TW202305325A - 運動檢測器 - Google Patents

運動檢測器 Download PDF

Info

Publication number
TW202305325A
TW202305325A TW111121197A TW111121197A TW202305325A TW 202305325 A TW202305325 A TW 202305325A TW 111121197 A TW111121197 A TW 111121197A TW 111121197 A TW111121197 A TW 111121197A TW 202305325 A TW202305325 A TW 202305325A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
aforementioned
magnetic
rotating body
magnetic field
detector
Prior art date
Application number
TW111121197A
Other languages
English (en)
Inventor
寳田明彦
染谷雅行
小関栄男
Original Assignee
日商東方馬達股份有限公司
小関栄男
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商東方馬達股份有限公司, 小関栄男 filed Critical 日商東方馬達股份有限公司
Publication of TW202305325A publication Critical patent/TW202305325A/zh

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/16—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying resistance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/2006—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils
    • G01D5/2033—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the self-induction of one or more coils controlling the saturation of a magnetic circuit by means of a movable element, e.g. a magnet
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/4815—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals using a pulse wire sensor, e.g. Wiegand wire
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed
    • G01P3/48—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage
    • G01P3/481—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals
    • G01P3/487—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed by measuring frequency of generated current or voltage of pulse signals delivered by rotating magnets

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

本發明係提供藉由使用複數磁場產生源，有效率地將高週期的交變磁場施加於磁線，以圖謀小型化的檢測器。檢測器(100)係具備具有6個磁場產生源(112)的旋轉體(110)，與單一的發電感測器(120)。6個磁場產生源係位於離旋轉體的旋轉軸等距離的位置，並且沿著旋轉體的圓周方向等間隔配置；相鄰於旋轉體的圓周方向的2個磁場產生源之磁場的方向不同；發電感測器係具備出現大巴克豪森跳變的磁線(121)，與捲繞於磁線的線圈(122)；磁線係配置於與旋轉體的旋轉軸正交的直線上，磁線的中心位置(121a)位於旋轉體的旋轉軸上。

Description

運動檢測器
本發明關於使用發電感測器，檢測出運動體的運動的檢測器。
具有大巴克豪森效應(大巴克豪森跳變(Large Barkhausen Jump))的磁線係公知有韋根導線(Wiegand wire)或脈衝線的名稱。該磁線具備芯部與以包圍其芯部之方式設置的表皮部。芯部及表皮部的一方係為即使弱磁場也會發生磁化方向的反轉的軟磁(軟磁性)層，芯部及表皮部的另一方係為不賦予強磁場的話則磁化方向不會反轉的硬磁(硬磁性)層。 硬磁層與軟磁層沿磁化線的軸方向而向相同方向磁化時，其磁化方向相反方向的外部磁場強度會增加，達到軟磁層的磁化方向反轉的磁場強度的話，則導致軟磁層的磁化方向反轉。此時，出現大巴克豪森效應，在捲繞於該磁線的線圈誘發脈衝訊號。在本說明書中將軟磁層的磁化方向反轉時的磁場強度稱為「動作磁場」。又，彙總磁線與線圈稱為發電感測器。 前述的外部磁場強度進一步增加，達到硬磁層的磁化方向反轉的磁場強度的話，則導致硬磁層的磁化方向反轉。在本說明書中將硬磁層的磁化方向反轉時的磁場強度稱為「穩定化磁場」。 對於為了使大巴克豪森效應出現來說，以硬磁層與軟磁層的磁化方向一致作為前提，需要僅軟磁層的磁化方向反轉。在硬磁層與軟磁層的磁化方向不一致的狀態下，即使僅軟磁層的磁化方向反轉，也不會發生脈衝訊號，或者即使發生也非常小。
該磁線所致之輸出電壓係無關於磁場的變化速度而為一定，具有對於輸入磁場的遲滯特性，故具有無顫動等的特徵。因此，該磁線係與磁鐵及計數電路組合，也使用於位置檢測器等。又，沒有外部電力的供給，也可藉由磁線的輸出能量，包含周邊電路使該等動作。
在對發電感測器賦予交變磁場時，對於1週期產生1個正脈衝訊號及1個負脈衝訊號的合計2個脈衝訊號。將身為磁場的產生源的磁鐵作為運動體，通過根據運動體即磁鐵與發電感測器的位置關係而賦予發電感測器的磁場變化，可檢測出運動體的運動。 但是，僅使用單一的發電感測器的話，在運動體的運動方向變化時無法進行運動方向的識別。如專利文獻1的圖1所示般，使用複數發電感測器的話，可識別運動方向，但是，會導致檢測器的尺寸及成本增加。 專利文獻2記載使用單一的發電感測器，與不是發電感測器的其他感測器要素。同文獻進而記載使用單一磁鐵(2極)的狀況與使用複數磁鐵(多極)來提升解析率。 又，作為單一磁鐵所致之檢測(專利文獻2的圖2)的構造例，可舉出專利文獻3的圖1。讓2極磁鐵與發電感測器對向的構造可涵蓋發電感測器的全長度縮小直徑，適合小型化。作為用以提升解析率(專利文獻2的圖3)的構造例，可舉出專利文獻4的圖1。此種運動檢測器的主要用途有檢測1旋轉單位的旋轉數。使用發電感測器的運動檢測器本來應輸出的脈衝訊號根據狀況，有不被輸出的問題，如果是每1旋轉僅輸出2脈衝之單一的磁鐵(2極)的構造的話，通常精度不夠，無法正確進行旋轉數的檢測。 專利文獻5記載將電流流通於發電感測器內的線圈而產生磁場，通過監視輸出狀態，來判別發電感測器內之磁線的磁化方向。在同文獻中，記載藉由此種磁化方向的判別，即使使用單一的磁鐵的狀況中也可識別旋轉數。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第5511748號公報 [專利文獻2]日本專利第4712390號公報 [專利文獻3]美國專利第9,528,856號說明書 [專利文獻4]美國專利第8,283,914號說明書 [專利文獻5]日本專利第5730809號公報
[發明所欲解決之課題]
在運動的檢測時，使用複數發電感測器會導致檢測器本身的尺寸增大。另一方面，即使發電感測器為單一，判別發電感測器內的磁線的磁化方向也會有處理變得複雜的可能性。
因此，本發明的目的係提供藉由使用單一的發電感測器與複數磁場產生源，有效率地將高週期的交變磁場施加於磁線，以圖謀小型化的檢測器。 [用以解決課題之手段]
檢測器係具備具有6個磁場產生源的旋轉體，與單一的發電感測器。前述6個磁場產生源，係位於離前述旋轉體的旋轉軸等距離的位置，並且沿著前述旋轉體的圓周方向等間隔配置；相鄰於前述旋轉體的圓周方向的2個前述磁場產生源之磁場的方向不同。前述單一的發電感測器，係具備出現大巴克豪森跳變的磁線，與捲繞於前述磁線的線圈。前述磁線，係配置於與前述旋轉體的旋轉軸正交的直線上，前述磁線的中心位置位於前述旋轉體的旋轉軸上。 [發明的效果]
依據本發明，可提供藉由使用複數磁場產生源，有效率地將高週期的交變磁場施加於磁線，以圖謀小型化的檢測器。
以下，依據圖示的實施形態來說明本發明。但是，本發明並不是藉由以下說明的實施形態所限定者。
[第1實施形態] 如圖1及圖2所示，檢測器100具備旋轉體110與發電感測器120。 旋轉體110係具有軸轂111與6個磁場產生源112。 軸轂111係其形狀為圓板狀、圓柱狀或角柱狀等，為軟磁體製。 旋轉體110係將軸轂111的軸111a作為旋轉軸旋轉。 6個磁場產生源112係以位於離軸轂111的旋轉軸111a等距離的位置，並且沿著圓周方向成為等間隔之方式，配置於軸轂111的外周部。 6個磁場產生源112係向徑方向磁化，具有位於徑方向外側的外側磁極部與位於徑方向內側的內側磁極部。 相鄰於圓周方向的2個磁場產生源112的外側磁極部係不同極。
再者，將6個磁場產生源112置換成具有6個N極及S極的組合之單一的環形磁鐵亦可。
發電感測器120係配置於以和旋轉體110對向於旋轉軸之方式配置的基板130上。發電感測器120係具備磁線121與捲繞於磁線121的線圈122。磁線121的軸方向係與旋轉軸111a正交，其軸方向中心部121a位於旋轉軸111a上。
檢測器100進而具備配置於基板130上的磁性感測器140與訊號處理電路(未圖示)。磁性感測器係旋轉軸111a以與磁線121的軸方向第1端部121b成所定角度之方式配置。
圖3A及圖3B揭示旋轉體110旋轉，隔著旋轉軸111a對向的2個磁場產生源112中，一方位於磁線121之軸方向第1端部121b的下方，另一方位於軸方向第2端部121c的下方的樣子。
假設，軸轂111不是軟磁體製的狀況中，如圖3C所示，相鄰於圓周方向的2個磁場產生源112中，磁力線L2從一方的磁場產生源的內側磁極部，經由磁線121的軸方向中央部，通過到另一方的磁場產生源的內側磁極部。 於本實施形態中，軟磁體製的軸轂111係具有遮斷對於本檢測器來說多餘的磁力線L2的作用。 軸轂111係與磁場產生源112成為一體而旋轉，故2個磁場產生源間的吸引力不會影響旋轉體110的旋轉運動。
如圖3B所示，相鄰於徑方向的2個磁場產生源112中，發生從一方的磁場產生源的外側磁極部經由磁線121向另一方的磁場產生源的外側磁極部的磁通L1。 又，對於為了讓此種磁通L1產生，磁場產生源112之2個磁極的邊際部112a只要位於比磁線121的軸方向兩端面更靠徑方向內側。
從發電感測器120輸出脈衝電壓時，通過藉由磁性感測器140，判別位於其附近之磁鐵的極性，使用如專利文獻2所示的技術，可進行旋轉方向及位置的判別。在同文獻的分類中，相當於「第3群組：並未規定再磁化的觸發方向」。
因為設置6個磁場產生源，故發電感測器的1脈衝相當於60˚旋轉。根據旋轉方向的反轉，期待從發電感測器輸出的脈衝最多會少輸出2個。由於該±2脈衝的誤差相當於±120˚，即使有脈衝未被輸出的狀況，也不會影響旋轉數的判別。
如此，依據本實施形態，可進行旋轉數的判別，實現小型且低成本的運動檢測器。
[第2實施形態] 如圖4、5A及圖5B所示，檢測器200具備旋轉體210、發電感測器120、磁性感測器140。 旋轉體210係具有軸轂211與6個磁場產生源212。 軸轂211係其形狀為圓板狀、圓柱狀或角柱狀等，為軟磁體製。 旋轉體210係將軸轂211的軸211a作為旋轉軸旋轉。 在軸轂211的上面的外周緣部，以比上面中央部更低一段之方式形成段部211b。 6個磁場產生源212係以位於離軸轂211的旋轉軸211a等距離的位置，並且沿著圓周方向成為等間隔之方式，配置於段部211b。 6個磁場產生源212係向旋轉軸方向磁化，具有朝向旋轉軸方向一方向的第1磁極部、及朝向另一方向的第2磁極部。 相鄰於圓周方向的2個磁場產生源212的第1磁極部係不同極。
再者，將6個磁場產生源212置換成具有6個N極及S極的組合之單一的環形磁鐵或圓板狀磁鐵亦可。又，第2實施形態之軸轂211不是軟磁體製亦可，進而沒有磁性亦可。
軸轂211的上面中央部係位於比配置磁場產生源的段部211b更接近磁線的位置。因此，可藉由軸轂211的上面中央部遮斷相鄰於圓周方向的2個磁場產生源212中，從一方的磁場產生源經由磁線中央部向另一方的磁場產生源的磁通(對本檢測器來說多餘的磁通)。
6個磁場產生源藉由對於單一構件的多極磁化而形成時，其磁通並不會作用於太遠距離，故需要讓磁線與磁場產生源更接近配置。將磁線與磁場產生源的旋轉軸方向的間隔，設為磁線的長度的一半以下為佳。
依據本實施形態，與第1實施形態相同，可進行旋轉數的判別，實現小型且低成本的運動檢測器。
[第3實施形態] 如圖6所示，檢測器300具備旋轉體310、發電感測器120、磁性感測器140。 旋轉體310係具有軸轂311與6個磁場產生源312。 軸轂311係為六角柱狀，且為軟磁體製。 旋轉體310係將軸轂311的軸作為旋轉軸旋轉。 6個磁場產生源312係為棒狀的磁鐵，以位於離軸轂311的旋轉軸等距離的位置，並且沿著圓周方向成為等間隔之方式，分別安裝於軸轂311的6個外周面。6個磁場產生源312係向圓周方向磁化。又，於相鄰於圓周方向的2個磁場產生源中，一方的磁場產生源的磁極部，與相鄰於其磁極部之另一方的磁場產生源的磁極部為同極。
再者，與第2實施形態相同，於第3實施形態中，於軸轂311的上面的外周緣部以比上面中央部更低一段之方式形成段部，於其段部配置6個磁場產生源312亦可。
[判定旋轉數、旋轉方向的方法] 於圖2中，將旋轉體(或運動體)110的右旋轉設為正轉，將左旋轉設為反轉。於圖7A揭示旋轉時施加於發電感測器120的磁場Ha。又，以符號P表示正轉時產生於發電感測器120的正脈衝訊號，以符號Ps表示成為訊號P的輸出之前提的穩定化磁場，以符號N表示負脈衝訊號，以符號Ns表示成為訊號N的輸出之前提的穩定化磁場Ns。穩定化磁場設為±H2，動作磁場設為±H1。反轉時的輸出係以與正轉時相同符號表示，但是，正轉時以反白，反轉時以反黑表示。 從磁場產生源112施加於發電感測器120的磁場係成為1旋轉3週期的交變磁場。因此，發電感測器120係針對正轉1次旋轉，輸出3次正負(P，N)的訊號，針對反轉1次旋轉，也與正轉時相同，輸出3次正負(P，N)的訊號。
於圖7B，以一點鏈線表示施加於磁性感測器140的磁場Hb。磁性感測器140係如上所述，旋轉軸111a以與軸方向第1端部121b成所定角度之方式配置。因此，前述所定角度為30度的話，交變磁場Hb係相較於圖7A所示的交變磁場Ha，偏離30度相位。作為磁性感測器140，例如可使用霍爾元件(Hall element)、磁敏電阻感測器(SV-GMR、TMR)，可判別NS極(圖中的正及負)的磁性感測器。此時，從發電感測器120，輸出正轉的3個P訊號、反轉的3個N訊號的話，則從磁性感測器140輸出檢測出負磁場的訊號。將其以圖中的反白及反黑的三角形表示。又，從發電感測器120，輸出正轉的3個N訊號、反轉的3個P訊號的話，則從磁性感測器140輸出檢測出正磁場的訊號。將其以圖中的反白及反黑的四角形表示。 圖7C(A)揭示發電感測器120的輸出訊號與磁性感測器140的檢測訊號之組合。
圖7C(B)揭示旋轉座標。從輸出正脈衝訊號P後，運動體110如符號R所示般右旋轉，到檢測出下個訊號N’為止的旋轉角度為+60度。另一方面，輸出正脈衝訊號P後，馬上運動體110如符號L所示般左旋轉時，可期待下個訊號為訊號N。但是，由於未經穩定化磁場Ns，訊號N不會被輸出，或者即使輸出也非常小，難以進行評鑑。因此，到下個可評鑑之訊號P’的左旋轉訊號被輸出為止的旋轉角度係為大約-(60度+α)。如此即使於正轉、反轉雙方中發生不被施加穩定化磁場的旋轉運動，也不會發生因為相同訊號重複的範圍。又，可判定的位置的範圍成為未滿360度，可正確地檢測出運動體110的旋轉數。
針對判定運動體110的旋轉方向的方法，為了容易理解，作為一例，將連續的訊號作為2個進行說明。 判定藉由包含記憶體的訊號處理電路(未圖示)進行。該訊號處理電路具有識別功能、參照功能、運算功能。首先，訊號處理電路係藉由識別功能，將來自發電感測器120的訊號識別為P、P’、N、N’的4個中之任一。接著，訊號處理電路係利用參照功能，將在開始旋轉數及旋轉方向的計算的初始狀態下記憶之前1個(前狀態)的履歷訊號與伴隨之後的旋轉的訊號(新狀態)，依序寫入記憶體。訊號處理電路係以預先設定之4種類的編碼化的表格檢索儲存於記憶體之過去與現在的連續之2個訊號，回送一致的計數值。於圖7D揭示該表格的一例。訊號處理電路係每於輸入訊號時進行檢索，利用運算功能，依序加算減算其結果的計數值。加算減算的數值係表示在其時間點的旋轉數與旋轉方向。在訊號N與訊號P之間設定基準位置，通過使用圖7D所示之表格，可正確計算運動體110的旋轉方向及旋轉數。
[同步1旋轉內的位置與旋轉數的方法] 作為馬達的多旋轉用而使用檢測器時，馬達驅動系統的停電中係一邊參照圖7D一邊利用先前敘述的方法檢測出旋轉數。在馬達驅動系統的啟動時，訊號P、P’、N、及N’係1旋轉分別存在2處，故成為2區域的二者擇一，無法特定旋轉數。因此，需要判別自旋轉數計數器的基準位置起的變位角度。因此，通過外接1旋轉絕對型的位置感測器，可判別位於哪個區域，特定旋轉數。
針對至此說明的實施形態，揭示以下的附記。 [附記1] 一種檢測器，係檢測出旋轉體的運動，具備： 旋轉體，係具有6個磁場產生源；及 單一的發電感測器； 前述6個磁場產生源，係位於離前述旋轉體的旋轉軸等距離的位置，並且沿著前述旋轉體的圓周方向等間隔配置； 相鄰於前述旋轉體的圓周方向的2個前述磁場產生源之磁場的方向不同； 前述單一的發電感測器，係具備出現大巴克豪森跳變的磁線，與捲繞於前述磁線的線圈； 前述磁線，係配置於與前述旋轉體的旋轉軸正交的直線上，前述磁線的中心位置位於前述旋轉體的旋轉軸上。 [附記2] 如附記1所記載之檢測器，其中，前述6個磁場產生源為6個磁鐵與對6處施加磁化之單一的磁鐵的任一者。 [附記3] 如附記2所記載之檢測器，其中，前述6個磁鐵或前述單一的磁鐵的磁化方向與前述旋轉體的旋轉軸正交。 [附記4] 如附記2或3所記載之檢測器，其中，前述旋轉體為藉由軟磁體所形成的軸轂，前述6個磁鐵或前述單一的磁鐵設置於前述軸轂。 [附記5] 如附記4所記載之檢測器，其中，前述6個磁鐵或前述單一的磁鐵配置於前述旋轉體的外周部，前述6個磁鐵的徑方向中心位置或前述單一的磁鐵之6個磁化處的徑方向中心位置位於比前述磁線的兩端部更靠徑方向內側。 [附記6] 如附記2所記載之檢測器，其中，前述6個磁鐵或前述單一的磁鐵的磁化方向與前述旋轉體的旋轉軸平行。 [附記7] 如附記6所記載之檢測器，其中，從前述6個磁鐵或前述單一的磁鐵至前述磁線為止的距離為前述磁線的全長度的一半以下。 [附記8] 如附記6或7所記載之檢測器，其中，前述旋轉體為藉由軟磁體部所形成的軸轂，前述6個磁鐵或前述單一的磁鐵設置於前述軸轂。 [附記9] 如附記8所記載之檢測器，其中， 在和前述磁線對向之前述軸轂的表面的外周緣部，以比前述表面的中央部更低一段之方式形成段部； 於前述段部配置前述6個磁鐵或前述單一的磁鐵。 [附記10] 如附記2所記載之檢測器，其中，前述6個磁鐵或前述單一的磁鐵的磁化方向為以前述旋轉體的旋轉軸作為中心之圓的圓周方向或圓周接線方向。 [附記11] 如附記10所記載之檢測器，其中，前述旋轉體為藉由軟磁體所形成的軸轂，前述6個磁鐵或前述單一的磁鐵設置於前述軸轂。 [附記12] 如附記1至11中任一項所記載之檢測器，其中，更具備： 磁性感測器，係檢測前述發電感測器輸出訊號時之來自前述磁場產生源的磁場；及 電路，係依據因應前述旋轉體的旋轉而前述發電感測器及前述磁性感測器所輸出的訊號，求出前述旋轉體的旋轉數及旋轉方向。
以上，已針對本發明的實施形態進行說明，但是，本發明不限定於已述的實施形態，可依據本發明的技術思想，施加各種變更。
100:運動檢測器 110:運動體 111:軟磁體部 111a:旋轉軸 112:磁場產生源 112a:邊際部 120:發電感測器 121:磁線 121a:軸方向中心部 121b:軸方向第1端部 121c:軸方向第2端部 122:線圈 140:磁性感測器 200:運動檢測器 210:運動體 211:軟磁體部 211a:旋轉軸 211b:段部 212:磁場產生源 220:發電感測器 221:磁線 222:線圈 300:運動檢測器 310:運動體 311:軟磁體部 312:磁場產生源 L1:磁通 L2:磁力線
[圖1]揭示第1實施形態的檢測器的側視圖。 [圖2]揭示第1實施形態的檢測器的俯視圖。 [圖3A]揭示第1實施形態的檢測器的另俯視圖。 [圖3B]揭示第1實施形態的檢測器之磁性電路的說明圖。 [圖3C]比較例的檢測器的俯視圖。 [圖4]揭示第2實施形態的檢測器的俯視圖。 [圖5A]揭示第2實施形態的檢測器的另俯視圖。 [圖5B]揭示第2實施形態的檢測器之磁性電路的說明圖。 [圖6]揭示第3實施形態的檢測器的俯視圖。 [圖7A]揭示施加於發電感測器的磁場與輸出訊號的說明圖。 [圖7B]揭示施加於磁性感測器的磁場與輸出訊號的說明圖。 [圖7C](A)揭示發電感測器的檢測結果與磁性感測器的檢測結果之組合的說明圖。(B)揭示發電感測器與磁性感測器的同步和輸出訊號的旋轉座標的說明圖。 [圖7D]揭示輸出訊號的計數的說明圖。
100:運動檢測器
110:運動體
111:軟磁體部
112:磁場產生源
120:發電感測器
121:磁線
121a:軸方向中心部
121b:軸方向第1端部
121c:軸方向第2端部
122:線圈
140:磁性感測器

Claims (12)

  1. 一種檢測器，係檢測出旋轉體的運動，其特徵為具備： 旋轉體，係具有6個磁場產生源；及 單一的發電感測器； 前述6個磁場產生源，係位於離前述旋轉體的旋轉軸等距離的位置，並且沿著前述旋轉體的圓周方向等間隔配置； 相鄰於前述旋轉體的圓周方向的2個前述磁場產生源之磁場的方向不同； 前述單一的發電感測器，係具備出現大巴克豪森跳變的磁線，與捲繞於前述磁線的線圈； 前述磁線，係配置於與前述旋轉體的旋轉軸正交的直線上，前述磁線的中心位置位於前述旋轉體的旋轉軸上。
  2. 如請求項1所記載之檢測器，其中， 前述6個磁場產生源為6個磁鐵與對6處施加磁化之單一的磁鐵的任一者。
  3. 如請求項2所記載之檢測器，其中， 前述6個磁鐵或前述單一的磁鐵的磁化方向與前述旋轉體的旋轉軸正交。
  4. 如請求項2或3所記載之檢測器，其中， 前述旋轉體為藉由軟磁體所形成的軸轂，前述6個磁鐵或前述單一的磁鐵設置於前述軸轂。
  5. 如請求項4所記載之檢測器，其中， 前述6個磁鐵或前述單一的磁鐵配置於前述旋轉體的外周部，前述6個磁鐵的徑方向中心位置或前述單一的磁鐵之6個磁化處的徑方向中心位置位於比前述磁線的兩端部更靠徑方向內側。
  6. 如請求項2所記載之檢測器，其中， 前述6個磁鐵或前述單一的磁鐵的磁化方向與前述旋轉體的旋轉軸平行。
  7. 如請求項6所記載之檢測器，其中， 從前述6個磁鐵或前述單一的磁鐵至前述磁線為止的距離為前述磁線的全長度的一半以下。
  8. 如請求項6或7所記載之檢測器，其中， 前述旋轉體為藉由軟磁體部所形成的軸轂，前述6個磁鐵或前述單一的磁鐵設置於前述軸轂。
  9. 如請求項8所記載之檢測器，其中， 在和前述磁線對向之前述軸轂的表面的外周緣部，以比前述表面的中央部更低一段之方式形成段部； 於前述段部配置前述6個磁鐵或前述單一的磁鐵。
  10. 如請求項2所記載之檢測器，其中， 前述6個磁鐵或前述單一的磁鐵的磁化方向為以前述旋轉體的旋轉軸作為中心之圓的圓周方向或圓周接線方向。
  11. 如請求項10所記載之檢測器，其中， 前述旋轉體為藉由軟磁體所形成的軸轂，前述6個磁鐵或前述單一的磁鐵設置於前述軸轂。
  12. 如請求項1所記載之檢測器，其中，更具備： 磁性感測器，係檢測前述發電感測器輸出訊號時之來自前述磁場產生源的磁場；及 電路，係依據因應前述旋轉體的旋轉而前述發電感測器及前述磁性感測器所輸出的訊號，求出前述旋轉體的旋轉數及旋轉方向。
TW111121197A 2021-06-08 2022-06-08 運動檢測器 TW202305325A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021096215A JP2022187943A (ja) 2021-06-08 2021-06-08 運動検出器
JP2021-096215 2021-06-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202305325A true TW202305325A (zh) 2023-02-01

Family

ID=84426095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW111121197A TW202305325A (zh) 2021-06-08 2022-06-08 運動檢測器

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP4354090A1 (zh)
JP (1) JP2022187943A (zh)
KR (1) KR20240018467A (zh)
CN (1) CN117460928A (zh)
TW (1) TW202305325A (zh)
WO (1) WO2022260071A1 (zh)

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4712390Y1 (zh) 1968-07-18 1972-05-08
JPS5730809Y2 (zh) 1975-11-15 1982-07-07
JPS5511748Y2 (zh) 1977-10-21 1980-03-13
JPS5937695Y2 (ja) * 1978-11-17 1984-10-19 カルソニックカンセイ株式会社 パルス発生装置
JPS623941Y2 (zh) * 1979-01-18 1987-01-29
JPS55107739U (zh) * 1979-01-24 1980-07-28
JPS57191136U (zh) * 1981-05-29 1982-12-03
DE10259223B3 (de) * 2002-11-20 2004-02-12 Mehnert, Walter, Dr. Positionsdetektor
JP2007225536A (ja) * 2006-02-27 2007-09-06 Nikkoshi Co Ltd 回転運動検出装置
JP4858855B2 (ja) * 2006-11-21 2012-01-18 日立金属株式会社 回転角度検出装置および回転機
JP4507208B2 (ja) * 2007-02-28 2010-07-21 日立金属株式会社 磁石回転子及びこれを用いた回転角度検出装置
DE102007039050B8 (de) * 2007-08-17 2024-02-15 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Linearsegment- oder Umdrehungszähler mit einem ferromagnetischen Element
DE102009034744A1 (de) 2009-02-24 2010-09-30 Mehnert, Walter, Dr. Absoluter magnetischer Positionsgeber
DE102011002179B4 (de) 2011-04-19 2023-10-12 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Verfahren und Anordnung zur Synchronisation eines Segmentzählers mit einem Feinpositionssensor
JP5511748B2 (ja) 2011-08-23 2014-06-04 ヒロセ電機株式会社 運動検出装置
EP2844955B1 (de) 2012-04-30 2016-05-11 Fritz Kübler GmbH Zähl-und Sensortechnik Energieautarker multiturn-drehgeber und verfahren zur ermittlung einer eindeutigen position einer geberwelle mit dem multiturn-drehgeber
JP7452971B2 (ja) * 2019-10-08 2024-03-19 ヒロセ電機株式会社 回転検出装置
JP2022079329A (ja) * 2020-11-16 2022-05-26 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 エンコーダ

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022260071A1 (ja) 2022-12-15
CN117460928A (zh) 2024-01-26
KR20240018467A (ko) 2024-02-13
EP4354090A1 (en) 2024-04-17
JP2022187943A (ja) 2022-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10775200B2 (en) Rotary encoder and absolute angular position detection method thereof
US9664748B2 (en) Systems and methods for providing signal encoding representative of a signature region in a target
JP4712390B2 (ja) 位置検出器
JP5730809B2 (ja) セグメントカウンタと精密位置センサとを同期させるための方法および装置
US7598733B2 (en) Position detector
JP2012225917A5 (zh)
JP2007285741A (ja) 回転検出装置
JP5511748B2 (ja) 運動検出装置
JP2014112113A (ja) 運動検出装置
JP2008008699A (ja) 回転検出装置
TW202305325A (zh) 運動檢測器
JP2004198425A (ja) 回転可能なエレメントの回転角を検出するための装置
JP2018105757A (ja) 磁気エンコーダ装置
JP2021021705A (ja) 回転検出装置
JP2004361199A (ja) 角度センサ
US11512980B2 (en) Absolute position detection device and detection method of rotating body
JP2005300216A (ja) 回転角検出装置および回転角検出装置の製造方法
US11639860B2 (en) Absolute position detection device and detection method of rotating body using magnetic material
JP5454390B2 (ja) 回転角度検出装置
JP2023051163A (ja) 回転検出器
JP2022061879A (ja) 磁気センサ及び磁気センサ装置
JP2022187942A (ja) 運動検出器
TW202316085A (zh) 運動檢測器
JP2022187941A (ja) 位置検出器
JP6041959B1 (ja) 磁気検出装置