KR20220138106A - Angle measurement system based on magnetic method measurement method therefor and the magnet for the measurement - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자기식 방식에 기반한 각도 측정 시스템, 그 측정 방법 및 그 측정을 위한 자석에 관한 것이다.The present invention relates to an angle measuring system based on a magnetic method, a measuring method thereof, and a magnet for measuring the same.
도 1 및 도 2는 각각, 일반적인 각도 측정 장치(100)의 설명도 및 구성도를 나타낸다.1 and 2 show an explanatory diagram and a configuration diagram of a general
도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 각도 측정 장치(100)는 모터의 회전자에 부착된 자석의 각도를 측정하기 위한 장치로서, 2개의 홀 센서(Ha, Hb) 중 하나(Ha)는 회전 각도의 사인 함수값을 출력하고, 다른 하나(Hb)는 회전 각도의 코사인 함수값을 출력하는 것을 이용한다.As can be seen from FIG. 1 , the
즉, 모터가 회전하면 자기장이 변화되고, 2개의 홀 센서(Ha, Hb)에서 이 변화된 자기장을 측정하는 것에 의해, 모터의 회전 각도를 측정할 수 있다.That is, when the motor rotates, the magnetic field is changed, and by measuring the changed magnetic field by the two Hall sensors Ha and Hb, the rotation angle of the motor can be measured.
이때 자석은 N극과 S극이 자석의 둘레 방향에 번갈아 동일한 간격으로 배치될 필요가 있다. 참고로, 2개의 홀 센서(Ha, Hb)는 자석의 자기 트랙과 갭을 개재하여 배치되되, 하나의 홀 센서(Ha)는 N극과 S극의 사이에 배치되고, 다른 하나의 홀 센서(Hb)는 S극에 배치된다.At this time, the magnet needs to have an N pole and an S pole alternately arranged in the circumferential direction of the magnet at the same interval. For reference, the two Hall sensors (Ha, Hb) are disposed with the magnetic track and the gap of the magnet interposed therebetween, one Hall sensor (Ha) is disposed between the N pole and the S pole, and the other Hall sensor ( Hb) is arranged at the S pole.
도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 각도 측정 장치는, 하나의 홀 센서(Ha)의 출력(sin(x))과 다른 하나의 홀 센서(Hb)의 출력(cos(x))을 입력받아, 사인 함수값은 코사인 함수값과 탄젠트 함수값의 곱과 같은 것을 이용하여, 회전 각도(x)를 측정하게 된다.As can be seen from FIG. 2, the angle measuring device receives the output (sin(x)) of one Hall sensor Ha and the output (cos(x)) of the other Hall sensor Hb, The sine function value is the product of the cosine function value and the tangent function value, and the rotation angle (x) is measured.
즉, 현재 단계의 각도의 탄젠트값과 코사인값을 곱하여, 입력된 사인값 보다 작으면 각도를 높이고, 입력된 사인값 보다 크면 각도를 낮추는 것에 의해 각도를 측정하게 된다.That is, the angle is measured by multiplying the tangent value and the cosine value of the angle of the current stage, and increasing the angle if it is less than the input sine value and lowering the angle if it is greater than the input sine value.
구체적으로, 비교기(121)는 사인값;과 탄젠트값과 코사인값을 곱한 값;을 비교하여, 사인값이 크면 카운터(123)의 카운터 값을 올린다. 이에 따라, 탄젠트값 산출기(124)에 의해 새로이 산출된 탄젠트값과 입력된 코사인값을 제 4 곱셈기(122)에 의해 곱한 후, 다시 사인값과 비교하는 과정을 반복하여, 각도를 측정하게 된다.Specifically, the
그런데, 이렇게 사인값;과 탄젠트값과 코사인값을 곱한 값;을 이용하여, 절대 각도를 산출하게 되는 경우, 정확한 절대 각도 산출에 어려움이 있었고, 유효한 절대 각도 정보를 얻기까지 수회 내지 수십회의 회전이 필요했다. 아울러, 사인값;과 탄젠트값과 코사인값을 곱한 값;을 이용하여, 절대 각도를 산출하게 되는 경우, 요(Yaw)에 취약한 문제점도 있었다.However, when the absolute angle is calculated using the sine value and the tangent value multiplied by the cosine value; it was necessary In addition, when an absolute angle is calculated using a sine value and a value obtained by multiplying a tangent value and a cosine value, there is also a problem of being vulnerable to yaw.
본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 과제를 해결하는 데 목적이 있는 발명으로서, 2 트랙의 자화띠를 구비한 자석을 이용하여 유효한 절대 각도 정보를 빠른 시간 내에 측정할 수 있고, 잡음 등에 강인한 절대 각도 정보를 산출할 수 있는 자기식 방식에 기반한 각도 측정 시스템, 그 측정 방법 및 그 측정을 위한 자석을 제공하는 것에 그 목적이 있다. The present invention aims to solve the technical problem as described above, and it is possible to quickly measure effective absolute angle information using a magnet having a two-track magnetization band, and to be strong against noise and the like. An object of the present invention is to provide an angle measuring system based on a magnetic method capable of calculating , a measuring method thereof, and a magnet for measuring the same.
본 발명의 자기식 엔코더에 사용되는 자석은, N극과 S극이 교대로 반복적으로 연결된 형상의 제 1 트랙의 자화띠; 및 상기 제 1 트랙의 자화띠의 내측 또는 외측에 접하고, 다수의 단위 극이 연결되어 형성된 제 2 트랙의 자화띠;를 포함하되, 상기 다수의 단위 극 각각은, 동일한 크기이고, N극 및 S극을 포함하는 P개의 극성 중 하나의 극성을 가지고, 상기 P는, 2 또는 3인 것을 특징으로 한다.The magnet used in the magnetic encoder of the present invention includes a magnetization strip of a first track in which N poles and S poles are alternately and repeatedly connected; and a magnetization band of a second track that is in contact with the inside or outside of the magnetization band of the first track and is formed by connecting a plurality of unit poles, wherein each of the plurality of unit poles has the same size, and has an N pole and an S It has one polarity among P polarities including poles, wherein P is 2 or 3 .
상기 P개의 극성은, 무극을 더 포함할 수 있다.The P polarities may further include non-polarities.
아울러, 상기 제 1 트랙의 자화띠의 극의 모든 변경 지점;과 상기 제 2 트랙의 자화띠의 하나의 단위 극과 다른 하나의 단위 극이 접하는 모든 지점;은, 서로 일치하지 않는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that all the change points of the poles of the magnetization band of the first track; and all the points where one unit pole of the magnetization band of the second track and the other unit pole are in contact with each other; do not coincide with each other.
또한, 상기 제 2 트랙의 자화띠는, 동일한 극성의 단위 극이 연속적으로 배치된 영역을 포함한다.In addition, the magnetization band of the second track includes a region in which unit poles of the same polarity are continuously arranged.
바람직하게는, 상기 제 2 트랙의 자화띠의 하나의 단위 극과 다른 하나의 단위 극이 접하는 모든 지점은 각각, 상기 제 1 트랙의 자화띠의 극의 하나의 변경 지점으로부터, 상기 제 2 트랙의 자화띠의 전체 둘레의 각도인 360도 중에서 K도 만큼 시프트되되, 상기 K도는, 0도 초과이고, 상기 제 2 트랙의 자화띠의 각 단위 극이 상기 제 2 트랙의 자화띠의 전체 둘레 중에서 차지하는 각도 미만인 것을 특징으로 한다. 상기 K도는, 상기 제 2 트랙의 자화띠의 각 단위 극이, 상기 제 2 트랙의 자화띠의 전체 둘레 중에서 차지하는 각도의 2분의 1인 것이 바람직하다.Preferably, all points at which one unit pole of the magnetization band of the second track and the other unit pole are in contact are, respectively, from one change point of the pole of the magnetization band of the first track, respectively, of the second track. It is shifted by K degrees out of 360 degrees, which is an angle of the entire circumference of the magnetization band, wherein the K degree is greater than 0 degrees, and each unit pole of the magnetization band of the second track occupies the entire circumference of the magnetization band of the second track It is characterized by less than an angle. Preferably, the K degree is 1/2 of the angle occupied by each unit pole of the magnetization band of the second track in the entire circumference of the magnetization band of the second track.
아울러, 상기 제 1 트랙의 자화띠의 각각의 극이 상기 제 1 트랙의 자화띠의 전체 둘레의 각도인 360도 중에서 차지하는 각도는, 상기 제 2 트랙의 자화띠의 각 단위 극이, 상기 제 2 트랙의 자화띠의 전체 둘레 중에서 차지하는 각도의 배수인 것을 특징으로 한다.In addition, the angle occupied by each pole of the magnetization band of the first track out of 360 degrees, which is an angle of the entire circumference of the magnetization band of the first track, is determined by each unit pole of the magnetization band of the second track, the second It is characterized in that it is a multiple of the angle occupied by the entire circumference of the magnetization band of the track.
또한, 상기 제 2 트랙의 자화띠에 포함된 M개의 단위 극을 포함하는 각각의 그룹이 상기 제 2 트랙의 자화띠의 전체 둘레 중에서 차지하는 각도는, 상기 제 1 트랙의 자화띠에 포함된 적어도 Y쌍의 N극과 S극이 상기 제 1 트랙의 자화띠의 전체 둘레의 각도인 360도 중에서 차지하는 각도와 동일하되, 상기 제 2 트랙의 자화띠의 각각의 그룹에 포함된 M개의 단위 극의 극성의 배치는, 각 그룹별로 상이한 것이 바람직하다. 여기서 상기 M은, 2 이상의 자연수이고, 상기 Y는, 1 이상의 자연수인 것을 특징으로 한다.In addition, the angle occupied by each group including the M unit poles included in the magnetization band of the second track among the entire circumference of the magnetization band of the second track is at least Y pairs of pairs included in the magnetization band of the first track. The arrangement of the polarities of the M unit poles included in each group of the magnetization bands of the second track, but equal to the angle occupied by the N pole and the S pole among 360 degrees, which is the angle of the entire circumference of the magnetization band of the first track is preferably different for each group. Here, M is a natural number of 2 or more, and Y is a natural number of 1 or more.
본 발명의 제 1 트랙 및 제 2 트랙의 자화띠를 구비한 자석을 이용한 각도 측정 시스템은, 각도 측정 장치;를 포함하되, 상기 각도 측정 장치는, 상기 제 1 트랙의 자기장의 크기를 측정하는 적어도 하나의 제 1 홀 센서의 출력을 이용하여, 적어도 하나의 제 1 신호를 생성하는 제 1 신호 생성부; 상기 제 2 트랙의 자기장의 크기를 측정하는 적어도 하나의 제 2 홀 센서의 출력을 이용하여, 적어도 하나의 제 2 신호를 생성하는 제 2 신호 생성부; 및 상기 적어도 하나의 제 1 신호 및 상기 적어도 하나의 제 2 신호를 이용하여, 상기 자석의 위치 신호를 생성하는 위치 신호 생성부;를 포함한다.An angle measuring system using a magnet having a magnetization band of a first track and a second track of the present invention includes an angle measuring device, wherein the angle measuring device includes at least a first signal generator configured to generate at least one first signal by using an output of one first Hall sensor; a second signal generator configured to generate at least one second signal by using an output of at least one second Hall sensor that measures the magnitude of the magnetic field of the second track; and a position signal generator configured to generate a position signal of the magnet by using the at least one first signal and the at least one second signal.
구체적으로, 상기 위치 신호 생성부는, 상기 적어도 하나의 제 1 홀 센서의 출력의 Y주기 동안 M번 활성화되는 상기 적어도 하나의 제 1 신호의 활성화 지점에서 상기 적어도 하나의 제 2 신호에 대응하는 위치 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다. 상기 M은, 2 이상의 자연수이고, 상기 Y는, 1 이상의 자연수인 것이 바람직하다.Specifically, the position signal generator may include a position signal corresponding to the at least one second signal at an activation point of the at least one first signal that is activated M times during the Y period of the output of the at least one first Hall sensor. characterized in that it creates Preferably, M is a natural number of 2 or more, and Y is a natural number of 1 or more.
아울러, 상기 제 2 트랙의 자화띠의 하나의 단위 극과 다른 하나의 단위 극이 접하는 지점에 대응하는, 상기 적어도 하나의 제 2 홀 센서의 출력의 시점(時點)은, 상기 제 1 트랙의 자화띠의 극의 변경 지점에 대응하는, 상기 적어도 하나의 제 1 홀 센서의 출력의 시점으로부터 D도 만큼 위상 시프트된 것을 특징으로 하되, 상기 D도는, 0도 초과이고, 180도를 상기 제 2 트랙의 자화띠의 하나의 단위 극에 의한 상기 적어도 하나의 제 2 홀 센서의 출력 신호의 시간 구간(t2)에 대한 상기 제 1 트랙의 자화띠의 하나의 극에 의한 상기 적어도 하나의 제 1 홀 센서의 출력 신호의 시간 구간(t1)의 비율(t1/t2)로 나눈 값 미만인 것을 특징으로 한다.In addition, the timing of the output of the at least one second Hall sensor, which corresponds to a point where one unit pole and the other unit pole of the magnetization band of the second track come into contact with each other, is A phase shifted by D degrees from the time point of the output of the at least one first Hall sensor, corresponding to the change point of the pole of the band, wherein the D degree is greater than 0 degrees and 180 degrees to the second track the at least one first Hall sensor by one pole of the magnetization band of the first track for the time interval t2 of the output signal of the at least one second Hall sensor by one unit pole of the magnetization band of is less than the value divided by the ratio (t1/t2) of the time interval (t1) of the output signal of
상기 D도는, 90도를 상기 비율(t1/t2)로 나눈 값인 것이 바람직하다.The D degree is preferably a value obtained by dividing 90 degrees by the ratio (t1/t2).
아울러, 상기 위치 신호는, 다수의 그룹을 포함하되, 각 그룹은, M개의 데이터로 구성되고, 상기 자석의 1 회전시 출력되는 다수의 그룹의 M개의 데이터는, 서로 상이한 것을 특징으로 한다.In addition, the position signal includes a plurality of groups, each group is composed of M data, and M data of a plurality of groups output during one rotation of the magnet is different from each other.
하나의 그룹의 M개의 데이터가 출력되는 시간은, 상기 적어도 하나의 제 1 홀 센서의 출력의 Y주기에 대응한다. 또한, 각 그룹의 M개의 데이터에 포함된 각각의 데이터는, 2개 또는 3개의 값에 의해 표현 가능한 것을 특징으로 한다.A time period during which M data of one group is output corresponds to a Y period of the output of the at least one first Hall sensor. In addition, each data included in the M pieces of data of each group is characterized in that it can be expressed by two or three values.
아울러, 다수의 그룹의 M개의 데이터 중 적어도 일부 그룹의 M개의 데이터는, 연속적으로 동일한 값을 포함할 수 있다.In addition, M pieces of data of at least some groups among the M pieces of data of a plurality of groups may continuously include the same value.
본 발명의 제 1 트랙 및 제 2 트랙의 자화띠를 구비한 자석을 이용한 각도 측정 시스템을 이용한 각도 측정 방법은, 상기 제 1 트랙의 자기장의 크기를 측정하는 적어도 하나의 제 1 홀 센서의 출력을 이용하여, 적어도 하나의 제 1 신호를 생성하는 제 1 신호 생성 단계; 상기 제 2 트랙의 자기장의 크기를 측정하는 적어도 하나의 제 2 홀 센서의 출력을 이용하여, 적어도 하나의 제 2 신호를 생성하는 제 2 신호 생성 단계; 및 상기 제 1 신호 생성 단계에서 생성된 상기 적어도 하나의 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 생성 단계에서 생성된 상기 적어도 하나의 제 2 신호를 이용하여, 상기 자석의 위치 신호를 생성하는 위치 신호 생성 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The angle measuring method using an angle measuring system using a magnet having a magnetization band of a first track and a second track of the present invention is the output of at least one first Hall sensor for measuring the magnitude of the magnetic field of the first track a first signal generating step of generating at least one first signal by using the method; a second signal generating step of generating at least one second signal by using an output of at least one second Hall sensor that measures the magnitude of the magnetic field of the second track; and a position signal generating step of generating a position signal of the magnet by using the at least one first signal generated in the first signal generating step and the at least one second signal generated in the second signal generating step It is characterized in that it contains;
구체적으로, 상기 위치 신호 생성 단계는, 상기 적어도 하나의 제 1 홀 센서의 출력의 Y주기 동안 M번 활성화되는 상기 적어도 하나의 제 1 신호의 활성화 지점에서 상기 적어도 하나의 제 2 신호에 대응하는 위치 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다. 상기 M은, 2 이상의 자연수이고, 상기 Y는, 1 이상의 자연수인 것이 바람직하다.Specifically, the generating of the position signal may include a position corresponding to the at least one second signal at an activation point of the at least one first signal that is activated M times during the Y period of the output of the at least one first Hall sensor. It is characterized in that it generates a signal. Preferably, M is a natural number of 2 or more, and Y is a natural number of 1 or more.
본 발명의 자기식 방식에 기반한 각도 측정 시스템, 그 측정 방법 및 그 측정을 위한 자석에 따르면, 2 트랙의 자화띠를 구비한 자석을 이용하여 유효한 절대 각도 정보를 빠른 시간 내에 측정할 수 있고, 잡음 등에 강인한 절대 각도 정보를 산출할 수 있다. According to the angle measurement system based on the magnetic method of the present invention, the measurement method and the magnet for the measurement, effective absolute angle information can be quickly measured using a magnet having a magnetization band of two tracks, and noise It is possible to calculate absolute angle information that is robust to the back.
도 1은 일반적인 각도 측정 장치의 설명도.
도 2는 일반적인 각도 측정 장치의 구성도.
도 3은 2 트랙의 자화띠(TR1, TR2)를 구비한 자기식 방식에 기반한한 각도 측정 시스템의 설명도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 2 트랙의 자화띠(TR1, TR2)를 자석의 구조도.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자기식 방식에 기반한 각도 측정 시스템의 구성도.
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 제 1 신호 생성부의 구성도.
도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 제 2 신호 생성부의 구성도.
도 8은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 위치 신호 생성부의 구성도.
도 9는 제 1 신호 생성부, 제 2 신호 생성부 및 위치 신호 생성부의 주요 노드의 파형도. 1 is an explanatory view of a general angle measuring device.
2 is a block diagram of a general angle measuring device.
Fig. 3 is an explanatory view of an angle measuring system based on a magnetic method having two-track magnetization bands TR1 and TR2;
4 is a structural diagram of a magnet using two-track magnetization bands TR1 and TR2 according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is a block diagram of an angle measurement system based on a magnetic method according to a preferred embodiment of the present invention.
6 is a block diagram of a first signal generator according to a preferred embodiment of the present invention;
7 is a block diagram of a second signal generator according to a preferred embodiment of the present invention;
8 is a block diagram of a position signal generator according to a preferred embodiment of the present invention.
Fig. 9 is a waveform diagram of main nodes of a first signal generating unit, a second signal generating unit, and a position signal generating unit;
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 자기식 방식에 기반한 각도 측정 시스템, 그 측정 방법 및 그 측정을 위한 자석에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 하기의 실시예는 본 발명을 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리 범위에 속하는 것으로 해석된다.Hereinafter, an angle measuring system based on a magnetic method according to an embodiment of the present invention, a measuring method thereof, and a magnet for the measurement will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Of course, the following examples of the present invention are not intended to limit or limit the scope of the present invention only to embody the present invention. What can be easily inferred by an expert in the technical field to which the present invention belongs from the detailed description and examples of the present invention is construed as belonging to the scope of the present invention.
자기식 방식에 기반한 각도 측정 시스템은, 모터의 회전자에 부착된 자석의 각도를 측정하기 위한 시스템이다. 이때, 각도를 측정하기 위해 사용되는 분해능을 높이기 위하여 2 트랙(TR1, TR2)의 자화띠를 구비한 자석을 사용할 수 있다. 자기식 엔코더에는 자석과 자석의 회전에 따른 각도를 측정하는 각도 측정 시스템이 포함될 수 있다.The angle measuring system based on the magnetic method is a system for measuring the angle of a magnet attached to a rotor of a motor. At this time, in order to increase the resolution used to measure the angle, a magnet having a magnetization band of two tracks TR1 and TR2 may be used. The magnetic encoder may include a magnet and an angle measuring system that measures an angle according to the rotation of the magnet.
도 3은 2 트랙(TR1, TR2)의 자화띠를 구비한 자기식 방식에 기반한 각도 측정 시스템의 설명도이다. 엔코더 칩(C)은, 환형의 2 트랙(TR1, TR2)의 자화띠를 구비한 자석과 갭을 두고 부착되는 것이 바람직하다. 아울러, 엔코더 칩(C)에는 각 자화띠의 자기장을 측정할 수 있는 홀 센서(H1, H2)가 포함되어 있다. 3 is an explanatory diagram of an angle measuring system based on a magnetic method having a magnetization band of two tracks TR1 and TR2. The encoder chip C is preferably attached to a magnet having a magnetization band of two annular tracks TR1 and TR2 with a gap therebetween. In addition, the encoder chip C includes Hall sensors H1 and H2 capable of measuring the magnetic field of each magnetization band.
모터가 회전하면 자기장이 변화되고, 2개의 홀 센서(H1, H2)에서 이 변화된 자기장을 측정하는 것에 의해, 자석의 회전에 따른 각도 정보, 즉 모터의 회전 각도를 측정할 수 있다.When the motor rotates, the magnetic field changes, and by measuring the changed magnetic field by the two Hall sensors H1 and H2, angle information according to the rotation of the magnet, that is, the rotation angle of the motor can be measured.
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 2 트랙(TR1, TR2)의 자화띠를 자석(MA)의 구조도를 나타낸다.4 is a structural diagram of a magnet MA with a magnetization band of two tracks TR1 and TR2 according to a preferred embodiment of the present invention.
다만 도 4에서는, 2 트랙(TR1, TR2)의 자화띠 중 일부 영역에 대해서만 도시하였다.However, in FIG. 4 , only some regions of the magnetization bands of the two tracks TR1 and TR2 are illustrated.
즉, 본 발명의 각도를 측정하는 자기식 엔코더에 사용되는 자석(MA)은, N극과 S극이 교대로 반복적으로 연결된 형상의 제 1 트랙(TR1)의 자화띠; 및 제 1 트랙(TR1)의 자화띠의 내측 또는 외측에 접하고, 다수의 단위 극이 연결되어 형성된 제 2 트랙(TR2)의 자화띠;를 포함하는 것이 바람직하다.That is, the magnet (MA) used in the magnetic encoder for measuring the angle of the present invention is a magnetization band of a first track (TR1) having a shape in which N poles and S poles are alternately and repeatedly connected; and a magnetization band of the second track TR2 that is in contact with the inside or outside of the magnetization band of the first track TR1 and is formed by connecting a plurality of unit poles.
참고로, 도 4에서는 제 2 트랙(TR2)의 자화띠가 제 1 트랙(TR1)의 자화띠의 내측에 위치하는 것으로 도시되었으나, 외측에 위치할 수도 있다.For reference, although it is illustrated in FIG. 4 that the magnetization band of the second track TR2 is positioned inside the magnetization band of the first track TR1, it may be positioned outside.
아울러, 다수의 단위 극 각각은, 동일한 크기이고, N극 및 S극을 포함하는 P개의 극성 중 하나의 극성을 갖는다. P는, 2 또는 3일 수 있다. 즉, P가 2인 경우에는 N극과 S만을 포함하고, P가 3인 경우에는 N극, S극 및 무극을 포함할 수 있다. 여기서, 무극이라는, 극성이 없는 무극성을 의미한다.In addition, each of the plurality of unit poles has the same size and has one polarity among P polarities including the N pole and the S pole. P may be 2 or 3. That is, when P is 2, only the N pole and S are included, and when P is 3, the N pole, the S pole, and the non-pole may be included. Here, non-polar means non-polarity without polarity.
도 4에서는 각 단위 극은 3개의 극성을 나타내는 것으로 도시되었다.In FIG. 4, each unit pole is illustrated as having three polarities.
아울러, 제 2 트랙(TR2)의 자화띠는, 동일한 극성의 단위 극이 연속적으로 배치된 영역을 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the magnetization band of the second track TR2 preferably includes a region in which unit poles of the same polarity are continuously arranged.
예를 들면 도 4에서는, S극이 3번 연속적으로 배치되는 영역 등이 나타나는 것을 알 수 있다.For example, in FIG. 4 , it can be seen that a region or the like in which the S pole is continuously arranged three times appears.
아울러, 제 1 트랙(TR1)의 자화띠의 극의 모든 변경 지점;과 제 2 트랙(TR2)의 자화띠의 하나의 단위 극과 다른 하나의 단위 극이 접하는 모든 지점;은, 서로 일치하지 않는 것을 특징으로 한다. In addition, all the change points of the poles of the magnetization band of the first track TR1; and all the points where one unit pole and the other unit pole of the magnetization band of the second track TR2 contact each other; characterized in that
구체적으로, 제 2 트랙(TR2)의 자화띠의 하나의 단위 극과 다른 하나의 단위 극이 접하는 모든 지점은 각각, 제 1 트랙(TR1)의 자화띠의 극의 하나의 변경 지점으로부터, 제 2 트랙(TR2)의 자화띠의 전체 둘레의 각도인 360도 중에서 K도 만큼 시프트된다. 여기서 K도는, 0도 초과이고, 제 2 트랙(TR2)의 자화띠의 각 단위 극이 제 2 트랙(TR2)의 자화띠의 전체 둘레 중에서 차지하는 각도 미만이다. Specifically, all points at which one unit pole of the magnetization band of the second track TR2 and the other unit pole are in contact are, respectively, from one change point of the pole of the magnetization band of the first track TR1 to the second It is shifted by K degrees out of 360 degrees, which is the angle around the entire circumference of the magnetization band of the track TR2. Here, K degree is greater than 0 degree and is less than the angle each unit pole of the magnetization band of the second track TR2 occupies in the entire circumference of the magnetization band of the second track TR2.
제 1 트랙(TR1)의 자화띠의 극의 하나의 변경 지점으로부터 제 2 트랙(TR2)의 자화띠의 하나의 단위 극과 다른 하나의 단위 극이 접하는 모든 지점이 앞쪽 또는 뒤쪽으로 K도 시프트될 수 있다. From one change point of the pole of the magnetization band of the first track TR1 to the point where one unit pole of the magnetization band of the second track TR2 and the other unit pole touch each other, the can
바람직하게는, K도는, 제 2 트랙(TR2)의 자화띠의 각 단위 극이, 제 2 트랙(TR2)의 자화띠의 전체 둘레 중에서 차지하는 각도의 2분의 1인 것을 특징으로 한다. 즉, 제 2 트랙(TR2)의 자화띠의 각 단위 극은, 제 1 트랙(TR1)의 자화띠의 극의 하나의 변경 지점으로부터 각 단위 극의 크기의 1/2만큼 시프트된 것을 도 4으로부터 알 수 있다.Preferably, the K degree is characterized in that each unit pole of the magnetization band of the second track TR2 is 1/2 of the angle occupied by the entire circumference of the magnetization band of the second track TR2. That is, it can be seen from FIG. 4 that each unit pole of the magnetization band of the second track TR2 is shifted by 1/2 the size of each unit pole from one change point of the pole of the magnetization band of the first track TR1. Able to know.
아울러, 제 1 트랙(TR1)의 자화띠의 각각의 극이 제 1 트랙(TR1)의 자화띠의 전체 둘레의 각도인 360도 중에서 차지하는 각도는, 제 2 트랙(TR2)의 자화띠의 각 단위 극이 제 2 트랙(TR2)의 자화띠의 전체 둘레 중에서 차지하는 각도의 배수인 것을 특징으로 한다.In addition, the angle occupied by each pole of the magnetization band of the first track TR1 among 360 degrees which is an angle of the entire circumference of the magnetization band of the first track TR1 is each unit of the magnetization band of the second track TR2. It is characterized in that the pole is a multiple of the angle occupied by the entire circumference of the magnetization band of the second track TR2.
다만, 제 1 트랙(TR1)의 자화띠의 각각의 극이 제 1 트랙(TR1)의 자화띠의 전체 둘레의 각도인 360도 중에서 차지하는 각도는, 제 2 트랙(TR2)의 자화띠의 각 단위 극이 제 2 트랙(TR2)의 자화띠의 전체 둘레 중에서 차지하는 각도의 2배 이상의 배수인 것이 바람직하다.However, the angle occupied by each pole of the magnetization band of the first track TR1 among 360 degrees which is an angle of the entire circumference of the magnetization band of the first track TR1 is each unit of the magnetization band of the second track TR2. It is preferable that the pole is a multiple of two or more times the angle occupied by the pole in the entire circumference of the magnetization band of the second track TR2.
도 4에서는, 제 1 트랙(TR1)의 자화띠의 각각의 극이 제 1 트랙(TR1)의 자화띠의 전체 둘레의 각도인 360도 중에서 차지하는 각도는, 제 2 트랙(TR2)의 자화띠의 각 단위 극이 제 2 트랙(TR2)의 자화띠의 전체 둘레 중에서 차지하는 각도의 2배인 것을 알 수 있다, 즉, 하나의 제 1 트랙(TR1)의 극의 크기가, 2개의 제 2 트랙(TR2)의 단위 극의 크기와 동일한 것을 알 수 있다. In FIG. 4 , the angle occupied by each pole of the magnetization band of the first track TR1 among 360 degrees, which is the angle around the entire circumference of the magnetization band of the first track TR1 , is that of the magnetization band of the second track TR2 . It can be seen that each unit pole is twice the angle occupied by the entire circumference of the magnetization band of the second track TR2, that is, the size of the pole of one first track TR1 is equal to that of the two second tracks TR2. ) is the same as the size of the unit pole.
제 2 트랙(TR2)의 자화띠에 포함된 M개의 단위 극을 포함하는 각각의 그룹이 제 2 트랙(TR2)의 자화띠의 전체 둘레 중에서 차지하는 각도는, 제 1 트랙(TR1)의 자화띠에 포함된 적어도 Y쌍의 N극과 S극이 제 1 트랙(TR1)의 자화띠의 전체 둘레의 각도인 360도 중에서 차지하는 각도와 동일하되, 제 2 트랙(TR2)의 자화띠의 각각의 그룹에 포함된 M개의 단위 극의 극성의 배치는, 각 그룹별로 상이한 것을 특징으로 한다. M은 2 이상의 자연수이고, Y는 1 이상의 자연수일 수 있다. 다만, M은 Y의 배수이되, 2배 이상의 배수인 것이 바람직하다. The angle occupied by each group including the M unit poles included in the magnetization band of the second track TR2 among the entire circumference of the magnetization band of the second track TR2 is, At least the Y pair of N poles and S poles is the same as the angle occupied by 360 degrees, which is an angle of the entire circumference of the magnetization band of the first track TR1, but included in each group of the magnetization bands of the second track TR2. The arrangement of the polarities of the M unit poles is characterized by being different for each group. M may be a natural number of 2 or more, and Y may be a natural number of 1 or more. However, M is a multiple of Y, but preferably a multiple of 2 or more.
예를 들면 도 4에서는 한쌍의 N극과 S극에 대해, 4개의 단위 극이 배치된 것을 알 수 있다.For example, in FIG. 4 , it can be seen that four unit poles are arranged for a pair of N poles and S poles.
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자기식 방식에 기반한 각도 측정 시스템(2000)의 구성도이다. 5 is a block diagram of an
도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 자기식 방식에 기반한 각도 측정 시스템(2000)은, 적어도 하나의 제 1 홀 센서(H1), 적어도 하나의 제 2 홀 센서(H2) 및 각도 측정 장치(200)를 포함하여 구성된다. As can be seen from FIG. 5 , the
본 발명의 각도 측정 장치(200)의 각 구성 요소는, 회로 및 프로세서 중 어느 하나, 또는 회로 및 프로세서의 조합에 의해 구현될 수 있다. 아울러, 적어도 하나의 제 1 홀 센서(H1), 적어도 하나의 제 2 홀 센서(H2) 및 각도 측정 장치(200)는, 하나의 반도체 칩의 형태도 제작될 수도 있다. Each component of the
적어도 하나의 제 1 홀 센서(H1)는 자석(MA)의 2 트랙(TR1, TR2)의 자화띠 중 제 1 트랙(TR1)의 자기장의 크기를 측정하는 역할을 한다. 아울러, 적어도 하나의 제 2 홀 센서(H2)는 2개의 자화띠 중 제 2 트랙(TR2)의 자기장의 크기를 측정하는 역할을 한다. The at least one first Hall sensor H1 serves to measure the magnitude of the magnetic field of the first track TR1 among the magnetization bands of the two tracks TR1 and TR2 of the magnet MA. In addition, the at least one second Hall sensor H2 serves to measure the magnitude of the magnetic field of the second track TR2 among the two magnetization bands.
참고로, 제 1 홀 센서(H1)는 2개가 배치되어, 제 1 트랙(TR1)의 자기장을 각각 측정하는 것이 바람직하다. 즉, 하나의 제 1 홀 센서(H1)와 다른 하나의 제 1 홀 센서(H1)는, 그 출력이 90도 만큼 서로 위상 시프트되어, 사인값과 코사인값으로 제 1 트랙(TR1)의 자기장의 크기를 각각 측정할 수 있다.For reference, it is preferable that two first Hall sensors H1 are arranged to respectively measure the magnetic field of the first track TR1. That is, one first Hall sensor H1 and the other first Hall sensor H1 have their outputs phase shifted from each other by 90 degrees, so that the magnetic field of the first track TR1 has a sine value and a cosine value. Each size can be measured.
아울러, 제 1 홀 센서(H1)의 출력 및 제 2 홀 센서(H2)의 출력은 차동 신호의 형태로 출력될 수 있다.In addition, the output of the first Hall sensor H1 and the output of the second Hall sensor H2 may be output in the form of a differential signal.
본 발명의 각도 측정 장치(200)는, 제 1 신호 생성부(210), 제 2 신호 생성부(220) 및 위치 신호 생성부(230)를 포함하여 구성된다.The
제 1 신호 생성부(210)는, 제 1 트랙(TR1)의 자기장의 크기를 측정하는 적어도 하나의 제 1 홀 센서(H1)의 출력을 이용하여, 적어도 하나의 제 1 신호(S11, S12)를 생성하는 역할을 한다. 제 2 신호 생성부(220)는, 제 2 트랙(TR2)의 자기장의 크기를 측정하는 적어도 하나의 제 2 홀 센서(H2)의 출력을 이용하여, 적어도 하나의 제 2 신호(S21, S22, S23)를 생성하는 역할을 한다. The
아울러, 위치 신호 생성부(230)는 적어도 하나의 제 1 신호(S11, S12) 및 적어도 하나의 제 2 신호(S21, S22, S23)를 이용하여, 자석(MA)의 회전에 따른 위치 정보에 대응하는 자석(MA)의 위치 신호(SA)를 생성하는 역할을 한다. 구체적으로, 위치 신호 생성부(230)는 적어도 하나의 제 1 신호(S11, S12)를 클럭 또는 데이터 인에이블 신호로 사용하고, 적어도 하나의 제 2 신호(S21, S22, S23)를 입력 데이터로 하여, 적어도 하나의 제 2 신호(S21, S22, S23)를 래치하는 것에 의해 위치 신호(SA)를 생성할 수 있다. 이 위치 신호(SA)는 자석(MA)의 회전에 따른 고유한 위치 정보에 대한 신호로서, 이 위치 신호(SA)를 이용하여 절대 각도를 산출할 수 있다. 즉, 자석(MA)의 회전에 따른 위치 정보란, 고정된 기준 위치에 대응하는 자석(MA)의 트랙(TR1, TR2)의 회전에 따른 변경된 지점의 위치를 말한다. In addition, the position
적어도 하나의 제 2 신호(S21, S22, S23)는, 제 2 트랙(TR2)의 단위 극의 값을 검출하는 역할을 한다.The at least one second signal S21 , S22 , and S23 serves to detect the value of the unit pole of the second track TR2 .
도 6 내지 도 8은 각각 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 제 1 신호 생성부(210), 제 2 신호 생성부(220) 및 위치 신호 생성부(230)의 구성도를 나타낸다. 아울러, 도 9는 제 1 신호 생성부(210), 제 2 신호 생성부(220) 및 위치 신호 생성부(230)의 주요 노드의 파형도를 나타낸다.6 to 8 are diagrams showing the configuration of the first
도 6 내지 도 9에 의해 본 발명의 제 1 신호 생성부(210), 제 2 신호 생성부(220) 및 위치 신호 생성부(230)에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.The first
본 발명의 제 1 신호 생성부(210)는, 제 1 신호 전처리기(211) 및 제 1 신호 생성기(212)를 포함하여 구성될 수 있다. The
제 1 신호 전처리기(211)는, PGA(Programmable Gain Amplifier, G)에서 적어도 하나의 제 1 홀 센서(H1)의 출력을 증폭하고, 아날로그 오프셋 조정 회로(A)에서 오프셋을 조정하고, 필터(F)를 이용하여 잡음을 제거한다.The
제 1 신호 생성기(212)는, 제 1 신호 전처리기(211)로부터 증폭되고 잡음이 제거된 적어도 하나의 제 1 홀 센서(H1)의 출력을 입력 받아, 펄스파의 적어도 하나의 제 1 신호(S11, S12)를 생성한다.The
예를 들면 제 1 신호 생성기(212)는, 비교기(CM)를 이용하여 사인파인 적어도 하나의 제 1 홀 센서(H1)의 출력을 구형파로 생성 후, 에지 검출기(E)에서 구형파의 에지(Edge)를 검출하는 것에 의해 펄스파의 적어도 하나의 제 1 신호(S11, S12)를 출력할 수 있다. 이때 비교기(CM)의 기준 전압에 따라, 구형파의 듀티는 달라질 수 있다. For example, the
다만, 펄스파의 적어도 하나의 제 1 신호(S11, S12)를 출력하는 방법은, 비교기(CM) 및 에지 검출기(E) 이외에 다양한 방법이 있을 수 있다. However, there may be various methods other than the comparator CM and the edge detector E for outputting the at least one first signal S11 and S12 of the pulse wave.
아울러, 적어도 하나의 제 1 신호(S11, S12)는, 2개의 제 1 홀 센서(H1)의 출력으로부터 2개로 생성되어, 위치 신호 생성부(230)로 입력될 수 있다. 예를 들면, 적어도 하나의 제 1 신호(S11, S12)는, 2개의 제 1 홀 센서(H1)의 출력의 각각의 제로 크로싱 지점에서 활성화된 펄스 형태로 나타날 수 있다. In addition, two at least one first signal S11 and S12 may be generated from the outputs of the two first Hall sensors H1 and may be input to the
본 발명의 제 2 신호 생성부(220)는, 제 2 신호 전처리기(221) 및 제 2 신호 생성기(222)를 포함하여 구성될 수 있다. The
제 2 신호 전처리기(221)는, PGA(G)에서 제 1 홀 센서(H1)의 출력을 증폭하고, 아날로그 오프셋 조정 회로(A)에서 오프셋을 조정하고, 필터(F)를 이용하여 잡음을 제거한다. The
제 2 신호 생성기(222)는, 제 2 신호 전처리기(221)로부터 증폭되고 잡음이 제거된 제 2 홀 센서(H2)의 출력을 입력 받아, 구형파의 적어도 하나의 제 2 신호(S21, S22, S23)를 생성한다. The
예를 들면 제 2 신호 생성기(222)는, 2개의 비교기(CM)를 이용하여 사인파인 제 1 홀 센서(H1)의 출력을 2개의 구형파로 생성 후, 레벨 검출기(L)에서 3개의 구형파의 제 2 신호(S21, S22, S23)를 출력할 수 있다. For example, the
구체적으로 2개의 비교기(CM)는 참조 전압(VREF)을 기준으로 +오프셋(+Voff), -오프셋(-Voff)을 더한 기준 전압과 제 2 홀 센서(H2)의 출력을 비교하여 출력하고, 레벨 검출기(L)에서 3개의 신호(S21, S22, S23)를 얻을 수 있다. 참고로, 3개의 신호(S21, S22, S23)는, 참조 전압+오프셋(VREF+Voff) 이상, 참조 전압-오프셋(VREF-Voff) 이하, 그 사이의 값으로 정의될 수 있다. 참조 전압+오프셋 이상인 값에 의해 제 2 트랙(TR2)의 N극이 검출되고, 참조 전압-오프셋 이하인 값에 의해 제 2 트랙(TR2)의 S극이 검출되고, 그 사이의 값에 의해 제 2 트랙(TR2)의 무극이 검출된다.Specifically, the two comparators CM compare and output the output of the second Hall sensor H2 with the reference voltage obtained by adding +offset (+Voff) and -offset (-Voff) to the reference voltage VREF, and output, Three signals S21, S22 and S23 can be obtained from the level detector L. For reference, the three signals S21 , S22 , and S23 may be defined as values greater than or equal to the reference voltage+offset VREF+Voff and less than or equal to the reference voltage-offset VREF-Voff, and a value therebetween. The N pole of the second track TR2 is detected by a value equal to or greater than the reference voltage + offset, and the S pole of the second track TR2 is detected by a value equal to or less than the reference voltage-offset, and the second track TR2 is detected by a value therebetween. The non-polarity of the track TR2 is detected.
다만, 펄스파의 제 2 신호(S21, S22, S23)를 출력하는 방법은, 비교기(CM) 및 레벨 검출기(L) 이외에 다양한 방법이 있을 수 있다. 예를 들면, 비교기 대신 아날로그-디지털 변환기를 이용하여 출력 후, 비교기에 의해 3개의 구형파의 추출이 가능하다.However, as a method of outputting the second signals S21 , S22 , and S23 of the pulse wave, there may be various methods other than the comparator CM and the level detector L . For example, after output using an analog-to-digital converter instead of a comparator, it is possible to extract three square waves by the comparator.
아울러, 제 2 신호(S21, S22, S23)는, 제 2 홀 센서(H2)의 출력으로부터 3개로 생성되어, 위치 신호 생성부(230)로 입력될 수 있다.In addition, three second signals S21 , S22 , and S23 may be generated from the output of the second Hall sensor H2 and input to the
위치 신호 생성부(230)는, 2개의 데이터 래치(231a, 231b)를 이용하여, 각각 하나의 제 1 신호(S11, S12)를 인에이블 신호로서 사용하고, 3개의 제 2 신호(S21, S22, S23)를 데이터로 이용하여 각각 2개의 래치 데이터(S31, S32)를 출력하는 것이 바람직하다. 이를 데이터 합성기(232)에서 합쳐서 4개의 데이터(SA)로 출력할 수 있다. The position
각각의 데이터 래치(231a, 231b)는, 3개의 제 2 신호(S21, S22, S23)의 값에 따라 N극, S극 및 무극을 나타내는 M/2개의 데이터(S31, S32)를 출력하는 것이 바람직하다. 도 9에서는 3개의 신호값(S21, S22, S23)이 각각 1, 0, 0인 경우에는 N극을 나타내는 11을, 0, 1, 0인 경우에는 무극을 나타내는 10을, 0, 0, 1인 경우에는 S극을 나타내는 01을 각각의 데이터 래치(231a, 231b)가 출력하도록 설정되었다.Each of the data latches 231a and 231b outputs M/2 pieces of data S31 and S32 representing N-pole, S-pole and non-pole according to the values of the three second signals S21, S22, and S23. desirable. In FIG. 9, when the three signal values S21, S22, and S23 are 1, 0, and 0, respectively, 11 indicating the N pole, 0, 1, and 0, 10 indicating the non-polarity, 0, 0, 1 In the case of , the data latches 231a and 231b are set to
데이터 합성기(232)는, 2개의 데이터 래치(231a, 231b)의 값(S31, S32)을 각각 읽어들여 합쳐서 출력(SA)하게 된다. The
제 2 트랙(TR2)에 포함된 단위 극이 N극, S극 및 무극인 경우, 4개의 데이터는 3진법으로 구성되어, 3의 4승인 81개 그룹의 데이터 조합이 가능하며, 이는 81쌍의 N극과 S극을 포함하는 제 1 트랙(TR1)에 대해 절대 각도, 즉 자석(MA)의 회전에 따른 위치 정보를 인식할 수 있다. 즉, 4개의 직렬 데이터를 읽어, 절대 각도를 알 수 있다.When the unit poles included in the second track TR2 are N poles, S poles, and non-poles, 4 data is composed of a ternary system, so that 3 to 4 powers of 81 groups of data can be combined, which is 81 pairs of data. An absolute angle with respect to the first track TR1 including the N pole and the S pole, that is, position information according to the rotation of the magnet MA may be recognized. That is, the absolute angle can be known by reading the four serial data.
만약 32쌍의 N극과 S극을 포함하는 제 1 트랙(TR1)을 구성할 경우, 81개 그룹의 데이터 중 32개 그룹을 선택적으로 사용할 수 있다. If the first track TR1 including 32 pairs of N poles and S poles is configured, 32 groups among 81 groups of data can be selectively used.
81개 그룹의 데이터 중 32개 그룹을 선택적으로 사용할 경우, 하나의 그룹의 M개의 데이터는 360/32=22.5도의 절대 각도를 나타낼 수 있고, 하나의 그룹에 포함된 하나의 데이터는 22.5/4=5.62도의 절대 각도를 나타낼 수 있다. 즉, 1개 그룹의 데이터 중 32개 그룹을 선택적으로 사용할 경우, 분해능은 5.62도라고 할 수 있다. When 32 groups out of 81 groups of data are selectively used, M data of one group can represent an absolute angle of 360/32=22.5 degrees, and one data included in one group is 22.5/4= It can represent an absolute angle of 5.62 degrees. That is, when 32 groups of data of one group are selectively used, the resolution can be said to be 5.62 degrees.
도 6 내지 도 8에 도시된 제 1 신호 생성부(210), 제 2 신호 생성부(220) 및 위치 신호 생성부(230)의 구성도는 하나의 실시예로서, 제 1 신호 생성부(210), 제 2 신호 생성부(220) 및 위치 신호 생성부(230)는 다음의 특성을 만족하도록 다양하게 구성될 수 있다.The configuration diagrams of the first
위치 신호 생성부(230)는, 적어도 하나의 제 1 홀 센서(H1)의 출력의 Y주기 동안 M번 활성화되는 적어도 하나의 제 1 신호(S11, S12)의 활성화 지점에서 적어도 하나의 제 2 신호(S21, S22, S23)에 대응하는 위치 신호(SA)를 생성하는 것이 바람직하다. M은, 2 이상의 자연수인 것을 특징으로 한다. Y는 1 이상의 자연수이다. 다만, M은 Y의 배수이되, 2배 이상의 배수인 것이 바람직하다.The
참고로, 도 6 내지 도 8에서는, Y는 1이고, M은 4가 된다.For reference, in FIGS. 6 to 8 , Y is 1 and M is 4.
제 2 트랙(TR2)의 자화띠의 하나의 단위 극과 다른 하나의 단위 극이 접하는 지점에 대응하는, 적어도 하나의 제 2 홀 센서(H2)의 출력의 시점(時點)은, 제 1 트랙(TR1)의 자화띠의 극의 변경 지점에 대응하는, 적어도 하나의 제 1 홀 센서(H1)의 출력의 시점으로부터 D도 만큼 위상이 시프트된 것을 특징으로 한다. 적어도 하나의 제 1 신호(S11, S12)를 클럭 또는 데이터 인에이블 신호로 사용하고, 적어도 하나의 제 2 신호(S21, S22, S23)를 입력 데이터로 하여 위치 신호 생성부(230)가 위치 신호(SA)를 생성하므로, 적어도 하나의 제 1 신호(S11, S12)의 활성화 시점이 적어도 하나의 제 2 신호(S21, S22, S23)의 활성화 변경 시점 보다 늦어야 하므로, 위상이 앞설 필요한 것이다. 이를 위해, 적어도 하나의 제 2 홀 센서(H2)의 출력의 시점은, 제 1 트랙(TR1)의 자화띠의 극의 변경 지점에 대응하는, 적어도 하나의 제 1 홀 센서(H1)의 출력의 시점으로부터 D도 만큼 위상이 앞 또는 뒤쪽으로 시프트되는 것, 즉 위상이 앞서거나 지연되는 것이 바람직하다. The timing of the output of the at least one second Hall sensor H2, which corresponds to a point where one unit pole and the other unit pole of the magnetization band of the second track TR2 contact each other, is It is characterized in that the phase is shifted by D degrees from the time point of the output of the at least one first Hall sensor H1 corresponding to the change point of the pole of the magnetization band of TR1). At least one first signal (S11, S12) is used as a clock or data enable signal, and at least one second signal (S21, S22, S23) is used as input data, so that the
D도는, 0도 초과이고, 180도를 제 2 트랙(TR2)의 자화띠의 하나의 단위 극에 의한 적어도 하나의 제 2 홀 센서(H2)의 출력 신호의 시간 구간(t2)에 대한 제 1 트랙(TR1)의 자화띠의 하나의 극에 의한 적어도 하나의 제 1 홀 센서(H1)의 출력 신호의 시간 구간(t1)의 비율(t1/t2)로 나눈 값(180/(t1/t2)) 미만인 것이 바람직하다.D degree is greater than 0 degrees, and 180 degrees is the first for the time interval t2 of the output signal of the at least one second Hall sensor H2 by one unit pole of the magnetization band of the second track TR2. A value (180/(t1/t2) divided by the ratio (t1/t2) of the time interval t1 of the output signal of the at least one first Hall sensor H1 by one pole of the magnetization band of the track TR1 ) is preferably less than.
구체적으로, D도는, 90도를 비율(t1/t2)로 나눈 값인 것을 특징으로 한다.Specifically, the D degree is characterized as a value obtained by dividing 90 degrees by the ratio (t1/t2).
도 8과 같이, 시간 구간(t1)이 시간 구간(t2)의 2배인 경우, D도는 45도가 된다. 즉, D도가 45도인 경우, 가장 잡음 등에 강인한 절대 각도 정보를 얻을 수 있다. 즉, 모터의 회전에 의한 요(Yaw)와 흔들림 등에 대해 가장 강인한 위치가, D도가 45도인 경우라고 할 수 있다. As shown in FIG. 8 , when the time interval t1 is twice the time interval t2, the D degree becomes 45 degrees. That is, when the D degree is 45 degrees, absolute angle information that is most robust against noise and the like can be obtained. That is, it can be said that the strongest position against yaw and shaking caused by the rotation of the motor is the case where the D degree is 45 degrees.
위치 신호(SA)는, 다수의 그룹을 포함하되, 각 그룹은, M개의 데이터로 구성된다. 아울러, 자석(MA)의 1 회전시 출력되는 다수의 그룹의 M개의 데이터는, 서로 상이한 것을 특징으로 한다. 예를 들면 M이 4이고, 32쌍의 N극과 S극을 포함하는 제 1 트랙(TR1)을 구성할 경우, 32개 그룹의 4개의 데이터는 서로 상이한 값을 갖는다.The position signal SA includes a plurality of groups, and each group consists of M pieces of data. In addition, M data of a plurality of groups output during one rotation of the magnet MA are different from each other. For example, when M is 4 and the first track TR1 including 32 pairs of N poles and S poles is constituted, 4 data of 32 groups have different values.
즉, M개의 데이터를 M, M-1,…, 1이라는 M개의 자릿수로 표현할 때, 다수의 그룹의 M개의 데이터는 서로 적어도 하나의 자릿수는 상이한 값을 나타낸다.That is, M pieces of data are converted to M, M-1, ... , 1, M data of a plurality of groups represent values different from each other by at least one digit.
아울러, 하나의 그룹의 M개의 데이터가 출력되는 시간은, 적어도 하나의 제 1 홀 센서(H1)의 출력의 Y주기에 대응하는 것을 특징으로 한다. 예를 들면 하나의 그룹의 4개의 데이터가 출력되는 시간을, 적어도 하나의 제 1 홀 센서(H1)의 출력의 1주기에 대응하도록 설정할 수 있다.In addition, a time period during which M data of one group is output corresponds to a Y period of the output of the at least one first Hall sensor H1. For example, a time period during which four pieces of data in one group are output may be set to correspond to one period of output of the at least one first Hall sensor H1 .
각 그룹의 M개의 데이터에 포함된 각각의 데이터는, 2개 또는 3개의 값에 의해 표현 가능한 것을 특징으로 한다. 즉, 제 2 트랙(TR2)에 포함된 단위 극이 N극, S극 및 무극인 경우에는, M개의 데이터는 3개의 값에 의해 표현 가능하다. 3개의 값은 예를 들면 0, 1, 2일 수 있다. Each data included in the M pieces of data of each group is characterized in that it can be expressed by two or three values. That is, when the unit poles included in the second track TR2 are N poles, S poles, and non-poles, M pieces of data can be expressed by three values. The three values may be, for example, 0, 1, 2.
아울러, 제 2 트랙(TR2)에 포함된 단위 극이 N극 및 S극인 경우에는, M개의 데이터는 2개의 값에 의해 표현 가능하다. 1개의 값은 예를 들면 0과 1일 수 있다.In addition, when the unit poles included in the second track TR2 are the N pole and the S pole, M pieces of data can be expressed by two values. One value may be 0 and 1, for example.
다수의 그룹의 M개의 데이터 중 적어도 일부 그룹의 M개의 데이터는, 연속적으로 동일한 값을 포함하는 것을 특징으로 한다. 예를 들면 제 2 트랙(TR2)에 포함된 단위 극이 N극 및 S극인 경우, 하나의 그룹의 M개의 데이터는 0001과 같이 '0'이 연속적으로 3번 포함될 수 있다. It is characterized in that at least some groups of M pieces of data among the M pieces of data of a plurality of groups continuously include the same value. For example, when the unit poles included in the second track TR2 are the N pole and the S pole, '0' may be consecutively included three times, such as 0001, in M pieces of data in one group.
아울러, 다수의 그룹의 M개의 데이터 각각은 서로 상이하므로, 위치 신호 생성부(230)로부터 출력된 특정 그룹의 M개의 데이터를 기준으로 하여, 출력 횟수를 카운팅하는 것에 의해, 회전 수의 측정도 가능하다. 또한, 다수의 그룹의 M개의 데이터 각각은 서로 상이하므로, 다수의 그룹의 M개의 데이터의 출력 순서를 이용하면, 자석의 회전 방향도 알 수 있다.In addition, since each of the M pieces of data of a plurality of groups is different from each other, it is also possible to measure the number of rotations by counting the number of outputs based on the M pieces of data of a specific group output from the position
하기에 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자기식 방식에 기반한 각도 측정 방법에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, a method for measuring an angle based on a magnetic method according to a preferred embodiment of the present invention will be described.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자기식 방식에 기반한 각도 측정 방법은, 상술한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자기식 방식에 기반한 각도 측정 시스템(2000)을 이용하므로 별도의 설명이 없더라도 자기식 방식에 기반한 각도 측정 시스템(2000)의 모든 특징을 포함하고 있음은 물론이다.The angle measurement method based on the magnetic method according to the preferred embodiment of the present invention uses the
아울러, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자기식 방식에 기반한 각도 측정 방법의 각 단계는, 회로, 프로세서 또는 회로와 프로세서의 조합에 의해 실시될 수 있다.In addition, each step of the method for measuring an angle based on a magnetic method according to a preferred embodiment of the present invention may be implemented by a circuit, a processor, or a combination of a circuit and a processor.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 자기식 방식에 기반한 각도 측정 방법은, 제 1 트랙(TR1)의 자기장의 크기를 측정하는 적어도 하나의 제 1 홀 센서(H1)의 출력을 이용하여, 적어도 하나의 제 1 신호(S11, S12)를 생성하는 제 1 신호 생성 단계; 제 2 트랙(TR2)의 자기장의 크기를 측정하는 적어도 하나의 제 2 홀 센서(H2)의 출력을 이용하여, 적어도 하나의 제 2 신호(S21, S22, S23)를 생성하는 제 2 신호 생성 단계; 및 제 1 신호 생성 단계에서 생성된 적어도 하나의 제 1 신호(S11, S12) 및 제 2 신호 생성 단계에서 생성된 적어도 하나의 제 2 신호(S21, S22, S23)를 이용하여, 회전에 따른 위치 정보에 대응하는 자석(MA)의 위치 신호(SA)를 생성하는 위치 신호 생성 단계;를 포함한다. An angle measuring method based on a magnetic method according to a preferred embodiment of the present invention, by using the output of at least one first Hall sensor (H1) for measuring the magnitude of the magnetic field of the first track (TR1), at least one A first signal generating step of generating a first signal (S11, S12) of; A second signal generating step of generating at least one second signal S21 , S22 , S23 using an output of at least one second Hall sensor H2 that measures the magnitude of the magnetic field of the second track TR2 ; and at least one first signal (S11, S12) generated in the first signal generating step and at least one second signal (S21, S22, S23) generated in the second signal generating step, the position according to the rotation and a position signal generating step of generating a position signal SA of the magnet MA corresponding to the information.
구체적으로, 위치 신호 생성 단계는, 적어도 하나의 제 1 홀 센서(H1)의 출력의 Y주기 동안 M번 활성화되는 적어도 하나의 제 1 신호(S11, S12)의 활성화 지점에서 적어도 하나의 제 2 신호(S21, S22, S23)에 대응하는 위치 신호(SA)를 생성하는 것을 특징으로 한다. Specifically, the generating of the position signal includes at least one second signal at the activation point of the at least one first signal S11 and S12 activated M times during the Y period of the output of the at least one first Hall sensor H1. It is characterized in that the position signal SA corresponding to (S21, S22, S23) is generated.
M은 2 이상의 자연수이고, Y는 1 이상의 자연수이다.M is a natural number greater than or equal to 2, and Y is a natural number greater than or equal to 1.
아울러, 제 2 트랙(TR2)의 자화띠의 하나의 단위 극과 다른 하나의 단위 극이 접하는 지점에 대응하는, 적어도 하나의 제 2 홀 센서(H2)의 출력의 시점은, 제 1 트랙(TR1)의 자화띠의 극의 변경 지점에 대응하는, 적어도 하나의 제 1 홀 센서(H1)의 출력의 시점으로부터 D도 만큼 위상이 시프트된 것을 특징으로 한다.In addition, the timing of the output of the at least one second Hall sensor H2 corresponding to a point where one unit pole of the magnetization band of the second track TR2 and the other unit pole are in contact with the first track TR1 ) is characterized in that the phase is shifted by D degrees from the time point of the output of the at least one first Hall sensor (H1) corresponding to the change point of the pole of the magnetization band.
D도는, 0도 초과이고, 180도를 제 2 트랙(TR2)의 자화띠의 하나의 단위 극에 의한 적어도 하나의 제 2 홀 센서(H2)의 출력 신호의 시간 구간(t2)에 대한 제 1 트랙(TR1)의 자화띠의 하나의 극에 의한 적어도 하나의 제 1 홀 센서(H1)의 출력 신호의 시간 구간(t1)의 비율(t1/t2)로 나눈 값 미만이다. D degree is greater than 0 degrees, and 180 degrees is the first for the time interval t2 of the output signal of the at least one second Hall sensor H2 by one unit pole of the magnetization band of the second track TR2. It is less than a value divided by the ratio t1/t2 of the time interval t1 of the output signal of the at least one first Hall sensor H1 by one pole of the magnetization band of the track TR1.
바람직하게는, D도는, 90도를 비율(t1/t2)로 나눈 값인 것을 특징으로 한다.Preferably, the D degree is characterized as a value obtained by dividing 90 degrees by a ratio (t1/t2).
위치 신호(SA)는, 다수의 그룹을 포함하되, 각 그룹은, M개의 데이터로 구성된다. 아울러, 자석(MA)의 1 회전시 출력되는 다수의 그룹의 M개의 데이터는, 서로 상이한 것을 특징으로 한다. The position signal SA includes a plurality of groups, and each group consists of M pieces of data. In addition, M data of a plurality of groups output during one rotation of the magnet MA are different from each other.
하나의 그룹의 M개의 데이터가 출력되는 시간은, 적어도 하나의 제 1 홀 센서(H1)의 출력의 Y주기에 대응한다. 아울러, 각 그룹의 M개의 데이터에 포함된 각각의 데이터는, 2개 또는 3개의 값에 의해 표현 가능하다. 또한, 다수의 그룹의 M개의 데이터 중 적어도 일부 그룹의 M개의 데이터는, 연속적으로 동일한 값을 포함하는 것을 특징으로 한다.A time period during which M data of one group is output corresponds to a Y period of the output of the at least one first Hall sensor H1. In addition, each data included in the M pieces of data in each group can be expressed by two or three values. In addition, the M pieces of data of at least some groups among the M pieces of data of a plurality of groups are characterized in that they continuously include the same value.
상술한 바와 같이 본 발명의 자기식 방식에 기반한 각도 측정 시스템(2000), 그 측정 방법 및 그 측정을 위한 자석(MA)에 따르면, 2 트랙의 자화띠를 구비한 자석(MA)을 이용하여 유효한 절대 각도 정보를 빠른 시간 내에 측정할 수 있고, 잡음 등에 강인한 절대 각도 정보를 산출할 수 있음을 알 수 있다. As described above, according to the
2000 : 각도 측정 시스템
H1 : 제 1 홀 센서
H2 : 제 2 홀 센서
200 : 각도 측정 장치
210 : 제 1 신호 생성부
220 : 제 2 신호 생성부
230 : 위치 신호 생성부
211 : 제 1 신호 전처리기
212 : 제 1 신호 생성기
221 : 제 2 신호 전처리기
222 : 제 2 신호 생성기
231a, 231b : 데이터 래치
232 : 데이터 합성기2000: angle measuring system
H1: first hall sensor H2: second hall sensor
200: angle measuring device
210: first signal generator 220: second signal generator
230: position signal generator
211: first signal preprocessor 212: first signal generator
221: second signal preprocessor 222: second signal generator
231a, 231b: data latch 232: data synthesizer
Claims (24)
N극과 S극이 교대로 반복적으로 연결된 형상의 제 1 트랙의 자화띠; 및
상기 제 1 트랙의 자화띠의 내측 또는 외측에 접하고, 다수의 단위 극이 연결되어 형성된 제 2 트랙의 자화띠;를 포함하되,
상기 다수의 단위 극 각각은, 동일한 크기이고, N극 및 S극을 포함하는 P개의 극성 중 하나의 극성을 가지고,
상기 P는,
2 또는 3인 것을 특징으로 하는 자석.In a magnet used in a magnetic encoder,
a magnetization strip of a first track in which N poles and S poles are alternately and repeatedly connected; and
A magnetization band of a second track that is in contact with the inside or outside of the magnetization band of the first track and is formed by connecting a plurality of unit poles;
Each of the plurality of unit poles has the same size and has one polarity among P polarities including an N pole and an S pole,
wherein P is,
A magnet, characterized in that it is 2 or 3.
상기 제 1 트랙의 자화띠의 극의 모든 변경 지점;과 상기 제 2 트랙의 자화띠의 하나의 단위 극과 다른 하나의 단위 극이 접하는 모든 지점;은,
서로 일치하지 않는 것을 특징으로 하는 자석.According to claim 1,
All change points of the poles of the magnetization band of the first track; and all points where one unit pole of the magnetization band of the second track and the other unit pole come into contact with each other;
Magnets characterized in that they do not coincide with each other.
상기 제 2 트랙의 자화띠는,
동일한 극성의 단위 극이 연속적으로 배치된 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 자석.According to claim 1,
The magnetization band of the second track,
A magnet comprising a region in which unit poles of the same polarity are continuously arranged.
상기 제 2 트랙의 자화띠의 하나의 단위 극과 다른 하나의 단위 극이 접하는 모든 지점은 각각,
상기 제 1 트랙의 자화띠의 극의 하나의 변경 지점으로부터, 상기 제 2 트랙의 자화띠의 전체 둘레의 각도인 360도 중에서 K도 만큼 시프트되되,
상기 K도는,
0도 초과이고, 상기 제 2 트랙의 자화띠의 각 단위 극이 상기 제 2 트랙의 자화띠의 전체 둘레 중에서 차지하는 각도 미만인 것을 특징으로 하는 자석.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
All points where one unit pole and the other unit pole of the magnetization band of the second track are in contact are, respectively,
from one change point of the pole of the magnetization band of the first track, shifted by K degrees out of 360 degrees, which is the angle around the entire circumference of the magnetization band of the second track,
The K degree,
A magnet, characterized in that it is greater than 0 degrees and is less than the angle occupied by each unit pole of the magnetization band of the second track among the entire circumference of the magnetization band of the second track.
상기 K도는,
상기 제 2 트랙의 자화띠의 각 단위 극이, 상기 제 2 트랙의 자화띠의 전체 둘레 중에서 차지하는 각도의 2분의 1인 것을 특징으로 하는 자석.5. The method of claim 4,
The K degree,
The magnet, characterized in that each unit pole of the magnetization band of the second track is 1/2 of the angle occupied by the entire circumference of the magnetization band of the second track.
상기 제 1 트랙의 자화띠의 각각의 극이 상기 제 1 트랙의 자화띠의 전체 둘레의 각도인 360도 중에서 차지하는 각도는,
상기 제 2 트랙의 자화띠의 각 단위 극이, 상기 제 2 트랙의 자화띠의 전체 둘레 중에서 차지하는 각도의 배수인 것을 특징으로 하는 자석.5. The method of claim 4,
The angle occupied by each pole of the magnetization band of the first track among 360 degrees which is the angle of the entire circumference of the magnetization band of the first track is,
Each unit pole of the magnetization band of the second track is a multiple of the angle occupied by the entire circumference of the magnetization band of the second track.
상기 제 2 트랙의 자화띠에 포함된 M개의 단위 극을 포함하는 각각의 그룹이 상기 제 2 트랙의 자화띠의 전체 둘레 중에서 차지하는 각도는, 상기 제 1 트랙의 자화띠에 포함된 적어도 Y쌍의 N극과 S극이 상기 제 1 트랙의 자화띠의 전체 둘레의 각도인 360도 중에서 차지하는 각도와 동일하되,
상기 제 2 트랙의 자화띠의 각각의 그룹에 포함된 M개의 단위 극의 극성의 배치는, 각 그룹별로 상이하고,
상기 M은, 2 이상의 자연수이고,
상기 Y는, 1 이상의 자연수인 것을 특징으로 하는 자석.5. The method of claim 4,
The angle occupied by each group including M unit poles included in the magnetization band of the second track among the entire circumference of the magnetization band of the second track is at least Y pairs of N poles included in the magnetization band of the first track. and the S pole is equal to the angle occupied by 360 degrees, which is the angle of the entire circumference of the magnetic strip of the first track,
The arrangement of the polarities of the M unit poles included in each group of the magnetization bands of the second track is different for each group,
M is a natural number of 2 or more,
Y is a magnet, characterized in that 1 or more natural number.
상기 P개의 극성은,
무극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자석.According to claim 1,
The P polarities are,
Magnet, characterized in that it further comprises a non-pole.
각도 측정 장치;를 포함하되,
상기 각도 측정 장치는,
상기 제 1 트랙의 자기장의 크기를 측정하는 적어도 하나의 제 1 홀 센서의 출력을 이용하여, 적어도 하나의 제 1 신호를 생성하는 제 1 신호 생성부;
상기 제 2 트랙의 자기장의 크기를 측정하는 적어도 하나의 제 2 홀 센서의 출력을 이용하여, 적어도 하나의 제 2 신호를 생성하는 제 2 신호 생성부; 및
상기 적어도 하나의 제 1 신호 및 상기 적어도 하나의 제 2 신호를 이용하여, 상기 자석의 위치 신호를 생성하는 위치 신호 생성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 각도 측정 시스템.An angle measuring system using a magnet having a magnetization band of a first track and a second track, the system comprising:
angle measuring device; including,
The angle measuring device,
a first signal generator configured to generate at least one first signal by using an output of at least one first Hall sensor that measures the magnitude of the magnetic field of the first track;
a second signal generator configured to generate at least one second signal by using an output of at least one second Hall sensor that measures the magnitude of the magnetic field of the second track; and
and a position signal generator configured to generate a position signal of the magnet by using the at least one first signal and the at least one second signal.
상기 위치 신호 생성부는,
상기 적어도 하나의 제 1 홀 센서의 출력의 Y주기 동안 M번 활성화되는 상기 적어도 하나의 제 1 신호의 활성화 지점에서 상기 적어도 하나의 제 2 신호에 대응하는 위치 신호를 생성하는 것을 특징으로 하되,
상기 M은, 2 이상의 자연수이고,
상기 Y는, 1 이상의 자연수인 것을 특징으로 하는 각도 측정 시스템.10. The method of claim 9,
The position signal generator,
A position signal corresponding to the at least one second signal is generated at an activation point of the at least one first signal that is activated M times during the Y period of the output of the at least one first Hall sensor,
M is a natural number of 2 or more,
The Y is an angle measurement system, characterized in that 1 or more natural number.
상기 제 2 트랙의 자화띠의 하나의 단위 극과 다른 하나의 단위 극이 접하는 지점에 대응하는, 상기 적어도 하나의 제 2 홀 센서의 출력의 시점(時點)은,
상기 제 1 트랙의 자화띠의 극의 변경 지점에 대응하는, 상기 적어도 하나의 제 1 홀 센서의 출력의 시점으로부터 D도 만큼 위상 시프트된 것을 특징으로 하되,
상기 D도는,
0도 초과이고, 180도를 상기 제 2 트랙의 자화띠의 하나의 단위 극에 의한 상기 적어도 하나의 제 2 홀 센서의 출력 신호의 시간 구간(t2)에 대한 상기 제 1 트랙의 자화띠의 하나의 극에 의한 상기 적어도 하나의 제 1 홀 센서의 출력 신호의 시간 구간(t1)의 비율(t1/t2)로 나눈 값 미만인 것을 특징으로 하는 각도 측정 시스템.11. The method of claim 10,
The timing of the output of the at least one second Hall sensor, which corresponds to a point where one unit pole and the other unit pole of the magnetization band of the second track come into contact with each other,
Characterized in that the phase shifted by D degrees from the time point of the output of the at least one first Hall sensor corresponding to the change point of the pole of the magnetization band of the first track,
The D is,
one of the magnetization bands of the first track for the time interval t2 of the output signal of the at least one second Hall sensor by one unit pole of the magnetization band of the second track by 180 degrees The angle measurement system, characterized in that less than the value divided by the ratio (t1/t2) of the time interval (t1) of the output signal of the at least one first Hall sensor by the pole of.
상기 D도는,
90도를 상기 비율(t1/t2)로 나눈 값인 것을 특징으로 하는 각도 측정 시스템.12. The method of claim 11,
The D is,
An angle measurement system, characterized in that it is a value obtained by dividing 90 degrees by the ratio (t1/t2).
상기 위치 신호는, 다수의 그룹을 포함하되,
각 그룹은, M개의 데이터로 구성되고,
상기 자석의 1 회전시 출력되는 다수의 그룹의 M개의 데이터는, 서로 상이한 것을 특징으로 하는 각도 측정 시스템.11. The method of claim 10,
The location signal includes a plurality of groups,
Each group consists of M data,
M data of a plurality of groups output during one rotation of the magnet are different from each other.
하나의 그룹의 M개의 데이터가 출력되는 시간은,
상기 적어도 하나의 제 1 홀 센서의 출력의 Y주기에 대응하는 것을 특징으로 하는 각도 측정 시스템.14. The method of claim 13,
The time at which M data of one group is output is,
The angle measurement system, characterized in that it corresponds to the Y period of the output of the at least one first Hall sensor.
각 그룹의 M개의 데이터에 포함된 각각의 데이터는,
2개 또는 3개의 값에 의해 표현 가능한 것을 특징으로 하는 각도 측정 시스템.14. The method of claim 13,
Each data included in the M data of each group is,
An angle measurement system, characterized in that it can be expressed by two or three values.
다수의 그룹의 M개의 데이터 중 적어도 일부 그룹의 M개의 데이터는,
연속적으로 동일한 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 각도 측정 시스템.14. The method of claim 13,
M data of at least some groups among M data of a plurality of groups,
An angle measuring system, characterized in that it contains the same value in succession.
상기 제 1 트랙의 자기장의 크기를 측정하는 적어도 하나의 제 1 홀 센서의 출력을 이용하여, 적어도 하나의 제 1 신호를 생성하는 제 1 신호 생성 단계;
상기 제 2 트랙의 자기장의 크기를 측정하는 적어도 하나의 제 2 홀 센서의 출력을 이용하여, 적어도 하나의 제 2 신호를 생성하는 제 2 신호 생성 단계; 및
상기 제 1 신호 생성 단계에서 생성된 상기 적어도 하나의 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 생성 단계에서 생성된 상기 적어도 하나의 제 2 신호를 이용하여, 상기 자석의 위치 신호를 생성하는 위치 신호 생성 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 각도 측정 방법.An angle measuring method using an angle measuring system using a magnet having a magnetization band of a first track and a second track,
a first signal generating step of generating at least one first signal using an output of at least one first Hall sensor that measures the magnitude of the magnetic field of the first track;
a second signal generating step of generating at least one second signal by using an output of at least one second Hall sensor that measures the magnitude of the magnetic field of the second track; and
a position signal generating step of generating a position signal of the magnet by using the at least one first signal generated in the first signal generating step and the at least one second signal generated in the second signal generating step; An angle measurement method comprising a.
상기 위치 신호 생성 단계는,
상기 적어도 하나의 제 1 홀 센서의 출력의 Y주기 동안 M번 활성화되는 상기 적어도 하나의 제 1 신호의 활성화 지점에서 상기 적어도 하나의 제 2 신호에 대응하는 위치 신호를 생성하는 것을 특징으로 하되,
상기 M은, 2 이상의 자연수이고,
상기 Y는, 1 이상의 자연수인 것을 특징으로 하는 각도 측정 방법.18. The method of claim 17,
The step of generating the position signal,
A position signal corresponding to the at least one second signal is generated at an activation point of the at least one first signal that is activated M times during the Y period of the output of the at least one first Hall sensor,
M is a natural number of 2 or more,
The Y is an angle measuring method, characterized in that 1 or more natural number.
상기 제 2 트랙의 자화띠의 하나의 단위 극과 다른 하나의 단위 극이 접하는 지점에 대응하는, 상기 적어도 하나의 제 2 홀 센서의 출력의 시점(時點)은,
상기 제 1 트랙의 자화띠의 극의 변경 지점에 대응하는, 상기 적어도 하나의 제 1 홀 센서의 출력의 시점으로부터 D도 만큼 위상 시프트된 것을 특징으로 하되,
상기 D도는,
0도 초과이고, 180도를 상기 제 2 트랙의 자화띠의 하나의 단위 극에 의한 상기 적어도 하나의 제 2 홀 센서의 출력 신호의 시간 구간(t2)에 대한 상기 제 1 트랙의 자화띠의 하나의 극에 의한 상기 적어도 하나의 제 1 홀 센서의 출력 신호의 시간 구간(t1)의 비율(t1/t2)로 나눈 값 미만인 것을 특징으로 하는 각도 측정 방법.19. The method of claim 18,
The timing of the output of the at least one second Hall sensor, which corresponds to a point where one unit pole and the other unit pole of the magnetization band of the second track come into contact with each other,
Characterized in that the phase shifted by D degrees from the time point of the output of the at least one first Hall sensor corresponding to the change point of the pole of the magnetization band of the first track,
The D is,
one of the magnetization bands of the first track for the time interval t2 of the output signal of the at least one second Hall sensor by one unit pole of the magnetization band of the second track by 180 degrees An angle measuring method, characterized in that it is less than a value divided by a ratio (t1/t2) of a time interval t1 of an output signal of the at least one first Hall sensor by a pole of .
상기 D도는,
90도를 상기 비율(t1/t2)로 나눈 값인 것을 특징으로 하는 각도 측정 방법.20. The method of claim 19,
The D is,
An angle measurement method, characterized in that it is a value obtained by dividing 90 degrees by the ratio (t1/t2).
상기 위치 신호는, 다수의 그룹을 포함하되,
각 그룹은, M개의 데이터로 구성되고,
상기 자석의 1 회전시 출력되는 다수의 그룹의 M개의 데이터는, 서로 상이한 것을 특징으로 하는 각도 측정 방법.19. The method of claim 18,
The location signal includes a plurality of groups,
Each group consists of M data,
M data of a plurality of groups output during one rotation of the magnet are different from each other.
하나의 그룹의 M개의 데이터가 출력되는 시간은,
상기 적어도 하나의 제 1 홀 센서의 출력의 Y주기에 대응하는 것을 특징으로 하는 각도 측정 방법.22. The method of claim 21,
The time at which M data of one group is output is,
The angle measuring method, characterized in that it corresponds to the Y period of the output of the at least one first Hall sensor.
각 그룹의 M개의 데이터에 포함된 각각의 데이터는,
2개 또는 3개의 값에 의해 표현 가능한 것을 특징으로 하는 각도 측정 방법.22. The method of claim 21,
Each data included in the M data of each group is,
An angle measurement method, characterized in that it can be expressed by two or three values.
다수의 그룹의 M개의 데이터 중 적어도 일부 그룹의 M개의 데이터는,
연속적으로 동일한 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 각도 측정 방법.22. The method of claim 21,
M data of at least some groups among M data of a plurality of groups,
An angle measurement method comprising successively the same value.
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