JPH047442B2 - - Google Patents

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JPH047442B2
JPH047442B2 JP58228611A JP22861183A JPH047442B2 JP H047442 B2 JPH047442 B2 JP H047442B2 JP 58228611 A JP58228611 A JP 58228611A JP 22861183 A JP22861183 A JP 22861183A JP H047442 B2 JPH047442 B2 JP H047442B2
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JP
Japan
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sensor
individual
position indicator
indicator
magnetically sensitive
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JP58228611A
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JPS59141003A (ja
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Kurefuto Hansuudeiitoritsuhi
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ANGEBANTE DEIGITARU EREKUTORONIKU GmbH
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ANGEBANTE DEIGITARU EREKUTORONIKU GmbH
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    • 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
    • G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
    • G01D3/10—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for switching-in of additional or auxiliary indicators or recorders

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電気／電子的又は電磁／電子的原理
に基づいた、無接触式位置測定のための装置に関
する。この装置は位置指示器の、移動又は静止す
る部分の機械的に影響を受けない、電子評価が可
能な位置測定、例えば長さ測定を行うのに適して
いる。
従来の技術 コイル又はコイル対においてコアの挿入深度を
電気信号として測定し、この電気信号を校正テー
ブルに基づいて長さ単位に変換する、いわゆる作
動変換方式による測定装置が公知である。
この差動変換方式による装置の場合もその測定
は無接触式に行われるが、しかしながらこの装置
は、その出力信号の絶対量に当然全ての外界の影
響（例えば温度、電気的なパラメータの変化、各
コイルのフエライトの間隔等）が含まれているの
で、長さ測定の精度に悪影響が及ぼされるという
欠点を有している。そのため特に差動変換方式の
装置の場合、正確な電子ゼロ調整が必要となる。
この電子ゼロ調整は、各コイル間に挿入されたフ
エライトのゼロ位置を示す。
発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、上記欠点を解消し、外界の影
響や電気的パラメータの変化に左右されずに、測
定された電子信号と実際値（長さ等を表わす真の
値）との間の一義的関係を実現することであり、
さらに位置又は長さの単位における電気量を校正
すること無く装置の投入接続と同時に正確な真の
値が迅速に得られるような装置を提供することで
ある。
課題を解決するための手段 上記課題は本発明により、位置決定に用いられ
る可動の又は静止した部品に、交番電磁界におい
て負荷となるか又はフイールド線を送出する素子
を位置指示器として設け、該位置指示器に対して
１つのセンサ担体を空間的に隣接して対応して設
け、該センサ担体は、電気的、空間的に相互に分
離された多数の個別センサを有し、この場合これ
ら個別センサのそれぞれに直流電圧又は交流電圧
が印加され、多重化される上記の各センサからの
信号が当該の各被測定位置に対応づけられるよう
に構成されており、さらに１つの検出−評価装置
を設け、各センサに対応するそれぞれ別個の信号
の得られるようにして位置変化する又は静止した
位置指示器の位置に依存する出力信号を検出する
ために、前記検出−評価装置にそれぞれの個別セ
ンサが接続されるように構成されて解決される。
本発明によれば信号が例えば周囲の環境変化や
電気的なパラメータの変化に基づく影響を受け
ず、さらにゼロ調整等の校正の必要が無いため、
装置の投入接続と同時に正確な真の値が迅速に得
られる。
さらに、本発明の思想は次のようにしても具現
される。即ち、位置指示器をコイルで構成し、又
センサ担体を、相互に分離された個々の巻線で構
成するのである。
又、本発明の思想は次のようにしても具現され
る。即ち、位置指示器が永久磁石であり、センサ
担体が、感磁性センサとして構成された個別セン
サを有するようにするのである。
本発明の特徴は次の点にある。即ち、機械的な
ロータ又は電子マルチプレクサが設けられてお
り、この機械的なロータ又は電子マルチプレクサ
に個別センサを、それらの出力信号を別個に伝送
する目的で接続することができる。又、適切な電
子評価装置（例えばマイクロプロセツサ系）によ
つて、例えば曲線に現われるセンサの値の最大値
又は最小値といつた現象的特性が求められ、位置
指示器の位置はスカラー量（高さ）では示されな
い。
実施例の説明 次に本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明
する。
第１図に、負荷抵抗Riを有するコイルL0に隣接
して（対向して）配置されたコイルＬ乃至L21を
示す。コイルL0は、担体（例えばフエライト）
上に配置されており、抵抗Ri（例えばコイル線の
抵抗）を介して成端されている。コイルL0は、
従つて交番電磁界において負荷を形成する。
コイルL1乃至L21は、通例の様に巻装され、同
様にしてコイル担体（フエライト）上に配置され
ている。すべてのコイルL1乃至L21は、電気的、
空間的に相互に分離されて、同一の機械的配置に
おいて所定の間隔で異つたフエライト上に取付け
られている。
個々のコイルに順次に又は同時に、電圧パイル
又は電磁的に電圧が印加されると、位置指示器と
してのコイルL0が対向するコイルのどのコイル
のところにあるかに応じて、個々のコイルL1乃
至L21に現われる信号は異なる。従つて個々のコ
イルの電圧をM1（これは、最も簡単な場合には機
械的ロータであり、有利には電子マルチプレクサ
である）によつて読出すと、異る信号入力は、直
接にコイルL0の位置に対する尺度となる。コイ
ルL1乃至L21（その数は任意に選定できる）を均一
に構成配置すれば電子信号と位置との関係は容易
に求めることができる。なぜなら配置されたコイ
ルの全長は、コイルの数で割りさえすればよく、
各コイルはその信号によつて正確に１つの位置を
マークするからである。
第４図に別の回路略図を示す。個々のコイル
L1，L2乃至Loは、正弦波発生器により正弦波を
供給され、個々の抵抗R1，R2乃至Roを介してア
ースされている。アナログマルチプレクサは、
個々のコイルを順次、演算増幅器、整流器（ダイ
オード）、サンプルアンドホールド、及びＡ／Ｄ
変換器を介してマイクロプロセツサシステムに多
重変換により接続する。
第３図に、マグネツトをダイオードを有する、
長さ及び位置センサを示す。並列に接続されたマ
グネツトダイオードの電力消費を僅かにするため
に、これらのマグネツトダイオードは、デマルチ
プレクサとトランジスタを介して個々に接地され
ている。同時にアナログマルチプレクサによりマ
グネツトダイオードにおける電圧降下が抵抗R1
乃至Roを介して検出される。
第２図に、種々のセンサ信号Ｕが、個々のセン
サn1乃至n21の位置に依存してどのように発生さ
れるかを示す。図からわかる様に、位置指示器の
各位置に対応して様々な曲線経過が現われる。セ
ンサ電圧が最小となる点P1，P2においてその都
度、位置指示器に対する位置が与えられる。図か
らわかる様に、位置指示器の位置の特性は、点
P1，P2の定量的特性（電圧信号の高さ）を示す
のではなく、この曲線の最小値を現象的に示すの
である。第１図に示す電子素子E1は、この現象
を容易に評価し、位置指示器の位置を直接に長さ
の単位にして示すことができる。
この系の長所として次の点が挙げられる。即
ち、可動部分のリード線を必要とせず、それゆえ
接触部品の摩耗や、運動によるケーブル接続部や
供給線路への負荷がなくなる。同じ事が接触部品
の汚れに関する難点にも当嵌まり、接触部の汚れ
はここではもはや大した問題とはならない。
本発明により、例えば長さや間隔といつたデイ
メンシヨン（単位）に従つて、センサ素子の正確
に所定の幾何的配置が可能となり、また例えば形
状の点でもセンサ素子を曲線状に配置することも
できる。その結果、センサ素子の位置は、絶対的
単位で指示することができる。従つて位置指示器
の位置は、円曲線（部分）区間（ドアの位置、ブ
レーキペダルの位置、いすの背もたれ、角度指示
器、等）上において示すことができる。
著しい効果を奏する要件として、多重化の使用
が挙げられる。この多重化により、例えば位置指
示器の休止位置においても、又電子素子の作動接
続の際（校正操作なしで）においても、曲線の現
象的特性を評価することによつて指示器の位置を
得ることが可能となる。これにより、作動接続の
際に既に、ある部品、例えば弁の一義的な位置検
出をできることが保証される。
又、この系においては、正確な機械的位置調整
が必要でないことも利点として挙げられる。位置
指示器は、正確に定められた同一の間隔でセンサ
に対して位置する必要はない。位置指示器の間隔
がセンサ素子に対して所定の許容範囲にあればそ
れで十分である。さらに糸には０点校正は不要で
ある。この系に対し、（例えばボタンを押すこと
により）、位置P2が０点であることが通知伝達さ
れればそれで十分である。電子素子はこの値を記
憶し、この値からのすべての偏差を（プラス側及
びマイナス側への）正しい極性で位置偏差として
示すことができる。要するに０点は任意に選定す
ることができる。この系の精度は、実質的に、所
定の長さの単位上の個々のコイルの数により定ま
る。センサを、今日半導体技術において通例とな
つている適切な方法で製作すれば、位置決めの精
度を非常に高めることができる。変位（ぶれ）の
測定長さは、広い範囲において自由に選定するこ
とが可能であり、又実質的にセンサ端子の引出し
数のみに依存する。
別の、既に示唆した利点とは、この系を作動接
続する際に、位置指示器を運動させることなしに
即座に位置指示器の位置が与えられることであ
る。このことは、作動接続過程の際弁がいかなる
位置を取るかがしばしばわからないような弁を始
動する際に特に有利である。
この系により、弁や振動形コンベア機械及び同
様な運動をする部品の変位（ふれ）が、容易に絶
対的な長さ単位で測定可能となる。電子素子を介
して長さが測定される。そしてこの運動する系に
対し、調整モータ、及び位相制御装置（制御され
た出力供給装置）により、どの位置を維持すべき
かが伝達される。
【図面の簡単な説明】
第１図、第３図、第４図は本発明の実施例の回
路略図、第２図は、個々のセンサの位置に依存す
る種々のセンサ信号を表わす線図である。 L0……位置指示器、L1〜L21……コイル、M1…
…電子マルチプレクサ、E1……電子評価装置、Ri
……負荷抵抗、MD1〜MDo……マグネツトダイ
オード。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 位置決定に用いられる可動の又は静止した部
    品に、交番電磁界において負荷となるか又はフイ
    ールド線を送出する素子を位置指示器として設
    け、該位置指示器に対して１つのセンサ担体を空
    間的に隣接して対応して設け、該センサ担体は、
    電気的、空間的に相互に分離された多数の個別セ
    ンサを有し、この場合これら個別センサのそれぞ
    れに直流電圧又は交流電圧が印加され、多重化さ
    れる上記の各センサからの信号が当該の各被測定
    位置に対応づけられるように構成されており、さ
    らに１つの検出−評価装置を設け、各センサに対
    応するそれぞれ別個の信号の得られるようにして
    位置変化する又は静止した位置指示器の位置に依
    存する出力信号を検出するために、前記検出−評
    価装置にそれぞれの個別センサが接続されるもの
    であることを特徴とする、無接触位置測定装置。 ２ 位置指示器を１つのコイル（Lo）で構成し、
    又、センサ担体が個々の相互に別個のコイル
    （L1乃至L21）を有する、特許請求の範囲第１項記
    載の装置。 ３ 位置指示器を、比較的に高い透磁率μrを有す
    る材料、例えばフエライトで構成した、特許請求
    の範囲第１項記載の装置。 ４ 位置指示器に永久磁石を設け、センサ担体
    が、ホール素子、又は感磁性ダイオード、又は感
    磁性抵抗、又は感磁性トランジスタ、又は感磁性
    容量、又は感磁性インダクタンスとして構成され
    た個別センサを有する、特許請求の範囲第１項記
    載の装置。 ５ 機械的ロータ又は電子マルチプレクサを設
    け、該マルチプレクサには個別センサの出力信号
    を評価装置に別個に伝送する目的で、個別センサ
    を接続可能である、特許請求の範囲第１項乃至第
    ４項のいずれかに記載の装置。 ６ 電子評価装置が、その都度のセンサ信号の高
    さに依存せずに、補間されるセンサ信号の最小値
    又は最大値の特性点又は補間されるセンサ信号の
    別の特性点をその都度位置指示器の位置に対する
    指標として用い、これにより個々のセンサ素子の
    間での位置決定を可能とする、特許請求の範囲第
    １項乃至第５項のいずれかに記載の装置。 ７ センサ素子を、規格化された長さ単位で直線
    的又は曲線的に配置し、位置決定が、付加的手段
    を用いることなく、校正された長さ決定又は角度
    決定によつて行われる特許請求の範囲第１項乃至
    第６項のいずれかに記載の装置。 ８ 固定部分及び可動部分を相互に入れ換える特
    許請求の範囲第１項に記載の装置。
JP58228611A 1982-12-04 1983-12-05 電子位置発信器の無接触位置測定装置 Granted JPS59141003A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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DE3244891A DE3244891C2 (de) 1982-12-04 1982-12-04 Einrichtung zur berührungslosen Positionsmessung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59141003A JPS59141003A (ja) 1984-08-13
JPH047442B2 true JPH047442B2 (ja) 1992-02-12

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JP58228611A Granted JPS59141003A (ja) 1982-12-04 1983-12-05 電子位置発信器の無接触位置測定装置

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US (1) US4652821A (ja)
JP (1) JPS59141003A (ja)
DE (1) DE3244891C2 (ja)
FR (1) FR2537268B1 (ja)
GB (1) GB2131554B (ja)

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