JPH03160320A - インダクタンス式変位計 - Google Patents
インダクタンス式変位計Info
- Publication number
- JPH03160320A JPH03160320A JP29976289A JP29976289A JPH03160320A JP H03160320 A JPH03160320 A JP H03160320A JP 29976289 A JP29976289 A JP 29976289A JP 29976289 A JP29976289 A JP 29976289A JP H03160320 A JPH03160320 A JP H03160320A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- coils
- reactor
- voltage source
- constant voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
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】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
この発明は、測定環境温度の変動に拘らず高精度の計測
を可能としたインダクタンス式変位計に関する。
を可能としたインダクタンス式変位計に関する。
（従来の技術）
第７図は、従来よりタービン発電機における車軸の偏心
量や車軸とケーシングとの相対的な伸び差を測定する場
合等に用いられているインダクタンス式変位計の構成を
示す回路図である。
量や車軸とケーシングとの相対的な伸び差を測定する場
合等に用いられているインダクタンス式変位計の構成を
示す回路図である。
同図において、移動体１は例えばタービンの車軸より垂
直に突出する磁性部材であり、この移動体１は車軸の伸
縮に伴い図中矢印２に示される方向へ移動するものであ
る。
直に突出する磁性部材であり、この移動体１は車軸の伸
縮に伴い図中矢印２に示される方向へ移動するものであ
る。
この移動体１を挟むようにしてその両側には、一対の鉄
心入りコイル３．４が対向して配置されており、これら
のコイルは例えば発電機のケーシング側に固定されてい
る。
心入りコイル３．４が対向して配置されており、これら
のコイルは例えば発電機のケーシング側に固定されてい
る。
また、これらのコイル３．４に対する通電は、変圧器５
の一次巻線をそれぞれ介して定電圧源（例えば、商用周
波数の交流電源）６により行われている。
の一次巻線をそれぞれ介して定電圧源（例えば、商用周
波数の交流電源）６により行われている。
以上の構成において、図示しない車軸が伸縮すると、こ
れに伴って移動体１は矢印２の方向へε移動し、移動体
１と各コイル３，４との間に形成されるギャップ長７，
８が互いに反対の方向へと差動的に変化する。
れに伴って移動体１は矢印２の方向へε移動し、移動体
１と各コイル３，４との間に形成されるギャップ長７，
８が互いに反対の方向へと差動的に変化する。
すると、鉄心人りコイル３．４のインダクタンスが変動
することにより、これを流れる電流Ｉ｛■２が変動し、
変圧器５の二次側に接続された担抗９の両端には両電流
１１．１２の差に相当する検出電圧ＥＯが得られること
となる。
することにより、これを流れる電流Ｉ｛■２が変動し、
変圧器５の二次側に接続された担抗９の両端には両電流
１１．１２の差に相当する検出電圧ＥＯが得られること
となる。
第８図は、以上説明したインダクタンス式変位計の等価
回路図である。
回路図である。
尚、同図における各符号の意味は以下の通りである。
ｒｌ ；コイル３の巻線３ａの抵抗値
Ｌｌ ．コイル３のインダクタンス値『２ ；コイル
４の巻Ｉ１１４ｍの抵抗値Ｌ２ ．コイル４のインダ
クタンス値ＸＭ ．変圧器５の一次二次間の相互リアク
タンス ＸＩ ；変圧器５のコイル３側の一次リアクタンＸ２
．変圧器５のコイル４側の一次リアクタンス Ｘｔｔｒ ；変圧器５の一次巻線間の相互リアクタンス Ｅ ；定電圧源６の電圧値 Ｒ ；抵抗９の抵抗値 このような回路定数を前提とした場合、た検出電圧ＥＯ
は次式により表される。
４の巻Ｉ１１４ｍの抵抗値Ｌ２ ．コイル４のインダ
クタンス値ＸＭ ．変圧器５の一次二次間の相互リアク
タンス ＸＩ ；変圧器５のコイル３側の一次リアクタンＸ２
．変圧器５のコイル４側の一次リアクタンス Ｘｔｔｒ ；変圧器５の一次巻線間の相互リアクタンス Ｅ ；定電圧源６の電圧値 Ｒ ；抵抗９の抵抗値 このような回路定数を前提とした場合、た検出電圧ＥＯ
は次式により表される。
前述し
（１）
（一
・ Δ ２層 １ ● Δ ２）
（条件：
Ｘく＜ｘｌ．ｘ２＜＜ｒｌ＋ｒ２ ）ここで、一般に
は、インダクタンス変化に対応する戊分を取り出すため
に、次段においてこれと同相の信号で同期整流するので
、変位計の実際の出力ＥＯｒは、次式により表すことが
できる。
は、インダクタンス変化に対応する戊分を取り出すため
に、次段においてこれと同相の信号で同期整流するので
、変位計の実際の出力ＥＯｒは、次式により表すことが
できる。
（ｘｌｒ２＋ｘ２ｒｌ） ， ｘｌｘ２＋ｊ
ＸＭ ＸＭ ・・・・・・
（２）？ （陶■●ΔＸ讃ｌ◆ΔＸ） ２ このようなインダクタンス式変位計によれば、構造が簡
単な上、検出部自体は巻線と鉄心のみで構成されている
ため、高温，油中等の悪環境中でも使用できるなどの利
点を有するものである。
（２）？ （陶■●ΔＸ讃ｌ◆ΔＸ） ２ このようなインダクタンス式変位計によれば、構造が簡
単な上、検出部自体は巻線と鉄心のみで構成されている
ため、高温，油中等の悪環境中でも使用できるなどの利
点を有するものである。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、このような従来のインダクタンス式変位
計にあっては、第８図において点線１１で示される定電
圧源６及び変圧器５等については測定環境下より離れて
設置できるのに対し、図中点線１０で示される鉄心入り
コイル３．４等の検出部については測定環境下、すなわ
ちタービン機内の高温．油中の悪環境下に設置せねばな
らない。
計にあっては、第８図において点線１１で示される定電
圧源６及び変圧器５等については測定環境下より離れて
設置できるのに対し、図中点線１０で示される鉄心入り
コイル３．４等の検出部については測定環境下、すなわ
ちタービン機内の高温．油中の悪環境下に設置せねばな
らない。
そのため、検出部の温度が上昇すると、巻線３ａ，４ａ
を構成する銅線の温度係数（一般にはα− ０．００４
２５）により鉄心入りコイル３，４の直流抵抗が増加し
、検出感度が低下して測定誤差が生じるという欠点があ
る。
を構成する銅線の温度係数（一般にはα− ０．００４
２５）により鉄心入りコイル３，４の直流抵抗が増加し
、検出感度が低下して測定誤差が生じるという欠点があ
る。
すなわち、前述した（２）式において、第１項の（ｘｌ
ｒ２＋ｘ２ｒｌ）が増加して分母の絶対値が大きくなり
、その結果油温の上昇に伴いｌＥＯｒｌは減少すること
となる。
ｒ２＋ｘ２ｒｌ）が増加して分母の絶対値が大きくなり
、その結果油温の上昇に伴いｌＥＯｒｌは減少すること
となる。
この発明は、上述の問題点に鑑みなされたものであり、
その目的とするところは、検出部を高温環境下に設置し
た場合にも高精度の測定値を得ることができるインダク
タンス式変位計を提供することにある。
その目的とするところは、検出部を高温環境下に設置し
た場合にも高精度の測定値を得ることができるインダク
タンス式変位計を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
この発明は、上記の目的を達成するために、検出部とし
て非測定変位に応じてギャップ長が差動的に変化する一
対の鉄心入りコイルを用い、これらのコイルに共通の定
電圧源から通電を行いつつ、両コイルのインダクタンス
変化に起因するコイル電流の差を取り出すことにより非
測定変位を求めるようにしたインダクタンス式変位計に
おいて、前記定電圧源を経由する共通通電路に、前記コ
イルの抵抗成分よりも十分大きなインピーダンス値を有
する回路素子を介挿することを特徴とするものである。
て非測定変位に応じてギャップ長が差動的に変化する一
対の鉄心入りコイルを用い、これらのコイルに共通の定
電圧源から通電を行いつつ、両コイルのインダクタンス
変化に起因するコイル電流の差を取り出すことにより非
測定変位を求めるようにしたインダクタンス式変位計に
おいて、前記定電圧源を経由する共通通電路に、前記コ
イルの抵抗成分よりも十分大きなインピーダンス値を有
する回路素子を介挿することを特徴とするものである。
（作用）
このような構成によれば、両コイルに流れるコイル電流
の和はほぼ一定化されることとなり、その結果、温度変
化に基づくコイル抵抗の変動による影響を軽減し、検出
部を高温環境下に設置した場合にも高精度の測定値を得
ることが可能となる。
の和はほぼ一定化されることとなり、その結果、温度変
化に基づくコイル抵抗の変動による影響を軽減し、検出
部を高温環境下に設置した場合にも高精度の測定値を得
ることが可能となる。
（実施例）
第１図は、本発明に係るインダクタンス式変位計の一実
施例を示す回路図である。
施例を示す回路図である。
なお、同図において前期第７図の従来例と同一構戊部分
については同符号を付すことにより説明は省略する。
については同符号を付すことにより説明は省略する。
同図に示されるように、定電圧源６から各鉄心入りコイ
ル３．４へ至る共通通電路１３には、各コイル３，４に
流れる電流Ｉｔ，Ｉ２の和Ｉをほぼ一定化するために、
新たにリアクトル１２が介挿されている。
ル３．４へ至る共通通電路１３には、各コイル３，４に
流れる電流Ｉｔ，Ｉ２の和Ｉをほぼ一定化するために、
新たにリアクトル１２が介挿されている。
そして、このリアクトル１２は、定電圧源６や変圧器５
と同様に、測定環境下より離れた位置，例えばサーキッ
トボード上に搭載されている。
と同様に、測定環境下より離れた位置，例えばサーキッ
トボード上に搭載されている。
第２図は、第１図に示される実施例の等価回路図である
。
。
ここで、リアクトル１２のリアクタンス値ｘＯ，すなわ
ちインピーダンスは、次式に示されるように、各コイル
３．４の抵抗成分ｒｌ，ｒ２よりも十分に大きな値に設
定されている。
ちインピーダンスは、次式に示されるように、各コイル
３．４の抵抗成分ｒｌ，ｒ２よりも十分に大きな値に設
定されている。
ＸＯ＞＞ｘｌ，ｘ２＞＞ｒｌ．ｒ２＞＞Ｘ −−− −
−− （ ３ ）次に、以上の構成よりなる実施例装置
の作用に付いて説明する。
−− （ ３ ）次に、以上の構成よりなる実施例装置
の作用に付いて説明する。
各コイルの抵抗値ｒｌ ． ｒ２が温度により変動して
も、前述の（２）式における分母の絶対値が十分に小さ
ければ、この種のインダクタンス式変位計における測定
値の変動は抑制される。換言すれば、（２）式において
、分母の成分にｒｌ，ｒ２と無関係な要素を加えれば、
測定値の変動を抑制することができるはずである。
も、前述の（２）式における分母の絶対値が十分に小さ
ければ、この種のインダクタンス式変位計における測定
値の変動は抑制される。換言すれば、（２）式において
、分母の成分にｒｌ，ｒ２と無関係な要素を加えれば、
測定値の変動を抑制することができるはずである。
ここで、第２図に示される本実施例装置の等価回路によ
れば、測定電圧の値はＥＯｒは概略次式により表される
。
れば、測定電圧の値はＥＯｒは概略次式により表される
。
Ｅ
Ｅ Ｏｒ−
・ （ｘｉ−ｘ２）この（３）式から明らかなよう
に、測定電圧の値はＥＯｒはｒｌ，ｒ２には無関係な値
となる。すなわち、Ｚはｒｌ ， ｒ２が変化しても一
定となり、回路電流■は概ね定電流となる。
・ （ｘｉ−ｘ２）この（３）式から明らかなよう
に、測定電圧の値はＥＯｒはｒｌ，ｒ２には無関係な値
となる。すなわち、Ｚはｒｌ ， ｒ２が変化しても一
定となり、回路電流■は概ね定電流となる。
このように、以上の実施例装置によれば、測定環境温度
の変化によりコイル抵抗ｒｌ，ｒ２に変動が生じても、
回路電流１（−１１＋１２）の値はりアクトル１２の作
用により定電流化されるため、測定電圧ＥＯの変動は可
及的に抑制される。
の変化によりコイル抵抗ｒｌ，ｒ２に変動が生じても、
回路電流１（−１１＋１２）の値はりアクトル１２の作
用により定電流化されるため、測定電圧ＥＯの変動は可
及的に抑制される。
一例として、コイル３．４が共に１００℃ニ温度上昇し
たときの出力電圧特性と、コイル３．４のいずれか一方
のみが３０℃温度上昇したときの出力電圧特性とにおけ
るリアクトル挿入による改善度を第５図および第６図の
グラフに示す。
たときの出力電圧特性と、コイル３．４のいずれか一方
のみが３０℃温度上昇したときの出力電圧特性とにおけ
るリアクトル挿入による改善度を第５図および第６図の
グラフに示す。
これらのグラフからも明らかなように、リアクトルを挿
入することにより温度による出力電圧の変動が著しく改
善された。
入することにより温度による出力電圧の変動が著しく改
善された。
また、この実施例によればコイル３，４が仮に短絡した
ような場合には、回路電流Ｉはリアクトル１２により制
限されるため、過電流による回路素子の焼損を防止でき
るという効果もある。
ような場合には、回路電流Ｉはリアクトル１２により制
限されるため、過電流による回路素子の焼損を防止でき
るという効果もある。
なお、以上の実施例では、コイルの抵抗成分ｒ１，『２
よりも十分大きなインピーダンス値を有する回路素子と
してリアクトル１２を介挿したが、第３図および第４図
に示されるように、抵抗『０やコンデンサＣＯを挿入し
ても良い。
よりも十分大きなインピーダンス値を有する回路素子と
してリアクトル１２を介挿したが、第３図および第４図
に示されるように、抵抗『０やコンデンサＣＯを挿入し
ても良い。
以上の実施例で明らかなように、この発明によればこの
種のインダクタンス式変位計において、検出部を高温環
境下に設置した場合にも高精度の測定値を得ることがで
きる。
種のインダクタンス式変位計において、検出部を高温環
境下に設置した場合にも高精度の測定値を得ることがで
きる。
第１図はこの発明に係るインダクタンス式変位計の一実
施例を示す回路図、第２図は第１図の回路に対応する等
価回路図、第３図および第４図はこの発明の他の実施舛
を示す等価回路図、第５図はコイル３．４を共に１００
℃に上昇した場合の出力特性の改善度を示すグラフ、第
６図は同いずれか一方のみを３０℃上昇した場合の出力
特性の改善度を示すグラフ、第７図は従来のインダクタ
ンス式変位計の一例を示す回路図、第８図は同等価回路
図である。 １・・・・・・移動体 ２・・・・・・変位方向 ３・・・・・・鉄心入りコイル ４・・・・・・鉄心入りコイル ５・・・・・・変圧器 ６・・・・・・定電圧源 ７・・・・・・ギャップ長 １ １ ８・・・・・・ギャップ長 ９・・・・・・抵抗 ２・・・・・・リアクトル ３・・・・・・共通通電路 以上
施例を示す回路図、第２図は第１図の回路に対応する等
価回路図、第３図および第４図はこの発明の他の実施舛
を示す等価回路図、第５図はコイル３．４を共に１００
℃に上昇した場合の出力特性の改善度を示すグラフ、第
６図は同いずれか一方のみを３０℃上昇した場合の出力
特性の改善度を示すグラフ、第７図は従来のインダクタ
ンス式変位計の一例を示す回路図、第８図は同等価回路
図である。 １・・・・・・移動体 ２・・・・・・変位方向 ３・・・・・・鉄心入りコイル ４・・・・・・鉄心入りコイル ５・・・・・・変圧器 ６・・・・・・定電圧源 ７・・・・・・ギャップ長 １ １ ８・・・・・・ギャップ長 ９・・・・・・抵抗 ２・・・・・・リアクトル ３・・・・・・共通通電路 以上
Claims (1)
- （１）検出部として非測定変位に応じてギャップ長が差
動的に変化する一対の鉄心入りコイルを用い、これらの
コイルに共通の定電圧源から通電を行いつつ、両コイル
のインダクタンス変化に起因するコイル電流の差を取り
出すことにより非測定変位を求めるようにしたインダク
タンス式変位計において、 前記定電圧源を経由する共通通電路に、前記コイルの抵
抗成分よりも十分大きなインピーダンス値を有する回路
素子を介挿することを特徴とするインダクタンス式変位
計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29976289A JPH03160320A (ja) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | インダクタンス式変位計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29976289A JPH03160320A (ja) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | インダクタンス式変位計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03160320A true JPH03160320A (ja) | 1991-07-10 |
Family
ID=17876664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29976289A Pending JPH03160320A (ja) | 1989-11-20 | 1989-11-20 | インダクタンス式変位計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03160320A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108923776A (zh) * | 2018-06-09 | 2018-11-30 | 成都凯天电子股份有限公司 | 电感式圆柱形远距离检测接近开关 |
-
1989
- 1989-11-20 JP JP29976289A patent/JPH03160320A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108923776A (zh) * | 2018-06-09 | 2018-11-30 | 成都凯天电子股份有限公司 | 电感式圆柱形远距离检测接近开关 |
| CN108923776B (zh) * | 2018-06-09 | 2024-02-20 | 成都凯天电子股份有限公司 | 电感式圆柱形远距离检测接近开关 |
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