JPH04204319A - 検出コイルの出力信号処理装置 - Google Patents

検出コイルの出力信号処理装置

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JPH04204319A
JPH04204319A JP2339129A JP33912990A JPH04204319A JP H04204319 A JPH04204319 A JP H04204319A JP 2339129 A JP2339129 A JP 2339129A JP 33912990 A JP33912990 A JP 33912990A JP H04204319 A JPH04204319 A JP H04204319A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、渦流式探傷装置や荷重センサ、位置検出装置
等の検出コイルの出力信号の、温度の変化によるドリフ
トを補償する信号処理装置に関する。
〔従来の技術〕
渦流式探傷装置や荷重センサまたは位置検出装置等にお
いては、被検出部材の電気磁気的特性の変化を、検出コ
イルを用いてコイル特性(自己インダクタンス、相互イ
ンダクタンスなど)の変化として検知することがしばし
ば行われている。しかし、検出コイルの出力特性は、環
境の変動によって影響を受け、ゼロ点等が変動する。特
に、コイル自身の温度変化による影響が太きい。このた
め、従来は、検出コイルと別に温度検出用のコイルを設
け、この温度検出用コイルによって温度補正信号を出力
させ、検出コイルの出力信号を温度補正信号によって補
正し、温度変化による影響を除去するようにしている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、上記のように、検出コイルと別に温度検出用コ
イルを設けて補正を行う方法は、検出コイル用と温度検
出用コイルとの信号処理回路を設ける必要があり、二重
の信号処理回路を設けなければならず、て装置が複雑化
するばかりでなく、高価となる。
本発明は、上記従来技術の欠点を解消するためになされ
たもので、温度変化に基づくゼロ点等の変動を安価に補
正することができる検出コイルの出力信号処理装置を提
供することを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
検出コイル自身や周囲環境の温度が変化すると、コイル
自身の磁気特性や被検出部材の透磁率の変化等によって
検出コイルのインダクタンスが変化し、検出部の出力信
号の位相がずれてくる。
この温度が変化に伴い位相ずれが生ずることに注目して
なされたもので、上記の目的を達成するために、本発明
の第1は、被検出部材の電磁気的変化を検出する検出部
の検出コイルに基準信号を与える交流信号源と、この交
流信号源の出力信号を受け、所定の角度だけ位相をずら
して出力する移相器と、前記検出部の出力信号が入力す
るとともに、前記移相器の出力を受けて、前記検出部の
出力信号を移相検波する位相検波器とを有することを特
徴としている。
また、本発明の第2は、被検出部材の電磁気的変化を検
出する検出部の検出コイルに基準信号を与える交流信号
源と、この交流信号源の出力信号を受け、所定の角度だ
け位相をずらして出力する移相器と、前記検出部の出力
信号が入力するとともに、前記移相器の出力を受けて、
前記検出部の出力信号を移相検波する位相検波器と、前
記検出コイルと前記被検出部材との少なくとのいずれか
一方の温度と前記検出部の出力信号の位相ずれとの関係
を示すデータを格納したメモリと、検出された前記温度
に対応した前記メモリ内のデータを読み出し、前記移相
器の移相量を制御する移相制御器とを有することを特徴
としている。
(作用〕 上記の如く構成した本発明の第1は、検出コイルなどが
一定温度変化したときに、移相器によって温度が変化し
たことによる位相のずれを生じた分だけ交流信号源の出
力信号の位相をずらし、これに基づいて位相検波するこ
とにより、温度変動により影響を小さくすることができ
、測定精度が向上する。
また、本発明の第2においては、検出コイルと被検出部
材との少なくとのいずれか一方の温度と検出部の出力信
号の位相ずれとの関係を求め、メモリに格納しておく。
そして、移相制御器が入力してきた温度に基づいて、メ
モリから対応する位相ずれ量を読み出し、交流信号源が
出力した基準信号が、メモリから読み出した位相ずれ分
だけ位相角がずれるように移相器を制御する。
これにより、移相器は、交流信号源の出力信号を温度の
変動によって位相かずれた分に応じて交流信号源の出力
信号の位相をずらして検波回路に送り、検波回路がこの
位相をずらせた信号によって、検出部の出力信号を検波
する。従って、温度変化に伴う検出部の出力信号の位相
ずれを補正することができ、温度変化によるドリフトを
除去して検出精度を向上することができる。しかも、本
発明は、温度検出用コイルを用いるのと異なり、二重の
信号処理回路を必要とせず、装置の簡素化が図れて、コ
ストを低減することができる。
(実施例〕 本発明に係る検出コイルの出力信号処理装置の好ましい
実施例を、添付図面に従って詳説する。
第1図は、本発明の実施例に係る検出コイルの出力信号
処理装置のブロック図である。
第1図において、出力信号処理装置10に接続しである
検出部30は、ブリッジ回路からなっている。このブリ
ッジ回路は、接続点a、C間と接読点a、dfFiとに
検出コイルL3、Lxが接続してあり、接続点c、bと
接続点d、b間とに抵抗R,、R,が接続しである。
検出コイルL、、L2は、例えば磁歪式のいわゆるブレ
スダクタ型荷重センサ30の検出コイルであって、第2
図に示したように、薄板ケイ素鋼板の積層体32の中央
部に設けた4つのコイル孔34に巻いてあり、検出コイ
ルL1と検出コイルL、とが直交交差するように配置し
である。なお、第2図に示した矢印Fは、荷重センサ3
0に作用する荷重方向を示している。
出力信号処理装置10は、交流信号源としての発振器1
2と、この発振器12の出力を増幅する出力増幅器14
とを有し、出力増幅器14の出力側がブリッジ回路の入
力側となっている接続点a、bに接続してあり、ブリッ
ジ回路に給電できるようにしである。また、出力信号処
理装置10には、発振器12の出力信号の位相を変える
移相器16と、この移相器16に移相制御信号を入力す
る移相制御器18と、移相制御器18に接続しであるメ
モリ20とが設けであるとともに、ブリッジ回路の出力
側である接続点c、dと移相器16の出力側とに接続し
てあり、移相器16の出力に基づいてブリッジ回路(検
出部30)の出力″信号を位相検波する位相検波器22
、位相検波器22の出力信号から雑音を除去するフィル
タ24、フィルタ24を透過した信号を積分する積分器
26、積分器26の出力を増幅する増幅器26を備えて
いる。そして、上記した移相制御器18には、検出コイ
ルL、 、L2 と被検出部材との少なくとの一方の温
度を検出する温度センサ36の検出信号が入力するよう
になっている。
上記の如く構成した実施例の作用は、次のとおりである
検出コイルLl、Lmを配置した周囲環境の温度や、例
えば第2図に示した荷重センサ30を取り付けた被検出
部材の温度が変化すると、検出コイルし1、L2や積層
体32の温度が変化する。
ところで、検出コイルL、 、L2の電磁気特性が全く
同じであり、かつ積層体32が全体にわたって一様であ
れば、荷重センサに荷重か作用していない場合、周囲の
温度が変動しても検出部30であるブリッジ回路の出力
端子となる接続点C1dは同電位であるはずである。と
ころが、一般に検出コイルL、、L2は、製作誤差や材
質のバラツキ等から電気磁気特性が異なり、また積層体
32の電気磁気特性が部分的に異なっている。このため
、周囲温度等が変動り、被検出部材の温度が変化すると
、各検出コイルLL、L2のインダクタンスが相違し、
回路a、c、bと回路a、d、bとでインピーダンスが
異なって、接続点c、d間の位相ずれを生ずる。従って
、例えば第2図の荷重センサ30に荷重が作用していな
いにもかかわらず、温度が変化すると接点c、d間に電
圧が出力されてゼロ点が変動し、いわゆるドリフトを生
ずる。そこで、未実施例では、この温度の変化によるド
リフトを次のようにして補正している。
まず、検出コイルLt、Lxまたは被検出部材の温度と
検出部30の出力信号の位相ずれとの関係を予め求めて
おき、この関係をテーブルまたは関数等にしてメモリ2
0に格納しておく。また、荷重センサ30にサーミスタ
等の温度センサ36を装着し、荷重センサ30の温度を
検出して、検出信号を移相制御器18に入力する。
交流信号源である発振器12は、駆動されて第3図(A
)に示したような正弦波の基準信号を出力する。この発
振器12の出力信号は、出力増幅器14と移相器16と
に入力される。
出力増幅器14は、発振器12の出力を増幅して検出部
30であるブリッジ回路の入力端子となっている接続点
a、bに印加する。そして、ブリッジ回路の出力端子で
ある接続点c、dからは、例えば第3図(B)に示した
ような、発振器12の出力信号(基準信号)に対して9
0度位相の遅れた信号が出力される。この出力信号は、
例えば同図(C)に示したように、検出部30の出力信
号に対して45度位相が進んでいる(基準信号に対して
45度位相が遅れている)荷重対応信号と、同図(D)
に示したように検出部30の出力信号に対して45度位
相が遅れている(基準信号に対して13535度位相れ
ている)温度変動に基づく温度誤差信号からなっている
一方、温度センサ36は、荷重センサ30の温度を検出
し、移相制御器18に入力する。そして、移相制御器1
8は、温度センサ36が検出した温度に基づいて、メモ
リ20に格納しであるこの温度に対応した位相ずれ量を
読み出し、この位相ずれに応じて発振器12の出力信号
を移相するよに移相器16を制御する。
移相器16は、移相制御器18から側割信号を受け、発
振器12から入力してくる信号の位相を遅らせ、第3図
(E)に示したような矩形波を出力する(もちろん、正
弦波として出力してもよしの。すなわち、移相器16は
、基準信号に対して45度位相が遅れており、温度誤差
信号のゼロクロスを中心とした矩形波を位相検波器22
に送出する。そして、位相検波器22は、移相器16の
出力信号に基づいて検出部30の出力信号を位相検波す
る。
これにより、検出部30が出力した信号中の荷重対応信
号は、第3図(E)のように位相検波器22から出力さ
れる。一方、温度誤差信号は、移相器16の出力信号と
位相がずれているため、第3図(G)のように位相検波
器22から出力される。従って、位相検波器22の出力
信号をフィルタ24によってノイズを除去したのち、積
分器26に入力すれば、積分器26からは、温度誤差信
号の成分を除去した荷重対応信号のみが出力される。こ
の積分器26の出力信号は、増幅器28によって増幅さ
れ、出力される。
このように、実施例においては温度の変動に基づく検出
信号の位相ずれに応じて、交流信号源である発振器12
の出力信号の位相を移相器16によってずらし、゛この
移相器16の出力信号に基づいて位相検波器22が検出
部30の出力信号を位相検波するため、温度の変動によ
る誤差を除去または小さくすることができ、検出精度の
向上を図ることができる。
なお、前記実施例においては、いわゆるブレスダクタ型
荷重センサ30の検出コイルL、 、L2について場合
について説明したが、検出コイルはこれに限定されるの
ではなく、いわゆるマグネセル、トロイダル型マグネセ
ル、磁歪効果を利用した張力計、磁気スケールや位置検
出装置の検出コイル、さらにはロータリエンコーダや差
動トランス、渦流式探傷装置の検出コイル等の検出信号
に対しても適用することができる。
また、前記実施例においてな、移相器16の出力信号の
パルス幅が発振器12の出力信号の半周期に等しい場合
について説明したが、このパルス幅は温度誤差信号のゼ
ロクロスを中心とした任意の幅に設定することができる
。さらに、前記実施例においては、検出部30の出力信
号を位相検波器22に直接入力する場合について説明し
たが、検出部30の出力信号に対して位相調整、ノイズ
対策、ゲイン調整をしたのち、位相検波器22に入力す
るようにしてもよい。
なお、第4図のように、発振器12の出力信号を位相分
割器40に入力し、位相分割器40によって例えば発振
器12の出力信号と同相の00信号と、発振器12の出
力信号と位相が90度ずれた90°信号とを出力し、こ
れらをそれぞれ検出部30の出力信号が入力する位相検
波器22a、22bに入力し、位相検波器22a、22
bによって位相検波したのち、各位相検波器の出力信号
を位相回転器42に入力して、位相回転させて荷重対応
信号だけを取り出すようにしてもよい。
〔発明の効果〕
以上に説明したように、本発明によれば、検出コイルと
被検出部材との少なくとのいずれか一方の温度と検出部
の出力信号の位相ずれとの関係を求め、メモリに格納し
ておき、移相制例器が入力してきた温度に基づいて、メ
モリから対応する位相ずれ量を読み出し、交流信号源が
出力した基準信号が、メモリから読み出した位相ずれに
応じた分たけ位相角がずれるように移相器を制御し、交
流信号源の出力信号を温度の変動によって位相がずれた
分に応じて移相をずらして検波回路に送り、位相検波器
がこの移相をずらせた信号によって、検出部の出力信号
を検波する。従って、温度変化に伴う検出部の出力信号
の位相ずれを補正することができ、温度変化によるドリ
フトを除去して検出精度を向上することができる。もち
ろん、温度変化の小さいとき(または問題にならないと
き)には、メモリを使わず、ある一定値だけ位相を常に
ずらして検波してもよい。そして、本発明は、温度検出
用コイルを用いるのと異なり、信号処理回路を二重に設
ける必要がなく、装置の簡素化が図れて、コストを低減
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係る検出コイルの出力信号処
理装置のブロック図、第2図は検出コイルの一例を示す
斜視図であって、ブレスダクタ型荷重センサの斜視図、
第3図は実施例の作用を説明するタイムチャート、第4
図は本発明の他の実施例を示すブロック図である。 10−一−−−出力信号処理装置、12− 交流信号源
(発振器)、16− 移相器、18  移相制御器、2
0−・−メモリ、22〜〜−位相検波器、30〜・−検
出部、L 、 、L 、  −一検出コイル。 第2図 n 第4図 ″IO 第3図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被検出部材の電磁気的変化を検出する検出部の検
    出コイルに基準信号を与える交流信号源と、この交流信
    号源の出力信号を受け、所定の角度だけ位相をずらして
    出力する移相器と、前記検出部の出力信号が入力すると
    ともに、前記移相器の出力を受けて、前記検出部の出力
    信号を移相検波する位相検波器とを有することを特徴と
    する検出コイルの出力信号処理装置。
  2. (2)被検出部材の電磁気的変化を検出する検出部の検
    出コイルに基準信号を与える交流信号源と、この交流信
    号源の出力信号を受け、所定の角度だけ位相をずらして
    出力する移相器と、前記検出部の出力信号が入力すると
    ともに、前記移相器の出力を受けて、前記検出部の出力
    信号を移相検波する位相検波器と、前記検出コイルと前
    記被検出部材との少なくとのいずれか一方の温度と前記
    検出部の出力信号の位相ずれとの関係を示すデータを格
    納したメモリと、検出された前記温度に対応した前記メ
    モリ内のデータを読み出し、前記移相器の移相量を制御
    する移相制御器とを有することを特徴とする検出コイル
    の出力信号処理装置。
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