JPH052005U - Rod position detector - Google Patents

Rod position detector

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Publication number
JPH052005U
JPH052005U JP4715491U JP4715491U JPH052005U JP H052005 U JPH052005 U JP H052005U JP 4715491 U JP4715491 U JP 4715491U JP 4715491 U JP4715491 U JP 4715491U JP H052005 U JPH052005 U JP H052005U
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JP
Japan
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rod
position marker
sensor
width
detected
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4715491U
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Japanese (ja)
Inventor
義則 牛房
寛治 林
穎彦 塚本
和夫 井出上
博章 島筒
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH052005U publication Critical patent/JPH052005U/en
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、各種アクチュエータのロッド位置
を検出する装置のセンサを小型にし、信号処理回路も簡
単にすることを目的とする。 【構成】 幅が最大幅と最小幅が交互に一定ピッチで繰
返され、または深さが連続的に増加するように底面が傾
斜している(角度θ)構造の、ロッド母材58とは導電
率の異なるポジションマーカ59をロッド58の軸方向
に沿って取付け、このポジションマーカに対向して1個
の電磁コイルより成るセンサ60を設けたことを特徴と
している。
(57) [Summary] [Object] The present invention aims to downsize a sensor of a device for detecting rod positions of various actuators and to simplify a signal processing circuit. [Constitution] The width has a maximum width and a minimum width which are alternately repeated at a constant pitch, or the bottom surface is inclined so that the depth continuously increases (angle θ). Position markers 59 having different ratios are attached along the axial direction of the rod 58, and a sensor 60 composed of one electromagnetic coil is provided facing the position markers.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial application]

本考案は、各種アクチュエータのロッド位置を検出する装置に関し、油圧アク チュエータ、電動アクチュエータ、各種プラントの弁制御アクチュエータ等に利 用することが可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention relates to a device for detecting the rod position of various actuators, and can be applied to hydraulic actuators, electric actuators, valve control actuators of various plants, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior Art]

従来、例えば油圧シリンダのロッド位置検出装置は、ロッド母材の磁気特性と 異なる磁気特性の異種金属をポジションマーカとしてロッドの軸方向に等間隔で 断続して埋設し、このポジションマーカの位置をシリンダ内周部に配置したコイ ルによって検出する方式が用いられ、実用新案出願公開昭64-173604 号“渦電流 式ロッド位置センサ”に開示されている。 Conventionally, for example, a rod position detection device of a hydraulic cylinder has a dissimilar metal having a magnetic characteristic different from the magnetic characteristic of the rod base material, which is intermittently embedded at equal intervals in the axial direction of the rod as a position marker. A method of detecting by a coil arranged on the inner circumference is used, and it is disclosed in Japanese Utility Model Application Publication No. 64-173604 "Eddy Current Rod Position Sensor".

【0003】 この装置は、図7及び図8に示すように、センシングロッド8に、軸方向の長 さaと間隔bが同等に埋設された異種磁性金属9の移動による変位を、油圧シリ ンダ1に位相を1/4周期ずらせて配設された2組の検出コイル10−1、10 −2から成るヘッドセンサ10によって検出する。センシングロッド8の移動に よる異種磁性金属9の変位検出信号は図9に示すように出力される。As shown in FIG. 7 and FIG. 8, this device uses a hydraulic cylinder to detect displacement caused by the movement of a dissimilar magnetic metal 9 embedded in a sensing rod 8 with an axial length a equal to a gap b. The detection is performed by the head sensor 10 including two sets of detection coils 10-1 and 10-2, which are arranged with a phase shifted by 1/4 cycle from 1. A displacement detection signal of the dissimilar magnetic metal 9 due to the movement of the sensing rod 8 is output as shown in FIG.

【0004】 すなわち、いずれか一方の検出コイル10−1又は10−2の検出値又は双方 の検出コイル10−1、10−2の検出値の平均によってセンシングロッド8の 移動量を検出し、双方の検出コイル10−1、10−2の差動(位相の変化の差 )によってセンシングロッド8の移動方向を検出する。That is, the amount of movement of the sensing rod 8 is detected by the detection value of either one of the detection coils 10-1 or 10-2 or the average of the detection values of both of the detection coils 10-1 and 10-2. The moving direction of the sensing rod 8 is detected by the differential of the detection coils 10-1 and 10-2 (difference in phase change).

【0005】[0005]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

従来の装置では、センシングロッド8の移動方向を特定するために2組のリン グ状で大型の検出コイル10−1、10−2と、この双方の検出コイル10−1 、10−2から出力11を処理する移動方向判定部を具備した信号処理回路12 を必要とする。 従って装置が複雑で高価なものになる。 In the conventional device, in order to specify the moving direction of the sensing rod 8, two sets of ring-shaped and large detection coils 10-1 and 10-2 and the detection coils 10-1 and 10-2 output from both of them. A signal processing circuit 12 1 having a moving direction determination unit for processing 11 is required. Therefore, the device becomes complicated and expensive.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

前記課題を解決するための本考案によるアクチヌユエータりロッド位置検出装 置の構成は、ロッドの軸方向のポジションマーカの変位をこのポジションマーカ に対向して固設したセンサによって検出し、このロッドの軸方向の移動量及び移 動方向を検出する装置に於いて、最大幅と最小幅とを交互に等間隔で長い方向に 列設すると共に底面を長さ方向に傾斜して形成し、前記ロッドの母材とは電導率 の異なる物質によって成るポジションマーカを前記ロッドの軸方向に埋設し、こ のポジションマーカに対向いて1個の電磁コイルによって成るセンサを設けたこ とを特徴とするものである。 The structure of the actuating rod position detection device according to the present invention for solving the above-mentioned problems is such that the displacement of the position marker in the axial direction of the rod is detected by a sensor fixed facing the position marker, and the axis of this rod is detected. In a device that detects the amount of movement and the direction of movement of the rod, the maximum width and the minimum width are alternately arranged in a row in the long direction, and the bottom surface is formed to be inclined in the longitudinal direction. The base material is characterized in that a position marker made of a substance having a different electrical conductivity is embedded in the axial direction of the rod, and a sensor made of one electromagnetic coil is provided facing the position marker.

【0007】[0007]

【作用】[Action]

センサを電流に印加して対向するポジションマーカが埋設されたロッドの表面 に渦電流を発生させる。ロッドが軸方向に移動すると、対向するポジションマー カの底面傾斜による深さが変化し、同時に長さ方向に列設された周期的形状も変 化する。この時のセンサの出力は、底面傾斜に起因する1次傾斜成分と、周期的 形状変化に起因する周期的成分とが重なり合ったものになっていて、これらの両 信号成分を適切に組み合わせることにより(即ち、ポジションマーカの底面傾斜 及び周期的形状を適切に定めることにより)、ロッドの移動方向と移動量を同時 に検出することができる。 The sensor is applied to the current to generate an eddy current on the surface of the rod in which the facing position marker is embedded. When the rod moves in the axial direction, the depth due to the bottom slope of the facing position marker changes, and at the same time, the periodic shape arranged in the length direction also changes. The output of the sensor at this time is a combination of the first-order tilt component due to the bottom surface tilt and the periodic component due to the periodic shape change. By combining these two signal components appropriately. (That is, by appropriately determining the bottom surface inclination and the periodic shape of the position marker), the moving direction and the moving amount of the rod can be detected at the same time.

【0008】[0008]

【実施例】【Example】

以下、本考案の実施例を図面によって具体的に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

【0009】 図1乃至図3にに於いて、59は、例えばニッケルクローム合金のような、ロ ッド58の母材よりも電導率の低い金属によって成るポジションマーカであり、 図3の上面図で示すように最大幅w1 と最小幅w2 とが交互に同一ピッチpで列 設され、その底面は傾斜角度θによる勾配を有して形成され、シリンダ51内の プランジャ58aと一体のロッド58の軸方向に埋設されている。60は、1個 のコイルによって成るセンサヘッドであり、シリンダ51の出口に、ポジション マーカ59と対向して埋設され、信号処理回路62及びストロークコントローラ 54を介して油圧サーボ回路53に連結されている。In FIGS. 1 to 3, 59 is a position marker made of a metal having a lower conductivity than the base material of the rod 58, such as nickel chrome alloy, and is a top view of FIG. As shown in, the maximum width w1 and the minimum width w2 are alternately arranged at the same pitch p, and the bottom surface thereof is formed with a slope by the inclination angle θ, and the rod 58 of the rod 58 integrated with the plunger 58a in the cylinder 51 is formed. It is buried in the axial direction. Reference numeral 60 denotes a sensor head composed of one coil, which is embedded at the outlet of the cylinder 51 so as to face the position marker 59 and is connected to the hydraulic servo circuit 53 via a signal processing circuit 62 and a stroke controller 54. .

【0010】 なお、ロッド58及びポジションマーカ59の表面には、シリンダ51のシー ルとの摺動による磨耗を防止するため、20〜40μm程度のCrメッキ等を施 しても測定に支障はない。It should be noted that the surfaces of the rod 58 and the position marker 59 may be plated with Cr of about 20 to 40 μm or the like to prevent abrasion due to sliding of the cylinder 51 on the seal, which does not hinder the measurement. ..

【0011】 次に本装置の作用について説明する。センサヘッド60に電流を印加し、プラ ンジャ58aの移動によってロッド58及びポジションマーカ59が移動すると 、ポジションマーカ59のセンサヘッド60と対向する部位の幅w1 、w2 が周 期的に変化し、深さhがその移動方向によって増大又は減少する。ポジションマ ーカ59の電導率はロッド58の電導率よりも低いので、ロッド58の表面に発 生する渦電流はロッド58の軸方向の移動によって変化し(ポジションマーカ5 9の幅w1 、w2 及び深さhが大きくなると渦電流は小さくなる。)、これに比 例してコイル出力b1 も変化する。Next, the operation of this device will be described. When a current is applied to the sensor head 60 and the rod 58 and the position marker 59 move due to the movement of the plunger 58a, the widths w1 and w2 of the portion of the position marker 59 facing the sensor head 60 change periodically, and The height h increases or decreases depending on the moving direction. Since the conductivity of the position marker 59 is lower than that of the rod 58, the eddy current generated on the surface of the rod 58 changes due to the axial movement of the rod 58 (widths w1 and w2 of the position marker 59). And the eddy current becomes smaller as the depth h becomes larger.) In comparison, the coil output b1 also changes.

【0012】 このコイル出力61の変化は、図4に示すように、ポジションマーカ59の周 期的な幅w1 、w2 の変化に起因して発生する周期成分aと深さhの変化に起因 して発生する1次傾斜成分とから成っている。As shown in FIG. 4, the change in the coil output 61 is caused by the change in the periodic component a and the depth h caused by the change in the periodic widths w1 and w2 of the position marker 59. And a first-order gradient component generated as a result.

【0013】 従って、周期成分と1次傾斜成分の量を適切に定めればコイル出力61とロッ ド58の位置と1対1に対応させることができ、信号処理回路62を介してセン サヘッド60のコイル出力61からロッド58の位置を検出することができる。 もし、ロッド58の位置修正を要すれば、その修正用信号をストロークコントロ ーラ54に送信し、ストロークコントローラ54は受信した信号により油圧サー ボ回路53を介してプランジャ58a及びロッド58を移動させ、その位置を制 御する。Therefore, by appropriately determining the amounts of the periodic component and the first-order slope component, the positions of the coil output 61 and the rod 58 can be made to correspond one-to-one, and the sensor head 60 can be connected via the signal processing circuit 62. The position of the rod 58 can be detected from the coil output 61 of the. If the position of the rod 58 needs to be corrected, the correction signal is transmitted to the stroke controller 54, and the stroke controller 54 moves the plunger 58a and the rod 58 via the hydraulic servo circuit 53 according to the received signal. , Control its position.

【0014】 図5は本発明の第2実施例のポジションマーカ69の幅形状を示していて、工 作の都合等により最大幅w1 と最小幅w2 とを結ぶ曲線にしたものであり、その 他の構成は第1実施例と変わらない。 この様な幅形状であっても、周期成分aの変化によるロッド58の移動量の検 出には支障ないものである。FIG. 5 shows a width shape of the position marker 69 according to the second embodiment of the present invention, which is a curve connecting the maximum width w1 and the minimum width w2 for the convenience of the work, and the like. The configuration is the same as that of the first embodiment. Even such a width shape does not hinder the detection of the movement amount of the rod 58 due to the change of the periodic component a.

【0015】[0015]

【考案の効果】[Effect of the device]

本考案では、ロッドの軸方向に埋設した最大幅と最小幅とを交互に等間隔で長 さ方向に列設すると共に底面を長さ方向に傾斜させロッドとは電導率の異なる物 質のポジションマーカの移動量及び移動方向を、1個の電磁コイルによって成る センサによって同時に検出することにより、センサがスポット状の小型で簡単に なり、その信号処理回路も簡単にすることが可能になる。 従ってアクチュエータ及びその付随装置のコストを低減することができる。 In the present invention, the maximum width and the minimum width embedded in the axial direction of the rod are alternately arranged in the length direction at equal intervals, and the bottom surface is inclined in the length direction so that the position of the material having a different conductivity from the rod is positioned. By simultaneously detecting the moving amount and the moving direction of the marker by the sensor composed of one electromagnetic coil, the sensor becomes a spot-like small size and can be simplified, and the signal processing circuit thereof can also be simplified. Therefore, the cost of the actuator and its associated device can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本考案の第1実施例に係わるロッド位置検出装
置の概念図及びそのロッド、ポジションマーカ及びセン
サヘッドを示す破断側面図。
FIG. 1 is a conceptual view of a rod position detecting device according to a first embodiment of the present invention and a cutaway side view showing a rod, a position marker and a sensor head.

【図2】図1のIII −III 断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along the line III-III in FIG.

【図3】図1及び図2のポジションマーカの形状を示す
平面図。
FIG. 3 is a plan view showing the shape of the position marker shown in FIGS. 1 and 2.

【図4】ロッド移動によるコイル出力を示す線図。FIG. 4 is a diagram showing a coil output by moving a rod.

【図5】本考案の第2実施例に係わるロッド位置検出装
置のポジションマーカの幅形状を示す平面図。
FIG. 5 is a plan view showing a width shape of a position marker of a rod position detecting device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】従来のロッド位置検出装置を示す概念図。FIG. 6 is a conceptual diagram showing a conventional rod position detecting device.

【図7】図6のセンサヘッドと異種磁性金属との位置関
係を示す概念図。
FIG. 7 is a conceptual diagram showing a positional relationship between the sensor head of FIG. 6 and a different magnetic metal.

【図8】図7のロッド移動によるコイル出力を示す線
図。
8 is a diagram showing a coil output by moving the rod in FIG. 7. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

51…シリンダ、53…油圧サーボ回路、54…ストロ
ークコントローラ、58…ロッド、59…ポジションマ
ーカ、60…センサヘッド、62…信号処理回路。
51 ... Cylinder, 53 ... Hydraulic servo circuit, 54 ... Stroke controller, 58 ... Rod, 59 ... Position marker, 60 ... Sensor head, 62 ... Signal processing circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 井出上 和夫 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)考案者 島筒 博章 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kazuo Ideue 4-6-22 Kannon Shinmachi, Nishi-ku, Hiroshima City, Hiroshima Prefecture Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Hiroshima Research Institute (72) Hiroaki Shimatsutsu 4 Kannon Shinmachi, Nishi-ku, Hiroshima City, Hiroshima Prefecture 6-22 No. 6 Hiroshima Research Center, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 【請求項1】 ロッドの軸方向のポジションマーカの変
位をこのポジションマーカに対向して固設したてセンサ
によって検出し、このロッドの軸方向の移動量及び移動
方向を検出する装置に於いて、最大幅と最小幅とを交互
に等間隔で長さ方向に列設すると共に底面を長さ方向に
傾斜して形成し、前記ロッドの母材とは導電率の異なる
物質によって成るポジションマーカを前記ロッドの軸方
向に埋設し、このポジションマーカに対向して1個の電
磁コイルによって成るセンサを設けたことを特徴とする
アクチュエータのロッド位置検出装置。
Claims for utility model registration Claims 1. The displacement of the axial position marker of the rod is detected by a vertical sensor fixed facing the position marker, and the axial movement amount and movement direction of the rod are detected. In the device for detecting, the maximum width and the minimum width are alternately arranged in a row in the length direction at equal intervals, and the bottom surface is formed to be inclined in the length direction, and the base material of the rod has a conductivity of A rod position detecting device for an actuator, characterized in that a position marker made of a different substance is embedded in the axial direction of the rod, and a sensor constituted by one electromagnetic coil is provided facing the position marker.
JP4715491U 1991-06-21 1991-06-21 Rod position detector Withdrawn JPH052005U (en)

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JP4715491U JPH052005U (en) 1991-06-21 1991-06-21 Rod position detector

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JPH052005U true JPH052005U (en) 1993-01-14

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ID=12767174

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Effective date: 19950907