JPS5841304A - 回転体の半径方向位置検出器 - Google Patents
回転体の半径方向位置検出器Info
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- JPS5841304A JPS5841304A JP13955281A JP13955281A JPS5841304A JP S5841304 A JPS5841304 A JP S5841304A JP 13955281 A JP13955281 A JP 13955281A JP 13955281 A JP13955281 A JP 13955281A JP S5841304 A JPS5841304 A JP S5841304A
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- Japan
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- axis
- magnetic
- magnetic poles
- rotating body
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/004—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring coordinates of points
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
- G01B7/31—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- 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】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、回転体の半径方向位置検出器に関するもので
ある。
ある。
磁気式位置検出器の原理図を第1図に示す、0字型の磁
路1G1〜108によって回転体100の位置を検出す
る。今その説明f:X軸方向の位置検出について行う、
各υ字型磁路はI軸、I軸そnぞnに対称に配置されて
お〕第1図に示すととく、各軸とのラジアンの角度管も
って配置されている。U字型磁路101,102および
103゜104によってX軸方向の1転倖100の位置
を検出する。この時の各磁路での信号は、101と10
2.103と104の間で互に加算さ【、その加算さf
した2つの信号の差を取ってX軸方向の回転体の位置検
出を行っていゐ、Y軸方向についても同様である。とこ
ろで、回転体が振れ@シを起こした場合には、その振れ
回りの振動数に対する高調波成分の振動数を同時に発生
する。tた、振れ回)を起さず、正常回転を行っている
場合でも回転体が真円でない場合には、その形状による
高調波成分の振動数を発生する。このような状態におい
て、基本周波数のみを正確に検出する方法が求められて
いる。第1図のように、X軸、Y軸に対して、Uffl
磁路101〜108が対称に配置さnている場合は、偶
数次高調波成分は検出されないことは計算によシ明らか
である。tた、奇数次高調波成分については、軸とのな
す角度aと奇数次高調波を表わす奇数外との間に次の関
係が成立する場合は奇数次高調波成分は検出されない。
路1G1〜108によって回転体100の位置を検出す
る。今その説明f:X軸方向の位置検出について行う、
各υ字型磁路はI軸、I軸そnぞnに対称に配置されて
お〕第1図に示すととく、各軸とのラジアンの角度管も
って配置されている。U字型磁路101,102および
103゜104によってX軸方向の1転倖100の位置
を検出する。この時の各磁路での信号は、101と10
2.103と104の間で互に加算さ【、その加算さf
した2つの信号の差を取ってX軸方向の回転体の位置検
出を行っていゐ、Y軸方向についても同様である。とこ
ろで、回転体が振れ@シを起こした場合には、その振れ
回りの振動数に対する高調波成分の振動数を同時に発生
する。tた、振れ回)を起さず、正常回転を行っている
場合でも回転体が真円でない場合には、その形状による
高調波成分の振動数を発生する。このような状態におい
て、基本周波数のみを正確に検出する方法が求められて
いる。第1図のように、X軸、Y軸に対して、Uffl
磁路101〜108が対称に配置さnている場合は、偶
数次高調波成分は検出されないことは計算によシ明らか
である。tた、奇数次高調波成分については、軸とのな
す角度aと奇数次高調波を表わす奇数外との間に次の関
係が成立する場合は奇数次高調波成分は検出されない。
π
2%
また、X軸方向の検出出力2と、α1%の関係は比列係
数11とすると、 z = 1 6(M1%α で表わされる。X軸についてもz f yに変えれば同
様である。
数11とすると、 z = 1 6(M1%α で表わされる。X軸についてもz f yに変えれば同
様である。
従来、第1図に示すような配置を実現する為K、101
〜108の各々について巻線を行い、各磁気回路を固定
して角度at決めていた。特に、基本振動数に対して、
第3次の高調波成分を検出しないようにする為、a冨π
/6に設定するが、構造上、小さくなると巻線のスペー
スが少くなる、あるいは磁極の数を多(しなけnばなら
ない等の欠点があった。
〜108の各々について巻線を行い、各磁気回路を固定
して角度at決めていた。特に、基本振動数に対して、
第3次の高調波成分を検出しないようにする為、a冨π
/6に設定するが、構造上、小さくなると巻線のスペー
スが少くなる、あるいは磁極の数を多(しなけnばなら
ない等の欠点があった。
第2図に本発明の一実施例を示す、X軸、X軸に対応す
る磁極201,207,210,204には巻線を行う
、tた各磁極201〜212は、X軸、X軸に対して対
称に配置されている。さらに巻線には高周波電流を流す
が、各瞬時において、発生する磁束の向きが磁極201
,207,210.204の回転体200の側で、同一
方向である。今、X軸について考える。回転体200が
中心の位置にある場合は、201,207,210.2
04から発生する磁束は、202,203.205,2
06,208,209,211,212、へ200t−
介して均等に通る。X軸方向で変位した場合、正方向の
信号と負方向の信号の差動で検出しているので!方向位
置検出出力は表ゎnない、そζで、X軸の正方向として
、201゜202.203.212,211の磁極と、
負方向として、207,208,209,206,20
5の磁極について考えnば良い、正方向では、201.
200.202と、201,200,2oaと、201
,200,212と、201.2Go、211とによる
合計4個の磁気回路が構成さjl、 、負方向でも同様
に207を中心に、200と205.206.2.08
.209の間で合計4個の磁気回路が構成さnる。20
1と202,201と212,207と208,207
と206で形成されるU字塑磁路の中心とX軸の成す角
度をαラジアン、201と203,201と211.2
07と209,207と205で形成さnるU字型磁路
の中心とX軸との放す角度t−bラジアンとすると、冥
際には、201を一方とするU磁溢の磁路の中心とX軸
との放す角度がCラジアンであるような磁極をX軸の正
方向に対して対称に2個仮想できる。tた、207に対
しても同様である。結局、X軸の正方向にはX軸に対し
て対称に、U字製の磁極間の中心がX軸とCラジアンの
角度を成して2組有シ、X軸の負方向にも同様に2組存
在するのと同等表働き管する。X軸圧方向の2組の加算
信号と、I軸負方向の2組の加算信号の差動を取ること
により回転体の位置検出出力を得る。なお、a、b、c
の間には次の関係がある。
る磁極201,207,210,204には巻線を行う
、tた各磁極201〜212は、X軸、X軸に対して対
称に配置されている。さらに巻線には高周波電流を流す
が、各瞬時において、発生する磁束の向きが磁極201
,207,210.204の回転体200の側で、同一
方向である。今、X軸について考える。回転体200が
中心の位置にある場合は、201,207,210.2
04から発生する磁束は、202,203.205,2
06,208,209,211,212、へ200t−
介して均等に通る。X軸方向で変位した場合、正方向の
信号と負方向の信号の差動で検出しているので!方向位
置検出出力は表ゎnない、そζで、X軸の正方向として
、201゜202.203.212,211の磁極と、
負方向として、207,208,209,206,20
5の磁極について考えnば良い、正方向では、201.
200.202と、201,200,2oaと、201
,200,212と、201.2Go、211とによる
合計4個の磁気回路が構成さjl、 、負方向でも同様
に207を中心に、200と205.206.2.08
.209の間で合計4個の磁気回路が構成さnる。20
1と202,201と212,207と208,207
と206で形成されるU字塑磁路の中心とX軸の成す角
度をαラジアン、201と203,201と211.2
07と209,207と205で形成さnるU字型磁路
の中心とX軸との放す角度t−bラジアンとすると、冥
際には、201を一方とするU磁溢の磁路の中心とX軸
との放す角度がCラジアンであるような磁極をX軸の正
方向に対して対称に2個仮想できる。tた、207に対
しても同様である。結局、X軸の正方向にはX軸に対し
て対称に、U字製の磁極間の中心がX軸とCラジアンの
角度を成して2組有シ、X軸の負方向にも同様に2組存
在するのと同等表働き管する。X軸圧方向の2組の加算
信号と、I軸負方向の2組の加算信号の差動を取ること
により回転体の位置検出出力を得る。なお、a、b、c
の間には次の関係がある。
e−(a十h)/2
今仮に第2図のように磁極を配置し、a−π/!2、b
=π/6とするとa露t / f3である。この時、第
3次高調液酸分を除ける角度は貿/6であJ)、c−π
/8では完全には検出しなくならないが、 とな)本来の第3次高調液酸分の60%以上を検出しな
(なる、さらに第5次高調波以上の成分については、 に従りて高調波成分上検出し危(なる、X軸についても
同様で、!軸止方向は208,209,210.211
,212でX軸と同様に考えることができ、!軸負方向
は202,203,204゜205.206でX軸と同
様に考えることができる。
=π/6とするとa露t / f3である。この時、第
3次高調液酸分を除ける角度は貿/6であJ)、c−π
/8では完全には検出しなくならないが、 とな)本来の第3次高調液酸分の60%以上を検出しな
(なる、さらに第5次高調波以上の成分については、 に従りて高調波成分上検出し危(なる、X軸についても
同様で、!軸止方向は208,209,210.211
,212でX軸と同様に考えることができ、!軸負方向
は202,203,204゜205.206でX軸と同
様に考えることができる。
以上のように、従来方式のように!軸、Y軸の磁極を固
定することなく、tた、第3高調波成分のみに重点ts
?き、狭いスペースに多(の磁極ならびに巻線を行わず
、本発明においては、Y軸、Y軸の磁極上共用すること
によシ、狭いスペースを有効に利用することが可能であ
り、しかも、第3高調波成分も60チ以上低減し、偶数
次高調波成分も検出しないという実用上十分効果のある
回転体の位置検出器を構成できるという特徴をもつ。本
発明は、磁気軸受や、空気軸受等の回転体の位置検出に
特に効果があるが、こCに限るものではない、さらに以
上述べたものは一実施例でら夛、磁極の数、あるいはリ
ング状コアが半径方向の内@を向いているか、外11を
向いているか等、また構成等についてはこれに限るもの
ではない。
定することなく、tた、第3高調波成分のみに重点ts
?き、狭いスペースに多(の磁極ならびに巻線を行わず
、本発明においては、Y軸、Y軸の磁極上共用すること
によシ、狭いスペースを有効に利用することが可能であ
り、しかも、第3高調波成分も60チ以上低減し、偶数
次高調波成分も検出しないという実用上十分効果のある
回転体の位置検出器を構成できるという特徴をもつ。本
発明は、磁気軸受や、空気軸受等の回転体の位置検出に
特に効果があるが、こCに限るものではない、さらに以
上述べたものは一実施例でら夛、磁極の数、あるいはリ
ング状コアが半径方向の内@を向いているか、外11を
向いているか等、また構成等についてはこれに限るもの
ではない。
以上請求範囲第1項について述べてきたが、請求範囲第
1項に従う第2項について、第3図を用いて説明する。
1項に従う第2項について、第3図を用いて説明する。
U字型の磁路の巻線を行ったY軸あるいはY軸の正方向
の磁極からの位置検出信号9301、同様に負方向の磁
極からの位置検出信号管302、とする、301と30
2の差動処理’1303で行う、今X軸について考え、
回転体の初期の位置の301.302の出力fzとし、
回転体が移動した時の301の出力fz+Δπ、302
の出力を2−△2とすると、両者の差動処理をすると3
03の出力は2Δ2となる。この時Y軸については、Y
軸の動きに対して直角方向であるから差動処理後の出力
は零である。
の磁極からの位置検出信号9301、同様に負方向の磁
極からの位置検出信号管302、とする、301と30
2の差動処理’1303で行う、今X軸について考え、
回転体の初期の位置の301.302の出力fzとし、
回転体が移動した時の301の出力fz+Δπ、302
の出力を2−△2とすると、両者の差動処理をすると3
03の出力は2Δ2となる。この時Y軸については、Y
軸の動きに対して直角方向であるから差動処理後の出力
は零である。
従来の方式では各軸の正方向、負方向の信号を独立に取
り出していたが、変化分の出力が小さく、緘音を低減す
ることができない、変化に対する角方向の成分にも変化
信号が出る等の欠点があった0本発明による方法【用い
ると、変化分の出力は、従来の方式の2倍の大きさKな
り、信号の同相成分が相殺されるので、純音が低減され
、直角方向成分の変化信号を検出しなくてすむ等の特徴
があゑ。
り出していたが、変化分の出力が小さく、緘音を低減す
ることができない、変化に対する角方向の成分にも変化
信号が出る等の欠点があった0本発明による方法【用い
ると、変化分の出力は、従来の方式の2倍の大きさKな
り、信号の同相成分が相殺されるので、純音が低減され
、直角方向成分の変化信号を検出しなくてすむ等の特徴
があゑ。
第1図は従来の方式による磁極の構成を示す図、第2図
は、本発明による磁極の構成の一実施例を示す図、第3
図は、本発明による差動処理を示す図である。 100゜。回転体 101〜108.。U字型磁路
200゜。回転体 201〜212゜、磁極 2
20.、リング状コア 301゜。正方向位置信号 302゜。負方向位置信号
303゜。差動処理回路 以上 fj12 図 γ 小
は、本発明による磁極の構成の一実施例を示す図、第3
図は、本発明による差動処理を示す図である。 100゜。回転体 101〜108.。U字型磁路
200゜。回転体 201〜212゜、磁極 2
20.、リング状コア 301゜。正方向位置信号 302゜。負方向位置信号
303゜。差動処理回路 以上 fj12 図 γ 小
Claims (2)
- (1)。直交する2軸に位置する巻線を行った4個の磁
極と、該直交する軸に対称な位置に少くとも4個の磁極
により構成さn几すング状のコアで、巻線さnた磁極と
、巻11t−していない磁極とでU字型の磁路を形底し
、回転体と該U牢屋磁路で磁気回路を構成することを特
徴とする回転体の半径方向位置検出器。 - (2)。請求範囲(1)に従う装置において、互に半径
方向に対向する巻線さnた磁極から位置検量信号を差動
検出することt特徴とする回転体の半径方向位置検出器
。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13955281A JPS5841304A (ja) | 1981-09-04 | 1981-09-04 | 回転体の半径方向位置検出器 |
GB08224568A GB2105475B (en) | 1981-09-04 | 1982-08-26 | Determining the radial position of a rotating body |
FR8214711A FR2512544A1 (fr) | 1981-09-04 | 1982-08-27 | Dispositif de detection d'une position dans la direction radiale d'un corps tournant |
DE19823232870 DE3232870A1 (de) | 1981-09-04 | 1982-09-03 | Magnetische messeinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13955281A JPS5841304A (ja) | 1981-09-04 | 1981-09-04 | 回転体の半径方向位置検出器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5841304A true JPS5841304A (ja) | 1983-03-10 |
JPH0221521B2 JPH0221521B2 (ja) | 1990-05-15 |
Family
ID=15247913
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13955281A Granted JPS5841304A (ja) | 1981-09-04 | 1981-09-04 | 回転体の半径方向位置検出器 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5841304A (ja) |
DE (1) | DE3232870A1 (ja) |
FR (1) | FR2512544A1 (ja) |
GB (1) | GB2105475B (ja) |
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US5514952A (en) * | 1993-06-30 | 1996-05-07 | Simmonds Precision Products Inc. | Monitoring apparatus for rotating equipment dynamics for slow checking of alignment using plural angled elements |
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FR2934895B1 (fr) * | 2008-08-05 | 2010-08-27 | Thales Sa | Dispositif de capteur de position radiale elargie sur plus de 90° |
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CN106533108B (zh) * | 2016-12-29 | 2024-04-26 | 苏州昱泽智能科技有限公司 | 一种旋转变压器和具有这种旋转变压器的旋转体 |
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-
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- 1982-08-26 GB GB08224568A patent/GB2105475B/en not_active Expired
- 1982-08-27 FR FR8214711A patent/FR2512544A1/fr active Pending
- 1982-09-03 DE DE19823232870 patent/DE3232870A1/de not_active Ceased
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---|---|---|---|---|
JPS6179105A (ja) * | 1984-09-19 | 1986-04-22 | ソシエテ・ユーロペーヌ・ドウ・プロプルジオン | ロータの径方向変位磁気検出装置 |
US5194805A (en) * | 1989-12-29 | 1993-03-16 | National Aerospace Laboratory, Ebara Research Co., Ltd. | Inductance-type displacement sensor for eliminating inaccuracies due to external magnetic fields |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0221521B2 (ja) | 1990-05-15 |
GB2105475B (en) | 1985-07-03 |
GB2105475A (en) | 1983-03-23 |
DE3232870A1 (de) | 1983-03-24 |
FR2512544A1 (fr) | 1983-03-11 |
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