角度传感器的温度补偿装置的制造方法

文档序号:9233679来源:国知局
角度传感器的温度补偿装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于并适于流量控制阀的阀门开度的控制的角度传感器的温度补偿装置。
【背景技术】
[0002]以往,在流量控制阀中,通过角度传感器检测其阀门开度,将该检测到的阀门开度发送至作为阀门开度控制装置的定位器主体,在该定位器主体对与从外部赋予的阀门开度设定值和检测到的阀门开度之差相对应的控制量进行运算,根据该运计算的控制量进行自动调整,以使流量控制阀的阀门开度与阀门开度设定值一致。
[0003]图7是控制现有的流量控制阀的控制系统(流量控制阀控制系统)的构成图,在该图中,I是流量控制阀,2是操作器,3是固定操作器2和流量控制阀I的轭铁,4是由操作器2驱动的阀驱动轴,5是从阀驱动轴4的指定位置突出设置的销。6是被固定于轭铁3的一部分的角度传感器(VTD),输出与流量控制阀I的阀门位置即阀门开度相对应的开度信号。该角度传感器6由桥接的四个磁阻元件构成,对一边相对的两个端子外加输入电压,将另一边相对的两个端子作为输出端子。
[0004]7是用于对角度传感器6输入与流量控制阀I的阀门开度相对应的开度信息的反馈杆,将其另一端固定于角度传感器6的旋转轴。另外,在该反馈杆7上形成有切口 7a,销5能够滑动地卡合于该切口 7a中,将阀驱动轴4的往复运动转换为旋转运动。
[0005]图8是示出角度传感器6的主要部分的立体图。角度传感器6具有被固定于规定位置的磁性检测元件60,磁铁61和62隔着该磁性检测元件60相对地,被安装在磁路形成体63。磁路形成体63的中央被固定于旋转轴64的一端。旋转轴64的另一端被固定于反馈杆7。随着反馈杆7的摇动,旋转轴64旋转时,磁铁61、62与磁铁路形成体63 —起在磁性检测元件60的周围旋转,由此,作用于磁性检测元件60的磁场的方向变化,磁性检测元件60的电阻值变化。
[0006]图9是示出磁性检测元件60的构成的俯视图。该磁性检测元件60通过被形成为Z字形的四个磁阻元件(AMR元件(各向异性磁阻元件))rl、r2、r3、r4的Z字形方向交替正交的方式,点对称地形成于基板60a上。
[0007]该磁性检测元件60中,磁场作用于例如如图9所示的箭头A方向的话,与其平行的磁阻元件rl、r4的电阻值变为最大,与其垂直的磁阻元件r2、r3的电阻值变为最小。另夕卜,磁场作用于例如如图9所示的箭头B方向的话,磁阻元件rl、r4的电阻值变为最小,磁阻元件r2、r3的电阻值变为最大。
[0008]磁性检测元件60中,通过该桥接的四个磁阻元件rl、r2、r3、r4而构成桥接电路65,且恒定电流流过该桥接电路65的电源端子P1、P2之间,通过输出端子P3、P4得到电桥中点电位V1、V2。
[0009]图7中,8是作为阀门开度控制装置的定位器主体。从外部将压缩空气送入至该定位器主体8,另外,从位于远程位置的控制器(未图示)通过通信发送阀门开度设定值Θ sp至该定位器主体8。另外,定位器主体8在角度传感器6的电源端子P1、P2之间进行供电,且读取来自输出端子P3、P4的电桥中点电位Vl和V2之差(电桥中点电位差)V,作为与流量控制阀I的当前的阀门开度值Θ PV相对应的开度信号。
[0010]定位器主体8对从角度传感器6读取的流量控制阀I的当前的阀门开度值θ PV和从外部赋予的阀门开度设定值Θ sp进行比较,根据该比较结果,将从压缩空气生成的控制空气送入至操作器2,通过操作器2驱动阀驱动轴4,控制流量控制阀I的阀门位置(当前的阀门开度值θρν)以使其与阀门开度设定值Θ sp—致。
[0011]在该流量控制阀控制系统中,流过流量控制阀I的流体的温度与常温有很大不同的情况下,由于热传导,自流量控制阀I介由轭铁3,角度传感器6自身的温度受到影响,变得与常温有很大不同,根据构成桥接电路65的磁阻元件rl?r4的温度特性的变化,角度传感器6的输出(电桥中点电位差V)产生变化。
[0012]因此,专利文献I中示出的流量控制阀控制系统中,基于向角度传感器6的桥接电路65供给恒定电流时的电桥中点电位Vl、V2,仅检测出取决于温度的成分,从该检测到的取决于温度的成分取得角度传感器6的温度(周围温度),利用与该取得的温度相对应的校正信息,对从电桥中点电位差V得到的开度信息(角度信息)进行温度补偿。
[0013]具体来说,专利文献I中,通过计算电桥中点电位Vl和V2之和(电桥中点电位和),求出不取决于角度Θ的合计结果V1+V2,基于不取决于角度Θ的该合计结果V1+V2,求出角度传感器6的桥接电路65的温度,确定与该求得的温度相对应的校正值。该校正值用于求出流量控制阀I的当前的阀门开度值θ pv时的校正,抵消与根据角度传感器6的温度而产生的阀门开度有关的误差。
[0014]另外,在专利文献2中示出角度传感器使用的扭矩管式计测器。将该扭矩管式计测器中使用的技术应用于上述的流量控制阀控制系统的情况下,基于向角度传感器6的桥接电路65供给恒定电流时的电源端子P1、P2之间的电压(电桥电源端子间电压),检测出磁性检测元件60的总电阻,基于该检测到的磁性检测元件60的总电阻,取得角度传感器6的温度,利用与该取得的温度相对应的校正信息,对从电桥中点电位差V得到的开度信息(角度信息)进行温度补偿。
[0015]具体来说,专利文献2中,设置对实验求出的磁性检测元件60的总电阻R和温度的关系进行存储的数据库,从数据库读取出与检测到的磁性检测元件60的总电阻R相对应的温度数据,利用与该读取出的温度数据相对应的校正信息。
[0016]现有技术文献
[0017]专利文献
[0018]专利文献I日本特开2003-139561号公报
[0019]专利文献2日本特开2003-21503号公报

【发明内容】

[0020]发明要解决的课题
[0021]专利文献I所示的流量控制阀控制系统中,利用来自角度传感器的电桥中点电位Vl和V2之和(电桥中点电位和),检测出角度传感器的温度,另外,在应用了专利文献2所示的技术的流量控制阀控制系统中,角度传感器的电桥电源端子间电压,检测角度传感器的温度,即作为表示桥接电路的总电阻(电桥总电阻)的值,利用电桥中点电位和或电桥电源端子间电压,检测角度传感器的温度,因此没有必要另外设置温度传感器,通过使用零件的削减,具有能够谋求结构及作业性的简略化和成本下降的优点。
[0022]然而,由温度的影响导致的角度传感器的输出变化是合成了零点移位和跨距移位的值。图10中举例说明由温度的影响导致的角度传感器的输出变化。图10中,横轴为角度θ( °),纵轴为电桥中点电位差V(mV),X示出周围温度为60°C的情况,Y示出环境温度为20°C的情况,Z示出周围温度为_20°C的情况。
[0023]如图10所示,电桥中点电位差V根据温度产生热胀冷缩(跨距根据温度变化)、平行移动(零点根据温度变化)。电桥构成的传感器都具有这样的特性,例如,压电式的压力传感器等也是这样。一般来说,由于零点移位和跨距移位具有不同的温度特性,概括地说是“温度补偿”,但实际上必须将各自的特性模式化,分别准备补偿计算公式。
[0024]另外,专利文献1、2中,要考虑事先记录多种温度下的输入角度、总电阻、输出的设置(事先记录),以将上述方面补充完整。在该情况下,虽不需要模式化,但具有需要用于“事先记录”的昂贵的设备以及较长的准备时间这样的制造上的缺点。
[0025]又,在专利文献1、2中,要考虑利用仅将跨距模式化的计算公式。在该情况下,仅进行跨距补偿的话,当然会残留有零点移位的影响。因此,要考虑对传感器从业人员要求加入原本零点特性较好的传感器(从最初开始接近零的话,不需要考虑温度移位),以作为产品规格,“特性较好的传感器”是指结果上“经过筛选的传感器”,因此,生产性(成品率)变差,角度传感器的价格变高。若能够补偿零点的话,则可以放宽产品规格,不需要过度的筛选,因此角度传感器的价格变便宜。
[0026]本发明是为了解决这样的课题而做出的,其目的在于提供一种不需要用于事先记录的昂贵的设备、过度的筛选,能够以低价获得优秀的补偿结果的角度传感器的温度补偿
目.ο
[0027]解决问题的手段
[0028]为了达成这样的目的,本发明是一种角度传感器的温度补偿装置,温度补偿装置包括:由被电桥连接的四个磁性电阻元件构成的、在电源端子间接受恒定电流的供给的电桥电路;以及使作用于该电桥电路的磁场产生的磁场产生单元,温度补偿装置对来自将电桥电路的电桥中点电位差作为电桥电路与磁场的相对角度信息输出的角度传感器的角度信息进行温度补偿,温度补偿装置的特征在于,包括:零点校正系数存储单元,所述零点校正系数存储单元将表示电桥电路的总电阻的值以
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