JPH0560626A - Magnetostrictive torque measuring apparatus - Google Patents

Magnetostrictive torque measuring apparatus

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JPH0560626A
JPH0560626A JP22324191A JP22324191A JPH0560626A JP H0560626 A JPH0560626 A JP H0560626A JP 22324191 A JP22324191 A JP 22324191A JP 22324191 A JP22324191 A JP 22324191A JP H0560626 A JPH0560626 A JP H0560626A
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JP
Japan
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torque
temperature
phase
equation
bridge
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Munekatsu Shimada
田 宗 勝 島
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain a magnetostrictive torque measuring apparatus which does not require a number of processing steps to separate a temperature phase from a torque phase, and can measure the torque in a stable manner with little tem perature drift. CONSTITUTION:A small resistance without a temperature coefficient is inserted at one of the coils 5, 6 of a bridge circuit. At the same time, a small resistance with a temperature coefficient is inserted at the other coil. When the vector of each impedance comprised of the coil and small resistance is represented by Z1(-), Z2(-), and the angle thereof is theta1, theta2, the bridge balance of the bridge circuit of this apparatus is set to satisfy theta1, theta2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、自動車のドライブシャ
フトなどや、工作機械のスピンドルなどや、電気モータ
の回転軸などの軸において、その軸(被測定軸)に加わ
るトルクを当該軸の磁気歪作用を利用して非接触にて検
出するのに利用される磁歪式トルク測定装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive shaft of an automobile, a spindle of a machine tool, a rotary shaft of an electric motor, and the like. The present invention relates to a magnetostrictive torque measuring device used for non-contact detection using a strain action.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種のトルク測定装置としては、軸
(被測定軸)の磁気歪作用を利用したものがある(例え
ば、特開昭62−179627号,特開昭63−117
230号,特開平1ー170823号等)。
2. Description of the Related Art As a torque measuring device of this type, there is a device utilizing a magnetostrictive action of a shaft (shaft to be measured) (for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 62-179627 and 63-117).
230, JP-A-1-170823).

【0003】図1は、被測定軸の磁気歪作用を利用した
トルク測定装置のトルク検出部の一例を示し、図2は、
前記トルク測定装置のトルク検出回路を構成するブリッ
ジ回路および信号処理回路の一例を示したものである。
FIG. 1 shows an example of a torque detecting section of a torque measuring device utilizing the magnetostrictive action of the shaft to be measured, and FIG.
3 is a diagram showing an example of a bridge circuit and a signal processing circuit which constitute a torque detection circuit of the torque measuring device.

【0004】図1に示すトルク測定装置のトルク検出部
1は、磁気歪作用を有する被測定軸2を備え、トルクを
伝達するこの被測定軸2には、形状異方性を付与するた
めの部分らせん状溝3,4が左右対称に設けてあり、前
記部分らせん状溝3,4に対向して励磁兼検出用のコイ
ル5,6を図示しないヨーク等により非接触に保持した
構造をなしている。
The torque detector 1 of the torque measuring device shown in FIG. 1 includes a shaft to be measured 2 having a magnetostrictive action, and the shaft 2 to be measured for transmitting torque is provided with shape anisotropy. Partial spiral grooves 3 and 4 are provided symmetrically, and the structure is such that the coils 5 and 6 for excitation and detection are held in a non-contact manner facing the partial spiral grooves 3 and 4 by a yoke or the like not shown. ing.

【0005】図2に示すトルク測定装置のトルク検出回
路10のブリッジ回路において、5,6はインピーダン
スベクトルがZ(〜),Z(〜)の図1に示したコ
イルであって、〜はインピーダンスが複素数であること
を示している。また、以下においては、交流信号である
ことを示すのにも〜なる同じ記号を用いることとする。
In the bridge circuit of the torque detection circuit 10 of the torque measuring device shown in FIG. 2, 5 and 6 are the coils shown in FIG. 1 whose impedance vectors are Z 1 (-) and Z 2 (-), respectively. Indicates that the impedance is complex. Further, in the following, the same symbol, which is used to indicate that it is an AC signal, will be used.

【0006】図2に示すトルク検出部10のブリッジ回
路において、符号7,8は抵抗値がR,Rの固定抵
抗であって、これらの抵抗7,8とコイル5,6とでブ
リッジ回路を形成している。また、符号11,12は抵
抗値がRex,Rexであるブリッジバランスをと
るための可変抵抗である。
In the bridge circuit of the torque detector 10 shown in FIG. 2, reference numerals 7 and 8 are fixed resistors having resistance values R 1 and R 2 , and the bridge is formed by these resistors 7 and 8 and the coils 5 and 6. Forming a circuit. Reference numerals 11 and 12 are variable resistors having bridge resistances having resistance values of Rex 1 and Rex 2 .

【0007】そして、ブリッジ回路には、信号処理回路
の発振器13よりV・ejωtなる交流電圧が供給され
る。ここにおいて、Vは振幅,ω=2πfは角振動数
(f:周波数)である。
The bridge circuit is supplied with an AC voltage of V · e jωt from the oscillator 13 of the signal processing circuit. Here, V is the amplitude, and ω = 2πf is the angular frequency (f: frequency).

【0008】このブリッジ回路の出力電圧は差動増幅器
14によって
The output voltage of this bridge circuit is generated by the differential amplifier 14.

【0009】 [0009]

【0010】に増幅され、同期検波器15によって同期
検波され、装置出力△V(−)は直流として出力され
る。また、同期検波の参照信号θtは、発振器13より
移相器16を介して供給される。
The signal is amplified to and synchronously detected by the synchronous detector 15, and the device output ΔV (-) is output as a direct current. Further, the reference signal θt for synchronous detection is supplied from the oscillator 13 via the phase shifter 16.

【0011】このような図1,図2に示す構成の磁歪式
トルク測定装置によって、被測定軸2に加えられたトル
クTを測定するに際しては、トルクTが印加されていな
い状態で可変抵抗11,12の抵抗値Rex,Rex
を調整して、ブリッジのバランスをとり、{△V
(〜)=0(〜)}としておく。
When the torque T applied to the shaft 2 to be measured is measured by the magnetostrictive torque measuring device having the structure shown in FIGS. 1 and 2, the variable resistor 11 is applied in a state where the torque T is not applied. , 12 resistance values Rex 1 , Rex
Adjust 2 to balance the bridge, {△ V
(~) = 0 (~)}.

【0012】その後、図1に示すようにトルクTが印加
されると、一方のコイル5のインピーダンスが増加する
と共に他方のコイル6のインピーダンスが減少するた
め、ブリッジ出力電圧にアンバランスが生じて{△V
(〜)≠0(〜)}となる。そして、このアンバランス
は、印加トルクTの大きさに比例するため、装置出力は
After that, when torque T is applied as shown in FIG. 1, the impedance of one coil 5 increases and the impedance of the other coil 6 decreases, so that an imbalance occurs in the bridge output voltage. △ V
(~) ≠ 0 (~)}. Since this imbalance is proportional to the magnitude of the applied torque T, the device output is

【0013】 [0013]

【0014】の関係となる。The relationship is as follows.

【0015】ところで、自動車や工作機械などの実動軸
類には、十分な機械的強度が要求されるため、トルク測
定装置の一部を兼ねることとなる軸材としては熱処理を
施した鋼が用いられることが多い。
By the way, since actual shafts such as automobiles and machine tools are required to have sufficient mechanical strength, heat-treated steel is used as the shaft material that also serves as a part of the torque measuring device. Often used.

【0016】そして、鋼を使った磁歪式トルク測定装置
においては、トルクに対する装置感度を得るため、比較
的高い回路増幅率が必要とされる。
In the magnetostrictive torque measuring device using steel, a relatively high circuit amplification factor is required to obtain device sensitivity to torque.

【0017】そのため、温度変化に対して敏感となり、
トルク測定装置のゼロ点が温度とともにドリフトしてし
まうことが多い。
Therefore, it becomes sensitive to temperature changes,
The zero point of the torque measuring device often drifts with temperature.

【0018】そこで、トルクのみ印加したときのブリッ
ジ回路出力の位相、すなわちトルク位相に対して、温度
のみ一様に変えたときのブリッジ回路出力の位相、すな
わち温度位相を離し、温度位相で検波することによりゼ
ロ点のドリフトをなくす対策がなされている。
Therefore, the phase of the bridge circuit output when only the temperature is uniformly changed, that is, the temperature phase is separated from the phase of the bridge circuit output when only the torque is applied, that is, the torque phase, and the temperature phase is detected. As a result, measures have been taken to eliminate the zero point drift.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】温度位相が未調整の段
階においては磁歪式トルク測定装置の温度位相は装置ご
とに異なっている。
In the stage where the temperature phase is not adjusted, the temperature phase of the magnetostrictive torque measuring device differs from device to device.

【0020】そこで、従来の温度位相をトルク位相から
離す手法においては、まず、室温においてトルク検出回
路のブリッジバランスをとり、トルク検出部を一様に所
定の温度まで上げ、未調整の段階における温度位相を調
べることが基本的に必要である。
Therefore, in the conventional method of separating the temperature phase from the torque phase, first, the bridge of the torque detection circuit is balanced at room temperature, the torque detection unit is uniformly raised to a predetermined temperature, and the temperature in the unadjusted stage is adjusted. It is basically necessary to examine the phase.

【0021】次に、温度位相を所定の角度以上トルク位
相から離す調整作業を行なう。
Next, an adjustment work is performed to separate the temperature phase from the torque phase by a predetermined angle or more.

【0022】この温度位相はコイルの温度係数によって
決まっており、温度係数の大小関係を変えることで温度
位相を動かせることまでわかっているので、一方のコイ
ル辺に温度係数をもつ小抵抗を入れ、温度位相が所定の
角度以上トルク位相から離れるまで調整をくり返し行な
うようにしていた。
This temperature phase is determined by the temperature coefficient of the coil, and it is known that the temperature phase can be moved by changing the magnitude relationship of the temperature coefficient. Therefore, insert a small resistor having a temperature coefficient on one coil side, The adjustment is repeated until the temperature phase deviates from the torque phase by a predetermined angle or more.

【0023】このように、温度位相をトルク位相から離
す従来の手法では、以上に述べた調整作業の内容からわ
かるように、調整に多大な工数を必要とし、効率的でな
いという課題があった。
As described above, in the conventional method of separating the temperature phase from the torque phase, there is a problem that the adjustment requires a large number of man-hours and is not efficient, as can be seen from the contents of the adjustment work described above.

【0024】[0024]

【発明の目的】本発明は、温度位相をトルク位相から離
すためのより効率のよい優れた手法を見い出すべく、ブ
リッジ回路の特性やブリッジ回路の出力特性等について
鋭意検討の結果なされたもので、その目的とするところ
は、温度位相をトルク位相から離すに際して多大な調整
工数を必要とせず、しかも温度ドリフトトが少なく、安
定したトルクの測定を行なうことが可能である磁歪式ト
ルク測定装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made as a result of earnest studies on the characteristics of a bridge circuit and the output characteristics of a bridge circuit in order to find a more efficient and excellent method for separating the temperature phase from the torque phase. The object of the invention is to provide a magnetostrictive torque measuring device which does not require a large adjustment man-hour when the temperature phase is separated from the torque phase, has less temperature drift, and can perform stable torque measurement. Especially.

【0025】ところで、本発明に至る過程において、ブ
リッジ回路の出力特性等について鋭意検討したが、この
ようなブリッジ回路について述べてある文献としては、 西野治著 『ブリッジ回路とその応用』,オーム社(昭
52年) 原宏著 『わかりやすいブリッジ回路』,産報(196
6年) 渡辺理著 『ひずみゲージとその応用[改訂版]』日刊
工業新聞社(昭52年) 等がある。
By the way, in the course of reaching the present invention, the output characteristics of the bridge circuit and the like have been earnestly examined. As a document describing such a bridge circuit, there is a work by Nishino Osamu, "Bridge circuit and its application", Ohmsha. (Showa 52) Hiroshi Hara, "Easy-to-understand Bridge Circuit", Industry Report (196
6 years) Osamu Watanabe "Strain gauge and its application [revised edition]" Nikkan Kogyo Shimbun (sho 52) and so on.

【0026】それらには、ブリッジ感度が各辺のインピ
ーダンスが等しいとき、最も大きくなること等が述べら
れているが、本発明の内容である磁歪式トルク測定装置
に固有なブリッジ回路出力の詳細な特性についての記述
はなかった。
It is described therein that the bridge sensitivity becomes maximum when the impedances of the respective sides are equal, and the like. However, detailed description of the bridge circuit output peculiar to the magnetostrictive torque measuring device which is the content of the present invention is given. There was no description of the characteristics.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】本発明に係わる磁歪式ト
ルク測定装置は、相互に隣り合う2辺を被測定軸に設け
たコイル辺とすると共に他の2辺を固定抵抗としてブリ
ッジを組み、前記2辺のコイル辺および前記2辺の固定
抵抗辺に対し各々並列に2つのブリッジバランス調整用
の可変抵抗を設けたブリッジ回路を備え、前記被測定軸
に印加されたトルクを磁気歪作用により前記ブリッジ回
路で検出する磁歪式トルク測定装置において、前記コイ
ル辺の一方に温度係数をもたない小抵抗を挿入すると共
に前記コイル辺の他方に温度係数をもつ小抵抗を挿入
し、前記コイルと小抵抗からなるインピーダンスベクト
ルをそれぞれZ(〜),Z(〜)、角度をそれぞれ
θ,θとあらわしたときにθ<θの関係として
ブリッジバランスを設定したトルク検出回路を具備した
構成としたことを特徴としており、本発明に係わる磁歪
式トルク測定装置の実施態様においては、温度のみ一様
に変えたときのブリッジ回路出力の位相である温度位相
に、同期検波のタイミングを設定した構成とし、同じく
実施態様において、トルクのみ印加したときのブリッジ
回路出力の位相であるトルク位相に対し、同期検波のタ
イミングをトルク位相+90°に設定した構成としたこ
とを特徴としており、上記した磁歪式トルク測定装置に
係わる発明の構成をもって前述した従来の課題を解決す
るための手段としている。
In a magnetostrictive torque measuring device according to the present invention, two sides adjacent to each other are coil sides provided on a shaft to be measured, and the other two sides are fixed resistors to form a bridge. A bridge circuit in which two variable resistors for bridge balance adjustment are provided in parallel with the two coil sides and the fixed resistance sides of the two sides, and the torque applied to the shaft to be measured is magnetostrictive. In the magnetostrictive torque measuring device for detecting with the bridge circuit, a small resistor having no temperature coefficient is inserted into one of the coil sides, and a small resistor having a temperature coefficient is inserted into the other of the coil sides, Z 1 each impedance vector of the small resistors (~), Z 2 (~ ), bridge balun angle as the relation θ 12 when expressed θ 1, θ 2, respectively In the embodiment of the magnetostrictive torque measuring device according to the present invention, the temperature which is the phase of the bridge circuit output when only the temperature is uniformly changed is set. In the same embodiment, the synchronous detection timing is set to the phase, and the synchronous detection timing is set to the torque phase + 90 ° with respect to the torque phase which is the phase of the bridge circuit output when only the torque is applied. The present invention is characterized in that the above-mentioned configuration of the invention relating to the magnetostrictive torque measuring device serves as means for solving the above-mentioned conventional problems.

【0028】以下に、数式および数値解析例等を用い、
本発明の構成をさらに詳細に説明する。
In the following, using mathematical expressions and numerical analysis examples,
The configuration of the present invention will be described in more detail.

【0029】〔動作原理、ブリッジ回路特性、ブリッジ
回路出力特性〕まず、磁歪式トルク測定装置の動作原理
ならびにブリッジ回路特性,ブリッジ回路出力特性等に
ついて数式を使って述べる。
[Operation Principle, Bridge Circuit Characteristic, Bridge Circuit Output Characteristic] First, the operation principle of the magnetostrictive torque measuring device, the bridge circuit characteristic, the bridge circuit output characteristic, etc. will be described using mathematical expressions.

【0030】図3は、単純化したブリッジ回路を示すも
のであり、ブリッジ回路の出力△V(〜)は、つぎの数
式1で表わされる。
FIG. 3 shows a simplified bridge circuit, and the output ΔV (∼) of the bridge circuit is expressed by the following mathematical formula 1.

【0031】[0031]

【数式1】[Formula 1]

【0032】 [0032]

【0033】したがって、コイル5,6のインピーダン
スZ(〜),Z(〜),固定抵抗7,8の抵抗値R
,Rを含めると、△V(〜)は数式2,数式3で示
される。
Therefore, the impedances Z 1 (~), Z 2 (~) of the coils 5, 6 and the resistance value R of the fixed resistors 7, 8 are set.
Including 1 and R 2 , ΔV (∼) is expressed by Equations 2 and 3.

【0034】[0034]

【数式2】[Formula 2]

【0035】 [0035]

【0036】[0036]

【数式3】[Formula 3]

【0037】 [0037]

【0038】また、V(〜)は、発振器13からのブリ
ッジ印加電圧であって、数式4で表わされる。
Further, V (-) is a bridge applied voltage from the oscillator 13 and is expressed by the equation (4).

【0039】[0039]

【数式4】[Formula 4]

【0040】 [0040]

【0041】一方、バランス条件は△V(〜)=0
(〜)であるから、数式2より数式5を得る。
On the other hand, the balance condition is ΔV (∼) = 0.
Since it is (~), Equation 5 is obtained from Equation 2.

【0042】[0042]

【数式5】[Formula 5]

【0043】 [0043]

【0044】そして、バランスがとれているときには、
数式5から数式6が導かれる。
When the balance is good,
Equation 6 is derived from Equation 5.

【0045】[0045]

【数式6】[Formula 6]

【0046】 [0046]

【0047】ここで、数式6におけるインピーダンスZ
(〜),Z(〜)を数式7および数式8のようにそ
れぞれ置き換えると、次の数式9および数式10が導か
れる。
Here, the impedance Z in Equation 6
Substituting 1 (~) and Z 2 (~) into Equations 7 and 8 respectively yields Equations 9 and 10 below.

【0048】[0048]

【数式7】[Formula 7]

【0049】 [0049]

【0050】[0050]

【数式8】[Formula 8]

【0051】 [0051]

【0052】[0052]

【数式9】[Formula 9]

【0053】 [0053]

【0054】[0054]

【数式10】[Formula 10]

【0055】 [0055]

【0056】つまり、バランスが成立しているときに
は、インピーダンスZ(〜)とZ(〜)の各々の角
度θ,θが等しいことになる。
That is, when the balance is established, the angles θ 1 and θ 2 of the impedances Z 1 (-) and Z 2 (-) are equal.

【0057】さて、被測定軸2にトルクTが印加される
と、あるいはトルク検出部1の温度が変わると、コイル
5,6のインピーダンスZ(〜),Z(〜)は数式
11および数式12のようにそれぞれ変化する。
Now, when the torque T is applied to the shaft to be measured 2 or the temperature of the torque detecting portion 1 changes, the impedances Z 1 (~) and Z 2 (~) of the coils 5 and 6 are given by Equation 11 and Each changes as in Expression 12.

【0058】[0058]

【数式11】[Formula 11]

【0059】 [0059]

【0060】[0060]

【数式12】[Equation 12]

【0061】 [0061]

【0062】したがって、ΔV(〜)はΔV(〜)≠0
(〜)となる。
Therefore, ΔV (∼) is ΔV (∼) ≠ 0
(~).

【0063】また、数式3,数式11および数式12か
ら数式13を導き、さらに、この数式13を変形すると
数式14が得られる。
Equation 13 is derived from Equations 3, 11 and 12, and is further modified to obtain Equation 14.

【0064】[0064]

【数式13】[Formula 13]

【0065】 [0065]

【0066】[0066]

【数式14】[Formula 14]

【0067】 [0067]

【0068】ここで、バランスがとれているときの数式
5の値に[]を付記して数式15の用に表わすことによ
り識別するようにしている。
Here, the value of the equation 5 when balanced is added by [] and is represented by the equation 15 so that the value can be identified.

【0069】[0069]

【数式15】[Formula 15]

【0070】 [0070]

【0071】さて、ここで、数式14は数式16のよう
に表わすことができる。
Now, Equation 14 can be expressed as Equation 16.

【0072】[0072]

【数式16】[Formula 16]

【0073】 [0073]

【0074】この近似は、十分満足できる近似であっ
て、結果にほとんど影響をおよぼさないことが確認され
ている。
It has been confirmed that this approximation is a sufficiently satisfactory approximation and has almost no effect on the result.

【0075】また、数式16における{}でくくった部
分は、バランス条件である数式5または数式15により
数式17と変形できる。
The part enclosed by {} in the equation 16 can be transformed into the equation 17 by the equation 5 or the equation 15 which is the balance condition.

【0076】[0076]

【数式17】[Formula 17]

【0077】 [0077]

【0078】そして、数式18を数式17に代入すると
数式19を得ることができ、このとき、θはインピー
ダンスZ(〜)の角度である。
Then, by substituting the equation 18 into the equation 17, the equation 19 can be obtained, where θ 1 is the angle of the impedance Z 1 (∼).

【0079】[0079]

【数式18】[Equation 18]

【0080】 [0080]

【0081】[0081]

【数式19】[Formula 19]

【0082】 [0082]

【0083】つまり、数式16における{}でくくった
部分は、図3から明らかなように、インピーダンスZ
(〜)と抵抗値Rとの大きさの関係で決定されるブリ
ッジ回路の感度ファクターであり、この感度ファクター
はX=1のとき最大値となる。
That is, the part enclosed by {} in the equation 16 is impedance Z 1 as is apparent from FIG.
It is the sensitivity factor of the bridge circuit determined by the relationship between the magnitude of (-) and the resistance value R 1, and this sensitivity factor has the maximum value when X = 1.

【0084】すなわち、インピーダンスZ(〜)と抵
抗値Rの大きさが等しいとき、ブリッジ感度ファクタ
ーが一番大きくなる。ブリッジ辺のインピーダンスが等
しいときにブリッジ感度が一番大きくなることは、よく
知られている事実である。
That is, when the impedance Z 1 (-) is equal to the resistance value R 1 , the bridge sensitivity factor becomes the largest. It is a well known fact that the bridge sensitivity becomes maximum when the impedances on the bridge sides are equal.

【0085】また、数式16における右側の()でくく
った部分は、Z(〜),Z(〜)の変化量で決定さ
れるブリッジ回路の本質的な部分である。
The part enclosed by () on the right side of Expression 16 is an essential part of the bridge circuit determined by the variation of Z 1 (-) and Z 2 (-).

【0086】ここで、以下のような置き換えを行なう。Here, the following replacement is performed.

【0087】[0087]

【数式20】[Formula 20]

【0088】 [0088]

【0089】[0089]

【数式21】[Formula 21]

【0090】 [0090]

【0091】[0091]

【数式22】[Equation 22]

【0092】 [0092]

【0093】[0093]

【数式23】[Formula 23]

【0094】 [0094]

【0095】さらに、数式15,数式22および数式2
3から数式24を得る。
Further, equations 15, 22, and 2
Equation 24 is obtained from 3.

【0096】[0096]

【数式24】Equation 24

【0097】 [0097]

【0098】次に、数式16に数式4,数式7,数式2
0,数式21および数式23をそれぞれ代入し、インピ
ーダンスZ(〜)をZe(Jθ)で表わせば数式25が
導かれる。
Next, in Equation 16, Equation 4, Equation 7, and Equation 2
By substituting 0, formula 21 and formula 23 respectively and expressing the impedance Z (-) by Ze (Jθ), formula 25 is derived.

【0099】[0099]

【数式25】[Formula 25]

【0100】 [0100]

【0101】一方、数式24は数式26と表わせるの
で、数式25から数式27が導かれる。
On the other hand, since the formula 24 can be expressed as the formula 26, the formula 27 is derived from the formula 25.

【0102】[0102]

【数式26】[Equation 26]

【0103】 [0103]

【0104】[0104]

【数式27】[Equation 27]

【0105】 [0105]

【0106】そして、数式27を数式28の形に書くと
数式29および数式30が導かれ、両式において、△Z
およびθがブリッジ回路の本質的な部分と関係す
る。
When Equation 27 is written in the form of Equation 28, Equation 29 and Equation 30 are derived, and in both equations ΔZ
C and θ C are related to the essential part of the bridge circuit.

【0107】[0107]

【数式28】[Formula 28]

【0108】 [0108]

【0109】[0109]

【数式29】[Equation 29]

【0110】 [0110]

【0111】[0111]

【数式30】[Formula 30]

【0112】 [0112]

【0113】なお、数式29における{}でくくった部
分は、数式31として表わされる(数式19参照)。
The part enclosed by {} in the equation 29 is expressed as the equation 31 (see the equation 19).

【0114】[0114]

【数式31】[Formula 31]

【0115】 [0115]

【0116】ここで、インピーダンスZ(〜)および
(〜)を数式32および数式33のように表わす。
Here, the impedances Z 1 (∼) and Z 2 (∼) are expressed as in Expressions 32 and 33.

【0117】[0117]

【数式32】[Equation 32]

【0118】 [0118]

【0119】[0119]

【数式33】[Formula 33]

【0120】 [0120]

【0121】そして、トルクまたは温度が印加されて、
インダクタンスLおよび抵抗Rが以下の数式で表わされ
るとする。
Then, torque or temperature is applied,
It is assumed that the inductance L and the resistance R are represented by the following mathematical formulas.

【0122】[0122]

【数式34】[Equation 34]

【0123】 [0123]

【0124】[0124]

【数式35】[Formula 35]

【0125】 [0125]

【0126】[0126]

【数式36】[Formula 36]

【0127】 [0127]

【0128】[0128]

【数式37】[Formula 37]

【0129】 [0129]

【0130】このとき、αはトルク依存係数[1/kg
m]または温度係数[1/°C]であり、tはトルク
[kgm]または温度[°C]である。LAO,RAO
等はトルクが印加されていない0°Cのときのインダク
タンスLおよび抵抗Rの値である。
At this time, α is a torque dependence coefficient [1 / kg
m] or temperature coefficient [1 / ° C], and t is torque [kgm] or temperature [° C]. L AO , R AO
Etc. are the values of the inductance L and the resistance R when no torque is applied at 0 ° C.

【0131】すると、△Z(〜)および△Z(〜)
は、数式32〜37より、以下の数式38および数式3
9で表わせることとなる。
Then, ΔZ 1 (~) and ΔZ 2 (~)
Is the following Expression 38 and Expression 3 from Expressions 32 to 37.
It can be represented by 9.

【0132】[0132]

【数式38】[Formula 38]

【0133】 [0133]

【0134】[0134]

【数式39】[Formula 39]

【0135】 [0135]

【0136】また、数式22は数式38および数式39
により数式40のように表わせる。
Further, the formula 22 is the formula 38 and the formula 39.
Can be expressed as

【0137】[0137]

【数式40】[Formula 40]

【0138】 [0138]

【0139】さらに、数式24により△Zは以下のよ
うに表わせる。
Further, ΔZ C can be expressed by the following equation 24 as follows.

【0140】[0140]

【数式41】[Formula 41]

【0141】 [0141]

【0142】したがって、数式40および数式41よ
り、数式42が導かれる。
Therefore, Expression 42 is derived from Expression 40 and Expression 41.

【0143】[0143]

【数式42】[Formula 42]

【0144】 [0144]

【0145】一方、バランス条件である数式5および数
式32〜37により、数式43が導かれ、この数式43
の実数部分および虚数部分を各々対応させることによ
り、数式44および数式45が以下のように導かれる。
On the other hand, the equation 43 is derived from the equation 5 and the equations 32 to 37 which are the balance conditions.
Mathematical expressions 44 and 45 are derived as follows by associating the real part and the imaginary part of

【0146】[0146]

【数式43】[Formula 43]

【0147】 [0147]

【0148】[0148]

【数式44】[Formula 44]

【0149】 [0149]

【0150】[0150]

【数式45】[Formula 45]

【0151】 [0151]

【0152】つまり、数式42はつぎのように表わされ
る。
That is, the equation 42 is expressed as follows.

【0153】[0153]

【数式46】[Equation 46]

【0154】 [0154]

【0155】また、θは数式40等により次式のよう
に表わされる。
Further, θ C is represented by the following equation by the equation 40 and the like.

【0156】[0156]

【数式47】[Formula 47]

【0157】 [0157]

【0158】したがって、トルク依存係数αまたは温度
係数αが一定なときにはθは定数であり、△Zはト
ルクtまたは温度tに比例することがわかり、数式29
のVdおよび数式30のθdは、△Zおよびθでそ
れぞれ決定されることがわかる。
Therefore, when the torque dependence coefficient α or the temperature coefficient α is constant, θ C is a constant, and ΔZ C is proportional to the torque t or the temperature t.
It can be seen that Vd of θ and θd of Equation 30 are determined by ΔZ C and θ C , respectively.

【0159】さて、装置出力△V(−)は△V(〜)を
周期検波したもので、検波のタイミングをθtとすると
θt+πまでは△V(〜),θt+πからθt+2πま
では−△V(〜)として積分したものが△V(−)であ
るので、数式28により次式を得る。
The device output ΔV (-) is obtained by periodically detecting ΔV (-). When the detection timing is θt, ΔV (-) is from θt + π, and -ΔV (is from θt + π to θt + 2π. Since the integrated value of ˜) is ΔV (−), the following expression is obtained from Expression 28.

【0160】[0160]

【数式48】[Formula 48]

【0161】 [0161]

【0162】この数式から、θt=θdのとき△V
(−)は0であり、θt−θd=90°のとき△V
(−)は最大値となる。
From this equation, when θt = θd, ΔV
(−) Is 0, and ΔV when θt−θd = 90 °
(-) Is the maximum value.

【0163】以上が、ブリッジ回路特性,ブリッジ回路
出力特性ならびに動作原理である。
The above is the bridge circuit characteristic, the bridge circuit output characteristic and the operating principle.

【0164】〔トルク位相,温度位相,および温度依存
分の消去法等について〕以下、具体的な数値を交えて、
説明を進める。
[Regarding the Torque Phase, Temperature Phase, and Elimination Method of Temperature Dependent Components, etc.] Below, with specific numerical values,
Proceed with the explanation.

【0165】軸径19mmの鋼で試作したトルク測定装
置の数値を用い、90ターンコイル,周波数30kHz
での値を用いる。
Using a numerical value of a torque measuring device prototyped from steel having a shaft diameter of 19 mm, 90 turn coil, frequency 30 kHz
Use the value in.

【0166】[0166]

【数式49】[Formula 49]

【0167】 [0167]

【0168】(+)トルク印加のときのトルク依存係数
は、
The torque dependence coefficient when (+) torque is applied is

【0169】[0169]

【数式50】[Formula 50]

【0170】 [0170]

【0171】であり、また、温度依存係数は、And the temperature dependence coefficient is

【0172】[0172]

【数式51】[Formula 51]

【0173】 [0173]

【0174】であった。It was

【0175】さて、ある温度でかつトルクが印加されて
いないときに、ブリッジのバランスをとると△V(〜)
=0(〜)としうる。ところが、トルクが印加されてい
なくとも温度のみ変わると△V(〜)≠0(〜)となっ
てしまう。
When the bridge is balanced at a certain temperature and no torque is applied, ΔV (∼)
It can be set to = 0 (-). However, even if the torque is not applied, if only the temperature changes, ΔV (-) ≠ 0 (-).

【0176】その理由は、数式46のtの係数が0でな
いためである。
The reason is that the coefficient of t in the equation 46 is not zero.

【0177】実際問題として、tの係数が0、すなわち
温度係数が同じということはありえない。(数式51参
照)。
As a practical matter, it is impossible that the coefficient of t is 0, that is, the temperature coefficient is the same. (See formula 51).

【0178】そのため、トルク測定装置のゼロ点は温度
とともにドリフトするわけである。
Therefore, the zero point of the torque measuring device drifts with temperature.

【0179】ある温度でかつトルクが印加されていない
状態でブリッジのバランスをとると、△V(〜)=0
(〜)となる。その状態において、トルクのみが印加さ
れたときの数式30のθdをトルク位相と定義する。こ
のトルク位相θdはほとんど一定であり、振幅Vdは、
トルクの大きさとともに変わる。
When the bridge is balanced at a certain temperature and no torque is applied, ΔV (∼) = 0
(~). In that state, θd in Expression 30 when only the torque is applied is defined as the torque phase. This torque phase θd is almost constant, and the amplitude Vd is
It changes with the magnitude of torque.

【0180】また、温度のみが変化したときのθdを温
度位相と定義する。この温度位相θdもほとんど一定で
あり、振幅Vdは温度変化の度合に応じてかわる。
Further, θd when only the temperature changes is defined as the temperature phase. This temperature phase θd is also almost constant, and the amplitude Vd changes depending on the degree of temperature change.

【0181】トルク位相をθd(トルク),温度位相を
θd(温度)と書くことにする。
The torque phase is written as θd (torque) and the temperature phase is written as θd (temperature).

【0182】さて、θd(トルク)とθd(温度)が9
0°程度離れている場合、検波タイミングθtをθd
(温度)とすると、温度依存分は数式48より明らかな
ように消し去ることができ、トルクに対してのみ有効に
装置出力が出ることになる。これが、温度位相で同期検
波することによる温度依存分の消去法である。
Now, θd (torque) and θd (temperature) are 9
When the distance is about 0 °, the detection timing θt is set to θd.
Assuming (temperature), the temperature-dependent component can be eliminated as is clear from the equation (48), and the device output can be effectively output only for the torque. This is the method of eliminating the temperature-dependent component by performing synchronous detection in the temperature phase.

【0183】さて、θd(トルク)とθd(温度)を比
較することは、θ(トルク)とθ(温度)を比較す
ることと本質的に同じである。というのは、数式30に
おいてθ,θは定数とみなせるからである。
Now, comparing θd (torque) and θd (temperature) is essentially the same as comparing θ C (torque) and θ C (temperature). This is because θ A and θ B in Equation 30 can be regarded as constants.

【0184】なお、θは測定不可能な量であり、測定
できるのはθdである。
Note that θ C is an unmeasurable quantity, and what can be measured is θ d.

【0185】次に、θ(トルク)について図4のベク
トル図も参照して考察する。
Next, θ C (torque) will be considered with reference to the vector diagram of FIG.

【0186】数式47において、αLAとαLBの符号
は反対、αRAとαRBの符号も反対であり、それらは
結果として和となる。
In Equation 47, the signs of α LA and α LB are opposite, and the signs of α RA and α RB are also opposite, and they result in a sum.

【0187】また、一般にトルク依存係数においては、Generally, in the torque dependence coefficient,

【0188】 [0188]

【0189】という関係になっている。(数式50参
照)。したがって、θ(トルク)は次式のように表わ
される。
The relationship is as follows. (See Formula 50). Therefore, θ C (torque) is expressed by the following equation.

【0190】[0190]

【数式52】[Equation 52]

【0191】 [0191]

【0192】参考までにX=1のときつまりR=Z
のときには、θ=θ/2である。(図6のベクトル
図参照)。
For reference, when X = 1, that is, R 1 = Z 1
In the case of, θ 1 = θ A / 2. (See vector diagram in FIG. 6).

【0193】また、数式10によりバランスが成り立っ
ているときには、θ=θであるから、数式30より
Further, when the balance is established by the equation 10, since θ A = θ B , the equation 30

【0194】 [0194]

【0195】となる。It becomes:

【0196】さて、ここでトルク依存係数において、Now, in the torque dependence coefficient,

【0197】 [0197]

【0198】なのはどうしてなのかの理由についても言
及しておく。
The reason why is also mentioned.

【0199】コイルのインピーダンスZ(〜)は、これ
まで述べてきたように、次式で表わされる。
The impedance Z (-) of the coil is expressed by the following equation, as described above.

【0200】[0200]

【数式53】[Equation 53]

【0201】 [0201]

【0202】一方、材料の特性としての交流透磁率μ
(〜)は、数式54で表わされ、μ´およびμ″は、イ
ンダクタンスLおよび抵抗Rに対して以下の関係をな
す。
On the other hand, the AC magnetic permeability μ as a characteristic of the material
(-) Is represented by Expression 54, and μ ′ and μ ″ have the following relationship with the inductance L and the resistance R.

【0203】[0203]

【数式54】[Equation 54]

【0204】 [0204]

【0205】[0205]

【数式55】[Formula 55]

【0206】 [0206]

【0207】ここで、Racとは交流抵抗分であり、数
式56のように表わせる。
Here, Rac is an AC resistance component and can be expressed as in Equation 56.

【0208】[0208]

【数式56】[Formula 56]

【0209】 [0209]

【0210】また、Rdcはコイルの直流抵抗分であ
り、Racに比べてその値は小さい。
Rdc is the DC resistance of the coil and its value is smaller than that of Rac.

【0211】つまり、トルクを印加した際、μもμ″も
同程度変化するため、
In other words, when torque is applied, μ and μ ″ change to the same extent.

【0212】 [0212]

【0213】となるわけである。That is,

【0214】次に、θ(温度)について図5のベクト
ル図も参照して考察する。
Next, θ C (temperature) will be considered with reference to the vector diagram of FIG.

【0215】数式47において、αLAとαLBは同符
号、αRAとαRBも同符号であり、それらの差が関係
してくる。(数式51)。
In Expression 47, α LA and α LB have the same sign, and α RA and α RB have the same sign, and the difference between them is related. (Formula 51).

【0216】一般に、温度係数の差、△α,△α
±2%程度のばらつきをもっているため、θ(温度)
は、トルク測定装置毎に異なってくる。
Generally, since the differences in temperature coefficients, Δα L and Δα R have a variation of about ± 2%, θ C (temperature)
Varies depending on the torque measuring device.

【0217】したがって、温度ドリフトは、トルク測定
装置毎に違ってくることになる。
Therefore, the temperature drift is different for each torque measuring device.

【0218】温度係数のばらつきは、μ,μ″,Rdc
の温度係数のばらつきによるものと考えられる。
The variation of the temperature coefficient is μ, μ ″, Rdc
It is considered that this is due to the variation in the temperature coefficient of.

【0219】軸径19mmの鋼の場合、θ(トル
ク),θ(温度)がどの程度の値であるのかを確かめ
てみる。数式47,49,50より次の値が得られる。
In the case of steel having a shaft diameter of 19 mm, the values of θ C (torque) and θ C (temperature) are checked. The following values are obtained from the equations 47, 49 and 50.

【0220】[0220]

【数式57】[Formula 57]

【0221】 [0221]

【0222】一方、On the other hand,

【0223】 [0223]

【0224】であるから、Therefore,

【0225】 [0225]

【0226】の関係が成立している。(数式52参
照)。
The following relationship is established. (See Formula 52).

【0227】また、θ(温度)は数式47,49,5
1より次の値が得られる。
Further, θ C (temperature) is calculated by the equations 47, 49, 5
The following values are obtained from 1.

【0228】[0228]

【数式58】[Formula 58]

【0229】 [0229]

【0230】この場合には、温度位相はトルク位相と、
ほぼ同じところになっている。
In this case, the temperature phase is the torque phase,
It is almost the same place.

【0231】θ(トルク)は約(+)73°であるの
で、θ(温度)を(−)にすることを考える。いま、
α(温度係数)の方はαLA−αLB>0なので、α
RAαRBとすればよく、Z(〜)の方に温度係数を
もつ小抵抗を入れ、αRBを大きくすればよい。
Since θ C (torque) is approximately (+) 73 °, consider setting θ C (temperature) to (−). Now
For α L (temperature coefficient), α LA −α LB > 0, so α
RA α RB may be set, and a small resistance having a temperature coefficient may be inserted in Z 2 (to) to increase α RB .

【0232】そこで、1Ω(0.004/°C)をつけ
るとαRB=1.4271×10 /°Cになり、こ
のとき、次の値を得る。
[0232] Therefore, when put 1Ω (0.004 / ° C) α RB = 1.4271 × 10 - becomes 3 / ° C, this time, to obtain the following values.

【0233】[0233]

【数式59】[Formula 59]

【0234】 [0234]

【0235】したがって、温度位相を約80°離せるこ
とになり、その温度位相で検波すると、温度依存分をな
くすことができるものと予想される。
Therefore, the temperature phase is separated by about 80 °, and it is expected that the temperature dependence can be eliminated by detecting the temperature phase.

【0236】〔θc(温度)設定の考え方〕さて、以上
のことを整理すると、θ(トルク)は、θでほぼ確
定しており、θ>0でありかつ軸径19mmの鋼の場
合は約73°である。
[0236] Now [.theta.c (temperature) set of ideas] and rearranging the above, theta C (torque) is approximately determined by theta 1, a theta 1> 0 and the shaft diameter 19mm Steel The case is about 73 °.

【0237】したがって、θ(温度)の方は(−)の
値をとるように温度係数の大小関係を次式のように設定
すればよい。
Therefore, the magnitude relationship of the temperature coefficients may be set as in the following equation so that θ C (temperature) takes a value of (−).

【0238】[0238]

【数式60】[Equation 60]

【0239】 [0239]

【0240】数式60において、軸径が19mmの鋼の
場合、以下の値を得る。
In the equation 60, the following values are obtained for steel having a shaft diameter of 19 mm.

【0241】[0241]

【数式61】[Equation 61]

【0242】 [0242]

【0243】なお、図7はθ(温度)設定の説明図で
ある。
FIG. 7 is an explanatory diagram for setting θ C (temperature).

【0244】〔実際のブリッジ回路〕実際のブリッジ回
路は、図2に示してあるように、バランス調整用の抵抗
Rex,Rexを並列に入れてある。
[Actual Bridge Circuit] As shown in FIG. 2, the actual bridge circuit has resistors Rex 1 and Rex 2 for balance adjustment in parallel.

【0245】図8は実際のブリッジ回路をよりわかり易
く書き直したものである。
FIG. 8 is a rewrite of the actual bridge circuit for easier understanding.

【0246】図8は図2とまったく同じで、バランスが
成り立ったときの外付抵抗の大きさをRZ1,Rexr
であらわしたものである。
FIG. 8 is exactly the same as FIG. 2, and the magnitude of the external resistance when the balance is established is represented by R Z1 , Rexr.
It is represented by 1 .

【0247】さて、並列に抵抗を入れたときのブリッジ
回路の各辺の合成インピーダンスをZ´(〜),R
´等と表わすことにすれば、これまで算出した式はその
まま使うことができる。
Now, the combined impedance of each side of the bridge circuit when resistors are inserted in parallel is Z 1 ′ (˜), R 1
If expressed as', etc., the equation calculated so far can be used as it is.

【0248】ところで、軸径が19mmの鋼の場合、数
式59からの予想では、θ(温度)は、必ず(−)の
値になるはずであるが、実際のブリッジ回路を使った実
験の結果では、θ(温度)は(−)にならなかった。
By the way, in the case of steel having a shaft diameter of 19 mm, according to the expectation from the numerical formula 59, θ C (temperature) should always be a value of (−), but in the experiment using an actual bridge circuit, As a result, θ C (temperature) did not become (−).

【0249】このことに対して鋭意研究を重ねたこと
が、本発明をなしえた要因である。
The fact that the inventors have earnestly researched for this is the reason why the present invention is realized.

【0250】〔ブリッジバランスによる温度係数の変更
について〕例えば、Z(〜)の温度係数αLA,α
RA(またはトルク依存係数)は、ブリッジのバランス
をとった後では、若干変更をうける。
[Regarding Change in Temperature Coefficient by Bridge Balance] For example, the temperature coefficients α LA and α of Z 1 (...)
RA (or the torque dependent coefficient) is subject to slight changes after balancing the bridge.

【0251】すなわち、Z(〜)側の辺の合成インピ
ーダンスZ´(〜)における温度係数であるα
LA´,αRA´が、Z(〜)単独での温度係数α
LA,αRAとは異なってくることを、ここでは変更と
呼ぶことにする(その他の諸量についても同様)。
That is, α is the temperature coefficient of the combined impedance Z 1 ′ (˜) on the side on the Z 1 (˜) side.
LA ′, α RA ′ is the temperature coefficient α of Z 1 (˜) alone.
Differences from LA and α RA will be referred to as changes here (the same applies to other quantities).

【0252】また、RAO,LAOも若干の変更をう
け、Z(〜)も同様に変更をうける。
Further, R AO and L AO are slightly modified, and Z 2 (-) is also similarly modified.

【0253】したがって、数式47のθ(温度)が期
待どおりに変わらないこともありうる。
Therefore, it is possible that θ C (temperature) in Expression 47 does not change as expected.

【0254】ブリッジのバランスが成り立ったときに
は、既に数式10で述べたように、バランス調整用の外
付抵抗との合成インピーダンスZ´(〜),Z´
(〜)の各々の角度θ´,θ´はそれぞれ等しくな
る。しかも、θ,θのうち小さい分の角度よりも若
干小さな値になる。
When the bridge balance is established, as already described in formula 10, the combined impedance Z 1 ′ (to) and Z 2 ′ with the external resistance for balance adjustment.
The angles θ 1 ′ and θ 2 ′ of (-) are equal to each other. Moreover, the angle is a little smaller than the smaller angle of θ 1 and θ 2 .

【0255】例えば、θ>θのときは、θはθ
より若干小さな値θ´(=θ´)に変わることにな
る。
For example, when θ 1 > θ 2 , θ 1 becomes θ 2
The value will change to a slightly smaller value θ 1 ′ (= θ 2 ′).

【0256】角度が変えられると、温度係数も変更を受
けると考えられ、数値解析によって、詳細に検討を加え
た。
It is considered that when the angle is changed, the temperature coefficient is also changed, and detailed investigation was made by numerical analysis.

【0257】軸径19mmの鋼のデータをもとに解析し
た。
Analysis was performed based on the data of steel having a shaft diameter of 19 mm.

【0258】Rex=Rex=500kΩとし、Z
(〜)のθを(−)3.0°〜(+)3.0°まで
変えた時に、温度係数がどのように変化するか解析した
結果を図9に示す。
Rex 1 = Rex 2 = 500 kΩ and Z
2 theta 2 of (-) (-) when the change to 3.0 ° ~ (+) 3.0 ° , shows the results of temperature coefficient is analyzed how changes in FIG.

【0259】図9において、縦軸は、Z(〜)または
(〜)の最初の温度係数に対して、ブリッジバラン
スさせた後のZ´(〜)およびZ´(〜)の温度係
数がどの程度の大きさになるかを示している。
[0259] In FIG. 9, the vertical axis, for the first temperature coefficient Z 1 (~) or Z 2 (~), Z 1 after being bridge balance '(...) and Z 2' (-) It shows how large the temperature coefficient of is.

【0260】一方、図9の横軸は、ブリッジバランスを
とった後に角度が何度変わるかを示しており、(−)3
°〜0°の範囲ではθがその角度分減少し、0°〜
(+)3°ではθがその角度分減少する。つまり、角
度の変わった分の温度係数が変化することになる。例え
ば、角度が1度変わるとαの方は約5%減少し、α
の方は約4%減少することがわかる。(なお、合成イン
ピーダンスにおける諸量も´をつけないで記述すること
にし、これは以降においても同様である。)次に、数式
59の場合にもどって検討する。
On the other hand, the horizontal axis of FIG. 9 shows how many times the angle changes after the bridge balance is taken, and (−) 3
In the range of 0 ° to 0 °, θ 1 decreases by that angle,
At (+) 3 °, θ 2 decreases by that angle. That is, the temperature coefficient changes as the angle changes. For example, if the angle changes by 1 degree, α L decreases by about 5%, and α R decreases
It can be seen that there is a decrease of about 4%. (Note that various quantities in the combined impedance will be described without the suffix, and this will be the same in the following.) Next, the case of Expression 59 will be examined again.

【0261】Z(〜)の方に1Ωをつけると、θ
72.98°から72.02°になる。一方、Z
(〜)のθは72.97°なので、θ>θとな
る。つまり、ブリッジバランスをとると、θの方は1
°弱変わることになる。このときには、αLAが約5%
小さくなるため、αLA−αLB>0の関係が成りたた
ずにαLA−αLB<0となってしまい、これが実験に
おいてθc(温度)が(−)にならなかった理由であ
る。
When 1Ω is added to Z 2 (-), θ 2 changes from 72.98 ° to 72.02 °. On the other hand, Z
Since θ 1 of 1 (to) is 72.97 °, θ 1 > θ 2 . In other words, when taking bridge balance, θ 1 is 1
° It will change slightly. At this time, α LA is about 5%
Since it becomes smaller, the relationship of α LA −α LB > 0 does not hold and α LA −α LB <0 holds, which is the reason why θc (temperature) did not become (−) in the experiment.

【0262】したがって、Z(〜)の方にも温度係数
をもたない小抵抗を入れて、
Therefore, a small resistor having no temperature coefficient is inserted also in Z 1 (-),

【0263】 [0263]

【0264】で若干θの方を小さめに設定しておくこ
とにより、αLA−αLB>0の関係を成り立たせるよ
うにする。
Then, by slightly setting θ 1 to be small, the relationship of α LA −α LB > 0 is established.

【0265】ところで、一般には、αLA,αLB,α
RAおよびαRBの温度係数の大小関係まで含めて、確
認できていることはあり得ない。
By the way, in general, α LA , α LB , α
It cannot be confirmed, including the magnitude relationship between the temperature coefficients of RA and α RB .

【0266】また、トルク測定装置ごとに調べることは
煩雑であるうえ、効率的でない。
In addition, it is complicated and inefficient to examine each torque measuring device.

【0267】結局、θの方を約1°小さめに設定すれ
ば、αLBの方は約5%小さくなるので、確実にαLA
−αLB>0の関係が成り立つようになる(温度係数差
は(±)2%程度)。
After all, if θ 1 is set to be smaller by about 1 °, α LB will be reduced by about 5%, so it is certain that α LA is
The relationship of −α LB > 0 comes to hold (the temperature coefficient difference is about (±) 2%).

【0268】また、Z(〜)の方に1Ω(0.004
/°C)をつけるとすると、αRB=1.4271×1
−3/°Cとなり約12%増加する。そして、この増
加分が約4%小さくなっても約8%の増加が確保される
から、αRA−αRB<0の関係も成り立つこととな
る。
Also, for Z 2 (-), 1Ω (0.004
/ ° C), α RB = 1.4271 × 1
It becomes 0 −3 / ° C, which is an increase of about 12%. Then, even if this increase is reduced by about 4%, an increase of about 8% is secured, so that the relationship of α RA −α RB <0 is also established.

【0269】なお、Z(〜)の方に温度係数をもたな
い小抵抗を入れると、αはその分減少するから、確実
にαRA−αRB<0の関係が成立することになる。
When a small resistance having no temperature coefficient is inserted in Z 1 (-), α R is reduced by that amount, so that the relationship of α RA −α RB <0 is surely established. Become.

【0270】以上の考察をもとに、軸径19mmの鋼の
場合のθ(温度)を予想してみる。
Based on the above consideration, let us estimate θ C (temperature) in the case of steel having a shaft diameter of 19 mm.

【0271】Z(〜)の方には、温度係数をもたない
小抵抗を2Ω入れ、Z(〜)の方には、温度係数0.
004/℃の小抵抗1Ωをいれると、θ=71.10
°,θ=72.02°であり、θの方が0.91°
大きく設定できる。
[0271] towards Z 1 of (~) is, put 2Ω a small resistance that does not have a temperature coefficient, towards the Z 2 (~), the temperature coefficient of 0.
If a small resistance of 004 / ° C. of 1Ω is added, θ 1 = 71.10
Θ, θ 2 = 72.02 °, and θ 2 is 0.91 °
Can be set large.

【0272】また、ブリッジバランスをとる前の温度係
数は、αLAとαLBとは同じ値であり、αRAは1.
1465×10−3/°Cと小さくなり、αRBは1.
4271×10−3/°Cと大きくなる。
The temperature coefficient before bridge balance is the same for α LA and α LB, and α RA is 1.
It becomes as small as 1465 × 10 −3 / ° C, and α RB is 1.
It increases to 4271 × 10 −3 / ° C.

【0273】そして、ブリッジバランスをとることに、
αLBが5%小さくなると共にα が4%小さくなる
とすると、αLB=2.5559×10−4/°C,α
RB=1.3700×10−3/°Cとなるので、これ
らの値を数式47に代入すると以下の値を得る。
Then, in taking the bridge balance,
When alpha LB is the alpha R B with 5% smaller and 4% smaller, α LB = 2.5559 × 10 -4 / ° C, α
Since RB = 1.3700 × 10 −3 / ° C, the following values are obtained by substituting these values into Equation 47.

【0274】[0274]

【数式62】[Equation 62]

【0275】 [0275]

【0276】このθ(温度)の値は、実験で求めた値
とほぼ一致している。
The value of θ C (temperature) is almost the same as the value obtained by the experiment.

【0277】さて、トルク依存係数の方も若干の変更を
うける。
Now, the torque dependence coefficient is also slightly changed.

【0278】図9と同様の解析の結果では、1度変わる
とαの方が約1%減少し、αの方は数%増加してい
る。
According to the result of the analysis similar to that shown in FIG. 9, α L is decreased by about 1% and α R is increased by several% when it is changed once.

【0279】これらのθ(トルク)への影響もほとん
どないと考えられる。
It is considered that there is almost no influence on these θ C (torque).

【0280】また、トルク測定装置の感度への影響もほ
とんどないと考えられる。と言うのは、θ(トルク)
を決定しているトルク依存係数は、数式47に示すよう
に、和の形できいてくるからである。
Further, it is considered that there is almost no influence on the sensitivity of the torque measuring device. Means θ C (torque)
This is because the torque dependence coefficient that determines is calculated in the form of sum as shown in Expression 47.

【0281】また、数式46の△Zの大きさを決定し
ているのは、sinθ(αLA−αLBの項で
あり、αLAまたはαLBが約1%減少したとしても△
の大きさはほとんどかわらないからである。
Further, it is the term of sin 2 θ 1LA −α LB ) 2 that determines the magnitude of ΔZ C in the equation 46, and α LA or α LB is reduced by about 1%. Even △
This is because the size of Z C hardly changes.

【0282】なお、トルク測定装置の(±)感度の違い
にもほとんど影響しないと考えられ、さらに、トルクに
対するヒステリシスの要因にもならないと考えられる。
It is considered that the difference in the (±) sensitivity of the torque measuring device is hardly influenced, and further, it does not cause the hysteresis of the torque.

【0283】実際に実験を行った結果、以上の点が確認
できた。
As a result of an actual experiment, the above points were confirmed.

【0284】つまり、トルク依存係数の方も若干の変更
をうけるものの、それらは出力特性にほとんど影響しな
いので、無視してもよいということである。
That is, although the torque dependence coefficient is also slightly changed, it has almost no effect on the output characteristic and can be ignored.

【0285】また、図9での温度係数の変更度合は、θ
1 が約73°のときの場合である。θが違う大きさの
ときには、温度係数の変更度合も少し違ってくる。
In addition, the degree of change of the temperature coefficient in FIG.
This is the case when 1 is about 73 °. When θ 1 has a different magnitude, the degree of change in the temperature coefficient also becomes slightly different.

【0286】しかし、温度係数の変更度合の大きさの程
度が大幅に変わることは無いので、図9の結果をもとに
考えれば十分である。
However, since the degree of change of the temperature coefficient does not change significantly, it is sufficient to consider based on the result of FIG.

【0287】なお、上記の説明および後に示す実施例で
は、発明の内容を説明するために極めて限定された例示
等の記述にとどまっているが、上記の概念を利用するブ
リッジ回路における調整方法をも含むことは言うまでも
ない。
In the above description and the embodiments described later, only extremely limited examples and the like are described for explaining the contents of the invention, but an adjusting method in a bridge circuit utilizing the above concept is also included. Needless to say, it is included.

【0288】[0288]

【発明の作用】この発明に係わる磁歪式トルク測定装置
は、上記した構成としてあるので、温度位相をトルク位
相から離して設定する調整作業を簡単に行えるようにな
ることから、この作業工数は少ないものとなり、加え
て、位相の分離を確実に行えることから、温度ドリフト
が少なく、測定は安定して行われることとなる。
Since the magnetostrictive torque measuring device according to the present invention has the above-mentioned configuration, the adjustment work for setting the temperature phase apart from the torque phase can be easily performed, so that the number of man-hours required is small. In addition, since the phases can be reliably separated, the temperature drift is small and the measurement can be performed stably.

【0289】[0289]

【実施例1】クロムモリブデン(SCM)系の鋼を素材
とし、これを機械加工して、軸径19mmのトルク測定
装置用被測定軸2とした。
Example 1 Chromium-molybdenum (SCM) -based steel was used as a raw material and was machined into a shaft 2 to be measured for a torque measuring device having a shaft diameter of 19 mm.

【0290】そして、この被測定軸2には、幅1mm,
深さ1.5mm(0.5R)の部分らせん状の溝3,4
を(±)45°方向に一対形成した(図1参照)。この
場合、溝本数は、20本(20等分)で、溝部の長さは
10mmのものとした。その後、浸炭焼入れ、焼戻しを
施した。
The measured shaft 2 has a width of 1 mm,
Partial spiral grooves 3, 4 with a depth of 1.5 mm (0.5R)
A pair of (±) 45 ° was formed (see FIG. 1). In this case, the number of grooves was 20 (20 equal parts), and the length of the groove was 10 mm. Then, carburizing and quenching and tempering were performed.

【0291】この被測定軸2に対しては、5mm幅のコ
イル(90ターン)5,6を部分らせん状溝3,4に各
々対向させて設置した。
With respect to the shaft 2 to be measured, coils (90 turns) 5 and 6 having a width of 5 mm were installed so as to face the partial spiral grooves 3 and 4, respectively.

【0292】前述したコイル5,6のインピーダンスの
トルク依存係数,温度依存係数等は、この状態で測定し
たものである。(数式49〜数式51参照、なおθ
72.97°,θ=72.98°) そして、ブリッジ回路においては、温度位相をトルク位
相から離すために、図8に示すように、片方にマンガニ
ン線で作成した2Ωの抵抗を付けると共にもう片方に温
度係数0.004/°Cの1Ωの抵抗を付けた。
The torque dependence coefficient and the temperature dependence coefficient of the impedance of the coils 5 and 6 described above are measured in this state. (See Numerical Expressions 49 to 51, where θ 1 =
72.97 °, θ 2 = 72.98 °) Then, in the bridge circuit, in order to separate the temperature phase from the torque phase, as shown in FIG. A resistance of 1Ω having a temperature coefficient of 0.004 / ° C was attached to the other side.

【0293】そのとき、インピーダンス・アナライザー
で測定した周波数30kHzにおけるθ,θは、θ
=71.10°,θ=72.02°であって、θ
の方を0.92°大きく設定できた。
At that time, θ 1 and θ 2 at the frequency of 30 kHz measured by the impedance analyzer are θ
1 = 71.10 °, θ 2 = 72.02 °, and θ 2
Was able to be set larger by 0.92 °.

【0294】また、Rex=Rex=500kΩの
可変抵抗をバランス調整用の抵抗に用い、まず、R
=50Ωとした。
Also, a variable resistor of Rex 1 = Rex 2 = 500 kΩ is used as a resistor for balance adjustment, and first, R 1 =
R 2 = 50Ω.

【0295】そこで、室温にてブリッジバランスをと
り、(+)20kgmのトルクを印加したときのトルク
位相は、4.5°であった。
Therefore, when the bridge balance was taken at room temperature and a torque of (+) 20 kgm was applied, the torque phase was 4.5 °.

【0296】次に、トルクをかけないで、トルク検出部
の温度を約20°C、一様に上げた。このときの位相、
すなわち温度位相は、94.1°であり、この位相を検
波タイミングθtとした。
Next, without applying torque, the temperature of the torque detecting portion was raised uniformly to about 20 ° C. Phase at this time,
That is, the temperature phase was 94.1 °, and this phase was used as the detection timing θt.

【0297】さて、θ=38.7°,θ=38.7
°と見積れることから、θ(トルク)=72.9°,
θ(温度)=−16.7となり、θ(温度)は、前
述した数式62の予想とほぼ一致している。
By the way, θ A = 38.7 °, θ B = 38.7.
Since θ is estimated to be θ C (torque) = 72.9 °,
θ C (temperature) = − 16.7, and θ C (temperature) almost agrees with the expectation of the above-mentioned formula 62.

【0298】なお、トルク位相と温度位相とは、89.
6°離れていることになっており、非常に望ましい状況
となっている。
The torque phase and the temperature phase are 89.
It is supposed to be 6 ° apart, which is a very desirable situation.

【0299】そして、100°Cまで温度を上げたとき
のゼロ点の温度ドリフトは、−0.1kgm未満となっ
ており、それ以下の温度域ではさらに小さい値であっ
た。
The temperature drift at the zero point when the temperature was raised to 100 ° C. was less than −0.1 kgm, and was even smaller in the temperature range below that.

【0300】上記説明では、発明の内容を確認する意味
で、順序通り説明を進めたが、実作業はもっと簡単に行
うことができる。
In the above description, the description was made in order to confirm the contents of the invention, but the actual work can be performed more easily.

【0301】すなわち、θ(トルク)はほぼコイル
5,6のうちのいずれか一方の角度であることがわかっ
ている。
That is, it is known that θ C (torque) is approximately the angle of either one of the coils 5 and 6.

【0302】いま、(+)トルクを印加したとき、コイ
ル5が引張になるようにしてある(図1参照)とする
と、θ(温度)を(−)に設定すればよいから、数式
47においてαLA−αLB>0,αRA−αRB<0
とする。
Now, assuming that the coil 5 is pulled when the (+) torque is applied (see FIG. 1), the θ C (temperature) may be set to (−), and therefore the equation 47 At α LA −α LB > 0, α RA −α RB <0
And

【0303】そのため、コイル6の方に温度係数をもつ
小抵抗を入れると共に、コイル5の分に温度係数をもた
ない小抵抗を入れ、さらに、θ<θとし、このとき
θの方は約1度大きくする。
[0303] Therefore, the add small resistor having a temperature coefficient towards the coil 6, put a small resistor having no minute temperature coefficient of the coil 5, further and θ 1 <θ 2, in this case theta 2 The person makes it about 1 degree larger.

【0304】この状態にして、室温にてブリッジバラン
スをとる。
In this state, bridge balance is taken at room temperature.

【0305】つぎに、所定の温度まで温度を上昇させ、
この際、装置出力がゼロになるように検波タイミングθ
tを設定する。
Next, the temperature is raised to a predetermined temperature,
At this time, the detection timing θ is set so that the device output becomes zero.
Set t.

【0306】この後、室温にもどして、トルクに対する
校正、すなわち、ゲイン調整のみをする。
After that, the temperature is returned to room temperature, and only the torque is calibrated, that is, only the gain adjustment is performed.

【0307】[0307]

【実施例2】Al:13重量%、残部FeよりなるFe
−Al合金(高感度軸材料)を素材とし、これを機械加
工して、軸径20mmのトルク測定装置用被測定軸とし
た。
Example 2 Fe: Al: 13% by weight, balance Fe
-Al alloy (high-sensitivity shaft material) was used as a raw material, and this was machined into a shaft to be measured for a torque measuring device having a shaft diameter of 20 mm.

【0308】そして、この被測定軸には、幅2mm,深
さ1mm(1R)の部分らせん状の溝を(±)45°方
向に一対形成した(図1参照)。この場合、溝本数は1
2本(12等分)で、溝部の長さは11mmのものとし
た。その後、真空中で860°Cに加熱して3時間保持
し、オイル中にて急冷するという熱処理を施した。
A pair of partially spiral grooves having a width of 2 mm and a depth of 1 mm (1R) were formed in the (±) 45 ° direction on the shaft to be measured (see FIG. 1). In this case, the number of grooves is 1
Two pieces (12 equal parts) were used, and the length of the groove was 11 mm. After that, heat treatment of heating to 860 ° C. in vacuum, holding for 3 hours, and quenching in oil was performed.

【0309】この被測定軸に対しては、10mm幅のコ
イル(132ターン)を部分らせん状溝に対抗させて設
置した。
A coil (132 turns) having a width of 10 mm was installed on the shaft to be measured so as to oppose the partial spiral groove.

【0310】そのときのθ,θはθ=72.77
°,θ=72.65°であり、Rex=Rex
500kΩの可変抵抗をバランス調整用の抵抗に用いて
=R=100Ωとした。
At this time, θ 1 and θ 2 are θ 1 = 72.77.
And θ 2 = 72.65 °, and Rex 1 = Rex 2 =
A variable resistance of 500 kΩ was used as a resistance for balance adjustment, and R 1 = R 2 = 100Ω.

【0311】そこで、室温にてブリッジバランスをと
り、(+)4kgmのトルクを印加した時のトルク位相
は、2.2°であった。
Therefore, when the bridge balance was taken at room temperature and a torque of (+) 4 kgm was applied, the torque phase was 2.2 °.

【0312】そこで、92.2°に検波タイミングθt
を設定したが、実作業としては、感度が最も大きくなる
ように検波タイミングθtを設定する。
Therefore, the detection timing θt is set to 92.2 °.
However, in actual work, the detection timing θt is set so as to maximize the sensitivity.

【0313】そして、トルクをかけないで、トルク検出
部の温度を100°Cまで上げたときのゼロ点のドリフ
トは(+)0.11kgmであった。
The zero point drift was (+) 0.11 kgm when the temperature of the torque detector was raised to 100 ° C. without applying torque.

【0314】次に、コイルの一方にマンガニン線で作成
した3Ωの抵抗を付けると共に、コイルの他方に温度係
数0.004/°Cの1.5Ωの抵抗を付けた。
Next, one side of the coil was provided with a resistance of 3Ω made of manganin wire, and the other side of the coil was provided with a resistance of 1.5Ω having a temperature coefficient of 0.004 / ° C.

【0315】そのとき、θ=71.24°,θ=7
1.87°であって、θの方を0.63°大きく設定
できた。
At that time, θ 1 = 71.24 °, θ 2 = 7
It was 1.87 °, and θ 2 could be set larger by 0.63 °.

【0316】次いで、ブリッジを組み、室温にてバラン
スをとり、(+)4kgmのトルクを印加したときのト
ルク位相は1.4°であった。
Next, a bridge was assembled, the balance was maintained at room temperature, and the torque phase was 1.4 ° when a torque of (+) 4 kgm was applied.

【0317】そこで91.4°に検波タイミングθtを
設定した。
Therefore, the detection timing θt is set to 91.4 °.

【0318】なお、Rex,Rex,R,R
同じであり、実作業も前述と同じである。
Rex 1 , Rex 2 , R 1 and R 2 are the same, and the actual work is also the same as described above.

【0319】トルクをかけないで、トルク検出部の温度
を100°Cまで上げたときのゼロ点のドリフトは
(−)0.02kgmであった。
The drift at the zero point when the temperature of the torque detecting portion was raised to 100 ° C. without applying torque was (−) 0.02 kgm.

【0320】以上のように、被測定軸に高感度軸材料で
あるFe−Al合金を使った磁歪式トルク測定装置にお
いては、温度位相を設定するだけでよく、室温において
トルク位相+90°で検波することにより、温度ドリフ
トを少なく、しかもドリフトする方向を常に一定させる
ことができる。
As described above, in the magnetostrictive torque measuring device using the Fe-Al alloy, which is a high-sensitivity shaft material, for the shaft to be measured, it suffices to set the temperature phase and detect the torque phase + 90 ° at room temperature. By doing so, the temperature drift can be reduced, and the drift direction can be made constant at all times.

【0321】なお、軸方向に温度差が発生すると、温度
差による誤差が生ずるため、実用的な磁歪式トルク測定
装置においては、4個のコイルによって温度差による分
を補償する対策がとられている。
When a temperature difference occurs in the axial direction, an error due to the temperature difference occurs. Therefore, in a practical magnetostrictive torque measuring device, a measure is taken to compensate for the temperature difference with four coils. There is.

【0322】本発明では、その内容を説明するため、2
個のコイルの場合に付いてのみ述べたが、この発明を4
個のコイルの場合に適用することももちろんできる。
In the present invention, in order to explain the contents, 2
Although only the case of a single coil has been described, the present invention
Of course, it can be applied to the case of individual coils.

【0323】4個のコイルとした場合、軸方向にコイル
を4個、すなわちZ(〜),Z(〜),Z
(〜),Z(〜)の順で配置しており、Z
(〜),Z(〜)を溝部分に対向させている。
When four coils are used, there are four coils in the axial direction, that is, Z C (-), Z A (-), Z.
B (~) and Z D (~) are arranged in this order, and
A (~) and Z B (~) are opposed to the groove portion.

【0324】そして、例えば、Z(〜)とZ(〜)
のペアをコイル5とすると共にZ(〜)とZ(〜)
のペアをコイル6とすれば、先のコイル2個の場合と同
様の作用・効果が期待できる。
Then, for example, Z A (~) and Z B (~)
The pair of coils is the coil 5 and Z B (~) and Z C (~)
If the pair is the coil 6, the same action and effect as in the case of the previous two coils can be expected.

【0325】[0325]

【発明の効果】以上述べてきたように、本発明に係わる
磁歪式トルク測定装置では、温度位相をトルク位相から
離す際の設定作業が極めて簡単に行うことができるの
で、これまで必要であった多大な調整工数をなくすこと
ができるうえ、一度の設定作業で温度位相をトルク位相
から70°以上確実に離せることから、温度ドリフトが
少なくなって、安定した測定が可能になるという非常に
優れた効果がもたらされる。
As described above, in the magnetostrictive torque measuring device according to the present invention, the setting work for separating the temperature phase from the torque phase can be performed very easily, and thus it has been necessary until now. It is possible to eliminate a great deal of adjustment man-hours, and since the temperature phase can be reliably separated from the torque phase by 70 ° or more in one setting operation, temperature drift is reduced and stable measurement is possible. The effect is brought.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】磁歪式トルク測定装置のトルク検出部の概略構
成を例示する説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a torque detection unit of a magnetostrictive torque measuring device.

【図2】磁歪式トルク測定装置のトルク検出回路である
ブリッジ回路および信号処理回路構成を例示する説明図
である。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating the configuration of a bridge circuit that is a torque detection circuit and a signal processing circuit of the magnetostrictive torque measuring device.

【図3】磁歪式トルク測定装置のブリッジ回路出力特性
を数式化するときに用いた、簡単化したブリッジ回路の
説明図である
FIG. 3 is an explanatory diagram of a simplified bridge circuit used when formulating a bridge circuit output characteristic of a magnetostrictive torque measuring device.

【図4】(a)インピーダンスZ(〜)のトルク印加
によるベクトル図である。 (b)インピーダンスZ(〜)のトルク印加によるベ
クトル図である。
FIG. 4 (a) is a vector diagram of impedance Z 1 (˜) when torque is applied. (B) it is a vector diagram according to a torque applied in the impedance Z 2 (~).

【図5】(a)インピーダンスZ(〜)の温度印加に
よるベクトル図である。 (b)インピーダンスZ(〜)の温度印加によるベク
トル図である。
FIG. 5 (a) is a vector diagram of impedance Z 1 (˜) when temperature is applied. (B) it is a vector diagram according to the temperature applied in the impedance Z 2 (~).

【図6】インピーダンスZ(〜)のベクトル図であ
る。
FIG. 6 is a vector diagram of impedance Z A (˜).

【図7】温度位相を支配している位相の設定域を示す説
明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a setting range of a phase that governs a temperature phase.

【図8】バランス調整用の抵抗が並列にはいっているこ
とを強調して示した実際のブリッジ回路と等価なブリッ
ジ回路の説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a bridge circuit equivalent to an actual bridge circuit, which emphasizes that balance adjusting resistors are inserted in parallel.

【図9】ブリッジバランスをとるに際して、合成インピ
ーダンスの角度が相違した場合にブリッジ辺の合成イン
ピーダンスにおける温度係数の変化率を示すグラフであ
る。
FIG. 9 is a graph showing the rate of change of the temperature coefficient in the combined impedance of the bridge sides when the angles of the combined impedance are different when the bridge balance is taken.

【符号の説明】 1 トルク測定装置のトルク検出部 2 被測定軸 5,6 コイル 10 トルク測定装置のトルク検出回路。[Description of Reference Signs] 1 torque detection unit of torque measurement device 2 measured shaft 5, 6 coil 10 torque detection circuit of torque measurement device

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【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年2月6日[Submission date] February 6, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】請求項1[Name of item to be corrected] Claim 1

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0010[Correction target item name] 0010

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0010】に増幅され、同期検波器15によって同期
検波され、装置出力△V(−)は直流として出力され
る。また、同期検波の参照信号(位相、θt)は、発振
器13より移相器16を介して供給される。
The signal is amplified to and synchronously detected by the synchronous detector 15, and the device output ΔV (-) is output as a direct current. The reference signal (phase, θt) for synchronous detection is supplied from the oscillator 13 via the phase shifter 16.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0024[Correction target item name] 0024

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0024】[0024]

【発明の目的】本発明は、温度位相をトルク位相から離
すためのより効率のよい優れた手法を見い出すべく、ブ
リッジ回路の特性やブリッジ回路の出力特性等について
鋭意検討の結果なされたもので、その目的とするところ
は、温度位相をトルク位相から離すに際して多大な調整
工数を必要とせず、しかも温度ドリフトが少なく、安定
してトルクの測定を行なうことが可能である磁歪式トル
ク測定装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made as a result of earnest studies on the characteristics of a bridge circuit and the output characteristics of a bridge circuit in order to find a more efficient and excellent method for separating the temperature phase from the torque phase. The purpose is to provide a magnetostrictive torque measuring device that does not require a great amount of adjustment man-hours when separating the temperature phase from the torque phase, has a small temperature drift, and enables stable torque measurement. To do.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0027[Name of item to be corrected] 0027

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】本発明に係わる磁歪式ト
ルク測定装置は、相互に隣り合う2辺を被測定軸に設け
たコイル辺とすると共に他の2辺を固定抵抗としてブリ
ッジを組み、前記2辺のコイル辺および前記2辺の固定
抵抗辺に対し各々並列に2つのブリッジバランス調整用
の可変抵抗を設けたブリッジ回路を備え、前記被測定軸
に印加されたトルクを磁気歪作用により前記ブリッジ回
路で検出する磁歪式トルク測定装置において、前記コイ
ル辺の一方に温度係数をもたない小抵抗を挿入すると共
に前記コイル辺の他方に温度係数をもつ小抵抗を挿入す
ることにより、前記コイルと小抵抗からなる前記コイル
辺のインピーダンスベクトルをそれぞれZ(〜),Z
(〜)、角度をそれぞれθ,θとあらわしたとき
にθ<θの関係に設定した後ブリッジバランスを設
定させたブリッジ回路を具備した構成としたことを特徴
としており、本発明に係わる磁歪式トルク測定装置の実
施態様においては、温度のみ一様に変えたときのブリッ
ジ回路出力の位相である温度位相に、同期検波のタイミ
ングを設定した構成とし、同じく実施態様において、ト
ルクのみ印加したときのブリッジ回路出力の位相である
トルク位相に対し、同期検波のタイミングをトルク位相
+90°に設定した構成としたことを特徴としており、
上記した磁歪式トルク測定装置に係わる発明の構成をも
って前述した従来の課題を解決するための手段としてい
る。
In a magnetostrictive torque measuring device according to the present invention, two sides adjacent to each other are coil sides provided on a shaft to be measured, and the other two sides are fixed resistors to form a bridge. A bridge circuit in which two variable resistors for bridge balance adjustment are provided in parallel with the two coil sides and the fixed resistance sides of the two sides, and the torque applied to the shaft to be measured is magnetostrictive. In the magnetostrictive torque measuring device for detecting with the bridge circuit, by inserting a small resistor having no temperature coefficient into one of the coil sides and inserting a small resistor having a temperature coefficient into the other of the coil sides, The impedance vectors of the coil side composed of the coil and the small resistance are Z 1 (to) and Z, respectively.
2 (-), when the angles are expressed as θ 1 and θ 2 , respectively, the relationship is set to θ 12 and then the bridge balance is set. In the embodiment of the magnetostrictive torque measuring device according to the invention, the temperature phase, which is the phase of the bridge circuit output when only the temperature is uniformly changed, has a configuration in which the timing of the synchronous detection is set. It is characterized in that the timing of synchronous detection is set to the torque phase + 90 ° with respect to the torque phase which is the phase of the bridge circuit output when only the voltage is applied.
The structure of the invention relating to the above-mentioned magnetostrictive torque measuring device serves as means for solving the above-mentioned conventional problems.

【手続補正5】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0041[Correction target item name] 0041

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0041】一方、バランス条件は△V(〜)=0
(〜)であるから、数式3より数式5を得る。
On the other hand, the balance condition is ΔV (∼) = 0.
Since it is (~), Equation 5 is obtained from Equation 3.

【手続補正6】[Procedure Amendment 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0098[Correction target item name] 0098

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0098】次に、数式16に数式4,数式7,数式2
0,数式21および数式23をそれぞれ代入し、インピ
ーダンスZ(〜)をZe(jθ)で表わせば数式25が
導かれる。
Next, in Equation 16, Equation 4, Equation 7, and Equation 2
Equation 25 is derived by substituting 0, Equation 21 and Equation 23 and expressing the impedance Z (-) by Ze (jθ).

【手続補正7】[Procedure Amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0101[Correction target item name] 0101

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0101】一方、Δθは数式24より数式26と表
わせるので、数式25から数式27が導かれる。
On the other hand, since Δθ C can be expressed as Equation 26 from Equation 24, Equation 27 is derived from Equation 25.

【手続補正8】[Procedure Amendment 8]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0159[Name of item to be corrected] 0159

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0159】さて、装置出力△V(−)は△V(〜)を
周期検波したもので、検波のタイミングをθtとすると
θtからθt+πまでは△V(〜),θt+πからθt
+2πまでは−△V(〜)として積分したものが△V
(−)であるので、数式28により次式を得る。
The device output ΔV (-) is obtained by cyclically detecting ΔV (-). When the detection timing is θt, ΔV (-) and θt + π to θt from θt to θt + π.
Up to + 2π, integrated as -ΔV (~) is ΔV
Since it is (−), the following expression is obtained from Expression 28.

【手続補正9】[Procedure Amendment 9]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0162[Name of item to be corrected] 0162

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0162】この数式から、θt=θdのとき△V
(−)は0であり、θt−θd=90°のとき△V
(−)は最も大きな値となる。
From this equation, when θt = θd, ΔV
(−) Is 0, and ΔV when θt−θd = 90 °
(-) Is the largest value.

【手続補正10】[Procedure Amendment 10]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0193[Name of item to be corrected] 0193

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0193】また、数式2によりバランスが成り立って
いるときには、θ=θでもあるから、数式30より
Further, when the balance is established by the equation 2, since θ A = θ B , the equation 30

【手続補正11】[Procedure Amendment 11]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0211[Correction target item name] 0211

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0211】つまり、トルクを印加した際、μ´もμ″
も同程度変化するため、
That is, when torque is applied, μ ′ and μ ″
Changes about the same,

【手続補正12】[Procedure Amendment 12]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0218[Correction target item name] 0218

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0218】温度係数のばらつきは、μ´,μ″,Rd
cの温度係数のばらつきによるものと考えられる。
The variation in temperature coefficient is μ ′, μ ″, Rd
It is considered that this is due to the variation in the temperature coefficient of c.

【手続補正13】[Procedure Amendment 13]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0231[Name of item to be corrected] 0231

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0231】θ(トルク)は約+73°であるので、
θ(温度)を−にすることを考える。いま、α(温
度係数)の方はαLA−αLB>0なので、αRA−α
RB<θとすればよく、Z(〜)の方に温度係数をも
つ小抵抗を入れ、αRBを大きくすればよい。
Since θ C (torque) is about + 73 °,
Consider setting θ C (temperature) to −. Now, since α L (temperature coefficient) is α LA −α LB > 0, α RA −α
It is sufficient to set RB <θ, and a small resistance having a temperature coefficient may be inserted in Z 2 (to) to increase α RB .

【手続補正14】[Procedure Amendment 14]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0237[Name of item to be corrected] 0237

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0237】したがって、θ(温度)の方は−の値を
とるように温度係数の大小関係を次式のように設定すれ
ばよい。
Therefore, the magnitude relationship of the temperature coefficients may be set as in the following equation so that θ C (temperature) takes a negative value.

【手続補正15】[Procedure Amendment 15]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0248[Correction target item name] 0248

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0248】ところで、軸径が19mmの鋼の場合、数
式59からの予想では、θ(温度)は、必ず−の値に
なるはずであるが、実際のブリッジ回路を使った実験の
結果では、θ(温度)は−にならなかった。
By the way, in the case of steel having a shaft diameter of 19 mm, although the expectation from Formula 59 is that θ C (temperature) should always be a value of −, the result of an experiment using an actual bridge circuit shows that , Θ C (temperature) did not become −.

【手続補正16】[Procedure 16]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0258[Correction target item name] 0258

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0258】Rex=Rex=500kΩとし、Z
(〜)のθを−3.0°〜+3.0°まで変えた時
に、温度係数がどのように変化するか解析した結果を図
9に示す。
Rex 1 = Rex 2 = 500 kΩ and Z
FIG. 9 shows the result of analysis of how the temperature coefficient changes when θ 2 of 2 (−) is changed from −3.0 ° to + 3.0 °.

【手続補正17】[Procedure Amendment 17]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0260[Correction target item name] 0260

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0260】一方、図9の横軸は、ブリッジバランスを
とった後に角度が何度変わるかを示しており、−3°〜
0°の範囲ではθがその角度分減少し、0°〜+3°
ではθがその角度分減少する。つまり、角度の変わっ
た分の温度係数が変化することになる。例えば、角度が
1度変わるとαの方は約5%減少し、αの方は約4
%減少することがわかる。(なお、合成インピーダンス
における諸量も´をつけないで記述することにし、これ
は以降においても同様である。)次に、数式59の場合
にもどって検討する。
On the other hand, the horizontal axis of FIG. 9 shows how many times the angle changes after the bridge balance is taken, and the angle is from -3 ° to
In the range of 0 °, θ 1 decreases by that angle, and 0 ° to + 3 °
Then θ 2 is reduced by that angle. That is, the temperature coefficient changes as the angle changes. For example, if the angle changes by 1 degree, α L decreases by about 5%, and α R decreases by about 4%.
You can see that it decreases by%. (Note that various quantities in the combined impedance will be described without the suffix, and this will be the same in the following.) Next, the case of Expression 59 will be examined again.

【手続補正18】[Procedure 18]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0261[Correction target item name] 0261

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0261】Z(〜)の方に1Ωをつけると、θ
72.98°から72.02°になる。一方、Z
(〜)のθは72.97°なので、θ>θとな
る。つまり、ブリッジバランスをとると、θの方は1
°弱変わることになる。このときには、αLAが約5%
小さくなるため、αLA−αLB>0の関係が成りたた
ずにαLA−αLB<0となってしまい、これが実験に
おいてθ(温度)が−にならなかった理由である。
When 1Ω is added to Z 2 (-), θ 2 changes from 72.98 ° to 72.02 °. On the other hand, Z
Since θ 1 of 1 (to) is 72.97 °, θ 1 > θ 2 . In other words, when taking bridge balance, θ 1 is 1
° It will change slightly. At this time, α LA is about 5%
Since it becomes smaller, the relationship of α LA −α LB > 0 does not hold and α LA −α LB <0 holds, which is the reason why θ C (temperature) did not become − in the experiment.

【手続補正19】[Procedure Amendment 19]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0267[Name of item to be corrected] 0267

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0267】結局、θの方を約1°小さめに設定すれ
ば、αLBの方は約5%小さくなるので、確実にαLA
−αLB>0の関係が成り立つようになる(温度係数差
は±2%程度)。
After all, if θ 1 is set to be smaller by about 1 °, α LB will be reduced by about 5%, so it is certain that α LA is
The relationship of −α LB > 0 is established (the temperature coefficient difference is about ± 2%).

【手続補正20】[Procedure amendment 20]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0282[Name of item to be corrected] 0282

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0282】なお、トルク測定装置の±感度の違いにも
ほとんど影響しないと考えられ、さらに、トルクに対す
るヒステリシスの要因にもならないと考えられる。
It is considered that the difference in ± sensitivity of the torque measuring device is hardly affected, and further, it does not cause a hysteresis with respect to the torque.

【手続補正21】[Procedure correction 21]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0290[Correction target item name] 0290

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0290】そして、この被測定軸2には、幅1mm,
深さ1.5mm(0.5R)の部分らせん状の溝3,4
を±45°方向に一対形成した(図1参照)。この場
合、溝本数は、20本(20等分)で、溝部の長さは1
0mmのものとした。その後、浸炭焼入れ、焼戻しを施
した。
The measured shaft 2 has a width of 1 mm,
Partial spiral grooves 3, 4 with a depth of 1.5 mm (0.5R)
To form ± 45 ° directions (see FIG. 1). In this case, the number of grooves is 20 (divided into 20 equal parts) and the length of the groove is 1
It was set to 0 mm. Then, carburizing and quenching and tempering were performed.

【手続補正22】[Procedure correction 22]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0292[Name of item to be corrected] 0292

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0292】前述したコイル5,6のインピーダンスの
トルク依存係数,温度依存係数等は、この状態で測定し
たものである。(数式49〜数式51参照、なおθ
72.97°,θ=72.98°) そして、ブリッジ回路においては、温度位相をトルク位
相から離すために、片方にマンガニン線で作成した2Ω
の抵抗を付けると共にもう片方に温度係数0.004/
°Cの1Ωの抵抗を付けた。
The torque dependence coefficient and the temperature dependence coefficient of the impedance of the coils 5 and 6 described above are measured in this state. (See Numerical Expressions 49 to 51, where θ 1 =
72.97 °, θ 2 = 72.98 °) And, in the bridge circuit, in order to separate the temperature phase from the torque phase, 2Ω formed on one side with a manganin wire.
With a resistance of 0.004 /
A resistance of 1 Ω at ° C was attached.

【手続補正23】[Procedure amendment 23]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0294[Name of item to be corrected] 0294

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0294】また、Rex=Rex=500kΩの
可変抵抗をバランス調整用の抵抗に用い、R=R
50Ωとした。
Further, a variable resistance of Rex 1 = Rex 2 = 500 kΩ is used as a resistance for balance adjustment, and R 1 = R 2 =
It was set to 50Ω.

【手続補正24】[Procedure amendment 24]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0295[Name of item to be corrected] 0295

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0295】そこで、室温にてブリッジバランスをと
り、+20kgmのトルクを印加したときのトルク位相
は、4.5°であった。
Accordingly, the torque phase was 4.5 ° when the bridge balance was taken at room temperature and a torque of +20 kgm was applied.

【手続補正25】[Procedure Amendment 25]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0302[Correction target item name] 0302

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0302】いま、+トルクを印加したとき、コイル5
が引張になるようにしてある(図1参照)とすると、θ
(温度)を−に設定すればよいから、数式47におい
てαLA−αLB>0,αRA−αRB<0とする。
Now, when + torque is applied, the coil 5
Is set to be tensile (see Fig. 1), θ
Since C (temperature) may be set to −, α LA −α LB > 0 and α RA −α RB <0 in Expression 47.

【手続補正26】[Procedure Amendment 26]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0308[Correction target item name] 0308

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0308】そして、この被測定軸には、幅2mm,深
さ1mm(1R)の部分らせん状の溝を±45°方向に
一対形成した(図1参照)。この場合、溝本数は12本
(12等分)で、溝部の長さは11mmのものとした。
その後、真空中で860°Cに加熱して3時間保持し、
オイル中にて急冷するという熱処理を施した。
A pair of partially spiral grooves having a width of 2 mm and a depth of 1 mm (1R) were formed on the shaft to be measured in the directions of ± 45 ° (see FIG. 1). In this case, the number of grooves was 12 (divided into 12 equal parts), and the length of the grooves was 11 mm.
Then, heat to 860 ° C in vacuum and hold for 3 hours,
A heat treatment of quenching in oil was performed.

【手続補正27】[Procedure Amendment 27]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0311[Name of item to be corrected] 0311

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0311】そこで、室温にてブリッジバランスをと
り、+4kgmのトルクを印加した時のトルク位相は、
2.2°であった。
Therefore, when the bridge balance is taken at room temperature and a torque of +4 kgm is applied, the torque phase is:
It was 2.2 °.

【手続補正28】[Procedure correction 28]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0313[Name of item to be corrected] 0313

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0313】そして、トルクをかけないで、トルク検出
部の温度を100°Cまで上げたときのゼロ点のドリフ
トは+0.11kgmであった。
The zero point drift was +0.11 kgm when the temperature of the torque detector was raised to 100 ° C. without applying torque.

【手続補正29】[Procedure correction 29]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0316[Name of item to be corrected] 0316

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0316】次いで、ブリッジを組み、室温にてバラン
スをとり、+4kgmのトルクを印加したときのトルク
位相は1.4°であった。
Next, a bridge was assembled, the balance was maintained at room temperature, and the torque phase when applying a torque of +4 kgm was 1.4 °.

【手続補正30】[Procedure amendment 30]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0319[Name of item to be corrected] 0319

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0319】トルクをかけないで、トルク検出部の温度
を100°Cまで上げたときのゼロ点のドリフトは−
0.02kgmであった。
The drift of the zero point when the temperature of the torque detector is raised to 100 ° C. without applying torque is −
It was 0.02 kgm.

【手続補正31】[Procedure 31]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0324[Name of item to be corrected] 0324

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0324】そして、例えば、Z(〜)とZ(〜)
のペアをコイル5とすると共にZ(〜)とZ(〜)
のペアをコイル6とすれば、先のコイル2個の場合と同
様の作用・効果が期待できる。
Then, for example, Z A (~) and Z D (~)
The pair of coils is the coil 5 and Z B (~) and Z C (~)
If the pair is the coil 6, the same action and effect as in the case of the previous two coils can be expected.

【手続補正32】[Procedure amendment 32]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図9[Correction target item name] Figure 9

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図9】インピーダンスZ(〜)およびインピーダン
スZ(〜)の角度が相違した場合、ブリッジバランス
をとったときにブリッジ辺の合成インピーダンスにおけ
る温度係数の変化率を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing the rate of change of the temperature coefficient in the combined impedance of the bridge sides when the bridge is balanced when the angles of the impedance Z 1 (-) and the impedance Z 2 (-) are different.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 相互に隣り合う2辺を被測定軸に設けた
コイル辺とすると共に他の2辺を固定抵抗としてブリッ
ジを組み、前記2辺のコイル辺および前記2辺の固定抵
抗辺に対し各々並列に2つのブリッジバランス調整用の
可変抵抗を設けたブリッジ回路を備え、前記被測定軸に
印加されたトルクを磁気歪作用により前記ブリッジ回路
で検出する磁歪式トルク測定装置において、前記コイル
辺の一方に温度係数をもたない小抵抗を挿入すると共に
前記コイル辺の他方に温度係数をもつ小抵抗を挿入し、
前記コイル辺と小抵抗からなるインピーダンスベクトル
をそれぞれZ(〜),Z(〜)、角度をそれぞれθ
,θとあらわしたときにθ<θの関係としてブ
リッジバランスを設定したトルク検出回路を具備したこ
とを特徴とする磁歪式トルク測定装置。
1. A bridge is formed by using two sides adjacent to each other as coil sides provided on a shaft to be measured, and the other two sides as fixed resistors to form a bridge. On the other hand, in the magnetostrictive torque measuring device, which is provided with a bridge circuit in which two variable resistors for adjusting the bridge balance are provided in parallel, and the torque applied to the shaft to be measured is detected by the bridge circuit by magnetostriction action, A small resistor having no temperature coefficient is inserted in one of the sides, and a small resistor having a temperature coefficient is inserted in the other of the coil sides.
The impedance vectors composed of the coil side and the small resistance are respectively Z 1 (~) and Z 2 (~), and the angles are respectively θ.
A magnetostrictive torque measuring device comprising a torque detection circuit in which a bridge balance is set as a relation of θ 12 when expressed as 1 and θ 2 .
【請求項2】 温度のみ一様に変えたときのブリッジ回
路出力の位相である温度位相に、同期検波のタイミング
を設定したことを特徴とする請求項1に記載の磁歪式ト
ルク測定装置。
2. The magnetostrictive torque measuring device according to claim 1, wherein a synchronous detection timing is set to a temperature phase which is a phase of the bridge circuit output when only the temperature is changed uniformly.
【請求項3】 トルクのみ印加したときのブリッジ回路
出力の位相であるトルク位相に対し、同期検波のタイミ
ングをトルク位相+90°に設定したことを特徴とする
請求項1または2に記載の磁歪式トルク測定装置。
3. The magnetostrictive system according to claim 1, wherein the synchronous detection timing is set to the torque phase + 90 ° with respect to the torque phase which is the phase of the bridge circuit output when only the torque is applied. Torque measuring device.
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