JP2008058056A - Proximity sensor, and position and temperature detection device - Google Patents

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Shinichiro Hatakeyama
新一郎 畠山
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RIBEKKUSU KK
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a proximity sensor which performs accurate temperature compensation. <P>SOLUTION: A sensor coil 1 for detecting proximity of a non-magnetic conductor or a magnetic body, and a temperature measuring junction 2h of a thermocouple are stored in a stainless steel cylindrical case 3, and are resin molded. The temperature measuring junction 2h of the thermocouple is positioned in a vacancy of the doughnut-shaped sensor coil 1. Since the temperature of the sensor coil 1 is actually measured, accurate temperature compensation corresponding to the measured temperature of the sensor coil 1 is performed. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、近接センサおよび位置及び温度検出装置に関し、さらに詳しくは、正確な温度補償を可能にする近接センサ、および、正確に温度補償された位置と近接センサの温度とを同時出力可能な位置及び温度検出装置に関する。   The present invention relates to a proximity sensor and a position and temperature detection device, and more particularly, to a proximity sensor that enables accurate temperature compensation, and a position that can simultaneously output the accurately temperature compensated position and the temperature of the proximity sensor. And a temperature detection device.

従来、センサコイルのインピーダンスが金属物体までの距離に応じて変化することを利用して金属物体の近接を検知する近接スイッチが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平６−２９８１８号公報 Conventionally, a proximity switch that detects the proximity of a metal object using the fact that the impedance of the sensor coil changes according to the distance to the metal object is known (see, for example, Patent Document 1).
JP-A-6-29818

センサコイルのインピーダンスは、金属物体までの距離に応じて変化するだけでなく、温度によっても変化する。
しかし、上記従来の近接スイッチでは、温度によるセンサコイルのインピーダンスの変化について考慮していないため、温度による誤差を生じる問題点がある。
そこで、本発明の目的は、正確な温度補償を可能にする近接センサ、および、正確に温度補償された位置と近接センサの温度とを同時出力可能な位置及び温度検出装置を提供することにある。 The impedance of the sensor coil not only changes according to the distance to the metal object, but also changes depending on the temperature.
However, since the conventional proximity switch does not take into account the change in impedance of the sensor coil due to temperature, there is a problem that an error due to temperature occurs.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a proximity sensor that enables accurate temperature compensation, and a position and temperature detection device that can simultaneously output the accurately compensated position and the temperature of the proximity sensor. .

第１の観点では、本発明は、非磁性導電体または磁性体の近接を検出するためのセンサコイル（１）と熱電対（２）の測温接点（２ｈ）とを近接させて樹脂モールドしたことを特徴とする近接センサ（１０）を提供する。
上記第１の観点による近接センサ（１０）では、センサコイル（１）と熱電対（２）の測温接点（２ｈ）とを近接させて樹脂モールドしているため、センサコイル（１）の温度を実測できる。よって、センサコイル（１）の実測温度に応じた正確な温度補償が可能になる。 In the first aspect, the present invention resin-molds the sensor coil (1) for detecting the proximity of the nonmagnetic conductor or the magnetic material and the temperature measuring contact (2h) of the thermocouple (2) in proximity. A proximity sensor (10) is provided.
In the proximity sensor (10) according to the first aspect, since the sensor coil (1) and the temperature measuring contact (2h) of the thermocouple (2) are close to each other and resin-molded, the temperature of the sensor coil (1) Can be measured. Therefore, accurate temperature compensation according to the actually measured temperature of the sensor coil (1) becomes possible.

第２の観点では、本発明は、前記第１の観点による近接センサ（１０）において、前記センサコイル（１）が中央に空孔を有するドーナツ形であり、前記空孔内に前記測温接点（２ｈ）が位置することを特徴とする近接センサ（１０）を提供する。
上記第２の観点による近接センサ（１０）では、センサコイル（１）の中央の空孔に熱電対（２）の測温接点（２ｈ）を位置させるため、周囲の影響を受けずに、センサコイル（１）の温度を正確に実測できる。 In a second aspect, the present invention is the proximity sensor (10) according to the first aspect, wherein the sensor coil (1) has a donut shape having a hole in the center, and the temperature measuring contact is in the hole. Provided is a proximity sensor (10) characterized in that (2h) is located.
In the proximity sensor (10) according to the second aspect, since the temperature measuring contact (2h) of the thermocouple (2) is positioned in the central hole of the sensor coil (1), the sensor is not affected by the surroundings. The temperature of the coil (1) can be measured accurately.

第３の観点では、本発明は、前記第１の観点による近接センサ（１０）と、前記センサコイル（１）を励磁し前記センサコイル（１）のインダクタンスの変化に応じた位置信号Ｐｓを出力する励磁・検出回路（４）と、前記熱電対の測温接点（２ｈ）の温度を検出し温度出力Ｔｃとする温度出力手段（６，７，８）と、前記温度出力Ｔｃに基づいて前記位置信号Ｐｓを温度補正し位置出力Ｐｃとする位置出力手段（６）とを具備したことを特徴とする位置及び温度検出装置（１００）を提供する。
上記第３の観点による位置及び温度検出装置（１００）では、センサコイル（１）の実測温度に応じた正確な温度補償が可能になるため、正確に温度補償された位置と近接センサの温度とを同時出力可能になる。 In a third aspect, the present invention excites the proximity sensor (10) according to the first aspect and the sensor coil (1) and outputs a position signal Ps corresponding to a change in inductance of the sensor coil (1). The temperature output means (6, 7, 8) for detecting the temperature of the temperature measuring contact (2h) of the thermocouple and making the temperature output Tc, and the temperature output Tc based on the temperature output Tc. There is provided a position and temperature detection device (100) characterized by comprising position output means (6) for correcting the temperature of the position signal Ps to obtain a position output Pc.
In the position and temperature detection device (100) according to the third aspect, since accurate temperature compensation according to the actually measured temperature of the sensor coil (1) is possible, the accurately compensated position and the temperature of the proximity sensor Can be output simultaneously.

第４の観点では、本発明は、前記第３の観点による位置及び温度検出装置（１００）において、前記位置出力手段（６）は、前記温度出力Ｔｃに基づいてオフセット値（Ｏ）を算出するオフセット算出手段（６１，Ｓ１１，Ｓ１２）と、前記温度出力Ｔｃに基づいてゲイン値Ａを算出するゲイン算出手段（６２，Ｓ１３，Ｓ１４）と、前記位置信号Ｐｓと前記オフセット値Ｏと前記ゲイン値Ａとを用いて位置出力Ｐｃを算出する位置出力算出手段（Ｓ１５）とを具備することを特徴とする位置及び温度検出装置（１００）を提供する。
上記第４の観点による位置及び温度検出装置（１００）では、温度補償として、オフセット補正とゲイン補正とが可能になる。 In a fourth aspect, the present invention provides the position and temperature detection device (100) according to the third aspect, wherein the position output means (6) calculates an offset value (O) based on the temperature output Tc. Offset calculation means (61, S11, S12), gain calculation means (62, S13, S14) for calculating the gain value A based on the temperature output Tc, the position signal Ps, the offset value O, and the gain value A position and temperature detection device (100) is provided, comprising position output calculation means (S15) for calculating the position output Pc using A.
In the position and temperature detection device (100) according to the fourth aspect, offset correction and gain correction can be performed as temperature compensation.

第５の観点では、本発明は、前記第４の観点による位置及び温度検出装置（１００）において、前記オフセット算出手段（６１，Ｓ１１，Ｓ１２）は、Ｔo(1)，Ｔo(2)，Ｔo(3)を境界値とし、温度出力Ｔｃ＝Ｔo(1)で出力値Ｏ＝Ｏ(1)，温度出力Ｔｃ＝Ｔo(2)で出力値Ｏ＝Ｏ(2)，温度出力Ｔｃ＝Ｔo(3)で出力値Ｏ＝Ｏ(3)であり、Ｔｃ＝Ｔo(1)からＴｃ＝Ｔo(2)まで勾配ΔＯ(1)で直線的に出力値Ｏが変化し、Ｔｃ＝Ｔo(2)からＴｃ＝Ｔo(3)まで勾配ΔＯ(2)で直線的に出力値Ｏが変化する折れ線特性に基づいて、少なくともＴo(1)≦Ｔｃ≦Ｔo(3)の温度出力Ｔｃをオフセット値Ｏに変換する演算を行う演算装置であって、境界値Ｔo(1)，Ｔo(2)と勾配ΔＯ(1)，ΔＯ(2)と出力値Ｏ(1)，Ｏ(2)をデジタル値で記憶している記憶手段（６１）と、温度出力Ｔｃを基に前記記憶手段（６１）を検索して温度出力Ｔｃより小さくて最も近い境界値Ｔo(n)及び勾配ΔＯ(n)及び出力値Ｏ(n)を求める検索手段（Ｓ１１）と、オフセット値Ｏをデジタル演算Ｏ＝Ｏ(n)＋ΔＯ(n)×（Ｔｃ−Ｔ(n)）により求めるデジタル演算手段（Ｓ１２）とを具備することを特徴とする位置及び温度検出装置（１００）を提供する。
Ｔｃ＝Ｔo(1)で出力値Ｏ＝Ｏ(1)であり、温度出力Ｔｃ＝Ｔo(2)で出力値Ｏ＝Ｏ(2)であり、直線的に出力値Ｏが変化するなら、Ｔｃ＝Ｔo(1)からＴｃ＝Ｔo(2)までの勾配ΔＯ(1)は、
ΔＯ(1)＝（Ｏ(2)−Ｏ(1)）／（Ｔo(2)−Ｔo(1)）
で算出できる。勾配ΔＯ(2)も同様に算出できる。しかし、演算時間がかかる除算が含まれているため、処理時間が長くなる問題点がある。
そこで、上記第５の観点による位置及び温度検出装置（１００）では、勾配ΔＯ(1)，ΔＯ(2)をデジタル値で記憶しておき、これらを読み出して演算に用いることとした。これにより、加減算と乗算だけでオフセット補正が出来るようになり、高速処理が可能になる。 In a fifth aspect, the present invention provides the position and temperature detection device (100) according to the fourth aspect, wherein the offset calculating means (61, S11, S12) includes To (1), To (2), To. (3) is the boundary value, output value O = O (1) at temperature output Tc = To (1), output value O = O (2) at temperature output Tc = To (2), temperature output Tc = To ( In 3), the output value O = O (3), the output value O changes linearly with a gradient ΔO (1) from Tc = To (1) to Tc = To (2), and Tc = To (2). To a temperature output Tc of at least To (1) ≦ Tc ≦ To (3) is set to the offset value O based on a polygonal line characteristic in which the output value O changes linearly with a gradient ΔO (2) from Tc to To (3). Computation device that performs transformation operations, storing boundary values To (1), To (2), gradients ΔO (1), ΔO (2) and output values O (1), O (2) as digital values Storage means (61) and the storage means (based on the temperature output Tc) 61) is searched to obtain the nearest boundary value To (n), gradient ΔO (n) and output value O (n) which are smaller than the temperature output Tc, and the offset value O is digitally calculated O = Provided is a position and temperature detection device (100) characterized by comprising digital calculation means (S12) obtained by O (n) + ΔO (n) × (Tc−T (n)).
If Tc = To (1), the output value O = O (1), the temperature output Tc = To (2), the output value O = O (2), and if the output value O changes linearly, Tc The slope ΔO (1) from = To (1) to Tc = To (2) is
ΔO (1) = (O (2) −O (1)) / (To (2) −To (1))
It can be calculated by The gradient ΔO (2) can be calculated similarly. However, there is a problem that the processing time becomes long because the division that requires the calculation time is included.
Therefore, in the position and temperature detection device (100) according to the fifth aspect, the gradients ΔO (1) and ΔO (2) are stored as digital values, and these are read out and used for calculation. As a result, offset correction can be performed only by addition / subtraction and multiplication, and high-speed processing becomes possible.

第６の観点では、本発明は、前記第４または前記第５の観点による位置及び温度検出装置（１００）において、前記ゲイン算出手段（６２，Ｓ１３，Ｓ１４）は、Ｔg(1)，Ｔg(2)，Ｔg(3)を境界値とし、温度出力Ｔｃ＝Ｔg(1)で出力値Ａ＝Ａ(1)，温度出力Ｔｃ＝Ｔg(2)で出力値Ａ＝Ａ(2)，温度出力Ｔｃ＝Ｔg(3)で出力値Ａ＝Ａ(3)であり、Ｔｃ＝Ｔg(1)からＴｃ＝Ｔg(2)まで勾配ΔＡ(1)で直線的に出力値Ａが変化し、Ｔｃ＝Ｔg(2)からＴｃ＝Ｔg(3)まで勾配ΔＡ(2)で直線的に出力値Ａが変化する折れ線特性に基づいて、少なくともＴg(1)≦Ｔｃ≦Ｔg(3)の温度出力Ｔｃをゲイン値Ａに変換する演算を行う演算装置であって、境界値Ｔg(1)，Ｔg(2)と勾配ΔＡ(1)，ΔＡ(2)と出力値Ａ(1)，Ａ(2)をデジタル値で記憶している記憶手段（６２）と、温度出力Ｔｃを基に前記記憶手段（６２）を検索して温度出力Ｔｃより小さくて最も近い境界値Ｔg(n)及び勾配ΔＡ(n)及び出力値Ａ(n)を求める検索手段（Ｓ１３）と、ゲイン値Ａをデジタル演算Ａ＝Ａ(n)＋ΔＡ(n)×（Ｔｃ−Ｔ(n)）により求めるデジタル演算手段（Ｓ１４）とを具備することを特徴とする位置及び温度検出装置（１００）を提供する。
Ｔｃ＝Ｔo(1)で出力値Ａ＝Ａ(1)であり、温度出力Ｔｃ＝Ｔo(2)で出力値Ａ＝Ａ(2)であり、直線的に出力値Ａが変化するなら、Ｔｃ＝Ｔo(1)からＴｃ＝Ｔo(2)までの勾配ΔＡ(1)は、
ΔＡ(1)＝（Ａ(2)−Ａ(1)）／（Ｔo(2)−Ｔo(1)）
で算出できる。勾配ΔＡ(2)も同様に算出できる。しかし、演算時間がかかる除算が含まれているため、処理時間が長くなる問題点がある。
そこで、上記第６の観点による位置及び温度検出装置（１００）では、勾配ΔＡ(1)，ΔＡ(2)をデジタル値で記憶しておき、これらを読み出して演算に用いることとした。これにより、加減算と乗算だけでゲイン補正が出来るようになり、高速処理が可能になる。 In a sixth aspect, the present invention relates to the position and temperature detection device (100) according to the fourth or fifth aspect, wherein the gain calculation means (62, S13, S14) includes Tg (1), Tg ( 2), Tg (3) as the boundary value, temperature output Tc = Tg (1), output value A = A (1), temperature output Tc = Tg (2), output value A = A (2), temperature output When Tc = Tg (3), the output value A = A (3). From Tc = Tg (1) to Tc = Tg (2), the output value A changes linearly with a gradient ΔA (1). A temperature output Tc of at least Tg (1) ≦ Tc ≦ Tg (3) is obtained based on a polygonal line characteristic in which the output value A changes linearly with a gradient ΔA (2) from Tg (2) to Tc = Tg (3). An arithmetic unit that performs an operation for converting to a gain value A, which includes boundary values Tg (1) and Tg (2), gradients ΔA (1) and ΔA (2), and output values A (1) and A (2). The storage means (62) storing the digital value and the storage based on the temperature output Tc A search means (S13) for searching the means (62) to find the nearest boundary value Tg (n), gradient ΔA (n) and output value A (n) smaller than the temperature output Tc, and digitally calculating the gain value A There is provided a position and temperature detection device (100) characterized by comprising digital calculation means (S14) obtained by A = A (n) + ΔA (n) × (Tc−T (n)).
If Tc = To (1), the output value A = A (1), the temperature output Tc = To (2), the output value A = A (2), and if the output value A changes linearly, Tc = A (1) from To (1) to Tc = To (2) is
ΔA (1) = (A (2) −A (1)) / (To (2) −To (1))
It can be calculated by The gradient ΔA (2) can be calculated similarly. However, there is a problem that the processing time becomes long because the division that requires the calculation time is included.
Therefore, in the position and temperature detection apparatus (100) according to the sixth aspect, the gradients ΔA (1) and ΔA (2) are stored as digital values, and these are read out and used for calculation. As a result, gain correction can be performed only by addition / subtraction and multiplication, and high-speed processing becomes possible.

本発明の近接センサによれば、正確な温度補償が可能にる。また、本発明の位置及び温度検出装置によれば、正確に温度補償された位置と近接センサの温度とを同時出力可能になる。   According to the proximity sensor of the present invention, accurate temperature compensation is possible. In addition, according to the position and temperature detection device of the present invention, it is possible to simultaneously output the accurately compensated position and the temperature of the proximity sensor.

以下、図に示す実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the embodiments shown in the drawings. Note that the present invention is not limited thereby.

図１は、実施例１に係る近接センサ１０を示す説明図である。
この近接センサ１０は、非磁性導電体または磁性体の近接を検出するためのセンサコイル１と、熱電対の測温接点２ｈとを、ステンレス製の円筒ケース３に収容し、樹脂モールドした構成である。
センサコイル１は、銅線をドーナツ状に巻回し、樹脂モールドしたものであり、中央に空孔を有している。
熱電対の測温接点２ｈは、ドーナツ形のセンサコイル１の空孔内に位置している。 FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating the proximity sensor 10 according to the first embodiment.
This proximity sensor 10 has a configuration in which a sensor coil 1 for detecting the proximity of a nonmagnetic conductor or a magnetic material and a thermocouple temperature measuring contact 2h are accommodated in a stainless steel cylindrical case 3 and resin molded. is there.
The sensor coil 1 is a copper wire wound in a donut shape and resin-molded, and has a hole in the center.
The temperature measuring contact 2h of the thermocouple is located in the hole of the donut-shaped sensor coil 1.

図２は、実施例１に係る位置及び温度検出装置１００を示す説明図である。
この位置及び温度検出装置１００は、近接センサ１０と、センサコイル１を励磁しセンサコイル１のインダクタンスの変化に応じた位置信号Ｐｓをデジタル出力する励磁・検出回路４と、熱電対２の測温接点２ｈの温度を検出し温度差信号Ｔｓをデジタル出力する差温検出回路７と、熱電対２の基準接点温度Ｔｂを検出しデジタル出力する温度センサ８と、温度差信号Ｔｓおよび基準接点温度Ｔｂから測温接点２ｈの温度をデジタル演算で算出し温度出力Ｔｃとしてデジタル出力すると共に温度出力Ｔｃに基づいて位置信号Ｐｓをデジタル演算で温度補正し位置出力Ｐｃとしてデジタル出力するマイクロプロセッサ６とを具備してなる。 FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating the position and temperature detection device 100 according to the first embodiment.
The position and temperature detection device 100 includes a proximity sensor 10, an excitation / detection circuit 4 that excites the sensor coil 1 and digitally outputs a position signal Ps corresponding to a change in inductance of the sensor coil 1, and a temperature measurement of the thermocouple 2. A differential temperature detection circuit 7 that detects the temperature of the contact 2h and digitally outputs the temperature difference signal Ts, a temperature sensor 8 that detects and digitally outputs the reference junction temperature Tb of the thermocouple 2, and the temperature difference signal Ts and the reference junction temperature Tb And a microprocessor 6 which calculates the temperature of the temperature measuring contact 2h by digital calculation and digitally outputs it as a temperature output Tc and digitally outputs the position signal Ps by digital calculation based on the temperature output Tc and digitally outputs it as the position output Pc. Do it.

図３は、マイクロプロセッサ６が記憶しているオフセット値テーブル６１の概念図である。
オフセット値テーブル６１には、次の値が保持されている。
・Ｔｃ＜Ｔo(1)の範囲では、当該範囲の上限を規定する温度境界値Ｔo(1)と、当該範囲でオフセット値が変化する直線の勾配ΔＯ(0)と、当該範囲の上限を規定する温度境界値Ｔo(1)に対応するオフセット境界値Ｏ(1)
・Ｔo(1)，Ｔo(2)，Ｔo(3)，Ｔo(4)で区切られた各範囲では、各範囲の小さい方の温度境界値Ｔo(n)と、各範囲でオフセット値Ｏが変化する直線の勾配ΔＯ(n)と、各範囲の小さい方の温度境界値Ｔo(n)に対応するオフセット境界値Ｏ(n)
図４は、オフセット値テーブル６１の内容を表した折れ線グラフである。 FIG. 3 is a conceptual diagram of the offset value table 61 stored in the microprocessor 6.
The offset value table 61 holds the following values.
・ In the range of Tc <To (1), the temperature boundary value To (1) that defines the upper limit of the range, the slope ΔO (0) of the straight line where the offset value changes in the range, and the upper limit of the range Offset boundary value O (1) corresponding to the temperature boundary value To (1)
・ In each range divided by To (1), To (2), To (3), To (4), the smaller temperature boundary value To (n) of each range and the offset value O in each range. The gradient ΔO (n) of the changing line and the offset boundary value O (n) corresponding to the smaller temperature boundary value To (n) of each range
FIG. 4 is a line graph showing the contents of the offset value table 61.

図５は、マイクロプロセッサ６に記憶されているゲイン値テーブル６２の概念図である。
ゲイン値テーブル６２には、次の値が保持されている。
・Ｔｃ＜Ｔg(1)の範囲では、当該範囲の上限を規定する温度境界値Ｔg(1)と、当該範囲でゲイン値Ａが変化する直線の勾配ΔＡ(0)と、当該範囲の上限を規定する温度境界値Ｔg(1)に対応するゲイン境界値Ａ(1)
・Ｔg(1)，Ｔg(2)，Ｔg(3)，Ｔg(4)で区切られた各範囲では、各範囲の小さい方の温度境界値Ｔg(n)と、各範囲でゲイン値が変化する直線の勾配ΔＡ(n)と、各範囲の小さい方の温度境界値Ｔg(n)に対応するゲイン境界値Ａ(n)
図６は、ゲイン値テーブル６２の内容を表した折れ線グラフである。 FIG. 5 is a conceptual diagram of the gain value table 62 stored in the microprocessor 6.
The gain value table 62 holds the following values.
-In the range of Tc <Tg (1), the temperature boundary value Tg (1) that defines the upper limit of the range, the slope ΔA (0) of the straight line where the gain value A changes in the range, and the upper limit of the range Gain boundary value A (1) corresponding to the specified temperature boundary value Tg (1)
・ In each range delimited by Tg (1), Tg (2), Tg (3), Tg (4), the smaller temperature boundary value Tg (n) of each range and the gain value change in each range And the gain boundary value A (n) corresponding to the smaller temperature boundary value Tg (n) of each range.
FIG. 6 is a line graph showing the contents of the gain value table 62.

図７は、マイクロプロセッサ６による温度出力処理を示すフロー図である。
ステップＳ１では、温度差信号Ｔｓと、基準接点温度Ｔｂと、記憶していた基準温度時における基準接点温度Ｔbbおよび冷接点補償係数ｋとから、次式により温度出力Ｔｃを算出し、出力する。
Ｔｃ＝Ｔｓ−ｋ×（Ｔbb−Ｔｂ） FIG. 7 is a flowchart showing temperature output processing by the microprocessor 6.
In step S1, a temperature output Tc is calculated by the following equation from the temperature difference signal Ts, the reference junction temperature Tb, the stored reference junction temperature Tbb at the reference temperature and the cold junction compensation coefficient k, and output.
Tc = Ts−k × (Tbb−Tb)

図８は、マイクロプロセッサ６による位置出力処理を示すフロー図である。
ステップＳ１１では、温度出力Ｔｃをパラメータとしてオフセット値テーブル６１を検索し、温度出力Ｔｃが属する範囲に保持されている温度境界値Ｔｏ(n)と、オフセット勾配値ΔＯ(n)と、オフセット境界値Ｏ(n)とを求める。
ステップＳ１２では、次式により温度出力Ｔｃにおけるオフセット値Ｏを算出する。
Ｏ＝Ｏ(n)＋ΔＯ(n)×（Ｔｃ−Ｔo(n)）
例えば、Ｔｃ＜Ｔo(1)の範囲なら、Ｏ＝Ｏ(1)＋ΔＯ(0)×（Ｔｃ−Ｔo(1)）となる。
また、Ｔo(1)≦Ｔｃ＜Ｔo(2)の範囲なら、Ｏ＝Ｏ(1)＋ΔＯ(1)×（Ｔｃ−Ｔo(1)）となる。 FIG. 8 is a flowchart showing position output processing by the microprocessor 6.
In step S11, the offset value table 61 is searched using the temperature output Tc as a parameter, the temperature boundary value To (n), the offset gradient value ΔO (n), and the offset boundary value held in the range to which the temperature output Tc belongs. Find O (n).
In step S12, an offset value O at the temperature output Tc is calculated by the following equation.
O = O (n) + ΔO (n) × (Tc−To (n))
For example, if Tc <To (1), O = O (1) + ΔO (0) × (Tc−To (1)).
If To (1) ≦ Tc <To (2), O = O (1) + ΔO (1) × (Tc−To (1)).

ステップＳ１３では、温度出力Ｔｃをパラメータとしてゲイン値テーブル６２を検索し、温度出力Ｔｃが属する範囲に保持されている温度境界値Ｔg(n)と、ゲイン勾配値ΔＡ(n)と、ゲイン境界値Ａ(n)とを求める。
ステップＳ１４では、次式により温度出力Ｔｃにおけるゲイン値Ａを算出する。
Ａ＝Ａ(n)＋ΔＡ(n)×（Ｔｃ−Ｔg(n)）
例えば、Ｔｃ＜Ｔo(1)の範囲なら、Ａ＝Ａ(1)＋ΔＡ(0)×（Ｔｃ−Ｔg(1)）となる。
また、Ｔo(1)≦Ｔｃ＜Ｔo(2)の範囲なら、Ａ＝Ａ(1)＋ΔＡ(1)×（Ｔｃ−Ｔg(1)）となる。 In step S13, the gain value table 62 is searched using the temperature output Tc as a parameter, the temperature boundary value Tg (n), the gain gradient value ΔA (n), and the gain boundary value held in the range to which the temperature output Tc belongs. Find A (n).
In step S14, the gain value A at the temperature output Tc is calculated by the following equation.
A = A (n) + ΔA (n) × (Tc−Tg (n))
For example, if Tc <To (1), A = A (1) + ΔA (0) × (Tc−Tg (1)).
If To (1) ≦ Tc <To (2), A = A (1) + ΔA (1) × (Tc−Tg (1)).

ステップＳ１５では、次式により位置信号Ｐｓにオフセット補正およびゲイン補正を施し、位置出力Ｐｃを得る。
Ｐｃ＝Ａ×（Ｐｓ−Ｏ） In step S15, the position signal Ps is subjected to offset correction and gain correction by the following equation to obtain a position output Pc.
Pc = A × (Ps−O)

実施例１に係る位置及び温度検出装置１００によれば、次の効果が得られる。
（１）センサコイル１と熱電対２の測温接点２ｈとを近接させて樹脂モールドしているため、センサコイル１の温度を実測でき、センサコイル１の実測温度に応じた正確な温度補償が可能になる。
（２）センサコイル１の中央の空孔に熱電対２の測温接点２ｈを位置させるため、周囲の影響を受けずに、センサコイル１の温度を正確に実測できる。
（３）正確に温度補償された位置Ｐｃと近接センサ１０の温度Ｔｃとを同時出力できる。
（４）温度補償として、オフセット補正とゲイン補正とが可能になる。
（５）加減算と乗算だけでオフセット補正でき、高速処理が可能になる。
（６）加減算と乗算だけでゲイン補正でき、高速処理が可能になる。 According to the position and temperature detection apparatus 100 according to the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Since the sensor coil 1 and the temperature measuring contact 2h of the thermocouple 2 are close to each other and resin-molded, the temperature of the sensor coil 1 can be measured and accurate temperature compensation according to the measured temperature of the sensor coil 1 can be performed. It becomes possible.
(2) Since the temperature measuring contact 2h of the thermocouple 2 is positioned in the central hole of the sensor coil 1, the temperature of the sensor coil 1 can be accurately measured without being influenced by the surroundings.
(3) The position Pc accurately compensated for temperature and the temperature Tc of the proximity sensor 10 can be output simultaneously.
(4) As temperature compensation, offset correction and gain correction are possible.
(5) Offset correction can be performed only by addition / subtraction and multiplication, enabling high-speed processing.
(6) Gain correction can be performed only by addition / subtraction and multiplication, enabling high-speed processing.

実施例１では、Ｔｃ＜Ｔo(1)の範囲では当該範囲の上限を規定する温度境界値Ｔo(1)およびそれに対応するオフセット値Ｏ(1)を用いてオフセット値Ｏを求め、Ｔo(1)≦Ｔｃの各範囲では各範囲の小さい方の温度境界値Ｔo(n)およびそれに対応するオフセット値Ｏ(n)を用いてオフセット値Ｏを求めたが、逆に、Ｔｃ＞Ｔo(4)の範囲では当該範囲の下限を規定する温度境界値Ｔo(4)およびそれに対応するオフセット値Ｏ(4)を用いてオフセット値Ｏを求め、Ｔｃ＜Ｔo(4)の各範囲では各範囲の大きい方の温度境界値Ｔo(n)およびそれに対応するオフセット値Ｏ(n)を用いてオフセット値Ｏを求めてもよい。
同様に、ゲイン値Ａを求めてもよい。 In the first embodiment, in the range of Tc <To (1), the offset value O is obtained using the temperature boundary value To (1) that defines the upper limit of the range and the corresponding offset value O (1), and To (1 ) ≦ Tc, the offset value O is obtained using the smaller temperature boundary value To (n) and the corresponding offset value O (n) in each range. Conversely, Tc> To (4) In the range, the offset value O is obtained by using the temperature boundary value To (4) that defines the lower limit of the range and the offset value O (4) corresponding thereto, and in each range of Tc <To (4), each range is large. The offset value O may be obtained using the temperature boundary value To (n) and the offset value O (n) corresponding thereto.
Similarly, the gain value A may be obtained.

本発明の近接センサおよび位置及び温度検出装置は、高温下での位置検出、例えばガソリンエンジンのカムの位置を検出するのに利用できる。   The proximity sensor and the position and temperature detection device of the present invention can be used to detect a position at a high temperature, for example, a cam position of a gasoline engine.

実施例１に係る近接センサを示す斜視図および分解斜視図である。1 is a perspective view and an exploded perspective view showing a proximity sensor according to Embodiment 1. FIG. 実施例１に係る位置及び温度検出装置を示す構成説明図である。1 is a configuration explanatory diagram illustrating a position and temperature detection device according to Embodiment 1. FIG. 実施例１に係るオフセット値テーブルの概念図である。3 is a conceptual diagram of an offset value table according to Embodiment 1. FIG. 実施例１に係るオフセット値テーブルの内容を表す折れ線グラフである。3 is a line graph showing the contents of an offset value table according to the first embodiment. 実施例１に係るゲイン値テーブルの概念図である。6 is a conceptual diagram of a gain value table according to Embodiment 1. FIG. 実施例１に係るゲイン値テーブルの内容を表す折れ線グラフである。3 is a line graph showing the contents of a gain value table according to the first embodiment. 実施例１に係る温度出力処理を示すフロー図である。FIG. 3 is a flowchart illustrating temperature output processing according to the first embodiment. 実施例１に係る位置出力処理を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the position output process which concerns on Example 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１ センサコイル
２ 熱電対
２ｈ 測温接点
６ マイクロプロセッサ
１０ 近接センサ
６１ オフセット値テーブル
６２ ゲイン値テーブル
１００ 位置及び温度検出装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sensor coil 2 Thermocouple 2h Temperature measuring contact 6 Microprocessor 10 Proximity sensor 61 Offset value table 62 Gain value table 100 Position and temperature detection apparatus

Claims (6)

非磁性導電体または磁性体の近接を検出するためのセンサコイル（１）と熱電対（２）の測温接点（２ｈ）とを近接させて樹脂モールドしたことを特徴とする近接センサ（１０）。 A proximity sensor (10) characterized in that a sensor coil (1) for detecting the proximity of a nonmagnetic conductor or a magnetic material and a temperature measuring contact (2h) of a thermocouple (2) are placed in close proximity and resin molded. . 請求項１に記載の近接センサ（１０）において、前記センサコイル（１）が中央に空孔を有するドーナツ形であり、前記空孔内に前記測温接点（２ｈ）が位置することを特徴とする近接センサ（１０）。 The proximity sensor (10) according to claim 1, wherein the sensor coil (1) has a donut shape having a hole in the center, and the temperature measuring contact (2h) is located in the hole. Proximity sensor (10). 請求項１に記載の近接センサ（１０）と、前記センサコイル（１）を励磁し前記センサコイル（１）のインダクタンスの変化に応じた位置信号Ｐｓを出力する励磁・検出回路（４）と、前記熱電対の測温接点（２ｈ）の温度を検出し温度出力Ｔｃとする温度出力手段（６，７，８）と、前記温度出力Ｔｃに基づいて前記位置信号Ｐｓを温度補正し位置出力Ｐｃとする位置出力手段（６）とを具備したことを特徴とする位置及び温度検出装置（１００）。 A proximity sensor (10) according to claim 1, an excitation / detection circuit (4) for exciting the sensor coil (1) and outputting a position signal Ps according to a change in inductance of the sensor coil (1), Temperature output means (6, 7, 8) that detects the temperature of the temperature measuring contact (2h) of the thermocouple and outputs the temperature output Tc, and the position signal Ps is temperature-corrected based on the temperature output Tc and the position output Pc. A position and temperature detection device (100) comprising: a position output means (6). 請求項３に記載の位置及び温度検出装置（１００）において、前記位置出力手段（６）は、前記温度出力Ｔｃに基づいてオフセット値（Ｏ）を算出するオフセット算出手段（６１，Ｓ１１，Ｓ１２）と、前記温度出力Ｔｃに基づいてゲイン値Ａを算出するゲイン算出手段（６２，Ｓ１３，Ｓ１４）と、前記位置信号Ｐｓと前記オフセット値Ｏと前記ゲイン値Ａとを用いて位置出力Ｐｃを算出する位置出力算出手段（Ｓ１５）とを具備することを特徴とする位置及び温度検出装置（１００）。 The position and temperature detection device (100) according to claim 3, wherein the position output means (6) calculates an offset value (O) based on the temperature output Tc (61, S11, S12). Then, the position output Pc is calculated using the gain calculation means (62, S13, S14) for calculating the gain value A based on the temperature output Tc, the position signal Ps, the offset value O, and the gain value A. And a position output calculation means (S15) for performing the position and temperature detection device (100). 請求項４に記載の位置及び温度検出装置（１００）において、前記オフセット算出手段（６１，Ｓ１１，Ｓ１２）は、Ｔo(1)，Ｔo(2)，Ｔo(3)を境界値とし、温度出力Ｔｃ＝Ｔo(1)で出力値Ｏ＝Ｏ(1)，温度出力Ｔｃ＝Ｔo(2)で出力値Ｏ＝Ｏ(2)，温度出力Ｔｃ＝Ｔo(3)で出力値Ｏ＝Ｏ(3)であり、Ｔｃ＝Ｔo(1)からＴｃ＝Ｔo(2)まで勾配ΔＯ(1)で直線的に出力値Ｏが変化し、Ｔｃ＝Ｔo(2)からＴｃ＝Ｔo(3)まで勾配ΔＯ(2)で直線的に出力値Ｏが変化する折れ線特性に基づいて、少なくともＴo(1)≦Ｔｃ≦Ｔo(3)の温度出力Ｔｃをオフセット値Ｏに変換する演算を行う演算装置であって、境界値Ｔo(1)，Ｔo(2)と勾配ΔＯ(1)，ΔＯ(2)と出力値Ｏ(1)，Ｏ(2)をデジタル値で記憶している記憶手段（６１）と、温度出力Ｔｃを基に前記記憶手段（６１）を検索して温度出力Ｔｃより小さくて最も近い境界値Ｔo(n)及び勾配ΔＯ(n)及び出力値Ｏ(n)を求める検索手段（Ｓ１１）と、オフセット値Ｏをデジタル演算Ｏ＝Ｏ(n)＋ΔＯ(n)×（Ｔｃ−Ｔ(n)）により求めるデジタル演算手段（Ｓ１２）とを具備することを特徴とする位置及び温度検出装置（１００）。 5. The position and temperature detection device (100) according to claim 4, wherein the offset calculation means (61, S11, S12) uses To (1), To (2), To (3) as boundary values and outputs a temperature. Output value O = O (1) at Tc = To (1), output value O = O (2) at temperature output Tc = To (2), output value O = O (3) at temperature output Tc = To (3) ), And the output value O changes linearly with a gradient ΔO (1) from Tc = To (1) to Tc = To (2), and the gradient ΔO from Tc = To (2) to Tc = To (3). An arithmetic device that performs an operation of converting a temperature output Tc of at least To (1) ≦ Tc ≦ To (3) into an offset value O based on a polygonal line characteristic in which the output value O changes linearly in (2). Storage means (61) for storing boundary values To (1), To (2), gradients ΔO (1), ΔO (2) and output values O (1), O (2) as digital values; Based on the temperature output Tc, the storage means (61) is searched to obtain the temperature output Tc. The search means (S11) for obtaining the smallest and closest boundary value To (n), gradient ΔO (n) and output value O (n), and the offset value O is calculated by digital operation O = O (n) + ΔO (n) × A position and temperature detection device (100), comprising: digital calculation means (S12) obtained by (Tc−T (n)). 請求項４または請求項５に記載の位置及び温度検出装置（１００）において、前記ゲイン算出手段（６２，Ｓ１３，Ｓ１４）は、Ｔg(1)，Ｔg(2)，Ｔg(3)を境界値とし、温度出力Ｔｃ＝Ｔg(1)で出力値Ａ＝Ａ(1)，温度出力Ｔｃ＝Ｔg(2)で出力値Ａ＝Ａ(2)，温度出力Ｔｃ＝Ｔg(3)で出力値Ａ＝Ａ(3)であり、Ｔｃ＝Ｔg(1)からＴｃ＝Ｔg(2)まで勾配ΔＡ(1)で直線的に出力値Ａが変化し、Ｔｃ＝Ｔg(2)からＴｃ＝Ｔg(3)まで勾配ΔＡ(2)で直線的に出力値Ａが変化する折れ線特性に基づいて、少なくともＴg(1)≦Ｔｃ≦Ｔg(3)の温度出力Ｔｃをゲイン値Ａに変換する演算を行う演算装置であって、境界値Ｔg(1)，Ｔg(2)と勾配ΔＡ(1)，ΔＡ(2)と出力値Ａ(1)，Ａ(2)をデジタル値で記憶している記憶手段（６２）と、温度出力Ｔｃを基に前記記憶手段（６２）を検索して温度出力Ｔｃより小さくて最も近い境界値Ｔg(n)及び勾配ΔＡ(n)及び出力値Ａ(n)を求める検索手段（Ｓ１３）と、ゲイン値Ａをデジタル演算Ａ＝Ａ(n)＋ΔＡ(n)×（Ｔｃ−Ｔ(n)）により求めるデジタル演算手段（Ｓ１４）とを具備することを特徴とする位置及び温度検出装置（１００）。 6. The position and temperature detection device (100) according to claim 4 or 5, wherein the gain calculation means (62, S13, S14) uses Tg (1), Tg (2), Tg (3) as boundary values. Output value A = A (1) at temperature output Tc = Tg (1), output value A = A (2) at temperature output Tc = Tg (2), output value A at temperature output Tc = Tg (3) = A (3), the output value A changes linearly with a slope ΔA (1) from Tc = Tg (1) to Tc = Tg (2), and Tc = Tg (2) to Tc = Tg (3 ) To perform an operation for converting the temperature output Tc of at least Tg (1) ≦ Tc ≦ Tg (3) into a gain value A based on a polygonal line characteristic in which the output value A changes linearly with a gradient ΔA (2) until A storage means for storing boundary values Tg (1) and Tg (2), gradients ΔA (1) and ΔA (2), and output values A (1) and A (2) as digital values (devices). 62) and the temperature output by searching the storage means (62) based on the temperature output Tc. Search means (S13) for obtaining the nearest boundary value Tg (n), gradient ΔA (n) and output value A (n) smaller than Tc, and gain value A is calculated by digital calculation A = A (n) + ΔA (n) A position and temperature detection device (100), comprising: digital calculation means (S14) obtained by × (Tc−T (n)).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015055553A (en) * 2013-09-12 2015-03-23 株式会社日進製作所 High-frequency oscillation type non-contact displacement sensor

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