JP2002372468A - Torque measuring apparatus - Google Patents

Torque measuring apparatus

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JP2002372468A
JP2002372468A JP2001178765A JP2001178765A JP2002372468A JP 2002372468 A JP2002372468 A JP 2002372468A JP 2001178765 A JP2001178765 A JP 2001178765A JP 2001178765 A JP2001178765 A JP 2001178765A JP 2002372468 A JP2002372468 A JP 2002372468A
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JP
Japan
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detection
output
torque
circuit
temperature
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Withdrawn
Application number
JP2001178765A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroo Ozeki
宏夫 大関
Yasutaka Yamanoi
靖高 山之井
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a torque measuring apparatus in which a zero-point fluctuation and a sensitivity fluctuation can be corrected precisely even when a temperature difference is generated in a detection part used to detect a torque. SOLUTION: The torque T to be detected is applied to a detection shaft 1, magnetostrictive material parts 2, 3 are formed on its outer circumference, and detection coils 4, 5 are installed respectively so as to be adjacent to the parts 2, 3. A resistance 15 is connected to the detection coil 4, a resistance 16 is connected to the detection coil 5, and a bridge circuit 18 is constituted of them. An AC signal generator 17 applies an AC signal to the input end of the bridge circuit. Temperature detection circuits 6, 7 are arranged near the detection coils 4, 5. A zero-point correction circuit 21 corrects the zero point of a torque detection output on the basis of the output of the circuit 6. A sensitivity correction circuit 50 corrects the sensitivity of the torque detection output on the basis of the output of the circuit 6. A zero-point correction circuit 22 and a sensitivity correction circuit 51 function in the same manner.

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】この発明は、回転軸が受ける
トルクを非接触で測定するトルク測定装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a torque measuring device for non-contactly measuring a torque applied to a rotating shaft.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のトルク測定装置として、検出軸の
外周面に設けられた磁歪材料部と、その磁歪材料部の周
囲に配置された検出コイルとを備え、検出軸に印加され
たトルクの大小に応じた交流信号を検出コイルから検出
して、トルクを電気信号に変換するものが知られてい
る。しかし、このトルク測定装置は、磁歪材料部に温度
変化が生じると、磁気特性が変化し、これにより検出コ
イルのインピーダンスが変化し、測定出力に変動が生じ
てしまう。
2. Description of the Related Art A conventional torque measuring device includes a magnetostrictive material portion provided on an outer peripheral surface of a detection shaft, and a detection coil disposed around the magnetostriction material portion, and detects a torque applied to the detection shaft. 2. Description of the Related Art There is known a device that detects an AC signal according to a magnitude from a detection coil and converts torque into an electric signal. However, in this torque measuring device, when a temperature change occurs in the magnetostrictive material portion, the magnetic characteristics change, thereby changing the impedance of the detection coil and causing a change in the measurement output.

【0003】そこで、特願平11−150728号に開
示される装置においては、温度変化に基づく検出コイル
のインピーダンスの変化を、検出コイルに直列に接続し
たサーミスタ回路によって補正し、測定出力の零点変動
を押さえることが行われていた。しかしながら、この装
置は、零点変動は補正できるが、温度変化に基づく感度
の変動を補正できない問題があった。
In the apparatus disclosed in Japanese Patent Application No. 11-150728, a change in impedance of a detection coil due to a change in temperature is corrected by a thermistor circuit connected in series to the detection coil, and a zero point fluctuation of a measurement output is obtained. Was being held down. However, this device has a problem that it can correct the zero point fluctuation, but cannot correct the sensitivity fluctuation due to the temperature change.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】一方、特開平6−26
950号公報に記載されるものは、トルク検出部に設け
られた2つの検出コイルの、温度による抵抗値変化から
検出したそれぞれの温度信号の和を求め、その和信号を
基に零点変動のみならず、感度変動の補正も行ってい
る。しかしながら、この装置は、2つの検出コイルが均
一の温度であるとして、零点変動および感度変動の補正
を行っているため、2つの検出コイルに温度差が生じた
場合における零点変動および感度変動の補正が困難であ
るという問題があった。さらに、この装置は、温度変化
による検出コイルの抵抗値の変化量が小さいため、精度
良く温度を検出することが難しいという欠点があった。
On the other hand, JP-A-6-26
Japanese Unexamined Patent Publication No. 950 discloses a method of obtaining a sum of respective temperature signals of two detection coils provided in a torque detection unit, which are detected from a change in resistance value due to a temperature. In addition, the sensitivity fluctuation is corrected. However, this device corrects the zero point fluctuation and the sensitivity fluctuation assuming that the two detection coils have a uniform temperature, and thus corrects the zero point fluctuation and the sensitivity fluctuation when a temperature difference occurs between the two detection coils. There was a problem that was difficult. Furthermore, this device has a disadvantage that it is difficult to accurately detect the temperature because the amount of change in the resistance value of the detection coil due to the temperature change is small.

【0005】この発明は、このような事情を考慮してな
されたもので、その目的は、トルクを検出する検出部に
温度差が生じた場合においても正確に零点変動および感
度変動の補正を行うことができ、しかも、従来より精度
良く補正を行うことができるトルク測定装置を提供する
ことにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to accurately correct zero point fluctuations and sensitivity fluctuations even when a temperature difference occurs in a detecting unit for detecting torque. It is another object of the present invention to provide a torque measuring device that can perform the correction with higher accuracy than before.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明は上記の課題を
解決すべくなされたもので、請求項1に記載の発明は、
検出すべきトルクが印加される検出軸の外周に形成され
た第1、第2の磁歪材料部と、前記第1、第2の磁歪材
料部にそれぞれ近接して設けられた第1、第2の検出コ
イルと、前記第1、第2の検出コイルのインピーダンス
変化を検出する検出回路と、前記第1、第2の検出コイ
ルの近傍に配置された第1、第2の温度検出手段と、前
記第1、第2の温度検出手段の出力に基づいて前記検出
回路の出力を補正する補正回路とを具備することを特徴
とするトルク測定装置である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and the invention according to claim 1 has the following features.
First and second magnetostrictive material portions formed on the outer periphery of a detection shaft to which a torque to be detected is applied, and first and second magnetostrictive material portions provided near the first and second magnetostrictive material portions, respectively. A detection coil, a detection circuit for detecting a change in impedance of the first and second detection coils, and first and second temperature detection means disposed near the first and second detection coils; A correction circuit that corrects the output of the detection circuit based on the outputs of the first and second temperature detection means.

【0007】また、請求項2に記載の発明は、検出すべ
きトルクが印加される検出軸の外周に形成された第1、
第2の磁歪材料部と、前記第1、第2の磁歪材料部にそ
れぞれ近接して設けられた第1、第2の検出コイルと、
前記第1、第2の検出コイル、第1の検出コイルに直列
接続された抵抗、第2の検出コイルに直列接続された抵
抗から構成されるブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の
入力端へ交流信号を印加する交流源と、前記第1、第2
の検出コイルの近傍に配置された第1、第2の温度検出
手段と、前記第1の温度検出手段の出力に基づいて前記
ブリッジ回路の第1の出力点の信号を補正する第1の補
正手段と、前記第2の温度検出手段の出力に基づいて前
記ブリッジ回路の第2の出力点の信号を補正する第2の
補正手段と、前記第1、第2の補正手段の出力の差信号
を出力する差信号出力手段とを具備することを特徴とす
るトルク測定装置である。
[0007] According to a second aspect of the present invention, there is provided a motor control apparatus comprising:
A second magnetostrictive material portion, first and second detection coils provided close to the first and second magnetostrictive material portions, respectively;
A bridge circuit including the first and second detection coils, a resistor connected in series to the first detection coil, and a resistor connected in series to the second detection coil; and an AC signal to an input terminal of the bridge circuit. And an AC source for applying
A first and a second temperature detecting means arranged near the detecting coil of the first circuit, and a first correction for correcting a signal at a first output point of the bridge circuit based on an output of the first temperature detecting means. Means, a second correction means for correcting a signal at a second output point of the bridge circuit based on an output of the second temperature detection means, and a difference signal between outputs of the first and second correction means. And a difference signal output means for outputting the difference signal.

【0008】また、請求項3に記載の発明は、請求項2
に記載のトルク測定装置において、前記第1の補正手段
は、前記第1の温度検出手段の出力に基づいてトルク検
出出力の零点を補正する零点補正手段と、前記第1の温
度検出手段の出力に基づいてトルク検出出力の感度変動
を補正する感度補正手段とから構成され、前記第2の補
正手段は、前記第2の温度検出手段の出力に基づいてト
ルク検出出力の零点を補正する零点補正手段と、前記第
2の温度検出手段の出力に基づいてトルク検出出力の感
度変動を補正する感度補正手段とから構成されることを
特徴とする。
[0008] Further, the invention described in claim 3 is based on claim 2.
Wherein the first correction means corrects a zero point of the torque detection output based on the output of the first temperature detection means, and an output of the first temperature detection means. And a sensitivity correction means for correcting a sensitivity variation of the torque detection output based on the second temperature detection means. The second correction means corrects a zero point of the torque detection output based on the output of the second temperature detection means. Means, and sensitivity correction means for correcting sensitivity fluctuation of the torque detection output based on the output of the second temperature detection means.

【0009】また、請求項4に記載の発明は、検出すべ
きトルクが印加される検出軸の外周に形成された第1、
第2の磁歪材料部と、前記第1、第2の磁歪材料部にそ
れぞれ近接して設けられた第1、第2の検出コイルと、
前記第1、第2の検出コイル、第1の検出コイルに直列
接続された抵抗、第2の検出コイルに直列接続された抵
抗から構成されるブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の
入力端へ交流信号を印加する交流源と、前記ブリッジ回
路の第1,第2の出力端の信号を直流信号に変換する第
1、第2の交/直変換手段と、前記第1、第2の検出コ
イルの近傍に配置された第1、第2の温度検出手段と、
前記第1、第2の交/直変換手段の出力および前記第
1、第2の温度検出手段の出力を各々ディジタルデータ
に変換するアナログ/ディジタル変換手段と、前記第
1、第2の交/直変換手段の出力に基づくディジタルデ
ータを前記第1、第2の温度検出手段の出力に基づくデ
ィジタルデータによって補正演算してトルク検出出力の
零点補正および感度補正を行い、補正後のデータの差を
演算する演算回路とを具備することを特徴とするトルク
測定装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a motor vehicle comprising: a first shaft formed on an outer periphery of a detection shaft to which a torque to be detected is applied;
A second magnetostrictive material portion, first and second detection coils provided close to the first and second magnetostrictive material portions, respectively;
A bridge circuit including the first and second detection coils, a resistor connected in series to the first detection coil, and a resistor connected in series to the second detection coil; and an AC signal to an input terminal of the bridge circuit. An AC source, a first and a second AC / DC converter for converting signals at the first and second output terminals of the bridge circuit into a DC signal, and an AC / DC converter for the first and second detection coils. First and second temperature detecting means disposed in the vicinity,
An analog / digital converter for converting the outputs of the first and second AC / DC converters and the outputs of the first and second temperature detectors into digital data, respectively, and the first and second AC / DC converters; The digital data based on the output of the direct conversion means is corrected by digital data based on the outputs of the first and second temperature detecting means to perform a zero point correction and a sensitivity correction of the torque detection output, and the difference between the corrected data is calculated. And a calculation circuit for performing a calculation.

【0010】また、請求項5に記載の発明は、請求項4
に記載のトルク測定装置において、前記演算回路の出力
をアナログ信号に変換するディジタル/アナログ変換回
路を具備することを特徴とする。また、請求項6に記載
の発明は、請求項1〜請求項5に記載のトルク測定装置
において、前記温度検出手段は、サーミスタおよび抵抗
からなる温度検出回路であることを特徴とする。
The invention described in claim 5 is the same as the invention in claim 4.
3. The torque measuring device according to claim 1, further comprising a digital / analog conversion circuit that converts an output of the arithmetic circuit into an analog signal. According to a sixth aspect of the present invention, in the torque measuring device according to the first to fifth aspects, the temperature detecting means is a temperature detecting circuit including a thermistor and a resistor.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、この発明の
一実施の形態について説明する。図1は同実施の形態に
よるトルク測定装置の構成を示すブロック図である。こ
の図において、符号1は検出すべきトルクTが印加され
る検出軸であり、その外周部に磁歪材料部2、3が形成
されている。これらの磁歪材料部2,3は、例えばF
e:Ni:Mo:Bの合金からなっており、作用力によ
る歪みに応じて透磁率が変化し、また、温度の変化によ
っても透磁率が変化する。磁歪材料部2は帯状の同一形
状を有する複数の膜体が検出軸1の軸線方向に対して−
45°の角度で検出軸1の外周に、同じ間隔をおいて配
置されたものである。また、磁歪材料部3は帯状の同一
形状を有する複数の膜体が磁歪材料部2の膜体と直交す
る方向、すなわち、検出軸1の軸線方向に対して+45
°の角度で検出軸1の外周に、同じ間隔をおいて配置さ
れたものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a torque measuring device according to the embodiment. In this drawing, reference numeral 1 denotes a detection shaft to which a torque T to be detected is applied, and magnetostrictive material portions 2 and 3 are formed on an outer peripheral portion thereof. These magnetostrictive material parts 2 and 3 are, for example, F
It is made of an alloy of e: Ni: Mo: B, and its magnetic permeability changes according to the strain caused by the acting force, and also changes according to the temperature. In the magnetostrictive material portion 2, a plurality of strip-shaped films having the same shape are formed with respect to the axis direction of the detection shaft 1.
They are arranged at the same interval on the outer periphery of the detection shaft 1 at an angle of 45 °. In addition, the magnetostrictive material portion 3 is formed by a plurality of film bodies having the same shape in the shape of a strip, which are +45 with respect to the direction orthogonal to the film body of the magnetostrictive material portion 2, that is, the axis direction of the detection axis 1.
It is arranged at the same interval on the outer circumference of the detection shaft 1 at an angle of °.

【0012】4は磁歪材料部2の周囲に、僅かな間隙を
おいて配置された検出コイル、5は磁歪材料部3の周囲
に、僅かな間隙をおいて配置された検出コイルである。
6は検出コイル4に近接して配置された温度検出回路で
あり、温度検出用のサーミスタと抵抗とから構成され、
検出コイル4および磁歪材料部2の温度に対応して抵抗
の値が変化するため、検出コイル4および磁歪材料部2
の温度に対応する直流電圧を出力する。同様に、7は検
出コイル5に近接して配置された温度検出回路であり、
温度検出用のサーミスタと抵抗とから構成され、検出コ
イル5および磁歪材料3の温度に対応して抵抗の値が変
化するため、検出コイル5および磁歪材料部3の温度に
対応する直流電圧を出力する。8は温度検出回路6,7
へ直流の一定電圧を供給する定電圧発生器である。
Reference numeral 4 denotes a detection coil arranged around the magnetostrictive material portion 2 with a small gap, and 5 denotes a detection coil arranged around the magnetostrictive material portion 3 with a small gap.
Reference numeral 6 denotes a temperature detection circuit arranged close to the detection coil 4, which is composed of a thermistor for temperature detection and a resistor.
Since the resistance value changes in accordance with the temperature of the detection coil 4 and the magnetostrictive material portion 2, the detection coil 4 and the magnetostrictive material portion 2
And outputs a DC voltage corresponding to the temperature. Similarly, 7 is a temperature detection circuit arranged close to the detection coil 5,
It comprises a thermistor for temperature detection and a resistor, and since the resistance value changes in accordance with the temperature of the detection coil 5 and the magnetostrictive material 3, a DC voltage corresponding to the temperature of the detection coil 5 and the magnetostrictive material portion 3 is output. I do. 8 is a temperature detection circuit 6, 7
This is a constant voltage generator that supplies a constant DC voltage.

【0013】11〜14はアンプ、15、16は抵抗、
17は交流信号発生器である。上述した検出コイル4,
5と抵抗15、16はブリッジ回路18を構成してお
り、交流信号発生器17がそのブリッジ回路18の2入
力端へ交流信号を供給し、ブリッジ回路18の出力端1
8a、18bの信号が各々増幅器12、13および交流
を直流に変換する交/直変換回路19,20を介して零
点補正回路21、22へ供給される。検出軸1にトルク
Tを加えると、磁歪材料部2,3の磁気特性が逆方向へ
変化することから、検出コイル4,5のインピーダンス
が互いに逆方向へ変化する。したがって、ブリッジ回路
18の出力端18a、18bの差をとることによって、
検出軸1に印加されたトルクTの値を検出することがで
きる。
11 to 14 are amplifiers, 15 and 16 are resistors,
17 is an AC signal generator. The above-described detection coil 4,
5 and resistors 15 and 16 constitute a bridge circuit 18. An AC signal generator 17 supplies an AC signal to two input terminals of the bridge circuit 18 and an output terminal 1 of the bridge circuit 18.
The signals 8a and 18b are supplied to zero point correction circuits 21 and 22 via amplifiers 12 and 13 and AC / DC conversion circuits 19 and 20 for converting AC to DC, respectively. When a torque T is applied to the detection shaft 1, the magnetic characteristics of the magnetostrictive material portions 2 and 3 change in the opposite direction, so that the impedances of the detection coils 4 and 5 change in the opposite directions. Therefore, by taking the difference between the output terminals 18a and 18b of the bridge circuit 18,
The value of the torque T applied to the detection shaft 1 can be detected.

【0014】零点補正回路21、22は、トルク検出出
力の零点の温度による変動を補正する回路であり、その
詳細を図2に示す。この図において、24は抵抗26〜
28と、演算増幅器29と、オフセット調整用可変抵抗
器25とから構成される増幅回路であり、アンプ11
(または14)から出力される温度信号を増幅し、乗算
器31へ出力する。33は可変抵抗器34と抵抗35〜
37と演算増幅器38とから構成される増幅回路であ
り、可変抵抗器34の出力電圧を増幅し、乗算器31へ
出力する。乗算器31は増幅回路24、33の各出力を
乗算して出力する。40は抵抗41〜43および演算増
幅器44から構成される増幅回路であり、交/直変換回
路19(または20)から出力されるトルク信号を増幅
して出力する。
The zero point correction circuits 21 and 22 are circuits for correcting the fluctuation of the zero point of the torque detection output due to the temperature, and details thereof are shown in FIG. In this figure, 24 is a resistor 26 to
28, an operational amplifier 29, and a variable resistor 25 for offset adjustment.
The temperature signal output from (or 14) is amplified and output to the multiplier 31. 33 is a variable resistor 34 and a resistor 35 to
The amplifier circuit includes an operational amplifier 37 and an operational amplifier 38. The amplifier circuit amplifies the output voltage of the variable resistor 34 and outputs the amplified voltage to the multiplier 31. The multiplier 31 multiplies each output of the amplifier circuits 24 and 33 and outputs the result. Reference numeral 40 denotes an amplifier circuit including resistors 41 to 43 and an operational amplifier 44, which amplifies and outputs a torque signal output from the AC / DC converter circuit 19 (or 20).

【0015】このような構成において、乗算器31の出
力は、温度信号に比例する信号となり、また、増幅回路
40の出力は、トルク信号を増幅し、かつ、その増幅出
力を乗算器31の出力に応じてレベルシフトした信号と
なる。したがって、可変抵抗器34を適切に調整するこ
とにより、トルク信号の温度による変動を補正すること
ができる。
In such a configuration, the output of the multiplier 31 becomes a signal proportional to the temperature signal, and the output of the amplifier circuit 40 amplifies the torque signal and outputs the amplified output to the output of the multiplier 31. Becomes a signal whose level has been shifted according to. Therefore, by appropriately adjusting the variable resistor 34, the fluctuation of the torque signal due to the temperature can be corrected.

【0016】次に、図1において、50,51は感度補
正回路である。検出コイル4,5のインピーダンスは温
度変化に応じて変化するが(零点変動)、一定トルクが
印加された時のインピーダンスの変化量(無負荷時から
の変化量)も温度によって変化する(感度変動)。図4
は温度に応じて変化する検出コイル4,5のインピーダ
ンスの変化を示すグラフである。この図に示すように、
検出コイル4は、温度が高くなると、定格負荷時のイン
ピーダンスがより高くなる(直線L1参照)。すなわ
ち、温度が高くなると、検出コイル4および磁歪材料部
2から構成される検出部の正のインピーダンス変化分が
大きくなる。一方、検出コイル5の方は負のインピーダ
ンス変化分が大きくなる(直線L2参照)。感度補正回
路50,51はこの感度変動を図4に破線で示すように
補正する回路であり、図3にその詳細を示す。
Next, in FIG. 1, reference numerals 50 and 51 denote sensitivity correction circuits. Although the impedances of the detection coils 4 and 5 change according to the temperature change (zero point fluctuation), the amount of change in impedance when a constant torque is applied (the amount of change from no load) also changes with temperature (sensitivity fluctuation). ). FIG.
Is a graph showing a change in impedance of the detection coils 4 and 5 that changes according to temperature. As shown in this figure,
As the temperature of the detection coil 4 increases, the impedance at the rated load becomes higher (see the straight line L1). In other words, when the temperature increases, the positive impedance change of the detection unit composed of the detection coil 4 and the magnetostrictive material unit 2 increases. On the other hand, the detection coil 5 has a larger negative impedance change (see the straight line L2). The sensitivity correction circuits 50 and 51 are circuits for correcting the sensitivity fluctuation as shown by a broken line in FIG. 4, and the details thereof are shown in FIG.

【0017】図3において、55はオフセット調整用の
可変抵抗器56と、抵抗57〜59と、演算増幅器60
とから構成される増幅回路であり、トルク信号(零点補
正回路21または22の出力)を増幅する。62はオフ
セット調整用の可変抵抗器63と、抵抗64〜66と、
演算増幅器67とから構成される増幅回路であり、温度
信号(アンプ11または14の出力)を増幅する。69
は乗算器であり、増幅回路55,62の出力を乗算す
る。70は抵抗71と可変抵抗器72と演算増幅器73
から構成される増幅回路であり、乗算器69の出力を増
幅する。75は抵抗76〜78および演算増幅器79か
ら構成される増幅回路であり、増幅回路55の出力を増
幅し、増幅回路73の出力に応じてレベルシフトして出
力する。
In FIG. 3, reference numeral 55 denotes a variable resistor 56 for offset adjustment, resistors 57 to 59, and an operational amplifier 60.
And amplifies the torque signal (the output of the zero point correction circuit 21 or 22). 62 is a variable resistor 63 for offset adjustment, resistors 64-66,
This is an amplification circuit including the operational amplifier 67 and amplifies a temperature signal (output of the amplifier 11 or 14). 69
Is a multiplier for multiplying the outputs of the amplifier circuits 55 and 62. 70 is a resistor 71, a variable resistor 72 and an operational amplifier 73
, And amplifies the output of the multiplier 69. Reference numeral 75 denotes an amplifier circuit including resistors 76 to 78 and an operational amplifier 79. The amplifier circuit 75 amplifies the output of the amplifier circuit 55, and performs level shifting in accordance with the output of the amplifier circuit 73 to output.

【0018】このような構成において、乗算器69の出
力は、温度信号を増幅した値にさらにトルク信号に対応
する値を乗算した信号となる。したがって、乗算器69
の出力は温度信号をトルク信号の値に応じて補正した値
となる。増幅回路70は乗算器69の出力を増幅して増
幅回路75へ出力する。増幅回路75は、トルク信号を
増幅する増幅回路55の出力を増幅し、この増幅出力
を、トルク信号によって補正された温度信号に応じてレ
ベルシフトして出力する。これにより、トルク検出出力
の感度の温度補正を行うことができる。
In such a configuration, the output of the multiplier 69 is a signal obtained by multiplying the amplified value of the temperature signal by a value corresponding to the torque signal. Therefore, the multiplier 69
Is a value obtained by correcting the temperature signal according to the value of the torque signal. The amplification circuit 70 amplifies the output of the multiplier 69 and outputs it to the amplification circuit 75. The amplifier circuit 75 amplifies the output of the amplifier circuit 55 that amplifies the torque signal, and outputs the amplified output after level-shifting the amplified output according to the temperature signal corrected by the torque signal. Thereby, the temperature of the sensitivity of the torque detection output can be corrected.

【0019】次に、図1において、81は差動増幅器で
あり、感度補正回路50,51の出力の差を増幅するこ
とによってトルクTに比例する検出信号を得る。82は
オフセット調整回路であり、差動増幅器81の出力のオ
フセットレベルを調整する。83はゲイン制御回路であ
り、オフセット調整回路82の出力をさらに増幅して、
トルク検出信号として出力する。
Next, in FIG. 1, reference numeral 81 denotes a differential amplifier, which obtains a detection signal proportional to the torque T by amplifying the difference between the outputs of the sensitivity correction circuits 50 and 51. An offset adjustment circuit 82 adjusts the offset level of the output of the differential amplifier 81. 83 is a gain control circuit that further amplifies the output of the offset adjustment circuit 82,
Output as a torque detection signal.

【0020】このように、上記実施形態は、検出コイル
4,5のインピーダンスの変化をブリッジ回路18の出
力端18a、18bの信号に変換し、これら出力端18
a、18bの信号を個々に温度検出回路6,7に基づく
零点補正および感度補正を行った後減算してトルクTに
対応するトルク検出信号を得ている。
As described above, in the above embodiment, the change in the impedance of the detection coils 4 and 5 is converted into signals at the output terminals 18a and 18b of the bridge circuit 18, and these output terminals 18a and 18b are converted.
The signals a and b are individually subjected to zero point correction and sensitivity correction based on the temperature detection circuits 6 and 7, and then subtracted to obtain a torque detection signal corresponding to the torque T.

【0021】次に、この発明の第2の実施形態について
説明する。図5は同実施形態によるトルク検出装置の構
成を示すブロック図であり、この図において、図1の各
部と同一部分には同一の符号を付し、その説明を省略す
る。この図において、90,91は各々交流を直流に変
換する交/直変換回路であり、アンプ12、13の各出
力を直流に変換し、A/D(アナログ/ディジタル)変
換回路92へ出力する。A/D変換回路92は、アンプ
11,14の出力および交/直変換回路90,91の出
力をディジタルデータに変換し、演算回路93へ出力す
る。演算回路93は、内部のメモリに予め設定されてい
る定数を用いて、交/直変換回路90,91の出力に対
して前述した零点補正演算(図2参照)および感度補正
演算(図3参照)を行い、その結果を減算し(差動増幅
器81参照)、D/A(ディジタル/アナログ)変換回
路94へ出力する。D/A変換回路94は、演算回路9
3の出力をアナログ信号に変換し、トルク検出信号とし
て出力する。このように、上記第2の実施形態は、前述
した第1の実施形態をディジタル回路によって構成した
もので、第1の実施形態と同様の効果が得られる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the torque detection device according to the embodiment. In this figure, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In this figure, reference numerals 90 and 91 denote AC / DC conversion circuits for converting AC into DC, respectively, and convert the respective outputs of the amplifiers 12 and 13 into DC and output them to an A / D (analog / digital) conversion circuit 92. . The A / D conversion circuit 92 converts the outputs of the amplifiers 11 and 14 and the outputs of the AC / DC conversion circuits 90 and 91 into digital data and outputs the digital data to the arithmetic circuit 93. The arithmetic circuit 93 uses the constants preset in the internal memory to perform the above-described zero point correction operation (see FIG. 2) and sensitivity correction operation (see FIG. 3) on the outputs of the AC / DC conversion circuits 90 and 91. ), Subtract the result (see differential amplifier 81), and output the result to D / A (digital / analog) conversion circuit 94. The D / A conversion circuit 94 includes the arithmetic circuit 9
3 is converted into an analog signal and output as a torque detection signal. As described above, in the second embodiment, the above-described first embodiment is configured by a digital circuit, and the same effects as in the first embodiment can be obtained.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、第1、第2の検出コイルのそれぞれに温度検出手段
を設け、各温度検出手段の出力に基づいて温度補正を行
うようにしたので、トルクを検出する検出部に温度差が
生じた場合においても正確に零点変動および感度変動の
補正を行うことができる。また、請求項6に記載の発明
によれば、サーミスタによって温度検出をするので、従
来より精度良く補正を行うことができる。
As described above, according to the present invention, each of the first and second detecting coils is provided with the temperature detecting means, and the temperature is corrected based on the output of each temperature detecting means. Therefore, even when a temperature difference occurs in the detecting unit for detecting the torque, the zero point fluctuation and the sensitivity fluctuation can be accurately corrected. Further, according to the invention described in claim 6, since the temperature is detected by the thermistor, it is possible to perform the correction with higher accuracy than before.

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

【図1】 この発明の一実施形態の構成を示すブロック
図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】 同実施形態における零点補正回路21,22
の構成を示す回路図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating zero-point correction circuits 21 and 22 according to the first embodiment;
FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of FIG.

【図3】 同実施形態における感度補正回路50,51
の構成を示す回路図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating sensitivity correction circuits 50 and 51 according to the first embodiment.
FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of FIG.

【図4】 同実施形態における検出コイル4,5の温度
に対するインピーダンス変化特性を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing impedance change characteristics of the detection coils 4 and 5 with respect to temperature in the embodiment.

【図5】 この発明の他の実施形態の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…検出軸 2,3…磁歪材料部 4,5…検出コイル 6,7…温度検出回路 17…交流信号発生器 18…ブリッジ回路 18a、18b…出力端 21、22…零点補正回路 50、51…感度補正回路 81…差動増幅器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Detection shaft 2,3 ... Magnetostrictive material part 4,5 ... Detection coil 6,7 ... Temperature detection circuit 17 ... AC signal generator 18 ... Bridge circuit 18a, 18b ... Output terminal 21,22 ... Zero point correction circuit 50,51 … Sensitivity correction circuit 81… Differential amplifier

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 検出すべきトルクが印加される検出軸の
外周に形成された第1、第2の磁歪材料部と、 前記第1、第2の磁歪材料部にそれぞれ近接して設けら
れた第1、第2の検出コイルと、 前記第1、第2の検出コイルのインピーダンス変化を検
出する検出回路と、 前記第1、第2の検出コイルの近傍に配置された第1、
第2の温度検出手段と、 前記第1、第2の温度検出手段の出力に基づいて前記検
出回路の出力を補正する補正回路と、 を具備することを特徴とするトルク測定装置。
A first and a second magnetostrictive material formed on an outer periphery of a detection shaft to which a torque to be detected is applied; and a first and a second magnetostrictive material provided adjacent to the first and the second magnetostrictive material, respectively. First and second detection coils, a detection circuit for detecting a change in impedance of the first and second detection coils, and first and second detection coils arranged near the first and second detection coils.
A torque measuring device comprising: a second temperature detecting unit; and a correction circuit that corrects an output of the detecting circuit based on outputs of the first and second temperature detecting units.
【請求項2】 検出すべきトルクが印加される検出軸の
外周に形成された第1、第2の磁歪材料部と、 前記第1、第2の磁歪材料部にそれぞれ近接して設けら
れた第1、第2の検出コイルと、 前記第1、第2の検出コイル、第1の検出コイルに直列
接続された抵抗、第2の検出コイルに直列接続された抵
抗から構成されるブリッジ回路と、 前記ブリッジ回路の入力端へ交流信号を印加する交流源
と、 前記第1、第2の検出コイルの近傍に配置された第1、
第2の温度検出手段と、 前記第1の温度検出手段の出力に基づいて前記ブリッジ
回路の第1の出力点の信号を補正する第1の補正手段
と、 前記第2の温度検出手段の出力に基づいて前記ブリッジ
回路の第2の出力点の信号を補正する第2の補正手段
と、 前記第1、第2の補正手段の出力の差信号を出力する差
信号出力手段と、 を具備することを特徴とするトルク測定装置。
2. A first and a second magnetostrictive material portion formed on the outer periphery of a detection shaft to which a torque to be detected is applied, and provided near the first and second magnetostrictive material portions, respectively. A bridge circuit including first and second detection coils, the first and second detection coils, a resistor connected in series to the first detection coil, and a resistor connected in series to the second detection coil; An AC source for applying an AC signal to an input end of the bridge circuit; a first AC source disposed near the first and second detection coils;
Second temperature detecting means, first correcting means for correcting a signal at a first output point of the bridge circuit based on an output of the first temperature detecting means, and an output of the second temperature detecting means And a difference signal output means for outputting a difference signal between the outputs of the first and second correction means. A torque measuring device, characterized in that:
【請求項3】 前記第1の補正手段は、前記第1の温度
検出手段の出力に基づいてトルク検出出力の零点を補正
する零点補正手段と、前記第1の温度検出手段の出力に
基づいてトルク検出出力の感度変動を補正する感度補正
手段とから構成され、 前記第2の補正手段は、前記第2の温度検出手段の出力
に基づいてトルク検出出力の零点を補正する零点補正手
段と、前記第2の温度検出手段の出力に基づいてトルク
検出出力の感度変動を補正する感度補正手段とから構成
されることを特徴とする請求項2に記載のトルク測定装
置。
3. The first correction means includes: a zero point correction means for correcting a zero point of a torque detection output based on an output of the first temperature detection means; and a first correction means based on an output of the first temperature detection means. A sensitivity correction unit configured to correct a sensitivity variation of the torque detection output, wherein the second correction unit corrects a zero point of the torque detection output based on an output of the second temperature detection unit; 3. The torque measuring device according to claim 2, further comprising a sensitivity correction unit configured to correct a sensitivity variation of the torque detection output based on an output of the second temperature detection unit.
【請求項4】 検出すべきトルクが印加される検出軸の
外周に形成された第1、第2の磁歪材料部と、 前記第1、第2の磁歪材料部にそれぞれ近接して設けら
れた第1、第2の検出コイルと、 前記第1、第2の検出コイル、第1の検出コイルに直列
接続された抵抗、第2の検出コイルに直列接続された抵
抗から構成されるブリッジ回路と、 前記ブリッジ回路の入力端へ交流信号を印加する交流源
と、 前記ブリッジ回路の第1,第2の出力端の信号を直流信
号に変換する第1、第2の交/直変換手段と、 前記第1、第2の検出コイルの近傍に配置された第1、
第2の温度検出手段と、 前記第1、第2の交/直変換手段の出力および前記第
1、第2の温度検出手段の出力を各々ディジタルデータ
に変換するアナログ/ディジタル変換手段と、 前記第1、第2の交/直変換手段の出力に基づくディジ
タルデータを前記第1、第2の温度検出手段の出力に基
づくディジタルデータによって補正演算してトルク検出
出力の零点補正および感度補正を行い、補正後のデータ
の差を演算する演算回路と、 を具備することを特徴とするトルク測定装置。
4. A first and second magnetostrictive material portion formed on an outer periphery of a detection shaft to which a torque to be detected is applied, and provided near the first and second magnetostrictive material portions, respectively. A bridge circuit including first and second detection coils, the first and second detection coils, a resistor connected in series to the first detection coil, and a resistor connected in series to the second detection coil; An AC source for applying an AC signal to an input terminal of the bridge circuit; first and second AC / DC converters for converting signals at first and second output terminals of the bridge circuit into DC signals; First and second detection coils arranged near the first and second detection coils
Second temperature detecting means; analog / digital converting means for converting the outputs of the first and second AC / DC converting means and the outputs of the first and second temperature detecting means into digital data, respectively; The digital data based on the outputs of the first and second AC / DC converters are corrected by digital data based on the outputs of the first and second temperature detectors to perform zero point correction and sensitivity correction of the torque detection output. And a calculation circuit for calculating a difference between the corrected data, and a torque measurement device.
【請求項5】 前記演算回路の出力をアナログ信号に変
換するディジタル/アナログ変換回路を具備することを
特徴とする請求項4に記載のトルク測定装置。
5. The torque measuring device according to claim 4, further comprising a digital / analog conversion circuit for converting an output of said arithmetic circuit into an analog signal.
【請求項6】 前記温度検出手段は、サーミスタおよび
抵抗からなる温度検出回路であることを特徴とする請求
項1〜請求項5に記載のトルク測定装置。
6. The torque measuring device according to claim 1, wherein said temperature detecting means is a temperature detecting circuit comprising a thermistor and a resistor.
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