JP2652373B2 - Rotary body position detector - Google Patents
Rotary body position detectorInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、回転体の位置検出装置、さらに詳しく
は、たとえば磁気軸受のロータ軸または筒状のロータな
どの回転体の半径方向の位置を検出する装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a position detecting device for a rotating body, and more particularly, to detecting a radial position of a rotating body such as a rotor shaft of a magnetic bearing or a cylindrical rotor. Related to the device.
従来の技術とその問題点 磁気軸受の回転体の位置検出装置として、回転体を挾
んで対称位置に２個のインダクタンス検知式非接触位置
検出部が設けられ、これらの各検出部のコイルに対し同
調用コンデンサによりそれぞれ並列同調回路が構成さ
れ、これら同調回路が発振部を共通にしているものが知
られている。そして、このような従来の位置検出装置で
は、２つの同調回路の出力を差動増幅し、さらにこれを
整流して位置検出信号としている。ところが、２つの同
調回路の出力を差動増幅しても、これらの出力の差の絶
対値が得られるだけであり、回転体の変位の方向すなわ
ち２つの出力の大小は判らない。このため、差動増幅回
路の出力を整流する際に２つの同調回路の出力の大小を
判別する必要があり、その分だけ回路が複雑になるとい
う問題がある。2. Description of the Related Art As a device for detecting the position of a rotating body of a magnetic bearing, two inductance detecting non-contact position detecting units are provided at symmetrical positions with respect to the rotating body. It is known that parallel tuning circuits are constituted by tuning capacitors, respectively, and these tuning circuits have a common oscillating unit. In such a conventional position detecting device, the outputs of the two tuning circuits are differentially amplified and rectified to form a position detection signal. However, even if the outputs of the two tuning circuits are differentially amplified, only the absolute value of the difference between the outputs is obtained, and the direction of displacement of the rotating body, that is, the magnitude of the two outputs, cannot be determined. For this reason, when rectifying the output of the differential amplifier circuit, it is necessary to determine the magnitude of the output of the two tuning circuits, and there is a problem that the circuit becomes more complicated.
この発明の目的は、上記の問題を解決した回転体の位
置検出装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a position detecting device for a rotating body that solves the above problem.
問題点を解決するための手段 この発明による装置は、 回転体を挾んで対称位置に２個のインダクタンス検知
式非接触位置検出部が設けられ、これらの各検出部のコ
イルに対し同調用コンデンサによりそれぞれ並列同調回
路が構成され、これら同調回路が発振部を共通にしてい
る位置検出装置において、 第１の同調回路の出力を正の値に全波整流する第１の
検波回路と、第２の同調回路の出力を負の値に全波整流
する第２の検波回路と、これら２つの検波回路の出力を
加算する加算回路とが設けられていることを特徴とする
ものである。Means for Solving the Problems The device according to the present invention is provided with two inductance detecting non-contact position detecting portions at symmetric positions with respect to a rotating body, and a coil for each of these detecting portions is provided with a tuning capacitor. In a position detecting device in which parallel tuning circuits are respectively configured and these tuning circuits share an oscillation unit, a first detection circuit for full-wave rectifying the output of the first tuning circuit to a positive value, and a second detection circuit. A second detection circuit for full-wave rectifying the output of the tuning circuit to a negative value, and an addition circuit for adding the outputs of the two detection circuits are provided.
作用 ２つの同調回路の出力が互いに等しい場合、第１の検
波回路の正の出力の絶対値と第２の検波回路の負の出力
の絶対値が互いに等しくなり、加算回路の出力は０にな
る。第１の同調回路の出力が第２の同調回路の出力より
大きい場合、第１の検波回路の正の出力の絶対値が第２
の検波回路の負の出力の絶対値より大きくなり、加算回
路の出力は正の値になる。第１の同調回路の出力が第２
の同調回路の出力より小さい場合、第１の検波回路の正
の出力の絶対値が第２の検波回路の負の出力の絶対値よ
り小さくなり、加算回路の出力は負の値になる。したが
って、加算回路の出力だけで回転体の変位の方向および
大きさが判る。When the outputs of the two tuning circuits are equal to each other, the absolute value of the positive output of the first detection circuit and the absolute value of the negative output of the second detection circuit are equal to each other, and the output of the adding circuit becomes zero. . When the output of the first tuning circuit is larger than the output of the second tuning circuit, the absolute value of the positive output of the first detection circuit is equal to the second output.
Becomes larger than the absolute value of the negative output of the detector circuit, and the output of the adder circuit becomes a positive value. The output of the first tuning circuit is the second
, The absolute value of the positive output of the first detector becomes smaller than the absolute value of the negative output of the second detector, and the output of the adder becomes a negative value. Therefore, the direction and magnitude of the displacement of the rotating body can be determined only by the output of the adding circuit.
実施例 第１図は、磁気軸受におけるロータ軸（10）の位置検
出装置のブロック図である。Embodiment FIG. 1 is a block diagram of a position detecting device of a rotor shaft (10) in a magnetic bearing.
ロータ軸（10）には位置検出用のターゲット（11）が
設けられ、このターゲット（11）を挾んで対称位置に２
個のインダクタンス検知式非接触位置検出器（（12）
（13）が設けられている。各検出器（12）（13）のコイ
ル（14）（15）に対し同調用コンデンサ（16）（17）に
よりそれぞれ並列同調回路（18）（19）が構成されてい
る。そして、共通の発振器（20）からの出力がオペアン
プを使用した公知の増幅回路（21）を介してこれら２つ
の同調回路（18）（19）に接続されている。ロータ軸
（10）には、軸線方向の２箇所において互いに直交する
半径方向の２方向の変位を検出するため、合計４対すな
わち８個の位置検出器（12）（13）が設けられている
が、これら全ての検出器（12）（13）が発振器（20）を
共通にしている。A target (11) for position detection is provided on the rotor shaft (10).
Inductance detection type non-contact position detector ((12)
(13) is provided. Tuning capacitors (16) and (17) constitute parallel tuning circuits (18) and (19) for the coils (14) and (15) of the detectors (12) and (13), respectively. The output from the common oscillator (20) is connected to these two tuning circuits (18) and (19) via a known amplifier circuit (21) using an operational amplifier. The rotor shaft (10) is provided with a total of four pairs, that is, eight position detectors (12) and (13) for detecting displacements in two radial directions orthogonal to each other at two axial positions. However, all of these detectors (12) and (13) have a common oscillator (20).
第１の同調回路（18）の出力は第１の検波回路（23）
に、第２の同調回路（19）の出力は第２の検波回路（2
4）にそれぞれ入力する。第１の検波回路（23）は、第
１の同調回路（18）の出力を正の値に全波整流する第１
の絶対値回路（25）と、この出力を平滑化する第１の平
滑回路（26）とからなり、第２の検波回路（24）は、第
２の同調回路（19）の出力を負の値に全波整流する第２
の絶対値回路（27）と、この出力を平滑化する第２の平
滑回路（28）とからなる。平滑回路（26）（28）の出力
は、加算回路（29）に送られる。この加算回路（29）は
第１の検波回路（23）の出力と第２の検波回路（24）の
出力を加算するものである。The output of the first tuning circuit (18) is a first detection circuit (23)
The output of the second tuning circuit (19) is connected to the second detection circuit (2
Enter in 4) respectively. The first detection circuit (23) performs a full-wave rectification on the output of the first tuning circuit (18) to a positive value.
, And a first smoothing circuit (26) for smoothing this output. A second detection circuit (24) outputs the output of the second tuning circuit (19) to a negative Second to full-wave rectification to the value
, And a second smoothing circuit (28) for smoothing the output. Outputs of the smoothing circuits (26) and (28) are sent to an adding circuit (29). This addition circuit (29) adds the output of the first detection circuit (23) and the output of the second detection circuit (24).
発振器（20）の出力が２つの同調回路（18）（19）に
入力すると、第１の同調回路（18）には第２図（ａ）の
ような交流出力が、第２の同調回路（19）には第３図
（ａ）のような交流出力があらわれる。第１の同調回路
（18）の出力は、第１の絶対値回路（25）により第２図
（ｂ）のような正の値に全波整流され、さらにこの出力
は第１の平滑回路（26）により平滑化されて第２図
（ｃ）のような正の直流電圧となる。第２の同調回路
（19）の出力は第２の絶対値回路（27）により第３図
（ｂ）のような負の値に全波整流され、さらにこの出力
は第２の平滑回路（28）により平滑化されて第３図
（ｃ）のような負の直流電圧となる。ロータ軸（10）が
半径方向に移動して検出器（12）（13）との距離が変化
すると、２つのコイル（14）（15）のインダクタンスが
変化するため、これらの出力の大きさおよび位相が変化
し、２つの検波回路（23）（24）の出力はそれぞれ第４
図に実線で示すようにほぼ直線状に変化する。そして、
これらを加算した加算回路（29）の出力は同図に鎖線で
示すように直線状に変化し、この出力がロータ軸（10）
の変位の方向と大きさを表わす。ロータ軸（10）すなわ
ちターゲット（11）が２個の検出器（12）（13）の中央
の中立位置にある場合、２つの同調回路（18）（19）の
出力の大きさが互いに等しく、第１の検波回路（23）の
正の出力の絶対値と第２の検波回路（24）の負の出力の
絶対値が互いに等しくなるため、加算回路（29）の出力
は０になる。ロータ軸（10）が片側に移動して第１の同
調回路（18）の出力が第２の同調回路（19）の出力より
大きくなると、第１の検波回路（23）の正の出力の絶対
値が第２の検波回路（24）の負の出力の絶対値より大き
くなるため、加算回路（29）の出力は正の値になる。逆
に、ロータ軸（10）が反対側に移動して第１の同調回路
（18）の出力が第２の同調回路（19）の出力より小さく
なると、第１の検波回路（23）の正の出力の絶対値が第
２の検波回路（24）の負の出力の絶対値より小さくなる
ため、加算回路（29）の出力は負の値になる。したがっ
て、加算回路（29）の出力により、ロータ軸（10）の変
位の方向と大きさが判る。When the output of the oscillator (20) is input to the two tuning circuits (18) and (19), an AC output as shown in FIG. 2A is supplied to the first tuning circuit (18). 19) shows an AC output as shown in FIG. 3 (a). The output of the first tuning circuit (18) is full-wave rectified by the first absolute value circuit (25) to a positive value as shown in FIG. 2 (b). 26), and becomes a positive DC voltage as shown in FIG. 2 (c). The output of the second tuning circuit (19) is full-wave rectified by the second absolute value circuit (27) to a negative value as shown in FIG. 3 (b), and this output is further supplied to the second smoothing circuit (28). ) To a negative DC voltage as shown in FIG. 3 (c). When the distance between the rotor shaft (10) and the detectors (12) and (13) changes in the radial direction, the inductance of the two coils (14) and (15) changes. The phase changes, and the outputs of the two detection circuits (23) and (24)
It changes almost linearly as shown by the solid line in the figure. And
The output of the addition circuit (29) obtained by adding these changes linearly as shown by a chain line in FIG.
Represents the direction and magnitude of displacement. If the rotor axis (10), ie the target (11), is in the neutral position in the middle of the two detectors (12, 13), the magnitudes of the outputs of the two tuning circuits (18, 19) are equal, Since the absolute value of the positive output of the first detection circuit (23) and the absolute value of the negative output of the second detection circuit (24) are equal to each other, the output of the adding circuit (29) becomes 0. When the rotor shaft (10) moves to one side and the output of the first tuning circuit (18) becomes larger than the output of the second tuning circuit (19), the absolute value of the positive output of the first detection circuit (23) is increased. Since the value becomes larger than the absolute value of the negative output of the second detection circuit (24), the output of the addition circuit (29) becomes a positive value. Conversely, when the rotor shaft (10) moves to the opposite side and the output of the first tuning circuit (18) becomes smaller than the output of the second tuning circuit (19), the output of the first detection circuit (23) becomes positive. Is smaller than the absolute value of the negative output of the second detection circuit (24), the output of the adder circuit (29) becomes a negative value. Therefore, the direction and magnitude of displacement of the rotor shaft (10) can be determined from the output of the adding circuit (29).
上記の位置検出装置では、第１の同調回路（18）の出
力を正の値に検波したものと第２の同調回路（19）の出
力を負の値に検波したものを加算しているので、検出器
（12）（13）単体の直線性が悪くても、これらを加算す
ることにより、直線性の悪さがキャンセルされ、直線性
が向上する。また、第４図に破線で示すように検出器
（12）（13）の周囲温度の変化により２つの検波回路
（23）（24）の出力に温度ドリフトが生じても、これら
を加算することにより、ドリフト分がキャンセルされ、
ドリフトは理論上０になる。In the position detecting device described above, the output of the first tuning circuit (18) detected to a positive value and the output of the second tuning circuit (19) detected to a negative value are added. Even if the linearity of the detectors (12) and (13) alone is poor, by adding them, the poor linearity is canceled and the linearity is improved. In addition, even if a temperature drift occurs in the outputs of the two detection circuits (23) and (24) due to a change in the ambient temperature of the detectors (12) and (13) as shown by a broken line in FIG. By the drift amount is canceled,
The drift is theoretically zero.
上記実施例には、筒状の固定ケースの内側をロータ軸
（10）が回転する形式の磁気軸受においてロータ軸の半
径方向の位置を検出する位置検出装置を示したが、この
発明は、固定軸の周囲を筒状のロータが回転する形式の
磁気軸受においてロータの半径方向の位置を検出する位
置検出装置やその他の回転体の位置検出装置にも適用で
きる。In the above embodiment, the position detecting device for detecting the position of the rotor shaft in the radial direction in the magnetic bearing in which the rotor shaft (10) rotates inside the cylindrical fixed case has been described. In a magnetic bearing of a type in which a cylindrical rotor rotates around a shaft, the present invention can also be applied to a position detecting device that detects a radial position of the rotor and a position detecting device of another rotating body.
発明の効果 この発明の位置検出装置によれば、第１の同調回路の
出力を正の値に検波した第１の検波回路の出力と第２の
同調回路の出力を負の値に検波した第２の検波回路の出
力を加算するだけで、回転体の変位の方向と大きさをあ
らわす出力を得ることができ、従来のものに比べて回路
が簡単かつ高性能になる。According to the position detecting device of the present invention, the output of the first tuning circuit, which detects the output of the first tuning circuit to a positive value, and the output of the second tuning circuit, which detects the output of the second tuning circuit to a negative value. By simply adding the outputs of the two detection circuits, an output indicating the direction and magnitude of the displacement of the rotating body can be obtained, and the circuit is simpler and has higher performance than the conventional one.
第１図はこの発明の実施例を示す位置検出装置のブロッ
ク図、第２図は第１の同調回路、絶対値回路および平滑
回路の出力の１例をそれぞれ示すグラフ、第３図は第２
の同調回路、絶対値回路および平滑回路の出力の１例を
それぞれ示すグラフ、第４図は回転体の距離と第１およ
び第２の検波回路ならびに加算回路の出力との関係を示
すグラフであるる。 （10）…ロータ軸、（11）…ターゲット、（12）…第１
の位置検出器、（13）…第２の位置検出器、（14）…第
１のコイル、（15）…第２のコイル、（16）…第１の同
調用コンデンサ、（17）…第２の同調用コンデンサ、
（18）…第１の同調回路、（19）…第２の同調回路、
（20）…発振器、（23）…第１の検波回路、（24）…第
２の検波回路、（29）…加算回路。FIG. 1 is a block diagram of a position detecting device showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a graph showing an example of an output of a first tuning circuit, an absolute value circuit and a smoothing circuit, respectively, and FIG.
And FIG. 4 is a graph showing the relationship between the distance of the rotating body and the outputs of the first and second detection circuits and the addition circuit. You. (10) ... rotor shaft, (11) ... target, (12) ... first
(13) ... second position detector, (14) ... first coil, (15) ... second coil, (16) ... first tuning capacitor, (17) ... 2 tuning capacitors,
(18) ... a first tuning circuit, (19) ... a second tuning circuit,
(20) ... oscillator, (23) ... first detection circuit, (24) ... second detection circuit, (29) ... addition circuit.
Claims (1)
タンス検知式非接触位置検出部が設けられ、これらの各
検出部のコイルに対し同調用コンデンサによりそれぞれ
並列同調回路が構成され、これら同調回路が発振部を共
通にしている位置検出装置において、 第１の同調回路の出力を正の値に全波整流する第１の検
波回路と、第２の同調回路の出力を負の値に全波整流す
る第２の検波回路と、これら２つの検波回路の出力を加
算する加算回路とが設けられていることを特徴とする回
転体の位置検出装置。1. Two non-contact position detecting units of an inductance detecting type are provided at symmetrical positions with respect to a rotating body, and a parallel tuning circuit is formed by a tuning capacitor for a coil of each detecting unit. In a position detection device in which a tuning circuit shares a common oscillating section, a first detection circuit for full-wave rectifying the output of the first tuning circuit to a positive value, and a negative value for the output of the second tuning circuit. A position detecting device for a rotating body, comprising: a second detection circuit that performs full-wave rectification; and an addition circuit that adds outputs of the two detection circuits.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4638687A JP2652373B2 (en) | 1987-02-27 | 1987-02-27 | Rotary body position detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4638687A JP2652373B2 (en) | 1987-02-27 | 1987-02-27 | Rotary body position detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63214519A JPS63214519A (en) | 1988-09-07 |
| JP2652373B2 true JP2652373B2 (en) | 1997-09-10 |
Family
ID=12745702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4638687A Expired - Lifetime JP2652373B2 (en) | 1987-02-27 | 1987-02-27 | Rotary body position detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2652373B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2647732B2 (en) * | 1990-06-27 | 1997-08-27 | 株式会社日立製作所 | Electron beam size measurement device |
-
1987
- 1987-02-27 JP JP4638687A patent/JP2652373B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63214519A (en) | 1988-09-07 |
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