JP2947039B2 - Cross-coil instrument - Google Patents

Cross-coil instrument

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JP2947039B2
JP2947039B2 JP32980893A JP32980893A JP2947039B2 JP 2947039 B2 JP2947039 B2 JP 2947039B2 JP 32980893 A JP32980893 A JP 32980893A JP 32980893 A JP32980893 A JP 32980893A JP 2947039 B2 JP2947039 B2 JP 2947039B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、計測値に応じてsin
波特性,cos波特性で変化する駆動信号に基づいて交
差コイルの合成磁界による回転マグネットの応動にて指
針を回動する交差コイル式計器に関し、特に指針の回動
基点への帰零と誤差補正に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
The present invention relates to a cross-coil instrument that rotates a pointer by the action of a rotating magnet by a synthetic magnetic field of a cross coil based on a drive signal that changes in wave characteristics and cos wave characteristics. It relates to error correction.

【0002】[0002]

【従来技術】従来より、この種の交差コイル式計器は、
構造が簡単にして軽量小型化が図れるため、種々の計器
に用いられており、たとえば自動車用の広角指示特性を
必要とする速度計等に適用されている。特にこうした広
角指示特性を得るための駆動信号としては、交差コイル
に電気角に対応したsin波特性とcos波特性の電圧
(電流)信号を用いるのが一般的となってきており、計
測値に対応した入力信号に応じたROMデータによる変
換と、これに対応したアナログ信号やデューティ比のP
WM信号への変換によるコイルへの通電制御がなされて
いる。
2. Description of the Related Art Conventionally, this type of cross-coil type instrument has been
Since it has a simple structure and can be reduced in weight and size, it is used for various instruments, and is applied to, for example, a speedometer or the like that requires a wide-angle indicating characteristic for automobiles. In particular, as a drive signal for obtaining such a wide-angle indicating characteristic, it is common to use a voltage (current) signal of a sine wave characteristic and a cosine wave characteristic corresponding to an electrical angle in a cross coil, and the measurement is performed. The conversion by ROM data according to the input signal corresponding to the value, the analog signal corresponding to this and the P of the duty ratio
The energization of the coil is controlled by conversion into a WM signal.

【0003】また、このような計器においては、指示基
点である目盛の零位置への電源オフ時における指針復帰
や指針の零位置保持が必要であるため、ヒゲばねによる
機械的復帰や帰零マグネットによる磁気的復帰がなされ
ているが、こうした復帰手段による可動体への復帰トル
クが常時加わることとなるため、交差コイルに本来の指
示特性信号に加えて補正用の信号も通電する方法が採ら
れている。
In such an instrument, it is necessary to return the pointer to the zero position of the scale, which is the reference base point, when the power is turned off, and to maintain the zero position of the pointer. However, since the return torque to the movable body by such a return means is always applied, a method for energizing the crossing coil with a correction signal in addition to the original indication characteristic signal is adopted. ing.

【0004】たとえば、特開平2−90063号公報に
記載の交差コイル式計器では、帰零用マグネットの影響
を補正するため、交差コイルへの通電信号に帰零用マグ
ネットによる磁界との相殺磁界を与える特性を持たせる
方法が提案されており、交差コイルへのsin波特性,
cos波特性による指針の回動指示特性をよりリニアに
する効果を有している。
For example, in a cross-coil meter described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-90063, a characteristic is given in which an energizing signal to the cross coil is given a canceling magnetic field with a magnetic field generated by the resetting magnet in order to correct the influence of the resetting magnet. Has been proposed to provide a sin wave characteristic to the cross coil,
This has the effect of making the rotation instruction characteristic of the pointer by the cosine wave characteristic more linear.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかるに、帰零用マグ
ネットを用いた構成では、指針軸に固着された回転マグ
ネットの磁極に対してその回動位置に係わらず常に帰零
用マグネットによる吸引反発作用が働き、交差コイルに
よる合成磁界に複雑な影響を与えその作用力も強いため
補正信号特性の設定の困難さとともに補正のための追加
通電量も大きくなり、駆動電力のムダが生じる。
However, in the configuration using the zero-return magnet, the repulsive action of the zero-return magnet always acts on the magnetic pole of the rotary magnet fixed to the pointer shaft regardless of its rotational position. Since the combined magnetic field generated by the crossing coil has a complicated effect and a strong acting force, it is difficult to set the correction signal characteristic, and the amount of additional power for correction increases, resulting in wasted driving power.

【0006】また、帰零マグネットそのものの大きさや
形状も複雑化できないため、帰零力を得る磁気特性の調
整も容易でなく、さらに弱い磁力マグネットの形成自体
も困難であるため、計器の本来の指示特性を得るために
は帰零マグネットの影響トルクに打ち勝つ大きな駆動,
制止トルクを与えるための通電量が必要となり電力消費
が著しい。
Further, since the size and shape of the zero-magnet itself cannot be complicated, it is not easy to adjust the magnetic properties for obtaining the zero-magnet force, and it is difficult to form a weak magnetic magnet itself. In order to obtain the indication characteristics, a large drive that overcomes the influence torque of the
A large amount of electricity is required to provide a stopping torque, and power consumption is remarkable.

【0007】さらに、帰零マグネットによる磁界影響が
複雑のため、これを補正するためには指示データを記憶
して入力値に対応したデータ出力によりPWM駆動する
ようなROM方式(たとえば入力値に対応したsin,
cosデータを記憶)においては、全指示領域のデータ
に対して補正を加えてやらねばならず、ROM容量が全
領域での対応したデータ記憶に必要となって、たとえば
sinデータのみによるcos特性データへの変換(90
度の位相シフト変換)といったメモリ容量縮小化ができ
なくなってしまう。
Further, since the influence of the magnetic field due to the zero-magnet is complicated, in order to correct the influence, a ROM system (for example, corresponding to the input value) which stores the instruction data and performs the PWM drive by the data output corresponding to the input value. Did sin,
In the case of storing cos data), it is necessary to correct the data in all designated areas, and the ROM capacity is required for storing the corresponding data in all areas. Conversion to (90
(Phase shift conversion of degree), it is impossible to reduce the memory capacity.

【0008】本発明は、ROMデータ方式においてはR
OM容量を増やしあるいは複雑な補正データの設定を行
うことなく、さらにアナログ変換方式においても複雑な
波形整形をすることなく交差コイル式計器の帰零を行う
ことを目的とする。
According to the present invention, the ROM data method uses R
An object of the present invention is to perform zero return of a cross-coil instrument without increasing the OM capacity or setting complicated correction data, and without performing complicated waveform shaping even in an analog conversion method.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、交差コイルに
sin波特性とcos波特性の駆動信号を供給するとと
もに、交差コイルの交差角中点部位にして回転マグネッ
トの外周磁極に接近して金属磁性材料からなる帰零部材
を配設し、交差コイルへの通電信号特性を、前記帰零部
材による誤差角aに対して、各コイルへの印加電圧をV
sin , Vcos とするとき、 Vsin =Asin (θ+a),Vcos =Acos (θ−a) ただし、Aはピーク電圧を決定する電圧定数θは電気角
である。とすることを特徴とする。
According to the present invention, a driving signal having a sine wave characteristic and a cosine wave characteristic is supplied to a cross coil, and a center point of the cross angle of the cross coil is approached to an outer magnetic pole of a rotating magnet. A return-to-zero member made of a metallic magnetic material is disposed, and the energization signal characteristics to the crossing coil are changed by applying the voltage to each coil to V with respect to the error angle a by the return-to-zero member.
When sin and Vcos are set, Vsin = Asin (θ + a) and Vcos = Acos (θ−a) where A is a voltage constant θ which determines a peak voltage and is an electrical angle. It is characterized by the following.

【0010】[0010]

【作用】金属磁性材料による回転マグネットへの磁界影
響はなく、回転マグネットの磁力による吸引作用のみで
の指示特性への影響を、交差コイルへの単純なる角度補
正による通電信号によって補正し、sin波特性とco
s波特性によるリニア性の良好な指示を得られる。
[Function] There is no magnetic field effect on the rotating magnet due to the metallic magnetic material, and the influence on the indicating characteristic only by the attraction action by the magnetic force of the rotating magnet is corrected by the energization signal by simple angle correction to the cross coil, and the sine wave Properties and co
Good indication of linearity by s-wave characteristics can be obtained.

【0011】[0011]

【実施例】図1は本発明の交差コイル式計器における回
路構成の一実施例を示すもので、ここでは交差コイルへ
の通電信号特性をROMデータとして予め設定した方式
であり、図2に示した計器本体構造とともに説明する。
FIG. 1 shows an embodiment of a circuit configuration in a cross-coil instrument according to the present invention. In this embodiment, the energization signal characteristic to a cross coil is set in advance as ROM data. It will be described together with the instrument main body structure.

【0012】車両用速度計として採用するとすれば、速
度センサから出力される走行速度に比例した周波数のパ
ルス信号を波形整形回路1にて矩形波に整形し、カウン
タ2に入力する。この走行速度情報のカウンタ2による
デジタル化は、ゲート周期毎の入力パルス計数方式でも
よいし、他のクロック信号を入力パルス周期で計数する
周期方式でもよく、こうして変換された時々の走行速度
データがカウンタ2より出力されROM3に与えられ
る。
If it is adopted as a vehicular speedometer, a pulse signal output from a speed sensor and having a frequency proportional to the traveling speed is shaped into a rectangular wave by a waveform shaping circuit 1 and input to a counter 2. The digitization of the traveling speed information by the counter 2 may be performed by an input pulse counting method for each gate cycle or a periodic method of counting other clock signals by the input pulse cycle. Output from the counter 2 is given to the ROM 3.

【0013】ROM3には予め 360度を 256分割した角
度単位での分解能にてsin波特性(cos波特性)デ
ータが記憶してあり、各角度データの記憶エリアの番地
指令によるデータ読み出し信号としてカウンタ2からの
その時々の走行速度データが用いられる。ここでは、駆
動信号をsin波特性とcos波特性にて生成する上
で、最低限必要な90度分のsin波データを記憶してお
き、90度以上の信号およびCOS波特性信号の生成は、
90度分のsin波データを反転もしくは位相シフトする
ことによって行う方式で構成するものとし、ROM3に
はカウンタ2からの入力信号による指示角範囲を判定
し、相当指示角に対応したsin波およびcos波の指
示データにデータ展開して変換する機能を有するものと
する。こうした処理はカウンタ2とROM3を含むマイ
クロコンピュータによるデータ演算処理にて行うことが
できる。
The ROM 3 previously stores sine wave characteristic (cos wave characteristic) data at a resolution of angle units obtained by dividing 360 degrees into 256, and a data read signal according to an address command of a storage area of each angle data. Is used as the running speed data from the counter 2. Here, in order to generate the drive signal with the sine wave characteristic and the cosine wave characteristic, sine wave data for at least 90 degrees, which is necessary at least, is stored, and a signal of 90 degrees or more and a COS wave characteristic signal are stored. The generation of
The sine wave data for 90 degrees is inverted or phase-shifted, and the ROM 3 determines the designated angle range by the input signal from the counter 2 and determines the sine wave and cos corresponding to the designated designated angle. It has a function of developing and converting the data into wave instruction data. Such processing can be performed by data arithmetic processing by a microcomputer including the counter 2 and the ROM 3.

【0014】ROM3から出力される指示データに基づ
いて駆動回路4によりsin波特性とcos波特性の駆
動信号が交差コイル5,6に通電されるが、この駆動信
号はROM3から出力されるデジタル指示データをD/
A変換したアナログ信号としてもよいが、ここではデー
タの大きさに対応したデューティ比(実効値としてsi
n波,cos波特性を有する)を有するPWM信号とし
て交差コイル5,6に通電する構成とする。
A drive signal having a sine wave characteristic and a cosine wave characteristic is supplied to the crossing coils 5 and 6 by the drive circuit 4 based on the instruction data output from the ROM 3, and the drive signal is output from the ROM 3. D / D
The analog signal may be an A-converted analog signal, but here, a duty ratio (effective value: si
It is configured to energize the crossing coils 5 and 6 as a PWM signal having n-wave and cosine-wave characteristics).

【0015】交差コイル5,6に通電される信号特性に
応じた合成磁界により樹脂製ボビンケース10内に軸支さ
れた回転マグネット7が回動し、回転軸9に固着した指
針8によって目盛を施した文字板11との対比判読を可能
としている。なお、文字板11の指示基点(目盛上の零位
置)には指針8の復帰停止位置を規定するストッパピン
12が突設されており、ボビンケース10の合わせ部には金
属磁性材料からなる帰零部材13が回転マグネット7の外
周磁極に接近して配設されている。
The rotating magnet 7 pivotally supported in the resin bobbin case 10 is rotated by a composite magnetic field corresponding to the signal characteristics supplied to the cross coils 5 and 6, and the scale is set by the pointer 8 fixed to the rotating shaft 9. It is possible to read and compare with the dial 11 provided. Note that a stop pin for defining the return stop position of the pointer 8 is provided at the designated reference point (zero position on the scale) of the dial 11.
A return member 13 made of a metallic magnetic material is disposed at the mating portion of the bobbin case 10 so as to be close to the outer magnetic pole of the rotating magnet 7.

【0016】この帰零部材13は、鉄, パーマロイ, 珪素
鋼板などの磁性材料にて所定の形状に形成すればよく、
パーマロイを使用することで残留磁気による指示のヒス
テリシスを防ぐことができるが、特に影響を考えない場
合には安価な鉄片にて充分その機能を持たせることが可
能であり、本出願人の実験によれば鉄片により良好な特
性が得られ、その厚さの調整によって帰零力と誤差補正
のバランス調整が容易に行え、特性も出し易いことが判
った。
The return-to-zero member 13 may be formed in a predetermined shape from a magnetic material such as iron, permalloy, or silicon steel plate.
The use of permalloy can prevent the hysteresis of the indication due to the remanence, but if the effect is not particularly considered, it is possible to provide the function sufficiently with an inexpensive iron piece. According to the results, it was found that good characteristics were obtained by the iron piece, and the balance between the zero-force and the error correction could be easily adjusted by adjusting the thickness of the iron pieces, and the characteristics could be easily obtained.

【0017】図3は、交差コイル5,6と帰零部材13と
の位置関係を示した説明図であり、交差コイル5,6の
交差角中点部位で回転マグネット7の外周磁極に接近し
た位置に帰零部材13を配置している。指針8の位置は、
指示基点としての目盛上の零点位置にてストッパピン12
により停止され、この状態にて帰零部材13に対する回転
マグネット7の吸引力によりストッパピン12に当接拘束
するようになっている。
FIG. 3 is an explanatory view showing the positional relationship between the cross coils 5 and 6 and the zero-return member 13. In FIG. The resetting member 13 is disposed at the position. The position of the pointer 8 is
Stopper pin 12 at the zero point on the scale as the reference base point
, And in this state, the stopper magnet 12 is brought into contact with and restricted to the stopper pin 12 by the attractive force of the rotating magnet 7 to the return-to-zero member 13.

【0018】図4は、本発明になる交差コイル式計器の
補正特性を示すもので、図3の各要素の関係においての
誤差角と補正原理を説明しており、実験的にもほぼ同様
の補正効果が得られた。同図(A)は、回転マグネット
7の回動位置における帰零部材13によって及ぼされる指
示誤差角の関係を示したものであり、本発明における波
形補正を加えない場合の本来のリニアな指示に対する誤
差角変動を45度の電気角毎に示してある。
FIG. 4 shows the correction characteristics of the cross-coil type meter according to the present invention. The error angle and the principle of correction in relation to each element in FIG. 3 are explained. A correction effect was obtained. FIG. 5A shows the relationship between the pointing error angle exerted by the return-to-zero member 13 at the turning position of the rotating magnet 7, and corresponds to the original linear command in the case where the waveform correction is not applied in the present invention. The error angle variation is shown for each electrical angle of 45 degrees.

【0019】同図(A)において、回転マグネット7と
帰零部材13との吸引力の関係を計器の指示特性に対して
その正負方向の誤差を示しており、それとともに交差コ
イル5,6にAsin,Acosθの駆動信号を通電し
たときの指示誤差角の変動状態を最大限a度とした特性
図として説明している。すなわち、回転マグネット7の
外周磁極N極,S極の帰零部材13に対する位置関係にお
いて、図3に示した指針8の指示基点位置を0度とする
とき、N極が帰零部材13に近いため、回転マグネット7
は負方向に吸引され、この吸引力が誤差の大きさとして
指示に影響を及ぼすこととなる。
In FIG. 1A, the relationship between the attractive force of the rotating magnet 7 and the return-to-zero member 13 is shown in the positive and negative directions with respect to the indicator characteristic of the meter. The variation diagram of the indicated error angle when the drive signals Asin and Acos θ are energized is described as a characteristic diagram in which the maximum degree is a degree. That is, in the positional relationship between the outer magnetic poles N and S poles of the rotating magnet 7 with respect to the return-to-zero member 13, when the pointing base point position of the pointer 8 shown in FIG. Therefore, the rotating magnet 7
Is sucked in the negative direction, and this suction force affects the instruction as the magnitude of the error.

【0020】90度の位置ではS極が帰零部材13に近いた
め回転マグネット7が正方向に吸引され、この吸引力に
よりプラスの指示誤差として表れることとなる。45度や
135度のようにN極,S極が帰零部材13に対して同一の
吸引方向となる場合には、その位置における回転マグネ
ット7の帰零部材13による回動力は加わらないため、誤
差としてはゼロとなる。
At the 90-degree position, the south pole is close to the resetting member 13 so that the rotating magnet 7 is attracted in the positive direction, and this attractive force causes a positive indication error to appear. 45 degrees
When the north pole and the south pole are in the same suction direction with respect to the resetting member 13 such as at 135 degrees, no rotational force is applied by the resetting member 13 of the rotating magnet 7 at that position. It becomes zero.

【0021】こうした位置関係での誤差角特性として
は、同図(A)に示した特性線として示されるため、こ
うした誤差要因を有する計器の交差コイル5,6に対し
て、sin波特性およびcos波特性の駆動信号を与え
たとしても、本来のリニアな指示特性にこの誤差分が加
わり結果として各指示角において同様の誤差角が生ずる
こととなる。
The error angle characteristic in such a positional relationship is shown as a characteristic line shown in FIG. 3A, so that the sine wave characteristic and Even if a drive signal having the cosine wave characteristic is given, this error is added to the original linear instruction characteristic, and as a result, a similar error angle occurs at each instruction angle.

【0022】しかるに、図4(A)にて示した金属磁性
材料からなる帰零部材13の影響は、帰零用部材としてマ
グネットを用いたものに対してきわめて単純であるた
め、これの補正も複雑さを要することなく可能である。
本発明においては、帰零部材として金属磁性材料を用い
ることで上述したような単純な誤差を伴いながらの帰零
機能を果たしながら、駆動信号によってその誤差分を補
正するものであり、基本的にはsin波特性もしくはc
os波特性の駆動信号を生成する信号処理において、そ
の特性を位相のみ変更させ、結果的にリニアな指示特性
を得るものである。
However, the effect of the return-to-zero member 13 made of a metallic magnetic material shown in FIG. 4A is extremely simple compared to the case where a magnet is used as the return-to-zero member, so that the correction thereof is also complicated. It is possible without the need.
In the present invention, while using a metallic magnetic material as the resetting member to perform the resetting function with a simple error as described above, the error is corrected by the drive signal, and basically Is the sin wave characteristic or c
In signal processing for generating a drive signal having the os-wave characteristic, the characteristic is changed only in phase, and as a result, a linear instruction characteristic is obtained.

【0023】1つの実施方法としては、図1のROM3
に記憶してある90度分のsin波データに対して予め誤
差角a度分を加えたデータに基づいて広角のsin波デ
ータおよびcos波データを生成することで行い得る。
すなわち、図1の回路において、カウンタ2のデジタル
出力を電気角θに対応させ、この電気角θをROM3の
メモリ番地に一致対応させておき、ROM3の対応番地
に90度分のsinデータを記憶しておくことで、入力に
対応したsin特性の出力信号を得ることができる。分
解能としては、90度分を 256等分した特性データとして
持たせることで針振れのないスムーズな指示が可能とな
る。また、90度分のデータによる指示角全域へのデータ
展開は、この第一象限のデータに基づいて、入力値が第
何象限に相当するかを判定し、相当象限の角度に基づい
てROM3の入力段回路でその象限角度のsinもしく
はcosに相当するデータ番地を指定するよう構成する
ことにより、指示角全域のデータをROM3から出力す
ることができる。従って、図4(A)の誤差角特性は、
90度周期にて同様の正負特性変動を有する単純なもので
あるため、この90度分の誤差を補正することで他の角度
やcos波への展開が可能となるものである。もちろ
ん、入力値に対応した補正データを全てROM3に予め
記憶させておく方式でもよく、また、基本データのみR
OM3に記憶し、そのデータに演算処理にて補正(位相
シフトによる変動)を加える方式を採用することもでき
る。
As one implementation method, the ROM 3 shown in FIG.
, And generates wide-angle sine wave data and cos wave data based on data obtained by adding the error angle a degrees in advance to the 90-degree sine wave data stored in the sine wave data.
That is, in the circuit of FIG. 1, the digital output of the counter 2 is made to correspond to the electrical angle θ, and the electrical angle θ is made to correspond to the memory address of the ROM 3, and the sin data for 90 degrees is stored in the corresponding address of the ROM 3. By doing so, an output signal having a sine characteristic corresponding to the input can be obtained. As for the resolution, by giving characteristic data obtained by dividing 90 degrees into 256 equal parts, it is possible to give a smooth instruction without needle deflection. In addition, the data expansion to the entire designated angle range by the data of 90 degrees determines the input quadrant to which quadrant based on the data of the first quadrant, and stores the data in the ROM 3 based on the angle of the corresponding quadrant. By configuring the input stage circuit to specify a data address corresponding to sin or cos of the quadrant angle, data of the entire designated angle can be output from the ROM 3. Therefore, the error angle characteristic of FIG.
Since it is a simple one having the same positive / negative characteristic fluctuation in a 90-degree cycle, it is possible to expand to other angles and cos waves by correcting the error of this 90-degree. Of course, a method may be used in which all the correction data corresponding to the input values are stored in the ROM 3 in advance.
It is also possible to adopt a method of storing the data in the OM 3 and applying correction (fluctuation due to a phase shift) to the data by arithmetic processing.

【0024】こうしたsin波,cos波信号の生成と
しては、入力値に対する電気角での最小値と最大値の設
定により指示振れ角が定まるが、たとえば 360度の最大
角としてその信号特性を得る補正式を以下に説明する。
交差コイル5,6への通電信号電圧を各々Vsin , Vco
s とし、信号ピーク電圧を決定する電圧定数をAとし、
電気角θに基づく補正後の指示角特性θaを求めると、 θa=arctan(Asin (θ+a)/Acos (θ−a)) となり、本来の指示特性を得る電気角θに対しての誤差
角Δθは、 Δθ=θa−θ となる。
In generating such a sine wave signal and a cosine wave signal, an instruction deflection angle is determined by setting a minimum value and a maximum value of an electrical angle with respect to an input value. The formula is described below.
The energization signal voltages to the crossing coils 5 and 6 are Vsin and Vco, respectively.
s, and the voltage constant for determining the signal peak voltage is A,
When the corrected instruction angle characteristic θa based on the electrical angle θ is obtained, θa = arctan (A sin (θ + a) / Acos (θ-a)), and the error angle Δθ with respect to the electrical angle θ at which the original instruction characteristic is obtained. Is Δθ = θa−θ.

【0025】結果として、このΔθが回路の出力角誤差
となり、これが帰零部材13を有する計器本体の持つ図4
(A)に示した誤差角特性に対してほぼ逆の特性となり
これを相互に打ち消し合って本来のリニアな特性にての
回動指示がなされるものである。
As a result, this Δθ becomes an error in the output angle of the circuit, and this is the error of the instrument body having the resetting member 13 as shown in FIG.
The characteristic becomes substantially opposite to the error angle characteristic shown in (A), and the rotational angle is canceled by each other, and the rotation instruction is performed with the original linear characteristic.

【0026】本発明における補正は、上述したきわめて
簡単な式に基づいて達成されるため、処理回路を複雑化
することなくまたたとえば演算補正としてのプログラム
の複雑化を要することなく単純に特定の補正角をデータ
に追加するだけでよく、その補正波形もsin波とco
s波ともに単純に補正角だけ位相シストするだけでよい
ため、ROMデータとしても波形展開できる基本的な90
度分のsin波データのみを記憶すればよいこととな
り、ROM利用で容量制限のある場合にもメモリ容量の
増加が不要となる。
Since the correction in the present invention is achieved based on the above-mentioned very simple formula, the specific correction can be simply performed without complicating the processing circuit and without, for example, complicating the program as arithmetic correction. It is only necessary to add the angle to the data, and the correction waveform is also sin wave and co
Since it is only necessary to simply phase shift the s-wave by the correction angle, the waveform can be expanded as ROM data.
Only the sine wave data of the degree need be stored, and even if the capacity is limited by using the ROM, it is not necessary to increase the memory capacity.

【0027】すなわち、本発明における帰零部材13によ
る指度誤差特性を、金属磁性材料の採用による単純吸引
力と、交差コイル5,6との位置関係の設定とにより、
単純なものとするとともに、この誤差特性を打ち消す逆
特性の回路誤差を前記補正式にて与えてやることによっ
て、きわめて簡単な補正処理により近似した補正特性を
得ることができ、結果として帰零部材13により指針8の
帰零動作を果たすとともに、これによる指度誤差も小さ
くすることができるものである。
That is, the fingering error characteristic of the return-to-zero member 13 in the present invention is determined by the simple attractive force by using the metallic magnetic material and the setting of the positional relationship between the cross coils 5 and 6.
In addition to simplifying the circuit, by giving the circuit error of the inverse characteristic to cancel the error characteristic by the correction equation, it is possible to obtain a correction characteristic approximated by a very simple correction processing. The function 13 allows the pointer 8 to perform a zero-return operation, thereby reducing the finger error.

【0028】従って、交差コイル5,6に補正を加えな
いVsin =Asin θ,Vcos =Acos θの駆動信号を供
給したときの帰零部材13による各指示角での誤差角a
(aは最大誤差角)を含む誤差特性を計測し、この誤差
角aの確定に基づいて前述した補正式に基づく補正処理
を行えば、誤差を小さく抑えることができ、特に帰零部
材13の選択と電圧定数Aの設定により計器としての充分
な指示トルクが得られるよう誤差角aの大きさを小さく
するようにしてやれば、補正式に基づく補正の効果が大
きく効いてより誤差の小さい指示特性を得ることができ
る。
Therefore, when a drive signal of Vsin = Asinθ and Vcos = Acosθ is supplied without correcting the crossing coils 5 and 6, the error angle a at each indicated angle by the resetting member 13 when the drive signal is supplied.
If an error characteristic including (a is the maximum error angle) is measured and a correction process based on the above-described correction formula is performed based on the determination of the error angle a, the error can be suppressed to a small value. If the magnitude of the error angle a is reduced so that a sufficient indicating torque as an instrument can be obtained by selection and setting of the voltage constant A, the effect of the correction based on the correction formula is greatly effective and the indicating characteristic with a smaller error is obtained. Can be obtained.

【0029】本発明の補正式については、図4(B)の
特性図にてその補正原理を説明できる。すなわち、電圧
定数Aでのsin波,cos波駆動時における帰零部材
13による誤差角特性イに対し、正規のsin波Sとco
s波Cによる誤差角特性の補正としては、0度における
−a度の誤差を補正するには電気的に+a度の反対誤差
を与えてやればよいから、+a度の指示を得る波形出力
を0度において発生させるよう波形の位相シフトを行う
ものである。つまり、0度における−a度の誤差を補正
するためには電気角θに対する変化率の大きいsin波
Sの値を0度においてa度分マイナスシフトすることで
同等の誤差分を生じさせることができ、また90度におけ
る+a度の誤差を補正するためには変化率の大きいco
s波Cの値を90度においてa度分プラスシフトすること
で同等の誤差分を生じさせることができ、各sin波、
cos波のa度の位相シフトによる発生磁界での誤差角
特性は、図4(C)の特性線ハにて表すことができるた
め、帰零部材13の影響による誤差を打ち消すための理想
特性線ロに近似したものとなり良好な補正を行えること
が判る。
The principle of correction of the correction formula of the present invention can be explained with reference to the characteristic diagram of FIG. That is, the return-to-zero member at the time of driving the sine wave and the cosine wave with the voltage constant A
13, the normal sin wave S and co
As the correction of the error angle characteristic by the s-wave C, the error of -a degree at 0 degree can be corrected by electrically giving an opposite error of + a degree. The phase of the waveform is shifted so as to be generated at 0 degrees. That is, in order to correct the error of -a degree at 0 degree, the value of the sine wave S having a large rate of change with respect to the electrical angle θ is shifted by 0 degree at minus 0 degree to generate an equivalent error. And to correct the + a degree error at 90 degrees,
By shifting the value of the s-wave C by a degree plus at 90 degrees, an equivalent error can be generated.
Since the error angle characteristic in the generated magnetic field due to the phase shift of the a-degree of the cos wave can be represented by the characteristic line C in FIG. 4C, an ideal characteristic line for canceling the error due to the effect of the resetting member 13. It can be seen that the correction approximates to b, and good correction can be performed.

【0030】こうした近似補正が可能となるのは、図4
(B)の特性説明図において、sin波Sとcos波C
の位相シストによる電気角毎の変化率が、波形ピーク値
付近においてはその変化率がほとんどなく無視できるこ
とと、0値付近においてはその傾斜角が45度に近いため
電気角シフトによるシフト角に近い値で指示角に表れる
ためであり、本発明は帰零部材13の金属磁性材料使用と
交差コイル5,6に対する設置位置の選定による誤差特
性の単純化とともに、この誤差特性を相殺する近似特性
を得る前記補正式に基づく補正処理を行うことにより、
実用性の高い補正方式を提供できるものである。
FIG. 4 shows that such an approximate correction is possible.
In the characteristic explanatory diagram of (B), a sine wave S and a cosine wave C
The change rate of each electrical angle due to the phase shift is almost negligible near the waveform peak value, and is close to the shift angle due to the electrical angle shift because the tilt angle is close to 45 degrees near the 0 value. In the present invention, the error characteristics can be simplified by using a metal magnetic material for the resetting member 13 and selecting the installation position with respect to the cross coils 5 and 6. By performing the correction process based on the obtained correction formula,
It is possible to provide a highly practical correction method.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上のように、本発明は回転マグネット
に対する帰零部材として金属磁性材料を用い、この帰零
部材を交差コイルの交差角中点部位に配置するととも
に、交差コイルに通電する駆動信号として、帰零部材に
よる誤差角aに対し、sin(θ+a)およびcos
(θ−a)の補正式に基づく補正処理を行うことによ
り、帰零部材による誤差特性を単純なものとするととも
に、きわめて簡単な補正処理によって良好な誤差補正を
行うことができ、回路の複雑化やデータメモリ容量の増
加を招くことなく、また演算処理を複雑にすることなく
計器の指針帰零動作とともに、指示特性を良好なものと
することができる。
As described above, the present invention uses a metallic magnetic material as a return-to-zero member for a rotating magnet, arranges this return-to-zero member at the midpoint of the crossing angle of the crossing coil, and drives the crossing coil. As signals, sin (θ + a) and cos
By performing the correction process based on the correction formula of (θ-a), the error characteristics due to the zero-reset member can be simplified, and good error correction can be performed by an extremely simple correction process. It is possible to improve the indicator characteristics together with the zero return operation of the indicator without inducing the increase in the data memory capacity and without complicating the arithmetic processing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の交差コイル式計器の駆動回路構成の一
実施例を示す回路ブロック図である。
FIG. 1 is a circuit block diagram showing one embodiment of a drive circuit configuration of a cross-coil instrument of the present invention.

【図2】本発明の交差コイル式計器本体の一実施例を示
す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing one embodiment of a cross-coil instrument main body of the present invention.

【図3】本発明の交差コイル式計器における交差コイル
と帰零部材の位置関係図である。
FIG. 3 is a diagram showing a positional relationship between a cross coil and a resetting member in a cross coil meter according to the present invention.

【図4】本発明の交差コイル式計器における誤差特性と
補正特性の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of an error characteristic and a correction characteristic in the cross-coil instrument of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 カウンタ 3 ROM 4 駆動回路 5,6 交差コイル 7 回転マグネット 8 指針 10 ボビンケース 11 文字板 13 金属磁性材料からなる帰零部材 2 Counter 3 ROM 4 Drive circuit 5, 6 Cross coil 7 Rotating magnet 8 Pointer 10 Bobbin case 11 Dial 13 Returning member made of metallic magnetic material

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ボビンケース内に回転自在に軸支した回
転マグネットと、ボビンケース外側に交差して巻線され
たコイルと、前記回転マグネットの回転出力軸に固着さ
れた指針と、この指針下方に配設され指示目盛を施した
文字板と、前記交差巻線したコイルにsin波特性とc
os波特性の駆動信号を供給する駆動回路と、前記コイ
ルの交差角中点部位にして前記回転マグネットの磁極を
有する外周に接近して配設された金属磁性材料からなる
帰零部材とから構成するとともに、前記駆動回路から前
記コイルへの通電信号特性を、前記帰零部材による誤差
角aに対して各コイルへの印加電圧をVsin , Vcos と
するとき、 Vsin =Asin (θ+a),Vcos =Acos (θ−a) ただし、Aはピーク電圧を決定する電圧定数θは電気角
である。とすることを特徴とする交差コイル式計器。
1. A rotary magnet rotatably supported in a bobbin case, a coil crossed outside the bobbin case, a pointer fixed to a rotary output shaft of the rotary magnet, and a lower part of the pointer. And a dial provided with an indication scale and a sine wave characteristic and c
a drive circuit that supplies a drive signal having an os-wave characteristic, and a return-zero member made of a metallic magnetic material disposed close to the outer periphery having the magnetic pole of the rotating magnet at the midpoint of the intersection angle of the coil. In addition to the configuration, when the voltage applied to each coil is Vsin, Vcos with respect to the error angle a due to the zero-return member, the characteristics of the energization signal from the drive circuit to the coil are given by: = A cos (θ-a) where A is a voltage constant θ that determines a peak voltage and an electrical angle. A cross-coil meter.
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