JP2003214894A - 磁電変換素子を備えた距離センサ - Google Patents
磁電変換素子を備えた距離センサInfo
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- JP2003214894A JP2003214894A JP2003013456A JP2003013456A JP2003214894A JP 2003214894 A JP2003214894 A JP 2003214894A JP 2003013456 A JP2003013456 A JP 2003013456A JP 2003013456 A JP2003013456 A JP 2003013456A JP 2003214894 A JP2003214894 A JP 2003214894A
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- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
- G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 副作用が生じず測定結果の変化しない距離セ
ンサを提供する。 【解決手段】 磁気回路の全ての部材が距離測定中は相
互に不変の状態であり、磁気回路と変換素子は相対的に
相互に運動し、変換素子によって評価される磁界の変化
は、前記磁気回路における空隙の変化により惹起され、
空隙は運動中変換素子と対応する。
ンサを提供する。 【解決手段】 磁気回路の全ての部材が距離測定中は相
互に不変の状態であり、磁気回路と変換素子は相対的に
相互に運動し、変換素子によって評価される磁界の変化
は、前記磁気回路における空隙の変化により惹起され、
空隙は運動中変換素子と対応する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、素子の運動によ
り、変換素子を用いて測定される磁束の影響が惹起され
る、少なくとも１つの磁電変換素子と、少なくとも１つ
の磁束ガイド部材及び少なくとも１つの磁石からなる磁
気回路とを備えた距離センサに関する。
り、変換素子を用いて測定される磁束の影響が惹起され
る、少なくとも１つの磁電変換素子と、少なくとも１つ
の磁束ガイド部材及び少なくとも１つの磁石からなる磁
気回路とを備えた距離センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】既にＤＥ４３ １７ ２５９Ａ１から、
スロットル開度のためのセンサ装置が公知であり、この
センサ装置では測定可能な磁束を生じさせるための磁束
生成器が電気制御装置に配置されている。ここでは磁電
変換素子が設けられており、この磁電変換素子を用い
て、導磁性体の回転運動により惹起される磁束の変化を
検出することができる。
スロットル開度のためのセンサ装置が公知であり、この
センサ装置では測定可能な磁束を生じさせるための磁束
生成器が電気制御装置に配置されている。ここでは磁電
変換素子が設けられており、この磁電変換素子を用い
て、導磁性体の回転運動により惹起される磁束の変化を
検出することができる。
【０００３】公知の磁電変換素子では、磁束密度が変換
素子において角度または距離に依存して変化する場合に
生じる測定作用が使用される。これは通常の場合、磁束
ガイド部材と永久磁石から成る磁気回路において、導磁
性の磁束ガイド部材と永久磁石とが相互に回転し、した
がって変換素子における磁束が変化することにより生じ
る。これらの原理では、可動部の軸受の遊びによる不所
望な副作用が生じることになり、これらの副作用は変換
素子における磁界、したがって測定結果を変化させる。
素子において角度または距離に依存して変化する場合に
生じる測定作用が使用される。これは通常の場合、磁束
ガイド部材と永久磁石から成る磁気回路において、導磁
性の磁束ガイド部材と永久磁石とが相互に回転し、した
がって変換素子における磁束が変化することにより生じ
る。これらの原理では、可動部の軸受の遊びによる不所
望な副作用が生じることになり、これらの副作用は変換
素子における磁界、したがって測定結果を変化させる。
【０００４】ＤＥ１９７ ５３ ７７５Ａ１からは、距
離センサとしてのホール素子を備えたそのような測定装
置では、導磁性の材料から成る磁束ガイド部材が磁束線
を誘導するために使用されることが公知である。さらに
ＥＰ０ ６７０ ４７１Ａ１には、磁気回路を形成する
部材が相対的に相互に運動するのではなく、磁気回路全
体が磁電変換器上を通過するように回転する装置が記載
されている。測定作用は、回転角度に関して所定の空隙
変化を示す磁石の形状により達成される。
離センサとしてのホール素子を備えたそのような測定装
置では、導磁性の材料から成る磁束ガイド部材が磁束線
を誘導するために使用されることが公知である。さらに
ＥＰ０ ６７０ ４７１Ａ１には、磁気回路を形成する
部材が相対的に相互に運動するのではなく、磁気回路全
体が磁電変換器上を通過するように回転する装置が記載
されている。測定作用は、回転角度に関して所定の空隙
変化を示す磁石の形状により達成される。
【０００５】
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許公開（ＤＥ−Ａ
１）第４３１７２５９号明細書
１）第４３１７２５９号明細書
【特許文献２】ドイツ連邦共和国特許公開（ＤＥ−Ａ
１）第１９７５３７７５号明細書
１）第１９７５３７７５号明細書
【特許文献３】欧州特許公開（ＥＰ−Ａ１）第０６７０
４７１号明細書
４７１号明細書
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の距離センサを改良して、副作用が生じず
測定結果の変化しない距離センサを提供することであ
る。
で述べた形式の距離センサを改良して、副作用が生じず
測定結果の変化しない距離センサを提供することであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題は、磁気回路の
全ての部材が距離測定中は相互に不変の状態であり、磁
気回路と変換素子は相対的に相互に運動し、変換素子に
よって評価される磁界の変化は、前記磁気回路における
空隙の変化により惹起され、空隙は運動中変換素子と対
応することによって解決される。
全ての部材が距離測定中は相互に不変の状態であり、磁
気回路と変換素子は相対的に相互に運動し、変換素子に
よって評価される磁界の変化は、前記磁気回路における
空隙の変化により惹起され、空隙は運動中変換素子と対
応することによって解決される。
【０００８】
【発明の実施の形態】磁電変換素子及び磁気回路を用い
て、冒頭で述べたような運動を検出するための距離セン
サの実施形態では、本発明によれば有利なやり方で以下
のことが達成される。すなわち、磁気回路の全ての部材
が距離測定中は相互に不変の状態にあり、磁気回路と変
換素子、有利にはホール素子は相対的に相互に運動する
ことができる。変換素子によって評価される磁界の変化
は、本発明によれば磁気回路における空隙の変化により
惹起され、この空隙は運動中変換素子と対応する。この
際磁束ガイド部材の間隔は相互に変化する。
て、冒頭で述べたような運動を検出するための距離セン
サの実施形態では、本発明によれば有利なやり方で以下
のことが達成される。すなわち、磁気回路の全ての部材
が距離測定中は相互に不変の状態にあり、磁気回路と変
換素子、有利にはホール素子は相対的に相互に運動する
ことができる。変換素子によって評価される磁界の変化
は、本発明によれば磁気回路における空隙の変化により
惹起され、この空隙は運動中変換素子と対応する。この
際磁束ガイド部材の間隔は相互に変化する。
【０００９】有利には磁気回路の磁束ガイド部材は、変
換素子の軌道を包囲し、軌道の延在状態における空隙の
幅の変化に基づいて変換素子における所定の信号経過が
生じるような輪郭形状を有する。したがって可変の磁界
はここでは十分に、測定隙間としての空隙の幅によって
検出され、簡単なやり方で、いわゆるプラトー形成によ
り信号が変化することなく角度または距離測定範囲に関
する可変の特性曲線勾配が得られる。
換素子の軌道を包囲し、軌道の延在状態における空隙の
幅の変化に基づいて変換素子における所定の信号経過が
生じるような輪郭形状を有する。したがって可変の磁界
はここでは十分に、測定隙間としての空隙の幅によって
検出され、簡単なやり方で、いわゆるプラトー形成によ
り信号が変化することなく角度または距離測定範囲に関
する可変の特性曲線勾配が得られる。
【００１０】有利には磁束ガイド部材の輪郭形状は、軌
道の延在状態における線形の測定曲線が生じるように成
形されている。そのような線形の測定曲線は、空隙の隙
間幅ｄが軌道の延在状態における測定距離ｘと逆数関係
にあるように、すなわちｄ＝１／ｘに相応するように選
定される場合に一次近似で得られる。この場合変換素子
における磁束密度ＢはＢｍａｘからＢｍｉｎの範囲にあ
り、ここでＢｍｉｎ＝０となる理論的な限界値は磁束ガ
イド部材のはるか外側で達成される。
道の延在状態における線形の測定曲線が生じるように成
形されている。そのような線形の測定曲線は、空隙の隙
間幅ｄが軌道の延在状態における測定距離ｘと逆数関係
にあるように、すなわちｄ＝１／ｘに相応するように選
定される場合に一次近似で得られる。この場合変換素子
における磁束密度ＢはＢｍａｘからＢｍｉｎの範囲にあ
り、ここでＢｍｉｎ＝０となる理論的な限界値は磁束ガ
イド部材のはるか外側で達成される。
【００１１】有利な実施形態では距離センサは直線形距
離センサであり、磁気回路と変換素子の相対運動の軌道
の延在状態は直線である。別の有利な実施形態によれ
ば、距離センサは半径方向距離センサであり、磁気回路
と変換素子の相対運動の軌道の延在状態は円形または弓
形である。
離センサであり、磁気回路と変換素子の相対運動の軌道
の延在状態は直線である。別の有利な実施形態によれ
ば、距離センサは半径方向距離センサであり、磁気回路
と変換素子の相対運動の軌道の延在状態は円形または弓
形である。
【００１２】例えば直線形距離センサとしての装置では
軌道の延在状態に、磁石の極性がそれぞれ異なっている
磁気回路を２つそれぞれを対向して配置することができ
る。これによって変換素子における磁束密度Ｂは＋Ｂ
ｍａｘから−Ｂｍａｘの範囲で変化することができる。
軌道の延在状態に、磁石の極性がそれぞれ異なっている
磁気回路を２つそれぞれを対向して配置することができ
る。これによって変換素子における磁束密度Ｂは＋Ｂ
ｍａｘから−Ｂｍａｘの範囲で変化することができる。
【００１３】本発明の実施例を以下図面に基づき説明す
る。
る。
【００１４】
【実施例】図１は直線形距離センサ１ａを示し、この直
線形距離センサ１ａは永久磁石２と、例えば鉄から成る
２つの磁束ガイド部材３及び４とを有する。軌道の延在
状態５上には、磁電変換器としてのここでは詳細に図示
していないホール素子が設けられており、ここで軌道の
延在状態５における測定区間ｘを、磁気回路またはホー
ル素子のいずれかの相対運動により生じさせることがで
きる。磁束ガイド部材３及び４の輪郭形状を適切に形成
することによって、距離測定区間ｘの経過に、可変の隙
間幅ｄを有する空隙を形成することができ、その結果、
軌道の延在状態５における幅ｄの変化に基づき、磁束ガ
イド部材３及び４の輪郭形状によって、また磁石２の特
別な形状によらずとも変換素子における所定の信号経過
が生じる。
線形距離センサ１ａは永久磁石２と、例えば鉄から成る
２つの磁束ガイド部材３及び４とを有する。軌道の延在
状態５上には、磁電変換器としてのここでは詳細に図示
していないホール素子が設けられており、ここで軌道の
延在状態５における測定区間ｘを、磁気回路またはホー
ル素子のいずれかの相対運動により生じさせることがで
きる。磁束ガイド部材３及び４の輪郭形状を適切に形成
することによって、距離測定区間ｘの経過に、可変の隙
間幅ｄを有する空隙を形成することができ、その結果、
軌道の延在状態５における幅ｄの変化に基づき、磁束ガ
イド部材３及び４の輪郭形状によって、また磁石２の特
別な形状によらずとも変換素子における所定の信号経過
が生じる。
【００１５】図２には直線形距離センサ１ｂの実施例が
示されており、この実施例では測定区間ｘに沿った軌道
の延在状態６に、それぞれ異なる極性の磁石７及び８
と、相応に形成された磁束ガイド部材９及び１０並びに
１１及び１２とを有する磁気回路が２つそれぞれ設けら
れている。ここで測定区間ｘに沿った変換素子における
磁束密度Ｂは＋Ｂｍａｘから−Ｂｍａｘの範囲で変化す
る。
示されており、この実施例では測定区間ｘに沿った軌道
の延在状態６に、それぞれ異なる極性の磁石７及び８
と、相応に形成された磁束ガイド部材９及び１０並びに
１１及び１２とを有する磁気回路が２つそれぞれ設けら
れている。ここで測定区間ｘに沿った変換素子における
磁束密度Ｂは＋Ｂｍａｘから−Ｂｍａｘの範囲で変化す
る。
【００１６】図３による実施例では、測定区間αに沿っ
た相対運動の軌道の延在状態１３は弓形的に円軌道を描
くので、ここでは半径方向距離センサ１ｃがもたらされ
る。磁気回路には磁石１４と相応の磁束ガイド部材１５
及び１６とが設けられているが、これらの磁束ガイド部
材１５及び１６の形状は図１に基づき説明した原則に応
じて形成されている。
た相対運動の軌道の延在状態１３は弓形的に円軌道を描
くので、ここでは半径方向距離センサ１ｃがもたらされ
る。磁気回路には磁石１４と相応の磁束ガイド部材１５
及び１６とが設けられているが、これらの磁束ガイド部
材１５及び１６の形状は図１に基づき説明した原則に応
じて形成されている。
【００１７】図４による別の実施例は図３の変形であ
り、ほぼ完全な円軌道を有する測定区間αに沿った相対
運動の軌道の延在状態１３を示し、その結果ここでもま
た半径方向距離センサ１ｄがもたらされる。磁気回路に
は磁石１４と、相応の内部磁束ガイド部材１７と外部磁
束ガイド部材１８とが設けられている。
り、ほぼ完全な円軌道を有する測定区間αに沿った相対
運動の軌道の延在状態１３を示し、その結果ここでもま
た半径方向距離センサ１ｄがもたらされる。磁気回路に
は磁石１４と、相応の内部磁束ガイド部材１７と外部磁
束ガイド部材１８とが設けられている。
【００１８】図５による実施例では、図４とは異なる変
形である半径方向距離センサ１ｅにおいて、付加的な内
部磁束ガイド部材１９が設けられており、この内部磁束
ガイド部材１９には半径方向または直径方向に磁化され
た磁石２０及び２１が取り付けられている。空隙の変化
のために重要な磁束ガイド部材２２及び２３は図４に応
じて形成されている。
形である半径方向距離センサ１ｅにおいて、付加的な内
部磁束ガイド部材１９が設けられており、この内部磁束
ガイド部材１９には半径方向または直径方向に磁化され
た磁石２０及び２１が取り付けられている。空隙の変化
のために重要な磁束ガイド部材２２及び２３は図４に応
じて形成されている。
【図１】線形性の信号経過のための磁束ガイド部材の適
切な輪郭形状を有する直線形の距離測定用の距離セン
サ。
切な輪郭形状を有する直線形の距離測定用の距離セン
サ。
【図２】磁石のそれぞれ異なる極性を有する磁気回路が
２つそれぞれ対向して配置されている、直線形の距離測
定用の距離センサである。
２つそれぞれ対向して配置されている、直線形の距離測
定用の距離センサである。
【図３】線形性の信号経過のための磁束ガイド部材の適
切な輪郭形状を有する半径方向の距離測定用の距離セン
サ。
切な輪郭形状を有する半径方向の距離測定用の距離セン
サ。
【図４】図３の実施例の変形であり、ほぼ円形の軌道の
延在状態を有する半径方向の距離測定用の距離センサ。
延在状態を有する半径方向の距離測定用の距離センサ。
【図５】内部の別の磁束ガイド部材の周りに配置された
２つの磁石を有する、半径方向の距離測定用の距離セン
サ。
２つの磁石を有する、半径方向の距離測定用の距離セン
サ。
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ 距離センサ、 ２、
７、８、１４、２０、２１ 磁石、 ３、４、９、１
０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、１９、２
２、２３ 磁束ガイド部材、 ５、６、１３ 軌道の延
在状態 ｄ 隙間幅、ｘ、α 測定区間
７、８、１４、２０、２１ 磁石、 ３、４、９、１
０、１１、１２、１５、１６、１７、１８、１９、２
２、２３ 磁束ガイド部材、 ５、６、１３ 軌道の延
在状態 ｄ 隙間幅、ｘ、α 測定区間
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ヨハネス マイヴェス
ドイツ連邦共和国 マルクグレーニンゲン
ウルメンヴェーク 25
(72)発明者 ユルゲン ベーリング
ドイツ連邦共和国 フィルダーシュタット
オクセンゲングレ ８
(72)発明者 ツェリコ ヤイティック
ドイツ連邦共和国 ミュンヘン ドレスト
ナー シュトラーセ 27
Ｆターム(参考） 2F077 AA12 AA21 CC02 NN21 PP12
Claims (8)
- 【請求項１】 素子の運動により、変換素子を用いて測
定される磁束の影響が惹起される、少なくとも１つの磁
電変換素子と、少なくとも１つの磁束ガイド部材（３、
４；９、１０；１５、１６；１７、１８；２２、２３）
及び少なくとも１つの磁石（２；７、８；１４；２０、
２１）からなる磁気回路とを備えた距離センサにおい
て、 前記磁気回路の全ての部材は距離測定中は相互に不変の
状態であり、前記磁気回路と前記変換素子は相対的に相
互に運動し、 前記変換素子によって評価される磁界の変化は、前記磁
気回路における空隙（ｄ）の変化により惹起され、該空
隙は運動中前記変換素子と対応することを特徴とする、
距離センサ。 - 【請求項２】 前記磁気回路の磁束ガイド部材は、前記
変換素子の軌道を包囲し、軌道の延在状態（５；６；１
３）における前記空隙の幅（ｄ）の変化に基づき所定の
信号経過が変換素子において生じるような輪郭形状を有
する、請求項１記載の距離センサ。 - 【請求項３】 前記磁束ガイド部材（３、４；９、１
０；１５、１６；１７、１８；２２、２３）の輪郭形状
は、前記軌道の延在状態（５；６；１３）において線形
性の測定曲線が生じるように成形されている、請求項２
記載の距離センサ。 - 【請求項４】 距離センサは直線形距離センサ（１ａ；
１ｂ）であり、前記磁気回路と前記変換素子の相対運動
の軌道の延在状態（５；６）は直線である、請求項１か
ら３のいずれか１項記載の距離センサ。 - 【請求項５】 距離センサは半径方向距離センサ（１
ｃ；１ｄ；１ｅ）であり、前記磁気回路と前記変換素子
の相対運動の軌道の延在状態（１３）は円形または弓形
である、請求項１から３のいずれか１項記載の距離セン
サ。 - 【請求項６】 付加的な内部磁束ガイド部材（１９）が
設けられており、該内部磁束ガイド部材（１９）には半
径方向または直径方向に磁化された磁石（２０、２１）
が取り付けられている、請求項５記載の距離センサ。 - 【請求項７】 前記軌道の延在状態（６）に、磁石
（７、８）のそれぞれ異なる極性を有する磁気回路が２
つそれぞれ対向して配置されている、請求項１から６の
いずれか１項記載の距離センサ。 - 【請求項８】 前記変換素子はホール素子である、請求
項１から７のいずれか１項記載の距離センサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10202320.4 | 2002-01-23 | ||
| DE10202320A DE10202320A1 (de) | 2002-01-23 | 2002-01-23 | Wegsensor mit magnetoelektrischem Wandlerelement |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003214894A true JP2003214894A (ja) | 2003-07-30 |
Family
ID=7712769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003013456A Pending JP2003214894A (ja) | 2002-01-23 | 2003-01-22 | 磁電変換素子を備えた距離センサ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20030137292A1 (ja) |
| JP (1) | JP2003214894A (ja) |
| DE (1) | DE10202320A1 (ja) |
| FR (1) | FR2835052A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4007313B2 (ja) * | 2003-01-22 | 2007-11-14 | 株式会社村田製作所 | 角度センサ |
| DE112011105736B4 (de) * | 2011-10-14 | 2018-04-12 | Mitsubishi Electric Corporation | Positionsdetektoreinrichtung |
| JP6492193B2 (ja) * | 2015-10-28 | 2019-03-27 | アルプスアルパイン株式会社 | 位置検知装置 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4570118A (en) * | 1981-11-20 | 1986-02-11 | Gulf & Western Manufacturing Company | Angular position transducer including permanent magnets and Hall Effect device |
| US5955881A (en) * | 1994-10-18 | 1999-09-21 | Cts Corporation | Linkage position sensor having a magnet with two ramped sections for providing variable magnetic field |
| FR2764372B1 (fr) * | 1997-06-04 | 1999-09-24 | Moving Magnet Tech | Capteur magnetique de position |
| US6137288A (en) * | 1998-05-08 | 2000-10-24 | Luetzow; Robert Herman | Magnetic rotational position sensor |
| US6310473B1 (en) * | 1998-12-15 | 2001-10-30 | Kearney-National, Inc. | Magnetic rotational position sensor |
-
2002
- 2002-01-23 DE DE10202320A patent/DE10202320A1/de not_active Withdrawn
- 2002-12-03 US US10/308,443 patent/US20030137292A1/en not_active Abandoned
-
2003
- 2003-01-22 FR FR0300654A patent/FR2835052A1/fr not_active Withdrawn
- 2003-01-22 JP JP2003013456A patent/JP2003214894A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2835052A1 (fr) | 2003-07-25 |
| US20030137292A1 (en) | 2003-07-24 |
| DE10202320A1 (de) | 2003-07-31 |
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