JPH0249364Y2 - - Google Patents
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- JPH0249364Y2 JPH0249364Y2 JP1981130318U JP13031881U JPH0249364Y2 JP H0249364 Y2 JPH0249364 Y2 JP H0249364Y2 JP 1981130318 U JP1981130318 U JP 1981130318U JP 13031881 U JP13031881 U JP 13031881U JP H0249364 Y2 JPH0249364 Y2 JP H0249364Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- coils
- circuit
- primary
- piston
- Prior art date
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Actuator (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
この考案はシリンダのストローク位置検出装置
に関する。
に関する。
従来のストローク位置検出装置は、第１図ａ乃
至ｄに示すようなものがあつた。第１図ａは、シ
リンダ１のピストンロツド２にゴムローラ３を接
触させ、ピストンロツド２の直線運動を回転運動
に変換して回転検出器４でこれを検出するように
したものである。同図ｂはピストンロツド２に回
転検出器４を固定し、ピストンロツド２の直線運
動をゴムローラ３によつて回転運動に変換し、回
転検出器４で検出するようにしたものである。同
図ｃはピストンロツド２の直線運動を電磁式また
は光学式のリニアスケール５によつてそのまま読
み取るようにしたものである。同図ｄはシリンダ
１の内部に超音波トランスジユーサ６を臨ませ、
これによりピストン７の位置も検出するようにし
たものである。上述のような従来の装置は、いず
れも機械的接触が有つたり、あるいは検出器が複
雑であつたり、あるいはシリンダに格別の加工を
施さねばならない等の問題があつた。
至ｄに示すようなものがあつた。第１図ａは、シ
リンダ１のピストンロツド２にゴムローラ３を接
触させ、ピストンロツド２の直線運動を回転運動
に変換して回転検出器４でこれを検出するように
したものである。同図ｂはピストンロツド２に回
転検出器４を固定し、ピストンロツド２の直線運
動をゴムローラ３によつて回転運動に変換し、回
転検出器４で検出するようにしたものである。同
図ｃはピストンロツド２の直線運動を電磁式また
は光学式のリニアスケール５によつてそのまま読
み取るようにしたものである。同図ｄはシリンダ
１の内部に超音波トランスジユーサ６を臨ませ、
これによりピストン７の位置も検出するようにし
たものである。上述のような従来の装置は、いず
れも機械的接触が有つたり、あるいは検出器が複
雑であつたり、あるいはシリンダに格別の加工を
施さねばならない等の問題があつた。
この考案は上述の点に鑑みてなされたもので、
非接触でありかつシリンダに格別の加工を施す必
要のない、簡便なシリンダストローク位置検出装
置を提供しようとするものである。この目的の達
成のために、この考案に係るストローク位置検出
装置は、シリンダチユーブの透磁率が小さく、ピ
ストンの透磁率が大きなシリンダにおいて、軸方
向にずれた位置で前記シリンダチユーブの外周に
夫々巻回された複数の１次コイルと、これら１次
コイルによる励磁に対応する出力信号を取り出す
ための取り出し手段と、前記１次コイルを互いに
位相のずれた交流信号によつて別々に励磁するこ
とにより、前記複数の１次コイルが配置された範
囲の全長にわたる前記ピストンの直線位置に応じ
て該交流信号を移相した出力信号を前記取り出し
手段に生ぜしめる第１の回路と、前記励磁用交流
信号に対する前記取り出し手段の出力信号の位相
ずれをデイジタルで検出する第２の回路とを具え
ることを特徴とするものであり、この位相ずれを
検出デイジタル情報が前記１次コイルが配置され
た範囲での連続的なシリンダストローク位置を示
す情報であるものである。
非接触でありかつシリンダに格別の加工を施す必
要のない、簡便なシリンダストローク位置検出装
置を提供しようとするものである。この目的の達
成のために、この考案に係るストローク位置検出
装置は、シリンダチユーブの透磁率が小さく、ピ
ストンの透磁率が大きなシリンダにおいて、軸方
向にずれた位置で前記シリンダチユーブの外周に
夫々巻回された複数の１次コイルと、これら１次
コイルによる励磁に対応する出力信号を取り出す
ための取り出し手段と、前記１次コイルを互いに
位相のずれた交流信号によつて別々に励磁するこ
とにより、前記複数の１次コイルが配置された範
囲の全長にわたる前記ピストンの直線位置に応じ
て該交流信号を移相した出力信号を前記取り出し
手段に生ぜしめる第１の回路と、前記励磁用交流
信号に対する前記取り出し手段の出力信号の位相
ずれをデイジタルで検出する第２の回路とを具え
ることを特徴とするものであり、この位相ずれを
検出デイジタル情報が前記１次コイルが配置され
た範囲での連続的なシリンダストローク位置を示
す情報であるものである。
ピストンの透磁率がシリンダチユーブの透磁率
よりも大きいため、１次コイルに対するピストン
の直線位置に応じて、各１次コイルを通る磁路に
おける磁気抵抗が変化し、その磁気抵抗に応じた
出力が取り出し手段に誘導される。そして、第１
の回路により複数の１次コイルが互いに位相のず
れた交流信号によつて別々に励磁されることによ
り、取り出し手段により取り出される出力信号は
ピストンの直線位置に応じて該交流信号を移相し
たものとなる。この移相量は、複数の１次コイル
が配置された範囲の全長にわたつて、ピストンの
直線位置に応じて、各１次コイルを通る磁路にお
ける磁気抵抗が変化することにより、該１次コイ
ルが配置された範囲の全長にわたつて連続的に変
化する。従つて、第２の回路により、励磁用交流
信号に対するこの取り出し手段の出力信号の位相
ずれをデイジタルで検出すれば、これにより、１
次コイルが配置された範囲での連続的なストロー
ク位置を示す情報をデイジタル情報にて得ること
ができる。
よりも大きいため、１次コイルに対するピストン
の直線位置に応じて、各１次コイルを通る磁路に
おける磁気抵抗が変化し、その磁気抵抗に応じた
出力が取り出し手段に誘導される。そして、第１
の回路により複数の１次コイルが互いに位相のず
れた交流信号によつて別々に励磁されることによ
り、取り出し手段により取り出される出力信号は
ピストンの直線位置に応じて該交流信号を移相し
たものとなる。この移相量は、複数の１次コイル
が配置された範囲の全長にわたつて、ピストンの
直線位置に応じて、各１次コイルを通る磁路にお
ける磁気抵抗が変化することにより、該１次コイ
ルが配置された範囲の全長にわたつて連続的に変
化する。従つて、第２の回路により、励磁用交流
信号に対するこの取り出し手段の出力信号の位相
ずれをデイジタルで検出すれば、これにより、１
次コイルが配置された範囲での連続的なストロー
ク位置を示す情報をデイジタル情報にて得ること
ができる。
従つて、この考案によれば、広いストローク範
囲での連続的なストローク位置をデイジタル情報
にて検出することができ、これによりシリンダ制
御において広い用途を新規に提供することができ
る、例えば任意のストローク中間位置を検出して
中間位置停止制御を行うことやその他の新しい制
御分野を切り開くことができる、という優れた効
果を期待することができる。
囲での連続的なストローク位置をデイジタル情報
にて検出することができ、これによりシリンダ制
御において広い用途を新規に提供することができ
る、例えば任意のストローク中間位置を検出して
中間位置停止制御を行うことやその他の新しい制
御分野を切り開くことができる、という優れた効
果を期待することができる。
以下で説明する実施例との対応を示すと、複数
の１次コイルは第１図及び第４図のコイル１１及
び１３に対応し、取り出し手段は第２図の２次コ
イル１２又は第４図のコイル１１又は１３に対応
し、第１の回路は第３図の発振器１５、カウンタ
１６、フリツプフロツプ１７，１８，１９、ロー
パスフイルタ２０，２１、アンプ２２，２３から
なる回路の部分に対応し、第２の回路は第３図の
アンプ２４、極性判別回路２５、立ち上がり検出
回路２６、バツフアレジスタ２７からなる回路の
部分に対応する。
の１次コイルは第１図及び第４図のコイル１１及
び１３に対応し、取り出し手段は第２図の２次コ
イル１２又は第４図のコイル１１又は１３に対応
し、第１の回路は第３図の発振器１５、カウンタ
１６、フリツプフロツプ１７，１８，１９、ロー
パスフイルタ２０，２１、アンプ２２，２３から
なる回路の部分に対応し、第２の回路は第３図の
アンプ２４、極性判別回路２５、立ち上がり検出
回路２６、バツフアレジスタ２７からなる回路の
部分に対応する。
以下添付図面を参照してこの考案の実施例を詳
細に説明しよう。
細に説明しよう。
第２図はシリンダチユーブ１０の外周に３個の
コイル１１，１２，１３を巻回した例を示すもの
で、コイル１１と１３は１次コイル、１２は２次
コイルである。軸方向にずれた位置で配置された
１次コイル１１及び１３は互いに位相のずれた交
流信号Isinωt及びIcosωtによつて別々に励磁され
る。この例の場合、２次コイル１２は２つの１次
コイル１１，１３の間に位置している。ここで、
１次及び２次コイル１１，１２，１３の巻き幅
ａ，ｂ，ｃ並びにコイルピツチｄ，ｅは、ピスト
ン１４の幅ｆと測定範囲等を考慮して任意に設計
することができる。シリンダチユーブ１０の透磁
率よりもピストン１４の秀磁率の方がはるかに大
きいものにこの考案を適用する。好ましくはシリ
ンダチユーブ１０は非磁性体、ピストン１４を磁
性体とするのがよい。そうすると、ピストン１４
の偏位に応じてコイル１１，１２，１３の結合係
数が変化することになる。しかも、差動トランス
の原理から明らかなように、図示のピストン１４
の位置を零位置とすると、１次コイル１１と２次
コイル１２との結合係数と１次コイル１３と２次
コイル１２との結合係数とは差動的に変化する。
コイル１１，１２，１３を巻回した例を示すもの
で、コイル１１と１３は１次コイル、１２は２次
コイルである。軸方向にずれた位置で配置された
１次コイル１１及び１３は互いに位相のずれた交
流信号Isinωt及びIcosωtによつて別々に励磁され
る。この例の場合、２次コイル１２は２つの１次
コイル１１，１３の間に位置している。ここで、
１次及び２次コイル１１，１２，１３の巻き幅
ａ，ｂ，ｃ並びにコイルピツチｄ，ｅは、ピスト
ン１４の幅ｆと測定範囲等を考慮して任意に設計
することができる。シリンダチユーブ１０の透磁
率よりもピストン１４の秀磁率の方がはるかに大
きいものにこの考案を適用する。好ましくはシリ
ンダチユーブ１０は非磁性体、ピストン１４を磁
性体とするのがよい。そうすると、ピストン１４
の偏位に応じてコイル１１，１２，１３の結合係
数が変化することになる。しかも、差動トランス
の原理から明らかなように、図示のピストン１４
の位置を零位置とすると、１次コイル１１と２次
コイル１２との結合係数と１次コイル１３と２次
コイル１２との結合係数とは差動的に変化する。
ここで、各１次コイル１１，１３は位相のずれ
た交流信号Isinωt，Icosωtによつて夫々励磁され
ているので、ピストン１４の位置ｌに応じて該交
流信号sinωtを位相変調した信号Ksin（ωt−φ）
が２次コイル１２から得られる。この原理につい
ては実開昭57−135917号公報に詳述されているの
で、以下では簡単に説明する。
た交流信号Isinωt，Icosωtによつて夫々励磁され
ているので、ピストン１４の位置ｌに応じて該交
流信号sinωtを位相変調した信号Ksin（ωt−φ）
が２次コイル１２から得られる。この原理につい
ては実開昭57−135917号公報に詳述されているの
で、以下では簡単に説明する。
１次コイルと２次コイルの結合係数ｘは
ｘ＝ｌ／ｋ（但し、ｌはピストン１４の位置、ｋ
は定数）で表わせる。このｘを用いて２次コイル
１２の出力信号Ｙを表わすと、 Ｙ＝Ｉ（１−ｘ）sinωt−Ｉ（１＋ｘ）cosωt となる。この式を なる関数を用いて書換えると Ｙ＝Ksin（ωt−φ） となる。従つて、２次コイル１２の出力信号は基
準の励磁用交流信号Isinωtよりもφだけ位相がず
れた信号であり、この位相ずれφは上記式に示す
ようにｘの関数であり、ｘはピストン１４の位置
ｌの関数である。従つて、この位相ずれφを測定
すればピストン１４の位置ｌを求めるとができ
る。
１２の出力信号Ｙを表わすと、 Ｙ＝Ｉ（１−ｘ）sinωt−Ｉ（１＋ｘ）cosωt となる。この式を なる関数を用いて書換えると Ｙ＝Ksin（ωt−φ） となる。従つて、２次コイル１２の出力信号は基
準の励磁用交流信号Isinωtよりもφだけ位相がず
れた信号であり、この位相ずれφは上記式に示す
ようにｘの関数であり、ｘはピストン１４の位置
ｌの関数である。従つて、この位相ずれφを測定
すればピストン１４の位置ｌを求めるとができ
る。
励磁用交流信号Isinωt，Icosωtを１次コイル１
１，１３に印加するための回路及び２次コイル１
２の出力信号Ksin（ωt−φ）と基準信号Isinωtと
の位相ずれφを検出する回路の一例を第３図に示
す。
１，１３に印加するための回路及び２次コイル１
２の出力信号Ksin（ωt−φ）と基準信号Isinωtと
の位相ずれφを検出する回路の一例を第３図に示
す。
カウンタ１６はモジユロＭ進であり（Ｍは任意
の整数）、発振器１５から与えられる高速のクロ
ツクパルスCPを逐次カウントする。このカウン
タ１６のＭ／４進分周段出力がＤフリツプフロツプ １７のＣ端子に入力される。Ｄフリツプフロツプ
１７，１８，１９は夫々の出力がＤ入力端子に
入力されており、Ｃ端子に入力されたパルス信号
を１／２分周する。Ｄフリツプフロツプ１７のＱ出 力がＤフリツプフロツプ１８のＣ端子に入力さ
れ、Ｄフリツプフロツプ１７の出力がＤフリツ
プフロツプ１９のＣ端子に入力されている。フリ
ツプフロツプ１７からはクロツクパルスCPをＭ／２ 分周した矩形波信号が出力され、フリツプフロツ
プ１８，１９からはクロツクパルスCPをＭ分周
したデユーテイ50％の矩形波信号が90度の位相ず
れを保つて出力される。このフリツプフロツプ１
８，１９の各出力信号をローパスフイルタ２０，
２１及びアンプ２２，２３に加えることにより、
余弦波信号Icosωt及び正弦波信号Isinωtが得られ
る。これらの信号Icosωt，Isinωtは前述の通り１
次コイル１３及び１１に夫々印加される。これら
の信号Isinωt，Icosωtの周波数はクロツクパルス
CPをＭ分周したものに相当する。従つて、カウ
ンタ１６の１カウントは2π／Ｍなる位相角に対応す る。
の整数）、発振器１５から与えられる高速のクロ
ツクパルスCPを逐次カウントする。このカウン
タ１６のＭ／４進分周段出力がＤフリツプフロツプ １７のＣ端子に入力される。Ｄフリツプフロツプ
１７，１８，１９は夫々の出力がＤ入力端子に
入力されており、Ｃ端子に入力されたパルス信号
を１／２分周する。Ｄフリツプフロツプ１７のＱ出 力がＤフリツプフロツプ１８のＣ端子に入力さ
れ、Ｄフリツプフロツプ１７の出力がＤフリツ
プフロツプ１９のＣ端子に入力されている。フリ
ツプフロツプ１７からはクロツクパルスCPをＭ／２ 分周した矩形波信号が出力され、フリツプフロツ
プ１８，１９からはクロツクパルスCPをＭ分周
したデユーテイ50％の矩形波信号が90度の位相ず
れを保つて出力される。このフリツプフロツプ１
８，１９の各出力信号をローパスフイルタ２０，
２１及びアンプ２２，２３に加えることにより、
余弦波信号Icosωt及び正弦波信号Isinωtが得られ
る。これらの信号Icosωt，Isinωtは前述の通り１
次コイル１３及び１１に夫々印加される。これら
の信号Isinωt，Icosωtの周波数はクロツクパルス
CPをＭ分周したものに相当する。従つて、カウ
ンタ１６の１カウントは2π／Ｍなる位相角に対応す る。
２次コイル１２の出力信号Ksin（ωt−φ）はア
ンプ２４を介して極性別回路２５に与えられる。
この回路２５は交流信号Ksin（ωt−φ）の正、負
極性に対応して“１”、“０”の矩形波信号を出力
する。立上り検出回路６は回路２５の出力が
“１”に立上るときすなわち出力交流信号Ksin
（ωt−φ）がゼロ位相のとき短パルスを出力す
る。この回路２６の出力パルスはバツフアレジス
タ２７のロード制御入力に与えられる。レジスタ
２７のデータ入力にはカウンタ１６のカウント内
容が与えられている。カウンタ１６のモジユロ数
Ｍは交流信号Isinωtの１周期に対応しているた
め、該正弦波信号Isinωtがゼロ位相のときカウン
タ６の全ビツトが“０”となるように設計でき
る。従つて、立上り検出回路２６の出力パルスに
よつてカウンタ１６のカウント内容をレジスタ２
７にロードすようにすれば、位相ずれφに相当す
るデイジタルデータD〓を該レジスタ２７に記憶
するとができる。
ンプ２４を介して極性別回路２５に与えられる。
この回路２５は交流信号Ksin（ωt−φ）の正、負
極性に対応して“１”、“０”の矩形波信号を出力
する。立上り検出回路６は回路２５の出力が
“１”に立上るときすなわち出力交流信号Ksin
（ωt−φ）がゼロ位相のとき短パルスを出力す
る。この回路２６の出力パルスはバツフアレジス
タ２７のロード制御入力に与えられる。レジスタ
２７のデータ入力にはカウンタ１６のカウント内
容が与えられている。カウンタ１６のモジユロ数
Ｍは交流信号Isinωtの１周期に対応しているた
め、該正弦波信号Isinωtがゼロ位相のときカウン
タ６の全ビツトが“０”となるように設計でき
る。従つて、立上り検出回路２６の出力パルスに
よつてカウンタ１６のカウント内容をレジスタ２
７にロードすようにすれば、位相ずれφに相当す
るデイジタルデータD〓を該レジスタ２７に記憶
するとができる。
第４図はシリンダチユーブ１０の外周に１次コ
イル１１及び１３のみを巻回し、２次コイル１２
を省略した例を示す。１次コイル１１及び１３に
は上述と同様に正弦波信号と余弦波信号が別々に
印加される。ピストン１４の偏位に応じてコイル
１１及び１３のインピーダンスが差動的に変化す
るので、コイル１１及び１３を定電流（または定
電圧）で励磁すればこのインピーダンス変化に応
じた電圧変化（または電流変化）が該コイル１
１，１３に生じる。そこで、このコイル１１及び
１３の電圧変化（または電流変化）をピツクアツ
プすれば、ピストン１４の偏位（直線位置）に応
じた信号を得ることができる。例えば、コイル１
１及び１３を定電流信号Isinωt，Icosωtで夫々励
磁した場合は、 Ｅ＝K1cos（ωt−φ1） なる位相ずれの生じた電圧変化Ｅがコイル１１ま
たは１３に生じる。ここで、位相ずれφ1はピス
トン１４の直線位置の関数となることが既に確か
められている。この詳細な解析は実公昭62−
45129号公報に示されているので、本明細書では
省略する。
イル１１及び１３のみを巻回し、２次コイル１２
を省略した例を示す。１次コイル１１及び１３に
は上述と同様に正弦波信号と余弦波信号が別々に
印加される。ピストン１４の偏位に応じてコイル
１１及び１３のインピーダンスが差動的に変化す
るので、コイル１１及び１３を定電流（または定
電圧）で励磁すればこのインピーダンス変化に応
じた電圧変化（または電流変化）が該コイル１
１，１３に生じる。そこで、このコイル１１及び
１３の電圧変化（または電流変化）をピツクアツ
プすれば、ピストン１４の偏位（直線位置）に応
じた信号を得ることができる。例えば、コイル１
１及び１３を定電流信号Isinωt，Icosωtで夫々励
磁した場合は、 Ｅ＝K1cos（ωt−φ1） なる位相ずれの生じた電圧変化Ｅがコイル１１ま
たは１３に生じる。ここで、位相ずれφ1はピス
トン１４の直線位置の関数となることが既に確か
められている。この詳細な解析は実公昭62−
45129号公報に示されているので、本明細書では
省略する。
また、コイル１１及び１３を定電圧で励磁した
場合は、両コイルに生じる電流変化を加算合成す
ると、上述と同様の位相ずれの生じた交流信号が
得られる。この点の解析も上記先願明細書に示さ
れているのでここでは詳述しない。
場合は、両コイルに生じる電流変化を加算合成す
ると、上述と同様の位相ずれの生じた交流信号が
得られる。この点の解析も上記先願明細書に示さ
れているのでここでは詳述しない。
第４図のコイル１１及び１３を定電流または定
電圧で励磁した結果得た上述のような位相ずれ
φ1を含む出力交流信号を第３図のような回路で
処理することにより位相ずれφ1すなわちピスト
ン１４の直線位置に対応したデイジタルデータを
得ることができる。
電圧で励磁した結果得た上述のような位相ずれ
φ1を含む出力交流信号を第３図のような回路で
処理することにより位相ずれφ1すなわちピスト
ン１４の直線位置に対応したデイジタルデータを
得ることができる。
第２図及び第４図の例では、測定範囲はコイル
１１，１２，１３の寸法によつて限界づけられて
しまう。そこで、測定範囲を長くとるには第５図
のように複数のコイルグループCG１，CG.２，
CG３……を軸方向に順次配置すればよい。個々
のコイルグループCG１，CG２，CG３……は第
２図と同様に２個の１次コイル１１，１３とその
間に挟まれた１個の２次コイル１２とを夫々含ん
でおり、各々の１次コイル１１，１３は正弦波信
号Isinωtと余弦波信号Icosωtによつて夫々励磁さ
れる。従つて、各グループCG１，CG２，CG３
……の２次コイル１２からはピストン１４の位置
lXに応じた位相ずれφ1，φ2，φ3……の生じた信号
Y1＝K1sin（ωt−φ1），Y2＝K2sin（ωt−φ2），Y3
＝K3sin（ωt−φ3）が夫々得られる。各コイルグ
ループCG１，CG２，CG３……の間隔ｇは、第
６図に示すように、各コイルグループCG１，CG
２，CG３……の測定範囲L1，L2，L3……を絶切
れることなくつないでいくことができる間隔とす
る。ピストン１４の位置lXがコイルグループCG
１の測定範囲L1に有るときはこのコイルグルー
プCG１の２次コイル１２の出力信号Y1を選択
し、その位相ずれφ1を測定する。lXがコイルグル
ープCG２に有るときは該グルーープCG２の２次
コイル出力信号Y2を選択し、その位相ずれφ2を
測定する。lXがコイルグループCG３に有るとき
は該グループCG３の２次コイル出力信号Y3を選
択し、その位相ずれφ3を測定する。このように
すれば、第６図に示すように、広い範囲にわたつ
てピストン１４の位置lXを示す位相ずれφ1，φ2，
φ3のデータが得られる。ピストン１４の位置lXに
応じて各コイルグループCG１〜CG３の出力信号
Y1〜Y3を選択する回路の一例を第７図及び第８
図に示す。同図において第３図と同一符号は同一
回路を示す。また、ゼロクロス検出回路２８，２
９，３０，３１は第３図の極性判別回路２５と立
上り検出回路２６の部分に相当する。
１１，１２，１３の寸法によつて限界づけられて
しまう。そこで、測定範囲を長くとるには第５図
のように複数のコイルグループCG１，CG.２，
CG３……を軸方向に順次配置すればよい。個々
のコイルグループCG１，CG２，CG３……は第
２図と同様に２個の１次コイル１１，１３とその
間に挟まれた１個の２次コイル１２とを夫々含ん
でおり、各々の１次コイル１１，１３は正弦波信
号Isinωtと余弦波信号Icosωtによつて夫々励磁さ
れる。従つて、各グループCG１，CG２，CG３
……の２次コイル１２からはピストン１４の位置
lXに応じた位相ずれφ1，φ2，φ3……の生じた信号
Y1＝K1sin（ωt−φ1），Y2＝K2sin（ωt−φ2），Y3
＝K3sin（ωt−φ3）が夫々得られる。各コイルグ
ループCG１，CG２，CG３……の間隔ｇは、第
６図に示すように、各コイルグループCG１，CG
２，CG３……の測定範囲L1，L2，L3……を絶切
れることなくつないでいくことができる間隔とす
る。ピストン１４の位置lXがコイルグループCG
１の測定範囲L1に有るときはこのコイルグルー
プCG１の２次コイル１２の出力信号Y1を選択
し、その位相ずれφ1を測定する。lXがコイルグル
ープCG２に有るときは該グルーープCG２の２次
コイル出力信号Y2を選択し、その位相ずれφ2を
測定する。lXがコイルグループCG３に有るとき
は該グループCG３の２次コイル出力信号Y3を選
択し、その位相ずれφ3を測定する。このように
すれば、第６図に示すように、広い範囲にわたつ
てピストン１４の位置lXを示す位相ずれφ1，φ2，
φ3のデータが得られる。ピストン１４の位置lXに
応じて各コイルグループCG１〜CG３の出力信号
Y1〜Y3を選択する回路の一例を第７図及び第８
図に示す。同図において第３図と同一符号は同一
回路を示す。また、ゼロクロス検出回路２８，２
９，３０，３１は第３図の極性判別回路２５と立
上り検出回路２６の部分に相当する。
第７図において、各コイルグループCG１〜CG
３の２次コイル出力信号Y1，Y2，Y3はアンプ３
２，３３，３４を介して最大値検出回路３５に入
力されると共にアナログゲート３６，３７，３８
に夫々入力される。最大値検出回路３５は各信号
Y1，Y2，Y3の中でレベルが最も高いものを検出
し、検出したものに対応するグループ選択信号
（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３のうち１つ）を“１”にする。
ピストン１４が測定範囲内に位置しているコイル
グループの２次出力レベルが最も高いので、この
回路３５から出力されるグループ選択信号Ｄ１，
Ｄ２，Ｄ３は現在ピストン１４がどのグループ
CG１〜CG３に位置しているかを示している。こ
のグループ選択信号Ｄ１〜Ｄ３によつてアナログ
ゲート３６〜３８を制御し、現在ピストン１４が
位置しているグループの出力信号（Y1〜Y3のう
ち１つ）を選択してゼロクロス検出回路２８に与
え、この信号（Y1〜Y3）のゼロ位相に対応して
レジスタ２７にカウンタ１６の出力をロードす
る。レジスタ２７に記憶された位相ずれφ1また
はφ2またはφ3を示すデータD〓は各グループ内に
おけるピストン１４の相対的位置を示しており、
グループ選択信号Ｄ１〜Ｄ３はピストン１４の位
置するグループ番号を示している。従つて、デー
タD〓と信号Ｄ１〜Ｄ３の組合せによりピストン
１４の絶対位置lXが示される。
３の２次コイル出力信号Y1，Y2，Y3はアンプ３
２，３３，３４を介して最大値検出回路３５に入
力されると共にアナログゲート３６，３７，３８
に夫々入力される。最大値検出回路３５は各信号
Y1，Y2，Y3の中でレベルが最も高いものを検出
し、検出したものに対応するグループ選択信号
（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３のうち１つ）を“１”にする。
ピストン１４が測定範囲内に位置しているコイル
グループの２次出力レベルが最も高いので、この
回路３５から出力されるグループ選択信号Ｄ１，
Ｄ２，Ｄ３は現在ピストン１４がどのグループ
CG１〜CG３に位置しているかを示している。こ
のグループ選択信号Ｄ１〜Ｄ３によつてアナログ
ゲート３６〜３８を制御し、現在ピストン１４が
位置しているグループの出力信号（Y1〜Y3のう
ち１つ）を選択してゼロクロス検出回路２８に与
え、この信号（Y1〜Y3）のゼロ位相に対応して
レジスタ２７にカウンタ１６の出力をロードす
る。レジスタ２７に記憶された位相ずれφ1また
はφ2またはφ3を示すデータD〓は各グループ内に
おけるピストン１４の相対的位置を示しており、
グループ選択信号Ｄ１〜Ｄ３はピストン１４の位
置するグループ番号を示している。従つて、デー
タD〓と信号Ｄ１〜Ｄ３の組合せによりピストン
１４の絶対位置lXが示される。
第８図は、ピストン１４が各コイルグループ
CG１〜CG３の測定範囲L1〜L3に位置している場
合はそれぞれの出力信号Y1〜Y3の位相ずれφ1〜
φ3が0゜乃至90゜の範囲でのみ生じることに鑑みて
位相ずれφ1〜φ3が0°乃至90°の範囲に入つている
信号（Y1〜Y3のうち１つ）のみを選択するよう
にしたものである。１６ＡはＭ／４進カウンタ、１ ６Ｂはバイナリ４進カウンタである。この４進カ
ウンタ１６Ｂのバイナリ２ビツト出力が正弦波余
弦波形成回路３９，４０，４１に夫々90度づつ順
次位相のずれた２組の信号sinωtとsin（ωt＋90゜）、
sin（ωt＋90゜）とsin（ωt＋180゜）、sin（ωt＋180
゜）
とsin（ωt＋270゜）が各回路３９，４０，４１から
出力される。これらの信号はアンプ群４２を介し
て各コイルグループCG１，CG２，CG３の１次
コイルに夫々印加される。従つて、各コイルグル
ープCG１〜CG３の１次コイルは順次90度づつ位
相のずれた交流信号によつて夫々励磁される。そ
の結果、各コイルグループCG１〜CG３の出力信
号Y1，Y2，Y3におけるωt＝０のタイミングが90
度づつ順次ずれることになる。
CG１〜CG３の測定範囲L1〜L3に位置している場
合はそれぞれの出力信号Y1〜Y3の位相ずれφ1〜
φ3が0゜乃至90゜の範囲でのみ生じることに鑑みて
位相ずれφ1〜φ3が0°乃至90°の範囲に入つている
信号（Y1〜Y3のうち１つ）のみを選択するよう
にしたものである。１６ＡはＭ／４進カウンタ、１ ６Ｂはバイナリ４進カウンタである。この４進カ
ウンタ１６Ｂのバイナリ２ビツト出力が正弦波余
弦波形成回路３９，４０，４１に夫々90度づつ順
次位相のずれた２組の信号sinωtとsin（ωt＋90゜）、
sin（ωt＋90゜）とsin（ωt＋180゜）、sin（ωt＋180
゜）
とsin（ωt＋270゜）が各回路３９，４０，４１から
出力される。これらの信号はアンプ群４２を介し
て各コイルグループCG１，CG２，CG３の１次
コイルに夫々印加される。従つて、各コイルグル
ープCG１〜CG３の１次コイルは順次90度づつ位
相のずれた交流信号によつて夫々励磁される。そ
の結果、各コイルグループCG１〜CG３の出力信
号Y1，Y2，Y3におけるωt＝０のタイミングが90
度づつ順次ずれることになる。
４進カウンタ１６Ｂの出力はデコード回路４２
でデコードされる。このデコード出力Ｍ０，Ｍ
１，Ｍ２，Ｍ３は位相角タイミングにして夫々90
度の間隔で生するものである。例えば信号Ｍ０は
コイルグループCG１の出力信号Y1の位相ずれφ1
が0゜乃至90゜の範囲にあるとき“１”となり、信
号Ｍ１はCG２の出力信号Y2の位相ずれφ2が0゜乃
至90゜の範囲にあるとき“１”となり、信号Ｍ２
はCG３の出力信号Y3の位相ずれφ3が0°乃至90°の
範囲にあるとき“１”となる。その理由は前述の
通り、各信号Y1〜Y3のωt＝０のタイミングが90
度づつ順次ずれているためである。この信号Ｍ
０，Ｍ１，Ｍ２は各出力信号Y1，Y2，Y3をマス
キングするための信号としてアンド回路４３，４
４，４５に各別に入力される。アンド回路４３，
４４，４５の他の入力には各出力信号Y1，Y2，
Y3に対応するゼロクロス検出回路２９，３０，
３１の出力が加えられる。
でデコードされる。このデコード出力Ｍ０，Ｍ
１，Ｍ２，Ｍ３は位相角タイミングにして夫々90
度の間隔で生するものである。例えば信号Ｍ０は
コイルグループCG１の出力信号Y1の位相ずれφ1
が0゜乃至90゜の範囲にあるとき“１”となり、信
号Ｍ１はCG２の出力信号Y2の位相ずれφ2が0゜乃
至90゜の範囲にあるとき“１”となり、信号Ｍ２
はCG３の出力信号Y3の位相ずれφ3が0°乃至90°の
範囲にあるとき“１”となる。その理由は前述の
通り、各信号Y1〜Y3のωt＝０のタイミングが90
度づつ順次ずれているためである。この信号Ｍ
０，Ｍ１，Ｍ２は各出力信号Y1，Y2，Y3をマス
キングするための信号としてアンド回路４３，４
４，４５に各別に入力される。アンド回路４３，
４４，４５の他の入力には各出力信号Y1，Y2，
Y3に対応するゼロクロス検出回路２９，３０，
３１の出力が加えられる。
ゼロクロス検出回路２９，３０，３１の出力パ
ルスが0゜乃至90゜の範囲で生じるもの（すなわち
位相ずれφ1，φ2，φ3が0゜乃至90゜の範囲にあるも
の）は、ピストン１４の現在位置に対応する単一
のグループ（CG１〜CG３のうち１つ）に対応す
るものだけである。従つて、その単一のグループ
に対応するゼロクロス検出回路（２９〜３１のう
ち１つ）の出力パルスだけが専らアンド回路（４
３〜４５のうち１つ）を通過してオア回路４６を
経由し、レジスタ２７のロード制御入力に与えら
れる。こうして、ピストン１４の現在位置に対応
するコイルグループによつて検出した相対的位置
を示すデータD〓がレジスタ２７にラツチされる。
他方、各アンド回路４３，４４，４５の出力Ｍ
０′，Ｍ１′，Ｍ２′はホールド回路４７に与えら
れホールドされる。これらの信号Ｍ０′，Ｍ１′，
Ｍ２′をホールドしたものがグループ選択信号Ｄ
１，Ｄ２，Ｄ３となる。
ルスが0゜乃至90゜の範囲で生じるもの（すなわち
位相ずれφ1，φ2，φ3が0゜乃至90゜の範囲にあるも
の）は、ピストン１４の現在位置に対応する単一
のグループ（CG１〜CG３のうち１つ）に対応す
るものだけである。従つて、その単一のグループ
に対応するゼロクロス検出回路（２９〜３１のう
ち１つ）の出力パルスだけが専らアンド回路（４
３〜４５のうち１つ）を通過してオア回路４６を
経由し、レジスタ２７のロード制御入力に与えら
れる。こうして、ピストン１４の現在位置に対応
するコイルグループによつて検出した相対的位置
を示すデータD〓がレジスタ２７にラツチされる。
他方、各アンド回路４３，４４，４５の出力Ｍ
０′，Ｍ１′，Ｍ２′はホールド回路４７に与えら
れホールドされる。これらの信号Ｍ０′，Ｍ１′，
Ｍ２′をホールドしたものがグループ選択信号Ｄ
１，Ｄ２，Ｄ３となる。
尚、第４図のように２個のコイルから成るコイ
ルグループを複数設けるようにしてもよいのは勿
論である。
ルグループを複数設けるようにしてもよいのは勿
論である。
以上説明したようにこの考案によれば、単にシ
リングチユーブの外周にコイルを巻装するだけで
よいので、特別な加工が不要であり、かつ非接触
であるため故障のおそれもない、という効果を奏
する。また、位相ずれをデイジタル的に計数する
ので検出分解能も高くとれるという効果もある。
リングチユーブの外周にコイルを巻装するだけで
よいので、特別な加工が不要であり、かつ非接触
であるため故障のおそれもない、という効果を奏
する。また、位相ずれをデイジタル的に計数する
ので検出分解能も高くとれるという効果もある。
第１図ａ乃至ｄは従来のシリンダストローク検
出装置を示す図、第２図はこの考案の一実施例を
示す側断面図、第３図は同実施例における電気的
回路部分の一例を示すブロツク図、第４図はこの
考案の別の実施例を示す側断面図、第５図はこの
考案の更に別の実施例を示す側断面図、第６図は
同実施例の検出動作を示すグラフ、第７図は同実
施例における電気的回路部分の一例を示すブロツ
ク図、第８図は同電気回路部分の別の例を示すブ
ロツク図、である。 １０……シリンダチユーブ、１４……ピスト
ン、１１，１３……１次コイル、１２……２次コ
イル、１５，１６，１７，１８，１９，２０，２
１，２２，２３……励磁用交流信号を発生するた
めの回路群、１５，１６，２４，２５，２６，２
７……位相ずれをデイジタル的に検出するための
回路群。
出装置を示す図、第２図はこの考案の一実施例を
示す側断面図、第３図は同実施例における電気的
回路部分の一例を示すブロツク図、第４図はこの
考案の別の実施例を示す側断面図、第５図はこの
考案の更に別の実施例を示す側断面図、第６図は
同実施例の検出動作を示すグラフ、第７図は同実
施例における電気的回路部分の一例を示すブロツ
ク図、第８図は同電気回路部分の別の例を示すブ
ロツク図、である。 １０……シリンダチユーブ、１４……ピスト
ン、１１，１３……１次コイル、１２……２次コ
イル、１５，１６，１７，１８，１９，２０，２
１，２２，２３……励磁用交流信号を発生するた
めの回路群、１５，１６，２４，２５，２６，２
７……位相ずれをデイジタル的に検出するための
回路群。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 １ シリンダチユーブの透磁率が小さく、ピスト
ンの透磁率が大きなシリンダにおいて、 軸方向にずれた位置で前記シリンダチユーブ
の外周に夫々巻回された複数の１次コイルと、 これら１次コイルによる励磁に対応する出力
信号を取り出すための取り出し手段と、 前記１次コイルを互いに位相のずれた交流信
号によつて別々に励磁することにより、前記複
数の１次コイルが配置された範囲の全長にわた
る前記ピストンの直線位置に応じて該交流信号
を移相した出力信号を前記取り出し手段に生ぜ
しめる第１の回路と、 前記励磁用交流信号に対する前記取り出し手
段の出力信号の位相ずれをデイジタルで検出す
る第２の回路と を具え、この位相ずれ検出デイジタル情報が
前記１次コイルが配置された範囲での連続的な
シリンダストローク位置を示す情報であるシリ
ンダのストローク位置検出装置。 ２ 前記取り出し手段は、前記１次コイルに対応
して前記シリンダチユーブの外周に巻回された
２次コイルから成るものである実用新案登録請
求の範囲第１項記載のシリンダのストローク位
置検出装置。 ３ 前記取り出し手段は、前記１次コイルのイン
ピーダンスに応じた電圧（または電流）信号を
該１次コイルから取り出すものであり、前記第
１の回路は、前記１次コイルを互いに位相のず
れた交流信号によつて夫々定電流（または定電
圧）で励磁することにより前記ピストンの直線
位置に応じた該１次コイルのインピーダンスに
対応する電圧（または電流）信号を該１次コイ
ルに生ぜしめるものである実用新案登録請求の
範囲第１項記載のシリンダのストローク位置検
出装置。 ４ 前記第１の回路は、互いに90度位相のずれた
２つの交流信号を発生する回路を含み、前記複
数の１次コイルは、前記２つの交流信号によつ
て別々に励磁される２つの隣合う１次コイルか
ら成る組を複数組含むものであり、前記取り出
し手段は、前記１次コイルの各組に対応して前
記シリンダチユーブの外周に夫々巻回された複
数の２次コイルを含むものである実用新案登録
請求の範囲第１項記載のシリンダのストローク
位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13031881U JPS5836603U (ja) | 1981-09-03 | 1981-09-03 | シリンダのストロ−ク位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13031881U JPS5836603U (ja) | 1981-09-03 | 1981-09-03 | シリンダのストロ−ク位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5836603U JPS5836603U (ja) | 1983-03-10 |
| JPH0249364Y2 true JPH0249364Y2 (ja) | 1990-12-26 |
Family
ID=29923950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13031881U Granted JPS5836603U (ja) | 1981-09-03 | 1981-09-03 | シリンダのストロ−ク位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5836603U (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7364144B2 (en) * | 2005-04-27 | 2008-04-29 | Bfs Diversified Products, Llc | Sensing and communication system and method |
| JP2010121464A (ja) * | 2008-11-17 | 2010-06-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 斜板式ピストンポンプ |
| DE102011090048A1 (de) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Bestimmen einer Position eines Kolbens in einem Kolbendruckspeicher durch Widerstandsmessung sowie geeignet ausgebildeter Kolbendruckspeicher |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4897561A (ja) * | 1972-03-27 | 1973-12-12 | ||
| JPS5344999B2 (ja) * | 1973-06-11 | 1978-12-02 | ||
| JPS56104603U (ja) * | 1980-01-16 | 1981-08-15 |
-
1981
- 1981-09-03 JP JP13031881U patent/JPS5836603U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5836603U (ja) | 1983-03-10 |
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