JP6030199B1

JP6030199B1 - Linear sliding potentiometer

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Publication number: JP6030199B1
Application number: JP2015168831A
Authority: JP
Inventors: 下田　達郎; 達郎下田; 一樹細貝
Original assignee: 栄通信工業株式会社
Priority date: 2015-08-28
Filing date: 2015-08-28
Publication date: 2016-11-24
Anticipated expiration: 2035-08-28
Also published as: JP2017044630A

Abstract

【課題】限られた測定長を有する磁気センサを用いて、測定長をより長くできる、直線摺動ポテンショメータを提供する。【解決手段】所定の距離だけ離れた第一の磁石と第二の磁石に対して、磁界の角度を検出する２個のホールＩＣ２０８、２１０を配置する。第一ホールＩＣ２０８に組み込まれている演算器のプログラムに、磁界の角度がリニア検出可能範囲を外れた場合に、飽和電圧を出力する機能を持たせる。コンパレータ４０２は、第一ホールＩＣ２０８の出力信号を定電圧発生回路４０５が出力する参照電圧と比較して、第一ホールＩＣ２０８の出力信号が参照電圧以上になったら、マルチプレクサ４０１を第二ホールＩＣ２１０の出力信号へ切り替える。【選択図】図４Provided is a linear sliding potentiometer capable of making a measurement length longer by using a magnetic sensor having a limited measurement length. Two Hall ICs 208 and 210 for detecting the angle of a magnetic field are arranged with respect to a first magnet and a second magnet separated by a predetermined distance. The computer program incorporated in the first Hall IC 208 has a function of outputting a saturation voltage when the magnetic field angle is out of the linear detectable range. The comparator 402 compares the output signal of the first Hall IC 208 with the reference voltage output from the constant voltage generation circuit 405. When the output signal of the first Hall IC 208 becomes equal to or higher than the reference voltage, the comparator 401 Switch to output signal. [Selection] Figure 4

Description

本発明は、磁石とホール素子等の直流磁界検出素子を用いて、被駆動体の直線上における絶対位置を電圧信号として出力する、直線摺動ポテンショメータに関する。 The present invention relates to a linear sliding potentiometer that outputs the absolute position of a driven body on a straight line as a voltage signal using a DC magnetic field detection element such as a magnet and a Hall element.

ポテンショメータはカーボン抵抗を用いたものが市場に多く見受けられるが、周知のようにカーボン抵抗を用いるポテンショメータは、電気機械的接触部分があるため、摩耗に因る劣化は免れない。そこで出願人は、ポテンショメータに長寿命を求める顧客に対し、長期間において劣化しにくい、非接触式のポテンショメータを開発し、市場に供給している。 Potentiometers using carbon resistance are often found in the market. However, as is well known, potentiometers using carbon resistance have an electromechanical contact portion, so deterioration due to wear is inevitable. Therefore, the applicant has developed and supplies a non-contact type potentiometer that does not easily deteriorate over a long period of time to a customer who requires a long life for the potentiometer.

特許文献１には、出願人による直線摺動ポテンショメータの技術が開示されている。 Patent Document 1 discloses a technique of a linear sliding potentiometer by the applicant.

特開２００７−１５５５３７号公報JP 2007-155537 A

近年、半導体技術の進歩により、マイコンを内蔵した磁気センサが市場に流通している。発明者は、この磁気センサを用いることで、特許文献１に開示される技術を用いなくとも、容易に直線性（リニアリティ）の高い出力信号を得られることを見出した。しかしながら、この直線性は限られた距離であり、市場が要求する測定長を満たせないことも判明した。 In recent years, due to advances in semiconductor technology, magnetic sensors with built-in microcomputers are on the market. The inventor has found that by using this magnetic sensor, an output signal having high linearity can be easily obtained without using the technique disclosed in Patent Document 1. However, it has also been found that this linearity is a limited distance and cannot meet the measurement length required by the market.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、限られた測定長を有する磁気センサを用いて、測定長をより長くできる、直線摺動ポテンショメータを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of this point, and it aims at providing the linear sliding potentiometer which can make measurement length longer using the magnetic sensor which has limited measurement length.

上記課題を解決するために、本発明の直線摺動ポテンショメータは、長手方向に摺動する摺動体と、摺動体に固着される第一の磁石と、摺動体の、第一の磁石に対し長手方向に所定の距離だけ離れた位置に固着されて、第一の磁石が発する磁界と反対の磁界を発する第二の磁石とを具備する。更に、第一の磁石と第二の磁石が形成する磁界の角度を検出し、出力信号として出力する第一磁気検出装置と、第一磁気検出装置と長手方向に所定の距離だけ離れた位置に設けられ、第一の磁石と第二の磁石が形成する磁界の角度を検出し、出力信号として出力する第二磁気検出装置とを具備する。更に、第一磁気検出装置の出力信号と第二磁気検出装置の出力信号を選択的に出力するマルチプレクサと、第一磁気検出装置の出力信号を所定の参照電圧と比較して、その比較結果に応じてマルチプレクサを制御するコンパレータとを具備する。そして、第一磁気検出装置は、摺動体の、第一磁気検出装置に対する長手方向における移動距離と、第一磁気検出装置が出力する出力信号が直線性を維持できるリニア検出可能範囲から、摺動体が離脱したことを検出して、マルチプレクサが第二磁気検出装置の出力信号を選択するべくコンパレータがマルチプレクサを制御するための制御電圧を出力する。また、第一磁気検出装置は、磁界の角度が所定の閾値を越えた際に、摺動体の移動にかかわらず、参照電圧以上の一定の電圧信号を出力する。そして、第一磁気検出装置は、リニア検出可能範囲から摺動体が離脱し、かつ参照電圧以上の一定の電圧信号を出力する手前で摺動体の移動にかかわらず、一定の電圧信号を出力し、その後参照電圧以上の一定の電圧信号を出力するようにプログラミングされている。 In order to solve the above-described problems, a linear sliding potentiometer according to the present invention includes a sliding body that slides in a longitudinal direction, a first magnet that is fixed to the sliding body, and a sliding body that is long with respect to the first magnet. A second magnet that is fixed at a predetermined distance in the direction and emits a magnetic field opposite to the magnetic field emitted by the first magnet. Furthermore, the first magnetic detection device that detects the angle of the magnetic field formed by the first magnet and the second magnet and outputs it as an output signal, and a position that is separated from the first magnetic detection device by a predetermined distance in the longitudinal direction. And a second magnetic detection device that detects an angle of a magnetic field formed by the first magnet and the second magnet and outputs the detected angle as an output signal. Furthermore, the multiplexer that selectively outputs the output signal of the first magnetic detector and the output signal of the second magnetic detector, and the output signal of the first magnetic detector are compared with a predetermined reference voltage, and the comparison result is obtained. And a comparator for controlling the multiplexer accordingly. Then, the first magnetic detection device is configured such that the sliding body moves in the longitudinal direction relative to the first magnetic detection device and the linear detection range in which the output signal output from the first magnetic detection device can maintain linearity. Is detected, the comparator outputs a control voltage for controlling the multiplexer to select the output signal of the second magnetic detection device. Further, the first magnetic detection device outputs a constant voltage signal equal to or higher than the reference voltage regardless of the movement of the sliding body when the angle of the magnetic field exceeds a predetermined threshold value. And the first magnetic detection device outputs a constant voltage signal regardless of the movement of the sliding body before the sliding body leaves the linear detectable range and outputs a constant voltage signal equal to or higher than the reference voltage. After that, it is programmed to output a constant voltage signal equal to or higher than the reference voltage.

本発明により、限られた測定長を有する磁気センサを用いて、測定長をより長くできる、直線摺動ポテンショメータを提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 According to the present invention, it is possible to provide a linear sliding potentiometer that can make a measurement length longer by using a magnetic sensor having a limited measurement length.
Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.

本発明の実施形態である、直線摺動ポテンショメータの外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of the linear sliding potentiometer which is embodiment of this invention. 直線摺動ポテンショメータの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a linear sliding potentiometer. 直線摺動ポテンショメータの上面図と、上面図のＡ−Ａ方向における横断面図である。It is the top view of a linear sliding potentiometer, and the cross-sectional view in the AA direction of a top view. 直線摺動ポテンショメータの回路図である。It is a circuit diagram of a linear sliding potentiometer. 第一磁石と第二磁石と、ホールＩＣの位置関係を説明する概略図である。It is the schematic explaining the positional relationship of a 1st magnet, a 2nd magnet, and Hall IC. 第一磁石と第二磁石と、ホールＩＣの位置関係を説明する概略図である。It is the schematic explaining the positional relationship of a 1st magnet, a 2nd magnet, and Hall IC. 第一磁石と第二磁石が形成する磁界と、ホールＩＣが検出する磁界を説明する概略図である。It is the schematic explaining the magnetic field which a 1st magnet and a 2nd magnet form, and the magnetic field which Hall IC detects. 第一ホールＩＣの出力信号を示すグラフと、第二ホールＩＣの出力信号を示すグラフである。It is the graph which shows the output signal of 1st Hall IC, and the graph which shows the output signal of 2nd Hall IC. 第一ホールＩＣの出力信号と第二ホールＩＣの出力信号を切り替えて合成させたグラフA graph synthesized by switching the output signal of the first Hall IC and the output signal of the second Hall IC ホールＩＣが３個の場合における、直線摺動ポテンショメータの回路図である。It is a circuit diagram of a linear sliding potentiometer when there are three Hall ICs. ３個のホールＩＣとリニア検出可能範囲の位置関係を説明する概略図と、第一ホールＩＣの出力信号、第二ホールＩＣの出力信号、第三ホールＩＣの出力信号とそれら３個のホールＩＣの出力信号を切り替えて合成させたグラフである。Schematic explaining the positional relationship between the three Hall ICs and the linear detectable range, the output signal of the first Hall IC, the output signal of the second Hall IC, the output signal of the third Hall IC and the three Hall ICs It is the graph which switched and synthesized the output signal.

本実施形態の概要を説明する。
本実施形態に係る直線摺動ポテンショメータは、演算器を内蔵する二つのホールＩＣを摺動体の摺動方向に並べて、１個のホールＩＣが検出可能な摺動体の位置の直線検出可能な距離を合成する。
２個のホールＩＣの出力信号を合成するために、第一ホールＩＣは、合成させる位置で基準圧発生回路の参照電圧以上の出力電圧になるようにする。コンパレータは第一ホールＩＣの出力信号が基準圧発生回路の参照電圧以上になったら、コンパレータの出力信号がLowからHighに切り替わる。マルチプレクサは、コンパレータの出力信号を受けて第二ホールＩＣの出力信号へ切り替わる。 An outline of the present embodiment will be described.
In the linear sliding potentiometer according to the present embodiment, two Hall ICs with built-in arithmetic units are arranged in the sliding direction of the sliding body, and a linearly detectable distance of the position of the sliding body that can be detected by one Hall IC is obtained. Synthesize.
In order to synthesize the output signals of the two Hall ICs, the first Hall IC is set to an output voltage that is equal to or higher than the reference voltage of the reference pressure generating circuit at the position to be synthesized. When the output signal of the first Hall IC becomes equal to or higher than the reference voltage of the reference pressure generating circuit, the comparator output signal is switched from Low to High. The multiplexer receives the output signal of the comparator and switches to the output signal of the second Hall IC.

［全体構成］
図１は、本発明の実施形態である、直線摺動ポテンショメータ１０１の外観斜視図である。
直線摺動ポテンショメータ１０１は、いわゆるスライドボリュームに似た形状の筐体１０２を有する。筐体１０２の上面にはレール１０３が設けられており、レール１０３には摺動体１０４が取り付けられている。直線摺動ポテンショメータ１０１は、レール１０３上における摺動体１０４の長手方向における絶対位置を、アナログ電圧信号として出力する。 [overall structure]
FIG. 1 is an external perspective view of a linear sliding potentiometer 101 according to an embodiment of the present invention.
The linear sliding potentiometer 101 has a housing 102 having a shape similar to a so-called slide volume. A rail 103 is provided on the upper surface of the housing 102, and a sliding body 104 is attached to the rail 103. The linear sliding potentiometer 101 outputs the absolute position in the longitudinal direction of the sliding body 104 on the rail 103 as an analog voltage signal.

図２は、直線摺動ポテンショメータ１０１の分解斜視図である。
図３Ａは、直線摺動ポテンショメータ１０１の上面図である。
図３Ｂは、直線摺動ポテンショメータ１０１の、図３ＡのＡ−Ａ方向における横断面図である。
下ケース２０１の凹部２０１ａには、遮蔽板２０２を介して固定基板２０３が装着される。下ケース２０１の上面には、レール１０３がネジ止めにて装着される。レール１０３には摺動体１０４が長手方向に摺動可能に装着される。
摺動体１０４にはプラスチック等の非磁性体よりなるホルダ２０４がネジ止めされる。ホルダ２０４には第一磁石２０５と第二磁石２０６が装着される。第一磁石２０５と第二磁石２０６は平面に対して垂直方向に磁極面が設けられ、その磁極の方向は互いに逆である。 FIG. 2 is an exploded perspective view of the linear sliding potentiometer 101.
FIG. 3A is a top view of the linear sliding potentiometer 101.
3B is a cross-sectional view of the linear sliding potentiometer 101 in the AA direction of FIG. 3A.
A fixed substrate 203 is attached to the recess 201 a of the lower case 201 via a shielding plate 202. A rail 103 is attached to the upper surface of the lower case 201 with screws. A sliding body 104 is attached to the rail 103 so as to be slidable in the longitudinal direction.
A holder 204 made of a non-magnetic material such as plastic is screwed to the sliding body 104. A first magnet 205 and a second magnet 206 are attached to the holder 204. The first magnet 205 and the second magnet 206 are provided with magnetic pole faces perpendicular to the plane, and the directions of the magnetic poles are opposite to each other.

固定基板２０３には二つの基板がネジ止めされる。第一基板２０７には第一ホールＩＣ２０８が組み付けられている。第二基板２０９には第二ホールＩＣ２１０が組み付けられている。尚、第一ホールＩＣ２０８と第二ホールＩＣ２１０を直接固定基板２０３に実装してもよい。
第一ホールＩＣ２０８と第二ホールＩＣ２１０は同一のホールＩＣを採用しており、ホールＩＣに記憶されるプログラムのみが異なる。 Two substrates are screwed to the fixed substrate 203. A first Hall IC 208 is assembled on the first substrate 207. A second Hall IC 210 is assembled on the second substrate 209. The first Hall IC 208 and the second Hall IC 210 may be directly mounted on the fixed substrate 203.
The first Hall IC 208 and the second Hall IC 210 employ the same Hall IC, and only the programs stored in the Hall IC are different.

図３Ｂを見て判るように、ホルダ２０４に装着されている第一磁石２０５と第二磁石２０６と、固定基板２０３によって固定されている第一ホールＩＣ２０８と第二ホールＩＣ２１０とは、高さ方向に一定の距離を保ちながら、長手方向に相対的距離が変化する。 As can be seen from FIG. 3B, the first magnet 205 and the second magnet 206 attached to the holder 204, and the first Hall IC 208 and the second Hall IC 210 fixed by the fixed substrate 203 are in the height direction. The relative distance changes in the longitudinal direction while maintaining a certain distance.

［直線摺動ポテンショメータ１０１の回路］
図４は、直線摺動ポテンショメータ１０１の回路図である。
第一ホールＩＣ２０８と第二ホールＩＣ２１０は、ホール素子と演算器を内蔵する、プログラムによって所望の機能を実現する磁気センサである。
第一ホールＩＣ２０８と第二ホールＩＣ２１０の出力端子は、それぞれマルチプレクサ４０１の入力端子に接続される。
更に、第一ホールＩＣ２０８の出力端子には、コンパレータ４０２のプラス側入力端子が接続される。コンパレータ４０２のマイナス側入力端子には、例えば抵抗Ｒ４０３とツェナーダイオードＤ４０４よりなるような基準電圧発生回路４０５が接続されている。この基準電圧発生回路４０５は＋２．５Ｖを出力する。コンパレータ４０２の出力信号は、マルチプレクサ４０１の制御端子に接続される。
マルチプレクサ４０１の出力端子には、周知のボルテージフォロワよりなるバッファ４０６が接続される。 [Linear sliding potentiometer 101 circuit]
FIG. 4 is a circuit diagram of the linear sliding potentiometer 101.
The first Hall IC 208 and the second Hall IC 210 are magnetic sensors that incorporate a Hall element and a calculator and realize a desired function by a program.
The output terminals of the first Hall IC 208 and the second Hall IC 210 are connected to the input terminals of the multiplexer 401, respectively.
Further, the positive input terminal of the comparator 402 is connected to the output terminal of the first Hall IC 208. A reference voltage generating circuit 405 such as a resistor R403 and a Zener diode D404 is connected to the negative input terminal of the comparator 402. The reference voltage generation circuit 405 outputs + 2.5V. The output signal of the comparator 402 is connected to the control terminal of the multiplexer 401.
A buffer 406 made of a well-known voltage follower is connected to the output terminal of the multiplexer 401.

第一ホールＩＣ２０８の出力信号が＋２．５Ｖを超えると、コンパレータ４０２の出力信号はLowからHighに切り替わる。マルチプレクサ４０１は、コンパレータ４０２の出力信号を受けて、第一ホールＩＣ２０８の出力信号が＋２．５Ｖを超えたことに呼応して、出力信号を第一ホールＩＣ２０８から第二ホールＩＣ２１０へ切り替わる。 When the output signal of the first Hall IC 208 exceeds + 2.5V, the output signal of the comparator 402 is switched from Low to High. The multiplexer 401 receives the output signal of the comparator 402 and switches the output signal from the first Hall IC 208 to the second Hall IC 210 in response to the output signal of the first Hall IC 208 exceeding + 2.5V.

［ホールＩＣ］
第一ホールＩＣ２０８と第二ホールＩＣ２１０は、例えばＭｅｌｅｘｉｓ社のＭＬＸ９０３６０であるが、他の同等機能を有するホールＩＣであってもよい。ＭＬＸ９０３６０は三次元方向の磁場を検出可能であるが、本実施形態においてはＹ軸方向とＺ軸方向の信号のみ扱う。第一ホールＩＣ２０８と第二ホールＩＣ２１０は、ホール素子、Ａ／Ｄ変換器、そして演算器を内蔵し、演算器にプログラムを設定することで、Ｙ軸方向とＺ軸方向の磁界の角度に応じた検出電圧を出力する。 [Hall IC]
The first Hall IC 208 and the second Hall IC 210 are, for example, MLX90360 manufactured by Melexis, but may be Hall ICs having other equivalent functions. The MLX 90360 can detect a magnetic field in a three-dimensional direction, but in this embodiment, handles only signals in the Y-axis direction and the Z-axis direction. The first Hall IC 208 and the second Hall IC 210 incorporate a Hall element, an A / D converter, and an arithmetic unit. By setting a program in the arithmetic unit, the first Hall IC 208 and the second Hall IC 210 correspond to the angle of the magnetic field in the Y axis direction and the Z axis direction. The detected voltage is output.

［動作原理］
図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄ及び図６Ｅは、第一磁石２０５と第二磁石２０６と、ホールＩＣ５０１の位置関係を説明する概略図である。
図７Ａ及び図７Ｂは、第一磁石２０５と第二磁石２０６が形成する磁界と、ホールＩＣ５０１が検出する磁界を説明する概略図である。
先ず、図５Ａにおいて、ホールＩＣ５０１は、第一磁石２０５と第二磁石２０６が形成する磁界を検出することで、第一磁石２０５と第二磁石２０６の絶対位置を検出する。このために、図５Ｂに示すように、ホールＩＣ５０１は、磁界のＹ軸方向（長手方向）とＺ軸方向（深さ方向）を検出する。 [Operating principle]
5A, 5B, 5C, 5D, and 6E are schematic diagrams for explaining the positional relationship between the first magnet 205, the second magnet 206, and the Hall IC 501. FIG.
7A and 7B are schematic diagrams for explaining the magnetic field formed by the first magnet 205 and the second magnet 206 and the magnetic field detected by the Hall IC 501. FIG.
First, in FIG. 5A, the Hall IC 501 detects the absolute positions of the first magnet 205 and the second magnet 206 by detecting the magnetic field formed by the first magnet 205 and the second magnet 206. For this purpose, as shown in FIG. 5B, the Hall IC 501 detects the Y-axis direction (longitudinal direction) and the Z-axis direction (depth direction) of the magnetic field.

図７Ａにおいて、第一磁石２０５と第二磁石２０６が形成する磁界の中に、ホールＩＣ５０１を位置Ｐ７０１からＰ７０６まで移動する。すると、ホールＩＣ５０１を通過する磁界の角度は、第一磁石２０５と第二磁石２０６が形成する磁界におけるホールＩＣ５０１の位置によって変化する。
磁界の角度を単位ベクトルにて書き直すと、図７Ｂのようになる。
図７Ｂにおいて、ベクトルＶ７１１は、ホールＩＣ５０１が図７Ａの位置Ｐ７０１で検出した磁界の単位ベクトルである。ベクトルＶ７１２は、ホールＩＣ５０１が図７Ａの位置Ｐ７０２で検出した磁界の単位ベクトルである。以下同様に、ベクトルＶ７１３は、図７Ａの位置Ｐ７０３に、ベクトルＶ７１４は、図７Ａの位置Ｐ７０４に、ベクトルＶ７１５は、図７Ａの位置Ｐ７０５に、ベクトルＶ７１６は、図７Ａの位置Ｐ７０６に、それぞれ対応する。
このように、ホールＩＣ５０１は磁界の長手方向成分と深さ方向成分の強度を測定して、磁界の角度を算出することで、ホールＩＣ５０１に対する第一磁石２０５と第二磁石２０６の長手方向の絶対位置を取得できる。 In FIG. 7A, the Hall IC 501 is moved from positions P701 to P706 in the magnetic field formed by the first magnet 205 and the second magnet 206. Then, the angle of the magnetic field passing through the Hall IC 501 changes depending on the position of the Hall IC 501 in the magnetic field formed by the first magnet 205 and the second magnet 206.
When the angle of the magnetic field is rewritten as a unit vector, it becomes as shown in FIG. 7B.
In FIG. 7B, a vector V711 is a unit vector of the magnetic field detected by the Hall IC 501 at the position P701 in FIG. 7A. A vector V712 is a unit vector of the magnetic field detected by the Hall IC 501 at the position P702 in FIG. 7A. Similarly, the vector V713 corresponds to the position P703 in FIG. 7A, the vector V714 corresponds to the position P704 in FIG. 7A, the vector V715 corresponds to the position P705 in FIG. 7A, and the vector V716 corresponds to the position P706 in FIG. To do.
In this way, the Hall IC 501 measures the strength of the longitudinal direction component and the depth direction component of the magnetic field and calculates the angle of the magnetic field, so that the absolute length in the longitudinal direction of the first magnet 205 and the second magnet 206 with respect to the Hall IC 501 is calculated. You can get the position.

再び図５Ａに戻って、説明を続ける。
図５Ａにおいて、ホールＩＣ５０１に対する第一磁石２０５と第二磁石２０６の直線上の位置を、直線性（リニアリティ）を維持して検出できる範囲は、概ね第一磁石２０５の中心から第二磁石２０６の中心までの範囲である。これ以降、ホールＩＣ５０１が第一磁石２０５と第二磁石２０６の直線性を維持して検出できる範囲を、リニア検出可能範囲と呼ぶ。第一磁石２０５と第二磁石２０６の中心位置がリニア検出可能範囲を外れると、第一磁石２０５と第二磁石２０６の移動距離に対する磁界の角度の変化が減少するため、直線性が損なわれる。
つまり、１個のホールＩＣ５０１に対して第一磁石２０５と第二磁石２０６の位置を、直線性を維持して検出できる範囲は、図５Ｃに示すような位置関係になる。 Returning to FIG. 5A again, the description will be continued.
In FIG. 5A, the range in which the linear positions of the first magnet 205 and the second magnet 206 with respect to the Hall IC 501 can be detected while maintaining the linearity (linearity) is approximately from the center of the first magnet 205 to the second magnet 206. It is the range to the center. Hereinafter, the range in which the Hall IC 501 can detect the linearity of the first magnet 205 and the second magnet 206 is referred to as a linear detectable range. If the center positions of the first magnet 205 and the second magnet 206 are out of the linear detectable range, the change in the angle of the magnetic field with respect to the moving distance of the first magnet 205 and the second magnet 206 is reduced, and linearity is impaired.
That is, the range in which the positions of the first magnet 205 and the second magnet 206 can be detected with respect to one Hall IC 501 while maintaining the linearity is as shown in FIG. 5C.

図５Ｃにおけるリニア検出可能範囲を連結することができれば、リニア検出可能範囲を拡大することが可能になる。そこで、図５Ｄに示すように、第一磁石２０５と第二磁石２０６の移動方向にホールＩＣ５０１を２個並べて、リニア検出可能範囲を繋げる構成を考える。
第一磁石２０５と第二磁石２０６が第一ホールＩＣ２０８のリニア検出可能範囲内に存在する時は、第一ホールＩＣ２０８の出力信号を選択する。そして、第一磁石２０５と第二磁石２０６が第二ホールＩＣ２１０のリニア検出可能範囲内に存在する時は、第二ホールＩＣ２１０の出力信号を選択する。
この時、第一ホールＩＣ２０８の出力信号と、第二ホールＩＣ２１０の出力信号のどちらを選択するのか、何らかの方法で検出しなければならない。例えば、図６Ｅに示すように、第一ホールＩＣ２０８から見て、第一磁石２０５と第二磁石２０６が第一ホールＩＣ２０８のリニア検出可能範囲外にあることを検出可能にする必要がある。この位置は、図７ＡにおけるホールＩＣ５０１の位置Ｐ７０６であり、図７ＢにおけるベクトルＶ７１６である。 If the linear detectable range in FIG. 5C can be connected, the linear detectable range can be expanded. Therefore, as shown in FIG. 5D, a configuration is considered in which two Hall ICs 501 are arranged in the moving direction of the first magnet 205 and the second magnet 206 to connect the linear detectable range.
When the first magnet 205 and the second magnet 206 are within the linear detectable range of the first Hall IC 208, the output signal of the first Hall IC 208 is selected. When the first magnet 205 and the second magnet 206 are within the linear detectable range of the second Hall IC 210, the output signal of the second Hall IC 210 is selected.
At this time, it is necessary to detect by any method whether the output signal of the first Hall IC 208 or the output signal of the second Hall IC 210 is selected. For example, as shown in FIG. 6E, it is necessary to be able to detect that the first magnet 205 and the second magnet 206 are outside the linear detectable range of the first Hall IC 208 when viewed from the first Hall IC 208. This position is a position P706 of the Hall IC 501 in FIG. 7A and a vector V716 in FIG. 7B.

すなわち、第一ホールＩＣ２０８は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の磁界強度を検出し、磁界の角度を算出したら、その角度データを所定の閾値と比較する。所定の閾値を超えた角度データについては、基準電圧発生回路の参照電圧以上の一定の出力電圧になるようにプログラミングする。コンパレータ４０２の出力信号は第一ホールＩＣ２０８の出力電圧が基準圧発生回路の参照電圧以上になったら、LowからHighに切り替わる。マルチプレクサ４０１は、コンパレータ４０２の出力信号を受けて第二ホールＩＣの側へ切り替わる。 That is, the first Hall IC 208 detects the magnetic field strengths in the Y-axis direction and the Z-axis direction, calculates the magnetic field angle, and compares the angle data with a predetermined threshold value. For angle data exceeding a predetermined threshold value, programming is performed so that a constant output voltage equal to or higher than the reference voltage of the reference voltage generation circuit is obtained. The output signal of the comparator 402 is switched from Low to High when the output voltage of the first Hall IC 208 becomes equal to or higher than the reference voltage of the reference pressure generating circuit. The multiplexer 401 receives the output signal of the comparator 402 and switches to the second Hall IC side.

図８Ａは、第一ホールＩＣ２０８の出力信号を示すグラフである。図８Ｂは、第二ホールＩＣ２１０の出力信号を示すグラフである。
図９は、第一ホールＩＣの出力信号と第二ホールＩＣの出力信号を切り替えて合成させたグラフである。
何れのグラフも、横軸は摺動体１０４の絶対位置であり、縦軸は電圧である。
図８Ａにおいて、摺動体１０４の位置が０ｍｍの時（位置Ｐ８０１）、第一ホールＩＣ２０８は０．５Ｖを出力する。そして、摺動体１０４の位置が５０ｍｍの時点（位置Ｐ８０２）で２．５Ｖを出力するまで、第一ホールＩＣ２０８は出力電圧を０．５Ｖから２．５Ｖまでリニアに変化させる。このリニアな変化は、（２．５＋α）Ｖまで続く（位置Ｐ８０３）、そして、第一ホールＩＣ２０８は位置Ｐ８０４まで（２．５＋α）Ｖを維持し続ける（位置Ｐ８０４）。更に摺動体１０４を移動させると、第一ホールＩＣ２０８の出力電圧は５Ｖに上昇し、摺動体１０４の位置が最終位置である１００ｍｍに至るまで、第一ホールＩＣ２０８は出力電圧を５Ｖに維持する（位置Ｐ８０５）。
なお、位置Ｐ８０３から位置Ｐ８０４に至るまでの間、第一ホールＩＣ２０８は摺動体１０４の位置にかかわらず、一定の出力信号を（２．５＋α）Ｖに維持し続ける。これは、組立作業において第一ホールＩＣ２０８のリニア検出可能範囲を出力信号で確認するための処置であり、特に設定しなくても構わない。 FIG. 8A is a graph showing an output signal of the first Hall IC 208. FIG. 8B is a graph showing an output signal of the second Hall IC 210.
FIG. 9 is a graph in which the output signal of the first Hall IC and the output signal of the second Hall IC are switched and combined.
In any graph, the horizontal axis represents the absolute position of the sliding body 104, and the vertical axis represents the voltage.
In FIG. 8A, when the position of the sliding body 104 is 0 mm (position P801), the first Hall IC 208 outputs 0.5V. The first Hall IC 208 linearly changes the output voltage from 0.5 V to 2.5 V until 2.5 V is output when the position of the sliding body 104 is 50 mm (position P802). This linear change continues to (2.5 + α) V (position P803), and the first Hall IC 208 continues to maintain (2.5 + α) V until position P804 (position P804). When the sliding body 104 is further moved, the output voltage of the first Hall IC 208 rises to 5V, and the first Hall IC 208 maintains the output voltage at 5V until the position of the sliding body 104 reaches the final position of 100 mm ( Position P805).
Note that, from the position P803 to the position P804, the first Hall IC 208 continues to maintain a constant output signal at (2.5 + α) V regardless of the position of the sliding body 104. This is a measure for confirming the linear detectable range of the first Hall IC 208 with the output signal in the assembling work, and does not need to be set in particular.

図８Ｂにおいて、摺動体１０４の位置が０ｍｍの時（位置Ｐ８１１）、第二ホールＩＣ２１０は５Ｖを出力する。そして、摺動体１０４の位置が５０ｍｍの少し手前の時点（位置Ｐ８１２）で、第二ホールＩＣ２１０の出力電圧は（２．５−α）Ｖに下がる。そして、第二ホールＩＣ２１０は位置Ｐ８１３まで（２．５−α）Ｖを維持し続ける。位置Ｐ８１３を過ぎると、第二ホールＩＣ２１０は摺動体１０４の位置に応じて出力電圧を上昇させ、摺動体１０４の位置が５０ｍｍの時点（位置Ｐ８１３）で２．５Ｖを出力する。そして、摺動体１０４の位置が１００ｍｍに至る（位置Ｐ８１４）まで、第二ホールＩＣ２１０は出力電圧を２．５Ｖから４．５Ｖまでリニアに変化させる。
なお、位置Ｐ８１２から位置Ｐ８１３に至るまでの間、第二ホールＩＣ２１０は（２．５−α）Ｖを維持し続ける。
この処理も、前述の第一ホールＩＣ２０８における、位置Ｐ８０３から位置Ｐ８０４に至るまでの間と同様、組立作業において第一ホールＩＣ２１０のリニア検出可能範囲を出力信号で確認するための処置であり、特に設定しなくても構わない。 In FIG. 8B, when the position of the sliding body 104 is 0 mm (position P811), the second Hall IC 210 outputs 5V. Then, when the position of the sliding body 104 is a little before 50 mm (position P812), the output voltage of the second Hall IC 210 drops to (2.5−α) V. The second Hall IC 210 continues to maintain (2.5−α) V until the position P813. After passing the position P813, the second Hall IC 210 increases the output voltage in accordance with the position of the sliding body 104, and outputs 2.5 V when the position of the sliding body 104 is 50 mm (position P813). Then, the second Hall IC 210 linearly changes the output voltage from 2.5V to 4.5V until the position of the sliding body 104 reaches 100 mm (position P814).
Note that the second Hall IC 210 continues to maintain (2.5−α) V from the position P812 to the position P813.
This process is also a procedure for confirming the linear detectable range of the first Hall IC 210 with the output signal in the assembly work, as in the first Hall IC 208 from the position P803 to the position P804. You do not need to set.

すなわち、図８Ａに示すように、第一磁石２０５と第二磁石２０６の位置が第一ホールＩＣ２０８のリニア検出可能範囲にある時は、第一ホールＩＣ２０８は０．５Ｖから２．５Ｖまでの範囲で、第一磁石２０５と第二磁石２０６の位置に対応する電圧を出力する。
そして、図８Ｂに示すように、第一磁石２０５と第二磁石２０６の位置が第一ホールＩＣ２０８のリニア検出可能範囲から外れ、第二ホールＩＣ２１０のリニア検出可能範囲にある時は、第二ホールＩＣ２１０は２．５Ｖから４．５Ｖまでの範囲で、第一磁石２０５と第二磁石２０６の位置に対応する電圧を出力する。
最終的に、図９に示すように、第一ホールＩＣ２０８の出力信号と、第二ホールＩＣ２１０の出力信号とを、コンパレータ４０２とマルチプレクサ４０１を用いて切り替えることにより、ホールＩＣ５０１のリニア検出可能範囲をほぼ２倍近くまで増大することができる。 That is, as shown in FIG. 8A, when the positions of the first magnet 205 and the second magnet 206 are within the linear detectable range of the first Hall IC 208, the first Hall IC 208 has a range from 0.5V to 2.5V. Thus, a voltage corresponding to the position of the first magnet 205 and the second magnet 206 is output.
8B, when the positions of the first magnet 205 and the second magnet 206 deviate from the linear detectable range of the first Hall IC 208 and are within the linear detectable range of the second Hall IC 210, the second hole The IC 210 outputs a voltage corresponding to the position of the first magnet 205 and the second magnet 206 in the range of 2.5V to 4.5V.
Finally, as shown in FIG. 9, the output signal of the first Hall IC 208 and the output signal of the second Hall IC 210 are switched using the comparator 402 and the multiplexer 401, so that the linear detectable range of the Hall IC 501 is changed. It can increase up to nearly twice.

本実施形態は、以下の様な応用が可能である。
（１）上述の実施形態では、２個のホールＩＣ５０１を組み合わせて、リニア検出可能範囲をほぼ２倍にする直線摺動ポテンショメータ１０１を開示したが、ホールＩＣ５０１を組み合わせる個数は２個に限らず、３個以上でも可能である。
図１０は、ホールＩＣ５０１が３個の場合における、直線摺動ポテンショメータ１００１の回路図である。
第一ホールＩＣ１００２と第二ホールＩＣ１００３は、第一マルチプレクサ１００４に接続される。
第一コンパレータ１００５は、第一ホールＩＣ１００２の出力信号を第一電圧源１００６の電位と比較し、その判定信号を第一マルチプレクサ１００４に供給する。
第一マルチプレクサ１００４の出力信号と第三ホールＩＣ１００７は、第二マルチプレクサ１００８に接続される。
第二コンパレータ１００９は、第一マルチプレクサ１００４の出力信号を第二電圧源１０１０の電位と比較し、その判定信号を第二マルチプレクサ１００８に供給する。
第二マルチプレクサ１００８の出力信号はバッファ４０６によって電流増幅される。 This embodiment can be applied as follows.
(1) In the above-described embodiment, the linear sliding potentiometer 101 that combines the two Hall ICs 501 to almost double the linear detectable range is disclosed, but the number of Hall ICs 501 combined is not limited to two. Three or more are possible.
FIG. 10 is a circuit diagram of the linear sliding potentiometer 1001 when the number of Hall ICs 501 is three.
The first Hall IC 1002 and the second Hall IC 1003 are connected to the first multiplexer 1004.
The first comparator 1005 compares the output signal of the first Hall IC 1002 with the potential of the first voltage source 1006 and supplies the determination signal to the first multiplexer 1004.
The output signal of the first multiplexer 1004 and the third Hall IC 1007 are connected to the second multiplexer 1008.
The second comparator 1009 compares the output signal of the first multiplexer 1004 with the potential of the second voltage source 1010 and supplies the determination signal to the second multiplexer 1008.
The output signal of the second multiplexer 1008 is current amplified by the buffer 406.

図１１（Ａ）は、３個のホールＩＣ５０１とリニア検出可能範囲の位置関係を説明する概略図である。
図１１（Ｂ）は、第一ホールＩＣ１００２の出力信号のグラフである。
図１１（Ｃ）は、第二ホールＩＣ１００３の出力信号のグラフである。
図１１（Ｄ）は、第三ホールＩＣ１００７の出力信号のグラフである。
図１１（Ｅ）は、３個のホールＩＣの出力信号を切り替えて合成させたグラフである。
図１１（Ａ）に示す３個のホールＩＣ５０１とリニア検出可能範囲の位置関係と、図１１（Ｂ）、図１１（Ｃ）、図１１（Ｄ）及び図１１（Ｅ）の横軸（摺動体１０４の位置）は等しい。
なお、説明の都合上、第一ホールＩＣ１００２は、第一磁石２０５と第二磁石２０６が第三ホールＩＣ１００７のリニア検出可能範囲内にある時、第一磁石２０５と第二磁石２０６の磁気を検出できなくなるものとする。また、第三ホールＩＣ１００７は、第一磁石２０５と第二磁石２０６が第一ホールＩＣ１００２のリニア検出可能範囲内にある時、第一磁石２０５と第二磁石２０６の磁気を検出できなくなるものとする。 FIG. 11A is a schematic diagram illustrating the positional relationship between the three Hall ICs 501 and the linear detectable range.
FIG. 11B is a graph of the output signal of the first Hall IC 1002.
FIG. 11C is a graph of the output signal of the second Hall IC 1003.
FIG. 11D is a graph of the output signal of the third Hall IC 1007.
FIG. 11E is a graph obtained by switching and synthesizing the output signals of the three Hall ICs.
The positional relationship between the three Hall ICs 501 and the linear detectable range shown in FIG. 11A, and the horizontal axis (sliding) in FIGS. 11B, 11C, 11D, and 11E. The position of the moving body 104 is equal.
For convenience of explanation, the first Hall IC 1002 detects the magnetism of the first magnet 205 and the second magnet 206 when the first magnet 205 and the second magnet 206 are within the linear detectable range of the third Hall IC 1007. It shall be impossible. The third Hall IC 1007 cannot detect the magnetism of the first magnet 205 and the second magnet 206 when the first magnet 205 and the second magnet 206 are within the linear detectable range of the first Hall IC 1002. .

第一磁石２０５と第二磁石２０６が第一ホールＩＣ１００２のリニア検出可能範囲内にある時、第一ホールＩＣ１００２は図１１（Ｂ）に示すように、摺動体１０４の位置に応じた出力信号を出力する（Ｐ１１０１からＰ１１０２まで）。
第一磁石２０５と第二磁石２０６が第一ホールＩＣ１００２のリニア検出可能範囲から外れると、先ず、第一ホールＩＣ１００２は図１１（Ｂ）に示すように、摺動体１０４の位置が位置Ｐ１１０２から位置Ｐ１１０３まではリニアな電圧を出力する。 When the first magnet 205 and the second magnet 206 are within the linear detectable range of the first Hall IC 1002, the first Hall IC 1002 outputs an output signal corresponding to the position of the sliding body 104 as shown in FIG. Output (from P1101 to P1102).
When the first magnet 205 and the second magnet 206 are out of the linear detectable range of the first Hall IC 1002, first, as shown in FIG. 11B, the first Hall IC 1002 is positioned at the position of the sliding body 104 from the position P1102. A linear voltage is output up to P1103.

次に、摺動体１０４の位置が位置Ｐ１１０３から位置Ｐ１１０４までは、図８Ａの位置Ｐ８０３から位置Ｐ８０４と同様に、位置Ｐ１１０３における一定の出力電圧を維持する。この時点の、第一ホールＩＣ１００２の出力電圧は、図８Ａの位置Ｐ８０３と同様、第一電圧源１００６の電圧より高い。更に摺動体１０４を移動させると、第一ホールＩＣ１００２は、図８Ａの位置Ｐ８０４と同様、飽和電圧を出力する。そして、第一ホールＩＣ１００２は第一磁石２０５と第二磁石２０６の磁気を検出できなくなっても（Ｐ１１０５以降）、飽和電圧を維持する（Ｐ１１０６）。 Next, when the position of the sliding body 104 is from the position P1103 to the position P1104, the constant output voltage at the position P1103 is maintained as in the positions P803 to P804 in FIG. 8A. At this time, the output voltage of the first Hall IC 1002 is higher than the voltage of the first voltage source 1006 as in the position P803 in FIG. 8A. When the sliding body 104 is further moved, the first Hall IC 1002 outputs a saturation voltage as in the position P804 in FIG. 8A. Even if the first Hall IC 1002 cannot detect the magnetism of the first magnet 205 and the second magnet 206 (after P1105), the saturation voltage is maintained (P1106).

第一コンパレータ１００５は、摺動体１０４の位置が位置Ｐ１１０２にある時点における第一ホールＩＣ１００２の出力信号を受けて、第一マルチプレクサ１００４に切り替え信号を出力する。第一マルチプレクサ１００４は出力信号を受けて、出力を第二ホールＩＣ１００３の出力信号に切り替える。
一方、第一磁石２０５と第二磁石２０６が第一ホールＩＣ１００２のリニア検出可能範囲から外れ、第二ホールＩＣ１００３のリニア検出可能範囲内にある時、第二ホールＩＣ１００３は図１１（Ｃ）に示すように、摺動体１０４の位置に応じた出力信号を出力する（Ｐ１１０７からＰ１１０８まで）。 The first comparator 1005 receives the output signal of the first Hall IC 1002 when the position of the sliding body 104 is at the position P1102, and outputs a switching signal to the first multiplexer 1004. The first multiplexer 1004 receives the output signal and switches the output to the output signal of the second Hall IC 1003.
On the other hand, when the first magnet 205 and the second magnet 206 are out of the linear detectable range of the first Hall IC 1002 and are within the linear detectable range of the second Hall IC 1003, the second Hall IC 1003 is shown in FIG. As described above, an output signal corresponding to the position of the sliding body 104 is output (from P1107 to P1108).

第一磁石２０５と第二磁石２０６が第一ホールＩＣ１００２のリニア検出可能範囲内にある時は、第二ホールＩＣ１００３のリニア検出可能範囲外である。この時、第二ホールＩＣ１００３は図１１（Ｃ）に示すように、摺動体１０４の位置が位置Ｐ１１０９では図８Ｂの位置Ｐ８１０と同様、飽和電圧を出力する。
摺動体１０４の位置が位置Ｐ１１１０から位置Ｐ１１１１までは、第二ホールＩＣ１００３は、図８Ｂの位置Ｐ８１２から位置Ｐ８１３と同様に、第一電圧源１００６の電圧より低い電圧を維持する。 When the first magnet 205 and the second magnet 206 are within the linear detectable range of the first Hall IC 1002, they are outside the linear detectable range of the second Hall IC 1003. At this time, as shown in FIG. 11C, the second Hall IC 1003 outputs a saturation voltage when the position of the sliding body 104 is the position P1109, as in the position P810 of FIG. 8B.
When the position of the sliding body 104 is from the position P1110 to the position P1111, the second Hall IC 1003 maintains a voltage lower than the voltage of the first voltage source 1006, similarly to the position P812 to the position P813 in FIG. 8B.

摺動体１０４の位置が位置Ｐ１１１１に至ったら、第二ホールＩＣ１００３は、図８Ｂの位置Ｐ８１３から位置Ｐ８１５と同様、リニア検出可能範囲である位置Ｐ１１０７から位置Ｐ１１０８を含む、位置Ｐ１１１２まで、摺動体１０４の位置に応じた出力信号を出力する。
摺動体１０４の位置が位置Ｐ１１１２から位置Ｐ１１１３までは、第二ホールＩＣ１００３は、図８Ａの位置Ｐ８０３から位置Ｐ８０４と同様に、位置Ｐ１１１２における出力電圧を維持する。この時点の、第二ホールＩＣ１００３の出力電圧は、図８Ａの位置Ｐ８０３と同様、第二電圧源１０１０の電圧より高い。更に摺動体１０４を移動させると、第二ホールＩＣ１００３は、図８Ａの位置Ｐ８０４と同様、飽和電圧を出力する。 When the position of the sliding body 104 reaches the position P1111, the second Hall IC 1003 moves from the position P1107 to the position P1112 in the linear detectable range to the position P1112 as well as the position P813 to the position P815 in FIG. 8B. An output signal corresponding to the position of is output.
When the position of the sliding body 104 is from the position P1112 to the position P1113, the second Hall IC 1003 maintains the output voltage at the position P1112 similarly to the position P803 to the position P804 in FIG. 8A. At this time, the output voltage of the second Hall IC 1003 is higher than the voltage of the second voltage source 1010 as in the position P803 of FIG. 8A. When the sliding body 104 is further moved, the second Hall IC 1003 outputs a saturation voltage as in the position P804 in FIG. 8A.

前述の通り、第一磁石２０５と第二磁石２０６が第二ホールＩＣ１００３のリニア検出可能範囲から外れ、第三ホールＩＣ１００７のリニア検出可能範囲内にある時、第二ホールＩＣ１００３は図１１（Ｃ）に示すように、位置Ｐ１１１２における出力電圧を維持した後（Ｐ１１１２からＰ１１１３まで）、更に摺動体１０４を移動させると、飽和電圧を出力する（Ｐ１１１４）。第二コンパレータ１００９は、摺動体１０４の位置が位置Ｐ１１０８にある時点における第二ホールＩＣ１００３の電圧信号を受けて、第二マルチプレクサ１００８に出力信号を出力する。第二マルチプレクサ１００８は出力信号を受けて、出力を第三ホールＩＣ１００７の電圧信号に切り替える。
一方、第一磁石２０５と第二磁石２０６が第二ホールＩＣ１００３のリニア検出可能範囲から外れ、第三ホールＩＣ１００７のリニア検出可能範囲内にある時、第三ホールＩＣ１００７は図１１（Ｄ）に示すように、摺動体１０４の位置に応じた出力信号を出力する（Ｐ１１１５からＰ１１１６まで）。 As described above, when the first magnet 205 and the second magnet 206 are out of the linear detectable range of the second Hall IC 1003 and are within the linear detectable range of the third Hall IC 1007, the second Hall IC 1003 is shown in FIG. As shown in FIG. 4, after maintaining the output voltage at the position P1112 (from P1112 to P1113), when the sliding body 104 is further moved, a saturation voltage is output (P1114). The second comparator 1009 receives the voltage signal of the second Hall IC 1003 when the position of the sliding body 104 is at the position P1108, and outputs an output signal to the second multiplexer 1008. The second multiplexer 1008 receives the output signal and switches the output to the voltage signal of the third Hall IC 1007.
On the other hand, when the first magnet 205 and the second magnet 206 are out of the linear detectable range of the second Hall IC 1003 and are within the linear detectable range of the third Hall IC 1007, the third Hall IC 1007 is shown in FIG. Thus, an output signal corresponding to the position of the sliding body 104 is output (from P1115 to P1116).

第一磁石２０５と第二磁石２０６が第一ホールＩＣ１００２のリニア検出可能範囲内にある時は、第三ホールＩＣ１００７のリニア検出可能範囲外であると共に、第三ホールＩＣ１００７は第一磁石２０５と第二磁石２０６の磁気を検出できない。この時、第三ホールＩＣ１００７は図１１（Ｄ）に示すように、摺動体１０４の位置が位置Ｐ１１１７から位置Ｐ１１１８までは図８Ｂの位置Ｐ８１０と同様、飽和電圧を出力する。
また、第一磁石２０５と第二磁石２０６が第二ホールＩＣ１００３のリニア検出可能範囲内にある時は、第三ホールＩＣ１００７のリニア検出可能範囲外である。この時、第三ホールＩＣ１００７は図１１（Ｄ）に示すように、摺動体１０４の位置が位置Ｐ１１１８では図８Ｂの位置Ｐ８１０と同様、飽和電圧を出力する。 When the first magnet 205 and the second magnet 206 are within the linear detectable range of the first Hall IC 1002, they are outside the linear detectable range of the third Hall IC 1007, and the third Hall IC 1007 The magnetism of the two magnets 206 cannot be detected. At this time, as shown in FIG. 11D, the third Hall IC 1007 outputs a saturation voltage in the same way as the position P810 of FIG. 8B when the position of the sliding body 104 is from the position P1117 to the position P1118.
Further, when the first magnet 205 and the second magnet 206 are within the linear detectable range of the second Hall IC 1003, they are outside the linear detectable range of the third Hall IC 1007. At this time, as shown in FIG. 11D, the third Hall IC 1007 outputs a saturation voltage at the position P1118 of the sliding body 104 as in the position P810 of FIG. 8B.

摺動体１０４の位置が位置Ｐ１１１９から位置Ｐ１１２０までは、第三ホールＩＣ１００７は、図８Ｂの位置Ｐ８１２から位置Ｐ８１３と同様に、第二電圧源１０１０の電圧より低い電圧を維持する。
摺動体１０４の位置が位置Ｐ１１１５に至ったら、第三ホールＩＣ１００７は、図８Ｂの位置Ｐ８１３から位置Ｐ８１５と同様、リニア検出可能範囲である位置Ｐ１１１５から位置Ｐ１１１６まで、摺動体１０４の位置に応じた出力信号を出力する。 When the position of the sliding body 104 is from the position P1119 to the position P1120, the third Hall IC 1007 maintains a voltage lower than the voltage of the second voltage source 1010, similarly to the position P812 to the position P813 in FIG. 8B.
When the position of the sliding body 104 reaches the position P1115, the third Hall IC 1007 corresponds to the position of the sliding body 104 from the position P1115 to the position P1116, which is a linear detectable range, similarly to the position P813 to the position P815 in FIG. 8B. Output the output signal.

図１１（Ｂ）、図１１（Ｃ）及び図１１（Ｄ）の、各々のリニア検出可能範囲における信号を第一マルチプレクサ１００４及び第二マルチプレクサ１００８で合成することによって、図１１（Ｅ）に示すように３倍のリニア検出可能範囲を実現できる。 FIG. 11E shows a combination of signals in the linear detectable ranges of FIGS. 11B, 11C, and 11D by the first multiplexer 1004 and the second multiplexer 1008. Thus, a 3 times linear detectable range can be realized.

（１）ホールＩＣ５０１のデジタルデータを直接取得することができるなら、図４のコンパレータ４０２とマルチプレクサ４０１をデジタル信号処理で実現できる。ホールＩＣ５０１の、Ｄ／Ａ変換器５１１を介してアナログ電圧信号を取得する前の段階で、デジタルデータをそのまま取得し、デジタルデータのまま値を比較し（コンパレータ４０２の代替）、比較結果に応じてホールＩＣ５０１の出力データを選択し（マルチプレクサ４０１の代替）、最後にＤ／Ａ変換器５１１によってアナログ電圧信号を出力する構成にしてもよい。 (1) If the digital data of the Hall IC 501 can be directly acquired, the comparator 402 and the multiplexer 401 in FIG. 4 can be realized by digital signal processing. In the stage before acquiring the analog voltage signal via the D / A converter 511 of the Hall IC 501, digital data is acquired as it is, the value is compared with the digital data (substitution of the comparator 402), and according to the comparison result The output data of the Hall IC 501 may be selected (substitute for the multiplexer 401), and finally, an analog voltage signal may be output by the D / A converter 511.

（２）２個のホールＩＣ５０１のリニア検出可能範囲は、互いに一部がオーバーラップしていてもよい。
（３）ホールＩＣは直流磁界を検出できるセンサとしてホール素子を使用しているが、直流磁界を検出できるセンサはホール素子に限られない。磁気抵抗素子等、他の直流磁界を検出できるセンサを利用可能である。ホール素子を使用しない場合、ホールＩＣという呼称の代わりに直流磁界検出装置と呼ぶことができる。第一ホールＩＣ２０８は第一磁気検出装置と、第二ホールＩＣ２１０は第二磁気検出装置と読み替えることとなる。 (2) The linear detectable ranges of the two Hall ICs 501 may partially overlap each other.
(3) The Hall IC uses a Hall element as a sensor that can detect a DC magnetic field, but a sensor that can detect a DC magnetic field is not limited to a Hall element. Sensors that can detect other DC magnetic fields, such as magnetoresistive elements, can be used. When the Hall element is not used, it can be called a DC magnetic field detection device instead of the Hall IC. The first Hall IC 208 is read as the first magnetic detection device, and the second Hall IC 210 is read as the second magnetic detection device.

（４）上述の実施形態では、第一ホールＩＣ２０８にコンパレータ４０２を接続して電圧比較を行っていたが、第二ホールＩＣ２１０にコンパレータ４０２を接続する構成にしてもよい。この場合、第二ホールＩＣ２１０は第一磁石２０５と第二磁石２０６が第二ホールＩＣ２１０のリニア検出可能範囲を外れたことを検出したら０Ｖを出力する構成にし、コンパレータ４０２は第二ホールＩＣ２１０の出力信号が＋２．５Ｖを下回ったことを受けて、マルチプレクサを第一ホールＩＣ２０８の側へ切り替える。
このように、第一磁石２０５と第二磁石２０６がホールＩＣ５０１のリニア検出可能範囲を外れたことを検出したことを受けて、ホールＩＣ５０１がコンパレータ４０２へ出力する、飽和電圧又は０Ｖ等、コンパレータ４０２に印加される参照電圧に対して明確に異なる電圧を、コンパレータ４０２のための制御電圧と呼ぶことができる。また、この制御電圧を出力するためにソフトウェア機能にて設けられた、デジタルスイッチ６０６、デジタルコンパレータ６０７、飽和値データ６０８及び閾値データ６０９を、制御電圧出力部と呼ぶことができる。 (4) In the above-described embodiment, the comparator 402 is connected to the first Hall IC 208 to perform voltage comparison. However, the comparator 402 may be connected to the second Hall IC 210. In this case, the second Hall IC 210 is configured to output 0 V when detecting that the first magnet 205 and the second magnet 206 are out of the linear detectable range of the second Hall IC 210, and the comparator 402 outputs the second Hall IC 210. In response to the signal falling below +2.5 V, the multiplexer is switched to the first Hall IC 208 side.
In this way, upon detecting that the first magnet 205 and the second magnet 206 are out of the linear detectable range of the Hall IC 501, the Hall IC 501 outputs to the comparator 402, such as a saturation voltage or 0V. A voltage that is distinctly different from the reference voltage applied to can be referred to as a control voltage for the comparator 402. Further, the digital switch 606, the digital comparator 607, the saturation value data 608, and the threshold data 609 provided by the software function for outputting the control voltage can be referred to as a control voltage output unit.

本実施形態においては、直線摺動ポテンショメータ１０１を開示した。
磁界の角度を検出するホールＩＣ５０１のリニア検出可能範囲を並べた位置に、２個のホールＩＣ５０１を配置する。そして、第一ホールＩＣ２０８には、組み込まれている演算器のプログラムに、磁界の角度がリニア検出可能範囲を外れた場合に、飽和電圧を出力する機能を持たせる。コンパレータ４０２は、第一ホールＩＣ２０８の出力信号を定電圧発生回路が出力する参照電圧と比較して、第一ホールＩＣ２０８の出力信号が参照電圧以上になったら、マルチプレクサ４０１を第二ホールＩＣ２１０の側へ切り替える。このように、ホールＩＣ５０１のプログラムと、コンパレータ４０２とマルチプレクサ４０１を組み合わせることで、リニア検出可能範囲を拡大することが可能になる。 In the present embodiment, the linear sliding potentiometer 101 is disclosed.
Two Hall ICs 501 are arranged at positions where the linear detectable ranges of the Hall ICs 501 that detect the angle of the magnetic field are arranged. The first Hall IC 208 is provided with a function for outputting a saturation voltage when the magnetic field angle is out of the linear detectable range in the program of the built-in arithmetic unit. The comparator 402 compares the output signal of the first Hall IC 208 with the reference voltage output from the constant voltage generation circuit, and when the output signal of the first Hall IC 208 becomes equal to or higher than the reference voltage, the multiplexer 401 is connected to the second Hall IC 210 side. Switch to. In this manner, the linear detectable range can be expanded by combining the Hall IC 501 program, the comparator 402, and the multiplexer 401.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、他の変形例、応用例を含む。
例えば、上記した実施形態は本発明をわかりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることは可能であり、更にはある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。
また、上記の各構成、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行するためのソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の揮発性あるいは不揮発性のストレージ、または、ＩＣカード、光ディスク等の記録媒体に保持することができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
また、本実施形態では磁石を2個使っているが、1個又は3個以上使った構成でもよい。
また、本実施形態では測定長１００mmになっているが、測定長は１００mmに限定されない。
また、本実施形態ではリニアアナログ出力になっているが、Ｓｉｎ出力、Ｃｏｓ出力などの関数出力であってもよい。 The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and other modifications and application examples are provided without departing from the gist of the present invention described in the claims. including.
For example, the above-described embodiment is a detailed and specific description of the configuration of the apparatus and the system in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to one having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Moreover, it is also possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
Each of the above-described configurations, functions, processing units, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit. Further, each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software for interpreting and executing a program that realizes each function by the processor. Information such as programs, tables, and files that realize each function must be held in a volatile or non-volatile storage such as a memory, hard disk, or SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card or an optical disk. Can do.
In addition, the control lines and information lines are those that are considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. Actually, it may be considered that almost all the components are connected to each other.
Further, although two magnets are used in this embodiment, a configuration using one or three or more magnets may be used.
In this embodiment, the measurement length is 100 mm, but the measurement length is not limited to 100 mm.
In this embodiment, linear analog output is used, but function output such as Sin output and Cos output may be used.

１０１…直線摺動ポテンショメータ、１０２…筐体、１０３…レール、１０４…摺動体、２０１…下ケース、２０２…遮蔽板、２０３…固定基板、２０４…ホルダ、２０５…第一磁石、２０６…第二磁石、２０７…第一基板、２０８…第一ホールＩＣ、２０９…第二基板、２１０…第二ホールＩＣ、４０１…マルチプレクサ、４０２…コンパレータ、４０５…基準電圧発生回路、４０６…バッファ、５０１…ホールＩＣ、５０２…第一ホール素子、５０３…第二ホール素子、５０５…Ａ／Ｄ変換器、５１１…Ｄ／Ａ変換器、６０６…デジタルスイッチ、６０７…デジタルコンパレータ、６０８…飽和値データ、６０９…閾値データ、１００１…直線摺動ポテンショメータ、１００２…第一ホールＩＣ、１００３…第二ホールＩＣ、１００４…第一マルチプレクサ、１００５…第一コンパレータ、１００６…第一電圧源、１００７…第三ホールＩＣ、１００８…第二マルチプレクサ、１００９…第二コンパレータ、１０１０…第二電圧源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Linear sliding potentiometer 102 ... Housing | casing 103 ... Rail 104 ... Sliding body 201 ... Lower case 202 ... Shielding plate 203 ... Fixed board | substrate 204 ... Holder 205 ... 1st magnet 206 ... 2nd Magnet: 207: First substrate, 208: First Hall IC, 209: Second substrate, 210: Second Hall IC, 401: Multiplexer, 402: Comparator, 405: Reference voltage generation circuit, 406: Buffer, 501: Hall IC, 502 ... first Hall element, 503 ... second Hall element, 505 ... A / D converter, 511 ... D / A converter, 606 ... digital switch, 607 ... digital comparator, 608 ... saturation value data, 609 ... Threshold data, 1001 ... Linear sliding potentiometer, 1002 ... First Hall IC, 1003 ... Second Hall IC, 1004 ... One multiplexer, 1005 ... the first comparator, 1006 ... first voltage source, 1007 ... the third Hall IC, 1008 ... the second multiplexer, 1009 ... the second comparator, 1010 ... the second voltage source

Claims

A sliding body that slides in the longitudinal direction;
A first magnet fixed to the sliding body;
A second magnet that emits a magnetic field opposite to the magnetic field generated by the first magnet, and is fixed to the sliding body at a predetermined distance from the first magnet in the longitudinal direction;
A first magnetic detection device that detects an angle of a magnetic field formed by the first magnet and the second magnet and outputs a voltage signal;
The second magnetic sensor is provided at a position separated from the first magnetic detection device by a predetermined distance in the longitudinal direction, detects the angle of the magnetic field formed by the first magnet and the second magnet, and outputs it as a voltage signal. A magnetic detection device;
A multiplexer that selectively outputs an output signal of the first magnetic detection device and an output signal of the second magnetic detection device;
A linear sliding potentiometer comprising a comparator that compares the output signal of the first magnetic detection device with a predetermined reference voltage and controls the multiplexer according to the comparison result,
The first magnetic detection device has a linear detection range in which a moving distance of the sliding body in the longitudinal direction with respect to the first magnetic detection device and a voltage signal output from the first magnetic detection device maintain linearity. Detecting that the sliding body is detached, and outputting a control voltage for the comparator to control the multiplexer so that the multiplexer selects an output signal of the second magnetic detection device;
The first magnetic detection device outputs a constant voltage signal equal to or higher than the reference voltage regardless of the movement of the sliding body when the angle of the magnetic field exceeds a predetermined threshold, and from the linear detectable range. Regardless of the movement of the sliding body before the sliding body is detached and the constant voltage signal equal to or higher than the reference voltage is output, a constant voltage signal is output, and then the constant voltage equal to or higher than the reference voltage. A linear sliding potentiometer programmed to output a signal .