JP3136499B2 - 変位検出器 - Google Patents
変位検出器Info
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- JP3136499B2 JP3136499B2 JP05059515A JP5951593A JP3136499B2 JP 3136499 B2 JP3136499 B2 JP 3136499B2 JP 05059515 A JP05059515 A JP 05059515A JP 5951593 A JP5951593 A JP 5951593A JP 3136499 B2 JP3136499 B2 JP 3136499B2
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- Japan
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- movable core
- displacement
- length
- secondary coils
- displacement detector
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Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title claims description 40
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は変位する部材の位置を、
それに対応する電圧値として検出できるようにしてある
変位検出器に関し、更に詳しくは、上記電圧値を変位に
対する直線性の良い状態で得ることが出来るようにした
変位検出器に関する。
それに対応する電圧値として検出できるようにしてある
変位検出器に関し、更に詳しくは、上記電圧値を変位に
対する直線性の良い状態で得ることが出来るようにした
変位検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３の如く、一定電圧の交流電圧が印加
される１次コイル1fの左右に夫々２次コイル2f,3fを同
芯状に並設し、１次コイル1fの中空部には、変位部材に
連動して変位させる為の可動コア6fを左右への変位を自
在に配設し、しかも可動コア6fの定格ストロークS,S'の
範囲内において直線性の良い電圧値のデータが得られる
ようにする為に、上記可動コア6fの長さL4fを上記１次
コイル1fから左右の２次コイル2f,3fに跨る長寸に形成
し、該可動コア6fの左右への変位は、可動コア6fの端が
２次コイル2f,3fの端から符号6af,6bfの如く外方へ突出
する位置まで行うようにしている。
される１次コイル1fの左右に夫々２次コイル2f,3fを同
芯状に並設し、１次コイル1fの中空部には、変位部材に
連動して変位させる為の可動コア6fを左右への変位を自
在に配設し、しかも可動コア6fの定格ストロークS,S'の
範囲内において直線性の良い電圧値のデータが得られる
ようにする為に、上記可動コア6fの長さL4fを上記１次
コイル1fから左右の２次コイル2f,3fに跨る長寸に形成
し、該可動コア6fの左右への変位は、可動コア6fの端が
２次コイル2f,3fの端から符号6af,6bfの如く外方へ突出
する位置まで行うようにしている。
【０００３】このような変位検出器は、上記可動コア6f
が左又は右に変位すると、上記左右の２次コイル2f,3f
に誘起される電圧値が増減する為、その電圧値によって
可動コア6fの左右への変位状態がわかる。しかも、上記
定格ストロークS,S'の範囲内では上記電圧値は可動コア
6fの左右への変位に対する直線性が良く、利用し易いデ
ータとなる特長がある。
が左又は右に変位すると、上記左右の２次コイル2f,3f
に誘起される電圧値が増減する為、その電圧値によって
可動コア6fの左右への変位状態がわかる。しかも、上記
定格ストロークS,S'の範囲内では上記電圧値は可動コア
6fの左右への変位に対する直線性が良く、利用し易いデ
ータとなる特長がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしこの従来の変位
検出器では、上記のように可動コア6fが２次コイル2f,3
fから左右に突出する為、その突出する場所を確保する
必要があり（例えばその場所を囲むカバーを設ける）、
変位検出器としての軸線方向の全長L0fが長大化する問
題点があった。
検出器では、上記のように可動コア6fが２次コイル2f,3
fから左右に突出する為、その突出する場所を確保する
必要があり（例えばその場所を囲むカバーを設ける）、
変位検出器としての軸線方向の全長L0fが長大化する問
題点があった。
【０００５】本願発明は上記従来技術の問題点（技術的
課題）を解決する為になされたもので、可動コアの変位
をそれと直線性の良い関係で変化する電圧値として得る
ことが出来、しかも軸線方向の長さを小型化することが
出来るようにした変位検出起を提供することを目的とし
ている。
課題）を解決する為になされたもので、可動コアの変位
をそれと直線性の良い関係で変化する電圧値として得る
ことが出来、しかも軸線方向の長さを小型化することが
出来るようにした変位検出起を提供することを目的とし
ている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本願発明における変位検出器は、一定電圧の交流電
圧が印加される１次コイルの左右には夫々２次コイルを
同芯状に並設し、１次コイルの中空部には左右への変位
を自在に可動コアを配して、上記可動コアを外力により
左右に変位させることによって上記左右の各２次コイル
に誘起される電圧値を可変ならしめるようにしてある変
位検出器において、上記各２次コイルの軸線方向長さを
上記１次コイルと二つの２次コイルの軸線方向長さの合
計寸法に対して１／８〜１／４倍程度の短かい長さに設
定すると共に、上記可動コアの軸線方向長さを上記合計
寸法の１／４〜１／２．５倍程度の短かい長さに設定し
たものである。
に、本願発明における変位検出器は、一定電圧の交流電
圧が印加される１次コイルの左右には夫々２次コイルを
同芯状に並設し、１次コイルの中空部には左右への変位
を自在に可動コアを配して、上記可動コアを外力により
左右に変位させることによって上記左右の各２次コイル
に誘起される電圧値を可変ならしめるようにしてある変
位検出器において、上記各２次コイルの軸線方向長さを
上記１次コイルと二つの２次コイルの軸線方向長さの合
計寸法に対して１／８〜１／４倍程度の短かい長さに設
定すると共に、上記可動コアの軸線方向長さを上記合計
寸法の１／４〜１／２．５倍程度の短かい長さに設定し
たものである。
【０００７】
【作用】可動コアが左または右に変位すると、左右の２
次コイルに誘起される電圧値が変化する為、その電圧値
によって可動コアの変位の大きさを知ることが出来る。
この場合、２次コイル及び可動コアの長さが短いため、
上記変位に対する電圧値の変化の直線性は良い。又可動
コアの長さが短いため、１次及び２次コイルの中空部内
において、可動コアを大きなストロークで動かすことが
出来る。
次コイルに誘起される電圧値が変化する為、その電圧値
によって可動コアの変位の大きさを知ることが出来る。
この場合、２次コイル及び可動コアの長さが短いため、
上記変位に対する電圧値の変化の直線性は良い。又可動
コアの長さが短いため、１次及び２次コイルの中空部内
において、可動コアを大きなストロークで動かすことが
出来る。
【０００８】
【実施例】以下本願の実施例を示す図面について説明す
る。図１において、Ａは変位検出器を示す。１は１次コ
イル、２，３は夫々２次コイルを示し、１次コイル１の
左右に同芯状に並設してある。この例では複数のコイル
を同芯状に保持する為の複数のコイル保持部4a, 4b, 4c
を備えたコイルボビンに各コイルを巻回して上記の状態
が保たれるようにしてある。尚ボビン４における鍔4dの
厚みは、電気的な特性への影響を僅少にする為に、各コ
イルの機械的な保護が可能な範囲で薄くしておくと良
い。５は１次コイルの磁束を２次コイル２，３に効率良
く及ぼすと共に外周側への磁束の漏洩を少なくする為の
ヨークである。６は１次コイル１の中空部1aに軸線方向
に向けての左右への変位を自在に配設した可動コア、７
は可動コア６と弁におけるスプールとの連結部材で、弁
におけるスプールが中立位置にあるときにはコア６が図
１の如く１次コイル１の軸線方向の中央位置に位置し、
上記スプールが上記中立位置から一方側あるいは他方側
へ変位するに応じてコア６が上記中央位置から上記軸線
方向に向けて左又は右に変位する関係で連結している。
る。図１において、Ａは変位検出器を示す。１は１次コ
イル、２，３は夫々２次コイルを示し、１次コイル１の
左右に同芯状に並設してある。この例では複数のコイル
を同芯状に保持する為の複数のコイル保持部4a, 4b, 4c
を備えたコイルボビンに各コイルを巻回して上記の状態
が保たれるようにしてある。尚ボビン４における鍔4dの
厚みは、電気的な特性への影響を僅少にする為に、各コ
イルの機械的な保護が可能な範囲で薄くしておくと良
い。５は１次コイルの磁束を２次コイル２，３に効率良
く及ぼすと共に外周側への磁束の漏洩を少なくする為の
ヨークである。６は１次コイル１の中空部1aに軸線方向
に向けての左右への変位を自在に配設した可動コア、７
は可動コア６と弁におけるスプールとの連結部材で、弁
におけるスプールが中立位置にあるときにはコア６が図
１の如く１次コイル１の軸線方向の中央位置に位置し、
上記スプールが上記中立位置から一方側あるいは他方側
へ変位するに応じてコア６が上記中央位置から上記軸線
方向に向けて左又は右に変位する関係で連結している。
【０００９】次にＢは上記可動コア６の変位を電気的な
信号として検出する為の回路を示す。10は該回路Ｂにお
いて上記１次コイル１に一定電圧の交流電圧を印加する
為の励磁部を示し、発振器を例示する。該発振器10の発
振周波数は必要充分な分解能と比較的高い効率を得る為
に１〜１０KHzの範囲の値に選ばれる。11は上記検出回
路Ｂにおいて可動コア６の変位に応じた電圧信号を得る
為の検出部を示し、得られた電圧信号の取扱が容易であ
るよう直流の電圧信号を得るようにしたものが用いてあ
る。又この検出部11は、可動コア６の中央位置からの変
位方向の違いを、出力端11a,11bに得られる電圧信号の
極性の違いによって判別できるようにする為に、夫々２
次コイル２，３に誘起される電圧を直流化する為の直流
化回路12，13を差動的に接続して構成してある。即ちそ
れらの直流化回路12，13におけるマイナス側12ｂ, 13ｂ
を相互に接続し、プラス側12ａ, 13ａを検出部11の出力
端11a,11bに接続してある。上記各直流化回路12, 13は
整流用のダイオード14、平滑用の抵抗15及びコンデンサ
16から成る周知のものである。
信号として検出する為の回路を示す。10は該回路Ｂにお
いて上記１次コイル１に一定電圧の交流電圧を印加する
為の励磁部を示し、発振器を例示する。該発振器10の発
振周波数は必要充分な分解能と比較的高い効率を得る為
に１〜１０KHzの範囲の値に選ばれる。11は上記検出回
路Ｂにおいて可動コア６の変位に応じた電圧信号を得る
為の検出部を示し、得られた電圧信号の取扱が容易であ
るよう直流の電圧信号を得るようにしたものが用いてあ
る。又この検出部11は、可動コア６の中央位置からの変
位方向の違いを、出力端11a,11bに得られる電圧信号の
極性の違いによって判別できるようにする為に、夫々２
次コイル２，３に誘起される電圧を直流化する為の直流
化回路12，13を差動的に接続して構成してある。即ちそ
れらの直流化回路12，13におけるマイナス側12ｂ, 13ｂ
を相互に接続し、プラス側12ａ, 13ａを検出部11の出力
端11a,11bに接続してある。上記各直流化回路12, 13は
整流用のダイオード14、平滑用の抵抗15及びコンデンサ
16から成る周知のものである。
【００１０】上記構成のものにあっては、可動コア６が
図１の如く中央位置にあるときには各２次コイル２，３
に誘起される電圧値が等しく、従って検出部11の出力端
11ａ, 11ｂに出力される直流電圧は０Ｖである。可動コ
ア６が図１の左方へ変位すると、２次コイル３を通る磁
束が減少する一方、２次コイル２を通る磁束が増加する
為、２次コイル３に誘起される電圧値は低下し、２次コ
イル２に誘起される電圧値が上昇する。それら低下及び
上昇の度合は可動コア６の上記中立位置からの変位の大
きさに対応する。この為検出部11においては、出力端11
ａに対して出力端11ｂがマイナスとなる直流が出力され
る。しかもその電圧値は上記コア６の変位の大きさに比
例する。一方可動コア６が図１の右方へ変位した場合
は、前述の場合とは正反対となり、出力端11ａに対して
出力端11ｂがプラスとなる直流が出力される。
図１の如く中央位置にあるときには各２次コイル２，３
に誘起される電圧値が等しく、従って検出部11の出力端
11ａ, 11ｂに出力される直流電圧は０Ｖである。可動コ
ア６が図１の左方へ変位すると、２次コイル３を通る磁
束が減少する一方、２次コイル２を通る磁束が増加する
為、２次コイル３に誘起される電圧値は低下し、２次コ
イル２に誘起される電圧値が上昇する。それら低下及び
上昇の度合は可動コア６の上記中立位置からの変位の大
きさに対応する。この為検出部11においては、出力端11
ａに対して出力端11ｂがマイナスとなる直流が出力され
る。しかもその電圧値は上記コア６の変位の大きさに比
例する。一方可動コア６が図１の右方へ変位した場合
は、前述の場合とは正反対となり、出力端11ａに対して
出力端11ｂがプラスとなる直流が出力される。
【００１１】上記可動コア６の変位と出力端11ａ, 11ｂ
に出力される電圧値Ｅ０との関係を示せば図２の通りで
ある。図１に示されるように可動コア６が定格ストロー
クＳ，Ｓ’内で変位する場合、即ち可動コア６の変位が
符号6a, 6bの如く２次コイル２，３の中空部内の領域を
越えない範囲においては、図２に使用可能範囲として示
されるように可動コア６の変位に対して略直線的に変化
する電圧値を得ることができる。尚実際の使用において
は図１に符号6a', 6b'で示されるように両端に余裕分を
残した範囲を利用すると良い。
に出力される電圧値Ｅ０との関係を示せば図２の通りで
ある。図１に示されるように可動コア６が定格ストロー
クＳ，Ｓ’内で変位する場合、即ち可動コア６の変位が
符号6a, 6bの如く２次コイル２，３の中空部内の領域を
越えない範囲においては、図２に使用可能範囲として示
されるように可動コア６の変位に対して略直線的に変化
する電圧値を得ることができる。尚実際の使用において
は図１に符号6a', 6b'で示されるように両端に余裕分を
残した範囲を利用すると良い。
【００１２】次に上記変位検出器Ａの設計時における全
長Ｌ０、１次コイル１の長さＬ１、２次コイル２，３の
夫々の長さＬ２，Ｌ３、コア６の長さＬ４の設定につい
て説明する。先ず変位検出器の需要者の用途に基づく仕
様の決定（検出の必要なストロークが例えば±８mm）が
なされる。設計に際しては、上記仕様に余裕分を加えて
コア６の定格ストロークＳ，Ｓ’を例えば±９mmとす
る。そしてその定格ストロークの値（上記９ｍｍ）を約
３倍したものを全長Ｌ０とする。次に上記コア６の長さ
Ｌ４は、前記電圧値の直線性を保てる範囲及びコイル
１，２，３の中空部内において可動コア６に上記定格ス
トロークの変位を行わせ得る寸法関係を考慮して、上記
全長Ｌ０を１／４〜１／２．５倍（１／３倍程度が最も
好ましい）した長さに設定する。一方２次コイル２，３
の長さＬ２，Ｌ３は、前記電圧値の直線性を考慮して上
記全長Ｌ０を１／８〜１／４倍（１／５倍程度が最も好
ましい）した長さに設定する。そして最後に１次コイル
１の長さＬ１を上記全長Ｌ０から２次コイル２，３の長
さＬ２，Ｌ３を差し引いて定める。
長Ｌ０、１次コイル１の長さＬ１、２次コイル２，３の
夫々の長さＬ２，Ｌ３、コア６の長さＬ４の設定につい
て説明する。先ず変位検出器の需要者の用途に基づく仕
様の決定（検出の必要なストロークが例えば±８mm）が
なされる。設計に際しては、上記仕様に余裕分を加えて
コア６の定格ストロークＳ，Ｓ’を例えば±９mmとす
る。そしてその定格ストロークの値（上記９ｍｍ）を約
３倍したものを全長Ｌ０とする。次に上記コア６の長さ
Ｌ４は、前記電圧値の直線性を保てる範囲及びコイル
１，２，３の中空部内において可動コア６に上記定格ス
トロークの変位を行わせ得る寸法関係を考慮して、上記
全長Ｌ０を１／４〜１／２．５倍（１／３倍程度が最も
好ましい）した長さに設定する。一方２次コイル２，３
の長さＬ２，Ｌ３は、前記電圧値の直線性を考慮して上
記全長Ｌ０を１／８〜１／４倍（１／５倍程度が最も好
ましい）した長さに設定する。そして最後に１次コイル
１の長さＬ１を上記全長Ｌ０から２次コイル２，３の長
さＬ２，Ｌ３を差し引いて定める。
【００１３】次に上記変位検出器Ａの設計例を前記従来
技術のものと比較して示せば表１の通りである。尚、表
１において固定部分の全長とは、１次コイル１、２次コ
イル２，３の長さ及びボビン４の鍔4dの厚み全てを含め
た長さである。
技術のものと比較して示せば表１の通りである。尚、表
１において固定部分の全長とは、１次コイル１、２次コ
イル２，３の長さ及びボビン４の鍔4dの厚み全てを含め
た長さである。
【００１４】
【表１】
【００１５】上記変位検出器は検出可能な定格ストロー
クが大きくしかも外形形態が小型であることが要求され
る用途での利用に好適である。例えば大流量の制御に用
いる親子バルブにおいて、そのパイロット部に比例電磁
弁又はサーボ弁を用いてメインバルブの流量を制御する
場合に、メインバルブのスプールの大きな寸法の変位例
えば±１０ｍｍを検出する為に用いる。
クが大きくしかも外形形態が小型であることが要求され
る用途での利用に好適である。例えば大流量の制御に用
いる親子バルブにおいて、そのパイロット部に比例電磁
弁又はサーボ弁を用いてメインバルブの流量を制御する
場合に、メインバルブのスプールの大きな寸法の変位例
えば±１０ｍｍを検出する為に用いる。
【００１６】
【発明の効果】以上のように本願発明にあっては、可動
コア６が左右に変位すると、それに対応して増減する左
右の２次コイル２，３の誘起電圧値から、上記可動コア
６の左右への変位状態がわかるは勿論のこと、上記の場
合、上記各２次コイル２，３の軸線方向長さＬ２，Ｌ３
を１次コイル１と二つの２次コイル２，３の軸線方向長
さの合計寸法に対して１／８〜１／４倍程度の短かい長
さに設定すると共に、上記可動コア６の軸線方向長さを
上記合計寸法の１／４〜１／２．５倍程度の短かい長さ
に設定しているから、上記電圧値を上記可動コア６の変
位に対する直線性が良い状態で得ることの出来る特長が
ある。
コア６が左右に変位すると、それに対応して増減する左
右の２次コイル２，３の誘起電圧値から、上記可動コア
６の左右への変位状態がわかるは勿論のこと、上記の場
合、上記各２次コイル２，３の軸線方向長さＬ２，Ｌ３
を１次コイル１と二つの２次コイル２，３の軸線方向長
さの合計寸法に対して１／８〜１／４倍程度の短かい長
さに設定すると共に、上記可動コア６の軸線方向長さを
上記合計寸法の１／４〜１／２．５倍程度の短かい長さ
に設定しているから、上記電圧値を上記可動コア６の変
位に対する直線性が良い状態で得ることの出来る特長が
ある。
【００１７】しかも上記のような構成であるから、上記
１次及び２次コイル１，２，３の長さＬ１，Ｌ２，Ｌ３
の合計寸法の範囲内において、上記可動コア６に要求さ
れる定格ストロークＳ，Ｓ’の左や右への変位を行わせ
ることが出来、変位検出器の軸線方向の長さの小型化を
図り得る効果がある。
１次及び２次コイル１，２，３の長さＬ１，Ｌ２，Ｌ３
の合計寸法の範囲内において、上記可動コア６に要求さ
れる定格ストロークＳ，Ｓ’の左や右への変位を行わせ
ることが出来、変位検出器の軸線方向の長さの小型化を
図り得る効果がある。
【図１】変位検出器の縦断面を示すと共にそれと検出回
路との関係を示す図。
路との関係を示す図。
【図２】コアの変位と検出回路の電気的出力との関係を
示すグラフ。
示すグラフ。
【図３】従来の変位検出器の縦断面図。
１ １次コイル ２，３ ２次コイル ６ コア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 7/00 - 7/34 102 G01D 5/00 - 5/252 G01D 5/39 - 5/62
Claims (1)
- 【請求項１】 一定電圧の交流電圧が印加される１次コ
イルの左右には夫々２次コイルを同芯状に並設し、１次
コイルの中空部には左右への変位を自在に可動コアを配
して、上記可動コアを外力により左右に変位させること
によって上記左右の各２次コイルに誘起される電圧値を
可変ならしめるようにしてある変位検出器において、上
記各２次コイルの軸線方向長さを上記１次コイルと二つ
の２次コイルの軸線方向長さの合計寸法に対して１／８
〜１／４倍程度の短かい長さに設定すると共に、上記可
動コアの軸線方向長さを上記合計寸法の１／４〜１／
２．５倍程度の短かい長さに設定したことを特徴とする
変位検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05059515A JP3136499B2 (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | 変位検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05059515A JP3136499B2 (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | 変位検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06249604A JPH06249604A (ja) | 1994-09-09 |
| JP3136499B2 true JP3136499B2 (ja) | 2001-02-19 |
Family
ID=13115481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05059515A Expired - Lifetime JP3136499B2 (ja) | 1993-02-23 | 1993-02-23 | 変位検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3136499B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN120043430A (zh) * | 2025-04-25 | 2025-05-27 | 成都宏明电子股份有限公司 | 一种滑柄式线性差动变压器式位移传感器 |
-
1993
- 1993-02-23 JP JP05059515A patent/JP3136499B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06249604A (ja) | 1994-09-09 |
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