JPH047443B2 - - Google Patents

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JPH047443B2
JPH047443B2 JP11435683A JP11435683A JPH047443B2 JP H047443 B2 JPH047443 B2 JP H047443B2 JP 11435683 A JP11435683 A JP 11435683A JP 11435683 A JP11435683 A JP 11435683A JP H047443 B2 JPH047443 B2 JP H047443B2
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JP
Japan
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contact
coil
iron core
differential transformer
voltage
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JP11435683A
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JPS607319A (ja
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Kozo Myamoto
Akira Takahashi
Haruki Nakagawa
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Kosaka Laboratory Ltd
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Kosaka Laboratory Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/22Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature differentially influencing two coils
    • G01D5/225Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature differentially influencing two coils by influencing the mutual induction between the two coils
    • G01D5/2258Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature differentially influencing two coils by influencing the mutual induction between the two coils by a movable ferromagnetic element, e.g. core

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) この発明は差動変圧器式コンパレータのよう
に、被測定物表面に接触する接触子の変位量を差
動変圧器を用いて電気量に変換し、これを増幅し
て上記変位量を求める測定器の改良に関する。
(発明の背景) 差動変圧器を用いて変位量を精密に求めるため
の測定器として、表面粗さ測定器、真円度測定
器、真直度測定器その他の各種測定器が知られて
いる。
第1〜2図はこのような測定器の構造の2例を
示すもので、第1図に示した第1例のものは、器
体1に一端を枢着した揺動腕2の他端部下面に接
触子3を固定し、上面に植立したロツド4の上端
に差動変圧器6の鉄心(強磁性体により造られた
コア)5を固着している。差動変圧器6は、この
鉄心5を囲んで環状のコイルを3段に重ね合せた
もので、中央の一次コイル7を挟んで上下に設け
られた1対の二次コイル8,9は同形同巻数に構
成されている。上記鉄心5は接触子3の上下動に
判つて各コイル7〜9の内側で昇降するため、接
触子3の動きにつれて上側の二次コイルに発生す
る電圧と下側の二次コイルに発生する電圧とに差
が生じ、この差から接触子3の変位量を正確に求
めることができる。実際の測定器に於いては、第
3図に示すように上下の二次コイル8,9の巻線
方向を互いに逆にするとともに両コイルを直列に
接続し、両二次コイル8,9に発生する電圧の差
を直接検出するようにしている。なお、第3図に
於いて、10は一次コイル7に一定交流電圧を印
加するための発振器、11は増幅器、12は位相
検波器、13は指示計である。
又、第2図に示した第2例のものは、一端部下
面に接触子3を固定した揺動腕2の中間部を器体
1に枢着し、この揺動腕2の他端部上面にロツド
4を介して差動変圧器の鉄心5を固定している。
この第2例の構造では、接触子3と鉄心5とが互
いに逆方向に移動するが、作用自体は前述した第
1例のものと同様である。
差動変圧器を用いた測定器は以上に述べたよう
に構成され作用するが、実際にこのような測定器
によつて測定作業を行なう場合、次に述べるよう
な不都合を生じる。即ち、例えば被測定面の表面
粗さを測定する場合、接触子3を被測定面に当接
させつつこの被測定面上を走行させるが、被測定
面上に比較的大きな凹孔や傾斜角の大きな凸部が
あると接触子3がこれらを乗り越えることができ
ず、無理に接触子を移動させようとするとこれを
破損してしまう。又、表面粗さの測定を行なう場
合、測定作業を行ないつつ接触子3を被測定面上
で一定距離だけ移動させた後、接触子3を再び元
の位置にまで戻す場合がある。このように元の位
置に戻す際には測定作業は行なわないが、接触子
3は被測定面に接触したままであるため、被測定
面を荒したり、或は接触子3の摩耗を早めること
になり好ましくない。
(本発明の目的) 本発明は上述のような不都合を解消するため、
任意時に接触子を被測定面から浮き上がらせるこ
とのできる差動変圧器を用いた測定器を提供する
ことを目的としている。
(本発明の構成) 本発明の差動変圧器を用いた測定器は、一時コ
イル7を挟んで上下に設けた1対の二次コイル
8,9のうち、一方の二次コイル8又は9に、一
次コイルに交流を供給する電源とは別の電源を接
続自在とし、この電圧を接続した二次コイル8又
は9の側に鉄心5が移動すると接触子が上昇する
ように構成している。
即ち、各二次コイル8,9は導線を巻回して構
成されているため、電流(二次コイルのインピー
ダンスを考慮して直流が好ましいが、交流でも
可)を供給すればソレノイドとしての役目を果た
すため、接触子を浮上させる必要がある場合にの
みいずれか一方の二次コイル8又は9に電流を供
給することにより、鉄心5をその二次コイルの側
に吸引し、揺動腕2を少し揺動させてこの揺動腕
2の端部下面に固着した接触子3を上昇させる。
このため、第1図に示すように、接触子3と鉄心
5とを揺動腕2の同一端に設けた測定器の場合、
電源14は第4図に示すように上方の二次コイル
8に接続自在とする。又、第2図に示すように接
触子3と鉄心5とを揺動腕2の反対端に設けた測
定器の場合、電源14は第5図に示すように下方
の二次コイル9に接続自在とする。
このため、測定時には二次コイル8又は9と電
源14との接続を断つておけば、接触子は自重或
は別途設けたばねの弾力により被測定面に当接
し、従来からの差動変圧器を用いた測定器と同様
にして被測定面の変位量を求めることができる。
接触子3が凹孔に嵌つたり、或は凸部に引掛かつ
たりした場合、二次コイル8又は9と電源14と
を導通させれば、揺動腕2の一端部上方に固設し
た鉄心5がこの二次コイル8又は9に引き寄せら
れて上記揺動腕2が少し揺動し、この揺動腕2の
端部下面に固着した接触子3が上昇する。第2図
のように接触子3と鉄心5とを揺動腕2の反対端
に固定した構造の測定器について第6図により更
に詳しく説明すると、測定時には二次コイル9と
電源との接続を断つことにより揺動腕2を鎖線の
状態としてこの揺動腕2の一端部下面に固着した
接触子3を被測定面15に当接させるが、この接
触子3が凹孔等に嵌つたり、或は測定を行なわず
に接触子を移動させるような場合、下方の二次コ
イル9と電源とを導通させると揺動腕2の一端部
上方に固設した鉄心5がこの二次コイル9に向け
て吸引され、揺動腕2が実線の状態にまで揺動し
て、この揺動腕2の他端部下面に固着した接触子
3が被測定面から浮き上がり、この接触子3を無
理なく移動させられるようになる。
次に、一方の二次コイル8又は9に電流を供給
するためには、前記電源と上記二次コイル8又は
9とを接続するための導線17(第7図)を上下
の二次コイル8,9の接合点16に接続しなけれ
ばならないが、このような導線17を接続するこ
とになる両二次コイル8,9の負荷電気容量の不
平衡により、高精密測定時に二次コイル側の出力
が不安定となり、正確な測定を行なえなくなる不
都合がある。このような不都合を解消するために
は、電源14との導通を制御するスイツチの他、
上記導線17の接合点16の近くの部分に上記ス
イツチが閉の場合にのみ閉じるリードスイツチ等
の接点を設けることが考えられるが、このような
接点の開閉を制御するための回路が必要となり、
回路全体が複雑となるため好ましくない。この問
題を解決するためには、第7図に示すように、接
合点16に近い導線17の途中に低容量型のダイ
オード18を接続し、直流(本実施例の場合交流
は不可)電流を供給する電源14は正負変換自在
とすれば良い。このように構成することにより、
接触子3を浮上させる場合には直流の電源14を
第7図に示した状態とすれば、直流電流が一方の
二次コイル9に供給されて鉄心がこの二次コイル
9に吸引され、上記接触子3を浮上させることが
できる。接触子3を被測定面に当接させて測定作
業を行なう場合には、電流の電源14の向きを第
7図に示した状態と逆にする。これにより、ダイ
オード18の導通は断たれて、導線17の電気容
量が測定値に影響を与えることがなくなる。但
し、このようにダイオード18の導通を断つため
にこのダイオード18に印加する逆方向の直流電
流の電圧は、測定作業時に二次コイル8,9に発
生する交流電流の電圧よりも十分に高くし、この
交流電流によつてダイオード18が一瞬でも導通
したりしないようにする。
又、接触子3を浮上させた後、再びこの接触子
3を被測定面に当接させる場合、上記した二次コ
イル8又は9と電源14との導通を断つと直ちに
この二次コイル8又は9の電磁吸引力が失われる
ようにすると、接触子3が自重或はばねの力によ
つて上記被測定面に勢い良く衝突し、この被測定
面や接触子3自身を傷めたりするため好ましくな
い。更に、接触子3を上昇させるためには、二次
コイル8又は9に発生する電磁吸引力を十分に大
きくし、揺動腕2の支承部の摩擦力、接触子3や
鉄心5の重量或は揺動腕2に設けたばね、及びそ
れらの静止慣性力に打ち勝たなければならない。
このため、接触子3の上昇時には二次コイル8又
は9に十分大きな電流電圧を供給しなければなら
ないが、接触子3の上昇中ずつとこのような十分
量の電流を供給していたのでは二次コイル8又は
9の発熱量が大きくなり、その抵抗値変化等によ
つて後からの測定作業を正確に行ない難くなる。
ところが、1度上昇した接触子3をその状態に保
持するためには、接触子3や鉄心5の重量、或は
揺動腕2に設けたばねの弾力にのみ打勝つ電磁吸
引力を二次コイル8又は9に発生させれば良い。
即ち、一度上昇した接触子3をその状態に保持す
るために必要な吸引力は、下降している接触子3
を上昇させるために必要な吸引力よりも揺動腕軸
承部の摩擦力と静止慣性力の分だけ少なくて済む
ため、接触子上昇後に二次コイル8又は9に供給
する電流を少なく(電圧を降下)すれば、上記二
次コイル8又は9の発熱量を少なくして後からの
測定作業に支障を来さないようになる。
このためには、接触子3を上昇させその後再び
下降させる際に二次コイル8又は9に供給する電
流の電圧を、第8図の曲線aで示すように変化さ
せれば良い。第8図に於いて、互いに平行に描い
た上下2本の鎖線H,Lのうち、上方の鎖線Hは
下降している接触子3を上昇させるために最低限
必要な電圧を、下方の鎖線Lは上昇した接触子3
をそのままの状態に保持するために最低限必要な
電圧をそれぞれ示している。接触子3を上昇させ
その後下降させるのに、まず二次コイル8又は9
への通電制御用のスイツチ19(第9図)を閉じ
る(0N)と、まず鎖線Hよりも高い電圧が短時
間だけ供給されて接触子3を上昇させる。接触子
3が上昇し切つた後は、電圧は鎖線Hと鎖線Lと
の間のレベルで安定し、二次コイル8又は9の発
熱量を抑えつつ接触子3を上昇したままの状態に
保持する。次に、測定作業再開のため通電制御用
のスイツチ19を開く(OFF)と、二次コイル
8又は9へ供給されていた電流の電圧が次第に降
下し、この二次コイル8又は9の吸引力が次第に
失われて接触子3は緩く下降する。
第9図は二次コイル8又は9に供給する電流の
電圧を第8図の曲線aに示すように変化させるた
めの制御回路を示している。この制御回路は両端
に設けた電源14と二次コイル8又は9との間
に、1個のトランジスタ20とそれぞれ複数個の
抵抗21、コンデンサ22を設けたものである
が、本発明はこのような回路構造に限定されず、
要は第8図の曲線aに示すような電圧変化を得ら
れるものであれば良い。
(本発明の効果) 本発明の差動変圧器を用いた測定器は以上に述
べた通り構成され作用するので、簡単な操作で接
触子や被測定面を傷めずに正確な測定を行なうこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は差動変圧器を用いた測定器の第1例、
第2図は同第2例を示すそれぞれ略側面図、第3
図はそれらのブロツク図、第4図は本発明を第1
図の測定器に応用した例、第5図は同じく第2図
の測定器に応用した例を示すそれぞれ差動変圧器
部分の略側面図、第6図は第5図の例の作動状態
を示す略側面図、第7図はダイオードによるスイ
ツチを設けた回路図、第8図は制御用電流の電圧
を示す線図、第9図はその制御回路図である。 1……器体、2……揺動腕、3……接触子、4
……ロツド、5……鉄心、6……差動変圧器、7
……一次コイル、8,9……二次コイル、10…
…発振器、11……増幅器、12……位相検波
器、13……指示計、14……電源、15……被
測定面、16……接合点、17……導線、18…
…ダイオード、19……スイツチ、20……トラ
ンジスタ、21……抵抗、22……コンデンサ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一次コイルを挟んで上下一対の二次コイルを
    設け、各コイルの内側に接触子の動きにつれて上
    下動する鉄心を挿入した差動変圧器を用いた測定
    器に於いて、上記二次コイルの一方にのみ電源を
    接続自在とし、この接続時に上記鉄心を二次コイ
    ルに吸引し、接触子を上昇させることを特徴とす
    る差動変圧器を用いた測定器。 2 一次コイルを挟んで上下1対の二次コイルを
    設け、各コイルの内側に接触子の動きにつれて上
    下動する鉄心を挿入した差動変圧器を用いた測定
    器に於いて、上記二次コイルの一方にのみ直流電
    源をダイオードを介して接続し、このダイオード
    の導通時に上記鉄心を二次コイルに吸引して接触
    子を上昇させ、直流電源の正負を逆にしたダイオ
    ードの非導通時には、このダイオードに二次コイ
    ルに発生する交流電流の電圧よりも高い直流電圧
    を印加することを特徴とする差動変圧器を用いた
    測定器。 3 一次コイルを挟んで上下1対の二次コイルを
    設け、各コイルの内側に接触子の動きにつれて上
    下動する鉄心を挿入し、上記二次コイルの一方に
    のみ電源を接続自在とし、この接続時に上記鉄心
    を二次コイルに吸引し、接触子を上昇させる差動
    変圧器を用いた測定器であつて、上記電源と一方
    の二次コイルとの間には電圧を経時的に変化させ
    る制御回路を設け、この制御回路はスイツチを閉
    じた直後に比較的電圧を発生させた後比較的低電
    圧を安定供給し、スイツチを開いた後は次第に電
    圧を低下させることを特徴とする差動変圧器を用
    いた測定器。
JP11435683A 1983-06-27 1983-06-27 差動変圧器を用いた測定器 Granted JPS607319A (ja)

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JPS63124191A (ja) * 1986-11-14 1988-05-27 株式会社富士通ゼネラル 自動警報監視方式
JPH0277797U (ja) * 1988-11-29 1990-06-14

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