JP2936638B2 - 容量型変位センサ及び少なくともその一つを含むねじり角センサ - Google Patents
容量型変位センサ及び少なくともその一つを含むねじり角センサInfo
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- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
- G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
- G01L3/106—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving electrostatic means
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- Power Engineering (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （発明の分野） この発明は、変位の測定に用いる容量センサに関し、
特にエンジン・シャフトに発生するひねり、即ちねじれ
のような非常に小さな変位を測定する容量型変位センサ
に関する。
特にエンジン・シャフトに発生するひねり、即ちねじれ
のような非常に小さな変位を測定する容量型変位センサ
に関する。
このような変位を測定することにより、変位を発生さ
せた物理量、即ち温度、圧力、力、加速度等の大きさを
決定することが可能となる。従って、エンジン・シャフ
トのねじり角の測定することにより、このエンジン・シ
ャフトに伝達されるエンジンのトルク値を決定すること
が可能となる。
せた物理量、即ち温度、圧力、力、加速度等の大きさを
決定することが可能となる。従って、エンジン・シャフ
トのねじり角の測定することにより、このエンジン・シ
ャフトに伝達されるエンジンのトルク値を決定すること
が可能となる。
（従来の技術） 前述のような容量型変位センサは公知となっている。
従来の技術のセンサは、互いに短い距離で配置され、か
つかなり離れた２つのゾーン内に固定された平行な複数
のプレート電極を有するコンデンサにより形成されてい
る。従って、これらゾーンの相対的な変位は、センサに
接続した電子測定装置に用いるのに十分な容量の変化を
発生させるものとなる。
従来の技術のセンサは、互いに短い距離で配置され、か
つかなり離れた２つのゾーン内に固定された平行な複数
のプレート電極を有するコンデンサにより形成されてい
る。従って、これらゾーンの相対的な変位は、センサに
接続した電子測定装置に用いるのに十分な容量の変化を
発生させるものとなる。
特に高い測定精度が要求されるとき、及び環境条件の
厳しい、例えば動作温度が広範囲のとき、激しい振動が
存在するとき等は、センサの作成が困難である。測定コ
ンデンサの平行な電極プレートが互いに短い距離に設定
されなければならず、かつ測定すべき構造からかなり離
れた２つのゾーンに固定されなければならないのであれ
ば、その測定コンデンサの作成には、容易でない、かつ
コストが掛る機械加工及びアッセンブリ工程が伴う。更
に、電極プレート又は電極支持体を固定させるために、
電極を完全に固定させる必要があり、かつ電極を変形さ
せるような機械的な歪を発生させてはならない。従っ
て、組み立てられる材料の膨張係数における差のため
に、この種の固定構造を作成することは、困難のことが
明らかである。
厳しい、例えば動作温度が広範囲のとき、激しい振動が
存在するとき等は、センサの作成が困難である。測定コ
ンデンサの平行な電極プレートが互いに短い距離に設定
されなければならず、かつ測定すべき構造からかなり離
れた２つのゾーンに固定されなければならないのであれ
ば、その測定コンデンサの作成には、容易でない、かつ
コストが掛る機械加工及びアッセンブリ工程が伴う。更
に、電極プレート又は電極支持体を固定させるために、
電極を完全に固定させる必要があり、かつ電極を変形さ
せるような機械的な歪を発生させてはならない。従っ
て、組み立てられる材料の膨張係数における差のため
に、この種の固定構造を作成することは、困難のことが
明らかである。
更に、容量センサの内壁及びその外壁にシリンダ孔及
び同軸のシリンダ棒ベアリングを備えた前記容量センサ
を作成する公知の方法として、米国特許第4 054 049号
に説明されているものがあることにも注意すべきであ
る。その電極は全てシリンダ状である。このセンサは、
前記シリンダ孔内の前記シリンダ棒がその共通軸の方向
に変位するのを測定するように設計されている。この測
定は、前記シリンダ棒の一方の電極がシリンダ孔によっ
て支持された領域から小範囲で出入りする変位に基づい
た容量の変化について行なう。変位がシリンダ孔及びシ
リンダ棒の共通軸方向と垂直となるようなときは、その
変位による容量の変化がこの型式のセンサにとり非常に
小さなものとなるので、このようなセンサはその変位の
測定に必ずしも適当であるといえない。
び同軸のシリンダ棒ベアリングを備えた前記容量センサ
を作成する公知の方法として、米国特許第4 054 049号
に説明されているものがあることにも注意すべきであ
る。その電極は全てシリンダ状である。このセンサは、
前記シリンダ孔内の前記シリンダ棒がその共通軸の方向
に変位するのを測定するように設計されている。この測
定は、前記シリンダ棒の一方の電極がシリンダ孔によっ
て支持された領域から小範囲で出入りする変位に基づい
た容量の変化について行なう。変位がシリンダ孔及びシ
リンダ棒の共通軸方向と垂直となるようなときは、その
変位による容量の変化がこの型式のセンサにとり非常に
小さなものとなるので、このようなセンサはその変位の
測定に必ずしも適当であるといえない。
（発明が解決しようとする課題） この発明は、これらの欠点を除去すること、少なくと
も減少させることを目的とする。
も減少させることを目的とする。
前記目的は、精度を同一にした場合に、電極プレート
を有するセンサよりもアッセンブリが容易となるシリン
ダ状電極を備えた容量センサを用いることにより、達成
される。これは、壊れ易い部品の場合に、膨張しても壊
れ易い部品を破壊させることなく、容易に耐え得る単な
る圧力歪となるようにして、シリンダ状電極のアッセン
ブリを可能にするものである。
を有するセンサよりもアッセンブリが容易となるシリン
ダ状電極を備えた容量センサを用いることにより、達成
される。これは、壊れ易い部品の場合に、膨張しても壊
れ易い部品を破壊させることなく、容易に耐え得る単な
る圧力歪となるようにして、シリンダ状電極のアッセン
ブリを可能にするものである。
（問題点を解決するための手段） 従って、この発明によれば、長さ方向に互いに平行な
第１及び第２の軸を有する第１及び第２の支持体をそれ
ぞれ備え、前記支持体が複数のコンデンサを形成するよ
うに複数の電極を備えた容量型変位センサにおいて、前
記第１及び第２の軸に垂直な２つの支持体の相対変位を
測定するために、前記第１の支持体はシリンダ孔を有
し、その幾何学的な軸が前記第１の軸を形成し、前記第
２の支持体がシリンダ棒を有し、その幾何学的な軸が第
２の軸を形成し、前記シリンダ棒は前記シリンダ孔を自
由に通過可能に配置されることにより、前記シリンダ孔
に対面する壁を有し、前記電極は前記シリンダ孔及びシ
リンダ棒の前記壁により支持され、少なくともそのいく
つかが前記第１の軸及び前記第２の軸に対して平行とな
るように規制されている容量変位センサが提供される。
第１及び第２の軸を有する第１及び第２の支持体をそれ
ぞれ備え、前記支持体が複数のコンデンサを形成するよ
うに複数の電極を備えた容量型変位センサにおいて、前
記第１及び第２の軸に垂直な２つの支持体の相対変位を
測定するために、前記第１の支持体はシリンダ孔を有
し、その幾何学的な軸が前記第１の軸を形成し、前記第
２の支持体がシリンダ棒を有し、その幾何学的な軸が第
２の軸を形成し、前記シリンダ棒は前記シリンダ孔を自
由に通過可能に配置されることにより、前記シリンダ孔
に対面する壁を有し、前記電極は前記シリンダ孔及びシ
リンダ棒の前記壁により支持され、少なくともそのいく
つかが前記第１の軸及び前記第２の軸に対して平行とな
るように規制されている容量変位センサが提供される。
この発明を更に明確に説明し、他の特徴は以下の説明
及びこれに関連する図面から明らかとなる。
及びこれに関連する図面から明らかとなる。
（実施例） 第１図はこの発明による容量センサの作成方法を示
す。第１図は２つの非変性サブアッセンブリＡ及びＢ
と、センサＣとを有する機械的なアッセンブリを示す。
この容量センサは充実シリンダ１と、中空シリンダ２と
により形成される。中空シリンダ２は、以下で更に説明
するが、休止状態では、軸ZZ′を有する。非変性サブア
ッセンブリＡは三角形基準系oxyzに関連され、非変形サ
ブアッセンブリＢは三角形基準系ｏ′ｘ′ｙ′ｚ′に関
連される。センサＣは充実シリンダ１のシリンダ壁と、
中空シリンダ２の内壁とに電極を配置させている。これ
らの電極は一定の容量を決定する。充実シリンダ１はバ
ーにより表わしている固定リンクL1により非変形サブア
ッセンブリＡに固定されている。同様に、中空シリンダ
２は他のバーにより表わされた固定リングL2により非変
形サブアッセンブリＢに固定されている。
す。第１図は２つの非変性サブアッセンブリＡ及びＢ
と、センサＣとを有する機械的なアッセンブリを示す。
この容量センサは充実シリンダ１と、中空シリンダ２と
により形成される。中空シリンダ２は、以下で更に説明
するが、休止状態では、軸ZZ′を有する。非変性サブア
ッセンブリＡは三角形基準系oxyzに関連され、非変形サ
ブアッセンブリＢは三角形基準系ｏ′ｘ′ｙ′ｚ′に関
連される。センサＣは充実シリンダ１のシリンダ壁と、
中空シリンダ２の内壁とに電極を配置させている。これ
らの電極は一定の容量を決定する。充実シリンダ１はバ
ーにより表わしている固定リンクL1により非変形サブア
ッセンブリＡに固定されている。同様に、中空シリンダ
２は他のバーにより表わされた固定リングL2により非変
形サブアッセンブリＢに固定されている。
第１図のセンサＣは非変形サブアッセンブリＡに関連
させた三角形基準系oxyzにおいて非変形サブアッセンブ
リＢの小さな変位を測定するように設計されている。こ
れらの変位は三角形基準系oxyzに対して固定されている
軸XX′に平行な移動に限定されている。非変形サブアッ
センブリＡ及びＢの相対変位は固定リンクL1、L2のため
に充実シリンダ１及び中空シリンダ２の相対変位と同一
である。第１図によるアッセンブリは、休止位置で即ち
非変形サブアッセンブリＡと非変形サブアッセンブリＢ
との間を測定する開始点として用いられる初期位置にお
いて、 −充実シリンダ１及び中空シリンダ２の軸を軸ZZ′に沿
って併合され； −軸ZZ′は測定する変位の軸XX′の垂直となるように設
定される。
させた三角形基準系oxyzにおいて非変形サブアッセンブ
リＢの小さな変位を測定するように設計されている。こ
れらの変位は三角形基準系oxyzに対して固定されている
軸XX′に平行な移動に限定されている。非変形サブアッ
センブリＡ及びＢの相対変位は固定リンクL1、L2のため
に充実シリンダ１及び中空シリンダ２の相対変位と同一
である。第１図によるアッセンブリは、休止位置で即ち
非変形サブアッセンブリＡと非変形サブアッセンブリＢ
との間を測定する開始点として用いられる初期位置にお
いて、 −充実シリンダ１及び中空シリンダ２の軸を軸ZZ′に沿
って併合され； −軸ZZ′は測定する変位の軸XX′の垂直となるように設
定される。
非変形サブアッセンブリＡに対する非変形サブアッセ
ンブリＢの変位は、中空シリンダ２における充実シリン
ダ１の離心率を決定し、充実シリンダ１及び中空シリン
ダ２の軸は平行のままである。
ンブリＢの変位は、中空シリンダ２における充実シリン
ダ１の離心率を決定し、充実シリンダ１及び中空シリン
ダ２の軸は平行のままである。
第２図は第１図のセンサＣの断面図であり、充実シリ
ンダ１及び中空シリンダ２を通る軸ZZ′に対して垂直な
面によるものである。中空シリンダ２はその全内壁に電
極C0を有する。この電極C0は中空シリンダ２の内壁を内
張する導通層として表わされている。しかし、中空シリ
ンダ２が導通物質からなる実施例では、この内壁は必要
ではない。充実シリンダ１は絶縁シリンダであり、その
壁に２つの導電電極形成層、即ち第２図の断面図におい
てシリンダの２つの母面間に互いに約70度の距離に配置
された第１の電極C1と、電極C1を区分する２つの母面か
ら数度の距離でシリンダの２つの母面間の区間により、
電極C1から絶縁されているガード・リングＧとを有す
る。電極C0及びC1は、容量が互いに充実シリンダ１及び
中空シリンダ２の軸心率Ｅにより変化するコンデンサの
２つの電極を形成している。容量値の逆数は、離心率Ｅ
のほぼ線形な関数であり、線形性は、 ・充実シリンダ１の半径と中空シリンダ２の半径との間
の比が１に近い程、 ・電極C1を区分する母面間の角度が小さく、かつ ・離心率Ｅが取る最大値は、充実シリンダ１の半径と比
較して小さい程大きくなる。
ンダ１及び中空シリンダ２を通る軸ZZ′に対して垂直な
面によるものである。中空シリンダ２はその全内壁に電
極C0を有する。この電極C0は中空シリンダ２の内壁を内
張する導通層として表わされている。しかし、中空シリ
ンダ２が導通物質からなる実施例では、この内壁は必要
ではない。充実シリンダ１は絶縁シリンダであり、その
壁に２つの導電電極形成層、即ち第２図の断面図におい
てシリンダの２つの母面間に互いに約70度の距離に配置
された第１の電極C1と、電極C1を区分する２つの母面か
ら数度の距離でシリンダの２つの母面間の区間により、
電極C1から絶縁されているガード・リングＧとを有す
る。電極C0及びC1は、容量が互いに充実シリンダ１及び
中空シリンダ２の軸心率Ｅにより変化するコンデンサの
２つの電極を形成している。容量値の逆数は、離心率Ｅ
のほぼ線形な関数であり、線形性は、 ・充実シリンダ１の半径と中空シリンダ２の半径との間
の比が１に近い程、 ・電極C1を区分する母面間の角度が小さく、かつ ・離心率Ｅが取る最大値は、充実シリンダ１の半径と比
較して小さい程大きくなる。
第３図は第１図のセンサＣを作成する他の方法を示す
断面図である。ここでは、中空シリンダ２がその内壁全
面に、導電層として表わされた電極C0を支持し、非変形
サブアッセンブリＡはガード・リングＧを支持する。し
かし、この実施例のガード・リングＧは、第４図に示す
ように、一つだけではなく、２つの電極C1及びC2を取囲
む。第４図は、充実シリンダ１の母面に沿って切離した
後に、これらの電極C1及びC2を拡大した図である。第４
図では切断の縁が破線により示されている。更に、第４
図は電極C1、電極C2、ガード・リングＧに関連する接続
D1、D2、D3、Dgもそれぞれ示している。
断面図である。ここでは、中空シリンダ２がその内壁全
面に、導電層として表わされた電極C0を支持し、非変形
サブアッセンブリＡはガード・リングＧを支持する。し
かし、この実施例のガード・リングＧは、第４図に示す
ように、一つだけではなく、２つの電極C1及びC2を取囲
む。第４図は、充実シリンダ１の母面に沿って切離した
後に、これらの電極C1及びC2を拡大した図である。第４
図では切断の縁が破線により示されている。更に、第４
図は電極C1、電極C2、ガード・リングＧに関連する接続
D1、D2、D3、Dgもそれぞれ示している。
第３図及び第４図に示すセンサは、本質的に充実シリ
ンダ１の軸について電極C1と対称な付加的な電極C2の存
在により、第２図のセンサと区別される。この付加的な
電極C2は、電極C0と共に、第２の測定コンデンサを形成
する。このコンデンサの容量は、離心率Ｅと共に変化す
るが、変化の方向が電極C0が形成するコンデンサの場合
と逆である。電極C1及びC2を２つの電極C1、C0及びC1、
C0の値とする。更に、等寸法の場合に、第３図及び第４
図のセンサにより得られる比（Ｃ−C2）／（C1＋C2）
は、第２図のセンサの場合に、離心率Ｅの関数としての
電極C1の線形性よりも離心率Ｅの関数としての線形性の
方が大である。更に、離心率Ｅを比（Ｃ−C2）／（C1＋
C2）により測定したときは、内部電極媒体の誘電定数の
変化に関連するドリフトは、存在するのであれば、除去
される。これは、温度による充実シリンダ１及び中空シ
リンダ２の寸法の変動に関連した０ドリフトの場合でも
ある。他方、これらのドリフトは、電極C1の値からのみ
達成された離心率Ｅを乱す。
ンダ１の軸について電極C1と対称な付加的な電極C2の存
在により、第２図のセンサと区別される。この付加的な
電極C2は、電極C0と共に、第２の測定コンデンサを形成
する。このコンデンサの容量は、離心率Ｅと共に変化す
るが、変化の方向が電極C0が形成するコンデンサの場合
と逆である。電極C1及びC2を２つの電極C1、C0及びC1、
C0の値とする。更に、等寸法の場合に、第３図及び第４
図のセンサにより得られる比（Ｃ−C2）／（C1＋C2）
は、第２図のセンサの場合に、離心率Ｅの関数としての
電極C1の線形性よりも離心率Ｅの関数としての線形性の
方が大である。更に、離心率Ｅを比（Ｃ−C2）／（C1＋
C2）により測定したときは、内部電極媒体の誘電定数の
変化に関連するドリフトは、存在するのであれば、除去
される。これは、温度による充実シリンダ１及び中空シ
リンダ２の寸法の変動に関連した０ドリフトの場合でも
ある。他方、これらのドリフトは、電極C1の値からのみ
達成された離心率Ｅを乱す。
第２図及び第３図に示す位置の電極を有する容量セン
サは、軸XX′上に非常に小さな変位の測定を可能にする
が、実際にはアイドル位置の充実シリンダ１及び中空シ
リンダ２に共通な軸ZZ′（第１図を参照）上の非常に小
さな変位に対して不感動であり、かつ実際に軸XX′及び
軸ZZ′に垂直な軸YY′上の即ち第２図及び第３図の面に
おける軸XX′に対して垂直となる軸上の非常に小さな変
位にも不感動である。
サは、軸XX′上に非常に小さな変位の測定を可能にする
が、実際にはアイドル位置の充実シリンダ１及び中空シ
リンダ２に共通な軸ZZ′（第１図を参照）上の非常に小
さな変位に対して不感動であり、かつ実際に軸XX′及び
軸ZZ′に垂直な軸YY′上の即ち第２図及び第３図の面に
おける軸XX′に対して垂直となる軸上の非常に小さな変
位にも不感動である。
第５図は容量センサの２つの電極保持シリンダの軸に
対して垂直な面による断面図であり、この容量センサは
前述した軸XX′及び軸YY′上の非常に小さな変位を測定
することができる。このセンサは、第３図及び第４図を
参照して説明したものと異なるが、充実シリンダ１の壁
に対して２つの電極C3、C4が付加されているのみであ
る。これらの電極C3、C4は、充実シリンダ１の軸を中心
にして、電極C1、C2に対して90度の位置に配置される。
この電極の配置は、電極C0、C1及びC0、C2によりそれぞ
れ形成された電極C1及びC2による変位の軸XX′上の部
品、及び電極C0、C3及びC0、C4によりそれぞれ形成され
た電極C3及びC4による変位の軸YY′に沿った部品を測定
することができる。
対して垂直な面による断面図であり、この容量センサは
前述した軸XX′及び軸YY′上の非常に小さな変位を測定
することができる。このセンサは、第３図及び第４図を
参照して説明したものと異なるが、充実シリンダ１の壁
に対して２つの電極C3、C4が付加されているのみであ
る。これらの電極C3、C4は、充実シリンダ１の軸を中心
にして、電極C1、C2に対して90度の位置に配置される。
この電極の配置は、電極C0、C1及びC0、C2によりそれぞ
れ形成された電極C1及びC2による変位の軸XX′上の部
品、及び電極C0、C3及びC0、C4によりそれぞれ形成され
た電極C3及びC4による変位の軸YY′に沿った部品を測定
することができる。
第６図はエンジン・シャフト３に搭載したねじり角セ
ンサを示すものであり、第１図、第３図及び第４図を参
照して説明する型式の容量センサにより作成されたもの
である。第６図は、種々の要素を簡単、かつ容易に理解
できるように示した概要図である。
ンサを示すものであり、第１図、第３図及び第４図を参
照して説明する型式の容量センサにより作成されたもの
である。第６図は、種々の要素を簡単、かつ容易に理解
できるように示した概要図である。
エンジン・シャフト３は中空であり、３つの金属部
品、即ち中間管30と、その終端に延伸し、その軸ZZ′方
向の小さな部分のみが示されている中間管31及び32とを
有する。これらの中間管31、32は点線により示されてい
る。中間管30に対する結合は、この実施例ではネジによ
り一体に固定されたフランジによる結合であるが、図示
されていない。更に、第６図には、中間管30の内部を見
せるために、エンジン・シャフト３の軸MM′を通る断面
により得られるこれらの３つの管の半分のみを示す。
品、即ち中間管30と、その終端に延伸し、その軸ZZ′方
向の小さな部分のみが示されている中間管31及び32とを
有する。これらの中間管31、32は点線により示されてい
る。中間管30に対する結合は、この実施例ではネジによ
り一体に固定されたフランジによる結合であるが、図示
されていない。更に、第６図には、中間管30の内部を見
せるために、エンジン・シャフト３の軸MM′を通る断面
により得られるこれらの３つの管の半分のみを示す。
中間管30はその全長に亙り一定した厚さのものではな
い。厚みのある２つの部品Ａ、Ｂは、中間管30の両端、
即ち薄い部分Ｈの両側にそれぞれ配置されている。エン
ジン・シャフト３がその動作中に受ける力の作用によ
り、部分Ｈにおけるねじれはエンジン・シャフト３の残
りの部分より大きい。この部分Ｈで、エンジン・シャフ
ト３が伝達するトルク値を測定するために、容量センサ
による測定が行なわれる。このために、キャップを形成
する金属部品の２つの中空シリンダ２、４は、部分Ａ及
びＢの内壁によりそれぞれ支持され、溶接又は半田付け
により固定的に接合されている。第６図では、半田付け
による結合を太線により描いてある。中空シリンダ２及
び４には複数のシリンダ孔が貫通している。これらのシ
リンダ孔は、エンジン・シャフト３にトルクが印加され
ていないときは、同一の軸ZZ′上の揃れられている。中
空シリンダ２を貫通するシリンダ孔は、その金属壁が第
２図、第３図及び第５図の電極C0に対応している孔であ
る。充実シリンダ１は絶縁されたシリンダ状のセラミッ
ク棒であり、その一端が中空シリンダ４の孔の中へ駆動
される。中空シリンダ４の充実シリンダ１は、焼きばめ
により搭載されて冷却される。中空シリンダ４はアッセ
ンブルされる前に加熱される。充実シリンダ１は、内方
向へ、かつ中空シリンダ２を貫通するシリンダ孔の少し
先に伸延している。充実シリンダ１は、中空シリンダ２
を貫通するシリンダ孔に交差する高さで、その壁にシル
ク・スクリーン印刷により形成した２つの電極C1及びC2
が設けられている。これらの電極は第３図及び第４図に
より説明した電極C1及びC2に対応している。
い。厚みのある２つの部品Ａ、Ｂは、中間管30の両端、
即ち薄い部分Ｈの両側にそれぞれ配置されている。エン
ジン・シャフト３がその動作中に受ける力の作用によ
り、部分Ｈにおけるねじれはエンジン・シャフト３の残
りの部分より大きい。この部分Ｈで、エンジン・シャフ
ト３が伝達するトルク値を測定するために、容量センサ
による測定が行なわれる。このために、キャップを形成
する金属部品の２つの中空シリンダ２、４は、部分Ａ及
びＢの内壁によりそれぞれ支持され、溶接又は半田付け
により固定的に接合されている。第６図では、半田付け
による結合を太線により描いてある。中空シリンダ２及
び４には複数のシリンダ孔が貫通している。これらのシ
リンダ孔は、エンジン・シャフト３にトルクが印加され
ていないときは、同一の軸ZZ′上の揃れられている。中
空シリンダ２を貫通するシリンダ孔は、その金属壁が第
２図、第３図及び第５図の電極C0に対応している孔であ
る。充実シリンダ１は絶縁されたシリンダ状のセラミッ
ク棒であり、その一端が中空シリンダ４の孔の中へ駆動
される。中空シリンダ４の充実シリンダ１は、焼きばめ
により搭載されて冷却される。中空シリンダ４はアッセ
ンブルされる前に加熱される。充実シリンダ１は、内方
向へ、かつ中空シリンダ２を貫通するシリンダ孔の少し
先に伸延している。充実シリンダ１は、中空シリンダ２
を貫通するシリンダ孔に交差する高さで、その壁にシル
ク・スクリーン印刷により形成した２つの電極C1及びC2
が設けられている。これらの電極は第３図及び第４図に
より説明した電極C1及びC2に対応している。
第６図には、充実シリンダ１により支持され、第３図
及び第４図のガード・リングＧに対応するガード・リン
グは図示されていない。また、以下のものも図示してい
いない。
及び第４図のガード・リングＧに対応するガード・リン
グは図示されていない。また、以下のものも図示してい
いない。
・第６図に示すセンサに対して軸MM′により90゜,180゜
及び27゜それぞれオフセットされている他の３つの容量
センサ； ・軸MM′を中心にしてエンジン・シャフト３により回転
する４つのセンサにおける電気的な接続となる結合装
置；及び ・コンデンサにより得られる信号を用いる電子回路。
及び27゜それぞれオフセットされている他の３つの容量
センサ； ・軸MM′を中心にしてエンジン・シャフト３により回転
する４つのセンサにおける電気的な接続となる結合装
置；及び ・コンデンサにより得られる信号を用いる電子回路。
これらの電子回路は軸MM′に対して固定されている。
また、この実施例における結合装置は、いくつかの巻線
を有する回転変圧器である。そのロータはエンジン・シ
ャフト３に接合して固定され、そのステータはエンジン
・シャフト３の軸MM′に対して固定されている。
また、この実施例における結合装置は、いくつかの巻線
を有する回転変圧器である。そのロータはエンジン・シ
ャフト３に接合して固定され、そのステータはエンジン
・シャフト３の軸MM′に対して固定されている。
第１図に示すセンサの固定リンクL1が第６図における
中空シリンダ２と中間管30の厚い部分Ａとの間の溶接又
は半田付けに対応し、また固定リンクL2が第６図におけ
る中空シリンダ４と中間管30の厚い部分Ｂとの間の溶接
又は半田付けに対応していることに注意すべきである。
中空シリンダ２と中間管30の厚い部分Ａとの間の溶接又
は半田付けに対応し、また固定リンクL2が第６図におけ
る中空シリンダ４と中間管30の厚い部分Ｂとの間の溶接
又は半田付けに対応していることに注意すべきである。
例えば、第６図のエンジン・シャフトは、外形が5cm
であり、10000rpmに達する回転速度で300KWエンジンに
より駆動される。
であり、10000rpmに達する回転速度で300KWエンジンに
より駆動される。
この発明は、前述の実施例に限定されない。従って、
この発明による容量センサには、均等に展開する任意の
整数個の電極を有するものでよく、互いに120゜の３つ
の電極により、第５図に示す４電極センサと同一の変位
を測定することができる。しかし、このセンサは信号の
使用方法が複雑になる。
この発明による容量センサには、均等に展開する任意の
整数個の電極を有するものでよく、互いに120゜の３つ
の電極により、第５図に示す４電極センサと同一の変位
を測定することができる。しかし、このセンサは信号の
使用方法が複雑になる。
同様にして、この発明による１以上の容量センサによ
り、部分Ｂに対する部分Ａの回転角のみでなく、これら
の部分の配置が第１図に示すアッセンブリのようにアッ
センブリを設定することが可能ならば、相手に対する１
つのゾーンの小さな振幅の変位を測定することも可能で
ある。
り、部分Ｂに対する部分Ａの回転角のみでなく、これら
の部分の配置が第１図に示すアッセンブリのようにアッ
センブリを設定することが可能ならば、相手に対する１
つのゾーンの小さな振幅の変位を測定することも可能で
ある。
第１図はこの発明による容量センサの概要図、 第２図及び第３図はこの発明による容量センサの断面
図、 第４図は第３図にＸ−Ｘ′上の示すセンサの部分的な拡
大断面図、 第５図はこの発明による容量センサの断面図、 第６図はエンジン・シャフトに搭載したこの発明の角度
センサを示す破断面図である。 １……充実シリンダ、 ２……中空シリンダ、 ３……エンジン・シャフト、 ４……中空シリンダ、 30、31、32……中間管、 C0、C1、C2……電極、 D1、D2、D3、Dg……接続、 Ｇ……ガード・リング、 L1、L2……固定リンク。
図、 第４図は第３図にＸ−Ｘ′上の示すセンサの部分的な拡
大断面図、 第５図はこの発明による容量センサの断面図、 第６図はエンジン・シャフトに搭載したこの発明の角度
センサを示す破断面図である。 １……充実シリンダ、 ２……中空シリンダ、 ３……エンジン・シャフト、 ４……中空シリンダ、 30、31、32……中間管、 C0、C1、C2……電極、 D1、D2、D3、Dg……接続、 Ｇ……ガード・リング、 L1、L2……固定リンク。
Claims (5)
- 【請求項１】互いに平行な第１及び第２の長軸を有する
第１及び第２の支持体を備え、前記支持体が複数のコン
デンサを形成するように複数の電極を有する容量変位セ
ンサにおいて、 ２つの支持体の、前記第１及び第２の軸に垂直な相対変
位を測定するために、 前記第１の支持体はシリンダ孔を有し、その幾何学的な
軸が前記第１の軸を形成し、 前記第２の支持体はシリンダ棒を有し、その幾何学的な
軸が前記第２の軸を形成し、 前記シリンダ棒は前記シリンダ孔を自由に通過可能に配
置され、前記シリンダ孔に対面する壁を有し、 前記電極は前記シリンダ孔及びシリンダ棒の前記壁によ
り支持され、 複数の電極が同じ壁に支持され第１及び第２の軸に平行
なギャップにより隔離されることを特徴とする容量セン
サ。 - 【請求項２】請求項１記載の容量センサにおいて、 前記第１の支持体のシリンダ孔の壁は全体が導電性であ
り、前述の電極のうちの一つにより形成され、 前記シリンダ棒が絶縁され、他の電極を支持しているこ
とを特徴とする容量センサ。 - 【請求項３】請求項２記載の容量センサにおいて、 前記他の電極は、ほぼ前記シリンダ棒のｎ（ｎは正の整
数）母線に沿って配置され、互いに360゜/nで分散され
たｎ個の主電極と、前記主電極を部分的に囲むガード・
リングとを有することを特徴とする容量センサ。 - 【請求項４】ｍ（ｍは正の整数）個の容量型変位センサ
の電極を備えると共に、 各容量型変位センサが互いに平行な第１及び第２の長軸
を有し、かつ複数のコンデンサを形成するように複数の
電極を有する第１及び第２のエンジン・シャフトにもう
けられる支持体を備え、 与えられた幾何学的な軸を有するエンジン・シャフトの
ねじり角センサにおいて、 前記第１及び第２の軸に垂直なねじれによる２つの支持
体の相対変位によるねじれ角を測定するために、 前記第１の支持体はシリンダ孔を有し、その幾何学的な
軸が前記第１の軸を形成し、 前記第２の支持体はシリンダ棒を有し、その幾何学的な
軸が前記第２の軸を形成し、 前記シリンダ棒は前記シリンダ孔を自由に通過可能に配
置されることにより、前記シリンダ孔に対面する壁を有
し、 前記電極は前記シリンダ孔及びシリンダ棒の前記壁によ
り支持され、複数の電極が同じ壁に支持され第１及び第
２の軸に平行なギャップにより隔離されることを特徴と
するねじり角センサ。 - 【請求項５】請求項４記載のねじり角センサにおいて、 前記エンジン・シャフト間に配置されて一つの区間を形
成するように設計された中空シリンダ部を備え、 ｍ個の容量型変位センサを前記中空シリンダ部内に収容
し、かつ前記支持体が前記区間のうちの一つに固定的に
接合され、前記シリンダ棒が前記区間の他端に固定して
接合されていることを特徴とするねじり角センサ。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8904402 | 1989-04-04 | ||
| FR8904402A FR2645259B1 (fr) | 1989-04-04 | 1989-04-04 | Capteur capacitif de deplacements et capteur d'angle de torsion comportant au moins un tel capteur capacitif |
| SG155294A SG155294G (en) | 1989-04-04 | 1994-10-21 | Capacitive displacement sensor and torsional angle sensor using at least one such capacitive sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02291905A JPH02291905A (ja) | 1990-12-03 |
| JP2936638B2 true JP2936638B2 (ja) | 1999-08-23 |
Family
ID=26227248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8841190A Expired - Lifetime JP2936638B2 (ja) | 1989-04-04 | 1990-04-04 | 容量型変位センサ及び少なくともその一つを含むねじり角センサ |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5010775A (ja) |
| EP (1) | EP0398768B1 (ja) |
| JP (1) | JP2936638B2 (ja) |
| CA (1) | CA2013690C (ja) |
| FR (1) | FR2645259B1 (ja) |
| HK (1) | HK143494A (ja) |
| SG (1) | SG155294G (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2768122B1 (fr) * | 1997-09-09 | 1999-11-19 | Sextant Avionique | Dispositif optique de detection de conditions givrantes sur aeronef |
| DE19816810C2 (de) * | 1998-04-16 | 2000-06-08 | Preh Elektro Feinmechanik | Kapazitiver Winkelsensor |
| US6591932B1 (en) * | 1998-12-21 | 2003-07-15 | J. B. Drummond | Sensing system for vehicle passive restrants |
| DE19907270A1 (de) * | 1999-02-20 | 2000-08-24 | Zahnradfabrik Friedrichshafen | Vorrichtung zur Messung des Drehmomentes einer Welle |
| FR2791144B1 (fr) | 1999-03-19 | 2001-11-30 | Sextant Avionique | Dispositif de surveillance de la circulation d'un courant sensiblement continu dans une charge et procede pour la mise en oeuvre de ce dispositif |
| FR2791773B1 (fr) | 1999-04-02 | 2001-06-15 | Sextant Avionique | Girouette destinee a s'orienter dans l'axe d'un ecoulement d'air ambiant |
| FR2793022B1 (fr) | 1999-04-30 | 2001-07-13 | Sextant Avionique | Sonde multifonctions fixe pour aeronef |
| FR2802647B1 (fr) | 1999-12-17 | 2002-03-01 | Thomson Csf Sextant | Sonde pour aeronef |
| FR2802636B1 (fr) | 1999-12-17 | 2002-03-22 | Thomson Csf Sextant | Sonde multifonctions pour aeronef |
| FR2817044B1 (fr) * | 2000-11-17 | 2003-02-14 | Thomson Csf | Procede de determination de parametres aerodynamiques et procede de detection de panne d'une sonde utilisee pour determiner les parametres aerodynamiques |
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| FR2823846B1 (fr) | 2001-04-24 | 2003-06-27 | Thomson Csf | Dispositif de mesure de la pression totale d'un ecoulement |
| KR100991082B1 (ko) * | 2005-09-14 | 2010-10-29 | 비스테온 글로벌 테크놀로지스, 인크. | 조작용 다이얼 |
| DE102009045400B3 (de) * | 2009-10-06 | 2011-06-09 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Fügevorrichtung für ein stoffschlüssiges Fügen mittels eines Zusatzwerkstoffes |
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| US8627727B2 (en) | 2010-07-19 | 2014-01-14 | United Technologies Corporation | Sensor for measuring large mechanical strains with fine adjustment device |
| US8359932B2 (en) | 2010-07-19 | 2013-01-29 | Goodrich Corporation | Systems and methods for mounting landing gear strain sensors |
| US8607640B2 (en) * | 2010-07-19 | 2013-12-17 | Odd Harald Steen Eriksen | Sensor for measuring large mechanical strains in shear or lateral translation |
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| US10131419B2 (en) | 2010-10-15 | 2018-11-20 | Goodrich Corporation | Systems and methods for detecting landing gear ground loads |
| US9567097B2 (en) | 2012-02-03 | 2017-02-14 | Rosemount Aerospace Inc. | System and method for real-time aircraft performance monitoring |
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| CN114485363B (zh) * | 2021-12-28 | 2023-09-29 | 上海航天控制技术研究所 | 一种圆柱金属体卡紧和非接触式定位测量装置 |
Citations (1)
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| GB1040044A (en) * | 1961-10-27 | 1966-08-24 | Sogenique Electronics Ltd | Improvements in or relating to potentiometers |
| US3487402A (en) * | 1966-09-08 | 1969-12-30 | Gen Electric | Digital capacitance motion transducer |
| DK139644B (da) * | 1976-12-30 | 1979-03-19 | Nils Aage Juul Eilersen | Kapacitiv kraftmåler. |
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-
1989
- 1989-04-04 FR FR8904402A patent/FR2645259B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-03-22 US US07/497,531 patent/US5010775A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-04-03 CA CA002013690A patent/CA2013690C/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-04-03 EP EP90400900A patent/EP0398768B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1990-04-04 JP JP8841190A patent/JP2936638B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-10-21 SG SG155294A patent/SG155294G/en unknown
- 1994-12-15 HK HK143494A patent/HK143494A/xx not_active IP Right Cessation
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|---|---|---|---|---|
| US4054049A (en) | 1976-06-14 | 1977-10-18 | The Boeing Company | Thermal extensometer |
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