JPH037765Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH037765Y2 JPH037765Y2 JP1983068591U JP6859183U JPH037765Y2 JP H037765 Y2 JPH037765 Y2 JP H037765Y2 JP 1983068591 U JP1983068591 U JP 1983068591U JP 6859183 U JP6859183 U JP 6859183U JP H037765 Y2 JPH037765 Y2 JP H037765Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- phase
- primary
- signal
- excited
- Prior art date
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
技術分野
この考案は、可変磁気抵抗方式による位相シフ
ト型直線位置検出装置に関する。
ト型直線位置検出装置に関する。
従来技術
位相シフト型の直線位置検出装置は、直線変位
方向に所定の位置でずらして配設された複数の１
次コイルと、この１次コイルに対応して設けられ
た２次コイルと、１次コイル及び２次コイルに対
して相対的に直線変位可能に配された磁性体コア
とを具備しており、１次コイルの各々を位相のず
れた複数の基準交流信号によつて個別に励磁する
ことにより該基準交流信号を磁性体コアの相対的
直線位置に応じて位相シフトした出力信号を２次
コイルに生ぜしめるようにしている。このように
複数の１次コイルを互いに異なる位相の交流信号
で励磁する構成であるため、各コイル間でクロス
トークが起きた場合は励磁信号の位相にくるいが
生じ、その結果、検出精度が低下するという問題
があつた。１次コイルの配設間隔が比較的広い場
合はそのようなクロストークはさほど問題とはな
らないが、検出装置の小型化の要請あるいは設定
場所の制約等によりコイル配設間隔を狭くしなけ
ればならない場合特に問題となる。
方向に所定の位置でずらして配設された複数の１
次コイルと、この１次コイルに対応して設けられ
た２次コイルと、１次コイル及び２次コイルに対
して相対的に直線変位可能に配された磁性体コア
とを具備しており、１次コイルの各々を位相のず
れた複数の基準交流信号によつて個別に励磁する
ことにより該基準交流信号を磁性体コアの相対的
直線位置に応じて位相シフトした出力信号を２次
コイルに生ぜしめるようにしている。このように
複数の１次コイルを互いに異なる位相の交流信号
で励磁する構成であるため、各コイル間でクロス
トークが起きた場合は励磁信号の位相にくるいが
生じ、その結果、検出精度が低下するという問題
があつた。１次コイルの配設間隔が比較的広い場
合はそのようなクロストークはさほど問題とはな
らないが、検出装置の小型化の要請あるいは設定
場所の制約等によりコイル配設間隔を狭くしなけ
ればならない場合特に問題となる。
クロストークを防止するために磁気シールドを
行う考えそれ自体は公知であり、例えば、特開昭
58−50418号公報に示されている。そこにおいて
は、多数の永久磁石を目盛状に並べた磁気スケー
ルの相対的変位に応じて検出ヘツドが永久磁石の
目盛を感知してパルス出力を生じ、これをカウン
トすることにより位置データを得る。その際に、
基準点発磁体を所定目盛位置に対応して設け、こ
の基準点発磁体の磁気に感知するための基準点検
出ヘツドを別途設け、かつクロストークの防止の
ために、スケール検出ヘツドと基準点検出ヘツド
とを別々に磁気シールドするようにしている。
行う考えそれ自体は公知であり、例えば、特開昭
58−50418号公報に示されている。そこにおいて
は、多数の永久磁石を目盛状に並べた磁気スケー
ルの相対的変位に応じて検出ヘツドが永久磁石の
目盛を感知してパルス出力を生じ、これをカウン
トすることにより位置データを得る。その際に、
基準点発磁体を所定目盛位置に対応して設け、こ
の基準点発磁体の磁気に感知するための基準点検
出ヘツドを別途設け、かつクロストークの防止の
ために、スケール検出ヘツドと基準点検出ヘツド
とを別々に磁気シールドするようにしている。
また、従来知られた位相シフト型直線位置検出
装置としては、特開昭53−106065号公報や特開昭
55−13891号公報などに示されたものがあるが、
それらにおいてはコアは１個しか設けられてい
ず、直線位置検出可能範囲の全域にわたつて１次
コイルを設ける構成であつた。そのため、直線位
置検出可能範囲を拡大するのは困難であつた。
装置としては、特開昭53−106065号公報や特開昭
55−13891号公報などに示されたものがあるが、
それらにおいてはコアは１個しか設けられてい
ず、直線位置検出可能範囲の全域にわたつて１次
コイルを設ける構成であつた。そのため、直線位
置検出可能範囲を拡大するのは困難であつた。
考案の目的
そこでこの考案は、可変磁気抵抗方式による位
相シフト型直線位置検出装置において、直線位置
検出可能範囲を容易に拡大することができるよう
にすると共に、異なる位相の交流信号によつて励
磁されるコイル間においてクロストークが生じる
ことを防止することを目的とする。
相シフト型直線位置検出装置において、直線位置
検出可能範囲を容易に拡大することができるよう
にすると共に、異なる位相の交流信号によつて励
磁されるコイル間においてクロストークが生じる
ことを防止することを目的とする。
考案の概要
この考案に係る位相シフト型直線位置検出装置
は、直線変位方向に関して所定の距離だけ互いに
離隔して配置され、180゜または360゜以外の所定の
位相差を持つ所定の位相差（360／ｄ度）を持つ
基準交流信号によつて個別に励磁される少なくと
も２個の１次コイルと、この１次コイルに対応し
て設けられた２次コイルと、前記１次コイル及び
２次コイルに対して相対的に直線変位可能に配さ
れ、かつ直線変位方向に所定のピツチで複数配列
された磁気抵抗変化を生ぜしめる部材を有するコ
ア部とを具備し、前記各１次コイルの配置の離隔
距離を、各１次コイルの励磁交流信号の前記位相
差（360／ｄ度）と前記コア部における前記部材
の配列の１ピツチの距離Ｐに基いて、Ｐ×｛ｎ±
（１／ｄ）｝（但し、ｎは任意の整数）に設定し、
これにより前記基準交流信号を前記コイルに対す
る前記コア部の直線位置に応じて位相シフトした
出力信号を前記２次コイルに生ぜしめるようにす
ると共に、各１次コイルとそれに対応する２次コ
イルとから成るコイルグループを磁性体によつて
夫々被覆し、位相の異なる１次交流信号によつて
励磁されるコイルグループ間では該磁性体被覆に
よつて相互に磁気遮蔽が成されるようにしたこと
を特徴とするものである。
は、直線変位方向に関して所定の距離だけ互いに
離隔して配置され、180゜または360゜以外の所定の
位相差を持つ所定の位相差（360／ｄ度）を持つ
基準交流信号によつて個別に励磁される少なくと
も２個の１次コイルと、この１次コイルに対応し
て設けられた２次コイルと、前記１次コイル及び
２次コイルに対して相対的に直線変位可能に配さ
れ、かつ直線変位方向に所定のピツチで複数配列
された磁気抵抗変化を生ぜしめる部材を有するコ
ア部とを具備し、前記各１次コイルの配置の離隔
距離を、各１次コイルの励磁交流信号の前記位相
差（360／ｄ度）と前記コア部における前記部材
の配列の１ピツチの距離Ｐに基いて、Ｐ×｛ｎ±
（１／ｄ）｝（但し、ｎは任意の整数）に設定し、
これにより前記基準交流信号を前記コイルに対す
る前記コア部の直線位置に応じて位相シフトした
出力信号を前記２次コイルに生ぜしめるようにす
ると共に、各１次コイルとそれに対応する２次コ
イルとから成るコイルグループを磁性体によつて
夫々被覆し、位相の異なる１次交流信号によつて
励磁されるコイルグループ間では該磁性体被覆に
よつて相互に磁気遮蔽が成されるようにしたこと
を特徴とするものである。
基準交流信号の位相差を360／ｄ度とすると、
各１次コイルの配置は、このｄに応じてＰ×｛ｎ
±（１／ｄ）｝なる条件を満たすよう決定する。こ
れにより、直線位置に応じて位相シフトされた出
力信号を得ることができる。例えば、基準交流信
号が正弦波と余弦波であり、その位相差が90度で
あれば、ｄ＝４であり、コイル配置間隔はＰ×
｛ｎ±（1/4）｝なる条件を満たすよう決定する。
各１次コイルの配置は、このｄに応じてＰ×｛ｎ
±（１／ｄ）｝なる条件を満たすよう決定する。こ
れにより、直線位置に応じて位相シフトされた出
力信号を得ることができる。例えば、基準交流信
号が正弦波と余弦波であり、その位相差が90度で
あれば、ｄ＝４であり、コイル配置間隔はＰ×
｛ｎ±（1/4）｝なる条件を満たすよう決定する。
このようにコイル配置を選定し、コア部では、
磁気抵抗変化を生ぜしめる部材を所定のピツチで
複数配列することにより、直線変位量Ｐ毎に周期
的な位相変化が繰返し生じ、複数ピツチＰにわた
つて直線位置検出を行うことができる。コイル構
成は何ら変更することなく、コア部における磁気
抵抗変化を生ぜしめる部材の配列数を任意に変更
することにより、直線位置検出可能範囲を簡単に
拡大することができる。
磁気抵抗変化を生ぜしめる部材を所定のピツチで
複数配列することにより、直線変位量Ｐ毎に周期
的な位相変化が繰返し生じ、複数ピツチＰにわた
つて直線位置検出を行うことができる。コイル構
成は何ら変更することなく、コア部における磁気
抵抗変化を生ぜしめる部材の配列数を任意に変更
することにより、直線位置検出可能範囲を簡単に
拡大することができる。
このように異なる位相の複数交流信号で励磁す
る場合、特にクロストークの影響が大きな問題と
なるが、位相の異なる１次交流信号によつて励磁
されるコイルグループ間では磁性体被覆によつて
相互に磁気遮蔽が成されるようにしたため、この
問題を解決することができる。
る場合、特にクロストークの影響が大きな問題と
なるが、位相の異なる１次交流信号によつて励磁
されるコイルグループ間では磁性体被覆によつて
相互に磁気遮蔽が成されるようにしたため、この
問題を解決することができる。
実施例
以下添付図面に示された実施例に基づきこの考
案を詳細に説明しよう。
案を詳細に説明しよう。
第１図において、検出器２０は、所定の配置で
相対的に固定された１次コイル及び２次コイル
と、これらのコイル内に相対的に直線移動可能に
挿入されたコア部３とを含んでいる。コア部３
は、直線変位方向に所定間隔で配された複数個の
磁性体コア３ａと、その間に介在する非磁性体ス
ペーサ３ｂとから成る。一例として、コア３ａは
ほぼ「Ｐ／２」の長さの円筒形状であり、スペーサ ３ｂの長さもほぼ「Ｐ／２」である。
相対的に固定された１次コイル及び２次コイル
と、これらのコイル内に相対的に直線移動可能に
挿入されたコア部３とを含んでいる。コア部３
は、直線変位方向に所定間隔で配された複数個の
磁性体コア３ａと、その間に介在する非磁性体ス
ペーサ３ｂとから成る。一例として、コア３ａは
ほぼ「Ｐ／２」の長さの円筒形状であり、スペーサ ３ｂの長さもほぼ「Ｐ／２」である。
この実施例において、コイルは４つの相で動作
するように設けられている。これらの相を適宜上
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄなる符号を用いて区別する。コイ
ルに対するコア３ａの相対的位置に応じて各相Ａ
〜Ｄに生じる磁気抵抗が90度づつずれるようにな
つており、例えばＡ相をコサイン相とすると、Ｂ
相はサイン相、Ｃ相はマイナスコサイン相、Ｄ相
はマイナスサイン相となるように、各コイルの配
置及びコア３ａの寸法形状が決定されている。磁
気抵抗変化が互いに逆相であるＡ相とＣ相のコイ
ルグループは共通の１次交流信号によつて励磁さ
れ、同じく逆相の磁気抵抗変化を示すＢ相とＤ相
のコイルグループも共通の１次交流信号によつて
励磁され、Ａ，Ｃ相のコイルグループとＢ，Ｄ相
のコイルグループの１次交流信号の間にはそれら
の磁気抵抗の位相ずれ90度に対応する電気的位相
ずれが存在するようにする。例えばＡ，Ｃ相のコ
イルグループは正弦信号によつて励磁し、Ｂ，Ｄ
相のコイルグループは余弦信号によつて励磁す
る。
するように設けられている。これらの相を適宜上
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄなる符号を用いて区別する。コイ
ルに対するコア３ａの相対的位置に応じて各相Ａ
〜Ｄに生じる磁気抵抗が90度づつずれるようにな
つており、例えばＡ相をコサイン相とすると、Ｂ
相はサイン相、Ｃ相はマイナスコサイン相、Ｄ相
はマイナスサイン相となるように、各コイルの配
置及びコア３ａの寸法形状が決定されている。磁
気抵抗変化が互いに逆相であるＡ相とＣ相のコイ
ルグループは共通の１次交流信号によつて励磁さ
れ、同じく逆相の磁気抵抗変化を示すＢ相とＤ相
のコイルグループも共通の１次交流信号によつて
励磁され、Ａ，Ｃ相のコイルグループとＢ，Ｄ相
のコイルグループの１次交流信号の間にはそれら
の磁気抵抗の位相ずれ90度に対応する電気的位相
ずれが存在するようにする。例えばＡ，Ｃ相のコ
イルグループは正弦信号によつて励磁し、Ｂ，Ｄ
相のコイルグループは余弦信号によつて励磁す
る。
第１図の例では、各相Ａ〜Ｄの１次コイル１Ａ
〜１Ｄと２次コイル２Ａ〜２Ｄは対応するもの同
士が同じ位置に巻かれており、個々のコイルのコ
イル長はほぼ「Ｐ／２」である。そして、Ａ相とＣ 相のコイル１Ａ，２Ａ，１Ｃ，２Ｃが隣合つて設
けられており、Ｂ相とＤ相のコイル１Ｂ，２Ｂ，
１Ｄ，２Ｄも隣合つて設けられており、Ａ，Ｃ相
のコイルグループとＢ，Ｄ相のコイルグループの
間隔が「Ｐ（ｎ±１／４）」（ｎは任意の自然数）とな つている。
〜１Ｄと２次コイル２Ａ〜２Ｄは対応するもの同
士が同じ位置に巻かれており、個々のコイルのコ
イル長はほぼ「Ｐ／２」である。そして、Ａ相とＣ 相のコイル１Ａ，２Ａ，１Ｃ，２Ｃが隣合つて設
けられており、Ｂ相とＤ相のコイル１Ｂ，２Ｂ，
１Ｄ，２Ｄも隣合つて設けられており、Ａ，Ｃ相
のコイルグループとＢ，Ｄ相のコイルグループの
間隔が「Ｐ（ｎ±１／４）」（ｎは任意の自然数）とな つている。
共通の１次信号（例えば正弦波）によつて励磁
されるＡ，Ｃ相のコイルグループの周囲には磁性
体４が被覆されている。同様にＢ，Ｄ相のコイル
グループの周囲には別の磁性体５が被覆されてい
る。その結果、Ａ，Ｃ相のコイルグループとＢ，
Ｄ相のコイルグループが夫々磁気遮蔽され、両者
間のクロストークを防止することができる。従つ
て、両コイルグループの間隔「Ｐ（ｎ±１／４）」を 最小値にすることができる（ｎ＝１とし、Ｐを必
要に応じていくらでも小さくできる）。
されるＡ，Ｃ相のコイルグループの周囲には磁性
体４が被覆されている。同様にＢ，Ｄ相のコイル
グループの周囲には別の磁性体５が被覆されてい
る。その結果、Ａ，Ｃ相のコイルグループとＢ，
Ｄ相のコイルグループが夫々磁気遮蔽され、両者
間のクロストークを防止することができる。従つ
て、両コイルグループの間隔「Ｐ（ｎ±１／４）」を 最小値にすることができる（ｎ＝１とし、Ｐを必
要に応じていくらでも小さくできる）。
第２図に示す実施例は、コア部３０が丸棒３１
に外嵌したリング状の磁性体コア３０ａとスペー
サ３０ｂとから成る点が第１図とは異なり、他は
第１図と同様である。
に外嵌したリング状の磁性体コア３０ａとスペー
サ３０ｂとから成る点が第１図とは異なり、他は
第１図と同様である。
第３図に示す実施例では、コア部３２が、円錐
形もしくは円錐台形の複数のテーパ部３２ａ，３
２ｂ…を相対的直線変化方向に沿つて交互に逆向
きに一定ピツチＰで形成して成るものである。一
定長Ｐ／２にわたつて断面積が漸減する第１の磁性 体テーパ部３２ａと、それに引き続いて一定長
Ｐ／２にわたつて断面積が漸増する第２の磁性体テ ーパ部３２ｂとが一組になつて、変位量Ｐの範囲
で１周期分の三角関数形の磁気抵抗変化をもたら
すのに寄与する。各相Ａ〜Ｄの１次コイル１Ａ〜
１Ｄ、２次コイル２Ａ〜２Ｄは、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
の順で「Ｐ／４」の間隔で設けられている。そして、 各相毎のコイルグループが磁性体６，７，８，９
によつて夫々被覆されている。
形もしくは円錐台形の複数のテーパ部３２ａ，３
２ｂ…を相対的直線変化方向に沿つて交互に逆向
きに一定ピツチＰで形成して成るものである。一
定長Ｐ／２にわたつて断面積が漸減する第１の磁性 体テーパ部３２ａと、それに引き続いて一定長
Ｐ／２にわたつて断面積が漸増する第２の磁性体テ ーパ部３２ｂとが一組になつて、変位量Ｐの範囲
で１周期分の三角関数形の磁気抵抗変化をもたら
すのに寄与する。各相Ａ〜Ｄの１次コイル１Ａ〜
１Ｄ、２次コイル２Ａ〜２Ｄは、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
の順で「Ｐ／４」の間隔で設けられている。そして、 各相毎のコイルグループが磁性体６，７，８，９
によつて夫々被覆されている。
第４図に示す実施例は、コア部３は第１図と同
様であるが、コイル構成が若干異なる。つまり、
Ａ相とＣ相で共通の１次コイル１ACを使用し、
Ｂ相とＤ相で共通の１次コイル１BDを使用す
る。Ａ，Ｃ相のコイルグループでは、２次コイル
２Ａ、１次コイル１AC、２次コイル２Ｃの順で
並んでおりその全長がほぼ「Ｐ」である。Ｂ，Ｄ
相のコイルグループも同様であり、両グループ間
の配設間隔は「Ｐ（ｎ±１／４）」である。そして、 Ａ，Ｃ相のコイルグループは磁性体１０によつて
被覆され、Ｂ，Ｄ相のコイルグループは磁性体１
１によつて被覆されている。
様であるが、コイル構成が若干異なる。つまり、
Ａ相とＣ相で共通の１次コイル１ACを使用し、
Ｂ相とＤ相で共通の１次コイル１BDを使用す
る。Ａ，Ｃ相のコイルグループでは、２次コイル
２Ａ、１次コイル１AC、２次コイル２Ｃの順で
並んでおりその全長がほぼ「Ｐ」である。Ｂ，Ｄ
相のコイルグループも同様であり、両グループ間
の配設間隔は「Ｐ（ｎ±１／４）」である。そして、 Ａ，Ｃ相のコイルグループは磁性体１０によつて
被覆され、Ｂ，Ｄ相のコイルグループは磁性体１
１によつて被覆されている。
第１図乃至第３図における１次コイル１Ａ〜１
Ｄ及び２次コイル２Ａ〜２Ｄの結線形式は第５図
または第６図のようにする。第５図は、Ａ相とＣ
相の１次コイル１Ａ及び１Ｃを正弦信号sinωtに
よつて互いに逆相で励磁し、２次コイル２Ａ及び
２Ｃの出力を同相で加算するようにした結線形式
を示すものである。Ｂ相とＤ相も上述と同様に、
１次コイル１Ｂ，１Ｄを余弦信号cosωtで逆相励
磁し、２次コイル２Ｂ，２Ｄの出力を同相加算す
る。一方、第６図の結線形式では、Ａ相とＣ相の
１次コイル１Ａ，１Ｃを正弦信号sinωtによつて
同相で励磁し、２次コイル２Ａ，２Ｃを逆相接続
する。また、Ｂ相とＤ相の１次コイル１Ｂ，１Ｄ
を余弦信号cosωtによつて同相で励磁し、２次コ
イル２Ｂ，２Ｄを逆相接続する。
Ｄ及び２次コイル２Ａ〜２Ｄの結線形式は第５図
または第６図のようにする。第５図は、Ａ相とＣ
相の１次コイル１Ａ及び１Ｃを正弦信号sinωtに
よつて互いに逆相で励磁し、２次コイル２Ａ及び
２Ｃの出力を同相で加算するようにした結線形式
を示すものである。Ｂ相とＤ相も上述と同様に、
１次コイル１Ｂ，１Ｄを余弦信号cosωtで逆相励
磁し、２次コイル２Ｂ，２Ｄの出力を同相加算す
る。一方、第６図の結線形式では、Ａ相とＣ相の
１次コイル１Ａ，１Ｃを正弦信号sinωtによつて
同相で励磁し、２次コイル２Ａ，２Ｃを逆相接続
する。また、Ｂ相とＤ相の１次コイル１Ｂ，１Ｄ
を余弦信号cosωtによつて同相で励磁し、２次コ
イル２Ｂ，２Ｄを逆相接続する。
第４図におけるコイル結線形式は第７図のよう
にする。すなわち、Ａ相及びＣ相の１次コイル１
ACを正弦信号sinωtで励磁し、２次コイル２Ａ，
２Ｃを逆相接続する。また、Ｂ相及びＤ相の１次
コイル１BDを余弦信号cosωtで励磁し、２次コ
イル２Ｂ，２Ｄを逆相接続する。
にする。すなわち、Ａ相及びＣ相の１次コイル１
ACを正弦信号sinωtで励磁し、２次コイル２Ａ，
２Ｃを逆相接続する。また、Ｂ相及びＤ相の１次
コイル１BDを余弦信号cosωtで励磁し、２次コ
イル２Ｂ，２Ｄを逆相接続する。
第５図乃至第７図の結線形式は要するに次のよ
うに表現できる。すなわち、リラクタンス変化が
180度ずれた２つの相（ＡとＣあるいはＢとＤ）
を互いに逆相で動作させ、かつ、リラクタンス変
化が90度ずれた２つの対（ＡとＣの対とＢとＤの
対）の一方を正弦信号sinωtによつて励磁し、他
方を余弦信号cosωtによつて励磁する。Ａ，Ｃ相
の対とＢ，Ｄ相の対の２次コイル出力を加算した
ものが検出器２０の出力信号Ｙとなる。この出力
信号Ｙは、コア部３，３０，３２の直線位置に応
じた位相角φだけ基準交流信号（sinωtまたは
cosωt）を位相シフトしたものとなる。その理由
は、各相Ａ〜Ｄのリラクタンスが90度づつずれて
おり、かつ一方の対（Ａ，Ｃ）と他方の対（Ｂ，
Ｄ）の励磁信号の電気的位相が90度ずれているた
めである。この点を略式で示すと次の通りであ
る。
うに表現できる。すなわち、リラクタンス変化が
180度ずれた２つの相（ＡとＣあるいはＢとＤ）
を互いに逆相で動作させ、かつ、リラクタンス変
化が90度ずれた２つの対（ＡとＣの対とＢとＤの
対）の一方を正弦信号sinωtによつて励磁し、他
方を余弦信号cosωtによつて励磁する。Ａ，Ｃ相
の対とＢ，Ｄ相の対の２次コイル出力を加算した
ものが検出器２０の出力信号Ｙとなる。この出力
信号Ｙは、コア部３，３０，３２の直線位置に応
じた位相角φだけ基準交流信号（sinωtまたは
cosωt）を位相シフトしたものとなる。その理由
は、各相Ａ〜Ｄのリラクタンスが90度づつずれて
おり、かつ一方の対（Ａ，Ｃ）と他方の対（Ｂ，
Ｄ）の励磁信号の電気的位相が90度ずれているた
めである。この点を略式で示すと次の通りであ
る。
すなわち、コア部３，３０，３２の直線位置に
対応する位相をφとすると、直線位置に応じたリ
ラクタンス変化の関数は、Ａ相がcosφ、Ｂ相が
sinφ、Ｃ相が−cosφ、Ｄ相が−sinφなる略式で
示すことができる。Ａ相とＣ相を正弦信号sinωt
によつて互いに逆相で動作させ、かつＢ相とＤ相
を余弦信号cosωtによつて互いに逆相で動作さ
せ、その結果生じた２次コイル出力を加算的に合
成するので、出力信号Ｙは次のような略式で実質
的に表現することができる。
対応する位相をφとすると、直線位置に応じたリ
ラクタンス変化の関数は、Ａ相がcosφ、Ｂ相が
sinφ、Ｃ相が−cosφ、Ｄ相が−sinφなる略式で
示すことができる。Ａ相とＣ相を正弦信号sinωt
によつて互いに逆相で動作させ、かつＢ相とＤ相
を余弦信号cosωtによつて互いに逆相で動作さ
せ、その結果生じた２次コイル出力を加算的に合
成するので、出力信号Ｙは次のような略式で実質
的に表現することができる。
Ｙ＝sinωt cosφ−（−sinωt cosφ）
＋cosωt sinφ−（−cosωt sinφ）
＝2sinωt cosφ＋2cosωt sinφ
＝2sin（ωt＋φ）
上記式で便宜的に「２」と示された係数を諸種
の条件に応じて定まる定数Ｋで置換えると、 Ｙ＝Ksin（ωt＋φ） と表現できる。ここで、リラクタンス変化の位相
φはコア部の直線位置ｌに所定の比例係数（また
は関数）に従つて比例しているので、出力信号Ｙ
における基準信号sinωt（またはcosωt）からの位
相ずれφを測定することにより直線位置ｌを検出
することができる。ただし、位相ずれ量φが全角
2πのとき、直線位置ｌは前述の距離Ｐ（コアの１
ピツチ長）に相当する。
の条件に応じて定まる定数Ｋで置換えると、 Ｙ＝Ksin（ωt＋φ） と表現できる。ここで、リラクタンス変化の位相
φはコア部の直線位置ｌに所定の比例係数（また
は関数）に従つて比例しているので、出力信号Ｙ
における基準信号sinωt（またはcosωt）からの位
相ずれφを測定することにより直線位置ｌを検出
することができる。ただし、位相ずれ量φが全角
2πのとき、直線位置ｌは前述の距離Ｐ（コアの１
ピツチ長）に相当する。
検出器２０の出力信号Ｙと基準交流信号sinωt
（またはcosωt）との位相ずれφを求めるための
手段は適宜に構成できる。第８図は位相ずれφを
デイジタル量で求めるようにした回路例を示すも
のである。特に図示しないが、積分回路を用いて
基準交流信号sinωtと出力信号Ｙ＝Ksin（ωt＋φ）
との０位相の時間差分を求めることにより、位相
ずれφをアナログ量で求めることもできる。
（またはcosωt）との位相ずれφを求めるための
手段は適宜に構成できる。第８図は位相ずれφを
デイジタル量で求めるようにした回路例を示すも
のである。特に図示しないが、積分回路を用いて
基準交流信号sinωtと出力信号Ｙ＝Ksin（ωt＋φ）
との０位相の時間差分を求めることにより、位相
ずれφをアナログ量で求めることもできる。
第８図において、発振部２９は基準の正弦信号
sinωtと余弦信号cosωtを発生する回路、位相差
検出回路３７は上記位相ずれφを測定するための
回路である。クロツク発振器３３から発振された
クロツクパルスCPがカウンタ２７でカウントさ
れる。カウンタ２７は例えばモジユロＭであり、
そのカウント値がレジスタ２８に与えられる。カ
ウンタ２７の４／Ｍ分周出力からは、クロツクパル スCPを４／Ｍ周したパルスPcが取り出され、1/2分 周用のフリツプフロツプ34のＣ入力に与えられ
る。このフリツプフロツプ３４のＱ出力から出た
パルスPbがフリツプフロツプ３５に加わり、
出力から出たパルスPaがフリツプフロツプ３６
に加わり、これら３５及び３６の出力がローパス
フイルタ２１，２２及び増幅器２３，２４を経由
して、余弦信号cosωtと正弦信号sinωtが得られ
る。カウンタ２７におけるＭカウントがこれら基
準信号cosωt、sinωtの2πラジアン分の位相角に
相当する。すなわち、カウンタ２７の１カウント
値は2π／Ｍラジアンの位相角を示している。
sinωtと余弦信号cosωtを発生する回路、位相差
検出回路３７は上記位相ずれφを測定するための
回路である。クロツク発振器３３から発振された
クロツクパルスCPがカウンタ２７でカウントさ
れる。カウンタ２７は例えばモジユロＭであり、
そのカウント値がレジスタ２８に与えられる。カ
ウンタ２７の４／Ｍ分周出力からは、クロツクパル スCPを４／Ｍ周したパルスPcが取り出され、1/2分 周用のフリツプフロツプ34のＣ入力に与えられ
る。このフリツプフロツプ３４のＱ出力から出た
パルスPbがフリツプフロツプ３５に加わり、
出力から出たパルスPaがフリツプフロツプ３６
に加わり、これら３５及び３６の出力がローパス
フイルタ２１，２２及び増幅器２３，２４を経由
して、余弦信号cosωtと正弦信号sinωtが得られ
る。カウンタ２７におけるＭカウントがこれら基
準信号cosωt、sinωtの2πラジアン分の位相角に
相当する。すなわち、カウンタ２７の１カウント
値は2π／Ｍラジアンの位相角を示している。
検出器２０の出力信号Ｍは増幅器２５を介して
コンパレータ２６に加わり、該信号Ｙの正・負極
性に応じた方形波信号が該コンパレータ２６から
出力される。このコンパレータ２６の出力信号の
立上りに応答して立上り検出回路２８からパルス
Tsが出力され、このパルスTsに応じてカウンタ
２７のカウント値をレジスタ２８にロードする。
その結果、位相ずれφに応じたデイジタル値D〓
がレジスタ２８に取り込まれる。
コンパレータ２６に加わり、該信号Ｙの正・負極
性に応じた方形波信号が該コンパレータ２６から
出力される。このコンパレータ２６の出力信号の
立上りに応答して立上り検出回路２８からパルス
Tsが出力され、このパルスTsに応じてカウンタ
２７のカウント値をレジスタ２８にロードする。
その結果、位相ずれφに応じたデイジタル値D〓
がレジスタ２８に取り込まれる。
考案の効果
以上の通りこの考案によれば、１ピツチＰに相
当する変位範囲で360゜にわたる完全な位相変化を
得ることができ、しかも、単にコア部における磁
気抵抗変化を生ぜしめる部材の数を増加するだけ
で、そのような360゜の位相変化が無限長の測定範
囲にわたつて何サイクルも連続して生ぜしめられ
るようにすることができる、という優れた効果を
奏する。同時に、各コイルグループの周囲を磁性
体によつて被覆したので、異なる位相の交流信号
によつて励磁されるコイルグループ間におけるク
ロストークが防止され、検出精度が向上すると共
に、各コイルグループの配設間隔を狭くすること
ができ、装置全体を小型化する場合に有利であ
る。
当する変位範囲で360゜にわたる完全な位相変化を
得ることができ、しかも、単にコア部における磁
気抵抗変化を生ぜしめる部材の数を増加するだけ
で、そのような360゜の位相変化が無限長の測定範
囲にわたつて何サイクルも連続して生ぜしめられ
るようにすることができる、という優れた効果を
奏する。同時に、各コイルグループの周囲を磁性
体によつて被覆したので、異なる位相の交流信号
によつて励磁されるコイルグループ間におけるク
ロストークが防止され、検出精度が向上すると共
に、各コイルグループの配設間隔を狭くすること
ができ、装置全体を小型化する場合に有利であ
る。
第１図乃至第４図はこの考案に係る位相シフト
型直線位置検出装置の実施例を夫々示す軸方向断
面図、第５図乃至第７図は上記各実施例における
コイル結線形式を夫々示す回路図、第８図は１次
コイルに基準交流信号を与える回路及び２次コイ
ル出力信号の位相ずれを測定する回路の一例を示
す電気的ブロツク図、である。 ２０……検出器、１Ａ〜１Ｄ，１AC，１BD
……１次コイル、２Ａ〜２Ｄ……２次コイル、
３，３０，３２……コア部、３ａ，３０ａ……磁
性体コア、３ｂ，３０ｂ……非磁性体スペーサ、
３１……丸棒、４〜１１……各コイルグループを
被覆した磁性体。
型直線位置検出装置の実施例を夫々示す軸方向断
面図、第５図乃至第７図は上記各実施例における
コイル結線形式を夫々示す回路図、第８図は１次
コイルに基準交流信号を与える回路及び２次コイ
ル出力信号の位相ずれを測定する回路の一例を示
す電気的ブロツク図、である。 ２０……検出器、１Ａ〜１Ｄ，１AC，１BD
……１次コイル、２Ａ〜２Ｄ……２次コイル、
３，３０，３２……コア部、３ａ，３０ａ……磁
性体コア、３ｂ，３０ｂ……非磁性体スペーサ、
３１……丸棒、４〜１１……各コイルグループを
被覆した磁性体。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 直線変位方向に関して所定の距離だけ互いに離
隔して配置され、180゜または360゜以外の所定の位
相差を持つ所定の位相差（360／ｄ度）を持つ基
準交流信号によつて個別に励磁される少なくとも
２個の１次コイルと、 この１次コイルに対応して設けられた２次コイ
ルと、 前記１次コイル及び２次コイルに対して相対的
に直線変位可能に配され、かつ直線変位方向に所
定のピツチで複数配列された磁気抵抗変化を生ぜ
しめる部材を有するコア部とを具備し、 前記各１次コイルの配置の離隔距離を、各１次
コイルの励磁交流信号の前記位相差（360／ｄ度）
と前記コア部における前記部材の配列の１ピツチ
の距離Ｐに基いて、Ｐ×｛ｎ±（１／ｄ）｝（但し、
ｎは任意の整数）に設定し、これにより前記基準
交流信号を前記コイルに対する前記コア部の直線
位置に応じて位相シフトした出力信号を前記２次
コイルに生ぜしめるようにすると共に、 各１次コイルとそれに対応する２次コイルとか
ら成るコイルグループを磁性体によつて夫々被覆
し、位相の異なる１次交流信号によつて励磁され
るコイルグループ間では該磁性体被覆によつて相
互に磁気遮蔽が成されるようにしたことを特徴と
する位相シフト型直線位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6859183U JPS59175105U (ja) | 1983-05-10 | 1983-05-10 | 位相シフト型直線位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6859183U JPS59175105U (ja) | 1983-05-10 | 1983-05-10 | 位相シフト型直線位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59175105U JPS59175105U (ja) | 1984-11-22 |
| JPH037765Y2 true JPH037765Y2 (ja) | 1991-02-26 |
Family
ID=30198763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6859183U Granted JPS59175105U (ja) | 1983-05-10 | 1983-05-10 | 位相シフト型直線位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59175105U (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69304244T2 (de) | 1992-05-12 | 1997-04-10 | Kabushiki Kaisha SG, Kokubunji, Tokio/Tokyo | Punktschweissmaschine |
| GB2356049B (en) * | 1999-11-04 | 2004-04-28 | Elliott Ind Ltd | Improvements in or relating to position detectors |
| JP4591694B2 (ja) * | 2005-07-01 | 2010-12-01 | 村田機械株式会社 | 移動体システム |
| JP5600636B2 (ja) * | 2011-04-11 | 2014-10-01 | 株式会社東海理化電機製作所 | 位置検出装置 |
| JP7391591B2 (ja) * | 2019-10-03 | 2023-12-05 | 三木 篤子 | 位置検出装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5850418A (ja) * | 1981-09-21 | 1983-03-24 | Sony Magnescale Inc | 磁気スケ−ル装置 |
-
1983
- 1983-05-10 JP JP6859183U patent/JPS59175105U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59175105U (ja) | 1984-11-22 |
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