JP6593825B2 - 非接触型センサー - Google Patents
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- H03K2017/9527—Details of coils in the emitter or receiver; Magnetic detector comprising emitting and receiving coils
Description
図6A及び図6Bは、標的構造体の位置の関数としての検知コイルインピーダンスの変化を示す。図6Aは、従来の単一渦電流コイル11と標的構造体60とを示す。従来の渦電流インピーダンスは、標的構造体60の位置の関数として示されている。図6Aは、金属板であり、かつ矢印を含む点線で示すように1つの方向に沿って摺動する、標的構造体60を示す。標的構造体60のおよそ中間に、検知コイル11が配置される場所がある。図6Aのグラフを検討すると、追加のコイルのない、従来の単一渦電流コイル11により、インピーダンス変化は1オーム未満となる。
図6Cは、標的構造体が、図6Aにおいて従来の渦電流コイルとともに上述したような金属板ではなく、コイルである、従来の誘導センサーを示す。実施の形態によれば、図6Dは、標的構造体がコイル構造体であることを示す。図6Aの従来のシステムの結果を著しく超える、図6Bの本開示のシステムの予測されない結果を示す経験的データに関して上述したように、標的構造体としてコイル構造体を使用して、図6Cに示す従来のシステムと比較して、図6Dの本開示のシステムにおいて、測定可能な変化の同様の改善が観察される。
Claims (18)
- 第1のコイル及び第2のコイルを含む一組のコイルであって、前記第1のコイルは、エネルギーを受け取ると、近傍電磁界を発生させ、それにより、該近傍電磁界は、誘導結合を介して前記第2のコイルに前記エネルギーの少なくとも一部を提供し、該一組のコイルを通過するように電流を誘導するものと、
前記第1のコイル又は前記第2のコイルのうちの少なくとも一方の両端の電圧を測定する検出器と、
前記電圧の値の変化を検出すると、前記一組のコイルに近接した標的構造体の存在を検出するプロセッサであって、前記標的構造体は、前記一組のコイルから距離をおいて移動している電磁構造体であるものと、
を備え、
前記第1のコイル及び前記第2のコイルのうちの一方、又は両方は、前記検出器と通信し、該検出器は、前記第1のコイル及び前記第2のコイルのうちの一方、又は両方の両端の電圧を検出する電圧計を含み、それにより、該電圧計によって測定される前記電圧の値は、前記第1のコイルの両端の第1の電圧及び前記第2のコイルの両端の第2の電圧のうちの一方、又は前記第1のコイルの両端の前記第1の電圧及び前記第2のコイルの両端の前記第2の電圧の両方を表し、前記プロセッサは、前記電圧の値に基づいて、前記第1のコイル及び前記第2のコイルのうちの一方、又は前記第1のコイル及び前記第2のコイルの両方に対して、前記標的構造体の相対位置を求める、センサー。 - 前記一組のコイルの各コイルは同じであり、前記標的構造体は、前記一組のコイルの各コイルと同じ標的コイルを含む、請求項1に記載のセンサー。
- 共振周波数を有する電力信号を介して前記第1のコイルに前記エネルギーを供給する電源であって、前記一組のコイルの各コイルは、共振周波数を有する電磁構造体であるものと、
を更に備える、請求項1に記載のセンサー。 - 前記第2のコイルは、前記第1のコイルの共振周波数に近い共振周波数を有し、それにより、前記第1のコイルは検知コイルであり、前記第2のコイルは受動コイルである、請求項1に記載のセンサー。
- 前記標的構造体は、前記第1のコイル及び前記第2のコイルのうちの一方、又は前記第1のコイル及び前記第2のコイルの両方に対して平行な平面において、軌跡に従って移動し、前記センサーは、
前記軌跡における前記標的構造体の一組の位置と前記電圧の一組の値との間のマッピングを記憶するメモリであって、前記プロセッサは、該マッピングを用いて前記標的構造体の前記相対位置を求めるもの、
を更に備える、請求項1に記載のセンサー。 - 前記一組のコイルは、同じ形状を有し、それにより、前記標的構造体が前記近傍電磁界の外側にあるとき、前記第1の電圧及び前記第2の電圧のうちの一方、又は前記第1の電圧及び前記第2の電圧の両方は、閾値未満である、請求項1に記載のセンサー。
- 前記プロセッサは、前記近傍電磁界内に前記標的構造体が存在する間の、前記第1の電圧及び前記第2の電圧のうちの一方、又は前記第1の電圧及び前記第2の電圧の両方の大きさが、前記標的構造体が前記近傍電磁界の外側にあるときの、前記第1の電圧及び前記第2の電圧のうちの一方、又は前記第1の電圧及び前記第2の電圧の両方の大きさより小さいか又は大きい場合、前記一組のコイルに位置合わせされる前記標的構造体の前記相対位置を求める、請求項1に記載のセンサー。
- 前記プロセッサは、前記第1の電圧及び前記第2の電圧のうちの一方、又は前記第1の電圧及び前記第2の電圧の両方の大きさを、基準電圧と比較して、前記近傍電磁界内の前記標的構造体の存在を検出する、請求項1に記載のセンサー。
- 前記一組のコイルは、第3のコイルを含み、該第3のコイル及び前記第2のコイルは、前記第1のコイルに隣接し、前記第3のコイル及び前記第2のコイルは、前記第1のコイルの共振周波数に近い共振周波数を有する、請求項1に記載のセンサー。
- 前記第1のコイルは、前記標的構造体の正面に対して垂直又は水平のうちの一方で、前記第2のコイルと前記第3のコイルとの間に配置され、その際、前記第2のコイル及び前記第3のコイルの各々の外面領域の少なくとも15%が、前記第1のコイルの外面に隣接し、又は、前記第2のコイル及び前記第3のコイルの各々の外面領域の少なくとも20%が、前記第1のコイルの前記外面に隣接し、又は、前記第2のコイル及び前記第3のコイルの各々の外面領域の少なくとも30%が、前記第1のコイルの前記外面に隣接する、請求項9に記載のセンサー。
- 第1のコイル及び第2のコイルを含む一組のコイルであって、前記第1のコイルは、エネルギーを受け取ると、近傍電磁界を発生させ、それにより、該近傍電磁界が、誘導結合を介して前記第2のコイルに前記エネルギーの少なくとも一部を提供し、前記一組のコイルを通過するように電流を誘導し、前記第2のコイルの外面領域の少なくとも10%が、前記第1のコイルの外面に隣接するものと、
前記第1のコイル及び前記第2のコイルのうちの少なくとも一方又は両方の両端の電圧を測定する検出器と、
前記電圧の値の変化を検出すると、前記一組のコイルに近接した標的構造体の存在を検出するプロセッサであって、前記標的構造体は、前記一組のコイルから距離をおいて移動している電磁構造体であるものと、
を備え、
前記第1のコイル及び前記第2のコイルのうちの一方、又は両方は、前記検出器と通信し、該検出器は、前記第1のコイル及び前記第2のコイルのうちの一方、又は両方の両端の電圧を検出する電圧計を含み、それにより、該電圧計によって測定される前記電圧の値は、前記第1のコイルの両端の第1の電圧及び前記第2のコイルの両端の第2の電圧のうちの一方、又は前記第1のコイルの両端の前記第1の電圧及び前記第2のコイルの両端の前記第2の電圧の両方を表し、前記プロセッサは、前記電圧の値に基づいて、前記第1のコイル及び前記第2のコイルのうちの一方、又は前記第1のコイル及び前記第2のコイルの両方に対して、前記標的構造体の相対位置を求める、センサー。 - 前記標的構造体は、前記第1のコイル及び前記第2のコイルのうちの一方、又は前記第1のコイル及び前記第2のコイルの両方に対して平行な平面において、軌跡に従って移動し、前記センサーは、
前記軌跡における前記標的構造体の一組の位置と前記電圧の一組の値との間のマッピングを記憶するメモリであって、前記プロセッサは、該マッピングを用いて前記標的構造体の前記相対位置を求めるもの、
を更に備える、請求項11に記載のセンサー。 - 前記プロセッサは、前記近傍電磁界内に前記標的構造体が存在する間の、前記第1の電圧及び前記第2の電圧のうちの一方、又は前記第1の電圧及び前記第2の電圧の両方の大きさが、前記標的構造体が前記近傍電磁界の外側にあるときの、前記第1の電圧及び前記第2の電圧のうちの一方、又は前記第1の電圧及び前記第2の電圧の両方の大きさより小さいか又は大きい場合、前記一組のコイルに位置合わせされる前記標的構造体の前記相対位置を求める、請求項11に記載のセンサー。
- 前記プロセッサは、前記第1の電圧及び前記第2の電圧のうちの一方、又は前記第1の電圧及び前記第2の電圧の両方の大きさを、基準電圧と比較して、前記近傍電磁界内の前記標的構造体の存在を検出する、請求項13に記載のセンサー。
- 前記一組のコイルのうちの少なくとも1つのコイルは、該一組のコイルのうちの他のコイルと異なるタイプのコイルであり、それにより、前記標的構造体は、コイルであり、前記一組のコイルと同じタイプのコイル、又は該一組のコイルと異なるタイプのコイルのうちの一方である、請求項11に記載のセンサー。
- 前記一組のコイルはコイルのアレイであり、該コイルのアレイに提供される前記エネルギーは、共振周波数を有する電力信号を介した少なくとも1つの電源からのものであり、
前記プロセッサは、前記電圧の値の変化を検出すると、前記コイルのアレイの各コイルの組に近接した、標的構造体のアレイ内の標的構造体の存在を検出し、前記標的構造体の前記アレイの各標的構造体は、前記コイルのアレイの一組のコイルから距離をおいて移動している電磁構造体であり、それにより、前記センサーのアレイにおけるコイルの各組は、前記標的構造体の前記アレイ内の相対位置に応じて位置読取値を提供し、それにより、前記センサーのアレイにおける各一組のコイルの読取値によって、コードが生成される、請求項11に記載のセンサー。 - 前記標的構造体の移動時、前記コイルのアレイによって新たなコードが取得され、各標的構造体は、前記標的構造体のアレイの各標的構造体において符号化された位置関連情報を含む、請求項16に記載のセンサー。
- センサーに近接した標的構造体の存在及び相対位置又はこれらのいずれか一方を求める方法であって、前記センサーは一組のコイルを備え、該一組のコイルは第1のコイル及び第2のコイルを含み、それにより、前記第1のコイルは、エネルギーを受け取ると、近傍電磁界を発生させ、該近傍電磁界は、誘導結合を介して前記第2のコイルに前記エネルギーの少なくとも一部を提供し、前記一組のコイルを通過するように電流を誘導し、前記第1のコイル又は前記第2のコイルのうちの少なくとも一方の両端の電圧を測定する検出器を備え、該方法は、
前記電圧の値の変化を検出すると、前記一組のコイルに近接した標的構造体の存在を検出するようにプロセッサを使用することであって、前記標的構造体は、前記一組のコイルから距離をおいて移動している電磁構造体であるものと、
前記プロセッサにより、前記一組のコイルに対する前記電圧の値に変化がない場合、記録するとともに、メモリに記憶することであって、該メモリは、前記プロセッサと通信するものと、
検出ユニットにより、前記一組のコイルの前記電圧の測定値を検出するとともに、該一組のコイルの該電圧の該測定値を前記プロセッサに送ることと、
前記プロセッサにより、前記一組のコイルの前記電圧の前記測定値を履歴的に記憶された基準値と比較することと、
前記プロセッサにより、前記一組のコイルに対する前記電圧の値に変化がないか否かを判断し、変化がない場合、前記センサーに近接した前記標的構造体の存在がない及び相対位置がないまたはこれらのいずれか一方がないと判断することと、
前記プロセッサにより、前記一組のコイルに対する前記電圧の値の変化が検出されたか否かを判断することであって、該変化の検出を判断すると、前記標的構造体が存在し、該標的構造体の位置は、前記標的構造体がゼロ位置にあるか又は別の位置にあることを示す、前記一組のコイルの前記電圧の値の変化の量によって求められるものと、
を含む、方法。
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