JP3452139B2 - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
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- JP3452139B2 JP3452139B2 JP2001173992A JP2001173992A JP3452139B2 JP 3452139 B2 JP3452139 B2 JP 3452139B2 JP 2001173992 A JP2001173992 A JP 2001173992A JP 2001173992 A JP2001173992 A JP 2001173992A JP 3452139 B2 JP3452139 B2 JP 3452139B2
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- signals
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、差動変圧器を利用
した位置検出装置に関する。
した位置検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、差動変圧器を利用して被測定
物の変位を検出する位置検出装置が知られている。当該
位置検出装置は、油圧制御機構内におけるスプール弁の
位置制御やロータリー弁の回転角度の制御等に使用され
る。
物の変位を検出する位置検出装置が知られている。当該
位置検出装置は、油圧制御機構内におけるスプール弁の
位置制御やロータリー弁の回転角度の制御等に使用され
る。
【０００３】図４は、油圧制御弁１００の内装するスプ
ール弁１０１の変位を検出する位置検出装置Ｃの構成を
示す図である。位置検出装置Ｃが備える差動変圧器Ｓ３
は、発振器２００、当該発振器２００により励磁される
１次側コイル２０１、２個並んで設けられる２次側コイ
ル２０２，２０３、及び、上記１次側コイル２０１と２
次側コイル２０２，２０３との間の磁力線を結合する可
動磁性体１０２とで構成される。棒状の磁性体１０２
は、油圧制御弁１００のスプール１０１の一端に連結さ
れており、スプール１０１の変位に応じて図面上左右に
移動する。整流・平滑回路２０４，２０５は、２次側コ
イル２０２，２０３に誘起される交流信号を全波整流
し、かつ、平滑化した後に出力する。以下、説明の便宜
のため、整流・平滑回路２０４から出力される信号をＡ
とし、整流・平滑回路２０５から出力される信号をＢと
する。
ール弁１０１の変位を検出する位置検出装置Ｃの構成を
示す図である。位置検出装置Ｃが備える差動変圧器Ｓ３
は、発振器２００、当該発振器２００により励磁される
１次側コイル２０１、２個並んで設けられる２次側コイ
ル２０２，２０３、及び、上記１次側コイル２０１と２
次側コイル２０２，２０３との間の磁力線を結合する可
動磁性体１０２とで構成される。棒状の磁性体１０２
は、油圧制御弁１００のスプール１０１の一端に連結さ
れており、スプール１０１の変位に応じて図面上左右に
移動する。整流・平滑回路２０４，２０５は、２次側コ
イル２０２，２０３に誘起される交流信号を全波整流
し、かつ、平滑化した後に出力する。以下、説明の便宜
のため、整流・平滑回路２０４から出力される信号をＡ
とし、整流・平滑回路２０５から出力される信号をＢと
する。
【０００４】図５は、磁性体１０２が２次側コイル２０
３に対向する位置からコイル２０２に対向する位置へと
移動した場合における信号Ａ，信号Ｂ、信号Ａ＋信号
Ｂ、信号Ａ−信号Ｂ、及び、（信号Ａ−信号Ｂ）／（信
号Ａ＋信号Ｂ）の値を表すグラフである。図示するよう
に、磁性体１０２の移動開始に伴い、信号Ｂは一旦増加
した後に減少する。一方、信号Ａの値は、磁性体がコイ
ル２０２に対向する位置に達するまで増加した後に減少
する。この信号の変化に伴い、信号Ａ＋信号Ｂ、及び、
信号Ａ−信号Ｂの値は、図示するように測定端部におい
て減少する。磁性体１０２の移動に比例する出力を得る
ため、アナログ演算器２０６において（信号Ａ−信号
Ｂ）／（信号Ａ＋信号Ｂ）の演算を行う。図示するよう
に、当該演算を行うことで、磁性体１０２の移動量に比
例して直線的に増加する出力を得ることができる。演算
器２０６の出力は、増幅器２０７において増幅された後
に変位出力として外部に出力される。
３に対向する位置からコイル２０２に対向する位置へと
移動した場合における信号Ａ，信号Ｂ、信号Ａ＋信号
Ｂ、信号Ａ−信号Ｂ、及び、（信号Ａ−信号Ｂ）／（信
号Ａ＋信号Ｂ）の値を表すグラフである。図示するよう
に、磁性体１０２の移動開始に伴い、信号Ｂは一旦増加
した後に減少する。一方、信号Ａの値は、磁性体がコイ
ル２０２に対向する位置に達するまで増加した後に減少
する。この信号の変化に伴い、信号Ａ＋信号Ｂ、及び、
信号Ａ−信号Ｂの値は、図示するように測定端部におい
て減少する。磁性体１０２の移動に比例する出力を得る
ため、アナログ演算器２０６において（信号Ａ−信号
Ｂ）／（信号Ａ＋信号Ｂ）の演算を行う。図示するよう
に、当該演算を行うことで、磁性体１０２の移動量に比
例して直線的に増加する出力を得ることができる。演算
器２０６の出力は、増幅器２０７において増幅された後
に変位出力として外部に出力される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記位置検出装置Ｃで
用いるアナログ演算器２０６は、複雑な調整が必要であ
ったり、また、一般的な部品でないため、入手が困難で
コスト高であるといった問題を有する。当該問題に対処
するため、従来より上記アナログ演算器２０６を用いる
代わりにフィードバック制御回路を利用して発振器２０
０の出力を信号Ａ＋信号Ｂの値が一定となるように修正
し、変位出力として出力する信号Ａ−信号Ｂの値の磁性
体の移動量に対する比例係数の値を一定に保つものが種
々提案されている。
用いるアナログ演算器２０６は、複雑な調整が必要であ
ったり、また、一般的な部品でないため、入手が困難で
コスト高であるといった問題を有する。当該問題に対処
するため、従来より上記アナログ演算器２０６を用いる
代わりにフィードバック制御回路を利用して発振器２０
０の出力を信号Ａ＋信号Ｂの値が一定となるように修正
し、変位出力として出力する信号Ａ−信号Ｂの値の磁性
体の移動量に対する比例係数の値を一定に保つものが種
々提案されている。
【０００６】図６は、フィードバック制御回路を採用す
る位置検出装置Ｄの構成を示す図である。差動変圧器Ｓ
４は、発振器３００、当該発振器３００の出力を増幅し
て出力する可変増幅器３０１、可変増幅器３０１による
増幅後の発振信号により励磁される１次側コイル３０
２、２個並んで設けられる２次側コイル３０３，３０
４、及び、上記１次側コイル３０２と２次側コイル３０
３，３０４との間の磁力線を結合する可動磁性体１０２
とで構成される。棒状の磁性体１０２は、油圧制御弁１
００のスプール１０１の一端に連結されており、スプー
ル１０１の変位に応じて図面上左右に移動する。整流・
平滑回路３０５，３０６は、２次側コイル３０３，３０
４に誘起される交流信号を全波整流し、かつ、平滑化し
た後に出力する。以下、説明の便宜のため、整流・平滑
回路３０５から出力される信号をＡとし、整流・平滑回
路３０６から出力される信号をＢとする。
る位置検出装置Ｄの構成を示す図である。差動変圧器Ｓ
４は、発振器３００、当該発振器３００の出力を増幅し
て出力する可変増幅器３０１、可変増幅器３０１による
増幅後の発振信号により励磁される１次側コイル３０
２、２個並んで設けられる２次側コイル３０３，３０
４、及び、上記１次側コイル３０２と２次側コイル３０
３，３０４との間の磁力線を結合する可動磁性体１０２
とで構成される。棒状の磁性体１０２は、油圧制御弁１
００のスプール１０１の一端に連結されており、スプー
ル１０１の変位に応じて図面上左右に移動する。整流・
平滑回路３０５，３０６は、２次側コイル３０３，３０
４に誘起される交流信号を全波整流し、かつ、平滑化し
た後に出力する。以下、説明の便宜のため、整流・平滑
回路３０５から出力される信号をＡとし、整流・平滑回
路３０６から出力される信号をＢとする。
【０００７】位置検出装置Ｄでは、信号Ａ及び信号Ｂの
差を減算器３０７において求め、求めた値を増幅器３０
９において増幅した後に変位出力として出力する。ま
た、加算器３０８において信号Ａと信号Ｂの合計を求
め、求めた値をコンパレータ３１０に入力する。コンパ
レータ３１０では、信号Ａ＋信号Ｂの値から基準値Ｖｒ
ｅｆからを減算した値に基づいて定まる制御信号を可変
増幅器３０１に出力する。可変増幅器３１０は、コンパ
レータ３１０からの制御信号の値が負の場合に増幅率を
高め、正の場合に増幅率を下げる。
差を減算器３０７において求め、求めた値を増幅器３０
９において増幅した後に変位出力として出力する。ま
た、加算器３０８において信号Ａと信号Ｂの合計を求
め、求めた値をコンパレータ３１０に入力する。コンパ
レータ３１０では、信号Ａ＋信号Ｂの値から基準値Ｖｒ
ｅｆからを減算した値に基づいて定まる制御信号を可変
増幅器３０１に出力する。可変増幅器３１０は、コンパ
レータ３１０からの制御信号の値が負の場合に増幅率を
高め、正の場合に増幅率を下げる。
【０００８】加算器３０８、コンパレータ３１０、及
び、可変増幅器３０１で構成するフィードバック制御回
路の働きにより、信号Ａ＋信号Ｂの値は常に一定に修正
される。これにより、変位出力として出力する信号Ａ−
信号Ｂの値の磁性体１０２の移動量に対する比例係数の
値を一定に保つことができる。
び、可変増幅器３０１で構成するフィードバック制御回
路の働きにより、信号Ａ＋信号Ｂの値は常に一定に修正
される。これにより、変位出力として出力する信号Ａ−
信号Ｂの値の磁性体１０２の移動量に対する比例係数の
値を一定に保つことができる。
【０００９】しかしながら、上記位置検出装置Ｄの備え
るフィードバック制御回路においては、フィードバック
ループ内に差動変圧器Ｓ４が介在する。一般に１次側の
コイル３０２と２次側のコイル３０３，３０４は近接す
る位置に設けられる。また、１次側コイル３０２に流れ
る励磁電流のレベルは、２次側コイル３０３，３０４に
おいて誘起される交流信号のレベルに比べて非常に大き
い。この場合において、フィードバック回路により１次
側コイル３０２の励磁レベルを変更すると、２次側コイ
ル３０３，３０４に１次側励磁信号が誘起されて、この
ため安定した変位出力が得られない。
るフィードバック制御回路においては、フィードバック
ループ内に差動変圧器Ｓ４が介在する。一般に１次側の
コイル３０２と２次側のコイル３０３，３０４は近接す
る位置に設けられる。また、１次側コイル３０２に流れ
る励磁電流のレベルは、２次側コイル３０３，３０４に
おいて誘起される交流信号のレベルに比べて非常に大き
い。この場合において、フィードバック回路により１次
側コイル３０２の励磁レベルを変更すると、２次側コイ
ル３０３，３０４に１次側励磁信号が誘起されて、この
ため安定した変位出力が得られない。
【００１０】本発明の目的は、より簡単な構成で、か
つ、より正確な被測定物の変位量の検出が可能な位置検
出装置を提供することである。
つ、より正確な被測定物の変位量の検出が可能な位置検
出装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の位置検出
装置は、可動磁性体の位置に応じて、並べて設けられる
第１及び第２の２次側コイルに誘起される第１及び第２
の交流信号を出力する差動変圧器と、上記第１及び第２
の交流信号を直流信号に変換すると共に、増幅して出力
する信号変換手段と、上記信号変換手段より出力される
２つの信号の合計が所定値となるように上記信号変換手
段による信号の増幅率を調整するフィードバック制御回
路と、上記信号変換手段により出力される２の信号の差
に基づいて上記磁性体の位置を表す信号を出力する出力
回路とを備えることを特徴とする。
装置は、可動磁性体の位置に応じて、並べて設けられる
第１及び第２の２次側コイルに誘起される第１及び第２
の交流信号を出力する差動変圧器と、上記第１及び第２
の交流信号を直流信号に変換すると共に、増幅して出力
する信号変換手段と、上記信号変換手段より出力される
２つの信号の合計が所定値となるように上記信号変換手
段による信号の増幅率を調整するフィードバック制御回
路と、上記信号変換手段により出力される２の信号の差
に基づいて上記磁性体の位置を表す信号を出力する出力
回路とを備えることを特徴とする。
【００１２】本発明の第２の位置検出装置は、上記第１
の位置検出装置において、上記信号変換手段は、上記第
１及び第２の交流信号を整流し、平滑化する整流・平滑
化手段と、上記整流・平滑化手段により出力される第１
及び第２の信号を増幅する可変増幅器で構成され、上記
フィードバック制御回路は、上記信号変換手段より出力
される２つの信号の合計が所定の基準値となるように上
記信号変換手段を構成する上記可変増幅器の増幅率を調
節し、上記出力回路は、上記可変増幅器より出力される
第１及び第２の信号の差に基づいて上記磁性体の位置を
表す信号を出力することを特徴とする。
の位置検出装置において、上記信号変換手段は、上記第
１及び第２の交流信号を整流し、平滑化する整流・平滑
化手段と、上記整流・平滑化手段により出力される第１
及び第２の信号を増幅する可変増幅器で構成され、上記
フィードバック制御回路は、上記信号変換手段より出力
される２つの信号の合計が所定の基準値となるように上
記信号変換手段を構成する上記可変増幅器の増幅率を調
節し、上記出力回路は、上記可変増幅器より出力される
第１及び第２の信号の差に基づいて上記磁性体の位置を
表す信号を出力することを特徴とする。
【００１３】本発明の第３の位置検出装置は、上記第１
の位置検出装置において、上記信号変換手段は、上記第
１及び第２の交流信号の通過量規制手段と、上記通過量
規制手段を通った信号を増幅する増幅器と、上記増幅器
による増幅後の第１及び第２の交流信号を整流し、平滑
化する整流・平滑化手段とで構成され、上記フィードバ
ック制御回路は、上記信号変換手段より出力される２つ
の信号の合計が所定値となるように上記信号変換手段を
構成する通過量規制手段の信号通過量を調節し、上記出
力回路は、上記信号変換手段を構成する整流・平滑化手
段より出力される２つの信号の差に基づいて上記磁性体
の位置を表す信号を出力することを特徴とする。
の位置検出装置において、上記信号変換手段は、上記第
１及び第２の交流信号の通過量規制手段と、上記通過量
規制手段を通った信号を増幅する増幅器と、上記増幅器
による増幅後の第１及び第２の交流信号を整流し、平滑
化する整流・平滑化手段とで構成され、上記フィードバ
ック制御回路は、上記信号変換手段より出力される２つ
の信号の合計が所定値となるように上記信号変換手段を
構成する通過量規制手段の信号通過量を調節し、上記出
力回路は、上記信号変換手段を構成する整流・平滑化手
段より出力される２つの信号の差に基づいて上記磁性体
の位置を表す信号を出力することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】（１）発明の概要
本発明の位置検出装置は、差動変圧器を利用する位置検
出装置であって、被測定物の位置に応じて差動変圧器の
２次側コイルに誘起される交流信号、又は、当該交流信
号を整流、平滑化した後の信号（以下の説明ではＡ，Ｂ
という）の合計を一定にするフィードバック制御回路を
備えることを特徴とする。フィードバックループ内に差
動変圧器を介在させない構成を採用することで、１次側
コイルの励磁電圧の振幅を一定にでき、２次側コイルに
誘起する交流信号の振幅変動を防止し、被測定物の位置
を表す正確な出力を得る。以下、上記特徴を具備する位
置検出装置の実施の形態１及び２について添付の図面を
参照しつつ説明する。
出装置であって、被測定物の位置に応じて差動変圧器の
２次側コイルに誘起される交流信号、又は、当該交流信
号を整流、平滑化した後の信号（以下の説明ではＡ，Ｂ
という）の合計を一定にするフィードバック制御回路を
備えることを特徴とする。フィードバックループ内に差
動変圧器を介在させない構成を採用することで、１次側
コイルの励磁電圧の振幅を一定にでき、２次側コイルに
誘起する交流信号の振幅変動を防止し、被測定物の位置
を表す正確な出力を得る。以下、上記特徴を具備する位
置検出装置の実施の形態１及び２について添付の図面を
参照しつつ説明する。
【００１５】（２）実施の形態１
実施の形態１に係る位置検出装置Ａは、差動変圧器を構
成する２つの２次側コイルに誘起される各交流信号をそ
れぞれ整流・平滑化した後に、それぞれ同一規格の可変
増幅器により増幅して得られる２つの電気信号の合計が
基準値Ｖｒｅｆと等しくなる様に、上記２つの可変増幅
器の増幅率を制御するフィードバック制御回路を設けた
ことを特徴とする。
成する２つの２次側コイルに誘起される各交流信号をそ
れぞれ整流・平滑化した後に、それぞれ同一規格の可変
増幅器により増幅して得られる２つの電気信号の合計が
基準値Ｖｒｅｆと等しくなる様に、上記２つの可変増幅
器の増幅率を制御するフィードバック制御回路を設けた
ことを特徴とする。
【００１６】図１は、位置検出装置Ａの構成を示す図で
ある。図中、差動変圧器Ｓ１を点線で囲んで表す。差動
変圧器Ｓ１は、発振器１、当該発振器１により励磁され
る１次側コイル２、２個並べられた２次側コイル３，
４、及び、上記１次側コイル２と２次側コイル３，４と
の間の磁力線を結合する棒状の磁性体１０２で構成され
る。棒状の磁性体１０２は、油圧制御弁１００のスプー
ル１０１の一端に連結されており、スプール１０１の変
位に応じて図面上左右に移動する。整流・平滑回路５，
６は、差動変圧器Ｓ１の２次側コイル３，４に誘起され
る交流信号を全波整流し、更に平滑処理した後に出力す
る。以下、説明の便宜のため、整流・平滑回路５から出
力される信号をＡとし、整流・平滑回路６から出力され
る信号をＢとする。
ある。図中、差動変圧器Ｓ１を点線で囲んで表す。差動
変圧器Ｓ１は、発振器１、当該発振器１により励磁され
る１次側コイル２、２個並べられた２次側コイル３，
４、及び、上記１次側コイル２と２次側コイル３，４と
の間の磁力線を結合する棒状の磁性体１０２で構成され
る。棒状の磁性体１０２は、油圧制御弁１００のスプー
ル１０１の一端に連結されており、スプール１０１の変
位に応じて図面上左右に移動する。整流・平滑回路５，
６は、差動変圧器Ｓ１の２次側コイル３，４に誘起され
る交流信号を全波整流し、更に平滑処理した後に出力す
る。以下、説明の便宜のため、整流・平滑回路５から出
力される信号をＡとし、整流・平滑回路６から出力され
る信号をＢとする。
【００１７】信号Ａは、可変増幅器７に入力される。信
号Ｂは、可変増幅器７と同一規格の可変増幅器８に入力
される。減算器９は、増幅後の信号Ａから信号Ｂを差し
引いた値（信号Ａ−信号Ｂ）を最終段の増幅器１１を介
して変位出力として出力する。加算器１０は、増幅後の
信号Ａ及び信号Ｂを求め、次段のコンパレータ１２に出
力する。コンパレータ１２は、増幅後の信号Ａ＋信号Ｂ
の値が基準電圧Ｖｒｅｆよりも大きい場合にＨｉｇｈレ
ベルの制御信号を可変増幅器７，８に出力し、逆の場合
にＬｏｗレベルの制御信号を可変増幅器７，８に出力す
る。可変増幅器７，８は、コンパレータ３１０からの制
御信号の値がＬｏｗレベルの場合に増幅率を高め、Ｈｉ
ｇｈレベルの場合に増幅率を下げる。
号Ｂは、可変増幅器７と同一規格の可変増幅器８に入力
される。減算器９は、増幅後の信号Ａから信号Ｂを差し
引いた値（信号Ａ−信号Ｂ）を最終段の増幅器１１を介
して変位出力として出力する。加算器１０は、増幅後の
信号Ａ及び信号Ｂを求め、次段のコンパレータ１２に出
力する。コンパレータ１２は、増幅後の信号Ａ＋信号Ｂ
の値が基準電圧Ｖｒｅｆよりも大きい場合にＨｉｇｈレ
ベルの制御信号を可変増幅器７，８に出力し、逆の場合
にＬｏｗレベルの制御信号を可変増幅器７，８に出力す
る。可変増幅器７，８は、コンパレータ３１０からの制
御信号の値がＬｏｗレベルの場合に増幅率を高め、Ｈｉ
ｇｈレベルの場合に増幅率を下げる。
【００１８】可変増幅器７，８、及び、加算器１０、コ
ンパレータ１２で構成するフィードバック制御回路の働
きにより、信号Ａ＋信号Ｂの値は常に一定に修正され
る。これにより、変位出力として出力する信号Ａ−信号
Ｂの値の磁性体１０２の移動量に対する比例係数の値を
一定に保つことができる。
ンパレータ１２で構成するフィードバック制御回路の働
きにより、信号Ａ＋信号Ｂの値は常に一定に修正され
る。これにより、変位出力として出力する信号Ａ−信号
Ｂの値の磁性体１０２の移動量に対する比例係数の値を
一定に保つことができる。
【００１９】図２は、上記構成の位置検出装置Ａにおい
て、磁性体１０２の移動量に対して出力される信号Ａ、
信号Ｂ、信号Ａ＋信号Ｂ、及び、信号Ａ−信号Ｂを表す
グラフである。なお、参考のため、フィードバック制御
回路を使用しなかった場合の各信号を点線で示す。矢印
で示すように、信号Ａ＋信号Ｂの値を一定となるように
修正することで、信号Ａ−信号Ｂの値が磁性体１０２の
移動に伴い直線的に変化するように修正できる。
て、磁性体１０２の移動量に対して出力される信号Ａ、
信号Ｂ、信号Ａ＋信号Ｂ、及び、信号Ａ−信号Ｂを表す
グラフである。なお、参考のため、フィードバック制御
回路を使用しなかった場合の各信号を点線で示す。矢印
で示すように、信号Ａ＋信号Ｂの値を一定となるように
修正することで、信号Ａ−信号Ｂの値が磁性体１０２の
移動に伴い直線的に変化するように修正できる。
【００２０】（３）実施の形態２
図３は、実施の形態２に係る位置検出装置Ｂの構成を示
す図である。実施の形態２に係る位置検出装置Ｂでは、
上記実施の形態１に係る位置検出装置Ａの備える可変増
幅器７，８の代わりに、整流・平滑後の信号Ａ及び信号
Ｂの合計が基準値Ｖｒｅｆと同じになるように２次側コ
イル５２，５３を開放して整流・平滑回路５８，５９に
入る信号量を調節するフィードバック制御回路を備える
ことを特徴とする。
す図である。実施の形態２に係る位置検出装置Ｂでは、
上記実施の形態１に係る位置検出装置Ａの備える可変増
幅器７，８の代わりに、整流・平滑後の信号Ａ及び信号
Ｂの合計が基準値Ｖｒｅｆと同じになるように２次側コ
イル５２，５３を開放して整流・平滑回路５８，５９に
入る信号量を調節するフィードバック制御回路を備える
ことを特徴とする。
【００２１】図中、差動変圧器Ｓ２を点線で囲んで表
す。差動変圧器Ｓ２は、発振器５０、当該発振器５０に
より励磁される１次側コイル５１、２個並べられた２次
側コイル５２，５３、及び、上記１次側コイル５１と２
次側コイル５２，５３との間の磁力線を結合する棒状の
磁性体１０２で構成される。棒状の磁性体１０２は、油
圧制御弁１００のスプール１０１の一端に連結されてお
り、スプール１０１の変位に応じて図面上左右に移動す
る。
す。差動変圧器Ｓ２は、発振器５０、当該発振器５０に
より励磁される１次側コイル５１、２個並べられた２次
側コイル５２，５３、及び、上記１次側コイル５１と２
次側コイル５２，５３との間の磁力線を結合する棒状の
磁性体１０２で構成される。棒状の磁性体１０２は、油
圧制御弁１００のスプール１０１の一端に連結されてお
り、スプール１０１の変位に応じて図面上左右に移動す
る。
【００２２】２次側コイル５２，５３は、それぞれ同じ
巻き数のコイルであり、途中、”Ｈ”の信号入力に応じ
て開放（オフ）されるノーマリーオン型のアナログスイ
ッチ５４，５５、及び、増幅器５６，５７を介して整流
・平滑回路５８，５９に接続される。なお、増幅器５
６，５７は、上記スイッチ５４，５５を接続（オン）に
維持した場合において、磁性体１０２が２次側コイル５
２の右端に到った時に加算器６１により求められる信号
Ａ＋信号Ｂの値が、磁性体１０２が当該右端部以外の位
置にあるときの値よりも大きくなる増幅率のものを採用
する。以下、説明の便宜のため、整流・平滑回路５８よ
り出力される信号をＡと表し、整流・平滑回路５９より
出力される信号をＢと表す。
巻き数のコイルであり、途中、”Ｈ”の信号入力に応じ
て開放（オフ）されるノーマリーオン型のアナログスイ
ッチ５４，５５、及び、増幅器５６，５７を介して整流
・平滑回路５８，５９に接続される。なお、増幅器５
６，５７は、上記スイッチ５４，５５を接続（オン）に
維持した場合において、磁性体１０２が２次側コイル５
２の右端に到った時に加算器６１により求められる信号
Ａ＋信号Ｂの値が、磁性体１０２が当該右端部以外の位
置にあるときの値よりも大きくなる増幅率のものを採用
する。以下、説明の便宜のため、整流・平滑回路５８よ
り出力される信号をＡと表し、整流・平滑回路５９より
出力される信号をＢと表す。
【００２３】減算器６０は、信号Ａ−信号Ｂの演算を行
い、結果を最終段の増幅器６２に出力する。増幅器６２
は、増幅後の信号を変位出力として出力する。また、加
算器６１は、信号Ａ＋信号Ｂを行い、結果をコンパレー
タ６３に出力する。コンパレータ６３は、上記信号Ａ＋
信号Ｂが基準電圧Ｖｒｅｆよりも大きい場合にＨｉｇｈ
レベルの制御信号をラッチ回路６４のデータ入力端子Ｄ
に出力し、逆の場合にＬｏｗレベルの制御信号をラッチ
回路６４のデータ入力端子Ｄに出力する。ラッチ６４の
クロック信号入力端ＣＫには、２次側コイル５３におい
て検出された信号をコンパレータ６５によりディジタル
化した信号が入力される。ラッチ６４は、クロック端子
ＣＫに”Ｈ”の信号が入力されている間、データ入力端
子Ｄに入力されている信号をスイッチ５４，５５に出力
する。
い、結果を最終段の増幅器６２に出力する。増幅器６２
は、増幅後の信号を変位出力として出力する。また、加
算器６１は、信号Ａ＋信号Ｂを行い、結果をコンパレー
タ６３に出力する。コンパレータ６３は、上記信号Ａ＋
信号Ｂが基準電圧Ｖｒｅｆよりも大きい場合にＨｉｇｈ
レベルの制御信号をラッチ回路６４のデータ入力端子Ｄ
に出力し、逆の場合にＬｏｗレベルの制御信号をラッチ
回路６４のデータ入力端子Ｄに出力する。ラッチ６４の
クロック信号入力端ＣＫには、２次側コイル５３におい
て検出された信号をコンパレータ６５によりディジタル
化した信号が入力される。ラッチ６４は、クロック端子
ＣＫに”Ｈ”の信号が入力されている間、データ入力端
子Ｄに入力されている信号をスイッチ５４，５５に出力
する。
【００２４】上記構成において、コンパレータ６３の出
力が”Ｈ”の場合、即ち、Ａ＋Ｂの値が基準電圧Ｖｒｅ
ｆより大きい場合には、スイッチ５４，５５が開放さ
れ、整流されるべき交流信号の一部が除去される。整流
・平滑回路５８，５９より出力される信号Ａ，信号Ｂの
値は、入力される交流信号の一部除去に伴い低下する。
これにより、信号Ａ＋信号Ｂの値が低下し、基準電圧Ｖ
ｒｅｆ以下となると、コンパレータ６３の出力が”Ｌ”
に切り換る。これに伴いラッチ回路６４の出力も”Ｌ”
に切り換り、スイッチ５４，５５を閉じる（オンにす
る）。このように信号の一周期毎にスイッチのオン、オ
フを制御することで信号Ａ，Ｂの増幅度を完全に一致さ
せることができ、精度の高い変位出力を得ることが可能
になる。
力が”Ｈ”の場合、即ち、Ａ＋Ｂの値が基準電圧Ｖｒｅ
ｆより大きい場合には、スイッチ５４，５５が開放さ
れ、整流されるべき交流信号の一部が除去される。整流
・平滑回路５８，５９より出力される信号Ａ，信号Ｂの
値は、入力される交流信号の一部除去に伴い低下する。
これにより、信号Ａ＋信号Ｂの値が低下し、基準電圧Ｖ
ｒｅｆ以下となると、コンパレータ６３の出力が”Ｌ”
に切り換る。これに伴いラッチ回路６４の出力も”Ｌ”
に切り換り、スイッチ５４，５５を閉じる（オンにす
る）。このように信号の一周期毎にスイッチのオン、オ
フを制御することで信号Ａ，Ｂの増幅度を完全に一致さ
せることができ、精度の高い変位出力を得ることが可能
になる。
【００２５】上記説明するように、スイッチ５４，５
５、増幅器５６，５７、ラッチ回路６４、及び、コンパ
レータ６５により、コンパレータ６３の出力に基づいて
動作する可変増幅回路が構成される。
５、増幅器５６，５７、ラッチ回路６４、及び、コンパ
レータ６５により、コンパレータ６３の出力に基づいて
動作する可変増幅回路が構成される。
【００２６】アナログスイッチ５４，５５、増幅器５
６，５７、加算器６１、コンパレータ６３，６５、及
び、ラッチ回路６４で構成するフィードバック制御回路
の働きにより、信号Ａ＋信号Ｂの値は常に一定に修正さ
れる。これにより、変位出力として出力する信号Ａ−信
号Ｂの値の磁性体１０２の移動量に対する比例係数の値
を一定に保つことができる。
６，５７、加算器６１、コンパレータ６３，６５、及
び、ラッチ回路６４で構成するフィードバック制御回路
の働きにより、信号Ａ＋信号Ｂの値は常に一定に修正さ
れる。これにより、変位出力として出力する信号Ａ−信
号Ｂの値の磁性体１０２の移動量に対する比例係数の値
を一定に保つことができる。
【００２７】以上、実施の形態１及び２に係る位置検出
装置Ａ及びＢついて順に説明したが、本発明の位置検出
装置は、スプール弁１０１の直線的な位置変化を検出す
るものに限られず、所定の曲率で曲がっている磁性体、
当該磁性体の形状に対応した１次側コイル及び２次側コ
イルで構成される差動変圧器を利用すれば、例えば、ロ
ータリー弁の角度制御に適用することができる。
装置Ａ及びＢついて順に説明したが、本発明の位置検出
装置は、スプール弁１０１の直線的な位置変化を検出す
るものに限られず、所定の曲率で曲がっている磁性体、
当該磁性体の形状に対応した１次側コイル及び２次側コ
イルで構成される差動変圧器を利用すれば、例えば、ロ
ータリー弁の角度制御に適用することができる。
【００２８】
【発明の効果】本発明の第１の位置検出装置は、差動変
圧器の２次側コイルの出力をフィードバック制御の対象
とすることで、１次側コイルの出力変動を伴わずに磁性
体の移動に対する変位出力信号の線形性を得ることがで
きる。
圧器の２次側コイルの出力をフィードバック制御の対象
とすることで、１次側コイルの出力変動を伴わずに磁性
体の移動に対する変位出力信号の線形性を得ることがで
きる。
【００２９】本発明の第２の位置検出装置は、差動変圧
器の２次側コイルの出力の増幅率をフィードバック制御
の対象とすることで、１次側コイルの出力変動を伴わず
に磁性体の移動に対する変位出力信号の線形性を得るこ
とができる。
器の２次側コイルの出力の増幅率をフィードバック制御
の対象とすることで、１次側コイルの出力変動を伴わず
に磁性体の移動に対する変位出力信号の線形性を得るこ
とができる。
【００３０】本発明の第３の位置検出装置は、差動変圧
器の２次側コイルの出力を整流・平滑化する前に、その
通過量をフィードバック制御の対象とすることで、１次
側コイルの出力変動を伴わずに磁性体の移動に対する変
位出力信号の線形性を得ることができる。
器の２次側コイルの出力を整流・平滑化する前に、その
通過量をフィードバック制御の対象とすることで、１次
側コイルの出力変動を伴わずに磁性体の移動に対する変
位出力信号の線形性を得ることができる。
【図１】 実施の形態１にかかる位置検出装置の構成を
示す図である。
示す図である。
【図２】 磁性体の移動に伴う各信号の変化を示すグラ
フである。
フである。
【図３】 実施の形態２にかかる位置検出装置の構成を
示す図である。
示す図である。
【図４】 従来の位置検出装置の構成を示す図である。
【図５】 磁性体の移動に伴う従来の位置検出装置の各
信号の変化を示すグラフである。
信号の変化を示すグラフである。
【図６】 従来の位置検出装置の構成を示す図である。
１，５０ 発振器、２，５１ １次側コイル、３，４，
５２，５３ ２次側コイル、５，６，５８，５９ 整流
・平滑化回路、７，８ 可変増幅器、９，６０ 減算
器、１０，６３ 加算器、１１，５６，５７，６２増幅
器、１２，６３，６５ コンパレータ、５４，５５ ス
イッチ、６４ ラッチ回路、１００ 油圧制御弁、１０
１ スプール弁、１０２ 磁性体。
５２，５３ ２次側コイル、５，６，５８，５９ 整流
・平滑化回路、７，８ 可変増幅器、９，６０ 減算
器、１０，６３ 加算器、１１，５６，５７，６２増幅
器、１２，６３，６５ コンパレータ、５４，５５ ス
イッチ、６４ ラッチ回路、１００ 油圧制御弁、１０
１ スプール弁、１０２ 磁性体。
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(56)参考文献 特開2000−234972（ＪＰ，Ａ)
特開2000−175426（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−230702（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−160598（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−183924（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−210804（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−246607（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−234102（ＪＰ，Ａ)
特表 平７−506435（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01B 7/00
G01D 5/22
Claims (3)
- 【請求項１】 可動磁性体の位置に応じて、並べて設け
られる第１及び第２の２次側コイルに誘起される第１及
び第２の交流信号を出力する差動変圧器と、 上記第１及び第２の交流信号を直流信号に変換すると共
に、増幅して出力する信号変換手段と、 上記信号変換手段より出力される２つの信号の合計が所
定値となるように上記信号変換手段による信号の増幅率
を調整するフィードバック制御回路と、 上記信号変換手段により出力される２つの信号の差に基
づいて上記磁性体の位置を表す信号を出力する出力回路
とを備えることを特徴とする位置検出装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の位置検出装置におい
て、 上記信号変換手段は、上記第１及び第２の交流信号を整
流し、平滑化する整流・平滑化手段と、上記整流・平滑
化手段により出力される第１及び第２の信号を増幅する
可変増幅器で構成され、 上記フィードバック制御回路は、上記信号変換手段より
出力される２つの信号の合計が所定の基準値となるよう
に上記信号変換手段を構成する上記可変増幅器の増幅率
を調節し、 上記出力回路は、上記可変増幅器より出力される第１及
び第２の信号の差に基づいて上記磁性体の位置を表す信
号を出力する位置検出装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載の位置検出装置におい
て、 上記信号変換手段は、上記第１及び第２の交流信号の通
過量規制手段と、上記通過量規制手段を通った信号を増
幅する増幅器と、上記増幅器による増幅後の第１及び第
２の交流信号を整流し、平滑化する整流・平滑化手段と
で構成され、 上記フィードバック制御回路は、上記信号変換手段より
出力される２つの信号の合計が所定値となるように上記
信号変換手段を構成する通過量規制手段の信号通過量を
調節し、 上記出力回路は、上記信号変換手段を構成する整流・平
滑化手段より出力される２つの信号の差に基づいて上記
磁性体の位置を表す信号を出力する位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001173992A JP3452139B2 (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | 位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001173992A JP3452139B2 (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | 位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002365008A JP2002365008A (ja) | 2002-12-18 |
| JP3452139B2 true JP3452139B2 (ja) | 2003-09-29 |
Family
ID=19015348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001173992A Expired - Fee Related JP3452139B2 (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | 位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3452139B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5478119B2 (ja) * | 2009-05-28 | 2014-04-23 | 新電元工業株式会社 | 位置検出装置 |
-
2001
- 2001-06-08 JP JP2001173992A patent/JP3452139B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002365008A (ja) | 2002-12-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
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