JP2008199792A - Sensor signal processor and motor controller - Google Patents

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Takeya Yanagihara
健也 柳原
Michio Takahashi
道夫 高橋
Masayuki Nakada
昌幸 中田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To allow high-accurcy measurements at low cost, using a sensor that uses a bridge circuit. <P>SOLUTION: The motor controller 1 comprises two sensors 3, 4, amplifying means 5, 6 corresponding to the sensors, and a motor control means 7. The motor control means 7 comprises a switch control part 35 that turns on/off a transistor 16, provided to the grounding side of the sensors 3, 4, and a timer 34. The timer 34 outputs a signal to the signal control part 35 as specified time interval elapses, and makes the transistor 16 turn off for a prescribed time interval. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、センサの信号を処理するセンサ信号処理装置と、センサ信号処理装置を含んで構成され、モータの駆動制御をするモータの制御装置に関する。   The present invention relates to a sensor signal processing device that processes a sensor signal, and a motor control device that includes the sensor signal processing device and controls driving of the motor.

圧力変化に応じて電気信号を出力するタイプのセンサとしては、4つの歪ゲージでホイートストンブリッジ回路を形成したものが知られている。例えば、特許文献1に開示されているブリッジ回路では、電圧源と接地端子の中間位置から信号を取り出している。各歪ゲージは、同一の条件で形成され、同一の電気的及び物理的性質を有するものが使用され、例えば半導体成膜技術をダイヤフラム基体に適用することによって形成される。ブリッジ回路から取り出された信号は、差動増幅器からなる増幅手段に入力され、所定の信号レベルに増幅される。
実開平6−25224号公報
As a type of sensor that outputs an electrical signal in response to a pressure change, a sensor in which a Wheatstone bridge circuit is formed by four strain gauges is known. For example, in the bridge circuit disclosed in Patent Document 1, a signal is extracted from an intermediate position between the voltage source and the ground terminal. Each strain gauge is formed under the same conditions and has the same electrical and physical properties. For example, the strain gauge is formed by applying a semiconductor film forming technique to a diaphragm substrate. The signal taken out from the bridge circuit is input to an amplifying means comprising a differential amplifier and amplified to a predetermined signal level.
Japanese Utility Model Publication No. 6-25224

しかしながら、従来の構成では、差動増幅回路の抵抗素子にばらつきがあると信号が変動してしまい、高精度な測定が困難になることがあった。差動増幅回路の抵抗素子のばらつきの原因としては、抵抗温度係数のばらつきがあることによって温度が変化したときにオフセット誤差やゲイン誤差等が生じることがあげられる。特に、オフセット誤差は、増幅率が高くなるように設計した場合に大きな影響を与えるので、微小な信号を増幅する場合には、抵抗温度係数の小さい抵抗素子を使う必要があるが、このような抵抗素子は高価であった。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ブリッジ回路を用いたセンサで高精度な計測を安価に行えるようにすることを主な目的とする。
However, in the conventional configuration, if there are variations in the resistance elements of the differential amplifier circuit, the signal fluctuates and it may be difficult to perform highly accurate measurement. The cause of variations in the resistance elements of the differential amplifier circuit is that an offset error, a gain error, etc. occur when the temperature changes due to variations in the resistance temperature coefficient. In particular, the offset error has a large effect when the amplification factor is designed to be high, so when amplifying a minute signal, it is necessary to use a resistance element having a low resistance temperature coefficient. The resistance element was expensive.
The present invention has been made in view of such circumstances, and a main object of the present invention is to enable high-precision measurement at a low cost with a sensor using a bridge circuit.

上記の課題を解決する本発明の請求項1に係る発明は、抵抗を含むブリッジ回路から構成され、使用時に第1の入力端子が定電圧電源に接続され、第2の入力端子が接地され、2つの出力端子から信号を出力するセンサを有し、前記センサからの出力信号を処理するセンサ信号処理装置であって、前記出力端子に接続され、前記センサから出力される信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段で増幅させた増幅信号を処理する信号処理部とを備え、前記第1の出力端子と前記定電圧電源の間、又は前記第2の入力端子と接地の間の少なくとも一方に開閉制御可能なスイッチが設けられ、前記信号処理部は、前記スイッチを開閉制御するスイッチ制御部と、前記スイッチ制御部が前記スイッチを開かせるタイミングを発生させるタイミング制御部と、前記スイッチを開いたときの増幅信号を記憶する記憶部と、前記スイッチを閉じたときの増幅信号を前記記憶部に記憶された増幅信号を用いて補正する演算部とを備えることを特徴とするセンサ信号処理装置とした。
このセンサ信号処理装置は、タイミング制御部で発生させたタイミングでスイッチを開かせる。センサに流れる電流がゼロになるので、このときの増幅信号は、センサと増幅手段のオフセット誤差になる。したがって、再びスイッチを閉じたときに得られる増幅信号をオフセット誤差の信号で補正すれば、正しいセンサ信号が得られる。
The invention according to claim 1 of the present invention for solving the above-mentioned problem is constituted by a bridge circuit including a resistor, and in use, the first input terminal is connected to a constant voltage power source, the second input terminal is grounded, A sensor signal processing apparatus that has a sensor that outputs a signal from two output terminals, and that processes an output signal from the sensor, the amplifier being connected to the output terminal and amplifying the signal output from the sensor And a signal processing unit for processing the amplified signal amplified by the amplifying means, and at least one between the first output terminal and the constant voltage power source or between the second input terminal and the ground. A switch capable of opening and closing is provided, and the signal processing unit includes a switch control unit that controls opening and closing of the switch, and a timing control that generates a timing at which the switch control unit opens the switch And a storage unit that stores an amplification signal when the switch is opened, and an arithmetic unit that corrects the amplification signal when the switch is closed using the amplification signal stored in the storage unit. It was set as the sensor signal processing apparatus.
This sensor signal processing device opens the switch at the timing generated by the timing control unit. Since the current flowing through the sensor becomes zero, the amplified signal at this time becomes an offset error between the sensor and the amplifying means. Therefore, a correct sensor signal can be obtained by correcting the amplified signal obtained when the switch is closed again with an offset error signal.

請求項2に係る発明は、請求項1に記載のセンサ信号処理装置において、前記タイミング制御部は、所定時間ごとに前記スイッチを開かせる信号を前記スイッチ制御部に出力するタイマであることを特徴とする。
このセンサ信号処理装置は、タイマを用いて一定の時間ごとにスイッチの開閉制御をしてセンサの信号を補正する。
According to a second aspect of the present invention, in the sensor signal processing device according to the first aspect, the timing control unit is a timer that outputs a signal for opening the switch to the switch control unit every predetermined time. And
This sensor signal processing device corrects the sensor signal by controlling the opening and closing of the switch at regular intervals using a timer.

請求項3に係る発明は、請求項1に記載のセンサ信号処理装置において、前記タイミング制御部は、前記定電圧電源の電圧値を検出し、その電圧値が予め定められた値に達したら前記スイッチを開かせる信号を前記スイッチ制御部に出力する電圧検出部であることを特徴とする。
このセンサ信号処理装置は、電圧値をトリガーとしてスイッチの制御を行ってセンサの信号を補正する。
According to a third aspect of the present invention, in the sensor signal processing device according to the first aspect, the timing control unit detects a voltage value of the constant voltage power source, and the voltage value reaches a predetermined value when the voltage value reaches a predetermined value. It is a voltage detection part which outputs the signal which opens a switch to the said switch control part, It is characterized by the above-mentioned.
This sensor signal processing device corrects the sensor signal by controlling the switch using the voltage value as a trigger.

請求項4に係る発明は、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のセンサ信号処理装置において、前記センサを2つ有し、それぞれの前記センサは4つの磁気抵抗素子を用いたブリッジ回路を形成しており、一方の前記センサに対して他方の前記センサが45°回転させて配置されていることを特徴とする。
このセンサ信号処理装置は、一対のセンサから位相の異なる信号が出力される。位相の異なる一対の信号を処理する際に、補正を行うことで精度の良いセンサ信号が得られる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the sensor signal processing device according to any one of the first to third aspects, the sensor has two sensors, and each of the sensors uses four magnetoresistive elements. A bridge circuit is formed, and the other sensor is arranged to be rotated by 45 ° with respect to one of the sensors.
This sensor signal processing device outputs signals having different phases from a pair of sensors. When processing a pair of signals having different phases, a sensor signal with high accuracy can be obtained by performing correction.

請求項5に係る発明は、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のセンサ信号処理装置において、前記スイッチは、前記センサの接地側に設けられていることを特徴とする。
このセンサ信号処理装置は、スイッチを閉じるとセンサを流れる電流が略ゼロになるので、補正が容易になる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the sensor signal processing device according to any one of the first to fourth aspects, the switch is provided on the ground side of the sensor.
In this sensor signal processing device, when the switch is closed, the current flowing through the sensor becomes substantially zero, so that correction becomes easy.

請求項6に係る発明は、モータの駆動制御をするモータ制御装置であって、前記モータに通電する電流を切り換えるモータ駆動部と、前記モータの回転を検出するために設けられ、磁気抵抗でブリッジ回路を形成した一対のセンサと、前記一対のセンサのそれぞれの第1の入力端子と定電圧電源の間、又はそれぞれの第2の入力端子と接地の間の少なくとも一方に設けられ、開閉制御可能なスイッチと、前記一対のセンサのそれぞれの出力端子に接続され、信号を増幅する増幅手段と、前記スイッチを開閉制御するスイッチ制御部と、前記スイッチ制御部が前記スイッチを開かせるタイミングを生成するタイミング制御部と、前記スイッチを開いたときの増幅信号を記憶する記憶部と、前記スイッチを閉じたときの増幅信号を前記記憶部に記憶された増幅信号を用いて補正する演算部と、前記演算部で補正した信号に基づいて前記モータ駆動部にモータ駆動信号を出力するモータ制御部と、を備えることを特徴とするモータの制御装置とした。
このモータの制御装置は、タイミング制御部で発生させたタイミングでスイッチを閉じ、このときの信号を用いてセンサ信号を補正する。補正を行うことで、モータの回転位置の情報を精度良く取得することができるようにする。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a motor control device for controlling drive of a motor, wherein the motor drive unit switches a current to be supplied to the motor, and is provided for detecting the rotation of the motor. A pair of sensors forming a circuit and the first input terminal of each of the pair of sensors and a constant voltage power source or at least one of the second input terminal and the ground can be controlled to be opened and closed. A switch connected to each output terminal of the pair of sensors, amplifying means for amplifying a signal, a switch control unit for controlling opening and closing of the switch, and a timing at which the switch control unit opens the switch A timing control unit, a storage unit that stores an amplification signal when the switch is opened, and an amplification signal that is stored when the switch is closed are stored in the storage unit. A motor control device comprising: a calculation unit that corrects using the amplified signal that has been corrected; and a motor control unit that outputs a motor drive signal to the motor drive unit based on the signal corrected by the calculation unit It was.
The motor control device closes the switch at the timing generated by the timing control unit, and corrects the sensor signal using the signal at this time. By performing the correction, information on the rotational position of the motor can be obtained with high accuracy.

請求項7に係る発明は、請求項6に記載のモータの制御装置において、前記タイミング制御部は、所定の時間ごとに前記スイッチを開かせる信号を前記スイッチ制御部に出力するタイマであることを特徴とする。
このモータの制御装置は、タイマを用いて一定の時間ごとにセンサの信号を補正して、モータの回転位置を精度良く検出する。
According to a seventh aspect of the present invention, in the motor control device according to the sixth aspect, the timing control unit is a timer that outputs a signal for opening the switch to the switch control unit every predetermined time. Features.
This motor control device corrects the sensor signal at regular intervals using a timer to detect the rotational position of the motor with high accuracy.

請求項8に係る発明は、請求項6に記載のモータの制御装置において、前記タイミング制御部は、前記定電圧電源の電圧値を検出し、その電圧値が予め定められた値に達したら前記スイッチを開かせる信号を前記スイッチ制御部に出力する電圧検出部であることを特徴とする。
このモータの制御装置は、電圧値をトリガーとしてセンサの信号を補正する。例えば、電源が入ったときに常に補正を行う。
According to an eighth aspect of the present invention, in the motor control device according to the sixth aspect, the timing control unit detects a voltage value of the constant voltage power source, and the voltage value reaches a predetermined value. It is a voltage detection part which outputs the signal which opens a switch to the said switch control part, It is characterized by the above-mentioned.
The motor control device corrects the sensor signal using the voltage value as a trigger. For example, correction is always performed when the power is turned on.

本発明に係るセンサ信号処置装置では、センサ及び増幅手段のオフセット誤差を簡単に検出できる。オフセット誤差を補正することが可能になるので、増幅手段に安価な素子を使用しても正しいセンサ信号が得られ、装置の低コスト化が図れる。
本発明に係るセンサ信号処置装置では、所定のタイミングでオフセット補正を行うことで、モータの回転位置を正しく検出できる。モータの回転制御を精度良く行うことができる。
In the sensor signal processing apparatus according to the present invention, it is possible to easily detect the offset error of the sensor and the amplification means. Since the offset error can be corrected, a correct sensor signal can be obtained even if an inexpensive element is used for the amplifying means, and the cost of the apparatus can be reduced.
In the sensor signal processing device according to the present invention, the rotational position of the motor can be correctly detected by performing offset correction at a predetermined timing. The rotation control of the motor can be performed with high accuracy.

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各実施の形態で同じ構成要素には同一の符号を付してある。また、重複する説明は省略する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the same reference numerals are given to the same components in each embodiment. In addition, overlapping explanation is omitted.

(第1の実施の形態)
図1にセンサ信号処理装置を含むモータ制御装置の概略構成を示す。モータ制御装置1は、モータ2に近接して配置される2つのセンサ3,4と、各センサ3,4からのそれぞれの信号を受け付ける2つの増幅手段5,6と、各増幅手段5,6から出力される増幅信号に基づいてモータ2を駆動させるモータ駆動信号を作成するモータ制御手段7と、モータへの通電を制御するモータ駆動部8とを含んで構成されている。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a schematic configuration of a motor control device including a sensor signal processing device. The motor control device 1 includes two sensors 3 and 4 disposed close to the motor 2, two amplifying means 5 and 6 that receive respective signals from the sensors 3 and 4, and each amplifying means 5 and 6. Motor control means 7 for generating a motor drive signal for driving the motor 2 based on the amplified signal output from the motor, and a motor drive unit 8 for controlling energization to the motor.

2つのセンサ3,4は、それぞれが4つの磁気抵抗素子R1〜R4を用いたホイートストンブリッジからなる磁気抵抗センサであり、モータ2の不図示の回転軸に固定されたマグネットに近接して配置されている。各センサ3,4は、モータ2の回転軸からみて45°位相をずらして配置されている。各センサ3,4は、磁気抵抗素子R1〜R4の接続箇所に相当する4つの端子11,12,13,14を有する。第1のセンサ3の第1の入力端子11は、定電圧電源15に接続されている。第2の入力端子12は、スイッチング素子であるトランジスタ16を介して接地されている。第1の入力端子11から第2の入力端子12に至るまでの間に設けられた第1、第2の出力端子13,14は、第1の増幅手段5に接続されている。
第2のセンサ4は、第1、第2の入力端子11,12のそれぞれが定電圧電源15と、トランジスタ16に接続されている。第1、第2の出力端子13,14は、第2の増幅手段6に接続されている。
The two sensors 3 and 4 are magnetoresistive sensors each composed of a Wheatstone bridge using four magnetoresistive elements R1 to R4, and are arranged close to a magnet fixed to a rotating shaft (not shown) of the motor 2. ing. The sensors 3 and 4 are arranged with a 45 ° phase shift as viewed from the rotation axis of the motor 2. Each sensor 3, 4 has four terminals 11, 12, 13, 14 corresponding to the connection locations of the magnetoresistive elements R 1 to R 4. The first input terminal 11 of the first sensor 3 is connected to a constant voltage power supply 15. The second input terminal 12 is grounded via a transistor 16 that is a switching element. First and second output terminals 13 and 14 provided between the first input terminal 11 and the second input terminal 12 are connected to the first amplifying means 5.
In the second sensor 4, each of the first and second input terminals 11 and 12 is connected to the constant voltage power supply 15 and the transistor 16. The first and second output terminals 13 and 14 are connected to the second amplifying means 6.

第1の増幅手段5は、差動増幅回路からなる。差動増幅回路には、複数の抵抗R11〜R14とオペアンプ17が用いられている。第1の増幅手段5の出力は、モータ制御手段7の入力部31に接続されている。第2の増幅手段6も同様の構成を有し、モータ制御手段7の入力部31に接続されている。   The first amplifying means 5 is composed of a differential amplifier circuit. In the differential amplifier circuit, a plurality of resistors R11 to R14 and an operational amplifier 17 are used. The output of the first amplifying unit 5 is connected to the input unit 31 of the motor control unit 7. The second amplifying unit 6 has the same configuration and is connected to the input unit 31 of the motor control unit 7.

モータ制御手段7は、センサ信号を処理する信号処理部21と、駆動信号を作成するモータ制御部22とを有する。信号処理部21は、入力部31と、メモリなどからなる記憶部32と、CPU(中央演算装置)などからなる演算部33と、タイミング制御部であるタイマ34と、スイッチ制御部35とを有する。スイッチ制御部35は、トランジスタ16に接続されており、トランジスタ16の開閉(以下、ON、OFFとする)を切り換える機能を有する。演算部33は、モータ制御部22に後述するセンサ信号を出力可能に接続されている。   The motor control means 7 includes a signal processing unit 21 that processes sensor signals and a motor control unit 22 that generates drive signals. The signal processing unit 21 includes an input unit 31, a storage unit 32 including a memory, a calculation unit 33 including a CPU (Central Processing Unit), a timer 34 serving as a timing control unit, and a switch control unit 35. . The switch control unit 35 is connected to the transistor 16 and has a function of switching opening and closing of the transistor 16 (hereinafter referred to as ON and OFF). The calculation unit 33 is connected to the motor control unit 22 so as to be able to output a sensor signal described later.

この実施の形態における動作を説明する。
最初に、各センサ3,4及び各増幅手段5,6のオフセット補正を行う処理について図2のフローチャートを参照して説明する。タイマ34が所定のタイミングでタイマ信号を発生させ(ステップS101でYes)、スイッチ制御部35がトランジスタ16をOFFにする(ステップS102)。タイマ34がタイマ信号を出力するタイミングとしては、例えば、角度検出する直前のタイミングがあげられる。
このとき、各センサ3,4のそれぞれのホイーストンブリッジ回路に流れる電流がゼロになる。トランジスタ16が接地側に設けられているので、各増幅手段5,6に入力される電圧を同相入力電圧範囲に収めることができる。したがって、オフセット誤差がなければ、各増幅手段5,6の出力が規定値(この場合には、2.5V)になるはずである。各センサ3,4又は各増幅手段5,6にオフセット誤差があったときには、各増幅手段5,6の出力がオフセット誤差のぶんだけシフトする。
The operation in this embodiment will be described.
First, processing for performing offset correction of the sensors 3 and 4 and the amplification means 5 and 6 will be described with reference to the flowchart of FIG. The timer 34 generates a timer signal at a predetermined timing (Yes in step S101), and the switch control unit 35 turns off the transistor 16 (step S102). Examples of the timing at which the timer 34 outputs a timer signal include the timing immediately before the angle detection.
At this time, the current flowing through the Wheatstone bridge circuit of each of the sensors 3 and 4 becomes zero. Since the transistor 16 is provided on the ground side, the voltage input to each of the amplifying means 5 and 6 can be within the common-mode input voltage range. Therefore, if there is no offset error, the outputs of the amplifying means 5 and 6 should be the specified values (in this case, 2.5 V). When there is an offset error in each sensor 3, 4 or each amplifying means 5, 6, the output of each amplifying means 5, 6 is shifted by the amount of the offset error.

そこで、予め定められた一定時間待機してから(ステップS103)、入力部31から各増幅手段5,6で増幅した増幅信号を取り込む(ステップS104)。このときの増幅信号は、前記したようにオフセット誤差に相当する信号なので、この信号を補正値として記憶部32に記憶させる(ステップS105)。その後、スイッチ制御部35がトランジスタ16をONにする(ステップS106)。センサ3,4の出力を安定させるために、予め定められた時間待機したら(ステップS107)、入力部31から増幅信号を新たに取り込む(ステップS108)。   Therefore, after waiting for a predetermined time (step S103), the amplified signals amplified by the amplification means 5 and 6 are taken in from the input unit 31 (step S104). Since the amplified signal at this time is a signal corresponding to the offset error as described above, this signal is stored in the storage unit 32 as a correction value (step S105). Thereafter, the switch control unit 35 turns on the transistor 16 (step S106). In order to stabilize the outputs of the sensors 3 and 4, after waiting for a predetermined time (step S107), a new amplified signal is taken in from the input unit 31 (step S108).

演算部33は、入力部31から取り込んだ現在の増幅信号から、記憶部32に格納されている補正値を引いてセンサ信号を演算する(ステップS109)。演算結果であるセンサ信号は、モータ制御部22に出力される(ステップS110)。そして、モータ制御部22がセンサ信号に基づいてモータ制御信号をモータ駆動部8に出力する(ステップS110)。なお、モータ制御部22では、センサ信号に基づいてモータ2の回転位置を特定し、励磁の切り替えタイミングを演算する。そして、励磁の切り換えタイミングに従ってモータ駆動部8にモータ制御信号を出力してモータ2への給電を制御する。モータ2は、モータ駆動部8から供給される電流に応じてロータを回転させる。   The computing unit 33 computes the sensor signal by subtracting the correction value stored in the storage unit 32 from the current amplified signal fetched from the input unit 31 (step S109). The sensor signal that is the calculation result is output to the motor control unit 22 (step S110). And the motor control part 22 outputs a motor control signal to the motor drive part 8 based on a sensor signal (step S110). The motor control unit 22 specifies the rotational position of the motor 2 based on the sensor signal, and calculates excitation switching timing. Then, in accordance with the excitation switching timing, a motor control signal is output to the motor drive unit 8 to control power supply to the motor 2. The motor 2 rotates the rotor according to the current supplied from the motor drive unit 8.

この実施の形態では、一対のセンサ3,4、一対の増幅手段5,6、信号処理部21を有するセンサ信号処理装置において、タイマ34で発生させたタイミングに従ってトランジスタ16をOFFにしてセンサ3,4を流れる電流をゼロにできるようにしたので、モータ2の運転中であってもオフセット補正を行うことができる。従来であれば磁気抵抗にかかる磁界がゼロになるように回転制御してからオフセット補正を行わなければならず、位相の異なる2つのセンサを有する場合には制御が困難であったが、この実施の形態では簡単にオフセット補正ができる。
増幅手段5,6も含んでオフセット補正を行うことができるので、抵抗R11〜R14の抵抗温度係数にばらつきが大きい場合でも誤差の少ないセンサ信号が得られる。増幅手段5,6を安価な部品から構成できる。
センサ信号処理装置をモータ2の制御に使用したので、モータ2の回転位置を精度良く検出できる。
In this embodiment, in a sensor signal processing apparatus having a pair of sensors 3 and 4, a pair of amplifying means 5 and 6, and a signal processing unit 21, the transistor 16 is turned off in accordance with the timing generated by the timer 34. Since the current flowing through 4 can be made zero, offset correction can be performed even during operation of the motor 2. Conventionally, offset correction must be performed after rotational control is performed so that the magnetic field applied to the magnetic resistance becomes zero, and control is difficult when two sensors having different phases are included. In this form, offset correction can be easily performed.
Since the offset correction can be performed including the amplifying means 5 and 6, even if the resistance temperature coefficients of the resistors R11 to R14 have a large variation, a sensor signal with a small error can be obtained. The amplifying means 5 and 6 can be constructed from inexpensive parts.
Since the sensor signal processing device is used for controlling the motor 2, the rotational position of the motor 2 can be detected with high accuracy.

ここで、図3に変形例を示す。センサ3,4の第2の入力端子12に接続されたトランジスタ16に加え、第1の入力端子11と定電圧電源15の間にもトランジスタ41を設けてある。このトランジスタ41は、開閉制御が可能なスイッチング素子である。各トランジスタ16,41は、信号処理部21のスイッチ制御部35に接続されている。オフセット補正をするときは、両方のトランジスタ16,41をOFFにしてセンサ3,4のブリッジ回路に流れる電流をゼロにする。又は、定電圧電源15側のトランジスタ41のみをOFFにしても良い。これらの場合でも前記と同様にオフセット補正を行うことができる。   Here, a modification is shown in FIG. In addition to the transistor 16 connected to the second input terminal 12 of the sensors 3 and 4, a transistor 41 is also provided between the first input terminal 11 and the constant voltage power supply 15. The transistor 41 is a switching element capable of opening / closing control. Each of the transistors 16 and 41 is connected to the switch control unit 35 of the signal processing unit 21. When offset correction is performed, both the transistors 16 and 41 are turned OFF so that the current flowing through the bridge circuit of the sensors 3 and 4 is zero. Alternatively, only the transistor 41 on the constant voltage power supply 15 side may be turned off. Even in these cases, offset correction can be performed in the same manner as described above.

(第2の実施の形態)
図4にセンサ信号処理装置を含むモータ制御装置の概略構成を示す。モータ制御装置51は、信号処理部21がタイマの代わりに電圧検出部52を備える。電圧検出部52は、センサ3,4の第1の入力端子11の電位、つまり定電圧電源15の電源電圧を検出できるようにセンサ3,4に接続されている。信号処理部21内では、入力部31とスイッチ制御部35に接続されている。
(Second Embodiment)
FIG. 4 shows a schematic configuration of a motor control device including a sensor signal processing device. In the motor control device 51, the signal processing unit 21 includes a voltage detection unit 52 instead of a timer. The voltage detection unit 52 is connected to the sensors 3 and 4 so as to detect the potential of the first input terminal 11 of the sensors 3 and 4, that is, the power supply voltage of the constant voltage power supply 15. In the signal processing unit 21, the input unit 31 and the switch control unit 35 are connected.

このモータ制御装置51における動作を図5のフローチャートを参照して説明する。モータ制御装置51の電源がONになって、定電圧電源15から各センサ3,4に電圧が印加されると、電圧検出部52が定電圧電源15の電圧値を検出する(ステップS201)。
定電圧電源15の電圧値を検出したら、スイッチ制御部35が予め定められた一定時間の間、トランジスタ16をOFFにする(ステップS202)。各センサ3,4のホイーストンブリッジ回路に流れる電流がゼロになり、各センサ3,4又は各増幅手段5,6にオフセット誤差があったときには、各増幅手段5,6の出力がオフセット誤差のぶんだけシフトする。
The operation of the motor control device 51 will be described with reference to the flowchart of FIG. When the power supply of the motor control device 51 is turned on and a voltage is applied from the constant voltage power supply 15 to the sensors 3 and 4, the voltage detection unit 52 detects the voltage value of the constant voltage power supply 15 (step S201).
When the voltage value of the constant voltage power supply 15 is detected, the switch control unit 35 turns off the transistor 16 for a predetermined time (step S202). When the current flowing through the Wheatstone bridge circuit of each sensor 3, 4 becomes zero and there is an offset error in each sensor 3, 4 or each amplifying means 5, 6, the output of each amplifying means 5, 6 is offset error. Shift a lot.

予め定められた一定時間待機した後(ステップS203)、入力部31で増幅信号を検出して(ステップS204)、記憶部32に記憶させる(ステップS205)。以降は、通常動作として、ステップS205からステップS211を実施する。これら各ステップS205〜S211は、第1の実施の形態のステップS105からS111と同じである。そして、センサ信号から生成したモータ制御信号に基づいてモータ2が回転制御される。   After waiting for a predetermined time (step S203), the amplified signal is detected by the input unit 31 (step S204) and stored in the storage unit 32 (step S205). Thereafter, steps S205 to S211 are performed as a normal operation. Each of these steps S205 to S211 is the same as steps S105 to S111 in the first embodiment. The rotation of the motor 2 is controlled based on the motor control signal generated from the sensor signal.

この実施の形態では、制御装置の電源が入る度にオフセット補正が行われるので、モータ2の回転位置を常に正しく検出できる。
図3に示すように、定電圧電源15側にスイッチング素子としてトランジスタ41を接続しても良い。
In this embodiment, offset correction is performed each time the control device is turned on, so that the rotational position of the motor 2 can always be detected correctly.
As shown in FIG. 3, a transistor 41 may be connected to the constant voltage power supply 15 side as a switching element.

なお、本発明は、前記の実施の形態に限定されずに広く応用することができる。
例えば、図3の構成において、差動増幅回路の構成によっては2つのトランジスタ16,41を両方ともOFFにしても良い。
スイッチング素子は、モータ制御手段7からの開閉制御が可能であれば良く、トランジスタに限定されない。
タイマ34は、角度を検出するタイミングと関係なく、所定の時間間隔でスイッチ制御部35に指令信号を出力しても良い。
センサ信号処理装置の用途は、モータ制御に限定されない。例えば、センサ信号処理装置を物体の歪を検出する用途に使用する場合には、センサ3,4に電気抵抗素子を使用する。この場合、センサ3,4は1つでも良いし、3つ以上でも良い。
Note that the present invention can be widely applied without being limited to the above-described embodiment.
For example, in the configuration of FIG. 3, depending on the configuration of the differential amplifier circuit, both the two transistors 16 and 41 may be turned off.
The switching element is not limited to a transistor as long as the switching control from the motor control means 7 is possible.
The timer 34 may output a command signal to the switch control unit 35 at a predetermined time interval regardless of the timing at which the angle is detected.
The application of the sensor signal processing device is not limited to motor control. For example, when the sensor signal processing device is used for detecting the distortion of an object, electric resistance elements are used for the sensors 3 and 4. In this case, the number of sensors 3 and 4 may be one, or three or more.

本発明の実施の形態に係るモータ制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the motor control apparatus which concerns on embodiment of this invention. 所定時間ごとにオフセット補正を行ってから通常動作に移る処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process which shifts to normal operation | movement after performing offset correction | amendment for every predetermined time. スイッチング素子を2つ有する場合のモータ制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the motor control apparatus in the case of having two switching elements. 電圧検出部を備える構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows a structure provided with a voltage detection part. 電源ON時にオフセット補正を行ってから通常動作に移る処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process which shifts to normal operation | movement after offset correction is performed at the time of power-ON.

符号の説明Explanation of symbols

1,51 モータ制御装置
2 モータ
3,4 センサ
5,6 増幅手段
7 モータ制御手段
8 モータ駆動部
11 第1の入力端子
12 第2の入力端子
13 第1の出力端子
14 第2の出力端子
15 定電圧電源
16,41 トランジスタ(スイッチ)
21 信号処理部
22 モータ制御部
32 記憶部
33 演算部
34 タイマ(タイミング制御部)
35 スイッチ制御部
52 電圧検出部(タイミング制御部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,51 Motor control apparatus 2 Motor 3, 4 Sensor 5, 6 Amplifying means 7 Motor control means 8 Motor drive part 11 1st input terminal 12 2nd input terminal 13 1st output terminal 14 2nd output terminal 15 Constant voltage power supply 16, 41 Transistor (switch)
21 Signal Processing Unit 22 Motor Control Unit 32 Storage Unit 33 Calculation Unit 34 Timer (Timing Control Unit)
35 Switch control unit 52 Voltage detection unit (timing control unit)

Claims (8)

抵抗を含むブリッジ回路から構成され、使用時に第1の入力端子が定電圧電源に接続され、第2の入力端子が接地され、2つの出力端子から信号を出力するセンサを有し、前記センサからの出力信号を処理するセンサ信号処理装置であって、
前記出力端子に接続され、前記センサから出力される信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段で増幅させた増幅信号を処理する信号処理部とを備え、
前記第1の出力端子と前記定電圧電源の間、又は前記第2の入力端子と接地の間の少なくとも一方に開閉制御可能なスイッチが設けられ、前記信号処理部は、前記スイッチを開閉制御するスイッチ制御部と、前記スイッチ制御部が前記スイッチを開かせるタイミングを発生させるタイミング制御部と、前記スイッチを開いたときの増幅信号を記憶する記憶部と、前記スイッチを閉じたときの増幅信号を前記記憶部に記憶された増幅信号を用いて補正する演算部とを備えることを特徴とするセンサ信号処理装置。
A bridge circuit including a resistor, and in use, the first input terminal is connected to a constant voltage power source, the second input terminal is grounded, and a sensor that outputs signals from two output terminals is provided. A sensor signal processing device for processing the output signal of
Amplifying means connected to the output terminal and amplifying a signal output from the sensor;
A signal processing unit for processing the amplified signal amplified by the amplification means,
A switch capable of opening and closing is provided between at least one of the first output terminal and the constant voltage power source or between the second input terminal and the ground, and the signal processing unit controls opening and closing of the switch. A switch control unit; a timing control unit that generates a timing for the switch control unit to open the switch; a storage unit that stores an amplification signal when the switch is opened; and an amplification signal when the switch is closed. A sensor signal processing apparatus comprising: an arithmetic unit that performs correction using the amplified signal stored in the storage unit.
前記タイミング制御部は、所定時間ごとに前記スイッチを開かせる信号を前記スイッチ制御部に出力するタイマであることを特徴とする請求項1に記載のセンサ信号処理装置。   The sensor signal processing apparatus according to claim 1, wherein the timing control unit is a timer that outputs a signal for opening the switch to the switch control unit every predetermined time. 前記タイミング制御部は、前記定電圧電源の電圧値を検出し、その電圧値が予め定められた値に達したら前記スイッチを開かせる信号を前記スイッチ制御部に出力する電圧検出部であることを特徴とする請求項1に記載のセンサ信号処理装置。   The timing control unit is a voltage detection unit that detects a voltage value of the constant voltage power supply and outputs a signal for opening the switch to the switch control unit when the voltage value reaches a predetermined value. The sensor signal processing device according to claim 1, wherein 前記センサを2つ有し、それぞれの前記センサは4つの磁気抵抗素子を用いたブリッジ回路を形成しており、一方の前記センサに対して他方の前記センサが45°回転させて配置されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のセンサ信号処理装置。   There are two sensors, and each of the sensors forms a bridge circuit using four magnetoresistive elements, and the other sensor is rotated by 45 ° with respect to one of the sensors. The sensor signal processing device according to claim 1, wherein the sensor signal processing device is a sensor signal processing device. 前記スイッチは、前記センサの接地側に設けられていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のセンサ信号処理装置。   5. The sensor signal processing device according to claim 1, wherein the switch is provided on a ground side of the sensor. 6. モータの駆動制御をするモータ制御装置であって、
前記モータに通電する電流を切り換えるモータ駆動部と、
前記モータの回転位置を検出するために設けられ、磁気抵抗素子でブリッジ回路を形成した一対のセンサと、
前記一対のセンサのそれぞれの第1の入力端子と定電圧電源の間、又はそれぞれの第2の入力端子と接地の間の少なくとも一方に設けられ、開閉制御可能なスイッチと、
前記一対のセンサのそれぞれの出力端子に接続され、信号を増幅する増幅手段と、
前記スイッチを開閉制御するスイッチ制御部と、
前記スイッチ制御部が前記スイッチを開かせるタイミングを生成するタイミング制御部と、
前記スイッチを開いたときの増幅信号を記憶する記憶部と、
前記スイッチを閉じたときの増幅信号を前記記憶部に記憶された増幅信号を用いて補正する演算部と、
前記演算部で補正した信号に基づいて前記モータ駆動部にモータ駆動信号を出力するモータ制御部と、
を備えることを特徴とするモータの制御装置。
A motor control device for controlling drive of a motor,
A motor drive unit for switching a current to be supplied to the motor;
A pair of sensors provided to detect the rotational position of the motor and having a bridge circuit formed of magnetoresistive elements;
A switch that is provided between at least one of the pair of sensors and the first input terminal and the constant-voltage power supply, or between each of the second input terminal and the ground, and capable of opening and closing;
Amplifying means for amplifying a signal connected to each output terminal of the pair of sensors;
A switch control unit for controlling opening and closing of the switch;
A timing control unit that generates a timing at which the switch control unit opens the switch; and
A storage unit for storing an amplified signal when the switch is opened;
An arithmetic unit that corrects the amplified signal when the switch is closed using the amplified signal stored in the storage unit;
A motor control unit that outputs a motor drive signal to the motor drive unit based on the signal corrected by the calculation unit;
A motor control device comprising:
前記タイミング制御部は、所定の時間ごとに前記スイッチを開かせる信号を前記スイッチ制御部に出力するタイマであることを特徴とする請求項6に記載のモータの制御装置。   The motor control device according to claim 6, wherein the timing control unit is a timer that outputs a signal for opening the switch to the switch control unit every predetermined time. 前記タイミング制御部は、前記定電圧電源の電圧値を検出し、その電圧値が予め定められた値に達したら前記スイッチを開かせる信号を前記スイッチ制御部に出力する電圧検出部であることを特徴とする請求項6に記載のモータの制御装置。   The timing control unit is a voltage detection unit that detects a voltage value of the constant voltage power supply and outputs a signal for opening the switch to the switch control unit when the voltage value reaches a predetermined value. The motor control device according to claim 6, characterized in that:
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