JP3097094B2 - 非接触式変位検出装置 - Google Patents

非接触式変位検出装置

Info

Publication number
JP3097094B2
JP3097094B2 JP02106927A JP10692790A JP3097094B2 JP 3097094 B2 JP3097094 B2 JP 3097094B2 JP 02106927 A JP02106927 A JP 02106927A JP 10692790 A JP10692790 A JP 10692790A JP 3097094 B2 JP3097094 B2 JP 3097094B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
detected
windings
detectors
contact type
detecting device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP02106927A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH045525A (ja
Inventor
篤 見城
竜夫 小森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Priority to JP02106927A priority Critical patent/JP3097094B2/ja
Publication of JPH045525A publication Critical patent/JPH045525A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3097094B2 publication Critical patent/JP3097094B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、軸振動測定器や磁気軸受などの振動制御等
に用いる非接触式の変位検出装置に関するものである。
(従来の技術) 従来の非接触式変位検出装置は、例えば、渦電流を利
用して被検出体の変位検出を行っているが、変位検出器
及び被検出体の温度変化による出力変動があった。この
変動を相殺するために被検出体の2つの面に夫々対向し
て2個の変位検出器を配置させ、該2個の検出器から取
り出された2つの検出信号を演算回路で1つの検出信号
に変換するようにしていた。
(発明が解決しようとする課題) 従来の非接触式変位検出装置は前記のような構造であ
るため、該2個の変位検出器から取り出された2つの検
出信号を演算回路で1つの検出信号に変換する必要があ
り、このため、回路構成が複雑であり且つ各検出器と演
算回路間を結線するための配線数も多く、コストが高い
という問題点があった。
又、真空、活性ガス雰囲気中等の特殊環境中で変位検
出装置を使用する場合には軸受のグリス等からのガスの
発生や腐食を防ぐために被検出体または検出器をステン
レス箔のような導体で囲む対策が講じられる。この場
合、従来の渦電流を利用した非接触式変位検出装置で
は、被検出体の変位を検出することは不可能であった。
そこで、本発明は上述した課題を解決するために、2
つの検出器を使用し温度による変動を相殺する構造にす
ると共に、検出信号を単一検出信号出力にし、且つ被検
出体または検出器を導体箔で囲んだ場合にも被検出体の
変位を検出できるようにすることを目的とする。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明の請求項1記載の非
接触式変位検出装置は、被検出体の変位を検出する非接
触式変位検出装置において、各々巻線を有する2個の検
出器の一方を磁性体からなる被検出体の一の面に対向配
置し、他方を前記被検出体の中心に関し前記一の面と反
対側の他の面に対向配置し、前記2個の検出器の巻線同
士を直列に接続し、各巻線の両端にグランドに対して逆
位相の励磁用交流電圧を印加して、前記2個の検出器の
巻線の接続点よりグランドに対する出力を取り出し、検
出信号とすることを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明の請求項2記
載の非接触式変位検出装置は、請求項1記載の非接触式
変位検出装置において、各々の被検出体と検出器との間
に非磁性導体を挟んだことを特徴とする。
更に、上記目的を達成するため、本発明の請求項3記
載の非接触式変位検出装置は、請求項1または2記載の
非接触式変位検出装置において、励磁用交流電圧を共通
とした多軸構成としたことを特徴とする。
(作用) 磁性体からなる被検出体のその中心に関し互いに反対
側の2つの面に対向配置された2個の検出器の直列に接
続された巻線の各々の両端に逆位相の励磁用交流電圧を
印加する。2つの巻線のインダクタンスによる各巻線に
おける電圧降下の差分が両巻線の接続点から単一の検出
信号として取り出される。
(実施例) 先ず、本発明の非接触式変位検出装置の基本構成を第
4図乃至第6図を参照して説明する。
第4図に示すように、本発明の変位検出装置は、基本
的には、夫々第1、第2の検出器を成し直列に接続され
た2個の巻線M1,M2と、該巻線M1,M2に夫々励磁用交流電
圧V1,V2を互いに逆位相で印加するように該巻線M1,M2
接続された発振器AC1,AC2とにより構成され、前記第
1、第2の検出器は磁性体から成る図示しない被検出体
の2つの面に、夫々対向して配置される。
上記巻線M1,M2は磁極面積及び透磁率が相等しいよう
に設計される。
第1、第2検出器の巻線M1,M2の両端に印加される電
圧をVとすると V=V1−V2=2・V1 で表わされる。
交流電圧の角周波数をωとすると、巻線M1,M2のイン
ピーダンスZ1,Z2は、Z1=ωL1、Z2=ωL2となる。ここ
で、L1,L2は巻線M1,M2のインダクタンスである。従っ
て、巻線M1,M2における電圧降下をVL1,VL2とすれば、 となり、巻線M1,M2の接続点の出力(以下「センサ出
力」という)V0は、 で表される。
次に、検出器の巻線の磁極と被検出体1との位置関係
がセンサ出力V0に与える影響について述べる。
第5図において各巻線M1,M2の磁極と被検出体1との
距離をg1,g2とする。被検出体1が磁極間の中心に位置
する場合(第5図に示す位置)、即ちg1=g2=h0の時、
磁極の面積をS、透磁率をμとすれば、 と表わされるので、L1=L2となり、 この時のセンサ出力V0は、 となる。
次に、被検出体1が第5図の位置からM2側にxだけ移
動した場合、即ちg1>g2の時は、 と表わされ、 この時のセンサ出力V0は、 となる。
一方、被検出体1が第5図の位置からM1側にxだけ移
動した場合、即ち、g1<g2の時は、 と表わされ、 この時のセンサ出力V0は、 となる。
このように、センサ出力V0は、磁極を2個組み合わせ
ることにより、巻線M1,M2の両端に印加される電圧Vが
一定であるので被検出体の移動量xと比例した値を執る
ことがわかる。
又、磁極と被検出体1間にステンレス箔のような非磁
性体の導体が介在した場合にも、上述の如く、センサ出
力V0は、L1,L2の変化には関係しないため、センサ出力V
0は被検出体1の移動量xに比例した値を執ることにな
る。
次に被検出体、検出器が温度変化により変形した場合
の、センサ出力V0に与える影響について述べる。
第6図において、例えば、被検出体1の変形量をyと
した場合について考えると、被検出体が磁極間の中心に
位置する時、即ちg1=g2=h0の時の巻線のインダクタン
スL1,L2は、 と表わされる。
従って、L1=L2となり、センサ出力V0となる。
このことから、温度変化により被検出体1が変形して
も巻線M1,M2のインダクタンスの変化は相殺されること
になりセンサ出力V0は何等影響されない。
次に、本発明の実施例について詳細に説明する。
第2図は、本発明の一実施例に係る非接触式変位検出
装置の全体構成のブロック図である。同図に示すよう
に、円形断面を有する被検出体1の2つの面1a,1bに夫
々対向して2つの検出器2,3の巻線2a,3aが配置され、該
巻線2a,3aは互いに直列に接続され、それらの両端は発
振器4に接続され、該発振器から夫々互いに逆位相の励
磁用交流電圧(以下「励磁電圧」と云う)V1,V2が印加
される。発振器4は、変換器5の同期整流器6にも接続
され、後者に前記励磁電圧と同一の周波数の同期整流用
基準信号Refを供給する。該同期整流器6のセンサ出力
入力端には前記巻線2a,3aの接続点Aが接続され、セン
サ出力V0を供給する。同期整流器6の出力側は変換器5
のローパスフィルタ7に接続される。
上記構成の非接触式変位検出装置の作動を第3図を参
照して説明すると、発振器4は第3図(a)に示す励磁
電圧V1,V2を巻線2a,3aに夫々供給する。被検出体1が変
位する(第3図(b))と、その変位量に応じて巻線2,
3のインダクタンスが変化し、従ってそれらのインピー
ダンスが変化する。巻線2a,3aの接続点からセンサ出力V
0が巻線2a,3aの両端に加えられた励磁電圧V1,V2を巻線2
a,3aのインピーダンス比で分圧した出力として取り出さ
れ(第3図(c))、変換器5の同期整流器6に供給さ
れる。同期整流器6は発振器4からの同期整流用基準信
号Refを基準として前記入力されたセンサ出力V0を同期
整流し、同期整流出力VRとして出力する(第3図
(d))。ローパスフィルタ7は入力された同期整流出
力VRのキャリア周波数分をカットし、出力を変位検出装
置出力Vcとして出力する(第3図(e))。
第1図は第2図の被検出体1と検出器2,3の配置を詳
細に示した図である。被検出体としての軸体1の外周上
の直径方向反対側の面1a,1bには検出器2,3のコア2b,3b
が夫々対向して配され、該コアに巻線2a,3aがその軸線
を各対向する面1a,1bに直角にして巻装される。
発振器4からの励磁電圧V1,V2により巻線2a,3aが励磁
されるとコア2b,3bと軸体1とを通る磁束φ1が形
成され、軸体1の変位量に応じた電圧のセンサ出力V0
巻線2a,3aの接続点Aから出力される。
第7図は上述した第1図の実施例の変形例を示し、こ
の変形例は、第1図の実施例に対し、巻線2a,3aをそれ
らの軸線が軸体1の対向面1a,1bに対して平行になるよ
うにコア2b,3bに巻装した点が異なる。
第8図は本発明の別の実施例による被検出体1と検出
器2,3の配置を示す図である。この実施例は、第1図、
第7図の実施例において被検出体1の外側に検出器2,3
を配置したのに対し、被検出体1の内側に検出器2,3を
配したものである。
第8図に示すように、被検出体1は中空円筒体から成
り、コア2b,3bは共通の単一部材により一体に形成さ
れ、被検出体1の内周の直径方向反対側の2つの面1a,1
bに夫々対向して配される。巻線2a,3aはそれらの軸線が
夫々対向する面1a,1bに対し直角になるようにコア2b,3b
に巻装される。
第9図は上述した第8図の実施例の変形例を示す図で
あり、この変形例は、第8図の構成に対し、コア2b,3b
の形状が異なり、各コア2b,3bは2つの巻装部2b1,2b2;3
b1,3b2を有し、これらの巻装部2b1,2b2;3b1,3b2に巻線2
a,3aが夫々巻装されている点が異なる。
第10図は被検出体1を導体箔9で囲んだ実施例を示
す。この実施例は前述した第1図の実施例と同様の構成
において例えばステンレス等の非磁性体から成り、厚さ
0.1〜0.2mmの導体箔9を被検出体の軸体1と検出器2,3
との間に介在するように軸体1の外周を覆って配したも
のである。
この構成において、発振器4からの励磁電圧V1,V2
より、巻線2a,3aが励磁されると、コア2b,3bに発生した
磁束φ1が導体箔9を通り抜けて被検出体1を通る
第1図と同様の磁路が形成される。これにより、被検出
体(軸体)1の変位量に応じた電圧のセンサ出力V0が巻
線2a,3aの接続点Aから出力される。このように、本発
明は渦電流を利用するものではないから、導体箔の介在
に何等影響されることなく被検出体1の変位量を検出す
ることができる。
第11図は第7図の実施例と同様の構成において被検出
体1を導体箔9で囲んだ構成である。
この構成に依っても上述の第7図と同様の磁路が形成
され、導体箔9の介在にもかかわらず被検出体1の変位
量を検出できる。
第12図は第8図の実施例と同様の構成において検出器
2,3を導体箔で囲んだ構成、又、第13図は第9図の実施
例と同様の構成において検出器2,3を導体箔で囲んだ構
成を夫々示すもので、これらの構成においても第8図、
第9図と同様の磁路が形成され、導体箔の介在にもかか
わらず、被検出体1の変位量を検出できる。
第14図は更に別の実施例を示し、この実施例は、上述
した各実施例が被検出体として1個の軸体の変位を検出
する一軸検出構成のものであるのに対して、複数の軸体
の変位を検出する多軸検出構成のものである。
第14図において、図示しない被検出体としての第1乃
至第Nの軸体の各々には、前述した各実施例と同様の直
列接続された検出器巻線2a,3aが対向して配される。第
1乃至第Nの軸体の検出器巻線2a,3aは互いに並列接続
される。並列接続された第1乃至第Nの軸体の検出器巻
線2a,3aには、発振器4が接続され励磁電圧を検出器巻
線に印加する。各対の検出器巻線2a,3aの接続点は夫々
の変換器5に接続され、該接続点出力V0を供給する。変
換器5は前述した一軸検出構成のものと同様に構成する
ことができ、変位検出装置の出力Vcを出力する。
このように、本発明の非接触式変位検出装置を多軸検
出構成とした場合は各対の検出器巻線は単一の発振器を
共有できるので、配線数が更に少なくなり一層の低コス
ト化を図ることができる。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明の請求項1記載の非接触
式変位検出装置によれば、被検出体の変位を検出する非
接触式変位検出装置において、各々巻線を有する2個の
検出器の一方を磁性体からなる被検出体の一の面に対向
配置し、他方を前記被検出体の中心に関し前記一の面と
反対側の他の面に対向配置し、前記2個の検出器の巻線
同士を直列に接続し、各巻線の両端にグランドに対して
逆位相の励磁用交流電圧を印加して、前記2個の検出器
の巻線の接続点よりグランドに対する出力を取り出し、
検出信号とするようにしたので、温度による出力変動が
ないことはもとより、演算回路が不要であり、構成が簡
単で且つ配線数が減少でき低コスト化を図ることができ
ると云う優れた効果を奏することができる。更に渦電流
の利用ではなく、磁束の変化を検出する構成であるた
め、被検出体と検出器間に導体箔が介在した場合でも、
被検出体の変位量を正確に検出できるものである。
また、本発明の請求項2記載の非接触式変位検出装置
によれば、請求項1記載の非接触式変位検出装置におい
て、各々の被検出体と検出器との間に非磁性導体を挟ん
だから、渦電流の影響を対向する2つの検出器により相
殺し変位検出することができる。
更に、本発明の請求項3記載の非接触式変位検出装置
によれば、請求項1または2記載の非接触式変位検出装
置において、励磁用交流電圧を共通とした多軸構成とし
たから、励磁用交流電源の配線数が少なくて済み、コス
トを低減できる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例に係る一軸検出構成を示す配
置図、第2図は本発明の一実施例を示すブロック図、第
3図は第2図の各部の信号の波形図、第4図は本発明の
非接触式変位検出装置の基本構成図、第5図は被検出体
が磁極間の中心にある状態を示す図、第6図は被検出体
が温度変化により変位した状態を示す図、第7図乃至第
13図は本発明に係る一軸検出構成の他の実施例を示す配
置図であり、第7図は被検出体の外側に検出器を配置し
た実施例、第8図、第9図は被検出体の内側に検出器を
配置した実施例、第10図〜第13図は検出器と被検出体の
間に導体箔を介在させた実施例を夫々示す図、第14図は
本発明に係る多軸検出構成の実施例を示す配置図であ
る。 1……被検出体、2,3……検出器、2a,3a……検出器巻
線、4……発振器、5……変換器、6……同期整流器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01H 11/02 G01B 7/14

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被検出体の変位を検出する非接触式変位検
    出装置において、各々巻線を有する2個の検出器の一方
    を磁性体からなる被検出体の一の面に対向配置し、他方
    を前記被検出体の中心に関し前記一の面と反対側の他の
    面に対向配置し、前記2個の検出器の巻線同士を直列に
    接続し、各巻線の両端にグランドに対して逆位相の励磁
    用交流電圧を印加して、前記2個の検出器の巻線の接続
    点よりグランドに対する出力を取り出し、検出信号とす
    ることを特徴とする非接触式変位検出装置。
  2. 【請求項2】各々の被検出体と検出器との間に非磁性導
    体を挟んだことを特徴とする請求項1記載の非接触式変
    位検出装置。
  3. 【請求項3】励磁用交流電圧を共通とした多軸構成とし
    たことを特徴とする請求項1または2記載の非接触式変
    位検出装置。
JP02106927A 1990-04-23 1990-04-23 非接触式変位検出装置 Expired - Fee Related JP3097094B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02106927A JP3097094B2 (ja) 1990-04-23 1990-04-23 非接触式変位検出装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02106927A JP3097094B2 (ja) 1990-04-23 1990-04-23 非接触式変位検出装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH045525A JPH045525A (ja) 1992-01-09
JP3097094B2 true JP3097094B2 (ja) 2000-10-10

Family

ID=14446046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP02106927A Expired - Fee Related JP3097094B2 (ja) 1990-04-23 1990-04-23 非接触式変位検出装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3097094B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06299592A (ja) * 1993-04-13 1994-10-25 Maruei Concrete Kogyo Kk 分割カルバートを用いた遊水池
US11662569B2 (en) 2020-09-29 2023-05-30 Coretronic Corporation Optical processing turntable and projection device

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI112278B (fi) * 2000-01-20 2003-11-14 High Speed Tech Ltd Oy Menetelmä sähkökoneen roottorin sijainnin määrittämiseksi sekä sijaintianturi
JP5802429B2 (ja) * 2011-05-02 2015-10-28 オークマ株式会社 ステータおよびレゾルバ
JP5947144B2 (ja) * 2012-08-08 2016-07-06 東海旅客鉄道株式会社 電機子軸の支持構造の破損検出装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06299592A (ja) * 1993-04-13 1994-10-25 Maruei Concrete Kogyo Kk 分割カルバートを用いた遊水池
US11662569B2 (en) 2020-09-29 2023-05-30 Coretronic Corporation Optical processing turntable and projection device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH045525A (ja) 1992-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3754083B2 (ja) 位置エンコーダ
EP2413153B1 (en) Magnetic detection device
KR900000660B1 (ko) 비접촉 토오크 센서
US6011389A (en) Induced current position transducer having a low power electronic circuit
US5469053A (en) E/U core linear variable differential transformer for precise displacement measurement
US20180274948A1 (en) Inductive displacement sensors
JPH08273952A (ja) 平面電流検出器
JP3559225B2 (ja) 誘電型位置検出装置
US5194805A (en) Inductance-type displacement sensor for eliminating inaccuracies due to external magnetic fields
JP3097094B2 (ja) 非接触式変位検出装置
US3178696A (en) Position transducers
US8947074B1 (en) Inductive position sensor
US20110133727A1 (en) Inductive Position Sensor
JPH0933489A (ja) Squid磁束計を用いた励磁コイル移動型渦電流探傷装置
JP4924825B2 (ja) 電磁誘導式リニアスケール
JP3749955B2 (ja) 誘導型2次元位置検出装置
JPH037765Y2 (ja)
US6469501B1 (en) Conductive system for measuring the linear and angular positions of one object relative to another
JPH03138501A (ja) 位置検出装置
JP2535503B2 (ja) 地磁気方位センサ
JPH08201061A (ja) 薄膜磁気センサ
JP3024554B2 (ja) 変位変換装置
JPS61108981A (ja) 1軸差動型磁気測定器
JP2596841B2 (ja) インダクタンス形変位センサ
Velayudhan et al. Simple inductive displacement transducer

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070811

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080811

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees