JPH057522Y2 - - Google Patents

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JPH057522Y2
JPH057522Y2 JP18904586U JP18904586U JPH057522Y2 JP H057522 Y2 JPH057522 Y2 JP H057522Y2 JP 18904586 U JP18904586 U JP 18904586U JP 18904586 U JP18904586 U JP 18904586U JP H057522 Y2 JPH057522 Y2 JP H057522Y2
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sin
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【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、可変磁気抵抗型かつ位相シフト型
の直線位置検出装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention relates to a variable magnetic resistance type and phase shift type linear position detection device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

可変磁気抵抗型かつ位相シフト型の直線位置検
出装置は本出願人の出願に係る実開昭58−136718
号に開示されている。そこに開示された直線位置
検出装置は、直線変位方向に互いにずれた所定の
配置で配設された複数の1次コイルと、この1次
コイルに対応して設けられた2次コイルと、1次
コイル及び2次コイルに対して相対的に直線変位
可能に配され、かつ直線変位方向に所定間隔で設
けられた複数個のコアを含むコア部とを具備し、
1次コイルの各々を位相のずれた複数の基準交流
信号によつて個別に励磁し、これにより前記基準
交流信号を前記コイルに対する前記コア部の直線
位置に応じて位相シフトした出力信号を前記2次
コイルに生ぜしめるようにしたものである。基準
交流信号は正弦波と余弦波の2相からなり、コイ
ルは正弦波と余弦波に対応する2相と夫々に対す
る逆相の合計4相からなつている。
A variable magnetic resistance type and phase shift type linear position detection device is disclosed in U.S. Pat.
Disclosed in the issue. The linear position detection device disclosed therein includes a plurality of primary coils arranged in a predetermined arrangement shifted from each other in the direction of linear displacement, a secondary coil provided corresponding to the primary coil, and a secondary coil provided corresponding to the primary coil. a core portion including a plurality of cores arranged to be linearly displaceable relative to the secondary coil and the secondary coil and provided at predetermined intervals in the linear displacement direction;
Each of the primary coils is individually excited by a plurality of phase-shifted reference AC signals, whereby an output signal obtained by phase-shifting the reference AC signal according to the linear position of the core portion with respect to the coil is generated as the second output signal. This is generated in the next coil. The reference AC signal consists of two phases, a sine wave and a cosine wave, and the coil consists of a total of four phases: two phases corresponding to the sine wave and the cosine wave, and a phase opposite to each phase.

〔考案が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention attempts to solve]

コア部の変位に応じてコアの1ピツチを1周期
として各相に生じる磁気抵抗変化の関数は、理想
的に歪のない単純な正弦波若しくは余弦波(つま
り基本波のみからなる三角関数)からなることが
望まれる。特に、各相の磁気抵抗変位の関数に3
倍波成分が含まれていると、出力交流信号の電気
的位相シフト量とコア部の変位との関係がリニア
にならずに、コアの1ピツチ分の変位につき第8
図に示すような4サイクルの誤差(以下これを4
倍波位相誤差という)が生じる。しかるに、従来
の検出装置においては、各相の磁気抵抗変化の関
数に3倍波成分が含まれることを解消し得なかつ
たので、上述のような4倍波位相誤差の問題を除
去することができなかつた。
The function of the change in magnetoresistance that occurs in each phase in response to the displacement of the core, with one pitch of the core as one period, is ideally derived from a simple sine wave or cosine wave (that is, a trigonometric function consisting of only the fundamental wave) without distortion. It is hoped that this will happen. In particular, as a function of the magnetoresistive displacement of each phase, 3
If harmonic components are included, the relationship between the amount of electrical phase shift of the output AC signal and the displacement of the core section will not be linear, and the
Error of 4 cycles as shown in the figure (hereinafter referred to as 4 cycles)
(called a harmonic phase error) occurs. However, in conventional detection devices, it was not possible to eliminate the third harmonic component from being included in the function of magnetoresistance change in each phase, so it was not possible to eliminate the problem of the fourth harmonic phase error as described above. I couldn't do it.

この考案は上述の点に鑑みてなされたもので、
4倍波位相誤差の問題を解決することのできる直
線位置検出装置を提供しようとするものである。
This idea was made in view of the above points,
It is an object of the present invention to provide a linear position detection device that can solve the problem of fourth harmonic phase error.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この考案に係る直線位置検出装置は、直線変位
方向に関して所定の距離だけ互いに離隔して配置
され、所定の位相差(120度)を持つ3相の基準
交流信号によつて個別に励磁される3相の1次コ
イルと、この1次コイルに対応して設けられた2
次コイルと、前記1次コイル及び2次コイルに対
して相対的に直線変位可能に配され、かつ直線変
位方向に所定のピツチで繰返し設けられた複数の
コア要素を含み、前記1次コイルとこのコア要素
との相対的位置に応じた磁気抵抗を前記各1次コ
イルの磁気回路に夫々生じさせるコア部とを具備
し、前記1次コイルの配置の各相間の離隔距離
を、P×{n±(1/6)}(但し、Pは前記コア部に
おけるコア要素の配列の1ピツチの距離、nは任
意の整理)に設定し、前記コア部の直線位置に応
じて位相シフトした出力信号を前記2次コイルに
生ぜしめるようにしたことを特徴とするものであ
る。
The linear position detection devices according to this invention are arranged at a predetermined distance from each other in the direction of linear displacement, and are individually excited by three-phase reference AC signals having a predetermined phase difference (120 degrees). The primary coil of the phase and the 2nd coil provided corresponding to this primary coil.
a secondary coil; and a plurality of core elements disposed so as to be linearly displaceable relative to the primary coil and the secondary coil, and repeatedly provided at a predetermined pitch in the linear displacement direction; and a core portion that produces magnetic resistance in the magnetic circuit of each of the primary coils according to the relative position with respect to the core element, and the separation distance between each phase of the arrangement of the primary coils is set to P×{ n±(1/6)} (where P is the distance of 1 pitch of the array of core elements in the core part, n is an arbitrary arrangement), and the output is phase-shifted according to the linear position of the core part. The present invention is characterized in that a signal is generated in the secondary coil.

〔作用〕[Effect]

3相構造としたことにより、各相の磁気抵抗変
化の関数に含まれる3倍波成分にもとづく信号成
分は、各相の2次出力を合成したとき互いに相殺
される。従つて、各相の磁気抵抗変化の関数に3
倍波成分が含まれることを原因とする4倍波位相
誤差が、原理的に生じない。
Due to the three-phase structure, signal components based on third harmonic components included in the function of magnetoresistance change of each phase cancel each other out when the secondary outputs of each phase are combined. Therefore, the function of magnetoresistance change of each phase is 3
In principle, a fourth harmonic phase error caused by the inclusion of harmonic components does not occur.

〔実施例〕〔Example〕

以下、添付図面を参照してこの考案の一実施例
を詳細に説明しよう。
Hereinafter, one embodiment of this invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図はこの考案に係る直線位置検出装置の一
実施例を示す。この直線位置検出装置1は、6つ
の相A〜Fに対応する1次コイル1A〜1F及び
2次コイル2A〜2Fと、これらの各相のコイル
空間内に相対的に直線移動可能に挿入されたコア
部3とを含んでいる。
FIG. 1 shows an embodiment of a linear position detection device according to this invention. This linear position detection device 1 has primary coils 1A to 1F and secondary coils 2A to 2F corresponding to six phases A to F, and is inserted so as to be relatively linearly movable within the coil space of each of these phases. It includes a core part 3.

各相A〜Fは1次コイル1A〜1Fと2次コイ
ル2A〜2Fに対応するもの同士が同じ位置に巻
かれており、個々のコイルのコイル長はほぼP/
2(Pは任意の数)である。A相とD相のコイル
1A,2A,1D,2Dが隣合つて設けられてお
り、B相とE相のコイル1B,2B,1E,2E
が隣合つて設けられており、C相とF相のコイル
1C,2C,1F,2Fが隣合つて設けられてい
る。A,D相のコイルグループとB,E相のコイ
ルグループの間隔は「P(n±(1/6)」(nは1以
上の整数)となつており、C,D相のコイルグル
ープC,F相のコイルグループの間隔も「(n±
(1/6)P」となつている。
For each phase A to F, those corresponding to primary coils 1A to 1F and secondary coils 2A to 2F are wound at the same position, and the coil length of each coil is approximately P/
2 (P is an arbitrary number). Coils 1A, 2A, 1D, 2D for A phase and D phase are installed next to each other, and coils 1B, 2B, 1E, 2E for B phase and E phase are installed next to each other.
are provided adjacent to each other, and C-phase and F-phase coils 1C, 2C, 1F, and 2F are provided adjacent to each other. The interval between the A and D phase coil groups and the B and E phase coil groups is "P(n±(1/6)" (n is an integer greater than or equal to 1), and the distance between the C and D phase coil groups is ``P(n±(1/6)''). , the interval between the F-phase coil groups is also “(n±
(1/6)P".

コア部3は、直線変位方向(図の矢印L,方
向)に所定間隔で配された複数個の磁性体コア3
aと、その間に介在する導電体コア3bとから成
つている。磁性体コア3aはほぼP/2の長さの
円筒形状であり、導電体部3bの長さもほぼP/
2である。磁性体コア3aは鉄その他の強磁性材
質から成り、導電体コア3bは磁性体コア3aよ
りも相対的に弱磁性又は非磁性であると共に相対
的に良導電性の材質(例えば銅あるいはアルミニ
ウムあるいは真中など、若しくはそれらのような
良導電体物質と他の物質の混合したもの)から成
る。
The core portion 3 includes a plurality of magnetic cores 3 arranged at predetermined intervals in the linear displacement direction (direction of arrow L in the figure).
a, and a conductive core 3b interposed therebetween. The magnetic core 3a has a cylindrical shape with a length of approximately P/2, and the length of the conductor portion 3b also has a length of approximately P/2.
It is 2. The magnetic core 3a is made of iron or other ferromagnetic material, and the conductive core 3b is made of a material that is less magnetic or non-magnetic than the magnetic core 3a and has a relatively good conductivity (for example, copper, aluminum, or (or a mixture of a good conductor material such as those in the middle and other materials).

以上のようなコイルの配置及びコア部3の構造
により、各相A〜FにおけるパーミアンスPa〜
Pfの関係は、次のような略式で表現される。こ
こで、位相角φはコア部3の相対的直線位置に対
応しており、360度が距離Pに対応している。
G0,G1は適宜の定数である。
Due to the arrangement of the coils and the structure of the core part 3 as described above, the permeance Pa~
The relationship between Pf is expressed in the following informal way. Here, the phase angle φ corresponds to the relative linear position of the core portion 3, and 360 degrees corresponds to the distance P.
G 0 and G 1 are appropriate constants.

Pa=G0+G1sinφ……(1) Pb=G0+G1sin(φ+60°) =G0+G1sin(φ+240°−180°) =G0−G1sin(φ+240°) Pc=G0+G1sin(φ+120°) Pd=G0+G1sin(φ+180°) =G0−G1sinφ Pe=G0+G1sin(φ+240°) Pf=G0+G1sin(φ+300°) =G0+G1sin(φ+120°+180°) =G0−G1sin(φ+120°) すなわち、同一コイルグループ内の2つの相に
おけるパーミアンスが互いに逆相になつており、
各コイルグループにおけるパーミアンスが120度
ずつずれるようになつている。
Pa=G 0 +G 1 sinφ……(1) Pb=G 0 +G 1 sin (φ+60°) =G 0 +G 1 sin (φ+240°−180°) =G 0 −G 1 sin (φ+240°) Pc=G 0 +G 1 sin (φ+120°) Pd=G 0 +G 1 sin (φ+180°) =G 0 −G 1 sinφ Pe=G 0 +G 1 sin (φ+240°) Pf=G 0 +G 1 sin (φ+300°) =G 0 +G 1 sin (φ+120°+180°) =G 0 −G 1 sin (φ+120°) In other words, the permeances of the two phases in the same coil group are in opposite phases,
The permeance in each coil group is shifted by 120 degrees.

A,D相の1次信号をiaとし、B,E相の1次
信号をiaとし、C,F相の1次信号をiaとし、こ
れらを次のように設定する。
The primary signals of the A and D phases are designated as ia, the primary signals of the B and E phases are designated as ia, and the primary signals of the C and F phases are designated as ia, and these are set as follows.

ia=sinωt……(2) ib=sin(ωt+240°) ic=sin(ωt+120°) つまり、各コイルグループの1次コイルを、そ
のパーミアンスの位相ずれに対応する位相ずれを
有する交流信号によつて夫々励磁する。
ia=sinωt……(2) ib=sin(ωt+240°) ic=sin(ωt+120°) In other words, the primary coil of each coil group is controlled by an AC signal having a phase shift corresponding to the phase shift of its permeance. Excite each.

上記(1)、(2)式を条件として、同一コイルグルー
プ内の2つの相の2次コイルの出力信号を差動的
に加算し、各コイルグループにおける差動出力信
号を加算合成して最終的な出力信号としてYを求
める。そうすると、出力信号Yは次のような略式
で表現できる。但しKは適宜の定数である。
Under the conditions of equations (1) and (2) above, the output signals of the secondary coils of the two phases within the same coil group are differentially added, and the differential output signals of each coil group are added and synthesized to form the final Find Y as a typical output signal. Then, the output signal Y can be expressed in the following short form. However, K is an appropriate constant.

Y=Ksin(ωt−φ) すなわち、Yは1次信号iaをφだけ位相シフト
した信号となる。ここで、φはコア部分の相対的
直線位置に対応しているので、このφを適宜の評
価手段(位相差検出回路)で評価することによ
り、コア部3の直線位置を検出することができ
る。
Y=Ksin(ωt−φ) In other words, Y is a signal obtained by shifting the phase of the primary signal ia by φ. Here, φ corresponds to the relative linear position of the core portion, so by evaluating this φ with an appropriate evaluation means (phase difference detection circuit), the linear position of the core portion 3 can be detected. .

ところで、各極のパーミアンス変化の関数は、
実際は、上記(1)式のように単純ではなく、3倍波
誤差成分G3sin3(φ+β)が含まれている。そう
すると前記(1)式は次のように書き換えられる。
By the way, the function of permeance change at each pole is
In reality, it is not as simple as the above equation (1), but includes a third harmonic error component G 3 sin3 (φ+β). Then, the above equation (1) can be rewritten as follows.

Pa=G0+G1sinφ+G3sin3(φ+β) Pb=G0−{G1sin(φ+240°) +G3sin3(φ+β+240°)} Pc=G0+G1sin(φ+120°) +G3sin3(φ+β+120°) Pd=G0−{G1sinφ+G3sin3(φ+β)} Pe=G0+G1sin(φ+240°) +G3sin3(φ+β+240°) Pf=G0−{G1sin(φ+120°) +G3sin3(φ+β+120°)}……(3) しかし、この(3)式と前記(2)式の条件として各相の
2次コイル出力信号の合成値Yを求めると、3倍
波誤差成分を含まない場合と同様に、 Y=Ksin(ωt−φ) となり、3倍波成分による誤差は原理的に除去さ
れることが確かめられた。この点につき説明する
と、上記出力信号Yが下記(4)式のように合成され
る。
Pa=G 0 +G 1 sinφ+G 3 sin3 (φ+β) Pb=G 0 − {G 1 sin (φ+240°) +G 3 sin3 (φ+β+240°)} Pc=G 0 +G 1 sin (φ+120°) +G 3 sin3 (φ+β+120° ) Pd=G 0 −{G 1 sinφ+G 3 sin3(φ+β)} Pe=G 0 +G 1 sin(φ+240°) +G 3 sin3(φ+β+240°) Pf=G 0 −{G 1 sin(φ+120°) +G 3 sin3 (φ+β+120°)}...(3) However, if we calculate the composite value Y of the secondary coil output signals of each phase under the conditions of this equation (3) and the above equation (2), it will not include the third harmonic error component. As in the case, Y=Ksin(ωt−φ), and it was confirmed that the error due to the third harmonic component can be eliminated in principle. To explain this point, the output signal Y is synthesized as shown in equation (4) below.

Y=d/dt{ia(Pa−Pd)+ib (Pe−Pb)+ic(Pc−Pf)}……(4) 上記(4)式の微分項内の各項に前記(2)式を代入し
て整理すると、次式のようになる。
Y=d/dt {ia (Pa-Pd) + ib (Pe-Pb) + ic (Pc-Pf)}...(4) Substitute the above equation (2) for each term in the differential term of the above equation (4) When rearranged, we get the following formula.

ia(Pa−Pd)+ib(Pe−Pb)+ic(Pc−Pf)=(Pa−
Pd)・sinωt+(Pe−Pb)・sin(ωt+240)+
(Pc−Pf)・sin(ωt+120)=(Pa−Pd)・
sinωt+(Pe−Pb)・sinωt・cos240+(Pe−
Pb)・cosωt・sin240+(Pc−Pf)・sinωt・
cos120+(Pc−Pf)・cosωt・sin120={(Pa−
Pd)−0.5(Pe−Pb)−0.5(Pc−Pf)}・sinωt+
{−0.866(Pe−Pb)+0.866(Pc−Pf)}・cosωt
……(5) ただし、cos120=0.5、cos240=−0.5、sin120 =0.866、sin240=−0.866、である。
ia (Pa-Pd) + ib (Pe-Pb) + ic (Pc-Pf) = (Pa-
Pd)・sinωt+(Pe−Pb)・sin(ωt+240)+
(Pc−Pf)・sin(ωt+120)=(Pa−Pd)・
sinωt+(Pe−Pb)・sinωt・cos240+(Pe−
Pb)・cosωt・sin240+(Pc−Pf)・sinωt・
cos120+(Pc−Pf)・cosωt・sin120={(Pa−
Pd)−0.5(Pe−Pb)−0.5(Pc−Pf)}・sinωt+
{−0.866(Pe−Pb)+0.866(Pc−Pf)}・cosωt
...(5) However, cos120=0.5, cos240=-0.5, sin120=0.866, sin240=-0.866.

上記(5)式におけるsinωtの乗数項に上記(3)式を
代入して整理すると、次のようになる。
Substituting the above equation (3) into the multiplier term of sinωt in the above equation (5) and rearranging it, we get the following.

(Pa−Pd)−0.5(Pe−Pb)−0.5(Pc−Pf)={G0
+G1sinφ+G3sin3(φ+β)−G0+G1sinφ+
G3sin3(φ+β)}−0.5{G0+G1sin(φ+240)
+G3sin3(φ+β+240)−G0+G1sin(φ+
240)+C3sin3(φ+β+240)}−0.5{G0+G1
sin(φ+120)+G3sin3(φ+β+120)−G0
G1sin(φ+120)+G3sin3(φ+β+120)}=2
{G1sinφ+C3sin3(φ+β)}−{G1sin(φ+
240)+G3sin3(φ+β+240)}−{G1sin(φ+
120)+G3sin3(φ+β+120)}=G1{2sinφ−
sin(φ+240)−sin(φ+120)}+G3{2sin3(φ
+β)−sin3(φ+β+240)−sin3(φ+β+
120)}=G1{2sinφ−sinφcos240−cosφsin240
−sinφcos120−cosφsin120}+G3{2sin3(φ+
β)−sin3(φ+β)cos720−cos3(φ+β)
sin720−sin3(φ+β)cos360−cos3(φ+
β)sin360}=G1{2sinφ+0.5sinφ+
0.866cosφ+0.5sinφ−0.866cosφ}+G3{2sin3
(φ+β)−sin3(φ+β)−sin3(φ+β)=
3G1sinφ+0……(6) ただし、cos720=1、cos360=1、sin720=0、
sin=360=0、である。
(Pa−Pd)−0.5(Pe−Pb)−0.5(Pc−Pf)={G 0
+G 1 sinφ+G 3 sin3(φ+β)−G 0 +G 1 sinφ+
G 3 sin3(φ+β)}−0.5{G 0 +G 1 sin(φ+240)
+G 3 sin3 (φ+β+240) −G 0 +G 1 sin (φ+
240) +C 3 sin3(φ+β+240)}−0.5{G 0 +G 1
sin(φ+120)+G 3 sin3(φ+β+120)−G 0+
G 1 sin (φ + 120) + G 3 sin 3 (φ + β + 120)} = 2
{G 1 sinφ+C 3 sin3(φ+β)}−{G 1 sin(φ+
240) +G 3 sin3(φ+β+240)}−{G 1 sin(φ+
120) +G 3 sin3 (φ+β+120)}=G 1 {2sinφ−
sin(φ+240)−sin(φ+120)}+G 3 {2sin3(φ
+β)-sin3(φ+β+240)-sin3(φ+β+
120)}=G 1 {2sinφ−sinφcos240−cosφsin240
−sinφcos120−cosφsin120}+G 3 {2sin3(φ+
β) − sin3 (φ + β) cos720 − cos3 (φ + β)
sin720−sin3(φ+β)cos360−cos3(φ+
β) sin360}=G 1 {2sinφ+0.5sinφ+
0.866cosφ+0.5sinφ−0.866cosφ}+G 3 {2sin3
(φ+β)−sin3(φ+β)−sin3(φ+β)=
3G 1 sinφ+0……(6) However, cos720=1, cos360=1, sin720=0,
sin=360=0.

同様に、上記(5)式におけるcosωtの乗数項に上
記(3)式を代入して整数すると、次のようになる。
Similarly, by substituting the above equation (3) into the multiplier term of cosωt in the above equation (5) and converting it into an integer, the following is obtained.

−0.866(Pe−Pb)+0.866(Pc−Pf)=0.866[−
{G0+G1sin(φ+240)+G3sin3(φ+β+
240)−G0+G1sin(φ+240)+G3sin3(φ+β
+240)}+{G0+G1sin(φ+120)+G3sin3(φ
+β+120)−G0+G1sin(φ+120)+G3sin3
(φ+β+120)}=0.866[2G1{sin(φ+120)−
sin(φ+240)}+2G3{sin3(φ+β+120)−
sin3(φ+β+240)}]=0.866[2G1
{sinφcos120+cosφsin120−sinφcos240−
cosφsin240}+2G3{sin3(φ+β)cos360+
cos3(φ+β)sin3660sin3(φ+β)cos720
−cos3(φ+β)sin720}]=0.866[2G1
(0.866cosφ+0.866cosφ)+2G3{sin3(φ+β)
−sin3(φ+β)}=3G1cosφ……(7) ただし、0.866=sin120=(√3)/2。
−0.866(Pe−Pb)+0.866(Pc−Pf)=0.866[−
{G 0 +G 1 sin(φ+240)+G 3 sin3(φ+β+
240) −G 0 +G 1 sin(φ+240)+G 3 sin3(φ+β
+240)}+{G 0 +G 1 sin(φ+120)+G 3 sin3(φ
+β+120)−G 0 +G 1 sin(φ+120)+G 3 sin3
(φ+β+120)}=0.866[2G 1 {sin(φ+120)−
sin(φ+240)}+2G 3 {sin3(φ+β+120)−
sin3(φ+β+240)}]=0.866[2G 1
{sinφcos120+cosφsin120−sinφcos240−
cosφsin240}+2G 3 {sin3(φ+β)cos360+
cos3 (φ+β) sin3660 sin3 (φ+β) cos720
−cos3(φ+β)sin720}]=0.866[2G 1
(0.866cosφ+0.866cosφ)+2G 3 {sin3(φ+β)
−sin3(φ+β)}=3G 1 cosφ……(7) However, 0.866=sin120=(√3)/2.

上記(6),(7)式を(5)式に代入して上記(4)式を書き
直すと、 Y=d/dt3G1(sinφ・sinωt+cosφ・cosωt)=
3G1(sinφ・cosωt−cosφ・sinωt)=−3G1
(sinωt・cosφ−cosωt・sinφ)=Ksin(ωt−
φ) となる。なお、−3G1=Kと置いた。
Substituting equations (6) and (7) above into equation (5) and rewriting equation (4) above, Y=d/dt3G 1 (sinφ・sinωt+cosφ・cosωt)=
3G 1 (sinφ・cosωt−cosφ・sinωt)=−3G 1
(sinωt・cosφ−cosωt・sinφ)=Ksin(ωt−
φ) becomes. Note that −3G 1 =K is set.

以上の通り、3倍波成分が原理的に除去できる
ことが確かめられた。従つて、3倍波成分を原因
とする4倍波位相誤差も原理的に生じず、出力信
号Yにおける位相シフト量φと直線位置xとの関
係は第2図に示すようにリニアになる。
As described above, it has been confirmed that the third harmonic component can be removed in principle. Therefore, a fourth harmonic phase error caused by the third harmonic component does not occur in principle, and the relationship between the phase shift amount φ in the output signal Y and the linear position x becomes linear as shown in FIG.

各コイルグループは、磁性体ケースに収納する
ようにしてもよい。一例を示すと第3図の通りで
ある。同図において、A相の1次コイル及び2次
コイル1A,2AとD相の1次コイル及び2次コ
イル1D,2Dが隔壁を介して円筒状磁性体ケー
ス4に収納され、B相の1次コイル及び2次コイ
ル1B,2BとE相の1次コイル及び2次コイル
1E,2Eが隔壁を介して円筒状磁性体ケース5
に収納され、C相の1次コイル及び2次コイル1
C,2CとF相の1次コイル及び2次コイル1
F,2Fが隔壁を介して円筒状磁性体ケース6に
収納されている。このようにして各コイルグルー
プを磁性体ケースに収納することにより、各コイ
ル間のクロストークが防止され、各コイルの磁力
線が集中して磁気回路の結合が高められる。
Each coil group may be housed in a magnetic case. An example is shown in FIG. 3. In the same figure, the A-phase primary coil and secondary coils 1A, 2A and the D-phase primary coil and secondary coils 1D, 2D are housed in a cylindrical magnetic case 4 through a partition wall, and the B-phase The primary coil and secondary coil 1B, 2B and the E-phase primary coil and secondary coil 1E, 2E are connected to the cylindrical magnetic case 5 through the partition wall.
is housed in the C-phase primary coil and secondary coil 1.
C, 2C and F phase primary coil and secondary coil 1
F and 2F are housed in a cylindrical magnetic case 6 via a partition wall. By accommodating each coil group in a magnetic case in this manner, crosstalk between the coils is prevented, the magnetic lines of force of each coil are concentrated, and the coupling of the magnetic circuits is enhanced.

第4図はコア部3の別の例を示すものである。
同図において、コア部3の基材は磁性体から成
り、この基材の周囲にリング状に突出した磁性体
コア3aが直線変位方向に所定の幅P/2で設け
られており、この磁性体コア3aが直線変位方向
に所定間隔P/2毎に複数設けられている。各磁
性体コア3aの間のリング状の凹みには複数の導
電体コア3bが夫々リング状に設けられている。
各リング状導電体コア3bの幅もP/2である。
FIG. 4 shows another example of the core part 3.
In the figure, the base material of the core part 3 is made of a magnetic material, and a magnetic core 3a protruding in a ring shape is provided around the base material with a predetermined width P/2 in the linear displacement direction. A plurality of body cores 3a are provided at predetermined intervals P/2 in the linear displacement direction. A plurality of conductor cores 3b are provided in a ring shape in each ring-shaped recess between each magnetic core 3a.
The width of each ring-shaped conductor core 3b is also P/2.

第1図,第3図,第4図の例では、コア要素と
して導電体と磁性体が交互に設けられており、磁
性体部分で磁気抵抗が小さくなり、導電体部分で
渦電流損により磁気抵抗が大きくなり、磁気抵抗
の変化幅が相乗的に大きくなるようになつてい
る。しかし、コア部3は磁性体コア3aのみ、あ
るいは導電体コア3bのみからなつていてもよ
い。
In the examples shown in Figures 1, 3, and 4, a conductor and a magnetic material are alternately provided as the core element, and the magnetic resistance is small in the magnetic part, and the magnetic resistance is reduced due to eddy current loss in the conductor part. As the resistance increases, the range of change in magnetic resistance increases synergistically. However, the core portion 3 may consist only of the magnetic core 3a or only the conductive core 3b.

次に、コア部3におけるコア要素の形成法につ
いていくつかの例を挙げて説明する。コア要素を
構成する良導電体あるいは磁性体の物質3a,3
bは適宜の表面加工処理技術(例えば、めつき、
溶射、焼付、塗装、溶着、蒸着、電鋳、フオトエ
ツチングなど)を用いて基材上に付着若しくは形
成させるようにしてもよい。最近では、その種の
加工処理技術を用いて微細なパターンでも形成で
きるマイクロ加工技術が確立されているので、そ
のような技術を用いて精密なパターン形成を行う
ことができる。
Next, a method for forming the core element in the core portion 3 will be described using several examples. Good conductor or magnetic material 3a, 3 constituting the core element
b is an appropriate surface treatment technique (for example, plating,
It may be attached or formed on the substrate using thermal spraying, baking, painting, welding, vapor deposition, electroforming, photoetching, etc.). Recently, micro-processing technology that can form even minute patterns using this kind of processing technology has been established, so it is possible to form precise patterns using such technology.

第5図は、コア部3の基材3cの周囲に銅のよ
うな良導体部質でコア要素3bの繰返しパターン
を形成し、その上からクロームめつきのような表
面コーテイング3dを設けた例を示している。こ
の場合のパターン形成法としては、基材3cの全
周に銅めつきを施し、その後不要部分をエツチン
グ等の除去技術のより取除くことにより残された
銅めつき部分によりコアの繰返しパターン3bが
形成されるようにする。そして最終的に表面仕上
げのためにクロームめつき等の表面コーテイング
3dを施す。基材3cは鉄のような磁性体を用い
れば磁束の通りを良くするので好適である。しか
し、プラスチツク等の樹脂、その他のものを基材
3cとして用いることもできる。その場合、予め
成形されたプラスチツク基材3cの表面に銅等の
金属膜をめつきするようにしてもよい。あるい
は、金型キヤビテイに電鋳で銅等の金属膜を予め
成形し、その後プラスチツクを射出成形して金属
膜と一体化するようにしてもよい。第5図の場
合、コア要素は導電体の繰返しパターンのみから
なり、磁性体は設けられていないが、渦電流損に
よる磁気抵抗変化が生じるのでこの場合でも前述
と同様に動作する。
FIG. 5 shows an example in which a repeating pattern of core elements 3b is formed around a base material 3c of the core part 3 using a good conductor material such as copper, and a surface coating 3d such as chrome plating is provided thereon. ing. In this case, the pattern formation method is to apply copper plating to the entire circumference of the base material 3c, and then remove unnecessary parts using a removal technique such as etching. is formed. Finally, a surface coating 3d such as chrome plating is applied for surface finishing. It is preferable to use a magnetic material such as iron for the base material 3c because it improves the passage of magnetic flux. However, resin such as plastic or other materials can also be used as the base material 3c. In that case, a metal film such as copper may be plated on the surface of the preformed plastic base material 3c. Alternatively, a metal film such as copper may be preformed in the mold cavity by electroforming, and then plastic may be injection molded to integrate with the metal film. In the case of FIG. 5, the core element consists only of a repeating pattern of conductors and no magnetic material is provided, but since a change in magnetic resistance occurs due to eddy current loss, the core element operates in the same manner as described above.

ところで、第5図に示すように表面コーテイン
グ3bをパターン3bの間の凹みに埋めるように
すると、その部分でどうしてもコーテイング3d
が沈み、仕上げ表面が滑らかにならないことが多
い。そこで、第6図に示すように、各コア3bの
間の凹みを適宜の充填物3eで充填し、その上か
ら表面コーテイング3dを施すようにすると良
い。充填物3eとしては、例えばニツケルめつき
などを用いることができる。
By the way, if the surface coating 3b is buried in the recesses between the patterns 3b as shown in FIG.
The surface often sinks and the finished surface is not smooth. Therefore, as shown in FIG. 6, it is preferable to fill the recesses between each core 3b with a suitable filler 3e, and then apply a surface coating 3d thereon. As the filler 3e, for example, nickel plating or the like can be used.

なお、基材3cに銅等の金属膜をめつきし、そ
の後所望のパターンでエツチングする場合、エツ
チング薬剤によつて基材3cの表面が侵されるお
それがある。特に基材3cが鉄等の金属である場
合その問題が大きい。そのような問題を解決する
ために、第7図に示すように、基材3cの表面全
体にエツチング薬剤に対して耐性を示す所定の物
質3f(例えば樹脂)の薄膜を形成し、その上か
ら銅めつき等を施し、更に所定のエツチングを行
つてコア要素のパターン3bを形成するようにす
るとよい。
Note that when the base material 3c is plated with a metal film such as copper and then etched in a desired pattern, there is a risk that the surface of the base material 3c may be attacked by the etching agent. This problem is particularly serious when the base material 3c is made of metal such as iron. In order to solve such problems, as shown in FIG. 7, a thin film of a predetermined material 3f (for example, resin) that is resistant to etching chemicals is formed on the entire surface of the base material 3c, and then a thin film is formed on the entire surface of the base material 3c. It is preferable to perform copper plating or the like and further perform a predetermined etching to form the pattern 3b of the core element.

〔考案の効果〕[Effect of idea]

以上の通り、この考案によれば、3相構造とし
たことにより、各相の磁気抵抗変化の関数に含ま
れる3倍波成分にもとづく信号成分が各相の2次
出力を合成したとき互いに相殺されるので、各相
の磁気抵抗変化の関数に3倍波成分が含まれるこ
とを原因とする出力位相における4倍波位相誤差
を原理的に除去することができる。
As described above, according to this invention, by adopting a three-phase structure, the signal components based on the third harmonic components contained in the function of the magnetic resistance change of each phase cancel each other out when the secondary outputs of each phase are combined, so that it is possible in principle to eliminate the fourth harmonic phase error in the output phase caused by the third harmonic components being included in the function of the magnetic resistance change of each phase.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの考案に係る直線位置検出装置の一
実施例を示す断面図、第2図は同実施例における
出力交流信号の電気的位相シフト量とコア部の変
位との関係を例示するグラフ、第3図はこの考案
に係る直線位置検出装置の他の実施例を示す断面
図、第4図は更に他の実施例を示す断面図、第5
図乃至第7図はコア部の形成方法を示す断面図、
第8図は従来の2相若しくは4相型の直線位置検
出装置における出力交流信号の電気的位相シフト
量とコア部の変位との関係を例示するグラフ、で
ある。 1……直線位置検出装置、1A〜1F……1次
コイル、2A〜2F……2次コイル、3……コア
部、3a……磁性体コア、3b……導電体コア、
3c……基材。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the linear position detection device according to this invention, and FIG. 2 is a graph illustrating the relationship between the amount of electrical phase shift of the output AC signal and the displacement of the core portion in the same embodiment. , FIG. 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of the linear position detection device according to the invention, FIG. 4 is a cross-sectional view showing still another embodiment, and FIG.
7 to 7 are cross-sectional views showing the method of forming the core part,
FIG. 8 is a graph illustrating the relationship between the electrical phase shift amount of the output AC signal and the displacement of the core portion in a conventional two-phase or four-phase linear position detection device. 1... Linear position detection device, 1A to 1F... Primary coil, 2A to 2F... Secondary coil, 3... Core portion, 3a... Magnetic core, 3b... Conductor core,
3c...Base material.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 直線変位方向に関して所定の距離だけ互いに
離隔して配置され、所定の位相差(120度)を
持つ3相の基準交流信号によつて個別に励磁さ
れる3相の1次コイルと、 この1次コイルに対応して設けられた2次コ
イルと、 前記1次コイル及び2次コイルに対して相対
的に直線変位可能に配され、かつ直線変位方向
に所定のピツチで繰返し設けられた複数のコア
要素を含み、前記1次コイルとこのコア要素と
の相対的位置に応じた磁気抵抗を前記各1次コ
イルの磁気回路に夫々生じさせるコア部とを具
備し、 前記1次コイルの配置の各相間の離隔距離
を、P×{n±(1/6)}(但し、Pは前記コア部
におけるコア要素の配列の1ピツチの距離、n
は任意の整理)に設定し、前記コア部の直線位
置に応じて位相シフトした出力信号を前記2次
コイルに生ぜしめるようにしたことを特徴とす
る直線位置検出装置。 (2) 前記各相毎の1次コイルは、P×{n±(1/
2)}の離隔距離で配置された逆相励磁される1
対のコイルからなつている実用新案登録請求の
範囲第1項記載の直線位置検出装置。
[Claims for Utility Model Registration] (1) Disposed apart from each other by a predetermined distance in the direction of linear displacement, and individually excited by three-phase reference AC signals having a predetermined phase difference (120 degrees). a three-phase primary coil; a secondary coil provided corresponding to the primary coil; and a secondary coil disposed so as to be linearly displaceable relative to the primary coil and the secondary coil, and in the direction of linear displacement. A core portion including a plurality of core elements repeatedly provided at a predetermined pitch and causing magnetic resistance in the magnetic circuit of each of the primary coils in accordance with the relative position of the primary coil and the core element. The separation distance between each phase of the arrangement of the primary coil is P×{n±(1/6)} (where P is the distance of one pitch of the arrangement of the core elements in the core part, n
(arbitrary arrangement), and generates in the secondary coil an output signal whose phase is shifted according to the linear position of the core portion. (2) The primary coil for each phase is P×{n±(1/
2) 1 arranged with a separation distance of
The linear position detection device according to claim 1, which is comprised of a pair of coils.
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