JPH0678952B2 - トルク検出器 - Google Patents
トルク検出器Info
- Publication number
- JPH0678952B2 JPH0678952B2 JP15936786A JP15936786A JPH0678952B2 JP H0678952 B2 JPH0678952 B2 JP H0678952B2 JP 15936786 A JP15936786 A JP 15936786A JP 15936786 A JP15936786 A JP 15936786A JP H0678952 B2 JPH0678952 B2 JP H0678952B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exciting
- measured
- alternating current
- shaft
- bias
- 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
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- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明はいわゆる逆Wiedmann効果を利用して被測定軸の
捩じりトルクを検出するトルク検出器に関する。
捩じりトルクを検出するトルク検出器に関する。
《従来技術とその問題点》 特開昭53−77572号公報等に示されたこの種のトルク検
出器では、励磁コイルによって被測定軸が磁化された場
合、その磁化波形に歪が生ずる。このため検出コイルか
ら取り出された検出信号はその歪を含んでおり、フィル
タによりその歪を除去する必要が生ずる。
出器では、励磁コイルによって被測定軸が磁化された場
合、その磁化波形に歪が生ずる。このため検出コイルか
ら取り出された検出信号はその歪を含んでおり、フィル
タによりその歪を除去する必要が生ずる。
しかしながら、励磁コイルに通電された交番電流の周波
数以外の周波数を有する検出信号をフィルタで除去する
と被測定軸に加えられた捩じりトルクと検出コイルでの
検出信号との関係が直線的でなくなる。
数以外の周波数を有する検出信号をフィルタで除去する
と被測定軸に加えられた捩じりトルクと検出コイルでの
検出信号との関係が直線的でなくなる。
従って、その直線化を図るため、直線化回路が必要とな
り、検出器が複雑化するという問題があった。
り、検出器が複雑化するという問題があった。
《発明の目的》 本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、そ
の目的は、直線化回路を不要にしたこの種のトルク検出
器を提供することにある。
の目的は、直線化回路を不要にしたこの種のトルク検出
器を提供することにある。
《発明の構成》 上記目的を達成するために本発明は、 磁極面が被測定軸の軸方向に沿って当該被測定軸周面に
対向された励磁コアに巻回された被測定軸励磁用の励磁
コイルと、 前記励磁コアと交鎖されるとともに磁極面が前記被測定
軸周面に対向された検出コアに巻回されて当該被測定軸
の捩じりトルクに応じた起電力が発生する検出コイル
と、 前記励磁コイルへ通電を行なう交番電流電源と、 前記交番電流に重畳されるバイアス交番電流を発生する
バイアス交番電流電源と、 を有することを特徴とする。
対向された励磁コアに巻回された被測定軸励磁用の励磁
コイルと、 前記励磁コアと交鎖されるとともに磁極面が前記被測定
軸周面に対向された検出コアに巻回されて当該被測定軸
の捩じりトルクに応じた起電力が発生する検出コイル
と、 前記励磁コイルへ通電を行なう交番電流電源と、 前記交番電流に重畳されるバイアス交番電流を発生する
バイアス交番電流電源と、 を有することを特徴とする。
《実施例の説明》 以下、本発明に係るトルク検出器の好適な実施例を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
第１図においてトルク検出器１はほぼコ字状の励磁コア
３と、この励磁コア３に直交されたほぼコ字状の検出コ
ア５とを有しており、両コア3,5には各々励磁コイル７
および検出コイル９が巻回されている。
３と、この励磁コア３に直交されたほぼコ字状の検出コ
ア５とを有しており、両コア3,5には各々励磁コイル７
および検出コイル９が巻回されている。
そして励磁コイル７には励磁発振器11により励磁コア３
を励磁する励磁交番電流（周波数１）が通電されてい
るとともに、その励磁交番電流に重畳させてバイアス励
磁交番電流（周波数２）がバイアス励磁発振器13によ
り通電されている。
を励磁する励磁交番電流（周波数１）が通電されてい
るとともに、その励磁交番電流に重畳させてバイアス励
磁交番電流（周波数２）がバイアス励磁発振器13によ
り通電されている。
また検出コイル９の検出信号はバイアス信号フィルタ15
を介して増幅器17に入力されており、この増幅器17の出
力はトルク値に比例した電圧として図示しないトルク値
演算回路に入力される。
を介して増幅器17に入力されており、この増幅器17の出
力はトルク値に比例した電圧として図示しないトルク値
演算回路に入力される。
なお、バイアス信号フィルタ15は前記バイアス励磁交番
電流が重畳された場合に、第２図から理解されるように
被測定軸19の励磁特性がａ′のように非直線的になるた
め、検出コイル９の検出信号からバイアス励磁交番電流
の歪波を除去する目的で設けられている。
電流が重畳された場合に、第２図から理解されるように
被測定軸19の励磁特性がａ′のように非直線的になるた
め、検出コイル９の検出信号からバイアス励磁交番電流
の歪波を除去する目的で設けられている。
従って、バイアス励磁交番電流の歪波がトルク検出精度
上無視し得る場合、あるいは被測定軸19の磁化特性が第
２図のａで示される特性を有する場合にはバイアス信号
フィルタ15を不要にしてトルク検出器１の簡素化を図る
ことができる。
上無視し得る場合、あるいは被測定軸19の磁化特性が第
２図のａで示される特性を有する場合にはバイアス信号
フィルタ15を不要にしてトルク検出器１の簡素化を図る
ことができる。
そして、励磁コア３は被測定軸19の軸方向に沿うととも
にその磁極面が被測定軸19の周面と対向されており、一
方検出コア５は被測定軸19の周方向に沿うとともに被測
定軸19の周面と対向されている。
にその磁極面が被測定軸19の周面と対向されており、一
方検出コア５は被測定軸19の周方向に沿うとともに被測
定軸19の周面と対向されている。
なお、被測定軸19は少なくともその周面が強磁性体で形
成されており、励磁コア３が励磁されているときには励
磁コア３と被測定軸19とにより磁気回路が形成される。
成されており、励磁コア３が励磁されているときには励
磁コア３と被測定軸19とにより磁気回路が形成される。
以上の構成により、励磁コア３が励磁された状態で被測
定軸19に捩じりトルクが加わると、いわゆる逆Wiedmann
効果により、被測定軸19の周方向に沿って磁束変化が生
じ、その磁束変化が検出コイル９に誘導起電力を生じさ
せる。
定軸19に捩じりトルクが加わると、いわゆる逆Wiedmann
効果により、被測定軸19の周方向に沿って磁束変化が生
じ、その磁束変化が検出コイル９に誘導起電力を生じさ
せる。
そしてその誘導起電力が被測定軸19に加えられた捩じり
トルクに比例しており、このためその誘導起電力を検出
することにより捩じりトルクを測定することができる。
トルクに比例しており、このためその誘導起電力を検出
することにより捩じりトルクを測定することができる。
ここで、第２図には被測定軸19の磁化特性が示されてお
り、同図から理解されるように、励磁コイル７には励磁
交番電流とともにバイアス励磁交番電流が重畳されて通
電されているので、被測定軸19のヒステリシス特性は水
平部（第２図中ａ−ｂ部）において補正がなされ、図中
一点鎖線で示す特性で磁化される。
り、同図から理解されるように、励磁コイル７には励磁
交番電流とともにバイアス励磁交番電流が重畳されて通
電されているので、被測定軸19のヒステリシス特性は水
平部（第２図中ａ−ｂ部）において補正がなされ、図中
一点鎖線で示す特性で磁化される。
その結果被測定軸19の磁化の強さを示す波形は歪の少な
い正弦波に近い波形となる。
い正弦波に近い波形となる。
なお検出コイル９に発生する検出信号は被測定軸19の磁
化の強さの変化（磁束密度変化;dΦ/dt）および捩じり
トルク（Ｔ）に比例しており、またその位相は励磁発振
器11から通電される励磁交番電流に対して90度ずれてい
る（第２図参照）。
化の強さの変化（磁束密度変化;dΦ/dt）および捩じり
トルク（Ｔ）に比例しており、またその位相は励磁発振
器11から通電される励磁交番電流に対して90度ずれてい
る（第２図参照）。
以上のように本実施例では励磁コイル７に励磁発振器11
から励磁交番電流を通電するとともに、その励磁交番電
流に重畳させてバイアス励磁交番電流をバイアス励磁発
振器13から通電するので、被測定軸19の磁化特性が重畳
されたバイアス励磁交番電流により補正され、検出コイ
ル９にはほぼ正弦波に近い波形の検出信号が生ずる。
から励磁交番電流を通電するとともに、その励磁交番電
流に重畳させてバイアス励磁交番電流をバイアス励磁発
振器13から通電するので、被測定軸19の磁化特性が重畳
されたバイアス励磁交番電流により補正され、検出コイ
ル９にはほぼ正弦波に近い波形の検出信号が生ずる。
従って被測定軸19に加えられた捩じりトルクと検出コイ
ル９で得られた検出信号とは比例関係にあり、このため
従来のように検出信号を直線化する回路が不要となり、
検出器１の簡素化が可能となる。
ル９で得られた検出信号とは比例関係にあり、このため
従来のように検出信号を直線化する回路が不要となり、
検出器１の簡素化が可能となる。
第３図には本発明に係るトルク検出器の第２実施例が示
されている。
されている。
なお、第１図と同一部分には同一符号を付しその説明は
省略する。
省略する。
また励磁コア３には１組の励磁コイル7a（自己インダク
タンスL1）および7b（自己インダクタンスL2）が巻回さ
れており、それら励磁コイル7aおよび7bは直列に接続さ
れている。
タンスL1）および7b（自己インダクタンスL2）が巻回さ
れており、それら励磁コイル7aおよび7bは直列に接続さ
れている。
そして、それら励磁コイル7aおよび7bと並列にコンデン
サ21（キャパシタンスｃ）が接続されている。
サ21（キャパシタンスｃ）が接続されている。
従って、励磁コイル7a,7bおよびコンデンサ21とにより
バイアス励磁交番電流（周波数２）の共振回路が形成
されており、このため励磁交番電流（周波数１）と同
じ駆動電力であってもバイアス励磁交番電流によるバイ
アス励磁は相対的に強くなる。
バイアス励磁交番電流（周波数２）の共振回路が形成
されており、このため励磁交番電流（周波数１）と同
じ駆動電力であってもバイアス励磁交番電流によるバイ
アス励磁は相対的に強くなる。
すなわち、被測定軸19の磁化特性（ヒステリシス特性）
に起因する歪を低減させるためには、バイアス励磁交番
電流の強度および周波数を励磁交番電流よりも相対的に
大きくする必要がある。
に起因する歪を低減させるためには、バイアス励磁交番
電流の強度および周波数を励磁交番電流よりも相対的に
大きくする必要がある。
そこで本実施例では上記のように励磁コイル7a,7bおよ
びコンデンサ21とにより並列共振回路を形成することに
より、バイアス励磁交番電流の強度および周波数を励磁
交番電流に対して相対的に大きくしている。
びコンデンサ21とにより並列共振回路を形成することに
より、バイアス励磁交番電流の強度および周波数を励磁
交番電流に対して相対的に大きくしている。
以上のように本実施例では励磁コイル7a,7bおよびコン
デンサ21とにより並列共振回路を形成し、これによりバ
イアス励磁交番電流の強度および周波数を励磁交番電流
よりも相対的に大きくするので、励磁交番電流と同じ駆
動電力であってもバイアス励磁交番電流による励磁が相
対的に強くなるという格別の効果を有する。
デンサ21とにより並列共振回路を形成し、これによりバ
イアス励磁交番電流の強度および周波数を励磁交番電流
よりも相対的に大きくするので、励磁交番電流と同じ駆
動電力であってもバイアス励磁交番電流による励磁が相
対的に強くなるという格別の効果を有する。
《発明の効果》 以上の説明で明らかなように本発明に係るトルク検出器
は、被測定軸を励磁する励磁コイルへ通電される通常の
交番電流にバイアス交番電流を重畳させるので、検出コ
イルから検出された検出信号が歪の少ないほぼ正弦波に
近い波形となる。
は、被測定軸を励磁する励磁コイルへ通電される通常の
交番電流にバイアス交番電流を重畳させるので、検出コ
イルから検出された検出信号が歪の少ないほぼ正弦波に
近い波形となる。
このため被測定軸に加えられた捩じりトルクと検出信号
とが比例関係にあり、従って従来の直線化回路が不要と
なる。
とが比例関係にあり、従って従来の直線化回路が不要と
なる。
その結果トルク検出器の構成が簡素化でき、そのコスト
を低減化することが可能となる。
を低減化することが可能となる。
第１図は本発明に係るトルク検出器の全体概略図、第２
図は被測定軸の磁化特性，検出コイルの検出信号の波形
等を示す特性図、第３図は本発明に係るトルク検出器の
他の実施例を示す全体概略図である。 １…トルク検出器 ３…励磁コア ５…検出コア 7,7a,7b…励磁コイル ９…検出コイル 11…励磁発振器 13…バイアス励磁発振器 15…バイアス信号フィルタ 17…増幅器 19…被測定軸 21…コンデンサ
図は被測定軸の磁化特性，検出コイルの検出信号の波形
等を示す特性図、第３図は本発明に係るトルク検出器の
他の実施例を示す全体概略図である。 １…トルク検出器 ３…励磁コア ５…検出コア 7,7a,7b…励磁コイル ９…検出コイル 11…励磁発振器 13…バイアス励磁発振器 15…バイアス信号フィルタ 17…増幅器 19…被測定軸 21…コンデンサ
Claims (1)
- 【請求項１】磁極面が被測定軸の軸方向に沿って当該被
測定軸周面に対向された励磁コアに巻回された被測定軸
励磁用の励磁コイルと、 前記励磁コアと交鎖されるとともに磁極面が前記被測定
軸周面に対向された検出コアに巻回されて当該被測定軸
の捩じりトルクに応じた起電力が発生する検出コイル
と、 前記励磁コイルへ通電を行なう交番電流電源と、 前記交番電流に重畳されるバイアス交番電流を発生する
バイアス交番電流電源と、 を有することを特徴とするトルク検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15936786A JPH0678952B2 (ja) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | トルク検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15936786A JPH0678952B2 (ja) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | トルク検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6315129A JPS6315129A (ja) | 1988-01-22 |
| JPH0678952B2 true JPH0678952B2 (ja) | 1994-10-05 |
Family
ID=15692287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15936786A Expired - Lifetime JPH0678952B2 (ja) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | トルク検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0678952B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6657878B2 (ja) * | 2015-12-04 | 2020-03-04 | 富士電機株式会社 | 発電装置 |
-
1986
- 1986-07-07 JP JP15936786A patent/JPH0678952B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6315129A (ja) | 1988-01-22 |
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