JP2001091298A - 非接触磁気式計測装置 - Google Patents
非接触磁気式計測装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 広い温度範囲に亘り温度補償可能な（すなわ
ち温度誤差が解消された）ポテンショメータ等の非接触
磁気式計測装置を提供すること。 【解決手段】 このロータリー型非接触磁気式ポテンシ
ョメータ10は、ハンドル、ブレーキ等計測対象における
回転軸の角度変位が伝達される回転棒11と、この回転棒
に装着された永久磁石12と、この永久磁石の近傍でかつ
磁界強度が異なる位置に設けられた２つのホール素子13
A、13Bとでその主要部が構成され、各ホール素子13A、1
3Bの出力電圧の商を出力信号とすることを特徴とする。
ち温度誤差が解消された）ポテンショメータ等の非接触
磁気式計測装置を提供すること。 【解決手段】 このロータリー型非接触磁気式ポテンシ
ョメータ10は、ハンドル、ブレーキ等計測対象における
回転軸の角度変位が伝達される回転棒11と、この回転棒
に装着された永久磁石12と、この永久磁石の近傍でかつ
磁界強度が異なる位置に設けられた２つのホール素子13
A、13Bとでその主要部が構成され、各ホール素子13A、1
3Bの出力電圧の商を出力信号とすることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ホール素子が組込
まれた非接触磁気式ポテンショメータ、エンコーダ等の
非接触磁気式計測装置に係り、特に、広い温度範囲に亘
り温度補償可能な非接触磁気式計測装置に関するもので
ある。
まれた非接触磁気式ポテンショメータ、エンコーダ等の
非接触磁気式計測装置に係り、特に、広い温度範囲に亘
り温度補償可能な非接触磁気式計測装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】磁界強度を検出する簡便で安価な方法と
して、従来、ホール素子を用いた方法が広く利用されて
いる。すなわち、この方法は上記ホール素子が磁界の強
さに応じた電圧を発生させる機能を用いたものである。
して、従来、ホール素子を用いた方法が広く利用されて
いる。すなわち、この方法は上記ホール素子が磁界の強
さに応じた電圧を発生させる機能を用いたものである。
【０００３】そして、ホール素子の上記機能を利用し、
永久磁石等の磁石体と組合わせることで、回転角、距離
等の変化量、あるいは、回転速度、移動速度等の変化速
度を非接触で計測する非接触磁気式ポテンショメータや
エンコーダ等の非接触磁気式計測装置を構成させること
ができる。
永久磁石等の磁石体と組合わせることで、回転角、距離
等の変化量、あるいは、回転速度、移動速度等の変化速
度を非接触で計測する非接触磁気式ポテンショメータや
エンコーダ等の非接触磁気式計測装置を構成させること
ができる。
【０００４】図９〜図１２はこれ等非接触磁気式計測装
置の概略構成を示すものである。
置の概略構成を示すものである。
【０００５】すなわち、ロータリー型非接触磁気式ポテ
ンショメータは、図９に示すように、ハンドル、アクセ
ル（図示せず）等計測対象における回転軸の角度変位が
伝達される回転棒１と、この回転棒１に装着され一方の
半円部がＮ極、他方の半円部がＳ極である円盤形状の永
久磁石２と、この永久磁石２の近傍に配置されたホール
素子３とでその主要部が構成されている。
ンショメータは、図９に示すように、ハンドル、アクセ
ル（図示せず）等計測対象における回転軸の角度変位が
伝達される回転棒１と、この回転棒１に装着され一方の
半円部がＮ極、他方の半円部がＳ極である円盤形状の永
久磁石２と、この永久磁石２の近傍に配置されたホール
素子３とでその主要部が構成されている。
【０００６】そして、計測対象における回転軸の角度変
位が伝達される回転棒１の回転に伴い上記ホール素子３
と永久磁石２との位置関係が変化し、かつ、この位置関
係の変化に起因してホール素子３により検出される磁界
強度も変化するため、上記ホール素子３からの出力信号
（出力電圧）に基づきハンドル、アクセル等計測対象の
変化量（回転角）、変化速度（回転速度）の計測が可能
となる。
位が伝達される回転棒１の回転に伴い上記ホール素子３
と永久磁石２との位置関係が変化し、かつ、この位置関
係の変化に起因してホール素子３により検出される磁界
強度も変化するため、上記ホール素子３からの出力信号
（出力電圧）に基づきハンドル、アクセル等計測対象の
変化量（回転角）、変化速度（回転速度）の計測が可能
となる。
【０００７】尚、円盤形状の永久磁石２に代えて、図１
０に示すようにその厚み寸法が回転方向に亘り連続的に
変化する永久磁石４が組込まれたロータリー型非接触磁
気式ポテンショメータも知られている。
０に示すようにその厚み寸法が回転方向に亘り連続的に
変化する永久磁石４が組込まれたロータリー型非接触磁
気式ポテンショメータも知られている。
【０００８】また、直線型非接触磁気式ポテンショメー
タは、一点鎖線で示す方向へ直線変位する計測対象（図
示せず）に取付けられたホール素子５と、計測対象の変
位方向に亘り配置されかつその厚み寸法が連続的に変化
する帯状の永久磁石６とでその主要部が構成されている
（図１１参照）。
タは、一点鎖線で示す方向へ直線変位する計測対象（図
示せず）に取付けられたホール素子５と、計測対象の変
位方向に亘り配置されかつその厚み寸法が連続的に変化
する帯状の永久磁石６とでその主要部が構成されている
（図１１参照）。
【０００９】そして、この直線型非接触磁気式ポテンシ
ョメータにおいても、計測対象の変位に伴い上記ホール
素子５と永久磁石６との間の距離（ｄ１、ｄ２）が変化
し、かつ、この変化に起因してホール素子５により検出
される磁界強度も変化するため、上記ホール素子５から
の出力信号（出力電圧）に基づき計測対象の変化量（距
離）、変化速度（移動速度）の計測が可能となる。
ョメータにおいても、計測対象の変位に伴い上記ホール
素子５と永久磁石６との間の距離（ｄ１、ｄ２）が変化
し、かつ、この変化に起因してホール素子５により検出
される磁界強度も変化するため、上記ホール素子５から
の出力信号（出力電圧）に基づき計測対象の変化量（距
離）、変化速度（移動速度）の計測が可能となる。
【００１０】尚、帯状の永久磁石６に代えて、図１２に
示すようにその厚み寸法は一定で幅寸法が長さ方向に亘
り連続的に変化する永久磁石７を組込んだ直線型非接触
磁気式ポテンショメータも知られている。
示すようにその厚み寸法は一定で幅寸法が長さ方向に亘
り連続的に変化する永久磁石７を組込んだ直線型非接触
磁気式ポテンショメータも知られている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところで、これ等非接
触磁気式ポテンショメータ、エンコーダ等の非接触磁気
式計測装置は、接触型の計測装置と比較して、非接触で
あるために動作寿命が長く、回転トルクあるいはフリク
ションも小さく、高速応答性に優れ、摺動アークの発生
がなく防爆性がある等の長所を有しているが、その反
面、以下のような欠点も有していた。
触磁気式ポテンショメータ、エンコーダ等の非接触磁気
式計測装置は、接触型の計測装置と比較して、非接触で
あるために動作寿命が長く、回転トルクあるいはフリク
ションも小さく、高速応答性に優れ、摺動アークの発生
がなく防爆性がある等の長所を有しているが、その反
面、以下のような欠点も有していた。
【００１２】すなわち、上記ホール素子は大きな温度依
存性を有し、これに起因してこのホール素子が組込まれ
た非接触磁気式ポテンショメータ、エンコーダ等の非接
触磁気式計測装置も温度依存性を有するため、計測精
度、すなわち計測対象の角度、距離に対する電気信号出
力の直線性が劣る問題点を有していた。
存性を有し、これに起因してこのホール素子が組込まれ
た非接触磁気式ポテンショメータ、エンコーダ等の非接
触磁気式計測装置も温度依存性を有するため、計測精
度、すなわち計測対象の角度、距離に対する電気信号出
力の直線性が劣る問題点を有していた。
【００１３】尚、非接触磁気式計測装置の温度特性を補
正する方法として、従来、サーミスターを用いる方法、
永久磁石の温度係数をホール素子の温度係数で打ち消す
方法等が提案されかつ実用化されているが、これ等の方
法では広い温度範囲に亘り温度補償をすることは困難
で、例えば、ハンドル、アクセル等が設置される自動車
内の想定される温度範囲（例えばマイナス４０℃からプ
ラス１２５℃）に亘り、温度依存性を含めた直線性の誤
差を±１％以内にすることは困難であった。
正する方法として、従来、サーミスターを用いる方法、
永久磁石の温度係数をホール素子の温度係数で打ち消す
方法等が提案されかつ実用化されているが、これ等の方
法では広い温度範囲に亘り温度補償をすることは困難
で、例えば、ハンドル、アクセル等が設置される自動車
内の想定される温度範囲（例えばマイナス４０℃からプ
ラス１２５℃）に亘り、温度依存性を含めた直線性の誤
差を±１％以内にすることは困難であった。
【００１４】本発明はこの様な問題点に着目してなされ
たもので、その課題とするところは、広い温度範囲に亘
り温度補償可能な（すなわち温度誤差が解消された）非
接触磁気式計測装置を提供することにある。
たもので、その課題とするところは、広い温度範囲に亘
り温度補償可能な（すなわち温度誤差が解消された）非
接触磁気式計測装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１に係
る発明は、互いに相対変位する磁石体とホール素子を備
え、かつ、その一方が計測対象に取付けられると共に、
ホール素子により検出された磁石体の磁界強度に基づく
出力信号により上記計測対象の変化量若しくは変化速度
を計測する非接触磁気式計測装置を前提とし、互いの位
置関係が固定された２つのホール素子を、上記磁石体の
磁界強度が異なる位置に設けると共に、各ホール素子の
出力電圧の商を上記出力信号とすることを特徴とするも
のである。
る発明は、互いに相対変位する磁石体とホール素子を備
え、かつ、その一方が計測対象に取付けられると共に、
ホール素子により検出された磁石体の磁界強度に基づく
出力信号により上記計測対象の変化量若しくは変化速度
を計測する非接触磁気式計測装置を前提とし、互いの位
置関係が固定された２つのホール素子を、上記磁石体の
磁界強度が異なる位置に設けると共に、各ホール素子の
出力電圧の商を上記出力信号とすることを特徴とするも
のである。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】図１は本発明に係るロータリー型非接触磁
気式ポテンショメータ１０の概略構成を示す説明図であ
る。
気式ポテンショメータ１０の概略構成を示す説明図であ
る。
【００１８】すなわち、このロータリー型非接触磁気式
ポテンショメータ１０は、計測対象（図示せず）におけ
る回転軸の角度変位が伝達される回転棒１１と、この回
転棒１１装着されその厚み寸法が回転方向に亘り連続的
に変化する永久磁石１２と、この永久磁石１２の近傍で
かつ磁界強度が異なる位置に設けられた２つのホール素
子１３Ａ、１３Ｂとでその主要部が構成されている。
ポテンショメータ１０は、計測対象（図示せず）におけ
る回転軸の角度変位が伝達される回転棒１１と、この回
転棒１１装着されその厚み寸法が回転方向に亘り連続的
に変化する永久磁石１２と、この永久磁石１２の近傍で
かつ磁界強度が異なる位置に設けられた２つのホール素
子１３Ａ、１３Ｂとでその主要部が構成されている。
【００１９】そして、このロータリー型非接触磁気式ポ
テンショメータ１０が、広い温度範囲に亘り温度補償を
可能とする原理について以下説明する。
テンショメータ１０が、広い温度範囲に亘り温度補償を
可能とする原理について以下説明する。
【００２０】まず、ホール電圧をＥｈ、磁界強度をＨex
とすると、温度依存性を有するホール素子の検出感度
（Ｅｈ／Ｈex）は、温度Ｔの関数として以下の数式
（１）にて示すことができる。
とすると、温度依存性を有するホール素子の検出感度
（Ｅｈ／Ｈex）は、温度Ｔの関数として以下の数式
（１）にて示すことができる。
【００２１】 すなわち、 Ｅｈ／Ｈex ＝ ｆ（Ｔ） （１） そして、この数式（１）から、単純にホール素子１つを
使用して磁界を検出する場合、ホール電圧Ｅｈが温度に
よって変化してしまうことが理解できる。
使用して磁界を検出する場合、ホール電圧Ｅｈが温度に
よって変化してしまうことが理解できる。
【００２２】そこで、２個のホール素子１３Ａ、１３Ｂ
を用い、それぞれＨex-A、Ｈex-Bの磁界を検出するとす
れば（以下の数式中の添え字Ａ、Ｂはホール素子１３
Ａ、１３Ｂにそれぞれ対応する）、それぞれのホール電
圧（すなわち、各ホール素子の出力電圧）は以下の数式
（２）（３）にて示すことができる。
を用い、それぞれＨex-A、Ｈex-Bの磁界を検出するとす
れば（以下の数式中の添え字Ａ、Ｂはホール素子１３
Ａ、１３Ｂにそれぞれ対応する）、それぞれのホール電
圧（すなわち、各ホール素子の出力電圧）は以下の数式
（２）（３）にて示すことができる。
【００２３】 Ｅｈ-A ＝ Ｈex-A・ｆ（Ｔ） （２） Ｅｈ-B ＝ Ｈex-B・ｆ（Ｔ） （３） そして、ホール素子１３Ａのホール電圧Ｅｈ-Aを、ホー
ル素子１３Ｂのホール電圧Ｅｈ-Bで割り算すると、以下
の数式（４）が導かれ、ホール電圧（出力電圧）の商は
温度に依存しなくなる。
ル素子１３Ｂのホール電圧Ｅｈ-Bで割り算すると、以下
の数式（４）が導かれ、ホール電圧（出力電圧）の商は
温度に依存しなくなる。
【００２４】 Ｅｈ-A／Ｅｈ-B ＝ Ｈex-A・ｆ（Ｔ）／Ｈex-B・ｆ（Ｔ） ＝ Ｈex-A／Ｈex-B （４） すなわち、この数式（４）から、回転角、あるいは距離
に応じて２つのホール素子１３Ａ、１３Ｂが検出する磁
界についてその強度比が変化するようにポテンショメー
タ、あるいはエンコーダを構成することで、温度に対し
て変化せず常に安定した出力信号が得られることを確認
できる。
に応じて２つのホール素子１３Ａ、１３Ｂが検出する磁
界についてその強度比が変化するようにポテンショメー
タ、あるいはエンコーダを構成することで、温度に対し
て変化せず常に安定した出力信号が得られることを確認
できる。
【００２５】但し、磁石体が上述したような永久磁石１
２で構成される場合、やはり永久磁石の温度変化によ
り、磁石体の磁界強度も数式（５）に示すように温度の
関数となる。ここで数式（５）中のＨiniは基準となる
温度での磁界強度とする。
２で構成される場合、やはり永久磁石の温度変化によ
り、磁石体の磁界強度も数式（５）に示すように温度の
関数となる。ここで数式（５）中のＨiniは基準となる
温度での磁界強度とする。
【００２６】 Ｈex ＝ ｇ（Ｔ）・Ｈini （５） この数式（５）を数式（４）に代入すると以下の数式
（６）が導かれる。
（６）が導かれる。
【００２７】 Ｅｈ-A／Ｅｈ-B ＝ ｇ-A（Ｔ）・Ｈini-A／ｇ-B（Ｔ）・Ｈini-B （６） ここで、永久磁石材料の温度変化率は材質に固有のもの
であるので、単一の永久磁石により磁石体（図１の１２
参照）を構成しかつこの磁石体と各ホール素子間の位置
関係が異なる（例えば磁石体からの距離あるいは磁石体
から受ける磁界強度が異なる）ようにするか（請求項
２）、同一材質の永久磁石を複数組合わせて磁石体（図
２の１２’参照）を構成しかつ磁石体と各ホール素子間
の位置関係が異なるようにして（請求項３）、２つのホ
ール素子１３Ａ、１３Ｂが検出する磁界強度に変化を持
たせる構成を採れば、 ｇ-A（Ｔ） ＝ ｇ-B（Ｔ） （７） となり、やはり、 Ｅｈ-A／Ｅｈ-B ＝ Ｈini-A／Ｈini-B （８） のように温度に依存しない結果が得られる。
であるので、単一の永久磁石により磁石体（図１の１２
参照）を構成しかつこの磁石体と各ホール素子間の位置
関係が異なる（例えば磁石体からの距離あるいは磁石体
から受ける磁界強度が異なる）ようにするか（請求項
２）、同一材質の永久磁石を複数組合わせて磁石体（図
２の１２’参照）を構成しかつ磁石体と各ホール素子間
の位置関係が異なるようにして（請求項３）、２つのホ
ール素子１３Ａ、１３Ｂが検出する磁界強度に変化を持
たせる構成を採れば、 ｇ-A（Ｔ） ＝ ｇ-B（Ｔ） （７） となり、やはり、 Ｅｈ-A／Ｅｈ-B ＝ Ｈini-A／Ｈini-B （８） のように温度に依存しない結果が得られる。
【００２８】従って、互いの位置関係が固定された２つ
のホール素子１３Ａ、１３Ｂを、上記磁石体（永久磁石
１２）の磁界強度が異なる位置に設けると共に、各ホー
ル素子１３Ａ、１３Ｂの出力電圧（ホール電圧）の商を
出力信号とすることにより、計測対象の変化量若しくは
変化速度について広い温度範囲に亘り高い精度で計測す
ることが可能となる。
のホール素子１３Ａ、１３Ｂを、上記磁石体（永久磁石
１２）の磁界強度が異なる位置に設けると共に、各ホー
ル素子１３Ａ、１３Ｂの出力電圧（ホール電圧）の商を
出力信号とすることにより、計測対象の変化量若しくは
変化速度について広い温度範囲に亘り高い精度で計測す
ることが可能となる。
【００２９】
【実施例】以下、本発明の原理と効果について確認する
確認試験と実施例について具体的に説明する。
確認試験と実施例について具体的に説明する。
【００３０】［確認試験］２つのホール素子（旭化成電
子社製 商品名ＨＷ１０５Ｃ）１３Ａ、１３Ｂを用い、
図３（Ａ）（Ｂ）に示すような構成で磁界測定を行なっ
た。
子社製 商品名ＨＷ１０５Ｃ）１３Ａ、１３Ｂを用い、
図３（Ａ）（Ｂ）に示すような構成で磁界測定を行なっ
た。
【００３１】尚、ホール素子１３Ａには永久磁石（Ｓｍ
Ｃｏ5系樹脂ボンド磁石 住友金属鉱山社製 WellmaxＰ
９）２１により３００ Ｏｅの磁界を与え、また、ホー
ル素子１３Ｂには永久磁石（WellmaxＰ９）２２により
１６０ Ｏｅの磁界を与え、−４０℃、２５℃、１２５
℃条件下においてそれぞれのホール電圧Ｅｈ-A並びにＥ
ｈ-Bとその商（Ｅｈ-A／Ｅｈ-B）を計測した。また、図
３（Ｃ）はホール素子１３Ａで構成される磁界強度セン
サの概略構成を示す回路説明図、図３（Ｄ）はホール素
子１３Ｂで構成される磁界強度センサの概略構成を示す
回路説明図である。
Ｃｏ5系樹脂ボンド磁石 住友金属鉱山社製 WellmaxＰ
９）２１により３００ Ｏｅの磁界を与え、また、ホー
ル素子１３Ｂには永久磁石（WellmaxＰ９）２２により
１６０ Ｏｅの磁界を与え、−４０℃、２５℃、１２５
℃条件下においてそれぞれのホール電圧Ｅｈ-A並びにＥ
ｈ-Bとその商（Ｅｈ-A／Ｅｈ-B）を計測した。また、図
３（Ｃ）はホール素子１３Ａで構成される磁界強度セン
サの概略構成を示す回路説明図、図３（Ｄ）はホール素
子１３Ｂで構成される磁界強度センサの概略構成を示す
回路説明図である。
【００３２】そして、この結果を以下の表１に示す。
尚、表１中のカッコ内は、２５℃を基準とした場合の誤
差を％で表示した数値である。
尚、表１中のカッコ内は、２５℃を基準とした場合の誤
差を％で表示した数値である。
【００３３】
【表１】 この表１から明らかなように、２５℃を基準とした場合
の誤差について、ホール電圧は最大で−２５．３％（ホ
ール素子１３Ａの１２５℃での出力電圧の値参照）であ
るのに対し、各ホール素子１３Ａ、１３Ｂにおける出力
の割り算値は±１％以内に収まる良好な温度特性を示し
ていることが確認される。
の誤差について、ホール電圧は最大で−２５．３％（ホ
ール素子１３Ａの１２５℃での出力電圧の値参照）であ
るのに対し、各ホール素子１３Ａ、１３Ｂにおける出力
の割り算値は±１％以内に収まる良好な温度特性を示し
ていることが確認される。
【００３４】［実施例］この実施例は、確認試験で適用
した２つのホール素子（旭化成電子社製 商品名ＨＷ１
０５Ｃ）１３Ａ、１３Ｂを用いて、図１に示したロータ
リー型非接触磁気式ポテンショメータ１０を構成してい
る。
した２つのホール素子（旭化成電子社製 商品名ＨＷ１
０５Ｃ）１３Ａ、１３Ｂを用いて、図１に示したロータ
リー型非接触磁気式ポテンショメータ１０を構成してい
る。
【００３５】すなわち、この実施例に係るロータリー型
非接触磁気式ポテンショメータ１０は、図１に示すよう
に計測対象（図示せず）における回転軸の角度変位が伝
達される回転棒１１と、この回転棒１１に装着されその
厚み寸法が回転方向に亘り連続的に変化する永久磁石１
２と、この永久磁石１２の近傍でかつ磁界強度が異なる
位置に設けられた２つのホール素子１３Ａ、１３Ｂとで
その主要部が構成され、かつ、図４に示すように一方の
ホール素子１３Ａにおけるホール電圧Ｅｈ-Aがアンプ３
１Ａにより増幅されて割算器３２に入力されると共に、
他方のホール素子１３Ｂにおけるホール電圧Ｅｈ-Bもア
ンプ３１Ｂにより増幅されて割算器３２に入力され、そ
の商（Ｅｈ-A／Ｅｈ-B）が電圧測定端子（電圧計）３３
により計測されるようになっている。
非接触磁気式ポテンショメータ１０は、図１に示すよう
に計測対象（図示せず）における回転軸の角度変位が伝
達される回転棒１１と、この回転棒１１に装着されその
厚み寸法が回転方向に亘り連続的に変化する永久磁石１
２と、この永久磁石１２の近傍でかつ磁界強度が異なる
位置に設けられた２つのホール素子１３Ａ、１３Ｂとで
その主要部が構成され、かつ、図４に示すように一方の
ホール素子１３Ａにおけるホール電圧Ｅｈ-Aがアンプ３
１Ａにより増幅されて割算器３２に入力されると共に、
他方のホール素子１３Ｂにおけるホール電圧Ｅｈ-Bもア
ンプ３１Ｂにより増幅されて割算器３２に入力され、そ
の商（Ｅｈ-A／Ｅｈ-B）が電圧測定端子（電圧計）３３
により計測されるようになっている。
【００３６】尚、上記永久磁石１２は、確認試験で適用
したのと同様の磁石材料を射出成形により加工して得て
いる。
したのと同様の磁石材料を射出成形により加工して得て
いる。
【００３７】表２は、このロータリー型非接触磁気式ポ
テンショメータ１０においてその角度変位（θ）が−９
０°、−４５°、０°、＋４５°、＋９０°のときの各
ホール素子１３Ａ、１３Ｂにおけるホール電圧の商（Ｅ
ｈ-A／Ｅｈ-B）について、−４０℃、＋２５℃、およ
び、＋１２５℃条件下の場合に分けてそれぞれ表示した
ものである。
テンショメータ１０においてその角度変位（θ）が−９
０°、−４５°、０°、＋４５°、＋９０°のときの各
ホール素子１３Ａ、１３Ｂにおけるホール電圧の商（Ｅ
ｈ-A／Ｅｈ-B）について、−４０℃、＋２５℃、およ
び、＋１２５℃条件下の場合に分けてそれぞれ表示した
ものである。
【００３８】
【表２】 そして、２５℃における角度変位（θ）に対する出力信
号（Ｅｈ-A／Ｅｈ-B）を基準として−４０℃および＋１
２５℃の誤差を測定すると、各温度での誤差の最大値
は、表２から、−４０℃で−１．０％、＋１２５℃で−
０．６％であり、その誤差は極めて僅かであった。
号（Ｅｈ-A／Ｅｈ-B）を基準として−４０℃および＋１
２５℃の誤差を測定すると、各温度での誤差の最大値
は、表２から、−４０℃で−１．０％、＋１２５℃で−
０．６％であり、その誤差は極めて僅かであった。
【００３９】また、図５は、このロータリー型非接触磁
気式ポテンショメータ１０における各ホール素子１３
Ａ、１３Ｂのホール電圧（Ｅｈ-A、Ｅｈ-B）と角度変位
（θ）との関係、および、各ホール電圧の商（Ｅｈ-A／
Ｅｈ-B）と角度変位（θ）との関係をそれぞれ示すグラ
フ図である。
気式ポテンショメータ１０における各ホール素子１３
Ａ、１３Ｂのホール電圧（Ｅｈ-A、Ｅｈ-B）と角度変位
（θ）との関係、および、各ホール電圧の商（Ｅｈ-A／
Ｅｈ-B）と角度変位（θ）との関係をそれぞれ示すグラ
フ図である。
【００４０】そして、各ホール電圧の商（Ｅｈ-A／Ｅｈ
-B）と角度変位（θ）との関係および表２の結果から、
このロータリー型非接触磁気式ポテンショメータ１０を
用いることにより計測対象の変化量若しくは変化速度に
ついて広い温度範囲に亘り高い精度で計測できることが
理解される。
-B）と角度変位（θ）との関係および表２の結果から、
このロータリー型非接触磁気式ポテンショメータ１０を
用いることにより計測対象の変化量若しくは変化速度に
ついて広い温度範囲に亘り高い精度で計測できることが
理解される。
【００４１】また、図６と図７は、一対のホール素子１
３Ａ、１３Ｂを組込んで構成された直線型非接触磁気式
ポテンショメータ４０、４１を示している。尚、図６、
図７中、６、７は従来例と同様な永久磁石を示してい
る。
３Ａ、１３Ｂを組込んで構成された直線型非接触磁気式
ポテンショメータ４０、４１を示している。尚、図６、
図７中、６、７は従来例と同様な永久磁石を示してい
る。
【００４２】そして、これ等直線型非接触磁気式ポテン
ショメータ４０、４１においても、図４に示した回路構
成を採ることにより計測対象の変化量若しくは変化速度
について広い温度範囲に亘り高い精度で計測することが
可能となる。
ショメータ４０、４１においても、図４に示した回路構
成を採ることにより計測対象の変化量若しくは変化速度
について広い温度範囲に亘り高い精度で計測することが
可能となる。
【００４３】尚、図４の回路において、各ホール電圧の
商（Ｅｈ-A／Ｅｈ-B）を求める部材として割算器３２が
適用されているが、割算器３２に代えてマイコンを適用
してもよい。
商（Ｅｈ-A／Ｅｈ-B）を求める部材として割算器３２が
適用されているが、割算器３２に代えてマイコンを適用
してもよい。
【００４４】［比較例］図１０に示した従来例に係るロ
ータリー型非接触磁気式ポテンショメータを作製した。
尚、ホール素子３と永久磁石４は実施例で適用したもの
と同一のものを用いている。また、このロータリー型非
接触磁気式ポテンショメータにおいては、図８に示すよ
うにホール素子３に直列に抵抗５１を入れて温度補正を
行なう方式を採用している。また、図８中、５２はアン
プ、５３は電圧測定端子（電圧計）を示している。
ータリー型非接触磁気式ポテンショメータを作製した。
尚、ホール素子３と永久磁石４は実施例で適用したもの
と同一のものを用いている。また、このロータリー型非
接触磁気式ポテンショメータにおいては、図８に示すよ
うにホール素子３に直列に抵抗５１を入れて温度補正を
行なう方式を採用している。また、図８中、５２はアン
プ、５３は電圧測定端子（電圧計）を示している。
【００４５】そして、実施例と同様な測定を行なった結
果、−４０℃で最大＋２．６％、＋１２５℃で最大＋２
６．６％となった。
果、−４０℃で最大＋２．６％、＋１２５℃で最大＋２
６．６％となった。
【００４６】この結果、比較例に係るロータリー型非接
触磁気式ポテンショメータに較べ実施例に係るロータリ
ー型非接触磁気式ポテンショメータの優位性が確認され
た。
触磁気式ポテンショメータに較べ実施例に係るロータリ
ー型非接触磁気式ポテンショメータの優位性が確認され
た。
【００４７】
【発明の効果】請求項１〜３記載の発明に係る非接触磁
気式計測装置によれば、互いの位置関係が固定された２
つのホール素子を磁石体の磁界強度が異なる位置に設け
ると共に、各ホール素子の出力電圧の商を出力信号とし
ているため、ホール素子の温度依存性が解消されて計測
対象の変化量若しくは変化速度について広い温度範囲に
亘り高い精度で計測できる効果を有する。
気式計測装置によれば、互いの位置関係が固定された２
つのホール素子を磁石体の磁界強度が異なる位置に設け
ると共に、各ホール素子の出力電圧の商を出力信号とし
ているため、ホール素子の温度依存性が解消されて計測
対象の変化量若しくは変化速度について広い温度範囲に
亘り高い精度で計測できる効果を有する。
【図１】実施例に係るロータリー型非接触磁気式ポテン
ショメータの概略構成を示す説明図。
ショメータの概略構成を示す説明図。
【図２】他の実施例に係るロータリー型非接触磁気式ポ
テンショメータの概略構成を示す説明図。
テンショメータの概略構成を示す説明図。
【図３】図３（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の原理と効果を確
認する確認試験の説明図。
認する確認試験の説明図。
【図４】実施例に係るロータリー型非接触磁気式ポテン
ショメータに組込まれた磁界強度センサの回路説明図。
ショメータに組込まれた磁界強度センサの回路説明図。
【図５】実施例に係るロータリー型非接触磁気式ポテン
ショメータにおける各ホール素子のホール電圧（Ｅｈ-
A、Ｅｈ-B）と角度変位（θ）との関係、および、各ホ
ール電圧の商（Ｅｈ-A／Ｅｈ-B）と角度変位（θ）との
関係をそれぞれ示すグラフ図。
ショメータにおける各ホール素子のホール電圧（Ｅｈ-
A、Ｅｈ-B）と角度変位（θ）との関係、および、各ホ
ール電圧の商（Ｅｈ-A／Ｅｈ-B）と角度変位（θ）との
関係をそれぞれ示すグラフ図。
【図６】他の実施例に係る直線型非接触磁気式ポテンシ
ョメータの概略構成を示す説明図。
ョメータの概略構成を示す説明図。
【図７】他の実施例に係る直線型非接触磁気式ポテンシ
ョメータの概略構成を示す説明図。
ョメータの概略構成を示す説明図。
【図８】比較例に係るロータリー型非接触磁気式ポテン
ショメータに組込まれた磁界強度センサの回路説明図。
ショメータに組込まれた磁界強度センサの回路説明図。
【図９】従来例に係るロータリー型非接触磁気式ポテン
ショメータの概略構成を示す説明図。
ショメータの概略構成を示す説明図。
【図１０】他の従来例に係るロータリー型非接触磁気式
ポテンショメータの概略構成を示す説明図。
ポテンショメータの概略構成を示す説明図。
【図１１】従来例に係る直線型非接触磁気式ポテンショ
メータの概略構成を示す説明図。
メータの概略構成を示す説明図。
【図１２】他の従来例に係る直線型非接触磁気式ポテン
ショメータの概略構成を示す説明図。
ショメータの概略構成を示す説明図。
【符号の説明】 １０ ロータリー型非接触磁気式ポテンショメータ １１ 回転棒 １２ 永久磁石 １３Ａ ホール素子 １３Ｂ ホール素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F063 AA02 AA35 AA36 BA06 BA08 BB03 CB01 CB05 CC10 DA01 DB04 DB07 DC01 DC04 DD03 GA53 GA54 GA64 GA65 LA11 LA25 PA01 PA02 2F077 AA12 AA13 AA49 JJ01 JJ03 JJ08 JJ22 JJ23
Claims (3)
- 【請求項１】互いに相対変位する磁石体とホール素子を
備え、かつ、その一方が計測対象に取付けられると共
に、ホール素子により検出された磁石体の磁界強度に基
づく出力信号により上記計測対象の変化量若しくは変化
速度を計測する非接触磁気式計測装置において、 互いの位置関係が固定された２つのホール素子を、上記
磁石体の磁界強度が異なる位置に設けると共に、各ホー
ル素子の出力電圧の商を上記出力信号とすることを特徴
とする非接触磁気式計測装置。 - 【請求項２】単一の永久磁石により上記磁石体が構成さ
れ、かつ、この磁石体と各ホール素子間の位置関係が異
なるように２つのホール素子を設けたことを特徴とする
請求項１記載の非接触磁気式計測装置。 - 【請求項３】同一材質の永久磁石を複数組合わせて上記
磁石体が構成され、かつ、この磁石体と各ホール素子間
の位置関係が異なるように２つのホール素子を設けたこ
とを特徴とする請求項１記載の非接触磁気式計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26778299A JP2001091298A (ja) | 1999-09-21 | 1999-09-21 | 非接触磁気式計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26778299A JP2001091298A (ja) | 1999-09-21 | 1999-09-21 | 非接触磁気式計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001091298A true JP2001091298A (ja) | 2001-04-06 |
Family
ID=17449518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26778299A Pending JP2001091298A (ja) | 1999-09-21 | 1999-09-21 | 非接触磁気式計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001091298A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003008246A1 (fr) * | 2001-07-19 | 2003-01-30 | Bridgestone Corporation | Procede d'estimation de coefficient de frottement de surface de roulement, procede de transmission multiplex de signaux et dispositif de transmission multiplex de signaux |
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| US7132824B2 (en) | 2004-05-20 | 2006-11-07 | Konica Minolta Photo Imaging, Inc. | Position detector, camera-shake compensation mechanism, and image capture apparatus |
| JP2007010581A (ja) * | 2005-07-01 | 2007-01-18 | Nidec Copal Corp | 非接触型ポテンショメータ |
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| JP2010197373A (ja) * | 2009-01-29 | 2010-09-09 | Denso Corp | ストロークセンサおよび回転角センサ |
| JP2010243294A (ja) * | 2009-04-03 | 2010-10-28 | Murata Mfg Co Ltd | 磁気センサおよび磁気検出方法 |
| US8013596B2 (en) | 2005-04-06 | 2011-09-06 | Konica Minolta Opto, Inc. | Position detector and positioning device |
| JP2012189613A (ja) * | 2006-04-27 | 2012-10-04 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 位置検出装置及び位置検出方法 |
-
1999
- 1999-09-21 JP JP26778299A patent/JP2001091298A/ja active Pending
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| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080201 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080212 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080729 |