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JP3094766B2 - 信号処理回路 - Google Patents
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JP3094766B2 - 信号処理回路 - Google Patents

信号処理回路

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JP3094766B2
JP3094766B2 JP05336125A JP33612593A JP3094766B2 JP 3094766 B2 JP3094766 B2 JP 3094766B2 JP 05336125 A JP05336125 A JP 05336125A JP 33612593 A JP33612593 A JP 33612593A JP 3094766 B2 JP3094766 B2 JP 3094766B2
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博史 千田
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種センサにおけるセ
ンサの信号処理回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】以下に、各種センサの代表例としてトル
クセンサを用いた場合について説明する。
【0003】図7は、トルクセンサの断面図、図8は、
トルクセンサによるセンサ感知手段の回路図である。図
7において、1は回転可能に支持された軸、2a,2b
は軸1の表面に軸1の長手方向に対して45°,−45
°をなす方向に複数のスリットを設け磁歪を有するアモ
ルファス等からなる非晶質金属薄帯、3a,3bは非晶
質金属薄帯2a,2bの外側にボビン(図示せず)を介
して巻回され励磁して検出する励磁・検出コイルであ
る。
【0004】図8において、4a,4bは抵抗、5は交
流電源であり、3a,3b,4a,4bの各素子で交流
ブリッジを構成している。
【0005】以上のように構成されたトルクセンサにつ
いて、以下その動作について説明する。軸1が回転し軸
1上に接着された非晶質金属薄2a,2bに歪が発生
し、この歪の透磁率変化を励磁して検出する励磁・検出
コイル3a,3bのインダクタンスの変化として検出
し、センサ感知手段より2種類の感知信号を出力する。
【0006】以下に、このトルクセンサの信号処理回路
について説明する。
【0007】図9は、従来の信号処理回路のブロック
図、図10は、この回路図である。図9において、1
1,12は第1,第2の整流手段で、13は減算手段、
14は平滑手段である。図10において11は第1の整
流手段で、2つのオペアンプ11a,11bと2つのダ
イオード11c,11dと3つの抵抗素子11e,11
f,11g及びコンデンサ11hから構成され、第2の
整流手段12も同様に構成されている。13は減算手段
で、オペアンプ13aと4つの抵抗素子13b,13
c,13d,13eから構成されている。14は平滑手
段で、オペアンプ14aとコンデンサ14bおよび3つ
の抵抗素子14c,14d,14eから構成されてい
る。
【0008】以上のように構成された従来の信号処理回
路について、以下その動作を説明する。図11は、各ポ
イントにおける信号波形図である。
【0009】まず、センサ感知手段から図11(a),
(b)に示すような感知信号A,Bをそれぞれ第1,第
2の整流手段11,12に入力して全波整流を行い図1
1(c),(d)に示す整流信号A,Bを減算手段13
に出力する。
【0010】次に、減算手段13は、第1,第2の整流
手段11,12より出力された図11(c),(d)に
示す整流信号A,Bを入力し、整流信号Bから整流信号
Aを減算してなる図11(e)に示す減算信号を平滑手
段14に出力する。
【0011】次に平滑手段14は、減算手段13から出
力された図11(e)に示す減算信号を入力し平滑し
て、図11(f)に示すセンサ信号を得ていた。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、センサ出力感知手段から出力された2種類
の感知信号A,Bは、第1,第2の整流手段11,12
によって全波整流された後、減算手段13により減算処
理されており、つまり、減算手段13の前に第1,第2
の整流手段11,12が入るため各素子のばらつきがあ
ると、第1,第2の整流手段11,12の出力の波高値
が異なったり、各手段に用いられているオペアンプ11
a,11b,12a,12b,13a,14aのオフセ
ット電圧がそれぞれの信号に加算されてしまい信号処理
回路の出力値であるセンサ信号が著しく異なってしまっ
ていた。
【0013】本発明は、上記課題を解決するもので、部
品のばらつきやオペアンプのオフセット電圧の影響が少
なく、温度特性に優れた信号処理回路を提供することを
目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の信号処理回路は、センサの出力に応じて2種
類の感知信号を出力するセンサ出力感知手段と、このセ
ンサ出力感知手段の感知信号をスイッチ制御手段の制御
信号に応じて第1のスイッチ手段と第2のスイッチ手段
に交互に入力し、第1,第2のスイッチ手段から出力さ
れたスイッチ信号を入力し、減算する減算手段とから構
成されている。
【0015】
【作用】この構成によって、2つの感知信号をスイッチ
により切り換えて減算するため、部品のばらつきやオペ
アンプのオフセット電圧の影響が少なく、温度特性に優
れるばかりか、反転増幅器なしに誤差の小さな高精度な
信号処理が可能になる。
【0016】
【実施例】以下に、本発明の一実施例について図面を用
いて説明する。ここで従来例と同様のものは同じ符号を
付し詳細な説明は省略する。図1は、本発明の信号処理
回路のブロック図、図2は、この回路図である。
【0017】図1において、21は減算手段、22は反
転手段、23は第1のスイッチ手段、24は第2のスイ
ッチ手段、25は第1,第2のスイッチ手段を制御する
スイッチ制御手段、26は平滑手段である。
【0018】図2において、21は減算手段で、オペア
ンプ21aと4つの抵抗素子21b,21c,21d,
21eから構成されている。22は反転手段で、オペア
ンプ22aと3つの抵抗素子22b,22c,22dか
ら構成されている。23は第1のスイッチ手段で、アナ
ログスイッチで構成され、同様に第2のスイッチ手段2
4も構成されている。25はスイッチ制御手段で、2つ
のオペアンプ25a,25bと6つの抵抗素子25c,
25d,25e,25f,25g,25hと、オペアン
プ25iとコンデンサ25jおよび3つの抵抗素子25
k,25l,25mからなる位相器で構成されている。
26は平滑手段で、オペアンプ26aとコンデンサ26
bおよび3つの抵抗素子26c,26d,26eから構
成されている。27,28はDCカット用コンデンサで
ある。
【0019】以上のように構成された信号処理回路につ
いてその動作を説明する。図3は、各ポイントにおける
信号波形図である。
【0020】まず、センサ感知手段から図3(a),
(b)に示す信号波形となる感知信号A,Bを減算手段
21に入力し、感知信号Bから感知信号Aを減算してな
る図3(c)の信号波形の減算信号を反転手段22およ
び第1のスイッチ手段23に出力する。
【0021】次に、反転手段22は減算手段21から出
力された減算信号を入力し、反転して図3(d)の信号
波形となる反転信号を第2のスイッチ手段24を出力す
る。
【0022】次に、第1のスイッチ手段23は、減算手
段21から出力された減算信号とスイッチ制御手段25
から出力された制御信号Aを入力し、スイッチ動作によ
り図3(e)の信号波形となるスイッチ信号Aを平滑手
段26に出力する。
【0023】次に、第2のスイッチ手段は反転手段22
から出力された反転信号とスイッチ制御手段25から出
力された制御信号Bを入力しスイッチ動作により図3
(f)の信号波形となるスイッチ信号Bを平滑手段26
に出力する。
【0024】次に、平滑手段26は、第1,第2のスイ
ッチ手段23,24から出力されたスイッチ信号A,B
を合成した合成スイッチ信号を入力し平滑し、センサ信
号を得る。
【0025】以下に、本発明の他の実施例について図面
を用いて説明する。
【0026】ここで従来例と同様のものは同じ符号を付
し詳細な説明は省略する。図4は、本発明の信号処理回
路のブロック図、図5は、この回路図である。
【0027】図4において、31は第1のスイッチ手
段、32は第2のスイッチ手段、33はスイッチ制御手
段、34は減算手段、35は平滑手段である。
【0028】図5において、31は第1のスイッチ手段
で、マルチプレクサから構成されていて、同様に第2の
スイッチ手段32も構成されている。33はスイッチ制
御手段で、オペアンプ33aと2つの抵抗33b,33
cから構成されている。34は減算手段で、オペアンプ
34aと4つの抵抗素子34b,34c,34d,34
eから構成されている。35は平滑手段で、オペアンプ
で35aと3つの抵抗素子35b,35c,35d及び
コンデンサ35eから構成されている。
【0029】以上のように構成された本発明の信号処理
回路についてその動作を説明する。図6は、各動作時に
おける信号波形図である。
【0030】まず、第1,第2のスイッチ手段31,3
2は、図6(a),(b)に示すセンサ感知手段からの
感知信号A,Bとスイッチ制御手段33からの制御信号
を入力し制御信号に応じて感知信号A,Bを入れ換え、
図6(c),(d)に示すスイッチ信号A,Bを減算手
段34に出力する。
【0031】次に、減算手段34は、第1,第2のスイ
ッチ手段31,32から図6(c),(d)に示すスイ
ッチ信号A,Bを入力し、スイッチ信号Bからスイッチ
信号Aを減算し、図6(e)に示す減算信号を平滑手段
35に出力する。
【0032】次に、平滑手段35は、減算手段34から
出力された減算信号を入力し平滑して、図6(f)に示
すセンサ信号を出力する。
【0033】なお、本実施例ではセンサ出力感知手段を
トルクの変化に応じて変化するトルクセンサで説明した
が、トルクセンサに限らず加速度センサ、ヨーレイトセ
ンサのように2種類のセンサ信号を出力するものであれ
ば何でも適用可能である。
【0034】
【発明の効果】以上のように本発明の信号処理回路は、
センサの出力に応じて2種類の感知信号を出力するセン
サ出力感知手段と、前記センサ出力感知手段の感知信号
をスイッチ制御手段の制御信号に応じて第1のスイッチ
手段と第2のスイッチ手段に交互に入力し、前記第1,
第2のスイッチ手段から出力されたスイッチ信号を入力
し減算する減算手段とを有しているため、部品のばらつ
きやオペアンプのオフセット電圧の影響が少なく、温度
特性に優れるばかりか、反転増幅器なしに誤差の小さな
高精度な信号処理が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における信号処理回路のブロ
ック図
【図2】同回路図
【図3】同信号波形図
【図4】本発明の他の実施例における信号処理回路のブ
ロック図
【図5】同回路図
【図6】同信号波形図
【図7】従来の信号処理回路に用いられるトルクセンサ
の断面図
【図8】同従来の入力部分を説明するトルクセンサの回
路図
【図9】従来の信号処理回路のブロック図
【図10】同回路図
【図11】同信号波形図
【符号の説明】
21 減算手段 22 反転手段 23 第1のスイッチ手段 24 第2のスイッチ手段 25 スイッチ制御手段 26 平滑手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−105209(JP,A) 特開 平4−184118(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01D 5/00 - 5/62

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 センサの出力に応じて2種類の感知信号
    を出力するセンサ出力感知手段と、前記センサ出力感知
    手段の感知信号をスイッチ制御手段の制御信号に応じて
    第1のスイッチ手段と第2のスイッチ手段に交互に入力
    し、前記第1,第2のスイッチ手段から出力されたスイ
    ッチ信号を入力し減算する減算手段とを有することを特
    徴とする信号処理回路。
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JP5039316B2 (ja) * 2006-03-29 2012-10-03 本田技研工業株式会社 磁歪式トルクセンサと、この磁歪式トルクセンサを用いた電動パワーステアリング装置
JP5320851B2 (ja) * 2008-06-24 2013-10-23 株式会社ジェイテクト 信号処理回路及び転がり軸受装置

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