JPH04242101A - 変位検出器 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は変位する部材の位置を検
出する為に用いられる変位検出器に関する。

【０００２】

【従来の技術】検出コイルと、検出コイルに対し変位自
在で、その変位に伴なって上記検出コイルのインダクタ
ンスを変化させるようにした変位体とを備え、図５の如
く上記検出コイル７ｆには検出用の抵抗３１を直列に接
続すると共に、それらの直列回路に一定電圧Ｅ０の交流
信号を与える交流信号源２２ｆを接続して、上記検出コ
イル７ｆのインダクタンスが上記変位体の変位に伴なっ
て変化することにより、上記検出用の抵抗３１の両端の
電圧が変化し、出力端子２３ｆに上記変位に対応して増
減する出力信号が得られるようにしたものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この従来の変位検出器
では、図６の如く、検出コイル７ｆのインダクタンスＬ
の変化に対し上記抵抗３１の両端の電圧即ち出力端子２
３ｆに得られる出力電圧Ｅ１が非直線の関係で変化する
。この為、上記変位体の変位に対し例え上記インダクタ
ンスが直線の関係で変化しても、上記変位体の変位に対
し上記出力電圧は非直線の関係で変化する信号となり、
その信号を利用する場合に不便であるという問題点があ
った。 それ故、上記変位に対し得られる出力信号の関係が直線
となるものの出現が要望されていた。

【０００４】本願発明は上記従来技術の問題点（技術的
課題）を解決する為になされたもので、変位体である短
絡環が変位した場合、その変位に対し直線的な関係で増
減する出力信号が得られるようにした変位検出器を提供
することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為に
、本願発明における変位検出器は、一対の平行な腕部を
有するコアには、上記両腕部に相互に逆極性となる磁束
を与える為の検出コイルを付設し、上記腕部の少なくと
も一方には、腕部における磁束の通過を遮断する為の良
導電材料製の短絡環を周設すると共に、該短絡環は腕部
に沿ってその長手方向に変位可能に構成し、一方増幅回
路を有し、上記増幅回路の入力端と出力端との間に上記
検出コイルを接続すると共に、上記入力端には交流信号
源を接続して、上記短絡環の変位に伴い上記磁束数が変
化して上記検出コイルのインダクタンスが変化し、その
インダクタンスの変化により上記増幅回路の出力端に現
れる信号が増減するようにしたものである。

【０００６】

【作用】短絡環がコアの腕部に沿って変位すると、一対
の腕部において両者間に磁束の分布できる範囲が上記変
位に対し直線的な関係で変化する。その結果検出コイル
のインダクタンスが対応して直線的な関係で変化する。 そのような検出コイルのインダクタンスの変化によって
増幅回路の増幅率が変化する。その結果、増幅回路の出
力端には上記被検出体の変位に対し直線的な関係で増減
する信号が得られる。

【０００７】

【実施例】以下本願の実施例を示す図面について説明す
る。図１に示される変位検出器の本体Ａにおいて、１は
ハウジングで、非磁性材料で形成される。２はハウジン
グ１内に備えたコアで、高周波損失が少ない材料例えば
フェライトコアをもって構成される。３，４はコア２に
おける二つの腕部で、間隙５を隔てて平行に配置されて
いる。腕部３は丸棒状に形成され、腕部４は腕部３を取
り囲む円筒状に形成してある。６はそれらの腕部３，４
の各一端相互を機械的並びに磁気的に連結する連結部で
ある。このような形状のコア２はツボ形コアとして知ら
れているものである。平行な二つの腕部を有するもので
あれば他の任意のコア例えばコ字状のコアの利用が可能
である。７は上記コア２に付設した検出コイルで、上記
両腕部３，４に逆極性となる磁束を与え得るよう間隙５
の深部において腕部３に周設してある。次に８は上記腕
部３の周囲を取り囲む短絡環で、上記間隙５内に腕部３
に沿ってその長手方向即ち図１の左右方向への移動を自
在に設けてある。この短絡環８は銅板等の導電性の良い
材料で構成される。コ字状のコアを用いた場合、一方の
腕部の元部或いは連結部に検出コイルを周設し、他方の
腕部に短絡環を周設しても良い。或いは、両方の腕部に
夫々短絡環を周設しそれらが一体に移動するようにして
も良い。次に上記短絡環８を変位させる構成について説
明する。９はガイドピンで、非磁性材料で形成され、ハ
ウジング１に形成されたガイド孔１０に矢印方向への進
退を自在に挿通されている。このガイドピン９はその先
端９ａが被検出体１１に当接させてその位置を検出する
為に用いられる検出部となっており、後端と前記コア２
における腕部３との間にはガイドピン９をハウジングか
ら突出する方向に付勢して、検出部９ａを被検出体１１
に押し付ける為のばね１２が介設してある。１３はガイ
ドピン９に取付けた支持片で、該支持片１３の先端に上
記短絡環８が取付けてある。

【０００８】次に検出回路Ｂについて説明する。１５は
増幅回路で、充分に大きな増幅率を有するもの例えばオ
ペアンプが用いられる。１６は非反転入力端、１７は反
転入力端、１８は出力端を夫々示し、図示の如く上記検
出コイル７は上記増幅回路１５の負帰還回路即ち反転入
力端１７と出力端１８との間に接続してある。２０は入
力端子で、入力抵抗２１を介して上記入力端１７に接続
してあり、又交流信号源２２が接続してある。上記入力
抵抗２１としては例えば１ｋΩ〜１０ｋΩ〜１００ｋΩ
程度のものが用いられる。 又交流信号源２２としては例えば１０ＫＨｚ　の一定周
波数で且つ定電圧の正弦波を生ずる発振回路が用いられ
る。２３は出力端子である。

【０００９】次に上記変位検出器の動作について説明す
る。先ずコア２と検出コイル７と短絡環８の関連作用に
ついて説明すると、短絡環８は前述のような材料で形成
してある為、検出コイル７に信号源２２からの電圧が加
えられてそれから磁束が発生された場合、その磁束が腕
部３において短絡環８が位置している箇所を通過する事
を阻止する。即ち磁束がそこを通過しようとするとその
磁束に対応する渦電流が短絡環８に生じ、その渦電流に
よって上記通過しようとする磁束と同数で反対向きの磁
束が発生される。この為、磁束は腕部３において短絡環
８が位置している箇所を実質的に通過する事が出来ない
。 従って上記検出コイル７によって発生される磁束は、腕
部３においては短絡環８よりも連結部６の側のみを通る
ことが出来、その分布は、図１に符号Φで示す矢印のよ
うになる。検出コイル７のインダクタンスは周知の如く
コアにおける磁束の通り易さに対応する。従って検出コ
イル７のインダクタンスは、短絡環８の変位例えば図１
においてｘで示される寸法に対して例えば図３に示され
る如く直線的な関係で変化する値となる。

【００１０】上記のような検出器本体Ａにおいて検出部
９ａはばね１２の付勢力によって被検出体１１に当接し
ており、被検出体１１の図１における左右方向への変位
に応じてガイドピン９は左右方向に変位し、短絡環８が
対応して変位する。すると検出コイル７はその変位に対
応してインダクタンスが変化する。増幅回路１５は周知
の如く帰還回路のインピーダンス（この場合は検出コイ
ル７のインダクタンスと交流信号源２２からの交流信号
の角周波数との積）と入力抵抗２１のインピーダンス（
この場合は抵抗２１の抵抗値）との比率で与えられる増
幅率で増幅を行ない、出力端１８には信号源２２の信号
電圧Ｅ３がその増幅率倍に増幅された信号が現れる。そ
れが出力端子２３に出力電圧Ｅ４として与えられる。上
記角周波数は一定であるので、上記増幅率は検出コイル
７のインダクタンスに比例した値となる。前述の如く検
出コイル７のインダクタンスは短絡環８の変位ｘに対応
して直線的な関係で変化する為、上記出力端子２３に得
られる出力電圧Ｅ４は短絡環８の変位ｘに対して図２に
示される如く直線的な関係で変化する。

【００１１】次に図４は検出回路Ｂｅの構成の一部異な
る例を示すもので、増幅回路１５ｅの負帰還回路に、検
出コイル７ｅと並列に発振防止用の抵抗２５を接続した
例を示すものである。上記のような抵抗２５は、前記図
１の回路の場合に増幅回路の特性或いは検出コイルの特
性の違いによって増幅回路が発振を起こす場合に利用す
ると良い。 尚その抵抗値は、交流信号の角周波数と検出コイル７ｅ
のインダクタンスとによるインピーダンスの大きさに対
して、充分に大きく設定するのが良い。例えば約５００
倍程度に設定すると、その抵抗２５の存在による誤差を
０．２％程度の小さいものに出来て好ましい。なお、機
能上前図のものと同一又は均等構成と考えられる部分に
は、前図と同一の符号にアルファベットのｅを付して重
複する説明を省略した。

【００１２】

【発明の効果】以上のように本願発明にあっては、短絡
環８が腕部３に沿って変位した場合、その変位に対応し
た電気信号が増幅回路１５の出力端１８から得られるは
勿論のこと、

【００１３】上記電気信号を得る場合、上記短絡環８の
変位に対し上記検出コイル７のインダクタンスＬが直線
的に変化し、そのインダクタンスＬの変化に対し上記増
幅回路１５の増幅率が直線的に変化するから、上記電気
信号としては上記短絡環８の変位に対し直線的な関係で
増減する電気信号を得ることができ、前記従来の要望を
満たすことのできる有用性がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】変位検出器の構成並びに回路を示す図。

【図２】短絡環の変位と増幅回路の出力電圧との関係を
示す図。

【図３】短絡環の変位と検出コイルのインダクタンスの
変化との関係を示す図。

【図４】検出回路の異なる実施例を示す回路図。

【図５】従来の検出回路を示す回路図。

【図６】従来例の変位検出器における検出コイルのイン
ダクタンスと出力電圧との関係を示す図。

【符号の説明】

２　　コア ３，４　　腕部 ７　　検出コイル ８　　短絡環 １５　　増幅回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　一対の平行な腕部を有するコアには、
   上記両腕部に相互に逆極性となる磁束を与える為の検出
   コイルを付設し、上記腕部の少なくとも一方には、腕部
   における磁束の通過を遮断する為の良導電材料製の短絡
   環を周設すると共に、該短絡環は腕部に沿ってその長手
   方向に変位可能に構成し、一方増幅回路を有し、上記増
   幅回路の入力端と出力端との間に上記検出コイルを接続
   すると共に、上記入力端には交流信号源を接続して、上
   記短絡環の変位に伴い上記磁束数が変化して上記検出コ
   イルのインダクタンスが変化し、そのインダクタンスの
   変化により上記増幅回路の出力端に現れる信号が増減す
   るようにしたことを特徴とする変位検出器。