JPH0586060B2 - - Google Patents

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JPH0586060B2
JPH0586060B2 JP61501188A JP50118886A JPH0586060B2 JP H0586060 B2 JPH0586060 B2 JP H0586060B2 JP 61501188 A JP61501188 A JP 61501188A JP 50118886 A JP50118886 A JP 50118886A JP H0586060 B2 JPH0586060 B2 JP H0586060B2
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JP
Japan
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planar metal
coil
insulating plate
coils
movable
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JP61501188A
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JPS62501810A (ja
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Debitsudo Junia Fuiori
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SENSA TEKUNOROJIIZU Inc
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SENSA TEKUNOROJIIZU Inc
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Publication of JPS62501810A publication Critical patent/JPS62501810A/ja
Publication of JPH0586060B2 publication Critical patent/JPH0586060B2/ja
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F21/00—Variable inductances or transformers of the signal type
    • H01F21/02—Variable inductances or transformers of the signal type continuously variable, e.g. variometers
    • H01F21/10—Variable inductances or transformers of the signal type continuously variable, e.g. variometers by means of a movable shield
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING 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
    • G01D5/00—Mechanical 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
    • G01D5/12—Mechanical 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
    • G01D5/14—Mechanical 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
    • G01D5/20—Mechanical 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
    • G01D5/2006—Mechanical 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 by influencing the self-induction of one or more coils
    • G01D5/202—Mechanical 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 by influencing the self-induction of one or more coils by movable a non-ferromagnetic conductive element

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Discharge Heating (AREA)

Description

技術分野 本発明は概括的には監視パラメータでの変化に
対応して信号を発生するセンサに関するものであ
り、殊に感知された変化をパラメータとして変化
するインダクタンスを有する平面型インダクタン
スコイルセンサに関するものである。
技術的背景 非接触形センサは公知である。該センサは１個
以上の固定インダクタンスコイルと、監視パラメ
ータに従い固定インダクタンスコイルの磁場で動
いて固定コイルのインダクタンスを変化する可動
部材とを含んでいる。非接触形センサは、特に可
動部分と固定部分とが接触して摩耗することがな
いので有用である。
例えば、ワイパブレードを捲形抵抗器に沿つて
動かす単純なポテンシヨメータの場合、ワイパブ
レードと捲形抵抗器の間には動作中、常に接触摩
擦が生ずるため、一方又は他方の部品に摩耗が起
きてしまう。
種々異なつた構造の非接触形センサが過去に開
発されてきた。これらの一つはプリント配線技術
により製作し得る平面形コイルセンサである。
平面形コイルセンサの利点には、製作の容易
さ、相対的に低価格であること及び小型であるこ
とがある。
公知の平面形コイルセンサにおける可動部品
で、場合により“スポイラ”と呼ばれるものは絶
縁板に取付けられた１個以上の固定された平面形
コイルの磁場の中又は外で回転体の軸に取付けら
れている。固定コイルの位置に関係するスポイラ
の位置は、監視パラメータによつてセツトされ、
平面形コイルとのインダクタンスの変化で決定さ
れる。スポイラの動きによつて生ずるインダクタ
ンスの変化は更に、監視パラメータ中の変化に応
答して出力表示を出す電子回路によつて探知され
る。
現今多くのセンサの応用製品は、監視パラメー
タの非常に正確な表示を要求する。上記した特殊
な平面形コイルセンサは、スポイラがコイル面に
対して垂直方向に置かれた時エラーを生ずる。こ
れはスポイラを取付けているシヤフトに沿つてス
ポイラの滑り、或いはシヤフトそのものの軸の変
位、或いはスポイラの取付軸に関係するスポイラ
の傾きに原因していると思われる。前述した面内
のみのスポイラの動きによつて、平面形コイルの
磁場を変えずに、スポイラがセンサの精度に対し
逆効果となるような異る動きに耐えることができ
る。
発明の開示 従つて、本発明の目的は新しく改善されたイン
ダクタンスコイルセンサを備えることにある。
他の目的は平面形コイルの形で新しく改善され
たインダクタンスコイルセンサを備えることはで
ある。
更に他の目的は作動中正確で信頼し得る平面誘
導センサを備えることである。
これらと他の目的は、インダクタンスコイルで
本発明によつて達成される。
このインダクタンスコイルセンサはそれが取付
けられている平面形コイルを有する第１の絶縁板
と、第１の絶縁板に平行し、これに取付けた平面
形メタルコイルシリーズに接続されている。
発明には２つの絶縁板の間に位置し、絶縁位置
に平行に配置されている可動面平金属部品をその
面で可動する方法が含まれている。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に関して組立たインダクタンス
コイルセンサの具体的立体透視図である。
第２図は第１図のインダクタンスコイルセンサ
部の断面である。
第３図は第１図と第２図のインダクタンスコイ
ルセンサの平面形コイル結線を示した配線図であ
る。
第４図は第１図と第２図のインダクタンスコイ
ルセンサの使用法を示した回路図である。
第５図は作動を理解に役立つ一連の波形図であ
る。
本発明の最良実施態様 第１図乃至第３図を参照し、本発明に関し構成
されているインダクタンスコイルは、第１の平面
形金属コイル１２ａと１２ｂと第２の平面形金属
コイル１４ａ，１４ｂを取付けた第１の絶縁板１
０を含む。コイル１２ａ，１２ｂと１４ａ，１４
ｂは各々略半円形をし、周知のプリント回路技術
で形成されている。
第２図で明示されているように、絶縁板１０の
上部表面にはコイル１２ａがあり、その裏面には
コイル１２ｂがあり、コイル１２ａと１２ｂを絶
縁板１０の通し穴１６から接続して平面形金属コ
イル１２ａと１２ｂを形成している。第３図にお
いてはこれを回路図で示している。同様な方法
で、コイル１４ａ，１４ｂはそれぞれ絶縁板１０
の上面と下面に絶縁板１０の通し穴１６にて接続
され、平面形金属コイル１４ａと１４ｂを形成し
ている。端子２０と２２はそれぞれコイル１２ａ
と１２ｂおよび１４ａと１４ｂに接続され、一方
の端子２４と２６は図３に示しているようにそれ
ぞれコイル１２ａと１２ｂおよび１４ａと１４ｂ
の他の端に接続される。コイル１２ａと１２ｂお
よび１４ａと１４ｂは一般に互いに隣接するコイ
ルにより円形状に形成するため、半円形としてい
るが、これらのコイルは次に述べる他のコイルと
同様、他の形で有り得る。
インダクタンスコイルセンサはまた、第３と第
４の平面形金属コイル３０ａと３０ｂおよび同３
２ａと３２ｂを取付けている第２絶縁板２８をも
含む。コイル３０ａと３０ｂおよび同３２ａと３
２ｂは、コイル１２ａと１２ｂおよび１４ａと１
４ｂと同じ方法で配置され、類似の方法で形成さ
れる。絶縁板２８上面と下面にあるコイル３０ａ
と３０ｂは、絶縁板２８の通し穴３４から接続す
ることにより平面形金属コイル３０ａと３０ｂを
形成している。絶縁板２８の上面と下面にあるコ
イル３２ａと３２ｂは、絶縁板２８の通し穴３６
から接続すことにより平面形金属コイル３２ａと
３２ｂを形成している。端子３８と４０それぞれ
平面形金属コイル端子３０ａと３０ｂおよび同３
２ａと３２ｂの一端に接続され、一方では端子４
２と４４が、第３図のみに示されているようにそ
れぞれコイル３０ａと３０ｂおよび同３２ａと３
２ｂの他端に接続されている。
本発明のインダクタンスコイルセンサは、更に
絶縁板２８のコイルの１個が、絶縁板１０のコイ
ルの１個に直列に接続され、また絶縁板２８の他
のコイルが絶縁板２８の他のコイルに接続する手
段を含んでいる。直列接続コイルは明確にするた
め第１図の見取図には示されていない。しかし、
これは端子２４と３８および端子２６と４０の接
続で第３図の回路図において説明される。コイル
１２ａと１２ｂおよび同３０ａと３０ｂとの直列
接続はこれよりコイル1230とし、コイル１４ａと
１４ｂおよび同３２ａと３２ｂとの直列接続は
1432とする。
絶縁板１０と２８の間に位置している２枚の絶
縁板で仕切られている空間に、可動平面金属部品
４６がスポイラとして作用するよう設けられてい
る。スポイラ４６は軸４８に取付けられ、それは
更にもう１個の回転要素（図示されいない）と接
続されている。その作動は監視パラメータで示さ
れる。軸４８はスポイラ面にたいして垂直に取付
けている。軸が監視パラメータの変化に対応して
回動するので、スポイラ４６はコイル1230（コイ
ル１２ａと１２ｂおよび同３０ａと３０ｂ）とス
ペースコイル1432（コイル１４ａと１４ｂおよび
同３２ａと３２ｂ）との間をその同一平面上で回
動する。スポイラ４６は一般的半導体の形を有す
る固体のように示されているが、巻いたりコイル
状にすることができ、変つた形状にすることがで
きる。
第１図に示して示したように、絶縁板２８は監
視パラメータでの変化による表示を発生する回路
を構成する電子回路素子として配置される。この
回路は第４図に関してかなり詳細に考慮されてい
る。種々の要素部品は２枚の絶縁板の間にねじ５
０，５２，５４及び５６を通してナツト６２，６
４，６６で固定され、アツセンブリを構成してい
る。ねじ５２を締付けるナツトは第１図に示され
ていない。コイル１２ａと１２ｂおよび同１４ａ
と１４ｂを有する絶縁板１０は、コイル３０ａと
３０ｂおよび同３２ａと３２ｂを有する絶縁板２
８と、それぞれねじ５０，５４及び５６を通した
スペーサ６８，７０，７２により隔離されてい
る。なお、ねじ５２を通すスペーサは第１図には
示されていない。このようにしてスポイラ４６は
絶縁板と該絶縁板上のコイルと隔離され、スポイ
ラとコイルは物理的に非接触とする。絶縁板１０
と２８に関するスポイラの軸心方向位置は、軸４
８に取付けられた２つのカラー７４と７６とでセ
ツトされ、ねじ７８と８０とで軸に固定されて決
まる。
第４図はスポイラの位置の表示及び監視パラメ
ータを引き出すため、第１図と第２図のインダク
タンスコイルセンサを使用した一つの回路を示し
ている。第４図に示した特別回路は複合信号処理
技術に用いられてる。２つのコイル1230と1432は
交互の順序に合わせて、アースと結線しているコ
ンデンサ８４有するパルスゼネレータ８２の入力
に切り換えられる。コイル1230とコイル1432の切
換は、コイル1230と1432を直列に結線している１
対のトランジスタ８６と８８とそれぞれの抵抗９
０と９２およびインバータ９４で成りたつている
回路によつてなされる。
如何なる特別な時でも、パルスゼネレータ８２
に結線されているコイルはコンデンサ８４とでタ
ンク回路をつくつている。第５図の波形ＡとＢは
それぞれ、コイル1230とコンデンサ８４でつくら
れるタンク回路とコイル1432とコンデンサ８４で
つくられるタンク回路との２つの異なつた共振周
波数を示している。
波形Ｂの高い周波数はスポイラ４６が、コイル
1230よりもコイル1432に更に接近している状態を
示している。
波形Ｃはパルスゼネレータ８２の出力を示して
いる。コイル1230がパルスゼネレータに結線して
いる場合、その期間中のパルスゼネレータの出力
反復度は、コイル1230とコンデンサ８４とからつ
くられるタンク回路の共振周波数に対応する。コ
イル1432がパルスゼネレータ８２に結線している
場合、その期間中パルスゼネレータの出力反復度
は高く、コイル1432とコンデンサ８４とでつくら
れるタンク回路のそれより高い共振周波数に対応
する。
パルスゼネレータ８２の出力は、パルスの特定
数を計測するのに必要とされる時間を測定するカ
ウンタ９６に供給される。例えば、第５図に示さ
れている４つのパルス即ち、２つのプラス、２つ
のマイナスが算えられる。前記パルス数がカウン
トされた後、新しいカウントが始まる。各新しい
カウントが始まるとカウンタ９６の出力はパルス
数を算えるのに必要とする時間に対応する持続時
間を有するパルスをつくるためレベルを変える。
第５図で示されている波形Ｄのカウンタパルスの
関連持続時間は、コイル1230とコイル1432に関連
するスポイラ４６の位置の表示を与える。カウン
タ９６の出力はコイル1230とコイル1432とパルス
ゼネレータ８２との間の入力を切換える切換回路
の作動をも制御する。
スポイラの位置を表わす出力表示は、インバー
タ９８、一対の抵抗１００と１０２及び一対のコ
ンデンサ１０４と１０６から引き出される。抵抗
１００とコンデンサ１０４間の端子における信号
はT1／T1＋T2 に比例する値をもつ。ここでT1とT2は第５図に
示される。
また抵抗１０２とコンデンサ１０６との間の端
子１１０における信号はT2／T1＋T2 に比例する値をもつ。
従つて、端子１０８と１１０との信号差は T1−T2／T1＋T2 に比例する。
スポイラ４６の位置が変わることにより、２タ
ンク回路の共振周波数が変化し、さらにパルスゼ
ネレータ８２の出力反復度が変化する。これに対
応してカウンタ９６の出力側におけるT1とT2の
相対値の変化により、端子１０８と１１０におけ
る信号差が変化する。
スポイラ４６の上部と下部にコイル1230とコイ
ル1432の部品の配置により、取付軸４８に沿つた
スポイラ４６の動きに対する補償が用意される。
スポイラが、そのような動きをすればそれにより
コイルの１つに接近し、またこれから遠ざかり、
そのコイルにそのような動きによる特殊な影響が
発生する。
また、逆の効果がスポイラの他の面に位置した
直列結線コイルの他の部分に発生する。その結果
として、監視パラメータの変化を示さないスポイ
ラの予期しない動きにも抱らず、本発明により構
成されるインダクタンスコイルセンサで高い精度
が得られる。
加えて、スポイラの上部と下部の両方にコイル
のそれぞれを位置させることにより、必要とする
コイル各部材は単一コイルの半分以下となる。各
コイルの２つの部材の相互誘導効果のため、本発
明による２分割コイルに対する必要総巻数は単一
コイルに対する必要総巻数以下となる。
更に、スポイラの上部と下部の両方に位置する
各コイルの部材により、本発明ではスポイラの片
面のみにコイル部材を有する他のセンサより優れ
た直線出力−信号対スポイラ位置機能をもつセン
サを得ることが出来る。単一のコイル部材で上に
述べた信号操作技術を用いたシステムは、コイル
形状設計の製作公差に対しより鋭敏である。
前述したことは、本発明の模範的で適正な具体
例を示したものであり、本発明の精神又は範囲か
ら離脱しない技術範囲において、通常の技術をも
つて多くの応用が生ずることを理解されたい。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 平面形金属コイルが設けられた第１の絶縁板
    と、該第１の絶縁板に平行に配設された、平面形
    金属コイルが設けられた第２の絶縁板と、前記平
    面形金属コイルを直列に接続する手段と、前記第
    １、第２絶縁板間にこれと平行に配設された可動
    平面金属部材及び該可動部材をその平面内で動か
    す手段とからなることを特徴とするインダクタン
    スコイルセンサ。 ２ 前記平面形金属コイルの第１の部分がその絶
    縁板の表面に、また前記平面形金属コイルの第２
    の部分がその絶縁板の裏面に各々設けられた特許
    請求の範囲第１項記載のインダクタンスコイルセ
    ンサ。 ３ 前記可動手段が軸を含み、前記可動平面金属
    部材が該軸の軸心に垂直に装着され、軸が回転部
    品の付属品として取付けられている特許請求の範
    囲第１項記載のインダクタンスコイルセンサ。 ４ 前記可動平面金属部材が一体部品である特許
    請求の範囲第３項記載のインダクタンスコイルセ
    ンサ。 ５ 第１及び第２平面形金属コイルが設けられた
    第１の絶縁板と、該第１の絶縁板に平行に配設さ
    れた、第３及び第４平面形金属コイルが設けられ
    た第２の絶縁板と、前記第１及び第３平面形金属
    コイルを直列に接続し、且つ前記第２及び第４平
    面形金属コイルを直列に接続する手段と、前記第
    １、第２絶縁板間にこれと平行に配設された可動
    平面金属部材及び該可動部材をその平面内で動か
    す手段とからなることを特徴とするインダクタン
    スコイルセンサ。 ６ 前記平面形金属コイルの第１の部分がその絶
    縁板の表面に、また前記平面形金属コイルの第２
    の部分がその絶縁板の裏面に各々設けられた特許
    請求の範囲第５項記載のインダクタンスコイルセ
    ンサ。 ７ 前記平面形コイルの各部材をほゞ半円形とし
    た特許請求の範囲第６項記載のインダクタンスコ
    イルセンサ。 ８ 前記可動平面金属部材をほゞ半円形とした特
    許請求の範囲第７項記載のインダクタンスコイル
    センサ。 ９ 前記可動部材が可動平面金属部材の平面に垂
    直に位置する軸線を有する軸を含み、回転部品に
    付属品として取付けられている特許請求の範囲第
    ５項記載のインダクタンスコイルセンサ。 １０ 前記可動平面金属部材が一体部品である特
    許請求の範囲第９項記載のインダクタンスコイル
    センサ。 １１ 前記第１絶縁板の上部表面にある前記第
    １、第２の平面形金属コイルの部分が相互に隣接
    してほゞ円形を成し、前記第１絶縁板の下部裏面
    にある前記第１、第２の平面形金属コイルの部分
    が相互に隣接してほゞ円形を成し、前記第２絶縁
    板の上部表面にある前記第３、第４の平面形金属
    コイルの部分は相互に隣接してほゞ円形を成し、
    且つ前記第２絶縁板の下部裏面にある前記第３、
    第４の平面形金属コイルの部分が相互に隣接し
    ほゞ円形を成した特許請求の範囲第８項記載のイ
    ンダクタンスコイルセンサ。 １２ センサ装置に関して以下の項目： 前記第１、第２絶縁板と、その絶縁板の間に前
    記平面金属部材位置し、前記第１絶縁板上に平面
    形金属コイルを、前記第２絶縁板上に平面形金属
    コイルをもち、該コイルが直列に接続した組立構
    成で、平面金属部材がコイルのインダクタンスを
    変化させるため監視パラメータの変化によつて平
    面形金属コイルに接近しまたこれから遠ざかる移
    動手段と、監視パラメータの変化の表示を引き出
    すため、平面形金属コイルのインダクタンスの変
    化に応答する回路からなるセンサ装置。 １３ 前記第１、第２絶縁板のそれぞれに相互に
    直列に接続された第２の平面形金属コイルを有す
    る特許請求の範囲第１２項記載のセンサ装置。 １４ 前記第１の平面形金属コイルの各々の部分
    が、その絶縁板の上部表面にあり、前記第２の平
    面形金属コイルの各々の．部分はその絶縁板の下
    部裏面にある特許請求の範囲第１３項記載のセン
    サ装置。 １５ 前記平面形コイルの各部分がほゞ半円形状
    を成す特許請求の範囲第１４項記載のセンサ装
    置。 １６ 前記可動平面金属部材がほゞ半円形状を成
    す特許請求の範囲第１５項記載のセンサ装置。 １７ 前記可動平面金属部材の面に垂直に位置す
    る軸線を有する軸を含み、回転部分の付属品とし
    て取付ける移動手段を有する特許請求の範囲第１
    ２項記載のセンサ装置。 １８ 前記可動平面金属部材を一体部材とした特
    許請求の範囲第１７項記載のセンサ装置。 １９ 前記第１の絶縁板の上部表面にある前記第
    １、第２の平面形金属コイルの部分が相互に隣接
    し通常円形状を成し、前記第１の絶縁板の下部裏
    面にある第１、第２の平面形金属コイルの部分が
    相互に隣接しほゞ円形状を成し、前記第２の絶縁
    板の上部表面にある前記第３、第４の平面形金属
    コイルの部分が相互に隣接しほゞ円形状を成し、
    そして第２の絶縁板の下部裏面にある第３、第４
    の平面形金属コイルの部分が相互に隣接しほゞ円
    形状を成す特許請求の範囲第１４項記載のセンサ
    装置。 ２０ 前記回路が前記絶縁板の一つに配線される
    特許請求の範囲第１２項記載のセンサ装置。 ２１ 前記平面形金属コイルを取付けている絶縁
    板と、その平面形金属コイルと間隔のある平面金
    属部材の組立構成、前記コイルのインダクタンス
    変化に対する監視パラメータにおける変化に関
    し、平面形金属コイルに関連する平面金属部材を
    動かす手段と、前記絶縁板上に配線され、監視パ
    ラメータで表示変化を発生するため平面形金属コ
    イルのインダクタンス変化に対応する回路からな
    るセンサ装置。 ２２ クレーム２１によるセンサ装置、それに含
    まれている前記平面形金属コイルがプリント回路
    板である特許請求の範囲第２１項記載のセンサ装
    置。
JP61501188A 1985-02-11 1986-02-10 インダクタンスコイルセンサ Granted JPS62501810A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US700295 1985-02-11
US06/700,295 US4777436A (en) 1985-02-11 1985-02-11 Inductance coil sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62501810A JPS62501810A (ja) 1987-07-16
JPH0586060B2 true JPH0586060B2 (ja) 1993-12-09

Family

ID=24812976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61501188A Granted JPS62501810A (ja) 1985-02-11 1986-02-10 インダクタンスコイルセンサ

Country Status (7)

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