KR19980054220A - 홀 효과를 이용한 회전속력검출센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 센서에 관한 것으로 특히 회전하는 물체의 회전수 또는 회전속력을 검출하는 회전속력 검출센서에 관한 것이다.

본 발명은 회전하는 물체의 회전수 또는 회전속력을 홀 효과(Hall Effect)를 이용하여 구성함으로서, 센서의 소형화 및 성능의 향상을 가져오도록 하는 홀 이펙트를 이용한 회전속력검출센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 전술한 목적실현을 위한 수단으로 외주에 돌기를 구비한 로터부와 자석 및 코일을 구비한 센서부를 포함하는 회전속력검출센서에 있어서, 상기 센서부는 내부에 홀 소자를 포함하며, 상기 홀 조자로부터의 홀기전력을 출력하는 센서부인 것을 특징으로 하는 홀 효과를 이용한 회전속력검출센서를 제공하여 종래보다 소형화되고 또한 정밀도는 향상되며 또한 저자제어장치의 구성도 간단해지는 등의 효과를 얻게 되었다.

Description

홀 효과를 이용한 회전속력검출센서

회전하는 물체의 회전수를 구하는 수단은 여러가지의 것들이 있으나, 자동차의 차륜의 회전속력 또는 크랭크샤프트의 회전속력을 측정하는 회전속력검출센서로는 도 1a에 도시된 바와 같이 구성의 센서가 널리 사용되고 있다.

도 1a에 따른 종래의 센서는 자속이 변화하면 전류가 변화한다는 사실을 이용한 것으로 전극(3)이 설치된 센서부(1)와, 돌기(2)가 형성된 로터부로 구성되어 있고, 일반적으로 로터부는 회전체와 함께 회전하도록 하며 센서부는 고정되도록 한다.

센서부(1)는 내부에 자석(5)과 전극(3)을 그리고 전극에 감긴 코일(4)을 포함하도록 구성하며, 로터의 돌기(2)가 가까워지면 자속의 늘어나고 돌기부가 멀어지면 자속량이 적어지게 되므로 로터의 회전에 따라 이러한 상태가 반복되면 코일에 유기되는 전류로 증가감소를 반복하게 되어 센서부는 도 1b에 도시된 정현파를 출력하게 된다.

이후 센서에서 출력된 정현파는 파형변환회로에 의해 구형파로 변환되어 구형파의 회수를 카운터에 의해 세고 그 결과를 로터의 돌기수로 나누고 다시 시간으로 나누면 로터의 시간당 회전수가 되며, 여기에 회전체의 원주길이를 곱하면 시간당 회전체가 진행된 거리를 산출할 수 있으므로 회전체의 회전속력 및 원주속력 역시 구할 수 있다.

그러나 이러한 원리를 이용한 회전속력검출센서는 내장된 자석의 크기에 의해 전체크기가 결정되므로 상대적으로 크기가 크고, 또한 센서의 검출파형을 파형변환회로를 두어 구형파로 변환해야 하므로 회로의 설계비용 증가와 함께 회로의 오동작에 의해 잡음이 증가하는 단점이 있으므로 개선이 요구된다.

본 발명은 전술한 요구에 따른 것으로서, 자계속에서 전류가 ㅎ르는 전류 진행방향으로 기전력이 발생하는 현상인 홀 효과를 이용하여 회전속력검출센서를 구성하여 소형화와 함께 신호대 잡음비를 줄이고 또한 전자제어장치의 부담을 경감하는 회전속력검출센서를 제공하는 것을 기술적과제로 한다.

도 1a는 종래의 회전속력검출센서의 개략적 구성을 보여주는 도면,

도 1b는 종래의 회전속력검출센서의 출력신호와 이 신호를 전자제어장치에서 변환시킨 파형을 도시한 그래프,

도 2a는 본 발명에 따른 회전속력검출센서의 개략적구성을 도시한 도면,

도 2b는 본 발명에 따른 회전속력검출센서의 출력신호를 도시한 그래프이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1, 6:회전속력검출센서2, 7:로터

3:전극4, 9:코일

5, 8:자석10:코어

본 발명은 전술한 기술적과제를 해결하기 위한 수단으로 외주에 돌기를 구비한 로터부와 자석 및 코일을 구비한 센서부를 포함하는 회전속력검출센서에 있어서, 상기 센서부(6)는 내부에 홀 소자(11)를 포함하며, 상기 홀 소자로부터의 홀 기전력을 출력하는 센서부인 것을 특징으로 하는 홀 효과를 이용한 회전속력검출센서를 제공한다.

이하 본 발명에 따른 회전속력검출센서를 첨부한 도면을 참조로 설명하도록 한다.

일반적으로 자계속에서 도선에 전류가 흐르면 전선속의 캐리어가 자계의 영향을 받아 전류의 진행방향과 수직으로 힘을 받게 된다.

이때, 그 케리어가 받는 힘의 방향은 캐리어가 정공(Hole)일 때와, 전자(Electron)일 때에 반대방향으로 발생하며 따라서 도선에는 전류의 진행방향과 수직으로 기전력이 발생하게 된다.

이 현상을 홀 효과(Hall Effect)라고 하며 도체에서보다는 불순물이 많은 반도체에서 효과가 뚜렷히 나타나며, 자계의 크기에 비례하여 발생하는 기전력의 크기도 커진다.

따라서 이러한 현상을 이용하면 자계의 세기를 측정할 수 있으므로 여러가지 수단으로 응용된다.

본 발명에 따른 회전속력검출센서는 이러한 홀 효과를 이용하도록 구성한다.

본 발명에 따른 회전속력검출센서는 도 2a에 도시한 바와 같은 형식으로 구성하며, 외형은 이미 설명한 종래의 픽업형 회전속력검출센서와 같으나 내부에 홀 효과를 측정하기 위한 홀소자(11)를 포함하고 있다는 점이 종래와 구별되며, 종래의 회전속력검출센서가 내부 코일에 발생하는 전류의 량을 출력한다면 본 발명에 따른 회전속력검출센서는 홀소자에 발생하는 홀 기전력을 출력한다는 점이 다르다.

이때 홀 소자는 종래에 사용하는 것으로 일전전압 이상이 발생하면 하이신호를 그렇지 않은 경우는 로우를 발생시키도록 구성한다.

전술한 구성의 회전속력검출센서의 작동에 따르면 로터가 회전하여 돌기가 센서부의 폴피스에 근접한 상태에서는 자계의 세기가 커지므로 홀 소자에 발생되는 기전력도 커지므로 하이신호를 출력하고, 로터의 홈이 폴피스에 근접하면 발생하는 기전력도 작아지므로 로우신호를 출력하게 된다.

따라서 출력되는 신호는 도 2b에 도시한 바와 같은 구형파의 형태를 띠게 되므로 이후 파형의 변호를 주기 위하여 별도의 회로를 설치할 필요가 없다.

또한 이러한 구성에 따라 내장되는 자석의 크기도 소형화가 가능하게 되어 전체적인 센서의 크기도 줄일 수 있다.

다만 출력신호가 작은경우 간단한 증폭회로를 두어 신호를 증폭하도록 한다.

전술한 구성의 회전속력검출센서를 제공함으로서 종래보다 소형화되고 또한 정밀도는 향상되며 또한 전자제어장치의 구성도 간단해지는 등의 효과를 얻게 되었다.

본 발명은 센서에 관한 것으로 특히 회전하는 물체의 회전수 또는 회전속력을 검출하는 회전속력 검출센서에 관한 것이다.

본 발명은 회전하는 물체의 회전수 또는 회전속력을 홀 효과(Hall Effect)를 이용하여 구성함으로서, 센서의 소형화 및 성능의 향상을 가져오도록 하는 홀 이펙트를 이용한 회전속력검출센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.

Claims (1)

1. 외주에 돌기를 구비한 로터부와, 자석 및 코일을 구비한 센서부를 포함하는 회전속력검출센서에 있어서, 상기 센서부(6)는 내부에 홀 소자(11)를 포함하며, 상기 홀 소자로부터의 홀 기전력을 출력하는 센서부인 것을 특징으로 하는 홀 효과를 이용한 회전속력검출센서.