JP2001041703A - Range finder and thickness meter - Google Patents

Range finder and thickness meter

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JP2001041703A
JP2001041703A JP21471899A JP21471899A JP2001041703A JP 2001041703 A JP2001041703 A JP 2001041703A JP 21471899 A JP21471899 A JP 21471899A JP 21471899 A JP21471899 A JP 21471899A JP 2001041703 A JP2001041703 A JP 2001041703A
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JP
Japan
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voltage
probe coil
determined
probe
distance
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JP21471899A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Yoshida
昌弘 吉田
Takao Fujimori
隆雄 藤森
Takanori Nushihama
卓憲 主濱
Seito Ekura
勢人 江倉
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SANKI SYSTEM ENGINEERING KK
Original Assignee
SANKI SYSTEM ENGINEERING KK
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thickness meter or range finder for a conductive object having a simple and inexpensive structure. SOLUTION: There are provided an AC power supply 40, probe coils 21, 22 disposed in a mutually opposite direction at a separation Go thereof, reference coils 23, 24 generating reference voltage, a voltage detecting means 30, and a computing part 35. And, the computing part 35 is a range finder for measuring distance (g) and a thickness meter 1 for determining thickness (t) from the separation Go and the distances g1, g2 between a determination target object 81 and the probe coils 21, 22 by determining the distances g1, g2 on the basis of variations in difference voltage ΔE/Ea, the difference voltage ΔE between the reference voltage Ea and probe coil voltage Eb relative to the reference voltage Ea. At frequencies below 50 kHz, the material quality or thickness (t) of the object 81 is determined on the basis of a phase difference angle θbetween Eb or ΔE and Ea prior to distance determination.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【技術分野】本発明は、簡素な回路構成により安価に製
作が可能な非接触式の距離計及び厚み計に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-contact type distance meter and thickness meter which can be manufactured at a low cost with a simple circuit configuration.

【0002】[0002]

【従来技術】非接触方式による距離計としては、判定対
象物体に超音波や光を照射しその反射波を検知して距離
を判定するものが知られている。また、非接触方式によ
る厚み計としては、同様に超音波の反射波や透過波を検
知してその厚みを判定するものが知られている。
2. Description of the Related Art As a non-contact type range finder, there is known a range finder which irradiates an object to be determined with ultrasonic waves or light and detects its reflected wave to determine a distance. As a non-contact type thickness gauge, there is also known a thickness gauge which similarly detects a reflected wave or a transmitted wave of an ultrasonic wave to determine its thickness.

【0003】[0003]

【解決しようとする課題】しかしながら、超音波や光を
用いるものは超音波や光の発信源、並びにこれらを検知
するセンサ類が共に必要であり、比較的高価である。本
発明は、導電性の判定対象物体に関して、より安価に製
作が可能な非接触式の距離計及び厚み計を提供しようと
するものであり、より好ましくは判定対象物体の材質の
相違に左右されないものを提供しようとするものであ
る。
However, those using ultrasonic waves and light require both a source of ultrasonic waves and light and sensors for detecting these, and are relatively expensive. The present invention seeks to provide a non-contact type distance meter and a thickness meter that can be manufactured at lower cost with respect to a conductive determination target object, and more preferably does not depend on a difference in the material of the determination target object. They want to offer something.

【0004】[0004]

【課題の解決手段】本願の第1発明は、導電性の物体と
基準点との間の距離を測定する距離計であって、交流電
圧を発生させる電源と、上記電源に接続され判定対象物
体の表面に入射する交流磁界Hiを発生させるプローブ
コイルと、判定対象物体に磁界を入射させることがなく
かつ上記プローブコイルに流れる電流に比例した参照電
圧を生ぜしめる参照電圧発生手段と、基準点と判定対象
物体との間の距離Lを決定する判定部とを有しており、
上記電源の周波数fは、50kHZを超える高い周波数
であり、上記プローブコイルは上記基準点に対する位置
を示す座標Pが既知又は検知可能なように構成されてお
り、上記判定部は、上記参照電圧と、上記プローブコイ
ルの全電圧若しくはそのリアクタンス電圧成分(以下、
合わせてプローブコイルの電圧という)又は上記参照電
圧と上記プローブコイルの電圧との差電圧とを検知又は
適当なレベル等に変換する電圧検出手段と、この電圧検
出手段によって検出された上記プローブコイルの電圧E
b又は検出された上記差電圧ΔEと上記電圧検出手段に
よって検出された参照電圧Eaとの比率Eb/Ea,Δ
E/Eaに基づいて判定対象物体とプローブコイルとの
間の距離gを決定する演算部とを有しており、上記演算
部は、プローブコイルの位置座標Pと判定対象物体とプ
ローブコイルとの間の距離gとに基づいて基準点と判定
対象物体の距離Lを算出することを特徴とする距離計に
ある。
A first invention of the present application is a distance meter for measuring a distance between a conductive object and a reference point, comprising a power supply for generating an AC voltage, and an object to be determined connected to the power supply. A probe coil for generating an alternating magnetic field Hi incident on the surface of the probe coil; reference voltage generating means for generating a reference voltage proportional to a current flowing through the probe coil without causing a magnetic field to enter the object to be determined; and a reference point. A determination unit for determining a distance L between the object and the determination target object,
The frequency f of the power supply is a high frequency exceeding 50 kHz, the probe coil is configured such that coordinates P indicating a position with respect to the reference point are known or detectable, and the determination unit determines the reference voltage and the reference voltage. , The total voltage of the probe coil or its reactance voltage component (hereinafter, referred to as
Voltage detecting means for detecting or converting a difference voltage between the reference voltage and the voltage of the probe coil to an appropriate level or the like; and detecting the voltage of the probe coil detected by the voltage detecting means. Voltage E
b or a ratio Eb / Ea, Δ between the detected difference voltage ΔE and the reference voltage Ea detected by the voltage detecting means.
A calculating unit that determines a distance g between the object to be determined and the probe coil based on E / Ea, wherein the calculating unit calculates the position coordinates P of the probe coil and the distance between the object to be determined and the probe coil. The distance meter is characterized in that a distance L between a reference point and an object to be determined is calculated based on a distance g between them.

【0005】本発明にかかる距離計は、交流電圧を発生
させる電源と、上記電源に接続され判定対象物体の表面
に入射する交流磁界Hiを発生させるプローブコイル
と、判定対象物体に磁界を入射させることがなくかつ上
記プローブコイルに流れる電流に比例した参照電圧を生
ぜしめる参照電圧発生手段と、基準点と判定対象物体と
の距離Lを決定する判定部とを有している。また、あえ
て補足すればプローブコイルと参照電圧発生手段は、互
いに磁気的に干渉しないように配置されているものであ
る。
A distance meter according to the present invention comprises a power supply for generating an AC voltage, a probe coil connected to the power supply for generating an AC magnetic field Hi incident on the surface of the object to be determined, and a magnetic field incident on the object to be determined. A reference voltage generating means for generating a reference voltage which is proportional to a current flowing through the probe coil and a determination unit which determines a distance L between the reference point and the determination target object. In addition, as a supplement, the probe coil and the reference voltage generating means are arranged so as not to magnetically interfere with each other.

【0006】プローブコイルからは判定対象物体の表面
に磁界Hiが入射し、かつ上記磁界Hiは時間的に変化
する交流磁界であるから、電磁誘導作用により導体であ
る判定対象物体には渦電流が流れることになる。そし
て、上記渦電流が新たにプローブコイルの磁界Hiを打
ち消すように反射磁界を発生させ、この反射磁界Hrの
電磁誘導作用によりプローブコイルに電圧(反射電圧)
が誘起され、プローブコイルの電圧は判定対象物体がな
い場合に対して変化(減少)することになる(図18参
照)。図18において、記号I2は渦電流、符号81は
判定対象物体、符号21,291はプローブコイルとそ
の磁芯である。
[0006] Since a magnetic field Hi is incident on the surface of the object to be determined from the probe coil, and the magnetic field Hi is an alternating magnetic field that changes with time, an eddy current is generated in the object to be determined, which is a conductor by electromagnetic induction. Will flow. Then, a reflected magnetic field is generated so that the eddy current newly cancels the magnetic field Hi of the probe coil, and a voltage (reflected voltage) is applied to the probe coil by the electromagnetic induction of the reflected magnetic field Hr.
Is induced, and the voltage of the probe coil changes (decreases) as compared with the case where there is no object to be determined (see FIG. 18). In FIG. 18, a symbol I2 is an eddy current, a symbol 81 is an object to be determined, and symbols 21 and 291 are a probe coil and its magnetic core.

【0007】そして、これらの現象を等価回路として表
したのが図19、図20である。同図において、L1
は、抵抗値を無視して上記プローブコイルを純粋インダ
クタンスに理想化して表したもの、R1は外部抵抗(プ
ローブコイルの抵抗を含めて考えてもよい)、符合75
(2次側回路)は判定対象物体に流れる渦電流回路をイ
ンダクタンスL2と抵抗R2の直列回路として模式化し
て表した等価回路である。そして、Mは上記インダクタ
ンスL1とL2の間の相互インダクタンス、ε2(図2
0)及びI2はそれぞれ上記相互インダクタンスMによ
り判定対象物体(2次側回路75)に誘起された電圧と
渦電流、そしてε1(図20)は上記渦電流I2により
1次側のインダクタンスL1に誘起された反射電圧(反
作用電圧)である。
FIGS. 19 and 20 show these phenomena as equivalent circuits. In the figure, L1
Is a value obtained by idealizing the probe coil to a pure inductance ignoring the resistance value, R1 is an external resistance (it may be considered to include the resistance of the probe coil), and 75
(Secondary side circuit) is an equivalent circuit schematically representing an eddy current circuit flowing through the object to be determined as a series circuit of an inductance L2 and a resistor R2. M is the mutual inductance between the inductances L1 and L2, ε2 (FIG.
0) and I2 are the voltage and eddy current induced in the object to be determined (secondary circuit 75) by the mutual inductance M, and ε1 (FIG. 20) is induced in the primary inductance L1 by the eddy current I2. Reflected voltage (reaction voltage).

【0008】そして、図20に示す各要素の関係を数式
によって表せば、次のようになる。 E1=jωL−ε (1) ε=jωMI (2) I=ε/(R+jωL) (3) ε=jωMI=(ωM/L)×{R +(ωL1/2× (cosθ+jsinθ)Er (4) ここで θ=tan−1(R/ωL) (5) Er=jωL (6) である。そして、上記(1)式と(6)式とから、反射
電圧ε1は、 ε=Er−E1 (7) となる。
[0008] The relationship between the elements shown in FIG. 20 can be expressed by the following equation. E1 = jωL 1 I 1 −ε 1 (1) ε 2 = jωMI 1 (2) I 2 = ε 2 / (R 2 + jωL 2 ) (3) ε 1 = jωMI 2 = (ωM 2 / L 1 ) × { R 2 2 + (ωL 2 ) 21/2 × (cos θ + j sin θ) Er (4) where θ = tan −1 (R 2 / ωL 2 ) (5) Er = jωL 1 I 1 (6) Then, from the equation (1) and (6), reflected voltage ε1 becomes ε 1 = Er-E1 (7 ).

【0009】そして、反射電圧ε1は渦電流I2の大き
さ、渦形状(広がりや形など)、磁芯と判定対象物体と
の間のギャップg(図18)によって変化し、磁界Hi
が判定対象物体に入射しない場合には、プローブコイル
の上記電圧低下すなわち反射電圧ε1は理論的にはゼロ
となる。
The reflected voltage .epsilon.1 changes depending on the magnitude of the eddy current I2, the eddy shape (expansion and shape, etc.), the gap g (FIG. 18) between the magnetic core and the object to be determined, and the magnetic field Hi
Is not incident on the object to be determined, the voltage drop of the probe coil, that is, the reflected voltage ε1 is theoretically zero.

【0010】一方、参照電圧発生手段は、判定対象物体
に磁界を入射させることがなくかつ上記プローブコイル
に流れる電流に比例した参照電圧を生ぜしめる。そし
て、判定部を構成する電圧検出手段は、参照電圧と、プ
ローブコイルの電圧(コイルの全電圧若しくはそのリア
クタンス電圧成分)又は参照電圧とプローブコイルの電
圧の差電圧とを検知又は適当なレベル(若しくは形式)
に変換する。即ち、電圧検出手段の出力は、参照電圧の
検出電圧Eaとプローブコイルの検出電圧Ebの組み合
わせ、上記参照電圧Eaと検出された差電圧ΔE(差電
圧の直接変換又は上記Ea,Ebの差Ea−Eb)の組
み合わせ、上記EaとEbとΔEの組み合わせの何れか
である。図20の例では、(6)式に示すErは参照電
圧そのものに該当し上記Erに比例した値は参照電圧の
検出値Eaに相当する。そして、(1)式のE1はプロ
ーブコイルのリアクタンス電圧成分に該当し上記E1に
比例した値はプローブコイルの検出電圧Ebに該当し、
また(7)式の反射電圧ε1に比例した値は差電圧の検
出値ΔEに相当する。
On the other hand, the reference voltage generating means generates a reference voltage proportional to the current flowing through the probe coil without causing a magnetic field to enter the object to be determined. The voltage detection means constituting the determination unit detects the reference voltage and the voltage of the probe coil (the total voltage of the coil or its reactance voltage component) or the difference voltage between the reference voltage and the voltage of the probe coil, or detects an appropriate level ( Or format)
Convert to That is, the output of the voltage detecting means is a combination of the detection voltage Ea of the reference voltage and the detection voltage Eb of the probe coil, the difference voltage ΔE detected by the reference voltage Ea (direct conversion of the difference voltage or the difference Ea of Ea, Eb). -Eb) or any of the combinations of Ea, Eb, and ΔE. In the example of FIG. 20, Er shown in the equation (6) corresponds to the reference voltage itself, and a value proportional to Er corresponds to a detected value Ea of the reference voltage. E1 in equation (1) corresponds to the reactance voltage component of the probe coil, and the value proportional to E1 corresponds to the detection voltage Eb of the probe coil.
The value proportional to the reflected voltage ε1 in the equation (7) corresponds to the detected value ΔE of the difference voltage.

【0011】そして、反射電圧ε1(従ってΔE)の大
きさとその位相、従ってプローブコイルの電圧の大きさ
と位相は、プローブコイルと判定対象物体の間の距離g
や、判定対象物体に流れる渦電流I2の大きさと位相、
及び渦電流の渦(円)の形状等によって変化する。そし
て、その渦電流I2は判定対象物体の導電率及び透磁率
(即ち判定対象物体の材質による)や形状(面積の大き
さや磁界Hi方向の厚みt)によって変化する(もっと
も、渦電流の大きさが面積や厚みと共に変化するのは面
積Sや厚みtが一定の値以下の範囲においてのみであ
り、面積がある程度以上大きくなったり、厚さtが渦電
流の表皮効果による深入限度を越えれば変化は飽和す
る)。
The magnitude and phase of the reflected voltage .epsilon.1 (and therefore .DELTA.E), and hence the magnitude and phase of the voltage of the probe coil, are determined by the distance g between the probe coil and the object to be determined.
And the magnitude and phase of the eddy current I2 flowing through the object to be determined,
And the shape of the eddy current eddy (circle). The eddy current I2 changes depending on the conductivity and magnetic permeability of the object to be determined (that is, depending on the material of the object to be determined) and the shape (the size of the area and the thickness t in the direction of the magnetic field Hi). Changes only with the area S and the thickness t below a certain value, and changes when the area increases to a certain degree or more, or when the thickness t exceeds the depth limit due to the skin effect of the eddy current. Saturates).

【0012】そして、上記(4)式及び(5)式に示す
ように、反射電圧ε1は相互インダクタンスM従ってギ
ャップg(図18)の影響を受けるが、位相角θは相互
インダクタンスM従ってギャップgの影響が少なく、判
定対象物体の材質、形状、大きさ及び磁界の周波数fに
より定まることが推定できる。
As shown in the above equations (4) and (5), the reflected voltage ε1 is affected by the mutual inductance M and therefore the gap g (FIG. 18), but the phase angle θ is the mutual inductance M and thus the gap g Can be estimated to be determined by the material, shape, size, and frequency f of the magnetic field of the determination target object.

【0013】そして、本発明において、特に注目すべき
ことは、電源の周波数fを50kHZを超える高い周波
数としたことである。発明者等は、数kHZから数百k
HZのレンジに渡り、反射電圧(従って上記Eb,Δ
E)とギャップgの関係を周波数を変えて実験し、50
kHZを超えると判定対象物体の材質の影響を殆ど受け
ず略同一の関係式となることを見出した(図5参照)。
即ち、詳細を後述する図6〜図8,図21に示すよう
に、50kHZを超えると反射電圧とギャップgの関係
は判定対象物体の材質に依らず略一定のカープCとな
る。従って、単一の判定曲線Cを基に材質の相違を気に
せずにギャップgを判定することが可能となる。
In the present invention, it should be particularly noted that the frequency f of the power supply is set to a high frequency exceeding 50 kHz. The inventors have found that several kHZ to several hundred k
Over the range of HZ, the reflected voltage (therefore Eb, Δ
The relationship between E) and the gap g was tested by changing the frequency,
It has been found that when the frequency exceeds kHZ, almost the same relational expression is obtained without being affected by the material of the object to be determined (see FIG. 5).
That is, as shown in FIGS. 6 to 8 and FIG. 21, which will be described later in detail, when the frequency exceeds 50 kHz, the relationship between the reflection voltage and the gap g becomes a substantially constant carp C regardless of the material of the determination target object. Therefore, it is possible to determine the gap g based on a single determination curve C without considering the difference in the material.

【0014】なお、ここで、判定に用いる反射電圧ε1
(従ってEb,ΔE)は参照電圧Eaにより相対化した
値ΔE/Ea又はEb/Eaを用いることが好ましい。
このように反射電圧を参照電圧により相対化することに
より、判定のベースとなるデータとして反射電圧を直接
用いる場合よりも、短期的及び長期的な電源電圧変動の
影響を排除し、判定精度を向上することができるからで
ある。その結果、本装置の演算部は、上記値ΔE/Ea
又はEb/Eaを用いることにより精度よくプローブコ
イルと判定対象物体との間のギャップgを決定すること
が可能となる。
Here, the reflected voltage ε1 used for the determination is
For (Eb, ΔE), it is preferable to use a value ΔE / Ea or Eb / Ea relativized by the reference voltage Ea.
By making the reflected voltage relative to the reference voltage in this way, the effects of short-term and long-term power supply voltage fluctuations are eliminated and the judgment accuracy is improved, compared to the case where the reflected voltage is directly used as the base data for judgment. Because you can. As a result, the calculation unit of the present apparatus calculates the value ΔE / Ea
Alternatively, by using Eb / Ea, it is possible to accurately determine the gap g between the probe coil and the determination target object.

【0015】そして、基準点に対するプローブコイルの
位置を示す座標Pが既知又は検知可能であるから、判定
対象物体とプローブコイルとの間の距離gと上記座標P
とをベクトル的に合成することにより、演算部は、基準
点と判定対象物体の距離Lを算出することができる。そ
して、プローブコイルは磁気的な信号を発信する発信機
の機能と共に反射信号を受信するセンサの機能を兼ね備
えているから、装置の構成が極めて簡素である。また、
用いる周波数fは50kHZを超える程度の高周波でよ
いから、電源の回路構成も簡素で安価となる。その結
果、本発明にかかる距離計は、材質の相違に左右されな
い安価な非接触式の距離計とすることができる。
Since the coordinates P indicating the position of the probe coil with respect to the reference point are known or detectable, the distance g between the object to be determined and the probe coil and the coordinates P
Is vector-combined, the calculation unit can calculate the distance L between the reference point and the determination target object. Since the probe coil has a function of a transmitter for transmitting a magnetic signal and a function of a sensor for receiving a reflected signal, the configuration of the apparatus is extremely simple. Also,
Since the frequency f to be used may be a high frequency exceeding 50 kHz, the circuit configuration of the power supply is simple and inexpensive. As a result, the range finder according to the present invention can be an inexpensive non-contact range finder which is not affected by the difference in the material.

【0016】なお、上記参照電圧発生手段は、例えば請
求項7に記載のように、プローブコイルと等価な回路定
数を有し、かつ前記プローブコイルと同一の電流が流れ
るよう回路接続(即ちプローブコイルに対して直列接続
(図1参照)または並列接続(図16参照))された参
照コイルにより、実現することができる。そして、上記
参照コイルは、参照コイルによってプローブコイルの電
圧が変化しないようにするために、参照コイルから生ず
る磁界が判定対象物体に入射することのない位置若しく
は方向に配置し、または磁気遮蔽を施し判定対象物体に
対して磁界が入射しないようにする。
The reference voltage generation means has a circuit constant equivalent to that of the probe coil and is connected to the circuit so that the same current flows as the probe coil (ie, the probe coil). Can be realized by a reference coil connected in series (see FIG. 1) or in parallel (see FIG. 16). In order to prevent the voltage of the probe coil from being changed by the reference coil, the reference coil is arranged at a position or in a direction where a magnetic field generated from the reference coil does not enter the object to be determined, or is provided with a magnetic shield. Prevent the magnetic field from entering the object to be determined.

【0017】その結果、上記参照コイルからは、上記
(6)式のErに相当するプローブコイルの参照電圧を
直接検知することができるようになる。そして、上記参
照電圧をプローブコイルの電圧と比較することにより、
反射電圧ε1の大小または位相角θの大小を直接的に把
握することが可能となる。
As a result, the reference coil can directly detect the reference voltage of the probe coil corresponding to Er in the above equation (6). Then, by comparing the reference voltage with the voltage of the probe coil,
It is possible to directly grasp the magnitude of the reflected voltage ε1 or the magnitude of the phase angle θ.

【0018】また、前記電圧検出手段における参照電圧
の検知手段は、例えば請求項7に記載のように、上記参
照コイルに磁気的に結合され参照電圧に比例した電圧を
誘起する2次コイルを用いて実現することができる。そ
して、2次コイルによってプローブコイルの電圧が変化
しないようにするために、判定対象物体に対して磁界が
入射することのない位置若しくは方向にこの2次コイル
を配置し又は磁気遮蔽を施し判定対象物体に対して磁界
が入射しないようにする。これによって、この2次コイ
ルには、参照コイルの発生磁束による電圧即ちリアクタ
ンス電圧成分のみに比例した電圧が誘起される。
The reference voltage detecting means in the voltage detecting means uses a secondary coil magnetically coupled to the reference coil to induce a voltage proportional to the reference voltage. Can be realized. Then, in order to prevent the voltage of the probe coil from being changed by the secondary coil, the secondary coil is arranged at a position or a direction where no magnetic field is incident on the object to be determined, or a magnetic shield is applied to the object to be determined. Make sure that no magnetic field is incident on the object. As a result, a voltage proportional to only the reactance voltage component is induced in the secondary coil by the magnetic flux generated by the reference coil.

【0019】一方、電圧検出手段におけるプローブコイ
ルのリアクタンス電圧の検知手段は、例えば請求項7に
記載のように、プローブコイルと磁気的に結合されプロ
ーブコイルのリアクタンス電圧成分に比例した電圧を誘
起する2次コイルにより実現することができる。即ち、
この2次コイルには、プローブコイルに鎖交する磁束
(プローブコイルの発生磁束と判定対象物体からの反射
磁束の合成)による誘起電圧即ちリアクタンス電圧に比
例した電圧が誘起される。
On the other hand, the detecting means for detecting the reactance voltage of the probe coil in the voltage detecting means is magnetically coupled to the probe coil and induces a voltage proportional to the reactance voltage component of the probe coil. This can be realized by a secondary coil. That is,
In the secondary coil, a voltage proportional to an induced voltage, that is, a reactance voltage due to a magnetic flux interlinked with the probe coil (a combination of the generated magnetic flux of the probe coil and the reflected magnetic flux from the object to be determined) is induced.

【0020】そして、請求項8に記載のように、上記電
源部は、周波数fを変更することの出来る可変周波数電
源とすることが好ましい。前記のように、反射電圧ε1
(ΔE)の大きさとその位相とは、電源周波数fによっ
ても変化する。それ故、電源を可変周波数とすることに
より、ギャップgの大きさのレンジが変化した場合にも
反射電圧が充分検知可能な感度のよい周波数に設定する
ことできるようになる。
Preferably, the power supply section is a variable frequency power supply capable of changing the frequency f. As described above, the reflected voltage ε1
The magnitude of (ΔE) and its phase also vary with the power supply frequency f. Therefore, by setting the power supply to have a variable frequency, even if the range of the size of the gap g changes, it is possible to set the frequency to a high sensitivity at which the reflected voltage can be sufficiently detected.

【0021】また、請求項9に記載のように、前記電源
部は、周波数の異なる複数の正弦波電圧を合成してなる
合成波電圧発生源とすることが好ましい。、そして、演
算部は、前記参照電圧Eaと、メインコイルの電圧Eb
又は差電圧ΔEとを高速にサンプリングしてA/D変換
し、上記合成電圧を構成する周波数成分f1,f
2,...毎にデータを取得しその中から感度のよい周
波数のデータを用いて、ギャップgを判定することがで
きる。
Further, it is preferable that the power supply unit is a composite wave voltage source formed by combining a plurality of sinusoidal voltages having different frequencies. And the calculation unit calculates the reference voltage Ea and the voltage Eb of the main coil.
Alternatively, the difference voltage ΔE is sampled at high speed and A / D converted, and the frequency components f1 and f
2,. . . The gap g can be determined by acquiring data every time and using data of a frequency having good sensitivity from the data.

【0022】次に、本願の第2発明は、導電性の物体と
基準点との間の距離を測定する距離計であって、交流電
圧を発生させる電源と、上記電源に接続され判定対象物
体の表面に入射する交流磁界Hiを発生させるプローブ
コイルと、判定対象物体に磁界を入射させることがなく
かつ上記プローブコイルに流れる電流に比例した参照電
圧を生ぜしめる参照電圧発生手段と、基準点と判定対象
物体との間の距離Lを決定する判定部とを有しており、
上記プローブコイルは上記基準点に対する位置を示す座
標Pが既知又は検知可能なように構成され、上記判定部
は、上記参照電圧と、上記プローブコイルの全電圧若し
くはそのリアクタンス電圧成分(以下、合わせてプロー
ブコイルの電圧という)又は上記参照電圧と上記プロー
ブコイルの電圧との差電圧とを検知又は適当なレベル等
に変換する電圧検出手段と、判定対象物体とプローブコ
イルとの間の距離gを決定する演算部とを有しており、
上記演算部は、上記電圧検出手段によって検出された参
照電圧Eaと上記電圧検出手段によって検出されたプロ
ーブコイルの電圧Ebの間又は検出された差電圧ΔEと
の間の位相差角θに基づいて判定対象物体の材質を決定
する第1ステップと、決定された上記材質の情報を基
に、検出された上記プローブコイルの電圧Eb又は検出
された上記差電圧ΔEと上記参照電圧Eaとの比率Eb
/Ea,ΔE/Eaに基づいて判定対象物体とプローブ
コイルとの間の距離gを判定する第2ステップと、プロ
ーブコイルの位置座標Pと上記距離gとに基づいて基準
点と判定対象物体の距離Lを算出する第3ステップとを
有することを特徴とする距離計にある。
Next, a second invention of the present application is a distance meter for measuring the distance between a conductive object and a reference point, comprising: a power supply for generating an AC voltage; A probe coil for generating an alternating magnetic field Hi incident on the surface of the probe coil; reference voltage generating means for generating a reference voltage proportional to a current flowing through the probe coil without causing a magnetic field to enter the object to be determined; and a reference point. A determination unit for determining a distance L between the object and the determination target object,
The probe coil is configured such that coordinates P indicating a position with respect to the reference point are known or detectable, and the determination unit determines the reference voltage and a total voltage of the probe coil or a reactance voltage component thereof (hereinafter, collectively). A voltage detecting means for detecting or converting a difference voltage between the reference voltage and the voltage of the probe coil to an appropriate level or the like, and determining a distance g between the object to be determined and the probe coil. And an arithmetic unit that performs
The calculation unit is configured to calculate the phase difference angle θ between the reference voltage Ea detected by the voltage detection means and the voltage Eb of the probe coil detected by the voltage detection means or the detected difference voltage ΔE. A first step of determining the material of the object to be determined, and a ratio Eb between the detected voltage Eb of the probe coil or the detected difference voltage ΔE and the reference voltage Ea based on the information on the determined material.
/ Ea, a second step of determining the distance g between the object to be determined and the probe coil based on ΔE / Ea, and the reference point and the object to be determined based on the position coordinates P of the probe coil and the distance g. And a third step of calculating a distance L.

【0023】本発明は、第1発明において、判定対象物
体の材質を判定する機能を付加し、これによって50k
HZ以下の周波数fの電源をも使用可能としたものであ
る。即ち、本発明にかかる演算部は、検出された参照電
圧Eaと検出されたプローブコイルの電圧Ebとの間の
位相差角θ又は参照電圧Eaと検出された差電圧ΔEと
の間の位相差角θに基づいて判定対象物体の材質を決定
する第1ステップを有する。そして、第2ステップにお
いて、決定された上記材質の情報を基に、検出された上
記プローブコイルの電圧Eb又は検出された上記差電圧
ΔEと上記参照電圧Eaとの比率Eb/Ea,ΔE/E
aに基づいて判定対象物体とプローブコイルとの間の距
離gを判定する。
According to the present invention, in the first aspect, a function of judging the material of the object to be judged is added.
A power source having a frequency f equal to or lower than HZ can be used. That is, the arithmetic unit according to the present invention calculates the phase difference angle θ between the detected reference voltage Ea and the detected probe coil voltage Eb or the phase difference between the reference voltage Ea and the detected difference voltage ΔE. A first step of determining the material of the determination target object based on the angle θ. Then, in a second step, based on the information on the determined material, the ratio Eb / Ea, ΔE / E between the detected voltage Eb of the probe coil or the detected difference voltage ΔE and the reference voltage Ea.
The distance g between the determination target object and the probe coil is determined based on a.

【0024】前記のように、反射電圧ε1(従ってΔ
E)の大きさとその位相、従ってプローブコイルの電圧
の大きさと位相は、判定対象物体に流れる渦電流I2の
大きさと位相、及び渦電流の渦(円)の形状等によって
変化する。そして、その渦電流I2は判定対象物体の導
電率及び透磁率(即ち判定対象物体の材質による)や形
状(面積の大きさや磁界Hi方向の厚みt)によって変
化する。そして、渦電流の大きさが面積や厚みと共に変
化するのは面積Sや厚みtが一定の値以下の範囲におい
てのみであり、面積がある程度以上大きくなったり、厚
さtが渦電流の表皮効果による深入限度を越えれば変化
は飽和し材質が主な決定要因となる。
As mentioned above, the reflected voltage ε1 (and thus Δ
The magnitude and phase of E), that is, the magnitude and phase of the voltage of the probe coil, vary depending on the magnitude and phase of the eddy current I2 flowing through the object to be determined, the shape of the eddy current (circle), and the like. The eddy current I2 changes depending on the conductivity and the magnetic permeability (that is, the material of the determination target object) and the shape (the size of the area and the thickness t in the direction of the magnetic field Hi) of the determination target object. The magnitude of the eddy current changes with the area and the thickness only in a range where the area S and the thickness t are equal to or smaller than a certain value. If the depth limit is exceeded, the change saturates and the material is the main determinant.

【0025】そして、上記(4)式及び(5)式に示す
ように、反射電圧ε1は相互インダクタンスM従ってギ
ャップg(図18)の影響を受けるが、位相角θは相互
インダクタンスMに無関係で従ってギャップgの影響が
少なく、判定対象物体の材質及び磁界の周波数fにより
定まることが推定できる。発明者は、厚さtが有る程度
以上では、判定対象物体の材質の判定指標として、位相
角θまたはθによって大きく変化する関数(例えばta
nθ)は判定対象物体とプローブコイルのギャップgの
変動を受けにくい優れた指標であることを実験的に確認
した。
As shown in the above equations (4) and (5), the reflected voltage ε1 is affected by the mutual inductance M and thus the gap g (FIG. 18), but the phase angle θ is independent of the mutual inductance M. Therefore, it can be estimated that the influence of the gap g is small and is determined by the material of the determination target object and the frequency f of the magnetic field. The inventor has found that when the thickness t is greater than a certain value, the phase angle θ or a function (for example, ta) that greatly changes depending on
nθ) was experimentally confirmed to be an excellent index that is less susceptible to fluctuations in the gap g between the determination target object and the probe coil.

【0026】例えば、図18に示すように判定対象物体
の中央部に磁界Hiを加え、判定対象物体の形状を有る
程度以上にして材質だけを変化させると、材質の種類に
よって位相角θ又はそのtanθの大きさが変化する。
しかし、ギャップgが一定の範囲内で変わってもその値
θ又はtanθは殆ど変化しない。そして、与えられた
判定対象物体の種別に対応して、指標としての上記θ又
はtanθ等のθを含む指標ができるだけ大きく変化す
るように、電源の周波数fを適当な値に選定する。
For example, as shown in FIG. 18, when a magnetic field Hi is applied to the central portion of the object to be determined and only the material is changed so that the shape of the object to be determined becomes a certain degree or more, the phase angle θ or its phase angle depends on the type of material. The magnitude of tan θ changes.
However, even if the gap g changes within a certain range, the value θ or tan θ hardly changes. Then, the frequency f of the power supply is selected to an appropriate value so that the index including θ such as the above θ or tan θ changes as much as possible according to the given type of the determination target object.

【0027】そして、判定対象物体の材質が決定された
ならば、その材質によって決まる材質固有の距離gと反
射電圧との関係式(前記カーブC)に基づいて、反射電
圧の測定値から距離gを決定する。
When the material of the object to be determined is determined, the distance g is determined from the measured value of the reflected voltage based on the relational expression (the curve C) between the reflected voltage and the distance g inherent to the material determined by the material. To determine.

【0028】そして、請求項8に記載のように、電源周
波数fの変更が可能な可変周波数電源とした場合には、
θを含む材質判定指標に対してできるだけ感度のよい周
波数に設定することできるようになる。
In the case where a variable frequency power supply capable of changing the power supply frequency f is provided,
The frequency can be set to be as sensitive as possible to the material determination index including θ.

【0029】また、請求項9に記載のように、前記電源
部を周波数の異なる複数の正弦波電圧を合成してなる合
成波電圧発生源とした場合には以下に述べるように処理
を行う。即ち、演算部は、前記参照電圧Eaと、メイン
コイルの電圧Eb又は差電圧ΔEとを高速にサンプリン
グしてA/D変換し、上記合成電圧を構成する周波数成
分f1,f2,...毎にデータを取得しその中から材
質判定の指標(θ、tanθ等)に対してできるだけ感
度のよい周波数を用いて、判定対象物体の材質を判定す
る。第2発明に関するその他の事項については、第1発
明と同様である。
Further, when the power supply unit is a synthesized wave voltage generation source obtained by synthesizing a plurality of sine wave voltages having different frequencies, processing is performed as described below. That is, the arithmetic unit samples the reference voltage Ea and the voltage Eb of the main coil or the difference voltage ΔE at a high speed, performs A / D conversion, and obtains the frequency components f1, f2,. . . Each time data is acquired, the material of the object to be determined is determined using a frequency that is as sensitive as possible with respect to the material determination index (θ, tan θ, etc.) from the data. Other matters relating to the second invention are the same as those of the first invention.

【0030】本願の第3発明は、導電性の物体の厚さを
測定する厚み計であって、交流電圧を発生させる電源
と、上記電源に接続され判定対象物体の表面に第1の方
向から垂直に交流磁界を入射させる第1のプローブコイ
ルと、上記第1プローブコイルに対し上記第1の方向へ
一定の間隔Goだけ離隔して逆向きに配置されると共に
上記電源に接続され判定対象物体の表面に上記第1方向
と反対の第2の方向から垂直に交流磁界を入射させる第
2のプローブコイルと、判定対象物体に磁界を入射させ
ることがなくかつ上記第1プローブコイルに流れる電流
に比例した第1参照電圧を生ぜしめる第1参照電圧発生
手段と、判定対象物体に磁界を入射させることがなくか
つ上記第2プローブコイルに流れる電流に比例した第2
参照電圧を生ぜしめる第2参照電圧発生手段と、上記第
1プローブコイルと判定対象物体との間の第1方向への
距離g1と上記第2プローブコイルと判定対象物体との
間の第2方向への距離g2とを判定し両コイル間の上記
間隔Goから上記距離g1及びg2を減算することによ
り判定対象物体の第1、第2方向の厚さtを決定する判
定部とを有しており、上記電源の周波数fは、50kH
Zを超える高い周波数であり、上記判定部は、上記第
1、第2参照電圧と、上記第1、第2プローブコイルの
全電圧若しくはそのリアクタンス電圧成分(以下、合わ
せて第1、第2プローブコイルの電圧という)又は上記
第1、第2参照電圧と上記第1、第2プローブコイルの
電圧との間の第1、第2差電圧とを検知又は適当なレベ
ル等に変換する電圧検出手段と、この電圧検出手段によ
って検出された上記第1、第2プローブコイルの電圧E
b又は検出された上記第1、第2差電圧ΔEと上記電圧
検出手段によって検出された第1、第2参照電圧Eaと
の比率Eb/Ea,ΔE/Eaに基づいて判定対象物体
と其々のプローブコイルとの間の距離g1,g2を判定
する演算部とを有していることを特徴とする厚み計にあ
る。
The third invention of the present application is a thickness gauge for measuring the thickness of a conductive object, comprising: a power source for generating an AC voltage; and a power source connected to the power source, the surface of the object to be determined being viewed from a first direction. A first probe coil for vertically inputting an alternating magnetic field, and an object to be determined which is disposed opposite to the first probe coil at a predetermined distance Go in the first direction and opposite to the first probe coil and connected to the power supply; A second probe coil for applying an alternating magnetic field to the surface of the object perpendicularly from a second direction opposite to the first direction, and a current flowing through the first probe coil without causing a magnetic field to enter the object to be determined. A first reference voltage generating means for generating a proportional first reference voltage; and a second reference voltage generating means for preventing a magnetic field from being incident on the object to be determined and being proportional to a current flowing through the second probe coil.
A second reference voltage generating means for generating a reference voltage; a distance g1 between the first probe coil and the determination target object in a first direction; and a second direction between the second probe coil and the determination target object. To determine the thickness t of the object to be determined in the first and second directions by subtracting the distances g1 and g2 from the distance Go between both coils. And the frequency f of the power supply is 50 kHz.
Z, and the determination unit determines that the first and second reference voltages and the total voltage of the first and second probe coils or their reactance voltage components (hereinafter collectively referred to as the first and second probe coils). Voltage detecting means for detecting the first and second reference voltages and the first and second difference voltages between the first and second reference voltages and the voltages of the first and second probe coils or converting the voltage to an appropriate level or the like. And the voltage E of the first and second probe coils detected by the voltage detecting means.
b or ratios Eb / Ea and ΔE / Ea of the detected first and second difference voltages ΔE and the first and second reference voltages Ea detected by the voltage detecting means, and the objects to be determined, respectively. And a calculation unit for determining distances g1 and g2 between the probe coil and the probe coil.

【0031】本発明にかかる厚み計は、第1発明および
第2発明で述べたのと同様のプローブコイルと参照電圧
発生手段のセットを2組備えている。そして、第1プロ
ーブコイルと第2プローブコイルとは、一定の間隔Go
だけ離隔して互いに逆向きに配置されている。また、各
プローブコイル間、各参照電圧発生手段間及び各プロー
ブコイルと他方のプローブコイルの参照電圧発生手段間
は、互いに磁気的に干渉しないように配置されている。
そして、第1発明と同様に電源の周波数fは、50kH
Zを超える高い周波数である。
The thickness gauge according to the present invention includes two sets of the same probe coil and reference voltage generating means as those described in the first and second inventions. Then, the first probe coil and the second probe coil are separated by a certain distance Go.
They are arranged opposite to each other at a distance only. The probe coils, the reference voltage generating means, and the probe coils and the reference voltage generating means of the other probe coil are arranged so as not to magnetically interfere with each other.
And, as in the first invention, the frequency f of the power supply is 50 kHz.
High frequency above Z.

【0032】そして、判定部は、第1発明と同様の手順
により判定対象物体と第1、第2プローブコイルとの間
の距離g1,g2を互いに反対の第1、第2方向から測
定する。即ち、50kHZを超える高い周波数では前記
のように反射電圧ε1とギャップgの関係は判定対象物
体の材質に依らず略一定のカープCとなる。従って、判
定対象物体の材質の相違を気にせずに単一の判定曲線C
を基に其々のプローブコイルと判定対象物体間のギャッ
プg1,g2を判定することが可能となる。判定部は、
次いで図22に示すように、両コイル間の上記間隔Go
から、第1プローブコイルと判定対象物体との距離g1
及び第2プローブコイルと判定対象物体との距離g2を
減算することにより判定対象物体の厚さtを決定する。
その他の事項については第1発明と同様であり、本発明
によれば材質の相違に左右されない安価な非接触式の厚
み計を得ることができる。
Then, the determination section measures distances g1 and g2 between the object to be determined and the first and second probe coils from the first and second directions opposite to each other, in the same procedure as in the first invention. That is, at a high frequency exceeding 50 kHz, the relationship between the reflection voltage ε1 and the gap g is a substantially constant carp C regardless of the material of the determination target object as described above. Therefore, a single determination curve C can be used without regard to the difference in the material of the determination target object.
, It is possible to determine the gaps g1 and g2 between the respective probe coils and the determination target object. The judgment unit is
Next, as shown in FIG.
From the distance g1 between the first probe coil and the object to be determined
Then, the thickness t of the determination target object is determined by subtracting the distance g2 between the second probe coil and the determination target object.
Other matters are the same as those of the first invention. According to the present invention, it is possible to obtain an inexpensive non-contact thickness gauge which is not affected by the difference in the material.

【0033】次に、本願の第4発明は、導電性の物体の
厚さを測定する厚み計であって、交流電圧を発生させる
電源と、上記電源に接続され判定対象物体の表面に第1
の方向から垂直に交流磁界を入射させる第1のプローブ
コイルと、上記第1プローブコイルに対し上記第1の方
向へ一定の間隔Goだけ離隔して逆向きに配置されると
共に上記電源に接続され判定対象物体の表面に上記第1
方向と反対の第2の方向から垂直に交流磁界を入射させ
る第2のプローブコイルと、判定対象物体に磁界を入射
させることがなくかつ上記第1プローブコイルに流れる
電流に比例した第1参照電圧を生ぜしめる第1参照電圧
発生手段と、判定対象物体に磁界を入射させることがな
くかつ上記第2プローブコイルに流れる電流に比例した
第2参照電圧を生ぜしめる第2参照電圧発生手段と、上
記第1プローブコイルと判定対象物体との間の第1方向
への距離g1と上記第2プローブコイルと判定対象物体
との間の第2方向への距離g2とを判定し両コイル間の
上記間隔Goから上記距離g1及びg2を減算すること
により判定対象物体の第1、第2方向の厚さtを決定す
る判定部とを有しており、上記判定部は、上記第1,第
2参照電圧と、上記第1,第2プローブコイルの全電圧
若しくはそのリアクタンス電圧成分(以下、合わせて第
1,第2プローブコイルの電圧という)又は上記第1,
第2参照電圧と上記第1,第2プローブコイルの電圧と
の間の第1,第2差電圧とを検知又は適当なレベル等に
変換する電圧検出手段と、判定対象物体と其々のプロー
ブコイルとの間の距離g1,g2を判定する演算部とを
有しており、上記演算部は、上記電圧検出手段によって
検出された参照電圧Eaと上記電圧検出手段によって検
出されたプローブコイルの電圧Ebとの間又は検出され
た差電圧ΔEとの間の位相差角θに基づいて判定対象物
体の材質を決定する第1ステップと、決定された上記材
質の情報を基に、検出された上記プローブコイルの電圧
Eb又は検出された上記差電圧ΔEと上記参照電圧Ea
との比率Eb/Ea,ΔE/Eaに基づいて判定対象物
体と其々のプローブコイルとの間の距離g1,g2を判
定する第2ステップとを有していることを特徴とする厚
み計にある。
Next, a fourth invention of the present application is a thickness gauge for measuring the thickness of a conductive object, comprising a power supply for generating an AC voltage, and a first power supply connected to the power supply and provided on a surface of the object to be determined.
A first probe coil for applying an alternating magnetic field perpendicularly to the direction from the first probe coil, and a first probe coil disposed opposite to the first probe coil at a predetermined interval Go in the first direction and connected to the power supply. On the surface of the object to be determined, the first
A second probe coil for applying an alternating magnetic field perpendicularly from a second direction opposite to the first direction, and a first reference voltage which does not cause a magnetic field to enter the object to be determined and is proportional to a current flowing through the first probe coil A first reference voltage generating means for generating a second reference voltage which does not cause a magnetic field to enter the object to be determined and which is proportional to a current flowing through the second probe coil; A distance g1 between the first probe coil and the object to be determined in the first direction and a distance g2 between the second probe coil and the object to be determined in the second direction are determined, and the distance between both coils is determined. A determination unit that determines the thickness t of the determination target object in the first and second directions by subtracting the distances g1 and g2 from Go, and the determination unit refers to the first and second references. Voltage and on First, full voltage or a reactance voltage component of the second probe coils (hereinafter, the first combined, that the voltage of the second probe coil) or the first,
Voltage detecting means for detecting or converting the first and second differential voltages between the second reference voltage and the voltages of the first and second probe coils to an appropriate level, etc .; A calculating unit for determining distances g1 and g2 between the coil and the coil, wherein the calculating unit includes a reference voltage Ea detected by the voltage detecting means and a voltage of the probe coil detected by the voltage detecting means. Eb or a first step of determining the material of the object to be determined based on the phase difference angle θ between the detected difference voltage ΔE and the detected material based on information of the determined material. The probe coil voltage Eb or the detected difference voltage ΔE and the reference voltage Ea
A second step of determining the distances g1 and g2 between the object to be determined and the respective probe coils based on the ratios Eb / Ea and ΔE / Ea of the thickness gauge. is there.

【0034】本発明は、第3発明において、第2発明で
述べたと同様の判定対象物体の材質を判定する機能を付
加し、これによって50kHZ以下の周波数fの電源を
も使用可能としたものである。即ち、本発明にかかる演
算部は、検出された参照電圧Eaと検出されたプローブ
コイルの電圧Ebとの間の位相差角θ又は参照電圧Ea
と検出された差電圧ΔEとの間の位相差角θに基づいて
判定対象物体の材質を決定する第1のステップを有して
いる。なお、この材質判定のステップは、第1プローブ
コイルのデータ又は第2プローブコイルのデータのどち
らのデータを用いてもよく、両方のデータの判定結果の
一致を材質判定の条件としてもよい。
According to the present invention, in the third invention, the same function as that described in the second invention for judging the material of the object to be judged is added so that a power source having a frequency f of 50 kHz or less can be used. is there. That is, the calculation unit according to the present invention calculates the phase difference angle θ or the reference voltage Ea between the detected reference voltage Ea and the detected probe coil voltage Eb.
And determining the material of the object to be determined based on the phase difference angle θ between the detected difference voltage ΔE and the detected difference voltage ΔE. In this material determination step, either the data of the first probe coil or the data of the second probe coil may be used, and the matching of the determination results of both data may be used as the condition for material determination.

【0035】そして、判定対象物体の材質が決定された
ならば、その材質によって決まる材質固有の距離gと反
射電圧との関係式(前記カーブC)に基づいて、反射電
圧の測定値から距離gを決定する。その他については、
第3発明と同様である。
When the material of the object to be determined is determined, the distance g is calculated from the measured value of the reflected voltage based on the relational expression (the curve C) between the material-specific distance g determined by the material and the reflected voltage (the curve C). To determine. For others,
This is the same as the third invention.

【0036】次に、本願の第5発明は、所定の材質から
なる導電性の物体の厚さを測定する厚み計であって、交
流電圧を発生させる電源と、上記電源に接続され判定対
象物体の表面に第1の方向から垂直に交流磁界を入射さ
せる第1のプローブコイルと、上記第1プローブコイル
に対し上記第1の方向へ一定の間隔Goだけ離隔して逆
向きに配置されると共に上記電源に接続され判定対象物
体の表面に上記第1方向と反対の第2の方向から垂直に
交流磁界を入射させる第2のプローブコイルと、判定対
象物体に磁界を入射させることがなくかつ上記第1プロ
ーブコイルに流れる電流に比例した第1参照電圧を生ぜ
しめる第1参照電圧発生手段と、判定対象物体に磁界を
入射させることがなくかつ上記第2プローブコイルに流
れる電流に比例した第2参照電圧を生ぜしめる第2参照
電圧発生手段と、上記第1プローブコイルと判定対象物
体との間の第1方向の距離g1と上記第2プローブコイ
ルと判定対象物体との間の第2方向の距離g2とを判定
し両コイルの上記間隔Goから上記距離g1及びg2を
減算することにより判定対象物体の第1、第2方向の厚
さtを決定する判定部とを有しており、上記判定部は、
上記第1、第2参照電圧と、上記第1、第2プローブコ
イルの全電圧若しくはそのリアクタンス電圧成分(以
下、合わせて第1、第2プローブコイルの電圧という)
又は上記第1、第2参照電圧と上記第1、第2プローブ
コイルの電圧との間の第1、第2差電圧とを検知又は適
当なレベル等に変換する電圧検出手段と、この電圧検出
手段によって検出された上記プローブコイルの電圧Eb
又は検出された上記差電圧ΔEと上記電圧検出手段によ
って検出された参照電圧Eaとの比率Eb/Ea,ΔE
/Eaに基づいて判定対象物体と其々のプローブコイル
との間の距離g1,g2を判定する演算部とを有してい
ることを特徴とする厚み計にある。
Next, a fifth invention of the present application relates to a thickness gauge for measuring the thickness of a conductive object made of a predetermined material, comprising: a power supply for generating an AC voltage; A first probe coil for allowing an alternating magnetic field to be perpendicularly incident on the surface of the first probe coil from a first direction; and a first probe coil spaced apart from the first probe coil by a predetermined distance Go in the first direction and oppositely disposed. A second probe coil that is connected to the power supply and that causes an AC magnetic field to be incident on the surface of the object to be determined vertically from a second direction opposite to the first direction; and A first reference voltage generating means for generating a first reference voltage proportional to a current flowing in the first probe coil; and a first reference voltage generating means for preventing a magnetic field from being incident on an object to be determined and being proportional to a current flowing in the second probe coil. A second reference voltage generating means for generating a second reference voltage; a first direction distance g1 between the first probe coil and the determination target object; and a second distance g1 between the second probe coil and the determination target object. A determination unit that determines the thickness g of the object to be determined in the first and second directions by determining the distance g2 in the direction and subtracting the distances g1 and g2 from the distance Go between the coils. , The determination unit includes:
The first and second reference voltages and the total voltage of the first and second probe coils or a reactance voltage component thereof (hereinafter, collectively referred to as voltages of the first and second probe coils).
Alternatively, voltage detecting means for detecting or converting the first and second difference voltages between the first and second reference voltages and the voltages of the first and second probe coils to an appropriate level or the like, and detecting the voltage. Voltage Eb of the probe coil detected by the means
Or the ratio Eb / Ea, ΔE between the detected difference voltage ΔE and the reference voltage Ea detected by the voltage detecting means.
The thickness gauge has a calculation unit for determining distances g1 and g2 between the determination target object and the respective probe coils based on / Ea.

【0037】本発明は、判定対象物体の材質を所定の材
質に予め限定することにより、第4発明における材質判
定のステップを省いたものである。即ち、判定対象物体
の材質が既知である場合には、より簡素なこの発明の方
式の厚み計を採用することができる。その他について
は、第4発明と同様である。
In the present invention, the material of the object to be determined is limited to a predetermined material in advance, so that the step of material determination in the fourth invention is omitted. That is, when the material of the determination target object is known, a simpler thickness gauge of the method of the present invention can be adopted. Others are the same as the fourth invention.

【0038】なお、第3〜第5発明にかかる厚み計にお
いて、第1プローブコイルと第2プローブコイルとが互
いに磁気的に干渉しないようにする為には、図14に示
すように互いに位置をずらして配置することが考えられ
るが、請求項6に示すように、第1プローブコイルと第
2プローブコイルとを同一軸線上に互いに相対向して配
置し、その測定動作時に判定対象物体を介して互いに磁
気的に遮断する方法がある(図4参照)。
In the thickness gauge according to the third to fifth aspects of the present invention, in order to prevent the first probe coil and the second probe coil from mutually magnetically interfering with each other, as shown in FIG. Although it is conceivable to displace them, as described in claim 6, the first probe coil and the second probe coil are disposed opposite to each other on the same axis, and the first probe coil and the second probe coil are arranged via the object to be determined during the measurement operation. (See FIG. 4).

【0039】このように両プローブコイルを対向させる
ことにより、プローブコイルを配置する測定部のスペー
スを少なくし装置を小型化することができる。また、判
定対象物体に対するギャップg1、g2の測定位置が完
全に一致するから、判定対象物体に若干の曲がりなどが
あっても厚みの測定精度が低下することがない。何故な
らば、判定対象物体に曲がりがあると、g1,g2の測
定位置がずれると曲がりの分だけgの値が変化し結果と
して厚み誤差を生ずるからである。
By opposing the two probe coils in this way, it is possible to reduce the space of the measuring section where the probe coils are arranged and to reduce the size of the apparatus. In addition, since the measurement positions of the gaps g1 and g2 with respect to the object to be determined completely match, even if the object to be determined has a slight bend, the measurement accuracy of the thickness does not decrease. This is because, if the object to be determined has a bend, if the measurement positions of g1 and g2 are shifted, the value of g changes by the amount of the bend, resulting in a thickness error.

【0040】本願の発明にかかる距離計及び厚み計は、
請求項10に示すように判定対象物体が通常のプラスチ
ックカードに埋設されている場合にも用いることができ
る。通常のプラスチックは非導電性であり、導電性の物
体を判定対象とし磁気を用いる本装置測定精度に影響す
ることは無いからである。
The distance meter and the thickness meter according to the present invention are as follows.
The present invention can also be used when the object to be determined is embedded in a normal plastic card. This is because ordinary plastics are non-conductive, and do not affect the measurement accuracy of the present apparatus using magnetism for conductive objects.

【0041】[0041]

【発明の実施の形態】実施形態例1 本例は、導電性の物体の厚さを測定する厚み計1であっ
て、図1に示すように、交流電圧を発生させる電源40
と、電源40に接続され判定対象物体81の表面に第1
の方向から垂直に交流磁界Hiを入射させる第1のプロ
ーブコイル21と、第1プローブコイル21に対し上記
第1の方向へ一定の間隔Goだけ離隔して逆向きに配置
されると共に電源40に接続され判定対象物体81の表
面に上記第1の方向と反対の第2の方向から垂直に交流
磁界Hiを入射させる第2のプローブコイル22と、判
定対象物体81に磁界を入射させることがなくかつ第1
プローブコイル21に流れる電流に比例した第1参照電
圧vaを生ぜしめる第1参照電圧発生手段としての第1
参照コイル23と、判定対象物体81に磁界を入射させ
ることがなくかつ第2プローブコイル22に流れる電流
に比例した第2参照電圧vaを生ぜしめる第2参照電圧
発生手段としての第2参照コイル24と、図3のフロー
チャートに示すように第1プローブコイル21と判定対
象物体81との間の第1方向への距離g1と第2プロー
ブコイル22と判定対象物体81との間の第2方向への
距離g2とを測定し両コイル間の上記間隔Goから距離
g1及びg2を減算することにより判定対象物体の第
1、第2方向の厚さtを決定する判定部3とを有してい
る。そして、上記電源40の周波数fは、50kHZを
超える高い周波数である。また、判定部3は、図1、図
2に示すように、詳細を後述する2次コイル211,2
21,231,241を介して、上記第1、第2参照電
圧vaと、第1、第2プローブコイル21,22のリア
クタンス電圧成分vbとを検知して適当なレベルEa,
Ebに変換し、検知した参照電圧Eaと検知したプロー
ブコイルの電圧Ebとの間の差電圧ΔEを算出して参照
電圧vaとプローブコイルの電圧22の差電圧Δvに比
例した電圧を得る電圧検出手段30と、電圧検出手段3
0によって検出された差電圧ΔEと電圧検出手段30に
よって検出された参照電圧Eaとの比率ΔE/Eaに基
づいて判定対象物体81と其々のプローブコイル21,
22との間の距離g1,g2を判定する演算部35とを
有している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 This embodiment relates to a thickness gauge 1 for measuring the thickness of a conductive object. As shown in FIG.
Is connected to the power supply 40 and the first
And a first probe coil 21 for applying an AC magnetic field Hi perpendicularly from the direction shown in FIG. The second probe coil 22 that is connected to vertically enter the AC magnetic field Hi from the second direction opposite to the first direction on the surface of the determination target object 81, and that no magnetic field is incident on the determination target object 81 And the first
A first reference voltage generating means for generating a first reference voltage va proportional to a current flowing through the probe coil 21
The reference coil 23 and a second reference coil 24 serving as a second reference voltage generating means for generating a second reference voltage va proportional to a current flowing through the second probe coil 22 without causing a magnetic field to enter the determination target object 81. As shown in the flowchart of FIG. 3, a distance g1 between the first probe coil 21 and the determination target object 81 in the first direction, and a distance g1 between the second probe coil 22 and the determination target object 81 in the second direction. And a determination unit 3 that determines the thickness t of the determination target object in the first and second directions by measuring the distance g2 of the target object and subtracting the distances g1 and g2 from the distance Go between the two coils. . The frequency f of the power supply 40 is a high frequency exceeding 50 kHz. Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the determination unit 3 includes secondary coils 211,
The first and second reference voltages va and the reactance voltage components vb of the first and second probe coils 21 and 22 are detected through the components 21, 21, and 241 to obtain appropriate levels Ea,
Eb, voltage difference ΔE between the detected reference voltage Ea and the detected voltage Eb of the probe coil is calculated to obtain a voltage proportional to the difference voltage Δv between the reference voltage va and the voltage 22 of the probe coil. Means 30 and voltage detecting means 3
0 based on the ratio ΔE / Ea of the difference voltage ΔE detected by 0 to the reference voltage Ea detected by the voltage detecting means 30, and the respective probe coils 21 and
And an operation unit 35 for determining distances g1 and g2 between the control unit 22 and the control unit 22.

【0042】また、図4に示すように、第1プローブコ
イル21と第2プローブコイル22とは、同一軸Co線
上に互いに相対向して配置されており、その測定動作時
においては実線で示す位置にある判定対象物体81を介
して互いに磁気的に遮断されている。
As shown in FIG. 4, the first probe coil 21 and the second probe coil 22 are arranged on the same axis Co line so as to face each other, and are indicated by solid lines during the measurement operation. They are magnetically isolated from each other via the determination target object 81 at the position.

【0043】そして、上記参照電圧発生手段は、図1、
図2に示すように、プローブコイル21,22と等価な
回路定数を有し、かつプローブコイル21と同一の電流
が流れるよう回路接続された参照コイル23,24であ
る。また、電圧検出手段30における参照電圧vaの検
知手段は、図1,図2に示すように、磁芯291を介し
て参照コイル23,24に磁気的に結合され参照コイル
の電圧vaのリアクタンス成分に比例した電圧を誘起す
る2次コイル231,241であり、また、電圧検出手
段30におけるプローブコイルの電圧vbの検知手段は
磁芯291を介してプローブコイル21,22と磁気的
に結合されプローブコイルの電圧vbのリアクタンス成
分に比例した電圧を誘起する2次コイル211,221
である。
The above-mentioned reference voltage generating means is shown in FIG.
As shown in FIG. 2, reference coils 23 and 24 have circuit constants equivalent to the probe coils 21 and 22 and are connected in a circuit so that the same current as the probe coil 21 flows. The detection means for the reference voltage va in the voltage detection means 30 is magnetically coupled to the reference coils 23 and 24 via the magnetic core 291 as shown in FIGS. The secondary coils 231 and 241 for inducing a voltage proportional to the probe coil voltage Vb of the probe coil in the voltage detecting means 30 are magnetically coupled to the probe coils 21 and 22 via the magnetic core 291 to detect the probe. Secondary coils 211 and 221 that induce a voltage proportional to the reactance component of coil voltage vb
It is.

【0044】そして、参照コイル23、44及びその2
次コイル231,241は判定対象物体81に対して磁
界が入射することのない位置に配置されている。また、
多言するまでも無くプローブコイル21,22間及び参
照コイル23,24間並びに一方のプローブコイル2
1,22と他方の参照コイル24,23間は、互いに磁
気的に干渉しないように配置されている。そして、電源
50は、周波数fを変更することの出来る可変周波数電
源である。
Then, the reference coils 23 and 44 and their 2
The next coils 231 and 241 are arranged at positions where the magnetic field does not enter the determination target object 81. Also,
Needless to say, between the probe coils 21 and 22 and between the reference coils 23 and 24 and one of the probe coils 2
The reference coils 1 and 22 and the other reference coils 24 and 23 are arranged so as not to magnetically interfere with each other. The power supply 50 is a variable frequency power supply that can change the frequency f.

【0045】以下、それぞれについて説明を補足する。
図1,図2に示すように、プローブコイル21(22)
と参照コイル23(24)には、それぞれの磁芯291
に2次コイル211(221),231(241)が巻
かれており、2次コイル211(221),231(2
41)を介してそれぞれのコイル21(22),23
(24)の全電圧中のリアクタンス電圧成分を得ること
ができる。そして、図2に示すように、各検知電圧は、
アンプ31,32を介して適当なレベルの参照電圧E
a,プローブコイル電圧Ebに変換され出力レベルが調
整される。
The following is a supplementary explanation for each.
As shown in FIGS. 1 and 2, the probe coil 21 (22)
And each of the magnetic cores 291
Are wound with the secondary coils 211 (221) and 231 (241), and the secondary coils 211 (221) and 231 (2
41) via the respective coils 21 (22), 23
The reactance voltage component in the total voltage of (24) can be obtained. And, as shown in FIG.
An appropriate level of reference voltage E via amplifiers 31 and 32
a, It is converted into the probe coil voltage Eb and the output level is adjusted.

【0046】また、図4に示すように、第1プローブコ
イル21及び第1参照コイル23のセットと、第2プロ
ーブコイル22及び第2参照コイル24のセットとは、
同一軸線Co上に対向して配置され、両者は判定対象物
体81を介して磁気的に遮蔽されている(但し図4では
参照コイルの図示は省略)。なお、発明者が実験的に究
明した所によると、同図に示すように判定対象物体81
の幅をw、コイルの磁芯291の直径をD、コイルと判
定対象物体81のギャップをgと置いたとき、判定対象
物体81が適切な遮蔽効果を発揮する為には、w>2
D,g<D/4の関係を満足することが好ましい。
As shown in FIG. 4, the set of the first probe coil 21 and the first reference coil 23 and the set of the second probe coil 22 and the second reference coil 24 are:
They are arranged facing each other on the same axis Co, and are magnetically shielded via the determination target object 81 (however, the reference coil is not shown in FIG. 4). It should be noted that according to a place experimentally determined by the inventor, as shown in FIG.
Is set to w, the diameter of the magnetic core 291 of the coil is set to D, and the gap between the coil and the determination target object 81 is set to g, in order for the determination target object 81 to exhibit an appropriate shielding effect, w> 2
It is preferable to satisfy the relationship of D, g <D / 4.

【0047】そして、図2に示すように、減算器34に
より上記Ea,Ebの差を算出し、これによって参照電
圧vaとプローブコイル電圧vbとの差電圧Δv(=v
a−vb)に比例した差電圧ΔEを得る。そして、判定
対象物体81に磁界Hiが入射しない場合において上記
差電圧ΔEがゼロとなるようにアンプ31,32の可変
抵抗rvを調整する。
Then, as shown in FIG. 2, the difference between Ea and Eb is calculated by the subtractor 34, and the difference voltage Δv (= v) between the reference voltage va and the probe coil voltage vb is calculated.
a difference voltage ΔE proportional to a−vb) is obtained. Then, the variable resistance rv of the amplifiers 31 and 32 is adjusted so that the difference voltage ΔE becomes zero when the magnetic field Hi does not enter the determination target object 81.

【0048】そして、図2に示すように、演算部35
は、整流回路351,352を介して参照電圧Ea及び
差電圧ΔEを絶対値|Ea|,|ΔE|に変換し、一定
のサンプリング周期でA/D変換したデータ列をデータ
メモリ36に記録する。更に、サンプリングした各差電
圧|ΔE|をそれぞれ参照電圧|Ea|で除して相対化
した値|ΔE|/|Ea|もデータメモリ36に記録す
る。このように|ΔE|を参照電圧|Ea|により相対
化することにより、判定のベースとなるデータとして|
ΔE|を直接用いる場合よりも、短期的及び長期的な電
源電圧変動の影響を排除し、判定精度を向上することが
できる。同図において、符号37は、データ処理を行う
プロセッサ、符号371は判定対象物体81の位置検出
手段等とリンクする制御入出力インターフェース、符号
372は結果を上位のコンピューターやディスプレイ等
に出力する出力インターフェースである。
Then, as shown in FIG.
Converts the reference voltage Ea and the difference voltage ΔE into absolute values | Ea |, | ΔE | via the rectifier circuits 351 and 352, and records the data sequence A / D-converted at a constant sampling period in the data memory 36. . Further, a relative value | ΔE | / | Ea | obtained by dividing each sampled difference voltage | ΔE | by the reference voltage | Ea | is also recorded in the data memory 36. In this way, by resolving | ΔE | with reference voltage | Ea |, data |
Compared with the case where ΔE | is directly used, the influence of short-term and long-term power supply voltage fluctuations can be eliminated, and the determination accuracy can be improved. In the figure, reference numeral 37 denotes a processor for performing data processing, reference numeral 371 denotes a control input / output interface for linking with the position detecting means of the object 81 to be determined, and reference numeral 372 denotes an output interface for outputting the result to a host computer or display. It is.

【0049】前記のように、プローブコイル21(2
2)に対する判定対象物体81からの反射電圧ε1(従
ってΔE)の大きさとその位相、従ってプローブコイル
21(22)の電圧Ebの大きさと位相は、プローブコ
イル21(22)と判定対象物体81の間の距離gや、
判定対象物体81に流れる渦電流I2(図18〜図2
0)の大きさと位相、及び渦電流I2の渦(円)の形状
等によって変化する。そして、その渦電流I2は判定対
象物体の導電率及び透磁率(即ち判定対象物体81の材
質による)や形状(面積Sの大きさや磁界Hi方向の厚
みt)によって変化する(もっとも、渦電流の大きさが
面積や厚みと共に変化するのは面積Sや厚みtが一定の
値以下の範囲においてのみであり、面積がある程度以上
大きくなったり、厚さtが渦電流の表皮効果による深入
限界を越えれば変化は飽和する)。
As described above, the probe coil 21 (2
The magnitude and phase of the reflected voltage ε1 (and therefore ΔE) from the determination target object 81 with respect to 2), and therefore the magnitude and phase of the voltage Eb of the probe coil 21 (22), are different between the probe coil 21 (22) and the determination target object 81. The distance g between
The eddy current I2 flowing through the determination target object 81 (FIGS. 18 to 2)
0) depending on the size and phase, and the shape of the eddy current (circle) of the eddy current I2. The eddy current I2 changes depending on the conductivity and the magnetic permeability of the object to be determined (that is, depending on the material of the object to be determined 81) and the shape (the size of the area S and the thickness t in the magnetic field Hi direction). The size changes with the area and the thickness only in the range where the area S and the thickness t are equal to or less than a certain value, and the area becomes larger than a certain value or the thickness t exceeds the depth limit due to the skin effect of the eddy current. Changes saturate).

【0050】そして、前記(4)式及び(5)式に示す
ように、反射電圧ε1(ΔE)は相互インダクタンスM
従ってギャップg(図19)の影響を受け、判定対象物
体81の材質、形状、大きさ及び磁界Hiの周波数fに
より定まることが推定できる。
As shown in the above equations (4) and (5), the reflected voltage ε1 (ΔE) is equal to the mutual inductance M
Therefore, it can be estimated that it is affected by the gap g (FIG. 19) and is determined by the material, shape and size of the determination target object 81 and the frequency f of the magnetic field Hi.

【0051】そして、本例において、特に注目すべきこ
とは、電源の周波数fが50kHZを超える高い周波数
としたことである。発明者等は、数kHZから数百kH
Zの範囲に渡り、反射電圧(従って上記Eb,ΔE)と
ギャップgの関係を周波数を変えて実験し、50kHZ
を超えると判定対象物体の導電率の差が一定の範囲なら
ば材質の影響を殆ど受けず略同一の曲線Cとなることを
見出した。即ち、図21に示すように、周波数fの低い
段階では、ギャップgと反射電圧の関係は、点線や一点
鎖線で示すように周波数や判定対象物体81の材質によ
って異なった曲線となるが、50kHZを超える高周波
数となるとカーブCで示すような一定の曲線に漸近す
る。
In this example, what is particularly noteworthy is that the frequency f of the power supply is set to a high frequency exceeding 50 kHz. The inventors have found that several kilohertz to several hundred kilohertz
Over the range of Z, the relationship between the reflected voltage (accordingly, Eb and ΔE) and the gap g was experimented with changing the frequency, and 50 kHz
It has been found that, when the difference exceeds the predetermined value, if the difference in the conductivity of the object to be determined is within a certain range, almost the same curve C is obtained without being affected by the material. That is, as shown in FIG. 21, at a low frequency f, the relationship between the gap g and the reflected voltage becomes a different curve depending on the frequency and the material of the determination target object 81 as shown by a dotted line and a dashed line, but is 50 kHz. When the frequency becomes higher than, the curve approaches a certain curve as shown by a curve C.

【0052】より具体的には、図5に示すように、判定
対象物体81とプローブコイルとのギャップgを同じに
して、判定対象物体81の材質を例えば銅(Cu)、ア
ルミニウム(Al),黄銅(Bs)と変えた場合に、5
0kHZ以下では材質により反射電圧ΔE/Ea(又は
Eb,ΔE)は大きく異なっているが、50kHZを超
えると差は大幅に減少し、およそ100kHZでは略一
致する。なお、図5は長方形の判定対象物体81におい
てサイズ横幅w1=11mm,横幅w2=8mm,厚さ
t=0.3mm,ギャップg=0.5とした場合の例で
ある。
More specifically, as shown in FIG. 5, the gap g between the object 81 to be determined and the probe coil is made the same, and the material of the object 81 is copper (Cu), aluminum (Al), When changed to brass (Bs), 5
At 0 kHz or lower, the reflection voltage ΔE / Ea (or Eb, ΔE) greatly differs depending on the material, but when the frequency exceeds 50 kHz, the difference is significantly reduced, and becomes substantially the same at about 100 kHz. FIG. 5 shows an example of a rectangular determination target object 81 in which the size width w1 = 11 mm, the width w2 = 8 mm, the thickness t = 0.3 mm, and the gap g = 0.5.

【0053】従って、図6〜図8に示すように、反射電
圧ΔE/Eaとギャップgの関係は判定対象物体81の
材質に依らず略一定の近似カープとなる。従って、近似
カープを模擬する単一の判定曲線Cを基に判定対象物体
81の材質の相違を無視してギャップgを判定すること
が可能となる。なお、図6〜図8は、判定対象物体81
の形状を長方形とし、その大きさw1×w2(図18)
を11×8mm、厚さt=0.3mmとし、100kH
Zの周波数を用いた場合のデータである。
Therefore, as shown in FIGS. 6 to 8, the relationship between the reflection voltage ΔE / Ea and the gap g is a substantially constant approximate carp regardless of the material of the object 81 to be determined. Therefore, the gap g can be determined based on the single determination curve C that simulates the approximate carp, ignoring the difference in the material of the determination target object 81. 6 to 8 illustrate the determination target object 81.
Is a rectangle, and its size is w1 × w2 (FIG. 18)
11 × 8 mm, thickness t = 0.3 mm, 100 kHz
This is data when the frequency of Z is used.

【0054】判定部3は、前記のように第1プローブコ
イル21及び第2プローブコイル22の反射電圧ΔE/
Eaを其々測定し、演算部35のデータメモリ36に保
存する。そして、プロセッサ37は上記判定曲線Cを基
に判定対象物体81とプローブコイル21,22との間
のギャップg1,g2を決定する。即ち、図3に示すよ
うに、ステップ601においてデータメモリ36から第
1プローブコイル21の反射電圧ΔE/Eaを読み出
し、ステップ602において上記記判定曲線Cとの交点
を求めて距離g1を判定する。次いで同様の手順ステッ
プ603,604により第2プローブコイル22との距
離g2を判定する。そして、ステップ605において、
プローブコイル21,22の間隔Goから上記距離g1
及びg2を減算し判定対象物体81の厚さtを決定す
る。
As described above, the judging section 3 calculates the reflection voltage ΔE / of the first probe coil 21 and the second probe coil 22 as described above.
Ea is measured each time and stored in the data memory 36 of the calculation unit 35. Then, the processor 37 determines gaps g1 and g2 between the determination target object 81 and the probe coils 21 and 22 based on the determination curve C. That is, as shown in FIG. 3, the reflected voltage ΔE / Ea of the first probe coil 21 is read from the data memory 36 in step 601, and the distance g1 is determined by finding the intersection with the above-mentioned determination curve C in step 602. Next, the distance g2 to the second probe coil 22 is determined by the same procedure steps 603 and 604. Then, in step 605,
The distance g1 from the distance Go between the probe coils 21 and 22
And g2 are subtracted to determine the thickness t of the determination target object 81.

【0055】本例の厚み計1においては、プローブコイ
ル21,22は検知信号を発信する磁気的な発信機の機
能と共に反射信号を受信するセンサの機能を兼ね備えて
いるから、回路の構成が極めて簡素である。また、用い
る周波数fは50kHZを超える程度の高周波でよいか
ら、電源40の回路構成も簡素で安価となる。
In the thickness meter 1 of this embodiment, the probe coils 21 and 22 have the function of a sensor for receiving a reflected signal as well as the function of a magnetic transmitter for transmitting a detection signal. It is simple. Further, since the frequency f to be used may be a high frequency exceeding about 50 kHz, the circuit configuration of the power supply 40 is simple and inexpensive.

【0056】また、本例では、第1プローブコイル21
(及び参照コイル23)と第2プローブコイル22(及
び参照コイル24)とを同一軸線上に互いに相対向して
配置し、その測定動作時に判定対象物体81を介して互
いに磁気的に遮断する(図4)。このように両コイル2
1,22を対向させることにより、プローブコイル2
1,22と判定対象物体81からなる測定部の空間を少
なくし装置1を小型化することができる。
In this embodiment, the first probe coil 21
(And the reference coil 23) and the second probe coil 22 (and the reference coil 24) are arranged opposite to each other on the same axis, and are magnetically isolated from each other via the determination target object 81 during the measurement operation ( (Fig. 4). Thus, both coils 2
The probe coil 2
It is possible to reduce the space of the measurement unit including the determination target object 81 and the measurement target object 81 and to reduce the size of the apparatus 1.

【0057】また、判定対象物体81におけるギャップ
g1、g2の判定対象物体81上の測定位置が完全に一
致するから、判定対象物体81に若干の曲がりなどがあ
っても厚みtの測定精度が低下することがない。何故な
らば、判定対象物体81に曲がりがあってg1,g2の
測定位置がずれると曲がりの分だけgの値が変化し厚み
tの誤差となるからである。上記のように、本例よれ
ば、判定対象物体81の材質の相違に左右されない安価
にして小型の非接触式の厚み計1を得ることができる。
Further, since the measurement positions of the gaps g1 and g2 on the object 81 to be judged on the object 81 to be judged completely coincide with each other, even if the object 81 to be judged is slightly bent, the measurement accuracy of the thickness t is reduced. Never do. This is because, when the determination target object 81 has a bend and the measurement positions of g1 and g2 are shifted, the value of g changes by the amount of the bend, resulting in an error in the thickness t. As described above, according to the present example, it is possible to obtain the inexpensive and compact non-contact thickness gauge 1 which is not affected by the difference in the material of the determination target object 81.

【0058】実施形態例2 本例は、導電性の物体と基準点との間の距離を測定する
距離計10であって、図9,図10に示すように、交流
電圧を発生させる電源40と、電源40に接続され判定
対象物体81の表面に入射する交流磁界Hiを発生させ
るプローブコイル21と、判定対象物体81に磁界を入
射させることがなくかつプローブコイル21に流れる電
流に比例した参照電圧vaを生ぜしめる参照電圧発生手
段としての参照コイル23と、基準点としてのプローブ
コイル21の磁芯291の最下の端点と判定対象物体8
1との距離gを決定する判定部3とを有している。判定
部3は、図10に示すように、上記参照電圧vaとプロ
ーブコイル21の電圧中のリアクタンス電圧成分vbを
検知して適当なレベルEa,Ebに変換すると共に、参
照電圧vaとプローブコイルの電圧vbとの差電圧Δv
を適当なレベルΔEに変換する電圧検出手段30と、判
定対象物体81とプローブコイル21との間の距離gを
決定する演算部35とを有している。演算部35は、電
圧検出手段30によって検出された参照電圧Eaと電圧
検出手段によって検出された差電圧ΔEとの間の位相差
角θに基づいて判定対象物体81の材質を決定する第1
ステップと、決定された上記材質の情報を基に、検出さ
れた差電圧ΔEと参照電圧Eaとの比率ΔE/Eaに基
づいて判定対象物体81とプローブコイル21との間の
距離gを判定する第2ステップとを有する。
Embodiment 2 This embodiment is a range finder 10 for measuring the distance between a conductive object and a reference point, and as shown in FIGS. 9 and 10, a power source 40 for generating an AC voltage. A probe coil 21 connected to the power supply 40 for generating an alternating magnetic field Hi incident on the surface of the determination target object 81; and a reference which does not cause a magnetic field to enter the determination target object 81 and is proportional to the current flowing through the probe coil 21. The reference coil 23 as a reference voltage generating means for generating the voltage va, the lowermost end point of the magnetic core 291 of the probe coil 21 as a reference point and the object 8 to be determined
And a determination unit 3 for determining a distance g from the control unit 1. As shown in FIG. 10, the determination unit 3 detects the reference voltage va and the reactance voltage component vb in the voltage of the probe coil 21 and converts them into appropriate levels Ea and Eb. Difference voltage Δv from voltage vb
Is converted into an appropriate level ΔE, and a calculation unit 35 that determines a distance g between the determination target object 81 and the probe coil 21. The calculation unit 35 determines the material of the determination target object 81 based on the phase difference angle θ between the reference voltage Ea detected by the voltage detection unit 30 and the difference voltage ΔE detected by the voltage detection unit.
The distance g between the determination target object 81 and the probe coil 21 is determined based on the step and the ratio ΔE / Ea of the detected difference voltage ΔE and the reference voltage Ea based on the information on the determined material. And a second step.

【0059】そして、参照コイル23はプローブコイル
21と等価なコイルであり判定対象物体81に対して自
らが発生する磁界を入射させないように配置されてい
る。そして、判定対象物体81が基準点を形成する磁芯
291の下部に位置し磁束Hiが入射する時には、前記
のようにプローブコイル21には反射電圧ε1が誘起さ
れる。そして、プローブコイル21と参照コイル23に
は、それぞれの磁芯291に2次コイル211,221
が巻かれており、2次コイル211,221を介してそ
れぞれのコイル電圧のリアクタンス電圧成分が検知され
る。また、図10に示すように、外付抵抗R1の両端か
らは参照電圧vaのリアクタンス電圧より90度遅れた
第2の参照電圧vcが検知される。そして、各検知電圧
は、アンプ31〜33を介して適当なレベルの参照電圧
Ea,プローブ電圧Eb,第2参照電圧Ecに変換され
調整される。
The reference coil 23 is a coil equivalent to the probe coil 21 and is arranged so that the magnetic field generated by itself does not enter the object 81 to be determined. When the determination target object 81 is located below the magnetic core 291 forming the reference point and the magnetic flux Hi enters, the reflected voltage ε1 is induced in the probe coil 21 as described above. The probe coil 21 and the reference coil 23 have secondary coils 211 and 221 respectively attached to their magnetic cores 291.
Are wound, and the reactance voltage components of the respective coil voltages are detected via the secondary coils 211 and 221. Further, as shown in FIG. 10, a second reference voltage vc delayed by 90 degrees from the reactance voltage of the reference voltage va is detected from both ends of the external resistor R1. Then, each detection voltage is converted and adjusted into appropriate levels of the reference voltage Ea, the probe voltage Eb, and the second reference voltage Ec via the amplifiers 31 to 33.

【0060】また、減算器34により上記Ea,Ebの
差を算出し、これによって参照電圧vaとプローブ電圧
vbとの差電圧Δv(=va−vb)に比例した電圧Δ
Eを得る。そして、判定対象物体81に磁界Hiが入射
しない場合に上記電圧ΔEがゼロとなるようにアンプ3
1,32の可変抵抗rvを調整する。
The difference between Ea and Eb is calculated by the subtractor 34, and the voltage ΔV proportional to the difference voltage Δv (= va−vb) between the reference voltage va and the probe voltage vb is calculated.
Get E. Then, when the magnetic field Hi is not incident on the determination target object 81, the amplifier 3 is set so that the voltage ΔE becomes zero.
The variable resistances rv of 1, 32 are adjusted.

【0061】そして、実施形態例1と同様に、演算部3
5は、整流回路351,352を介して参照電圧Ea及
び差電圧ΔEを絶対値|Ea|、|ΔE|に変換し、更
に差電圧|ΔE|を相対化した値|ΔE|/|Ea|を
データメモリ36に記録する。また、演算部35は、同
期整流回路353(図11),354を介して上記差電
圧ΔEを参照電圧Ea及び第2参照電圧Ecによってそ
れぞれ同期整流し、|ΔEcosθ|、及び|ΔEsi
nθ|(θはEaとΔEとの位相差角)とを得る。そし
て、A/D変換してそのデータ列をデータメモリ36に
記録する。そして、上記|ΔEsinθ|を|ΔEco
sθ|で除することにより、tanθのデータ列を算出
し、データメモリ36に記録する。また、データメモリ
36には、所定の周波数fにおける材質とtanθの関
係を示す基準データが保存されている。
Then, similarly to the first embodiment, the operation unit 3
5 converts the reference voltage Ea and the difference voltage ΔE into absolute values | Ea | and | ΔE | via the rectifier circuits 351 and 352, and further converts the difference voltage | ΔE | into a relative value | ΔE | / | Ea | Is recorded in the data memory 36. The arithmetic unit 35 synchronizes the difference voltage ΔE with the reference voltage Ea and the second reference voltage Ec via the synchronous rectifier circuits 353 (FIG. 11) and 354, respectively, and | ΔEcosθ | and | ΔEsi
nθ | (θ is the phase difference angle between Ea and ΔE). Then, A / D conversion is performed and the data string is recorded in the data memory 36. Then, the above-mentioned | ΔEsinθ |
By dividing by sθ |, a data sequence of tanθ is calculated and recorded in the data memory 36. The data memory 36 stores reference data indicating the relationship between the material and tan θ at a predetermined frequency f.

【0062】なお、図11は、|ΔEcosθ|をアナ
ログ的に算出する同期整流回路353の一例である。同
図において、符号50は同期整流回路本体、符号55は
同期整流後に交流成分を除去するローパスフィルターで
ある。そして、本体50において、符号53は、ΔEを
反転させるインバータであり、SW1及びSW2は、Δ
E又はその反転波を交互に出力させるスイッチング素子
である。また、符号51は、参照電圧Eaから第1の矩
形波を生成する波形整形回路、符号52は上記第1矩形
波を反転した第2矩形波を生成するインバータである。
そして、上記第1矩形波は上記SW1をオンオフし、第
2矩形波は上記SW2をオンオフさせる。同様に、他の
同期整流回路354からは、上記EaをEcに置き換え
て回路353の位相を90度シフトさせることにより、
|ΔEsinθ|を得ることができる。
FIG. 11 shows an example of the synchronous rectifier circuit 353 for calculating | ΔEcosθ | in an analog manner. In the figure, reference numeral 50 denotes a synchronous rectification circuit main body, and reference numeral 55 denotes a low-pass filter that removes an AC component after synchronous rectification. In the main body 50, reference numeral 53 denotes an inverter for inverting ΔE, and SW1 and SW2
It is a switching element that outputs E or its inverted wave alternately. Reference numeral 51 denotes a waveform shaping circuit that generates a first rectangular wave from the reference voltage Ea, and reference numeral 52 denotes an inverter that generates a second rectangular wave obtained by inverting the first rectangular wave.
The first rectangular wave turns on and off the SW1, and the second rectangular wave turns on and off the SW2. Similarly, from the other synchronous rectification circuit 354, the phase of the circuit 353 is shifted by 90 degrees by replacing Ea with Ec,
| ΔEsinθ |.

【0063】そして、演算部35は、第1ステップとし
て、測定された前記tanθのデータを基に判定対象物
体81の材質を判定する。前記のように、反射電圧ε1
(従ってΔE)の大きさとその位相、従ってプローブコ
イル21の電圧Ebの大きさと位相は、判定対象物体8
1に流れる渦電流I2(図18)の大きさと位相、及び
渦電流の渦(円)の形状等によって変化する。そして、
その渦電流I2は判定対象物体81の導電率及び透磁率
(即ち判定対象物体の材質)や形状、大きさによって変
化する。そして、渦電流の大きさが面積や厚みと共に変
化するのは面積Sや厚みtが一定の値以下の範囲におい
てのみであり、面積がある程度以上大きくなったり、厚
さtが渦電流の表皮効果による深入限度を越えれば変化
は飽和し材質が主な決定要因となる。
Then, as a first step, the computing unit 35 determines the material of the object 81 to be determined based on the measured data of the tan θ. As described above, the reflected voltage ε1
(Accordingly, the magnitude and phase of ΔE), that is, the magnitude and phase of the voltage Eb of the probe coil 21
The eddy current changes depending on the size and phase of the eddy current I2 (FIG. 18) flowing through the eddy current 1 and the shape of the eddy current eddy (circle). And
The eddy current I2 changes depending on the conductivity, the magnetic permeability (that is, the material of the determination target object), the shape, and the size of the determination target object 81. The magnitude of the eddy current changes with the area and the thickness only in a range where the area S and the thickness t are equal to or smaller than a certain value. If the depth limit is exceeded, the change saturates and the material is the main determinant.

【0064】そして、上記(4)式及び(5)式に示す
ように、反射電圧ε1は相互インダクタンスM従ってギ
ャップg(図18)の影響を受けるが、位相角θは相互
インダクタンスMに無関係で従ってギャップgの影響が
少なく、判定対象物体81の材質及び磁界の周波数fに
より定まることが推定できる。そして、発明者は、厚さ
tと面積が有る程度以上では、判定対象物体81の材質
の判定指標として位相角θやtanθは、ギャップgの
変動を受けにくい優れた指標であることを実験的に確認
した。
As shown in the above equations (4) and (5), the reflected voltage ε1 is affected by the mutual inductance M and thus the gap g (FIG. 18), but the phase angle θ is independent of the mutual inductance M. Therefore, it can be estimated that the influence of the gap g is small and is determined by the material of the determination target object 81 and the frequency f of the magnetic field. The inventor has experimentally confirmed that, when the thickness t and the area are not less than a certain value, the phase angle θ or tan θ is an excellent index that is not easily affected by the gap g as a determination index of the material of the determination target object 81. Confirmed.

【0065】例えば、図18に示すように判定対象物体
81の大きさ及び厚みをある程度以上にしてその中央部
に磁界Hiを加え、判定対象物体81材質だけを変化さ
せると、位相角θ又はそのtanθの大きさが変化す
る。しかしながら、しかし同図が示すようにギャップg
が変わってもその値は殆ど変化しない。
For example, as shown in FIG. 18, when the size and thickness of the object 81 to be determined are increased to a certain extent and a magnetic field Hi is applied to the center thereof to change only the material of the object 81 to be determined, the phase angle θ or The magnitude of tan θ changes. However, as the figure shows, the gap g
The value hardly changes even if changes.

【0066】従って、データメモリ36に予め記憶され
た所定の周波数における材質とtanθの関係を示す基
準データとtanθの実測データとを基に判定対象物体
81の材質を判定することができる。
Therefore, the material of the object 81 to be determined can be determined based on the reference data indicating the relationship between the material and tan θ at a predetermined frequency stored in the data memory 36 in advance and the measured data of tan θ.

【0067】次に、判定部3は、第1ステップで得られ
た材質情報を基に、判定対象物体81とプローブコイル
21との間の距離gを判定する。即ち、材質と周波数f
を一定とした場合の、反射電圧(相対化した反射電圧Δ
E/Ea)とキャップgの関係を示すテーブル(図6〜
図8参照)が、材質別にデータメモリ36に保存されて
おり、この基準データと反射電圧ΔE/Eaの実測値と
を照合し、判定対象物体81の距離gを判定する。その
結果、本例によれば、実施形態例1と同様の理由によ
り、判定対象物体81とプローブコイル21の距離を安
価かつ非接触で測定できる距離計10を得ることができ
る。
Next, the determination section 3 determines the distance g between the object 81 to be determined and the probe coil 21 based on the material information obtained in the first step. That is, the material and frequency f
Is constant (reflected voltage Δ
E / Ea) and a table showing the relationship between cap g (FIGS.
8) is stored in the data memory 36 for each material, and the reference data is compared with the actually measured value of the reflection voltage ΔE / Ea to determine the distance g of the determination target object 81. As a result, according to the present example, for the same reason as in the first embodiment, it is possible to obtain the distance meter 10 that can measure the distance between the determination target object 81 and the probe coil 21 at low cost and without contact.

【0068】実施形態例3 本例は、実施形態例1において、実施形態例2と同様の
50kHZ以下の電源40と図10に示した判定部3と
を用いたもう一つの実施形態例である。そして、実施形
態例2と同様に第1ステップで判定対象物体81の材質
を判定し、第2ステップとして上記材質情報を基に距離
g1,g2を測定する。即ち、第1ステップにおいて、
第1プローブコイル21又は第2プローブコイル22か
ら得られたtanθのデータから判定対象物体81の材
質を判定する。
Third Embodiment This embodiment is another embodiment in which the same power supply 40 of 50 kHz or less as in the second embodiment and the determination unit 3 shown in FIG. 10 are used in the first embodiment. . Then, as in the second embodiment, the material of the determination target object 81 is determined in the first step, and the distances g1 and g2 are measured based on the material information in the second step. That is, in the first step,
The material of the determination target object 81 is determined from the tan θ data obtained from the first probe coil 21 or the second probe coil 22.

【0069】そして、第2ステップで、得られた材質情
報をもとに、その材質に関する反射電圧ΔE/Eaとギ
ャップgとの間のデータを基に其々のギャップg1,g
2を判定する。次に、間隔Goから距離g1及びg2を
減算することにより判定対象物体81の厚さtを決定す
る。その他については、実施形態例1,2と同様であ
る。
Then, in the second step, based on the obtained material information, the gaps g1 and g are set based on the data between the reflection voltage ΔE / Ea and the gap g relating to the material.
2 is determined. Next, the thickness t of the determination target object 81 is determined by subtracting the distances g1 and g2 from the interval Go. Others are the same as those of the first and second embodiments.

【0070】実施形態例4 本例は、図12に示すように、実施形態例2または実施
形態例3において、電源部41は周波数の異なる複数の
正弦波電圧を合成してなる合成波電圧の発生源であり、
演算部35は、参照電圧Eaと、参照電圧Eaとプロー
ブコイル21のリアクタンス電圧成分Ebとの差電圧Δ
Eとを、例えば1Msps(Megasample p
er sec.)程度で高速にサンプリングしてA/D
変換し、上記合成波電圧を構成する周波数成分f1,f
2,...毎に評価データであるΔE/Ea及びtan
θを算出し、材質を判定した後ギャップgを判定するよ
うにしたもうひとつの距離計10及び厚み計1の実施形
態例である(但し図12では、厚み計1として見た場合
には第2プローブコイル22及び第2参照コイル24の
回路部は図示が省略されている)。
Fourth Embodiment As shown in FIG. 12, this embodiment is different from the second embodiment or the third embodiment in that the power supply section 41 is a combination of a plurality of sinusoidal voltages having different frequencies. Source,
The arithmetic unit 35 calculates the reference voltage Ea and the difference voltage Δ between the reference voltage Ea and the reactance voltage component Eb of the probe coil 21.
E and 1 Msps (Megasample p), for example.
er sec. A) sampled at high speed and A / D
Frequency components f1, f
2,. . . ΔE / Ea and tan which are evaluation data for each
FIG. 12 shows another embodiment of the distance meter 10 and the thickness meter 1 which calculate θ, determine the material, and then determine the gap g. (However, in FIG. Circuit portions of the two probe coils 22 and the second reference coil 24 are not shown).

【0071】即ち、本例においては、図12に示すよう
に、参照電圧Ea及び差電圧ΔEはローパスフィルター
356,357を通してノイズを除去した後、それぞれ
A/D変換器361,362を介してディジタル値に変
換し、それぞれデータメモリ36に保存する。その後、
離散フーリエ変換法や高速フーリエ変換法などのアルゴ
リズムにより周波数成分f1,f2,...毎に参照電
圧Ea及び差電圧ΔEの振幅及び位相θを算出する。そ
して、判定対象物体81の材質に対して最も識別能力が
高い単一又は複数の周波数に対して実施形態例2と同様
にθの正接(tanθ)を算出し、判定対象物体81の
材質を判定する。
That is, in this example, as shown in FIG. 12, the reference voltage Ea and the difference voltage ΔE are filtered through A / D converters 361 and 362 after noise is removed through low-pass filters 356 and 357, respectively. The values are converted into values and stored in the data memory 36, respectively. afterwards,
The frequency components f1, f2,... Are calculated by an algorithm such as a discrete Fourier transform method or a fast Fourier transform method. . . The amplitude and phase θ of the reference voltage Ea and the difference voltage ΔE are calculated every time. Then, the tangent of θ (tan θ) is calculated for one or a plurality of frequencies having the highest discrimination ability with respect to the material of the determination target object 81 in the same manner as in the second embodiment, and the material of the determination target object 81 is determined. I do.

【0072】同様に、相対化された反射電圧ΔE/Ea
を算出し、第1ステップで得られた材質情報を基に、第
2ステップとして距離gに対する識別能力が高い周波数
を用いて判定対象物体81とプローブコイル21との間
の距離gを判定する。なお、上記周波数成分f1,f
2,...は、例えば、5kHZ,10kHZ,20k
HZ,...のように、等比級数的に間隔を取ったもの
等に設定する。
Similarly, the relative reflected voltage ΔE / Ea
Is calculated, and the distance g between the determination target object 81 and the probe coil 21 is determined as a second step using a frequency having a high discriminating ability with respect to the distance g based on the material information obtained in the first step. The frequency components f1, f
2,. . . Is, for example, 5 kHz, 10 kHz, 20 k
HZ,. . . , Etc., are set at intervals in geometric progression.

【0073】そして、厚み計1の場合には、第1プロー
ブコイル21と判定対象物体81との距離g1と共に第
2プローブコイル22との距離g2をも判定し、プロー
ブコイル21,22間の間隔Goから距離g1及びg2
を減算することにより判定対象物体81の厚さtを決定
するその他については、実施形態例2又は実施形態例3
と同様である。
In the case of the thickness gauge 1, the distance g1 between the first probe coil 21 and the object 81 to be determined is determined along with the distance g2 between the second probe coil 22 and the distance between the probe coils 21 and 22. Distances g1 and g2 from Go
In the other example of determining the thickness t of the determination target object 81 by subtracting
Is the same as

【0074】実施形態例5 本例は、実施形態例1から実施形態例4において、プロ
ーブコイル21(22)を移動可能としたもう一つの実
施形態例である。図13に示すように、本例では、図示
しないプローブコイル21(22)の移動機構とプロー
ブコイル21(22)の移動距離Loの検知手段とを備
えており、プローブコイル21(22)は基準位置Oか
ら垂直方向に移動することができる。
Embodiment 5 This embodiment is another embodiment in which the probe coil 21 (22) can be moved in the embodiment 1 to the embodiment 4. As shown in FIG. 13, in the present example, a moving mechanism of the probe coil 21 (22) (not shown) and a detecting means of the moving distance Lo of the probe coil 21 (22) are provided, and the probe coil 21 (22) It can move vertically from position O.

【0075】即ち、プローブコイル21(22)は破線
で示す基準位置Oから実線で示す下方の位置Pに自在に
移動することができ、上記検知手段を介して上記位置P
の座標即ちその移動距離Loを検知できる。従って、適
当な大きさの反射電圧ΔEの生ずる適切な位置にプロー
ブコイル21(22)を移動しその位置において判定対
象物体81との距離gを測定することができる。そし
て、距離計10の場合には、上記移動距離Loと距離g
とを加算することにより、基準位置Oと判定対象物体8
1との距離Lを測定することができる。また、厚み計1
の場合には精度良く距離を測定できる適切な位置におい
て距離g1,g1を測定し、判定対象物体81の厚みt
を測定することができる。その他については、実施形態
例1〜4と同様である。
That is, the probe coil 21 (22) can freely move from the reference position O indicated by a broken line to a lower position P indicated by a solid line, and the position P is detected via the detection means.
, That is, the movement distance Lo thereof can be detected. Therefore, the probe coil 21 (22) can be moved to an appropriate position where a reflected voltage ΔE of an appropriate magnitude is generated, and the distance g from the object 81 to be determined can be measured at that position. In the case of the distance meter 10, the moving distance Lo and the distance g are used.
Is added to the reference position O and the object 8 to be determined.
1 can be measured. In addition, thickness gauge 1
In the case of, the distances g1 and g1 are measured at appropriate positions where the distance can be accurately measured, and the thickness t of the determination target object 81 is determined.
Can be measured. Others are the same as those of the first to fourth embodiments.

【0076】実施形態例6 本例は、実施形態例1,3,4,5の厚み計1におい
て、図14に示すように、第1プローブコイル21(及
び図示を省略した第1参照コイル23)と第2プローブ
コイル22(及び図示を省略した第2参照コイル24)
とを対向させず、位置をずらして配置したもう一つの実
施形態例である。本例は、プローブコイル21,22の
位置が離れている分だけ横方向のスペースが大きくなる
傾向にあるが、第1プローブコイル21(及び第1参照
コイル23)と第2プローブコイル22(及び第2参照
コイル24)との間の磁気的な干渉は、より確実に抑制
することができる。また、このような構成の場合は、第
1プローブコイル21と第2プローブコイル22とは磁
気的な干渉がないので、相互に相手方のプローブコイル
の参照コイルとして用いることができ、参照コイル2
3,24を無くすことによりコイルの数を削減し、より
小型化することができる。その他については実施形態例
1,3,4,5と同様である。
Embodiment 6 This embodiment is different from the thickness meter 1 of Embodiments 1, 3, 4, and 5 in that the first probe coil 21 (and the first reference coil 23 (not shown) as shown in FIG. ) And the second probe coil 22 (and the second reference coil 24 not shown).
This is another embodiment in which the positions are shifted and not opposed. In this example, the horizontal space tends to be larger by the distance between the probe coils 21 and 22. However, the first probe coil 21 (and the first reference coil 23) and the second probe coil 22 (and Magnetic interference with the second reference coil 24) can be suppressed more reliably. Further, in the case of such a configuration, since the first probe coil 21 and the second probe coil 22 do not have magnetic interference, they can be mutually used as reference coils of the other probe coil.
By eliminating 3, 24, the number of coils can be reduced and the size can be further reduced. Others are the same as in the first, third, fourth and fifth embodiments.

【0077】実施形態例7 本例は、実施形態例2,4,5の距離計10において、
図15に示すように、参照コイル23をプローブコイル
21と並列に接続し、判定対象物体81が存在しない場
合におけるプローブコイル21の電圧と等価な参照電圧
vaが得られるようにしたもう一つの実施形態例であ
る。なお、本実施形態例では、判定対象物体81が存在
する場合と存在しない場合のプローブコイル21の電流
変化が無視できる程度となるように外部抵抗R1を大き
くすることが望ましい。その他の構成は実施形態例2,
4,5と同様であり、同様の効果を得ることができる。
Embodiment 7 This embodiment is different from the range finder 10 of Embodiments 2, 4, and 5 in that
As shown in FIG. 15, another embodiment in which the reference coil 23 is connected in parallel with the probe coil 21 so that a reference voltage va equivalent to the voltage of the probe coil 21 when the determination target object 81 does not exist is obtained. It is a form example. In the present embodiment, it is desirable to increase the external resistance R1 so that the change in current of the probe coil 21 when the determination target object 81 exists and when it does not exist is negligible. Other configurations are the same as those of the second embodiment.
It is the same as 4, 5 and the same effect can be obtained.

【0078】実施形態例8 本例は、実施形態例1,3,4,5,6の厚み計1にお
いて、図16に示すように、参照コイル23(又は2
4)をプローブコイル21(又は22)と並列に接続
し、判定対象物体81が存在しない場合におけるプロー
ブコイル21(又は22)の電圧と等価な参照電圧va
が得られるようにしたもう一つの実施形態例である。な
お、本実施形態例では、判定対象物体81が存在する場
合と存在しない場合のプローブコイル21,22の電流
変化が無視できる程度となるように外部抵抗R1を大き
くすることが望ましい。その他の構成は実施形態例1,
3,4,5,6と同様であり、同様の効果を得ることが
できる。
Eighth Embodiment This embodiment is a modification of the thickness meter 1 of the first, third, fourth, fifth and sixth embodiments as shown in FIG.
4) is connected in parallel with the probe coil 21 (or 22), and the reference voltage va equivalent to the voltage of the probe coil 21 (or 22) when the determination target object 81 does not exist.
This is another example of the embodiment in which is obtained. In the present embodiment, it is desirable to increase the external resistance R1 so that the change in the current of the probe coils 21 and 22 when the determination target object 81 is present and when it is not present is negligible. Other configurations are the first embodiment,
It is the same as 3, 4, 5, and 6, and the same effect can be obtained.

【0079】実施形態例9 本例は、実施形態例1,3,4,5,6,8の厚み計1
において、図17に示すように、貴金属からなる判定対
象物体81がプラスチックカード8の表面に埋設されて
いるもう一つの実施形態例である。通常のプラスチック
は非導電性であり、厚みの測定精度に影響することは無
い。そして、貴金属の板体を埋設したプラスチックカー
ド8は、景品などの等価交換用の物品として用いること
ができ、その貴金属の厚みtを測定することにより、交
換価値の大小を判定することができる。なお、同図にお
いて、符号82は、プラスチックカード8に設けた各種
の標識である。その他については、実施形態例1,3,
4,5,6,8と同様である。
Embodiment 9 This embodiment is a modification of the thickness meter 1 of Embodiments 1, 3, 4, 5, 6, and 8.
17 shows another embodiment in which a determination target object 81 made of a noble metal is embedded in the surface of a plastic card 8 as shown in FIG. Ordinary plastics are non-conductive and do not affect the thickness measurement accuracy. The plastic card 8 having the noble metal plate embedded therein can be used as an equivalent replacement article such as a prize, and by measuring the thickness t of the noble metal, the magnitude of the replacement value can be determined. In the figure, reference numeral 82 denotes various signs provided on the plastic card 8. About others, embodiment example 1, 3,
Same as 4,5,6,8.

【0080】[0080]

【発明の効果】上記のように、本発明によれば、簡素で
安価な構成の導電性物体の厚み計又は距離計を得ること
ができる。
As described above, according to the present invention, a thickness gauge or range finder for a conductive object having a simple and inexpensive configuration can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施形態例1の厚み計のシステム構成図。FIG. 1 is a system configuration diagram of a thickness gauge according to a first embodiment.

【図2】実施形態例1の厚み計の接続図。FIG. 2 is a connection diagram of a thickness gauge according to the first embodiment.

【図3】実施形態例1の厚み計の概略処理手順を示すフ
ローチャート。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a schematic processing procedure of a thickness gauge according to the first embodiment.

【図4】実施形態例1の厚み計のプローブコイルと判定
対象物体の配置を示す概念図。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing an arrangement of a probe coil and a determination target object of the thickness gauge according to the first embodiment.

【図5】判定対象物体とプローブコイルの距離を一定に
した時の反射電圧と周波数との関係を3種類の材質を変
えてプロットした図。
FIG. 5 is a diagram in which the relationship between the reflected voltage and the frequency when the distance between the object to be determined and the probe coil is fixed is plotted by changing three types of materials.

【図6】実施形態例1の厚み計において周波数を一定に
してギャップgを変えた場合の反射電圧の変化を示す図
(判定対象物体の材質がアルミニウムの場合)
FIG. 6 is a diagram showing a change in a reflected voltage when the gap g is changed while keeping the frequency constant in the thickness gauge of the first embodiment (when the material of the object to be determined is aluminum).

【図7】実施形態例1の厚み計において周波数を一定に
してギャップgを変えた場合の反射電圧の変化を示す図
(判定対象物体の材質が黄銅の場合)
FIG. 7 is a diagram showing a change in reflected voltage when the gap is changed while keeping the frequency constant in the thickness gauge according to the first embodiment (when the material of the object to be determined is brass);

【図8】実施形態例1の厚み計において周波数を一定に
してギャップgを変えた場合の反射電圧の変化を示す図
(判定対象物体の材質が銅の場合)
FIG. 8 is a diagram showing a change in reflected voltage when the gap is changed while keeping the frequency constant in the thickness gauge according to the first embodiment (when the material of the object to be determined is copper);

【図9】実施形態例2の距離計のシステム構成図。FIG. 9 is a system configuration diagram of a distance meter according to a second embodiment.

【図10】実施形態例2の距離計の接続図。FIG. 10 is a connection diagram of a distance meter according to the second embodiment.

【図11】図10の同期整流回路353の接続図。11 is a connection diagram of the synchronous rectifier circuit 353 of FIG.

【図12】実施形態例4の距離計の接続図。FIG. 12 is a connection diagram of a distance meter according to a fourth embodiment.

【図13】実施形態例5の距離計又は厚み計におけるプ
ローブコイルの移動の態様を模式的に示す図。
FIG. 13 is a view schematically showing a mode of movement of a probe coil in a distance meter or a thickness meter according to the fifth embodiment.

【図14】実施形態例6の厚み計のプローブコイルの配
置の態様を示す図(参照コイルは図示略)。
FIG. 14 is a diagram showing an arrangement of probe coils of a thickness gauge according to Embodiment 6 (reference coils are not shown).

【図15】実施形態例7の距離計のシステム接続図。FIG. 15 is a system connection diagram of the distance meter according to the seventh embodiment.

【図16】実施形態例8の厚み計のシステム接続図。FIG. 16 is a system connection diagram of the thickness gauge according to the eighth embodiment.

【図17】実施形態例9のプラスチックカードの斜視
図。
FIG. 17 is a perspective view of a plastic card according to Embodiment 9;

【図18】判定対象物体とコイルとの間に磁気的な干渉
が存在する場合に生ずる電磁的な現象を説明する概念
図。
FIG. 18 is a conceptual diagram illustrating an electromagnetic phenomenon that occurs when magnetic interference exists between a determination target object and a coil.

【図19】図18に示す現象を相互インダクタンスMを
用いて図示した回路図。
FIG. 19 is a circuit diagram illustrating the phenomenon shown in FIG. 18 using a mutual inductance M;

【図20】図18に示す現象を電圧発生源ε1,ε2の
表示を用いて図示した回路図。
FIG. 20 is a circuit diagram illustrating the phenomenon shown in FIG. 18 using the display of voltage sources ε1 and ε2.

【図21】反射電圧とギャップの値との関係を示す図に
おいて周波数を上げていった場合に単一のカーブに収束
する現象を模式的に示した図。
FIG. 21 is a diagram schematically showing a phenomenon of converging to a single curve when the frequency is increased in the diagram showing the relationship between the reflected voltage and the value of the gap.

【図22】本発明の厚み計における距離g1,g2と厚
みtの関係を模式的に示した図。
FIG. 22 is a diagram schematically showing a relationship between distances g1 and g2 and a thickness t in the thickness gauge of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1: 厚み計 3: 判定部 8: プラスチックカード 10:距離計 21,22:プローブコイル 23,24:参照コイル 30:電圧検出手段 34:減算器 35:演算部 36:データメモリ 37:プロセッサ 40,41:電源 31,32:アンプ 81:判定対象物体 291:磁芯 353,354:同期整流回路 351,352:整流回路 356,357:ローパスフィルター Ea,va:参照電圧 Eb,vb:プローブコイル電圧 g1,g1:距離,ギャップ ΔE:プローブコイル電圧と参照電圧との間の差電圧 θ:位相角 1: Thickness gauge 3: Judgment unit 8: Plastic card 10: Distance meter 21, 22: Probe coil 23, 24: Reference coil 30: Voltage detection means 34: Subtractor 35: Operation unit 36: Data memory 37: Processor 40, 41: power supply 31, 32: amplifier 81: object to be determined 291: magnetic core 353, 354: synchronous rectifier circuit 351, 352: rectifier circuit 356, 357: low-pass filter Ea, va: reference voltage Eb, vb: probe coil voltage g1 , G1: distance, gap ΔE: difference voltage between probe coil voltage and reference voltage θ: phase angle

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 主濱 卓憲 東京都八王子市明神町4丁目7番14号 八 王子ONビル3F 三基システムエンジニ アリング株式会社内 (72)発明者 江倉 勢人 東京都八王子市明神町4丁目7番14号 八 王子ONビル3F 三基システムエンジニ アリング株式会社内 Fターム(参考) 2F063 AA02 AA16 BB02 BC05 CA40 DA01 DD05 EB24 GA08 GA29 GA33 LA06 LA11 LA19 LA23 LA25 LA29  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takanori Shunama 4-7-1, Myojin-cho, Hachioji-shi, Tokyo Hachioji ON Bldg. 3F Inside Three Systems Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Seito Ekura F-term (reference) 2F063 AA02 AA16 BB02 BC05 CA40 DA01 DD05 EB24 GA08 GA29 GA33 LA06 LA11 LA19 LA23 LA25 LA29

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 導電性の物体と基準点との間の距離を測
定する距離計であって、交流電圧を発生させる電源と、
上記電源に接続され判定対象物体の表面に入射する交流
磁界Hiを発生させるプローブコイルと、判定対象物体
に磁界を入射させることがなくかつ上記プローブコイル
に流れる電流に比例した参照電圧を生ぜしめる参照電圧
発生手段と、基準点と判定対象物体との間の距離Lを決
定する判定部とを有しており、 上記電源の周波数fは、50kHZを超える高い周波数
であり、上記プローブコイルは上記基準点に対する位置
を示す座標Pが既知又は検知可能なように構成されてお
り、上記判定部は、上記参照電圧と、上記プローブコイ
ルの全電圧若しくはそのリアクタンス電圧成分(以下、
合わせてプローブコイルの電圧という)又は上記参照電
圧と上記プローブコイルの電圧との差電圧とを検知又は
適当なレベル等に変換する電圧検出手段と、この電圧検
出手段によって検出された上記プローブコイルの電圧E
b又は検出された上記差電圧ΔEと上記電圧検出手段に
よって検出された参照電圧Eaとの比率Eb/Ea,Δ
E/Eaに基づいて判定対象物体とプローブコイルとの
間の距離gを決定する演算部とを有しており、 上記演算部は、プローブコイルの位置座標Pと判定対象
物体とプローブコイルとの間の距離gとに基づいて基準
点と判定対象物体の距離Lを算出することを特徴とする
距離計。
1. A rangefinder for measuring a distance between a conductive object and a reference point, comprising: a power supply for generating an AC voltage;
A probe coil connected to the power supply for generating an alternating magnetic field Hi incident on the surface of the object to be determined, and a reference that does not cause a magnetic field to be incident on the object to be determined and generates a reference voltage proportional to the current flowing through the probe coil A voltage generating means, and a determination unit for determining a distance L between the reference point and the determination target object. The frequency f of the power source is a high frequency exceeding 50 kHz, and the probe coil is The coordinate P indicating the position with respect to the point is configured to be known or detectable, and the determination unit determines the reference voltage and the total voltage of the probe coil or a reactance voltage component thereof (hereinafter, referred to as a reactance voltage component).
Voltage detecting means for detecting or converting a difference voltage between the reference voltage and the voltage of the probe coil to an appropriate level or the like; and detecting the voltage of the probe coil detected by the voltage detecting means. Voltage E
b or a ratio Eb / Ea, Δ between the detected difference voltage ΔE and the reference voltage Ea detected by the voltage detecting means.
A calculating unit for determining a distance g between the object to be determined and the probe coil based on E / Ea, wherein the calculating unit calculates the position coordinates P of the probe coil and the distance between the object to be determined and the probe coil. A distance meter which calculates a distance L between a reference point and an object to be determined based on a distance g between the distance points.
【請求項2】 導電性の物体と基準点との間の距離を測
定する距離計であって、交流電圧を発生させる電源と、
上記電源に接続され判定対象物体の表面に入射する交流
磁界Hiを発生させるプローブコイルと、判定対象物体
に磁界を入射させることがなくかつ上記プローブコイル
に流れる電流に比例した参照電圧を生ぜしめる参照電圧
発生手段と、基準点と判定対象物体との間の距離Lを決
定する判定部とを有しており、 上記プローブコイルは上記基準点に対する位置を示す座
標Pが既知又は検知可能なように構成され、上記判定部
は、上記参照電圧と、上記プローブコイルの全電圧若し
くはそのリアクタンス電圧成分(以下、合わせてプロー
ブコイルの電圧という)又は上記参照電圧と上記プロー
ブコイルの電圧との差電圧とを検知又は適当なレベル等
に変換する電圧検出手段と、判定対象物体とプローブコ
イルとの間の距離gを決定する演算部とを有しており、 上記演算部は、上記電圧検出手段によって検出された参
照電圧Eaと上記電圧検出手段によって検出されたプロ
ーブコイルの電圧Ebの間又は検出された差電圧ΔEと
の間の位相差角θに基づいて判定対象物体の材質を決定
する第1ステップと、決定された上記材質の情報を基
に、検出された上記プローブコイルの電圧Eb又は検出
された上記差電圧ΔEと上記参照電圧Eaとの比率Eb
/Ea,ΔE/Eaに基づいて判定対象物体とプローブ
コイルとの間の距離gを判定する第2ステップと、プロ
ーブコイルの位置座標Pと上記距離gとに基づいて基準
点と判定対象物体の距離Lを算出する第3ステップとを
有することを特徴とする距離計。
2. A rangefinder for measuring a distance between a conductive object and a reference point, comprising: a power supply for generating an AC voltage;
A probe coil connected to the power supply for generating an alternating magnetic field Hi incident on the surface of the object to be determined, and a reference that does not cause a magnetic field to be incident on the object to be determined and generates a reference voltage proportional to the current flowing through the probe coil A voltage generator, and a determination unit that determines a distance L between the reference point and the determination target object. The probe coil is configured such that coordinates P indicating a position with respect to the reference point are known or detectable. The determination unit is configured to determine the reference voltage, a total voltage of the probe coil or a reactance voltage component thereof (hereinafter, collectively referred to as a voltage of the probe coil) or a difference voltage between the reference voltage and the voltage of the probe coil. Voltage detecting means for detecting or converting the voltage to an appropriate level, and an arithmetic unit for determining the distance g between the object to be determined and the probe coil. The arithmetic unit has a phase difference between the reference voltage Ea detected by the voltage detecting means and the voltage Eb of the probe coil detected by the voltage detecting means or a detected difference voltage ΔE. A first step of determining the material of the object to be determined based on the angle θ, and based on the determined information on the material, the detected voltage Eb of the probe coil or the detected difference voltage ΔE and the reference voltage Ratio Eb with Ea
/ Ea, a second step of determining the distance g between the object to be determined and the probe coil based on ΔE / Ea, and the reference point and the object to be determined based on the position coordinates P of the probe coil and the distance g. A third step of calculating a distance L.
【請求項3】 導電性の物体の厚さを測定する厚み計で
あって、交流電圧を発生させる電源と、上記電源に接続
され判定対象物体の表面に第1の方向から垂直に交流磁
界を入射させる第1のプローブコイルと、上記第1プロ
ーブコイルに対し上記第1の方向へ一定の間隔Goだけ
離隔して逆向きに配置されると共に上記電源に接続され
判定対象物体の表面に上記第1方向と反対の第2の方向
から垂直に交流磁界を入射させる第2のプローブコイル
と、判定対象物体に磁界を入射させることがなくかつ上
記第1プローブコイルに流れる電流に比例した第1参照
電圧を生ぜしめる第1参照電圧発生手段と、判定対象物
体に磁界を入射させることがなくかつ上記第2プローブ
コイルに流れる電流に比例した第2参照電圧を生ぜしめ
る第2参照電圧発生手段と、上記第1プローブコイルと
判定対象物体との間の第1方向への距離g1と上記第2
プローブコイルと判定対象物体との間の第2方向への距
離g2とを判定し両コイル間の上記間隔Goから上記距
離g1及びg2を減算することにより判定対象物体の第
1、第2方向の厚さtを決定する判定部とを有してお
り、 上記電源の周波数fは、50kHZを超える高い周波数
であり、上記判定部は、上記第1、第2参照電圧と、上
記第1、第2プローブコイルの全電圧若しくはそのリア
クタンス電圧成分(以下、合わせて第1、第2プローブ
コイルの電圧という)又は上記第1、第2参照電圧と上
記第1、第2プローブコイルの電圧との間の第1、第2
差電圧とを検知又は適当なレベル等に変換する電圧検出
手段と、この電圧検出手段によって検出された上記第
1、第2プローブコイルの電圧Eb又は検出された上記
第1、第2差電圧ΔEと上記電圧検出手段によって検出
された第1、第2参照電圧Eaとの比率Eb/Ea,Δ
E/Eaに基づいて判定対象物体と其々のプローブコイ
ルとの間の距離g1,g2を判定する演算部とを有して
いることを特徴とする厚み計。
3. A thickness gauge for measuring the thickness of a conductive object, comprising: a power supply for generating an AC voltage; and an AC magnetic field connected to the power supply and vertically applied from a first direction to a surface of the object to be determined. The first probe coil to be incident and the first probe coil are disposed opposite to each other at a predetermined interval Go in the first direction with respect to the first probe coil, and are connected to the power supply and on the surface of the determination target object. A second probe coil for applying an alternating magnetic field perpendicularly from a second direction opposite to the one direction, and a first reference which does not cause a magnetic field to be incident on the object to be determined and is proportional to a current flowing through the first probe coil. First reference voltage generating means for generating a voltage, and second reference voltage generating means for generating a second reference voltage proportional to a current flowing through the second probe coil without causing a magnetic field to enter the object to be determined Means, a distance g1 in the first direction between the first probe coil and the object to be determined, and the second
The distance g2 in the second direction between the probe coil and the object to be determined is determined, and the distances g1 and g2 are subtracted from the distance Go between the two coils, so that the object in the first and second directions of the object to be determined is determined. A determination unit that determines the thickness t; the frequency f of the power supply is a high frequency exceeding 50 kHz; and the determination unit determines the first and second reference voltages and the first and second reference voltages. The total voltage of the two probe coils or its reactance voltage component (hereinafter collectively referred to as voltages of the first and second probe coils) or between the first and second reference voltages and the voltages of the first and second probe coils. First and second
Voltage detecting means for detecting the difference voltage or converting it to an appropriate level or the like; voltage Eb of the first and second probe coils detected by the voltage detecting means or the first and second difference voltages ΔE detected And the ratio Eb / Ea, Δ of the first and second reference voltages Ea detected by the voltage detecting means.
A thickness gauge comprising: a calculation unit that determines distances g1 and g2 between a determination target object and respective probe coils based on E / Ea.
【請求項4】 導電性の物体の厚さを測定する厚み計で
あって、交流電圧を発生させる電源と、上記電源に接続
され判定対象物体の表面に第1の方向から垂直に交流磁
界を入射させる第1のプローブコイルと、上記第1プロ
ーブコイルに対し上記第1の方向へ一定の間隔Goだけ
離隔して逆向きに配置されると共に上記電源に接続され
判定対象物体の表面に上記第1方向と反対の第2の方向
から垂直に交流磁界を入射させる第2のプローブコイル
と、判定対象物体に磁界を入射させることがなくかつ上
記第1プローブコイルに流れる電流に比例した第1参照
電圧を生ぜしめる第1参照電圧発生手段と、判定対象物
体に磁界を入射させることがなくかつ上記第2プローブ
コイルに流れる電流に比例した第2参照電圧を生ぜしめ
る第2参照電圧発生手段と、上記第1プローブコイルと
判定対象物体との間の第1方向への距離g1と上記第2
プローブコイルと判定対象物体との間の第2方向への距
離g2とを判定し両コイル間の上記間隔Goから上記距
離g1及びg2を減算することにより判定対象物体の第
1、第2方向の厚さtを決定する判定部とを有してお
り、 上記判定部は、上記第1,第2参照電圧と、上記第1,
第2プローブコイルの全電圧若しくはそのリアクタンス
電圧成分(以下、合わせて第1,第2プローブコイルの
電圧という)又は上記第1,第2参照電圧と上記第1,
第2プローブコイルの電圧との間の第1,第2差電圧と
を検知又は適当なレベル等に変換する電圧検出手段と、
判定対象物体と其々のプローブコイルとの間の距離g
1,g2を判定する演算部とを有しており、 上記演算部は、上記電圧検出手段によって検出された参
照電圧Eaと上記電圧検出手段によって検出されたプロ
ーブコイルの電圧Ebとの間又は検出された差電圧ΔE
との間の位相差角θに基づいて判定対象物体の材質を決
定する第1ステップと、決定された上記材質の情報を基
に、検出された上記プローブコイルの電圧Eb又は検出
された上記差電圧ΔEと上記参照電圧Eaとの比率Eb
/Ea,ΔE/Eaに基づいて判定対象物体と其々のプ
ローブコイルとの間の距離g1,g2を判定する第2ス
テップとを有していることを特徴とする厚み計。
4. A thickness gauge for measuring the thickness of a conductive object, comprising: a power supply for generating an AC voltage; and an AC magnetic field connected to the power supply and perpendicular to a surface of the object to be determined from a first direction. The first probe coil to be incident and the first probe coil are disposed opposite to each other at a predetermined interval Go in the first direction with respect to the first probe coil, and are connected to the power supply and on the surface of the determination target object. A second probe coil for applying an alternating magnetic field perpendicularly from a second direction opposite to the one direction, and a first reference which does not cause a magnetic field to be incident on the object to be determined and is proportional to a current flowing through the first probe coil. First reference voltage generating means for generating a voltage, and second reference voltage generating means for generating a second reference voltage proportional to a current flowing through the second probe coil without causing a magnetic field to enter the object to be determined Means, a distance g1 in the first direction between the first probe coil and the object to be determined, and the second
The distance g2 between the probe coil and the object to be determined in the second direction is determined, and the distances g1 and g2 are subtracted from the distance Go between the two coils, so that the object in the first and second directions of the object to be determined is determined. A determining unit that determines the thickness t, wherein the determining unit determines the first and second reference voltages and the first and second reference voltages.
The total voltage of the second probe coil or its reactance voltage component (hereinafter collectively referred to as the voltage of the first and second probe coils) or the first and second reference voltages and the first and second reference voltages
Voltage detection means for detecting the first and second difference voltages between the voltage of the second probe coil and converting the voltage to an appropriate level or the like;
Distance g between the object to be determined and each probe coil
1 and g2, wherein the arithmetic unit detects or detects between the reference voltage Ea detected by the voltage detecting means and the voltage Eb of the probe coil detected by the voltage detecting means. Difference voltage ΔE
A first step of determining the material of the object to be determined based on the phase difference angle θ between the probe coil and the detected voltage Eb of the probe coil or the detected difference based on information of the determined material. Ratio Eb between voltage ΔE and reference voltage Ea
And a second step of determining distances g1 and g2 between the object to be determined and the respective probe coils based on / Ea and ΔE / Ea.
【請求項5】 所定の材質からなる導電性の物体の厚さ
を測定する厚み計であって、交流電圧を発生させる電源
と、上記電源に接続され判定対象物体の表面に第1の方
向から垂直に交流磁界を入射させる第1のプローブコイ
ルと、上記第1プローブコイルに対し上記第1の方向へ
一定の間隔Goだけ離隔して逆向きに配置されると共に
上記電源に接続され判定対象物体の表面に上記第1方向
と反対の第2の方向から垂直に交流磁界を入射させる第
2のプローブコイルと、判定対象物体に磁界を入射させ
ることがなくかつ上記第1プローブコイルに流れる電流
に比例した第1参照電圧を生ぜしめる第1参照電圧発生
手段と、判定対象物体に磁界を入射させることがなくか
つ上記第2プローブコイルに流れる電流に比例した第2
参照電圧を生ぜしめる第2参照電圧発生手段と、上記第
1プローブコイルと判定対象物体との間の第1方向の距
離g1と上記第2プローブコイルと判定対象物体との間
の第2方向の距離g2とを判定し両コイルの上記間隔G
oから上記距離g1及びg2を減算することにより判定
対象物体の第1、第2方向の厚さtを決定する判定部と
を有しており、 上記判定部は、上記第1、第2参照電圧と、上記第1、
第2プローブコイルの全電圧若しくはそのリアクタンス
電圧成分(以下、合わせて第1、第2プローブコイルの
電圧という)又は上記第1、第2参照電圧と上記第1、
第2プローブコイルの電圧との間の第1、第2差電圧と
を検知又は適当なレベル等に変換する電圧検出手段と、
この電圧検出手段によって検出された上記プローブコイ
ルの電圧Eb又は検出された上記差電圧ΔEと上記電圧
検出手段によって検出された参照電圧Eaとの比率Eb
/Ea,ΔE/Eaに基づいて判定対象物体と其々のプ
ローブコイルとの間の距離g1,g2を判定する演算部
とを有していることを特徴とする厚み計。
5. A thickness gauge for measuring the thickness of a conductive object made of a predetermined material, comprising: a power source for generating an AC voltage; and a power source connected to the power source, the surface of the object to be determined being viewed from a first direction. A first probe coil for vertically inputting an alternating magnetic field, and an object to be determined which is disposed opposite to the first probe coil at a predetermined distance Go in the first direction and opposite to the first probe coil and connected to the power supply; A second probe coil for applying an alternating magnetic field to the surface of the object perpendicularly from a second direction opposite to the first direction, and a current flowing through the first probe coil without causing a magnetic field to enter the object to be determined. A first reference voltage generating means for generating a proportional first reference voltage; and a second reference voltage generating means for preventing a magnetic field from being incident on the object to be determined and being proportional to a current flowing through the second probe coil.
A second reference voltage generating means for generating a reference voltage; a distance g1 in the first direction between the first probe coil and the object to be determined; and a distance g1 in the second direction between the second probe coil and the object to be determined. The distance g2 is determined, and the distance G between the two coils is determined.
a determination unit that determines the thickness t of the determination target object in the first and second directions by subtracting the distances g1 and g2 from o. The determination unit refers to the first and second references. Voltage and the first,
The total voltage of the second probe coil or its reactance voltage component (hereinafter collectively referred to as voltages of the first and second probe coils) or the first and second reference voltages and the first and second reference voltages.
Voltage detection means for detecting the first and second difference voltages between the voltage of the second probe coil and converting the voltage to an appropriate level or the like;
The voltage Eb of the probe coil detected by the voltage detecting means or the ratio Eb between the detected difference voltage ΔE and the reference voltage Ea detected by the voltage detecting means.
A thickness meter comprising: a calculation unit that determines distances g1 and g2 between an object to be determined and respective probe coils based on / Ea and ΔE / Ea.
【請求項6】 請求項3から請求項5のいずれか1項に
おいて、前記第1プローブコイルと第2プローブコイル
とは、同一軸線上に互いに相対向して配置されており、
その測定動作時においては判定対象物体を介して互いに
磁気的に遮断されることを特徴とする厚み計。
6. The method according to claim 3, wherein the first probe coil and the second probe coil are arranged on the same axis so as to face each other,
A thickness gauge which is magnetically shut off from each other via an object to be determined during the measurement operation.
【請求項7】 請求項1から請求項6のいずれか1項に
おいて、前記参照電圧発生手段は、前記プローブコイル
と等価な回路定数を有し、かつ前記プローブコイルと同
一の電流が流れるよう回路接続された参照コイルであ
り、 前記電圧検出手段における参照電圧の検知手段は上記参
照コイルに磁気的に結合され参照コイル電圧のリアクタ
ンス成分に比例した電圧を誘起する2次コイルであり、
また、前記電圧検出手段におけるプローブコイル電圧の
リアクタンス電圧成分の検知手段は前記プローブコイル
と磁気的に結合され上記電圧成分に比例した電圧を誘起
する2次コイルであり上記参照コイル及びその2次コイ
ルは前記判定対象物体に対して磁界が入射することのな
い位置若しくは方向に配置され又は磁気遮蔽が施されて
あることを特徴とする距離計又は厚み計。
7. The circuit according to claim 1, wherein the reference voltage generating means has a circuit constant equivalent to that of the probe coil, and the same current flows as the probe coil. A reference coil connected to the reference coil, wherein the detection means of the reference voltage in the voltage detection means is a secondary coil magnetically coupled to the reference coil to induce a voltage proportional to a reactance component of the reference coil voltage;
The detecting means for detecting the reactance voltage component of the probe coil voltage in the voltage detecting means is a secondary coil magnetically coupled to the probe coil to induce a voltage proportional to the voltage component. Is a distance meter or a thickness meter which is arranged at a position or a direction in which a magnetic field does not enter the object to be determined, or is provided with a magnetic shield.
【請求項8】 請求項1から請求項7のいずれか1項に
おいて、 前記電源部は、周波数fを変更することの出
来る可変周波数電源であることを特徴とする距離計又は
厚み計。
8. The distance meter or the thickness meter according to claim 1, wherein the power supply unit is a variable frequency power supply capable of changing a frequency f.
【請求項9】 請求項1から請求項8のいずれか1項に
おいて、前記電源部は、周波数の異なる複数の正弦波電
圧を合成してなる合成波電圧の発生源であり、 前記演算部は、前記参照電圧Eaと、プローブコイルの
電圧Eb又は差電圧ΔEとを高速にサンプリングしてA
/D変換し、上記合成電圧を構成する周波数成分f1,
f2,...毎に前記距離g1,g2又は判定対象物体
の材質を算出し、距離又は厚みを判定することを特徴と
する距離計又は厚み計。
9. The power supply unit according to claim 1, wherein the power supply unit is a source of a composite wave voltage obtained by combining a plurality of sine wave voltages having different frequencies, and the arithmetic unit includes: , The reference voltage Ea and the voltage Eb of the probe coil or the difference voltage ΔE are sampled at high speed, and A
/ D conversion and frequency components f1,
f2,. . . A distance meter or a thickness meter which calculates the distance g1, g2 or the material of the object to be determined for each time and determines the distance or the thickness.
【請求項10】 請求項1から請求項9のいずれか1項
において、判定対象物体はプラスチックカードの表面に
埋設されていることを特徴とする物体種別判定装置。
10. The object type determination device according to claim 1, wherein the object to be determined is embedded in a surface of a plastic card.
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