JPH0452535A - Distortion detecting apparatus - Google Patents

Distortion detecting apparatus

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Publication number
JPH0452535A
JPH0452535A JP16321390A JP16321390A JPH0452535A JP H0452535 A JPH0452535 A JP H0452535A JP 16321390 A JP16321390 A JP 16321390A JP 16321390 A JP16321390 A JP 16321390A JP H0452535 A JPH0452535 A JP H0452535A
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JP
Japan
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outputs
detection
circuits
circuit
output
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Pending
Application number
JP16321390A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiko Utsui
良彦 宇津井
Hiromasa Ozawa
弘正 小澤
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Priority to US07/713,474 priority patent/US5269192A/en
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To detect abnormality of a detecting circuit by synchronously detecting outputs of two detecting coils with driving timings in a positive and a negative directions of an alternating current driving circuit, respectively, and then smoothing/amplifying the outputs thereby obtaining two distortion detecting outputs. CONSTITUTION:An output between two terminals of detecting coils 3a, 3b is input to differential amplifier circuits 5a, 5b, respectively. Outputs from the circuits 5a, 5b are input to synchronous detecting circuits 8a, 8b through capacitors 12a, 12b, where the outputs are synchronously detected by a first and a second synchronous detecting signals synchronized with the driving timing in a positive and a negative directions of an alternating current driving circuit 7. Inductances of the coils 3a, 3b are differentially processed in the detected outputs, and the thermal stress or bending stress when both of the inductances are changed in the same direction is cancelled. Therefore, when the detected outputs are smoothed and amplified at 9a, 9b to be generated as outputs Vout 1, Vout 2, these outputs are reverse in polarity to the impressed torque. If the circuits are turned defective or abnormal, one of the outputs becomes abnormal, thereby making it possible to detect the abnormality of the circuits.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、歪検出装置に関するものである。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a distortion detection device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第2図はこの種の従来装置(特願昭63−309217
号)の構成を示し、1は外力が印加される受動軸、2a
、2bは受動軸1上に形成された磁性層で、磁性層2a
は+45°の磁気異方性を有し、磁性層2bは一45″
の磁気異方性を有する。3a、3bは磁性層2a、2b
の周囲にそれぞれ巻回された検出コイル、4は直列接続
された検出コイル3a。
Figure 2 shows a conventional device of this type (Japanese Patent Application No. 63-309217).
1 is a passive shaft to which an external force is applied, and 2a is a passive shaft to which an external force is applied.
, 2b are magnetic layers formed on the passive shaft 1, and the magnetic layer 2a
has a magnetic anisotropy of +45°, and the magnetic layer 2b has a magnetic anisotropy of +45°.
It has magnetic anisotropy of 3a, 3b are magnetic layers 2a, 2b
The detection coils 4 are respectively wound around the detection coils 3a connected in series.

3bの中間電位の出力端子、7は検出コイル3a3bの
両端に交流電圧を印加する交流駆動回路、5a、5bは
中間電位出力端子4の電圧を基準として検出コイル3a
、3bの両端の電圧との電位差を検出する差動増幅回路
、6は差動増幅回路5a、5bの出力を加算する加算回
路、8は交流駆動回路7からの同期検波信号に基づき、
加算回路6の出力を同期検波する同期検波回路、9は同
期検波回路8の出力の脈流信号を平滑増幅AC−DC変
換回路、10は出力端子である。
3b is an intermediate potential output terminal; 7 is an AC drive circuit that applies an AC voltage to both ends of the detection coil 3a3b; 5a and 5b are the detection coils 3a with the voltage of the intermediate potential output terminal 4 as a reference;
, 3b, a differential amplifier circuit that detects the potential difference between the voltages at both ends of the differential amplifier circuits 5a and 3b; 6, an adder circuit that adds the outputs of the differential amplifier circuits 5a and 5b; 8, based on the synchronous detection signal from the AC drive circuit 7;
A synchronous detection circuit synchronously detects the output of the adder circuit 6, 9 is an AC-DC conversion circuit that smooths and amplifies the pulsating current signal output from the synchronous detection circuit 8, and 10 is an output terminal.

第3図は交流駆動回路7の具体的構成を示し、Q、〜Q
、はトランジスタ、■。〜■2は検出コイル3a、3b
の中間電位及び両端電圧、31〜S4はトランジスタQ
、−Q、の動作のタイミング信号である。第4図は動作
のタイミングチャートを示し、S+、S2がLでSx、
S−がHの場合にはQ、、Q。
FIG. 3 shows the specific configuration of the AC drive circuit 7, with Q, ~Q
, is a transistor,■. ~■2 are detection coils 3a, 3b
31 to S4 are transistors Q
, -Q, is the timing signal for the operation. FIG. 4 shows a timing chart of the operation, in which S+, S2 are L and Sx,
If S- is H, then Q,,Q.

がオンでQz、Q、がオフとなり、Vl=VCいv2−
0となって検出コイル3a、3bには正方向の電流が流
れる。逆に、S、、S、がHでS3.S4がLの場合に
はV z = V c c 、  V + = Oとな
り、検出コイル3a、3bには負方向の電流が流れる。
is on, Qz and Q are off, and Vl=VCiv2-
0, and a positive current flows through the detection coils 3a and 3b. Conversely, S,,S,is H and S3. When S4 is L, V z = V c c and V + = O, and a negative current flows through the detection coils 3a and 3b.

第5図は同期検波回路8の構成を示し、Q5はトランジ
スタ、12は加算回路6の出力を入力される入力端子、
工3は出力端子、14は抵抗である。第6図はその動作
のタイミングチャートを示し、(a)は同期検波信号を
示し、この信号は交流駆動回路7からトランジスタQs
のヘースに入力されるとともに、交流駆動回路7から出
力される交流駆動信号と一定の位相差を有する。■)は
加算回路6の出力波形を示す、(C)はトランジスタQ
、のオンオフ動作を示し、(ロ)は出力端子13からの
出力波形を示す、トランジスタQ、は同期検波信号がH
の間はオンとなり、加算回路6の出力は出力端子13か
ら出力されない。一方、位相検波信号がLになるとトラ
ンジスタQ、はオフし、加算回路6の出力はそのまま出
力端子13から出力される。従って、加算回路6の出力
のうちのノイズ成分が同期検波回路8により除去される
FIG. 5 shows the configuration of the synchronous detection circuit 8, in which Q5 is a transistor, 12 is an input terminal to which the output of the adder circuit 6 is input,
3 is an output terminal, and 14 is a resistor. FIG. 6 shows a timing chart of the operation, and (a) shows a synchronous detection signal, which is transmitted from the AC drive circuit 7 to the transistor Qs.
It has a certain phase difference with the AC drive signal output from the AC drive circuit 7. ■) shows the output waveform of the adder circuit 6, (C) shows the transistor Q
, (b) shows the output waveform from the output terminal 13. Transistor Q shows the on/off operation of the synchronous detection signal.
During this period, it is on, and the output of the adder circuit 6 is not output from the output terminal 13. On the other hand, when the phase detection signal becomes L, the transistor Q is turned off, and the output of the adder circuit 6 is outputted from the output terminal 13 as it is. Therefore, noise components in the output of the adder circuit 6 are removed by the synchronous detection circuit 8.

次に、上記構成の動作について説明する。受動軸1にト
ルクなどの外力が印加されると磁性層2a、2bに歪が
生じ、その透磁率は相互に逆方向に変化する。一方、交
流駆動回路7は第4図に示すように交流電圧、交流電流
を出力し、この出力を検出コイル3a、3bの両端に印
加する。検出コイル3a、3bは磁性層2a、2bの透
磁率変化を自己インダクタンスの変化として検出し、検
出コイル3a、3bの個々の両端間の出力はインダクタ
ンス変化に応じた誘起電圧であり、中間電位を基準電位
として差動増幅回路5a  5bに入力され、差動増幅
される。差動増幅回路5a。
Next, the operation of the above configuration will be explained. When an external force such as torque is applied to the passive shaft 1, strain occurs in the magnetic layers 2a and 2b, and their magnetic permeabilities change in opposite directions. On the other hand, the AC drive circuit 7 outputs an AC voltage and an AC current as shown in FIG. 4, and applies this output to both ends of the detection coils 3a and 3b. The detection coils 3a, 3b detect the change in magnetic permeability of the magnetic layers 2a, 2b as a change in self-inductance, and the output between each end of the detection coils 3a, 3b is an induced voltage according to the change in inductance, and the intermediate potential is It is input as a reference potential to differential amplifier circuits 5a and 5b and differentially amplified. Differential amplifier circuit 5a.

5bの出力は加算器6で加算された後、同期検波回路8
において交流駆動回路7がらの正負いずれか一方の駆動
タイミングに同期した同期検波信号により検波され、ノ
イズ成分を除去される。この同期検波により脈流となっ
た信号をAC−DC変換回路9により平滑増幅し、出力
端子1oがら歪検出信号として出力される。
The outputs of 5b are added by an adder 6, and then sent to a synchronous detection circuit 8.
, it is detected by a synchronous detection signal synchronized with either the positive or negative drive timing of the AC drive circuit 7, and noise components are removed. The pulsating signal resulting from this synchronous detection is smoothed and amplified by the AC-DC conversion circuit 9, and output as a distortion detection signal from the output terminal 1o.

上記した従来装置においては、検出コイル3a。In the conventional device described above, the detection coil 3a.

3bの励磁駆動と磁性層2a、2bの透磁率変化の検出
が別画路で行なわれるために特性の調整が容易であり、
また交流駆動回路7により駆動it流を両方向に大きな
振幅で流すことができ、動作磁界域が広がって外乱磁界
の影響を小さくすることができる。
Since the excitation drive of the magnetic layer 3b and the detection of changes in permeability of the magnetic layers 2a and 2b are performed in separate paths, it is easy to adjust the characteristics.
Furthermore, the AC drive circuit 7 allows the drive IT current to flow in both directions with a large amplitude, thereby expanding the operating magnetic field range and reducing the influence of disturbance magnetic fields.

しかしながら、上記した従来装置においては、同期検波
を交流駆動回路の順方向駆動あるいは逆方向駆動のどち
らが一方のタイミングで行なっており、同期検波回ll
l8の出方が誤差分を含んだものとなった。
However, in the above-mentioned conventional device, synchronous detection is performed at one timing by either the forward drive or the reverse drive of the AC drive circuit, and the synchronous detection circuit is
The output of l8 now includes an error.

上記した点を改良した従来装置(特願平1−93720
号)を第7図に示す。図において、8a、8bは加算回
路6の出方を同期検波する同期検波回路であり、同期検
波回路8aは交流駆動回路7の正方向駆動タイミングと
同期した第1の同期検波信号により検波し、同期検波回
路8bは交流駆動回路7の負方向駆動タイミングと同期
した第2の同期検波信号により検波する。同期検波回路
8a。
A conventional device that improves the above points (Patent Application No. 1-93720)
No.) is shown in Figure 7. In the figure, 8a and 8b are synchronous detection circuits that synchronously detect the output of the adder circuit 6, and the synchronous detection circuit 8a detects the output using a first synchronous detection signal that is synchronized with the positive drive timing of the AC drive circuit 7. The synchronous detection circuit 8b performs detection using a second synchronous detection signal synchronized with the negative drive timing of the AC drive circuit 7. Synchronous detection circuit 8a.

8bの回路構成は第5図と同様である。11は同期検波
回路8a、8bの出力を差動増幅する差動増幅回路であ
る。
The circuit configuration of 8b is the same as that in FIG. 11 is a differential amplifier circuit that differentially amplifies the outputs of the synchronous detection circuits 8a and 8b.

次に、第7図に示した従来装置の動作を第8図のタイム
チャートを用いて説明する。交流駆動回路7は第8図(
a)に示すように正負両方向の駆動タイミングで駆動電
圧を出力し、加算回路6は第8図(b)に示すように歪
成分を出力する。第1の同期検波信号は交流駆動回路7
から正駆動タイミングに同期して第8図(C)に示すよ
うに出力され、第2の同期検波信号は交流駆動回路7か
ら負駆動タイミングに同期して第8図(d)に示すよう
に出力される。同期検波回路8a、8bは第1及び第2
の同期検波信号に応じて第8図(e)、 (f)に示す
検波出力を出力する。差動増幅回路11は各同期検波回
路8a、8bの出力を差動増幅して第8図(g)に示す
出力を発生し、この出力をAC−DC変換回路9により
平滑増幅し、出力端子10から歪検出信号として出力す
る。
Next, the operation of the conventional device shown in FIG. 7 will be explained using the time chart shown in FIG. The AC drive circuit 7 is shown in Fig. 8 (
As shown in FIG. 8(a), drive voltages are output at drive timings in both positive and negative directions, and the adder circuit 6 outputs distortion components as shown in FIG. 8(b). The first synchronous detection signal is the AC drive circuit 7
The second synchronous detection signal is output from the AC drive circuit 7 in synchronization with the positive drive timing as shown in FIG. 8(C), and the second synchronous detection signal is outputted from the AC drive circuit 7 in synchronization with the negative drive timing as shown in FIG. 8(d). Output. The synchronous detection circuits 8a and 8b are the first and second
The detection output shown in FIGS. 8(e) and 8(f) is output in response to the synchronous detection signal. The differential amplifier circuit 11 differentially amplifies the outputs of the respective synchronous detection circuits 8a and 8b to generate the output shown in FIG. 10 as a distortion detection signal.

第7図の従来装置においては、交流駆動回路7の正負両
方向の駆動タイミングで歪出力を検波し、検波後の出力
を差動増幅するので誤差分が相殺されて歪検出精度が向
上し、また外乱磁界の影響も相殺される。
In the conventional device shown in FIG. 7, the distortion output is detected at both positive and negative driving timings of the AC drive circuit 7, and the output after detection is differentially amplified, so the error is canceled out and the distortion detection accuracy is improved. The effects of disturbance magnetic fields are also canceled out.

〔発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記した従来装置においては、出力が1
つしか得られないために、検出回路に異常が生してもこ
れを検出することができながった。
[Problem to be solved by the invention] However, in the conventional device described above, the output is 1
Therefore, even if an abnormality occurred in the detection circuit, it could not be detected.

又、検出コイル3a、3bを直列に接続し、電源電圧を
2つの検出コイル3a、3bのインダクタンスと内部抵
抗によって分圧するようにしているので、どのような後
処理を採用しても各検出コイル3a、3bの出力には他
方のインダクタンス成分が含まれ、それぞれの挙動を独
立して測定することができず、そのため外力の印加によ
るインダクタンスの変化と磁性層2a、2bの欠落等に
よるインダクタンスの変化を分離することができず、磁
性層2a、2bや検出回路の異常を検出することができ
なかった。
In addition, since the detection coils 3a and 3b are connected in series and the power supply voltage is divided by the inductance and internal resistance of the two detection coils 3a and 3b, no matter what post-processing is used, each detection coil The outputs of 3a and 3b include the inductance component of the other, and the behavior of each cannot be measured independently.Therefore, changes in inductance due to application of external force and changes in inductance due to missing magnetic layers 2a and 2b, etc. could not be separated, and abnormalities in the magnetic layers 2a, 2b or the detection circuit could not be detected.

この発明は上記のような課題を解決するために成された
ものであり、磁性層や検出回路の異常を容易に検出する
ことができる歪検出装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a strain detection device that can easily detect abnormalities in a magnetic layer or a detection circuit.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この発明に係る歪検出装置は、各検出コイルの直列接続
体に交流電圧を印加する交流駆動回路と、各検出コイル
の出力をそれぞれ交流駆動回路の正方向及び負方向の駆
動タイミングと同期した第1及び第2の同期検波信号に
より同期検波する第1及び第2の同期検波回路と、第1
及び第2の同期検波回路の出力をそれぞれ平滑増幅する
第1及び第2の平滑増幅回路を設けたものである。
The strain detection device according to the present invention includes an AC drive circuit that applies an AC voltage to a series connection body of each detection coil, and an AC drive circuit that applies an AC voltage to a series connection body of each detection coil, and a first and second synchronous detection circuits that perform synchronous detection using first and second synchronous detection signals;
and a first and second smoothing amplifier circuit for smoothing and amplifying the outputs of the second synchronous detection circuit, respectively.

又、この発明に係る歪検出装置は、受動軸上に取付けら
れ、歪みにより透磁率が変化するとともに、無外部応力
状態′態において透磁率が極大状態に設定された第1及
び第2の磁性層と、各検出コイルの並列接続体に交流電
圧を印加する交流駆動回路と、各検出コイルの出力をそ
れぞれ交流駆動回路の正方向及び負方向の駆動タイミン
グと同期した第1及び第2の同期検波信号により同期検
波する第1及び第2の同期検波回路と、第1及び第2の
同期検波回路の出力をそれぞれ平滑増幅する第1及び第
2の平滑増幅回路を設けたものである。
Further, the strain detection device according to the present invention is mounted on a passive shaft, and has first and second magnetic components whose magnetic permeability changes due to strain, and whose magnetic permeability is set to a maximum state in a state of no external stress. an AC drive circuit that applies an AC voltage to the parallel connection of the detection coils; and first and second synchronization circuits that synchronize the output of each detection coil with the positive and negative drive timings of the AC drive circuit, respectively. This device includes first and second synchronous detection circuits that perform synchronous detection using a detection signal, and first and second smoothing amplifier circuits that smooth and amplify the outputs of the first and second synchronous detection circuits, respectively.

〔作 用〕[For production]

この発明においては、第1及び第2の検出コイルの出力
はそれぞれ交流駆動回路の正方向及び負方向の駆動タイ
ミングにより同期検波された後それぞれ平滑増幅され、
2つの歪検出々力が得られる。
In this invention, the outputs of the first and second detection coils are synchronously detected by the positive and negative drive timings of the AC drive circuit, respectively, and then smoothed and amplified,
Two strain detection powers are obtained.

又、この発明における磁性層は、無外部応力状態におい
て透磁率が極大状態に設定され、磁性層の応力感受域は
引張り応力と圧縮応力のどちらが一方づつになり、2つ
の出方のうち一方のみが出力変化する。又、各検出コイ
ルの並列接続体に交流電圧が印加され、各検出コイルの
出方に他方のインダクタンス分は含まれない。
Furthermore, in the magnetic layer of this invention, the magnetic permeability is set to a maximum state in a state of no external stress, and the stress-sensitive region of the magnetic layer is one for tensile stress and one for compressive stress, and only one of the two forms of stress is generated. The output changes. Furthermore, an AC voltage is applied to the parallel connection of each detection coil, and the inductance of each detection coil is not included in the inductance of the other.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明の第1の実施例を図面とともに説明する
。第1f!lはこの発明の第1の実施例の構成を示し、
9a、9bはそれぞれ同期検波回路8a、8bの出力を
平滑増幅する第1及び第2の平滑増幅回路、12a、1
2bは差動増幅回路5a、5bと同期検波回路8a、1
31)との間に設けられたコンデンサである。他の構成
は従来と同様である。
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1st f! l indicates the configuration of the first embodiment of this invention,
9a and 9b are first and second smoothing amplifier circuits that smooth and amplify the outputs of the synchronous detection circuits 8a and 8b, respectively; 12a and 1;
2b is a differential amplifier circuit 5a, 5b and a synchronous detection circuit 8a, 1
31). The other configurations are the same as before.

次に、第1の実施例の動作について説明する。Next, the operation of the first embodiment will be explained.

ここでは、交流駆動回路7の駆動電圧を第9図(a)。Here, the drive voltage of the AC drive circuit 7 is shown in FIG. 9(a).

(blに示すようにV、、V、とし、V 、 = V 
e cの区間にコイル3a、3bに流れる電流iは となる。ただし、検出コイル3a、3bのインダクタン
スをL+、Lz、抵抗骨をrl、rzとし、L=L、+
L、、R=r、十r、とする。このとき、各検出コイル
3a、3bに生じる電圧をE、、Ebとすると、 となり、E、、Ebの波形を第9図(C)、 (d)に
示す。
(As shown in bl, let V, ,V, and V , = V
The current i flowing through the coils 3a and 3b during the interval ec is as follows. However, the inductances of the detection coils 3a and 3b are L+ and Lz, the resistance bones are rl and rz, and L=L, +
Let L, , R=r, 10r. At this time, if the voltages generated in each of the detection coils 3a, 3b are E, Eb, then the waveforms of E, Eb are shown in FIGS. 9(C) and 9(d).

次に、この電圧E−,Ebは同期検波回路8a。Next, these voltages E- and Eb are applied to the synchronous detection circuit 8a.

8bに入力されてV、、Vbに同期した第1及び第2の
同期検波信号により検波され、 となる。次に、V、=−V。、の区間ではここで、理想
状態としてr=r =r、とすると、 となる。この■、■式に示した検波出力におし)ては、
LlとL2の差動が達成されており、 L +とL2が
同方向に変化する熱応力や曲げ応力はキャンセルされて
いる。ここで、トルクの印加によりL++L!が差動的
に変化(L + ”” L o+Δl、、Lz=L。
8b and is detected by the first and second synchronous detection signals synchronized with V, , Vb, and the following is obtained. Next, V, =-V. In the interval of , if r=r =r as an ideal state, then the following is obtained. With the detection output shown in formulas ■ and ■,
A differential between Ll and L2 is achieved, and the thermal stress and bending stress that cause L+ and L2 to change in the same direction are canceled. Here, by applying torque, L++L! changes differentially (L + ”” Lo+Δl,, Lz=L.

ΔL)したとすると、0.0式は となり、ΔLに対してE、、Et、の変化は逆極性とな
る。従って、検波出力をそれぞれ平滑増幅回路9a、9
bに入力して平滑増幅し、出力VautlIV0ut2
として出力すル、コノ出力V 、、、tl、 V 0.
t2は第10図(a)、(ハ)に示すように印加トルク
に対して逆極性となる。このように、熱応力や曲げ応力
がキャンセルされた精度の良い2出力が得られ、受動軸
1や磁性層2a、2b以外の回路部分に不良が発生した
場合、一方の出力が異常出力となるので、異常検出を容
易に行なうことができる。
ΔL), the equation 0.0 becomes, and the change in E, , Et, has the opposite polarity with respect to ΔL. Therefore, the detection outputs are converted into smoothing amplifier circuits 9a and 9, respectively.
b, smooth amplification, output VautlIV0ut2
Output as Suru, Cono output V , , tl, V 0.
t2 has a polarity opposite to the applied torque as shown in FIGS. 10(a) and 10(c). In this way, two highly accurate outputs are obtained in which thermal stress and bending stress are canceled, and if a defect occurs in any part of the circuit other than the passive shaft 1 or the magnetic layers 2a and 2b, one of the outputs will become an abnormal output. Therefore, abnormality detection can be easily performed.

第11図はこの発明の第2の実施例を示し、この実施例
では差動増幅回路5aの出力を第1及び第2の同期検波
信号によりそれぞれ同期検波する同期検波回路8a、8
cにより同期検波し、差動増幅回路13aにより差動増
幅し、さらに平滑増幅回路9aにより平滑増幅して出力
■。atlを得る。
FIG. 11 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, synchronous detection circuits 8a and 8 synchronously detect the output of the differential amplifier circuit 5a using first and second synchronous detection signals, respectively.
The signal is synchronously detected by c, differentially amplified by the differential amplifier circuit 13a, further smoothed and amplified by the smoothing amplifier circuit 9a, and outputted. Get atl.

又、同様に、差動検出回路5bの出力をそれぞれ第1及
び第2の同期検波信号により同期検波する同期検波回路
8b、8dにより同期検波し、差動増幅回路13bによ
り差動増幅し、さらに平滑増幅回路9bにより平滑増幅
して出力V。、2を得る。
Similarly, the output of the differential detection circuit 5b is synchronously detected by the synchronous detection circuits 8b and 8d, which synchronously detect the output using the first and second synchronous detection signals, respectively, and differentially amplified by the differential amplifier circuit 13b. The output V is smoothed and amplified by the smoothing amplifier circuit 9b. , we get 2.

このように交流駆動回路7の正負再駆動タイミングで歪
出力を検波し、検波後の出力を差動増幅しているので、
第7図に示した従来装置と同様に歪検出精度を倍にする
ことができ、また耐外乱性も向上することができる。
In this way, the distorted output is detected at the positive/negative re-drive timing of the AC drive circuit 7, and the output after detection is differentially amplified.
As with the conventional device shown in FIG. 7, the distortion detection accuracy can be doubled, and the disturbance resistance can also be improved.

第12図はこの発明の第3の実施例を示し、14a、1
4bは増幅器、15a、15bは電流検出抵抗である。
FIG. 12 shows a third embodiment of the invention, 14a, 1
4b is an amplifier, and 15a and 15b are current detection resistors.

又、検出コイル3a、3bは交流駆動回路7に対して並
列に接続されている。磁性層2a、2bの形成に際して
は、■第13図に示すようなり−Hカーブを有する磁歪
材を受動軸1に直接メツキする。■磁性層2a、2bを
受動軸1に接着時の体積変化が大きい接着剤により接着
し、磁性層2a、2bに圧縮歪を与える。■受動軸1を
高温又は低温状態にして磁性層2a。
Further, the detection coils 3a and 3b are connected in parallel to the AC drive circuit 7. When forming the magnetic layers 2a and 2b, a magnetostrictive material having a -H curve is directly plated on the passive shaft 1 as shown in FIG. (2) The magnetic layers 2a and 2b are bonded to the passive shaft 1 using an adhesive that exhibits a large volume change when bonded, and compressive strain is applied to the magnetic layers 2a and 2b. (2) Put the passive shaft 1 into a high or low temperature state to form the magnetic layer 2a.

2bを接着し、圧縮歪又は引張歪を与える。などの方法
を用いる。
2b is adhered and subjected to compressive strain or tensile strain. Use methods such as

上記構成において、磁性層2a、2bの磁歪定数λがλ
〉0の場合、引張応力により透磁率が上昇し、圧縮応力
により透磁率が低下する。、′、〈0の場合、引張応力
により透磁率が低下し、圧縮応力により透磁率が上昇す
る。従って、初期状態を第13図のように設定して透磁
率を極大状態にした場合、透磁率の上昇はあり得す、低
下側にのみ変化する。このため、応力σと透磁率の関係
を示すと、λ〉0の場合には第14図(a)に示すよう
になり、λ〈0の場合には第14図(b)のようになる
In the above configuration, the magnetostriction constant λ of the magnetic layers 2a and 2b is λ
>0, the magnetic permeability increases due to tensile stress, and the magnetic permeability decreases due to compressive stress. ,′,〈0, the magnetic permeability decreases due to tensile stress, and the magnetic permeability increases due to compressive stress. Therefore, when the initial state is set as shown in FIG. 13 and the magnetic permeability is maximized, there is a possibility that the magnetic permeability will increase and will only change to the decreasing side. Therefore, the relationship between stress σ and magnetic permeability is as shown in Figure 14(a) when λ>0, and as shown in Figure 14(b) when λ<0. .

従って、磁性層2a、2bのトルクに対する出力は第1
5図に示すようになり、正又は負のトルクTに対して一
方の出力のみが変化するようになる。
Therefore, the output for the torque of the magnetic layers 2a and 2b is the first
As shown in FIG. 5, only one output changes in response to positive or negative torque T.

又、この実施例では検出コイル3a、3bを交流駆動回
路7に対して並列に接続しており、それぞれのインダク
タンスをし、抵抗骨をr、電流検出抵抗15a、15b
の抵抗価をR2τ(時定数)=     として、交流
駆動回路7からパルスR+r 幅Δtのパルス■を印加した場合、 電流検出抵抗15a、15bの電圧Er(t)は検出コ
イル3a、3bの電圧E、(t)は抵抗値平滑電圧V、
、は コイル側の平滑電圧■、は となる。従って、検出コイル3a、3b又は電流検出抵
抗15a’、15bのいずれかの電圧を測定することに
より、印加トルクに対応したインダクタンスLを検出す
ることができる。
Further, in this embodiment, the detection coils 3a and 3b are connected in parallel to the AC drive circuit 7, and the respective inductances are set as r, the resistance bones are set as r, and current detection resistors 15a and 15b are connected in parallel.
When the resistance value of R2τ (time constant) = is applied, and a pulse R+r width Δt is applied from the AC drive circuit 7, the voltage Er(t) of the current detection resistors 15a and 15b is equal to the voltage E of the detection coils 3a and 3b. , (t) is the resistance value smoothed voltage V,
, is the smoothed voltage on the coil side. Therefore, by measuring the voltage of either the detection coils 3a, 3b or the current detection resistors 15a', 15b, it is possible to detect the inductance L corresponding to the applied torque.

上記した第3の実施例においては、磁性層2a。In the third embodiment described above, the magnetic layer 2a.

2bの感受域が引張応力もしくは圧縮応力のどちらか一
方となるよう無外部応力状態において透磁率を極大状態
に設定しており、しかも各検出コイル3a、3bを交流
駆動回路7に対して並列に接続しており、正常状態にお
いては出力V0utl。
The magnetic permeability is set to the maximum state in a state of no external stress so that the sensitive area of 2b is either tensile stress or compressive stress, and each detection coil 3a, 3b is connected in parallel to the AC drive circuit 7. Connected, output V0utl in normal state.

■。ut2のいずれか一方の出力しか変化せず、2つの
出力が同時に変化したことにより、磁性層2a。
■. Only one of the outputs of ut2 changes, and two outputs change at the same time, so that the magnetic layer 2a.

2bの欠落や回路の異常を検出することができる。It is possible to detect missing portions of 2b and abnormalities in the circuit.

なお、第12図に示した第3の実施例において、同期検
波回路8c、8d及び差動増幅回路13a13b等を付
加することにより第11図に示した第2の実施例と同様
に精度倍増などの効果が得られる。又、第3の実施例の
ように磁気特性を設定した磁性層2a、2bを第1及び
第2の実施例に用いてもよい。
In addition, in the third embodiment shown in FIG. 12, by adding synchronous detection circuits 8c, 8d, differential amplifier circuits 13a13b, etc., the accuracy can be doubled as in the second embodiment shown in FIG. The effect of this can be obtained. Further, the magnetic layers 2a and 2b having set magnetic properties as in the third embodiment may be used in the first and second embodiments.

〔発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、歪検出々力を2個得る
ようにしたので、この2つの出力を比較することにより
検出回路の異常を検出することができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, since two distortion detection signals are obtained, an abnormality in the detection circuit can be detected by comparing these two outputs.

又、この発明によれば、磁性層の透磁率を初期状態で極
大としており、透磁率の変化は減少方向にのみ変化する
ので検出コイルの出力は一方のみ変化し、しかも該出力
を相互に独立して取出すようにしているので、二つの歪
出々力が同時に得られたことにより磁性層や検出回路の
異常を検出することができる。
Further, according to the present invention, the magnetic permeability of the magnetic layer is maximized in the initial state, and since the magnetic permeability changes only in the decreasing direction, only one output of the detection coil changes, and these outputs are independent of each other. Since the two strain output forces are obtained at the same time, abnormalities in the magnetic layer or the detection circuit can be detected.

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

第1図はこの発明装置の第1の実施例による構成図、第
2図及び第7図は従来装置の構成図、第3図及び第4図
は交流駆動回路の回路図及び動作波形図、第5図は同期
検波回路の回路図、第6図は従来の同期検波回路の動作
波形図、第8図は第7図に示した従来装置の動作波形図
、第9図及び第10図はこの発明装置の第1の実施例に
よる動作波形図及び出力特性図、第11図及び第12図
はこの発明装置の第2及び第3の実施例による構成図、
第13図はこの発明の第3の実施例による磁性層の磁気
特性図、第14図はこの発明の第3の実施例による磁性
層の透磁率特性図、第15図はこの発明装置の第3の実
施例による出力特性図である。 l・・・受動軸、2a、2b・・・磁性層、3a  3
b・・・検出コイル、7・・・交流駆動回路、8a〜8
d・・・同期検波回路、9a、9b・・・平滑増幅回路
、13a、13b・・・差動増幅回路。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人    大  岩  増  雄 町 第3図 第4図 第6図 第5 図 第8図 o13 〉  シ 〜 第13図 平成
FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the inventive device, FIGS. 2 and 7 are block diagrams of a conventional device, and FIGS. 3 and 4 are circuit diagrams and operating waveform diagrams of an AC drive circuit. Fig. 5 is a circuit diagram of a synchronous detection circuit, Fig. 6 is an operating waveform diagram of a conventional synchronous detection circuit, Fig. 8 is an operating waveform diagram of the conventional device shown in Fig. 7, and Figs. 9 and 10 are An operating waveform diagram and an output characteristic diagram according to the first embodiment of this invention device, FIGS. 11 and 12 are configuration diagrams according to second and third embodiments of this invention device,
FIG. 13 is a magnetic characteristic diagram of the magnetic layer according to the third embodiment of the present invention, FIG. 14 is a magnetic permeability characteristic diagram of the magnetic layer according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a diagram of the magnetic permeability characteristic of the magnetic layer according to the third embodiment of the present invention. 3 is an output characteristic diagram according to Example 3. FIG. l...Passive axis, 2a, 2b...Magnetic layer, 3a 3
b...Detection coil, 7...AC drive circuit, 8a-8
d... Synchronous detection circuit, 9a, 9b... Smoothing amplifier circuit, 13a, 13b... Differential amplifier circuit. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts. Agent Masu Oiwa Omachi Figure 3 Figure 4 Figure 6 Figure 5 Figure 8 o13 〉 C~ Figure 13 Heisei

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)外力を印加される受動軸と、受動軸上に取付けら
れ、歪みにより透磁率が変化する第1及び第2の磁性層
と、第1及び第2の磁性層の周囲にそれぞれ巻回された
第1及び第2の検出コイルと、各検出コイルの直列接続
体に交流電圧を印加する交流駆動回路と、第1及び第2
の検出コイルの出力をそれぞれ交流駆動回路の正方向及
び負方向駆動タイミングと同期した第1及び第2の同期
検波信号により同期検波する第1及び第2の同期検波回
路と、第1及び第2の同期検波回路の出力をそれぞれ平
滑増幅する第1及び第2の平滑増幅回路を備えたことを
特徴とする歪検出装置。
(1) A passive shaft to which an external force is applied, first and second magnetic layers that are mounted on the passive shaft and whose magnetic permeability changes due to strain, and windings around the first and second magnetic layers, respectively. an AC drive circuit that applies an AC voltage to the series-connected bodies of the first and second detection coils;
first and second synchronous detection circuits that synchronously detect the outputs of the detection coils using first and second synchronous detection signals synchronized with the positive direction and negative direction drive timings of the AC drive circuit, respectively; A distortion detection device comprising first and second smoothing amplifier circuits that respectively smooth and amplify the outputs of the synchronous detection circuits.
(2)外力を印加される受動軸と、受動軸上に取付けら
れ、歪みにより透磁率が変化するとともに、無外部応力
状態において透磁率が極大状態に設定された第1及び第
2の磁性層と、第1及び第2の磁性層の周囲にそれぞれ
巻回された第1及び第2の検出コイルと、各検出コイル
の並列接続体に交流電圧を印加する交流駆動回路と、各
検出コイルの出力をそれぞれ交流駆動回路の正方向及び
負方向駆動タイミングと同期した第1及び第2の同期検
波信号により同期検波する第1及び第2の同期検波回路
と、第1及び第2の同期検波回路の出力をそれぞれ平滑
増幅する第1及び第2の平滑増幅回路を備えたことを特
徴とする歪検出装置。
(2) A passive shaft to which an external force is applied, and first and second magnetic layers mounted on the passive shaft, whose magnetic permeability changes due to strain, and whose magnetic permeability is set to a maximum state in the absence of external stress. , first and second detection coils wound around the first and second magnetic layers, respectively, an AC drive circuit that applies an AC voltage to the parallel connection of each detection coil, and an AC drive circuit that applies an AC voltage to the parallel connection of each detection coil. First and second synchronous detection circuits that synchronously detect the output using first and second synchronous detection signals synchronized with the positive direction and negative direction drive timings of the AC drive circuit, respectively; and the first and second synchronous detection circuits. 1. A distortion detection device comprising first and second smoothing amplifier circuits that respectively smooth and amplify the outputs of the distortion detector.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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