JPH0666503A - 位置検出装置の被検出用ロッド - Google Patents
位置検出装置の被検出用ロッドInfo
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- JPH0666503A JPH0666503A JP24128192A JP24128192A JPH0666503A JP H0666503 A JPH0666503 A JP H0666503A JP 24128192 A JP24128192 A JP 24128192A JP 24128192 A JP24128192 A JP 24128192A JP H0666503 A JPH0666503 A JP H0666503A
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】高精度な磁気目盛を簡単に設けることができる
位置検出装置の被検出用ロッドを提供すること。 【構成】磁気目盛が軸方向に一定ピッチ間隔で設けられ
た被検出用ロッドと、被検出用ロッドに対して近接配置
され、磁気を検出して電気信号に変換する磁気センサと
を備え、ロッドを磁気センサに対して軸方向に相対移動
させることにより、磁気センサからロッドの相対位置に
応じた信号を得る。ロッドとして、非磁性管の中に非磁
性管の内径とぼぼ同一の多数の磁性球を隙間なく挿入
し、非磁性管の一端部に磁性球を支えるストッパ部を設
け、他端部に磁性球をストッパ部方向に押圧するスプリ
ングを設けたものを使用する。
位置検出装置の被検出用ロッドを提供すること。 【構成】磁気目盛が軸方向に一定ピッチ間隔で設けられ
た被検出用ロッドと、被検出用ロッドに対して近接配置
され、磁気を検出して電気信号に変換する磁気センサと
を備え、ロッドを磁気センサに対して軸方向に相対移動
させることにより、磁気センサからロッドの相対位置に
応じた信号を得る。ロッドとして、非磁性管の中に非磁
性管の内径とぼぼ同一の多数の磁性球を隙間なく挿入
し、非磁性管の一端部に磁性球を支えるストッパ部を設
け、他端部に磁性球をストッパ部方向に押圧するスプリ
ングを設けたものを使用する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は非接触で被検出用ロッド
の位置を高精度に検出できる位置検出装置に関するもの
である。
の位置を高精度に検出できる位置検出装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、流体圧シリンダの位置検出装置と
して特開昭６１−１３７００１号公報に示されたものが
ある。この位置検出装置は、シリンダ本体の開口端側に
設けられ、１次交流信号に励磁されると共に２次交流信
号を取り出すためのコイル部と、周面において移動方向
に磁性体部と導電体部とが交互にかつ等ピッチで設けら
れたピストンロッドとを備えている。１次および２次コ
イルは４相のコイルグループからなり、ピストンロッド
の相対的直線位置に応じた各相磁気回路の磁気抵抗変化
の位相がほぼ９０度ずつずれるようにコイルが配置され
ている。その中で磁気抵抗変化が１８０度隔たった２つ
の相の１次コイルを正弦波信号によって励磁して２次コ
イル出力を差動的に取出し、磁気抵抗変化が１８０度隔
たった別の２つの相を余弦波信号によって励磁して２次
コイル出力を差動的に取出し、これらの２次コイル差動
出力信号を加算合成して得られた出力信号と入力された
正弦波信号または余弦波信号との位相差から、ピストン
ロッドの移動量を求めている。
して特開昭６１−１３７００１号公報に示されたものが
ある。この位置検出装置は、シリンダ本体の開口端側に
設けられ、１次交流信号に励磁されると共に２次交流信
号を取り出すためのコイル部と、周面において移動方向
に磁性体部と導電体部とが交互にかつ等ピッチで設けら
れたピストンロッドとを備えている。１次および２次コ
イルは４相のコイルグループからなり、ピストンロッド
の相対的直線位置に応じた各相磁気回路の磁気抵抗変化
の位相がほぼ９０度ずつずれるようにコイルが配置され
ている。その中で磁気抵抗変化が１８０度隔たった２つ
の相の１次コイルを正弦波信号によって励磁して２次コ
イル出力を差動的に取出し、磁気抵抗変化が１８０度隔
たった別の２つの相を余弦波信号によって励磁して２次
コイル出力を差動的に取出し、これらの２次コイル差動
出力信号を加算合成して得られた出力信号と入力された
正弦波信号または余弦波信号との位相差から、ピストン
ロッドの移動量を求めている。
【０００３】上記位置検出装置の場合、ピストンロッド
の周面に磁性体部と導電体部とを設けるため、磁性体よ
りなるピストンロッドの周面にリング状の導電体を取り
付け、外周全体をコーティングで被覆したものや、ピス
トンロッドの周面にらせん状の溝を形成するとともに、
外周をコーティングで被覆したもの、ピストンロッドの
周面にらせん状の溝を形成するとともに、溝に導電体を
埋め込み、外周全体をコーティングで被覆したものなど
種々の構造がある。
の周面に磁性体部と導電体部とを設けるため、磁性体よ
りなるピストンロッドの周面にリング状の導電体を取り
付け、外周全体をコーティングで被覆したものや、ピス
トンロッドの周面にらせん状の溝を形成するとともに、
外周をコーティングで被覆したもの、ピストンロッドの
周面にらせん状の溝を形成するとともに、溝に導電体を
埋め込み、外周全体をコーティングで被覆したものなど
種々の構造がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにピストンロッドに磁性体部と導電体部とを等ピッ
チ間隔で高精度に加工することは非常に難しく、１本の
ピストンロッドを製作するのに多大の手間と時間を要す
るという欠点があった。また、１ｍ程度の測定長を有す
る長尺なピストンロッドの場合、磁性体部と導電体部の
加工誤差が累積するため、高精度な位置検出装置が得ら
れないという欠点があった。そこで、本発明の目的は、
高精度な磁気目盛を簡単に設けることができる位置検出
装置の被検出用ロッドを提供することにある。
ようにピストンロッドに磁性体部と導電体部とを等ピッ
チ間隔で高精度に加工することは非常に難しく、１本の
ピストンロッドを製作するのに多大の手間と時間を要す
るという欠点があった。また、１ｍ程度の測定長を有す
る長尺なピストンロッドの場合、磁性体部と導電体部の
加工誤差が累積するため、高精度な位置検出装置が得ら
れないという欠点があった。そこで、本発明の目的は、
高精度な磁気目盛を簡単に設けることができる位置検出
装置の被検出用ロッドを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の位置検出装置の被検出用ロッドは、非磁性
管の中に非磁性管の内径とぼぼ同一の多数の磁性球を隙
間なく挿入し、非磁性管の一端部に磁性球を支えるスト
ッパ部を設け、他端部に磁性球をストッパ部方向に押圧
するスプリングを設けたものである。
め、本発明の位置検出装置の被検出用ロッドは、非磁性
管の中に非磁性管の内径とぼぼ同一の多数の磁性球を隙
間なく挿入し、非磁性管の一端部に磁性球を支えるスト
ッパ部を設け、他端部に磁性球をストッパ部方向に押圧
するスプリングを設けたものである。
【０００６】
【作用】非磁性管の中に非磁性管の内径とぼぼ同一の多
数の磁性球を挿入し、その一端側からスプリングで押圧
すると、磁性球は直列的にかつ密着して並ぶことにな
る。そのため、磁性球による磁性部と空気層による非磁
性部とが交互にかつ等ピッチで設けられることになり、
非磁性管の外側に磁気センサを近づけると、非磁性管の
軸方向の動きにつれて磁気センサからロッドの相対位置
に応じた信号を得ることができる。
数の磁性球を挿入し、その一端側からスプリングで押圧
すると、磁性球は直列的にかつ密着して並ぶことにな
る。そのため、磁性球による磁性部と空気層による非磁
性部とが交互にかつ等ピッチで設けられることになり、
非磁性管の外側に磁気センサを近づけると、非磁性管の
軸方向の動きにつれて磁気センサからロッドの相対位置
に応じた信号を得ることができる。
【０００７】磁性球としては、ベアリング用精密鋼球を
用いるのが望ましい。例えば直径１０ｍｍのベアリング
用精密鋼球（規格ＡＦＢＭＡ１０）の場合、その直径の
誤差は±０．０００７５ｍｍ程度と非常に小さく、この
ベアリングを１００個並べた場合でも、その寸法誤差の
合計は最大で±０．０７５ｍｍ程度であり、従来に比べ
て高精度な被検出用ロッドが得られる。
用いるのが望ましい。例えば直径１０ｍｍのベアリング
用精密鋼球（規格ＡＦＢＭＡ１０）の場合、その直径の
誤差は±０．０００７５ｍｍ程度と非常に小さく、この
ベアリングを１００個並べた場合でも、その寸法誤差の
合計は最大で±０．０７５ｍｍ程度であり、従来に比べ
て高精度な被検出用ロッドが得られる。
【０００８】温度変化に伴って非磁性管および磁性球は
共に熱膨張するが、通常の場合、管の軸方向の膨張率は
球の直径の膨張率より大きいので、球の間に隙間が生
じ、測定誤差の原因となる。そこで、非磁性管の一端側
に磁性球を支えるストッパ部を設け、他端側に磁性球を
ストッパ部方向に押圧するスプリングを設けることによ
り、磁性球どうしの密着性を保つとともに、管と球との
熱膨張差を吸収している。
共に熱膨張するが、通常の場合、管の軸方向の膨張率は
球の直径の膨張率より大きいので、球の間に隙間が生
じ、測定誤差の原因となる。そこで、非磁性管の一端側
に磁性球を支えるストッパ部を設け、他端側に磁性球を
ストッパ部方向に押圧するスプリングを設けることによ
り、磁性球どうしの密着性を保つとともに、管と球との
熱膨張差を吸収している。
【０００９】なお、本発明において非磁性管とは、非磁
性材料で形成された管のほか、磁性球より相対的に弱磁
性の管も含む。非磁性管としては、磁性球と磁気センサ
との距離を近づけるため、できるだけ薄肉な管を用いる
のが望ましい。また磁気センサとしては、磁気抵抗素
子、コイルのほか、磁気を検出して電気信号に変換する
センサであれば如何なるセンサでもよい。
性材料で形成された管のほか、磁性球より相対的に弱磁
性の管も含む。非磁性管としては、磁性球と磁気センサ
との距離を近づけるため、できるだけ薄肉な管を用いる
のが望ましい。また磁気センサとしては、磁気抵抗素
子、コイルのほか、磁気を検出して電気信号に変換する
センサであれば如何なるセンサでもよい。
【００１０】
【実施例】図１は本発明にかかる位置検出装置の一例を
示し、磁気センサとして磁気抵抗素子を用いている。被
検出用ロッド１は、アルミニウム，銅合金，ステンレス
スチールのような薄肉非磁性管２の中にベアリング用精
密鋼球よりなる多数の磁性球３を隙間なく挿入したもの
であり、磁性球３の直径は非磁性管２の内径とぼぼ等し
い。非磁性管２の一端部には磁性球３を支えるエンドキ
ャップ（ストッパ部）４が固着され、他端部にはねじ穴
を有するエンドキャップ５が固着されている。エンドキ
ャップ５のねじ穴には押えプラグ６が螺合しており、こ
の押えプラグ６と磁性球３との間にスプリング７が圧縮
状態で介装されている。そのため、磁性球３はエンドキ
ャップ４方向に押圧され、磁性球３どうしが互いに密着
している。なお、押えプラグ６の螺合量を調節すること
により、スプリング７の押圧力を自由に調節できる。上
記のようにして、被検出用ロッド１には磁性球３による
磁性部と空気層による非磁性部とが交互にかつ等ピッチ
Ｐで設けられることになる。このピッチＰは磁性球３の
直径で与えられる。
示し、磁気センサとして磁気抵抗素子を用いている。被
検出用ロッド１は、アルミニウム，銅合金，ステンレス
スチールのような薄肉非磁性管２の中にベアリング用精
密鋼球よりなる多数の磁性球３を隙間なく挿入したもの
であり、磁性球３の直径は非磁性管２の内径とぼぼ等し
い。非磁性管２の一端部には磁性球３を支えるエンドキ
ャップ（ストッパ部）４が固着され、他端部にはねじ穴
を有するエンドキャップ５が固着されている。エンドキ
ャップ５のねじ穴には押えプラグ６が螺合しており、こ
の押えプラグ６と磁性球３との間にスプリング７が圧縮
状態で介装されている。そのため、磁性球３はエンドキ
ャップ４方向に押圧され、磁性球３どうしが互いに密着
している。なお、押えプラグ６の螺合量を調節すること
により、スプリング７の押圧力を自由に調節できる。上
記のようにして、被検出用ロッド１には磁性球３による
磁性部と空気層による非磁性部とが交互にかつ等ピッチ
Ｐで設けられることになる。このピッチＰは磁性球３の
直径で与えられる。
【００１１】ロッド１の周面近傍には２個の検出器１
０，１１が近接配置されており、これら検出器１０，１
１の内部にはそれぞれ２個の磁気抵抗素子１２，１３お
よび１４，１５がロッド１の移動方向（軸方向）に並ん
だ状態に配置されている。上記磁気抵抗素子のうち、磁
気抵抗素子１２，１３が直列接続されて一方の組を構成
し、磁気抵抗素子１４，１５も直列接続されて他方の組
を構成している。ロッド１の移動に伴う磁気抵抗変化が
１８０度の位相差を持つように、磁気抵抗素子１２，１
３間および１４，１５間の距離はＰ／２に設定されてい
る。また、磁気抵抗素子１２，１３と磁気抵抗素子１
４，１５の中心間距離Ｍ、つまり検出器１０，１１間の
距離ＭはピッチＰの整数倍に対してＰ／４だけずれてい
る。図１の例では次式のように設定されている。
０，１１が近接配置されており、これら検出器１０，１
１の内部にはそれぞれ２個の磁気抵抗素子１２，１３お
よび１４，１５がロッド１の移動方向（軸方向）に並ん
だ状態に配置されている。上記磁気抵抗素子のうち、磁
気抵抗素子１２，１３が直列接続されて一方の組を構成
し、磁気抵抗素子１４，１５も直列接続されて他方の組
を構成している。ロッド１の移動に伴う磁気抵抗変化が
１８０度の位相差を持つように、磁気抵抗素子１２，１
３間および１４，１５間の距離はＰ／２に設定されてい
る。また、磁気抵抗素子１２，１３と磁気抵抗素子１
４，１５の中心間距離Ｍ、つまり検出器１０，１１間の
距離ＭはピッチＰの整数倍に対してＰ／４だけずれてい
る。図１の例では次式のように設定されている。
【数１】Ｍ＝２Ｐ−Ｐ／４
【００１２】磁気抵抗素子１２，１３および１４，１５
の一端にはそれぞれ正弦波状電圧（ａ sinωｔ）と余弦
波状電圧（ａ cosωｔ）が印加され、他端は接地され、
中央部より出力電圧Ｖd1, Ｖd2が取り出されている。磁
気抵抗素子１２〜１５の背後にはバイアス用永久磁石１
６，１７が配置されており、その磁束が素子１２〜１５
を貫いてロッド１に対してほぼ直角方向に作用するよう
に磁極の向きが設定されている。なお、磁気抵抗素子１
２，１３および１４，１５の一端に入力される交流電圧
（ａ sinωｔ, ａ cosωｔ）は、公知のクワドラチャ発
振回路等で容易に発生させることができる。
の一端にはそれぞれ正弦波状電圧（ａ sinωｔ）と余弦
波状電圧（ａ cosωｔ）が印加され、他端は接地され、
中央部より出力電圧Ｖd1, Ｖd2が取り出されている。磁
気抵抗素子１２〜１５の背後にはバイアス用永久磁石１
６，１７が配置されており、その磁束が素子１２〜１５
を貫いてロッド１に対してほぼ直角方向に作用するよう
に磁極の向きが設定されている。なお、磁気抵抗素子１
２，１３および１４，１５の一端に入力される交流電圧
（ａ sinωｔ, ａ cosωｔ）は、公知のクワドラチャ発
振回路等で容易に発生させることができる。
【００１３】磁気抵抗素子１２，１３が中立位置、つま
りロッド１の磁性部または非磁性部が素子１２，１３の
中央にある場合には、両素子１２，１３の磁気抵抗が等
しいため、中央部から取り出される出力電圧Ｖd1は（ａ
sinωｔ）／２である。ロッド１が移動して磁性部また
は非磁性部が磁気抵抗素子１２，１３の中央よりずれる
と、両素子１２，１３の磁気抵抗が不平衡となり、出力
電圧Ｖd1は釣合い点を中心として cos(2πx/P)で振幅が
変化する正弦波状電圧となる。これを一般式で表したの
が次式である。
りロッド１の磁性部または非磁性部が素子１２，１３の
中央にある場合には、両素子１２，１３の磁気抵抗が等
しいため、中央部から取り出される出力電圧Ｖd1は（ａ
sinωｔ）／２である。ロッド１が移動して磁性部また
は非磁性部が磁気抵抗素子１２，１３の中央よりずれる
と、両素子１２，１３の磁気抵抗が不平衡となり、出力
電圧Ｖd1は釣合い点を中心として cos(2πx/P)で振幅が
変化する正弦波状電圧となる。これを一般式で表したの
が次式である。
【数２】Ｖd1＝〔１／２＋ｋ cos(2πx/P)〕ａ sinωｔ ここで、ｋは磁気センサの感度係数、ｘはロッド１の変
位である。なお、上式の〔〕内の１／２は説明を容易に
するため各磁気抵抗素子の感度を全く同一と仮定した値
である。
位である。なお、上式の〔〕内の１／２は説明を容易に
するため各磁気抵抗素子の感度を全く同一と仮定した値
である。
【００１４】また、磁気抵抗素子１４，１５についても
同様に、ロッド１の変位量ｘに応じて振幅が変化する電
圧Ｖd2が得られるが、素子１４，１５にはａ cosωｔが
加えられているので、電圧Ｖd2は次式のようにＶd1に対
して９０度だけ位相がずれることになる。
同様に、ロッド１の変位量ｘに応じて振幅が変化する電
圧Ｖd2が得られるが、素子１４，１５にはａ cosωｔが
加えられているので、電圧Ｖd2は次式のようにＶd1に対
して９０度だけ位相がずれることになる。
【数３】Ｖd2＝〔１／２＋ｋ sin(2πx/P)〕ａ cosωｔ
【００１５】上記出力電圧Ｖd1, Ｖd2は演算増幅器１
８，１９の正入力にそれぞれ入力されている。演算増幅
器１８の負入力には正弦波状電圧（ａ sinωｔ）が抵抗
Ｒ1 および可変抵抗ＶＲ1 を介して印加されており、演
算増幅器１８の出力Ｖe1は抵抗Ｒ2 および上記可変抵抗
ＶＲ1 を介してフィードバックされている。この可変抵
抗ＶＲ1 は上記磁気抵抗素子１２，１３の感度のアンバ
ランスを調整するためのものであり、ロッド１の磁性部
または非磁性部が素子１２，１３の中立位置にある時、
演算増幅器１８の出力電圧Ｖe1が０ボルトになるように
調整される。同様に、演算増幅器１９の負入力には余弦
波状電圧（ａ cosωｔ）が抵抗Ｒ3 および可変抵抗ＶＲ
2 を介して印加され、演算増幅器１９の出力Ｖe2は抵抗
Ｒ4 および上記可変抵抗ＶＲ2 を介して負帰還されてい
る。
８，１９の正入力にそれぞれ入力されている。演算増幅
器１８の負入力には正弦波状電圧（ａ sinωｔ）が抵抗
Ｒ1 および可変抵抗ＶＲ1 を介して印加されており、演
算増幅器１８の出力Ｖe1は抵抗Ｒ2 および上記可変抵抗
ＶＲ1 を介してフィードバックされている。この可変抵
抗ＶＲ1 は上記磁気抵抗素子１２，１３の感度のアンバ
ランスを調整するためのものであり、ロッド１の磁性部
または非磁性部が素子１２，１３の中立位置にある時、
演算増幅器１８の出力電圧Ｖe1が０ボルトになるように
調整される。同様に、演算増幅器１９の負入力には余弦
波状電圧（ａ cosωｔ）が抵抗Ｒ3 および可変抵抗ＶＲ
2 を介して印加され、演算増幅器１９の出力Ｖe2は抵抗
Ｒ4 および上記可変抵抗ＶＲ2 を介して負帰還されてい
る。
【００１６】Ｒ1 ＝Ｒ2 ，Ｒ3 ＝Ｒ4 と仮定し、Ｖ
Ｒ1 ，ＶＲ2 を無視すると、演算増幅器１８，１９の負
入力に入力される電圧Ｖc1, Ｖc2は次式のようになる。
Ｒ1 ，ＶＲ2 を無視すると、演算増幅器１８，１９の負
入力に入力される電圧Ｖc1, Ｖc2は次式のようになる。
【数４】Ｖc1＝Ｖe1／２＋（ａ sinωｔ）／２
【数５】Ｖc2＝Ｖe2／２＋（ａ cosωｔ）／２ 演算増幅器１８，１９の増幅度が十分に大きいとする
と、Ｖc1＝Ｖd1，Ｖc2＝Ｖd2であるから、出力電圧
Ｖe1，Ｖe2は次式のようになる。
と、Ｖc1＝Ｖd1，Ｖc2＝Ｖd2であるから、出力電圧
Ｖe1，Ｖe2は次式のようになる。
【数６】Ｖe1＝２ａｋ cos(2πx/P)・ sinωｔ
【数７】Ｖe2＝２ａｋ sin(2πx/P)・ cosωｔ
【００１７】例えば磁気抵抗素子１２の抵抗値が最大で
磁気抵抗素子１３の抵抗値が最小の時、出力電圧Ｖe1は
図２のＡのように大きな振幅を有する電圧となり、逆に
磁気抵抗素子１３の抵抗値が最大で磁気抵抗素子１２の
抵抗値が最小の時、図２のＢのように１８０度位相が反
転した電圧となり、その中間では図２のＣ，Ｄのように
中間的な振幅を有する電圧となる。また、両方の素子１
２，１３の抵抗値が釣り合った時には、図２のＥで示す
ように出力電圧Ｖe1は０ボルトとなる。なお、出力電圧
Ｖe2は図２に対して９０度位相が異なる波形となる。
磁気抵抗素子１３の抵抗値が最小の時、出力電圧Ｖe1は
図２のＡのように大きな振幅を有する電圧となり、逆に
磁気抵抗素子１３の抵抗値が最大で磁気抵抗素子１２の
抵抗値が最小の時、図２のＢのように１８０度位相が反
転した電圧となり、その中間では図２のＣ，Ｄのように
中間的な振幅を有する電圧となる。また、両方の素子１
２，１３の抵抗値が釣り合った時には、図２のＥで示す
ように出力電圧Ｖe1は０ボルトとなる。なお、出力電圧
Ｖe2は図２に対して９０度位相が異なる波形となる。
【００１８】上記電圧Ｖe1，Ｖe2を差動的に検出するた
めに、演算増幅器２０と４個の抵抗Ｒ5 〜Ｒ8 が設けら
れている。演算増幅器２０の正入力には電圧Ｖe1を抵抗
Ｒ5，Ｒ6 で分圧した電圧が印加されており、負入力に
は電圧Ｖe2が抵抗Ｒ7 を経て印加されている。演算増幅
器２０の出力Ｖout は抵抗Ｒ8 を経て負帰還されている
ため、出力Ｖout は次式のようになる。
めに、演算増幅器２０と４個の抵抗Ｒ5 〜Ｒ8 が設けら
れている。演算増幅器２０の正入力には電圧Ｖe1を抵抗
Ｒ5，Ｒ6 で分圧した電圧が印加されており、負入力に
は電圧Ｖe2が抵抗Ｒ7 を経て印加されている。演算増幅
器２０の出力Ｖout は抵抗Ｒ8 を経て負帰還されている
ため、出力Ｖout は次式のようになる。
【数８】
【００１９】例えば、磁気抵抗素子１２，１３の感度係
数をｋ1 、磁気抵抗素子１４，１５の感度係数をｋ2 と
し、演算増幅器１８，１９の増幅度をそれぞれα1 ，α
2 とすると、電圧Ｖe1，Ｖe2は次のようになる。
数をｋ1 、磁気抵抗素子１４，１５の感度係数をｋ2 と
し、演算増幅器１８，１９の増幅度をそれぞれα1 ，α
2 とすると、電圧Ｖe1，Ｖe2は次のようになる。
【数９】Ｖe1＝２ａｋ1 α1 cos(2πx/P)・ sinωｔ
【数１０】Ｖe2＝２ａｋ2 α2 sin(2πx/P)・ cosωｔ ここで、抵抗Ｒ5 〜Ｒ8 の値を、
【数１１】 のように調整すれば、出力Ｖout は次式のように単純な
三角函数となる。
三角函数となる。
【数１２】Ｖout ＝ｂ sin (ωｔ− 2πx/P)
【００２０】図３は入力電圧ａ sinωｔと出力電圧Ｖ
out とを示しており、これら電圧の位相差Ｔ（＝ 2πx/
P)を検出すれば、１ピッチの範囲内でのロッド１の絶対
的変位ｘを検出できることになる。なお、１ピッチを越
えれば、ピッチ数をカウントすることによりロッド１の
直線変位をインクリメンタルに測定可能であることは勿
論である。
out とを示しており、これら電圧の位相差Ｔ（＝ 2πx/
P)を検出すれば、１ピッチの範囲内でのロッド１の絶対
的変位ｘを検出できることになる。なお、１ピッチを越
えれば、ピッチ数をカウントすることによりロッド１の
直線変位をインクリメンタルに測定可能であることは勿
論である。
【００２１】なお、上記実施例は位置検出装置のほんの
一例を示したに過ぎず、被検出用ロッドの変位を磁気セ
ンサによって電気信号に変換するものであれば、如何な
る検出方法を用いてもよい。例えば、磁気センサとして
特開昭６１−１３７００１号公報，特開平２−４５７１
２号公報のようにコイルを用いてもよい。また、入力信
号（ａ sinωｔ，ａ cosωｔ）と出力信号（ｂ sin (ω
ｔ− 2πx/P)）との位相差によってロッドの変位ｘを検
出するものに限らない。
一例を示したに過ぎず、被検出用ロッドの変位を磁気セ
ンサによって電気信号に変換するものであれば、如何な
る検出方法を用いてもよい。例えば、磁気センサとして
特開昭６１−１３７００１号公報，特開平２−４５７１
２号公報のようにコイルを用いてもよい。また、入力信
号（ａ sinωｔ，ａ cosωｔ）と出力信号（ｂ sin (ω
ｔ− 2πx/P)）との位相差によってロッドの変位ｘを検
出するものに限らない。
【００２２】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、非磁性管の中に磁性球を多数個挿入することに
より、磁性球による磁性部と空気層による非磁性部とか
らなる磁気目盛を得るようにしたので、従来のような面
倒な機械加工が不要となり、被検出用ロッドを簡単かつ
安価に製造できる。また、熱膨張により非磁性管および
磁性球が膨張しても、その膨張をスプリングの弾性によ
って吸収できるので、温度変化に伴う測定誤差を最小限
に抑制できる。さらに、ベアリング用精密鋼球のように
既存の技術によって高精度な磁性球が得られるので、１
ｍ程度の長尺な被検出用ロッドを製作しても、磁気目盛
の誤差の累積が小さく、極めて高精度の被検出用ロッド
を実現できるという効果がある。
よれば、非磁性管の中に磁性球を多数個挿入することに
より、磁性球による磁性部と空気層による非磁性部とか
らなる磁気目盛を得るようにしたので、従来のような面
倒な機械加工が不要となり、被検出用ロッドを簡単かつ
安価に製造できる。また、熱膨張により非磁性管および
磁性球が膨張しても、その膨張をスプリングの弾性によ
って吸収できるので、温度変化に伴う測定誤差を最小限
に抑制できる。さらに、ベアリング用精密鋼球のように
既存の技術によって高精度な磁性球が得られるので、１
ｍ程度の長尺な被検出用ロッドを製作しても、磁気目盛
の誤差の累積が小さく、極めて高精度の被検出用ロッド
を実現できるという効果がある。
【図１】本発明にかかる位置検出装置の一例の構造図で
ある。
ある。
【図２】演算増幅器から出力される電圧波形図である。
【図３】入力電圧と最終的な出力電圧との波形図であ
る。
る。
１ 被検出用ロッド ２ 非磁性管 ３ 磁性球 ４ エンドキャップ（ストッパ部） ７ スプリング １０，１１ 検出器 １２〜１５ 磁気抵抗素子（磁気センサ）
Claims (1)
- 【請求項１】磁気目盛が軸方向に一定ピッチ間隔で設け
られた被検出用ロッドと、被検出用ロッドに対して近接
配置され、磁気を検出して電気信号に変換する磁気セン
サとを備え、ロッドを磁気センサに対して軸方向に相対
移動させることにより、磁気センサからロッドの相対位
置に応じた信号を得るようにした位置検出装置におい
て、 非磁性管の中に非磁性管の内径とぼぼ同一の多数の磁性
球が隙間なく挿入され、非磁性管の一端部に磁性球を支
えるストッパ部が設けられ、他端部に磁性球をストッパ
部方向に押圧するスプリングが設けられていることを特
徴とする位置検出装置の被検出用ロッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24128192A JPH0666503A (ja) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | 位置検出装置の被検出用ロッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24128192A JPH0666503A (ja) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | 位置検出装置の被検出用ロッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0666503A true JPH0666503A (ja) | 1994-03-08 |
Family
ID=17071931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24128192A Pending JPH0666503A (ja) | 1992-08-17 | 1992-08-17 | 位置検出装置の被検出用ロッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0666503A (ja) |
-
1992
- 1992-08-17 JP JP24128192A patent/JPH0666503A/ja active Pending
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