JPH06100476B2 - 磁気変換器 - Google Patents
磁気変換器Info
- Publication number
- JPH06100476B2 JPH06100476B2 JP57182213A JP18221382A JPH06100476B2 JP H06100476 B2 JPH06100476 B2 JP H06100476B2 JP 57182213 A JP57182213 A JP 57182213A JP 18221382 A JP18221382 A JP 18221382A JP H06100476 B2 JPH06100476 B2 JP H06100476B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- pair
- transducer
- stator
- poles
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/242—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by carrying output of an electrodynamic device, e.g. a tachodynamo
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
- G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
- G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Electromechanical Clocks (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔本発明の分野〕 本発明は、磁気センサーまたは磁気変換器に関する。
〔先行技術〕 磁気変換器は、機械的な運動を電気エネルギーに変換す
る、非接触型の変換器である。典型的には、このような
変換器は、動く部材の位置乃至は速度を決めるために、
用いられる。回転変換器は、典型的にはモータにより駆
動されるシヤフトのような回転する部材のそのような特
性を決めるために、広く用いられている。このような適
用例では、磁気変換器が、回転速度に直接関係付けられ
た出力電気信号を発生する。また、これらの変換器は、
当分野において周知である方法により位置の情報へ変換
できる電気信号を発生する。
る、非接触型の変換器である。典型的には、このような
変換器は、動く部材の位置乃至は速度を決めるために、
用いられる。回転変換器は、典型的にはモータにより駆
動されるシヤフトのような回転する部材のそのような特
性を決めるために、広く用いられている。このような適
用例では、磁気変換器が、回転速度に直接関係付けられ
た出力電気信号を発生する。また、これらの変換器は、
当分野において周知である方法により位置の情報へ変換
できる電気信号を発生する。
典型的な回転磁気変換器の背景技術及びその動作は、Ma
chine Design Magazine、October 20、1977、pp.168-17
1、の“Sensing Speed for Control and Measurement"
という論文に示されている。幾つかの典型的な回転変換
器が、米国特許第3688306号、第3226711号及び第350955
5号に述べられている。
chine Design Magazine、October 20、1977、pp.168-17
1、の“Sensing Speed for Control and Measurement"
という論文に示されている。幾つかの典型的な回転変換
器が、米国特許第3688306号、第3226711号及び第350955
5号に述べられている。
前記の文献及び米国特許が示しているように、磁気変換
器の新しく急速に成長している適用は、マイクロプロセ
ツサで制御された機械装置においてである。この機械位
置では、ステツプ・モータ及びサーボ・モータにおける
固定子のような回転する成分に関しての位置及び速度の
情報を得るために、磁気変換器が用いられている。この
感知された情報は、もちろん、装置の機能を規定する制
御用のマイクロプロセツサにより、用いられる。マイク
ロプロセツサで制御される多くの操作が厳密な性質のも
のであるために、より高精度の回転変換器が必要とされ
ている。しかしながら、かなりの誘導特性を有する装置
を含む操作環境では、たぶん、感知変換器の付近に、幾
くらかの漂遊磁束(stray magnetic flux)が存在す
る。このような漂遊磁束は、干渉して感知変換器の読取
りエラーを発生させる。
器の新しく急速に成長している適用は、マイクロプロセ
ツサで制御された機械装置においてである。この機械位
置では、ステツプ・モータ及びサーボ・モータにおける
固定子のような回転する成分に関しての位置及び速度の
情報を得るために、磁気変換器が用いられている。この
感知された情報は、もちろん、装置の機能を規定する制
御用のマイクロプロセツサにより、用いられる。マイク
ロプロセツサで制御される多くの操作が厳密な性質のも
のであるために、より高精度の回転変換器が必要とされ
ている。しかしながら、かなりの誘導特性を有する装置
を含む操作環境では、たぶん、感知変換器の付近に、幾
くらかの漂遊磁束(stray magnetic flux)が存在す
る。このような漂遊磁束は、干渉して感知変換器の読取
りエラーを発生させる。
本発明は感知されるデータへの漂遊の又は過渡の磁束
(stray or transient magnetic flux)の影響が最小限
にされる、磁気変換器の感知装置を提供する。後で、本
発明及び本発明の好実施例の説明においてより詳細に述
べられるように、本発明は、この最小限にされること
を、1対の直列に接続した各磁極のセンス・コイルと協
働する固定子の180゜離された同じ極性の1対の磁極の
組により、達成している。米国特許第3970935号は、漂
遊磁束の問題に関するものではないが、180゜離された
同じ極性の1対の磁極を示しているようである。しかし
ながら、その構造は、それらの磁極に何らセンス・コイ
ルを含んでいない。
(stray or transient magnetic flux)の影響が最小限
にされる、磁気変換器の感知装置を提供する。後で、本
発明及び本発明の好実施例の説明においてより詳細に述
べられるように、本発明は、この最小限にされること
を、1対の直列に接続した各磁極のセンス・コイルと協
働する固定子の180゜離された同じ極性の1対の磁極の
組により、達成している。米国特許第3970935号は、漂
遊磁束の問題に関するものではないが、180゜離された
同じ極性の1対の磁極を示しているようである。しかし
ながら、その構造は、それらの磁極に何らセンス・コイ
ルを含んでいない。
本発明は、感知されるデータへの漂遊又は過渡の磁束の
影響が最小限にされる、磁気変換器の感知装置を提供す
る。これは、固定子の実質的に180゜離して配置された
同じ極性の対応する1対の磁極にセンス・コイルを対に
設けることにより達成される。センス・コイルは、固定
子の1対の磁極の各々に取り付けられ、直列に接続され
る。固定子の磁極は同じ極性を有し、実質的に180゜離
れている、即ち互いに向い合つているので、漂遊の即ち
不所望の漂束の変化の影響から結果として生じる、各コ
イルの過渡電気信号は、互いに正反対となる。対にされ
たコイルは直列に接続されているので、過渡電気信号
は、互いに相殺されることになる。固定子に複数のこの
ようなセンス・コイルが使用されるときには、コイル
は、固定子の180゜離れた同じ極性の磁極の上に支持さ
れ直列に接続されて、対に配置されるべきである。最良
の結果を得るために、このような複数の対のコイルの場
合には、固定子の全ての磁極は、選択された同じ磁気極
性を有する。
影響が最小限にされる、磁気変換器の感知装置を提供す
る。これは、固定子の実質的に180゜離して配置された
同じ極性の対応する1対の磁極にセンス・コイルを対に
設けることにより達成される。センス・コイルは、固定
子の1対の磁極の各々に取り付けられ、直列に接続され
る。固定子の磁極は同じ極性を有し、実質的に180゜離
れている、即ち互いに向い合つているので、漂遊の即ち
不所望の漂束の変化の影響から結果として生じる、各コ
イルの過渡電気信号は、互いに正反対となる。対にされ
たコイルは直列に接続されているので、過渡電気信号
は、互いに相殺されることになる。固定子に複数のこの
ようなセンス・コイルが使用されるときには、コイル
は、固定子の180゜離れた同じ極性の磁極の上に支持さ
れ直列に接続されて、対に配置されるべきである。最良
の結果を得るために、このような複数の対のコイルの場
合には、固定子の全ての磁極は、選択された同じ磁気極
性を有する。
第1図を参照するに、示された装置は磁気変換器アセン
ブリ10およびモータ・アセンブリ11を含んでいる。これ
らの両方とも、図示されていない通常のフレームに回転
可能に取り付けられているシヤフト12の回りに設けられ
ている。モータ・アセンブリ11は、通常のステツプ・モ
ータ又はサーボ・モータのアセンブリを表わす。このモ
ータは、例示のために、複数の規則正しく離された磁気
突起部15を有し、且つ軸方向のシヤフト12に取り付けら
れたモータ回転子14と、第1図に示されたモータ固定子
16とからなるように示されている。モータ固定子の複数
の磁極突起部は、モータ回転子の磁極突起部15に対応し
て離されている。第1図に切断して示された、電気的且
つ磁気的に絶縁性の物質から成るスペーサ13は、モータ
・アセンブリ11を変換器アセンブリ10から分離してい
る。複数のコイル18が、各々、固定子の磁極突出部17に
設けられている。モータの動作は、通常のステツプ・モ
ータ又はサーボ・モータでは、コイル18が、図示されて
いない通常の手段により、選択された時間順序のパター
ンで付勢され、モータ回転子14及びそれが取り付けられ
ているシヤフト12を矢印で示された回転方向に回転させ
るように、回転子の磁極突起部15と協働する。
ブリ10およびモータ・アセンブリ11を含んでいる。これ
らの両方とも、図示されていない通常のフレームに回転
可能に取り付けられているシヤフト12の回りに設けられ
ている。モータ・アセンブリ11は、通常のステツプ・モ
ータ又はサーボ・モータのアセンブリを表わす。このモ
ータは、例示のために、複数の規則正しく離された磁気
突起部15を有し、且つ軸方向のシヤフト12に取り付けら
れたモータ回転子14と、第1図に示されたモータ固定子
16とからなるように示されている。モータ固定子の複数
の磁極突起部は、モータ回転子の磁極突起部15に対応し
て離されている。第1図に切断して示された、電気的且
つ磁気的に絶縁性の物質から成るスペーサ13は、モータ
・アセンブリ11を変換器アセンブリ10から分離してい
る。複数のコイル18が、各々、固定子の磁極突出部17に
設けられている。モータの動作は、通常のステツプ・モ
ータ又はサーボ・モータでは、コイル18が、図示されて
いない通常の手段により、選択された時間順序のパター
ンで付勢され、モータ回転子14及びそれが取り付けられ
ているシヤフト12を矢印で示された回転方向に回転させ
るように、回転子の磁極突起部15と協働する。
さて、本発明の変換器の動作及び構造が、第1図及び第
2図に関して、述べられる。アセンブリは、強磁性体の
ウジング19、第1図に示された極性を有する環状の永久
磁石20、及び強磁性体より成る環状の内側支持リング21
を含む。アセンブリは、さらに、第2図により明確に示
されている複数の内側磁極突起部23を有する固定子の平
板22を含む。これらの磁極突起部23は、各々の組合され
た突出部が互いに向かい合つている、即ち180゜離され
るように、間隔が保たれている。例示された構造体にお
いてNの極性を有する、これらの磁極突起部のうちの少
なくとも1つの組23′は、1組のセンス・コイル24及び
25が設けられている。これらのセンス・コイル24及び25
は、導電体26により互いに直列に接続されている。変換
器10は、さらに、強磁性体より成り、シヤフト12に取り
付けられた回転子27を含む。この回転子は、複数の突出
部28を有する。この突出部は、固定子の突出部23と、数
及び間隔において対応しているが、しかし、変換器の磁
気インダクタンス特性に基づいた通常の方法において選
択されるギヤツプ29を提供するように、これらの固定子
の磁極突起部23から離して配置されている。このように
配置された構造体では、永久磁石20が、第1図及び第2
図に一点鎖線の矢印30で示されたパスを有する、固定子
アセンブリ22を通る磁界を発生することになる。
2図に関して、述べられる。アセンブリは、強磁性体の
ウジング19、第1図に示された極性を有する環状の永久
磁石20、及び強磁性体より成る環状の内側支持リング21
を含む。アセンブリは、さらに、第2図により明確に示
されている複数の内側磁極突起部23を有する固定子の平
板22を含む。これらの磁極突起部23は、各々の組合され
た突出部が互いに向かい合つている、即ち180゜離され
るように、間隔が保たれている。例示された構造体にお
いてNの極性を有する、これらの磁極突起部のうちの少
なくとも1つの組23′は、1組のセンス・コイル24及び
25が設けられている。これらのセンス・コイル24及び25
は、導電体26により互いに直列に接続されている。変換
器10は、さらに、強磁性体より成り、シヤフト12に取り
付けられた回転子27を含む。この回転子は、複数の突出
部28を有する。この突出部は、固定子の突出部23と、数
及び間隔において対応しているが、しかし、変換器の磁
気インダクタンス特性に基づいた通常の方法において選
択されるギヤツプ29を提供するように、これらの固定子
の磁極突起部23から離して配置されている。このように
配置された構造体では、永久磁石20が、第1図及び第2
図に一点鎖線の矢印30で示されたパスを有する、固定子
アセンブリ22を通る磁界を発生することになる。
このような配置では、モータ・アセンブリ11がシヤフト
12を示された反時計回りの方向に回転させると、変換器
の回転子27が、シヤフト12により同じ方向に回転するこ
とになる。回転子27の回転により、磁束ライン30を横切
ることになるので、互いに直列であるコイル24及び25に
電気信号即ち電圧レベルを結果として発生する、磁束の
変化を誘導する。この結果、出力端子31及び32の間に、
変動する電圧出力を生じる。この電圧出力は、前記の参
照文献及び特許に述べられている変換器で用いられる通
常の電圧感知手段により、感知され得る。第2図に、参
照番号33としてこのような通常の電圧感知手段が示され
ている。
12を示された反時計回りの方向に回転させると、変換器
の回転子27が、シヤフト12により同じ方向に回転するこ
とになる。回転子27の回転により、磁束ライン30を横切
ることになるので、互いに直列であるコイル24及び25に
電気信号即ち電圧レベルを結果として発生する、磁束の
変化を誘導する。この結果、出力端子31及び32の間に、
変動する電圧出力を生じる。この電圧出力は、前記の参
照文献及び特許に述べられている変換器で用いられる通
常の電圧感知手段により、感知され得る。第2図に、参
照番号33としてこのような通常の電圧感知手段が示され
ている。
第1図及び第2図に関して述べられたように固定子アセ
ンブリにコイル及び磁極を配置すると、外部の不所望な
過渡磁界の影響が、最小限にされることになる。例え
ば、第1図及び第2図において一点鎖線の矢印34で示さ
れた方向を有する、過渡磁気成分を考える。これらは、
各組合されたセンス・コイル24及び25に、等しく且つ反
対の一時的な電気信号を各々生じることになる。センス
・コイル24及び25は互いに直列に接続されているので、
各コイルに各々誘導される過渡電圧信号は、他方のもの
に対して大きさは等しく且つ位相は反対となる。2つの
過渡信号は互いに相殺して、信号における影響は、何ら
感知されない。
ンブリにコイル及び磁極を配置すると、外部の不所望な
過渡磁界の影響が、最小限にされることになる。例え
ば、第1図及び第2図において一点鎖線の矢印34で示さ
れた方向を有する、過渡磁気成分を考える。これらは、
各組合されたセンス・コイル24及び25に、等しく且つ反
対の一時的な電気信号を各々生じることになる。センス
・コイル24及び25は互いに直列に接続されているので、
各コイルに各々誘導される過渡電圧信号は、他方のもの
に対して大きさは等しく且つ位相は反対となる。2つの
過渡信号は互いに相殺して、信号における影響は、何ら
感知されない。
1組のセンス・コイルを有する変換器構造体について
の、第1図及び第2図に示された好実施例に関して、本
発明を説明したが、前記先行技術に述べられているよう
な回転変換器技術における種々の目的のために、さらに
多くのセンス・コイルを使用することが望ましいこと
は、理解されるべきである。
の、第1図及び第2図に示された好実施例に関して、本
発明を説明したが、前記先行技術に述べられているよう
な回転変換器技術における種々の目的のために、さらに
多くのセンス・コイルを使用することが望ましいこと
は、理解されるべきである。
例えば、米国特許第4286202号は、3つの回転位置で感
知するために、ステツプ・モータと組合せて、可変磁気
抵抗の変換器を使用する装置を述べている。本発明によ
り、この目的のために、第3図のような、3組のコイル
を有する変換器構造体が、用いられる。外部の不所望な
過渡磁界の影響は、第3図に示された構造体により、や
はり最小限にされる。この構造体では、固定子の磁極の
全ては、180゜離されて組を作るように配置されてい
る。そして、各組の磁極には、各々、第2図に示された
基本的なコイル回路の反復的な回路配置にされた、直列
に接続されている1組のセンス・コイルが設けられてい
る。
知するために、ステツプ・モータと組合せて、可変磁気
抵抗の変換器を使用する装置を述べている。本発明によ
り、この目的のために、第3図のような、3組のコイル
を有する変換器構造体が、用いられる。外部の不所望な
過渡磁界の影響は、第3図に示された構造体により、や
はり最小限にされる。この構造体では、固定子の磁極の
全ては、180゜離されて組を作るように配置されてい
る。そして、各組の磁極には、各々、第2図に示された
基本的なコイル回路の反復的な回路配置にされた、直列
に接続されている1組のセンス・コイルが設けられてい
る。
第1図は本発明による装置を細かく分けて示した図であ
り、同じシヤフトに取り付けられた同軸の駆動モータに
対する磁気変換器の関係を示す。第2図は、第1図のラ
イン2-2における断面図である。第3図は、変換器が3
組のコイルを含む、本発明の実施例の変形を示す。 10……磁気変換器アセンブリ、11……モータ・アセンブ
リ、12……シヤフト、13……スペーサ、22……固定子、
23……磁極突出部、24、25……センス・コイル、27……
回転子。
り、同じシヤフトに取り付けられた同軸の駆動モータに
対する磁気変換器の関係を示す。第2図は、第1図のラ
イン2-2における断面図である。第3図は、変換器が3
組のコイルを含む、本発明の実施例の変形を示す。 10……磁気変換器アセンブリ、11……モータ・アセンブ
リ、12……シヤフト、13……スペーサ、22……固定子、
23……磁極突出部、24、25……センス・コイル、27……
回転子。
Claims (1)
- 【請求項1】複数の磁極が軸の回りに環状に配置された
固定子と、前記磁極間に磁束変化を誘導する前記軸の回
りに回転する回転子とを有する磁気変換器において、同
じ極性を有する前記磁極の少なくとも1対を実質的に18
0゜離して配置し、前記1対の磁極の各々に、前記誘導
される磁束変化に応答して出力電気信号を発生するセン
ス・コイルを設け、前記センス・コイルを互いに直列に
接続し1対のセンス・コイルにして、前記1対の磁極に
前記直列接続した1対のセンス・コイルを設けたことを
特徴とする磁気変換器。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/335,480 US4406983A (en) | 1981-12-29 | 1981-12-29 | Rotational magnetic transducer |
US335480 | 1981-12-29 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58116059A JPS58116059A (ja) | 1983-07-11 |
JPH06100476B2 true JPH06100476B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=23311953
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57182213A Expired - Lifetime JPH06100476B2 (ja) | 1981-12-29 | 1982-10-19 | 磁気変換器 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4406983A (ja) |
EP (1) | EP0082943A3 (ja) |
JP (1) | JPH06100476B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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FR2580440A1 (fr) * | 1985-04-12 | 1986-10-17 | Julien Gillonnier | Dispositif moteur-indexeur sans balai |
FR2601129B1 (fr) * | 1986-07-02 | 1994-06-03 | Commissariat Energie Atomique | Capteur de position angulaire et ensemble de determination de position angulaire muni de plusieurs de ces capteurs |
US4942343A (en) * | 1988-08-11 | 1990-07-17 | Eastman Kodak Company | Torque measuring and transmitting system for a web spooling mechanism |
FR2670888B1 (fr) * | 1990-12-19 | 1994-05-27 | Aerospatiale | Capteur de position angulaire a magnetoresistances. |
US5444368A (en) * | 1994-01-10 | 1995-08-22 | H. Magnetic Corp. | Differential reactance permanent magnet position transducer |
JP2733908B2 (ja) * | 1996-04-23 | 1998-03-30 | 株式会社オーデン | 電気集塵ユニット及びその製造方法、並びに、該ユニットを用いる空気清浄機、電気集塵装置及び黒煙捕集装置 |
JP3004938B2 (ja) | 1997-03-07 | 2000-01-31 | 株式会社オーデン | 電気集塵装置及びその製造方法 |
DE19742800C1 (de) * | 1997-09-27 | 1999-09-02 | Stegmann Max Antriebstech | Antriebssystem |
DE10219303C1 (de) * | 2002-04-27 | 2003-11-06 | Huebner Elmasch Ag | Umdrehungszähler |
US7075196B1 (en) * | 2002-08-13 | 2006-07-11 | Quicksilver Controls, Inc. | Integrated resolver for high pole count motors |
US20040154412A1 (en) * | 2003-02-10 | 2004-08-12 | Viola Jeffrey L. | Cross-axial sensor for measuring magnetic fields emanating from magnetoelastic shafts |
US9064630B2 (en) * | 2011-10-17 | 2015-06-23 | GM Global Technology Operations LLC | Integrated high frequency rotary transformer and resolver for traction motor |
EP3211379A1 (en) * | 2016-02-26 | 2017-08-30 | Verisure Innovation AB | An angular position detector |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2886766A (en) * | 1956-12-07 | 1959-05-12 | Daniel K Gibson | Frequency stabilization system |
GB999972A (en) * | 1961-02-16 | 1965-07-28 | Data Technology Inc | Position encoding apparatus |
US3226711A (en) * | 1961-03-10 | 1965-12-28 | Gen Motors Corp | Magnetic shaft encoder with relatively moving toothed members |
GB1045491A (en) * | 1963-03-15 | 1966-10-12 | Walter John Brown | Rotational speed sensing modulator |
US3406775A (en) * | 1965-08-05 | 1968-10-22 | Motorola Inc | Vehicular speed indicator, odometer and automatic speed control system |
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