JP2823539B2 - Position detection device - Google Patents

Position detection device

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JP2823539B2
JP2823539B2 JP7314382A JP31438295A JP2823539B2 JP 2823539 B2 JP2823539 B2 JP 2823539B2 JP 7314382 A JP7314382 A JP 7314382A JP 31438295 A JP31438295 A JP 31438295A JP 2823539 B2 JP2823539 B2 JP 2823539B2
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拓治 山田
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エスエムシー株式会社
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  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、シリン
ダ内を往復動するピストンの位置を検出するピストン位
置検出装置に適用して好適な位置検出装置に関し、特
に、高温下での正確な位置検出動作が可能な位置検出装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position detecting device suitable for application to, for example, a piston position detecting device for detecting the position of a piston reciprocating in a cylinder, and more particularly, to accurate position detection at high temperatures. The present invention relates to an operable position detecting device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、常温(代表的には、+20℃)を
超え+150℃程度までの高温周囲温度下において使用
される装置、例えば、射出成型機に使用されるシリンダ
装置の位置を検出する位置検出装置としては、機械的な
スイッチを利用したもの、具体的には、リミットスイッ
チとドグとを使用する装置が一般的であった。
2. Description of the Related Art Conventionally, the position of a device used at a high ambient temperature exceeding normal temperature (typically + 20 ° C.) and up to approximately + 150 ° C., for example, a cylinder device used in an injection molding machine is detected. As a position detecting device, a device using a mechanical switch, specifically, a device using a limit switch and a dog has been generally used.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この機
械的なスイッチを利用する位置検出装置は、スイッチの
使用回数が、例えば、半導体スイッチに比較して少な
く、かつ、装置自体も大きくなるという問題があった。
もちろん、上記した+150℃程度の高温下において
は、半導体を利用したスイッチを使用することができな
い。
However, the position detecting device using the mechanical switch has a problem that the number of times of using the switch is smaller than that of a semiconductor switch, for example, and the device itself becomes large. there were.
Of course, at a high temperature of about + 150 ° C., a switch using a semiconductor cannot be used.

【0004】なお、常温下においては、例えば、ピスト
ン側に磁石を付け、シリンダ側に磁気抵抗素子を配置し
たピストン位置検出装置も実用化されているが、この位
置検出装置では、周囲温度が上昇した場合に、磁石の磁
力が低下するとともに、磁気抵抗素子にかかる磁界検出
感度が低下することから、常温時と高温時において位置
検出範囲に相当な差がでてしまう。この高温時下でも使
用できる位置検出装置は現在のところ実用化されていな
い。
At room temperature, for example, a piston position detecting device in which a magnet is attached to the piston side and a magnetoresistive element is arranged on the cylinder side has been put into practical use. However, in this position detecting device, the ambient temperature rises. In this case, the magnetic force of the magnet decreases and the magnetic field detection sensitivity applied to the magnetoresistive element decreases, so that there is a considerable difference in the position detection range between normal temperature and high temperature. A position detecting device that can be used even at this high temperature has not been put to practical use at present.

【0005】この発明はこのような課題を考慮してなさ
れたものであり、簡単な構成でしかも高温下においても
磁石の位置を正確に検出することを可能とする位置検出
装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a position detecting device which has a simple structure and which can accurately detect the position of a magnet even at a high temperature. Aim.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明は、例えば、図
面に示すように、電流路が略直交するように配置された
2つの強磁性体からなる磁気抵抗素子14、15を含む
センサ部18と、磁気抵抗素子14、15のうち、一方
の磁気抵抗素子15が磁石12の主磁界Mを検知する方
向に配置され、他方の磁気抵抗素子14が主磁界Mを検
知しない方向(磁気抵抗素子15と直交する方向)に配
置され、センサ部18に電線16を通じて接続される駆
動検出回路17とを備え、駆動検出回路17は、2つの
磁気抵抗素子14、15に一定電流i1、i2を供給し
て、他方の磁気抵抗素子14に発生する電圧降下V1を
温度検出信号V1として取り込むとともに、2つの磁気
抵抗素子14、15に発生する電圧降下V1、V2の差
(V1−V2)を位置検出信号V3として取り込んで比
較手段71(図5参照)の測定入力に供給し、この比較
手段71の閾値入力に供給される閾値レベルVtを温度
検出信号V1に基づいて変化させることを特徴とする。
According to the present invention, as shown in the drawings, for example, a sensor section 18 includes magnetoresistive elements 14 and 15 composed of two ferromagnetic bodies arranged so that current paths are substantially orthogonal to each other. And one of the magnetoresistive elements 14 and 15 is disposed in a direction in which the main magnetic field M of the magnet 12 is detected, and the other magnetoresistive element 14 is in a direction in which the main magnetic field M is not detected (the magnetoresistive element 14). And a drive detection circuit 17 connected to the sensor unit 18 through an electric wire 16, and supplies constant currents i 1 and i 2 to the two magnetoresistive elements 14 and 15. Then, the voltage drop V1 generated in the other magnetoresistive element 14 is taken in as the temperature detection signal V1, and the difference (V1-V2) between the voltage drops V1 and V2 generated in the two magnetoresistive elements 14 and 15 is calculated. The threshold value Vt supplied to the measurement input of the comparison means 71 (see FIG. 5) is taken in as the position detection signal V3, and is changed based on the temperature detection signal V1. I do.

【0007】この場合、この発明によれば、例えば、図
6に示すように、位置検出信号V3の値(波形)が温度
Tにより変化しても、この変化に対応して閾値レベルV
tを変化させるようにしているので、主磁界Mの方向に
移動する磁石12の検出範囲を温度Tの変化と無関係に
一定の範囲とすることができる。
In this case, according to the present invention, for example, as shown in FIG. 6, even if the value (waveform) of the position detection signal V3 changes according to the temperature T, the threshold level V corresponds to this change.
Since t is changed, the detection range of the magnet 12 moving in the direction of the main magnetic field M can be set to a constant range regardless of the change in the temperature T.

【0008】閾値レベルVtの変化は、温度検出信号V
1の値に応じて対応する閾値レベルVtを出力するルッ
クアップテーブルまたは演算式とすることができる。
The change in the threshold level Vt depends on the temperature detection signal V
It can be a look-up table or an arithmetic expression that outputs a corresponding threshold level Vt according to the value of 1.

【0009】また、この発明は、例えば、図7に示すよ
うに、電流路が略直交するように配置された2つの強磁
性体からなる磁気抵抗素子14、15を含むセンサ部1
8と、磁気抵抗素子14、15のうち、一方の磁気抵抗
素子15が磁石の主磁界を検知する方向に配置され、他
方の磁気抵抗素子14が前記主磁界を検知しない方向に
配置され、センサ部18に電線16を通じて接続される
駆動検出回路17Aとを備え、駆動検出回路17Aは、
2つの磁気抵抗素子14、15に一定電流i1、i2を
供給して、2つの磁気抵抗素子14、15に発生する電
圧降下V1、V2の差(V1−V2)を位置検出信号V
3として取り込んで可変利得増幅手段35Aの信号入力
に供給するとともに、他方の磁気抵抗素子14に発生す
る電圧降下V1を温度検出信号V1として取り込み、可
変利得増幅手段35Aの出力信号V3が温度Tに係わら
ず一定振幅の信号となるように可変利得増幅手段35A
の利得を温度検出信号V1に基づいて変化させるように
したことを特徴とする。
The present invention also relates to a sensor unit 1 including magnetoresistive elements 14 and 15 made of two ferromagnetic materials arranged so that current paths are substantially orthogonal as shown in FIG.
8, one of the magnetoresistive elements 14, 15 is arranged in a direction for detecting the main magnetic field of the magnet, and the other magnetoresistive element 14 is arranged in a direction for not detecting the main magnetic field. A drive detection circuit 17A connected to the unit 18 through the electric wire 16;
The constant currents i1 and i2 are supplied to the two magnetoresistive elements 14 and 15, and the difference (V1-V2) between the voltage drops V1 and V2 generated in the two magnetoresistive elements 14 and 15 is determined by the position detection signal V
3 and supplied to the signal input of the variable gain amplifying means 35A, and the voltage drop V1 generated in the other magnetoresistive element 14 is captured as a temperature detection signal V1, and the output signal V3 of the variable gain amplifying means 35A becomes the temperature T. Regardless, the variable gain amplifying means 35A is controlled so that the signal has a constant amplitude.
Is changed based on the temperature detection signal V1.

【0010】この場合、この発明によれば、閾値レベル
を温度に係わらず、一定レベルとすることができる。
In this case, according to the present invention, the threshold level can be set to a constant level regardless of the temperature.

【0011】さらに、この発明は、電流路が略直交する
ように配置された少なくとも2つの強磁性体からなる磁
気抵抗素子を含むセンサ部と、前記磁気抵抗素子のう
ち、一方の磁気抵抗素子が磁石の主磁界を検知する方向
に配置され、したがって、他方の磁気抵抗素子が前記主
磁界を検知しない方向に配置され、前記センサ部に電
で接続され、前記磁気抵抗素子に電気を供給するととも
に、前記2つの磁気抵抗素子の抵抗値変化を検出する駆
動検出回路とを有し、この駆動検出回路は、前記主磁界
を検知する前記一方の磁気抵抗素子の抵抗値変化分から
前記他方の磁気抵抗素子の抵抗値変化分を温度による変
化分として取り除き、残りの抵抗値変化分を前記主磁界
により変化した抵抗値変化分として検出して、磁石位置
を検出することを特徴とする。
Further, according to the present invention, there is provided a sensor section including at least two magneto-resistive elements made of a ferromagnetic material arranged so that current paths are substantially orthogonal to each other, and one of the magneto-resistive elements has a magneto-resistive element. are arranged in the direction of detecting the main magnetic field of the magnet, thus, is arranged in a direction other magnetoresistive element does not detect the main magnetic field, are connected by electric lines to the sensor unit, supplies electricity to the magnetoresistive element And a drive detection circuit for detecting a change in the resistance value of the two magnetoresistive elements. The drive detection circuit detects a change in the resistance value of the one magnetoresistive element for detecting the main magnetic field and the other magnetic field. It is characterized in that a change in the resistance value of the resistance element is removed as a change due to the temperature, and the remaining change in the resistance value is detected as a change in the resistance value changed by the main magnetic field to detect the magnet position. To.

【0012】この発明によれば、センサ部には強磁性体
からなる2つの磁気抵抗素子のみを配置し、これら2つ
の磁気抵抗素子を主磁界を感知しない温度補償用と主磁
界感知用とに分け、主磁界感知用の磁気抵抗素子(一方
の磁気抵抗素子)の抵抗値変化分から温度補償用の磁気
抵抗素子(他方の磁気抵抗素子)の抵抗値変化分を取り
除くことで温度補償を行い、残余の主磁界による抵抗値
変化分を正確に検出して磁石位置を検出するようにして
いる。
According to the present invention, only two magneto-resistive elements made of a ferromagnetic material are arranged in the sensor section, and these two magneto-resistive elements are used for temperature compensation not sensing the main magnetic field and for sensing the main magnetic field. The temperature compensation is performed by removing the change in the resistance value of the magnetoresistive element for temperature compensation (the other magnetoresistive element) from the change in the resistance value of the magnetoresistive element for sensing the main magnetic field (one of the magnetoresistive elements). The position of the magnet is detected by accurately detecting the change in resistance value due to the remaining main magnetic field.

【0013】例えば、高温下に配置されるセンサ部に
は、2つの磁気抵抗素子のみを配置しているので、前記
電線を、例えば、耐熱電線にすることで、+150℃程
度の高温下においても磁石の位置を正確に検出すること
ができる。
[0013] For example, the sensor unit is arranged at a high temperature, since the place only two magnetoresistive elements, wherein
By using a heat-resistant wire, for example, the position of the magnet can be accurately detected even at a high temperature of about + 150 ° C.

【0014】また、直列に接続した2つの磁気抵抗素子
の共通接続点を電線を通じて駆動検出回路側で接地し、
2つの磁気抵抗素子の残りのそれぞれの端子には、駆動
検出回路から電線を通じて一定電流信号を供給し、2つ
の磁気抵抗素子のそれぞれで発生する電圧降下を駆動検
出回路側で測定することで、電線によりセンサ部と駆動
検出回路とを離したことを原因として入りやすくなるノ
イズの影響を排除することができる。
[0014] grounded at the drive detection circuit side through a common connection point a conductive line of the two magneto-resistive elements connected in series,
The remaining terminals of each of the two magnetoresistive elements, and supplies a constant current signal through the drive detection circuit or et conductive line, measuring the voltage drop generated in each of the two magnetoresistive elements in the drive detection circuit side in, it is possible to eliminate the influence of easily made noise enters cause that releases a drive detection circuit and the sensor portion by electrodeposition line.

【0015】さらに、前記電線を耐熱電線にするととも
に、ピストンに配設された磁石をプラスチック磁石と
し、センサ部がこのピストンが摺動するシリンダ上に配
設された場合、ピストン位置を周囲温度が少なくとも常
温(代表的には、+20℃)〜150℃の範囲で検出
することができる。
Further, the electric wire may be a heat-resistant electric wire.
When the magnet disposed on the piston is a plastic magnet and the sensor unit is disposed on a cylinder on which the piston slides, the ambient temperature of the piston is set to at least room temperature (typically + 20 ° C.). It can be detected in the range of + 150 ° C.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態に
ついて、図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0017】図1は、この発明の一実施の形態が適用さ
れたピストン位置検出装置10の全体的な構成を示して
いる。
FIG. 1 shows an overall configuration of a piston position detecting device 10 to which an embodiment of the present invention is applied.

【0018】このピストン位置検出装置10は、シリン
ダ11内を矢印方向に摺動し、かつリング状の磁石12
が配設されたピストン13と、シリンダ11上の所定位
置に配置され磁石12の主磁界を検出するとともに、周
囲温度を検出するための強磁性体からなる2つの磁気抵
抗素子14、15が配置されたセンサ部18と、このセ
ンサ部18に耐熱電線16を通じて接続される駆動検出
回路17とを備えている。耐熱電線16は、この実施の
形態において、耐熱温度仕様が0℃〜180℃のものを
用いた。
The piston position detecting device 10 slides in a cylinder 11 in the direction of an arrow and has a ring-shaped magnet 12.
Are disposed, and two magnetoresistive elements 14, 15 made of a ferromagnetic material for detecting a main magnetic field of the magnet 12 and detecting an ambient temperature are arranged at predetermined positions on the cylinder 11. And a drive detection circuit 17 connected to the sensor unit 18 through a heat-resistant wire 16. In this embodiment, the heat-resistant wire 16 used has a heat-resistant temperature specification of 0 ° C. to 180 ° C.

【0019】後に詳しく説明するように、駆動検出回路
17は、磁気抵抗素子14、15に電気(一定電流信
号)を供給するとともに、磁気抵抗素子14、15の温
度および磁界による抵抗値変化を検出する。なお、一点
鎖線で囲んだ領域19は、周囲温度Tが低温から高温、
この実施の形態においては、便宜上、0℃〜+150℃
にされる領域を示している。したがって、以下、温度変
化領域19ともいう。図1中、温度変化領域19以外の
領域は、駆動検出回路17が正常に作動する仕様範囲内
の温度領域、例えば、+10℃〜+35℃の、いわゆる
常温領域である。
As will be described in detail later, the drive detection circuit 17 supplies electricity (constant current signal) to the magnetoresistive elements 14 and 15 and detects a change in resistance value of the magnetoresistive elements 14 and 15 due to temperature and magnetic field. I do. The area 19 surrounded by the dashed line indicates that the ambient temperature T is low to high.
In this embodiment, for convenience, 0 ° C. to + 150 ° C.
FIG. Therefore, it is also referred to as a temperature change region 19 hereinafter. In FIG. 1, an area other than the temperature change area 19 is a temperature area within a specification range where the drive detection circuit 17 operates normally, for example, a so-called normal temperature area of + 10 ° C. to + 35 ° C.

【0020】図2は、センサ部18内の磁気抵抗素子1
4、15の配列構成を示している。図2から分かるよう
に磁気抵抗素子14、15は、セラミック回路基板24
上にNi・Co製等の強磁性体のジグザグパターン(電
流路)として形成され、それらジグザグパターンの両端
と共通接続点に電極端子21、22、23を設けた構成
にされている。この図2例において、一方の磁気抵抗素
子15(抵抗値はR2とする。)が磁石12の矢印で示
す主磁界Mを検出するように配置される。したがって、
電流路がこれと直交する方向に形成されている他方の磁
気抵抗素子14(抵抗値はR1とする。)は、結果とし
て、自動的に主磁界Mを検出しないように配置されるこ
とになる。なお、抵抗値R1と抵抗値R2の公称値は同
一の値である。
FIG. 2 shows the magnetoresistive element 1 in the sensor section 18.
4 and 15 show an arrangement configuration. As can be seen from FIG. 2, the magnetoresistive elements 14 and 15 are
It is formed as a zigzag pattern (current path) made of a ferromagnetic material such as Ni / Co, and electrode terminals 21, 22, and 23 are provided at both ends and a common connection point of the zigzag pattern. In the example of FIG. 2, one of the magnetoresistive elements 15 (the resistance value is R2) is arranged so as to detect the main magnetic field M of the magnet 12 indicated by the arrow. Therefore,
As a result, the other magnetoresistive element 14 (having a resistance value of R1) in which the current path is formed in a direction orthogonal to the current path is arranged so as not to automatically detect the main magnetic field M. . The nominal values of the resistance value R1 and the resistance value R2 are the same.

【0021】このように構成されることで、周囲温度
の、例えば、0℃〜+150℃の変化により、磁気抵抗
素子14と磁気抵抗素子15のそれぞれの抵抗値R1、
R2は同時に数10%変化し、この変化に加えて、主磁
界Mにより磁気抵抗素子15の抵抗値R2のみが数%変
化することを見いだした。なお、抵抗値R1、R2の変
化は完全な直線ではないが、周囲温度に比例して双方と
も上昇し、かつ主磁界Mの大きさに比例して抵抗値R2
のみが減少する。
With such a configuration, the respective resistance values R1 and R1 of the magnetoresistive element 14 and the magnetoresistive element 15 are changed by changing the ambient temperature, for example, from 0 ° C. to + 150 ° C.
R2 simultaneously changes by several tens%, and in addition to this change, it was found that only the resistance value R2 of the magnetoresistive element 15 changed by several% due to the main magnetic field M. Although the changes in the resistance values R1 and R2 are not perfect straight lines, both increase in proportion to the ambient temperature and the resistance values R2 in proportion to the magnitude of the main magnetic field M.
Only decrease.

【0022】セラミック回路基板24上に形成された磁
気抵抗素子14、15は、図1に示すように、セラミッ
ク回路基板24ごと高温に耐えるシリコンRTVゴム
(例えば、信越シリコーン株式会社製)25により充填
保持されてケース26内に収容され、ケース26内に収
容された状態でそのケース26がシリンダ11上の所望
の位置に取り付けられる構成になっている。
As shown in FIG. 1, the magnetic resistance elements 14 and 15 formed on the ceramic circuit board 24 are filled with a silicon RTV rubber (for example, manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.) 25 that can withstand high temperatures together with the ceramic circuit board 24. The case 26 is held and accommodated in the case 26, and the case 26 is attached to a desired position on the cylinder 11 in a state of being accommodated in the case 26.

【0023】図3は、センサ部18の電気的な接続構成
と、このセンサ部18を構成する磁気抵抗素子14、1
5に、3心の耐熱電線16を通じて接続される駆動検出
回路17の詳細な構成例を示している。
FIG. 3 shows an electrical connection structure of the sensor section 18 and the magnetoresistive elements 14, 1 constituting the sensor section 18.
FIG. 5 shows a detailed configuration example of the drive detection circuit 17 connected through the three-core heat-resistant wire 16.

【0024】図3において、駆動検出回路17は、駆動
・制御・処理・判断手段等として機能するマイクロコン
ピュータ41を有している。マイクロコンピュータ41
は、周知のように、中央処理装置(CPU)に対応する
マイクロプロセッサ(MPU)と、このマイクロプロセ
ッサに接続される入出力装置としてのAD変換回路やD
A変換回路、I/Oポート、制御プログラム・システム
プログラム・ルックアップテーブル等が書き込まれる読
み出し専用メモリ(ROM)、処理データを一時的に保
存等するランダムアクセスメモリ(RAMであり、書き
込み読み出しメモリ)、タイマ回路および割り込み処理
回路等を1チップに集積したLSIデバイスとして提供
される。
In FIG. 3, the drive detection circuit 17 has a microcomputer 41 functioning as drive / control / processing / judgment means. Microcomputer 41
As is well known, a microprocessor (MPU) corresponding to a central processing unit (CPU) and an AD conversion circuit or D
A conversion circuit, I / O port, read-only memory (ROM) in which control programs, system programs, look-up tables, etc. are written, random access memory (RAM, write / read memory) for temporarily storing processing data , A timer circuit, an interrupt processing circuit, and the like are provided on a single chip as an LSI device.

【0025】マイクロコンピュータ41を構成するDA
変換器の出力ポート(以下、DA出力ポートという。)
DA1、DA2から出力されるそれぞれ直流の一定電圧
であるアナログ電圧信号E1、E2が、電圧電流変換回
路31、32を通じて、それぞれ、直流の電流信号i
1、i2に変換されて出力される。
DA constituting the microcomputer 41
Converter output port (hereinafter referred to as DA output port)
The analog voltage signals E1 and E2, which are DC constant voltages output from the DA1 and DA2, respectively, are passed through the voltage-current conversion circuits 31 and 32, respectively.
1, i2.

【0026】これら電流信号i1、i2は、耐熱電線1
6を構成する心線、電極端子21、23を通じてそれぞ
れセンサ部18を構成する磁気抵抗素子14、15に供
給される。磁気抵抗素子14、15を通過した電流信号
i1、i2は合成され、その合成電流i3が電極端子2
2、耐熱電線16を構成する残りの心線を通じて駆動検
出回路17側で接地される。
The current signals i1 and i2 are
6 are supplied to the magnetoresistive elements 14 and 15 forming the sensor section 18 through the core wires and the electrode terminals 21 and 23, respectively. The current signals i1 and i2 passing through the magnetoresistive elements 14 and 15 are combined, and the combined current i3 is applied to the electrode terminal 2
2. Grounded on the drive detection circuit 17 side through the remaining core wire constituting the heat-resistant wire 16.

【0027】温度検出用の磁気抵抗素子14の抵抗値R
1と電流信号i1との積により磁気抵抗素子14の端子
間に発生する電圧降下を表す電圧信号V1が、バッファ
(バッファアンプ)34と減算手段としての差動アンプ
(差動増幅器)35の正入力端子に供給される。主磁界
検出用の磁気抵抗素子15の抵抗値R2と電流信号i2
との積により磁気抵抗素子15の端子間に発生する電圧
降下を表す電圧信号V2が、差動アンプ35の負入力端
子に供給される。
The resistance value R of the magnetoresistive element 14 for detecting temperature
A voltage signal V1 representing a voltage drop generated between the terminals of the magnetoresistive element 14 due to the product of the current signal i1 and the current signal i1 is applied to a buffer (buffer amplifier) 34 and a differential amplifier (differential amplifier) 35 as a subtraction means. It is supplied to the input terminal. The resistance value R2 of the magnetoresistive element 15 for detecting the main magnetic field and the current signal i2
, A voltage signal V2 representing a voltage drop generated between the terminals of the magnetoresistive element 15 is supplied to the negative input terminal of the differential amplifier 35.

【0028】バッファ34の出力信号である電圧信号V
1(バッファ34の入出力信号のレベルが同一値の電圧
信号であるので、簡単のために同符号とする。)が、マ
イクロコンピュータ41を構成するAD変換器の入力ポ
ート(以下、AD入力ポートという。)AD1に供給さ
れる。差動アンプ35の差動出力信号である電圧信号V
3(V3=V1−V2)が、他のAD入力ポートAD2
に供給される。
The voltage signal V which is the output signal of the buffer 34
Reference numeral 1 (because the level of the input / output signal of the buffer 34 is a voltage signal having the same value, the same sign is used for the sake of simplicity) denotes an input port (hereinafter referred to as an AD input port) of an AD converter constituting the microcomputer 41 ) Is supplied to AD1. A voltage signal V which is a differential output signal of the differential amplifier 35
3 (V3 = V1-V2) is connected to another AD input port AD2.
Supplied to

【0029】マイクロコンピュータ41の出力ポートO
UT1は、バッファ36を介して出力端子37に接続さ
れ、出力ポートOUT2がバッファ38、抵抗器39お
よび発光ダイオード40を通じて接地されている。
Output port O of microcomputer 41
The UT1 is connected to an output terminal 37 via a buffer 36, and an output port OUT2 is grounded through a buffer 38, a resistor 39 and a light emitting diode 40.

【0030】次に、上記実施の形態の動作を、図4の概
略的な校正手順を示す工程図を参照しながら説明する。
なお、校正手順とは、センサ部18を実際の測定対象で
あるシリンダ装置等に取り付ける前に、センサ部18の
温度特性を含む測定系全体(図3に示すセンサ部18と
駆動検出回路17)の特性を校正するデータを得る手順
をいう。この実施の形態において、校正データは、後に
説明するように、マイクロコンピュータ41内にルック
アップテーブルとして保存するようにしている。
Next, the operation of the above-described embodiment will be described with reference to a process chart showing a schematic calibration procedure in FIG.
Note that the calibration procedure refers to the entire measurement system including the temperature characteristics of the sensor unit 18 (the sensor unit 18 and the drive detection circuit 17 shown in FIG. 3) before the sensor unit 18 is attached to a cylinder device or the like to be actually measured. Refers to the procedure for obtaining data for calibrating the characteristics of In this embodiment, the calibration data is stored in the microcomputer 41 as a look-up table, as described later.

【0031】まず、センサ部18のみを図示しない恒温
槽内に配置する。正確に言えば、磁石12の主磁界Mが
センサ部18に全く作用しないように、そのセンサ部1
8を図示しない恒温槽内に配置し、常温状態、例えば、
+20℃とする(ステップS1)。
First, only the sensor section 18 is placed in a thermostat (not shown). To be more precise, the sensor section 1 is so arranged that the main magnetic field M of the magnet 12 does not act on the sensor section 18 at all.
8 is placed in a thermostat (not shown),
+ 20 ° C. (step S1).

【0032】次に、この常温状態において、磁気抵抗素
子14の電圧信号V1が所定の電圧値となる電流信号i
1を流すための電圧信号E1をDA出力ポートDA1か
ら出力する(ステップS2)。この場合、電圧信号V1
を測定しながらDA出力ポートDA1の出力電圧信号E
1を可変すれば、電圧信号V1の値を所定の電圧値にす
ることができる。
Next, in this normal temperature state, the voltage signal V1 of the magnetoresistive element 14 becomes a current signal i at which a predetermined voltage value is obtained.
1 is output from the DA output port DA1 (step S2). In this case, the voltage signal V1
While measuring the output voltage signal E of the DA output port DA1.
By changing 1, the value of the voltage signal V1 can be set to a predetermined voltage value.

【0033】次に、差動アンプ35の出力電圧信号V3
が、ゼロ値となるようにDA出力ポートDA2の出力電
圧信号E2を可変する。これにより、磁気抵抗素子15
に供給される電流信号i2のレベル、したがって、電圧
信号V2が決定される(ステップS3)。このとき、差
動アンプ35等、信号伝達ラインのオフセット等がゼロ
値のときには、電流信号i1と電流信号i2の値は同一
値になり、電圧信号V1のレベルと電圧信号V2のレベ
ルは等しい値になる。
Next, the output voltage signal V3 of the differential amplifier 35
Varies the output voltage signal E2 of the DA output port DA2 so as to have a zero value. Thereby, the magnetoresistive element 15
, The level of the current signal i2, and therefore the voltage signal V2 are determined (step S3). At this time, when the offset or the like of the signal transmission line such as the differential amplifier 35 has a zero value, the current signal i1 and the current signal i2 have the same value, and the level of the voltage signal V1 is equal to the level of the voltage signal V2. become.

【0034】この状態において、恒温槽の温度を、例え
ば、1℃ずつ、0℃〜150℃の間で可変して、各温度
毎に電圧信号V1の値を測定し記憶する(ステップS
4)。したがって、この電圧信号V1の値が周囲温度T
に対応した値となる。すなわち、電圧信号V1は、温度
検出信号であるともいえる。
In this state, the temperature of the thermostat is varied, for example, by 1 ° C. between 0 ° C. and 150 ° C., and the value of the voltage signal V1 is measured and stored for each temperature (step S).
4). Therefore, the value of voltage signal V1 is equal to ambient temperature T.
Is a value corresponding to. That is, it can be said that the voltage signal V1 is a temperature detection signal.

【0035】なお、回路系の温度係数等の定数が磁気抵
抗素子14と磁気抵抗素子15も含めてすべて同一であ
ってかつ平衡状態になっていれば、温度を可変しても電
圧信号V3も原理的にはゼロ値となるが、実際には、ば
らつきがあるので、各温度において、この電圧信号V3
の値がゼロ値となるようなDA出力ポートDA2の出力
信号E2の値を決定しておく(同じく、ステップS
4)。
If the constants such as the temperature coefficient of the circuit system are all the same including the magnetoresistive element 14 and the magnetoresistive element 15 and are in an equilibrium state, the voltage signal V3 is not changed even if the temperature is varied. In principle, it takes a zero value, but in practice there is a variation, so that at each temperature, this voltage signal V3
The value of the output signal E2 of the DA output port DA2 is determined so that the value becomes zero (see also step S2).
4).

【0036】次に、センサ部18を図1に示すようにシ
リンダ11上に配設したものを恒温槽内に入れ、0℃〜
150℃の各温度において、ピストン13を矢印方向
(シリンダ11の軸方向)に一定間隔、例えば、0.1
mm(所望精度に応じた任意量)ずつ摺動させ、各摺動
位置において、電圧信号V1と電圧信号V3を測定する
(ステップS5)。
Next, the sensor unit 18 provided on the cylinder 11 as shown in FIG.
At each temperature of 150 ° C., the piston 13 is moved at a constant interval in the direction of the arrow (the axial direction of the cylinder 11), for example, 0.1 mm.
The voltage signal V1 and the voltage signal V3 are measured at each sliding position by sliding by mm (arbitrary amount according to the desired accuracy) (Step S5).

【0037】この場合、磁石12の主磁界Mの影響によ
り、磁石12が磁気抵抗素子14、15の直下位置(中
心位置という。)CT(図1参照)に位置するときに、
主磁界Mの値が最大となり、したがって、磁気抵抗素子
15の抵抗値R2が最小値となるので、電圧信号V2が
最小値となり、結局、電圧信号V3の値が最大値にな
る。
In this case, due to the effect of the main magnetic field M of the magnet 12, when the magnet 12 is located at a position (referred to as a center position) CT (refer to FIG. 1) immediately below the magnetoresistive elements 14, 15,
Since the value of the main magnetic field M becomes the maximum and the resistance value R2 of the magnetoresistive element 15 becomes the minimum value, the voltage signal V2 becomes the minimum value, and eventually the value of the voltage signal V3 becomes the maximum value.

【0038】そこで、ピストン13の中心位置CTを基
準とした所望の許容動作範囲Aにおける電圧信号V3の
値を各温度、すなわち、電圧信号V1毎に測定しておく
(ステップS6)。
Therefore, the value of the voltage signal V3 in the desired allowable operation range A based on the center position CT of the piston 13 is measured for each temperature, that is, for each voltage signal V1 (step S6).

【0039】以上により、センサ部18を含む駆動検出
回路17の校正が終了する。
Thus, the calibration of the drive detection circuit 17 including the sensor section 18 is completed.

【0040】このようにして、温度に対応する各電圧信
号V1に対して電圧信号V3を測定しこれを校正データ
としてルックアップテーブルを作成し格納しておくこと
により(ステップS7)、実際の使用環境下でのある温
度、したがって、ある電圧信号V1の値において、電圧
信号V3の値が前記ルックアップテーブルに記憶されて
いる値以上の値になった場合には、ピストン13が許容
動作範囲Aから許容外動作範囲B、Cに移動したものと
同定し、出力ポートOUT1をハイレベルにすることで
出力端子37をハイレベルにしたり、出力ポートOUT
2をハイレベルにすることで表示灯である発光ダイオー
ド40を点灯させることができる。
As described above, the voltage signal V3 is measured for each voltage signal V1 corresponding to the temperature, and a lookup table is created and stored using the voltage signal V3 as calibration data (step S7). When the value of the voltage signal V3 becomes equal to or greater than the value stored in the look-up table at a certain temperature in the environment, and thus at a certain voltage signal V1, the piston 13 moves to the allowable operating range A. Are moved to the non-permissible operating ranges B and C, and the output port 37 is set to the high level by setting the output port OUT1 to the high level.
By setting 2 to a high level, the light emitting diode 40 as an indicator lamp can be turned on.

【0041】このように上述の実施の形態(図3例)に
よれば、耐熱電線16を介して受動素子である2つの磁
気抵抗素子14、15のみをセンサ部18に配置し、こ
れらに一定の電流信号i1、i2を供給し、予め、仕様
範囲(例えば、0℃〜+150℃)内の各温度毎に磁石
12との一定の相互位置関係下において各磁気抵抗素子
14、15に発生する電圧降下に対応する電圧信号V
1、V2(電圧信号V2は、電圧信号V3を測定するこ
とで、間接的に測定されることになる。)を測定してお
くことにより、磁石12が配設されたピストン13の位
置を検知するように構成している。
As described above, according to the above-described embodiment (example of FIG. 3), only the two magneto-resistive elements 14 and 15 which are passive elements are arranged in the sensor unit 18 via the heat-resistant wire 16 and are fixed to these. Is supplied to each of the magnetoresistive elements 14 and 15 under a predetermined mutual positional relationship with the magnet 12 at each temperature within a specification range (for example, 0 ° C. to + 150 ° C.). Voltage signal V corresponding to voltage drop
1. By measuring V2 (the voltage signal V2 is indirectly measured by measuring the voltage signal V3), the position of the piston 13 provided with the magnet 12 is detected. It is configured to be.

【0042】この場合、差の電圧信号V3は、温度Tと
主磁界Mによる抵抗値の変動分(ΔR2とする。)を含
んだ主磁界検知用の磁気抵抗素子15の出力電圧信号V
2から、温度Tのみによる抵抗値の変動分(ΔR1とす
る。)を含んだ温度補償用の磁気抵抗素子14の出力電
圧信号V1を引き算して得るようにしている。このた
め、差の電圧信号V3の値{結局、主磁界Mのみによる
抵抗値変動分(ΔR2−ΔR1)に対応する。}から磁
石12の磁気抵抗素子14、15の配置位置を基準とす
る位置を正確に検出することができる。
In this case, the voltage signal V3 of the difference is the output voltage signal V3 of the magnetoresistive element 15 for detecting the main magnetic field, which includes the variation of the resistance value (ΔR2) due to the temperature T and the main magnetic field M.
2, the output voltage signal V1 of the temperature compensating magnetoresistive element 14 including the variation of the resistance value due to only the temperature T (referred to as ΔR1) is obtained. For this reason, it corresponds to the value of the difference voltage signal V3 {eventually, the resistance value variation (ΔR2−ΔR1) caused only by the main magnetic field M. From}, the position based on the arrangement position of the magnetoresistive elements 14 and 15 of the magnet 12 can be accurately detected.

【0043】また、電圧信号V1の値からルックアップ
テーブルを利用して、現在温度における磁石12の位
置、したがって、ピストン13の位置を正確に検出する
ことができる。この場合、各温度毎に、換言すれば、各
電圧信号V1の値ごとに、予めピストン13の中心位置
{センサ部18の直下(直近)位置}CTからの距離を
ルックアップテーブルあるいは数式等として格納してお
くことができることはいうまでもない。
Further, the position of the magnet 12 at the current temperature, that is, the position of the piston 13 can be accurately detected from the value of the voltage signal V1 using a look-up table. In this case, for each temperature, in other words, for each value of each voltage signal V1, the distance from the center position of the piston 13 直 the position immediately below (the nearest) the CT unit} CT in advance as a lookup table or a mathematical expression, etc. Needless to say, it can be stored.

【0044】さらに、この実施の形態によれば、信号路
が長くなって信号が引き回される耐熱電線16の心線に
電流信号i1、i2を通流するようにしている。このた
め、信号の引き回しを原因として心線に混入する雑音に
より発生する雑音信号に対して影響の少ない、言い換え
れば、雑音に強い回路構成になっている。
Further, according to this embodiment, the current signals i1 and i2 are made to flow through the core of the heat-resistant wire 16 through which the signal path is lengthened and the signal is routed. For this reason, the circuit configuration has little effect on a noise signal generated by noise mixed into the core wire due to signal routing, in other words, is resistant to noise.

【0045】その上、温度変化領域19内には、磁気抵
抗素子14、15が形成されたセラミック回路基板2
4、これをモールドするシリコンRTVゴム25、これ
らを包むアルミニウム製等のケース26および耐熱電線
16のみが配置されるので、機械的に作動する構成がな
く、半導体等の能動素子もないので、寿命が半永久的で
あり、信頼性に優れている。なお、このセンサ部18
は、シリコンRTVゴム25の高温下の仕様設定値が+
170℃であるので、これにより制限されるが、磁気抵
抗素子14、15の材料であるCo、Ni等の強磁性体
のキューリ点が+200℃以上であるので、センサ部1
8を固定する材料の温度特性の向上により、当該+20
0℃程度まで動作可能なピストン位置検出装置(磁石位
置検出装置)を製作することができる。
In addition, in the temperature change region 19, the ceramic circuit board 2 on which the magnetoresistive elements 14 and 15 are formed
4. Since only the silicon RTV rubber 25 for molding this, the case 26 made of aluminum or the like and the heat-resistant electric wire 16 enclosing them are arranged, there is no mechanically operated structure, and there is no active element such as a semiconductor. Are semi-permanent and reliable. Note that this sensor unit 18
Means that the specification value of the silicon RTV rubber 25 under high temperature is +
Since the temperature is 170 ° C., the Curie point of a ferromagnetic material such as Co or Ni, which is a material of the magnetoresistive elements 14 and 15, is + 200 ° C. or more.
8 due to the improvement of the temperature characteristic of the material for fixing
A piston position detecting device (magnet position detecting device) operable up to about 0 ° C. can be manufactured.

【0046】したがって、この実施の形態の位置検出装
置(位置検出スイッチ)は、射出成型機用として使用す
ることが可能である。
Therefore, the position detecting device (position detecting switch) of this embodiment can be used for an injection molding machine.

【0047】次に、本発明の他の実施の形態を説明す
る。
Next, another embodiment of the present invention will be described.

【0048】この実施の形態における、マイクロコンピ
ュータ41内のソフトウエアによって表される機能構成
を図5に示す。なお、この図5例においては、実際に
は、アナログ信号をマイクロコンピュータ41内のAD
変換器によりデジタル信号に変換し、このデジタル信号
で信号処理を行い、この信号処理結果をマイクロコンピ
ュータ41内のDA変換器により再びアナログ信号に戻
して出力する構成となっているが、繁雑になるので、デ
ジタル信号処理に等価なアナログ信号処理により説明す
る。
FIG. 5 shows a functional configuration represented by software in the microcomputer 41 in this embodiment. Note that, in the example of FIG.
The digital signal is converted into a digital signal by a converter, signal processing is performed on the digital signal, and the result of the signal processing is converted back to an analog signal by a DA converter in the microcomputer 41 and output again. Therefore, an explanation will be given using analog signal processing equivalent to digital signal processing.

【0049】すなわち、比較器と同様に動作する比較手
段71を有し、この比較手段71の比較入力(測定入
力)端子には、AD入力ポートAD2から、位置検出信
号である電圧信号V3が供給される。比較手段71の基
準入力端子には閾値電圧(閾値レベル)Vtが閾値発生
手段72を通じて供給される。閾値発生手段72の閾値
制御端子には、AD入力ポートAD1から、温度検出信
号である電圧信号V1が供給され、この電圧信号V1に
応じて、換言すれば、センサ部18内の温度Tに応じ
て、閾値電圧Vtが増減されるように構成されている。
That is, a comparison means 71 which operates in the same manner as the comparator is provided, and a voltage signal V3 as a position detection signal is supplied to a comparison input (measurement input) terminal of the comparison means 71 from an AD input port AD2. Is done. A threshold voltage (threshold level) Vt is supplied to the reference input terminal of the comparison means 71 through the threshold generation means 72. A voltage signal V1, which is a temperature detection signal, is supplied to the threshold control terminal of the threshold generation means 72 from the AD input port AD1, and according to the voltage signal V1, in other words, according to the temperature T in the sensor unit 18. Thus, the threshold voltage Vt is increased or decreased.

【0050】電圧信号V3の電圧値が閾値電圧Vtを超
えたときに、比較手段71の出力端子、すなわち、出力
ポートOUT1、OUT2は、ローレベルからハイレベ
ルに移る。これに応じて、端子37がローレベルからハ
イレベルになり、発光ダイオード40が点灯する。
When the voltage value of the voltage signal V3 exceeds the threshold voltage Vt, the output terminals of the comparing means 71, that is, the output ports OUT1 and OUT2 change from low level to high level. In response, the terminal 37 changes from the low level to the high level, and the light emitting diode 40 lights up.

【0051】この図5例においては、前記ステップS6
における測定時において、図6に、温度TがT=Taと
T=Tb(Ta<Tb)の場合の電圧信号V3の特性の
変化を例示しているように、許容動作範囲Aの両端位置
における温度TがT=Ta下の電圧値V3A(Ta)
と、より高温の温度TがT=Tb下の電圧値V3A(T
b)とを測定する。そして、閾値発生手段72におい
て、温度検出信号V1の表す温度TがT=Taのときに
は、閾値電圧Vtとして閾値電圧VtがVt=V3A
(Ta)が設定されるようにし、温度TがT=Tbのと
きは、閾値電圧Vtとして閾値電圧VtがVt=V3A
(Tb)が設定されるようにする。
In the example of FIG. 5, step S6
At the time of the measurement in FIG. 6, as illustrated in FIG. 6, the change in the characteristic of the voltage signal V3 when the temperature T is T = Ta and T = Tb (Ta <Tb) is shown. Temperature value T is a voltage value V3A (Ta) under T = Ta.
And the higher temperature T is the voltage value V3A (T
b) is measured. Then, when the temperature T represented by the temperature detection signal V1 is T = Ta, the threshold value generating means 72 sets the threshold voltage Vt to Vt = V3A as the threshold voltage Vt.
(Ta) is set, and when the temperature T is T = Tb, the threshold voltage Vt is Vt = V3A as the threshold voltage Vt.
(Tb) is set.

【0052】このようにすれば、温度Tが変化しても、
同一の検出範囲を許容動作範囲Aとすることができる。
すなわち、温度Tが変化しても磁石12の付いたピスト
ン13の位置を正確に検出することができる。
In this way, even if the temperature T changes,
The same detection range can be set as the allowable operation range A.
That is, even if the temperature T changes, the position of the piston 13 with the magnet 12 can be accurately detected.

【0053】閾値発生手段72としては、電圧信号V1
の値、すなわち温度Tに応じて変化する閾値電圧Vtが
予め書き込まれたルックアップテーブルまたは予め求め
られた演算式とすることができる。実際に、例えば、閾
値電圧Vtの値として、温度TがT=0℃のとき閾値電
圧VtがVt=2.2[V]、温度TがT=150℃の
とき閾値電圧VtがVt=1.0[V]に設定すればよ
いことを確認している。
As the threshold value generating means 72, the voltage signal V1
, That is, the threshold voltage Vt that changes in accordance with the temperature T, may be a look-up table in which a value is written in advance or an arithmetic expression obtained in advance. Actually, for example, as the value of the threshold voltage Vt, when the temperature T is T = 0 ° C., the threshold voltage Vt is Vt = 2.2 [V], and when the temperature T is T = 150 ° C., the threshold voltage Vt is Vt = 1. It has been confirmed that the voltage may be set to 0.0 [V].

【0054】なお、この図5、図6を参照して説明した
実施の形態においては、図3を参照して説明した最初の
実施の形態に比較して、ルックアップテーブル等の記憶
用のメモリ容量を相当に低減することができるという効
果が達成される。
In the embodiment described with reference to FIGS. 5 and 6, compared with the first embodiment described with reference to FIG. 3, a memory for storage such as a look-up table is used. The effect that the capacity can be considerably reduced is achieved.

【0055】図7は、この発明のさらに他の実施の形態
が適用されたピストン位置検出装置10Aの構成を示し
ている。
FIG. 7 shows a configuration of a piston position detecting device 10A to which still another embodiment of the present invention is applied.

【0056】この実施の形態においては、図3例の差動
アンプ35を可変利得差動アンプ(可変利得差動増幅
器)35Aに代替し、この可変利得差動アンプ35Aの
利得制御端子とマイクロコンピュータ41のDA出力ポ
ートDA3とを接続している。そして、マイクロコンピ
ュータ41から可変利得差動アンプ35Aの利得制御端
子に利得制御用電圧信号E3を供給している。なお、可
変利得差動アンプ35Aは、通常、信号入力部に差動ア
ンプが配置され、この差動アンプの後段に可変利得差動
アンプが配置されるように構成されている。
In this embodiment, the differential amplifier 35 of FIG. 3 is replaced with a variable gain differential amplifier (variable gain differential amplifier) 35A, and the gain control terminal of the variable gain differential amplifier 35A and the microcomputer 41 DA output port DA3. The microcomputer 41 supplies the gain control voltage signal E3 to the gain control terminal of the variable gain differential amplifier 35A. Note that the variable gain differential amplifier 35A is generally configured such that a differential amplifier is disposed in a signal input section, and a variable gain differential amplifier is disposed in a stage subsequent to the differential amplifier.

【0057】この図7例においては、例えば、図5に示
した機能構成と同様の構成において、閾値電圧Vtを温
度Tに係わらず一定の電圧としている。このため、温度
Tの変化を電圧信号V1により検出したときに、図示し
ない予め定めたルックアップテーブルまたは演算式によ
り利得制御用電圧信号E3の値を変化させることによ
り、可変利得差動アンプ35Aの利得を変化させ、可変
利得差動アンプ35Aの出力信号である電圧信号(位置
検出信号)V3の振幅(レベル、波形)が温度Tの変化
により変化しないようにする。
In the example of FIG. 7, for example, in a configuration similar to the functional configuration shown in FIG. 5, the threshold voltage Vt is a constant voltage regardless of the temperature T. Therefore, when the change in the temperature T is detected by the voltage signal V1, the value of the gain control voltage signal E3 is changed by a predetermined look-up table or an arithmetic expression (not shown), so that the variable gain differential amplifier 35A The gain is changed so that the amplitude (level, waveform) of the voltage signal (position detection signal) V3, which is the output signal of the variable gain differential amplifier 35A, does not change due to the change in the temperature T.

【0058】例えば、図6に示す比較的に高温の温度T
bのときの電圧信号V3(Tb)の波形が、その温度T
bのときに、例えば、常温である温度Taのときの電圧
信号V3(Ta)の波形と同一の波形になるような利得
制御用ルックアップテーブルまたは利得制御用演算式を
マイクロコンピュータ41のメモリに格納しておけばよ
い。
For example, a relatively high temperature T shown in FIG.
b, the waveform of the voltage signal V3 (Tb)
In the case of b, for example, a gain control look-up table or a gain control operation expression that has the same waveform as the waveform of the voltage signal V3 (Ta) at the temperature Ta that is room temperature is stored in the memory of the microcomputer 41. It should be stored.

【0059】図5例、図7例においても、図3例で述べ
た上述の効果とほぼ同一の効果が達成できることはいう
までもない。
It is needless to say that the same effects as those described in the example of FIG. 3 can be achieved in the examples of FIGS.

【0060】なお、図示はしないが、図7例の変形例と
して、可変利得差動アンプ35Aを、もとの差動アンプ
35に戻し、電圧電流変換器31、32をそれぞれ可変
利得電圧電流変換器に代替し、この可変利得電圧電流変
換器の利得制御端子に供給される各利得制御用電圧信号
をマイクロコンピュータ41の他の2つのDA出力から
それぞれ供給するように構成する。そして、電圧信号
(温度検出信号)V1の値に応じて利得制御用電圧信号
の値を変化させ、図7例の作用と同様に、差動アンプ3
5の出力信号である電圧信号(位置検出信号)V3の振
幅(レベル、波形)が温度Tの変化により変化しないよ
うにする。この場合においても、利得制御用電圧信号の
値を変化させる手段は、予め作成したルックアップテー
ブルまたは演算式による。このようにすれば、図7例と
同様の効果が得られる。
Although not shown, as a modification of the example of FIG. 7, the variable gain differential amplifier 35A is returned to the original differential amplifier 35, and the voltage / current converters 31 and 32 are respectively connected to the variable gain / voltage / current converters. The gain control voltage signal supplied to the gain control terminal of the variable gain voltage-to-current converter is supplied from the other two DA outputs of the microcomputer 41. Then, the value of the gain control voltage signal is changed in accordance with the value of the voltage signal (temperature detection signal) V1, and the differential amplifier 3
The amplitude (level, waveform) of the voltage signal (position detection signal) V3, which is the output signal of No. 5, is not changed by the change in the temperature T. Also in this case, the means for changing the value of the gain control voltage signal is based on a look-up table or an arithmetic expression created in advance. By doing so, the same effect as in the example of FIG. 7 can be obtained.

【0061】また、この発明は上述の実施の形態に限ら
ず、この発明の要旨を逸脱することなく種々の構成を採
り得ることはもちろんである。
Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, but may adopt various configurations without departing from the gist of the present invention.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、位置検出信号の値(波形)が温度により変化して
も、この変化に対応して閾値レベルを変化させるように
しているので、主磁界の方向に移動する磁石の検出範囲
を温度の変化と無関係に一定の範囲とすることができる
という効果が達成される。
As described above, according to the present invention, even if the value (waveform) of the position detection signal changes with temperature, the threshold level is changed in accordance with the change. This achieves an effect that the detection range of the magnet moving in the direction of the main magnetic field can be set to a constant range irrespective of a change in temperature.

【0063】また、位置検出信号の値(波形)が温度に
より変化しないように、温度に依存して利得が変化する
増幅器により位置検出信号を増幅するようにしても、主
磁界の方向に移動する磁石の検出範囲を温度の変化と無
関係に一定の範囲とすることができるという効果が達成
される。
Even if the position detection signal is amplified by an amplifier whose gain changes depending on temperature so that the value (waveform) of the position detection signal does not change with temperature, the position detection signal moves in the direction of the main magnetic field. The effect that the detection range of the magnet can be set to a constant range irrespective of a change in temperature is achieved.

【0064】さらに、この発明によれば、センサ部には
強磁性体からなる2つの磁気抵抗素子のみを配置し、こ
れら2つの磁気抵抗素子を主磁界を感知しない温度補償
用と主磁界感知用に使い分け、主磁界感知用の磁気抵抗
素子の抵抗値変化分(これには、主磁界により変化した
抵抗値変化分と温度により変化した抵抗値変化分の両方
が含まれる。)から温度補償用の磁気抵抗素子の抵抗値
変化分を取り除くことで温度補償を行い、主磁界による
抵抗値変化分のみを正確に検出して磁石の位置を検出す
るようにしている。
Further, according to the present invention, only two magneto-resistive elements made of a ferromagnetic material are arranged in the sensor section, and these two magneto-resistive elements are used for temperature compensation which does not sense a main magnetic field and for main magnetic field sensing. From the change in the resistance of the magnetoresistive element for detecting the main magnetic field (this includes both the change in the resistance changed by the main magnetic field and the change in the resistance changed by the temperature). The temperature compensation is performed by removing the change in the resistance value of the magnetoresistive element, and the position of the magnet is detected by accurately detecting only the change in the resistance value due to the main magnetic field.

【0065】このため、例えば、従来、電気的には検出
することが不可能であった+150℃程度の高温下にお
いても磁石の位置を正確に検出することができるという
効果が達成される。この場合、高温下においては、磁気
抵抗素子のみが配置されるので、リミットスイッチ等の
機械的な構成および半導体等の能動素子が不要となり、
信頼性・寿命が向上する。
For this reason, for example, the effect that the position of the magnet can be accurately detected even at a high temperature of about + 150 ° C., which was conventionally impossible to detect electrically, is achieved. In this case, at a high temperature, only the magnetoresistive element is arranged, so that a mechanical configuration such as a limit switch and an active element such as a semiconductor are not required.
Reliability and life are improved.

【0066】また、2つの磁気抵抗素子に一定電流信号
を供給してそれぞれに発生する電圧降下を駆動検出回路
側で測定するように構成することで、電線によりセンサ
部と駆動検出回路とを離したことを原因として入りやす
くなるノイズの影響を排除することができるという効果
も達成される。
[0066] In addition, by configuring the voltage drop across the each supplying a constant current signal to the two magnetic resistance elements to measure the driving detection circuit side, and a drive detection circuit and the sensor portion by electrodeposition line The effect of eliminating the influence of noise that is likely to enter due to the separation is also achieved.

【0067】さらに具体的には、電線を耐熱電線とし、
相対的に移動する磁石をプラスチック磁石とし、センサ
部がこのピストンが摺動するシリンダ上に配設された場
合、ピストン位置を周囲温度が少なくとも常温(代表的
には、+20℃)〜150℃の範囲で検出することが
できることを確認している。
More specifically, the electric wire is a heat-resistant electric wire,
When the relatively moving magnet is a plastic magnet and the sensor unit is disposed on a cylinder on which the piston slides, the position of the piston is changed from ambient temperature of at least normal temperature (typically + 20 ° C.) to + 150 ° C. It has been confirmed that it can be detected within the range.

【0068】このように本発明によれば、簡単な構成で
しかも高温下においても磁石の位置を正確に検出するこ
とができるという効果が達成される。
As described above, according to the present invention, the effect that the position of the magnet can be accurately detected with a simple structure and at a high temperature can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施の形態が適用されたピストン
位置検出装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a piston position detecting device to which an embodiment of the present invention is applied.

【図2】セラミック回路基板上に配置された磁気抵抗素
子パターンの構成を示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing a configuration of a magnetoresistive element pattern arranged on a ceramic circuit board.

【図3】センサ部に接続される駆動検出回路の詳細な構
成例を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a detailed configuration example of a drive detection circuit connected to a sensor unit.

【図4】図1〜図3例の動作説明に供される校正手順の
工程図である。
FIG. 4 is a process chart of a calibration procedure used for explaining the operation of the examples of FIGS. 1 to 3;

【図5】この発明の他の実施の形態の構成に係るマイク
ロコンピュータの機能構成を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a functional configuration of a microcomputer according to another embodiment of the present invention.

【図6】図5例の動作説明に供される波形図である。FIG. 6 is a waveform chart for explaining the operation of the example of FIG. 5;

【図7】この発明のさらに他の実施の形態が適用された
ピストン位置検出装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a piston position detecting device to which still another embodiment of the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、10A…ピストン位置検出装置 12…磁石 13…ピストン 14、15…磁
気抵抗素子 16…耐熱電線 17…駆動検出
回路 18…センサ部 19…温度変化
領域 21、22、23…電極端子 24…セラミッ
ク回路基板 25…シリコーンゴム 31、32…電
圧電流変換回路 34、36、38…バッファ 35…差動アン
プ 35A…可変利得差動アンプ 41…マイクロ
コンピュータ 71…比較手段 72…閾値発生
手段
10, 10A: piston position detecting device 12: magnet 13, piston 14, 15: magnetic resistance element 16, heat-resistant wire 17, drive detection circuit 18, sensor unit 19, temperature change area 21, 22, 23, electrode terminal 24, ceramic Circuit board 25 Silicone rubber 31, 32 Voltage-current conversion circuit 34, 36, 38 Buffer 35 Differential amplifier 35A Variable gain differential amplifier 41 Microcomputer 71 Comparison means 72 Threshold generation means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01B 7/00 G01D 3/028 G01D 5/18──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G01B 7/00 G01D 3/028 G01D 5/18

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】電流路が略直交するように配置された強
性体からなる2つの磁気抵抗素子を含むセンサ部と、前記センサ部に電線を通じて接続される駆動検出回路と
を備え、 前記センサ部を構成する2つの 磁気抵抗素子のうち、一
方の磁気抵抗素子磁石の主磁界を検知する方向に配置
することで、他方の磁気抵抗素子前記主磁界を検知し
ない方向に配置し、 前記駆動検出回路は、前記2つの磁気抵抗素子に一定電
流を供給して、前記他方の磁気抵抗素子に発生する電圧
降下を温度検出信号として取り込むとともに、前記2つ
の磁気抵抗素子に発生する電圧降下の差を位置検出信号
として取り込んで比較手段の測定入力に供給し、この比
較手段の閾値入力に供給される閾値レベルを前記温度検
出信号に基づいて変化させることを特徴とする位置検出
装置。
And 1. A current path sensor including two magnetoresistive elements consisting placed strong magnetic <br/> material element so as to be substantially perpendicular, a drive detection circuit connected via wires to the sensor unit
Comprising a, of the two magnetoresistive elements constituting the sensor unit, disposed one of the magnetoresistive element in a direction for detecting the main magnetic field of the magnet
By doing so, the other magnetoresistive element is arranged in a direction in which the main magnetic field is not detected, and the drive detection circuit supplies a constant current to the two magnetoresistive elements to generate a current in the other magnetoresistive element. The voltage drop is captured as a temperature detection signal, and the difference between the voltage drops generated in the two magnetoresistive elements is captured as a position detection signal and supplied to the measurement input of the comparison means. The threshold supplied to the threshold input of the comparison means A position detecting device for changing a level based on the temperature detection signal.
【請求項2】前記閾値レベルの変化を、予め定められた
ルックアップテーブルに基づき行うようにしたことを特
徴とする請求項1記載の位置検出装置。
2. The position detecting device according to claim 1, wherein said threshold level is changed based on a predetermined look-up table.
【請求項3】前記閾値レベルの変化を、予め定められた
演算式に基づき行うようにしたことを特徴とする請求項
1記載の位置検出装置。
3. The position detecting device according to claim 1, wherein the change of the threshold level is performed based on a predetermined arithmetic expression.
【請求項4】電流路が略直交するように配置された強
性体からなる2つの磁気抵抗素子を含むセンサ部と、 前記センサ部に電線を通じて接続される駆動検出回路と
を備え、 前記センサ部を構成する2つの 磁気抵抗素子のうち、一
方の磁気抵抗素子磁石の主磁界を検知する方向に配置
することで、他方の磁気抵抗素子前記主磁界を検知し
ない方向に配置し、 前記駆動検出回路は、前記2つの磁気抵抗素子に一定電
流を供給して、前記2つの磁気抵抗素子に発生する電圧
降下の差を位置検出信号として取り込んで可変利得増幅
手段の信号入力に供給するとともに、前記他方の磁気抵
抗素子に発生する電圧降下を温度検出信号として取り込
み、前記可変利得増幅手段の出力信号が温度に係わらず
一定振幅の信号となるように前記可変利得増幅手段の利
得を前記温度検出信号に基づいて変化させることを特徴
とする位置検出装置。
4. A current path and two magnetic resistance elements including the sensor unit which consist arranged strongly magnetic <br/> material element so as to be substantially perpendicular, a drive detection circuit connected via wires to the sensor unit When
Comprising a, of the two magnetoresistive elements constituting the sensor unit, disposed one of the magnetoresistive element in a direction for detecting the main magnetic field of the magnet
By doing so, the other magnetoresistive element is arranged in a direction in which the main magnetic field is not detected, and the drive detection circuit supplies a constant current to the two magnetoresistive elements to generate a current in the two magnetoresistive elements. The difference in voltage drop is taken in as a position detection signal and supplied to the signal input of the variable gain amplifying means, and the voltage drop generated in the other magnetoresistive element is taken in as a temperature detection signal, and the output signal of the variable gain amplifying means is A position detecting device, wherein the gain of the variable gain amplifying means is changed based on the temperature detection signal so that the signal has a constant amplitude regardless of the temperature.
【請求項5】電流路が略直交するように配置された強
性体からなる2つの磁気抵抗素子を含むセンサ部と、前記センサ部に電線で接続され、前記磁気抵抗素子に電
気を供給するとともに、前記2つの磁気抵抗素子の抵抗
値変化を検出する駆動検出回路とを有し、 前記センサ部を構成する2つの 磁気抵抗素子のうち、一
方の磁気抵抗素子磁石の主磁界を検知する方向に配置
することで、他方の磁気抵抗素子前記主磁界を検知し
ない方向に配置し、 前記 駆動検出回路は、前記主磁界を検知する前記一方の
磁気抵抗素子の抵抗値変化分から前記他方の磁気抵抗素
子の抵抗値変化分を温度による変化分として取り除き、
残りの抵抗値変化分を前記主磁界により変化した抵抗値
変化分として検出して、磁石位置を検出することを特徴
とする位置検出装置。
5. A sensor unit current path comprises two magnetoresistive elements consisting placed strong magnetic <br/> material element so as to be substantially perpendicular, connected by wires to the sensor unit, the magnetoresistive element Ni
And the resistance of the two magnetoresistive elements.
And a drive detection circuit for detecting a value change, of the two magnetoresistive elements constituting the sensor unit, disposed one of the magnetoresistive element in a direction for detecting the main magnetic field of the magnet
Doing, the other magnetoresistive elements are arranged in a direction that does not detect the main magnetic field, wherein the drive detection circuit, the other magnetic resistance element from the resistance value variation of the one magneto-resistive element for detecting the main magnetic field The change in the resistance value is removed as the change due to temperature.
A position detecting device for detecting a magnet position by detecting a remaining change in resistance value as a change in resistance value changed by the main magnetic field.
【請求項6】前記電線は、複数の電線または多心電線で
あり、 前記2つの磁気抵抗素子は直列に接続され、その共通接
続点は前記電線を通じて前記駆動検出回路側で接地さ
れ、 前記2つの磁気抵抗素子の残りのそれぞれの端子には、
前記駆動検出回路から前記電線を通じて一定電流信号が
供給され、前記2つの磁気抵抗素子のそれぞれで発生す
る電圧降下を前記駆動検出回路側で測定することで、前
記磁石位置を検出することを特徴とする請求項5記載の
位置検出装置。
6. Before SL conductive lines are a plurality of wires or multi-core wire, the two magnetic resistance elements are connected in series, the ground in the driving detection circuit side is the common connection point through before Symbol conductive line And the remaining respective terminals of the two magnetoresistive elements include:
The constant current signal through the pre-Symbol conductive lines from the driving detection circuit is supplied, a voltage drop generated in each of the two magnetic resistance elements to measure in the drive detection circuit side, to detect the magnet position The position detecting device according to claim 5, wherein
【請求項7】前記電線は、耐熱電線であり、 前記磁石がピストンに配設されたプラスチック磁石であ
り、前記センサ部がこのピストンが摺動するシリンダ上
に配設され、前記ピストン位置を周囲温度が少なくとも
常温(代表的には、+20℃)〜150℃の範囲で検
出するようにしたことを特徴とする請求項5または6記
載の位置検出装置。
7. The electric wire is a heat-resistant electric wire, the magnet is a plastic magnet disposed on a piston, and the sensor unit is disposed on a cylinder on which the piston slides. The position detecting device according to claim 5, wherein the temperature is detected at least in a range of a normal temperature (typically, + 20 ° C.) to + 150 ° C. 8.
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