JPH063103A - 変位検出器 - Google Patents
変位検出器Info
- Publication number
- JPH063103A JPH063103A JP18294492A JP18294492A JPH063103A JP H063103 A JPH063103 A JP H063103A JP 18294492 A JP18294492 A JP 18294492A JP 18294492 A JP18294492 A JP 18294492A JP H063103 A JPH063103 A JP H063103A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- displacement
- short
- magnetic flux
- coil
- circuit ring
- 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
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 変位体の変位を、その変位に対して直線的に
変化する電気信号の形で検出できる変位検出器を提供す
る。 【構成】 変位体である短絡環がコアの腕部に沿って変
位すると、検出コイルにおいて磁束がそのコイルの内側
を貫く範囲が短絡環の変位に対して直線的に変化する。
その結果検出コイルには短絡環の変位に対して直線的に
変化する電気信号が得られる。
変化する電気信号の形で検出できる変位検出器を提供す
る。 【構成】 変位体である短絡環がコアの腕部に沿って変
位すると、検出コイルにおいて磁束がそのコイルの内側
を貫く範囲が短絡環の変位に対して直線的に変化する。
その結果検出コイルには短絡環の変位に対して直線的に
変化する電気信号が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は変位する部材の位置を検
出する為に用いられる変位検出器に関し、詳しくは、上
記変位部材の位置に対応する電気信号が得られるように
した変位検出器に関する。
出する為に用いられる変位検出器に関し、詳しくは、上
記変位部材の位置に対応する電気信号が得られるように
した変位検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の変位検出器としては差動トラン
スがある。これは励磁コイルと検出コイルとが軸線方向
に縦列状態に配置され、それらの内部にコアを上記軸線
方向に移動自在に備えた構造である。そして上記コアを
変位部材に連結することによって、その変位部材の変位
に対応した電気信号を上記検出コイルから得ることが出
来る。
スがある。これは励磁コイルと検出コイルとが軸線方向
に縦列状態に配置され、それらの内部にコアを上記軸線
方向に移動自在に備えた構造である。そして上記コアを
変位部材に連結することによって、その変位部材の変位
に対応した電気信号を上記検出コイルから得ることが出
来る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような変位検出器
は、変位部材の変位に対し上記電気信号が非直線となる
問題点があった。
は、変位部材の変位に対し上記電気信号が非直線となる
問題点があった。
【０００４】本願発明は上記従来技術の問題点（技術的
課題）を解決する為になされたもので、変位部材の変位
に対して直線的に変化する電気信号を得ることができる
ようにした変位検出器を提供することを目的としてい
る。
課題）を解決する為になされたもので、変位部材の変位
に対して直線的に変化する電気信号を得ることができる
ようにした変位検出器を提供することを目的としてい
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本願発明における変位検出器は、一対の腕部を有す
るコアには、上記両腕部に相互に逆極性となる磁束を与
える為の励磁コイルを付設すると共に、上記コアにおけ
る一方の腕部沿って長寸の検出コイルを配設し、上記腕
部の少なくとも一方には、腕部において磁束の通過を遮
断する為の良導電材料製の短絡環を周設すると共に、該
短絡環は腕部に沿ってその長手方向に変位可能に構成し
たものである。
に、本願発明における変位検出器は、一対の腕部を有す
るコアには、上記両腕部に相互に逆極性となる磁束を与
える為の励磁コイルを付設すると共に、上記コアにおけ
る一方の腕部沿って長寸の検出コイルを配設し、上記腕
部の少なくとも一方には、腕部において磁束の通過を遮
断する為の良導電材料製の短絡環を周設すると共に、該
短絡環は腕部に沿ってその長手方向に変位可能に構成し
たものである。
【０００６】
【作用】短絡環がコアの腕部に沿って変位すると、検出
コイルにおいて磁束がそのコイルの内側を貫く範囲が短
絡環の変位に対して直線的に変化する。その結果検出コ
イルには短絡環の変位に対して直線的に変化する電気信
号が得られる。
コイルにおいて磁束がそのコイルの内側を貫く範囲が短
絡環の変位に対して直線的に変化する。その結果検出コ
イルには短絡環の変位に対して直線的に変化する電気信
号が得られる。
【０００７】
【実施例】以下本願の実施例を示す図面について説明す
る。図１に示される変位検出器１において、２はコア
で、高周波損失が少ない材料例えばフェライトコアをも
って構成される。３，４はコア２における二つの腕部
で、間隙５を隔てて平行に配置されている。腕部３は丸
棒状に形成され、腕部４は腕部３を取り囲む円筒状に形
成してある。６はそれらの腕部３，４の各一端相互を機
械的並びに磁気的に連結する連結部である。このような
形状のコア２はツボ形コアとして知られているものであ
る。上記コア２としては、少なくとも二つの腕部を有す
るものであれば他の任意のコア例えばコ字状或いはＥ字
状のコアの利用も可能である。７は上記コア２に付設し
た励磁コイルで、上記両腕部３，４に逆極性となる磁束
を与え得るよう間隙５の深部において腕部３に周設して
ある。８は筒状の検出コイルで、間隙５において腕部４
の内周面に添わせて設けてある。該コイル８の長さは図
示の如く励磁コイル７の部分を除いて腕部４の全長にわ
たる長寸に形成してある。
る。図１に示される変位検出器１において、２はコア
で、高周波損失が少ない材料例えばフェライトコアをも
って構成される。３，４はコア２における二つの腕部
で、間隙５を隔てて平行に配置されている。腕部３は丸
棒状に形成され、腕部４は腕部３を取り囲む円筒状に形
成してある。６はそれらの腕部３，４の各一端相互を機
械的並びに磁気的に連結する連結部である。このような
形状のコア２はツボ形コアとして知られているものであ
る。上記コア２としては、少なくとも二つの腕部を有す
るものであれば他の任意のコア例えばコ字状或いはＥ字
状のコアの利用も可能である。７は上記コア２に付設し
た励磁コイルで、上記両腕部３，４に逆極性となる磁束
を与え得るよう間隙５の深部において腕部３に周設して
ある。８は筒状の検出コイルで、間隙５において腕部４
の内周面に添わせて設けてある。該コイル８の長さは図
示の如く励磁コイル７の部分を除いて腕部４の全長にわ
たる長寸に形成してある。
【０００８】次に９は上記腕部３に周設した短絡環で、
上記間隙５内に腕部３に沿ってその長手方向即ち図１の
左右方向への移動を自在に設けてある。この短絡環９は
銅等の導電性の良い材料で構成される。10は短絡環９と
変位の検出対象とを繋ぐ連結部材で、銅パイプをもって
構成してあり、腕部３に沿ってその軸線方向に進退する
ようにしてある。連結部材10は短絡環９と一材で構成し
ても良い。連結部材10は絶縁材料で形成しても良い。16
は交流信号源で、検出コイル励磁用の交流信号として例
えば数キロヘルツ以上の一定周波数で且つ定電圧の正弦
波を生ずる発振回路が用いられる。18は出力端子であ
る。
上記間隙５内に腕部３に沿ってその長手方向即ち図１の
左右方向への移動を自在に設けてある。この短絡環９は
銅等の導電性の良い材料で構成される。10は短絡環９と
変位の検出対象とを繋ぐ連結部材で、銅パイプをもって
構成してあり、腕部３に沿ってその軸線方向に進退する
ようにしてある。連結部材10は短絡環９と一材で構成し
ても良い。連結部材10は絶縁材料で形成しても良い。16
は交流信号源で、検出コイル励磁用の交流信号として例
えば数キロヘルツ以上の一定周波数で且つ定電圧の正弦
波を生ずる発振回路が用いられる。18は出力端子であ
る。
【０００９】次に上記変位検出器の動作について説明す
る。励磁コイル７に信号源16からの電圧が加えられると
励磁コイル７は図１に示される如く磁束φを発生する。
総磁束は信号源16の電圧Ｅｉと周波数からほぼ一義的に
決定される。即ち励磁コイル７の巻数をＮとするとφ＝
Ｅｉ／ωＮ。この場合、短絡環９は前述のような材料で
形成してある為、磁束φが腕部３において短絡環９が位
置している箇所を通過する事を阻止する。即ち磁束がそ
こを通過しようとするとその磁束に対応する渦電流が短
絡環９に生じ、その渦電流によって上記通過しようとす
る磁束と同数で反対向きの磁束が発生される。この為、
磁束は腕部３において短絡環９が位置している箇所を実
質的に通過する事が出来ない。従って上記励磁コイル７
によって発生される上記総磁束は、短絡環９よりも連結
部６の側のみを通ることが出来、その分布は図１に示す
如き状態となる。
る。励磁コイル７に信号源16からの電圧が加えられると
励磁コイル７は図１に示される如く磁束φを発生する。
総磁束は信号源16の電圧Ｅｉと周波数からほぼ一義的に
決定される。即ち励磁コイル７の巻数をＮとするとφ＝
Ｅｉ／ωＮ。この場合、短絡環９は前述のような材料で
形成してある為、磁束φが腕部３において短絡環９が位
置している箇所を通過する事を阻止する。即ち磁束がそ
こを通過しようとするとその磁束に対応する渦電流が短
絡環９に生じ、その渦電流によって上記通過しようとす
る磁束と同数で反対向きの磁束が発生される。この為、
磁束は腕部３において短絡環９が位置している箇所を実
質的に通過する事が出来ない。従って上記励磁コイル７
によって発生される上記総磁束は、短絡環９よりも連結
部６の側のみを通ることが出来、その分布は図１に示す
如き状態となる。
【００１０】短絡環９が図２の（Ａ）〜（Ｃ）の如く変
位すると上記磁束φは夫々図示される如き範囲内に分布
する状態となる。従って検出コイル８の受ける磁束は常
にほぼ一定であるがその鎖交位置が短絡環９の位置に応
じて変化する。つまり上記磁束が検出コイル８の内側を
貫く範囲が短絡環９の位置に応じて変化する。検出コイ
ル８に得られる出力電圧Ｅｏは、検出コイルにおいて上
記磁束が貫く部分の巻数とそこを貫く磁束数との積に比
例する。上記検出コイル８はその長さ方向に均一巻に構
成されている。その結果、上記出力電圧Ｅｏとしては短
絡環９の変位ｘにほぼ比例した電圧を得ることができ
る。図３参照。
位すると上記磁束φは夫々図示される如き範囲内に分布
する状態となる。従って検出コイル８の受ける磁束は常
にほぼ一定であるがその鎖交位置が短絡環９の位置に応
じて変化する。つまり上記磁束が検出コイル８の内側を
貫く範囲が短絡環９の位置に応じて変化する。検出コイ
ル８に得られる出力電圧Ｅｏは、検出コイルにおいて上
記磁束が貫く部分の巻数とそこを貫く磁束数との積に比
例する。上記検出コイル８はその長さ方向に均一巻に構
成されている。その結果、上記出力電圧Ｅｏとしては短
絡環９の変位ｘにほぼ比例した電圧を得ることができ
る。図３参照。
【００１１】次に、上記検出コイル８と短絡環９の位置
関係は内外を逆にしても良い。即ち検出コイル８を腕部
３の外周面に沿って配設し、そのコイル８と腕部４との
間を短絡環９が移動するようにしても良い。
関係は内外を逆にしても良い。即ち検出コイル８を腕部
３の外周面に沿って配設し、そのコイル８と腕部４との
間を短絡環９が移動するようにしても良い。
【００１２】次に図４の（Ａ）及び（Ｂ）は上記検出コ
イルの異なる例を示すもので、検出コイル８から得られ
る出力電圧の直線性を更に良好にすることができるよ
う、検出コイル８を傾斜巻即ち軸線方向に巻数を変化さ
せて構成した例を示すものである。巻数の変化の度合い
は、コアにおける磁束の分布の特性に応じて、検出コイ
ル８の出力が前記短絡環の変位に対し正確に直線的変化
をする状態となるように定める。
イルの異なる例を示すもので、検出コイル８から得られ
る出力電圧の直線性を更に良好にすることができるよ
う、検出コイル８を傾斜巻即ち軸線方向に巻数を変化さ
せて構成した例を示すものである。巻数の変化の度合い
は、コアにおける磁束の分布の特性に応じて、検出コイ
ル８の出力が前記短絡環の変位に対し正確に直線的変化
をする状態となるように定める。
【００１３】次に図５は変位検出器の異なる実施例を示
すもので、コア2eとしてコの字状コアを用いると共に、
短絡環9eを、検出コイル8eを付設した側の腕部4eに沿っ
て移動するようにした例を示すものである。このような
コアを用いる例では、励磁コイル7eはコア2eにおける連
結部6eに周設しても良い。なお、機能上前図のものと同
一又は均等構成と考えられる部分には、前図と同一の符
号にアルファベットのｅを付して重複する説明を省略し
た。（また次図以降のものにおいても順次同様の考えで
アルファベットのｆ，ｇ・・を順に付して重複する説明
を省略する。）
すもので、コア2eとしてコの字状コアを用いると共に、
短絡環9eを、検出コイル8eを付設した側の腕部4eに沿っ
て移動するようにした例を示すものである。このような
コアを用いる例では、励磁コイル7eはコア2eにおける連
結部6eに周設しても良い。なお、機能上前図のものと同
一又は均等構成と考えられる部分には、前図と同一の符
号にアルファベットのｅを付して重複する説明を省略し
た。（また次図以降のものにおいても順次同様の考えで
アルファベットのｆ，ｇ・・を順に付して重複する説明
を省略する。）
【００１４】次に図６は変位検出器の更に異なる例を示
すもので、検出コイルから差動出力が得られるようにし
た例を示すものである。この例では二つのコア2fを対向
状に配設し、各々に励磁コイル7fを備えさせてある。コ
アにおける腕部3fはフェライトでもって別体に構成さ
れ、腕部4fに対して軸線方向に進退自在にしてある。そ
してこの腕部3fに短絡環9fを取付けて腕部3fが連結部材
10ｆを兼ねるようにしてある。尚21は励磁コイル7fや検
出コイル8fのリード線を引き出す為の引出口を示す。こ
のように構成したものにあっては、短絡環9fが両検出コ
イル7fの中間位置を基準として、一方の励磁コイル7fの
側或いは他方の励磁コイル7fの側へ変位するに伴い、
（Ｂ）の如き出力信号を検出コイル8fから得ることがで
きる。
すもので、検出コイルから差動出力が得られるようにし
た例を示すものである。この例では二つのコア2fを対向
状に配設し、各々に励磁コイル7fを備えさせてある。コ
アにおける腕部3fはフェライトでもって別体に構成さ
れ、腕部4fに対して軸線方向に進退自在にしてある。そ
してこの腕部3fに短絡環9fを取付けて腕部3fが連結部材
10ｆを兼ねるようにしてある。尚21は励磁コイル7fや検
出コイル8fのリード線を引き出す為の引出口を示す。こ
のように構成したものにあっては、短絡環9fが両検出コ
イル7fの中間位置を基準として、一方の励磁コイル7fの
側或いは他方の励磁コイル7fの側へ変位するに伴い、
（Ｂ）の如き出力信号を検出コイル8fから得ることがで
きる。
【００１５】次に図７の（Ａ）、（Ｂ）は短絡環9gを動
かす構造が異なる変位検出器の例を示すもので、コア2g
に形成した透孔22に挿通した連結ピン24によって、短絡
環9gと変位の被検出部材23とを連結した例を示すもので
ある。尚腕部3gに（Ｃ）に示す如き溝25を形成し、上記
連結ピンがこの溝25を通るようにしても良い。
かす構造が異なる変位検出器の例を示すもので、コア2g
に形成した透孔22に挿通した連結ピン24によって、短絡
環9gと変位の被検出部材23とを連結した例を示すもので
ある。尚腕部3gに（Ｃ）に示す如き溝25を形成し、上記
連結ピンがこの溝25を通るようにしても良い。
【００１６】次に図８は短絡環9hを動かす構造の更に異
なる変位検出器の例を示すもので、コア2hの腕部4hに形
成したスリット27を連結部材10ｈが移動するようにした
例を示すものである。
なる変位検出器の例を示すもので、コア2hの腕部4hに形
成したスリット27を連結部材10ｈが移動するようにした
例を示すものである。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本願発明にあっては、短絡
環９が腕部３に沿って変位した場合、励磁コイル７によ
り発せられる磁束の分布範囲が短絡環９の変位に対して
直線的に変わり、その結果、検出コイル８において上記
磁束と鎖交する巻数が短絡環９の変位に対して直線的に
変わり、従って検出コイル８には短絡環９の変位に対し
て直線的に変化する電気信号を得ることのできる効果が
ある。
環９が腕部３に沿って変位した場合、励磁コイル７によ
り発せられる磁束の分布範囲が短絡環９の変位に対して
直線的に変わり、その結果、検出コイル８において上記
磁束と鎖交する巻数が短絡環９の変位に対して直線的に
変わり、従って検出コイル８には短絡環９の変位に対し
て直線的に変化する電気信号を得ることのできる効果が
ある。
【図１】変位検出器の縦断面図。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は変位検出器の動作を説明する
為の縦断面図。
為の縦断面図。
【図３】変位と出力電圧との関係を示すグラフ。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は夫々検出コイルの巻き方の異
なる例を示す断面図。
なる例を示す断面図。
【図５】（Ａ）は変位検出器の異なる例を示す斜視図、
（Ｂ）は（Ａ）の例の水平断面図。
（Ｂ）は（Ａ）の例の水平断面図。
【図６】（Ａ）は変位検出器の更に異なる実施例を示す
縦断面図、（Ｂ）は短絡環の変位と出力信号との関係を
示すグラフ。
縦断面図、（Ｂ）は短絡環の変位と出力信号との関係を
示すグラフ。
【図７】（Ａ）は変位検出器の更に異なる実施例を示す
縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図、
（Ｃ）は腕部の断面形状の異なる例を示す図。
縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図、
（Ｃ）は腕部の断面形状の異なる例を示す図。
【図８】（Ａ）は変位検出器の更に異なる実施例を示す
縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図。
縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図。
２ コア ３，４ 腕部 ７ 励磁コイル ８ 検出コイル ９ 短絡環
Claims (1)
- 【請求項１】 一対の腕部を有するコアには、上記両腕
部に相互に逆極性となる磁束を与える為の励磁コイルを
付設すると共に、上記コアにおける一方の腕部沿って長
寸の検出コイルを配設し、上記腕部の少なくとも一方に
は、腕部において磁束の通過を遮断する為の良導電材料
製の短絡環を周設すると共に、該短絡環は腕部に沿って
その長手方向に変位可能に構成したことを特徴とする変
位検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18294492A JPH063103A (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | 変位検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18294492A JPH063103A (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | 変位検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH063103A true JPH063103A (ja) | 1994-01-11 |
Family
ID=16127100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18294492A Pending JPH063103A (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | 変位検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH063103A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6600311B1 (en) | 1999-05-26 | 2003-07-29 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Magnetic sensor for detecting the angular displacement of a rotating shaft |
| US6682714B2 (en) | 2001-03-06 | 2004-01-27 | Alchemix Corporation | Method for the production of hydrogen gas |
| CN111811422A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-23 | 中国水利水电科学研究院 | 一种基于锚索稳固的岩石边坡形变在线监测采集装置 |
-
1992
- 1992-06-17 JP JP18294492A patent/JPH063103A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6600311B1 (en) | 1999-05-26 | 2003-07-29 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Magnetic sensor for detecting the angular displacement of a rotating shaft |
| US6682714B2 (en) | 2001-03-06 | 2004-01-27 | Alchemix Corporation | Method for the production of hydrogen gas |
| CN111811422A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-23 | 中国水利水电科学研究院 | 一种基于锚索稳固的岩石边坡形变在线监测采集装置 |
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