WO2017126343A1 - 近接センサ - Google Patents

近接センサ Download PDF

Info

Publication number
WO2017126343A1
WO2017126343A1 PCT/JP2017/000307 JP2017000307W WO2017126343A1 WO 2017126343 A1 WO2017126343 A1 WO 2017126343A1 JP 2017000307 W JP2017000307 W JP 2017000307W WO 2017126343 A1 WO2017126343 A1 WO 2017126343A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coil
distance
detected object
proximity sensor
detected
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/000307
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
昌之 小泉
南 和澄
春梅 黄
健次 本間
Original Assignee
オムロン株式会社
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 オムロン株式会社 filed Critical オムロン株式会社
Publication of WO2017126343A1 publication Critical patent/WO2017126343A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING 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
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature

Definitions

  • the present invention relates to a proximity sensor (also referred to as a proximity switch) that determines the approach (distance) of a metal object by the action of an alternating magnetic field, and more particularly to a proximity sensor that can detect not only the distance but also the direction (direction). .
  • a proximity sensor also referred to as a proximity switch
  • two detection coils (sometimes referred to as a reception coil or a search coil) are provided inside a metal casing, and the position of a non-magnetic metal, magnetic material, or the like is provided. Perform detection. Rather than calculating the difference with a differential circuit or the like after applying a rectangular wave voltage to the two detection coils and independently detecting the current flowing through each detection coil, the value of the current difference is detected directly. Thus, a proximity sensor with a good S / N ratio and high sensitivity can be realized.
  • each detection coil has the same magnetic characteristics and electrical characteristics, even if these characteristics change due to a temperature change, they change in the same way, so that variations due to the temperature change hardly occur.
  • the detection coil L1006 and the reference coil L1008 are accommodated in a cylindrical shape and an austenitic stainless steel case 1001a facing each other.
  • it can be obtained as a logical value whether or not the non-magnetic metal and the magnetic metal are close to each other within a predetermined distance. That is, the position detection in Patent Document 1 is only to obtain a one-dimensional distance at most.
  • a nonmagnetic metal body is used as the case 1.
  • a detection coil 3 is provided on the detection surface side, and an excitation coil 2 and a detection coil 4 are provided behind it.
  • the excitation coil 2 is driven at a low frequency, and the detection coils 3 and 4 are connected in series in a direction that cancels the induced voltages when the object is not approaching each other.
  • the voltage difference is detected by a differential amplifier circuit, and the magnetic metal is detected by increasing the differential amplification output based on the approach of the magnetic metal.
  • the non-contact detection device disclosed in Patent Document 3 is also provided with two detection coils L1 and L2.
  • the first detection coil L1 detects an object to be detected, but the second detection coil L2 is provided to compensate for external electromagnetic waves and is not affected by the object to be detected. That is, the two detection coils L1 and L2 do not detect the detected object.
  • JP 2012-185033 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-029466 JP 2014-086954 A
  • an eddy current is generated in a metal detection object existing in the detection range by a magnetic field generated by a current flowing through the detection coil.
  • the proximity of the detected object can be detected by detecting the voltage generated in the detection coil by the eddy current magnetic field generated by this eddy current, in other words, the voltage of the detection coil due to reflection from the detected object. it can.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining the principle of detecting the position of the detected object W by one coil 11 in a conventional proximity sensor.
  • the voltage V1 of the coil 11 due to reflection from the detected object W is a scalar amount corresponding to the distance from the detected object W to the coil 11, and when this voltage V1 is constant, as shown in the figure.
  • a closed curve (for example, a slightly flat circular curve) L1 surrounding the coil 11 is obtained. Note that this curve L1 is actually a rotating curved surface with the central axis of the coil 11 as the rotation axis.
  • the voltage V1 of the coil 11 does not change. That is, even if the position of the detected object W is detected based only on this voltage V1, only the distance to the detected object W can be detected, and the azimuth cannot be detected.
  • an object of the present invention is to provide a proximity sensor that can detect not only the distance to a detected object but also the position including the direction.
  • the proximity sensor of the present invention includes a first coil and a second coil arranged at predetermined distance intervals, and the reception results of the first coil and the second coil based on the reception results. Based on the distance calculation unit that calculates first distance information and second distance information from the first coil and the second coil to the object to be detected, and the distance interval, the first distance information, and the second distance information, respectively.
  • a position estimation unit configured to estimate a position of the detected object.
  • the reception result of the first coil and the second coil is, for example, voltage, but is not limited thereto.
  • the distance calculation unit calculates the first distance information when the first coil is excited, and the second distance information when the second coil is excited.
  • the position estimation unit calculates a first orientation of the detected object from the first coil calculated from a cosine theorem based on the distance interval, the first distance information, and the second distance information.
  • the position of the detected object may be estimated from the second orientation of the detected object from the second coil.
  • the first coil and the second coil may be arranged coaxially or may have the same diameter.
  • the proximity sensor having such a configuration, not only the distance to the object to be detected but also the position including the direction can be detected.
  • the position estimation unit can specify the position of the detected object on the movement path of the detected object.
  • the proximity sensor of the present invention not only the distance to the detected object but also the position including the direction can be detected.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating a situation where another metal object M exists on the right side of the coil unit 10 when the detected object W moves as in FIG. 1.
  • 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a reception-related part of the proximity sensor 1 including a coil unit 10.
  • FIG. It is a schematic sectional drawing explaining the principle of the position detection of the to-be-detected object W by one detection coil in the conventional proximity sensor.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating the principle of position detection of an object W to be detected by the coil unit 10 of the proximity sensor 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the coil portion 10 of the proximity sensor 1 includes two coils 11 and 12 having the same circular shape and the same diameter, and these are arranged coaxially at a distance interval D.
  • the coil 11 and the coil 12 may be other than a circle, and are not limited to the same shape and the same diameter, and are not necessarily arranged coaxially. Three or more coils may be provided, and two coils selected from them may be used.
  • the detected object W linearly moves in front of the coil 11 from the right side to the left side.
  • the first voltage from the coil 11 to the detected object W is determined by the voltage V ⁇ b> 1 of the coil 11 due to reflection from the detected object W when the coil 11 is excited.
  • the distance d1 can be detected.
  • the second distance d2 from the coil 12 to the detected object W can be detected by the voltage V2 of the coil 12 due to reflection from the detected object W when the coil 12 is excited.
  • the starting point for determining the distance from the coil may be the center point of the coil in the case of a circular coil, or may be any point on the other central axis, and is related to the central axis. It may be set to a point that is not.
  • the relationship between the set distance between the starting point and the object to be detected and the reception result (voltage) at the coil may be associated.
  • the distance D between the coil 11 and the coil 12 can be determined in advance as a distance between a predetermined starting point for detecting the distance of the coil 11 and a starting point for detecting the distance of the coil 12.
  • ⁇ 1 (D 2 + d1 2 -d2 2) / 2 ⁇ D ⁇ d1
  • cos ⁇ 2 (D 2 + d2 2 ⁇ d1 2 ) / 2 ⁇ D ⁇ d2
  • ⁇ 1 can also be said to be the orientation of the detected object W with the center of the coil 11 as a reference point.
  • ⁇ 2 is the orientation of the detected object W with the center of the coil 12 as a reference point.
  • the detected object W exists on the intersection of two straight lines corresponding to these directions.
  • the position including not only the distance to the detected object W but also the azimuth can be detected.
  • the position in the three-dimensional space cannot be specified. Actually, it can only be estimated on the circumference of the same axis as the coil 11 and the coil 12.
  • the position of the detected object W in the three-dimensional space is specified as an intersection with the straight line. It becomes possible.
  • FIG. 2A is a schematic cross-sectional view illustrating the case where the detected object W moves on the right side of the coil unit 10.
  • FIG. 2B is a schematic cross-sectional view illustrating a case where the detection object W moves so as to pass between the coil 11 and the coil 12 of the coil unit 10.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view illustrating a situation in which another metal object M exists on the right side of the coil unit 10 when the detected object W moves as in FIG.
  • the position including not only the distance to the detected object W but also the azimuth can be detected. This does not depend on the movement path of the detected object W. Therefore, for example, as shown in FIG. 2A, even when the detected object W moves on the right side of the coil unit 10, FIG. As shown in (b), not only the distance to the detected object W but also the direction is included even when the detected object W moves so as to pass between the coil 11 and the coil 12 of the coil unit 10. The position can be detected.
  • a situation in which another metal object M other than the detected object W exists around the coil portion 10 is also conceivable.
  • the casing of the proximity sensor 1 is a metal cylindrical shape, a nut attached to the periphery of the case may be used, but the present invention is not limited thereto.
  • the first distance d1 from the coil 11 to the detected object W can be detected by the voltage V1 of the coil 11, and the voltage from the coil 12 to the detected object W can be detected by the voltage V2 of the coil 12.
  • the second distance d2 can be detected.
  • the presence of the metal object M may affect the detection accuracy of the first distance d1 and the second distance d2. Therefore, for example, when the object to be detected W does not exist, the voltage V1 of the coil 11 and the voltage V2 of the coil 12 are acquired in advance to learn the initial state (calibration), and the change detected from the initial state Based on this, the position of the detected object W may be estimated.
  • the position of the detected object W is estimated based on the voltage V1 of the coil 11 and the voltage V2 of the coil 12 and the stored data. May be.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a reception related part of the proximity sensor 1 including the coil unit 10.
  • the proximity sensor 1 includes a coil 11 and a coil 12 that are coaxially arranged at a predetermined distance interval D as a reception-related part, and a voltage V1 of the coil 11 to a detected object W.
  • a first distance calculation unit 31 that calculates the first distance d1
  • a second distance calculation unit 32 that calculates a second distance d2 from the voltage V2 of the coil 12 to the detected object W, and a distance interval between the coil 11 and the coil 12
  • a position estimation unit 33 that estimates the position P (distance and azimuth) of the detected object W from the cosine theorem based on D and the first distance d1 and the second distance d2.
  • the proximity sensor 1 includes an excitation circuit for selectively exciting the coil 11 and the coil 12.
  • the first distance calculation unit 31 and the second distance calculation unit 32 do not necessarily have to be independent, and one distance calculation unit may calculate both the first distance d1 and the second distance d2. . Such a distance calculation unit and the position estimation unit 33 may be combined into one. The distance D between the coil 11 and the coil 12 may be stored in the position estimation unit 33 in advance.
  • the position of the detected object W estimated by the position estimation unit 33 is the distance and direction to the detected object W, but as described with reference to FIG. 1, the position in the three-dimensional space can be specified. is not. Actually, it can only be estimated that the coil 11 and the coil 12 are on the same circumference.

Abstract

近接センサ（１）は、予め定められた距離間隔（Ｄ）で配置されたコイル（１１）およびコイル（１２）と、これらのコイル（１１）およびコイル（１２）の各受信結果（電圧）に基づいてコイル（１１）およびコイル（１２）から被検出物体（Ｗ）までの第１距離（ｄ１）および第２距離（ｄ２）をそれぞれ算出する第１距離算出部（３１）、第２距離算出部（３２）と、距離間隔（Ｄ）、第１距離（ｄ１）および第２距離（ｄ２）に基づいて被検出物体（Ｗ）の位置を推定する位置推定部（３３）とを備えている。

Description

近接センサ
　本発明は、交流磁界の作用によって金属物体の接近（距離）を判別する近接センサ（近接スイッチともいう）に関し、特に、距離だけでなく方位（方向）も含めた位置を検出可能な近接センサに関する。
　従来、交流磁界の作用によって金属物体の接近（所定距離以内か否か）を判別する近接センサや近接スイッチなどが提案されている（例えば、特許文献１～３参照）。
　特許文献１に開示された近接センサでは、金属製の筐体の内部に２つの検出コイル（受信コイルやサーチコイルということもある）が設けられており、非磁性体金属や磁性体などの位置検出を行う。２つの検出コイルに矩形波電圧を印加して、各々の検出コイルに流れる電流を独立して検出してから差動回路等で差を演算するのではなく、直接電流の差の値を検出することにより、Ｓ／Ｎ比が良好であり高感度な近接センサを実現できる。また、各々の検出コイルは同じ磁気特性と電気特性を備えるため、温度変化でこれらの特性が変化したとしても夫々同じように変化するので、温度変化に起因するばらつきが生じ難い。
　例えば、特許文献１の図１０～１３に示された第三の実施形態では、円筒形状でオーステナイト系ステンレス製の筐体１００１ａの内部に、検出コイルＬ１００６と参照コイルＬ１００８とが対面状態で収納されており、非磁性体金属および磁性体金属がそれぞれ所定距離以内に近接したか否かを論理値として得ることができる。つまり、この特許文献１における位置検出とは、せいぜい１次元の距離を得ることに過ぎない。
　特許文献２に開示された近接スイッチでは、非磁性金属体をケース１として用いる。このケース１内には検知面側に検出コイル３、その背後に励振コイル２及び検出コイル４を設ける。励振コイル２を低周波で駆動し、物体が接近していないときの誘起電圧を互いに打ち消す方向に検出コイル３、４を直列接続する。そしてその電圧差を差動増幅回路によって検出して、磁性体金属の接近に基づく差動増幅出力の増加により磁性体金属を検出している。
　この特許文献２においても、せいぜい磁性体金属までの１次元の距離が得られるに過ぎない。
　特許文献３に開示された非接触検出装置でも、２つの検出コイルＬ１、Ｌ２が設けられている。第１検出コイルＬ１は被検出物体を検出するが、第２検出コイルＬ２は外来電磁波に対する補償を行うために設けられており、被検出物体による影響は受けない。つまり、２つの検出コイルＬ１、Ｌ２がともに被検出物体を検出するものではない。
特開２０１２－１８５０３３号公報 特開平０７－０２９４６６号公報 特開２０１４－０８６９５４号公報
　例えば、検出コイルが励磁コイルも兼ねる近接センサでは、検出コイルに流れる電流で発生した磁界によって、検出範囲内に存在する金属の被検出物体に渦電流が発生する。この渦電流によって周囲に発生した渦電流磁界によって検出コイルに発生した電圧、換言すれば、被検出物体からの反射による検出コイルの電圧を検出することにより、被検出物体の近接を検出することができる。
　図５は、従来の近接センサにおける１つのコイル１１による被検出物体Ｗの位置検出の原理を説明する概略断面図である。
　被検出物体Ｗからの反射によるコイル１１の電圧Ｖ１は、被検出物体Ｗからコイル１１までの距離に対応するスカラー量であり、この電圧Ｖ１が一定になる距離を結ぶと、図に示すように、コイル１１を囲む閉曲線（例えば、やや扁平な円形の曲線）Ｌ１になる。なお、この曲線Ｌ１は、実際にはコイル１１の中心軸を回転軸とする回転曲面である。
　被検出物体Ｗが、例えばコイル１１の正面方向であろうと側方であろうと、曲線Ｌ１上に存在する限り、コイル１１の電圧Ｖ１は変わらない。つまり、この電圧Ｖ１だけに基づいて被検出物体Ｗの位置検出をしても、被検出物体Ｗまでの距離が検出できるだけであって、方位は検出できないのである。
　従来技術のこのような課題に鑑み、本発明の目的は、被検出物体までの距離だけでなく方位も含めた位置を検出可能な近接センサを提供することである。
　上記目的を達成するため、本発明の近接センサは、予め定められた距離間隔で配置された第１コイルおよび第２コイルと、前記第１コイルおよび前記第２コイルの各受信結果に基づいて前記第１コイルおよび前記第２コイルから被検出物体までの第１距離情報および第２距離情報をそれぞれ算出する距離算出部と、前記距離間隔、前記第１距離情報および前記第２距離情報に基づいて前記被検出物体の位置を推定する位置推定部とを備えることを特徴とする。
　前記第１コイルおよび前記第２コイルの受信結果としては、例えば電圧が挙げられるが、これに限らない。
　また、本発明の近接センサにおいて、前記距離算出部は、前記第１コイルが励磁されたときに前記第１距離情報を算出するとともに、前記第２コイルが励磁されたときに前記第２距離情報を算出し、前記位置推定部は、前記距離間隔、前記第１距離情報および前記第２距離情報に基づいて余弦定理から算出された、前記第１コイルからの前記被検出物体の第１方位と、前記第２コイルからの前記被検出物体の第２方位とによって前記被検出物体の前記位置を推定してもよい。
　前記第１コイルおよび前記第２コイルは、同軸に配置されていてもよいし、同一径であってもよい。
　このような構成の近接センサによれば、被検出物体までの距離だけでなく方位も含めた位置が検出可能となる。
　前記被検出物体の移動経路が制約されている場合には、前記位置推定部は、前記被検出物体の前記移動経路上で前記被検出物体の前記位置を特定することができる。
　本発明の近接センサによれば、被検出物体までの距離だけでなく方位も含めた位置が検出可能となる。
本発明の一実施形態に係る近接センサ１のコイル部１０による被検出物体Ｗの位置検出の原理を説明する概略断面図である。 （ａ）はコイル部１０の右側を被検出物体Ｗが移動する場合を例示する概略断面図であり、（ｂ）はコイル部１０のコイル１１およびコイル１２の間を通り抜けるように被検出物体Ｗが移動する場合を例示する概略断面図である。 図１と同様に被検出物体Ｗが移動する場合において、さらにコイル部１０のすぐ右側に別の金属物体Ｍが存在する状況を例示する概略断面図である。 コイル部１０を備える近接センサ１の受信関連部分の概略構成を示すブロック図である。 従来の近接センサにおける１つの検出コイルによる被検出物体Ｗの位置検出の原理を説明する概略断面図である。
　以下、本発明のいくつかの実施形態を、図面を参照して説明する。
　（１）近接センサ１による位置検出の原理
　図１は本発明の一実施形態に係る近接センサ１のコイル部１０による被検出物体Ｗの位置検出の原理を説明する概略断面図である。
　この図１に示すように、近接センサ１のコイル部１０は、２つの同一円形状・同一径のコイル１１およびコイル１２を備えており、これらが距離間隔Ｄで同軸に配置されている。ただし、コイル１１およびコイル１２は、円形以外でも構わないし、同一形状や同一径に限らず、また、必ずしも同軸に配置しなくてもよい。３つ以上のコイルを備えて、それらのうちから選択された２つのコイルを使用するようにしてもよい。
　この図１の例では、被検出物体Ｗは、コイル１１の前方を右側から左側へと直線的に移動する。
　図５を参照して説明した従来の近接センサと同様に、コイル１１が励磁されたときの被検出物体Ｗからの反射によるコイル１１の電圧Ｖ１によって、コイル１１から被検出物体Ｗまでの第１距離ｄ１が検出できる。同様に、コイル１２が励磁されたときの被検出物体Ｗからの反射によるコイル１２の電圧Ｖ２によって、コイル１２から被検出物体Ｗまでの第２距離ｄ２が検出できる。
　ここで、コイルからの距離を求める際の起点は、円形コイルの場合にはコイルの中心点としてもよいし、その他の中心軸上のいずれかの点にしてもよいし、中心軸とは関係ない点に設定してもよい。設定した起点と被検出物体との距離と、コイルでの受信結果（電圧）との関係が対応付けられればよい。そして、コイル１１とコイル１２との距離間隔Ｄについては、予め定めたコイル１１の距離検出用の起点とコイル１２の距離検出用の起点との間の距離として予め求めることができる。
　距離間隔Ｄ、第１距離ｄ１および第２距離ｄ２にそれぞれ対応する直線を各辺とする三角形について、距離間隔Ｄおよび第１距離ｄ１にそれぞれ対応する２辺のなす角をθ１、距離間隔Ｄおよび第２距離ｄ２にそれぞれ対応する２辺のなす角をθ２とすると、余弦定理によって次の関係式が成立するので、θ１およびθ２を逆三角関数の演算によって求めることができる。
　　　　ｃｏｓθ１＝（Ｄ2＋ｄ１2－ｄ２2）／２・Ｄ・ｄ１
　　　　ｃｏｓθ２＝（Ｄ2＋ｄ２2－ｄ１2）／２・Ｄ・ｄ２
　ここで、θ１はコイル１１の中心を基準点とした被検出物体Ｗの方位とも言える。同様に、θ２はコイル１２の中心を基準点とした被検出物体Ｗの方位とも言える。被検出物体Ｗは、これらの方位に対応する２つの直線の交点上に存在することになる。
　つまり、コイル１１とコイル１２の距離間隔Ｄが既知であれば、被検出物体Ｗまでの距離だけでなく方位も含めた位置を検出することができる。ただし、３次元空間での位置を特定できるわけではない。実際にはコイル１１およびコイル１２と同軸の円周上ということが推定できるだけである。
　しかし、例えば図１に示したように、被検出物体Ｗの移動経路が所定の直線上に制約されていれば、その直線との交点として被検出物体Ｗの３次元空間での位置を特定することも可能になる。
　（２）近接センサ１のコイル部１０と被検出物体Ｗの移動経路の他の例
　図２（ａ）はコイル部１０の右側を被検出物体Ｗが移動する場合を例示する概略断面図であり、図２（ｂ）はコイル部１０のコイル１１およびコイル１２の間を通り抜けるように被検出物体Ｗが移動する場合を例示する概略断面図である。図３は、図１と同様に被検出物体Ｗが移動する場合において、さらにコイル部１０のすぐ右側に別の金属物体Ｍが存在する状況を例示する概略断面図である。
　上述したように、コイル１１とコイル１２の距離間隔Ｄが既知であれば、被検出物体Ｗまでの距離だけでなく方位も含めた位置を検出することができる。このことは、被検出物体Ｗの移動経路には依存しないので、例えば、図２（ａ）に示すように、コイル部１０の右側を被検出物体Ｗが移動する場合であっても、図２（ｂ）に示すように、コイル部１０のコイル１１およびコイル１２の間を通り抜けるように被検出物体Ｗが移動する場合であっても、被検出物体Ｗまでの距離だけでなく方位も含めた位置を検出することができる。
　また、例えば、図３に示すように、コイル部１０の周囲に被検出物体Ｗ以外の別の金属物体Ｍが存在する状況も考えられる。具体的には、近接センサ１の筐体が金属製円筒状の場合であれば、その周囲に取り付けられたナットなどが挙げられるが、これに限らない。
　このような状況であっても、コイル１１の電圧Ｖ１によって、コイル１１から被検出物体Ｗまでの第１距離ｄ１が検出できるとともに、コイル１２の電圧Ｖ２によって、コイル１２から被検出物体Ｗまでの第２距離ｄ２が検出できる。
　ただし、金属物体Ｍの存在が第１距離ｄ１や第２距離ｄ２の検出精度などに影響を及ぼすこともあり得る。そこで、例えば、被検出物体Ｗが存在しない場合に予めコイル１１の電圧Ｖ１やコイル１２の電圧Ｖ２を取得してその初期状態を学習しておき（キャリブレーション）、その初期状態から検出した変化に基づいて被検出物体Ｗの位置を推定するようにしてもよい。
　あるいは、例えば図１に示したように、被検出物体Ｗの移動経路が所定の直線上に制約されていれば、予め被検出物体Ｗの位置とコイル１１の電圧Ｖ１およびコイル１２の電圧Ｖ２との関係を取得してそのデータを記憶しておき、実際の検出時には、コイル１１の電圧Ｖ１およびコイル１２の電圧Ｖ２と記憶されたデータとに基づいて被検出物体Ｗの位置を推定するようにしてもよい。
　（３）近接センサ１の受信関連部分の概略構成
　図４はコイル部１０を備える近接センサ１の受信関連部分の概略構成を示すブロック図である。
　この図４に示すように、近接センサ１は、受信関連部分として、予め定められた距離間隔Ｄで同軸に配置されたコイル１１およびコイル１２と、コイル１１の電圧Ｖ１から被検出物体Ｗまでの第１距離ｄ１を算出する第１距離算出部３１と、コイル１２の電圧Ｖ２から被検出物体Ｗまでの第２距離ｄ２を算出する第２距離算出部３２と、コイル１１およびコイル１２の距離間隔Ｄと第１距離ｄ１および第２距離ｄ２とに基づいて余弦定理から被検出物体Ｗの位置Ｐ（距離および方位）を推定する位置推定部３３とを備えている。
　これらの他にも、近接センサ１は、コイル１１およびコイル１２を選択的に励磁する励磁回路なども備えている。
　また、第１距離算出部３１と第２距離算出部３２とは必ずしも独立している必要はなく、１つの距離算出部が第１距離ｄ１および第２距離ｄ２をともに算出するようにしてもよい。このような距離算出部と位置推定部３３とを１つにまとめてもよい。コイル１１およびコイル１２の距離間隔Ｄは、予め位置推定部３３に記憶させておいてもよい。
　位置推定部３３が推定する被検出物体Ｗの位置とは、被検出物体Ｗまでの距離および方位であるが、図１を参照して説明したように、３次元空間での位置を特定できるわけではない。実際には、コイル１１およびコイル１２と同軸の円周上ということが推定できるだけである。
　なお、本発明は、その主旨または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の各実施形態や各実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文にはなんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
　この出願は、日本で２０１６年１月２０日に出願された特願２０１６－００８３６６号に基づく優先権を請求する。その内容はこれに言及することにより、本出願に組み込まれるものである。また、本明細書に引用された文献は、これに言及することにより、その全部が具体的に組み込まれるものである。
１　　　近接センサ
１０　　コイル部
１１　　コイル
１２　　コイル
３１　　第１距離算出部
３２　　第２距離算出部
３３　　位置推定部
Ｍ　　　被検出物体Ｗ
Ｗ　　　金属物体Ｍ

Claims (5)

  1. 　予め定められた距離間隔で配置された第１コイルおよび第２コイルと、
    　前記第１コイルおよび前記第２コイルの各受信結果に基づいて前記第１コイルおよび前記第２コイルから被検出物体までの第１距離情報および第２距離情報をそれぞれ算出する距離算出部と、
    　前記距離間隔、前記第１距離情報および前記第２距離情報に基づいて前記被検出物体の位置を推定する位置推定部と
    を備えることを特徴とする近接センサ。
  2. 　請求項１に記載の近接センサにおいて、
    　前記距離算出部は、前記第１コイルが励磁されたときに前記第１距離情報を算出するとともに、前記第２コイルが励磁されたときに前記第２距離情報を算出し、
    　前記位置推定部は、前記距離間隔、前記第１距離情報および前記第２距離情報に基づいて余弦定理から算出された、前記第１コイルからの前記被検出物体の第１方位と、前記第２コイルからの前記被検出物体の第２方位とによって前記被検出物体の前記位置を推定することを特徴とする近接センサ。
  3. 　請求項１または２に記載の近接センサにおいて、
    　前記第１コイルおよび前記第２コイルは、同軸に配置されていることを特徴とする近接センサ。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項に記載の近接センサにおいて、
    　前記第１コイルおよび前記第２コイルは、同一径であることを特徴とする近接センサ。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の近接センサにおいて、
    　前記被検出物体の移動経路が制約されており、
    　前記位置推定部は、前記被検出物体の前記移動経路上で前記被検出物体の前記位置を特定することを特徴とする近接センサ。
PCT/JP2017/000307 2016-01-20 2017-01-06 近接センサ WO2017126343A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016008366A JP2017129432A (ja) 2016-01-20 2016-01-20 近接センサ
JP2016-008366 2016-01-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017126343A1 true WO2017126343A1 (ja) 2017-07-27

Family

ID=59361518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/000307 WO2017126343A1 (ja) 2016-01-20 2017-01-06 近接センサ

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2017129432A (ja)
WO (1) WO2017126343A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0579805A (ja) * 1991-02-28 1993-03-30 Westinghouse Electric Corp <We> 放射エネルギーによる構造体の近接度の判定方法
JPH0875479A (ja) * 1994-09-06 1996-03-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電波航法装置
JP2008002202A (ja) * 2006-06-23 2008-01-10 Toa Harbor Works Co Ltd 地中位置検出装置
JP2012002584A (ja) * 2010-06-15 2012-01-05 Yokosuka Telecom Research Park:Kk 測位装置及び測位方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0579805A (ja) * 1991-02-28 1993-03-30 Westinghouse Electric Corp <We> 放射エネルギーによる構造体の近接度の判定方法
JPH0875479A (ja) * 1994-09-06 1996-03-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電波航法装置
JP2008002202A (ja) * 2006-06-23 2008-01-10 Toa Harbor Works Co Ltd 地中位置検出装置
JP2012002584A (ja) * 2010-06-15 2012-01-05 Yokosuka Telecom Research Park:Kk 測位装置及び測位方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017129432A (ja) 2017-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5079816B2 (ja) 好ましくは擬似正弦的に変化する磁石外形を有する磁気式位置センサ
US10816318B2 (en) Measuring an absolute angular position
JP6389001B2 (ja) 回転する構成部材の回転角度を非接触式に検出するためのセンサ装置
US10330498B2 (en) Sensor arrangement for the contactless sensing of angles of rotation on a rotating part
US8970210B2 (en) Bidirectional magnetic position sensor having field rotation
US7154262B2 (en) Rotation angle detecting device
JP2018081098A5 (ja)
JP6049570B2 (ja) 回転検出装置
JP6377817B2 (ja) 非接触型磁気線形位置センサー
US11796305B2 (en) Magnetic position sensor system, device, magnet and method
EP2672285B1 (en) Magnetic sensor arrangement
WO2017126341A1 (ja) 近接センサ
US9581425B2 (en) Sensor for indicating a position or a change in position of a coupling element and method for operating the sensor
JP6300506B2 (ja) 可変磁気コレクタを使用する位置センサ
CN109813212B (zh) 用于角度检测的磁体装置
JP6217596B2 (ja) 回転角度及びストローク量検出装置
US9903741B2 (en) Magnetic position sensor and sensing method
CN106066461A (zh) 磁阻装置
JP2007132710A (ja) 位置検出装置
WO2017126343A1 (ja) 近接センサ
US10551213B2 (en) Sickle-shaped magnet arrangement for angle detection
JP6041959B1 (ja) 磁気検出装置
JP2000065853A (ja) 振動又は加速度の検出装置
JP2006126096A (ja) 回転センサ、回転検出方法、近接センサ及び物体検知方法
CN110780102A (zh) 电流传感器

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17741223

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17741223

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1