KR20000057320A - 와전류 측정 기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 와전류 측정 기구에 관한 것이다. 타코미터용 와전류 측정 기구는 반경 방향으로 자화된 영구 자석(4)과 축방향으로 자화된 제 2 영구 자석(8)을 가진다. 반경 방향으로 자화된 영구 자석(4)은 와전류 부재(2)가 포인터 축(1)상에 배열된 포인터(7)를 회전시키는 와전류가 생성되도록 작용한다. 고정된 홀 요소(10)는 축방향으로 자화된 제 2 영구 자석(8)에 대향하여 작은 간격을 가지고 위치된다. 와전류 부재(2)의 영구 자석(4)은 매우 강한 자기장을 생성하도록 반경 방향으로 자화된다. 제 2 영구 자석(8)은 구동축(3)의 회전 각도의 고정 밀도를 허용 하도록 복수의 자극쌍을 가진다.

Description

와전류 측정 기구 {INSTRUMENT FOR MEASURING EDDY CURRENTS}

이러한 와전류 측정 기구는 구동축의 속도에 비례하는 속도를 디스플레이하고 구동축의 회전수를 결정하여 주행한 거리를 나타낼 목적으로 자동차의 타코 미터에 사용되며, 이러한 사용에 의해 공지되었다. 이러한 경우에 있어서, 영구 자석은 구동축의 속도가 증가함에 따라 와전류 부재내에서 와전류를 발생시킨다. 홀 요소는 와전류 부재로부터 떨어져 있는 영구 자석의 측면과 대향하여 작은 간격을 두고 위치하며, 영구 자석의 자석쌍이 움직일때 전기 신호를 발생시킨다. 다수의 전기 신호는 구동축의 회전수에 비례한다.

공지의 와전류 측정 기구에서는, 영구 자석은 일반적으로 원통형 구조의 것이며 영구 자석의 단부면에서만 미약한 자기장을 생성하는 단점이 있다. 미약한 자기장을 검출하기 위해서는 특별히 값이 비싼 홀 요소의 사용을 필요로 한다. 더욱이, 영구 자석은 가능한 강한 자기장을 와전류 부재에 전달하기 위하여 종종 반경 방향으로 자화된다. 그 결과로서, 홀 요소는 구동축의 회전 각도를 매우 낮은 정밀도(resolution)로만 나타낼 수 있다.

본 발명은 와전류 측정 기구 특히, 구동축상에 회전되도록 고정 결합된 반경 방향으로 자화된 영구 자석과, 전도성 재료로 제조되어 있으며 영구 자석과 중첩되어 있고 포인터 축상에 회전되도록 고정 배열되어 있는 벨-형상의 와전류 부재, 및 구동축의 속도를 측정하기 위한 홀 요소를 포함하는, 타코 미터용 와전류 측정 기구에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 와전류 측정 기구의 단면도이고,

도 2는 도 1의 II-II선을 취한 와전류 측정 기구의 단면도이며,

도 3은 와전류 측정 기구의 다른 실시예를 도시한다.

본 발명의 목적은 비용면에서 경제적으로 설계되고 구동축의 회전각도를 가능한한 정밀하게 결정할 수 있도록 서두에 언급한 형식의 와류 측정 기구를 개선하는 것이다.

상기 목적은 적어도 하나의 다른 영구 자석이 홀 요소를 여자시키기 위하여 구비됨으로써 달성된다.

그 결과로서, 와전류 부재의 영구 자석은 가능한 강한 자기장을 생성하기 위하여 홀 요소의 구비 조건과 무관하게 반경 방향으로 자화될 수 있다. 홀 요소는 홀 요소 자체에 대향되게 설치되어 있거나 복수의 영구 자석과 대향되게 위치되어 있기 때문에, 통과하는 자극쌍에 균일하게 할당되도록 전기 신호를 발생시킨다. 그러므로, 본 발명에 따른 와전류 측정 기구에 의해 결정된 회전수는 매우 정밀하다. 가장 간단한 경우에 구동축의 회전수 또는 구동축의 설정 각도를 결정하는데 매우 저렴하게 제조된 단일 홀 요소만이 필요하다. 이 경우에 회전 각도의 정밀도는 홀 센서의 영구 자석의 자극쌍의 갯수의 함수이다.

홀 요소를 여자시키기 위하여, 예를 들면, 단일 영구 자석을 구동축의 붐상에 배열하는 것도 가능할 것이다. 그러나, 본 발명의 개선예에 따라서, 와전류 측정 기구는 홀 요소의 영구 자석이 구동축을 둥굴게 둘러싸는 방식으로 구성될 때 매우 간단한 방법으로 구조적으로 장착될 수 있다. 예견되는 높은 정밀도의 회전 각도의 정밀도를 검출하기 위하여, 홀 센서의 영구 자석은 예를 들면, 홀 요소와 마주보는 영구 자석의 측면에 배열된 복수의 자극쌍을 가질 수 있다.

본 발명의 다른 개선예에 따라서, 두 개의 영구 자석의 자기장들의 상호 중첩은 홀 요소의 영구 자석이, 와전류 부재의 영구 자석으로부터 떨어진 측면상에서 축방향으로 자화될 때 신뢰성 있게 없어 진다. 따라서, 영구 자석들의 자력선들은 서로에 대하여 90°회전되고, 이에 따른 결과로서 홀 요소상의 와전류 부재의 영구 자석은 홀 요소의 영구 자석보다 실제적으로 더 약한 자기장을 생성한다. 이러한 구성은 와전류 부재의 영구 자석의 자기장에 의해 홀 요소가 오류로 측정 하는 것을 신뢰성있게 없애준다.

본 발명의 다른 개선예에 따라서, 와전류 측정 기구는 홀 요소의 영구 자석이 와전류 부재의 영구 자석을 가지게 될 때 특히 작은 치수를 가진다.

영구 자석의 자기장이 상호 중첩되는 것에 의한 홀 요소의 측정 오류는 홀 요소의 영구 자석이 와전류 부재의 영구 자석과 작은 간격을 두고 배열될 때 본 발명의 다른 개선예에 따라 더욱 감소된다.

영구 자석이 더 많은 자극쌍들을 가질수록 영구자석에 의해 생성된 자기장이 더 약하게 되고 더 균일하게 된다. 구동축의 회전 각도를 매우 정밀하게 감지할 것이 요구된다면, 홀 요소의 영구 자석에 매우 많은 자극쌍을 제공하는 것도 가능할 것이다. 그러나, 이것은 매우 민감하고 그에 따라 값이 비싼 홀 요소의 사용이 요구된다. 본 발명의 다른 개선예에 따라서, 구동축의 속도 또는 회전 각도를 검출할 목적으로 복수의 홀 요소가 구비되어 있을 때 덜 민감하며 덜 비싼 홀 요소를 가지고 회전 각도를 아주 정밀하게 측정할 수 있다. 2개의 홀 요소 사이의 간격은 예를 들면, 자극쌍의 간격의 절반에 해당하는 간격으로 할 수도 있다.

본 발명은 여러 실시예를 허용한다. 본 발명의 기본적인 원리를 더욱 상세히 설명하기 위하여 두 실시예가 도면에 도시되고 하기에 설명되어 있다.

도 1은 포인터 축(1)상에 고정된 벨-형상의 와전류 부재(2)를 가진 와전류 측정 기구를 도시한다. 와전류 부재(2)는 구동축(3)상에 고정되어 있는 반경 방향으로 자화된 영구 자석(4)과 중첩되어 있다. 마그네틱 리턴 링(5)은 영구 자석(4)으로부터 이격된 와전류 부재(2)의 측면상에 배열된다. 포인터 축(1)은 토션 스프링(6)에 의해 정상 위치에서 편위되어 있고 와전류 부재(2)로부터 이격된 포인터 축의 단부상에서 포인터(7)를 지지하고 있다. 반경 방향으로 자화된 영구 자석(4)의 하측에는 제 2 영구 자석(8)이 배열되며, 제 2 영구 자석은 영구 자석(4)으로부터 이격된 영구 자석의 측면상에, 도 2 에 도시된 복수의 자극쌍(9)을 가진다. 자극쌍(9)들 중의 하나가 움직일때 전기 신호를 발생하는 홀 요소(10)가 제 2 영구 자석(8)의 정면에 작은 간격을 두고 배열되어 있다.

구동축(3)의 회전, 이에 따라 반경 방향으로 자화된 영구 자석(4)의 회전에 의해 와전류 부재(2)에 세기가 영구 자석(4)의 각속도에 대응하는 와전류가 생긴다. 이러한 와전류는 포인터 축(1)을 토션 스프링(6)의 힘에 대항하여 편향시킨다. 포인터(7)의 편향은 이 경우에 구동축(3)의 속도의 함수이다. 홀 요소(10)에 의해 생성된 전기 신호의 개수는 구동축(3)의 회전수와 제 2 영구 자석(8)의 자극쌍(9)의 수의 곱이다.

도 2 는 도 1의 II-II선을 취한 와전류 측정 기구의 단면도로서 제 2 영구자석(8)은 복수의 자극쌍(9)을 가지며 이로 의해 구동축(3)의 회전 각도를 매우 정밀하게 측정할 수 있음을 보여 준다. 와전류 부재(2)의 영구 자석(4)은 반경 방향으로 자화되어 있으며 이로 인해 오직 하나의 자극쌍을 가진다. 그 결과로서, 매우 강한 와전류가 와전류 부재(2)에 생성된다.

도 3 에 도시된 와전류 측정 기구의 실시예의 경우에 있어서, 제 2 영구 자석(8)은 와전류 부재(2)의 영구 자석(4)으로부터 약간의 간격을 두고 이격되어 배열되어 있다. 그 결과로서, 영구 자석(4, 8)들의 자기장들이 매우 조금 서로 중첩되도록 유지된다. 더욱이, 와전류 측정 기구는 제 2 영구 자석(8)의 자극쌍의 간격의 절반 간격으로 서로 편위되게 배열되어 있는 두 개의 홀 요소(11, 12)를 가진다. 그 결과로서, 구동축(3)의 회전 각도의 정밀도는 같은 수의 자극쌍에 대하여 두배이다.

Claims (6)

1. 구동축상에 회전되도록 고정 결합되어 있는 반경 방향으로 자화된 영구 자석과, 전도성 물질로 제조되어 있으며 영구 자석과 중첩되어 있고 포인터축상에 회전되도록 고정 배열된 벨-형상의 와전류 부재와, 구동축의 속도를 측정하기 위한 홀 요소를 가진 타코미터용 와전류 측정 기구로서, 적어도 다른 하나의 영구 자석(8)이 홀 요소(10-12)를 여자시키도록 구비되는 것을 특징으로 하는 타코미터용 와전류 측정 기구.
2. 제 1 항에 있어서, 홀 요소(10-12)의 영구 자석(8)은 구동축(3)을 환형으로 둘러싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 타코미터용 와전류 측정 기구.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 홀 요소(10-12)의 영구 자석(8)은 와전류 부재(2)의 영구 자석(4)으로부터 이격된 측면상에서 축방향으로 자화되어 있는 것을 특징으로 하는 타코미터용 와전류 측정 기구.
4. 전항들 중 적어도 어느 한 항에 있어서, 홀 요소(10)의 영구 자석(8)은 와전류 부 재(2)의 영구 자석(4)에 대향하여 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 타코미터용 와전류 측정 기구.
5. 전항들 중 적어도 어느 한 항에 있어서, 홀 요소(11, 12)의 영구 자석(8)은 와전류 부재(2)의 영구 자석(4)으로부터 조금 이격되어 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 타코미터용 와전류 측정 기구.
6. 전항들 중 적어도 어느 한 항에 있어서, 서로 이격되어 배열되어 있는 복수의 홀 요소(11, 12)는 구동축(3)의 속도 또는 회전 각도를 검출할 목적으로 구비되는 것을 특징으로 하는 타코미터용 와전류 측정 기구.