JP2003240599A - 位置検出器 - Google Patents
位置検出器Info
- Publication number
- JP2003240599A JP2003240599A JP2002041254A JP2002041254A JP2003240599A JP 2003240599 A JP2003240599 A JP 2003240599A JP 2002041254 A JP2002041254 A JP 2002041254A JP 2002041254 A JP2002041254 A JP 2002041254A JP 2003240599 A JP2003240599 A JP 2003240599A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- circuit
- digital
- pulse
- movable body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の目的は，低コストの位置検出器を実現
提供することである。 【解決手段】本発明の位置検出器は，インダクタンス検
出回路の基本を正弦波或いは矩形波電流を前記コイルと
抵抗の直列回路に加える発振回路と，前記コイル両端の
電位差をディジタル値に変換する手段と，制御部と，不
揮発メモリとを有し，製造後の初期設定過程で可動部の
特定位置に対応するディジタル化位置情報を不揮発メモ
リに記憶し，位置計測をする毎に制御部が不揮発メモリ
内の情報を参照してディジタル化位置情報を補正出力す
る事で検出部，検出回路部の精密な調整を不要にし，低
コスト化を実現する。
提供することである。 【解決手段】本発明の位置検出器は，インダクタンス検
出回路の基本を正弦波或いは矩形波電流を前記コイルと
抵抗の直列回路に加える発振回路と，前記コイル両端の
電位差をディジタル値に変換する手段と，制御部と，不
揮発メモリとを有し，製造後の初期設定過程で可動部の
特定位置に対応するディジタル化位置情報を不揮発メモ
リに記憶し，位置計測をする毎に制御部が不揮発メモリ
内の情報を参照してディジタル化位置情報を補正出力す
る事で検出部，検出回路部の精密な調整を不要にし，低
コスト化を実現する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，位置検出器に拘わり，
特にコイルと相互位置関係によりインダクタンスを変え
る磁性体或いは導体の位置を簡単な回路で検知する位置
検出器に拘わる。
特にコイルと相互位置関係によりインダクタンスを変え
る磁性体或いは導体の位置を簡単な回路で検知する位置
検出器に拘わる。
【０００２】
【従来の技術】位置検出器には用途に応じて種々の原理
に基づく機器が存在するが，高温或いは汚れのひどい環
境で使用できる位置検出器としては渦電流効果によるイ
ンダクタンス変化を検出する位置検出器が適している。
に基づく機器が存在するが，高温或いは汚れのひどい環
境で使用できる位置検出器としては渦電流効果によるイ
ンダクタンス変化を検出する位置検出器が適している。
【０００３】ソレノイドコイルの内外に近接する導体，
磁性体とコイルとの相互関係により，或いは平面状コイ
ルと導体，磁性体との相互関係によりコイルのインダク
タンスを変化させ，インダクタンスの変化量を検出して
導体，磁性体の位置を知る事が出来るが，導体或いは磁
性体の特定位置に対応して定まった出力を得るよう構成
するには検出部及び検出回路部での調整作業は必須で生
産性を妨げ，低コスト化を困難にしている。
磁性体とコイルとの相互関係により，或いは平面状コイ
ルと導体，磁性体との相互関係によりコイルのインダク
タンスを変化させ，インダクタンスの変化量を検出して
導体，磁性体の位置を知る事が出来るが，導体或いは磁
性体の特定位置に対応して定まった出力を得るよう構成
するには検出部及び検出回路部での調整作業は必須で生
産性を妨げ，低コスト化を困難にしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は，精度を確保しながらシンプルな構成のインダクタン
ス検出回路を提案し，低コストの位置検出器を実現提供
することである。
は，精度を確保しながらシンプルな構成のインダクタン
ス検出回路を提案し，低コストの位置検出器を実現提供
することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による位置検出器
は，コイルと相互の位置関係によりインダクタンスを変
えさせる磁性体或いは導体と，抵抗と，正弦波或いは矩
形波電流を前記コイルと抵抗の直列回路に加える発振回
路と，前記コイル両端の電位差をディジタル値に変換す
る手段と，制御回路と，メモリとより構成され，前記コ
イル両端に現れる電位差から可動体の位置をディジタル
位置情報として検知する位置検出器に於いて，それぞれ
の位置検出器毎に少なくとも２点の予め定められた可動
体位置に対応して得られたディジタル位置情報を前記メ
モリーに記憶し，制御回路が可動体位置を検出する毎に
前記メモリーに記憶されたディジタル位置情報と可動体
位置との対応関係を参照して検出された可動体位置を補
正出力する。
は，コイルと相互の位置関係によりインダクタンスを変
えさせる磁性体或いは導体と，抵抗と，正弦波或いは矩
形波電流を前記コイルと抵抗の直列回路に加える発振回
路と，前記コイル両端の電位差をディジタル値に変換す
る手段と，制御回路と，メモリとより構成され，前記コ
イル両端に現れる電位差から可動体の位置をディジタル
位置情報として検知する位置検出器に於いて，それぞれ
の位置検出器毎に少なくとも２点の予め定められた可動
体位置に対応して得られたディジタル位置情報を前記メ
モリーに記憶し，制御回路が可動体位置を検出する毎に
前記メモリーに記憶されたディジタル位置情報と可動体
位置との対応関係を参照して検出された可動体位置を補
正出力する。
【０００６】コイル両端の電位差をディジタル値に変換
する具体的な手段は，コイルと抵抗とに正弦波電流を加
える場合には整流回路，平滑回路，Ａ／Ｄ変換器等で構
成してディジタル位置情報を得る。またコイルと抵抗と
に矩形波電流を加える場合にはコイル両端の電位差が所
定の値に達した時に位置パルスを発生するコンパレータ
と，前記矩形波信号と位置パルスとからデューティ比の
異なるパルス列を生成する手段と，積分回路と，Ａ／Ｄ
変換器とより構成し，デューティ比の異なるパルス列を
積分して平滑化し，Ａ／Ｄ変換器によりディジタル化す
る，或いは積分回路とＡ／Ｄ変換器の代わりにカウンタ
ーを用いてパルス幅を計測してデューティ比算出により
ディジタル位置情報を得る。
する具体的な手段は，コイルと抵抗とに正弦波電流を加
える場合には整流回路，平滑回路，Ａ／Ｄ変換器等で構
成してディジタル位置情報を得る。またコイルと抵抗と
に矩形波電流を加える場合にはコイル両端の電位差が所
定の値に達した時に位置パルスを発生するコンパレータ
と，前記矩形波信号と位置パルスとからデューティ比の
異なるパルス列を生成する手段と，積分回路と，Ａ／Ｄ
変換器とより構成し，デューティ比の異なるパルス列を
積分して平滑化し，Ａ／Ｄ変換器によりディジタル化す
る，或いは積分回路とＡ／Ｄ変換器の代わりにカウンタ
ーを用いてパルス幅を計測してデューティ比算出により
ディジタル位置情報を得る。
【０００７】
【作用】本発明の位置検出器ではインダクタンス変化を
ディジタル化して可動体の位置を算出し検知するが，位
置検出器毎に予め特定の位置に対応する算出値をメモリ
ーに記憶し，位置を算出する毎にメモリー内の対応関係
を参照して位置を補正出力することで煩雑なアナログ回
路部分での調整を不要としている。
ディジタル化して可動体の位置を算出し検知するが，位
置検出器毎に予め特定の位置に対応する算出値をメモリ
ーに記憶し，位置を算出する毎にメモリー内の対応関係
を参照して位置を補正出力することで煩雑なアナログ回
路部分での調整を不要としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に本発明による位置検出器に
ついて，その実施例及び原理作用等を図面を参照しなが
ら説明する。
ついて，その実施例及び原理作用等を図面を参照しなが
ら説明する。
【０００９】図１は本発明による位置検出器の第一の実
施例で基本原理作用を説明するための機能ブロック図を
示し，特に位置検出器の製造後における初期設定を行う
ための構成を示す。同図に於いて，位置検出器は円筒１
１，コイル１２よりなる検出部と，検出制御回路部１４
とで構成され，製造後の初期設定を行うために初期設定
制御部１８，アクチュエータ１９が接続されている。
施例で基本原理作用を説明するための機能ブロック図を
示し，特に位置検出器の製造後における初期設定を行う
ための構成を示す。同図に於いて，位置検出器は円筒１
１，コイル１２よりなる検出部と，検出制御回路部１４
とで構成され，製造後の初期設定を行うために初期設定
制御部１８，アクチュエータ１９が接続されている。
【００１０】検出部は，構造例を断面図で示すようにコ
イル１２と導体で構成された円筒１１の位置が相対的に
変化すると，円筒１１とコイル１２とののオーバーラッ
プ部分の長さが変化し，コイル１２のインダクタンスが
変化する。円筒１１を導体以外にフェライト，パーマロ
イ等の磁性体で構成しても良く，導体の場合には導体表
面での渦電流効果により磁気抵抗が変化するので重なり
合う長さにコイルのインダクタンスは反比例し，磁性体
の場合には磁性体の透磁率による磁気抵抗変化によるの
でオーバラップ部の長さにコイルのインダクタンスは比
例するように変化する。図に示した位置検出器の検出部
構成は一般に知られているが，円筒１１の特定の位置に
対して定まった出力を対応させようとすると，検出部及
び検出回路とで多大の調整を要する困難さがある。
イル１２と導体で構成された円筒１１の位置が相対的に
変化すると，円筒１１とコイル１２とののオーバーラッ
プ部分の長さが変化し，コイル１２のインダクタンスが
変化する。円筒１１を導体以外にフェライト，パーマロ
イ等の磁性体で構成しても良く，導体の場合には導体表
面での渦電流効果により磁気抵抗が変化するので重なり
合う長さにコイルのインダクタンスは反比例し，磁性体
の場合には磁性体の透磁率による磁気抵抗変化によるの
でオーバラップ部の長さにコイルのインダクタンスは比
例するように変化する。図に示した位置検出器の検出部
構成は一般に知られているが，円筒１１の特定の位置に
対して定まった出力を対応させようとすると，検出部及
び検出回路とで多大の調整を要する困難さがある。
【００１１】初期設定制御部１８の指示でアクチュエー
タ１９は連結棒１ａを介して円筒１１を所定の位置に位
置決めさせ，検出回路１５はコイル１２に正弦波電流或
いは矩形波電流を抵抗を介して加え，コイル両端の電位
差をディジタル化してディジタル位置情報を制御回路１
６内のメモリ１７に記憶させる。番号１３はコイル１２
の引き出し線を示す。制御回路１６として通常はマイク
ロコンピュータを採用する。
タ１９は連結棒１ａを介して円筒１１を所定の位置に位
置決めさせ，検出回路１５はコイル１２に正弦波電流或
いは矩形波電流を抵抗を介して加え，コイル両端の電位
差をディジタル化してディジタル位置情報を制御回路１
６内のメモリ１７に記憶させる。番号１３はコイル１２
の引き出し線を示す。制御回路１６として通常はマイク
ロコンピュータを採用する。
【００１２】図２は図１に示した基本システムにおける
動作をフローチャートとして具体的に説明している。同
図に示すように製造後の初期設定プロセスでは，［１．
可動部を所定の位置ｐ１に位置決め］で初期設定制御部
１８の指示でアクチュエータ１９が連結棒１ａを介して
円筒１１を予め定めた所定の位置ｐ１に移動させる。
［２．検出回路のディジタル出力Ｑ１をメモリに記憶］
で検出回路１５及び制御回路１６により得られたディジ
タル位置情報Ｑ１を不揮発性のメモリ１７に記憶させ
る。さらに［３．可動部を所定の位置ｐ２に位置決
め］，［４．検出回路のディジタル出力Ｑ２をメモリに
記憶］で他の所定位置ｐ２に対応するディジタル位置情
報Ｑ２を同様にメモリ１７に記憶させる。これで位置検
出器製造後の初期設定は終了であり，この過程では検出
部も検出回路部１４も調整作業は不要である。
動作をフローチャートとして具体的に説明している。同
図に示すように製造後の初期設定プロセスでは，［１．
可動部を所定の位置ｐ１に位置決め］で初期設定制御部
１８の指示でアクチュエータ１９が連結棒１ａを介して
円筒１１を予め定めた所定の位置ｐ１に移動させる。
［２．検出回路のディジタル出力Ｑ１をメモリに記憶］
で検出回路１５及び制御回路１６により得られたディジ
タル位置情報Ｑ１を不揮発性のメモリ１７に記憶させ
る。さらに［３．可動部を所定の位置ｐ２に位置決
め］，［４．検出回路のディジタル出力Ｑ２をメモリに
記憶］で他の所定位置ｐ２に対応するディジタル位置情
報Ｑ２を同様にメモリ１７に記憶させる。これで位置検
出器製造後の初期設定は終了であり，この過程では検出
部も検出回路部１４も調整作業は不要である。
【００１３】位置検出器の通常の使用時では，［５．検
出回路のディジタル位置情報ＱＸを受領］で未知の位置
ｐＸに対する検出回路のディジタル出力値ＱＸを受け，
［６．メモリからＱ１，Ｑ２を読み出し，下記の演算で
補正出力ＰＸを得る。ＰＸ＝（Ｐ２−Ｐ１）／（Ｑ２−
Ｑ１）＊（ＱＸ−Ｑ１）＋Ｐ１］で製造後の初期設定に
よりメモリ１７に記憶したＱ１，Ｑ２を用いて補正出力
ＰＸを算出して出力する。
出回路のディジタル位置情報ＱＸを受領］で未知の位置
ｐＸに対する検出回路のディジタル出力値ＱＸを受け，
［６．メモリからＱ１，Ｑ２を読み出し，下記の演算で
補正出力ＰＸを得る。ＰＸ＝（Ｐ２−Ｐ１）／（Ｑ２−
Ｑ１）＊（ＱＸ−Ｑ１）＋Ｐ１］で製造後の初期設定に
よりメモリ１７に記憶したＱ１，Ｑ２を用いて補正出力
ＰＸを算出して出力する。
【００１４】前記の演算式に於いて，Ｐ１，Ｐ２は円筒
１１の各位置ｐ１，ｐ２に対応して出力すべきディジタ
ル値としてある。すなわち，８ビットで表示するとして
１６進表示でＰ１はゼロ点で「００」，Ｐ２は「ＦＦ」
とするように考える。
１１の各位置ｐ１，ｐ２に対応して出力すべきディジタ
ル値としてある。すなわち，８ビットで表示するとして
１６進表示でＰ１はゼロ点で「００」，Ｐ２は「ＦＦ」
とするように考える。
【００１５】メモリ１７にはＱ１，Ｑ２を記憶するとし
たが，Ｐ１，Ｐ２は予め定められた値であるのでそれ以
前に記憶されているものとし，またＱ１，Ｑ２を記憶す
る代わりに上記演算式の係数部分を計算して記憶する方
が補正演算に要する時間を短縮できて望ましい。
たが，Ｐ１，Ｐ２は予め定められた値であるのでそれ以
前に記憶されているものとし，またＱ１，Ｑ２を記憶す
る代わりに上記演算式の係数部分を計算して記憶する方
が補正演算に要する時間を短縮できて望ましい。
【００１６】図１，図２を用いた本発明の基本システム
の説明では初期設定で２点の位置に対応するディジタル
出力のみをメモリ１７に記憶させ，補正出力演算は線形
近似で実施したが，３点以上の位置に対応するディジタ
ル出力をメモリ１７に記憶させ，補正出力演算を高次近
似で実施するよう構成すれば精度を更に上げることは可
能であり，それを妨げるものではない。
の説明では初期設定で２点の位置に対応するディジタル
出力のみをメモリ１７に記憶させ，補正出力演算は線形
近似で実施したが，３点以上の位置に対応するディジタ
ル出力をメモリ１７に記憶させ，補正出力演算を高次近
似で実施するよう構成すれば精度を更に上げることは可
能であり，それを妨げるものではない。
【００１７】図３は第二の実施例である位置検出器の回
路部分を示す。コイル１２に正弦波発振器３２から抵抗
３１を介して正弦波電流を加えると，コイルのインダク
タンスによりコイル１２両端の電位差が変わるのでコイ
ル１２両端の電位差は円筒１１の位置に関係することに
なる。コイル１２端の電圧を整流器３３により整流し，
抵抗３４とコンデンサ３５とで構成する積分回路で電圧
を平滑化し，Ａ／Ｄ変換器３６によりディジタル化して
マイクロコンピュータ３７に入力する。マイクロコンピ
ュータ３７では図１，図２を用いて説明したようにメモ
リ３８内に記憶されているＱ１，Ｑ２のデータを参照し
て位置の表示ディジタル値を補正し，出力する。
路部分を示す。コイル１２に正弦波発振器３２から抵抗
３１を介して正弦波電流を加えると，コイルのインダク
タンスによりコイル１２両端の電位差が変わるのでコイ
ル１２両端の電位差は円筒１１の位置に関係することに
なる。コイル１２端の電圧を整流器３３により整流し，
抵抗３４とコンデンサ３５とで構成する積分回路で電圧
を平滑化し，Ａ／Ｄ変換器３６によりディジタル化して
マイクロコンピュータ３７に入力する。マイクロコンピ
ュータ３７では図１，図２を用いて説明したようにメモ
リ３８内に記憶されているＱ１，Ｑ２のデータを参照し
て位置の表示ディジタル値を補正し，出力する。
【００１８】整流器３３の入力インピーダンスが低いと
コイル１２端の電圧に影響を及ぼすので可能な限り高い
入力インピーダンスの回路とし，また整流用のダイオー
ドの非線形性を補償できるような回路が望ましいことは
当然であるが，これらの技術は既に周知であるので説明
は省略する。
コイル１２端の電圧に影響を及ぼすので可能な限り高い
入力インピーダンスの回路とし，また整流用のダイオー
ドの非線形性を補償できるような回路が望ましいことは
当然であるが，これらの技術は既に周知であるので説明
は省略する。
【００１９】図３に示したような検出回路のみでは，検
出部の円筒１１の特定の位置に対して特定のディジタル
出力を得ようとすると，検出での調整，発振器３２の周
波数及び出力の調整，抵抗３１，コイル１２の調整，整
流器３３から積分回路，Ａ／Ｄ変換器での利得調整等調
整要素は多いが，本発明の第一及び第二の実施例によれ
ば初期設定と位置計測毎の補正処理とで所望の出力をほ
ぼ無調整で得ることが出来る。
出部の円筒１１の特定の位置に対して特定のディジタル
出力を得ようとすると，検出での調整，発振器３２の周
波数及び出力の調整，抵抗３１，コイル１２の調整，整
流器３３から積分回路，Ａ／Ｄ変換器での利得調整等調
整要素は多いが，本発明の第一及び第二の実施例によれ
ば初期設定と位置計測毎の補正処理とで所望の出力をほ
ぼ無調整で得ることが出来る。
【００２０】図４は第三の実施例である位置検出器の回
路部分を示し，図５はその各部波形を示す。それらの図
に於いて，コイル１２には矩形波発振器４２から抵抗４
１を介して矩形波電流を加え（番号５２），コイル１２
のインダクタンスによりコイル１２両端に現れる電圧波
形（番号５３）が変動することを利用して前記電圧波形
５３が所定のレベル（番号５４）より高い時に高レベル
となるパルスをコンパレータ４３により出力させ，論理
回路４５により矩形波発振器４２の出力の反転波形とコ
ンパレータ４３出力とのアンドを取ってコイル１２のイ
ンダクタンスによってデューティ比の変わるパルス列
（番号５５）を出力させる。デューティ比の変動する前
記パルス列５５を抵抗４６，コンデンサ４７とで構成す
る積分回路に入力させて平滑化し，Ａ／Ｄ変換器４８に
よってディジタル位置情報を得てマイクロコンピュータ
に４９に入力させる。マイクロコンピュータ４９では図
１，図２を用いて説明したようにメモリ４ａ内に記憶さ
れているＱ１，Ｑ２のデータを参照して位置の表示ディ
ジタル値を補正し，出力する。番号４４は簡略化して電
池の図としたが，実際の回路では定電圧を与える回路で
コンパレータ４３に所定の電圧レベル（番号５４）を与
える。番号５１は横軸で時間を示す。
路部分を示し，図５はその各部波形を示す。それらの図
に於いて，コイル１２には矩形波発振器４２から抵抗４
１を介して矩形波電流を加え（番号５２），コイル１２
のインダクタンスによりコイル１２両端に現れる電圧波
形（番号５３）が変動することを利用して前記電圧波形
５３が所定のレベル（番号５４）より高い時に高レベル
となるパルスをコンパレータ４３により出力させ，論理
回路４５により矩形波発振器４２の出力の反転波形とコ
ンパレータ４３出力とのアンドを取ってコイル１２のイ
ンダクタンスによってデューティ比の変わるパルス列
（番号５５）を出力させる。デューティ比の変動する前
記パルス列５５を抵抗４６，コンデンサ４７とで構成す
る積分回路に入力させて平滑化し，Ａ／Ｄ変換器４８に
よってディジタル位置情報を得てマイクロコンピュータ
に４９に入力させる。マイクロコンピュータ４９では図
１，図２を用いて説明したようにメモリ４ａ内に記憶さ
れているＱ１，Ｑ２のデータを参照して位置の表示ディ
ジタル値を補正し，出力する。番号４４は簡略化して電
池の図としたが，実際の回路では定電圧を与える回路で
コンパレータ４３に所定の電圧レベル（番号５４）を与
える。番号５１は横軸で時間を示す。
【００２１】図６は第四の実施例である位置検出器の回
路部分を示し，図５はその各部波形を示す。それらの図
に於いて，コイル１２には矩形波発振器４２から抵抗４
１を介して矩形波電流を加え（番号５２），コイル１２
のインダクタンスによりコイル１２両端に現れる電圧波
形（番号５３）が変動することを利用して前記電圧波形
５３が所定のレベル（番号５４）より高い時に高レベル
となるパルスをコンパレータ４３により出力させ，論理
回路４５により矩形波発振器４２の出力の反転波形とコ
ンパレータ４３出力とのアンドを取ってコイル１２のイ
ンダクタンスによってデューティ比の変わるパルス列
（番号５５）を出力させる。そのパルス列はマイクロコ
ンピュータ６１に直接入力させ，マイクロコンピュータ
６１内のカウンター或いはプログラムによりパルス幅の
時間測定をしてパルス列のデューティ比を算出してディ
ジタル位置情報を得る。そのディジタル位置情報は図
１，図２を用いて説明したようにメモリ６２内に記憶さ
れているＱ１，Ｑ２のデータを参照して位置の表示ディ
ジタル値を補正し，出力する。
路部分を示し，図５はその各部波形を示す。それらの図
に於いて，コイル１２には矩形波発振器４２から抵抗４
１を介して矩形波電流を加え（番号５２），コイル１２
のインダクタンスによりコイル１２両端に現れる電圧波
形（番号５３）が変動することを利用して前記電圧波形
５３が所定のレベル（番号５４）より高い時に高レベル
となるパルスをコンパレータ４３により出力させ，論理
回路４５により矩形波発振器４２の出力の反転波形とコ
ンパレータ４３出力とのアンドを取ってコイル１２のイ
ンダクタンスによってデューティ比の変わるパルス列
（番号５５）を出力させる。そのパルス列はマイクロコ
ンピュータ６１に直接入力させ，マイクロコンピュータ
６１内のカウンター或いはプログラムによりパルス幅の
時間測定をしてパルス列のデューティ比を算出してディ
ジタル位置情報を得る。そのディジタル位置情報は図
１，図２を用いて説明したようにメモリ６２内に記憶さ
れているＱ１，Ｑ２のデータを参照して位置の表示ディ
ジタル値を補正し，出力する。
【００２２】図５（ｄ）はマイクロコンピュータ６１で
高レベルの時間幅Ｔ１，低レベルの時間幅Ｔ２等を計測
する方法を説明するための図である。マイクロコンピュ
ータ６１は出力パルス列５５を入力し，内蔵のカウンタ
ー或いはプログラムにより時間測定をする。十分に小さ
い時間間隔のパルス列５６で高レベルの時間幅Ｔ１，低
レベルの時間幅Ｔ２をカウントして測定する。その具体
的な方法にはマイクロコンピュータに内蔵するカウンタ
ーによる方法，パルス列５６のパルス間隔時間に対応す
るプログラムステップを何回繰り返すかをカウントする
方法等がある。またマイクロコンピュータではなく，カ
ウンター回路を用いてパルス数をカウントしても良い。
高レベルの時間幅Ｔ１，低レベルの時間幅Ｔ２等を計測
する方法を説明するための図である。マイクロコンピュ
ータ６１は出力パルス列５５を入力し，内蔵のカウンタ
ー或いはプログラムにより時間測定をする。十分に小さ
い時間間隔のパルス列５６で高レベルの時間幅Ｔ１，低
レベルの時間幅Ｔ２をカウントして測定する。その具体
的な方法にはマイクロコンピュータに内蔵するカウンタ
ーによる方法，パルス列５６のパルス間隔時間に対応す
るプログラムステップを何回繰り返すかをカウントする
方法等がある。またマイクロコンピュータではなく，カ
ウンター回路を用いてパルス数をカウントしても良い。
【００２３】図７は，マイクロコンピュータ６１によっ
てインダクタンス変化をディジタル化して位置を算出す
るプログラム例をフローチャートで示した例である。
てインダクタンス変化をディジタル化して位置を算出す
るプログラム例をフローチャートで示した例である。
【００２４】［１．］，［２．］のステップにおいて，
マイクロコンピュータ６１内のカウンターを用いて出力
パルス列５５から高レベルの時間幅Ｔ１，低レベルの時
間幅Ｔ２を得る。［３．］で高レベルの時間幅Ｔ１を前
回の値と比較検証し，その差が予め定めた所定の値以上
で有れば異常として［７．］で処理し，所定の値以下で
有れば正常として［４．］のステップに進む。［４．］
は検出した低レベルの時間幅Ｔ２を前回の値と比較検証
し，その差が予め定めた所定の値以上で有れば異常とし
て［７．］で処理し，所定の値以下で有れば正常として
［５．］のステップに進む。
マイクロコンピュータ６１内のカウンターを用いて出力
パルス列５５から高レベルの時間幅Ｔ１，低レベルの時
間幅Ｔ２を得る。［３．］で高レベルの時間幅Ｔ１を前
回の値と比較検証し，その差が予め定めた所定の値以上
で有れば異常として［７．］で処理し，所定の値以下で
有れば正常として［４．］のステップに進む。［４．］
は検出した低レベルの時間幅Ｔ２を前回の値と比較検証
し，その差が予め定めた所定の値以上で有れば異常とし
て［７．］で処理し，所定の値以下で有れば正常として
［５．］のステップに進む。
【００２５】［５．］では（Ｔ１−Ｔ２）／（Ｔ１＋Ｔ
２）から位置を算出し，［６．］でメモリ６２内に記憶
されているＱ１，Ｑ２を参照して算出位置を補正して
［１．］に戻って測定を継続する。位置の算出は（Ｔ１
−Ｔ２）／（Ｔ１＋Ｔ２）の代わりにＴ１／（Ｔ１＋Ｔ
２）としても良い。精度を若干犠牲にしても良いなら簡
略的にはＴ１−Ｔ２から算出することが出来る。
２）から位置を算出し，［６．］でメモリ６２内に記憶
されているＱ１，Ｑ２を参照して算出位置を補正して
［１．］に戻って測定を継続する。位置の算出は（Ｔ１
−Ｔ２）／（Ｔ１＋Ｔ２）の代わりにＴ１／（Ｔ１＋Ｔ
２）としても良い。精度を若干犠牲にしても良いなら簡
略的にはＴ１−Ｔ２から算出することが出来る。
【００２６】［７．］は高低レベルの時間幅Ｔ１，Ｔ２
の異常処理ルーチンであり，Ｔ１，Ｔ２を過去の履歴と
比較検証して過去の変動履歴から異常状態の頻度，連続
性等を調べて偶発的な誤りか，固定的な誤りかを判断す
る。誤りが確率的であり，頻度も少なければ偶発性と判
断して［１．］に進んで計測を繰り返す。誤りの頻度が
高く，連続性が高いと判断すれば固定障害と見なして
［８．］で上位システムに警告し，計測作業を停止す
る。
の異常処理ルーチンであり，Ｔ１，Ｔ２を過去の履歴と
比較検証して過去の変動履歴から異常状態の頻度，連続
性等を調べて偶発的な誤りか，固定的な誤りかを判断す
る。誤りが確率的であり，頻度も少なければ偶発性と判
断して［１．］に進んで計測を繰り返す。誤りの頻度が
高く，連続性が高いと判断すれば固定障害と見なして
［８．］で上位システムに警告し，計測作業を停止す
る。
【００２７】
【発明の効果】以上の実施例で説明したように本発明の
位置検出器によれば，コイルのインダクタンス変化を抵
抗との直列回路に正弦波あるいは矩形波電流を加え，コ
イル両端の電位差をディジタル化してディジタル化位置
情報を得る手段と，制御部と，不揮発メモリとを有し，
製造後の初期設定過程で可動部の特定位置に対応するデ
ィジタル化位置情報を不揮発メモリに記憶し，位置計測
をする毎に制御部が不揮発メモリ内の情報を参照してデ
ィジタル化位置情報を補正出力する事で検出部，検出回
路部の精密な調整を不要にし，低コスト化を実現する。
位置検出器によれば，コイルのインダクタンス変化を抵
抗との直列回路に正弦波あるいは矩形波電流を加え，コ
イル両端の電位差をディジタル化してディジタル化位置
情報を得る手段と，制御部と，不揮発メモリとを有し，
製造後の初期設定過程で可動部の特定位置に対応するデ
ィジタル化位置情報を不揮発メモリに記憶し，位置計測
をする毎に制御部が不揮発メモリ内の情報を参照してデ
ィジタル化位置情報を補正出力する事で検出部，検出回
路部の精密な調整を不要にし，低コスト化を実現する。
【図１】 本発明による位置検出器の第一の実施例で基
本動作原理を説明する為のブロック図
本動作原理を説明する為のブロック図
【図２】 第一の実施例での基本動作フロー図
【図３】 本発明の第二の実施例
【図４】 本発明の第三の実施例
【図５】 第三，第四の実施例での各部波形
【図６】 本発明の第四の実施例
【図７】 第四の実施例におけるプログラムフロー図
１１・・・円筒， １２・・・コイ
ル，１３・・・引き出し線， １４・・・検
出制御回路部，１５・・・検出回路， １
６・・・制御回路，１７・・・メモリ，
１８・・・初期設定制御部，１９・・・アクチュエー
タ， １ａ・・・連結棒，３１・・・抵抗，
３２・・・正弦波発振器，３３・・・整
流器， ３４・・・抵抗，３５・・・コ
ンデンサ， ３６・・・Ａ／Ｄ変換器，３７
・・・マイクロコンピュータ， ３８・・・メモリ，４
１・・・抵抗， ４２・・・矩形波発
振器，４３・・・コンパレータ， ４４・・・
電池，４５・・・ロジック回路， ４６・・・
抵抗，４７・・・コンデンサ， ４８・・・
Ａ／Ｄ変換器，４９・・・マイクロコンピュータ， ４
ａ・・・メモリ，５１・・・時間，
５２・・・矩形波発振器出力波形，５３・・・コイル端
波形， ５４・・・所定のレベル，５５・・・
出力パルス列， ５６・・・小さい時間間隔の
パルス列，６１・・・マイクロコンピュータ， ６２・
・・メモリ，
ル，１３・・・引き出し線， １４・・・検
出制御回路部，１５・・・検出回路， １
６・・・制御回路，１７・・・メモリ，
１８・・・初期設定制御部，１９・・・アクチュエー
タ， １ａ・・・連結棒，３１・・・抵抗，
３２・・・正弦波発振器，３３・・・整
流器， ３４・・・抵抗，３５・・・コ
ンデンサ， ３６・・・Ａ／Ｄ変換器，３７
・・・マイクロコンピュータ， ３８・・・メモリ，４
１・・・抵抗， ４２・・・矩形波発
振器，４３・・・コンパレータ， ４４・・・
電池，４５・・・ロジック回路， ４６・・・
抵抗，４７・・・コンデンサ， ４８・・・
Ａ／Ｄ変換器，４９・・・マイクロコンピュータ， ４
ａ・・・メモリ，５１・・・時間，
５２・・・矩形波発振器出力波形，５３・・・コイル端
波形， ５４・・・所定のレベル，５５・・・
出力パルス列， ５６・・・小さい時間間隔の
パルス列，６１・・・マイクロコンピュータ， ６２・
・・メモリ，
Claims (4)
- 【請求項１】 磁性体或いは導体で構成される可動体の
移動によりインダクタンスが変化するコイルと，抵抗
と，正弦波或いは矩形波電流を前記コイルと抵抗の直列
回路に加える発振回路と，前記コイル両端の電位差をデ
ィジタル値に変換する手段と，制御回路と，メモリとよ
り構成され，前記コイル両端に現れる電位差から可動体
の位置をディジタル位置情報として検知する位置検出器
に於いて，それぞれの位置検出器毎に少なくとも２点の
予め定められた可動体位置に対応して得られたディジタ
ル位置情報或いはそれに関連する値を前記メモリーに記
憶し，制御回路が可動体位置を検出する毎に前記メモリ
ーに記憶されたディジタル位置情報或いはそれに関連す
る値と可動体位置との対応関係を参照して検出された可
動体位置を補正出力することを特徴とする位置検出器 - 【請求項２】 請求項１記載の位置検出器に於いて，発
振回路は正弦波信号を出力し，コイル両端の電位差をデ
ィジタル値に変換する手段は整流回路と，低域フィルタ
と，Ａ／Ｄ変換器とより構成し，コイル両端の電位差を
整流した後に平滑化してＡ／Ｄ変換器によりディジタル
化することを特徴とする位置検出器 - 【請求項３】 請求項１記載の位置検出器に於いて，発
振回路は矩形波信号を出力し，コイル両端の電位差をデ
ィジタル値に変換する手段はコイル両端の電位差が所定
の値に達した時に位置パルスを発生するコンパレータ
と，前記矩形波信号と位置パルスとからデューティ比の
異なるパルス列を生成する手段と，積分回路と，Ａ／Ｄ
変換器とより構成し，デューティ比の異なるパルス列を
積分して平滑化し，Ａ／Ｄ変換器によりディジタル化す
る事を特徴とする位置検出器 - 【請求項４】 請求項１記載の位置検出器に於いて，発
振回路は矩形波信号を出力し，コイル両端の電位差をデ
ィジタル値に変換する手段はコイル両端の電位差が所定
の値に達した時に位置パルスを発生するコンパレータ
と，前記矩形波信号と位置パルスとからデューティ比の
異なるパルス列を生成する手段と，カウンターと，演算
回路とより構成されて前記デューティ比の異なるパルス
列のパルス幅をカウンターで計測し，演算回路によりデ
ューティ比を知って可動体のディジタル位置情報を得る
事を特徴とする位置検出器
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002041254A JP2003240599A (ja) | 2002-02-19 | 2002-02-19 | 位置検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002041254A JP2003240599A (ja) | 2002-02-19 | 2002-02-19 | 位置検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003240599A true JP2003240599A (ja) | 2003-08-27 |
Family
ID=27781727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002041254A Pending JP2003240599A (ja) | 2002-02-19 | 2002-02-19 | 位置検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003240599A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4898971B1 (ja) * | 2011-04-01 | 2012-03-21 | 株式会社マコメ研究所 | インダクタンス変化検出回路、変位検出装置及び金属検出装置 |
| JP2017503166A (ja) * | 2013-12-20 | 2017-01-26 | フリーバルブ・アクチボラグ | 第１物体と第２物体の相互の場所を決定するための方法及び位置センサ配列 |
-
2002
- 2002-02-19 JP JP2002041254A patent/JP2003240599A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4898971B1 (ja) * | 2011-04-01 | 2012-03-21 | 株式会社マコメ研究所 | インダクタンス変化検出回路、変位検出装置及び金属検出装置 |
| JP2017503166A (ja) * | 2013-12-20 | 2017-01-26 | フリーバルブ・アクチボラグ | 第１物体と第２物体の相互の場所を決定するための方法及び位置センサ配列 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7472028B2 (en) | Sensor or capacitance measuring with a microprocessor | |
| US7227353B2 (en) | Angular position determining apparatus with malfunction detector | |
| RU2324286C1 (ru) | Устройство для аналого-цифрового преобразования измеренного напряжения | |
| JP4923730B2 (ja) | レゾルバ角度検出における補償方法及びこれを用いた角度検出装置 | |
| JP2002296072A (ja) | 角度測定装置 | |
| EP3742129A1 (en) | Magnetic position sensor system, device, magnet and method | |
| JP2011069806A (ja) | 回転角検出装置 | |
| EP2367019A1 (en) | Magnetic sensor | |
| JP2008139300A (ja) | 回転角度検出装置 | |
| US11313666B2 (en) | Angle sensor and angle sensor system | |
| WO2013156153A1 (en) | Method for calibrating a current transducer of the rogowski type | |
| JP2003240599A (ja) | 位置検出器 | |
| JPH05231879A (ja) | 検出位置の補正方法 | |
| JP2021051060A (ja) | 計測装置 | |
| JP2003511672A (ja) | 外部磁界の方向を求める方法および回路 | |
| US4791368A (en) | Automatic magnetic field measuring apparatus using NMR principles | |
| US10317443B2 (en) | Integrated capacitance measurement | |
| WO2013153892A1 (ja) | 位置検出器 | |
| JP3659790B2 (ja) | 位置検出装置 | |
| JPH01219580A (ja) | 磁気センサ | |
| JP3188041B2 (ja) | 位置検出装置 | |
| JP2006242709A (ja) | 位置検出装置および磁気センサ出力信号検出方法 | |
| US10481217B2 (en) | Magnetic field sensor | |
| JP2003083767A (ja) | アブソリュートエンコーダ | |
| JP2003240600A (ja) | 位置検出器 |