JPH01197610A - 変位センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、測定対象物の変位量を電気的に検出する変位
センサに関する。

［従来の技術Ｊ 従来、測定対象物の変位量を電気的に検出する変位セン
サは、例えば、特公昭６１−６１６０２号公報で提案さ
れていた。

第２図に示されるようにこの変位センサは図示されない
測定対象物の変位に伴い変位する非晶質軟磁性体のコア
ｌと、中空状に巻き回され、中空内をコアｌが変位する
直列に接続された一対の電電コイル２ａ、２ｂおよび一
対の電気コイル２ａ、２ｂの接続点３に接続された直流
電源４および一対の電気コイル２ａ、２ｂの両端部５ａ
。

５ｂに各々のコレクタ６ａ、６ｂが接続され、該一対の
電気コイル２ａ、２ｂに対するコアｌの変位により発振
周波数が変化する出力電圧をエミッタ７ａ、７ｂから出
力し、スイッチング素子として動作する一対のトランジ
スタ８ａ、８ｂおよび一対の電気コイル２ａ、２ｂの両
端部５ａ。

５ｂと一対のトランジスタ８ａ、８ｂのベース９ａ、９
ｂ間に各々接続され、バイアス用の第１の抵抗１０ａ、
１ｏｂｊ５よび波形整形用のコンデンサ１１ａ、ｌｌｂ
とから成る並列接続回路１２ａ、１２ｂとから成る発振
回路１３と、該−対のトランジスタ８ａ、８ｂのエミッ
タ７ａ。

７ｂ間に接続され、出力電圧のゼロ点調整用の可変抵抗
である第２の抵抗１４と、一対のトランジスタ８ａ、８
ｂのエミッタ７ａ、７ｂ間に接続され、該出力電圧を測
定対象物の変位量として出力する平滑回路１５である一
対の直列接続された平滑用コンデンサ１５ａ、１５ｂと
から成る。

つまり、ここで発振回路１３は無安定マルチバイブレー
クを構成することとなる。

センサヘッド部３０は第３図（ａ）、（ｂ）に示される
ように構成される。

絶縁体から成るボビン３１に一対の電気コイル２ａ、２
ｂを巻き回し、磁気遮蔽用の金属カバー３２で被覆する
。

中空状に巻回された電気コイル２ａ、２ｂ内には絶縁体
３４で保持したコアｌが挿入される。

電気コイル２ａ、２ｂの両端部５ａ、５ｃは並列接続回
路１２ａ、１２ｂに接続され、端部５ｃ。

５ｄは接続点３に接続される。

平滑用コンデンサ１５ａ、１５ｂに接続される一対の出
力端子２２ａ、２２ｂ間にはコアｌの変位に応じた直流
電圧が出力される。

平滑用コンデンサ１５ａと１５ｂとの接続点１５ｃは接
地され、この接続点１５ｃには可変抵抗である第２の抵
抗１４の摺動端子が接続される。コアｌが第２図に示さ
れるように上下対称の中立の位置にあるときには両電気
コイル２ａ。

２ｂの磁気特性は等しく、正負半サイクルの励磁電流は
等しい。

従って、この励磁電流が差動的に検出する一対の出力端
子２２ａ、２２ｂ間の出力電圧はゼロである。

次に、コアｌが矢印２０方向へ変位すると一対の電気コ
イル２ａ、２ｂ間のインダクタンスに差が生じ、この結
果、励磁電流にも差が生じて発信回路１３の発信出力の
周期も変化する。この結果、出力端子２２ａ、２２ｂに
はコアｌの変位に応じて正の電圧が生ずる。

また、コアｌが矢印２１方向に変位すれば出力端子２２
ａ、２２ｂ間にはコア１の変位に応じた負電圧が生ずる
。

［発明が解決しようとする課題Ｊ しかし、上述の従来装置においてベース・エミッタ間の
負耐圧電圧が、例えば、−１５ｖのトランジスタ８ａ、
８ｂを用いた場合に負電圧が第５図に示されるように一
１５Ｖを越える場合が生じた。

このため長期間の使用により電流増幅率が低下する等の
トランジスタ８ａ、８ｂの特性の劣化を生じ、第７図に
示されるようにトランジスタ８ａ、８ｂの使用初期と１
月使用後の出力電圧が経時的に変化するという問題点が
あった。

そこで、本発明は上述の問題点を解決するために提案さ
れたもので、長期間便用しても発振回路を構成するトラ
ンジスタの特性の劣化を防止し、出力電圧が安定した変
位センサを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、測定対象物の変位に伴い変位する非晶質軟磁
性体のコアと、中空状に巻き回され、該中空内を該コア
が変位する直列に接続された一対の電気コイルおよび該
一対の電気コイルの接続点に接続された直流電源および
該直列に接続された一対の電気コイルの両端部に各々の
コレクタが接続され、該一対の電気コイルに対する該コ
アの変位により発振周波数が変化する出力電圧をエミッ
タから出力し、スイッチング素子として動作する一対の
トランジスタおよび該直列に接続された一対の電気コイ
ルの両端部と該一対のトランジスタのベース間に各々接
続される第１の抵抗およびコンデンサから成る一対の並
列接続回路とから成る発振回路と、該一対のトランジス
タのエミッタ間に接続される該出力電圧のゼロ点調整用
の第２の抵抗と、該一対のトランジスタのエミッタ間に
接続され、該出力電圧を該測定対象物の変位量として出
力する平滑回路とから成る変位センサを改良するもので
、 該トランジスタのベースとエミッタとの間に各々接続さ
れ、負の過電圧を防止する一対のダイオードと、該トラ
ンジスタのベースと該並列接続回路との間に接続され、
ベース電流を抑制する一対の第３の抵抗を設けたことを
特徴とする変位センサである。

〔作用］ 本発明によれば、発振回路を構成するトランジスタのベ
ースとエミッタとの間に各々接続され。

負の過電圧を防止する一対のダイオードを設け。

さらに、トランジスタのベースと、第１の抵抗およびコ
ンデンサから成る並列接続回路との間に接続され、ベー
ス電流を抑制する一対の第３の抵抗を設ける。

このため、トランジスタベースとエミッタ間では負耐性
電圧を越えることはなく、長期間使用してもトランジス
タの特性は劣化しない。

［実施例］ 以下、本発明を図面を参照してその実施例に基づいて説
明する。

第１図（ａ）は本発明の第１の実施例の説明図である。

第２図の従来装置と構成は共通するが以下の点において
異なる。

一対のダイオード２３ａ、２３ｂがトランジスタ８ａ、
８ｂのベース９ａ、９ｂとエミッタ７ａ、７ｂとの間に
各々接続される。

ダイオード２３ａ、２３ｂはトランジスタ８ａ。

８ｂがオフのときベース・エミッタ間に発生する負電圧
をショートし、負の過電圧を防止する。

本実施例では第４図に示されるように負電圧を−Ｏ，Ｓ
Ｖに抑制することができた。

トランジスタ８ａ、８ｂがオンのときはダイオード２３
ａ、２３ｂには逆方向の電圧が印加され、ダイオード２
３ａ、２３ｂはオフとなり動作上支障はない。

さらに、一対の第３の抵抗２４ａ、２４ｂがトランジス
タ８ａ、８ｂのベース９ａ、’９ｂと並列接続回路１２
ａ、１２ｂとの間に接続される。

第３の抵抗２４ａ、２４ｂは入力電圧にサージが重畳し
たときにトランジスタ８ａ、８ｂのべ−・ス９ａ、９ｂ
とエミッタ７ａ、７ｂとの間に過電流が流れることを防
止する。

第７図の従来装置の出力電圧特性図と異なり、本実施例
は第６図に示されるように長期間使用しても出力電圧は
経時的に変化せず安定した。

第１図（ｂ）は本発明の第２の実施例の説明図である。

平滑回路１５がトランジスタ８ａ、８ｂのエミッタ７ａ
、７ｂ間に直列に接続された抵抗１６ａ、平滑用コンデ
ンサ１５ｄおよび抵抗１６ｂとから成る点が第１図（ａ
）の実施例と異なる。

［発明の効果］ 本発明は以上説明したように、トランジスタベースとエ
ミッタ間の負耐性電圧を越えることはなく、長期間使用
してもトランジスタの特性は劣化せず、出力電圧は安定
するという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の第１の実施例の説明図、第１図
（ｂ）は本発明の第２の実施例の説明図、第２図は従来
装置の説明図、第３図（ａ）（ｂ）は第１図（ａ）（ｂ
）および第２図の装置を構成するヘッドセンサ部の説明
図、第４図は第１図（ａ）の実施例を構成するトランジ
スタのベース・エミッタ間の電圧波形図、第５図は従来
装置を構成するトランジスタのベース・エミッタ間の電
圧波形図、第６図は第１図（ａ）の実施例の出力電圧特
性図、第７図は第２図の従来装置の出力電圧特性図であ
る。 ■・・・コア ２ａ、２ｂ・・・コイル ３・・・接続点 ４・・・直流電源 ５ａ、５ｂ−−一両端部 ６ａ、６ｂ−・・コレクタ ７ａ、７ｂ・・・エミッタ ８ａ、８ｂ・・・トランジスタ ９ａ、９ｂ・・・ベース １０　ａ、　　ｌ　Ｏｂ＝−゛第１の抵抗１１ａ、ｌｌ
ｂ・・・コンデンサ １２ａ、１２ｂ・・・並列接続回路 １３・・−発振回路 １４・・・第２の抵抗 １５・・・平滑回路 ２３ａ、２３ｂ−−−ダイオード ２４ａ、２４ｂ−一第３の抵抗

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 測定対象物の変位に伴い変位する非晶質軟 磁性体のコアと、 中空状に巻き回され、該中空内を該コアが 変位する直列に接続された一対の電気コイルおよび該一
   対の電気コイルの接続点に接続された直流電源および該
   直列に接続された一対の電気コイルの両端部に各々のコ
   レクタが接続され、該一対の電気コイルに対する該コア
   の変位により発振周波数が変化する出力電圧をエミッタ
   から出力し、スイッチング素子として動作する一対のト
   ランジスタおよび該直列に接続された一対の電気コイル
   の両端部と該一対のトランジスタのベース間に各々接続
   される第１の抵抗およびコンデンサから成る一対の並列
   接続回路とから成る発振回路と、該一対のトランジスタ
   のエミッタ間に接続 される該出力電圧のゼロ点調整用の第２の抵抗と、 該一対のトランジスタのエミッタ間に接続 され、該出力電圧を該測定対象物の変位量として出力す
   る平滑回路とから成る変位センサにおいて、 該トランジスタのベースとエミッタとの間 に各々接続され、負の過電圧を防止する一対のダイオー
   ドと、該トランジスタのベースと該並列接続回路との間
   に接続され、ベース電流を抑制する一対の第３の抵抗を
   設けたことを特徴とする変位センサ。