JPH0577709U - ポテンショメータの温度補償装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気抵抗素子を流れる電流自体に基づいて、
磁気抵抗素子の温度変化に伴う出力電圧を確実に補償す
る。 【構成】 一対の磁気抵抗素子１８、１９とマグネット
２０とが相対移動可能に配置され、センサ出力端子２か
らマグネット２０の回転角度に応じた出力電圧が出力さ
れるポテンショメータにおいて、両磁気抵抗素子１８、
１９に流れる電流を検出する抵抗１６と、抵抗１６の両
端の電圧によってシュミット・トリガ動作するアンプ１
３と、アンプ１３の電圧と予め記憶された磁気抵抗素子
１８、１９との抵抗温度特性とを比較して磁気抵抗素子
１８、１９の温度を算出するとともに、この算出温度に
応じた温度補償値を算出しこの温度補償値に従ってセン
サ出力端子２の端子電圧を補正するマイクロコンピュー
タ１１とを備えている。 【効果】 サーミスタを用いずに、磁気抵抗素子の温度
変化に即応して測定値を補償することができるため、大
型化を抑制できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ポテンショメータの温度補償装置に係り、特に、磁気抵抗素子とマ グネットとを用いて無接触で角度を検出するものに関し、例えば、車高調整用角 度センサとして用いるのに好適な半導体式無接触ポテンショメータの温度を補償 するものに利用して有効なものに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、車高調整用角度センサに使用される無接触式ポテンショメータとして、 磁気抵抗素子とマグネットとを用いたものが知られている。

【０００３】 このポテンショメータは略円形形状に配置された一対の磁気抵抗素子と、各磁 気抵抗素子に近接配置された半円形形状の永久磁石とを備えており、永久磁石が 各磁気抵抗素子に沿って移動することにより、磁気抵抗素子の抵抗値が変化し、 回転角度に応じた出力電圧を発生し得るようになっている。

【０００４】 ところが、磁気抵抗素子を用いたポテンショメータでは、磁力に対する抵抗変 化率が温度によって変化するため、出力電圧が回転角度に応じて常に一定の状態 で変化しないという問題点がある。

【０００５】 そこで、磁気抵抗素子に電圧を印加する回路中にサーミスタを挿入し、サーミ スタによって磁気抵抗素子の温度を補償するようにした温度補償回路が提案され ている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、サーミスタを用いたポテンショメータにおいては、磁気抵抗素子の近 傍にサーミスタを配置しなければならず、ポテンショメータ全体が大型になると ともに、部品コストが高くなる。

【０００７】 さらに、磁気抵抗素子とサーミスタとの位置が離れている場合には、サーミス タの検出による温度と、磁気抵抗素子の実際の温度とが異なる結果になるため、 サーミスタによっては確実に温度補償することができない。

【０００８】 本考案の目的は、磁気抵抗素子を流れる電流自体から磁気抵抗素子の温度変化 に伴う出力電圧を確実に補償することができるポテンショメータの温度補償装置 を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案に係るポテンショメータの温度補償装置は、一対の磁気抵抗素子が直列 に接続されて、この磁気抵抗素子列の両端が電源にそれぞれ接続され、両磁気抵 抗素子の直列接続点がセンサ出力端子として構成され、磁気抵抗素子列の近傍に マグネットが相対移動可能に配置され、マグネットと各磁気抵抗素子との相対移 動に伴う変位量がセンサ出力端子から電圧信号として出力されるポテンショメー タにおいて、 前記直列接続された磁気抵抗素子列の一端と電源との間に挿入された抵抗素子 と、この抵抗素子の両端の電圧に基づいて磁気抵抗素子の温度を算出する温度算 出手段と、温度算出手段の算出温度に応じた温度補償値を算出する温度補償値算 出手段と、温度補償値算出手段の算出による温度補償値に従ってセンサ出力端子 の端子電圧を補正するセンサ出力補正手段とを備えていることを特徴とする。

【００１０】

【作用】

前記した手段によれば、磁気抵抗素子列と直列に接続された抵抗素子に電流が 流れると、この抵抗素子の両端の電圧に基づいて磁気抵抗素子の現実の温度が算 出される。そして、この算出された温度に応じた温度補償値が求められ、この温 度補償値に従ってセンサ出力端子の端子電圧が補正される。

【００１１】 このように磁気抵抗素子を流れる電流自体に基づいて、磁気抵抗素子の温度変 化に伴う出力電圧を補償することができるため、磁気抵抗素子の温度変化に伴う 出力電圧を確実に補償することができる。

【００１２】 しかも、サーミスタを用いる必要がないので、ポテンショメータが大型化にな るのを抑制することができる。

【００１３】

【実施例】

図１は本考案の一実施例であるポテンショメータの温度補償装置を示す図であ り、（ａ）は回路構成図、（ｂ）はポテンショメータの構成図である。図２はそ の作用を説明するための説明図であり、（ａ）はポテンショメータの回転角と出 力電圧比との関係を示す特性図、（ｂ）は温度と抵抗値との関係を示す磁気抵抗 素子の抵抗温度特性図である。

【００１４】 本実施例において、本考案に係るポテンショメータの温度補償装置は、半導体 式無接触ポテンショメータの温度補償を行うように構成されており、温度補償装 置の要部は車高調整用のコントローラ１０によって構成されている。

【００１５】 このコントローラ１０は車高調整演算および温度補償演算を行うためのマイク ロコンピュータ１１とアンプ１２、１３と、抵抗１４、１５、１６とを備えてお り、第１、第２および第３端子１、２、３にポテンショメータ１７が接続されて いる。第３端子３は直流電源のプラス側に接続されており、第２端子（以下、セ ンサ出力端子ということがある。）２はポテンショメータ１７のセンサ出力端子 に接続されている。

【００１６】 ポテンショメータ１７は、図１（ｂ）に示されているように、略半円形の円弧 形状にそれぞれ形成された一対の磁気抵抗素子１８、１９と、半円形の板形状に 形成されたマグネット２０とから構成されており、マグネット２０が車高調整装 置の車高測定用の回転軸２１に連結されている。

【００１７】 そして、マグネット２０が回転軸２１を中心として両磁気抵抗素子１８、１９ の近傍を回動すると、両磁気抵抗素子１８、１９の抵抗値が磁界によって変化す る。この抵抗値の変化から、センサ出力端子２には図２（ａ）に示されるような 出力電圧が発生する。

【００１８】 すなわち、マグネット２０の回転角度に応じた出力電圧がセンサ出力端子２か ら出力される。このセンサ出力端子２に出力された電圧はアンプ１２によって増 幅され、増幅された電圧がマイクロコンピュータ１１に入力される。

【００１９】 一方、第１磁気抵抗素子１８の一端は第１端子１に接続されており、両磁気抵 抗端子１８、１９に流れる電流が抵抗１６を介して流れるようになっている。そ して、抵抗１６の両端電圧がアンプ１３によって正帰還され、シュミット・トリ ガ動作された電圧がマイクロコンピュータ１１に入力されるようになっている。 すなわち、アンプ１３と抵抗１４、１５とはシュミット・トリガ回路として構成 されている。

【００２０】 マイクロコンピュータ１１は、図２（ｂ）に示されているような、両磁気抵抗 素子１８、１９の抵抗温度特性に従ったデータを記憶したメモリーを備えており 、アンプ１３から入力された電圧を基に両磁気抵抗素子１８、１９の温度を算出 する温度算出手段を構成するようになっている。

【００２１】 さらに、マイクロコンピュータ１１は、両磁気抵抗素子１８、１９の温度とし て算出された算出値に応じた温度補償値を算出する温度補償値算出手段を構成す るとともに、温度補償値算出手段の算出による温度補償値に従ってセンサ出力端 子２の端子電圧を補正するセンサ出力補正手段を構成するようになっている。

【００２２】 そして、温度補償値および端子電圧を補正するに際しては、マグネット２０が 中立位置にあるときの電圧がアンプ１２から入力されたときに行うようになって いる。すなわち、センサ出力端子２の出力電圧が最大出力電圧の略半分の電圧に なったときに温度補償値を算出するようになっている。

【００２３】 次に作用を説明する。 車高の変動に伴って、ポテンショメータ１７のマグネット２０が回転軸２１を 中心として回動すると、マグネット２０の回転角度に応じた電圧がセンサ出力端 子２から出力される。

【００２４】 センサ出力端子２の出力電圧はアンプ１２を介してマイクロコンピュータ１１ に入力されており、センサ出力端子２の電圧が最大電圧の略半分の電圧になった 時点で温度補償演算が行われる。

【００２５】 この補償演算は、第１端子が抵抗１６を介して接続されたアンプ１３の出力電 圧と、マイクロコンピュータ１１のメモリーに記憶された前記両磁気抵抗素子１ ８、１９の抵抗温度特性に関するデータとが比較されることによって、両磁気抵 抗素子１８、１９の温度を算出することから開始される。

【００２６】 両磁気抵抗素子１８、１９の温度が算出されると、この算出温度に従った温度 補償値が算出される。この温度補償値は算出温度に温度補償係数Ｋｎを掛算する ことによって求められる。

【００２７】 そして、算出された温度補償値に従ってセンサ出力端子２の端子電圧が補正さ れる。この結果、両磁気抵抗素子１８、１９の抵抗値が温度によって変化しても 、センサ出力端子２からは温度変化にかかわらず、常に回転角度に応じた出力電 圧が出力されることになる。

【００２８】 本実施例によれば、サーミスタを用いることなく、温度補償を行うことができ るため、ポテンショメータが大型化するのを抑制することができるとともに、温 度補償を確実に行うことができる。

【００２９】 なお、本考案は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない 範囲において、種々変更可能であることはいうまでもない。

【００３０】 例えば、一対の磁気抵抗素子１８、１９は半円形の円弧状にそれぞれ形成して 、円形環状に配列するに限らず、直線形状にそれぞれ形成して、一直線に配列し てもよい。

【００３１】 また、前記実施例では車高調整装置の角度検出に用いた場合につき説明したが 、本考案は直線上の変位を検出する等のポテンショメータの温度補償装置全般に 適用することができる。

【００３２】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、磁気抵抗素子を流れる電流自体を基に ポテンショメータの温度補償を行うように構成したため、磁気抵抗素子の抵抗値 が温度によって変化した時、この変化に合わせて出力電圧を補正することができ る。そして、サーミスタを用いる必要がないため、ポテンショメータが大型化す るのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例であるポテンショメータの温
度補償装置を示す図であり、（ａ）は回路構成図、
（ｂ）はポテンショメータの構成図である。

【図２】作用を説明するための説明図であり、（ａ）は
ポテンショメータの回転角と出力電圧比との関係を示す
特性図、（ｂ）は温度と抵抗値との関係を示す磁気抵抗
素子の抵抗温度特性図である。

【符号の説明】

１０…コントローラ、１１…マイクロコンピュータ、１
２、１３…アンプ、１４、１５、１６…抵抗、１７…ポ
テンショメータ、１８、１９…磁気抵抗素子、２０…マ
グネット、２１…回転軸。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の磁気抵抗素子が直列に接続され
   て、この磁気抵抗素子列の両端が電源にそれぞれ接続さ
   れ、両磁気抵抗素子の直列接続点がセンサ出力端子とし
   て構成され、磁気抵抗素子列の近傍にマグネットが相対
   移動可能に配置され、マグネットと各磁気抵抗素子との
   相対移動に伴う変位量がセンサ出力端子から電圧信号と
   して出力されるポテンショメータにおいて、 前記直列接続された磁気抵抗素子列の一端と電源との間
   に挿入された抵抗素子と、この抵抗素子の両端の電圧に
   基づいて磁気抵抗素子の温度を算出する温度算出手段
   と、温度算出手段の算出温度に応じた温度補償値を算出
   する温度補償値算出手段と、温度補償値算出手段の算出
   による温度補償値に従ってセンサ出力端子の端子電圧を
   補正するセンサ出力補正手段とを備えていることを特徴
   とするポテンショメータの温度補償装置。