CN111868480B - 位置检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种为了检测出测定对象物的移动距离而能够在大范围内检测出位置的位置检测装置。具备第一励磁线圈、参考线圈、第二励磁线圈、输出线圈以及磁响应体，第一励磁线圈与参考线圈的互感值为恒定，第二励磁线圈与输出线圈的经由磁响应体的互感值相对于磁响应体与输出线圈的相对移动距离而单调地增大或减小，参考线圈与输出线圈差动连接。通过根据参考线圈与输出线圈的输出电压的差分来进行位置检测，由此能够提供抗噪性较强、能够在大范围内进行位置检测的位置检测装置。

Description

位置检测装置

技术领域

本发明涉及位置检测装置，尤其涉及能够在大范围内检测出检测对象物的位移的位置检测装置。

背景技术

以往，作为位置检测装置，已知有差动变压器。差动变压器对一次侧线圈(励磁线圈)外加交流电压，并检测在两个二次侧线圈(检测线圈)中感应的电压的差分。在差动变压器中，根据在线圈内部直线地可动的磁性体铁芯(可动磁芯)的位置，一次侧线圈与两个二次侧线圈之间的互感值发生变化，产生在两个二次侧线圈中感应的电压差。因此，将磁性体铁芯与检测对象连结，将磁性体铁芯的位置的变化作为二次侧线圈的电压差进行检测，由此检测出检测对象的位置的变化(位移)。

但是，差动变压器能够检测出的位移的范围限定于在二次侧线圈的内部磁性体铁芯所移动的范围。因此，存在差动变压器无法检测出大范围的位移这样的问题。

因此，在专利文献1中公开了如下方法：将铁芯的形状设为截面积根据轴向的位置而逐渐变化的圆锥或锥形状，通过接近的两个检测线圈的“输出电压之比”，对大范围的位置进行检测。

另外，在专利文献2中公开了如下方法：在四棱柱的铁芯的侧面粘贴面积沿轴向发生变化的板状的磁性片，形成为励磁线圈与检测线圈的互感值根据轴向上的位置而发生变化的结构，通过接近的两个检测线圈的“输出电压的差分”对大范围的位置进行检测。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-75106号公报

专利文献2：日本特开昭63-265115号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在专利文献1的位置检测装置的情况下，由于两个检测线圈的“输出电压的差分”不依赖于轴向上的位置而为恒定，因此是根据两个检测线圈的“输出电压之比”而对位置进行检测的方式。但是，由于两个检测线圈接近，从而全部位置上的输出电压的差分均较小，因此存在检测灵敏度降低的问题。

另外，由于两个检测线圈没有差动连接，因此存在不能针对噪声获得抵消效果的问题。

在专利文献2的情况下，由于根据两个检测线圈的“输出电压的差分”而对位置进行检测，因此针对噪声、温度变化，能够获得作为差动变压器的优点的抵消效果。

但是，由于根据电压的差分而对位置进行检测，因此例如如文献1那样，若电压的差分是恒定的，则无法进行位置检测。因此，必须根据检测部位使电压的差分发生变化，存在磁性片的形状设计困难的问题。

另外，与专利文献1同样地，由于两个检测线圈接近地配置，因此两个检测线圈的“输出电压的差分”始终很小，依赖于位置的差分电压的变化量变小，因此存在检测灵敏度较低的问题。

鉴于上述问题，本发明的问题在于提供一种能够在大范围内高精度地检测出被检测物的绝对位置的利用了差动变压方式的位置检测装置。

用于解决问题的手段

本发明所涉及的位置检测装置的特征在于，

所述位置检测装置具备第一励磁线圈、参考线圈、第二励磁线圈、输出线圈以及磁响应体，

所述磁响应体和所述输出线圈能够相对地移动，

依赖于所述磁响应体相对于所述输出线圈的相对移动距离，对所述第二励磁线圈外加交流电压时的所述输出线圈的输出电压单调地增大或单调地减小，

与所述磁响应体相对于所述输出线圈的相对移动距离无关地，对所述第一励磁线圈外加交流电压时的所述参考线圈的输出电压为恒定，

所述参考线圈与所述输出线圈差动连接。

通过形成为这样的结构，依赖于磁响应体与输出线圈的相对移动距离，唯一地决定从输出线圈输出的电压，确定输出线圈的输出电压，另一方面，由于从参考线圈输出的电压与上述移动距离无关而是恒定的，因此能够将参考线圈的输出电压作为基准来利用。

由于输出线圈与参考线圈差动连接，因此能够提供通过输出线圈的输出电压与作为基准的参考线圈的输出电压之间的差分电压来抵消噪声的影响，并且能够在相对的可移动的距离的范围内能够在大范围内检测出移动距离(或绝对位置)的位置检测装置。

即，即使有电噪声从外部侵入参考线圈和输出线圈，或者由于环境温度的变化而产生电阻变化，两线圈的差动电压也会抵消上述影响。因此，本发明所涉及的位置检测装置具有抗噪性，降低了由环境温度变化引起的变动，检测出的位置的可靠性较高。

进一步地，由于作为基准的参考线圈的输出电压是恒定的，因此与专利文献1、2所公开那样的接近的输出线圈的差分电压相比，输出线圈与参考线圈的差分电压相对于距离(位置的变化)的变化量变大，因此位置检测灵敏度提高。

另外，本发明所涉及的位置检测装置的特征在于，

所述磁响应体具备电阻沿着相对于所述输出线圈的相对移动方向而单调地增大或单调地减小的导电构件。

通过形成为这样的结构，由于涡流损耗，第二励磁线圈与输出线圈的互感值依赖于上述移动距离而单调地增大或单调地减小，因此能够使输出线圈的输出电压依赖于上述移动距离而单调地减小或单调地增大，从而能够唯一地检测出上述移动距离。

本发明所涉及的位置检测装置的特征在于，

所述导电构件相对于沿着相对于所述输出线圈的相对移动方向的轴而呈旋转对称的形状，所述导电构件的截面积单调地减小或单调地增大。

通过形成为这样的结构，能够使磁响应体中的导电构件的电阻沿着磁响应体与输出线圈的相对移动方向单调地增大或单调地减小。

本发明所涉及的位置检测装置的特征在于，

所述导电构件在其侧壁面具有槽部，

所述槽部的截面积沿着相对于所述输出线圈的相对移动方向而单调地增大或单调地减小。

通过形成为这样的结构，能够容易地使磁响应体中的导电构件的电阻沿着磁响应体与输出线圈的相对移动方向单调地增大或单调地减小。使磁响应体的制造变得容易，能够降低位置检测装置的制造成本。

本发明所涉及的位置检测装置的特征在于，

所述磁响应体在所述导电构件的外部或内部具备铁磁性构件。

通过形成为这样的结构，能够降低经由磁响应体的第二励磁线圈与输出线圈的互感值的温度依赖性，能够实现进一步降低了针对环境温度的变动的位置检测装置。

本发明所涉及的位置检测装置的特征在于，

所述导电构件在特定的区域中，沿着相对于所述输出线圈的相对移动方向的电阻的变化量的绝对值比其他区域大。

通过形成为这样的结构，能够提高特定的区域的位置检测灵敏度、空间分辨率，能够仅在特定的区域进行更精密(细微)的位置检测。其结果是，能够防止不必要地使位置检测装置巨大化。

本发明所涉及的位置检测装置的特征在于，

所述磁响应体由截面积沿着相对于所述输出线圈的相对移动方向而单调地增大或单调地减小的铁磁性体构成。

通过形成为这样的结构，能够使经由磁响应体的第二励磁线圈与输出线圈的互感值沿着磁响应体与输出线圈的相对移动方向而单调地增大或单调地减小，能够唯一地检测出沿着上述相对移动方向的距离。

本发明所涉及的位置检测装置的特征在于，

所述输出线圈和所述第二励磁线圈具有相同的中心轴，且构成为沿相对于中心轴的矢径方向层叠。

通过形成为这样的结构，能够缩短输出线圈和第二励磁线圈的占有区域的宽度，能够实现装置的小型化或者空间分辨率的提高(更细微的位置检测)。

本发明所涉及的位置检测装置的特征在于，

所述参考线圈相对于所述第一励磁线圈的绕组比和所述输出线圈相对于所述第二励磁线圈的绕组比相同，且均大于1。

通过形成为这样的结构，输出线圈和参考线圈的输出电压变高，能够提高位置检测装置的检测灵敏度，并且能够减轻位置检测装置附带的电子电路的负担。

本发明所涉及的位置检测装置的特征在于，

在所述磁响应体连接有浮子，

所述位置检测装置具备可动地支承所述检测体的引导件。

通过形成为这样的结构，能够实现可以测定液面的水位的位置检测装置。

本发明所涉及的位置检测装置的特征在于，

所述磁响应体和所述输出线圈能够沿着圆弧上的轨道而相对地移动。

通过形成为这样的结构，能够实现即使在磁响应体和输出线圈相对地旋转的情况下也能够测定相对的旋转移动距离，并且还能够测定旋转角、倾斜角的位置检测装置。

此外，为了可读性，在本说明书中，“单调地增大”或“单调地减小”是指数学用语上的“狭义单调增大”或“狭义单调减小”，是指对于距离而始终处于增大或减小的趋势，而对于不同的距离不会是相同的值，具体而言，是指相对于距离的函数的微分系数始终为正值或负值。

另外，为了简便起见，有时将“单调地增大或单调地减小”称为“单调地变化”。

发明效果

根据本发明，能够外部干扰的影响较少地、在大范围内提供被检测物的绝对位置。

附图说明

图1是实施方式1的位置检测装置的剖视图。

图2是位置检测装置的等效电路图。

图3是表示参考线圈和输出线圈的输出电压的相对移动距离依赖性的曲线图。

图4是实施方式1的位置检测装置的剖视图。

图5是表示实施方式2的磁响应体的形状的立体图以及剖视图。

图6是表示实施方式2的磁响应体的形状的剖视图。

图7是实施方式3的位置检测装置的剖视图。

图8是实施方式4的位置检测装置的俯视图以及剖视图。

图9是实施方式5的位置检测装置的剖视图。

图10是表示输出电压Vout的温度依赖性的曲线图。

图11是实施方式6的位置检测装置的剖视图。

图12是实施方式7的位置检测装置的剖视图。

图13是实施方式7的位置检测装置的剖视图。

图14是实施方式8的位置检测装置的剖视图。

图15是实施方式9的位置检测装置的剖视图。

图16是实施方式10的位置检测装置的剖视图。

图17是实施方式11的位置检测装置的俯视图以及剖视图。

图18是实施方式4的变形例。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。但是，以下的实施方式均不是在本发明的主旨的认定中给予限定性的解释的内容。另外，有时对于相同或同种的构件标注相同的附图标记并省略说明。

(实施方式1)

图1示意性地表示本发明的实施方式1的位置检测装置1的截面。

位置检测装置1具备例如由铜等导电体构成的圆筒状的作为导电构件的磁响应体2以及相对于磁响应体2分离而独立的支承构件3。

支承构件3例如可以由陶瓷、树脂等绝缘体构成，也可以由圆筒形状的与磁响应体2相同的材质构成。

在支承构件3的外部设置有由第一励磁线圈4和参考线圈5构成的第一线圈组，第一励磁线圈4和参考线圈5连结，两者的位置关系被固定。因而，支承构件3具有支承第一线圈组的功能。但是，在由与磁响应体2相同材质的圆筒(管)构成支承构件3的情况下，支承构件3还作为磁芯而发挥功能。

若对第一励磁线圈4外加交流电压，则产生磁通，磁通穿过参考线圈5，从而产生感应电动势。此时，由于磁通的一部分侵入支承构件3，因此支承构件3的电磁特性(材质、形状等)决定第一励磁线圈4与参考线圈5的互感值。支承构件3与第一线圈组的位置关系被固定，其结果是，第一励磁线圈4与参考线圈5的互感值恒定。

此外，本说明书中的“磁芯”具有为了通过由线圈产生的磁通而施加电磁影响、决定线圈的电感值而配置于线圈的内部或外部的广义的含义，并不限定于例如配置于线圈的内部的铁磁性体这样的狭义的磁芯。另外，“决定互感值”是指确定互感值的主要原因之一，并不意味着确定电感值的唯一的主要原因。

在磁响应体2的外部设置有由第二励磁线圈6和输出线圈7构成的第二线圈组。第二励磁线圈6和输出线圈7连结，两者的位置关系被固定。因而，磁响应体2构成为作为第二线圈组的磁芯而发挥功能。

第一励磁线圈4和第二励磁线圈6它们本身是相同结构的线圈，具有相同的电磁特性。例如，通过分别将相同的导电线，例如相同材料的相同直径的铜线以相同的几何学形状(圆筒的直径以及长度相同)进行相同次数的卷绕，从而能够具备相同的电磁特性。

同样地，参考线圈5和输出线圈7它们本身是相同结构的线圈，具有相同的电磁特性。

磁响应体2和第二线圈组配置为能够相对移动。第二励磁线圈6和输出线圈7分别由具有同一轴的圆筒形的线圈构成，连结第二励磁线圈6和输出线圈7而构成第二线圈组。使磁响应体2的圆筒的中心轴与第二线圈组的轴一致，并且不将第二线圈组连结固定在磁响应体2，而独立地设置，从而能够配置为能够在沿着上述轴的方向(图中沿着X轴的方向)移动。

例如，构成为将第二励磁线圈6和输出线圈7的位置固定，在磁响应体2固定(连结)检测位置(位移)的对象物，使磁响应体2随着对象物的移动而移动。在该情况下，配置为第二线圈组和第一线圈组(以及支承构件3)隔开规定的距离而连结，两线圈组的位置关系(距离)固定。

或者，也可以构成为，例如将磁响应体2隔开规定的距离与第一线圈组连结而将位置固定，使第二线圈组相对于磁响应体2独立，将检测位置(位移)的对象物固定于第二线圈组，使第二线圈组随着对象物的移动而移动。在该情况下，磁响应体2与第一线圈组(以及支承构件3)的位置关系被固定。

在任一结构中，第二线圈组和磁响应体2均能够相对地移动，相对地移动的距离(以下，有时称为相对移动距离)的整个范围成为可测量范围。

例如，磁响应体2或第二线圈组通过未图示的轴承等可滑动地支承，从而能够在将磁响应体2的圆筒的中心轴与第二线圈组的距离保持为恒定的同时，使磁响应体2和第二线圈组相互相对地沿长度方向(图中沿着X轴的方向)移动。

图1中的(b)是图1中的(a)的A-A’(图中与X轴垂直的方向)的磁响应体2的剖视图，磁响应体2例如形成为截面厚度(壁厚)为t的圆筒形状。如图1中的(a)所示，截面厚度t沿着图中X轴变化，单调地增大或减小。在图1中的(a)中，示出了截面厚度t从下方朝向上方单调地增大的例子，但也可以单调地减小。

即，例如若以磁响应体2的端部O(最接近第一线圈组的端部)为原点，将截面厚度t设为沿着图中X轴的方向的距离x的函数，则截面厚度t相对于x的微分系数设定为始终为正值或始终为负值中的任一个。

磁响应体2由非铁磁性材料的导电体、例如铜、铝等导电体(优选为电阻率为10^-7Ωm程度或其以下的良导体)构成。磁响应体2的图中X轴的垂直方向上的截面积(以下，简称为截面积)沿着X轴单调地增大或单调地减小，因此电阻单调地减小或单调地增大。

若对第二励磁线圈6外加交流电压，则产生磁通，磁通穿过输出线圈7，从而产生感应电动势。此时，由于磁通的一部分侵入邻接的磁响应体2，因此经由磁响应体2由第二励磁线圈6对输出线圈7进行电磁感应。

此外，在本说明书中，“邻接”是指在图中与X轴(相对移动方向)垂直的方向上相互并列(相邻)地配置。通过使第二线圈组与磁响应体2邻接，由第二励磁线圈6产生的磁通侵入磁响应体2，产生涡流，由磁响应体2来决定第二线圈组的互感值。如图1所示，在从O到P(在第二线圈组中，到第一线圈组为止的相对移动距离最短的点)的范围内，输出线圈7和磁响应体2能够在邻接的同时相对移动。在以下的实施方式中，第二线圈组和磁响应体2也邻接地配置。

由于磁响应体2是导电体，因此在抵消磁通的方向上产生涡流，因此使在输出线圈7中感应的电压降低。即，由于存在磁响应体2而产生涡流损耗，使第二励磁线圈6与输出线圈7的互感值降低。因此，磁响应体2决定电感值。

在磁响应体2中产生的涡流越大，则涡流损耗越大，第二励磁线圈6与输出线圈7的互感值越低。在磁响应体2的截面厚度t沿着图中X轴方向单调地增大的情况下，电阻单调地减小，在磁响应体2的截面厚度t沿着图中X轴方向单调地减小的情况下，电阻单调地增大。

此外，磁响应体2只要是具备电阻沿着图中X轴方向单调地增大或单调地减小的导电构件的结构即可，也可以在图1所示那样的圆筒形的导电构件的内部进一步具备用于保护、加强(为了提高刚性)的绝缘体，也可以在圆筒形的导电构件的外部具备例如用于保护、降低摩擦的树脂等的覆盖层。

此外，支承构件3相对于磁响应体2分离，非邻接地固定，即使磁响应体2和第二线圈组相对地移动，支承构件3与第一线圈组的位置关系也不发生变动(被固定)。

图2表示位置检测装置1的等效电路。

第一励磁线圈4和第二励磁线圈6相对于单一的交流电源8并联连接，并被外加相同的交流电压。

通过被外加了相同的交流电压的第一励磁线圈4以及第二励磁线圈6，分别在参考线圈5以及输出线圈7中产生感应电动势。

另一方面，参考线圈5和输出线圈7差动连接，参考线圈5和输出线圈7的输出与输出端子9a以及输出端子9b连接。

其结果是，在输出端子9a以及输出端子9b之间，输出与通过电磁感应产生的参考线圈5的电压与输出线圈7的电压的差分相等的输出电压Vout。

如以下详细说明的那样，以参考线圈5的电压为基准，将输出线圈7的电压的依赖于位置的电压的变化量作为输出电压Vout输出。由于以恒定的参考线圈5的输出电压为基准，因此与专利文献1、2中公开的输出线圈的差分电压相比，输出电压Vout相对于相对移动距离的变化量变大，从而能够提高位置检测灵敏度。

此外，等效电路所示的电连接通过通常的电线来连接即可。由于第一线圈组和第二线圈组之间的距离被固定，因此电线的配置容易。

第二励磁线圈6与输出线圈7之间的互感值依赖于第二线圈组与磁响应体2之间的相对位置(相对移动距离)而发生变化。因此，在输出线圈7中感应的电压依赖于第二线圈组与磁响应体2之间的相对位置而发生变化。

另一方面，第一线圈组与磁响应体2始终分离(即，不邻接)，第一励磁线圈4与参考线圈5的互感值不依赖于第二线圈组与磁响应体2的相对距离而为恒定，因此在参考线圈5中感应的电压为恒定。其结果是，输出电压Vout依赖于第二线圈组与磁响应体2之间的相对位置而发生变化。即，输出电压Vout成为图1中的(a)所示的X轴方向上的距离的函数，相对于距离单调地增大或减小。

因而，能够根据输出电压Vout唯一地求出第二线圈组与磁响应体2之间的相对位置。进一步地，由于互感值随着磁响应体2的形状变化而发生变化，因此能够在与第二线圈组邻接、且磁响应体2具有形状变化的整个范围(图1中从O到P的范围)内，在大范围内进行位置检测。即，实现能够进行位置检测的范围内的绝对位置(图中以X轴的O为原点的绝对位置)的检测。

图3是用于对位置检测装置1的检测原理进行说明的曲线图，表示参考线圈5和输出线圈7的输出电压的相对移动距离依赖性。

如在图3的曲线图的下部示出磁响应体2与第二线圈组之间的相对位置关系那样，曲线图表示磁响应体2的端部从X轴的O相对地移动到P的情况下的参考线圈5和输出线圈7的输出电压。此处，对第一励磁线圈4和第二励磁线圈6外加相同的恒定电压的交流电压。

如图3所示，参考线圈5的输出电压显示为恒定值，但输出线圈7的输出电压根据相对移动距离而单调地变化。这是由于磁响应体2的电阻依赖于相对移动距离而单调地变化，因此第二线圈组的互感值单调地变化。这样，第二线圈组的互感值单调地变化这一情况，可以通过输出线圈7的电压的单调变化来确认。

另外，由于第一线圈组相对于磁响应体2分离(不邻接)地配置，因此参考线圈5的输出电压显示为恒定值。同磁响应体2与输出线圈7之间的相对移动距离无关地，对第一励磁线圈4外加交流电压时的参考线圈4的输出电压为恒定意味着第一线圈组的互感值为恒定。

此外，支承构件3由与磁响应体2相同材质的圆筒(管)构成，在具有与磁响应体2的特定部位、例如中央相同的截面厚度的情况下，在第二线圈组位于磁响应体2的中央时，输出电压Vout为0(零)。通过调整支承构件3的截面厚度，能够适当地设定输出电压Vout为0(零)的位置(基准点)。另外，支承构件3也可以由能够产生磁响应体2的特定部位的涡流损耗的其他导电材料构成。

此外，严格来说，由于磁响应体2的截面厚度单调地变化，因此在由第二励磁线圈产生的磁场所到达的范围内的截面厚度也发生变化，因此在支承构件3的截面厚度为恒定的情况下，有时特定的部位的输出电压Vout并不严格地成为0(零)。在该情况下，可以对支承构件3的截面厚度进行微调，使输出电压Vout为0(零)，或者也可以使支承构件3的截面厚度与磁响应体2同样地单调地变化。

在对测定对象的位置(位移)进行测定的情况下，需要通过电子电路检测出输出电压Vout的变化量。因此，在能够进行位置测定的范围内设定基准点，输出电压Vout(排除无助于位置检测的不需要的电压的偏移)仅输出与测定对象的位移对应的电压的变化，从而能够提高电子电路针对电压变化量的检测灵敏度。

能够通过放大电路适当地对输出电压Vout进行放大，并通过内置(或外置)在位置检测装置1中的运算处理电路根据输出电压Vout与相对位置的相关关系计算出相对位置(或测定对象的位置(位移))。

因此，预先获取输出电压Vout与相对位置的相关数据，在内置(或外置)在位置检测装置1中的存储装置中存储相关数据，通过由运算处理电路与相关数据进行比较，能够将输出电压Vout转换为相对位置的信息。

相对位置的空间分辨率依赖于放大电路的性能(S/N比等)，但为了提高S/N比，重要的是增大输出电压Vout的电压变化量。

因此，将第一励磁线圈4和参考线圈5的绕组比以及第二励磁线圈6和输出线圈7的绕组比调整为相同，同时将输出电压Vout的电压变化量调整为200mV以上。具体而言，参考线圈5相对于第一励磁线圈4的绕组比([参考线圈5的电线的匝数]/[第一励磁线圈4的匝数])以及输出线圈7相对于第二励磁线圈6的绕组比([输出线圈7的电线的匝数]/[第二励磁线圈6的匝数])设为相同，且均设定为大于1，由此能够增大在参考线圈5和输出线圈7中电磁感应的电压，将绕组比设定为使得输出电压Vout的电压变化量为200mV以上即可。其结果是，S/N比提高，能够进行空间分辨率较高(使能够检测的最小位移细微化)的位置检测，不需要对放大电路的性能要求较高的S/N比和较高的放大率，也减轻了电子电路的负担。

本位置检测装置1的输出电压Vout的抗噪性较高，针对环境变化的变动较少。如图2所示，第一励磁线圈4和第二励磁线圈6由同一交流电源8外加交流电压(例如正弦波)。因此，即使在由交流电源8外加的电压由于某些原因所引起的噪声而产生了不希望的电压变化的情况下，也对第一励磁线圈4和第二励磁线圈6外加相同的电压变动。因此，在参考线圈5和输出线圈7中感应与此相应的电压变动。

在该情况下，由于输出电压Vout输出参考线圈5的电压与输出线圈7的电压的差分，因此参考线圈5和输出线圈7的电压变动被抵消。

另外，在构成第一励磁线圈4、第二励磁线圈6、参考线圈5以及输出线圈7的各线圈的电线的电阻随着环境温度而发生了变化的情况下，由电阻变化引起的参考线圈5的电压和输出线圈7的电压发生变动。但是，由于输出电压Vout输出参考线圈5的电压与输出线圈7的电压的差分，因此电压变动被抵消。

这样，通过利用参考线圈5的输出电压作为基准电压，能够在不降低输出电压Vout的情况下抵消噪声等外部干扰的影响。

其结果是，能够以较高的可靠性检测出第二线圈组和磁响应体2的相对位置。

另外，磁响应体2由截面厚度t发生变化的圆筒形状构成，但如图4中的(a)、图4中的(b)所示那样，也可以由直径沿着X轴方向单调地增大或单调地减小的圆锥台形状构成。在该情况下，支承构件3可以是绝缘体，但也可以是与磁响应体2相同的导电材料，也可以具备与磁响应体2的特定部位相同的截面积。

通过将磁响应体2形成为圆筒形状、圆锥台形状那样的相对于X轴旋转对称的形状，通过切削加工，相对于X轴垂直地切断的截面的截面积的控制变得容易，另外，与一般的线圈的形状的匹配性也很良好。

位置检测装置1的检测原理是，经由磁响应体2的第二线圈组的互感值沿着X轴方向单调地增大或单调地减小，另一方面，通过使第一线圈组的互感值为恒定的结构，根据参考线圈5与输出线圈7之间的差分电压来检测出绝对位置。

(实施方式2)

在实施方式1中，通过使磁响应体2的截面厚度发生变化，使其截面积根据与第二线圈组的相对位置而发生变化。

在本实施方式中，为了使磁响应体2的截面积发生变化，在恒定的截面厚度(t_a)的圆筒的侧壁面上设置开口部，通过将利用开口部的面积来控制截面积的第一磁响应体2a(第一导电体)、恒定的截面厚度(t_b)的(不具有开口部)圆筒形状的第二磁响应体2b(第二导电体)组合而构成磁响应体2，使磁响应体2的截面积根据与第二线圈组的相对位置而发生变化。

此外，作为构成磁响应体2的第一磁响应体2a的第一导电体和作为第二磁响应体2b的第二导电体的材质与实施方式1的磁响应体2相同，但既可以是相同的材质，也可以是不同的材质。

图5中的(a)是表示实施方式2所涉及的磁响应体2的形状的立体图，图5中的(b)以及图5中的(c)表示截面A-A’以及截面B-B’的形状。

如图5中的(a)所示，磁响应体2由在其侧壁面具有开口部10的第一磁响应体2a和不具有开口部的圆筒形状的第二磁响应体2b构成，第一磁响应体2a和第二磁响应体2b在侧面相互接触。

即，如图5中的(b)、图5中的(c)所示，第一磁响应体2a的内壁面与第二磁响应体2b的外壁面接触，并电接合。通过使第一磁响应体2a的内径与第二磁响应体2b的外径实质上一致，能够使第一磁响应体2a的内壁面与第二磁响应体2b的外壁面接触。

此外，当然，第一磁响应体2a的内径与第二磁响应体2b的外径一致是指在机械加工精度的范围内一致。

开口部10的形状依赖于第二线圈组和第一磁响应体2a的位置而发生变化，具有其开口面积相对于第二线圈组和第一磁响应体2a的相对移动距离而单调地增大或单调地减小的形状。

例如，如图5中的(b)以及图5中的(c)所示，开口部10设置在角度(中心角)为θ的圆弧区域内，角度θ的值可以依赖于沿着图中X轴的方向的位置而单调地增大或单调地减小。具体而言，角度θ可以设定为，以第一磁响应体2a的开口部10的一方的端部O为原点，作为图中X轴方向上的距离x的函数，θ相对于x单调地增大或单调地减小，相对于x的微分系数始终为正值或始终为负值中的任一个。例如，角度θ为x的一次函数，x的系数为正或负中的任一个。开口部10的截面积与θ成比例。因此，第一磁响应体2a的截面积与2π-θ成比例。

通过形成为这样的结构，磁响应体2在截面厚度为t_a+t_b的导电体中在开口部10所存在的部位具有深度为t_a的槽部。由于第二磁响应体2b的截面厚度t_b大于0，因此深度t_a小于截面厚度t_a+t_b。

其结果是，在开口部10即槽部，磁响应体2的厚度变薄，电阻增大。开口部10的区域(槽部)依赖于沿着图中X轴的方向的位置而单调地增大或单调地减小，因此磁响应体2的电阻在开口部10所存在的区域中依赖于沿着图中X轴的方向的位置而单调地增大或单调地减小。

即，磁响应体2的截面积在图中X轴方向上的变化量由第二磁响应体2b的截面积的变化量来决定，磁响应体2的截面积根据距离x而单调地变化。

因而，根据X轴方向上的位置唯一地确定经由磁响应体2的第二线圈组的互感值。

由于流过磁响应体2的涡流的方向为圆周方向，因此在第一磁响应体2a的开口部10所存在的区域中，在第二磁响应体2b中流过涡流。通过适当优化t_a和t_b，能够调整检测灵敏度。

此外，第一磁响应体2a的截面厚度(t_a)和第二磁响应体2b的截面厚度(t_b)可以是相同的厚度，也可以不同。

另外，为了使第一磁响应体2a的内壁面与第二磁响应体2b的外壁面的接触界面处的电阻稳定化，也可以通过电镀、导电性浆料使导电性物质介于第一磁响应体2a的内壁面与第二磁响应体2b的外壁面之间。

此外，在图5中的(b)、图5中的(c)中，在第一磁响应体2a的内部设置第二磁响应体2b，但也可以构成为在第一磁响应体2a的外部设置第二磁响应体2b，并使第一磁响应体2a的外壁面与第二磁响应体2b的内壁面接触。(参照图6中的(d))。

此外，在图5中，在第一磁响应体2a的侧壁设置一个开口部10，但如图6中的(a)、图6中的(b)、图6中的(c)所示，也可以设置多个开口部10。即，也可以在磁响应体2上设置多个槽部。

尤其是，如图6中的(a)、图6中的(c)所示那样，通过在第一磁响应体2a的侧壁上轴对称地配置开口部10，即使磁响应体2的位置相对于第二线圈组在与图5的X轴方向垂直的方向上移动，也能够得到能够使在输出线圈7中感应的电位稳定的效果。

例如，在图6中的(a)、图6中的(c)中，当磁响应体2向沿着图中Y轴的方向，例如向图中右方向进行了变动的情况下，朝向磁响应体2的右侧面部向第二线圈组接近、且磁响应体2的左侧面部从第二线圈组远离的方向移动。磁响应体2的右侧面部的涡流损耗增大，而左侧面部的涡流损耗减小。其结果是，使磁响应体2整体的涡流损耗平均化。

另一方面，在图6中的(b)中，由于开口部10不是轴对称的配置，因此在磁响应体2的右侧面涡流损耗增大，但由于在左侧面部不存在磁响应体2，因此得不到左侧面部的涡流损耗的降低效果，不能使涡流损耗平均化。

因而，如图6中的(a)、图6中的(c)所示，通过将开口部10配置为轴对称，从而即使磁响应体2由于振动等而在与X轴方向垂直的方向上位置发生变动，也能够得到稳定的输出电压。

此外，其他结构与实施方式1相同。

另外，如图6中的(a)、图6中的(b)、图6中的(c)所示，在第一磁响应体2a具有多个开口部10的情况下，也可以与图6中的(d)同样地，在第一磁响应体2a的外部设置第二磁响应体2b。

本实施方式的第一磁响应体2a具有如下优点：通过准备截面厚度为恒定的圆筒状的导电体的管，并将其侧面的一部分沿倾斜方向切断，由此能够形成所希望的开口部10，其结果是，能够容易地制造(实现)截面积单调地增大或单调地减小的磁响应体2。

此外，由于是通过由设置有开口部的第一磁响应体2a和第二磁响应体2b构成而使磁响应体2的截面积(或电阻)单调地变化的结构，因此能够进行位置检测的磁响应体2的区域准确地由形成有第一磁响应体2a的开口部的区域的范围来定义。

在本实施方式中，示出了在磁响应体2设置一个以上的深度t_a为恒定的槽部、且槽部的宽度随着磁响应体2与第二线圈组的相对移动距离而单调地变化的例子，但也可以在磁响应体2的侧壁面设置一个以上的宽度为恒定的槽部，使槽部的深度t_a随着与第二线圈组的相对移动距离而单调地变化。例如，可以对圆筒形的导体的侧壁面进行切削，来形成深度发生变化的槽。另外，也可以使槽部的宽度和深度的双方单调地变化。

通过使槽部的截面积(即，“深度”与“宽度”之积)随着磁响应体2与第二线圈组的相对位置的变化而单调地变化，无论哪种情况，均能够使磁响应体2的截面积随着磁响应体2与第二线圈组的相对移动距离而单调地变化。

此外，当然，槽部的深度小于没有槽部的部位的磁响应体2的截面厚度(壁厚)。

(实施方式3)

在图1中，示出了将第二线圈组(第二励磁线圈6以及输出线圈7)设置在磁响应体2的外部的例子，但也可以设置在磁响应体2的内部。

在本实施方式中，如图7所示，磁响应体2由截面厚度沿着图中X轴方向单调地增大或单调地减小的圆筒形的导电构件构成，第二励磁线圈6和输出线圈7配置在磁响应体2的内部。

第一励磁线圈4和参考线圈5配置在圆筒状的支承构件3的内部，但也可以如图1所示那样设置在圆柱状的支承构件3的外部。

在使用圆筒状的支承构件3的情况下，圆筒状的支承构件3例如由与磁响应体2相同的材质构成为截面厚度与磁响应体2的中央部分的截面厚度相同，进一步地，也可以由具有绝缘性的树脂等构成第一励磁线圈4、参考线圈5与支承构件3的内表面的空隙。也可以使支承构件3作为磁芯而发挥功能，设定为在第二线圈组位于磁响应体2的中央部时，输出电压Vout为0(零)。

此外，其他结构与实施方式1相同。

磁响应体2的截面厚度沿着图中X轴方向单调地增大或单调地减小，因此涡流损耗单调地减小或单调地增大。其结果是，依赖于第二线圈组与磁响应体2的相对移动距离而唯一地决定第二励磁线圈6与输出线圈7的互感值，从而能够进行相对移动距离(即相对位置)的检测。

(实施方式4)

为了使经由磁响应体2的第二线圈组的互感值单调地变化，磁响应体2也可以由截面厚度为t的梯形的铁磁性体，例如坡莫合金、铁氧体、铁等构成。(图8)

图8中的(a)是表示本实施方式的位置检测装置1的主要部分的俯视图。如图8中的(a)所示，由铁磁性体构成的磁响应体2构成为宽度w沿着X轴方向从O向P单调地变化。

图8中的(b)是图8中的(a)的A-A’截面的放大图。第二线圈组配置为相对于磁响应体2垂直，具体而言，如图8中的(b)所示，作为第二线圈组的第二励磁线圈6和输出线圈7的卷轴配置为相对于磁响应体2的宽度方向垂直。第二励磁线圈6和输出线圈7的卷轴相同，在第二励磁线圈6的外侧设置有输出线圈7。

另外，与磁响应体2分离地设置有基准体12。图8中的(c)是图8中的(a)的B-B’截面的放大图。第一线圈组配置为相对于基准体12垂直，具体而言，如图8中的(c)所示，作为第一线圈组的第一励磁线圈4和参考线圈5的卷轴配置为相对于基准体12的宽度方向垂直。第一励磁线圈4和参考线圈5的卷轴相同，在第一励磁线圈4的外侧设置参考线圈5。

基准体12相当于图1中的支承构件3，经由基准体12来决定第一线圈组(第一励磁线圈4以及参考线圈5)的互感值。

基准体12的材质以及厚度t与磁响应体2相同，宽度w与磁响应体2的特定的基准点，例如O点的宽度相同。

与其他实施方式同样地，第一励磁线圈4和第二励磁线圈6具有相同的电特性，进一步地参考线圈5和输出线圈7具有相同的电特性，因此在对第一励磁线圈4和第二励磁线圈6外加相同的交流电压的情况下，基准点，例如O点的输出线圈7与参考线圈5的输出电压一致，两线圈的差分电压为0(零)。进一步地，由于决定第一线圈组以及第二线圈组的互感值的基准体12以及磁响应体2的电磁特性相同，从而输出线圈7和参考线圈5的输出电压的温度特性也一致，因此能够抑制两线圈的“输出电压的差分”的温度变化。

此外，磁响应体2的宽度沿着X轴方向单调地变化，因此严格来说，在第二线圈组的磁场所及的区域内磁响应体2的宽度发生变化，因此在基准体12的宽度为恒定的情况下，严格来说，第二线圈组和第一线圈组的互感值不一致。但是，通过调整基准体12的宽度，能够容易地使第二线圈组和第一线圈组的互感值一致。另外，也可以通过使基准体12的宽度与磁响应体2的宽度同样地单调地变化，从而使输出线圈7与参考线圈5的输出电压一致。

与其他实施方式同样地，磁响应体2和第二线圈组能够相对地沿X轴方向移动，作为铁磁性体的磁响应体2的宽度w沿着相对移动方向单调地增大或减小。由第二励磁线圈6产生并贯通磁响应体2的磁通根据磁响应体2的宽度w而发生变化，因此第二线圈组的互感值沿着相对移动方向单调地增大或减小。

其结果是，能够根据输出线圈7与参考线圈5的输出电压的差分，唯一地检测出磁响应体2与第二线圈组的沿着相对移动方向的位置。

此外，第一励磁线圈4和参考线圈5、以及第二励磁线圈6和输出线圈7的配置关系不限于图8中的(b)、图8中的(c)，而可以适当地进行变更。例如，如图8中的(d)、图8中的(e)所示，也可以是，第一励磁线圈4和参考线圈5的卷轴相同，并将参考线圈5配置于相对于第一励磁线圈4距基准体12较远的位置，也可以是，第二励磁线圈6和输出线圈7的卷轴相同，并将输出线圈7配置于相对于第二励磁线圈6距磁响应体2较远的位置。

由于第一线圈组和基准体12所对置的区域、以及第二线圈组和磁响应体2所对置的区域的面积变小，因此能够提高位置检测的空间分辨率。

另外，如图8中的(f)、图8中的(g)所示，也可以是，由两个对置的平行平板构成磁响应体2，并将第二励磁线圈6以及输出线圈7设置在对置的两个第三磁响应体2c以及第四磁响应体2d之间，由两个对置的平行平板构成基准体12，并将第一励磁线圈4以及参考线圈5设置在对置的两个第一基准体12a以及第二基准体12b之间。

另外，也可以将构成磁响应体2、第三磁响应体2c、第四磁响应体2d、基准体12、第一基准体12a以及第二基准体12b的铁磁性体设为非晶的(amorphous)。通过将铁磁性体设为非晶的，能够使输出线圈7和参考线圈5的输出电压增大数倍，从而能够提高位置检测灵敏度。

(变形例)

在图8的各例子中，示出了线圈的轴配置为垂直于作为铁磁性体的磁响应体2的薄板的表面的例子，但如图18中的(a)以及图18中的(b)所示，线圈的配置也可以构成为与图4同样地进行配置。在该情况下，铁磁性体的截面形状不是图4那样的圆锥台形状，而是由如下形状构成：为如图8中的(b)～图8中的(g)所示那样的宽度为w、厚度为t的长方形截面的锥形形状(即，沿着X轴方向单调地增大或单调地减小的、在俯视图中为梯形)那样的形状的薄板，并且为铁磁性体通过线圈内的形状。根据这样的结构，能够得到非常大的输出。据考虑，这是因为边缘效应起作用。另外，与图4那样的圆锥台形状相比，图18中的(a)以及图18中的(b)所示那样的、作为厚度为恒定的薄板状的锥形形状的铁磁性体的磁响应体2还具有制作容易的优点。进一步地，认为在为薄板的情况下，还具有也能够粘贴在柔软构造物上来测量曲线的运动的优点。

(实施方式5)

由于参考线圈5和输出线圈7差动连接，因此能够抵消噪声的影响，并且能够抵消由温度变化引起的线圈本身的电特性变化，例如由构成线圈的电线的电阻增大引起的感应电动势的变化。

但是，由于磁响应体2的电阻也依赖于温度，因此由磁响应体2引起的涡流损耗依赖于温度。例如，当由于温度上升而磁响应体2的电阻增大时，涡流损耗会降低。因此，经由磁响应体2的第二励磁线圈6与输出线圈7的互感值依赖于温度。进一步地，磁响应体2的截面积根据位置而发生变化。其结果是，互感值的温度变化严格来说依赖于位置。

虽然通过将第一线圈组的支承构件3作为磁芯，并使用与磁响应体2相同的材料，能够抵消涡流损耗的温度依赖性，但难以完全抵消第二线圈组的互感值的“依赖于位置的环境温度的变化”，有时会对位置检测的精度造成影响。

本实施方式通过进一步降低输出电压的温度依赖性，能够进一步降低由温度引起的位置检测精度的变化，能够提供更高精度的位置检测装置1。

图9表示本实施方式5所涉及的位置检测装置1的剖视图。

如图9所示，在本实施方式中，磁响应体20由与实施方式1的磁响应体2同样的圆筒形状的例如由铜、铝等导电体构成的第一导电构件21以及圆柱状的坡莫合金、铁氧体、铁等的第一铁磁性构件22构成。

在图9所示的例子中，在第一导电构件21的内部设置有第一铁磁性构件22，第一导电构件21和第一铁磁性构件22连结，相互的位置关系被固定。

第一导电构件21的截面厚度与实施方式1同样地沿着图中X轴方向单调地增大或减小。

位置检测装置1具有支承构件30，支承构件30相对于磁响应体20分离而独立。

支承构件30由圆筒形状的例如由铜、铝等导电体构成的第二导电构件31以及由圆柱状的坡莫合金、铁氧体、铁等铁磁性体构成的第二铁磁性构件32构成。在第二导电构件31的内部设置有第二铁磁性构件32。

在磁响应体20的外部相对可动地配置有第二线圈组(第二励磁线圈6以及输出线圈7)，在支承构件30的外部固定地配置有第一线圈组(第一励磁线圈4以及参考线圈5)。

图10以比较的方式示出将在导电构件的内部具有铁磁性构件的构造作为磁芯的第二励磁线圈6以及输出线圈7的组合(相当于图9)的感应电动势(图中黑色圆圈)、和将在导电构件的内部不具有铁磁性构件的构造作为磁芯的第二励磁线圈6以及输出线圈7的组合(相当于图1)的感应电动势(图中白色圆圈)的温度依赖性。

图10以10℃的温度下的输出线圈的电压(输出电压)为基准电压而示出从10℃的温度下到70℃的各温度下的输出电压与基准电压之差。

由图10能够理解的是，在导电构件的内部具有铁磁性构件的情况(图中黑色圆圈)与在导电构件的内部不具有铁磁性构件的情况(图中白色圆圈)相比，输出电压的温度变动较小。这样，通过组合作为导电体的导电构件和作为铁磁性体的铁磁性构件，能够降低温度依赖性。

一般而言，第一铁磁性构件22的导磁率依赖于温度，具有在居里温度以下导磁率随着温度的上升而增大的特性。图10所示的针对输出电压的温度变化的降低效果被推定为起因于导磁率的温度依赖性和涡流损耗的温度依赖性不同。

另外，第一导电构件21和第一铁磁性构件22是独立的存在，能够独立地控制导磁率的温度依赖性和涡流损耗的温度依赖性。

第一导电构件21的结构(形状)由位置检测的目的来决定。因此，通过进一步具备第一铁磁性构件22，来增大调整温度依赖性的自由度，控制第一铁磁性构件22的形状、与第一导电构件21之间的距离等，从而能够进一步降低温度依赖性。

同样地，对于支承构件30，通过采用第二导电构件31和第二铁磁性构件32的组合，也能够降低参考线圈5的输出电压的温度依赖性。其结果是，也能够降低参考线圈5和输出线圈7的输出电压差的温度依赖性。

此外，第一导电构件21的形状例如也可以如图5以及图6所示那样形成为如下结构：形成为截面厚度为恒定的圆筒形状，并在其侧壁面设置面积依赖于位置而单调地增大或减小的开口部。

在该情况下，也可以将第一铁磁性构件22例如形成为圆柱形状，并在第一导电构件21的内部设置第一铁磁性构件22。

此外，本实施方式也能够应用于图8所示的实施方式4。通过将磁响应体2、第三磁响应体2c、第四磁响应体2d、基准体12、第一基准体12a以及第二基准体12b形成为铁磁性体与导电体的层叠结构，能够将铁磁性体和导电体组合而进一步降低参考线圈5和输出线圈7的输出电压差的温度依赖性。

另外，第三磁响应体2c以及第四磁响应体2d中的任一方由铁磁性体构成，另一方由导电体构成，第一基准体12a以及第二基准体12b中的任一方由铁磁性体构成，另一方由导电体构成，将铁磁性体和导电体组合，能够进一步降低参考线圈5和输出线圈7的输出电压差的温度依赖性。由于铁磁性体和导电体独立地存在，因此容易独立地调整各自的形状、与各线圈的距离，为了降低上述输出电压差的温度依赖性的优化的自由度增大，为了降低温度依赖性的优化作业变得容易。

(实施方式6)

在实施方式4中，在磁响应体20的外部相对可动地配置有第二线圈组，但如图11所示，也可以在磁响应体20的内部相对可动地配置第二线圈组。

在本实施方式中，如图11所示，磁响应体20由第一导电构件21和第一铁磁性构件22构成。

第一导电构件21与实施方式5同样地，由圆筒形状的例如铜、铝等导电体构成。

第一铁磁性构件22由圆筒形状的坡莫合金、铁氧体、铁等铁磁性体构成，连结设置于第一导电构件21的外部，第一导电构件21和第一铁磁性构件22的位置关系被固定。

支承构件30由第二导电构件31和第二铁磁性构件32构成，第二导电构件31由圆筒形状的例如铜、铝等导电体构成，第二铁磁性构件32由圆筒形状的坡莫合金、铁氧体、铁等铁磁性体构成。在第二导电构件31的外部设置第二铁磁性构件32，第二导电构件31和第二铁磁性构件32连结(位置关系被固定)。

在磁响应体20的内部相对可动地配置有第二线圈组(第二励磁线圈6以及输出线圈7)，在支承构件30的内部固定地配置有第一线圈组(第一励磁线圈4以及参考线圈5)。

通过第一导电构件21与第一铁磁性构件22的组合、以及第二导电构件31与第二铁磁性构件32的组合，与实施方式4同样地，能够降低第一线圈组以及第二线圈组的输出电压的温度依赖性。其结果是，也能够降低输出线圈7与参考线圈5的输出电压差的温度依赖性，与实施方式4同样地，能够提高测定对象物的位置检测的可靠性。

(实施方式7)

根据本实施方式，能够在特定的区域提高位置检测装置1的空间分辨率(使能够进行分离检测的最小移动距离微小化)。

例如，在用于冲压加工的冲压机械的滑动部中，在从模具与作为被加工物的工件接触的附近对工件施加压力的区域中，需要准确地控制滑动的位置，因此与除此以外的滑动的动作区域相比，需要滑动的位置的较高的位置检测精度，需要提高空间分辨率。

为了提高空间分辨率，需要增大输出电压Vout相对于检测位置(位移)的对象物的移动距离的变化量。

图12表示本实施方式的位置检测装置1的剖视图。

如图12所示，磁响应体2的截面厚度相对于沿着X轴的方向上的相对移动距离的变化量(梯度)的绝对值，在图中α所示的区域(以下，称为区域α)中，设定为比区域α以外的区域即图中β所示的区域(以下，称为区域β)大。

即，将磁响应体2的截面厚度作为沿着X轴方向的距离的函数，将截面厚度相对于距离的微分系数的绝对值在区域α中设定得比区域β大。

此外，由于磁响应体2的截面厚度单调地增大或减小，因此微分系数在任一区域中均被设定为始终为正值或负值中的任一个。

在区域α中，相对于磁响应体2与第二线圈组(第二励磁线圈6以及输出线圈7)的相对移动距离，对第二励磁线圈6外加交流电压时的涡流的变化量比区域β中的变化量大。因此，从输出线圈7输出的电压相对于相对移动距离的变化量在区域α中比区域β大。

换言之，相对于从输出线圈7输出的电压的同一变化量，相对移动距离变短。因此，在电子电路中，与能够进行分离检测的最小电压变化对应的相对移动距离变短。即，能够进行分离检测的相对移动距离变短，空间分辨率提高。

若在全部的区域提高相对于磁响应体2与第二线圈组的相对移动距离的空间分辨率，则位置检测装置1大型化，因此通过仅在必要的区域提高空间分辨率，能够防止位置检测装置1大型化。

此外，提高空间分辨率的区域α不限于图12所示的位置，如图13中的(a)、图13中的(b)所示，当然可以根据用途适当地进行设定。

另外，上述磁响应体2的方式不限于上述实施方式，当然也可以应用于其他实施方式。

例如，在图7所示的磁响应体2中，也可以增大(特定区域的)截面厚度相对于相对移动距离的变化量。

另外，如图13中的(c)所示，也可以将磁响应体2形成为图4所示那样的圆锥台形状，并使特定区域(区域α)的截面直径相对于相对移动距离的变化量(梯度)比其他区域(区域β)的变化量(梯度)大。

另外，如图5、图6所示，也可以将磁响应体2形成为截面厚度相同的圆筒形、且在侧壁面具有开口部10的形状，并使(特定区域的)开口部10的大小(或角度θ)相对于相对移动距离的变化量(梯度)比其他区域的变化量(梯度)大。

进一步地，本实施方式也可以应用于例如图9、图11所示的磁响应体20的第一导电构件21，也可以在第一导电构件21的内部或外部具备铁磁性体。

(实施方式8)

在上述各实施方式中，第一励磁线圈4以及参考线圈5与第二励磁线圈6以及输出线圈7均为沿着磁响应体2的相对移动方向邻接的构造。可以将第一励磁线圈4以及参考线圈5与第二励磁线圈6以及输出线圈7分别配置为两层构造。

如图14所示，在输出线圈7的外周或与磁响应体2相反的一侧设置第二励磁线圈6，在参考线圈5的外周或与支承构件3相反的一侧设置第一励磁线圈4。

在这样的配置中，由于第二励磁线圈6与输出线圈7的互感值相对于相对移动距离单调地增大或单调地减小，因此能够根据输出电压Vout计算出相对移动距离，这一点与上述实施方式相同。

由于输出线圈7和第二励磁线圈6具有相同的中心轴，且构成为在相对于相同的中心轴的矢径方向上层叠，因此能够将沿着输出线圈7与第二励磁线圈6的相对移动方向的占有区域设定得较短。参考线圈5与第一励磁线圈4的关系也是同样的。

如上所述，通过输出线圈7和第二励磁线圈6来检测位置的区域相对于相对移动方向变短，因此针对相对位置的变化敏感地做出反应，提高位置检测的空间分辨率。

此外，也可以颠倒第一励磁线圈4与参考线圈5的位置关系、第二励磁线圈6与输出线圈7的位置关系。

当然，本实施方式能够应用于其他实施方式。

(实施方式9)

本发明所涉及的位置检测装置1用于检测出测定对象物的位移，例如能够适宜地应用于液面计。

图15是本实施方式的液面计的剖面示意图。构成为在图7所示的位置检测装置1的磁响应体2的前端连接有浮体40(浮子)，为了使其能够沿铅垂方向移动而设置有引导件41。利用浮体40的浮力，能够使磁响应体2漂浮在测定对象的液中。

引导件41具备开口部42，该开口部42为与磁响应体2的截面形状相同的形状，且具有比磁响应体2的直径大的直径，以使磁响应体2能够沿铅垂方向滑动，磁响应体2能够沿着引导件41的开口部42的侧面沿铅垂方向移动。此外，优选在引导件41的内表面设置轴承，通过轴承来降低磁响应体2与引导件41的摩擦。

第一线圈组(第一励磁线圈4以及参考线圈5)和第二线圈组(第二励磁线圈6以及输出线圈7)通过连结构件23连结固定。

详细而言，连结构件23由将第一线圈组固定的第一固定部位23a、将第二线圈组固定的第二固定部位23c以及以规定的间隔将第一固定部位23a和第二固定部位23c的连结的连结部位23b这三个部位构成。

如图所示，这三个部位沿铅垂方向彼此连结。

第一固定部位23a、第二固定部位23c例如由具有绝缘性的树脂、陶瓷等构成，采用即使在对第一励磁线圈4以及第二励磁线圈6外加交流电压的情况下也不产生涡流的材质。

为了将第一线圈组和第二线圈组分离地固定，连结部位23b例如由棒状的金属、刚性较高的树脂、陶瓷构成。另外，第一固定部位23a、第二固定部位23c以及连结部位23b例如也可以由树脂、陶瓷等一体构成。

此外，第一线圈组与第二线圈组的图2所示的电连接，能够在连结构件23中实施电布线，能够确保对电布线的防水性。

第一线圈组、第二线圈组以及连结构件23通过未图示的连结夹具固定在引导件41。因而，使磁响应体2和第二线圈组能够相对地移动。

此外，如图15所示，也可以在第一线圈组的外周具备支承构件3。在该情况下，由于第一线圈组被第一固定部位23a固定及支承，因此不需要用于支承第一线圈组的支承构件3。但是，通过使支承构件3具有作为磁芯的功能，能够设定输出电压Vout的基准点。

在实施方式3中已经对支承构件3作为磁芯的功能进行了说明，因此省略。

此外，也可以通过将支承构件3和第一线圈组固定，并利用未图示的连结夹具将支承构件3和引导件41固定，从而将第一线圈组、第二线圈组以及连结构件23和引导件41固定。

以下，对本实施方式的位置检测装置1的动作进行说明。

引导件41例如以引导件41的开口部42的侧面成为铅垂方向的方式配置、固定在容纳测定对象的液体的容器(未图示)内。将连接有浮体40(浮子)的磁响应体2可滑动地设置在开口部42内，并使其漂浮在测定对象的液面上。

由于浮体40的浮力，磁响应体2依赖于液面(水位)的变动，而沿由引导件41的开口部42的侧面所决定的移动方向、即铅垂方向上下移动。

磁响应体2根据液面而发生变化，因此通过检测出磁响应体2的位置，能够对液面进行测定。

此外，作为本实施方式的变形例，当然能够应用上述其他实施方式的位置检测装置1。

(实施方式10)

本发明所涉及的位置检测装置1不仅能够用于直线的相对移动距离的测定，还能够用于曲线上、即圆弧上的相对移动距离的测定。

在本实施方式中，如图16所示，例如将图7所示的位置检测装置1的磁响应体2的形状构成为圆的一部分(磁响应体2的中心轴成为圆弧形状(圆的一部分)，能够测定以圆的中心为旋转轴的旋转方向(图中箭头所示的方向)上的相对移动距离。

即，磁响应体2构成为相对于第二线圈组而相对地移动的轨道成为圆弧(圆的一部分)，即，相对地沿着圆弧上的轨道而移动，因此能够测定以圆的中心为旋转轴的相对移动距离。

检测体2的电阻构成为相对于中心轴的旋转方向单调地增大或单调地减小。即，检测体2的矢径方向(圆的半径方向)上的截面积构成为相对于旋转角单调地减小或单调地增大。

第一线圈组(第一励磁线圈4以及参考线圈5)和第二线圈组(第二励磁线圈6以及输出线圈7)通过连结构件23连结固定，两者的位置关系被固定。

连结构件23构成为其形状成为圆的一部分，以便在磁响应体2内部不与磁响应体2的侧壁面发生干涉。

磁响应体2旋转自如地支承在未图示的旋转轴上。

另一方面，第一线圈组、第二线圈组以及连结构件23彼此连结固定。

磁响应体2能够在第二线圈组不与磁响应体2的内壁面接触的范围内相对于第二线圈组相对地移动。

磁响应体2通过与进行旋转运动的测定对象物连结，能够对测定对象物的相对旋转移动距离(沿着圆弧上的轨道的相对移动距离)进行测定。另外，旋转移动距离为旋转半径与旋转角度之积，旋转半径为圆弧的曲率半径，因此也能够根据相对的旋转移动距离来检测出旋转角度。

因此，能够对测定对象物的旋转角或倾斜角进行测定，本实施方式的位置检测装置1也作为旋转角检测装置或倾斜角检测装置而发挥功能。

另外，磁响应体2的形状不限于图16，当然可以使用其他实施方式所示的形状。

进一步地，在图16的磁响应体2的外部，如图11所示那样设置有铁磁性体，也能够降低温度变化的影响。

(实施方式11)

对于能够测定圆弧上的相对移动距离的实施方式10的位置检测装置1，也能够应用实施方式4。

图17中的(a)是由两个对置的平行平板的铁磁性体来构成磁响应体2的本实施方式的位置检测装置1的俯视图，图17中的(b)是A-A’剖视图。

在连结构件23的上下两侧设置平行平板的第三磁响应体2c以及第四磁响应体2d。由于通过外加第二励磁线圈6的交流电压而产生的磁通贯通第三磁响应体2c以及第四磁响应体2d，因此第二线圈组的互感值依赖于第三磁响应体2c以及第四磁响应体2d的宽度而发生变化。

此外，第二励磁线圈6以及输出线圈7的卷轴与图8中的(f)同样地，配置为相对于第三磁响应体2c以及第四磁响应体2d垂直。

第三磁响应体2c以及第四磁响应体2d的宽度，相对于第二线圈组与第三磁响应体2c以及第四磁响应体2d的相对移动距离而单调地增大或减小，因此在第三磁响应体2c以及第四磁响应体2d的厚度为恒定的情况下，第二线圈组的互感值相对于相对移动距离单调地增大或减小。

其结果是，能够检测出第二线圈组与第三磁响应体2c以及第四磁响应体2d的相对移动距离，即能够进行位置检测。

另外，通过设置用于决定第一线圈组的互感值的基准体12，与第三磁响应体2c以及第四磁响应体2d同样地由两个对置的平行平板的铁磁性体构成，能够适当地设定输出线圈7与参考线圈5的输出电压的差分即输出电压Vout为0(零)的基准点。

此外，基准体12也是与第三磁响应体2c以及第四磁响应体2d同样的结构，第一励磁线圈4以及参考线圈5的卷轴与图8中的(g)同样地，配置为相对于两个对置的基准体12垂直。

另外，也可以由单一的平板构成，该单一的平板仅由通过平行平板构成的第三磁响应体2c以及第四磁响应体2d中的仅一方、例如第三磁响应体2c所构成。基准体12也同样地可以由单一的平板构成。

另外，也可以构成为，将第三磁响应体2c以及第四磁响应体2d的宽度设为恒定，截面厚度相对于相对移动距离单调地增大或减小。

另外，通过将第三磁响应体2c和第四磁响应体2d以及基准体12设为铁磁性体与导电体的层叠构造，并将导电体和铁磁性体组合，由此如实施方式4中说明的那样，能够进一步降低输出电压Vout的温度依赖性。

另外，由两个对置的平行平板构成的第三磁响应体2c以及第四磁响应体2d中的一方由铁磁性体构成，另一方由导电体构成，同样地，对于由两个对置的平行平板构成的基准体12而言，也可以通过由铁磁性体构成一方，并由导电体构成另一方，并将导电体和铁磁性体组合，由此来降低输出电压Vout的温度依赖性。

此外，在上述各实施方式中，作为磁响应体2(20)的形状，举例示出了圆筒形状、圆锥形状的一部分、平板形状，但并不限定于此。在使用导电体作为磁响应体2(20)的情况下，由第二线圈组产生涡流，涡流的值相对于磁响应体2与第二线圈组的相对移动距离单调地增大或减小即可。

产业上的可利用性

根据本发明，能够实现能够检测出测定对象物的位置的变化的、对噪声、环境温度变化的耐性较高的位置检测装置。本发明所涉及的位置检测装置能够期待在各种领域中的应用，产业上的利用性较高。

附图标记说明

1：位置检测装置；

2：磁响应体；

2a：第一磁响应体；

2b：第二磁响应体；

2c：第三磁响应体；

2d：第四磁响应体；

3：支承构件；

4：第一励磁线圈；

5：参考线圈；

6：第二励磁线圈；

7：输出线圈；

8：交流电源；

9a、9b：输出端子；

10：开口部；

12：基准体；

12a：第一基准体；

12b：第二基准体；

20：磁响应体；

21：第一导电构件；

22：第一铁磁性构件；

23：连结构件；

30：支承构件；

31：第二导电构件；

32：第二铁磁性构件；

40：浮体；

41：引导件；

42：开口部。

Claims (11)

1.一种位置检测装置，其特征在于，

所述位置检测装置具备第一励磁线圈、参考线圈、第二励磁线圈、输出线圈以及磁响应体，

所述第一励磁线圈对所述参考线圈进行励磁，所述第二励磁线圈对所述输出线圈进行励磁，

所述输出线圈和所述参考线圈是相同结构的线圈，

所述磁响应体和所述输出线圈能够相对地移动，

依赖于所述磁响应体相对于所述输出线圈的相对移动距离，对所述第二励磁线圈外加交流电压时的所述输出线圈的输出电压单调地增大或单调地减小，

与所述磁响应体相对于所述输出线圈的相对移动距离无关地，对所述第一励磁线圈外加交流电压时的所述参考线圈的输出电压为恒定，

所述参考线圈与所述输出线圈差动连接。

2.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，

所述磁响应体具备电阻沿着相对于所述输出线圈的相对移动方向而单调地增大或单调地减小的导电构件。

3.根据权利要求2所述的位置检测装置，其特征在于，

所述导电构件相对于沿着相对于所述输出线圈的相对移动方向的轴而呈旋转对称的形状，所述导电构件的截面积单调地减小或单调地增大。

4.根据权利要求2所述的位置检测装置，其特征在于，

所述导电构件在其侧壁面具有槽部，

所述槽部的截面积沿着相对于所述输出线圈的相对移动方向而单调地增大或单调地减小。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的位置检测装置，其特征在于，

所述磁响应体在所述导电构件的外部或内部具备铁磁性构件。

6.根据权利要求2至4中任一项所述的位置检测装置，其特征在于，

所述导电构件在特定的区域中，沿着相对于所述输出线圈的相对移动方向的电阻的变化量的绝对值比其他区域大。

7.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，

所述磁响应体由截面积沿着相对于所述输出线圈的相对移动方向而单调地增大或单调地减小的铁磁性体构成。

8.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，

所述输出线圈和所述第二励磁线圈具有相同的中心轴，且构成为沿相对于中心轴的矢径方向层叠。

9.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，

所述参考线圈相对于所述第一励磁线圈的绕组比和所述输出线圈相对于所述第二励磁线圈的绕组比相同，且均大于1。

10.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，

在所述磁响应体连接有浮子，

所述位置检测装置具备可动地支承所述检测体的引导件。

11.根据权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，

所述磁响应体和所述输出线圈能够沿着圆弧上的轨道而相对地移动。

Images