JPH11108607A - 電磁誘導型位置検出センサ回路 - Google Patents
電磁誘導型位置検出センサ回路Info
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- JPH11108607A JPH11108607A JP26947097A JP26947097A JPH11108607A JP H11108607 A JPH11108607 A JP H11108607A JP 26947097 A JP26947097 A JP 26947097A JP 26947097 A JP26947097 A JP 26947097A JP H11108607 A JPH11108607 A JP H11108607A
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- coil
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 渦電流センサを用いた２次元位置検出装置の
信号処理回路において、さらに、前述のような課題を解
決するために、各コイル間の相互干渉の低減とエネルギ
ー効率の向上をはかり、２次元位置検出装置の性能をよ
り向上することを目的とする。 【解決手段】 目標物に渦電流を誘起するための複数の
励磁コイル（６）と、前記目標物に誘起された渦電流に
よる磁場を検出する複数の検出コイル（７）と、これら
の励磁コイルに順次電流を印加するための発振回路
（１）と、これらの検出コイルにより検出された信号か
らマーク板による変化量のみを取出し、増幅するプリア
ンプユニット（３）と、プリアンプユニット（３）によ
る出力を位置検出信号として使えるような信号に変換す
るためのポジショニングセンサユニット（４）から構成
され、検出コイル端に複数の励磁信号と同期して開閉す
るスイッチ（１８）を具備することを特徴とし、対応す
る時間のみ検出コイル（７）が動作する機能を有する。
信号処理回路において、さらに、前述のような課題を解
決するために、各コイル間の相互干渉の低減とエネルギ
ー効率の向上をはかり、２次元位置検出装置の性能をよ
り向上することを目的とする。 【解決手段】 目標物に渦電流を誘起するための複数の
励磁コイル（６）と、前記目標物に誘起された渦電流に
よる磁場を検出する複数の検出コイル（７）と、これら
の励磁コイルに順次電流を印加するための発振回路
（１）と、これらの検出コイルにより検出された信号か
らマーク板による変化量のみを取出し、増幅するプリア
ンプユニット（３）と、プリアンプユニット（３）によ
る出力を位置検出信号として使えるような信号に変換す
るためのポジショニングセンサユニット（４）から構成
され、検出コイル端に複数の励磁信号と同期して開閉す
るスイッチ（１８）を具備することを特徴とし、対応す
る時間のみ検出コイル（７）が動作する機能を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁誘導型位置検
出センサ回路に関する。詳しくは、電磁誘導により、検
出コイルに誘起される信号を利用し、測量における移動
物体等の目標物の位置を高精度で検出する電磁誘導型位
置検出センサ回路である。
出センサ回路に関する。詳しくは、電磁誘導により、検
出コイルに誘起される信号を利用し、測量における移動
物体等の目標物の位置を高精度で検出する電磁誘導型位
置検出センサ回路である。
【０００２】
【従来の技術】渦電流を対象に誘起させる原理の電磁誘
導型センサは、構造が単純で耐久性に優れており、実用
実績が豊富である。例えば、無線タグのリーダコイルや
非破壊検査に用いる渦電流探傷装置などが挙げられる。
導型センサは、構造が単純で耐久性に優れており、実用
実績が豊富である。例えば、無線タグのリーダコイルや
非破壊検査に用いる渦電流探傷装置などが挙げられる。
【０００３】これまで、本発明のような位置検出センサ
回路としての実用例がないことから、渦電流探傷装置を
例に取ると、例えば、回路構成は図５の様になる。この
渦電流探傷装置は、試験コイル２５を励磁するための発
振器２４、ブリッジ回路２６は可変抵抗器から構成さ
れ、健全部では信号がでないように調整される。
回路としての実用例がないことから、渦電流探傷装置を
例に取ると、例えば、回路構成は図５の様になる。この
渦電流探傷装置は、試験コイル２５を励磁するための発
振器２４、ブリッジ回路２６は可変抵抗器から構成さ
れ、健全部では信号がでないように調整される。
【０００４】また、試験体のきず部分が試験コイル２５
に入るとブリッジ回路２６のバランスが崩れ、傷による
インピーダンス変化に応じた電圧が出力される。きず信
号出力は小さいので増幅器２８で増幅し、その信号を用
いて感度調整を行う。
に入るとブリッジ回路２６のバランスが崩れ、傷による
インピーダンス変化に応じた電圧が出力される。きず信
号出力は小さいので増幅器２８で増幅し、その信号を用
いて感度調整を行う。
【０００５】発振器２４から移相器２７に入力された基
準信号は適当な位相を持つ信号として出力される。位相
検波器２９では移相器２７からの信号と増幅器２８から
の信号を比較し、搬送ノイズなどの不要信号を除去し、
きず信号を取り出しやすくする回路である。
準信号は適当な位相を持つ信号として出力される。位相
検波器２９では移相器２７からの信号と増幅器２８から
の信号を比較し、搬送ノイズなどの不要信号を除去し、
きず信号を取り出しやすくする回路である。
【０００６】フィルタ３１の周波数帯域は検査に用いる
周波数と検査速度によって決定し、余分な周波数成分を
カットする。ＣＲＴ３０は、周期検波出力をベクトル表
示し、ブリッジ回路のバランス状態のほか、きず信号や
ノイズの振幅および位相を観測することができる。さら
に、この探傷結果を記録装置３２で記録する。
周波数と検査速度によって決定し、余分な周波数成分を
カットする。ＣＲＴ３０は、周期検波出力をベクトル表
示し、ブリッジ回路のバランス状態のほか、きず信号や
ノイズの振幅および位相を観測することができる。さら
に、この探傷結果を記録装置３２で記録する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】電磁誘導型センサを２
次元位置検出センサとして用いる場合、従来の渦電流探
傷に用いるシステムと異なる特徴として、例えば、大き
な移動物体のオートステアリングなどに用いるとき、カ
バーしなければならない検出範囲が大きくなるので、例
えば３００ｍｍ〜４００ｍｍと必然的にコイルの径が大
きくなる。
次元位置検出センサとして用いる場合、従来の渦電流探
傷に用いるシステムと異なる特徴として、例えば、大き
な移動物体のオートステアリングなどに用いるとき、カ
バーしなければならない検出範囲が大きくなるので、例
えば３００ｍｍ〜４００ｍｍと必然的にコイルの径が大
きくなる。
【０００８】また、検出精度が求められる場合は外乱ノ
イズに対する耐ノイズ性を考慮して、検出コイルは十分
な信号レベルを得ることが重要となる。そこで、励磁は
大電力で行い、検出コイルの巻数を増加する傾向とな
る。これによって、コイル間の相互誘導や浮遊容量の増
加によるクロストークが無視できなくなるので、信号に
ノイズ成分が重畳する、系が不安定になる等の悪影響が
生じる。
イズに対する耐ノイズ性を考慮して、検出コイルは十分
な信号レベルを得ることが重要となる。そこで、励磁は
大電力で行い、検出コイルの巻数を増加する傾向とな
る。これによって、コイル間の相互誘導や浮遊容量の増
加によるクロストークが無視できなくなるので、信号に
ノイズ成分が重畳する、系が不安定になる等の悪影響が
生じる。
【０００９】また、複数のコイルを同時に励磁するとそ
れぞれのコイルが干渉しあうことになるので、例えば、
図７に示すように、四つのコイルを時分割信号ｃｈ１，
ｃｈ２，ｃｈ３，ｃｈ４で励磁することになる。更に、
図５のようなシステムの渦電流探傷装置ではコイルが複
数ある場合、仮に、時分割で励磁しても、あるコイルの
信号によって他のコイルが影響を受け、エネルギーの損
失が起こり、効率が悪化するといった課題があった。
れぞれのコイルが干渉しあうことになるので、例えば、
図７に示すように、四つのコイルを時分割信号ｃｈ１，
ｃｈ２，ｃｈ３，ｃｈ４で励磁することになる。更に、
図５のようなシステムの渦電流探傷装置ではコイルが複
数ある場合、仮に、時分割で励磁しても、あるコイルの
信号によって他のコイルが影響を受け、エネルギーの損
失が起こり、効率が悪化するといった課題があった。
【００１０】本発明は、渦電流センサを用いた２次元位
置検出装置の信号処理回路において、さらに、前述のよ
うな課題を解決するために、各コイル間の相互干渉の低
減とエネルギー効率の向上をはかり、２次元位置検出装
置の性能をより向上することを目的とする。
置検出装置の信号処理回路において、さらに、前述のよ
うな課題を解決するために、各コイル間の相互干渉の低
減とエネルギー効率の向上をはかり、２次元位置検出装
置の性能をより向上することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成する本
発明は、励磁検出を行うための複数の励磁コイル及び検
出コイルと、これらの検出コイルにより検出された信号
から、目標物（以下、マーク板という）による変化量の
みを取出し、増幅するプリアンプユニットと、プリアン
プユニットによる出力を位置検出信号として使えるよう
な信号に変換するためのポジショニングセンサアンプユ
ニットから構成される電磁誘導型位置検出センサ回路に
おいて、検出コイル端に複数の励磁信号と同期して開閉
するスイッチを具備することにより、対応する時間のみ
検出コイルが動作する機能を有するものである。
発明は、励磁検出を行うための複数の励磁コイル及び検
出コイルと、これらの検出コイルにより検出された信号
から、目標物（以下、マーク板という）による変化量の
みを取出し、増幅するプリアンプユニットと、プリアン
プユニットによる出力を位置検出信号として使えるよう
な信号に変換するためのポジショニングセンサアンプユ
ニットから構成される電磁誘導型位置検出センサ回路に
おいて、検出コイル端に複数の励磁信号と同期して開閉
するスイッチを具備することにより、対応する時間のみ
検出コイルが動作する機能を有するものである。
【００１２】〔作用〕本発明の２次元位置検出センサの
位置検出原理を図６をもとに説明する。図６（ａ）
（ｂ）に示すように、四つのコイルユニット及びマーク
板が二次元平面上に配置されている。各コイルユニット
の中心をそれぞれＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとし、マーク板には斜
線を入れて示す。
位置検出原理を図６をもとに説明する。図６（ａ）
（ｂ）に示すように、四つのコイルユニット及びマーク
板が二次元平面上に配置されている。各コイルユニット
の中心をそれぞれＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとし、マーク板には斜
線を入れて示す。
【００１３】ここで、各コイルユニットにおける検出コ
イルの検出信号Ｖ（電圧）は、マーク板の形状が円板状
であることから、コイルユニットの中心からマーク板中
心までの偏位ｒ（距離）により、図６（ｃ）に示す関係
式に従い、一義的に決まる。つまり、マーク板とコイル
ユニットとの距離ｒが大きくなるに従い、その検出信号
Ｖは小さくなる。
イルの検出信号Ｖ（電圧）は、マーク板の形状が円板状
であることから、コイルユニットの中心からマーク板中
心までの偏位ｒ（距離）により、図６（ｃ）に示す関係
式に従い、一義的に決まる。つまり、マーク板とコイル
ユニットとの距離ｒが大きくなるに従い、その検出信号
Ｖは小さくなる。
【００１４】例えば、マーク板と最も離れた位置にある
コイルユニット（中心Ａ、マーク板までの距離ｒA）に
おける検出コイルの検出信号ＶAは、その他の三つより
もより小さい値となる。このような関係式に基づけば、
検出信号ＶAから、コイルユニットの中心Ａからマーク
板までの距離ｒAを求めることができ、これは、コイル
ユニットの中心Ａから半径ｒAの円周上にマーク板の中
心が位置することを意味する。
コイルユニット（中心Ａ、マーク板までの距離ｒA）に
おける検出コイルの検出信号ＶAは、その他の三つより
もより小さい値となる。このような関係式に基づけば、
検出信号ＶAから、コイルユニットの中心Ａからマーク
板までの距離ｒAを求めることができ、これは、コイル
ユニットの中心Ａから半径ｒAの円周上にマーク板の中
心が位置することを意味する。
【００１５】同様に、中心位置Ｂのコイルユニットにお
ける検出コイルの検出信号ＶBにより、コイルユニット
の中心Ｂからマーク板までの距離ｒBを求めることかで
き、これは、コイルユニットの中心Ｂから半径ｒBの円
周上にマーク板の中心が位置することになる。従って、
マーク板の中心は、コイルユニットの中心Ａから半径ｒ
Aの円と、コイルユニットの中心Ｂから半径ｒBの円の二
つの交点に限定されることになる。
ける検出コイルの検出信号ＶBにより、コイルユニット
の中心Ｂからマーク板までの距離ｒBを求めることかで
き、これは、コイルユニットの中心Ｂから半径ｒBの円
周上にマーク板の中心が位置することになる。従って、
マーク板の中心は、コイルユニットの中心Ａから半径ｒ
Aの円と、コイルユニットの中心Ｂから半径ｒBの円の二
つの交点に限定されることになる。
【００１６】更に、同様の原理で３つめのコイルユニッ
トの検出信号ＶC又はＶDによって、コイルユニットの中
心Ｃ又はＤからマーク板までの距離ｒC又はｒDを求めれ
ば、マーク板の位置は１点に確定されることになる。以
上により、３つ以上のコイルユニットがあれば、２次元
上の１点にマーク板の位置を確定することが可能であ
る。
トの検出信号ＶC又はＶDによって、コイルユニットの中
心Ｃ又はＤからマーク板までの距離ｒC又はｒDを求めれ
ば、マーク板の位置は１点に確定されることになる。以
上により、３つ以上のコイルユニットがあれば、２次元
上の１点にマーク板の位置を確定することが可能であ
る。
【００１７】また、本発明では、順次時分割する励磁信
号と同期して開閉するスイッチを検出コイルに具備し、
対応する励磁コイルが励磁される時間以外は検出コイル
をオープンとし、図２（ｃ）に示すように、他のコイル
を励磁しても誘導電流が流れることはなくなる。
号と同期して開閉するスイッチを検出コイルに具備し、
対応する励磁コイルが励磁される時間以外は検出コイル
をオープンとし、図２（ｃ）に示すように、他のコイル
を励磁しても誘導電流が流れることはなくなる。
【００１８】尚、励磁コイルは時分割励磁のために、切
り換えを行うので、励磁時間以外はコイルはオープン状
態とみなせる。よって、励磁コイルに関しては、誘導電
流が流れることはない。これらの作用によって、各コイ
ル間の相互干渉やクロストークの影響は激減することに
なり、電磁誘導型センサとして精度の高い検出が可能と
なる。
り換えを行うので、励磁時間以外はコイルはオープン状
態とみなせる。よって、励磁コイルに関しては、誘導電
流が流れることはない。これらの作用によって、各コイ
ル間の相互干渉やクロストークの影響は激減することに
なり、電磁誘導型センサとして精度の高い検出が可能と
なる。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例に係る２次元位
置検出センサの装置構成を図１に示す。本実施例の２次
元位置検出センサは図１に示すように、励磁検出を行う
ための複数のコイルユニット２と、これらの励磁コイル
に順次電流を印加するための発振回路１と、これらの検
出コイルにより検出された信号からマーク板による変化
量のみを取出し、増幅するプリアンプユニット３と、プ
リアンプユニット３による出力を位置検出信号として使
えるような信号に変換するためのポジショニングセンサ
アンプユニット４から構成され、前述の課題を解決する
ために、検出コイル端に複数の励磁信号と同期して開閉
するスイッチ１８を具備することを特徴とし、対応する
時間のみ検出コイル７が動作する機能を有する。
置検出センサの装置構成を図１に示す。本実施例の２次
元位置検出センサは図１に示すように、励磁検出を行う
ための複数のコイルユニット２と、これらの励磁コイル
に順次電流を印加するための発振回路１と、これらの検
出コイルにより検出された信号からマーク板による変化
量のみを取出し、増幅するプリアンプユニット３と、プ
リアンプユニット３による出力を位置検出信号として使
えるような信号に変換するためのポジショニングセンサ
アンプユニット４から構成され、前述の課題を解決する
ために、検出コイル端に複数の励磁信号と同期して開閉
するスイッチ１８を具備することを特徴とし、対応する
時間のみ検出コイル７が動作する機能を有する。
【００２０】マーク板としては、測量における目標物、
例えば、移動物体等が挙げられる。コイルユニット２
は、例えば、図３に示すように、同心円上に設置された
励磁コイル６と検出コイル７とからなる。励磁・検出コ
イル６，７ともに円板の円周上にコイルが巻かれている
ものとする。
例えば、移動物体等が挙げられる。コイルユニット２
は、例えば、図３に示すように、同心円上に設置された
励磁コイル６と検出コイル７とからなる。励磁・検出コ
イル６，７ともに円板の円周上にコイルが巻かれている
ものとする。
【００２１】このようなコイルユニット２を、図４に示
すようにセンサケース５０内に互いに一部重なり合わせ
て４組配置し、センサヘッド（以下、Active側コイルユ
ニットと言う）を構成する。更に、前述の４組のコイル
ユニット２をもう１セット用意して、補償側コイルユニ
ットを構成する。補償側コイルユニットは予めマーク板
による影響がない場所に設置しておく。
すようにセンサケース５０内に互いに一部重なり合わせ
て４組配置し、センサヘッド（以下、Active側コイルユ
ニットと言う）を構成する。更に、前述の４組のコイル
ユニット２をもう１セット用意して、補償側コイルユニ
ットを構成する。補償側コイルユニットは予めマーク板
による影響がない場所に設置しておく。
【００２２】但し、図１中においては、簡略のため、一
組のActive側、補償側のコイルユニットのみを示してあ
る。更に、検出コイル７については、Active側、補償側
の出力をそれぞれプリアンプユニット３に接続する。ま
た、励磁コイル６はActive側と補償側を直列接続し、発
振回路１で励磁する事によって磁界を発生させる。
組のActive側、補償側のコイルユニットのみを示してあ
る。更に、検出コイル７については、Active側、補償側
の出力をそれぞれプリアンプユニット３に接続する。ま
た、励磁コイル６はActive側と補償側を直列接続し、発
振回路１で励磁する事によって磁界を発生させる。
【００２３】即ち、発振器５で、例えば、交流の励磁信
号を作り出し、電力アンプ２０で増幅した後、タイミン
グ回路２２で励磁する時間を設定し、このタイミングを
受けて、切換スイッチ２１で時分割し、励磁コイル６を
時分割励磁する。尚、タイミング回路２２は、図９に示
すように、４組のActive側、補償側のコイルユニットに
対して、タイミングのずれたスイッチ制御信号ＣＨ1,Ｃ
Ｈ2,ＣＨ3,ＣＨ4をそれぞれ出力する。
号を作り出し、電力アンプ２０で増幅した後、タイミン
グ回路２２で励磁する時間を設定し、このタイミングを
受けて、切換スイッチ２１で時分割し、励磁コイル６を
時分割励磁する。尚、タイミング回路２２は、図９に示
すように、４組のActive側、補償側のコイルユニットに
対して、タイミングのずれたスイッチ制御信号ＣＨ1,Ｃ
Ｈ2,ＣＨ3,ＣＨ4をそれぞれ出力する。
【００２４】このように、Active側、補償側の各励磁コ
イル６は発振回路１により時分割的に順次電流が印加さ
れ、また、Active側、補償側の各検出コイル７はそれぞ
れの励磁コイル６により誘起された磁場を検出する。こ
こで、補償側のコイルユニットは予めマーク板の影響の
ない場所に設置してあるため、補償側の検出コイル７で
検出する出力は常時一定である（この信号を基準信号と
いう）のに対し、Active側のコイルユニットはマーク板
の付近を通過する際、マーク板に誘起された渦電流によ
る磁場をも検出するため、基準信号にマーク板によって
影響を受けた信号が付加される。
イル６は発振回路１により時分割的に順次電流が印加さ
れ、また、Active側、補償側の各検出コイル７はそれぞ
れの励磁コイル６により誘起された磁場を検出する。こ
こで、補償側のコイルユニットは予めマーク板の影響の
ない場所に設置してあるため、補償側の検出コイル７で
検出する出力は常時一定である（この信号を基準信号と
いう）のに対し、Active側のコイルユニットはマーク板
の付近を通過する際、マーク板に誘起された渦電流によ
る磁場をも検出するため、基準信号にマーク板によって
影響を受けた信号が付加される。
【００２５】ただし、このマーク板による信号は基準信
号に比べて微少であることから、この基準信号分を取り
除いた上で、マーク板による信号のみを増幅する必要が
ある。そこで、固定抵抗と可変抵抗の組合せよりなるブ
リッジ回路１７でActive側と補償側の基準信号が相殺す
るように調整すれば、バッファアンプ１０へはマーク板
による信号のみが伝送され、増幅されることになる。
号に比べて微少であることから、この基準信号分を取り
除いた上で、マーク板による信号のみを増幅する必要が
ある。そこで、固定抵抗と可変抵抗の組合せよりなるブ
リッジ回路１７でActive側と補償側の基準信号が相殺す
るように調整すれば、バッファアンプ１０へはマーク板
による信号のみが伝送され、増幅されることになる。
【００２６】つまり、Active側はすべての信号情報を取
り込み、補償側は基準信号を打ち消すために使用され
る。Active側、補償側のそれぞれの検出コイル７で検出
された信号は、ブリッジ回路１７を経た後、スイッチ１
８を通過する。
り込み、補償側は基準信号を打ち消すために使用され
る。Active側、補償側のそれぞれの検出コイル７で検出
された信号は、ブリッジ回路１７を経た後、スイッチ１
８を通過する。
【００２７】ここで、スイッチ１８の開閉（ＯＮ／ＯＦ
Ｆ）は図８に示す制御信号回路で制御される。先ず、発
信器５による正弦波をコンパレータ３４によって方形波
に変換する。次に、周期を考えてカウンタ３５によって
波をカウントし、例えば、１０波おきに１つの方形波が
発生するようにする。
Ｆ）は図８に示す制御信号回路で制御される。先ず、発
信器５による正弦波をコンパレータ３４によって方形波
に変換する。次に、周期を考えてカウンタ３５によって
波をカウントし、例えば、１０波おきに１つの方形波が
発生するようにする。
【００２８】更に、この方形波をマルチバイブレータ３
６で適当なデューティー比とし、タイミング用ＰＡＬ３
７で、この信号を１／４分周してスイッチ制御信号ＣＨ
1,ＣＨ2,ＣＨ3,ＣＨ4とする。このスイッチ制御信号Ｃ
Ｈ1,ＣＨ2,ＣＨ3,ＣＨ4をスイッチ１８への制御信号と
すると、４つの検出コイル出力が順次スイッチングさ
れ、同様に、励磁信号の時分割もスイッチ制御信号ＣＨ
1,ＣＨ2,ＣＨ3,ＣＨ4を利用してやれば、励磁されてい
る励磁コイルに対応した検出コイルの出力のみを検知す
ることができ、他の検出コイルについては、スイッチが
オフしていることから、余分な電流が他の回路に流れる
ことはなくエネルギーの損失は起こらない。
６で適当なデューティー比とし、タイミング用ＰＡＬ３
７で、この信号を１／４分周してスイッチ制御信号ＣＨ
1,ＣＨ2,ＣＨ3,ＣＨ4とする。このスイッチ制御信号Ｃ
Ｈ1,ＣＨ2,ＣＨ3,ＣＨ4をスイッチ１８への制御信号と
すると、４つの検出コイル出力が順次スイッチングさ
れ、同様に、励磁信号の時分割もスイッチ制御信号ＣＨ
1,ＣＨ2,ＣＨ3,ＣＨ4を利用してやれば、励磁されてい
る励磁コイルに対応した検出コイルの出力のみを検知す
ることができ、他の検出コイルについては、スイッチが
オフしていることから、余分な電流が他の回路に流れる
ことはなくエネルギーの損失は起こらない。
【００２９】その後、Active側のマーク板による変化量
のみがバッファアンプ１０によりバッファリングされ、
目的周波数以外のノイズをバンドパスフィルタ１１を用
いてカットする。その後必要であれば、信号の増幅を行
い、ポジショニングセンサアンプユニット４へと伝送す
る。次に、必要な信号レベルを得るためにさらにＡＣア
ンプ１２で増幅し、バンドパスフィルタ１３を通過させ
ることによってノイズ成分をカットする。
のみがバッファアンプ１０によりバッファリングされ、
目的周波数以外のノイズをバンドパスフィルタ１１を用
いてカットする。その後必要であれば、信号の増幅を行
い、ポジショニングセンサアンプユニット４へと伝送す
る。次に、必要な信号レベルを得るためにさらにＡＣア
ンプ１２で増幅し、バンドパスフィルタ１３を通過させ
ることによってノイズ成分をカットする。
【００３０】引き続き、この信号を位相検波器（ＰＳ
Ｄ）１４によって位相検波する。位相検波器１４での位
相検波には位相調整器３３を利用する。位相調整器３３
は励磁用に発信器で作られた信号の位相を変化させる機
能を有する。位相検波出力は位置検出センサ用の信号と
して用いるには複雑な波形を持つので、整流した後、Ｄ
Ｃアンプ１５で必要レベルに増幅する。
Ｄ）１４によって位相検波する。位相検波器１４での位
相検波には位相調整器３３を利用する。位相調整器３３
は励磁用に発信器で作られた信号の位相を変化させる機
能を有する。位相検波出力は位置検出センサ用の信号と
して用いるには複雑な波形を持つので、整流した後、Ｄ
Ｃアンプ１５で必要レベルに増幅する。
【００３１】信号を回路で取り扱える範囲に収めるため
に、オフセット調整回路２３でＤＣ成分をプラス（ある
いはマイナス）し、基準レベルを調整する。ただし、時
分割励磁の影響で、このＤＣアンプ出力も過渡特性を持
っているので、サンプルホールド回路１６により適当な
タイミングで信号をサンプルホールドすることにより、
扱いやすいＤＣ信号とする。
に、オフセット調整回路２３でＤＣ成分をプラス（ある
いはマイナス）し、基準レベルを調整する。ただし、時
分割励磁の影響で、このＤＣアンプ出力も過渡特性を持
っているので、サンプルホールド回路１６により適当な
タイミングで信号をサンプルホールドすることにより、
扱いやすいＤＣ信号とする。
【００３２】これを最終的な位置検出センサの信号１９
として用いる。このようにして得られた信号１９は、例
えば、電圧値として処理し、予めコイルとマーク板の距
離に対する、出力電圧の関係を記録しておき、リアルタ
イムに検出した電圧値からセンサの現在位置を求めるも
のとする。前述した図５に示す従来技術では、図２
（ａ）に示すように複数の励磁コイルを時分割的に励磁
しても、検出コイルが閉ループ回路を常に形成している
ため、検出コイルは対応する励磁コイル６の励磁区間以
外も他の励磁コイルによる信号を検出し、図２（ｂ）に
示すように回路に電流が流れることになる。
として用いる。このようにして得られた信号１９は、例
えば、電圧値として処理し、予めコイルとマーク板の距
離に対する、出力電圧の関係を記録しておき、リアルタ
イムに検出した電圧値からセンサの現在位置を求めるも
のとする。前述した図５に示す従来技術では、図２
（ａ）に示すように複数の励磁コイルを時分割的に励磁
しても、検出コイルが閉ループ回路を常に形成している
ため、検出コイルは対応する励磁コイル６の励磁区間以
外も他の励磁コイルによる信号を検出し、図２（ｂ）に
示すように回路に電流が流れることになる。
【００３３】このため、従来の渦電流探傷装置では、無
駄なエネルギーを損失することになり、システム全体の
利用効率が下がることになる。これに対し、本実施例で
は、順次時分割する励磁信号と同期して開閉するスイッ
チ１８を検出コイル７に具備し、対応する励磁コイル６
が励磁される時間以外は検出コイル７をオープンとした
ので、図２（ｃ）に示すように、他のコイルを励磁して
も誘導電流が流れない。
駄なエネルギーを損失することになり、システム全体の
利用効率が下がることになる。これに対し、本実施例で
は、順次時分割する励磁信号と同期して開閉するスイッ
チ１８を検出コイル７に具備し、対応する励磁コイル６
が励磁される時間以外は検出コイル７をオープンとした
ので、図２（ｃ）に示すように、他のコイルを励磁して
も誘導電流が流れない。
【００３４】尚、励磁コイル６は時分割励磁のために、
切り換えを行うので、励磁時間以外はコイルはオープン
状態とみなせる。よって、励磁コイル６に関しては、誘
導電流が流れることはない。これらの作用によって、各
コイル間の相互干渉やクロストークの影響は激減するこ
とになり、電磁誘導型センサとして精度の高い検出が可
能となる。
切り換えを行うので、励磁時間以外はコイルはオープン
状態とみなせる。よって、励磁コイル６に関しては、誘
導電流が流れることはない。これらの作用によって、各
コイル間の相互干渉やクロストークの影響は激減するこ
とになり、電磁誘導型センサとして精度の高い検出が可
能となる。
【００３５】このように本実施例の電磁誘導型位置検出
センサ回路で求められる信号は、従来の装置構成に比べ
てコイル側の相互干渉が軽減され、他コイルでの損失も
少ないことから、センサの安定性をより大きくすること
ができ、より精度の高い位置検出を行うことを可能とす
る。なお、本実施例では位置検出センサの一部としての
みの説明ではあるが、その他電磁誘導型センサの時分割
励磁を行う場合は、上記スイッチ１８を設けることによ
り前述の説明と同様の効果を得ることが可能となる。
センサ回路で求められる信号は、従来の装置構成に比べ
てコイル側の相互干渉が軽減され、他コイルでの損失も
少ないことから、センサの安定性をより大きくすること
ができ、より精度の高い位置検出を行うことを可能とす
る。なお、本実施例では位置検出センサの一部としての
みの説明ではあるが、その他電磁誘導型センサの時分割
励磁を行う場合は、上記スイッチ１８を設けることによ
り前述の説明と同様の効果を得ることが可能となる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電磁誘導
型位置検出センサ回路は、目標物に渦電流を誘起するた
めの複数の励磁コイルと、前記目標物に誘起された渦電
流による磁場を検出する複数の検出コイルと、前記複数
の励磁コイルに順次電流を印加するための発振回路と、
前記検出コイルにより検出された信号を増幅するプリア
ンプと、前記プリアンプにより増幅された信号を位置検
出用の信号として利用するための処理を行うポジショニ
ングセンサアンプ回路から構成され、前記複数の検出コ
イル間の相互作用を軽減するために、各検出コイルがＯ
Ｎ／ＯＦＦ切り換え用スイッチを具備するため、電磁誘
導型センサの出力を用いて移動体のリアルタイムな位置
を知ることができ、複数のコイルが近接している場合で
も、前記スイッチによって、それぞれの検出コイルが完
全に時分割に動作する。よって、各コイル間の相互作
用、エネルギーの損失はなくなるので、より安定で精度
の高い位置検出を行うことが可能となる。
型位置検出センサ回路は、目標物に渦電流を誘起するた
めの複数の励磁コイルと、前記目標物に誘起された渦電
流による磁場を検出する複数の検出コイルと、前記複数
の励磁コイルに順次電流を印加するための発振回路と、
前記検出コイルにより検出された信号を増幅するプリア
ンプと、前記プリアンプにより増幅された信号を位置検
出用の信号として利用するための処理を行うポジショニ
ングセンサアンプ回路から構成され、前記複数の検出コ
イル間の相互作用を軽減するために、各検出コイルがＯ
Ｎ／ＯＦＦ切り換え用スイッチを具備するため、電磁誘
導型センサの出力を用いて移動体のリアルタイムな位置
を知ることができ、複数のコイルが近接している場合で
も、前記スイッチによって、それぞれの検出コイルが完
全に時分割に動作する。よって、各コイル間の相互作
用、エネルギーの損失はなくなるので、より安定で精度
の高い位置検出を行うことが可能となる。
【図１】本発明の第一実施例に係るスイッチ機能付２次
元位置検出センサ回路を示すブロック図である。
元位置検出センサ回路を示すブロック図である。
【図２】励磁コイルの時分割励磁の信号及びそれに対応
した検出コイル（スイッチ有又は無）の検出信号を示す
グラフである。
した検出コイル（スイッチ有又は無）の検出信号を示す
グラフである。
【図３】コイルユニットの構成図である。
【図４】コイルユニットの配置図である。
【図５】従来の渦電流探傷装置のブロック図である。
【図６】複数のコイルユニットによる位置検出の原理図
である。
である。
【図７】時分割励磁を示すグラフである。
【図８】制御信号回路を示すブロック図である。
【図９】タイミング回路の詳細図である。
１ 発振回路ユニット ２ コイルユニット ３ プリアンプユニット ４ ポジショニングセンサアンプユニット ５ 発振器 ６ 励磁コイル ７ 検出コイル １０ バッファアンプ １１ バンドパスフィルタ １２ ＡＣアンプ １３ バンドパスフィルタ １４ 位相検波器 １５ ＤＣアンプ １６ サンプルホールド回路 １７ ブリッジ回路 １８ スイッチ １９ 最終出力 ２０ 電力アンプ ２１ 切換スイッチ ２２ タイミング回路 ２３ オフセット調整回路 ２４ 発振器 ２６ 試験コイル ２６ ブリッジ回路 ２７ 移相器 ２８ 増幅器 ２９ 位相検波器 ３０ ＣＲＴ ３１ フィルタ ３２ 記録装置 ３３ 位相調整器 ３４ コンパレータ ３５ カウンタ ３６ マルチバイブレータ ３７ タイミング用ＰＡＬ ５０ センサケース
Claims (1)
- 【請求項１】 目標物に渦電流を誘起するための複数の
励磁コイルと、前記目標物に誘起された渦電流による磁
場を検出する複数の検出コイルと、前記複数の励磁コイ
ルに順次電流を印加するための発振回路と、前記検出コ
イルにより検出された信号を増幅するプリアンプと、前
記プリアンプにより増幅された信号を位置検出用の信号
として利用するための処理を行うポジショニングセンサ
アンプ回路から構成され、前記複数の検出コイル間の相
互作用を軽減するために、各検出コイルはＯＮ／ＯＦＦ
切り換え用スイッチを具備することを特徴とする電磁誘
導型位置検出センサ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26947097A JPH11108607A (ja) | 1997-10-02 | 1997-10-02 | 電磁誘導型位置検出センサ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26947097A JPH11108607A (ja) | 1997-10-02 | 1997-10-02 | 電磁誘導型位置検出センサ回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11108607A true JPH11108607A (ja) | 1999-04-23 |
Family
ID=17472893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26947097A Withdrawn JPH11108607A (ja) | 1997-10-02 | 1997-10-02 | 電磁誘導型位置検出センサ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11108607A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002310816A (ja) * | 2001-04-11 | 2002-10-23 | Tadatoshi Goto | 相対回転位置検出装置 |
| JP2010217063A (ja) * | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Ripuro:Kk | 特定の信号要素のレベル提示方法および装置、その装置の使用方法、ならびに探索可能な標識体のシステム |
| CN104729544A (zh) * | 2015-01-28 | 2015-06-24 | 上海兰宝传感科技股份有限公司 | 基于halios的抗强磁干扰的电涡流传感器 |
-
1997
- 1997-10-02 JP JP26947097A patent/JPH11108607A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002310816A (ja) * | 2001-04-11 | 2002-10-23 | Tadatoshi Goto | 相対回転位置検出装置 |
| JP2010217063A (ja) * | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Ripuro:Kk | 特定の信号要素のレベル提示方法および装置、その装置の使用方法、ならびに探索可能な標識体のシステム |
| CN104729544A (zh) * | 2015-01-28 | 2015-06-24 | 上海兰宝传感科技股份有限公司 | 基于halios的抗强磁干扰的电涡流传感器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20041207 |