JPH0749206A - 渦電流式の距離測定装置および距離比較装置 - Google Patents

渦電流式の距離測定装置および距離比較装置

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JPH0749206A
JPH0749206A JP21215093A JP21215093A JPH0749206A JP H0749206 A JPH0749206 A JP H0749206A JP 21215093 A JP21215093 A JP 21215093A JP 21215093 A JP21215093 A JP 21215093A JP H0749206 A JPH0749206 A JP H0749206A
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JP
Japan
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distance
eddy current
digital signal
coil
amplifier unit
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Application number
JP21215093A
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English (en)
Inventor
Kenzo Yogo
謙三 與語
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発振振幅と距離とがほぼ正比例する範囲だけ
でなく、それを越えた範囲においても測定できるように
すること。 【構成】 距離測定装置は、コイルを有する渦電流セン
サ(10)と、渦電流センサからの出力信号を増幅する
アンプユニット(12)とを備えるもので、前記コイル
に流す高周波電流によって渦電流が発生する材料で形成
した被測定物の基準位置からの距離を測定する。前記渦
電流による渦電流損に対応するアンプユニット(12)
からのアナログ信号をデジタル信号に変換する変換器
(14)と、デジタル信号と距離との関係を前もって記
憶し、変換器(14)からデジタル信号が入力したと
き、該デジタル信号に対応する距離を選定するコントロ
ーラ(16)とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は渦電流式の距離測定装置
および距離比較装置に関し、特に、コイルを有する渦電
流センサと、該渦電流センサからの出力信号を増幅する
アンプユニットとを備える距離測定装置、およびこの距
離測定装置を利用する距離比較装置に関する。
【0002】
【従来の技術】コイルを有する渦電流センサの前記コイ
ルに流す高周波電流によって磁界を発生させ、この磁界
内にある鉄のような導体に渦電流を起こさせ、渦電流に
よる渦電流損を測定して増幅し、これによってコイルと
被測定物との間の距離を求める測定装置が提案されてい
る(特開昭57-200803 号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】渦電流損は、渦電流セ
ンサと被測定物との間の距離が大きくなるにつれ、次第
に小さくなるが、前記高周波電流の発振振幅は、前記距
離が大きくなるにつれ、次第に大きくなる。一般に、渦
電流センサからの信号を増幅するアンプユニットは、渦
電流損が小さくなるにつれ、発振振幅が次第に大きくな
る発振器を用いる結果、発振振幅と距離とが距離のある
範囲内ではほぼ正比例する関係を出力し、距離の測定に
資する。ところが、前記距離の範囲はコイルの大きさに
よって定まるため、結局、コイルの大きさによって測定
装置の測定できる範囲が定まっている。
【0004】本発明の目的は、発振振幅と距離とがほぼ
正比例する範囲だけでなく、それを越えた範囲において
も測定できるようにすることによって、コイルの大きさ
による制約を少なくできる、渦電流式の距離測定装置を
提供することにある。
【0005】本発明の別の目的は、前記距離測定装置を
利用する距離比較装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る距離測定装
置は、コイルを有する渦電流センサと、該渦電流センサ
からの出力信号を増幅するアンプユニットとを備え、前
記コイルに流す高周波電流によって渦電流が発生する材
料で形成した被測定物の基準位置からの距離を測定する
装置であって、前記渦電流による渦電流損に対応する前
記アンプユニットからのアナログ信号をデジタル信号に
変換する変換器と、デジタル信号と距離との関係を前も
って記憶し、前記変換器からデジタル信号が入力したと
き、該デジタル信号に対応する距離を選定するコントロ
ーラとを含む。
【0007】本発明に係る距離比較装置は、コイルを有
する渦電流センサと、該渦電流センサからの出力信号を
増幅するアンプユニットとを備え、前記コイルに流す高
周波電流によって渦電流が発生する材料で形成した被測
定物の基準位置からの距離を比較する装置であって、前
記渦電流による渦電流損に対応する前記アンプユニット
からのアナログ信号をデジタル信号に変換する変換器
と、デジタル信号と距離との関係を記憶し、かつ、複数
の所定位置における正規の距離を記憶しているコントロ
ーラであって前記変換器から前記所定位置に係るデジタ
ル信号が入力したとき、該デジタル信号に対応する距離
を選定すると共に、該距離と前記所定位置の正規の距離
とを比較するコントローラとを含む。
【0008】
【作用および効果】コントローラは、デジタル信号が入
力すると、記憶の中からそのデジタル信号に対応する距
離を選定し、表示、印刷その他によって知らせる。これ
により、被測定物の基準位置からの距離を知ることがで
きる。
【0009】渦電流センサを使用するため、被測定物と
渦電流センサとの非接触の測定が可能である。
【0010】発振振幅と距離、したがって発振振幅から
派生的に得られる電圧と距離とがほぼ比例する線形の範
囲だけでなく、比例関係が成立しない非線形の範囲の測
定が可能であることから、コイルの大きさによる制約を
実質的に除くことができる。その結果、小さなコイルに
よって従来では測定できなかった大きな距離の測定が可
能である。
【0011】本発明に係る距離比較装置では、コントロ
ーラは、デジタル信号が入力すると、記憶の中からその
デジタル信号に対応する距離を選定すると共に、この距
離と前もって記憶していた正規の距離とを比較する。そ
の結果または両者の差を表示もしくは印刷するなどによ
り、測定した距離の正規の距離からのばらつきを知るこ
とができる。
【0012】
【実施例】距離測定装置は、図1および図2に示すよう
に、渦電流センサ10と、アンプユニット12と、変換
器14と、コントローラ16とを備える。
【0013】渦電流センサ10はコイル11(図3)を
有する。このコイル11に高周波電流を流すと、コイル
11の近傍に高周波磁界が起こる。そこで、高周波磁界
に鉄のような導体の材料で形成した被測定物をおくと、
被測定物に磁束の通過する方向に垂直な方向の渦電流が
流れ、これにより電力を消費することから、渦電流損が
生ずる。この渦電流損は、コイル11からの距離が大き
くなるにつれ、次第に小さくなる。
【0014】アンプユニット12は、渦電流センサ10
からの出力信号を増幅する。図3に示す実施例では、ア
ンプユニット12は、高周波発振器18で発生された高
周波電圧を検波器20によって検波して直流電圧を得、
これを増幅器22によって増幅している。
【0015】渦電流損は、前記のように、コイル11か
らの距離が大きくなるにつれ、次第に小さくなるが、発
進振幅は、コイル11からの距離が大きくなるにつれ、
次第に大きくなる。したがって、発進振幅を検波して得
られる直流電圧は、コイル11からの距離が大きくなる
につれ、次第に大きくなる傾向を呈する、と考えられ
る。そこで実際に測定してみると、図4に示すように、
距離が約1 〜5mm の範囲Aでは、直流電圧と距離とがほ
ぼ比例する線形の関係が成り立つが、1mm 以下の範囲B
および5 〜10mmの範囲Cでは非線形となる。ところが、
範囲Bにおける非線形の程度は少ないため、従来、Aと
Bとの範囲を線形化、すなわちリニアライザし、この範
囲で直流電圧の変化から距離を測定する渦電流式の測定
装置が実用されている。
【0016】本発明では、AとBとの範囲に加え、Cの
範囲の測定を可能にする。この場合、AとBとの範囲で
は、直流電圧と距離との線形の関係を利用することが得
策である。そこで、増幅器22の出力を比較器24に導
き、電圧が距離5mm のときの電圧6vであるか否かを比較
する。電圧が6v以下であるとき、直流電圧と距離との線
形の関係から直流電圧に対応する距離を得るべくリニア
ライザ回路26に出力し、その出力信号をA−D変換器
14に入れる。
【0017】一方、電圧が6vを越えるとき、比較器24
の出力を増幅器28に導き、ここで増幅した非線形の、
しかし再現性のある傾向Dに基づいて対応する距離を得
る。増幅器28の出力をA−D変換器14に入れる。
【0018】変換器14は、渦電流による渦電流損に対
応するアンプユニット12からのアナログ信号をデジタ
ル信号に変換するもので、たとえば、距離が1/100mm の
間隔で区切られるように電圧を細分し、細分したそれぞ
れの電圧をデジタル値に変換する。
【0019】コントローラ16は、CPUまたはコンピ
ュータであり、デジタル信号と距離との関係を前もって
記憶している。図4の実施例では、電圧が6vになるまで
の線形の傾向Aの電圧と、電圧が6v〜10v の範囲の非線
形の傾向Dの電圧とを前記のように細分してデジタル値
とし、各デジタル値に距離を対応させて記憶している。
したがって、渦電流センサ10からの高周波信号を検波
し、増幅した結果、傾向Aに含まれる電圧であるか、傾
向Dに含まれる電圧であるかに関係なく、コントローラ
16はその電圧に対応する距離を選定する。コントロー
ラ16は、選定した距離をディスプレイ画面17に表示
するか、またはプリンタ30によって印字する。
【0020】前記距離測定装置を利用する距離比較装置
は、次のように構成する。すなわち、コントローラ16
に複数の所定位置における正規の距離を記憶しておき、
変換器14から前記所定位置に係るデジタル信号が入力
したとき、該デジタル信号に対応する距離と前記所定位
置の正規の距離とを比較させる。
【0021】複数の所定位置における正規の距離は、オ
ペレータがコントローラ16のキーボードを操作して入
力することができる。また、図1に示すように、計算機
援用設計、いわゆるキャド32によって入力することが
できる。
【0022】たとえば、図5および図6に示す自動車の
車体40については、車種毎に車体各部の寸法や車体側
の部材42とドア44との間のすきま46の大きさなど
が正規の値で入力されている。いま、部材42とドア4
4との間のすきま46の大きさを測定し、正規の距離と
比較しようとする場合、所定位置01-10、01-11 ・・、02
-10、02-11 ・・などの正規のすきま距離をキャド32か
ら呼び出し、これをフロッピィディスク34に記憶し、
フロッピィドライブ36を介してコントローラ16に記
憶する。
【0023】一方、板状のアッタチメントの一方の側に
コイル11を配置し、他方の側にマグネットを配置して
渦電流センサ10を形成し、マグネットを使用して渦電
流センサ10を所定の位置01-10、01-11 ・・における部
材42に取り付ける。
【0024】図2に示す実施例では、18個の渦電流セ
ンサ10を用意してあり、これら渦電流センサ10は、
アンプユニット12に接続されている。全ての渦電流セ
ンサ10を所定位置に取り付けた後、アンプユニット1
2の電源をONにし、トリガーボタン38を押すと、全て
の渦電流センサ10から信号が出力し、直流電圧のデジ
タル値がコントローラ16に入力する。
【0025】コントローラ16は、次の補正を行う。 D=Do +Dat ここで、Dは実際の距離、Do は直流電圧のデジタル値
から読み取られる距離、Datは渦電流センサの厚みであ
る。
【0026】したがって、実際には、コントローラ16
は、デジタル値に対応するすきまの距離Do を選定する
と共に、この選定した距離の大きさに渦電流センサの厚
みDatを加えた実際の距離Dを演算し、所定位置の正規
のすきまの距離と比較する。選定した距離と比較した結
果とは、そのまま、またはその差を取ってディスプレイ
画面17に表示したり、プリンタ30によって印字させ
たりすることができる。
【0027】図2に示すように、アンプユニット12の
複数の渦電流センサ10のそれぞれにON-OFFスイッチ3
9を設けておき、このスイッチがONの渦電流センサ10
だけがトリガーボタン38によってトリガーされるよう
に形成することもできる。
【0028】図2に示す実施例によれば、アンプユニッ
ト12、変換器14およびコントローラ16の他、プリ
ンタ30、フロッピィドライブ36などがキャスタ付き
のテーブルに載っているため、機器の搬送を容易かつ迅
速に行うことができる。
【0029】距離比較装置によれば、測定時間が短いた
め、自動車の生産ライン内での測定比較が可能となり、
不良箇所の発見、修正を生産中に行うことができる。こ
れにより、品質を向上できる。また、熟練を要すること
なく、誰でも簡単に距離の測定比較ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る距離測定装置の実施例の斜視図で
ある。
【図2】図1に示した距離測定装置を使用状態に配置し
た斜視図である。
【図3】本発明に係る距離測定装置のブロック図であ
る。
【図4】本発明に係る距離測定装置において使用した電
圧と距離との関係を示すグラフである。
【図5】本発明に係る距離比較装置によって測定比較を
行った車体を示す側面図である。
【図6】図5の6−6線に沿って切断した拡大図であ
る。
【符号の説明】
10 渦電流センサ 11 コイル 12 アンプユニット 14 変換器 16 コントローラ 17 ディスプレイ画面 30 プリンタ 32 キャド

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コイルを有する渦電流センサと、該渦電
    流センサからの出力信号を増幅するアンプユニットとを
    備え、前記コイルに流す高周波電流によって渦電流が発
    生する材料で形成した被測定物の基準位置からの距離を
    測定する装置であって、前記渦電流による渦電流損に対
    応する前記アンプユニットからのアナログ信号をデジタ
    ル信号に変換する変換器と、デジタル信号と距離との関
    係を前もって記憶し、前記変換器からデジタル信号が入
    力したとき、該デジタル信号に対応する距離を選定する
    コントローラとを含む、渦電流式の距離測定装置。
  2. 【請求項2】 コイルを有する渦電流センサと、該渦電
    流センサからの出力信号を増幅するアンプユニットとを
    備え、前記コイルに流す高周波電流によって渦電流が発
    生する材料で形成した被測定物の基準位置からの距離を
    比較する装置であって、前記渦電流による渦電流損に対
    応する前記アンプユニットからのアナログ信号をデジタ
    ル信号に変換する変換器と、デジタル信号と距離との関
    係を記憶し、かつ、複数の所定位置における正規の距離
    を記憶しているコントローラであって前記変換器から前
    記所定位置に係るデジタル信号が入力したとき、該デジ
    タル信号に対応する距離を選定すると共に、該距離と前
    記所定位置の正規の距離とを比較するコントローラとを
    含む、渦電流式の距離比較装置。
JP21215093A 1993-08-05 1993-08-05 渦電流式の距離測定装置および距離比較装置 Pending JPH0749206A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007511742A (ja) * 2003-09-19 2007-05-10 オートモーティブ システムズ ラボラトリー インコーポレーテッド 磁気式衝突センサ
JP2009192385A (ja) * 2008-02-14 2009-08-27 Nippon System Kaihatsu Kk 変位センサシステム及び変位センサ

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007511742A (ja) * 2003-09-19 2007-05-10 オートモーティブ システムズ ラボラトリー インコーポレーテッド 磁気式衝突センサ
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