JP2010230449A - Position sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コイルを利用して移動体の変位を検出するポジションセンサに関するものである。 The present invention relates to a position sensor that detects displacement of a moving body using a coil.
従来、コイルにコアを挿入することによって変化するコイルのインピーダンスに基づいて、コイルに対するコアの変位量を検出するポジションセンサが提案されている(例えば特許文献1)。 Conventionally, a position sensor that detects the amount of displacement of the core relative to the coil based on the impedance of the coil that is changed by inserting the core into the coil has been proposed (for example, Patent Document 1).
図9に従来のポジションセンサの概略図、図10に従来のポジションセンサの回路構成図を示す。 FIG. 9 is a schematic diagram of a conventional position sensor, and FIG. 10 is a circuit configuration diagram of the conventional position sensor.
本従来例のポジションセンサは、検出コイル1と、可動コア2と、電流回路3と、信号処理部4とで構成されている。
The position sensor according to the conventional example includes a
検出コイル1は、一定の曲率で湾曲した円弧状のボビン1aに、導線1bが均一に巻回されている。
In the
可動コア2は、検出コイル1の中空部分に貫入するように一定の曲率で湾曲した円弧状の磁性材料からなるコア2aと、円弧状のコア2aに対応する円の中心に備えられた回転軸2bと、コア2aの一端と回転軸2bとを接続する連結片2cとで構成されている。
The
また、検出コイル1には、電流回路3と信号処理回路4が接続されている。
Further, a
電流回路3は、発振回路3aとV−I変換回路3bとから構成されており、検出コイル1に定電流を供給している。
The
また、信号処理回路4は、検出コイル1に供給される定電流と検出コイル1のインピーダンスとによって決まる検出コイル1の両端電圧に基づいて、検出コイル1と可動コア2との位置情報を示す変位信号Vxを出力する。
Further, the
従来のポジションセンサにおいて、温度変化により出力される変位信号Vxが変動するという課題がある。 In the conventional position sensor, there is a problem that the displacement signal Vx output by the temperature change fluctuates.
例えば、検出コイル1の温度が変化すると、検出コイル1のインピーダンスが変動するので、インピーダンスの変化に基づいて検出される変位信号Vxも変動する。
For example, when the temperature of the detection coil 1 changes, the impedance of the
また、電流回路3を構成している発振回路3aの抵抗やコンデンサの温度が変化すると、発振周波数が変動し、出力される定電流の周波数も変動するので、インピーダンスの変化に基づいて検出される変位信号Vxも変動する。
Further, when the temperature of the resistor or capacitor of the
そこで、温度変化による変位信号Vxの変動を低減するために、温度補償回路を備えたポジションセンサが提供されている。 Therefore, in order to reduce the fluctuation of the displacement signal Vx due to the temperature change, a position sensor provided with a temperature compensation circuit is provided.
図11(a)に、温度補償回路によるキャリブレーション前のコア回転角と変位信号Vxとの関係を示す。また、図11(a)において、室温時におけるコア回転角と変位信号Vxとの関係を示すグラフをY1aとし、同様に高温時におけるグラフをY2a、低温時におけるグラフをY3aとする。 FIG. 11A shows the relationship between the core rotation angle before calibration by the temperature compensation circuit and the displacement signal Vx. In FIG. 11A, a graph showing the relationship between the core rotation angle at room temperature and the displacement signal Vx is Y1a, similarly, a graph at high temperature is Y2a, and a graph at low temperature is Y3a.
本従来例のポジションセンサは、コア回転角が増加するにしたがって、変位信号Vxも増加する構成となっている。なお、コア回転角の最小はコア2aが検出コイル1の中空部分への貫入量が最小の場合とし、コア回転角の最大はコア2aが検出コイル1の中空部分への貫入量が最大の場合とする。
The position sensor of this conventional example is configured such that the displacement signal Vx increases as the core rotation angle increases. The minimum core rotation angle is when the
高温時の変位信号Y2aは、室温時の変位信号Y1aに対して増加方向へ大きく変動している。逆に、低温時の変位信号Y3aは、室温時の変位信号Y1aに対して減少方向へ大きく変動している。 The displacement signal Y2a at a high temperature greatly fluctuates in an increasing direction with respect to the displacement signal Y1a at a room temperature. On the contrary, the displacement signal Y3a at the low temperature greatly fluctuates in the decreasing direction with respect to the displacement signal Y1a at the room temperature.
次に、図11(b)に、温度補償回路によるキャリブレーション後のコア回転角と変位信号Vxとの関係を示す。また、図11(b)において、室温時におけるコア回転角と変位信号Vxとの関係を示すグラフをY1b、同様に高温時におけるグラフをY2b、低温時におけるグラフをY3bとする。 FIG. 11B shows the relationship between the core rotation angle after calibration by the temperature compensation circuit and the displacement signal Vx. In FIG. 11B, a graph showing the relationship between the core rotation angle and the displacement signal Vx at room temperature is Y1b, similarly, a graph at high temperature is Y2b, and a graph at low temperature is Y3b.
温度補償回路によるキャリブレーション前と同様に、室温時の変位信号Y1bに対して、高温時の変位信号Y2bは増加方向へ、低温時の変位信号Y3bは減少方向へ変動しているが、温度補償回路によってキャリブレーションされることで、室温時の変位信号Y1bに対する変動幅は低減されている。 As in the case of the calibration by the temperature compensation circuit, the displacement signal Y2b at the high temperature varies in the increasing direction and the displacement signal Y3b at the low temperature varies in the decreasing direction with respect to the displacement signal Y1b at the room temperature. By calibrating by the circuit, the fluctuation range with respect to the displacement signal Y1b at room temperature is reduced.
しかし、温度変化による変位信号Vxの変動をさらに低減させる必要がある場合、従来の温度補償回路によるキャリブレーションでは困難である。 However, when it is necessary to further reduce the variation of the displacement signal Vx due to a temperature change, it is difficult to perform calibration using a conventional temperature compensation circuit.
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、温度変化による変位信号の変動を低減したポジションセンサを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above reasons, and an object of the present invention is to provide a position sensor in which fluctuation of a displacement signal due to temperature change is reduced.
請求項1の発明は、電流を出力する電流出力部と、電流を供給される検出コイルと、検出コイルに対して検出コイルの巻軸方向に相対変位する磁性材料からなるコアと、コアと検出コイルとの位置情報を示す変位信号を出力する信号処理部とを具備したセンサ部と、センサ部の温度を検出する温度検出手段と、センサ部の温度を制御する温度制御手段とを備え、温度検出手段の検出結果に基づいて、温度制御手段がセンサ部の温度を所定の温度に制御することを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a current output unit for outputting a current, a detection coil to which a current is supplied, a core made of a magnetic material that is relatively displaced with respect to the detection coil in the winding axis direction of the detection coil, A sensor unit including a signal processing unit that outputs a displacement signal indicating position information with respect to the coil, a temperature detection unit that detects the temperature of the sensor unit, and a temperature control unit that controls the temperature of the sensor unit, The temperature control unit controls the temperature of the sensor unit to a predetermined temperature based on the detection result of the detection unit.
この発明によれば、温度検出手段でセンサ部の温度を検出し、その検出した温度を基に、温度制御手段がセンサ部の温度を所定の温度に制御することができる。そのため、センサ部の動作温度を所定の温度に保つことで、温度変化による変位信号の変動を低減させることができる。 According to the present invention, the temperature of the sensor unit can be detected by the temperature detection unit, and the temperature control unit can control the temperature of the sensor unit to a predetermined temperature based on the detected temperature. Therefore, by keeping the operating temperature of the sensor unit at a predetermined temperature, fluctuations in the displacement signal due to temperature changes can be reduced.
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記電流出力部は、基板と当該基板に実装された電子部品とで構成されており、前記温度検出手段で電子部品の温度を検出し、温度検出手段の検出結果に基づいて、前記温度制御手段が電子部品の温度を所定の温度に制御することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the current output unit includes a substrate and an electronic component mounted on the substrate, and the temperature detecting unit detects the temperature of the electronic component. The temperature control unit controls the temperature of the electronic component to a predetermined temperature based on the detection result of the temperature detection unit.
この発明によれば、電流出力部を構成している電子部品の温度を検出し、その検出した温度を基に、温度制御手段が電子部品の温度を所定の温度に制御することができる。そのため、電子部品の温度を所定の温度に保つことで、電流出力部から出力される電流の変動を低減させることができるので、変位信号の変動を低減させることができる。 According to this invention, the temperature of the electronic component which comprises the electric current output part is detected, and the temperature control means can control the temperature of an electronic component to predetermined | prescribed temperature based on the detected temperature. Therefore, by keeping the temperature of the electronic component at a predetermined temperature, fluctuations in the current output from the current output unit can be reduced, so that fluctuations in the displacement signal can be reduced.
請求項3の発明は、請求項1の発明において、前記電流出力部は、基板と当該基板に実装された電子部品とで構成されており、前記温度検出手段で基板の温度を検出し、温度検出手段の検出結果に基づいて、前記温度制御手段が基板の温度を所定の温度に制御することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the current output unit includes a substrate and an electronic component mounted on the substrate, and the temperature detecting means detects the temperature of the substrate, The temperature control means controls the temperature of the substrate to a predetermined temperature based on the detection result of the detection means.
この発明によれば、電流出力部を構成している基板の温度と電子部品の温度を略同一とみなして、基板の温度を検出し、その検出した温度を基に、温度制御手段が基板の温度を所定の温度に制御することができる。そのため、基板の温度を所定の温度に保つことで、基板の温度と略同一とみなすことができる電子部品の温度も所定の温度に保たれ、電流出力部から出力される電流の変動を低減させることができるので、変位信号の変動を低減させることができる。 According to the present invention, the temperature of the substrate constituting the current output unit and the temperature of the electronic component are regarded as substantially the same, the temperature of the substrate is detected, and based on the detected temperature, the temperature control means is connected to the substrate. The temperature can be controlled to a predetermined temperature. Therefore, by maintaining the substrate temperature at a predetermined temperature, the temperature of the electronic component that can be regarded as substantially the same as the substrate temperature is also maintained at the predetermined temperature, and fluctuations in the current output from the current output unit are reduced. Therefore, the variation of the displacement signal can be reduced.
請求項4の発明は、請求項1の発明において、前記温度検出手段で前記検出コイルの温度を検出し、温度検出手段の検出結果に基づいて、前記温度制御手段が検出コイルの温度を所定の温度に制御することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the temperature detecting means detects the temperature of the detection coil, and the temperature control means determines the temperature of the detection coil based on the detection result of the temperature detection means. Controlled by temperature.
この発明によれば、検出コイルの温度を検出し、その検出した温度を基に、温度制御手段が検出コイルの温度を所定の温度に制御することが出来る。そのため、検出コイルの温度を所定の温度に保つことで、検出コイルのインピーダンスの変動を低減させることができるので、変位信号の変動を低減させることができる。 According to this invention, the temperature of the detection coil can be detected, and the temperature control means can control the temperature of the detection coil to a predetermined temperature based on the detected temperature. Therefore, by keeping the temperature of the detection coil at a predetermined temperature, fluctuations in the impedance of the detection coils can be reduced, so that fluctuations in the displacement signal can be reduced.
請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれか1項の発明において、前記温度制御手段は、加熱手段と、当該加熱手段の加熱動作を制御する加熱制御手段とを備えることを特徴とする。
The invention of claim 5 is the invention of any one of
この発明によれば、加熱手段のみを用いて温度制御している。そのため、冷却は自然冷却としているので、構成が簡素化し、コストを下げることができる。 According to this invention, temperature control is performed using only the heating means. Therefore, since the cooling is natural cooling, the configuration can be simplified and the cost can be reduced.
請求項6の発明は、請求項1乃至4のいずれか1項の発明において、前記温度制御手段は、加熱手段と、当該加熱手段の加熱動作を制御する加熱制御手段および、冷却手段と、当該冷却手段の冷却動作を制御する冷却制御手段とを備えることを特徴とする。
The invention of
この発明によれば、温度制御に加熱手段と冷却手段とを用いることによって、温度の微調整をすることができ、より精度の高い温度制御が可能となる。 According to the present invention, by using the heating means and the cooling means for temperature control, the temperature can be finely adjusted, and more accurate temperature control is possible.
請求項7の発明は、請求項1の発明において、前記温度検出手段と前記温度制御手段は、前記電流出力部から前記検出コイルに出力される電流の経路に挿入され、検出コイルの近傍に配置されるサーミスタで構成されていることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the temperature detection unit and the temperature control unit are inserted in a path of a current output from the current output unit to the detection coil, and are arranged in the vicinity of the detection coil. It is characterized by comprising a thermistor.
この発明によれば、サーミスタを追加するのみで検出コイルの温度制御をしている。そのため、構成が簡素化し、コストを下げることができる。 According to this invention, the temperature of the detection coil is controlled only by adding a thermistor. Therefore, the configuration can be simplified and the cost can be reduced.
以上説明したように、本発明では、温度変化による変位信号の変動を低減することができるという効果がある。 As described above, the present invention has an effect that the variation of the displacement signal due to the temperature change can be reduced.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施形態1)
図1に本発明の概略構成図、図2に実施形態1の概略構成図を示す。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of the present invention, and FIG. 2 shows a schematic configuration diagram of the first embodiment.
実施形態1のポジションセンサは、検出コイル1と、可動コア2と、電流回路3と、信号処理回路4とを具備したセンサ部5と、温度検出素子6と、温度制御部7とで構成されている。なお、従来例と同様の構成である検出コイル1と、可動コア2と、電流回路3と、信号処理部4には同一の符号を付して説明は省略する。
The position sensor according to the first embodiment includes a
センサ回路基板8は、電流回路3と信号処理回路4を構成している。また、電流回路3は、ASICからなる定電流回路IC30によって構成されており、センサ回路基板8に実装されている。
The
温度検出素子6は、温度変動によって電気抵抗が変動するサーミスタで構成されており、本実施例では、定電流回路IC30の表面に配置されている。
The
また、温度制御部7は、温度検出素子6の検出結果に基づいて、定電流回路IC30を所定の温度に制御する。
Further, the
本実施例の温度制御部7は、加熱ヒーター7aと、目標温度を設定することができる温度設定部7bと、温度検出部7cと、コンパレータ7dと、加熱ヒーター制御装置7eと、電源7fとから構成されている。また、加熱ヒーター7aは、定電流回路IC30を加熱する位置に配置されている。例えば、加熱ヒーター7aは、定電流回路IC30を直接加熱する位置、または定電流回路IC30が実装されている箇所のセンサ回路基板8の裏側に配置されている。
The
まず、定電流回路IC30の最大定格動作温度を温度設定部7bに設定し、温度設定部7bはその温度に比例した設定電圧をコンパレータ7dの非反転入力端子に出力する。
First, the maximum rated operating temperature of the constant current circuit IC30 is set in the
さらに、温度検出部7cは、定電流回路IC30の表面に配置しているサーミスタで構成された温度検出素子6に電流を流して、サーミスタの両端電圧を測定する。そして、サーミスタの電気抵抗は温度変動に対して線形に変動しないので、温度検出部7cが測定電圧を温度変動に対して線形に補正し、検出電圧としてコンパレータ7dの反転入力端子に出力する。
Furthermore, the
コンパレータ7dにて両者の電圧を比較し、設定電圧の方が高い場合、コンパレータ7dからHighレベルの電圧を加熱ヒーター制御装置7eに出力し、加熱ヒーター制御装置7eは加熱ヒーター7aを作動させて、定電流回路IC30を加熱する。
The
逆に、検出電圧の方が高い場合、コンパレータ7dからLowレベルの電圧を加熱ヒーター制御装置7eに出力し、加熱ヒーター制御装置7eは加熱ヒーター7aを停止させて、定電流回路IC30は自然冷却される。
Conversely, when the detected voltage is higher, the
また、コンパレータ7dは、コンパレータ7dの2つの入力電圧が近接した場合、出力電圧のチャタリングを防止するために、ヒステリシスを持たせて出力電圧を安定させている。
In addition, when the two input voltages of the
なお、本例ではアナログ信号を処理するコンパレータ7dを用いて説明したが、デジタル信号を処理するデジタルIC等を用いてもよい。その場合は、温度設定部7bと温度検出部7cは温度に応じたデジタル信号をデジタルICに出力し、デジタルICは受信したデジタル信号を基に加熱ヒーター制御装置7eに信号を出力する。
In this example, the
このように、検出温度に基づいて、加熱ヒーター制御装置7eが加熱ヒーター7aの加熱動作と停止とを繰り返すことで、定電流回路IC30の温度は略一定に保たれる。
そのため、電流回路3を構成している発振回路3aの抵抗やコンデンサの温度も略一定となり、出力される定電流の周波数は温度変化による変動が低減される。したがって、コイルのインピーダンスの変化に基づいて出力される変位信号Vxに対しても温度変化による変動を低減させることができる。
In this manner, the temperature of the constant current circuit IC30 is kept substantially constant by the heating
For this reason, the temperature of the resistance and capacitor of the
さらに、加熱ヒーター7aのみを用いて温度制御を行っているため、構成が簡素化し、コストを下げることができるという利点もある。
Furthermore, since temperature control is performed using only the
(実施形態2)
図3に実施形態2の概略構成図を示す。実施形態2のポジションセンサのセンサ部5の構成は、実施形態1と同様の構成であり、同一の符号を付して説明は省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 3 shows a schematic configuration diagram of the second embodiment. The configuration of the sensor unit 5 of the position sensor of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
本実施形態における、温度検出素子6は、定電流回路IC30近傍のセンサ回路基板8上に配置されている。
In the present embodiment, the
温度制御部7は、実施形態1と同様の構成であるが、加熱ヒーター7aは定電流回路IC30近傍のセンサ回路基板8を加熱する位置に配置されている。例えば、加熱ヒーター7aは、定電流回路IC30が実装されている箇所のセンサ回路基板8の裏側に配置されている。したがって、センサ回路基板8の温度と、定電流回路IC30の温度は略同一温度とみなすことができるので、温度設定部7bには定電流回路IC30の最大定格動作温度を設定する。
The
そして、実施形態1と同様に、検出温度に基づいて、加熱ヒーター制御装置7eが加熱ヒーター7aの加熱動作と停止とを繰り返すことにより、センサ回路基板8の温度は略一定に保たれる。そのため、センサ回路基板8の温度と定電流回路IC30の温度は略同一温度とみなすことができるので、電流回路3を構成している発振回路3aの抵抗やコンデンサの温度も略一定となり、出力される定電流の周波数は温度変化による変動が低減される。したがって、コイルのインピーダンスの変化に基づいて出力される変位信号Vxに対しても温度変化による変動を低減させることができる。
As in the first embodiment, the
さらに、加熱ヒーター7aのみを用いて温度制御を行っているため、構成が簡素化し、コストを下げることができるという利点もある。
Furthermore, since temperature control is performed using only the
(実施形態3)
図4に実施形態3の概略構成図を示す。実施形態3のポジションセンサのセンサ部5の構成は、実施形態1と同様の構成であり、同一の符号を付して説明は省略する。
(Embodiment 3)
FIG. 4 shows a schematic configuration diagram of the third embodiment. The configuration of the sensor unit 5 of the position sensor of the third embodiment is the same as that of the first embodiment, and the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
本実施形態における、温度検出素子6は、定電流回路IC30の表面に配置されている。
In the present embodiment, the
温度制御部7は、加熱ヒーター7aと、冷却装置7gと、温度設定部7bと、温度検出部7cと、コンパレータ7dと、加熱冷却制御装置7hと、電源7fとから構成されている。
The
また、加熱ヒーター7aおよび冷却装置7gは、定電流回路IC30を加熱および冷却する位置に配置されている。例えば、加熱ヒーター7aおよび冷却装置7gは、定電流回路IC30を直接加熱および冷却する位置、または定電流回路IC30が実装されている箇所のセンサ基板8の裏側に配置されている。
Further, the
定電流回路IC30が出力する定電流の周波数が、所定の範囲内となる時の温度を設計温度T30とする。そして、その設計温度T30を温度設定部7bに設定し、温度設定部7bはその温度に比例した設定電圧をコンパレータ7dの非反転入力端子に出力する。
The temperature at which the frequency of the constant current output from the constant current circuit IC30 falls within a predetermined range is defined as a design temperature T30. Then, the design temperature T30 is set in the
さらに、温度検出部7cは、定電流回路IC30の表面に配置しているサーミスタで構成された温度検出素子6に電流を流して、サーミスタの両端電圧を測定する。そして、サーミスタの電気抵抗は温度変動に対して線形に変動しないので、温度検出部7cが測定電圧を温度変動に対して線形に補正し、検出電圧としてコンパレータ7dの反転入力端子に出力する。
Furthermore, the
コンパレータ7dにて両者の電圧を比較し、設定電圧の方が高い場合、コンパレータ7dからHighレベルの電圧を加熱冷却制御装置7hに出力し、加熱冷却制御装置7hは冷却装置7gを停止させると共に、加熱ヒーター7aを作動させて、定電流回路IC30を加熱する。
The
逆に、検出電圧の方が高い場合、コンパレータ7dからLowレベルの電圧を加熱冷却制御装置7hに出力し、加熱冷却装置7hは加熱ヒーター7aを停止させると共に、冷却装置7gを作動させて、定電流回路IC30を冷却する。
Conversely, when the detected voltage is higher, a low level voltage is output from the
また、コンパレータ7dの2つの入力電圧が近接した場合、出力電圧のチャタリングを防止するために、ヒステリシスを持たせて出力電圧を安定させている。
When the two input voltages of the
このように、検出温度に基づいて、加熱冷却制御装置7hが加熱ヒーター7aおよび冷却装置7gの加熱動作と冷却動作と停止とを繰り返すことにより、定電流回路IC30の温度は略一定に保たれる。そのため、電流回路3を構成している発振回路3aの抵抗やコンデンサの温度も略一定となり、出力される定電流の周波数は温度変化による変動が低減される。したがって、コイルのインピーダンスの変化に基づいて出力される変位信号Vxに対しても温度変化による変動を低減させることができる。
As described above, the heating /
また、加熱ヒーター7aと冷却装置7gを用いて温度制御をしているため、温度の微調整をすることができ、より精度の高い温度制御が可能となり、変位信号Vxの温度変化による変動をさらに低減させることができる。
In addition, since the temperature control is performed using the
また、冷却装置7gを備えていることにより、設計温度T30を比較的低い温度に設定して、定電流回路IC30を動作させることが可能となるので、定電流回路IC30の発熱を抑制することができる。
Further, since the
(実施形態4)
図5に実施形態4の概略構成図を示す。実施形態4のポジションセンサのセンサ部5の構成は、実施形態1と同様の構成であり、同一の符号を付して説明は省略する。
(Embodiment 4)
FIG. 5 shows a schematic configuration diagram of the fourth embodiment. The configuration of the sensor unit 5 of the position sensor of the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment, and the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
本実施形態における、温度検出素子6は、定電流回路IC30近傍のセンサ回路基板8上に配置されている。
In the present embodiment, the
温度制御部7は、実施形態3と同様の構成であるが、加熱ヒーター7aおよび冷却装置7gは、定電流回路IC30近傍のセンサ回路基板8を加熱および冷却する位置に配置されている。例えば、加熱ヒーター7aおよび冷却装置7gは、定電流回路IC30が実装されている箇所のセンサ回路基板8の裏側に配置されている。したがって、センサ回路基板8の温度と、定電流回路IC30の温度は略同一温度とみなすことができる。
The
そして、定電流回路IC30が出力する定電流の周波数が、所定の範囲内となる時の温度を設計温度T30とし、その設計温度T30を温度設定部7bに設定する。
The temperature at which the frequency of the constant current output from the constant current circuit IC30 falls within a predetermined range is set as the design temperature T30, and the design temperature T30 is set in the
実施形態3と同様に、検出温度に基づいて、加熱冷却制御装置7hが加熱ヒーター7aおよび冷却装置7gの加熱動作と冷却動作と停止とを繰り返すことにより、センサ回路基板8の温度は略一定に保たれる。
As in the third embodiment, the heating /
そして、センサ回路基板8の温度と定電流回路IC30の温度は略同一温度とみなすことができるので、電流回路3を構成している発振回路3aの抵抗やコンデンサの温度も略一定となり、出力される定電流の周波数は温度変化による変動が低減される。したがって、コイルのインピーダンスの変化に基づいて出力される変位信号Vxに対しても温度変化による変動を低減させることができる。
Since the temperature of the
また、加熱ヒーター7aと冷却装置7gを用いて温度制御をしているため、温度の微調整をすることができ、より精度の高い温度制御が可能となり、変位信号Vxの温度変化による変動をさらに低減させることができる。
In addition, since the temperature control is performed using the
また、冷却装置7gを備えていることにより、設計温度T30を比較的低い温度に設定して、定電流回路IC30を動作させることが可能となるので、定電流回路IC30の発熱を抑制することができる。
Further, since the
(実施形態5)
図6に実施形態5の概略構成図を示す。実施形態5のポジションセンサのセンサ部5の構成は、実施形態1と同様の構成であり、同一の符号を付して説明は省略する。
(Embodiment 5)
FIG. 6 shows a schematic configuration diagram of the fifth embodiment. The configuration of the sensor unit 5 of the position sensor of the fifth embodiment is the same as that of the first embodiment, and the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
本実施形態における、温度検出素子6は、検出コイル1の表面に配置されている。
In the present embodiment, the
温度制御部7は、実施形態1と同様の構成であるが、加熱ヒーター7aは検出コイル1を加熱する位置に配置されている。例えば、加熱ヒーター7aは、検出コイル1を直接加熱する位置に配置されている。また、温度設定部7bには検出コイル1の最大定格動作温度を設定する。
The
実施形態1と同様に、検出温度に基づいて、加熱ヒーター制御装置7eが加熱ヒーター7aの加熱動作と停止とを繰り返すことにより、検出コイル1の温度は略一定に保たれる。
As in the first embodiment, the
そのため、検出コイル1の温度変化によるインピーダンスの変動が低減される。したがって、コイルのインピーダンスの変化に基づいて出力される変位信号Vxに対しても温度変化による変動を低減させることができる。
Therefore, the fluctuation of impedance due to the temperature change of the
さらに、加熱ヒーター7aのみを用いて温度制御を行っているため、構成が簡素化し、コストを下げることができるという利点もある。
Furthermore, since temperature control is performed using only the
(実施形態6)
図7に実施形態6の概略構成図を示す。実施形態6のポジションセンサのセンサ部5の構成は、実施形態1と同様の構成であり、同一の符号を付して説明は省略する。
(Embodiment 6)
FIG. 7 shows a schematic configuration diagram of the sixth embodiment. The configuration of the sensor unit 5 of the position sensor of the sixth embodiment is the same as that of the first embodiment, and the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
本実施形態における、温度検出素子6は、検出コイル1の表面に配置されている。
In the present embodiment, the
温度制御部7は、実施形態3と同様の構成であるが、加熱ヒーター7aおよび冷却装置7gは、検出コイル1を加熱および冷却する位置に配置されている。例えば、加熱ヒーター7aおよび冷却装置7gは、検出コイル1を直接加熱および冷却する位置に配置されている。
The
そして、検出コイル1のインピーダンスが、所定の範囲内となる時の温度を設計温度T1とし、その設計温度T1を温度設定部7bに設定する。
The temperature at which the impedance of the
実施形態3と同様に、検出温度に基づいて、加熱冷却制御装置7hが加熱ヒーター7aおよび冷却装置7gの加熱動作と冷却動作と停止とを繰り返すことにより、検出コイル1の温度は略一定に保たれる。
As in the third embodiment, the heating /
そのため、検出コイル1の温度変化によるインピーダンスの変動が低減される。したがって、検出コイル1のインピーダンスの変化に基づいて出力される変位信号Vxに対しても温度変化による変動を低減させることができる。
Therefore, the fluctuation of impedance due to the temperature change of the
また、加熱ヒーター7aと冷却装置7gを用いて温度制御をしているため、温度の微調整をすることができ、より精度の高い温度制御が可能となり、変位信号Vxの温度変化による変動をさらに低減させることができる。
In addition, since the temperature control is performed using the
また、冷却装置7gを備えていることにより、設計温度T1を比較的低い温度に設定して、検出コイル1を動作させることが可能となるので、検出コイル1の発熱を抑制することができる。
Further, since the
(実施形態7)
図8に実施形態7の概略構成図を示す。実施形態7のポジションセンサにおける検出コイル1、可動コア2、信号処理回路4の構成は、実施形態1と同様の構成であり、同一の符号を付して説明は省略する。
(Embodiment 7)
FIG. 8 shows a schematic configuration diagram of the seventh embodiment. The configuration of the
本実施形態では、定電圧を出力して検出コイル1に電流を供給する定電圧回路3´を備えている。
In the present embodiment, a
また、温度検出素子6および温度制御部7は、正特性のサーミスタ9(PTC)で構成されており、定電圧回路3´と検出コイル1の間に直列接続されている。また、サーミスタ9は、検出コイル1の近傍に配置されている。
Further, the
そして、検出コイル1の温度が変化するにつれて、近傍に配置されたサーミスタ9の温度も変化して電気抵抗が変動するので、直列接続した定電圧回路3´から供給される電流も変動する。
As the temperature of the
例えば、検出コイル1の温度が上昇すると、近傍に配置されたサーミスタ9の温度も上昇して、電気抵抗が増加するので、直列接続した定電圧回路3´から供給される電流が減少する。そのため、検出コイル1に流れる電流も減少するので、検出コイル1は電流による発熱量が抑制されて、検出コイル1の温度は下降する。
For example, when the temperature of the
また、検出コイル1の温度が下降すると、近傍に配置されたサーミスタ9の温度も下降して、電気抵抗が減少するので、直接接続した定電圧回路3´から供給される電流が増加する。そのため、検出コイル1に流れる電流も増加するので、検出コイル1は電流による発熱量が増加し、検出コイル1の温度は上昇する。
Further, when the temperature of the
このように、サーミスタ9を検出コイル1の近傍に直列接続することによって、検出コイル1に流れる電流を制御して、検出コイル1の温度を略一定に保つことができる。そのため、検出コイル1の温度変化によるインピーダンスの変動が低減される。したがって、検出コイル1のインピーダンスの変化に基づいて出力される変位信号Vxに対しても温度変化による変動を低減させることができる。
Thus, by connecting the
また、負特性のサーミスタ(NTC)を検出コイル1に並列接続することでも、上記と同じ効果を得ることができる。
Further, the same effect as described above can be obtained by connecting a thermistor (NTC) having a negative characteristic to the
例えば、検出コイル1の温度が上昇すると、近傍に配置された負特性のサーミスタの電気抵抗が減少するため、並列接続した検出コイル1に流れる電流が減少し、検出コイル1は電流による発熱量が減少して、検出コイル1の温度は下降する。
For example, when the temperature of the
また、検出コイル1の温度が下降すると、近傍に配置された負特性のサーミスタの電気抵抗が増加するため、並列接続した検出コイル1に流れる電流が増加し、検出コイル1は電流による発熱量が増加して、検出コイル1の温度は上昇する。
Further, when the temperature of the
1 検出コイル
2 可動コア
3 電流回路
4 信号処理回路
5 センサ部
6 温度検出素子
7 温度制御部
8 センサ回路基板
DESCRIPTION OF
Claims (7)
センサ部の温度を検出する温度検出手段と、
センサ部の温度を制御する温度制御手段とを備え、
温度検出手段の検出結果に基づいて、温度制御手段がセンサ部の温度を所定の温度に制御することを特徴とするポジションセンサ。 A current output unit that outputs current, a detection coil that is supplied with current, a core made of a magnetic material that is relatively displaced in the winding axis direction of the detection coil with respect to the detection coil, and position information of the core and the detection coil A sensor unit including a signal processing unit for outputting a displacement signal;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the sensor unit;
Temperature control means for controlling the temperature of the sensor unit,
A position sensor characterized in that the temperature control means controls the temperature of the sensor unit to a predetermined temperature based on the detection result of the temperature detection means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009077654A JP2010230449A (en) | 2009-03-26 | 2009-03-26 | Position sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009077654A JP2010230449A (en) | 2009-03-26 | 2009-03-26 | Position sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010230449A true JP2010230449A (en) | 2010-10-14 |
Family
ID=43046431
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JP2009077654A Withdrawn JP2010230449A (en) | 2009-03-26 | 2009-03-26 | Position sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010230449A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014077746A (en) * | 2012-10-12 | 2014-05-01 | Mitsubishi Electric Corp | Monitoring control system for servo valve |
JP2015111093A (en) * | 2013-10-28 | 2015-06-18 | 日本電産サンキョー株式会社 | Sensor device |
-
2009
- 2009-03-26 JP JP2009077654A patent/JP2010230449A/en not_active Withdrawn
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