JPH0495802A - 渦電流を利用して変位を測る方法および装置 - Google Patents

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】 （１）一般に、コイルに電流を流すと、その電流の変化
に伴って、コイル周辺の磁界が変化する。

コイルの近くに導体が在れば、導体内に渦電流が生じる
。この渦電流によってまたコイル周辺の磁界が変化する
。導体がコイルに近付けばこの磁界の変化量は大きくな
り、導体がコイルから遠ざかればその変化量は小さくな
る。したがって、コイル近辺の磁界の変化を測れば、導
体（以降、被測定物と称す）とコイルとの距離（以下、
変位と称す）を非接触で測定することができる。

但し、被測定物の材質、厚さ、大きさ、移動等によって
、渦電流による磁界の変化量は異なる。

そのため、本発明では、三つ以上の磁気センサを用いて
、磁気センサ間の関係を求め、その関係を利用して、被
測定物の材質等の影響を受けずに変位を求める。

すなわち、磁界の変化を測る三つ以上の磁気センサを、
被測定物との距離をそれぞれ違えて配置する。コイルに
電流を流して、被測定物に渦電流を発生させる。コイル
と磁気センサとの相対的な位置は変動しないものとする
。

磁気センサとしては、ホール素子、コイル等、磁界の変
動を測定できるものである。また、特許請求の範囲第２
項に示すように、コイルと磁気センサは同一の物体でも
可能である。

三つ以上の磁気センサによって測定される磁界の変化量
は、磁気センサ間でそれぞれ異なる。

この磁気センサの測定値と変位との関係の一例として、
特許請求の範囲第２項で示すように磁気センサとしてコ
イルのインピーダンス変化を応用する場合、そのインピ
ーダンスと変位との関係を図１で示す。

磁界の変化量の絶対値と変位との関係を式で近似するこ
とができる。この近似式のなかで、係数は、物理的な事
象から、変数となる。近似式としては、指数曲線、べき
乗の式、二次や三次以上の多項式、三角関数、双曲線な
どを用いることができる。べき乗の式の中に反比例の式
も含まれる。

近似式に、指数曲線、べき乗の式、二次多項式を用いた
場合の三つの例を以下に示す。以下の例では、それぞれ
の近似式の組を三つの式から構成する。

この構成される式の数は、磁気センサの数と同一であり
、なおまた、近似式の中の変数の数と同一である。

指数関数の場合、 Ｙｓ　＝Ａ、ｅｘｐ（ＢＩＸ） Ｙｚ　＝Ａ２　　ｅＸｐ　（Ｂ２　Ｘ）Ｙ、　＝Ａ、ｅ
ｘｐ　（Ｂ３　Ｘ’） べき乗の式の場合、 ｙ１＝Ａ、ＸＢ１ ｙ、＝Ａ、Ｘ” Ｙ３　＝Ａｓ　Ｘ！１３ 二次多項式の場合、 Ｙｒ　＝　（Ａｔ　Ｘ＋Ｂ１）” Ｙｚ　＝　（Ａ２　Ｘ＋Ｂｚ　）　２ Ｙ３＝　ＣＡｓ　Ｘ”Ｂｓ　）” ここで、 Ｙｘ、ＹｚおよびＹ３は磁界の変化量の絶対値でシある
。

Ｘは変位である。

Ａ　１、Ａ　２およびＡ３は係数であるが、被測定物の
変位や材質等に影響される変数である。その値は用いる
近似式によって異なる。

Ｂ１．Ｂ２およびＢ３は゛係数であるが、被測定物の変
位や材質等に影響される変数である。その値は用いる近
似式によって異なる。

ｅｘｐ（ＢｌＸ）はｅの（ＢＩＸ）乗を意味する。

ｅは自然対数の底である。

ＸＢ１はＸのＢ□乗を意味する。以下同様である。

被測定物の材質等に左右されない磁気センサ間の関係を
定めるために、つぎの物理的な事象に注目する。

すなわち、近似式における係数Ａ　１−　Ａ　２および
Ａ３は、被測定物の材質等の如何にかかわらず、また変
位の如何にかかわらず、互いに一定の関係を持つ。また
同様に、係数Ｂ　ｉ　＋　−Ｂ　２およびＢ３も互いに
一定の関係を持つ。ＡＩを基にしたＡ２およびＡ３との
関係の一例を図２に示し、Ｂ□を基にしたＢ２およびＢ
３との関係の一例を図３に示す。

尚、これら上記の三つの例以外においても、近似式の係
数の種類が増える場合においても、係数間の関係を定め
ることは容易である。

これらの図で示すように、被測定物の変位や材質等の如
何にかかわらず、Ａ２とＡ３は八〇を用いて、Ｂ２とＢ
３はＢ１を用いて表すことが出来る。あるいは、Ａｌの
代わりにＡ２またはＡ３を基にすることも、またＢ１の
代わりにＢ２またはＢ３を基にすることも可能である。

したがって、係数間の関係を式で近似することができ、
また、この近似式の中で用いられる係数は、被測定物の
変位や材質等に影響されない定数となる。

すなわち、前述のＹ、、Ｙ２およびＹ３の近似式を、Ａ
８およびＢ□を用いて、つぎのように置き換える事が出
来る。

Ｙ　１　＝　Ａ　１ｅｘｐ　（Ｂ　ｓ　Ｘ）Ｙ２　　＝
　ｆＨ（Ａｔ　　）　　ｅｘｐ　［ｇｚｚ　（Ｂ＋　　
）　　ｘ］Ｙ３　　＝　ｆ３ｘ　　（ＡＩ　　）　　ｅ
ｘｐ　［ｇ３□　（Ｂｌ　　）ｘコベき乗の式の場合、 Ｙ　ｔ　”　Ａ　Ｉ　Ｘ　” Ｙｘ　＝　ｆ　ＩＩＩ　（Ａ□）Ｘに２２（Ｂ口Ｙｓ　
＝　ｆ　３１（Ａｔ　）　Ｘ”２（”’二次多項式の場
合、 Ｙｌ　＝　（ＡＩ　Ｘ＋Ｂ１　）　２ Ｙ’ｚ＝［ｆｚ□（Ａ１）Ｘ＋ｇ２２（Ｂｔ　）］　２
Ｙ３二［ｆ３□（Ａｔ　）　ｘ＋　ｇ３２　（Ｂ１）　
］　２ここで、 ｆ２□（Ａ１）およびｆ３１（ＡＩ）はＡ、の関数を意
味し、ｇ２□（Ｂ、）およびｇ３ｚ（Ｂ＋）はＢ。

の関数を意味する。

指数関数の場合、 これら変位を示す近似式において、 被測定物の 変位や材質等の影響を受ける未知数はＡ　１、Ｂ　２お
よびＸの三つとなり、近似式の組みからＡ□およびＢ、
を消去すれば、下記のような変位Ｘの式％式％ を変数とする関数を意味する。

このＸの式の中には、被測定物の材質等に影響される係
数が含まれていないため、この式によって得られる変位
Ｘの値は、被測定物の材質等に左右されない。

すなわち、本発明では、磁気センサの測定値と変位との
関係に近似式を当てはめ、近似式のなかで使われる係数
間の関係が被測定物の材質等に影響されないことに着目
して、近似式の中の係数を消去して、被測定物の材質等
に影響されずに変位を求める事が出来る。

（２）本発明は、図４に示すように、磁気センサとして
三つ以上のコイルを用い、その三つ以上のコイルに電流
を流して、被測定物に渦電流を発生させ、磁界の変化を
その三つ以上のコイルのインピーダンスの変化として測
定し、特許請求の範囲第１項によって、変位を演算して
求める方法である。

変位を求める近似式としては、特許請求の範囲第１項で
示したようにいくつかの式が当てはまるが、ここでは、
−例として、コイルを三つ使い、近似式として以下のよ
うに二次多項式を用いる。

Ｙ、＝　　（Ａ、Ｘ＋Ｂ、）　　２ Ｙ２　　＝　　（Ａ２　　Ｘ＋Ｂ２　　）　　２Ｙ３　
”　　（Ａ３　Ｘ＋　Ｂ３　　）　　２尚、 Ｙ　ｔ　、　Ｙ　２およびＹ３は磁界の変化量の絶対値
であり、ここでは、コイルのインピーダンスの変化量の
絶対値に相応する。

特許請求の範囲第１項でも示したように、物理的な事象
から、係数Ａ２およびＡ３はＡ１で、また、係数Ｂ２お
よびＢ３はＢ□で表すことが出来るから、−例として、
以下のように、Ａ２およびＡ３をＡ□の一次多項式で、
Ｂ２およびＢ３をＢ１の一次多項式で表す。

これら係数の式を前述の式２−１．２−２および２−３
に代入すれば、以下の式が求まる。

Ｙｌ　　＝　　［Ａｔ　　Ｘ＋Ｂｔ　　］　　２Ｙ２　
　＝　　［（Ａ１２１Ａ１　　＋Ａ２２）Ｘ”　　　（
Ｂ２１ＢＩ　　　＋Ｂ２・２）　コ　２Ｙ　３　＝　　
［（ＡｓｌＡ　！　　＋　Ａ　３□）Ｘ”　　　（Ｂ　
　ｓ　１Ｂ　　１　　＋　　Ｂ　　ｓ　□）　コ　２Ａ
　２　　＝　Ａ　ｘ□Ａ　１　＋　Ａ　２２Ａ　３　＝
　Ａ　３□Ａｔ　　＋Ａ３□Ｂ　ｘ　　＝　Ｂ　ｚｓＢ
　１　＋　Ｂ　ｚ２Ｂ３”Ｂ３□Ｂ　ｔ　十Ｂ　３２ ここで、Ａ２１、Ａ２□、Ａ３１、Ａ３２、Ｂ２１、Ｂ
２□、Ｂ３１およびＢ３□は、物理的な事象から、被測
定物の変位や材質等の影響を受けない定数となる。

また、こわら−次多項式に変わって、二次以上の多項式
、べき乗の式などを用いることも可能である。

これらの式のなかで、未知の変数はＡｔ、Ｂ＋およびＸ
となる。Ｙｌ、Ｙ２およびＹ３は測定値で、他の係数は
定数であるから、上記の式よりＡ、８よびＢ２を消去し
て、変位Ｘを求める。このＸの式を以下に示す。この式
が、一つの例として、本発明で得られる変位を算出する
ための式である。

Ｘ＝ＥＩ　　ＳｑＲ（Ｙｌ　）”Ｂ２　　ＳＱＲ（Ｙ２
　　）＋　Ｅ　３　　ＳｑＲ（Ｙ　３）　　十Ｅ　４こ
こで、 Ｓ９Ｒ（Ｙｌ）は、Ｙ、の平方根を意味する。以下同様
である。

Ｅ□、Ｅ、、Ｂ３およびＢ４は、被測定物の変位や材質
等に影響されない定数であり、以下のように表される。

Ｅ。

＝　　（Ｂ　３１Ａ　２□−ＢｚｚＡ３、）７Ｍ”　　
（Ａ３ｓ　　Ｂ、＋１）／Ｍ ＝　　（Ｂ２１　　Ａｌ１）７Ｍ ＝　　［Ｂ３ｔ　ＣＢｘｓ　　Ａ２１）−Ｂｘ　２　Ｃ
Ｂ　　、ｓ　−Ａｓ　□）　コ　７Ｍただし。

Ｍ　＝　Ａ　ｓｚ　（Ｂ　ｚ□−Ａ２ｓ＞　　Ａ２２　
（Ｂ３１Ａ３１）Ｅｌ、Ｂ２　、Ｂ３およびＢ４は、実
験的にＡ２□、Ａ３□、Ｂ２□、Ｂ３１などの係数を求
めてそれらの値から計算で求めることも可能であるが、
つぎのように、簡単にかつ直接求めることが出来る。す
なわち、四つの既知の変位に対して測定値Ｙ１、Ｙ２、
Ｙ３およびＹ４をそれぞれ求め、Ｅ、、Ｅ、、Ｂ３およ
びＢ４を未知数とする四つの連立方程式を作り、その方
程式を解いて、Ｅｌ、Ｂ２　、Ｂ３およびＢ４の値を求
める。

（３）本発明は、図５で示すように、励磁コイルに電流
を流して被測定物に渦電流を発生させ、その渦電流によ
って生じる励磁コイル周辺の磁界の変化を三つ以上の測
定コイルの起電力として測定し、特許請求の範囲第１項
で示した方法で、三つの測定コイルの起電力間の関係を
定めて、励磁コイルと被測定物との変位を測定する方法
である。

尚、励磁コイルと測定コイルとの相対的な位置は一定と
する。

励磁コイルに電流を流せば、周辺に磁界が発生する。近
辺に測定コイルを置けば、誘導によって測定コイルに起
電力が生じる。また近くに被測定物があれば、その被測
定物に渦電流が生じる。その渦電流によっても磁界が生
じて、測定コイルの起電力に変化がでる。したがって、
測定コイルの起電力は変位の関数となる。

測定コイルの代わりに、ホール素子などの磁気センサを
使っても本発明の方法は有効である。

ここでは、−例として、三つの測定コイルを使い、測定
コイルの起電力と変位との関係を、以下のように、指数
曲線で近似する。

Ｙｌ　　＝Ａ＋　　ｅｘｐ　（Ｂ＋　　Ｘ）Ｙ２　　＝
Ａｚ　　ｅｘｐ　（Ｂ２　　Ｘ）Ｙｌ　　＝Ａ３　ｅｘ
ｐ　（Ｂ３　　Ｘ）ここで、 Ｙｌ、Ｙ２およびＹｌは磁界の変化量の絶対値であるが
、ここでは、測定コイルの起電力の変化量の絶対値に相
応する。

係数Ａ２、Ａ３−　Ｂ２およびＢ３を以下のように、特
許請求の範囲第１項によって、係数Ａ１またはＢ、の−
次多項式で近似する。尚、この近似式は、二次以上の多
項式やべき乗の式などで近似しても可能である。

”　Ａ　２１　Ａ　ｓ ”　Ａ　３１　Ａ　１ ”Ｂ２１Ｂ１ ＝Ｂ３□Ｂ１ 十Ａ２２ 十Ａ３２ ＋Ｂ２２ ＋Ｂ３２ この式を、Ｙ、、Ｙ、およびＹｌの式に代入すると、以
下のようになる。

Ｙ　１　＝Ａ１　　ｅｘｐ　［Ｂ　ＨＸコＹ２　　＝　
　（Ａ２□Ａｌ　　＋Ａ２□）ｅＸＰ　　［（Ｂ２１Ｂ
１　　＋Ｂ２２）　　Ｘ］Ｙ３二（Ａ　３１Ａ　１＋　
Ａ　３□）ｅＸＰ　［（Ｂ　３１Ｂ　１　　＋Ｂ　３２
）Ｘコこの三つの式より、Ａ１およびＢ、を消去して、
変位Ｘを求めると、以下のようになる。この式が、一つ
の例として、本発明で得られる変位を算出するための式
である。

Ｘ、、＝　Ｅ　。

ここで、 Ｅ、＝ Ｅ２＝ Ｅ３＝ Ｂ４” ＬｎＹ＋　　＋Ｅｚ　　ＬｎＹ２　＋Ｅ３　　ＬｎＹ３
　＋Ｅ４（Ｂ２□−Ｂ３１）７Ｍ （Ｂ３□−１）７Ｍ （ＩＢ２□）７Ｍ ［（Ｉ　　　Ｂ５１）　　ＬｎＡｘｓ （Ｉ　　　Ｂ　２１）　　ＬｎＡ　３１］　　／　ＭＭ
＝　　（Ｉ　　　Ｂ２１）Ｂｓ□−（１−Ｂ３１）Ｂ２
□変位Ｘの式のなかで使われる係数Ｅ＋、Ｅｚ、Ｂ３お
よびＢ４は、Ｂ２□やＢ３□などの定数から実験で求め
ることも出来るが、これら係数が被測定物の変位や材質
等に影響されない定数であることから、つぎのように、
直接かつ簡単に求めることが出来る。すなわち、特許請
求の範囲第２項でも用いたように、あらかじめ既知の四
つの変位に対して実験でＹｌ、Ｙ２．ＹｌおよびＹ４の
値を求めて、Ｅｌ、Ｅｘ　、Ｂ３およびＢ４を未知数と
する四つの連立方程式を作り、その方程式を解いて、Ｅ
　１．Ｂ２−　Ｂ３およびＢ４の値を求める。

（４）特許請求の範囲第２項で示した方法に基づき、変
位を求める装置を電子回路で実施する一つの例である。

基本構成を示す。三つのコイルを直列に接続し、電圧電
流変換回路を用いて、コイルにサイン波状の電流を流す
。それぞれのコイルの電圧を高入力インピーダンスの緩
衝増幅器で読み取る。被測定物が充分に遠方にある時の
それぞれの緩衝増幅器の出力を初期値として、緩衝増幅
器の出力よりその初期値を減算する。この減算された値
が磁界の変化量の絶対値を意味する。この三つの変化量
の絶対値を開平演算する。開平演算回路の出力を増幅す
る。この増幅度が、特許請求の範囲第２項で示した係数
Ｅ□、Ｂ２およびＢ３に対応する。この増幅器の出力を
サンプル・ホールド回路を通して直流に変換する。直流
のバイアス回路を一つ設ける。バイアスの電圧を可変と
する。このパイアス回路の出力が特許請求の範囲第２項
の係数Ｅ４に対応する。三つのサンプル・ホールド回路
の出力とバイアス回路の出力を加減算回路へ入力する。

ここで加算側に入力するか、減算側に入力するかは、対
応する係数Ｅｌ　−Ｂ２、Ｂ３およびＢ４の符号に従う
。加減算回路の出力が変位Ｘを表すものとなる。

三つのコイルは直列でなくとも、並列に接続しても可能
である。

コイルに流す電流はサイン波でなくとも、三角波等でも
可能である。

直流への変換は、サンプル・ホールド回路でなくとも、
よく知られた全波整流回路と平滑回路の組み合わせでも
可能である。

図５に回路構成図を示す。１は被測定物である。

２はサイン波信号の発振器である。この発振器の出力を
電圧電流変換回路３へ入力する。この変換回路３の出力
電流をコイルＬｌ、Ｂ２およびＢ３へ流す。コイルＬ１
．Ｌ２およびＢ３のインピーダンスが被測定物１との変
位の変化に伴って変動するため、コイルＬ１．Ｌ！およ
びＢ３の電圧が変動する。そのコイルＬ１．Ｌ、および
Ｂ３の電圧を緩衝増幅器Ａ　＋　、Ａ　２およびＡ３で
読み取る。

緩衝増幅器Ａ、　、Ａ２およびＡ３の出力から、Ｃｔ　
、　Ｃ２およびＣ３のゼロクロス・コンパレータ、Ｂ１
．Ｂ２およびＢ３の帯域フィルタ、および、Ｆｌ、Ｆ、
およびＢ３のオールパス・フィルタを通して、一定振幅
のサイン波を作る。この出力を増幅器Ａ４．Ａ５および
Ａ６に入れて、増幅する。被測定物が充分遠いところに
ある時点で、一定振幅のサイン波が、緩衝増幅器Ａ１３
、Ａ２３およびＡ３３の出力と等しくなるように、その
増幅度を定め、かつ同相となるようにオールパス・フィ
ルタで調整する。

この一定のサイン波を緩衝増幅器の出力から、減算回路
Ｍｌ　、Ｍ２およびＭ３で、減算する。減算回路Ｍ　＋
　、　Ｍ　２およびＭ３の出力が、特許請求の範囲第２
項で言うインピーダンスの変化量の絶対値に相応する。

この減算回路Ｍ□、ＭｘおよびＭ３の出力を開平演算回
路Ｓ１、Ｂ２およびＢ３に入れて開平演算を行なう。

開平演算回路Ｓ□、Ｂ２およびＢ３の出力をサンプル・
ホールド回路に入力して、直流信号に変換し、その直流
信号を増幅器Ａ　７　、　Ａ　ａおよびＡ９に入力する
。増幅器Ａ　？　、　Ａ　ａおよびＡ９の増幅度が、特
許請求の範囲第２項で使われる係数Ｅ１、Ｂ２およびＢ
３を意味する。

バイアス回路を一つ用意する。その直流出力が特許請求
の範囲第２項で使われる係数Ｅ４を意味する。

増幅器Ａ７．ＡＭおよびＡｇと、バイアス回路の出力を
加減算回路に入力する。この加減算器の出力が変位に対
応する。

上記で使ねれるサイン波発振器、電圧電流変換回路、緩
衝増幅器、増幅器、帯域フィルタ、ゼロクロス・コンパ
レータ、オールパス・フィルタ、減算器、開平演算回路
、バイアス回路、加減算器等の個々の回路は公知のもの
を用いる。

（５）特許請求の範囲第３項で示した方法に基づき、変
位を求める装置を電子回路で実施する一つの例である。

基本構成を示す。一つの励磁コイルに電圧電流変換回路
を用いてサイン波状の電流を流す。励磁コイルの近辺に
三つの・測定コイルを配置し、それぞれのコイルの電圧
を増幅器へ入力する。被測定物が充分に遠方にある時の
それぞれの増幅器の出力を初期値として、増幅器の出力
よりその初期値を減算する。この減算された値が磁界の
変化量の絶対値を意味する。この三つの変化量の絶対値
を対数演算する。対数演算回路の出力を増幅する。

この増幅度が、特許請求の範囲第３項で示した係数Ｅ□
、Ｂ２およびＢ３に対応する。この増幅器の出力をサン
プル・ホールド回路を通して直流に変換する。直流のバ
イアス回路を一つ設ける。バイアスの電圧を可変とする
。このバイアス回路の出力が特許請求の範囲第３項の係
数Ｅ４に対応する。三つのサンプル・ホールド回路の出
力とバイアス回路の出力を加減算回路へ入力する。゛こ
こで加算側に入力するか、減算側に入力するかは、対応
する係数Ｅ　１．Ｂ２．ＥｓおよびＢ４の符号に従う。

加減算回路の出力が変位Ｘを表すものとなる。

測定コイルの代わりに、ホール素子などの磁気センサを
用いることも可能である。

コイルに流す電流はサイン波でなくとも、三角波等でも
可能である。

直流への信号変換は、サンプル・ホールド回路でなくと
も、よく知られた全波整流回路と平滑回路の組み合わす
でも可能である。

図６に回路構成図を示す、１は被測定物である。

２はサイン波信号の発振器である。この発振器の出力を
電圧電流変換回路３へ入力する。この変換回路３の出力
電流を励磁コイルＬへ流す。測定コイルＬ４．ＬＳおよ
びＢ６の電圧が、相互誘導によって、被測定物１との変
位の変化に伴って変動する。その電圧を増幅器Ａｓｔ、
Ａ１２およびＡ１３に入力する。

増幅器Ａ　ｓ　１、ｉ２およびＡ１３の出力から、Ｃ１
、Ｃ２およびＣ３のゼロクロス・コンパレータ、Ｂ□１
、Ｂ２１およびＢ３１の帯域フィルタ、およびＦｌ。

Ｆ２およびＢ３のオールパス・フィルタを通して、一定
振幅のサイン波を作る。この出力を増幅器Ａ４、ＡＳお
よびＡ６に入れて、増幅する。被測定物が充分遠いとこ
ろにある時点で、一定振幅のサイン波が、増幅器ＡＨ１
Ａ１２およびＡ１３の出力と等しくなるように、その増
幅度を定め、かつ同相となるようにオールパス・フィル
タで調整する。

この一定のサイン波をＩｌ街増幅器の出力から、減算回
路Ｍ　ｓ　、Ｍ　２およびＭ３で、減算する。減算回路
Ｍｌ　、Ｍ２およびＭ３の出力が、特許請求の範囲第３
項で言う起電力の変化量の絶対値に相応する。

この減算回路Ｍ、＋　Ｍ２およびＭ３の出力を対数演算
回路Ｔ、　、Ｆ２およびＦ３に入れて対数計算を行なう
。

対数演算回路Ｔ、＋　”Ｆ２およびＦ３の出力をサンプ
ル・ホールド回路に入力して、直流信号に変換し、その
直流信号を増幅器Ａ７．ＡａおよびＡ、に入力する。増
幅器Ａ、、Ａ、およびＡ、の増幅度が、特許請求の範囲
第３項で使われる係数Ｅ１、Ｂ２およびＢ３を意味する
。

バイアス回路を一つ用意する。その直流出力が特許請求
の範囲第３項で使われる係数Ｅ４を意味する。

増幅器Ａ７．ＡａおよびＡ、と、バイアス回路の出力を
加減算回路に入力する。この加減算回路の出力が変位に
相応する。

上記で使われるサイン波発振器、電圧電流変換回路、増
幅器、帯域フィルタ、ゼロクロス・コンパレータ、オー
ルパス・フィルタ、減算器、対数演算回路、バイアス回
路、加減算器等の個々の回路は公知のものを用いる。

の計測値が変動する。そのため、工作機械における工作
物のように測定中に材質などが熱によって変るような場
合、非接触で変位を高精度に測ることが不可能であった
。

本発明は、このような被測定物の変化にもかかわらず、
変位を測定できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は三つの磁気センサと変位との関係を、第２図は
係数Ａ　ｒ　、　Ａ　２およびＡ３間の関係を、第３図
は係数Ｂｔ、Ｂｚおよび８３間の関係を、第４図はコイ
ルのインピーダンス変化を利用した場合の概念を、第５
図は三つのコイルを用いた場合の回路構成を、第６図は
励磁コイルと三つの測定コイルを用いた場合の回路構成
を示す。 本発明の効果 渦電流を用いた従来の変位針は、被測定物の材質、透磁
率、面積、厚さ、移動などによって、そ１　　　被測定
物 ２　　　発振器 ３　　　電圧電流変換器 Ａ１、Ａ２　、Ａｓ　　　　係数 Ａ　Ｉ（１＋　Ａ　１１．　Ａ　ｔｘ　　−増幅器Ａ１
３・Ａ２３、Ａ３３　″°″緩衝増幅器Ａ４　、Ａｓ　
、Ａ６　　　増幅器 Ａ　７　、　Ａ　ｓ　、　Ａ　ｓ　　−−一増幅器Ｂ　
１　、　Ｂ　ｚ　、Ｂ　３−−−一係数Ｂｌｌ、Ｂ２゜
、Ｂ３□　　　帯域フィルタＢＳ　　　　バイアス回路 Ｃ１・Ｃ２、Ｃ３、、−、、、−コンパレータＤ１．Ｄ
２　＋　Ｂ３−　　サンプルホールド回路Ｆ　１−　Ｆ
２、Ｆ３　　　　　オールパス・フィルタＨ磁界 Ｌ　　　励磁コイル Ｌｌ、Ｌｚ　、Ａ３　−　コイル Ｌ４−　Ｌｓ　、　Ｌｓ　　−測定コイルＭ　ｒ　、Ｍ
２　、Ｍ３　　　　減算器ＰＭ　　　　加減算器 Ｒ１−Ｒ２、Ｒ３抵抗 Ｔ　ｒ　、　Ｔ２　、　Ｔｓ　　　　対数演算器Ｗ　１
．　Ｗ　２　　　　コイル間隔 Ｘ　　　変位 インピーダンス 図１ −　−コイル・ インピーダンス

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定物に渦電流を発生させ、三つ以上の磁気セ
   ンサを被測定物に対してそれぞれ位置を違えて配置し、
   被測定物内の渦電流に起因する磁界の変化を磁気センサ
   で検出し、磁気センサ間の相互関係を求めて、磁気セン
   サと被測定物との距離を求める方法。
2. （２）被測定物に対して距離を違えて配置した三つ以上
   のコイルに電流を流し、それによって被測定物内の渦電
   流に起因するそれぞれのコイルのインピーダンスの変化
   量の絶対値から、特許請求の範囲第１項記載の方法によ
   り、被測定物とコイルとの距離を演算して求める方法。
3. （３）励磁コイルに電流を流して被測定物に渦電流を発
   生させ、三つ以上の測定コイルを被測定物に対して距離
   を違えて配置し、測定コイルに生じる起電力の変化量の
   絶対値に基づいて、特許請求の範囲第１項記載の方法に
   より、被測定物とコイルとの距離を演算して求める方法
   。
4. （４）特許請求の範囲第２項記載の方法に基づき、被測
   定物とコイルとの距離を求める装置。
5. （５）特許請求の範囲第３項記載の方法に基づき、被測
   定物とコイルとの距離を求める装置。