JPS63214502A - 電磁油圧式サーボ弁システム - Google Patents
電磁油圧式サーボ弁システムInfo
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- JPS63214502A JPS63214502A JP63037293A JP3729388A JPS63214502A JP S63214502 A JPS63214502 A JP S63214502A JP 63037293 A JP63037293 A JP 63037293A JP 3729388 A JP3729388 A JP 3729388A JP S63214502 A JPS63214502 A JP S63214502A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
- F15B15/28—Means for indicating the position, e.g. end of stroke
- F15B15/2815—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT
- F15B15/2869—Position sensing, i.e. means for continuous measurement of position, e.g. LVDT using electromagnetic radiation, e.g. radar or microwaves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
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- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
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- F15B15/28—Means for indicating the position, e.g. end of stroke
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- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (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。
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、位置測定装置に関し、さらに詳しくいえば、
電磁油圧式す′−ボ弁及びアクチュエーターシステムに
おいてアクチュエーターのピストンの位置を判定するた
めの装置に関する。
電磁油圧式す′−ボ弁及びアクチュエーターシステムに
おいてアクチュエーターのピストンの位置を判定するた
めの装置に関する。
（従来の技術）
従来の油圧アクチュエーターに連結されたサーボ弁を有
する電磁油圧式サーボシステムにおいては、電気音響線
形変位トランスジューサを用いてアクチュエーターの位
置をモニターするのが慣例であり、そのようなトランス
ジューサは、例エバ、ニュー・ヨーク州、プレインビュ
ーのテンポソー１−７クス社（Ｔｅｍｐｏｓｏｎｉｃｓ
Ｉｎｃ、 ）により市販され、米国特許第３．８９８
．５５５号に開示されている。このトランスジューサは
、アクチュエーターのピストンに連結されて該ピストン
と共に動くようにされた磁石と、この磁石通路の近傍に
配設された電気音響式導波管を含んでいる。電流パルス
が導波管を貫通し延伸しているワイヤに送出され、磁石
の磁界と共働して導波管内に音響信号を伝達する。カッ
プラ又はモード変換器がこの音響信号を受信し、電流パ
ルスの送出から音響信号の受信までに要した時間が導波
管に関する磁石の位置の関数とされる。このトランスジ
ューサは耐久性に優れ、アクチュエーターのシリンダー
に直接取付けられ、物理的というよりは磁気的にアクチ
ュエーターのピストンに連結されており、アクチュエー
ターのピストンの位置を正確に示すことが可能である。
する電磁油圧式サーボシステムにおいては、電気音響線
形変位トランスジューサを用いてアクチュエーターの位
置をモニターするのが慣例であり、そのようなトランス
ジューサは、例エバ、ニュー・ヨーク州、プレインビュ
ーのテンポソー１−７クス社（Ｔｅｍｐｏｓｏｎｉｃｓ
Ｉｎｃ、 ）により市販され、米国特許第３．８９８
．５５５号に開示されている。このトランスジューサは
、アクチュエーターのピストンに連結されて該ピストン
と共に動くようにされた磁石と、この磁石通路の近傍に
配設された電気音響式導波管を含んでいる。電流パルス
が導波管を貫通し延伸しているワイヤに送出され、磁石
の磁界と共働して導波管内に音響信号を伝達する。カッ
プラ又はモード変換器がこの音響信号を受信し、電流パ
ルスの送出から音響信号の受信までに要した時間が導波
管に関する磁石の位置の関数とされる。このトランスジ
ューサは耐久性に優れ、アクチュエーターのシリンダー
に直接取付けられ、物理的というよりは磁気的にアクチ
ュエーターのピストンに連結されており、アクチュエー
ターのピストンの位置を正確に示すことが可能である。
しかしながら、かかる位置の読み取りに関する従来のエ
レクトロニクスは、過度に複雑であり、又非常に高価な
ものであった。さらに、従来のエレクトロニクスは、ア
クチュエーター操作環境から保護される必要がある別個
の容器内に設けられ、しかもその容器を適当な位置に配
置する必要があった。
レクトロニクスは、過度に複雑であり、又非常に高価な
ものであった。さらに、従来のエレクトロニクスは、ア
クチュエーター操作環境から保護される必要がある別個
の容器内に設けられ、しかもその容器を適当な位置に配
置する必要があった。
１９８６年４月８日に出願された係属中の米国出願８４
９．５４０号（特願昭６２−８６７２４号）であって本
出願人に譲渡されたものには、サーボ弁と線形アクチュ
エーターのような油圧機器に接続するために単一の容器
に取付けられたマイクロプロセッサ−ベースの制御エレ
クトロニクスを含んでいる電磁油圧式サーボ弁のアセン
ブリーが開示されている。サーボ弁／線形アクチュエー
ターの組み合わせに関する上記のような公知技術の実施
においては、テンポソニック型電気音響式トランスジュ
ーサの作動をモニターするための、改良された回路に特
徴を有している。マイクロプロセッサ−ベースの制御エ
レクトロニクスからの測定要求に応じて、導波管内に初
期電流パルスが送出され、同時にカウンタがリセットさ
れる。
９．５４０号（特願昭６２−８６７２４号）であって本
出願人に譲渡されたものには、サーボ弁と線形アクチュ
エーターのような油圧機器に接続するために単一の容器
に取付けられたマイクロプロセッサ−ベースの制御エレ
クトロニクスを含んでいる電磁油圧式サーボ弁のアセン
ブリーが開示されている。サーボ弁／線形アクチュエー
ターの組み合わせに関する上記のような公知技術の実施
においては、テンポソニック型電気音響式トランスジュ
ーサの作動をモニターするための、改良された回路に特
徴を有している。マイクロプロセッサ−ベースの制御エ
レクトロニクスからの測定要求に応じて、導波管内に初
期電流パルスが送出され、同時にカウンタがリセットさ
れる。
導波管から音響戻りパルスを受信し、カウンタは自動的
に増進され、電流パルスが導波管内に再送出される。カ
ウンタの出力は、導波管内の送出／戻りサイクルの数を
予め選択し、予め選択した再循環数が一定の値に達した
ことを示すためにマイクロプロセッサ−ベースの制御エ
レクトロニクスに割り込み信号を発生させる機能を含ん
でいる。
に増進され、電流パルスが導波管内に再送出される。カ
ウンタの出力は、導波管内の送出／戻りサイクルの数を
予め選択し、予め選択した再循環数が一定の値に達した
ことを示すためにマイクロプロセッサ−ベースの制御エ
レクトロニクスに割り込み信号を発生させる機能を含ん
でいる。
アクチュエーター位置の読み値は、初期測定要求信号と
割り込み信号間の総時間を測定するクロック内に蓄えら
れる。クロックの出力は、要求に応じて制御用マイクロ
プロセッサ−に伝達される。
割り込み信号間の総時間を測定するクロック内に蓄えら
れる。クロックの出力は、要求に応じて制御用マイクロ
プロセッサ−に伝達される。
上記係属中の出願に示されるテンポソニック型トランス
ジューサとモニター用エレクトロニクスとの組み合わせ
は、先に提案されたものよりも相当安価であり、長期間
の作動においても信頼できるものであるが、しかしなお
改良することが望ましいものである。例えば、上記出願
に示された測定値の読み取りを可能にするためのエレク
トロニクスは総てのエレクトロニクスの３分の１を占め
ている。必要な回路の量を減少させることは、電力節約
の点で望ましく、他の制御機能を実行するために利用可
能な空間を増大させる。さらに、測定値の読み取りはア
クチュエーターのピストンの動きに相関して迅速に行わ
れるにもかかわらず、前記出願のシステムではリアルタ
イムのピストン位置を連続的にモニターすることはでき
ない。
ジューサとモニター用エレクトロニクスとの組み合わせ
は、先に提案されたものよりも相当安価であり、長期間
の作動においても信頼できるものであるが、しかしなお
改良することが望ましいものである。例えば、上記出願
に示された測定値の読み取りを可能にするためのエレク
トロニクスは総てのエレクトロニクスの３分の１を占め
ている。必要な回路の量を減少させることは、電力節約
の点で望ましく、他の制御機能を実行するために利用可
能な空間を増大させる。さらに、測定値の読み取りはア
クチュエーターのピストンの動きに相関して迅速に行わ
れるにもかかわらず、前記出願のシステムではリアルタ
イムのピストン位置を連続的にモニターすることはでき
ない。
１９８６年１１月３日に出願された係属中の米国出願９
６２．１０３号（特願昭６２−２７６１３７）であって
、同様に本出願人に譲渡されたものにおいても、電磁油
圧式サーボ弁制御システムが開示されている。当該シス
テムにおいて、同軸伝送ライン°はアクチュエーター内
に形成され、アクチュエーターと同軸の中央導体とを含
んでいる。
６２．１０３号（特願昭６２−２７６１３７）であって
、同様に本出願人に譲渡されたものにおいても、電磁油
圧式サーボ弁制御システムが開示されている。当該シス
テムにおいて、同軸伝送ライン°はアクチュエーター内
に形成され、アクチュエーターと同軸の中央導体とを含
んでいる。
フェライト製その他適当な透磁性材料からなるビードは
磁気的にピストンに連結されており、シリンダー内のピ
ストンの位置の関数として伝送ラインのインピーダンス
特性を変えるために、伝送ラインの中央導体を取り囲ん
でいる０位置反応用のエレクトロニクスは、電磁放射線
を発射するための伝送ラインに取付けられたオシレータ
ーと、アクチュエーターのシリンダー内のピストンの位
置を決定するための伝送ラインから反射される放射線に
応答する位相検波器から構成される。好ましい実施例に
おいて、同軸伝送ラインは、中央に懸架された中央導体
及び透磁性材料のスライド可能なビードと共にチューブ
を有し、該チューブはアクチュエーターのシリンダーの
一端からこれに向かい合ったピストンの中央開口内へと
突出している。他の実施例においては、伝送ラインの外
側導体はアクチュエーターのシリンダーにより形成され
、中央導体はピストン開口内へと延伸して、ピストンが
シリンダーの軸方向に移動するにつれて、該ピストンと
滑動係合するようになっている。
磁気的にピストンに連結されており、シリンダー内のピ
ストンの位置の関数として伝送ラインのインピーダンス
特性を変えるために、伝送ラインの中央導体を取り囲ん
でいる０位置反応用のエレクトロニクスは、電磁放射線
を発射するための伝送ラインに取付けられたオシレータ
ーと、アクチュエーターのシリンダー内のピストンの位
置を決定するための伝送ラインから反射される放射線に
応答する位相検波器から構成される。好ましい実施例に
おいて、同軸伝送ラインは、中央に懸架された中央導体
及び透磁性材料のスライド可能なビードと共にチューブ
を有し、該チューブはアクチュエーターのシリンダーの
一端からこれに向かい合ったピストンの中央開口内へと
突出している。他の実施例においては、伝送ラインの外
側導体はアクチュエーターのシリンダーにより形成され
、中央導体はピストン開口内へと延伸して、ピストンが
シリンダーの軸方向に移動するにつれて、該ピストンと
滑動係合するようになっている。
（発明が解決しようとする課題）
上記出願に開示されているシ不テムは、従来提案されて
きたものに比べて経済性、作業性に優れているが、ピス
トンの開口部を形成するためにアクチュエーターの設計
を変更する必要がある。
きたものに比べて経済性、作業性に優れているが、ピス
トンの開口部を形成するためにアクチュエーターの設計
を変更する必要がある。
さらに、かかるシステムは、特に第２実施例においては
、アクチュエーター内の温度変化及びそれに伴う伝送ラ
イン内の絶縁物質の物性変化に影響されやすかった。
、アクチュエーター内の温度変化及びそれに伴う伝送ラ
イン内の絶縁物質の物性変化に影響されやすかった。
従って、本発明の課題は、電磁油圧式アクチュエータ−
内のピストンの位置を判定するための装置であって、従
来技術における同様の装置と比較して実施に際し経済性
を有し、ピストンの動きをモニターするために必要な回
路の総量を減じ、リアルタイムの動きを連続的にモニタ
ーすることが可能であり、精確な解析が可能であり、か
なりの作動期間内にわたって信頌性を有し、温度変化そ
の他に伴う作動液の誘電性の変化を自動的に補正するこ
とが可能なものを提供することである。
内のピストンの位置を判定するための装置であって、従
来技術における同様の装置と比較して実施に際し経済性
を有し、ピストンの動きをモニターするために必要な回
路の総量を減じ、リアルタイムの動きを連続的にモニタ
ーすることが可能であり、精確な解析が可能であり、か
なりの作動期間内にわたって信頌性を有し、温度変化そ
の他に伴う作動液の誘電性の変化を自動的に補正するこ
とが可能なものを提供することである。
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するために、本発明に係る電磁油圧式サ
ーボシステムにおいては、シリンダー及びシリンダー内
部で位置変化可能なピストンを有する線形アクチュエー
ター又はロータリーアクチュエーターのようなアクチュ
エーターを含んでいる。サーボ弁は、作動液源とアクチ
ュエーターを連結させるために弁制御信号に反応する。
ーボシステムにおいては、シリンダー及びシリンダー内
部で位置変化可能なピストンを有する線形アクチュエー
ター又はロータリーアクチュエーターのようなアクチュ
エーターを含んでいる。サーボ弁は、作動液源とアクチ
ュエーターを連結させるために弁制御信号に反応する。
シリンダー内のピストン位置に反応し、弁制御信号を発
生するためのエレクトロニクスは、周波数制御用入力を
有する高周波発生器と、シリンダー内に高周波エネルギ
ーを放射するために上記発生器と連結されたアンテナ機
構と、作動液の誘電特性の変化及びそれに伴う伝達速度
の変化などに応じ、シリンダー内に放射された高周波エ
ネルギーの周波数を自動的に補正するべく発生器の周波
数制御用入力に制御信号を供給するためにシリンダー内
の作動液の誘電特性の変化に反応する回路を含んでいる
。
生するためのエレクトロニクスは、周波数制御用入力を
有する高周波発生器と、シリンダー内に高周波エネルギ
ーを放射するために上記発生器と連結されたアンテナ機
構と、作動液の誘電特性の変化及びそれに伴う伝達速度
の変化などに応じ、シリンダー内に放射された高周波エ
ネルギーの周波数を自動的に補正するべく発生器の周波
数制御用入力に制御信号を供給するためにシリンダー内
の作動液の誘電特性の変化に反応する回路を含んでいる
。
本発明の好ましい実施例において、アンテナ機構は、シ
リンダー内に設けられ、ピストンの運動方向に、即ちシ
リンダーの長手方向又は軸方向に、高周波発生器の予め
選択された又は名目上の出力周波数の高周波エネルギー
の４分の１波長の奇数倍の距離を置いて相互に物理的に
離間して配置された、第１及び第２のアンテナを含んで
いる。高周波発生器の出力は、方向性カップラを通じて
アンテナに連結されている。位相検出器が各方向性カッ
プラの出力に連結され、ピストンから反射され各アンテ
ナで受信されたエネルギーの位相角度の関数として変化
する出力信号を供給する。位相検出器の出力は、積分器
を通じて発生器の周波数制御用入力に連結され、アンテ
ナ間に電気的に４分の１波長の間隔と、位相検出器から
のゼロ出力とを自動的に維持する。
リンダー内に設けられ、ピストンの運動方向に、即ちシ
リンダーの長手方向又は軸方向に、高周波発生器の予め
選択された又は名目上の出力周波数の高周波エネルギー
の４分の１波長の奇数倍の距離を置いて相互に物理的に
離間して配置された、第１及び第２のアンテナを含んで
いる。高周波発生器の出力は、方向性カップラを通じて
アンテナに連結されている。位相検出器が各方向性カッ
プラの出力に連結され、ピストンから反射され各アンテ
ナで受信されたエネルギーの位相角度の関数として変化
する出力信号を供給する。位相検出器の出力は、積分器
を通じて発生器の周波数制御用入力に連結され、アンテ
ナ間に電気的に４分の１波長の間隔と、位相検出器から
のゼロ出力とを自動的に維持する。
本発明の好ましい実施例においては、ピストン位置を表
示するためのエレクトロニクスは、ピストンに近い方の
アンテナに接続された方向性カップラの出力に連結され
た第１の入力と、高周波発生装置の出力に連結された第
２の入力とを有する第２の位相検出器を含む。第２の位
相検出器の出力は、ピストンから反射されるエネルギー
の位相角度に反応し、サーボ弁制御用エレクトロニクス
に対しピストン位置のリアルタイムの表示を直接供給す
る。
示するためのエレクトロニクスは、ピストンに近い方の
アンテナに接続された方向性カップラの出力に連結され
た第１の入力と、高周波発生装置の出力に連結された第
２の入力とを有する第２の位相検出器を含む。第２の位
相検出器の出力は、ピストンから反射されるエネルギー
の位相角度に反応し、サーボ弁制御用エレクトロニクス
に対しピストン位置のリアルタイムの表示を直接供給す
る。
（実施例）
実施例について図面を参照しながら説明する。
電磁油圧式サーボシステム１０は、ポンプ１４を通じて
作動液源１６に連絡された入口ボートと出口ボートの第
１のセットと、アクチェエータ−のピストン２２に関し
互いに反対側の位置で線形アクチェエータ−２０のシリ
ンダー１８に連結された入口ボートと出口ポートの第２
のセットとを有するサーボ弁１２から成っている。ピス
トン２２は、シリンダー１８の一方の軸方向端壁を貫通
し負荷（図示せず）に連結するシャフト２４に接合され
ている。サーボエレクトロニクス２６は、好ましくは、
マイクロプロセッサ−ベースの制御用エレクトロニクス
２８を含み、当該制御用エレクトロニクス２８は、マス
ク制御装置など（図示せず）から送られてくる入力命令
を受信し、サーボ弁１２に対して、増幅器３０を通じ、
パルス幅変調駆動信号を発信する０本発明に係る位置モ
ニター装置３２は、アクチュエーターのピストン２２に
反応し、制御用エレクトロニクス２８に対して、位置フ
ィードバック信号を発信する。このようにして、例えば
、操作の閉ループ位置制御用モードにおいては、遠隔の
マスク制御装置から送られてくる入力信号と位置モニタ
ー装置３２から送られてくる位置フィードバック信号と
の相違についての関数として、制御用エレクトロニクス
２８は弁駆動信号を増幅器３０に供給することが可能で
ある。
作動液源１６に連絡された入口ボートと出口ボートの第
１のセットと、アクチェエータ−のピストン２２に関し
互いに反対側の位置で線形アクチェエータ−２０のシリ
ンダー１８に連結された入口ボートと出口ポートの第２
のセットとを有するサーボ弁１２から成っている。ピス
トン２２は、シリンダー１８の一方の軸方向端壁を貫通
し負荷（図示せず）に連結するシャフト２４に接合され
ている。サーボエレクトロニクス２６は、好ましくは、
マイクロプロセッサ−ベースの制御用エレクトロニクス
２８を含み、当該制御用エレクトロニクス２８は、マス
ク制御装置など（図示せず）から送られてくる入力命令
を受信し、サーボ弁１２に対して、増幅器３０を通じ、
パルス幅変調駆動信号を発信する０本発明に係る位置モ
ニター装置３２は、アクチュエーターのピストン２２に
反応し、制御用エレクトロニクス２８に対して、位置フ
ィードバック信号を発信する。このようにして、例えば
、操作の閉ループ位置制御用モードにおいては、遠隔の
マスク制御装置から送られてくる入力信号と位置モニタ
ー装置３２から送られてくる位置フィードバック信号と
の相違についての関数として、制御用エレクトロニクス
２８は弁駆動信号を増幅器３０に供給することが可能で
ある。
図面に表示された本発明の実施例においては、位置モニ
ター装置３２は、周波数制御用入力における信号の関数
として無線周波数でエネルギーを発生させるための高周
波オシレーター３４から成っている。一対のスタブアン
テナ３６．３８が、アクチュエーター２０のシリンダー
１８内に配設され、シリンダ−１８内部に突出している
。さらに、当該スタブアンテナ３６．３８は、ピストン
２２の駆動方向においてオシレーター３４の予め選択さ
れた名目又は設計出力周波数の４分の１波長の奇数倍の
距離を置いて相互に物理的間隔を開けて配設される。オ
シレーター３４の出力は、方向性カップラ４０，４２を
介してアンテナ３６．３８に接続される。カップラ４０
．４２の反射信号用入力は、これに関連する位相検出器
４４の入力に連結され、位相検出器４４は、オシレータ
ー３４の周波数制御用入力に積分器４６を通じて接続さ
れる出力を有する。マイクロ波吸収材料で形成されるデ
ィスク４８は、ピストン２２から離れた側のシリンダー
１８の端壁に設置される。ピストン２２に近接するアン
テナ３６の反射信号用出力は、位相検出器５０の一つの
入力に接続され、その位相検出器５０は、オシレーター
３４から第２の入力を受は取り、制御用エレクトロニク
ス２日に位置表示出力を送り出す。
ター装置３２は、周波数制御用入力における信号の関数
として無線周波数でエネルギーを発生させるための高周
波オシレーター３４から成っている。一対のスタブアン
テナ３６．３８が、アクチュエーター２０のシリンダー
１８内に配設され、シリンダ−１８内部に突出している
。さらに、当該スタブアンテナ３６．３８は、ピストン
２２の駆動方向においてオシレーター３４の予め選択さ
れた名目又は設計出力周波数の４分の１波長の奇数倍の
距離を置いて相互に物理的間隔を開けて配設される。オ
シレーター３４の出力は、方向性カップラ４０，４２を
介してアンテナ３６．３８に接続される。カップラ４０
．４２の反射信号用入力は、これに関連する位相検出器
４４の入力に連結され、位相検出器４４は、オシレータ
ー３４の周波数制御用入力に積分器４６を通じて接続さ
れる出力を有する。マイクロ波吸収材料で形成されるデ
ィスク４８は、ピストン２２から離れた側のシリンダー
１８の端壁に設置される。ピストン２２に近接するアン
テナ３６の反射信号用出力は、位相検出器５０の一つの
入力に接続され、その位相検出器５０は、オシレーター
３４から第２の入力を受は取り、制御用エレクトロニク
ス２日に位置表示出力を送り出す。
（作用）
操作にあたって、４分の１波長の間隔を有するアンテナ
３６．３８は、ピストン２２に高周波エネルギーを伝達
し、反対方向のエネルギーは実質的に相殺される。残余
のエネルギーはすべてディスク４８に吸収される。ピス
トン２２によって反射されアンテナ３６で受信されたエ
ネルギーは、位相検出器５０でオシレーター３４の出力
と位相比較され、位相差に応じ制御用エレクトロニクス
２８に対して位置表示信号を供給する。一方、アンテナ
３６．３８での反射信号が、オシレーター３４の周波数
に関し電気的に４分の１波長の間隔を維持する限りは、
位相検出器４４の出力はぜ口である。しかし、例えば温
度や圧力などが変化し、伝達速度が変わったため、シリ
ンダー１８内の作動液の誘電物性が変化した場合には、
アンテナ３６．３８での反射信号が反応して、電気的に
４分の１波長の間隔から変化し、位相検出器４４の出力
がゼロから変化する。そのような位相検出器の出力の変
化は積分器４６で恩知され、積分器４６はオシレーター
３４の周波数制御用入力に対応する信号を供給する。オ
シレーターから出力される周波数は、位相検出器４４の
出力がゼロのレベルに戻るまで上下に変化する０位置測
定エネルギーは、作動液のような媒体を通じてピストン
２２に伝達し、ピストン２２から伝達されるが、かかる
作動液のような媒体の誘電物性が変化した場合にも、上
記のようにオシレーター３４から出力される周波数は自
動的に制御される。
３６．３８は、ピストン２２に高周波エネルギーを伝達
し、反対方向のエネルギーは実質的に相殺される。残余
のエネルギーはすべてディスク４８に吸収される。ピス
トン２２によって反射されアンテナ３６で受信されたエ
ネルギーは、位相検出器５０でオシレーター３４の出力
と位相比較され、位相差に応じ制御用エレクトロニクス
２８に対して位置表示信号を供給する。一方、アンテナ
３６．３８での反射信号が、オシレーター３４の周波数
に関し電気的に４分の１波長の間隔を維持する限りは、
位相検出器４４の出力はぜ口である。しかし、例えば温
度や圧力などが変化し、伝達速度が変わったため、シリ
ンダー１８内の作動液の誘電物性が変化した場合には、
アンテナ３６．３８での反射信号が反応して、電気的に
４分の１波長の間隔から変化し、位相検出器４４の出力
がゼロから変化する。そのような位相検出器の出力の変
化は積分器４６で恩知され、積分器４６はオシレーター
３４の周波数制御用入力に対応する信号を供給する。オ
シレーターから出力される周波数は、位相検出器４４の
出力がゼロのレベルに戻るまで上下に変化する０位置測
定エネルギーは、作動液のような媒体を通じてピストン
２２に伝達し、ピストン２２から伝達されるが、かかる
作動液のような媒体の誘電物性が変化した場合にも、上
記のようにオシレーター３４から出力される周波数は自
動的に制御される。
上記のような本発明に係る発明の実施例は、本発明の趣
旨から離れない範囲で多くの修正、変更を加えることが
可能である６例えば、本発明は、図示されたような線形
アクチュエーターへの応用に限定されるものではなく、
ロータリーアクチュエーターその他のシリンダーとピス
トンとが一緒になって放射状の空間を形成する型のアク
チュエーターにも同様に応用可能である。さらに、本発
明は、位置測定の目的達成のために反射エネルギーを用
いることに限定されるものでもない。例えば、位置表示
用エレクトロニクスは、吸収同調された周波数をモニタ
ーすることによりシリンダー／ピストンの空洞内に吸収
されたエネルギーに反応させることができる。流体温度
が変化しないような場合や流体特性が温度により際だっ
て変化しないような場合には、本発明の構造はオシレー
ター３４の温度補償のためにも応用することができる。
旨から離れない範囲で多くの修正、変更を加えることが
可能である６例えば、本発明は、図示されたような線形
アクチュエーターへの応用に限定されるものではなく、
ロータリーアクチュエーターその他のシリンダーとピス
トンとが一緒になって放射状の空間を形成する型のアク
チュエーターにも同様に応用可能である。さらに、本発
明は、位置測定の目的達成のために反射エネルギーを用
いることに限定されるものでもない。例えば、位置表示
用エレクトロニクスは、吸収同調された周波数をモニタ
ーすることによりシリンダー／ピストンの空洞内に吸収
されたエネルギーに反応させることができる。流体温度
が変化しないような場合や流体特性が温度により際だっ
て変化しないような場合には、本発明の構造はオシレー
ター３４の温度補償のためにも応用することができる。
（発明の効果）
本発明によれば、制御用のエレクトロニクスは従来提案
されてきたものよりも簡便なものであり、従ってピスト
ンの動きをモニターするために必要な回路の総量を減少
することができるので、他の制御機能を実施するために
利用可能なスペースを増大させるとともに、少ない消費
電力で稼動可能なものである。また、リアルタイムのピ
ストンの動きを連続的にモニターすることが可能なので
、精確な解析が可能であり、かつ相当の稼動期間にわた
って高度の信頼性を有する装置を提供することが可能に
なる。さらに、温度や圧力の変化に伴う作動液の誘電性
の変化を自動的に補正することが可能なので、より精確
な解析が可能となる。
されてきたものよりも簡便なものであり、従ってピスト
ンの動きをモニターするために必要な回路の総量を減少
することができるので、他の制御機能を実施するために
利用可能なスペースを増大させるとともに、少ない消費
電力で稼動可能なものである。また、リアルタイムのピ
ストンの動きを連続的にモニターすることが可能なので
、精確な解析が可能であり、かつ相当の稼動期間にわた
って高度の信頼性を有する装置を提供することが可能に
なる。さらに、温度や圧力の変化に伴う作動液の誘電性
の変化を自動的に補正することが可能なので、より精確
な解析が可能となる。
第１図は、本発明の実施例に関するピストン位置モニタ
ー回路に特徴を有する電磁油圧式サーボ弁及びアクチュ
エーターシステムの概略図である。 １０−・・電磁油圧式サーボシステム １２・・・サーボ弁 １４・・・ポンプ１６−・・
作動液源 １Ｂ−・・シリンダー２０−・・アクチ
ュエーター ２２−・・ピストン ２４−・・シャフト２６−・
・サーボエレクトロニクス ２８・・・制御用エレクトロニクス ３０−・・増幅器 ３２−・・位置モニター装置３
４−・・高周波オシレーター ３６．３８−・・スタブアンテナ ４０．４２・・・方向性カップラ ４４−・・位相検出器 ４６・・・積分器 ４８−・・ディスク ５０−・・位相検出器 出願人代理人 古 谷 態 量 溝部孝彦 同 古谷 聡
ー回路に特徴を有する電磁油圧式サーボ弁及びアクチュ
エーターシステムの概略図である。 １０−・・電磁油圧式サーボシステム １２・・・サーボ弁 １４・・・ポンプ１６−・・
作動液源 １Ｂ−・・シリンダー２０−・・アクチ
ュエーター ２２−・・ピストン ２４−・・シャフト２６−・
・サーボエレクトロニクス ２８・・・制御用エレクトロニクス ３０−・・増幅器 ３２−・・位置モニター装置３
４−・・高周波オシレーター ３６．３８−・・スタブアンテナ ４０．４２・・・方向性カップラ ４４−・・位相検出器 ４６・・・積分器 ４８−・・ディスク ５０−・・位相検出器 出願人代理人 古 谷 態 量 溝部孝彦 同 古谷 聡
Claims (9)
- （１） シリンダーとシリンダー内部で位置変化するピ
ストンとを備えたアクチュエーターと、前記アクチュエ
ーターを作動液源に連絡するために弁制御信号に反応す
るサーボ弁と、前記弁制御信号を発生させるために前記
シリンダー内の前記ピストン位置に反応する手段とを有
する電磁油圧式サーボシステムであって、前記位置反応
手段が、周波数制御入力を有する高周波発生装置と、前
記シリンダー内に配設され、前記シリンダー内に高周波
エネルギーを放出するために前記発生装置と連結された
アンテナ手段と、 前記アンテナ手段に連結され、前記シリンダー内の前記
ピストン位置を指示するために前記アンテナ手段におい
て高周波エネルギーに反応する手段と、 前記シリンダー内の前記作動液の誘電特性の変化に応じ
て前記高周波エネルギーの周波数を自動的に補償するた
めに前記発生装置の周波数制御入力に制御信号を供給す
るための誘電特性の変化に反応する手段とを有すること
を特徴とする電磁油圧式サーボ弁システム。 - （２） 前記変化に反応する手段が、前記アンテナ手段
において前記作動液の前記誘電特性の変化を指示するた
めに前記シリンダー内に配設された手段を含む、特許請
求の範囲第１項記載のシステム。 - （３） 前記アンテナ手段が、前記シリンダー内に配設
され、前記発生装置の予め選択された周波数の高周波エ
ネルギーの４分の１波長の奇数倍の距離をもって相互に
物理的間隔を置く第１及び第２アンテナを含む、特許請
求の範囲第２項記載のシステム。 - （４） 前記変化に反応する手段が、前記第１及び第２
アンテナにおける高周波エネルギー間の位相角度に反応
する手段を含む、特許請求の範囲第３項記載のシステム
。 - （５） 前記変化に反応する手段が、出力と前記第１及
び第２アンテナに連結された入力とを有する位相検出器
と、前記高周波発生装置の前記制御入力に連結された出
力と前記位相検出器の前記出力に連絡された入力を有す
る積分器を含む、特許請求の範囲第４項記載のシステム
。 - （６） 前記変化に反応する手段が、前記発生装置と前
記第１及び第２アンテナと前記位相検出器の入力間を連
絡する第１及び第２方向性カップラを含む、特許請求の
範囲第５項記載のシステム。 - （７） 前記位置指示手段が、前記発生装置及び前記ピ
ストンの近傍にある前記アンテナに連結された入力を有
する第２の位相検出器を含む、特許請求の範囲第６項記
載のシステム。 - （８） シリンダーとシリンダー内部で位置変化するピ
ストンを備えたアクチュエーターと、前記アクチュエー
ターを作動液源に連結するために弁制御信号に反応する
サーボ弁と、前記弁制御信号を発生させるために前記シ
リンダー内の前記ピストン位置に反応する手段とを有す
る電磁油圧式サーボシステムであって、前記位置反応手
段が、周波数制御入力を有する高周波発生装置と、前記
シリンダー内に配設され、前記シリンダー内に高周波エ
ネルギーを放出するために前記発生装置と連結されたア
ンテナ手段であって、前記シリンダー内に配設され、前
記発生装置の予め選択された周波数の高周波エネルギー
の４分の１波長の奇数倍の距離をもって相互に物理的間
隔を置く第１及び第２アンテナから成るようなアンテナ
手段と、 前記アンテナ手段に連結され、前記シリンダー内の前記
ピストン位置を指示するために前記アンテナ手段におい
て高周波エネルギーに反応する手段と、 前記シリンダー内の前記作動液の誘電特性の変化に応じ
て前記高周波エネルギーの周波数を自動的に補償するた
めに前記発生装置の周波数制御入力に制御信号を供給す
るための誘電特性の変化に反応する手段とを有すること
を特徴とする電磁油圧式サーボ弁システム。 - （９） 前記変化に反応する手段が、出力と前記第１及
び第２アンテナに連結された入力とを有する位相検出器
と、前記高周波発生装置の前記制御入力に連結された出
力と前記位相検出器の前記出力に連絡された入力を有す
る積分器を含む、特許請求の範囲第８項記載のシステム
。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US19189 | 1987-02-26 | ||
| US07/019,189 US4757745A (en) | 1987-02-26 | 1987-02-26 | Microwave antenna and dielectric property change frequency compensation system in electrohydraulic servo with piston position control |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63214502A true JPS63214502A (ja) | 1988-09-07 |
Family
ID=21791893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63037293A Pending JPS63214502A (ja) | 1987-02-26 | 1988-02-19 | 電磁油圧式サーボ弁システム |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4757745A (ja) |
| EP (1) | EP0280980B1 (ja) |
| JP (1) | JPS63214502A (ja) |
| CA (1) | CA1325664C (ja) |
| DE (1) | DE3862318D1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2012508868A (ja) * | 2008-11-14 | 2012-04-12 | アスティックス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 距離測定装置及びライン構造体中の距離を求める方法 |
| JP2014534415A (ja) * | 2011-09-22 | 2014-12-18 | ウエスチングハウス・エレクトリック・カンパニー・エルエルシー | 棒位置検出装置及び方法 |
| JP2016535850A (ja) * | 2013-11-11 | 2016-11-17 | アスティックス ゲーエムベーハー | 導電構造における距離を特定する測定装置 |
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1988
- 1988-01-26 CA CA000557351A patent/CA1325664C/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-02-19 JP JP63037293A patent/JPS63214502A/ja active Pending
- 1988-02-22 EP EP88102539A patent/EP0280980B1/en not_active Expired
- 1988-02-22 DE DE8888102539T patent/DE3862318D1/de not_active Expired - Fee Related
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