JPS6395321A

JPS6395321A - 流量発信器

Info

Publication number: JPS6395321A
Application number: JP24049586A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Asanuma; 浅沼　良夫; Shoichiro Hayashi; 林　昇一郎
Original assignee: Oval Engineering Co Ltd
Current assignee: Oval Engineering Co Ltd
Priority date: 1986-10-09
Filing date: 1986-10-09
Publication date: 1988-04-26
Anticipated expiration: 2009-06-01
Also published as: JPH0641863B2

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】［産業上の利用分野］本発明は、流量計回転子に埋設された磁石と対向して固
設された磁気抵抗素子から発信される正弦波信号を、他
の波形をもった信号に変換して出力する流量発信器に関
する。

［従来の技術］容積式流微計から流量に比例した流量信号を発信する一
つの手段として、流量計回転ｆ端面に磁石を埋設して回
転磁界を作り、この磁束と天文する磁気抵抗素子から正
弦波信号を得る方式がある。これを第３図（Ａ）、ＣＢ
）を参照して説明する。

なお、第３図（Ａ）は、オーバル流量計の回転子端面に
おける第３図（Ｂ）のＡ−Ａ断面図、第３図（Ｂ）は、
第３図（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

泣Ｑ計の外ＴＲＩ内に、一対の非円形歯車の回転子２が
軸３を軸として回転自在に配設されており、少なくとも
一つの回転子端面に軸３と対称の位置に発信要素として
の磁石５が異なる極性で埋設されている０回転子は、Ｆ
方向からの流体流入によりＲ方向に回転する。磁気抵抗
素子７は、磁石対の中間位置、即ち、軸上の回転子２か
ら僅かに隔てた位置に配設されている。具体的には、第
３図（Ｂ）の五蓋６の該当位置に穿穴された四部８内に
固着されている。

磁気抵抗素子７は、パーマロイ薄膜により、第４図に示
すように、Ｒ＋（０）、　Ｒ２Ｃ０）からなる格子状に
配置され、共通端子Ｔ２．外部端子ＴＩ、Ｔ３を有し、
格子を通る磁束に比例して抵抗が変化する。

従って、磁束に直行した側の抵抗値変化は小さい。

周知のように、磁気抵抗素子７が外部磁界Ｈ中にあると
き、外部磁界の方向が磁気抵抗素子を流れる電流に対し
て角度０傾いていると、共通端子〒２の電圧変化は、端
子丁１，７３間に電圧ＶＯを印加すると。

となる、ここで、ΔＲは外部磁界が直角Ｈυおよび水乎
Ｈｎを加えた場合の最大抵抗値変化量である。

第（１）式から明らかなように、磁気抵抗素子７に回転
磁界を印加したとき、端子〒２には正弦波出力が得られ
る。

このようにして得られる正弦波信号は、回転子１回転当
り２サイクルであり、このサイクル数から発信パルスの
分解能が規制される。より高い分解能の流量パルスを発
信させるには、この正弦波信号をこれと等しい周波数の
一定波高値の波形信号、例えば三角波信号に変換して、
この三角波信号と複数段の基準電圧と比較し、一致した
ときにパルスを発信させるという方法がある０本出願人
は実願昭６ｌ−７４２８Ｅｉ号において、これを提案し
た。

この提案の三角波信号の作成は、正弦波信号の波高値を
複数段の電圧レベルで比較して、アナログスイッチを作
動させ、このアナログスイッチにより負帰還増幅回路の
予め定められた抵抗値の負帰還抵抗を切り替えることに
より、増幅回路利得を変え、この区間における正弦波信
号の傾斜を変更して、三角波とするものである。

［発明が解決しようとする問題点］上記従来技術においては、アナログスイッチと、このア
ナログスイッチを作動させるために、正弦波信号と比較
する複数の基準レベル電圧を作ることが前提となってい
る。これによって得られる三角波は、上記基準レベル電
圧の電圧レベル数だけの折線近似によるものである。そ
のため、正確な三角波信号を得るには、折線数を増す必
要があり、部品点数が増加すると共に、コスト高となる
という問題点があった。

また、と記従来技術にあっては、多数の帰還抵抗が帰還
増幅回路に並列に接続されるので、折線数が多くなると
、この抵抗相互間の浮遊容量も多くなるため、不安定に
なり易い、しかも、安定度は、三角波信号のひずみを小
さくする程小さくなり、発振し易くなるという欠点があ
った。

［問題点を解決するためのｆ段］本発明は、容積流量計の計量室内で流量に比例して噛合
回転するー・対の非円形歯車回転子の一つの回転子端面
の軸対称位置に同形等大の磁石を極性を異にして埋設し
、これらの磁石の回転による磁束変化を、ト記計量室端
面板に配設した磁気抵抗素子にて検出して、回転子の回
転に比例した正弦波信号を発信する流量発信器において
、Ｅ記磁気抵抗素子を囲んで強磁性体板を配設し、上記
正弦波信号を、これと周波数が同一で波形が異なる信号
に変換して出力することを特徴とする。

Ｅ記強磁性体板として、中心部に、矩形状の磁気抵抗素
子を臨み得る貫通部と、その外側に、Ｌ記磁気抵抗素子
の各辺に対応する位置を底辺とする二等辺三角形からな
る貫通部とを設けて、Ｅ記磁気抵抗素子の前面およびそ
の近傍に、例えば略星を字形の空隙部を形成するよう構
成したものを配置すれば、三角波が得られる。

［作用Ｊ本発明は、丑に述べた問題点を解決するため、従来例に
示した正弦波信号から三角波信号に変換するのではなく
、磁気抵抗素子から直接三角波信号を得るようにするも
のである。即ち、磁気抵抗素子と叉交する磁束を、前記
（１）式に示した式で得られる電圧が正弦関数ではなく
１回転角に比例するような出力となるように、磁気抵抗
素子近傍に強磁性体板を配設することにより変化させる
ものである。

本発明では、強磁性体板を配置することにより、磁石か
らの回転磁束の分布に偏りを生じさ。

せ、非正弦波波形の出力電圧を得る。偏りは、強磁性体
板の配置パターンによって種々の態様となる。

Ｊ：、述したように、磁気抵抗素子の前面およびその近
傍に、略星七字形状の空隙を形成するように構成した強
磁性体板を配置すれば、三角波が得られる。

［実施例］本発明の実施例について、図面を参照して説明する。

（実施例の構成〉第１Ａ図および第１Ｂ図に本発明流量発信器の一実施例
を示す、なお、本実施例の構成要素は、強磁性体板１０
を除くと、すべて共通するものである。従って、共通す
る要素は、同一符号を用いて示し、それに関する説明は
繰返さない、また、第１Ａ図および第１Ｂ図では、実施
例の説明に特に必要のない構成要素は省いである。

強磁性体板１０は、例えば、パーマロイ板にて構成され
、端面板６に埋設されている磁気抵抗素子７と同一面と
なるように配設される。この強磁性体板１０は、第１Ａ
図にて斜線で示すような形状を有している。ａＵち、中
心部に、矩形状の磁気抵抗素子７を臨み得る貫通部１１
ａと、その外側に、Ｅ記磁気抵抗素子７の各辺に対応す
る位置を底辺とする二等辺三角形からなる貫通部１１ｂ
とを設けて、上記磁気抵抗素子７の前面およびその近傍
に、Ａ−Ｈの各点を結ぶ略星十字形の空隙部１１を形成
するよう構成される。

磁気抵抗素子７は、第４図のように格子状磁気抵抗Ｒ＋
（θ）、Ｒ２（０）が互いに直交するように配置しであ
る０図示した磁気抵抗素子７は、樹脂モールドされたも
ので、モールド後の四角形状の各辺は、格子状磁気抵抗
Ｒ＋（θ）、　Ｒ２（θ）の格子と平行もしくは直交し
ている。従って１本実施例においても、樹脂モールドさ
れた磁気抵抗素子７は、上記の条件にもとづいて製作さ
れているものとする。

〈実施例の作用〉強磁性体板１０を配設した場合の磁気抵抗素子７の出力
電圧を第２図に示す、第２図は、横軸に回転角０．縦軸
に出力電圧Ｖ（θ）をとったものである。

同図において、破線で示す正弦波出力Ｉは、第３図（Ａ
）、　ＣＢ）に示す従来例によるもので、（１）式によ
り出力される電圧である。一方、実線で示す三角波出力
■は、本実施例による出力電圧である。

磁石５と強磁性体板１０との位相関係が、第１Ａ図に示
すように、貫通部１１ｂにおけるＱ＋点に磁石５が位置
する時、？を流が磁束と略モ行に叉交する格子状磁気抵
抗Ｒ＋（θ）が最低の抵抗値を示し。

逆に、Ｒ２（０）は最大の抵抗値を示す、その結果、第
２図Ｑ１に示す出力電圧となる。

次に１回転子２が、軸３を中心として、第１Ａ図におい
て矢印Ｐの向きに回転すると、強磁性体板１０および磁
気抵抗素子７は第１Ａ図の状態のままで、ｆｉｉ石５が
、同図に示す、貫通部１１ｂの０２点に位置することと
なる。この位置では、上記９１点の場合とは逆に、格子
状磁気抵抗Ｒ＋（θ）が最大で、Ｒ２（θ）が最小とな
る。

上記９１点と０２点との中間領域について、磁石５が強
磁性体板１０の空隙部１１のエツジ■で、Ｙてに遮閉さ
れ始めた位相のときをみると、磁束は磁気抵抗の小さい
経路を通るので、磁石５−５間を結んだ直線路は１強磁
性体板１０の空隙部１１の最短路ＣＧの方向に磁路を形
成する。そのため、格子状磁気抵抗Ｒ＋（θ）は抵抗を
増し、Ｒ２（θ）は抵抗を減少する方向に作用する。

この結果、θがＯ〜４５°の区間では、正弦波信号（Ｉ
）は矢印ｑ１方向に出力を小さくする効果が生ずる。

次に、４５〜９０″までの区間をみると、Ｌに述べた０
〜４５°の区間とは反対に、磁石５を結ぶ直線路によっ
てＲ＋（０）を太きく　Ｌ、Ｒ２（θ）を小さくする方
向での作用に対し、磁気抵抗の小さい経路である面の方
向に磁路が傾くので、出力電圧を増加する矢印ｑ２方向
の電圧が加わる。

このようにして、正弦波信号は三角波信号に変換される
。

〈実施例の変形〉ト記実施例では、正弦波信号を三角波信号に変換する手
段として強磁性体板１０に対する星十字形の空隙部を設
けた場合について説明したが、このような形状の空隙部
でなく、強磁性体板を任意に配設することにより、その
位置および形状に従った磁束が得られ、対応して変形し
た波形を持つ信号が得られる。

［発明の効果］上に述べたように、本発明においては、単に所定の空隙
部を設けた強磁性体板を磁気抵抗素子と同一面になるよ
うに配設することにより、三角波信号が得られるので、
高分解の流量パルスを発信させるＥ記従来例において、
三角波信号変換回路が不要となり、低価格で高分解流量
パルスを発信できる。また、部品点数も削減されるだけ
信頼度は向上する効果も期待できる。

本発明によれば原発信信号の波形の多少め変更を要求さ
れる場合にも適用できるので、より精度の高い波形変換
を要求される場合にも安価、簡易に対処できる。

【図面の簡単な説明】第１Ａ図は本発明流量発信器の一実施例を示す要部側面
図、第１Ｂ図はその横断面図、第２図はＥ記実施例にお
ける磁気抵抗素子の回転角と出力電圧との関係を示すグ
ラフ、第３図（Ａ）は、オーバル流驕計の回転子端面に
おける第３図（Ｂ）のＡ−Ａ断面図、第３図（Ｂ）は、
第３図（Ａ）のＢ−８断面図、第４図は磁気抵抗素Ｆの
構造を示す説明図である。ｌ・・・本体２・・・回転子３・・・軸４・・・計量室５・・・磁石６・・・端面板７・・・磁気抵抗素子ｌＯ・・・強磁性体板１１・・・空隙部１１ａ、　１ｌｂ−・−貫通部

Claims

【特許請求の範囲】

（１）容積流量計の計量室内で流量に比例して噛合回転
する一対の非円形歯車回転子の一つの回転子端面の軸対
称位置に同形等大の磁石を極性を異にして埋設し、これ
らの磁石の回転による磁束変化を、上記計量室端面板に
配設した磁気抵抗素子にて検出して、回転子の回転に比
例した正弦波信号を発信する流量発信器において、上記
磁気抵抗素子を囲んで強磁性体板を配設し、上記正弦波
信号を、これと周波数が同一で波形が異なる信号に変換
して出力することを特徴とする流量発信器。
（２）上記強磁性体板を、中心部に、矩形状の磁気抵抗
素子を臨み得る貫通部と、その外側に、上記磁気抵抗素
子の各辺に対応する位置を底辺とする二等辺三角形から
なる貫通部とを設けて、上記磁気抵抗素子の前面および
その近傍に、略星十字形の空隙部を形成するよう構成し
て配置した特許請求の範囲第１項記載の流量発信器。