JPS585361B2 - タンイチケンシユツソウチ - Google Patents

タンイチケンシユツソウチ

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Publication number
JPS585361B2
JPS585361B2 JP49123130A JP12313074A JPS585361B2 JP S585361 B2 JPS585361 B2 JP S585361B2 JP 49123130 A JP49123130 A JP 49123130A JP 12313074 A JP12313074 A JP 12313074A JP S585361 B2 JPS585361 B2 JP S585361B2
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JP
Japan
Prior art keywords
detected
feedback amplifier
detection
end position
feedback
Prior art date
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Expired
Application number
JP49123130A
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English (en)
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JPS5149744A (ja
Inventor
安藤静吾
山田健夫
渡部勝治朗
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
Nippon Kokan Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Kokan Ltd filed Critical Nippon Kokan Ltd
Priority to JP49123130A priority Critical patent/JPS585361B2/ja
Publication of JPS5149744A publication Critical patent/JPS5149744A/ja
Publication of JPS585361B2 publication Critical patent/JPS585361B2/ja
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  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電磁誘導を利用して鋼板、鋼管などの被検
出体の端部位置を非接触で検出する電磁誘導式の端位置
検出装置に関する。
従来、鋼板、鋼管などの被検出体の端部位置を非接触で
検出する装置として種々のものが知られており、その一
例として、光源と感光性素子とを使用し、光の直進性を
利用して端位置を検出する光学的な装置が知られている
たとえば、第1図に示すように、被検出体1の端部が位
置すべき部位の上方に複数のたとえばn本のスリットを
有するスリット光源Aを配置するとともに上記被検出体
1の端部の位置すべき部位の下方に上記スリット光源A
に対向して上記スリット光源Aのスリット数と同数の感
光性素子B1〜Bnを配置し、この各感光性素子B1〜
Bnの出力をディジタル信号をアナログ信号に変換する
論理回路Cにそれぞれ入力し、この論理回路Cの出力を
記録計または表示計りに入力して、被検出体1の端部位
置に応じてスリット光源Aの各スリットから各感光性素
子B1〜Bnに入射する光が遮断され、被検出体1の端
部位置に応じて信号を出力する感光性素子B1〜Bnの
数が変化し、論理回路Cの出力するアナログ信号が被検
出体1の端部位置に応じて変化するようにしている。
すなわち、被検出体1の端部位置に応じてスリット光源
Aからの光を受光する感光性素子B1〜Bnの数が変化
し、その光を受光している感光性素子B1〜Bnの数に
比例して論理回路Cの出力するアナログ信号の大きさが
変化するようにしている。
そして、この論理回路Cの出力するアナログ信号の大き
さを測定することによって、被検出体1の端部位置を検
出するようにしている。
ところが、このようなものでは、端位置検出の最小単位
は、感光性素子の大きさおよび素子間の距離によって決
定されてしまい、被検出体の端部位置に対する出力特性
はたとえば第2図に示すようにステップ特性となり、そ
の出力電圧によって被検出体の端位置制御などを行うこ
とが難しく、また感光性素子を多数設置する必要がある
ため検出範囲が限定されるとともに検出範囲が広くなる
ほど装置の構成が複雑となり、かつ被検出体が高温の場
合、焔などにより検出誤差を起し易く、また粉塵、水滴
、水蒸気などにより悪影響を受け、冷間圧延を行う場合
などのように光学的に雰囲気が悪い場合には端位置検出
が不可能であるなどの種々の問題があった。
この発明は、このような問題を解決するために考えられ
たもので、検出コイルから発生する交流磁界が被検出材
と鎖交すると、その反作用として検出コイルのインピー
ダンスが変化することに着目し、その検出コイルのイン
ピーダンスの変化により帰還増幅器の帰還量を変化させ
、上記検出コイルのインピーダンス変化すなわち上記検
出コイルと被検出体との相対的な位置関係の変化を帰還
増幅器の出力変化として取り出すようにして被検出体の
端部位置を正確に検出することのできる端位置検出装置
を提供することを目的とするものである。
以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。
被検出体1の端部が位置すべき部位の上方に検出コイル
としてプローブコイル2を配置するすなわちプローブコ
イル2に被検出体1の端部が近接するようにするととも
にこのプローブコイル2を帰還増幅器3の帰還回路3□
を構成する帰還抵抗3□の帰還出力端を上記プローブコ
イル2を介して接地している。
そして、上記帰還増幅器3に基準発振器4から一定振幅
、一定周波数の基準交流信号を入力し、その帰還増幅器
3の出力信号を端位置検出信号Sとして記録計5に入力
するとともに電圧弁別器6を介して取り出すようにして
いる。
また、上記電圧弁別器6に基準電圧発生器7の出力する
基準電圧信号を入力するようにしている。
このような構成であれば、プローブコイル2のインピー
ダンスはそのプローブコイル2と被検出体1の端部との
水平および垂直方向の離間距離l。
gに応じて変化する。
今、プローブコイル2と被検出体1の端部との垂直方向
の離間距離gを一定とし、基準発振器4から帰還増幅器
3に一定振幅ERおよび一定周波数fRの基準交流信号
を印加したとすると、プローブコイル2と被検出体1の
端部との水平方向の離間距離lを無限大に設定したとき
帰還増幅器3の利得Gはそのときのプローブコイル2の
インピーダンスをzLとし、帰還増幅器の無帰還時の利
得をA、帰還量をβ、帰還抵抗32の抵抗値をRNとす
れば、 G=A/(1−Aβ)=A/(1−AZL/(RN+Z
L))となり、帰還増幅器3の出力電圧E。
はEo=ERXG となる。
そこで、前記垂直方向の離間距離gを一定に固定したま
ま水平方向の離間距離jを無限大から小さくしてゆくと
、プローブコイル2から発生する交流磁界が被検出体1
の端部と鎖交するようになり、その反作用としてプロー
ブコイル2のインピーダンスzLが変化し、そのプロー
ブコイル2のインピーダンス変化ΔZI、に対応して上
式により帰還増幅器3の利得Gが変化して、その帰還増
幅器3からたとえば第4図に示すように被検出体1とプ
ローブコイル2との水平方向の離間距離lに対応した出
力電圧E。
が得られる。なお、この帰還増幅器3の出力電圧E。
は、プローブコイル2のインピーダンス値が被検出体1
とプローブコイル2との垂直方向の離間距離gに対応し
ても変化するので、第4図に示すように被検出体1とプ
ローブコイル2との垂直方向の離間距離gに対応しても
変化する。
したがって、この垂直方向の離間距離gは一定に保つ必
要がある。
また、水平方向の離間距離lに対するブローフコイル2
のインピーダンス変化ΔzLは非線形であるが、そのプ
ローブコイル2を帰還増幅器3の帰還回路網3、に接続
しているので、帰還増幅器3の無帰還時の利得Aあるい
は帰還抵抗32の抵抗値を適当な値に設定することによ
り、水平方向の離間距離lが一定範囲の値のとき、その
水平方向の離間距離jの変化に対する帰還増幅器3の出
力電圧Eoす線形化される。
この帰還増幅器3の出力電圧E。
は、記録計5で記録されるとともに、電圧弁別器6に印
加され基準電圧発生器7の出力する基準電圧Esと比較
されて帰還増幅器3の出力電圧E。
が基準電圧Esよりも大きいE。
>ESとき、電圧弁別器6から端位置検出信号Sが出力
する。
たとえば、基準電圧E8を調整して被検出体1の端部が
プローブコイル2の中心部に位置したときに帰還増幅器
3の出力電圧E。
と基準電圧Esとが等しくなるようにすれば、被検出体
1の端部がプローブコイル2の中心部位置よりも外側に
あるときには電圧弁別器6からは端位置検出信号Sは出
力せず、内側にあるときにのみ出力するようになる。
したがってこのようにすれば、その電圧弁別器6から出
力する端位置検出信号Sにより被検出体1の端部がプロ
ーブコイル2の中心部位置よりも内側にあるか外側にあ
るかを正確に検出することができ、また。
基準電圧発生器7の出力する基準電圧Esを変化させれ
ば、それに応じて電圧弁別器6から端位置検出信号Sの
出力する被検出体1の端位置が変化し、基準電圧ESの
設定により所定の位置での被検出体1の端位置の検出を
行うことができることになる。
したがって、単一のプローブコイル2によって広範囲の
被検出体1の端位置検出を行うことができ、端位置検出
範囲の拡大を行うことができるとともに被検出体1の端
位置に対する出力特性を線形にすることができ、その出
力電圧を用いて被検出体1の端位置制御などを簡単に行
うことができ、しかも被検出体1が高温の場合でも焔な
どにより検出誤差を起すようなことがなく、粉塵、水滴
、水蒸気などによる影響を受けず、冷間圧延を行う場合
などのように光学的雰囲気が悪い場合にも端位置検出を
行うことができて被検出体1の端位置を極めて正確に検
出することができるものである。
なお、この発明の構成は上記実施例のものに限定される
ものではない。
たとえば、第5図に示すように、1対のプローブコイル
2□、2□を被検出体1の端部が位置すべき部位の上方
および下方に対向させて配置するすなわち対をなすプロ
ーブコイル20.2□の中間部に被検出体1の端部が近
接するようにするとともにその1対のプローブコイル2
0,2□を直列あるいは並列に接続して前記帰還増幅器
3の帰還回路3□内に設けるようにしてもよいものであ
る。
このようにすれば、たとえば被検出体1が振動するなど
して被検出体1と各プローブコイル2、および2□との
間に垂直方向の離間距離g2□およびg2゜の変動があ
ったとしても、帰還増幅器3の出力電圧E。
は第6図に示すような垂直方向の離間距離g202g2
□の変動に対してはほぼ一定な値となり、前記第4図に
示すような上記垂直方向の離間距離g2、tg2□の変
動すなわち被検出体1の通過位置の変動による帰還増幅
器3の出力電圧E。
の変動をなくすことができて、被検出体1が振動するな
どして被検出体1の通過位置が変動することにより帰還
増幅器3の出力電圧E。
が変動することによって発生する誤差を無くすことがで
きるようになる。
したがって、被検出体1の端位置を被検出体1の通過位
置の変動に関係なく高精度に検出することができる。
たとえば、1対のプローブコイル28,2□間の距離g
を10Cmに設定した場合には、被検出体1の上下変動
が上2゜5cmのとき検出誤差を1mm以下とすること
ができるものである。
また、たとえば第7図に示すように、複数個たとえば3
個のプローブコイル2□、2□、23を被検出体1の端
部が位置すべき部位の上方に被検出体1と水平に並べて
配置するすなわち各プローブコイル2□、2□、23を
同一線上に並べて被検出体1の端部が上記各プローブコ
イル2□、2□、23に対してその配列方向から近接す
るようにするとともにこれらのプローブコイル2□t2
2t23を直列あるいは並列接続して前記帰還増幅器3
の帰還回路31内に設けるようにしてもよいものである
このようにすれば、各プローブコイル2、。22.23
がそれぞれ前記実施例の単一のプローブコイル2と同様
な動作を行うので各プローブコイル21,2□、23の
総合インピーダンスの変化量ΔzLは各プローブコイル
のインピーダンスの変化量の総計となり、前記した帰還
増幅器3の出力電圧E。
をたとえば第8図に示すように被検出体1の広範囲な端
位置変化に対応して変化させることができることになる
したがって、被検出体1の端位置の検出範囲を簡単にか
つ格段に拡大することができる。
たとえば、単一のプローブコイルを用いた場合には被検
出体1の端位置変化に対する帰還増幅器3の出力電圧E
の線形範囲は3〜5mであるが、このように複数個のプ
ローブコイルを同一線上に並べて用いた場合には複数個
倍、たとえば3個のプローブコイルを用いた場合には3
倍にその線形出力範囲を拡大することができるものであ
る。
また、上記第5図および第7図に示す構成を組合せるよ
うにしてもよいものである。
このようにすれば、上記画構成の効果を同時に備えるよ
うにすることができるものである。
以上詳述したように、この発明によれば、被検出体と検
出コイル間の電磁誘導により検出コイルのインピーダン
スが被検出体の端部と検出コイル間の相対位置によって
変化することを利用し、その検出コイルのインピーダン
ス変化により帰還増幅器の帰還量を変化させて被検出体
の端位置変化を帰還増幅器の出力変化として取り出せる
ようにしているので、被検出体の端位置検出を広範囲に
渡って行うことができるとともに端位置検出範囲の拡大
を簡単に行うことができ、かつ被検出体の端部位置に対
する出力特性を線形にすることができて、その出力を用
いて被検出体の端位置制御などを簡単に行うことができ
るようにすることができ、しかも被検出体が高温の場合
でも焔などにより検出誤差を起すようなことがなく、粉
塵、水滴、水蒸気などによる影響を受けず、冷間正合を
行う場合などのように光学的雰囲気が悪い場合でも端位
置検出を行うことができて被検出体の端位置を極めて高
精度に検出することができる端位置検出装置を提供する
ことができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来装置の構成を示す図、第2図は同従来装置
の出力特性を示す図、第3図はこの発明の一実施例の構
成を示す図、第4図は同実施例の出力特性を示す図、第
5図および第1図はこの発明のそれぞれ他の実施例の構
成を示す図、第6図および第8図はそれぞれ上記他の実
施例の出力特性を示す図である。 1・・・・・・被検出体、2・・・・・・プローブコイ
ル、3・・・・・・・・・帰還増幅器、3.・・・・・
・帰還回路、4・・・・・・基準発振器、5・・・・・
・記録計、6・・・・・・電圧弁別器、7・・・・・・
基準電圧発生器、S・・・・・・端位置検出信号。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一定振幅、周波数の交流信号が入力される帰還増幅
    器の帰還回路に検出コイルを設け、その検出コイルのイ
    ンピーダンス変化によって上記帰還増幅器の増幅度が変
    化するようにするとともに、上記検出コイルに被検出体
    の端部が近接するようにして、その検出コイルのインピ
    ーダンスが被検出体の端部の近接距離に応じて変化する
    ようにし、上記帰還増幅器の出力信号を端位置検出信号
    として取出すようにしたことを特徴とする端位置検出装
    置。 2 一定振幅、周波数の交流信号が入力される帰還増幅
    器の帰還回路に直列あるいは並列に接続した少なくとも
    1対の検出コイルを設け、その各検出コイルの総合イン
    ピーダンスの変化によって上記帰還増幅器の増幅度が変
    化するようにするとともに、対をなす検出コイルの中間
    部に被検出体の端部が近接するようにしてその各検出コ
    イルの総合インピーダンスが被検出体の端部の近接距離
    に応じて変化するようにし、上記帰還増幅器の出力信号
    を端位置検出信号として取り出すようにしたことを特徴
    とする端位置検出装置。 3 一定振幅、周波数の交流信号が入力される帰還増幅
    器の帰還回路に直列あるいは並列に接続した複数の検出
    コイルを設け、その各検出コイルの総合インピーダンス
    の変化によって上記帰還増幅器の増幅度が変化するよう
    にするとともに、上記各検出コイルを同一線上に並べて
    被検出体の端部が上記各検出コイルに対してその配列方
    向から近接するようにしてその検出コイルの総合インピ
    ーダンスが被検出体の端部の近接距離に応じて変化する
    ようにし、上記帰還増幅器の出力信号を端位置検出信号
    として取出すようにしたことを特徴とする端位置検出装
    置。
JP49123130A 1974-10-25 1974-10-25 タンイチケンシユツソウチ Expired JPS585361B2 (ja)

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