JP2566687B2 - トルク測定装置の温度補償装置 - Google Patents
トルク測定装置の温度補償装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、トルク測定装置の温度
補償装置に関する。
補償装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】公知のトルク測定装置として、トルク伝
達軸の外周に一対の磁気異方性部を形成し、この軸にト
ルクが印加されたときの各磁気異方性部の透磁率の変化
を、これら磁気異方性部の近傍に配置された一対の検出
コイルで検出し、両検出信号の差から、軸に作用するト
ルクの大きさを電気信号に変換するようにしたものが、
たとえば特開昭64−29723 号公報や特開昭63−33634 号
公報などにおいて提案されている。
達軸の外周に一対の磁気異方性部を形成し、この軸にト
ルクが印加されたときの各磁気異方性部の透磁率の変化
を、これら磁気異方性部の近傍に配置された一対の検出
コイルで検出し、両検出信号の差から、軸に作用するト
ルクの大きさを電気信号に変換するようにしたものが、
たとえば特開昭64−29723 号公報や特開昭63−33634 号
公報などにおいて提案されている。
【０００３】この種のトルク測定装置では、磁気異方性
部が形成された軸部分や検出コイルや励磁コイルなどに
よってセンサ部が構成されるが、このセンサ部に温度変
化が生じると、その磁気特性や電気特性が変化する。こ
の結果、センサのトルク検出特性が大きく変化して、そ
の検出精度に変動が生じる。このため、産業機械、モー
タ、エンジン、自動車など、運転時に比較的高温になる
装置のトルクを測定する際に問題となる。
部が形成された軸部分や検出コイルや励磁コイルなどに
よってセンサ部が構成されるが、このセンサ部に温度変
化が生じると、その磁気特性や電気特性が変化する。こ
の結果、センサのトルク検出特性が大きく変化して、そ
の検出精度に変動が生じる。このため、産業機械、モー
タ、エンジン、自動車など、運転時に比較的高温になる
装置のトルクを測定する際に問題となる。
【０００４】そこで、これら特開昭64−29723 号公報や
特開昭63−33634 号公報では、センサ部にサーミスタや
感温抵抗などの温度検出素子を内蔵したり、あるいは励
磁コイルの交流励磁電流を検出したりして、センサ部の
温度を検知し、その温度検知信号にもとづいてトルク検
出信号を温度補償している。
特開昭63−33634 号公報では、センサ部にサーミスタや
感温抵抗などの温度検出素子を内蔵したり、あるいは励
磁コイルの交流励磁電流を検出したりして、センサ部の
温度を検知し、その温度検知信号にもとづいてトルク検
出信号を温度補償している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、温度検出素子
をセンサ部に内蔵したのでは、部品点数が増大し、素子
からの温度検知信号を伝達するためのケーブルが必要に
なり、センサ部の構造や組立が複雑なものとなり、素子
固有の特性上のバラツキにより精度が劣るなどの問題点
があった。
をセンサ部に内蔵したのでは、部品点数が増大し、素子
からの温度検知信号を伝達するためのケーブルが必要に
なり、センサ部の構造や組立が複雑なものとなり、素子
固有の特性上のバラツキにより精度が劣るなどの問題点
があった。
【０００６】一方、交流励磁電流を検出するものは、
軸、コイル、シールド、ケースなどコイルインピーダン
スを形成する各部品の磁気的電気的特性の温度による変
化の総和を、温度検出信号として用いている。このた
め、各部品自体やその組立時のバラツキなどが原因して
温度検出精度が悪くなる。また軸にトルクが加わると、
たとえ差動検出方式であっても、センサ部の構造、材質
が、磁気的、電気的に左右両側で完全に対称とはなり得
ないので、励磁電流がある程度変動してしまう欠点があ
る。しかも、センサ構成部品の透磁率μは高温になると
低くなり、反対にその抵抗率ρは高温になると高くなる
という特性があるが、励磁コイルのインピーダンスは、
透磁率μが低い程低く、また抵抗率ρが高い程高くなる
ため、この励磁コイルのインピーダンスの温度による変
化は、結果的に透磁率μと抵抗率ρとの各々の温度変化
が相互に打ち消し合って小さくなる。このため、温度の
変化にもとづく励磁電流の変化自体も小さくなるので、
励磁電流の検出部の回路に高感度、高精度のものが必要
になり、補償精度が十分に確保できず、また高価になっ
てしまうという問題点があった。
軸、コイル、シールド、ケースなどコイルインピーダン
スを形成する各部品の磁気的電気的特性の温度による変
化の総和を、温度検出信号として用いている。このた
め、各部品自体やその組立時のバラツキなどが原因して
温度検出精度が悪くなる。また軸にトルクが加わると、
たとえ差動検出方式であっても、センサ部の構造、材質
が、磁気的、電気的に左右両側で完全に対称とはなり得
ないので、励磁電流がある程度変動してしまう欠点があ
る。しかも、センサ構成部品の透磁率μは高温になると
低くなり、反対にその抵抗率ρは高温になると高くなる
という特性があるが、励磁コイルのインピーダンスは、
透磁率μが低い程低く、また抵抗率ρが高い程高くなる
ため、この励磁コイルのインピーダンスの温度による変
化は、結果的に透磁率μと抵抗率ρとの各々の温度変化
が相互に打ち消し合って小さくなる。このため、温度の
変化にもとづく励磁電流の変化自体も小さくなるので、
励磁電流の検出部の回路に高感度、高精度のものが必要
になり、補償精度が十分に確保できず、また高価になっ
てしまうという問題点があった。
【０００７】そこで本発明はこのような問題点を解決
し、簡単かつ安価な構成で精度良くセンサ部の温度を検
出できるようにして、確実な温度補償を行えるようにす
ることを目的とする。
し、簡単かつ安価な構成で精度良くセンサ部の温度を検
出できるようにして、確実な温度補償を行えるようにす
ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、トルク伝達軸の外周面に形成された磁気異方
性部と、この磁気異方性部に対応して設けられた検出コ
イルとを備えて、前記トルク伝達軸に印加されるトルク
の大小に応じた交流信号を前記検出コイルから出力して
前記トルクの大きさを測定するようにした磁歪式のトル
ク測定装置において、前記検出コイルの直流抵抗を検出
してその温度を検出する手段と、この検出手段からの検
出信号にもとづいて前記トルク測定装置の検出特性を温
度補償する手段とを設けたものである。
本発明は、トルク伝達軸の外周面に形成された磁気異方
性部と、この磁気異方性部に対応して設けられた検出コ
イルとを備えて、前記トルク伝達軸に印加されるトルク
の大小に応じた交流信号を前記検出コイルから出力して
前記トルクの大きさを測定するようにした磁歪式のトル
ク測定装置において、前記検出コイルの直流抵抗を検出
してその温度を検出する手段と、この検出手段からの検
出信号にもとづいて前記トルク測定装置の検出特性を温
度補償する手段とを設けたものである。
【０００９】
【作用】検出コイルが設置された部分の温度が高温ある
いは低温になれば、それに応じて検出コイルの直流抵抗
が増減する。コイル銅線の体積抵抗率ρの 0-100℃の平
均温度係数α0,100 は、 α0,100 ＝（ρ100 −ρ0 ）／（100 ・ρ0 ） で表される。具体的には α0,100 ＝4.3 ×10-3 とし
て確認されており、このバラツキはきわめて少ない〔た
だし、ρ20＝1.72×10-8（Ω・ｍ）〕。したがって、こ
の直流抵抗を検出すれば、それに対応して検出コイルの
温度すなわちセンサ温度が検出できることになる。
いは低温になれば、それに応じて検出コイルの直流抵抗
が増減する。コイル銅線の体積抵抗率ρの 0-100℃の平
均温度係数α0,100 は、 α0,100 ＝（ρ100 −ρ0 ）／（100 ・ρ0 ） で表される。具体的には α0,100 ＝4.3 ×10-3 とし
て確認されており、このバラツキはきわめて少ない〔た
だし、ρ20＝1.72×10-8（Ω・ｍ）〕。したがって、こ
の直流抵抗を検出すれば、それに対応して検出コイルの
温度すなわちセンサ温度が検出できることになる。
【００１０】このとき、トルク検出信号は交流であるた
め、周知のコンデンサなどで直流成分をカットしてやれ
ば、問題なくトルクを検知できる。すなわち、検出コイ
ルからの信号の交流成分でトルクを検知し、かつ直流成
分でセンサ温度を検知するのである。さらに、直流電流
による磁界は十分に小さいため、トルク検出精度にはな
んら影響を及ぼさない。さらに、検出コイルを一対設け
て、これらを逆特性に配置すれば、直流磁界は相互にキ
ャンセルされる。
め、周知のコンデンサなどで直流成分をカットしてやれ
ば、問題なくトルクを検知できる。すなわち、検出コイ
ルからの信号の交流成分でトルクを検知し、かつ直流成
分でセンサ温度を検知するのである。さらに、直流電流
による磁界は十分に小さいため、トルク検出精度にはな
んら影響を及ぼさない。さらに、検出コイルを一対設け
て、これらを逆特性に配置すれば、直流磁界は相互にキ
ャンセルされる。
【００１１】検出コイルに代えて、この検出コイルを励
磁するための励磁コイルの直流抵抗を検出しても、同様
の作用が得られる。
磁するための励磁コイルの直流抵抗を検出しても、同様
の作用が得られる。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の第１実施例を示す。ここで１
はトルク伝達用の軸であり、軟磁性および磁歪性を有す
る材料にて形成されている。軸１の外周には、この軸１
の軸心の方向と±約45度の角度をなして互いに反対方向
に傾斜する一対の磁気異方性部２、３が、多数の溝など
によって形成されている。磁気異方性部２、３の周囲に
は、各磁気異方性部２、３に対応した一対の検出コイル
４、５と、これら検出コイル４、５を励磁するための単
一の励磁コイル６とが設けられている。検出コイル４、
５は、互いに逆特性となるように配置されている。励磁
コイル６は交流の定電圧源７に接続されている。Vex は
励磁電圧、Iex は励磁電流を示す。
はトルク伝達用の軸であり、軟磁性および磁歪性を有す
る材料にて形成されている。軸１の外周には、この軸１
の軸心の方向と±約45度の角度をなして互いに反対方向
に傾斜する一対の磁気異方性部２、３が、多数の溝など
によって形成されている。磁気異方性部２、３の周囲に
は、各磁気異方性部２、３に対応した一対の検出コイル
４、５と、これら検出コイル４、５を励磁するための単
一の励磁コイル６とが設けられている。検出コイル４、
５は、互いに逆特性となるように配置されている。励磁
コイル６は交流の定電圧源７に接続されている。Vex は
励磁電圧、Iex は励磁電流を示す。
【００１３】各検出コイル４、５からの出力ライン８、
９は、直流成分除去用のコンデンサ10、11を介して、整
流フィルタ12、13の入力側にそれぞれ接続されている。
整流フィルタ12、13は、交流を全波整流したのち、その
実効値(RMS) を出力する。14、15はセンサ出力バランス
用の入力抵抗である。整流フィルタ12、13の出力側は、
減算のための演算器16の入力側に接続されている。演算
器16の出力側は、加算のための演算器17およびオートゲ
インコントローラ18を介して、出力端子19に導かれてい
る。
９は、直流成分除去用のコンデンサ10、11を介して、整
流フィルタ12、13の入力側にそれぞれ接続されている。
整流フィルタ12、13は、交流を全波整流したのち、その
実効値(RMS) を出力する。14、15はセンサ出力バランス
用の入力抵抗である。整流フィルタ12、13の出力側は、
減算のための演算器16の入力側に接続されている。演算
器16の出力側は、加算のための演算器17およびオートゲ
インコントローラ18を介して、出力端子19に導かれてい
る。
【００１４】20は直流の定電圧発生器で、その第１の出
力ライン21が、分圧抵抗22、23を介して、コンデンサ1
0、11の手前側における検出コイル４、５の出力端にそ
れぞれ接続されている。そして、これら検出コイル４、
５の出力端は、整流フィルタ24、25を介して、ともに加
算のための演算器26の入力側に接続されている。整流フ
ィルタ24、25は、その入力信号から交流信号成分を除去
して直流バイアス成分のみを出力する。この演算器26の
出力側と、定電圧発生器20の第２の出力ライン27とは、
比較器28の入力側にそれぞれ接続されている。比較器28
の出力側は、演算器17の入力側に接続されるとともに、
オートゲインコントローラ18の増幅率を調節するために
このオートゲインコントローラ18にも接続されている。
力ライン21が、分圧抵抗22、23を介して、コンデンサ1
0、11の手前側における検出コイル４、５の出力端にそ
れぞれ接続されている。そして、これら検出コイル４、
５の出力端は、整流フィルタ24、25を介して、ともに加
算のための演算器26の入力側に接続されている。整流フ
ィルタ24、25は、その入力信号から交流信号成分を除去
して直流バイアス成分のみを出力する。この演算器26の
出力側と、定電圧発生器20の第２の出力ライン27とは、
比較器28の入力側にそれぞれ接続されている。比較器28
の出力側は、演算器17の入力側に接続されるとともに、
オートゲインコントローラ18の増幅率を調節するために
このオートゲインコントローラ18にも接続されている。
【００１５】このような構成によれば、軸１に作用する
トルクにもとづく各磁気異方性部２、３での透磁率の変
化が検出コイル４、５にて検出され、これら検出コイル
４、５には、それに応じた交流出力V1、V2が現れる。図
６は、出力V1、V2の一例を示す。この交流出力V1、V2の
交流振幅は、軸１に印加されるトルクの大きさにしたが
って変化する。一方、検出コイル４、５には、定電圧発
生器20により直流電流が供給されており、出力V1、V2に
はこの直流バイアス成分が含まれている。
トルクにもとづく各磁気異方性部２、３での透磁率の変
化が検出コイル４、５にて検出され、これら検出コイル
４、５には、それに応じた交流出力V1、V2が現れる。図
６は、出力V1、V2の一例を示す。この交流出力V1、V2の
交流振幅は、軸１に印加されるトルクの大きさにしたが
って変化する。一方、検出コイル４、５には、定電圧発
生器20により直流電流が供給されており、出力V1、V2に
はこの直流バイアス成分が含まれている。
【００１６】コンデンサ10、11により、定電圧発生器20
からの直流バイアス電流の影響を除去した交流成分のみ
からなる検出信号V1AC、V2ACのみを通過させ、これらを
整流フィルタ12、13に通すことで、トルクの大きさに応
じた交流出力V1、V2の交流振幅の実効値である直流出力
V1DC1 、V2DC1 が得られる。これら検出信号V1AC、V2AC
と直流出力V1DC1 、V2DC1 との例を図７および図８に示
す。
からの直流バイアス電流の影響を除去した交流成分のみ
からなる検出信号V1AC、V2ACのみを通過させ、これらを
整流フィルタ12、13に通すことで、トルクの大きさに応
じた交流出力V1、V2の交流振幅の実効値である直流出力
V1DC1 、V2DC1 が得られる。これら検出信号V1AC、V2AC
と直流出力V1DC1 、V2DC1 との例を図７および図８に示
す。
【００１７】ところで、磁気異方性部２、３は互いに反
対方向に傾斜しているため、軸１にトルクが印加されて
一方の磁気異方性部に引張力が働くと、他方には圧縮力
が働く。このため、たとえば一方の検出コイル４の直流
出力V1DC1 がトルクの増加にしたがって増加すると、他
方の検出コイル５の直流出力V2DC1 はそれにともなって
減少する。そこで、演算器16により両直流出力V1DC1 、
V2DC1 の差Vs(=V1DC1-V2DC1)を求めると、このVsは、図
２に示すようにトルクの変化に対応する信号となる。
対方向に傾斜しているため、軸１にトルクが印加されて
一方の磁気異方性部に引張力が働くと、他方には圧縮力
が働く。このため、たとえば一方の検出コイル４の直流
出力V1DC1 がトルクの増加にしたがって増加すると、他
方の検出コイル５の直流出力V2DC1 はそれにともなって
減少する。そこで、演算器16により両直流出力V1DC1 、
V2DC1 の差Vs(=V1DC1-V2DC1)を求めると、このVsは、図
２に示すようにトルクの変化に対応する信号となる。
【００１８】定電圧発生器20から第１の出力ライン21を
経て供給された直流の基準電圧は、検出コイル４、５の
直流抵抗と抵抗22、23とによって分圧される。そこで、
整流フィルタ24、25により、検出コイル４、５の端子に
発生する出力V1、V2から交流信号成分を除去してその直
流バイアス電圧成分のみを通過させ、直流信号V1DC2 、
V2DC2 を得る。図９は、この直流信号V1DC2 、V2DC2 の
一例を示す。
経て供給された直流の基準電圧は、検出コイル４、５の
直流抵抗と抵抗22、23とによって分圧される。そこで、
整流フィルタ24、25により、検出コイル４、５の端子に
発生する出力V1、V2から交流信号成分を除去してその直
流バイアス電圧成分のみを通過させ、直流信号V1DC2 、
V2DC2 を得る。図９は、この直流信号V1DC2 、V2DC2 の
一例を示す。
【００１９】検出コイル４、５の直流抵抗は、軸１に印
加されるトルクには反応しないものの、その温度すなわ
ちセンサ部の温度にしたがって変化し、たとえば高温に
なれば抵抗値が増大する。このため、検出コイル４、５
に発生する直流バイアス電圧すなわち整流フィルタ24、
25により得られる直流信号V1DC2 、V2DC2 は、印加トル
クには関係なく、温度のみに比例して変動する。したが
って、これら直流信号V1DC2 、 V2DC2 を演算器26に入
力することで、この演算器26からは、コイル温度検出信
号Vt1 が出力される。図３は、温度変化にともなう検出
信号Vt1 の変化の様子を示す。
加されるトルクには反応しないものの、その温度すなわ
ちセンサ部の温度にしたがって変化し、たとえば高温に
なれば抵抗値が増大する。このため、検出コイル４、５
に発生する直流バイアス電圧すなわち整流フィルタ24、
25により得られる直流信号V1DC2 、V2DC2 は、印加トル
クには関係なく、温度のみに比例して変動する。したが
って、これら直流信号V1DC2 、 V2DC2 を演算器26に入
力することで、この演算器26からは、コイル温度検出信
号Vt1 が出力される。図３は、温度変化にともなう検出
信号Vt1 の変化の様子を示す。
【００２０】この検出信号Vt1 は、比較器28において、
定電圧発生器20から第２の出力ライン27を経て供給され
る他の基準電圧と比較される。そして、比較器28から温
度補償用信号Vt2 が出力され、この温度補償用信号Vt2
は、演算器16からの信号Vsとともに演算器17に入力され
る。演算器17は、温度補償用信号Vt2 にもとづき、零点
出力の変動にもとづく信号Vsの誤差を温度補償する。温
度補償用信号Vt2 は、オートゲインコントローラ18にも
入力される。オートゲインコントローラ18では、この温
度補償用信号Vt2 によってその増幅率が調整され、演算
器17からの信号に対し、トルク検出感度の変動にもとづ
く誤差の温度補償がなされる。
定電圧発生器20から第２の出力ライン27を経て供給され
る他の基準電圧と比較される。そして、比較器28から温
度補償用信号Vt2 が出力され、この温度補償用信号Vt2
は、演算器16からの信号Vsとともに演算器17に入力され
る。演算器17は、温度補償用信号Vt2 にもとづき、零点
出力の変動にもとづく信号Vsの誤差を温度補償する。温
度補償用信号Vt2 は、オートゲインコントローラ18にも
入力される。オートゲインコントローラ18では、この温
度補償用信号Vt2 によってその増幅率が調整され、演算
器17からの信号に対し、トルク検出感度の変動にもとづ
く誤差の温度補償がなされる。
【００２１】図４は、高温時において零点の変動と感度
の変動により信号Vsに含まれる誤差を、常温時の出力特
性との比較によって説明したものである。このように温
度変化にもとづく誤差を含む信号Vsに対し、上述のよう
な零点および感度の温度補償がなされ、その結果、図５
に示すように常温時と差のない検出信号Voutが出力端子
19に現れることになる。
の変動により信号Vsに含まれる誤差を、常温時の出力特
性との比較によって説明したものである。このように温
度変化にもとづく誤差を含む信号Vsに対し、上述のよう
な零点および感度の温度補償がなされ、その結果、図５
に示すように常温時と差のない検出信号Voutが出力端子
19に現れることになる。
【００２２】図10は本発明の第２実施例を示す。ここで
は図１に示された励磁コイル６は使用せず、検出コイル
４、５に直接励磁電流を流している。すなわち、両コン
デンサ10、11の出力側どうしの間には一対の抵抗31、32
が直列に接続され、両検出コイル４、５とこれら抵抗3
1、32とでブリッジ回路を構成している。そして、検出
コイル４、５どうしの接続点と抵抗31、32どうしの接続
点との間には、交流の定電圧源33が設けられている。そ
の他の構成は、図１に示したものと同様である。
は図１に示された励磁コイル６は使用せず、検出コイル
４、５に直接励磁電流を流している。すなわち、両コン
デンサ10、11の出力側どうしの間には一対の抵抗31、32
が直列に接続され、両検出コイル４、５とこれら抵抗3
1、32とでブリッジ回路を構成している。そして、検出
コイル４、５どうしの接続点と抵抗31、32どうしの接続
点との間には、交流の定電圧源33が設けられている。そ
の他の構成は、図１に示したものと同様である。
【００２３】このような構成によれば、定電圧源33から
の電流によって検出コイル４、５が励磁されるため、励
磁コイルを有しない簡単な回路構成によって、軸１に加
えられるトルクが測定可能である。その他の温度補償の
ための動作は、図１に示したものと同様である。
の電流によって検出コイル４、５が励磁されるため、励
磁コイルを有しない簡単な回路構成によって、軸１に加
えられるトルクが測定可能である。その他の温度補償の
ための動作は、図１に示したものと同様である。
【００２４】図11は本発明の第３実施例を示す。ここで
は、整流フィルタ24、25からの出力信号V1DC2 、V2DC2
の差をとる演算器34が付加されている。トルク伝達軸１
の両端の温度に差があるなどによりセンサ部に温度勾配
が存在する場合には、両検出コイル４、５の温度が相違
することになり、誤差の原因となる。そこで、この温度
勾配が存在して両検出コイル４、５の温度が相違する場
合には、これら両検出コイル４、５の直流抵抗のバラン
スがくずれることを利用し、このバランスのくずれを演
算器34で検出する。
は、整流フィルタ24、25からの出力信号V1DC2 、V2DC2
の差をとる演算器34が付加されている。トルク伝達軸１
の両端の温度に差があるなどによりセンサ部に温度勾配
が存在する場合には、両検出コイル４、５の温度が相違
することになり、誤差の原因となる。そこで、この温度
勾配が存在して両検出コイル４、５の温度が相違する場
合には、これら両検出コイル４、５の直流抵抗のバラン
スがくずれることを利用し、このバランスのくずれを演
算器34で検出する。
【００２５】バランスのくずれがあると、演算器34から
温度勾配補償用信号Vt3 が出力され、この信号Vt3 は演
算器17とオートゲインコントローラ18とに入力される。
そして、これら演算器17およびオートゲインコントロー
ラ18では、上述の零点および感度に関する温度補償のみ
ならず、温度勾配についての補償もなされる。
温度勾配補償用信号Vt3 が出力され、この信号Vt3 は演
算器17とオートゲインコントローラ18とに入力される。
そして、これら演算器17およびオートゲインコントロー
ラ18では、上述の零点および感度に関する温度補償のみ
ならず、温度勾配についての補償もなされる。
【００２６】図12は本発明の第４実施例を示す。ここで
は、トルク伝達軸１の外周面には単一の磁気異方性部２
しか形成されておらず、これに対応した検出コイル４も
一つだけしか設けられていない。なぜなら、先に説明し
た公知の温度検出手段のように、回路内に設けられた感
温抵抗や交流励磁抵抗などを検出するものでは、互いに
逆方向に傾斜する一対の磁気異方性部およびそれに対応
した一対の検出コイルなどを用いて、不要な信号成分を
打ち消すようにしないと、正確に温度を検出することが
できない。しかし、本発明のように検出コイルの直流抵
抗を検知して温度を検出するものでは、このような信号
成分の打ち消しを行わなくても、正確な温度検出が可能
だからである。検出された温度にもとづいて零点および
感度を温度補償するための動作は、先の各実施例の場合
と同様である。
は、トルク伝達軸１の外周面には単一の磁気異方性部２
しか形成されておらず、これに対応した検出コイル４も
一つだけしか設けられていない。なぜなら、先に説明し
た公知の温度検出手段のように、回路内に設けられた感
温抵抗や交流励磁抵抗などを検出するものでは、互いに
逆方向に傾斜する一対の磁気異方性部およびそれに対応
した一対の検出コイルなどを用いて、不要な信号成分を
打ち消すようにしないと、正確に温度を検出することが
できない。しかし、本発明のように検出コイルの直流抵
抗を検知して温度を検出するものでは、このような信号
成分の打ち消しを行わなくても、正確な温度検出が可能
だからである。検出された温度にもとづいて零点および
感度を温度補償するための動作は、先の各実施例の場合
と同様である。
【００２７】図13は本発明の第５実施例を示す。先の各
実施例では検出コイルの直流抵抗からセンサ部の温度を
検出しているが、ここでは、励磁コイル６の直流抵抗か
らセンサ部の温度を検出している。このため、直流の定
電圧発生器20からの第１の出力ライン21は、分圧抵抗35
を介して励磁コイル６に接続されている。36は整流フィ
ルタである。また、この接続点と交流の定電圧源７との
間には、直流成分除去用のコンデンサ37が設けられてい
る。このようなものであると、検出コイルの直流抵抗を
検出する場合と同様にセンサ部の温度を検出することが
できる。
実施例では検出コイルの直流抵抗からセンサ部の温度を
検出しているが、ここでは、励磁コイル６の直流抵抗か
らセンサ部の温度を検出している。このため、直流の定
電圧発生器20からの第１の出力ライン21は、分圧抵抗35
を介して励磁コイル６に接続されている。36は整流フィ
ルタである。また、この接続点と交流の定電圧源７との
間には、直流成分除去用のコンデンサ37が設けられてい
る。このようなものであると、検出コイルの直流抵抗を
検出する場合と同様にセンサ部の温度を検出することが
できる。
【００２８】なお、上記本発明の第２〜第５実施例とし
て示した図10〜図13においても、図１の場合と同様に、
整流フィルタ12、13は入力される信号の実効値(RMS) を
得るように機能し、また整流フィルタ24、25は入力され
る信号から直流成分のみを取り出すローパスフィルタ(L
PF) として機能する。
て示した図10〜図13においても、図１の場合と同様に、
整流フィルタ12、13は入力される信号の実効値(RMS) を
得るように機能し、また整流フィルタ24、25は入力され
る信号から直流成分のみを取り出すローパスフィルタ(L
PF) として機能する。
【００２９】
【発明の効果】以上述べたように本発明によると、トル
ク測定用のコイルの直流抵抗からセンサ部の温度を検出
するようにしたため、一つのコイルで軸に印加されるト
ルクのみならず温度をも検出することができる。また、
両検出信号は交流と直流とで構成されているため、相互
に影響を与えず、しかも簡単な手法でほぼ完全に分離で
きる利点がある。
ク測定用のコイルの直流抵抗からセンサ部の温度を検出
するようにしたため、一つのコイルで軸に印加されるト
ルクのみならず温度をも検出することができる。また、
両検出信号は交流と直流とで構成されているため、相互
に影響を与えず、しかも簡単な手法でほぼ完全に分離で
きる利点がある。
【００３０】また、コイルの直流抵抗のみを温度検出に
用いているため、次の効果が得られる。 (1) 磁気回路を構成している軸、シールド、ケースな
どの他の部品の磁気特性、寸法精度、組立精度に温度検
出精度が影響を受けないので、高安定度かつ高精度のも
のとすることができる。
用いているため、次の効果が得られる。 (1) 磁気回路を構成している軸、シールド、ケースな
どの他の部品の磁気特性、寸法精度、組立精度に温度検
出精度が影響を受けないので、高安定度かつ高精度のも
のとすることができる。
【００３１】(2) コイルの温度抵抗係数（直流抵抗）
は、他の部品を含めたコイルインピーダンスの温度係数
よりも大きく、安定しており、たとえば前述のようにα
0,100 ＝4.3 ×10-3 という値をとるため、温度検出精
度の高い回路を安価な素子で構成することができる。
は、他の部品を含めたコイルインピーダンスの温度係数
よりも大きく、安定しており、たとえば前述のようにα
0,100 ＝4.3 ×10-3 という値をとるため、温度検出精
度の高い回路を安価な素子で構成することができる。
【００３２】(3) 軸にトルクが印加されても、温度検
出信号は変化しない。 (4) 電圧、電流、周波数などのセンサ励磁条件と独立
して温度を検出できるので、製造時の調整が簡単で、調
整の工数を簡略化でき、製造コストが安い。また、もち
ろんセンサ部には追加の部品は不要である。
出信号は変化しない。 (4) 電圧、電流、周波数などのセンサ励磁条件と独立
して温度を検出できるので、製造時の調整が簡単で、調
整の工数を簡略化でき、製造コストが安い。また、もち
ろんセンサ部には追加の部品は不要である。
【図１】本発明の第１実施例にもとづくトルク測定装置
の回路図である。
の回路図である。
【図２】図１の回路におけるトルク検出信号の一例を示
す図である。
す図である。
【図３】図１の回路におけるコイルの温度とその直流抵
抗の検出信号との関係を示す図である。
抗の検出信号との関係を示す図である。
【図４】図１の回路における常温時のトルク検出特性と
高温時の補償前のトルク検出特性とを比較して示す図で
ある。
高温時の補償前のトルク検出特性とを比較して示す図で
ある。
【図５】図１の回路における高温時の補償後のトルク検
出特性を示す図である。
出特性を示す図である。
【図６】図１の回路における出力V1、V2の例を示す図で
ある。
ある。
【図７】図１の回路における検出信号V1AC、V2ACの例を
示す図である。
示す図である。
【図８】図１の回路における直流出力V1DC1 、V2DC1 の
例を示す図である。
例を示す図である。
【図９】図１の回路における直流信号V1DC2 、V2DC2 の
例を示す図である。
例を示す図である。
【図10】本発明の第２実施例にもとづくトルク測定装置
の回路図である。
の回路図である。
【図11】本発明の第３実施例にもとづくトルク測定装置
の回路図である。
の回路図である。
【図12】本発明の第４実施例にもとづくトルク測定装置
の回路図である。
の回路図である。
【図13】本発明の第５実施例にもとづくトルク測定装置
の回路図である。
の回路図である。
１ 軸 ４ 検出コイル ５ 検出コイル 20 定電圧発生器 22 分圧抵抗 23 分圧抵抗 28 比較器
Claims (9)
- 【請求項１】 トルク伝達軸の外周面に形成された磁気
異方性部と、この磁気異方性部に対応して設けられた検
出コイルとを備えて、前記トルク伝達軸に印加されるト
ルクの大小に応じた交流信号を前記検出コイルから出力
して前記トルクの大きさを測定するようにした磁歪式の
トルク測定装置のための温度補償装置であって、前記検
出コイルの直流抵抗を検出してその温度を検出する手段
と、この検出手段からの検出信号にもとづいて前記トル
ク測定装置の検出特性を温度補償する手段と、を有する
ことを特徴とするトルク測定装置の温度補償装置。 - 【請求項２】 検出コイルに分圧抵抗を介して直流電圧
を印加する手段と、検出コイルの端子電圧の直流成分の
みを検出してこの検出コイルの直流抵抗を求める手段
と、検出コイルからの出力信号より交流成分のみを取り
出してトルク検出信号を得る手段とを有することを特徴
とする請求項１記載のトルク測定装置の温度補償装置。 - 【請求項３】 トルク伝達軸の外周面に一対の磁気異方
性部が形成され、これら磁気異方性部に対応して一対の
検出コイルが配置され、かつ両検出コイルが逆極性に配
置されていることを特徴とする請求項１または２記載の
トルク測定装置の温度補償装置。 - 【請求項４】 検出コイルを励磁するための励磁コイル
と、この励磁コイルに交流電圧を供給する手段とを有す
ることを特徴とする請求項３記載のトルク測定装置の温
度補償装置。 - 【請求項５】 一対の検出コイルとこれら検出コイルに
接続される一対の抵抗とによってブリッジ回路が構成さ
れ、かつ、このブリッジ回路に交流電圧を供給する手段
と、このブリッジ回路から交流信号のみを取り出す手段
とを有することを特徴とする請求項３記載のトルク測定
装置の温度補償装置。 - 【請求項６】 一方の検出コイルの直流抵抗と他方の検
出コイルの直流抵抗との差から、これら検出コイルの配
置部の温度勾配を検出する手段と、この温度勾配の検出
信号にもとづいて前記トルク測定装置の検出特性を温度
補償する手段とを有することを特徴とする請求項３から
５までのいずれか１項記載のトルク測定装置の温度補償
装置。 - 【請求項７】 トルク伝達軸の外周面に単一の磁気異方
性部が形成され、この磁気異方性部に対応して単一の検
出コイルが配置されていることを特徴とする請求項１ま
たは２記載のトルク測定装置の温度補償装置。 - 【請求項８】 トルク伝達軸の外周面に形成された磁気
異方性部と、この磁気異方性部に対応して設けられた検
出コイルと、この検出コイルを励磁するための励磁コイ
ルとを備えて、前記トルク伝達軸に印加されるトルクの
大小に応じた交流信号を前記検出コイルから出力して前
記トルクの大きさを測定するようにした磁歪式のトルク
測定装置のための温度補償装置であって、前記励磁コイ
ルの直流抵抗を検出してその温度を検出する手段と、こ
の検出手段からの検出信号にもとづいて前記トルク測定
装置の検出特性を温度補償する手段と、を有することを
特徴とするトルク測定装置の温度補償装置。 - 【請求項９】 励磁コイルに交流電圧を供給する手段
と、励磁コイルに分圧抵抗を介して直流電圧を印加する
手段と、励磁コイルの端子電圧の直流成分のみを検出し
てこの励磁コイルの直流抵抗を求める手段とを有するこ
とを特徴とする請求項１記載のトルク測定装置の温度補
償装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3062234A JP2566687B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | トルク測定装置の温度補償装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3062234A JP2566687B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | トルク測定装置の温度補償装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04296627A JPH04296627A (ja) | 1992-10-21 |
| JP2566687B2 true JP2566687B2 (ja) | 1996-12-25 |
Family
ID=13194268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3062234A Expired - Lifetime JP2566687B2 (ja) | 1991-03-27 | 1991-03-27 | トルク測定装置の温度補償装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2566687B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003065876A (ja) * | 2001-08-21 | 2003-03-05 | Showa Corp | トルクセンサの異常検知装置 |
| US20210074905A1 (en) * | 2019-09-10 | 2021-03-11 | Hitachi Metals, Ltd. | Magnetostrictive type sensor temperature detecting circuit, magnetostrictive type sensor, and temperature detecting method for magnetostrictive type sensor |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6414498B2 (ja) | 2015-03-27 | 2018-10-31 | 愛知製鋼株式会社 | 差動型磁気センサ |
-
1991
- 1991-03-27 JP JP3062234A patent/JP2566687B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003065876A (ja) * | 2001-08-21 | 2003-03-05 | Showa Corp | トルクセンサの異常検知装置 |
| US20210074905A1 (en) * | 2019-09-10 | 2021-03-11 | Hitachi Metals, Ltd. | Magnetostrictive type sensor temperature detecting circuit, magnetostrictive type sensor, and temperature detecting method for magnetostrictive type sensor |
| US11495733B2 (en) * | 2019-09-10 | 2022-11-08 | Hitachi Metals, Ltd. | Magnetostrictive type sensor temperature detecting circuit, magnetostrictive type sensor, and temperature detecting method for magnetostrictive type sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04296627A (ja) | 1992-10-21 |
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