JPS6044802A - 角度変換器 - Google Patents
角度変換器Info
- Publication number
- JPS6044802A JPS6044802A JP15384383A JP15384383A JPS6044802A JP S6044802 A JPS6044802 A JP S6044802A JP 15384383 A JP15384383 A JP 15384383A JP 15384383 A JP15384383 A JP 15384383A JP S6044802 A JPS6044802 A JP S6044802A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- counter
- circuit
- hall elements
- output
- magnetic flux
- 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.)
- Granted
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (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】
本発明は角度変換器に関するものである。
更に詳述すれば、角度変位をポールエレメントを利用し
て電気信号をして出方する角度変換器に関するものであ
る。
て電気信号をして出方する角度変換器に関するものであ
る。
第１図は従来よシ一般に使用されているホールエレメン
トを利用した角度変換器の原理説明図である。
トを利用した角度変換器の原理説明図である。
図において１は８極、Ｎ極を有する永久磁石よりなる磁
気回路である。２は磁気回路１の磁界内に配置されたホ
ールエレメントで、紙面に垂直な軸０を中心に、入力角
θに応じて回転する。
気回路である。２は磁気回路１の磁界内に配置されたホ
ールエレメントで、紙面に垂直な軸０を中心に、入力角
θに応じて回転する。
以上の構成において、入力角θに応じて、ボールエレメ
ント２がθ角度回転すると、ホールエレメント２に生ず
る電圧Ｖは θ ＶＢ ＝ ＫＢＩ ｓｉｎθ （１） ここで に：ホール素子の積感度（大刀電流１ｍＡ。
ント２がθ角度回転すると、ホールエレメント２に生ず
る電圧Ｖは θ ＶＢ ＝ ＫＢＩ ｓｉｎθ （１） ここで に：ホール素子の積感度（大刀電流１ｍＡ。
磁束密度１ｋｇあたりの出方電圧ｍＡ）Ｂ：磁束密度
Ｉ：ホール駆動電流
θ：入力角度
となる。
この結果、出力電圧Ｖθは、入力角度θの正弦に比例す
る。
る。
しかし々から一般には、入力角度θに比例した出力が必
要とされるので、出力をリニアライズするか、微小角度
を測定可能範囲としなけわばならない。
要とされるので、出力をリニアライズするか、微小角度
を測定可能範囲としなけわばならない。
この場合、必然的に、直線性特性等に悪影響が生じ、良
好な特性が得られない問題点を有する。
好な特性が得られない問題点を有する。
本発明は、この問題点を解決するものである。
本発明の目的は、直線性特性が良好であり、入力角度が
０〜（１）度と広い測定可能範囲が得られ、零位置を任
意に選べる角度変換器を提供するにある。
０〜（１）度と広い測定可能範囲が得られ、零位置を任
意に選べる角度変換器を提供するにある。
この目的を達成するために、回転変位が加えられる入力
軸を中心にして互いに直交して配置された二個のホール
エレメントと、該ホールエレメントに共通の磁束密度が
加えられ入力回転角に対応して前記入力軸を中心に磁束
の方向が該ホールエレメントに対して相対的に回転する
ように構成された磁気回路と、前記ホールエレメントに
互いに９０度の位相差を有する交流電圧を前記それぞれ
のホールエレメントに加える。交流電源回路と、前記二
個のホールエレメントの出力電圧を加算する第１加算回
路と、該第１加算回路の出力周波数を積算する第１カウ
ンターと、前記交流電源回路の出力周波数を積算する第
２カウンターと、該第２カウンターと前記第１カウンタ
ーとの積算値の差を演算する第２加算回路と、該第２加
算回路の出力を積算する積算器とを具備してなる角度変
換器を構成したものである。
軸を中心にして互いに直交して配置された二個のホール
エレメントと、該ホールエレメントに共通の磁束密度が
加えられ入力回転角に対応して前記入力軸を中心に磁束
の方向が該ホールエレメントに対して相対的に回転する
ように構成された磁気回路と、前記ホールエレメントに
互いに９０度の位相差を有する交流電圧を前記それぞれ
のホールエレメントに加える。交流電源回路と、前記二
個のホールエレメントの出力電圧を加算する第１加算回
路と、該第１加算回路の出力周波数を積算する第１カウ
ンターと、前記交流電源回路の出力周波数を積算する第
２カウンターと、該第２カウンターと前記第１カウンタ
ーとの積算値の差を演算する第２加算回路と、該第２加
算回路の出力を積算する積算器とを具備してなる角度変
換器を構成したものである。
以下、実施例について説明する。
第２図は、本発明の一実施例の構成説明図である。
図において、１は磁気回路で、永久磁石１１゜ａ ａ
１２ とヨーク１３ よシなる。永久磁石ｌｌ 、 １
２ はＢ Ｂ ａａ コの字状のヨーク１３ の両端に取付けられ、永久磁石
１１ と１２ 間に磁界が生ずるように配置されている
。３．４はホールエレメントで、永久磁石１１ と１２
との間に配置され、軸０を中心にしてａ ａ 互いに直交して配置され、軸０には入力回転変位θが入
力される。而して、ホールエレメント３，４には、はぼ
等しい磁束密度Ｂが加わる。第３図に、第２図の電気回
路のプｐ、り図を示す。５はホールエレメント３，４を
交流駆動する交流電源回路で、ホールエレメント３を駆
動すると共に、ホールエレメント４に位相器６を介して
、９０度位相のずれた交流電圧を加える。７はホールニ
レメン） ３．４の出力を加算する第１加算回路で、こ
の場合は、両出力の差が演算される。８は第１加算回路
７の出力周波数を積算する第１カウンターである。９け
交流電源回路５の出力周波数を積算する第２カウンター
である。１０は第１カウンター８と第２カウンター９と
の積算値の差を演算する第２加算回路である。１１は第
２加算回路の出力を積算する積算器である。１２は積算
器１１の出力を演算表示する演算表示器である。１３は
第１カウンター８、第２カウンター９、第２加算回路１
０、積算器１１に接続されたタイミング発生器である。
２ はＢ Ｂ ａａ コの字状のヨーク１３ の両端に取付けられ、永久磁石
１１ と１２ 間に磁界が生ずるように配置されている
。３．４はホールエレメントで、永久磁石１１ と１２
との間に配置され、軸０を中心にしてａ ａ 互いに直交して配置され、軸０には入力回転変位θが入
力される。而して、ホールエレメント３，４には、はぼ
等しい磁束密度Ｂが加わる。第３図に、第２図の電気回
路のプｐ、り図を示す。５はホールエレメント３，４を
交流駆動する交流電源回路で、ホールエレメント３を駆
動すると共に、ホールエレメント４に位相器６を介して
、９０度位相のずれた交流電圧を加える。７はホールニ
レメン） ３．４の出力を加算する第１加算回路で、こ
の場合は、両出力の差が演算される。８は第１加算回路
７の出力周波数を積算する第１カウンターである。９け
交流電源回路５の出力周波数を積算する第２カウンター
である。１０は第１カウンター８と第２カウンター９と
の積算値の差を演算する第２加算回路である。１１は第
２加算回路の出力を積算する積算器である。１２は積算
器１１の出力を演算表示する演算表示器である。１３は
第１カウンター８、第２カウンター９、第２加算回路１
０、積算器１１に接続されたタイミング発生器である。
以上の構成において交流電源回路５からホールエレメン
ト３にＶｌｗｒ Ｖ ｓｉｎ ωｔの電圧を加え、ｌ１
ｉＩｎａｌｔの電流を流す。ホールエレメント４には移
相器６を通した電圧Ｖ＝Ｖｃｏｓωｔを加えてＩ ｃｏ
ｓωｔの電１２ 流を流す。入力軸０への入力角θがθ＝０のとき、第４
図に示す如く、ホールエレメント３が磁束を直角に受け
るものとすれば、ホールエレメント４は平行な磁束を受
ける。入力軸０に入力角θが与えられると、ホールエレ
メント３，４に加わる磁束密度は、磁気回路中央付近の
磁束密度をＢとすれば、それぞれＢ ｃｏｓθ、 Ｂｓ
１ｎθとなる。ホールエレメント３，４の積感度をに１
． Ｋ２とすれば、ホールエレメント３，４の出力電圧
ｖ２”３は Ｖ２＝ ＫＩＩＩＩ３ ｓｉｎωｔ−ｃｏｓθ” Ｋ１
１．Ｂ ｉ＋５ｉｎ（ωを十θ）＋÷５ｉｎ（ωを十〇
））（２）Ｖ３ｗ Ｋ、Ｅ ２Ｂ ｃｏｓ ａｃｔ −
ｓｉｎ Ｏ＝ Ｋ２Ｉ２Ｂ １−Ｆ ５ｉｎ（ωｔ＋θ
）−−Ｆｓｉｎ（ωｔ−１９） ノ （３）となる。加
算回路７により、出力ｖ２とｖ３の差を堆ルト、Ｋ□Ｉ
、Ｂ＝ Ｋ２Ｉ２Ｂとすると、両出力の差ｖ４はＶ４＝
ＫＩＩＩＢ Ｓｉｎ （ωを一θ）（４）となる。Ｖ
とＶ電圧の波形を第５図に示す。
ト３にＶｌｗｒ Ｖ ｓｉｎ ωｔの電圧を加え、ｌ１
ｉＩｎａｌｔの電流を流す。ホールエレメント４には移
相器６を通した電圧Ｖ＝Ｖｃｏｓωｔを加えてＩ ｃｏ
ｓωｔの電１２ 流を流す。入力軸０への入力角θがθ＝０のとき、第４
図に示す如く、ホールエレメント３が磁束を直角に受け
るものとすれば、ホールエレメント４は平行な磁束を受
ける。入力軸０に入力角θが与えられると、ホールエレ
メント３，４に加わる磁束密度は、磁気回路中央付近の
磁束密度をＢとすれば、それぞれＢ ｃｏｓθ、 Ｂｓ
１ｎθとなる。ホールエレメント３，４の積感度をに１
． Ｋ２とすれば、ホールエレメント３，４の出力電圧
ｖ２”３は Ｖ２＝ ＫＩＩＩＩ３ ｓｉｎωｔ−ｃｏｓθ” Ｋ１
１．Ｂ ｉ＋５ｉｎ（ωを十θ）＋÷５ｉｎ（ωを十〇
））（２）Ｖ３ｗ Ｋ、Ｅ ２Ｂ ｃｏｓ ａｃｔ −
ｓｉｎ Ｏ＝ Ｋ２Ｉ２Ｂ １−Ｆ ５ｉｎ（ωｔ＋θ
）−−Ｆｓｉｎ（ωｔ−１９） ノ （３）となる。加
算回路７により、出力ｖ２とｖ３の差を堆ルト、Ｋ□Ｉ
、Ｂ＝ Ｋ２Ｉ２Ｂとすると、両出力の差ｖ４はＶ４＝
ＫＩＩＩＢ Ｓｉｎ （ωを一θ）（４）となる。Ｖ
とＶ電圧の波形を第５図に示す。
１
ここで、第１カウンター８．第２カウンター９に入力す
る電圧Ｖ４．Ｖ工の周波数１４− ｆｌは、（５） ｆ’−（ω−，）／２ ｆｌ−ω１２π （６） となる。
る電圧Ｖ４．Ｖ工の周波数１４− ｆｌは、（５） ｆ’−（ω−，）／２ ｆｌ−ω１２π （６） となる。
ここで、ｆｌ、 ｆ、の差を積分すると、Ｎ（ｆニーｆ
２） ｄｔ −Ｎ８ ｄｔ−５ｄθ−θ （７）となる
。
２） ｄｔ −Ｎ８ ｄｔ−５ｄθ−θ （７）となる
。
具体的には、出力周波数ｆｌｐ ｆ４は第１カウンター
８．第２カウンター９で、タイミング発生器１３からの
信号により一定時間の間、積算され、第６図に示す如く
、その最終値Ａ、 ＡＩを第２加算回路１０で演算する
。この値を積算器１１で積算すると入力角度θに比例し
た値が得られる。
８．第２カウンター９で、タイミング発生器１３からの
信号により一定時間の間、積算され、第６図に示す如く
、その最終値Ａ、 ＡＩを第２加算回路１０で演算する
。この値を積算器１１で積算すると入力角度θに比例し
た値が得られる。
この結果、回路構成がデジタル回路で構成できかつ、デ
ジタル出力が直接得られるノテ、コンヒーーター等への
接続が一容易である。計測範囲は０〜ωの角度まで計測
することができる。インクリメンタル方式のためリセッ
トが容易であり、零位置を任−意に選ぶことができる。
ジタル出力が直接得られるノテ、コンヒーーター等への
接続が一容易である。計測範囲は０〜ωの角度まで計測
することができる。インクリメンタル方式のためリセッ
トが容易であり、零位置を任−意に選ぶことができる。
なお、演算表示器１２は、なくてもよいことは勿論であ
る。
る。
以上説明したように１本発明によれば、直線性特性が良
好で、入力角度が０〜■と広い測定可能範囲が得られ、
零位置を任意に選べる角度変換器を実現することができ
る。
好で、入力角度が０〜■と広い測定可能範囲が得られ、
零位置を任意に選べる角度変換器を実現することができ
る。
第１図は従来よシ一般に使用されているホールエレメン
トを利用した角度変換器の原理説明図、。 第２図は本発明の一実施例の構成説明図、第３図は第２
図実施例の電気回路のブロック図、第４図〜第６図は第
２図実施例の動作説明図でちる。 １ｃＬ・・・磁気回路、＋ １ａ ＋ ”ａ・・・永久
磁石、１３．ｌ・・・ヨーク、３．４・・・ホールエレ
メント、５・・・交流電源回路、６・・・位相器、７・
・・第１加算回路、８・・・第１カウンター、９・・・
第２カウンター、１０・・・第２加算回路、１１・・・
積算器、１２・・・演算表示器、１３・・・タイミング
発生器。 第 ｌ 図 芦 ３ 図 第 ４６ 〜 茅 ｆ 図
トを利用した角度変換器の原理説明図、。 第２図は本発明の一実施例の構成説明図、第３図は第２
図実施例の電気回路のブロック図、第４図〜第６図は第
２図実施例の動作説明図でちる。 １ｃＬ・・・磁気回路、＋ １ａ ＋ ”ａ・・・永久
磁石、１３．ｌ・・・ヨーク、３．４・・・ホールエレ
メント、５・・・交流電源回路、６・・・位相器、７・
・・第１加算回路、８・・・第１カウンター、９・・・
第２カウンター、１０・・・第２加算回路、１１・・・
積算器、１２・・・演算表示器、１３・・・タイミング
発生器。 第 ｌ 図 芦 ３ 図 第 ４６ 〜 茅 ｆ 図
Claims (1)
- 回転変位が加えられる入力軸を中心にして互いに直交し
て配置された二個のホールエレメントと、該ホールエレ
メントに共通の磁束密度が加えられ入力回転角に対応し
て前記入力軸を中心に磁束の方向が該ホールニレメン）
Ｋ対して相対的に回転するように構成された磁気回路と
、前記ホールエレメントに互いに９０度の位相差を有す
る交流電圧を前記それぞれのホールエレメントに加える
。交流電源回路と、前記二個のホールエレメントの出力
電圧を加算する第１加算回路と、該第１加算回路の出力
周波数を積算する第１カウンターと、前記交流電源回路
の出力周波数を積算する第２カウンターと１該第２カウ
ンターと前記第１カウンターとの積算値の差を演算する
第２加算回路と、該第２加算回路の出力を積算する積算
器とを具備してなる角度変換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15384383A JPS6044802A (ja) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | 角度変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15384383A JPS6044802A (ja) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | 角度変換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6044802A true JPS6044802A (ja) | 1985-03-11 |
| JPH0349043B2 JPH0349043B2 (ja) | 1991-07-26 |
Family
ID=15571307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15384383A Granted JPS6044802A (ja) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | 角度変換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6044802A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03110598U (ja) * | 1990-02-23 | 1991-11-13 | ||
| JP2002323345A (ja) * | 2001-04-25 | 2002-11-08 | Kayaba Ind Co Ltd | 回転角度センサ |
| JP2007256250A (ja) * | 2006-02-23 | 2007-10-04 | Denso Corp | 回転角検出装置 |
| JP2009506337A (ja) * | 2005-08-27 | 2009-02-12 | ヴァレオ システム デシュヤージュ | 車両のための電動補助駆動装置 |
-
1983
- 1983-08-23 JP JP15384383A patent/JPS6044802A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03110598U (ja) * | 1990-02-23 | 1991-11-13 | ||
| JP2002323345A (ja) * | 2001-04-25 | 2002-11-08 | Kayaba Ind Co Ltd | 回転角度センサ |
| JP2009506337A (ja) * | 2005-08-27 | 2009-02-12 | ヴァレオ システム デシュヤージュ | 車両のための電動補助駆動装置 |
| JP2007256250A (ja) * | 2006-02-23 | 2007-10-04 | Denso Corp | 回転角検出装置 |
| JP4607049B2 (ja) * | 2006-02-23 | 2011-01-05 | 株式会社デンソー | 回転角検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0349043B2 (ja) | 1991-07-26 |
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