JPH01169308A - 非接触変位検出装置 - Google Patents
非接触変位検出装置Info
- Publication number
- JPH01169308A JPH01169308A JP32703787A JP32703787A JPH01169308A JP H01169308 A JPH01169308 A JP H01169308A JP 32703787 A JP32703787 A JP 32703787A JP 32703787 A JP32703787 A JP 32703787A JP H01169308 A JPH01169308 A JP H01169308A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- displacement
- thrust
- detectors
- rotating shaft
- radial
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、被検出物の変位を非接触で検出する変位検出
装置に関する。
装置に関する。
回転軸のラジアル方向の変位を検出するために差動トラ
ンスを用いることは、特開昭５９−１０５５１６号に記
載のように公知である。ここにラジアル方向変位の検出
原理を説明する。
ンスを用いることは、特開昭５９−１０５５１６号に記
載のように公知である。ここにラジアル方向変位の検出
原理を説明する。
ラジアル方向のうちの一方向をＸ方向とする。
Ｘ方向の変位検出を行うためには、回転軸を中心にＸ方
向の左右に差動トランスを配置する。ここで前記差動ト
ランスを検出器１．２とする。差動トランス形の検出器
は、被検出物の変位が変化すると、コイルのインダクタ
ンスが変化することを利用したもので、コイルを一定の
交流電圧で励磁しておけば、変位が変化することにより
、差動トランスの出力電圧が変化することを用いている
。
向の左右に差動トランスを配置する。ここで前記差動ト
ランスを検出器１．２とする。差動トランス形の検出器
は、被検出物の変位が変化すると、コイルのインダクタ
ンスが変化することを利用したもので、コイルを一定の
交流電圧で励磁しておけば、変位が変化することにより
、差動トランスの出力電圧が変化することを用いている
。
ここで前記検出器１，２の出力をそれぞれｅｌ。
ｅ２とし、回転軸のＸ方向変位を与える前記変換器の出
力をｅｘとする。前記ｅｌ、ｅｚは距離に反比例するも
のとし、前記ｅｘは、前記変換器内部でａｔ、８２の差
をとったものである。前記検出器１．２と回転軸との間
のそれぞれの距離が等しければａＸ＝Ｏとなる１次に回
動軸が検出器１の方へ動いた場合は、ｅｌ＞ｅ２となる
ため、ｅｘ＞。
力をｅｘとする。前記ｅｌ、ｅｚは距離に反比例するも
のとし、前記ｅｘは、前記変換器内部でａｔ、８２の差
をとったものである。前記検出器１．２と回転軸との間
のそれぞれの距離が等しければａＸ＝Ｏとなる１次に回
動軸が検出器１の方へ動いた場合は、ｅｌ＞ｅ２となる
ため、ｅｘ＞。
となり、回転軸が逆方向へ動いた場合はｅ−＜０となり
、ｅＸによって回転軸の変位を知ることができる。
、ｅＸによって回転軸の変位を知ることができる。
従来の技術では、特開昭５９−１０５５１６号で述べら
れているように、上記検出法の検出精度を上げることに
ついては論じられている。
れているように、上記検出法の検出精度を上げることに
ついては論じられている。
従来はスラスト方向の変位検出には、ラジアル方向の検
出器とは別に検出器を設けていた。しがし、真空ポンプ
などでは回転軸の片側端にインペラがあるため、検出器
の設置が困蔑であった。このため１回転軸の片側端面だ
けで検出できる、コイルを数メガヘルツで励磁し、導体
ターゲットに生ずる渦電流によるコイル電流の変化を検
出する渦電流形検出器や、二つの導体間の静電容量がそ
の距離の関数になっており、これを検出する容量形検出
器などがあるが、これらの検出器はそれ専用の変換器が
必要となり、非常に高価になる問題点があった。
出器とは別に検出器を設けていた。しがし、真空ポンプ
などでは回転軸の片側端にインペラがあるため、検出器
の設置が困蔑であった。このため１回転軸の片側端面だ
けで検出できる、コイルを数メガヘルツで励磁し、導体
ターゲットに生ずる渦電流によるコイル電流の変化を検
出する渦電流形検出器や、二つの導体間の静電容量がそ
の距離の関数になっており、これを検出する容量形検出
器などがあるが、これらの検出器はそれ専用の変換器が
必要となり、非常に高価になる問題点があった。
本発明の目的は、安価な差動トランスを用いてラジアル
方向に設けた変位検出器でラジアル方向に設けた変位検
出器でラジアル方向とスラスト方向の変位の検出を提供
することである。
方向に設けた変位検出器でラジアル方向に設けた変位検
出器でラジアル方向とスラスト方向の変位の検出を提供
することである。
上記目的は１回転軸の変位検出器にテーパをつけること
と１回転軸の左右に一対に設置した差動トランス形検出
器の和と差を変換器で求めることにより達成される。
と１回転軸の左右に一対に設置した差動トランス形検出
器の和と差を変換器で求めることにより達成される。
回転軸の変位検出器に設けたテーパは１回転軸がラジア
ル方向に動いても、スラスト方向に動いても、回転軸と
検出器との距離が変化するようになる。また１回転軸の
左右に一対に設置した差動トランス形検出器の出力の差
を変換器の内部でとることによりラジアル方向の変位が
検出でき、変換器の内部で和をとり、基準値と比較する
ことによりスラスト方向の変位を検出することができる
。
ル方向に動いても、スラスト方向に動いても、回転軸と
検出器との距離が変化するようになる。また１回転軸の
左右に一対に設置した差動トランス形検出器の出力の差
を変換器の内部でとることによりラジアル方向の変位が
検出でき、変換器の内部で和をとり、基準値と比較する
ことによりスラスト方向の変位を検出することができる
。
以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。
第１図において、Ｘ軸およびＹ軸は、ラジアル方向にと
った座標である。Ｚ軸は、スラスト方向にとった座標で
ある。１は回転軸、２はテーパで、回転軸の変位検出部
に、Ｚ軸方向に回転軸１の直径が大きくなるように設け
である。３および４はＸ方向検出器で１回転軸１のＸ軸
方向の左右に設置されている。５および６はＹ方向検出
器で、回転軸１のＹ軸方向の左右に設置されている。１
３および１４はＸ方向変位信号で、Ｘ方向検出器３゜４
の出力である。１５および１６はＹ方向変位信号で、Ｙ
方向検出器５，６の出力である。７は変換器で、Ｘ方向
変位信号１３．１４およびＹ方向変位信号１５．１６が
入力される。８はＸ方向ラジアル変位信号で、変換器７
の内部でＸ方向変位信号１３．１４の差をとったもので
ある。９はＹ方向ラジアル変位信号で、変換器７の内部
でＹ方向変位信号１５．１６の差をとったものである。
った座標である。Ｚ軸は、スラスト方向にとった座標で
ある。１は回転軸、２はテーパで、回転軸の変位検出部
に、Ｚ軸方向に回転軸１の直径が大きくなるように設け
である。３および４はＸ方向検出器で１回転軸１のＸ軸
方向の左右に設置されている。５および６はＹ方向検出
器で、回転軸１のＹ軸方向の左右に設置されている。１
３および１４はＸ方向変位信号で、Ｘ方向検出器３゜４
の出力である。１５および１６はＹ方向変位信号で、Ｙ
方向検出器５，６の出力である。７は変換器で、Ｘ方向
変位信号１３．１４およびＹ方向変位信号１５．１６が
入力される。８はＸ方向ラジアル変位信号で、変換器７
の内部でＸ方向変位信号１３．１４の差をとったもので
ある。９はＹ方向ラジアル変位信号で、変換器７の内部
でＹ方向変位信号１５．１６の差をとったものである。
１２はスラスト変位基準値である。１０はＸ方向スラス
ト変位信号で、変換器７の内部でＸ方向変位信号１３．
１４の和をとり、スラスト変位指令１２と比較したもの
である。１１は、Ｙ方向スラスト変位信号で、変換器７
の内部でＹ方向変位信号１５．１６の和をとり、スラス
ト変位指令１２と比較したものである。１７は減算器で
、２つの入力の差をとるものであり、１８は加算器で２
つの入力の和をとるものである。
ト変位信号で、変換器７の内部でＸ方向変位信号１３．
１４の和をとり、スラスト変位指令１２と比較したもの
である。１１は、Ｙ方向スラスト変位信号で、変換器７
の内部でＹ方向変位信号１５．１６の和をとり、スラス
ト変位指令１２と比較したものである。１７は減算器で
、２つの入力の差をとるものであり、１８は加算器で２
つの入力の和をとるものである。
第１図において、回転軸１がＸ軸方向に振れた場合の動
作を説明する。ここで第４図は変換器７の内部回路の一
例を示したものである。Ｘ方向ラジアル変位信号８は、
Ｘ方向変位信号１３と１４の差を（減算器１７により）
とったものである。Ｙ方向ラジアル変位信号９はＹ方向
変位信号１５と１６の差を（減算器１７により）とった
ものである。
作を説明する。ここで第４図は変換器７の内部回路の一
例を示したものである。Ｘ方向ラジアル変位信号８は、
Ｘ方向変位信号１３と１４の差を（減算器１７により）
とったものである。Ｙ方向ラジアル変位信号９はＹ方向
変位信号１５と１６の差を（減算器１７により）とった
ものである。
Ｘ方向スラスト変位信号１０は、Ｘ方向変位信号１３と
１４の和をとったものと、スラスト変位指令１２との差
を（減算器１７により）とったものである。Ｙ方向スラ
スト変位信号１１はＹ方向変位信号１５と１６の和を（
加算器１８により）とったものと、スラスト変位指令１
２との差を（減算器１７により）とったものである、Ｘ
方向変位信号１３．１４をそれぞれ。□ａｔｅ１４とす
る。Ｘ方向ラジアル変位信号８をｅｌｌとすればし、変
換器７の内部の動作により、 ｅｓ＝ｅｘδ−８１４ と表わされる。ここで回転軸１とＸ方向検出器３゜４と
の距離が等しい場合には、ｅｇ＝＝Ｑとなり回転軸１が
振れてないことがわかる。この場合に回転軸１がスラス
ト方向に動いても、回転軸１とＸ方向変位検出器３，４
とのそれぞれの距離は同じ割合で変化するため、ｅ８＝
ｏ となる、次に回転軸１が、Ｘ方向検出器４の方へ
動いた場合には、ｅｓ＞Ｏ又はｅｓくＯとなり、回転軸
１の変位を検出できる。逆方向に動いた場合も同様の動
作により、変位を検出することができる。この場合に回
転軸１がスラスト方向に動いた場合は１回転軸１とＸ方
向変位検出器３，４とのそれぞれの距離は同じ割合で変
化するため、ラジアル方向の変位には影響がない。
１４の和をとったものと、スラスト変位指令１２との差
を（減算器１７により）とったものである。Ｙ方向スラ
スト変位信号１１はＹ方向変位信号１５と１６の和を（
加算器１８により）とったものと、スラスト変位指令１
２との差を（減算器１７により）とったものである、Ｘ
方向変位信号１３．１４をそれぞれ。□ａｔｅ１４とす
る。Ｘ方向ラジアル変位信号８をｅｌｌとすればし、変
換器７の内部の動作により、 ｅｓ＝ｅｘδ−８１４ と表わされる。ここで回転軸１とＸ方向検出器３゜４と
の距離が等しい場合には、ｅｇ＝＝Ｑとなり回転軸１が
振れてないことがわかる。この場合に回転軸１がスラス
ト方向に動いても、回転軸１とＸ方向変位検出器３，４
とのそれぞれの距離は同じ割合で変化するため、ｅ８＝
ｏ となる、次に回転軸１が、Ｘ方向検出器４の方へ
動いた場合には、ｅｓ＞Ｏ又はｅｓくＯとなり、回転軸
１の変位を検出できる。逆方向に動いた場合も同様の動
作により、変位を検出することができる。この場合に回
転軸１がスラスト方向に動いた場合は１回転軸１とＸ方
向変位検出器３，４とのそれぞれの距離は同じ割合で変
化するため、ラジアル方向の変位には影響がない。
回転軸１がＹ軸方向に動いた場合も上記動作と同様であ
る。
る。
第２図において、回転軸１が２軸方向（スラスト方向）
に撮れた場合の動作を説明する。変換器７の内部では前
記のようにＸ方向変位信号１３゜１４とスラスト変位指
令１２よりＸ方向スラスト変位信号１０が合成される。
に撮れた場合の動作を説明する。変換器７の内部では前
記のようにＸ方向変位信号１３゜１４とスラスト変位指
令１２よりＸ方向スラスト変位信号１０が合成される。
Ｘ方向変位信号１３゜１４をそれぞれｅ １１１． ｅ
１４とし、スラスト変位指令１２をｅｉｘ、Ｘ方向ス
ラスト変位信号１０を８１０とすると、上記動作は変換
器７の内部で行われ、下式で表わされる。
１４とし、スラスト変位指令１２をｅｉｘ、Ｘ方向ス
ラスト変位信号１０を８１０とすると、上記動作は変換
器７の内部で行われ、下式で表わされる。
ｅｚｏ＝ｅｘｘ ＣＢ１１１＋８１４）回転軸１がス
ラスト変位指令１２どおりの位置にある場合、ｅ ｘｘ
＝ ｅ ｓ＋ ｅ ａすなわち、ｅｔｏ＝０とする。こ
こで回転軸がＺ軸方向の正方向に動いた場合、ｅｘｔ＞
ｅａ＋ｅ４又は、ｅｘｔ＜ｅｓ＋ｅ４となる。すなわち
ｅｘａ＜Ｏ又はｅ工ｏ＞Ｏとなり、回転軸１の変位を検
出することができる。この場合に回転軸１がラジアル方
向に動いても、ｅｓ＋ｅ＋の値は一定であるので、スラ
スト方向の変位検出には影響しない、上記方向と逆方向
に回転軸１が動いた場合も同様の動作で検出することが
できる。
ラスト変位指令１２どおりの位置にある場合、ｅ ｘｘ
＝ ｅ ｓ＋ ｅ ａすなわち、ｅｔｏ＝０とする。こ
こで回転軸がＺ軸方向の正方向に動いた場合、ｅｘｔ＞
ｅａ＋ｅ４又は、ｅｘｔ＜ｅｓ＋ｅ４となる。すなわち
ｅｘａ＜Ｏ又はｅ工ｏ＞Ｏとなり、回転軸１の変位を検
出することができる。この場合に回転軸１がラジアル方
向に動いても、ｅｓ＋ｅ＋の値は一定であるので、スラ
スト方向の変位検出には影響しない、上記方向と逆方向
に回転軸１が動いた場合も同様の動作で検出することが
できる。
第２図において、Ｘ方向検出器３，４の検出精度を上げ
るため、Ｘ方向検出器３，４の検出面をテーパの面と平
行になるように設置している。。すなわち、Ｘ方向検出
器３，４を第３図のように水平になるように設置した場
合、前記検出器３，４は、ある−点だけを検出できない
ため、テーパがあるとある範囲内で斜面を平均化した距
離しか検出できないので、検出精度がおちるためである
。
るため、Ｘ方向検出器３，４の検出面をテーパの面と平
行になるように設置している。。すなわち、Ｘ方向検出
器３，４を第３図のように水平になるように設置した場
合、前記検出器３，４は、ある−点だけを検出できない
ため、テーパがあるとある範囲内で斜面を平均化した距
離しか検出できないので、検出精度がおちるためである
。
Ｙ軸方向についても同様である。
本発明によれば、スラスト方向とラジアル方向の変位検
出器を分ける必要がないため、検出器の個数を減らすこ
とができる。
出器を分ける必要がないため、検出器の個数を減らすこ
とができる。
また検出器の個数が少ないので、構成が簡略化できると
いう効果がある。
いう効果がある。
第１図は本発明の一実施例の回転軸のまわりに検出器を
配置した場合の断面図、第２図、第３図は第１図の１−
１線断面図、第４図は変換器の回路の一実施例である。 １・・・回転軸、２・・・テーパ、３，４・・・Ｘ方向
検出器、５．６・・・Ｙ方向検出器、７・・・変換器、
８・・・Ｘ方向ラジアル変位信号、１０・・・Ｘ方向ス
ラスト変位信号。 夢 ｌ 図 ！・・・回転軸 ３・・Ｘ方ｆｉＶ検二聡 占・・γカ的検を器 ７・・・焚摸器 第 ３ 図 ／・・・回に細 ２・・・チー八０
配置した場合の断面図、第２図、第３図は第１図の１−
１線断面図、第４図は変換器の回路の一実施例である。 １・・・回転軸、２・・・テーパ、３，４・・・Ｘ方向
検出器、５．６・・・Ｙ方向検出器、７・・・変換器、
８・・・Ｘ方向ラジアル変位信号、１０・・・Ｘ方向ス
ラスト変位信号。 夢 ｌ 図 ！・・・回転軸 ３・・Ｘ方ｆｉＶ検二聡 占・・γカ的検を器 ７・・・焚摸器 第 ３ 図 ／・・・回に細 ２・・・チー八０
Claims (1)
- １、回転軸の半径方向（ラジアル方向）の変位を非接触
で検出するために設けた変位検出器と、前記検出器から
の出力信号を変位信号に変換するための変換器を備えた
ものにおいて、前記回転軸の前記変位検出器挿入部にテ
ーパを設け、ラジアル成分変位と軸方向（スラスト方向
）成分変位を前記変位検出器に与え、前記変換器内でこ
れらの差をとることによりラジアル変位が検出でき、和
をとることによりスラスト変位が検出できることを特徴
とする非接触変位検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32703787A JPH01169308A (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 非接触変位検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32703787A JPH01169308A (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 非接触変位検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01169308A true JPH01169308A (ja) | 1989-07-04 |
Family
ID=18194601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32703787A Pending JPH01169308A (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 非接触変位検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01169308A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5887351A (en) * | 1997-01-13 | 1999-03-30 | Microstrain Co., Inc. | Inclined plate 360 degree absolute angle sensor |
| JP2017191000A (ja) * | 2016-04-13 | 2017-10-19 | いすゞ自動車株式会社 | ロッド部材移動量検出装置 |
-
1987
- 1987-12-25 JP JP32703787A patent/JPH01169308A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5887351A (en) * | 1997-01-13 | 1999-03-30 | Microstrain Co., Inc. | Inclined plate 360 degree absolute angle sensor |
| JP2017191000A (ja) * | 2016-04-13 | 2017-10-19 | いすゞ自動車株式会社 | ロッド部材移動量検出装置 |
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