[发明专利]角度检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及采用霍尔元件的角度检测装置。

背景技术

在采用霍尔元件的角度传感器中，基本如图5所示，在由磁铁产生的均匀的磁通量密度B的磁场内设置霍尔元件1，供给规定的电流I，求解输出V，由此，计算磁通量方向和霍尔元件1所形成的角度θ。

在这种情况下，在霍尔元件1的霍尔系数为K、厚度为d、供给电流为I、磁通量密度为B的基础上，霍尔元件1的输出V通过下式获得。

V＝(K/d)·I·B·sinθ                                    ...(1)

另外，在专利文献1中公开有采用两个霍尔元件，检知旋转角的旋转角度检测器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开昭62-95402号文献

发明内容

一般来讲，霍尔元件，存在因周围的温度变化等，霍尔系数K等会发生变化，输出V会改变的危险。为此，为了求解下确的角度θ，优选采用设置温度检测传感器等来进行温度修正运算。

但是，在专利文献1的旋转角度检测器中，可采用两个霍尔元件在某种程度上抵消霍尔系数的温度的影响。

该专利文献1的旋转角度检测器的目的在于普通的宽范围的角度检测，针对微小角度的检测，无法以良好的精度进行测定。在该专利文献1中，在应测定的角度θ为0附近，一个霍尔元件的角度检测面的朝向为0°方向，另一霍尔元件的朝向为90°方向。在这样的角度传感器中，测定角在0°或90°附近，两个霍尔元件的条件大大不同，所以测定精度差。

另外，在专利文献1中，根据两个霍尔元件的输出之比进行测定，但是，在两个输出有大大不同的情况下，这些输出中包括的误差的影响在测定值中较大地呈现出来。

本发明的目的在于消除上述问题，提供一种角度检测装置，其采用两个霍尔元件，在测定范围中，使两个霍尔元件的条件一致，进而，根据输出的差分进行计算，由此，进行微小角度的高精度的检测。

用于实现上述目的的本发明的角度检测装置，在磁通量密度均匀的磁场内配置霍尔元件，通过该霍尔元件来检测角度θ，其特征在于，该角度检测装置具有：第1、第2传感器，沿相对与上述磁通量方向平行的中线以角度+φ倾斜的+φ轴和-φ轴而分别设置的由霍尔元件构成；检测电路，在相对上述磁通量方向上述中线相对倾斜角度θ的情况下，求解上述第1、第2传感器的输出Va、Vb；运算电路，根据该检测电路的输出对tanθ＝tanφ·(Va-Vb)/(Va+Vb)进行运算，求解角度θ。

利用本发明的角度检测装置，能够采用两个霍尔元件，去除受到温度变化造成的影响的因素，通过霍尔元件的输出的差分来求解角度，特别是能够较优地实施微小的角度测定。

附图说明

图1为实施例的结构图。

图2为放大图。

图3为电路结构图。

图4为原理性的说明图。

图5为采用霍尔元件的角度传感器的基本结构图。

附图标记说明

11：磁铁保持体；12：轴杆；13a、13b：磁铁；14：V形槽；15a：第1传感器；15b：第2传感器；16a、16b：检测电路；17：运算电路；18：显示电路；19：电流供给电路。

具体实施方式

根据图1～图4所示的实旋例，详细说明本发明。

在实施例的角度检测装置中，如图1所示，相对周围的固定的磁铁保持体11，测定中心的轴杆12的旋转角θ，例如，轴杆12将液面计的浮子的上下运动作为微小的旋转角度的位移而进行检测。在由导磁性材料形成的磁铁保持体11中，安装一对磁铁13a、13b，并在磁铁13a、13b之间形成基于从N极朝向S极的平行磁通量的均匀磁场。

在轴杆12上开设V形槽14，如图2的放大图所示，轴杆12的V形槽14的两条斜边，以中线N为中心，在其两侧，按照角度±φ(φ在90°以下，优选为10°～15°)倾斜。在V形槽14的两条斜边上，分别经由衬底或直接地安装有由霍尔元件构成的第1传感器15a、第2传感器15b。

在第1、第2传感器15a、15b中，将使作为磁通量检测面的平面平行于V形槽14的斜边，例如，与未图示的传感器电路衬底一起粘接。沿该+φ轴、-φ轴分别配置第1传感器15a、第2传感器15b的磁通量检测面。另外，使中线N与磁通量平行的情况下轴杆12的角度θ变为0。另外，磁铁保持体11和轴杆12的关系也可是相对的，磁铁保持体11旋转，轴杆12固定。