JP2803966B2 - Correction method for zero error of torque sensor - Google Patents
Correction method for zero error of torque sensorInfo
- Publication number
- JP2803966B2 JP2803966B2 JP5106314A JP10631493A JP2803966B2 JP 2803966 B2 JP2803966 B2 JP 2803966B2 JP 5106314 A JP5106314 A JP 5106314A JP 10631493 A JP10631493 A JP 10631493A JP 2803966 B2 JP2803966 B2 JP 2803966B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- torque
- value
- zero point
- torque sensor
- torque signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、磁歪式トルクセンサや
ひずみゲージ式トルクセンサなどのトルクセンサの零点
誤差の補正方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for correcting a zero point error of a torque sensor such as a magnetostrictive torque sensor or a strain gauge type torque sensor.
【0002】[0002]
【従来の技術】たとえば公知の磁歪式トルクセンサとし
て、トルク検出軸の外周に一対の磁気異方性部を形成
し、この軸にトルクが印加されたときの各磁気異方性部
の透磁率の変化を、これら磁気異方性部の近傍に配置さ
れた一対の検出コイルで検出し、両検出信号の差を求め
ることで、この軸に作用するトルクの大きさを電気信号
に変換するようにしたものがある。2. Description of the Related Art For example, as a known magnetostrictive torque sensor, a pair of magnetic anisotropic portions are formed on the outer periphery of a torque detecting shaft, and the magnetic permeability of each magnetic anisotropic portion when a torque is applied to the shaft. Is detected by a pair of detection coils arranged near these magnetic anisotropic parts, and the difference between the two detection signals is obtained, so that the magnitude of the torque acting on this shaft is converted into an electric signal. There is something that I did.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】この種の磁歪式トルク
センサでは、電源投入後の一定時間内において、軸に磁
気異方性部が形成されたセンサ部や、検出コイルを励磁
するための励磁回路や、この検出コイルからの信号を処
理する検出回路などにおける周囲温度の変化などによ
り、トルク検出出力に零点シフトが発生するおそれがあ
る。すなわちセンサ自体に何ら異常がなくても、ウォー
ムアップ・ドリフト分だけセンサの零点がシフトするお
それがあるという問題点を有する。また他の種類のトル
クセンサにおいても、同様に零点シフトが発生するおそ
れがある。In this type of magnetostrictive torque sensor, within a certain period of time after the power is turned on, an exciting portion for exciting a sensor portion having a magnetically anisotropic portion formed on a shaft or a detecting coil is provided. A zero point shift may occur in the torque detection output due to a change in ambient temperature in a circuit or a detection circuit that processes a signal from the detection coil. That is, even if the sensor itself has no abnormality, there is a problem that the zero point of the sensor may shift by warm-up drift. Also, in other types of torque sensors, a zero point shift may occur similarly.
【0004】そこで本発明はこのような問題点を解決
し、トルクセンサにおける電源投入直後の零点シフトの
補正を容易かつ確実に行えるようにすることを目的とす
る。Accordingly, an object of the present invention is to solve such a problem and to make it possible to easily and reliably correct a zero-point shift in a torque sensor immediately after power is turned on.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明は、トルクセンサの電源投入後における所定時間
の経過後に一定時間ごとにトルク信号を計測して、計測
された所定数のトルク信号値の最大値と最小値との差が
第一の設定値以下であるときに、それら所定数のトルク
信号値の平均値を求め、この平均値の絶対値が第二の設
定値以下のときに、その平均値を新しい零点として設定
するものである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve this object, the present invention measures a predetermined number of torque signals after a lapse of a predetermined time after the power supply of a torque sensor is turned on. When the difference between the maximum value and the minimum value is equal to or smaller than the first set value, an average value of the predetermined number of torque signal values is obtained, and when the absolute value of the average value is equal to or smaller than the second set value. Then, the average value is set as a new zero point.
【0006】[0006]
【作用】このようにすると、所定数のトルク信号値の最
大値と最小値との差が第一の設定値以下であるときにの
み、その平均値を新しい零点として設定することから、
電源投入後におけるトルクが負荷されているときの信号
波形を零点計算の基礎として用いることがなく、トルク
が負荷されずにトルク信号が安定しているときのデータ
のみによって、正確にその零点が計算され、零点シフト
の補正が行われる。所定数のトルク信号値を平均して零
点を求めるので、トルク信号に重畳するリップルの影響
を受けにくくなり、この点からも正確な零点が設定され
る。平均値の絶対値が第二の設定値以下のときにのみ新
しい零点設定を行うため、これが第二の設定値を越える
零点異常のときのデータによって零点設定が行われるこ
とがない。In this manner, only when the difference between the maximum value and the minimum value of the predetermined number of torque signal values is equal to or smaller than the first set value, the average value is set as a new zero point.
The signal waveform when the torque is applied after the power is turned on is not used as the basis for calculating the zero point, and the zero point can be accurately calculated using only the data when the torque signal is stable without the torque being applied. Then, the zero point shift is corrected. Since the zero point is obtained by averaging a predetermined number of torque signal values, the zero point is hardly affected by the ripple superimposed on the torque signal, and an accurate zero point is set from this point. Since a new zero point setting is performed only when the absolute value of the average value is equal to or less than the second set value, the zero point setting is not performed by the data when the zero point exceeds the second set value.
【0007】[0007]
【実施例】図4は、インパルスツール組み込み型のトル
クセンサのトルク信号値の波形を例示する。縦軸は信号
出力電圧、横軸は時間軸で100msec/div である。図5
は、図4における一つの波形を時間的に拡大して示す。
縦軸のスケールは図4と同一であるが、横軸は1msec/di
v に拡大されている。図5におけるA部はトルクが負荷
されていない部分を示し、このA部がトルク検出時の零
点となる。FIG. 4 exemplifies a waveform of a torque signal value of a torque sensor incorporating an impulse tool. The vertical axis is the signal output voltage, and the horizontal axis is 100 msec / div on the time axis. FIG.
4 shows one waveform in FIG. 4 enlarged in time.
The scale of the vertical axis is the same as that of FIG. 4, but the horizontal axis is 1 msec / di.
Expanded to v. Part A in FIG. 5 shows a part where no torque is applied, and this part A is a zero point when torque is detected.
【0008】図1は、トルクセンサのトルク検出軸にト
ルクが負荷されていない状態でセンサの電源が投入され
た直後からの零点シフトの一例を示す。図示のように、
正常な状態においてもウォームアップ・ドリフト分だけ
零点がシフトするおそれがある。FIG. 1 shows an example of a zero point shift immediately after the power of the sensor is turned on in a state where no torque is applied to the torque detecting shaft of the torque sensor. As shown,
Even in a normal state, the zero point may shift by the warm-up drift.
【0009】次に、このようにシフトした零点を補正す
る方法について説明する。まずトルクセンサの電源を投
入したなら、その後に所定の時間t0 が経過してから、
トルク計測を起動する。このとき一定時間T0ごとにn
回連続してトルク信号値Vtorque(t)をサンプリング
計測する。このときのトルク信号値をVtorque(t1)、
Vtorque(t2)、…、Vtorque( tn )とする。Next, a method of correcting the zero point shifted in this manner will be described. First, when the power supply of the torque sensor is turned on, after a predetermined time t 0 has elapsed,
Start torque measurement. At this time, n
The torque signal value Vtorque (t) is sampled and measured continuously. The torque signal value at this time is Vtorque (t 1 ),
Vtorque (t 2 ),..., Vtorque (t n ).
【0010】まず、サンプリング計測されたn個のトル
ク信号値の最大値と最小値との差が第一の設定値b以下
であるかどうかを調べる。すなわち、 〔max.{Vtorque(t1)、Vtorque(t2)、……、Vto
rque( tn )}−min.{Vtorque(t1)、Vtorque
(t2)、……、Vtorque( tn )}〕≦b であるかどうかを調べる。First, it is checked whether or not the difference between the maximum value and the minimum value of the sampled and measured n torque signal values is equal to or less than a first set value b. That is, [max. {Vtorque (t 1 ), Vtorque (t 2 ),..., Vto
rque (t n)} -. min {Vtorque (t 1), Vtorque
(T 2 ),..., Vtorque (t n )}] ≦ b is checked.
【0011】そして、この不等式が成立したときには、
トルク信号値Vtorque( ti )、Vtorque( ti+1 )、
…、Vtorque( tn-j+1 )〔 i≧1、 j≧1〕の平均値
Mを求める。さらに、この平均値Mの絶対値が第二の設
定値c以下であるかどうかを調べ、もし第二の設定値c
以下であればその平均値Mを新たな零点として設定す
る。この平均値は、トルク負荷の方向によってその正負
が変化する。When this inequality holds,
Torque signal values Vtorque (t i ), V torque (t i + 1 ),
.., An average value M of Vtorque (t n−j + 1 ) [i ≧ 1, j ≧ 1] is obtained. Further, it is determined whether or not the absolute value of the average value M is equal to or less than a second set value c.
If it is below, the average value M is set as a new zero point. The sign of this average value changes depending on the direction of the torque load.
【0012】このとき、 i=1かつ j=1と設定したと
きには、サンプリングされたすべてのトルク信号値が平
均値の算出に用いられる。ところが、 iを2以上に設定
したときには、サンプリング計測された多数のトルク信
号値のうち、最初の一部を除いて平均値が算出される。
また jを2以上に設定したときには、多数のトルク信号
値のうちの最後の一部を除いて平均値が算出される。結
局、 iと jとをともに2以上に設定することで、多数の
トルク信号値のうちの最初の一部と最後の一部とを除い
た残りの中間部分の複数のトルク信号値だけで新しい零
点が算出される。こうすることで、トルク計測の起動と
軸に作用するトルクとが同期していなくても、確実に絶
対値の小さいデータのみを用いて、新たな零点が正確に
求められる。At this time, when i = 1 and j = 1 are set, all the sampled torque signal values are used for calculating the average value. However, when i is set to 2 or more, an average value is calculated excluding the first part of a large number of sampled torque signal values.
When j is set to 2 or more, an average value is calculated except for the last part of a large number of torque signal values. After all, by setting both i and j to be 2 or more, a new torque signal value of only a plurality of torque signal values in the remaining intermediate portion excluding the first part and the last part of a large number of torque signal values is obtained. Zeros are calculated. In this way, even if the start of torque measurement and the torque acting on the shaft are not synchronized, a new zero can be accurately obtained using only data having a small absolute value.
【0013】平均値Mの絶対値が第二の設定値cを越え
る場合には、図1において破線で示すように零点シフト
に異常が生じていると判定できる。よって、このときに
は、新しい零点の設定は行わない。If the absolute value of the average value M exceeds the second set value c, it can be determined that the zero point shift is abnormal as shown by the broken line in FIG. Therefore, no new zero is set at this time.
【0014】トルク信号値の最大値と最小値との差が第
一の設定値bを越えるときには、トルクが負荷されてい
る可能性があるため、そのときにも新しい零点の設定は
行わず、それから一定の時間Tが経過した後に、再度、
同様にしてトルク計測を起動する。When the difference between the maximum value and the minimum value of the torque signal value exceeds the first set value b, there is a possibility that the torque is applied, so no new zero point is set at that time, too. After a certain time T has passed,
The torque measurement is started in the same manner.
【0015】それ以後は、図1に示すように零点シフト
が持続する可能性があるため、零点補正が完了するま
で、一定周期Tごとに上記動作を繰り返す。次に具体例
を説明する。ここで、所定の時間t0 =5sec 、サンプ
リングのための一定時間T0=0.5 msec、周期T=20ms
ec、サンプル数n=9、 i=3、 j=3とする。また、
トルク印加時のトルク信号値の電圧が数V のレベルであ
るときに、第一の設定値b=200mV 、第二の設定値c=
1000mVとする。Thereafter, as shown in FIG. 1, since the zero point shift may continue, the above operation is repeated at regular intervals T until the zero point correction is completed. Next, a specific example will be described. Here, a predetermined time t 0 = 5 sec, a fixed time T0 for sampling = 0.5 msec, and a period T = 20 ms.
Let ec be the number of samples n = 9, i = 3, j = 3. Also,
When the voltage of the torque signal value at the time of applying the torque is several V, the first set value b = 200 mV and the second set value c =
Set to 1000mV.
【0016】このとき、トルクセンサの電源投入後、所
定の時間t0 =5sec が経過した後にトルク計測を起動
し、起動後に、一定時間T0=0.5 msecごとに9回連続
してトルク信号値Vtorque(t)をサンプリング計測す
る。そしてその結果を、A/D変換するなどによってメ
モリなどに記憶する。このときのトルク信号値をVtorq
ue(t1)、Vtorque(t2)、…、Vtorque(t9)とす
る。At this time, after a predetermined time t 0 = 5 sec has elapsed after the power supply of the torque sensor is turned on, the torque measurement is started, and after the start, the torque signal value Vtorque is continuously set nine times every fixed time T0 = 0.5 msec. (T) is measured by sampling. Then, the result is stored in a memory or the like by A / D conversion or the like. The torque signal value at this time is Vtorq
ue (t 1 ), Vtorque (t 2 ),..., Vtorque (t 9 ).
【0017】これらトルク信号値Vtorque(t1)、Vto
rque(t2)、…、Vtorque(t9)の内の最大値と最小値
とを求め、これら最大値と最小値との差が第一の設定値
b=200mV 以下であるなら、トルク信号値Vtorque
(t3)、Vtorque(t4)、…、Vtorque(t7)の5つの
データの平均値Mを算出する。そして、この平均値Mの
絶対値が第二の設定値c=1000mV以下であるときには、
それを新しい零点として、その後のトルク信号値から印
加トルクの大きさを求める。These torque signal values Vtorque (t 1 ), Vto
rque (t 2), ..., determine the maximum and minimum values among Vtorque (t 9), if the difference between these maximum and minimum values is equal to or less than the first set value b = 200 mV, a torque signal Value Vtorque
The average value M of the five data of (t 3 ), Vtorque (t 4 ),..., Vtorque (t 7 ) is calculated. When the absolute value of the average value M is equal to or less than the second set value c = 1000 mV,
With this as a new zero point, the magnitude of the applied torque is determined from the subsequent torque signal value.
【0018】こうすることで、図1に示されるようなト
ルクセンサの電源投入直後の零点シフトにもとづく零点
誤差の発生が、確実に防止される。平均値Mの絶対値が
第二の設定値c=1000mVを越えるときには、零点異常と
判定して、零点補正は行わず、周期T=20msecの時間経
過を待つ。この場合は、トルクセンサが接続されるコン
トローラ側で、そのトルクセンサの零点異常を検出でき
ることになる。またトルク信号値Vtorque(t1)、Vto
rque(t2)、…、Vtorque(t9)の内の最大値と最小値
との差が第一の設定値b=200mV を越えるときには、ト
ルクが負荷されていると判断して、この場合も零点補正
は行わず、周期T=20msecの時間経過を待つ。By doing so, the occurrence of a zero point error due to the zero point shift immediately after the power supply of the torque sensor as shown in FIG. 1 is reliably prevented. When the absolute value of the average value M exceeds the second set value c = 1000 mV, it is determined that the zero point is abnormal, and the zero point correction is not performed, and the elapse of the period T = 20 msec is waited. In this case, the controller connected to the torque sensor can detect the zero point abnormality of the torque sensor. Also, the torque signal values Vtorque (t 1 ), Vto
When the difference between the maximum value and the minimum value among rque (t 2 ),..., Vtorque (t 9 ) exceeds the first set value b = 200 mV, it is determined that torque is applied, and in this case, Does not perform zero point correction and waits for the elapse of a period T = 20 msec.
【0019】以後、零点補正が完了して通常の計測ルー
チンに移行するまで、一定周期T=20msecごとに上記動
作を繰り返す。このように、トルクセンサの電源投入時
の零点誤差を検出することで、図1に示すようなそのと
きのトルクセンサの零点シフトの異常を正しく検出する
ことができ、かつ異常な零点シフトが発生していない場
合には、電源投入時の零点誤差を正確に補正することが
できる。図4および図5に示すようなトルク波形を呈す
るインパルスツールに組み込んだトルクセンサにおいて
も、このトルクセンサの電源を投入した直後にはツール
にトルクが負荷されていないのが通例であるので、同様
に電源投入時の零点シフトにもとづく零点誤差を補正で
きる。Thereafter, the above operation is repeated at regular intervals T = 20 msec until the zero point correction is completed and the routine shifts to a normal measurement routine. As described above, by detecting the zero point error when the power supply of the torque sensor is turned on, it is possible to correctly detect the abnormality of the zero point shift of the torque sensor at that time as shown in FIG. If not, the zero point error at the time of turning on the power can be accurately corrected. Also in the torque sensor incorporated in the impulse tool having a torque waveform as shown in FIG. 4 and FIG. 5, since it is usual that no torque is applied to the tool immediately after the power supply of the torque sensor is turned on. In addition, the zero point error based on the zero point shift when the power is turned on can be corrected.
【0020】サンプリング計測されたトルク信号値の最
大値と最小値との差が第一の設定値b以下であるときに
のみ、その平均値Mを新しい零点として設定するため、
仮に電源投入直後にトルクが負荷されて最大値と最小値
との差が大きくなった場合には零点補正が行われず、ト
ルクが負荷されなくなってトルク信号が安定したときの
データだけを用いて、正確にその零点を補正することが
できる。Only when the difference between the maximum value and the minimum value of the sampled torque signal values is equal to or smaller than the first set value b, the average value M is set as a new zero point.
If the difference between the maximum value and the minimum value is increased immediately after the power is turned on and the difference between the maximum value and the minimum value is increased, zero point correction is not performed, and only the data when the torque is not applied and the torque signal is stabilized is used, The zero can be accurately corrected.
【0021】図2は、磁歪式トルクセンサの回路構成の
一例を示す。ここで10はトルク検出軸で、その外周面に
は、軸心に対し傾斜した磁気異方性部12が一箇所だけ形
成されている。この磁気異方性部12の周囲には、コイル
14が配置されている。FIG. 2 shows an example of a circuit configuration of the magnetostrictive torque sensor. Here, reference numeral 10 denotes a torque detection shaft, and only one magnetic anisotropic portion 12 inclined with respect to the axis is formed on the outer peripheral surface thereof. Around this magnetic anisotropic part 12, a coil
14 are located.
【0022】コイル14は、抵抗16と、図中において実線
で示されて、温度変化にともなう零点変動を粗調整する
ための感温抵抗18とを介して、このコイル14に交流電流
を供給するための発振回路20に接続されている。感温抵
抗18は、図中において破線で示すように、抵抗16とコイ
ル14との間に設置することもでき、あるいは、さらに他
の場所に設置することもできる。抵抗16は、コイル14の
インピーダンスにほぼ等しい抵抗値を有する。発振回路
20と感温抵抗18との間には、整流回路とローパスフィル
タとを有した励磁電圧検出回路22が並列に接続されてい
る。The coil 14 supplies an alternating current to the coil 14 via a resistor 16 and a temperature-sensitive resistor 18 shown by a solid line in the figure and roughly adjusting a zero point fluctuation due to a temperature change. To the oscillation circuit 20 for The temperature-sensitive resistor 18 can be provided between the resistor 16 and the coil 14 as shown by a broken line in the drawing, or can be provided at another place. The resistor 16 has a resistance value substantially equal to the impedance of the coil 14. Oscillation circuit
An excitation voltage detection circuit 22 having a rectifier circuit and a low-pass filter is connected in parallel between the resistor 20 and the temperature-sensitive resistor 18.
【0023】コイル14からの出力ラインは、整流回路と
ローパスフィルタとを備えたトルク検出回路24を構成し
ている。このトルク検出回路24の出力側と、励磁電圧検
出回路22の出力側とは、ともに差動増幅器26の入力側に
接続されている。差動増幅器26の出力側は、零点変動の
微調整用の差動増幅器28に接続されている。前述のサン
プリングされた計測データの平均値Mから零点データが
求められ、その零点データが、定電圧発生回路30を並設
したD/A変換器32を介して差動増幅器28に入力される
ことで、この差動増幅器28は、そのときのトルク検出出
力を零にするように機能する。The output line from the coil 14 constitutes a torque detecting circuit 24 having a rectifier circuit and a low-pass filter. The output side of the torque detection circuit 24 and the output side of the excitation voltage detection circuit 22 are both connected to the input side of the differential amplifier 26. The output side of the differential amplifier 26 is connected to a differential amplifier 28 for fine adjustment of zero point fluctuation. Zero point data is obtained from the average value M of the above-mentioned sampled measurement data, and the zero point data is input to a differential amplifier 28 via a D / A converter 32 provided with a constant voltage generating circuit 30. The differential amplifier 28 functions to make the torque detection output at that time zero.
【0024】差動増幅器28の出力側は、増幅器34を介し
て、トルク検出軸10に印加されるトルクの方向を公知の
方法で検出する極性判定回路36と、ゲイン切換回路38と
に接続されている。ゲイン切換回路38は、極性判定回路
36の出力信号にもとづき、トルク検出軸10への印加トル
クの方向に対応してトルク検出信号のゲインを切換え可
能とされている。40はトルク信号ラインであり、前述の
トルク信号値が現れる。The output side of the differential amplifier 28 is connected via an amplifier 34 to a polarity determining circuit 36 for detecting the direction of the torque applied to the torque detecting shaft 10 by a known method, and a gain switching circuit 38. ing. The gain switching circuit 38 is a polarity determination circuit
Based on the output signal 36, the gain of the torque detection signal can be switched according to the direction of the torque applied to the torque detection shaft 10. Numeral 40 denotes a torque signal line, on which the aforementioned torque signal value appears.
【0025】D/A変換器32およびゲイン切換回路38に
は、演算制御回路42からの出力ラインが接続されてい
る。この演算制御回路42には、メモリ44が並設されると
ともに、データ入出力ライン46が接続されている。48は
温度センサで、その出力ラインは、A/D変換器50を介
して演算制御回路42に接続されている。52はフィードバ
ックラインで、トルク信号ライン40からA/D変換器54
を介して演算制御回路42に接続されている。The output line from the arithmetic and control circuit 42 is connected to the D / A converter 32 and the gain switching circuit 38. The arithmetic control circuit 42 has a memory 44 arranged in parallel and a data input / output line 46 connected thereto. Reference numeral 48 denotes a temperature sensor whose output line is connected to the arithmetic and control circuit 42 via an A / D converter 50. Reference numeral 52 denotes a feedback line, which is connected to the A / D converter 54 from the torque signal line 40.
Is connected to the arithmetic and control circuit 42 via the.
【0026】このような構成によれば、感温抵抗18の働
きによって、温度変動にともなう零点変動の粗調整が行
われる。トルク信号ライン40に現れるトルク信号値は、
フィードバックライン52を介して演算制御回路42に入力
され、演算処理される。そして電源投入直後の零点シフ
トを補正するために、上述の平均値Mにもとづく零点デ
ータが求められ、その零点データがD/A変換器32を介
して差動増幅器28に入力される。According to such a configuration, the function of the temperature-sensitive resistor 18 performs a coarse adjustment of the zero point fluctuation accompanying the temperature fluctuation. The torque signal value appearing on the torque signal line 40 is
The data is input to the arithmetic control circuit 42 via the feedback line 52, and is subjected to arithmetic processing. Then, in order to correct the zero point shift immediately after the power is turned on, zero point data based on the above average value M is obtained, and the zero point data is input to the differential amplifier 28 via the D / A converter 32.
【0027】ゲイン切り換え回路38においては、演算制
御回路42からの信号にもとづいて、感度補正と、温度変
化にともなう感度変動の補正とが行われる。図1に示す
ように、一定時間T0=0.5 msecごとにたかだか10回程
度のサンプリングを行うだけであるにもかかわらず、零
点変動の補正のためのトルク計測の起動は、一定周期T
=20msecごとという比較的長い周期ごとに行われる。そ
の理由は、演算処理回路42は、零点補正以外に、上述の
温度変化にともなう感度変動の補正などの多くの演算処
理を行わねばならず、その時間を確保するためである。In the gain switching circuit 38, sensitivity correction and sensitivity fluctuation correction due to temperature change are performed based on a signal from the arithmetic and control circuit 42. As shown in FIG. 1, despite the fact that only about 10 samplings are performed every fixed time T0 = 0.5 msec, the start of the torque measurement for correcting the zero point fluctuation is started at a fixed period T0.
= Every 20 ms. The reason for this is that the arithmetic processing circuit 42 must perform many arithmetic processes such as the above-described correction of the sensitivity fluctuation due to the temperature change, in addition to the zero point correction, and secures the time.
【0028】図3は、デジタル補正方式の磁歪式トルク
センサの一例を示す。ここでは、差動増幅器26からの出
力ラインが、A/D変換器56を介して演算制御回路42に
接続されている。また、トルク信号ライン40は、演算制
御回路42からD/A変換器58を介して導き出されてい
る。FIG. 3 shows an example of a magnetostrictive torque sensor of the digital correction type. Here, the output line from the differential amplifier 26 is connected to the arithmetic and control circuit 42 via the A / D converter 56. The torque signal line 40 is derived from the arithmetic and control circuit 42 via a D / A converter 58.
【0029】このデジタル補正方式のトルクセンサ1で
は、本発明にもとづく零点シフトの補正動作や、その他
のアナログ方式のものと同様の各種の補正を、演算制御
回路42においてデジタル演算により行う。In the torque sensor 1 of the digital correction system, the operation of correcting the zero point shift based on the present invention and various other corrections similar to those of the analog system are performed by the arithmetic control circuit 42 by digital calculation.
【0030】なお、このようにデジタル演算にて補正を
行うものでは、図4および図5に示すようなパルストル
ク信号を正確に計測するためには、このトルク信号をA
/D変換器56によって高速に変換しなければならない。
具体的には、たとえばサンプリング間隔0.02msec、サン
プル数 100〜200 程度が要求される。In such a case where the correction is performed by the digital operation, in order to accurately measure the pulse torque signal as shown in FIGS.
It must be converted at a high speed by the / D converter 56.
Specifically, for example, a sampling interval of 0.02 msec and a sample number of about 100 to 200 are required.
【0031】以上においては、本発明の方法を磁歪式ト
ルクセンサに適用した場合を具体例として説明したが、
ひずみゲージ式トルクセンサなどの他の方式のトルクセ
ンサにも、もちろん適用可能である。また本発明の技術
思想は、上述のトルクセンサ以外の、ロードセル、圧力
センサなどの各種センサにも適用できることは明らかで
ある。In the above, the case where the method of the present invention is applied to a magnetostrictive torque sensor has been described as a specific example.
Of course, the present invention can be applied to other types of torque sensors such as a strain gauge type torque sensor. It is clear that the technical idea of the present invention can be applied to various sensors other than the torque sensor described above, such as a load cell and a pressure sensor.
【0032】[0032]
【発明の効果】以上述べたように本発明によると、トル
クセンサの電源投入後における所定数のトルク信号値の
平均値を新しい零点として設定するため、電源投入直後
の零点シフトを補正してその零点シフトにもとづく零点
誤差の発生を防止できるのみならず、計測された所定数
のトルク信号値の最大値と最小値との差が第一の設定値
以下であるときにのみ、それら所定数のトルク信号値の
平均値を求めるため、電源投入後におけるトルクが負荷
されているときの信号波形を零点計算の基礎として用い
ることを防止できて、トルクが負荷されずにトルク信号
が安定しているときのデータのみにより正確にその零点
を計算して零点シフトを補正でき、また所定数のトルク
信号値を平均して零点を求めるので、トルク信号に重畳
するリップルの影響を受けにくくすることができ、さら
に平均値の絶対値が第二の設定値以下のときにのみ新し
い零点設定を行うため、これが第二の設定値を越える零
点異常のときのデータにより零点を設定することを防止
できる。As described above, according to the present invention, in order to set an average value of a predetermined number of torque signal values after turning on the power of the torque sensor as a new zero point, the zero point shift immediately after turning on the power is corrected. Not only is it possible to prevent the occurrence of a zero error based on the zero shift, but also when the difference between the maximum value and the minimum value of the measured predetermined number of torque signal values is less than or equal to the first set value, the predetermined number of torque signal values can be prevented. Since the average value of the torque signal value is obtained, it is possible to prevent the signal waveform when the torque is applied after the power is turned on from being used as a basis for calculating the zero point, and the torque signal is stable without the torque being applied. The zero point shift can be corrected by accurately calculating the zero point based only on the data at the time, and the zero point is obtained by averaging a predetermined number of torque signal values. The new zero point is set only when the absolute value of the average value is equal to or less than the second set value, so the zero point is set by the data when the zero value exceeds the second set value. Can be prevented.
【図1】トルクセンサの電源投入直後の零点シフトを示
す図である。FIG. 1 is a diagram showing a zero point shift immediately after the power supply of a torque sensor is turned on.
【図2】本発明を適用した磁歪式トルクセンサの回路構
成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a circuit configuration of a magnetostrictive torque sensor to which the present invention is applied.
【図3】本発明を適用した磁歪式トルクセンサの回路構
成の他の例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing another example of the circuit configuration of the magnetostrictive torque sensor to which the present invention is applied.
【図4】インパルスツール組み込み型のトルクセンサの
トルク信号値の波形を例示する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a waveform of a torque signal value of a torque sensor incorporating an impulse tool.
【図5】図4における一つの波形を時間的に拡大して示
す図である。5 is a diagram showing one waveform in FIG. 4 enlarged in time.
t0 所定時間 T0 一定時間 Vtorque(t) トルク信号値 M 平均値 b 第一の設定値 c 第二の設定値t 0 predetermined time T0 fixed time Vtorque (t) torque signal value M average value b first set value c second set value
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−157643(JP,A) 特開 平5−10777(JP,A) 特開 平4−49882(JP,A) 特開 平3−78633(JP,A) 特開 平2−10227(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01L 25/00 G01D 3/028 G01L 3/10────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-5-157643 (JP, A) JP-A-5-10777 (JP, A) JP-A-4-49882 (JP, A) JP-A-3-3 78633 (JP, A) JP-A-2-10227 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G01L 25/00 G01D 3/028 G01L 3/10
Claims (3)
時間の経過後に一定時間ごとにトルク信号を計測して、
計測された所定数のトルク信号値の最大値と最小値との
差が第一の設定値以下であるときに、それら所定数のト
ルク信号値の平均値を求め、この平均値の絶対値が第二
の設定値以下のときに、その平均値を新しい零点として
設定することを特徴とするトルクセンサの零点誤差の補
正方法。1. A torque signal is measured at regular time intervals after a lapse of a predetermined time after power-on of a torque sensor,
When the difference between the measured maximum value and the minimum value of the predetermined number of torque signal values is equal to or less than the first set value, an average value of the predetermined number of torque signal values is obtained, and the absolute value of the average value is calculated. A method for correcting a zero point error of a torque sensor, wherein the average value is set as a new zero point when the value is equal to or less than a second set value.
ときには、零点異常と判定して新しい零点の設定は行わ
ないことを特徴とする請求項1記載のトルクセンサの零
点誤差の補正方法。2. The torque sensor according to claim 1, wherein when the absolute value of the average value exceeds the second set value, it is determined that the zero point is abnormal and a new zero point is not set. Method.
値と最小値との差が第一の設定値を越えるときには、時
間をおいた後に再度トルク信号の計測を起動することを
特徴とする請求項1または2記載のトルクセンサの零点
誤差の補正方法。3. When the difference between the maximum value and the minimum value of the measured predetermined number of torque signal values exceeds a first set value, the measurement of the torque signal is started again after a certain time. 3. The method for correcting a zero point error of a torque sensor according to claim 1 or 2.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5106314A JP2803966B2 (en) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | Correction method for zero error of torque sensor |
| US08/222,652 US5483820A (en) | 1993-04-06 | 1994-04-01 | Method for zero correction in torque sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5106314A JP2803966B2 (en) | 1993-05-07 | 1993-05-07 | Correction method for zero error of torque sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06317491A JPH06317491A (en) | 1994-11-15 |
| JP2803966B2 true JP2803966B2 (en) | 1998-09-24 |
Family
ID=14430524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5106314A Expired - Lifetime JP2803966B2 (en) | 1993-04-06 | 1993-05-07 | Correction method for zero error of torque sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2803966B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160161355A1 (en) * | 2014-12-05 | 2016-06-09 | Freescale Semiconductor, Inc. | Packaged sensor with integrated offset calibration |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0795463A4 (en) * | 1995-10-17 | 2000-01-12 | Seiko Epson Corp | DETECTION DEVICE, DEVICE PROVIDING A DRIVE FORCE USING SAID DEVICE AND ZERO-ADJUSTMENT DEVICE FOR A TORQUE DETECTOR IN THE DEVICE PROVIDING A DRIVE FORCE |
| JP4299257B2 (en) * | 2005-03-09 | 2009-07-22 | 株式会社理研オプテック | Load cell zero point correction circuit |
| CN118999894B (en) * | 2024-10-16 | 2025-01-14 | 广东润宇传感器股份有限公司 | A torque sensor automatic calibration system and method |
| CN119472616B (en) * | 2025-01-13 | 2025-04-25 | 浙江恒道科技股份有限公司 | Time self-correction method for hot runner time sequence controller |
-
1993
- 1993-05-07 JP JP5106314A patent/JP2803966B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160161355A1 (en) * | 2014-12-05 | 2016-06-09 | Freescale Semiconductor, Inc. | Packaged sensor with integrated offset calibration |
| US9546925B2 (en) * | 2014-12-05 | 2017-01-17 | Nxp Usa, Inc. | Packaged sensor with integrated offset calibration |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06317491A (en) | 1994-11-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1218700B1 (en) | Multi-mode hall-effect sensor | |
| EP1111344B1 (en) | Sensor fault detection method and apparatus | |
| US6622576B1 (en) | Torque sensor having period detection means | |
| JP2803966B2 (en) | Correction method for zero error of torque sensor | |
| US5483820A (en) | Method for zero correction in torque sensor | |
| EP1414157B1 (en) | System and method for extending the dynamic range of an analog-to-digital converter | |
| JP2803967B2 (en) | Correction method for zero error of torque sensor | |
| JP2002107256A (en) | Pressure sensor circuit | |
| JP2801124B2 (en) | Correction method for zero error of torque sensor | |
| JP2803965B2 (en) | Correction method for zero error of torque sensor | |
| JPS63204103A (en) | Method and apparatus for compensating temperature of load cell | |
| JP2806731B2 (en) | Correction method for zero error of torque sensor | |
| JP2806730B2 (en) | Correction method for zero error of torque sensor | |
| US12031821B2 (en) | Compensating a temperature-dependent quadrature-induced zero rate offset for a microelectromechanical gyroscope | |
| JP2000146620A (en) | Sensor device | |
| JP2842466B2 (en) | Torque measuring device | |
| JPH11194061A (en) | Pressure sensor drive circuit | |
| JP3464516B2 (en) | Load cell zero-point change detecting device and load cell zero-point change correcting device | |
| JP2602595B2 (en) | Method for detecting and correcting zero point error of torque sensor | |
| JP3231182B2 (en) | Operation input device | |
| JP2002176327A (en) | Method and device for detecting excessive negative offset of sensor | |
| KR100459127B1 (en) | Apparatus and Method for Sensing Phase Current in a Motor | |
| JP2831206B2 (en) | Magnetostrictive torque sensor | |
| JPH07120341A (en) | Torque sensor zero point error correction method | |
| JPH05157642A (en) | Measuring device |