JPH05113364A - 電磁誘導型センサのセンサ回路 - Google Patents
電磁誘導型センサのセンサ回路Info
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- JPH05113364A JPH05113364A JP28053791A JP28053791A JPH05113364A JP H05113364 A JPH05113364 A JP H05113364A JP 28053791 A JP28053791 A JP 28053791A JP 28053791 A JP28053791 A JP 28053791A JP H05113364 A JPH05113364 A JP H05113364A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 42
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 37
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 5
- 230000003321 amplification Effects 0.000 abstract 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 abstract 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 11
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005339 levitation Methods 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 適確な同期検波が達成され、ターゲットの変
位を正確に検出できる電磁誘導型センサのセンサ回路を
提供する。 【構成】 インダクタンスの変化によるセンサコイルの
信号を増幅する差動増幅回路（４）と、その出力を検波
する同期検波回路（６）と、ターゲットの変位に相当す
る信号を取り出すローパスフィルタ（８）とからなる電
磁誘導型センサのセンサ回路において、その同期検波回
路（６）のリファレンス信号は、差動増幅回路（４）の
出力を信号整形器（７）により信号整形することにより
構成される。
位を正確に検出できる電磁誘導型センサのセンサ回路を
提供する。 【構成】 インダクタンスの変化によるセンサコイルの
信号を増幅する差動増幅回路（４）と、その出力を検波
する同期検波回路（６）と、ターゲットの変位に相当す
る信号を取り出すローパスフィルタ（８）とからなる電
磁誘導型センサのセンサ回路において、その同期検波回
路（６）のリファレンス信号は、差動増幅回路（４）の
出力を信号整形器（７）により信号整形することにより
構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電磁誘導型センサのセン
サ回路に係り、特にセンサコイルに励磁信号を印加し
て、該センサコイルのインダクタンスの変化により、タ
ーゲットの変位を検出する電磁誘導型センサのセンサ回
路に関する。
サ回路に係り、特にセンサコイルに励磁信号を印加し
て、該センサコイルのインダクタンスの変化により、タ
ーゲットの変位を検出する電磁誘導型センサのセンサ回
路に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気浮上アクチュエータ、磁気軸受装置
等においては、ターゲットの変位（固定されたセンサ側
のヨークよりの距離の変化）を検出するのに、センサコ
イルのインダクタンスがターゲットの変位により変化す
ることを利用した電磁誘導型センサが用いられる（例え
ば、センサ技術１９９０年７月号 Vol.１０, No.８，第
８６頁）。
等においては、ターゲットの変位（固定されたセンサ側
のヨークよりの距離の変化）を検出するのに、センサコ
イルのインダクタンスがターゲットの変位により変化す
ることを利用した電磁誘導型センサが用いられる（例え
ば、センサ技術１９９０年７月号 Vol.１０, No.８，第
８６頁）。
【０００３】図５は、従来の電磁誘導型センサのセンサ
回路の一例である。センサコイル１は、固定されたセン
サ側ヨークのコイルであり、そのインダクタンスＬ1,
Ｌ2は、例えば、磁気浮上アクチュエータに取付けられ
た変位測定対象のターゲットと、固定されたセンサ側の
ヨークによって構成される磁気回路によって形成され
る、センサコイルより見たインダクタンスである。変位
測定対象のターゲットは、固定されたセンサ側両端のヨ
ーク間に浮上した状態で位置し、片方のヨークとの間に
インダクタンスＬ1、他方のヨークとの間にインダクタ
ンスＬ2 が形成される。ターゲットがＬ1側のヨークに
近づくと、磁気回路の磁気抵抗が、小さくなり、インダ
クタンスＬ1 は増大し、反対にＬ2側の磁気抵抗は増大
し、インダクタンスＬ2は減少する。
回路の一例である。センサコイル１は、固定されたセン
サ側ヨークのコイルであり、そのインダクタンスＬ1,
Ｌ2は、例えば、磁気浮上アクチュエータに取付けられ
た変位測定対象のターゲットと、固定されたセンサ側の
ヨークによって構成される磁気回路によって形成され
る、センサコイルより見たインダクタンスである。変位
測定対象のターゲットは、固定されたセンサ側両端のヨ
ーク間に浮上した状態で位置し、片方のヨークとの間に
インダクタンスＬ1、他方のヨークとの間にインダクタ
ンスＬ2 が形成される。ターゲットがＬ1側のヨークに
近づくと、磁気回路の磁気抵抗が、小さくなり、インダ
クタンスＬ1 は増大し、反対にＬ2側の磁気抵抗は増大
し、インダクタンスＬ2は減少する。
【０００４】センサ回路は、センサコイル１と、抵抗３
とが図示のブリッジ状に接続され、発振器２より比較的
高い周波数（１〜１００ｋHz）の正弦波の励磁信号が印
加される。抵抗３の中点Ａと、センサコイル１の中点Ｂ
は、差動増幅回路４に接続され、インダクタンスＬ1，
Ｌ2の変化に対応した比較的高い周波数の信号が増幅さ
れる。
とが図示のブリッジ状に接続され、発振器２より比較的
高い周波数（１〜１００ｋHz）の正弦波の励磁信号が印
加される。抵抗３の中点Ａと、センサコイル１の中点Ｂ
は、差動増幅回路４に接続され、インダクタンスＬ1，
Ｌ2の変化に対応した比較的高い周波数の信号が増幅さ
れる。
【０００５】差動増幅回路４の後段には、ノイズ成分を
カットする目的で、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５が
接続され、発振器２の励磁信号に対応した比較的高い周
波数の周波数成分のみが通過する。バンドパスフィルタ
５の出力信号は、同期検波回路６に入力され、比較的高
い周波数のインダクタンスの変化によるセンサコイルの
信号が検波され、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）８を経て
ターゲットの変位に相当する低周波数成分のみが取り出
される。
カットする目的で、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５が
接続され、発振器２の励磁信号に対応した比較的高い周
波数の周波数成分のみが通過する。バンドパスフィルタ
５の出力信号は、同期検波回路６に入力され、比較的高
い周波数のインダクタンスの変化によるセンサコイルの
信号が検波され、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）８を経て
ターゲットの変位に相当する低周波数成分のみが取り出
される。
【０００６】信号整形器７は、発振器２の比較的高い周
波数の正弦波信号を整形し、その出力信号が、同期検波
回路６のリファレンス（同期）信号として入力される。
即ち、従来、同期検波回路６は、同期検波のリファレン
ス信号として、発振器２のセンサコイルの励磁信号を、
信号整形器７で正弦波より整形して用いていた。
波数の正弦波信号を整形し、その出力信号が、同期検波
回路６のリファレンス（同期）信号として入力される。
即ち、従来、同期検波回路６は、同期検波のリファレン
ス信号として、発振器２のセンサコイルの励磁信号を、
信号整形器７で正弦波より整形して用いていた。
【０００７】係る従来の電磁誘導型センサのセンサ回路
では、ターゲットの変位が生じ、センサコイル１のイン
ダクタンスＬ1，Ｌ2が変化した時に、抵抗３の中点Ａ
と、センサコイル１の中点Ｂの信号を比較すると、中点
Ｂは、誘導性負荷の中点なので中点Ａと比較して位相の
ずれがある。このため、差動増幅回路は、発振器２の励
磁信号とは位相のずれのある信号を入力して増幅する。
従って、その出力信号が、バンドパスフィルタ（ＢＰ
Ｆ）５を通過して、同期検波回路６で検波される時に
は、同期検波回路６のリファレンス信号である、発振器
２の励磁信号を整形した信号とは、かなりの位相差が生
じてしまう。
では、ターゲットの変位が生じ、センサコイル１のイン
ダクタンスＬ1，Ｌ2が変化した時に、抵抗３の中点Ａ
と、センサコイル１の中点Ｂの信号を比較すると、中点
Ｂは、誘導性負荷の中点なので中点Ａと比較して位相の
ずれがある。このため、差動増幅回路は、発振器２の励
磁信号とは位相のずれのある信号を入力して増幅する。
従って、その出力信号が、バンドパスフィルタ（ＢＰ
Ｆ）５を通過して、同期検波回路６で検波される時に
は、同期検波回路６のリファレンス信号である、発振器
２の励磁信号を整形した信号とは、かなりの位相差が生
じてしまう。
【０００８】係る同期検波回路６の比較的高い周波数の
センサコイルのインダクタンスの変化による入力信号
と、発振器２の励磁信号を整形した同期検波のリファレ
ンス信号との大きな位相差は、適確な同期検波を妨げ、
ターゲットの変位の検出を不正確なものとしていた。ま
た、この位相差は、誘導性負荷であるターゲットの変位
によるインダクタンスの変化に依存しているため、発振
器２の励磁信号を単純な信号整形器によって、同期検波
回路６の入力信号とリファレンス信号の位相を合わせる
ことは非常に困難なことである。
センサコイルのインダクタンスの変化による入力信号
と、発振器２の励磁信号を整形した同期検波のリファレ
ンス信号との大きな位相差は、適確な同期検波を妨げ、
ターゲットの変位の検出を不正確なものとしていた。ま
た、この位相差は、誘導性負荷であるターゲットの変位
によるインダクタンスの変化に依存しているため、発振
器２の励磁信号を単純な信号整形器によって、同期検波
回路６の入力信号とリファレンス信号の位相を合わせる
ことは非常に困難なことである。
【０００９】図６は、他の従来の電磁誘導型センサのセ
ンサ回路の説明図である。このセンサ回路では、抵抗に
代えて、発振器２を２個、ブリッジ回路に用いる点で、
図４の従来のセンサ回路と異なる。しかしながら、発振
器２と位相の異なるセンサコイル１の中点Ｂの出力を差
動増幅していること、及び同期検波回路のリファレンス
信号として、発振器２の励磁信号を信号整形器７により
整形して用いている点において、図５に示すセンサ回路
と共通の問題点を有している。
ンサ回路の説明図である。このセンサ回路では、抵抗に
代えて、発振器２を２個、ブリッジ回路に用いる点で、
図４の従来のセンサ回路と異なる。しかしながら、発振
器２と位相の異なるセンサコイル１の中点Ｂの出力を差
動増幅していること、及び同期検波回路のリファレンス
信号として、発振器２の励磁信号を信号整形器７により
整形して用いている点において、図５に示すセンサ回路
と共通の問題点を有している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】係る従来の技術の問題
点に鑑み、本発明は同期検波回路の入力信号とリファレ
ンス信号の位相を合わせ、適確な同期検波を行うことの
できる、即ち、よりターゲットの変位の検出を正確に行
うことのできる電磁誘導型センサのセンサ回路を提供す
ることを目的とする。
点に鑑み、本発明は同期検波回路の入力信号とリファレ
ンス信号の位相を合わせ、適確な同期検波を行うことの
できる、即ち、よりターゲットの変位の検出を正確に行
うことのできる電磁誘導型センサのセンサ回路を提供す
ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】係る課題を解決するた
め、インダクタンスの変化によるセンサコイルの信号を
増幅する差動増幅器の出力側より取り出した信号を、信
号整形器で整形し、同期検波回路のリファレンス信号と
して用いて、同期検波回路でターゲットの変位に相当す
る信号を取り出す検波を行うよう構成したものである。
め、インダクタンスの変化によるセンサコイルの信号を
増幅する差動増幅器の出力側より取り出した信号を、信
号整形器で整形し、同期検波回路のリファレンス信号と
して用いて、同期検波回路でターゲットの変位に相当す
る信号を取り出す検波を行うよう構成したものである。
【００１２】
【作用】同期検波回路では、その入力信号である比較的
高い周波数のインダクタンスの変化によるセンサコイル
の信号を整形して、リファレンス信号として、センサコ
イルの信号を同期検波しているので、適確な同期検波が
行える。それ故、本発明の電磁誘導型センサのセンサ回
路によれば、ターゲットの変位の検出をより正確に行う
ことができる。
高い周波数のインダクタンスの変化によるセンサコイル
の信号を整形して、リファレンス信号として、センサコ
イルの信号を同期検波しているので、適確な同期検波が
行える。それ故、本発明の電磁誘導型センサのセンサ回
路によれば、ターゲットの変位の検出をより正確に行う
ことができる。
【００１３】
【実施例】図１は、本発明の一実施例の電磁誘導型セン
サのセンサ回路の説明図である。センサ回路の基本的動
作は図５の従来技術と同じである。即ち、センサコイル
１と抵抗３をブリッジ状に接続し、発振器２により１〜
１００ｋHzの正弦波の励磁信号を印加する。抵抗３の中
点Ａと、センサコイル１の中点Ｂの信号を取り出して、
差動増幅回路４で増幅する。バンドパスフィルタ（ＢＰ
Ｆ）５で、ノイズ成分をカットするため、キャリア信号
の比較的高い周波数成分のみを通し、同期検波回路６に
より検波を行い、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）８を経て
低周波数のターゲットの変位に相当する信号を取り出
す。
サのセンサ回路の説明図である。センサ回路の基本的動
作は図５の従来技術と同じである。即ち、センサコイル
１と抵抗３をブリッジ状に接続し、発振器２により１〜
１００ｋHzの正弦波の励磁信号を印加する。抵抗３の中
点Ａと、センサコイル１の中点Ｂの信号を取り出して、
差動増幅回路４で増幅する。バンドパスフィルタ（ＢＰ
Ｆ）５で、ノイズ成分をカットするため、キャリア信号
の比較的高い周波数成分のみを通し、同期検波回路６に
より検波を行い、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）８を経て
低周波数のターゲットの変位に相当する信号を取り出
す。
【００１４】従来技術と異なる点は、同期検波回路６の
リファレンス信号の取り方である。図１に示すように、
差動増幅回路４の出力が、信号整形器７に接続され、信
号整形器７の出力は、同期検波回路６にリファレンス信
号として入力される。ターゲットの変位が生じると、セ
ンサコイル１のインダクタンスＬ1，Ｌ2に、ターゲット
の変位にほぼ比例した変化が生じ、抵抗３の中点Ａとセ
ンサコイル１の中点Ｂ間の信号が差動増幅回路４に入力
される。点Ａは、抵抗負荷の中点であり、発振器の励磁
信号とほぼ同相である。インダクタンスＬ1，Ｌ2は誘導
性負荷であるので、点Ｂにおけるその電流の位相は、点
Ａと異なったものとなる。
リファレンス信号の取り方である。図１に示すように、
差動増幅回路４の出力が、信号整形器７に接続され、信
号整形器７の出力は、同期検波回路６にリファレンス信
号として入力される。ターゲットの変位が生じると、セ
ンサコイル１のインダクタンスＬ1，Ｌ2に、ターゲット
の変位にほぼ比例した変化が生じ、抵抗３の中点Ａとセ
ンサコイル１の中点Ｂ間の信号が差動増幅回路４に入力
される。点Ａは、抵抗負荷の中点であり、発振器の励磁
信号とほぼ同相である。インダクタンスＬ1，Ｌ2は誘導
性負荷であるので、点Ｂにおけるその電流の位相は、点
Ａと異なったものとなる。
【００１５】差動増幅回路４に入力された比較的高い周
波数の信号は、増幅されて、バンドパスフィルタ（ＢＰ
Ｆ）５を通過して、同期検波回路で、同期検波され、ロ
ーパスフィルタ（ＬＰＦ）８を経てターゲットの変位に
対応する低周波成分が取り出される。この同期検波に用
いられるリファレンス信号は、差動増幅回路４の出力を
信号整形器で、正弦波より波形整形をしたものである。
従って、同期検波回路６のリファレンス信号は、差動増
幅回路４の出力、即ち、同期検波回路６の入力と同じ位
相である。同期検波回路６では、比較的高い周波数のセ
ンサコイルのインダクタンス変化による入力信号を、信
号整形してリファレンス信号として用いるので、適確な
検波が達成される。
波数の信号は、増幅されて、バンドパスフィルタ（ＢＰ
Ｆ）５を通過して、同期検波回路で、同期検波され、ロ
ーパスフィルタ（ＬＰＦ）８を経てターゲットの変位に
対応する低周波成分が取り出される。この同期検波に用
いられるリファレンス信号は、差動増幅回路４の出力を
信号整形器で、正弦波より波形整形をしたものである。
従って、同期検波回路６のリファレンス信号は、差動増
幅回路４の出力、即ち、同期検波回路６の入力と同じ位
相である。同期検波回路６では、比較的高い周波数のセ
ンサコイルのインダクタンス変化による入力信号を、信
号整形してリファレンス信号として用いるので、適確な
検波が達成される。
【００１６】図２は、本発明の第２の実施例の電磁誘導
型センサのセンサ回路の説明図である。図２に示すよう
に、信号整形器７の入力は、バンドパスフィルタ（ＢＰ
Ｆ）５の出力、同期検波回路６の入力に接続されてい
る。従って、同期検波回路６のリファレンス信号は、同
期検波される比較的高い周波数のインダクタンスの変化
によるセンサコイルの信号自体から波形整形されたもの
であり、位相のずれの問題はまったく生じない。又、バ
ンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５の出力信号は、バンドパ
スフィルタを通った後のため、ノイズ成分がカットされ
た信号により、信号整形をすることができるため、安定
したリファレンス信号を作ることができる。
型センサのセンサ回路の説明図である。図２に示すよう
に、信号整形器７の入力は、バンドパスフィルタ（ＢＰ
Ｆ）５の出力、同期検波回路６の入力に接続されてい
る。従って、同期検波回路６のリファレンス信号は、同
期検波される比較的高い周波数のインダクタンスの変化
によるセンサコイルの信号自体から波形整形されたもの
であり、位相のずれの問題はまったく生じない。又、バ
ンドパスフィルタ（ＢＰＦ）５の出力信号は、バンドパ
スフィルタを通った後のため、ノイズ成分がカットされ
た信号により、信号整形をすることができるため、安定
したリファレンス信号を作ることができる。
【００１７】図３は、本発明の第３の実施例の電磁誘導
型センサのセンサ回路の説明図である。これは、図６に
示す従来の電磁誘導型センサのセンサ回路を改良したも
のである。同期検波回路６のリファレンス信号は、差動
増幅回路４の出力より信号整形されたものなので、本発
明の第１の実施例と同様な作用効果を生じる。
型センサのセンサ回路の説明図である。これは、図６に
示す従来の電磁誘導型センサのセンサ回路を改良したも
のである。同期検波回路６のリファレンス信号は、差動
増幅回路４の出力より信号整形されたものなので、本発
明の第１の実施例と同様な作用効果を生じる。
【００１８】図４は、本発明の第４の実施例の電磁誘導
型センサのセンサ回路の説明図である。これも、図６に
示す従来の電磁誘導型センサのセンサ回路を改良したも
のである。同期検波回路６のリファレンス信号は、バン
トパスフィルタ（ＢＰＦ）５の出力より信号整形された
ものなので、本発明の第２の実施例と同様な作用効果を
生じる。
型センサのセンサ回路の説明図である。これも、図６に
示す従来の電磁誘導型センサのセンサ回路を改良したも
のである。同期検波回路６のリファレンス信号は、バン
トパスフィルタ（ＢＰＦ）５の出力より信号整形された
ものなので、本発明の第２の実施例と同様な作用効果を
生じる。
【００１９】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
センサ回路によれば、同期検波に際して、そのリファレ
ンス信号を同期検波の入力信号と同じ位相の信号より取
り出したものである。従って、適確な同期検波が達成さ
れ、ターゲットの変位を正確に検出できる電磁誘導型セ
ンサが実現された。
センサ回路によれば、同期検波に際して、そのリファレ
ンス信号を同期検波の入力信号と同じ位相の信号より取
り出したものである。従って、適確な同期検波が達成さ
れ、ターゲットの変位を正確に検出できる電磁誘導型セ
ンサが実現された。
【図１】本発明の第１の実施例の電磁誘導型センサのセ
ンサ回路の説明図。
ンサ回路の説明図。
【図２】本発明の第２の実施例の電磁誘導型センサのセ
ンサ回路の説明図。
ンサ回路の説明図。
【図３】本発明の第３の実施例の電磁誘導型センサのセ
ンサ回路の説明図。
ンサ回路の説明図。
【図４】本発明の第４の実施例の電磁誘導型センサのセ
ンサ回路の説明図。
ンサ回路の説明図。
【図５】従来の電磁誘導型センサのセンサ回路の説明
図。
図。
【図６】従来の電磁誘導型センサのセンサ回路の説明
図。
図。
【符号の説明】 １ センサコイル ２ 発振器 ３ 抵抗 ４ 差動増幅回路 ５ バントパスフィルタ（ＢＰＦ） ６ 同期検波回路 ７ 信号整形器 ８ ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
Claims (2)
- 【請求項１】 インダクタンスの変化によるセンサコイ
ルの信号を増幅する差動増幅回路と、該差動増幅回路の
出力を検波しターゲットの変位に相当する信号を取り出
す同期検波回路とからなる電磁誘導型センサのセンサ回
路において、前記同期検波回路のリファレンス信号は、
前記差動増幅回路の出力を信号整形したものであること
を特徴とする電磁誘導型センサのセンサ回路。 - 【請求項２】 前記同期検波回路のリファレンス信号
は、前記差動増幅回路の後段のバンドパスフィルタの出
力を信号整形したものであることを特徴とする請求項１
の電磁誘導型センサのセンサ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28053791A JPH0635936B2 (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 電磁誘導型センサのセンサ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28053791A JPH0635936B2 (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 電磁誘導型センサのセンサ回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05113364A true JPH05113364A (ja) | 1993-05-07 |
| JPH0635936B2 JPH0635936B2 (ja) | 1994-05-11 |
Family
ID=17626466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28053791A Expired - Lifetime JPH0635936B2 (ja) | 1991-10-01 | 1991-10-01 | 電磁誘導型センサのセンサ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0635936B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN121340786A (zh) * | 2025-12-18 | 2026-01-16 | 季华实验室 | 一种喷头快拆定位装置及方法 |
-
1991
- 1991-10-01 JP JP28053791A patent/JPH0635936B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN121340786A (zh) * | 2025-12-18 | 2026-01-16 | 季华实验室 | 一种喷头快拆定位装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0635936B2 (ja) | 1994-05-11 |
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