JPS63191904A - 非接触形位置検出センサ - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、物体から基準点までの距離の非接触測定に関
する。

［従来の技術］ 基準点からの物体の位置や距離を決定するさまざまな方
法が知られている。しばしば、これらの同じ方法がある
位置（もしくはある範囲の位置）に物体が存在するかど
うかを決定したり、あるいはく例えば、回転もしくは振
動体の場合に）ある位置における物体の一時的出現率を
決定するのに使用される。

これらの方法は物体もしくは物体の延長部が感知素子に
接触するかどうかに応じて接触及び非接触型に分類でき
る。公知の接触測定法は電気抵抗の変化の測定を含んで
おり、第１図に示す。物体１０の延長部１１は物体の移
動時に第２の導体１３上を滑動する金属等の導体である
。２導体間の接触位置の変化により外部回路１４内に現
われる導体部１３の長さ、従って抵抗値Ｒｖが変動する
。

素子１１は可撓ワイヤにより外部回路１４に接続されて
いる。物体の移動による抵抗値の変動は測定に便利な方
法で外部回路１４の電気的特性に影響を及ぼし、物体１
０の位置の感知が行われる。

応用によっては有用なことであるが、素子１１と導体１
３間の接点は周囲の状況に応じて摩耗、振動（電気的ジ
ッターとなる）もしくは化学的汚損をこうむることがあ
る。

さまざまな種類の非接触位置及び／もしくはピックアッ
プセンサのうち、多くは（例えば、線型可変差動変圧器
、ホール効果等の）容量、磁気もしくは光学的方法の形
式の電磁エネルギを含んでいる。（例えば、ソナー、超
音波等の）音響的方法も広く使用されている。これらの
各方法はコスト、耐久性、動作環境等を考慮して決る特
定の応用領域を有している。

また、電磁技術と組み合せて共振振動素子を使用する方
法は自動車環境において使用するのに特に有利である。

池田圧等の米国特許第４．２９７゜８７２号にはく例え
ば、中空金属シリンダー等の〉バイブレータと適切な電
気的起動によりバイブレータをその一つもしくはいくつ
かの共振モードで振動させる（例えば、圧電素子等の）
励振器を有する振動型トランスジューサが記載されてい
る。

運動を感知して電気的出力を与える振動検出手段がバイ
ブレータ上もしくはその付近に配置されている。動作上
、その特性を感知しようとする材料すなわち物体がバイ
ブレータに近接配置されて共振振動周波数を変える。例
えば、圧力を感知しようとする流体がシリンダ内へ導入
される。この流体の導入に関わる共振周波数の変化が流
体圧に比例するようにバイブレータを設計することがで
きる。また、流体温度が独特な方法で共振を変えるよう
にすることができる。異なる方法を使用して（例えば、
その位置への）物体の接近によりこの共振周波数が特別
な方法で変化するようにすることもできる。

振動検出手段を２つの方法で使用することができる。第
一に、それらは帰還電子回路の入力として働き、その出
力は励振器に加えられて共振周波数が変化する場合でも
その共振周波数に励起された振動を維持する。第二に、
それらは、周波数情報を処理する付加回路の入力の働き
をして、被感知量に関連した電気的出力を生じる。この
ような装置は関心のある量がバイブレータの共振周波数
を変える振動センサの一つの作動法を代表する。

［発明が解決しようとする問題点１ 本方法の一つの欠点は周波数変動の原因となる摂動や変
化がゼロに低減される時に、周波数はゼロとならずにあ
る基準値に戻るために感度が低くなることである。

本発明ではこの欠点は生ぜず、本発明の一実施例は高感
度及び高ダイナミツクレンジを有している。さらに、本
装置は自動車環境に特異な周囲状況に適しているだけで
なく低コスト製造にも適している。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は片持ブレード等の振動構造の振動特性を電磁誘
導原理と組み合せて非接触位置及び／もしくはピックア
ップセンサを達成するものである。

センサは振動片持ブレードに取りつけられたワイＶコイ
ルを含んでいる。取りつけは、コイルの一つの領域がブ
レードの非クランプ端付近で大きな振幅で振動し、コイ
ルのもう一つの領域はブレードのクランプ端付近に取り
つけられているため静止するかもしくは比較的小さな振
幅で振動するようになされている。コイルはおおむねブ
レードと共面である。クランプ端が圧電バイモルフ等の
振動ドライバに取りつけられ片持ブレードの共振周波数
で電圧源により駆動される場合、付属コイルを有するブ
レードの自由端は大きな振幅で振動することができる。

［作用］ 位、置感知は交流発電機の原理に基いている。被感知体
に磁石が取りつけられている。物体が移動すると、磁石
が径路を横切し、それによって磁石はブレードの振動端
及び付属コイルに対して接近したり後退したりする。磁
石の磁界は振動コイルと交差してレンツの法則により周
期的起電力（電磁力）を発生させる。物体及び付属磁石
がコイルに接近すると（もしくは後退すると）、コイル
と交差する磁界強度が増大（もしくは減少）して起動力
を増大（もしくは減少）させる。このようにして、誘起
起電力の大きさと物体の空間位置に対する依存度はいく
つかの設計パラメータに依存する。これには、コイルの
形状と巻数、コイルの振動周波数、磁石の強さ及びコイ
ルに対する磁石の接近もしくは後退線が含まれる。要約
すれば、振動コイルは磁界に応答する。磁石が移動して
磁界が変化すると、誘起起電力の大きさが変化する。

振動コイルの利点は磁界の変化や摂動の前後及び最中に
起動力が存在することである。非振動コイルの場合、起
動力は磁界が変化する場合のみ観察され、磁界強度の変
化率に比例する。

一実施例において、この磁石は物体から離され振動コイ
ルに対して定位置に配置されて起電力を誘起する。高透
磁率の磁性材細片（例えば、鉄やニッケル）が物体に取
りつけられている。コイル／磁石組合体は物体の移動時
に磁性材がコイルと磁石間の空間と交差するように位置
決めされている。磁性材はこの空間内の磁界を歪ませて
コイルと交差しないようにし誘起起電力を低減する。透
磁性材を適切な形状として位置決めすることにより、物
体の位置による起電力の変化を所望の依存度となるよう
に適合させることができる。例えば、横状細片は物体位
置と起電力の望ましい線型依存度を生じることがある。

さらに、適切な細片設計により、コイル／磁石組合体を
変更することなく他の物体運動（例えば、回転）を感知
することができる。

前記概念の修正により、コイル／磁石組合体をピックア
ップセンサとして使用することができる。

このようなセンサの代表的な応用は歯車の歯の通過を非
接触検出（ピックアップ）することである。

多くの応用において、歯車は鉄等の磁性材で作られる。

コイル／１ｉｆ１石組合体はコイルに起電力が誘起され
るように互いに堅固に固定されている。組合体は歯車の
外周に近接配置されている。歯車の歯が組合体を通過す
ると、磁界が歪んでより多くの磁力線が歯を通過する。

磁石及びコイルを適切に配置することにより、歯の通過
によりコイルと交差する磁力線を少くして誘起起電力を
低減することができる。この低減された起電力を検出し
て歯の通過を感知するのに使用することができる。

この方法に対して特に重要なのは、ピックアップ信号が
歯の速度に依存しないという事実である。

さらに、コイル／磁石組合体間の空間と歯が交差する必
要がないようにコイル／磁石組合体を配置することがで
きる。この事実により実際に設計上考慮すべき問題が簡
単化される。

この方法は特に重要な特徴を有している。振動構造の共
振周波数を高くできるため（例えば、５〜１０にＨｚ　
）　、コイルは数（１０〜２０）回春回するだけでよい
。このようなコイルは現代的ホトリソグラフィック技術
により無理なく製造することができる。片持ブレードが
シリコン製である場合には、信号処理電子装置をブレー
ド上に集積することができる。さらに、シリコンバッチ
処理の経済性も実現できる。

本方法はさらに２つの付加利点を有する。第一に、信号
は低インピーダンス源（１０〜２０回巻コイル）内に発
生し、その結果電気ノイズピックアップ感度が低い。第
二に、共振構造であるため、共振周波数付近以外では機
械的振動に対して無感応である。基本振動モードが周囲
の代表的ノイズスペクトルよりも高い場合には、出力に
はおおむねこのソースからのノイズが無い。

［実施例１ 圧電駆動振動カンチレバーを使用した非接触位置センサ
２０を第２図に示す。センサ２０は振動片持ブレード２
１を含み、その上にブレード２１とおおむね共面の（明
確に］るために第２図には図示せぬ）コイルが取りつけ
られている。ブレード／コイル組合体はセラミック圧電
バイモルフ２２の終端に取りつけられており、次にそれ
は支持構造２４の延長部２３に片持式に取りつけられて
いる。構造２４はバイモルフ２２の両面に交番起電力を
加えるために２つの電気的フィードスルーを含んでいる
。一方のフィードスルー２５はバイモルフ２２の上面を
延在する導線２６により示されている。便宜上、バイモ
ルフ２２の反対面が取りつけられる延長部２３は他方の
フィードスルーの動きをする導体とすることができる。

周波数はバイモルフ２２及び付属ブレード／コイル組合
体を片持構造の基本振動モードで駆動させるように調整
される。このモードはブレード２１の自由端が最大振幅
を有するモードであり、そのモードだけがバイモルフ２
２の支持点に存在する。一枚のブレードに対して、基本
振動モードは次式で与えられ、 ここに、ｈは自由端から制約点までの長さが！である矩
形ブレードの厚さであり、Ｅ及びζはそれぞれ弾性係数
及び密度である。この場合、カンチレバーは実際上その
堅固な支持延長部２３から延在するバイモルフと付属ブ
レード／コイル組合体の合成体である。その結果、（例
えば、長さ、ヤング率等の）材料パラメータに対する共
振周波数の質的依存度は式に示すものと同じではあるが
、共振周波数は前記したものと異ってくる。

第３図は非接触位置センサとして使用する本発明の側面
図である。本実施例において、その位置を感知する物体
３０は永久磁石３１を付随している。磁石は線型運動が
生じるとブレード３２／コイル３３組合体の先端に対し
て接近もしくは後退するように物体上に配置されている
。交流発電機については、磁界がブレード３２に取りつ
けられたコイル３３と交差し、コイル３３の運動により
コイルβ３のワイヤ内に振動する起電力が誘起される。

起電力の大きさはレンツの法則により与えられる。物体
がコイルに対して接近（もしくは後退）すると、コイル
と交差する磁界の強さが増大（もしくは減少）して誘起
起電力が増大（もしくは減少）する。起電力の大きさは
２本の導線３５によりコイルに接続された外部回路３４
により検出される。この起電力信号は物体の運動の関数
である。

装置の寸法、材料及び他の設計パラメータは代表的に特
定応用に対して選定される。例えば、バイモルフはセラ
ミックＰＺＴ　（鉛ジルコネートチタネート）から作る
ことができ、１　ｐ　−０、’　４　ａｉ　−ω　−０
，１５ｃｍ、ｈ　ａ　−０，０５１ｉｌ＋の近似寸法を
有することができる。ブレードは０．０２５ａｍ（１ミ
ル）厚の冷間圧延鋼から作ることができ、１ａ−０，４
ｃｘ、ωｃ　−０，１５ｃｔｘの寸法を有することがで
きる。４２番絶縁銅線を使用しておおむね矩形状の１５
回巻コイルが巻回される。コイルの巻回はプラスチック
接着剤と共に保持し、第３図に示すように接着剤を使用
してブレードに付着することができる。こ°のような構
造に対して、第一のカンチレバー共振モード周波数はお
よそ５ＫＨ２である。共振のＱは１００程度である。バ
イモルフのおよそ４０Ｖ　（ピーク間）の電気的励起に
よる、ブレードの自由端の変位は共振時において０．１
５ｃ（ピーク間）程度である。

第４図を参照として、交流発電機内の誘起起電力はコイ
ル周りに式Ｅ−ＶＸＢを積分して計算することができる
。ここで、Ｅは磁石４２からの磁界Ｂの存在の元で速度
Ｖを有するコイル要素内に誘起される電界である。第４
図の形状を考慮して、Ｂはブレード４０の艮ざ１に沿っ
ており、■は常に長さ１に直角であるものとすると、ド
ライバ圧電素子４３の近辺でブレード４０の幅Ｗに沿っ
たコイル４１のセグメントは本質的に運動をせず、■は
この領域においてほぼゼロである。この構成において、
全体に寄与するのはブレード４０の非結合端の幅に沿っ
たコイル４１部分だけである。

このようにして、起電力はほぼ Ｗ　ｎ　Ｖ　□　Ｂ　ｓｉｎωｔに等しく、それはほぼ
ＷｎＸｏωＢ　ｓｔｎωｔに等しく、ここにｎはコイル
のループ数、ωは振動角周波数、■ｏ及びＸ。

は先端におけるブレード４ｏの最大速度及び変位である
。妥当な値はｎ＝５履、Ｗ＝２ａ＊５Ｘｏ−０、２Ｊ１
１１、ω＝３ｘ　１０　５ｅｃ−１、ｎ＝１ｏｒあり、
磁石及び物体が２　ｃｔａの距離を移動する時日は０．
１ＴからＯ：ＯｌＴまでの範囲で変動することができる
。これらのパラメータにより１０〜１ｍＶの誘起起電力
を生じ、校正された装置を使用して公知の電気的技術に
より物体の運動を感知するのに使用することができる。

前例では！！４線コイルを想定しているが、他のコイル
形成方法も可能である。特に、ホトリソグラフィ技術と
金属の熱蒸着を結合して薄膜プレーナコイルを形成する
ことができる。振動ブレードがシリコン製であれば、コ
イル及び起電力信号処理電子装置を同一・基板上にモノ
リシックに製作し、シリコンバッチ処理技術により低コ
スト生産を可能とすることができる。

カンチレバーの第一の振動共蚤を誘起起電力の運動源と
して使用するのはユニークなことではない。例えば、第
５図に示すような第２のカンチレバー共振を利用するこ
とができる。ここで、２つの運動ノード５０があり、一
つは圧電ドライブ５３付近に生じる。幅Ｗに平行なコイ
ル５１のセグメントを運動のアンチノード５２に配置す
るのが適切である。これらのセグメントの速度は反対方
向でほぼ等しいため、起電力全体に対して付加的に寄与
し伯の要因は等しいまま推定起電力が二倍となる。

この方法はコイル速度源としての片持ブレードの振動に
限定されるものではない。事実、製作もしくは機能的観
点からは、他の振動構造が有利である。例えば、第６ａ
図に示すように、支持４ｆ４造６４から延在す６２本の
支柱に取りつけられた一木のワイヤ６０を考える。一方
の支柱のベースのドライバ圧電木子６１はワイヤの第一
の定在波共振モード６５に対応する周波数で発娠器にに
り駆動される（第６ｂ図参照）。周波数は付属物により
ワイヤ内に生じる張力だけでなくワイヤの物理的パラメ
ータにも依存する。物体６３に取りつけられた磁石６２
から生じる磁界がワイヤの変位に直角な方向に存在する
場合には、レンツの法則に従って起電力が誘起される。

簡単なｉｌ算により、ワイヤの長さｌよりも遥かに短い
最大振幅Ａに対する誘起起電力は、 π となり、ω、Ｂ及びｔはカンチレバーの場合と同じ意味
を持っている。１＝５ｍ＋、Ａ＝０．５Ｍ、Ｂ−０，Ｉ
Ｔとすると、ワイヤは軽いため、ω＝　６　ｘ　１０　
５ｅｃ−’　　の高周波数で振動することができる。こ
れにより、およそ５　ｍＶに等しい起電力が得られる。

これは小さいけれども、信号の周波数が比較的高くソー
スインピーダンスが低いため、その検出及び処理が助長
される。ワイＶ数を増加すれば信号サイズを増大するこ
とができる。これを行う一つの方法は、第７ａ図及び第
７ｂ図に示すように、振動ダイアフラム７１上にワイヤ
７０を配置することである。このようにして、各ワイヤ
をダイアフラムのベース７２付近に接続して各ワイヤか
らの起電力を加算することができる。同様に、他の応用
に特に適した他の振動構造を設計することができる。

振動ワイヤの構造がどうであれ、物体に取りっけられた
磁石が振動ワイヤに接近すると、磁界強度が非線型に変
化してさらに信号処理が必要とされる。磁石を整形する
かもしくはさらに固定磁石を使用することにより、線型
性を取り戻すことができる。第８図に示す別の方法は、
磁石８０を振動素子８１に関して定位置にとどめ、物体
８３に取りつけた高透１１性材８２を磁界と交差させる
ことである。（ＰＪ等の）透磁性゛シールド″の形状は
、物体の運動が振動ワイヤの位置における磁界強度を線
型に変化させ、位置に関して線型なセンサ出力を実現す
るように設計することができる。

回転運動等の異な、る物体の運動に対する線型応答は異
なる形状のシールドで対処することができる。

適度に大きいＱを有する共振振動構造を使用する際、製
作時の小さな寸法変動や温度もしくは圧力による材料特
性の変化により共振周波数が変化する。構造が幾分共成
からずれて電気的に駆動されると、付属コイルの振幅、
速度従ってセンナ出力の大きさは共振周波数からの逸脱
が大きくなる程急速に減少する。このようにして、これ
らの概念を有用に実施するには、ブレードの運動（振幅
及び周波数）を電気的に感知し、この信号を帰還電子回
路の入力として使用し次に〜その出力によりセラミック
バイモルフを正確な周波数及び電圧で駆動させて、さま
ざまな周囲状況の元でブレードを常に共振及び定振幅で
振動させ続ける簡便な方法が必要とされる。

これら２つの目的を達成させる帰還回路を構成すること
は同業者には容易なことである。従来技術の米国特許第
４．２９７．８７２号は位相固定ループを使用したこの
ような技術について検討している。この場合に帰還信号
を得る一つの方法は電気的に接地されたブレード上に（
例えば、ペンウォルト社製の９ミクロン厚のＰＶＦ、、
層等の）第３図において符号３６で示すポリマ圧電材の
小片を配置することである。（例えば０．０２５ａｍ（
１ミル）金）の細いワイヤを使用して、振動を著しく妨
げることなく、この帰還圧電素子の外面と接触を行うこ
とができる。振動中に、ポリマ圧電素子の伸縮により振
幅に比例する電気的出力、ｖｔ、が生じる。この信号を
入力として使用して、振動を常にその共振周波数（これ
は条件によって変化する）に雑持し且つ常に定振幅を維
持する二重機能を果す帰還電子回路を組み立てることが
できる。シリコン製振動ブレードの場合、ポリマ圧電素
子はブレード内に直接製造された圧電抵抗器で置換する
ことができる。振幅中に生じるブレード内の応力により
抵抗器の抵抗値は比例的に変化する。この変化を電気的
に監視して帰還１１ｊｔｌｌに使用することができる。

振動コイル−磁石組立体のもう一つの応用は現在の自動
車応用においてエンジン速度及びクランクシャフト位置
に使用されるものと同様の゛ピックアップ″センサであ
る。その使用を第９図に示し、（片持レバー上の）振動
コイル９０１に石組立体はその回転運動が例えば速度を
示すギア９２の（鉄もしくは他の磁性材で出来た）歯９
１に近接配置されている。このようにして、速度は単位
時間当りに基準点を通過する歯数により決定される。

装置の動作はコイルに関する磁石９３の適切な変位に依
存する。磁石９３から来る点線９４は磁界Ｂの形状を示
唆する。歯はコイル−磁石組立体から最も遠い距離にあ
るため、実質的に振動する起電力がコイル９０内に誘起
されるように磁石９３が位置決めされる。歯が組立体に
接近すると、コイル９０近辺の磁界を歪ませて遥かに小
さい起電力ｅｎ＋ｆを誘起するようにする。この低減は
歯の通過をマークするものであり、歯の通過速度は誘起
起電力を入力として使用する外部信号処理回路により決
定することができる。装置の動作上のキーは大きな起電
力変動を達成することである。次に、これは磁石９３、
コイル９０．歯９１の相対サイズ、コイル磁石組立体か
らの歯の距離及び歯９１を作っている材料の磁気特性に
依存する。

前の計鋒で想定されるサイズの片持ブレード及　　７゜
び（例えば日立マグネテ°イック社製すマリウムコバル
ト希土磁石等の）匹敵する寸法の小型円筒磁石を使用し
て、寸法ａ及びｂが２〜３ｍ＋程度である第９図の形状
に対して、（鉄製）歯が最も接近した時の誘起起電力を
１１５に低減することができた。本技術の一つの利点は
歯がコイルと磁石の間に来る必要がなく、従って同じセ
ンサユニットを異なる歯車に使用できることである。第
二に、歯車の角周波数がコイルの振動角周波数よりも少
ない限り、ピックアップ信号は歯車の回転速度に依存し
ないことである。ピックアップ信号の回転速度に関する
線型比例性は他のいくつかの非振動ピックアップセンナ
の重要な欠点である。

同業者ならば本発明にさまざまな修正や変更が考えられ
ると思う。例えば、片持要素の特定形状及びサイズはこ
こに開示したものから変えることができる。技術を進歩
させる本開示の教示するところに基本的に依存するこれ
ら及び他の全ての変更は本発明の範囲に入るものとする
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に従って、電気的抵抗の変化を利用し
て物体の位置を定める接触位置セン勺を示す略図、第２
図は付属コイルを有する振動ブレードに圧電バイモルフ
が取つけられて電気的フィードスルーを含む構造を支持
する振動片持構造、第３図は付属磁石を有し片持ブレー
ドに取りつけた振動ワイヤコイル内に起電力が誘起され
るように特別な方法で配置された被感知体に隣接する非
接触位置センサ、第４図は位置を感知する物体に取りつ
けられた磁石の磁界Ｂ内の速度Ｖによりワイヤ内に誘起
される電界及び片持ブレード上の平川なワイヤコイル、
第５図は付属コイルを有する振動片持ブレードの第２の
共振モード、第６ａ図はく一方が圧電バイモルフである
）２本の支柱間に吊下され且つその位置を感知する物体
に取りつけられた磁石に対して適切に位置決めされた振
動ワイヤを含む位置センサのもう一つの実施例、第６ｂ
図は第６ａ図のワイヤの第一の共振振動モード及び誘起
起電力を計算するための関連パラメータ、第７ａ図はワ
イヤコイルがダイアフラム上で振動する位置センサのも
う一つの実施例、第７ｂ図は位置センサとして使用する
のに適切な第７ａ図のダイアフラムの最低周波数共振振
動モード、第８図は磁石が固定されたままであり且つ適
切な形状の磁性楔が物体に取りつけられている位置に対
して線型なセンサ出力を達成するための位置センサのも
う一つの実施例、第９図は固定磁石が振動コイルと組み
合されて磁性材の歯車の歯の通過もしくは通過の時間変
化率等のピックアップセンサとして働くもう一つの実施
例である。 参照符号の説明 ２０・・・非接触位置センサ ２１．３２．４０・・・ブレード ２２・・・セラミック圧電バイモルフ ２３・・・延長部 ２４．６４・・・支持構造 ２５・・・フィードスルー ２６．３５・・・導線 ３０．８３・・・物体 ３１．４２．６２，８０．９３・・・永久磁石３３．５
１．９０・・・コイル ３４・・・外部回路 ４３．６１・・・圧電素子 ５３・・・圧電ドライブ ６０．７０・・・ワイヤ ７１・・・振動ダイアフラム ７２・・・ベース ８１・・・振動素子 ８２・・・高透磁性材 ９１・・・歯 ９２・・・ギア 一コ＝Ｉ孟；・こ・ ｊ＝＃、ジ→′＋

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）共振振動構造において、 前記構造の振動を電気的に励起する駆動手段と、隣接す
   る外部磁石と、 前記振動構造に接続されてその振動に応答し、前記外部
   磁石からの磁界が摂動すると、電磁誘導により内部に電
   磁力が誘起されるように配置されたワイヤコイル手段と
   を具備し、 前記ワイヤコイル手段は適切なサイズとされ磁界が存在
   する時に該誘起電磁力が所定の様態で変化して、該電磁
   力は磁界を摂動させる物体と前記ワイヤコイル手段間の
   相対位置センサとしての働きをすることができ、さらに
   、 前記ワイヤコイル手段に接続されて該電磁力を検出し該
   電磁力の関数として出力信号を発生することができる電
   気回路手段と、 前記振動構造手段に接続されて前記構造の振動に比例す
   る電気信号を発生する帰還制御感知手段と、 前記駆動手段及び前記帰還制御感知手段に接続され、出
   力を与えて駆動手段を駆動させ振動を励起して、温度等
   の外部周囲条件により共振周波数が変化しても前記共振
   振動構造をその共振周波数及び定振幅で振動を継続させ
   る帰還手段、 とを具備する共振振動構造。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、さらにその位置
   が感知される物体に取りつけられた高透磁性シールドを
   含み、前記高透磁性シールドは適切な形状とされ、物体
   の移動時に前記シールドが前記ワイヤコイル手段近辺の
   磁界を歪ませて前記誘起電磁力を物体の位置に関して、
   線型等の所望の様態で変化させる共振振動構造。
3. （３）特許請求の範囲第２項において、前記振動ワイヤ
   コイル手段及び前記磁石は、高透磁率物体の通過により
   前記ワイヤコイル手段の磁界が歪んで前記電磁力が変動
   し、従つて物体の通過が感知されるように固定され且つ
   互いに位置決めされている共振振動構造。
4. （４）特許請求の範囲第３項において、 その第一の共振カンチレバーモードで振動する平坦な片
   持ブレードと、 前記片持ブレードに接続され、ブレードをその第一の共
   振カンチレバーモードで振動させるような周波数で電気
   的に励起されるセラミツク圧電バイモルフを具備し、 前記ワイヤコイル手段は前記ブレードにおおむね共面状
   に取りつけられ、そのためコイルの一部は振幅が低減さ
   れるブレードのベースに存在し、前記コイルの他の部分
   は振幅が最大値である先端に存在する共振振動構造。
5. （５）特許請求の範囲第４項において、前記ワイヤコイ
   ル手段は接着剤と共に保持された複数の巻回を有する細
   いワイヤにより製作されている共振振動構造。
6. （６）特許請求の範囲第４項において、前記ワイヤコイ
   ル手段は平坦であり、ホトリソグラフイツク技術と組み
   合せた金属の熱蒸着もしくはスパツタリングにより形成
   される共振振動構造。
7. （７）特許請求の範囲第６項において、前記ブレードは
   シリコン製であり、前記電子回路手段は前記ブレード上
   に製作される共振振動構造。
8. （８）特許請求の範囲第７項において、前記帰還手段に
   信号を与えて共振状態を維持する前記帰還制御感知手段
   は前記ブレードに共面状に取りつけられた圧電ポリマー
   の薄層である共振振動構造。
9. （９）特許請求の範囲第８項において、前記帰還手段に
   信号を与えて共振状態を維持する前記帰還制御感知手段
   は前記シリコンブレード自体内に製作されたシリコン圧
   電素子であり、前記シリコンブレードの振動が前記シリ
   コン圧電抵抗素子を歪ませてその電気抵抗の変化を生じ
   る共振振動構造。
10. （１０）共振振動構造において、 磁界を発生する隣接外部磁石と、 振動を電気的に励起及び感知する駆動手段と、前記構造
    の一部として振動するように結合された複数巻回を有す
    るワイヤコイルと、 前記ワイヤコイルを支持し且つ振動ノードのみがダイア
    フラムの周辺に存在しアンチノードが前記ダイアフラム
    の幾何学的中心付近に存在するダイアフラムを具備し、 前記ワイヤコイルは各巻回の一部がそれぞれアンチノー
    ド及びノード領域内に存在するように取りつけられてお
    り、 前記ワイヤコイルはその中に誘起される電磁力により磁
    界の大きさを感知して、前記磁界を摂動させる物体と前
    記ワイヤコイル間の相対位置を表示する共振振動構造。
11. （１１）特許請求の範囲第１０項において、前記ワイヤ
    コイルはその中に誘起される電磁力により前記磁石の相
    対位置により生じる磁界の大きさに応答する共振振動構
    造。
12. （１２）特許請求の範囲第１１項において、前記ワイヤ
    コイル手段はその中に誘起される電磁力により、前記磁
    石が生成する磁界に歪みを生じる高透磁率材の相対位置
    により生じる磁界の大きさに応答する共振振動構造。