JPS5817258Y2 - 交叉コイル式指示計器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はセンサの抵抗値の変化度合を表示する交叉コイ
ル式指示計器に関するもので、例えばセンサにサーミス
タを用いて、温度計として適用されるものである。

第１図ａ、ｂは従来周知の交叉コイル式指示計器の構成
を示すものであり、ハウジング１内にある指針軸２つき
の２極の永久磁石４と、ハウジング１外周に巻かれた４
個のコイルＴ１〜Ｔ４とから成っている。

これらコイルのうちＴ１．Ｔ３が平行方向に巻かれ、こ
のコイルＴ１．Ｔ３と直交する方向にコイルＴ２．Ｔ４
が巻かれており、互いに平行方向に巻かれたコイルＴＩ
とＴ３およびＴ２とＴ４は巻線方向が逆向きにしである
。

そして、これら４個のコイルＴ１〜Ｔ４を第２図のよう
に固定抵槓■１とセンサＲ２とに結線している。

但し、Ｔ１とＴ３のそれぞれの作る界磁ベクトルは互い
に逆方向、コイルＴ２とＴ４のそれぞれの作る界磁ベク
トルも互いに逆方向となるよう各コイルＴ１．Ｔ２．Ｔ
３゜Ｔ４は結線されている。

そして、コイルＴ１．Ｔ２の直列合成抵抗値をＲＡ、コ
イルＴ３．Ｔ４の直列合成抵抗値をＲＢとし、電源Ｂａ
から流れ込む全電流を■ｏとすれば、コイルＴ３．Ｔ４
を流れる電流■１は、となり、 コイルＴ１．Ｔ２を流れる電流■３は、 となる。

ここで、各コイルＴ１．Ｔ２．Ｔ３．Ｔ４で作られる界
磁ベクトルの方向に第１図すの２極着磁永久磁石４は、
その磁極を向けるので、第１図すの指針３の振れ角θは
、 で得られる。

（ここでＮ１ｔ Ｎ２ 、Ｎ３ 、Ｎ４はそれぞれコイ
ルＴ１．Ｔ２．Ｔ３．Ｔ４の巻数である。

）以上述べた原理より、第２図の回路で、センサＲ２の
抵抗値が変ずヒすればそれに伴なって、指針３の振れ角
θも変ずヒする。

さて、第２図の結線において、コイルＴ１．Ｔ２゜Ｔ３
．Ｔ４のそれぞれの巻数及び直流抵抗、そして抵抗Ｒ１
の抵抗値を様々に設定することにより、センサＲ２に対
する指針振れ角θの変化度合を第３図のａ、ｂ、ｃに示
すごとく色々に変えることができる。

しかしながら、上述した（１） 、 （２）式を（３）
式に代入すると、 （ただし、Ｎ１．Ｎ２．Ｎ３．Ｎ４．Ｒ１，ＲＡ。

ＲＢは定数）となることから分かるように、振れ角θは
、センサＲ２の抵抗値変化に対し、単調な増加もしくは
減少しかせず、変曲点を持たないので、例えば第４図に
示すような、センサＲ２の抵抗値に対するθの振れ角特
性を必要とする時においても、これを実現することがで
きないという問題がある。

本考案は上記の問題を解決するため、２組のコイル部分
の接続点と抵抗およびセンサとの接続点との間に非線形
回路を挿入接続することにより、変曲点を有する種々の
振れ角特性を得ることのできる交叉コイル式指示計器を
提供することを目的とするものである。

以下本考案を図に示す実施例について説明する。

第５図に示す第１実施例は、第２図のＡ点とＢ点との間
に、非線形回路として互いに逆極性に接続した２つのダ
イオードＤ１． Ｄ２の並列回路を挿入し、かつセンサ
Ｒ２の可変範囲内で、各抵抗値Ｒ０゜Ｒ２，ＲＡ 、
ＲＢの間に、 Ｒ１・ＲＡ−Ｒ２・ＲＢ ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・（５）の等式が成立するように各抵抗値Ｒ
１，ＲＡ、ＲＢの値を定める。

他の構成は第１図ａ、ｂおよび第２図図示の従来例と同
様である。

ここで、Ｒ１・ＲＡ＝ ｆｔ２・ＲＢ の等式が成立
するということは、Ｒ１Ｊ Ｒ２、ＲＡ ｔ ＲＢ の
４抵抗から成るブリッジ回路が平衡することを意味する
。

従って、第５図図示の回路でＡ−Ｂ間の電位差は「零」
となり、Ａ点にはＴ１以外の電流は流入も流出もせず、
ゆえにＩ、 ＝ Ｔ３となる。

従って、第１図ａ、ｂの指針３の振れ角θは、となり、
Ｔ１．Ｔ２．Ｔ３．Ｔ４の各コイルの巻数で一義的に決
められる。

そして、Ｒ２が変化するとＲ１・ＲＡ−Ｒ２・ＲＢの等
式が成立しなくなり、Ａ−Ｂ間に電位差が生じるが、Ｒ
２の変化が小さく、Ａ−Ｂ間の電位差が各ダイオードＤ
１．Ｄ２の順方向降下電圧を越えなければ、Ａ点への電
流の出入りはＴ１のみで、■１＝■３の関係が成り立つ
。

ゆえに指針３の振れ角θは、（６）式で与えられる角度
から変化しない。

Ｒ２がさらに変化して、Ａ−Ｂ間の電位差が各ダイオー
ドＤ１．Ｄ２の順方向降下電圧以上に大きくなると、始
めて、Ａ点からＢ点に、もしくは逆方向に各ダイオード
Ｄ２．Ｄ１を通って電流が流れるため、■１＼■３とな
り、指針振れ角θが（６）式からはずれることになる。

もし、センサＲ２が（５）式を成立さす値より小さな抵
抗値で、かつＡ−Ｂ間の電位差がダイオードＤ２の順方
向降下電圧を越えるようになった場合には、■１の一部
がダイオードＤ２を通すセンサ鳥に流れるので、■１〉
■２となり、指針３の振れ角θは小さくなる。

−力、センサＲ２が十分大きな値をとるときには、振れ
角θは大きくなる。

以上の説明から分かるように、第５図図示の回路によっ
て、第４図のような、特性を得ることができる。

第４図において、Ｒ２軸上■の点が（５）式の成立する
点、■点から■点の間が、Ａ−Ｂ間電位差がダイオード
Ｄ１．Ｄ２の順方向降下電圧より小さく■１＝■３の成
立する範囲である。

第５図の第１実施例では、Ａ−Ｂ間に入れる非線形回路
として互いに逆極性に接続した２つのダイオードＤ１．
Ｄ２の並列回路を使用したが、他の種々の素子も使うこ
とができ様々な特性を実現できる。

第６図の第２実施例はダイオードＤ１を１個だけ入れた
場合の回路で、その特性は第７図のようになる。

第８図の第３実施例のようにダイオードＤ２を接続すれ
ば第９図の特性を得る。

第１０図の第４実施例のように第５図図示のダイオード
Ｄ、 、 Ｄ２の代りに２つのツェナーダイオードを互
いに逆極性にして直列に接続したものを使用すれば、第
４図図示の特性において鳥軸上の■−■の範囲をツェナ
ー電圧を選ぶことで自由に広げることができる。

第１０図のツェナーダイオードＺ１．Ｚ２は第１１図の
第５実施例あるいは第１２図の第６実施例に示すように
１個だけ使うことができ、この場合もやはり第４図図示
の■−■間をツェナー電圧で任意に広げられる。

但し、（５）式の成り立つＲ２の値は、第４図図示の■
−■間の中央でなくなる。

第１３図に示す第７実施例のように第５図のダイオード
Ｄ１．Ｄ２に並列に抵抗Ｒｐを入れれば、第４図図示の
ようにＲ２軸上の■−■間で指針３を全く止めてしまう
のでなく、除々に増加させることができ第１４図のよう
な特性を得る。

この場合、Ｒ２軸上の■−■間の振れ角θの変化度合は
、並列抵抗ＲＰの大きさで調整できる。

なお、この方法は第６図、第８図、第１０図、第１１図
および第１２図の各場合にも応用できる。

また、第１５図に示す第８実施例のように第５図のダイ
オードＤ１．Ｄ２に直列にそれぞれ抵抗Ｒ３，Ｒ４を入
れることにより、Ｒ２軸上の■−■区間外での振れ角θ
の変化度合を第１６図図示の実線で示すように調整でき
る。

この第１６図において一点鎖線で示すａ、ｂは抵抗Ｒ３
，Ｒ４がない場合の特性を示すものである。

なお、この方法は第６図、第８図、第１０図、第１１図
乃至第１３図の各回路にも応用できる。

さらに第１７図に示す第９実施例のようにＡ −Ｂ間に
自己発熱によって抵抗値が変化するサーミスタＲＴを入
れることもでき、その場合第１８図のような特性を得る
。

第１９図に示す第１０実施例のように定電流特性を示す
定電流回路ｃｃをＡ−Ｂ間に入れると第２０図のような
振れ角特性を得る。

第１９図において、ＦＥＴは電界効果トランジスタであ
る。

なお、上述した各実施例においてはいずれも４個のコイ
ルＴ１〜Ｔ４を用いて振れ角が大きくなるようにしたが
、コイルＴ１とＴ４あるいはコイルＴ３とＴ２の直交す
る２つのコイルのみを用いるようにしてもよい。

以上述べたように本考案においては、抵抗およびセンサ
との接続点と２組のコイル部分の接続点との間に非線形
回路を挿入接続したから、非線形回路の電流特性によっ
て、センサの抵抗値変化に対する指針の振れ角特性に変
曲点を有する種々の特性のものを得ることができるとい
う優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂは従来の交叉コイル式指示計器（本考案に
も通用される）の構造を模式的に示す平面図および縦断
面図、第２図は従来計器に用いられてきた電気回路図、
第３図は第２図図示回路を用いた場合の振れ角特性図、
第４図は第５図図示回路における振れ角特性図、第５図
、第６図、第８図、第１０図、第１１図乃至第１３図、
第１５図、第１７図および第１９図は本考案計器におけ
る回路構成の第１乃至第１０実施例を示す電気回路図、
第７図、第９図、第１４図、第１６図、第１８図および
第２０図は第６図、第８図、第１３図、第１５図、第１
７図および第１９図図示回路における振れ角特性図であ
る。 ２・・・・・・指針軸、３・・・・・・指針、４・・・
・・・２極の永久磁石、Ｔ１．Ｔ２・・・・・・１組の
コイル部分を構成するコイル、Ｔ３．Ｔ４・・・・・・
他の１組のコイル部分を構成するコイル、Ｒ１・・・・
・・抵抗、Ｒ２・・・・・・センサ、Ｄｌ。 Ｄ２．Ｒ３，Ｒ４，ＲＰ、ＲＴ、Ｚｌ、Ｚ２・・・・・
・非線形回路を構成するダイオード、抵抗、サーミスタ
、ツェナーダイオード、ｃｃ・・・・・・非線形回路を
構成する定電流回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. １．互いに交叉されて巻線すると共に互いに直列接続し
   た２組のコイル部分と、この２組のコイル部分の合成起
   磁力によって回動すべく設けた永久磁石と、この永久磁
   石の中心に固定した指針軸と、この指針軸に固定した指
   針と、前記２組のコイル部分に対し並列接続した抵抗お
   よびセンサとの直列回路と、この抵抗およびセンサとの
   接続点と前記２組のコイル部分の接続点との間に挿入接
   続した非線形回路とを備えることを特徴とする交叉コイ
   ル式指示計器。 ２、前記非線形回路は互いに逆極性に接続した２つのダ
   イオードの並列回路を含んでなることを特徴とする実用
   新案登録請求の範囲第１項記載の交叉コイル式指示計器
   。 ３、＠配弁線形回路はダイオードを含んでなることを特
   徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の交叉コイ
   ル指示計器。 ４、前記非線形回路は互いに逆極性で直列接続した２つ
   のツェナーダイオードを含んでなることを特徴とする実
   用新案登録請求の範囲第１項記載の交叉コイル式指示計
   器。 ５、前記非線形回路はツェナーダイオードを含んでなる
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   交叉コイル式指示計器。 ６、前記非線形回路はサーミスタを含んでなることを特
   徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の交叉コイ
   ル式指示計器。 ７、＠配弁線形回路は定電流回路を含んでなることを特
   徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の交叉コイ
   ル式指示計器。 ８、前記２組のコイル部分は互いに他の組のコイルと平
   行方向に巻線されると共に互いに直列接続した２つのコ
   イルをそれぞれ含んでなり、かつこれら各コイルのうち
   平行方向に巻線される各コイルの界磁ベクトルの方向を
   逆極性にしてこれら各コイルを結線したことを特徴とす
   る実用新案登録請求の範囲第１項乃至第７項のうちいず
   れかに記載の交叉コイル式指示計器。 ９、前記センサの抵抗値可変範囲内において、前記２組
   のコイル部分と前記抵抗と前記センサとで構成されるブ
   リッジ回路が平衡するべく各部め抵抗値が決定しである
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項乃至第
   ８項のうちいずれかに記載の交叉コイル式指示計器。 １０、前記ブリッジ回路が平衡する点は前記センサめ抵
   抗値可変範囲内のほぼ中央に設定しであることを特徴と
   する実用新案登録請求の範囲第９項記載の交叉コイル式
   指示計器。