JPH0534101A - ギヤツプセンサの信号処理回路 - Google Patents
ギヤツプセンサの信号処理回路Info
- Publication number
- JPH0534101A JPH0534101A JP21581991A JP21581991A JPH0534101A JP H0534101 A JPH0534101 A JP H0534101A JP 21581991 A JP21581991 A JP 21581991A JP 21581991 A JP21581991 A JP 21581991A JP H0534101 A JPH0534101 A JP H0534101A
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- JP
- Japan
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- signal
- circuit
- voltage
- winding
- signal processing
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 検出信号に含まれていた高調波リップルを完
全に除去すると同時に、信号処理回路の周波数応答を従
来よりも格段に速くすること。また、外部補償回路をな
くし信号処理回路を簡単にするギャップセンサの信号処
理回路。 【構成】 励磁巻線を一定周波数の交流電流で励磁し、
検出巻線に誘起する電圧から空隙長を検出するリラクタ
ンス形ギャップセンサの信号処理回路において、前記励
磁巻線に一定周波数の交流電流を供給する正弦波発振回
路と、前記正弦波発振回路の出力電圧からラッチ信号を
生成するラッチ信号回路と、前記検出巻線に誘起する信
号を整流する整流回路と、前記整流回路の出力信号を前
記ラッチ信号を用いてホールドする０次ホールド回路を
備えている。また、前記ラッチ信号の位相をシフトした
ラッチ信号を生成するラッチ信号補正回路を備えている
ギャップセンサの信号処理回路。
全に除去すると同時に、信号処理回路の周波数応答を従
来よりも格段に速くすること。また、外部補償回路をな
くし信号処理回路を簡単にするギャップセンサの信号処
理回路。 【構成】 励磁巻線を一定周波数の交流電流で励磁し、
検出巻線に誘起する電圧から空隙長を検出するリラクタ
ンス形ギャップセンサの信号処理回路において、前記励
磁巻線に一定周波数の交流電流を供給する正弦波発振回
路と、前記正弦波発振回路の出力電圧からラッチ信号を
生成するラッチ信号回路と、前記検出巻線に誘起する信
号を整流する整流回路と、前記整流回路の出力信号を前
記ラッチ信号を用いてホールドする０次ホールド回路を
備えている。また、前記ラッチ信号の位相をシフトした
ラッチ信号を生成するラッチ信号補正回路を備えている
ギャップセンサの信号処理回路。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気軸受け装置や、磁
気浮上搬送装置等において使用されるギャップセンサの
信号処理回路に関する。
気浮上搬送装置等において使用されるギャップセンサの
信号処理回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１はリラクタンス形ギャップセンサの
構成を示す概略図、図５は従来の信号処理回路を説明す
るブロック図、図６は図５の各部の信号波形を説明する
図である。強磁性体の鉄心１に施した励磁巻線３に一定
周波数の交流電流を流し、強磁性体鉄心を励磁して、検
出巻線２に誘起する電圧から空隙長を検出するリラクタ
ンス形ギャップセンサの従来の信号処理回路では、検出
巻線２に誘起した信号電圧を整流回路７で整流した後、
フィルタ回路１２へ入力し、滑らかなギャップ信号電圧
ｅ3 を得ていた。また、ギャップセンサの温度特性を補
償するため信号処理回路の他に外部補償回路１３を備え
ていた。
構成を示す概略図、図５は従来の信号処理回路を説明す
るブロック図、図６は図５の各部の信号波形を説明する
図である。強磁性体の鉄心１に施した励磁巻線３に一定
周波数の交流電流を流し、強磁性体鉄心を励磁して、検
出巻線２に誘起する電圧から空隙長を検出するリラクタ
ンス形ギャップセンサの従来の信号処理回路では、検出
巻線２に誘起した信号電圧を整流回路７で整流した後、
フィルタ回路１２へ入力し、滑らかなギャップ信号電圧
ｅ3 を得ていた。また、ギャップセンサの温度特性を補
償するため信号処理回路の他に外部補償回路１３を備え
ていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の信号
処理方式では、検出巻線２に誘起した信号電圧に含まれ
る高調波リップルを除去するためのフィルタ回路１２が
あるため、まず第一に信号処理回路の周波数応答が遅い
という問題があった。一方、フィルタ回路１２の時定数
を大きくすると検出信号に含まれる高調波リップルを十
分に取り除くことができるが、センサ全体の周波数応答
が遅くなってしまう。他方、フィルタ回路の時定数を小
さくするとセンサ全体の周波数応答はあまり遅くならな
いが、検出信号に含まれる高調波リップルを十分に取り
除くことができなくなり、そのためセンサの検出精度が
悪くなる。このように信号処理回路の周波数応答を上げ
ることと検出信号に含まれる高調波リップルを十分に取
り除くこととは、相反する問題となっていた。このた
め、実際に使用するセンサの応答周波数は、励磁周波数
のおよそ１／５以下となっていた。この結果、従来の信
号処理回路を用いて制御系を構成すると、制御系全体の
応答が遅くなるだけでなく、安定性の悪い装置となって
いた。さらに従来の信号処理回路では、ギャップセンサ
の温度特性を良くするため、信号処理回路部である整流
回路７とフィルタ回路１２とは全く別に外部補償回路１
３を備えていた。この結果、外部補償回路１３があるぶ
んだけ信号処理回路が複雑になるという問題があった。
そこで本発明は、次のことを目的とする。 （１） 検出信号に含まれていた高調波リップルを完全
に除去すると同時に、信号処理回路の周波数応答を従来
よりも格段に速くすること。 （２） 外部補償回路１３をなくし信号処理回路を簡単
にすること。
処理方式では、検出巻線２に誘起した信号電圧に含まれ
る高調波リップルを除去するためのフィルタ回路１２が
あるため、まず第一に信号処理回路の周波数応答が遅い
という問題があった。一方、フィルタ回路１２の時定数
を大きくすると検出信号に含まれる高調波リップルを十
分に取り除くことができるが、センサ全体の周波数応答
が遅くなってしまう。他方、フィルタ回路の時定数を小
さくするとセンサ全体の周波数応答はあまり遅くならな
いが、検出信号に含まれる高調波リップルを十分に取り
除くことができなくなり、そのためセンサの検出精度が
悪くなる。このように信号処理回路の周波数応答を上げ
ることと検出信号に含まれる高調波リップルを十分に取
り除くこととは、相反する問題となっていた。このた
め、実際に使用するセンサの応答周波数は、励磁周波数
のおよそ１／５以下となっていた。この結果、従来の信
号処理回路を用いて制御系を構成すると、制御系全体の
応答が遅くなるだけでなく、安定性の悪い装置となって
いた。さらに従来の信号処理回路では、ギャップセンサ
の温度特性を良くするため、信号処理回路部である整流
回路７とフィルタ回路１２とは全く別に外部補償回路１
３を備えていた。この結果、外部補償回路１３があるぶ
んだけ信号処理回路が複雑になるという問題があった。
そこで本発明は、次のことを目的とする。 （１） 検出信号に含まれていた高調波リップルを完全
に除去すると同時に、信号処理回路の周波数応答を従来
よりも格段に速くすること。 （２） 外部補償回路１３をなくし信号処理回路を簡単
にすること。
【０００４】
【課題を解決しようとする手段】励磁巻線を一定周波数
の交流電流で励磁し、検出巻線に誘起する電圧から空隙
長を検出するリラクタンス形ギャップセンサの信号処理
回路において、前記励磁巻線に一定周波数の交流電流を
供給する正弦波発振回路と、前記正弦波発振回路の出力
電圧からラッチ信号を生成するラッチ信号回路と、前記
検出巻線に誘起する信号を整流する整流回路と、前記整
流回路の出力信号を前記ラッチ信号を用いてホールドす
る０次ホールド回路を備えている。また、前記ラッチ信
号の位相をシフトしたラッチ信号を生成するラッチ信号
補正回路を備えている。
の交流電流で励磁し、検出巻線に誘起する電圧から空隙
長を検出するリラクタンス形ギャップセンサの信号処理
回路において、前記励磁巻線に一定周波数の交流電流を
供給する正弦波発振回路と、前記正弦波発振回路の出力
電圧からラッチ信号を生成するラッチ信号回路と、前記
検出巻線に誘起する信号を整流する整流回路と、前記整
流回路の出力信号を前記ラッチ信号を用いてホールドす
る０次ホールド回路を備えている。また、前記ラッチ信
号の位相をシフトしたラッチ信号を生成するラッチ信号
補正回路を備えている。
【０００５】
【作用】上記手段により、以下の作用を奏する。
（１） 検出信号に含まれていた高調波リップルを完全
に除去すると同時に、信号処理回路の周波数応答を従来
よりも格段に速くする。 （２） 外部補償回路をなくし信号処理回路を簡単にす
る。
に除去すると同時に、信号処理回路の周波数応答を従来
よりも格段に速くする。 （２） 外部補償回路をなくし信号処理回路を簡単にす
る。
【０００６】
【実施例１】図２は本発明の信号処理回路の具体的実施
例、また図４は図２の各部の信号波形を説明する図であ
る。図２において、２、３はギャップセンサのそれぞれ
検出巻線、励磁巻線であり、６は正弦波発振回路、７は
整流回路、８はラッチ信号回路、９は０次ホールド回
路、１０は線形化演算回路である。次に回路動作フロー
を説明する。正弦波発振回路６は励磁巻線３に一定周波
数の定電流を供給する。ラッチ信号回路８では、正弦波
発振回路６の出力電圧信号ｅ0 を入力し、この出力電圧
信号の位相角が例えば、n・π±sin-1(2/π) (n=0,1,2,3
・・・)なる毎にラッチ信号ｅ1 を生成する。検出巻線２に
は、電磁誘導作用により、ギャップ長に応じた大きさの
正弦波電圧ｅd が発生するので、この正弦波電圧を整流
回路７へ入力し全波整流された電圧を得る。つぎに、０
次ホールド回路では、前記ラッチ信号回路８から出力さ
れるラッチ信号ｅ1 に同期して、全波整流された電圧ｅ
をホールドすることにより信号ｅs を得ることができ
る。次に、回路の周波数応答について説明する。図４の
ラッチ信号波形において、例えば時刻ｔ1 〜ｔ3 までの
間はギャップ長一定、時刻ｔ3 〜ｔ4 の間にギャップ長
が急変し、時刻ｔ4 以降はギャップ長は一定で変化しな
い場合を考えると、ラッチ信号波形はｅs のようにな
る。このように、励磁周波数の２倍の周波数で動作す
る。なお、信号ｅs は空隙長に対して反比例の関係にあ
る。このため最終的出力信号が空隙長に比例するよう
に、信号ｅs を線形化演算回路１０へ入力し、信号電圧
ｅout を得ることができる。
例、また図４は図２の各部の信号波形を説明する図であ
る。図２において、２、３はギャップセンサのそれぞれ
検出巻線、励磁巻線であり、６は正弦波発振回路、７は
整流回路、８はラッチ信号回路、９は０次ホールド回
路、１０は線形化演算回路である。次に回路動作フロー
を説明する。正弦波発振回路６は励磁巻線３に一定周波
数の定電流を供給する。ラッチ信号回路８では、正弦波
発振回路６の出力電圧信号ｅ0 を入力し、この出力電圧
信号の位相角が例えば、n・π±sin-1(2/π) (n=0,1,2,3
・・・)なる毎にラッチ信号ｅ1 を生成する。検出巻線２に
は、電磁誘導作用により、ギャップ長に応じた大きさの
正弦波電圧ｅd が発生するので、この正弦波電圧を整流
回路７へ入力し全波整流された電圧を得る。つぎに、０
次ホールド回路では、前記ラッチ信号回路８から出力さ
れるラッチ信号ｅ1 に同期して、全波整流された電圧ｅ
をホールドすることにより信号ｅs を得ることができ
る。次に、回路の周波数応答について説明する。図４の
ラッチ信号波形において、例えば時刻ｔ1 〜ｔ3 までの
間はギャップ長一定、時刻ｔ3 〜ｔ4 の間にギャップ長
が急変し、時刻ｔ4 以降はギャップ長は一定で変化しな
い場合を考えると、ラッチ信号波形はｅs のようにな
る。このように、励磁周波数の２倍の周波数で動作す
る。なお、信号ｅs は空隙長に対して反比例の関係にあ
る。このため最終的出力信号が空隙長に比例するよう
に、信号ｅs を線形化演算回路１０へ入力し、信号電圧
ｅout を得ることができる。
【実施例２】図３は、ギャップセンサ自身に温度特性が
ある場合の本発明の信号処理回路の具体的実施例、また
図４は図３の各部の信号波形を説明する図である。図３
において、２、３はギャップセンサのそれぞれ検出巻
線、励磁巻線であり、６は正弦波発振回路、７は整流回
路、８はラッチ信号回路、９は０次ホールド回路、１０
は線形化演算回路、１１はラッチ信号補正回路、１４は
ギャップセンサの置かれている雰囲気中の温度センサで
ある。次に回路動作フローを説明する。正弦波発振回路
６は励磁巻線３に一定周波数の定電流を供給する。ラッ
チ信号回路８では、正弦波発振回路６の出力電圧信号を
入力し、この出力電圧信号の位相角が例えば、n・π±si
n-1(2/π) (n=0,1,2,3・・・)なる毎にラッチ信号ｅ1 を出
力する。次に、ギャップセンサ自身の温度特性を補正す
るために、この信号ｅ1 と温度信号ｅt を用いて、ラッ
チ信号補正回路１１は、温度特性を補正する方向に位相
をシフトさせたラッチ信号ｅ2 を生成する。検出巻線２
には、電磁誘導作用により、ギャップ長に応じた大きさ
の正弦波電圧が発生するので、この正弦波電圧を整流回
路７へ入力し全波整流された電圧を得る。次に、０次ホ
ールド回路では、前記ラッチ信号補正回路１１から出力
されるラッチ信号ｅ2 に同期して、全波整流された電圧
ｅをホールドすることにより信号ｅs を得ることができ
る。次に、回路の周波数応答について説明する。図４の
ラッチ信号波形において、例えば時刻ｔ1'〜ｔ3'までの
間はギャップ長一定、時刻ｔ3'〜ｔ4'の間にギャップ長
が急変し、時刻ｔ4'以降はギャップ長は一定で変化しな
い場合を考えると、ラッチ信号波形はｅs'のようにな
る。このように、励磁周波数の２倍の周波数で動作す
る。なお、信号ｅs'は空隙長に対して反比例の関係にあ
る。このため最終的出力信号が空隙長に比例するよう
に、信号ｅs'を線形化演算回路１０へ入力して、信号ｅ
out'を得ることができる。
ある場合の本発明の信号処理回路の具体的実施例、また
図４は図３の各部の信号波形を説明する図である。図３
において、２、３はギャップセンサのそれぞれ検出巻
線、励磁巻線であり、６は正弦波発振回路、７は整流回
路、８はラッチ信号回路、９は０次ホールド回路、１０
は線形化演算回路、１１はラッチ信号補正回路、１４は
ギャップセンサの置かれている雰囲気中の温度センサで
ある。次に回路動作フローを説明する。正弦波発振回路
６は励磁巻線３に一定周波数の定電流を供給する。ラッ
チ信号回路８では、正弦波発振回路６の出力電圧信号を
入力し、この出力電圧信号の位相角が例えば、n・π±si
n-1(2/π) (n=0,1,2,3・・・)なる毎にラッチ信号ｅ1 を出
力する。次に、ギャップセンサ自身の温度特性を補正す
るために、この信号ｅ1 と温度信号ｅt を用いて、ラッ
チ信号補正回路１１は、温度特性を補正する方向に位相
をシフトさせたラッチ信号ｅ2 を生成する。検出巻線２
には、電磁誘導作用により、ギャップ長に応じた大きさ
の正弦波電圧が発生するので、この正弦波電圧を整流回
路７へ入力し全波整流された電圧を得る。次に、０次ホ
ールド回路では、前記ラッチ信号補正回路１１から出力
されるラッチ信号ｅ2 に同期して、全波整流された電圧
ｅをホールドすることにより信号ｅs を得ることができ
る。次に、回路の周波数応答について説明する。図４の
ラッチ信号波形において、例えば時刻ｔ1'〜ｔ3'までの
間はギャップ長一定、時刻ｔ3'〜ｔ4'の間にギャップ長
が急変し、時刻ｔ4'以降はギャップ長は一定で変化しな
い場合を考えると、ラッチ信号波形はｅs'のようにな
る。このように、励磁周波数の２倍の周波数で動作す
る。なお、信号ｅs'は空隙長に対して反比例の関係にあ
る。このため最終的出力信号が空隙長に比例するよう
に、信号ｅs'を線形化演算回路１０へ入力して、信号ｅ
out'を得ることができる。
【０００７】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、以下
に示す著しい効果がある。 （１）検出巻線に含まれていた高調波リップルを完全に
除去すると同時に、信号処理回路の周波数応答を従来よ
りも格段に速くできる。例えば、周波数応答速度は、本
発明では励磁周波数の２倍であり、従来例では励磁周波
数のおよそ１／５倍が実用的な値である。したがって、
従来の信号処理回路と比較すると、本発明の周波数応答
は、およそ１０倍速くすることができる。この結果、本
発明を用いて制御系を構成すれば、制御系全体の応答が
速くなるだけでなく、安定性の良い優れた装置を作るこ
とができる。 （２）従来の信号処理回路に付属した補償回路の機能を
本発明では信号処理回路自体に持つため、従来の外部補
償回路をなくすことができる。この結果、信号処理回路
を簡単にできる。
に示す著しい効果がある。 （１）検出巻線に含まれていた高調波リップルを完全に
除去すると同時に、信号処理回路の周波数応答を従来よ
りも格段に速くできる。例えば、周波数応答速度は、本
発明では励磁周波数の２倍であり、従来例では励磁周波
数のおよそ１／５倍が実用的な値である。したがって、
従来の信号処理回路と比較すると、本発明の周波数応答
は、およそ１０倍速くすることができる。この結果、本
発明を用いて制御系を構成すれば、制御系全体の応答が
速くなるだけでなく、安定性の良い優れた装置を作るこ
とができる。 （２）従来の信号処理回路に付属した補償回路の機能を
本発明では信号処理回路自体に持つため、従来の外部補
償回路をなくすことができる。この結果、信号処理回路
を簡単にできる。
【図１】リラクタンス形ギャップセンサの構成を示す概
略図である。
略図である。
【図２】本発明の信号処理回路の実施例１を説明するブ
ロック図である。
ロック図である。
【図３】本発明の信号処理回路の実施例２を説明するブ
ロック図である。
ロック図である。
【図４】図２、図３の各部の信号波形を説明する図であ
る。
る。
【図５】従来の信号処理回路を説明するブロック図であ
る。
る。
【図６】図５の各部の信号波形を説明する図である。
１ 鉄心
２ 検出巻線
３ 励磁巻線
４ 空隙
５ ターゲット
６ 正弦波発振回路
７ 整流回路
８ ラッチ信号回路
９ ０次ホールド回路
１０ 線形化演算回路
１１ ラッチ信号補正回路
１２ フィルタ回路
１３ 外部補償回路
１４ ギャップセンサの置かれている雰囲気中の温度セ
ンサ
ンサ
Claims (2)
- 【請求項１】励磁巻線を一定周波数の交流電流で励磁
し、検出巻線に誘起する電圧から空隙長を検出するリラ
クタンス形ギャップセンサの信号処理回路において、前
記励磁巻線に一定周波数の交流電流を供給する正弦波発
振回路と、前記正弦波発振回路の出力電圧からラッチ信
号を生成するラッチ信号回路と、前記検出巻線に誘起す
る信号を整流する整流回路と、前記整流回路の出力信号
を前記ラッチ信号を用いてホールドする０次ホールド回
路とからなるギャップセンサの信号処理回路。 - 【請求項２】請求項１において、前記ラッチ信号の位相
をシフトしたラッチ信号を生成するラッチ信号補正回路
を設け、前記整流回路の出力信号を前記ラッチ信号補正
回路から出力されるラッチ信号を用いてホールドする請
求項１記載のギャップセンサの信号処理回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21581991A JPH0534101A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | ギヤツプセンサの信号処理回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21581991A JPH0534101A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | ギヤツプセンサの信号処理回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0534101A true JPH0534101A (ja) | 1993-02-09 |
Family
ID=16678788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21581991A Pending JPH0534101A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | ギヤツプセンサの信号処理回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0534101A (ja) |
-
1991
- 1991-07-31 JP JP21581991A patent/JPH0534101A/ja active Pending
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