JPH05113302A - 誘導式近接センサおよび直線または回転式測定トランスジユーサ - Google Patents

誘導式近接センサおよび直線または回転式測定トランスジユーサ

Info

Publication number
JPH05113302A
JPH05113302A JP10105491A JP10105491A JPH05113302A JP H05113302 A JPH05113302 A JP H05113302A JP 10105491 A JP10105491 A JP 10105491A JP 10105491 A JP10105491 A JP 10105491A JP H05113302 A JPH05113302 A JP H05113302A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
scale
sensor
sensor wire
metal
wire
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10105491A
Other languages
English (en)
Inventor
Alessandro Dreoni
ドレオニ・アレサンドロ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of JPH05113302A publication Critical patent/JPH05113302A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • G01D5/2006—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 by influencing the self-induction of one or more coils
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/003—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring position, not involving coordinate determination
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/945—Proximity switches
    • H03K17/95—Proximity switches using a magnetic detector
    • H03K17/952—Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils
    • H03K17/9525—Proximity switches using a magnetic detector using inductive coils controlled by an oscillatory signal

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】電子供給回路によつて高周波数を供給される一
本の長いセンサワイヤ、および金属検出用の、金属接近
の結果の最大の電気的損失およびセンサワイヤのインダ
クタンスの減少を検出する手段を有する近接センサ。 【構成】スケールおよびカーソルよりなり、カーソルは
少くとも一つのセンサワイヤ４４よりなり、スケールは
完全に受動的で、一定ステツプの横方向の短絡回路より
なり、発生した磁束の一部をしや断ししや断された磁束
の量が相対運動中とる位置に対して周期的に変化する、
直線または回転式測定トランスジユーサ。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】多くの自動化方式において必要な要件は運
動の正確な制御であり：したがつて直線的または角度的
とすることのできる位置の測定器（測定装置または位置
トランスジユーサ）が必要である。多くの型のトランス
ジユーサが存在し；もつとも多く使用されるものは下記
のとおりである。すなわち、 回転型 １）レソゾルバまたはシンクロ：これらは交流を供給さ
れる一つ以上の一次コイルおよび一次周波数と同じ周波
数の相互誘導によつて変調された振幅を有する電圧を供
給する少なくとも二つの二次コイルを備えた回転式変圧
器である。それらは高度の正確さを備えた多極型を含
む、種々の構造型式を備えている。 ２）回転インダクトシン：実際上平面構造を備えた多極
レソゾルバであり、まさに一巻きに減少されたコイルは
回路板に印刷されたフレツトから作られる。 ３）回転式光学的エンコーダ：これは光学的センダ、位
置に対して反射または伝達された変調光グリツド、変調
電流を発生しかつそこから位置を測定しうる多数の感光
要素から作られている。
【０００２】直線型 １）直線インダクトシン：回転型と同じであるが、唯一
の相違点はフレツトが円周上よりも直線上に配置されて
いることであり； ２）光学的バー：原理は回転式光学的エンコーダは同じ
である。直線的スケールは一定ステツプで印刷された反
射バーを有し、一方カーソルは光源および基準点を有
し； ３）磁気スケール：直線スケールは光学的バーのよう
な、一連の線から作られているが、これらは交互の南／
北極性の小磁石要素から作られている。カーソルバーは
磁気読取りヘツドおよびデコーダ回路を支持している。
【０００３】列記した他のものより遥かに正確なレーザ
方式は、その高価なことおよび工業的環境において使用
する困難性のため、通常基準器具としてだけ使用され
る。相対運動する両部分に電気的に接続する必要がある
ため、中でも使用するのが困難な誘導方式（レゾルバ
ー、シンクロ・インダクトシン）は、かなりよい精度と
合理的な価格を有する光学方式に一歩遅れている。しか
しながら、光学方式の信頼性の不十分さは、反射要素を
不透明にするよごれ（オイル、水、ごみ）ならびに光発
生器（電球またはＬＥＤ）の信頼性のなさのため、中で
も高度に自動化された工場においてますます明らかにな
つた。
【０００４】本発明の目的は、特殊な近接センサおよび
それを応用した、能動的スケールを備えた誘導位置トラ
ンスジユーサを提供することであり、その装置は（ごみ
にそれ程敏感でなく信頼性のない部品をもたない）頑丈
かつ信頼性ある誘導方式と受動的スケールを有する光学
装置と正確かつ簡単に組合わされる。本発明によれば、
提供される誘導近接センサは高周波数で供給されるその
磁場が利用される一本の長さセンサワワイヤ、このワイ
ヤセンサ用の電子供給回路、および金属の接近の結果と
して、最大の電気的ロスおよびセンサワイヤインダクタ
ンスの減少を検出して金属を検出する手段を有する。異
なる出力をもちかつ一方のワイヤの前方における金属の
存在と他方のワイヤの前方における金属の不在を検出す
るような幾何学的形状を有する二つの同じセンサワイヤ
が設けられる。
【０００５】センサワイヤは高周波数の方形波電圧を供
給されるのが有利である。方形波電圧は二つの組合わさ
れないコンデンサスイツチによつてえられ、損失に比例
する信号が方形波電圧を発生する前記回路の供給電流か
らえられ；そうでなければ方形電圧はブリツジに接続さ
れた四つのスイツチによつて発生され、損失に比例する
信号が方形波電圧を発生する前記回路からえられる。供
給回路とセンサワイヤとの間に高巻数比を有する逓降変
圧器が設けられる。変圧器は単一の二次巻線を有し、こ
れは一次条片に蜜に巻かれた一つ以上の導体条片からな
る。本発明の別の目的による直線または回転測定トラン
スジユーサはスケールおよびカーソルよりなり、前記カ
ーソルは少くとも一本のセンサワイヤからなり、スケー
ルは完全に受動的で発生した磁束の一部をしや断する一
定ステツプの横方向の短絡回路からなり；しや断される
磁束量は相対運動中とる相対位置の関数として周期的に
変化しうる。
【０００６】スケールは短絡回路の一連の巻線により形
成することができ、巻線を分割する縦方向の短絡回路を
さらに有する。そうでなければスケールは溝付き金属塊
として形成され、平行かつ等距離の棒状突起を形成す
る。有利な実施態様によれば、センサワイヤはスケール
のステツプに等しい一定ステツプの要素を有するフレツ
ト型式として設置される。トランスジユーサは、サイン
信号が二つのフレツトの効果の差からえられるように、
スケールの１ステツプに対して、１８０°カーソル上で
位相がずれて設置された二つのフレツトを有する。３６
０°としたときのスケールのステツプに対して、９０°
だけ位相がずれた二つの信号（サインまたはコサイン）
が二対のフレツトからえられるように９０°だけずれた
二対のフレツトを有する。
【０００７】スケールは横方向のおよび縦方向の短絡回
路を備えたグリツドからなるか、または一定ステツプの
横方向溝を有する中実金属からえられる。スケールに平
行で同期しゼロに再設定しうる少くとも一つのトラツク
が設けられ；近接センサはこれまたはこれらのトラツク
と共働可能である。実際上、二つのトラツクが設けら
れ、その一方は金属が連続的に存在し他方は金属が連続
的に存在せず、これら二つの順序はゼロ基準に関連して
逆にすることができる。コード化されたゼロ再設定トラ
ツクは逆にされ、小さい移動によつて絶対的位置の読み
出しを可能にする。絶対的位置に対する情報のコード化
はビツトのフレーム数によつて現される一義的コードに
よつてえられ、フレームは同期によつて形成された反復
しえない形状を有する。本発明は、本発明の実施しうる
非限定的実施例を示す図面に基づく下記の記載から容易
に理解しうるであろう。
【０００８】センサの物理的原理 電気コイル３が電源５から交流を供給されると（図
１）、周囲の空間には供給電流と同じ周波数の磁場７が
えられる。この磁場内にある一巻きの短絡回路９には誘
導電流が発生し、 −動力損失（フーコー電流） −コイル３を含む供給回路の等価インダクタンスの減少
が起こる。 この原理は誘導式近接センサに広く使用され、種々の方
法で金属のあるなしを検出する供給回路に“反射され
た”変化を利用している。
【０００９】図２におけるような方式を備えた、ある長
さの位置トランスジユーサを構成することは可能であ
る。完全に受動的で一定ステツプｐの金属凸部１２Ａお
よび金属凹部１２Ｂの連続からなるスケール１２；１／
４ステツプ（９０°）離して設置された二つの近接セン
サに１４Ａおよび１４Ｂよりなるかカーソルは、スケー
ルに対する位置に対して９０°だけ位相がずれた二つの
信号Ｖ１およびＶ２を供給し；二つの信号をうける二方
向メータはサイクルをカウントして位置を指示する。こ
の方式は、通常の近接センサを使用するならば、せいぜ
い0.1 mmのオーダーの測定精度しかえられず、多くの用
途に対して不十分である。この不正確さの理由は精密か
つ反復構造において発生する磁束を形成することができ
ないことによるものである。
【００１０】しかしながら、強磁性核が除去されコイル
が一本のワイヤ１６に縮小されるならば（図３）、発生
した磁束線１８はワイヤの形状によつて厳しく制御さ
れ；さらに、磁気誘導はワイヤの直ぐ側ではきわめて強
く、直径の数倍の距離では無視しうる程度になる。金属
導体２０がワイヤ１６の側を通ると（図４）磁束１８の
一部はしや断され；金属内側には誘導電流が短絡回路に
おいて発生し、通常の近接センサにおけるようにエネル
ギが消失し、センサワイヤのインダクタンスは減少す
る。通常の条件では無視しうる効果しか生じないこの原
理の実際的応用は、センサワイヤの特殊な形状および適
当な電子的回路によつて可能である。
【００１１】効果を最大にするためには、−センサワイ
ヤ１６における電流の流れが中でも、（一定のままであ
る）ワイヤ自体の抵抗にまた供給回路のインダクタンス
および抵抗によるよりも、ワイヤ自体のインダクタンス
によつて確実に制限されるようにし、−金属の接近によ
つて生じた最少の損失変化を測定しうる感度のよいかつ
正確な供給回路を設ける、ようにすることである。しか
しながら、（センサワイヤならびに入力において）一定
の損失の存在はつねに認められ、それらの変動は温度の
変動によるものであつて、測定の制度を低下する。一定
の損失を消滅するためには、同じ回路によつて供給され
別々に使用される二つのセンサワイヤを利用することが
できる。受動的アクチュエータ（すなわちセンサワイヤ
に向いた金属は、金属が一方のセンサワイヤの前方に存
在するならば、他方のワイヤの前方には存在しないよう
に構成しなければならず、二つのセンサの出力は一定の
損失を打消して正確な結果を生ずる。
【００１２】電子的供給装置 入力周波数は、要するに、結果をマスクするオーム抵抗
に対して有用な誘導効果を最大にするため（１メガヘル
ツ程度以上に）高くなければならず：高周波数またそれ
が入力したがつて検出を可能にする高速度のため交互の
残留を簡単にフイルタすることを可能にするため便利で
ある。トランスジユーサの高振動数入力はサイン波でな
く方形波である。基本的回路は図５に示されている。半
サイクルの間スイツチ２４は閉じられ、半サイクルの間
スイツチ２６は閉じられる。結合コンデンサ２８によ
り、発生された方形電圧（電圧値ＶＬ）は、ほゞ直列の
インダクタンスおよび抵抗からなると考えうる、負荷Ｌ
に加えられる。したがつて定常状態における負荷電流Ｉ
Ｌはほゞ三角形状のエクスポネンシヤルの連続からな
る。負荷電流はスイツチ２４が閉じられる半サイクル中
入力に流れ、一方スイツチ２８が閉じられるとき負荷自
体に還流する。スイツチおよび同等の負荷抵抗の損失が
ゼロの場合、平均入力電流ＩＡはゼロであるが；しかし
ながら損失がスイツチおよび負荷の双方に存在するなら
ば、平均入力電流はもはやゼロでなくなり：詳細な回路
の解析なしでも、エネルギ保存理論から入力（直流電圧
Ｅに対し平均電流ＩＡ）はすべての動力損失の和と同じ
であることが明らかである。
【００１３】したがつて平均入力電流は、センサワイヤ
に向いた金属が存在するとき、直接誘発する一層大きい
損失のためならびにインダクタンスの減少によつて回復
された一層大きい電流による損失のため、使用しうる信
号を増大する。供給回路のなしうる変形は図６に示さ
れ：Ｈ型ブリツジ接続によつて、結合コンデンサは除去
されている。その機能はほゞ同じである。二対のスイツ
チ２４Ａ，２４Ｂおよび３０Ａ，３０Ｂは負荷Ｌが接続
される分岐に対して対称的に設置されている。図５およ
び図６のスイツチはＭＯＳトランジスタとすることがで
き、また一層簡単には一対のスイツチは、入力方向のス
イツチおよび接地方向のスイツチを含む、ＣＭＯＳ高速
技術の集積回路（シリーズ７４ＨＣ、７４ＡＣ等）の一
部から作ることができる。
【００１４】スイツチの損失が大きくなり過ぎるため、
センサワイヤを、少くとも現在の電子技術によつて、測
定される負荷損失およびインダクタンス変化をマスクす
る点に直接供給することは便利でない。そこでセンサワ
イヤを電気的に絶縁する利点を有する逓降変圧器が介装
され、逓降変圧器は外部に露出されしたがつて接地方向
に好ましくない分散を生ずる。図７および８において、
変圧器３４はフエライトのトロイド状鉄心３６から作ら
れ、その上に一次巻線３８が巻かれている。抵抗および
それ自体のインダクタンスをきわめて低くされる唯一の
二次巻線４０は、有用な効果を阻害しないように一次巻
線上に正確に重ねられかつ印刷回路板４２に蝋接された
一本以上の銅条片からなる。
【００１５】符号４３は金属買塊の凸部および凹部から
なる受動的スケールを示す。同じ印刷回路板４２上には
変圧器３４および電子制御回路が支持されるが、反対側
にはセンサワイヤ４４が設けられている。インダクタン
スおよび二次の分散抵抗を最少にするため、各変圧器は
直接センサワイヤ４４上に支持され、メタライズされた
孔４６によつて供給される。二つの回路は差動の効果し
たがつて固定損失の消滅を達成するために必要であり：
えられた簡単な回路は図９に示されている。一般的回路
にはそれぞれ高振動数で信号ＶＱによつて指令されるス
イツチ集積回路を備えたＩｃ１およびＩｃ２；結合コン
デンサＣ３，Ｃ４；各センサＷ用の逓降絶縁変圧器Ｔ１
およびＴ２；フイルタコンデンサＣ１，Ｃ３；電流セン
サ抵抗Ｒ１およびＲ２よりなる二つの同じ部分が設けら
れる。集積回路ＩＣ３は電流を示す二つの電圧を別々に
増幅し、直流出力信号Ｖｕを発生する。
【００１６】測定方式用カーソルおよびスケール スケール５４が短絡回路の一連の巻線からなるセンサワ
イヤ５２の前方を通過すると（図１０）、短絡回路の磁
束Ｂｃは図１１の位置で最大になり、図１２の位置で最
少になる。センサワイヤから誘導された損失はスケール
５４とセンサワイヤ５２の間の相対的作動位置の関数と
してサイン状をなす。効率は短絡回路巻線の抵抗および
インダクタンスによつて制限され；スケールが絶縁体
（印刷回路板型技術）上に設置された導体よりなるなら
ば、交互の凸／凹部を混乱しない縦方向の短絡回路によ
つて切断して短絡回路の巻線長さを短縮することがで
き：スケールは図１３のような格子の形状を取る。中実
金属に溝付けしたスケールは、図８の符号４３のように
また図１４に符号５４によつて斜視図として示されたよ
うに、一層有効である。さらに、スケールの凸部／凹部
の関係は最大および最少接続の二つの位置の間の効果の
差異を最大にするように、具合よく選択される。
【００１７】測定は確実に、スケールの唯一の短絡回路
において実施されずに、一つ以上の短絡回路の平均とし
て求め：このようにしてスケール上に局部的に存在する
機械的不正確さの重要性を確実に少なくするのが都合が
よい。カーソルを形成するワイヤＷＭは、スケール５６
のようなスケールのステツプと同じステツプで設置され
た多数の横方向要素ＷＭＥを備えたフレツト（図１５）
の形式をとり：えられる効果は各単一のフレツト要素Ｗ
ＭＥの効果の和で、スケールの単一の要素における機械
的不正確さによつて生じた誤差を消失させる。差動効果
と一定損失の消滅はトランスジユーサの縦軸線に沿い二
つのフレツトＷＭ１およびＷＭ２をスケール５６の突起
の間の１ステツプと１／２ステツプの和に等しい距離に
設置することによつて達成され（図１６および図１
７）：加算器５８に供給された出力Ｖ１およびＶ２の差
は平均値ゼロのサイン曲線Ｖｕであり、位置測定によく
利用される（図１７）。
【００１８】ステツプ内側の一義的位置測定に対し二つ
のサイン曲線が必要であるため（サイン曲線およびコサ
イン曲線、０°および９０°）、他の二つのフレツトは
（つねに差動に使用される）第１のものから１ステツプ
と１／４および３／４ステツプの和の距離に設置され
る。図１８に示すように、この場合供給フレツトを含む
カーソル６０は検出器の縦軸線上に１ステツプと０、１
／２および１／４、３／４ステツプの和の距離にそれぞ
れ設置された四つのフレツトを有する（すなわち幅の３
６０°上の０，１８０，９０，２７０°）。符号６２は
スケールを示している。熱膨脹の効果に関して、各対は
対称の中心点に集中すると考えることができる。また熱
膨脹によつて生ずる変調を回避するため、サイン曲線の
組およびコサイン曲線の組の対称の点はできるだけ接近
され、これはフレツトを０、９０、２７０，１８０の順
に設置することによつて達成され、実際対称点は一致す
る。カーソル６０は図１８に概略示された形状をとる。
供給される信号はＶ０，Ｖ１８０からまたＶ９０，Ｖ２
７０からえられたＶｓ（サイン曲線）およびＶｃ（コサ
イン曲線）である。
【００１９】ゼロ再設定方式 トランスジユーサの重要な付属要素はゼロ再設定方式で
あり：実際上測定は、ステツプ内部の位置が検出可能で
あるが先験的にどれが関連するステツプであるかを決定
することはできないことにおいて“増分”であつて“絶
対値”ではない。トランスジユーサ下流に、ある位置か
ら始まつて到達した位置のメモリを維持するように、ア
キユムレータを設けることができる。さらに、ある開始
位置を供給することはトランスジユーサの仕事である。
測定用に使用される同じ型の近接センサは、このとき単
一のセンサワイヤを使用しフレツトを使用しないが、ゼ
ロマークをえるためにも使用することができる。このた
め、信号を生ずるためゼロ点において溝を有するトラツ
クをスケールに平行に設置することができる。
【００２０】ゼロ基準を発見するためとるべき方向の決
定を容易にするため、ステツプはむしろ細い溝以上に使
用することができ：一側には金属が連続的に存在し他側
には連続して存在しない。二つの補完的トラツクが差動
効果およびスケールの横方向短絡回路に対する正確な同
期を達成するため必要であり：スケールの形状は図１９
の形式をとり、板には金属のない凹部が示され：符号６
６は横方向部分に金属を有するスケールを示し、符号６
８および６９は凸部および凹部および反対側の、そして
一方が他方に対し交錯してゼロを画定する二つのトラツ
クを示している。ゼロトラツクに単一のマークを溝付け
する代わりに、コード化された測定スケールとつねに同
期した限定情報を溝付けすることができ、それはいくつ
かのステツプの移動によつて位置の絶対的の読みを可能
にする。
【００２１】ゼロトラツク上の凸／凹のコード化は下記
のように一義的に実施される。 スケールのステツプに
対応して金属のありなしから得られる単一の情報ビツト
は、フレームにおいてそれぞれ“ｂ”ビツトにグループ
化される。絶対的位置は“ｐ”フレームにコード化さ
れ、その第１のビツトは同期していて単一のコードによ
つて認識することができる。データフレームの第１ビツ
トはつねに“０”に等しく、一方同期フレームはすべて
（第１ビツトを含む）“１”に等しいビツトを有する。
各データフレームが“ｂ−１”情報ビツト（第１のもの
はつねに０であるため使用できない）および各グループ
にそれぞれ利用しうる“ｐ−１”フレームを有するた
め、ステツプｂ＊ｐにおいてえられる（ｂ−１）＊（ｐ
−１）ビツトの絶対的情報が得られる。一義的的範囲は
したがつてｂ＊ｐ＊２ｅｘｐ（（ｂ−１）＊（ｐ−
１））ステツプである。たとえば、４ビツトの四つのフ
レームが使用されると、９（５１２位置）の情報が４＊
４＝１６ステツプによつて達成される。スケールの一つ
の幅と一致し、それが１mmであるゼロトラツクの１つの
ステツプの場合、これは１６＊５１２＝８１９２mmにお
いて可能な絶対的測定を実施し：数値の差が不十分なら
ば別の数を使用することができる。
【００２２】値１が金属の存在を示し、０が凹部を示す
ならば、下記のコード化 111 0000 0000 0000 1111 0000 0000 0000 0001 111100
00 0000 0010 11110 0・・・・が可能である。 一般に４フレームのブロツクにおいてこの形状が生ず
る：1111 0xxx0xxx 0xxx ・・・ （ここにｘはデータ（１または０）に対応する）。 下流のエラボレーシヨン方式に対し５ビツト“11110 ”
の単一の同期連続を認識するのは容易であり、絶対的位
置を再度設定する。図２０にはスケール７０の形状が示
され、金属のない凹部およびゼロ再設定用のコード化さ
れたトラツクを備えたカーソル７２が示されている。
【００２３】スケール７０の上には −精密測定用に使用される一定ステツプ“ｐ”の横方向
の短絡回路の連続を有するトラツクＳ２１； −絶対的位置に対してコード化された情報を有し：１と
０の連続は情報ビツトに対応してマークされるトラツク
Ｓ１１； −トラツクＳ１１を補完するコード化された情報を有す
るトラツクＳ３１がある。 スケール７０に向いた側から見たカーソル７２上には、
数ｎ１，ｎ２，ｎ３，ｎ４は常数で０，９０，２７０，
１８０°だけずれた四つのフレツトＧ１１，Ｇ２２，Ｇ
３３，Ｇ４４の距離を示し；単一の導体から作られた、
コード化されたトラツク用の二つのセンサＷ１１および
Ｗ２２が示されている。
【００２４】スケールおよびカーソルはこれまで直線型
で示されてきた。回転トランスジユーサの場合、測定方
式のＡ＝Ａのような縦軸が円周構造を有しない限り形状
は同じである。円形トランスジユーサの場合、二つの実
際的形状が存在する：すなわち、 −第１の形状において、スケールおよびカーソルは円周
上に設置されしたがつてそれらは対面し； −第２の形状において、スケールは（平歯車の歯のよう
に）円筒面上に設けられ、一方カーソルは適当に膨らん
で横方向に向いている。 図面は本発明の実際的開示としての実施例を示すに過ぎ
ないもので、本発明は機能的原理を変更することなく形
状および配置において変更することができる。請求項に
記載された符号は説明および図面と対照して理解を促進
するためのもので、請求項による保護範囲を限定する意
図はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術の原理を示す線図である。
【図２】無限長さの位置トランスジユーサの線図であ
る。
【図３】課題を説明する線図的斜視図である。
【図４】磁束内に導体が存在するときの図３と同様の線
図である。
【図５】供給回路と電圧および電流の変化を示す図であ
る。
【図６】供給回路と電圧および電流の変化を示す図５と
は別の図である。
【図７】逓降変圧器を備えたグループの線図的斜視図で
ある。
【図８】図７の線図的断面図である。
【図９】二つのセンサを備えた回路の図である。
【図１０】短絡回路の多重巻線スケールを示す斜視図で
ある。
【図１１】短絡回路の多重巻線スケールを示す図１０の
側面図である。
【図１２】短絡回路の多重巻線スケールを示すさらに別
の側面図である。
【図１３】図１０の変形を示す図である。
【図１４】金属塊に溝を設けたスケールを示す図であ
る。
【図１５】多重センサおよび交錯したグループを備えた
装置を示す図である。
【図１６】図１５の変形を示す図である。
【図１７】図１６の作用を示す図である
【図１８】一層精密な測定用の９０°だけずれたセンサ
を備えた変形装置の図である。
【図１９】ゼロから再設定する装置を示す図である。
【図２０】別の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１２ スケール 12Ａ 凸部 12Ｂ 凹部 １４ センサ １６ センサワイヤ ３４ 逓降変圧器 ４０ 導体条片 ４３ 溝 ４４ センサワイヤ ５２ センサワイヤ ５４ 巻線 ５６ 巻線 ６０ フレツト ６２ 溝 ６６ スケール ６８ トラツク ６９ トラツク ７０ 巻線

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高周波数で供給されるその磁場が利用さ
    れる一本の長いセンサワワイヤ（４４，５２，ＷＭ
    Ｅ）、前記センサワイヤ用の電子供給回路、および金属
    接近の結果、最大の電気的ロスおよびセンサワイヤイン
    ダクタンスの減少を検出して前記金属を検出する手段を
    有することを特徴とする、誘導式近接センサ。
  2. 【請求項２】 異なる出力をもちかつ一方のワイヤの前
    方における金属の存在と他方のワイヤの前方における金
    属の不在を検出するような幾何学的形状を有する受動的
    アクチベータ（１２）に面する二つの同じセンサ（１４
    Ａ，１４Ｂ）が設けられていることを特徴とする請求項
    １に記載のセンサ。
  3. 【請求項３】 前記センサワイヤは高周波数の方形波を
    供給されることを特徴とする、請求項１または２に記載
    のセンサ。
  4. 【請求項４】 前記方形波電圧は二つの組合わされない
    コンデンサスイツチ（９）によつてえられ、損失に比例
    する信号が方形波電圧を発生する前記回路の供給電流か
    らえられることを特徴とする、請求項３に記載のセン
    サ。
  5. 【請求項５】 前記方形波電圧がブリツジに接続された
    四つのスイツチによつて発生され、損失に比例する信号
    が前記方形波電圧を発生する前記回路からえられること
    を特徴とする、請求項３に記載のセンサ。
  6. 【請求項６】 前記供給回路と前記センサワイヤとの間
    に高巻数比を有する逓降変圧器（３４；Ｔ１，Ｔ２）が
    介装されていることを特徴とする、請求項１ないし５の
    いずれか一項に記載のセンサ。
  7. 【請求項７】 前記変圧器は単一の二次巻線を有し、こ
    れは一次条片に蜜に巻かれた一つ以上の導体条片（４
    ０）からなることを特徴とする、請求項６に記載のセン
    サ。
  8. 【請求項８】 スケールおよびカーソルよりなり、前記
    カーソルは少くとも一本のセンサワイヤ（１６，４４，
    ５２，ＷＭ１，ＷＭ２，６０，Ｇ１１，Ｇ２２，Ｇ３
    ３，Ｇ４４）からなり、スケールは完全に受動的で発生
    した磁束の一部をしや断する一定ステツプの横方向の短
    絡回路（５４，５６，６２，６６，７０）からなり；し
    や断される磁束量は相対運動中とられる相対位置の関数
    として周期的に変化しうることを特徴とする、直線また
    は回転式測定トランスジユーサ。
  9. 【請求項９】 前記スケールは短絡回路の一連の巻線
    （５４）によつて形成されることを特徴とする、請求項
    ８に記載のトランスジユーサ。
  10. 【請求項１０】 前記スケールは巻線を分割する縦方向
    の短絡回路（５４Ａ）をさらに有することを特徴とす
    る、請求項８または９に記載のトランスジユーサ。
  11. 【請求項１１】 前記スケールは溝付き金属塊として形
    成され平行かつ等距離の棒状突起を形成していることを
    特徴とする、請求項８に記載のトランスジユーサ。
  12. 【請求項１２】 前記センサワイヤは、スケールのステ
    ツプに等しい一定ステツプで要素を有するフレツト型式
    （ＷＭＥ，ＷＭ１，ＷＭ２，６０，Ｃ１１，Ｇ２２，Ｇ
    ３３，Ｇ４４）に配置されていることを特徴とする、請
    求項８に記載のトランスジユーサ。
  13. 【請求項１３】 サイン信号が二つのフレツトの作用の
    差からえられるように、カーソル上に前記スケールのス
    テツプに対して１８０°位相がずれて設置された二つの
    フレツト（ＷＭ１，ＷＭ２）を有することを特徴とす
    る、請求項８に記載のトランスジユーサ。
  14. 【請求項１４】 ３６０°としたときのスケールのステ
    ツプに対して、９０°だけ位相がずれた二つの信号（サ
    インまたはコサイン）が二対のフレツトからえられるよ
    うに、９０°だけずれた二対のフレツト（６０）を有す
    ることを特徴とする、請求項８または１３に記載のトラ
    ンスジユーサ。
  15. 【請求項１５】 四つの前記フレツトが０°、９０°、
    ２７０°、１８０°の順に設置されたことを特徴とす
    る、請求項１４に記載のトランスジユーサ。
  16. 【請求項１６】 前記スケールは横方向のおよび縦方向
    の短絡回路を備えたグリツド（５４，５４Ａ）からなる
    ことを特徴とする、請求項８ないし１５のいずれか一項
    に記載のトランスジユーサ。
  17. 【請求項１７】 前記スケールは一定ステツプの横方向
    の溝（４３，５４，５６，６２）を有する金属凸部から
    えられることを特徴とする、請求項８ないし１６のいず
    れか一項に記載のトランスジユーサ。
  18. 【請求項１８】 前記スケール（６６，Ｓ２１）に平行
    で同期し、ゼロに再設定しうる少くとも一つのトラツク
    （６８，Ｓ１１，Ｓ３１）が設けられ、近接センサはこ
    れまたはこれらのトラツクと共働しうることを特徴とす
    る、請求項８ないし１７のいずれか一項に記載のトラン
    スジユーサ。
  19. 【請求項１９】 二つの前記トラツク（６８，６９）
    は、一方が金属の連続的存在を他方が金属の連続的不存
    在を示し、二つの順序はゼロ基準に対応して逆にされる
    ことを特徴とする、請求項１８に記載のトランスジユー
    サ。
  20. 【請求項２０】 ゼロ起動トラツクはコード化された溝
    を有し、前記溝は小さい移動で絶対的位置の読み出しを
    可能にすることを特徴とする、請求項１８に記載のトラ
    ンスジユーサ。
  21. 【請求項２１】 絶対的位置に対する情報のコード化は
    ビツトのフレーム数によつて現される一義的コードによ
    つてえられ、フレームは同期によつて形成された反復し
    えない形状を有することを特徴とする、請求項１９に記
    載のトランスジユーサ。
JP10105491A 1990-05-03 1991-05-02 誘導式近接センサおよび直線または回転式測定トランスジユーサ Pending JPH05113302A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT9383A IT1238726B (it) 1990-05-03 1990-05-03 Sensore di prossimita' induttivo e trasduttore di posizione con scala passiva
IT9383A/90 1990-05-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05113302A true JPH05113302A (ja) 1993-05-07

Family

ID=11129312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10105491A Pending JPH05113302A (ja) 1990-05-03 1991-05-02 誘導式近接センサおよび直線または回転式測定トランスジユーサ

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5233294A (ja)
EP (1) EP0455613B1 (ja)
JP (1) JPH05113302A (ja)
BR (1) BR9101769A (ja)
DE (1) DE69122297T2 (ja)
IT (1) IT1238726B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014129703A1 (en) * 2013-02-21 2014-08-28 Truwin Co.,Ltd. Inductive proximity sensor

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5247253A (en) * 1990-11-09 1993-09-21 Curtis Instruments, Inc. Eddy current proximity sensing means and method useful for determining throttle position
SE9300508D0 (sv) * 1993-02-16 1993-02-16 Jan Gunnar Sergenius Saett vid laengd- eller vinkelmaetning samt utrustning haerfoer
DE4339595C1 (de) * 1993-11-18 1995-01-12 Robert Thalhammer Vorrichtung zur Längenmessung an einer Gliederkette
EP0743508A2 (en) * 1995-05-16 1996-11-20 Mitutoyo Corporation Induced current position transducer
JPH09152473A (ja) * 1995-09-29 1997-06-10 Sony Corp 磁気探知装置
US6002250A (en) * 1996-05-13 1999-12-14 Mitutoyo Corporation Electronic linear scale using a self-contained, low-power inductive position transducer
US5973494A (en) * 1996-05-13 1999-10-26 Mitutoyo Corporation Electronic caliper using a self-contained, low power inductive position transducer
JP3355946B2 (ja) * 1996-08-02 2002-12-09 株式会社ダイフク 搬送用電車の走行制御設備
US5886519A (en) * 1997-01-29 1999-03-23 Mitutoyo Corporation Multi-scale induced current absolute position transducer
US5841274A (en) * 1997-01-29 1998-11-24 Mitutoyo Corporation Induced current absolute position transducer using a code-track-type scale and read head
US6335618B1 (en) 1999-10-05 2002-01-01 Mitutoyo Corporation Position transducer having position-dependent amplitude encoding applying first and second modulations
JP2001208503A (ja) * 2000-01-25 2001-08-03 Harmonic Drive Syst Ind Co Ltd リニアアクチュエータの絶対位置検出装置
DE10026019B4 (de) * 2000-05-25 2015-03-05 Hella Kgaa Hueck & Co. Induktiver Positionssensor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE10242385B4 (de) * 2002-09-12 2005-09-01 Cherry Gmbh Induktive Sensoreinheit
DE502004003493D1 (de) * 2003-09-11 2007-05-24 Cherry Gmbh Induktiver schalter
US7276897B2 (en) * 2004-04-09 2007-10-02 Ksr International Co. Inductive position sensor
US7538544B2 (en) * 2004-04-09 2009-05-26 Ksr Technologies Co. Inductive position sensor
US7481763B2 (en) * 2004-05-28 2009-01-27 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Metal bellows position feedback for hydraulic control of an adjustable gastric band
US7449878B2 (en) 2005-06-27 2008-11-11 Ksr Technologies Co. Linear and rotational inductive position sensor
US20070257667A1 (en) * 2006-05-03 2007-11-08 Thaddeus Schroeder Position sensors and arrays utilizing back EMF
US7880462B2 (en) * 2006-10-05 2011-02-01 Advanced Sensor Technology Limited Pulsed coil drive circuit for a sampled inductive transducer
CN101187543B (zh) * 2006-10-05 2012-08-08 先进传感技术有限公司 用于采样电感式换能器的脉冲线圈驱动电路
US7719263B2 (en) * 2006-11-22 2010-05-18 Zf Friedrichshafen Ag Inductive position measuring device or goniometer
ITPD20070271A1 (it) * 2007-08-03 2009-02-04 Paolo Andreotti Dispositivo elettronico di miscelazione e di regolazione della portata d' acqua
DE102007061967A1 (de) 2007-12-21 2009-06-25 Pepperl + Fuchs Gmbh Inkrementalweggeber und Verfahren zum Bestimmen einer Verschiebung eines ersten Objekts relativ zu einem zweiten Objekt
DE102008022090A1 (de) 2008-05-05 2009-11-12 Minebea Co., Ltd. Spindelpositionsgeber
FR2944133A1 (fr) * 2009-04-03 2010-10-08 Schneider Electric Ind Sas Inductance symetrique, en particulier pour detecteurs de proximite
AT509101B1 (de) * 2009-11-18 2011-10-15 Victor Vasiloiu Induktive messeinrichtung für längen- und winkelerfassung
JP6327874B2 (ja) * 2014-02-04 2018-05-23 株式会社ミツトヨ 誘導型位置測定装置
US9616875B2 (en) * 2014-09-11 2017-04-11 Westinghouse Air Brake Technologies Corporation Piston stroke sensor arrangement for a brake unit
FR3031588B1 (fr) 2015-01-13 2018-11-16 Hutchinson Capteurs inductifs de deplacement
FR3031589B1 (fr) * 2015-01-13 2018-11-16 Hutchinson Capteurs inductifs de deplacement
FR3031586B1 (fr) 2015-01-13 2017-02-10 Dymeo Capteurs inductifs de deplacement
FR3031587B1 (fr) 2015-01-13 2018-11-16 Hutchinson Capteurs inductifs de deplacement
US10816362B2 (en) * 2018-11-21 2020-10-27 Hiwin Mikrosystem Corp. Linear position detecting device
DE102020205398A1 (de) * 2020-04-29 2021-11-04 Dr. Johannes Heidenhain Gesellschaft Mit Beschränkter Haftung Induktive Positionsmesseinrichtung
DE202020105904U1 (de) * 2020-10-15 2021-10-18 Cherry Europe Gmbh Einrichtung zur Erfassung eines Tastendrucks eines Tastenmoduls und Tastatur

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2848698A (en) * 1957-04-01 1958-08-19 Hughes Aircraft Co Variable reluctance electromagnetic devices
US2905874A (en) * 1958-10-30 1959-09-22 Gen Electric Position control system and device
SE332899B (ja) * 1968-09-13 1971-02-22 Jungner Instrument Ab
US3916234A (en) * 1973-05-24 1975-10-28 Wagner Electric Corp Vehicle wheel speed sensor
FR2298081A1 (fr) * 1975-01-15 1976-08-13 Poclain Sa Detecteur de position relative de deux pieces
US4042876A (en) * 1976-04-29 1977-08-16 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration Eddy current gauge for monitoring displacement using printed circuit coil
US4112365A (en) * 1977-02-15 1978-09-05 Eaton Corporation Position detecting system
US4249630A (en) * 1978-10-31 1981-02-10 Northern Telecom Limited Plow guidance system
JPS5911474A (ja) * 1982-07-10 1984-01-21 Sony Corp 位置検出装置
DE3244891C2 (de) * 1982-12-04 1985-07-11 Angewandte Digital Elektronik Gmbh, 2051 Brunstorf Einrichtung zur berührungslosen Positionsmessung
DE3308813C2 (de) * 1983-03-12 1985-02-07 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut Meßeinrichtung
US4697144A (en) * 1984-04-19 1987-09-29 Verify Electronics Limited Position sensing apparatus
US4627280A (en) * 1984-04-24 1986-12-09 Toyoda Gosei Co., Ltd. Inductance liquid level meter
GB8416109D0 (en) * 1984-06-23 1984-07-25 Schlumberger Electronics Uk Proximity sensor
US4678994A (en) * 1984-06-27 1987-07-07 Digital Products Corporation Methods and apparatus employing apparent resonant properties of thin conducting materials
FR2577666B1 (fr) * 1985-02-20 1987-03-20 Matra Transport Dispositif de mesure de deplacement a roue codee
US4812757A (en) * 1985-05-04 1989-03-14 Thyssen Industrie Ag Method and device for accurately determining the distance of a magnetic sensor from a conductive reaction rail
US4648041A (en) * 1985-06-24 1987-03-03 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method of measuring magnetic effects due to eddy currents
GB2181246B (en) * 1985-10-02 1989-09-27 Rolls Royce Apparatus for measuring axial movement of a rotating member
ZA877294B (en) * 1986-09-29 1988-07-27 Univ Western Australia Inductive sensing
DE8631978U1 (ja) * 1986-11-28 1990-03-22 Weber Sensortechnik Gmbh, 2201 Kollmar, De
US4816759A (en) * 1987-10-28 1989-03-28 Kaman Corporation Inductive sensor for detecting displacement of adjacent surfaces

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014129703A1 (en) * 2013-02-21 2014-08-28 Truwin Co.,Ltd. Inductive proximity sensor

Also Published As

Publication number Publication date
EP0455613A2 (en) 1991-11-06
IT9009383A1 (it) 1991-11-03
IT1238726B (it) 1993-09-01
US5233294A (en) 1993-08-03
EP0455613B1 (en) 1996-09-25
BR9101769A (pt) 1991-12-17
IT9009383A0 (it) 1990-05-03
DE69122297T2 (de) 1997-04-10
EP0455613A3 (ja) 1994-02-16
DE69122297D1 (de) 1996-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH05113302A (ja) 誘導式近接センサおよび直線または回転式測定トランスジユーサ
US4697144A (en) Position sensing apparatus
US5804963A (en) Inductive displacement sensor with a cursor and a movable coupling scale
US4504832A (en) Absolute precision transducer for linear or angular position measurements
US6011389A (en) Induced current position transducer having a low power electronic circuit
JP3366855B2 (ja) 誘導型位置検出装置
US5973494A (en) Electronic caliper using a self-contained, low power inductive position transducer
EP0359422B1 (en) Inductive speed sensor
US2650352A (en) Variable inductance for measuring motion
US7999535B2 (en) Measuring device for determining a position between a primary part and a secondary part by magnetic flux measurements
CN107036637B (zh) 电子绝对位置编码器
JPH0626884A (ja) 位置検出装置
JPH10513549A (ja) 副ループ動作された電流変圧器を有する直流及び交流電流センサ
US4247896A (en) Guidance control system for a steerable, trackless vehicle
JP2019078754A (ja) エンコーダ
JP2018004630A (ja) 電子式アブソリュート型エンコーダ
CN106338234A (zh) 一种双列式时栅直线位移传感器
US5072179A (en) High resolution one and two dimensional position indicating apparatus with plural windings having a common connection and separately energized by signals of different phase
JP2001041703A (ja) 距離計及び厚み計
JPH0125286Y2 (ja)
JPS5925441B2 (ja) 磁気スケ−ル装置
JPH0580603B2 (ja)
CN218673685U (zh) 一种感应式绝对值编码器
JPS61292014A (ja) 位置検出器
SU1739185A1 (ru) Цифровой датчик линейных перемещений