(57)【要約】【課題】温度補正処理を簡単に行える、信号検出方法および信号検出器を提供する。【解決手段】定電流交流信号と定電流直流信号とが重畳された励磁信号を生成する。励磁信号を、抵抗ラダーおよび励磁コイルＣに分岐させる。抵抗ラダーにおいては抵抗器Ｒ１および抵抗器Ｒ２がＸ点を介して直列に接続されており、励磁コイルＣには抵抗器Ｒ３がＹ点を介して直列に接続されている。Ｘ点およびＹ点の間の直流電圧値と、抵抗器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の各抵抗値とに基づき、温度補正値を決定する。検出された信号を、温度補正値に基づき補正する。【選択図】図１
2018189486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁コイルを用いた電磁誘導式の信号検出方法において、
定電流交流信号と定電流直流信号とが重畳された励磁信号を生成する、励磁信号生成ステップと、
前記励磁信号を、分圧回路部分および励磁回路部分に分岐させる分岐ステップであって、分圧回路部分においては第１抵抗器および第２抵抗器が所定のＸ点を介して直列に接続されており、励磁路部分においては励磁コイルおよび第３抵抗器が所定のＹ点を介して直列に接続されている、分岐ステップと、
前記Ｘ点および前記Ｙ点の間の直流電圧値と、前記第１、第２および第３抵抗器の抵抗値とに基づき、温度補正値を決定するステップと、
検出された信号を、前記温度補正値に基づき補正する、検出値決定ステップと
を備える、信号検出方法。
【請求項２】
前記励磁信号生成ステップは、
交流信号と直流信号とを重畳して重畳信号を生成するステップと、
前記重畳信号を電流アンプに入力することにより、電流アンプの出力として前記励磁信号を生成するステップと、
を含む、請求項１に記載の信号検出方法。
【請求項３】
前記励磁信号生成ステップは、
交流信号を電流アンプに入力することにより、電流アンプの出力として増幅交流信号を生成するステップと、
前記増幅交流信号と直流信号とを重畳して前記励磁信号を生成するステップと、
を含む、請求項１または２に記載の信号検出方法。
【請求項４】
所定の基準温度において、前記Ｘ点および前記Ｙ点の間の直流電圧値が０となる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の信号検出方法。
【請求項５】
前記検出値決定ステップは、励磁コイルが発生する磁界により検出コイルに誘起される交流電圧を検出するステップを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の信号検出方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の信号検出方法を実行することにより信号を補正する、信号検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、励磁コイルを用いた電磁誘導式の信号検出方法および信号検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
励磁コイルを用いた電磁誘導式の信号検出技術は、角度検出器、位置検出器、角力検出器等において用いられる。これらの検出器は、コイルを用いた電磁誘導式のものであり、たとえば自己インダクタンス式、トランス式、等の方式が可能である。このような検出器では、温度に応じて信号を補正するためのセンサ補正情報を取得する場合がある。
【０００３】
たとえば特許文献１では、温度検出用の直流バイアス電圧を加え、その出力値に基づいて励磁コイルの温度を推定することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１０８７７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の技術では、温度補正処理が複雑になるという問題があった。たとえば特許文献１の構成では、厳密には出力値と温度とが線形の関係にならず、温度を簡単に算出することができない。
【０００６】
この発明はこのような問題点を解消するためになされたものであり、温度補正処理を簡単に行える信号検出方法および信号検出器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る、励磁コイルを用いた電磁誘導式の信号検出方法は、
定電流交流信号と定電流直流信号とが重畳された励磁信号を生成する、励磁信号生成ステップと、
前記励磁信号を、分圧回路部分および励磁回路部分に分岐させる分岐ステップであって、分圧回路部分においては第１抵抗器および第２抵抗器が所定のＸ点を介して直列に接続されており、励磁路部分においては励磁コイルおよび第３抵抗器が所定のＹ点を介して直列に接続されている、分岐ステップと、
前記Ｘ点および前記Ｙ点の間の直流電圧値と、前記第１、第２および第３抵抗器の抵抗値とに基づき、温度補正値を決定するステップと、
検出された信号を、前記温度補正値に基づき補正する、検出値決定ステップと
を備える。
特定の態様によれば、前記励磁信号生成ステップは、
交流信号と直流信号とを重畳して重畳信号を生成するステップと、
前記重畳信号を電流アンプに入力することにより、電流アンプの出力として前記励磁信号を生成するステップと、
を含む。
特定の態様によれば、前記励磁信号生成ステップは、
交流信号を電流アンプに入力することにより、電流アンプの出力として増幅交流信号を生成するステップと、
前記増幅交流信号と直流信号とを重畳して前記励磁信号を生成するステップと、
を含む。
特定の態様によれば、所定の基準温度において、前記Ｘ点および前記Ｙ点の間の直流電圧値が０となる。
特定の態様によれば、前記検出値決定ステップは、励磁コイルが発生する磁界により検出コイルに誘起される交流電圧を検出するステップを含む。
また、この発明に係る信号検出器は、上述の信号検出方法を実行することにより信号を補正する。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、励磁信号に直流信号を重畳させ、コイル両端間の直流電圧を検出するので、検出された値と温度とが線形の関係となり、温度補正処理を簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る信号検出器を含む構成の例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る信号検出器を含む構成の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１に、本発明の実施の形態１に係る信号検出器を含む構成の例を示す。信号検出器は、励磁コイルＣを含む電磁誘導コイル式の検出部を備える。なお補正対象となるセンサ信号（角度等を表す信号）を検出するための構成（検出コイル等）はとくに図示しないが、当業者が適宜設計可能である。たとえば、励磁コイルＣが発生する磁界により検出コイルに誘起される交流電圧を検出し、検出された交流電圧に基づいてセンサ信号を出力する。なお、後述するようにこのセンサ信号には温度に応じた補正が行われる。
【００１１】
信号検出器は電流アンプを備え、定電流交流信号と定電流直流電流とが重畳された（すなわち足し合わされた）励磁信号を生成する。本実施形態では、この励磁信号は、交流信号と直流信号とを重畳して重畳信号を生成し、この重畳信号を電流アンプに入力することにより、電流アンプの出力として生成される。なお、重畳される交流信号および直流信号は、定電流のものに限らない。たとえば定電圧交流信号および定電圧直流信号を用いてもよい。
【００１２】
信号検出器は、抵抗ラダーを含む分圧回路部分と、励磁コイルＣを含む励磁回路部分とを備える。電流アンプには、分圧回路部分と励磁回路部分とが並列に接続されている。信号検出器はこのような構成により、各回路部分に励磁信号を分岐させる。分圧回路部分においては、第１抵抗器Ｒ１（抵抗値をＲＡとする）および第２抵抗器Ｒ２（抵抗値をＲＢとする）が所定のＸ点を介して直列に接続され、抵抗ラダーを構成している。励磁回路部分においては、励磁コイルＣおよび第３抵抗器Ｒ３（抵抗値をＲとする）が所定のＹ点を介して直列に接続されている。このような構成によれば、Ｘ点とＹ点との間の直流電圧を用いて、励磁コイルＣの両端間の直流電圧を表すことができる。
【００１３】
抵抗値ＲＡおよびＲＢは、励磁コイルＣの直流抵抗値Ｒｄｃよりも十分大きな値に構成される。また、本実施形態では、抵抗値の比ＲＡ：ＲＢは、所定の基準温度Ｔ０における励磁コイルＣの直流抵抗値Ｒｄｃ０と抵抗値Ｒとの比Ｒｄｃ０：Ｒと一致する（すなわち、基準温度Ｔ０において、Ｘ点およびＹ点の間の直流電圧値が０となる）ように構成されるが、そうでない実施形態も可能である。
【００１４】
信号検出器はフィルタ付き増幅器を備える。フィルタ付き増幅器は、Ｘ点およびＹ点の間の電圧値から交流成分を除去し、直流電圧値を増幅して出力する。この出力値がセンサ補正情報を表す温度検出信号となる。信号検出器は、この温度検出信号と、第１抵抗器Ｒ１、第２抵抗器Ｒ２および第３抵抗器Ｒ３の各抵抗値とに基づき、温度補正値を決定する。すなわち、信号検出器は、Ｘ点およびＹ点の間の直流電圧値と、３個の抵抗器の各抵抗値とに基づき温度補正値を決定するということができる。
【００１５】
その後、信号検出器は、検出部により検出されたセンサ信号（たとえば角度等を表す信号）を、温度補正値に基づいて補正し、補正後の値を最終的な検出値として出力する。
【００１６】
温度補正値の具体的な算出方法は当業者が適宜設計可能であるが、たとえば次のようにして行うことができる。
励磁コイルＣの直流抵抗値Ｒｄｃは、次の式で表すことができる。
【００１７】
【数１】
2018189486.tif 000003
【００１８】
ただしＲｄｃは上述のように直流抵抗値であり、ρ０は２０℃における体積抵抗率であり、ｌはコイル長さであり、Ｓはコイル断面積であり、α０は抵抗温度係数であり、Ｔは温度である。
【００１９】
定電流直流信号の電流値をＩｄｃとすると、Ｘ点およびＹ点の間の直流電圧値ΔＶｄｃは次のように表すことができる。
【００２０】
【数２】
2018189486.tif 000004
【００２１】
このΔＶｄｃは相対的温度（すなわち基準温度からの変化分、または、基準温度Ｔ０と温度Ｔとの差）の関数であり、励磁コイルＣの温度Ｔが基準温度Ｔ０に等しいときにはΔＶｄｃ＝０となる。また、本実施形態ではΔＶｄｃは相対的温度に比例する。このΔＶｄｃに対し、フィルタ付き増幅器における増幅作用により信号レベル調整を行い、調整の結果を、センサ補正情報を表す温度検出信号として用いる。
【００２２】
以上説明するように、本発明の実施の形態１に係る信号検出器によれば、励磁信号に直流信号を重畳させ、励磁コイルＣの両端間の直流電圧を検出するので、検出された値ΔＶｄｃと温度Ｔとが線形の関係となり、温度補正処理を簡単に行うことができる。
【００２３】
すなわち、温度依存性を持った電磁誘導コイル式検出器に温度検出機能を付与し、この機能を補正に利用することで、温度による誤差が小さい検出器を提供することが可能となる。
【００２４】
また、温度検出を行うための別置きの温度センサ等を設ける必要がないので、検出器の簡易化、小型化が可能となる。
【００２５】
なお、実施の形態１では、Ｚ点（すなわち分圧回路部分および励磁回路部分の低電位側）が電流アンプの低電位側に接続されているが、Ｚ点を接地してシングルエンド構成としてもよい。
【００２６】
実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１において、励磁信号を生成する方法を変更するものである。以下、実施の形態１との相違点を説明する。
図２に、本発明の実施の形態２に係る信号検出器を含む構成の例を示す。実施の形態２では、交流信号を電流アンプに入力することにより、電流アンプの出力として増幅交流信号を生成する。また、直流電流源（たとえば直流定電流源）を設け、そこから供給される直流信号を、増幅交流信号と重畳することにより、励磁信号が生成される。
【００２７】
本発明の実施の形態２に係る信号検出器でも、実施の形態１と同様に、励磁信号に直流信号を重畳させ、励磁コイルＣの両端間の直流電圧を検出するので、検出された値ΔＶｄｃと温度Ｔとが線形の関係となり、温度補正処理を簡単に行うことができる。なお、実施の形態２においても、Ｚ点を接地してシングルエンド構成としてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
Ｃ  励磁コイル、Ｒ１  第１の抵抗器、Ｒ２  第２の抵抗器、Ｒ３  第３の抵抗器、ΔＶｄｃ  Ｘ点およびＹ点の間の直流電圧値。
【図１】
2018189486.tif 000005
【図２】
2018189486.tif 000006