JPH04110704A - Angle detecting device - Google Patents

Angle detecting device

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JPH04110704A
JPH04110704A JP23126990A JP23126990A JPH04110704A JP H04110704 A JPH04110704 A JP H04110704A JP 23126990 A JP23126990 A JP 23126990A JP 23126990 A JP23126990 A JP 23126990A JP H04110704 A JPH04110704 A JP H04110704A
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JP
Japan
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magnetic field
magnetic
coil
output
generating member
Prior art date
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Pending
Application number
JP23126990A
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Japanese (ja)
Inventor
Saburo Uemura
植村 三良
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Macome Corp
Original Assignee
Macome Corp
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Publication date
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Priority to EP91307845A priority patent/EP0478143B1/en
Priority to DE69111349T priority patent/DE69111349T2/en
Publication of JPH04110704A publication Critical patent/JPH04110704A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To enable the re-detection with high reliability and high resolution without contact by providing a magnetic field generating member having a pair of magnets, of which N and S poles are opposite to each other, and providing a wave detecting device for generating the output signal corresponding to the relative rotation of a magnetic sensor. CONSTITUTION:A pair of magnet plates 24, 25 are provided in the inside surfaces of both side surfaces 22, 23 of a channel-form body 20 so that N and S pole are opposite to each other, and a supersaturation coil 27 as a magnetic sensor is provided in an internal space channel part 26. In parts near an origin O, since the magnetic flux is generated in the Z direction in parallel with each other, flux density of the magnetic flux crossing the XY flat surface becomes a constant value in outline, largeness of the magnetic field of a coordinate point on each X, Y, Z axis near the origin O becomes same with each other. Consequently, under the condition that the coil 27 is located in parallel with the Z axis direction, quantity of the magnetic flux passing through a core 28 forming the coil 27 becomes maximum, and the peak voltage on sine wave is generated in output terminals 33a, 33b of a wave detecting circuit 32. Namely, when a rotation angle of a magnetic field generating member 21 is set at theta, the signal output from the circuit 32 becomes sintheta.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野1 本発明は、例えば、回転する関節部を有するロボット等
の工作機械あるいは自動車のアクセル装置に適用して好
適な角度検出装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field 1] The present invention relates to an angle detection device suitable for application to, for example, a machine tool such as a robot having a rotating joint or an accelerator device of an automobile.

[発明の概要1 本発明は、例えば、回転する関節部を有するロボット等
の工作機械あるいは自動車のアクセル装置に適用して好
適な角度検出装置において、N極とS極とが互いに対向
するように配置された一対の磁石を有する磁界発生部材
と、この一対の磁石によって形成される磁界の中に相対
的に回転可能に配置される磁気センサと、この磁気セン
サに接続されて、この磁気センサの相対的な回転に応じ
た出力信号を発生する検波回路とを備えることにより、
非接触で、例えば、磁気センサに対して回転する磁界発
生部材の回転角度を検出するようにしたものである。
[Summary of the Invention 1] The present invention provides an angle detection device suitable for application to, for example, a machine tool such as a robot having a rotating joint portion or an accelerator device of an automobile, in which the north pole and the south pole are opposed to each other. A magnetic field generating member having a pair of arranged magnets, a magnetic sensor arranged to be relatively rotatable in the magnetic field formed by the pair of magnets, and a magnetic field generating member connected to the magnetic sensor. By being equipped with a detection circuit that generates an output signal according to relative rotation,
For example, the rotation angle of a rotating magnetic field generating member relative to a magnetic sensor is detected in a non-contact manner.

[従来の技術1 従来、工作ロボットのアームの回転角度、弁の開度等を
測定する角度検出装置としては、例えば・巻線抵抗体を
有し、この抵抗体の両端子に電圧が供給されるとともに
、この抵抗体に機械的に接触する摺動子により被測定体
の角度に応した電気信号を得るようにされた可変抵抗器
であるポテンショメータが用いられている。
[Prior art 1] Conventionally, an angle detection device for measuring the rotation angle of the arm of a machine robot, the opening degree of a valve, etc. has, for example, a wire-wound resistor, and a voltage is supplied to both terminals of the resistor. In addition, a potentiometer, which is a variable resistor, is used to obtain an electrical signal corresponding to the angle of the object to be measured by means of a slider that is in mechanical contact with the resistor.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、このポテンショメータは抵抗体と接触子
とが互いに摺動する構造とされているので、ライフサイ
クルが比較的短時間であり、また振動環境下においては
接触不良等が発生しやすく、さらに石油プラント等にお
いては、上記抵抗体に電流が流れていることがら摺動等
を原因として火花を発生するおそれがあるためにそのま
ま採用することができないという欠点があった。さらに
、ポテンショメータの抵抗体に巻線が使用されているこ
とから分解能が比較的低いという欠点もあった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, since this potentiometer has a structure in which the resistor and the contactor slide against each other, the life cycle is relatively short, and contact failure occurs in a vibrating environment. Furthermore, in oil plants, etc., there is a risk that sparks may be generated due to sliding due to the current flowing through the resistor, so it cannot be used as is. . Furthermore, since a wire winding is used for the resistor of the potentiometer, the resolution is relatively low.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、非接触
形で高信頼性を有しかつ高分解能の角度検出装置を提供
することを目的とする。
The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a non-contact angle detection device that is highly reliable and has high resolution.

1課題を解決するための手段J 本発明角度検出装置は、例えば、第1図〜第3図に示す
ように、N極とS極とが互いに対向するよう乙こ配置さ
れた一対の磁石(24) (25)を有する磁界発生部
材(21)と、この一対の磁石(24) (25)によ
って形成される磁界の中に相対的に回転可能に配置され
る磁気センサ(27)と、この磁気センサ(27)に接
続されて、この磁気センサ(27)の相対的な回転に応
じた出力信号を発生する検波回路(32)とを備えるよ
うにしたものである。
Means for Solving the Problems J The angle detecting device of the present invention includes, for example, a pair of magnets (as shown in FIGS. 1 to 3) arranged so that their north and south poles face each other. 24) a magnetic field generating member (21) having (25); a magnetic sensor (27) disposed so as to be relatively rotatable in the magnetic field formed by the pair of magnets (24) and (25); The detection circuit (32) is connected to the magnetic sensor (27) and generates an output signal according to the relative rotation of the magnetic sensor (27).

[作用] 上記のように構成される本発明によれば、磁界発生部材
(21)の中に配置された磁気センサ(27)がその磁
界中で相対的に回転すると鎖交磁束に応じた、言い換え
れば、回転角度に応じた電気的信号が得られ、この電気
的信号を検波回路(32)で検波することにより、磁気
センサ(27)の回転角度に応じた出力信号を得ること
ができる。したがって、非接触形で高信頼性を有しかつ
高分解能の角度検出装置が得られる。
[Function] According to the present invention configured as described above, when the magnetic sensor (27) disposed in the magnetic field generating member (21) rotates relatively in the magnetic field, the In other words, an electrical signal corresponding to the rotation angle is obtained, and by detecting this electrical signal with the detection circuit (32), an output signal corresponding to the rotation angle of the magnetic sensor (27) can be obtained. Therefore, a non-contact type angle detection device having high reliability and high resolution can be obtained.

[実施例] 以下図面を参照して本発明角度検出装置の一実施例につ
いて説明する。
[Embodiment] An embodiment of the angle detection device of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図において、(20)は折り曲げ加工等で作られた
磁気シールド部材としても作用する鉄製のチャネル状体
で、側面部(22)、(23)と底面部(24)とを有
している。このチャネル状体(20)の両側面部(22
)、(23)の内側面側には、それぞれN極とS極とが
互い対向するように一対の磁石板(24) (25)が
貼りつけられている。ここで、一対の磁石板(24)(
25)が貼りつけられたチャネル状体(20)が磁界発
生部材(21)として機能する。なお、チャンネル状体
(20)の構成材料は磁性体に限らず非磁性体でもよい
In Fig. 1, (20) is an iron channel-shaped body made by bending etc. that also acts as a magnetic shielding member, and has side parts (22), (23) and a bottom part (24). There is. Both side parts (22
) and (23), a pair of magnet plates (24) and (25) are attached to the inner surfaces of the magnet plates (24) and (23), respectively, with their N and S poles facing each other. Here, a pair of magnetic plates (24) (
The channel-shaped body (20) to which 25) is attached functions as a magnetic field generating member (21). Note that the constituent material of the channel-like body (20) is not limited to a magnetic material, but may be a non-magnetic material.

さらに、チャネル状体(20)の内部空間溝部(26)
には磁気センサとしての可飽和コイル(27)が配置さ
れている。この可飽和コイル(27)は、第2図に示す
ように、可飽和コイル(27a)、(27b)を有し、
パーマロイの薄板(厚さ0.1mm)で中央部に長方形
状の切り大部を有するコア(28)に巻線(29) (
30)が施されたもので、コア(28)の平面部分が第
1図中Y−Z平面に一致するように配置され、かつコア
(28)の図中縞線部分がZ方向に一致するように配置
されている。なお、第1図中、原点0は、深さyl、長
さXl、内幅zlのそれぞれの中央点となる位置に選択
されている。また、可飽和コイル(27)は、実際には
、図示しないヘッドホルダ内に固定された構成にされて
いる。そして、このヘッドホルダが図示しないフレーム
に取り付けられ、磁界発生部材(21)が図示しない被
測定部材としての回転部材に取り付けられることで、磁
界発生部材(21)が、例えば、Y軸を回転中心として
可飽和コイル(27)の周囲を矢印A方向に回転するよ
うにされている。
Furthermore, the internal space groove (26) of the channel-like body (20)
A saturable coil (27) as a magnetic sensor is disposed at. As shown in FIG. 2, this saturable coil (27) has saturable coils (27a) and (27b),
A wire (29) is wound around a core (28) made of permalloy thin plate (thickness 0.1 mm) and having a rectangular cut portion in the center.
30) is arranged so that the plane part of the core (28) coincides with the Y-Z plane in Figure 1, and the striped line part of the core (28) in the figure coincides with the Z direction. It is arranged like this. In FIG. 1, the origin 0 is selected to be the center point of each of the depth yl, length Xl, and inner width zl. Further, the saturable coil (27) is actually fixed within a head holder (not shown). The head holder is attached to a frame (not shown), and the magnetic field generating member (21) is attached to a rotating member (not shown) as a member to be measured, so that the magnetic field generating member (21) rotates around the Y axis, for example. The coil is rotated in the direction of arrow A around the saturable coil (27).

可飽和コイル(27a)、(27b)の出力端子は第3
図に示す検波回路(32)に接続されている。この検波
回路(32)は周期が約40μs、パルス幅約1μs、
電圧振幅30vのパルス状電圧発振器(34)を有し、
可飽和コイル(27)の出力電圧が供給される構成とさ
れている。第3図において、(35)はトランス、(3
6) (36)は直列抵抗、(37) (37)はダイ
オード、(38) (38)は出力抵抗、(39) (
39) (40)はコンデンサであり、出力端子(33
a) (33b)にアナログ電圧出力が発生するもので
ある。アナログ電圧出力が発生する過程について詳しく
説明すると、可飽和コイル(27a)、(27b)は、
パルス状電圧発振器(34)に基づきトランス(35)
から供給されるパルス状電流により、互いに逆向きに略
磁気飽和した状態にされており、コア(28)に直流磁
界が加わると、一方の可飽和コイル(例えば、可飽和コ
イル(27a) )のインダクタンスが増加し、他方の
可飽和コイル(したがって、可飽和コイル(27b) 
)のインダクタンスが減少するように変化する。このイ
ンダクタンスの変化に応じてダイオード(37)、(3
7)のアノード側に供給されるパルス状電圧が変化し、
これに応じて出力抵抗(38)、(38)に発生する整
流電圧も変化する。この整流電圧の変化は相互に逆方向
に発生するので、この二つの整流電圧の差が検波回路(
32)の出力になる。なお、検波回路(32)は、可飽
和コイル(27)のX方向に±50ガウスの磁界が作用
したときに±6ボルトの電圧が発生するようにされてい
る。言い換えれば、X方向の磁界に対して可飽和コイル
(27)はきわめて高感度である。
The output terminals of the saturable coils (27a) and (27b) are the third
It is connected to the detection circuit (32) shown in the figure. This detection circuit (32) has a period of about 40 μs, a pulse width of about 1 μs,
It has a pulsed voltage oscillator (34) with a voltage amplitude of 30V,
The configuration is such that the output voltage of the saturable coil (27) is supplied. In Figure 3, (35) is a transformer, (3
6) (36) is series resistance, (37) (37) is diode, (38) (38) is output resistance, (39) (
39) (40) is a capacitor, and the output terminal (33
a) An analog voltage output is generated at (33b). To explain in detail the process of generating analog voltage output, the saturable coils (27a) and (27b) are
Transformer (35) based on pulsed voltage oscillator (34)
The pulsed currents supplied from the cores (28) bring them into a substantially magnetically saturated state in opposite directions, and when a DC magnetic field is applied to the core (28), one of the saturable coils (for example, the saturable coil (27a)) The inductance increases and the other saturable coil (thus the saturable coil (27b)
) changes so that the inductance decreases. Depending on this change in inductance, the diodes (37) and (3
7) The pulsed voltage supplied to the anode side changes,
Correspondingly, the rectified voltage generated at the output resistors (38) and (38) also changes. Changes in these rectified voltages occur in opposite directions, so the difference between these two rectified voltages is determined by the detection circuit (
32) is the output. The detection circuit (32) is configured to generate a voltage of ±6 volts when a magnetic field of ±50 Gauss acts on the saturable coil (27) in the X direction. In other words, the saturable coil (27) is extremely sensitive to the magnetic field in the X direction.

また、可飽和コイル(27)はX方向あるいはX方向に
±5000ガウスの磁界が作用したときに飽和するので
X方向およびX方向には可飽和コイルとして動作しない
(感度が低い)。可飽和コイル(27)のX方向の磁界
に対応する検波回路(32)の出力特性を第4図に示す
。第4図から分がるように、この出力特性は、出力電圧
が±6vになる±50ガウスの磁界まで出力電圧は略直
線的に増加し、それ以上の磁界では除徐に飽和して±1
00ガウスの磁界で略±9vの電圧を出力する特性にな
る。
Further, since the saturable coil (27) is saturated when a magnetic field of ±5000 Gauss is applied in the X direction or in the X direction, it does not operate as a saturable coil in the X direction or in the X direction (its sensitivity is low). FIG. 4 shows the output characteristics of the detection circuit (32) corresponding to the X-direction magnetic field of the saturable coil (27). As can be seen from Figure 4, this output characteristic is such that the output voltage increases almost linearly up to a magnetic field of ±50 Gauss, where the output voltage becomes ±6 V, and at higher magnetic fields it gradually saturates to ± 1
It has a characteristic of outputting a voltage of approximately ±9V in a magnetic field of 0.00 Gauss.

なお、後に詳述するように、検波回路(32)の出力に
内挿回路およびカウンタを直列に接続することにより、
アナログ出力以外にディジタル出力を得ることもできる
As will be explained in detail later, by connecting an interpolation circuit and a counter in series to the output of the detection circuit (32),
In addition to analog output, digital output can also be obtained.

次に上記実施例の動作について説明する。Next, the operation of the above embodiment will be explained.

第1図において、原点0の近くにおいては磁束がX方向
に平行に発生するのでXY平面に鎖交する磁束の磁束密
度は略一定の値になることがら、原点0の近くのXYZ
Y軸上の座標点における磁界は同し大きさの磁界になる
(X軸上の座標点における磁界とY軸上の座標点におけ
る磁界の大きさは等しく、これらX、Y軸上の座標点の
磁界とZ軸上の座標点の磁界は異なる)。したがって、
第1図に示すように、可飽和コイル(27)がZ軸方向
に平行に配置された状態において、可飽和コイル(27
)を構成するコア(28)を通過する磁束の量が最大に
なるので検波回路(32)の出力端子(33a) (3
3b)間には正弦波のピーク電圧が発生する。そして磁
界発生部材(21)がY軸を中心に回転したときに、出
力端子(33a) (33b)には正弦波上の電圧信号
が発生することになる。すなわち、磁界発生部材(21
)の回転角度をθとすると、検波回路(32)から出力
される信号はsinθになる。
In Figure 1, near the origin 0, magnetic flux is generated parallel to the X direction, so the magnetic flux density of the magnetic flux interlinking with the
The magnetic fields at the coordinate points on the Y-axis are of the same magnitude (the magnetic fields at the coordinate points on the X-axis and the magnetic fields at the coordinate points on the Y-axis are equal in magnitude, The magnetic field at the coordinate point on the Z axis is different). therefore,
As shown in FIG. 1, in a state where the saturable coil (27) is arranged parallel to the Z-axis direction, the saturable coil (27)
) Since the amount of magnetic flux passing through the core (28) constituting the detector circuit (32) is maximized, the output terminal (33a) of the detection circuit (32) (3
3b), a sinusoidal peak voltage occurs. When the magnetic field generating member (21) rotates around the Y axis, a sinusoidal voltage signal is generated at the output terminals (33a) (33b). That is, the magnetic field generating member (21
) is the rotation angle of θ, the signal output from the detection circuit (32) becomes sin θ.

この場合、本実施例によれば、磁界発生部材(21)を
工作ロボット(図示せず)の回転する関節部、あるいは
自動車(図示せず)のアクセル装置等に取り付けること
により、検波回路(32)から工作ロボットのアームの
回転角度、アクセルの弁の開度等に応した出力信号を非
接触の状態で得ることができる。したがって、従来の可
変抵抗器であるポテンショメータに比較して高信頼性か
つ高分解能の角度検出装置を構成することが可能である
In this case, according to this embodiment, the detection circuit (32 ), it is possible to obtain output signals corresponding to the rotation angle of the machine robot's arm, the opening degree of the accelerator valve, etc. in a non-contact state. Therefore, it is possible to construct an angle detection device with higher reliability and higher resolution than a potentiometer, which is a conventional variable resistor.

また、磁界発生部材(21)がXYZの各軸方向に移動
しても磁界の大きさが変わらないことから検波出力値は
変動せず、振動環境下においても安定に動作するという
利益がある。
Further, even if the magnetic field generating member (21) moves in the X, Y, and Z axis directions, the magnitude of the magnetic field does not change, so the detection output value does not change, and there is an advantage that the device operates stably even in a vibration environment.

第5図は本発明角度検出装置の他の実施例の構成を示す
ものである。第5図において、(60)は磁界発生部材
であり、ケース(61)は、磁気シールド部材としても
作用するため鉄または高透磁率の材料より作られ、外径
は約20mm、長さは約25mmの円筒形状をしている
。この磁界発生部(40)はφ9の孔部(41)を有し
、この孔部(41)にヘッドホルダ(42)に一体的に
固定された検出ヘッド(43)が挿入される。また、ヘ
ッドホルダ(42)にはこのヘッドホルダ固定用の孔部
(44) (44)が設けられ、第6図に示すように、
ネジ(45)が通されてフレーム(46)にネジ締め固
定される。
FIG. 5 shows the configuration of another embodiment of the angle detection device of the present invention. In Fig. 5, (60) is a magnetic field generating member, and the case (61) is made of iron or a material with high magnetic permeability because it also acts as a magnetic shielding member, and has an outer diameter of approximately 20 mm and a length of approximately It has a 25mm cylindrical shape. This magnetic field generating section (40) has a hole (41) with a diameter of φ9, and a detection head (43) integrally fixed to the head holder (42) is inserted into this hole (41). Further, the head holder (42) is provided with holes (44) (44) for fixing the head holder, as shown in FIG.
The screw (45) is passed through and fixed to the frame (46).

第6図およびこの第6図のE−E線断面を示す第7図−
から理解されるように、孔部(41)はフランジ部(4
7a)を有する筒部材(47)の内周面によって形成さ
れている。この筒部材(47)は非磁性材料の、例えば
、プラスチック成形体である。この筒部材(47)の外
周面に相互にN極とS極とが対向するように直方体状の
一対のフェライト磁石(48) (49)が貼りつけ固
定されている。磁石(48) (49)の幅は2III
I、厚さはll1lI+、長さは14mmである。筒部
材(47)は磁界発生部材(60)の内壁に接着剤等に
より固定されている。また、磁界発生部材(60)には
φ5の孔部(50)およびネジ溝(51)が形成されて
おり、この孔部(50)に被測定回転体(52)の回転
軸(52a)が挿し通されてネジ(53)により固定さ
れることで、被測定回転体(52)と磁界発生部材(6
0)とが一体的に矢印B方向に回転することになる。な
お、磁気センサとしての可飽和コイルは第2図に示した
可飽和コイル(27)と同一のものであり可飽和コイル
(27)の出力端子は多心シールド線(54)を介して
検波回路(32) (第3図)に接続されている。
Fig. 6 and Fig. 7 showing a cross section taken along line E-E of Fig. 6.
As understood from the above, the hole (41) is connected to the flange (4).
7a) is formed by the inner circumferential surface of the cylindrical member (47). This cylindrical member (47) is a molded body of non-magnetic material, for example plastic. A pair of rectangular parallelepiped ferrite magnets (48) and (49) are attached and fixed to the outer circumferential surface of this cylindrical member (47) so that their N and S poles face each other. The width of magnets (48) (49) is 2III
I, the thickness is ll1lI+, and the length is 14 mm. The cylindrical member (47) is fixed to the inner wall of the magnetic field generating member (60) with adhesive or the like. In addition, a hole (50) of φ5 and a thread groove (51) are formed in the magnetic field generating member (60), and the rotation axis (52a) of the rotating body to be measured (52) is inserted into this hole (50). By inserting it through and fixing it with the screw (53), the rotating body to be measured (52) and the magnetic field generating member (6
0) will rotate integrally in the direction of arrow B. The saturable coil used as the magnetic sensor is the same as the saturable coil (27) shown in Fig. 2, and the output terminal of the saturable coil (27) is connected to the detection circuit via the multi-core shielded wire (54). (32) (Fig. 3).

この例においても、磁界発生部材(60)が矢印B方向
(Y軸の回り)に回転したとき検波回路(32)から正
弦波状の出力信号が得られる。回転角度θに対する検波
回路(32)の出力特性は第8図に示すように表され、
Z方向の磁界が50ガウスを超えない範囲では回転角度
θが±30”以内で出力電圧は直線的に発生する。した
がって、±30”以内では正確な正弦波に対応する出力
が得られることになる。
Also in this example, when the magnetic field generating member (60) rotates in the direction of arrow B (around the Y axis), a sinusoidal output signal is obtained from the detection circuit (32). The output characteristics of the detection circuit (32) with respect to the rotation angle θ are expressed as shown in FIG.
If the magnetic field in the Z direction does not exceed 50 Gauss, the output voltage will be generated linearly if the rotation angle θ is within ±30". Therefore, an output corresponding to an accurate sine wave will be obtained within ±30". Become.

第5図〜第7図に示す角度検出装置において、被測定回
転体(52)、したがって、磁界発生部材(60)がY
方向あるいはZ方向に±1mmずれても出力電圧の変化
が認められなかった。X方向に±1mmずれても磁石(
4B) (49)の長さが14mmあることから出力電
圧の変化は認められなかった。すなわち、本実施例にか
かる角度検出装置は振動環境下においても高安定に動作
する。
In the angle detection device shown in FIGS. 5 to 7, the rotating body to be measured (52), and thus the magnetic field generating member (60)
Even if there was a deviation of ±1 mm in the direction or the Z direction, no change in the output voltage was observed. The magnet (
4B) Since the length of (49) was 14 mm, no change in output voltage was observed. That is, the angle detection device according to this embodiment operates with high stability even under a vibration environment.

第9図はさらに他の実施例の構成を示すものであり、検
出ヘッドとヘッドホルダと検波回路とが一体的に製作さ
れた角度検出装置(55)を示すものである。この角度
検出装置(55)は、第10図に示すように、互いに9
0°異なるように配置された2個の可飽和コイル(27
) (27)と、この可飽和コイル(27) (27)
にそれぞれ接続される2回路の検波回路(32)(32
) (第11図)を収容する検波回路収容部材(56)
とを有している。この例では検波回路(32)(32)
から、第11図に示すように、正弦波と余弦波信号が発
生することになるので、図示しない磁界発生部材の矢印
C方向(第9図)の360°全回転角度をカバーするア
ナログ出力信号が得られることになる。そして、第11
図に示すように、検波回路(32) (32)に内挿回
路(57)とカウンタ(58)とを接続し、内挿回路(
57)から出力する内挿パルスの数をカウンタ(58)
で計数することにより回転角度に対応したデジタル出力
を得ることができる。
FIG. 9 shows the configuration of still another embodiment, and shows an angle detection device (55) in which a detection head, a head holder, and a detection circuit are integrally manufactured. As shown in FIG. 10, this angle detection device (55)
Two saturable coils (27
) (27) and this saturable coil (27) (27)
Two detection circuits (32) (32) each connected to
) (Fig. 11) Detection circuit housing member (56)
It has In this example, the detection circuit (32) (32)
Therefore, as shown in Fig. 11, sine wave and cosine wave signals are generated, so an analog output signal that covers the entire 360° rotation angle in the direction of arrow C (Fig. 9) of the magnetic field generating member (not shown) is generated. will be obtained. And the 11th
As shown in the figure, an interpolation circuit (57) and a counter (58) are connected to the detection circuit (32) (32).
The number of interpolated pulses output from the counter (58)
By counting with , it is possible to obtain a digital output corresponding to the rotation angle.

このように上述の実施例によれば磁界発生部材と磁気セ
ンサである可飽和コイルとを分離形で構成することがで
きるので、磁界発生部材を被測定部材の、例えば、回転
軸に容易に取り付けることができるという効果を有する
According to the embodiment described above, the magnetic field generating member and the saturable coil serving as the magnetic sensor can be configured separately, so that the magnetic field generating member can be easily attached to the rotating shaft of the member to be measured, for example. It has the effect of being able to

また、一対の磁石の回りを磁性体で実質的に囲んだ場合
にはその磁性体が磁気シールド部材として動作するので
、漏洩磁束が比較的少なくなる。
Further, when the pair of magnets is substantially surrounded by a magnetic material, the magnetic material acts as a magnetic shielding member, so that leakage magnetic flux is relatively reduced.

しかも、磁気センサとして可飽和コイルを使用した場合
には磁気の検出感度が比較的高くなることから磁界の小
さい磁石を採用することが可能になるので、−層漏洩磁
束を少なくすることができる。
In addition, when a saturable coil is used as a magnetic sensor, the magnetic detection sensitivity is relatively high, making it possible to use a magnet with a small magnetic field, thereby reducing the -layer leakage magnetic flux.

さらに、磁気センサを2個組み込んだ角度検出装置はレ
ゾルバとして使用することも可能である。
Furthermore, the angle detection device incorporating two magnetic sensors can also be used as a resolver.

さらにまた、例えば、第6図に示した被測定回転体(5
2)の偏心あるいは軸ずれ量が大きい場合には磁界発生
部材(60)の構成部材を相似的に拡大することで、検
波回路(32)の出力特性を変えることなく検出ヘッド
(43)の外周面との間のクリアランスを大きくするこ
とができる。
Furthermore, for example, the rotating body to be measured (5
If the amount of eccentricity or axis misalignment in 2) is large, the components of the magnetic field generating member (60) can be similarly enlarged to improve the outer periphery of the detection head (43) without changing the output characteristics of the detection circuit (32). The clearance between the two surfaces can be increased.

なお、本発明は上述の実施例に限らず本発明の要旨を逸
脱することなく種々の構成をとり得ることはもちろんで
ある。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

[発明の効果] 本発明角度検出装置によれば、磁界発生部材の中に置か
れた磁気センサがその磁界中で相対的に回転すると、回
転角度に応じた電気的信号が得られ、この電気的信号を
検波回路で検波することにより、磁気センサの回転角度
に応じた出力信号を得ることができるため、非接触形で
高信頼性を有し、かつ高分解能であるという効果が得ら
れる。
[Effects of the Invention] According to the angle detection device of the present invention, when the magnetic sensor placed in the magnetic field generating member rotates relatively in the magnetic field, an electrical signal corresponding to the rotation angle is obtained, and this electrical signal is By detecting the target signal with a detection circuit, it is possible to obtain an output signal according to the rotation angle of the magnetic sensor, so it is possible to obtain the effects of being non-contact, highly reliable, and having high resolution.

図に示す角度検出装置に適用される回路ブロック図であ
る。
FIG. 2 is a circuit block diagram applied to the angle detection device shown in the figure.

(21)は磁界発生部材、(24) (25)は磁石、
(27)は可飽和コイル、(32)は検波回路である。
(21) is a magnetic field generating member, (24) and (25) are magnets,
(27) is a saturable coil, and (32) is a detection circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  N極とS極とが互いに対向するように配置された一対
の磁石を有する磁界発生部材と、この一対の磁石によっ
て形成される磁界の中に相対的に回転可能に配置される
磁気センサと、この磁気センサに接続されて、この磁気
センサの相対的な回転に応じた出力信号を発生する検波
回路とを備えることを特徴とする角度検出装置。
a magnetic field generating member having a pair of magnets arranged such that their north and south poles face each other; a magnetic sensor arranged so as to be relatively rotatable in a magnetic field formed by the pair of magnets; An angle detection device comprising: a detection circuit connected to the magnetic sensor and generating an output signal according to relative rotation of the magnetic sensor.
JP23126990A 1990-03-04 1990-08-31 Angle detecting device Pending JPH04110704A (en)

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EP91307845A EP0478143B1 (en) 1990-08-31 1991-08-28 Angle detecting apparatus
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62174603A (en) * 1986-01-28 1987-07-31 Makome Kenkyusho:Kk Magnetic detector

Patent Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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