JPH0361883B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ロボツト、研削盤、倣い制御装置等
の位置検出装置に関する。

従来、アナログ式の位置検出装置、主に零点位
置検出を目的とする検出装置は、第１図に示す差
動トランス式のものと第２図に示すポテンシヨメ
ータ式のものとがある。差動トランス式位置検出
装置は、直流電源１、一次コイル励磁用の交流発
振回路２、一次コイル３ａ、位置検出探針４、二
次コイル３ｂ、位相弁別回路５、および平滑回路
６からなる。この方式の検出装置は、位置検出探
針４を主とするセンサ部の構造が複雑で、しかも
温度変動により零点が変動し、また交流発振回路
２、位相弁別回路５、平滑回路６といつた構成要
素が多く、平滑回路６では信号が遅延して高速応
答の要求には不向きであり、更に回転位置検出用
としては構造上検出範囲が狭く例えば±30゜程度
でしかないということがある。

また、ポテンシヨメータ式位置検出装置は、第
２図に示すように、正極の直流電源１ａと負極の
直流電源１ｂ、ポテンシヨメータ７、位置検出探
針４、摺動子８、差動増幅器９からなる。かかる
位置検出装置において、正極の直流電源１ａの電
圧をEp〔Ｖ〕、負極の直流電源１ｂの電圧をEn
〔Ｖ〕とし、センサ一部であるポテンシヨメータ
７の全ストローク（摺動子８の摺動範囲）をＬ
〔mm〕、そして差動増幅器９の増幅率をＡとする。
ここで、ポテンシヨメータ７の摺動子８がストロ
ークの中心からｘ〔mm〕上方にあるとき、摺動子
８の端子電圧は、次式を得る。

｛（Ep−En）／２＋（Ep＋En） ・（ｘ／Ｌ）｝〔Ｖ〕 したがつて、差動増幅器９を通した後の検出出
力電圧は、次式となる。

Ａ・｛（Ep−En）／２＋（Ep＋En） ・（ｘ／Ｌ）｝〔Ｖ〕 この式から判明するように、検出出力電圧が、
摺動子の位置ｘに完全に比例するのはEp＝Enの
場合のみであり、その時の検出出力電圧は、
｛Ａ・（Ep＋En）・（ｘ／Ｌ）｝〔Ｖ〕となる。

ところが、実際上電圧がEp＝Enに完全に成立
する時は少なく、周囲温度や直流電源である供給
電源電圧の変動により、EpとEnとは全く別々に
変化するので、検出出力電圧にはＡ｛（Ep−
En）／２｝〔Ｖ〕の電圧が重畳して精度が悪くな
る。

また、出力電圧が零となる位置いわゆる零点
は、Ep−En≠０の場合次式に示すｘの位置であ
る。

ｘ＝｛（En−Ep）／（Ep＋En）｝ ・（Ｌ／２）〔mm〕 この式から判明するように、この位置は電源電
圧の変動により影響を受ける。

また、摺動子の位置の変化に対する検出出力電
圧の変化が検出感度であり、この感度は｛Ａ・
（Ep＋En）／Ｌ｝〔Ｖ／mm〕となるが、この値は
用途によつては不足し、使いにくい欠点もある。

そこで、本発明は上述の欠点に鑑み差動トラン
ス式が持つ構造の複雑さ、零点の変動、速応性が
ないこと、回転位置の範囲の狭さという欠点を除
き、また従来のポテンシヨメータ式が持つ検出精
度の悪さ、電源電圧変動の影響を受けやすいこ
と、検出感度の悪さという欠点を除いた位置検出
装置の提供を目的とする。

かかる目的を達成する本発明の基本思想は第１
のポテンシヨメータと第２のポテンシヨメータに
印加される電圧を逆極性になるようにしてそれぞ
れの摺動子を１個の位置検出探針の動きに連動さ
せ、それぞれの摺動子に現われる出力電圧の差を
取出すようにしたものである。

ここで、第３図を参照して本発明の実施例を説
明する。なお、第１図および第２図と同一部分に
は同一符号を付す。正極の直流電源１ａと負極の
直流電源１ｂとが直列に接続される。直流電源１
ａの正極側端子は、センサー部内に接続され、セ
ンサー部内の第１のポテンシヨメータ７ａの上側
端子と第２のポテンシヨメータ７ｂの下側端子と
に接続される。一方、直流電源１ｂの負極側端子
は、センサー部内の第１のポテンシヨメータ７ａ
の下側端子と第２のポテンシヨメータ７ｂの上側
端子とにそれぞれ接続されている。したがつて、
直流電源１ａ，１ｂの直列体に対して第１のポテ
ンシヨメータ７ａと第２のポテンシヨメータ７ｂ
とは、互いに並列接続されしかも印加電圧が逆極
性となるようにしてある。

第１および第２のポテンシヨメータ７ａ，７ｂ
には、それぞれ摺動子８ａ，８ｂが存在し、この
摺動子８ａ，８ｂのうち、第１の摺動子８ａは差
動増幅器９の−端子に接続され、第２の摺動子８
ｂは差動増幅器９の＋端子に接続される。また、
摺動子８ａ，８ｂは直線検出の場合その取手に、
回転検出の場合その回転軸に位置検出探針４が連
結され、位置検出探針４の動きに応じて同様に動
くようになつている。すなわち、摺動子８ａ，８
ｂのストローク（摺動範囲）は等しいものを用
い、しかもそれぞれのポテンシヨメータ７ａ，７
ｂ内における摺動子の下側のストロークエンドか
らの位置は、常に等しくなるように機構的に結合
されている。差動増幅器９の出力はそれぞれの摺
動子８ａ，８ｂの電圧の差に増幅率を乗じたもの
となる。

かかる構成において、直流電源１ａの電圧を
Ep〔Ｖ〕、直流電源１ｂの電圧をEn〔Ｖ〕とし、第
１および第２のポテンシヨメータ７ａ，７ｂの全
ストロークをＬ〔mm〕、差動増幅器９の増幅率をＡ
とする。第１および第２のポテンシヨメータ７
ａ，７ｂの摺動子８ａ，８ｂがストロークの中心
位置からｘ〔mm〕上方にある時、摺動子８ａ，８
ｂに現われる電圧は、次式となる。

（８ａの電圧） ｛（Ep−En）／２＋（Ep＋En） ・（ｘ／Ｌ）｝〔Ｖ〕 （８ｂの電圧） ｛（Ep−En）／２−（Ep＋En） ・（ｘ／Ｌ）｝〔Ｖ〕 この結果、差動増幅器９のOUT端子に現われ
る電圧は上記二式の電圧の差に増幅率Ａを乗じた
もので次式となる。

｛２・Ａ・(Ep+En)・(x/L)}〔Ｖ〕 このように差動増幅器９の出力電圧は、完全に
ポテンシヨメータ７ａ，７ｂの位置ｘに比例す
る。そして、出力電圧が０の位置、いわゆる零点
は、常にｘ＝０の位置であり電源電圧の変動に全
く影響されない。

以上実施例にて説明したように本発明によれ
ば、構造が簡単で安価に製作でき、電源電圧の変
動に対して零点は全く変動せず、応答性も良く、
検出感度も従来のポテンシヨメータ式位置検出装
置の２倍となり、回転位置の範囲も狭くならない
などの効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の位置検出装置の例
で、第１図は差動トランス式の構成図、第２図は
ポテンシヨメータ式の構成図、第３図は本発明の
一実施例を示す構成図である。 図面中、１ａ，１ｂは直流電源、４は位置検出
探針、７ａ，７ｂはポテンシヨメータ、８ａ，８
ｂは摺動子、９は差動増幅器である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第１のポテンシヨメータおよび第２のポテン
   シヨメータそれぞれの摺動子が同時に動くように
   この摺動子の取手もしくは回転軸を位置検出探針
   に連結し、上記第１のポテンシヨメータと第２の
   ポテンシヨメータそれぞれに印加する電圧が逆極
   性となるように各ポテンシヨメータを接続し、各
   ポテンシヨメータの摺動子に現われる電圧の差を
   取出すようにした位置検出装置。