JP2008209393A

JP2008209393A - 直線型変位センサ

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Publication number: JP2008209393A
Application number: JP2007191081A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Watanabe; 広光渡辺; Junichiro Yoshiba; 淳一郎吉羽
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-07-23
Publication date: 2008-09-11

Abstract

【課題】高分解能かつ長ストロークであるという従来の特徴を保ちつつ、停電後においても正確な変位が検出できる直線型変位センサを提供する。
【解決手段】本発明に係る直線型変位センサは、所定のピッチで等間隔に併設されたＮ個（Ｎ：正の整数）のコイルと、前記コイルの巻回中心に挿入される、Ｋ個（Ｋ：正の整数、ただしＫ＜２^Ｎ）の棒状磁性体及び非磁性材料からなる２^Ｎ―Ｋ個の配列棒が、ＮビットのＭ系列に基づいて前記ピッチ間隔で連結された連結体と備えたピッチセンサと、微小変位センサからなり、前記ピッチセンサと前記微小変位センサが並列に、または直列に配置され、併用されることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、被検体の直線的な変位を検出することができる直線型変位センサに関する。

近年、複数のコイルと、磁性体の相対的位置に応じた検出信号を各コイルから得ることにより、被検体の変位を検出する変位センサが開発され、様々な用途へ展開が試みられている。

上記変位センサは、その動作原理から（１）誘導型と（２）インピーダンス型の二つに分けられる。さらに、いずれの型においても、（Ａ）複数のコイルが直線状に配列されて、被検体の直線的な変位ｘを検出する直線型と、（Ｂ）複数のコイルが円周方向に配列されて、被検体の回転角度変位θを検出する回転型がある。
はじめに、本発明の理解のために、従来知られた誘導・直線型変位センサ（例えば、特許文献１参照）の基本検出原理につき、図５〜図８を参照して説明する。

図５は、従来の誘導・直線型変位センサの構造を示す（ａ）斜視図、及び（ｂ）模式図である。
図５（ａ）において、微小変位センサ１０は、ソレノイド型の一次コイル１２、及びその内側に同軸配置された二次コイル１１を備えている。二次コイル１１は、４個の等間隔に配置された同一のコイルＬａ〜ｄから構成されている。微小変位センサ１０は、さらに、複数の棒状磁性体１が非磁性材料からなる配列棒２によって連結された連結体を備えている。この連結体は二次コイル１１に挿入され、二次コイル１１は連結体の中心軸に沿って矢印ｘ方向に移動可能となっている。

図５（ｂ）に示すように、隣接した棒状磁性体１の中心距離を１ピッチとした場合、隣接したコイル（例えば、ＬａとＬｂ）の中心距離は１／４ピッチである。

この微小変位センサ１０において、一次コイル１２に交流信号が印加されると、一次コイル１２の周辺には交流磁場が発生する。このとき、交流磁場内に位置する二次コイル１１からは、挿入されている棒状磁性体１との相対的な位置関係に応じた誘導出力信号を得ることができる。
図５（ａ）では、一次コイル１２に交流信号

が印加されている。このとき、コイルＬｂとＬｄの差動出力からは、誘起される正弦波Ｓｉｎωｔに、二次コイル１１と棒状磁性体１の相対的な位置に応じた係数ａＳｉｎｘを乗じた値、すなわち、

が得られる。ここで、ａは任意の定数である。
同様に、コイルＬａとＬｃの差動出力からは、誘起される正弦波Ｓｉｎωｔに、二次コイル１１と棒状磁性体１の相対的な位置に応じた係数ａＣｏｓｘを乗じた値、すなわち、

が得られる。ここで、ａは任意の定数である。

図５（ｂ）に示すように、コイルＬａが棒状磁性体１の中央に位置するような状態をｘ＝０とし、そこから二次コイル１１を矢印ｘに沿って変位させていくと、式（２）（３）中のＳｉｎｘ及びＣｏｓｘは、それぞれ、棒状磁性体１と二次コイル１１の相対的な位置が１ピッチ変位する毎に、周期的に−１〜＋１の範囲で変化する。
すなわち、微小変位センサ１０は、二次コイル１１に対して棒状磁性体１が直線的に１ピッチ変位したことを、正弦関数、余弦関数における変数ｘが２π変化したことに対応させて取り扱うことができる。そして、この変数ｘを数学的手法により算出することによって、二次コイル１１に対する棒状磁性体１の直線的な変位を検出することができる。
なお、これ以降、変数ｘを、二次コイル１１に対する棒状磁性体１の相対的な変位を示す変数「変位ｘ」と称する。

上記した変位ｘの検出を、回路的に実現したのが図６である。図５（ａ）（ｂ）に示した微小変位センサ１０と同様に、図６の一次コイル１２に交流信号ＡＳｉｎωｔが印加されると、コイルＬａ〜ｄからなる二次コイル１１から得られる差動誘導出力信号は、やはり、次式のように表すことができる。

式（２）（３）で表される信号は、演算部１３に入力される。そして、演算部１３は、式（２）を９０°（＝π／２）シフトして、

を得る。この式（４）と式（３）を加法定理に基づいて合成すると、最終的に、

が得られる。

式（２）（３）（５）で表される信号波形、及びこれらの信号波形から変位ｘを導出する手順を示したのが図７である。
図７（ａ）は、上から、一次コイル１２に印加された交流信号波形（＝ＡＳｉｎωｔ）、式（２）で表される信号波形（＝α）、式（３）で表される信号波形（＝β）を示す。各信号波形の横軸は変位ｘであり、１ピッチの変位ｘ（＝２π、３６０°）を一周期として、式（２）（３）で表される信号波形は、それぞれ、周期的に変化する。

変位ｘは、図６に示すＮビットカウンター１４を用いて求められる。Ｎビットカウンター１４には、演算部１３で得られた式（５）で表される信号と、一次コイル１２に印加されたものと同じ交流信号（＝ＡＳｉｎωｔ）が入力される。図７（ｂ）の上側のグラフに示すように、式（５）で表される波形ａＳｉｎ（ωｔ±ｘ）は、元々の入力信号ＡＳｉｎωｔに対して、位相がｘずれた波形として表される。したがって、信号波形ＡＳｉｎωｔのゼロクロス点から、信号波形ａＳｉｎ（ωｔ±ｘ）のゼロクロス点までの時間を測定することで、変位ｘを求めることができる。

これを実現するために、Ｎビットカウンター１４は、信号波形ＡＳｉｎωｔのゼロクロス点をきっかけとして出力をリセットするとともに、カウントをスタートさせる。そして、信号波形ａＳｉｎ（ωｔ±ｘ）のゼロクロス点をきっかけとして、カウントをストップさせ、その値を保持（ラッチ）するようになっている。
このＮビットカウンター１４は、２^Ｎ個の値をとることができる。例えば、Ｎ＝４の場合、変位ｘが０ピッチ（変位なし）における２進数表記の微小変位センサ出力は“００００”で、その状態から変位ｘが増加して１ピッチに近づくにつれて、この出力は“０００１”→“００１０”→“００１１”→“０１００”…というように変化し、変位ｘが１ピッチ（変位最大）になると、“１１１１”となる。また、１０進数表記の微小変位センサ出力は、上記Ｎ＝４の場合における２進数表記の微小変位センサ出力が“ａｂｃｄ”の場合、ａ×２^３＋ｂ×２^２＋ｃ×２^１＋ｄ×２^０で計算できる。例えば、２進数表記の微小変位センサ出力が“００００”、“１１１１”の場合の１０進数表記の微小変位センサ出力は、それぞれ、０＋０＋０＋０＝０、８＋４＋２＋１＝１５となる。
このように、Ｎビットカウンター１４は、１ピッチを２^Ｎ個に分割し、変位ｘを１ピッチ／２^Ｎの分解能で検出することができる。

具体的には、１ピッチが１６ｍｍ、Ｎ＝４の場合、分解能は１６ｍｍ／２^４＝１ｍｍとなり、微小変位センサ出力が“１００１”を示すとき、変位ｘは９ｍｍである。また、１ピッチが８．１９２ｍｍ、Ｎ＝１３の場合、分解能は８．１９２ｍｍ／２^１３＝０．００１ｍｍとなり、微小変位センサ出力が“１０１００００００００００”を示すとき、変位ｘは５．１２０ｍｍである。

以上のような、コイルと磁性体との相対的な変位の検出を位相差変換（Ｐ−Ｄ変換）方式と呼び、この方式を用いた微小変位センサは、図８に示すような態様で使用される。

図８（ａ）に示す微小変位センサ１０は、コイルＬａ〜ｄからなる二次コイル１１、及び１０個の棒状磁性体１を配列棒２で連結した連結体からなり、これに１３ビットカウンター、及びピッチカウンターが組み合わされている。符号Ｐ１〜Ｐ８はピッチ（隣接した棒状磁性体１の間隔）番号を示し、一例として、各ピッチは８．１９２ｍｍ（分解能：０．００１ｍｍ）とする。

二次コイル１１が、矢印ｘ方向に進むと、微小変位センサ出力は、０から最大値まで上昇していき、ピッチが切り替わると再び０に戻る。ピッチの切り替わりは、ピッチカウンターによって保持されており、変位センサ出力とピッチカウンター出力の双方を参照することで、変位ｘを特定することができる。
分解能を下げずに長いストローク（検出可能な変位ｘの範囲）を実現したい場合に、このような変位センサ出力とピッチカウンター出力の併用がなされる。

図８（ｂ）に示すように、変位がＸ１の場合、ピッチカウンター出力はＰ１であることを示し、微小変位センサ出力は１０進数表記で０を示す。したがって、この場合、変位ｘは、８．１９２ｍｍ×（１−１）＋０．００１ｍｍ×０＝０ｍｍである。また、変位がＸ４の場合、ピッチカウンター出力はＰ５であることを示し、変位センサ出力は１０進数表記で５１２０を示す。したがって、この場合、変位ｘは、８．１９２ｍｍ×（５−１）＋０．００１ｍｍ×５１２０＝３７．８８８ｍｍである。

ところで、上記微小変位センサは、原理上、微小変位を高分解能で検出でき、さらにピッチカウンターを併用することで分解能を悪化させずにストロークを長くできるという特徴を有するが、その一方で、次のような問題があった。

すなわち、図８（ａ）に示す従来の変位センサは、停電等の不測の事態が生じた場合に、正確な変位が検出できなくなるという問題があった。
例えば、変位Ｘ３を検出中に停電が起こり、停電中に、何らかの影響で二次コイル１１が変位Ｘ４に移動した場合について考えてみる。停電から復帰した後、微小変位センサ出力は、現在の変位Ｘ４に応じた正しい値を出力する。しかしながら、ピッチカウンター出力は、現在位置がＰ５であるにも拘わらず、停電によりリセットされて０（＝Ｐ１）を示すか、あるいは、不揮発性のメモリに出力値が保持されているような場合には、停電前の値（＝Ｐ３）を示す。つまり、停電復帰後に、ピッチ内の微小変位については正しい検出結果が得られたが、現在位置が何ピッチであるのかについては、正しい検出結果が得られるとは限らなかった。

したがって、従来の変位センサでは、停電から復帰した後に、二次コイル１１を初期位置（変位ｘ＝０）に戻し、ピッチカウンターをリセット（０に戻す）するという面倒な作業を行う必要があった。また、この作業を怠った場合には、誤った変位検出結果を正しい結果として扱ってしまう可能性があり、信頼性が問題となっていた。
特開２００４−２３３３１１号

したがって、本発明は、高分解能かつ長ストロークであるという従来の特徴を保ちつつ、停電後においても正確な変位が検出できる直線型変位センサを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るピッチセンサは、コイルの一端がインピーダンス素子の一端に接続され、該コイルの他端と該インピーダンス素子の他端に交流信号が入力され、該コイルの巻回中心に棒状磁性体が挿入されているか否かに応じて該コイルの両端に生じる交流信号の振幅が変化することを利用して、被検体の変位を検出することができるピッチセンサであって、ｉ）所定のピッチで等間隔に併設されたＮ個（Ｎ：正の整数）のコイルと、ｉｉ）前記コイルの巻回中心に挿入される、Ｋ個（Ｋ：正の整数、ただしＫ＜２^Ｎ）の棒状磁性体及び非磁性材料からなる２^Ｎ―Ｋ個の配列棒が、ＮビットのＭ系列に基づいて前記ピッチ間隔で連結された連結体と、を備え、被検体の変位に応じて、前記Ｎ個のコイルの巻回中心軸に沿って前記連結体が変位し、前記Ｎ個のコイルのそれぞれの両端に生じた交流信号を参照することにより、被検体の変位が検出可能であることを特徴とする。

また、上記課題を解決するために、本発明に係る直線型位置変位センサは、ｉ）上記ピッチセンサと、ｉｉ）複数の棒状磁性体及び非磁性材料からなる配列棒を交互に連結した連結体と、交流信号が印加された一次コイルと、該一次コイルによって該交流信号が誘起される複数の二次コイルとからなり、被検体の微小変位を検出可能な微小変位センサと、を備え、前記微小変位センサの連結体と前記ピッチセンサの連結体とが並列に配置され、被検体の変位に応じて、前記微小変位センサのコイルと前記ピッチセンサのコイルが連動して移動するようになっていることを特徴とする。

また、上記課題を解決するために、本発明に係るもう一つの直線型位置変位センサは、ｉ）上記ピッチセンサと、ｉｉ）上記微小変位センサと、を備え、前記微小変位センサの連結体と前記ピッチセンサの連結体とが連結されて１本の連結体をなし、被検体の変位に応じて、前記微小変位センサのコイルと前記ピッチセンサのコイルが連動して移動するようになっていることを特徴とする。

本発明によれば、高分解能かつ長ストロークであるという従来の特徴を保ちつつ、停電後においても正確な変位が検出できる、簡素な直線変位センサを提供することができる。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明に係る直線型変位センサの好ましい実施例について説明する。

本発明に係る直線型変位センサは、微小変位センサとピッチセンサからなる。このうち、ピッチセンサの基本検出原理について説明する。
図１はソレノイド型のコイルを用いたインピーダンス型センサの基本検出原理を示す図である。図１（ａ）に示すように、この型のセンサは、コイルＬ及びこれに直列接続されたインピーダンス素子Ｒ（例えば、抵抗器）を基本単位としている。このセンサに交流信号ＡＳｉｎωｔが入力されると、コイルＬの両端には、コイルＬとインピーダンス素子Ｒのインピーダンス比に応じた出力信号Ｖｏｕｔが生じる。

このコイルＬのインピーダンスは、棒状磁性体１が挿入されているか否かによって変化し、棒状磁性体１が挿入された状態のコイルＬのインピーダンスは、棒状磁性体１が挿入されていない状態に比べて相対的に高い。したがって、図１（ｂ）の上側のグラフに示すように、棒状磁性体１が挿入された状態の出力信号Ｖｏｕｔの振幅も、コイルＬのインピーダンスの増加に応じて増加する。この出力信号Ｖｏｕｔを、所定の閾値電圧Ｖｔｈと比較することによって二値化すると、出力信号Ｖｏｕｔは図１（ｂ）の下側のグラフのようになる。つまり、出力信号Ｖｏｕｔは、棒状磁性体１が挿入されている場合には“１”、挿入されていない場合には“０”となる。

図２（ａ）に示すように、このセンサの基本単位を所定のピッチで等間隔に３つ並べてコイルＬ１〜３からなるセンサコイル３とし、これに複数の棒状磁性体１及び配列棒２をコイルと同一のピッチで連結した連結体を組み合わせると、本発明に係るピッチセンサ４となる。
センサの各基本単位には交流信号ＡＳｉｎωｔが入力されるとともに、各基本単位からは、それぞれ、出力信号Ｖｏｕｔ１〜３が得られるようになっている。

図２（ａ）の状態において、コイルＬ１〜３には棒状磁性体１が挿入されていないので、二値化された出力信号Ｖｏｕｔ１〜３は、いずれも“０”を示す（図１（ｂ）のＰ１）。この状態から、センサコイル３をｘ方向に１ピッチ変位すると、コイルＬ１に棒状磁性体１が挿入され、出力信号Ｖｏｕｔ１は“１”となる。その一方で、出力信号Ｖｏｕｔ２、３は依然として“０”を示す（図１（ｂ）のＰ２）。

センサコイル３をｘ方向へさらに変位していくと、出力信号Ｖｏｕｔ１〜３は、図２（ｂ）及び（ｃ）に示すようになる。

本発明に係るピッチセンサ４では、Ｍ系列に基づいて棒状磁性体１及び配列棒２が配列されている。センサコイル３が３つのコイルからなっている場合、３ビットのＭ系列が適用され、これに基づいて棒状磁性体１及び配列棒２の配列が決定される。連結される棒状磁性体１及び配列棒２の合計の数は、３ビットのＭ系列のとり得る値である２^３＝８個に等しい。
このように構成すれば、各ピッチにおける出力信号Ｖｏｕｔ１〜３の組み合わせは重複することなく、出力信号Ｖｏｕｔ１〜３を参照することによって、必ず、ピッチを特定することができるようになる。

続いて、上記本発明に係るピッチセンサ４と、従来の微小変位センサ１０を組み合わせた、本発明に係る直線型変位センサ５の第１の実施例につき図３を参照して説明する。
図３に示す実施例１では、微小変位センサ１０とピッチセンサ４が平行に配置されており、被検体の直線的な変位に応じて、コイルＬａ〜ｄからなる二次コイル１１と、コイルＬ１〜３からなるセンサコイル３が連動して矢印ｘ方向に動くようになっている。
実施例１において、微小変位センサ１０のピッチは８．１９２ｍｍ、ピッチセンサ４のピッチは、微小変位センサ１０のピッチの１／２に等しい４．０９６ｍｍである。
なお、図３に示す実施例１に係る変位センサ５のストロークは、ピッチセンサ４が３ビットのＭ系列に基づいて構成されているので、４．０９６ｍｍ（ピッチセンサ４の１ピッチ幅）×２^３＝３２．７６８ｍｍである。

図３に示すように、二次コイル１１のコイルＬａが棒状磁性体１の中央に位置する変位ｘ＝０の状態において、１３ビットカウンターから出力される微小変位センサ出力は０（変位なし）を示す。また、このとき、センサコイル３を構成するコイルＬ１〜３にも棒状磁性体１は挿入されていないので、ピッチセンサ出力Ｖｏｕｔ１〜３は、“０００”（＝Ｐ１（ピッチ１））を示す。

二次コイル１１及びセンサコイル３が、変位ｘ＝０の位置から、ｘ方向（図３の右方向）に僅かに変位すると、二次コイル１１のコイルＬｂが棒状磁性体１の中央に近づき、微小変位センサ出力はそれに応じた値を出力する。一方、このとき、センサコイル３のコイルＬ１には、まだ棒状磁性体１が僅かしか挿入されていないので、ピッチセンサ出力は、依然としてＰ１を示す。
そこから、さらに、二次コイル１１及びセンサコイル３をｘ方向に変位して、棒状磁性体１の中央とセンサコイル３のコイルＬ１の左端が重なると（変位２．０４８ｍｍ）、ピッチセンサ出力Ｖｏｕｔ１〜３は“００１（Ｖｏｕｔ１のみが“１”）”となり、Ｐ２を示す。このとき、二次コイル１１のコイルＬｂは棒状磁性体１のほぼ中央に位置し、微小変位センサ出力もそれに応じてより大きな値となる。

二次コイル１１及びセンサコイル３をｘ方向に引き続き変位させていくと、図３に示すような微小変位センサ出力、及びピッチセンサ出力が得られる。微小変位センサ出力は、微小変位センサ１０のピッチ（８．１９２ｍｍ）毎に、最小値から最大値までの変化を周期的に繰り返す。また、ピッチセンサ出力は、ピッチセンサ４の棒状磁性体１の配列、及びピッチセンサ４のピッチ（４．０９６ｍｍ）に応じてＰ１〜Ｐ８に順に変化する。

本発明に係る直線型変位センサ５は、停電からの復帰後に、面倒なリセット作業等を行うことなく、被検体の正確な変位を検出することができる。
例えば、変位Ｘ８を検出中に停電が起こり、停電中に、二次コイル１１及びセンサコイル３が変位Ｘ７まで移動した場合、微小変位センサ出力は停電前と比べて変化しないが、ピッチセンサ出力を参照することで、現在位置がＰ３であることが特定できる。また、停電中に、二次コイル１１及びセンサコイル３が変位Ｘ８から変位Ｘ９に移動した場合、ピッチセンサ出力は停電前と比べて変化しないが、微小変位センサ出力は、移動後の変位Ｘ９に応じた正しい値を出力する。
したがって、本発明に係る直線型変位センサ５によれば、微小変位センサ１０及びピッチセンサ４の双方から正しい検出結果が得られるので、停電中に変位があったとしても、停電後に正確な変位を検出することができる。

次に、図４を参照して、本発明に係る直線型変位センサ５’の第２の実施例につき説明する。
図４に示す実施例２では、微小変位センサ１０とピッチセンサ４が直列に配置されている。また、実施例１と同様に、被検体の直線的な変位に応じて、コイルＬａ〜ｄからなる二次コイル１１と、コイルＬ１〜３からなるセンサコイル３は連動して矢印ｘ方向に動くようになっている。
実施例２において、微小変位センサ１０のピッチは８．１９２ｍｍ、ピッチセンサ４のピッチは、微小変位センサ１０のピッチの１／２に等しい４．０９６ｍｍである。また、図４に示すように、変位ｘ＝０の初期位置において、センサコイル３のコイルＬ１の右端は棒状磁性体１の左端に重なり、二次コイル１１のコイルＬａは棒状磁性体１の中央に位置している。

図４に示す直線型変位センサ５’において、二次コイル１１及びセンサコイル３をｘ方向に変位させていくと、図３に示した実施例１と同様の変位センサ出力、及びピッチセンサ出力が得られる。
したがって、実施例２に係る直線型変位センサ５’によっても、微小変位センサ１０及びピッチセンサ４の双方から正しい検出結果が得られるので、停電中に変位があったとしても、停電後に正確な変位を検出することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、当業者であれば、種々の変形例を想到できることは自明である。

例えば、各実施例において、ピッチセンサ４は３つのコイル（Ｌ１〜３）からなり、３つの出力信号（Ｖｏｕｔ１〜３）が得られる３ビット構成としたが、所望のストロークに応じて、１、２、あるいは４ビット以上の構成としてもよい。
また、微小変位センサ１０のピッチは、１３ビットカウンター（２^１３＝８１９２までカウント可能）と組み合わせた際に、分解能に端数が生じないようにするために８．１９２ｍｍとしたが、もちろんこれに限定されるものではなく、カウンターのビット数に応じて、または、分解能に端数が生じてもいいような場合には他の値にすることができる。
また、ピッチセンサ４のピッチは４．０９６ｍｍとしたが、これに限定されず、変位センサ１０のピッチ幅を超えない任意の値にすることができる。

コイルを用いたインピーダンス型センサの検出原理を示す図であって、（ａ）はセンサの構成を示す模式図、（ｂ）はセンサの出力信号波形を示すグラフである。本発明に係るピッチセンサの検出原理を示す図であって、（ａ）はピッチセンサの構成を示す模式図、（ｂ）は被検体の変位に伴うセンサ出力信号波形を示すグラフ、（ｃ）は被検体の変位に伴うセンサ出力信号をまとめた表である。本発明の実施例１に係る直線型変位センサの構成及び動作を示す図である。本発明の実施例２に係る直線型変位センサの構成を示す図である。従来の直線型変位センサの構造を示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は模式図である。従来の微小変位センサ、及びその周辺回路を示す回路図（ブロック図）である。従来の微小変位センサの検出原理を示す図であって、（ａ）は各信号波形を示すグラフ、（ｂ）は被検体の変位ｘを求める手順を示すグラフである。従来の微小変位センサの動作を示す図であって、（ａ）は微小変位センサの模式図及び被検体の変位に伴う信号波形を示すグラフ、（ｂ）は被検体の変位に伴う微小変位センサ出力をまとめた表である。

符号の説明

１棒状磁性体
２配列棒
３センサコイル
４ピッチセンサ
５、５’ 直線型変位センサ
１０微小変位センサ
１１、Ｌａ〜ｄ二次コイル
１２、Ｌ１〜３一次コイル
１３演算部
１４Ｎビットカウンター
Ｌコイル
Ｒインピーダンス素子

Claims

コイルの一端がインピーダンス素子の一端に接続され、該コイルの他端と該インピーダンス素子の他端に交流信号が入力され、該コイルの巻回中心に棒状磁性体が挿入されているか否かに応じて該コイルの両端に生じる交流信号の振幅が変化することを利用して、被検体の変位を検出することができるピッチセンサであって、
ｉ）所定のピッチで等間隔に併設されたＮ個（Ｎ：正の整数）のコイルと、
ｉｉ）前記コイルの巻回中心に挿入される、Ｋ個（Ｋ：正の整数、ただしＫ＜２^Ｎ）の棒状磁性体及び非磁性材料からなる２^Ｎ―Ｋ個の配列棒が、ＮビットのＭ系列に基づいて前記ピッチ間隔で連結された連結体と、
を備え、
被検体の変位に応じて、前記Ｎ個のコイルの巻回中心軸に沿って前記連結体が変位し、前記Ｎ個のコイルのそれぞれの両端に生じた交流信号を参照することにより、被検体の変位が検出可能であることを特徴とするピッチセンサ。
ｉ）請求項１に記載のピッチセンサと、
ｉｉ）複数の棒状磁性体及び非磁性材料からなる配列棒を交互に連結した連結体と、交流信号が印加された一次コイルと、該一次コイルによって該交流信号が誘起される複数の二次コイルとからなり、被検体の微小変位を検出可能な微小変位センサと、
を備え、
前記微小変位センサの連結体と前記ピッチセンサの連結体とが並列に配置され、被検体の変位に応じて、前記微小変位センサのコイルと前記ピッチセンサのコイルが連動して移動するようになっていることを特徴とする直線型変位センサ。
ｉ）請求項１に記載のピッチセンサと、
ｉｉ）複数の棒状磁性体及び非磁性材料からなる配列棒を交互に連結した連結体と、交流信号が印加された一次コイルと、該一次コイルによって該交流信号が誘起される複数の二次コイルとからなり、被検体の微小変位を検出可能な微小変位センサと、
を備え、
前記微小変位センサの連結体と前記ピッチセンサの連結体とが連結されて１本の連結体をなし、被検体の変位に応じて、前記微小変位センサのコイルと前記ピッチセンサのコイルが連動して移動するようになっていることを特徴とする直線型変位センサ。