JPH0469502A - 誘導型位置検出装置 - 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】 産業上の利用分野 この発明は、コイルに高周波電流を流したときのインダ
クタンスにより検出対象物の位置を検出する誘導型位置
検出装置に関する。

従来の技術 従来のこの種の誘導型位置検出装置においては、コイル
は定電圧駆動されていた。そして、コイルの端子間電圧
を検出することによりインダクタンスを求め、これによ
って検出対象物の位置を求めていた。

発明が解決しようとする課題 この種の誘導型位置検出装置にお（為で、コイルに高周
波電流を流すと、コイルリカく巻力・れｔこコアおよび
検出対象物に渦電流が流れ、コイル駆動回路に流れる総
電流ｉはコイルに流れるコイル電流ｉＬと渦電流ｉｅの
和になる。しｔこ力（つて、コイル電流ｉＬは次の式（
１）のようｊこなる。

１ｌ−ｉ−ｉｅ　　・−−（１） 検出対象物の位置が変わると、コイルと対象物の間隔（
ギャップ）が変わり、コイルのインダクタンスが変わる
。コイルのインダクタンスが変わると、コイル電流ｉＬ
および渦電流ｉｅが変化し、コイルが定電圧駆動されて
いるので、総電流ｉも変わる。

コイルに流れる高周波電流の周波数をω、インダクタン
スをＬとすれば、コイルの端子間電圧すなわち位置検出
装置の出力Ｖｓは次の式（２％式％ １１（−ｉ−ｉｅ）が一定であれば、出力ＶＳはインダ
クタンスしに比例するが、上述のようにインダクタンス
Ｌが変わるとｉもｉｅも変わるので、検出能力が低下す
るという問題がある。

すなわち、ギャップが大きくなると、インダクタンスし
は小さくなる。Ｌが小さくなると、ｉは大きくなり、ｉ
ｅは小さくなる。このため、ｉが大きくなる分とｉｅが
小さくなる分を合わせた分１Ｌ（−ｉ−ｉｅ）が大きく
なる。Ｌが小さくなるということはＶｓが小さくなるこ
とであるが、ｉＬはＶｓが大きくなるように変化する。

逆に、ギャップが小さくなると、インダクタンスしは大
きくなる。Ｌが大きくなると、ｉは小さくなり、ｉｅは
大きくなる。このため、ｉが小さくなる分とｉｅが大き
くなる分を合わせた分ｔｌ（−ｉ−ｉｅ）が小さくなる
。Ｌが大きくなるということはＶｓが大きくなることで
あるが、ｉＬはＶｓが小さくなるように変化する。そし
て、このようにＶＳか小さくなるべきときにｉの変化と
ｉｅの変化がＶｓを大きくするように影響し、Ｖｓが大
きくなるべきときにｉの変化とｉｅの変化がＶｓを小さ
くするように影響するので、検出能力が低下する。

この種の誘導型位置検出装置においては、高速応答化、
ゲインの向上、耐ノイズ性の向上などのために、コイル
駆動回路の発振周波数の高周波化が望まれているが、発
振周波数が高くなると渦電流が増大し、上述のように検
出能力が低下するため、あまり高周波化が図れないとい
う問題がある。

この発明の目的は、上記の問題を解決し、検出能力の高
い誘導型位置検出装置を提供することにある。

課題を解決するための手段 この発明による誘導型位置検出装置は、コイルを定電流
駆動する駆動回路を備えていることを特徴とするもので
ある。

作　　　用 コイルが定電流駆動されているので、インダクタンスが
変化したときのコイル電流の変化が小さい。

すなわち、ギャップが大きくなってインダクタンスＬが
小さくなった場合、渦電流ｉｅは小さくなるが、総電流
ｉは一定である。したがって、コイル電流１Ｌ（−ｉ−
ｉｅ）の変化は、ｉｅが小さくなる分だけになる。同様
に、ギャップが小さくなってインダクタンスしは大きく
なった場合、ｉｅは大きくなるが、ｉは一定である。し
たがって、ｉＬ　　（＝ｉ−ｉｅ）の変化は、ｉｅが大
きくなる分だけになる。

実　　施　　例 以下、図面を参照して、この発明の実施例について説明
する。

第１図は、第１実施例の誘導型位置検出装置の全体構成
を概略的に示している。

検出装置は、コイル（１）、コイル（１）を定電流駆動
するための定電流回路（２）、および定電流回路（２）
に一定の高周波電圧を入力するための発振器（３）を備
えている。

図示は省略したが、コイル（１）はコアに巻かれ、検出
対象物である磁気軸受装置のロータなどに設けられたタ
ーゲットに所定のギャップをあけて対向するように配置
される。

定電流回路（２）は公知のものであり、オペアンプ（４
）などを備えている。オペアンプ（４）の非反転入力端
子は接地され、反転入力端子に発振器（３）から一定振
幅の高周波電圧が入力し、これにより、高周波電流がコ
イル（１）に流れる。

そして、コイル（１）の端子間電圧ＶＳが出力として取
出される。コイル（１）に高周波電流が流れると、コア
およびターゲットに渦電流が流れ、定電流回路（２）か
ら流れ出る総電流ｉはこの渦電流ｉｅと実際にコイル（
１）に流れるコイル電流ｉＬを合わせたものになる。タ
ーゲットの位置が変わってギャップが変わると、コイル
（１）のインダクタンスＬが変わり、出力ＶＳが変化す
る。インダクタンスＬが変化すると、渦電流ｉｅは変化
するが、総電流ｉは一定である。したがって、ｉＬ　　
（＝ｉ−ｉｅ）の変化は小さく、検出能力が向上する。

たとえば、コアおよびターゲットに一般的な材料である
ケイ素鋼板を用いて、コイルに１００ｋＨｚの高周波電
流を流した場合、コイルを定電流駆動することにより、
約５倍程度以上の検出能力の向上が可能となった。

第２図は、第２実施例の誘導型位置検出装置の全体構成
を概略的に示している。

検出装置は、コイル（１１）、コイル（１１）を定電流
駆動するための定電流回路（１２）、定電流回路（１２
）に一定の高周波電圧を入力するための発振器（１３）
、および定電流回路（１２）に一定のバイアス電圧を入
力するための直流電源（１４）を備えている。

この定電流回路（１２）も公知のものであり、オペアン
プ（１５）およびトランジスタ（１６）などを備えてい
る。オペアンプ（１５）の反転入力端子に発振器（工３
）から一定振幅の高周波電圧が入力するとともに、非反
転入力端子に直流電源（１４）から一定のバイアス電圧
が入力し、これにより、定のバイアス電流に一定振幅の
高周波電流が重なった電流がトランジスタ（１６）を通
ってコイル（１１）に流れる。この場合も、コイル（１
１）が定電流駆動されているので、インダクタンスＬの
変化によるコイル電流ＩＬの変化が小さく、検出能力が
向上する。

発明の効果 この発明の誘導型位置検出装置によれば、上述のように
、コイルが定電流駆動されているので、インダクタンス
が変化したときのコイル電流の変化が小さく、検出能力
が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例の誘導型位置検出装置を
示す図、第２図は第２実施例の誘導型位置検出装置を示
す図である。 （１）（１１）・・・コイル、　（２）（１２）・・・
定電流回路。 以　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 コイルに高周波電流を流したときのインダクタンスによ
   り検出対象物の位置を検出する誘導型位置検出装置であ
   って、 コイルを定電流駆動する駆動回路を備えていることを特
   徴とする誘導型位置検出装置。