JP2020186916A - Load sensor and load detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ひずみゲージを用いてＸＹＺ軸方向の荷重やＸＹＺ軸回りのモーメントなどを検出できるようにした荷重センサーに関するものであって、より詳しくは、温度による補正を行えるようにした荷重センサー、および、荷重検出方法に関するものである。 The present invention relates to a load sensor capable of detecting a load in the XYZ axis direction, a moment around the XYZ axis, etc. using a strain gauge, and more specifically, a load sensor capable of performing correction by temperature. And the load detection method.
従来より、物体に作用する荷重を検出するセンサーとして、ひずみゲージを用いた荷重センサーが存在している。この荷重センサーは、外部から作用する荷重によって変形する起歪部と、この起歪部に貼り付けられるひずみゲージとを備えてなるものであって、ひずみゲージでブリッジ回路を形成し、入力電圧に対する出力電圧の変化によって、外部から作用する荷重を検出できるようにしたものである。 Conventionally, a load sensor using a strain gauge has existed as a sensor for detecting a load acting on an object. This load sensor is provided with a strain gauge that is deformed by a load acting from the outside and a strain gauge that is attached to the strain gauge. The strain gauge forms a bridge circuit with respect to the input voltage. It is possible to detect the load acting from the outside by the change of the output voltage.
ところで、このような荷重センサーを用いて荷重を検出する場合、外部から作用する温度によって起歪部が変形してしまう場合がある。このため、その変形によって検出される荷重に誤差を生じてしまう場合がある。 By the way, when a load is detected by using such a load sensor, the strain-causing portion may be deformed by the temperature acting from the outside. Therefore, an error may occur in the load detected by the deformation.
これに対して、下記の特許文献には、荷重センサーに温度センサーを設け、その温度センサーによる補正によって正確な荷重値を検出できるようにした方法が開示されている。 On the other hand, the following patent documents disclose a method in which a temperature sensor is provided in the load sensor so that an accurate load value can be detected by correction by the temperature sensor.
しかしながら、この補正による荷重値の検出方法では、各軸に対して温度センサーを設けてひずみの抵抗値の段階で補正を行うようにしているため、温度センサーを多く設けなければならない。また、各軸での特性を把握するための専用の校正を行わなければならず、補正係数等を算出する必要があるため、補正係数を設定するのに時間がかかってしまうといった問題があった。具体的には、荷重と温度によるひずみを考慮して荷重を検出する場合、次式によって算出しなければならず、変数が多くなりすぎて、補正係数を設定するのに時間がかかってしまうといった問題があった。 However, in the method of detecting the load value by this correction, since a temperature sensor is provided for each axis and the correction is performed at the stage of the strain resistance value, many temperature sensors must be provided. In addition, there is a problem that it takes time to set the correction coefficient because it is necessary to perform a dedicated calibration for grasping the characteristics of each axis and to calculate the correction coefficient and the like. .. Specifically, when detecting a load in consideration of the load and strain due to temperature, it must be calculated by the following formula, and there are too many variables, and it takes time to set the correction coefficient. There was a problem.
そこで、本発明は上記課題に着目して、より簡単な方法で温度による補正を行えるようにした荷重センサーを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to pay attention to the above problems and to provide a load sensor capable of performing temperature correction by a simpler method.
すなわち、本発明は上記課題を解決するために、起歪部に作用する各軸方向のひずみ量を検出するひずみ量検出部と、外部温度を検出する温度検出部と、前記ひずみ量検出部で検出された各軸方向のひずみ量に基づく荷重と、前記温度検出部で検出された温度とを入力値とし、補正された各軸方向の荷重を出力する演算部とを備えるようにしたものである。 That is, in order to solve the above problems, the present invention uses a strain amount detecting unit that detects the amount of strain acting on the strain generating unit in each axial direction, a temperature detecting unit that detects an external temperature, and the strain amount detecting unit. A load based on the detected strain amount in each axial direction and a temperature detected by the temperature detection unit are used as input values, and a calculation unit for outputting the corrected load in each axial direction is provided. is there.
また、このような発明において、前記演算部で演算をする場合、６軸荷重を検出する場合、前記ひずみ量検出部で検出された各軸方向のひずみ量に基づく荷重と、前記温度検出部で検出された温度に対して、７×６行列で演算を行い、また、３軸荷重を検出する場合は、４×３行列を積算して補正された各軸方向の荷重を出力する。 Further, in such an invention, when the calculation unit performs the calculation, when the 6-axis load is detected, the load based on the strain amount in each axial direction detected by the strain amount detection unit and the temperature detection unit A 7 × 6 matrix is used for the detected temperature, and when a 3-axis load is detected, the 4 × 3 matrix is integrated and the corrected load in each axial direction is output.
さらに、複数箇所に設けられたひずみ量検出部に対して、一つの温度検出部を設けるようにし、当該一つの温度検出部で検出された温度を用いて、複数箇所に設けられたひずみ量を補正する。 Further, one temperature detection unit is provided for the strain amount detection unit provided at a plurality of locations, and the strain amount provided at the plurality of locations is measured by using the temperature detected by the one temperature detection unit. to correct.
本発明によれば、一つの温度検出部で検出された温度を用いて、すべての軸方向の荷重を補正することができ、簡単に演算を行うことができるようになるとともに、各軸方向に温度センサーを設ける必要がないため、すでに設置されている荷重センサーに温度検出部を後付けで取り付け、温度による補正を行うこともできるようになる。また、温度検出部を離れた位置に設けた場合であっても、行列の各値を変えるだけで均一な補正を行うことができ、温度検出部の位置に限定されることなく補正を行うことができるようになる。 According to the present invention, it is possible to correct the load in all the axial directions by using the temperature detected by one temperature detection unit, and it becomes possible to easily perform the calculation and in each axial direction. Since it is not necessary to provide a temperature sensor, a temperature detection unit can be retrofitted to the already installed load sensor to perform temperature correction. Further, even when the temperature detection unit is provided at a distant position, uniform correction can be performed only by changing each value of the matrix, and the correction can be performed without being limited to the position of the temperature detection unit. Will be able to.
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
この実施の形態における荷重センサーは、温度による補正が必要な場所に取り付けられるものであって、外部から作用する荷重によって変形する起歪部３と、この起歪部３に貼り付けられるひずみゲージと、このひずみゲージを用いてひずみに対応する値（以下、「ひずみ量」と称する）を出力する演算部６とを備える。そして、特徴的に、外部の温度を検出する温度検出部５を設け、その温度検出部５で検出された温度と、前記ひずみ量を入力値とし、所定の行列式を掛け合わせることによって温度補正された各軸方向の荷重を出力できるようにしたものである。以下、この実施の形態における荷重検出センサー１の構成について詳細に説明する。 The load sensor in this embodiment is attached to a place where correction by temperature is required, and includes a strain generating portion 3 that is deformed by a load acting from the outside and a strain gauge attached to the strain generating portion 3. A calculation unit 6 is provided which outputs a value corresponding to the strain (hereinafter referred to as “strain amount”) using this strain gauge. Then, characteristically, a temperature detection unit 5 for detecting an external temperature is provided, and the temperature detected by the temperature detection unit 5 and the strain amount are used as input values, and the temperature is corrected by multiplying by a predetermined determinant. It is possible to output the load in each axial direction. Hereinafter, the configuration of the load detection sensor 1 in this embodiment will be described in detail.
このような荷重センサーが取り付けられる場所としては、種々の場所が考えられるが、この実施の形態では、図１に示すように、温度による影響の強い自動車のエンジン付近に設けられるドライブプレート２２を例に挙げて説明する。 Various places can be considered as places where such a load sensor is attached, but in this embodiment, as shown in FIG. 1, a drive plate 22 provided near an automobile engine which is strongly affected by temperature is an example. It will be explained by listing in.
このドライブプレート２は、自動車のエンジンとトランスミッションのトルクコンバーターとの間に設けられるものであって、外周部分に外歯を有し、セルモーターによって始動時の駆動力を伝達させられるように構成されている。そして、この駆動時におけるセルモーターからの力をクランクシャフトを介してエンジンに伝達し、エンジンを駆動させるようにするとともに、エンジンを駆動させた後においては、エンジンからの力をクランクシャフトを介して伝達させ、内側連結部２１に連結されたドライブプレート２にその力を伝達させるとともに、そのドライブプレート２の外側連結部２３に取り付けられたトルクコンバーターに力を伝達させられるようになっている。 The drive plate 2 is provided between an automobile engine and a torque converter of a transmission, has external teeth on an outer peripheral portion, and is configured so that a driving force at the time of starting can be transmitted by a cell motor. ing. Then, the force from the starter motor at the time of driving is transmitted to the engine via the crankshaft to drive the engine, and after the engine is driven, the force from the engine is transmitted to the engine via the crankshaft. The force is transmitted to the drive plate 2 connected to the inner connecting portion 21, and the force is transmitted to the torque converter attached to the outer connecting portion 23 of the drive plate 2.
このドライブプレート２とクランクシャフトとは、内側連結部２１を用いて連結されている。この内側連結部２１は、ドライブプレート２の中心側に設けられるものであって、同一円周上に複数の取付穴２２を設け、その取付穴２２に、図示しないボルトなどを装着して、クランクシャフトを連結させるようにしている。 The drive plate 2 and the crankshaft are connected by using an inner connecting portion 21. The inner connecting portion 21 is provided on the center side of the drive plate 2, and a plurality of mounting holes 22 are provided on the same circumference, and bolts or the like (not shown) are mounted in the mounting holes 22 to crank the crank. The shafts are connected.
一方、このドライブプレート２とトルクコンバーターとを連結する外側連結部２３は、ドライブプレート２の外周に近い側に設けられるものであって、同一円周上に設けられた複数の取付穴２３にボルトを取り付けてトルクコンバーターを取り付けられるようになっている。 On the other hand, the outer connecting portion 23 for connecting the drive plate 2 and the torque converter is provided on the side close to the outer circumference of the drive plate 2, and bolts are provided in a plurality of mounting holes 23 provided on the same circumference. The torque converter can be installed by installing.
このように構成されたドライブプレート２の内側の取付穴２２と外側の取付穴２３の間には、複数の開口部２５が形成されている。この開口部２５は、同一円周上に複数設けられるものであって、ここでは、外周側の辺と内周側の辺が円弧状となり、半径方向に沿った左右の辺が直線状となるように構成されている。そして、左右の開口部２５を互いに隣接させるように設けることで、その間を起歪部３とするようにしている。なお、この実施の形態では、左右に隣接した開口部２５を、回転軸を中心として直交する方向に合計４セット（開口部２５を８箇所）設け、その開口部２５の間に形成された起歪部３を直交方向に配置させることで、小さな撓みを軸対称の起歪部３によって増幅させて、検出精度を上げられるようにしている。 A plurality of openings 25 are formed between the inner mounting hole 22 and the outer mounting hole 23 of the drive plate 2 configured in this way. A plurality of the openings 25 are provided on the same circumference, and here, the outer peripheral side and the inner peripheral side are arcuate, and the left and right sides along the radial direction are linear. It is configured as follows. Then, the left and right openings 25 are provided so as to be adjacent to each other so that the space between them is the strain generating portion 3. In this embodiment, a total of four sets (eight openings 25) of the left and right adjacent openings 25 are provided in the directions orthogonal to the rotation axis, and the openings 25 are formed between the openings 25. By arranging the strained portions 3 in the orthogonal direction, small deflections are amplified by the axially symmetric generating strained portions 3 so that the detection accuracy can be improved.
このように構成されたドライブプレート２において、本実施の形態では、回転方向のトルクを検出する第一ひずみゲージ４１と、ドライブプレート２のスラスト方向の荷重を検出する第二ひずみゲージ４２からなるひずみ量検出部４を設けるようにしている。 In the drive plate 2 configured as described above, in the present embodiment, the strain including the first strain gauge 41 for detecting the torque in the rotational direction and the second strain gauge 42 for detecting the load in the thrust direction of the drive plate 2. The amount detection unit 4 is provided.
このうち、第一ひずみゲージ４１は、図１や図２に示すように、起歪部３の回転方向に沿った両側壁に対向するように取り付けられる。そして、この第一ひずみゲージ４１を抵抗とするブリッジ回路を形成し、入力伝達に対する出力電圧の差をトルクに換算した電気信号をひずみ量として取り出すようにしている。この場合、第一ひずみゲージ４１うち、起歪部３における回転方向の前面側に設けたもの同士をブリッジ回路の相対向する一方の二辺の抵抗とし、中央部の起歪部３における回転方向後面側に設けたもの同士をブリッジ回路の相対向する他方の二辺の抵抗とするようにしている。 Of these, the first strain gauge 41 is attached so as to face both side walls along the rotation direction of the strain generating portion 3 as shown in FIGS. 1 and 2. Then, a bridge circuit using the first strain gauge 41 as a resistor is formed, and an electric signal obtained by converting the difference in output voltage with respect to the input transmission into torque is taken out as a strain amount. In this case, of the first strain gauges 41, those provided on the front side in the rotational direction of the strain generating portion 3 are used as the resistances of the two opposite sides of the bridge circuit, and the rotational direction of the strain generating portion 3 in the central portion 3. Those provided on the rear surface side are used as resistors on the other two sides of the bridge circuit facing each other.
一方、第二ひずみゲージ４２は、ドライブプレート２の回転軸方向に沿った表裏面側に取り付けられる。なお、この第二ひずみゲージ４２を取り付ける場合、好ましくは、起歪部３の両側面に設けられた第一ひずみゲージ４１に挟まれる位置であって、ドライブプレート２の表裏面側に取り付けるようにしている。このような位置に取り付ければ、第一ひずみゲージ４１にスラスト方向の荷重が作用した場合であっても、その近傍に設けられた第二ひずみゲージ４２によって、その位置におけるスラスト荷重の影響を補正することができるようになる。そして、このように取り付けられた第二ひずみゲージ４２によってブリッジ回路を構成し、入力伝達に対する出力電圧の差をトルクに換算した電気信号をひずみ量として取り出す。 On the other hand, the second strain gauge 42 is attached to the front and back sides of the drive plate 2 along the rotation axis direction. When the second strain gauge 42 is attached, it is preferably attached to the front and back sides of the drive plate 2 at a position sandwiched between the first strain gauges 41 provided on both side surfaces of the strain generating portion 3. ing. If it is attached at such a position, even if a load in the thrust direction acts on the first strain gauge 41, the influence of the thrust load at that position is corrected by the second strain gauge 42 provided in the vicinity thereof. You will be able to do it. Then, a bridge circuit is formed by the second strain gauge 42 attached in this way, and an electric signal obtained by converting the difference in output voltage with respect to the input transmission into torque is taken out as a strain amount.
また、このドライブプレート２には、温度検出部５が設けられる。この温度検出部５は、起歪部３に設けられており、ドライブプレート２の温度を検出できるように構成されている。このような温度検出部５としては、測温抵抗体やサーミスタ、熱電対、ＩＣ温度センサや、感温フィライト、熱膨張型などの接触式の温度センサーを用いられる。なお、この実施の形態では、ドライブプレート２の起歪部３に温度検出部５を設けるようにしているが、各ひずみゲージに均等に温度が伝達すると仮定して、各ひずみゲージの中心となる位置に設けるようにしてもよい。 Further, the drive plate 2 is provided with a temperature detection unit 5. The temperature detecting unit 5 is provided in the strain generating unit 3 and is configured to be able to detect the temperature of the drive plate 2. As such a temperature detection unit 5, a resistance temperature detector, a thermistor, a thermocouple, an IC temperature sensor, a temperature-sensitive fillite, a thermal expansion type, or other contact-type temperature sensor can be used. In this embodiment, the temperature detection unit 5 is provided in the strain generating portion 3 of the drive plate 2, but it is the center of each strain gauge on the assumption that the temperature is evenly transmitted to each strain gauge. It may be provided at a position.
これらの第一ひずみゲージ４１や第二ひずみゲージ４２や温度検出部５に対して電力を供給する場合、電磁誘導方式によって電力が供給される。具体的には、図１や図３に示すように、ドライブプレート２側に回転軸を中心とする受電コイル６２を設けておくとともに、エンジン側の壁面に送電コイル６１を設けておき、交流電力を供給することによって受電コイル６２側に電力を供給し、また、第一ひずみゲージ４１や第二ひずみゲージ４２からの出力も受信できるようにする。そして、その出力された値を演算部６（図５参照）に出力してトルクを計測するとともに、スラスト方向からの荷重による補正を行うようにしている。 When power is supplied to the first strain gauge 41, the second strain gauge 42, and the temperature detection unit 5, the power is supplied by the electromagnetic induction method. Specifically, as shown in FIGS. 1 and 3, a power receiving coil 62 centered on the rotation axis is provided on the drive plate 2 side, and a power transmission coil 61 is provided on the wall surface on the engine side to provide AC power. Is supplied to supply power to the power receiving coil 62 side, and the output from the first strain gauge 41 and the second strain gauge 42 can also be received. Then, the output value is output to the calculation unit 6 (see FIG. 5) to measure the torque, and the load from the thrust direction is used for correction.
演算部６でトルク演算を行う場合、トルクに対して、スラスト方向の荷重やドライブプレート２の温度変形による誤差が含まれていると解釈して、次式を用いてトルクＭやスラスト方向の荷重Ｆを算出する。 When the torque calculation is performed by the calculation unit 6, it is interpreted that the torque includes an error due to the load in the thrust direction and the temperature deformation of the drive plate 2, and the torque M and the load in the thrust direction are used by the following equation. Calculate F.
次に、このように構成された荷重センサー１を用いて、ドライブプレート２に作用するトルクを計測する場合について説明する。 Next, a case where the torque acting on the drive plate 2 is measured by using the load sensor 1 configured as described above will be described.
まず、エンジンが駆動している状態において、エンジンから出力された力はクランクシャフトに伝達され、その力が内側連結部２１を介してドライブプレート２に伝達される。これにより、ドライブプレート２が回転するようになる。 First, while the engine is being driven, the force output from the engine is transmitted to the crankshaft, and the force is transmitted to the drive plate 2 via the inner connecting portion 21. As a result, the drive plate 2 will rotate.
このようにドライブプレート２が回転すると、そのドライブプレート２の外側連結部２３に連結されたトルクコンバーターが回転するようになる。そして、このトルクコンバーターを回転させようとするトルクによりひずみが生ずる。 When the drive plate 2 rotates in this way, the torque converter connected to the outer connecting portion 23 of the drive plate 2 rotates. Then, distortion is generated by the torque that tries to rotate this torque converter.
このようにトルクによるひずみが生ずると、起歪部３の回転方向の両側面に取り付けられた第一ひずみゲージ４１がひずむようになり、ブリッジ回路によってひずみに基づく出力電圧が出力される。そして、これを増幅させることによってトルクを計測する。 When strain due to torque is generated in this way, the first strain gauges 41 attached to both side surfaces of the strain generating portion 3 in the rotational direction are distorted, and the output voltage based on the strain is output by the bridge circuit. Then, the torque is measured by amplifying this.
一方、エンジンが駆動している状態では、エンジンからの熱がドライブシャフトに伝達され、ドライブプレート２が加熱されて、ひずみゲージの温度ドリフト量が大きくなる。また、トルクコンバーターは高速で回転しており、その内部圧力は高くなり、トルクコンバーター自身を膨張させ、ドライブプレート２をスラスト方向に押圧してしまう。そこで、このスラスト方向に作用する荷重を第二ひずみゲージ４２で計測する。 On the other hand, when the engine is being driven, the heat from the engine is transferred to the drive shaft, the drive plate 2 is heated, and the amount of temperature drift of the strain gauge becomes large. Further, the torque converter is rotating at a high speed, the internal pressure thereof becomes high, the torque converter itself is expanded, and the drive plate 2 is pressed in the thrust direction. Therefore, the load acting in the thrust direction is measured by the second strain gauge 42.
ドライブプレート２がスラスト方向にひずむと、ドライブプレート２の表裏面側に取り付けた第二ひずみゲージ４２が変形し、これに伴って、ブリッジ回路からその変形に伴った荷重が出力される。 When the drive plate 2 is distorted in the thrust direction, the second strain gauge 42 attached to the front and back sides of the drive plate 2 is deformed, and the load accompanying the deformation is output from the bridge circuit accordingly.
また、このようにドライブプレート２が加熱されると、ドライブプレート２が変形するため、温度検出部５によって温度を検出し、その値を演算部６に出力する。 Further, when the drive plate 2 is heated in this way, the drive plate 2 is deformed, so that the temperature detection unit 5 detects the temperature and outputs the value to the calculation unit 6.
演算部６では、第一ひずみゲージ４１のブリッジ回路によって検出されたトルク（εｍｚ）と、第二ひずみゲージ４２のブリッジ回路によって検出されたスラスト方向の荷重（εｆｚ）、温度検出部５で検出された温度ｔを数２を用いて、最終的にスラスト荷重や温度による補正が行われたトルクＭｚを演算する。また、これと同時に、スラスト方向にける荷重Ｆｚを算出し、これを出力する。 In the calculation unit 6, the torque (εmz) detected by the bridge circuit of the first strain gauge 41, the load in the thrust direction (εfz) detected by the bridge circuit of the second strain gauge 42, and the temperature detection unit 5 are detected. Finally, the torque Mz corrected by the thrust load and the temperature is calculated by using the temperature t of Equation 2. At the same time, the load Fz applied in the thrust direction is calculated and output.
このように上記実施の形態によれば、起歪部３に作用する各軸方向のひずみ量を検出するひずみ量検出部４と、外部温度を検出する温度検出部５と、前記ひずみ量検出部４で検出された各軸方向のひずみ量に基づく荷重と、前記温度検出部５で検出された温度とを入力値とし、補正された各軸方向の荷重を出力する演算部６とを備えるようにしたので、一つの温度検出部５で検出された温度を用いて、すべての軸方向の荷重を補正することができ、簡単に演算を行うことができるようになるとともに、各軸方向に温度センサーを設ける必要がないため、すでに設置されている荷重センサーに温度検出部５を後付けで取り付け、温度による補正を行うこともできるようになる。また、温度検出部５を離れた位置に設けた場合であっても、行列の各値を変えるだけで均一な補正を行うことができ、温度検出部５の位置に限定されることなく補正を行うことができるようになる。 As described above, according to the above embodiment, the strain amount detecting unit 4 for detecting the strain amount in each axial direction acting on the strain generating unit 3, the temperature detecting unit 5 for detecting the external temperature, and the strain amount detecting unit. The load based on the strain amount in each axial direction detected in 4 and the temperature detected by the temperature detection unit 5 are used as input values, and a calculation unit 6 for outputting the corrected load in each axial direction is provided. Therefore, it is possible to correct the load in all the axial directions by using the temperature detected by one temperature detection unit 5, and it becomes possible to easily perform the calculation and the temperature in each axial direction. Since it is not necessary to provide a sensor, the temperature detection unit 5 can be retrofitted to the already installed load sensor to perform temperature correction. Further, even when the temperature detection unit 5 is provided at a distant position, uniform correction can be performed only by changing each value of the matrix, and the correction can be performed without being limited to the position of the temperature detection unit 5. You will be able to do it.
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented in various embodiments.
例えば、上記実施の形態によれば、トルクを検出する場合、第二ひずみゲージ４２と温度検出部５による温度を用いて補正を行うようにしたが、温度検出部５による温度のみによって補正を行うようにしてもよい。 For example, according to the above embodiment, when the torque is detected, the correction is performed using the temperature of the second strain gauge 42 and the temperature detection unit 5, but the correction is performed only by the temperature of the temperature detection unit 5. You may do so.
また、上記実施の形態では、ドライブプレート２でのトルクを検出する場合について説明したが、これ以外に温度による影響が大きくなる場所に使用することができる。このとき、高温による影響だけでなく、低温による影響も考慮できるような場所に使用してもよい。 Further, in the above embodiment, the case of detecting the torque in the drive plate 2 has been described, but it can be used in a place where the influence of temperature is large other than this. At this time, it may be used in a place where not only the influence of high temperature but also the influence of low temperature can be considered.
また、上記実施の形態では、ドライブプレート２に温度検出部５を設けるようにしたが、起歪部３に作用する温度と同等の温度を計測できる場所であれば、同じ空間内の異なる場所に設けるようにしてもよい。 Further, in the above embodiment, the temperature detection unit 5 is provided on the drive plate 2, but if the temperature equivalent to the temperature acting on the strain generating unit 3 can be measured, the temperature can be measured in different places in the same space. It may be provided.
また、上記実施の形態では、３軸方向の軸力と３軸回りのモーメントを検出する際に、６×７行列の演算式を用いて算出するようにしたが、３軸方向の軸力や、３軸回りのモーメントのみを検出する場合、３×４行列の演算式を用いて算出するようにしてもよい。 Further, in the above embodiment, when detecting the axial force in the three-axis direction and the moment around the three axes, the calculation is performed using the calculation formula of the 6 × 7 matrix, but the axial force in the three-axis direction and When only the moments around the three axes are detected, the calculation may be performed using a calculation formula of a 3 × 4 matrix.
ドライブプレート２に第一ひずみゲージ４１と第二ひずみゲージ４２を用いてトルクを検出した場合と、温度による影響を考慮してトルクを検出した場合の比較例を図６に示す。 FIG. 6 shows a comparative example of the case where the torque is detected by using the first strain gauge 41 and the second strain gauge 42 on the drive plate 2 and the case where the torque is detected in consideration of the influence of temperature.
図６の上図は、入力されたトルクと、温度の作用を受けた第一ひずみゲージ４１や第二ひずみゲージ４２によって検出されたドライブプレート２のトルクを示したものである。この図に示すように、エンジン始動から一定時間が経過してドライブプレート２が過熱されると、入力値と検出値が大きくずれてしまうことが分かる。 The upper figure of FIG. 6 shows the input torque and the torque of the drive plate 2 detected by the first strain gauge 41 and the second strain gauge 42 affected by temperature. As shown in this figure, it can be seen that when the drive plate 2 is overheated after a certain period of time has passed since the engine was started, the input value and the detected value deviate significantly.
一方、図６の下図は、温度検出部５によって検出された温度を用いて温度補正を行ったトルクを示す。この図から分かるように、入力値とドライブプレート２から検出されたトルクとが一致していることが分かり、正確なトルクを計測できていることが分かる On the other hand, the lower figure of FIG. 6 shows the torque for which temperature correction is performed using the temperature detected by the temperature detection unit 5. As can be seen from this figure, it can be seen that the input value and the torque detected from the drive plate 2 match, and it can be seen that accurate torque can be measured.
１・・・トルク計測装置
２・・・ドライブプレート
２１・・・内側連結部
２２・・・取付穴
２３・・・外側連結部
２４・・・取付穴
２５・・・開口部
３・・・起歪部
４・・・ひずみ量検出部（４１：第一ひずみゲージ、４２：第二ひずみゲージ）
５・・・温度検出部
６１・・・送電コイル
６２・・・受電コイル
７・・・演算部
1 ... Torque measuring device 2 ... Drive plate 21 ... Inner connecting part 22 ... Mounting hole 23 ... Outer connecting part 24 ... Mounting hole 25 ... Opening 3 ... Raising Strain unit 4 ... Strain amount detection unit (41: first strain gauge, 42: second strain gauge)
5 ... Temperature detection unit 61 ... Power transmission coil 62 ... Power receiving coil 7 ... Calculation unit
Claims (6)
温度を検出する温度検出部と、
前記ひずみ量検出部で検出された各軸方向のひずみ量に基づく荷重と、前記温度検出部で検出された温度とを入力値とし、補正された各軸方向の荷重を出力する演算部と、
を備えた荷重センサー。 A strain amount detector that detects the amount of strain in each axial direction acting on the strain-causing part,
A temperature detector that detects the temperature and
A calculation unit that outputs a corrected load in each axial direction by using a load based on the strain amount in each axial direction detected by the strain amount detection unit and a temperature detected by the temperature detection unit as input values.
Load sensor with.
温度を検出するステップと、
前記検出された各軸方向のひずみ量に基づく荷重と、前記検出された温度とを入力値とし、補正された各軸方向の荷重を出力する演算ステップと、
を備えた荷重検出方法。 A step to detect the amount of strain in each axial direction acting on the strain-causing part, and
Steps to detect temperature and
A calculation step of outputting a corrected load in each axial direction by using the detected load based on the amount of strain in each axial direction and the detected temperature as input values.
Load detection method with.
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