JPH09184702A - 差動トランス用アンプの温度補償方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度による利得ドリフト及びオフセットドリ
フトを補償する差動トランス用アンプの温度補償方法を
提供する。 【解決手段】 予め初期データとして、Ａ相及びＢ相の
増幅出力をそれぞれ測定すると共に、励磁入力を少なく
とも２点設定しその励磁入力を直接増幅した増幅出力を
それぞれ測定しておく。計測時、計測データとしてＡ相
及びＢ相の増幅出力と上記２点の励磁入力増幅出力とを
それぞれ測定する。これら計測データ及び上記初期デー
タを演算してＡ相及びＢ相の増幅出力を補正する。初期
と計測時との状態変化による入出力特性の違いは上記２
点の入出力を用いた演算で補正できる。データ演算は温
度の影響を受けないから、温度補償に好適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、差動トランスの電
気系を構成する差動トランス用アンプに係り、特に、温
度による利得ドリフト及びオフセットドリフトを補償す
る差動トランス用アンプの温度補償方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】工作機械などに、ミクロンオーダの精密
な寸法計測を行う目的で用いられる差動トランス（ＬＶ
ＤＴ）は、一次側コイルに励磁電力を供給し、これによ
って励磁されたコアを２つの二次側コイル（以下、一方
をＡ相、他方をＢ相の二次側コイルと呼ぶ）に対して変
位させ、これらＡ相及びＢ相の二次側コイルに現れる出
力を計測し、二次側コイル両相の出力差を一次側コイル
励磁入力と比較することにより、コアが変位した距離に
変換するようになっている。距離は、ミクロン（μｍ）
単位で測定することができる。励磁入力やＡ相及びＢ相
の出力を直流に変換して比較する過程で増幅のためにア
ンプが用いられる。これら差動トランスのためのアンプ
等からなる電気系を総合して差動トランス用アンプと呼
ぶことにする。この差動トランス用アンプには、これを
構成する様々な部品の温度変化によるゲイン変動、オフ
セット変動があるため励磁入力や二次側各相出力が変動
し距離測定が不安定になる。

【０００３】図５に、このような差動トランス用アンプ
の入出力特性を示す。図示されるように、状態（１）に
おける入出力は線形特性を有する。また、温度変化によ
るゲイン変動、オフセット変動が生じた状態（２）にお
ける入出力も線形特性を有する。しかし、状態（１）と
状態（２）とではゲイン、オフセット共に異なるので、
状態が変化してしまうと同じ測定結果が得られない。

【０００４】従って、これらの変動による測定結果を補
正し、温度変化による計測誤差を無くする必要がある。
即ち、状態（１）でも状態（２）でも同じ測定結果が得
られるように温度補償する必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、差動
トランスによる距離測定は、温度により安定しないこと
がある。とりわけ、ミクロン単位での高精度の寸法計測
にとっては、温度変化による計測誤差は重大である。こ
のような誤差は、温度特性の良くない安価な部品でアン
プを構成すると顕著に現れる。しかし、温度特性の優れ
た高価な部品でアンプを構成しても、完全に温度ドリフ
トを抑えることは困難である。

【０００６】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、温度による利得ドリフト及びオフセットドリフトを
補償する差動トランス用アンプの温度補償方法を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、差動トランスの一次側コイルに励磁入力を
供給すると共に二次側コイルのＡ相及びＢ相の出力を増
幅する差動トランス用アンプの温度補償方法において、
予め初期データとして、上記Ａ相及びＢ相の増幅出力を
それぞれ測定すると共に、上記励磁入力を少なくとも２
点設定しその励磁入力を直接増幅した増幅出力をそれぞ
れ測定しておき、計測時、計測データとして上記Ａ相及
びＢ相の増幅出力と上記２点の励磁入力増幅出力とをそ
れぞれ測定し、これら計測データ及び上記初期データを
演算してＡ相及びＢ相の増幅出力を補正するものであ
る。

【０００８】上記初期データ及び計測データは、予めＡ
相及びＢ相の増幅出力を測定し、これを相殺するための
オフセットデータをそれぞれ求めておき、これらオフセ
ットデータによる調整成分を重畳した増幅出力から測定
してもよい。

【０００９】上記初期データを上記差動トランスのコア
の基準位置にて測定すると共に、換算データとして基準
位置より上記コアを所定距離ずらせた位置で各相の増幅
出力を測定しておき、この換算データにより、上記補正
されたＡ相及びＢ相の増幅出力の差を上記コアが基準位
置から変位した距離データに換算してもよい。

【００１０】

【発明の実施の形態】まず、本発明の方法の原理を説明
する。

【００１１】図４に示されるように、状態（１）におい
て、任意のＤ１，Ｄ２を入力し、出力Ｙ１，Ｙ２を得た
のち、状態（２）において、同じＤ１，Ｄ２を入力し、
出力Ｙ１´，Ｙ２´を得たものとする。この状態（２）
において、Ｘを入力し、出力Ｙｘ´を得たとき補正によ
りこれをＹｘ、即ち、状態（１）であればＸを入力して
得られるはずの出力にすることができればよいことにな
る。

【００１２】このために、まず、状態（１）の入出力特
性の傾斜（ゲイン）を求め、さらに、状態（２）の入出
力特性の傾斜（ゲイン）を求める。そして、これらゲイ
ンの比を求める。

【００１３】 状態（１）のゲイン＝（Ｙ２−Ｙ１）／（Ｄ２−Ｄ１） 状態（２）のゲイン＝（Ｙ２´−Ｙ１´）／（Ｄ２−Ｄ１） ゲイン比 ＝（Ｙ２−Ｙ１）／（Ｙ２´−Ｙ１´） このゲイン比を用い、状態（２）における（Ｘ−Ｄ１）
分の入力に対する出力ΔＹｘを求めることができる。こ
れは傾斜の補正に相当する。

【００１４】ΔＹｘ＝（Ｙｘ´−Ｙ１´）×｛（Ｙ２−
Ｙ１）／（Ｙ２´−Ｙ１´）｝ 次に、Ｙ１をΔＹｘに加えると、状態（１）であればＸ
を入力して得られるはずの出力Ｙｘが得られる。これは
差の補正に相当する。

【００１５】 Ｙｘ＝ΔＹｘ＋Ｙ１ ＝（Ｙｘ´−Ｙ１´）×｛（Ｙ２−Ｙ１）／（Ｙ２´−
Ｙ１´）｝＋Ｙ１ このような原理により、状態（１）及び状態（２）にお
ける２点の入出力データＤ１，Ｄ２，Ｙ１，Ｙ２，Ｙ１
´，Ｙ２´があれば、状態（２）における点Ｘでの測定
結果Ｙｘ´を状態（１）における測定結果Ｙｘに補正す
ることができる。なお、ここではコア位置の変化は考慮
していない。

【００１６】実際には、Ａ相及びＢ相の出力がコア位置
によって変化するので、状態（１）においても状態
（２）においても、コア位置に左右されない励磁入力を
測定し、かつＡ相及びＢ相の増幅出力をそれぞれ測定
し、Ａ相，Ｂ相個別に補正する必要がある。従って、具
体的な温度補償方法は、予め初期データとして、Ａ相及
びＢ相の増幅出力をそれぞれ測定すると共に、励磁入力
を２点設定しその励磁入力を直接増幅した増幅出力をそ
れぞれ測定しておく。計測時には、計測データとしてＡ
相及びＢ相の増幅出力と上記２点の励磁入力増幅出力と
をそれぞれ測定する。これら計測データ及び初期データ
を演算してＡ相及びＢ相の増幅出力を補正することにな
る。

【００１７】距離測定のためには、初期データを差動ト
ランスのコアの基準位置にて測定するのがよく、このと
き換算データとして基準位置よりコアを所定距離ずらせ
た位置で各相の増幅出力を測定しておく。

【００１８】以下本発明の一実施形態を添付図面に基づ
いて詳述する。

【００１９】図１に示されるように、本発明に係る差動
トランス用アンプ回路は、距離の変化を電圧の変化に変
えるセンサとしての差動トランス１と、差動トランス１
の仕様に基づく一次側コイル励磁周波数で発振する発振
器２と、この発振器２の出力を増幅し差動トランス１の
一次側コイルに励磁入力を供給するべく出力電圧（利
得）をプログラムにより変更可能に構成されたＤＡＣア
ンプ３と、アナログスイッチ，リレーなどで構成され差
動トランス１の一次側コイルに入力される励磁入力又は
差動トランスのＡ相，Ｂ相の出力を選択して取り出すマ
ルチプレクサ４と、差動トランス１の二次側コイル負荷
仕様を満足し、マルチプレクサ４を経由した信号を以降
の処理に必要な信号レベルに増幅する増幅器（ＡＣアン
プ）５と、この信号の交流電圧を直流電圧に変換する整
流回路６と、整流回路６による全波整流出力の交流分を
減衰させる低域通過フィルタ（第１ＬＰＦ）７と、第１
ＬＰＦ７から出力される信号成分の中心を後述のＡＤＣ
の入力範囲のほぼ中心に合わせるオフセット電圧調整回
路８と、オフセット電圧調整された信号の電圧を所望の
大きさに増幅する増幅器（ＤＣアンプ）９と、ＤＣアン
プ９で増幅された交流分を減衰させる低域通過フィルタ
（第２ＬＰＦ）１０と、第２ＬＰＦ１０の出力のアナロ
グ電圧をデジタル値に変換するＡＤ変換器（ＡＤＣ）１
１と、本発明の方法により温度補償処理を行うＣＰＵ１
２とからなる。

【００２０】この構成において、マルチプレクサ４の選
択によって、ＡＤＣ１１には、Ａ相及びＢ相の増幅出力
又は励磁入力の増幅出力が現れるようになっている。

【００２１】ＣＰＵ１２は、データを格納するメモリ及
びプログラムを格納するメモリを有し、プログラムに従
い、ＤＡＣアンプ３の出力電圧の設定、マルチプレクサ
４の選択、ＡＤＣ１１の読取り等を所定の手順で行い、
得られたデータを用いて補正計算や距離換算の演算を行
うようになっている。

【００２２】この実施形態では、補正処理及び距離換算
の手順は、 １．基準位置にて初期データを測定する［基準位置の設
定］、 ２．換算データを測定する［換算データの測定］、 ３．計測データを測定し、補正データを計算し、距離デ
ータに換算する［計測・補正計算・距離換算］からな
る。

【００２３】［基準位置の設定］基準となる位置（Ｌ
０）に差動トランス１のコアを移動した状態にて、ＣＰ
Ｕ１２は、次の４つのデータからなる初期データをＡＤ
Ｃ１１から読み取る。これは図４における状態（１）で
の測定に相当する。尚、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３は、ＤＡＣア
ンプ３の出力電圧を設定するためにプログラムによりＤ
ＡＣアンプ３に書き込む値であり、Ｄ１，Ｄ２は異なる
任意の値を取り得る。また、Ｄ３はＤＡＣアンプ出力が
差動トランス入力仕様を満足するような値とする。

【００２４】１）Ａ相初期データ読み取り ＤＡＣアンプ３にＤ３をセットし、マルチプレクサ４は
ＣＯＭ端子−第１端子を接続し、ＡＤＣ１１からＡ相増
幅出力のデータを読み取る。この値をＡ相初期データＹ
ａ（Ｌ０）とする。

【００２５】２）Ｂ相初期データ読み取り ＤＡＣアンプ３にＤ３をセットし、マルチプレクサ４の
ＣＯＭ端子−第２端子を接続し、ＡＤＣ１１からＢ相増
幅出力のデータを読み取る。この値をＢ相初期データＹ
ｂ（Ｌ０）とする。

【００２６】３）初期疑似データＹ１読み取り ＤＡＣアンプ３にＤ１をセットし、マルチプレクサ４の
ＣＯＭ端子−第３端子を接続し、ＡＤＣ１１から１点目
の励磁入力増幅出力のデータ（このように励磁入力を設
定して差動トランスを介さずに増幅して得たデータを疑
似データと呼ぶ）を読み取る。この値を初期疑似データ
Ｙ１とする。

【００２７】４）初期疑似データＹ２読み取り ＤＡＣアンプ３にＤ２をセットし、マルチプレクサ４の
ＣＯＭ端子−第３端子を接続し、ＡＤＣ１１から２点目
の励磁入力増幅出力のデータを読み取る。この値を初期
疑似データＹ２とする。

【００２８】［換算データの測定］差動トランス１のコ
アを任意の距離Ｌｃ（μｍ）移動した状態にて、ＤＡＣ
アンプ３にＤ３をセットし、マルチプレクサ４のＣＯＭ
端子−第１端子を接続し、ＡＤＣ１１からＡ相増幅出力
のデータを読み取る。この値を換算データＹａ（Ｌｃ）
とする。

【００２９】さらに、差動トランス１のコアはそのまま
で、ＤＡＣアンプ３にＤ３をセットし、マルチプレクサ
４のＣＯＭ端子−第２端子を接続し、ＡＤＣ１１からＢ
相増幅出力のデータを読み取る。この値を換算データＹ
ｂ（Ｌｃ）とする。

【００３０】［計測・補正計算・距離換算］被計測物を
セットした状態、即ち差動トランス１のコアを被計測物
に応じて移動させた状態にて、次の４つのデータからな
る計測データをＡＤＣ１１から読み取る。この時、回路
状態は基準位置を設定した時の状態から変動している可
能性がある。そこで、計測データと初期データとからＡ
相及びＢ相の増幅出力を補正する。最終的に、コアが基
準位置から移動した距離を求める。

【００３１】１）Ａ相計測データ読み取り ＤＡＣアンプ３にＤ３をセットし、マルチプレクサ４の
ＣＯＭ端子−第１端子を接続し、ＡＤＣ１１からＡ相増
幅出力のデータを読み取る。この値をＡ相計測データＹ
ａ´（Ｌ１）とする。

【００３２】２）Ｂ相計測データ読み取り ＤＡＣアンプ３にＤ３をセットし、マルチプレクサ４の
ＣＯＭ端子−第２端子を接続し、ＡＤＣ１１からＢ相増
幅出力のデータを読み取る。この値をＢ相計測データＹ
ｂ´（Ｌ１）とする。

【００３３】３）計測疑似データＹ１´読み取り ＤＡＣアンプ３にＤ１をセットし、マルチプレクサ４の
ＣＯＭ端子−第３端子を接続し、ＡＤＣ１１から１点目
の励磁入力増幅出力のデータを読み取る。この値を計測
疑似データＹ１´とする。

【００３４】４）計測疑似データＹ２´読み取り ＤＡＣアンプ３にＤ２をセットし、マルチプレクサ４の
ＣＯＭ端子−第３端子を接続し、ＡＤＣ１１から２点目
の励磁入力増幅出力のデータを読み取る。この値を計測
疑似データＹ２´とする。

【００３５】５）補正データの算出（補正計算） Ａ相補正出力をＹｘａ、Ｂ相補正出力をＹｘｂとする
と、これらの補正出力は、上記４つの初期データと４つ
の計測データとを用い、次式で計算される。

【００３６】Ｙｘａ＝｛Ｙａ´（Ｌ１）−Ｙ１´｝×
｛（Ｙ１−Ｙ２）／（Ｙ１´−Ｙ２´）｝−｛Ｙａ（Ｌ
０）−Ｙ１｝ Ｙｘｂ＝｛Ｙｂ´（Ｌ１）−Ｙ１´｝×｛（Ｙ１−Ｙ
２）／（Ｙ１´−Ｙ２´）｝−｛Ｙｂ（Ｌ０）−Ｙ１｝ ６）距離を求める Ａ相補正出力ＹｘａとＢ相補正出力Ｙｘｂとの差は、被
計測物によるコアの位置が基準位置から変位しているこ
とによる偏差値である。

【００３７】偏差値＝Ｙｘａ−Ｙｘｂ この偏差値を距離データに換算する。

【００３８】距離＝（Ｙｘａ−Ｙｘｂ）×Ｌａ／｛Ｙａ
（Ｌｃ）−Ｙｂ（Ｌｃ）｝ このようにして、初期データと計測データとからＡ相補
正出力及びＢ相補正出力を求め、両者による偏差値を換
算データにより距離データに換算する。

【００３９】以上まとめると、予め（温度変化が生じる
前に）測定しておいた初期データと、その後、計測時
（温度変化が生じた後に）測定した計測データとを演算
することによって、温度補償が達成される。この演算
は、データ演算であるから温度には無関係に結果を出す
ことができる。実施形態のようにＣＰＵを用いたものは
デジタル演算であるから正確であり、かつデータの読み
取りや設定の手順が自動化され好ましいし。また、初期
データを差動トランスのコアの基準位置にて測定し、基
準位置よりコアをずらせて換算データを測定するように
したので、回路状態が変動しないうちにこれらのデータ
を得ることができる。

【００４０】ここで、上記実施形態の補正計算について
詳しく説明する。

【００４１】まず、線形アンプの一般式は、 Ｙ＝ＧＸ＋Ｂ Ｙ：アンプ出力 Ｇ：アンプゲイン Ｘ：入力信号 Ｂ：オフセット で表される。

【００４２】ＤＡＣアンプ、差動トランス（ＬＶＤＴ）
を含んだこの差動トランス用アンプの入出力は、 Ｙ＝Ｇ×Ｎ（Ｄ）×Ｘ（Ｌ）＋Ｂ Ｎ（Ｄ）：ＤＡＣアンプ設定データにより決まる倍率 Ｄ：ＤＡＣアンプ設定データ Ｘ（Ｌ）：ＬＶＤＴ入出力関数 Ｙ，Ｇ，Ｂ：上記に同じ で表される。

【００４３】差動トランスにはその特性上、次の関係が
ある。

【００４４】Ｘａ（Ｌ）−Ｘｂ（Ｌ）＝Ｌ×ＧＬ Ｘａ（Ｌ）：差動トランスのＡ相入出力関数 Ｘｂ（Ｌ）：差動トランスのＢ相入出力関数 Ｌ：計測距離 ＧＬ：差動トランス距離換算データ 基準位置を設定した時の回路状態をＧ，Ｂで表し、基準
位置をＬ０で示すとき、各相の出力は、 Ｙａ（Ｌ０）＝Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×Ｘａ（Ｌ０）＋Ｂ Ｙｂ（Ｌ０）＝Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×Ｘｂ（Ｌ０）＋Ｂ であるから、 Ｙａ（Ｌ０）−Ｙｂ（Ｌ０）＝｛Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×Ｘａ（Ｌ０）＋Ｂ｝ −｛Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×Ｘｂ（Ｌ０）＋Ｂ｝ … となり、疑似信号読み値Ｙ１，Ｙ２は、 Ｙ１＝Ｇ×Ｎ（Ｄ１）＋Ｂ Ｙ２＝Ｇ×Ｎ（Ｄ２）＋Ｂ となる。

【００４５】この回路状態において計測位置Ｌ１にて計
測したとすると、 Ｙａ（Ｌ１) −Ｙｂ（Ｌ１）＝｛Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×Ｘａ（Ｌ１）＋Ｂ｝ −｛Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×Ｘｂ（Ｌ１）＋Ｂ｝ ＝Ｇ×Ｎ（Ｄ３） ×｛Ｘａ（Ｌ１）−Ｘｂ（Ｌ１）｝ … となる。

【００４６】基準位置Ｌ０と計測位置Ｌ１との差による
式−式は、 ｛Ｙａ（Ｌ１）−Ｙｂ（Ｌ１）｝−｛Ｙａ（Ｌ０）一Ｙｂ（Ｌ０）｝ ＝Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×｛Ｘａ（Ｌ１）−Ｘｂ（Ｌ１）｝ −Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×｛Ｘａ（Ｌ０）−Ｘｂ（Ｌ０）｝ ＝Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×［｛（Ｘａ（Ｌ１）−Ｘｂ（Ｌ１）｝ −｛Ｘａ（Ｌ０）−Ｘｂ（Ｌ０）｝］ … となる。

【００４７】ところが、回路状態が変化しＧ´，Ｂ´に
なり、Ａ相，Ｂ相の読み値がＹａ´，Ｙｂ´になったと
すると、 Ｙａ´（Ｌ１）＝Ｇ´×Ｎ（Ｄ３）×Ｘａ（Ｌ１）＋Ｂ´ Ｙｂ´（Ｌ１）＝Ｇ´×Ｎ（Ｄ３）×Ｘｂ（Ｌ１）＋Ｂ´ Ｙａ´（Ｌ１）−Ｙｂ´（Ｌ１） ＝｛Ｇ´×Ｎ（Ｄ３）×Ｘａ（Ｌ１）＋Ｂ´｝ −｛Ｇ´×Ｎ（Ｄ３）×Ｘｂ（Ｌ１）＋Ｂ´） ＝Ｇ´×Ｎ（Ｄ３）×｛Ｘａ（Ｌ１）−Ｘｂ（Ｌ１）｝ となり、疑似信号読み値Ｙ１´、Ｙ２´は、 Ｙ１´＝Ｇ´×Ｎ（Ｄ１）＋Ｂ´ Ｙ２´＝Ｇ´×Ｎ（Ｄ２）＋Ｂ´ となる。

【００４８】この読み取り値を上記補正式にあてはめた
結果が、基準位置を設定した時の回路状態における基準
位置Ｌ０と計測位置Ｌ１との差による式になれば補正
できたことになる。

【００４９】 Ｙｘａ＝｛Ｙａ´（Ｌ１）−Ｙ１´｝ ×｛（Ｙ１−Ｙ２）／（Ｙ１´−Ｙ２´）｝ −｛Ｙａ（Ｌ０）−Ｙ１｝ （補正式） ＝｛Ｙａ´（Ｌ１）−Ｙ１´｝ ×［｛Ｇ×Ｎ（Ｄ１）＋Ｂ｝−｛Ｇ×Ｎ（Ｄ２）＋Ｂ｝］ ／［｛Ｇ´×Ｎ（Ｄ１）＋Ｂ´｝ −｛Ｇ´×Ｎ（Ｄ２）＋Ｂ´｝］ −｛Ｙａ（Ｌ０）−Ｙ１｝ ＝｛Ｙａ´（Ｌ１）−Ｙ１´｝×Ｇ×｛Ｎ（Ｄ１）−Ｎ（Ｄ２）｝ ／［Ｇ´×｛Ｎ（Ｄ１）−Ｎ（Ｄ２）｝］ −｛Ｙａ（Ｌ０）−Ｙ１｝ ＝｛Ｙａ´（Ｌ１）−Ｙ１´｝×Ｇ／Ｇ´ −｛Ｙａ（Ｌ０）−Ｙ１｝ ＝［｛Ｇ´×Ｎ（Ｄ３）×Ｘａ（Ｌ１）＋Ｂ´｝ −｛Ｇ´×Ｎ（Ｄ１）＋Ｂ´｝］×Ｇ／Ｇ´ −［｛Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×Ｘａ（Ｌ０）＋Ｂ｝ −｛Ｇ×Ｎ（Ｄ１）＋Ｂ｝］ ＝Ｇ´×｛Ｎ（Ｄ３）×Ｘａ（Ｌ１）−Ｎ（Ｄ１）｝×Ｇ／Ｇ´ −Ｇ×｛Ｎ（Ｄ３）×Ｘａ（Ｌ０）−Ｎ（Ｄ１）｝ ＝｛Ｎ（Ｄ３）×Ｘａ（Ｌ１）−Ｎ（Ｄ１）｝×Ｇ −Ｇ×｛Ｎ（Ｄ３）×Ｘａ（Ｌ０）−Ｎ（Ｄ１）｝ ＝Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×｛Ｘａ（Ｌ１）−Ｘａ（Ｌ０）｝ 同様に、 Ｙｘｂ＝｛Ｙｂ´（Ｌ１）−Ｙ１´｝ ×｛（Ｙ１−Ｙ２）／（Ｙ１´−Ｙ２´）｝ −｛Ｙｂ（Ｌ０）−Ｙ１｝ （補正式） ＝Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×｛Ｘｂ（Ｌ１）−Ｘｂ（Ｌ０）｝ 基準位置との差の値＝Ｙｘａ−Ｙｘｂ ＝Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×｛Ｘａ（Ｌ１）−Ｘａ（Ｌ０）｝ −Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×｛Ｘｂ（Ｌ１）−Ｘｂ（Ｌ０）｝ ＝Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×［｛（Ｘａ（Ｌ１）−Ｘｂ（Ｌ１）｝ −｛Ｘａ（Ｌ０）−Ｘｂ（Ｌ０）｝］ 上式は、計測位置から基準位置を引いた値（式）にな
っている。

【００５０】距離データに換算すると、 距離＝（Ｙｘａ−Ｙｘｂ）×（Ｌａ／［｛Ｙａ（Ｌｃ）
−Ｙｂ（Ｌｃ）｝］ となる。

【００５１】次に本発明の他の実施形態を説明する。

【００５２】差動トランスが例えば１０ｍｍのストロー
クのものであれば、ＡＤＣ１１のレンジが１０ｍｍに相
当するように差動トランス用アンプ回路の利得を設定す
ることにより、全ストロークが計測可能になる。この場
合、距離分解能はＡＤＣ１１の分解能に依存する。も
し、１μｍの距離分解能を得るためにはＡＤＣ１１の分
解能計は１／１００００が必要になる。計測したい距離
の分解能に対しデータ読み取りの分解能が足りない場合
に、この距離を計る方法、即ち倍率を上げる方法として
以下の実施形態を用いることができる。

【００５３】この実施形態では、予めＡ相及びＢ相の増
幅出力を測定し、これを相殺するためのオフセットデー
タをそれぞれ求めておく。初期データ及び計測データ
は、これらオフセットデータによる調整成分（オフセッ
ト）を重畳した増幅出力から測定する。Ａ相のデータ読
取りとＢ相のデータ読取りとでは、互いに異なる（一致
することもある）オフセットを与えて行うことになる。
このオフセットはもともと存在しているオフセットを相
殺するものであり、これによりアンプ利得を大きくして
もＡＤＣ１１のレンジを越えないようにできるので、Ａ
ＤＣ１１で読み取れる電圧の範囲を実質上拡げることが
できる。

【００５４】図２に示されるように、差動トランス用ア
ンプ回路は、図１と異なる要素として、基準電源１３、
オフセット電圧ＤＡＣ回路１４及び第２マルチプレクサ
１５を備えている。図１の形態は、オフセット電圧調整
回路８により第１ＬＰＦ７から出力される信号成分の中
心をＡＤＣ１１の入力範囲のほぼ中心に合わせるように
していたが、図２の形態では、オフセット電圧ＤＡＣ回
路１４を用い、プログラムにより任意のデータを設定す
ることでオフセット電圧を調整する。基準電源１３はオ
フセット電圧ＤＡＣ回路１４に基準電圧を提供するもの
である。第２マルチプレクサ１５は、ＤＣアンプ９及び
第２ＬＰＦ１０をバイパスしてデータを取り込めるよう
にしたものである。なお、第２ＬＰＦ１０はリップルが
小さい時は不要である。

【００５５】この実施形態では、補正処理及び距離換算
の手順は、１．基準位置にて初期データを測定する［基
準位置の設定］、２．換算データを測定する［換算デー
タの測定］、３．計測データを測定し、補正データを計
算し、距離データに換算する［計測・補正計算・距離換
算］からなる。

【００５６】［基準位置の設定]基準となる位置（Ｌ
０）に差動トランス１のコアを移動した状態にて、ＣＰ
Ｕ１２は、まず、各相毎にオフセットの設定を行い、さ
らに各相３つ、合計６つのデータからなる初期データを
ＡＤＣ１１から読み取る。Ｄａ１，Ｄａ２，Ｄｂ１，Ｄ
ｂ２，Ｄ３は図１の実施形態におけるＤ１，Ｄ２，Ｄ３
同様に選ぶことができる。

【００５７】（１）Ａ相オフセット設定及び初期データ
読み取り １．オフセット電圧算出 ＤＡＣアンプ３にＤ３をセットし、マルチプレクサ４の
ＣＯＭ端子−第１端子を接続し、第２マルチプレクサ１
５のＣＯＭ端子−第１端子を接続し、ＡＤＣ１１からオ
フセットをバイパスしたＡ相増幅出力のデータを読み取
る。この値と同じ大きさで逆符号の電圧がオフセット電
圧調整ＤＡＣ回路１４から出力されるようオフセット調
整ＤＡＣ回路１４に設定する値を求める。この値をオフ
セットデータＤ４ａとする。

【００５８】２．オフセットの設定 オフセット電圧調整ＤＡＣ１４にオフセットデータＤ４
ａを設定する。

【００５９】３．Ａ相初期データ読み取り ＤＡＣアンプ３にＤ３をセットし、マルチプレクサ４の
ＣＯＭ端子−第１端子を接続し、第２マルチプレクサ１
５のＣＯＭ端子−第２端子を接続し、ＡＤＣ１１からオ
フセットを付加したＡ相増幅出力のデータを読み取る。
この値をＡ相初期データＹａ（Ｌ０）とする。

【００６０】４．Ａ相初期疑似データ読み取り（Ｙａ
ｌ，Ｙａ２） ＤＡＣアンプ３にＤａ１をセットし、マルチプレクサ４
のＣＯＭ端子−第３端子を接続し、第２マルチプレクサ
１５のＣＯＭ端子−第２端子を接続し、ＡＤＣ１１から
オフセットを付加した１点目の励磁入力増幅出力のデー
タを読み取る。この値をＡ相初期疑似データＹａ１とす
る。

【００６１】また、ＤＡＣアンプ３にＤａ２をセット
し、マルチプレクサ４のＣＯＭ端子−第３端子を接続
し、第２マルチプレクサ１５のＣＯＭ端子−第２端子を
接続し、ＡＤＣ１１からオフセットを付加した２点目の
励磁入力増幅出力のデータを読み取る。この値をＡ相初
期疑似データＹａ２とする。

【００６２】（２）Ｂ相オフセット設定及び初期データ
読み取り １. オフセット電圧算出 ＤＡＣアンプ３にＤ３をセットし、マルチプレクサ４の
ＣＯＭ端子−第２端子を接続し、第２マルチプレクサ１
５のＣＯＭ端子−第１端子を接続し、ＡＤＣ１１からオ
フセットをバイパスしたＢ相増幅出力のデータを読み取
る。この値と同じ大きさで逆符号の電圧がオフセット電
圧調整ＤＡＣ回路１４から出力されるようオフセット調
整ＤＡＣ回路１４に設定する値を求める。この値をオフ
セットデータＤ４ｂとする。

【００６３】２. オフセットの設定 オフセット電圧調整ＤＡＣ１４にオフセットデータＤ４
ｂを設定する。

【００６４】３．Ｂ相初期データ読み取り ＤＡＣアンプ３にＤ３をセットし、マルチプレクサ４の
ＣＯＭ端子−第２端子を接続し、第２マルチプレクサ１
５のＣＯＭ端子−第２端子を接続し、ＡＤＣ１１からオ
フセットを付加したＢ相増幅出力のデータを読み取る。
この値をＢ相初期データＹｂ（Ｌ０）とする。

【００６５】４．Ｂ相初期疑似データ読み取り（Ｙｂ
ｌ，Ｙｂ２） ＤＡＣアンプ３にＤｂｌをセットし、マルチプレクサ４
のＣＯＭ端子−第３端子を接続し、第２マルチプレクサ
１５のＣＯＭ端子−第２端子を接続し、ＡＤＣ１１から
オフセットを付加した１点目の励磁入力増幅出力のデー
タを読み取る。この値をＢ相初期疑似データＹｂ１とす
る。

【００６６】また、ＤＡＣアンプ３にＤｂ２をセット
し、マルチプレクサ４のＣＯＭ端子−第３端子を接続
し、第２マルチプレクサ１５のＣＯＭ端子−第２端子を
接続し、ＡＤＣ１１からオフセットを付加した２点目の
励磁入力増幅出力のデータを読み取る。この値をＢ相初
期疑似データＹｂ２とする。

【００６７】［換算データの測定］差動トランス１のコ
アを任意の距離Ｌｃ（μｍ）移動した状態にて、ＤＡＣ
アンプ３にＤ３をセットし、オフセット電圧調整ＤＡＣ
回路１４にＤ４ａを設定し、マルチプレクサ４のＣＯＭ
端子−第１端子を接続し、第２マルチプレクサ１５のＣ
ＯＭ端子−第２端子を接続し、ＡＤＣ１１からオフセッ
トを付加したＡ相増幅出力のデータを読み取る。この値
を換算データＹａ（Ｌｃ）とする。

【００６８】さらに、差動トランス１のコアはそのまま
で、ＤＡＣアンプにＤ３をセットし、オフセット電圧調
整ＤＡＣ回路１４にＤ４ｂを設定し、マルチプレクサ４
のＣＯＭ端子−第２端子を接続し、第２マルチプレクサ
１５のＣＯＭ端子−第２端子を接続し、ＡＤＣ１１から
オフセットを付加したＢ相増幅出力のデータを読み取
る。この値を換算データＹｂ（Ｌｃ）とする。

【００６９】［計測・補正計算・距離換算］被計測物を
セットした状態、即ち差動トランス１のコアを被計測物
に応じて移動させた状態にて、次の６つのデータからな
る計測データをＡＤＣ１１から読み取る。この時、回路
状態は基準位置を設定した時の状態から変動している可
能性がある。そこで、計測データと初期データとからＡ
相及びＢ相の増幅出力を補正する。最終的に、コアが基
準位置から移動した距離を求める。

【００７０】（１）Ａ相計測データの読み取り １．オフセット電圧の設定 オフセット電圧調整ＤＡＣ回路１５にオフセットデータ
Ｄ４ａを設定する。

【００７１】２．Ａ相計測データ読み取り ＤＡＣアンプ３にＤ３をセットし、マルチプレクサ４の
ＣＯＭ端子−第１端子を接続し、第２マルチプレクサ１
５のＣＯＭ端子−第２端子を接続し、ＡＤＣ１１からオ
フセットを付加したＡ相増幅出力のデータを読み取る。
この値をＡ相計測データＹａ（Ｌ１）とする。

【００７２】３．Ａ相計測疑似データ読み取り（Ｙａ１
´，Ｙａ２´） ＤＡＣアンプ３にＤａ１をセットし、マルチプレクサ４
のＣＯＭ端子−第３端子を接続し、第２マルチプレクサ
１５のＣＯＭ端子−第２端子を接続し、ＡＤＣ１１から
オフセットを付加した１点目の励磁入力増幅出力のデー
タを読み取る。この値をＡ相計測疑似データＹａ１´と
する。

【００７３】また、ＤＡＣアンプにＤａ２をセットし、
マルチプレクサ４のＣＯＭ端子−第３端子を接続し、第
２マルチプレクサ１５のＣＯＭ端子−第２端子を接続
し、ＡＤＣ１１からオフセットを付加した２点目の励磁
入力増幅出力のデータを読み取る。この値をＡ相計測疑
似データＹａ２´とする。

【００７４】（２）Ｂ相データ読み取り １. オフセット電圧の設定 オフセット電圧調整ＤＡＣ回路１５にオフセットデータ
Ｄ４ｂを設定する。

【００７５】２．Ｂ相計測データ読み取り ＤＡＣアンプ３にＤ３をセットし、マルチプレクサ４の
ＣＯＭ端子−第２端子を接続し、第２マルチプレクサ１
５のＣＯＭ端子−第２端子を接続し、ＡＤＣ１１からオ
フセットを付加したＢ相増幅出力のデータを読み取る。
この値をＢ相計測データＹｂ（Ｌ１）とする。

【００７６】３．Ｂ相計測疑似データ読み取り（Ｙｂ１
´，Ｙｂ２´） ＤＡＣアンプ３にＤｂ１をセットし、マルチプレクサ４
のＣＯＭ端子−第３端子を接続し、第２マルチプレクサ
１５のＣＯＭ端子−第２端子を接続し、ＡＤＣ１１から
オフセットを付加した１点目の励磁入力増幅出力のデー
タを読み取る。この値をＢ相計測疑似データＹｂ１´と
する。

【００７７】また、ＤＡＣアンプ３にＤｂ２をセット
し、マルチプレクサ４のＣＯＭ端子−第３端子を接続
し、第２マルチプレクサ１５のＣＯＭ端子−第２端子を
接続し、ＡＤＣ１１からオフセットを付加した２点目の
励磁入力増幅出力のデータを読み取る。この値をＢ相計
測疑似データＹｂ２´とする。

【００７８】（３）計測データの算出（補正計算） Ａ相補正出力をＹｘａ、Ｂ相補正出力をＹｘｂとする
と、これらの補正出力は、上記６つの初期データと６つ
の計測データとを用い、次式で計算される。

【００７９】 Ｙｘａ＝｛Ｙａ´（Ｌ１）−Ｙａ１´｝ ×｛（Ｙａ１−Ｙａ２）／（Ｙａ１´−Ｙａ２´）｝ −｛Ｙａ（Ｌ０）−Ｙａ１｝ Ｙｘｂ＝｛Ｙｂ´（Ｌ１）−Ｙｂ１´｝ ×｛（Ｙｂ１−Ｙｂ２）／（Ｙｂ１´−Ｙｂ２´）｝ −｛Ｙｂ（Ｌ０）−Ｙｂ１｝ （４）距離を求める Ａ相補正出力ＹｘａとＢ相補正出力Ｙｘｂとの差は、被
計測物によるコアの位置が基準位置から変位しているこ
とによる偏差値である。

【００８０】偏差値＝Ｙｘａ−Ｙｘｂ この偏差値を距離データに換算する。

【００８１】距離＝（Ｙｘａ−Ｙｘｂ）×Ｌａ／｛Ｙａ
（Ｌｃ）−Ｙｂ（Ｌｃ）｝ このようにして、初期データと計測データとからＡ相補
正出力及びＢ相補正出力を求め、両者による偏差値を換
算データにより距離データに換算する。

【００８２】以上まとめると、図１の実施形態と同様の
利点の他に、さらに、第１ＬＰＦ７までに存在している
オフセットをオフセット電圧調整ＤＡＣ回路１５により
相殺しているため、ＤＣアンプ９での利得が大きくでき
ることになり、ＡＤＣ１１で読み取れる電圧の範囲を実
質上拡げることができる。

【００８３】ここで、上記実施形態の補正計算について
詳しく説明する。

【００８４】まず、線形アンプの一般式は、 Ｙ＝ＧＸ＋Ｂ Ｙ：アンプ出力 Ｇ：アンプゲイン Ｘ：入力信号 Ｂ：オフセット で表される。

【００８５】ＤＡＣアンプ、差動トランス（ＬＶＤＴ）
を含んだこの差動トランス用アンプの入出力は、 Ｙ＝Ｇ×Ｎ（Ｄ）×Ｘ（Ｌ）＋Ｂ＋Ｖｏｆｆ（Ｄ４） Ｎ（Ｄ）：ＤＡＣアンプ設定データにより決まる倍率 Ｄ：ＤＡＣアンプ設定データ Ｘ（Ｌ）：ＬＶＤＴ入出力関数 Ｖｏｆｆ（Ｄ４）：オフセット電圧調整ＤＡＣ出力電圧 Ｄ４：オフセット電圧調整ＤＡＣ設定データ Ｄ４ａとＤ４ｂがある Ｙ，Ｇ，Ｂ：上記に同じ で表される。

【００８６】差動トランスにはその特性上次の関係があ
る。

【００８７】Ｘａ（Ｌ）−Ｘｂ（Ｌ）＝Ｌ×ＧＬ Ｘａ（Ｌ）：差動トランスのＡ相入出力関数 Ｘｂ（Ｌ）：差動トランスのＢ相入出力関数 Ｌ：計測距離 ＧＬ：差動トランス距離換算データ 基準位置を設定した時の回路状態をＧ，Ｂ，Ｖｏｆｆ
（Ｄ４ａ又はｂ）で表し、基準位置をＬ０で示すとき、
各相の出力は、 Ｙａ（Ｌ０）＝Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×Ｘａ（Ｌ０）＋Ｂ＋Ｖｏｆｆ（Ｄ４ａ） …ａ Ｙｂ（Ｌ０）＝Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×Ｘｂ（Ｌ０）＋Ｂ＋Ｖｏｆｆ（Ｄ４ｂ） …ｂ Ｙａ（Ｌ０）−Ｙｂ（Ｌ０） ＝｛Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×Ｘａ（Ｌ０）＋Ｂ＋Ｖｏｆｆ（Ｄ４ａ）｝ −｛Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×Ｘｂ（Ｌ０）＋Ｂ＋Ｖｏｆｆ（Ｄ４ｂ）｝ ＝Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×｛Ｘａ（Ｌ０）−Ｘｂ（Ｌ０）｝ ＋｛Ｖｏｆｆ（Ｄ４ａ）一Ｖｏｆｆ（Ｄ４ｂ）｝ … 同じ回路状態において計測位置Ｌ１で計測すると Ｙａ（Ｌ１）＝Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×Ｘａ（Ｌ１）＋Ｂ＋Ｖｏｆｆ（Ｄ４ａ） …ａ Ｙｂ（Ｌ１）＝Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×Ｘｂ（ＬＩ）＋Ｂ＋Ｖｏｆｆ（Ｄ４ｂ） …ｂ Ｙａ（Ｌ１）−Ｙｂ（Ｌ１） ＝｛Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×Ｘａ（Ｌ１）＋Ｂ＋Ｖｏｆｆ（Ｄ４ａ）｝ −｛Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×Ｘｂ（Ｌ１）＋Ｂ＋Ｖｏｆｆ（Ｄ４ｂ）｝ ＝Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×｛Ｘａ（Ｌ１）−Ｘｂ（Ｌ１） ＋｛Ｖｏｆｆ（Ｄ４ａ）−Ｖｏｆｆ（Ｄ４ｂ）｝ … 基準位置Ｌ０と計測位置Ｌ１との位置偏差は、式−
式となる。

【００８８】 ｛Ｙａ（Ｌ１）−Ｙｂ（Ｌ１）｝−｛Ｙａ（Ｌ０）一Ｙｂ（Ｌ０）｝ ＝Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×｛Ｘａ（Ｌ１）−Ｘｂ（Ｌ１）｝ ＋｛Ｖｏｆｆ（Ｄ４ａ）−Ｖｏｆｆ（Ｄ４ｂ）｝ −Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×｛Ｘａ（Ｌ０）−Ｘｂ（Ｌ０）｝ ＋｛Ｖｏｆｆ（Ｄ４ａ）−Ｖｏｆｆ（Ｄ４ｂ）｝ ＝Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×［｛Ｘａ（Ｌ１）−Ｘｂ（Ｌ１）｝ −｛Ｘａ（Ｌ０）−Ｘｂ（Ｌ０）｝］ … 疑似信号読み値Ｙａ１，Ｙａ２，Ｙｂ１，Ｙｂ２は、 Ｙａ１＝Ｇ×Ｎ（Ｄａ１）＋Ｂ＋Ｖｏｆｆ（Ｄ４ａ） Ｙａ２＝Ｇ×Ｎ（Ｄａ２）＋Ｂ＋Ｖｏｆｆ（Ｄ４ａ） Ｙｂ１＝Ｇ×Ｎ（Ｄｂ１）＋Ｂ＋Ｖｏｆｆ（Ｄ４ｂ) Ｙｂ２＝Ｇ×Ｎ（Ｄｂ２）＋Ｂ十Ｖｏｆｆ（Ｄ４ｂ） そこで、回路状態が変化し、Ｇ´，Ｂ´，Ｖｏｆｆ（Ｄ
４ａ又はｂ）´になりＡ相，Ｂ相の読み値がＹａ´，Ｙ
ｂ´になったとすると、 Ｙａ´（Ｌ１）＝Ｇ´×Ｎ（Ｄ３）×Ｘａ（Ｌ１）＋Ｂ
´＋Ｖｏｆｆ（Ｄ４ａ）´ Ｙｂ´（Ｌ１）＝Ｇ´×Ｎ（Ｄ３）×Ｘｂ（ＬＩ）＋Ｂ
´＋Ｖｏｆｆ（Ｄ４ｂ）´ Ｙａ´（Ｌ１）−Ｙｂ´（Ｌ１）＝Ｇ´×Ｎ（Ｄ３）×
｛Ｘａ（Ｌ１）−Ｘｂ（ＬＩ）｝＋｛Ｖｏｆｆ（Ｄ４
ａ）´−Ｖｏｆｆ（Ｄ４ｂ）´｝ 疑似信号読み値Ｙａ１´，Ｙａ２´，Ｙｂ１´，Ｙｂ２
´は、 Ｙａ１´＝Ｇ´×Ｎ（Ｄａ１）＋Ｂ´＋Ｖｏｆｆ（Ｄ４ａ）´ Ｙａ２´＝Ｇ´×Ｎ（Ｄａ２）＋Ｂ´＋Ｖｏｆｆ（Ｄ４ａ）´ Ｙｂ１´＝Ｇ´×Ｎ（Ｄｂ１）＋Ｂ´＋Ｖｏｆｆ（Ｄ４ｂ）´ Ｙｂ２´＝Ｇ´×Ｎ（Ｄｂ２）＋Ｂ´＋Ｖｏｆｆ（Ｄ４ｂ）´ この読み取り値を補正式にあてはめた結果が、基準位置
を設定した時の回路状態における基準位置Ｌ０と計測位
置Ｌ１との差による式になれば補正できたことにな
る。

【００８９】 Ｙｘａ＝｛Ｙａ´（Ｌ１）−Ｙａ１´｝ ×｛（Ｙａ１−Ｙａ２）／（Ｙａ１´−Ｙａ２´）｝ −｛Ｙａ（Ｌ０）−Ｙａ１｝ （補正式） ＝｛Ｙａ´（Ｌ１）−Ｙａ１´｝ ×［｛Ｇ×Ｎ（Ｄ１）＋Ｂ＋Ｖｏｆｆ（Ｄ４ａ）｝ −｛Ｇ×Ｎ（Ｄ２）＋Ｂ＋Ｖｏｆｆ（Ｄ４ａ）｝］ ／［｛Ｇ´×Ｎ（Ｄ１）＋Ｂ´＋Ｖｏｆｆ（Ｄ４ａ）´｝ −｛Ｇ´×Ｎ（Ｄ２）＋Ｂ´＋Ｖｏｆｆ（Ｄ４ａ）´｝］ −｛Ｙａ（Ｌ０）−Ｙａ１｝ ＝｛Ｙａ´（Ｌ１）−Ｙａ１´｝ ×｛Ｇ×Ｎ（Ｄ１）−Ｇ×Ｎ（Ｄ２）｝ ／［Ｇ´×｛Ｎ（Ｄ１）−Ｎ（Ｄ２）｝］ −｛Ｙａ（Ｌ０）−Ｙａ１｝ ＝｛Ｙａ´（Ｌ１）−Ｙａ１´｝ ×Ｇ×｛Ｎ（Ｄ１）−Ｎ（Ｄ２）｝ ／［Ｇ´×｛Ｎ（Ｄ１）−Ｎ（Ｄ２）｝］ −｛Ｙａ（Ｌ０）−Ｙａ１｝ ＝｛Ｙａ´（Ｌ１）−Ｙａ１´｝×Ｇ／Ｇ´ −｛Ｙａ（Ｌ０）−Ｙａ１｝ ＝［｛Ｇ´×Ｎ（Ｄ３）×Ｘａ（Ｌ１） ＋Ｂ´＋Ｖｏｆｆ（Ｄ４ａ）´｝ −｛Ｇ´×Ｎ（Ｄ１）＋Ｂ´＋Ｖｏｆｆ（Ｄ４ａ）´｝］ ×Ｇ／Ｇ´ −［｛Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×Ｘａ（Ｌ０） ＋Ｂ＋Ｖｏｆｆ（Ｄ４ａ）｝ −｛Ｇ×Ｎ（Ｄ１）＋Ｂ＋Ｖｏｆｆ（Ｄ４ａ）｝］ ＝Ｇ´×｛Ｎ（Ｄ３）×Ｘａ（Ｌ１）−Ｎ（Ｄ１）｝×Ｇ／Ｇ´ −Ｇ×｛Ｎ（Ｄ３）×Ｘａ（Ｌ０）−Ｎ（Ｄ１）｝ ＝｛Ｎ（Ｄ３）×Ｘａ（Ｌ１）−Ｎ（Ｄ１）｝×Ｇ −Ｇ×｛Ｎ（Ｄ３）×Ｘａ（Ｌ０）−Ｎ（Ｄ１）｝ ＝Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×｛Ｘａ（Ｌ１）−Ｘａ（Ｌ０）｝ 同様に、 Ｙｘｂ＝｛Ｙｂ´（Ｌ１）−Ｙｂ１´｝ ×｛（Ｙ１−Ｙ２）／（Ｙ１´−Ｙ２´）｝ −｛Ｙｂ（Ｌ０）−Ｙｂ１｝ （補正式） ＝Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×｛Ｘｂ（Ｌ１）−Ｘｂ（Ｌ０）｝ 基準位置との差の値＝Ｙｘａ−Ｙｘｂ ＝Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×｛Ｘａ（Ｌ１）−Ｘａ（Ｌ０）｝ −Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×｛Ｘｂ（Ｌ１）−Ｘｂ（Ｌ０）｝ ＝Ｇ×Ｎ（Ｄ３）×［｛（Ｘａ（Ｌ１）−Ｘｂ（Ｌ１）｝ −｛Ｘａ（Ｌ０）−Ｘｂ（Ｌ０）｝］ 上式は、計測位置から基準位置を引いた値（式）にな
っている。

【００９０】距離データに換算すると、 距離＝（Ｙｘａ−Ｙｘｂ）×Ｌａ／｛Ｙａ（Ｌｃ）−Ｙ
ｂ（Ｌｃ）｝ となる。

【００９１】次に、本発明の差動トランス用アンプの具
体的な例を説明する。

【００９２】図３に示されるように、差動トランス用ア
ンプは、疑似信号ＤＡＣ回路３０１、発振回路３０２、
基準電源３０３、サイズシフトＤＡＣ回路３０４、同期
タイミング発生回路３０５、チャンネル＃１〜＃４から
なるアナログ回路群、アナログマルチプレクサ３０６、
ＬＰＦ３０７、ＡＤＣ３０８、アナログ入力バッファ
群、入力ポート３０９、出力ポート３１０、データバス
３１１、センサコネクタ３１２、補助コネクタ３１３を
備えている。ＡＤＣ３０８、入力ポート３０９、出力ポ
ート３１０には、データバス３１１を介し図示されない
ＣＰＵが接続されている。センサコネクタ３１２には各
チャンネルにそれぞれ１基の差動トランスの一次側コイ
ル及びＡ相，Ｂ相の二次側コイルを接続することができ
る。

【００９３】アナログ回路群は、チャンネル＃１のみ詳
細が示されるように、バッファ回路（ＡＣカップリン
グ）４０１、加算アンプ４０２、位相調整回路４０３、
同期検波タイミング回路４０４、ＡＣアンプ４０５、同
期検波回路４０６、ＬＰＦ４０７、ＤＣアンプ４０８、
反転アンプ４０９、断線検出４１０、入力選択スイッチ
４１１、チャンネル選択スイッチ４１２を備えている。
アナログ入力バッファ群は、補助コネクタ３１３を介し
て入力されるアナログ入力のための４つのアナログ入力
バッファ４５１〜４５４を備えている。

【００９４】ＣＰＵで出力電圧が制御される疑似信号Ｄ
ＡＣ回路３０１はＤＡＣアンプ３に相当し、発振回路３
０２は発振器２に相当し、基準電源３０３は基準電源１
３に相当すると共に発振回路３０２に発振電圧基準電源
を供給し、ＣＰＵで出力電圧が制御されるサイズシフト
ＤＡＣ回路３０４はオフセット電圧ＤＡＣ回路１４に相
当し、各チャンネルのＬＰＦ４０７及びＤＣアンプ４０
８出力を選択してＬＰＦ３０７に入力するアナログマル
チプレクサ３０６は第２マルチプレクサ１５に相当し、
ＬＰＦ３０７は第２ＬＰＦ１０に相当し、ＡＤＣ３０８
はＡＤＣ１１に相当し、ＡＣアンプ４０５はＡＣアンプ
５に相当し、交流信号の振幅を検出する同期検波回路４
０６は整流回路６に相当し、ＬＰＦ４０７は第１ＬＰＦ
７に相当し、ＤＣアンプ４０８はＤＣアンプ９に相当
し、センサコネクタ３１２からの入力及び疑似信号ＤＡ
Ｃ回路３０１の出力を選択する入力選択スイッチ４１１
はマルチプレクサ４に相当する。

【００９５】図３の差動トランス用アンプは、各チャン
ネルを切り替えて使用することにより、励磁入力やオフ
セット電圧を発生するＤＡＣ回路及びデータを読み取る
ＡＤＣが複数の差動トランス共通に使用できる。

【００９６】

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。

【００９７】（１）予め（温度変化が生じる前に）測定
しておいた初期データと、その後、計測時（温度変化が
生じた後に）測定した計測データとを演算することによ
って、温度補償が達成される。この演算は、データ演算
であるから温度には無関係に結果を出すことができる。

【００９８】（２）初期データを差動トランスのコアの
基準位置にて測定し、基準位置よりコアをずらせて換算
データを測定するようにしたので、回路状態が変動しな
いうちにこれらのデータを得ることができる。

【００９９】（３）オフセットを相殺してデータを読み
取るので、アンプの利得が大きくできることになり、読
み取れる電圧の範囲を実質上拡げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す差動トランス用アン
プのブロック図である。

【図２】本発明の他の実施形態を示す差動トランス用ア
ンプのブロック図である。

【図３】本発明の差動トランス用アンプの具体的回路の
一例を示す回路図である。

【図４】本発明の方法を適用した差動トランス用アンプ
の入出力特性図である。

【図５】差動トランス用アンプの入出力特性図である。

【符号の説明】

１ 差動トランス ２ 発振器 ３ ＤＡＣアンプ ５ ＡＣアンプ ８ オフセット電圧調整回路 ９ ＤＣアンプ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 差動トランスの一次側コイルに励磁入力
   を供給すると共に二次側コイルのＡ相及びＢ相の出力を
   増幅する差動トランス用アンプの温度補償方法におい
   て、予め初期データとして、上記Ａ相及びＢ相の増幅出
   力をそれぞれ測定すると共に、上記励磁入力を少なくと
   も２点設定しその励磁入力を直接増幅した増幅出力をそ
   れぞれ測定しておき、計測時、計測データとして上記Ａ
   相及びＢ相の増幅出力と上記２点の励磁入力増幅出力と
   をそれぞれ測定し、これら計測データ及び上記初期デー
   タを演算してＡ相及びＢ相の増幅出力を補正することを
   特徴とする差動トランス用アンプの温度補償方法。
2. 【請求項２】 上記初期データ及び計測データは、予め
   Ａ相及びＢ相の増幅出力を測定し、これを相殺するため
   のオフセットデータをそれぞれ求めておき、これらオフ
   セットデータによる調整成分を重畳した増幅出力から測
   定することを特徴とする請求項１記載の差動トランス用
   アンプの温度補償方法。
3. 【請求項３】 上記初期データを上記差動トランスのコ
   アの基準位置にて測定すると共に、換算データとして基
   準位置より上記コアを所定距離ずらせた位置で各相の増
   幅出力を測定しておき、この換算データにより、上記補
   正されたＡ相及びＢ相の増幅出力の差を上記コアが基準
   位置から変位した距離データに換算することを特徴とす
   る請求項１又は２記載の差動トランス用アンプの温度補
   償方法。