JPH0684892B2 - 永久磁石とホール発電機を有する磁界発信器 - Google Patents

永久磁石とホール発電機を有する磁界発信器

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JPH0684892B2
JPH0684892B2 JP62284416A JP28441687A JPH0684892B2 JP H0684892 B2 JPH0684892 B2 JP H0684892B2 JP 62284416 A JP62284416 A JP 62284416A JP 28441687 A JP28441687 A JP 28441687A JP H0684892 B2 JPH0684892 B2 JP H0684892B2
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    • G01P3/42Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
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    • G01P3/481Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
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    • G01DMEASURING 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
    • G01D5/00Mechanical 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
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は永久磁石とホール発電機を有する磁界発信器に
関する。
従来技術 機械および車輌において回転運動を識別するためにまた
は回転数を検出するために、通常は棒形の誘導発信器が
使用される。この誘導発信器は信号を形成するために、
測定対象と結合された適切な強磁性体のクロックパルス
発信器板または歯車と共働する。この場合、クロックパ
ルス発信器板または歯車に誘導発信器が、ねじ込みによ
り当該の軸受ケーシングまたはギヤケーシングに配属さ
れる。
誘導発信器は例えば次の利点を有する、即ち誘導発信器
はその機械的強度のため、−40℃から+150℃までの温
度変動を有する通常の使用環境に最適であり、さらにコ
ストに関して著しく有利に製造できる点にある。さらに
誘導発信器は測定対象からエネルギを取り出すという事
実が、前述の使用において問題とされない。
しかしダイナミック作動形の発信器としては誘導発信器
は、著しく低い回転数を検出すべき時、または軸の運動
をその運動停止領域において検出すべき時は、使用が制
限されるかまたはもはや全く使用することができない。
そのため検出限界の遮断周波数を低くするためにこの種
の発信器の感度を増加させると、例えば発信器が種々の
振動を受ける自動車においては、例えば測定対象が運動
停止状態の場合にも信号が発生して、そのため実際には
生じていない状態と誤認されるおそれがあり得る。
遮断周波数を零にまでするという要求を充足すべき時、
かつ同時に前述の問題を解決すべき時は、磁気抵抗効果
素子発電機またはホール発電機を作動エレメントとして
有するスタティック形式の発信器たとえば切断形オッシ
レータ(AbreiBoszillator)または磁界発信器を使用す
ることが通常行なわれる。この場合、切断形オッシレー
タは所定の使用に対しては使用が制限される、何故なら
ば500Hzを上回わる周波数はもはや必要とされる精度で
は検出できず、他方、高い温度範囲においてはコイル値
の変化により著しく大きい障害が発生するからである。
磁界発信器によりこの種の欠点は公知のように回避でき
るが、しかし必要とされる直流電圧増幅は、著しく高価
なかつ高度の回路技術費用でのみ克服できる、例えばホ
ール発電機から供給される信号の、所定の障害レベルに
対する依存性およびホール発電機の老化−および温度に
もとづく変化に対する依存性ならびに温度にもとづく直
流電圧増幅器そのものの変動特性に対する依存性を克服
できる。しかし適用の際に必要とされる棒形の発信器の
構造は、これに関連する特別の問題を生ぜさせる。即ち
ホール発電機を棒形の永久磁石の端面に配置することが
前提とされる。これにより不可避的に、所期の有効信号
よりも大きいかつホール発電機の接続にもとづく温度に
依存する障害信号が既に最初から与えられその後に増幅
が行なわれる。
発明の解決すべき問題点 発信器に後置接続される増幅器が実質的に有効信号だけ
を増幅すべきであるという測定技術の基本原理を前提と
して、本発明の課題は、例えば棒形の磁界発信器の測定
技術構成を改善することである、即ち出来るだけ高い有
効信号/障害信号−比すなわちS/N比を形成できるよう
にすることである。
問題点を解決するための手段 この課題解決のため本発明は次の構成を有する。即ち永
久磁石とホール発電機を有する磁界発信器において、永
久磁石としてリング磁石を設け、さらにホール発電機を
をリング磁石の開口に配置し、この配置構成の場合、ホ
ール発電機の、ディスク平面に対して直角の位置関係に
ある仮想の中心軸線とリング磁石の幾何学的軸線とを実
質的に一致させ、かつホール発電機を、磁気路開放の場
合に磁界排除によりリング磁石の内部に形成される磁気
誘導最小の空間の中に設けたのである。
有利な実施例は次の構成を有する、即ち磁界発信器の電
気部品を支持するプリント配線板に、リング磁石の開口
の中を挿入される付加部材を設け、さらにホール発電機
をプリント配線板の、リング磁石の中へ導入される前記
付加部材の端面に設けるようにし、さらにリング磁石を
プリント配線板の前記付加部材の上に固定したのであ
る。
動作原理にもとづく磁界発信器の前述の利点のほかにさ
らに本発明による解決手段は、著しく低い障害電圧レベ
ルを有する棒形の磁界発信器の構成を可能とする。まだ
存在する障害電圧レベルは、製造技術的に定められるホ
ール発電機のいわゆるオーム零成分に実質的に相応す
る。しかしこの障害電圧レベルも本発明の構成により、
ホール発電機を磁気的にバイアスすることにより補償さ
れる。このことは本発明により、即ちホール発電機を最
小の磁界誘導領域に対向するように置き換えることによ
り、著しく簡単に実施される。そのため本発明の解決手
段は、設定された課題に対して十分に考慮されている。
しかも本発明による磁界発信器は、従来は誘導発信器が
使用できなかった個所にも用いることができるだけでな
く、誘導発信器の代りにそのまま使用できるという別の
利点を提供する。この場合、本発明による磁界発信器は
回転位置にも依存して使用できる、即ちねじ締めにより
取り付けることができる。さらに別の利点として、磁界
発信器の調整をその発信器ケーシングの外部でもおよび
リング磁石とプリント配線板との間の良好に操作できる
機械運動によっても行なうことができるため、大量生産
にも適する。
実施例の説明 次に本発明の実施例につき図面を用いて説明する。
第1図が示すように、軸方向に磁化されたリング磁石1
たとえば円筒状磁石において、磁石の軸線の領域におけ
る磁界排除により、著しくわずかな磁気ポテンシャルの
室が即ち著しくわずかな誘導磁界の回転対称の空間であ
る室2が形成される。磁石の磁極の近傍に、前記の空間
2の半径方向へ拡大してその内部では磁気誘導作用が零
へ移行する領域が形成される。本発明によりホール発電
機3が−リング磁石と関連づけて−磁気路を乱さないよ
うにかつ磁気誘導作用が最小値を有する個所に、正確に
位置固定される。
第1図の磁気路が強磁性体エレメント4により乱される
と、この強磁性体エレメント4の集磁作用が磁界の歪み
を生ぜさせる、即ち磁界の存在しない磁気的に中性の
“室"2の位置をずらして変形させる。強磁性体エレメン
ト4が矢印の方向へ第3図に示されている位置へ移動す
ると、ホール発電機3への磁気貫通量が増加して同時
に、ホール電圧を決定するその軸方向の磁気誘導成分が
増加する。強磁性体エレメント4が第4図に示されてい
る位置へさらに移動すると磁石の磁界も一緒に“連行”
されるが、しかしホール発電機3における実効貫通磁束
は次第に減少し、最後に磁界は再び第1図に示された初
期位置へ跳躍的に戻る。ホール発電機3の出力側におけ
るその都度のポテンシャル経過を、第9図の波形図が示
す。
第5図は組み込み可能な磁界発信器の実施例を示す。図
示されているようにホール発電機3は、プリント配線板
5に形成される付加部材の端面に設けられている。この
場合この付加部材は、リング磁石1の円筒の開口6の中
へ挿入される。さらにプリント配線板5は、ねじ支持体
として形成されるスリーブ状の発信器ケーシング7の中
に保持されておりこの中で振動しないように鋳込まれて
いる。さらにプリント配線板は公知のように、磁界発信
器の信号成形−および増幅用の電気部品を支持する。リ
ング磁石1とプリント配線板5との結合は、ホール発電
機3をリング磁石1の磁界の存在しない“室"2の中に位
置固定してから、例えば適切な接着剤8を用いて行なわ
れる。発信器ケーシング7は測定ヘッド側で磁気を誘導
しないキャップ9を用いて閉鎖される;反対側にはコネ
クタソケット10が取り付けられる。コネクタソケットに
はケーブル端子部材11が成形されており、この端子部材
は、接続されるべきコネクタと共働する図示されていな
いスクリューねじに配属されている。
完全を期するためにさらに以下説明する。発信器ケーシ
ング7に形成されるねじ12は、磁界発信器を例えば自動
車のギヤケーシングに取り付けるために用いられる。こ
の場合、リング状の面13は停止面として作用し、他方、
2つの6角形のナット14および15は取付工具たとえば箱
スパナとの係合のために設けられている。ギア装置側に
おいて、非測定体に強磁性体のクロックパルス発信板16
が配属されている。このクロックパルス発信板には磁界
発信器と共働する当接部材−そのうちの2つを17,18で
示す−が直角に形成されている。
第7図のブロック図に示されているように、ホール発電
機3の作動用に、基準電圧発信器19および定電流源20が
設けられており、さらにホール発電機3の両方の信号チ
ャネルK1およびK2が差動増幅器21の入力側と接続されて
いる。差動増幅器21の出力側にパルス成形器22が後置接
続されている。パルス成形器22はトランジスタ23を用い
て、Q1に接続される第1電送線路から減結合されてい
る。このパルス成形器22と並列にもう1つのパルス成形
器24が接続されている。パルス成形器24は信号電送監視
の目的で、結合トランジスタ25を介して逆位相の信号を
第2伝送線路の接続点Q2へ送出する。
信号電圧のある程度理想化された2つの波形図(第8図
および第9図)の対照が、本発明により得られる有効電
圧/障害電圧−比であるS/N比を明瞭に示す。この場合
この信号電圧は出力側K1およびK2において、第8図は公
知のように測定され、第9図は本発明により設けられる
ホール発電機により測定されるものである。完全を期す
るため第10図により差動増幅器21の出力側の電圧経過も
対照して示す。
第11図は、半径方向に磁化されたリング磁石26における
ホール発電機3の本発明による変形実施例を示す。
発明の効果 本発明により、S/N比の著しく向上したかつ量産に適し
た構成の簡単な棒形の磁界発信器が提供される。
【図面の簡単な説明】
第1図は軸線方向に磁化された磁石を有する本発明によ
る磁界発信器の基本構成図および磁気回路が開いている
場合に生ずる磁界の分布図、第2図、第3図および第4
図は第1図の強磁性体エレメントにより乱された磁気回
路の種々の磁界分布図、第5図は本発明により設けられ
る組み込み可能な、所属の強磁性体のクロックパルス発
信板の部分図、第6図は第5図の磁界発信器の部分図、
第7図はホール発電機の電流供給および信号処理に関連
するブロック図、第8図は公知技術に相応する磁界発信
器に設けられるホール発電機の信号電圧の波形図、第9
図は本発明により設けられるホール発電機の信号電圧の
波形図、第10図は本発明により設けられるホール発電機
に後置接続される差動増幅器の出力側に現われる信号電
圧の波形図、第11図は半径方向に磁化された磁石を有す
る磁界発信器の磁界分布図をそれぞれ示す。 1……リング磁石、2……室、3……ホール発電機、4
……強磁性体エレメント、5……プリント配線板、6…
…円筒の開口、7……スリーブ状の発信器ケーシング、
8……接着剤、9……キャップ、10……コネタソケッ
ト、19……基準電圧発信器、20……定電流源、21……差
動増幅器、22,24……パルス成形器、23,25……トランジ
スタ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】永久磁石とホール発電機を有する磁界発信
    器において、永久磁石としてリング磁石(1)を設け、
    さらにディスク状のホール発電機を(3)をリング磁石
    (1)の開口に配置し、この配置構成の場合、ホール発
    電機(3)の、ディスク平面に対して直角の位置関係に
    ある仮想の中心軸線とリング磁石(1)の幾何学的軸線
    とを実質的に一致させ、かつホール発電機(3)を、磁
    気路開放の場合に磁界排除によりリング磁石(1)の内
    部に形成される磁気誘導最小の空間の中に設けたことを
    特徴とする、永久磁石とホール発電機を有する磁界発信
    器。
  2. 【請求項2】磁界発信器の電気部品を支持するプリント
    配線板(5)に、リング磁石(1)の開口の中を挿入さ
    れる付加部材を設け、さらにホール発電機(3)をプリ
    ント配線板(5)の、リング磁石(1)の中へ導入され
    る前記付加部材の端面に設け、さらにリング磁石(1)
    をプリント配線板(5)の前記付加部材の上に固定し
    た、特許請求の範囲第1項に記載の磁界発信器。
  3. 【請求項3】リング磁石(1)を軸方向に磁化し、さら
    にホール発電機(3)をリング磁石(1)の端面に配置
    した、特許請求の範囲第1項に記載の磁界発信器。
  4. 【請求項4】リング磁石(26)を半径方向に磁化し、さ
    らにホール発電機(3)をリング磁石(26)の中心に位
    置固定した、特許請求の範囲第1項に記載の磁界発信
    器。
JP62284416A 1986-11-12 1987-11-12 永久磁石とホール発電機を有する磁界発信器 Expired - Lifetime JPH0684892B2 (ja)

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