JPS5858603B2 - 変位変換器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔開示の摘要〕 小さな変位を正確に測定することのできる変位変換器。

この変換器は定常磁界に露呈され、しかも一方の弧が一
方の針金部分を構成し他方の逆の弧が他方の針金部分を
形成しているＳ形の磁気ひずみ性針金を具備する。

前記針金の一方の端部は固定しであるが、他方の端部は
変位可能要素に取付けてあって、前記変位可能要素の移
動によって弧の曲率半径を変化する。

前記針金の一方の部分に入力側を接続し、他方部分に出
力側を接続した増幅器は、その出力側に電気パルスを生
じ、前記針金の画部分にねじり振動を生ぜさせる。

それによって増幅器の入力側へ帰還される正弦波電気信
号を発生させ、曲率半径によって異なる、従って変位の
大きさの関数である周波数を有する振動をつづける。

更に変位と周波数との関係を直線化する装置が設けられ
る。

〔発明の背景〕 この発明は開ループ原理に基づいて動作し、しかもＳ核
磁気ひずみ針金を有する変位変換器を具備するカビーム
形の差圧伝送器、さらに詳述すると変換器の線形応答を
保証する装置に関する。

差圧伝送器は流量、液位および密度などのような数多く
のプロセス変数を差圧信号に変換することができる場合
に、これらのプロセス変数を測定するのに用いられる。

カー平衡原理の重要な応用例の一つに差圧伝送器がある
。

この種伝送器は指示器やプロセス制御装置を作動するた
めに遠隔部位へ伝送するのに適する出力信号を発生する
ために工業プロセス系統に広く用いられている。

この種の伝送器においては、細長い刃枠を横軸に枢着し
、差圧カプセルから誘導した被測定流体の流量に相当す
る入力を前記刃枠に加えて、その支点を中心とするトル
クを発生させる。

また前記刃枠にはこれを静止させようとする再平衡トル
クを加える。

その再平衡トルクは負帰還ループにより発生されるもの
であって、このループはトルクの不均衡による刃枠の位
置の変化をどんなに微少でも感知する検出器を具備する
。

検出器は帰還モータに送られる帰還信号を発生する。

このモータはその入力とは逆の力を刃枠に加える。

この帰還信号は測定すべき差圧に比例しつづけ、遠隔制
飼局または指示装置あるいは記録装置へ伝送する出力信
号を発生させるのに用いることができる。

例えば米国特許第３，８３２，６１８号明細書に開示さ
れているような電気型の力平衡計器においては、帰還系
統には電動機が設けてあって、その出力信号は電気信号
であるが、例えば米国特許第３，７４２，９６９号明細
書に開示されているような空気型の力平衡装置ではモー
タは空気的に作動するベローの型式のものであって、こ
のベローに加えられる出力信号は流体信号である。

力平衡伝送器においては、刃枠は動作のフルスケール範
囲を越えての運動は行わない。

このように実際上、刃枠が移動しないことは、いわゆる
運動−平衡計器に生ずる非線形護岸その他の誤差を有効
に除去するので極めて有利である。

前記米国特許明細書に開示されている型式の差圧・力平
衡伝送器は閉ループ原理に基いて動作する。

即ち、刃枠に加えられた入力はフィードバックループを
経て刃枠に加えられるフィードバック力によって平衡さ
れるのである。

いわゆる開ループ型の電子差圧伝送器も周知である。

開ループ型差圧伝送器のある型式のものにおいては、低
圧流体入力と高圧流体入力とが電極ダイアフラムの両側
に取付けられた一対のプロセスダイアフラムにそれぞれ
加えられる。

それゆえ、電極ダイアフラムの偏向は高低入力圧力の差
によって異なる。

この偏向を電極ダイアフラムと計器本体との間に設定さ
れたキャパシタンスに対応する変化に変換する。

キャパシタンスの変化をキャパシタンス・ブリッジによ
って検出し、それを増幅して差動圧力を表わす出力信号
を発生させる。

普通の力平衡型の閉ループ伝送器に比較して、前述の容
量変換型の閉ループ差圧伝送器が有利な点は、後者が比
較的軽量であって、製造費も低廉であるばかりでなく、
機械的振動にほとんど無感応な点である。

他方、閉ループ力平衡型の方は高度の正確さと、ゼロ抑
制範囲が広いことと、計器本体に電気接続のない点とを
特徴とする。

本願の出願人は昭和５１年特許願第５４５０３号におい
て、閉ループ及び開ループ伝送器の欠点を除いて、その
双方の利点のみを有する開ループ差圧伝送器を記述して
いる。

しかもその伝送器は空気または空気フィードバック・モ
ータを具備しないので、空気式または電気式差圧伝送器
に通常使用されている型式の計器本体をそのまま開ルー
プ力ビーム装置に使用することができる。

前記特許出願の伝送器においては、カビームを計器本体
のハウジングに枢着し、支点より下方のビームの下端を
計器本体の室内に配し、支点より上方のビームの上端を
計器本体の外側へ延長させている。

そして入力をビームの下端に加えてビームを偏向させる
。

その偏向度は測定すべき流量その他のパラメータによっ
て異なる。

計器本体の外側のビームの上端には、ビームの偏向を伝
送するのに適する電気信号に変換するための変位変換器
が結合しである。

前記出願の伝送器の好ましい実施態様においては、ビー
ム変位の関数として変化する曲率半径を有するＳ形磁気
ひずみ針金を使用している。

このＳ形針金はその基本振動数でねじり振動させられる
電気、機械的共振子としての機能を果す。

その変換器が針金によって軸方向の変位を受けると振動
数が変位の関数として変わる。

それゆえ、変換器の振動数は変位の指数であり、出力信
号を表わす。

今般、出力信号の周波数と変位との関係が非線形偏差を
示すことが判明した。

この関係の非直線性は変換器のスパンの１０％以上にも
なる。

この誤差のマージンは成る種の差圧伝送器では許容する
ことができるが、伝送器がプロセス制御機構への伝送用
信号を発生するためプロセス変数を感知するように作動
する、プロセス制御に応答する場合には許容することが
できない。

〔発明の概要〕

この発明の主目的は変位の関数である周波数を有する出
力信号を発生する磁気ひずみ型の変位変換器を提供する
ことにあり、その変換器は周波数と変位との間の線形関
係を確保する装置を具備し、それによってその変換器を
工業プロセス制御系統において使用するのに適するもの
としている。

以下、この発明をカビーム型の差圧伝送器に組込んだ磁
気ひずみ変換器について説明するが、その線形変位変換
器の用途は、それに限定するものではなく、他の種々な
目的に使用することができることは言うまでもない。

たとえば米国再発行特許第２６，７７４号明細書には、
高度計の読みを提供するためにアネロイドカプセルに関
連して動作するＳ形磁気ひずみ針金を有する変換器を開
示しているが、この発明はそうした目的にも応用するこ
とができる。

とくにこの発明の目的は、極めて僅少な変位を測定する
に当って、その応答を線形化する装置を有する変位変換
器を提供し、それによって変換器の長さの０．５％程度
の変位を測定するのに際して、０．１％全スパンの正確
さを達成することができるものである。

この発明の望ましい一実施態様においては、Ｓ形磁気ひ
ずみ変換器の動作に当って、湾曲点に相当する点に変換
器に偏倚を加えるために、変換器を圧縮または伸長する
よう予荷重を与えることによって、僅少な変位の測定に
関する直線性を改善するものである。

この発明の別の望ましい一実施態様においては、Ｓ漸変
換器の変位と出力周波数との間の関係を、Ｓ形針金の２
つの扇形部分の弧を１８０度の弧より小さくして直線化
するに当り、変換器の応答において第二の偏差が僅少で
、しかも出力信号には実質的に第三の偏差が存在するこ
とのないように変換器の形状を変化させることによって
、入力予荷重の広範囲に亘って、直線化している。

〔実施例の説明〕

差圧伝送器の基本構造 第１図について説明する。

同図には、この発明の開ループ・カビーム型差圧伝送器
が略図で示しである。

この差圧伝送器の２個の主要素は差圧を感知してそれを
ビーム運動に変換する測定要素と、カビームの運動を被
測定差圧に比例する電気出力信号に変換する変位変換器
とである。

測定要素は一般にカビーム１０の支点Ｆより下方の部分
の計器の一部をさす。

このビーム１０は計器本体のハウジングに枢着しである
。

測定要素はそれぞれ波形の金属製圧力ダイアフラム１１
Ａと１２Ａを有する内形の圧力室１１と１２を備えた差
圧カプセルを有する。

これらダイアフラムはそれぞれ液圧充填物１３を収容す
る計器室の壁を形成している。

圧力室１１と１２とにはそれぞれ低圧と高圧の流体圧力
が加えられる。

実際には、圧力下の流体を送る適当な管を両圧力室に接
続し、その管をプロセス管路に挿置したオリフィス板の
上流側と下流側とに接続しであるので上流管と下流管と
の間の差圧は管路を通る流量の二乗に比例する。

それゆえ、差圧伝送器は電気信号の形で測定データを送
達すべき中央制御局から離れた部位にある管路にぢかに
取付けることができる。

制御局においては、受信した信号を指示または記録し、
あるいはそれをプロセス制御装置を動作するのに使用す
ることができる。

計器室内で圧力ダイアフラム１１Ａと１２Ａとはリンク
棒１４により相互に連結してあり、リンク棒の中点はカ
ビーム１０の下端に接続しである。

ビームはシールダイアフラム１５と垂直たわみ部材（図
示してない）とによって垂直位置に回動することができ
るように支持しである。

圧力ダイアフラム１１Ａと１２Ａとにそれぞれ加わる低
圧流体と高圧流体との差によって、リンク棒１４はその
圧力差に応じて左方へ移動する傾向があり、それによっ
てビーム１０の下端に加わって差動圧力に比例するだけ
時計回りの方向にビームをたわませる。

前述の液圧充填物質１３の目的は雑音を減衰することに
ある。

カビームの上端の移動の大きさは圧力ダイアフラム１１
Ａと１２Ａ並びにシールダイアフラム１５のばね率とカ
ビーム上端部の一点と適当な固定点との間に接続した一
対の対向するレンジばね１８と１９のばね率との関数で
ある。

これらレンジばね１８と１９とによって機械的にゼロ抑
制バイアスが得られ、またこれらレンジばね１８と１９
の引張り度は調節することができる。

ビームの偏向度は変位変換器２０によって測定される。

この変換器２０は比例電気信号を発生するもので、この
比例電気信号は出力増幅器２１で増幅されて、通常のプ
ロセス制御範囲内の高レベル出力信号（４−２０ｍＡ−
ＤＣ）となる。

力平衡伝送器においては、棒に加わる入力は対応する帰
還力によって平衡されるから、一般に棒は動かないもの
と考えられているが、実際は、正常な動作に当って、棒
が微動していることが判るはずである。

この微動は約０．１．２７ｍｍ（０，００５インチ）で
あり、またその微動は計器に加わる差動圧力に対して直
線的である。

検出器はこの微動に応答していわゆる帰還信号を発生す
るのであるからして、このような微動が必要である。

開ループ装置において、刃枠を差圧カプセルに関連して
使用した場合には、刃枠の変位を制限する帰還力がない
ので、刃枠は線形の範囲を越えて移動する傾向がある。

そのために、この発明の開ループ計器においては、刃枠
の移動をレンジばね１８と１９によって厳格に抑制する
。

その抑制度は刃枠の移動を力平衡計器に加わる力に等し
くするよう制限する。

それゆえ閉ル了プ・力平衡伝送器におけるような帰還力
がないにも拘わらず、この発明の開ループ・カビーム計
器は力平衡伝送器に匹適する高度の直線性を示すもので
ある。

しかし、この抑制型開ループ・カビーム装置においては
差動圧力に対する応答は微かな変位の形であるから、ビ
ームに関連させる検出器はその移動に対して極度に鋭敏
なものとすることが重要である。

変位変換器の第−実施例 次に第２図について説明する。

同図には磁気ひずみ型変換器が示しである。

この変換器は一方の端部を偏向可能なカビーム１０の上
端に取付け、他方の端部を計器本体に固定したブラケッ
ト２３に取付けた針金２２を具備する。

例えば０．５０８ｍｍ（０，０２インチ）ＮＩ−スパン
Ｃ（Ｎｌ−８ｐａｎ Ｃ）のような磁気ひずみ性物質で
形成した針金をＳ形に湾曲させ、それによって弧状部分
２２Ａと逆弧状部分２２Ｂとを形成させである。

磁気ひずみとは磁力に応する強磁性体の変形をいう。

その効果は鉄、ニッケル、コバルトはもちろん、それら
金属の合金に特に顕著に現われる。

磁気ひずみ性物質の物理的変化にはいろいろな変化があ
る。

したがって、その変化は線形または円形ディメンション
のもの、あるいは容積に関するものである。

磁気ひずみ針金の円形変化はねじり又はねじれ運動の形
をとる。

磁気ひずみ型の変位変換器においては、検出器変圧器２
４の一次巻線はリード線Ｌ１およびＬ２を介して針金２
２の部分２２Ａに接続し、励振器変成器２５の二次巻線
はリード線Ｌ３とＬ４とを介して針金部分２２Ｂに接続
してあり、リード線Ｌ２とＬ３とは両弧状部分の接合部
にハンダ付けまたは溶接しである。

（リード線Ｌ２とＬ３の代りに一本の共通リード線を使
うこともできる。

）針金部分２２Ａに隣接して永久棒磁石２６が配置して
あり、また針金部分２２Ｂに隣接して同様の永久棒磁石
２７が配置してあって、針金の各部分を磁界の方向が針
金の軸方向に平行な定常磁界に露呈させるようにしであ
る。

リード線Ｌ３とＬ４とを介して針金部分２２Ｂに電流パ
ルスを印加すると、合成電界が磁石２７によってできる
磁界と相互作用して、針金部分２２Ｂにねじり運動を生
じさせる。

この現象をウィーブマン効果という。

このねじり作用は針金部分２２Ａと２２Ｂとを含む針金
内にねじれ共振を励起する。

それによって生じた針金部分２２Ａの正弦波状の機械的
運動は磁石２６による磁界と相互作用して針金部分２２
Ａに電圧信号を誘導する。

この現象は逆つイーデマン効果として知られている。

実際には、この電圧信号は数ミリボルトのレベルに達す
る。

従って針金部分２２Ｂは到来電気パルスに応動して、針
金に沿って針金部分２２Ａに移動する機械的定常波を生
ずるねじりモーフの役割を果す。

針金部分２２Ａは到来パルスを正弦波電気パルスに変換
するための発生器の役割をする。

変成器２４の二次巻線は電子増幅器２８の入力側に接続
してあり、この電子増幅器の出力側は変成器２５の一次
巻線に結合しである。

この増幅器２８が最初にオンにされると、初期サージが
電流パルスを生じ、このパルスは針金部分２２Ｂに加え
られ、それによって針金部分２２Ａで正弦波信号が検出
され、これが増幅器の入力側に送られる。

これによって増幅された出力を生じ、再び部分２２Ｂに
電流パルスを送り出す。

増幅器２８を含めての磁気ひずみ発振器によって生ずる
振動の基本振動数は針金の遅れ時間によって決定される
。

針金の材料として前記ＮＩ−スパンＣが望ましい理由は
、その材料が周囲温度に関係なく安定遅れ時間を提供す
るためである。

また針金材料として合金エリンバ−Ｘ （Ｅ ｌ １ｎ
ｖａｒ −Ｘ）〔直径０．４關（０，０１６インチ）〕
を使用することもできる。

変成器２４と２５は両針全部分２２Ａ、２２Ｂのインピ
ーダンスを増幅器の入力および出力インピーダンスに整
合させる役割をするにとどまる。

実際には、そのような変成器なしに回路を設計すること
ができる。

遅れ時間、つまり磁気ひずみ発振器によって生ずる信号
の周波数は針金部分２２Ａと２２Ｂの曲率半径によって
異なる。

針金２２の一方の端部はカビーム１０の上端に取付けら
れており、しかもこのビームの偏向によって、針金の他
方の端部に取付けであるブラケット２３によって確定さ
れている固定点に近づくように移動させられ、それによ
って曲率半径が変わるのであるから、発振器周波数はビ
ームの運動に比例して変化する。

実際には、変位可能要素を必ずしもカビームとする必要
はなく、移動が感知されて正確に測定される他の要素で
も差支えない。

増幅器２８の出力から誘導された信号は周波数−電圧（
または電流）変換器Ｆ／Ｖに印加する。

この変換器Ｆ／Ｖは印加された周波数に比例する電圧（
または電流）信号を発生する。

この信号を電力増幅器ｐＡで増幅して、プロセス制御に
通常使用される範囲の４−２０ ｍＡ （ＤＣ）範囲の
出力を得る。

変位変換器の第二実施例 第３図に示す二重磁気ひずみ針金発振器においては、偏
向可能ビーム１０は１対の磁気ひずみ発振器ＡとＢとに
結合してあり、その発振器のＳ形針金３０と３２とはビ
ームの両側に対称的に配置しである。

各発振器は第２図に示す単一の発振器とほぼ同じである
か、各針金部分に対して１個づつの棒磁石を設ける代り
に、Ｓ形針金の両弧状部分を包む定常磁界を設定するた
めに、各発振器について１個づつの磁石（ＭｌとＭ２
）が設けである。

発振器Ａは帰還増幅器２９によって構成してあり、Ｓ形
磁気ひずみ針金３０の弧状部分に共同してビーム１０の
反時計回りの方向の変位によって増加される周波数の出
力信号ｆ１を発生する。

同様に発振器Ｂは帰還増幅器３１にて構成してあり、Ｓ
形磁気ひずみ針金３２の弧状部分と共同し、ビ−ム１０
の反時計方向の変位によって減少される周波数を有する
出力信号ｆ２を発生する。

これら発振器が発生した出力信号ｆ１とｆ２はミクサ３
３に送られ、このミクサは低周波数うなり信号ｆ３（ｆ
３二ｆ１−ｆ２）を出す。

このうなり信号の周波数はカビームの運動の大きさに比
例する。

次でその信号ｆ３を周波数−電流変換器４０で所望の４
−４−２Ｏ（ＤＣ）出力に変換する。

発振器Ａ（！：Ｂは差動的に動作するのであるから、こ
の装置の感度は単一の発振器の感度の２倍である。

その理由は、所定のビーム移動がビームの中性位置すな
わちゼロ位置を表わす中心周波数を基準にして、動作周
波数は等しいが向きが相反する偏差をもたらすためであ
る。

たとえば、発振器Ａの周波数が１１８，０００Ｈｚの中
心周波数から１１８，２００Ｈｚにずれると同時に発振
器Ｂは１１８．０００Ｈｚから１１７，８００Ｈｚにな
り、合成うなり周波数は４００Ｈｚで、これは各発器の
２００Ｈｚの偏移の２倍になる。

また、発振器Ａ、：！：Ｂとに作用する温度の影響は同
一であって、各発振器を中心周波数から同じ割合で偏移
させるので、この温度の影響は発振器Ａの出力周波数ｆ
、がミクサ３３で発振器Ｂの出力周波数ｆ２から引算さ
れることによって相殺される。

したがつで、発振器ＡとＢとをこのように対称的に配設
すると高感度と温度の安定との上に利益がある。

直線化 これまでの図面に示した型式の抑制開ループ・カビーム
装置においては、差動圧力に対するビームの応答は微変
位の形である。

それゆえ、このビームに関連させた変位変換器は極く高
感度のものでなければならないばかりか、正確な圧力指
示を得るため、あるいはその出力信号に応答するプロセ
ス制御装置を正確に制御するために、変換器の出力信号
周波数を変位について直線関係を備えるものとしなけれ
ばならない。

たとえば、軸方向の長さが２．５４ｃｍ（１，０インチ
）の変換器では、前記条件を満たすために、０．１２７
間（０，００，５インチ）の変位の測定では、その変換
器は０．１％全スパンの精度を有するものでなければな
らない。

この明細書に開示する直線化装置を、第２図と第３図に
示す型式のＳ漸変換器に適用すると、これら変換器を極
く高精度にするようその応答特性を改善することができ
る。

第２図と第３図とに示す変換器においては、第４図に示
すように、それぞれ１８０度の弧を有する２個の弧状部
分より成るＳ形磁気ひずみ針金を使用している。

その針金の一方の端部は点５において固定してあり、他
方の端部は点６において別の変位可能要素の偏向可能ビ
ームに固定しである。

点６は軸方向Ｘに移動する。

変位しない場合には、変換器の軸方向の長さは点５と点
６との間の距離りである。

変位と出力周波数との関係を直線化するためには、Ｓ形
針金を距離Ｌｂで示すだけ予荷重あるいは偏倚して、変
位力のない時に針金が点５と点４の間に伸長するように
する。

その最適偏倚値は変換器の軸方向の長さしの２０％であ
ることが判った。

この予荷重は直線成分が極めて小さい周波数対変位曲線
中の領域に変換応答を移行する効果がある。

したがって、弧状部分を１８０度の弧で形成させたＳ形
針金についての特性曲線を表わす第５図の曲線ａに示す
ように、このカーブ中の矢印がその曲線の変曲点を示し
、応答はこの領域においてのみ線形である。

これに対し曲線Ｃでは変曲点の両側の、上部と下部とが
幾分か非直線であることを示している。

この変曲点は１８０度の弧状部分を備えた２、５４Ｃｒ
ＩＬ（１インチ）の長さの変換器にとって最も適した値
である０、５０８朋（０，０２０インチ）の予荷重の点
で生ずる。

予荷重がＯから０．８６３６ｍｍ（０，０３４インチ）
に増加すると、非直線性は符号を変える。

従って第５図ａに示すように変曲点の存在を示すことが
判った。

次に第６図について設明する。

同図には第２図に示す型式の二重Ｓ形針金装置の構造が
示してあり、応答を直線化するために、両針金は予荷重
されている。

ビーム１０の上端に取付けたヘッド部材３４の直径的に
対向する位置に固定した板ばね１８と１９によってビー
ム１０の上端は拘束されている。

ヘッド部材３４にはＳ形針金３０の一方の端部を取付け
るためのタブ３４Ａと、Ｓ形針金３２の一方の端部を取
付けるためのタブ３４Ｂとが設けである。

針金３０と３２の他方の端部は、第２図に示す実施例の
ように固定点に固定する代りに、針金を偏倚させて直線
化するための可調節取付具に取付けである。

なお可調節取付具のうち一方だけが詳しく示しである。

第６図には針金３２についての可調節取付具が示しであ
る。

図示のように、所望の予荷重を加えるために、取付具の
支持台３５は案内レール３７にねじ３６で移動すること
ができるようにしてあり、支持台を調節位置に止めねじ
３８で固定する。

第６図に示すようにＳ漸変換器を差動的に取付けた二重
方式のものとすると有利な点は、加えられた変位を広範
囲に亘って一定非線形とする特性で、この構成では、応
答の直線性をさらに全スパン精度の０．１％にまでする
ことができる。

差動的に取付けた装置においては、同一ビームの変位が
両Ｓ形変換器においてそれぞれ符号の相反する第一周波
数変化と、両変換器において符号の同じ第二周波数変化
とを発生する。

それゆえ、両変換器の出力を第３図に示すように代数的
に加算すると、その合成出力は、第二変化が消去される
ので、線形周波数変化だけを反映する。

第７図は直線化を行うための他の方法を示す。

この例では、弧状部分８Ａと８Ｂとで形成しであるＳ漸
変換器を機械的に予荷重する必要がない。

その代りに弧の形状を１８０度以下とする。

図面に示す例では各部分は１７０度の弧にしである。

Ｓ漸変換器の形状の変化が直線性の改善となることは第
５図の応答曲線ａ、ｂ、ｃを比較すれば明らかである。

１８０度の弧についての応答を示す曲線ａでは非直線性
内容が比較的太であり、この場合には、変換器を直線に
するために機械的予荷重を必要とする。

１７５度の弧についての曲線すはさらに幾らか直線的で
あるが、まだ変曲点がある。

しかるに１７０度の弧についての曲線Ｃでは変曲点が消
失する傾向で、曲線は殆んど完全に直線である。

非直線性は１．０％全スパンから０，２５％全スパンへ
と減少し、この減少は３００％全スパンの予荷重範囲全
体に亘って殆んど一定している。

変換器の応答は出力信号には第二偏差が殆んどなく、ま
た第三偏差が全くないような応答である。

以上、この発明による変位変換器の好ましい実施態様に
ついて記載したけれども、この発明の精神から逸脱する
ことなく数多くの変更を加えまた多種多様の変更態様を
行うことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は変位変換器を組入れである開ループ・カビーム
差圧伝送器を示す略図、第２図は変位変換器の第一の実
施態様の略図、第３図は変位変換器の第二の実施態様の
略図、第４図は第２図と第３図に示す型式の変換器につ
いての線形化偏倚の効果を示す図、第５図はそれぞれ弧
の度数の異なる変換器の周波数に作用する変位の効果を
示す３曲線図、第６図は第２図に示す型式で、しかもこ
の発明による直線化偏倚装置を具備する変位変換器の物
理的構造を示す略図、第７図は直線化に作用する弧の変
化の効果を示す図である。 図面において、主要部の参照符号を挙げると次の通りで
ある。 １０・・・・・・カビーム、２０・・・・・・変位変換
器、２１・・・・・・出力増幅器、２２・・・・・・針
金、２３・・・・・・計器本体ブラケット、２４・・・
・・・検出器変成器、２５・・・・・・励振器変成器、
２６，２１・・・・・・永久棒磁石、２８・・・・・・
増幅器、２９・・・・・・帰還増幅器（発振器Ａ）、３
１・・・・・・帰還増幅器（発振器Ｂ）、３３・・・・
・・ミクサ、４０・・・・・・周波数−電流変換器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（Ａ）変位可能要素の移動が弧の曲率を変化させるよ
   うに一方端を固定し他方端を前記要素に連絡した２つの
   弧状部分を有する磁気ひずみ物質製のＳ形針金と、 （Ｂ） 前記針金を磁界の方向が前記針金の軸方向に
   平行な定常磁界に露呈させる装置と、 （Ｑ 前記針金の一方の部分に入力側を接続し他方の部
   分に出力側を接続した増幅器とを具備し、前記増幅器の
   出力側に生じた電気パルスで前記両針金部分にねじり振
   動を発生させ且つ前記増幅器の入力側へ帰還させる正弦
   波電気信号を発生させて、増幅器の振動を励起し、変位
   により針金部分の曲率半径を変化させて変位の関数であ
   る周波数の出力信号を発生させ、 （０前記針金に関連させ前記変位と前記出力信号との関
   係を直線化するために前記針金を機械的に予荷重する装
   置を設けて成る変位可能要素の小移動を正確に測定する
   ことのできる変位変換器。 ２ 前記弧を１８０度とし、前記予荷重装置として前記
   針金の一方端にこれを保持する可調節取付具を設け、前
   記針金の一方端と他方端との軸方向の距離を調節するよ
   うにした特許請求の範囲第１項に記載の変換器。 ３ 前記針金に関連させ前記変位と前記出力信号との関
   係を直線化するために前記針金の弧を１８０度以下とし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の変換
   器。 ４ 前記弧を１７０度とした特許請求の範囲第３項に記
   載の変換器。 ５ 前記変位可能要素を開ループ差圧伝送器の力ビーム
   とした特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに
   記載の変換器。 ６（Ａ）変位可能要素の移動が弧の曲率を変化させるよ
   うに一方端を固定し他方端を前記要素に連絡した２つの
   弧状部分を有する磁気ひずみ物質製のＳ形針金と、 （Ｂ） 前記針金を磁界の方向が前記針金の軸方向に
   平行な定常磁界に露呈させる装置と、 （Ｃ） 前記針金の一方の部分に入力側を接続し他方
   の部分に出力側を接続した増幅器とを具備し、前記増幅
   器の出力側に生じた電気パルスで前記両針金部分にねじ
   り振動を発生させ且つ前記増幅器の入力側へ帰還させる
   正弦波電気信号を発生させて、増幅器の振動を励起し、
   変位により針金部分の曲率半径を変化させて変位の関数
   である周波数の出力信号を発生させ、 （Ｄ 前記針金に関連させ前記変位と前記出力信号との
   関係を直線化するために前記針金を機械的に予荷重する
   装置を設けて成る変位可能要素の小移動を正確に測定す
   ることのできる変位変換器の１対を差動的に配置して変
   位可能要素に結合し、前記変位可能要素の変更により一
   方の針金を伸長させ他方の針金を圧縮させるようにした
   変位変換器。 ７ 前記弧を１８０度とし、前記予荷重装置として前記
   針金の一方端にこれを保持する可調節取付具を設け、前
   記針金の一方端と他方端との軸方向の距離を調節するよ
   うにした特許請求の範囲第６項に記載の変換器。 ８ 前記針金に関連させ前記変位と前記出力信号との関
   係を直線化するために前記針金の弧を１８０度以下とし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の変換
   器。 ９ 前記弧を１７０度とした特許請求の範囲第８項に記
   載の変換器。 １０前記変位可能要素を開ループ差圧伝送器の力ビーム
   とした特許請求の範囲第６項ないし第９項のいずれかに
   記載の変換器。