JPH03202702A - インダクタンス形変位センサ - Google Patents

インダクタンス形変位センサ

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JPH03202702A
JPH03202702A JP1342771A JP34277189A JPH03202702A JP H03202702 A JPH03202702 A JP H03202702A JP 1342771 A JP1342771 A JP 1342771A JP 34277189 A JP34277189 A JP 34277189A JP H03202702 A JPH03202702 A JP H03202702A
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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〕 本発明は、検出用フィルのインダクタンス変化により、
磁性体からなる被測定体の変位を検出するインダクタン
ス形変位センサに関し、検出用フィル又は検出用コイル
と検波回路の間の電線等の配線に外部からの雑音が入っ
てもこの雑音の影響がなく変位を測定できるインダクタ
ンス形変位センサに関するものである。
〔従来技術〕
第6図は従来のインダクタンス形変位センサの構成を示
すブロック図である。同図において、100は搬送波信
号を発生する信号発生器、101−1,101−2はそ
れぞれ検出コイル、103は差動増幅回路、104は同
期検波回路である。
検出コイル101−1及び101−2はそれぞれ磁性体
で構成されたコアに巻線されており、互いに対向して配
置され、その間に磁性体からなる回転体等の被測定体が
配置されている。従って、被測定体が所定位置より変位
すると、検出フィル101−1及び101−2のインダ
クタンスが変化する。
上記構成のインダクタンス形変位センサにおいて、検出
フィル101−1と101−2の接続点からの信号を差
動増幅回路103で基準信号と差動的増幅し、その出力
を同期検波回路104を通して、同期検波して出力信号
を得ている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記従来構成のインダクタンス形変位セ
ンサにおいては、検出フィル101−1と101−2の
接続点は差動増幅回路103に配線で接続されており、
外部雑音があると、この雑音と振幅変調された変位信号
が混在したまま基準信号と差動的に増幅されるため、同
期検波回路104を通した後も、この雑音が変位信号の
歪として残ってしまい、被測定体の正確な変位を測定で
きないという欠点があった。
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、外部から侵
入する雑音を減衰させて同期検波することにより、該雑
音の影響を除去し被測定体の変位を正確に測定できるイ
ンダクタンス形変位センサを提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するため本発明は、磁性体で構成された
コアと、該コアに巻線された検出用コイルと、搬送波を
該検出用コイルに供給する信号発生器と、同期検波回路
を具備し、磁性体からなる被測定体の変位を非接触で測
定する測定するインダクタンス形変位センサにおいて、
検出用コイルからの信号を、当該センサに要求される応
答周波数の2倍以上のバンド幅を持つバンドパスフィル
タに通した後に同期検波回路で検波することを特徴とす
る。
〔作用〕
インダクタンス形変位センサを上記の如く構成すること
により、検出用コイルからの信号を、当該センサに要求
される応答周波数の2倍以上のバンド幅を持つバンドパ
スフィルタに通した後に同期検波回路で検波するから、
バンドパスフィルタの帯域幅以外の周波数成分の雑音が
検出用フィル或いは検出用コイルと同期検波回路を接続
する配線等に混入しても、該雑音は充分に減衰され、被
測定体のより正確な変位を測定することが可能となる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明のインダクタンス形変位センサの構成を
示すブロック図である。同図において、1は搬送波信号
を発生する信号発生器、2−1゜2−2は検出コイル、
3−1.3−2はバンドパスフィルタ、4は差動増幅回
路、5は同期検波回路である。検出コイル2−1及び検
出コイル2−2は図示を省略するが、磁性体で構成され
たコアに巻線され、磁性体からなる被測定体に対向して
配置され、被測定体の変位により検出フィル2−1と検
出コイル2−2のインダクタンスがそれぞれ変化するよ
うになっている。従って、検出コイル2−1と検出コイ
ル2−2の接続点の電位は被測定体の変位に伴って変化
する。
検出コイル2−1と2−1の接続点から出力される振幅
変調された変位信号SIはバンド/くスフィルタ3−1
を通って差動増幅回路4の一方の入力端子に入力され、
信号発生器1からの基準信号S1はバンドパスフィルタ
3−2を通って差動増幅回路4の他方の入力端子に入力
される。差動増幅回路4において、変位信号S、と基準
信号S。
は差動的に増幅され同期検波回路5に入力され、該同期
検波回路5において、信号発生器1からの同期信号S、
と同期検波する。
上記構成のインダクタンス形変位センサにおいて、イン
ダクタンスの変化を電圧の変化に置き直すために、その
変位信号は搬送波を振幅変調した信号となる。簡単のた
めに変位信号周波数を一つとして第2図を用いて説明す
る。搬送波の角周波数をω。、実効値振幅をE6として
、変位信号の角周波数をω1.変調度をmとした場合に
、変調波は、 e ” IT E e(1+ m IIcosω、t)
cosωct+m≦1(1) で表わされる。
なお、第2図において、201はE、、1.202はE
−+−,203は、/TE、、 204はmf丁E、を
それぞれ示す。ここで、 m” (Emuz  Eats ) / (Emu、 
十E++++a )  (2)さらに、式(1)を変形
すると、 e −IT E ccos(1) 、k(E’−E 、
(cos((L) e + (L)v、)す/ 2 十
m V7″TE Jcos(ω8−ω、>tV、p  
(3)となり、そのスペクトルは第3図に示すようにな
る。つまり搬送波の角周波数ω。の成分301と、変位
信号の角周波数ω、によるω。±ω1の成分302,3
03とからなっている。
ここに、雑音の角周波数ω。が入ると、e = 、/T
 E ccosωct + m IT E Jcos(
ω計ω1)tし2 十m l”E”’E Jcos(ω
、 −(1) 、) tJ/ 2+EIICO5ωll
t             (4)E、は雑音の振幅 のように表わされる。
ここで、バンドパスフィルタ3−1.3−2のバンド幅
を第4図の401に示すような幅とすると、このバンド
幅以外の雑音成分(ω、) 402を除去することがで
きる。ここで、変位信号の角周波数ω、が変位センサの
周波数応答範囲の上限であれば、バンドパスフィルタ3
−1.3−2のバンド幅は2ω、あれば良いことになる
。このバンドパスフィルタ3−1.3−2を第1図に示
すように差動増幅回路4の前に接続することにより、セ
ンサ出力S。OTには雑音の少ない一信号が表れる。な
お、上記例ではバンドパスフィルタ3−1.3−2を差
動増幅回路4の前に接続したが、該バンドパスフィルタ
は同期検波回路5の前に接続しても良いことは当然であ
る。第1図のように、差動増幅回路4の前に接続する場
合は2つのバンドパスフィルタ3−1.3−2を用意し
、変位信号S、と信号発生器1からの基準信号S、の両
方に挿入する必要がある。そしてバンドパスフィルタは
搬送波と周波数が一致していなければその位相が変化し
てしまうために、第1図のようにの変位信号S1と基準
信号S、との両方をバンドパスフィルタ3−1.3−2
に通すことで、位相のずれを防ぐことができる。第5図
は本発明のインダクタンス形変位センサの具体的構成を
示すブロック図であり、同図において、第1図と同一符
号を付した部分は同−又は相当部分を示す。図示するよ
うに、信号発生器1からの搬送波は抵抗器R8を通して
検出コイル2−1と検出コイル2−2の直列回路と抵抗
器R1と抵抗器R8の直列回路に接続される。被測定体
の変位により検出コイル2−1及び検出コイル2−2の
インダクタンスが変化するのに対して、抵抗器R8及び
抵抗器R3の抵抗値は変化しないから、検出コイル2−
1と検出コイル2−2の接続点からは変位信号S、が出
力され、抵抗器R1と抵抗器R1の接続点からは基準信
号S、が出力される。変位信号SIはバンドパスフィル
タ3−1を通り、コンデンサC3及び抵抗器R5を通っ
て差動増幅回路4の一方の入力端子に入力される。また
、基準信号S、はバンドパスフィルタ3−2を通り、コ
ンデンサC1と抵抗器R4を通って差動増幅回路4の他
方の入力端子に入力される。該差動増幅回路4で変位信
号S、と基準信号S、との差がとられこの差信号が増幅
され、同期検波回路5に入力される。該同期検波回路5
では信号発生器1からの同期信号S、との間で同期検波
され出力信号S。UTを得る。なお、第5図において、
C1はコンデンサである。
上記のように変位信号の角周波数ω、の2倍(2ω、)
のバント幅を有するバンドパスフィルタ3−1.3−2
を設けることにより、検出コイル2−1.2−2やセン
サケーブルが、モータや電磁石のような商用周波数等の
雑音源に接近して配置されても、該雑音源から混入する
雑音は充分低減されるから、より正確な変位を測定する
ことができる。
なお、上記実施例は本発明のインダクタンス形変位セン
サの一例であり、本発明のインダクタンス形変位センサ
は上記構成のものに限定されるものではなく、要は磁性
体で構成されたコアと、該コアに巻線された検出用コイ
ルと、搬送波を該検出用コイルに供給する信号発生器と
、同期検波回路を具備し、磁性体からなる被測定体の変
位を非接触で測定するインダクタンス形変位センサ全て
に適用できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、検出用コイルから
の信号を、当該センサに要求される応答周波数の2倍以
上のバンド幅を持つバンドバスフィルタに通した後に同
期検波回路で検波するから、バンドパスフィルタの帯域
幅成分以外の成分の雑音が検出用コイル或いは検出用コ
イルと同期検波回路を接続する配線等に混入しても、該
雑音は充分に減衰され、被測定体のより正確な変位を測
定することができるという優れた効果かえられる。例え
ば、バンドパスフィルタの減衰勾配が20dB/Dec
、帯域幅が10kHzで、搬送周波数が50kHz、雑
音が商用周波数の50Hzの場合、周波数に3桁の差が
あるので理論上この雑音は60dBに減衰されることに
なり、被測定体の変位に殆ど影響しないことになる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のインダクタンス形変位センサの構成を
示すブロック図、第2図は検出コイルからの振幅変調さ
れた変位信号の波形図、第3図は変位信号のスペクトル
を示す図、第4図は変調変位信号、S音スペクトルとバ
ンドパスフィルタのバンドを示す図、第5図は本発明の
インダクタンス形変位センサの具体的構成を示すブロッ
ク図、第6図は従来のインダクタンス形変位センサの構
成を示すブロック図である。 図中、1・・・・信号発生器、2−1.2−2・・・・
検出フィル、3−1.3−2・・・・バンドパスフィル
タ、4・・・・差動増幅回路、5・・・・同期検波回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 磁性体で構成されたコアと、該コアに巻線された検出用
    コイルと、搬送波を該検出用コイルに供給する信号発生
    器と、同期検波回路を具備し、磁性体からなる被測定体
    の変位を非接触で測定するインダクタンス形変位センサ
    において、前記検出用コイルからの信号を、当該センサ
    に要求される応答周波数の2倍以上のバンド幅を持つバ
    ンドパスフィルタに通した後に前記同期検波回路で検波
    することを特徴とするインダクタンス形変位センサ。
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