JP4905215B2 - 磁歪式軸力センサ - Google Patents
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Description
Garshelis, Ivan J.,「New types of Magnetoelastic Transducers for Sensing Force Related Parameters」,「SAE Paper」,No.910856,「Sensors and Actuators」,1991年
まず、基本的な磁歪式センサの実験および実験結果について説明する。
温度補正を実施しない磁歪式軸力センサを試作した。なお、構成は、上述した本実施形態(図1、2参照)と略同様であるが、温度センサ6、ストッパ機構25および保護カバー26は設けていない。
実施例1の磁歪式軸力センサ1の近傍に温度センサ6を設置し、温度センサ6からの信号に基づいて、リニアホールIC4A,4Bへの供給電圧であるVccを制御して温度補償を行った(図3参照)。具体的には、まず、室温で供給電圧を5.00Vに設定し、次に、センサ全体を100℃に昇温し、2つの条件におけるセンサ感度が同じになるような供給電圧Vccを出力できるように、校正値を設定した。次に、2点の温度(室温および100℃)の間の温度では線形補間し、その外側(室温未満および100℃超)では線形で外挿した校正値を設定した。
2 軸部材、
3 折り返し部、
3A,3B 第1,第2折り返し部、
4A,4B リニアホールIC(磁気センサ)、
5 回路部、
6 温度センサ、
7〜12 第1〜第6磁性部材、
13 磁石、
16 差動回路、
17,18 電圧制御部、
19 加算回路、
20A,20B ヨーク、
25 ストッパ機構、
26 保護カバー、
A1,A2 磁気センサ出力信号、
D 軸直径、
d 板厚、
h 幅長、
Vcc 供給電圧。
Claims (11)
- 軸力が作用する軸部材に、当該軸部材の軸方向に沿って複数回折り返された折り返し部が形成され、
前記折り返し部には、軸方向と直交する方向に隣り合い、磁歪を有すると共に、作用する軸力により一方には引張応力が生じ他方には圧縮応力が生じる少なくとも一対の磁性部材が設けられ、
前記対の磁性部材の間に磁石が配置され、
前記対の磁性部材における前記磁石が配置される側と反対側の各々に、磁性部材からの漏れ磁束を検知する磁気センサが配置されることを特徴とする磁歪式軸力センサ。 - 前記対の磁性部材に配置される各々の磁気センサの出力を差動した値を出力することを特徴とする請求項1に記載の磁歪式軸力センサ。
- 前記磁性部材の前記磁石が取り付けられる面に対し、前記磁石の着磁方向が直交していることを特徴とする請求項1または2に記載の磁歪式軸力センサ。
- 前記磁性部材は、板形状で形成されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の磁歪式軸力センサ。
- 前記折り返し部が、軸部材の中心軸に対して対称形状で形成されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の磁歪式軸力センサ。
- 前記軸部材に所定量以上の軸力が作用する際に、前記軸部材の軸方向への変形を規制するストッパ機構を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の磁歪式軸力センサ。
- 前記磁性部材がマルエージング鋼であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の磁歪式軸力センサ。
- 前記磁気センサがリニアホールICであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の磁歪式軸力センサ。
- 前記磁性部材の磁気センサが取り付けられる部位の温度を検知して前記リニアホールICへの供給電圧を制御することにより、前記磁気センサからの信号の温度特性を補償したことを特徴とする請求項8に記載の磁歪式軸力センサ。
- 前記リニアホールICの出力電圧の和を基に、前記リニアホールICへの供給電圧を制御することにより、前記磁気センサからの信号の温度特性を補償したことを特徴とする請求項8または9に記載の磁歪式軸力センサ。
- 前記磁気センサからの信号が入力され、信号処理回路が一体的に形成される回路部を有することを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の磁歪式軸力センサ。
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