JPS6046641B2 - 回転角検出装置 - Google Patents
回転角検出装置Info
- Publication number
- JPS6046641B2 JPS6046641B2 JP12440378A JP12440378A JPS6046641B2 JP S6046641 B2 JPS6046641 B2 JP S6046641B2 JP 12440378 A JP12440378 A JP 12440378A JP 12440378 A JP12440378 A JP 12440378A JP S6046641 B2 JPS6046641 B2 JP S6046641B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic field
- bridge
- rotation angle
- resistor
- current
- 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
Links
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は磁界の方向によつて抵抗値が変化する感磁性
素子を利用した、機械的な角度変位を電気量に変換する
回転角検出装置に関する。
素子を利用した、機械的な角度変位を電気量に変換する
回転角検出装置に関する。
近年の自動車における各種制御システムにおい−ては
、吸入空気計量弁やスロットル弁の開度等を 検出する
ための回転角検出装置として、機械的な電気接点部を持
たない、従つて接点の摩耗やノイズ発生のないものが要
求されるようになつている。
、吸入空気計量弁やスロットル弁の開度等を 検出する
ための回転角検出装置として、機械的な電気接点部を持
たない、従つて接点の摩耗やノイズ発生のないものが要
求されるようになつている。
このような要求を満たす一手段として、第１図に示す
ように感磁性素子をブリッジに接続した検出体を使用す
ることは公知である。
ように感磁性素子をブリッジに接続した検出体を使用す
ることは公知である。
第１図ａに示すように、４端子で構成される磁界方向検
出体４’は、第１図をのように磁界の方向によつて抵抗
値が変わる惑磁性素子４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄがブリッ
ジに接続されており、この検出体４’に電流Ｉ’を流し
て角度θの方向の磁界Ｈを印加すると、第１図ｃに示す
ように信号取出端子Ｍ’、Ｎ’では位相が９００異なる
、出力関数ｙ■Ａｃｏｓ２θ＋Ｂで表わされる電圧信号
ＶＭ’、ＶＮ’が発生する。そして検出体４’に印加さ
れる磁界Ｈの方向θを回転角に応じて変えることにより
、回転角に応じた電圧信号が得られるのである。しかも
ブリッジ構成とすることにより、簡単な構成でもつて高
精度の検出信号を得ることができるのである。 しかし
て、このような検出体はそのままで使用することはなく
、惑磁性素子の抵抗値のばらつきを補正するための調整
機能をもつた信号増幅回路と組合せて使用するのが一般
的である。例えば第２図に示すように演算増幅器７ａ’
と抵抗Ｒ、’、Ｒ２’、Ｒａ、Ｒ。′を用いた公知の作
動増幅回路を組合せても良いのである。この回路におい
て、抵抗Ｒ１″，Ｒ２″，Ｒ３″，Ｒ４″の抵抗値をＲ
１″＝，Ｒ３″，Ｒ２″＝Ｒ４とすると、出力電圧■。
″は、で表わされる。
出体４’は、第１図をのように磁界の方向によつて抵抗
値が変わる惑磁性素子４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄがブリッ
ジに接続されており、この検出体４’に電流Ｉ’を流し
て角度θの方向の磁界Ｈを印加すると、第１図ｃに示す
ように信号取出端子Ｍ’、Ｎ’では位相が９００異なる
、出力関数ｙ■Ａｃｏｓ２θ＋Ｂで表わされる電圧信号
ＶＭ’、ＶＮ’が発生する。そして検出体４’に印加さ
れる磁界Ｈの方向θを回転角に応じて変えることにより
、回転角に応じた電圧信号が得られるのである。しかも
ブリッジ構成とすることにより、簡単な構成でもつて高
精度の検出信号を得ることができるのである。 しかし
て、このような検出体はそのままで使用することはなく
、惑磁性素子の抵抗値のばらつきを補正するための調整
機能をもつた信号増幅回路と組合せて使用するのが一般
的である。例えば第２図に示すように演算増幅器７ａ’
と抵抗Ｒ、’、Ｒ２’、Ｒａ、Ｒ。′を用いた公知の作
動増幅回路を組合せても良いのである。この回路におい
て、抵抗Ｒ１″，Ｒ２″，Ｒ３″，Ｒ４″の抵抗値をＲ
１″＝，Ｒ３″，Ｒ２″＝Ｒ４とすると、出力電圧■。
″は、で表わされる。
ところが、この回路の増幅率を変更するためには、Ｒ１
″とＲ３″もしくはＲ２″とＲ４″を同一割合で変更し
なければ上記（１）式が成立せず、第２図の回路では増
幅率の変更ないし調整が非常に困難である。
″とＲ３″もしくはＲ２″とＲ４″を同一割合で変更し
なければ上記（１）式が成立せず、第２図の回路では増
幅率の変更ないし調整が非常に困難である。
本発明は上記の背景に鑑みて、ブリッジに配列された感
磁性素子を検出体として用い、かつ１個の抵抗を変更す
るだけで出力信号を変化し得るように増幅回路と組合わ
され、従つて感磁性素子の特性のばらつきにも容易に出
力を調整することがてきる回転角検出装置を提供するこ
とを目的とする。以下本発明を第３図および第４図に示
す実施例に従つて説明する。
磁性素子を検出体として用い、かつ１個の抵抗を変更す
るだけで出力信号を変化し得るように増幅回路と組合わ
され、従つて感磁性素子の特性のばらつきにも容易に出
力を調整することがてきる回転角検出装置を提供するこ
とを目的とする。以下本発明を第３図および第４図に示
す実施例に従つて説明する。
第３図は本発明になる回転角検出装置を適用した弁開度
測定装置の基本的な構成を示し、第４図は電気結線図を
示す。第３図において、１は吸入空気の通る管であり、
２は吸入空気計量弁ないしスロットル弁である。３は弁
２と一体に作られた軸で、この軸の先端に感磁部４が取
り付けられている。
測定装置の基本的な構成を示し、第４図は電気結線図を
示す。第３図において、１は吸入空気の通る管であり、
２は吸入空気計量弁ないしスロットル弁である。３は弁
２と一体に作られた軸で、この軸の先端に感磁部４が取
り付けられている。
５，６は感磁部４に磁界を作用させる永久磁石である。
そして感磁部４は、第４図に示すように４個の感磁性素
子４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄをブリッジに配列してなる６
端子の構成である。４１，４２はブリッジの２つの信号
取出端子Ｍ，Ｎの電位差を積極的にアンバランスにする
抵抗であり、この抵抗４１，４２と感磁部４とで磁界方
向検出体をなしている。
子４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄをブリッジに配列してなる６
端子の構成である。４１，４２はブリッジの２つの信号
取出端子Ｍ，Ｎの電位差を積極的にアンバランスにする
抵抗であり、この抵抗４１，４２と感磁部４とで磁界方
向検出体をなしている。
なお抵抗４１，４２は感磁部４と一体に組込んでもよい
。７は磁界方向検出体の信号取出端子Ｍ，Ｎ間に生じる
電位差を増幅する直流増幅回路で、この実施例では演算
増幅器７ａと抵抗７ｂとトランジスタ７ｃとからなる電
圧一電流変換回路と、電流一電圧変換用の抵抗７ｄとで
構成してある。
。７は磁界方向検出体の信号取出端子Ｍ，Ｎ間に生じる
電位差を増幅する直流増幅回路で、この実施例では演算
増幅器７ａと抵抗７ｂとトランジスタ７ｃとからなる電
圧一電流変換回路と、電流一電圧変換用の抵抗７ｄとで
構成してある。
そしてこの増幅回路７においては、演算増幅器７ａの通
常動作により、抵抗７ｂの両端には■９−ＶＮの電位が
印加される。抵抗７ｂの抵抗値をＲ１とすれば抵抗７ｂ
を流れる電流１。はＩ。＝（■９−ＶＮ）／Ｒ１となる
。そして、この実施例では抵抗４１，４２により■Ｍ≧
■Ｎとしてあるからこの電流１０は演算増幅器７ａの反
転入力端子から感磁部４の信号取出端子Ｎに向かつて流
れる。一般に演算増幅器の入力インピーダンスは大きい
ので、この電流１。はほとんどＮＰＮトランジスタ７ｃ
のエミッタを通じて供給される。そこでこのＮＰＮトラ
ンジスタ７ｃの電流増幅率を大きくしておくことにより
、ＮＰＮトランジスタ７ｃのコレクタ抵抗７ｄの電圧降
下は、電流１。とコレクタ抵抗７ｄの抵抗値とで規定さ
れることができる。つまり増幅回路７の出力電圧■。
常動作により、抵抗７ｂの両端には■９−ＶＮの電位が
印加される。抵抗７ｂの抵抗値をＲ１とすれば抵抗７ｂ
を流れる電流１。はＩ。＝（■９−ＶＮ）／Ｒ１となる
。そして、この実施例では抵抗４１，４２により■Ｍ≧
■Ｎとしてあるからこの電流１０は演算増幅器７ａの反
転入力端子から感磁部４の信号取出端子Ｎに向かつて流
れる。一般に演算増幅器の入力インピーダンスは大きい
ので、この電流１。はほとんどＮＰＮトランジスタ７ｃ
のエミッタを通じて供給される。そこでこのＮＰＮトラ
ンジスタ７ｃの電流増幅率を大きくしておくことにより
、ＮＰＮトランジスタ７ｃのコレクタ抵抗７ｄの電圧降
下は、電流１。とコレクタ抵抗７ｄの抵抗値とで規定さ
れることができる。つまり増幅回路７の出力電圧■。
はと表わされる。
薇つて、電位差（ＶＭ−ＶＮ）に対する増幅率を調整す
るためには（２）式より明らかな通り、抵抗７ｂ（Ｒ１
）もしくは抵抗７ｄ（Ｒ２）を調整すればよいのである
。ところで、上述の構成において、磁界方向検出体に電
流１を流すと、信号取出端子Ｍ，Ｎには感磁部４にかか
る磁界の方向θに応じた出力電圧■Ｍ，ＶＮが生じるが
、ブリッジの電流通路の各々に対角関係で抵抗４１，４
２が接続してあり、その抵抗値を比較的大きく選定する
ことにより出力電圧ＶＭ，ＶＮの関係は常に■９≧ＶＮ
である。
るためには（２）式より明らかな通り、抵抗７ｂ（Ｒ１
）もしくは抵抗７ｄ（Ｒ２）を調整すればよいのである
。ところで、上述の構成において、磁界方向検出体に電
流１を流すと、信号取出端子Ｍ，Ｎには感磁部４にかか
る磁界の方向θに応じた出力電圧■Ｍ，ＶＮが生じるが
、ブリッジの電流通路の各々に対角関係で抵抗４１，４
２が接続してあり、その抵抗値を比較的大きく選定する
ことにより出力電圧ＶＭ，ＶＮの関係は常に■９≧ＶＮ
である。
従つて増幅回路７は、■９とＶＮの電位差の方向すなわ
ち正負が決まつているから、抵抗７ｂ，７ｄのいずれか
一方を独立して調整するのみで増幅率を変えることがで
きる。ここで単に感磁部４の出力電圧■Ｍ，ＶＮをアン
バランスにするには、種々の方法が考えられるが感磁部
の出力特性であるｙ＝ＡＣＯＳ２Ｏ＋Ｂの関係を崩さな
いためには、■ＭとＶＮのアンバランス量をある程度大
きくして、かつブリッジの２つの電流通路に流れる電流
１Ｍ，ＩＮを同等にしなければならない。
ち正負が決まつているから、抵抗７ｂ，７ｄのいずれか
一方を独立して調整するのみで増幅率を変えることがで
きる。ここで単に感磁部４の出力電圧■Ｍ，ＶＮをアン
バランスにするには、種々の方法が考えられるが感磁部
の出力特性であるｙ＝ＡＣＯＳ２Ｏ＋Ｂの関係を崩さな
いためには、■ＭとＶＮのアンバランス量をある程度大
きくして、かつブリッジの２つの電流通路に流れる電流
１Ｍ，ＩＮを同等にしなければならない。
これは出力電圧■Ｍ，■Ｎの出力振幅をほぼ同じにして
温度等による変動分を同様に発生させ、演算増幅器７ａ
にて相殺するためである。そのため第４図に示すように
大きさのほぼ等しい抵抗４１，４２をブリッジの対角関
係に挿入することが必要となるのである。以上述べたよ
うに本発明においては、磁界の方向を検出するブリッジ
構成の感磁性素子と、上記ブリッジの対向関係にある両
辺に接続された第１の抵抗との組合せにより、ブリッジ
の信号取出端子間に感磁性素子の抵抗値に応じ、かつ常
に同一方向の勾配をもつ所望の電位差を生じさせること
ができ、しかも信号取出端子の一方の側に接続された１
つの第２の抵抗を調整するだけで増幅率を変化させるこ
とが可能な演算増幅器を含む電圧一電流変換回路を設け
ているから、ブリッジ出力の電位方向を考慮する必要が
なくなつて、この変換回路を単一電源による簡単な構成
にて実現でき、しかもブリッジの出力特性にバラツキが
ある場合には、この第２の抵抗と第１の抵抗の抵抗値調
整により変換回路の出力を容易に調整できるようになる
という優れた効果がある。
温度等による変動分を同様に発生させ、演算増幅器７ａ
にて相殺するためである。そのため第４図に示すように
大きさのほぼ等しい抵抗４１，４２をブリッジの対角関
係に挿入することが必要となるのである。以上述べたよ
うに本発明においては、磁界の方向を検出するブリッジ
構成の感磁性素子と、上記ブリッジの対向関係にある両
辺に接続された第１の抵抗との組合せにより、ブリッジ
の信号取出端子間に感磁性素子の抵抗値に応じ、かつ常
に同一方向の勾配をもつ所望の電位差を生じさせること
ができ、しかも信号取出端子の一方の側に接続された１
つの第２の抵抗を調整するだけで増幅率を変化させるこ
とが可能な演算増幅器を含む電圧一電流変換回路を設け
ているから、ブリッジ出力の電位方向を考慮する必要が
なくなつて、この変換回路を単一電源による簡単な構成
にて実現でき、しかもブリッジの出力特性にバラツキが
ある場合には、この第２の抵抗と第１の抵抗の抵抗値調
整により変換回路の出力を容易に調整できるようになる
という優れた効果がある。
なお、前述した実施例の場合、ＶＭ≧ＶＮとなるよう抵
抗４１，４２を挿入したが、第５図に示すように逆の対
角関係に抵抗４３，４４を挿入した場合は■９≦ＶＮと
なるが、この場合は７ｃのトランジスタをＰＮＰトラン
ジスタとし、７ｄの抵抗をトランジスタ７ｃのコレクタ
ーアース間に接続すれば前述の実施例と同様の機能が得
られる。
抗４１，４２を挿入したが、第５図に示すように逆の対
角関係に抵抗４３，４４を挿入した場合は■９≦ＶＮと
なるが、この場合は７ｃのトランジスタをＰＮＰトラン
ジスタとし、７ｄの抵抗をトランジスタ７ｃのコレクタ
ーアース間に接続すれば前述の実施例と同様の機能が得
られる。
またトランジスタ７ｃとしてダーリントントランジスタ
を用いて大きな電流増幅率を得るようにしてもよい。
を用いて大きな電流増幅率を得るようにしてもよい。
第１図Ａ，，ｂ，ｃは従来公知の磁界方向検出体のそれ
ぞれ外観、内部電気結線、出力特性を示す説明図、第２
図は通例的な考え方のもとに従来公知の磁界方向検出体
を用いて構成した回転角検出装置を示す電気結線図、第
３図は本発明になる回転角検出装置を適用する弁開度測
定装置の例を示す構成図、第４図は本発明になる回転角
検出装置の一実施例を示す電気結線図、第５図は本発明
になる回転角検出装置の他の実施例を示す電気結線図で
ある。 １・・・・・・空気通路、２・・・・・・弁、３・・・
・・・回転軸、４・・感磁部、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ
・・・・ブリッジに配列された感磁性素子、５，６・・
・・・・磁界源をなす永久磁石、７・・・・・・直流増
幅回路、７ａ・・・・・゜演算増幅器、７ｂ・・・・・
・抵抗、７ｃ・・・・・トランジスタ、４１，４２，４
３，４４・・・・・・感磁部４とで磁界方向検出体をな
す抵抗、Ｍ，Ｎ・・・・・・信号取出端子。
ぞれ外観、内部電気結線、出力特性を示す説明図、第２
図は通例的な考え方のもとに従来公知の磁界方向検出体
を用いて構成した回転角検出装置を示す電気結線図、第
３図は本発明になる回転角検出装置を適用する弁開度測
定装置の例を示す構成図、第４図は本発明になる回転角
検出装置の一実施例を示す電気結線図、第５図は本発明
になる回転角検出装置の他の実施例を示す電気結線図で
ある。 １・・・・・・空気通路、２・・・・・・弁、３・・・
・・・回転軸、４・・感磁部、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ
・・・・ブリッジに配列された感磁性素子、５，６・・
・・・・磁界源をなす永久磁石、７・・・・・・直流増
幅回路、７ａ・・・・・゜演算増幅器、７ｂ・・・・・
・抵抗、７ｃ・・・・・トランジスタ、４１，４２，４
３，４４・・・・・・感磁部４とで磁界方向検出体をな
す抵抗、Ｍ，Ｎ・・・・・・信号取出端子。
Claims (1)
- １ 印加される磁界の方向によつて抵抗値が変化する感
磁性素子がブリッジ条に配列され、かつこのブリッジの
対向関係にある辺にそれぞれ第１の抵抗が接続されて、
ブリッジの２つの信号取出端子間に前記感磁性素子の抵
抗値に応じかつ常に同一方向の勾配をもつ所望の電位差
を生じさせるようにした磁界方向検出体と、この磁界方
向検出体と、この磁界方向検出体の少なくとも前記ブリ
ッジ部分と磁界源による磁界の方向との間の角度関係を
回転角に応じて相対的変化させる手段と、前記磁界方向
検出体の前記信号取出端子間に生じる電位差に応じた電
流に変換する電圧−電流変換回路とを備え、かつこの電
圧−電流変換回路は、第１、第２の入力端子を有する演
算増幅器を含み、その出力が帰還される側の前記第１の
入力端子が前記信号取出端子の一方と第２の抵抗を介し
て接続されると共に前記第２の入力端子が前記信号取出
端子の他方と接続されることを特徴とする回転角検出装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12440378A JPS6046641B2 (ja) | 1978-10-10 | 1978-10-10 | 回転角検出装置 |
| DE2940315A DE2940315C2 (de) | 1978-10-10 | 1979-10-04 | Einrichtung zum Ermitteln des Drehwinkels eines Drehkörpers |
| US06/082,423 US4359685A (en) | 1978-10-10 | 1979-10-05 | Magneto-resistance type contactless rotational angle detecting apparatus |
| GB7934887A GB2035575B (en) | 1978-10-10 | 1979-10-08 | Rotational angle detecting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12440378A JPS6046641B2 (ja) | 1978-10-10 | 1978-10-10 | 回転角検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55112510A JPS55112510A (en) | 1980-08-30 |
| JPS6046641B2 true JPS6046641B2 (ja) | 1985-10-17 |
Family
ID=14884576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12440378A Expired JPS6046641B2 (ja) | 1978-10-10 | 1978-10-10 | 回転角検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6046641B2 (ja) |
-
1978
- 1978-10-10 JP JP12440378A patent/JPS6046641B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55112510A (en) | 1980-08-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6509734B1 (en) | Magnetic rotational position sensor | |
| US4359685A (en) | Magneto-resistance type contactless rotational angle detecting apparatus | |
| US6472865B1 (en) | Magnetic rotational position sensor having dual magnetic flux sensor capabilities | |
| US4727323A (en) | Magneto-resistive differential sensor system | |
| JPH07501402A (ja) | 高出力電圧スイングを有する温度補償された磁気抵抗センサ回路 | |
| US20070279049A1 (en) | Magnetic rotational position sensor | |
| JPS60213867A (ja) | 風速センサ | |
| GB2307749A (en) | Compensation for temperature influence in sensing means | |
| US6144197A (en) | Rotational speed device with magneto-electric elements | |
| US4872339A (en) | Mass flow meter | |
| JPH03233317A (ja) | 回転角度センサ | |
| JPH03188376A (ja) | 磁気抵抗効果を用いた速度や位置の測定回路 | |
| JPS5935109A (ja) | 熱式流量計 | |
| JP2596391B2 (ja) | 磁気センサ | |
| US6828781B1 (en) | Sensor array | |
| JPS6046641B2 (ja) | 回転角検出装置 | |
| JP3989131B2 (ja) | 物理量検出素子の駆動回路及び回転角度センサ | |
| JPS5826215A (ja) | 回転角検出装置 | |
| JPS608729B2 (ja) | 回転角検出装置 | |
| JPS5856408B2 (ja) | 磁気センサ | |
| US6334359B1 (en) | Thermal-type flowmeter for detecting flow rate of fluid | |
| JP2001201382A (ja) | 空気流量計 | |
| JP2976487B2 (ja) | 半導体装置の温度特性補正装置 | |
| JPS62148813A (ja) | 磁気センサ | |
| JPS6122908B2 (ja) |