JPH03243833A - Vibration detector - Google Patents
Vibration detectorInfo
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- JPH03243833A JPH03243833A JP3855890A JP3855890A JPH03243833A JP H03243833 A JPH03243833 A JP H03243833A JP 3855890 A JP3855890 A JP 3855890A JP 3855890 A JP3855890 A JP 3855890A JP H03243833 A JPH03243833 A JP H03243833A
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
この発明は、振動により生じる変位を電気信号として取
出す振動検出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a vibration detection device that extracts displacement caused by vibration as an electrical signal.
従来技術とその問題点
振動を表わす電気信号を出力する振動検出装置には、振
動によるキャパシタンスや電磁誘導の変化を利用するも
のがある。しかしながらこれらの装置には極めて低周波
領域での微振動を検出できないという問題点がある。ま
た装置が大型化するという問題点もある。Prior Art and Its Problems Some vibration detection devices that output electrical signals representing vibrations utilize changes in capacitance or electromagnetic induction caused by vibrations. However, these devices have a problem in that they cannot detect minute vibrations in extremely low frequency ranges. Another problem is that the device becomes larger.
たとえば差動トランスを用いた振動検出装置ではその質
量が大きいために微振動を検出することができない。ま
た電磁誘導を利用した振動検出装置では出力される電気
信号が機械的変位に比例するものではなく変位速度に比
例するものであるために低い周波数の振動に対しては出
力が極めて小さくなる。さらにカンチレバー上に歪抵抗
素子等を設けこの抵抗変化により振動を検出する振動検
出装置では多方向の振動を検出することが難しい。For example, a vibration detection device using a differential transformer cannot detect minute vibrations because of its large mass. Furthermore, in a vibration detection device that uses electromagnetic induction, the output electric signal is not proportional to mechanical displacement but to displacement speed, so the output becomes extremely small for low frequency vibrations. Furthermore, it is difficult to detect vibrations in multiple directions with a vibration detection device that includes a strain resistance element or the like on a cantilever and detects vibrations based on changes in resistance.
技術分野
発明の概要
発明の目的
この発明は、微振動の検出か可能でしかも多方向の振動
を検出することかでき、さらに小型化か可能な振動検出
装置を提供することを目的とする。TECHNICAL FIELD SUMMARY OF THE INVENTION OBJECTS OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a vibration detection device that can detect minute vibrations, can detect vibrations in multiple directions, and can be further miniaturized.
発明の構成1作用および効果
この発明による振動検出装置は、磁歪パルス発生素子と
、上記磁歪パルス発生素子を中心にその外側に間隔をあ
けて配置され、それぞれの一端が上記磁歪パルス発生素
子の一端に結合されている複数のヨークとを含む磁気回
路、上記磁歪パルス発生素子の他端側に間隔をあけて配
置され、上記磁気回路との相対位置に応じて上記磁歪パ
ルス発生素子および上記ヨークの少なくとも1つに磁界
を与える永久磁石、および上記磁気回路および上記永久
磁石を、与えられる振動に応じてそれらの相対位置か変
化するように支持する支持手段を備えていることを特徴
とする。Structure 1 of the Invention Functions and Effects The vibration detection device according to the present invention includes a magnetostrictive pulse generating element, and the magnetostrictive pulse generating element is arranged at intervals outside the magnetostrictive pulse generating element, one end of each of which is connected to one end of the magnetostrictive pulse generating element. A magnetic circuit including a plurality of yokes coupled to the magnetostrictive pulse generating element and a plurality of yokes arranged at intervals on the other end side of the magnetostrictive pulse generating element, the magnetostrictive pulse generating element and the yokes depending on their relative positions with the magnetic circuit. It is characterized by comprising a permanent magnet that applies a magnetic field to at least one, and support means that supports the magnetic circuit and the permanent magnet so that their relative positions change in response to applied vibrations.
磁歪パルス発生素子は、永久磁石から与えられる磁界の
方向が変化することにより電圧パルスを出力するもので
ある。A magnetostrictive pulse generating element outputs a voltage pulse by changing the direction of a magnetic field applied from a permanent magnet.
この発明によると、振動が与えられると磁気回路と永久
磁石との相対的位置関係が変位する。これにより、磁気
回路における磁路か選択的に形成され、磁歪パルス発生
素子に与えられる磁界の向きが変化し、振動を表わすパ
ルス信号を得ることかできる。According to this invention, when vibration is applied, the relative positional relationship between the magnetic circuit and the permanent magnet is displaced. As a result, a magnetic path in the magnetic circuit is selectively formed, the direction of the magnetic field applied to the magnetostrictive pulse generating element is changed, and a pulse signal representing vibration can be obtained.
この発明によると、微小振動であっても磁気回路と永久
磁石との相対位置関係が変化し磁歪パルス発生素子に与
えられる磁界が反転してパルス信号か出力されるので、
高感度で振動検出をすることができる。また多数のヨー
クを設けて多数の磁路が形成されるようにすれば一方向
のみならず多方向の振動を検出することかできる。さら
にこの発明によると永久磁石か1個ですみ、構造が比較
的簡単なので小型化することが容易となる。またこの発
明による装置は無電源で作動するので この振動検出装
置を備えたシステム全体の消費電力を低くすることかで
きる。According to this invention, even if there is a minute vibration, the relative positional relationship between the magnetic circuit and the permanent magnet changes, the magnetic field applied to the magnetostrictive pulse generating element is reversed, and a pulse signal is output.
Vibration can be detected with high sensitivity. Further, by providing a large number of yokes to form a large number of magnetic paths, vibrations in not only one direction but in many directions can be detected. Furthermore, according to the present invention, only one permanent magnet is required and the structure is relatively simple, making it easy to downsize. Furthermore, since the device according to the present invention operates without a power source, the power consumption of the entire system equipped with this vibration detection device can be reduced.
実施例の説明
第1図はこの発明の実施例の振動検出装置を示すもので
ある。DESCRIPTION OF EMBODIMENTS FIG. 1 shows a vibration detection device according to an embodiment of the present invention.
基体30はベース35上に固定的に配置され、一端には
上方に突出した第1の凸部31が他端の中央部には若干
突出した第2の凸部32が形成されている。基体30の
第1の凸部31の中央部において左右に振動自在な振動
体33が基体30と一体的に形成されている。この振動
体33は1間隔をはなして平行に設けられた左右のヨー
ク2(および第2のヨーク22、これらのヨーク21と
22をその一端部で結合する結合部25.ならびにヨー
ク21.22と結合部25を凸部31に結合させる細い
腕26から構成されている。2つのヨーク21と22と
の中間において。The base body 30 is fixedly arranged on a base 35, and has a first convex portion 31 that protrudes upwardly at one end, and a second convex portion 32 that protrudes slightly at the center of the other end. A vibrating body 33 that can freely vibrate left and right is formed integrally with the base body 30 at the center of the first convex portion 31 of the base body 30 . This vibrating body 33 has left and right yokes 2 (and a second yoke 22, a connecting portion 25 that connects these yokes 21 and 22 at one end thereof, and yokes 21, 22, which are provided in parallel with one interval apart). It consists of a thin arm 26 that connects the coupling part 25 to the convex part 31, in the middle between the two yokes 21 and 22.
ウィーガンド素子10がその一端で結合部25に固定さ
れている。ウィーガンド素子10の他端はヨーク21、
22の他端付近までのびている。これらのヨーク21.
22.結合部25およびウィーガンド素子10によって
磁気回路20が構成されている。ベース35に水平方向
(左右方向)の振動が与えられると、磁気回路20は細
い腕26によって支持されているので、磁気回路20は
左右方向に大きく振動する。A Wiegand element 10 is fixed to the coupling part 25 at one end thereof. The other end of the Wiegand element 10 is a yoke 21,
It extends to near the other end of 22. These yokes 21.
22. A magnetic circuit 20 is configured by the coupling portion 25 and the Wiegand element 10. When the base 35 is vibrated in the horizontal direction (left-right direction), the magnetic circuit 20 is supported by the thin arms 26, so the magnetic circuit 20 vibrates largely in the left-right direction.
さらに、基体30の第2の凸部32上にはN極か第1の
ヨーク21側にS極か第2のヨーク22側となるように
永久磁石1か固定され、磁気回路20を構成するヨーク
21.22およびウィーガンド素子10の他端(自由端
)と若干の間隔をおいて対向している。基板30上には
、磁気回路20の下方において。Furthermore, the permanent magnet 1 is fixed on the second convex portion 32 of the base body 30 so that the N pole or the first yoke 21 side is the S pole or the second yoke 22 side, thereby forming the magnetic circuit 20. It faces the yokes 21 and 22 and the other end (free end) of the Wiegand element 10 with a slight distance therebetween. On the substrate 30, below the magnetic circuit 20.
ウィーガンド素子10から生じるパルス信号に所定の処
理を施す出力回路40(回路素子は図示時)が設けられ
ており、この出力回路40から振動を表わす電気信号が
出力され、ベース35の側面に設けられた出力端子36
を通して外部に出力される。また振動検出装置を外力か
ら保護するためにケース37がベース35上に被せられ
る。An output circuit 40 (the circuit element is shown in the figure) is provided to perform predetermined processing on the pulse signal generated from the Wiegand element 10, and an electrical signal representing vibration is output from the output circuit 40. Output terminal 36
It is output to the outside through. Furthermore, a case 37 is placed over the base 35 to protect the vibration detection device from external forces.
磁気回路20の詳細が第2図に示されている。Details of the magnetic circuit 20 are shown in FIG.
ウィーガンド素子(磁歪パルス発生素子) 10は内芯
部(コア) 11とその外側を囲む外殻部(クラッド)
12とから構成され、外殻部工2の方が保磁力が大きく
設定されている。磁歪パルス発生素子の具体例としては
、たとえばパイカロイ(IOV−52 Co−38Fe
) (商品名:ライ−ガント・ワイヤ)、パーマロイ
(50Ni −50Fe )等のいわゆるウィーガンド
効果デイバイス、大バルクハウゼン効果またはマチウシ
(Matteuccj )効果を生じさせるアモルファ
ス磁歪ワイヤ等を挙げることができる。Wiegand element (magnetostrictive pulse generating element) 10 is an inner core 11 and an outer shell surrounding the outside (cladding)
12, and the outer shell part 2 is set to have a larger coercive force. As a specific example of the magnetostrictive pulse generating element, for example, Picaloy (IOV-52 Co-38Fe
) (trade name: Leigandt Wire), permalloy (50Ni-50Fe) and other so-called Wiegand effect devices, and amorphous magnetostrictive wires that produce the large Barkhausen effect or Matteuccj effect.
このようなウィーガンド素子ioの周囲には、磁極か反
転するときに生じる電圧パルスを取出すために、コイル
13が巻回されている。電圧パルスを取出す仕方として
は、コイル13を巻回する以外にも種々ある。A coil 13 is wound around such a Wiegand element io in order to extract a voltage pulse generated when the magnetic pole is reversed. There are various ways to extract the voltage pulses other than winding the coil 13.
第3図(A) 、 (B)は磁気回路20を平面からみ
たものであり、永久磁石1も図示されている。また第4
図(A) 、 (B)は第3図(A) 、 (B)の
状態にウィーガンド素子IOの内芯部11の磁化の方向
が反転したときに検出コイル13に発生するパルスをそ
れぞれ示している。3(A) and 3(B) are plan views of the magnetic circuit 20, and the permanent magnet 1 is also shown. Also the fourth
Figures (A) and (B) respectively show pulses generated in the detection coil 13 when the direction of magnetization of the inner core 11 of the Wiegand element IO is reversed in the states shown in Figures 3 (A) and (B). There is.
第3図(B)に示すように、ウィーガンド素子IOは内
芯部11.外殻部12とも同一方向に磁化されているも
のとする。As shown in FIG. 3(B), the Wiegand element IO has an inner core portion 11. It is assumed that both the outer shell portion 12 are magnetized in the same direction.
この状態において、第3図(A)に示すように。In this state, as shown in FIG. 3(A).
振動検出装置に水平方向の振動が与えられ相対的に永久
磁石1のN極が第1のヨーク21に近づくと、ヨーク2
1とウィーガンド素子10を通して磁路が形成され、内
芯部11の磁化方向が急激に反転する。外殻部12はそ
の保磁力の強さのために反転されない。これにより第4
図(A)に示すように検出コイル13内に電圧パルスが
誘起される。When horizontal vibration is applied to the vibration detection device and the N pole of the permanent magnet 1 approaches the first yoke 21, the yoke 2
A magnetic path is formed through Wiegand element 1 and Wiegand element 10, and the magnetization direction of inner core portion 11 is rapidly reversed. The outer shell 12 is not inverted due to its strong coercive force. This results in the fourth
As shown in Figure (A), a voltage pulse is induced within the detection coil 13.
次に第3図(B)に示すように振動検出装置に水平方向
の振動が与えられ、相対的に永久磁石1のS極が第2の
ヨーク22に近づくと第2のヨーク22とウィーガンド
素子10によって磁路が形成され。Next, as shown in FIG. 3(B), horizontal vibration is applied to the vibration detection device, and when the S pole of the permanent magnet 1 approaches the second yoke 22, the second yoke 22 and the Wiegand element 10 forms a magnetic path.
内芯部11の磁化方向が急激に元の状態に戻る。これに
より第4図(B)に示すように第4図(A)に示す電圧
パルスと逆向きの電圧パルスを誘起することとなる。The magnetization direction of the inner core portion 11 suddenly returns to its original state. This induces a voltage pulse in the opposite direction to the voltage pulse shown in FIG. 4(A), as shown in FIG. 4(B).
第5図は他の実施例を示す斜視図である。この図におい
て第1図に示すものと同一物には同一符号を付して説明
を省略する。FIG. 5 is a perspective view showing another embodiment. In this figure, the same components as those shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and their explanation will be omitted.
第5図に示す振動検出装置の磁気回路20は第6図にそ
の詳細があるように、ウィーガンド素子IOの上下、左
右の位置に第1のヨーク21.第2のヨーク22.第3
のヨーク23および第4のヨーク24が配置されている
。これらのヨーク21〜24およびウィーガンド素子I
Oはその一端で結合している。As shown in detail in FIG. 6, the magnetic circuit 20 of the vibration detection device shown in FIG. 5 has first yokes 21. Second yoke 22. Third
A yoke 23 and a fourth yoke 24 are arranged. These yokes 21 to 24 and Wiegand element I
O is bonded at one end.
そして、この磁気回路20を支持するために振動体33
は正面からみてほぼ正方形の形状をしている。A vibrating body 33 is provided to support this magnetic circuit 20.
has an almost square shape when viewed from the front.
振動体33は上下、左右方向に変位することができる。The vibrating body 33 can be displaced vertically and horizontally.
また磁気回路20に対向する位置に配置される永久磁石
1はこれらのヨーク21〜24に対応して多数のN極と
S極とをもっている。この永久磁石1を支持するために
第2の凸部32は第1図に示す振動検出装置の第2の凸
部32と比較して突出した形状となっている。Further, the permanent magnet 1 disposed at a position facing the magnetic circuit 20 has a large number of N poles and S poles corresponding to these yokes 21 to 24. In order to support this permanent magnet 1, the second convex portion 32 has a shape that protrudes compared to the second convex portion 32 of the vibration detection device shown in FIG.
第5図に示す振動検出装置に上下、左右いずれかの振動
が与えられると、与えられた振動の方向に応じて振動体
33は上下、左右いずれかの方向に変位し磁気回路20
との相対位置が変化する。これによりウィーガンド素子
lO内の磁化の向きが反転しパルス信号が出力される。When vertical or horizontal vibration is applied to the vibration detection device shown in FIG.
The relative position with the As a result, the direction of magnetization within the Wiegand element IO is reversed and a pulse signal is output.
上述の実施例においては磁気回路20を振動体33に固
定し永久磁石1との相対位置を変化させているが、永久
磁石1を細い腕で支持しかつ磁気回路を基体上に固定し
、これらの間に相対的変位を与えるようにしてもよい。In the embodiment described above, the magnetic circuit 20 is fixed to the vibrating body 33 and its relative position with respect to the permanent magnet 1 is changed. A relative displacement may be applied between them.
第1図はこの発明の実施例を示す斜視図、第2図は磁気
回路と永久磁石との位置関係を示す斜視図、第3図(A
) 、 (B)はウィーガンド素子の動作を示す平面図
、第4図(A) 、 (B)は発生するパルスを示す波
形図である。
第5図は他の実施例を示す斜視図、第6図は第5図の装
置における磁気回路と永久磁石との位置関係を示す斜視
図である。
1・・・永久磁石。
lO・・・ウィーガンド素子。
13・・・検出コイル。
20・・・磁気回路。
21゜
22゜
23゜
24・・・ヨ
ク。
25・・・結合部。
26・・
腕。
以
上FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the invention, FIG. 2 is a perspective view showing the positional relationship between a magnetic circuit and a permanent magnet, and FIG.
) and (B) are plan views showing the operation of the Wiegand element, and FIGS. 4(A) and (B) are waveform diagrams showing generated pulses. FIG. 5 is a perspective view showing another embodiment, and FIG. 6 is a perspective view showing the positional relationship between the magnetic circuit and the permanent magnet in the device shown in FIG. 1...Permanent magnet. lO... Wiegand element. 13...Detection coil. 20...Magnetic circuit. 21゜22゜23゜24... Yoku. 25...Joining part. 26... Arm. that's all
Claims (1)
心にその外側に間隔をあけて配置され、それぞれの一端
が上記磁歪パルス発生素子の一端に結合されている複数
のヨークとを含む磁気回路、上記磁歪パルス発生素子の
他端側に間隔をあけて配置され、上記磁気回路との相対
位置に応じて上記磁歪パルス発生素子および上記ヨーク
の少なくとも1つに磁界を与える永久磁石、および上記
磁気回路および上記永久磁石を、与えられる振動に応じ
てそれらの相対位置が変化するように支持する支持手段
、を備えた振動検出装置。A magnetic circuit including a magnetostrictive pulse generating element and a plurality of yokes arranged at intervals around the magnetostrictive pulse generating element and having one end of each yoke coupled to one end of the magnetostrictive pulse generating element; a permanent magnet that is arranged at a distance from the other end of the magnetostrictive pulse generating element and applies a magnetic field to at least one of the magnetostrictive pulse generating element and the yoke according to a relative position with respect to the magnetic circuit; A vibration detection device comprising: support means for supporting the permanent magnets so that their relative positions change according to applied vibrations.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3855890A JPH03243833A (en) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | Vibration detector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3855890A JPH03243833A (en) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | Vibration detector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03243833A true JPH03243833A (en) | 1991-10-30 |
Family
ID=12528625
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3855890A Pending JPH03243833A (en) | 1990-02-21 | 1990-02-21 | Vibration detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03243833A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11326034A (en) * | 1998-05-13 | 1999-11-26 | Uchihashi Estec Co Ltd | Noncontact type vibration sensor and vibration detecting method |
-
1990
- 1990-02-21 JP JP3855890A patent/JPH03243833A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11326034A (en) * | 1998-05-13 | 1999-11-26 | Uchihashi Estec Co Ltd | Noncontact type vibration sensor and vibration detecting method |
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