知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024158981
(43)【公開日】2024-11-08
(54)【発明の名称】角度検出装置およびポジショナ
(51)【国際特許分類】
G01D 5/16 20060101AFI20241031BHJP
G01B 7/00 20060101ALI20241031BHJP
【ＦＩ】
G01D5/16 V
G01B7/00 101H
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023074672
(22)【出願日】2023-04-28
(71)【出願人】
【識別番号】000006666
【氏名又は名称】アズビル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100098394
【弁理士】
【氏名又は名称】山川 茂樹
(72)【発明者】
【氏名】上野山 寛人
【テーマコード（参考）】
2F063
2F077
【Ｆターム（参考）】
2F063AA02
2F063BA06
2F063DA01
2F063DA05
2F063DA21
2F063GA52
2F077AA16
2F077CC02
2F077JJ03
2F077JJ09
2F077JJ23
2F077UU20
(57)【要約】
【課題】ＭＲセンサの出力のオフセットを補正することなく磁界の角度を検出する。
【解決手段】角度検出装置１は、ＭＲセンサ１０と、ＭＲセンサ１０の出力電圧を測定するセンサ出力測定部１１１，１１２と、磁界発生部からＭＲセンサ１０に磁界が印加されるときの出力電圧と磁界の角度とを、磁界発生部の軌道上の少なくとも４点について記憶する記憶部１１３と、測定された出力電圧と記憶部１１３に記憶されている情報とに基づいて、磁界の角度を算出する角度算出部１１８と、角度検出時に測定された出力電圧を既知の振幅で除算した値が所定の幾何学的関係を満たすかどうかを判定して、正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定する判定部１１６とを備える。角度算出部１１８は、算出した値を正確な値として採用するかどうかを、判定部１１６から得られた結果に基づいて判定する。
【選択図】 図１
【解決手段】角度検出装置１は、ＭＲセンサ１０と、ＭＲセンサ１０の出力電圧を測定するセンサ出力測定部１１１，１１２と、磁界発生部からＭＲセンサ１０に磁界が印加されるときの出力電圧と磁界の角度とを、磁界発生部の軌道上の少なくとも４点について記憶する記憶部１１３と、測定された出力電圧と記憶部１１３に記憶されている情報とに基づいて、磁界の角度を算出する角度算出部１１８と、角度検出時に測定された出力電圧を既知の振幅で除算した値が所定の幾何学的関係を満たすかどうかを判定して、正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定する判定部１１６とを備える。角度算出部１１８は、算出した値を正確な値として採用するかどうかを、判定部１１６から得られた結果に基づいて判定する。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１乃至第４の磁気抵抗効果素子からなる第１のブリッジ回路と、前記第１のブリッジ回路と出力電圧の位相が異なるように配置された第５乃至第８の磁気抵抗効果素子からなる第２のブリッジ回路とから構成されたＭＲセンサと、
前記第１、第２のブリッジ回路の出力電圧をそれぞれ測定するように構成されたセンサ出力測定部と、
外部の磁界発生部から前記ＭＲセンサに磁界が印加されるときの前記出力電圧と前記磁界の角度とを、前記磁界発生部の軌道上の少なくとも４点について予め記憶するように構成された記憶部と、
角度検出時に前記センサ出力測定部によって測定された前記出力電圧と前記記憶部に記憶されている情報とに基づいて、前記磁界の角度を算出するように構成された角度算出部と、
角度検出時に前記センサ出力測定部によって測定された前記出力電圧を既知の振幅で除算した値が所定の幾何学的関係を満たすかどうかを判定することにより、前記ＭＲセンサによって正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定するように構成された第１の判定部とを備え、
前記角度算出部は、算出した値を前記磁界の角度の正確な値として採用するかどうかを、前記第１の判定部から得られた結果に基づいて判定することを特徴とする角度検出装置。
前記第１、第２のブリッジ回路の出力電圧をそれぞれ測定するように構成されたセンサ出力測定部と、
外部の磁界発生部から前記ＭＲセンサに磁界が印加されるときの前記出力電圧と前記磁界の角度とを、前記磁界発生部の軌道上の少なくとも４点について予め記憶するように構成された記憶部と、
角度検出時に前記センサ出力測定部によって測定された前記出力電圧と前記記憶部に記憶されている情報とに基づいて、前記磁界の角度を算出するように構成された角度算出部と、
角度検出時に前記センサ出力測定部によって測定された前記出力電圧を既知の振幅で除算した値が所定の幾何学的関係を満たすかどうかを判定することにより、前記ＭＲセンサによって正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定するように構成された第１の判定部とを備え、
前記角度算出部は、算出した値を前記磁界の角度の正確な値として採用するかどうかを、前記第１の判定部から得られた結果に基づいて判定することを特徴とする角度検出装置。
【請求項2】
請求項１記載の角度検出装置において、
前記角度算出部は、角度検出時に、前記記憶部に記憶されている情報のうち、前記磁界発生部の軌道上の１点を選択し、前記選択した１点における前記出力電圧と前記角度検出時に測定された前記出力電圧とに基づいて、前記角度検出時の前記磁界発生部の位置と前記選択した１点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記磁界の角度を算出し、この算出した角度と前記選択した１点における前記磁界の角度とに基づいて、前記角度検出時に前記磁界発生部から前記ＭＲセンサに印加される磁界の角度を算出することを特徴とする角度検出装置。
前記角度算出部は、角度検出時に、前記記憶部に記憶されている情報のうち、前記磁界発生部の軌道上の１点を選択し、前記選択した１点における前記出力電圧と前記角度検出時に測定された前記出力電圧とに基づいて、前記角度検出時の前記磁界発生部の位置と前記選択した１点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記磁界の角度を算出し、この算出した角度と前記選択した１点における前記磁界の角度とに基づいて、前記角度検出時に前記磁界発生部から前記ＭＲセンサに印加される磁界の角度を算出することを特徴とする角度検出装置。
【請求項3】
請求項１記載の角度検出装置において、
角度検出時に前記磁界の角度変化における前記出力電圧の平均変化率が所定の条件を満たすかどうかを判定することにより、前記ＭＲセンサによって正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定するように構成された第２の判定部をさらに備え、
前記角度算出部は、算出した値を前記磁界の角度の正確な値として採用するかどうかを、前記第１の判定部から得られた結果に加えて、前記第２の判定部から得られた結果に基づいて判定することを特徴とする角度検出装置。
角度検出時に前記磁界の角度変化における前記出力電圧の平均変化率が所定の条件を満たすかどうかを判定することにより、前記ＭＲセンサによって正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定するように構成された第２の判定部をさらに備え、
前記角度算出部は、算出した値を前記磁界の角度の正確な値として採用するかどうかを、前記第１の判定部から得られた結果に加えて、前記第２の判定部から得られた結果に基づいて判定することを特徴とする角度検出装置。
【請求項4】
請求項３記載の角度検出装置において、
初期設定時に前記記憶部に記憶する情報を設定するように構成された初期設定部をさらに備え、
前記角度算出部は、初期設定時に、前記磁界発生部の軌道上の隣接する２点においてそれぞれ測定された前記出力電圧に基づいて、前記隣接する２点の中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記磁界の角度を算出し、
前記第２の判定部は、初期設定時に、前記磁界発生部が前記軌道上の連続する３点を移動したときに第１の点と第２の点との中間点における前記磁界の角度の値と、前記第２の点と第３の点との中間点における前記磁界の角度の値とを前記角度算出部から取得し、前記第１、第２の点においてそれぞれ測定された前記出力電圧の平均電圧を前記第１の点と前記第２の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の出力電圧として算出する共に、前記第２、第３の点においてそれぞれ測定された前記出力電圧の平均電圧を前記第２の点と前記第３の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の出力電圧として算出し、算出した出力電圧と前記角度算出部から取得した前記磁界の角度とに基づいて、前記磁界の角度変化における前記出力電圧の平均変化率が所定の条件を満たすかどうかを判定することにより、前記ＭＲセンサによって正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定し、
前記初期設定部は、前記第２の判定部から前記ＭＲセンサによって正確な角度算出が可能という判定結果が得られたときに、前記第１の点と前記第２の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の出力電圧と、前記第１の点と前記第２の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記磁界の角度とを、前記第１の点と前記第２の点との中間点についての情報として前記記憶部に格納することを特徴とする角度検出装置。
初期設定時に前記記憶部に記憶する情報を設定するように構成された初期設定部をさらに備え、
前記角度算出部は、初期設定時に、前記磁界発生部の軌道上の隣接する２点においてそれぞれ測定された前記出力電圧に基づいて、前記隣接する２点の中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記磁界の角度を算出し、
前記第２の判定部は、初期設定時に、前記磁界発生部が前記軌道上の連続する３点を移動したときに第１の点と第２の点との中間点における前記磁界の角度の値と、前記第２の点と第３の点との中間点における前記磁界の角度の値とを前記角度算出部から取得し、前記第１、第２の点においてそれぞれ測定された前記出力電圧の平均電圧を前記第１の点と前記第２の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の出力電圧として算出する共に、前記第２、第３の点においてそれぞれ測定された前記出力電圧の平均電圧を前記第２の点と前記第３の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の出力電圧として算出し、算出した出力電圧と前記角度算出部から取得した前記磁界の角度とに基づいて、前記磁界の角度変化における前記出力電圧の平均変化率が所定の条件を満たすかどうかを判定することにより、前記ＭＲセンサによって正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定し、
前記初期設定部は、前記第２の判定部から前記ＭＲセンサによって正確な角度算出が可能という判定結果が得られたときに、前記第１の点と前記第２の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の出力電圧と、前記第１の点と前記第２の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記磁界の角度とを、前記第１の点と前記第２の点との中間点についての情報として前記記憶部に格納することを特徴とする角度検出装置。
【請求項5】
請求項１記載の角度検出装置において、
前記ＭＲセンサを複数備え、
前記センサ出力測定部は、前記複数のＭＲセンサのそれぞれについて前記第１、第２のブリッジ回路の出力電圧を測定し、
前記記憶部は、前記複数のＭＲセンサのそれぞれについて前記出力電圧と前記磁界の角度の情報を前記磁界発生部の軌道上の少なくとも４点について記憶し、
前記角度算出部は、前記複数のＭＲセンサのそれぞれについて前記磁界発生部から印加される磁界の角度を算出し、
前記第１の判定部は、角度検出時に前記センサ出力測定部によって測定された前記出力電圧を既知の振幅で除算した値が所定の幾何学的関係を満たすかどうかをＭＲセンサ毎に判定することにより、正確な角度算出が可能なタイミングかどうかをＭＲセンサ毎に判定し、
前記角度算出部は、角度検出時に前記複数のＭＲセンサのそれぞれについて算出した値を前記磁界の角度の正確な値として採用するかどうかを、前記第１の判定部から得られた結果に基づいて判定することを特徴とする角度検出装置。
前記ＭＲセンサを複数備え、
前記センサ出力測定部は、前記複数のＭＲセンサのそれぞれについて前記第１、第２のブリッジ回路の出力電圧を測定し、
前記記憶部は、前記複数のＭＲセンサのそれぞれについて前記出力電圧と前記磁界の角度の情報を前記磁界発生部の軌道上の少なくとも４点について記憶し、
前記角度算出部は、前記複数のＭＲセンサのそれぞれについて前記磁界発生部から印加される磁界の角度を算出し、
前記第１の判定部は、角度検出時に前記センサ出力測定部によって測定された前記出力電圧を既知の振幅で除算した値が所定の幾何学的関係を満たすかどうかをＭＲセンサ毎に判定することにより、正確な角度算出が可能なタイミングかどうかをＭＲセンサ毎に判定し、
前記角度算出部は、角度検出時に前記複数のＭＲセンサのそれぞれについて算出した値を前記磁界の角度の正確な値として採用するかどうかを、前記第１の判定部から得られた結果に基づいて判定することを特徴とする角度検出装置。
【請求項6】
請求項３記載の角度検出装置において、
前記ＭＲセンサを複数備え、
前記センサ出力測定部は、前記複数のＭＲセンサのそれぞれについて前記第１、第２のブリッジ回路の出力電圧を測定し、
前記記憶部は、前記複数のＭＲセンサのそれぞれについて前記出力電圧と前記磁界の角度の情報を前記磁界発生部の軌道上の少なくとも４点について記憶し、
前記角度算出部は、前記複数のＭＲセンサのそれぞれについて前記磁界発生部から印加される磁界の角度を算出し、
前記第１の判定部は、角度検出時に前記センサ出力測定部によって測定された前記出力電圧を既知の振幅で除算した値が所定の幾何学的関係を満たすかどうかをＭＲセンサ毎に判定することにより、正確な角度算出が可能なタイミングかどうかをＭＲセンサ毎に判定し、
前記第２の判定部は、角度検出時に前記磁界の角度変化における前記出力電圧の平均変化率が所定の条件を満たすかどうかをＭＲセンサ毎に判定することにより、正確な角度算出が可能なタイミングかどうかをＭＲセンサ毎に判定し、
前記角度算出部は、角度検出時に前記複数のＭＲセンサのそれぞれについて算出した値を前記磁界の角度の正確な値として採用するかどうかを、前記第１、第２の判定部から得られた結果に基づいて判定することを特徴とする角度検出装置。
前記ＭＲセンサを複数備え、
前記センサ出力測定部は、前記複数のＭＲセンサのそれぞれについて前記第１、第２のブリッジ回路の出力電圧を測定し、
前記記憶部は、前記複数のＭＲセンサのそれぞれについて前記出力電圧と前記磁界の角度の情報を前記磁界発生部の軌道上の少なくとも４点について記憶し、
前記角度算出部は、前記複数のＭＲセンサのそれぞれについて前記磁界発生部から印加される磁界の角度を算出し、
前記第１の判定部は、角度検出時に前記センサ出力測定部によって測定された前記出力電圧を既知の振幅で除算した値が所定の幾何学的関係を満たすかどうかをＭＲセンサ毎に判定することにより、正確な角度算出が可能なタイミングかどうかをＭＲセンサ毎に判定し、
前記第２の判定部は、角度検出時に前記磁界の角度変化における前記出力電圧の平均変化率が所定の条件を満たすかどうかをＭＲセンサ毎に判定することにより、正確な角度算出が可能なタイミングかどうかをＭＲセンサ毎に判定し、
前記角度算出部は、角度検出時に前記複数のＭＲセンサのそれぞれについて算出した値を前記磁界の角度の正確な値として採用するかどうかを、前記第１、第２の判定部から得られた結果に基づいて判定することを特徴とする角度検出装置。
【請求項7】
請求項１記載の角度検出装置において、
前記第１の判定部は、前記記憶部に記憶されている情報のうち３組の情報を選択し、選択した第１の組における前記第１のブリッジ回路の出力電圧をＶ１Ａ、前記第１の組における前記第２のブリッジ回路の出力電圧をＶ２Ａ、選択した第２の組における前記第１のブリッジ回路の出力電圧をＶ１Ｂ、前記第２の組における前記第２のブリッジ回路の出力電圧をＶ２Ｂ、選択した第３の組における前記第１のブリッジ回路の出力電圧をＶ１Ｄ、前記第３の組における前記第２のブリッジ回路の出力電圧をＶ２Ｄ、角度検出時に測定された前記第１のブリッジ回路の出力電圧をＶ１Ｅ、角度検出時に測定された前記第２のブリッジ回路の出力電圧をＶ２Ｅとし、前記第１のブリッジ回路の出力電圧の既知の振幅をＶｍ１、前記第２のブリッジ回路の出力電圧の既知の振幅をＶｍ２とし、点（Ｖ１Ａ／Ｖｍ１，Ｖ２Ａ／Ｖｍ２）と点（Ｖ１Ｂ／Ｖｍ１，Ｖ２Ｂ／Ｖｍ２）を結ぶ辺の長さをＡＢ、点（Ｖ１Ｂ／Ｖｍ１，Ｖ２Ｂ／Ｖｍ２）と点（Ｖ１Ｄ／Ｖｍ１，Ｖ２Ｄ／Ｖｍ２）を結ぶ辺の長さをＢＤ、点（Ｖ１Ｄ／Ｖｍ１，Ｖ２Ｄ／Ｖｍ２）と点（Ｖ１Ａ／Ｖｍ１，Ｖ２Ａ／Ｖｍ２）を結ぶ辺の長さをＤＡ、点（Ｖ１Ａ／Ｖｍ１，Ｖ２Ａ／Ｖｍ２）と点（Ｖ１Ｅ／Ｖｍ１，Ｖ２Ｅ／Ｖｍ２）を結ぶ辺の長さをＡＥ、点（Ｖ１Ｅ／Ｖｍ１，Ｖ２Ｅ／Ｖｍ２）と点（Ｖ１Ｄ／Ｖｍ１，Ｖ２Ｄ／Ｖｍ２）を結ぶ辺の長さをＥＤとしたとき、｜（ＡＢ２＋ＢＤ２－ＤＡ２）／（２ＡＢ×ＢＤ）｜≒｜（ＡＥ２＋ＥＤ２－ＤＡ２）／（２ＡＥ×ＥＤ）｜が成立するときに、前記ＭＲセンサによって正確な角度算出が可能なタイミングと判定することを特徴とする角度検出装置。
前記第１の判定部は、前記記憶部に記憶されている情報のうち３組の情報を選択し、選択した第１の組における前記第１のブリッジ回路の出力電圧をＶ１Ａ、前記第１の組における前記第２のブリッジ回路の出力電圧をＶ２Ａ、選択した第２の組における前記第１のブリッジ回路の出力電圧をＶ１Ｂ、前記第２の組における前記第２のブリッジ回路の出力電圧をＶ２Ｂ、選択した第３の組における前記第１のブリッジ回路の出力電圧をＶ１Ｄ、前記第３の組における前記第２のブリッジ回路の出力電圧をＶ２Ｄ、角度検出時に測定された前記第１のブリッジ回路の出力電圧をＶ１Ｅ、角度検出時に測定された前記第２のブリッジ回路の出力電圧をＶ２Ｅとし、前記第１のブリッジ回路の出力電圧の既知の振幅をＶｍ１、前記第２のブリッジ回路の出力電圧の既知の振幅をＶｍ２とし、点（Ｖ１Ａ／Ｖｍ１，Ｖ２Ａ／Ｖｍ２）と点（Ｖ１Ｂ／Ｖｍ１，Ｖ２Ｂ／Ｖｍ２）を結ぶ辺の長さをＡＢ、点（Ｖ１Ｂ／Ｖｍ１，Ｖ２Ｂ／Ｖｍ２）と点（Ｖ１Ｄ／Ｖｍ１，Ｖ２Ｄ／Ｖｍ２）を結ぶ辺の長さをＢＤ、点（Ｖ１Ｄ／Ｖｍ１，Ｖ２Ｄ／Ｖｍ２）と点（Ｖ１Ａ／Ｖｍ１，Ｖ２Ａ／Ｖｍ２）を結ぶ辺の長さをＤＡ、点（Ｖ１Ａ／Ｖｍ１，Ｖ２Ａ／Ｖｍ２）と点（Ｖ１Ｅ／Ｖｍ１，Ｖ２Ｅ／Ｖｍ２）を結ぶ辺の長さをＡＥ、点（Ｖ１Ｅ／Ｖｍ１，Ｖ２Ｅ／Ｖｍ２）と点（Ｖ１Ｄ／Ｖｍ１，Ｖ２Ｄ／Ｖｍ２）を結ぶ辺の長さをＥＤとしたとき、｜（ＡＢ２＋ＢＤ２－ＤＡ２）／（２ＡＢ×ＢＤ）｜≒｜（ＡＥ２＋ＥＤ２－ＤＡ２）／（２ＡＥ×ＥＤ）｜が成立するときに、前記ＭＲセンサによって正確な角度算出が可能なタイミングと判定することを特徴とする角度検出装置。
【請求項8】
請求項４記載の角度検出装置において、
前記第１乃至第８の磁気抵抗効果素子は、ＡＭＲ素子であり、
前記第２の判定部は、前記第１の点と前記第２の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記第１のブリッジ回路の出力電圧をａｖｅＶ１α１α２、前記第１の点と前記第２の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記第１のブリッジ回路の出力電圧をａｖｅＶ２α１α２、前記第２の点と前記第３の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記第１のブリッジ回路の出力電圧をａｖｅＶ１α２α３、前記第１の点と前記第２の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記第２のブリッジ回路の出力電圧をａｖｅＶ２α２α３とし、前記第１の点と前記第２の点との中間点における前記磁界の角度を（α２＋α１）／２、前記第２の点と前記第３の点との中間点における前記磁界の角度を（α３＋α２）／２、前記第１のブリッジ回路の出力電圧の既知の振幅をＶｍ１、前記第２のブリッジ回路の出力電圧の既知の振幅をＶｍ２としたとき、磁界の角度変化における前記第１のブリッジ回路の出力電圧の平均変化率（ｃｏｓ２α３－ｃｏｓ２α１）／（α３－α１）を（ａｖｅＶ１α２α３－ａｖｅＶ１α１α２）／｛（α２＋α３）／２－（α１＋α２）／２｝／Ｖｍ１＝（ｃｏｓ２α３－ｃｏｓ２α１）／（α３－α１）により算出し、磁界の角度変化における前記第２のブリッジ回路の出力電圧の平均変化率（ｓｉｎ２α３－ｓｉｎ２α１）／（α３－α１）を（ａｖｅＶ２α２α３－ａｖｅＶ２α１α２）／｛（α２＋α３）－（α１＋α２）｝／Ｖｍ２＝（ｓｉｎ２α３－ｓｉｎ２α１）／（α３－α１）により算出し、（１／４）×｛（ｃｏｓ２α３－ｃｏｓ２α１）／（α３－α１）｝２＋｛（ｓｉｎ２α３－ｓｉｎ２α１）／（α３－α１）｝２≒１が成立するときに、前記ＭＲセンサによって正確な角度算出が可能なタイミングと判定することを特徴とする角度検出装置。
前記第１乃至第８の磁気抵抗効果素子は、ＡＭＲ素子であり、
前記第２の判定部は、前記第１の点と前記第２の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記第１のブリッジ回路の出力電圧をａｖｅＶ１α１α２、前記第１の点と前記第２の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記第１のブリッジ回路の出力電圧をａｖｅＶ２α１α２、前記第２の点と前記第３の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記第１のブリッジ回路の出力電圧をａｖｅＶ１α２α３、前記第１の点と前記第２の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記第２のブリッジ回路の出力電圧をａｖｅＶ２α２α３とし、前記第１の点と前記第２の点との中間点における前記磁界の角度を（α２＋α１）／２、前記第２の点と前記第３の点との中間点における前記磁界の角度を（α３＋α２）／２、前記第１のブリッジ回路の出力電圧の既知の振幅をＶｍ１、前記第２のブリッジ回路の出力電圧の既知の振幅をＶｍ２としたとき、磁界の角度変化における前記第１のブリッジ回路の出力電圧の平均変化率（ｃｏｓ２α３－ｃｏｓ２α１）／（α３－α１）を（ａｖｅＶ１α２α３－ａｖｅＶ１α１α２）／｛（α２＋α３）／２－（α１＋α２）／２｝／Ｖｍ１＝（ｃｏｓ２α３－ｃｏｓ２α１）／（α３－α１）により算出し、磁界の角度変化における前記第２のブリッジ回路の出力電圧の平均変化率（ｓｉｎ２α３－ｓｉｎ２α１）／（α３－α１）を（ａｖｅＶ２α２α３－ａｖｅＶ２α１α２）／｛（α２＋α３）－（α１＋α２）｝／Ｖｍ２＝（ｓｉｎ２α３－ｓｉｎ２α１）／（α３－α１）により算出し、（１／４）×｛（ｃｏｓ２α３－ｃｏｓ２α１）／（α３－α１）｝２＋｛（ｓｉｎ２α３－ｓｉｎ２α１）／（α３－α１）｝２≒１が成立するときに、前記ＭＲセンサによって正確な角度算出が可能なタイミングと判定することを特徴とする角度検出装置。
【請求項9】
請求項４記載の角度検出装置において、
前記第１乃至第８の磁気抵抗効果素子は、ＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子であり、
前記第２の判定部は、前記第１の点と前記第２の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記第１のブリッジ回路の出力電圧をａｖｅＶ１α１α２、前記第１の点と前記第２の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記第１のブリッジ回路の出力電圧をａｖｅＶ２α１α２、前記第２の点と前記第３の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記第１のブリッジ回路の出力電圧をａｖｅＶ１α２α３、前記第１の点と前記第２の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記第２のブリッジ回路の出力電圧をａｖｅＶ２α２α３とし、前記第１の点と前記第２の点との中間点における前記磁界の角度を（α２＋α１）／２、前記第２の点と前記第３の点との中間点における前記磁界の角度を（α３＋α２）／２、前記第１のブリッジ回路の出力電圧の既知の振幅をＶｍ１、前記第２のブリッジ回路の出力電圧の既知の振幅をＶｍ２としたとき、磁界の角度変化における前記第１のブリッジ回路の出力電圧の平均変化率（ｃｏｓα３－ｃｏｓα１）／（α３－α１）を（ａｖｅＶ１α２α３－ａｖｅＶ１α１α２）／｛（α２＋α３）／２－（α１＋α２）／２｝／Ｖｍ１＝（ｃｏｓα３－ｃｏｓα１）／（α３－α１）により算出し、磁界の角度変化における前記第２のブリッジ回路の出力電圧の平均変化率（ｓｉｎα３－ｓｉｎα１）／（α３－α１）を（ａｖｅＶ２α２α３－ａｖｅＶ２α１α２）／｛（α２＋α３）－（α１＋α２）｝／Ｖｍ２＝（ｓｉｎα３－ｓｉｎα１）／（α３－α１）により算出し、｛（ｃｏｓα３－ｃｏｓα１）／（α３－α１）｝２＋｛（ｓｉｎα３－ｓｉｎα１）／（α３－α１）｝２≒１が成立するときに、前記ＭＲセンサによって正確な角度算出が可能なタイミングと判定することを特徴とする角度検出装置。
前記第１乃至第８の磁気抵抗効果素子は、ＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子であり、
前記第２の判定部は、前記第１の点と前記第２の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記第１のブリッジ回路の出力電圧をａｖｅＶ１α１α２、前記第１の点と前記第２の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記第１のブリッジ回路の出力電圧をａｖｅＶ２α１α２、前記第２の点と前記第３の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記第１のブリッジ回路の出力電圧をａｖｅＶ１α２α３、前記第１の点と前記第２の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記第２のブリッジ回路の出力電圧をａｖｅＶ２α２α３とし、前記第１の点と前記第２の点との中間点における前記磁界の角度を（α２＋α１）／２、前記第２の点と前記第３の点との中間点における前記磁界の角度を（α３＋α２）／２、前記第１のブリッジ回路の出力電圧の既知の振幅をＶｍ１、前記第２のブリッジ回路の出力電圧の既知の振幅をＶｍ２としたとき、磁界の角度変化における前記第１のブリッジ回路の出力電圧の平均変化率（ｃｏｓα３－ｃｏｓα１）／（α３－α１）を（ａｖｅＶ１α２α３－ａｖｅＶ１α１α２）／｛（α２＋α３）／２－（α１＋α２）／２｝／Ｖｍ１＝（ｃｏｓα３－ｃｏｓα１）／（α３－α１）により算出し、磁界の角度変化における前記第２のブリッジ回路の出力電圧の平均変化率（ｓｉｎα３－ｓｉｎα１）／（α３－α１）を（ａｖｅＶ２α２α３－ａｖｅＶ２α１α２）／｛（α２＋α３）－（α１＋α２）｝／Ｖｍ２＝（ｓｉｎα３－ｓｉｎα１）／（α３－α１）により算出し、｛（ｃｏｓα３－ｃｏｓα１）／（α３－α１）｝２＋｛（ｓｉｎα３－ｓｉｎα１）／（α３－α１）｝２≒１が成立するときに、前記ＭＲセンサによって正確な角度算出が可能なタイミングと判定することを特徴とする角度検出装置。
【請求項10】
請求項１または３記載の角度検出装置と、
バルブ制御運転時に、前記角度算出部によって正確な値として採用された磁界の角度に基づいてバルブの開度実測値を求めるように構成された開度実測値生成部と、
前記バルブ制御運転時に、前記バルブの開度設定値と前記開度実測値とに基づいて前記バルブの開度を制御するための制御信号を生成するように構成された制御信号生成部とを備え、
前記ＭＲセンサは、前記バルブの開閉によって移動する前記磁界発生部から印加される磁界の角度を検出するように配置されることを特徴とするポジショナ。
バルブ制御運転時に、前記角度算出部によって正確な値として採用された磁界の角度に基づいてバルブの開度実測値を求めるように構成された開度実測値生成部と、
前記バルブ制御運転時に、前記バルブの開度設定値と前記開度実測値とに基づいて前記バルブの開度を制御するための制御信号を生成するように構成された制御信号生成部とを備え、
前記ＭＲセンサは、前記バルブの開閉によって移動する前記磁界発生部から印加される磁界の角度を検出するように配置されることを特徴とするポジショナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、磁気抵抗効果素子を用いた角度検出装置と、角度検出装置を用いたポジショナに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来より、角度センサとして、回転体に取り付けられた磁石による磁界の回転角度を測定するセンサが知られている。角度測定には、磁気抵抗効果（ＭＲ：Magneto Resistance effect）素子などを用いたセンサ回路が使用される（特許文献１～４参照）。
【0003】
図３５は従来のＭＲセンサの構成を示すブロック図である。ＭＲセンサ１０は、磁場のベクトル変化によって電気抵抗が変化するＭＲ素子で構成された２つのブリッジ回路１００，１０１から構成される。ブリッジ回路１００は、ＭＲ素子Ｒ１とＭＲ素子Ｒ２とを直列に接続した直列回路１０３と、ＭＲ素子Ｒ３とＭＲ素子Ｒ４とを直列に接続した直列回路１０４とを並列に接続したものである。同様に、ブリッジ回路１０１は、ＭＲ素子Ｒ５とＭＲ素子Ｒ６とを直列に接続した直列回路１０５と、ＭＲ素子Ｒ７とＭＲ素子Ｒ８とを直列に接続した直列回路１０６とを並列に接続したものである。
【0004】
図示しない回転体と共に磁石がブリッジ回路１００，１０１の周囲を回転すると、ブリッジ回路１００，１０１に作用する磁界の方向が変化してブリッジ回路１００，１０１のＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８の抵抗値が変化する。図３６に示すようにＭＲセンサ１０のブリッジ回路１００，１０１に対して磁界を角度α＝０°～３６０°の向きで印加した場合、ブリッジ回路１００の出力電圧Ｖ１を余弦（ｃｏｓ）波で表せるとすると、ブリッジ回路１０１の出力電圧Ｖ２を正弦（ｓｉｎ）波で表すことができる。
【0005】
ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８として異方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ：AnisotropicMagneto Resistance effect）素子を用いる場合、ブリッジ回路１００，１０１の出力電圧Ｖ１，Ｖ２の周期が１８０°であるため、以下の式が得られる。
Ｖ１＝Ｖｍ１ｃｏｓ２α＋Ｖ１ｏｆｆ ・・・（１）
Ｖ２＝Ｖｍ２ｓｉｎ２α＋Ｖ２ｏｆｆ ・・・（２）
Ｖ１＝Ｖｍ１ｃｏｓ２α＋Ｖ１ｏｆｆ ・・・（１）
Ｖ２＝Ｖｍ２ｓｉｎ２α＋Ｖ２ｏｆｆ ・・・（２）
【0006】
Ｖｍ１は出力電圧Ｖ１の最大振幅、Ｖｍ２は出力電圧Ｖ２の最大振幅、Ｖ１ｏｆｆは出力電圧Ｖ１のオフセット、Ｖ２ｏｆｆは出力電圧Ｖ２のオフセットである。オフセットＶ１ｏｆｆ，Ｖ２ｏｆｆと振幅Ｖｍ１，Ｖｍ２とを事前に求めておけば、出力電圧Ｖ１，Ｖ２を測定することにより、磁界の角度αを算出することができる。また、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８として巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ：Giant Magneto Resistance effect）素子またはトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ：Tunnel Magneto resistance effect）素子を用いる場合、出力電圧Ｖ１，Ｖ２の周期が３６０°であるため、式（１）、式（２）の２αがαとなる。
【0007】
ただし、式（１）、式（２）は正確な角度検出をするうえで十分な磁界がかけられている状態の場合で、十分な磁界がかけられていない場合には、ブリッジ回路１００，１０１の出力電圧Ｖ１，Ｖ２の関係性が不明瞭となる（必ずしも正弦波，余弦波の関係とはならない）。例えばＭＲセンサ１０と磁石１３０とが図３７のような位置関係にある場合、ＭＲセンサ１０が十分な磁界がかけられている状態となり、磁界の角度αを検出することが可能である。一方、ＭＲセンサ１０と磁石１３０とが図３８のような位置関係にある場合、ＭＲセンサ１０に印加される磁界の強度が不十分となり、角度αを検出することが不可能となる。図３７、図３８では、実線１３１の内側がＭＲセンサ１０の角度検出可能範囲を示している。
【0008】
図３９は、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＡＭＲ素子を用いた場合の磁界の角度αとブリッジ回路１００，１０１の出力電圧Ｖ１，Ｖ２との関係を示す図である。図３９の５００は角度検出にとって十分な強度の磁界がＭＲセンサに印加されている範囲を示し、５０１は磁界の強度が不十分な範囲を示している。
【0009】
以上のように、従来の技術では、ＭＲセンサの検知範囲を超えるような磁石の動きを検知する際、検知範囲外のときは出力電圧Ｖ１，Ｖ２の関係が不明瞭となるため、どのタイミングからセンシングすれば角度を正確に検知できるかタイミングが分からないという課題があった。また、ＭＲセンサの出力には角度誤差要因となるオフセットがあるため、正確な角度を算出するためにはオフセットを補正する必要があるという課題があった。また、複数のＭＲセンサがある場合に、どのセンサを選択すれば角度を正確に検知できるか分からないという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】米国特許第１０５７１３０５号明細書
【特許文献2】欧州特許第２６７２２８５号明細書
【特許文献3】特開２０２１－１４８４４７号公報
【特許文献4】米国特許出願公開第２０２０／０１９１５４６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定して磁界の角度を検出することができ、ＭＲセンサの出力のオフセットを補正することなく磁界の角度を検出することができる角度検出装置およびポジショナを提供することを目的とする。
また、本発明は、複数のＭＲセンサがある場合に、どのセンサを選択すれば角度を正確に算出可能かどうかを判定して磁界の角度を検出することができ、ＭＲセンサの出力のオフセットを補正することなく磁界の角度を検出することができる角度検出装置およびポジショナを提供することを目的とする。
また、本発明は、複数のＭＲセンサがある場合に、どのセンサを選択すれば角度を正確に算出可能かどうかを判定して磁界の角度を検出することができ、ＭＲセンサの出力のオフセットを補正することなく磁界の角度を検出することができる角度検出装置およびポジショナを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明の角度検出装置は、第１乃至第４の磁気抵抗効果素子からなる第１のブリッジ回路と、前記第１のブリッジ回路と出力電圧の位相が異なるように配置された第５乃至第８の磁気抵抗効果素子からなる第２のブリッジ回路とから構成されたＭＲセンサと、前記第１、第２のブリッジ回路の出力電圧をそれぞれ測定するように構成されたセンサ出力測定部と、外部の磁界発生部から前記ＭＲセンサに磁界が印加されるときの前記出力電圧と前記磁界の角度とを、前記磁界発生部の軌道上の少なくとも４点について予め記憶するように構成された記憶部と、角度検出時に前記センサ出力測定部によって測定された前記出力電圧と前記記憶部に記憶されている情報とに基づいて、前記磁界の角度を算出するように構成された角度算出部と、角度検出時に前記センサ出力測定部によって測定された前記出力電圧を既知の振幅で除算した値が所定の幾何学的関係を満たすかどうかを判定することにより、前記ＭＲセンサによって正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定するように構成された第１の判定部とを備え、前記角度算出部は、算出した値を前記磁界の角度の正確な値として採用するかどうかを、前記第１の判定部から得られた結果に基づいて判定することを特徴とするものである。
【0013】
また、本発明の角度検出装置の１構成例において、前記角度算出部は、角度検出時に、前記記憶部に記憶されている情報のうち、前記磁界発生部の軌道上の１点を選択し、前記選択した１点における前記出力電圧と前記角度検出時に測定された前記出力電圧とに基づいて、前記角度検出時の前記磁界発生部の位置と前記選択した１点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記磁界の角度を算出し、この算出した角度と前記選択した１点における前記磁界の角度とに基づいて、前記角度検出時に前記磁界発生部から前記ＭＲセンサに印加される磁界の角度を算出することを特徴とするものである。
【0014】
また、本発明の角度検出装置の１構成例は、角度検出時に前記磁界の角度変化における前記出力電圧の平均変化率が所定の条件を満たすかどうかを判定することにより、前記ＭＲセンサによって正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定するように構成された第２の判定部をさらに備え、前記角度算出部は、算出した値を前記磁界の角度の正確な値として採用するかどうかを、前記第１の判定部から得られた結果に加えて、前記第２の判定部から得られた結果に基づいて判定することを特徴とするものである。
【0015】
また、本発明の角度検出装置の１構成例は、初期設定時に前記記憶部に記憶する情報を設定するように構成された初期設定部をさらに備え、前記角度算出部は、初期設定時に、前記磁界発生部の軌道上の隣接する２点においてそれぞれ測定された前記出力電圧に基づいて、前記隣接する２点の中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記磁界の角度を算出し、前記第２の判定部は、初期設定時に、前記磁界発生部が前記軌道上の連続する３点を移動したときに第１の点と第２の点との中間点における前記磁界の角度の値と、前記第２の点と第３の点との中間点における前記磁界の角度の値とを前記角度算出部から取得し、前記第１、第２の点においてそれぞれ測定された前記出力電圧の平均電圧を前記第１の点と前記第２の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の出力電圧として算出する共に、前記第２、第３の点においてそれぞれ測定された前記出力電圧の平均電圧を前記第２の点と前記第３の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の出力電圧として算出し、算出した出力電圧と前記角度算出部から取得した前記磁界の角度とに基づいて、前記磁界の角度変化における前記出力電圧の平均変化率が所定の条件を満たすかどうかを判定することにより、前記ＭＲセンサによって正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定し、前記初期設定部は、前記第２の判定部から前記ＭＲセンサによって正確な角度算出が可能という判定結果が得られたときに、前記第１の点と前記第２の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の出力電圧と、前記第１の点と前記第２の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記磁界の角度とを、前記第１の点と前記第２の点との中間点についての情報として前記記憶部に格納することを特徴とするものである。
【0016】
また、本発明の角度検出装置の１構成例は、前記ＭＲセンサを複数備え、前記センサ出力測定部は、前記複数のＭＲセンサのそれぞれについて前記第１、第２のブリッジ回路の出力電圧を測定し、前記記憶部は、前記複数のＭＲセンサのそれぞれについて前記出力電圧と前記磁界の角度の情報を前記磁界発生部の軌道上の少なくとも４点について記憶し、前記角度算出部は、前記複数のＭＲセンサのそれぞれについて前記磁界発生部から印加される磁界の角度を算出し、前記第１の判定部は、角度検出時に前記センサ出力測定部によって測定された前記出力電圧を既知の振幅で除算した値が所定の幾何学的関係を満たすかどうかをＭＲセンサ毎に判定することにより、正確な角度算出が可能なタイミングかどうかをＭＲセンサ毎に判定し、前記角度算出部は、角度検出時に前記複数のＭＲセンサのそれぞれについて算出した値を前記磁界の角度の正確な値として採用するかどうかを、前記第１の判定部から得られた結果に基づいて判定することを特徴とするものである。
【0017】
また、本発明の角度検出装置の１構成例は、前記ＭＲセンサを複数備え、前記センサ出力測定部は、前記複数のＭＲセンサのそれぞれについて前記第１、第２のブリッジ回路の出力電圧を測定し、前記記憶部は、前記複数のＭＲセンサのそれぞれについて前記出力電圧と前記磁界の角度の情報を前記磁界発生部の軌道上の少なくとも４点について記憶し、前記角度算出部は、前記複数のＭＲセンサのそれぞれについて前記磁界発生部から印加される磁界の角度を算出し、前記第１の判定部は、角度検出時に前記センサ出力測定部によって測定された前記出力電圧を既知の振幅で除算した値が所定の幾何学的関係を満たすかどうかをＭＲセンサ毎に判定することにより、正確な角度算出が可能なタイミングかどうかをＭＲセンサ毎に判定し、前記第２の判定部は、角度検出時に前記磁界の角度変化における前記出力電圧の平均変化率が所定の条件を満たすかどうかをＭＲセンサ毎に判定することにより、正確な角度算出が可能なタイミングかどうかをＭＲセンサ毎に判定し、
前記角度算出部は、角度検出時に前記複数のＭＲセンサのそれぞれについて算出した値を前記磁界の角度の正確な値として採用するかどうかを、前記第１、第２の判定部から得られた結果に基づいて判定することを特徴とするものである。
前記角度算出部は、角度検出時に前記複数のＭＲセンサのそれぞれについて算出した値を前記磁界の角度の正確な値として採用するかどうかを、前記第１、第２の判定部から得られた結果に基づいて判定することを特徴とするものである。
【0018】
また、本発明の角度検出装置の１構成例において、前記第１の判定部は、前記記憶部に記憶されている情報のうち３組の情報を選択し、選択した第１の組における前記第１のブリッジ回路の出力電圧をＶ１Ａ、前記第１の組における前記第２のブリッジ回路の出力電圧をＶ２Ａ、選択した第２の組における前記第１のブリッジ回路の出力電圧をＶ１Ｂ、前記第２の組における前記第２のブリッジ回路の出力電圧をＶ２Ｂ、選択した第３の組における前記第１のブリッジ回路の出力電圧をＶ１Ｄ、前記第３の組における前記第２のブリッジ回路の出力電圧をＶ２Ｄ、角度検出時に測定された前記第１のブリッジ回路の出力電圧をＶ１Ｅ、角度検出時に測定された前記第２のブリッジ回路の出力電圧をＶ２Ｅとし、前記第１のブリッジ回路の出力電圧の既知の振幅をＶｍ１、前記第２のブリッジ回路の出力電圧の既知の振幅をＶｍ２とし、点（Ｖ１Ａ／Ｖｍ１，Ｖ２Ａ／Ｖｍ２）と点（Ｖ１Ｂ／Ｖｍ１，Ｖ２Ｂ／Ｖｍ２）を結ぶ辺の長さをＡＢ、点（Ｖ１Ｂ／Ｖｍ１，Ｖ２Ｂ／Ｖｍ２）と点（Ｖ１Ｄ／Ｖｍ１，Ｖ２Ｄ／Ｖｍ２）を結ぶ辺の長さをＢＤ、点（Ｖ１Ｄ／Ｖｍ１，Ｖ２Ｄ／Ｖｍ２）と点（Ｖ１Ａ／Ｖｍ１，Ｖ２Ａ／Ｖｍ２）を結ぶ辺の長さをＤＡ、点（Ｖ１Ａ／Ｖｍ１，Ｖ２Ａ／Ｖｍ２）と点（Ｖ１Ｅ／Ｖｍ１，Ｖ２Ｅ／Ｖｍ２）を結ぶ辺の長さをＡＥ、点（Ｖ１Ｅ／Ｖｍ１，Ｖ２Ｅ／Ｖｍ２）と点（Ｖ１Ｄ／Ｖｍ１，Ｖ２Ｄ／Ｖｍ２）を結ぶ辺の長さをＥＤとしたとき、｜（ＡＢ２＋ＢＤ２－ＤＡ２）／（２ＡＢ×ＢＤ）｜≒｜（ＡＥ２＋ＥＤ２－ＤＡ２）／（２ＡＥ×ＥＤ）｜が成立するときに、前記ＭＲセンサによって正確な角度算出が可能なタイミングと判定することを特徴とするものである。
【0019】
また、本発明の角度検出装置の１構成例において、前記第１乃至第８の磁気抵抗効果素子は、ＡＭＲ素子であり、前記第２の判定部は、前記第１の点と前記第２の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記第１のブリッジ回路の出力電圧をａｖｅＶ１α１α２、前記第１の点と前記第２の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記第１のブリッジ回路の出力電圧をａｖｅＶ２α１α２、前記第２の点と前記第３の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記第１のブリッジ回路の出力電圧をａｖｅＶ１α２α３、前記第１の点と前記第２の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記第２のブリッジ回路の出力電圧をａｖｅＶ２α２α３とし、前記第１の点と前記第２の点との中間点における前記磁界の角度を（α２＋α１）／２、前記第２の点と前記第３の点との中間点における前記磁界の角度を（α３＋α２）／２、前記第１のブリッジ回路の出力電圧の既知の振幅をＶｍ１、前記第２のブリッジ回路の出力電圧の既知の振幅をＶｍ２としたとき、磁界の角度変化における前記第１のブリッジ回路の出力電圧の平均変化率（ｃｏｓ２α３－ｃｏｓ２α１）／（α３－α１）を（ａｖｅＶ１α２α３－ａｖｅＶ１α１α２）／｛（α２＋α３）／２－（α１＋α２）／２｝／Ｖｍ１＝（ｃｏｓ２α３－ｃｏｓ２α１）／（α３－α１）により算出し、磁界の角度変化における前記第２のブリッジ回路の出力電圧の平均変化率（ｓｉｎ２α３－ｓｉｎ２α１）／（α３－α１）を（ａｖｅＶ２α２α３－ａｖｅＶ２α１α２）／｛（α２＋α３）－（α１＋α２）｝／Ｖｍ２＝（ｓｉｎ２α３－ｓｉｎ２α１）／（α３－α１）により算出し、（１／４）×｛（ｃｏｓ２α３－ｃｏｓ２α１）／（α３－α１）｝２＋｛（ｓｉｎ２α３－ｓｉｎ２α１）／（α３－α１）｝２≒１が成立するときに、前記ＭＲセンサによって正確な角度算出が可能なタイミングと判定することを特徴とするものである。
【0020】
また、本発明の角度検出装置の１構成例において、前記第１乃至第８の磁気抵抗効果素子は、ＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子であり、前記第２の判定部は、前記第１の点と前記第２の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記第１のブリッジ回路の出力電圧をａｖｅＶ１α１α２、前記第１の点と前記第２の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記第１のブリッジ回路の出力電圧をａｖｅＶ２α１α２、前記第２の点と前記第３の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記第１のブリッジ回路の出力電圧をａｖｅＶ１α２α３、前記第１の点と前記第２の点との中間点に前記磁界発生部が位置する場合の前記第２のブリッジ回路の出力電圧をａｖｅＶ２α２α３とし、前記第１の点と前記第２の点との中間点における前記磁界の角度を（α２＋α１）／２、前記第２の点と前記第３の点との中間点における前記磁界の角度を（α３＋α２）／２、前記第１のブリッジ回路の出力電圧の既知の振幅をＶｍ１、前記第２のブリッジ回路の出力電圧の既知の振幅をＶｍ２としたとき、磁界の角度変化における前記第１のブリッジ回路の出力電圧の平均変化率（ｃｏｓα３－ｃｏｓα１）／（α３－α１）を（ａｖｅＶ１α２α３－ａｖｅＶ１α１α２）／｛（α２＋α３）／２－（α１＋α２）／２｝／Ｖｍ１＝（ｃｏｓα３－ｃｏｓα１）／（α３－α１）により算出し、磁界の角度変化における前記第２のブリッジ回路の出力電圧の平均変化率（ｓｉｎα３－ｓｉｎα１）／（α３－α１）を（ａｖｅＶ２α２α３－ａｖｅＶ２α１α２）／｛（α２＋α３）－（α１＋α２）｝／Ｖｍ２＝（ｓｉｎα３－ｓｉｎα１）／（α３－α１）により算出し、｛（ｃｏｓα３－ｃｏｓα１）／（α３－α１）｝２＋｛（ｓｉｎα３－ｓｉｎα１）／（α３－α１）｝２≒１が成立するときに、前記ＭＲセンサによって正確な角度算出が可能なタイミングと判定することを特徴とするものである。
【0021】
また、本発明のポジショナは、角度検出装置と、バルブ制御運転時に、前記角度算出部によって正確な値として採用された磁界の角度に基づいてバルブの開度実測値を求めるように構成された開度実測値生成部と、前記バルブ制御運転時に、前記バルブの開度設定値と前記開度実測値とに基づいて前記バルブの開度を制御するための制御信号を生成するように構成された制御信号生成部とを備え、前記ＭＲセンサは、前記バルブの開閉によって移動する前記磁界発生部から印加される磁界の角度を検出するように配置されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、第１の判定部を設けることにより、正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定して磁界の角度を検出することができる。また、本発明では、記憶部と角度算出部とを設けることにより、ＭＲセンサの出力のオフセットを補正することなく磁界の角度を検出することができる。また、本発明では、第１の判定部を設けることにより、複数のＭＲセンサがある場合に、どのセンサを選択すれば角度を正確に算出可能かどうかを判定して磁界の角度を検出することができる。
【0023】
また、本発明では、第２の判定部を設けることにより、磁界発生部がＭＲセンサの角度検出可能範囲内で停止しているタイミングのみ磁界の角度を検出したいといった状況に対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【発明を実施するための形態】
【0025】
［第１の実施例］
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施例に係る角度検出装置の構成を示すブロック図である。角度検出装置１は、角度センサであるＭＲセンサ１０と、データ処理制御部１１とを備えている。
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施例に係る角度検出装置の構成を示すブロック図である。角度検出装置１は、角度センサであるＭＲセンサ１０と、データ処理制御部１１とを備えている。
【0026】
ＭＲセンサ１０は、印加される磁界の角度によって磁界発生部１２の位置を検出する。データ処理制御部１１は、ＭＲセンサ１０の出力信号に基づいて磁界の角度を算出する。
図２は本実施例のデータ処理制御部１１の構成を示すブロック図である。データ処理制御部１１は、電源１１０と、センサ出力測定部１１１，１１２と、記憶部１１３と、振幅算出部１１４と、初期設定部１１５と、判定部１１６，１１７と、角度算出部１１８と、制御信号生成部１１９とを備えている。
図２は本実施例のデータ処理制御部１１の構成を示すブロック図である。データ処理制御部１１は、電源１１０と、センサ出力測定部１１１，１１２と、記憶部１１３と、振幅算出部１１４と、初期設定部１１５と、判定部１１６，１１７と、角度算出部１１８と、制御信号生成部１１９とを備えている。
【0027】
ＭＲセンサ１０の構成は図３５に示したとおりである。データ処理制御部１１の電源１１０がＯＮになると図３５におけるブリッジ回路１００のＰとＧＮＤの間、およびブリッジ回路１０１のＱとＧＮＤの間のそれぞれに、一定電圧Ｖがかかり電流Ｉが流れる。
ブリッジ回路１００の中点電位差（直列回路１０３の中点と直列回路１０４の中点との電位差）Ｖ１をブリッジ回路１００の出力電圧とし、ブリッジ回路１０１の中点電位差（直列回路１０５の中点と直列回路１０６の中点との電位差）Ｖ２をブリッジ回路１０１の出力電圧とする。
ブリッジ回路１００の中点電位差（直列回路１０３の中点と直列回路１０４の中点との電位差）Ｖ１をブリッジ回路１００の出力電圧とし、ブリッジ回路１０１の中点電位差（直列回路１０５の中点と直列回路１０６の中点との電位差）Ｖ２をブリッジ回路１０１の出力電圧とする。
【0028】
ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＡＭＲ素子を用いる場合、図３の矢印で示すように、ブリッジ回路１００のＭＲ素子Ｒ１とＲ４の抵抗値が最小になる磁界の方向が同一であり、ＭＲ素子Ｒ２とＲ３の抵抗値が最小になる磁界の方向が同一である。ブリッジ回路１００の隣り合うＭＲ素子の抵抗値が最小になる磁界の方向は直交している。同様に、ブリッジ回路１０１のＭＲ素子Ｒ５とＲ８の抵抗値が最小になる磁界の方向が同一であり、ＭＲ素子Ｒ６とＲ７の抵抗値が最小になる磁界の方向が同一である。ブリッジ回路１０１の隣り合うＭＲ素子の抵抗値が最小になる磁界の方向は直交している。そして、ブリッジ回路１００とブリッジ回路１０１は、抵抗値が最小になる磁界の方向が４５°ずれるように配置されている。
【0029】
ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子を用いる場合、図４の矢印で示すように、ブリッジ回路１００のＭＲ素子Ｒ１とＲ４のピン層の磁化方向が同一であり、ＭＲ素子Ｒ２とＲ３のピン層の磁化方向が同一である。ブリッジ回路１００の隣り合うＭＲ素子のピン層の磁化方向は逆方向になっている。同様に、ブリッジ回路１０１のＭＲ素子Ｒ５とＲ８のピン層の磁化方向が同一であり、ＭＲ素子Ｒ６とＲ７のピン層の磁化方向が同一である。ブリッジ回路１０１の隣り合うＭＲ素子のピン層の磁化方向は逆方向になっている。そして、ブリッジ回路１００とブリッジ回路１０１は、ピン層の磁化方向が直交するように配置されている。
【0030】
磁界発生部１２（磁石）は、ブリッジ回路１００，１０１に作用する磁界を発生させる。磁界発生部１２は、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８の薄膜抵抗パターンが形成されたセンサ面（図３、図４の紙面と平行な面）に対して垂直な平面上の軌道を移動する。
【0031】
図３６に示したようにＭＲセンサ１０のブリッジ回路１００，１０１に対して磁界を角度α（ただし、０°≦α≦３６０°）の向きで印加した場合、ブリッジ回路１００の出力電圧Ｖ１を余弦（ｃｏｓ）波で表せるとすると、ブリッジ回路１０１の出力電圧Ｖ２を正弦（ｓｉｎ）波で表すことができる。
【0032】
ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＡＭＲ素子を用いる場合、出力電圧Ｖ１，Ｖ２の周期は１８０°、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子を用いる場合、出力電圧Ｖ１，Ｖ２の周期は３６０°である。このため、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＡＭＲ素子を用いる場合、磁界の角度αと出力電圧Ｖ１，Ｖ２との関係は図５のようになる。また、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子を用いる場合、磁界の角度αと出力電圧Ｖ１，Ｖ２との関係は図６のようになる。ただし、図５、図６は、角度検出にとって十分な強度の磁界がＭＲセンサ１０に印加されている場合を示している。
【0033】
上記のとおりブリッジ回路１００，１０１の出力電圧Ｖ１，Ｖ２はそれぞれｃｏｓ波、ｓｉｎ波で表すことができるが、一般的にどちらにもオフセットが存在する。ブリッジ回路１００の出力電圧Ｖ１のオフセットをＶ１ｏｆｆとし、ブリッジ回路１０１の出力電圧Ｖ２のオフセットをＶ２ｏｆｆとする。Ｖｍ１は出力電圧Ｖ１の最大振幅、Ｖｍ２は出力電圧Ｖ２の最大振幅である。角度検出にとって十分な強度の磁界がＭＲセンサ１０に印加されている場合、ブリッジ回路１００，１０１の出力電圧Ｖ１，Ｖ２は、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＡＭＲ素子を用いる場合、式（１）、式（２）のように表すことができる。
【0034】
図７は本実施例の角度検出装置１の初期設定時の動作を説明するフローチャートである。角度検出装置１の工場出荷時に、振幅算出部１１４は、ブリッジ回路１００，１０１の出力電圧Ｖ１，Ｖ２の振幅Ｖｍ１，Ｖｍ２を算出する（図７ステップＳ１００）。
【0035】
具体的には例えば工場の作業者が磁界発生部１２（磁石）を移動させることで、ＭＲセンサ１０のブリッジ回路１００，１０１に作用する磁界の方向を変化させる。このとき、磁界発生部１２の位置は、角度検出にとって十分な強度の磁界がＭＲセンサ１０に印加される範囲となることが必要である。
【0036】
データ処理制御部１１のセンサ出力測定部１１１は、ＭＲセンサ１０のブリッジ回路１００の出力電圧Ｖ１を測定し、センサ出力測定部１１２は、ブリッジ回路１０１の出力電圧Ｖ２を測定する。センサ出力測定部１１１，１１２によって測定された出力電圧Ｖ１，Ｖ２の値は、記憶部１１３に格納される。
【0037】
データ処理制御部１１の振幅算出部１１４は、例えば工場の作業者から算出処理の実行指示があったときに、ブリッジ回路１００の出力電圧Ｖ１の最大値と最小値とを検出し、この最大値と最小値の差を２で割った値を振幅Ｖｍ１として算出する。同様に、振幅算出部１１４は、ブリッジ回路１０１の出力電圧Ｖ２の最大値と最小値とを検出し、この最大値と最小値の差を２で割った値を振幅Ｖｍ２として算出する。振幅算出部１１４によって算出された振幅Ｖｍ１，Ｖｍ２は、記憶部１１３に格納される。
【0038】
次に、振幅算出部１１４は、角度検出装置１が化学プラント等の現場に設置された後に、例えば現場のオペレータからセットアップの実行指示があったときに、ブリッジ回路１００，１０１の出力電圧Ｖ１，Ｖ２の振幅Ｖｍ１，Ｖｍ２を再度算出する（図７ステップＳ１０１）。このステップＳ１０１の処理はステップＳ１００と同様に実施できる。記憶部１１３に記憶されている振幅Ｖｍ１，Ｖｍ２の値は、ステップＳ１０１の処理によって更新される。振幅Ｖｍ１，Ｖｍ２の値を再度算出する理由は、現場の温度によって振幅Ｖｍ１，Ｖｍ２が変化するためである。
【0039】
次に、初期設定部１１５は、磁界発生部１２の軌道上の少なくとも４点についてブリッジ回路１００，１０１の出力電圧Ｖ１，Ｖ２と磁界の角度αとを取得するために、図８に示すように磁界発生部１２（磁石）を等速で直線的に移動させる（図７ステップＳ１０２）。このときサンプリング間隔をできるだけ短くすることが望ましい。磁界発生部１２が取り付けられた物体の駆動装置に対して初期設定部１１５が制御信号を供給することによって磁界発生部１２を移動させてもよいし、外部の入力装置から制御信号を供給してもよい。
【0040】
センサ出力測定部１１１は、ＭＲセンサ１０のブリッジ回路１００の出力電圧Ｖ１を測定し、センサ出力測定部１１２は、ブリッジ回路１０１の出力電圧Ｖ２を測定する（図７ステップＳ１０３）。
【0041】
データ処理制御部１１の判定部１１７は、ステップＳ１０３で測定された出力電圧Ｖ１，Ｖ２の平均変化率が所定の条件を満たすかどうかを判定することにより、正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定する。
【0042】
上記のように、ブリッジ回路１００，１０１の出力電圧Ｖ１，Ｖ２は、式（１）、式（２）のように表すことができる。時刻ｔ＝ｔα２のときの磁界の角度をα２とすると、このときの出力電圧Ｖ１＝Ｖ１α２，Ｖ２＝Ｖ２α２は、式（３）、式（４）のようになる。
Ｖ１α２＝Ｖｍ１ｃｏｓ２α２＋Ｖ１ｏｆｆ ・・・（３）
Ｖ２α２＝Ｖｍ２ｓｉｎ２α２＋Ｖ２ｏｆｆ ・・・（４）
Ｖ１α２＝Ｖｍ１ｃｏｓ２α２＋Ｖ１ｏｆｆ ・・・（３）
Ｖ２α２＝Ｖｍ２ｓｉｎ２α２＋Ｖ２ｏｆｆ ・・・（４）
【0043】
出力電圧Ｖ１，Ｖ２の測定は定期的に行われる。時刻ｔ＝ｔα２よりも１回前の時刻ｔ＝ｔα１（ｔα１＜ｔα２）のときの磁界の角度をα１とすると、このときの出力電圧Ｖ１＝Ｖ１α１，Ｖ２＝Ｖ２α１は、式（５）、式（６）のようになる。
Ｖ１α１＝Ｖｍ１ｃｏｓ２α１＋Ｖ１ｏｆｆ ・・・（５）
Ｖ２α１＝Ｖｍ２ｓｉｎ２α１＋Ｖ２ｏｆｆ ・・・（６）
Ｖ１α１＝Ｖｍ１ｃｏｓ２α１＋Ｖ１ｏｆｆ ・・・（５）
Ｖ２α１＝Ｖｍ２ｓｉｎ２α１＋Ｖ２ｏｆｆ ・・・（６）
【0044】
式（３）～式（６）より、式（７）、式（８）が得られる。
Ｖ１α２－Ｖ１α１＝Ｖｍ１（ｃｏｓ２α２－ｃｏｓ２α１） ・・・（７）
Ｖ２α２－Ｖ２α１＝Ｖｍ２（ｓｉｎ２α２－ｓｉｎ２α１） ・・・（８）
Ｖ１α２－Ｖ１α１＝Ｖｍ１（ｃｏｓ２α２－ｃｏｓ２α１） ・・・（７）
Ｖ２α２－Ｖ２α１＝Ｖｍ２（ｓｉｎ２α２－ｓｉｎ２α１） ・・・（８）
【0045】
式（７）の右辺のｃｏｓ２α２－ｃｏｓ２α１は、式（９）のようになる。また、式（８）の右辺のｓｉｎ２α２－ｓｉｎ２α１は、式（１０）のようになる。
ｃｏｓ２α２－ｃｏｓ２α１＝－２ｓｉｎ（α２＋α１）ｓｉｎ（α２－α１）
・・・（９）
ｓｉｎ２α２－ｓｉｎ２α１＝２ｓｉｎ（α２－α１）ｃｏｓ（α２＋α１）
・・・（１０）
ｃｏｓ２α２－ｃｏｓ２α１＝－２ｓｉｎ（α２＋α１）ｓｉｎ（α２－α１）
・・・（９）
ｓｉｎ２α２－ｓｉｎ２α１＝２ｓｉｎ（α２－α１）ｃｏｓ（α２＋α１）
・・・（１０）
【0046】
式（９）、式（１０）より、式（１１）が得られる。
｜－２ｓｉｎ（α２＋α１）ｓｉｎ（α２－α１）｜
／｜２ｓｉｎ（α２－α１）ｃｏｓ（α２＋α１）｜＝｜ｔａｎ（α２＋α１）｜ ・・・（１１）
｜－２ｓｉｎ（α２＋α１）ｓｉｎ（α２－α１）｜
／｜２ｓｉｎ（α２－α１）ｃｏｓ（α２＋α１）｜＝｜ｔａｎ（α２＋α１）｜ ・・・（１１）
【0047】
式（７）、式（８）、式（１１）より、式（１２）が得られる。
｜α２＋α１｜
＝｜ｔａｎ－１｛（Ｖｍ２／Ｖｍ１）×（Ｖ１α２－Ｖ１α１）／（Ｖ２α２－Ｖ２α１）｝｜
・・・（１２）
｜α２＋α１｜
＝｜ｔａｎ－１｛（Ｖｍ２／Ｖｍ１）×（Ｖ１α２－Ｖ１α１）／（Ｖ２α２－Ｖ２α１）｝｜
・・・（１２）
【0048】
実際に角度算出部１１８が用いるのは、以下の式（１３）である。
｜α２＋α１｜／２
＝（１／２）
×｜ｔａｎ－１｛（Ｖｍ２／Ｖｍ１）×（Ｖ１α２－Ｖ１α１）／（Ｖ２α２－Ｖ２α１）｝｜
・・・（１３）
｜α２＋α１｜／２
＝（１／２）
×｜ｔａｎ－１｛（Ｖｍ２／Ｖｍ１）×（Ｖ１α２－Ｖ１α１）／（Ｖ２α２－Ｖ２α１）｝｜
・・・（１３）
【0049】
ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子を用いる場合には、式（１）～式（８）中の２αをαにすればよく、２α１をα１に、２α２をα２にすればよい。その結果、ＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子を用いる場合、式（９）、式（１０）は、式（１４）、式（１５）のようになる。
ｃｏｓα２－ｃｏｓα１＝－２ｓｉｎ｛（α２＋α１）／２｝
×ｓｉｎ｛（α２－α１））／２｝ ・・（１４）
ｓｉｎ２α２－ｓｉｎ２α１＝２ｓｉｎ｛（α２－α１）／２｝
×ｃｏｓ｛（α２＋α１）／２｝ ・・・（１５）
ｃｏｓα２－ｃｏｓα１＝－２ｓｉｎ｛（α２＋α１）／２｝
×ｓｉｎ｛（α２－α１））／２｝ ・・（１４）
ｓｉｎ２α２－ｓｉｎ２α１＝２ｓｉｎ｛（α２－α１）／２｝
×ｃｏｓ｛（α２＋α１）／２｝ ・・・（１５）
【0050】
式（１４）、式（１５）より、式（１６）が得られる。
｜－２ｓｉｎ｛（α２＋α１）／２｝×ｓｉｎ｛（α２－α１）／２｝｜
／｜２ｓｉｎ｛（α２－α１）／２｝×ｃｏｓ｛（α２＋α１）／２｝｜
＝｜ｔａｎ（α２＋α１）／２｜ ・・・（１６）
｜－２ｓｉｎ｛（α２＋α１）／２｝×ｓｉｎ｛（α２－α１）／２｝｜
／｜２ｓｉｎ｛（α２－α１）／２｝×ｃｏｓ｛（α２＋α１）／２｝｜
＝｜ｔａｎ（α２＋α１）／２｜ ・・・（１６）
【0051】
式（１６）より、式（１３）に相当する式（１７）が得られる。
｜α２＋α１｜／２
＝｜ｔａｎ－１｛（Ｖｍ２／Ｖｍ１）×（Ｖ１α２－Ｖ１α１）／（Ｖ２α２－Ｖ２α１）｝｜
・・・（１７）
｜α２＋α１｜／２
＝｜ｔａｎ－１｛（Ｖｍ２／Ｖｍ１）×（Ｖ１α２－Ｖ１α１）／（Ｖ２α２－Ｖ２α１）｝｜
・・・（１７）
【0052】
角度算出部１１８は、前回の時刻ｔ＝ｔα１における出力電圧Ｖ１＝Ｖ１α１，Ｖ２＝Ｖ２α１と、最新の時刻ｔ＝ｔα２における出力電圧Ｖ１＝Ｖ１α２，Ｖ２＝Ｖ２α２と、記憶部１１３に記憶されている振幅Ｖｍ１，Ｖｍ２とに基づいて、第２の点（磁界の角度がα２になるときの磁界発生部１２の位置）と第１の点（磁界の角度がα１になるときの磁界発生部１２の位置）との中間点に磁界発生部１２が位置するときの磁界の角度｜α２＋α１｜／２を算出する（図７ステップＳ１０４）。具体的には、角度算出部１１８は、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＡＭＲ素子が使用されている場合、式（１３）により角度｜α２＋α１｜／２を算出する。また、角度算出部１１８は、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子が使用されている場合、式（１７）により角度｜α２＋α１｜／２を算出する。
【0053】
角度算出部１１８は、次の時刻ｔ＝ｔα３（ｔα２＜ｔα３）においても同様に、１回前の時刻ｔ＝ｔα２における出力電圧Ｖ１＝Ｖ１α２，Ｖ２＝Ｖ２α２と、最新の時刻ｔ＝ｔα３における出力電圧Ｖ１＝Ｖ１α３，Ｖ２＝Ｖ２α３と、記憶部１１３に記憶されている振幅Ｖｍ１，Ｖｍ２とに基づいて、第３の点（磁界の角度がα３になるときの磁界発生部１２の位置）と第２の点（磁界の角度がα２になるときの磁界発生部１２の位置）との中間点に磁界発生部１２が位置するときの磁界の角度｜α３＋α２｜／２を算出する（ステップＳ１０４）。
【0054】
角度算出部１１８は、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＡＭＲ素子が使用されている場合、式（１３）と同様の式（１８）により角度｜α３＋α２｜／２を算出する。
｜α３＋α２｜／２
＝（１／２）
×｜ｔａｎ－１｛（Ｖｍ２／Ｖｍ１）×（Ｖ１α３－Ｖ１α２）／（Ｖ２α３－Ｖ２α２）｝｜
・・・（１８）
｜α３＋α２｜／２
＝（１／２）
×｜ｔａｎ－１｛（Ｖｍ２／Ｖｍ１）×（Ｖ１α３－Ｖ１α２）／（Ｖ２α３－Ｖ２α２）｝｜
・・・（１８）
【0055】
また、角度算出部１１８は、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子が使用されている場合、式（１７）と同様の式（１９）により角度｜α３＋α２｜／２を算出する。
｜α３＋α２｜／２
＝｜ｔａｎ－１｛（Ｖｍ２／Ｖｍ１）×（Ｖ１α３－Ｖ１α２）／（Ｖ２α３－Ｖ２α２）｝｜
・・・（１９）
｜α３＋α２｜／２
＝｜ｔａｎ－１｛（Ｖｍ２／Ｖｍ１）×（Ｖ１α３－Ｖ１α２）／（Ｖ２α３－Ｖ２α２）｝｜
・・・（１９）
【0056】
ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＡＭＲ素子が使用されている場合、時刻ｔ＝ｔα１のときのブリッジ回路１００の出力電圧Ｖ１＝Ｖ１α１と時刻ｔ＝ｔα２のときのブリッジ回路１００の出力電圧Ｖ１＝Ｖ１α２との平均電圧ａｖｅＶ１α１α２は、式（３）、式（５）より、式（２０）のようになる。
ａｖｅＶ１α１α２＝（Ｖ１α１＋Ｖ１α２）／２
＝｛Ｖｍ１（ｃｏｓ２α１＋ｃｏｓ２α２）＋２Ｖ１ｏｆｆ｝／２ ・・（２０）
ａｖｅＶ１α１α２＝（Ｖ１α１＋Ｖ１α２）／２
＝｛Ｖｍ１（ｃｏｓ２α１＋ｃｏｓ２α２）＋２Ｖ１ｏｆｆ｝／２ ・・（２０）
【0057】
ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＡＭＲ素子が使用されている場合、時刻ｔ＝ｔα２のときのブリッジ回路１００の出力電圧Ｖ１＝Ｖ１α２と時刻ｔ＝ｔα３のときのブリッジ回路１００の出力電圧Ｖ１＝Ｖ１α３との平均電圧ａｖｅＶ１α２α３は、式（２１）のようになる。
ａｖｅＶ１α２α３＝（Ｖ１α２＋Ｖ１α３）／２
＝｛Ｖｍ１（ｃｏｓ２α２＋ｃｏｓ２α３）＋２Ｖ１ｏｆｆ｝／２ ・・（２１）
ａｖｅＶ１α２α３＝（Ｖ１α２＋Ｖ１α３）／２
＝｛Ｖｍ１（ｃｏｓ２α２＋ｃｏｓ２α３）＋２Ｖ１ｏｆｆ｝／２ ・・（２１）
【0058】
ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＡＭＲ素子が使用されている場合、時刻ｔ＝ｔα１のときのブリッジ回路１０１の出力電圧Ｖ２＝Ｖ２α１と時刻ｔ＝ｔα２のときのブリッジ回路１０１の出力電圧Ｖ２＝Ｖ２α２との平均電圧ａｖｅＶ２α１α２は、式（４）、式（６）より、式（２２）のようになる。
ａｖｅＶ２α１α２＝（Ｖ２α１＋Ｖ２α２）／２
＝｛Ｖｍ２（ｓｉｎ２α１＋ｓｉｎ２α２）＋２Ｖ２ｏｆｆ｝／２ ・・（２２）
ａｖｅＶ２α１α２＝（Ｖ２α１＋Ｖ２α２）／２
＝｛Ｖｍ２（ｓｉｎ２α１＋ｓｉｎ２α２）＋２Ｖ２ｏｆｆ｝／２ ・・（２２）
【0059】
ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＡＭＲ素子が使用されている場合、時刻ｔ＝ｔα２のときのブリッジ回路１０１の出力電圧Ｖ２＝Ｖ２α２と時刻ｔ＝ｔα３のときのブリッジ回路１０１の出力電圧Ｖ２＝Ｖ２α３との平均電圧ａｖｅＶ２α２α３は、式（２３）のようになる。
ａｖｅＶ２α２α３＝（Ｖ２α２＋Ｖ２α３）／２
＝｛Ｖｍ２（ｓｉｎ２α２＋ｓｉｎ２α３）＋２Ｖ２ｏｆｆ｝／２ ・・（２３）
ａｖｅＶ２α２α３＝（Ｖ２α２＋Ｖ２α３）／２
＝｛Ｖｍ２（ｓｉｎ２α２＋ｓｉｎ２α３）＋２Ｖ２ｏｆｆ｝／２ ・・（２３）
【0060】
したがって、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＡＭＲ素子が使用されている場合、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１，Ｖ２の平均変化率は式（２４）、式（２５）のようになる。
（ａｖｅＶ１α２α３－ａｖｅＶ１α１α２）
／｛（α２＋α３）／２－（α１＋α２）／２｝／Ｖｍ１
＝（ｃｏｓ２α３－ｃｏｓ２α１）／（α３－α１） ・・・（２４）
（ａｖｅＶ２α２α３－ａｖｅＶ２α１α２）／｛（α２＋α３）－（α１＋α２）｝／Ｖｍ２
＝（ｓｉｎ２α３－ｓｉｎ２α１）／（α３－α１） ・・・（２５）
（ａｖｅＶ１α２α３－ａｖｅＶ１α１α２）
／｛（α２＋α３）／２－（α１＋α２）／２｝／Ｖｍ１
＝（ｃｏｓ２α３－ｃｏｓ２α１）／（α３－α１） ・・・（２４）
（ａｖｅＶ２α２α３－ａｖｅＶ２α１α２）／｛（α２＋α３）－（α１＋α２）｝／Ｖｍ２
＝（ｓｉｎ２α３－ｓｉｎ２α１）／（α３－α１） ・・・（２５）
【0061】
（α３－α１）が０に限りなく近づくときに、平均変化率が微分相当となる。（α３－α１）が０に限りなく近づくとき、式（２４）、式（２５）より式（２６）が得られる。
（１／４）×｛（ｃｏｓ２α３－ｃｏｓ２α１）／（α３－α１）｝２
＋｛（ｓｉｎ２α３－ｓｉｎ２α１）／（α３－α１）｝２≒１ ・・（２６）
（１／４）×｛（ｃｏｓ２α３－ｃｏｓ２α１）／（α３－α１）｝２
＋｛（ｓｉｎ２α３－ｓｉｎ２α１）／（α３－α１）｝２≒１ ・・（２６）
【0062】
なお、角度α３とα１の差が微小のときは（時刻ｔα３とｔα１の差が微小のとき）、式（２７）～式（２９）が得られる。
【0063】
【数1】
【0064】
（１／４）×｛（－２ｓｉｎ２α１）２＋（２ｃｏｓ２α１）２｝＝１ ・・（２９）
【0065】
一方、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子を用いる場合には、式（２０）～式（２３）中の２α１をα１に、２α２をα２に、２α３をα３にすればよい。したがって、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１，Ｖ２の平均変化率は式（３０）、式（３１）のようになる。
（ａｖｅＶ１α２α３－ａｖｅＶ１α１α２）
／｛（α２＋α３）／２－（α１＋α２）／２｝／Ｖｍ１
＝（ｃｏｓα３－ｃｏｓα１）／（α３－α１） ・・・（３０）
（ａｖｅＶ２α２α３－ａｖｅＶ２α１α２）／｛（α２＋α３）－（α１＋α２）｝／Ｖｍ２
＝（ｓｉｎα３－ｓｉｎα１）／（α３－α１） ・・・（３１）
（ａｖｅＶ１α２α３－ａｖｅＶ１α１α２）
／｛（α２＋α３）／２－（α１＋α２）／２｝／Ｖｍ１
＝（ｃｏｓα３－ｃｏｓα１）／（α３－α１） ・・・（３０）
（ａｖｅＶ２α２α３－ａｖｅＶ２α１α２）／｛（α２＋α３）－（α１＋α２）｝／Ｖｍ２
＝（ｓｉｎα３－ｓｉｎα１）／（α３－α１） ・・・（３１）
【0066】
（α３－α１）が０に限りなく近づくときに、平均変化率が微分相当となる。（α３－α１）が０に限りなく近づくとき、式（３０）、式（３１）より式（３２）が得られる。
｛（ｃｏｓα３－ｃｏｓα１）／（α３－α１）｝２
＋｛（ｓｉｎα３－ｓｉｎα１）／（α３－α１）｝２≒１ ・・・（３２）
｛（ｃｏｓα３－ｃｏｓα１）／（α３－α１）｝２
＋｛（ｓｉｎα３－ｓｉｎα１）／（α３－α１）｝２≒１ ・・・（３２）
【0067】
角度α３とα１の差が微小のときは（時刻ｔα３とｔα１の差が微小のとき）、式（３３）～式（３５）が得られる。
【0068】
【数2】
【0069】
｛（－ｓｉｎα１）２＋（ｃｏｓα１）２｝＝１ ・・・（３５）
【0070】
判定部１１７は、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＡＭＲ素子が使用されている場合、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１，Ｖ２の平均変化率が式（２６）の条件を満たすかどうかを判定することにより、正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定する（図７ステップＳ１０５）。また、判定部１１７は、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子が使用されている場合、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１，Ｖ２の平均変化率が式（３２）の条件を満たすかどうかを判定することにより、正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定する（ステップＳ１０５）。
【0071】
具体的には、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＡＭＲ素子が使用されている場合、判定部１１７は、ブリッジ回路１００の出力電圧Ｖ１α１，Ｖ１α２の平均電圧ａｖｅＶ１α１α２を式（２０）により算出し、ブリッジ回路１００の出力電圧Ｖ１α２，Ｖ１α３の平均電圧ａｖｅＶ１α２α３を式（２１）により算出し、ブリッジ回路１０１の出力電圧Ｖ２α１，Ｖ２α２の平均電圧ａｖｅＶ２α１α２を式（２２）により算出し、ブリッジ回路１０１の出力電圧Ｖ２α２，Ｖ２α３の平均電圧ａｖｅＶ２α２α３を式（２３）により算出する。
【0072】
続いて、判定部１１７は、平均電圧ａｖｅＶ１α１α２，ａｖｅＶ１α２α３と、角度算出部１１８によって算出された磁界の角度｜α２＋α１｜／２，｜α３＋α２｜／２と、記憶部１１３に記憶されている振幅Ｖｍ１とに基づいて、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１の平均変化率（ｃｏｓ２α３－ｃｏｓ２α１）／（α３－α１）を式（２４）により算出する。また、判定部１１７は、平均電圧ａｖｅＶ２α１α２，ａｖｅＶ２α２α３と、磁界の角度｜α２＋α１｜／２，｜α３＋α２｜／２と、記憶部１１３に記憶されている振幅Ｖｍ２とに基づいて、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ２の平均変化率（ｓｉｎ２α３－ｓｉｎ２α１）／（α３－α１）を式（２５）により算出する。
【0073】
そして、判定部１１７は、算出した平均変化率（ｃｏｓ２α３－ｃｏｓ２α１）／（α３－α１），（ｓｉｎ２α３－ｓｉｎ２α１）／（α３－α１）を式（２６）に代入して式（２６）が成立するときに、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１，Ｖ２の平均変化率が所定の条件を満たし、正確な角度算出が可能なタイミングと判定する。また、判定部１１７は、式（２６）が成立しないときは、正確な角度算出が不可能なタイミングと判定する。このとき、判定部１１７は、式（２６）の左辺が、１±β（βは所定の許容範囲を規定する実数）の範囲内にあるときに式（２６）が成立すると判定し、１±βの範囲外のときに式（２６）が成立しないと判定する。
【0074】
ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子が使用されている場合、判定部１１７は、ＡＭＲ素子の場合と同様に、平均電圧ａｖｅＶ１α１α２，ａｖｅＶ１α２α３，ａｖｅＶ２α１α２，ａｖｅＶ２α２α３を算出する。続いて、判定部１１７は、平均電圧ａｖｅＶ１α１α２，ａｖｅＶ１α２α３と、磁界の角度｜α２＋α１｜／２，｜α３＋α２｜／２と、振幅Ｖｍ１とに基づいて、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１の平均変化率（ｃｏｓα３－ｃｏｓα１）／（α３－α１）を式（３０）により算出する。また、判定部１１７は、平均電圧ａｖｅＶ２α１α２，ａｖｅＶ２α２α３と、磁界の角度｜α２＋α１｜／２，｜α３＋α２｜／２と、振幅Ｖｍ２とに基づいて、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ２の平均変化率（ｓｉｎα３－ｓｉｎα１）／（α３－α１）を式（３１）により算出する。
【0075】
そして、判定部１１７は、算出した平均変化率（ｃｏｓα３－ｃｏｓα１）／（α３－α１），（ｓｉｎα３－ｓｉｎα１）／（α３－α１）を式（３２）に代入して式（３２）が成立するときに、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１，Ｖ２の平均変化率が所定の条件を満たし、正確な角度算出が可能なタイミングと判定する。また、判定部１１７は、式（３２）が成立しないときは、正確な角度算出が不可能なタイミングと判定する。このとき、判定部１１７は、式（３２）の左辺が、１±β（βは所定の許容範囲を規定する実数）の範囲内にあるときに式（３２）が成立すると判定し、１±βの範囲外のときに式（３２）が成立しないと判定する。
【0076】
初期設定部１１５は、判定部１１７から角度算出可能という判定結果が得られたときに（図７ステップＳ１０６においてＹＥＳ）、このときのブリッジ回路１００，１０１の出力電圧と磁界の角度とを記憶部１１３に記憶させる（図７ステップＳ１０７）。磁界発生部１２が図９のＰ１，Ｐ２，Ｐ３の位置にあるときの磁界の角度を上記のα１，α２，α３とする。３点の位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３（時刻ｔα１，ｔα２，ｔα３）でブリッジ回路１００，１０１の出力電圧Ｖ１α１，Ｖ１α２，Ｖ１α３，Ｖ２α１，Ｖ２α２，Ｖ２α３が得られ、判定部１１７から角度算出可能という判定結果が得られたときには、初期設定部１１５は、第１の点Ｐ１と第２の点Ｐ２の中間点の電圧（平均電圧）ａｖｅＶ１α１α２，ａｖｅＶ２α１α２をこの中間点に磁界発生部１２が位置する場合のブリッジ回路１００，１０１の出力電圧として記憶部１１３に記憶させ、角度｜α２＋α１｜／２を中間点に磁界発生部１２が位置する場合の磁界の角度として記憶部１１３に記憶させる。
【0077】
初期設定部１１５は、電圧と角度とを４組以上記憶したかどうかを判定し（図７ステップＳ１０８）、４組以上記憶していない場合にはステップＳ１０３に戻る。こうして、電圧と角度とを少なくとも４組記憶するまで、ステップＳ１０３～Ｓ１０７の処理を繰り返す。図８では、電圧と角度とが記憶された、磁界発生部１２の軌道上の点をＰＡ，ＰＢ，ＰＣ，ＰＤで表している。
【0078】
これら点ＰＡ，ＰＢ，ＰＣ，ＰＤは、それぞれ電圧測定が行われていない点である。例えば点ＰＡは、点ＰＡの直前の位置の第１の電圧測定点（上記のＰ１）と点ＰＡの直後の位置の第２の電圧測定点（上記Ｐ２）との中間点である。第１の電圧測定点と第２の電圧測定点におけるブリッジ回路１００の出力電圧の平均電圧（上記のａｖｅＶ１α１α２）と第１の電圧測定点と第２の電圧測定点におけるブリッジ回路１０１の出力電圧の平均電圧（上記のａｖｅＶ２α１α２）とが点ＰＡに磁界発生部１２が位置する場合のブリッジ回路１００，１０１の出力電圧Ｖ１Ａ，Ｖ２Ａとして記憶される。また、第１の電圧測定点と第２の電圧測定点の中間点における磁界の角度（上記の｜α２＋α１｜／２）が点ＰＡに磁界発生部１２が位置する場合の磁界の角度αＡとして記憶される。点ＰＢについても同様に出力電圧Ｖ１Ｂ，Ｖ２Ｂと磁界の角度αＢが記憶され、点ＰＣについて出力電圧Ｖ１Ｃ，Ｖ２Ｃと磁界の角度αＣが記憶され、点ＰＤについて出力電圧Ｖ１Ｄ，Ｖ２Ｄと磁界の角度αＤが記憶される。以上で、初期設定部１１５の動作が終了する。
【0079】
図１０は本実施例の角度検出装置１の角度検出時の動作を説明するフローチャートである。データ処理制御部１１の振幅算出部１１４は、角度検出開始時にブリッジ回路１００，１０１の出力電圧Ｖ１，Ｖ２の振幅Ｖｍ１，Ｖｍ２を再度算出する（図１０ステップＳ２００）。このステップＳ２００の処理はステップＳ１００と同様に実施できる。記憶部１１３に記憶されている振幅Ｖｍ１，Ｖｍ２の値は、ステップＳ２００の処理によって更新される。上記で説明したように、振幅Ｖｍ１，Ｖｍ２の値を再度算出する理由は、現場の温度によって振幅Ｖｍ１，Ｖｍ２が変化するためである。
【0080】
センサ出力測定部１１１は、ＭＲセンサ１０のブリッジ回路１００の出力電圧Ｖ１を測定し、センサ出力測定部１１２は、ブリッジ回路１０１の出力電圧Ｖ２を測定する（図１０ステップＳ２０１）。センサ出力測定部１１１，１１２によって測定された出力電圧Ｖ１，Ｖ２の値は、記憶部１１３に格納される。
【0081】
データ処理制御部１１の判定部１１６は、ステップＳ２０１で測定された出力電圧Ｖ１＝Ｖ１Ｅ，Ｖ２＝Ｖ２Ｅを振幅で除算した値が所定の幾何学的関係を満たすかどうかを判定することにより、正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定する（図１０ステップＳ２０２）。
【0082】
具体的には、判定部１１６は、まずステップＳ２０１で測定された出力電圧Ｖ１＝Ｖ１Ｅを、記憶部１１３に記憶されている出力電圧Ｖ１の振幅Ｖｍ１で除算する。振幅Ｖｍ１で除算した値をＶ１Ｅ’（＝Ｖ１Ｅ／Ｖｍ１）とする。同様に、判定部１１６は、ステップＳ２０１で測定された出力電圧Ｖ２＝Ｖ２Ｅを、記憶部１１３に記憶されている出力電圧Ｖ２の振幅Ｖｍ２で除算する。振幅Ｖｍ２で除算した値をＶ２Ｅ’（＝Ｖ２Ｅ／Ｖｍ２）とする。
【0083】
ここで、記憶部１１３に記憶されている、点ＰＡにおける出力電圧をＶ１Ａ，Ｖ２Ａ、点ＰＢにおける出力電圧をＶ１Ｂ，Ｖ２Ｂ、点ＰＣにおける出力電圧をＶ１Ｃ，Ｖ２Ｃ、点ＰＤにおける出力電圧をＶ１Ｄ，Ｖ２Ｄとする。出力電圧Ｖ１Ａ，Ｖ１Ｂ，Ｖ１Ｃ，Ｖ１Ｄを振幅Ｖｍ１で除算した値をＶ１Ａ’（＝Ｖ１Ａ／Ｖｍ１），Ｖ１Ｂ’（＝Ｖ１Ｂ／Ｖｍ１），Ｖ１Ｃ’（＝Ｖ１Ｃ／Ｖｍ１），Ｖ１Ｄ’（＝Ｖ１Ｄ／Ｖｍ１）とする。同様に、出力電圧Ｖ２Ａ，Ｖ２Ｂ，Ｖ２Ｃ，Ｖ２Ｄを振幅Ｖｍ２で除算した値をＶ２Ａ’（＝Ｖ２Ａ／Ｖｍ２），Ｖ２Ｂ’（＝Ｖ２Ｂ／Ｖｍ２），Ｖ２Ｃ’（＝Ｖ２Ｃ／Ｖｍ２），Ｖ２Ｄ’（＝Ｖ２Ｄ／Ｖｍ２）とする。
【0084】
出力電圧Ｖ１を振幅Ｖｍ１で除算した値Ｖ１’＝Ｖ１／Ｖｍ１をｘ軸（横軸）にとり、出力電圧Ｖ２を振幅Ｖｍ２で除算した値Ｖ２’＝Ｖ２／Ｖｍ２をｙ軸（縦軸）にとったｘｙ平面上に、電圧（Ｖ１Ａ’，Ｖ２Ａ’），（Ｖ１Ｂ’，Ｖ２Ｂ’），（Ｖ１Ｃ’，Ｖ２Ｃ’），（Ｖ１Ｄ’，Ｖ２Ｄ’）をプロットすると、図１１に示すように円２００上の点となる。
【0085】
判定部１１６は、予め定められた選択ルールに従って、点（Ｖ１Ａ’，Ｖ２Ａ’），（Ｖ１Ｂ’，Ｖ２Ｂ’），（Ｖ１Ｃ’，Ｖ２Ｃ’），（Ｖ１Ｄ’，Ｖ２Ｄ’）のうち、点（Ｖ１Ｅ’，Ｖ２Ｅ’）と異なる任意の３点を選択する。ここでは、点（Ｖ１Ｅ’，Ｖ２Ｅ’）と異なる３点を選択すればよく、適当な選択ルールを設定しておけばよい。初期設定部１１５が記憶部１１３に電圧と角度の組を４組以上記憶させた理由は、点（Ｖ１Ｅ’，Ｖ２Ｅ’）と異なる３点を選択できるようにするためである。本実施例では、点（Ｖ１Ａ’，Ｖ２Ａ’），（Ｖ１Ｂ’，Ｖ２Ｂ’），（Ｖ１Ｄ’，Ｖ２Ｄ’）を選択したとする。
【0086】
点（Ｖ１Ａ’，Ｖ２Ａ’），（Ｖ１Ｂ’，Ｖ２Ｂ’），（Ｖ１Ｄ’，Ｖ２Ｄ’）を頂点とする三角形Ｔ１において頂点（Ｖ１Ｂ’，Ｖ２Ｂ’）の内角を∠ＡＢＤとし、点（Ｖ１Ａ’，Ｖ２Ａ’），（Ｖ１Ｅ’，Ｖ２Ｅ’），（Ｖ１Ｄ’，Ｖ２Ｄ’）を頂点とする三角形Ｔ２において頂点（Ｖ１Ｅ’，Ｖ２Ｅ’）の内角を∠ＡＥＤとする。点（Ｖ１Ｅ’，Ｖ２Ｅ’）が円２００上の点であるとき、余弦定理により式（２４）が成立する。
｜ｃｏｓ∠ＡＢＤ｜≒｜ｃｏｓ∠ＡＥＤ｜ ・・・（３６）
｜ｃｏｓ∠ＡＢＤ｜≒｜ｃｏｓ∠ＡＥＤ｜ ・・・（３６）
【0087】
点（Ｖ１Ａ’，Ｖ２Ａ’）と点（Ｖ１Ｂ’，Ｖ２Ｂ’）を結ぶ辺の長さをＡＢ、点（Ｖ１Ｂ’，Ｖ２Ｂ’）と点（Ｖ１Ｄ’，Ｖ２Ｄ’）を結ぶ辺の長さをＢＤ、点（Ｖ１Ｄ’，Ｖ２Ｄ’）と点（Ｖ１Ａ’，Ｖ２Ａ’）を結ぶ辺の長さをＤＡ、点（Ｖ１Ａ’，Ｖ２Ａ’）と点（Ｖ１Ｅ’，Ｖ２Ｅ’）を結ぶ辺の長さをＡＥ、点（Ｖ１Ｅ’，Ｖ２Ｅ’）と点（Ｖ１Ｄ’，Ｖ２Ｄ’）を結ぶ辺の長さをＥＤとする。このとき、式（３６）は式（３７）のように記述できる。
｜（ＡＢ２＋ＢＤ２－ＤＡ２）／（２ＡＢ×ＢＤ）｜
≒｜（ＡＥ２＋ＥＤ２－ＤＡ２）／（２ＡＥ×ＥＤ）｜ ・・・（３７）
｜（ＡＢ２＋ＢＤ２－ＤＡ２）／（２ＡＢ×ＢＤ）｜
≒｜（ＡＥ２＋ＥＤ２－ＤＡ２）／（２ＡＥ×ＥＤ）｜ ・・・（３７）
【0088】
判定部１１６は、式（３７）が成立するときに電圧Ｖ１Ｅ’，Ｖ２Ｅ’が所定の幾何学的関係を満たし、正確な角度算出が可能なタイミングと判定する。式（３７）が成立することは、円２００上の弦ＤＡを共通の１辺とする三角形Ｔ１，Ｔ２の内角∠ＡＢＤと∠ＡＥＤがほぼ等しく、点（Ｖ１Ｅ’，Ｖ２Ｅ’）が円２００上の点であることを意味する。判定部１１６は、式（３７）が成立しないときは、正確な角度算出が不可能なタイミングと判定する。
【0089】
なお、上記では、円２００上の弦ＤＡを共通の１辺とする２つの三角形の場合について述べたが、円２００上の別の弦を２つの三角形の共通の１辺とする場合の、式（３６）に相当する条件式を表１に示す。
【0090】
【表1】
【0091】
一方、データ処理制御部１１の判定部１１７は、ステップＳ２０１で測定された出力電圧Ｖ１Ｅ，Ｖ２Ｅの平均変化率が所定の条件を満たすかどうかを判定することにより、正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定する。
【0092】
角度検出時において、角度算出部１１８は、記憶部１１３に記憶されている、点ＰＡにおける出力電圧Ｖ１Ａ，Ｖ２Ａと点ＰＡにおける磁界の角度αＡ、点ＰＢにおける出力電圧Ｖ１Ｂ，Ｖ２Ｂと点ＰＢにおける磁界の角度αＢ、点ＰＣにおける出力電圧Ｖ１Ｃ，Ｖ２Ｃと点ＰＣにおける磁界の角度αＣ、点ＰＤにおける出力電圧Ｖ１Ｄ，Ｖ２Ｄと点ＰＤにおける磁界の角度αＤのうち任意の１組の電圧と角度を予め定められた選択ルールに従って選択する。ここでは、Ｖ１Ｅ，Ｖ２Ｅと異なる電圧の組を選択すればよく、適当な選択ルールを設定しておけばよい。角度算出部１１８は、選択した電圧と角度の組と、ステップＳ２０１で測定された出力電圧Ｖ１Ｅ，Ｖ２Ｅとに基づいて、出力電圧Ｖ１Ｅ，Ｖ２Ｅが得られたときの磁界の角度αＥを算出する（図１０ステップＳ２０３）。
【0093】
本実施例では、点ＰＡにおける出力電圧Ｖ１Ａ，Ｖ２Ａと点ＰＡにおける磁界の角度αＡを選択したとする。角度算出部１１８は、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＡＭＲ素子が使用されている場合、式（１３）と同様の式（３８）により、出力電圧Ｖ１Ｅ，Ｖ２Ｅが得られたときの磁界発生部１２の軌道上の点ＰＥ（磁界発生部１２の位置）と点ＰＡとの中間点に磁界発生部１２が位置する場合の磁界の角度αＡＥ＝｜αＥ＋αＡ｜／２を算出する。
｜αＥ＋αＡ｜／２
＝（１／２）×｜ｔａｎ－１｛（Ｖｍ２／Ｖｍ１）×（Ｖ１Ｅ－Ｖ１Ａ）／（Ｖ２Ｅ－Ｖ２Ａ）｝｜
・・・（３８）
｜αＥ＋αＡ｜／２
＝（１／２）×｜ｔａｎ－１｛（Ｖｍ２／Ｖｍ１）×（Ｖ１Ｅ－Ｖ１Ａ）／（Ｖ２Ｅ－Ｖ２Ａ）｝｜
・・・（３８）
【0094】
また、角度算出部１１８は、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子が使用されている場合、式（１７）と同様の式（３９）により、角度αＡＥを算出する。
｜αＥ＋αＡ｜／２
＝｜ｔａｎ－１｛（Ｖｍ２／Ｖｍ１）×（Ｖ１Ｅ－Ｖ１Ａ）／（Ｖ２Ｅ－Ｖ２Ａ）｝｜
・・・（３９）
｜αＥ＋αＡ｜／２
＝｜ｔａｎ－１｛（Ｖｍ２／Ｖｍ１）×（Ｖ１Ｅ－Ｖ１Ａ）／（Ｖ２Ｅ－Ｖ２Ａ）｝｜
・・・（３９）
【0095】
αＡＥ＝｜αＥ＋αＡ｜／２なので、磁界の角度αＥは次式により求めることができる。
αＥ＝２αＡＥ－αＡ ・・・（４０）
αＥ＝２αＡＥ－αＡ ・・・（４０）
【0096】
こうして、角度算出部１１８は、算出した角度αＡＥと記憶部１１３から取得した角度αＡとに基づいて、式（４０）により磁界の角度αＥを算出する（ステップＳ２０３）。
【0097】
また、ステップＳ２０１で測定された最新の出力電圧Ｖ１＝Ｖ１Ｅ，Ｖ２＝Ｖ２Ｅよりも１回前に測定された出力電圧をＶ１＝Ｖ１Ｅ－１，Ｖ２＝Ｖ２Ｅ－１とし、２回前に測定された出力電圧をＶ１＝Ｖ１Ｅ－２，Ｖ２＝Ｖ２Ｅ－２とする。角度算出部１１８は、２回前に出力電圧Ｖ１＝Ｖ１Ｅ－２，Ｖ２＝Ｖ２Ｅ－２が測定されたときの磁界の角度αＥ－２と１回前に出力電圧Ｖ１＝Ｖ１Ｅ－１，Ｖ２＝Ｖ２Ｅ－１が測定されたときの磁界の角度αＥ－１との中間の角度｜αＥ－２＋αＥ－１｜／２を算出する（ステップＳ２０３）。｜αＥ－２＋αＥ－１｜／２は、２回前の磁界発生部１２の位置と１回前の磁界発生部１２の位置との中間点に磁界発生部１２が位置する場合の磁界の角度である。
【0098】
角度算出部１１８は、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＡＭＲ素子が使用されている場合、式（１３）と同様の式（４１）により角度｜αＥ－２＋αＥ－１｜／２を算出する。
｜αＥ－２＋αＥ－１｜／２
＝（１／２）
×｜ｔａｎ－１｛（Ｖｍ２／Ｖｍ１）×（Ｖ１Ｅ－１－Ｖ１Ｅ－２）／（Ｖ２Ｅ－１－Ｖ２Ｅ－２）｝｜
・・・（４１）
｜αＥ－２＋αＥ－１｜／２
＝（１／２）
×｜ｔａｎ－１｛（Ｖｍ２／Ｖｍ１）×（Ｖ１Ｅ－１－Ｖ１Ｅ－２）／（Ｖ２Ｅ－１－Ｖ２Ｅ－２）｝｜
・・・（４１）
【0099】
また、角度算出部１１８は、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子が使用されている場合、式（１７）と同様の式（４２）により角度｜αＥ－２＋αＥ－１｜／２を算出する。
｜αＥ－２＋αＥ－１｜／２
＝｜ｔａｎ－１｛（Ｖｍ２／Ｖｍ１）×（Ｖ１Ｅ－１－Ｖ１Ｅ－２）／（Ｖ２Ｅ－１－Ｖ２Ｅ－２）｝｜
・・・（４２）
｜αＥ－２＋αＥ－１｜／２
＝｜ｔａｎ－１｛（Ｖｍ２／Ｖｍ１）×（Ｖ１Ｅ－１－Ｖ１Ｅ－２）／（Ｖ２Ｅ－１－Ｖ２Ｅ－２）｝｜
・・・（４２）
【0100】
また、角度算出部１１８は、１回前に出力電圧Ｖ１＝Ｖ１Ｅ－１，Ｖ２＝Ｖ２Ｅ－１が測定されたときの磁界の角度αＥ－１と出力電圧Ｖ１＝Ｖ１Ｅ，Ｖ２＝Ｖ２Ｅが測定されたときの磁界の角度αＥとの中間の角度｜αＥ－１＋αＥ｜／２を算出する（ステップＳ２０３）。｜αＥ－１＋αＥ｜は、１回前の磁界発生部１２の位置とステップＳ２０１で出力電圧Ｖ１＝Ｖ１Ｅ，Ｖ２＝Ｖ２Ｅが測定されたときの磁界発生部１２の位置との中間点に磁界発生部１２が位置する場合の磁界の角度である。
【0101】
角度算出部１１８は、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＡＭＲ素子が使用されている場合、式（１３）と同様の式（４３）により角度｜αＥ－１＋αＥ｜／２を算出する。
｜αＥ－１＋αＥ｜／２
＝（１／２）
×｜ｔａｎ－１｛（Ｖｍ２／Ｖｍ１）×（Ｖ１Ｅ－Ｖ１Ｅ－１）／（Ｖ２Ｅ－Ｖ２Ｅ－１）｝｜
・・・（４３）
｜αＥ－１＋αＥ｜／２
＝（１／２）
×｜ｔａｎ－１｛（Ｖｍ２／Ｖｍ１）×（Ｖ１Ｅ－Ｖ１Ｅ－１）／（Ｖ２Ｅ－Ｖ２Ｅ－１）｝｜
・・・（４３）
【0102】
また、角度算出部１１８は、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子が使用されている場合、式（１７）と同様の式（４４）により角度｜αＥ－１＋αＥ｜／２を算出する。
｜αＥ－１＋αＥ｜／２
＝｜ｔａｎ－１｛（Ｖｍ２／Ｖｍ１）×（Ｖ１Ｅ－Ｖ１Ｅ－１）／（Ｖ２Ｅ－Ｖ２Ｅ－１）｝｜
・・・（４４）
｜αＥ－１＋αＥ｜／２
＝｜ｔａｎ－１｛（Ｖｍ２／Ｖｍ１）×（Ｖ１Ｅ－Ｖ１Ｅ－１）／（Ｖ２Ｅ－Ｖ２Ｅ－１）｝｜
・・・（４４）
【0103】
判定部１１７は、ステップＳ２０１で測定された出力電圧Ｖ１＝Ｖ１Ｅ，Ｖ２＝Ｖ２Ｅの平均変化率が所定の条件を満たすかどうかを判定することにより、正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定する（図１０ステップＳ２０４）。
【0104】
具体的には、判定部１１７は、２回前に測定された出力電圧Ｖ１＝Ｖ１Ｅ－２と１回前に測定された出力電圧Ｖ１＝Ｖ１Ｅ－１との平均電圧ａｖｅＶ１Ｅ－２Ｅ－１を式（４５）により算出する。
ａｖｅＶ１Ｅ－２Ｅ－１＝（Ｖ１Ｅ－２＋Ｖ１Ｅ－１）／２ ・・・（４５）
ａｖｅＶ１Ｅ－２Ｅ－１＝（Ｖ１Ｅ－２＋Ｖ１Ｅ－１）／２ ・・・（４５）
【0105】
同様に、判定部１１７は、１回前に測定された出力電圧Ｖ１＝Ｖ１Ｅ－１とステップＳ２０１で測定された最新の出力電圧Ｖ１＝Ｖ１Ｅとの平均電圧ａｖｅＶ１Ｅ－１Ｅを式（４６）により算出する。
ａｖｅＶ１Ｅ－１Ｅ＝（Ｖ１Ｅ－１＋Ｖ１Ｅ）／２ ・・・（４６）
ａｖｅＶ１Ｅ－１Ｅ＝（Ｖ１Ｅ－１＋Ｖ１Ｅ）／２ ・・・（４６）
【0106】
また、判定部１１７は、２回前に測定された出力電圧Ｖ２＝Ｖ２Ｅ－２と１回前に測定された出力電圧Ｖ２＝Ｖ２Ｅ－１との平均電圧ａｖｅＶ２Ｅ－２Ｅ－１を式（４７）により算出する。
ａｖｅＶ２Ｅ－２Ｅ－１＝（Ｖ２Ｅ－２＋Ｖ２Ｅ－１）／２ ・・・（４７）
ａｖｅＶ２Ｅ－２Ｅ－１＝（Ｖ２Ｅ－２＋Ｖ２Ｅ－１）／２ ・・・（４７）
【0107】
同様に、判定部１１７は、１回前に測定された出力電圧Ｖ２＝Ｖ２Ｅ－１とステップＳ２０１で測定された最新の出力電圧Ｖ２＝Ｖ２Ｅとの平均電圧ａｖｅＶ２Ｅ－１Ｅを式（４８）により算出する。
ａｖｅＶ２Ｅ－１Ｅ＝（Ｖ２Ｅ－１＋Ｖ２Ｅ）／２ ・・・（４８）
ａｖｅＶ２Ｅ－１Ｅ＝（Ｖ２Ｅ－１＋Ｖ２Ｅ）／２ ・・・（４８）
【0108】
ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＡＭＲ素子が使用されている場合、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１，Ｖ２の平均変化率は式（４９）、式（５０）のようになる。
（ａｖｅＶ１Ｅ－１Ｅ－ａｖｅＶ１Ｅ－２Ｅ－１）
／｛（αＥ－１＋αＥ）／２－（αＥ－２＋αＥ－１）／２｝／Ｖｍ１
＝（ｃｏｓ２αＥ－ｃｏｓ２αＥ－２）／（αＥ－αＥ－２） ・・・（４９）
（ａｖｅＶ２α２αＥ－ａｖｅＶ２α１α２）
／｛（αＥ－１＋αＥ）－（αＥ－２＋αＥ－１）｝／Ｖｍ２
＝（ｓｉｎ２αＥ－ｓｉｎ２αＥ－２）／（αＥ－αＥ－２） ・・・（５０）
（ａｖｅＶ１Ｅ－１Ｅ－ａｖｅＶ１Ｅ－２Ｅ－１）
／｛（αＥ－１＋αＥ）／２－（αＥ－２＋αＥ－１）／２｝／Ｖｍ１
＝（ｃｏｓ２αＥ－ｃｏｓ２αＥ－２）／（αＥ－αＥ－２） ・・・（４９）
（ａｖｅＶ２α２αＥ－ａｖｅＶ２α１α２）
／｛（αＥ－１＋αＥ）－（αＥ－２＋αＥ－１）｝／Ｖｍ２
＝（ｓｉｎ２αＥ－ｓｉｎ２αＥ－２）／（αＥ－αＥ－２） ・・・（５０）
【0109】
（αＥ－αＥ－２）が０に限りなく近づくとき、式（４９）、式（５０）より式（５１）が得られる。
（１／４）×｛（ｃｏｓ２αＥ－ｃｏｓ２αＥ－２）／（αＥ－αＥ－２）｝２
＋｛（ｓｉｎ２αＥ－ｓｉｎ２αＥ－２）／（αＥ－αＥ－２）｝２≒１
・・・（５１）
（１／４）×｛（ｃｏｓ２αＥ－ｃｏｓ２αＥ－２）／（αＥ－αＥ－２）｝２
＋｛（ｓｉｎ２αＥ－ｓｉｎ２αＥ－２）／（αＥ－αＥ－２）｝２≒１
・・・（５１）
【0110】
一方、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子を用いる場合、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１，Ｖ２の平均変化率は式（５２）、式（５３）のようになる。
（ａｖｅＶ１Ｅ－１Ｅ－ａｖｅＶ１Ｅ－２Ｅ－１）
／｛（αＥ－１＋αＥ）／２－（αＥ－２＋αＥ－１）／２｝／Ｖｍ１
＝（ｃｏｓαＥ－ｃｏｓαＥ－２）／（αＥ－αＥ－２） ・・・（５２）
（ａｖｅＶ２α２αＥ－ａｖｅＶ２α１α２）
／｛（αＥ－１＋αＥ）－（αＥ－２＋αＥ－１）｝／Ｖｍ２
＝（ｓｉｎαＥ－ｓｉｎαＥ－２）／（αＥ－αＥ－２） ・・・（５３）
（ａｖｅＶ１Ｅ－１Ｅ－ａｖｅＶ１Ｅ－２Ｅ－１）
／｛（αＥ－１＋αＥ）／２－（αＥ－２＋αＥ－１）／２｝／Ｖｍ１
＝（ｃｏｓαＥ－ｃｏｓαＥ－２）／（αＥ－αＥ－２） ・・・（５２）
（ａｖｅＶ２α２αＥ－ａｖｅＶ２α１α２）
／｛（αＥ－１＋αＥ）－（αＥ－２＋αＥ－１）｝／Ｖｍ２
＝（ｓｉｎαＥ－ｓｉｎαＥ－２）／（αＥ－αＥ－２） ・・・（５３）
【0111】
（αＥ－αＥ－２）が０に限りなく近づくときに、平均変化率が微分相当となる。（αＥ－α１）が０に限りなく近づくとき、式（５２）、式（５３）より式（５４）が得られる。
｛（ｃｏｓαＥ－ｃｏｓαＥ－２）／（αＥ－αＥ－２）｝２
＋｛（ｓｉｎαＥ－ｓｉｎαＥ－２）／（αＥ－αＥ－２）｝２≒１ ・・（５４）
｛（ｃｏｓαＥ－ｃｏｓαＥ－２）／（αＥ－αＥ－２）｝２
＋｛（ｓｉｎαＥ－ｓｉｎαＥ－２）／（αＥ－αＥ－２）｝２≒１ ・・（５４）
【0112】
判定部１１７は、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＡＭＲ素子が使用されている場合、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１，Ｖ２の平均変化率が式（５１）の条件を満たすかどうかを判定することにより、正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定する（図１０ステップＳ２０４）。また、判定部１１７は、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子が使用されている場合、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１，Ｖ２の平均変化率が式（５４）の条件を満たすかどうかを判定することにより、正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定する（ステップＳ２０４）。
【0113】
具体的には、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＡＭＲ素子が使用されている場合、判定部１１７は、ブリッジ回路１００の出力電圧Ｖ１Ｅ－２，Ｖ１Ｅ－１の平均電圧ａｖｅＶ１Ｅ－２Ｅ－１を式（４５）により算出し、ブリッジ回路１００の出力電圧Ｖ１Ｅ－１，Ｖ１Ｅの平均電圧ａｖｅＶ１Ｅ－１Ｅを式（４６）により算出し、ブリッジ回路１０１の出力電圧Ｖ２Ｅ－２，Ｖ２Ｅ－１の平均電圧ａｖｅＶ２Ｅ－２Ｅ－１を式（４７）により算出し、ブリッジ回路１０１の出力電圧Ｖ２Ｅ－１，Ｖ２Ｅの平均電圧ａｖｅＶ２Ｅ－１Ｅを式（４８）により算出する。
【0114】
続いて、判定部１１７は、平均電圧ａｖｅＶ１Ｅ－２Ｅ－１，ａｖｅＶ１Ｅ－１Ｅと、角度算出部１１８によって算出された磁界の角度｜αＥ－２＋αＥ－１｜／２，｜αＥ－１＋αＥ｜／２と、記憶部１１３に記憶されている振幅Ｖｍ１とに基づいて、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１の平均変化率（ｃｏｓ２αＥ－ｃｏｓ２αＥ－２）／（αＥ－αＥ－２）を式（４９）により算出する。また、判定部１１７は、平均電圧ａｖｅＶ２Ｅ－２Ｅ－１，ａｖｅＶ２Ｅ－１Ｅと、磁界の角度｜αＥ－２＋αＥ－１｜／２，｜αＥ－１＋αＥ｜／２と、記憶部１１３に記憶されている振幅Ｖｍ２とに基づいて、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ２の平均変化率（ｓｉｎ２αＥ－ｓｉｎ２αＥ－２）／（αＥ－αＥ－２）を式（５０）により算出する。
【0115】
そして、判定部１１７は、算出した平均変化率（ｃｏｓ２αＥ－ｃｏｓ２αＥ－２）／（αＥ－αＥ－２），（ｓｉｎ２αＥ－ｓｉｎ２αＥ－２）／（αＥ－αＥ－２）を式（５１）に代入して式（５１）が成立するときに、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１，Ｖ２の平均変化率が所定の条件を満たし、正確な角度算出が可能なタイミングと判定する。また、判定部１１７は、式（５１）が成立しないときは、正確な角度算出が不可能なタイミングと判定する。このとき、判定部１１７は、式（５１）の左辺が、１±β（βは所定の許容範囲を規定する実数）の範囲内にあるときに式（５１）が成立すると判定し、１±βの範囲外のときに式（５１）が成立しないと判定する。
【0116】
ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子が使用されている場合、判定部１１７は、ＡＭＲ素子の場合と同様に、平均電圧ａｖｅＶ１Ｅ－２Ｅ－１，ａｖｅＶ１Ｅ－１Ｅ，ａｖｅＶ２Ｅ－２Ｅ－１，ａｖｅＶ２Ｅ－１Ｅを算出する。続いて、判定部１１７は、平均電圧ａｖｅＶ１Ｅ－２Ｅ－１，ａｖｅＶ１Ｅ－１Ｅと、磁界の角度｜αＥ－２＋αＥ－１｜／２，｜αＥ－１＋αＥ｜／２と、振幅Ｖｍ１とに基づいて、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１の平均変化率（ｃｏｓαＥ－ｃｏｓαＥ－２）／（αＥ－αＥ－２）を式（５２）により算出する。また、判定部１１７は、平均電圧ａｖｅＶ２Ｅ－２Ｅ－１，ａｖｅＶ２Ｅ－１Ｅと、磁界の角度｜αＥ－２＋αＥ－１｜／２，｜αＥ－１＋αＥ｜／２と、振幅Ｖｍ２とに基づいて、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ２の平均変化率（ｓｉｎαＥ－ｓｉｎαＥ－２）／（αＥ－αＥ－２）を式（５３）により算出する。
【0117】
そして、判定部１１７は、算出した平均変化率（ｃｏｓαＥ－ｃｏｓαＥ－２）／（αＥ－αＥ－２），（ｓｉｎαＥ－ｓｉｎαＥ－２）／（αＥ－αＥ－２）を式（５４）に代入して式（５４）が成立するときに、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１，Ｖ２の平均変化率が所定の条件を満たし、正確な角度算出が可能なタイミングと判定する。また、判定部１１７は、式（５４）が成立しないときは、正確な角度算出が不可能なタイミングと判定する。このとき、判定部１１７は、式（５４）の左辺が、１±β（βは所定の許容範囲を規定する実数）の範囲内にあるときに式（５４）が成立すると判定し、１±βの範囲外のときに式（５４）が成立しないと判定する。
【0118】
角度算出部１１８は、判定部１１６，１１７から得られた結果に基づいて正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定する（図１０ステップＳ２０５）。本実施例では、判定部１１６から得られた結果のみで、正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定することも可能である。
【0119】
判定部１１６による判定は、磁界発生部１２がＭＲセンサ１０の角度検出可能範囲内か外かを判定することができる。磁界発生部１２が停止しているときも判定が可能である。ただし、磁界発生部１２がＭＲセンサ１０の角度検出可能範囲内にあるときに磁界発生部１２が動いているか停止しているかを判定することはできない。
【0120】
同様に、判定部１１７による判定は、磁界発生部１２がＭＲセンサ１０の角度検出可能範囲内か外かを判定することができる。判定部１１７による判定では、磁界発生部１２がＭＲセンサ１０の角度検出可能範囲内にあるときに磁界発生部１２が動いているか停止しているかを判定することができるが、磁界発生部１２が停止しているときに角度検出可能範囲内か外かを判定することはできない。
【0121】
判定部１１６，１１７の何れの方法においてもノイズの影響を受けるが、判定部１１７による判定の方がノイズの影響を受け易い。どちらも、サンプリング時間によって精度が変わるが、１１６は正確な角度算出が可能なタイミングで記憶した基準角度の情報を用いるのに対し、１１７は正確な角度算出が可能なタイミングをサンプリングする度に判断しなければならないため、一般的には判定部１１６による判定の方が安定している。
【0122】
磁界発生部１２が直線的に動く構成において、ＭＲセンサ１０の角度検出可能範囲内において磁界発生部１２が停止したときのみ磁界の角度α（磁界発生部１２の位置）を検出するようなシステムにおいては、判定部１１６と判定部１１７の両方の判定を用いることで対応できる。
【0123】
ＭＲセンサ１０と磁界発生部１２の位置関係の場合別の角度算出部１１８の判定結果を図１２に示す。図１２の「センシング判定」が角度算出部１１８の判定結果、「第１の判定部」が判定部１１６の判定結果、「第２の判定部」が判定部１１７の判定結果を示している。「○」は正確な角度算出が可能なタイミングという結果を示し、「×」は正確な角度算出が不可能なタイミングという結果を示している。
【0124】
図１２の「ａ」は、図１３に示すように磁界発生部１２がＭＲセンサ１０の角度検出可能範囲（実線１３１の内側）外で停止している場合を示し、「ｂ」は、図１４に示すように磁界発生部１２がＭＲセンサ１０の角度検出可能範囲外でＭＲセンサ１０に近づく方向に動いている場合を示している。図１２の「ｃ」は、図１５に示すように磁界発生部１２がＭＲセンサ１０の角度検出可能範囲内でＭＲセンサ１０に近づく方向に動いている場合を示し、「ｄ」は、図１６に示すように磁界発生部１２がＭＲセンサ１０の角度検出可能範囲内で停止している場合を示している。図１２の「ｅ」は、図１７に示すように磁界発生部１２がＭＲセンサ１０の角度検出可能範囲内でＭＲセンサ１０から遠ざかる方向に動いている場合を示し、「ｆ」は、図１８に示すように磁界発生部１２がＭＲセンサ１０の角度検出可能範囲外でＭＲセンサ１０から遠ざかる方向に動いている場合を示し、「ｇ」は、図１９に示すように磁界発生部１２がＭＲセンサ１０の角度検出可能範囲外で停止している場合を示している。
【0125】
図１２から分かるように、角度算出部１１８は、判定部１１６から得られた結果のみで、正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定することが可能である。角度算出部１１８は、判定部１１６から角度算出可能という判定結果が得られたときに正確な角度算出が可能なタイミングと判定し（ステップＳ２０５においてＹＥＳ）、ステップＳ２０３で算出した角度αＥを磁界の角度αの正確な値として採用する（図１０ステップＳ２０６）。
【0126】
制御信号生成部１１９は、上位装置４から与えられた角度設定値と角度算出部１１８によって算出された角度αとの偏差を算出して、偏差がゼロになるように制御信号を生成する（図１０ステップＳ２０７）。この制御信号を、磁界発生部１２が取り付けられた物体の駆動装置に供給することにより、物体の位置を制御することができる。
以上のステップＳ２０１～Ｓ２０７の処理が、例えばオペレータの指示によって角度検出装置１の動作が終了するまで（図１０ステップＳ２０８においてＹＥＳ）、繰り返し実施される。
以上のステップＳ２０１～Ｓ２０７の処理が、例えばオペレータの指示によって角度検出装置１の動作が終了するまで（図１０ステップＳ２０８においてＹＥＳ）、繰り返し実施される。
【0127】
なお、上記の例では、判定部１１６から得られた結果のみで、正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定しているが、判定部１１６，１１７の両方の判定結果を用いる方が好適な場合もある。具体的には、磁界発生部１２がＭＲセンサ１０の角度検出可能範囲内で停止しているタイミングのみを検出したい場合には、判定部１１６，１１７の両方の判定結果を使用する。この場合、角度算出部１１８は、判定部１１６から角度算出が可能という判定結果が得られ、判定部１１７から角度算出が不可能という判定結果が得られたときに正確な角度算出が可能なタイミングと判定し（ステップＳ２０５においてＹＥＳ）、ステップＳ２０３で算出した角度αＥを磁界の角度αの正確な値として採用すればよい（ステップＳ２０６）。
【0128】
［第２の実施例］
次に、本発明の第２の実施例について説明する。第１の実施例では、ＭＲセンサ１０に印加される磁界の角度αを算出する例について説明した。本実施例では、第１の実施例で説明した角度検出装置を利用し、磁界の角度αに基づいて、磁界発生部１２が取り付けられた物体の位置を算出して制御する具体例について説明する。
次に、本発明の第２の実施例について説明する。第１の実施例では、ＭＲセンサ１０に印加される磁界の角度αを算出する例について説明した。本実施例では、第１の実施例で説明した角度検出装置を利用し、磁界の角度αに基づいて、磁界発生部１２が取り付けられた物体の位置を算出して制御する具体例について説明する。
【0129】
図２０は本実施例に係るポジショナの構成を示すブロック図である。ポジショナ１ａは、上位装置４から与えられたバルブ３の弁開度の設定値とバルブ３の弁開度の実測値との偏差を算出し、その偏差に応じた空気圧操作信号を生成して操作器２に与えることにより、バルブ３の開度を制御する。ポジショナ１ａは、ＭＲセンサ１０と、データ処理制御部１１ａと、電空変換部１３と、空気圧増幅部１４とを備えている。
【0130】
ＭＲセンサ１０は、バルブ３の開度をポジショナ１ａのフィードバックレバーの変位によって検出する。データ処理制御部１１ａは、ＭＲセンサ１０の出力信号に基づいて、バルブ３の開度を制御するための制御信号を生成する。具体的には、データ処理制御部１１ａは、ＭＲセンサ１０の出力信号に基づいてバルブ３の開度の実測値を算出し、上位装置４から与えられたバルブ３の開度の設定値と開度の実測値との偏差を算出して、偏差がゼロになるように制御信号を生成する。
【0131】
電空変換部１３は、データ処理制御部１１ａによって生成された制御信号を空気圧信号に変換して出力する。具体的には、電空変換部１３は、例えば減圧弁（図示せず）から供給された空気の給気圧を、制御信号に応じた圧力に変換し、空気圧信号として出力する。
【0132】
空気圧増幅部１４は、電空変換部１３から出力された空気圧信号の圧力を増幅して操作器２に出力する。具体的には、空気圧増幅部１４は、例えば減圧弁から供給された空気の給気圧を、電空変換部１３から出力された空気圧信号の圧力に応じて調圧し、空気圧操作信号として出力する。
【0133】
図２１は本実施例のデータ処理制御部１１ａの構成を示すブロック図である。データ処理制御部１１ａは、電源１１０と、センサ出力測定部１１１，１１２と、記憶部１１３と、振幅算出部１１４ａと、初期設定部１１５ａと、判定部１１６，１１７と、角度算出部１１８と、角度算出部１１８と、開度実測値生成部１２０と、制御信号生成部１２１とを備えている。
【0134】
図２２に示す操作器２は、ポジショナ１ａから供給される出力空気圧に応じてバルブステム（弁棒）３１を上下動させて、バルブ本体３０の開度を調節する。
ＭＲセンサ１０は、バルブステム３１の上下動に応じて回転するフィードバックレバー３２の鉛直面（図２２の紙面と平行な面）上での回転角度を検出する。すなわち、図２３に示すように磁界発生部１２をフィードバックレバー３２に取り付けると、フィードバックレバー３２の回転に伴って磁界発生部１２が鉛直面（図２３では紙面に対して垂直な面）上を移動する。そこで、磁界発生部１２の軌道に対してセンサ面（図２３の紙面）が垂直となるようにＭＲセンサ１０を設置すればよい。バルブステム３１の上下動に応じて磁界発生部１２が移動することにより、バルブ３の開度に応じた方向の磁界がＭＲセンサ１０のブリッジ回路１００，１０１に印加される。
ＭＲセンサ１０は、バルブステム３１の上下動に応じて回転するフィードバックレバー３２の鉛直面（図２２の紙面と平行な面）上での回転角度を検出する。すなわち、図２３に示すように磁界発生部１２をフィードバックレバー３２に取り付けると、フィードバックレバー３２の回転に伴って磁界発生部１２が鉛直面（図２３では紙面に対して垂直な面）上を移動する。そこで、磁界発生部１２の軌道に対してセンサ面（図２３の紙面）が垂直となるようにＭＲセンサ１０を設置すればよい。バルブステム３１の上下動に応じて磁界発生部１２が移動することにより、バルブ３の開度に応じた方向の磁界がＭＲセンサ１０のブリッジ回路１００，１０１に印加される。
【0135】
本実施例のポジショナ１ａの初期設定時の処理の流れは第１の実施例と同様であるので、図７の符号を用いて説明する。ポジショナ１ａの工場出荷時に、振幅算出部１１４ａは、第１の実施例の振幅算出部１１４と同様に、ＭＲセンサ１０のブリッジ回路１００，１０１の出力電圧Ｖ１，Ｖ２の振幅Ｖｍ１，Ｖｍ２を算出する（図７ステップＳ１００）。
【0136】
具体的には例えば工場の作業者がポジショナ１ａのフィードバックレバー３２を移動させることで、フィードバックレバー３２に取り付けられた磁界発生部１２が移動し、ＭＲセンサ１０のブリッジ回路１００，１０１に作用する磁界の方向を変化させることができる。振幅算出部１１４ａは、センサ出力測定部１１１，１１２によって測定され、記憶部１１３に格納された出力電圧（Ｖ１，Ｖ２）の組を全て読み出し、振幅算出部１１４と同様に振幅Ｖｍ１，Ｖｍ２を算出する。振幅算出部１１４ａによって算出された振幅Ｖｍ１，Ｖｍ２は、記憶部１１３に格納される。
【0137】
次に、振幅算出部１１４ａは、ポジショナ１ａが化学プラント等の現場のバルブ３に取り付けられた後に、例えば現場のオペレータからセットアップの実行指示があったときに、ブリッジ回路１００，１０１の出力電圧Ｖ１，Ｖ２の振幅Ｖｍ１，Ｖｍ２を再度算出する（図７ステップＳ１０１）。
【0138】
ここでは、振幅算出部１１４ａは、所定の範囲内の磁界の角度α（すなわちバルブ開度）に対応する制御信号を電空変換部１３に出力する。上記で説明した電空変換部１３と空気圧増幅部１４と操作器２の動作により、バルブ３の開度が制御信号に応じた開度に設定される。上記のように、ＭＲセンサ１０のブリッジ回路１００，１０１の出力電圧Ｖ１，Ｖ２の値は、センサ出力測定部１１１，１１２によって測定され、記憶部１１３に格納される。
【0139】
振幅算出部１１４ａは、電空変換部１３に出力する制御信号を変更しながら出力電圧Ｖ１，Ｖ２を測定させて、予め定められた範囲の角度αについて出力電圧Ｖ１，Ｖ２を測定し終えた後に、記憶部１１３に格納された出力電圧（Ｖ１，Ｖ２）の組を全て読み出し、振幅算出部１１４と同様に振幅Ｖｍ１，Ｖｍ２を算出すればよい。なお、ここで設定する角度αは、ＭＲセンサ１０の角度検出可能範囲内である必要がある。記憶部１１３に記憶されている振幅Ｖｍ１，Ｖｍ２の値は、ステップＳ１０１の処理によって更新される。
【0140】
次に、初期設定部１１５ａは、磁界発生部１２の軌道上の少なくとも４点についてブリッジ回路１００，１０１の出力電圧Ｖ１，Ｖ２と磁界の角度αとを取得するために、磁界発生部１２（磁石）を等速で直線的に移動させる（図７ステップＳ１０２）。このとき、可能な限りサンプリング間隔を短くすることが望ましい。ここでは、初期設定部１１５ａは、制御信号を電空変換部１３に出力し、バルブ３の開度を変化させることで、フィードバックレバー３２に取り付けられた磁界発生部１２を移動させる。
図７のステップＳ１０３～Ｓ１０８の処理は、第１の実施例で説明したとおりである。
図７のステップＳ１０３～Ｓ１０８の処理は、第１の実施例で説明したとおりである。
【0141】
図２４は本実施例のポジショナ１ａのバルブ制御時（プラント運転時）の動作を説明するフローチャートである。データ処理制御部１１ａの振幅算出部１１４ａは、バルブ制御時にブリッジ回路１００，１０１の出力電圧Ｖ１，Ｖ２の振幅Ｖｍ１，Ｖｍ２を再度算出する（図２４ステップＳ３００）。このステップＳ３００の処理はステップＳ１０１と同様に実施できる。記憶部１１３に記憶されている振幅Ｖｍ１，Ｖｍ２の値は、ステップＳ３００の処理によって更新される。
【0142】
バルブ制御時のステップＳ３０１～Ｓ３０６の処理は、第１の実施例のステップＳ２０１～Ｓ２０６と同じである。
次に、開度実測値生成部１２０は、角度算出部１１８によって算出された角度αに基づいてバルブ３の現在の開度実測値ＰＶを求める（図２４ステップＳ３０７）。開度実測値ＰＶは、角度αと開度実測値ＰＶとの既知の関係に基づいて求めることができる。
次に、開度実測値生成部１２０は、角度算出部１１８によって算出された角度αに基づいてバルブ３の現在の開度実測値ＰＶを求める（図２４ステップＳ３０７）。開度実測値ＰＶは、角度αと開度実測値ＰＶとの既知の関係に基づいて求めることができる。
【0143】
制御信号生成部１２１は、上位装置４から与えられたバルブ３の開度設定値ＳＰと開度実測値ＰＶとの偏差を算出して、偏差がゼロになるように制御信号を生成して電空変換部１３に出力する（図２４ステップＳ３０８）。こうして、バルブ３の開度を制御することができる。
以上のステップＳ３０１～Ｓ３０８の処理が、例えばプラントの運転が停止するまで（図２４ステップＳ３０９においてＹＥＳ）、繰り返し実施される。
以上のステップＳ３０１～Ｓ３０８の処理が、例えばプラントの運転が停止するまで（図２４ステップＳ３０９においてＹＥＳ）、繰り返し実施される。
【0144】
［第３の実施例］
次に、本発明の第３の実施例について説明する。本実施例では、第１の実施例においてＭＲセンサが複数設けられている場合について説明する。図２５は本発明の第３の実施例に係る角度検出装置の構成を示すブロック図である。角度検出装置１ｂは、複数のＭＲセンサ１０－１，１０－２と、データ処理制御部１１ｂとを備えている。
次に、本発明の第３の実施例について説明する。本実施例では、第１の実施例においてＭＲセンサが複数設けられている場合について説明する。図２５は本発明の第３の実施例に係る角度検出装置の構成を示すブロック図である。角度検出装置１ｂは、複数のＭＲセンサ１０－１，１０－２と、データ処理制御部１１ｂとを備えている。
【0145】
本実施例では、磁界発生部１２は、図２６に示すように複数のＭＲセンサ１０－１，１０－２のセンサ面（図２６の紙面と平行な面）に対して垂直な平面上の軌道を移動する。図２６では、実線１３１－１の内側がＭＲセンサ１０－１の角度検出可能範囲を示し、実線１３１－２の内側がＭＲセンサ１０－２の角度検出可能範囲を示している。隣り合うＭＲセンサ１０－１，１０－２は、それぞれの角度検出可能範囲１３１－１，１３１－２が重なるように配置されている。
【0146】
図２７は本実施例のデータ処理制御部１１ｂの構成を示すブロック図である。データ処理制御部１１ｂは、電源１１０と、センサ出力測定部１１１－１，１１１－２，１１２－１，１１２－２と、記憶部１１３と、振幅算出部１１４ｂと、初期設定部１１５ｂと、判定部１１６ｂ，１１７ｂと、角度算出部１１８ｂと、制御信号生成部１１９とを備えている。
【0147】
図２８は本実施例の角度検出装置１ｂの初期設定時の動作を説明するフローチャートである。角度検出装置１ｂの工場出荷時に、振幅算出部１１４ｂは、ＭＲセンサ１０－１のブリッジ回路１００，１０１の出力電圧Ｖ１，Ｖ２の振幅Ｖｍ１，Ｖｍ２を算出すると共に、ＭＲセンサ１０－２のブリッジ回路１００，１０１の出力電圧Ｖ１，Ｖ２の振幅Ｖｍ１，Ｖｍ２を算出する（図２８ステップＳ４００）。
【0148】
以下の説明では、ＭＲセンサ１０－１のブリッジ回路１００，１０１の出力電圧Ｖ１，Ｖ２をＶ１１，Ｖ２１、振幅Ｖｍ１，Ｖｍ２をＶｍ１１，Ｖｍ２１、オフセットＶ１ｏｆｆ，Ｖ２ｏｆｆをＶ１ｏｆｆ１，Ｖ２ｏｆｆ１とする。同様に、ＭＲセンサ１０－２のブリッジ回路１００，１０１の出力電圧Ｖ１，Ｖ２をＶ１２，Ｖ２２、振幅Ｖｍ１，Ｖｍ２をＶｍ１２，Ｖｍ２２、オフセットＶ１ｏｆｆ，Ｖ２ｏｆｆをＶ１ｏｆｆ２，Ｖ２ｏｆｆ２とする。
【0149】
例えば工場の作業者が磁界発生部１２を移動させることで、ＭＲセンサ１０－１のブリッジ回路１００，１０１に作用する磁界の方向を変化させる。このとき、磁界発生部１２の位置は、角度検出にとって十分な強度の磁界がＭＲセンサ１０－１に印加される範囲となることが必要である。
【0150】
データ処理制御部１１ｂのセンサ出力測定部１１１－１は、ＭＲセンサ１０－１のブリッジ回路１００の出力電圧Ｖ１１を測定し、センサ出力測定部１１２－１は、ブリッジ回路１０１の出力電圧Ｖ２１を測定する。センサ出力測定部１１１－１，１１２－１によって測定された出力電圧Ｖ１１，Ｖ２１の値は、記憶部１１３に格納される。
【0151】
振幅算出部１１４ｂは、例えば工場の作業者から算出処理の実行指示があったときに、出力電圧Ｖ１１の最大値と最小値とを検出し、この最大値と最小値の差を２で割った値を振幅Ｖｍ１１として算出する。同様に、振幅算出部１１４ｂは、出力電圧Ｖ２１の最大値と最小値とを検出し、この最大値と最小値の差を２で割った値を振幅Ｖｍ２１として算出する。
【0152】
ＭＲセンサ１０－２についても同様に、ＭＲセンサ１０－２のブリッジ回路１００，１０１に作用する磁界の方向を変化させる。このとき、磁界発生部１２の位置は、角度検出にとって十分な強度の磁界がＭＲセンサ１０－２に印加される範囲となることが必要である。
【0153】
センサ出力測定部１１１－２は、ＭＲセンサ１０－２のブリッジ回路１００の出力電圧Ｖ１２を測定し、センサ出力測定部１１２－２は、ブリッジ回路１０１の出力電圧Ｖ２２を測定する。センサ出力測定部１１１－２，１１２－２によって測定された出力電圧Ｖ１２，Ｖ２２の値は、記憶部１１３に格納される。
【0154】
振幅算出部１１４ｂは、ＭＲセンサ１０－１の場合と同様にして、振幅Ｖｍ１２，Ｖｍ２２を算出する。
振幅算出部１１４ｂによって算出された振幅Ｖｍ１１，Ｖｍ１２，Ｖｍ２１，Ｖｍ２２は、記憶部１１３に格納される。
振幅算出部１１４ｂによって算出された振幅Ｖｍ１１，Ｖｍ１２，Ｖｍ２１，Ｖｍ２２は、記憶部１１３に格納される。
【0155】
次に、振幅算出部１１４ｂは、角度検出装置１ｂが化学プラント等の現場に設置された後に、例えば現場のオペレータからセットアップの実行指示があったときに、ＭＲセンサ１０－１，１０－２の出力電圧Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ２１，Ｖ２２の振幅Ｖｍ１１，Ｖｍ１２，Ｖｍ２１，Ｖｍ２２を再度算出する（図２８ステップＳ４０１）。このステップＳ４０１の処理はステップＳ４００と同様に実施できる。記憶部１１３に記憶されている振幅Ｖｍ１１，Ｖｍ１２，Ｖｍ２１，Ｖｍ２２の値は、ステップＳ４０１の処理によって更新される。
【0156】
次に、初期設定部１１５ｂは、ＭＲセンサ１０－１，１０－２のそれぞれについて、磁界発生部１２の軌道上の少なくとも４点についてブリッジ回路１００，１０１の出力電圧Ｖ１，Ｖ２と磁界の角度αを取得するために、磁界発生部１２（磁石）を等速で直線的に移動させる（図２８ステップＳ４０２）。このとき、可能な限りサンプリング間隔を短くすることが望ましい。磁界発生部１２が取り付けられた物体の駆動装置に対して初期設定部１１５ｂが制御信号を供給することによって磁界発生部１２を移動させてもよいし、外部の入力装置から制御信号を供給してもよい。
【0157】
センサ出力測定部１１１－１は、ＭＲセンサ１０－１のブリッジ回路１００の出力電圧Ｖ１１を測定し、センサ出力測定部１１２－１は、ＭＲセンサ１０－１のブリッジ回路１０１の出力電圧Ｖ２１を測定する。センサ出力測定部１１１－２は、ＭＲセンサ１０－２のブリッジ回路１００の出力電圧Ｖ１２を測定し、センサ出力測定部１１２－２は、ＭＲセンサ１０－２のブリッジ回路１０１の出力電圧Ｖ２２を測定する（図２８ステップＳ４０３）。
【0158】
データ処理制御部１１ｂの判定部１１７ｂは、ステップＳ４０３で測定されたＶ１１，Ｖ２１の平均変化率が所定の条件を満たすかどうかを判定することにより、ＭＲセンサ１０－１によって正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定する。また、判定部１１７ｂは、ステップＳ４０３で測定されたＶ１２，Ｖ２２が所定の条件を満たすかどうかを判定することにより、ＭＲセンサ１０－２によって正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定する。
【0159】
角度算出部１１８ｂは、前回の時刻ｔ＝ｔα１における出力電圧Ｖ１１＝Ｖ１α１１，Ｖ２１＝Ｖ２α１１と、時刻ｔ＝ｔα２における出力電圧Ｖ１１＝Ｖ１α２１，Ｖ２１＝Ｖ２α２１と、記憶部１１３に記憶されている振幅Ｖｍ１１，Ｖｍ２１とに基づいて、角度α２とα１の中間の角度｜α２＋α１｜／２をＭＲセンサ１０－１について算出する（図２８ステップＳ４０４）。同様に、角度算出部１１８ｂは、時刻ｔ＝ｔα１における出力電圧Ｖ１２＝Ｖ１α１２，Ｖ２２＝Ｖ２α１２と、時刻ｔ＝ｔα２における出力電圧Ｖ１２＝Ｖ１α２２，Ｖ２１＝Ｖ２α２２と、記憶部１１３に記憶されている振幅Ｖｍ１２，Ｖｍ２２とに基づいて、角度α２とα１の中間の角度｜α２＋α１｜／２をＭＲセンサ１０－２について算出する（ステップＳ４０４）。
【0160】
具体的には、角度算出部１１８ｂは、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＡＭＲ素子が使用されている場合、式（１３）により角度｜α２＋α１｜／２を算出する。また、角度算出部１１８ｂは、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子が使用されている場合、式（１７）により角度｜α２＋α１｜／２を算出する。ＭＲセンサ１０－１については、式（１３）、式（１７）のＶｍ２，Ｖｍ１，Ｖ１α２，Ｖ１α１，Ｖ２α２，Ｖ２α１を、それぞれＶｍ２１，Ｖｍ１１，Ｖ１α２１，Ｖ１α１１，Ｖ２α２１，Ｖ２α１１に置き替えるようにすればよい。ＭＲセンサ１０－２については、式（１３）、式（１７）のＶｍ２，Ｖｍ１，Ｖ１α２，Ｖ１α１，Ｖ２α２，Ｖ２α１を、それぞれＶｍ２２，Ｖｍ１２，Ｖ１α２２，Ｖ１α１２，Ｖ２α２２，Ｖ２α１２に置き替えるようにすればよい。
【0161】
角度算出部１１８ｂは、次の時刻ｔ＝ｔα３（ｔα２＜ｔα３）においても同様に、１回前の時刻ｔ＝ｔα２における出力電圧Ｖ１１＝Ｖ１α２１，Ｖ２１＝Ｖ２α２１と、時刻ｔ＝ｔα３における出力電圧Ｖ１１＝Ｖ１α３１，Ｖ２１＝Ｖ２α３１と、記憶部１１３に記憶されている振幅Ｖｍ１１，Ｖｍ２１とに基づいて、角度α３とα２の中間の角度｜α３＋α２｜／２をＭＲセンサ１０－１について算出する（ステップＳ４０４）。同様に、角度算出部１１８ｂは、１回前の時刻ｔ＝ｔα２における出力電圧Ｖ１２＝Ｖ１α２２，Ｖ２２＝Ｖ２α２２と、時刻ｔ＝ｔα３における出力電圧Ｖ１２＝Ｖ１α３２，Ｖ２２＝Ｖ２α３２と、記憶部１１３に記憶されている振幅Ｖｍ１２，Ｖｍ２２とに基づいて、角度α３とα２の中間の角度｜α３＋α２｜／２をＭＲセンサ１０－２について算出する（ステップＳ４０４）。
【0162】
角度算出部１１８ｂは、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＡＭＲ素子が使用されている場合、式（１８）により角度｜α３＋α２｜／２を算出する。また、角度算出部１１８ｂは、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子が使用されている場合、式（１９）により角度｜α３＋α２｜／２を算出する。ＭＲセンサ１０－１については、式（１８）、式（１９）のＶｍ２，Ｖｍ１，Ｖ１α３，Ｖ１α２，Ｖ２α３，Ｖ２α２を、それぞれＶｍ２１，Ｖｍ１１，Ｖ１α３１，Ｖ１α２１，Ｖ２α３１，Ｖ２α２１に置き替えるようにすればよい。ＭＲセンサ１０－２については、式（１８）、式（１９）のＶｍ２，Ｖｍ１，Ｖ１α３，Ｖ１α２，Ｖ２α３，Ｖ２α２を、それぞれＶｍ２２，Ｖｍ１２，Ｖ１α３２，Ｖ１α２２，Ｖ２α３２，Ｖ２α２２に置き替えるようにすればよい。
【0163】
判定部１１７ｂは、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＡＭＲ素子が使用されている場合、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１１，Ｖ２１の平均変化率が式（２６）の条件を満たすかどうかを判定することにより、ＭＲセンサ１０－１によって正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定する（図２８ステップＳ４０５）。また、判定部１１７ｂは、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＡＭＲ素子が使用されている場合、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１２，Ｖ２２の平均変化率が式（２６）の条件を満たすかどうかを判定することにより、ＭＲセンサ１０－２によって正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定する（ステップＳ４０５）。
【0164】
また、判定部１１７ｂは、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子が使用されている場合、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１１，Ｖ２１の平均変化率が式（３２）の条件を満たすかどうかを判定することにより、ＭＲセンサ１０－１によって正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定する（ステップＳ４０５）。また、判定部１１７ｂは、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子が使用されている場合、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１２，Ｖ２２の平均変化率が式（３２）の条件を満たすかどうかを判定することにより、ＭＲセンサ１０－２によって正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定する（ステップＳ４０５）。
【0165】
具体的には、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＡＭＲ素子が使用されている場合、判定部１１７ｂは、ブリッジ回路１００の出力電圧Ｖ１α１，Ｖ１α２の平均電圧ａｖｅＶ１α１α２を式（２０）によりＭＲセンサ１０－１，１０－２のそれぞれについて算出する。また、判定部１１７ｂは、ブリッジ回路１００の出力電圧Ｖ１α２，Ｖ１α３の平均電圧ａｖｅＶ１α２α３を式（２１）によりＭＲセンサ１０－１，１０－２のそれぞれについて算出する。また、判定部１１７ｂは、ブリッジ回路１０１の出力電圧Ｖ２α１，Ｖ２α２の平均電圧ａｖｅＶ２α１α２を式（２２）によりＭＲセンサ１０－１，１０－２のそれぞれについて算出する、。また、判定部１１７ｂは、ブリッジ回路１０１の出力電圧Ｖ２α２，Ｖ２α３の平均電圧ａｖｅＶ２α２α３を式（２３）によりＭＲセンサ１０－１，１０－２のそれぞれについて算出する。
【0166】
ＭＲセンサ１０－１については、式（２０）～式（２３）のＶ１α１，Ｖ１α２，Ｖ１α３，Ｖ２α１，Ｖ２α２，Ｖ２α３を、それぞれＶ１α１１，Ｖ１α２１，Ｖ１α３１，Ｖ２α１１，Ｖ２α２１，Ｖ２α３１に置き替えるようにすればよい。ＭＲセンサ１０－２については、式（２０）～式（２３）のＶ１α１，Ｖ１α２，Ｖ１α３，Ｖ２α１，Ｖ２α２，Ｖ２α３を、それぞれＶ１α１２，Ｖ１α２２，Ｖ１α３２，Ｖ２α１２，Ｖ２α２２，Ｖ２α３２に置き替えるようにすればよい。
【0167】
続いて、判定部１１７ｂは、平均電圧ａｖｅＶ１α１α２，ａｖｅＶ１α２α３と、角度算出部１１８によって算出された磁界の角度｜α２＋α１｜／２，｜α３＋α２｜／２とに基づいて、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１の平均変化率（ｃｏｓ２α３－ｃｏｓ２α１）／（α３－α１）を式（２４）によりＭＲセンサ１０－１，１０－２のそれぞれについて算出する。また、判定部１１７ｂは、平均電圧ａｖｅＶ２α１α２，ａｖｅＶ２α２α３と、磁界の角度｜α２＋α１｜／２，｜α３＋α２｜／２とに基づいて、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ２の平均変化率（ｓｉｎ２α３－ｓｉｎ２α１）／（α３－α１）を式（２５）によりＭＲセンサ１０－１，１０－２のそれぞれについて算出する。ＭＲセンサ１０－１については、式（２４）、式（２５）の振幅Ｖｍ１をＶｍ１１に置き替えるようにすればよい。ＭＲセンサ１０－２については、式（２４）、式（２５）の振幅Ｖｍ１をＶｍ１２に置き替えるようにすればよい。
【0168】
そして、判定部１１７ｂは、ＭＲセンサ１０－１について式（２６）が成立するときに、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１１，Ｖ２１の平均変化率が所定の条件を満たし、ＭＲセンサ１０－１によって正確な角度算出が可能なタイミングと判定する。また、判定部１１７ｂは、ＭＲセンサ１０－２について式（２６）が成立するときに、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１２，Ｖ２２の平均変化率が所定の条件を満たし、ＭＲセンサ１０－２によって正確な角度算出が可能なタイミングと判定する。
【0169】
ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子が使用されている場合、判定部１１７ｂは、ＡＭＲ素子の場合と同様に、平均電圧ａｖｅＶ１α１α２，ａｖｅＶ１α２α３，ａｖｅＶ２α１α２，ａｖｅＶ２α２α３を算出する。続いて、判定部１１７ｂは、平均電圧ａｖｅＶ１α１α２，ａｖｅＶ１α２α３と、磁界の角度｜α２＋α１｜／２，｜α３＋α２｜／２とに基づいて、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１の平均変化率（ｃｏｓα３－ｃｏｓα１）／（α３－α１）を式（３０）によりＭＲセンサ１０－１，１０－２のそれぞれについて算出する。また、判定部１１７ｂは、平均電圧ａｖｅＶ２α１α２，ａｖｅＶ２α２α３と、磁界の角度｜α２＋α１｜／２，｜α３＋α２｜／２とに基づいて、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ２の平均変化率（ｓｉｎα３－ｓｉｎα１）／（α３－α１）を式（３１）によりＭＲセンサ１０－１，１０－２のそれぞれについて算出する。ＭＲセンサ１０－１については、式（３０）、式（３１）の振幅Ｖｍ１をＶｍ１１に置き替えるようにすればよい。ＭＲセンサ１０－２については、式（２４）、式（２５）の振幅Ｖｍ１をＶｍ１２に置き替えるようにすればよい。
【0170】
そして、判定部１１７ｂは、ＭＲセンサ１０－１について式（３２）が成立するときに、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１１，Ｖ２１の平均変化率が所定の条件を満たし、ＭＲセンサ１０－１によって正確な角度算出が可能なタイミングと判定する。また、判定部１１７ｂは、ＭＲセンサ１０－２について式（３２）が成立するときに、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１２，Ｖ２２の平均変化率が所定の条件を満たし、ＭＲセンサ１０－２によって正確な角度算出が可能なタイミングと判定する。
【0171】
初期設定部１１５ｂは、判定部１１７ｂからＭＲセンサ１０－１によって角度算出可能という判定結果が得られたときに（図２８ステップＳ４０６においてＹＥＳ）、このときのＭＲセンサ１０－１のブリッジ回路１００，１０１の出力電圧と磁界の角度とを記憶部１１３に記憶させる（図２８ステップＳ４０７）。また、初期設定部１１５ｂは、判定部１１７ｂからＭＲセンサ１０－２によって角度算出可能という判定結果が得られたときに（ステップＳ４０６においてＹＥＳ）、このときのＭＲセンサ１０－２のブリッジ回路１００，１０１の出力電圧と磁界の角度とを記憶部１１３に記憶させる（ステップＳ４０７）。
【0172】
初期設定部１１５ｂは、ＭＲセンサ１０－１について電圧と角度とを４組以上記憶し、かつＭＲセンサ１０－２について電圧と角度とを４組以上記憶したかどうかを判定し（図２８ステップＳ４０８）、ＭＲセンサ１０－１，１０－２のうち少なくとも一方について４組以上記憶していない場合にはステップＳ４０３に戻る。こうして、ＭＲセンサ１０－１，１０－２のそれぞれについて電圧と角度とを少なくとも４組記憶するまで、ステップＳ４０３～Ｓ４０７の処理を繰り返す。以上で、初期設定部１１５ｂの動作が終了する。
【0173】
図２９は本実施例の角度検出装置１の角度検出時の動作を説明するフローチャートである。データ処理制御部１１ｂの振幅算出部１１４ｂは、角度検出開始時にＭＲセンサ１０－１，１０－２の出力電圧Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ２１，Ｖ２２の振幅Ｖｍ１１，Ｖｍ１２，Ｖｍ２１，Ｖｍ２２を再度算出する（図２９ステップＳ５００）。このステップＳ５００の処理はステップＳ４０１と同様に実施できる。記憶部１１３に記憶されている振幅Ｖｍ１１，Ｖｍ１２，Ｖｍ２１，Ｖｍ２２の値は、ステップＳ５００の処理によって更新される。
【0174】
センサ出力測定部１１１－１は、ＭＲセンサ１０－１のブリッジ回路１００の出力電圧Ｖ１１を測定し、センサ出力測定部１１２－１は、ＭＲセンサ１０－１のブリッジ回路１０１の出力電圧Ｖ２１を測定する。センサ出力測定部１１１－２は、ＭＲセンサ１０－２のブリッジ回路１００の出力電圧Ｖ１２を測定し、センサ出力測定部１１２－２は、ＭＲセンサ１０－２のブリッジ回路１０１の出力電圧Ｖ２２を測定する（図２９ステップＳ５０１）。
【0175】
データ処理制御部１１ｂの判定部１１６ｂは、ステップＳ５０１で測定されたＶ１１，Ｖ２１を振幅で除算した値が所定の幾何学的関係を満たすかどうかを判定することにより、ＭＲセンサ１０－１によって正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定する（図２９ステップＳ５０２）。また、判定部１１６ｂは、ステップＳ５０１で測定されたＶ１２，Ｖ２２を振幅で除算した値が所定の幾何学的関係を満たすかどうかを判定することにより、ＭＲセンサ１０－２によって正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定する（ステップＳ５０２）。
【0176】
具体的には、判定部１１６ｂは、まずステップＳ５０１で測定された出力電圧Ｖ１１＝Ｖ１Ｅ１を、記憶部１１３に記憶されている出力電圧Ｖ１１の振幅Ｖｍ１１で除算する。振幅Ｖｍ１１で除算した値をＶ１Ｅ１’（＝Ｖ１Ｅ１／Ｖｍ１１）とする。同様に、判定部１１６ｂは、ステップＳ５０１で測定された出力電圧Ｖ２１＝Ｖ２Ｅ１を、記憶部１１３に記憶されている出力電圧Ｖ２１の振幅Ｖｍ２１で除算する。振幅Ｖｍ２１で除算した値をＶ２Ｅ１’（＝Ｖ２Ｅ１／Ｖｍ２１）とする。また、判定部１１６ｂは、ステップＳ５０１で測定された出力電圧Ｖ１２＝Ｖ１Ｅ２を、記憶部１１３に記憶されている出力電圧Ｖ１２の振幅Ｖｍ１２で除算する。振幅Ｖｍ１２で除算した値をＶ１Ｅ２’（＝Ｖ１Ｅ２／Ｖｍ１２）とする。同様に、判定部１１６ｂは、ステップＳ５０１で測定された出力電圧Ｖ２２＝Ｖ２Ｅ２を、記憶部１１３に記憶されている出力電圧Ｖ２２の振幅Ｖｍ２２で除算する。振幅Ｖｍ２２で除算した値をＶ２Ｅ２’（＝Ｖ２Ｅ２／Ｖｍ２２）とする。
【0177】
ここで、ＭＲセンサ１０－１について記憶部１１３に記憶されている、点ＰＡ１における出力電圧をＶ１Ａ１，Ｖ２Ａ１、点ＰＢ１における出力電圧をＶ１Ｂ１，Ｖ２Ｂ１、点ＰＣ１における出力電圧をＶ１Ｃ１，Ｖ２Ｃ１、点ＰＤ１における出力電圧をＶ１Ｄ１，Ｖ２Ｄ１とする。出力電圧Ｖ１Ａ１，Ｖ１Ｂ１，Ｖ１Ｃ１，Ｖ１Ｄ１を振幅Ｖｍ１１で除算した値をＶ１Ａ１’（＝Ｖ１Ａ１／Ｖｍ１１），Ｖ１Ｂ１’（＝Ｖ１Ｂ１／Ｖｍ１１），Ｖ１Ｃ１’（＝Ｖ１Ｃ１／Ｖｍ１１），Ｖ１Ｄ１’（＝Ｖ１Ｄ１／Ｖｍ１１）とする。同様に、出力電圧Ｖ２Ａ１，Ｖ２Ｂ１，Ｖ２Ｃ１，Ｖ２Ｄ１を振幅Ｖｍ２１で除算した値をＶ２Ａ１’（＝Ｖ２Ａ１／Ｖｍ２１），Ｖ２Ｂ１’（＝Ｖ２Ｂ１／Ｖｍ２１），Ｖ２Ｃ１’（＝Ｖ２Ｃ１／Ｖｍ２１），Ｖ２Ｄ１’（＝Ｖ２Ｄ１／Ｖｍ２１）とする。
【0178】
また、ＭＲセンサ１０－２について記憶部１１３に記憶されている、点ＰＡ２における出力電圧をＶ１Ａ２，Ｖ２Ａ２、点ＰＢ２における出力電圧をＶ１Ｂ２，Ｖ２Ｂ２、点ＰＣ２における出力電圧をＶ１Ｃ２，Ｖ２Ｃ２、点ＰＤ２における出力電圧をＶ１Ｄ２，Ｖ２Ｄ２とする。出力電圧Ｖ１Ａ２，Ｖ１Ｂ２，Ｖ１Ｃ２，Ｖ１Ｄ２を振幅Ｖｍ１２で除算した値をＶ１Ａ２’（＝Ｖ１Ａ２／Ｖｍ１２），Ｖ１Ｂ２’（＝Ｖ１Ｂ２／Ｖｍ１２），Ｖ１Ｃ２’（＝Ｖ１Ｃ２／Ｖｍ１２），Ｖ１Ｄ２’（＝Ｖ１Ｄ２／Ｖｍ１２）とする。同様に、出力電圧Ｖ２Ａ２，Ｖ２Ｂ２，Ｖ２Ｃ２，Ｖ２Ｄ２を振幅Ｖｍ２２で除算した値をＶ２Ａ２’（＝Ｖ２Ａ２／Ｖｍ２２），Ｖ２Ｂ２’（＝Ｖ２Ｂ２／Ｖｍ２２），Ｖ２Ｃ２’（＝Ｖ２Ｃ２／Ｖｍ２２），Ｖ２Ｄ２’（＝Ｖ２Ｄ２／Ｖｍ２２）とする。
【0179】
出力電圧Ｖ１１を振幅Ｖｍ１１で除算した値Ｖ１１’＝Ｖ１１／Ｖｍ１１をｘ軸（横軸）にとり、出力電圧Ｖ２１を振幅Ｖｍ２１で除算した値Ｖ２１’＝Ｖ２１／Ｖｍ２１をｙ軸（縦軸）にとったｘｙ平面上に、電圧（Ｖ１Ａ１’，Ｖ２Ａ１’），（Ｖ１Ｂ１’，Ｖ２Ｂ１’），（Ｖ１Ｃ１’，Ｖ２Ｃ１’），（Ｖ１Ｄ１’，Ｖ２Ｄ１’）をプロットすると、図１１と同じ円２００上の点となる。同様に、出力電圧Ｖ１２を振幅Ｖｍ１２で除算した値Ｖ１２’＝Ｖ１２／Ｖｍ１２をｘ軸にとり、出力電圧Ｖ２２を振幅Ｖｍ２２で除算した値Ｖ２２’＝Ｖ２２／Ｖｍ２２をｙ軸にとったｘｙ平面上に、電圧（Ｖ１Ａ２’，Ｖ２Ａ２’），（Ｖ１Ｂ２’，Ｖ２Ｂ２’），（Ｖ１Ｃ２’，Ｖ２Ｃ２’），（Ｖ１Ｄ２’，Ｖ２Ｄ２’）をプロットすると、図１１と同じ円２００上の点となる。
【0180】
判定部１１６ｂは、予め定められた選択ルールに従って、点（Ｖ１Ａ１’，Ｖ２Ａ１’），（Ｖ１Ｂ１’，Ｖ２Ｂ１’），（Ｖ１Ｃ１’，Ｖ２Ｃ１’），（Ｖ１Ｄ１’，Ｖ２Ｄ１’）のうち、点（Ｖ１Ｅ１’，Ｖ２Ｅ１’）と異なる任意の３点を選択する。また、判定部１１６ｂは、予め定められた選択ルールに従って、点（Ｖ１Ａ２’，Ｖ２Ａ２’），（Ｖ１Ｂ２’，Ｖ２Ｂ２’），（Ｖ１Ｃ２’，Ｖ２Ｃ２’），（Ｖ１Ｄ２’，Ｖ２Ｄ２’）のうち、点（Ｖ１Ｅ２’，Ｖ２Ｅ２’）と異なる任意の３点を選択する。本実施例では、点（Ｖ１Ａ１’，Ｖ２Ａ１’），（Ｖ１Ｂ１’，Ｖ２Ｂ１’），（Ｖ１Ｄ１’，Ｖ２Ｄ１’）、（Ｖ１Ａ２’，Ｖ２Ａ２’），（Ｖ１Ｂ２’，Ｖ２Ｂ２’），（Ｖ１Ｄ２’，Ｖ２Ｄ２’）を選択したとする。
【0181】
判定部１１６ｂは、ＭＲセンサ１０－１について式（３７）が成立するときに電圧Ｖ１Ｅ１’，Ｖ２Ｅ１’が所定の幾何学的関係を満たし、ＭＲセンサ１０－１によって正確な角度算出が可能なタイミングと判定する。また、判定部１１６ｂは、ＭＲセンサ１０－２について式（３７）が成立するときに電圧Ｖ１Ｅ２’，Ｖ２Ｅ２’が所定の幾何学的関係を満たし、ＭＲセンサ１０－２によって正確な角度算出が可能なタイミングと判定する。
【0182】
ＭＲセンサ１０－１については、点（Ｖ１Ａ１’，Ｖ２Ａ１’）と点（Ｖ１Ｂ１’，Ｖ２Ｂ１’）を結ぶ辺の長さを式（３７）のＡＢ、点（Ｖ１Ｂ１’，Ｖ２Ｂ１’）と点（Ｖ１Ｄ１’，Ｖ２Ｄ１’）を結ぶ辺の長さをＢＤ、点（Ｖ１Ｄ１’，Ｖ２Ｄ１’）と点（Ｖ１Ａ１’，Ｖ２Ａ１’）を結ぶ辺の長さをＤＡ、点（Ｖ１Ａ１’，Ｖ２Ａ１’）と点（Ｖ１Ｅ１’，Ｖ２Ｅ１’）を結ぶ辺の長さをＡＥ、点（Ｖ１Ｅ１’，Ｖ２Ｅ１’）と点（Ｖ１Ｄ１’，Ｖ２Ｄ１’）を結ぶ辺の長さをＥＤとすればよい。ＭＲセンサ１０－２については、点（Ｖ１Ａ２’，Ｖ２Ａ２’）と点（Ｖ１Ｂ２’，Ｖ２Ｂ２’）を結ぶ辺の長さを式（３７）のＡＢ、点（Ｖ１Ｂ２’，Ｖ２Ｂ２’）と点（Ｖ１Ｄ２’，Ｖ２Ｄ２’）を結ぶ辺の長さをＢＤ、点（Ｖ１Ｄ２’，Ｖ２Ｄ２’）と点（Ｖ１Ａ２’，Ｖ２Ａ２’）を結ぶ辺の長さをＤＡ、点（Ｖ１Ａ２’，Ｖ２Ａ２’）と点（Ｖ１Ｅ２’，Ｖ２Ｅ２’）を結ぶ辺の長さをＡＥ、点（Ｖ１Ｅ２’，Ｖ２Ｅ２’）と点（Ｖ１Ｄ２’，Ｖ２Ｄ２’）を結ぶ辺の長さをＥＤとすればよい。
【0183】
一方、データ処理制御部１１ｂの判定部１１７ｂは、ステップＳ５０１で測定された出力電圧Ｖ１Ｅ１，Ｖ２Ｅ１の平均変化率が所定の条件を満たすかどうかを判定することにより、ＭＲセンサ１０－１によって正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定する。また、データ処理制御部１１ｂの判定部１１７ｂは、ステップＳ５０１で測定された出力電圧Ｖ１Ｅ２，Ｖ２Ｅ２の平均変化率が所定の条件を満たすかどうかを判定することにより、ＭＲセンサ１０－２によって正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定する。
【0184】
角度検出時において、角度算出部１１８ｂは、ＭＲセンサ１０－１について記憶部１１３に記憶されている、点ＰＡ１における出力電圧Ｖ１Ａ１，Ｖ２Ａ１と点ＰＡ１における磁界の角度αＡ１、点ＰＢ１における出力電圧Ｖ１Ｂ１，Ｖ２Ｂ１と点ＰＢ１における磁界の角度αＢ１、点ＰＣ１における出力電圧Ｖ１Ｃ１，Ｖ２Ｃ１と点ＰＣ１における磁界の角度αＣ１、点ＰＤ１における出力電圧Ｖ１Ｄ１，Ｖ２Ｄ１と点ＰＤ１における磁界の角度αＤ１のうち任意の１組の電圧と角度を予め定められた選択ルールに従って選択する。ここでは、Ｖ１Ｅ１，Ｖ２Ｅ１と異なる電圧の組を選択すればよく、適当な選択ルールを設定しておけばよい。角度算出部１１８ｂは、選択した電圧と角度の組と、ステップＳ５０１で測定された出力電圧Ｖ１Ｅ１，Ｖ２Ｅ１とに基づいて、出力電圧Ｖ１Ｅ１，Ｖ２Ｅ１が得られたときの磁界の角度αＥ１を算出する（図２９ステップＳ５０３）。
【0185】
また、角度算出部１１８ｂは、ＭＲセンサ１０－２について記憶部１１３に記憶されている、点ＰＡ２における出力電圧Ｖ１Ａ２，Ｖ２Ａ２と点ＰＡ２における磁界の角度αＡ２、点ＰＢ２における出力電圧Ｖ１Ｂ２，Ｖ２Ｂ２と点ＰＢ２における磁界の角度αＢ２、点ＰＣ２における出力電圧Ｖ１Ｃ２，Ｖ２Ｃ２と点ＰＣ２における磁界の角度αＣ２、点ＰＤ２における出力電圧Ｖ１Ｄ２，Ｖ２Ｄ２と点ＰＤ２における磁界の角度αＤ２のうち任意の１組の電圧と角度を予め定められた選択ルールに従って選択する。ここでは、Ｖ１Ｅ２，Ｖ２Ｅ２と異なる電圧の組を選択すればよく、適当な選択ルールを設定しておけばよい。角度算出部１１８ｂは、選択した電圧と角度の組と、ステップＳ５０１で測定された出力電圧Ｖ１Ｅ２，Ｖ２Ｅ２とに基づいて、出力電圧Ｖ１Ｅ２，Ｖ２Ｅ２が得られたときの磁界の角度αＥ２を算出する（ステップＳ５０３）。
【0186】
本実施例では、点ＰＡ１における出力電圧Ｖ１Ａ１，Ｖ２Ａ１と点ＰＡ１における磁界の角度αＡ１を選択し、点ＰＡ２における出力電圧Ｖ１Ａ２，Ｖ２Ａ２と点ＰＡ２における磁界の角度αＡ２を選択したとする。角度算出部１１８ｂは、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＡＭＲ素子が使用されている場合、ＭＲセンサ１０－１について出力電圧Ｖ１Ｅ１，Ｖ２Ｅ１が得られたときの磁界発生部１２の軌道上の点ＰＥ１と点ＰＡ１との中間点における磁界の角度αＡＥ１＝｜αＥ１＋αＡ１｜／２を式（３８）により算出する。また、角度算出部１１８ｂは、ＭＲセンサ１０－２について出力電圧Ｖ１Ｅ２，Ｖ２Ｅ２が得られたときの磁界発生部１２の軌道上の点ＰＥ２と点ＰＡ２との中間点における磁界の角度αＡＥ２＝｜αＥ２＋αＡ２｜／２を式（３８）により算出する。
【0187】
また、角度算出部１１８ｂは、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子が使用されている場合、ＭＲセンサ１０－１について出力電圧Ｖ１Ｅ１，Ｖ２Ｅ１が得られたときの磁界発生部１２の軌道上の点ＰＥ１と点ＰＡ１との中間点における磁界の角度αＡＥ１＝｜αＥ１＋αＡ１｜／２を式（３９）により算出する。また、角度算出部１１８ｂは、ＭＲセンサ１０－２について出力電圧Ｖ１Ｅ２，Ｖ２Ｅ２が得られたときの磁界発生部１２の軌道上の点ＰＥ２と点ＰＡ２との中間点における磁界の角度αＡＥ２＝｜αＥ２＋αＡ２｜／２を式（３９）により算出する。
【0188】
ＭＲセンサ１０－１については、式（３８）、式（３９）のＶｍ２，Ｖｍ１，Ｖ１Ｅ，Ｖ１Ａ，Ｖ２Ｅ，Ｖ２Ａを、それぞれＶｍ２１，Ｖｍ１１，Ｖ１Ｅ１，Ｖ１Ａ１，Ｖ２Ｅ１，Ｖ２Ａ１に置き替えるようにすればよい。ＭＲセンサ１０－２については、式（３８）、式（３９）のＶｍ２，Ｖｍ１，Ｖ１Ｅ，Ｖ１Ａ，Ｖ２Ｅ，Ｖ２Ａを、それぞれＶｍ２２，Ｖｍ１２，Ｖ１Ｅ２，Ｖ１Ａ２，Ｖ２Ｅ２，Ｖ２Ａ２に置き替えるようにすればよい。
【0189】
角度算出部１１８ｂは、ＭＲセンサ１０－１について磁界の角度αＥ＝αＥ１を式（４０）により算出し、ＭＲセンサ１０－２について磁界の角度αＥ＝αＥ２を式（４０）により算出する（ステップＳ５０３）。ＭＲセンサ１０－１については、式（４０）のαＡＥ，αＡを、それぞれαＡＥ１，αＡ１に置き替えるようにすればよい。ＭＲセンサ１０－１については、式（４０）のαＡＥ，αＡを、それぞれαＡＥ２，αＡ２に置き替えるようにすればよい。
【0190】
また、ＭＲセンサ１０－１についてステップＳ５０１で測定された最新の出力電圧Ｖ１１＝Ｖ１Ｅ１，Ｖ２１＝Ｖ２Ｅ１よりも１回前に測定された出力電圧をＶ１１＝Ｖ１Ｅ－１１，Ｖ２１＝Ｖ２Ｅ－１１とし、２回前に測定された出力電圧をＶ１１＝Ｖ１Ｅ－２１，Ｖ２＝Ｖ２Ｅ－２１とする。また、ＭＲセンサ１０－２についてステップＳ５０１で測定された最新の出力電圧Ｖ１２＝Ｖ１Ｅ２，Ｖ２２＝Ｖ２Ｅ２よりも１回前に測定された出力電圧をＶ１２＝Ｖ１Ｅ－１２，Ｖ２２＝Ｖ２Ｅ－１２とし、２回前に測定された出力電圧をＶ１２＝Ｖ１Ｅ－２２，Ｖ２＝Ｖ２Ｅ－２２とする。
【0191】
角度算出部１１８ｂは、ＭＲセンサ１０－１について２回前に出力電圧Ｖ１１＝Ｖ１Ｅ－２１，Ｖ２１＝Ｖ２Ｅ－２１が測定されたときの磁界の角度αＥ－２１と１回前に出力電圧Ｖ１１＝Ｖ１Ｅ－１１，Ｖ２１＝Ｖ２Ｅ－１１が測定されたときの磁界の角度αＥ－１１との中間の角度｜αＥ－２１＋αＥ－１１｜／２を算出する（ステップＳ５０３）。また、角度算出部１１８ｂは、ＭＲセンサ１０－２について２回前に出力電圧Ｖ１２＝Ｖ１Ｅ－２２，Ｖ２２＝Ｖ２Ｅ－２２が測定されたときの磁界の角度αＥ－２２と１回前に出力電圧Ｖ１２＝Ｖ１Ｅ－１２，Ｖ２２＝Ｖ２Ｅ－１２が測定されたときの磁界の角度αＥ－１２との中間の角度｜αＥ－２２＋αＥ－１２｜／２を算出する（ステップＳ５０３）。
【0192】
角度算出部１１８ｂは、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＡＭＲ素子が使用されている場合、式（４１）により角度｜αＥ－２１＋αＥ－１１｜／２，｜αＥ－２２＋αＥ－１２｜／２を算出する。また、角度算出部１１８ｂは、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子が使用されている場合、式（４２）により角度｜αＥ－２１＋αＥ－１１｜／２，｜αＥ－２２＋αＥ－１２｜／２を算出する。
【0193】
ＭＲセンサ１０－１については、式（４１）、式（４２）のＶｍ２，Ｖｍ１，Ｖ１Ｅ－１，Ｖ１Ｅ－２，Ｖ２Ｅ－１，Ｖ２Ｅ－２を、それぞれＶｍ２１，Ｖｍ１１，Ｖ１Ｅ－１１，Ｖ１Ｅ－２１，Ｖ２Ｅ－１１，Ｖ２Ｅ－２１に置き替えるようにすればよい。ＭＲセンサ１０－２については、式（４１）、式（４２）のＶｍ２，Ｖｍ１，Ｖ１Ｅ－１，Ｖ１Ｅ－２，Ｖ２Ｅ－１，Ｖ２Ｅ－２を、それぞれＶｍ２２，Ｖｍ１２，Ｖ１Ｅ－１２，Ｖ１Ｅ－２２，Ｖ２Ｅ－１２，Ｖ２Ｅ－２２に置き替えるようにすればよい。
【0194】
また、角度算出部１１８ｂは、ＭＲセンサ１０－１について１回前に出力電圧Ｖ１１＝Ｖ１Ｅ－１１，Ｖ２１＝Ｖ２Ｅ－１１が測定されたときの磁界の角度αＥ－１１と出力電圧Ｖ１１＝Ｖ１Ｅ１，Ｖ２１＝Ｖ２Ｅ１が測定されたときの磁界の角度αＥ１との中間の角度｜αＥ－１１＋αＥ１｜／２を算出する（ステップＳ５０３）。また、角度算出部１１８ｂは、ＭＲセンサ１０－２について１回前に出力電圧Ｖ１２＝Ｖ１Ｅ－１２，Ｖ２２＝Ｖ２Ｅ－１２が測定されたときの磁界の角度αＥ－１２と出力電圧Ｖ１２＝Ｖ１Ｅ２，Ｖ２２＝Ｖ２Ｅ２が測定されたときの磁界の角度αＥ２との中間の角度｜αＥ－１２＋αＥ２｜／２を算出する（ステップＳ５０３）。
【0195】
角度算出部１１８ｂは、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＡＭＲ素子が使用されている場合、式（４３）により角度｜αＥ－１１＋αＥ１｜／２，｜αＥ－１２＋αＥ２｜／２を算出する。また、角度算出部１１８ｂは、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子が使用されている場合、式（４４）により角度｜αＥ－１１＋αＥ１｜／２，｜αＥ－１２＋αＥ２｜／２を算出する。
【0196】
ＭＲセンサ１０－１については、式（４３）、式（４４）のＶｍ２，Ｖｍ１，Ｖ１Ｅ，Ｖ１Ｅ－１，Ｖ２Ｅ，Ｖ２Ｅ－１を、それぞれＶｍ２１，Ｖｍ１１，Ｖ１Ｅ１，Ｖ１Ｅ－１１，Ｖ２Ｅ１，Ｖ２Ｅ－１１に置き替えるようにすればよい。ＭＲセンサ１０－２については、式（４３）、式（４４）のＶｍ２，Ｖｍ１，Ｖ１Ｅ，Ｖ１Ｅ－１，Ｖ２Ｅ，Ｖ２Ｅ－１を、それぞれＶｍ２２，Ｖｍ１２，Ｖ１Ｅ２，Ｖ１Ｅ－１２，Ｖ２Ｅ２，Ｖ２Ｅ－１２に置き替えるようにすればよい。
【0197】
判定部１１７ｂは、ステップＳ５０１で測定された出力電圧Ｖ１１＝Ｖ１Ｅ１，Ｖ２１＝Ｖ２Ｅ１の平均変化率が所定の条件を満たすかどうかを判定することにより、ＭＲセンサ１０－１によって正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定する（図２９ステップＳ５０４）。また、判定部１１７ｂは、ステップＳ５０１で測定された出力電圧Ｖ１２＝Ｖ１Ｅ２，Ｖ２２＝Ｖ２Ｅ２の平均変化率が所定の条件を満たすかどうかを判定することにより、ＭＲセンサ１０－２によって正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定する（ステップＳ５０４）。
【0198】
具体的には、ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＡＭＲ素子が使用されている場合、判定部１１７ｂは、２回前に測定された出力電圧Ｖ１＝Ｖ１Ｅ－２と１回前に測定された出力電圧Ｖ１＝Ｖ１Ｅ－１との平均電圧ａｖｅＶ１Ｅ－２Ｅ－１を式（４５）によりＭＲセンサ１０－１，１０－２のそれぞれについて算出する。また、判定部１１７ｂは、１回前に測定された出力電圧Ｖ１＝Ｖ１Ｅ－１とステップＳ５０１で測定された最新の出力電圧Ｖ１＝Ｖ１Ｅとの平均電圧ａｖｅＶ１Ｅ－１Ｅを式（４６）によりＭＲセンサ１０－１，１０－２のそれぞれについて算出する。また、判定部１１７ｂは、２回前に測定された出力電圧Ｖ２＝Ｖ２Ｅ－２と１回前に測定された出力電圧Ｖ２＝Ｖ２Ｅ－１との平均電圧ａｖｅＶ２Ｅ－２Ｅ－１を式（４７）によりＭＲセンサ１０－１，１０－２のそれぞれについて算出する。また、判定部１１７ｂは、１回前に測定された出力電圧Ｖ２＝Ｖ２Ｅ－１とステップＳ５０１で測定された最新の出力電圧Ｖ２＝Ｖ２Ｅとの平均電圧ａｖｅＶ２Ｅ－１Ｅを式（４８）によりＭＲセンサ１０－１，１０－２のそれぞれについて算出する。
【0199】
ＭＲセンサ１０－１については、式（４５）～式（４８）のＶ１Ｅ－２，Ｖ１Ｅ－１，Ｖ１Ｅ，Ｖ２Ｅ－２，Ｖ２Ｅ－１，Ｖ２Ｅを、それぞれＶ１Ｅ－２１，Ｖ１Ｅ－１１，Ｖ１Ｅ１，Ｖ２Ｅ－２１，Ｖ２Ｅ－１１，Ｖ２Ｅ１に置き替えるようにすればよい。ＭＲセンサ１０－２については、式（４５）～式（４８）のＶ１Ｅ－２，Ｖ１Ｅ－１，Ｖ１Ｅ，Ｖ２Ｅ－２，Ｖ２Ｅ－１，Ｖ２Ｅを、それぞれＶ１Ｅ－２２，Ｖ１Ｅ－１２，Ｖ１Ｅ２，Ｖ２Ｅ－２２，Ｖ２Ｅ－１２，Ｖ２Ｅ２に置き替えるようにすればよい。
【0200】
続いて、判定部１１７ｂは、平均電圧ａｖｅＶ１Ｅ－２Ｅ－１，ａｖｅＶ１Ｅ－１Ｅと、角度算出部１１８ｂによって算出された磁界の角度｜αＥ－２＋αＥ－１｜／２，｜αＥ－１＋αＥ｜／２と、記憶部１１３に記憶されている振幅Ｖｍ１とに基づいて、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１の平均変化率（ｃｏｓ２αＥ－ｃｏｓ２αＥ－２）／（αＥ－αＥ－２）を式（４９）によりＭＲセンサ１０－１，１０－２のそれぞれについて算出する。また、判定部１１７ｂは、平均電圧ａｖｅＶ２Ｅ－２Ｅ－１，ａｖｅＶ２Ｅ－１Ｅと、磁界の角度｜αＥ－２＋αＥ－１｜／２，｜αＥ－１＋αＥ｜／２と、記憶部１１３に記憶されている振幅Ｖｍ２とに基づいて、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ２の平均変化率（ｓｉｎ２αＥ－ｓｉｎ２αＥ－２）／（αＥ－αＥ－２）を式（５０）によりＭＲセンサ１０－１，１０－２のそれぞれについて算出する。
【0201】
ＭＲセンサ１０－１については、式（４９）、式（５０）の（αＥ－１＋αＥ）／２，（αＥ－２＋αＥ－１）／２，Ｖｍ１，Ｖｍ２を、それぞれ（αＥ－１１＋αＥ１）／２，（αＥ－２１＋αＥ－１１）／２，Ｖｍ１１，Ｖｍ２１に置き替えるようにすればよい。ＭＲセンサ１０－１については、式（４９）、式（５０）の（αＥ－１＋αＥ）／２，（αＥ－２＋αＥ－１）／２，Ｖｍ１，Ｖｍ２を、それぞれ（αＥ－１２＋αＥ２）／２，（αＥ－２２＋αＥ－１２）／２，Ｖｍ１２，Ｖｍ２２に置き替えるようにすればよい。
【0202】
そして、判定部１１７ｂは、ＭＲセンサ１０－１について式（５１）が成立するときに、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１１，Ｖ２１の平均変化率が所定の条件を満たし、ＭＲセンサ１０－１によって正確な角度算出が可能なタイミングと判定する。また、判定部１１７ｂは、ＭＲセンサ１０－２について式（５１）が成立するときに、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１２，Ｖ２２の平均変化率が所定の条件を満たし、ＭＲセンサ１０－２によって正確な角度算出が可能なタイミングと判定する。
【0203】
ＭＲ素子Ｒ１～Ｒ８としてＧＭＲ素子またはＴＭＲ素子が使用されている場合、判定部１１７ｂは、ＡＭＲ素子の場合と同様に、平均電圧ａｖｅＶ１Ｅ－２Ｅ－１，ａｖｅＶ１Ｅ－１Ｅ，ａｖｅＶ２Ｅ－２Ｅ－１，ａｖｅＶ２Ｅ－１ＥをＭＲセンサ１０－１，１０－２のそれぞれについて算出する。続いて、判定部１１７ｂは、平均電圧ａｖｅＶ１Ｅ－２Ｅ－１，ａｖｅＶ１Ｅ－１Ｅと、磁界の角度｜αＥ－２＋αＥ－１｜／２，｜αＥ－１＋αＥ｜／２と、振幅Ｖｍ１とに基づいて、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１の平均変化率（ｃｏｓαＥ－ｃｏｓαＥ－２）／（αＥ－αＥ－２）を式（５２）によりＭＲセンサ１０－１，１０－２のそれぞれについて算出する。また、判定部１１７ｂは、平均電圧ａｖｅＶ２Ｅ－２Ｅ－１，ａｖｅＶ２Ｅ－１Ｅと、磁界の角度｜αＥ－２＋αＥ－１｜／２，｜αＥ－１＋αＥ｜／２と、振幅Ｖｍ２とに基づいて、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ２の平均変化率（ｓｉｎαＥ－ｓｉｎαＥ－２）／（αＥ－αＥ－２）を式（５３）によりＭＲセンサ１０－１，１０－２のそれぞれについて算出する。
【0204】
ＭＲセンサ１０－１については、式（５２）、式（５３）の（αＥ－１＋αＥ）／２，（αＥ－２＋αＥ－１）／２，Ｖｍ１，Ｖｍ２を、それぞれ（αＥ－１１＋αＥ１）／２，（αＥ－２１＋αＥ－１１）／２，Ｖｍ１１，Ｖｍ２１に置き替えるようにすればよい。ＭＲセンサ１０－１については、式（５２）、式（５３）の（αＥ－１＋αＥ）／２，（αＥ－２＋αＥ－１）／２，Ｖｍ１，Ｖｍ２を、それぞれ（αＥ－１２＋αＥ２）／２，（αＥ－２２＋αＥ－１２）／２，Ｖｍ１２，Ｖｍ２２に置き替えるようにすればよい。
【0205】
そして、判定部１１７ｂは、ＭＲセンサ１０－１について式（５４）が成立するときに、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１１，Ｖ２１の平均変化率が所定の条件を満たし、ＭＲセンサ１０－１によって正確な角度算出が可能なタイミングと判定する。また、判定部１１７ｂは、ＭＲセンサ１０－２について式（５４）が成立するときに、磁界の角度変化における出力電圧Ｖ１２，Ｖ２２の平均変化率が所定の条件を満たし、ＭＲセンサ１０－２によって正確な角度算出が可能なタイミングと判定する。
【0206】
角度算出部１１８ｂは、判定部１１６ｂ，１１７ｂから得られた結果に基づいてＭＲセンサ１０－１，１０－２のそれぞれについて正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定する（図２９ステップＳ５０５）。本実施例においても、判定部１１６ｂから得られた結果のみで、正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定することが可能である。
【0207】
角度算出部１１８ｂは、ＭＲセンサ１０－１，１０－２の両方共に正確な角度算出が可能という判定結果が判定部１１６ｂから得られたときに（ステップＳ５０５においてＹＥＳ）、ＭＲセンサ１０－１，１０－２のそれぞれについてステップＳ５０３で算出した角度αＥを磁界の角度αの正確な値として採用する（図２９ステップＳ５０６）。
【0208】
また、角度算出部１１８ｂは、ＭＲセンサ１０－１，１０－２のうちどちらか一方のみについて正確な角度算出が可能という判定結果が判定部１１６ｂから得られたときに（図２９ステップＳ５０７においてＹＥＳ）、ステップＳ５０３で算出した角度αＥのうち正確な角度算出が可能と判定されたＭＲセンサによって得られた角度αＥを磁界の角度αの正確な値として採用する（図２９ステップＳ５０８）。
ＭＲセンサ１０－１，１０－２の両方共に正確な角度算出が不可能という判定結果が判定部１１６ｂから得られたときには磁界の角度αが不定となる。
ＭＲセンサ１０－１，１０－２の両方共に正確な角度算出が不可能という判定結果が判定部１１６ｂから得られたときには磁界の角度αが不定となる。
【0209】
制御信号生成部１１９は、上位装置４から与えられた角度設定値と角度算出部１１８ｂによって算出された角度αとの偏差を算出して、偏差がゼロになるように制御信号を生成する（図２９ステップＳ５０９）。この制御信号を、磁界発生部１２が取り付けられた物体の駆動装置に供給することにより、物体の位置を制御することができる。
【0210】
以上のステップＳ５０１～Ｓ５０９の処理が、例えばオペレータの指示によって角度検出装置１ｂの動作が終了するまで（図２９ステップＳ５１０においてＹＥＳ）、繰り返し実施される。
【0211】
以上のように、本実施例では、複数のＭＲセンサ１０－１，１０－２を設けることにより、磁界発生部１２の位置の検知範囲を広げることができるので、例えば本実施例をポジショナに適用する場合に、バルブステムの動きにおける直線的な領域を拡大したときにおいてもバルブ開度を検知することができる。また、本実施例では、測定精度を向上させることができる。
【0212】
なお、上記の例では、判定部１１６ｂから得られた結果のみで、正確な角度算出が可能なタイミングかどうかを判定しているが、判定部１１６ｂ，１１７ｂの両方の判定結果を用いる方が好適な場合もある。具体的には、磁界発生部１２がＭＲセンサ１０－１，１０－２のどちらか一方または両方の角度検出可能範囲内で停止しているタイミングのみを検出したい場合には、判定部１１６ｂ，１１７ｂの両方の判定結果を使用する。
【0213】
この場合、角度算出部１１８ｂは、ＭＲセンサ１０－１，１０－２の両方共に角度算出が可能という判定結果が判定部１１６ｂから得られ、ＭＲセンサ１０－１，１０－２の両方共に角度算出が不可能という判定結果が判定部１１７ｂから得られたときに（ステップＳ５０５においてＹＥＳ）、ＭＲセンサ１０－１，１０－２のそれぞれについてステップＳ５０３で算出した角度αＥを磁界の角度αの正確な値として採用する（ステップＳ５０６）。また、角度算出部１１８ｂは、ＭＲセンサ１０－１，１０－２のうちどちらか一方のみについて角度算出が可能という判定結果が判定部１１６ｂから得られ、角度算出が可能という結果が得られたＭＲセンサについて角度算出が不可能という判定結果が判定部１１７ｂから得られたときに（ステップＳ５０７においてＹＥＳ）、判定部１１６ｂが角度算出が可能と判定したＭＲセンサによって得られた角度αＥを磁界の角度αの正確な値として採用すればよい（ステップＳ５０８）。
【0214】
本実施例では、ＭＲセンサ１０－１，１０－２の両方共に正確な角度算出が可能な場合、ＭＲセンサ１０－１，１０－２のそれぞれについて磁界の角度αＥが得られるが、ＭＲセンサ１０－１によって得られた角度αＥ＝αＥ１を最終的に磁界の角度αとして採用するか、ＭＲセンサ１０－２によって得られた角度αＥ＝αＥ２を最終的に磁界の角度αとして採用するか、ＭＲセンサ１０－１，１０－２の両方によって得られた角度αＥに基づいて最終的な角度αを算出するかは、適用するアプリケーションによって異なる。
【0215】
例えば測定精度を高めることを目的として、磁界発生部１２がＭＲセンサ１０－１に近いときにはＭＲセンサ１０－１によって得られた角度αＥ＝αＥ１を磁界の角度αとして採用し、磁界発生部１２がＭＲセンサ１０－２に近いときにはＭＲセンサ１０－２によって得られた角度αＥ＝αＥ２を磁界の角度αとして採用できるように、ＭＲセンサ１０－１，１０－２のそれぞれについて角度αＥの異なる範囲を予め設定しておく。角度算出部１１８ｂは、ＭＲセンサ１０－１によって得られた角度αＥ＝αＥ１がＭＲセンサ１０－１用に規定された角度範囲の場合には、ＭＲセンサ１０－１によって得られた角度αＥ＝αＥ１を最終的に磁界の角度αとして採用し、ＭＲセンサ１０－２によって得られた角度αＥ＝αＥ２がＭＲセンサ１０－２用に規定された角度範囲の場合には、ＭＲセンサ１０－２によって得られた角度αＥ＝αＥ２を最終的に磁界の角度αとして採用する。
【0216】
また、ＭＲセンサ１０－１，１０－２の両方によって得られた角度αＥに基づいて最終的な角度αを算出する場合には、所定のルールに基づいて角度αの値を算出すればよい。
【0217】
［第４の実施例］
次に、本発明の第４の実施例について説明する。図３０は本実施例に係るポジショナの構成を示すブロック図である。ポジショナ１ｃは、ＭＲセンサ１０－１，１０－２と、データ処理制御部１１ｃと、電空変換部１３と、空気圧増幅部１４とを備えている。
次に、本発明の第４の実施例について説明する。図３０は本実施例に係るポジショナの構成を示すブロック図である。ポジショナ１ｃは、ＭＲセンサ１０－１，１０－２と、データ処理制御部１１ｃと、電空変換部１３と、空気圧増幅部１４とを備えている。
【0218】
図３１は本実施例のデータ処理制御部１１ｃの構成を示すブロック図である。データ処理制御部１１ｃは、電源１１０と、センサ出力測定部１１１－１，１１１－２，１１２－１，１１２－２と、記憶部１１３と、振幅算出部１１４ｃと、初期設定部１１５ｃと、判定部１１６ｂ，１１７ｂと、角度算出部１１８ｂと、開度実測値生成部１２０ｃと、制御信号生成部１２１とを備えている。
【0219】
図３２に示すように磁界発生部１２をポジショナ１ｃのフィードバックレバー３２に取り付けると、フィードバックレバー３２の回転に伴って磁界発生部１２が鉛直面（図３２では紙面に対して垂直な面）上を移動する。そこで、磁界発生部１２の軌道に対してセンサ面（図３２の紙面と平行な面）が垂直となるようにＭＲセンサ１０－１，１０－２を設置すればよい。バルブ３のバルブステム３１の上下動に応じて磁界発生部１２が移動することにより、バルブ３の開度に応じた方向の磁界がＭＲセンサ１０－１，１０－２に印加される。
【0220】
本実施例のポジショナ１ｃの初期設定時の処理の流れは第３の実施例と同様であるので、図２８の符号を用いて説明する。ポジショナ１ｃの工場出荷時に、振幅算出部１１４ｃは、第２の実施例の振幅算出部１１４ａ、第３の実施例の振幅算出部１１４ｂと同様に、ＭＲセンサ１０－１のブリッジ回路１００，１０１の出力電圧Ｖ１１，Ｖ２１の振幅Ｖｍ１＝Ｖｍ１１，Ｖｍ２＝Ｖｍ２１を算出すると共に、ＭＲセンサ１０－２のブリッジ回路１００，１０１の出力電圧Ｖ１２，Ｖ２２の振幅Ｖｍ１＝Ｖｍ１２，Ｖｍ２＝Ｖｍ２２を算出する（図２８ステップＳ４００）。
【0221】
次に、振幅算出部１１４ｃは、ポジショナ１ｃが化学プラント等の現場のバルブ３に取り付けられた後に、例えば現場のオペレータからセットアップの実行指示があったときに、振幅算出部１１４ａ，１１４ｂと同様に、ＭＲセンサ１０－１，１０－２の出力電圧Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ２１，Ｖ２２の振幅Ｖｍ１１，Ｖｍ１２，Ｖｍ２１，Ｖｍ２２を再度算出する（図２８ステップＳ４０１）。
【0222】
次に、初期設定部１１５ｃは、ＭＲセンサ１０－１，１０－２のそれぞれについて、磁界発生部１２の軌道上の少なくとも４点についてブリッジ回路１００，１０１の出力電圧Ｖ１，Ｖ２と磁界の角度αを取得するために、磁界発生部１２（磁石）を等速で直線的に移動させる（図２８ステップＳ４０２）。このとき、可能な限りサンプリング間隔を短くすることが望ましい。ここでは、初期設定部１１５ｃは、制御信号を電空変換部１３に出力し、バルブ３の開度を変化させることで、フィードバックレバー３２に取り付けられた磁界発生部１２を移動させる。
図２８のステップＳ４０３～Ｓ４０８の処理は、第３の実施例で説明したとおりである。
図２８のステップＳ４０３～Ｓ４０８の処理は、第３の実施例で説明したとおりである。
【0223】
図３３は本実施例のポジショナ１ｃのバルブ制御時（プラント運転時）の動作を説明するフローチャートである。振幅算出部１１４ｃは、バルブ制御時にＭＲセンサ１０－１，１０－２の出力電圧Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ２１，Ｖ２２の振幅Ｖｍ１１，Ｖｍ１２，Ｖｍ２１，Ｖｍ２２を再度算出する（図３３ステップＳ６００）。このステップＳ６００の処理はステップＳ４０１と同様に実施できる。記憶部１１３に記憶されている振幅Ｖｍ１１，Ｖｍ１２，Ｖｍ２１，Ｖｍ２２の値は、ステップＳ６００の処理によって更新される。
【0224】
バルブ制御時のステップＳ６０１～Ｓ６０８の処理は、第３の実施例のステップＳ５０１～Ｓ５０８と同じである。
次に、開度実測値生成部１２０ｃは、角度算出部１１８ｂによって算出された角度αに基づいてバルブ３の現在の開度実測値ＰＶを求める（図３３ステップＳ６０９）。開度実測値ＰＶは、角度αと開度実測値ＰＶとの既知の関係に基づいて求めることができる。
次に、開度実測値生成部１２０ｃは、角度算出部１１８ｂによって算出された角度αに基づいてバルブ３の現在の開度実測値ＰＶを求める（図３３ステップＳ６０９）。開度実測値ＰＶは、角度αと開度実測値ＰＶとの既知の関係に基づいて求めることができる。
【0225】
制御信号生成部１２１は、上位装置４から与えられたバルブ３の開度設定値ＳＰと開度実測値ＰＶとの偏差を算出して、偏差がゼロになるように制御信号を生成して電空変換部１３に出力する（図３３ステップＳ６１０）。こうして、バルブ３の開度を制御することができる。
以上のステップＳ６０１～Ｓ６１０の処理が、例えばプラントの運転が停止するまで（図３３ステップＳ６１１においてＹＥＳ）、繰り返し実施される。
以上のステップＳ６０１～Ｓ６１０の処理が、例えばプラントの運転が停止するまで（図３３ステップＳ６１１においてＹＥＳ）、繰り返し実施される。
【0226】
第３の実施例で説明したとおり、ＭＲセンサ１０－１，１０－２の両方共に正確な角度算出が可能な場合、ＭＲセンサ１０－１によって得られた角度αＥ＝αＥ１を最終的に磁界の角度αとして採用するか、ＭＲセンサ１０－２によって得られた角度αＥ＝αＥ２を最終的に磁界の角度αとして採用するか、ＭＲセンサ１０－１，１０－２の両方によって得られた角度αＥに基づいて最終的な角度αを算出するかは、適用するポジショナによって異なる。
【0227】
なお、第３、第４の実施例では、ＭＲセンサの個数を２個としたが、ＭＲセンサの個数を３個以上としてもよい。
【0228】
第１～第４の実施例で説明した記憶部１１３と振幅算出部１１４，１１４ａ～１１４ｃと初期設定部１１５，１１５ａ～１１５ｃと判定部１１６，１１６ｂ，１１７，１１７ｂと角度算出部１１８，１１８ｂと制御信号生成部１１９，１２１と開度実測値生成部１２０，１２０ｃとは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置及びインターフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。このコンピュータの構成例を図３４に示す。
【0229】
コンピュータは、ＣＰＵ３００と、記憶装置３０１と、インターフェース装置（Ｉ／Ｆ）３０２とを備えている。Ｉ／Ｆ３０２には、センサ出力測定部１１１，１１１－１，１１１－２，１１２，１１２－１，１１２－２と電空変換部１３等が接続される。本発明の方法を実現させるためのプログラムは記憶装置３０１に格納される。ＣＰＵ３００は、記憶装置３０１に格納されたプログラムに従って第１～第４の実施例で説明した処理を実行する。
【産業上の利用可能性】
【0230】
本発明は、ＭＲセンサを使用する角度検出装置に適用することができる。
【符号の説明】
【0231】
１，１ｂ…角度検出装置、１ａ，１ｃ…ポジショナ、２…操作器、３…バルブ、４…上位装置、１０，１０－１，１０－２…ＭＲセンサ、１１，１１ａ～１１ｃ…データ処理制御部、１２…磁界発生部、１３…電空変換部、１４…空気圧増幅部、１００，１０１…ブリッジ回路、１１０…電源、１１１，１１１－１，１１１－２，１１２，１１２－１，１１２－２…センサ出力測定部、１１３…記憶部、１１４，１１４ａ～１１４ｃ…振幅算出部、１１５，１１５ａ～１１５ｃ…初期設定部、１１６，１１６ｂ，１１７，１１７ｂ…判定部、１１８，１１８ｂ…角度算出部、１１９，１２１…制御信号生成部、１２０，１２０ｃ…開度実測値生成部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
