JPS62277570A

JPS62277570A - 磁気センサ−

Info

Publication number: JPS62277570A
Application number: JP12069386A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Kato; 満加藤; Isao Masuzawa; 益沢　功
Original assignee: Tokyo Keiki Co Ltd
Current assignee: Tokyo Keiki Inc
Priority date: 1986-05-26
Filing date: 1986-05-26
Publication date: 1987-12-02

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】発明のｄ′Ｃ細な説明〔産業上の利用分野〕本発明は、磁気センサーに関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、この種の磁気センサーは、環状鉄心の一ヒに、
一定方向に捲回せる励磁用１次コイルと、１次：１イル
の生ずる励磁磁束に対し、はＸ鎮交磁束が零となるよう
に配置された２次コイルとを有する。今、仮りに、上記
鉄心の成る直径方向に磁界を印加すると上記２次コイル
の両端には、該磁界に依って生ずる鉄心内の磁束の該２
次コイルの入力軸方向成分の大きさ及び向きに対応する
第２高調波電圧（以下２次電圧と云う）が現れる。この
とき、複数の２次コイルを入力軸を異にして配置すれば
、各２次コイルに現れる２次電圧から印加磁界の方向、
即ち磁気方位を求めることができる。

第３図は従来技術による磁気センサーの一実施例の分解
斜視図であり、第４図はその組立状態に於ける中心軸（
０−０）に垂直な面に沿った断面図である。同図に於て
、ｆｌ）は、磁気センサーの全体としての環状の１次コ
イル組立体を全体として示し、（２１）　、　　（２１
’）は、両者間に１次コイル組立体（１）を収納保持す
る円筒状の２次コイル擾枠を夫々示す、尚、両２次コイ
ル捲枠（２１）　、　　（２１’）は、１次コイル組立
体（１）に関し、対称である。

１次コイル組立体（１）の環状鉄心（１１０）は、断面
コ字状の環状の１次コイル捲枠（１２１）内に納められ
る。この１次コイル擾枠（１２１）は、その円周上に等
間隔を以って、中心軸（０−０）に平行で第３図に於て
右側に突出している各々同−寸法且つ同一形状の複数個
の、例えば６個の突起部（１４１）　　・・・　（１４
６）を有する。一方、１次コイル罹枠（１２１）の捲枠
蓋（１２２）は、前者と同様の環状で、且つその円周上
に等間隔を以って、中心軸（０−０）と平行で、第３図
に於°ζ左側に突出している各々同−寸法且つ同一形状
の６個の突起部（１４１’）・・・　（１４６’）を有
する。

擾枠蓋（１２２）は、その突起部（１４１’）・・・（
１４６’）と１次コイル擾枠（１２１）の突起部（１４
１）・・・　０４６）とが同一円周上に於て−＠、−３
−るように、１次コイル１壱枠（１２１）に取付けられ
る。

１次コイル（１３１）　　・・・　（１３Ｂ）は、上述
の如く一体となされた１次コイル擾枠（１２１）及び俺
枠１ｋ（１２２）上、それ等の対をなす突起部間の部分
に、各々等しい層数で、同一方向に捲回され、１次コイ
ル組立体（１）が形成される。

両２次コイル罹枠（２１）　、　　（２１’）は、夫々
それ等の底部に同心状の環状溝（２１０）を有し、１次
コイル組立体（１）を収納する際は、１次コイル組立体
（１）の突起部（１４１）　　・・・　（１４６）及び
＜１４１’）・・・　（１４６’）の円弧部が、両１壱
枠（２１）　、　　（２１’）の環状溝（２１０）の側
壁（２１１）及び（２１２）の少なくとも１個と夫々対
接する如く、ｆｌ　１５状溝（２１０）の側壁（２１１
）及び（２１２）の直径が選択されている。尚、このと
き、対接しない側壁は特に設けなくても良い。又、各環
状溝（２１０）の深さｈｌと、１次コイル（奄枠（１２
１）及び罹枠蓋（１２２）より中心軸（０−０）方向に
突出している各突起部（１４１）　　・・・　（１４６
”）及び（１４１’）・・・　（１４Ｂ’）の中心軸（
０−０）方向に突出せる圏さ１１及び１２　（たＮ’し
１ｘ＝１２）　　とは、１次コイル（１１の導線径及び
コイルの層数等を考慮してその厚さより大に選択されて
いる。更に、２次コイルｔＳ枠（２１）　、　　（２１
’）の夫々の開口端面（２２０）より夫々に設けられた
環状ｆｉ（２１０）の底部までの深さｈ２は、１次コイ
ル罹枠（１２１）及び擾枠１（１２２）に設けられた対
をなす突起部＜１４１　＞　　・・・　（１４６）及び
（１４１’）・・・　（１４６’）の軸（０−０）方向
の両端面間の距離ｌの２分の１より若干小さく選択され
ている。２次コイル擾枠（２１）　、　　（２１’）に
１次コイル組立体（１）を組込むには、１次コイル罹枠
（１２１）及び俺枠蓋（１２２）に設けられた突起部（
１４１）　　・・・　（１４６）及び（１４１’）・・
・　（１４６’）の中心が、２次コイル七枠（２１）　
、　　（２１’）に夫々設けた突起部（１４１）　　・
・・　（１４６）及び（１４１’）・・・　（１４６’
）と間数の２次コイルの仕切用の突起部（２４１）　　
・・・（２４Ｂ）及び（２４１’）・・・　（２４６’
）の中心と一致するようにする。一方、２次コイル（２
６１）　　・・・　（２６６）は、１次コイル組立体＋
１１を収納した伏態の２次コイル擾枠（２１）　、　　
（２１’）の突起部間の捲線収納部（２３１＞　　・・
・　（２３６）及び（２３１’）・・・　（２３Ｂ　’
）に各々等しい１′！ｉ数を以って捲回され（第５図参
照）、相対する組の２次コイル（２６１：（２６４）　
　；　　（２６２）　　、　　（２５６）及び（２６３
）。

（２６６）は、励磁磁束に対し逆極性に接続し、各々１
組として、３組の２次コイルをスター又はデルタに結線
する。尚、２次コイルの捲線収納部（２３１）　　・・
・　（２３６）及び（２３１’）・・・　（２３６’の
開枠（２１）　、　　（２１’）の円周上の長さ、即ち
弧の長さは、総て相等しく、且つ等間隔に巨るように配
置されている。

第３図に於て、符号（２５１）　　・・・　（２５６）
及び（２５１’）・・・　（２５６’）は、環状の２次
コイル罹枠（２１）及び（２１’）の各突起部（２４１
）　　・・・（２４６）及び（２４１’）・・・　（２
４６’）の略々中央部の上面に設けたスロットである。

両２次コイル捲枠（２１）及び（２１’）間に１次コイ
ル組立体＋１１を保持し、上述の如く２次コイル（２６
１）　　・・・（２６６）をその上に捲回した後、両２
次コイル罹枠（２１）　、　　（２１’）の対応するス
ロット（２５１＞　　。

（２５１’）　；　　（２５２）　、　　（２５２’）
・・・　（２５６）。

（２５６’）に、夫々補正コイル（２７１）　、　　（
２７２）、・・・　（２７６）を擾装する（第４図参照
）。

向、第５図Ａは上述の如く構成した磁気センサーの測量
図であり、同図Ｂは同図ＡのＢ−Ｂ線に沿った断面図で
ある。

）　〔発明が解決しようとする問題点〕然し乍ら、この
種の磁気センサーは、２次コイルの捲線分布に偏より等
があると、それ等の入力軸方向が所望の方向よりずれる
ために、磁気方位誤差を生ずる。

従来このような磁気センサーに於て、高い磁気方位制度
を得るためには、環状鉄心上に２次コイルの捲回される
べき区間を正確に決め、この区間内に於て、２次コイル
をできるだけ均一に捲装し、更に上記各２次コイル間の
略々中央部に等しい厖数を以って補正コイルを擾装し、
該補正コイルを必要に応じて上記２次コイルに接続して
いる。

この方法は、先ず、方位誤差の原因を、人力軸方向（人
力軸相互間の角）に依るものと、各２次コイルのゲイン
の相違に依るものに分離しなければならないと云う煩わ
しい作業が必要である他、連続的に補正することができ
ない（即ち離散的である）と云う重大な欠点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上述の如き従来の欠点を除去した磁気センサー
を提供するもので、これは、環状鉄心上に捲回した１次
コイル及び２組以上の捲線群より成る２次コイルを有す
る磁気センサーに於て、上記２次コイルを環状鉄心上に
、各々等しい俺数を以って、等間隔に配置し、更に、各
２次コイルにゲインｌｌｉ整手段を設け、該ゲイン調整
手段に依り、各２次コイルのゲインを各々ｔ）！ｉｌ！
ＭＬ、、上記２次コイルの出力信号を、等測的に空間に
平衡した多相出力信号とすることにより、方位誤差を補
正し得るように成したものである。

〔作用〕

環状鉄心上に捲回した１次コイル及び２組以上の捲線群
より成る２次コイルを有する磁気センサーに於て、上記
２次コイルを上記環状鉄心に各々等しい捲数を以って等
間隔に配置し、更に上記各２次コイルにゲイン調整手段
を設け、該ゲイン調整手段により各２次コイルのゲイン
を各々調整し、上記２次コイルの出力信号を等測的に空
間に平衡した多相出力信号となすことにより、方位誤差
を補正し、妬い磁気方位精度を得る。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明による磁気センサーの一実施例の主要部
の結線図である。同図に於て、（２８１）　。

（２８２）　、　　（２８３）は、第３乃至第５図に示
す従来の磁気センサーの２次コイル対（２６１）。

（２６４）　　：　　（２６２）　、　　（２６５）　
　；　　（２６３）　。

（２６６）に対応する星型結線された２次コイルである
。本発明に於ては、第３乃至第５図に示す従来の磁気セ
ンサーの？ｉｎ正コイル（２７１）〜（２７６）を設け
る代りに、可変抵抗器の如きゲイン調整手段（２９１）
、　　（２９２）　、　　（２９３）を、２次コイル（
２８１）〜（２８３）に夫々並列に接続する。各ゲイン
調整手段（２９１）〜（２９３）の摺動片（２９１ａ）
　。

（２９２ａ）　、　　（２９３ａ）を、中性点（０′）
を得るために足型結線された抵抗器（３０１）、　　（
３０２）　。

（３０３）の遊端に夫々接続すると共に、出力端子（ａ
ｌ　、　ｔｂｌ　、　ｔｃ）に夫々接続する。尚、抵抗
器（３０１）〜（３０３）の共通の接続点（０２）が、
上記中性点（０′）となる。又、各ゲイン１ｌｄｌｆ１
手段（２９１）〜（２９３）の全抵抗は夫々相等しく、
各抵抗器（３０１）〜（３０３）の抵抗も夫々等しくな
されている。

而、第１図には示されていないが、本発明の１次コイル
組立体、２次コイルの捲回方法等は、第３乃至第５図に
示す例と同様である。但し、本発明に於ては、第３乃至
第５図に不ず補止コイル及びそれ川ｂ）スロットは設け
てない。

第２図は、ゲイン調整手段（２９１）〜（２９３）の調
整により前記２次コイル（２８１）〜（２８３）の出力
信号を、等測的に空間に平衡した３相出力信号となし得
ることを示す。

第１図の如き結線に於て、上記３２次コイル（２８１）
　、　　（２８２）　、　　（２３３）のゲイン及び人
力びその方向で表す。この場合、ごれ等のゲイン等が所
望値よりずれている。次に、ゲインＫｌ！ａ整手段（２
９１）　　〜（２’：１３）の調整により、上記２次コ
イル（２８１）　〜（２８３）のゲインをＯｘａ　＋　
０１ｂ　１０ｉｃとなせば、大きさが等しく、向きが１
２０゛づつ異った０２ａ　＋　０２ｂ＋　０４Ｃができ
る。これは、ゲインの等しい３個の２次コイルを、該人
力軸を１２０°間隔（等間隔）に配置せる場合と等（ｉ
ｌ［ｉである。尚、第２図に於て（０わば第１図の２次
コイル（２８１）〜（２８３）の共通接続点（０１）の
電位と等しく、中心（０′２）は回想中性点で、これは
第１図の点（０２）の電位に等しい。

又、従来の方式では鉄心の磁化特性のバラツキは、磁気
センサーのスケールファクターのバラツキとなるため、
磁気センサーの用途によっては、鉄心をあらかじめ厳密
に選択しなければならなかったが、本発明によれば、鉄
心の磁化特性に多少のバラツキがあっても、磁気センサ
ーのスケールファクターをバラツキなく一定値に揃える
こともｊ１４能である。

面、上述は、本発明を３相捲線構造のものについて説明
したが、本発明はこの例に限らず、２次コイルが２相或
は４相以上の複数相の磁気センサーに通用できることは
勿論、２次コイルとしては、足型結線に限らず環状結線
でも良（、ゲイン調整手段も又、同様に足型結線に限ら
ず、環状結線でも良い。更に、２次コイルを星型結線と
し、ゲイン調整手段を環状結線としても良く、又、２次
コイルを環状結線とし、ゲイン調整手段を星型結線とし
ても同様の効果が得られるものである。又、中性点はな
（でも良く、必要なら使用考側で作っても良い。又、ゲ
イン調整手段としては、可変抵抗器の外にポテンショメ
ータ、或は固定批抗と可変抵抗等の組合せでも良く、更
にゲイン調整付き増幅器等を使用することもｒ＝Ｊ能で
ある。

尚、本発明の要旨を逸脱せずに、多くの変化・変更が、
当該業者により容易になし得ること明らかであろう。

〔発明の効果〕

本発明によれば、上述の如く各２次コイルに設けられた
ゲイン調整手段の調整により、２次コイルの出力信号を
等測的に空間に平衡した多相出力信号となし、磁気方位
誤差を補正し、高い磁気方位精度となし得る。

この場合、従来の方法では、その原因を入力軸方向（入
力軸相互間の角）によるものと、各コイ、ルノゲインの
相違によるものとに分離すると云う煩しい作業が必要で
あり、しかも、それらの補正し得る量が連続的でない（
離散的である）等の重大な欠点があった。然るに、本発
明に依る磁気センサーに於ては、誤差原因を分離する必
要はなく、且つ補正し得る量が連続的であるため、高精
度の調整が容易に成った。

これらは、更に工数低減と云結果を生んだ。又、従来技
術における補正コイルが不要となり、この点に関しても
コスト低減に寄与するものである。

更に、又、磁気センサーのスケールファクターをバラツ
キなく一定値に揃えることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の主要部の結線図、第２図は
その］京理説明用の図、第３図は従来の磁気センサーの
一実施例の分解斜視図、第４図はそれを組立てた場合の
中心軸に垂直な面に沿った断面図、第５図Ａは同じくそ
の組立てた場合の側面図、第５図ＢはそのＢ−Ｂ線に沿
った断面図である。図に於て、（１１は１次コイル組立体、（２１）　。（２１’）は２次コイル捲枠、（１１０）は環状鉄心、
（１２１）は１次コイル捲枠、（１２２）は［壱枠蓋、
（１３１）〜（１３６）は１次コイル、（１４１）〜（
１４６）　、　　（１４１’）〜（１４６’）　、　　
（２４１）〜（２４６）（２４１’）〜（２４６’）は
突起部、＜２１０　）は環状溝、（２１１）及び（２１
２）は側壁、（２３１）〜（２３６）及び（２３１’）
〜（２３６’）は捲線収納部、（２６１）〜（２６６）
は２次コイル、（２５１）〜（２５６）及び（２５１’
）〜（２５６’）はスロット、（２７１）〜（２７６）
は補正コイル、（２８１）〜（２８２）は２次コイル、
（２９１）〜（２９３）はゲイン調整手段、（３０１）
〜（３０３）は中性点を得るための抵抗器を夫々示す。

Claims

【特許請求の範囲】

環状鉄心上に捲回した１次コイル及び２組以上の捲線群
より成る２次コイルを有する磁気センサーに於て、上記
２次コイルにゲイン調整手段を設け方位誤差を補正し得
るようになしたことを特徴とする磁気センサー。