JPS5896252A - 電磁式センサ - Google Patents
電磁式センサInfo
- Publication number
- JPS5896252A JPS5896252A JP20179882A JP20179882A JPS5896252A JP S5896252 A JPS5896252 A JP S5896252A JP 20179882 A JP20179882 A JP 20179882A JP 20179882 A JP20179882 A JP 20179882A JP S5896252 A JPS5896252 A JP S5896252A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- movable body
- coil
- iron core
- soft iron
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
- G01P13/02—Indicating direction only, e.g. by weather vane
- G01P13/04—Indicating positive or negative direction of a linear movement or clockwise or anti-clockwise direction of a rotational movement
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- 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
- G01D5/244—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 characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (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。
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１強磁性的に作用する部分を備えた可動体（歯
車、ラック、ピン）の運動を、この可動体の近傍に配置
されコイルが巻装された軟鉄・しとこの軟鉄・し・のそ
ばに軸方向に配置された永久磁石とによって、電気パル
スに変°換するための電磁式センサおよびその出力パル
ス電圧を評価するだめのセンナの使用方法に関する。
車、ラック、ピン）の運動を、この可動体の近傍に配置
されコイルが巻装された軟鉄・しとこの軟鉄・し・のそ
ばに軸方向に配置された永久磁石とによって、電気パル
スに変°換するための電磁式センサおよびその出力パル
ス電圧を評価するだめのセンナの使用方法に関する。
この種のセンサは“ＢＯ８ＣＨＴｅｃｈｎｉｓｃｈｅＢ
ｅｒｌｃｈｔｅ ７ ” （１９８０年）、第２版
、第８５ページによって公知である。センサの軟鉄心に
対するパルス基の歯の位置に応じて、永久磁石（二より
発生された磁束は軟鉄心内で強められるが弱められる。
ｅｒｌｃｈｔｅ ７ ” （１９８０年）、第２版
、第８５ページによって公知である。センサの軟鉄心に
対するパルス基の歯の位置に応じて、永久磁石（二より
発生された磁束は軟鉄心内で強められるが弱められる。
その結果軟鉄心に巻装されたコイルに生じる合成電圧変
動は、センサのそばを通過するパルス基の歯数っまりパ
ルス基の速度検出に利用することができる。
動は、センサのそばを通過するパルス基の歯数っまりパ
ルス基の速度検出に利用することができる。
このセンサの限界は、遅い速度においては、コイルの誘
起電圧が緩慢な磁束変化速度のために小さすぎるという
点にあり、一方、非常に高い速度においては変化する磁
束帰路に正しく追従することができるためには、磁束が
再び出発値に戻る時定数が大きすぎる点にある。
起電圧が緩慢な磁束変化速度のために小さすぎるという
点にあり、一方、非常に高い速度においては変化する磁
束帰路に正しく追従することができるためには、磁束が
再び出発値に戻る時定数が大きすぎる点にある。
本発明は、可動体の速度を極めて大きな範囲に。邸１出
ｔ６ｏよヵ、アき、い、も６１工。７点通過の計数によ
って速度を一義的に検知することができるようなセンサ
を得ることを目的とするものである。さらに、本発明は
１種々の大きさの磁性領域と非磁性領域とを有する可動
体において回転方向の検出ができるようにすることをも
目的とするものである。
ｔ６ｏよヵ、アき、い、も６１工。７点通過の計数によ
って速度を一義的に検知することができるようなセンサ
を得ることを目的とするものである。さらに、本発明は
１種々の大きさの磁性領域と非磁性領域とを有する可動
体において回転方向の検出ができるようにすることをも
目的とするものである。
このよう外回的は本発明によれば、少なくとも２個の永
久磁石が、可動体の運動方向に見て１前後に軟鉄・し・
の端面に固定され、永久蛍石は交互に異なった方向に磁
化されており、かつ永久磁石は可動体と軟鉄心との間に
配置されることによって達成される。
久磁石が、可動体の運動方向に見て１前後に軟鉄・し・
の端面に固定され、永久蛍石は交互に異なった方向に磁
化されており、かつ永久磁石は可動体と軟鉄心との間に
配置されることによって達成される。
次に本発明を図面に示した実施例に基づいてさらに詳細
に説明する。
に説明する。
第１図は本発明の一実施例の概略ブロック図である。図
において、この実施例では歯車として構成されている可
動体１の近くに、コイル３によって取巻かれている軟鉄
心２が配置されている。さらに、この軟鉄心２の軸方向
において、２個の永久磁石４．５が軟鉄・し・２の可動
体１の側の端面に固定されている。２個の永久磁石４，
５の磁化方向は反対方向に向けられている。
において、この実施例では歯車として構成されている可
動体１の近くに、コイル３によって取巻かれている軟鉄
心２が配置されている。さらに、この軟鉄心２の軸方向
において、２個の永久磁石４．５が軟鉄・し・２の可動
体１の側の端面に固定されている。２個の永久磁石４，
５の磁化方向は反対方向に向けられている。
可動体として用いられている歯車の代わりに、もちろん
、直線運動を測定するためのラックを使用することもで
きる。弁形性材料がら戊る可動体を使用する際には、た
とえば円筒体上に所定間隔で強磁体層を設けることもで
きる。
、直線運動を測定するためのラックを使用することもで
きる。弁形性材料がら戊る可動体を使用する際には、た
とえば円筒体上に所定間隔で強磁体層を設けることもで
きる。
コイル３の接続線６．７は、一方の接続線６が７− ス
ニｆｌｊ続され、他方の接続線７がコンパＬ／ −夕８
に接続されている。永久磁石４，５に可動体ｌの歯また
は歯隙間がぴったり向がい合う場合には、永久磁石４，
５の磁化が相殺され道東はコイル３を貫通しないので、
軟鉄心２における磁束は実際上零である。しカルながら
、歯から歯隙間へ（またはその逆に）変化する際には、
両永久磁石の一方４または５に対し磁気抵抗は他方の永
久磁石に対する磁気抵抗よりも大きくなる。つまり。
ニｆｌｊ続され、他方の接続線７がコンパＬ／ −夕８
に接続されている。永久磁石４，５に可動体ｌの歯また
は歯隙間がぴったり向がい合う場合には、永久磁石４，
５の磁化が相殺され道東はコイル３を貫通しないので、
軟鉄心２における磁束は実際上零である。しカルながら
、歯から歯隙間へ（またはその逆に）変化する際には、
両永久磁石の一方４または５に対し磁気抵抗は他方の永
久磁石に対する磁気抵抗よりも大きくなる。つまり。
軟鉄心２内には、可動体１が回転運動をすると。
コイル３に交流電圧を生じさせる交番磁束が発生する。
この交流電圧ＵＳの変化は第２図に回転角変に対し図示
きれている。第２図における区間ｄ。
きれている。第２図における区間ｄ。
は第１図における回転角ｄ、に対応している。この交流
電圧ＵＳはコンパレータ８：二接紐線７を介して供給さ
れる。このコンパレータＢは、このコンパレータに供給
された電圧の極性１＝応じて市または負の一定の出力電
圧を発生するように構成されている。従って、このコン
パレータ８の出力端には、第３図に示されているような
電圧ＵＫが生じる。コンパレータ日の出力端（＝接続さ
れたカウンタ９において、電圧ＵＳの零点通過回数がカ
ウントされ、公知の評価回路１１（：おいて、可動体１
の回転数もしくは回転角度または可動体の進んだ行程が
検出され１表示もしくは記録される。なお、カウンタ９
は各測定インターバル用のタイマー１０によって制飢さ
れる。
電圧ＵＳはコンパレータ８：二接紐線７を介して供給さ
れる。このコンパレータＢは、このコンパレータに供給
された電圧の極性１＝応じて市または負の一定の出力電
圧を発生するように構成されている。従って、このコン
パレータ８の出力端には、第３図に示されているような
電圧ＵＫが生じる。コンパレータ日の出力端（＝接続さ
れたカウンタ９において、電圧ＵＳの零点通過回数がカ
ウントされ、公知の評価回路１１（：おいて、可動体１
の回転数もしくは回転角度または可動体の進んだ行程が
検出され１表示もしくは記録される。なお、カウンタ９
は各測定インターバル用のタイマー１０によって制飢さ
れる。
第１図に示した実施例においては１強磁性領域と非強磁
性領域とがほぼ同じ大きさに形成されているような可動
体ｌが使用された。しがしながら。
性領域とがほぼ同じ大きさに形成されているような可動
体ｌが使用された。しがしながら。
第４図に示した本発明の他の実施例においては、可動体
ｌは１周辺の１カ所に強磁性ビン１２を有する円板とし
て形成されている。この強磁性ピン１２は、可動体１の
１回転に１回、軟鉄心２．コイル３および永久磁石４，
５から成るセンサのそばを通過する。このセンサは第１
図に示された実施例の場合と全く同じに構成されている
。この装置においては、軟鉄心２における磁束変化は可
動体１の１回転に１回だけ、ビン１２が軟鉄・し２のそ
ばを通過する前後に短時間の間生じる。このことにより
、一定の回転数の際には第５図に示された電圧ＵＳの電
圧変化が生じることになる。この電圧は最初小さな負の
ピーク値ＴＪｍａｘとなり、その後大きな正のピーク値
となり、続いて再び小さな負のピーク値Ｕ ｍａＸとな
る。
ｌは１周辺の１カ所に強磁性ビン１２を有する円板とし
て形成されている。この強磁性ピン１２は、可動体１の
１回転に１回、軟鉄心２．コイル３および永久磁石４，
５から成るセンサのそばを通過する。このセンサは第１
図に示された実施例の場合と全く同じに構成されている
。この装置においては、軟鉄心２における磁束変化は可
動体１の１回転に１回だけ、ビン１２が軟鉄・し２のそ
ばを通過する前後に短時間の間生じる。このことにより
、一定の回転数の際には第５図に示された電圧ＵＳの電
圧変化が生じることになる。この電圧は最初小さな負の
ピーク値ＴＪｍａｘとなり、その後大きな正のピーク値
となり、続いて再び小さな負のピーク値Ｕ ｍａＸとな
る。
この電圧変化の際に零点個所をカウントすることにより
可動体の速度を表わす一義的な信号を得ることができる
ようにするために、コイル３の接続線マには電圧ＵＳの
負のピーク値のための記憶装置１３が接続されている。
可動体の速度を表わす一義的な信号を得ることができる
ようにするために、コイル３の接続線マには電圧ＵＳの
負のピーク値のための記憶装置１３が接続されている。
この記憶装置１３は従ってその出力端に、第５図（二お
いてｕ ｍａｘで表わした一定の負電圧を生じる。記憶
装置１３の出力端には、電圧Ｕ ｍａＸの符号を反転さ
せる反転回路１４が接続されている。従って、この反転
回路１４の出力端には、第５図に−Ｕｒｎａｘで表した
直流電圧が現われる。この直流電圧はいつもコイル３の
電圧Ｕ８の正の最大値のほぼ半分の大きさであり、反転
回路１４に接続されたコンパレータ８に対して比較電圧
として適している。コンパレータ８は電圧ＵＳ と−Ｉ
Ｊｍａｘとの比較を行なうため（二第２の入力端でもっ
て導線１５を介して直接コイル３の接続線７と接続され
ている。コンパレータ８には、第１図と同様に、カウン
タ９．タイマー１０および評価回路１１が接続されてい
る。コンパレータ日の出力端には第６図に示した電圧Ｕ
Ｋが生じる。
いてｕ ｍａｘで表わした一定の負電圧を生じる。記憶
装置１３の出力端には、電圧Ｕ ｍａＸの符号を反転さ
せる反転回路１４が接続されている。従って、この反転
回路１４の出力端には、第５図に−Ｕｒｎａｘで表した
直流電圧が現われる。この直流電圧はいつもコイル３の
電圧Ｕ８の正の最大値のほぼ半分の大きさであり、反転
回路１４に接続されたコンパレータ８に対して比較電圧
として適している。コンパレータ８は電圧ＵＳ と−Ｉ
Ｊｍａｘとの比較を行なうため（二第２の入力端でもっ
て導線１５を介して直接コイル３の接続線７と接続され
ている。コンパレータ８には、第１図と同様に、カウン
タ９．タイマー１０および評価回路１１が接続されてい
る。コンパレータ日の出力端には第６図に示した電圧Ｕ
Ｋが生じる。
可動体の回転方向が反転する場合には、電圧ＵＳの最大
値の極性も同様に反転する。従って、可動体ｌの回転速
度に加えて、その回転運動の方向も検出して評価するこ
とができる。このために、第４図の評価回路（記憶装置
１３）ンよ、記憶装置１３が電圧Ｕｓの負のピーク値お
よび正のピーク値を記憶することができるように拡張さ
れうる。補助的なロジック回路によって、電圧ＵＳの絶
対値の小さい方のピーク値が反転回路１４に供給される
。
値の極性も同様に反転する。従って、可動体ｌの回転速
度に加えて、その回転運動の方向も検出して評価するこ
とができる。このために、第４図の評価回路（記憶装置
１３）ンよ、記憶装置１３が電圧Ｕｓの負のピーク値お
よび正のピーク値を記憶することができるように拡張さ
れうる。補助的なロジック回路によって、電圧ＵＳの絶
対値の小さい方のピーク値が反転回路１４に供給される
。
勿論、コイル３から与えられる電気信号の処理は適当に
変換した後にコンピュータによっても行なうことができ
る。
変換した後にコンピュータによっても行なうことができ
る。
本発明によるセンナの主要な利点は１回転方向を検出す
ることができることのほかに、可動体１が高速運動をす
る際の非常に高い周波数もはっきりした形の出力として
導かれることである。可動体１の強磁性区域を適当に微
細分割することによって、非常に緩慢な動きを確実に検
出することができる。コイル３における磁束Ｆおよび電
圧Ｕ８の変化を、１００Ｈ２の周波数の場合に、１個の
永久磁石を備えたセンサについて第７図に示し。
ることができることのほかに、可動体１が高速運動をす
る際の非常に高い周波数もはっきりした形の出力として
導かれることである。可動体１の強磁性区域を適当に微
細分割することによって、非常に緩慢な動きを確実に検
出することができる。コイル３における磁束Ｆおよび電
圧Ｕ８の変化を、１００Ｈ２の周波数の場合に、１個の
永久磁石を備えたセンサについて第７図に示し。
２個の永久磁石を備えたセンサについて第８図に示す。
第′９図および第１０図１＝は、５２００Ｈ２の周波数
の場合について同じ特性曲線が示されている。
の場合について同じ特性曲線が示されている。
第９図に示されるように、１個の永久磁石を使用する際
には磁束はゆっくり弱くなり、一方、第１０図（：示さ
れるように、逆極性に配置された第２の永久磁石によっ
て磁束反転が強制的に行なわれ。
には磁束はゆっくり弱くなり、一方、第１０図（：示さ
れるように、逆極性に配置された第２の永久磁石によっ
て磁束反転が強制的に行なわれ。
その結果、誘起電圧のための著しく高い周波数は良好に
評価可能であることが分かる。
評価可能であることが分かる。
本発明によるセンサにおいては、異なる磁化方向を有す
る少なくとも２個の永久磁石を、可動体１の運動方向に
見て、前後に配置するということを基礎としている。第
１１図に示した永久磁石］６〜１９の例から明らかなよ
うに、複数の永久磁石を設けることは、特定の用途に対
しては利点がある。回転数測定のための可動体の場合に
は、第１２図に図示されているように、永久磁石２０〜
２４を備えた軟鉄心２の端面な湾曲させ、それによりセ
ンサを可動体の曲率半径に適応させるとさらに有利であ
る。
る少なくとも２個の永久磁石を、可動体１の運動方向に
見て、前後に配置するということを基礎としている。第
１１図に示した永久磁石］６〜１９の例から明らかなよ
うに、複数の永久磁石を設けることは、特定の用途に対
しては利点がある。回転数測定のための可動体の場合に
は、第１２図に図示されているように、永久磁石２０〜
２４を備えた軟鉄心２の端面な湾曲させ、それによりセ
ンサを可動体の曲率半径に適応させるとさらに有利であ
る。
第１図および第４図は本発明のそれぞれ異なる実施例の
概略ブロック構成図、第２図、第３図、第５図および第
６図はそれぞれの実施例において種々の位置で測定され
た電圧の時間的変化を示す特性線図、第１図ないし第１
０図は軟鉄心を磁化するために１個の永久磁石を有する
センサと比較した場合の磁束および電圧変化を示す特性
線図。 第１１図および第１２図はセンサ要部の他の実施例を示
す概略図である。 １・・・可動体、 ２・・・軟鉄心、 ３・・・コイ
ル°、４，５・・ 永久磁石、６．７・・・接続線、８
・―・コンパレータ、 ９・・・カウンタ、１０・・
・タイマー、 １１・・・評価回路、 １２・・・ピン
−１３・・・記憶装置、 １４・・・反転回路。 ＦＩＧ、ＩＩ ＦＩＧ、 １２
概略ブロック構成図、第２図、第３図、第５図および第
６図はそれぞれの実施例において種々の位置で測定され
た電圧の時間的変化を示す特性線図、第１図ないし第１
０図は軟鉄心を磁化するために１個の永久磁石を有する
センサと比較した場合の磁束および電圧変化を示す特性
線図。 第１１図および第１２図はセンサ要部の他の実施例を示
す概略図である。 １・・・可動体、 ２・・・軟鉄心、 ３・・・コイ
ル°、４，５・・ 永久磁石、６．７・・・接続線、８
・―・コンパレータ、 ９・・・カウンタ、１０・・
・タイマー、 １１・・・評価回路、 １２・・・ピン
−１３・・・記憶装置、 １４・・・反転回路。 ＦＩＧ、ＩＩ ＦＩＧ、 １２
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）強磁性的に作用する部分を備えた可動体の運動を、
この可動体の近傍に配置されコイルが巻装された軟鉄心
とこの軟鉄・し・のそば（二軸方向に配置された永久磁
石とによって電気パルスに変換するための電磁式センサ
において。 少なくとも２個の永久磁石が、前記可動体の運動方向に
見て前後に前記軟鉄心の端面に固定され、前記永久磁石
は交互（＝異なる方向に磁化されており、しかも前記永
久磁石は前記可動体と前記軟鉄心との間に配置されてい
ることを特徴とする電磁式センサ。 ２）前記可動体は強磁性材料を有する領域とそれより低
い強磁性材料の領域とが異なる大きさに選定されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記戦の電磁式セ
ンサ。 ３）電磁式センサのパルスを評価するため、前記コイル
に誘起された電圧の小さい方のピーク値を反転させた電
圧が前記コイル（二誘起された電圧とコンパレータにお
いて比較され、差電圧の零点通過が速度決定のために評
価されることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
電磁式センサ。 ４）コンパレータにおいて、冷性がコイルに誘起される
電圧と反転された小さい方の最大ピーク電圧との差電圧
の零点通過の方向によって形成されるような出力電圧が
形成されることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
の電磁式センサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3145933 | 1981-11-20 | ||
| DE31459331 | 1981-11-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5896252A true JPS5896252A (ja) | 1983-06-08 |
Family
ID=6146755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20179882A Pending JPS5896252A (ja) | 1981-11-20 | 1982-11-17 | 電磁式センサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0080055A3 (ja) |
| JP (1) | JPS5896252A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02263115A (ja) * | 1989-04-03 | 1990-10-25 | Sanken Air Packs Kk | 移動物体の移動状態検出器 |
| JPH043356U (ja) * | 1990-04-24 | 1992-01-13 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR900005759B1 (ko) * | 1985-04-30 | 1990-08-09 | 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤 | 회전수검출수단을 구비한 전동기 |
| JPH0686883B2 (ja) * | 1990-02-20 | 1994-11-02 | 日機装株式会社 | 軸受監視装置 |
| GB0427761D0 (en) | 2004-12-20 | 2005-01-19 | Kreit Darran | Position encoder for a rotor |
| DE102010034324A1 (de) * | 2010-08-14 | 2012-02-16 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Wälzlager sowie Käfig zum Führen der Wälzkörper eines Wälzlagers |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3041483A (en) * | 1959-08-17 | 1962-06-26 | Philips Corp | Electromagnetic measuring coil |
| US3230407A (en) * | 1962-08-01 | 1966-01-18 | Anelex Corp | Electromagnetic transducers |
-
1982
- 1982-10-13 EP EP82109453A patent/EP0080055A3/de not_active Withdrawn
- 1982-11-17 JP JP20179882A patent/JPS5896252A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02263115A (ja) * | 1989-04-03 | 1990-10-25 | Sanken Air Packs Kk | 移動物体の移動状態検出器 |
| JPH043356U (ja) * | 1990-04-24 | 1992-01-13 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0080055A2 (de) | 1983-06-01 |
| EP0080055A3 (de) | 1986-04-09 |
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