KR20170040320A - Position detection device - Google Patents

Position detection device Download PDF

Info

Publication number
KR20170040320A
KR20170040320A KR1020177006047A KR20177006047A KR20170040320A KR 20170040320 A KR20170040320 A KR 20170040320A KR 1020177006047 A KR1020177006047 A KR 1020177006047A KR 20177006047 A KR20177006047 A KR 20177006047A KR 20170040320 A KR20170040320 A KR 20170040320A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
coil
signal
sensor
sensor coil
signals
Prior art date
Application number
KR1020177006047A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101949054B1 (en
Inventor
토모시 타카츠카
료스케 사카이
Original Assignee
에스지 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스지 코포레이션 filed Critical 에스지 코포레이션
Publication of KR20170040320A publication Critical patent/KR20170040320A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101949054B1 publication Critical patent/KR101949054B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D1/00Measuring arrangements giving results other than momentary value of variable, of general application

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

본 발명은, 길이방향이 동심축상에 늘어서도록 배치되고, 각각이 동일 주파수의 교류 신호에 의해 여자되는 3개 이상의 센서 코일을 가져서 이루어지는 센서 코일부와, 각 센서 코일의 양단의 차동 신호를 출력하는 복수의 차동 신호 출력 수단과, 2개의 센서 코일에 대응하는 차동 신호를 감산하여, 감산 신호를 출력하는 복수의 감산 신호 출력 수단과, 상기 센서 코일부의 외주측 또는 내주측에 위치하고, 상기 센서 코일의 임피던스를 변화시키는 재료를 포함하는 측정체가 상기 동심축방향을 따라서 이동하였을 때의 상기 측정체의 축방향 위치를, 상기 감산 신호를 연산하는 것으로 선형으로 변화하는 위치 신호로서 출력하는 위치 검출 수단을 포함하는 위치 검출 장치에 있어서, 복수의 차동 신호를 연산한 결과를 기본으로 하고, 상기 측정체의 현재 위치에 대응하는 센서 코일을 특정하는 코일 특정 수단을 포함하고, 상기 위치 검출 수단은, 상기 코일 특정 수단에 의해 특정되는 센서 코일을 기본으로 하고, 복수의 감산 신호의 변화가, 복수의 센서 코일의 배열 순에 따라서 연속하도록 위치 신호를 합성하여 출력하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a sensor coil part having three or more sensor coils arranged in a longitudinal direction on concentric axes and excited by AC signals of the same frequency respectively and a sensor coil part for outputting a differential signal at both ends of each sensor coil A plurality of differential signal output means; a plurality of subtraction signal output means for subtracting a differential signal corresponding to the two sensor coils and outputting a subtraction signal; As a position signal that linearly changes by calculating the subtraction signal, the position of the measuring body in the axial direction of the measuring body when the measuring body including the material for changing the impedance of the measuring body moves along the concentric axis direction The position detecting apparatus according to any one of claims 1 to 3, Wherein the position detection means is based on a sensor coil specified by the coil identification means and the change of the plurality of subtraction signals is based on the position of the sensor coils of the plurality of sensor coils And the position signal is synthesized so as to be continuous in accordance with the arrangement order.

Figure P1020177006047
Figure P1020177006047

Description

위치 검출 장치{POSITION DETECTION DEVICE}[0001] POSITION DETECTION DEVICE [0002]

본 발명은, 측정체의 직선 위치(축방향 위치)를 검출하여, 위치 신호를 외부로 출력하는 위치 검출 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a position detecting device for detecting a linear position (axial position) of a measuring body and outputting a position signal to the outside.

측정체의 직선 위치를 검출하여, 위치 신호를 외부로 출력하는 위치 검출 장치에 관해서는, 다양한 구성이 제안되어 있다. 예컨대, 특허문헌 1에는, 이하와 같이 구성되는 센서가 개시되어 있다. 양단에 교류 전원이 인가되는 측정 코일(1)의 도중 부위에, 전압을 등분하도록 복수의 전압 탭(7)을 배치하고, 각 전압 탭(7)에서의 전압을 가산증폭기(10)에 의해 가산하여 출력한다. 측정 코일(1)의 외주에, 당해 코일(1)의 자기 저항(임피던스)을 변경할 수 있는 재질의 링(6)을, 측정 코일(1)의 중심축 방향으로 이동 가능하게 배치한다. 링(6)이 위치하는 부분의 측정 코일(1)은 임피던스가 변화하기 때문에, 전압 탭(7)의 전압이 변화한다. 측정 코일(1)에서의 링(6)의 위치에 따라서 전체의 무게부여량이 변하기 때문에, 최종 출력인 가산증폭기(10)의 출력 전압이 변화하기 때문에, 링(6)의 위치를 검출할 수 있다. Various configurations have been proposed for a position detecting device for detecting the linear position of the measuring object and outputting the position signal to the outside. For example, Patent Document 1 discloses a sensor configured as follows. A plurality of voltage taps 7 are arranged so as to equally divide the voltage in the middle of the measuring coil 1 to which AC power is applied at both ends and the voltage at each voltage tap 7 is added by the addition amplifier 10 And outputs it. A ring 6 made of a material capable of changing the magnetoresistance (impedance) of the coil 1 is arranged on the outer periphery of the measurement coil 1 so as to be movable in the direction of the central axis of the measurement coil 1. The voltage of the voltage tap 7 changes because the impedance of the measurement coil 1 at the portion where the ring 6 is located changes. Since the total amount of weight to be applied varies depending on the position of the ring 6 in the measurement coil 1, the output voltage of the addition amplifier 10, which is the final output, changes, so that the position of the ring 6 can be detected .

또, 특허문헌 2에는, 이하와 같은 구성되는 위치 검출 장치가 개시되어 있다. 6개의 코일 구간으로 이루어진 원통상의 코일부(10)의 중공부를, 봉상의 자성체로 이루어진 자기 응답 부재(11)가, 검출 대상의 변위에 따라서 직선 변위한다. 코일부(10)의 4개의 코일 구간 LA,LB,LC,LD에 대응하는 길이 4K의 범위가 유효 검출 범위이다. 각 코일 구간의 코일은 공통의 교류 신호 sinωt에 의해 여자되며, 각 코일 구간의 양단간 전압 Vα,VA,VB,VC,VD,Vβ을 검출한다. Patent Document 2 discloses a position detecting device configured as follows. The magnetic responding member 11 made of a rod-like magnetic material is linearly displaced in accordance with the displacement of the detection target, with respect to the hollow portion of the cylindrical coil portion 10 made of six coil sections. The range of the length 4K corresponding to the four coil sections LA, LB, LC and LD of the coil section 10 is the effective detection range. The coils of each coil section are excited by a common AC signal sin? T, and the voltages V ?, VA, VB, VC, VD, V? Between the opposite ends of each coil section are detected.

자기 응답 부재(11)가, 각 코일에 대하여 근접 또는 침입하는 정도가 증가할 수록, 당해 코일의 자기 인덕턴스가 증가하여 각 코일의 양단간 전압이 변화한다. 검출된 각 전압은, 아날로그 연산회로(20 및 21)에 소정의 조합으로 입력되면, 소정의 연산식에 따라서 가산 또는 감산되어, 검출 대상 위치에 따른 사인 및 코사인 함수 특성을 나타내는 2개의 교류 출력 신호 sinθsinωt, cosθsinωt가 생성된다.As the degree of proximity or penetration of the magnetic response member 11 to each coil increases, the magnetic inductance of the coil increases and the voltage across each coil changes. When the detected voltages are input to the analog arithmetic circuits 20 and 21 in a predetermined combination, the detected voltages are added or subtracted according to a predetermined arithmetic expression to generate two AC output signals indicating sine and cosine function characteristics sin? sin? t and cos? sin? t are generated.

각 교류 출력 신호의 진폭 성분인 사인 및 코사인 함수의 위상각 θ은 검출 대상의 위치에 대응하고 있고, 90도 범위의 위상각 θ이 1개의 코일의 길이 K에 대응하고 있다. 4K의 길이의 유효 검출 범위는 위상각 θ의 0도 내지 360도까지의 범위에 대응하므로, 위상각 θ을 검출하면, 길이 4K의 범위에서 검출 대상의 절대 위치를 검출할 수 있다.The phase angle? Of the sine and cosine functions, which are the amplitude components of the respective AC output signals, corresponds to the position of the detection object, and the phase angle? In the range of 90 degrees corresponds to the length K of one coil. The effective detection range of the length of 4K corresponds to the range of 0 to 360 degrees of the phase angle [theta], so that if the phase angle [theta] is detected, the absolute position of the detection object can be detected within the range of 4K.

특허문헌 1: 일본국 특공평8-12082호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Publication No. Hei 8-12082 특허문헌 2: 일본국 특허 4464517호 공보Patent Document 2: Japanese Patent No. 4464517

그러나, 특허문헌 1의 구성에서는, 링(6)의 특성 등의 불확정 요소의 영향에 의해 센서 전체의 게인(gain)이 정해져 버리기 때문에, 센서의 게인을 개별적으로 조절할 필요가 있다. 즉, 측정 원리상, 링(6)의 절대 위치 정밀도를 얻기 어려운 문제가 있다. 또, 위치 검출 범위의 전체에 관한 검출치가 일정하기 때문에, 검출 범위를 길게 할수록 분해능이 저하한다. 또한, 온도 특성도, 검출 범위를 길게 하는 것에 비례하여 악화된다.However, in the configuration of Patent Document 1, since the gain of the entire sensor is determined by the influence of the indefinite factor such as the characteristic of the ring 6, it is necessary to individually adjust the gain of the sensor. That is, there is a problem that it is difficult to obtain the absolute positional accuracy of the ring 6 on the principle of measurement. Further, since the detection value regarding the entire position detection range is constant, the resolution is deteriorated as the detection range is lengthened. Also, the temperature characteristic deteriorates in proportion to a longer detection range.

또, 특허문헌 2의 구성에서는, 자기 응답 부재(11)는, 적어도 검출 대상 범위의 길이 4K 이상에 관하여, 똑같은 물체인 것이 요구된다는 제약이 있다. 또, 위상각 θ은, 상기 길이 4K에 대응하여 0도 내지 360도까지 변화하기 때문에, 절대 위치의 검출 범위는 실질 길이 4K가 한계이다. 절대 위치를, 길이 4K를 초과하는 범위에 관하여 검출하기 위해서는, 기본 구성을 조합하여, 그들이 출력하는 위치 신호를 처리하는 보조적인 구성이 필요하게 된다.In the configuration of Patent Document 2, there is a restriction that the magnetism-responsive member 11 is required to be the same object at least for a length of 4K or more of the detection target range. Since the phase angle? Varies from 0 degrees to 360 degrees corresponding to the length 4K, the detection range of the absolute position is limited to the substantial length 4K. In order to detect the absolute position with respect to the range exceeding the length of 4K, an auxiliary structure for processing the position signal outputted by combining the basic structures is required.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 된 것이고, 그 목적은, 측정체의 형상에 대한 제약이 보다 적고, 또 절대 위치의 검출을 보다 긴 범위에 걸쳐 용이하게 검출가능하게 되는 위치 검출 장치를 제공하는 것에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a position detecting apparatus which is less restricted in the shape of a measuring object and can detect the absolute position easily over a longer range have.

본 발명의 위치 검출 장치는, In the position detecting device of the present invention,

길이방향이 동심축 상에 늘어서도록 배치되고, 각각이 동일 주파수의 교류 신호에 의해 여자되는 3개 이상의 센서 코일을 가져서 되는 센서 코일부와, A sensor coil part arranged so as to lie on the concentric axis in the longitudinal direction and having three or more sensor coils excited by AC signals of the same frequency,

각 센서 코일의 양단의 차동 신호를 출력하는 복수의 차동 신호 출력 수단과,A plurality of differential signal output means for outputting differential signals at both ends of each sensor coil,

2개의 센서 코일에 대응하는 차동 신호를 감산하여, 감산 신호를 출력하는 복수의 감산 신호 출력 수단과, A plurality of subtraction signal output means for subtracting a differential signal corresponding to the two sensor coils and outputting a subtraction signal,

상기 센서 코일부의 외주측 또는 내주측에 위치하고, 상기 센서 코일의 임피던스를 변화시키는 재료를 포함하는 측정체가 상기 동심축 방향을 따라서 이동하였을 때의 상기 측정체의 축방향 위치를, 상기 감산 신호를 연산하는 것으로 선형으로 변화하는 위치 신호로서 출력하는 위치 검출 수단을 포함하는 것에 있어서, The axial position of the measuring body when the measuring body, which is located on the outer circumferential side or the inner circumferential side of the sensor coil part and includes a material for changing the impedance of the sensor coil, moves along the concentric axis direction, And outputting the position signal as a linearly varying position signal,

복수의 차동 신호를 연산한 결과를 기본으로 하고, 상기 측정체의 현재 위치에 대응하는 센서 코일을 특정하는 코일 특정 수단을 포함하고, And coil specifying means for specifying a sensor coil corresponding to a current position of the measuring object on the basis of a result of calculating a plurality of differential signals,

상기 위치 검출 수단은, 상기 코일 특정 수단에 의해 특정되는 센서 코일을 기본으로 하고, 복수의 감산 신호의 변화가, 복수의 센서 코일의 배열 순에 따라서 연속하도록 위치 신호를 합성하여 출력하는 것을 특징으로 한다. Characterized in that the position detecting means synthesizes a position signal so that the change of the plurality of subtraction signals continues in accordance with the arrangement order of the plurality of sensor coils based on the sensor coil specified by the coil specifying means do.

본 발명의 위치 검출 장치에 의하면, 위치 검출 수단이, 코일 특정 수단에 의해 특정되는 센서 코일을 기본으로 하고, 복수의 감산 신호의 변화가, 복수의 센서 코일의 배열 순에 따라서 연속하도록 위치 신호를 합성하여 출력하기 때문에, 측정체의 절대 위치를, 센서 코일의 배열 수에 따라서 연속적으로 출력할 수 있다. 또, 측정체의 길이는, 적어도 1개의 센서 코일의 축방향 길이 이상이면 좋기 때문에, 측정체의 형상에 관한 제약이 보다 적게 된다. According to the position detecting device of the present invention, the position detecting means is based on the sensor coil specified by the coil specifying means, and outputs the position signal so that the change of the plurality of the subtracting signals continues in accordance with the arrangement order of the sensor coils Thus, the absolute position of the measuring object can be continuously output in accordance with the number of sensor coils arranged. Further, since the length of the measuring body may be equal to or larger than the axial length of at least one sensor coil, the constraint on the shape of the measuring body is smaller.

도 1은 제1 실시형태이고, 위치 검출 장치의 전체 구성을 도시하는 기능 블록도이다.
도 2는 연산회로의 구성 예를 도시하는 도이다.
도 3은 A/D 컨버터와 멀티플랙서와의 조합에 의한 변형 예를 도시하는 도이다.
도 4는 코일 센서부의 종단측면도이다.
도 5는 동작 타이밍 차트이다.
도 6은 측정 구간을 특정하기 위한 동작 타이밍 차트(그의 1)이다.
도 7은 측정 구간을 특정하기 위한 동작 타이밍 차트(그의 2)이다.
도 8은 제2 실시형태이고, 코일 센서부 및 연산회로의 구성을 도시하는 기능 블록도이다.
도 9는 제3 실시형태이고, 복수의 코일을 여자하는 구성의 변형 예를 도시하는 도이다.
도 10은 제4 실시형태이고, 측정체가 2개 있는 경우의 코일 센서부 및 연산회로의 구성을 도시하는 기능 블록도이다.
도 11은 제5 실시형태이고, 코일 센서부 및 연산회로의 구성을 도시하는 기능 블록도이다.
도 12는 코일 센서부의 종단측면도이다.
도 13은 제6 실시형태이고, 위치 검출 장치의 전체 구성을 도시하는 기능 블록도이다.
도 14는 제7 실시형태를 도시하는, 동작 타이밍 차트이다.
도 15는 제8 실시형태이고, 코일 센서부의 종단측면도이다.
도 16은 제9 실시형태이고, 코일 센서부의 후단측의 종단측면도이다.
도 17은 제10 실시형태이고, 코일 센서부의 일부의 종단측면도이다.
도 18은 제11 실시형태이고, 센서 코일부를, 실린더부를 왕복 이동하는 로드의 내부에 배치한 구성을 도시하는 종단측면도이다.
Fig. 1 is a functional block diagram showing an overall configuration of a position detecting device according to a first embodiment.
2 is a diagram showing a configuration example of an arithmetic circuit.
Fig. 3 is a diagram showing a modified example by a combination of an A / D converter and a multiplexer.
4 is a longitudinal side view of the coil sensor unit.
5 is an operation timing chart.
6 is an operation timing chart (1) for specifying a measurement interval.
7 is an operation timing chart (No. 2) for specifying a measurement period.
Fig. 8 is a functional block diagram showing a configuration of a coil sensor unit and an arithmetic circuit according to a second embodiment.
Fig. 9 shows a third embodiment of the present invention, and shows a modified example of a configuration for exciting a plurality of coils.
Fig. 10 is a functional block diagram showing the configuration of a coil sensor unit and an arithmetic circuit when there are two measuring objects.
11 is a functional block diagram showing the configuration of a coil sensor unit and a calculation circuit according to a fifth embodiment of the present invention.
12 is a longitudinal side view of the coil sensor unit.
Fig. 13 is a functional block diagram showing an overall configuration of a position detecting device according to a sixth embodiment of the present invention.
14 is an operation timing chart showing the seventh embodiment.
15 is an eighth embodiment and is a longitudinal side view of a coil sensor portion.
16 is a longitudinal side view of the rear end side of the coil sensor unit according to the ninth embodiment.
17 is a tenth embodiment and is a longitudinal side view of a part of a coil sensor portion.
18 is a eleventh embodiment and is a longitudinal side view showing a configuration in which a sensor coil part is disposed inside a rod reciprocating the cylinder part.

발명을 실시하기Carrying out the invention 위한 형태  Form for

(제1 실시형태)(First Embodiment)

이하, 제1 실시형태에 관하여 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한다. 도 4는, 센서부의 구성예를 도시하는 종단측면도이다. 중공 원통상의 코일 지지체(1)의 외주측에는, 사이에 절연재(2)를 통하여, 복수(예컨대 6개)의 코일(3A~3F)이 축방향으로 연속하도록 배치되어 있다. 이들 코일 지지체(1) 및 코일(센서 코일)(3) 등은, 중공 원통상의 센서 슬리브(4)의 내부에 삽입되어 있다. 센서 슬리브(4)의 선단부(도면 중 좌단측)는, 선단부 커버(5)에 의해 밀봉되어 있다.Hereinafter, the first embodiment will be described with reference to Figs. 1 to 7. Fig. 4 is a longitudinal side view showing a configuration example of the sensor unit. Hollow Cylinders A plurality of (for example, six) coils 3A to 3F are arranged on the outer circumferential side of the coil support 1 so as to be continuous in the axial direction with an insulating material 2 interposed therebetween. The coil supporter 1, the coil (sensor coil) 3 and the like are inserted into the hollow cylindrical sensor sleeve 4. The distal end portion (the left end side in the figure) of the sensor sleeve 4 is sealed by the distal end cover 5.

센서 슬리브(4)의 후단부는, 센서 케이스(6)의 선단부에 접속되어 있다. 각 코일(3)의 양단에 접속되는 배선(7)은, 코일 지지체(1)의 내부를 경유하여 그의 후단으로부터 센서 케이스(6)의 내부로 도출되어 있다. 또한, 배선(7)은, 코일(3)의 외측(표면)에 둘러져도 좋다. 센서 케이스(6)의 하부에는, 센서 인출 케이블(8)이 접속되어 있고, 센서 인출 케이블(8)의 내부에는, 도 1에 도시하는 검출회로(9)로부터 인출된 배선(10)이 둘러져 있다. 그리고, 배선(7 및 10)은, 센서 케이스(6) 내에서 납땜에 의해 접속되어 있고, 센서 케이스(6)의 후단부는, 후단 커버(11)에 의해 덮여져 있다. 이상이 센서부(12)를 구성하고 있다. The rear end of the sensor sleeve 4 is connected to the distal end of the sensor case 6. The wirings 7 connected to both ends of the respective coils 3 are led to the inside of the sensor case 6 from the rear end thereof via the inside of the coil support body 1. Further, the wiring 7 may be surrounded by the outer side (surface) of the coil 3. A sensor lead-out cable 8 is connected to a lower portion of the sensor case 6 and a wire 10 drawn out from the detection circuit 9 shown in Fig. 1 is surrounded inside the sensor lead-out cable 8 . The wirings 7 and 10 are connected by soldering in the sensor case 6 and the rear end portion of the sensor case 6 is covered by the rear end cover 11. [ The above constitutes the sensor unit 12.

측정체(13)는 링상이고, 센서 슬리브(4)의 외주측을 축방향으로 직선 변위하도록 배치되어 있다. 측정체(13)는, 각 코일(3)의 임피던스(인덕턴스)를 변화시키는 부재(재질)라면 좋기 때문에, 자성재,비자성재의 어느 것이어도 좋다. 측정체(13)에 자성재를 사용하면, 측정체(13)가 근접하는 것으로 코일(3)의 임피던스는상승하고, 비자성재를 사용하면 임피던스는 역으로 하강한다. 또, 측정체(13)의 축방향 길이는, 적어도 1개의 코일(3)의 축방향 길이(1 구간)와 같다면 좋다. 이와 같이 측정체(13)는, 예컨대 비자성재로 이루어지는 파이프와 같은 매우 심플한 것이면 좋고, 극히 저비용이며, 강도, 내환경성이 우수하다는 장점을 갖는다.The measuring body 13 is ring-shaped and is arranged so that the outer peripheral side of the sensor sleeve 4 is linearly displaced in the axial direction. Since the measuring body 13 may be a member (material) that changes the impedance (inductance) of each coil 3, it may be either a magnetic material or a non-magnetic material. If the magnetic material is used for the measuring object 13, the impedance of the coil 3 is increased because the measuring object 13 is close to the object. If the non-magnetic material is used, the impedance is reversely lowered. The axial length of the measuring body 13 may be the same as the axial length (1 section) of at least one coil 3. Thus, the measuring body 13 may be of a very simple type such as a pipe made of a non-magnetic material, has an advantage of extremely low cost, and excellent in strength and environmental resistance.

도 1은, 주로 검출 회로(9)의 구성을 도시하는 기능 블록도이다. 코일(3A~3F)은 직렬로 접속되어 있고, 그의 직렬 회로의 상단인 코일(3A)의 일단은, 검출 회로(9)가 포함하는 발진기(14)로부터 발진 출력되며, 여자부(15)를 통한 교류 신호가 인가되어 있다. 또, 상기 직렬 회로의 하단인 코일(3F)의 일단은 그라운드에 접속되어 있다. 검출 회로(9)는, 각각이 코일(3A~3F)에 대응하는 6개의 차동 증폭 회로(16A~16F)(차동 신호 출력 수단)를 포함하고 있고, 각 차동 증폭 회로(16A~16F)의 입력 단자는, 대응하는 코일(3A~3F)의 양단에 접속되어 있다.Fig. 1 is a functional block diagram mainly showing the configuration of the detection circuit 9. Fig. One end of the coil 3A which is the upper end of the series circuit of the series circuit is oscillated and outputted from the oscillator 14 included in the detection circuit 9 and is connected through the excitation part 15 AC signal is applied. One end of the coil 3F, which is the lower end of the series circuit, is connected to the ground. The detection circuit 9 includes six differential amplifying circuits 16A to 16F (differential signal outputting means) corresponding to the coils 3A to 3F, respectively. The differential amplifying circuits 16A to 16F The terminals are connected to both ends of the corresponding coils 3A to 3F.

차동 증폭 회로(16A~16F)는, 대응하는 코일(3A~3F)의 양단 전압을 Va~Vf로서 출력한다. 다음 단에는, 5개의 연산회로 17(1)~17(5)(감산 신호 출력 수단)가 배치되어 있고, 연산회로 17(1)의 입력 단자(X 및 Y)에는 전압 Va 및 Vb이 입력되어 있다. 동일하게, 연산회로 17(2)~17(5)의 입력 단자(X 및 Y)에는, 각각 전압 Vb 및 Vc, 전압 Vc 및 Vd, 전압 Vd 및 Ve, 전압 Ve 및 Vf이 입력되어 있다. 또한, 차동 증폭 회로(16A~16F) 및 연산회로 17(1)~17(5)에는 게인을 부여하여도 좋고, 게인을 부여하는 것으로, 다음 단의 A/D 컨버터(18)에 입력하는 신호 레벨을 증대시켜서 S/N비를 개선할 수 있다.The differential amplifying circuits 16A to 16F output the both end voltages of the corresponding coils 3A to 3F as Va to Vf. In the next stage, five arithmetic circuits 17 (1) to 17 (5) (subtraction signal output means) are arranged, and voltages Va and Vb are inputted to input terminals X and Y of the arithmetic circuit 17 have. Similarly, the voltages Vb and Vc, the voltages Vc and Vd, the voltages Vd and Ve, and the voltages Ve and Vf are input to the input terminals X and Y of the arithmetic circuits 17 (2) to 17 (5), respectively. The differential amplifying circuits 16A to 16F and the arithmetic circuits 17 (1) to 17 (5) may be provided with a gain and a gain may be added so that the signal inputted to the A / The S / N ratio can be improved by increasing the level.

도 2는, 연산회로(17)의 내부 구성 예를 도시한다. 도 2a에 도시하는 구성에서는, 입력 단자(X)는, 정류부(17Xa) 및 로패스 필터(LPF)(17Xb)를 통하여 연산기(17c)의 입력 단자(A)에 접속되어 있다. 동일하게, 입력 단자(Y)는, 정류부(17Ya) 및 LPF(17Yb)를 통하여 연산기(17c)의 입력 단자(B)에 접속되어 있다. 즉 입력신호는, 정류부(17a)에서 교류 신호가 정류되며, LPF(17b)에 의해 평활되고 나서 연산기(17c)에 입력된다. 연산기(17c)는, 입력 단자(A,B)에 부여된 신호의 감산 결과(A-B)를 출력한다. Fig. 2 shows an internal configuration example of the arithmetic circuit 17. In the configuration shown in Fig. 2A, the input terminal X is connected to the input terminal A of the computing unit 17c via the rectifying unit 17Xa and the low-pass filter (LPF) 17Xb. Similarly, the input terminal Y is connected to the input terminal B of the computing unit 17c via the rectifying unit 17Ya and the LPF 17Yb. In other words, the input signal is rectified by the rectifying section 17a, smoothed by the LPF 17b, and then input to the computing section 17c. The computing unit 17c outputs the subtraction result (A-B) of the signal given to the input terminals A and B.

도 2b에 도시하는 구성에서는, 초단에 연산기(17c)가 배치되고, 그에 이어서 정류부(17a) 및 LPF(17b)가 배치되어 있다. 또, 도 2c에 도시하는 구성에서는, (a)의 연산기(17c)를 연산기(17d)로 치환하고 있다. 연산기(17d)는, 감산결과(A-B)를 가산치(A+B)로 나눈 것을 출력하지만, 이것은 다음 단의 A/D 컨버터(18)에서의 참조 전압의 변동의 영향을 제거하는, 소위 레시오메트릭 동작에 대응한 구성이다. In the configuration shown in Fig. 2B, a computing unit 17c is arranged at the initial stage, followed by a rectifying unit 17a and an LPF 17b. In the configuration shown in Fig. 2C, the computing unit 17c in (a) is replaced with a computing unit 17d. The arithmetic unit 17d outputs the result of subtracting the subtraction result AB by the addition value A + B, which is a so-called ratio metric (A + B) which eliminates the influence of the fluctuation of the reference voltage in the subsequent stage A / This is a configuration corresponding to the operation.

연산회로 17(1)는, 연산 결과로서 신호 Vab(=Va-Vb)를 출력한다. 연산회로17(2)는, 연산 결과로서 신호 Vbc(=Vb-Vc)를 출력한다. 동일하게, 연산회로17(3)~17(5)는, 연산 결과로서 신호 Vcd,Vde,Vef를 각각 출력한다. 이들 연산 결과는, 각각 A/D 컨버터 18(1)~18(5)를 통하여 컨트롤러(19)(위치 검출 수단, 코일 특정 수단)에 입력된다. The calculation circuit 17 (1) outputs the signal Vab (= Va-Vb) as the calculation result. The operation circuit 17 (2) outputs the signal Vbc (= Vb-Vc) as the calculation result. Similarly, the arithmetic circuits 17 (3) to 17 (5) output the signals Vcd, Vde, and Vef as the calculation results, respectively. These calculation results are inputted to the controller 19 (position detecting means, coil specifying means) through the A / D converters 18 (1) to 18 (5), respectively.

또한, 도 3에 도시하는 바와 같이, A/D 컨버터(18)를 1만 사용하고, 그의 입력측에 멀티플랙서(20)를 배치하여, 컨트롤러(19)가 신호 Vab~Vef 등을 시분할로 절환하여 입력하도록 구성하여도 좋다.3, the A / D converter 18 is used and the multiplexer 20 is disposed on the input side thereof, so that the controller 19 switches the signals Vab to Vef to time division May be input.

컨트롤러(19)는, CPU나 마이크로컴퓨터, 게이트 어레이나 FPGA(Field Programmable Gate Array) 등으로 구성되며, A/D 컨버터(18)를 통하여 신호 Vab~Vef를 읽어들여 측정체(13)의 위치를 구한다. 컨트롤러(19)에는, 예컨대 플래쉬 ROM 등의 비휘발성 메모리(21)가 접속되어 있고, 컨트롤러(19)는, 비휘발성 메모리(21)에 미리 기억시킨 정보를 기초로 하고 있고, 측정체(13)의 절대적인 위치(옵셋 성분, 게인 성분)나 직선성의 보정, 온도 드리프트 특성의 보정 등을 실시 가능하다.The controller 19 is constituted by a CPU, a microcomputer, a gate array or an FPGA (Field Programmable Gate Array), reads signals Vab to Vef through the A / D converter 18, I ask. The controller 19 is connected to a nonvolatile memory 21 such as a flash ROM and the controller 19 is based on information previously stored in the nonvolatile memory 21. The controller 19 is connected to the non- (Offset component, gain component), correction of linearity, correction of temperature drift characteristics, and the like.

컨트롤러(19)는, 구한 측정체(13)의 위치를, 외부 인터페이스(I/F)(22)를 통하여 상위 유닛(23)에 출력한다. 외부(I/F)(22)는, 위치 데이터를 패럴랠(parallel) 출력하는 이외에도 네트워크 I/F 기능을 포함하는 것으로, 네트워크 시스템에 접속하는 것도 가능하게 된다. The controller 19 outputs the obtained position of the measuring object 13 to the upper unit 23 via the external interface (I / F) The external (I / F) 22 includes a network I / F function in addition to outputting the position data in parallel, and it is also possible to connect to the network system.

또, 컨트롤러(19)에는, 접점 출력부(24)를 통하여 외부 기기(25)가 접속되어 있다. 컨트롤러(19)는, 접점 출력부(24)를 통하여 외부 기기(25)에 ON/OFF 신호 (접점의 개폐 신호)를 출력하는 것으로, 리미트 스위치 기능이 실현 가능하다. 리미트 스위치 기능이라는 것은, 측정체(13)의 소정 위치를 문턱치로 하여, 접점 출력부(24)의 접점을 ON/OFF 하는 기능이다.The external device 25 is connected to the controller 19 via the contact output unit 24. [ The controller 19 outputs an ON / OFF signal (a contact open / close signal) to the external device 25 through the contact output unit 24, thereby realizing a limit switch function. The limit switch function is a function of turning on / off the contact of the contact output section 24 with the predetermined position of the measuring body 13 as a threshold.

리미트 스위치 기능은, 위치 검출 장치(센서)를 1개의 디바이스로서 보면, 하드웨어 동작(한번 설정되고 나면 파손되지 않는 한 동작한다)과 등가이다. 예컨대 상위 유닛(23)이나 상위 유닛(23)과의 데이터의 송수신 등이 어떤 부적절함에 의해 동작 이상에 빠져 있어도, 리미트 스위치 기능은, 위치 검출 장치 단체로서 규정 대로의 동작을 한다. 따라서, 안전 장치로서 동작시키는 등, 시스템의 안전성을 향상시키는 요소로 된다. 본 실시형태의 위치 검출 장치는 앱솔루트형이기 때문에, 위치 데이터의 신호성은 높고, 리미트 스위치 기능에 요구되는 고신호성이라는 요구에도 적합하기 쉽다. The limit switch function is equivalent to a hardware operation (it operates as long as it is not damaged once set) when the position detecting device (sensor) is regarded as one device. For example, even if the transmission / reception of data with the upper unit 23 or the upper unit 23 is out of operation due to some improper operation, the limit switch function operates as prescribed by the position detecting device itself. Therefore, it is an element that improves the safety of the system, such as operating as a safety device. Since the position detecting device of the present embodiment is of the absolute type, the signal data of the position data is high, and it is easy to adapt to the requirement of high reliability required for the limit switch function.

또한, 리미트 스위치 기능은, 검출 범위 내의 복수의 위치에 대응하여 ON/OFF시키는 것도 가능하다. 도 1에서 리미트 스위치 기능을 지닌 접점 출력부(24)는 1개이지만 복수이어도 좋다. 또한 문턱치는, 외부 I/F22로부터의 입력신호로 임의의 위치에 지정하여도 좋고, 설정 스위치(26) 등에 의해 절환하여 설정하여도 좋다.The limit switch function can be turned ON / OFF corresponding to a plurality of positions within the detection range. 1, there is only one contact output unit 24 having a limit switch function, but a plurality of contact output units 24 may be used. The threshold value may be set to an arbitrary position as an input signal from the external I / F 22 or may be set by switching by the setting switch 26 or the like.

또, 상술한 리미트 스위치 기능에, 예컨대 소정 시간당의 위치의 변화와 소정 문턱치와의 비교결과에 따라서 ON/OFF 신호를 출력하는 제한속도 검출 기능을 가하여도 좋다. 제한속도 검출 기능은, 측정체(13)의 이동 속도가 기준(제한의 기준)으로 되는 소정 문턱치 이상으로 되었을 때에, 출력 신호를 ON 또는 OFF로 하는 기능이고, 외부 기기(25)에 의해 각종 설정을 행할 수 있다. The limit switch function described above may be provided with a limited speed detection function for outputting an ON / OFF signal in accordance with, for example, a change in position per a predetermined time and a result of comparison with a predetermined threshold value. The limit speed detection function is a function for turning the output signal ON or OFF when the moving speed of the measuring body 13 becomes equal to or greater than a predetermined threshold value that is a reference (limit reference) Can be performed.

또, 검출 회로(9)는 외부 전원(27)으로부터의 전원 공급을 받아서, 도시하지 않은 전원 회로에 의해 예컨대 전압 5V 정도의 내부전원(28)을 생성하고, 그의 내부전원(28)이 각 부에 공급되는 것으로 동작한다. 또한, 센서부(12) 및 검출 회로(9)가 위치 검출 장치(29)를 구성하고 있다. The detection circuit 9 receives the power supply from the external power supply 27 and generates an internal power supply 28 of, for example, a voltage of about 5 V by a power supply circuit (not shown) As shown in FIG. In addition, the sensor unit 12 and the detection circuit 9 constitute the position detection device 29.

이어, 본 실시형태의 작용에 관하여 도 5를 참조하여 설명한다. 측정체(13)가 센서 슬리브(4)를 따라서 이동하였을 때에, 1개의 코일(3)의 임피던스(인덕턴스)가 상승하면, 별도의 코일(3)에서는 임피던스가 하강한다. 검출 회로(9)는, 그들 2개의 코일(3)의 신호를, 하프 브릿지형 차동 트랜스와 동일하게 차동 신호 처리한다. Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to Fig. When the impedance (inductance) of one coil 3 rises when the measuring body 13 moves along the sensor sleeve 4, the impedance of the other coil 3 falls. The detection circuit 9 performs differential signal processing on the signals of the two coils 3 in the same manner as the half bridge type differential transformer.

상기와 같이 코일(3)의 임피던스를 변화시키기 위해서는, 측정체(13)의 길이 치수는, 도 5 중에 도시하는 「1 구간(1개의 코일(3)의 축방향 길이)」의 N배(N은 자연수)의 값으로 설정하면 좋다. 따라서, 검출 대상으로 되는 코일(3)은, 반드시 서로 인접하는 위치 관계로 된다고는 할 수 없다(예컨대, N=2이면, 코일(3A-3C) 사이에서 차동 신호 처리한다. 제7 실시형태 참조).In order to change the impedance of the coil 3 as described above, the length dimension of the measuring body 13 is N times (N (length) of one section (the axial length of one coil 3) Is a natural number). Therefore, the coils 3 to be detected do not necessarily have a positional relationship that is adjacent to each other (for example, when N = 2, the differential signals are processed between the coils 3A to 3C). ).

도 5는, 측정체(13)가 변위되었을 때의 각 부의 신호 변화를 나타내고 있다. 이 예에서는, 측정체(13)의 재질을 비자성재의 도체로 하고 있다. 또, 측정체(13)의 길이는, 코일(3)의 1 구간분과 같은 것으로 한다. 코일(3A)이 도 중의 좌단에 위치하고 있고, 그에 이어서 코일(3B~3D)이 도 중 우방향으로 순차로 나란히 배치된다. 또한, 코일(3)은 3개 이상이면 상한은 없다. 각 코일(3A~3D)은, 모두 동일한 것이다.Fig. 5 shows a signal change of each part when the measuring body 13 is displaced. In this example, the material of the measuring body 13 is a conductor of a non-magnetic material. It is to be noted that the length of the measuring body 13 is the same as one section of the coil 3. The coil 3A is located at the left end of the figure, and the coils 3B to 3D are arranged in succession in the rightward direction in the figure. If there are three or more coils 3, there is no upper limit. The coils 3A to 3D are all the same.

각 신호 Va~Vc는, 측정체(13)의 중심부가 위치하였을 때의 신호 레벨을 플로트한 것이고, 코일(3)의 임피던스에 비례하도록 변화하고 있다. 측정체(13)가 어떤 코일(3)에도 오버랩하고 있지 않은 상태에서는, 각 신호 Va~Vc는 모두 최대치(도 5 중의 Vmax)를 나타내고 있다.The signals Va to Vc are obtained by floating the signal level when the center portion of the measuring object 13 is located and vary in proportion to the impedance of the coil 3. [ In a state in which the measuring body 13 does not overlap any of the coils 3, each of the signals Va to Vc shows the maximum value (Vmax in Fig. 5).

측정체(13)가 도 5 중의 POS 방향(우측 화살표 방향)으로 이동하고, 코일(3A)에 오버랩하기 시작하면, 신호 Va의 레벨은 서서히 저하한다. 측정체(13)가 또한 이동하여, 그의 중심부가 코일(3A)의 중심에 중첩되었을 때, 신호 Va의 레벨은 최저치(도 중의 Vmin)로 된다. 그로부터, 측정체(13)가 또한 POS 방향으로 이동하면 신호 Va의 레벨은 다시 상승을 개시하며, 코일(3A)과 측정체(13)의 오버랩이 없어지게 되면, 신호 Va는 최대치로 되돌아간다. 이와 같이, 측정체(13)의 위치에 의해 신호 Va가 변화하는 범위는, 코일(3A)과 오버랩하는 범위뿐이다. 그의 범위의 길이는, 코일(3)의 2 구간분에 상당한다. 동일하게, 신호 Vb, Vc도, 측정체(13)의 통과에 수반하는 레벨이 변화한다. When the measuring body 13 moves in the POS direction (right arrow direction) in Fig. 5 and starts to overlap with the coil 3A, the level of the signal Va gradually decreases. When the measuring body 13 further moves and its central portion is superposed on the center of the coil 3A, the level of the signal Va becomes the minimum value (Vmin in the figure). Thereafter, when the measuring body 13 also moves in the POS direction, the level of the signal Va starts rising again. When the overlap between the coil 3A and the measuring body 13 disappears, the signal Va returns to the maximum value. Thus, the range in which the signal Va varies depending on the position of the measuring body 13 is only a range overlapping with the coil 3A. The length of the range corresponds to two sections of the coil 3. Likewise, the levels of the signals Vb and Vc accompanying the passage of the measuring object 13 change.

여기서, 도면에 도시하는 「코일 A, B에 의한 측정 구간」(이하, 제1 측정구간이라 칭함)에 착안한다. 이 구간은, 코일(3A)의 중심으로부터 코일(3B)의 중심 사이에, 측정체(13)의 중심이 위치하는 범위이다. 측정체(13)가 POS 방향으로 이동한 경우, 이 범위 내에서 신호 Va의 레벨은 서서히 증가(단조 증가)하고, 신호 Vb의 레벨은 서서히 감소(단조 감소)한다.Here, attention should be paid to " a measurement interval by coils A and B " (hereinafter referred to as a first measurement interval) shown in the figure. This section is a range in which the center of the measuring body 13 is located between the center of the coil 3A and the center of the coil 3B. When the measuring object 13 moves in the POS direction, the level of the signal Va gradually increases (monotonously increases) and the level of the signal Vb gradually decreases (monotonously decreases) within this range.

이 범위에서의 연산치「Va-Vb」는, 일정의 기울기로 증가하는 신호로 된다. 코일(3A 및 3B)이 동일 특성이면, 연산치「Va-Vb」는 제1 측정 구간의 중심점에서 제로로 된다. 이 동작 원리는, 코일(3A 및 3B) 및 측정체(13)로 구성된 차동 트랜스의 동작 원리이다. 즉 이 구성에 의하면, 제1 측정 구간에 있어서, 측정체(13)의 POS 방향 이동 위치를 검출하는 센서로서 동작하고, 연산치「Va-Vb」는 제1 측정 구간 내에서 측정체(13)의 위치를 나타내는 것으로 된다. 또, 동작 원리가 차동 트랜스와 동일하다는 것은, 위치검출 장치(29)는, 차동 트랜스가 갖고 있는 메리트를 동일하게 갖고 있는 것으로 된다.The calculated value " Va-Vb " in this range becomes a signal increasing at a constant slope. If the coils 3A and 3B have the same characteristics, the calculated value " Va-Vb " becomes zero at the center of the first measurement interval. This operating principle is the principle of operation of the differential transformer composed of the coils 3A and 3B and the measuring body 13. That is, according to this configuration, the calculation value " Va-Vb " acts as a sensor for detecting the POS moving position of the measuring body 13 in the first measuring period, As shown in FIG. Further, the fact that the operation principle is the same as that of the differential transformer means that the position detecting device 29 has the same merits as the differential transformer.

동일하게,「코일 B, C에 의한 측정 구간」(이하, 제2 측정 구간이라 칭함)에서는 연산치「Vb-Vc」가, 「코일 C, D에 의한 측정 구간」(이하, 제3 측정 구간이라 칭함)에서는 연산치「Vc-Vd」가, 측정체(13)의 POS 방향으로의 이동에 수반하여 변화한다. 그리고, 상기의 각 측정 구간은, 측정체(13)의 이동에 수반하여 코일(3)의 1 구간 마다에 발생하기 때문에, 대응하는 각 연산치는, 서로 인접하여 얻을 수 있는 위치 데이터로서 연속적으로 읽어들일 수 있다.Similarly, in the "measurement interval by the coils B, C" (hereinafter referred to as the second measurement interval), the calculated value "Vb-Vc" Quot; Vc-Vd " changes with the movement of the measuring body 13 in the POS direction. Since each of the above-described measurement periods occurs in each section of the coil 3 with the movement of the measuring body 13, the corresponding calculated values are continuously read as position data that can be obtained adjacent to each other .

여기서, 측정체(13)가 제1 측정 구간에 있는 경우는, 연산치「Va-Vb」를 1번 말단 구간(도 중의 측정체(13)가 좌단)의 위치를 나타내는 데이터로서 출력한다. 또한, 측정체(13)가 제2 측정 구간에 있는 경우는, 연산치「Vb-Vc」를, 1 구간 분의 길이에 상당하는 위치 데이터를「옵셋」으로서, 위치 데이터에 추가한다.Here, when the measurement object 13 is in the first measurement interval, the calculation value " Va-Vb " is output as data indicating the position of the first end section (the measurement object 13 in the figure is the left end). When the measuring object 13 is in the second measurement interval, the calculation value " Vb-Vc " is added to the position data as the position data corresponding to the length of one interval as " offset ".

동일하게, 측정체(13)가 위치하는 측정 구간에 따라서, 그때까지 통과한 측정 구간수가 N이면, 1 구간분의 길이 상당의 위치 데이터의 N배를 「옵셋」으로서 위치 데이터에 추가한다. 이 상태를, 도 5 중의「파형 합성」에 도시한다. 이에 의해, 복수의 측정 구간에 걸쳐 직선적으로 변화한다(연속적으로 변화하는) 위치 데이터를 독출(讀取)할 수 있다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 코일(3)의 수가「4」인 경우, 위치가 측정가능한 구간수는「3」이다. 동일하게, 센서부(12)가 N개의 코일(3)으로 구성되어 있는 경우는「N-1」의 구간이 측정 범위로 된다. 또한, 상기와 같이 위치 데이터에 옵셋을 추가하는 처리는, 컨트롤러(19)가 데이터를 디지털 처리하면 용이하게 실현될 수 있다.Similarly, when the number of measurement sections passed until then is N according to the measurement section in which the measuring object 13 is located, N times of the position data corresponding to the length of one section is added to the position data as " offset ". This state is shown in " waveform synthesis " in Fig. Thereby, the position data that linearly change (continuously changing) over a plurality of measurement intervals can be read out. As shown in Fig. 5, when the number of coils 3 is " 4 ", the number of sections in which positions can be measured is " 3 ". Similarly, when the sensor unit 12 is composed of N coils 3, the measurement range is the section of " N-1 ". In addition, the processing of adding the offset to the position data as described above can be easily realized when the controller 19 digitally processes the data.

다음에, 컨트롤러(19)가, 측정체(13)가 어느 측정 구간에 위치하고 있는 지를 인식하기 위한 수법에 관하여 설명한다. 도 5에 도시하는 연산치「Va+Vb」에 착안한다. 코일(3A 및 3B)에 의해 차동 트랜스로서 동작하는 제1 측정 구간 내에 측정체(13)가 위치할 때, 연산치「Va+Vb」는 최저치 Vmin_ab를 유지한다. 측정체(13)가 이 이외의 구간에 위치하면, 연산치「Va+Vb」는 최저치 Vmin_ab 보다도 높은 값을 나타낸다. 동일하게, 제2 측정 구간 내에 측정체(13)가 위치할 때, 연산치「Vb+Vc」는 최저치 Vmin_bc를 유지한다. Next, a description will be given of a method for the controller 19 to recognize in which measurement section the measuring body 13 is located. Quot; Va + Vb " shown in Fig. The calculated value " Va + Vb " holds the lowest value Vmin_ab when the measuring body 13 is positioned within the first measuring section operated as the differential transformer by the coils 3A and 3B. When the measuring body 13 is located in another section, the calculated value " Va + Vb " indicates a value higher than the minimum value Vmin_ab. Similarly, when the measuring object 13 is positioned within the second measurement interval, the calculated value " Vb + Vc " holds the lowest value Vmin_bc.

제1, 제2 측정 구간은 인접하고 있지만 오버랩은 하지 않기 때문에, 연산치「Va+Vb」와 연산치「Vb+Vc」가 각각 최저치 Vmin_ab,Vmin_bc를 유지하는 영역도 오버랩하지 않는다. 이 연산치는「Va+Vb」, 「Vb+Vc」, 「Vc+Vd」, 「Vd+Ve」…와 연속하여 존재하고, 그 수는, 코일(3)이 N개 있을 때는 (N-1)개 존재한다.Since the first and second measurement periods are adjacent but do not overlap, the region where the calculation value " Va + Vb " and the calculation value " Vb + Vc " maintain the minimum values Vmin_ab and Vmin_bc, respectively, do not overlap. These calculated values are "Va + Vb", "Vb + Vc", "Vc + Vd", "Vd + Ve" And there are (N-1) the number of the coils 3 when there are N coils 3.

따라서, 측정체(13)가 위치하고 있는 측정 구간(현재의 측정 구간)을 판별하기 위해서는, 연산치「Va+Vb」~「Vd+Ve」…를 상호 비교하면 좋고, 최저치 Vmin_ab 등을 나타내고 있는 구간이 현재의 측정 구간으로 된다. 또한, 어떤 측정 구간도 최저치를 나타내지 않은 경우는, 측정체(13)가 측정 가능 범위로부터 일탈하고 있는 것을 나타내기 때문에, 측정체(13)의 위치 이상(측정체(13)의 탈락)의 검출도 용이하게 할 수 있다. Therefore, in order to determine the measurement period (current measurement period) in which the measuring object 13 is located, the calculation values "Va + Vb" to "Vd + Ve" , And the section indicating the minimum value Vmin_ab or the like is the current measurement section. In the case where the measurement section 13 does not show the minimum value, it indicates that the measurement body 13 deviates from the measurable range. Therefore, the detection of the position error (dropout of the measurement body 13) Can be easily performed.

여기까지의 설명에서는, 편의상, 연산치「Va+Vb」등의 값을 사용하였다. 그러나, 도 1에 도시하는 구성에서, 컨트롤러(19)가 읽어들이는 데이터는, 감산치「Va-Vb」~「Vc-Vd」…이다. 가산치「Va+Vb」를 얻기 위해서는, 가산기를 별도 사용하면 좋지만, 이하에 도 1에 도시하는 검출회로(9)의 구성에서 가산치「Va+Vb」를 얻는 수법을 설명한다. In the explanation up to this point, a value such as a calculation value "Va + Vb" is used for convenience. However, in the configuration shown in Fig. 1, the data read by the controller 19 are the subtraction values "Va-Vb" to "Vc-Vd" to be. To obtain the added value " Va + Vb ", an adder may be used separately. Hereinafter, a method of obtaining the additive value Va + Vb in the configuration of the detection circuit 9 shown in Fig. 1 will be described.

먼저, 1번 말단(좌단)의 구간, 즉 제1 측정 구간을 판별하기 위한 가산치「Va+Vb」에 상당하는 신호 CHK_AB를, 다음 식의 연산에 의해 얻는다.First, a signal CHK_AB corresponding to the additive value " Va + Vb " for discriminating the section of the first terminal (left end), i.e., the first measurement section, is obtained by the calculation of the following equation.

CHK_AB =(Va-Vb)-2×(Vb-Vc) CHK_AB = (Va-Vb) -2 x (Vb-Vc)

=(Va+Vb)-2×Vc        = (Va + Vb) - 2 x Vc

도 6에 도시하는 신호 CHK_AB의 파형과 도 5의 연산치「Va+Vb」를 비교하면, 제1 측정 구간에서 최저치 Vmin_ab’등을 유지하는 특징이 일치하고 있어, 현재의 측정 구간을 판별하기 위하여 사용될 수 있음을 안다.When the waveform of the signal CHK_AB shown in Fig. 6 is compared with the calculated value " Va + Vb " in Fig. 5, the characteristic that maintains the minimum value Vmin_ab 'in the first measurement interval coincides with each other. I know there is.

다음에, 1번 말단(좌단)의 구간에 인접하는 제2 측정 구간을 판별하기 위한 가산치「Vb+Vc」에 상당하는 신호 CHK_BC를, 다음 식의 연산에 의해 얻는다. Next, the signal CHK_BC corresponding to the additive value " Vb + Vc " for discriminating the second measurement interval adjacent to the first end (left end) is obtained by the calculation of the following equation.

CHK_BC=(Vc-Vd)-(Va-Vb)CHK_BC = (Vc-Vd) - (Va-Vb)

    =(Vb+Vc)-Va-Vd= (Vb + Vc) -Va-Vd

도 6에 도시하는 신호 CHK_BC의 파형과 도 5의 연산치「Vb+Vc」를 비교하면, 역시 제2 측정 구간에서 최저치 Vmin_bc’를 유지하는 특징이 일치하고 있다. 그리고, 신호 CHK_CD, CHK_DE(도시하지 않음)…에 관하여도, 신호 CHK_BC와 동일한 처리를 하면 좋다. When the waveform of the signal CHK_BC shown in Fig. 6 is compared with the calculated value " Vb + Vc " in Fig. 5, the characteristic of maintaining the minimum value Vmin_bc 'in the second measurement interval also coincides. Then, the signals CHK_CD, CHK_DE (not shown) ... The same processing as that of the signal CHK_BC may be performed.

이상과 같이, 신호 CHK_AB만 연산이 상이하지만, 그 이외에 관해서는 신호 CHK_BC와 동일한 연산으로 얻을 수 있다. 또한, 도시하지 않지만 우단의 측정 구간의 판별은, CHK_AB 신호와 동일한 연산을 행하여 얻은 신호를 사용하면 좋다. 따라서, 차동 신호 만이 데이터로서 입력되는 구성이어도, 컨트롤러(19)의 연산에 의해, 측정 구간 판별용의 신호를 내부에서 생성할 수 있다. As described above, only the signal CHK_AB is different in operation, but the other operations can be obtained by the same operation as the signal CHK_BC. Although not shown, a signal obtained by performing the same calculation as that of the CHK_AB signal may be used for determination of the right end measurement region. Therefore, even if only the differential signal is input as data, a signal for determining the measurement section can be generated internally by the operation of the controller 19. [

또, 측정 구간을 판별하기 위한 신호를 얻기 위해서는, 도 7에 도시하는 수법을 사용하여도 좋다. 예컨대, 신호 CHK_BC를, 다음 식의 연산으로부터 얻는다. In addition, in order to obtain a signal for determining the measurement section, the technique shown in Fig. 7 may be used. For example, the signal CHK_BC is obtained from the following equation.

CHK_BC =(Vc-Vd)×(Va-Vb)CHK_BC = (Vc-Vd) (Va-Vb)

얻어진 신호 CHK_BC는, 제2 측정 구간에서만 음의 값을 얻기 때문에, 측정체(13)가 제2 측정 구간에 위치하고 있다는 것을 판별할 수 있다.Since the obtained signal CHK_BC acquires a negative value only in the second measurement interval, it can be determined that the measurement object 13 is located in the second measurement interval.

또한, 예컨대 각 코일(3)의 특성에 불균일이 있는 것에 의해, 예컨대 제2, 제3 측정 구간의 판별에 오차가 생길 가능성이 있다. 이것은 예컨대, 별도 설명하는 직선성 보정 등의 경우에 불균일도 보정하는 것이고, 각 코일(3)의 불균일에 의한 구간 판정 오차를 없앨 수 있다. 다시 말하면, 2개의 측정 구간의 환경에 극히 가까운 영역에서, 예컨대 본래는 제3 측정 구간인데 제2 측정 구간과 잘못하여 판정하여도, 연산치「Vb-Vc」는 도 5에 도시하는 바와 같이 제3 측정 구간의 영역에서는 급격하게 감소되지 않기 때문에, 최종적으로 위치 데이터로서 산출되는 값은 극히 경미한 오차밖에 포함하지 않고, 실용상의 문제는 적다.In addition, for example, there is a possibility that an error is caused in discrimination between the second and third measurement sections, because the characteristics of the respective coils 3 are uneven. This corrects the non-uniformity, for example, in the case of the linearity correction or the like to be described separately, and it is possible to eliminate the section determination error due to the unevenness of the respective coils 3. In other words, even if it is judged erroneously with respect to the second measurement period in the region extremely close to the environment of the two measurement regions, for example, in the third measurement region, the calculated value " Vb-Vc " In the region of the 3 measurement interval, the value is not reduced sharply, so that the value finally calculated as the position data contains only an extremely small error, and practical problems are small.

본 실시형태의 위치 검출 장치(29)가 갖는 위치 검출의 정밀도·분해능에 관해서는, 이하와 같이 생각할 수 있다. 먼저, 1 구간 내의 정밀도(직선성)는, 차동 트랜스와 동등의 높은 정밀도로 된다. 또, 복수의 코일(3)의 구간에 걸쳐 검출 정밀도는, 축방향으로 나란히 각 코일(3)의 위치 정밀도로 정해진다. 코일(3) 자체는 심플하고 형상 정밀도를 내기 쉬운 상태에서 감기며, 코일 보호재(1)도 원통상이다. 이들 부재의 특징을 살려서 위치 정밀도가 우수한 서보모터나 볼 나사 등을 사용하면, 코일(3)의 위치 정밀도를 향상하는 것은 용이하다. 따라서, 복수의 코일의구간에 걸친 검출 정밀도(절대위치 정밀도도 포함)에 관해서도, 높은 정밀도를 얻을 수 있도록 센서부(12)를 제작할 수 있다.The accuracy and resolution of position detection of the position detecting device 29 of the present embodiment can be considered as follows. First, the accuracy (linearity) within one section is high precision equivalent to that of the differential transformer. In addition, the detection accuracy is determined by the positional accuracy of each coil 3 in the axial direction, over the section of the plurality of coils 3. The coil 3 itself is wound in a state of being simple and easy to shape, and the coil protecting member 1 is also cylindrical. It is easy to improve the positional accuracy of the coil 3 by using a servo motor or a ball screw or the like having excellent positional accuracy while taking advantage of the characteristics of these members. Therefore, the sensor unit 12 can be manufactured so as to obtain a high accuracy with respect to the detection accuracy (including absolute position accuracy) over a plurality of coil sections.

또, 분해능에 관해서는, 코일(3)의 1 구간의 분할수(분해능)를 일정하게 취급하는 것은 용이하고, 검출 범위를 넓히기 위해서, 코일(3)의 구간수를 늘리는 경우는, 그 구간수에 상관없이, 분해능(데이터 1bit 당의 거리)은 일정하다.With regard to the resolution, it is easy to treat the number of divisions (resolution) of one section of the coil 3 constantly. When the number of sections of the coil 3 is increased in order to widen the detection range, , The resolution (distance per bit of data) is constant.

지금까지 서술한 동작 원리는 하프 브릿지형 차동 트랜스(DVRT)의 응용이고, DVRT의 동작 원리에 따른 특징을 갖고 있다. 한편, DVRT의 1차 코일과 2차 코일을 분리한 것이 차동 트랜스(LVDT)라고 보는 방법으로 하면, 위치 검출 장치(29)에서도, N개의 코일(3)의 전역에 걸쳐 1차 코일(여자 코일)을 별도 설계하고, N개의 코일(3)을 2차 코일로 하면, 상술한 센서의 특징을 포함하는 센서로서 취급할 수 있다(제 5실시형태 참조). The operation principle described so far is an application of a half bridge type differential transducer (DVRT) and has characteristics in accordance with the operation principle of the DVRT. On the other hand, if the primary coil and the secondary coil of the DVRT are separated from each other by a differential transformer (LVDT), the position detecting device 29 can also detect the primary coil And the N coils 3 are used as secondary coils, it can be handled as a sensor including the above-mentioned characteristics of the sensor (see the fifth embodiment).

다음에, 도 4에 도시한 각 부재 등에 관하여 설명한다.Next, each member shown in Fig. 4 will be described.

<코일 3><Coil 3>

코일(3)의 재료로서는, 표면이 절연된 마그넷 와이어가 사용될 수 있다. 1개의 코일(3)은 어떤 층(1층이어도 가능)으로 감기고, 1 구간 마다의 피치로 배치되기 때문에, 1개의 코일(3)의 길이는 1 구간 이하로 된다. 또, 코일(3)의 외주에 절연체(절연지)를 감아서 절연강화를 도모할 수 있다. 또, 검출 회로(9)으로의 접속 배선(10)은 코일(3)의 외주측에 돌아감아도 좋다. As the material of the coil 3, a magnet wire whose surface is insulated may be used. Since one coil 3 is wound with any layer (possibly even one layer) and arranged at intervals of one section, the length of one coil 3 becomes one section or less. In addition, insulation can be enhanced by winding an insulator (insulating paper) around the outer periphery of the coil 3. The connection wiring 10 to the detection circuit 9 may be wound around the outer periphery of the coil 3.

<코일 지지재(1), 절연체(2)>&Lt; Coil support member (1), Insulator (2) &gt;

코일 지지재(1)는, 코일(3)의 자기 형상 유지, 및 복수의 코일(3)의 상대 위치를 고정하는 것으로, 전압적 도체이어도 좋지만, 쇼트 코일로서 기능하기 때문에 코일(3)의 임피던스를 저하시키는 효과가 있다. 따라서, 도체를 사용하는 경우는, 전압 저항이 높은 스테인레스강이나 니켈 합금(하스텔로이, 인코넬…등록상표)을 사용하는 편이 좋다. 또 그 두께도 얇은 편이 좋다. 또, 코일 지지재(1)는, 수지 등의 절연체이어도 좋다.The coil supporting member 1 may be a voltage conductor, which fixes the magnetic shape of the coil 3 and fixes the relative positions of the plurality of coils 3. However, since it functions as a short coil, the impedance of the coil 3 . Therefore, when a conductor is used, it is preferable to use stainless steel or nickel alloy (Hastelloy, Inconel ... registered trademark) having high voltage resistance. Also, its thickness should be thinner. The coil supporting member 1 may be an insulator such as a resin.

또한, 코일 지지재(1)에 자성재를 사용하여도 좋다. 이 경우 코일(3)의 임피던스를 증가시켜, 보다 감도를 높일(신호 변화가 크게 되는) 수가 있다. 단, 자성재의 온도 특성 등에 주의가 필요하게 된다. 또, 비자성의 코일 지지재(1)의 내주에 자성재를 배치할 수도 있다. 코일재(마그넷 와이어) 자신이 절연되어 있기 때문에, 코일(3)과 코일 지지재(1) 사이의 절연체(2)는 반드시 필요한 것은 아니지만, 코일(3)과 케이스(6)의 절연 내압을 향상시키는 경우 등은 필요하게 된다. 또, 코일(3)에 성형 코일 등을 사용하고, 코일(3) 간을 접착하면, 코일 지지재(1)를 불필요로 하게 할 수 있다. It is also possible to use a magnetic material for the coil supporting member 1. In this case, the impedance of the coil 3 may be increased to further increase the sensitivity (the signal change may increase). However, it is necessary to pay attention to the temperature characteristics of the magnetic material. It is also possible to dispose the magnetic material on the inner periphery of the non-magnetic coil support material 1. [ The insulator 2 between the coil 3 and the coil supporting member 1 is not necessarily required because the coil member itself is insulated from the coil 3. However, And so on. When the coil 3 is formed by using a molding coil or the like, it is possible to make the coil supporting member 1 unnecessary.

<센서 슬리브(4)><Sensor sleeve (4)>

센서 슬리브(4)는, 위치 검출 동작에는 필수인 것은 아니다. 코일부의 기계적인 보호나, 밀폐 구조를 실현하기 위하여 등에 필요하게 된다. 도 4에 도시하는 바와 같이 측정체(13)가 외주측에 위치하는 경우, 센서 슬리브(4)는 비자성재의 필요가 있다. 센서 슬리브(4) 자체는, 역시 쇼트 코일로서 기능하기 때문에, 전기전도도가 낮은 것을 사용하면 코일(3)의 임피던스가 저하하여 신호 변화가 작아지게 되어 바람직하지 않다. 따라서, 전기전도도가 높은 것이 적절하다. 예컨대, 오스테나이트계 스테인레스나, 니켈 합금(하스텔로이, 인코넬…등록상표) 등이 사용 가능하다. The sensor sleeve 4 is not essential for the position detection operation. It is necessary to provide a mechanical protection of the coil part and a sealing structure. As shown in Fig. 4, when the measuring body 13 is located on the outer circumferential side, the sensor sleeve 4 needs a non-magnetic material. Since the sensor sleeve 4 itself also functions as a short coil, if the electric conductivity is low, the impedance of the coil 3 lowers and the signal change becomes small, which is not preferable. Therefore, a high electric conductivity is suitable. For example, an austenitic stainless steel, a nickel alloy (Hastelloy, Inconel ...) and the like can be used.

또한 동일한 이유에서, 그의 두께도 얇은 편이 바람직하지만, 기계적 강도와의 밸런스를 고려할 필요가 있고, 특히 센서 코일부(12)를 예컨대 실린더 내장으로 한 경우는 (제11 실시형태 참조), 유압으로 파손되지 않는 두께가 필요하게 된다. 압력이 특별히 걸리지 않는, 혹은 방수의 필요가 없는 것과 같은 용도에서는 센서 슬리브(4)는 수지성의 부재, 예컨대 글래스 에폭시 수지 강화 또는 카본 파이버 강화의 파이프를 사용할 수 있고, 경량화, 저 비용화에 유리하다.For the same reason, it is preferable that the thickness thereof is also thin. However, it is necessary to consider the balance with the mechanical strength. Particularly, when the sensor coil part 12 is, for example, A thickness that is not required is required. The sensor sleeve 4 can be made of a member made of a resinous material such as a glass epoxy resin reinforced or carbon fiber reinforced pipe and can be made lightweight and low in cost Do.

<센서 케이스(6), 선단부 커버(5), 후단 커버(11), 측정체 지지재>&Lt; Sensor case 6, front end cover 5, rear cover 11,

센서 케이스(6), 선단부 커버(5), 후단 커버(11)는, 코일 지지재(1), 센서 슬리브(4) 등의 상대 위치의 고정을 하기 위하여, 혹은 밀폐 구조를 실현하기 위한 부재이고, 자성재, 비자성재, 도전체, 절연체 어떤 것이어도 좋다. The sensor case 6, the front end cover 5 and the rear end cover 11 are members for fixing the relative positions of the coil supporting member 1 and the sensor sleeve 4 or for realizing a sealing structure , A magnetic material, a non-magnetic material, a conductor, and an insulator.

<센서 인출 케이블(8)><Sensor pull-out cable (8)>

센서 인출 케이블(8)은, 코일(3)의 배선(7)을 센서 코일부(12)의 외부로 인출하여, 검출 회로(9)에 접속하기 위하여 사용한다. 인출 케이블(8)의 말단은, 커넥터 접속되어 있어도 좋다. The sensor lead-out cable 8 is used to lead out the wiring 7 of the coil 3 to the outside of the sensor coil part 12 and to connect it to the detection circuit 9. The distal end of the lead-out cable 8 may be connected to the connector.

<그 외><Others>

기밀성 등을 높이기 위하여, 적절한 O링(팩킹) 등이 사용 가능하다. 이들은 일반적으로, 그의 재질은 절연체이고 위치 검출 동작에 영향을 주지 않기 때문에, 필요한 개소에 임의로 장착 가능하다. 또, 각 부재 간의 접합은, 접착·압입·용접·나사 고정 등의 방법을 취할 수 있다. An appropriate O-ring (packing) or the like can be used in order to increase airtightness and the like. In general, these materials are insulators and do not affect the position detecting operation, so that they can be arbitrarily installed at necessary positions. In addition, the joining between the members can be performed by a method such as adhesion, press fitting, welding, or screw fixing.

이상과 같은 본 실시형태에 의하면, 각각이 동일 주파수의 교류 신호에서 여자되는 복수의 코일(3)을, 길이방향이 동심축 상에 늘어서도록 배치하여 센서 코일부(12)를 구성한다. 복수의 차동 증폭 회로(16)는, 각 코일(3)의 양단의 차동 신호를 출력하고, 연산기(17)는, 2개의 코일(3)에 대응하는 차동 신호를 감산하여 감산 신호를 컨트롤러(19)에 출력한다. 컨트롤러(19)는, 센서 코일부(12)의 외주측에 위치하고, 코일(3)의 임피던스를 변화시키는 재료를 포함하는 측정체(13)가 동심축 방향을 따라서 이동하였을 때의 측정체(13)의 축방향 위치를, 상기 감산 신호를 연산하는 것으로 선형으로 변화하는 위치 신호로서 출력한다. According to the present embodiment as described above, the plurality of coils 3 that are excited in the AC signal of the same frequency are arranged so as to lie on the concentric axis in the longitudinal direction to constitute the sensor coil part 12. [ The plurality of differential amplifying circuits 16 output differential signals at both ends of the respective coils 3 and the computing unit 17 subtracts the differential signals corresponding to the two coils 3 and outputs a subtraction signal to the controller 19 . The controller 19 is provided on the outer circumferential side of the sensor coil section 12 and includes a measuring body 13 when the measuring body 13 including a material for changing the impedance of the coil 3 moves along the concentric axis direction As a position signal linearly changing by calculating the subtracted signal.

그때에, 컨트롤러(19)는, 복수의 차동 신호를 연산한 결과를 기본으로 하고측정체(13)의 현재 위치에 대응하는 코일(3)을 특정한다. 구체적으로는, 복수의 감산 신호를 연산하는 것으로 2개의 차동 신호의 가산 신호를 구하고, 그의 가산 신호를 기본으로 하여 측정체(13)의 현재 위치에 대응하는 코일(3)을 특정한다. 또는, 복수의 감산 신호를 곱셈한 결과를 기본으로 하여 코일(3)을 특정한다. 그리고, 특정된 코일(3)을 기본으로 하여, 복수의 감산 신호의 변화가 복수의 코일(3)의 배열 순에 따라서 연속하도록 위치 신호를 합성하여 출력한다. At that time, the controller 19 specifies the coil 3 corresponding to the current position of the measuring body 13 on the basis of the result of calculating a plurality of differential signals. Specifically, a plurality of subtraction signals are calculated to obtain an addition signal of two differential signals, and the coil 3 corresponding to the current position of the measuring body 13 is specified based on the addition signal thereof. Alternatively, the coil 3 is specified on the basis of a result obtained by multiplying a plurality of subtraction signals. Then, based on the specified coil 3, a position signal is synthesized and output such that the change of the plurality of subtraction signals continues in accordance with the arrangement order of the plurality of coils 3.

따라서, 코일(3)의 배열수에 따라서 위치 신호를 연속적으로 또 선형으로 출력할 수 있기 때문에, 측정체(13)의 위치 검출 범위를 극히 간단하게 확장할 수 있다. 또, 측정체(13)의 축방향 길이 치수는, 적어도 1개의 코일(3)의 길이 치수 이상이면 좋기 때문에, 측정체(13)의 외형에 대한 제약이 작고, 설계의 자유도를 향상시킬 수 있다. 또한, 특허문헌 1과 같이, 위치 검출 장치(29)의 게인이 측정체(13)의 특성에 의해 영향을 받는 일이 없고, 위치 신호의 레벨은, 코일(3)의 배열 수에 비례하기 때문에, 검출 범위를 확장하여도 분해능은 저하하는 일이 없고, 온도 특성이 악화되는 일도 없다. Therefore, since the position signal can be continuously and linearly outputted in accordance with the number of arrangements of the coils 3, the position detection range of the measuring body 13 can be extremely simply expanded. Since the axial dimension of the measuring body 13 may be equal to or greater than the length of at least one coil 3, the constraint on the outer shape of the measuring body 13 is small and the degree of freedom in designing can be improved . Also, as in Patent Document 1, the gain of the position detecting device 29 is not affected by the characteristics of the measuring object 13, and the level of the position signal is proportional to the number of arrangements of the coils 3 , The resolution does not deteriorate even when the detection range is expanded, and the temperature characteristic does not deteriorate.

또, 검출 회로(9)는, 위치 신호를 기본으로 하여, 미리 설정된 위치에서 접점 출력부(24)를 온·오프시키는 스위치 신호를 출력하는 전자 리미트 스위치 기능을 포함하기 때문에, 상위 유닛(23)이나 상위 유닛(23)과의 데이터의 송수신 등이 어떤 결함에 의해 동작 이상에 빠지더라도, 위치 검출 장치(29)는 단체로서 규정 대로의 동작이 가능하고, 외부 기기(25)를 통하여 측정체(13)의 위치에 제약을 가하는 것과 같이, 시스템의 안전성을 향상시킬 수 있다. Since the detection circuit 9 includes an electronic limit switch function for outputting a switch signal for turning on and off the contact output section 24 at a preset position on the basis of the position signal, The position detection device 29 can perform the operation as prescribed by itself and can detect the position of the object to be measured (for example, 13), it is possible to improve the safety of the system.

또, 리미트 스위치 기능에, 소정 시간 당 위치의 변화와 소정 문턱치와의 비교 결과에 따라서 ON/OFF 신호를 출력하는 제한 속도 검출 기능을 포함하기 때문에, 측정체(13)의 이동 속도가 너무 빠른 상태로 되었을 때에 속도 제한을 행하는 것으로, 안전성을 향상시킬 수 있다. Since the limit switch function includes the limit speed detection function for outputting the ON / OFF signal in accordance with the change of the position per a predetermined time and the result of the comparison with the predetermined threshold value, the moving speed of the measuring body 13 is too fast , It is possible to improve the safety by limiting the speed.

또한, 측정체(13)의 현재 위치에 대응하는 코일(3)을 특정하기 위하여, 2개의 차동 신호의 가산 신호를 구할 때에, 반드시 복수의 감산 신호를 연산한 결과로부터 가산 신호를 얻을 필요는 없고, 차동 증폭 회로(16)의 후단에 별도 가산기를 배치하여 가산 신호를 구하여도 좋다. In order to specify the coil 3 corresponding to the current position of the measuring object 13, when obtaining the addition signals of the two differential signals, it is not necessary to necessarily obtain the addition signals from the results of calculating the plurality of subtraction signals , And the addition signal may be obtained by disposing a separate adder at the rear end of the differential amplification circuit 16.

(제2 실시형태)(Second Embodiment)

도 8은 제2 실시형태를 도시하는 것으로, 제1 실시형태와 동일한 부분에는 동일 부호를 붙여서 설명을 생략하며, 이하 상이한 부분에 관하여 설명한다. 도 8에 도시하는 바와 같이, 제2 실시형태의 검출 회로(31)에서는, 차동 증폭 회로(16G) (차동 신호 출력 수단, 온도검출 수단), LPF(32) 및 A/D 컨버터 18(6)이 추가되어 있다. 차동 증폭 회로(16G)의 반복 입력 단자는 코일(3F)의 일단(그라운드)에 접속되어 있고, 비반복 입력 단자는 코일(3A)의 일단(차동 증폭 회로(16A)의 반복 입력 단자)에 접속되어 있다. 차동 증폭 회로(16G)의 출력 신호는, LPF(32) 및 A/D 컨버터 18(6)를 통하여 컨트롤러(19A)(온도 검출 수단,도시되지 않음)에 입력되어 있다. 8 shows the second embodiment, and the same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted, and the different parts will be described below. 8, the detection circuit 31 of the second embodiment includes a differential amplifier circuit 16G (differential signal output means, temperature detection means), an LPF 32, and an A / D converter 18 (6) Has been added. The repetitive input terminal of the differential amplifying circuit 16G is connected to one end (ground) of the coil 3F and the non-repetitive input terminal is connected to one end (a repeated input terminal of the differential amplifying circuit 16A) of the coil 3A . The output signal of the differential amplifying circuit 16G is input to the controller 19A (temperature detecting means, not shown) through the LPF 32 and the A / D converter 18 (6).

다음에, 제2 실시형태의 작용에 관하여 설명한다. 상기의 구성을 추가한 것으로, 컨트롤러(19A)가 A/D 컨버터 18(6)를 통하여 읽어들이는 데이터는, 코일(3A~3F)의 직렬 회로의 양단에 인가되는 직류상당 전압으로 된다. 이에 의해 컨트롤러(19A)는, 코일(3)의 온도를 측정측정 가능하게 되어 있다. Next, the operation of the second embodiment will be described. With the above configuration added, the data read by the controller 19A through the A / D converter 18 (6) becomes a DC equivalent voltage applied to both ends of the series circuit of the coils 3A to 3F. Thereby, the controller 19A can measure and measure the temperature of the coil 3.

마그넷 와이어로서 사용되는 일반적인 연동선은, 그의 저항치가, 온도에 따라서 약 -0.39%/℃에서 변화하는 것이 알려져 있다. 도면의 신호원(33)은 제1 실시형태의 발진회로(14) 및 여자회로(15)에 상당하지만, 신호원(33)을 정전류 구동하는 것으로, 코일(3)에 직류전류 성분을 항상 일정치 흐르게 하는 것이 가능하다. 코일(3A~3F)의 직렬 회로 양단의 전압(직류 성분)은, 직렬 회로의 직류저항에 비례한다. 따라서 컨트롤러(19A)는, A/D 컨버터 18(6)를 통하여 읽어들인 데이터 값으로부터, 코일(3)의 온도를 역산할 수 있다. It is known that, in a general artificial cable used as a magnet wire, its resistance value changes at about -0.39% / DEG C depending on the temperature. The signal source 33 shown in the drawing corresponds to the oscillator circuit 14 and the exciter circuit 15 of the first embodiment but the signal source 33 is driven by the constant current so that the DC current component is always supplied to the coil 3 It is possible to make a flow. The voltage (DC component) across the series circuit of the coils 3A to 3F is proportional to the dc resistance of the series circuit. Therefore, the controller 19A can invert the temperature of the coil 3 from the data value read through the A / D converter 18 (6).

이와 같이 구성하는 것으로, 예컨대, 센서 코일부(12)와 검출회로(31)가 떨어진 장소에 설치되게 하는 경우에서도, 코일(3)의 온도를 정확하게 측정할 수 있다. 측정된 온도는, 코일(3)에 의한 온도 드리프트를 캔슬하기 위하여 사용하여도 좋다. 또, 상위 유닛(23)에 온도 정보를 전달하는 것도 가능하고, 센서 코일부(12), 혹은, 센서 코일부(12)를 포함하는 시스템이 이상한 온도로 되어, 방치하면 고장에 이르는 상태를 경고할 수도 있다. With this configuration, the temperature of the coil 3 can be accurately measured even when, for example, the sensor coil part 12 and the detection circuit 31 are disposed apart from each other. The measured temperature may be used to cancel the temperature drift caused by the coil 3. It is also possible to transmit the temperature information to the upper unit 23, and when a system including the sensor coil section 12 or the sensor coil section 12 is at an abnormal temperature and is left to stand, You may.

이상과 같이 제2 실시형태에 의하면, 센서 코일부(12)의 양단의 차동 신호를 출력하는 차동 증폭 회로(16G)를 갖고, 컨트롤러(19A)는, 상기 차동 신호를 기본으로 하여 센서 코일부(12)의 온도를 검출하도록 하였다. 따라서, 센서 코일부(12)가 과열상태로 되는 것을 방지하기 위한 처리가 가능하게 된다.As described above, according to the second embodiment, the differential amplifier circuit 16G outputs differential signals at both ends of the sensor coil section 12. The controller 19A controls the sensor coil section 12) was detected. Therefore, a process for preventing the sensor coil portion 12 from becoming overheated can be performed.

(제3 실시형태)(Third Embodiment)

도 9에 도시하는 제3 실시형태는, 센서 코일부(12)의 구동 형식의 변형 예를 도시한다. 도 9a에서는, 2개의 신호원 33(1) 및 33(2)을 사용하여, 신호원 33(1)을 코일(3A~3C)의 직렬 회로의 양단에 접속하며, 신호원 33(2)을 코일(3D~3F)의 직렬 회로의 양단에 접속한다. 이 경우, 코일(3A~3C)과 코일(3D~3F)을 전기적으로 접속할 필요는 없다. 또, 신호원 33(1)과 신호원 33(2)과의 주파수나 위상 관계가 잘못되어 있어도 동작은 가능하다. 이와 같이 2개의 신호원 33(1) 및 33(2)에서 센서 코일부(12)를 구동하는 메리트는, 1개의 신호원(33)에서 구동하는 코일(3)의 수가 감소하기 때문에, 코일(3)에 전류를 보다 많이 흐르게 하는 것이 가능하게 되며, 내노이즈성의 향상이나, 외부 자계의 영향이 저하될 수 있다.The third embodiment shown in Fig. 9 shows a modification of the drive type of the sensor coil section 12. Fig. 9A, a signal source 33 (1) is connected to both ends of a series circuit of the coils 3A to 3C by using two signal sources 33 (1) and 33 (2) And connected to both ends of the series circuit of the coils (3D to 3F). In this case, it is not necessary to electrically connect the coils 3A to 3C and the coils 3D to 3F. It is also possible to operate even if the frequency and the phase relation between the signal source 33 (1) and the signal source 33 (2) are wrong. The advantage of driving the sensor coil part 12 in the two signal sources 33 (1) and 33 (2) is that the number of the coils 3 driven by one signal source 33 decreases, 3, it is possible to increase the current density and to improve the noise resistance and the influence of the external magnetic field.

동일하게, 도 9b에 도시하는 바와 같이, 코일(3)과 신호원(33)을 1대 1로 접속하여 개별적으로 구동할 수 있고, 도 9c에 도시하는 바와 같이, 코일(3A~3C)의 직렬 회로에 신호원 33(1)을 접속할 때에, 각 코일(3A~3C)의 일단 측을 공통(common)으로 접속하여 구동하는 것도 가능하다. Similarly, as shown in Fig. 9B, the coils 3 and the signal source 33 can be connected to each other one-to-one and can be driven individually. As shown in Fig. 9C, When connecting the signal source 33 (1) to the series circuit, one end of each coil 3A to 3C may be commonly connected and driven.

(제4 실시형태)(Fourth Embodiment)

도 10에 도시하는 제4 실시형태는, 센서 코일부(12)에 2개의 측정체 13(1) 및 13(2)를 배치한 구성이다. 위치 검출 장치(29)에서는, 전술한 바와 같이 측정체(13)가 코일(3)의 특성에 변화를 미치는 범위가, 측정체(13)가 위치하는 지점으로부터 유한의 범위 내에 들어가고 있다. 따라서, 2개의 측정체 13(1), 13(2)가, 각각 위치 검출의 대상으로 되는 코일(3)의 임피던스 변화에 상호 영향을 미치기 시작하는 위치에 가까워지지 않는 한, 2개의 측정체 13(1), 13(2)의 변위는, 각각 독립한 현상으로서 검지할 수 있다. 또한, 측정체(13)를 3개 이상으로 증가하는 것도 가능하다. 또한, 복수의 측정체(13)가, 상술한 제한 범위 내에 서로 가까워진 경우는 측정 이상으로서 검출되고, 상위 유닛(23)으로 경고를 발하는 등도 가능하다.The fourth embodiment shown in Fig. 10 is a configuration in which two measuring bodies 13 (1) and 13 (2) are arranged in the sensor coil part 12. Fig. In the position detecting device 29, as described above, the range in which the measuring body 13 changes the characteristics of the coil 3 falls within a finite range from the point where the measuring body 13 is located. Therefore, as long as the two measuring bodies 13 (1) and 13 (2) are not close to a position where mutual influence on the impedance change of the coil 3 to be subjected to position detection is started, (1) and 13 (2) can be detected as independent phenomena. It is also possible to increase the number of the measuring bodies 13 to three or more. In the case where the plurality of measuring objects 13 are close to each other within the above-mentioned limit range, it is possible to detect them as measurement anomalies and issue a warning to the upper unit 23 or the like.

(제5 실시형태)(Fifth Embodiment)

도 11 및 도 12에 도시하는 제5 실시형태는, 제1 실시형태에서 서술한 바와 같이 1차 코일을 설계한 구성이다. 센서 코일부(41)에, 코일(3A~3F)을 2차 코일로서 1차 코일(여자 코일)(42)을 대향 배치하고, 1차 코일(42)의 양단에 신호원(33)을 접속하여 교류 신호를 공급한다. 이 경우, 도 4의 상당도인 도 12에 도시하는 바와 같이, 1차 코일(42)은, 센서 슬리브(4)의 내부에 배치된다. 센서 코일부(41)를 이와 같이 구성하는 것으로, 위치 검출 장치(43)를, 하프 브릿지형 차동 트랜스와 동일한 특징을 포함하는 위치 센서로 할 수 있다. The fifth embodiment shown in Figs. 11 and 12 is a structure in which the primary coil is designed as described in the first embodiment. A primary coil (excitation coil) 42 is disposed opposite to the sensor coil section 41 with the coils 3A to 3F serving as secondary coils and a signal source 33 is connected to both ends of the primary coil 42 And supplies the AC signal. In this case, as shown in Fig. 12 corresponding to Fig. 4, the primary coil 42 is disposed inside the sensor sleeve 4. Fig. By constituting the sensor coil part 41 in this way, the position detecting device 43 can be a position sensor including the same features as the half bridge type differential transformer.

(제6 실시형태)(Sixth Embodiment)

도 13에 도시하는 제6 실시형태의 위치 검출 장치(51)는, 제2 실시형태의 검출 회로(38)의 구성을 포함하고 있다(제1 실시형태의 검출 회로(9)이어도 좋다). 제6 실시형태에서는, 비휘발성 메모리(21)(기억수단)에 위치 검출 장치(51)의 직선성을 보정하기 위한 데이터를 미리 기억시켜 놓고, 측정체(13)의 위치를 검출하였을 때에, 컨트롤러(19B)가 상기 데이터를 사용하여 검출 위치의 직선성을 보정한다. 이하, 그의 보정에 사용하는 데이터의 취득에 관하여 설명한다. The position detection device 51 of the sixth embodiment shown in Fig. 13 includes the configuration of the detection circuit 38 of the second embodiment (it may be the detection circuit 9 of the first embodiment). In the sixth embodiment, data for correcting the linearity of the position detecting device 51 is stored in advance in the nonvolatile memory 21 (storage means), and when the position of the measuring object 13 is detected, (19B) corrects the linearity of the detection position using the data. Hereinafter, the acquisition of data used for the correction will be described.

먼저, 절대치 정밀도, 직선성이 우수한 직선 변위 검출 센서를 준비한다. 여기서는, 광학식의 리니어스케일(52)로 한다. 이 리니어스케일(52)의 검출 헤드(53)와 측정체(13)를 연결하여 직선 이동하는 대(도시하지 않음)에 고정한다. 이 이동대는, 외부로부터 임의의 위치에서 이동할 수 있도록 한다.First, a linear displacement detection sensor having excellent absolute value accuracy and linearity is prepared. Here, an optical linear scale 52 is used. (Not shown) that connects the detection head 53 of the linear scale 52 and the measuring object 13 and moves linearly. This movable stage is made movable from an external position at an arbitrary position.

광학식 리니어스케일(52)의 스케일(54)을, 검출헤드(53)의 이동에 수반하여 그의 센서 출력 데이터 (위치 데이터)를 읽어들이도록 설치한다. 검출헤드(53)로부터 위치 데이터가 출력되면, 위치 검출 장치(51)의 컨트롤러(19B)가, 그의 위치 데이터를 보정용 I/F54를 통하여 읽어들인다. 일반적으로 광학식 센서의 위치 출력은 A/B상 출력으로 되어 있지만, 보정용 I/F54은, 그와 같은 2상 출력이 입력되어, 정확한 절대 위치를 읽어들이도록 되어 있다. The scale 54 of the optical linear scale 52 is installed so as to read sensor output data (position data) thereof accompanying the movement of the detection head 53. When the position data is outputted from the detection head 53, the controller 19B of the position detection device 51 reads the position data thereof through the correction I / F 54. In general, the position output of the optical sensor is the A / B phase output, but the correction I / F 54 is designed to read the absolute absolute position by inputting such two-phase output.

상기의 설치 상태에서, 이동대를 센서 코일부(12)의 일단으로부터 타단 방향으로 서서히 이동시킨다. 이때, 컨트롤러(19B)는, 광학식 리니어 스케일(52)에 의해 얻어지는 정확한 절대 위치와, 센서 코일부(12)에 의해 자신이 검출한 위치의 편차를 취득하고, 상기 위치의 일정 거리 마다에, 그의 편차를 비휘발성 메모리(21)에 기억한다. 예컨대 전측정 범위를 16 bit 데이터로 출력하는 경우, 그의 데이터 값은 0~65535를 나타낸다. 예컨대, 데이터값 1024씩 편차를 기억하면, 전 64 포인트의 편차 데이터를 테이블치로하여, 비휘발성 메모리(21)에 기억하게 된다. In the above-described installed state, the moving rod is gradually moved from one end of the sensor coil part 12 to the other end. At this time, the controller 19B obtains the absolute absolute position obtained by the optical linear scale 52 and the deviation of the position itself detected by the sensor coil part 12, And stores the deviation in the nonvolatile memory 21. For example, when the entire measurement range is output as 16-bit data, its data value indicates 0 to 65535. For example, when the deviations are stored for each data value 1024, deviation data of all 64 points are stored in the nonvolatile memory 21 as table values.

이와 같이 편차 데이터를 기억하는 처리는, 공장에서 위치 검출 장치(51)를 제조하였을 때에 행해진다. 그 때문에, 컨트롤러(19B)에 보정 전용 프로그램을 서입하든가, 미리 써 넣은(서입된) 보정 프로그램을 외부로부터 지시(설정 스위치(25)에 의한 입력 등)하여 기동하는 것으로 보정 데이터 기억 처리를 실시한다.The process of storing the deviation data is performed when the position detecting device 51 is manufactured at the factory. Therefore, the correction data storage processing is performed by writing a correction-only program in the controller 19B or by starting the correction program written in advance (input by the setting switch 25 or the like) from the outside .

기억처리가 완료된 후, 위치 검출 장치(51)가 실제로 측정체(13)의 위치를 검출할 때에, 그의 위치가 예컨대 상기 64개소의 보정 포인트의 사이에 있는 경우는, 그의 전후의 보정 포인트로부터 직선 보간한 보정 데이터를 산출한다. 그리고, 보정 전의 데이터로부터 보정 데이터를 감산하는 것으로 직선성이 보정된 위치 데이터가 산출된다. When the position detection device 51 actually detects the position of the measuring object 13 after the storage processing is completed and its position is, for example, between the above-mentioned 64 correction points, And interpolated correction data is calculated. By subtracting the correction data from the data before correction, position data corrected for linearity is calculated.

이상과 같이 제6 실시형태에 의하면, 위치 신호의 선형성을 보정하기 위한 보정 데이터가 미리 기억되어 있는 비휘발성 메모리(21)를 포함하고, 컨트롤러(19B)는, 위치 신호를 구할 때에, 상기 보정 데이터를 사용하여 선형성을 보정한다. 따라서, 위치 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다. As described above, according to the sixth embodiment, the controller 19B includes the nonvolatile memory 21 in which the correction data for correcting the linearity of the position signal is stored in advance. When obtaining the position signal, To correct the linearity. Therefore, the position detection accuracy can be improved.

(제7 실시형태)(Seventh Embodiment)

도 14에 도시하는 제7 실시형태는, 측정체(13A)의 길이를 코일(3)의 1 구간분의 2배로 하였을 때의 검출 상태를 나타낸다. 이 경우, 차동 트랜스로서의 코일(3)은, 1개 건너 2개의 코일(3)에 의해 구성되며, 차동 신호는 (Va-Vc),(Vb-Vd),(Vc-Ve)으로 된다. 도 중에 도시하는 바와 같이 최초는 「코일 A, C에 의한 측정 구간」, 이어서 「코일 B, D에 의한 측정 구간」으로 된다. 이와 같은 경우는, 측정 가능한 구간 범위는, 코일(3)의 수가 N개이면, 측정범위 수는 「N-2」으로 된다. The seventh embodiment shown in Fig. 14 shows a detection state when the length of the measuring body 13A is twice the length of one section of the coil 3. Fig. In this case, the coil 3 as a differential transformer is constituted by two coils 3 across one, and the differential signals are (Va-Vc), (Vb-Vd) and (Vc-Ve). As shown in the figure, the first time is the "measurement period by the coils A, C" and then the "measurement period by the coils B, D". In such a case, the measurable range range is "N-2" when the number of coils 3 is N.

또, 가산 신호 (Va+Vc),(Vb+Vd),(Va+Vc)는, 최저치(L=Vmin)를 도시하는 구간이 각각 1 구간씩 어긋나고 있다. 따라서, 이들 가산 신호의 변화를 참조하는 것으로, 측정체(13A)의 현재 위치에 대응하는 코일(3)(측정 구간)을 특정할 수 있다. 즉, 가산 신호가 최저치(L)를 나타내지 않는 상태를 「×」로 하면, In addition, the sections showing the lowest value (L = Vmin) are shifted by one section for each of the addition signals Va + Vc, Vb + Vd and Va + Vc. Therefore, it is possible to specify the coil 3 (measurement section) corresponding to the current position of the measuring object 13A by referring to the change of these addition signals. That is, when the state in which the addition signal does not indicate the minimum value L is "x"

가산신호/측정구간  3A 및 3C  3B 및 3D  3C 및 3EAdded signal / measurement interval 3A and 3C 3D and 3D 3C and 3E

Va+Vc      L      L     ×Va + Vc L L ×

Vb+Vd       L   L      LVb + Vd L L L

Va+Vc   ×   L      LVa + Vc × L L

로 되어 있다. 예컨대, 코일(3B 및 3D)이 측정 구간으로 되는 경우는, 가산 신호 (Va+Vc),(Vb+Vd),(Va+Vc)가 모두 최저치(L)를 나타내고 있다. 이에 의해, 측정 구간의 특정이 가능하다. . For example, when the coils 3B and 3D are the measurement periods, the addition signals Va + Vc, Vb + Vd, and Va + Vc all show the minimum value L. Thereby, the measurement section can be specified.

또한, 예컨대 가산 신호 (Va+Vc)는, 이하의 연산에 의해 얻을 수 있다. Further, for example, the addition signal Va + Vc can be obtained by the following calculation.

(Va-Vc)+2(Vc-Ve)(Va-Vc) +2 (Vc-Ve)

= Va-Vc+2Vc-2Ve=(Va+Vc)-2Ve= Va-Vc + 2Vc-2Ve = (Va + Vc) -2Ve

가산 신호 (Va+Vc)가 최저치를 나타내는 구간에서 신호 Ve는 제로 레벨이기 때문에, 제2항의 영향은 없다. Since the signal Ve is at the zero level in the section in which the added signal (Va + Vc) shows the minimum value, there is no influence of the second term.

(제8 실시형태)(Eighth embodiment)

도 15에 도시하는 제8 실시형태는, 원주상의 측정체(55)를, 그보다 직경이 작게 되는 봉상의 지지체(56)의 선단에 고정되고, 코일 지지재(1)의 내부에서 변위시키도록 한 구성이다. 이 경우, 코일 지지재(1)의 재질은, 신호의 변화를 검출하기 위한 비자성재나 수지 등의 절연체의 필요가 있다. 또, 지지체(56)의 재질은, 자성재, 비자성재, 도전체, 절연체 모두 사용가능하지만, 자성재를 사용하는 경우, 측정체(13)에 의한 코일(3)의 임피던스 변화보다도, 충분히 영향이 적은 것을 사용하지 않으면 오차 등이 증가한다. In the eighth embodiment shown in Fig. 15, the circumferential measuring body 55 is fixed to the tip end of the rod-shaped support body 56 whose diameter is smaller than that of the rod-like support body 56, and is displaced in the coil- Lt; / RTI &gt; In this case, the material of the coil supporting member 1 needs to be an insulator such as a non-magnetic material or resin for detecting a change in signal. In the case where a magnetic material is used, the impedance of the coil 3 can not be sufficiently influenced more than the change in impedance of the coil 3 by the measuring body 13 when the magnetic material is used, although the magnetic material, non-magnetic material, If fewer ones are used, error increases.

이 경우, 선단부 커버(5A)는, 측정체(55)를 코일 지지재(1)의 내부에 도입시키기 위한 관통공을 갖고 있다. 또한, 센서 케이스(6A)도, 코일 지지재(1)의 중공부에 연통하는 연통부(6B)를 가진 형상이고, 또한 후단 커버(11A)도, 중심부에 연통부(6B)와 동일 직경의 공을 갖는 형상으로 되어 있다. In this case, the distal end cover 5A has a through hole for introducing the measuring body 55 into the inside of the coil supporting member 1. [ The sensor case 6A also has a communicating portion 6B communicating with the hollow portion of the coil supporting member 1. The rear end cover 11A also has the same diameter as the communicating portion 6B And has a shape with a hole.

(제9 실시형태)(Ninth embodiment)

도 16에 도시하는 제9 실시형태는, 센서 케이스(6)의 내부 공간에 검출 회로(9)를 배치한 구성이다. 이 경우, 인출 케이블(8)을 통하여 외부로 도출되는 배선(57)은, 외부 전원(27)에 접속되는 전원선이나, 상위 유닛(23) 및 외부 기기(25) 와의 접속선으로 된다. 이와 같이 구성하면, 위치 검출 장치(29)를 보다 컴팩트하게 구성할 수 있다. 단, 위치 검출 장치(29)의 내열온도는, 검출 회로(9)에 실장되어 있는 반도체 소자 등의 동작 가능한 온도 범위에서 제한되는 경우가 있다.The ninth embodiment shown in Fig. 16 has a configuration in which the detection circuit 9 is arranged in the internal space of the sensor case 6. Fig. In this case, the wiring 57 led out to the outside via the lead-out cable 8 becomes a power line connected to the external power source 27 or a connection line to the upper unit 23 and the external device 25. [ With this configuration, the position detecting device 29 can be made more compact. However, the heat-resistant temperature of the position detecting device 29 may be limited within the operable temperature range of the semiconductor device or the like mounted on the detecting circuit 9. [

(제10 실시형태)(Tenth Embodiment)

도 17에 도시하는 제10 실시형태는, 코일(3)을 1층 권취한 경우를 도시한다. 1층 권취한 경우, 코일(3)을 권취하는 작업은, 와이어를 항상 1방향으로 계속 감고, 도중에서 각 코일(A~D)의 탭을 내는 것만으로도 좋다. 따라서, 극히 작업성이 좋고, 제조 공정을 간략화할 수 있다.The tenth embodiment shown in Fig. 17 shows a case where the coil 3 is wound in one layer. In the case of one-layer winding, the operation of winding the coil 3 may be such that the wire is always continuously wound in one direction and the tabs of the coils A to D are drawn out in the middle. Therefore, the workability is extremely good and the manufacturing process can be simplified.

(제11 실시형태)(Eleventh Embodiment)

도 18에 도시하는 제10 실시형태는, 센서 코일부(12)를, 실린더(61)의 내부를 왕복 이동하는 로드(62)의 내부에 배치한 구성을 나타낸다. 로드(62)의 내부에 센서 슬리브(4)가 접속하지 않는 직경으로 구멍을 열고, 측정체(13)를 로드(62)의 내벽 단부에 고정한다. 센서의 슬리브(4)나 측정체(13)에는 실린더의 압력이 걸리지만, 센서 코일부(12)는 전술한 바와 같이 강고한 구조이기 때문에, 적용이 가능하다. 가동하는 로드(62)에 결합되는 것은 금속성의 링(측정체(13)) 뿐이고, 로드(62)에 더해지는 진동·충격에 대하여 극히 강한 내성을 지닌다. 또한, 실린더(61)로서 필요한 O 링(팩킹)류나 오일의 포트 등은 도시되어 있지 않다. The tenth embodiment shown in Fig. 18 shows a configuration in which the sensor coil section 12 is arranged inside a rod 62 reciprocating inside the cylinder 61. Fig. The hole is opened in the diameter of the rod 62 so that the sensor sleeve 4 is not connected and the measuring body 13 is fixed to the inner wall end of the rod 62. [ The pressure of the cylinder is applied to the sleeve 4 of the sensor or the measuring body 13, but the sensor coil part 12 is structurally strong as described above, so that it is applicable. Only the metallic ring (measuring body 13) is coupled to the movable rod 62 and has extremely strong resistance to vibration and shock added to the rod 62. [ Also, the O-ring (packing) required for the cylinder 61, the oil port, and the like are not shown.

본 발명은, 상기한 또는 도면에 기재한 실시형태에만 한정되는 것은 아니고, 이하와 같은 변형 또는 확장이 가능하다. The present invention is not limited to the embodiments described above or illustrated in the drawings, but may be modified or extended as follows.

코일(3)을, 절연체로 이루어지는 코일 지지체(1)에 직접 둘러 감아도 좋다.The coil 3 may be directly wound around the coil support 1 made of an insulator.

도 4에서, 각 코일(3)의 배선을 코일 지지체(1)의 내부를 통하여 행할 필요가 없으면, 코일 지지체(1)는 중공(파이프 형상)일 필요는 없다.4, it is not necessary that the coil supporting body 1 is hollow (pipe-shaped) unless the wiring of each coil 3 needs to be made through the inside of the coil supporting body 1. [

전자 리미트 스위치 기능이나, 제한속도 검출 기능은, 필요에 따라서 설치하면 좋다. The electronic limit switch function and the limited speed detection function may be installed as needed.

온도 검출 수단은, 서미스터 등을 사용하여도 좋다. As the temperature detecting means, a thermistor or the like may be used.

산업상의 이용 가능성 Industrial availability

이상과 같이, 본 발명에 걸리는 위치검출 장치는 측정체의 직선 이동 위치를 검출하는 용도에 유용하다.INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the position detecting apparatus according to the present invention is useful for detecting a linear movement position of a measuring object.

3은 코일(센서코일), 9는 검출회로, 12는 센서 코일부, 13은 측정체, 16은 차동 증폭 회로(차동 신호 출력 수단), 17은 연산회로(감산 신호 출력 수단), 19는 콘트롤러(위치 검출 수단, 코일 특정 수단), 28은 위치 검출 장치를 나타낸다.3 is a coil (sensor coil), 9 is a detecting circuit, 12 is a sensor coil part, 13 is a measuring object, 16 is a differential amplifying circuit (differential signal outputting means), 17 is an arithmetic circuit (Position detecting means, coil specifying means), and 28 denotes a position detecting device.

Claims (9)

길이 방향이 동심축 상에 늘어서도록 배치되고, 각각이 동일 주파수의 교류 신호에 의해 여자되는 3개 이상의 센서 코일(3)을 가져서 이루어지는 센서 코일부(12,41)와,
각 센서 코일(3)의 양단의 차동 신호를 출력하는 복수의 차동 신호 출력 수단(16)과,
2개의 센서 코일(3)에 대응하는 차동 신호를 감산하여, 감산 신호를 출력하는 복수의 감산 신호 출력 수단(17)과,
상기 센서 코일부(12,41)의 외주측 또는 내주측에 위치하고, 상기 센서 코일(3)의 임피던스를 변화시키는 재료를 포함하는 측정체(13,55)가 상기 동심축 방향을 따라서 이동하였을 때의 상기 측정체(13)의 축방향 위치를, 상기 감산 신호를 연산하는 것으로 선형으로 변화하는 위치 신호로서 출력하는 위치 검출 수단(19,19A,19B)을 포함하는 위치 검출 장치에 있어서,
복수의 차동 신호를 연산한 결과를 기본으로 하고, 상기 측정체(13,55)의 현재 위치에 대응하는 센서 코일(3)을 특정하는 코일 특정 수단(19,19A,19B)을 포함하고,
상기 위치 검출 수단(19,19A,19B)은, 상기 코일 특정 수단(19,19A,19B)에 의해 특정되는 센서 코일(3)을 기본으로 하여, 복수의 감산 신호의 변화가, 복수의 센서 코일(3)의 배열 순에 따라서 연속하도록 위치 신호를 합성하여 출력하는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
A sensor coil part (12, 41) arranged so as to lie on a concentric axis in the longitudinal direction and having three or more sensor coils (3) excited by AC signals of the same frequency,
A plurality of differential signal output means (16) for outputting differential signals at both ends of each sensor coil (3)
A plurality of subtraction signal output means 17 for subtracting a differential signal corresponding to the two sensor coils 3 and outputting a subtraction signal,
When the measuring body (13, 55), which is located on the outer circumferential side or the inner circumferential side of the sensor coil part (12, 41) and includes a material for changing the impedance of the sensor coil (3) And position detecting means (19, 19A, 19B) for outputting the position of the measuring body (13) in the axial direction as a position signal linearly changing by calculating the subtracting signal,
And a coil specifying means (19, 19A, 19B) for specifying a sensor coil (3) corresponding to a current position of the measuring object (13, 55) based on a result of calculating a plurality of differential signals,
The position detecting means 19, 19A and 19B are constituted such that a change of a plurality of subtraction signals is based on the sensor coil 3 specified by the coil specifying means 19, 19A and 19B, (3), and outputs the synthesized position signal.
제1항에 있어서, 상기 코일 특정 수단(19,19A,19B)은, 2개의 차동 신호의 가산 신호를 기본으로 하여, 상기 측정체(13,55)의 현재 위치에 대응하는 센서 코일(3)을 특정하는, 위치 검출 장치.The sensor coil (3) according to claim 1, wherein the coil specifying means (19, 19A, 19B) comprises a sensor coil (3) corresponding to a current position of the measuring object (13, Of the position detection device. 제2항에 있어서, 상기 코일 특정 수단(19,19A,19B)은, 복수의 상기 감산 신호를 연산하는 것으로 2개의 차동 신호의 가산 신호를 구하는, 위치 검출 장치. The position detection device according to claim 2, wherein the coil specifying means (19, 19A, 19B) calculates a plurality of the subtraction signals to obtain an addition signal of two differential signals. 제1항에 있어서, 상기 코일 특정 수단(19,19A,19B)은, 복수의 상기 감산 신호를 승산한 결과를 기본으로 하고, 상기 측정체(13,55)의 현재 위치에 대응하는 센서 코일(3)을 특정하는, 위치 검출 장치. 2. The apparatus according to claim 1, wherein the coil specifying means (19, 19A, 19B) is based on a result of multiplying a plurality of the subtraction signals, 3). 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서 코일(3)은, 1층 감기로 구성되어 있는, 위치 검출 장치. The position detecting device according to any one of claims 1 to 4, wherein the sensor coil (3) is constituted by a one-layer winding. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서 코일부(12)의 양단의 차동 신호를 출력하는 차동 신호 출력 수단(16G)을 갖고, 상기 차동 신호를 기본으로 하여 상기 센서 코일부의 온도를 검출하는 온도 검출 수단(19A)을 포함하는, 위치 검출 장치. The sensor coil unit according to any one of claims 1 to 5, further comprising differential signal output means (16G) for outputting differential signals at both ends of the sensor coil unit (12) And a temperature detecting means (19A) for detecting the temperature of the object. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 위치 검출 수단(19B)은, 상기 위치 신호를 선형으로 변화하는 신호로서 출력하고,
상기 위치 신호의 선형성을 보정하기 위한 보정 데이터가 미리 기억되어 있는 기억수단(21)을 포함하고,
상기 위치 검출 수단(19B)은, 상기 감산 신호를 연산하여 상기 위치 신호를 구할 때에, 상기 보정 데이터를 사용하여 선형성을 보정하도록 구성되어 있는, 위치 검출 장치.
7. The method according to any one of claims 1 to 6,
The position detection means (19B) outputs the position signal as a linearly changing signal,
And storage means (21) in which correction data for correcting the linearity of the position signal is stored in advance,
Wherein the position detection means (19B) is configured to correct linearity using the correction data when calculating the position signal by calculating the subtraction signal.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 위치 신호를 기본으로 하여, 미리 설정된 위치에서 온·오프하는 스위치 신호를 출력하는 전자 리미트 스위치 기능(19,23)을 포함하는, 위치 검출 장치.
8. The method according to any one of claims 1 to 7,
And an electronic limit switch function (19, 23) for outputting a switch signal to be turned on and off at a preset position on the basis of the position signal.
제8항에 있어서, 상기 전자 리미트 스위치 기능은, 설정된 소정 시간에 대한 상기 위치 신호의 변화량이, 설정된 변화량을 초과하였을 때에 온·오프하는 스위치 신호를 출력하는 제한속도 검출 기능(19,23)도 포함하는, 위치 검출 장치.
9. The electronic limit switch according to claim 8, wherein the electronic limit switch function further includes a limit speed detecting function (19, 23) for outputting a switch signal to be turned on and off when the amount of change of the position signal for a predetermined time exceeds a set change amount And the position detection device.
KR1020177006047A 2014-10-03 2014-10-03 Position detection device KR101949054B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2014/076563 WO2016051592A1 (en) 2014-10-03 2014-10-03 Position detection device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170040320A true KR20170040320A (en) 2017-04-12
KR101949054B1 KR101949054B1 (en) 2019-02-15

Family

ID=55629677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177006047A KR101949054B1 (en) 2014-10-03 2014-10-03 Position detection device

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6564384B2 (en)
KR (1) KR101949054B1 (en)
CN (1) CN107076537B (en)
WO (1) WO2016051592A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200042864A (en) * 2018-10-16 2020-04-24 나부테스코 가부시키가이샤 Displacement sensor

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI657228B (en) * 2018-05-03 2019-04-21 馳達科技股份有限公司 Linear displacement sensing device
JP7391591B2 (en) * 2019-10-03 2023-12-05 三木 篤子 position detection device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0812082A (en) 1994-06-24 1996-01-16 Sumitomo Rubber Ind Ltd Automatic loading device for beads
JP4464517B2 (en) 1999-03-15 2010-05-19 株式会社アミテック Position detection device

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5750012U (en) * 1980-09-08 1982-03-20
JPS5759116A (en) * 1980-09-26 1982-04-09 Sakata Denki Kk Differential transformeter conversion system
JPS62113901A (en) * 1985-11-11 1987-05-25 Hitachi Ltd Actuator control device
JPH02296108A (en) * 1989-05-10 1990-12-06 Fujitsu Ltd Position detecting apparatus
US5497147A (en) * 1993-06-21 1996-03-05 Microstrain, Company Differential variable reluctance transducer
US5777467A (en) * 1993-06-21 1998-07-07 Microstrain, Inc. Miniaturized displacement transducer assembly
JPH07103707A (en) * 1993-10-06 1995-04-18 Mikurotetsuku:Kk Position detector for actuator
JP2001074006A (en) * 1999-09-03 2001-03-23 Amitec:Kk Stroke sensor
US6512360B1 (en) * 1999-03-15 2003-01-28 Amiteq Co., Ltd Self-induction-type stroke sensor
JP2001074408A (en) * 1999-07-01 2001-03-23 Murata Mach Ltd Goniometer
US6828779B2 (en) * 2000-07-24 2004-12-07 Microstrain, Inc. Circuit for compensating for time variation of temperature in an inductive sensor
US6859762B2 (en) * 2001-07-03 2005-02-22 Mitutoyo Corporation Low voltage low power signal processing system and method for high accuracy processing of differential signal inputs from a low power measuring instrument
US7256695B2 (en) * 2002-09-23 2007-08-14 Microstrain, Inc. Remotely powered and remotely interrogated wireless digital sensor telemetry system
US8502675B2 (en) * 2002-09-23 2013-08-06 Lord Corporation Remotely powered and remotely interrogated wireless digital sensor telemetry system to detect corrosion
JP2006162338A (en) * 2004-12-03 2006-06-22 Mitsutoyo Corp Signal processing device of differential transformer
JP2010091322A (en) * 2008-10-06 2010-04-22 Tamagawa Seiki Co Ltd Receiving circuit for line position detector
CN101726238B (en) * 2009-12-10 2011-07-06 西安理工大学 Differential pulse eddy current displacement detector and detecting method thereof
CN101769709B (en) * 2009-12-30 2011-09-28 国电南京自动化股份有限公司 Analog circuit and method for detecting wire breaking of displacement sensor LVDT
JP5391157B2 (en) * 2010-06-23 2014-01-15 オークマ株式会社 Rotation angle detector
CN104006731B (en) * 2014-06-12 2017-07-04 株洲时代电子技术有限公司 A kind of centering sensing device and its displacement detecting method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0812082A (en) 1994-06-24 1996-01-16 Sumitomo Rubber Ind Ltd Automatic loading device for beads
JP4464517B2 (en) 1999-03-15 2010-05-19 株式会社アミテック Position detection device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200042864A (en) * 2018-10-16 2020-04-24 나부테스코 가부시키가이샤 Displacement sensor

Also Published As

Publication number Publication date
CN107076537B (en) 2019-09-24
JP6564384B2 (en) 2019-08-21
KR101949054B1 (en) 2019-02-15
WO2016051592A1 (en) 2016-04-07
CN107076537A (en) 2017-08-18
JPWO2016051592A1 (en) 2017-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4550276B2 (en) Position detecting device having a correction function for a non-linear region of a sensor
KR100567367B1 (en) Displacement-detecting device
KR101949054B1 (en) Position detection device
US9557350B2 (en) Arrangement for measuring a current with a current transducer of the Rogowski type
WO2006020907A2 (en) Pressure and temperature compensation algorithm for use with a piezo-resistive strain gauge type pressure sensor
Anandan et al. A flexible, planar-coil-based sensor for through-shaft angle sensing
JPH04306890A (en) Induction type linear displacement transducer and temperature-compensating-signal processor
US9791478B2 (en) Current transducer of the Rogowksi type and arrangement for measuring a current
US10001388B2 (en) Circuit arrangement and method for controlling a displacement measurement sensor
JP6306823B2 (en) Current sensor
JP6515634B2 (en) Electromagnetic induction type conductivity detector and electromagnetic induction type conductivity meter
JPH1194508A (en) Linear displacement measuring device
JP2021119362A (en) Eddy current type displacement gauge
US20200319270A1 (en) Magneto-impedance sensor
CN116930589A (en) AC/DC multi-air gap magnetic resistance current sensor and current measuring method
KR100724101B1 (en) AC current sensor using air core
JP2018048956A (en) Torque sensor and correction method therefor
JP5800086B2 (en) Position detector
KR102298349B1 (en) Direct current measuring method and apparatus
EP4009004A1 (en) Eddy current sensor device for measuring a linear displacement
US10024693B2 (en) Inductive measuring probe and method for operating an inductive measuring probe
RU2247325C2 (en) Method of temperature correction of transfer function of physical quantity detector
RU2555200C2 (en) Method of temperature compensation of inductive position sensor and device for its implementation
JPH0921602A (en) Displacement detecting apparatus
RU2666582C2 (en) Digital current meter

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant