JPH02105085A - Magnetic sensor - Google Patents
Magnetic sensorInfo
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、機械的に作動する部材の作動位置を検出する
ための磁気センサで、特に周囲の磁気ノイズの影響を低
減できて検出すべき信号だけを確実に検出できるように
した磁気センサに関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a magnetic sensor for detecting the operating position of a mechanically operating member, and in particular, a magnetic sensor that can reduce the influence of surrounding magnetic noise and detect the operating position of a mechanically operating member. The present invention relates to a magnetic sensor that can reliably detect only signals.
従来から用いられているこの種の磁気センサを、液圧シ
リンダのストローク検出用に適用した例を第６図に示す
。FIG. 6 shows an example in which a conventionally used magnetic sensor of this type is applied to detect the stroke of a hydraulic cylinder.
ピストンロッド１の軸方向ボトム側近傍に、磁性体２が
固着または埋込みにより設置されており、またシリンダ
ハウジング３の両端近傍に磁気センサ５．５がシリンダ
ハウジング３に穿設したセンサ取付は孔４，４に固着し
、かつ上記磁性体２との間で半径方向に所定の間隔を保
持して配設されている。A magnetic body 2 is fixed or embedded near the bottom side of the piston rod 1 in the axial direction, and magnetic sensors 5.5 are installed near both ends of the cylinder housing 3 through holes 4. , 4, and is arranged at a predetermined distance from the magnetic body 2 in the radial direction.
この構成で、ピストンロッド１が伸長側と収縮側の各ス
トロークエンドに到達する直前に磁性体２が磁気センサ
５．５の磁束を横切るたびにこの磁束が変化し、磁気セ
ンサ５，５に内蔵されたコイルに起電力が誘起されてセ
ンサ出力信号が得られる。With this configuration, every time the magnetic body 2 crosses the magnetic flux of the magnetic sensor 5.5 immediately before the piston rod 1 reaches each stroke end on the extension side and the contraction side, this magnetic flux changes, and the magnetic flux is built into the magnetic sensor 5.5. An electromotive force is induced in the coil, and a sensor output signal is obtained.
そしてこのセンサ出力信号を、磁気センサ５゜５の端部
に固着したソケット６の内部に収納された信号処理系７
を用いてパルス信号に変化し、このパルス信号を液圧シ
リンダの外部に設置した油圧制御系８に入力することに
より、液圧シリンダへの液圧の供給を断つことでピスト
ンロッド１の動きを停止させる。This sensor output signal is then sent to a signal processing system 7 housed inside a socket 6 fixed to the end of the magnetic sensor 5.
The movement of the piston rod 1 is controlled by cutting off the supply of hydraulic pressure to the hydraulic cylinder by inputting this pulse signal to the hydraulic control system 8 installed outside the hydraulic cylinder. make it stop.
しかして上記のような磁気センサにおいては、センサの
感度が高いために、磁気センサのＩη囲に存在する電動
モータ、変圧器、あるいは雷などの種々の磁気ノイズ発
生源からの磁気ノイズに磁気センサが反応して誤った出
力信号を発生することがあり、ピストンロッドが所定の
位置以外の位置に停止してしまうという不具合があった
。However, since the magnetic sensor described above has high sensitivity, the magnetic sensor is susceptible to magnetic noise from various magnetic noise sources such as electric motors, transformers, and lightning that exist within Iη of the magnetic sensor. may react and generate an incorrect output signal, causing the piston rod to stop at a position other than the predetermined position.
本発明は上記のことにかんがみなされたもので、磁気セ
ンサの周囲に発生する磁気ノイズの影ツを少なくして、
磁気センサが本来検出すべき信号を確実に検出できて高
精度の位置検出ができる磁気センサを提供することを目
的とするものである。The present invention has been made in consideration of the above, and reduces the influence of magnetic noise generated around a magnetic sensor.
It is an object of the present invention to provide a magnetic sensor that can reliably detect signals that the magnetic sensor should originally detect and can perform highly accurate position detection.
上記目的を達成するために、本発明に係る磁気センサは
、角形ヒステリシスを有する磁性体と、この磁性体の周
囲に巻設した導電性コイルからなり、磁性体の磁場の弯
化により上記導電性コイルに誘起される起電力を信号処
理系にて検出する磁気センサにおいて、上記導電性コイ
ルに、この導電性コイルにオフセット電圧を印加するオ
フセット電圧系を接続した構成となっている。In order to achieve the above object, a magnetic sensor according to the present invention includes a magnetic body having rectangular hysteresis and a conductive coil wound around this magnetic body. In a magnetic sensor that detects electromotive force induced in a coil using a signal processing system, the conductive coil is connected to an offset voltage system that applies an offset voltage to the conductive coil.
導電性コイルにオフセット電圧系がらオフセット電圧が
印加されて生じるオフセット磁界により、角形ヒステリ
シスを有する磁性体の作動点をずらし、磁気ノイズ発生
源から発生する磁気ノイズを打ち消す。An offset magnetic field generated by applying an offset voltage from an offset voltage system to a conductive coil shifts the operating point of a magnetic body having rectangular hysteresis and cancels magnetic noise generated from a magnetic noise source.
本発明の実施例を第１図から第３図に基づいて説明する
。なお第６図に示した従来のものと同一部材は同一符号
を付して説明を省略する。Embodiments of the present invention will be described based on FIGS. 1 to 3. Incidentally, the same members as those of the conventional one shown in FIG. 6 are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
第１図は本発明に係る磁気センサ５１の一例を示すもの
で、図中９は一端を開放し、他端を閉鎖した第１円筒状
部材であり、これの外周部に設けたねじ９ａにより液圧
シリンダなどの位置検出の必要な装置に設けたセンサ取
付は孔４に、上記閉鎖部を内側にして固着されるように
なっている。FIG. 1 shows an example of a magnetic sensor 51 according to the present invention, in which reference numeral 9 denotes a first cylindrical member with one end open and the other end closed. A sensor mounted on a device that requires position detection, such as a hydraulic cylinder, is fixed in the hole 4 with the closed portion facing inside.
上記第１円筒状部材９の内部には一端を開放し、他端を
閉鎖した非磁性材料からなる第２円筒状部材１０が、そ
の閉鎖部を第１円筒状部材９の閉鎖部側に向けて収容さ
れている。そしてこの第２円筒状部材１０の内部に、こ
の第２円筒状部材１０の軸方向長さより少し短くした磁
性体１１が内蔵されている。この磁性体１１は角形ヒス
テリシスを有するＦｅ−５ｔ系合金製の細線にて構成さ
れている。Inside the first cylindrical member 9 is a second cylindrical member 10 made of a non-magnetic material with one end open and the other end closed, with its closed part facing the closed part side of the first cylindrical member 9. are accommodated. A magnetic body 11 whose length in the axial direction is slightly shorter than the length of the second cylindrical member 10 in the axial direction is housed inside the second cylindrical member 10 . The magnetic body 11 is composed of a thin wire made of a Fe-5t alloy having square hysteresis.
上記第２円筒状部材１０の外周面には、磁性体１１と略
対応する長さにわたって単層または複層の導電性コイル
１２が巻設されており、この導電性コイル１２の両端部
１２ａ、１２ｂはリード線１３ａ、１３ｂにより信号処
理系７に接続されている。信号処理系７は第２図に示す
ように導電性コイル１２に発生した起電力をパルス信号
に変換するパルス変換系７ａと、導電性コイル１２にオ
フセット電圧を印加するオフセット電圧系７ｂとを有し
ている。A single-layer or multi-layer conductive coil 12 is wound around the outer peripheral surface of the second cylindrical member 10 over a length approximately corresponding to that of the magnetic body 11, and both ends 12a of the conductive coil 12, 12b is connected to the signal processing system 7 through lead wires 13a and 13b. As shown in FIG. 2, the signal processing system 7 includes a pulse conversion system 7a that converts the electromotive force generated in the conductive coil 12 into a pulse signal, and an offset voltage system 7b that applies an offset voltage to the conductive coil 12. are doing.
上記オフセット電圧は液圧シリンダの作動中は常時導電
性コイル１２に印加されるものであり、その大きさは、
導電性コイル１２の周囲に形成される磁気ノイズによる
磁場を打ち消すに足る電圧で、数ｍＶから数１０ｍＶ程
度の大きさである。なおこのオフセット電圧の大きさは
検出すべき位置信号を生成する磁場を打ち消さないよう
に適宜設定する。The offset voltage is constantly applied to the conductive coil 12 while the hydraulic cylinder is in operation, and its magnitude is as follows:
The voltage is sufficient to cancel out the magnetic field due to magnetic noise formed around the conductive coil 12, and has a magnitude of about several mV to several tens of mV. Note that the magnitude of this offset voltage is appropriately set so as not to cancel the magnetic field that generates the position signal to be detected.
上記第１及び第２円筒状部材９．１０内には非磁性材料
、例えば、合成樹脂が充填固化されており、これにより
、第１及び第２円筒状部材９．１０の相互、及び磁性体
１１、導電性コイル１２が位置ずれすることなく保持さ
れると共に、磁性体１１が湿気などの悪影響から保護さ
れている。The first and second cylindrical members 9.10 are filled and solidified with a non-magnetic material, for example, synthetic resin. 11. The conductive coil 12 is held without shifting, and the magnetic body 11 is protected from harmful effects such as moisture.
第１円筒状部材９の開放端部には、この磁気センサから
出力されるセンサ出力信号をパルス信号に変換するため
の信号処理系７を収納したソケット６が固着しである。A socket 6 is fixed to the open end of the first cylindrical member 9 and houses a signal processing system 7 for converting a sensor output signal outputted from the magnetic sensor into a pulse signal.
このようにソケット６を固着した磁気センサ５１は第３
図に示すように液圧シリンダのシリンダハウジング３の
両端近傍に穿設したセンサ取付は孔４，４に第１円筒状
部材９に設けたねじ部９ａを利用してそれぞれ螺着され
る。The magnetic sensor 51 to which the socket 6 is fixed in this way is attached to the third
As shown in the figure, the sensors are mounted near both ends of the cylinder housing 3 of the hydraulic cylinder and are screwed into the holes 4, 4 using threaded portions 9a provided on the first cylindrical member 9, respectively.
また、液圧シリンダのピストンロッド１のロッド軸方向
のボトム側近傍に、磁性体２が固着または埋込みなどの
手段にて設置されている。Further, a magnetic body 2 is installed near the bottom side of the piston rod 1 of the hydraulic cylinder in the rod axial direction by means such as fixing or embedding.
なお、ピストンロッド１がシリンダハウジング３の内部
を摺動するとき、磁性体２と磁気センサ５１，５１の先
端とが衝突しないように、両者は半径方向にクリアラン
スを有するように設置される。またシリンダハウジング
３に対する磁気センサ５１．５１の取付は位置及びピス
トンロッド１に対する磁性体２の取付は装置は、ピスト
ンロッド］が伸長側と収縮側の各ストロークエンドに到
達する直前に磁性体２かそれぞれの磁気センサ５１，５
１の先端を横切るように相互の位置関係に設定するのが
望ましい。そして上記ソケット６に収納された信号処理
系７は液圧シリンダの外部に設置した油圧制御系８に接
続されている。In addition, when the piston rod 1 slides inside the cylinder housing 3, the magnetic body 2 and the tips of the magnetic sensors 51, 51 are installed so that they have a clearance in the radial direction so that they do not collide. Furthermore, the mounting position of the magnetic sensor 51, 51 to the cylinder housing 3 and the mounting position of the magnetic body 2 to the piston rod 1 are determined by the position of the magnetic body 2 immediately before the piston rod reaches each stroke end on the extension side and the contraction side. Each magnetic sensor 51,5
It is desirable to set the positions in such a manner that they cross the tips of the two. The signal processing system 7 housed in the socket 6 is connected to a hydraulic control system 8 installed outside the hydraulic cylinder.
上記構成における作用を以下に説明する。The operation of the above configuration will be explained below.
まず第３図において、油圧制御系８から液圧シリンダへ
油圧を供給することによりピストンロッド１が伸縮され
てこのピストンロッド１に接続されている図示しない被
作動部材が作動される。First, in FIG. 3, by supplying hydraulic pressure from the hydraulic control system 8 to the hydraulic cylinder, the piston rod 1 is extended and contracted, and an actuated member (not shown) connected to the piston rod 1 is actuated.
このとき、ピストンロッド１の伸縮に従って、ピストン
ロッド１に設置された磁性体２がシリンダハウジング３
に固定した２個の磁気センサ５１．５１の先端を横切る
ときに、第４図に示すように、導電性コイル１２の周囲
には磁場が形成されると共に、磁気センサ５１，５１に
対する磁性体２の極性がＮから８１あるいはＳからＮへ
と変化することにより磁力線の方向も変化する。At this time, as the piston rod 1 expands and contracts, the magnetic body 2 installed on the piston rod 1 moves to the cylinder housing 3.
When the conductive coil 12 crosses the tips of the two magnetic sensors 51 and 51 fixed to the magnetic field, a magnetic field is formed around the conductive coil 12 as shown in FIG. By changing the polarity from N to 81 or from S to N, the direction of the magnetic lines of force also changes.
このような磁力線の方向の変化は、第２円筒状部材１０
の内部に角形ヒステリシスを有するＦｅ−３ｉ系合金製
の磁性体１１を設けたことにより速やかに行なわれ、こ
れによって導電性コイル１２には磁力線の変化に基づき
、電磁誘導による起電力が誘起される。Such a change in the direction of the lines of magnetic force causes the second cylindrical member 10
This is quickly achieved by providing a magnetic body 11 made of a Fe-3i alloy with square hysteresis inside the conductive coil 12, and an electromotive force is induced in the conductive coil 12 by electromagnetic induction based on changes in the lines of magnetic force. .
そこでこの起電力、すなわち、センサ出力信号をソケッ
ト６に内蔵した信号処理系７によりパルス信号に変換し
、さらにこのパルス信号を油圧制御系８へ入力すること
により、液圧シリンダへの液圧の供給を断つことでピス
トンロッド１の動きを停止させることができる。Therefore, this electromotive force, that is, the sensor output signal, is converted into a pulse signal by the signal processing system 7 built in the socket 6, and this pulse signal is further input to the hydraulic control system 8, thereby controlling the hydraulic pressure to the hydraulic cylinder. By cutting off the supply, the movement of the piston rod 1 can be stopped.
また導電性コイル１２には、磁気ノイズにより形成され
る磁場は打ち消すが、磁性体２が磁気センサ５１，５１
を横切るときに形成される磁場は打ち消さないように、
オフセット電圧が信号処理系７から液圧シリンダの作動
中は常時印加されているので、磁気ノイズによる電磁誘
導により誘起される起電力を、実用上問題ない程度まで
低減される。In addition, the conductive coil 12 cancels out the magnetic field formed by magnetic noise, but the magnetic body 2 is connected to the magnetic sensors 51 and 51.
so as not to cancel the magnetic field formed when crossing the
Since the offset voltage is constantly applied from the signal processing system 7 while the hydraulic cylinder is in operation, the electromotive force induced by electromagnetic induction due to magnetic noise is reduced to a level that poses no problem in practice.
第５図（Ａ）、（Ｂ）は磁気センサに誘起された起電力
を、信号処理系７によりパルス信号に変換した結果を示
すもので、第５図（Ａ）は従来の磁気センサ５の場合、
第５図（Ｂ）は本発明の磁気センサ５１の場合ある。5(A) and 5(B) show the results of converting the electromotive force induced in the magnetic sensor into a pulse signal by the signal processing system 7. FIG. 5(A) shows the result of converting the electromotive force induced in the magnetic sensor 5 into a pulse signal. case,
FIG. 5(B) shows a case of a magnetic sensor 51 of the present invention.
この図で明らかなように、従来の場合のパルス（３号は
主パルスの前後に磁気ノイズが発生していたが、本発明
に係る磁気センサによれば磁気ノイズが大幅に少なくな
った。As is clear from this figure, magnetic noise was generated before and after the main pulse in the conventional pulse (No. 3), but with the magnetic sensor according to the present invention, the magnetic noise was significantly reduced.
本発明によれば、磁気センサ５１の周囲に発生磁気ノイ
ズの影響を少なくすることができ、磁気センサ５１が本
来検出すべき信号を確実に検出できて高精度の位置検出
ができる。According to the present invention, the influence of magnetic noise generated around the magnetic sensor 51 can be reduced, the signal that the magnetic sensor 51 should originally detect can be reliably detected, and the position can be detected with high precision.
第１図は本発明に係る磁気センサの実施例を示す断面図
、第２図は信号処理系を示すブロック図、第３図は本発
明に係る磁気センサを液圧シリンダのストローク検出に
適用した場合の断面図、第４図は本発明に係る磁気セン
サに形成される磁場の変化を示す概念図、第５図（Ａ）
、（Ｂ）は従来例と本発明に係る磁気センサにより誘起
される起電力をパルス信号に変換した結果を示すもので
、第５図（Ａ）は従来、第５図（Ｂ）は本発明のもので
ある。第６図は従来から用いられている磁気センサを液
圧シリンダのストローク検出に適用した例を示す断面図
である。
７は信号処理系、７ｂはオフセット電圧系、１１は磁性
体、１２は導電性コイル。
出願人 株式会社 小 松 製 作 所代理人 弁
理士 米 原 正 章Fig. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the magnetic sensor according to the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing a signal processing system, and Fig. 3 is a magnetic sensor according to the present invention applied to stroke detection of a hydraulic cylinder. FIG. 4 is a conceptual diagram showing changes in the magnetic field formed in the magnetic sensor according to the present invention, and FIG. 5(A) is a cross-sectional view of the case.
, (B) show the results of converting the electromotive force induced by the magnetic sensor according to the conventional example and the present invention into pulse signals, where FIG. 5 (A) is the conventional example and FIG. 5 (B) is the present invention. belongs to. FIG. 6 is a sectional view showing an example in which a conventionally used magnetic sensor is applied to stroke detection of a hydraulic cylinder. 7 is a signal processing system, 7b is an offset voltage system, 11 is a magnetic material, and 12 is a conductive coil. Applicant Komatsu Manufacturing Co., Ltd. Representative Patent Attorney Masaaki Yonehara
Claims (1)
１１の周囲に巻設した導電性コイル１２とからなり、磁
性体１１の磁場の変化により上記導電性コイル１２に誘
起される起電力を信号処理系７にて検出する磁気センサ
において、上記導電性コイル１２に、この導電性コイル
１２にオフセット電圧を印加するオフセット電圧系７ｂ
を接続したことを特徴とする磁気センサ。Consisting of a magnetic body 11 with square hysteresis and a conductive coil 12 wound around the magnetic body 11, the electromotive force induced in the conductive coil 12 by changes in the magnetic field of the magnetic body 11 is processed by a signal processing system. In the magnetic sensor detected at 7, an offset voltage system 7b applies an offset voltage to the conductive coil 12.
A magnetic sensor characterized by connecting.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25729988A JPH02105085A (en) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | Magnetic sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25729988A JPH02105085A (en) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | Magnetic sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02105085A true JPH02105085A (en) | 1990-04-17 |
Family
ID=17304436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25729988A Pending JPH02105085A (en) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | Magnetic sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02105085A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8318928B2 (en) | 2008-12-15 | 2012-11-27 | Glenmark Pharmaceuticals, S.A. | Fused imidazole carboxamides as TRPV3 modulators |
-
1988
- 1988-10-14 JP JP25729988A patent/JPH02105085A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8318928B2 (en) | 2008-12-15 | 2012-11-27 | Glenmark Pharmaceuticals, S.A. | Fused imidazole carboxamides as TRPV3 modulators |
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