JPH06317491A - トルクセンサの零点誤差の補正方法 - Google Patents
トルクセンサの零点誤差の補正方法Info
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- JPH06317491A JPH06317491A JP5106314A JP10631493A JPH06317491A JP H06317491 A JPH06317491 A JP H06317491A JP 5106314 A JP5106314 A JP 5106314A JP 10631493 A JP10631493 A JP 10631493A JP H06317491 A JPH06317491 A JP H06317491A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 トルクセンサにおける電源投入直後の零点シ
フトの補正を容易かつ確実に行えるようにする。 【構成】 トルクセンサの電源投入後における所定時間
ｔ0 の経過後に一定時間Ｔ０ごとにトルク信号を計測す
る。計測された所定数のトルク信号値Ｖｔｏｒｑｕｅ
（ｔ）の最大値と最小値との差が第一の設定値ｂ以下で
あるときに、それらトルク信号値の平均値を求める。平
均値の絶対値が第二の設定値ｃ以下のときに、その平均
値を新しい零点として設定する。
フトの補正を容易かつ確実に行えるようにする。 【構成】 トルクセンサの電源投入後における所定時間
ｔ0 の経過後に一定時間Ｔ０ごとにトルク信号を計測す
る。計測された所定数のトルク信号値Ｖｔｏｒｑｕｅ
（ｔ）の最大値と最小値との差が第一の設定値ｂ以下で
あるときに、それらトルク信号値の平均値を求める。平
均値の絶対値が第二の設定値ｃ以下のときに、その平均
値を新しい零点として設定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁歪式トルクセンサや
ひずみゲージ式トルクセンサなどのトルクセンサの零点
誤差の補正方法に関する。
ひずみゲージ式トルクセンサなどのトルクセンサの零点
誤差の補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえば公知の磁歪式トルクセンサとし
て、トルク検出軸の外周に一対の磁気異方性部を形成
し、この軸にトルクが印加されたときの各磁気異方性部
の透磁率の変化を、これら磁気異方性部の近傍に配置さ
れた一対の検出コイルで検出し、両検出信号の差を求め
ることで、この軸に作用するトルクの大きさを電気信号
に変換するようにしたものがある。
て、トルク検出軸の外周に一対の磁気異方性部を形成
し、この軸にトルクが印加されたときの各磁気異方性部
の透磁率の変化を、これら磁気異方性部の近傍に配置さ
れた一対の検出コイルで検出し、両検出信号の差を求め
ることで、この軸に作用するトルクの大きさを電気信号
に変換するようにしたものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この種の磁歪式トルク
センサでは、電源投入後の一定時間内において、軸に磁
気異方性部が形成されたセンサ部や、検出コイルを励磁
するための励磁回路や、この検出コイルからの信号を処
理する検出回路などにおける周囲温度の変化などによ
り、トルク検出出力に零点シフトが発生するおそれがあ
る。すなわちセンサ自体に何ら異常がなくても、ウォー
ムアップ・ドリフト分だけセンサの零点がシフトするお
それがあるという問題点を有する。また他の種類のトル
クセンサにおいても、同様に零点シフトが発生するおそ
れがある。
センサでは、電源投入後の一定時間内において、軸に磁
気異方性部が形成されたセンサ部や、検出コイルを励磁
するための励磁回路や、この検出コイルからの信号を処
理する検出回路などにおける周囲温度の変化などによ
り、トルク検出出力に零点シフトが発生するおそれがあ
る。すなわちセンサ自体に何ら異常がなくても、ウォー
ムアップ・ドリフト分だけセンサの零点がシフトするお
それがあるという問題点を有する。また他の種類のトル
クセンサにおいても、同様に零点シフトが発生するおそ
れがある。
【０００４】そこで本発明はこのような問題点を解決
し、トルクセンサにおける電源投入直後の零点シフトの
補正を容易かつ確実に行えるようにすることを目的とす
る。
し、トルクセンサにおける電源投入直後の零点シフトの
補正を容易かつ確実に行えるようにすることを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、トルクセンサの電源投入後における所定時間
の経過後に一定時間ごとにトルク信号を計測して、計測
された所定数のトルク信号値の最大値と最小値との差が
第一の設定値以下であるときに、それら所定数のトルク
信号値の平均値を求め、この平均値の絶対値が第二の設
定値以下のときに、その平均値を新しい零点として設定
するものである。
本発明は、トルクセンサの電源投入後における所定時間
の経過後に一定時間ごとにトルク信号を計測して、計測
された所定数のトルク信号値の最大値と最小値との差が
第一の設定値以下であるときに、それら所定数のトルク
信号値の平均値を求め、この平均値の絶対値が第二の設
定値以下のときに、その平均値を新しい零点として設定
するものである。
【０００６】
【作用】このようにすると、所定数のトルク信号値の最
大値と最小値との差が第一の設定値以下であるときにの
み、その平均値を新しい零点として設定することから、
電源投入後におけるトルクが負荷されているときの信号
波形を零点計算の基礎として用いることがなく、トルク
が負荷されずにトルク信号が安定しているときのデータ
のみによって、正確にその零点が計算され、零点シフト
の補正が行われる。所定数のトルク信号値を平均して零
点を求めるので、トルク信号に重畳するリップルの影響
を受けにくくなり、この点からも正確な零点が設定され
る。平均値の絶対値が第二の設定値以下のときにのみ新
しい零点設定を行うため、これが第二の設定値を越える
零点異常のときのデータによって零点設定が行われるこ
とがない。
大値と最小値との差が第一の設定値以下であるときにの
み、その平均値を新しい零点として設定することから、
電源投入後におけるトルクが負荷されているときの信号
波形を零点計算の基礎として用いることがなく、トルク
が負荷されずにトルク信号が安定しているときのデータ
のみによって、正確にその零点が計算され、零点シフト
の補正が行われる。所定数のトルク信号値を平均して零
点を求めるので、トルク信号に重畳するリップルの影響
を受けにくくなり、この点からも正確な零点が設定され
る。平均値の絶対値が第二の設定値以下のときにのみ新
しい零点設定を行うため、これが第二の設定値を越える
零点異常のときのデータによって零点設定が行われるこ
とがない。
【０００７】
【実施例】図４は、インパルスツール組み込み型のトル
クセンサのトルク信号値の波形を例示する。縦軸は信号
出力電圧、横軸は時間軸で100msec/div である。図５
は、図４における一つの波形を時間的に拡大して示す。
縦軸のスケールは図４と同一であるが、横軸は1msec/di
v に拡大されている。図５におけるＡ部はトルクが負荷
されていない部分を示し、このＡ部がトルク検出時の零
点となる。
クセンサのトルク信号値の波形を例示する。縦軸は信号
出力電圧、横軸は時間軸で100msec/div である。図５
は、図４における一つの波形を時間的に拡大して示す。
縦軸のスケールは図４と同一であるが、横軸は1msec/di
v に拡大されている。図５におけるＡ部はトルクが負荷
されていない部分を示し、このＡ部がトルク検出時の零
点となる。
【０００８】図１は、トルクセンサのトルク検出軸にト
ルクが負荷されていない状態でセンサの電源が投入され
た直後からの零点シフトの一例を示す。図示のように、
正常な状態においてもウォームアップ・ドリフト分だけ
零点がシフトするおそれがある。
ルクが負荷されていない状態でセンサの電源が投入され
た直後からの零点シフトの一例を示す。図示のように、
正常な状態においてもウォームアップ・ドリフト分だけ
零点がシフトするおそれがある。
【０００９】次に、このようにシフトした零点を補正す
る方法について説明する。まずトルクセンサの電源を投
入したなら、その後に所定の時間ｔ0 が経過してから、
トルク計測を起動する。このとき一定時間Ｔ０ごとにｎ
回連続してトルク信号値Ｖtorque（ｔ）をサンプリング
計測する。このときのトルク信号値をＶtorque（t1）、
Ｖtorque（t2）、…、Ｖtorque（ tn ）とする。
る方法について説明する。まずトルクセンサの電源を投
入したなら、その後に所定の時間ｔ0 が経過してから、
トルク計測を起動する。このとき一定時間Ｔ０ごとにｎ
回連続してトルク信号値Ｖtorque（ｔ）をサンプリング
計測する。このときのトルク信号値をＶtorque（t1）、
Ｖtorque（t2）、…、Ｖtorque（ tn ）とする。
【００１０】まず、サンプリング計測されたｎ個のトル
ク信号値の最大値と最小値との差が第一の設定値ｂ以下
であるかどうかを調べる。すなわち、 〔max.｛Ｖtorque（t1）、Ｖtorque（t2）、……、Ｖto
rque（ tn ）｝−min.｛Ｖtorque（t1）、Ｖtorque
（t2）、……、Ｖtorque（ tn ）｝〕≦ｂ であるかどうかを調べる。
ク信号値の最大値と最小値との差が第一の設定値ｂ以下
であるかどうかを調べる。すなわち、 〔max.｛Ｖtorque（t1）、Ｖtorque（t2）、……、Ｖto
rque（ tn ）｝−min.｛Ｖtorque（t1）、Ｖtorque
（t2）、……、Ｖtorque（ tn ）｝〕≦ｂ であるかどうかを調べる。
【００１１】そして、この不等式が成立したときには、
トルク信号値Ｖtorque（ ti ）、Ｖtorque（ ti+1 ）、
…、Ｖtorque（ tn-j+1 ）〔 i≧１、 j≧１〕の平均値
Ｍを求める。さらに、この平均値Ｍの絶対値が第二の設
定値ｃ以下であるかどうかを調べ、もし第二の設定値ｃ
以下であればその平均値Ｍを新たな零点として設定す
る。この平均値は、トルク負荷の方向によってその正負
が変化する。
トルク信号値Ｖtorque（ ti ）、Ｖtorque（ ti+1 ）、
…、Ｖtorque（ tn-j+1 ）〔 i≧１、 j≧１〕の平均値
Ｍを求める。さらに、この平均値Ｍの絶対値が第二の設
定値ｃ以下であるかどうかを調べ、もし第二の設定値ｃ
以下であればその平均値Ｍを新たな零点として設定す
る。この平均値は、トルク負荷の方向によってその正負
が変化する。
【００１２】このとき、 i＝１かつ j＝１と設定したと
きには、サンプリングされたすべてのトルク信号値が平
均値の算出に用いられる。ところが、 iを２以上に設定
したときには、サンプリング計測された多数のトルク信
号値のうち、最初の一部を除いて平均値が算出される。
また jを２以上に設定したときには、多数のトルク信号
値のうちの最後の一部を除いて平均値が算出される。結
局、 iと jとをともに２以上に設定することで、多数の
トルク信号値のうちの最初の一部と最後の一部とを除い
た残りの中間部分の複数のトルク信号値だけで新しい零
点が算出される。こうすることで、トルク計測の起動と
軸に作用するトルクとが同期していなくても、確実に絶
対値の小さいデータのみを用いて、新たな零点が正確に
求められる。
きには、サンプリングされたすべてのトルク信号値が平
均値の算出に用いられる。ところが、 iを２以上に設定
したときには、サンプリング計測された多数のトルク信
号値のうち、最初の一部を除いて平均値が算出される。
また jを２以上に設定したときには、多数のトルク信号
値のうちの最後の一部を除いて平均値が算出される。結
局、 iと jとをともに２以上に設定することで、多数の
トルク信号値のうちの最初の一部と最後の一部とを除い
た残りの中間部分の複数のトルク信号値だけで新しい零
点が算出される。こうすることで、トルク計測の起動と
軸に作用するトルクとが同期していなくても、確実に絶
対値の小さいデータのみを用いて、新たな零点が正確に
求められる。
【００１３】平均値Ｍの絶対値が第二の設定値ｃを越え
る場合には、図１において破線で示すように零点シフト
に異常が生じていると判定できる。よって、このときに
は、新しい零点の設定は行わない。
る場合には、図１において破線で示すように零点シフト
に異常が生じていると判定できる。よって、このときに
は、新しい零点の設定は行わない。
【００１４】トルク信号値の最大値と最小値との差が第
一の設定値ｂを越えるときには、トルクが負荷されてい
る可能性があるため、そのときにも新しい零点の設定は
行わず、それから一定の時間Ｔが経過した後に、再度、
同様にしてトルク計測を起動する。
一の設定値ｂを越えるときには、トルクが負荷されてい
る可能性があるため、そのときにも新しい零点の設定は
行わず、それから一定の時間Ｔが経過した後に、再度、
同様にしてトルク計測を起動する。
【００１５】それ以後は、図１に示すように零点シフト
が持続する可能性があるため、零点補正が完了するま
で、一定周期Ｔごとに上記動作を繰り返す。次に具体例
を説明する。ここで、所定の時間ｔ0 ＝５sec 、サンプ
リングのための一定時間Ｔ０＝0.5 msec、周期Ｔ＝20ms
ec、サンプル数ｎ＝９、 i＝３、 j＝３とする。また、
トルク印加時のトルク信号値の電圧が数V のレベルであ
るときに、第一の設定値ｂ＝200mV 、第二の設定値ｃ＝
1000mVとする。
が持続する可能性があるため、零点補正が完了するま
で、一定周期Ｔごとに上記動作を繰り返す。次に具体例
を説明する。ここで、所定の時間ｔ0 ＝５sec 、サンプ
リングのための一定時間Ｔ０＝0.5 msec、周期Ｔ＝20ms
ec、サンプル数ｎ＝９、 i＝３、 j＝３とする。また、
トルク印加時のトルク信号値の電圧が数V のレベルであ
るときに、第一の設定値ｂ＝200mV 、第二の設定値ｃ＝
1000mVとする。
【００１６】このとき、トルクセンサの電源投入後、所
定の時間ｔ0 ＝５sec が経過した後にトルク計測を起動
し、起動後に、一定時間Ｔ０＝0.5 msecごとに９回連続
してトルク信号値Ｖtorque（ｔ）をサンプリング計測す
る。そしてその結果を、Ａ／Ｄ変換するなどによってメ
モリなどに記憶する。このときのトルク信号値をＶtorq
ue（t1）、Ｖtorque（t2）、…、Ｖtorque（t9）とす
る。
定の時間ｔ0 ＝５sec が経過した後にトルク計測を起動
し、起動後に、一定時間Ｔ０＝0.5 msecごとに９回連続
してトルク信号値Ｖtorque（ｔ）をサンプリング計測す
る。そしてその結果を、Ａ／Ｄ変換するなどによってメ
モリなどに記憶する。このときのトルク信号値をＶtorq
ue（t1）、Ｖtorque（t2）、…、Ｖtorque（t9）とす
る。
【００１７】これらトルク信号値Ｖtorque（t1）、Ｖto
rque（t2）、…、Ｖtorque（t9）の内の最大値と最小値
とを求め、これら最大値と最小値との差が第一の設定値
ｂ＝200mV 以下であるなら、トルク信号値Ｖtorque
（t3）、Ｖtorque（t4）、…、Ｖtorque（t7）の５つの
データの平均値Ｍを算出する。そして、この平均値Ｍの
絶対値が第二の設定値ｃ＝1000mV以下であるときには、
それを新しい零点として、その後のトルク信号値から印
加トルクの大きさを求める。
rque（t2）、…、Ｖtorque（t9）の内の最大値と最小値
とを求め、これら最大値と最小値との差が第一の設定値
ｂ＝200mV 以下であるなら、トルク信号値Ｖtorque
（t3）、Ｖtorque（t4）、…、Ｖtorque（t7）の５つの
データの平均値Ｍを算出する。そして、この平均値Ｍの
絶対値が第二の設定値ｃ＝1000mV以下であるときには、
それを新しい零点として、その後のトルク信号値から印
加トルクの大きさを求める。
【００１８】こうすることで、図１に示されるようなト
ルクセンサの電源投入直後の零点シフトにもとづく零点
誤差の発生が、確実に防止される。平均値Ｍの絶対値が
第二の設定値ｃ＝1000mVを越えるときには、零点異常と
判定して、零点補正は行わず、周期Ｔ＝20msecの時間経
過を待つ。この場合は、トルクセンサが接続されるコン
トローラ側で、そのトルクセンサの零点異常を検出でき
ることになる。またトルク信号値Ｖtorque（t1）、Ｖto
rque（t2）、…、Ｖtorque（t9）の内の最大値と最小値
との差が第一の設定値ｂ＝200mV を越えるときには、ト
ルクが負荷されていると判断して、この場合も零点補正
は行わず、周期Ｔ＝20msecの時間経過を待つ。
ルクセンサの電源投入直後の零点シフトにもとづく零点
誤差の発生が、確実に防止される。平均値Ｍの絶対値が
第二の設定値ｃ＝1000mVを越えるときには、零点異常と
判定して、零点補正は行わず、周期Ｔ＝20msecの時間経
過を待つ。この場合は、トルクセンサが接続されるコン
トローラ側で、そのトルクセンサの零点異常を検出でき
ることになる。またトルク信号値Ｖtorque（t1）、Ｖto
rque（t2）、…、Ｖtorque（t9）の内の最大値と最小値
との差が第一の設定値ｂ＝200mV を越えるときには、ト
ルクが負荷されていると判断して、この場合も零点補正
は行わず、周期Ｔ＝20msecの時間経過を待つ。
【００１９】以後、零点補正が完了して通常の計測ルー
チンに移行するまで、一定周期Ｔ＝20msecごとに上記動
作を繰り返す。このように、トルクセンサの電源投入時
の零点誤差を検出することで、図１に示すようなそのと
きのトルクセンサの零点シフトの異常を正しく検出する
ことができ、かつ異常な零点シフトが発生していない場
合には、電源投入時の零点誤差を正確に補正することが
できる。図４および図５に示すようなトルク波形を呈す
るインパルスツールに組み込んだトルクセンサにおいて
も、このトルクセンサの電源を投入した直後にはツール
にトルクが負荷されていないのが通例であるので、同様
に電源投入時の零点シフトにもとづく零点誤差を補正で
きる。
チンに移行するまで、一定周期Ｔ＝20msecごとに上記動
作を繰り返す。このように、トルクセンサの電源投入時
の零点誤差を検出することで、図１に示すようなそのと
きのトルクセンサの零点シフトの異常を正しく検出する
ことができ、かつ異常な零点シフトが発生していない場
合には、電源投入時の零点誤差を正確に補正することが
できる。図４および図５に示すようなトルク波形を呈す
るインパルスツールに組み込んだトルクセンサにおいて
も、このトルクセンサの電源を投入した直後にはツール
にトルクが負荷されていないのが通例であるので、同様
に電源投入時の零点シフトにもとづく零点誤差を補正で
きる。
【００２０】サンプリング計測されたトルク信号値の最
大値と最小値との差が第一の設定値ｂ以下であるときに
のみ、その平均値Ｍを新しい零点として設定するため、
仮に電源投入直後にトルクが負荷されて最大値と最小値
との差が大きくなった場合には零点補正が行われず、ト
ルクが負荷されなくなってトルク信号が安定したときの
データだけを用いて、正確にその零点を補正することが
できる。
大値と最小値との差が第一の設定値ｂ以下であるときに
のみ、その平均値Ｍを新しい零点として設定するため、
仮に電源投入直後にトルクが負荷されて最大値と最小値
との差が大きくなった場合には零点補正が行われず、ト
ルクが負荷されなくなってトルク信号が安定したときの
データだけを用いて、正確にその零点を補正することが
できる。
【００２１】図２は、磁歪式トルクセンサの回路構成の
一例を示す。ここで10はトルク検出軸で、その外周面に
は、軸心に対し傾斜した磁気異方性部12が一箇所だけ形
成されている。この磁気異方性部12の周囲には、コイル
14が配置されている。
一例を示す。ここで10はトルク検出軸で、その外周面に
は、軸心に対し傾斜した磁気異方性部12が一箇所だけ形
成されている。この磁気異方性部12の周囲には、コイル
14が配置されている。
【００２２】コイル14は、抵抗16と、図中において実線
で示されて、温度変化にともなう零点変動を粗調整する
ための感温抵抗18とを介して、このコイル14に交流電流
を供給するための発振回路20に接続されている。感温抵
抗18は、図中において破線で示すように、抵抗16とコイ
ル14との間に設置することもでき、あるいは、さらに他
の場所に設置することもできる。抵抗16は、コイル14の
インピーダンスにほぼ等しい抵抗値を有する。発振回路
20と感温抵抗18との間には、整流回路とローパスフィル
タとを有した励磁電圧検出回路22が並列に接続されてい
る。
で示されて、温度変化にともなう零点変動を粗調整する
ための感温抵抗18とを介して、このコイル14に交流電流
を供給するための発振回路20に接続されている。感温抵
抗18は、図中において破線で示すように、抵抗16とコイ
ル14との間に設置することもでき、あるいは、さらに他
の場所に設置することもできる。抵抗16は、コイル14の
インピーダンスにほぼ等しい抵抗値を有する。発振回路
20と感温抵抗18との間には、整流回路とローパスフィル
タとを有した励磁電圧検出回路22が並列に接続されてい
る。
【００２３】コイル14からの出力ラインは、整流回路と
ローパスフィルタとを備えたトルク検出回路24を構成し
ている。このトルク検出回路24の出力側と、励磁電圧検
出回路22の出力側とは、ともに差動増幅器26の入力側に
接続されている。差動増幅器26の出力側は、零点変動の
微調整用の差動増幅器28に接続されている。前述のサン
プリングされた計測データの平均値Ｍから零点データが
求められ、その零点データが、定電圧発生回路30を並設
したＤ／Ａ変換器32を介して差動増幅器28に入力される
ことで、この差動増幅器28は、そのときのトルク検出出
力を零にするように機能する。
ローパスフィルタとを備えたトルク検出回路24を構成し
ている。このトルク検出回路24の出力側と、励磁電圧検
出回路22の出力側とは、ともに差動増幅器26の入力側に
接続されている。差動増幅器26の出力側は、零点変動の
微調整用の差動増幅器28に接続されている。前述のサン
プリングされた計測データの平均値Ｍから零点データが
求められ、その零点データが、定電圧発生回路30を並設
したＤ／Ａ変換器32を介して差動増幅器28に入力される
ことで、この差動増幅器28は、そのときのトルク検出出
力を零にするように機能する。
【００２４】差動増幅器28の出力側は、増幅器34を介し
て、トルク検出軸10に印加されるトルクの方向を公知の
方法で検出する極性判定回路36と、ゲイン切換回路38と
に接続されている。ゲイン切換回路38は、極性判定回路
36の出力信号にもとづき、トルク検出軸10への印加トル
クの方向に対応してトルク検出信号のゲインを切換え可
能とされている。40はトルク信号ラインであり、前述の
トルク信号値が現れる。
て、トルク検出軸10に印加されるトルクの方向を公知の
方法で検出する極性判定回路36と、ゲイン切換回路38と
に接続されている。ゲイン切換回路38は、極性判定回路
36の出力信号にもとづき、トルク検出軸10への印加トル
クの方向に対応してトルク検出信号のゲインを切換え可
能とされている。40はトルク信号ラインであり、前述の
トルク信号値が現れる。
【００２５】Ｄ／Ａ変換器32およびゲイン切換回路38に
は、演算制御回路42からの出力ラインが接続されてい
る。この演算制御回路42には、メモリ44が並設されると
ともに、データ入出力ライン46が接続されている。48は
温度センサで、その出力ラインは、Ａ／Ｄ変換器50を介
して演算制御回路42に接続されている。52はフィードバ
ックラインで、トルク信号ライン40からＡ／Ｄ変換器54
を介して演算制御回路42に接続されている。
は、演算制御回路42からの出力ラインが接続されてい
る。この演算制御回路42には、メモリ44が並設されると
ともに、データ入出力ライン46が接続されている。48は
温度センサで、その出力ラインは、Ａ／Ｄ変換器50を介
して演算制御回路42に接続されている。52はフィードバ
ックラインで、トルク信号ライン40からＡ／Ｄ変換器54
を介して演算制御回路42に接続されている。
【００２６】このような構成によれば、感温抵抗18の働
きによって、温度変動にともなう零点変動の粗調整が行
われる。トルク信号ライン40に現れるトルク信号値は、
フィードバックライン52を介して演算制御回路42に入力
され、演算処理される。そして電源投入直後の零点シフ
トを補正するために、上述の平均値Ｍにもとづく零点デ
ータが求められ、その零点データがＤ／Ａ変換器32を介
して差動増幅器28に入力される。
きによって、温度変動にともなう零点変動の粗調整が行
われる。トルク信号ライン40に現れるトルク信号値は、
フィードバックライン52を介して演算制御回路42に入力
され、演算処理される。そして電源投入直後の零点シフ
トを補正するために、上述の平均値Ｍにもとづく零点デ
ータが求められ、その零点データがＤ／Ａ変換器32を介
して差動増幅器28に入力される。
【００２７】ゲイン切り換え回路38においては、演算制
御回路42からの信号にもとづいて、感度補正と、温度変
化にともなう感度変動の補正とが行われる。図１に示す
ように、一定時間Ｔ０＝0.5 msecごとにたかだか10回程
度のサンプリングを行うだけであるにもかかわらず、零
点変動の補正のためのトルク計測の起動は、一定周期Ｔ
＝20msecごとという比較的長い周期ごとに行われる。そ
の理由は、演算処理回路42は、零点補正以外に、上述の
温度変化にともなう感度変動の補正などの多くの演算処
理を行わねばならず、その時間を確保するためである。
御回路42からの信号にもとづいて、感度補正と、温度変
化にともなう感度変動の補正とが行われる。図１に示す
ように、一定時間Ｔ０＝0.5 msecごとにたかだか10回程
度のサンプリングを行うだけであるにもかかわらず、零
点変動の補正のためのトルク計測の起動は、一定周期Ｔ
＝20msecごとという比較的長い周期ごとに行われる。そ
の理由は、演算処理回路42は、零点補正以外に、上述の
温度変化にともなう感度変動の補正などの多くの演算処
理を行わねばならず、その時間を確保するためである。
【００２８】図３は、デジタル補正方式の磁歪式トルク
センサの一例を示す。ここでは、差動増幅器26からの出
力ラインが、Ａ／Ｄ変換器56を介して演算制御回路42に
接続されている。また、トルク信号ライン40は、演算制
御回路42からＤ／Ａ変換器58を介して導き出されてい
る。
センサの一例を示す。ここでは、差動増幅器26からの出
力ラインが、Ａ／Ｄ変換器56を介して演算制御回路42に
接続されている。また、トルク信号ライン40は、演算制
御回路42からＤ／Ａ変換器58を介して導き出されてい
る。
【００２９】このデジタル補正方式のトルクセンサ１で
は、本発明にもとづく零点シフトの補正動作や、その他
のアナログ方式のものと同様の各種の補正を、演算制御
回路42においてデジタル演算により行う。
は、本発明にもとづく零点シフトの補正動作や、その他
のアナログ方式のものと同様の各種の補正を、演算制御
回路42においてデジタル演算により行う。
【００３０】なお、このようにデジタル演算にて補正を
行うものでは、図４および図５に示すようなパルストル
ク信号を正確に計測するためには、このトルク信号をＡ
／Ｄ変換器56によって高速に変換しなければならない。
具体的には、たとえばサンプリング間隔0.02msec、サン
プル数 100〜200 程度が要求される。
行うものでは、図４および図５に示すようなパルストル
ク信号を正確に計測するためには、このトルク信号をＡ
／Ｄ変換器56によって高速に変換しなければならない。
具体的には、たとえばサンプリング間隔0.02msec、サン
プル数 100〜200 程度が要求される。
【００３１】以上においては、本発明の方法を磁歪式ト
ルクセンサに適用した場合を具体例として説明したが、
ひずみゲージ式トルクセンサなどの他の方式のトルクセ
ンサにも、もちろん適用可能である。また本発明の技術
思想は、上述のトルクセンサ以外の、ロードセル、圧力
センサなどの各種センサにも適用できることは明らかで
ある。
ルクセンサに適用した場合を具体例として説明したが、
ひずみゲージ式トルクセンサなどの他の方式のトルクセ
ンサにも、もちろん適用可能である。また本発明の技術
思想は、上述のトルクセンサ以外の、ロードセル、圧力
センサなどの各種センサにも適用できることは明らかで
ある。
【００３２】
【発明の効果】以上述べたように本発明によると、トル
クセンサの電源投入後における所定数のトルク信号値の
平均値を新しい零点として設定するため、電源投入直後
の零点シフトを補正してその零点シフトにもとづく零点
誤差の発生を防止できるのみならず、計測された所定数
のトルク信号値の最大値と最小値との差が第一の設定値
以下であるときにのみ、それら所定数のトルク信号値の
平均値を求めるため、電源投入後におけるトルクが負荷
されているときの信号波形を零点計算の基礎として用い
ることを防止できて、トルクが負荷されずにトルク信号
が安定しているときのデータのみにより正確にその零点
を計算して零点シフトを補正でき、また所定数のトルク
信号値を平均して零点を求めるので、トルク信号に重畳
するリップルの影響を受けにくくすることができ、さら
に平均値の絶対値が第二の設定値以下のときにのみ新し
い零点設定を行うため、これが第二の設定値を越える零
点異常のときのデータにより零点を設定することを防止
できる。
クセンサの電源投入後における所定数のトルク信号値の
平均値を新しい零点として設定するため、電源投入直後
の零点シフトを補正してその零点シフトにもとづく零点
誤差の発生を防止できるのみならず、計測された所定数
のトルク信号値の最大値と最小値との差が第一の設定値
以下であるときにのみ、それら所定数のトルク信号値の
平均値を求めるため、電源投入後におけるトルクが負荷
されているときの信号波形を零点計算の基礎として用い
ることを防止できて、トルクが負荷されずにトルク信号
が安定しているときのデータのみにより正確にその零点
を計算して零点シフトを補正でき、また所定数のトルク
信号値を平均して零点を求めるので、トルク信号に重畳
するリップルの影響を受けにくくすることができ、さら
に平均値の絶対値が第二の設定値以下のときにのみ新し
い零点設定を行うため、これが第二の設定値を越える零
点異常のときのデータにより零点を設定することを防止
できる。
【図１】トルクセンサの電源投入直後の零点シフトを示
す図である。
す図である。
【図２】本発明を適用した磁歪式トルクセンサの回路構
成の一例を示す図である。
成の一例を示す図である。
【図３】本発明を適用した磁歪式トルクセンサの回路構
成の他の例を示す図である。
成の他の例を示す図である。
【図４】インパルスツール組み込み型のトルクセンサの
トルク信号値の波形を例示する図である。
トルク信号値の波形を例示する図である。
【図５】図４における一つの波形を時間的に拡大して示
す図である。
す図である。
ｔ0 所定時間 Ｔ０ 一定時間 Ｖtorque（ｔ） トルク信号値 Ｍ 平均値 ｂ 第一の設定値 ｃ 第二の設定値
Claims (3)
- 【請求項１】 トルクセンサの電源投入後における所定
時間の経過後に一定時間ごとにトルク信号を計測して、
計測された所定数のトルク信号値の最大値と最小値との
差が第一の設定値以下であるときに、それら所定数のト
ルク信号値の平均値を求め、この平均値の絶対値が第二
の設定値以下のときに、その平均値を新しい零点として
設定することを特徴とするトルクセンサの零点誤差の補
正方法。 - 【請求項２】 平均値の絶対値が第二の設定値を越える
ときには、零点異常と判定して新しい零点の設定は行わ
ないことを特徴とする請求項１記載のトルクセンサの零
点誤差の補正方法。 - 【請求項３】 計測された所定数のトルク信号値の最大
値と最小値との差が第一の設定値を越えるときには、時
間をおいた後に再度トルク信号の計測を起動することを
特徴とする請求項１または２記載のトルクセンサの零点
誤差の補正方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5106314A JP2803966B2 (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | トルクセンサの零点誤差の補正方法 |
| US08/222,652 US5483820A (en) | 1993-04-06 | 1994-04-01 | Method for zero correction in torque sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5106314A JP2803966B2 (ja) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | トルクセンサの零点誤差の補正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06317491A true JPH06317491A (ja) | 1994-11-15 |
| JP2803966B2 JP2803966B2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=14430524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5106314A Expired - Lifetime JP2803966B2 (ja) | 1993-04-06 | 1993-05-07 | トルクセンサの零点誤差の補正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2803966B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997014608A1 (fr) * | 1995-10-17 | 1997-04-24 | Seiko Epson Corporation | Dispositif de detection, dispositif fournissant une force d'entrainement a l'aide dudit dispositif et dispositif d'ajustement au point zero pour un detecteur de couple dans le dispositif fournissant une force d'entrainement |
| EP1701146A1 (en) * | 2005-03-09 | 2006-09-13 | Riken Optech Corporation | Zero point correction circuit of load meter |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9546925B2 (en) * | 2014-12-05 | 2017-01-17 | Nxp Usa, Inc. | Packaged sensor with integrated offset calibration |
-
1993
- 1993-05-07 JP JP5106314A patent/JP2803966B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997014608A1 (fr) * | 1995-10-17 | 1997-04-24 | Seiko Epson Corporation | Dispositif de detection, dispositif fournissant une force d'entrainement a l'aide dudit dispositif et dispositif d'ajustement au point zero pour un detecteur de couple dans le dispositif fournissant une force d'entrainement |
| CN1095984C (zh) * | 1995-10-17 | 2002-12-11 | 精工爱普生株式会社 | 传感器和驱动力辅助装置及其转矩传感器零点调整机构 |
| EP1701146A1 (en) * | 2005-03-09 | 2006-09-13 | Riken Optech Corporation | Zero point correction circuit of load meter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2803966B2 (ja) | 1998-09-24 |
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