JP3211020B2 - 変位検出装置 - Google Patents
変位検出装置Info
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
変位検出装置に関するものである．
場合，従来は図面１で示すように，電子回路１で一次電
圧としてのサイン波等２を作成し，２をセンサーである
差動変圧器３の一次コイル４に加え，変位量に比例した
二次コイル５の出力電圧を増幅，整流６，位相検波７等
によりＤＣ電圧に変え，フィルター８を通してＡ／Ｄ変
換器９に導き，Ａ／Ｄ変換を行うことで変位量１０を求
めていた．
方法では，サイン波２を作成する電子回路１や，整流
６，位相検波７，フィルター８の機能をもつ回路は部品
数が多く故障の確率が高かかったし，回路で生じる信号
の乱れのため測定精度が悪かった．また，常時動作して
いるため消費電流が多く，測定する変位量とセンサーの
二次電圧とが比例する範囲でしか測定ができなかった
し，プリント基板上で回路が占める面積が大きかった
り，回路の調整が難しい等の欠点があった．本発明の目
的は，図面２で示す実施例のように，回路を簡略化した
測定精度の高い変位検出装置を提供することにある．そ
のために，センサー３に一次電圧を加えるＤ／Ａ変換器
１１と出力信号を処理するＡ／Ｄ変換器９をマイクロプ
ロセッサ１２による制御信号１３で間欠的に制御する．
を達成するため図面２で示す実施例のようにマイクロプ
ロセッサ１２より制御信号１３を出しＤ／Ａ変換器１１
を制御し一次コイル４に電圧を加え，必要に応じて二次
コイル５の出力を増幅し，Ａ／Ｄ変換器９でデジタル値
に変換し，演算１４によって精度の高い測定結果１５を
得る．
マイクロプロセッサ１２により一次コイル４に加える電
圧の変化を正確に制御できるため，一定の周期で一次コ
イル４に加える電圧を間欠的に変化させつつ，マイクロ
プロセッサ１２の制御に従いプログラムされた回数，プ
ログラムされた時間にＡ／Ｄ変換器９でＡ／Ｄ変換を行
い，デジタル値を得，これらのデジタル値を演算１４に
て平滑し，二次コイル５の出力変化に比例した値を算出
すれば，従来の方法で行われている整流６に相当する測
定結果１５を求めることができる．図面３は１周期の間
に縦線の部分で二次コイル５より出力される信号のＡ／
Ｄ変換を行い，その変換値の算術平均を演算で求める例
である．この方法によると， １）二次コイル５の出力信号をＡ／Ｄ変換器９で直接Ａ
／Ｄ変換するため整流６，位相検波７，フィルター８の
回路で生じる誤差がなく，測定精度が向上する． ２）図面３で示したタイミング図のように，一次コイル
４に加えられる電圧変化の単位周期内に行うＡ／Ｄ変換
の回数を多くすれば，演算１４により測定精度が向上す
る．一方，二次コイル５の出力はマイクロプロセッサ１
２で制御可能な一次コイル４に加える電圧の変化より一
定時間遅延して変化するから，何回かマイクロプロセッ
サ１２でタイミングを制御しつつＡ／Ｄ変換を行って得
たデジタル値を，図面４で示すように，マイクロプロセ
ッサ１２を用いて一次コイル４の変化の位相に対応さ
せ，個別に平滑を行って演算１４で結果を求めれば，従
来の位相検波７に相当する測定結果１５を求めることが
できる． 図面４は一次コイル４に加えられる電圧変化
の１周期の０から ｔ１ の時刻までに行ったＡ／Ｄ変
換値の算術平均Ａと，その後 ｔ２ までに行ったＡ／
Ｄ変換値の算術平均Ｂから，シグナルの平均値Ｃ＝（Ａ
＋Ｂ）／２を求め，Ｃ−Ａ，Ｃ−ＢをＡ／Ｄ変換器９に
加える制御信号１３のタイミングよりそれぞれの位相に
対応させ，両者の差をとることで負号も含めて二次コイ
ル５より出力される信号の大きさを求める例である．こ
の方法の場合も二次コイル５より出力される信号を直接
Ａ／Ｄ変換するため，上述したと同様の理由で測定精度
が向上する．本発明で示した方法によるとマイクロプロ
セッサ１２とＤ／Ａ変換器１１で一次コイル４に加える
サイン波２を制御できるから，電子回路１の特性に適し
た波形を一次コイル４に加えられるし，二次コイル５の
出力信号の振幅が大きいときに合わせて，二次コイル５
の出力をＡ／Ｄ変換器９でデジタル化するようマイクロ
プロセッサ１２で時間を選定できるし，一次コイル４に
加えられる電圧の変化する周期内に行うＡ／Ｄ変換の回
数を多くさえすれば，フィルター８等を介さず演算１４
にて精度のよい測定結果１５が得られる効果がある．一
方，図面５で示すようにＤ／Ａ変換器１１を介さずマイ
クロプロセッサ１２でトランジスター等を制御し，短い
時間のみ一次コイル４に電圧をパルス的に加えて，二次
コイル５の出力をＡ／Ｄ変換してもＡ／Ｄ変換器９やマ
イクロプロセッサ１２等の装置を構成する部分は応答速
度が速いため，演算１４により図面３で説明したと同じ
ように測定結果１５が得られる．この例のように回路を
間欠的に動作するようマイクロプロセッサ１２にて制御
すれば，より消費電流の少ない測定装置が作成できる．
図面５の例では，実線で仮想した信号の出力レベルを示
し，一次コイル４にパルス的に電圧を加える時刻を黒い
縦線で，二次コイル５の出力をＡ／Ｄ変換する時刻を白
い縦線で示した．なお，センサーの出力が複数であって
もマルチプレクサーを用いて信号を順次Ａ／Ｄ変換すれ
ば上記の図面２から図面５で説明したと同様に複数のセ
ンサーで平行して変位検出ができるし，二次コイル５の
出力を増幅すれば高感度の検出装置を作成できる．ま
た，本発明によるとＡ／Ｄ変換の結果を演算で変位量に
換算できるため，センサーから信号として出力される二
次電圧が必ずしも変位量と比例していなくてもよく，従
来の方法よりセンサーのダイナミックレンジを広くとれ
るし，差動変圧器だけでなく一次電圧の供給により変位
量に対応した二次電圧が出力されるセンサーであれば，
変位検出に使用できる効果がある．
図
……… 差動変圧器 ４ ……… 一次コイル， ５ ……… 二次コイル，
６ ……… 整流 ７ ……… 位相検波， ８ ……… フィルター ９ ……… Ａ／Ｄ変換器 １０ ……… 変位量 １１ ……… Ｄ／Ａ変換器， １２ ……… マイク
ロプロセッサ，１３ ……… 制御信号， １４ ……
… 演算， １５ ……… 測定結果
Claims (1)
- 【請求項１】 一次電圧の供給により変位量に対応した
二次電圧が出力されるセンサを使用する変位検出装置に
おいて，マイクロプロセッサによりＤ／Ａ変換器でセン
サーに加えるサイン波である一次電圧の制御を行い，一
次電圧の変化と同期して出力される二次電圧のＡ／Ｄ変
換を行い，Ａ／Ｄ変換の結果得られたデジタル値の演算
より変位量を求め，低消費電流で動作することを特徴と
する変位検出装置．
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05967495A JP3211020B2 (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 変位検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05967495A JP3211020B2 (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 変位検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08219704A JPH08219704A (ja) | 1996-08-30 |
| JP3211020B2 true JP3211020B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=13119985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05967495A Expired - Fee Related JP3211020B2 (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | 変位検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3211020B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001133237A (ja) * | 1999-11-01 | 2001-05-18 | Techno Togo:Kk | フィードバック式変位測定装置 |
| US6753686B2 (en) * | 2001-05-21 | 2004-06-22 | Mitutoyo Corporation | Method and apparatus for detecting failure of differential transformer, and method and apparatus for signal processing of differential transformer |
| JP2005527817A (ja) * | 2002-05-24 | 2005-09-15 | アサイラム リサーチ コーポレーション | デジタル電子機器を持つ線形可変差動変圧器 |
-
1995
- 1995-02-10 JP JP05967495A patent/JP3211020B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08219704A (ja) | 1996-08-30 |
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