JPH03273124A - トルクセンサの零点補償回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 大発明はトルクセンサの零点補償回路に関する。

従来の技術 トルク伝達軸に印加されるトルクの大きさを検出する手
段として、従来から、＠２図に示されるような磁歪式ト
ルクセンサが、たとえば特許第１６９３２６号明細書な
どによって知られている。この第２図において、ｌはト
ルク伝達軸であり、その外局面には、互いに逆方向に傾
斜した一対の磁気異方性部２，２が形成されている。磁
気異方性部２．２の周囲には励磁コイル３と一対の検出
コイル４，４とが設けられ、励磁コイル３には交流式の
励磁電源５が接続されている。６，６は、各検出コイル
４，４に対応した検出端である。

このような構成において、軸１にトルクが印加されると
、その大きさに応じて磁気異方性部２゜２の透磁率が変
化する。一方、検出コイル４，４は、励磁コイル３によ
って励磁されるが、上記透磁率の変化に応じた検出信号
をそれぞれ検出端６゜６に出力する。したがって、両枝
出端６，６に現われる検出信号の差をとることで、印加
トルクの大きさに応じた出力信号が得られる。

発明が解決しようとする課題 しかし、このような磁歪式のトルクセンサにおいては、
その零点（すなわち両検出信号の絶対値の差）の温度特
性が、軸１の材質、磁気異方性部２．２の表面加工の方
法、励磁周波数などによって影響を受ける。このため、
トルク検出結果に誤差を生じるという問題点がある。

そこで本発明はこのような問題点を解決し、磁歪式トル
クセンサの零点の温度特性を補値できるようにすること
を目的とする。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するため未発明は、 励磁電源と励磁コイルとによって構成される励磁側回路
に、トルクセンサの感度の温度特性を補償するための感
温抵抗を組み込み、 各検出コイルをそれぞれ含んだ一対の検出側回路に、ア
ンバランスに構成された複数の抵抗を組み込んで、前記
感温抵抗によってトルクセンサの感度の温度特性を補償
することにより所定の温度係数で変化するに至った両検
出コイルの検出信号の零点特性を補償するようにしたも
のである。

作用 このような構成によれば、感温抵抗によってトルクセン
サ周辺の温度が感知され、これにもとづき励磁コイルの
励磁電流が一定の温度係数のもとで変化されることで、
トルクセンサの感度の温度特性が自動的に補償される。

このとき、励磁コイルの励磁電流が一定の温度係数のも
とで変化することで、検出コイルの検出電圧は、上記温
度係数とは絶対値が等しく、かつ正負が逆となった一定
ノ温度係数で変化する。したがって、アンバランスに構
成された複数の抵抗の値を適当に選ぶことにより、上記
検出コイルの検出電圧の温度係数に一定の係数を乗する
ことが可能になる。これによツテ、トルクセンサの零点
の温度特性が補償８ｔ’Ｌる。

実施例 以下、本発明の一実施例を、第１図にもとづき、第２図
に示したものと同一の部材には同一の参照番号を付して
、詳細に説明する。

１１１図において、図示の構成のトルクセンサ全体での
感度の温度係数を＋αＰＰＱＩ／Ｃとし、励磁電源５は
、励磁電圧マが一定かつ励磁周波数がｆ（Ｈｚ）となる
ように動作する。励磁周波数ｆにおける励磁コイル３の
インピーダンスをＲｔＵとする。

励磁電源５と励磁コイル３との闇には、温度係数＋βＰ
ＰＩＥＩ／Ｘ：のｇ温抵抗７が、励磁コイル３と直列に
組み込まれている。

一方、第１図において、両検出コイル４，４は完全に等
しい特性を持っているものとし、これら検出コイル４，
４に現われる出カマ１．マエは、印加トルクが０のとき
に Ｙ３　Ｉｍｖｚ　　　　　　　　　　　　　（１）とな
るものとする。各検出コイル４，４には補償用抵抗８ａ
　、　ｇｂが直列に接続され、さらにこれら補償用抵抗
８ａ　、　ｇｂには、終端抵抗９，９が直列に接続され
ている。検出端６，６は、補償用抵抗８ｍ。

８ｂと終端抵抗９，９との接続部から導き出されている
。

ここで、補償用抵抗８ａ　、　ｇｂの抵抗値をＲ，、Ｒ
，とし、終端抵抗９，９の抵抗値は互に等しくＲである
とする。ただし、 Ｒ＞＞　Ｒ１，Ｒ１（Ｉｌｌ とする。

感温抵抗７の抵抗値ｒは、次のようにして求まる。すな
わち、上述のように励磁電源５の励磁電圧マを一定とし
たときには、温度変化に応じて励磁電流を変化させるこ
とで、センサの感度の温度特性を補償することが可能と
なる。このためには、センサ全体の１１度の温度係数α
と、感温抵抗７の感度の温度係数βとの間に、次の関係
が成立することが必要である。

（ｒ＋Ｒ冨）α厘ｒβ　　　　　　　ωしたがって、感
温抵抗７の抵抗値ｒは、（至）式を変形することにより
、 となる。

ｒの値をこのように設定することで、温度変化によるセ
ンサ全体の感度変化を打ち消す上うに、温度変化に応じ
て励磁電流が変化する。この結果、センサ全体の感度の
温度特性が補償される。このとき、励磁コイル３に流れ
る電流は、−αＰＰＩＩＩ／’Ｃの温度係数で変化する
。

同様に、軸ｌへの印加トルクが０のときには、検出コイ
ル４，４の検出電圧マ１．マ、は、励磁コイル３に流れ
ろ電流に対応して、−αｐｐｍ／Ｃの温度係数で変化す
る。

印加トルクが０のときに検出端６，６に出力電圧マド、
マ、・が現われるとすると、そのときのセンサの零点出
カマ１．−マ、・は、図示の回路構成にもとづき、（：
）式の関係から、次の通りとなる。

（以下余白） ここで、Ｒ））Ｒ，、Ｒ，であるから、となる。

したがって、マ１（婁マ８）が−αｐｐｍ／’Ｃの湿度
係数で変化するときには、マト−マ２・は、で変化する
。すなわち、Ｒ１，Ｒ，、Ｒの値を適当に選ぶことによ
って、センサの零点の温度特性を補値することができる
。

具体例として、たとえばａｍ＋５００ｐｐｍ／℃、ｒ−
ｓ。

ｋＥｓ　％ＲＫ　−２００ｆｌ、β−＋５０００１ｐｍ
／℃とすると、・■式より、 ２厘２２ｍ となる。また、Ｒ−２５０ｋＪｌ、Ｒ１”Ｏｊｌ、Ｒ，
ｍ１ｋｊｌ　　トすると、Ｍ式より マ１°−マ８°−Ｑ、００４マ、 となる。ここでマ１が４すなわち一５００ｐｐｍ／１：
で変化することから、（１１式より、センサの零点出力
には一２ｐｐｍ／Ｕの温度特性の補償が加えられる。

いま、センサの感度のフルスケールが、検出コイル４．
４の検出電圧の１．０％であるとすると、零点出力に一
２ＰＰＩＩｌ／Ｃの温度特性の補償を加えろことは、実
質的には一２００ｐｐｒｘｎ／Ｃの温度特性の補償が加
えられることを意味し、その効果は大きなものとｆＪる
。

発明の効果 以上述べたように本発明によると、トルクセンサの感度
の温度特性を補償するための感温抵抗を励′ａ１１１回
路に組み込んだものであることから、このトルクセンナ
の感度の温度係数をきわめて小さな値に抑えることがで
きるのみならず、前記感温抵抗の作用によって所定の温
度係数で変化するに至った両検出コイルの検出信号の零
点特性を補償できるよう、アンバランスに構成された複
数の抵抗を検出側回路に組み込んだものであるから、零
点湿度係数を小さくすることｂ）でき、このためトルク
の測定精度を著しく向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実ｍ例のトルクセンサの零点補償回
路の回路図、第２図は従来の磁歪式トルクセンサの回路
図である。 ｌ・−・トルク伝達軸、２−・−磁気異方性部、３−励
磁コイル、４・・・検出コイル、５・−・励磁電源、７
・−感温抵抗、８ａ、ｇｂ−補償用抵抗、９−・終端抵
抗。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、トルク伝達軸の外局面に一対の磁気異方性部を形成
   するとともに、この磁気異方性部の周囲に、励磁電源に
   接続された励磁コイルと、トルク伝達軸に印加されるト
   ルクの大小に応じた信号を出力可能な一対の検出コイル
   とを配置して、両検出コイルからの検出信号の差にもと
   づいて前記トルクの大きさを測定するようにした磁歪式
   のトルクセン号において、 前記励磁電源と励磁コイルとによつて構成される励磁側
   回路に、トルクセンサの感度の温度特性を補償するため
   の感温抵抗を組み込み、前記各検出コイルをそれぞれ含
   んだ一対の検出側回路に、アンバランスに構成された複
   数の抵抗を組み込んで、前記感温抵抗によつてトルクセ
   ンサの感度の温度特性を補償することにより所定の温度
   係数で変化するに至つた両検出コイルの検出信号の零点
   特性を補償するようにしたことを特徴とするトルクセン
   サの零点補償回路。