JPH01209319A - 位置センサ - Google Patents
位置センサInfo
- Publication number
- JPH01209319A JPH01209319A JP3289988A JP3289988A JPH01209319A JP H01209319 A JPH01209319 A JP H01209319A JP 3289988 A JP3289988 A JP 3289988A JP 3289988 A JP3289988 A JP 3289988A JP H01209319 A JPH01209319 A JP H01209319A
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- Japan
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- field
- coil
- magnetic field
- sensor
- coils
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Links
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
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- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
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。
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）
本発明は、フィールドコイルからの磁界が測定対象物の
移動量に対応して変化するのをセンサコイルに電気信号
として検出させるように成った位置センサに関するもの
である。
移動量に対応して変化するのをセンサコイルに電気信号
として検出させるように成った位置センサに関するもの
である。
（従来の技術）
この種の位置センサとしては、−次巻線に対する二次巻
線の結合度を可動鉄片の変位量に対応して変化させるこ
とにより、対応する振幅の交流信号をセンサスイルとし
ての二次巻線に誘起させるようになった差動トランスが
周知である。
線の結合度を可動鉄片の変位量に対応して変化させるこ
とにより、対応する振幅の交流信号をセンサスイルとし
ての二次巻線に誘起させるようになった差動トランスが
周知である。
（発明が解決しようとする問題点）
このような差動トランスは、位置センサとして広く用い
られているが、鉄心を用いるために、交流信号の周波数
を高くできず、したがって小形化も難しく、また原理的
に振幅を変位量として検出するために、フィールドコイ
ルとしての一次巻線への入力信号の振幅が変動すると、
そのまま検出誤差につながる欠点があった。
られているが、鉄心を用いるために、交流信号の周波数
を高くできず、したがって小形化も難しく、また原理的
に振幅を変位量として検出するために、フィールドコイ
ルとしての一次巻線への入力信号の振幅が変動すると、
そのまま検出誤差につながる欠点があった。
よって、本発明は、測定対象物の移動位置を位相変化と
して検出できる位置センサを提供することを目的とする
。
して検出できる位置センサを提供することを目的とする
。
（問題点を解決するための手段〕
本発明は、この目的を達成するために、第１図に示すよ
うに、フィールドコイル１．２を両側に離間させて配置
し、これらのフィールドコイル間を結ぶ線Ａに沿って相
対的に移動するセンサコイル３を間挿し、一方のフィー
ルドコイルｌに、ｓｉｎωｔに対応する強さの磁界を線
Ａに向けて発生させ、他方のフィールドコイル２にＣＯ
５ωｔに対応する強さの磁界を線Ａに向けて発生させ、
センサコイル３に、双方の合成磁界を検出させることに
より、移動距離に応じて位相０が変化するｓｉｎ（ωｔ
＋θ）に対応する電圧信号を誘起させるようにした。
うに、フィールドコイル１．２を両側に離間させて配置
し、これらのフィールドコイル間を結ぶ線Ａに沿って相
対的に移動するセンサコイル３を間挿し、一方のフィー
ルドコイルｌに、ｓｉｎωｔに対応する強さの磁界を線
Ａに向けて発生させ、他方のフィールドコイル２にＣＯ
５ωｔに対応する強さの磁界を線Ａに向けて発生させ、
センサコイル３に、双方の合成磁界を検出させることに
より、移動距離に応じて位相０が変化するｓｉｎ（ωｔ
＋θ）に対応する電圧信号を誘起させるようにした。
（作用）
フィールドコイルｌ、２により発生される互の位相か９
０′″ずれたそれぞれ磁界の強さが最大Ｉ＋、の交流磁
界は、線Ａ上をその一方からの距離文か変化するのに応
して、即ちフィールドコイルｌ、２に対する接近・離反
に応して強さが増減するように変化する次の合成磁界Ｈ
をセンサコイル３に発生させる。
０′″ずれたそれぞれ磁界の強さが最大Ｉ＋、の交流磁
界は、線Ａ上をその一方からの距離文か変化するのに応
して、即ちフィールドコイルｌ、２に対する接近・離反
に応して強さが増減するように変化する次の合成磁界Ｈ
をセンサコイル３に発生させる。
Ｈ＝１１．（ｆ（文）ｓｉｎωｔ＋ｆ’ （１）ＣＯＳ
（１） ｔ）＝ｌｌｏＪ可１ ）＋ｆ”（４１） ｓｉ
ｎ（ωｔ＋θ）・・・・・・（１） つまり、又→大にすると、ｆｃｌ ）→小、ｆ’（１→
大となり、θ→大となる。
（１） ｔ）＝ｌｌｏＪ可１ ）＋ｆ”（４１） ｓｉ
ｎ（ωｔ＋θ）・・・・・・（１） つまり、又→大にすると、ｆｃｌ ）→小、ｆ’（１→
大となり、θ→大となる。
これにより、センサコイル３には前記Ｈに対応する交流
磁束φが誘起され、距離文に応じて位相θか変化する次
の如き電圧信号Ｅか誘起される。
磁束φが誘起され、距離文に応じて位相θか変化する次
の如き電圧信号Ｅか誘起される。
第２図は、本発明の一実施例による位置センサを示す。
同図において、距ｇｌしたけ離間した平均半径ｒのリン
グ状同心巻のフィールドコイル１１．１２か中心軸Ｂを
中心に同軸状に平均圧Ｍしたけ離間して配置されている
。これらのフィールドコイル１１゜１２間には、同様に
中心軸Ｂを中心としてこの軸に沿って測定対象物と連動
してスライド可能て、かつより大きな内径のリング状同
心巻のセンサコイル１３が間挿されている。
グ状同心巻のフィールドコイル１１．１２か中心軸Ｂを
中心に同軸状に平均圧Ｍしたけ離間して配置されている
。これらのフィールドコイル１１゜１２間には、同様に
中心軸Ｂを中心としてこの軸に沿って測定対象物と連動
してスライド可能て、かつより大きな内径のリング状同
心巻のセンサコイル１３が間挿されている。
第３図に原理的に示すように、フィールドコイル１１か
ら中心軸Ｂ上の！ｌｌに相当する位置Ｐに発生する磁界
の強さＨｌは、又、＝０の位置に最大Ｈｏｓｉｎωｔの
磁界を発生しているとすると、次のようになる。
ら中心軸Ｂ上の！ｌｌに相当する位置Ｐに発生する磁界
の強さＨｌは、又、＝０の位置に最大Ｈｏｓｉｎωｔの
磁界を発生しているとすると、次のようになる。
したかって、第２図においてセンサコイル１３の位置に
発生するフィールドコイル１１，１２による磁界■１、
Ｈ２は、次のようになる。
発生するフィールドコイル１１，１２による磁界■１、
Ｈ２は、次のようになる。
これにより、センサコイル１３におけるＨｏ、Ｈ２によ
る合成磁束に対応して、前述の式（１）及び（２）から
明かなように、文、の変化に伴い、θが大きくなる正弦
波の電圧信号が発生する。したかって、センサコイル１
３を固定された測定対象物の位置が、θを距離に変換す
ることにより検出される。
る合成磁束に対応して、前述の式（１）及び（２）から
明かなように、文、の変化に伴い、θが大きくなる正弦
波の電圧信号が発生する。したかって、センサコイル１
３を固定された測定対象物の位置が、θを距離に変換す
ることにより検出される。
第４図は、この実施例において、Ｌ ＝ １００．２０
、及び１０ｍｍ並びにｒ ＝ １０ｍ＠に対して式（１
）、（２）に従い、文、に対するθの変化曲線を求めた
ものである。つまり、コイル構造に応じて直線性が変化
し、また、センサコイル１３の形状によっても直線性か
変化するか、いずれにしても文、に対応してθか変化す
る。特に、θの直線性か要求される場合には、中心部分
に検出範囲を制限して使用することも考えられる。
、及び１０ｍｍ並びにｒ ＝ １０ｍ＠に対して式（１
）、（２）に従い、文、に対するθの変化曲線を求めた
ものである。つまり、コイル構造に応じて直線性が変化
し、また、センサコイル１３の形状によっても直線性か
変化するか、いずれにしても文、に対応してθか変化す
る。特に、θの直線性か要求される場合には、中心部分
に検出範囲を制限して使用することも考えられる。
尚、前述の実施例において両種のコイルは、直線ボビン
に巻回したソレノイドにしたり、センサコイルを固定に
して、フィールドコイルを可動にする等、他のコイル構
造も考えられる。直線性を改善するのに、フィールドコ
イルを単なる平坦状でなく曲げる等、形状を調整するこ
とも可能である。
に巻回したソレノイドにしたり、センサコイルを固定に
して、フィールドコイルを可動にする等、他のコイル構
造も考えられる。直線性を改善するのに、フィールドコ
イルを単なる平坦状でなく曲げる等、形状を調整するこ
とも可能である。
（発明の効果）
以上、本発明によれば、フィールドコイル間でのセンサ
コイルの相対的距離を、位相角として検出する位置セン
サか実現回部となる。また、敢えて鉄心を用いる必要か
ないので、高周波信号を用いることができるために小形
化も可能てあり、プリントコイル等を利用することも可
能になる。
コイルの相対的距離を、位相角として検出する位置セン
サか実現回部となる。また、敢えて鉄心を用いる必要か
ないので、高周波信号を用いることができるために小形
化も可能てあり、プリントコイル等を利用することも可
能になる。
第１図は本発明の位置センサの構成を示す図、第２図は
本発明の一実施例による位置センサの概略側面図、第３
図は同実施例の原理を説明する図及び第４図は同実施例
の動作を説明する図である。 ｌ、２．１１．１２・・・フィールドコイル、３．１３
・・・センサコイル。
本発明の一実施例による位置センサの概略側面図、第３
図は同実施例の原理を説明する図及び第４図は同実施例
の動作を説明する図である。 ｌ、２．１１．１２・・・フィールドコイル、３．１３
・・・センサコイル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 フィールドコイルを両側に離間させて配置し、前記フィ
ールドコイル間に、この間を結ぶ線に沿って前記フィー
ルドコイルに対して相対的に移動するセンサコイルを間
挿し、 一方の前記フィールドコイルに、ｓｉｎωｔに対応して
強さが変化する磁界を前記線に向けて発生させ、 他方の前記フィールドコイルに、前記磁界に対して９０
°だけ位相のずれたｃｏｓωｔに対応して強さが変化す
る磁界を同様に前記線に向けて発生させ、 前記センサコイルに、双方の前記磁界を検出させること
により、前記移動距離に応じて位相θが変化するｓｉｎ
（ωｔ＋θ）に対応する電気信号を誘起させることを特
徴とする位置センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3289988A JPH0760098B2 (ja) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | 位置センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3289988A JPH0760098B2 (ja) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | 位置センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01209319A true JPH01209319A (ja) | 1989-08-23 |
| JPH0760098B2 JPH0760098B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=12371744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3289988A Expired - Lifetime JPH0760098B2 (ja) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | 位置センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0760098B2 (ja) |
-
1988
- 1988-02-17 JP JP3289988A patent/JPH0760098B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0760098B2 (ja) | 1995-06-28 |
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