JPH0749381Y2 - RPM detector - Google Patents

RPM detector

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JPH0749381Y2
JPH0749381Y2 JP1990004864U JP486490U JPH0749381Y2 JP H0749381 Y2 JPH0749381 Y2 JP H0749381Y2 JP 1990004864 U JP1990004864 U JP 1990004864U JP 486490 U JP486490 U JP 486490U JP H0749381 Y2 JPH0749381 Y2 JP H0749381Y2
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JP
Japan
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magnetic
magnetic field
magnetic bubble
ring magnet
bubble
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JP1990004864U
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Japanese (ja)
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JPH0395961U (en
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扶佐夫 幸坂
俊雄 飯野
良昭 工藤
康弘 坂巻
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Yokogawa Electric Corp
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Yokogawa Electric Corp
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は磁気バブルを用いた回転数検出器に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial field of application> The present invention relates to a rotation speed detector using a magnetic bubble.

〈従来の技術〉 本願は、実願昭62−126991号「回転数検出器」(以下、
先願と記す)を改良したものである。
<Prior Art> The present application is disclosed in Japanese Patent Application No. 62-126991 "rotation speed detector" (hereinafter
It is an improvement of the previous application).

磁気バブルを用いた回転数検出器については、本願出願
人が特願昭61−81901号(先行例1と記す)と、特願昭6
2−212208号(先行例2と記す)などで出願し、その原
理は広く知られている。第6図は、磁気バブルを用いた
回転数検出器の動作原理を示す図、第7図は第6図の磁
気バブル素子上に形成された転送素子ループのパターン
例を示す図、第8図は第7図転送素子ループのストレッ
チャ部を拡大した図である。
Regarding the rotation speed detector using a magnetic bubble, the applicant of the present invention has a Japanese Patent Application No. 61-81901 (referred to as the first example) and a Japanese Patent Application No. 6-81901.
The application was filed in No. 2-212208 (referred to as Prior Art 2) and the principle is widely known. FIG. 6 is a diagram showing the operating principle of a rotation speed detector using a magnetic bubble, FIG. 7 is a diagram showing an example of a pattern of transfer element loops formed on the magnetic bubble element of FIG. 6, and FIG. FIG. 7 is an enlarged view of the stretcher portion of the transfer element loop of FIG. 7.

第6図において、1は磁気バブル素子であり、磁気バブ
ルを発生する材料で構成される。説明を加えると、磁気
バブルは、適当な強さの垂直磁界(バイアス磁界)を加
えることにより、GGG(ガドリニウム−ガリウム−ガー
ネット)上に数μmエピタキシャル成長させた垂直磁化
膜の中に筒状の形で発生する。この磁気バブル素子1に
は、磁気バブル検出素子12,13及びアルミ配線パターン1
4,15,16が形成されている(第8図参照)。磁気バブル
検出素子12,13は、磁気抵抗素子(例えばパーマロイ)
で構成される。更に磁気バブル素子1には、薄膜のパー
マロイで構成された転送素子11が、ループ状に形成さ
れ、これに沿って磁気バブルが転送される(第7図,第
8図参照)。第7図では、1つの転送素子ループを示し
たが、実際の磁気バブル素子1上には、複数の転送素子
ループが設けられる。各転送素子ループ上には、先行例
2で知られているような、メモリホイールのビットパタ
ーンで磁気バブルが書込まれている。なお、磁気バブル
素子1が、配置されている平面を便宜上x−y平面と呼
ぶ。
In FIG. 6, reference numeral 1 denotes a magnetic bubble element, which is made of a material that generates a magnetic bubble. In addition, the magnetic bubble has a cylindrical shape in a perpendicular magnetic film epitaxially grown by several μm on GGG (gadolinium-gallium-garnet) by applying a perpendicular magnetic field (bias magnetic field) of appropriate strength. Occurs in. This magnetic bubble element 1 includes magnetic bubble detection elements 12, 13 and an aluminum wiring pattern 1
4, 15 and 16 are formed (see FIG. 8). The magnetic bubble detection elements 12 and 13 are magnetic resistance elements (for example, permalloy).
Composed of. Further, a transfer element 11 made of thin film permalloy is formed in the magnetic bubble element 1 in a loop shape, and the magnetic bubble is transferred along the transfer element 11 (see FIGS. 7 and 8). Although FIG. 7 shows one transfer element loop, a plurality of transfer element loops are provided on the actual magnetic bubble element 1. On each transfer element loop, a magnetic bubble is written in the bit pattern of the memory wheel as known in the prior art 2. The plane on which the magnetic bubble element 1 is arranged is referred to as an xy plane for convenience.

2は2枚一組のバイアス磁石であり(第6図参照)磁気
バブル素子に対し、垂直な一定の磁界(バイアス磁界)
を与え、バブル状の磁区を保持する作用を有するもので
ある。
Reference numeral 2 is a set of two bias magnets (see FIG. 6), a constant magnetic field (bias magnetic field) perpendicular to the magnetic bubble element.
And has a function of holding a bubble-shaped magnetic domain.

3,4は読出しコイルであり、磁気バブル素子1の周囲に
第6図の如く配置される。そしてこの読出しコイル3,4
は、リング磁石5の回転数を読出す時に使われるもの
で、交番電流をコイルに流すことにより回転磁界を発生
させ、磁気バブル17,18,19を転送する。この読出しコイ
ル3,4については、先行例1,2に詳しく記載されている。
Read coils 3 and 4 are arranged around the magnetic bubble element 1 as shown in FIG. And this read coil 3,4
Is used when reading the number of rotations of the ring magnet 5, and an alternating current is passed through the coil to generate a rotating magnetic field to transfer the magnetic bubbles 17, 18 and 19. The read coils 3 and 4 are described in detail in the prior arts 1 and 2.

5はリング磁石であり、回転シャフト(図示せず)に取
付けられた永久磁石である。このリング磁石5は、磁気
バブル素子1に対して平行な面内磁界を与えるもので、
回転シャフトが回転することによりこの面内磁界は回転
する。磁気バブルは、1ステップ/1回転磁界で転送素子
ループを巡回する。第6図は、8極に着磁されたリング
磁石の例であり、この場合、回転シャフトが1回転する
と、磁気バブルは転送素子11の4個分を移動する。
Reference numeral 5 denotes a ring magnet, which is a permanent magnet attached to a rotating shaft (not shown). The ring magnet 5 gives an in-plane magnetic field parallel to the magnetic bubble element 1,
This in-plane magnetic field rotates as the rotating shaft rotates. The magnetic bubble circulates in the transfer element loop with one step / one rotating magnetic field. FIG. 6 shows an example of a ring magnet magnetized to have eight poles. In this case, when the rotating shaft makes one rotation, the magnetic bubbles move by four transfer elements 11.

第7図に示す各転送素子ループには、先行例2に記載さ
れた『メモリホイールの原理』に基づいた特殊配列パタ
ーンの磁気バブルが書込まれている。この特殊配列パタ
ーンとは、全ビットパターンの中の或る位置から切出し
た連続するビットパターンが他のどの位置から切出した
同ビット数のパターンとも同じにならないという特徴を
持ったパターンである。従って、或る決まった位置から
連続する数ビットのパターンを読出すことで、そのルー
プのシフト量を知ることができる。
Magnetic bubbles having a special arrangement pattern based on the "principle of the memory wheel" described in the prior art 2 are written in each transfer element loop shown in FIG. The special array pattern is a pattern having a feature that a continuous bit pattern cut out from a certain position in all bit patterns is not the same as a pattern having the same number of bits cut out from any other position. Therefore, the shift amount of the loop can be known by reading a pattern of several consecutive bits from a certain fixed position.

磁気バブルは、前記或る位置に配置された磁気バブル検
出器10で検出される。磁気バブル検出器10は、第8図に
示す磁気バブル検出素子12,13で構成される。この磁気
バブル検出素子12,13には、アルミ配線パターン14,15,1
6を介して定電流が予め流されている(アルミ配線パタ
ーン16はアース電位)。そして磁気バブル検出素子12,1
3の部分に磁気バブル17,18,19が、移動してくると、こ
の抵抗値が変化するため、アルミ配線パターン14,15の
電位が変化する。この2つのパターン14,15の電位信号
を図示しない差動増幅器で差動演算することにより磁気
バブルの検出信号を得ている。
The magnetic bubble is detected by the magnetic bubble detector 10 arranged at the certain position. The magnetic bubble detector 10 is composed of magnetic bubble detecting elements 12 and 13 shown in FIG. The magnetic bubble detecting elements 12, 13 are provided with aluminum wiring patterns 14, 15, 1
A constant current is previously passed through 6 (aluminum wiring pattern 16 is ground potential). And the magnetic bubble detection element 12,1
When the magnetic bubbles 17, 18, 19 move to the portion of 3, the resistance value changes, so that the potentials of the aluminum wiring patterns 14, 15 change. The potential signals of the two patterns 14 and 15 are differentially calculated by a differential amplifier (not shown) to obtain a magnetic bubble detection signal.

以上のような磁気バブル素子1において、転送素子ルー
プ上には、『メモリホイールの原理』により定まる、例
えば、1ループ8ビットのビットパターン(01110100)
が、磁気バブルの有無により形成されている。第7図に
示す実施例では、もっと多数のビット(例えば、49ビッ
ト前後)であるが、ここでは考案を分り易くするため8
ビットで説明する。この8桁のビットパターンは、リン
グ磁石5が回転すると、その回転に応じて転送素子ルー
プ上を巡回する。この巡回動作は、第6図の装置が停電
状態であっても正常に行われる。例えば、第6図に示す
回転数検出器の電源がストップして、電子回路的にその
動作を停止している時に、リング磁石5が例えば10回転
すると、この10回転に応じた位置に前記8ビットのパタ
ーンの磁気バブルは移動している。
In the magnetic bubble element 1 as described above, the transfer element loop has a bit pattern (01110100) of 8 bits, which is determined by the "principle of the memory wheel", for example.
Are formed by the presence or absence of magnetic bubbles. In the embodiment shown in FIG. 7, there are a larger number of bits (for example, around 49 bits), but here, in order to make the device easier to understand,
Explain in bits. When the ring magnet 5 rotates, this 8-digit bit pattern circulates on the transfer element loop according to the rotation. This patrol operation is normally performed even when the device shown in FIG. 6 is in a power failure state. For example, when the ring magnet 5 makes, for example, 10 rotations when the power supply of the rotation speed detector shown in FIG. 6 is stopped and its operation is stopped by an electronic circuit, the ring magnet 5 is moved to a position corresponding to the 10 rotations. Bit pattern magnetic bubbles are moving.

電源が復帰すると、リング磁石5が何回転したかを測定
するため、読出しコイル3,4を動作させて回転磁界を発
生させ、磁気バブルを例えば3個の転送素子分だけ順に
その位置を移動させる(先行例2参照)。従って、磁気
バブル検出部10からは、3個の時系列のビットパターン
が読み出され、このパターンからメモリホイールの原理
により、リング磁石5の累積回転数を知ることができ
る。検出後、読出しコイル3,4は、上述と逆方向の回転
磁界を磁気バブル素子1へ加えて、磁気バブルを3個の
転送素子分だけ移動させ、元あった位置に戻す。
When the power is restored, in order to measure the number of rotations of the ring magnet 5, the read coils 3 and 4 are operated to generate a rotating magnetic field, and the magnetic bubbles are moved in positions in order of, for example, three transfer elements. (See the preceding example 2). Therefore, three time-series bit patterns are read from the magnetic bubble detection unit 10, and the cumulative number of rotations of the ring magnet 5 can be known from this pattern by the principle of the memory wheel. After the detection, the read coils 3 and 4 apply a rotating magnetic field in the opposite direction to the above to the magnetic bubble element 1 to move the magnetic bubbles by the amount of three transfer elements and return them to their original positions.

ここで、読出しコイル3,4を動作させた場合、読出しコ
イル3,4により発生した磁界HMと、リング磁石5による
磁界HRとが重畳して磁気バブル素子1へ加えられる。そ
して、リング磁石5の磁界HRのベクトル方向と、読出し
コイルの磁界HMのベクルト方向とが同じ方向へ向いた領
域では、パーマロイで構成された磁気バブル検出素子1
2,13が磁気飽和して、磁気バブル17,18,19の検出ができ
なくなる問題がある。
Here, when the read coils 3 and 4 are operated, the magnetic field H M generated by the read coils 3 and 4 and the magnetic field H R from the ring magnet 5 are superimposed and applied to the magnetic bubble element 1. Then, in a region where the vector direction of the magnetic field H R of the ring magnet 5 and the vector direction of the magnetic field H M of the read coil are oriented in the same direction, the magnetic bubble detection element 1 made of permalloy 1
There is a problem that 2 and 13 are magnetically saturated and the magnetic bubbles 17, 18 and 19 cannot be detected.

これを第4図と第5図を参照して説明する。磁気バブル
17,18,19を転送するためには、面内磁界として例えば40
ガウス以上を加える必要がある。リング磁石5が発生す
る磁界HRを40ガウスとすると、シャフトに取付けたリン
グ磁石5が回転すると第4図の小円のベクトル軌跡が得
られる。ベクトル▲▼の角度でこのリング磁石5が
停止し、読出しコイル3,4によりリング磁石5の累積回
転数を測定する場合、この読出しコイル3,4による回転
磁界(例えばHM=90ガウス)のベクトル軌跡は、点Aを
中心とする大円となる(第4図参照)。即ち、原点oか
ら見るとベクトル和▲▼は、50〜130ガウスの間で
変化する。
This will be described with reference to FIGS. 4 and 5. Magnetic bubble
In order to transfer 17,18,19, an in-plane magnetic field of 40
You need to add more than Gauss. When the magnetic field H R generated by the ring magnet 5 is 40 gauss, the vector locus of the small circle in FIG. 4 is obtained when the ring magnet 5 attached to the shaft rotates. When the ring magnet 5 is stopped at the angle of the vector ▲ ▼ and the cumulative number of rotations of the ring magnet 5 is measured by the read coils 3 and 4, the rotating magnetic field (for example, H M = 90 gauss) of the read coils 3 and 4 is measured. The vector locus becomes a great circle centered on the point A (see FIG. 4). That is, when viewed from the origin o, the vector sum ▲ ▼ changes between 50 and 130 gauss.

一方、磁気バブル検出素子12,13の磁界−抵抗値変化の
特性は第5図のようになり、抵抗値の変化は60ガウス程
度で飽和している。第4図でベクトル和が▲▼に向
いた時に磁気バブルを検出するように配置すると、磁気
バブル検出素子12,13の飽和により(第4図より60ガウ
ス以上)、磁気バブル17,18,19の磁束を検出できなくな
る。
On the other hand, the characteristic of the change in the magnetic field-resistance value of the magnetic bubble detection elements 12, 13 is as shown in FIG. 5, and the change in resistance value is saturated at about 60 gauss. If the magnetic bubbles are arranged so as to detect the magnetic bubbles when the vector sum is directed to ▲ ▼ in Fig. 4, the magnetic bubbles 17, 18, 19 are caused by the saturation of the magnetic bubble detection elements 12, 13 (60 gauss or more from Fig. 4). The magnetic flux of can not be detected.

このような点に鑑み、本出願人は、実願昭62−126991号
を出願してこの問題点を解決した。この先願は、2個の
ホール素子を用いてリング磁石による磁界HRのx,y成分
を測定し、この磁界HRを打消す直流電流を読出しコイル
に重畳するようにしたものである。
In view of such a point, the present applicant solved the problem by applying for Japanese Patent Application No. Sho 62-126991. In this prior application, the x and y components of the magnetic field H R due to the ring magnet are measured using two Hall elements, and a DC current that cancels this magnetic field H R is superimposed on the read coil.

〈考案が解決しようとする課題〉 先願の考案は、極めて有効であるが、リング磁石の磁界
の測定をホール素子で行っている。
<Problems to be Solved by the Invention> Although the invention of the prior application is extremely effective, the Hall element measures the magnetic field of the ring magnet.

ホール素子は、加えられた磁界の強さに比例した電圧を
出力するものであるが、磁界が0でも或る電圧(不平衡
電圧と呼ばれる)を出力する。一般に、ホール素子にお
けるこの不平衡電圧は、比較的大きく、しかもホール素
子は感度と不平衡電圧の温度係数も大きい。従って、例
えば−10〜+70℃の温度範囲で使用すると、不平衡電圧
分と感度の温度ドリフトのため、磁界の測定精度が低下
する。その結果、リング磁石5により発生する磁界HRを
適切にキャンセルすることができなくなる。
The Hall element outputs a voltage proportional to the strength of the applied magnetic field, but outputs a certain voltage (called an unbalanced voltage) even when the magnetic field is zero. Generally, this unbalanced voltage in the Hall element is relatively large, and the Hall element also has a large temperature coefficient of sensitivity and unbalanced voltage. Therefore, for example, when used in the temperature range of −10 to + 70 ° C., the measurement accuracy of the magnetic field deteriorates due to the unbalanced voltage component and the temperature drift of sensitivity. As a result, the magnetic field HR generated by the ring magnet 5 cannot be canceled appropriately.

本考案の目的は、ホール素子を使用することなく、正確
にリング磁石5による磁界をキャンセルすることができ
る回転数検出器を提供することである。
An object of the present invention is to provide a rotation speed detector that can accurately cancel the magnetic field generated by the ring magnet 5 without using a Hall element.

〈課題を解決するための手段〉 本考案は、上記課題を解決するために 回転軸に取付けた永久磁石(5)の磁界を磁気バブル素
子(1)へ加えて、複数ビットのパターンからなる磁気
バブルを移動させるとともに、読出しコイルに交流電流
を流して回転磁界を発生させ、前記磁気バブルを強制的
に移動させ、磁気バブルのビットパターンを磁気バブル
検出素子で検出することにより回転軸の累積回転数を測
定する装置において、 前記回転軸の回転角度に応じた信号を出力する回転角度
検出器と、 回転角度値に対応したアドレスに永久磁石が磁気バブル
素子へ加えるX軸成分の磁界の強さに応じた信号が書込
まれた第1記憶手段と、 回転角度値に対応したアドレスに永久磁石が磁気バブル
素子へ加えるY軸成分の磁界の強さに応じた信号が書込
まれた第2記憶手段と、 第1と第2の記憶手段から導入した信号に基づき、永久
磁石が磁気バブル素子へ加える磁界を打消すための直流
電流を交流電流に重畳して読出しコイルに流す回路手段
と、 からなる手段を講じたものである。
<Means for Solving the Problems> In order to solve the above problems, the present invention applies a magnetic field of a permanent magnet (5) attached to a rotating shaft to a magnetic bubble element (1) to form a magnetic field composed of a plurality of bits. Cumulative rotation of the rotating shaft by moving the bubble and flowing an alternating current in the read coil to generate a rotating magnetic field, forcibly moving the magnetic bubble and detecting the bit pattern of the magnetic bubble with the magnetic bubble detection element. In a device for measuring the number, a rotation angle detector that outputs a signal according to the rotation angle of the rotation axis, and a magnetic field strength of an X-axis component that a permanent magnet applies to a magnetic bubble element at an address corresponding to the rotation angle value. And a signal corresponding to the strength of the magnetic field of the Y-axis component applied by the permanent magnet to the magnetic bubble element at the address corresponding to the rotation angle value. Based on the signal stored in the second storage means and the signals introduced from the first and second storage means, a direct current for canceling the magnetic field applied to the magnetic bubble element by the permanent magnet is superimposed on the alternating current and supplied to the read coil. The circuit means and the means consisting of are taken.

〈作用〉 回転軸に取付けられた永久磁石から磁気バブル素子に加
えられる磁界の強さは、回転軸の回転角度と一定の関係
がある。第1と第2の記憶手段には、各回転角度値a1,a
2,…と、これに対応したX軸成分の磁界HX1,HX2,…
と、Y軸成分の磁界HY1,HY2,…に応じた信号と、がそ
れぞれ書込まれている。そして回転角度検出器21にて測
定した回転軸の回転角度値に応じた信号(HX1,HX2
…、HY1,HY2,…)を第1と第2の記憶手段から読出
し、これに基づいて永久磁石が磁気バブル素子へ加える
磁界を打消すようにしたものである。
<Operation> The strength of the magnetic field applied from the permanent magnet attached to the rotating shaft to the magnetic bubble element has a certain relationship with the rotation angle of the rotating shaft. Each of the rotation angle values a1, a is stored in the first and second storage means.
2, ..., and magnetic fields H X1 , H X2 , ...
, And signals corresponding to the magnetic fields H Y1 , H Y2 , ... Of the Y-axis component are respectively written. Then, the signals (H X1 , H X2 , H X2 , corresponding to the rotation angle value of the rotation axis measured by the rotation angle detector 21
..., in which reading H Y1, H Y2, ... a) from the first and second storage means, the permanent magnets on the basis of this was to cancel the magnetic field applying to the magnetic bubble elements.

〈実施例〉 以下、図面を用いて本発明を詳しく説明する。<Example> Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本考案に係る回転数検出器の要部構成例を示す
図、第2図は第1図回路のタイムチャート、第3図はリ
ング磁石と読出しコイルによる磁界のベクトル軌跡を示
す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a main part of a rotation speed detector according to the present invention, FIG. 2 is a time chart of the circuit of FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing a vector locus of a magnetic field by a ring magnet and a read coil. Is.

第1図において、3,4は読出しコイルであり、第6図を
用いて既に説明したものと同じである。即ち、このコイ
ル3,4の中に磁気バブル素子1が配置されている。
In FIG. 1, reference numerals 3 and 4 are read coils, which are the same as those already described with reference to FIG. That is, the magnetic bubble element 1 is arranged in the coils 3 and 4.

5はリング磁石であり、これも第6図で既に説明したも
のと同じである。
Reference numeral 5 is a ring magnet, which is also the same as that already described in FIG.

21は回転角度検出器であり、リング磁石5が取付けられ
ている回転軸(図示せず)の回転角度θに応じた信号
を出力するものである。この回転角度検出器21として
は、例えば本出願人が特願昭62−70078号で出願し、既
に広く知られている光学式エンコーダを用いることがで
きる。
Reference numeral 21 denotes a rotation angle detector, which outputs a signal according to a rotation angle θ n of a rotation shaft (not shown) to which the ring magnet 5 is attached. As the rotation angle detector 21, for example, an optical encoder which the applicant of the present application filed in Japanese Patent Application No. 62-70078 and is already widely known can be used.

22はラッチであり、REQ信号の印加タイミングで、回転
角度検出器21の出力を取込み、これをラッチするもので
ある。
Reference numeral 22 is a latch that takes in the output of the rotation angle detector 21 and latches it at the application timing of the REQ signal.

23は角度/アドレス変換器であり、ラッチ22を介して取
込んだ回転軸の回転角度θ,θ,…を後述するX軸
用ROMとY軸用ROMのアドレス値へ変換するものである。
Reference numeral 23 is an angle / address converter, which converts the rotation angles θ 1 , θ 2 , ... Of the rotary shaft fetched via the latch 22 into the address values of the X-axis ROM and the Y-axis ROM described later. is there.

33は第1記憶手段であり回転角度値に対応したアドレス
にリング磁石5が磁気バブル素子1へ加えるX軸成分の
磁界の強さに応じた信号が書込まれたものである。この
第1記憶手段は、通常ROMが用いられるので、以下、X
軸用ROM33と記す。
Reference numeral 33 denotes a first storage means, in which a signal corresponding to the strength of the magnetic field of the X-axis component applied to the magnetic bubble element 1 by the ring magnet 5 is written at the address corresponding to the rotation angle value. Since a ROM is usually used as the first storage means, hereinafter, X
Marked as ROM 33 for axis.

34は第2記憶手段であり回転角度値と対応したアドレス
にリング磁石5が磁気バブル素子1へ加えるY軸成分の
磁界の強さに応じた信号が書込まれたものである。この
第2記憶手段は、以下、Y軸用ROM34と記す。
Reference numeral 34 denotes a second storage means in which a signal corresponding to the strength of the magnetic field of the Y-axis component applied to the magnetic bubble element 1 by the ring magnet 5 is written at an address corresponding to the rotation angle value. This second storage means is hereinafter referred to as Y-axis ROM 34.

第3図(1)を参照してX軸用ROM33とY軸用ROM34の内
容を説明する。磁気バブル素子1へ加えられるリング磁
石5の磁界ベクトルの軌跡は、例えば第3図(1)のよ
うになる。第1図では8極着磁のリング磁石5を用いて
いるので、リング磁石が1回転すると、第3図(1)の
磁界ベクトルは4回転する。X,Y成分に分けて考えると
磁界は、リング磁石の回転とともに正弦波状に変化す
る。同図において、a1,a2,…は、リング磁石5が取付け
られた回転軸(図示せず)の実際の回転角度θ
θ,…に応じた値であり、その関係は、 an=4・θ である。そして、X軸用R0M33とY軸用ROM34には、次の
内容が書込まれる。
The contents of the X-axis ROM 33 and the Y-axis ROM 34 will be described with reference to FIG. The locus of the magnetic field vector of the ring magnet 5 applied to the magnetic bubble element 1 is, for example, as shown in FIG. Since the 8-pole magnetized ring magnet 5 is used in FIG. 1, when the ring magnet makes one revolution, the magnetic field vector in FIG. 3 (1) makes four revolutions. Considering the X and Y components separately, the magnetic field changes sinusoidally as the ring magnet rotates. In the figure, a1, a2, ... Are the actual rotation angles θ 1 , of the rotation shaft (not shown) to which the ring magnet 5 is attached.
It is a value according to θ 2 , ... And the relationship is an = 4 · θ n . Then, the following contents are written in the R0M33 for the X axis and the ROM 34 for the Y axis.

回転角度 X軸用R0M Y軸用ROM a1 ADX1 HX1 ADY1HY1 a2 ADX2 HX2 ADY2HY2 : : : : : an ADXn HXn ADYnHYn ここで、ADX1,ADX2,…は、X軸用ROMのアドレスであ
り、ADY1,ADY2,…は、Y軸用ROMのアドレスである。
Rotation angle For X axis R0M For Y axis ROM a1 ADX1 H X1 ADY1H Y1 a2 ADX2 H X2 ADY2H Y2 :::::: an ADXn H Xn ADYnH Yn where ADX1, ADX2, ... are the addresses of the X axis ROM. Yes, ADY1, ADY2, ... Are the addresses of the Y-axis ROM.

リング磁石5から磁気バブル素子1へ加えられる磁気ベ
クトルは、リング磁石5の回転角θ(=an/4)によっ
て一義的に決定されるので、予め、上記a1,a2,…と、H
X1,HX2,…、及びHY1,HY2,…の関係は、知ることが
でき、この値をX軸用ROMとY軸用ROMに書込むことがで
きる。
Since the magnetic vector applied from the ring magnet 5 to the magnetic bubble element 1 is uniquely determined by the rotation angle θ n (= an / 4) of the ring magnet 5, the a1, a2, ...
The relationship between X1 , H X2 , ... And H Y1 , H Y2 , ... Can be known, and this value can be written in the X-axis ROM and the Y-axis ROM.

なお、X軸用ROM 33,Y軸用ROM34に書込む内容(例えばH
X1,HX2,…)は、磁界の強さそのものでなく、磁界の
強さに応じた信号であればよい。説明を加えると、この
磁界(HX1,HX2,…)をキャンセルする磁界を発生させ
るため読出しコイル3,4に流す電流値を意味するもので
よい。
The contents written in the X-axis ROM 33 and the Y-axis ROM 34 (for example, H
X1 , H X2 , ...) may be signals corresponding to the magnetic field strength, not the magnetic field strength itself. To add a further explanation, it may mean the value of current flowing through the read coils 3 and 4 in order to generate a magnetic field that cancels this magnetic field (H X1 , H X2 , ...).

また、回転軸の1回転に対し磁界は、4回転するので、
各ROMに書込む磁界の値は、回転軸の1/4回転分だけでよ
い。
Also, since the magnetic field makes four rotations for one rotation of the rotating shaft,
The value of the magnetic field written in each ROM is only 1/4 rotation of the rotation axis.

35,36はデジタル信号をアナログ信号へ変換するデジタ
ル/アナログ変換器(以下、単にDACと記す)であり、
公知のものを用いることができる。
35 and 36 are digital / analog converters (hereinafter simply referred to as DACs) for converting digital signals into analog signals,
Known ones can be used.

DAC35,36以降の構成は、先願と全く同様である。即ち、
25は、2相発振器であり、90°位相の異なる2つの交流
信号(Io・sin ωt、/Io・cos ωt)を出力するもの
である。この2つの交流信号は、リング磁石5の累積回
転数を測定する時にオンとなるスイッチ26,27を介して
減算器28,29に加えられる。なお、リング磁石5の累積
回転数を測定しない期間、スイッチ26,27は、図示しな
いコントローラにより、オフとされている。
The configuration after DAC35,36 is exactly the same as the previous application. That is,
A two-phase oscillator 25 outputs two AC signals (Io · sin ωt, / Io · cos ωt) having 90 ° different phases. These two AC signals are applied to subtractors 28 and 29 via switches 26 and 27 that are turned on when measuring the cumulative rotation speed of the ring magnet 5. The switches 26 and 27 are turned off by a controller (not shown) during a period in which the cumulative rotation speed of the ring magnet 5 is not measured.

28,29は、減算器であり、2相発振器25の出力信号からD
AC 35,36の出力It,Irを減算するものである。
28 and 29 are subtracters, which are D from the output signal of the two-phase oscillator 25.
The output It, Ir of AC 35, 36 is subtracted.

30,31はコイルドライバであり、減算器28,29の出力を増
幅し、それぞれX軸コイル(読出しコイル3)と、Y軸
コイル(読出しコイル4)に第2図(2)、(3)に示
すような駆動電流を加えるものである。
Reference numerals 30 and 31 denote coil drivers, which amplify the outputs of the subtracters 28 and 29, and respectively provide the X-axis coil (readout coil 3) and the Y-axis coil (readout coil 4) with FIGS. A drive current as shown in is added.

以上のように構成された本願考案に係る回転数検出器の
動作を説明する。リング磁石5がその回転を停止してい
るとする。そして、このリング磁石5の累積回転数を測
定する場合、第2図(1)に示すようなREQ信号(動作
開始信号)がラッチ22に加えられ、リング磁石5(回転
軸)の回転角度θの値をラッチする。
The operation of the rotation speed detector constructed as above will be described. It is assumed that the ring magnet 5 has stopped its rotation. When measuring the cumulative number of rotations of the ring magnet 5, a REQ signal (operation start signal) as shown in FIG. 2 (1) is applied to the latch 22, and the rotation angle θ of the ring magnet 5 (rotation axis) is measured. Latch the value of n .

このθの値は、角度/アドレス変換器23により、アド
レス信号ADXn、ADYnに変換され、X軸用ROM33と、Y軸
用ROM34に加えられる。
The value of θ n is converted into address signals ADXn and ADYn by the angle / address converter 23 and added to the X-axis ROM 33 and the Y-axis ROM 34.

そして、このアドレスに格納されているHXn,HYnの値が
読み出され、DAC35,36でアナログ信号It,Irに変換され
る。
Then, the values of H Xn and H Yn stored at this address are read out and converted into analog signals It and Ir by the DACs 35 and 36.

即ち、DAC 35からは、リング磁石5により磁気バブル素
子1に加えられているX軸成分磁界を打消すに必要な直
流電流値Itが出力され、DAC 36からはY軸成分磁界を打
消すに必要な直流電流値Irが出力される。
That is, the DAC 35 outputs a DC current value It necessary to cancel the X-axis component magnetic field applied to the magnetic bubble element 1 by the ring magnet 5, and the DAC 36 cancels the Y-axis component magnetic field. The required DC current value Ir is output.

そして、例えば、第2図(1)のREQ信号の立下がりエ
ッジで、スイッチ26と27はオンとなる。したがって、2
相発振器25の2相信号Io・com ωtと、Io・sin ωtか
らそれぞれDAC 35,36の出力It,Irが減算される。その結
果第2図(2),(3)に示すように、オフセット成分
It,Irを差引いた電流(Io・com ωt−It)と、(Io・s
in ωt−Ir)がそれぞれコイルドライバ30,31を介して
X軸コイル(読出しコイル3)と、Y軸コイル(読出し
コイル4)に加えられる。
Then, for example, the switches 26 and 27 are turned on at the falling edge of the REQ signal in FIG. 2 (1). Therefore, 2
The outputs It and Ir of the DACs 35 and 36 are subtracted from the two-phase signals Io · com ωt and Io · sin ωt of the phase oscillator 25, respectively. As a result, as shown in FIGS. 2 (2) and 2 (3), the offset component
The current (Io · com ωt−It) minus It, Ir and (Io · s
in ωt-Ir) is applied to the X-axis coil (reading coil 3) and the Y-axis coil (reading coil 4) via the coil drivers 30 and 31, respectively.

第3図(2)は、本願装置における磁界ベクトルの動き
を示した図である。今、リング磁石5の磁界ベクトル
が、▲▼の方を向いて停止しているとすると、この
時の角度abは、回転角度検出器21により測定され、この
測定値より、リング磁石5により磁気バルブ素子1へ加
えられている磁界のX軸成分HXBと、Y軸成分HYBは、X
軸用ROM 33とY軸用ROM 34から読みだされる。
FIG. 3 (2) is a diagram showing the movement of the magnetic field vector in the device of the present application. Now, assuming that the magnetic field vector of the ring magnet 5 is stopped toward ▲ ▼, the angle ab at this time is measured by the rotation angle detector 21, and from this measured value, the magnetic field is measured by the ring magnet 5. The X-axis component H XB and the Y-axis component H YB of the magnetic field applied to the valve element 1 are X
It is read from ROM 33 for axis and ROM 34 for Y axis.

そして、電流(−It)、(−Ir)によりリング磁石5の
磁界▲▼は相殺され、半径50ガウスの回転磁界(読
取りコイル3,4による磁界)のみが、磁気バブル素子1
に加わる(第3図(2)実線参照)。また、読取りコイ
ル3,4から加わる回転磁界の大きさは一定なので、磁気
バブル検出素子12,13が受ける磁界は、50ガウスとな
り、飽和することがなく、安定に信号を検出できる。
Then, the magnetic fields ▲ ▼ of the ring magnets 5 are canceled by the electric currents (−It) and (−Ir), and only the rotating magnetic field with a radius of 50 gauss (the magnetic field by the reading coils 3 and 4) is generated.
(See (2) solid line in FIG. 3). Further, since the magnitude of the rotating magnetic field applied from the read coils 3 and 4 is constant, the magnetic field received by the magnetic bubble detecting elements 12 and 13 is 50 gauss, and the signal can be stably detected without being saturated.

なお、上記の実施例では、8極のリング磁石を用いてい
るが、任意の2n極のリング磁石を用いることができる。
In the above embodiment, the ring magnet with 8 poles is used, but any ring magnet with 2n poles can be used.

リング磁石5にフェライト磁石のような温度係数の大き
いものを使用すると、打消し用磁界(読出しコイルによ
る磁界)の温度補正を行う必要が生じる。このような場
合の温度補正は、第1図に温度検出器37を設けることで
行うことができる。即ち、温度検出器37により回転数検
出器内部の温度を測定する。そして角度/アドレス変換
器23にて、測定した角度値を補正する。
When the ring magnet 5 having a large temperature coefficient such as a ferrite magnet is used, it is necessary to perform temperature correction of the canceling magnetic field (magnetic field by the read coil). The temperature correction in such a case can be performed by providing the temperature detector 37 in FIG. That is, the temperature inside the rotation speed detector is measured by the temperature detector 37. Then, the angle / address converter 23 corrects the measured angle value.

〈本考案の効果〉 以上述べたように本考案によれば、温度係数が大きなホ
ール素子を使用することなくリング磁石の磁界の強さを
知ることができる。従って安定に磁界の強さを知ること
ができるので、リング磁石による磁界を広い温度範囲に
わたってキャンセルすることができる。
<Effects of the Invention> As described above, according to the invention, it is possible to know the magnetic field strength of the ring magnet without using a Hall element having a large temperature coefficient. Therefore, since the strength of the magnetic field can be known in a stable manner, the magnetic field generated by the ring magnet can be canceled over a wide temperature range.

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

第1図は本考案に係る回転数検出器の要部構成例を示す
図、第2図は第1図回路のタイムチャート、第3図はリ
ング磁石と読出しコイルによる磁界のベクトル軌跡を示
す図、第4図〜第8図は従来例を説明するための図であ
る。 1……磁気バブル素子、3,4……読出しコイル、5……
リング磁石、21……回転角度検出器、23……角度/アド
レス変換器、33……X軸用ROM、34……Y軸用ROM。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a main part of a rotation speed detector according to the present invention, FIG. 2 is a time chart of the circuit of FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing a vector locus of a magnetic field by a ring magnet and a read coil. , FIG. 4 to FIG. 8 are diagrams for explaining a conventional example. 1 ... Magnetic bubble element, 3, 4 ... Read-out coil, 5 ...
Ring magnet, 21 ... Rotation angle detector, 23 ... Angle / address converter, 33 ... X-axis ROM, 34 ... Y-axis ROM.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 坂巻 康弘 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横河 電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−15115(JP,A) 特開 昭60−73316(JP,A) 実開 昭64−33072(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yasuhiro Sakamaki 2-932 Nakamachi, Musashino-shi, Tokyo Inside Yokogawa Electric Co., Ltd. (56) References JP-A-63-15115 (JP, A) JP-A-SHO 60-73316 (JP, A) Actually opened 64-33072 (JP, U)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】回転軸に取付けた永久磁石(5)の磁界を
磁気バブル素子(1)へ加えて、複数ビットパターンか
らなる磁気バブルを移動させるとともに、読出しコイル
に交流電流を流して回転磁界を発生させ、前記磁気バブ
ルを強制的に移動させ、磁気バブルのビットパターンを
磁気バブル検出素子で検出することにより回転軸の累積
回転数を測定する装置において、 前記回転軸の回転角度に応じた信号を出力する回転角度
検出器と、 回転角度値と対応したアドレスに永久磁石が磁気バブル
素子へ加えるX軸成分の磁界の強さに応じた信号が書込
まれた第1記憶手段と、 回転角度値と対応したアドレスに永久磁石が磁気バブル
素子へ加えるY軸成分の磁界の強さに応じた信号が書込
まれた第2記憶手段と、 第1と第2の記憶手段から導入した信号に基づき、永久
磁石が磁気バブル素子へ加える磁界を打消すための直流
電流を交流電流に重畳して読出しコイルに流す回路手段
と、 を備えた回転数検出器。
1. A rotating magnetic field by applying a magnetic field of a permanent magnet (5) attached to a rotating shaft to a magnetic bubble element (1) to move a magnetic bubble composed of a plurality of bit patterns and passing an alternating current through a read coil. In a device for measuring the cumulative number of rotations of the rotating shaft by forcibly moving the magnetic bubble and detecting the bit pattern of the magnetic bubble with a magnetic bubble detecting element, which corresponds to the rotation angle of the rotating shaft. A rotation angle detector which outputs a signal, a first storage means in which a signal corresponding to the strength of the magnetic field of the X-axis component applied by the permanent magnet to the magnetic bubble element is written at an address corresponding to the rotation angle value, Introduced from the second storage means in which a signal according to the strength of the magnetic field of the Y-axis component applied by the permanent magnet to the magnetic bubble element is written at the address corresponding to the angle value, and the first and second storage means. And a circuit means for superimposing a direct current for canceling the magnetic field applied by the permanent magnet to the magnetic bubble element on the basis of the signal to flow the alternating current to the read coil.
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