JP3254958B2 - 変位センサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機械的な変位量を電気
量に変換して測定する差動トランス式の変位センサに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の変位センサとしては、図
２３に示すようにコイルとその中を移動するコアをケー
スに入れたセンサ部１０１と、発振回路やコアの位置を
電気信号に変換する演算、増幅回路等を別のケースに入
れたアンプ部１０２に別れており、センサ部１０１とア
ンプ部１０２とを３芯以上のケーブル１０３で接続して
いた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の変位センサにあっては、以下の問題点があ
った。 （１）センサ部１０１とアンプ部１０２とをつなぐケー
ブル１０３にノイズがのりやすく安定した測定ができな
い。 （２）センサ部１０１とアンプ部１０２とをつなぐケー
ブル１０３の設置工数がかかる。 （３）センサ部１０１とアンプ部１０２とをつなぐケー
ブル１０３の長さを変えると特性が変わる。 （４）センサ部１０１とアンプ部１０２とが離れたとこ
ろに設置されていると温度補正が困難である。

【０００４】本発明は上記の問題点を解消するものであ
って、その目的とするところは、耐ノイズ性が向上し安
定した測定を行うことができ、ケーブルの設置工数がな
くなるし、ケーブル長による特性変化の心配がなく、温
度補正が容易になるし、調整、設定がし易くなるばかり
か、全体のコストダウンと小形化が可能になる変位セン
サを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る変位センサは、コイルを捲回装着し
たボビン内に、測定子の移動と共に移動するコアを設け
てこの測定子の変位を電気振動として検出するセンサ部
と、このセンサ部が検出した検出信号を処理し出力する
信号処理・出力手段とを一体にケースに設けて構成して
いる。

【０００６】そして、前記ケースは、ベースとカバーと
から構成している。

【０００７】また、前記ベースの底壁部の内面に支持壁
部を立ち上げ形成し、この支持壁部に形成した軸支承孔
部に前記コアの後端部に結合した保持軸を摺動可能に挿
入してある。

【０００８】また、前記ベースの前側壁部に形成した摺
動用孔部には、前記コアの前端部に結合した前記測定子
が摺動可能に挿入され、この測定子は可動ばねによって
前記ベースの前側壁部より突出して初期位置にセットさ
れている。

【０００９】更に、前記カバーの上面部には、前記信号
処理 ・ 出力手段による多点設定モード、ＢＣＤ出力モー
ド及び多点出力モードの設定を夫々切り換えるモード切
替スイッチと、アップ(ＵＰ)スイッチ、ティーチ(ＴＥ
ＡＣＨ)スイッチ及びダウン(ＤＯＷＮ)スイッチを有す
る設定スイッチと、多数のチャンネルに対応した表示Ｌ
ＥＤを備えた表示部とが設けられている。

【００１０】

【作用】かかる構成により、センサ部と信号処理・出力
手段（アンプ部）をつなぐケーブルをなくすことができ
る。このために、耐ノイズ性が向上し安定した測定を行
うことができ、ケーブルの設置工数がなくなるし、ケー
ブル長による特性変化の心配がなくなる。また、ケーブ
ルをなくすことで、温度補正が容易になるし、測定場所
と調整、設定場所が同一であるために調整、設定がし易
くなるばかりか、センサ、アンプの全体のコストダウン
と小形化が可能になる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳述
する。

【００１２】図１は本発明に係わる変位センサの概略的
な構成図、図２は同変位センサのブロック図、図３は同
変位センサの平面図、図４は同変位センサの側面図、図
５は同変位センサの正面図、図６は同変位センサの断面
図、図７は同変位センサにおけるボビン端部の斜視図で
ある。

【００１３】本発明に係わる変位センサの概略は、図１
に示すようにセンサ部１０１と信号処理・出力手段であ
るアンプ部１０２とを一つのケース内に収めたものであ
る。そして、本発明に係わる変位センサの具体的な構造
は図３乃至図７のようになる。

【００１４】すなわち、変位センサはベース１とカバー
２からなるケース３を備えている。そして、前記ベース
１の前側壁部５には摺動用孔部４が形成してあり、ま
た、前側壁部５には、その内方に位置させて基板支持部
６が形成してある。

【００１５】また、前記ベース１の底壁部１ａの内面部
には支持壁部７が立ち上げてある。そして、この支持壁
部７には軸支承孔部８が形成してある。そして、前記ケ
ース３内には保持部（図示せず）を介してボビン組立体
９が設けてある。すなわち、このボビン組立体９はボビ
ン１０を備えており、このボビン１０は内孔１１を有し
ており、その外周部には前後にコイル捲回部１２、１３
が形成してあり、また、前端部にはばね受部材１４が固
着してある。そして、前記ボビン１０のコイル捲回部１
２には一方のコイル１５Ａが、コイル捲回部１３には他
方のコイル１５Ｂがそれぞれ捲回してあり、ボビン１０
の外周には外筒１６が被嵌してある。

【００１６】また、前記ボビン１０の後端部には、図７
に示すようにボビン端子部１７が形成してある。このボ
ビン端子部１７は、前記コイル１５Ａ、１５Ｂの端子部
が接続される端子２４、２５、２６をボビン１０成形時
に樹脂にインサート成形して形成してあり、端子２４、
２５、２６の一端部はばね性を有する接続片２４Ａ、２
５Ａ、２６Ａを形成されている。

【００１７】そして、前記前側壁部５の上部の摺動用孔
部４には測定子２８の軸部２８Ａが摺動可能に挿入して
ある。そして、前記ボビン１０の内孔１１にはコア２９
が位置しており、このコア２９の前端部は前記測定子２
８の軸部２８Ａの後端部に結合してあり、コア２９の後
端部は保持軸３０に結合されており、この保持軸３０は
前記支持壁部７の軸支承孔部８に摺動可能に挿入されて
いる。そして、前記ボビン組立体９とコア２９とで差動
トランス機構部Ａが構成してある。

【００１８】また、前記測定子２８の軸部２８Ａの前側
にはばね受部材３１が取り付けてあり、このばね受部材
３１と前記ボビン１０のばね受部材１４との間に可動ば
ね３２が介装してあり、この可動ばね３２の付勢力によ
り前記測定子２８は前方に突出していて、前記コア２９
が初期位置にセットされている。

【００１９】また、前記ケース３内には、前記ボビン組
立体９を挟むようにして基板３３、３４が配置してあ
る。そして、これらの基板３３、３４には開口部３５、
３６が形成してあり、基板３３の開口部３５には前記ボ
ビン端子１７の端子２４、２５、２６が挿通しており、
ボビン端子１７の端子２４、２５、２６の一端部の接続
片２４Ａ、２５Ａ、２６Ａは基板３４の開口部３６から
この基板３４の外側に突出していて、この基板３４の接
続パターン（図示せず）に接続されている。そして、前
記基板３３，３４にはアンプ部１０２が実装されてい
る。

【００２０】また、前記カバー２の上面部には、設定ス
イッチ２０４と、モード切替スイッチ２０５と、パワー
表示ＬＥＤ２０６と、表示部２１０と、”ＯＶＥＲ”表
示ＬＥＤ２１１と、”ＣＨＡＮＮＥＬ”表示ＬＥＤ２１
２と、”ＨＩＧＨＴ”表示ＬＥＤ２１３と、”ＷＩＤＴ
Ｈ”表示ＬＥＤ２１４とが設けてある。そして、前記設
定スイッチ２０４はアップ（ＵＰ）スイッチ３８と、テ
ィーチ（ＴＥＡＣＨ）スイッチ３９と、ダウン（ＤＯＷ
Ｎ）スイッチ４０とから構成されており、モード切替ス
イッチ２０５は３点スライドスイッチであり、セット位
置（ＳＥＴ）（多点設定）を中に左にＢＣＤモード位置
（ＢＣＤ）（ＢＣＤ出力）を、右にＲＵＮモード位置
（ＲＵＮ）（多点出力）をそれぞれ有しており、切換ノ
ブ４２を備えている。また、前記表示部２１０は０〜１
５（１６チャンネル）に対応した表示ＬＥＤ４１を備え
ている。

【００２１】次に、本発明に係わるデジタルタイプの変
位センサの回路構成を、図２に示すブロック図をもとに
説明する。

【００２２】変位センサは、単方向時分割多重伝送方式
出力により１６ビットのデジタル信号を出力する。デー
タの内容は次の２種類であり、前記モード切替スイッチ
２０５の切り替えにより行われる。

【００２３】（１）ユーザーが任意に設定した設定値と
測定子２８の押し込み量を比較し、その結果を出力す
る。最大１６個の設定値を設定する。

【００２４】（２）前記測定子２８の押し込み量（コア
２９の移動）［０〜５ｍｍ］をそれに対応したＢＣＤ
（２進１０進変換）コードに変換し出力する。

【００２５】本発明に係わるデジタルタイプの変位セン
サのアンプ部１０２の回路構成は、前記測定子２８の変
位を比例した電圧に変換する（−０．０６〜＋５．０６
ｍｍの変位に対して電圧０〜２．５Ｖに変換される）変
位／電圧変換部４３と、この変位／電圧変換部４３から
出力されるアナログデータ（０〜２．５Ｖ）を１２ビッ
トのデジタルデータに変換するＡ／Ｄコンバータ４３Ａ
と、前記モード切替スイッチ２０５と、前記アップスイ
ッチ３８と、前記ティーチスイッチ３９と、前記ダウン
スイッチ４０と、ＣＰＵ４４と、多点出力１６チャンネ
ルのしきい値データ保持用のＥＥＰＲＯＭ４５と、多点
（１６チャンネル）出力の設定及び出力状態を表示す
る、またはＢＣＤ出力時に変位を表示する前記表示部２
１０とを備えており、前記ＣＰＵ４４は、１６チャンネ
ルの多点出力または４桁ＢＣＤ出力の１６ビットのデジ
タル信号を単方向時分割多重伝送方式にて出力する単方
向時分割多重伝送方式出力機能と、多点（１６チャンネ
ル）の設定値を外部から通信により受信する受信手段と
を備えている。

【００２６】前記変位／電圧変換部４３の構成は、図８
に示すように発振器３５と、前記コイル１５Ａ、１５Ｂ
及びコア２９からなるセンサ部１０１と、演算増幅器３
６とを備えており、前記測定子（コア２９の位置）２８
の変位を比例した電圧に変換し、アナログ電圧として出
力する。すなわち、交流電流を流すと、双方のコイル１
５Ａ、１５Ｂには電磁誘導により電流が流れる。前記コ
ア２９が中心にあるときは２つのコイル１５Ａ、１５Ｂ
に発生する電圧の絶対値は等しくなる。移動体（図示せ
ず）が前記測定子２８に干渉して、この測定子２８が後
退すると、前記可動ばね３２に抗して前記コア２９が中
心を外れて後方に移動しコイル１５Ｂ側に多く挿入され
る。したがって、このコイル１５Ｂに誘導される電圧の
方が高くなり、前記コア２９の移動量に比例して出力電
圧は変化する。

【００２７】そして、出力電圧は図９に示す温度補正回
路４７により温度補正がなされる。この温度補正回路４
７はオペアンプ４８の非反転入力端子側に第１感温素子
４９とオフセット調整用トリマー抵抗５０を接続し、オ
ペアンプ４８の反転入力端子側に第２感温素子５１を接
続し、オペアンプ４８の反転入力端子側と出力端子側間
にゲイン調整用トリマー抵抗５２を設けた構成であり、
オペアンプ４８の非反転入力端子の電圧Ｖ１は第１感温
素子４９とオフセット調整用トリマー抵抗５０の比で決
定され、オぺアンプ４８の反転入力端子の電圧Ｖ２は、
第２感温素子５１とゲイン調整用トリマー抵抗５２の比
で決定される。したがって、オペアンプ４８から出力さ
れるアナログ電圧（Ｖ１−Ｖ２）は第１、第２感温素子
４９、５１の温度補正を受け、温度補正されたものにな
る。

【００２８】前記モード切替スイッチ２０５は、その切
換えによりしきい値選定モード（ＳＥＴ）、多点出力モ
ード（ＲＵＮ）、ＢＣＤ出力モード（ＢＣＤ）の３つの
モードを切り替える。

【００２９】しきい値選定モード（ＳＥＴ）では０チャ
ンネル（ＣＨ）〜１５チャンネル（ＣＨ）のしきい値を
設定する。アップ（ＵＰ）スイッチ３８と、ティーチ
（ＴＥＡＣＨ）スイッチ３９と、ダウン（ＤＯＷＮ）ス
イッチ４０によりしきい値、公差幅を設定する。また、
しきい値選定モード（ＳＥＴ）では、（１）新規設定、
（２）公差変更、（３）設定リセットが可能である。 （１）新規設定：空きチャンネルの設定を行う。 （２）公差変更：すでに設定されているチャンネルの基
準位置をオフセットし、しきい値の公差幅を変更する。
オン／オフスイッチ、良否（ＯＫ／ＮＧ）判断の修正も
可能である。すなわち、後述するように測定子２８をＦ
Ｐに固定し、設定チャンネルを選択する。基準位置のオ
フセットを変更後、しきい値の公差幅を変更する。 （３）設定リセット：すでに設定されているチャンネル
のデータを削除する。すなわち、後述するように測定子
２８をＴＴＰに固定し、データを削除するチャンネルを
選択する。

【００３０】多点出力モード（ＲＵＮ）ではしきい値選
定モード（ＳＥＴ）で設定した値と比較し、ＬＥＤ表示
及びシリアル伝送する。

【００３１】ＢＣＤ出力モード（ＢＣＤ）ではＡ／Ｄデ
ータを０〜５ｍｍの変位量に変換し、値をＢＣＤコード
（４桁）でシリアル伝送する。

【００３２】前記表示部２１０でのＬＥＤ表示は、
（１）しきい値設定時、（２）多点出力時、（３）ＢＣ
Ｄ出力である。 （１）しきい値設定時 （ａ）チャンネル（ＣＨ）設定時では、設定済みチャン
ネルは点灯し、設定選択チャンネルは点滅する。 （ｂ）オフセット設定時では、オフセット幅を表示す
る。このオフセットと表示ＬＥＤの関係を［表１］に示
す。

【００３３】

【表１】

【００３４】（ｃ）オン／オフ、公差幅設定時では、オ
ン／オフ、公差幅を表示する。公差と点灯ＬＥＤの関係
を［表２］に示し、公差と点灯ＬＥＤの関係（反転）を
［表３］に示す。

【００３５】

【表２】

【００３６】

【表３】 （２）多点出力時では、出力”Ｈ”チャンネルは点
灯、”Ｌ”チャンネルは消灯。 （３）ＢＣＤ出力での変位量と点灯ＬＥＤの関係を［表
４］に示す。

【００３７】

【表４】

【００３８】次に作動を説明する。多点出力設定方法を
図１０乃至図１４に示すフローチャート及び図１５、図
１６に基づいて説明する。

【００３９】まず、切替スイッチ２０５を”ＳＥＴ”に
すると（ステップＳ１）、”ＣＨＡＮＮＥＬ”表示ＬＥ
Ｄ２１２が点灯し、設定済みのチャンネルが点灯し、チ
ャンネル”０”が点滅する（ステップＳ２）。次に、ア
ップ（ＵＰ）スイッチ３８とダウン（ＤＯＷＮ）スイッ
チ４０を押してチャンネルを選択する（ステップＳ
３）。

【００４０】次に、チャンネル、基準位置オフセット量
及び公差幅を新規設定するか否かを判断し（ステップＳ
４）、新規設定をすることにして後述するように新規設
定が完了すると（ステップＳ５）、次のチャンネルが点
灯する（ステップＳ６）。この点灯したチャンネルに、
新たに、測定子２８の所定の位置と選択チャンネル、基
準位置オフセット量及び公差幅の設定を行う。この測定
子２８の所定の位置と選択チャンネル、基準位置オフセ
ット量及び公差幅の設定をすべてのチャンネルについて
行ったら（ステップＳ７）、前記モード切替スイッチ２
０５を”ＲＵＮ”にし、多点出力モードを設定する（ス
テップＳ８）。

【００４１】また、ステップＳ４において、チャンネ
ル、基準位置オフセット量及び公差幅を新規設定するか
否かを判断し、新規設定をしないと判断すると既設定を
リセットするか否かが判断され（ステップＳ９）、既設
定をリセットすると判断されると、後述するように既設
定をリセットし（ステップＳ１０）、ステップＳ６に移
行する。

【００４２】また、ステップＳ９において既設定をリセ
ットしないと判断されると、後述するように既設定の変
更を行い（ステップＳ１１）、ステップＳ６に移行す
る。

【００４３】チャンネル、基準値のオフセット量及び公
差幅を新規設定する場合には、図１１のフローチャート
に示すように測定子（プランジャ）２８を所定の位置に
固定する（ステップＵ１）。次に、ティーチ（ＴＥＡＣ
Ｈ）スイッチ３９を押して（ステップＵ２）、変位量を
ＣＰＵ４４に入力し測定子の所定の位置と選択チャンネ
ルを設定する（ステップＵ３）。すると”ＨＩＧＨＴ”
表示ＬＥＤ２１３が点灯してチャンネル”８”〜”１
５”の表示ＬＥＤ４１が点滅する（ステップＵ４）。

【００４４】次に、後述するように基準位置オフセット
設定を行う（ステップＵ５）。この基準位置オフセット
設定では、［表１］に示すように基準位置を５０μｍ刻
みで最大±３５０μｍのオフセットが可能である。

【００４５】

【表１】

【００４６】基準位置オフセットを設定したら、ティー
チ（ＴＥＡＣＨ）スイッチ３９を押すことによりＥＥＰ
ＲＯＭ４５に基準位置オフセットが記憶され、設定が完
了する（ステップＵ６）。すると”ＷＩＤＴＨ”表示Ｌ
ＥＤ２１４が点灯しチャンネル”８”〜”１５”の表示
ＬＥＤ４１が点灯する（ステップＵ７）。次に、後述す
る公差幅の設定を行う（ステップＵ８）。この公差幅の
設定は、［表２］に示すようにオン／オフ出力または±
５０μｍ〜±３５０μｍの公差設定が可能であり、［表
３］に示すように公差幅の設定を反転することができ
る。

【００４７】

【表２】

【００４８】

【表３】

【００４９】次に、ティーチ（ＴＥＡＣＨ）スイッチ３
９を押すことにより（ステップＵ９）、ＥＥＰＲＯＭ４
５に公差幅が記憶され、公差幅の設定が完了する。

【００５０】ステップＵ５における基準位置オフセット
設定は、図１２に示すように、まず、アップ（ＵＰ）ス
イッチ３８を押して（ステップＶ１）、オフセット値を
５０μｍ増加させて（ステップＶ２）設定するか（ステ
ップＶ５）、ステップＶ１→ステップＶ２→ステップＶ
５→ステップＶ１の繰り返しによりオフセット値を５０
μｍ刻みで増加させた後に設定するか（ステップＶ
５）、ダウン（ＤＯＷＮ）スイッチ４０を押して（ステ
ップＶ３）、オフセット値を５０μｍ減少させて（ステ
ップＶ４）設定するか（ステップＶ５）、ステップＶ３
→ステップＶ４→ステップＶ５→ステップＶ３の繰り返
しによりオフセット値を５０μｍ刻みで減少させた後に
設定するかして（ステップＶ５）、基準位置オフセット
を設定する（ステップＶ６）。

【００５１】また、ステップＵ８における公差幅の設定
は、図１３に示すように、まず、アップ（ＵＰ）スイッ
チ３８を押して（ステップＷ１）、公差幅を５０μｍ増
加させて（ステップＷ２）設定するか（ステップＷ
７）、ステップＷ１→ステップＷ２→ステップＷ７→ス
テップＷ１の繰り返しにより公差幅を５０μｍ刻みで増
加させた後に設定するか（ステップＷ７）、ダウン（Ｄ
ＯＷＮ）スイッチ４０を押して（ステップＷ３）、公差
幅を５０μｍ減少させて（ステップＷ４）設定するか
（ステップＷ７）、ステップＷ３→ステップＷ４→ステ
ップＷ７→ステップＷ３の繰り返しにより公差幅を５０
μｍ刻みで減少させた後に設定するか（ステップＷ
７）、アップ（ＵＰ）スイッチ３８とダウン（ＤＯＷ
Ｎ）スイッチ４０とを同時に押すことにより（ステップ
Ｗ５）、表示を反転させて出力を反転させて（ステップ
Ｗ６）設定するかして（ステップＷ７）公差幅を設定す
る（ステップＷ８）。

【００５２】ステップＳ１０における既設定のリセット
は、図１４の（１）のフローチャートに示すように測定
子２８をＴＴＰに固定し（ステップＸ１）、ティーチ
（ＴＥＡＣＨ）スイッチ３９を押すことにより（ステッ
プＸ２）、リセットを完了する。

【００５３】ステップＳ１１における既設定（チャンネ
ル、基準位置オフセット量及び公差幅の設定）を変更設
定する場合には、図１４の（２）のフローチャートに示
すように前記測定子２８をＦＰに固定し（ステップＹ
１）、ティーチ（ＴＥＡＣＨ）スイッチ３９を押す（ス
テップＹ２）。すると”ＨＩＧＨＴ”表示ＬＥＤ２１３
が点灯してチャンネル”８”〜”１５”の表示ＬＥＤ１
４が点滅する（ステップＹ３）。

【００５４】次に、基準位置オフセット設定（図１２の
フローチャートに示す基準位置オフセット設定）を行う
（ステップＹ４）。この基準位置オフセットの設定した
らティーチ（ＴＥＡＣＨ）スイッチ３９を押すことによ
りＥＥＰＲＯＭ４５に基準位置オフセット量が記憶さ
れ、設定が完了する（ステップＹ５）。すると”ＷＩＤ
ＴＨ”表示ＬＥＤ２１４が点灯しチャンネル”８”〜”
１５”の表示ＬＥＤ４１が点灯する（ステップＹ６）

【００５５】次に、公差幅の設定（図１３のフローチャ
ートに示す公差幅設定）を行う（ステップＹ７）。公差
幅を設定したらティーチ（ＴＥＡＣＨ）スイッチ３９を
押すことにより、ＥＥＰＲＯＭ４５に公差幅が記憶さ
れ、公差幅の設定が完了する（ステップＹ８）。

【００５６】上記した多点出力設定方法における設定ス
イッチ２０４｛アップ（ＵＰ）スイッチ３８とティーチ
（ＴＥＡＣＨ）スイッチ３９とダウン（ＤＯＷＮ）スイ
ッチ４０）｝の操作、モード切替スイッチ２０５の切
替、表示部２１０の表示（点灯及び点滅）、”ＯＶＥ
Ｒ”表示ＬＥＤ２１１、”ＣＨＡＮＮＥＬ”表示ＬＥＤ
２１２、”ＨＩＧＨＴ”表示ＬＥＤ２１３、”ＷＩＤＴ
Ｈ”表示ＬＥＤ２１４の点灯は図１５及び図１６に表さ
れている。

【００５７】次に、上記のように多点出力モード（ＲＵ
Ｎ）に設定された変位センサで移動体の移動量を検出す
る場合を説明する。

【００５８】前記発振器３５から交流電流を流すと、双
方のコイル１５Ａ、１５Ｂには電磁誘導により電流が流
れる。前記コア２９が中心にあるときは２つのコイル１
５Ａ、１５Ｂに発生する電圧の絶対値は等しくなる。移
動体が前記測定子２８に干渉して、この測定子２８が後
退すると、前記可動ばね３２に抗して前記コア２９が中
心を外れて後方に移動しコイル１５Ｂ側に多く挿入され
る。したがって、このコイル１５Ｂに誘導される電圧の
方が高くなり、前記コア２９の移動量に比例して出力電
圧は変化し、出力される。

【００５９】選択されたチャンネルにおいて基準位置オ
フセットが設定されている場合には、オン／オフ出力
は、図１７の（１）に示すように前記測定子２８が、選
択されたチャンネルにおいて基準値Ｐに至ると選択され
たチャンネルの表示ＬＥＤ１４が点灯し基準値Ｐを越え
てもその点灯状態を維持する。また、前記測定子２８が
逆の動きをする場合には、前記測定子２８が、選択され
たチャンネルにおいて基準値Ｐから設定されたオフセッ
ト（ヒステリシスをオフセットした領域）域イを通過す
ると点灯状態が消灯状態になる。

【００６０】また、オン／オフ出力が反転状態になって
いると、図１７の（２）に示すように前記測定子２８
が、選択されたチャンネルにおいて基準値Ｐに至ると選
択されたチャンネルの表示ＬＥＤ１４が点灯状態から消
灯状態になり、また、前記測定子２８が逆の動きをする
場合には、前記測定子２８が、選択されたチャンネルに
おいて基準値Ｐから設定されたオフセット（ヒステリシ
スをオフセットした領域）域イを通過すると消灯状態か
ら点灯状態になる。

【００６１】また、選択されたチャンネルにおいて基準
位置オフセットの設定及び公差の設定がなされている場
合には、公差出力は、図１７の（３）に示すように前記
測定子２８が、選択されたチャンネルにおいて基準値Ｐ
から設定された−（マイナス）側公差域ロに至ると選択
されたチャンネルの表示ＬＥＤ１４が点灯し基準値Ｐを
越えてもその点灯状態が維持され＋（プラス）側オフセ
ット域イ´を越えると消灯する。

【００６２】また、前記測定子２８が逆の動きをする場
合には、前記測定子２８が、選択されたチャンネルにお
いて基準値Ｐから設定された＋（プラス）側公差域ロ´
に至ると選択されたチャンネルの表示ＬＥＤ１４が点灯
し基準値Ｐを越えてもその点灯状態が維持され−（マイ
ナス）側オフセット域イを越えると消灯する。

【００６３】また、公差出力が反転状態になっている
と、図１７の（４）に示すように前記測定子２８が、選
択されたチャンネルにおいて基準値Ｐから設定された−
（マイナス）側公差域ロに至ると選択されたチャンネル
の表示ＬＥＤ１４が点灯状態から消灯状態になり、基準
値Ｐを越えてもその消灯状態が維持され＋（プラス）側
オフセット域イ´を越えると点灯する。また、前記測定
子２８が逆の動きをする場合には、前記測定子２８が、
選択されたチャンネルにおいて基準値Ｐから設定された
＋（プラス）側公差域ロ´に至ると選択されたチャンネ
ルの表示ＬＥＤ１４が点灯状態から消灯状態になり基準
値Ｐを越えてもその消灯状態が維持され−（マイナス）
側オフセット域イを越えると点灯する。

【００６４】また、出力は、図１８に示す単方向時分割
多重伝送（サイクリック伝送）で行われる。そして、こ
の伝送のクレーム構成を図１９に示す。この場合の伝送
速度（１サイクル）は標準タイプでは（１６０ｋＨｚ±
１０％）、高速タイプでは（１ＭＨｚ±１０％）であ
る。そして、データの符号化は図２０の（１）、（２）
に示すようにパルス幅変調（ＰＷＭ変調）でおこなわれ
る。そして、出力内容は［表５］に示すようにビットＮ
ｏ＃０〜＃１５にチャンネル０〜のチャンネル１５のデ
ータが符号化された状態で乗せられ、伝送される。

【００６５】

【表５】

【００６６】上記のように、出力を単方向時分割多重伝
送（サイクリック伝送）で行うことにより、一つの出力
端子から多数の設定の比較結果を同時に出力することが
でき、出力端子を減少させ設置の工数が節減できるし、
ランダムに違う設定値の測定が必要な時でもラインを止
めずに連続して測定することが可能になる。

【００６７】次に、ＢＣＤ出力の設定方法を図２１に示
すフローチャートに基づいて説明する。まず、ステップ
Ｎ１で表示器等を接続してモニタできるようにする（ス
テップＮ１）。次に、前記モード切替スイッチ２０５
を”ＢＣＤ”に切り替える（ステップＮ２）。次に、前
記測定子２８を所定の位置に固定した後（ステップＮ
３）、ボリウムを調整して出力を合わせることにより
（ステップＮ４）、設定を完了する（ステップＮ５）。

【００６８】次に、上記のようにＢＣＤ出力モードに設
定された変位センサで移動体の移動量を検出する場合を
説明する。

【００６９】前記移動体が前記測定子２８に干渉して、
この測定子２８が後退すると、前記可動ばね３２に抗し
て前記コア２９が中心を外れて後方に移動しコイル１５
Ｂ側に多く挿入される。したがって、このコイル１５Ｂ
に誘導される電圧の方が高くなり、前記コア２９の移動
量に比例して出力電圧は変化し出力されるのであるが、
この場合には、前記測定子２８の変位量が−６０μｍ〜
２６０μｍの範囲ではチャンネル０の表示ＬＥＤ４１が
点灯する。２６０μｍー〜５８０μｍの範囲ではチャン
ネル０とチャンネル１のそれぞれの表示ＬＥＤ４１が点
灯し、以下、［表４］に示すように前記測定子２８の変
位量に応じて表示ＬＥＤ４１が点灯する。

【００７０】

【表４】

【００７１】また、ＢＣＤ出力は、図１８に示す単方向
時分割多重伝送（サイクリック伝送）で行われる。デー
タの符号化は図２０の（１）、（２）に示すようにパル
ス幅変調（ＰＷＭ変調）でおこなわれる。そして、出力
内容は［表５］に示すようにビットＮｏ＃０〜＃１５に
チャンネル０〜チャンネル１５のデータが、ＢＣＤコー
ド化された状態で乗せられ伝送される。このように、出
力形式を単方向時分割多重伝送方式にすることにより、
一つの出力端子からＢＣＤコードを出力することがで
き、出力端子を減少させ設置の工数が節減できる。ま
た、従来はセンサ部１０１またはアンプ部１０２を専用
のコントローラに接続すしていたために、そのコントロ
ーラから多数の出力端子より出力されていたが、単方向
時分割多重伝送方式にすることにより、一つの出力端子
からＢＣＤコードが出力できるので、専用のコントロー
ラが不要になって、測定システムのコストダウンを図る
ことができる。

【００７２】

【表５】

【００７３】すなわち、ＢＣＤ出力モード（ＢＣＤ）で
はＡ／Ｄデータを０〜５ｍｍの変位量に変換し、値をＢ
ＣＤコード（４桁）でシリアル伝送する。 例 ０ｍｍ ００００ｈ ２．１２５ｍｍ ２１２５ｈ 測定範囲外 ０未満はＥＥＥＥｈ，５以上はＦＦＦＦｈ
のデータを送信する。

【００７４】また、伝送速度の切り替えをスイッチ５５
により次のように行うようにしてもよい（図２参照）。 標準：１６０Ｈｚ／サイクル（ＴＹＰ） 高速：１ＭＨｚ／サイクル（ＴＹＰ） このように伝送速度を切り替えることにより受信側の伝
送速度に合わせて速度を切り替えられる。

【００７５】上記した変位センサはデジタルタイプの変
位センサであるが、アナログタイプの変位センサを次に
説明する。

【００７６】このアナログタイプの変位センサは、測定
子２８の押し込み量（コア２９の移動量）［０〜５ｍ
ｍ］をそれに対応した電流［４〜２０ｍＡ］に変換して
出力するものである。すなわち、図２２の（１）に示す
ように前記センサ部１０１のコア位置に応じたアナログ
電圧は電圧／電流変換器６０により電流出力に変化す
る。この電圧／電流変換器６０は、図２２の（２）に示
すように増幅回路６１と電流出力回路（オープンエミッ
タ回路）６２とフィードバック補正回路６３とより構成
されている。増幅回路６１から出力した出力電圧が電流
出力回路６２のトランジスタ６４のベースに印加されて
このベース電圧に応じて電流出力回路６２に出力電流が
流れ出力する。そして、電流出力回路６２における負荷
抵抗により電圧降下があるためにフィードバック補正回
路６３により電圧変動の補正を行い、ベース電圧を高め
て電流出力回路６２の出力電流を一定に維持する。

【００７７】アナログ電圧出力の場合、出力のケーブル
長を長くするとケーブルの抵抗により電圧降下が起こり
ケーブルの長さによって出力が変化するが、電流出力の
場合、負荷のインピーダンスに関係なく一定の電流を出
力するため一定以下の負荷ではケーブルの長さによって
出力が変化しないので、ケーブル長を自由に変えること
ができる。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる変
位センサは、コイルを捲回装着したボビン内に、測定子
の移動と共に移動するコアを設けてこの測定子の変位を
電気信号として検出するセンサ部と、このセンサ部が検
出した検出信号を処理し出力する信号処理・出力手段と
を一体にケースに設けたことから、センサ部と信号処理
・出力手段（アンプ部）をつなぐケーブルをなくすこと
ができる。このために、耐ノイズ性が向上し安定した測
定を行うことができ、ケーブルの設置工数がなくなる
し、ケーブル長による特性変化の心配がなくなる。ま
た、ケーブルをなくすことで、温度補正が容易になる
し、測定場所と調整、設定場所が同一であるために調
整、設定がし易くなるばかりか、センサ、アンプの全体
のコストダウンと小形化が可能になる。

【００７９】また、本発明は、ベースと共にケースを構
成するカバーの上面部に、信号処理 ・ 出力手段による多
点設定モード、ＢＣＤ出力モード及び多点出力モードの
設定を夫々切り換えるモード切替スイッチと、アップ
(ＵＰ)スイッチ、ティーチ(ＴＥＡＣＨ)スイッチ及びダ
ウン(ＤＯＷＮ)スイッチを有する設定スイッチと、多数
のチャンネルに対応した表示ＬＥＤを備えた表示部と、
を設けたことにより、モード設定、設定値の設定操作、
設定値及び出力の表示による読みが行えて測定性を向上
させることができる。

【００８０】また、本発明は、アップ(ＵＰ)スイッチ、
ティーチ(ＴＥＡＣＨ)スイッチ及びダウン(ＤＯＷＮ)ス
イッチを有する設定スイッチ及び多数のチャンネルに対
応した表示ＬＥＤを備えた表示部を備えていることによ
り、設定スイッチの操作により、例えば、基準値、基準
値オフセット位置、公差等の設定を行うことができて測
定性が良好になるし、また、表示部の、チャンネルに対
応した表示ＬＥＤを点灯することによって基準値、基準
値オフセット位置、公差等の表示が可能になり、測定性
が良好になる。

【００８１】

【００８２】

【００８３】

【００８４】

【００８５】

【００８６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる変位センサの概略的な構成図で
ある。

【図２】同変位センサのブロック図である。

【図３】同変位センサの平面図である。

【図４】同変位センサの側面図である。

【図５】同変位センサの正面図である。

【図６】同変位センサの断面図である。

【図７】同変位センサにおけるボビン端子部の斜視図で
ある。

【図８】同変位センサにおける変位／電圧値変換部の構
成説明図である。

【図９】同変位センサにおける温度補正回路図である。

【図１０】同変位センサにおける多点設定方法のフロー
チャートである。

【図１１】同多点設定方法における新規設定のフローチ
ャートである。

【図１２】同多点設定方法における基準位置オフセット
調整のフローチャートである。

【図１３】同多点設定方法における公差調整のフローチ
ャートである。

【図１４】（１）は同多点設定方法における設定リセッ
トのフローチャートである。（２）は同多点設定方法に
おける設定変更のフローチャートである。

【図１５】同多点設定方法における表示部の表示の説明
図である。

【図１６】同多点設定方法における表示部の表示の説明
図である。

【図１７】（１）は多点出力（オン／オフ出力）におけ
るヒステリシスの幅及び方向の説明図である。（２）は
多点出力（オン／オフ出力反転）におけるヒステリシス
の幅及び方向の説明図である。（３）は多点出力（公差
出力）におけるヒステリシスの幅及び方向の説明図であ
る。（４）は多点出力（公差出力反転）におけるヒステ
リシスの幅及び方向の説明図である。

【図１８】単方向時分割多重伝送の説明図である。

【図１９】単方向時分割多重伝送のフレーム構成の説明
図である。

【図２０】（１）はデータ符号化における低レベル信号
の説明図である。（２）はデータ符号化における高レベ
ル信号の説明図である。

【図２１】ＢＣＤ出力設定のフローチャートである。

【図２２】（１）はアナログタイプの変位センサにおい
て、測定子の押し込み量をそれに対応した電流に変換し
て出力する状態を示す説明図である。（２）はアナログ
電圧／電流変換器の回路図である。

【図２３】従来の変位センサの概略的な構成図である。

【符号の説明】

１ ベース ２ カバー ３ ケース本体 １０ ボビン １５Ａ，１５Ｂ コイル ２８ 測定子 ２９ コア １０１ センサ部 １０２ アンプ部（信号処理・出力手段）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−137699（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−177210（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−184409（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−146925（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−8607（ＪＰ，Ｕ) 千本、花渕編、「計装システムの基礎 と応用」、オーム社、Ｓ62−９−30、 Ｐ．172 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01B 7/00 G01B 21/00 - 21/32

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイルを捲回装着したボビン内に、測定
   子の移動と共に移動するコアを設けてこの測定子の変位
   を電気振動として検出するセンサ部と、このセンサ部が
   検出した検出信号を処理し出力する信号処理・出力手段
   とを一体にケースに設け、かつ、このケースは、ベース
   とカバーとから構成しており、 前記ベースの底壁部の内面に支持壁部を立ち上げ形成
   し、この支持壁部に前記コアの後端部に結合した保持軸
   を摺動可能に設け、 また、前記ベースの前側壁部に形成した摺動用孔部に
   は、前記コアの前端部に結合した前記測定子が摺動可能
   に挿入され、この測定子は可動ばねによって前記ベース
   の前側壁部より突出して初期位置にセットされており、 更に、前記カバーの上面部には、前記信号処理 ・ 出力手
   段による多点設定モード、ＢＣＤ出力モード及び多点出
   力モードの設定を夫々切り換えるモード切替スイッチ
   と、アップ(ＵＰ)スイッチ、ティーチ(ＴＥＡＣＨ)スイ
   ッチ及びダウン(ＤＯＷＮ)スイッチを有する設定スイッ
   チと、多数のチャンネルに対応した表示ＬＥＤを備えた
   表示部とが設けられていることを特徴とする 変位セン
   サ。