KR101853012B1

KR101853012B1 - Displacement sensor

Info

Publication number: KR101853012B1
Application number: KR1020170067922A
Authority: KR
Inventors: 야스시 나카노; 나오야 이노우에; 고이치 도조; 히데오 가토; 유타카 구보야마
Original assignee: 신코 덴키 가부시키가이샤; 나부테스코 가부시키가이샤
Priority date: 2014-01-21
Filing date: 2017-05-31
Publication date: 2018-04-30
Also published as: KR20150087127A; JP2015137888A; CN104792252B; KR101744698B1; KR20170067167A; CN104792252A; JP6403247B2; CN109373881A

Abstract

코일(6)과 콘덴서(8, 10)로 이루어지는 병렬 공진 회로(4)가 NPN 트랜지스터(12)의 출력측에 설치되고, 병렬 공진 회로(4)의 출력이 트랜지스터(12)의 입력측에 귀환되어, 계속해서 발진하는 콜피츠 발진 회로(2)가 구성되어 있다. 코일(6)으로의 피측정물의 위치의 변화에 의해 트랜지스터(12)의 출력 레벨이 변화한다. 코일(6)에 계속적으로 정전류원(26)이 직류 전류를 공급하고 있다. 코일(6)의 직류 저항값의 변화를, 코일(6)을 흐르는 직류 전류에 의한 전압 강하로부터 RC 로우 패스 필터(30)가 검출한다. 마이크로컴퓨터(38)가 RC 로우 패스 필터(30)의 출력에 기초하여 트랜지스터(12)의 출력 레벨을 조정한다.A parallel resonant circuit 4 composed of a coil 6 and capacitors 8 and 10 is provided on the output side of the NPN transistor 12 and the output of the parallel resonant circuit 4 is fed back to the input side of the transistor 12, The Coulch Feis oscillation circuit 2 which continuously oscillates is constituted. The output level of the transistor 12 changes due to the change of the position of the object to be measured with respect to the coil 6. [ The constant current source 26 continuously supplies the direct current to the coil 6. [ The RC low-pass filter 30 detects the change in the DC resistance value of the coil 6 from the voltage drop due to the DC current flowing through the coil 6. [ The microcomputer 38 adjusts the output level of the transistor 12 based on the output of the RC low-pass filter 30.

Description

Displacement sensor {DISPLACEMENT SENSOR}

본 발명은 코일을 이용하여 피측정물의 위치의 변위를 검출하는 변위 센서에 관한 것으로, 특히 코일의 저항값의 온도 변화에 기초하는 오차를 보상하는 것에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a displacement sensor for detecting a displacement of a position of a measured object using a coil, and more particularly to compensating an error based on a temperature change of a resistance value of a coil.

코일을 이용한 변위 센서로서는, 예를 들어 와전류식 변위 센서가 있다. 와전류식 변위 센서는, 교류 전류가 흐르고 있는 코일에, 피측정물인 도전체가 근접하면, 도전체에 와전류가 흘러, 교류 자계가 발생하고, 이에 의해 코일의 임피던스가 변화하는 것을 이용한 것이다. 이 와전류식 변위 센서에서는, 코일의 임피던스가 사용 환경의 온도 변화에 의해서도 변화하므로, 이 온도 변화에 의한 임피던스 변화를 보상할 필요가 있다. 이 보상 기술의 일례가 일본 특허 출원 공개 소60-67819호 공보에 개시되어 있다.As a displacement sensor using a coil, for example, there is an eddy current type displacement sensor. The eddy current type displacement sensor utilizes the fact that an eddy current flows in a conductor when a conductor as an object to be measured comes close to a coil through which an alternating current flows, and an alternating magnetic field is generated, thereby changing the impedance of the coil. In this eddy current type displacement sensor, since the impedance of the coil changes according to the temperature change in the use environment, it is necessary to compensate for the impedance change due to this temperature change. An example of this compensation technique is disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 60-67819.

상기한 변위 센서에서는, 발진기로부터의 교류 전류를 코일에 공급하고, 코일로부터 교류 자장을 발생시킨 상태에서, 피측정물의 위치의 변위에 의해 크기가 다른 와전류가 코일로 유도된다. 와전류의 크기에 따라 변화하는 코일의 출력 전압에 기초하여 피측정물의 변위를 검출한다. 이와 같이 피측정물의 위치의 변화에 따라 코일의 출력 전압이 변화하는 점을 이용한 변위 센서에서는, 주위 온도의 변화에 따라 코일의 출력 전압이 변화하면, 정확하게 피측정물의 변위를 검출할 수 없어, 온도 보상이 필요하다. 소정의 샘플링 기간의 경과마다, 교류 전류 대신에, 직류 전류 공급 수단으로부터 코일에 직류 전류를 공급하고, 이 직류 전류에 의해 코일로부터 출력되는 직류 전압을 직류 전압 검출기에서 검출한다. 코일의 온도 변화에 기초하는 저항값 변화에 수반하는 코일의 출력 전압의 변화를 보정하기 위해, 검출된 직류 전압에 기초하여, 코일에 공급하는 교류 전류를 보정 수단에 의해 제어하고 있다.In the above-described displacement sensor, an eddy current having a different magnitude is induced in the coil by supplying the alternating current from the oscillator to the coil and generating the alternating magnetic field from the coil, by displacement of the position of the measured object. The displacement of the object to be measured is detected based on the output voltage of the coil which changes in accordance with the magnitude of the eddy current. In the displacement sensor using the point where the output voltage of the coil changes in accordance with the position of the object to be measured, when the output voltage of the coil changes with the change of the ambient temperature, the displacement of the measured object can not be accurately detected, Rewards are needed. A DC current is supplied to the coil from the DC current supplying means instead of the AC current every predetermined sampling period and the DC voltage outputted from the coil by the DC current is detected by the DC voltage detector. The AC current supplied to the coil is controlled by the correcting means on the basis of the detected DC voltage so as to correct the change in the output voltage of the coil due to the change in the resistance value based on the temperature change of the coil.

상기한 변위 센서에서는, 발진기로부터의 교류 전류를 코일에 공급해야 하므로, 코일 이외에 발진기를 설치할 필요가 있어, 회로 구성이 복잡해진다. 또한, 교류 전류와 직류 전류를 전환하는 전환 스위치나 전환 제어 회로가 필요하여, 점점 회로 구성이 복잡해지고, 이 변위 센서를 설치 스페이스가 작은 장소에 설치하는 데에는 부적합하다. 또한, 소정의 샘플링 기간의 경과마다 직류 전류를 코일에 공급하여 온도 보상을 행하고 있으므로, 이 온도 보상의 동안에는, 변위의 검출을 행할 수 없다. 예를 들어, 내연 기관의 밸브의 변위를 검출하는 경우, 계속해서 변위의 검출을 행할 필요가 있고, 특허문헌 1의 변위 센서를 사용할 수는 없다.In the displacement sensor described above, since an alternating current from the oscillator must be supplied to the coil, it is necessary to provide an oscillator in addition to the coil, which complicates the circuit configuration. In addition, a changeover switch or a changeover control circuit for switching the alternating current and the direct current is required, which makes the circuit configuration increasingly complicated, and is unsuitable for installing the displacement sensor in a place with a small installation space. In addition, since the DC current is supplied to the coil every time the predetermined sampling period has elapsed, and the temperature compensation is performed, the displacement can not be detected during this temperature compensation. For example, in the case of detecting the displacement of the valve of the internal combustion engine, it is necessary to continuously detect the displacement, and the displacement sensor of Patent Document 1 can not be used.

본 발명은 회로 구성을 간략화할 수 있는 것에 더하여 온도 보상을 행하면서 계속적으로 변위를 검출할 수 있는 변위 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a displacement sensor capable of continuously detecting a displacement while performing temperature compensation in addition to being capable of simplifying a circuit configuration.

본 발명의 일 형태의 변위 센서는, 계속해서 발진하고 있는 자려식 발진 수단을 갖고 있다. 이 자려식 발진 수단은, 코일과 콘덴서로 이루어지는 병렬 공진 수단과, 증폭 수단을 구비하고 있다. 증폭 수단은, 상기 공진 수단이 출력측에 설치되고, 상기 공진 수단의 출력이 입력측에 귀환되어 있다. 이 자려식 발진 수단에서는, 코일에 대한 피측정물의 위치의 변화에 의해 상기 증폭 수단의 출력 레벨이 변화한다. 와전류식 변위 센서의 경우, 피측정물의 코일에 대한 위치의 변화에 따라, 증폭 수단의 출력 레벨이 변화한다. 발진 수단의 발진 방식으로서는 소위 LC 발진, 예를 들어 콜피츠형 발진, 하틀리형 발진, 크랩형 발진, 콜렉터 동조형 반결합 발진, 베이스 동조형 반결합 발진 및 이들의 변형형, 그 밖의 공지의 다양한 것을 사용할 수 있다. 직류 공급 수단이, 상기 코일에 계속적으로 직류 신호를 공급한다. 상기 코일의 직류 저항값의 변화를, 저항값 검출 수단이, 상기 코일을 흐르는 상기 직류 신호에 의한 전압 강하로부터 검출한다. 상기 코일의 직류 저항값은, 주위 환경의 온도 변화에 따라 변화한다. 상기 저항값 검출 수단의 출력에 기초하여 상기 증폭 수단의 출력 레벨을 제어 수단이 조정한다.The displacement sensor according to an embodiment of the present invention has self-excited oscillation means continuously oscillating. The self-excited oscillating means includes parallel resonance means comprising a coil and a capacitor, and amplification means. In the amplifying means, the resonance means is provided on the output side, and the output of the resonance means is fed back to the input side. In this self-excited oscillating means, the output level of the amplifying means changes with the change of the position of the object to be measured with respect to the coil. In the case of an eddy current type displacement sensor, the output level of the amplifying means changes in accordance with the change of the position of the measured object with respect to the coil. Examples of the oscillation method of the oscillating means include a so-called LC oscillation such as a Colpitts oscillation, a Hartley oscillation, a crab oscillation oscillator, a collector oscillation type oscillation oscillator, a base oscillation type oscillation oscillator and a variant thereof, Can be used. The DC supply means continuously supplies a DC signal to the coil. The resistance value detecting means detects a change in the DC resistance value of the coil from a voltage drop caused by the DC signal flowing through the coil. The DC resistance value of the coil changes in accordance with the temperature change of the surrounding environment. And the control means adjusts the output level of the amplifying means based on the output of the resistance value detecting means.

상기한 바와 같이 구성한 변위 센서에서는, 자려식의 발진 수단을 사용하고 있으므로, 회로 구성을 간략화할 수 있다. 또한, 계속해서 발진하고 있는 자려식 발진 수단을 사용하고 있는 것에 더하여, 계속적으로 직류 신호를 자려식 발진 수단의 코일에 공급하고 있으므로, 저항값을 검출하기 위해 자려식 발진 수단의 발진을 정지시킬 필요가 없고, 계속해서 변위를 검출할 수 있다.In the displacement sensor constructed as described above, since the self-excited oscillation means is used, the circuit configuration can be simplified. Further, in addition to using the self-excited oscillating means continuously oscillating, the DC signal is continuously supplied to the coil of the self-excited oscillating means. Therefore, oscillation of the self-excited oscillating means must be stopped And the displacement can be continuously detected.

상기 직류 공급 수단은, 상기 코일에 정전류를 공급하는 정전류원으로 할 수 있다. 이 경우, 상기 저항값 검출 수단은, 상기 코일에 발생하는 직류 전압을 검출하는 필터 수단이다.The direct current supplying means may be a constant current source for supplying a constant current to the coil. In this case, the resistance value detecting means is a filter means for detecting a DC voltage generated in the coil.

이와 같이 구성하면, 직류 성분만이 필터 수단에 의해 검출되고, 교류 성분의 영향을 받지 않고, 저항값을 검출할 수 있다.With this configuration, only the DC component is detected by the filter means, and the resistance value can be detected without being affected by the AC component.

상기한 형태에 있어서, 상기 증폭 수단은, 제1 내지 제3 전극을 갖고, 제1 및 제2 전극간의 신호에 따라 제1 및 제3 전극간의 도전 상태를 변화시키는 능동 소자를 갖는 것으로 할 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 전극간에 설치된 전류 조정 수단이 상기 제어 수단에 의해 제어된다. 능동 소자로서는, 예를 들어 바이폴라 트랜지스터 또는 전계 효과 트랜지스터를 사용할 수 있다.In the above-described aspect, the amplifying means may have first to third electrodes and active elements for changing the conduction state between the first and third electrodes in accordance with signals between the first and second electrodes . In this case, the current adjusting means provided between the first and second electrodes is controlled by the controlling means. As the active element, for example, a bipolar transistor or a field effect transistor can be used.

이와 같이 구성하면, 능동 소자의 제1 및 제3 전극간에 흐르는 전류를 제어함으로써 발진 수단의 이득을 조정할 수 있고, 그 결과 코일의 온도 보상을 행할 수 있고, 또한 자려식 발진 수단은 안정된 발진 상태를 유지한다.With this configuration, the gain of the oscillation means can be adjusted by controlling the current flowing between the first and third electrodes of the active element, and as a result, the temperature of the coil can be compensated, and the self- .

도 1은 본 발명의 일 실시 형태의 변위 센서의 회로도.
도 2는 도 1의 변위 센서에 있어서의 피측정물과 코일의 관계를 나타내는 도면.
도 3은 도 1의 변위 센서의 코일의 저항값의 변화를 나타내는 도면.1 is a circuit diagram of a displacement sensor according to an embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a view showing a relationship between a measured object and a coil in the displacement sensor of Fig. 1; Fig.
3 is a view showing a change in resistance value of a coil of the displacement sensor of Fig. 1;

본 발명의 일 실시 형태의 변위 센서는, 예를 들어 와전류식 변위 센서이며, 도 1에 도시하는 바와 같이 자려식 발진 수단, 예를 들어 콜피츠 발진 회로(2)를 갖고 있다. 콜피츠 발진 회로(2)는, 병렬 공진 수단, 예를 들어 병렬 공진 회로(4)를 갖고 있다. 이 병렬 공진 회로(4)는, 코일(6)과, 2개의 콘덴서(8, 10)의 직렬 회로를, 병렬로 접속한 것이다. 이 병렬 공진 회로(4)는, 소정의 주파수에서 병렬 공진하도록, 코일(6), 콘덴서(8, 10)의 값이 선택되어 있다. 또한, 콜피츠 발진 회로(2)는, 능동 소자, 예를 들어 바이폴라 트랜지스터, 구체적으로는 NPN 트랜지스터(12)도 갖고 있다. NPN 트랜지스터(12)는, 제1 전극, 예를 들어 베이스 전극과, 제2 전극, 예를 들어 이미터 전극과, 제3 전극, 예를 들어 콜렉터 전극을 갖고 있다. 이 NPN 트랜지스터(12)는, 도시하고 있지 않은 바이어스 회로에 의해 적절한 바이어스가 부여되어 있다. 또한, NPN 트랜지스터(12)는, 예를 들어 베이스 접지 회로로서 동작하도록, 도시하고 있지 않은 콘덴서에 의해 기준 전위, 예를 들어 접지 전위에 접속되어 있다.The displacement sensor of the embodiment of the present invention is, for example, an eddy-current type displacement sensor and has self-excited oscillation means, for example, a Coulitz oscillation circuit 2 as shown in Fig. The Colpitts oscillation circuit 2 has a parallel resonance means, for example, a parallel resonance circuit 4. This parallel resonance circuit 4 is formed by connecting a coil 6 and a series circuit of two capacitors 8 and 10 in parallel. The values of the coil 6 and the capacitors 8 and 10 are selected so that the parallel resonance circuit 4 resonates in parallel at a predetermined frequency. In addition, the Colpitts oscillation circuit 2 also has an active element, for example, a bipolar transistor, specifically, an NPN transistor 12. The NPN transistor 12 has a first electrode, for example a base electrode, a second electrode, for example an emitter electrode, and a third electrode, for example a collector electrode. The NPN transistor 12 is biased appropriately by a bias circuit (not shown). The NPN transistor 12 is connected to a reference potential, for example, a ground potential, by a capacitor (not shown) so as to function as, for example, a base ground circuit.

병렬 공진 회로(4)의 일단부는, 접지 전위에 접속되고, 병렬 공진 회로(10)의 타단부는, 직류 저지 콘덴서(14)를 통해 NPN 트랜지스터(12)의 콜렉터 전극에 접속되어 있다. 트랜지스터(12)의 이미터 전극은, 콘덴서(8)와 콘덴서(10)의 상호 접속점에 접속되어 있다. 따라서, 도시하고 있지 않은 콘덴서에 의해 고주파적으로 접속되어 있는 베이스·콜렉터 전극간에 발생한 출력의 일부가 이미터 전극측에 귀환되어 있다. 콜렉터 전극은, 임피던스 소자로 이루어지는 부하(16)를 통해 전원 단자, 예를 들어 정(正)의 전원 단자(18)에 접속되고, 또한 출력 단자(20)에 접속되어 있다. 또한, 이미터 전극은, 상술한 바이어스 회로의 일부를 이루는 전류 조정 수단, 예를 들어 가변 전류원(22)을 통해 접지 전위에 접속되어 있다.One end of the parallel resonant circuit 4 is connected to the ground potential and the other end of the parallel resonant circuit 10 is connected to the collector electrode of the NPN transistor 12 through the DC blocking capacitor 14. [ The emitter electrode of the transistor 12 is connected to an interconnection point of the capacitor 8 and the capacitor 10. Therefore, a part of the output generated between the base and collector electrodes connected at high frequency by a capacitor (not shown) is returned to the emitter electrode side. The collector electrode is connected to a power supply terminal, for example, a positive power supply terminal 18 via a load 16 made of an impedance element, and is also connected to the output terminal 20. [ Further, the emitter electrode is connected to the ground potential through a current adjusting means constituting a part of the above-described bias circuit, for example, a variable current source 22.

이 콜피츠 발진 회로(2)는, 병렬 공진 회로(10)의 병렬 공진 주파수에 의해 결정되는 발진 주파수로 계속해서 발진하고 있고, 출력 단자(20)로부터, 그 발진 출력이 취출된다. 도 2에 나타내는 바와 같이 코일(6)에 대한 피측정물, 예를 들어 선박의 엔진의 밸브(24)의 위치가 변화하면, 예를 들어 접근하면, 종래 기술에 관련하여 설명한 바와 같이, 코일(6)의 임피던스가 변화하고, 출력 단자(20)에 발생하는 발진 출력의 레벨이 변화한다. 이 레벨의 변화를 도시하지 않은 검출 수단에 의해 검출하고, 밸브(24)의 변위를 검출한다.The Colpitts oscillation circuit 2 continuously oscillates at an oscillation frequency determined by the parallel resonance frequency of the parallel resonance circuit 10 and the oscillation output from the output terminal 20 is taken out. 2, when the position of the object to be measured with respect to the coil 6, for example, the valve 24 of the engine of the ship is changed, for example, as described in the related art, 6 changes and the level of the oscillation output generated at the output terminal 20 changes. The change of the level is detected by a detection means (not shown), and the displacement of the valve 24 is detected.

도 3에 나타내는 바와 같이, 코일(6)의 저항값이나 밸브(24)의 고유 저항값이 주위 환경의 온도 변화에 따라 변화하므로, 이것을 방치하면, 출력 단자(20)로부터의 발진 출력의 레벨이 변화하고, 정확하게 밸브(24)의 변위를 검출할 수 없다. 특히, 주위 온도가 섭씨 0도 이하로부터 100도 이상의 온도로 변화하는 환경하에서는, 이 발진 출력의 레벨이 크게 변화한다. 따라서, 이 실시 형태에서는, 직류 공급 수단, 예를 들어 정전류원(26)이 코일(6)의 일단부에 접속되어 있다. 이 정전류원(26)은 정의 전원 단자에 일단부가 접속되고, 타단부가 코일(6)의 일단부에 접속되어 있다. 이 정전류원(26)으로부터의 직류 신호, 예를 들어 직류 전류가 코일(6)을 통해 접지 전위에 계속해서 흐른다. 이 직류 전류가 NPN 트랜지스터(12)의 콜렉터 전극에 흐르는 것 등을 저지하기 위해 직류 저지 콘덴서(14)가 설치되어 있다.3, the resistance value of the coil 6 and the resistance value of the valve 24 change in accordance with the temperature change of the surrounding environment. If this is left, the level of the oscillation output from the output terminal 20 becomes And the displacement of the valve 24 can not be accurately detected. Particularly, in an environment in which the ambient temperature changes from 0 degrees centigrade to 100 degrees centigrade or more, the level of the oscillation output changes greatly. Therefore, in this embodiment, the DC supply means, for example, the constant current source 26 is connected to one end of the coil 6. [ The constant current source 26 is connected at one end to the positive power source terminal and at the other end to the one end of the coil 6. A direct current signal from the constant current source 26, for example, a direct current continues to flow through the coil 6 to the ground potential. A DC blocking capacitor 14 is provided to prevent the direct current from flowing to the collector electrode of the NPN transistor 12. [

주위 환경의 온도 변화가 있으면, 코일(6)의 저항값이 변화하고, 정전류원(26)으로부터의 직류 전류에 의해 코일(6)의 양단부간에 발생하고 있는 직류 전압의 값이 변화한다. 이 직류 전압을 검출하기 위해, 저항값 검출 수단, 예를 들어 로우 패스 필터(30)가 코일(6)의 양단부간에 접속되어 있다. 로우 패스 필터(30)는, 예를 들어 저항기(32)와 콘덴서(34)로 이루어지는 RC 로우 패스 필터이다. 로우 패스 필터(30)를 사용하는 것은, 콜피츠 발진 회로(2)의 발진 신호를 검출하는 것을 저지하기 위해서이다. 이 로우 패스 필터(30)의 출력 신호는, 증폭 수단, 예를 들어 직류 증폭기(36)에 의해 증폭되고, 제어 수단, 예를 들어 마이크로프로세서(38)에 공급된다. 마이크로프로세서(38)에서는, 증폭기(36)의 출력 신호를 디지털화하고, 이 디지털 출력 신호를 온도와 선형 관계를 갖도록 보정한다. 그 보정된 디지털 출력 신호를 미리 정한 기준값과 비교하고, 예를 들어 기준으로 하는 온도에 있어서의 보정값과 비교하고, 제어 신호를 생성한다. 이 제어 신호는, NPN 트랜지스터(12)의 이미터 전극에 설치한 가변 전류원(22)에 공급되고, NPN 트랜지스터(12)의 이미터 전극으로부터 인출하는 전류, 나아가서는 콜렉터 전극에 흡입되는 전류를 제어한다. 이에 의해, 출력 단자(20)에 발생하는 발진 출력의 레벨은 주위 온도의 영향을 받지 않고, 선형성을 유지한 상태에서 변위 계측을 행할 수 있다. 예를 들어, 발진 출력의 레벨이 1.2배로 되는 전류를 NPN 트랜지스터(12)에 공급하면, 밸브(24)의 측정하려고 하는 스트로크의 전역에서 발진 출력의 레벨도 거의 1.2배로 되고, 선형 관계를 유지한다.The resistance value of the coil 6 changes and the value of the DC voltage generated between the opposite ends of the coil 6 changes due to the DC current from the constant current source 26. [ In order to detect this DC voltage, resistance value detecting means, for example, a low-pass filter 30 is connected between both ends of the coil 6. The low-pass filter 30 is, for example, an RC low-pass filter composed of a resistor 32 and a capacitor 34. The use of the low-pass filter 30 is intended to prevent the oscillation signal of the Colpitts oscillation circuit 2 from being detected. The output signal of the low-pass filter 30 is amplified by amplifying means, for example, a direct-current amplifier 36, and supplied to the control means, for example, the microprocessor 38. The microprocessor 38 digitizes the output signal of the amplifier 36 and corrects the digital output signal to have a linear relationship with temperature. Compares the corrected digital output signal with a predetermined reference value, compares the corrected digital output signal with a correction value at a reference temperature, for example, and generates a control signal. This control signal is supplied to the variable current source 22 provided at the emitter electrode of the NPN transistor 12 to control the current drawn out from the emitter electrode of the NPN transistor 12 and hence the current drawn into the collector electrode do. Thereby, the level of the oscillation output generated at the output terminal 20 can be measured in the state in which linearity is maintained without being affected by the ambient temperature. For example, when a current at which the level of the oscillation output is 1.2 times is supplied to the NPN transistor 12, the level of the oscillation output is almost 1.2 times as large as the stroke to be measured of the valve 24, and the linear relationship is maintained .

예를 들어 기준 온도보다도 주위 환경의 온도가 높고, 코일(6)의 저항값이 크게 되어 있는 경우, 발진 출력 레벨이 작아지므로, 가변 전류원(22)의 전류를 크게 하고, 발진 에너지를 증대함으로써, 발진 출력 레벨을 크게 한다. 반대로, 기준 온도보다도 주위 환경의 온도가 낮고, 코일의 저항값이 작아져, 발진 출력 레벨이 커졌을 때에는, 가변 전류원(22)의 전류를 작게 하여, 발진 출력 레벨을 작게 한다. 또한, 가변 전류원(22)의 전류값과 발진 출력 레벨 사이에는, 선형 관계가 있고, 마이크로컴퓨터 가변 전류원(22)의 제어가 용이해진다.For example, when the temperature of the surrounding environment is higher than the reference temperature and the resistance value of the coil 6 is larger, the oscillation output level becomes smaller, so that the current of the variable current source 22 is increased and the oscillation energy is increased, Increase the oscillation output level. On the other hand, when the temperature of the surrounding environment is lower than the reference temperature, the resistance value of the coil is lowered, and the oscillation output level is increased, the current of the variable current source 22 is decreased and the oscillation output level is decreased. Moreover, there is a linear relationship between the current value of the variable current source 22 and the oscillation output level, and the control of the microcomputer variable current source 22 is facilitated.

이와 같이 하여, 주위 환경의 온도 변화가 있어도, 변위 센서의 출력 레벨에 대해 온도 보상할 수 있다. 또한, 이 온도 보상은, 소정의 시간마다 행해지는 것이 아니라, 계속해서 행해지므로, 정밀하게 온도 보상을 행할 수 있고, 발진 회로(2)의 발진을 온도 보상을 위해 정지시킬 필요가 없다. 따라서, 계속해서 변위를 검출할 수 있어, 정밀하게 변위를 검출할 수 있다. 예를 들어, 서미스터 등을 사용하여 온도 보상하면서, 계속해서 변위를 검출하는 것은 가능하지만, 그 경우, 부품 개수가 증가하고, 변위 센서의 구성이 복잡해지는 것에 더하여, 부품 개수가 증가한 분만큼 변위 센서의 고장율이 증가하므로, 서미스터 등의 사용은 바람직하지 않다. 또한, 온도에 의한 발진 레벨의 변화를, 발진기의 발진 레벨을 증감시켜 보정하는 것이 아니라, 발진기의 출력을 승산 회로에 넣음으로써 승산의 일항으로 하고, 타항을 온도에 의한 계수로 함으로써 보정할 수도 있다. 그러나, 회로가 복잡해지는 것에 더하여, 비용도 상승한다. 이에 반해, 이 변위 센서에서는, 가변 전류원(22)을 제어함으로써 이미터 전류, 나아가서는 콜렉터 전류를 변화시키고 있으므로, 발진 상태를 안정시킨 상태에서 발진 신호의 출력 레벨을 변화시킬 수 있으므로, 회로 구성이 간단하고, 비용적으로도 유리하다.In this way, even when the ambient temperature changes, the temperature can be compensated for the output level of the displacement sensor. This temperature compensation is not performed at a predetermined time, but is performed continuously, so that temperature compensation can be performed precisely, and it is not necessary to stop the oscillation of the oscillation circuit 2 for temperature compensation. Therefore, the displacement can be continuously detected, and the displacement can be accurately detected. For example, it is possible to continuously detect the displacement while temperature compensation is performed using a thermistor or the like. However, in this case, in addition to the increase in the number of parts and the complexity of the configuration of the displacement sensor, The use of a thermistor or the like is not preferable. Further, the change of the oscillation level due to temperature may be corrected by increasing or decreasing the oscillation level of the oscillator, by making the output of the oscillator into a multiplication circuit and by making the other term as a coefficient by temperature . However, in addition to the complexity of the circuit, the cost also increases. On the other hand, in this displacement sensor, since the emitter current, that is, the collector current, is changed by controlling the variable current source 22, the output level of the oscillation signal can be changed while the oscillation state is stabilized. Simple, and cost-effective.

상기한 실시 형태에서는, 와전류식 변위 센서에 본 발명을 실시하였지만, 다른 형식, 예를 들어 차동 변압식 변위 센서에 본 발명을 실시할 수도 있다. 상기한 실시 형태에서는, 밸브(24)의 변위를 검출하였지만, 이것에 한정한 것이 아니라, 다른 피측정물의 변위를 검출하는 데, 본 발명에 의한 변위 센서를 사용할 수 있다. 또한, 상기한 실시 형태에서는, 콜피츠 발진 회로(2)를 사용하였지만, 이것에 한정한 것이 아니라, 공지의 자려식 발진 회로, 예를 들어 크랩 발진 회로나 하틀리 발진 회로 등도 사용할 수 있다. 또한, 상기한 실시 형태에서는, NPN 트랜지스터(12)를 사용하였지만, PNP 트랜지스터를 사용할 수도 있고, FET를 사용할 수도 있다. 또한 NPN 트랜지스터(12)는 베이스 접지 방식으로 동작시켰지만, 이미터 접지 방식으로 동작시킬 수도 있다. 상기한 실시 형태에서는 RC 로우 패스 필터(30)를 사용하였지만, 연산 증폭기와 저항기 및 콘덴서를 사용한 능동 로우 패스 필터를 사용할 수도 있고, LC 로우 패스 필터를 사용할 수도 있다. 상기한 실시 형태에서는, 가변 전류원(22)을 전류 조정 수단으로서 사용하였지만, NPN 트랜지스터의 이미터 전극에 저항기의 일단부를 접속하고, 타단부를 가변 전압원을 통해 접지하도록 구성하여 전류 조정 수단으로서 사용할 수도 있다. 혹은 NPN 트랜지스터(12)의 이미터 전극을 이미터 저항기를 통해 접지하고, 베이스 전압을 변화시킴으로써 전류를 조정함으로써 전류 조정 수단을 구성할 수도 있다. 상기한 실시 형태에서는, 마이크로프로세서(38)를 사용하여 직류 증폭기(36)의 출력을 디지털화하여, 가변 전류원(22)을 제어하였지만, 직류 증폭기(36)의 출력을 그대로 아날로그 방식으로 구성한 선형 보정 회로에 공급하고, 이 선형 보정 회로의 출력을 아날로그 형식으로 구성한 비교기에 공급하고, 그 비교기의 출력을 가변 전류원(22)에 공급하도록 구성할 수도 있다.In the above embodiment, the present invention is applied to an eddy-current type displacement sensor, but the present invention can also be implemented in other types, for example, a differential pressure type displacement sensor. In the above-described embodiment, the displacement of the valve 24 is detected, but the displacement sensor of the present invention can be used to detect the displacement of another object to be measured. In the above embodiment, the Coulitz oscillation circuit 2 is used. However, the present invention is not limited to this, and a known self-excited oscillation circuit, for example, a crab oscillation circuit or a Hartley oscillation circuit can be used. In the above embodiment, the NPN transistor 12 is used, but a PNP transistor or an FET may be used. Further, although the NPN transistor 12 is operated by the base grounding method, it may be operated by the emitter grounding method. Although the RC low-pass filter 30 is used in the above-described embodiment, an active low-pass filter using an operational amplifier, a resistor and a capacitor may be used, or an LC low-pass filter may be used. In the above embodiment, the variable current source 22 is used as the current regulating means. Alternatively, one end of the resistor may be connected to the emitter electrode of the NPN transistor and the other end may be grounded via a variable voltage source have. Alternatively, the current regulating means may be constituted by grounding the emitter electrode of the NPN transistor 12 through the emitter resistor, and adjusting the current by changing the base voltage. In the embodiment described above, the output of the direct-current amplifier 36 is digitized by using the microprocessor 38 to control the variable current source 22. However, the output of the direct-current amplifier 36 is directly supplied to the linear correction circuit The output of the linear correction circuit may be supplied to a comparator configured in an analog format and the output of the comparator may be supplied to the variable current source 22. [

Claims

An oscillator in which an output level is changed by a change in the position of a measured object and an output level is changed by a change in ambient temperature,
And a multiplication circuit in which the output of the oscillator is supplied to one terminal and the other terminal is supplied with a coefficient by temperature,
The oscillator is provided with parallel resonance means composed of a coil and a capacitor whose resistance value changes due to a change in ambient temperature, the output of the parallel resonance means being fed back to the input side of the amplification means, Wherein the output level of the amplifying means is changed by a change in the position of the object to be measured with respect to the object to be measured and the output level of the amplifying means is reduced or enlarged by the temperature change of the resistance value of the coil,
The coefficient by the temperature is calculated based on the temperature change of the DC resistance value of the coil detected by the resistance value detection means from the voltage drop by the DC signal continuously supplied to the coil by the DC supply means, sensor.

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