JP2019053037A - 温度補償式トルクセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】温度補償式トルク検出システムおよびそれを用いる方法を提供する。【解決手段】システムは、コントローラと電気通信するセンサヘッドを備えることができる。センサヘッドは、コア、駆動コイル、および検出コイルを備えるトルクセンサを収容することができる。センサヘッドは、センサヘッドに結合された温度センサを備えることもできる。トルクセンサは、ターゲットを通過する磁束に基づいてターゲットの選択部分に印加されるトルクを測定するように構成することができ、一方、温度センサは、ターゲット温度を同時に測定するように構成することができる。温度センサは、検出された磁束との干渉を防ぐように位置決めすることができる。コントローラは、ターゲット温度の変動によるターゲットの磁気特性の変化を補償するために温度測定値を用いて決定されたトルクを調整することができる。このようにして、トルク測定値の精度を高めることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、磁歪式トルクセンサおよび検出方法に関する。

センサは、機材をモニタする様々な産業において使用され得る。一例として、トルクセンサは、回転機械部品（例えば、シャフト）をモニタし、被モニタ部品に印加されるトルクを表す信号を出力するために使用され得る。測定されたトルクを設計仕様と比較することによって、被モニタ部品がこれらの仕様の範囲内で動作しているか判定することができる。

磁歪式トルクセンサは、トルクを測定するために磁場を用いるセンサの一種である。一般に、磁歪は、磁場の存在下で材料の形状（例えば、膨張または収縮）の変化を特徴付ける強磁性材料の特性である。逆に、透磁率（材料内の磁場の発生を支持する能力）などの強磁性材料の磁気特性は、材料に印加されるトルクに応じて変化し得る。磁歪式トルクセンサは、シャフトを透過する磁束を生成するとともに、磁束がシャフトと相互作用するときに、磁歪式トルクセンサが磁束を検出することができる。シャフトに印加されるトルクの量が変化するとき、磁歪式センサは、検出された磁束に基づいてシャフトに印加されるトルクを表す信号を出力することができる。

しかしながら、材料の磁気特性は、材料の温度の変動によってやはり変わり得る。これらの磁気特性の変化は、印加されたトルクから独立している磁歪式トルクセンサによって検出される磁束の変動を引き起こし得る。したがって、検出された磁束に基づいて磁歪式トルクセンサによって取得されたトルク測定値は、シャフトに対する実際のトルクから逸れ得る。

概して、トルクセンサなどの磁歪式センサを温度補償するシステムおよび方法が提供される。

一実施形態では、磁歪式センサが提供され、磁歪式センサは、駆動極および検出極を備えたセンサヘッドを備えることができる。駆動極は、駆動電流の受信に応じてターゲットに作用するための第１の磁束を発生させるように構成することができる駆動コイルが結合され得る。検出極は、検出コイルが結合され得る。検出極は、第１の磁束とターゲットの相互作用から結果として生じる第２の磁束に少なくとも基づいて第１の信号（例えば、力信号）を出力し、ターゲットから受ける熱に基づいて第２の信号（例えば、温度信号）を出力するように構成することができる。第１の信号は、第２の信号に干渉しない。

一実施形態では、検出コイルは、検出極の自由端の辺りに位置決めすることができる。

別の実施形態では、センサは、センサヘッドと電気通信するコントローラを備えることができる。コントローラは、駆動電流を駆動コイルへ送信し、第１および第２の信号を受信し、第１の信号に基づいてターゲットに印加された力を決定し、第２の信号に基づいてターゲットの温度を決定し、第２の信号から決定された温度に基づいて第１の信号から決定された力を調整するように構成することができる。

別の実施形態では、力は、トルクとすることができる。

別の実施形態では、検出コイルは、第１の信号を受信するように構成された第１の回路、および第２の信号を受信するように構成された第２の回路と電気通信することができる。

第１および第２の信号は、様々な構成を有することができる。いくつかの実施形態では、第１の信号は第１の交流電流とすることができ、第２の信号は第１の信号よりも低い周波数を有する第２の交流電流とすることができ、第２の交流電流は、検出コイルのインダクタンスから実質的に独立していることができる。別の実施形態では、第１の信号は第１の交流電流とすることができ、第２の信号は直流電流とすることができる。

他の態様では、磁歪式センサを提供することができ、磁歪式センサは、近位端と遠位端との間に延びるセンサヘッドを備えることができる。センサヘッドは、駆動極、検出極、および温度センサを収容することができる。駆動極は、駆動電流の受信に応じてターゲットに作用するためのセンサヘッドの遠位端を通じて延びる第１の磁束を発生させるように構成することができる駆動コイルが結合され得る。検出極は、検出コイルが結合されていてもよく、検出極は、第１の磁束とターゲットの相互作用から結果として生じる第２の磁束に少なくとも基づいて第１の信号を出力するように構成することができる。温度センサは、センサヘッドの遠位端によって画定される平面内で延びる開放側部の形状を形成する連続した長さの導電性ワイヤを有することができる。温度センサは、センサヘッドの遠位端に固定することができ、温度センサは、ターゲットから受ける熱に基づいて第２の信号を出力するように構成することができる。

温度センサは、様々な構成を有することができる。いくつかの実施形態では、温度センサは、駆動コイルと検出コイルの各々に機械的に干渉するのを防ぐように構成することができる。２つ以上の検出コイルを備える実施形態では、温度センサは、駆動コイルと全部の検出コイルの各々に磁気的に干渉するのを防ぐように構成することができる。他の実施形態では、開放側部の形状は、センサヘッドの長手方向軸に沿った駆動極および検出極のどちらの上にも重ならない。さらなる実施形態では、開放側部の形状は、センサヘッドの遠位端の内側面に位置決めすることができる。別の実施形態では、開放側部の形状は、センサヘッドの遠位端の外側面に位置決めすることができる。

別の実施形態では、センサヘッドの遠位端は積層することができ、開放側部の形状はセンサヘッドの積層された遠位端の層間に位置決めすることができる。

別の実施形態では、センサは、センサヘッドと電気通信するコントローラを備えることができる。コントローラは、駆動電流を駆動コイルへ送信し、第１および第２の信号を受信し、第１の信号に基づいてターゲットに印加された力を決定し、第２の信号に基づいてターゲットの温度を決定し、第２の信号から決定された温度に基づいて第１の信号から決定された力を調整するように構成することができる。

別の実施形態では、力は、トルクとすることができる。

ターゲット温度の原因となるターゲットに印加される力の測定を補償する方法も提供される。一実施形態では、この方法は、磁歪式センサの駆動極に結合された駆動コイルを用いて第１の磁束を発生させるステップと、第１の磁束を強磁性ターゲットおよび磁歪式トルクセンサの検出極を貫くように向けるステップと、磁歪式センサの検出極に結合された検出コイルが第１の磁束とターゲットの相互作用から結果として生じる第２の磁束を検出するステップと、第１の磁束とターゲットの相互作用から結果として生じる第２の磁束に少なくとも基づいて検出コイルが第１の信号を出力するステップと、ターゲットから受ける熱に基づいて検出コイルが第２の信号を出力するステップとを含むことができる。

一実施形態では、方法は、第１の信号に基づいてターゲットに印加された力を決定するステップと、第２の信号に基づいてターゲットの温度を決定するステップと、第２の信号から決定された温度に基づいて第１の信号から決定された力を調整するステップとを含むこともできる。

他の態様では、温度センサは、ターゲットから離されていてもよい。

別の実施形態では、ターゲットは回転式であってもよく、第１の信号はターゲットに印加されるトルクを表すことができる。

別の実施形態では、第１の信号によって表されるトルク、および第２の信号によって表される温度は、ほぼ同時にターゲットの同じ領域の辺りで検出することができる。

別の実施形態では、検出コイルは、検出極の自由端の辺りに位置決めすることができる。

これらおよび他の特徴は、以下の添付図面と併せて見ると後述の詳細な説明からより容易に理解されよう。

トルクセンサおよび温度センサを備えるセンサヘッドを有する磁歪式トルクセンサを含む動作環境の例示的な一実施形態を示す図である。 コアと、駆動コイルと、検出コイルと、１つまたは複数の温度センサとを有するセンサヘッドを含む図１の磁歪式トルクセンサに係る例示的な一実施形態の断面図である。 図２の磁歪式トルクセンサのコアに係る例示的な実施形態の平面図である。 図２のセンサヘッドのハウジングに係る例示的な実施形態の斜視図である。 センサヘッドの遠位端の内面に装着された温度センサを示す図４Ａのハウジングの遠位端の透明な平面図である。 センサヘッドの遠位端の外面に装着された温度センサを示す図４Ａのハウジングの遠位端の平面図である。 積層構造を有し、積層構造の層間に埋設された温度センサを示す図４Ａのハウジングに係る別の例示的な実施形態の断面図である。 ターゲット温度を測定するように構成されたコア、駆動コイル、および検出コイルを有するセンサヘッドを備える磁歪式トルクセンサに係る別の例示的な実施形態の断面図である。 トルク検出部および温度検出部を備える電気回路に係る例示的な一実施形態を示す図である。 ターゲットのトルクおよび温度を測定する方法に係る例示的な実施形態を示す流れ図である。

図面は必ずしも一定の縮尺ではないことに留意されたい。図面は、本明細書中に開示した主題事項の典型的な態様のみを描くことを意図したものではなく、したがって、本開示の範囲を限定するものとみなされるべきではない。当業者は、本明細書中に特に説明されるとともに添付図面に示されるシステム、装置、および方法が、非限定の例示的な実施形態であり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ定められることを理解されよう。

次に、本明細書中に開示したシステム、装置、および方法の構造、機能、製造、および使用の原理の概要を与えるために、いくつかの例示的な実施形態を説明する。これらの実施形態の１つまたは複数の例は、添付図面に示されている。例示的な一実施形態に関連して例示または説明する特徴は、他の実施形態の特徴と組み合わされてもよい。そのような修正形態および変更形態は、本発明の範囲内に含まれることが意図される。さらに、本開示において、類似の名称の実施形態の構成要素は、一般に、同様の特徴を有し、したがって、特定の実施形態の範囲内で、それぞれの類似の名称の実施形態の構成要素の各特徴は、必ずしも十分に詳しく説明されていない。

トルクセンサなどの磁歪式センサは、磁束を発生させる駆動要素と、磁束がターゲット（例えば、回転機械シャフト）と相互作用するときに磁束を測定する検出要素とを備えることができる。いくつかの例では、ターゲットの温度が検出された磁束に基づくトルク測定値に影響を及ぼし得る場合、温度センサを使用してターゲット温度を測定し、トルク測定値を調整して温度を補償することもできる。しかしながら、温度センサ自体の位置は、トルク測定値の精度も低下させ得る。

一態様では、温度センサが検出要素のあまりに近くに配置される場合、温度センサは、検出要素によって検出される磁束に干渉し得る。別の態様では、この干渉を防ぐために、温度センサが検出要素から遠く離れて位置決めされる場合、ターゲットからの熱がターゲットと温度センサを隔てる距離にわたって放散し得るので、温度センサによって測定される温度は、ターゲットの実際の温度とは異なる可能性がある。したがって、ターゲットの温度を正確に測定するためにターゲットに十分近くに残りつつも、ターゲットのトルクを測定するために使用される磁束との干渉を防ぐように位置決めされる温度センサを組み込むことができる温度補償式の磁歪式トルクセンサが提供される。

回転機械部品のトルクを測定する検出システムの実施形態および対応する方法が本明細書で議論される。しかしながら、本開示の実施形態は、限定することなく回転機械部品または静止機械部品に加えられる他の力を測定するために用いられてもよい。

図１は、温度補償式トルクセンサ１０２とターゲット１０４とを含む動作環境１００の例示的な一実施形態を示す。温度補償式トルクセンサ１０２は、センサヘッド１０６と、トルクセンサ１１０と、温度センサ１１２と、コントローラ１１４とを備える磁歪式トルクセンサであり得る。トルクセンサ１１０は、センサヘッド１０６内に位置決めすることができ、トルクセンサ１１０は、ターゲット１０４の選択部分に印加されるトルクを表す第１の信号１１０ｓを生成するように構成することができる。温度センサ１１２は、ターゲット１０４と熱的に連通するのを容易にするために、センサヘッド１０６の遠位端１０６ｄにまたはそれに隣接して位置決めすることができ、温度センサ１１２は、ターゲット１０４の選択部分の温度を表す第２の信号１１２ｓを生成するように構成することができる。

使用に際して、センサヘッド１０６は、ターゲット１０４からトルクおよび温度測定値を取得するために（例えば、間隙Ｇだけ隔てられた）ターゲット１０４の近くに位置決めすることができる。コントローラ１１４は、第１および第２の信号１１０ｓ、１１２ｓを受信し、ターゲット１０４の選択部分に印加されるトルクを決定するように構成することができ、それは、ターゲット１０４の選択部分内の温度変動によって引き起こされるターゲット１０４の磁気特性（例えば、透磁率）の変化を補償するために、温度測定値を使用して決定されたトルクを調整することができる。このようにして、トルク測定値の精度を向上させることができる。いくつかの実施形態では、センサヘッド１０６は、ターゲット１０４に対して所望の配向および／または位置でセンサヘッド１０６を位置決めし、間隙Ｇをほぼ一定に維持するために、フレームまたは他の固定取付具（図示せず）に結合することができる。他の実施形態では、トルク測定値および温度測定値は、ターゲット１０４が（例えば、長手方向軸Ａを中心にして）回転している間、またはターゲットが静止している間に、ターゲット１０４から取得することができる。

以下により詳細に論じるように、温度センサ１１２のいくつかの実施形態は、トルクセンサ１１０から隔てられていてもよいとともに、センサヘッド１０６の遠位端１０６ｄに装着されてもよい。他の実施形態では、温度センサ１１２は、トルクセンサ１１０の磁気検出要素と統合されてもよい。どちらの場合でも、温度センサは、トルクセンサ１１０によって検出された磁束との干渉をそれが実質的に防ぐように構成することができる。他の実施形態は、開示した主題事項の範囲内である。

図２は、コントローラ２０４と電気通信するセンサヘッド２０２を備える温度補償式トルク検出システム２００の例示的な一実施形態の断面図である。センサヘッド２０２は、コア２１０、駆動コイル２１２、および検出コイル２１４を備えるトルクセンサを収容するハウジング２０６を形成することができる。センサヘッド２０２は、センサヘッド２０２に結合された温度センサ２１６を備えることもできる。以下により詳細に論じるように、トルクセンサは、ターゲット２２２の選択部分２２０（例えば、センサヘッド２０２に対向して位置決めされるとともに間隙２２４によって隔てられているターゲット２２２の一部）に印加されるトルクを測定するように構成することができる。温度センサ２１６は、トルクセンサによって取得されるトルク測定値と同時に、ターゲット２２２の温度を測定するように構成することができる。

ターゲット２２２は、回転するように構成されている任意の機械または機材２２６の構成要素とすることができる。回転部品の例には、シャフトおよびロータが含まれ得るが、これに限定されない。回転部品を組み込む機械および機材２２６の例には、ターボ機械（例えば、タービンエンジン、圧縮機、ポンプ、およびそれらの組み合わせ）、発電機、燃焼エンジン、およびそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。力または負荷は、ターゲット２２２が回転し負荷を駆動することを可能にするために、ドライバ２３０（例えば、レシプロエンジン、燃焼エンジン、タービンエンジン、電気モータなど）によってターゲット２２２に加えることができる。ターゲット２２２は、鉄、鋼鉄、ニッケル、コバルト、およびそれらの合金などの強磁性材料を含む材料から形成することができるが、これに限定されない。いくつかの実施形態では、ターゲット２２２は、磁化され得ない。他の実施形態では、ターゲット２２２は、磁化され得る。

コア２１０は、基部２３２と、少なくとも２つの細長い極２３４、２３６とを備えることができる。極２３４、２３６は、基部２３２から外側に延びることができ、極２３４、２３６は、選択した距離だけ互いから隔てられ得る。コア２１０は、任意の強磁性材料から形成することができる。例には、鉄、鋼鉄、ニッケル、コバルト、およびそれらの合金が含まれ得るが、これに限定されない。極２３２の一方は、駆動コイル２１２が巻き回される駆動極であり得る。極２３４の他方は、検出コイル２１４が巻き回される検出極であり得る。

駆動コイル２１２および検出コイル２１４は、コントローラ２０４とそれぞれ電気通信することができる。図２に示すように、コントローラ２０４は、有線接続または無線接続によって励振源ＥＳ２４０に電気的に結合することができる。高周波（ＲＦ）送信機などの無線通信装置は、励振源ＥＳ２４０と一体化されたＲＦ受信機へ信号を送信するために、コントローラ２０４と一体化され得る。やはり図２に示すように、コントローラ２０４は、センサヘッド２０２から遠く離れて位置決めされ得る。しかしながら、代替実施形態（図示せず）では、コントローラ２０４は、センサヘッド２０２内に位置決めすることができる。

電源２４２（例えば、電気取出口、発電機、電池など）は、コントローラ２０４および励振源ＥＳ２４０に電力を供給することができる。励振源ＥＳ２４０は、駆動電流２４４（例えば、ＡＣ電流）を駆動コイル２１２に送り届けるように構成することができ、コントローラ２０４は、励振源ＥＳ２４０によって駆動コイル２１２へ送り届けられる駆動電流２４４の特性（例えば、周波数、振幅など）を制御するように構成することができる。コントローラ２０４は、汎用または特定用途向けのプロセッサ２４６を用いる任意のコンピューティング装置とすることができる。どちらの場合でも、コントローラ２０４は、周波数、振幅、およびそれらの組み合わせなどの駆動電流２４４の特性に関連した命令を記憶するメモリ２５０を備えることができる。メモリ２５０は、センサ信号（例えば、トルク信号２４８および温度信号２５２）を取り込み、温度信号２５２（例えば、ターゲット２２２の温度）に基づいてトルク測定値を補償するための命令およびアルゴリズムも備え得る。プロセッサ２４６は、１つまたは複数の処理装置を備えることができるとともに、メモリ２５０は、本明細書中に記載された方法および制御動作を実行するためのプロセッサ２４６によって実行可能な命令をまとめて記憶する１つまたは複数の有形の非一時的な機械可読媒体を備えることができる。

駆動電流２４４は、駆動コイル２１２を通過して磁束２５４を発生させることができる。磁束２５４は、ターゲット２２２を透過し、検出コイル２１４を通過し、コア２１０（例えば、検出極）を介して駆動コイル２１２に戻ることができる。このようにして、磁気ループは、トルクセンサおよびターゲット２２２を通じて形成することができる。

検出コイル２１４は、ターゲット２２２から出る磁束２５４を測定するために使用することができる。ターゲット２２２に加えられる力（例えば、圧縮、張力、ねじれなど）がターゲット２２２の透磁率を変え得るので、検出コイル２１４によって検出される磁束２５４は変わり得る。したがって、ターゲット２２２に印加されるトルクは、駆動コイル２１２によって発生された磁束２５４に対して検出コイル２１４によって受信された磁束２５４の変化に基づいて決定することができる。検出コイル２１４は、コントローラ２０４内の磁束２５４の変化（例えば、差）を示すトルク信号２４８を送信するように構成することができる。

トルク信号２４８は、有線接続または無線接続によってコントローラ２０４（例えば、受信機２５６）と通信することができる。一例として、ＲＦ送信機などの無線通信装置は、コントローラ２０４と一体のＲＦ受信機へ信号を送信するために、（例えば、検出コイル２１４の近くの）センサヘッド２０２と一体化されてもよい。受信機２５６は、トルク信号２４８をプロセッサ２４６へ送信する前に、トルク信号２４８を調整することができる電子部品（例えば、増幅器、フィルタなど）を備え得る。他の実施形態では、トルク信号２４８は、プロセッサ２４６によって処理された後に調整され得る。

検出コイル２１４からトルク信号２４８を受信すると、プロセッサ２４６は、トルク信号２４８を処理して、ターゲット２２２に印加されるトルクを計算することができる。すなわち、プロセッサ２４６は、ターゲット２２２、センサヘッド２０２、および駆動電流２４４の各特性に基づいてターゲット２２２に印加されるトルクの大きさを計算するために、メモリ２５０に事前に記憶されたおよび／またはユーザが定義したアルゴリズムを実行することができる。

上で論じたように、ターゲット２２２の温度（例えば、その外面あたりにおける温度）は、ターゲット２２２の透磁率に影響を及ぼす可能性があり、ひいてはトルク測定値に影響を及ぼし得る。したがって、トルクセンサによって検出される磁束２５４に基づいてターゲット２２２について決定されるトルク測定値は、ターゲット２２２に印加される実際のトルクから逸れ得る。この問題に対処するために、ターゲット２２２の温度（例えば、ターゲットから放たれる熱２５８）が測定され、温度変化によるターゲット２２２の磁気特性の変動を説明するためにトルク測定値を調整するために使用され得る。このようにして、温度センサ２１６は、トルク測定値の精度を改善し、ターゲット２２２を組み込む機械または機材２２６の熱制御をより良く制御することを可能にすることができる。

ターゲット２２２に対しての温度センサ２１６の位置は、トルクセンサによって取得されるトルク測定と温度センサ２１６によって取得される温度測定の両方を助けるように選択することができる。温度センサ２１６がターゲット２２２のあまりに近くに位置決めされる場合、駆動コイル２１２によって発生される磁束２５４は、検出コイル２１４によって検出された磁束２５４をかき乱す程度まで温度センサ２１６と相互作用することができる。代替として、温度センサ２１６がターゲット２２２からあまりに離れて位置決めされる場合、大きい熱勾配がターゲット２２２と温度センサ２１６の間に確立され得るとともに、温度センサ２１６によって測定される温度は、ターゲット２２２の実際の温度からかなり大きく逸れ得る。

これらの考慮すべき事項の一方または両方に対処するために、温度センサ２１６は、温度センサ２１６とターゲット２２２の間の比較的低い温度勾配（例えば、閾値よりも低い温度勾配）を示すセンサヘッド２０２の磁気的に中立の領域２６２内の位置に位置決めされ得る。磁気的に中立の領域２６２は、極２３４、２３６およびターゲット２２２よりも低い透磁率を示し、ターゲット２２２に直接接触しないセンサヘッド２０２の任意の領域であり得る。すなわち、磁束２５４のより大きい部分は、磁気的に中間の領域２６２内よりも磁気的に中間の領域２６２の外側に存在し得、磁束２５４の望ましくない乱れの可能性を減少させる。磁気的に中立の領域２６２は、駆動極３１２と検出極３１４の間に位置し得る。温度センサ２１６とターゲット２２２の間の温度勾配は、磁気的に中立の領域２６２の境界内でターゲット２２２のできるだけ近くに温度センサ２１６を位置決めすることによって小さくすることができる。図２に示すように、温度センサ２１６は、センサヘッド２０２の遠位端２０２ｄに位置決めすることができる。

温度センサ２１６は、ターゲット２２２と熱的に連通し、直接接触することなくターゲットの温度を測定するように構成されている非接触センサであり得る。温度センサ２１６の例には、熱電温度センサ（例えば、熱電対）、焦電温度センサ、圧電温度センサ、サーミスタ（例えば、Ｐｔ１００）、およびジグザグのフィラメントワイヤが含まれ得るが、これらに限定されない。熱電温度センサ、焦電温度センサ、および圧電温度センサの場合には、温度センサ２１６にわたっての電圧は、温度に依存し得る。サーミスタ、およびジグザグのフィラメントワイヤの場合には、温度センサ２１６の電気抵抗は、その温度に依存し得る。温度センサ２１６は、処理のためにコントローラ２０４へ温度信号２４８（例えば、電圧信号、または電流信号）を出力するように構成されている電圧または電流検出回路を含むこともできる。

温度信号２５２は、受信機２５６内でトルク信号２４８と混合され、それによって混合信号２６０を生成することができる。受信機２５６は、プロセッサ２４６へ温度信号２５２を送信する前に温度信号２５２を調整することができる電子部品（例えば、増幅器、フィルタなど）を含むことができる。他の実施形態では、温度信号２５２は、プロセッサ２４６によって処理された後に調整することができる。検出コイル２１４からのトルク信号２４８と同様に、温度信号２５２は、トルク信号２４８と混合する前もしくは後、またはプロセッサ２４６によって処理される前もしくは後に、増幅器、フィルタ等などの電子部品と調整することもできる。さらに、いくつかの実施形態では、信号２４８、２５２は、受信機２５６内ではなくプロセッサ２４６内で混合されてもよい。メモリ２５０は、信号２４８、２５２を混合して測定した温度（例えば、温度信号２５２）に基づいて測定されたトルクを補償するためのプロセッサ２４６によって実行可能な命令およびアルゴリズムを含むことができる。トルク信号２４８に関して上で論じたように、温度信号２５２は、有線接続または無線接続によってコントローラ２０４へ通信することができる。

図３は、交差ヨーク部分３０４で交差軸ヨーク３０２を有するコア３００を備えるトルクセンサの例示的な実施形態の平面図である。交差軸ヨーク３０２の４つの基部３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃ、３０６ｄは、交差ヨーク部分３０４から平面内で外側に放射状に延びることができる。４つの基部３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃ、３０６ｄは、交差ヨーク部分３０４の辺りで互いにほぼ直交し得る。４つの基部３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃ、３０６ｄの各々は、それぞれが本明細書中に記載されたように動作することを可能にする任意の構成でおよび任意の長さについて交差ヨーク部分３０４から延びることができる。いくつかの実施形態では、交差軸ヨーク３０２は、交差ヨーク部分３０４から放射状に延びる１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個以上などの任意の個数の部材を有することができる。基部３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃ、３０６ｄは、約１０度から１３５度（例えば、１０度、２０度、３０度、４０度、４５度、６０度、７５度、９０度、１２０度、１３５度、またはそれらの任意の組み合わせ）の角度範囲だけ角度的に離間していることができる。図３に示すように、部３０６ａ、３０６ｂ、３０６ｃ、３０６ｄは、約９０度だけ角度的に離間していることができる。センサヘッド３００およびトルクセンサのさらなる実施形態は、米国特許第９，６１８，４０８号において論じられており、その全体が参照により本明細書中に組み込まれる。

図４Ａ〜図４Ｃは、温度センサ４００の別の例示的な実施形態を含むセンサヘッド２０２を示す。図４Ａに示すように、センサヘッド２０２の遠位端２０２ｄは、ほぼ平坦とすることができ、温度センサ４００は、測温抵抗体（ＲＴＤ）の形態をとり得る。ＲＴＤは、センサヘッド２０２の遠位端２０２ｄによって画定される平面内で延びる導電性ワイヤ（例えば、白金、銅など）とすることができ、それは、その温度（例えば、ターゲットから受ける熱）に基づいて温度信号を出力するように構成することができる。

ＲＴＤ温度センサ４００は、様々な構成でセンサヘッド２０２に装着され得る。一実施形態では、ＲＴＤ温度センサ４００は、センサヘッド２０２の遠位端２０２ｄ（図４Ｂ）の内側面４０２に結合することができる。別の実施形態では、ＲＴＤ温度センサ４００は、センサヘッド２０２の遠位端２０２ｄ（図４Ｃ）の外側面４０４に結合することができる。図４Ｄに示されるさらなる実施形態では、センサヘッド２０２の遠位端２０２ｄは、２つ以上の層を有する積層４５０として形成することができ、ＲＴＤ温度センサ４００は、隣接した層間に位置決めすることができる。いくつかの実施形態では、ＲＴＤ温度センサ４００は、複数の層のうち１つまたは複数の層内に埋設することができる。どちらの場合でも、ＲＴＤ温度センサ４００の形状は、開放側部であり得る（例えば、ＲＴＤの自由端が電気的に接続されていない）。図４Ｂ〜図４Ｄにも示すように、ＲＴＤ温度センサ４００の経路は、駆動コイルまたは検出コイルのいずれかに重なるのを防ぐことができる。すなわち、ＲＴＤは、磁気的に中立の領域内に位置決めすることができる。このようにして、ＲＴＤ温度センサ４００は、トルクセンサによって検出される磁束の乱れを実質的に防ぐことができる。さらに、ＲＴＤ温度センサ４００は、センサヘッドの遠位端３００にまたはセンサヘッドの遠位端３００内に位置決めすることができるので、ターゲットから放たれる熱は、センサヘッド２０２がターゲット２２２の近くに位置決めされるとき、ＲＴＤ温度センサ４００によって正確に測定することができる。

図５は、温度補償式トルク検出システム５００の別の例示的な実施形態を示す断面図である。温度補償式トルク検出システム５００は、それがターゲットに印加されるトルクならびにターゲットの温度の両方を測定するように構成されている検出コイル５０２を備えることができることを除いて、図２の温度補償式トルク検出システム２００と同様であり得る。検出コイル５０２の少なくとも一部は、検出極２３６に巻き回されたままであり得るが、検出極２３６上のその位置は、遠位に進められ得る。図５に示すように、検出コイル５０２の遠位端は、検出極２３６の自由端（例えば、最遠位端）の辺りに位置決めされ得る。図示されていない別の実施形態では、検出コイルの遠位端は、検出極２３６の自由端を超えて遠位に位置決めされ得る。どちらの位置でも、検出コイル２１４は、ターゲット２２２と熱的に連通することができ、その温度は、センサヘッド２０２がターゲット２２２に隣接して位置決めされるときに、ターゲット温度とほぼ等しいものであり得る。

図６は、温度補償式トルク検出システム５００の例示的な電気回路６００を示す概略図である。電気回路６００は、トルク検出回路６０２と温度検出回路６０４とを備えることができる。トルク検出回路６０２は、受信機２５６と検出コイル５０２とを備えることができ、ただし後者は抵抗器Ｒ_１およびインダクタＬによって表すことができる。温度検出回路６０４は、受信機２５６と、検出コイル５０２と、追加のドライブＶと、ドライブＶのノード６０６間に介在させられる抵抗器Ｒ_２とを備えることができる。

センサコイル５０２は、温度に依存する電気抵抗を有する材料から形成することもできる。トルク検出回路６０２は、図２に関して上で論じたように動作し、検出コイルは、磁束２５４を検出し、トルク信号２４８（例えば、第１の交流電流）を受信機２５６へ出力することができる。ドライブＶが、検出コイル５０２の抵抗を測定するために直流電流ＤＣまたは第２の交流電流ＡＣのどちらかを供給することができる。この測定された抵抗は温度信号２５２であり得るとともに、それは受信機２５６へ送信され得る。プロセッサ２４６は、ターゲット２２２の透磁率に対する温度変動の影響に少なくとも一部基づいてトルク測定値を補償するように、トルク信号２４８および温度信号２５２を調整および混合することができる。温度補償式トルク検出システム２００と同様に、温度補償式トルク検出システム５００によって生成されるトルク測定値は、一体化された温度センサを有さないトルク検出システムと比較してより精確であり得る。

電気回路６００は、トルク信号２４８と温度信号２５２との間の干渉を防ぐように構成することができる。直流電流ＤＣがドライブＶによって供給される状況では、トルク検出回路６０２（例えば、受信機２５６）の部分は、この直流電流ＤＣをフィルタ処理するように構成することができ、それによってそれはトルク信号２４８に干渉しない。同様に、第２の交流電流ＡＣがドライブＶによって供給される状況において、第２の交流電流の周波数は、トルク信号２４８の第１の交流電流よりも小さいものであり得る。結果として、第２の交流電流は、検出コイル５０２のインダクタンスから実質的に独立することができる。すなわち、第２の交流電流は、検出コイル５０２によって検出される磁束２５４との干渉を実質的に防ぐことができる。

図６の実施形態は、検出コイルの抵抗の測定が、測定される電圧で電圧駆動される状況を示す。しかしながら、測定される電流で電流駆動される他の実施形態も可能である。

図７は、本明細書中で論じた検出システムのいずれかを用いてターゲットの力（例えば、トルク）および温度を測定する方法７００の例示的な実施形態を示す流れ図である。方法７００は、図２の温度補償式トルク検出システム２００に関して以下に説明される。しかしながら、方法７００は、温度補償式トルク検出システム２００と共に使用することに限定されず、方法７００は、任意の磁歪式トルクセンサおよび温度センサ（例えば、５００）と共に用いられてもよい。いくつかの態様では、方法７００の実施形態は、図７に示されるものよりも多いまたは少ない動作を含んでもよく、図７に示されたものとは異なる順序で実行されてもよい。

図７に示すように、動作７０２において、温度補償式トルク検出システム（例えば、２００）は、ターゲット（例えば、２２２）の近くに位置決めすることができる。上で論じたように、温度補償式トルク検出システム２００は、トルクセンサおよび温度センサ２１６を備えることができる。動作７０２において、温度補償式トルク検出システム２００は、ターゲット２２２の近くに位置決めすることができる。動作７０４〜７０６において、第１の磁束は、トルクセンサ（例えば、駆動コイル２１２によって）によって発生させられ、ターゲット２２２および検出極２３６を貫くように向けることができる。動作７１０〜７１２において、第１の磁束とターゲット２２２の正味の相互作用を表す第２の磁束は、トルクセンサ（例えば、検出コイル２１４、５０２）によって検出することができ、第１の信号（例えば、トルク信号２４８）は、第２の磁束に基づいてトルクセンサによって出力することができる。動作７１４において、第２の信号（例えば、温度信号２５２）は、ターゲット２２２の温度に基づいて温度センサ２１６によって出力することができる。動作７１６において、ターゲット２２２に加えられる力（例えば、トルク）は、第１の信号２４８に基づいて決定することができ、ターゲット２２２の温度は、第２の信号２５２に基づいて決定することができる。動作７２０において、決定されたトルクは、決定された温度に基づいて調整することができる。

本明細書中に記載された方法、システム、および装置の例示的な技術的効果は、非限定の例によって、トルク測定値の温度補償を含む。１つまたは複数の温度センサを力検出システム（例えば、トルク検出システム）に組み込むことで、以下の非限定の技術的効果のうちの１つまたは複数を、任意の組み合わせでもたらすことができる。（１）温度測定値とトルク測定値の取得の間の干渉を防ぐ。別個またはスタンドアロンの温度センサは、トルクセンサにあまりに近く位置決めされる場合にトルクを測定するために用いられる磁場を妨げ得る金属製ハウジング（例えば、ステンレス鋼）内に設けることができる。（２）温度測定値の精度の改善。磁気的な干渉を防ぐために、別個またはスタンドアロンの温度センサがトルクセンサから離されている場合、測定された温度は、温度センサがトルクセンサにより近く（例えば、ターゲットにより近く）位置決めされる場合とは異なり得る。（３）トルク測定値のより正確な温度補正。トルク信号が測定される位置のより近くでターゲット（例えば、シャフト）の表面温度の取得。（４）トルク検出信号と温度検出信号に関する信号対ノイズ比の改善。相互接続用ケーブルを通じて共にもたらされる別個の温度検出信号とトルク検出信号が、場のノイズを拾い上げる場合がある。（５）２つの別個のセンサよりも１つの一体化されたセンサの方が設置費用がより低い。（６）２つの別個のセンサよりも１つの一体化されたセンサの方が開発および安全性の承認証明費用がより低い。（７）２つの別個のセンサよりも１つの一体化されたセンサの方がエンドユーザによりアピールする設計となる。

本明細書中に記載された主題事項は、本明細書に開示した構造的手段、およびその構造的均等物、またはそれらの組み合わせを含むデジタル電子回路、またはコンピュータソフトウェア、ファームウェア、もしくはハードウェアで実装することができる。本明細書中に記載された主題事項は、データ処理装置（例えば、プログラム可能プロセッサ、１つのコンピュータ、または複数のコンピュータ）の動作を制御することによってまたはそうするように実行するために、情報キャリアに（例えば、機械可読記憶装置に）有形に具体化された、または伝搬信号に具現化された、１つまたは複数のコンピュータプログラムなどの１つまたは複数のコンピュータプログラム製品として実装することができる。（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、またはコードとしても知られている）コンピュータプログラムは、コンパイル言語またはインタプリタ言語を含む任意の形態のプログラミング言語で記述することができ、このコンピュータプログラムは、スタンドアロンプログラムとして、またはモジュール、コンポーネント、サブルーチン、もしくはコンピューティング環境における使用に適した他のユニットとして含まれる任意の形態で展開され得る。コンピュータプログラムは、必ずしもファイルに対応するわけではない。プログラムは、他のプログラムまたはデータを保持するファイルの一部に記憶されてもよく、当該プログラムに専用の単一ファイルに記憶されてもよく、または複数の連係したファイル（例えば、１つまたは複数のモジュール、サブプログラム、またはコードの部分を記憶するファイル）に記憶されてもよい。コンピュータプログラムは、１つのコンピュータ上で実行されるように展開されてもよく、あるいは一箇所にありまたは複数箇所にわたって分散しており通信ネットワークによって相互接続されている複数のコンピュータ上で実行されるように実施されてもよい。

本明細書中に記載された主題事項の方法ステップを含む本明細書に記載されたプロセスおよび論理の流れは、入力データに関して動作し出力を生成することで本明細書中に記載された主題事項の機能を実行するための１つまたは複数のコンピュータプログラムを実行する１つまたは複数のプログラム可能プロセッサによって行うことができる。プロセスおよび論理の流れは、専用論理回路、例えば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）またはＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって実行することもでき、本明細書中に記載された主題事項の装置は、専用論理回路、例えば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）またはＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）として実装することもできる。

コンピュータプログラムの実行に適したプロセッサには、例として、汎用マイクロプロセッサと専用マイクロプロセッサの両方、および任意の種類のデジタルコンピュータの任意の１つまたは複数のプロセッサが含まれる。概して、プロセッサは、リードオンリメモリ、またはランダムアクセスメモリ、あるいは両方から命令およびデータを受信する。コンピュータの必須の要素は、命令を実行するためのプロセッサ、ならびに命令およびデータを記憶するための１つまたは複数のメモリデバイスである。概して、コンピュータは、データを記憶するための１つまたは複数の大容量記憶装置、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、または光ディスクも備え、あるいはこれからデータを受信しもしくはこれにデータを転送し、またはその両方をするように動作可能に結合する。コンピュータプログラム命令およびデータを具現化するのに適した情報キャリアには、例として、半導体メモリデバイス（例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、およびフラッシュメモリデバイス）、磁気ディスク（例えば、内蔵ハードディスクまたはリムーバブルディスク）、光磁気ディスク、および光ディスク（例えば、ＣＤディスク、およびＤＶＤディスク）を含む不揮発性メモリの全形態が含まれる。プロセッサおよびメモリは、専用論理回路によって補足することができ、または専用論理回路に組み込むことができる。

ユーザとの対話を行うために、本明細書中に記載された主題事項は、ユーザに情報を表示するための表示装置、例えば、ＣＲＴ（ブラウン管）、またはＬＣＤ（液晶ディスプレイ）モニタと、キーボード、およびポインティングデバイス（例えば、マウス、またはトラックボール）とを有するコンピュータ上で実装することができ、これによってユーザは、コンピュータへの入力を行うことができる。他の種類の装置が、同様にユーザとの対話を行うために用いられてもよい。例えば、ユーザに与えられるフィードバックは、任意の形態の感覚フィードバック、（例えば、視覚フィードバック、聴覚フィードバック、または触覚フィードバック）とすることができ、ユーザからの入力は、音響入力、音声入力、または触覚入力を含む任意の形態で受信することができる。

本明細書中に記載された技法は、１つまたは複数のモジュールを用いて実装することができる。本明細書中に使用されるとき、用語「モジュール」は、コンピューティングソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、および／またはそれらの様々な組み合わせを指す。しかしながら、最低でも、モジュールは、ハードウェア、ファームウェア上で実装されない、または非一時的なプロセッサ可読追記型記憶媒体上に記録されないソフトウェアと解釈されるべきでない（すなわち、モジュールは、それ自体がソフトウェアではない）。実際には、「モジュール」は、少なくとも、プロセッサまたはコンピュータの一部などのある物理的で非一時的なハードウェアを常に含むと解釈されるべきである。２つの異なるモジュールは、同じ物理的ハードウェアを共有することができる（例えば、２つの異なるモジュールは、同じプロセッサおよびネットワークインタフェースを使用することができる）。本明細書中に記載されたモジュールは、様々なアプリケーションをサポートするように組み合わされ、組み込まれ、分離され、および／または複製され得る。また、特定のモジュールで実行されるものとして本明細書中に記載された機能は、特定のモジュールで実行される機能に代えてまたはそれに加えて、１つまたは複数の他のモジュールでおよび／または１つまたは複数の他の装置によって実行することができる。さらに、モジュールは、互いにローカルまたはリモートの複数の装置および／または他の構成要素にわたって実装することができる。さらに、モジュールは、ある装置から移動され、別の装置に加えられてもよく、ならびに／または両装置に含まれてもよい。

本明細書中に記載された主題事項は、バックエンドコンポーネント（例えば、データサーバ）、ミドルウェアコンポーネント（例えば、アプリケーションサーバ）、またはフロントエンドコンポーネント（例えば、ユーザが本明細書中に記載された主題事項を実装するものと交信することができるグラフィカルユーザインタフェースまたはウェブブラウザを有するクライアントコンピュータ）、あるいはそのようなバックエンドコンポーネント、ミドルウェアコンポーネント、およびフロントエンドコンポーネントの任意の組み合わせを含むコンピューティングシステムにおいて実装することができる。このシステムのコンポーネントは、デジタルデータ通信の任意の形態または媒体、例えば、通信ネットワークによって相互接続することができる。通信ネットワークの例には、ローカルエリアネットワーク（「ＬＡＮ」）、および広域ネットワーク（「ＷＡＮ」）、例えば、インターネットが含まれる。

近似表現は、本明細書および特許請求の範囲の全体を通じて本明細書中に使用されるとき、任意の定量的表現を修正するために適用することができ、これはそれと関連している基本機能を変更する結果となることなく許容可能に変化し得る。したがって、「約」および「実質的に、ほぼ」などの１つまたは複数の用語によって修正される値は、特定された精確な値に限定されるべきではない。少なくとも一部の例では、近似表現は、値を測定する計器の精度に対応し得る。ここでおよび本明細書および特許請求の範囲の全体を通じて、範囲限定は、組み合わされてもよくおよび／または交換されてもよく、そのような範囲が特定され、文脈上または表現上他に示すものがない限りそこに含まれる全ての部分範囲を含む。

当業者は、上記の実施形態に基づいて本発明のさらなる特徴および利点を理解されよう。したがって、本出願は、添付の特許請求の範囲によって示されるときを除いて、特に図示および説明されたものによって限定されるべきではない。本明細書中に引用された全ての刊行物および参考文献は、参照により全体として明確に組み込まれる。

１００ 動作環境
１０２ 温度補償式トルクセンサ
１０４ ターゲット
１０６ センサヘッド
１０６ｄ 遠位端
１１０ トルクセンサ
１１０ｓ 第１の信号
１１２ 温度センサ
１１２ｓ 第２の信号
１１４ コントローラ
２００ 温度補償式トルク検出システム
２０２ センサヘッド
２０２ｄ 遠位端
２０４ コントローラ
２０６ ハウジング
２１０ コア
２１２ 駆動コイル
２１４ 検出コイル
２１６ 温度センサ
２２０ 選択部分
２２２ ターゲット
２２４ 間隙
２２６ 機械または機材、機械および機材
２３０ ドライバ
２３２ 基部、極
２３４ 細長い極、極
２３６ 細長い極、極、検出極
２４０ 励振源ＥＳ
２４２ 電源
２４４ 駆動電流
２４６ 汎用または特定用途向けのプロセッサ、プロセッサ
２４８ トルク信号、温度信号、信号、第１の信号
２５０ メモリ
２５２ 温度信号、信号、第２の信号
２５４ 磁束
２５６ 受信機
２５８ 熱
２６０ 混合信号
２６２ 磁気的に中間の領域
３００ コア、センサヘッド
３０２ 交差軸ヨーク
３０４ 交差ヨーク部分
３０６ａ 基部
３０６ｂ 基部
３０６ｃ 基部
３０６ｄ 基部
３１２ 駆動極
３１４ 検出極
４００ ＲＴＤ温度センサ
４５０ 積層
５００ 温度補償式トルク検出システム
５０２ 検出コイル、センサコイル
６００ 電気回路
６０２ トルク検出回路
６０４ 温度検出回路
６０６ ノード
７００ 方法
Ａ 長手方向軸
Ｇ 間隙
Ｌ インダクタ
Ｒ_１ 抵抗器
Ｒ_２ 抵抗器
Ｖ 追加のドライブ

Claims (22)

1. 駆動極（３１２）であって、駆動電流（２４４）の受信に応じてターゲット（１０４）に作用するための第１の磁束（２５４）を発生させるように構成されている駆動コイル（２１２）が結合されている駆動極（３１２）と、
   検出極であって、前記第１の磁束（２５４）とターゲット（１０４）の相互作用から結果として生じる第２の磁束に少なくとも基づいて第１の信号（２４８）を出力し、
   ターゲット（１０４）から受ける熱に基づいて第２の信号（２５２）を出力する
   ように構成されている検出コイル（２１４）が結合されている検出極（３１４）と
   を備えたセンサヘッド（２０２）
   を備える磁歪式センサ（１０２）。
2. 前記第１の信号（２４８）は、前記第２の信号（２５２）に干渉しない、請求項１記載の磁歪式センサ（１０２）。
3. 前記検出コイル（２１４）は、前記検出極（３１４）の自由端の辺りに位置決めされる、請求項１記載のセンサ（１０２）。
4. 前記センサヘッド（２０２）と電気通信するコントローラ（２０４）を備え、
   前記駆動電流（２４４）を前記駆動コイル（２１２）へ送信し、
   前記第１および第２の信号（２４８、２５２）を受信し、
   前記第１の信号（２４８）に基づいて前記ターゲット（１０４）に印加された力を決定し、
   前記第２の信号（２５２）に基づいて前記ターゲット（１０４）の温度を決定し、
   前記第２の信号（２５２）から決定された前記温度に基づいて前記第１の信号（２４８）から決定された前記力を調整する
   ように構成されている、請求項１記載のセンサ（１０２）。
5. 前記力はトルクである、請求項４記載のセンサ（１０２）。
6. 前記検出コイル（２１４）は、前記第１の信号（２４８）を受信するように構成された第１の回路、および前記第２の信号（２５２）を受信するように構成された第２の回路と電気通信する、請求項１記載のセンサ（１０２）。
7. 前記第１の信号（２４８）は第１の交流電流であり、前記第２の信号（２５２）は前記第１の信号（２４８）よりも低い周波数を有する第２の交流電流であり、前記第２の交流電流は、前記検出コイル（２１４）のインダクタンスから実質的に独立しているようになっている、請求項６記載のセンサ（１０２）。
8. 前記第１の信号（２４８）は第１の交流電流であり、前記第２の信号（２５２）は直流電流である、請求項６記載のセンサ（１０２）。
9. 近位端と遠位端との間に延びるセンサヘッド（２０２）を備え、前記センサヘッド（２０２）は、
   駆動極（３１２）であって、駆動電流（２４４）の受信に応じてターゲット（１０４）に作用するための前記センサヘッド（２０２）の前記遠位端を通じて延びる第１の磁束（２５４）を発生させるように構成されている駆動コイル（２１２）が結合されている駆動極（３１２）と、
   検出極（３１４）であって、前記第１の磁束（２５４）とターゲット（１０４）の相互作用から結果として生じる第２の磁束に少なくとも基づいて第１の信号（２４８）を出力するように構成されている検出コイル（２１４）が結合されている検出極（３１４）と、
   前記センサヘッド（２０２）の前記遠位端によって画定される平面内で延びる開放側部の形状を形成する連続した長さの導電性ワイヤを含む温度センサとを収容し、前記温度センサは、前記センサヘッド（２０２）の前記遠位端に固定され、ターゲット（１０４）から受ける熱に基づいて第２の信号（２５２）を出力するように構成されている、磁歪式センサ（１０２）。
10. 前記温度センサは、前記駆動コイル（２１２）と前記検出コイル（２１４）の各々に磁気的に干渉するのを防ぐように構成されている、請求項９記載のセンサ（１０２）。
11. 前記開放側部の形状は、前記センサヘッド（２０２）の長手方向軸に沿った前記駆動極（３１２）および前記検出極（３１４）のどちらの上にも重ならない、請求項９記載のセンサ（１０２）。
12. 前記開放側部の形状は、前記センサヘッド（２０２）の前記遠位端の内側面に位置決めされる、請求項９記載のセンサ（１０２）。
13. 前記開放側部の形状は、前記センサヘッド（２０２）の前記遠位端の外側面に位置決めされる、請求項９記載のセンサ（１０２）。
14. 前記センサヘッド（２０２）の前記遠位端は積層されており、前記開放側部の形状は前記センサヘッド（２０２）の前記積層された遠位端の層間に位置決めされる、請求項９記載のセンサ（１０２）。
15. 前記センサヘッド（２０２）と電気通信するコントローラ（２０４）を備え、
    前記駆動電流（２４４）を前記駆動コイル（２１２）へ送信し、
    前記第１および第２の信号（２４８、２５２）を受信し、
    前記第１の信号（２４８）に基づいて前記ターゲット（１０４）に印加された力を決定し、
    前記第２の信号（２５２）に基づいて前記ターゲット（１０４）の温度を決定し、
    前記第２の信号（２５２）から決定された前記温度に基づいて前記第１の信号（２４８）から決定された前記力を調整する
    ように構成されている、請求項９記載のセンサ（１０２）。
16. 前記力はトルクである、請求項１５記載のセンサ（１０２）。
17. 磁歪式センサの駆動極（３１２）に結合された駆動コイル（２１２）を用いて第１の磁束（２５４）を発生させるステップと、
    前記第１の磁束（２５４）を強磁性ターゲット（１０４）および前記磁歪式センサの検出極（３１４）を貫くように向けるステップと、
    前記磁歪式センサの検出極（３１４）に結合された検出コイル（２１４）が前記第１の磁束（２５４）とターゲット（１０４）の相互作用から結果として生じる第２の磁束を検出するステップと、
    前記第１の磁束（２５４）とターゲット（１０４）の相互作用から結果として生じる第２の磁束に少なくとも基づいて前記検出コイル（２１４）が第１の信号（２４８）を出力するステップと、
    前記ターゲット（１０４）から受ける熱に基づいて前記検出コイル（２１４）が第２の信号（２５２）を出力するステップと
    を含む、検出方法。
18. 前記第１の信号（２４８）に基づいて前記ターゲット（１０４）に印加された力を決定するステップと、
    前記第２の信号（２５２）に基づいて前記ターゲット（１０４）の温度を決定するステップと、
    前記第２の信号（２５２）から決定された前記温度に基づいて前記第１の信号（２４８）から決定された前記力を調整するステップと
    をさらに含む、請求項１７記載の方法。
19. 前記ターゲット（１０４）は回転式であり、前記第１の信号（２４８）は前記ターゲット（１０４）に印加されるトルクを表す、請求項１８記載の方法。
20. 前記第１の信号（２４８）によって表される前記トルク、および前記第２の信号（２５２）によって表される前記温度は、ほぼ同時に前記ターゲット（１０４）の同じ領域の辺りで検出される、請求項１９記載の方法。
21. 前記検出コイル（２１４）は、前記ターゲット（１０４）から離されている、請求項１７記載の方法。
22. 前記検出コイル（２１４）は、前記検出極（３１４）の自由端の辺りに位置決めされる、請求項２１記載の方法。