JPS5852193B2 - 磁気検出器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、可飽和鉄心による差動変圧器を用い、発磁
体（マグネット）を検出して所定の位置を測定する磁気
検出器において、検出回路に比較回路を２段階に設けた
検出器に関するもので、フェールセーフ性を付与したこ
の種磁気検出器の提供を目的とするものである。

発磁体の発生する磁力線により磁気飽和される磁気ヘッ
ド等を利用して所要の位置に設けた発磁体を検出する磁
気検出器がある。

このような発磁体の位置検出には可飽和鉄心を用いた差
動変圧器が使われるのが一般的である。

この場合、差動変圧器の出力は発磁体に近接していない
常時では低レベルで、発磁体が近接すると出力レベルが
上昇してその存在または位置を検出する方式が採られる
のが通例である。

しかし、このような方式にすると、発磁体の接近しない
常時は出力が低レベルであるために故障などで差動変圧
器の駆動入力がなくなった場合、その検出が困難である
。

本発明は後述するごとき新規な手段により差動変圧器の
出力を巧みに処理することによって差動変圧器の故障時
における検出器の出力状態が「検知出力あり」となるよ
うにした磁気検出器で、上記の困難を除去したものであ
る。

すなわち、可飽和リアクトルに交流電圧を印加した際、
鉄心が飽和状態にあると急峻な飽和電流が流れることは
よく知られており、この飽和電流を検出するのに差動変
圧器を用いるのが便利であることもまた公知である。

このような可飽和鉄心を用いた差動変圧器の近傍に発磁
体を配置して発磁体の磁力線が差動変圧器鉄心を飽和さ
せることによって生じる飽和電流により差動変圧器の出
力が常時出る構造とし、発磁体の位置測定は、はじめに
発磁体を検知した状態における発磁体の位置を基点とし
、可飽和鉄心から発磁体が離れるにつれて出力が減少す
る方向で行なうものとする。

すなわち、検出器の出力情報は発磁体が存在しなくなっ
たとき、上述の「検知出力あり」とする。

このようにすることによって差動変圧器の駆動入力が零
になると差動変圧器の飽和電流出力も零となり、駆動側
の故障時において「検知出力あり」の状態となる。

しかしこのま５では回路が故障したとき不都合を生じる
ので、差動変圧器の検知出力を２段階の比較回路に入れ
て最終的に検知出力を得るようにする。

すなわち、差動変圧器の巻線や巻線に付随する抵抗が断
線した場合、差動変圧器の出力は上昇するが、最終的検
知出力は減少する構造にする。

上記のごとく発磁体の配置を差動変圧器の近傍におくと
きを基点とし、差動変圧器の出力検知回路に比較回路を
２段に設けて、２段構えのスレシホールドレベルを与え
たところが本発明の要点である。

以下本発明の実施例を図面によって説明する。

第１図は本磁気検出器を構成する回路のブロック図で、
Ｏ８は交流信号を発生する発振器、ＤＴは可飽和鉄心Ｆ
に線輪Ｌ１．Ｌ２を差動に巻回してなる差動変圧器、Ｍ
は発磁体、ＣＰｌ、ＣＰｌはいずれもシュミット回路に
よって構成される比較回路、ＲＦｌ、ＲＦ２は平滑整流
回路、Ｒ１゜Ｒ２はそれぞれ線輪Ｌｌ 、Ｌ２に対する
電流制限抵抗、Ｃは直流阻止コンデンサ、点線のブロッ
クで示した発振器Ｏ８′は回路Ａを介して発振器Ｏ８か
らの交流電圧ＶＡＤを印加しない場合に用いる交流信号
発振器である。

第２図は第１図の回路が正常な場合の回路各部の動作チ
ャート、第３図は差動変圧器ＤＴの線輪Ｌ１．Ｌ２いず
れか１線の断線を例とした故障状態における回路各部の
動作を示すチャートである。

以下上記各図によって回路の動作を説明すると、発振器
Ｏ８から送られる交流信号は例えば第２図または第３図
のチャートａに示すような正弦波交流で、この交流信号
は抵抗Ｒ１，Ｒ２を通して差動変圧器ＤＴの駆動入力と
なる。

差動変圧器ＤＴの出力の取出し方は種々あるが、第２図
のチャートｂ・に示す波形はその１例で不平衡分の飽和
電流成分を示す。

この不平衡成分は一般には逆極性の成分も現われるが差
動変圧器ＤＴの鉄心Ｆを飽和させる発磁体Ｍの磁束の方
向により一方の極性成分を消去することができるのでチ
ャートｂはその場合の出力波形を示し、発磁体Ｍが差動
変圧器ＤＴに近接しているときその出力レベルは犬で遠
ざかると減少する。

この出力は比較回路ＣＰ１で波形整形されて第２図のチ
ャートｃに示す矩形波となり平滑整流回路ＲＦ１で直流
に変換されるが、差動変圧器ＤＴの出力レベルが比較回
路ＣＰ１のスレシホールドレベル以下になると比較回路
ＣＰ１の出力はなくなるので平滑整流回路ＲＦ１から出
力する直流は減衰する。

同図のチャートｄは平滑整流回路ＲＦ１の出力と回線Ａ
を介して印加される発振器Ｏ８からの交流との重畳波形
でＶＡＯは交流電圧波形、■ＤＣは直流出力電圧、ｖｔ
ｈは次段の比較回路ＣＰ２のスレシホールドレベルであ
る。

この重畳波が比較回路ＣＰ２で波形整形されると同図の
チャートｅのごとき矩形波となり、スレシホールドレベ
ルｖｔｈ以下に減衰すると比較回路ＣＰ２からの出力は
なくなる。

したがって平滑整流回路ＲＦ２の出力は同図のチャート
ｆのごとくになり、出力「有り」で発磁体Ｍを検出し、
出力「無し」で発磁体Ｍの離隔を検出する。

以上は回路が正常な場合の動作であるが、第３図は時点
Ｐで差動変圧器ＤＴの一方の巻線が断線または線間短絡
等によって平衡が破れた場合の各部の動作チャードで、
時点Ｐ以降において、比較回路ＣＰ１の入力は同図すに
示すごとく交流波形となり、その出力の矩形波は同図Ｃ
に示すように巾が広くなって平滑整流回路ＲＦ１の出力
レベルの平均値ＶＤＯは同図のチャートｄのごとく上昇
し、これに交流電圧ＶＡＯが重畳して比較回路ＣＰ２に
入力する。

この重畳入力のレベルがスレシホールドレベルｖｔｈを
越えると、同図のチャー トｅに示すように比較回路Ｃ
Ｐ２の出力は一定レベルの直流出力となり出力交流信号
は零となる。

直流阻止コンデンサＣを介した平滑整流回路ＲＦ２の出
力は同図のチャーｔ−ｆに示すように時点Ｐ後に減衰す
る。

以上述べたごとく平滑整流回路ＲＦＩの出力が発磁体Ｍ
が移動したり、可飽和鉄心の巻線が断線または短絡した
場合、変動するので、第１図の回線Ａまたは発振器Ｏ８
′より導入された交流信号のバイアス点が移動し、定常
状態において比較的小さな導入交流信号ＶＡＤで交流出
力を発生していた比較回路ＣＰ２の出力は第１図の回路
とすることにより最終的に零になる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明磁気検出器の実施例に関するもので、第１
図は本検出器を構成する回路ブロック図、第２図は正常
時における各部の動作チャート、第３図は故障時におけ
る動作チャートの１例図である。 Ｍ・・・・・・発磁体、ＤＴ・・・・・・差動変圧器、
ＣＰｌ。 ＣＰｌ・・・・・・比較回路、ＲＥｌ、ＲＦ２・・・・
・・平滑整流回路、Ｃ・・・・・・直流阻止コンデンサ
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 近接する発磁体の磁束により飽和されるごとき可飽
   和鉄心を用いた差動変圧器によって発磁体の存在を検出
   する磁気検出器において、前記差動変圧器の不平衡出力
   を波形整形する第１の比較回路と、この比較回路の出力
   を直流に変換する平滑整流回路と、この平滑整流回路の
   直流出力に交流信号を重畳した入力を波形整形する第２
   の比較回路と、第２比較回路の出力回路に設けた直流阻
   止回路と、この直流阻止回路にさらに平滑整流回路を連
   ねて構成したことを特徴とする磁気検出器。