JPH0835809A - ホール素子による磁気位置センサー - Google Patents
ホール素子による磁気位置センサーInfo
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- JPH0835809A JPH0835809A JP7013722A JP1372295A JPH0835809A JP H0835809 A JPH0835809 A JP H0835809A JP 7013722 A JP7013722 A JP 7013722A JP 1372295 A JP1372295 A JP 1372295A JP H0835809 A JPH0835809 A JP H0835809A
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- 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
- G01D5/142—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 using Hall-effect devices
- G01D5/145—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 using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
ホール素子による磁気位置センサーに関する。本発明
は、結合軸と一体化された管状の薄い永久磁石（５）を
含むタイプの磁気位置センサーにおいて、この永久磁石
（５）が軟磁性材料製の２つの部品の間に含まれた主磁
極間隙の中で回転運動し、これらの部品のうちの一方
が、中にホール素子（９）が収納された二次磁極間隙
（８）を呈する固定子（６，７）により形成されている
センサーであって、固定子（６，７）は管状磁石（５）
の内部に同軸的に配置され、第２の磁気部品は、円筒形
の主磁極間隙を固定子と共に構成する管状磁石（５）と
同軸的な管状ヨークにより構成されていることを特徴と
する、磁気位置センサーに関する。
は、結合軸と一体化された管状の薄い永久磁石（５）を
含むタイプの磁気位置センサーにおいて、この永久磁石
（５）が軟磁性材料製の２つの部品の間に含まれた主磁
極間隙の中で回転運動し、これらの部品のうちの一方
が、中にホール素子（９）が収納された二次磁極間隙
（８）を呈する固定子（６，７）により形成されている
センサーであって、固定子（６，７）は管状磁石（５）
の内部に同軸的に配置され、第２の磁気部品は、円筒形
の主磁極間隙を固定子と共に構成する管状磁石（５）と
同軸的な管状ヨークにより構成されていることを特徴と
する、磁気位置センサーに関する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、結合軸と一体化した管
状の薄い永久磁石を含むタイプの磁気位置センサーに関
する。永久磁石は、軟磁性材料製の２つの部品の間に含
まれた主磁極間隙の中で回転運動する。これらの部品の
うちの一方は、中にホール素子（ホールセンサ、sonde
de Hall、磁気検出手段）が収納される二次磁極間隙を
呈する固定子によって形成されている。
状の薄い永久磁石を含むタイプの磁気位置センサーに関
する。永久磁石は、軟磁性材料製の２つの部品の間に含
まれた主磁極間隙の中で回転運動する。これらの部品の
うちの一方は、中にホール素子（ホールセンサ、sonde
de Hall、磁気検出手段）が収納される二次磁極間隙を
呈する固定子によって形成されている。
【０００２】
【背景技術】かかるセンサーは、出願人のフランス特許
出願ＦＲ９０１５２２３号の中で記述されている。この
センサーは、例えば米国特許３１９４９９０号又は西ド
イツ特許２９２３６４４号によって開示された従来技術
のホール素子式センサーに比べて大きな利点を呈する。
つまり、従来技術のセンサーはその応答が一般に正弦波
タイプのものであるため信号線形化電子回路を必要とし
たのに対して、このセンサーは、線形性誤差が優に０．
２％を下回る状態で実際上、角位置に比例する出力信号
を得ることを可能にするものである。
出願ＦＲ９０１５２２３号の中で記述されている。この
センサーは、例えば米国特許３１９４９９０号又は西ド
イツ特許２９２３６４４号によって開示された従来技術
のホール素子式センサーに比べて大きな利点を呈する。
つまり、従来技術のセンサーはその応答が一般に正弦波
タイプのものであるため信号線形化電子回路を必要とし
たのに対して、このセンサーは、線形性誤差が優に０．
２％を下回る状態で実際上、角位置に比例する出力信号
を得ることを可能にするものである。
【０００３】しかしながら、高度の小型化を必要とす
る、又は磁気的に妨害を受ける環境内での作動を目的と
するある種の利用分野においては、ホール素子は、角位
置の測定を混乱させることになる擾乱磁界を検出すると
考えられていた。
る、又は磁気的に妨害を受ける環境内での作動を目的と
するある種の利用分野においては、ホール素子は、角位
置の測定を混乱させることになる擾乱磁界を検出すると
考えられていた。
【０００４】本発明の目的は、出力信号の値に対する擾
乱磁界の波及効果を著しく減少する実施態様を提案する
ことによりこの欠点を補正することにある。
乱磁界の波及効果を著しく減少する実施態様を提案する
ことによりこの欠点を補正することにある。
【０００５】本発明のもうひとつの目的は、機械的部品
の数を減少させ、頑丈さに影響を及ぼすことなくセンサ
ーの寸法を減少させることを可能にすることのできる一
実施態様を提案することにある。
の数を減少させ、頑丈さに影響を及ぼすことなくセンサ
ーの寸法を減少させることを可能にすることのできる一
実施態様を提案することにある。
【０００６】
【発明の概要】これらの結果は、管状磁石の軸方向内部
に配置された固定子を有し、第２の磁気部品が円筒形の
主磁極間隙を固定子と共に構成する管状磁石と同軸的な
管状ヨークによって構成されるセンサーに関する本発明
により得られる。
に配置された固定子を有し、第２の磁気部品が円筒形の
主磁極間隙を固定子と共に構成する管状磁石と同軸的な
管状ヨークによって構成されるセンサーに関する本発明
により得られる。
【０００７】外部ヨークは、次の２重の機能を果たす：
すなわち、 − 一方では、永久磁石により生み出され外部表面上に
ある磁極から出る磁束を閉じる。
すなわち、 − 一方では、永久磁石により生み出され外部表面上に
ある磁極から出る磁束を閉じる。
【０００８】− もう一方では、擾乱磁界に対するスク
リーンを形成する。
リーンを形成する。
【０００９】従って、この実施態様は、補足的部品も追
加費用も無しで、外部磁気妨害に抗して、センサーを有
意な形で強化させることを可能にする。
加費用も無しで、外部磁気妨害に抗して、センサーを有
意な形で強化させることを可能にする。
【００１０】有利にも、永久磁石は、第２の磁気部品と
一体化されており、この第２の磁気部品は結合軸と一体
化されている。
一体化されており、この第２の磁気部品は結合軸と一体
化されている。
【００１１】この場合、ヨークは可動であり、センサー
の慣性をわずかに増大させる。それでも、ヨークは、一
般に比較的脆い材料で構成された永久磁石を機械的に補
強することから成る補足的な機能を示す。
の慣性をわずかに増大させる。それでも、ヨークは、一
般に比較的脆い材料で構成された永久磁石を機械的に補
強することから成る補足的な機能を示す。
【００１２】好ましい一実施態様に従うと、第２の磁気
部品は、永久磁石の外部表面全体と接触状態にある内部
表面を有し、しかも結合軸との結合のために横方向側板
に連結している管状部分を呈する。好ましくは、側板
は、磁界分布に影響を及ぼさないよう磁石と固定子から
充分な距離のところに位置づけると同時に／或いは非磁
性材料で造られている。この距離は例えば直径２２ミリ
メートルの磁石に対して約２ミリメートルである。
部品は、永久磁石の外部表面全体と接触状態にある内部
表面を有し、しかも結合軸との結合のために横方向側板
に連結している管状部分を呈する。好ましくは、側板
は、磁界分布に影響を及ぼさないよう磁石と固定子から
充分な距離のところに位置づけると同時に／或いは非磁
性材料で造られている。この距離は例えば直径２２ミリ
メートルの磁石に対して約２ミリメートルである。
【００１３】第２の磁気部品はかくして永久磁石及び固
定子を完全にとり囲むことになる。
定子を完全にとり囲むことになる。
【００１４】有利には、永久磁石は、第２の磁気部品の
中に接着される。
中に接着される。
【００１５】好ましい一変形態様に従うと、固定子は、
結合軸のための軸受を形成する軸方向中ぐりを呈する固
定ケースの中に２重成形される。好ましくは、固定子
は、例えば固定ケース内の２つの位置づけ用キャビテイ
によって２重成形の際に位置づけされた半管状の円筒形
の軟磁性材料製の２つの部品によって構成されている。
結合軸のための軸受を形成する軸方向中ぐりを呈する固
定ケースの中に２重成形される。好ましくは、固定子
は、例えば固定ケース内の２つの位置づけ用キャビテイ
によって２重成形の際に位置づけされた半管状の円筒形
の軟磁性材料製の２つの部品によって構成されている。
【００１６】この変形態様により軸受の使用を避けるこ
とができ、従って構成要素のコストは低減し組立てを単
純化することが可能となる。
とができ、従って構成要素のコストは低減し組立てを単
純化することが可能となる。
【００１７】有利にも、固定子の２重成形ケースは、永
久磁石及び外部軟磁性材料製ヨークの設置のための溝を
呈し、このヨークの外径以上の内径をもつ同軸外部環状
部分によって延長されており、前記管状部分は少なくと
も１つの固定足状部により延長されている。
久磁石及び外部軟磁性材料製ヨークの設置のための溝を
呈し、このヨークの外径以上の内径をもつ同軸外部環状
部分によって延長されており、前記管状部分は少なくと
も１つの固定足状部により延長されている。
【００１８】特定の一変形態様に従うと、ケースは、二
次磁極間隙内でのホール素子の収納のためのキャビティ
を呈し、このケースはその後方前面部分にホール素子に
より生成された信号処理用電子回路のための収納部を呈
している。
次磁極間隙内でのホール素子の収納のためのキャビティ
を呈し、このケースはその後方前面部分にホール素子に
より生成された信号処理用電子回路のための収納部を呈
している。
【００１９】好ましくは、磁石の長さは、固定子の長さ
に比べ、主磁極間隙の幅をＥとしてＥから２Ｅの間の値
だけ小さく、かくして軸方向のあそびの影響が低減され
るようになっている。
に比べ、主磁極間隙の幅をＥとしてＥから２Ｅの間の値
だけ小さく、かくして軸方向のあそびの影響が低減され
るようになっている。
【００２０】
【実施例】本発明は、添付図面を参考にしながら以下の
記述を読むことによって、さらに良く理解できることだ
ろう。
記述を読むことによって、さらに良く理解できることだ
ろう。
【００２１】図１は、本発明の第１の実施態様の中央断
面図を表わす。
面図を表わす。
【００２２】図１を参考にして制限的意味のない一例と
して記述されたセンサーは、角速度の測定を望む駆動軸
（１）に結合される。ヨーク（２）がこの軸（１）と一
体化されている。ヨークは、軟鉄等の軟磁性材料で造ら
れている。これは、結合軸（１）との結合のため管状部
分（３）と前方側板（４）を呈している。ヨーク（２）
の管状部分の内部には、永久磁石（５）が接着されてい
る。この磁石（５）は、半径方向に磁化された管状要素
によって構成されている。これは、例えば外方に向いた
正極と内方に向いた負極を示す一方向で磁化されたかわ
ら状の第１の部分、及び外方に向いた負極と内方に向い
た正極を呈する中央平面との関係において反対側にある
第２の部分を呈する。
して記述されたセンサーは、角速度の測定を望む駆動軸
（１）に結合される。ヨーク（２）がこの軸（１）と一
体化されている。ヨークは、軟鉄等の軟磁性材料で造ら
れている。これは、結合軸（１）との結合のため管状部
分（３）と前方側板（４）を呈している。ヨーク（２）
の管状部分の内部には、永久磁石（５）が接着されてい
る。この磁石（５）は、半径方向に磁化された管状要素
によって構成されている。これは、例えば外方に向いた
正極と内方に向いた負極を示す一方向で磁化されたかわ
ら状の第１の部分、及び外方に向いた負極と内方に向い
た正極を呈する中央平面との関係において反対側にある
第２の部分を呈する。
【００２３】ヨーク（２）と磁石（５）は、管状磁石
（５）の内側に収納され固定された固定子（６，７）と
の関係において回転運動する。
（５）の内側に収納され固定された固定子（６，７）と
の関係において回転運動する。
【００２４】記述されている第１の実施態様において、
固定子（６，７）は管状を成しており、軸（１）の端部
の通過のため中央の穴を呈する。これは、鉄−ニッケ
ル、又は鉄−ケイ素製の積重ねられた薄板の束によって
構成されている。
固定子（６，７）は管状を成しており、軸（１）の端部
の通過のため中央の穴を呈する。これは、鉄−ニッケ
ル、又は鉄−ケイ素製の積重ねられた薄板の束によって
構成されている。
【００２５】固定子（６，７）は、図２に表わされてい
るように、半径方向面に沿って拡がる二次磁極間隙
（８）を呈する。この二次磁極間隙（８）の中にホール
素子（９）が収納される。
るように、半径方向面に沿って拡がる二次磁極間隙
（８）を呈する。この二次磁極間隙（８）の中にホール
素子（９）が収納される。
【００２６】固定子（６，７）は、穴（１０〜１３）及
び固定した基準プラテン内に挿入される止めピンによ
り、又は２重成形により位置づけされた２つの部品で構
成されている。２重成形の間、止めピンが、２つの構成
要素を所定の位置に維持するべく、これらの中ぐりの中
に導入される。
び固定した基準プラテン内に挿入される止めピンによ
り、又は２重成形により位置づけされた２つの部品で構
成されている。２重成形の間、止めピンが、２つの構成
要素を所定の位置に維持するべく、これらの中ぐりの中
に導入される。
【００２７】図３及び４は、固定子の形状という点で第
１の実施態様と異なる第２の実施態様を表わしている。
１の実施態様と異なる第２の実施態様を表わしている。
【００２８】固定子（６，７）は、中心軸（１）を通る
中央平面（１７）との関係において対称的な面をもつ二
次磁極間隙（１６）を互いの間に構成する２つの半シリ
ンダ（１４，１５）により構成されている。
中央平面（１７）との関係において対称的な面をもつ二
次磁極間隙（１６）を互いの間に構成する２つの半シリ
ンダ（１４，１５）により構成されている。
【００２９】軸（１）はセンサーを横断しない、この軸
は、角位置を検知する装置の一部を成す軸受によって案
内されている。
は、角位置を検知する装置の一部を成す軸受によって案
内されている。
【００３０】図５は、第１の実施態様との関係において
記述された固定子の形状に対応する第３の変形態様を表
わしている。
記述された固定子の形状に対応する第３の変形態様を表
わしている。
【００３１】固定子（６，７）の２重成形ケースは、固
定子が中に収納される内部管状部分（２１），及びヨー
ク（２）と磁石（５）が内部で移動する溝（２２）、次
に、固定用足状部（２４）により延長された第２の管状
部分（２３）を呈している。中央管状部分（２１）に
は、結合軸（１）用の軸受を形成する中ぐり（２５）が
貫通している。ケースの後部前面部分は、電子構成要素
及び接続要素を支持するプリント回路（２６）のための
円筒形収納部を呈する。ホール素子（９）の出力線はプ
リント回路（２５）上に直接ハンダ付けされる。
定子が中に収納される内部管状部分（２１），及びヨー
ク（２）と磁石（５）が内部で移動する溝（２２）、次
に、固定用足状部（２４）により延長された第２の管状
部分（２３）を呈している。中央管状部分（２１）に
は、結合軸（１）用の軸受を形成する中ぐり（２５）が
貫通している。ケースの後部前面部分は、電子構成要素
及び接続要素を支持するプリント回路（２６）のための
円筒形収納部を呈する。ホール素子（９）の出力線はプ
リント回路（２５）上に直接ハンダ付けされる。
【００３２】図６は、永久磁石（５）により生み出され
る磁束線を概略的に表わしている。
る磁束線を概略的に表わしている。
【００３３】永久磁石（５）は、直径方向に相対する２
つの磁気遷移（３０，３１）を呈する管状の好ましくは
サマリウム−コバルト２−１７(Samarium-Cobalt 2-17)
の磁石である。磁石の外径は２２ミリメートルであり、
供給方向に沿って半径方向に測定されたその厚みは１．
２５ミリメートルである。この磁石は、幅１．７５ミリ
メートルの主磁極間隙（３２）の中で移動する。
つの磁気遷移（３０，３１）を呈する管状の好ましくは
サマリウム−コバルト２−１７(Samarium-Cobalt 2-17)
の磁石である。磁石の外径は２２ミリメートルであり、
供給方向に沿って半径方向に測定されたその厚みは１．
２５ミリメートルである。この磁石は、幅１．７５ミリ
メートルの主磁極間隙（３２）の中で移動する。
【００３４】磁石（５）は、２８ミリメートルの外径及
び２２ミリメートルの内径を示す管状ヨーク上に固定さ
れている。
び２２ミリメートルの内径を示す管状ヨーク上に固定さ
れている。
【００３５】１８．５ミリメートルの外径及び８ミリメ
ートルの内径の全体として管状の固定子（６，７）は、
互いの間で幅０．８ミリメートルの二次磁極間隙（８）
を形成する半円形断面をもつ円筒形状の２つの同じ部品
で構成されている。
ートルの内径の全体として管状の固定子（６，７）は、
互いの間で幅０．８ミリメートルの二次磁極間隙（８）
を形成する半円形断面をもつ円筒形状の２つの同じ部品
で構成されている。
【００３６】図６に表わされた位置では、磁石の磁気遷
移（３０，３１）を通る軸は二次磁極間隙（８）を通る
軸と４０度の角度を成す。
移（３０，３１）を通る軸は二次磁極間隙（８）を通る
軸と４０度の角度を成す。
【００３７】磁石（５）により生成された磁界線は、回
転軸との関係において対称である。これらの線は、磁界
をすべて通過させるのに充分なものでなくてはならない
断面をもつ外部ヨーク（２）を通して、および固定子
（６，７）を通しての漏洩無く再び閉じられる。固定子
は２次磁気間隙（８）により中断され、そこに収納され
ているホール素子には、二次磁極間隙（８）の位置との
関係における磁気遷移（３０，３１）の相対的位置に直
接依存する振幅をもつ磁界が横断している。磁石の磁気
遷移（３０，３１）を通過する平面が二次磁極間隙
（８）を通過する平面と１つになった時点で、ホール素
子を横断する磁束は最大である。これに対して、２つの
平面が垂直である場合、ホール素子を横断する磁束はゼ
ロである。
転軸との関係において対称である。これらの線は、磁界
をすべて通過させるのに充分なものでなくてはならない
断面をもつ外部ヨーク（２）を通して、および固定子
（６，７）を通しての漏洩無く再び閉じられる。固定子
は２次磁気間隙（８）により中断され、そこに収納され
ているホール素子には、二次磁極間隙（８）の位置との
関係における磁気遷移（３０，３１）の相対的位置に直
接依存する振幅をもつ磁界が横断している。磁石の磁気
遷移（３０，３１）を通過する平面が二次磁極間隙
（８）を通過する平面と１つになった時点で、ホール素
子を横断する磁束は最大である。これに対して、２つの
平面が垂直である場合、ホール素子を横断する磁束はゼ
ロである。
【００３８】図７は、本発明に従った位置センサーによ
って生成される信号の処理回路の一実施例の原理図を表
わしている。
って生成される信号の処理回路の一実施例の原理図を表
わしている。
【００３９】センサ感度の温度係数を補償するよう、ホ
ール素子の信号を増幅するための種々の回路が、知られ
ており、ホール素子の製造者によって推奨されている。
電圧制御されたホール素子（３０）は、出力増幅器（３
２）の負帰還回路内に置かれたサーミスタ（３１）によ
り温度補償される。出力増幅器は、記述されている例に
おいてＴＡＢ２４５３回路の１つにより構成されてい
る。
ール素子の信号を増幅するための種々の回路が、知られ
ており、ホール素子の製造者によって推奨されている。
電圧制御されたホール素子（３０）は、出力増幅器（３
２）の負帰還回路内に置かれたサーミスタ（３１）によ
り温度補償される。出力増幅器は、記述されている例に
おいてＴＡＢ２４５３回路の１つにより構成されてい
る。
【００４０】自動車では、広い温度範囲（少なくともボ
ンネット下で−４０℃〜＋１０３℃）での機能に加え
て、５Ｖで作動し、０Ｖのすぐ下の値から５Ｖのすぐ上
の値まで変動する出力信号を供給する必要性がある。こ
の必要条件を満たすレールツゥレール（rail to rail）
と呼ばれる集積回路が存在する。問題点は、出力信号の
範囲を劣化させること無く、プローブ内で最も臨界的な
温度で最高のプローブ内部抵抗Ｒmaxにより許容される
最大電流ｉmaxすなわち５／Ｒmaxをほとんど下回らない
ｉmaxを保ちながら、ホール素子のみならず磁石の温度
補償を実現することにある。従って、プローブと直列し
た状態でできるかぎり低い抵抗を有していなくてはなら
ない。
ンネット下で−４０℃〜＋１０３℃）での機能に加え
て、５Ｖで作動し、０Ｖのすぐ下の値から５Ｖのすぐ上
の値まで変動する出力信号を供給する必要性がある。こ
の必要条件を満たすレールツゥレール（rail to rail）
と呼ばれる集積回路が存在する。問題点は、出力信号の
範囲を劣化させること無く、プローブ内で最も臨界的な
温度で最高のプローブ内部抵抗Ｒmaxにより許容される
最大電流ｉmaxすなわち５／Ｒmaxをほとんど下回らない
ｉmaxを保ちながら、ホール素子のみならず磁石の温度
補償を実現することにある。従って、プローブと直列し
た状態でできるかぎり低い抵抗を有していなくてはなら
ない。
【００４１】既知の回路で得られた結果は満足のいくも
のではなかったことから、図８に表わされている、より
うまく適合された回路を開発した。
のではなかったことから、図８に表わされている、より
うまく適合された回路を開発した。
【００４２】ホール素子（３０）は、ＳＩＥＭＥＮＳ社
によりＫＳＹ１４という製品番号で市販されている。こ
れは−０．０５％Ｋという係数を示す。永久磁石は、Ｒ
６という製品番号でＳＨＩＮ ＥＴＳＵ社により市販さ
れ、−０．０４％Ｋという係数を示す。
によりＫＳＹ１４という製品番号で市販されている。こ
れは−０．０５％Ｋという係数を示す。永久磁石は、Ｒ
６という製品番号でＳＨＩＮ ＥＴＳＵ社により市販さ
れ、−０．０４％Ｋという係数を示す。
【００４３】補償すべき合計温度係数は、温度が角位置
の測定誤差をひき起こさないように、−０．０９％／Ｋ
である。
の測定誤差をひき起こさないように、−０．０９％／Ｋ
である。
【００４４】ホール素子の感度は、その供給電流の一次
関数である。温度補正には、温度センサーとしてシリコ
ンダイオード（３３）が利用される。２０℃で０．６Ｖ
の直線電圧（tension direct）について、温度係数は約
−１．６５ｍＶ／Ｋである。このダイオード（３３）
は、ホール素子（３０）を電流制御し、さらにホール素
子（３０）の感度を変えるべく温度に従って電流を変調
させるのに役立つ演算増幅器（３４）の入力端に配置さ
れる。ホール素子（３０）と磁石のもの以外のいくつか
の偏移を補償するため、０．１１３％／Ｋの包括的係数
を補償しようとしている。
関数である。温度補正には、温度センサーとしてシリコ
ンダイオード（３３）が利用される。２０℃で０．６Ｖ
の直線電圧（tension direct）について、温度係数は約
−１．６５ｍＶ／Ｋである。このダイオード（３３）
は、ホール素子（３０）を電流制御し、さらにホール素
子（３０）の感度を変えるべく温度に従って電流を変調
させるのに役立つ演算増幅器（３４）の入力端に配置さ
れる。ホール素子（３０）と磁石のもの以外のいくつか
の偏移を補償するため、０．１１３％／Ｋの包括的係数
を補償しようとしている。
【００４５】第１の増幅器（３４）の非反転入力端にお
ける電圧は、直列の２つの抵抗（３５，３６）により定
められ、２．１１Ｖの基準値を与える。増幅器（３４）
は回路ＯＰ２９２回路の同じケースの中に内蔵された２
つの増幅器のうちの１つによって構成されている。
ける電圧は、直列の２つの抵抗（３５，３６）により定
められ、２．１１Ｖの基準値を与える。増幅器（３４）
は回路ＯＰ２９２回路の同じケースの中に内蔵された２
つの増幅器のうちの１つによって構成されている。
【００４６】反転入力端上の電圧は、ダイオードと直列
の抵抗（３７）によって与えられる。
の抵抗（３７）によって与えられる。
【００４７】この抵抗は、２０℃で０．６Ｖを得るよう
に定められる。
に定められる。
【００４８】演算増幅器の利得は、１２０００／６８０
００＝０．１７６５である。電流制御の１１８Ωの抵抗
器（３６）上の電圧は（２．１１−０．６） ＊ ０．１
７６５＝０．２６６Ｖであり、電流は０．２６６／１１
８＝０．００２２５Ａである。
００＝０．１７６５である。電流制御の１１８Ωの抵抗
器（３６）上の電圧は（２．１１−０．６） ＊ ０．１
７６５＝０．２６６Ｖであり、電流は０．２６６／１１
８＝０．００２２５Ａである。
【００４９】１３０℃では、ダイオード（３３）の電圧
は０．６（１−１１０ ＊ ０．００１６５）＝０．４１
８Ｖである。ホール素子（３０）内の電流は、このとき
（２．１１−０．４１８） ＊ ０．１７６５／１１８＝
０．００２５３Ａである。
は０．６（１−１１０ ＊ ０．００１６５）＝０．４１
８Ｖである。ホール素子（３０）内の電流は、このとき
（２．１１−０．４１８） ＊ ０．１７６５／１１８＝
０．００２５３Ａである。
【００５０】増幅器（３４）はこのとき、３．９３Ｖの
出力電圧を送出する。さらに、大量生産において遭遇す
る可能性のあるホール素子（３０）の最大抵抗を考慮に
入れるため受容可能な最大電圧との関係における余裕も
存在する。
出力電圧を送出する。さらに、大量生産において遭遇す
る可能性のあるホール素子（３０）の最大抵抗を考慮に
入れるため受容可能な最大電圧との関係における余裕も
存在する。
【００５１】考慮されている１１０℃の変動について計
算された補償の温度係数は（２．５３−２．２５）／
２．２５／１１０ ＊ １００＝＋０．１１３％／Ｋであ
り、こうして、補正すべき係数が正確に補償されること
になる。抵抗器の適合化により、補償すべきその他の値
に調整することが可能であるということは明白である。
算された補償の温度係数は（２．５３−２．２５）／
２．２５／１１０ ＊ １００＝＋０．１１３％／Ｋであ
り、こうして、補正すべき係数が正確に補償されること
になる。抵抗器の適合化により、補償すべきその他の値
に調整することが可能であるということは明白である。
【００５２】第２の増幅器（３７）は、図中では２７０
ＫΩである利得を定める抵抗の調整によって、求められ
ている測定範囲を得ることを可能にする。
ＫΩである利得を定める抵抗の調整によって、求められ
ている測定範囲を得ることを可能にする。
【００５３】以上では、本発明を、制限的意味のない一
例として記述した。
例として記述した。
【図１】図１は、本発明に従ったセンサーの第１の実施
例の中央断面図を表わす。
例の中央断面図を表わす。
【図２】図２は、前記センサーの横断面図を表わす。
【図３】図３は、本発明に従ったセンサーの第２の実施
例の中央断面図を表わす。
例の中央断面図を表わす。
【図４】図４は、本発明に従ったセンサーの第２の実施
例の横断面図を表わす。
例の横断面図を表わす。
【図５】図５は、本発明に従ったセンサーの第３の実施
例の中央断面図を表わす。
例の中央断面図を表わす。
【図６】図６は、磁束線の概略図を表わす。
【図７】図７は、当該技術の現状に従った信号電子処理
回路の一実施例の原理図を表わす。
回路の一実施例の原理図を表わす。
【図８】図８は、本発明に従ったセンサーが送出する信
号の電子処理回路の一実施例の原理図を表わす。
号の電子処理回路の一実施例の原理図を表わす。
Claims (10)
- 【請求項１】結合軸と一体化された管状の薄い永久磁石
（５）を含むタイプの磁気位置センサーにおいて、この
永久磁石（５）が軟磁性材料製の２つの部品の間に含ま
れた主磁極間隙の中で回転運動し、これらの部品のうち
の一方が、中にホール素子（９）が収納された二次磁極
間隙（８）を呈する固定子（６，７）により形成されて
いるセンサーであって、固定子（６，７）は管状磁石
（５）の内部に同軸的に配置され、第２の磁気部品は、
円筒形の主磁極間隙を固定子（６，７）と共に構成する
管状磁石（５）と同軸的な管状ヨークにより構成されて
いることを特徴とする、磁気位置センサー。 - 【請求項２】永久磁石（５）が第２の磁気部品と一体化
されており、この第２の磁気部品が結合軸と一体化され
ていることを特徴とする、請求項１に記載の磁気位置セ
ンサー。 - 【請求項３】管状の第２の磁気部品は永久磁石（５）の
外部表面全体を接触状態にある内部表面を呈し、前記管
状部分が結合軸との結合のため横方向側板に連結されて
いることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載
の磁気位置センサー。 - 【請求項４】永久磁石（５）が第２の磁気部品の中に接
着されていることを特徴とする、請求項３に記載の磁気
位置センサー。 - 【請求項５】固定子（６，７）が、固定ケース内に少な
くとも２つの位置づけキャビティを呈するかわら状の軟
磁性材料製の２つの部品によって構成されていることを
特徴とする、請求項１項ないし請求項４のいずれか１つ
に記載の磁気位置センサー。 - 【請求項６】固定子（６，７）が、結合軸用の軸受を形
成する中ぐりを呈する固定ケースの中で２重成形されて
いることを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいず
れか１つに記載の磁気位置センサー。 - 【請求項７】固定子（６，７）の２重成形用ケースが、
永久磁石（５）及び外部軟磁性材料製ヨークの設置用の
溝を呈し、このヨークの外径以上の内径をもつ同軸外部
環状部分により延長されており、前記管状部分は少なく
とも１つの固定用足状部により延長されていることを特
徴とする、請求項６項または請求項７に記載の磁気位置
センサー。 - 【請求項８】ケースは二次磁極間隙（８）内でのホール
素子（９）の収納のためのキャビティを呈しており、ケ
ースはその後方前面部分にホール素子（９）により生成
された信号の処理用電子回路のための収納部を呈してい
ることを特徴とする、請求項８に記載の磁気位置センサ
ー。 - 【請求項９】永久磁石（５）の長さが固定子（６，７）
の長さに比べ、主磁極間隙の幅をＥとして、Ｅから２Ｅ
の間の値だけ小さいことを特徴とする、請求項１ないし
請求項８のいずれか１つに記載の磁気位置センサー。 - 【請求項１０】温度補正手段が、ホール素子（３０）の
電流を制御する演算増幅器（３４）の入力端に配置され
たケイ素ダイオード（３３）により構成され、第１の増
幅器（３４）の非反転入力端における電圧が基準電圧を
与える２つの直列抵抗器（３５，３６）により定めら
れ、反転入力端上の電圧がダイオード（３３）と直列の
抵抗器（３７）によって与えられることを特徴とする、
請求項１ないし請求項９のいずれか１つに記載のセンサ
ーのホール素子（３０）によって送出される信号の電子
処理回路。
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| JP2920179B2 JP2920179B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=9459615
Family Applications (1)
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Country Status (5)
| Country | Link |
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| EP (1) | EP0665416B1 (ja) |
| JP (1) | JP2920179B2 (ja) |
| DE (1) | DE69502512T2 (ja) |
| ES (1) | ES2120139T3 (ja) |
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