JP3121138B2 - 変位検出器 - Google Patents
変位検出器Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は変位検出器に係り、特に
磁気浮上型の除振装置、磁気浮上搬送装置等に用いられ
る、大きな変位（ギャップ）の検出に好適な、誘導型又
は渦電流型等の非接触型変位センサを用いた変位検出器
に関する。
磁気浮上型の除振装置、磁気浮上搬送装置等に用いられ
る、大きな変位（ギャップ）の検出に好適な、誘導型又
は渦電流型等の非接触型変位センサを用いた変位検出器
に関する。
【０００２】
【従来の技術】非接触で対向するターゲット面の変位量
を検出する誘導型変位センサは、センサの検出面とター
ゲット面との間隔に対応してセンサコイルのインダクタ
ンスが変化することにより変位量を検出する。又、渦電
流型の変位センサは、ターゲットに発生する渦電流の変
化によりセンサ面とターゲット面との間隔すなわち変位
（ギャップ）を検出するものである。
を検出する誘導型変位センサは、センサの検出面とター
ゲット面との間隔に対応してセンサコイルのインダクタ
ンスが変化することにより変位量を検出する。又、渦電
流型の変位センサは、ターゲットに発生する渦電流の変
化によりセンサ面とターゲット面との間隔すなわち変位
（ギャップ）を検出するものである。
【０００３】図１５は、従来の係る誘導型変位センサを
用いた変位検出器を説明するものである。回転軸である
ターゲット１１の変位、即ち、誘導型変位センサ１，２
との間隔（ギャップ）Ｘ1，Ｘ2は、図示する回路によっ
て検出される。ここで誘導型変位センサ１，２は磁性材
料であるターゲット１１の位置に応じて、インダクタン
スが変化することを利用して、ターゲット１１の変位を
検出するセンサである。Ｘ方向にはギャップＸ1を検出
するセンサ１ａ，１ｂと、ギャップＸ2を検出するセン
サ２ａ，２ｂとが設けられており、直列に接続された中
点には、発振器２１により、高い周波数の正弦波信号が
印加される。センサの中点と、抵抗２２，２３の分割さ
れた中点との差分信号は、差動増幅器２４で増幅され
て、全波整流器２５で整流検波され、ローパスフィルタ
２６により低周波成分が取り出される。即ち、ターゲッ
トの位置の変動（変位）が、インダクタンスの電圧の変
化によって変位検出器の出力として取り出される。
用いた変位検出器を説明するものである。回転軸である
ターゲット１１の変位、即ち、誘導型変位センサ１，２
との間隔（ギャップ）Ｘ1，Ｘ2は、図示する回路によっ
て検出される。ここで誘導型変位センサ１，２は磁性材
料であるターゲット１１の位置に応じて、インダクタン
スが変化することを利用して、ターゲット１１の変位を
検出するセンサである。Ｘ方向にはギャップＸ1を検出
するセンサ１ａ，１ｂと、ギャップＸ2を検出するセン
サ２ａ，２ｂとが設けられており、直列に接続された中
点には、発振器２１により、高い周波数の正弦波信号が
印加される。センサの中点と、抵抗２２，２３の分割さ
れた中点との差分信号は、差動増幅器２４で増幅され
て、全波整流器２５で整流検波され、ローパスフィルタ
２６により低周波成分が取り出される。即ち、ターゲッ
トの位置の変動（変位）が、インダクタンスの電圧の変
化によって変位検出器の出力として取り出される。
【０００４】係る誘導型変位センサにおいては、ターゲ
ット１１とセンサ１，２の磁極とのギャップで構成する
インダクタンスの変化に測定原理が依存しているので、
ギャップが小さい場合は、インダクタンスの変化が大き
く、良好な変位の検出精度が得られる。
ット１１とセンサ１，２の磁極とのギャップで構成する
インダクタンスの変化に測定原理が依存しているので、
ギャップが小さい場合は、インダクタンスの変化が大き
く、良好な変位の検出精度が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように変位センサを対向するターゲット面に対して垂直
に配置して、変位センサの検出面とターゲット面との間
隔（ギャップ）を測定しようとすると、変位センサとタ
ーゲット面との間隔（ギャップ）が大きい場合、検出感
度が落ち、検出精度が充分に得られなくなるという問題
が生じる。
ように変位センサを対向するターゲット面に対して垂直
に配置して、変位センサの検出面とターゲット面との間
隔（ギャップ）を測定しようとすると、変位センサとタ
ーゲット面との間隔（ギャップ）が大きい場合、検出感
度が落ち、検出精度が充分に得られなくなるという問題
が生じる。
【０００６】本発明は、係る従来技術の問題点に鑑み、
検出するギャップ（変位量）が大きくても、安定に精度
良く変位を検出することのできる変位検出器を提供する
ものである。
検出するギャップ（変位量）が大きくても、安定に精度
良く変位を検出することのできる変位検出器を提供する
ものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、本発明の変位検出器は、検出する方向と平行な平
面に非接触で変位量を検出する変位センサをＸ方向とＹ
方向に一対づつ配置し、それぞれを直列に結線し、該変
位センサに対向するターゲット面を前記平面に対して傾
斜させて配置し、前記ターゲット面の変位を前記変位セ
ンサによって検出することにより、前記平面のＸＹ方向
の２次元の変位量を検出するようにしたことを特徴とす
るものである。
ため、本発明の変位検出器は、検出する方向と平行な平
面に非接触で変位量を検出する変位センサをＸ方向とＹ
方向に一対づつ配置し、それぞれを直列に結線し、該変
位センサに対向するターゲット面を前記平面に対して傾
斜させて配置し、前記ターゲット面の変位を前記変位セ
ンサによって検出することにより、前記平面のＸＹ方向
の２次元の変位量を検出するようにしたことを特徴とす
るものである。
【０００８】
【作用】検出する方向と平行な平面に非接触で変位量を
検出する変位センサを配置し、該変位センサに対向する
ターゲット面を前記平面に対して傾斜させて配置するこ
とにより、変位センサは対向するターゲット面との間隔
が、小さなギャップなので精度良くその変位を検出する
ことができる。傾斜したターゲット面が変位センサが配
置された平面に対して平行に移動すると、変位センサの
対向するターゲット面の変位は、傾斜したターゲット面
の垂直方向の変位出力が得られる。それ故、検出された
垂直方向変位は、検出する方向の移動距離（平面方向変
位）に比例するので、大きなギャップに対応した変位量
を精度良く出力することが可能となる。従って、ＸＹ方
向の変位量を精度良く検出することができる。更に、Ｚ
方向の変位検出手段を配置することにより、３次元の変
位を精度良く検出することが可能となる。
検出する変位センサを配置し、該変位センサに対向する
ターゲット面を前記平面に対して傾斜させて配置するこ
とにより、変位センサは対向するターゲット面との間隔
が、小さなギャップなので精度良くその変位を検出する
ことができる。傾斜したターゲット面が変位センサが配
置された平面に対して平行に移動すると、変位センサの
対向するターゲット面の変位は、傾斜したターゲット面
の垂直方向の変位出力が得られる。それ故、検出された
垂直方向変位は、検出する方向の移動距離（平面方向変
位）に比例するので、大きなギャップに対応した変位量
を精度良く出力することが可能となる。従って、ＸＹ方
向の変位量を精度良く検出することができる。更に、Ｚ
方向の変位検出手段を配置することにより、３次元の変
位を精度良く検出することが可能となる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例について、添付図面を
参照して説明する。
参照して説明する。
【００１０】図１、図２は本発明の第１の実施例の変位
検出器の構成の説明図である。図１は平面的構成及び回
路構成を示し、図２（Ａ），（Ｂ）は側面的な構成を示
す。変位を検出する方向と平行な平面２８に、Ｘ方向に
符号１，２からなる一対の変位センサが配置され、Ｙ方
向に一対の変位センサ３，４が配置されている。変位セ
ンサに対向したターゲット１１は、変位センサ１に対向
する傾斜した面１３、変位センサ２に対向する傾斜した
面１４を備えている。同様にＹ方向に傾斜した面１５は
変位センサ３に対向しており、Ｙ方向に傾斜した面１６
は、変位センサ４に対向している。
検出器の構成の説明図である。図１は平面的構成及び回
路構成を示し、図２（Ａ），（Ｂ）は側面的な構成を示
す。変位を検出する方向と平行な平面２８に、Ｘ方向に
符号１，２からなる一対の変位センサが配置され、Ｙ方
向に一対の変位センサ３，４が配置されている。変位セ
ンサに対向したターゲット１１は、変位センサ１に対向
する傾斜した面１３、変位センサ２に対向する傾斜した
面１４を備えている。同様にＹ方向に傾斜した面１５は
変位センサ３に対向しており、Ｙ方向に傾斜した面１６
は、変位センサ４に対向している。
【００１１】変位センサ１，２，３，４は誘導型変位セ
ンサであり、対向する磁性材料のターゲット面との間隔
（ギャップ）に応じてインダクタンスが変化することか
ら、その間隔に対応した変位量の出力が得られる。Ｘ方
向の変位センサ１，２は直列に結線されており、キャリ
ア周波数の発振器２１の出力が印加される。Ｙ方向の変
位センサ３，４も図示しないが同様に直列に結線されて
おり、発振器２１の出力が印加される。直列接続された
変位センサ１，２の中点は、直列接続された抵抗２２，
２３の中点と差動増幅器２４でブリッジ回路により比較
される。差動増幅器２４の出力は全波整流器２５でキャ
リア周波数が整流され、ローパスフィルタ２６によりそ
のキャリア周波数によって変調された低周波成分が取り
出される。
ンサであり、対向する磁性材料のターゲット面との間隔
（ギャップ）に応じてインダクタンスが変化することか
ら、その間隔に対応した変位量の出力が得られる。Ｘ方
向の変位センサ１，２は直列に結線されており、キャリ
ア周波数の発振器２１の出力が印加される。Ｙ方向の変
位センサ３，４も図示しないが同様に直列に結線されて
おり、発振器２１の出力が印加される。直列接続された
変位センサ１，２の中点は、直列接続された抵抗２２，
２３の中点と差動増幅器２４でブリッジ回路により比較
される。差動増幅器２４の出力は全波整流器２５でキャ
リア周波数が整流され、ローパスフィルタ２６によりそ
のキャリア周波数によって変調された低周波成分が取り
出される。
【００１２】（Ａ）に示すように、ターゲットの位置が
基準位置にある場合には、変位センサ１の出力と変位セ
ンサ２の出力は、それぞれのターゲット面との垂直方向
間隔ｘ1 とｘ2 とが等しいため、ブリッジ状に結線され
た変位センサの出力は等しくなる。したがって、変位検
出器は中点となる基準位置を検出する。
基準位置にある場合には、変位センサ１の出力と変位セ
ンサ２の出力は、それぞれのターゲット面との垂直方向
間隔ｘ1 とｘ2 とが等しいため、ブリッジ状に結線され
た変位センサの出力は等しくなる。したがって、変位検
出器は中点となる基準位置を検出する。
【００１３】これに対して（Ｂ）に示すように、ターゲ
ットがＸ方向にΔＸだけずれた場合には、変位センサ１
のセンサ面とターゲット面との間隔ｘ1 は、変位センサ
２の間隔ｘ2 と比較して大きくなる。したがって、変位
センサ１，２のインダクタンスの値が異なってくるた
め、変位センサ１，２の出力はそれぞれ異なったものと
なり、変位検出器の出力であるローパスフィルタ２６に
は垂直方向間隔ｘ1 とｘ2 との差分に対応した出力信号
が得られる。ｘ1 とｘ2 の差分は、誘導型変位センサで
精度良く測定可能な小さなギャップの間隔であるが、タ
ーゲット面１３，１４は傾斜していることから、Ｘ方向
のターゲットの変位ΔＸに比例したものとなる。それ
故、変位検出器の出力からターゲット１１のＸ方向の変
位ΔＸを精度良く得ることができる。
ットがＸ方向にΔＸだけずれた場合には、変位センサ１
のセンサ面とターゲット面との間隔ｘ1 は、変位センサ
２の間隔ｘ2 と比較して大きくなる。したがって、変位
センサ１，２のインダクタンスの値が異なってくるた
め、変位センサ１，２の出力はそれぞれ異なったものと
なり、変位検出器の出力であるローパスフィルタ２６に
は垂直方向間隔ｘ1 とｘ2 との差分に対応した出力信号
が得られる。ｘ1 とｘ2 の差分は、誘導型変位センサで
精度良く測定可能な小さなギャップの間隔であるが、タ
ーゲット面１３，１４は傾斜していることから、Ｘ方向
のターゲットの変位ΔＸに比例したものとなる。それ
故、変位検出器の出力からターゲット１１のＸ方向の変
位ΔＸを精度良く得ることができる。
【００１４】図３は、係る変位検出器のターゲットの形
状を示し、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）はその断面図
である。図示するように中央部に平坦な四角面１２があ
り、その周囲は四方に傾斜した面１３，１４，１５，１
６となっている。
状を示し、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）はその断面図
である。図示するように中央部に平坦な四角面１２があ
り、その周囲は四方に傾斜した面１３，１４，１５，１
６となっている。
【００１５】図４及び図５は、本発明の第２の実施例の
変位検出器の構成を示すものである。この実施例におい
ては、図１に示す実施例に対して、Ｚ方向の変位を検出
する変位センサ５を備えたものである。従って、図１に
示す第１の実施例の構成要素と同一のものについては、
同一の符号を付してその説明を省略する。変位センサ５
は、前述と同様の誘導型の変位センサであり、磁性材料
のターゲットとの間隔に応じてそのインダクタンスが変
化することにより、ターゲット面とセンサ面との間隔を
検出するものである。変位センサ５の出力は第１の実施
例と同様なブリッジ回路からなる検出回路２７によって
Ｚ方向の変位ΔＺが出力される。
変位検出器の構成を示すものである。この実施例におい
ては、図１に示す実施例に対して、Ｚ方向の変位を検出
する変位センサ５を備えたものである。従って、図１に
示す第１の実施例の構成要素と同一のものについては、
同一の符号を付してその説明を省略する。変位センサ５
は、前述と同様の誘導型の変位センサであり、磁性材料
のターゲットとの間隔に応じてそのインダクタンスが変
化することにより、ターゲット面とセンサ面との間隔を
検出するものである。変位センサ５の出力は第１の実施
例と同様なブリッジ回路からなる検出回路２７によって
Ｚ方向の変位ΔＺが出力される。
【００１６】例えば図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、タ
ーゲット面１２と変位センサ５の間隔がΔＺ1 の場合に
は、その出力はΔＺ1 に相当する変位量が直接得られ、
その間隔がΔＺ2 の場合にはその出力はΔＺ2 に相当す
る変位量が直接得られる。これによって、ＸＹＺ方向の
３次元の変位量を検出することが可能となる。
ーゲット面１２と変位センサ５の間隔がΔＺ1 の場合に
は、その出力はΔＺ1 に相当する変位量が直接得られ、
その間隔がΔＺ2 の場合にはその出力はΔＺ2 に相当す
る変位量が直接得られる。これによって、ＸＹＺ方向の
３次元の変位量を検出することが可能となる。
【００１７】図６は、本発明の第３の実施例の変位検出
器の構成を示すものである。本実施例においては変位セ
ンサのターゲット１１の裏面３４をＺ方向を支持する電
磁石３１の浮上用ターゲットとし、変位センサのターゲ
ットと電磁石のターゲットとを共用したものである。
器の構成を示すものである。本実施例においては変位セ
ンサのターゲット１１の裏面３４をＺ方向を支持する電
磁石３１の浮上用ターゲットとし、変位センサのターゲ
ットと電磁石のターゲットとを共用したものである。
【００１８】ターゲット１１の表面１２，１３，１４に
対向して配置された変位センサ１，２，５からなる変位
検出器の構成は、前述の第２の実施例に示すものと同様
であり、その説明を省略する。本実施例においては、タ
ーゲット１１の裏面３４は、浮上用電磁石３１の浮上用
ターゲットとなっており、浮上用電磁石３１の磁気吸引
力により、磁性材料のターゲット１１が浮上保持され
る。そしてターゲット１１には、支持部材３３を介し
て、例えばテーブル３２が固定されており、テーブル３
２は設置床である平面２８から非接触浮上支持されたも
のとなる。このような構成により、ＸＹＺ方向に変位の
検出が可能で、且つコンパクトな構造の磁気浮上テーブ
ル装置を製作することが可能となる。また、変位センサ
５の出力をもとに、補償回路３１、パワーアンプ３２と
からなるコントローラ３０によって、浮上支持用の電磁
石３１の励磁電流（磁気吸引力）を調整することによ
り、テーブル３２を目標位置に浮上支持できる。
対向して配置された変位センサ１，２，５からなる変位
検出器の構成は、前述の第２の実施例に示すものと同様
であり、その説明を省略する。本実施例においては、タ
ーゲット１１の裏面３４は、浮上用電磁石３１の浮上用
ターゲットとなっており、浮上用電磁石３１の磁気吸引
力により、磁性材料のターゲット１１が浮上保持され
る。そしてターゲット１１には、支持部材３３を介し
て、例えばテーブル３２が固定されており、テーブル３
２は設置床である平面２８から非接触浮上支持されたも
のとなる。このような構成により、ＸＹＺ方向に変位の
検出が可能で、且つコンパクトな構造の磁気浮上テーブ
ル装置を製作することが可能となる。また、変位センサ
５の出力をもとに、補償回路３１、パワーアンプ３２と
からなるコントローラ３０によって、浮上支持用の電磁
石３１の励磁電流（磁気吸引力）を調整することによ
り、テーブル３２を目標位置に浮上支持できる。
【００１９】ターゲット１１は、電気抵抗の高い磁性材
料、例えば電磁ステンレス鋼を用いる。高周波数帯域で
使用する変位センサにとっては、渦電流の発生が抑えら
れ、良好な感度を取ることが可能となる。又、電磁石に
とっても、高い周波数帯域で制御する場合、渦電流の影
響を受けずに磁力を発生させることができる。
料、例えば電磁ステンレス鋼を用いる。高周波数帯域で
使用する変位センサにとっては、渦電流の発生が抑えら
れ、良好な感度を取ることが可能となる。又、電磁石に
とっても、高い周波数帯域で制御する場合、渦電流の影
響を受けずに磁力を発生させることができる。
【００２０】図７、図８は本発明の第４の実施例を示す
ものである。図７において、ターゲット１１及びＸＹ方
向の変位センサ１，２，３，４等の構成は第１の実施例
に示すものと同様であるので、その説明を省略する。本
実施例においては、前述の第２の実施例のＺ方向の変位
の検出に、変位センサ５を用いていたことに対して、変
位センサ５を省略し、ＸＹ方向の変位センサ１，２，
３，４によってＺ方向の変位を検出するものである。
ものである。図７において、ターゲット１１及びＸＹ方
向の変位センサ１，２，３，４等の構成は第１の実施例
に示すものと同様であるので、その説明を省略する。本
実施例においては、前述の第２の実施例のＺ方向の変位
の検出に、変位センサ５を用いていたことに対して、変
位センサ５を省略し、ＸＹ方向の変位センサ１，２，
３，４によってＺ方向の変位を検出するものである。
【００２１】図８はこの検出回路の回路図である。この
検出回路は、一対のＸ方向の変位センサ１、２及び一対
のＹ方向の変位センサ３、４によりＸ方向変位ΔＸ及び
Ｙ方向変位ΔＹを出力することは前述の第１から第３の
実施例と同様である。そしてこの回路において、前述の
実施例と異なる点は、Ｚ方向の変位量の検出に各変位セ
ンサ１，２，３，４のそれぞれの出力を合計し、０．２
５を乗算することによりその平均値として、Ｚ方向変位
ΔＺを出力している点である。
検出回路は、一対のＸ方向の変位センサ１、２及び一対
のＹ方向の変位センサ３、４によりＸ方向変位ΔＸ及び
Ｙ方向変位ΔＹを出力することは前述の第１から第３の
実施例と同様である。そしてこの回路において、前述の
実施例と異なる点は、Ｚ方向の変位量の検出に各変位セ
ンサ１，２，３，４のそれぞれの出力を合計し、０．２
５を乗算することによりその平均値として、Ｚ方向変位
ΔＺを出力している点である。
【００２２】このように、Ｚ方向の専用の変位センサを
用いることなく、Ｘ方向、Ｙ方向に配置したそれぞれの
一対づつの４個からなる変位センサの出力の平均値より
Ｚ方向の変位量ΔＺを検出することが可能となる。従っ
て、よりコンパクトなＸＹＺ方向の変位量が検出できる
変位検出器が実現される。
用いることなく、Ｘ方向、Ｙ方向に配置したそれぞれの
一対づつの４個からなる変位センサの出力の平均値より
Ｚ方向の変位量ΔＺを検出することが可能となる。従っ
て、よりコンパクトなＸＹＺ方向の変位量が検出できる
変位検出器が実現される。
【００２３】図９乃至図１４は本発明の第５の実施例の
変位検出器の構成を示すものである。第５の実施例は、
前述の第４の実施例と同様なターゲット及び誘導型変位
センサの配置を上下両面に設け、合計８個の誘導型変位
センサ出力からＸＹＺ方向の変位量と傾き量を検出する
ようにしたものである。
変位検出器の構成を示すものである。第５の実施例は、
前述の第４の実施例と同様なターゲット及び誘導型変位
センサの配置を上下両面に設け、合計８個の誘導型変位
センサ出力からＸＹＺ方向の変位量と傾き量を検出する
ようにしたものである。
【００２４】図９は変位センサの配置を説明するもので
あり、下側の変位センサ１，２，３，４の配置は前述の
第４の実施例に示すものと同様である。本実施例におい
ては、その下側の変位センサの配置と同様のものを、も
う一組、ターゲットの上側に設けたものである。変位セ
ンサ６，７は、上側のＸ方向の一対の変位センサであ
り、変位センサ８，９は、上側のＹ方向の一対の変位セ
ンサである。そしてこれらの変位センサは、Ｚ方向の変
位を検出できるように接続されていることは前述の実施
例と同様である。
あり、下側の変位センサ１，２，３，４の配置は前述の
第４の実施例に示すものと同様である。本実施例におい
ては、その下側の変位センサの配置と同様のものを、も
う一組、ターゲットの上側に設けたものである。変位セ
ンサ６，７は、上側のＸ方向の一対の変位センサであ
り、変位センサ８，９は、上側のＹ方向の一対の変位セ
ンサである。そしてこれらの変位センサは、Ｚ方向の変
位を検出できるように接続されていることは前述の実施
例と同様である。
【００２５】図１０は本実施例におけるターゲットの形
状を説明するものであり、（Ａ）はターゲットの上面か
ら見た平面図であり、（Ｂ）はその断面図である。図示
するように、ターゲットは下側と上側とが対称な形状を
なしており、Ｘ方向のターゲットの傾斜面１３と１８と
は上下対称の傾斜をなしており、ターゲット面１４と１
９も同じ傾斜をなしている。
状を説明するものであり、（Ａ）はターゲットの上面か
ら見た平面図であり、（Ｂ）はその断面図である。図示
するように、ターゲットは下側と上側とが対称な形状を
なしており、Ｘ方向のターゲットの傾斜面１３と１８と
は上下対称の傾斜をなしており、ターゲット面１４と１
９も同じ傾斜をなしている。
【００２６】図１１（Ａ）は、ターゲット１１がＸ方向
の基準位置にあることを示し、（Ｂ）はターゲット１１
がＸ方向にΔＸだけ変位していることを示す。本実施例
においては図７に示す第４の実施例と比較して、上側と
下側とに対称に変位センサ１，２，６，７を備えてお
り、それぞれ傾斜したターゲット面１３，１４，１８，
１９を備えているので、より精度の高い変位量ΔＸを検
出することが可能となる。
の基準位置にあることを示し、（Ｂ）はターゲット１１
がＸ方向にΔＸだけ変位していることを示す。本実施例
においては図７に示す第４の実施例と比較して、上側と
下側とに対称に変位センサ１，２，６，７を備えてお
り、それぞれ傾斜したターゲット面１３，１４，１８，
１９を備えているので、より精度の高い変位量ΔＸを検
出することが可能となる。
【００２７】図１２（Ａ）は、ターゲット１１がＺ方向
のΔＺ1の位置にあることを示し、（Ｂ）はターゲット
１１がＺ方向のΔＺ2の位置にあることを示す。本実施
例においては、上側と下側とに対称に変位センサを備え
ており、それぞれ傾斜したターゲット面を備えているの
で、より精度の高い変位量ΔＺを検出することが可能と
なる。
のΔＺ1の位置にあることを示し、（Ｂ）はターゲット
１１がＺ方向のΔＺ2の位置にあることを示す。本実施
例においては、上側と下側とに対称に変位センサを備え
ており、それぞれ傾斜したターゲット面を備えているの
で、より精度の高い変位量ΔＺを検出することが可能と
なる。
【００２８】図１３（Ａ）（Ｂ）は本実施例におけるタ
ーゲット１１の傾きを検出する説明図である。（Ａ）に
示すように、ターゲット１１が水平である場合には、変
位センサとターゲット面との間隔ｘ1uとｘ1dとの間隔は
等しく、またｘ2uとｘ2dとの間隔も等しい。
ーゲット１１の傾きを検出する説明図である。（Ａ）に
示すように、ターゲット１１が水平である場合には、変
位センサとターゲット面との間隔ｘ1uとｘ1dとの間隔は
等しく、またｘ2uとｘ2dとの間隔も等しい。
【００２９】（Ｂ）に示すように、ターゲット１１がＹ
軸回りに傾いている場合には、変位センサ６とターゲッ
ト１８との間隔ｘ1uは変位センサ１とターゲット面１３
との間隔ｘ1dよりも大きくなり、変位センサ７とターゲ
ット面１８との間隔ｘ2uは、変位センサ２とターゲット
面１４との間隔ｘ2dよりも小さくなり、ターゲット１１
がＹ軸回りに傾いていることが検出される。
軸回りに傾いている場合には、変位センサ６とターゲッ
ト１８との間隔ｘ1uは変位センサ１とターゲット面１３
との間隔ｘ1dよりも大きくなり、変位センサ７とターゲ
ット面１８との間隔ｘ2uは、変位センサ２とターゲット
面１４との間隔ｘ2dよりも小さくなり、ターゲット１１
がＹ軸回りに傾いていることが検出される。
【００３０】図１４は、本実施例における検出回路の回
路図である。ターゲット１１のＸ方向，Ｙ方向，Ｚ方向
変位は、前述の第４の実施例と同様に下側の変位センサ
１，２，３，４を用いて検出される。Ｘ軸回り傾き、Ｙ
軸回り傾きはそれぞれ対となる変位センサの出力を比較
し、それを更に上側下側の出力と比較することによって
求められる。例えば、図１１（Ｂ）に示すＹ軸回りの傾
きは、上側の対となるセンサ出力ｘ1u，ｘ2u及び下側の
対となるセンサｘ1d，ｘ2dとが減算処理され、更にｘ1u
−ｘ2uからｘ1d−ｘ2dが減算処理されることによってＹ
軸回りの傾き量が出力される。
路図である。ターゲット１１のＸ方向，Ｙ方向，Ｚ方向
変位は、前述の第４の実施例と同様に下側の変位センサ
１，２，３，４を用いて検出される。Ｘ軸回り傾き、Ｙ
軸回り傾きはそれぞれ対となる変位センサの出力を比較
し、それを更に上側下側の出力と比較することによって
求められる。例えば、図１１（Ｂ）に示すＹ軸回りの傾
きは、上側の対となるセンサ出力ｘ1u，ｘ2u及び下側の
対となるセンサｘ1d，ｘ2dとが減算処理され、更にｘ1u
−ｘ2uからｘ1d−ｘ2dが減算処理されることによってＹ
軸回りの傾き量が出力される。
【００３１】したがって、本実施例によれば上下対称に
配置された８面のターゲット及び８個の変位センサによ
り、ターゲット１１のＸＹＺ方向の変位量とＸ軸回り及
びＹ軸回りの傾き量を検出することが可能となる。
配置された８面のターゲット及び８個の変位センサによ
り、ターゲット１１のＸＹＺ方向の変位量とＸ軸回り及
びＹ軸回りの傾き量を検出することが可能となる。
【００３２】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明は、検出
する方向と平行な平面に変位センサを配置し、該変位セ
ンサに対向するターゲット面を前記平面に対して傾斜さ
せて、対向するターゲット面の変位を検出することによ
り、検出する方向の変位に対して出力が取れるようにし
たものである。それ故、変位センサが配置された平面と
平行な方向の大きなギャップの変位を容易に検出するこ
とができる。
する方向と平行な平面に変位センサを配置し、該変位セ
ンサに対向するターゲット面を前記平面に対して傾斜さ
せて、対向するターゲット面の変位を検出することによ
り、検出する方向の変位に対して出力が取れるようにし
たものである。それ故、変位センサが配置された平面と
平行な方向の大きなギャップの変位を容易に検出するこ
とができる。
【００３３】更に、変位センサの対を組み合せて用いる
ことにより、ＸＹＺ方向の変位、またはその平面に対す
るターゲットの傾きをも検出することが可能となる。そ
れ故、磁気浮上方式の除振装置、或いは磁気浮上搬送装
置等の大振幅動作の変位の検出に極めて好適な変位検出
器が実現された。
ことにより、ＸＹＺ方向の変位、またはその平面に対す
るターゲットの傾きをも検出することが可能となる。そ
れ故、磁気浮上方式の除振装置、或いは磁気浮上搬送装
置等の大振幅動作の変位の検出に極めて好適な変位検出
器が実現された。
【図１】本発明の第１の実施例の変位センサの説明図。
【図２】本発明の第１の実施例の変位センサの説明図。
【図３】本発明の第１の実施例におけるターゲットの形
状を示す（Ａ）は平面図、（Ｂ）はその断面図。
状を示す（Ａ）は平面図、（Ｂ）はその断面図。
【図４】本発明の第２の実施例の（Ａ）は説明図、
（Ｂ）はその断面図。
（Ｂ）はその断面図。
【図５】本発明の第２の実施例のＺ方向変位検出の説明
図。
図。
【図６】本発明の第３の実施例の変位検出器の断面図。
【図７】本発明の第４の実施例の（Ａ）は平面図、
（Ｂ），（Ｃ）はその断面図。
（Ｂ），（Ｃ）はその断面図。
【図８】本発明の第４の実施例の検出回路の回路図。
【図９】本発明の第５の実施例の変位検出器の変位セン
サの配置を示す平面図。
サの配置を示す平面図。
【図１０】本発明の第５の実施例のターゲットの形状を
示す（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図。
示す（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図。
【図１１】本発明の第５の実施例のターゲットのＸ方向
変位検出の説明図であり、Ｘ方向変位が（Ａ）は基準位
置、（Ｂ）はΔＸの場合を示す。
変位検出の説明図であり、Ｘ方向変位が（Ａ）は基準位
置、（Ｂ）はΔＸの場合を示す。
【図１２】本発明の第５の実施例のターゲットのＺ方向
変位検出の説明図であり、Ｚ方向変位が（Ａ）はΔ
Ｚ1、（Ｂ）はΔＺ2の場合を示す。
変位検出の説明図であり、Ｚ方向変位が（Ａ）はΔ
Ｚ1、（Ｂ）はΔＺ2の場合を示す。
【図１３】本発明の第５の実施例のターゲットのＹ軸回
りの傾き検出の説明図。
りの傾き検出の説明図。
【図１４】本発明の第５の実施例の変位検出器の検出回
路の回路図。
路の回路図。
【図１５】従来の変位検出器の説明図。
１，２，３，４，５，６，７，８，９ 変位センサ １１ ターゲット １２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，３
４ ターゲット面 ２１ 発振器 ２２，２３ 抵抗 ２４ 差動増幅器 ２５ 全波整流器 ２６ ローパスフィルタ ２７ 検出回路 ２８ 変位センサの配置された平面
４ ターゲット面 ２１ 発振器 ２２，２３ 抵抗 ２４ 差動増幅器 ２５ 全波整流器 ２６ ローパスフィルタ ２７ 検出回路 ２８ 変位センサの配置された平面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｄ 5/20 Ｇ０１Ｄ 5/20 Ｆ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 5/00 - 7/34 102 G01B 21/00 - 21/32 G01D 5/00 - 5/252 G01D 5/39 - 5/62
Claims (4)
- 【請求項１】 検出する方向と平行な平面に非接触で変
位量を検出する変位センサをＸ方向とＹ方向に一対づつ
配置し、それぞれを直列に結線し、該変位センサに対向
するターゲット面を前記平面に対して傾斜させて配置
し、前記ターゲット面の変位を前記変位センサによって
検出することにより、前記平面のＸＹ方向の２次元の変
位量を検出するようにしたことを特徴とする変位検出
器。 - 【請求項２】 前記Ｘ方向とＹ方向に一対づつ配置され
た４個の変位センサの中央に、Ｚ方向を検出する変位セ
ンサを配置し、ＸＹＺ方向の３次元の変位量を検出する
ようにしたことを特徴とする請求項１記載の変位検出
器。 - 【請求項３】 前記変位センサのターゲットの裏面をＺ
方向を支持する電磁石のターゲットとし、前記変位セン
サのターゲットと前記電磁石のターゲットとを共用した
ことを特徴とする請求項１又は２記載の変位検出器。 - 【請求項４】 検出する方向と平行な平面に、変位セン
サをＸ方向とＹ方向に一対づつ４個配置し、各対の変位
センサをそれぞれ直列に結線し、前記変位センサに対向
するターゲット面を前記平面に対して傾斜させて、前記
４個の変位センサの平均値よりＺ方向の変位量を検出す
るようにしたことを特徴とする請求項１記載の変位検出
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04254114A JP3121138B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 変位検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04254114A JP3121138B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 変位検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0674706A JPH0674706A (ja) | 1994-03-18 |
| JP3121138B2 true JP3121138B2 (ja) | 2000-12-25 |
Family
ID=17260423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04254114A Expired - Fee Related JP3121138B2 (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 変位検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3121138B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4674157B2 (ja) * | 2005-12-26 | 2011-04-20 | 富士電機システムズ株式会社 | 転炉排ガス処理装置のスカート位置検出器異常検知方法およびその異常検知に係るスカート位置修正制御方法 |
| DE102007020873A1 (de) * | 2007-04-26 | 2008-10-30 | Ident Technology Ag | Sensoreinrichtung, sowie Verfahren zur Generierung von hinsichtlich der Position oder Positionsänderung von Gliedmaßen indikativen Signalen |
| JP5600636B2 (ja) * | 2011-04-11 | 2014-10-01 | 株式会社東海理化電機製作所 | 位置検出装置 |
| CN114688959B (zh) * | 2022-04-11 | 2024-08-13 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 测试结构水平位移的检测装置及检测方法 |
-
1992
- 1992-08-28 JP JP04254114A patent/JP3121138B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0674706A (ja) | 1994-03-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |