JPS58124955A - 回転信号発生装置 - Google Patents

回転信号発生装置

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JPS58124955A
JPS58124955A JP860982A JP860982A JPS58124955A JP S58124955 A JPS58124955 A JP S58124955A JP 860982 A JP860982 A JP 860982A JP 860982 A JP860982 A JP 860982A JP S58124955 A JPS58124955 A JP S58124955A
Authority
JP
Japan
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circuit
signal
rotation
generating device
permanent magnet
Prior art date
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Pending
Application number
JP860982A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Nakane
中根 武司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP860982A priority Critical patent/JPS58124955A/ja
Publication of JPS58124955A publication Critical patent/JPS58124955A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • 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
    • G01P3/48Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • 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
    • G01P3/487Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by rotating magnets

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Linear Or Angular Velocity Measurement And Their Indicating Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は永久磁石ロータの回転に応じて所定レベルの二
値信号を出力する回転信号発生装置に関する。
この種の信号発生器には、永久磁石の磁力でリードスイ
ッチを閉とするオン・オフタイプのもの、およびビック
アンプコイルで磁力変化に応じた電圧を誘起するタイプ
のものがある。リードスイッチを用いるものではリード
接点の耐久性が問題であり、ピンクアンプコイルを用い
るものでは永久磁石ロータの回転速度が低いと誘起電圧
が低いので低速域での応答性が低いという問題がある。
本発明は永久磁石ロータタイプの、耐久性が高くしかも
低速域での応答性が高い回転信号発生装置を提供するこ
とを第1の目的とし、信号処理の容易な所定レベルの二
値信号を低速域においても回転に正確に同期して得るこ
とができる回転信号発生装置を提供することを第2の目
的とする。
上記目的を達成するため本発明においては、永久磁石ロ
ータの回転による磁性体の磁束変化を電気\ コイルで該コイルのインピーダンス変化に変換し、その
電気コイルに所定の信号を印加して、7cのコイルのイ
ンピーダンス変化を利用して信号を振幅変調し、変調波
を復調して得られるアナログ信号を二値信号に変換する
。これによれば、可動部は永久磁石〇−夕のみであるの
で耐久性が高く、また電気コイルのインピーダンスは永
久磁石ロータの回転速度とは無関係であるので、回転速
度が低くても所定の二値信号が得られる。
また、この種の装置において方形波等のパルス信号を電
気コイル等に印加すると、装置の周囲に電磁波の不要輻
射を生ずるという問題がある。周知のように方形波等の
パルス信号は、高次の高調波成分を多量に含むので、そ
の信号の基本波の周波数が低くてもテレビ、ラジオ等の
周波数帯の電磁波を輻射してテレビ、ラジオ等の受信に
妨害を与える。この種の不要輻射の強度はさほど大きな
ものではないが、妨害が広い周波数帯に及ぶし、また自
動車に回転信号発生器を設ける場合には、ラジオと妨害
波発生源が接近するので妨害の程度はかなり太きい。回
転信号発生器からの不要輻射を防止するには発振器、電
気コイルおよびそれらを接続する線材を電磁シールドす
ればよいが、この種のシールドが難しく、またコストア
ンプにもつながるζ、とは周知のとおりである。一方、
発振器の出力する信号を正弦波とすればこの種の不要輻
射は生じないが、正弦波発振器は、信号の振幅を一定に
保持するのが非常に難しく、特に自動車等のように温度
変化の激しい環境で使用する用途には適しない。
そこで、本発明の好ましい実施例においては信号源とし
て三角波発生器を使用する。三角波は方形波を積分する
等の方法で得ることができるが、この種の信号では、比
較的高調波成分が少なく不要輻射はほとんど生じないし
、振幅を温度変化等に対して安定にするのは容易である
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1a図〜第1d図に本発明の一実施例の回転検出器を
示す。第1a図は実施例の縦断面図、第1b図は永久磁
石を形成したロータl、アモーファス磁性体5および電
気コイル6を抜き出して示す正面図、第1c図および第
1d図はそれぞれ第1b図のIC−IC線断面図および
ID−10線断面図である。これらの図面において、ロ
ータ1の両端には磁極列を形成するリング状の永久磁石
2.および22が固着されている。永久磁石2.および
2□はそれぞれ第1c図および第1d図に示すように周
方向にN−8−N−8−・・−・・・・と40極(N極
20極。
S極20極)の磁極が形成されており、永久磁石2、と
22はロータ1の軸方向に一方の磁石の・N極ともう一
方の磁石のS極が互いに対向するように配置されている
。永久磁石2. 、22はフェライト磁石、ロータ■は
磁性体である。ロータlはケーシング3.に圧入固着さ
れたベアリング材4で回動自在に支持されている。11
は外部からの回転力をロー91に伝達するための軸であ
り、その一端LLaは断面四角形状としてロータ■の孔
1aと嵌合してあり、も・う一端ttbは、この実施例
の回転信号発生器は車輛速度センサとして用いるため、
変速機の出力軸に結合しうる形状としである。
ロータ■の周面近傍には、その軸方向に向けて両端が永
久磁石2.および22と対向するように、直線状で薄板
状のアモーファス磁性体5を配置しである。アモーファ
ス磁性体5は非磁性体の枠体12に装着され、枠体12
がケーシング3□に固着されている。枠体12には巻数
400の電気コイル6が巻装されている。アモーファス
磁性体5は、第tb図においては一端5aが永久磁石2
□のN極と対向しもう一端5bが永久磁石21のS極と
対向しているが、ロータ1が回転して一端5aが永久磁
石22のS極と対向する場合にはもう一端5bが永久磁
石21のN極と対向する。電気コイル6の出力端はリー
ド7を介してケーシング3..3.の外に引き出されて
いる。
ロータlが回転すると、それに応じて磁性体5の端部5
aおよび5bと対向する磁極がN−8−N−8−・・・
・・・・および5−N−8−N−・・・・・・・と変化
する。磁性体5の端部5a、5bがロータ1の磁極N、
Sの間に位置するとき、磁性体5に印加される磁界が小
さく、磁性体5の透磁率μが太きいが、磁性体5の端部
5a、5bがロータ1の磁極N又はSと対向すると、磁
性体5に印加される磁界が大きくなり透磁率μが小さく
なる。電気コイルのインダクタンスは透磁率に比例する
ので、電気コイル6のインダクタンスLは、磁性体5が
ロータ1の磁極N、Sの間に位置するときは大きく、磁
性体5が磁極N又は8に対向するときには小さくなる。
実測では、電気コイル6のインダクタンスLは最大で1
500[μH〕、最小で800〔μH〕であった。
第2a図に本発明の一実施例の回路構成を示し、第2b
図および第2c図に第2a図の回路各部の信号波形を示
す。なお、第2b図と第2c図ではそれらの時間軸は大
きく異なる。
まず第2a図を参照して回路構成を説明する。概略を説
明すると、三角波を発生する発振回路OS C。
前記電気コイル6を含み信号を振幅変調する変調回路M
OD、振幅変調波を検波する検波回路DET。
およびアナログ信号を二値信号に変換する二値変換回路
ADCで構成され、電源′電圧VCCが図示しない電源
から供給されている。発振回路OSCは、トランジスタ
Q、lQ21抵抗RI + R2+ R3+ R4およ
びコンデンサCI+C2で構成される無安定マルチバイ
ブレータ回路、抵抗R5およびコンデンサC3で構成さ
れる積分回路、およびインピーダンス整合のために設け
たトランジスタQ31抵抗R6でなるエミッタホロワ回
路で構成されている。変調回路MODは、発振回路O8
Cの出力と接続されたコンデンサC6、C6の他端とア
ース間に接続された心気コイル6、該コイル6と並列に
接続されたコンデンサC5で構成されている。検波回路
DETは、コンデンサC6,C7,C8り゛イオードD
、、D2および抵抗R7でなる倍電圧整流回路、コンデ
ンサc8+ C9+抵抗R8,R0でなる平滑回路、お
よびトランジスタQ4+抵抗R1゜でなるエミッタホロ
ワ回路で構成されている。二値変換回路ADCは1−ラ
ノジスタQ 5 IQ6等で構成した周知のシュミット
トリが回路であり、検波回路DETの出力とカンプリン
グ用のコンデンサC2゜で接続されている。
次に第2bおよび第2c図をも参照して動作を説明する
。発振回路O8Cのマルチバイブレーク回路は周期が3
3μs(発振周波数が30 KHz)でチューティが5
0%の方形波を出力する。この信号を所定の時定数で積
分すると、方形波の高レベル区間ではほぼ直線的に時間
とともに電圧が上昇し、方形波の低レベル区間ではほぼ
直線的に電圧が下降する三角波信号が得られる。変調回
路MODは共振回路を形成しており、電気コイル6のイ
ンダクタンスLが1500μHのときに三角波の周波数
30 KI−(zに共振し、出力端に最大振幅の信号を
出力する。
またこの回路が入力される三角波の周波数1こ共振する
ため、電気コイル6の両端に印加される電圧は、三角波
の高調波成分が除去されて正弦波状となる。したがって
電気コイル6等から電磁波が輻射されることはない。ロ
ータlが回転すると、前記のように心気コイル6のイン
ダクタンスLが変わり、Lが1500μHのときは回路
が30KHzの信号に対して最大振幅の出力を生ずるが
、Lが小さくなるとそれに伴なって共振回路の同調がず
れ、出力信号の振幅が小さくなる。つまりロータlの回
転に応じて変調回路MODの出力信号は振幅変調される
。検波回路DETは変調波を整流し、その出力を比較的
時定数の小さな平滑回路で平滑し、変調波の包絡線に相
当する信号成分を含む脈流を出力する。整流回路は大き
な信号出力を得るために倍電圧整流回路としており、ま
たダイオードの順方向電圧降下を補償するために、ダイ
オードD、のアノード端に抵抗R7とコンデンサC1で
り、7[V]の正バイアス電圧を印加しである。平滑出
力はエミッタフォロア回路で電流増幅され、脈流の直流
成分はコンデンサC1゜で除去され、ロータlの回転量
に対応する交流信号成分がシュミットトリガ回路(二値
変換回路ADC)に印力αされる。シュミツ1−1− 
IJガ回路のしきい値は0.I Cv〕程度のヒステリ
シス幅を設けてあり、その上側しきい値UTPを入力さ
れる信号のレベルが越えると出力(トランジスタQ6の
コレクタ)が高レベルになり、下側しきいLTPよりも
信号のレベルが下がると出力が1 低レベルに反転する。こうして得られた二値信号のパル
ス数は磁性体5と磁極N又はSが対向する回数すなわち
ロータtの回転量に対応するので、この二値信号からロ
ータlの回転量を知ることができる。電気コイル6のイ
ンダクタンスの変化量は、磁性体5がロータ1の磁極か
ら受ける磁界の強度に依存しロータlの回転数には依存
しないので、ロータ1の回転数にかかわらず変調波の変
調度は一定となり、低速であっても所定の二値信号を得
ることができる。
第3a図に本発明のもう1つの実施例の回路構成を示し
、第3b図に第3a図の各部の信号波形を示す。第3a
図を参照して構成を説明する。この実施例において前記
実施例と異なるのは、検波回路DETおよび二値変換回
路ADCである。この実施例では二値変換回路ADCの
入力インピーダンスが高いので検波回路DETは前記の
エミッタホロワを省略しである。また前記実施例では、
検波回路DETと二値変換回路ADCをコンデンサC1
゜で結合していたため、C1゜を大容量のものにしない
と、■2 信号の周波数が0に近づくとコンデンサC1゜による信
号の減衰が大きくなり、所定の二値信号が得られないと
いう不都合を生ずるので、この実施例ではDETとAD
Cを直流結合とし、二値変換回路ADCにコンパレータ
CMPを用いている。抵抗R17とコンデンサCI4で
なる平滑回路の時定数は、検波回路1)ETの平滑回路
(C8+ Co + R613o )の時定数に対して
十分に大きく設定してあり、22点の電位は第3b図に
示すようにほぼ一定の値に保持され、この電圧がコンパ
レータ、CMPの反転入力端に印加され、CMPの非反
転入力端には検波回路DETの出力信号(p+ を参照
)が印加されている。
また、コンパレータCMPの非反転入力端とCMPの出
力端の間には抵抗R20を接続して、コンパレータCM
Pの特性にヒステリシスを持たせている。コンパレータ
CMPは、ここではオープンコレクタ出力のものを用い
ているため、その出力端が抵抗貼。
で電源VCCラインにプルアンプされている。
第3b図を参照して動作を説明する。前記実施例と同様
にロータ■が回転すると変調回路MODの出力(コイル
6の端子間)には周波数が30KHz の搬送波を振幅
変調した変調波が得られる。この信号が検波回路DET
で前記のように検波され、点P。
に検波出力の脈流が現われ、この′電圧がコンパレータ
CMPの非反転入力端に印加される。また脈流信号は時
定数の大きな平滑回路(RI71 CI4 )でさらに
平滑され、点P2には脈流信号の山と谷の間のほぼ一定
の電圧が生じ、コンパレータCMPの反転入力端にこの
電圧が印加される。Plの電位がP2の電位を越えると
コンパレータCMPの出力端が高レベルとなり、P、の
電位がP2の電位よりもヒステリシス分だけ低下すると
CMPの出力端が低レベルに反転する。この実施例では
大容量で大型の結合用コンデンサを用いなくとも、ロー
タtの超低速域から高速までの回転に対応する二値信号
が得られる。
以上のとおり本発明によれば、低速域から高速域まで安
定して回転量に対応する信号が得られる。
4図面の簡単な説明            、1.。
第1a図は本発明の一実施例の回転検出器を□示す縦断
面図、第tb図は実施例のロータl、アモーファス磁性
体5および電気コイル6a、6bを抜き出して示す正面
図、第1c図および第1d図はそれぞれ第tb図のIC
−IC線およびI D−I D線による断面図である。
第2a図は一実施例の回路構1戊を示す電気回路図、第
2b図および第2c図は第2a図各部の信号波形を示す
タイムチャートである。第3a図は本発明のもう1つの
実施例の甫1気回路図、第3b図は第3a図の各部の信
号波形を示すタイムチャートである。
にローフ      2. 、22:永久磁石31.3
□:ケーシング  4:ヘアリング材5:アモーファス
磁性体  6:電気コイル7:リード      ■l
:軸

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)所定の信号を発生する発振回路;円周方向にN極
    とS極が交互に形成された永久磁石ロータ、永久磁石ロ
    ータの磁極に一部が対向する磁性体、および磁性体に巻
    回された電気コイルを有する回転検出器; 前記発振回路に接続された回転検出器の眠気コイルを含
    む変調回路; 前記変調回路の出力信号を検波する検波回路;および 前記検波回路の出力信号を二値信号に変換する二値変換
    回路; を備える回転信号発生装置。
  2. (2)  発振回路を三角波発生回路とした、前記特許
    請求の範囲第(1)項記載の回転信号発生装置。
  3. (3)  発振回路を無安定マルチバイブレータと積分
    回路で構成した、前記特許請求の範囲第(2)項記載の
    回転信号発生装置。
  4. (4)  電気コイルと並列にコンデンサを接続し、共
    振回路を形成した、前記特許請求の範囲第(1)項記載
    の回転信号発生装置。
  5. (5)検波回路を倍電圧整流回路および平滑回路とした
    、前記特許請求の範囲第(1)項記載の回転信号発生装
    置。
  6. (6)検波回路のタイオードにバイアス電圧を印加する
    構成とした、前記特許請求の範囲第(1)項記載の回転
    信号発生装置。
  7. (7)二値変換回路を、検波回路の出力信号とその信号
    を平滑した信号とを比較してその比較結果を二値信号出
    力とする構成とした、前記特許請求の範囲第(1)項記
    載の回転信号発生装置。
  8. (8)N極とS極が交互に円周方向に配列された磁極列
    を2列形成した永久磁石ロータ、一方の磁極列のN極と
    他方の磁極列のS極に端部を・対向させた直線形状のア
    モーファス磁性体、およびアモーファス磁性体に巻回し
    た電気コイルで回転検出器を構成した、前記特許請求の
    範囲第(1)項、第(2)項、第(3)頃、第(4)項
    、第(5)項、第(6)項または第(7)項記載の回転
    信号発生装置。
JP860982A 1982-01-22 1982-01-22 回転信号発生装置 Pending JPS58124955A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63100327A (ja) * 1986-10-16 1988-05-02 Tokyo Keiso Kk 羽根車式流量測定装置
JPH03202702A (ja) * 1989-12-29 1991-09-04 Ebara Corp インダクタンス形変位センサ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63100327A (ja) * 1986-10-16 1988-05-02 Tokyo Keiso Kk 羽根車式流量測定装置
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