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

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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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axis
magnetic
magnetic poles
rotating body
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Hirotsugu Tanaka
裕嗣 田中
Naoyuki Hirayama
尚幸 平山
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Seiko Instruments Inc
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/004Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring coordinates of points
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G01B7/31Measuring 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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  • 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。

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
【図面の簡単な説明】
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

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (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. (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
JP13955281A 1981-09-04 1981-09-04 回転体の半径方向位置検出器 Granted JPS5841304A (ja)

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