JPH04221702A - 誘導形位置発生器 - Google Patents
誘導形位置発生器Info
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- JPH04221702A JPH04221702A JP3049613A JP4961391A JPH04221702A JP H04221702 A JPH04221702 A JP H04221702A JP 3049613 A JP3049613 A JP 3049613A JP 4961391 A JP4961391 A JP 4961391A JP H04221702 A JPH04221702 A JP H04221702A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
- G01D5/22—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature differentially influencing two coils
- G01D5/2208—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature differentially influencing two coils by influencing the self-induction of the coils
- G01D5/2225—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature differentially influencing two coils by influencing the self-induction of the coils by a movable non-ferromagnetic conductive element
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- 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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発振器回路と、切換可
能な振動回路分岐と、振動回路分岐と共働して振動回路
分岐の固有周波数を位置に依存して変化させる位置検出
素子と、その時の固有周波数から位置を求める評価回路
とを有する、例えば内燃機関の絞り弁の角度位置を求め
るための誘導形位置発生器に関する。
能な振動回路分岐と、振動回路分岐と共働して振動回路
分岐の固有周波数を位置に依存して変化させる位置検出
素子と、その時の固有周波数から位置を求める評価回路
とを有する、例えば内燃機関の絞り弁の角度位置を求め
るための誘導形位置発生器に関する。
【０００２】
【従来の技術】技術の種々の分野で、操作素子（例えば
絞り弁）等の位置を求めることが必要となる。このため
に、位置に依存して少なくとも１つのコイルのインダク
タンスが変化する誘導形位置発生器が使用される。この
場合、その都度のインダクタンス値は位置の尺度である
。ポテンショメータによる位置検出に対して、誘導形位
置発生器は、接触の問題ひいては誤測定につながるおそ
れのある汚れにそれほど左右されない利点を有する。 誘導形位置発生器はその無接触動作原理に起因して磨耗
がそれほど激しくない。
絞り弁）等の位置を求めることが必要となる。このため
に、位置に依存して少なくとも１つのコイルのインダク
タンスが変化する誘導形位置発生器が使用される。この
場合、その都度のインダクタンス値は位置の尺度である
。ポテンショメータによる位置検出に対して、誘導形位
置発生器は、接触の問題ひいては誤測定につながるおそ
れのある汚れにそれほど左右されない利点を有する。 誘導形位置発生器はその無接触動作原理に起因して磨耗
がそれほど激しくない。
【０００３】米国特許第４６４４５７０号明細書から、
位置検出素子が差動発生器として構成されている冒頭に
記載の形式の誘導形位置発生器が公知である。これは、
２つの電気量が、検出された位置に依存して互いに逆方
向に変化するということである。このために２つのコイ
ルが設けられ、２つのコイルは渦電流原理に従ってコア
と共働し、コアは位置に依存して、一方のコイルに対応
して接近し、他方のコイルから対応して離れる。コイル
は交互にコンデンサと接続され、これにより一方の切換
位置においては第１の振動回路分岐が、他方の切換位置
においては第２の振動回路分岐が形成される。これら２
つの振動回路分岐は順次に発振器回路の発振器により作
動され、位置に依存するインダクタンス値に起因して、
対応する固有周波数が発生する。公知の誘導形位置発生
器は比較的低い感度であり、更に非線形特性を示す欠点
を有する。更に振動回路の切換えにより、測定結果を誤
まらせるビルドアップが発生することがある。
位置検出素子が差動発生器として構成されている冒頭に
記載の形式の誘導形位置発生器が公知である。これは、
２つの電気量が、検出された位置に依存して互いに逆方
向に変化するということである。このために２つのコイ
ルが設けられ、２つのコイルは渦電流原理に従ってコア
と共働し、コアは位置に依存して、一方のコイルに対応
して接近し、他方のコイルから対応して離れる。コイル
は交互にコンデンサと接続され、これにより一方の切換
位置においては第１の振動回路分岐が、他方の切換位置
においては第２の振動回路分岐が形成される。これら２
つの振動回路分岐は順次に発振器回路の発振器により作
動され、位置に依存するインダクタンス値に起因して、
対応する固有周波数が発生する。公知の誘導形位置発生
器は比較的低い感度であり、更に非線形特性を示す欠点
を有する。更に振動回路の切換えにより、測定結果を誤
まらせるビルドアップが発生することがある。
【０００４】
【発明の効果】従来の技術に対して請求項１の特徴部分
に記載の構成を有する誘導形位置発生器は、高い感度と
、ひいては測定量に対する高い分解能とを有し、線形歪
みが発生しない利点を有する。このために発振器回路は
２つの発振器を有し、これらの発振器は一方の切換位置
においてはそれぞれ、対応する第１のおよび第２の振動
回路分岐と共働し、他方の切換位置においては第１及び
第２の振動回路分岐の振動回路素子は、各発振器が、別
の固有周波数の同様に構成されている第３又は第４の振
動回路分岐と共働するように互いに切換接続される。 従って一方の切換位置においては一方の発振器は第１の
振動回路分岐と、他方の発振器は第２の振動回路分岐と
共働する。振動回路分岐の固有周波数は、前述の位置検
出素子により決まる。発振器はその振動周波数をそれぞ
れの振動回路分岐の固有周波数に自動的に調整する。切
換えが行われると、第１の発振器は第３の振動回路分岐
と共働し、第２の発振器は第４の振動回路分岐と共働し
、その際、位置に依存するインダクタンス変化に起因し
て、対応して別の固有周波数が生じる。本発明では第３
及び第４の振動回路分岐の形成は、振動回路素子が切換
えにより交互に“切換接続”されることにより行われる
。これを１つの例により説明する。一方の発振器は一方
の切換位置において第１のコイルと第１のコンデンサと
で作動する。第２の発振器はこの一方の切換位置におい
て第２のコイルと第２のコンデンサとで作動する。切換
え後に第１の発振器は第２のコイルと接続されるが、し
かし第２のコイルは第１のコンデンサと接続される。 これに対応してこの切換位置においては、第２のコンデ
ンサと接続されている第１のコイルは第２の発振器によ
り作動される。設定された固有周波数から評価回路によ
りその時の位置を求めることができる。
に記載の構成を有する誘導形位置発生器は、高い感度と
、ひいては測定量に対する高い分解能とを有し、線形歪
みが発生しない利点を有する。このために発振器回路は
２つの発振器を有し、これらの発振器は一方の切換位置
においてはそれぞれ、対応する第１のおよび第２の振動
回路分岐と共働し、他方の切換位置においては第１及び
第２の振動回路分岐の振動回路素子は、各発振器が、別
の固有周波数の同様に構成されている第３又は第４の振
動回路分岐と共働するように互いに切換接続される。 従って一方の切換位置においては一方の発振器は第１の
振動回路分岐と、他方の発振器は第２の振動回路分岐と
共働する。振動回路分岐の固有周波数は、前述の位置検
出素子により決まる。発振器はその振動周波数をそれぞ
れの振動回路分岐の固有周波数に自動的に調整する。切
換えが行われると、第１の発振器は第３の振動回路分岐
と共働し、第２の発振器は第４の振動回路分岐と共働し
、その際、位置に依存するインダクタンス変化に起因し
て、対応して別の固有周波数が生じる。本発明では第３
及び第４の振動回路分岐の形成は、振動回路素子が切換
えにより交互に“切換接続”されることにより行われる
。これを１つの例により説明する。一方の発振器は一方
の切換位置において第１のコイルと第１のコンデンサと
で作動する。第２の発振器はこの一方の切換位置におい
て第２のコイルと第２のコンデンサとで作動する。切換
え後に第１の発振器は第２のコイルと接続されるが、し
かし第２のコイルは第１のコンデンサと接続される。 これに対応してこの切換位置においては、第２のコンデ
ンサと接続されている第１のコイルは第２の発振器によ
り作動される。設定された固有周波数から評価回路によ
りその時の位置を求めることができる。
【０００５】本発明の別の１つの実施例では前述のよう
に振動回路分岐は２つのコンデンサと２つのコイルとに
より構成され、２つのコンデンサは切換えにより交互に
切換接続される。これはすでに説明した。
に振動回路分岐は２つのコンデンサと２つのコイルとに
より構成され、２つのコンデンサは切換えにより交互に
切換接続される。これはすでに説明した。
【０００６】各振動回路分岐に、対応する固有周波数が
割当てられている。４つの振動回路分岐は次の振動持続
時間を有する。
割当てられている。４つの振動回路分岐は次の振動持続
時間を有する。
【０００７】第１のコイルに対しては、
【０００８】
【数４】
【０００９】第２のコイルに対しては、
【００１０】
【数５】
【００１１】ただし振動持続時間Ｔ１１は第１の振動回
路分岐に対応し、振動持続時間Ｔ２２は第２の振動回路
分岐に対応し、振動持続時間Ｔ２１は第３の振動回路分
岐に対応し、振動持続時間Ｔ１２は第４の振動回路分岐
に対応する。
路分岐に対応し、振動持続時間Ｔ２２は第２の振動回路
分岐に対応し、振動持続時間Ｔ２１は第３の振動回路分
岐に対応し、振動持続時間Ｔ１２は第４の振動回路分岐
に対応する。
【００１２】特に、評価回路は、一方の切換位置におい
て第１の振動回路分岐の第１の時間間隔Ｎ・Ｔ１１に対
応する前もって決められている振動数Ｎをプリセットし
、第１の時間間隔Ｎ・Ｔ１１に等しくかつ同時に経過す
る時間間隔Ｎ１・Ｔ２２の中で第２の振動回路分岐の振
動Ｎ１が求められる。Ｎ回の振動の経過後に切換えが行
われ、評価回路は、第３の振動回路分岐の第３の時間間
隔Ｎ・Ｔ２１に対応する前もって与えられている振動数
Ｎを再びプリセットする。第３の時間間隔Ｎ・Ｔ２１に
等しくかつ同時に経過する第４の時間間隔Ｎ２・Ｔ１２
の中で第４の振動回路分岐の振動数Ｎ２が求められる。
て第１の振動回路分岐の第１の時間間隔Ｎ・Ｔ１１に対
応する前もって決められている振動数Ｎをプリセットし
、第１の時間間隔Ｎ・Ｔ１１に等しくかつ同時に経過す
る時間間隔Ｎ１・Ｔ２２の中で第２の振動回路分岐の振
動Ｎ１が求められる。Ｎ回の振動の経過後に切換えが行
われ、評価回路は、第３の振動回路分岐の第３の時間間
隔Ｎ・Ｔ２１に対応する前もって与えられている振動数
Ｎを再びプリセットする。第３の時間間隔Ｎ・Ｔ２１に
等しくかつ同時に経過する第４の時間間隔Ｎ２・Ｔ１２
の中で第４の振動回路分岐の振動数Ｎ２が求められる。
【００１３】有利には、求められた量Ｎ１及びＮ２から
評価回路により、対応する位置が求められる。このため
に評価回路は比、
評価回路により、対応する位置が求められる。このため
に評価回路は比、
【００１４】
【数６】
【００１５】を形成する。
【００１６】この比は、求める値に比例し、本発明では
位置領域（特に位置角度領域）に対する線形特性と、高
い感度とが得られる。
位置領域（特に位置角度領域）に対する線形特性と、高
い感度とが得られる。
【００１７】測定誤差を回避するために評価回路は切換
え後に評価をビルドアップの経過後に始めて行う。これ
は、評価が行われる前にその時のビルドアップ過程が消
滅していることを保証する。
え後に評価をビルドアップの経過後に始めて行う。これ
は、評価が行われる前にその時のビルドアップ過程が消
滅していることを保証する。
【００１８】
【実施例】次に本発明を実施例に基づき図を用いて詳し
く説明する。
く説明する。
【００１９】図１は、誘導形位置発生器のための差動発
生器２の位置検出素子１を示す。誘導形位置発生器は、
（図示されていない）内燃機関の絞り弁位置を求めるた
めに用いられる。絞り弁角度位置の変化とともにコア４
の軸３が回転する。回転角は図１においてαにより示さ
れており、導電性材料から成る２つの互いに平行になっ
ている部分円板５により形成されているコア４はコイル
装置６と共働し、コイル装置６は基板７の上に特別の形
態で装着されている。この特別の形態は、コイル装置が
、第１のコイルＬ１と第２のコイルＬ２とにより形成さ
れ、コイルＬ１及びＬ２が基板７の表面の上に半円状の
基本形で貫通孔８の周りに配置されていることから成る
。
生器２の位置検出素子１を示す。誘導形位置発生器は、
（図示されていない）内燃機関の絞り弁位置を求めるた
めに用いられる。絞り弁角度位置の変化とともにコア４
の軸３が回転する。回転角は図１においてαにより示さ
れており、導電性材料から成る２つの互いに平行になっ
ている部分円板５により形成されているコア４はコイル
装置６と共働し、コイル装置６は基板７の上に特別の形
態で装着されている。この特別の形態は、コイル装置が
、第１のコイルＬ１と第２のコイルＬ２とにより形成さ
れ、コイルＬ１及びＬ２が基板７の表面の上に半円状の
基本形で貫通孔８の周りに配置されていることから成る
。
【００２０】図１は位置検出素子１の分解図を示す。実
際の状態では軸３は中断されず、貫通孔８を貫通してお
り、従って２つの部分円板５はコイル装置６に対して僅
かな間隔で上下に配置されている。そのときの回転角α
に応じてコイル装置の対応する部分領域が部分円板５と
重なり、コイル装置６が励磁されている状態では、渦電
流原理に従って発生する反作用が回転角αに依存して生
ずる。
際の状態では軸３は中断されず、貫通孔８を貫通してお
り、従って２つの部分円板５はコイル装置６に対して僅
かな間隔で上下に配置されている。そのときの回転角α
に応じてコイル装置の対応する部分領域が部分円板５と
重なり、コイル装置６が励磁されている状態では、渦電
流原理に従って発生する反作用が回転角αに依存して生
ずる。
【００２１】図１に示されている装置が位置検出素子の
ただ１つの例にすぎないことは勿論である。別の構成を
有するが、しかし同一の原理に従って動作する位置検出
素子も使用できることも勿論である。この場合、位置検
出素子の並進運動路の角度位置又は変位位置も検出する
ことができる。しかし重要なことは、つねに２つのコイ
ルＬ１及びＬ２が設けられ、これらのコイルＬ１及びＬ
２がコアと共働し、一方のコイルＬ１のコア４との作用
が強まるにつれて他方のコイルＬ２が、対応してより小
さな反作用を受ける点である。この場合にこのようにし
て差動原理が実現されている。
ただ１つの例にすぎないことは勿論である。別の構成を
有するが、しかし同一の原理に従って動作する位置検出
素子も使用できることも勿論である。この場合、位置検
出素子の並進運動路の角度位置又は変位位置も検出する
ことができる。しかし重要なことは、つねに２つのコイ
ルＬ１及びＬ２が設けられ、これらのコイルＬ１及びＬ
２がコアと共働し、一方のコイルＬ１のコア４との作用
が強まるにつれて他方のコイルＬ２が、対応してより小
さな反作用を受ける点である。この場合にこのようにし
て差動原理が実現されている。
【００２２】従って位置検出素子１は誘導形位置発生器
の一部であり、誘導形位置発生器の動作原理は図２のブ
ロック回路図に示されている。図中、前述のコイルＬ１
及びＬ２が示され、コイルＬ１及びＬ２のそれぞれ１つ
の端子は加算点９に接続され、加算点９はアース１０に
接続されている。コイルＬ１及びＬ２の他方の端子１１
及び１２は２つの切換スイッチＵ１及びＵ２の接点端子
１３及び１６に接続されている。詳細には、コイルＬ１
の端子１１は切換スイッチＵ１の接点端子１３と、切換
スイッチＵ２の接点端子１４とに接続されている。切換
スイッチＵ１の接点端子１５と、切換スイッチＵ２の接
点端子１６とはコイルＬ２の端子１２と接続されている
。切換スイッチＵ１の可動端子１７は第１の発振器１８
に接続され、切換スイッチＵ２の可動端子１９は第２の
発振器２０に接続されている。
の一部であり、誘導形位置発生器の動作原理は図２のブ
ロック回路図に示されている。図中、前述のコイルＬ１
及びＬ２が示され、コイルＬ１及びＬ２のそれぞれ１つ
の端子は加算点９に接続され、加算点９はアース１０に
接続されている。コイルＬ１及びＬ２の他方の端子１１
及び１２は２つの切換スイッチＵ１及びＵ２の接点端子
１３及び１６に接続されている。詳細には、コイルＬ１
の端子１１は切換スイッチＵ１の接点端子１３と、切換
スイッチＵ２の接点端子１４とに接続されている。切換
スイッチＵ１の接点端子１５と、切換スイッチＵ２の接
点端子１６とはコイルＬ２の端子１２と接続されている
。切換スイッチＵ１の可動端子１７は第１の発振器１８
に接続され、切換スイッチＵ２の可動端子１９は第２の
発振器２０に接続されている。
【００２３】第１の発振器１８には第１のコンデンサＣ
１が接続され、第２の発振器２０には第２のコンデンサ
Ｃ２が接続されている。２つの切換スイッチＵ１，Ｕ２
は連動装置２１を介して互いに連結され、従って切換ス
イッチＵ１，Ｕ２は同期して作動する。これにより、図
２に示されている第１の切換位置においては第１の発振
器１８は第１のコイルＬ１及び第１のコンデンサＣ１と
共働し、第２の発振器２０は第２のコイルＬ２及び第２
のコンデンサＣ２と共働する。この場合、第１のコイル
Ｌ１は第１のコンデンサＣ１と第１の振動回路分岐Ｓ１
を形成し、第２の振動回路分岐Ｓ２は第２のコイルＬ２
及び第２のコンデンサＣ２により形成される。
１が接続され、第２の発振器２０には第２のコンデンサ
Ｃ２が接続されている。２つの切換スイッチＵ１，Ｕ２
は連動装置２１を介して互いに連結され、従って切換ス
イッチＵ１，Ｕ２は同期して作動する。これにより、図
２に示されている第１の切換位置においては第１の発振
器１８は第１のコイルＬ１及び第１のコンデンサＣ１と
共働し、第２の発振器２０は第２のコイルＬ２及び第２
のコンデンサＣ２と共働する。この場合、第１のコイル
Ｌ１は第１のコンデンサＣ１と第１の振動回路分岐Ｓ１
を形成し、第２の振動回路分岐Ｓ２は第２のコイルＬ２
及び第２のコンデンサＣ２により形成される。
【００２４】連結されている切換スイッチＵ１及びＵ２
が他方の切換位置をとると、第１の発振器１８は第２の
コイルＬ２及び第１のコンデンサＣ１と接続され、第２
の発振器２０は第２のコンデンサＣ２及び第１のコイル
Ｌ１と接続される。第２のコイルＬ２は第１のコンデン
サＣ１と第３の振動回路分岐Ｓ３を形成し、第１のコイ
ルＬ１は第２のコンデンサＣ２と一緒に第４の振動回路
分岐Ｓ４に所属する。
が他方の切換位置をとると、第１の発振器１８は第２の
コイルＬ２及び第１のコンデンサＣ１と接続され、第２
の発振器２０は第２のコンデンサＣ２及び第１のコイル
Ｌ１と接続される。第２のコイルＬ２は第１のコンデン
サＣ１と第３の振動回路分岐Ｓ３を形成し、第１のコイ
ルＬ１は第２のコンデンサＣ２と一緒に第４の振動回路
分岐Ｓ４に所属する。
【００２５】以上から、切換えにより２つのコイルＬ１
及びＬ２が交互にコンデンサＣ１及び２と接続され、従
って４つの振動回路分岐Ｓ１からＳ４までが形成される
ことが分かる。
及びＬ２が交互にコンデンサＣ１及び２と接続され、従
って４つの振動回路分岐Ｓ１からＳ４までが形成される
ことが分かる。
【００２６】コイルＬ１及びＬ２のインダクタンスは位
置に依存する、すなわち回転角αの変化とともに、そし
てこれと連帯するコア４の変位とともに渦電流結合が変
化し、従って振動回路分岐Ｓ１からＳ４のインダクタン
スが変化するとともに固有周波数も変化する。異なる振
動回路分岐Ｓ１からＳ４の振動持続時間を観察すると、
次の式が得られる。
置に依存する、すなわち回転角αの変化とともに、そし
てこれと連帯するコア４の変位とともに渦電流結合が変
化し、従って振動回路分岐Ｓ１からＳ４のインダクタン
スが変化するとともに固有周波数も変化する。異なる振
動回路分岐Ｓ１からＳ４の振動持続時間を観察すると、
次の式が得られる。
【００２７】コイルＬ１においては、
【００２８】
【数７】
【００２９】コイルＬ２においては、
【００３０】
【数８】
【００３１】更に図２は評価回路２２を示し、評価回路
２２は、振動回路Ｓ１からＳ４におけるその時の固有周
波数から、対応する位置（回転角α）を求める。簡単化
されている図２の概略図に示されているように評価回路
２２はカウンタ２３を有し、カウンタ２３は第１の発振
器１８の出力側２４に接続され、作用線２５を介して切
換スイッチＵ１及びＵ２と共働する。第２の発振器２０
の出力側２６はカウンタ２７及びカウンタ２８に接続さ
れ、カウンタ２７及び２８は互いに線２９を介して接続
されている。カウンタ２７及び２８の出力側はバッファ
メモリ３２及び３３に接続されバッファメモリ３２及び
３３は処理回路３４に接続されている。処理回路３４は
その出力側３５を介して、求める位置（回転角α）に比
例するパルス衝撃係数Ｔを有する信号を供給する。
２２は、振動回路Ｓ１からＳ４におけるその時の固有周
波数から、対応する位置（回転角α）を求める。簡単化
されている図２の概略図に示されているように評価回路
２２はカウンタ２３を有し、カウンタ２３は第１の発振
器１８の出力側２４に接続され、作用線２５を介して切
換スイッチＵ１及びＵ２と共働する。第２の発振器２０
の出力側２６はカウンタ２７及びカウンタ２８に接続さ
れ、カウンタ２７及び２８は互いに線２９を介して接続
されている。カウンタ２７及び２８の出力側はバッファ
メモリ３２及び３３に接続されバッファメモリ３２及び
３３は処理回路３４に接続されている。処理回路３４は
その出力側３５を介して、求める位置（回転角α）に比
例するパルス衝撃係数Ｔを有する信号を供給する。
【００３２】動作は次のようである。評価回路２２のカ
ウンタ２３に振動数Ｎを前もってセットする。従って発
振器１８の各振動は一方では、カウンタ２３がその計数
状態Ｎに到達するまで又は振動数Ｎが発生するまでカウ
ンタ２３を増加方向に計数させる。これに関して図３の
ａを考察する。
ウンタ２３に振動数Ｎを前もってセットする。従って発
振器１８の各振動は一方では、カウンタ２３がその計数
状態Ｎに到達するまで又は振動数Ｎが発生するまでカウ
ンタ２３を増加方向に計数させる。これに関して図３の
ａを考察する。
【００３３】図２に示されている切換スイッチＵ１及び
Ｕ２の切換位置において第１の発振器１８は第１のコン
デンサＣ１及び第１のコイルＬ１と共働する。従って図
３のａにおいて第１の振動回路分岐Ｓ１の振動持続時間
はＴ１１である。従ってＮ回の振動の後に第１の時間間
隔Ｎ・Ｔ１１が経過する（図示の実施例ではＮ＝９であ
る。従ってカウンタ２３には数Ｎ＝９が前もってセット
された。）。同時にそして同一の切換位置において第２
の振動回路分岐Ｓ２においては振動持続時間はＴ２２で
あり、第１の時間間隔Ｎ・Ｔ１１に対応して同一の大き
さの第２の時間間隔Ｎ１・Ｔ２２において対応する振動
の数Ｎ１は第２のコイルＬ２及び第２のコンデンサＣ２
の大きさに依存する（図３のｂ）。コンデンサＣ１及び
Ｃ２の大きさは不変であり、コイルＬ１及びＬ２のみが
、その時の位置に依存して対応して変化する容量を有す
るので、振動数Ｎ１は位置に依存する。振動数Ｎ１は評
価回路２２により求められる。
Ｕ２の切換位置において第１の発振器１８は第１のコン
デンサＣ１及び第１のコイルＬ１と共働する。従って図
３のａにおいて第１の振動回路分岐Ｓ１の振動持続時間
はＴ１１である。従ってＮ回の振動の後に第１の時間間
隔Ｎ・Ｔ１１が経過する（図示の実施例ではＮ＝９であ
る。従ってカウンタ２３には数Ｎ＝９が前もってセット
された。）。同時にそして同一の切換位置において第２
の振動回路分岐Ｓ２においては振動持続時間はＴ２２で
あり、第１の時間間隔Ｎ・Ｔ１１に対応して同一の大き
さの第２の時間間隔Ｎ１・Ｔ２２において対応する振動
の数Ｎ１は第２のコイルＬ２及び第２のコンデンサＣ２
の大きさに依存する（図３のｂ）。コンデンサＣ１及び
Ｃ２の大きさは不変であり、コイルＬ１及びＬ２のみが
、その時の位置に依存して対応して変化する容量を有す
るので、振動数Ｎ１は位置に依存する。振動数Ｎ１は評
価回路２２により求められる。
【００３４】第１の時間間隔Ｎ・Ｔ１１が経過すると、
すなわちカウンタ２３がその終値に到達すると、カウン
タ２３は切換スイッチＵ１及びＵ２を他方の切換位置に
切換える。これにより第１の発振器１８は第２のコンデ
ンサＣ１及び第２のコイルＬ２と共働し、第２の発振器
２０は第２のコンデンサＣ２及び第１のコイルＬ１と共
働する。切換動作によりカウンタ２３はリセットされ、
次いで評価回路すなわちカウンタ２３は所定の振動数Ｎ
を再びプリセットする。これにより、カウンタ２３によ
りＮ回の振動が許容され、振動持続時間Ｔ２１が、第１
の発振器１８に対する当該の切換位置において有効であ
る結果として第３の時間間隔Ｎ・Ｔ２１が得られる。同
時に第２の発振器は、振動持続時間Ｔ１２が割当てられ
ている第４の振動回路分岐Ｓ４と共働する。これから、
第３の時間間隔Ｎ・Ｔ２１に等しい大きさの第４の時間
間隔Ｎ２・Ｔ１２が得られ、第４の振動回路分岐Ｓ４の
振動数Ｎ２が求められる（図３のｂ）。
すなわちカウンタ２３がその終値に到達すると、カウン
タ２３は切換スイッチＵ１及びＵ２を他方の切換位置に
切換える。これにより第１の発振器１８は第２のコンデ
ンサＣ１及び第２のコイルＬ２と共働し、第２の発振器
２０は第２のコンデンサＣ２及び第１のコイルＬ１と共
働する。切換動作によりカウンタ２３はリセットされ、
次いで評価回路すなわちカウンタ２３は所定の振動数Ｎ
を再びプリセットする。これにより、カウンタ２３によ
りＮ回の振動が許容され、振動持続時間Ｔ２１が、第１
の発振器１８に対する当該の切換位置において有効であ
る結果として第３の時間間隔Ｎ・Ｔ２１が得られる。同
時に第２の発振器は、振動持続時間Ｔ１２が割当てられ
ている第４の振動回路分岐Ｓ４と共働する。これから、
第３の時間間隔Ｎ・Ｔ２１に等しい大きさの第４の時間
間隔Ｎ２・Ｔ１２が得られ、第４の振動回路分岐Ｓ４の
振動数Ｎ２が求められる（図３のｂ）。
【００３５】カウンタ２７は、振動数Ｎ１とＮ２の和を
形成するように構成され、これに対してカウンタ２８は
振動数差Ｎ１−Ｎ２を求める。求められた値はバッファ
メモリ３２又は３３に伝送され、処理回路３４に供給さ
れ、処理回路３４は、
形成するように構成され、これに対してカウンタ２８は
振動数差Ｎ１−Ｎ２を求める。求められた値はバッファ
メモリ３２又は３３に伝送され、処理回路３４に供給さ
れ、処理回路３４は、
【００３６】
【数９】
【００３７】を形成する。
【００３８】数学的に次の結果が得られる。
【００３９】振動数Ｎに対して、
Ｎ・Ｔ１１＝Ｎ１・Ｔ２２
Ｎ・Ｔ２１＝Ｎ２・Ｔ１２
の関係が生ずる。したがって
【００４０】
【数１０】
【００４１】振動持続時間に対して、振動回路分岐に対
応する関係を代入すると、
応する関係を代入すると、
【００４２】
【数１１】
【００４３】が得られる。
【００４４】差動特性に起因して次の関係が得られる。
【００４５】
Ｌ１＝Ｌ０＋δＬ
Ｌ２＝Ｌ０−δＬ
この関係を前記の式に代入すると、
【００４６】
【数１２】
【００４７】が得られる。
【００４８】最後の関係において、インダクタンスの変
化が発生器量（この場合には回転角α）と線形に比例し
ていることが前提にされている。
化が発生器量（この場合には回転角α）と線形に比例し
ていることが前提にされている。
【００４９】これから、本発明の位置発生器の出力量が
回転数αに線形に依存していることがわかる。ｃ（定数
）により回路の感度が示されている。
回転数αに線形に依存していることがわかる。ｃ（定数
）により回路の感度が示されている。
【００５０】前述の従来の技術からの公知の回路を考察
すると、この回路はただ２つの振動回路分岐を有し、こ
れらは振動持続時間、
すると、この回路はただ２つの振動回路分岐を有し、こ
れらは振動持続時間、
【００５１】
【数１３】
【００５２】を有する。これから、変形して衝撃係数を
求めると、
求めると、
【００５３】
【数１４】
【００５４】が得られる。
【００５５】従って出力量ｘに対して、
【００５６】
【数１５】
【００５７】が得られる。
【００５８】従って本回路の感度は（１／２）・Ｃであ
る。線形誤差は（１／４）・（Ｃ・α）２である。
る。線形誤差は（１／４）・（Ｃ・α）２である。
【００５９】この結果を本発明の装置と比較すると、本
発明の装置においては感度が２倍であることがわかる。 更に、公知の回路には存在する非線形性が本発明の装置
においては存在しない。
発明の装置においては感度が２倍であることがわかる。 更に、公知の回路には存在する非線形性が本発明の装置
においては存在しない。
【００６０】図３のａ及び図３のｂを考察すると、時間
間隔Ｎ・Ｔ１１とＮ・Ｔ２１との間又はＮ１・Ｔ２２と
Ｎ２・Ｔ１２との間にビルドアップ休止期間Ｐがあるこ
とがわかる。ビルドアップ休止期間Ｐは、本発明の装置
においては、回路技術的手段（例えば単安定マルチバイ
ブレータがカウンタ状態をそのままに保持する）により
実現することができる。これにより、切換スイッチＵ１
及びＵ２により発生するビルドアップ動作は考慮されず
、これにより測定誤差が回避される。
間隔Ｎ・Ｔ１１とＮ・Ｔ２１との間又はＮ１・Ｔ２２と
Ｎ２・Ｔ１２との間にビルドアップ休止期間Ｐがあるこ
とがわかる。ビルドアップ休止期間Ｐは、本発明の装置
においては、回路技術的手段（例えば単安定マルチバイ
ブレータがカウンタ状態をそのままに保持する）により
実現することができる。これにより、切換スイッチＵ１
及びＵ２により発生するビルドアップ動作は考慮されず
、これにより測定誤差が回避される。
【００６１】図４のａはカウンタ２３の出力側２５にお
ける状態を示す。このカウンタ状態が、第１又は第２の
時間間隔の中及び第３又は第４の時間間隔の中で常にＮ
に到達するまで増加方向に計数されて、次いでリセット
されることが分かる。図４のｂはカウンタ２７の出力側
２６に関する。カウンタ２７は先ず始めに時点ｔ１まで
値Ｎ１に到達するまで計数し、次いで時点ｔ２から値Ｎ
１＋Ｎ２に到達するまで計数する。
ける状態を示す。このカウンタ状態が、第１又は第２の
時間間隔の中及び第３又は第４の時間間隔の中で常にＮ
に到達するまで増加方向に計数されて、次いでリセット
されることが分かる。図４のｂはカウンタ２７の出力側
２６に関する。カウンタ２７は先ず始めに時点ｔ１まで
値Ｎ１に到達するまで計数し、次いで時点ｔ２から値Ｎ
１＋Ｎ２に到達するまで計数する。
【００６２】図４のｃにはカウンタ２８の出力側３１の
状態が示され、カウンタ２８は、値ｙから出発して時点
ｔ１までに値Ｎ１に到達するまで増加方向に計数し、次
いで時点ｔ２から値Ｎ２まで減少方向に計数し、従って
値Ｎ１−Ｎ２が得られる。
状態が示され、カウンタ２８は、値ｙから出発して時点
ｔ１までに値Ｎ１に到達するまで増加方向に計数し、次
いで時点ｔ２から値Ｎ２まで減少方向に計数し、従って
値Ｎ１−Ｎ２が得られる。
【００６３】処理回路３４の出力側３５からはパルス衝
撃係数Ｔを有する信号が得られ、Ｔは、
撃係数Ｔを有する信号が得られ、Ｔは、
【００６４】
【数１６】
【００６５】の関係から得られる（図４のｄ）。ただし
、項０．５は、負の出力値を得ることがない（負の出力
値はＮ２＞Ｎ１の場合に生ずる）ように意図的に形成さ
れる。
、項０．５は、負の出力値を得ることがない（負の出力
値はＮ２＞Ｎ１の場合に生ずる）ように意図的に形成さ
れる。
【００６６】従って項０．５はオフセット値としての役
割を果たすだけである。
割を果たすだけである。
【図１】誘導形位置発生器の差動発生器として形成され
ている位置検出素子の分解斜視図である。
ている位置検出素子の分解斜視図である。
【図２】誘導形位置発生器のブロック回路図である。
【図３】誘導形位置発生器の種々の振動回路分岐の固有
周波数を示す線図である。
周波数を示す線図である。
【図４】図２の回路装置の計数状態を示す時間線図であ
る。
る。
１ 位置検出素子
２ 差動発生器
３ 軸
４ コア
５ 部分円板
６ コイル装置
７ 基板
８ 貫通孔
Ｌ１，Ｌ２ コイル
９ 加算点
１０ アース
１１ 端子
１２ 端子
１３ 接点端子
１４ 接点端子
１５ 接点端子
１６ 接点端子
１７ 可動端子
１８ 発振器
１９ 可動端子
２０ 発振器
２１ 連動装置
２２ 評価回路
２３ カウンタ
２４ 出力側
２５ 作用線
２６ 出力側
２７ カウンタ
２８ カウンタ
２９ 線
３０ 出力側
３１ 出力側
３２ バッファメモリ
３３ バッファメモリ
３４ 処理回路
３５ 出力側
Claims (9)
- 【請求項１】 発振器回路と、切換可能な振動回路分
岐と、振動回路分岐と共働して振動回路分岐の固有周波
数を位置に依存して変化させる位置検出素子と、その時
の固有周波数から位置を求める評価回路とを有する、例
えば内燃機関の絞り弁の角度位置を求めるための誘導形
位置発生器において、発振器回路が２つの発振器（１８
，２０）を有し、発振器（１８，２０）は一方の切換位
置においては、それぞれ対応する第１の振動回路分岐（
Ｓ１）及び第２の振動回路分岐（Ｓ２）と共働し、他方
の切換位置においては第１の振動回路分岐（Ｓ１）及び
第２の振動回路分岐（Ｓ２）の振動回路素子（Ｌ１，Ｌ
２）が、各発振器（１８，２０）が別の固有周波数の第
３の振動回路分岐（Ｓ３）又は第４の振動回路分岐（Ｓ
４）と共働するように互いに切換接続されることを特徴
とする誘導形位置発生器。 - 【請求項２】 振動回路分岐（Ｓ１からＳ４）を２つ
のコンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）及び２つのコイル（Ｌ１，
Ｌ２）により構成し、２つのコイル（Ｌ１，Ｌ２）を切
換えにより交互に２つのコンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）に接
続することを特徴とする請求項１に記載の誘導形位置発
生器。 - 【請求項３】 ４つの振動回路分岐（Ｓ１からＳ４）
がコイル（Ｌ１）に対しては振動持続時間、【数１】 を有し、コイル（Ｌ２）に対しては振動持続時間、【数
２】 を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の誘導
形位置発生器。 - 【請求項４】 評価回路が、一方の切換位置において
第１の振動回路分岐（Ｓ１）の第１の時間間隔Ｎ・Ｔ１
１に対応する前もって決めることのできる振動数Ｎをプ
リセットし、第１の時間間隔Ｎ・Ｔ１１に等しい大きさ
でありかつこの時間間隔と同時に経過する第２の時間間
隔Ｎ１・Ｔ２２の中で第２の振動回路分岐（Ｓ２）の振
動数Ｎ１を求めることを特徴とする請求項１から３まで
のいずれか１項に記載の誘導形位置発生器。 - 【請求項５】 評価回路（２２）が他方の切換位置に
おいて同様に、第３の振動回路分岐（Ｓ３）の第３の時
間間隔Ｎ・Ｔ２１に対応する前もって決めることのでき
る振動数Ｎをプリセットし、第３の時間間隔Ｎ・Ｔ２１
に等しい大きさでありかつこの時間間隔と同時に経過す
る第４の時間間隔Ｎ２・Ｔ１２の中で振動回路分岐（Ｓ
４）の振動数Ｎ２を求めることを特徴とする請求項１か
ら４までのいずれか１項に記載の誘導形位置発生器。 - 【請求項６】 評価回路（２２）が、求められた振動
数Ｎ１及びＮ２から、求める位置に比例する比、【数３
】 を形成することを特徴とする請求項１から５までのいず
れか１項に記載の誘導形位置発生器。 - 【請求項７】 位置検出素子（１）がコイル（Ｌ１，
Ｌ２）と共働することを特徴とする請求項１から６まで
のいずれか１項に記載の誘導形位置発生器。 - 【請求項８】 位置検出素子（１）の位置の変化とと
もにコイル（Ｌ１及びＬ２）へのコア（４）の電磁結合
を変化させることを特徴とする請求項１から７までのい
ずれか１項に記載の誘導形位置発生器。 - 【請求項９】 切換え後に評価回路（２２）が評価を
ビルドアップ休止期間（Ｐ）の経過後に行うことを特徴
とする請求項１から８までのいずれか１項に記載の誘導
形位置発生器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4008199A DE4008199A1 (de) | 1990-03-15 | 1990-03-15 | Induktiver stellungsgeber |
| DE4008199.0 | 1990-03-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04221702A true JPH04221702A (ja) | 1992-08-12 |
Family
ID=6402213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3049613A Pending JPH04221702A (ja) | 1990-03-15 | 1991-03-14 | 誘導形位置発生器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5079523A (ja) |
| EP (1) | EP0447653B1 (ja) |
| JP (1) | JPH04221702A (ja) |
| DE (2) | DE4008199A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010133923A (ja) * | 2008-12-04 | 2010-06-17 | Hyundai Motor Co Ltd | アクセレレーターポジションセンサー |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5293137A (en) * | 1992-05-26 | 1994-03-08 | Tavis Corporation | Digital transducer system including two reactive transducers forming resonant oscillator circuits |
| DE4237879A1 (de) * | 1992-11-10 | 1994-05-11 | Bosch Gmbh Robert | Auswerteschaltung für einen Induktivsensor |
| DE19840665C2 (de) * | 1998-09-05 | 2002-08-14 | Oechsler Ag | Verfahren zum Aufbringen einer Sensor-Stromschleife auf einen Leitungsträger sowie induktiver Sensor |
| DE10130572B4 (de) * | 2001-06-27 | 2010-01-07 | Ifm Electronic Gmbh | Induktiver Wegsensor zur Bestimmung der Position eines Beeinflussungselements und Verfahren zur Bestimmung der Position eines Beeinflussungselements mit einem induktiven Wegsensor |
| DE10242385B4 (de) * | 2002-09-12 | 2005-09-01 | Cherry Gmbh | Induktive Sensoreinheit |
| DE10330899A1 (de) * | 2003-07-09 | 2005-02-10 | Bayerische Motoren Werke Ag | Vorrichtung zur Ermittlung eines Drosselklappentellerwinkels |
| ES2282890T3 (es) * | 2003-09-11 | 2007-10-16 | Cherry Gmbh | Conmutador inductivo. |
| US7135855B2 (en) * | 2004-05-17 | 2006-11-14 | David Scott Nyce | Simplified inductive position sensor and circuit configuration |
| US7719263B2 (en) * | 2006-11-22 | 2010-05-18 | Zf Friedrichshafen Ag | Inductive position measuring device or goniometer |
| DE102008063527A1 (de) | 2008-12-18 | 2010-07-01 | Micro-Epsilon Messtechnik Gmbh & Co. Kg | Schaltungsanordnung und Verfahren zum Auswerten eines Sensors |
| DE102013212268A1 (de) | 2013-06-26 | 2014-12-31 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen einer Winkelposition eines Bauelements, insbesondere einer Drosselklappe, mittels eines Wirbelstrom-Winkelsensors |
| DE102013213462A1 (de) | 2013-07-09 | 2015-01-15 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Ermitteln einer aktuellen Temperatur eines mit mindestens einer Spule versehenen Sensors sowie entsprechender Sensor |
| US9753068B2 (en) * | 2015-01-14 | 2017-09-05 | Insitu Inc. | Systems and methods for signal quantization |
| US11656100B2 (en) * | 2020-10-08 | 2023-05-23 | Pulse Innovation Labs, Inc. | Angular displacement sensor |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH600683A5 (ja) * | 1975-07-02 | 1978-06-30 | Hartig Gunter | |
| JPS5233558A (en) * | 1975-09-10 | 1977-03-14 | Hiromi Ogasawara | Detector for minute variations |
| DE2940083A1 (de) * | 1979-10-03 | 1981-04-16 | Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart | Frequenzgenerator |
| DE3116947A1 (de) * | 1981-04-29 | 1982-11-18 | Teldix Gmbh, 6900 Heidelberg | Digitale messanordnung fuer die winkelstellung eines drehbaren magnetischen wechselfelds |
| US4851770A (en) * | 1985-02-11 | 1989-07-25 | Sensor Technologies, Inc. | Displacement sensor having dual tank circuits |
| US4644570A (en) * | 1985-09-20 | 1987-02-17 | Bitronics, Inc. | Sensor amplification and enhancement apparatus using digital techniques |
-
1990
- 1990-03-15 DE DE4008199A patent/DE4008199A1/de active Granted
- 1990-12-19 EP EP90124714A patent/EP0447653B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-12-19 DE DE59005462T patent/DE59005462D1/de not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-01-29 US US07/647,450 patent/US5079523A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-03-14 JP JP3049613A patent/JPH04221702A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
| JP2010133923A (ja) * | 2008-12-04 | 2010-06-17 | Hyundai Motor Co Ltd | アクセレレーターポジションセンサー |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| DE4008199C2 (ja) | 1992-01-23 |
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| DE59005462D1 (de) | 1994-05-26 |
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| EP0447653A1 (de) | 1991-09-25 |
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