JPH0534219A - トルクセンサの零点ドリフトの補償装置 - Google Patents
トルクセンサの零点ドリフトの補償装置Info
- Publication number
- JPH0534219A JPH0534219A JP18796191A JP18796191A JPH0534219A JP H0534219 A JPH0534219 A JP H0534219A JP 18796191 A JP18796191 A JP 18796191A JP 18796191 A JP18796191 A JP 18796191A JP H0534219 A JPH0534219 A JP H0534219A
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- torque
- exciting
- zero
- point drift
- torque sensor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁歪式トルクセンサにおいて発生する零点ド
リフトを補償する。 【構成】 磁歪式トルクセンサの励磁コイル４を、第１
の定電流回路９からの励磁電流i1と、第２の定電流回路
11からの励磁電流i2とによって選択的に励磁する。両励
磁電流i1、i2は、互いに相違する。励磁コイル４を励磁
電流i1で励磁したときの検出出力と、これを励磁電流i2
で励磁したときの検出出力とを得る。両検出出力中に含
まれる零点ドリフト量Δv01 、Ｔを未知数とする連立方
程式をたて、その解を求める。 【効果】 零点ドリフトの影響を除去したトルク信号の
みが得られる。
リフトを補償する。 【構成】 磁歪式トルクセンサの励磁コイル４を、第１
の定電流回路９からの励磁電流i1と、第２の定電流回路
11からの励磁電流i2とによって選択的に励磁する。両励
磁電流i1、i2は、互いに相違する。励磁コイル４を励磁
電流i1で励磁したときの検出出力と、これを励磁電流i2
で励磁したときの検出出力とを得る。両検出出力中に含
まれる零点ドリフト量Δv01 、Ｔを未知数とする連立方
程式をたて、その解を求める。 【効果】 零点ドリフトの影響を除去したトルク信号の
みが得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はトルクセンサの零点ドリ
フトの補償装置に関する。
フトの補償装置に関する。
【０００２】
【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、磁歪式のトルクセンサが知ら
れている。この磁歪式のトルクセンサは、トルク伝達軸
の外周面に一対の磁気異方性部を互いに逆方向に傾斜さ
せて設け、かつこれら磁気異方性部の周囲に励磁コイル
と一対の検出コイルとを設けたものが一般的である。
さを検出する手段として、磁歪式のトルクセンサが知ら
れている。この磁歪式のトルクセンサは、トルク伝達軸
の外周面に一対の磁気異方性部を互いに逆方向に傾斜さ
せて設け、かつこれら磁気異方性部の周囲に励磁コイル
と一対の検出コイルとを設けたものが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この種のトルクセンサ
では、センサの周囲温度が変化したり、トルク伝達軸に
スラスト荷重が加わったり、軸に過負荷が加わったり、
あるいは経年変化が生じたりしたときに、トルクゼロの
ときの出力すなわち零点出力に変動が生じる。このよう
な零点出力の変動すなわち零点ドリフトが発生すると、
トルク測定値に誤差を生じるため、これを補償しなけれ
ばならないという問題点がある。
では、センサの周囲温度が変化したり、トルク伝達軸に
スラスト荷重が加わったり、軸に過負荷が加わったり、
あるいは経年変化が生じたりしたときに、トルクゼロの
ときの出力すなわち零点出力に変動が生じる。このよう
な零点出力の変動すなわち零点ドリフトが発生すると、
トルク測定値に誤差を生じるため、これを補償しなけれ
ばならないという問題点がある。
【０００４】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ドリフトを容易に補償で
きるようにすることを目的とする。
し、磁歪式トルクセンサの零点ドリフトを容易に補償で
きるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、磁歪式トルクセンサの励磁側を第一の励磁条
件およびこの第一の励磁条件とは異なった第二の励磁条
件で励磁可能な手段と、前記励磁側を前記第一および第
二の励磁条件で励磁したときの第一および第二の検出出
力を得る手段と、これら第一および第二の検出出力か
ら、これら検出出力中に含まれる零点ドリフト量および
トルク信号を未知数とする連立方程式をたてて、その解
を求める手段とを有するようにしたものである。
本発明は、磁歪式トルクセンサの励磁側を第一の励磁条
件およびこの第一の励磁条件とは異なった第二の励磁条
件で励磁可能な手段と、前記励磁側を前記第一および第
二の励磁条件で励磁したときの第一および第二の検出出
力を得る手段と、これら第一および第二の検出出力か
ら、これら検出出力中に含まれる零点ドリフト量および
トルク信号を未知数とする連立方程式をたてて、その解
を求める手段とを有するようにしたものである。
【０００６】
【作用】このような構成によれば、磁歪式トルクセンサ
の励磁側を異なった二つの励磁条件で励磁することで、
そのときの検出出力中に含まれる零点ドリフト量および
トルク信号を未知数とする連立方程式をたてることが可
能となる。したがって、この連立方程式を解くことで、
零点ドリフト量を取り除いたトルク信号のみが得られ
る。
の励磁側を異なった二つの励磁条件で励磁することで、
そのときの検出出力中に含まれる零点ドリフト量および
トルク信号を未知数とする連立方程式をたてることが可
能となる。したがって、この連立方程式を解くことで、
零点ドリフト量を取り除いたトルク信号のみが得られ
る。
【０００７】
【実施例】図１において、１はトルク伝達軸であり、そ
の外周面には、互いに逆方向に傾斜した一対の磁気異方
性部２、３が形成されている。磁気異方性部２、３の周
囲には、励磁コイル４と、各磁気異方性部２、３に対応
して設けられた一対の検出コイル５、６とが設けられて
いる。
の外周面には、互いに逆方向に傾斜した一対の磁気異方
性部２、３が形成されている。磁気異方性部２、３の周
囲には、励磁コイル４と、各磁気異方性部２、３に対応
して設けられた一対の検出コイル５、６とが設けられて
いる。
【０００８】励磁コイル４は電源部７に接続されてお
り、この電源部７は、定周波数発振回路８を有してい
る。この定周波数発振回路８には第１の定電流回路９が
接続されており、この第１の定電流回路９は、第１のス
イッチ10を介して励磁コイル４に接続されている。第１
の定電流回路９に並列に第２の定電流回路11が接続され
ており、この第２の定電流回路11は、第２のスイッチ12
を介して励磁コイル４に接続されている。両定電流回路
９、11は、互いに異なった値の電流i1、i2で励磁コイル
４を励磁可能とされている。
り、この電源部７は、定周波数発振回路８を有してい
る。この定周波数発振回路８には第１の定電流回路９が
接続されており、この第１の定電流回路９は、第１のス
イッチ10を介して励磁コイル４に接続されている。第１
の定電流回路９に並列に第２の定電流回路11が接続され
ており、この第２の定電流回路11は、第２のスイッチ12
を介して励磁コイル４に接続されている。両定電流回路
９、11は、互いに異なった値の電流i1、i2で励磁コイル
４を励磁可能とされている。
【０００９】各検出コイル５、６からの出力ライン13、
14は、それぞれ整流回路15、16およびフィルタ17、18を
介して差動増幅器19に接続されている。この差動増幅器
19は、両検出コイル５、６からの検出信号の差をとるこ
とで、軸１に印加されるトルクの大きさに応じた信号を
出力する。差動増幅器19の出力側は A/D変換器20を介し
て CPU22に接続され、この CPU22にはメモリ23が接続さ
れている。 CPU22の出力側は両スイッチ10、12に接続さ
れ、これらスイッチ10、12の開閉状態を制御可能とされ
ている。
14は、それぞれ整流回路15、16およびフィルタ17、18を
介して差動増幅器19に接続されている。この差動増幅器
19は、両検出コイル５、６からの検出信号の差をとるこ
とで、軸１に印加されるトルクの大きさに応じた信号を
出力する。差動増幅器19の出力側は A/D変換器20を介し
て CPU22に接続され、この CPU22にはメモリ23が接続さ
れている。 CPU22の出力側は両スイッチ10、12に接続さ
れ、これらスイッチ10、12の開閉状態を制御可能とされ
ている。
【００１０】図２〜図４は、図１に示されたトルクセン
サの特性、すなわち励磁コイル４のための励磁電流を変
化させたときの各パラメータの変化の様子を示す。図２
はトルク検出感度の変化を示し、図３は、トルクゼロの
状態下における各検出コイル５、６の出力電圧すなわち
キャリア電圧v1、v2の変化の様子を示す。また図４は、
キャリア電圧の差v1−v2すなわち差動増幅器19の出力の
変化を示す。
サの特性、すなわち励磁コイル４のための励磁電流を変
化させたときの各パラメータの変化の様子を示す。図２
はトルク検出感度の変化を示し、図３は、トルクゼロの
状態下における各検出コイル５、６の出力電圧すなわち
キャリア電圧v1、v2の変化の様子を示す。また図４は、
キャリア電圧の差v1−v2すなわち差動増幅器19の出力の
変化を示す。
【００１１】次に、零点ドリフトの影響を補償してトル
クを検出する方法について説明する。なお、図１におけ
る整流回路15、16や、フィルタ17、18や、差動増幅器19
や、A/D変換器20には、零点のドリフトやゲインドリフ
トは存在しないものとする。
クを検出する方法について説明する。なお、図１におけ
る整流回路15、16や、フィルタ17、18や、差動増幅器19
や、A/D変換器20には、零点のドリフトやゲインドリフ
トは存在しないものとする。
【００１２】まず、励磁電流がi1、i2のときのトルク検
出感度α1 、α2 をあらかじめ測定し、これをメモリ23
に記憶させておく。またトルクゼロのもとで励磁電流が
i1であるときのキャリア電圧の差v01 と、同様にトルク
ゼロで励磁電流がi2であるときのキャリア電圧の差v02
( v01,v02 = v1−v2) とを、あらかじめ測定して、メモ
リ23に記憶させておく。さらにv02 = ｋv01 とおくこと
ができるから、ｋを演算してメモリ23に記憶させてお
く。
出感度α1 、α2 をあらかじめ測定し、これをメモリ23
に記憶させておく。またトルクゼロのもとで励磁電流が
i1であるときのキャリア電圧の差v01 と、同様にトルク
ゼロで励磁電流がi2であるときのキャリア電圧の差v02
( v01,v02 = v1−v2) とを、あらかじめ測定して、メモ
リ23に記憶させておく。さらにv02 = ｋv01 とおくこと
ができるから、ｋを演算してメモリ23に記憶させてお
く。
【００１３】いま、零点ドリフトが発生し、かつ軸１に
トルクＴが印加されているとする。このとき、 CPU22で
第１のスイッチ10を選択的に閉動作させ、励磁電流i1で
励磁コイル４を励磁すると、次の関係式が成立する。
トルクＴが印加されているとする。このとき、 CPU22で
第１のスイッチ10を選択的に閉動作させ、励磁電流i1で
励磁コイル４を励磁すると、次の関係式が成立する。
【００１４】 (v1 − v2) i=i1 = v01 + Δv01 + α1 Ｔ ………（１） ここで、Δv01 はそのときの零点ドリフト量、α1 Ｔは
そのときの印加トルクにもとづく出力の変化分である。
そのときの印加トルクにもとづく出力の変化分である。
【００１５】一方、 CPU22で第２のスイッチ12を選択的
に閉動作させ、励磁電流i2で励磁コイル４を励磁する
と、次の関係式が成立する。 (v1 − v2) i=i2 = v02 + Δv02 + α2 Ｔ ………（２） 上記において説明した通り、v02 = ｋv01 であり、また
同様にΔv02 = Δｋv01 となり、しかもα1 、α2 、v
01 、v02 、ｋが既知であるから、（１）（２）式は未
知数Δv01 、Ｔの連立方程式となる。したがって、これ
らΔv01 、Ｔは、次式によって求まる。
に閉動作させ、励磁電流i2で励磁コイル４を励磁する
と、次の関係式が成立する。 (v1 − v2) i=i2 = v02 + Δv02 + α2 Ｔ ………（２） 上記において説明した通り、v02 = ｋv01 であり、また
同様にΔv02 = Δｋv01 となり、しかもα1 、α2 、v
01 、v02 、ｋが既知であるから、（１）（２）式は未
知数Δv01 、Ｔの連立方程式となる。したがって、これ
らΔv01 、Ｔは、次式によって求まる。
【００１６】 Δv01 ＝ 1/( α2 − α1 ｋ) ・ (( α2(v1− v2) i=i1 − α1(v1− v2) i=i2) − (α2v01−α1v02))………（３） Ｔ ＝ 1/( α2 − α1 ｋ) ・ ((v1 − v2) i=i2 −ｋ(v1 − v2) i=i1) ………（４） この（４）式を用いれば、A/D 変換器20の出力である(v
1 − v2) i=i1 と(v1 − v2) i=i2 とを CPU22に入力す
ることで、この CPU22にによって、零点ドリフト量Δv
01 、Δv02 の影響を取り除いたトルクＴの値を求める
ことができる。また、必要があれば、（３）式を用い
て、零点ドリフトΔv01 の量自体をも求めることができ
る。
1 − v2) i=i1 と(v1 − v2) i=i2 とを CPU22に入力す
ることで、この CPU22にによって、零点ドリフト量Δv
01 、Δv02 の影響を取り除いたトルクＴの値を求める
ことができる。また、必要があれば、（３）式を用い
て、零点ドリフトΔv01 の量自体をも求めることができ
る。
【００１７】なお、励磁電流i1、i2を切り換えてキャリ
ア電圧の差v1−v2を測定している途中にトルクＴが変動
する場合には、この励磁電流i1、i2の切り換えによる差
v1−v2の測定を何回か連続的に実施し、（４）式から得
られるトルクＴの値の変動を求めて、これを補正すれば
よい。また同様にして、トルクＴが変動するときの零点
ドリフトΔv01 を求めることも可能である。
ア電圧の差v1−v2を測定している途中にトルクＴが変動
する場合には、この励磁電流i1、i2の切り換えによる差
v1−v2の測定を何回か連続的に実施し、（４）式から得
られるトルクＴの値の変動を求めて、これを補正すれば
よい。また同様にして、トルクＴが変動するときの零点
ドリフトΔv01 を求めることも可能である。
【００１８】上記においては、定電流回路９、11を用い
ることで励磁電流を変化させてトルクＴの値を求めた
が、これに代えて、定電圧回路で励磁を行ったうえで励
磁電圧を変化させることによっても、同様に零点ドリフ
トを補償したトルクＴを演算することができる。
ることで励磁電流を変化させてトルクＴの値を求めた
が、これに代えて、定電圧回路で励磁を行ったうえで励
磁電圧を変化させることによっても、同様に零点ドリフ
トを補償したトルクＴを演算することができる。
【００１９】また定周波数発振回路８に代えて、励磁回
路に定電流回路を利用し、そのうえで励磁周波数を切り
換えることによっても、同様に零点ドリフトを補償した
トルクＴを演算することができる。なぜなら、トルクセ
ンサはＬ負荷であるので、励磁周波数を変化させること
は、励磁電圧を変化させることと等価だからである。
路に定電流回路を利用し、そのうえで励磁周波数を切り
換えることによっても、同様に零点ドリフトを補償した
トルクＴを演算することができる。なぜなら、トルクセ
ンサはＬ負荷であるので、励磁周波数を変化させること
は、励磁電圧を変化させることと等価だからである。
【００２０】
【発明の効果】以上述べたように本発明によると、磁歪
式トルクセンサの励磁側を異なった二つの励磁条件で励
磁し、そのときの検出出力中に含まれる零点ドリフト量
およびトルク信号を未知数とする連立方程式をたて、そ
の解を求めるようにしたため、この解として、零点ドリ
フト量の影響を除去したトルク信号のみを得ることがで
き、磁歪式トルクセンサの零点ドリフトを容易に補償す
ることができる。
式トルクセンサの励磁側を異なった二つの励磁条件で励
磁し、そのときの検出出力中に含まれる零点ドリフト量
およびトルク信号を未知数とする連立方程式をたて、そ
の解を求めるようにしたため、この解として、零点ドリ
フト量の影響を除去したトルク信号のみを得ることがで
き、磁歪式トルクセンサの零点ドリフトを容易に補償す
ることができる。
【図１】本発明の一実施例のトルクセンサの零点ドリフ
トの補償装置の回路図である。
トの補償装置の回路図である。
【図２】図１の回路における励磁電流とトルク検出感度
との関係を示す図である。
との関係を示す図である。
【図３】図１の回路における励磁電流とキャリア電圧と
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図４】図１の回路における励磁電流とキャリア電圧の
差の値との関係を示す図である。
差の値との関係を示す図である。
４ 励磁コイル ５ 検出コイル ６ 検出コイル ９ 第１の定電流回路 10 第１のスイッチ 11 第２の定電流回路 12 第２のスイッチ 19 差動増幅器 22 ＣＰＵ 23 メモリ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 磁歪式トルクセンサの励磁側を第一の励
磁条件およびこの第一の励磁条件とは異なった第二の励
磁条件で励磁可能な手段と、前記励磁側を前記第一およ
び第二の励磁条件で励磁したときの第一および第二の検
出出力を得る手段と、これら第一および第二の検出出力
から、これら検出出力中に含まれる零点ドリフト量およ
びトルク信号を未知数とする連立方程式をたてて、その
解を求める手段とを有することを特徴とするトルクセン
サの零点ドリフトの補償装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18796191A JPH0534219A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | トルクセンサの零点ドリフトの補償装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18796191A JPH0534219A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | トルクセンサの零点ドリフトの補償装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0534219A true JPH0534219A (ja) | 1993-02-09 |
Family
ID=16215192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18796191A Pending JPH0534219A (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | トルクセンサの零点ドリフトの補償装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0534219A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107748023A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-03-02 | 英特尔产品（成都）有限公司 | 一种有助于力传感器重置的方法和装置 |
| JP2022098474A (ja) * | 2020-12-21 | 2022-07-01 | メソード・エレクトロニクス・マルタ・リミテッド | 強磁性部品に影響を及ぼす外部応力過負荷を補正するための装置 |
-
1991
- 1991-07-29 JP JP18796191A patent/JPH0534219A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107748023A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-03-02 | 英特尔产品（成都）有限公司 | 一种有助于力传感器重置的方法和装置 |
| CN107748023B (zh) * | 2017-09-29 | 2018-11-27 | 英特尔产品（成都）有限公司 | 一种有助于力传感器重置的方法和装置 |
| JP2022098474A (ja) * | 2020-12-21 | 2022-07-01 | メソード・エレクトロニクス・マルタ・リミテッド | 強磁性部品に影響を及ぼす外部応力過負荷を補正するための装置 |
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