JPH046401A - 多チャンルの渦電流式非接触変位検出装置 - Google Patents
多チャンルの渦電流式非接触変位検出装置Info
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- JPH046401A JPH046401A JP10645090A JP10645090A JPH046401A JP H046401 A JPH046401 A JP H046401A JP 10645090 A JP10645090 A JP 10645090A JP 10645090 A JP10645090 A JP 10645090A JP H046401 A JPH046401 A JP H046401A
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- Japan
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- coil
- sensor
- circuit
- sensors
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は磁気軸受で回転軸を支承される高速回転機等に
おいて、回転軸と磁気軸受との間のギャップ長の変化を
検出するため等に用いられる多チャンネルの渦電流式非
接触変位検出装置に関する。
おいて、回転軸と磁気軸受との間のギャップ長の変化を
検出するため等に用いられる多チャンネルの渦電流式非
接触変位検出装置に関する。
第2図は従来のこの種の渦電流式非接触変位検出装置を
示したものである。同図において、lは磁気軸受で支承
された回転軸である。21〜24.25〜28はセンサ
であって、第3図に示す如き構成を有し、センサ21〜
24ば回転軸1の一方端部側の周りに、検出面を回転軸
1に向けて、周方向所定間隔で配置されており、センサ
25〜28は回転軸lの他方端部側の周りに、検出コイ
ル面を回転軸1に向けて、周方向所定間隔で配置されて
いる。
示したものである。同図において、lは磁気軸受で支承
された回転軸である。21〜24.25〜28はセンサ
であって、第3図に示す如き構成を有し、センサ21〜
24ば回転軸1の一方端部側の周りに、検出面を回転軸
1に向けて、周方向所定間隔で配置されており、センサ
25〜28は回転軸lの他方端部側の周りに、検出コイ
ル面を回転軸1に向けて、周方向所定間隔で配置されて
いる。
第3図においては、センサ21を代表して示してあり、
3はケース、4は検出コイルで、回転軸1とギャップG
(ギャップ:約0.3〜1mm)を隔てて磁気結合する
検出コイル4の両端の電圧は内部リード線5および外部
リード線6を通して計測回路へ取り出される。
3はケース、4は検出コイルで、回転軸1とギャップG
(ギャップ:約0.3〜1mm)を隔てて磁気結合する
検出コイル4の両端の電圧は内部リード線5および外部
リード線6を通して計測回路へ取り出される。
各センサ21〜24の検出コイル4は上記り一ド5.6
を介して発振回路31A〜34Aに接続され、上下対を
なすセンサ21と23がそれぞれ接続される発信回路3
1Aと33Aの出力は比較回路(差動増幅回路)41A
に、左右対をなすセンサ22と24がそれぞれ接続され
る発振回路32Aと34Aの出力は比較回路(差動増幅
回路)41Bに入力される。同様に、各センサ25〜2
8の検出コイル4は上記リード5.6を介して発振回路
31B〜34Bに接続され、上下対をなすセンサ25と
27がそれぞれ接続される発振回路31Bと33Bの出
力は比較回路(差動増幅回路)42Aに、左右対をなす
センサ26と28がそれぞれ接続される発振回路32B
と34Bの出力は比較回路(差動増幅回路)42Bに入
力される。
を介して発振回路31A〜34Aに接続され、上下対を
なすセンサ21と23がそれぞれ接続される発信回路3
1Aと33Aの出力は比較回路(差動増幅回路)41A
に、左右対をなすセンサ22と24がそれぞれ接続され
る発振回路32Aと34Aの出力は比較回路(差動増幅
回路)41Bに入力される。同様に、各センサ25〜2
8の検出コイル4は上記リード5.6を介して発振回路
31B〜34Bに接続され、上下対をなすセンサ25と
27がそれぞれ接続される発振回路31Bと33Bの出
力は比較回路(差動増幅回路)42Aに、左右対をなす
センサ26と28がそれぞれ接続される発振回路32B
と34Bの出力は比較回路(差動増幅回路)42Bに入
力される。
同図において、ampは増幅器を示す。
この発振回路31A〜34A、31B〜34Bは、第4
図に示す如く、コルピッツ発振器O8CとフィルタFI
Lからなり、各コルピッツ発振器O5Cは共に同一発振
周波数(数百KHz〜数MHz)fに同調される。R1
−R4は抵抗、C。
図に示す如く、コルピッツ発振器O8CとフィルタFI
Lからなり、各コルピッツ発振器O5Cは共に同一発振
周波数(数百KHz〜数MHz)fに同調される。R1
−R4は抵抗、C。
〜C1はコンデンサ、■は電圧である。
第4図において、roとり。は回転軸1の抵抗骨とイン
ダクタンス分、r、とり、はセンサ21の検出コイル4
の抵抗とインダクタンス、Mは相互インダクタンス、ω
=2πf(f:発振周波数)であり、発振器側から見た
インピーダンス(以下、検出コイルのインピーダンスと
いう)Zはとなる。
ダクタンス分、r、とり、はセンサ21の検出コイル4
の抵抗とインダクタンス、Mは相互インダクタンス、ω
=2πf(f:発振周波数)であり、発振器側から見た
インピーダンス(以下、検出コイルのインピーダンスと
いう)Zはとなる。
この構成において、回転軸1がその半径方向に変位する
と、上記インピーダンスZが変化し、コルピッツ発振器
oSCの発振電圧が変化して発振回路31A〜34A、
31B〜34Bの発振電圧が変化するので、差動増幅回
路41A〜42Bの出力が変化し、Y軸方向(センサ2
1−23、センサ25−27方向)、Z軸方向(センサ
22−24、センサ26−28方向)のこの変化量に基
づいて上記ギャップGの変化を知ることができる。
と、上記インピーダンスZが変化し、コルピッツ発振器
oSCの発振電圧が変化して発振回路31A〜34A、
31B〜34Bの発振電圧が変化するので、差動増幅回
路41A〜42Bの出力が変化し、Y軸方向(センサ2
1−23、センサ25−27方向)、Z軸方向(センサ
22−24、センサ26−28方向)のこの変化量に基
づいて上記ギャップGの変化を知ることができる。
このように、複数のセンサを近接配置して、各発振器を
同一周波数に同調させて駆動する多チヤンネル型のもの
では、チャンネル相互間の干渉を完全に無くすことは難
しく、発振回路は常時発振動作を行っているので、上記
発振電圧に干渉分電圧(うなり周波数の電圧)が重畳さ
れ、検出精度が低下する場合があるので、センサの配役
個数が制約されるという問題がある他、温度上昇に起因
する発振周波数の変動を防ぐために温度補償を行ってお
り、各センサ毎に、発振回路を設けて発振周波数を同調
させるので、センサの数が増えると、回路構成が複雑に
なるので小型化が難しく、各チャンネル毎に上記相互干
渉を抑制するための特別な対策を施す必要があるという
問題があった。
同一周波数に同調させて駆動する多チヤンネル型のもの
では、チャンネル相互間の干渉を完全に無くすことは難
しく、発振回路は常時発振動作を行っているので、上記
発振電圧に干渉分電圧(うなり周波数の電圧)が重畳さ
れ、検出精度が低下する場合があるので、センサの配役
個数が制約されるという問題がある他、温度上昇に起因
する発振周波数の変動を防ぐために温度補償を行ってお
り、各センサ毎に、発振回路を設けて発振周波数を同調
させるので、センサの数が増えると、回路構成が複雑に
なるので小型化が難しく、各チャンネル毎に上記相互干
渉を抑制するための特別な対策を施す必要があるという
問題があった。
また、各発振器の発振周波数を、上記相互干渉が発生し
ない程度にずらせる方法もあるが、センサと同数の発振
器を用いる点ては前記場合と同じである。
ない程度にずらせる方法もあるが、センサと同数の発振
器を用いる点ては前記場合と同じである。
本発明は上記課題を解消するためになされたもので、従
来に比し小形化することができ、しかもチャンフル相互
間の干渉を防止することができる多チャンネルの渦電流
式非接触変位検出装置を提供することを目的とする。
来に比し小形化することができ、しかもチャンフル相互
間の干渉を防止することができる多チャンネルの渦電流
式非接触変位検出装置を提供することを目的とする。
本発明は上記目的を達成するため、対象物に対しギャッ
プを隔てて対向配置される検出コイルを有する複数個の
センサを備え、この検出コイルを動作コイルとする発振
器の出力を信号処理して上記対象物の変位を検出する多
チャンルの渦電流式非接触変位検出装置において、 上記検出コイルの1つを順次かつサイクリックに選択す
る切換回路を設け、選択された検出コイルを駆動する構
成としたものである。
プを隔てて対向配置される検出コイルを有する複数個の
センサを備え、この検出コイルを動作コイルとする発振
器の出力を信号処理して上記対象物の変位を検出する多
チャンルの渦電流式非接触変位検出装置において、 上記検出コイルの1つを順次かつサイクリックに選択す
る切換回路を設け、選択された検出コイルを駆動する構
成としたものである。
請求項2では、発振器を1台とし、切換回路は検出コイ
ルの1つを選択して上記発振器に切換え接続する構成と
した。
ルの1つを選択して上記発振器に切換え接続する構成と
した。
請求項3では、切換回路が、各検出コイルに接続された
発振器を順次かつサイクリックに選択して動作させる構
成とした。
発振器を順次かつサイクリックに選択して動作させる構
成とした。
選択する構成とした。
本発明では、1つのセンサが駆動されている間は、他の
センサは休止しているので、前記した相互干渉は生じな
い。
センサは休止しているので、前記した相互干渉は生じな
い。
以下、本考案の1実施例を図面を参照して説明する。
第1図において、50は各センサ2I〜24に共通の発
振器O3C(発振周波数ro)であって、センサ21〜
24の検出コイル4は切換回路Aの切換スイッチ55〜
58を介して発振器50に接続される。51〜54は抵
抗であって、切換スイッチ55〜58を介してセンサ2
1〜24の検出コイル4にそれぞれ並列接続される。5
9はピーク・ホールド回路であって、発振器50の発振
電圧を入力され、発振電圧の最大振幅絶対値をホールド
する。60はA/D変換器であって、ピク・ホールド回
路59のホールド値をデジタル値に変換する。61〜6
4はラッチ回路であって、各センサ21〜24が発振器
50に接続された場合のA/D変換器60の出力をラッ
チする。65〜68はD/A変換器であって、ラッチ回
路61〜64から読み出されたデータをアナログ信号に
変換して図示しない制御装置へ送出する。
振器O3C(発振周波数ro)であって、センサ21〜
24の検出コイル4は切換回路Aの切換スイッチ55〜
58を介して発振器50に接続される。51〜54は抵
抗であって、切換スイッチ55〜58を介してセンサ2
1〜24の検出コイル4にそれぞれ並列接続される。5
9はピーク・ホールド回路であって、発振器50の発振
電圧を入力され、発振電圧の最大振幅絶対値をホールド
する。60はA/D変換器であって、ピク・ホールド回
路59のホールド値をデジタル値に変換する。61〜6
4はラッチ回路であって、各センサ21〜24が発振器
50に接続された場合のA/D変換器60の出力をラッ
チする。65〜68はD/A変換器であって、ラッチ回
路61〜64から読み出されたデータをアナログ信号に
変換して図示しない制御装置へ送出する。
50Aは発振器であって、その発振出力(発振周波数f
、<f、)はタイミング発生器69に入力される。タイ
ミング発生器69は発振器50Aの発振周期に同期する
切換信号S。1〜S1.14を順次一定時間ΔT、をお
いて、かつサイクリックに切換スイッチ55〜58に送
出するとともに切換信号5w1−’−3W4からそれぞ
れ一定時間ΔT2遅れたラッチタイミング信号t□〜t
j14をラッチ回路61〜64に送出する。発振器50
Aとタイミング発生器はタイミング発生回路Bを構成す
る。
、<f、)はタイミング発生器69に入力される。タイ
ミング発生器69は発振器50Aの発振周期に同期する
切換信号S。1〜S1.14を順次一定時間ΔT、をお
いて、かつサイクリックに切換スイッチ55〜58に送
出するとともに切換信号5w1−’−3W4からそれぞ
れ一定時間ΔT2遅れたラッチタイミング信号t□〜t
j14をラッチ回路61〜64に送出する。発振器50
Aとタイミング発生器はタイミング発生回路Bを構成す
る。
この構成においては、切換信号SWIが送出されると切
換スイッチ55がa側へ切換わり、センサ21の検出コ
イル4が発振器50に接続され、発振器50はこの検出
コイル4を動作コイルとして発振する。この時、切換ス
イッチ56〜58はb側に切換ねっており、他のセンサ
22〜24の検出コイル4は切換スイッチ56〜58を
介し抵抗52〜54に並列接続されている。また、切換
信号S、1.の発生からΔT2時間遅れてラッチ回路6
1にランチ信号t□が与えられる。このΔT2時間は切
換スイッチ55がa側に投入されたのち発振器50の出
力が安定するのに要する時間である。
換スイッチ55がa側へ切換わり、センサ21の検出コ
イル4が発振器50に接続され、発振器50はこの検出
コイル4を動作コイルとして発振する。この時、切換ス
イッチ56〜58はb側に切換ねっており、他のセンサ
22〜24の検出コイル4は切換スイッチ56〜58を
介し抵抗52〜54に並列接続されている。また、切換
信号S、1.の発生からΔT2時間遅れてラッチ回路6
1にランチ信号t□が与えられる。このΔT2時間は切
換スイッチ55がa側に投入されたのち発振器50の出
力が安定するのに要する時間である。
発振器50の発振電圧はピーク・ホールド回路59に入
力され、ピーク・ホールド回路59は上記発振電圧の最
大振幅絶対値をホールドする。このホールド値はデジタ
ル値に変換されてラッチ回路61に格納される。切換信
号S Wlが発生したのち上記ランチ回路61の読込み
動作が終わると、切換信号SW+が消滅し、所定時間Δ
T1の経過後に切換信号S8□が送出される。この時間
ΔT1は検出コイル4の蓄積エネルギーが完全に放出さ
れるのに要する時間である。これにより、切換スイッチ
55はb側に切換わって、センサ21の検出コイル4に
蓄積されていたエネルギーが抵抗51へ放出され、切換
スイッチ56がa側に切換わって、センサ22の検出コ
イル4が発振器50に接続される。発振器50は今度は
センサ22の検出コイル4を動作コイルとして発振し、
その発振電圧はA/D変換器60を通して、ラッチタイ
ミング信号t□を受けているラッチ回路62に格納され
る。このラッチタイミング信号t0は切換信号S、42
の発生後、612時間後に発生する。切換信号Sll!
が発生したのち上記ラッチ回路62の読込み動作が終わ
ると、切換信号551gが消滅し、所定時間ΔT、の経
過後に切換信号51113が送出される。これにより、
切換スイッチ56はb側に切換わって、センサ22の検
出コイル4に蓄積されていたエネルギーが抵抗52へ放
出され、切換スイッチ57がa側に切換わって、センサ
23の検出コイル4が発振器50に接続される。発振器
50は今度はセンサ23の検出コイル4を動作コイルと
して発振し、その発振電圧はA/D変換器60を通して
、ラッチタイミング信号t■を受けているラッチ回路6
3に格納される。同様にして、611時間後に、切換信
号S、44が発生し、センサ24の検出コイル4が発振
器50に接続され、その発振電圧がA/D変換器61を
通してラッチ回路64に格納される。
力され、ピーク・ホールド回路59は上記発振電圧の最
大振幅絶対値をホールドする。このホールド値はデジタ
ル値に変換されてラッチ回路61に格納される。切換信
号S Wlが発生したのち上記ランチ回路61の読込み
動作が終わると、切換信号SW+が消滅し、所定時間Δ
T1の経過後に切換信号S8□が送出される。この時間
ΔT1は検出コイル4の蓄積エネルギーが完全に放出さ
れるのに要する時間である。これにより、切換スイッチ
55はb側に切換わって、センサ21の検出コイル4に
蓄積されていたエネルギーが抵抗51へ放出され、切換
スイッチ56がa側に切換わって、センサ22の検出コ
イル4が発振器50に接続される。発振器50は今度は
センサ22の検出コイル4を動作コイルとして発振し、
その発振電圧はA/D変換器60を通して、ラッチタイ
ミング信号t□を受けているラッチ回路62に格納され
る。このラッチタイミング信号t0は切換信号S、42
の発生後、612時間後に発生する。切換信号Sll!
が発生したのち上記ラッチ回路62の読込み動作が終わ
ると、切換信号551gが消滅し、所定時間ΔT、の経
過後に切換信号51113が送出される。これにより、
切換スイッチ56はb側に切換わって、センサ22の検
出コイル4に蓄積されていたエネルギーが抵抗52へ放
出され、切換スイッチ57がa側に切換わって、センサ
23の検出コイル4が発振器50に接続される。発振器
50は今度はセンサ23の検出コイル4を動作コイルと
して発振し、その発振電圧はA/D変換器60を通して
、ラッチタイミング信号t■を受けているラッチ回路6
3に格納される。同様にして、611時間後に、切換信
号S、44が発生し、センサ24の検出コイル4が発振
器50に接続され、その発振電圧がA/D変換器61を
通してラッチ回路64に格納される。
このようにしてラッチ回路61〜64に格納されたデー
タは同時に読み出され、D/A変換器61〜64でアナ
ログ値に変換されたのち図示しない制御装置へ送出され
る。
タは同時に読み出され、D/A変換器61〜64でアナ
ログ値に変換されたのち図示しない制御装置へ送出され
る。
本実施例では2発振器は1台であり、複数の検出コイル
は同時にではなく、常に1つが選択されてこの発振器に
より駆動されるから、チャンネル間の相互干渉は皆無と
なる。
は同時にではなく、常に1つが選択されてこの発振器に
より駆動されるから、チャンネル間の相互干渉は皆無と
なる。
また、本実施例では、発振器50の他に、検出コイルを
接続する発振器を設けなくても済む利点がある。
接続する発振器を設けなくても済む利点がある。
上記実施例では、発振器は1台とし、複数の検出コイル
を順次選択する構成となっているが、前記従来例におけ
るように、各センサ毎に発振器を設け、切換回路Aによ
り、順次かつサイクリックに1つの発振器を選択して動
作させ、この間、他の発振器を休止させる構成としても
同様の効果を得ることができる。
を順次選択する構成となっているが、前記従来例におけ
るように、各センサ毎に発振器を設け、切換回路Aによ
り、順次かつサイクリックに1つの発振器を選択して動
作させ、この間、他の発振器を休止させる構成としても
同様の効果を得ることができる。
また、上記実施例では、ピーク・ホールド回路59のホ
ールド値を、−旦、ラッチ回路61〜64に格納してい
るが、ピーク・ホールド回路59のホールド値を前記制
御装置に直接サンプリング入力して処理するようにする
場合もある。
ールド値を、−旦、ラッチ回路61〜64に格納してい
るが、ピーク・ホールド回路59のホールド値を前記制
御装置に直接サンプリング入力して処理するようにする
場合もある。
本発明は以上説明した通り、各センサを、順次かつサイ
クリックに動作させるから、チャンネル相互間の干渉は
完全に防止することができ、干渉を防止もしくは抑制す
るための手段を設けなくても済むので、その分、装置の
小形・低廉化を図ることができ、検出精度も、上記干渉
が無いことにより向上することができる。
クリックに動作させるから、チャンネル相互間の干渉は
完全に防止することができ、干渉を防止もしくは抑制す
るための手段を設けなくても済むので、その分、装置の
小形・低廉化を図ることができ、検出精度も、上記干渉
が無いことにより向上することができる。
第1図は本考案の実施例を示すブロック図、第2図は従
来の変位検出装置を示す回路図、第3図はセンサの構成
を示す断面図、第4図は第2図における発振回路の1例
を示す回路図である。 21〜24−センサ、5〇−発振器、50A−・発振器
、51〜54−抵抗、55〜58−切換スイッチ、59
−ピーク・ホールド回路、61〜64−ラッチ回路、6
9−・−タイミング発注器、A切換回路、B−タイミン
グ発生回路、 第2飄
来の変位検出装置を示す回路図、第3図はセンサの構成
を示す断面図、第4図は第2図における発振回路の1例
を示す回路図である。 21〜24−センサ、5〇−発振器、50A−・発振器
、51〜54−抵抗、55〜58−切換スイッチ、59
−ピーク・ホールド回路、61〜64−ラッチ回路、6
9−・−タイミング発注器、A切換回路、B−タイミン
グ発生回路、 第2飄
Claims (3)
- (1)対象物に対しギャップを隔てて対向配置される検
出コイルを有する複数個のセンサを備え、この検出コイ
ルを動作コイルとする発振器の出力を信号処理して上記
対象物の変位を検出する多チャンルの渦電流式非接触変
位検出装置において、上記センサの1つを順次かつサイ
クリックに選択する切換回路とこの切換回路を制御する
タイミング発生回路を設け、上記選択されたセンサの検
出コイルを駆動することを特徴とする多チャンルの渦電
流式非接触変位検出装置。 - (2)発振器は1台であって、切換回路はセンサの1つ
を順次かつサイクリックに選択して上記発振器に接続す
ることを特徴とする請求項1記載の多チャンルの渦電流
式非接触変位検出装置。 - (3)複数のセンサと各センサの検出コイルが接続され
た発振器を有し、切換回路は発振器を順次かつサイクリ
ックに選択して動作させることを特徴とする請求項1記
載の多チャンルの渦電流式非接触変位検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10645090A JPH046401A (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 多チャンルの渦電流式非接触変位検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10645090A JPH046401A (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 多チャンルの渦電流式非接触変位検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH046401A true JPH046401A (ja) | 1992-01-10 |
Family
ID=14433947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10645090A Pending JPH046401A (ja) | 1990-04-24 | 1990-04-24 | 多チャンルの渦電流式非接触変位検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH046401A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010008148A (ja) * | 2008-06-25 | 2010-01-14 | Nippon Soken Inc | 多チャンネルセンサ回路 |
| JP2014507182A (ja) * | 2010-12-23 | 2014-03-27 | エスセーアー・ハイジーン・プロダクツ・アーベー | 吸収体における液体排泄物データを分析するためのツール、液体排泄物データを収集するように適合された吸収体、および液体排泄物データを収集するため吸収体と相互作用する制御ユニット |
| JP2016045046A (ja) * | 2014-08-21 | 2016-04-04 | アイシン精機株式会社 | 渦電流式非接触変位計測装置 |
-
1990
- 1990-04-24 JP JP10645090A patent/JPH046401A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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