JPH03292013A - 発振回路の振幅安定化装置 - Google Patents

発振回路の振幅安定化装置

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JPH03292013A
JPH03292013A JP9323990A JP9323990A JPH03292013A JP H03292013 A JPH03292013 A JP H03292013A JP 9323990 A JP9323990 A JP 9323990A JP 9323990 A JP9323990 A JP 9323990A JP H03292013 A JPH03292013 A JP H03292013A
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oscillation circuit
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Soichi Takano
高野 惣一
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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] この発明は例えばトルクセンサ等における発振回路の発
振信号である正弦波交流電圧の振幅の安定化を図る装置
に関する。
[従来の技術] 従来例えばトルクセンサとして、少なくとも検出コイル
を含み、発振回路から正弦波交流電圧が印加されるブリ
ッジ回路を有し、検出コイル及びブリッジ回路の他の辺
、例えば補正コイルの印加電圧をそれぞれ検出し、それ
ぞれ整流してその差電圧により検出信号を得るようにし
たものがあるが、その正弦波交流電圧の振幅は一定に制
御する必要がある。
その正弦波交流電圧の振幅を一定に制御する方法として
次に述べる第5図及び第6図に示される発振回路の振幅
安定化装置があった。
第5図は従来のトルクセンサの発振回路の振幅安定化装
置の回路構成図である。図において、(lO〉は積分形
発振回路、(11)は積分形発振回路(10〉の出力を
ブリッジ回路(図示せず)に送るバッファ回路、(12
〉は積分形発振回路(10)の出力の振幅を調整する振
幅制限回路である。
この振幅安定化装置では振幅制限回路(12)のボリュ
ームVRを調整して、バッファ回路(11〉のテストポ
イントTpを目的の電圧に調整している。
第6図は従来の他のトルクセンサの発振回路の振幅安定
化装置の回路構成図である。図において、(13)はピ
ークホールド回路、(14〉は差動増幅回路、(15)
は振幅制限回路である。
この振幅安定化装置では、ピークホールド回路(18)
においてバッファ回路(11〉の出力の最大値が保持さ
れ、この最大値が差動増幅器(14〉の基準電圧と比較
され、その比較結果に基づいて振幅制限回路(15〉が
積分形発振回路(10〉を制御している。
このような制御により、バッファ回路(11〉の出力の
振幅(交流振幅のピーク値−ピーク値)が差動増幅回路
(14)の基準値と一致する。
[発明が解決しようとする課題] 第5図の振幅安定化装置では正弦波交流電圧を目的とす
る振幅に設定するには、振幅制限回路(12)を設けて
ボリュームVRを調整する必要があり、その調整作業に
時間がかかるという問題点があった。
第6図の振幅安定化装置ではピークホールド回路(13
)、差動増幅器(14)及び振幅制限回路(15)を追
加しており、このため部品点数が増加するという問題点
があった。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
のであり、調整作業を不要にし、かつ少ない部品点数で
発振回路の出力信号の振幅の安定化を可能にした発振回
路の振幅安定化装置を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] この発明に係る発振回路の振幅安定化装置は、任意に出
力電圧を調整できる調整手段を有する電圧調整回路と、
この電圧調整回路の出力電圧を入力し、発振回路の上限
電圧及び下限電圧並びにオフセット電圧に相当する電圧
に分圧して出力する分圧回路と、前記の上限電圧に相当
する電圧を入力する上限の振幅制限回路と、前記の下限
電圧に相当する電圧を入力する下限の振幅制限回路とを
有し、オフセット電圧に相当する電圧をオフセット調整
用の電圧としてオフセットが必要な回路に出力し、また
、前記の上限の振幅制限回路及び下限の振幅制限回路の
出力の振幅を制限する電圧として発振回路に出力する。
[作 用] この発明においては、調整手段によりオフセット調整を
することによりオフセットに相当する電圧が決定され、
この電圧が決定されることで一元的に発振回路の上限電
圧及び下限電圧に相当する電圧が分圧回路を介して得ら
れる。そして、これらの電圧は上限の振幅制限回路及び
下限の振幅制限回路を介して発振回路に出力し、発振回
路の出力波形の振幅の大きさが一定になる。
[実施例] 第1図はこの発明の一実施例に係るトルクセンサの発振
回路の振幅安定化装置の回路構成図である。図において
、第5図及び第6図と同一符号のものは全く同一のもの
である。(20〉はブリッジ回路であり、Ra、Rbは
抵抗、Zaは補正コイル、zbは検出コイルである。(
21)、 (23>は増幅器、(22)、 (24)は
整流器である。(25〉は差動増幅器、(2B)は出力
回路である。(40)は振幅安定化回路であり、(41
)は安定化電源回路である。(42)は正転増幅器であ
り、差動増幅器(43〉、可変抵抗VRI及び抵抗R3
2から構成されている。(44〉は分圧回路であり、抵
抗R88,R34,R35,RIBから構成されており
、正転増幅器(42〉の出力e2を分圧してe  、e
  、e  の各電圧を出力する。〈45)は3 4 
5 上限の振幅制限回路であり、差動増幅器(46)、ダイ
オードDI、D2及び抵抗RB7から構成されている。
(47〉は下限の振幅制限回路であり、差動増幅器(4
8)及びダイオードD3から構成されている。
上限の振幅制限回路(45〉及び下限の振幅制限回路(
4B)の出力は積分形発振回路(10)の抵抗R2とR
41との接続点に接続され、この発振回路(10)の上
限値及び下限値を制限している。分圧回路(44)の分
圧出力e3は積分形発振回路(10〉の差動増幅器IC
2の非反転入力端子に接続され、この発振回路(lO〉
の出力波形の中央電位を規定している。
分圧回路(44)の出力電圧e5は差動増幅器(45)
に供給するオフセット調整用の電圧である。
第2図は第1図の積分形発振回路(lO〉の動作を示す
タイミングチャートである。
第3図は補正コイルZa及び検出コイルzbとトーショ
ンバーとの関係を示した断面構成図である。図において
、(SO)は駆動軸、(31)は受動軸、(82)は駆
動軸(30)と受動1dl(81)を接続したトーショ
ンバーである。(84)、  (85)はそれぞれ円筒
状の磁性体である。検出コイルzbは2つの磁性体(3
4〉と(35)とに跨がって配置され、補正コイルZa
は磁性体(34〉に近接して配置されている。
第4図は磁性体(34)、 (85)との関係を示した
平面説明図である。磁性体(84〉と磁性体(35〉と
はそれぞれ凸部と凹部とが対向して配置され、トーショ
ンバー(32)の捩じり角度に応じて両者のギャップg
が変化するよう「;構成されている。
次に、トクルセンサとしての機能に着目して動作説明を
する。第2図に示す駆動軸(30)と受動軸(31〉の
間にトルクがないときには、検出コイルzbのインピー
ダンスと補正コイルZaのインピーダンスが同一となる
ようにギヤツブg等を調整しておく。このような状態で
は、ブリッジ回路(20〉の出力電圧はe  ”” e
 bとなる。
そして、駆動軸(80)に力が加わって例えばギャップ
gが狭くなる方向にトルクが発生すると、検出コイルz
bのインピーダンスが補正コイルZaのインピーダンス
より大きくなりeb>eaとなる。また、ギャップgが
広くなる方向にトルクが発生するとe b < e a
となる。
各出力電圧(正弦波交流電圧)e、e、は各々増幅回路
(21〉で増幅され、整流回路(22)、 (24)で
直流電圧に変換される。その後、差動増幅回路(25)
で例えば整流回路(22)、 (24)の直流電圧出力
−e  を求め e、、eb の電圧の差ea    bることによりト
ルク量に相当する出力信号が得られる。そして、差動増
幅回路(25)の出力信号は更に出力回路(26〉で増
幅されるか、或いは電圧−電流変換もしくはA/D変換
されてディジタル信号の形式で出力される。
なお、検出コイルzbのみがブリッジ回路<20〉に設
けられている場合には、検出コイルzbのインピーダン
スが例えば温度で変化してしまいそれがebの変化とな
りトルクの検出に適さないが、この実施例では温度変化
分を補償するために、検出コイルzbのインピーダンス
の温度変動と同様の変動をする補正コイルZaをブリッ
ジ回路(20〉の一端に設けている。
ここで、整流回路(22)、 (24)の出力ea、e
1゜の安定性の要因となる発振回路(10)の出力の正
弦波交流電圧の安定性について説明する。トルク力が加
わっている時、そのトルク力に応じたe。
e、の電圧が発生するが、正弦波交流電圧をeO8e’
検出コイルのインピーダンスをZbs補正コイルのイン
ピーダンスを2.とするととなり、e  −ebは e   −eb ″ となる。ここで R十z      Rb 十z b a      a とすれば、XとYとの差がトルク力となるが、上式を書
き替えると a   b   osc(x””ek SC ただし、k−X−Y となり、正弦波交流電圧e  が比例定数としてSe 残ることになる。つまり精密なトルク力を測定しようと
すれば常に正弦波交流電圧e  は一定でSe なくてはならない。
そこで、この実施例では、差動増幅器(25〉の出力の
オフセット調整が必要なことを利用して、そのオフセッ
ト調整用の可変抵抗VRIを調整するだけで、積分形発
振回路(10)の出力の振幅を制隈できるようにしてい
る。以下その詳細を説明する。
安定化電源回路(41)は直流電圧Eを入力して一定電
圧e工を出力し、正転増幅器(42)はその電圧e0を
入力して可変抵抗VRIの調整に応じた電圧e2を出力
する。分圧回路(44〉は抵抗R81、R34、R85
,R:I6の抵抗比に応じて電圧e2を分圧して電圧e
  −e5を出力する。正転増幅器(42)の出力電圧
e2は上限の振幅制限回路(45)に入力し、また分圧
回路(44)の出力電圧C4は下限の振幅制限回路(4
7〉に入力する。
そして、この上限の振幅制限回路〈45)及び下限の振
幅制限回路(47〉の出力は共に積分形発振回路(10
)の抵抗R2と抵抗R41との接続点に供給されており
、積分形発振回路(lO〉の出力波形の最大値が出力電
圧e2により制限され、最小値が出力電圧e4により制
限される。また、分圧回路(44〉の出力電圧e3は積
分形発振回路(10)の差動増幅器IC2の非反転入力
端子に入力して出力波形の中央電位を規定している。ま
た、分圧回路(44〉の出力電圧e5は差動増幅器(2
5)にオフセット調整用の電圧として供給される。
いま、検出コイルZbと補正コイルzaが同一インピー
ダンス2b−2,のとき差動増幅器(25)の出力が所
定値になるようにように、正転増幅器(42)の可変抵
抗■R1を調整し、つまり今までのオフセット調整と同
一の調整方法を行うことにより分圧回路(44)の出力
電圧e5が決定される。この出力電圧e とe  ”’
 e 4の値がそれぞれ上述2 したように抵抗R88,R14,R35及びRIBの抵
抗比で決定され、積分形発振回路(10〉の振幅の上限
値、下限値及び中央電位が決定され、積分形発振回路(
10)の出力である正弦波交流電圧e  を第SC 2図の実線で示すように調整することができる。
なお、上記のオフセット調整用の出力電圧e5は大体の
値が予め分かつており、従って出力電圧e  −e  
の値も大体の値か予め分かつているこ4 とが上述の実施例の前提であり、オフセット電圧を実際
に調整することで、一元的に出力電圧e2〜e4すなわ
ち積分形発振回路(lO)の正弦波交流電圧e  を調
整することが可能になっている。
Se つまりオフセット調整を行うことにより一元的に正弦波
交流電圧e  の振幅が決定される。
SC 以上のようにして積分形発振回路(10〉の正弦波交流
電圧e  の振幅を一定に保持することかでSe き、精密な測定が可能となる。
なお、上記の実施例においては電圧e2を得る方法とし
て正転増幅器(42)を用いた例を示したが、常にe 
 >e  であれば可変抵抗VR,による減2 衰回路でもかまわない。また、差動増幅器(25)のの
オフセット調整をする場合について説明したが、出力回
路(26〉のオフセット調整により分圧回路(44)の
出力電圧を調整するようにしてもよい。
また、上述の実施例ではトルクセンサに適用した例を示
したが、ブリッヂ回路を交流電圧駆動する差動トランス
、ストレインゲージ等にも適用利用できる。
[発明の効果〕 以上のようにこの発明によれば、オフセット調整をする
ことによりそれに連動して発振回路の上限電圧及び下限
電圧に相当する電圧が得られるようにして発振回路の振
幅を一定値に保持するようにしたので、精密測定ができ
、また従来のように振幅設定用のボリューム或いは他の
調整方法を必要としない。更に、従来のようにピークホ
ールド回路が不要となり、回路構成の簡素化が図られて
部品点数が増加せずに構成できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例に係るトルクセンサの発振
回路の振幅安定化装置の回路構成図、第2図は第1図の
装置の動作を示すタイミングチャート、第3図はコイル
とトーションバーとの関係を示した断面構成図、第4図
は第3図の磁性体の平面説明図である。第5図及び第6
図はそれぞれ従来のトルクセンサの発振回路の振幅安定
化装置の回路構成図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 任意に出力電圧を調整できる調整手段を有する電圧調整
    回路と、この電圧調整回路の出力電圧を入力し、発振回
    路の上限電圧及び下限電圧並びにオフセット電圧に相当
    する電圧に分圧して出力する分圧回路と、前記の上限電
    圧に相当する電圧を入力する上限の振幅制限回路と、前
    記の下限電圧に相当する電圧を入力する下限の振幅制限
    回路とを有し、前記オフセット電圧に相当する電圧をオ
    フセット調整用の電圧としてオフセットが必要な回路に
    出力し、また、前記の上限の振幅制限回路及び下限の振
    幅制限回路の出力の振幅を制限する電圧として発振回路
    に出力してなることを特徴とする発振回路の振幅安定化
    装置。
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