JPH0225242B2 - - Google Patents
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- JPH0225242B2 JPH0225242B2 JP56047592A JP4759281A JPH0225242B2 JP H0225242 B2 JPH0225242 B2 JP H0225242B2 JP 56047592 A JP56047592 A JP 56047592A JP 4759281 A JP4759281 A JP 4759281A JP H0225242 B2 JPH0225242 B2 JP H0225242B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- magnetoresistive element
- potentiometers
- sets
- rotation angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N50/00—Galvanomagnetic devices
- H10N50/10—Magnetoresistive devices
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Adjustable Resistors (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
本発明は、非接触形ポテンシヨメータに関する
ものである。 第１図に示すように、磁気によつて、抵抗が変
化する磁気抵抗素子１と永久磁石からなる回転子
２とによつて構成した非接触形ポテンシヨメータ
は、既に知られている。このようなポテンシヨメ
ータは、端子３，４間に標準電圧を印加した状態
で回転子２を回転させた場合に、端子５から出力
される出力電圧の特性からシヤフトの回転角等を
検出するものであるが、従来のこの種ポテンシヨ
メータにおける出力電圧の直線有効部分は、第２
図に示す回転角度θに対する出力電圧Ｖの特性曲
線V0の中の実線部分のように約90゜＋90゜程度にす
ぎず、従つてその使用可能範囲が非常に狭い欠点
がある。 また、上記非接触ポテンシヨメータの使用範囲
を広げたものは、特開昭54−15155号公報に開示
されている。このポテンシヨメータは、位相を異
にする２以上の出力によつて、ポテンシヨメータ
の使用範囲を360゜に広げたものであるが、磁気抵
抗素子が放射状に配列されて、回転子の回転中心
に対して偏心しているので、回転子の回転角に対
応する磁気抵抗素子の磁気感度を等しくするため
に、磁気抵抗素子の単位面積当りの磁気感度を回
転子の回転中心から遠くなるにしたがつて次第に
低くする必要がある。 従つて、上記ポテンシヨメータでは、磁気抵抗
素子の製作にあたつて特別なパターンを設計する
ことが必要になるが、磁気抵抗素子はパターンを
新たに設計して製作するのに多額の費用を必要と
するものであり、またその磁気感度を次第に低く
することによつてもパターンの設計が難しくなる
ことと相まつて、ポテンシヨメータが著しく高価
になるという問題がある。 さらに、上記ポテンシヨメータは、各部の磁気
感度が異なる磁気抵抗素子を放射状に配列させて
いるため、複数配置した磁気抵抗素子の特性にば
らつきを生じ、出力電圧の特性からシヤフトの回
転角を正確に求めるのが困難になる。 本発明は、上述の問題を解決したもので、磁気
により抵抗値が変化する磁気抵抗素子と永久磁石
からなる回転子とで構成されるポテンシヨメータ
を、実質的に２組備え、それらの位相を90゜ずら
せて配設することにより使用範囲を360゜まで広げ
た非接触形ポテンシヨメータを得るに際し、上記
２組のポテンシヨメータの磁気抵抗素子を設計及
び製作が容易な円環状に形成すると共に、上記回
転子の回転中心と同心に配列し、それによつて
360゜の使用範囲において安定的に動作する非接触
形ポテンシヨメータを安価に得られるようにした
ことを特徴とするものである。 即ち、本発明のポテンシヨメータは、磁気によ
り抵抗値が変化する磁気抵抗素子と永久磁石から
なる回転子とで構成されるポテンシヨメータを、
実質的に２組備え、上記２組のポテンシヨメータ
を構成する磁気抵抗素子を、略円環状に形成する
とともに、半円形状をなす上記回転子の回転中心
と同心に配列し、上記一方の磁気抵抗素子または
回転子を、他方の磁気抵抗素子または回転子に対
して位相を90゜ずらせて配設し、上記２組のポテ
ンシヨメータにその出力電圧値に基づいて回転角
が360゜の範囲でどのような領域にあるか判別して
出力電圧における有効直線部分から回転角を計算
する演算装置を接続することにより構成される。 以下、本発明の実施例を図面を参照しながらさ
らに詳細に説明する。 第３図において、１０ａ，１０ｂは磁気によつ
て抵抗値が変化する略円環状で同径の磁気抵抗素
子、１１ａ，１１ｂは永久磁石からなる半円形の
回転子であつて、磁気抵抗素子１０ａ，１０ｂに
は標準電圧印加用の端子１２ａ，１２ｂ，１３
ａ，１３ｂと出力電圧を取出すための端子１４
ａ，１４ｂが設けられている。上記２組の磁気抵
抗素子１０ａ，１０ｂ及び回転子１１ａ，１１ｂ
は、円環状の中心と回転子の回転中心とを同心に
して前後に並設し、回転子１１ａ，１１ｂを共通
の回転軸１５に取付けたものであるが、その際、
２つの端子１４ａ，１４ｂからの出力電圧の位相
が90゜ずれるように回転子１１ａ，１１ｂの向き
を90゜異ならしめている。 第４図に例示するものは、前後に並設した２つ
の略円環状で同径の磁気抵抗素子１０ａ，１０ｂ
の間に、半円形の回転子１１をその回転中心を円
環状の中心と同心にして配設し、２つの磁気抵抗
素子１０ａ，１０ｂに１つの回転子１１を共有さ
せたもので、その際、２つの磁気抵抗素子１０
ａ，１０ｂの向きを90゜ずらせて配設することに
より、出力電圧の位相が90゜ずれるようにしてい
る。 また、上記第４図では同径に形成した２つの磁
気抵抗素子を前後に並設させているが、第５図に
おいては、径の異なる略円環状の磁気抵抗素子１
０ａ，１０ｂを同一平面において同心状に配列
し、これらの素子に共通の半円形の回転子１１
を、その回転中心を上記素子１０ａ，１０ｂの中
心と同心にして対向させたものである。 さらに、第６図に示す実施例は、１つの磁気抵
抗素子１０を略円環状に巻回させて、該磁気抵抗
素子における90゜位相の異なる位置に２組の端子
１２ａ，１２ｂ〜１４ａ，１４ｂを設け、この素
子１０に１つの半円形状の回転子１１をその回転
中心を円環の中心と同心にして対向させたもの
で、これは、２組の磁気抵抗素子と回転子とを備
えた前記各実施例のものと実質的に同等の構成で
ある。 第７図は上述したポテンシヨメータにおける回
転角度θと出力電圧Ｖの関係を示すものである。
ここでVA，VBはそれぞれ端子１４ａ，１４ｂか
らの出力電圧の特性曲線を示し、また、θ1、θ2、
θ3、θ4は領域〜の回転角境界の角度で、θ1≒
45゜、θ2＝θ1＋90゜、θ3＝θ1＋180゜、θ4＝θ1＋2
70゜で
ある。 上図から明らかなように、ポテンシヨメータの
１回転の全周が２つの出力電圧VA，VBにおける
有効直線部分によつてカバーされており、従つ
て、これらの有効直線部分を使用することによ
り、ポテンシヨメータの使用可能範囲を360゜まで
広げることができる。 実際に、上述したポテンシヨメータを用いて回
転するシヤフトの回転角を測定する場合には、シ
ヤフトの任意の回転角θ0に対して出力電圧値
VA0，VB0が読取られたとすると、この２つの値
から回転角θ0が領域〜のうちのどの領域にあ
るかを演算装置により判別し、その領域における
出力電圧VAまたはVBの特性曲線から回転角の計
算をすればよい。 例えば、第１表に示すように、出力電圧VAま
たはVBが有効直線部分の電圧値範囲内（有効直
線部分の出力電圧の上限値と下限値の間）にある
か否かを判別するとともに、有効直線部分の電圧
値範囲外にある出力電圧VBまたはVAか、有効直
線部分内の適宜の設定電圧値（例えば、上記有効
直線部分の上下限値間の中間程度の電圧値）に比
して大きいか小さいかを判別することによつて
も、回転角θ0が〜のどの領域にあるかを判別
することができ、したがつてその領域において回
転角に対し比例的に変動する出力電圧VAまたは
VBから、回転角を求めることができる。
ものである。 第１図に示すように、磁気によつて、抵抗が変
化する磁気抵抗素子１と永久磁石からなる回転子
２とによつて構成した非接触形ポテンシヨメータ
は、既に知られている。このようなポテンシヨメ
ータは、端子３，４間に標準電圧を印加した状態
で回転子２を回転させた場合に、端子５から出力
される出力電圧の特性からシヤフトの回転角等を
検出するものであるが、従来のこの種ポテンシヨ
メータにおける出力電圧の直線有効部分は、第２
図に示す回転角度θに対する出力電圧Ｖの特性曲
線V0の中の実線部分のように約90゜＋90゜程度にす
ぎず、従つてその使用可能範囲が非常に狭い欠点
がある。 また、上記非接触ポテンシヨメータの使用範囲
を広げたものは、特開昭54−15155号公報に開示
されている。このポテンシヨメータは、位相を異
にする２以上の出力によつて、ポテンシヨメータ
の使用範囲を360゜に広げたものであるが、磁気抵
抗素子が放射状に配列されて、回転子の回転中心
に対して偏心しているので、回転子の回転角に対
応する磁気抵抗素子の磁気感度を等しくするため
に、磁気抵抗素子の単位面積当りの磁気感度を回
転子の回転中心から遠くなるにしたがつて次第に
低くする必要がある。 従つて、上記ポテンシヨメータでは、磁気抵抗
素子の製作にあたつて特別なパターンを設計する
ことが必要になるが、磁気抵抗素子はパターンを
新たに設計して製作するのに多額の費用を必要と
するものであり、またその磁気感度を次第に低く
することによつてもパターンの設計が難しくなる
ことと相まつて、ポテンシヨメータが著しく高価
になるという問題がある。 さらに、上記ポテンシヨメータは、各部の磁気
感度が異なる磁気抵抗素子を放射状に配列させて
いるため、複数配置した磁気抵抗素子の特性にば
らつきを生じ、出力電圧の特性からシヤフトの回
転角を正確に求めるのが困難になる。 本発明は、上述の問題を解決したもので、磁気
により抵抗値が変化する磁気抵抗素子と永久磁石
からなる回転子とで構成されるポテンシヨメータ
を、実質的に２組備え、それらの位相を90゜ずら
せて配設することにより使用範囲を360゜まで広げ
た非接触形ポテンシヨメータを得るに際し、上記
２組のポテンシヨメータの磁気抵抗素子を設計及
び製作が容易な円環状に形成すると共に、上記回
転子の回転中心と同心に配列し、それによつて
360゜の使用範囲において安定的に動作する非接触
形ポテンシヨメータを安価に得られるようにした
ことを特徴とするものである。 即ち、本発明のポテンシヨメータは、磁気によ
り抵抗値が変化する磁気抵抗素子と永久磁石から
なる回転子とで構成されるポテンシヨメータを、
実質的に２組備え、上記２組のポテンシヨメータ
を構成する磁気抵抗素子を、略円環状に形成する
とともに、半円形状をなす上記回転子の回転中心
と同心に配列し、上記一方の磁気抵抗素子または
回転子を、他方の磁気抵抗素子または回転子に対
して位相を90゜ずらせて配設し、上記２組のポテ
ンシヨメータにその出力電圧値に基づいて回転角
が360゜の範囲でどのような領域にあるか判別して
出力電圧における有効直線部分から回転角を計算
する演算装置を接続することにより構成される。 以下、本発明の実施例を図面を参照しながらさ
らに詳細に説明する。 第３図において、１０ａ，１０ｂは磁気によつ
て抵抗値が変化する略円環状で同径の磁気抵抗素
子、１１ａ，１１ｂは永久磁石からなる半円形の
回転子であつて、磁気抵抗素子１０ａ，１０ｂに
は標準電圧印加用の端子１２ａ，１２ｂ，１３
ａ，１３ｂと出力電圧を取出すための端子１４
ａ，１４ｂが設けられている。上記２組の磁気抵
抗素子１０ａ，１０ｂ及び回転子１１ａ，１１ｂ
は、円環状の中心と回転子の回転中心とを同心に
して前後に並設し、回転子１１ａ，１１ｂを共通
の回転軸１５に取付けたものであるが、その際、
２つの端子１４ａ，１４ｂからの出力電圧の位相
が90゜ずれるように回転子１１ａ，１１ｂの向き
を90゜異ならしめている。 第４図に例示するものは、前後に並設した２つ
の略円環状で同径の磁気抵抗素子１０ａ，１０ｂ
の間に、半円形の回転子１１をその回転中心を円
環状の中心と同心にして配設し、２つの磁気抵抗
素子１０ａ，１０ｂに１つの回転子１１を共有さ
せたもので、その際、２つの磁気抵抗素子１０
ａ，１０ｂの向きを90゜ずらせて配設することに
より、出力電圧の位相が90゜ずれるようにしてい
る。 また、上記第４図では同径に形成した２つの磁
気抵抗素子を前後に並設させているが、第５図に
おいては、径の異なる略円環状の磁気抵抗素子１
０ａ，１０ｂを同一平面において同心状に配列
し、これらの素子に共通の半円形の回転子１１
を、その回転中心を上記素子１０ａ，１０ｂの中
心と同心にして対向させたものである。 さらに、第６図に示す実施例は、１つの磁気抵
抗素子１０を略円環状に巻回させて、該磁気抵抗
素子における90゜位相の異なる位置に２組の端子
１２ａ，１２ｂ〜１４ａ，１４ｂを設け、この素
子１０に１つの半円形状の回転子１１をその回転
中心を円環の中心と同心にして対向させたもの
で、これは、２組の磁気抵抗素子と回転子とを備
えた前記各実施例のものと実質的に同等の構成で
ある。 第７図は上述したポテンシヨメータにおける回
転角度θと出力電圧Ｖの関係を示すものである。
ここでVA，VBはそれぞれ端子１４ａ，１４ｂか
らの出力電圧の特性曲線を示し、また、θ1、θ2、
θ3、θ4は領域〜の回転角境界の角度で、θ1≒
45゜、θ2＝θ1＋90゜、θ3＝θ1＋180゜、θ4＝θ1＋2
70゜で
ある。 上図から明らかなように、ポテンシヨメータの
１回転の全周が２つの出力電圧VA，VBにおける
有効直線部分によつてカバーされており、従つ
て、これらの有効直線部分を使用することによ
り、ポテンシヨメータの使用可能範囲を360゜まで
広げることができる。 実際に、上述したポテンシヨメータを用いて回
転するシヤフトの回転角を測定する場合には、シ
ヤフトの任意の回転角θ0に対して出力電圧値
VA0，VB0が読取られたとすると、この２つの値
から回転角θ0が領域〜のうちのどの領域にあ
るかを演算装置により判別し、その領域における
出力電圧VAまたはVBの特性曲線から回転角の計
算をすればよい。 例えば、第１表に示すように、出力電圧VAま
たはVBが有効直線部分の電圧値範囲内（有効直
線部分の出力電圧の上限値と下限値の間）にある
か否かを判別するとともに、有効直線部分の電圧
値範囲外にある出力電圧VBまたはVAか、有効直
線部分内の適宜の設定電圧値（例えば、上記有効
直線部分の上下限値間の中間程度の電圧値）に比
して大きいか小さいかを判別することによつて
も、回転角θ0が〜のどの領域にあるかを判別
することができ、したがつてその領域において回
転角に対し比例的に変動する出力電圧VAまたは
VBから、回転角を求めることができる。
【表】
以上詳述したように、本発明によれば、非接触
形ポテンシヨメータの使用範囲を360゜まで広げる
に際し、２組のポテンシヨメータを構成する磁気
抵抗素子を略円環状に形成すると共に、これを回
転子の回転中心と同心に配列したので、磁気抵抗
素子の製造に特殊なパターンを必要とせず、安価
で実用性のあるポテンシヨメータを得ることがで
き、しかも回転子の回転角に対する磁気抵抗素子
の特性にばらつきを生じることも少なく、そのた
め出力電圧の特性からの回転角を正確に求めるこ
とができる。
形ポテンシヨメータの使用範囲を360゜まで広げる
に際し、２組のポテンシヨメータを構成する磁気
抵抗素子を略円環状に形成すると共に、これを回
転子の回転中心と同心に配列したので、磁気抵抗
素子の製造に特殊なパターンを必要とせず、安価
で実用性のあるポテンシヨメータを得ることがで
き、しかも回転子の回転角に対する磁気抵抗素子
の特性にばらつきを生じることも少なく、そのた
め出力電圧の特性からの回転角を正確に求めるこ
とができる。
第１図は従来の無接触形ポテンシヨメータの構
成図、第２図はその出力特性線図、第３図は本発
明の一実施例を示す斜視図、第４図は本発明の異
なる実施例を示す斜視図、第５図及び第６図はそ
れぞれ本発明の更に異なる実施例を示す正面図、
第７図は本発明に係る非接触形ポテンシヨメータ
の出力特性線図である。 １０，１０ａ，１０ｂ……磁気抵抗素子、１
１，１１ａ，１１ｂ……回転子。
成図、第２図はその出力特性線図、第３図は本発
明の一実施例を示す斜視図、第４図は本発明の異
なる実施例を示す斜視図、第５図及び第６図はそ
れぞれ本発明の更に異なる実施例を示す正面図、
第７図は本発明に係る非接触形ポテンシヨメータ
の出力特性線図である。 １０，１０ａ，１０ｂ……磁気抵抗素子、１
１，１１ａ，１１ｂ……回転子。
Claims (1)
- １ 磁気により抵抗値が変化する磁気抵抗素子と
永久磁石からなる回転子とで構成されるポテンシ
ヨメータを、実質的に２組備え、上記２組のポテ
ンシヨメータを構成する磁気抵抗素子を、略円環
状に形成するとともに、半円形状をなす上記回転
子の回転中心と同心に配列し、上記一方の磁気抵
抗素子または回転子を、他方の磁気抵抗素子また
は回転子に対して位相を90゜ずらせて配設し、上
記２組のポテンシヨメータにその出力電圧値に基
づいて回転角が360゜の範囲でどのような領域にあ
るかを判別して出力電圧における有効直線部分か
ら回転角を計算する演算装置を接続したことを特
徴とする非接触形ポテンシヨメータ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56047592A JPS57162405A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Noncontact potentiometer |
| US06/353,972 US4423406A (en) | 1981-03-31 | 1982-03-02 | Non-contact type potentiometer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56047592A JPS57162405A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Noncontact potentiometer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57162405A JPS57162405A (en) | 1982-10-06 |
| JPH0225242B2 true JPH0225242B2 (ja) | 1990-06-01 |
Family
ID=12779515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56047592A Granted JPS57162405A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Noncontact potentiometer |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4423406A (ja) |
| JP (1) | JPS57162405A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02189153A (ja) * | 1989-01-17 | 1990-07-25 | Masaru Kobayashi | 使い捨て容器入りうがいぐすり |
| JPH03126138U (ja) * | 1990-04-03 | 1991-12-19 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1209678A (en) * | 1982-03-08 | 1986-08-12 | Zymark Corporation | Robot system with interchangeable hands |
| JPS5961901A (ja) * | 1982-09-30 | 1984-04-09 | ソニー株式会社 | Ｘ―ｙコントロールボリウム |
| JPH0511445Y2 (ja) * | 1985-05-28 | 1993-03-22 | ||
| JPH0330400Y2 (ja) * | 1985-07-26 | 1991-06-27 | ||
| DE3788831T2 (de) * | 1986-07-29 | 1994-08-11 | Nippon Denso Co | Kontaktloses Potentiometer. |
| DE3639150A1 (de) * | 1986-11-15 | 1988-05-19 | Wabco Westinghouse Steuerung | Potentiometer bzw. veraenderbarer widerstand |
| JPH0754803Y2 (ja) * | 1989-12-29 | 1995-12-18 | 日本鋼管工事株式会社 | 管内テレビ撮影機構における撮影位置検出装置 |
| JPH03117719U (ja) * | 1990-03-16 | 1991-12-05 | ||
| JP2554899Y2 (ja) * | 1992-03-25 | 1997-11-19 | 三輪精機株式会社 | ポテンショメータの温度補償装置 |
| EP1275938A3 (en) * | 2001-07-10 | 2003-03-05 | Nidec Corporation | Non-contact type potentiometer |
| US7521921B2 (en) * | 2004-10-26 | 2009-04-21 | Georgia Tech Research Corporation | Displacement sensor |
| US20090058430A1 (en) * | 2007-09-05 | 2009-03-05 | Sentrinsic | Systems and Methods for Sensing Positions of Components |
| JP5531174B2 (ja) * | 2009-10-02 | 2014-06-25 | 多摩川精機株式会社 | ２サイクル型の第１、第２チャンネルからなるタンデム型の角度検出器 |
| WO2022101978A1 (ja) * | 2020-11-10 | 2022-05-19 | ＡｌｐｈａＴｈｅｔａ株式会社 | 検出装置、検出方法およびプログラム |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3691502A (en) * | 1968-04-24 | 1972-09-12 | Kogyo Gijutsuin | Semiconductor type potentiometer device |
| JPS5026094B1 (ja) * | 1970-05-01 | 1975-08-28 | ||
| US3671854A (en) * | 1970-11-30 | 1972-06-20 | Denki Onkyo Co Ltd | Contactless galuano-magnetro effect apparatus |
| JPS4739631Y1 (ja) * | 1971-11-06 | 1972-11-30 | ||
| US3900814A (en) * | 1973-05-31 | 1975-08-19 | Denki Onkyo Company Ltd | Revolution sensing apparatus |
| US4137512A (en) * | 1977-05-13 | 1979-01-30 | Illinois Tool Works Inc. | Contactless magnetic switch |
| US4125821A (en) * | 1977-08-05 | 1978-11-14 | Denki Onkyo Company, Limited | Potentiometer providing a non-linear output |
-
1981
- 1981-03-31 JP JP56047592A patent/JPS57162405A/ja active Granted
-
1982
- 1982-03-02 US US06/353,972 patent/US4423406A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02189153A (ja) * | 1989-01-17 | 1990-07-25 | Masaru Kobayashi | 使い捨て容器入りうがいぐすり |
| JPH03126138U (ja) * | 1990-04-03 | 1991-12-19 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4423406A (en) | 1983-12-27 |
| JPS57162405A (en) | 1982-10-06 |
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