JPH0355861Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、反射波を用いる形式の磁歪ポテンシ
ヨメータの位置検出回路に関するものである。

〔従来の技術〕

反射形磁歪ポテンシヨメータの原理的構成図を
第３図に示す。同図において、１は磁歪線、２１
は磁歪波を発生させる為の駆動コイルで、磁歪線
１の一端に固定されている。２２は磁歪波を検出
する為の検出コイルで、移動可能なように磁歪線
１に配置されている。

このような構成において、駆動コイル２１に第
４図イに示す励磁パルスを加えることにより、同
図ロで示す如く発生する正極性の直接波と、磁歪
線１の端部で反射する負極性の反射波の到達時間
ｔ１，ｔ２を測定することにより、検出コイル２
２の位置×を求めることができる。この到達時間
ｔ１，ｔ２を検出する為の位置検出回路として、
先に本願出願人は特願昭60−231839号（特開昭62
−91813号公報）として第５図に示す回路を出願
した。第５図において、COMP−１，COMP−
２は＋Vth，−Vthのスレツシヨールドレベルを
持った第１、第２の比較器、FF−１，FF２は磁
歪信号の到達時間ｔ１およびｔ２の検出パルスを
作るためのフリツプ・フロツプである。OPは演
算回路で、ｔ１及びｔ２のパルスから（ｔ１−ｔ
２）／（ｔ１＋ｔ２）に比例した電圧を出力す
る。この出力が検出コイル２２の位置×に対応す
る。

ところで、この回路において比較器COMP−
２が出力するパルスのうちの不要なパルスはマス
ク（Mask）する必要がある。そのマスクする手
段として第５図の回路においてはダイオードＤ、
抵抗Ｒ、コンデンサＣよりなる時定数回路TCお
よびアンドゲートＡ２を用いているが、このゲー
トＡ２による遅延時間が発生するので、これを補
償するためにＡ２と同一構成のアンドゲートＡ１
をフリツプ・フロツプFF−１のＱ出力端子に挿
入接続するようにしている。しかし、両アンドゲ
ートＡ１，Ａ２の遅延時間に差があると、それは
測定誤差の要因となる。

又、この種の位置検出回路として、本願出願人
は特願昭60−22367号（特開昭61−181915号公報）
として第６図に示す回路も出願している。この回
路は比較器COMP−２の出力のうちの不要なパ
ルスをマスクする手段としてフリツプ・フロツプ
FF−２とFF−３の動作で行っているが、ｔ１と
ｔ２を得るための回路素子数が異なる為に、検出
誤差および温度係数を持つ問題がある。

〔考案が解決しようとする問題点〕

本考案は両既出願の位置検出回路が有する上記
のような問題点を解決した安価で高信頼性のある
位置検出回路を得ることを目的としてなされたも
のである。

〔問題点を解決する為の手段〕

本考案は上記の目的を達成する為に、正、負の
スレシヨールドレベルを各別に有し磁歪線に移動
可能なように配置された検出コイルからの磁歪信
号が与えられる第１，第２の比較器、前記磁歪線
の一端に固定された駆動コイルに励磁パルスを供
給するパルス発生器、このパルス発生器の出力で
セツトされクロツク端子に前記第１の比較器の出
力があたえられる第１のフリツプ・フロツプ、前
記パルス発生器の出力でセツトされクロツク端子
に前記第２の比較器の出力が与えられる第２のフ
リツプ・フロツプ、前記パルス発生器の出力でセ
ツトされクロツク端子に前記第１のフリツプ・フ
ロツプのＱ出力が時定数回路を介して与えられる
と共にＱ出力が前記第２のフリツプ・フロツプの
データ入力端子に与えられる第３のフリツプ・フ
ロツプ、および前記第１と第２のフリツプ・フロ
ツプのＱ出力に所定の演算を施して前記検出コイ
ルの位置に対応した。アナログ信号を得る演算回
路で構成したものである。以下、実施例について
説明する。

〔実施例〕

第１図は本考案に係わる位置検出回路の一実施
例の回路図である。図において、COMP−１，
COMP−２は＋Vth，−Vthのスレツシヨールド
レベルを持った第１，第２の電圧比較器で、第３
図（第４図）で説明した検出コイル２２により検
出された磁歪信号が共通に与えられている。FF
−１〜FF−３は夫々エツジトリガ型のフリツ
プ・フロツプ、OSCは第３図（第４図）で説明
した駆動コイル２１に励磁パルスを供給すると共
に、そのパルス発生のタイミグをFF−１〜FF−
３のセツト端子Ｓに送るパルス発生器である。
FF−１のクロツク端子Ｃは比較器COMP−１の
出力を受け、FF−２のクロツク端子Ｃは比較器
COMP−２の出力を受けている。OPは第３図で
示した検出コイル２２の位置（変位）×を算出す
る演算回路で、FF−１，FF−２のＱ出力端子は
この演算回路OPの入力端子に接続されている。
FF−３のＱ出力端子はFF−２のデータ入力端子
Ｄに接続されている。TCはコンデンサCdと抵抗
素子RdおよびダイオードＤよりなる時定数回路
で、FF−１のＱ端子はこの時定数回路TCを介し
てFF−３のクロツク端子Ｃに接続されている。
FF−１〜FF−３のリセツト端子ＲとFF−１，
FF−３のデータ入力端子Ｄは夫々共通電位点に
接続されている。MMは非安定マルチバイブレー
ターで、FF−２のＱ出力でトリガされ、その出
力は演算回路OPに加えられている。このような
構成の位置検出回路の動作を第２図のタイムチャ
ートを用いて説明すると次の如くなる。

時刻ｔでパルス発生器OSCより第２図イで示
す励磁パルスが発生すると、第３図で示す駆動コ
イル２１が付勢されると共に、フリツプ・フロツ
プFF−１〜FF−３がそれぞれセツトされ、各フ
リツプ・フロツプのＱ出力は第２図ホ，チ，トに
示すように夫々“Ｈ”レベルになる。

第２図イに示す励磁パルスで駆動コイル２１が
付勢されることによって第４図で説明した如く磁
歪線１に歪波が発生する。この歪波は第２図ロに
示す如く磁歪波信号の直接波と反射波として検出
コイル２２より検出される。この磁歪信号は＋
Vth，−Vthのスレツシヨールドレベルを持つ比
較器COMP−１とCOMP−２に加えられ、
COMP−１は第２図ハのαで示すような、又
COMP−２は同図ニのβのようなパルス信号を
夫々出力する。

真の直接波と反射波の到達のタイミングは、第
２図ハ，ニのパルスα，βの立ち上がりの時点で
ある。比較器COMP−１が出力するパルスαは
フリツプ・フロツプFF−１のクロツク端子Ｃに
与えられ、αの立ち上がりによりFF−１のＱ出
力は“Ｌ”レベルとなる。よって第２図のホに示
す如く、FF−１のＱ出力が“Ｈ”レベルの期間
は励磁パルスが発生してから歪波の直接波が検出
コイル２２に到達するまでの時間ｔ１に正確に対
応する。この時間ｔ１に対応したパルス信号は演
算回路OPの一方の入力端子に加えられる。フリ
ツプ・フロツプFF−１のＱ出力が“Ｌ”レベル
となることにより、FF−１の出力は第２図ヘ
に示すごとく時定数回路TCを介して徐々に立ち
上がる信号となる。この信号はフリツプ・フロツ
プFF−３のクロツク端子Ｃに入力される。

ここで、前記したように真の反射波の到達のタ
イミングは第２図ニのパルスβの立ち上がりの時
点で、比較器COMP−２が出力する第２図ニの
パルス信号のうち、Ｅ１，Ｅ２は不要のもので、
このパルスはマスクする必要がある。Ｅ１，Ｅ２
をマスクし、パルス信号βが検出コイル２２に到
達するまでの時間ｔ２に対応したパルス幅信号は
フリツプ・フロツプFF−２より次のようにして
取り出される。比較器COMP−２の出力パルス
はフリツプ・フロツプFF−２のクロツク端子Ｃ
に与えられるが、FF−２のＤ入力端子が“Ｈ”
レベルならば不要出力Ｅ１，Ｅ２がFF−２に入
力されてもFF−２のＱ出力は反転せず、“Ｈ”レ
ベルを持続する。即ち、FF−２のＤ入力が“Ｈ”
レベルならば不要出力Ｅ１，Ｅ２はマスクされる
ことになる。ここで、FF−２のデータ入力端子
ＤはFF−３のＱ端子に接続されているが、FF−
３のクロツク端子Ｃには時定数回路TCを介して
FF−１の出力が印加されているので、FF−３
のクロツク入力Ｃが所定のスレシヨールドレベル
に達しない間、FF−３のＱ出力は時刻ｔより
“Ｈ”レベルの儘となっている。従ってこの“Ｈ”
レベルの間に不要出力Ｅ１，Ｅ２が到来するよう
に時定数回路TCの時定数を選んでおけば、Ｅ１，
Ｅ２は前記したようにマスクされる。FF−３の
クロツク端子Ｃに入力される信号が所定のスレシ
ヨールドレベルに達するとFF−３のＱ出力は第
２図トに示すごとく“Ｌ”レベルになる。その結
果、FF−２のＱ出力は比較器COMP−２におい
てその後発生する第２図ニに示す反射波パルスβ
の立ち上がりによって第２図チに示すごとく立ち
下がり“Ｌ”レベルとなる。従って、この第２図
チに示すフリツプ・フロツプFF−２のＱ出力は
励磁パルスが発生してから歪波の反射波が検出コ
イル２２で検出されるまでの時間ｔ２に正確に対
応したパルス幅信号となる。このパルス幅信号は
演算回路OPとモノマルチバイブレータMMに与
えられる。

モノマルチバイブレータMMはFF−２より得
られるパルス幅信号の立ち下がりデセツトされ、
第２図リのような一定時間幅のパルスを発生す
る。演算回路OPはFF−１のＱ出力が“Ｈ”レベ
ルになっている間の時間ｔ１、およびFF−２の
Ｑ出力が“Ｈ”レベルになっている間の時間ｔ２
に対応した信号（データ）を作り、モノマルチバ
イブレータMMからのピークホールど信号が与え
られるとその時の信号をホールドし、これを基に
検出コイル２２の位置に対応した値（ｔ１−ｔ
２）／（ｔ１＋ｔ２）を演算し、その演算結果を
アナログ信号で出力する。

〔考案の効果〕

前記した第１の先願においては不要出力Ｅ１，
Ｅ２をマスクするのに使用した２つのゲート回路
Ａ１，Ａ２の遅延時間の差は誤差要因となってい
たが、本考案においてはマスク手段としてｔ２を
発生させるために用いられるフリツプ・フロツプ
FF−２の機能を利用して行っているので、これ
によって遅延時間が発生することはない。又、本
願考案においては第２の先願のフリツプ・フロツ
プFF−３を利用して不要出力のマスクを行って
いる。そのため、第１の先願のようにマスク手段
としての特別にゲート回路を設ける必要がないの
で、全体として安価で、かつ高信頼度のある位置
検出回路を得ることができる。しかもｔ１はFF
−１で、又ｔ２はFF−２より得ており、ｔ１，
ｔ２を得るための回路素子数は同じであるので、
第二の先願のようにｔ１とｔ２を求める為の回路
素子の数の相違に起因して誤差が生じることはな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係わる位置検出回路の一実施
例の回路図、第２図は第１図回路の動作を説明す
るためのタイムチヤート、第３図は反射型磁歪ポ
テンシヨメータの原理的構成図、第４図は第３図
の動作波形図、第５図および第６図は夫々本校案
の先願の回路図である。 １……磁歪線、２１……駆動コイル、２２……
検出コイル、COMP−１，COMP−２……コン
パレータ、FF−１〜FF−３……フリツプ・フロ
ツプ、TC……時定数回路、OP……演算回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 正、負のスレシヨールドレベルを各別に有し磁
   歪線に移動可能なように配置された検出コイルか
   らの磁歪信号が与えられる第１，第２の比較器、
   前記磁歪線の一端に固定された駆動コイルに励磁
   パルスを供給するパルス発生器、このパルス発生
   器の出力でセツトされクロツク端子に前記第１の
   比較器の出力が与えられる第１のフリツプ・フロ
   ツプ、前記パルス発生器の出力でセツトされクロ
   ツク端子に前記第２の比較器の出力が与えられる
   第２のフリツプ・フロツプ、前記パルス発生器の
   出力でセツトされクロツク端子に前記第１のフリ
   ツプ・フロツプのＱ出力が時定数回路を介して与
   えられると共にそのＱ出力が前記第２のフリツ
   プ・フロツプのデータ入力端子に与えられる第３
   のフリツプ・フロツプ、および前記第１と第２の
   フリツプ・フロツプのＱ出力に所定の演算を施し
   て前記検出コイルの位置に対応したアナログ信号
   を得る演算回路よりなる反射形磁歪ポテンシヨメ
   ータの位置検出回路。