KR101491507B1 - Inductive type position sensor having magnetic field inductive compensation pattern - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자계 유도 보상 패턴이 구비되는 유도형 위치 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수신 코일부의 수신 코일 내부 공간에 일정형상의 자계 유도 보상 패턴이 구비되도록 함으로써, 수신 신호에서 선형성이 벗어난 구간을 보상하여 선형적인 상태를 유지되도록 하는 자계 유도 보상 패턴이 구비되는 유도형 위치 센서에 관한 것이다.
The present invention relates to an inductive position sensor having a magnetic field induced compensation pattern and more particularly to a magnetic field induced compensation pattern having a predetermined shape in a space inside a receiving coil of a receiving coil part, And a magnetic field induced compensation pattern for maintaining a linear state by compensating a magnetic field induced compensation pattern.
자동차 산업에서, 스로틀(throttle) 페달은 전통적으로 케이블로 엔진 스로틀에 기계적으로 연결되는 구조이다. 또한, 현대의 자동차에서는, 스로틀 위치 센서가 페달에 기계적으로 연결되고 스로틀 페달의 답량(degree of depression)을 나타내는 전기 신호를 발생시킨다. 이러한 시스템을 "플라이 바이 와이어(fly by wire)" 시스템이라고 한다.In the automotive industry, throttle pedals are traditionally mechanically connected to the engine throttle by cable. Further, in modern automobiles, the throttle position sensor is mechanically connected to the pedal and generates an electrical signal indicative of the degree of depression of the throttle pedal. Such a system is referred to as a "fly by wire" system.
이와 같은 종래의 스로틀 위치 센서의 경우, 그 센서는 고수파수 공급원에 의해 여기되는 송신 또는 여기 코일을 포함하는데, 이 코일은 고주파수 공급원의 주파수에서 전자기장 방사를 발생시킨다. 이 송신 코일은 또한 일반적으로 선형 패턴으로 배치되며, 물론 다른 패턴의 구성도 대안적으로 사용될 수 있다.In the case of such a conventional throttle position sensor, the sensor includes a transmitting or exciting coil that is excited by a high water source, which generates electromagnetic field radiation at the frequency of the high frequency source. This transmission coil is also generally arranged in a linear pattern, although other pattern configurations can of course be used alternatively.
수신 코일이 송신 코일에 인접하면서 그 상측으로 유도 커플링을 가변하기 위한 커플러 부재가 위치 이동 가능하도록 배치된다. 따라서, 수신 코일과 송신 코일 사이의 유도 커플링으로 인해 송신 코일이 여기되면(exited) 수신 코일은 수신 신호를 발생시키되, 상기 커플러 부재의 위치 이동에 따라 그 수신 신호는 가변되어진다.And a coupler member for displacing the inductive coupling to the upper side of the receiving coil adjacent to the transmitting coil is disposed so as to be positionally movable. Therefore, when the transmitting coil is excited by the inductive coupling between the receiving coil and the transmitting coil, the receiving coil generates a receiving signal, and the receiving signal is varied in accordance with the positional shift of the coupler member.
그러나 상기와 같은 종래의 스로틀 위치 센서의 경우, 커플러 부재의 위치 이동에 따라 가변되는 수신 신호(전압)가 그 선형성을 벗어나 비선형 구간이 발생되어 부품의 위치와 관련된 신호를 정확하게 제공하는 데는 한계점이 있었다
However, in the conventional throttle position sensor as described above, the received signal (voltage) varying according to the positional movement of the coupler member is out of linearity thereof, and a nonlinear section is generated, which is a limitation in accurately providing a signal related to the position of the component
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 수신 코일부의 수신 코일 내부 공간에 수신 전압의 선형성을 벗어난 만큼의 모양(면적)을 갖는 자계 유도 보상 패턴이 구비함으로써, 수신 신호에서 선형성이 벗어난 구간을 보상하여 선형적인 상태를 유지되도록 하는 자계 유도 보상 패턴이 구비되는 유도형 위치 센서를 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a magnetic induction compensation pattern having a shape (area) deviating from a linearity of a reception voltage in a space inside a reception coil of a receiving coil part, And an inductive position sensor having a magnetic field induced compensation pattern for compensating an interval in which a linearity is deviated from a signal to maintain a linear state.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 자계 유도 보상 패턴이 구비되는 유도형 위치 센서는, 부품의 위치와 관련된 신호를 제공하는 유도형 위치 센서에 있어서, 송신 코일 루프를 가지며, 전기(電氣) 에너지원에 의해 여기되면 전자기 방사를 발생시키는 송신 코일부; 상기 송신 코일부의 상기 송신 코일 루프에 대응되는 수신 코일 루프를 가지며, 상기 송신 코일부가 여기되면 상기 송신 코일부와의 자계 유도 커플링으로 인해 전기 출력 신호를 발생시키는 수신 코일부; 및 상기 송신 코일부 및 수신 코일부의 상부에서 위치 이동되며, 상기 송신 코일부와 상기 수신 코일부의 자계 유도 커플링을 가변시켜 상기 수신 코일부로부터의 상기 전기 출력 신호를 가변시키는 커플러 부재를 포함하여 이루어지되, 상기 수신 코일부의 수신 코일 내부 공간에 자계 유도 보상 패턴이 구비되는 것을 특징으로 하는 유도형 위치 센서.According to another aspect of the present invention, there is provided an inductive position sensor including a magnetic field induced compensation pattern, the inductive position sensor including a transmission coil loop, A transmitting coil portion for generating electromagnetic radiation when excited by the energy source; A receiving coil portion having a receiving coil loop corresponding to the transmitting coil loop of the transmitting coil portion and generating an electrical output signal due to magnetic field induced coupling with the transmitting coil portion when the transmitting coil portion is excited; And a coupler member positioned to move above the transmitting coil part and the receiving coil part and varying the magnetic induction coupling of the transmitting coil part and the receiving coil part to vary the electrical output signal from the receiving coil part Wherein the magnetic induction compensating pattern is provided in a space inside the receiving coil of the receiving coil part.
여기서, 상기 자계 유도 보상 패턴은 상기 커플러 부재의 순차적인 위치 이동에 따른 상기 수신 코일 루프에 수신되는 전압값이 선형적인 상태를 유지하도록 함이 바람직하다.Here, it is preferable that the magnetic field induced compensation pattern maintains a voltage value received by the receiving coil loop in accordance with a sequential movement of the coupler member in a linear state.
또한, 상기 자계 유도 보상 패턴은 도체이고, 그 형태는 상기 커플러 부재의 순차적인 위치 이동에 따른 수신 코일 루프에 수신되는 전압값의 비선형 모양에 대응됨이 바람직하다.It is also preferable that the magnetic field induced compensation pattern is a conductor and the shape thereof corresponds to a nonlinear shape of a voltage value received by the receiving coil loop in accordance with sequential positional movement of the coupler member.
또한, 상기 자계 유도 보상 패턴은 다이아몬드 형태인 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the magnetic field induced compensation pattern is diamond-shaped.
또한, 상기 송신 코일부과 상기 수신 코일부가 겹치게 되는 영역에는 자계 유도부가 형성됨이 바람직하다.In addition, it is preferable that a magnetic induction portion is formed in a region where the transmission coil portion and the reception coil portion overlap.
또한, 다이아몬드 형태의 상기 자계 유도 보상 패턴의 폭의 크기(b)의 계산은 하기 수학식 1에 의해 이루어짐이 바람직하다.It is preferable that the width (b) of the diamond-like inductive-compensation pattern is calculated by the following equation (1).
(수학식 1)(1)
b= a*d/c b = a * d / c
(여기서, a는, 자계 유도부 폭의 크기이고, b는 보상 패턴 폭의 크기이고, c는 커플러 부재의 해당 위치에서의 비선형 결과의 수신 전압값이고, d는 커플러 부재의 해당 위치에서의 비선형 결과 수신 전압값과 선형 결과 수신값의 차이이다)
B is the magnitude of the compensation pattern width, c is the received voltage value of the nonlinear result at the corresponding position of the coupler member, d is the nonlinear result at the corresponding position of the coupler member The difference between the received voltage value and the linearly received value)
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 자계 유도 보상 패턴이 구비되는 유도형 위치 센서에 의하면, 수신 코일부의 수신 코일 내부 공간에 수신 전압의 선형성을 벗어난 만큼의 모양(면적)을 갖는 자계 유도 보상 패턴이 구비함으로써, 그 면적만큼 수신 전압이 보상되어 선형성이 벗어난 구간이 선형적인 상태를 계속 유지되도록 하는 효과가 있다.
According to the inductive position sensor having the magnetic field induced compensation pattern according to the present invention as described above, the magnetic induction compensation pattern having a shape (area) deviating from the linearity of the reception voltage is formed in the inner space of the reception coil of the reception coil part The receiving voltage is compensated by the area, and the section in which the linearity is out is maintained in the linear state.
도 1은 본 발명에 따른 자계 유도 보상 패턴이 구비되는 유도형 위치 센서의 개략적인 분해도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자계 유도 보상 패턴이 구비되는 유도형 위치 센서의 평면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 자계 유도 보상 패턴이 구비되는 유도형 위치 센서의 커플러 부재에 의한 동작 상태를 나타내는 개략도이다.
도 4는 도 3의 커플러 부재의 위치에 따른 수신 전압의 선형 상태를 나타내는 그래프이다.1 is a schematic exploded view of an inductive position sensor having a magnetic field induced compensation pattern according to the present invention.
2 is a plan view of an inductive position sensor having a magnetic field induced compensation pattern according to the present invention.
FIGS. 3A to 3C are schematic views showing an operation state of the inductive position sensor having the magnetic field induced compensation pattern according to the present invention, by the coupler member. FIG.
4 is a graph showing the linear state of the reception voltage according to the position of the coupler member of FIG.
본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.The present invention may be embodied in many other forms without departing from its spirit or essential characteristics. Accordingly, the embodiments of the present invention are to be considered in all respects as merely illustrative and not restrictive.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, .
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, the terms "comprises", "having", "having", and the like are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, components, Steps, operations, elements, components, or combinations of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 자계 유도 보상 패턴이 구비되는 유도형 위치 센서의 개략적인 분해도이고, 도 2는 본 발명에 따른 자계 유도 보상 패턴이 구비되는 유도형 위치 센서의 평면도로서, 편의상 함께 설명하기로 한다.FIG. 1 is a schematic exploded view of an inductive position sensor having a magnetic field induced compensation pattern according to the present invention, FIG. 2 is a plan view of an inductive position sensor having a magnetic field induced compensation pattern according to the present invention, .
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유도형 위치 센서(1)는, 송신 코일 루프를 가지며, 전기(電氣) 에너지원에 의해 여기되면 전자기 방사를 발생시키는 송신 코일부(10); 상기 송신 코일부(10)의 상기 송신 코일 루프에 대응되는 수신 코일 루프를 가지며, 상기 송신 코일부(10)가 여기되면 상기 송신 코일부(10)와의 자계 유도 커플링으로 인해 전기 출력 신호를 발생시키는 수신 코일부(20); 및 상기 송신 코일부(10) 및 수신 코일부(20)의 상부에서 위치 이동되며, 상기 송신 코일부(10)와 상기 수신 코일부(20)의 자계 유도 커플링을 가변시켜 상기 수신 코일부(20)로부터의 상기 전기 출력 신호를 가변시키는 커플러 부재(30)를 포함하여 이루어지되, 상기 수신 코일부(20)의 수신 코일 내부 공간에 자계 유도 보상 패턴(40; 41, 42)이 구비어진다.As shown, the
여기서, 상기한 자계 유도 보상 패턴(40; 41, 42)은 전기적 도체 패턴으로서, 후술하는 도 3a 내지 도 3c의 설명에서와 같이, 커플러 부재(30)의 순차적인 위치 이동에 따른 수신 코일 루프에 수신되는 전압값이 선형적인 상태를 유지하도록 보상하는 패턴이다. Here, the magnetic field induced compensation pattern 40 (41, 42) is an electric conductor pattern, and as shown in FIGS. 3A to 3C described later, And compensates the received voltage value to maintain a linear state.
물론, 도시된 예에서와 같이 자계 유도 보상 패턴(40; 41, 42)의 형상이 다이아몬드 형태를 이룸이 바람직하나, 사각 또는 오각 등의 다각 형태를 이룰 수도 있으며, 이는 커플러 부재(30)의 순차적인 위치 이동에 따른 수신 코일 루프에 수신되는 전압값이 비선형적인 결과(선형성을 벗어난 형태의 모양; 도 4 참조)를 토대로 다양하게 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.Of course, as in the illustrated example, the shape of the magnetic field induced compensation pattern 40 (41, 42) is preferably a diamond shape, but may be a polygonal shape such as a square or a pentagon, It should be understood that the voltage value received in the receive coil loop according to the in-position movement can be variously modified on the basis of the nonlinear result (shape of the out-of-linear shape; see FIG. 4).
여기서, 본 발명은 본 발명에 따른 유도형 위치 센서(1)는 기계적인 부품, 예를 들면 선형 궤적을 따라 이동 가능한 부품의 위치와 관련된 전기 신호를 제공하는 모든 종류의 유도 센서에 적용될 수 있다.
Herein, the
상기한 송신 코일부(10)는 전도성 재료로 만들어지며, 상기 송신 코일 루프는 좌우로 나란히 배열되는 좌측 송신 코일 루프(11)와 우측 송신 코일 루프(12)를 포함한다. 여기서, 도시된 예에서는, 송신 코일 루프가 좌우로 나란히 배열된 좌측 송신 코일 루프(11)와 우측 송신 코일 루프(12)로 이루어진 예를 나타내고 있으나, 단일의 코일 루프 형태이거나, 3개 이상의 다수개 일 수도 있으며, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.The
이와 같이 인접하여 좌우로 나란히 배열되는 좌측 송신 코일 루프(11)와 우측 송신 코일 루프(12)의 단부는 고주파 교류원(미도시)에 전기적으로 접속되어 있으며, 전원이 공급되면, 송신 코일부(10)의 좌측 송신 코일 루프(11)와 우측 송신 코일 루프(12) 모두는 잘 알려진 방식대로 전자기 방사(고주파 전자기장)를 발생시킨다.
The ends of the left
상기한 수신 코일부(20)도 전도성 재료로 만들어지며, 상기 좌측 송신 코일 루프(11)에 대응되는 좌측 수신 코일 루프(21)와, 상기 우측 송신 코일 루프(12)에 대응되는 우측 수신 코일 루프(22)를 포함한다.The
여기서, 상기한 수신 코일부(20)의 좌측 수신 코일 루프(21) 및 우측 수신 코일 루프(12)는 송신 코일부(10)의 해당 좌측 송신 코일 루프(11) 및 우측 송신 코일 루프(12)보다 그 좌우 및 상하 폭이 작게 형성되며, 각각 좌측 수신 코일 루프(11) 및 우측 송신 코일 루프(12)의 내부 공간 하측에 대응되어 형성됨이 바람직하다.The left
또한, 상기한 수신 코일부(20)의 좌측 수신 코일 루프(21) 및 우측 수신 코일 루프(12)와 송신 코일부(10)의 좌측 송신 코일 루프(11) 및 우측 송신 코일 루프(12)와 각각 대응되어 배치됨으로 해당 좌측 송신 코일 루프(11) 및 우측 송신 코일 루프(12)가 여기되면 유도 커플링 작용에 의해 전기 신호를 발생시키게 된다. 여기서, 도시되어 있지는 않지만, 송수신 코일부(10, 20)은 인쇄회로 기판에 의해 지지된다.
The left
상기한 커플러 부재(30)는 금속 플레이트와 같은 전기적 전도성 재료로 제작된 부재일 수 있다.The
상기한 커플러 부재(30)는 송신 코일부(10) 및 수신 코일부(20)의 상부에서 위치 이동되어 상하로 가동됨으로, 그 하측에 위치한 좌측 수신 코일 루프(21) 및 우측 수신 코일 루프(12)와 송신 코일부(10)의 좌측 송신 코일 루프(11) 및 우측 송신 코일 루프(12) 간의 자계 유도 커플링을 선형적으로 가변시킨다.The
결과적으로, 커플러 부재(30)가 일측방으로 이동(도면에서 상측에서 하측으로)되면, 하측에 위치하는 수신 코일부(20)의 좌측 수신 코일 루프(21) 및 우측 수신 코일 루프(22)와 송신 코일부(10)의 좌측 송신 코일 루프(11) 및 우측 송신 코일 루프(12) 사이의 자계 유도 커플링이 감소하게 되고, 수신 전압은 낮아지게 된다. As a result, when the
그러나, 반대로 커플러 부재(30)가 타측방으로 이동(도면에서 하측에서 상측으로)되면, 하측에 위치하는 수신 코일부(20)의 좌측 수신 코일 루프(21) 및 우측 수신 코일 루프(22)와 송신 코일부(10)의 좌측 송신 코일 루프(11) 및 우측 송신 코일 루프(12) 사이의 자계 유도 커플링이 높아지게 되고, 수신 전압은 높아지게 된다. On the other hand, when the
여기서, 본 발명에서는 수신 코일부(20)의 수신 코일 내부 공간에 자계 유도 보상 패턴(40; 41, 42)이 구비되어짐으로써, 실제 커플러 부재(30)의 순차적인 위치 이동에 따른 수신 코일 루프에 수신되는 전압값이 선형성이 깨어지더라도 이를 보상하여 선형을 유지하도록 하는 것이 특징이며, 이는 후술하는 바에서 더욱 상세히 설명하기로 한다.
In the present invention, since the magnetic induction compensation pattern 40 (41, 42) is provided in the inner space of the receiving coil of the
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 자계 유도 보상 패턴이 구비되는 유도형 위치 센서의 커플러 부재에 의한 동작 상태를 나타내는 개략도이고, 도 4는 도 3의 커플러 부재의 위치에 따른 수신 전압의 선형 상태를 나타내는 그래프로서, 편의상 함께 설명하기로 한다.FIGS. 3A to 3C are schematic views showing an operating state of the inductive position sensor having the magnetic field induced compensation pattern according to the present invention by a coupler member. FIG. 4 is a graph showing a linear state Which will be described below for the sake of convenience.
먼저, 도 1 및 도 2에 도시된 경우에는 송수신 코일부(10, 20)에는 병렬로 나란히 배치되는 좌우측 송신 코일 루프(11, 12)와 이에 대응하는 좌우측 수신 코일 루프(21, 22)로 이루어져 있지만, 도 3a 내지 도 3c에서는 설명의 혼란을 피하기 위하여 좌측 송신 코일 루프(11), 이에 대응하는 좌측 수신 코일 루프(21), 및 좌측 수신 코일 루프(21) 내부의 공간에 배치되는 자계 유도 보상 패턴(41)만을 도시하여 커플러 부재(30)의 순차적이 위치 이동에 따른 수신 전압값의 변화 상태를 용이하게 보이도록 나타내었다.1 and 2, the left and right
한편, 도시된 바와 같이, 송신 코일부(10)와 수신 코일부(20)가 겹치도록 배치된 상태에서 송신 코일부(10)의 좌측 송신 코일 루프(11)와 수신 코일부(20)의 좌측 수신 코일 루프(21)가 겹치는 자계 유도부(2)는 자계 유도 커플링에 의해 자계가 유도되는 부분이 되고, 이러한 자계 유도부(2)는 그 면적에 비례하여 수신 코일부(20)에 유도 전류(수신 코일부의 전류)가 발생하게 된다.As shown in the figure, the left
이러한 송신 코일부(10)와 수신 코일부(20)이 겹치는 자계 유도부(2)는 직사각 형상의 모양이며, 커플러 부재(30)의 점진적인 상하 이동에 의해 수신 전압은 커플러 부재의 위치 변화에 따라 선형적으로 감소 또는 증가하게 되는 것이다.The
그러나, 도 4의 그래프의 점선과 같이, 커플러 부재(30)가 일정거리까지 이동한 후에 그 수신 전압이 정상적인 선형성을 벗어난 비선형적인 결과가 나타날 수 있다. However, as shown by the dotted line in the graph of FIG. 4, after the
따라서, 본 발명에서는 이러한 비선형으로 나타내는 비선형 면적의 모양(도면에서와 같이 대략 다이아몬드 형태)에 대응되는 형태로 자계 유도 보상 패턴(40)을 해당 수신 코일 루프에 삽입 배치하게 되어 그 선형성을 보상하도록 한 것이다.Therefore, in the present invention, the magnetic field induced
먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 도체로 이루어진 직사각형상의 커플러 부재(30)가 상측에 위치하는 경우, 자계 유도부(22)의 유도 면적은 완전히 개방된 상태임으로 자계 유도 커플링은 강한 상태임으로 수신 코일 루프(21)에 수신되는 전압은 최고값을 나타내게 된다.3A, when the
이어서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 도체로 이루어진 직사각형상의 커플러 부재(30)가 중앙측으로 이동한 경우, 자계 유도부(22)의 유도 면적은 일부가 가려지기 시작하며, 수신 코일 루프(21)에 수신되는 전압은 최고값에서 점진적으로 감소하게 된다. 3B, when the
이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자계 유도 보상 패턴(40)이 없는 경우에는 커플러 부재(30)가 일정거리까지 이동한 후에 그 수신 전압이 정상적인 선형성을 벗어난 비선형적인 결과(점선부분)가 나타나기 시작하게 되지만, 본 발명에 따른 자계 유도 보상 패턴(40)에 의해 이러한 비선형이 보상되어 선형성을 유지하게 된다.4, when there is no magnetic
계속해서, 도 3c에 도시된 바와 같이, 도체로 이루어진 직사각형상의 커플러 부재(30)가 하측으로 완전히 이동한 경우, 자계 유도부(22)의 유도 면적은 완전히 가려짐으로, 수신 코일 루프(21)에 수신되는 전압은 최저값이 된다.3C, when the
물론, 도 4에 도시된 바와 같이 점선으로 나타나는 비선형 면적의 모양(도면에서와 같이 대략 다이아몬드 형태의 일측 두변)에 대응되는 형태로 자계 유도 보상 패턴(40)을 다이아몬드 형태로 유추가 가능하게 되어 도 4의 그래프의 직선과 같이 그 선형성은 보상받게 되어진다.Of course, even if the magnetic field induced
이 경우, 보상 패턴의 모양은 도 4에 도시된 바와 같이, 선형성이 벗어난 구간의 모양(다이아몬드 형태의 일측 두변)에 의해 결정되며, 여기서, a(자계 유도부 폭의 크기):b (보상 패턴 폭의 크기) = c (해당 위치에서의 비선형 결과의 수신 전압값): d (해당 위치에서의 비선형 결과 수신 전압값과 선형 결과 수신값의 차이)임으로, 다이아몬드 형태의 자계 유도 보상 패턴(40)의 폭의 크기(b)는 하기의 수학식 1과 같다.
In this case, the shape of the compensation pattern is determined by the shape of the section (the one side of the diamond shape) that is out of linearity as shown in FIG. 4, where a (the size of the magnetic field guide portion width): b (The difference between the received voltage value of the nonlinear result and the received value of the linear result at the position) = c (the received voltage value of the nonlinear result at the position): d The size (b) of the width is represented by the following equation (1).
(수학식 1)(1)
b= a*d/c b = a * d / c
여기서, a는, 자계 유도부 폭의 크기이고, b는 보상 패턴 폭의 크기이고, c는 커플러 부재의 해당 위치에서의 비선형 결과의 수신 전압값이고, d는 커플러 부재 해당 위치에서의 비선형 결과 수신 전압값과 선형 결과 수신값의 차이이다.B is the magnitude of the compensation pattern width, c is the received voltage value of the nonlinear result at the corresponding position of the coupler member, d is the nonlinear result reception voltage at the corresponding position of the coupler member Value and the linear result.
물론, 자계 유도 보상 패턴(40)의 전체 길이는 비선형 결과가 나타나는 보상패턴의 길이로 정하면 된다.
Of course, the total length of the magnetic field induced
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 상기 설명된 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략되었다. 이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
The present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.
1: 본 발명에 따른 자계 유도 보상 패턴이 구비되는 유도형 위치 센서
2: 자계 유도부
10: 송신 코일부 11: 좌측 송신 코일 루프
12: 우측 송신 코일 루프 20: 수신 코일부
21: 좌측 수신 코일 루프 22: 우측 수신 코일 루프
30: 커플러 부재
40, 41, 42: 자계 유도 보상 패턴1: Inductive position sensor having a magnetic field induced compensation pattern according to the present invention
2:
10: transmitting coil part 11: left transmitting coil loop
12: Right transmission coil loop 20: Receiving coil part
21: Left receive coil loop 22: Right receive coil loop
30: coupler member
40, 41, 42: magnetic field induced compensation pattern
Claims (6)
송신 코일 루프를 가지며, 전기(電氣) 에너지원에 의해 여기되면 전자기 방사를 발생시키는 송신 코일부;
상기 송신 코일부의 상기 송신 코일 루프에 대응되는 수신 코일 루프를 가지며, 상기 송신 코일부가 여기되면 상기 송신 코일부와의 자계 유도 커플링으로 인해 전기 출력 신호를 발생시키는 수신 코일부; 및
상기 송신 코일부 및 수신 코일부의 상부에서 위치 이동되며, 상기 송신 코일부와 상기 수신 코일부의 자계 유도 커플링을 가변시켜 상기 수신 코일부로부터의 상기 전기 출력 신호를 가변시키는 커플러 부재를 포함하여 이루어지되,
상기 수신 코일부의 수신 코일 내부 공간에 자계 유도 보상 패턴이 구비되는 것을 특징으로 하는 자계 유도 보상 패턴이 구비되는 유도형 위치 센서.
An inductive position sensor for providing a signal associated with a position of a component,
A transmitting coil part having a transmitting coil loop and generating electromagnetic radiation when excited by an electric energy source;
A receiving coil portion having a receiving coil loop corresponding to the transmitting coil loop of the transmitting coil portion and generating an electrical output signal due to magnetic field induced coupling with the transmitting coil portion when the transmitting coil portion is excited; And
And a coupler member which is positioned above the transmitting coil part and the receiving coil part and varies a magnetic induction coupling of the transmitting coil part and the receiving coil part to vary the electric output signal from the receiving coil part Lt; / RTI >
Wherein the magnetic induction compensating pattern is provided in a space inside the receiving coil of the receiving coil part.
상기 자계 유도 보상 패턴은 상기 커플러 부재의 순차적인 위치 이동에 따른 상기 수신 코일 루프에 수신되는 전압값이 선형적인 상태를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 자계 유도 보상 패턴이 구비되는 유도형 위치 센서.
The method according to claim 1,
Wherein the magnetic induction compensation pattern is configured to maintain a voltage value received in the reception coil loop in accordance with a sequential movement of the coupler member in a linear state.
상기 자계 유도 보상 패턴은 도체이고, 그 형태는 상기 커플러 부재의 순차적인 위치 이동에 따른 수신 코일 루프에 수신되는 전압값의 비선형 모양에 대응되는 것을 특징으로 하는 자계 유도 보상 패턴이 구비되는 유도형 위치 센서.
3. The method of claim 2,
Wherein the magnetic field induced compensation pattern is a conductor and the shape thereof corresponds to a nonlinear shape of the voltage value received by the receiving coil loop in accordance with the sequential positional movement of the coupler member. sensor.
상기 자계 유도 보상 패턴은 다이아몬드 형태인 것을 특징으로 하는 자계 유도 보상 패턴이 구비되는 유도형 위치 센서.
The method of claim 3,
Wherein the magnetic field induced compensation pattern is a diamond shape.
상기 송신 코일부과 상기 수신 코일부가 겹치게 되는 영역에는 자계 유도부가 형성되는 것을 특징으로 하는 자계 유도 보상 패턴이 구비되는 유도형 위치 센서.
5. The method of claim 4,
Wherein the magnetic induction unit is formed in a region where the transmission coil unit and the reception coil unit overlap.
다이아몬드 형태의 상기 자계 유도 보상 패턴의 폭의 크기(b)의 계산은 하기의 수학식 1에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 자계 유도 보상 패턴이 구비되는 유도형 위치 센서.
(수학식 1)
b= a*d/c
(여기서, a는, 자계 유도부 폭의 크기이고, b는 보상 패턴 폭의 크기이고, c는 커플러 부재의 해당 위치에서의 비선형 결과의 수신 전압값이고, d는 커플러 부재의 해당 위치에서의 비선형 결과 수신 전압값과 선형 결과 수신값의 차이이다)6. The method of claim 5,
Wherein the calculation of the width (b) of the magnetic induction compensation pattern in the shape of a diamond is performed by the following equation (1).
(1)
b = a * d / c
B is the magnitude of the compensation pattern width, c is the received voltage value of the nonlinear result at the corresponding position of the coupler member, d is the nonlinear result at the corresponding position of the coupler member The difference between the received voltage value and the linearly received value)
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