JP2015099065A - Physical quantity sensor and method of measuring physical quantity - Google Patents

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卓哉 冨田
Takuya Tomita
卓哉 冨田
正孝 田川
Masataka Tagawa
正孝 田川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a physical quantity sensor capable of calibrating an output from a sensor element even when the output from the sensor element has changes smaller than one cycle, and a method of measuring physical quantity.SOLUTION: A physical quantity sensor includes: a maximum/minimum value detection section 6 that calculates a physical quantity Xwhen the output from a second sensor element 3 is the maximum or minimum using a formula X=(X+X)/2 based on a physical quantity Xand Xwhen an output value P of the second sensor element 3 is P; and an off-set calibration section 8 that converts an output value Y of a first sensor element 2 into an output value V by using a formula V=Y-Y+a so as to convert an output value Yof the first sensor element 2 when a physical quantity is the Xinto a reference output a of the first sensor element 2.

Description

本発明は、長さ、距離、角度、回転数などの物理量を検出する物理量センサおよび物理量の測定方法に関する。   The present invention relates to a physical quantity sensor that detects physical quantities such as length, distance, angle, and number of rotations, and a physical quantity measuring method.

長さ、距離、角度、回転数などの物理量を検出するセンサは多種存在している。そのようなセンサとしては、光学式、磁気式、静電容量式、抵抗式などがある。例えば、磁気式の場合には、被測定部材に周期的に着磁された磁気スケールを設けておき、磁気スケールからの磁気を検出して物理量を測定する方法が知られている。回転数センサの場合には、着磁された回転体を磁気スケールとし、磁気スケールからの磁気変化の回数を数えることで回転数を検知することができる。例えば、磁気スケールが10°毎の周期で着磁されており、磁気センサ素子の出力変化の周期が磁気スケールの着磁周期と同じとしたときに、磁気センサ素子が6周期分の変化を行なった場合には、磁気スケールの回転数は60°に対応する1/6回転であることが分る。さらに、10°未満の回転数あるいは回転角度を検知する際には、磁気センサ素子の出力の値から割り出すこともできる。   There are various types of sensors that detect physical quantities such as length, distance, angle, and rotation speed. Examples of such a sensor include an optical type, a magnetic type, a capacitance type, and a resistance type. For example, in the case of the magnetic type, a method of measuring a physical quantity by providing a magnetic scale periodically magnetized on a member to be measured and detecting magnetism from the magnetic scale is known. In the case of a rotational speed sensor, the rotational speed can be detected by using a magnetized rotating body as a magnetic scale and counting the number of magnetic changes from the magnetic scale. For example, when the magnetic scale is magnetized at intervals of 10 ° and the output change period of the magnetic sensor element is the same as the magnetization period of the magnetic scale, the magnetic sensor element changes by 6 periods. In this case, it can be seen that the rotation speed of the magnetic scale is 1/6 rotation corresponding to 60 °. Furthermore, when detecting the rotation speed or rotation angle of less than 10 °, it can be determined from the output value of the magnetic sensor element.

この場合、磁気センサ素子からの出力は、正弦波的な出力であるので、磁気センサ素子からの出力に対し、二つの物理量が導かれてしまうので、回転数あるいは回転角度が一つに定まらない。そこで、出力の位相を異ならせた2個の磁気センサ素子を用い、2個の磁気センサ素子の出力により一つの物理量を定める方法がある。具体的には、一方の磁気センサ素子の出力波形と他方の磁気センサ素子の出力波形の位相差を90°にする方法が知られている。   In this case, since the output from the magnetic sensor element is a sinusoidal output, two physical quantities are derived with respect to the output from the magnetic sensor element, so the number of rotations or the rotation angle is not fixed to one. . Therefore, there is a method of determining one physical quantity based on outputs of two magnetic sensor elements using two magnetic sensor elements having different output phases. Specifically, a method is known in which the phase difference between the output waveform of one magnetic sensor element and the output waveform of the other magnetic sensor element is 90 °.

センサ素子を用いる場合には、センサ素子のオフセットズレや、振幅の大きさのバラツキが問題となってくる。そのため、各種の校正方法が提案されている。具体的には、少なくとも1周期分のセンサ素子からの出力をサンプリングし、最大値と最小値の中間値を基準出力としてオフセット較正を行なう方法が提案されている(例えば特許文献1。)。   When using a sensor element, offset deviation of the sensor element and variation in amplitude are problematic. For this reason, various calibration methods have been proposed. Specifically, a method has been proposed in which output from sensor elements for at least one cycle is sampled and offset calibration is performed using an intermediate value between a maximum value and a minimum value as a reference output (for example, Patent Document 1).

特開平10−311741号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-311741

物理量センサは、様々な用途に用いることができる。そうした中で、例えば、一回転までは回転運動をしない物体の角度変位を検出することも、原理的には可能である。   The physical quantity sensor can be used for various applications. Under such circumstances, for example, it is possible in principle to detect an angular displacement of an object that does not rotate until one rotation.

しかし、従来技術の校正方法は、1周期分のセンサ素子の出力をサンプリングする必要があるので、センサ素子出力が1周期分まで変化しない場合には校正が出来ないという課題があった。   However, since the calibration method of the prior art needs to sample the output of the sensor element for one cycle, there is a problem that calibration cannot be performed if the sensor element output does not change up to one cycle.

本発明は上記従来課題を解決するもので、センサ素子からの出力が1周期に満たない変化しかしない場合であっても、センサ素子からの出力を校正することが可能な物理量センサおよび物理量の測定方法を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described conventional problems. A physical quantity sensor capable of calibrating the output from a sensor element even when the output from the sensor element changes only less than one cycle, and the measurement of the physical quantity. It aims to provide a method.

上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、物理量Xに応じた出力値Yを出力する第1のセンサ素子と、物理量Xに応じた出力値Pを出力し、出力値の位相が前記第1のセンサ素子の出力値と異なる第2のセンサ素子と、前記第1のセンサ素子からの出力値Yおよび前記第2のセンサ素子からの出力値Pを入力することで、測定しようとする物理量Xを出力する信号処理部とを備え、前記信号処理部は少なくも前記出力値Yを校正する校正部を有し、前記校正部は、前記第2のセンサ素子の出力値PがPaのときの物理量X2aおよびX2bにより、前記第2のセンサ素子の出力が極大もしくは極小となるときの物理量X2
2=(X2a+X2b)/2
で求める極大極小検出部と、物理量が前記X2のときの前記第1のセンサ素子の出力値Y2を前記第1のセンサ出力素子の基準出力aに変換するように前記第1のセンサ素子の出力値Yを出力値Vに
V=Y−Y2+a
で変換するオフセット校正部と、を備えた物理量センサである。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 outputs a first sensor element that outputs an output value Y corresponding to the physical quantity X, and an output value P that corresponds to the physical quantity X, and the phase of the output value is By inputting a second sensor element different from the output value of the first sensor element, an output value Y from the first sensor element, and an output value P from the second sensor element, an attempt is made to measure. A signal processing unit that outputs a physical quantity X to be output, wherein the signal processing unit has at least a calibration unit that calibrates the output value Y, and the calibration unit has an output value P of the second sensor element of P the physical quantity X 2a and X 2b when the a, the output of the second sensor element physical quantity X 2 when is the maximum or minimum X 2 = (X 2a + X 2b) / 2
And the first sensor element so as to convert the output value Y 2 of the first sensor element when the physical quantity is X 2 into the reference output a of the first sensor output element. Output value Y to output value V V = Y−Y 2 + a
And a physical quantity sensor provided with an offset calibration unit for conversion in (1).

以上の構成により、一周期に満たない出力変化しかしない物理量センサであっても、第1のセンサ素子のオフセット校正が出来るという作用効果を有する。   With the above configuration, the first sensor element can be offset calibrated even if it is a physical quantity sensor that has only an output change less than one cycle.

請求項2に記載の発明は、前記極大極小検出部は、さらに、前記第1のセンサ素子の出力値YがYaのときの物理量X1aおよびX1bにより、前記第1のセンサ素子の出力が極大もしくは極小となるときの物理量X1
1=(X1a+X1b)/2
で求め、前記校正部は、さらに、物理量が前記X1のときの前記第1のセンサ素子の出力値Y1と前記出力値Y2の差の絶対値を前記第1のセンサ素子の出力値の基準ゲインAとするように前記出力値Vを出力値Wに
W=A/│Y1−Y2│・V
で変換するゲイン校正部と、を備えたものである。
The invention according to claim 2, wherein the maximum minimum detector further by the physical quantity X 1a and X 1b when the output value Y of the first sensor element is Y a, the output of the first sensor element The physical quantity X 1 when X is maximum or minimum is X 1 = (X 1a + X 1b ) / 2
The calibration unit further calculates the absolute value of the difference between the output value Y 1 of the first sensor element and the output value Y 2 when the physical quantity is X 1 , as the output value of the first sensor element. The output value V is changed to the output value W so that the reference gain A is equal to W = A / | Y 1 −Y 2 | · V
And a gain calibration unit for conversion at.

以上の構成により、一周期に満たない出力変化しかしない物理量センサであっても、第1のセンサ素子のオフセット校正とゲイン校正を行なうことができるという作用効果を有する。   With the above configuration, even if the physical quantity sensor has only an output change that is less than one cycle, the first sensor element can be offset and gain calibrated.

請求項3に記載の発明は、前記校正部は、さらに、前記出力値Pを校正し、前記オフセット校正部は、さらに、物理量が前記X1のときの前記第2のセンサ素子の出力値P2を前記第2のセンサ出力素子の基準出力bに変換するように前記第2のセンサ素子の出力値Pを出力値Qに
Q=P−P2+b
で変換するものである。
According to a third aspect of the present invention, the calibration unit further calibrates the output value P, and the offset calibration unit further outputs the output value P of the second sensor element when the physical quantity is X 1. Q 2 the output value Q of the output value P of the second sensor element to convert the reference output b of the second sensor output element = P-P 2 + b
It is to convert with.

以上の構成により、一周期に満たない出力変化しかしない物理量センサであっても、第1のセンサ素子のオフセット校正とゲイン校正を、第2のセンサ素子のオフセット校正を行なうことができるという作用効果を有する。   With the above configuration, even if the physical quantity sensor has only an output change less than one cycle, the first sensor element offset calibration and gain calibration can be performed, and the second sensor element offset calibration can be performed. Have

請求項4に記載の発明は、さらに、前記ゲイン校正部は、物理量が前記X2のときの前記第2のセンサ素子の出力値P1と前記出力値P2の差の絶対値を前記第2のセンサ素子の出力値の基準ゲインBとするように前記出力値Qを出力値Rに
R=B/│P1−P2│・Q
で変換するものである。
The invention according to claim 4, further wherein the gain correction unit, said physical quantity is an absolute value of the difference between the output value P 1 and the output value P 2 of the second sensor element when the X 2 second The output value Q is changed to an output value R so that the reference gain B of the output value of the sensor element 2 is R = B / | P 1 −P 2 | · Q
It is to convert with.

以上の構成により、一周期に満たない出力変化しかしない物理量センサであっても、第1のセンサ素子のオフセット校正とゲイン校正を、第2のセンサ素子のオフセット校正とゲイン校正を行なうことができるという作用効果を有する。   With the above configuration, even if the physical quantity sensor has only an output change that is less than one cycle, the offset calibration and gain calibration of the first sensor element and the offset calibration and gain calibration of the second sensor element can be performed. It has the effect of.

請求項5に記載の発明は、前記極大極小検出部は、さらに、前記第1のセンサ素子の出力値YがYaのときの物理量X1aおよびX1bにより、前記第1のセンサ素子の出力が極大もしくは極小となるときの物理量X1
1=(X1a+X1b)/2
で求め、
前記校正部は、さらに、前記出力値Pを校正し、前記オフセット校正部は、さらに物理量が前記X1のときの前記第2のセンサ素子の出力値P2を前記第2のセンサ出力素子の基準出力bに変換するように前記第2のセンサ素子の出力値Pを出力値Qに
Q=P−P2+b
で変換するものである。
The invention according to claim 5, wherein the maximum minimum detector further by the physical quantity X 1a and X 1b when the output value Y of the first sensor element is Y a, the output of the first sensor element The physical quantity X 1 when X is maximum or minimum is X 1 = (X 1a + X 1b ) / 2
In
The calibration unit further calibrates the output value P, and the offset calibration unit further calculates the output value P 2 of the second sensor element when the physical quantity is X 1 of the second sensor output element. The output value P of the second sensor element is converted to an output value Q so as to be converted into a reference output b. Q = P−P 2 + b
It is to convert with.

以上の構成により、一周期に満たない出力変化しかしない物理量センサであっても、第1のセンサ素子のオフセット校正と第2のセンサ素子のオフセット校正を行なうことができるという作用効果を有する。   With the above configuration, even if the physical quantity sensor has only a change in output that is less than one cycle, the first sensor element offset calibration and the second sensor element offset calibration can be performed.

請求項6に記載の発明は、第2のセンサ素子からの出力PがPaのときの物理量X2aおよびX2bを検知するステップと、前記第2のセンサ素子からの出力Pが極大値または極小値であるときの物理量X2
2=(X2a+X2b)/2
で求めるステップと、物理量がX2のときの前記第1のセンサ素子の出力値Y2を検知するステップと、前記第1のセンサ素子からの出力Yの基準出力をaとしたときに、前記第1のセンサ素子からの出力Yを変換後の出力Vに、
V=Y−Y2+a
により変換するオフセット校正を行なうステップと、を有する方法である。
The invention of claim 6 includes the steps of outputting P from the second sensor element for detecting a physical quantity X 2a and X 2b when the P a, the output P is the maximum value from the second sensor element or The physical quantity X 2 at the minimum value is expressed as X 2 = (X 2a + X 2b ) / 2.
The step of detecting the output value Y 2 of the first sensor element when the physical quantity is X 2 , and the reference output of the output Y from the first sensor element as a, The output Y from the first sensor element is converted into the output V after conversion.
V = Y−Y 2 + a
Performing an offset calibration for conversion according to

以上の方法により、一周期に満たない出力変化しかしない物理量センサであっても、第1のセンサ素子のオフセット校正を行なうことができるという作用効果を有する。   By the above method, even if it is a physical quantity sensor which has only an output change less than one cycle, it has the effect that the offset calibration of the first sensor element can be performed.

請求項7に記載の発明は、さらに、第1のセンサ素子からの出力YがYaのときの物理量X1aおよびX1bを検知するステップと、前記第1のセンサ素子からの出力Yが極大値または極小値であるときの物理量X1
1=(X1a+X1b)/2
で求めるステップと、物理量がX1のときの前記第1のセンサ素子の出力値Y1を検知するステップと、前記出力値Y1と前記出力値Y2の差の絶対値を前記第1のセンサ素子の出力値の基準ゲインAとするように前記出力値Vを出力値Wに、
W=A/│Y1−Y2│・V
で変換するステップと、を有する方法である。
The invention according to claim 7, further comprising: output Y from the first sensor element for detecting a physical quantity X 1a and X 1b when the Y a, the output Y from the first sensor element is maximum The physical quantity X 1 when the value is a minimum value or the minimum value is X 1 = (X 1a + X 1b ) / 2
A step of obtaining, the physical quantity is a step of detecting the output value Y 1 of the first sensor element when the X 1, the output value Y 1 and the absolute value of the first difference of the output values Y 2 The output value V is changed to the output value W so as to be the reference gain A of the output value of the sensor element.
W = A / │Y 1 −Y 2 │ ・ V
And a step of converting at the step.

以上の方法により、一周期に満たない出力変化しかしない物理量センサであっても、第1のセンサ素子のオフセット校正とゲイン校正を行なうことができるという作用効果を有する。   By the above method, even if it is a physical quantity sensor which has only an output change which is less than one period, it has the effect that the offset calibration and gain calibration of a 1st sensor element can be performed.

請求項8に記載の発明は、さらに、物理量が前記X1のときの前記第2のセンサ素子の出力値P2を検知するステップと、前記出力値P2を前記第2のセンサ出力素子の基準出力bに変換するように前記第2のセンサ素子の出力値Pを出力値Qに
Q=P−P2+b
で変換するステップと、を有する方法である。
The invention according to claim 8 further includes the step of detecting the output value P 2 of the second sensor element when the physical quantity is X 1 , and the output value P 2 of the second sensor output element. The output value P of the second sensor element is converted to an output value Q so as to be converted into a reference output b. Q = P−P 2 + b
And a step of converting at the step.

以上の方法により、一周期に満たない出力変化しかしない物理量センサであっても、第1のセンサ素子のオフセット校正とゲイン校正を行い、第2のセンサ素子のオフセット校正を行なうことができるという作用効果を有する。   By the above method, even if the physical quantity sensor has only an output change that does not satisfy one cycle, the offset calibration and gain calibration of the first sensor element can be performed and the offset calibration of the second sensor element can be performed. Has an effect.

請求項9に記載の発明は、さらに、物理量がX2のときの前記第2のセンサ素子の出力値P1を検知するステップと、前記出力値P1と前記出力値P2の差の絶対値を前記第2のセンサ素子の出力値の基準ゲインBとするように前記出力値Qを出力値Rに、
R=B/│P1−P2│・Q
で変換するステップと、を有する方法である。
The invention according to claim 9 further includes the step of detecting the output value P 1 of the second sensor element when the physical quantity is X 2 , and the absolute difference between the output value P 1 and the output value P 2 The output value Q is set to the output value R so that the value is the reference gain B of the output value of the second sensor element.
R = B / │P 1 −P 2 │ ・ Q
And a step of converting at the step.

以上の方法により、一周期に満たない出力変化しかしない物理量センサであっても、第1のセンサ素子のオフセット校正とゲイン校正を行い、第2のセンサ素子のオフセット校正とゲイン校正を行なうことができるという作用効果を有する。   With the above method, even if the physical quantity sensor has only an output change that does not satisfy one cycle, the offset calibration and gain calibration of the first sensor element can be performed, and the offset calibration and gain calibration of the second sensor element can be performed. Has the effect of being able to.

請求項10に記載の発明は、さらに、第1のセンサ素子からの出力YがYaのときの物理量X1aおよびX1bを検知するステップと、前記第1のセンサ素子からの出力Yが極大値または極小値であるときの物理量X1
1=(X1a+X1b)/2
で求めるステップと、さらに、物理量が前記X1のときの前記第2のセンサ素子の出力値P2を検知するステップと、前記出力値P2を前記第2のセンサ出力素子の基準出力bに変換するように前記第2のセンサ素子の出力値Pを出力値Qに
Q=P−P2+b
で変換するステップと、を有する方法である。
The invention according to claim 10, further comprising: output Y from the first sensor element for detecting a physical quantity X 1a and X 1b when the Y a, the output Y from the first sensor element is maximum The physical quantity X 1 when the value is a minimum value or the minimum value is X 1 = (X 1a + X 1b ) / 2
The step of detecting the output value P 2 of the second sensor element when the physical quantity is X 1 , and the output value P 2 as the reference output b of the second sensor output element. The output value P of the second sensor element is converted into an output value Q so as to convert Q = P−P 2 + b
And a step of converting at the step.

以上の方法により、一周期に満たない出力変化しかしない物理量センサであっても、第1のセンサ素子のオフセット校正と、第2のセンサ素子のオフセット校正を行なうことができるという作用効果を有する。   With the above method, even if the physical quantity sensor has only an output change less than one cycle, the first sensor element offset calibration and the second sensor element offset calibration can be performed.

本発明の物理量センサおよび物理量の測定方法は、センサ素子からの出力が1周期分に満たない場合でもセンサ素子からの出力の校正が可能になるという効果を有する。   The physical quantity sensor and the physical quantity measuring method of the present invention have an effect that the output from the sensor element can be calibrated even when the output from the sensor element is less than one cycle.

本発明の実施の形態1における物理量センサのブロック図Block diagram of physical quantity sensor in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態1における物理量センサのセンサ素子部の出力波形図Output waveform diagram of sensor element section of physical quantity sensor in embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態1における物理量センサのセンサ素子部の出力波形図Output waveform diagram of sensor element section of physical quantity sensor in embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態1における物理量センサのオフセット校正部の出力波形図Output waveform diagram of offset calibration unit of physical quantity sensor according to Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態1における物理量センサのゲイン校正部の出力波形図Output waveform diagram of gain calibration section of physical quantity sensor according to Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態2における物理量センサのブロック図Block diagram of physical quantity sensor in Embodiment 2 of the present invention 本発明の実施の形態3における物理量センサのブロック図Block diagram of physical quantity sensor in Embodiment 3 of the present invention 本発明の実施の形態4における物理量センサのブロック図Block diagram of physical quantity sensor in Embodiment 4 of the present invention 本発明の実施の形態5における物理量センサのブロック図Block diagram of physical quantity sensor in Embodiment 5 of the present invention

(実施の形態1)
本発明の実施の形態1における物理量センサについて説明する。図1は本発明の実施の形態1における物理量センサのブロック図、図2は本発明の実施の形態1における物理量センサのセンサ素子部の出力波形図、図3は本発明の実施の形態1における物理量センサのセンサ素子部の出力波形図、図4は本発明の実施の形態1における物理量センサのオフセット校正部の出力波形図、図5は本発明の実施の形態1における物理量センサのゲイン校正部の出力波形図である。
(Embodiment 1)
A physical quantity sensor according to Embodiment 1 of the present invention will be described. 1 is a block diagram of a physical quantity sensor according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is an output waveform diagram of a sensor element section of the physical quantity sensor according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 3 is an embodiment 1 of the present invention. FIG. 4 is an output waveform diagram of the offset calibration unit of the physical quantity sensor in the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a gain calibration unit of the physical quantity sensor in the first embodiment of the present invention. FIG.

物理量センサ1は測定対象の物理量Xを求めるセンサである。物理量センサ1は第1のセンサ素子2、第2のセンサ素子3および信号処理部4を備えている。   The physical quantity sensor 1 is a sensor for obtaining a physical quantity X to be measured. The physical quantity sensor 1 includes a first sensor element 2, a second sensor element 3, and a signal processing unit 4.

第1のセンサ素子2および第2のセンサ素子3はそれぞれ、測定する物理量Xにより出力値を変える特性を有する。第1のセンサ素子2は物理量Xに応じた出力Yを出力する。第2のセンサ素子3は物理量Xに応じた出力Pを出力する。第1のセンサ素子2と第2のセンサ素子3は出力の位相が異なるように設定されている。具体的には、第1のセンサ素子2の位相に比べ第2のセンサ素子3の位相が90°進むように位置をずらして配置されている。第1のセンサ素子2および第2のセンサ素子3としては、磁気センサ、光センサおよびポテンショメータなどを用いることができる。   Each of the first sensor element 2 and the second sensor element 3 has a characteristic of changing an output value according to a physical quantity X to be measured. The first sensor element 2 outputs an output Y corresponding to the physical quantity X. The second sensor element 3 outputs an output P corresponding to the physical quantity X. The first sensor element 2 and the second sensor element 3 are set so that the phases of the outputs are different. Specifically, the position of the second sensor element 3 is shifted from the phase of the first sensor element 2 so that the phase of the second sensor element 3 advances by 90 °. As the first sensor element 2 and the second sensor element 3, a magnetic sensor, an optical sensor, a potentiometer, or the like can be used.

信号処理部4は第1のセンサ素子2からの出力Yおよび第2のセンサ素子3からの出力Pを入力信号として、物理量Xを求める機能を有する。信号処理部4は校正部5と算出部12とを有する。校正部5は第1のセンサ素子2からの出力値Yおよび第2のセンサ素子3からの出力Pのオフセット値の校正や、出力のゲインの校正を行い出力Wおよび出力Rを出力する機能を有する。算出部12は校正部5からの出力信号を基に、物理量Xを算出する機能を有する。   The signal processing unit 4 has a function of obtaining the physical quantity X using the output Y from the first sensor element 2 and the output P from the second sensor element 3 as input signals. The signal processing unit 4 includes a calibration unit 5 and a calculation unit 12. The calibration unit 5 has a function of calibrating the offset value of the output value Y from the first sensor element 2 and the output P from the second sensor element 3 and calibrating the output gain and outputting the output W and the output R. Have. The calculation unit 12 has a function of calculating the physical quantity X based on the output signal from the calibration unit 5.

校正部5は、極大極小検出部6、極大極小検出部7、オフセット校正部8、オフセット校正部9、ゲイン校正部10およびゲイン校正部11を有している。   The calibration unit 5 includes a maximum / minimum detection unit 6, a maximum / minimum detection unit 7, an offset calibration unit 8, an offset calibration unit 9, a gain calibration unit 10, and a gain calibration unit 11.

極大極小検出部6は第1のセンサ素子2の出力Yが極大または極小となるときの物理量X1を求める機能を有する。ここで、極大または極小とは、物理量Xが増加したときの出力Yの値が、増加から減少に転じるとき、または減少から増加へ転じるときを言う。 The maximum / minimum detection unit 6 has a function of obtaining a physical quantity X 1 when the output Y of the first sensor element 2 is maximum or minimum. Here, the maximum or the minimum refers to the time when the value of the output Y when the physical quantity X increases or when the value changes from increase to decrease or from decrease to increase.

出力Yおよび出力Pの極大もしくは極小の求め方について、図2を用いて説明する。図2の横軸は物理量X,縦軸は出力Yと出力Pを兼ねた軸としている。   A method for obtaining the maximum or minimum of the output Y and the output P will be described with reference to FIG. The horizontal axis in FIG. 2 is a physical quantity X, and the vertical axis is an axis that serves as both output Y and output P.

第1のセンサ素子2の出力Yが極大または極小となるときを検出するためには、測定可能な物理量の下限から上限まで物理量センサ1を移動させて、第1のセンサ素子2の出力がYaとなる物理量X1aおよび物理量X1bを求め、物理量X1aと物理量X1bとの中点として、
1=(X1a+X1b)/2
となる物理量X1を求めることで行なっている。これは、第1のセンサ素子2の出力Yを正弦波の一部とみなし、正弦波は極大または極小となるときの物理量X1を対称軸とした波形になる性質を利用した求め方である。
In order to detect when the output Y of the first sensor element 2 is maximum or minimum, the physical quantity sensor 1 is moved from the lower limit to the upper limit of the measurable physical quantity, and the output of the first sensor element 2 is Y The physical quantity X 1a and the physical quantity X 1b to be a are obtained, and the midpoint between the physical quantity X 1a and the physical quantity X 1b is
X 1 = (X 1a + X 1b ) / 2
This is done by obtaining the physical quantity X 1 that becomes In this method, the output Y of the first sensor element 2 is regarded as a part of the sine wave, and the sine wave is obtained using the property of having a waveform with the physical quantity X 1 as a symmetric axis when the local maximum or minimum is obtained. .

出力Yが極大または極小となるときの近傍では、物理量Xを変化させたときの出力Yの変化率が0に近いので出力Yの値から直接的に極大または極小を精度良く求めることは難しい。従って、上記のような求め方を行なっている。   In the vicinity where the output Y becomes maximum or minimum, the rate of change of the output Y when the physical quantity X is changed is close to 0, so it is difficult to accurately determine the maximum or minimum directly from the value of the output Y. Therefore, the above method is used.

aの設定は予め定めておくことが出来る。この場合、測定可能な物理量Xの下限から上限まで物理量センサ1を移動させたときの第1のセンサ素子2からの最大出力Ymax未満で最小出力Yminより大きい値に設定する必要がある。あるいは、Yaを第1のセンサ素子2からの最大出力Ymaxと最小出力Yminの中点出力として、
a=(Ymax+Ymin)/2
で求めるようにしてもよい。
Y a configuration can be determined in advance. In this case, it is necessary to set a value smaller than the maximum output Y max from the first sensor element 2 and larger than the minimum output Y min when the physical quantity sensor 1 is moved from the lower limit to the upper limit of the measurable physical quantity X. Alternatively, the Y a as the midpoint output of the maximum output Y max and the minimum output Y min from the first sensor element 2,
Y a = (Y max + Y min ) / 2
You may make it ask in.

極大極小検出部6が第1のセンサ素子2の出力Yが極大または極小となるときの物理量X1を求める機能を有するのに対し、極大極小検出部7は第2のセンサ素子3の出力Pが極大または極小となるときの物理量X2を求める機能を有する。物理量X2の求め方は、物理量X1を求める場合と同様に、Paとなる物理量X2aおよび物理量X2bを求める。物理量X2aおよび物理量X2bの求め方も、同様に、第2のセンサ素子3の出力がPaとなる物理量X2aおよび物理量X2bを求め、物理量X2aと物理量X2bとの中点として、
2=(X2a+X2b)/2
となる物理量X2のときが極大または極小であるとしている。
The maximum / minimum detection unit 6 has a function of obtaining a physical quantity X 1 when the output Y of the first sensor element 2 is maximum or minimum, whereas the maximum / minimum detection unit 7 has an output P of the second sensor element 3. Has a function of obtaining the physical quantity X 2 when the value is maximum or minimum. Determination of physical quantity X 2, similarly to the case of obtaining the physical quantity X 1, obtaining the physical quantity X 2a and the physical quantity X 2b serving as a P a. Determination of physical quantity X 2a and physical quantity X 2b likewise, the physical quantity X 2a and the physical quantity X 2b output of the second sensor element 3 is P a determined, as the midpoint between the physical quantity X 2a and the physical quantity X 2b ,
X 2 = (X 2a + X 2b ) / 2
It is assumed that the physical quantity X 2 is maximal or minimal.

aの設定も、Yaと同様に、予め定めておくことが出来るし、測定可能な物理量Xの下限から上限まで物理量センサ1を移動させたときの最大出力Pmaxと最小出力Pminの中点出力として、
a=(Pmax+Pmin)/2
で求めるようにしてもよい。
Setting P a, similarly to the Y a, to can be predetermined, maximum output P max and the minimum output P min when moving the physical quantity sensor 1 from the lower limit of the measurable physical quantity X to the upper limit As the midpoint output,
P a = (P max + P min ) / 2
You may make it ask in.

次に、オフセット校正について、図3を用いて説明する。図3の横軸、縦軸は図2と同じである。   Next, offset calibration will be described with reference to FIG. The horizontal and vertical axes in FIG. 3 are the same as those in FIG.

オフセット校正部8は、第1のセンサ素子2からの出力Yをオフセット校正して出力Vを出力する。オフセット校正方法としては、90°位相差の二つの正弦波において、位相が90°進んでいる方の正弦波が極大または極小のときに、他方の正弦波の値が0であることを利用している。具体的には、第1のセンサ素子2からの出力Yは第2のセンサ素子3からの出力Pに比べ、90°遅れた位相であるので、第2のセンサ素子3が極大または極小となる物理量X2のときの第1のセンサ素子2からの出力の基準出力をaにする場合、オフセット校正後の出力Vは、
V=Y−Y2+a
で求まる。なお、本実施の形態において、aの値は、0としている。
The offset calibration unit 8 offset calibrates the output Y from the first sensor element 2 and outputs an output V. As an offset calibration method, when two sine waves having a phase difference of 90 ° have a maximum or minimum sine wave whose phase is advanced by 90 °, the value of the other sine wave is 0. ing. Specifically, since the output Y from the first sensor element 2 has a phase delayed by 90 ° compared to the output P from the second sensor element 3, the second sensor element 3 becomes maximum or minimum. When the reference output of the output from the first sensor element 2 at the physical quantity X 2 is a, the output V after offset calibration is
V = Y−Y 2 + a
It is obtained by In the present embodiment, the value of a is 0.

オフセット校正部8は第1のセンサ素子2からの出力Yをオフセット校正して出力Vを出力するが、オフセット校正部9は第2のセンサ素子3からの出力Yをオフセット校正して出力Qを出力する。オフセット校正方法としては、オフセット校正部8と同様の考えに基づくもので、第2のセンサ素子3からの出力Pは第1のセンサ素子2からの出力Yに比べ、90°進んだ位相であるので、第1のセンサ素子2が極大または極小となる物理量X1のときの第2のセンサ素子3からの出力の基準出力をbにする場合、オフセット校正後の出力Qは、
Q=P−P2+b
で求まる。なお、本実施の形態において、bの値は、0としている。
The offset calibration unit 8 offset calibrates the output Y from the first sensor element 2 and outputs an output V. The offset calibration unit 9 offset calibrates the output Y from the second sensor element 3 and outputs the output Q. Output. The offset calibration method is based on the same idea as the offset calibration unit 8, and the output P from the second sensor element 3 is a phase advanced by 90 ° compared to the output Y from the first sensor element 2. Therefore, when the reference output of the output from the second sensor element 3 when the first sensor element 2 is the physical quantity X 1 that is the maximum or minimum is b, the output Q after the offset calibration is
Q = P−P 2 + b
It is obtained by In the present embodiment, the value of b is 0.

以上のようなオフセット校正を行なった後の出力Vおよび出力Qと物理量Xとの関係は、図4に示すようになる。図4の横軸は物理量X、縦軸は出力V、Qを兼ねた軸としている。   The relationship between the output V and output Q after the offset calibration as described above and the physical quantity X is as shown in FIG. The horizontal axis in FIG. 4 is a physical quantity X, and the vertical axis is an axis that also serves as outputs V and Q.

次にゲイン校正について説明する。   Next, gain calibration will be described.

ゲイン校正部10はオフセット校正部8によってオフセット校正された出力Vの振幅の校正、即ちゲイン校正をして出力Wを出力する。具体的なゲイン校正方法としては、出力Vにおける振幅を基準Aに校正するものである。出力Vにおける振幅は、出力の極大値または極小値の絶対値であるが、これはY1−Y2の絶対値となる。よって、出力Wは、
W=A/│Y1−Y2│・V
で求まる。
The gain calibration unit 10 calibrates the amplitude of the output V offset calibrated by the offset calibration unit 8, that is, performs gain calibration, and outputs an output W. As a specific gain calibration method, the amplitude at the output V is calibrated to the reference A. The amplitude at the output V is the absolute value of the maximum value or the minimum value of the output, which is an absolute value of Y 1 -Y 2 . Therefore, the output W is
W = A / │Y 1 −Y 2 │ ・ V
It is obtained by

ゲイン校正部10が出力Vのゲイン校正を行なうのに対し、ゲイン校正部11は、出力Qのゲイン校正を行い出力Rを出力する。具体的なゲイン校正方法としては、出力Qにおける振幅を基準Bに校正するものである。出力Qにおける振幅は、出力の極大値または極小値の絶対値であるが、これはP1−P2の絶対値となる。よって、出力Rは、
R=B/│P1−P2│・Q
で求まる。なお、本実施の形態においては、BはAと等しい値にしている。
The gain calibration unit 10 performs gain calibration of the output V, whereas the gain calibration unit 11 performs gain calibration of the output Q and outputs the output R. As a specific gain calibration method, the amplitude at the output Q is calibrated to the reference B. The amplitude at the output Q is the absolute value of the maximum value or the minimum value of the output, which is an absolute value of P 1 -P 2 . Therefore, the output R is
R = B / │P 1 −P 2 │ ・ Q
It is obtained by In the present embodiment, B is set to a value equal to A.

以上のようなゲイン校正を行なった後の出力Wおよび出力Rと物理量Xとの関係は、図5に示すようになる。図5の横軸は物理量X、縦軸は出力Wと出力Rを兼ねた軸である。   The relationship between the output W and output R and the physical quantity X after the gain calibration as described above is as shown in FIG. The horizontal axis in FIG. 5 is a physical quantity X, and the vertical axis is an axis that serves as both output W and output R.

算出部12は、出力Wと出力Rにより物理量Xを求める機能を有する。物理量Xの具体的な求め方は幾つも有りうるが、物理量Xと出力Wおよび出力Rの関係を予めデータテーブルに記憶させておき、このテーブルにより出力Wおよび出力Rから物理量Xを求めることができる。   The calculation unit 12 has a function of obtaining the physical quantity X from the output W and the output R. Although there are many specific ways of obtaining the physical quantity X, the relationship between the physical quantity X and the output W and output R is stored in advance in a data table, and the physical quantity X can be obtained from the output W and output R using this table. it can.

また、
tan-1(R/W)
というように、テーブルを持たずに直接求めることも有りうる。
Also,
tan -1 (R / W)
Thus, it is possible to directly obtain without having a table.

上記の構成または方法により、一周期に満たない出力変化であっても、物理量センサ1のオフセット校正およびゲイン校正が可能となり、測定精度を向上させることができる。   With the above configuration or method, even if the output change is less than one cycle, the offset calibration and gain calibration of the physical quantity sensor 1 can be performed, and the measurement accuracy can be improved.

(実施の形態2)
本発明の実施の形態2について説明する。図6は本発明の実施の形態2における物理量センサのブロック図である。実施の形態1と同じ構成要素には同じ符号を付している。
(Embodiment 2)
A second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a block diagram of a physical quantity sensor according to Embodiment 2 of the present invention. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

実施の形態2における物理量センサは実施の形態1における物理量センサからゲイン校正部11を取り除いた構成になっている。実施の形態2における第1のセンサ素子2、第2のセンサ素子3、極大極小検出部6、極大極小検出部7、オフセット校正部8、オフセット校正部9およびゲイン校正部10は実施の形態1と機能および動作は同じである。実施の形態2における物理量センサ1は、第1のセンサ素子2からの出力はオフセット校正とゲイン校正を行い、第2のセンサ素子3からの出力はオフセット校正を行なう。   The physical quantity sensor in the second embodiment is configured by removing the gain calibration unit 11 from the physical quantity sensor in the first embodiment. The first sensor element 2, second sensor element 3, maximum / minimum detection unit 6, maximum / minimum detection unit 7, offset calibration unit 8, offset calibration unit 9, and gain calibration unit 10 according to the second embodiment are the same as those in the first embodiment. The function and operation are the same. In the physical quantity sensor 1 according to the second embodiment, the output from the first sensor element 2 performs offset calibration and gain calibration, and the output from the second sensor element 3 performs offset calibration.

算出部12では、第1のセンサ素子2からの出力Yをオフセット校正およびゲイン校正した出力Wと、第2のセンサ素子3からの出力Pをオフセット校正した出力Qとから物理量Xを算出する。この場合、出力Wに対応する物理量Xは2個存在することがあるが、出力Qが基準出力bより大きいか、小さいかにより、2個の物理量の内の1個を特定することができる。   The calculation unit 12 calculates the physical quantity X from the output W obtained by offset calibration and gain calibration of the output Y from the first sensor element 2 and the output Q obtained by offset calibration of the output P from the second sensor element 3. In this case, two physical quantities X corresponding to the output W may exist, but one of the two physical quantities can be specified depending on whether the output Q is larger or smaller than the reference output b.

この場合においても、出力変化が一周期未満であっても、出力の校正が可能となる物理量センサを得ることができる。   Even in this case, it is possible to obtain a physical quantity sensor that can calibrate the output even if the output change is less than one cycle.

(実施の形態3)
本発明の実施の形態3について説明する。図7は本発明の実施の形態3における物理量センサのブロック図である。実施の形態1と同じ構成要素には同じ符号を付している。
(Embodiment 3)
Embodiment 3 of the present invention will be described. FIG. 7 is a block diagram of a physical quantity sensor according to Embodiment 3 of the present invention. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

実施の形態3における物理量センサは実施の形態2における物理量センサからオフセット校正部9を取り除いた構成になっている。実施の形態3における第1のセンサ素子2、第2のセンサ素子3、極大極小検出部6、極大極小検出部7、オフセット校正部8およびゲイン校正部10は実施の形態2と機能および動作は同じである。実施の形態3における物理量センサ1は、第1のセンサ素子2からの出力に対しオフセット校正とゲイン校正を行い、第2のセンサ素子3からの出力に対してはこれらの校正を行なわない。   The physical quantity sensor in the third embodiment is configured by removing the offset calibration unit 9 from the physical quantity sensor in the second embodiment. The first sensor element 2, the second sensor element 3, the maximum / minimum detection unit 6, the maximum / minimum detection unit 7, the offset calibration unit 8, and the gain calibration unit 10 in the third embodiment are the same as those in the second embodiment in terms of functions and operations. The same. The physical quantity sensor 1 according to the third embodiment performs offset calibration and gain calibration for the output from the first sensor element 2, and does not perform these calibrations for the output from the second sensor element 3.

算出部12は、第1のセンサ素子2からの出力Yをオフセット校正およびゲイン校正した出力Wと、第2のセンサ素子3からの出力Pにより物理量Xを算出する。   The calculation unit 12 calculates the physical quantity X from the output W obtained by offset calibration and gain calibration of the output Y from the first sensor element 2 and the output P from the second sensor element 3.

本実施の形態においては、 第2のセンサ素子3からの出力が、予め精度良く調整されている場合など校正される必要が無い場合に、出力変化が一周期未満であっても、簡単構成で出力の校正が可能となる物理量センサを得ることができる。なお、算出部12は、実施の形態1の場合のように出力Wと出力Pの二つの出力を基に算出する方法をとることも出来るし、実施の形態2のように、まず出力Wから該当する物理量Xの候補を2個に絞り、その内のいずれの物理量Xであるかを出力Pによって行なう方法をとることもできる。   In the present embodiment, when the output from the second sensor element 3 does not need to be calibrated, for example, when the output is adjusted with high accuracy in advance, even if the output change is less than one cycle, the configuration can be simplified. A physical quantity sensor that can calibrate the output can be obtained. Note that the calculation unit 12 can take a method of calculating based on the two outputs of the output W and the output P as in the case of the first embodiment, or first from the output W as in the second embodiment. It is also possible to use a method in which the number of candidates for the corresponding physical quantity X is reduced to two and which physical quantity X is selected by the output P.

(実施の形態4)
本発明の実施の形態4について説明する。図8は本発明の実施の形態4における物理量センサのブロック図である。実施の形態1と同じ構成要素には同じ符号を付している。 実施の形態4における物理量センサは実施の形態2における物理量センサからゲイン校正部10を取り除いたものである。実施の形態4における第1のセンサ素子2、第2のセンサ素子3、極大極小検出部6、極大極小検出部7、オフセット校正部8およびオフセット校正部9は実施の形態2の場合と構成および機能が同じである。実施の形態4における物理量センサ1は、第1のセンサ素子2からの出力および第2のセンサ素子3からの出力に対し、それぞれオフセット校正を行なう。
(Embodiment 4)
Embodiment 4 of the present invention will be described. FIG. 8 is a block diagram of a physical quantity sensor according to Embodiment 4 of the present invention. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The physical quantity sensor in the fourth embodiment is obtained by removing the gain calibration unit 10 from the physical quantity sensor in the second embodiment. The first sensor element 2, the second sensor element 3, the maximum / minimum detection unit 6, the maximum / minimum detection unit 7, the offset calibration unit 8, and the offset calibration unit 9 in the fourth embodiment are the same as those in the second embodiment. The function is the same. The physical quantity sensor 1 according to the fourth embodiment performs offset calibration on the output from the first sensor element 2 and the output from the second sensor element 3, respectively.

算出部12では、第1のセンサ素子2からの出力Yをオフセット校正した出力Vと第2のセンサ素子3からの出力Pをオフセット校正した出力Qにより、物理量Xを算出する。   The calculation unit 12 calculates the physical quantity X based on the output V obtained by offset calibration of the output Y from the first sensor element 2 and the output Q obtained by offset calibration of the output P from the second sensor element 3.

本実施の形態は第1のセンサ素子2からの出力Yのゲイン校正をする必要が無い場合に有用な方法である。例えば、出力Yのゲインが予め高精度に調整されている場合や、出力Vの基準出力aと比較した大小と出力Qの基準出力bと比較した大小とにより算出する場合である。後者の場合には、一周期を4分割した大きさの領域での物理量を算出することができる。   This embodiment is a useful method when it is not necessary to calibrate the gain of the output Y from the first sensor element 2. For example, there is a case where the gain of the output Y is adjusted in advance with high accuracy, or a case where the gain is calculated based on the magnitude compared with the reference output a of the output V and the magnitude compared with the reference output b of the output Q. In the latter case, a physical quantity in an area having a size obtained by dividing one period into four can be calculated.

本実施の形態においても出力変化が一周期未満であっても、出力の校正が可能となる物理量センサを得ることができる。   In the present embodiment as well, a physical quantity sensor capable of calibrating the output can be obtained even if the output change is less than one cycle.

(実施の形態5)
本発明の実施の形態5について説明する。図9は本発明の実施の形態5における物理量センサのブロック図である。実施の形態1と同じ構成要素には同じ符号を付している。
(Embodiment 5)
Embodiment 5 of the present invention will be described. FIG. 9 is a block diagram of a physical quantity sensor according to Embodiment 5 of the present invention. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

実施の形態5における物理量センサは実施の形態4における物理量センサから極大極小検出部6およびオフセット校正部9を取り除いたものである。実施の形態5における第1のセンサ素子2、第2のセンサ素子3、極大極小検出部7およびオフセット校正部8は実施の形態5と構成および機能は同じである。実施の形態5における物理量センサ1は、第1のセンサ素子2からの出力に対しオフセット校正を行なう。   The physical quantity sensor in the fifth embodiment is obtained by removing the maximum / minimum detection unit 6 and the offset calibration unit 9 from the physical quantity sensor in the fourth embodiment. The first sensor element 2, the second sensor element 3, the maximum / minimum detection unit 7 and the offset calibration unit 8 according to the fifth embodiment have the same configuration and function as those of the fifth embodiment. The physical quantity sensor 1 in the fifth embodiment performs offset calibration on the output from the first sensor element 2.

算出部12は第1のセンサ素子2からの出力Yをオフセット校正した出力Vと第2のセンサ素子3からの出力Pにより物理量Xを算出する。   The calculation unit 12 calculates the physical quantity X from the output V obtained by offset calibration of the output Y from the first sensor element 2 and the output P from the second sensor element 3.

本実施の形態は第1のセンサ素子2からの出力Yのゲイン校正をする必要が無く、第2のセンサ素子3からの出力Pについてはオフセット校正もゲイン校正もする必要が無い場合に有用である。   This embodiment is useful when it is not necessary to calibrate the gain of the output Y from the first sensor element 2, and it is not necessary to perform offset calibration or gain calibration for the output P from the second sensor element 3. is there.

なお、実施の形態1から5において、第1のセンサ素子2からの出力Yと第2のセンサ素子3からの出力Pの位相差を、第2のセンサ素子3の方が90°進んでいるようにしたが、これに限られない。第1のセンサ素子2からの出力Yが第2のセンサ素子3の出力Pより90°進んでいても構わない。また、0°と180°の位相差を除いて、90°以外の位相差であってもよい。   In the first to fifth embodiments, the second sensor element 3 advances the phase difference between the output Y from the first sensor element 2 and the output P from the second sensor element 3 by 90 °. However, it is not limited to this. The output Y from the first sensor element 2 may be advanced by 90 ° from the output P of the second sensor element 3. Further, the phase difference may be other than 90 ° except for the phase difference of 0 ° and 180 °.

この場合、一方のセンサ素子の出力が極大または極小をとる際の他方のセンサ素子からの出力を適切な値にすることでオフセット校正を行なうことができる。例えば、出力Pの位相が出力Yより45°進んでいる場合には、第2のセンサ素子3が極大をとるときの第1のセンサ素子2の基準出力aは
a=√2/2
とし、極小を取るときの基準出力aは
a=−√2/2
にすると、出力波形が0を中心として振幅する形になるので、後の信号処理が容易になる。
In this case, offset calibration can be performed by setting the output from the other sensor element to an appropriate value when the output of one sensor element is maximized or minimized. For example, when the phase of the output P is 45 ° ahead of the output Y, the reference output a of the first sensor element 2 when the second sensor element 3 takes a maximum is a = √2 / 2
And the reference output a when taking the minimum is a = −√2 / 2
In this case, the output waveform has an amplitude centering on 0, so that later signal processing becomes easy.

これを一般化すると、出力Pの位相が出力Yよりθ進んでいる場合には、第2のセンサ素子3が極大をとるときの第1のセンサ素子2の基準出力aは
a=cosθ
とし、
第2のセンサ素子3が極小をとるときの第1のセンサ素子2の基準出力aは
a=−cosθ
にするとよい。
To generalize this, when the phase of the output P is advanced by θ from the output Y, the reference output a of the first sensor element 2 when the second sensor element 3 takes a maximum is a = cos θ.
age,
The reference output a of the first sensor element 2 when the second sensor element 3 is minimum is a = −cos θ
It is good to.

第2のセンサ素子3の基準出力bについても同様である。   The same applies to the reference output b of the second sensor element 3.

なお、実施の形態1から5で説明した極大極小検出部6および極大極小検出部7においては、極大と極小のいずれかが求まるものであるが、極大と極小の区別は、近傍の出力値が小さければ極大であり、近傍の出力値が大きければ極小であると判別することができる。   In the maximum / minimum detection unit 6 and the maximum / minimum detection unit 7 described in the first to fifth embodiments, either the maximum or the minimum can be obtained. If it is small, it can be determined that it is maximum, and if the output value in the vicinity is large, it can be determined that it is minimum.

また、第1のセンサ素子2のゲイン校正において、ゲイン校正前の出力波形の振幅を、
│Y1−Y2
で求めているが、任意の値cを用いて、
│(Y1+c)−(Y2+c)│
として、求めてもよい。その理由は、この式は、結局、
│Y1−Y2
に変形できるからである。
In the gain calibration of the first sensor element 2, the amplitude of the output waveform before gain calibration is
│Y 1 −Y 2
But using an arbitrary value c,
│ (Y 1 + c)-(Y 2 + c) │
As you may ask. The reason is that this formula, after all,
│Y 1 −Y 2
This is because it can be deformed.

よって、出力Vの振幅を直接求めてもよい。   Therefore, the amplitude of the output V may be obtained directly.

この場合は、
c=−Y2+a
としたときの値を求めているに過ぎず、結局は、
│Y1−Y2
で求めていることに他ならないからである。
in this case,
c = −Y 2 + a
We are only looking for the value when
│Y 1 −Y 2
This is because it is none other than what is being asked for.

このような求め方を行なった場合も、本発明の実施の形態の一態様であることは勿論である。   Obviously, such a method is also one aspect of the embodiment of the present invention.

第2のセンサ素子3のゲイン校正前の出力波形の振幅の求め方についても同様である。   The same applies to the method of obtaining the amplitude of the output waveform before the gain calibration of the second sensor element 3.

本発明に係る物理量センサおよび物理量の測定方法は、各種の物理量を測定するセンサに適用可能であり有用である。   The physical quantity sensor and the physical quantity measuring method according to the present invention are applicable and useful for sensors that measure various physical quantities.

1 物理量センサ
2 第1のセンサ素子
3 第2のセンサ素子
4 信号処理部
5 校正部
6 極大極小検出部
7 極大極小検出部
8 オフセット校正部
9 オフセット校正部
10 ゲイン校正部
11 ゲイン校正部
12 算出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Physical quantity sensor 2 1st sensor element 3 2nd sensor element 4 Signal processing part 5 Calibration part 6 Maximum / minimum detection part 7 Maximum / minimum detection part 8 Offset calibration part 9 Offset calibration part 10 Gain calibration part 11 Gain calibration part 12 Calculation Part

Claims (10)

物理量Xに応じた出力値Yを出力する第1のセンサ素子と、
物理量Xに応じた出力値Pを出力し、出力値の位相が前記第1のセンサ素子の出力値と異なる第2のセンサ素子と、
前記第1のセンサ素子からの出力値Yおよび前記第2のセンサ素子からの出力値Pを入力することで、測定しようとする物理量Xを出力する信号処理部とを備え、
前記信号処理部は少なくも前記出力値Yを校正する校正部を有し、
前記校正部は、前記第2のセンサ素子の出力値PがPaのときの物理量X2aおよびX2bにより、前記第2のセンサ素子の出力が極大もしくは極小となるときの物理量X2
2=(X2a+X2b)/2
で求める極大極小検出部と、
物理量が前記X2のときの前記第1のセンサ素子の出力値Y2を前記第1のセンサ出力素子の基準出力aに変換するように前記第1のセンサ素子の出力値Yを出力値Vに
V=Y−Y2+a
で変換するオフセット校正部と、
を備えた物理量センサ。
A first sensor element that outputs an output value Y corresponding to the physical quantity X;
An output value P corresponding to the physical quantity X, a second sensor element having a phase of the output value different from the output value of the first sensor element;
A signal processing unit that outputs a physical quantity X to be measured by inputting an output value Y from the first sensor element and an output value P from the second sensor element;
The signal processing unit has a calibration unit that calibrates the output value Y at least,
The calibration unit is configured by the physical quantity X 2a and X 2b when the output value P of the second sensor element is P a, the physical quantity X 2 when the output of the second sensor element is a maximum or minimum X 2 = (X 2a + X 2b ) / 2
A maximum / minimum detection unit obtained by
The output value Y of the first sensor element is converted into the output value V so that the output value Y 2 of the first sensor element when the physical quantity is X 2 is converted into the reference output a of the first sensor output element. V = Y−Y 2 + a
An offset calibration unit to convert with
Physical quantity sensor equipped with.
前記極大極小検出部は、さらに、前記第1のセンサ素子の出力値YがYaのときの物理量X1aおよびX1bにより、前記第1のセンサ素子の出力が極大もしくは極小となるときの物理量X1
1=(X1a+X1b)/2
で求め、
前記校正部は、さらに、物理量が前記X1のときの前記第1のセンサ素子の出力値Y1と前記出力値Y2の差の絶対値を前記第1のセンサ素子の出力値の基準ゲインAとするように前記出力値Vを出力値Wに
W=A/│Y1−Y2│・V
で変換するゲイン校正部と、
を備えた請求項1記載の物理量センサ。
The maximum minimum detector further by the physical quantity X 1a and X 1b when the output value Y of the first sensor element is Y a, the physical quantity when the output of the first sensor element is a maximum or minimum X 1 is X 1 = (X 1a + X 1b ) / 2
In
The calibration unit further determines the absolute value of the difference between the output value Y 1 of the first sensor element and the output value Y 2 when the physical quantity is X 1 as a reference gain of the output value of the first sensor element. The output value V is set to the output value W such that A = W / A / | Y 1 −Y 2 | · V
A gain calibration section to convert with
The physical quantity sensor according to claim 1, further comprising:
前記校正部は、さらに、前記出力値Pを校正し、
前記オフセット校正部は、さらに、物理量が前記X1のときの前記第2のセンサ素子の出力値P2を前記第2のセンサ出力素子の基準出力bに変換するように前記第2のセンサ素子の出力値Pを出力値Qに
Q=P−P2+b
で変換する、
請求項2に記載の物理量センサ。
The calibration unit further calibrates the output value P,
The offset calibration unit is further said second sensor and the second sensor element so that the output value P 2 is converted to the reference output b of the second sensor output elements of the device when the physical quantity is the X 1 Output value P to output value Q Q = P−P 2 + b
Convert with
The physical quantity sensor according to claim 2.
さらに、前記ゲイン校正部は、物理量が前記X2のときの前記第2のセンサ素子の出力値P1と前記出力値P2の差の絶対値を前記第2のセンサ素子の出力値の基準ゲインBとするように前記出力値Qを出力値Rに
R=B/│P1−P2│・Q
で変換する、
請求項3に記載の物理量センサ。
Further, the gain correction unit, the reference physical quantity output value of the second sensor element an absolute value of the difference between the output value P 1 and the output value P 2 of the second sensor element when the X 2 The output value Q is changed to the output value R so that the gain is B. R = B / | P 1 −P 2 | · Q
Convert with
The physical quantity sensor according to claim 3.
前記極大極小検出部は、さらに、前記第1のセンサ素子の出力値YがYaのときの物理量X1aおよびX1bにより、前記第1のセンサ素子の出力が極大もしくは極小となるときの物理量X1
1=(X1a+X1b)/2
で求め、
前記校正部は、さらに、前記出力値Pを校正し、
前記オフセット校正部は、さらに物理量が前記X1のときの前記第2のセンサ素子の出力値P2を前記第2のセンサ出力素子の基準出力bに変換するように前記第2のセンサ素子の出力値Pを出力値Qに
Q=P−P2+b
で変換する、
請求項1に記載の物理量センサ。
The maximum minimum detector further by the physical quantity X 1a and X 1b when the output value Y of the first sensor element is Y a, the physical quantity when the output of the first sensor element is a maximum or minimum X 1 is X 1 = (X 1a + X 1b ) / 2
In
The calibration unit further calibrates the output value P,
The offset calibration unit further physical quantity of the second sensor element to convert the output value P 2 of the second sensor element when the X 1 to the reference output b of the second sensor output element The output value P is changed to the output value Q. Q = P−P 2 + b
Convert with
The physical quantity sensor according to claim 1.
第2のセンサ素子からの出力値PがPaのときの物理量X2aおよびX2bを検知するステップと、
前記第2のセンサ素子からの出力値Pが極大値または極小値であるときの物理量X2
2=(X2a+X2b)/2
で求めるステップと、
物理量がX2のときの前記第1のセンサ素子の出力値Y2を検知するステップと、
前記第1のセンサ素子からの出力値Yの基準出力をaとしたときに、前記第1のセンサ素子からの出力値Yを変換後の出力Vに、
V=Y−Y2+a
により変換するオフセット校正を行なうステップと、
を有する物理量の測定方法。
A step of output values P from the second sensor element for detecting a physical quantity X 2a and X 2b when the P a,
The physical quantity X 2 when the output value P from the second sensor element is a maximum value or a minimum value is expressed as X 2 = (X 2a + X 2b ) / 2.
Steps to find in
Detecting an output value Y 2 of the first sensor element when the physical quantity is X 2 ;
When the reference output of the output value Y from the first sensor element is a, the output value Y from the first sensor element is converted into an output V after conversion.
V = Y−Y 2 + a
Performing an offset calibration for conversion by:
Measuring method of physical quantity having.
さらに、第1のセンサ素子からの出力値YがYaのときの物理量X1aおよびX1bを検知するステップと、
前記第1のセンサ素子からの出力値Yが極大値または極小値であるときの物理量X1
1=(X1a+X1b)/2
で求めるステップと、
物理量がX1のときの前記第1のセンサ素子の出力値Y1を検知するステップと、
前記出力値Y1と前記出力値Y2の差の絶対値を前記第1のセンサ素子の出力値の基準ゲインAとするように前記出力値Vを出力値Wに、
W=A/│Y1−Y2│・V
で変換するステップと、
を有する請求項6記載の物理量の測定方法。
And detecting physical quantities X 1a and X 1b when the output value Y from the first sensor element is Y a ;
The physical quantity X 1 when the output value Y from the first sensor element is a maximum value or a minimum value is expressed as X 1 = (X 1a + X 1b ) / 2.
Steps to find in
Detecting an output value Y 1 of the first sensor element when the physical quantity is X 1 ;
The output value V is set to the output value W so that the absolute value of the difference between the output value Y 1 and the output value Y 2 is set as a reference gain A of the output value of the first sensor element.
W = A / │Y 1 −Y 2 │ ・ V
The step of converting with
The physical quantity measuring method according to claim 6, wherein:
さらに、物理量が前記X1のときの前記第2のセンサ素子の出力値P2を検知するステップと、
前記出力値P2を前記第2のセンサ出力素子の基準出力bに変換するように前記第2のセンサ素子の出力値Pを出力値Qに
Q=P−P2+b
で変換するステップと、
を有する請求項7に記載の物理量の測定方法。
A step of detecting an output value P 2 of the second sensor element when the physical quantity is X 1 ;
Q the output value Q of the output value P of the second sensor element to convert the output value P 2 to the reference output b of the second sensor output element = P-P 2 + b
The step of converting with
The physical quantity measuring method according to claim 7, wherein:
さらに、物理量がX2のときの前記第2のセンサ素子の出力値P1を検知するステップと、
前記出力値P1と前記出力値P2の差の絶対値を前記第2のセンサ素子の出力値の基準ゲインBとするように前記出力値Qを出力値Rに、
R=B/│P1−P2│・Q
で変換するステップと、
を有する請求項8記載の物理量の測定方法。
A step of detecting an output value P 1 of the second sensor element when the physical quantity is X 2 ;
The output value Q is set to the output value R so that the absolute value of the difference between the output value P 1 and the output value P 2 is set as a reference gain B of the output value of the second sensor element.
R = B / │P 1 −P 2 │ ・ Q
The step of converting with
The physical quantity measuring method according to claim 8, wherein:
さらに、第1のセンサ素子からの出力値YがYaのときの物理量X1aおよびX1bを検知するステップと、
前記第1のセンサ素子からの出力値Yが極大値または極小値であるときの物理量X1
1=(X1a+X1b)/2
で求めるステップと、
さらに、物理量が前記X1のときの前記第2のセンサ素子の出力値P2を検知するステップと、
前記出力値P2を前記第2のセンサ出力素子の基準出力bに変換するように前記第2のセンサ素子の出力値Pを出力値Qに
Q=P−P2+b
で変換するステップと、
を有する請求項6に記載の物理量の測定方法。
And detecting physical quantities X 1a and X 1b when the output value Y from the first sensor element is Y a ;
The physical quantity X 1 when the output value Y from the first sensor element is a maximum value or a minimum value is expressed as X 1 = (X 1a + X 1b ) / 2.
Steps to find in
A step of detecting an output value P 2 of the second sensor element when the physical quantity is X 1 ;
Q the output value Q of the output value P of the second sensor element to convert the output value P 2 to the reference output b of the second sensor output element = P-P 2 + b
The step of converting with
The physical quantity measuring method according to claim 6, wherein:
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