JP2009508119A - 磁気ロータリーエンコーダ、および磁気センサに係る磁石を反復的に位置合わせする方法 - Google Patents
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Abstract
Description
B10=B0・sin(α)
VK1=B0・GHall・(+sin(α+45)−sin(α+135)
−sin(α+225)+sin(α+315))
VK1=2√2・B0・GHall・sin(α)
VK2=2√2・B0・GHall・cos(α)
α=arctan(VK1:VK2)、
を実行することによって、センサ配置に対する磁石9の角位置が、制御回路80によって算出され、データ出力端子82に出力され得る。
VK3=B0・GHall・(+sin(α+45)+sin(α+135)
+sin(α+225)+sin(α+315))
VK3=0
に等しく、センサ10、11、12、13に対する磁石9の角度αに左右されない。すべての信号変調器が負の状態(−)に切替られる場合も同様にあてはまる。
10−13 センサ
21−28 センサ出力端子
30−33 信号変調器
41−48 信号変調器の入力端子
51−58 信号変調器の出力端子
60 制御装置
70−73 相互コンダクタンス増幅器
80 制御回路
81 制御入力端子
82 データ出力端子
90 加算手段
91、92 抵抗器
93、94 信号出力端子
+ 信号変調器の正の状態
− 信号変調器の負の(反転された)状態
K1 センサ配置の第1の構成
K2 センサ配置の第2の構成
K3 センサ配置の第3の構成
P1 最初の位置
P6 最終の位置
Claims (12)
- 少なくとも4つの磁気センサ(10、11、12、13)の配置と、
それぞれが前記磁気センサ(10、11、12、13)の1つと接続され、かつ、第1の状態(+)においては、センサ(10、11、12、13)から受信された信号を、第2の状態(−)においては、前記センサ(10、11、12、13)から受信された前記信号の反転を、出力するよう適応される、少なくとも2つの制御状態を有する、少なくとも4つの信号変調器(30、31、32、33)と、
前記信号変調器(30、31、32、33)によって出力される信号を加算するための手段(90)と、
磁石(9)の磁界が、前記センサ(10、11、12、13)によって感知され得るように配置される、径方向に磁化される磁気源(9)と、
を備え、
さらに、データ出力端子(82)と、少なくとも2つの異なるモードに切り替えることを可能にするよう構成された、少なくとも1つの制御入力端子(81)を有する制御回路(80)を備え、
通常の動作モードにおいては、前記信号変調器(30、31、32、33)は、前記径方向に磁化される磁気源(9)の角位置に対応する信号が、前記データ出力端子(82)に出力されるように構成され、かつ、
位置合わせの動作モードにおいては、前記信号変調器(30、31、32、33)は、前記センサ(10、11、12、13)によって検出された平均磁界強度に対応する信号が、前記データ出力端子(82)に出力されるように構成される、
ことを特徴とする、回転角を測定するためのセンサシステム。 - 前記少なくとも4つの磁気センサ(10、11、12、13)は、1つの平面上に配置されることを特徴とする請求項1に記載のセンサシステム。
- 前記少なくとも4つの磁気センサ(10、11、12、13)は、行と列の2次元配列に配置されることを特徴とする請求項2に記載のセンサシステム。
- 前記通常の動作モードにおいて、前記磁気センサ(10、11、12、13)は、第1(K1)のまたは第2(K2)の構成のいずれかに構成され、前記第1の構成(K1)は、第1の方向において磁界を測定することが可能であり、前記第2の構成(K2)は、基本的に前記第1の方向に直角の第2の方向において磁界を測定することが可能であり、前記第1および第2の方向は、前記径方向に磁化される磁気源(9)の回転軸に直角であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のセンサシステム。
- 前記第1の構成(K1)において、前記第1および前記第2のセンサ(10、11)の前記信号変調器(30、31)は、第1の状態(+)に構成され、前記第3および前記第4のセンサ(12、13)の前記信号変調器(32、33)は、第2の状態(−)に構成され、かつ、
前記第2の構成(K2)において、前記第2および前記第3のセンサ(11、12)の前記信号変調器(31、32)は、前記第1の状態(+)に構成され、前記第1および前記第4のセンサ(10、13)の前記信号変調器(30、33)は、前記第2の状態(−)に構成される、
ことを特徴とする請求項4に記載のセンサシステム。 - 前記位置合わせの動作モードにおいて、すべてのセンサ(10、11、12、13)の前記信号変調器(30、31、32、33)は、同一の状態に構成され、すなわち、すべての信号変調器(30、31、32、33)は前記第1の状態(+)に構成されるか、またはすべての信号変調器(30、31、32、33)は前記第2の状態(−)に構成されることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載のセンサシステム。
- 前記磁気センサ(10、11、12、13)は、ホールセンサであることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載のセンサシステム。
- 少なくとも前記センサ(10、11、12、13)、前記信号変調器(30、31、32、33)、前記加算するための手段(90)、および前記制御回路(80)は、1つの集積回路に集積されることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載のセンサシステム。
- 請求項1ないし8のいずれか1項に記載のセンサシステムを動作する方法であって、
前記位置合わせのモードを選択するために、前記制御回路(80)の前記制御入力端子(81)に好適な制御信号を送信するステップと、
前記センサ配置を、位置合わせに使用される構成(K3)に切り替えるステップであって、その構成において、すべてのセンサ(10、11、12、13)の前記信号変調器(30、31、32、33)は、前記平均磁界強度に対応する信号が前記センサ(10、11、12、13)によって検知されるように、同一の状態に構成されるステップと、
前記径方向に磁化される磁気源(9)が回転する間に、前記データ出力端子(82)を使用して平均磁界を繰り返し測定するステップと、
前記測定された平均磁界におけるばらつきが、前記径方向に磁化される磁気源(9)の少なくとも一回転について最小になるまで、前記磁気センサ(10、11、12、13)配置に対して前記径方向に磁化される磁気源(9)を繰り返し位置合わせするステップと、
を実行することにより、前記径方向に磁化される磁気源(9)が位置合わせされることを特徴とする方法。 - 位置合わせの間、前記径方向に磁化される磁気源(9)は、前記データ出力端子(82)において測定される前記信号が最小になるように、位置合わせされることを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 前記径方向に磁化される磁気源(9)の位置合わせは、
ある平面における前記磁石(9)の位置の位置合わせ、
前記磁石(9)の回転軸の角度の位置合わせ、または、
前記磁石(9)の回転軸の位置の位置合わせ、
のうち少なくとも1つを備えることを特徴とする請求項9または10に記載の方法。 - 前記制御回路(80)の前記制御入力端子(81)に好適な制御信号を送信することによって、前記通常の動作モードを選択するステップと、
前記センサ配置を第1の構成(K1)に切り替えるステップと、
前記第1の構成(K1)で前記センサの出力を測定し、格納するステップと、
前記センサ配置を第2の構成(K2)に切り替えるステップと、
前記第2の構成(K2)で前記センサの出力を測定し、格納するステップと、
前記第1(K1)および第2の構成(K2)において獲得された前記格納された測定値を使用して、前記径方向に磁化される磁気源(9)の角位置を計算するステップと、
前記径方向に磁化される磁気源の角位置に対応する信号を、前記データ出力端子(82)に出力するステップと、
をさらに備えることを特徴とする請求項9ないし11のいずれか1項に記載の方法。
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