従来のトルク検出装置はその製
造過程において、励磁用磁芯と検出用磁芯との対称性の
精度のばらつき、励磁用コイルおよび検出用コイルを磁
芯に取り付けるときの取付は位置の精度のばらつきある
いは磁芯をシャフト表面の形状に対応して加工する際の
加工精度のばらつきなどにより、磁気的平衡が損なわれ
ているため第6図に示したようにシャフトにトルクが加
わっていない状態(トルク0)で検出用コイルから出力
電圧v1あるいはv2が検出されてしまう。また検出装
置間で出力電圧がばらつくためにトルクを正確に検出す
ることができないので、出力特性を別の回路で個々に調
整しなければならないという問題があり検出装置として
の互換性が乏しいという問題点がある。
の2つのトルク検出装置(a、b)のトルク−出力電圧
特性を示した図である。従来のトルク検出装置はその製
造過程において、励磁用磁芯と検出用磁芯との対称性の
精度のばらつき、励磁用コイルおよび検出用コイルを磁
芯に取り付けるときの取付は位置の精度のばらつきある
いは磁芯をシャフト表面の形状に対応して加工する際の
加工精度のばらつきなどにより、磁気的平衡が損なわれ
ているため第6図に示したようにシャフトにトルクが加
わっていない状態(トルク0)で検出用コイルから出力
電圧v1あるいはv2が検出されてしまう。また検出装
置間で出力電圧がばらつくためにトルクを正確に検出す
ることができないので、出力特性を別の回路で個々に調
整しなければならないという問題があり検出装置として
の互換性が乏しいという問題点がある。
(発明の目的およ゛び構成)
本発明は、上記の問題点にかんがみてなされたもので、
複数のトルり検出装置間の出力特性のバラツキ調整を容
易にしたトルク検出装置を 4提供し、トルク検出器と
しての互換性を向上させることを目的としたものであり
、この目的を達成するために表面を磁性材料にて形成し
た測定軸を励磁する励磁用コイルと、測定軸表面の歪変
化に伴なう透磁率変化を検出する検出用コイルとを測定
軸の外周に非接触で備えた磁歪式トルク検出装置におい
て、前記検出用コイルを通る磁束を調整する磁性材料ま
たは導電材料から成る磁束調整用部材を位置調整可能に
設けたものである。
複数のトルり検出装置間の出力特性のバラツキ調整を容
易にしたトルク検出装置を 4提供し、トルク検出器と
しての互換性を向上させることを目的としたものであり
、この目的を達成するために表面を磁性材料にて形成し
た測定軸を励磁する励磁用コイルと、測定軸表面の歪変
化に伴なう透磁率変化を検出する検出用コイルとを測定
軸の外周に非接触で備えた磁歪式トルク検出装置におい
て、前記検出用コイルを通る磁束を調整する磁性材料ま
たは導電材料から成る磁束調整用部材を位置調整可能に
設けたものである。
(実施例)
以下本発明を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明による磁歪式トルク検出装置の一実施例
の斜視図であり、第5図と同じ参照数字は同じ構成部分
を示している。
の斜視図であり、第5図と同じ参照数字は同じ構成部分
を示している。
この実施例において、励磁用磁芯lの脚部1a。
laにそれぞれ励磁用コイル3.4が巻装され、検出用
磁芯2の脚部1b、lbにそれぞれ検出用コイル5,6
が巻装されている構成は第5図の場合と同様である。1
0は成形体7に設けたネジ穴であり、このネジ穴lOの
方向は、検出用磁芯2の脚部2aの端面間を結ぶ直線と
平行とし、かつ励磁用磁芯lの脚部1a、laの一方(
図では手前側の脚部)に近接した位置を通るように配置
される。ネジ穴10には磁性材料からなるネジ11がネ
ジ込まれており、その位置は励磁用磁芯lの一方の脚部
付近に調整されている。
磁芯2の脚部1b、lbにそれぞれ検出用コイル5,6
が巻装されている構成は第5図の場合と同様である。1
0は成形体7に設けたネジ穴であり、このネジ穴lOの
方向は、検出用磁芯2の脚部2aの端面間を結ぶ直線と
平行とし、かつ励磁用磁芯lの脚部1a、laの一方(
図では手前側の脚部)に近接した位置を通るように配置
される。ネジ穴10には磁性材料からなるネジ11がネ
ジ込まれており、その位置は励磁用磁芯lの一方の脚部
付近に調整されている。
さて、上記トルク検出装置をシャフト(図示せず)に対
して非接触(約1〜2IIj間隔)となるように配置し
て励磁コイルlに交流電流を流すと、第1図に破線およ
び鎖線で示すような磁束が発生するとともにシャフトの
表面に磁気的ブリッジ回路が形成される。いま、この磁
気的ブリッジ回路の平衡がとれ【いる°ときはぐシャフ
トに加わるトルクと検出用コイル5,6に発生する出力
電圧との関係は第2図(ロ)に示すように、トルク零の
点における出力電圧は零となゆトルクの方向が逆向きに
なると出力電圧の位相がトルク零の点を中心にして18
0 反転。
して非接触(約1〜2IIj間隔)となるように配置し
て励磁コイルlに交流電流を流すと、第1図に破線およ
び鎖線で示すような磁束が発生するとともにシャフトの
表面に磁気的ブリッジ回路が形成される。いま、この磁
気的ブリッジ回路の平衡がとれ【いる°ときはぐシャフ
トに加わるトルクと検出用コイル5,6に発生する出力
電圧との関係は第2図(ロ)に示すように、トルク零の
点における出力電圧は零となゆトルクの方向が逆向きに
なると出力電圧の位相がトルク零の点を中心にして18
0 反転。
する。これに対して、磁芯の加工精度やコイルの取付位
置精度などのばらつきのために、たとえば励磁用コイル
3から検出用コイル5に向う磁束Aの数と、励磁用コイ
ル3から検出用コイル6に向う磁束Bの数とが異なると
磁気的ブリッジ回路の平衡がとれなくなる。そのために
、トルク−出力電圧特性が第2図(イ)に示すように出
力電圧の位相が第2図(ロ)の場合よりプラス側に90
ずれ、トルク零の点において出力電圧■が生じたり、
あるいは第2図()1)に示すように出力電圧の位相が
第2図()))の場合よりマイナス側に90 ずれ、や
はりトルク零の点において出力電圧Voが生じる。
置精度などのばらつきのために、たとえば励磁用コイル
3から検出用コイル5に向う磁束Aの数と、励磁用コイ
ル3から検出用コイル6に向う磁束Bの数とが異なると
磁気的ブリッジ回路の平衡がとれなくなる。そのために
、トルク−出力電圧特性が第2図(イ)に示すように出
力電圧の位相が第2図(ロ)の場合よりプラス側に90
ずれ、トルク零の点において出力電圧■が生じたり、
あるいは第2図()1)に示すように出力電圧の位相が
第2図()))の場合よりマイナス側に90 ずれ、や
はりトルク零の点において出力電圧Voが生じる。
そこで、このように磁気的ブリッジ回路の平衡がとれな
い検出装置の場合は、検出コイルに生じる出力電圧の位
相が第2図(イ)の場合のようにプラス側にずれている
ときは、第3図(イ)に示すようにドライバーなどによ
り磁性体ネジ11(斜線を付して示しである)を回した
左側φ に移動させると励磁用コイル3検出用コイル5に向かう
磁束Aが増えるとともにその分だけ検出用コイル6に向
かう磁束Bが減るので、検出用コイ、A15.5に生じ
る誘導起電力が等しくなり、見かけ上磁気的ブリッジ回
路の平衡をとることができる。一方、第2図(ハ)の場
合のように出力電圧の位相がマイナス側にずれていると
きは、第3図(ロ)に示すように磁性体ネジllを右側
に移動させればよく、この場合には励磁用コイル3から
検出用コイル6に向かう磁束Bが増えるとともにその分
だけ検出用コイル5に向かう磁束Aが減るので、やはり
検出用コイル5.6に生じる誘導起電力が等しくなり、
磁気的ブリッジ回路の平衡をとることができる。
い検出装置の場合は、検出コイルに生じる出力電圧の位
相が第2図(イ)の場合のようにプラス側にずれている
ときは、第3図(イ)に示すようにドライバーなどによ
り磁性体ネジ11(斜線を付して示しである)を回した
左側φ に移動させると励磁用コイル3検出用コイル5に向かう
磁束Aが増えるとともにその分だけ検出用コイル6に向
かう磁束Bが減るので、検出用コイ、A15.5に生じ
る誘導起電力が等しくなり、見かけ上磁気的ブリッジ回
路の平衡をとることができる。一方、第2図(ハ)の場
合のように出力電圧の位相がマイナス側にずれていると
きは、第3図(ロ)に示すように磁性体ネジllを右側
に移動させればよく、この場合には励磁用コイル3から
検出用コイル6に向かう磁束Bが増えるとともにその分
だけ検出用コイル5に向かう磁束Aが減るので、やはり
検出用コイル5.6に生じる誘導起電力が等しくなり、
磁気的ブリッジ回路の平衡をとることができる。
このように、上記トルク検出装置においては製造過程に
おいて生じる磁芯の加工精度やコイルの取付位置精度の
ばらつきにより軸に加わるトルクがないときの磁気的ブ
リッジ回路の平衡がとれなくなっているときは、ドライ
バーなどにより磁性体ネジを回転移動させることにより
、同じトルクに対する検出用コイルの出力電圧を同レベ
ルに保つことがで謝るので、製造や加工により生じた磁
気的不平衡性を除去でき検出装置側々の特性を均一にで
きる。
おいて生じる磁芯の加工精度やコイルの取付位置精度の
ばらつきにより軸に加わるトルクがないときの磁気的ブ
リッジ回路の平衡がとれなくなっているときは、ドライ
バーなどにより磁性体ネジを回転移動させることにより
、同じトルクに対する検出用コイルの出力電圧を同レベ
ルに保つことがで謝るので、製造や加工により生じた磁
気的不平衡性を除去でき検出装置側々の特性を均一にで
きる。
なお出力の調整を行なった後は、磁性体ネジ11は接着
剤などにより再度調整可能な程度に固定し、振動などに
よるネジの移動が生じないようにするのが好ましい。
剤などにより再度調整可能な程度に固定し、振動などに
よるネジの移動が生じないようにするのが好ましい。
第4図は本発明によるトルク検出装置の他の実施例を示
す。
す。
この実施例では3脚の脚部1a、lb、lcを有する磁
芯l′を用い、脚部1aに励磁用コイル12が巻装して
あり、脚部1b、lcにそれぞれ検出用コイルl 3.
14が巻装しである。励磁用コイル12により生じる磁
束を検出用コイル13.14の誘導起電力として検出し
、各々の出力の差すなわち、磁束AとBの差からトルク
を検出するものであり、第1図に示した実施例と同様に
、成形体7にネジ穴10を設は磁性体ネジ11をねじ込
みその位置を調窄することにより、磁束A、 Bを変化
させ、その誘導起電力の値として所定の値、たとえばト
ルク零の状態で、出力電圧が零に調整できるものである
。この場合の動作原理は第1図の実施例と全く同じであ
るので省略する。
芯l′を用い、脚部1aに励磁用コイル12が巻装して
あり、脚部1b、lcにそれぞれ検出用コイルl 3.
14が巻装しである。励磁用コイル12により生じる磁
束を検出用コイル13.14の誘導起電力として検出し
、各々の出力の差すなわち、磁束AとBの差からトルク
を検出するものであり、第1図に示した実施例と同様に
、成形体7にネジ穴10を設は磁性体ネジ11をねじ込
みその位置を調窄することにより、磁束A、 Bを変化
させ、その誘導起電力の値として所定の値、たとえばト
ルク零の状態で、出力電圧が零に調整できるものである
。この場合の動作原理は第1図の実施例と全く同じであ
るので省略する。
なお、磁束調整用の磁性体ネジは成形体のシャフト取付
面とは反対側の面あるいはその他の位置に取り付けても
よ0・1(。また磁性体ネジは成形体の内部に設ける必
要はなく成形体の外面に移動可能に設けてもよい。さら
に、磁束調整用の部材はネジを有する必要はなく、磁芯
に対して微動できるようになっていればよい。
面とは反対側の面あるいはその他の位置に取り付けても
よ0・1(。また磁性体ネジは成形体の内部に設ける必
要はなく成形体の外面に移動可能に設けてもよい。さら
に、磁束調整用の部材はネジを有する必要はなく、磁芯
に対して微動できるようになっていればよい。
(発明の効果)
以上説明したように、本発明は、磁歪式トルク検出装置
において、磁性材料あるいは導電材料から成る磁束調整
用部材を設け、この部材を移動することにより検出用コ
イルを通る磁束を調整し得るようにしたので、検出装置
の製造過程において生じる磁芯の加工精度やコイルの取
付位置精度のばらつきにより出力特性がばらついている
検出装置でも、同じトルクに対する検出用コイルの出力
電圧を同レベルに保つことができるため、製造や加工に
より生じた磁気的不平衡性を容易に除去できる。従って
、従来のようにトルク検出装置の出力を別の回路で個々
に調整する必要がないので、出力特性のばらつき調整が
容易になり」ルク検出器としての互換性を向上させるこ
とができる効果がある。
において、磁性材料あるいは導電材料から成る磁束調整
用部材を設け、この部材を移動することにより検出用コ
イルを通る磁束を調整し得るようにしたので、検出装置
の製造過程において生じる磁芯の加工精度やコイルの取
付位置精度のばらつきにより出力特性がばらついている
検出装置でも、同じトルクに対する検出用コイルの出力
電圧を同レベルに保つことができるため、製造や加工に
より生じた磁気的不平衡性を容易に除去できる。従って
、従来のようにトルク検出装置の出力を別の回路で個々
に調整する必要がないので、出力特性のばらつき調整が
容易になり」ルク検出器としての互換性を向上させるこ
とができる効果がある。
第1図は本発明による磁歪式トルク検出装置の一実施例
の斜視図、第2図は第1図に示したトルク検出装置に自
けるトルク−出力電圧特性および出力電圧の位相を示し
ており、(イ)。 (ハ)は磁気的平衡がとれてないときの特性図、(ロ)
は磁気的平衡がとれているときの特性図、第3図(イ)
、(ロ)は本発明によるトルク検出装置に取り付けた磁
束調整用部材の異なる2つの位置を示した図、第4図は
本発明による磁歪式トルク検出装置の他の実施例の斜視
図、第5図は従来の磁歪式トルク検出装置をシャフトに
取り付けた状態で示した斜視図、第6図は第1図のトル
ク検出装置におけるトルク−出力電圧特性図であるO 1・・・励磁用磁芯 2・・・検出用磁芯、
3.4・・・励磁用コイル 5.6・・・検出
用コイル7・・・成形体 10・・・ネジ穴
11・・・磁性体ネジ 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人 弁理士 鈴 木 弘 男 第1@ 第211 第3図 (イ) (ロ) 第4図 r
の斜視図、第2図は第1図に示したトルク検出装置に自
けるトルク−出力電圧特性および出力電圧の位相を示し
ており、(イ)。 (ハ)は磁気的平衡がとれてないときの特性図、(ロ)
は磁気的平衡がとれているときの特性図、第3図(イ)
、(ロ)は本発明によるトルク検出装置に取り付けた磁
束調整用部材の異なる2つの位置を示した図、第4図は
本発明による磁歪式トルク検出装置の他の実施例の斜視
図、第5図は従来の磁歪式トルク検出装置をシャフトに
取り付けた状態で示した斜視図、第6図は第1図のトル
ク検出装置におけるトルク−出力電圧特性図であるO 1・・・励磁用磁芯 2・・・検出用磁芯、
3.4・・・励磁用コイル 5.6・・・検出
用コイル7・・・成形体 10・・・ネジ穴
11・・・磁性体ネジ 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人 弁理士 鈴 木 弘 男 第1@ 第211 第3図 (イ) (ロ) 第4図 r
Claims (1)
- 表面を磁性材料で形成した測定軸を励磁する励磁用コイ
ルと前記測定軸表面の歪変化に伴なう透磁率変化を検出
する検出用コイルとを測定軸の外周に非接触で備えた磁
歪式トルク検出装置において、前記検出用コイルを通る
磁束を調整する磁性材料または導電材料から成る磁束調
整用部材を位置調整可能に設けたことを特徴とする磁歪
式トルク検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25053584A JPS61129543A (ja) | 1984-11-29 | 1984-11-29 | 磁歪式トルク検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25053584A JPS61129543A (ja) | 1984-11-29 | 1984-11-29 | 磁歪式トルク検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61129543A true JPS61129543A (ja) | 1986-06-17 |
Family
ID=17209344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25053584A Pending JPS61129543A (ja) | 1984-11-29 | 1984-11-29 | 磁歪式トルク検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61129543A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5606255A (en) * | 1992-03-13 | 1997-02-25 | Tdk Corporation | Hall effect sensing apparatus for moving object having an adjustable magnetor yoke |
-
1984
- 1984-11-29 JP JP25053584A patent/JPS61129543A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5606255A (en) * | 1992-03-13 | 1997-02-25 | Tdk Corporation | Hall effect sensing apparatus for moving object having an adjustable magnetor yoke |
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