JPH1047907A - ホール素子を用いた非接触型センサの温度補償装置 - Google Patents
ホール素子を用いた非接触型センサの温度補償装置Info
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- JPH1047907A JPH1047907A JP8219457A JP21945796A JPH1047907A JP H1047907 A JPH1047907 A JP H1047907A JP 8219457 A JP8219457 A JP 8219457A JP 21945796 A JP21945796 A JP 21945796A JP H1047907 A JPH1047907 A JP H1047907A
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- electromagnetic coil
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Abstract
(57)【要約】
【課題】より簡単な構成により周囲温度の変動の影響を
的確に補償し得るホール素子を用いた非接触型センサの
温度補償装置を提供する。 【解決手段】永久磁石１に付設したポールピース３の周
囲に電磁コイル４を配設し、該電磁コイル４の抵抗値に
基づいて周囲温度を求めるとともに、その周囲温度に対
応して予め設定した補償電流を前記電磁コイル４に加え
ることにより、周囲温度の変動に伴う永久磁石１の磁束
密度の変化を補償する。
的確に補償し得るホール素子を用いた非接触型センサの
温度補償装置を提供する。 【解決手段】永久磁石１に付設したポールピース３の周
囲に電磁コイル４を配設し、該電磁コイル４の抵抗値に
基づいて周囲温度を求めるとともに、その周囲温度に対
応して予め設定した補償電流を前記電磁コイル４に加え
ることにより、周囲温度の変動に伴う永久磁石１の磁束
密度の変化を補償する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ホール素子と永久
磁石との距離に依存する磁束密度の変化を前記ホール素
子の電圧変化として検出する非接触型センサに関する。
より詳しくは、前記センサの周囲温度の変動による検出
結果への影響を補償するための温度補償装置に関する。
磁石との距離に依存する磁束密度の変化を前記ホール素
子の電圧変化として検出する非接触型センサに関する。
より詳しくは、前記センサの周囲温度の変動による検出
結果への影響を補償するための温度補償装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、永久磁石とホール素子を使用
し、磁界中のホール素子に電流を流した場合に現れるホ
ール効果を利用して、永久磁石とホール素子との間の距
離に依存する磁束密度の変化を前記ホール素子の電圧変
化として検出することにより、両者間の距離、更には永
久磁石自体の変位を測定するという非接触型のセンサが
広く知られている。しかしながら、この種の従来の非接
触型センサは、永久磁石が周囲温度の影響を受けやす
く、特に周囲温度が高温になると磁束の減衰が大きくな
るため、正確な検出結果が得られないといった問題があ
った。このため、エンジンなどの温度の影響を受けやす
い場所への設置は困難な状況にあり、適応範囲が制約さ
れていた。
し、磁界中のホール素子に電流を流した場合に現れるホ
ール効果を利用して、永久磁石とホール素子との間の距
離に依存する磁束密度の変化を前記ホール素子の電圧変
化として検出することにより、両者間の距離、更には永
久磁石自体の変位を測定するという非接触型のセンサが
広く知られている。しかしながら、この種の従来の非接
触型センサは、永久磁石が周囲温度の影響を受けやす
く、特に周囲温度が高温になると磁束の減衰が大きくな
るため、正確な検出結果が得られないといった問題があ
った。このため、エンジンなどの温度の影響を受けやす
い場所への設置は困難な状況にあり、適応範囲が制約さ
れていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の技術的事情に鑑みてなされたもので、より簡単な
構成により、周囲温度の変動の影響を的確に補償し得る
ホール素子を用いた非接触型センサの温度補償装置を提
供することを目的とするものである。
従来の技術的事情に鑑みてなされたもので、より簡単な
構成により、周囲温度の変動の影響を的確に補償し得る
ホール素子を用いた非接触型センサの温度補償装置を提
供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、前記永久磁石に付設したポールピースの周
囲に電磁コイルを配設し、該電磁コイルの抵抗値に基づ
いて周囲温度を求めるとともに、その周囲温度に対応し
て予め設定した補償電流を前記電磁コイルに加えること
により、周囲温度の変動に伴う前記永久磁石の磁束密度
の変化を補償するという技術手段を採用した。
決するため、前記永久磁石に付設したポールピースの周
囲に電磁コイルを配設し、該電磁コイルの抵抗値に基づ
いて周囲温度を求めるとともに、その周囲温度に対応し
て予め設定した補償電流を前記電磁コイルに加えること
により、周囲温度の変動に伴う前記永久磁石の磁束密度
の変化を補償するという技術手段を採用した。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明は、図１の要部構成図に示
すように、永久磁石１にホール素子２に向けてポールピ
ース３を付設し、そのポールピース３の周囲に電磁コイ
ル４を配設することを基本構成とする。後述のように、
電磁コイル４の抵抗値から周囲温度の変動を検出し、そ
の周囲温度に対応する補償電流を電磁コイル４に流すこ
とにより、周囲温度の変動による磁束密度の変化を補償
するものである。電磁コイル４は、ポールピース３の周
囲に配設され、そのコイルの励磁作用による発熱が永久
磁石１の磁束密度に与える影響をできるだけ抑えるよう
に配置している。ポールピース３は軟鉄などから形成さ
れ、端部をホール素子に対向するように配設されてい
る。
すように、永久磁石１にホール素子２に向けてポールピ
ース３を付設し、そのポールピース３の周囲に電磁コイ
ル４を配設することを基本構成とする。後述のように、
電磁コイル４の抵抗値から周囲温度の変動を検出し、そ
の周囲温度に対応する補償電流を電磁コイル４に流すこ
とにより、周囲温度の変動による磁束密度の変化を補償
するものである。電磁コイル４は、ポールピース３の周
囲に配設され、そのコイルの励磁作用による発熱が永久
磁石１の磁束密度に与える影響をできるだけ抑えるよう
に配置している。ポールピース３は軟鉄などから形成さ
れ、端部をホール素子に対向するように配設されてい
る。
【０００６】図２は前記電磁コイル４を利用して周囲温
度を求めるための回路構成を示したものである。図示の
ように、電磁コイル４には、ダイオードＤ1及び抵抗Ｒ1
を介して定電圧源Ｖｃに接続した非通電時用の電磁コイ
ル４の抵抗値ＲLの計測回路と、ダイオードＤ2及び定電
流源Ｉを介して、その定電流源Ｉの電流値ｉを設定する
可変電源Ｅに接続した通電時用の電磁コイル４の抵抗値
ＲLの計測回路が接続されている。そして、電磁コイル
４に通電しないとき、すなわち可変電源Ｅ＝０のときに
は、抵抗Ｒ1と電磁コイル４との中間の電圧Ｖａを計測
することにより、前記定電圧源Ｖｃとの関係から、Ｖａ
／Ｖｃ＝ＲL／（Ｒ1＋ＲL）を用いて簡単に電磁コイル
４の抵抗値ＲLを求めることができる。また、電磁コイ
ル４に対して通電しているときは、定電流源Ｉの電流値
ｉを可変電源Ｅの電圧によって設定し、そのときの可変
電源Ｅの電圧Ｖｂと定電流源Ｉの電流値ｉとの関係か
ら、ＲL＝Ｖｂ／ｉを用いて簡単に電磁コイル４の抵抗
値ＲLを求めることができる。このようにして、そのと
きどきの電磁コイル４の抵抗値ＲLが算出可能であるか
ら、ＲL＝Ｒ0｛１＋κ（Ｔ−Ｔ0）｝（但し、Ｒ0：室温
時（例えば２０℃）の抵抗値、κ：抵抗温度係数、
Ｔ0：室温、Ｔ：計測温度）の関係式によってそのとき
どきの電磁コイル４の周囲温度Ｔを求めることができ
る。
度を求めるための回路構成を示したものである。図示の
ように、電磁コイル４には、ダイオードＤ1及び抵抗Ｒ1
を介して定電圧源Ｖｃに接続した非通電時用の電磁コイ
ル４の抵抗値ＲLの計測回路と、ダイオードＤ2及び定電
流源Ｉを介して、その定電流源Ｉの電流値ｉを設定する
可変電源Ｅに接続した通電時用の電磁コイル４の抵抗値
ＲLの計測回路が接続されている。そして、電磁コイル
４に通電しないとき、すなわち可変電源Ｅ＝０のときに
は、抵抗Ｒ1と電磁コイル４との中間の電圧Ｖａを計測
することにより、前記定電圧源Ｖｃとの関係から、Ｖａ
／Ｖｃ＝ＲL／（Ｒ1＋ＲL）を用いて簡単に電磁コイル
４の抵抗値ＲLを求めることができる。また、電磁コイ
ル４に対して通電しているときは、定電流源Ｉの電流値
ｉを可変電源Ｅの電圧によって設定し、そのときの可変
電源Ｅの電圧Ｖｂと定電流源Ｉの電流値ｉとの関係か
ら、ＲL＝Ｖｂ／ｉを用いて簡単に電磁コイル４の抵抗
値ＲLを求めることができる。このようにして、そのと
きどきの電磁コイル４の抵抗値ＲLが算出可能であるか
ら、ＲL＝Ｒ0｛１＋κ（Ｔ−Ｔ0）｝（但し、Ｒ0：室温
時（例えば２０℃）の抵抗値、κ：抵抗温度係数、
Ｔ0：室温、Ｔ：計測温度）の関係式によってそのとき
どきの電磁コイル４の周囲温度Ｔを求めることができ
る。
【０００７】本発明の実施に当っては、先ず前記可変電
源Ｅ＝０に設定して前記電圧Ｖａを計測することによ
り、その時点での電磁コイル４の抵抗値ＲLを求めて当
該電磁コイル４の周囲温度Ｔを算出する。しかる後、予
め具体的な実施例を用いて実験等により求めて設定した
周囲温度と磁束密度の変動との対応関係を用いて、前記
周囲温度Ｔに対応した補償用の磁束密度に関する必要追
加量を求め、それに見合った補償電流ｉを電磁コイル４
に流す。この場合、磁気回路一般に関する磁束密度Ｂ＝
μ×Ｎｉ／Ｌ（但し、μ：透磁率、Ｎ：コイルの巻数、
ｉ：電流値、Ｌ：磁路の長さ）の関係を応用して、電磁
コイル４に加えるべき前記補償電流値ｉを求め、可変電
源Ｅの電圧Ｖｂを調整して前記定電流源Ｉの電流値をそ
の補償電流値ｉに設定するようにする。しかして、この
ように電磁コイル４に一定の補償電流ｉを加えてその時
点において適正な磁束密度が発生している間にも、更な
る周囲温度の変動によって影響を受けるため、前記通電
時用の計測回路を用いて電磁コイル４の抵抗値ＲLを常
時あるいは所定の間隔で監視して周囲温度を求め、その
結果をフィードバックして可変電源Ｅの電圧Ｖｂを調整
し、前記定電流源Ｉの電流値を新たな補償電流ｉに修正
するように構成する。
源Ｅ＝０に設定して前記電圧Ｖａを計測することによ
り、その時点での電磁コイル４の抵抗値ＲLを求めて当
該電磁コイル４の周囲温度Ｔを算出する。しかる後、予
め具体的な実施例を用いて実験等により求めて設定した
周囲温度と磁束密度の変動との対応関係を用いて、前記
周囲温度Ｔに対応した補償用の磁束密度に関する必要追
加量を求め、それに見合った補償電流ｉを電磁コイル４
に流す。この場合、磁気回路一般に関する磁束密度Ｂ＝
μ×Ｎｉ／Ｌ（但し、μ：透磁率、Ｎ：コイルの巻数、
ｉ：電流値、Ｌ：磁路の長さ）の関係を応用して、電磁
コイル４に加えるべき前記補償電流値ｉを求め、可変電
源Ｅの電圧Ｖｂを調整して前記定電流源Ｉの電流値をそ
の補償電流値ｉに設定するようにする。しかして、この
ように電磁コイル４に一定の補償電流ｉを加えてその時
点において適正な磁束密度が発生している間にも、更な
る周囲温度の変動によって影響を受けるため、前記通電
時用の計測回路を用いて電磁コイル４の抵抗値ＲLを常
時あるいは所定の間隔で監視して周囲温度を求め、その
結果をフィードバックして可変電源Ｅの電圧Ｖｂを調整
し、前記定電流源Ｉの電流値を新たな補償電流ｉに修正
するように構成する。
【０００８】
【実施例】次に本発明の実施例に関して説明する。図３
は本発明の第１実施例を示した概略縦断面図である。前
述の図１のものと同様の構成部分には同じ符号を付して
説明すると、永久磁石１は適宜の永久磁石素材から構成
され、その下面にはホール素子２に向けて軟鉄等からな
る円筒状のポールピース３が付設されている。ポールピ
ース３の周囲には耐熱性の樹脂系素材から形成されたボ
ビン５を挟んで電磁コイル４が配設されている。さら
に、電磁コイル４には図示しないが前述の周囲温度検出
用の回路が接続され、電磁コイル４の抵抗値ＲLを計測
して周囲温度を求めて、その周囲温度に対応した補償電
流ｉを電磁コイル４に加えることにより補償用の磁束を
付加し得るように構成されている。しかして、本実施例
の使用においては、周囲温度の変化する場所においても
的確に温度補償が行われ、ホール素子２に対する永久磁
石１の相対的な変位が正確に検出される。
は本発明の第１実施例を示した概略縦断面図である。前
述の図１のものと同様の構成部分には同じ符号を付して
説明すると、永久磁石１は適宜の永久磁石素材から構成
され、その下面にはホール素子２に向けて軟鉄等からな
る円筒状のポールピース３が付設されている。ポールピ
ース３の周囲には耐熱性の樹脂系素材から形成されたボ
ビン５を挟んで電磁コイル４が配設されている。さら
に、電磁コイル４には図示しないが前述の周囲温度検出
用の回路が接続され、電磁コイル４の抵抗値ＲLを計測
して周囲温度を求めて、その周囲温度に対応した補償電
流ｉを電磁コイル４に加えることにより補償用の磁束を
付加し得るように構成されている。しかして、本実施例
の使用においては、周囲温度の変化する場所においても
的確に温度補償が行われ、ホール素子２に対する永久磁
石１の相対的な変位が正確に検出される。
【０００９】図４は本発明の第２実施例を示した概略縦
断面図である。本実施例は、各種の用途に用いられるバ
ルブの開閉動作の検出手段として本発明を適用したもの
で、以下、前述の図１のものと同様の構成部分には同じ
符号を付して説明する。図中、６はバルブ本体で、その
バルブ本体６内のシリンダ部７の上部にはバルブ８が配
設され、バルブシート９に着座するように構成されてい
る。バルブ８の上方には吸気口１０に連通した吸気室１
１が形成され、更に隔壁１２を挟んでバルブ８の作動機
構が組込まれている。その作動機構は、バルブ８に連結
したピストン体１３の上方に給排気口１４に連通した作
動エア室１５を形成し、作動エアの給排によってピスト
ン体１３を上下動させることによりバルブ８の開閉動作
を行うように構成されている。そして、本実施例におい
ては、前記ピストン体１３に永久磁石１を埋込み、その
永久磁石１の上部に付設した円筒状のポールピース３の
周囲に温度補償用の電磁コイル４を配設するとともに、
更にポールピース３の上方にホール素子２を設置して図
示しないリード線を介して検出データを他の制御装置等
に送信できるように構成されている。なお、図中、１６
は復帰用のスプリング、１７は通気孔、１８はポールピ
ース３側と熱遮断するために空気が流通し得るように構
成された貫通孔である。
断面図である。本実施例は、各種の用途に用いられるバ
ルブの開閉動作の検出手段として本発明を適用したもの
で、以下、前述の図１のものと同様の構成部分には同じ
符号を付して説明する。図中、６はバルブ本体で、その
バルブ本体６内のシリンダ部７の上部にはバルブ８が配
設され、バルブシート９に着座するように構成されてい
る。バルブ８の上方には吸気口１０に連通した吸気室１
１が形成され、更に隔壁１２を挟んでバルブ８の作動機
構が組込まれている。その作動機構は、バルブ８に連結
したピストン体１３の上方に給排気口１４に連通した作
動エア室１５を形成し、作動エアの給排によってピスト
ン体１３を上下動させることによりバルブ８の開閉動作
を行うように構成されている。そして、本実施例におい
ては、前記ピストン体１３に永久磁石１を埋込み、その
永久磁石１の上部に付設した円筒状のポールピース３の
周囲に温度補償用の電磁コイル４を配設するとともに、
更にポールピース３の上方にホール素子２を設置して図
示しないリード線を介して検出データを他の制御装置等
に送信できるように構成されている。なお、図中、１６
は復帰用のスプリング、１７は通気孔、１８はポールピ
ース３側と熱遮断するために空気が流通し得るように構
成された貫通孔である。
【００１０】しかして、本実施例において、例えば、給
排気口１４を介して作動エア室１５に作動エアが供給さ
れ、ピストン体１３が下動した場合にはバルブ８が開放
されるとともに、ホール素子２とポールピース３、すな
わち永久磁石１との間隔が拡大される結果、その変位が
ホール素子により検出されて他の制御装置等に送信され
ることにより、バルブ８の開放状態が伝達されることに
なる。この場合、永久磁石１の周囲が高温状態であって
も、前述のように電磁コイル４の抵抗値に基づいて周囲
温度を求めて該電磁コイル４にその周囲温度Ｔに対応し
た補償電流ｉを供給することにより、適正な補償用の磁
束が付加されるので、常に正確な変位量の検出が可能で
ある。なお、貫通孔１８等を設けることにより電磁コイ
ル４の励磁作用によるポールピース３の温度上昇を遮断
するように構成することも可能である。
排気口１４を介して作動エア室１５に作動エアが供給さ
れ、ピストン体１３が下動した場合にはバルブ８が開放
されるとともに、ホール素子２とポールピース３、すな
わち永久磁石１との間隔が拡大される結果、その変位が
ホール素子により検出されて他の制御装置等に送信され
ることにより、バルブ８の開放状態が伝達されることに
なる。この場合、永久磁石１の周囲が高温状態であって
も、前述のように電磁コイル４の抵抗値に基づいて周囲
温度を求めて該電磁コイル４にその周囲温度Ｔに対応し
た補償電流ｉを供給することにより、適正な補償用の磁
束が付加されるので、常に正確な変位量の検出が可能で
ある。なお、貫通孔１８等を設けることにより電磁コイ
ル４の励磁作用によるポールピース３の温度上昇を遮断
するように構成することも可能である。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、つぎの効果を得ること
ができる。 （１）簡単な構成により広い温度範囲で安定した検出結
果を得られる。 （２）温度補償用の電磁コイルをポールピースの周囲に
配設したので、その電磁コイルの励磁作用に伴う発熱に
よる永久磁石に対する影響を最小限に抑えることができ
る。 （３）周囲温度Ｔは、温度補償用の電磁コイルを利用し
て、その電磁コイル自体の抵抗値に基づいて求めるの
で、他の温度センサの設置が省略でき、構成を簡単化で
きる。
ができる。 （１）簡単な構成により広い温度範囲で安定した検出結
果を得られる。 （２）温度補償用の電磁コイルをポールピースの周囲に
配設したので、その電磁コイルの励磁作用に伴う発熱に
よる永久磁石に対する影響を最小限に抑えることができ
る。 （３）周囲温度Ｔは、温度補償用の電磁コイルを利用し
て、その電磁コイル自体の抵抗値に基づいて求めるの
で、他の温度センサの設置が省略でき、構成を簡単化で
きる。
【図１】 本発明の基本構成を示した要部構成図であ
る。
る。
【図２】 周囲温度を求めるための回路構成図である。
【図３】 本発明の第１実施例の要部を示した概略縦断
面図である。
面図である。
【図４】 本発明の第２実施例の要部を示した概略縦断
面図である。
面図である。
１…永久磁石、２…ホール素子、３…ポールピース、４
…電磁コイル、５…ボビン、６…バルブ本体、７…シリ
ンダ部、８…バルブ、９…バルブシート、１０…吸気
口、１１…吸気室、１２…隔壁、１３…ピストン体、１
４…給排気口、１５…作動エア室、１６…スプリング、
１７…通気孔、１８…貫通孔
…電磁コイル、５…ボビン、６…バルブ本体、７…シリ
ンダ部、８…バルブ、９…バルブシート、１０…吸気
口、１１…吸気室、１２…隔壁、１３…ピストン体、１
４…給排気口、１５…作動エア室、１６…スプリング、
１７…通気孔、１８…貫通孔
Claims (1)
- 【請求項１】 ホール素子と永久磁石との距離に依存す
る磁束密度の変化を前記ホール素子の電圧変化として検
出する非接触型センサにおいて、前記永久磁石に付設し
たポールピースの周囲に電磁コイルを配設し、該電磁コ
イルの抵抗値に基づいて周囲温度を求めるとともに、そ
の周囲温度に対応して予め設定した補償電流を前記電磁
コイルに加えることにより、周囲温度の変動に伴う前記
永久磁石の磁束密度の変化を補償することを特徴とする
ホール素子を用いた非接触型センサの温度補償装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8219457A JPH1047907A (ja) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | ホール素子を用いた非接触型センサの温度補償装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8219457A JPH1047907A (ja) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | ホール素子を用いた非接触型センサの温度補償装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1047907A true JPH1047907A (ja) | 1998-02-20 |
Family
ID=16735735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8219457A Pending JPH1047907A (ja) | 1996-07-31 | 1996-07-31 | ホール素子を用いた非接触型センサの温度補償装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1047907A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112787555A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-05-11 | 珠海格力电器股份有限公司 | 霍尔元件温度漂移校正方法、电机及其控制方法、电器及计算机可读存储介质 |
-
1996
- 1996-07-31 JP JP8219457A patent/JPH1047907A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112787555A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-05-11 | 珠海格力电器股份有限公司 | 霍尔元件温度漂移校正方法、电机及其控制方法、电器及计算机可读存储介质 |
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