角度傳感器的溫度補(bǔ)償裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于并適于流量控制閥的閥門開度的控制的角度傳感器的溫度補(bǔ)償裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，在流量控制閥中，通過角度傳感器檢測(cè)其閥門開度，將該檢測(cè)到的閥門開度發(fā)送至作為閥門開度控制裝置的定位器主體，在該定位器主體對(duì)與從外部賦予的閥門開度設(shè)定值和檢測(cè)到的閥門開度之差相對(duì)應(yīng)的控制量進(jìn)行運(yùn)算，根據(jù)該運(yùn)計(jì)算的控制量進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，以使流量控制閥的閥門開度與閥門開度設(shè)定值一致。
[0003]圖7是控制現(xiàn)有的流量控制閥的控制系統(tǒng)(流量控制閥控制系統(tǒng))的構(gòu)成圖，在該圖中，I是流量控制閥，2是操作器，3是固定操作器2和流量控制閥I的軛鐵，4是由操作器2驅(qū)動(dòng)的閥驅(qū)動(dòng)軸，5是從閥驅(qū)動(dòng)軸4的指定位置突出設(shè)置的銷。6是被固定于軛鐵3的一部分的角度傳感器(VTD)，輸出與流量控制閥I的閥門位置即閥門開度相對(duì)應(yīng)的開度信號(hào)。該角度傳感器6由橋接的四個(gè)磁阻元件構(gòu)成，對(duì)一邊相對(duì)的兩個(gè)端子外加輸入電壓，將另一邊相對(duì)的兩個(gè)端子作為輸出端子。
[0004]7是用于對(duì)角度傳感器6輸入與流量控制閥I的閥門開度相對(duì)應(yīng)的開度信息的反饋桿，將其另一端固定于角度傳感器6的旋轉(zhuǎn)軸。另外，在該反饋桿7上形成有切口 7a，銷5能夠滑動(dòng)地卡合于該切口 7a中，將閥驅(qū)動(dòng)軸4的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0005]圖8是示出角度傳感器6的主要部分的立體圖。角度傳感器6具有被固定于規(guī)定位置的磁性檢測(cè)元件60，磁鐵61和62隔著該磁性檢測(cè)元件60相對(duì)地，被安裝在磁路形成體63。磁路形成體63的中央被固定于旋轉(zhuǎn)軸64的一端。旋轉(zhuǎn)軸64的另一端被固定于反饋桿7。隨著反饋桿7的搖動(dòng)，旋轉(zhuǎn)軸64旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁鐵61、62與磁鐵路形成體63 —起在磁性檢測(cè)元件60的周圍旋轉(zhuǎn)，由此，作用于磁性檢測(cè)元件60的磁場(chǎng)的方向變化，磁性檢測(cè)元件60的電阻值變化。
[0006]圖9是示出磁性檢測(cè)元件60的構(gòu)成的俯視圖。該磁性檢測(cè)元件60通過被形成為Z字形的四個(gè)磁阻元件(AMR元件(各向異性磁阻元件))rl、r2、r3、r4的Z字形方向交替正交的方式，點(diǎn)對(duì)稱地形成于基板60a上。
[0007]該磁性檢測(cè)元件60中，磁場(chǎng)作用于例如如圖9所示的箭頭A方向的話，與其平行的磁阻元件rl、r4的電阻值變?yōu)樽畲?，與其垂直的磁阻元件r2、r3的電阻值變?yōu)樽钚　Ａ硐Σ?，磁?chǎng)作用于例如如圖9所示的箭頭B方向的話，磁阻元件rl、r4的電阻值變?yōu)樽钚?，磁阻元件r2、r3的電阻值變?yōu)樽畲蟆?br>[0008]磁性檢測(cè)元件60中，通過該橋接的四個(gè)磁阻元件rl、r2、r3、r4而構(gòu)成橋接電路65，且恒定電流流過該橋接電路65的電源端子P1、P2之間，通過輸出端子P3、P4得到電橋中點(diǎn)電位V1、V2。
[0009]圖7中，8是作為閥門開度控制裝置的定位器主體。從外部將壓縮空氣送入至該定位器主體8，另外，從位于遠(yuǎn)程位置的控制器(未圖示)通過通信發(fā)送閥門開度設(shè)定值Θ sp至該定位器主體8。另外，定位器主體8在角度傳感器6的電源端子P1、P2之間進(jìn)行供電，且讀取來自輸出端子P3、P4的電橋中點(diǎn)電位Vl和V2之差(電橋中點(diǎn)電位差)V，作為與流量控制閥I的當(dāng)前的閥門開度值Θ PV相對(duì)應(yīng)的開度信號(hào)。
[0010]定位器主體8對(duì)從角度傳感器6讀取的流量控制閥I的當(dāng)前的閥門開度值θ PV和從外部賦予的閥門開度設(shè)定值Θ sp進(jìn)行比較，根據(jù)該比較結(jié)果，將從壓縮空氣生成的控制空氣送入至操作器2，通過操作器2驅(qū)動(dòng)閥驅(qū)動(dòng)軸4，控制流量控制閥I的閥門位置(當(dāng)前的閥門開度值θρν)以使其與閥門開度設(shè)定值Θ sp—致。
[0011]在該流量控制閥控制系統(tǒng)中，流過流量控制閥I的流體的溫度與常溫有很大不同的情況下，由于熱傳導(dǎo)，自流量控制閥I介由軛鐵3，角度傳感器6自身的溫度受到影響，變得與常溫有很大不同，根據(jù)構(gòu)成橋接電路65的磁阻元件rl?r4的溫度特性的變化，角度傳感器6的輸出(電橋中點(diǎn)電位差V)產(chǎn)生變化。
[0012]因此，專利文獻(xiàn)I中示出的流量控制閥控制系統(tǒng)中，基于向角度傳感器6的橋接電路65供給恒定電流時(shí)的電橋中點(diǎn)電位Vl、V2，僅檢測(cè)出取決于溫度的成分，從該檢測(cè)到的取決于溫度的成分取得角度傳感器6的溫度(周圍溫度)，利用與該取得的溫度相對(duì)應(yīng)的校正信息，對(duì)從電橋中點(diǎn)電位差V得到的開度信息(角度信息)進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
[0013]具體來說，專利文獻(xiàn)I中，通過計(jì)算電橋中點(diǎn)電位Vl和V2之和(電橋中點(diǎn)電位和)，求出不取決于角度Θ的合計(jì)結(jié)果V1+V2，基于不取決于角度Θ的該合計(jì)結(jié)果V1+V2，求出角度傳感器6的橋接電路65的溫度，確定與該求得的溫度相對(duì)應(yīng)的校正值。該校正值用于求出流量控制閥I的當(dāng)前的閥門開度值θ pv時(shí)的校正，抵消與根據(jù)角度傳感器6的溫度而產(chǎn)生的閥門開度有關(guān)的誤差。
[0014]另外，在專利文獻(xiàn)2中示出角度傳感器使用的扭矩管式計(jì)測(cè)器。將該扭矩管式計(jì)測(cè)器中使用的技術(shù)應(yīng)用于上述的流量控制閥控制系統(tǒng)的情況下，基于向角度傳感器6的橋接電路65供給恒定電流時(shí)的電源端子P1、P2之間的電壓(電橋電源端子間電壓)，檢測(cè)出磁性檢測(cè)元件60的總電阻，基于該檢測(cè)到的磁性檢測(cè)元件60的總電阻，取得角度傳感器6的溫度，利用與該取得的溫度相對(duì)應(yīng)的校正信息，對(duì)從電橋中點(diǎn)電位差V得到的開度信息(角度信息)進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
[0015]具體來說，專利文獻(xiàn)2中，設(shè)置對(duì)實(shí)驗(yàn)求出的磁性檢測(cè)元件60的總電阻R和溫度的關(guān)系進(jìn)行存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫，從數(shù)據(jù)庫讀取出與檢測(cè)到的磁性檢測(cè)元件60的總電阻R相對(duì)應(yīng)的溫度數(shù)據(jù)，利用與該讀取出的溫度數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的校正信息。
[0016]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0017]專利文獻(xiàn)
[0018]專利文獻(xiàn)I日本特開2003-139561號(hào)公報(bào)
[0019]專利文獻(xiàn)2日本特開2003-21503號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020]發(fā)明要解決的課題
[0021]專利文獻(xiàn)I所示的流量控制閥控制系統(tǒng)中，利用來自角度傳感器的電橋中點(diǎn)電位Vl和V2之和(電橋中點(diǎn)電位和)，檢測(cè)出角度傳感器的溫度，另外，在應(yīng)用了專利文獻(xiàn)2所示的技術(shù)的流量控制閥控制系統(tǒng)中，角度傳感器的電橋電源端子間電壓，檢測(cè)角度傳感器的溫度，即作為表示橋接電路的總電阻(電橋總電阻)的值，利用電橋中點(diǎn)電位和或電橋電源端子間電壓，檢測(cè)角度傳感器的溫度，因此沒有必要另外設(shè)置溫度傳感器，通過使用零件的削減，具有能夠謀求結(jié)構(gòu)及作業(yè)性的簡(jiǎn)略化和成本下降的優(yōu)點(diǎn)。
[0022]然而，由溫度的影響導(dǎo)致的角度傳感器的輸出變化是合成了零點(diǎn)移位和跨距移位的值。圖10中舉例說明由溫度的影響導(dǎo)致的角度傳感器的輸出變化。圖10中，橫軸為角度θ( °)，縱軸為電橋中點(diǎn)電位差V(mV)，X示出周圍溫度為60°C的情況，Y示出環(huán)境溫度為20°C的情況，Z示出周圍溫度為_20°C的情況。
[0023]如圖10所示，電橋中點(diǎn)電位差V根據(jù)溫度產(chǎn)生熱脹冷縮(跨距根據(jù)溫度變化)、平行移動(dòng)(零點(diǎn)根據(jù)溫度變化)。電橋構(gòu)成的傳感器都具有這樣的特性，例如，壓電式的壓力傳感器等也是這樣。一般來說，由于零點(diǎn)移位和跨距移位具有不同的溫度特性，概括地說是“溫度補(bǔ)償”，但實(shí)際上必須將各自的特性模式化，分別準(zhǔn)備補(bǔ)償計(jì)算公式。
[0024]另外，專利文獻(xiàn)1、2中，要考慮事先記錄多種溫度下的輸入角度、總電阻、輸出的設(shè)置(事先記錄)，以將上述方面補(bǔ)充完整。在該情況下，雖不需要模式化，但具有需要用于“事先記錄”的昂貴的設(shè)備以及較長(zhǎng)的準(zhǔn)備時(shí)間這樣的制造上的缺點(diǎn)。
[0025]又，在專利文獻(xiàn)1、2中，要考慮利用僅將跨距模式化的計(jì)算公式。在該情況下，僅進(jìn)行跨距補(bǔ)償?shù)脑挘?dāng)然會(huì)殘留有零點(diǎn)移位的影響。因此，要考慮對(duì)傳感器從業(yè)人員要求加入原本零點(diǎn)特性較好的傳感器(從最初開始接近零的話，不需要考慮溫度移位)，以作為產(chǎn)品規(guī)格，“特性較好的傳感器”是指結(jié)果上“經(jīng)過篩選的傳感器”，因此，生產(chǎn)性(成品率)變差，角度傳感器的價(jià)格變高。若能夠補(bǔ)償零點(diǎn)的話，則可以放寬產(chǎn)品規(guī)格，不需要過度的篩選，因此角度傳感器的價(jià)格變便宜。
[0026]本發(fā)明是為了解決這樣的課題而做出的，其目的在于提供一種不需要用于事先記錄的昂貴的設(shè)備、過度的篩選，能夠以低價(jià)獲得優(yōu)秀的補(bǔ)償結(jié)果的角度傳感器的溫度補(bǔ)償
目.ο
[0027]解決問題的手段
[0028]為了達(dá)成這樣的目的，本發(fā)明是一種角度傳感器的溫度補(bǔ)償裝置，溫度補(bǔ)償裝置包括:由被電橋連接的四個(gè)磁性電阻元件構(gòu)成的、在電源端子間接受恒定電流的供給的電橋電路；以及使作用于該電橋電路的磁場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)產(chǎn)生單元，溫度補(bǔ)償裝置對(duì)來自將電橋電路的電橋中點(diǎn)電位差作為電橋電路與磁場(chǎng)的相對(duì)角度信息輸出的角度傳感器的角度信息進(jìn)行溫度補(bǔ)償，溫度補(bǔ)償裝置的特征在于，包括:零點(diǎn)校正系數(shù)存儲(chǔ)單元，所述零點(diǎn)校正系數(shù)存儲(chǔ)單元將表示電橋電路的總電阻的值以