JP2965557B1 - 変位量検出器及び変位量計測装置 - Google Patents
変位量検出器及び変位量計測装置Info
- Publication number
- JP2965557B1 JP2965557B1 JP10251091A JP25109198A JP2965557B1 JP 2965557 B1 JP2965557 B1 JP 2965557B1 JP 10251091 A JP10251091 A JP 10251091A JP 25109198 A JP25109198 A JP 25109198A JP 2965557 B1 JP2965557 B1 JP 2965557B1
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- displacement
- coil
- bobbin
- inverting input
- operational amplifier
- Prior art date
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
【要約】
【課題】 強磁性体コアの移動によるコイルのインダク
タンス変化を利用した変位量検出器において、コイルに
特殊な巻回方法を必要とせずに測定ストロークが大きく
直線性の良好な検出器を実現する。 【解決手段】 中空ボビン１上に均一なピッチで測定コ
イル２を巻回し、その中心軸線４に沿って強磁性体コア
３を移動させ、かつ中心軸線４上に強磁性体ボビン５に
巻回された基準コイル６を配置し、演算増幅器の非反転
入力と反転入力との間に基準コイル６と交流電源とを直
列に接続し、上記演算増幅器の反転入力と出力との間に
測定コイル２を接続し、上記演算増幅器の非反転入力と
出力との間より強磁性体コア３の変位量に比例した出力
を取出す。
タンス変化を利用した変位量検出器において、コイルに
特殊な巻回方法を必要とせずに測定ストロークが大きく
直線性の良好な検出器を実現する。 【解決手段】 中空ボビン１上に均一なピッチで測定コ
イル２を巻回し、その中心軸線４に沿って強磁性体コア
３を移動させ、かつ中心軸線４上に強磁性体ボビン５に
巻回された基準コイル６を配置し、演算増幅器の非反転
入力と反転入力との間に基準コイル６と交流電源とを直
列に接続し、上記演算増幅器の反転入力と出力との間に
測定コイル２を接続し、上記演算増幅器の非反転入力と
出力との間より強磁性体コア３の変位量に比例した出力
を取出す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、強磁性体のコアが
移動することによってコイルのインダクタンスを変化さ
せるようにした変位量検出器並びにこの検出器を利用し
た変位量計測装置に関するものである。
移動することによってコイルのインダクタンスを変化さ
せるようにした変位量検出器並びにこの検出器を利用し
た変位量計測装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】強磁性体コアの移動を利用した変位量検
出器として、従来は差動変圧器が知られている。しかし
差動変圧器は測定ストロークに対する全長の割合が大き
いために嵩張り、また直線性を良好にするために２次側
巻線を特殊な巻き方にするため、製作に多大の時間を要
し、制作費も高くなっていた。
出器として、従来は差動変圧器が知られている。しかし
差動変圧器は測定ストロークに対する全長の割合が大き
いために嵩張り、また直線性を良好にするために２次側
巻線を特殊な巻き方にするため、製作に多大の時間を要
し、制作費も高くなっていた。
【０００３】また、その変位量対出力電圧の特性は、図
３に示すように測定範囲の両端付近に出力電圧のピーク
が現れるため、異なる変位量ｄ1 、ｄ2 に対して同じ値
の出力電圧Ｖ1 を生じ、変位量と出力電圧とが１対１で
対応しなくなる。これによる誤計測を防ぐには、出力電
圧のピークに近い領域の使用を避けるしかなく、これに
より測定できる変位量の範囲が狭くなる。
３に示すように測定範囲の両端付近に出力電圧のピーク
が現れるため、異なる変位量ｄ1 、ｄ2 に対して同じ値
の出力電圧Ｖ1 を生じ、変位量と出力電圧とが１対１で
対応しなくなる。これによる誤計測を防ぐには、出力電
圧のピークに近い領域の使用を避けるしかなく、これに
より測定できる変位量の範囲が狭くなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明は、差動
変圧器のように嵩張らず、製作が容易で、直線性が良好
で、測定ストロークが大きい変位量検出器及びこれを用
いた変位量計測装置を実現しようとするものである。
変圧器のように嵩張らず、製作が容易で、直線性が良好
で、測定ストロークが大きい変位量検出器及びこれを用
いた変位量計測装置を実現しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の変位量検出器
は、中空ボビンに均一なピッチで巻回した測定コイル
と、このボビン内に被検出対象物の変位量に対応して移
動可能に設けた検出用強磁性体コアと、強磁性体コアを
有し上記ボビンに接近して配置された基準コイルとより
なる。基準コイルは、全体の外形を細くするために、中
空ボビンの中心軸上に配置するのが有利であり、この場
合は、検出用強磁性体コアは中空ボビン内に基準コイル
と反対端から出し入れされる。
は、中空ボビンに均一なピッチで巻回した測定コイル
と、このボビン内に被検出対象物の変位量に対応して移
動可能に設けた検出用強磁性体コアと、強磁性体コアを
有し上記ボビンに接近して配置された基準コイルとより
なる。基準コイルは、全体の外形を細くするために、中
空ボビンの中心軸上に配置するのが有利であり、この場
合は、検出用強磁性体コアは中空ボビン内に基準コイル
と反対端から出し入れされる。
【０００６】また、本発明の変位量計測装置は、上記変
位量検出器に交流電源及び演算増幅器を組合せたもので
あり、基準コイル及び交流電源が演算増幅器の反転入力
と非反転入力との間に接続され、測定コイルが演算増幅
器の反転入力と出力との間に接続され、中空ボビン内の
検出用強磁性体コアの位置に対応する出力信号が演算増
幅器の出力と非反転入力との間から取出される。
位量検出器に交流電源及び演算増幅器を組合せたもので
あり、基準コイル及び交流電源が演算増幅器の反転入力
と非反転入力との間に接続され、測定コイルが演算増幅
器の反転入力と出力との間に接続され、中空ボビン内の
検出用強磁性体コアの位置に対応する出力信号が演算増
幅器の出力と非反転入力との間から取出される。
【０００７】ここで、測定コイルは均一なピッチで巻回
されているので、そのインダクタンスは検出用強磁性体
コアの変位量に比例する。そして、電源交流の角速度を
ω、電圧をＶo 、基準コイルのインダクタンスをＬs 、
測定コイルのインダクタンスをＬx とすると、演算増幅
器の出力電圧Ｖx は、
されているので、そのインダクタンスは検出用強磁性体
コアの変位量に比例する。そして、電源交流の角速度を
ω、電圧をＶo 、基準コイルのインダクタンスをＬs 、
測定コイルのインダクタンスをＬx とすると、演算増幅
器の出力電圧Ｖx は、
【数１】 となって測定コイルのインダクタンスＬx に比例するの
で、演算増幅器から検出用強磁性体コアの移動量に比例
した出力電圧を得ることになる。
で、演算増幅器から検出用強磁性体コアの移動量に比例
した出力電圧を得ることになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１において、１は絶縁物製の中
空ボビンで、外形１６ｍｍ、長さ７８０ｍｍであり、こ
れに線径０．１ｍｍの銅線が均一な密度で７７００回巻
回されて測定コイル２を構成している。３は中空ボビン
１内にその中心軸線４に沿って移動可能に設けた検出用
コアで、パーマロイ合金で製作され、直径４ｍｍ、長さ
１０００ｍｍである。５は中空ボビン１の中心軸線４の
延長上に設けたパーマロイ合金製のボビンで、これに基
準コイル６が巻回されており、そのインダクタンスは５
０ｍＨである。
空ボビンで、外形１６ｍｍ、長さ７８０ｍｍであり、こ
れに線径０．１ｍｍの銅線が均一な密度で７７００回巻
回されて測定コイル２を構成している。３は中空ボビン
１内にその中心軸線４に沿って移動可能に設けた検出用
コアで、パーマロイ合金で製作され、直径４ｍｍ、長さ
１０００ｍｍである。５は中空ボビン１の中心軸線４の
延長上に設けたパーマロイ合金製のボビンで、これに基
準コイル６が巻回されており、そのインダクタンスは５
０ｍＨである。
【０００９】図２は上述の検出器を用いた計測装置を示
し、演算増幅器８の反転入力（−）と基準電位点との間
に基準コイル６及び交流電源９が直列に接続され、演算
増幅器８の反転入力（−）と出力との間に測定コイル２
が接続され、演算増幅器８の非反転入力（＋）は基準電
位点に接続されている。ここで、交流電源９に５ＫＨｚ
の交流を発生させ、検出用コア３を中心軸線４に沿って
移動させながら演算増幅器８の出力を求めた結果を表１
に示す。
し、演算増幅器８の反転入力（−）と基準電位点との間
に基準コイル６及び交流電源９が直列に接続され、演算
増幅器８の反転入力（−）と出力との間に測定コイル２
が接続され、演算増幅器８の非反転入力（＋）は基準電
位点に接続されている。ここで、交流電源９に５ＫＨｚ
の交流を発生させ、検出用コア３を中心軸線４に沿って
移動させながら演算増幅器８の出力を求めた結果を表１
に示す。
【００１０】
【表１】
【００１１】上述の結果から検出用コアの変位量１ｍｍ
に対する演算増幅器の出力変化は （1.959 − 1.090）÷（740 −40）＝0.001241（Ｖ／m
m） である。またその直線性は、検出用コアの変位量が４４
０ｍｍのときに偏差が最大値＋０．００５６０Ｖになっ
ているので、 （＋ 0.00560）÷（1.959 − 1.090）×100 ＝0.64
（％） で表すことができる。
に対する演算増幅器の出力変化は （1.959 − 1.090）÷（740 −40）＝0.001241（Ｖ／m
m） である。またその直線性は、検出用コアの変位量が４４
０ｍｍのときに偏差が最大値＋０．００５６０Ｖになっ
ているので、 （＋ 0.00560）÷（1.959 − 1.090）×100 ＝0.64
（％） で表すことができる。
【００１２】表１に示されているデータに基づいて、変
位量対出力電圧の関係をプロットすると、図４に示すよ
うな特性線図が得られ、これにより変位量と出力電圧
は、０％から１００％までの全測定範囲で常に１対１の
対応をしていることがわかる。従って、本発明では特性
曲線の傾斜部の殆ど全域を計測に使用することができ
る。
位量対出力電圧の関係をプロットすると、図４に示すよ
うな特性線図が得られ、これにより変位量と出力電圧
は、０％から１００％までの全測定範囲で常に１対１の
対応をしていることがわかる。従って、本発明では特性
曲線の傾斜部の殆ど全域を計測に使用することができ
る。
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明によるときは、製作
が容易で、測定ストロークが大きく、かつ外形寸法が小
さい変位量の検出器を実現することができ、かつこれを
用いて極めて直線性の良好な変位量の計測装置を併せて
実現することができる。
が容易で、測定ストロークが大きく、かつ外形寸法が小
さい変位量の検出器を実現することができ、かつこれを
用いて極めて直線性の良好な変位量の計測装置を併せて
実現することができる。
【図１】本発明の変位量検出器の縦断面図である。
【図２】図１に示した検出器を用いた計測装置のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図３】従来の差動変圧器を用いた計測装置の変位量対
出力電圧の特性線図である。
出力電圧の特性線図である。
【図４】本発明による検出器を用いた計測装置の変位量
対出力電圧の特性線図である。
対出力電圧の特性線図である。
１ 中空ボビン ２ 測定コイル ３ 強磁性体コア ５ 強磁性体ボビン ６ 基準コイル ８ 演算増幅器 ９ 交流電源
Claims (3)
- 【請求項１】 中空ボビン上に均一なピッチで巻回した
測定コイルと、上記ボビン内に被検出対象物の変位量に
対応して移動可能に設けた検出用強磁性体コアと、強磁
性体のコアを有し上記ボビンに接近して配置された基準
コイルとよりなる変位量検出器。 - 【請求項２】 上記基準コイルは、上記ボビンの中心軸
の延長上に配置され、上記検出用強磁性体コアは上記ボ
ビン内に上記基準コイルとは反対端から出入可能に設け
られていることを特徴とする請求項１記載の変位量検出
器。 - 【請求項３】 強磁性体のコアを有する基準コイル及び
交流電源の直列回路が演算増幅器の反転入力と非反転入
力との間に接続され、中空ボビン上に均一なピッチで巻
回した測定コイルが上記演算増幅器の反転入力と出力と
の間に接続され、上記演算増幅器の出力と非反転入力と
の間に上記中空ボビン内に移動可能に設けた検出用強磁
性体コアの変位量に対応する出力信号を生ずるよう構成
した変位量計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10251091A JP2965557B1 (ja) | 1998-09-04 | 1998-09-04 | 変位量検出器及び変位量計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10251091A JP2965557B1 (ja) | 1998-09-04 | 1998-09-04 | 変位量検出器及び変位量計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2965557B1 true JP2965557B1 (ja) | 1999-10-18 |
| JP2000081343A JP2000081343A (ja) | 2000-03-21 |
Family
ID=17217517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10251091A Expired - Lifetime JP2965557B1 (ja) | 1998-09-04 | 1998-09-04 | 変位量検出器及び変位量計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2965557B1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10120822C2 (de) * | 2000-09-20 | 2003-03-06 | Balluff Gmbh | Induktiver Wegmessaufnehmer mit linearem Kennlinienverhalten |
| JP4639273B2 (ja) * | 2000-10-18 | 2011-02-23 | 多摩川精機株式会社 | ブラシレスレゾルバ |
| KR101178253B1 (ko) | 2012-02-08 | 2012-08-29 | 하나에버텍 주식회사 | 공기예열기의 변위 측정장치 |
-
1998
- 1998-09-04 JP JP10251091A patent/JP2965557B1/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000081343A (ja) | 2000-03-21 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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