JPH06229748A - 磁歪ポテンショメータ - Google Patents
磁歪ポテンショメータInfo
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- JPH06229748A JPH06229748A JP1533293A JP1533293A JPH06229748A JP H06229748 A JPH06229748 A JP H06229748A JP 1533293 A JP1533293 A JP 1533293A JP 1533293 A JP1533293 A JP 1533293A JP H06229748 A JPH06229748 A JP H06229748A
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- Japan
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- magnetostrictive
- signal
- elastic wave
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- circuit
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は磁歪ポテンショメータに関し、その
目的は、弾性波の乱れに対して強く、駆動方法や磁歪線
の長さによる影響を受けない磁歪ポテンショメータを提
供することにある。 【構成】 請求項１の発明では磁歪線の全長を往復伝播
する弾性波信号の反射波の伝播時間信号Ｔと磁歪線に沿
って移動可能に配置された検出素子が検出する弾性波信
号の直接波の伝播時間信号Ｔ1に基づいてＴ1／Ｔに比例
した電圧を演算出力するように構成し、請求項２の発明
では磁歪線の他端に配置された第１の検出素子が検出す
る弾性波信号の直接波の伝播時間信号Ｔと磁歪線に沿っ
て移動可能に配置された第２の検出素子が検出する弾性
波信号の直接波の伝播時間信号Ｔ1に基づいてＴ1／Ｔに
比例した電圧を演算出力するように構成した。
目的は、弾性波の乱れに対して強く、駆動方法や磁歪線
の長さによる影響を受けない磁歪ポテンショメータを提
供することにある。 【構成】 請求項１の発明では磁歪線の全長を往復伝播
する弾性波信号の反射波の伝播時間信号Ｔと磁歪線に沿
って移動可能に配置された検出素子が検出する弾性波信
号の直接波の伝播時間信号Ｔ1に基づいてＴ1／Ｔに比例
した電圧を演算出力するように構成し、請求項２の発明
では磁歪線の他端に配置された第１の検出素子が検出す
る弾性波信号の直接波の伝播時間信号Ｔと磁歪線に沿っ
て移動可能に配置された第２の検出素子が検出する弾性
波信号の直接波の伝播時間信号Ｔ1に基づいてＴ1／Ｔに
比例した電圧を演算出力するように構成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁歪ポテンショメータに
関し、更に詳しくは、位置検出回路の改良に関する。
関し、更に詳しくは、位置検出回路の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】サーボ形記録計の非接触形の位置帰還要
素として、磁歪線を伝播する弾性波の反射時間に基づい
て可動体の位置信号を生成するように構成された磁歪ポ
テンショメータが用いられている。これは、非接触であ
ることから寿命が半永久的という特徴がある。
素として、磁歪線を伝播する弾性波の反射時間に基づい
て可動体の位置信号を生成するように構成された磁歪ポ
テンショメータが用いられている。これは、非接触であ
ることから寿命が半永久的という特徴がある。
【０００３】図９は従来の磁歪ポテンショメータの要部
の構成図である。図において、１は磁歪線であり、一端
には弾性波を発生させるためのＰＺＴ（圧電素子）等の
駆動素子２が設けられている。３は駆動素子２の駆動回
路である。４は磁歪線１を伝播する弾性波の直接波と反
射波を検出するコイル等の検出素子であり、磁歪線１に
沿って移動可能に配置された図示しない可動体と一体化
されている。該検出素子４の出力信号は検出回路５に加
えられて、検出素子４の位置における直接波に関連した
時間信号Ｔ1と反射波に関連した時間信号Ｔ2に変換され
る。６は時間／電圧変換回路であり、これら時間信号Ｔ
1，Ｔ2に基づいて検出素子４の位置に関連した電圧Ｖ
potを演算出力する。
の構成図である。図において、１は磁歪線であり、一端
には弾性波を発生させるためのＰＺＴ（圧電素子）等の
駆動素子２が設けられている。３は駆動素子２の駆動回
路である。４は磁歪線１を伝播する弾性波の直接波と反
射波を検出するコイル等の検出素子であり、磁歪線１に
沿って移動可能に配置された図示しない可動体と一体化
されている。該検出素子４の出力信号は検出回路５に加
えられて、検出素子４の位置における直接波に関連した
時間信号Ｔ1と反射波に関連した時間信号Ｔ2に変換され
る。６は時間／電圧変換回路であり、これら時間信号Ｔ
1，Ｔ2に基づいて検出素子４の位置に関連した電圧Ｖ
potを演算出力する。
【０００４】時間／電圧変換回路６において、演算増幅
器Ａ1の非反転入力端子は共通電位点に接続され、反転
入力端子と出力端子の間にはコンデンサＣ1が接続され
ている。また、反転入力端子には抵抗Ｒ1とスイッチＳ1
の直列回路を介して基準電圧＋Ｖsが加えられるととも
に、抵抗Ｒ2とスイッチＳ2の直列回路を介して基準電圧
−Ｖsが加えられている。スイッチＳ1は時間信号Ｔ1に
より駆動され、スイッチＳ2は時間信号Ｔ2により駆動さ
れる。抵抗Ｒ1とスイッチＳ1の接続点と抵抗Ｒ 2とスイ
ッチＳ2の接続点の間には抵抗Ｒ3とＲ4の直列回路が接
続されている。該抵抗Ｒ3とＲ4の接続点は演算増幅器Ａ
2の反転入力端子及び出力端子に接続されている。演算
増幅器Ａ2の非反転入力端子はコンデンサＣ2を介して共
通電位点に接続されるとともに、スイッチＳ3を介して
演算増幅器Ａ1の出力端子に接続されている。
器Ａ1の非反転入力端子は共通電位点に接続され、反転
入力端子と出力端子の間にはコンデンサＣ1が接続され
ている。また、反転入力端子には抵抗Ｒ1とスイッチＳ1
の直列回路を介して基準電圧＋Ｖsが加えられるととも
に、抵抗Ｒ2とスイッチＳ2の直列回路を介して基準電圧
−Ｖsが加えられている。スイッチＳ1は時間信号Ｔ1に
より駆動され、スイッチＳ2は時間信号Ｔ2により駆動さ
れる。抵抗Ｒ1とスイッチＳ1の接続点と抵抗Ｒ 2とスイ
ッチＳ2の接続点の間には抵抗Ｒ3とＲ4の直列回路が接
続されている。該抵抗Ｒ3とＲ4の接続点は演算増幅器Ａ
2の反転入力端子及び出力端子に接続されている。演算
増幅器Ａ2の非反転入力端子はコンデンサＣ2を介して共
通電位点に接続されるとともに、スイッチＳ3を介して
演算増幅器Ａ1の出力端子に接続されている。
【０００５】このような構成において、磁歪線１の長さ
をＬ、反射端から検出素子４までの距離をｘとすると、
時間／電圧変換回路６は、 Ｖpot＝Ｋ（Ｔ1−Ｔ2）／（Ｔ1＋Ｔ2） ＝αｘ／Ｌ…（１） で表される電圧を出力する。なお、Ｋ，αは比例定数で
ある。
をＬ、反射端から検出素子４までの距離をｘとすると、
時間／電圧変換回路６は、 Ｖpot＝Ｋ（Ｔ1−Ｔ2）／（Ｔ1＋Ｔ2） ＝αｘ／Ｌ…（１） で表される電圧を出力する。なお、Ｋ，αは比例定数で
ある。
【０００６】図１０は図９で用いられている従来の検出
回路の一例の回路図であり、図９と共通する部分には同
一の符号を付けている。図において、コンパレータＣＯ
ＭＰ 1の非反転入力端子には検出素子４の出力信号が入
力されて反転入力端子にはスレッショルド電圧＋Ｖthが
入力され、コンパレータＣＯＭＰ2の反転入力端子には
検出素子４の出力信号が入力されて非反転入力端子には
スレッショルド電圧−Ｖthが入力されている。フリップ
フロップＦＦ1のクロック端子にはコンパレータＣＯＭ
Ｐ1の出力信号が入力され、端子Ｄは共通電位点に接続
され、端子ＳにはＳＥＴ信号が入力され、出力端子Ｑか
ら時間信号Ｔ1が出力される。フリップフロップＦＦ2の
クロック端子にはコンパレータＣＯＭＰ2の出力信号が
入力され、端子Ｄは出力端子Ｑ´に接続され、端子Ｒに
はフリップフロップＦＦ1の出力端子Ｑが接続され、出
力端子Ｑ´はフリップフロップＦＦ3のクロック端子に
接続されている。フリップフロップＦＦ3の端子Ｄは共
通電位点に接続され、端子ＳにはＳＥＴ信号が入力さ
れ、出力端子Ｑから時間信号Ｔ2が出力される。
回路の一例の回路図であり、図９と共通する部分には同
一の符号を付けている。図において、コンパレータＣＯ
ＭＰ 1の非反転入力端子には検出素子４の出力信号が入
力されて反転入力端子にはスレッショルド電圧＋Ｖthが
入力され、コンパレータＣＯＭＰ2の反転入力端子には
検出素子４の出力信号が入力されて非反転入力端子には
スレッショルド電圧−Ｖthが入力されている。フリップ
フロップＦＦ1のクロック端子にはコンパレータＣＯＭ
Ｐ1の出力信号が入力され、端子Ｄは共通電位点に接続
され、端子ＳにはＳＥＴ信号が入力され、出力端子Ｑか
ら時間信号Ｔ1が出力される。フリップフロップＦＦ2の
クロック端子にはコンパレータＣＯＭＰ2の出力信号が
入力され、端子Ｄは出力端子Ｑ´に接続され、端子Ｒに
はフリップフロップＦＦ1の出力端子Ｑが接続され、出
力端子Ｑ´はフリップフロップＦＦ3のクロック端子に
接続されている。フリップフロップＦＦ3の端子Ｄは共
通電位点に接続され、端子ＳにはＳＥＴ信号が入力さ
れ、出力端子Ｑから時間信号Ｔ2が出力される。
【０００７】図１１は図１０の動作を示すタイミングチ
ャートである。（Ａ）は駆動回路３から加えられるＳＥ
Ｔ信号である。（Ｂ）は磁歪線１を伝播する弾性波信号
で、Ａ，Ａ1は直接波、Ｂは反射波である。（Ｃ）はコ
ンパレータＣＯＭＰ1の出力信号、（Ｄ）はコンパレー
タＣＯＭＰ2の出力信号、（Ｅ）はフリップフロップＦ
Ｆ1の出力端子Ｑから出力される時間信号Ｔ1、（Ｆ）は
フリップフロップＦＦ2の出力端子Ｑ´から出力される
出力信号Ｑ1´、（Ｇ）はフリップフロップＦＦ3の出力
端子Ｑから出力される時間信号Ｔ2である。
ャートである。（Ａ）は駆動回路３から加えられるＳＥ
Ｔ信号である。（Ｂ）は磁歪線１を伝播する弾性波信号
で、Ａ，Ａ1は直接波、Ｂは反射波である。（Ｃ）はコ
ンパレータＣＯＭＰ1の出力信号、（Ｄ）はコンパレー
タＣＯＭＰ2の出力信号、（Ｅ）はフリップフロップＦ
Ｆ1の出力端子Ｑから出力される時間信号Ｔ1、（Ｆ）は
フリップフロップＦＦ2の出力端子Ｑ´から出力される
出力信号Ｑ1´、（Ｇ）はフリップフロップＦＦ3の出力
端子Ｑから出力される時間信号Ｔ2である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図１０の回
路は、順序回路を使っているため、弾性波信号の波形の
乱れに対して弱いという問題点がある。具体的には、直
接波のＡ1の部分を期待しているので、この部分が変動
すると誤動作してしまう。特に、駆動素子２としてＰＺ
Ｔ（圧電素子）を用いた場合や磁歪線１が長くなると、
分散やダンピングの問題で波形がくずれやすい。
路は、順序回路を使っているため、弾性波信号の波形の
乱れに対して弱いという問題点がある。具体的には、直
接波のＡ1の部分を期待しているので、この部分が変動
すると誤動作してしまう。特に、駆動素子２としてＰＺ
Ｔ（圧電素子）を用いた場合や磁歪線１が長くなると、
分散やダンピングの問題で波形がくずれやすい。
【０００９】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、弾性波の乱れに対して強
く、駆動方法や磁歪線の長さによる影響を受けない磁歪
ポテンショメータを提供することにある。
れたものであり、その目的は、弾性波の乱れに対して強
く、駆動方法や磁歪線の長さによる影響を受けない磁歪
ポテンショメータを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
磁歪ポテンショメータは、磁歪線と、該磁歪線の一端に
配置され弾性波信号を伝播させる駆動素子と、前記磁歪
線に沿って移動可能に配置された検出素子と、磁歪線の
全長を往復伝播する弾性波信号の反射波を前記駆動素子
から検出してその伝播時間信号Ｔを生成する第１の検出
回路と、磁歪線を伝播する弾性波信号の直接波を前記検
出素子から検出してその伝播時間信号Ｔ1を生成する第
２の検出回路と、これら伝播時間信号Ｔ，Ｔ1に基づい
てＴ1／Ｔに比例した電圧を演算出力する演算回路、と
で構成されたことを特徴とする。
磁歪ポテンショメータは、磁歪線と、該磁歪線の一端に
配置され弾性波信号を伝播させる駆動素子と、前記磁歪
線に沿って移動可能に配置された検出素子と、磁歪線の
全長を往復伝播する弾性波信号の反射波を前記駆動素子
から検出してその伝播時間信号Ｔを生成する第１の検出
回路と、磁歪線を伝播する弾性波信号の直接波を前記検
出素子から検出してその伝播時間信号Ｔ1を生成する第
２の検出回路と、これら伝播時間信号Ｔ，Ｔ1に基づい
てＴ1／Ｔに比例した電圧を演算出力する演算回路、と
で構成されたことを特徴とする。
【００１１】そして、本発明の請求項２に係る磁歪ポテ
ンショメータは、磁歪線と、該磁歪線の一端に配置され
弾性波信号を伝播させる駆動素子と、前記磁歪線の他端
に配置された第１の検出素子と、前記磁歪線に沿って移
動可能に配置された第２の検出素子と、磁歪線の一端か
ら他端まで伝播する弾性波信号を前記第１の検出素子か
ら検出してその伝播時間信号Ｔを生成する第１の検出回
路と、磁歪線を伝播する弾性波信号の直接波を前記第２
の検出素子から検出してその伝播時間信号Ｔ1を生成す
る第２の検出回路と、これら伝播時間信号Ｔ，Ｔ1に基
づいてＴ1／Ｔに比例した電圧を演算出力する演算回
路、とで構成されたことを特徴とする。
ンショメータは、磁歪線と、該磁歪線の一端に配置され
弾性波信号を伝播させる駆動素子と、前記磁歪線の他端
に配置された第１の検出素子と、前記磁歪線に沿って移
動可能に配置された第２の検出素子と、磁歪線の一端か
ら他端まで伝播する弾性波信号を前記第１の検出素子か
ら検出してその伝播時間信号Ｔを生成する第１の検出回
路と、磁歪線を伝播する弾性波信号の直接波を前記第２
の検出素子から検出してその伝播時間信号Ｔ1を生成す
る第２の検出回路と、これら伝播時間信号Ｔ，Ｔ1に基
づいてＴ1／Ｔに比例した電圧を演算出力する演算回
路、とで構成されたことを特徴とする。
【００１２】
【作用】請求項１の発明では、磁歪線の全長を往復伝播
する弾性波信号の反射波の伝播時間信号Ｔと磁歪線に沿
って移動可能に配置された検出素子が検出する弾性波信
号の直接波の伝播時間信号Ｔ1に基づいて、Ｔ1／Ｔに比
例した電圧が演算出力される。
する弾性波信号の反射波の伝播時間信号Ｔと磁歪線に沿
って移動可能に配置された検出素子が検出する弾性波信
号の直接波の伝播時間信号Ｔ1に基づいて、Ｔ1／Ｔに比
例した電圧が演算出力される。
【００１３】請求項２の発明では、磁歪線の他端に配置
された第１の検出素子が検出する弾性波信号の直接波の
伝播時間信号Ｔと磁歪線に沿って移動可能に配置された
第２の検出素子が検出する弾性波信号の直接波の伝播時
間信号Ｔ1に基づいて、Ｔ1／Ｔに比例した電圧が演算出
力される。いずれの場合も、従来のような順序回路を用
いていないので弾性波信号の波形の乱れ部分の影響を受
けることはなく、安定した位置検出動作が実現できる。
された第１の検出素子が検出する弾性波信号の直接波の
伝播時間信号Ｔと磁歪線に沿って移動可能に配置された
第２の検出素子が検出する弾性波信号の直接波の伝播時
間信号Ｔ1に基づいて、Ｔ1／Ｔに比例した電圧が演算出
力される。いずれの場合も、従来のような順序回路を用
いていないので弾性波信号の波形の乱れ部分の影響を受
けることはなく、安定した位置検出動作が実現できる。
【００１４】さらに、請求項２の発明では反射波を用い
ていないので位置検出に用いる弾性波信号の減衰は小さ
くなり、磁歪線の長さを請求項１の発明に比べてより長
くできる。
ていないので位置検出に用いる弾性波信号の減衰は小さ
くなり、磁歪線の長さを請求項１の発明に比べてより長
くできる。
【００１５】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。図１は本発明の一実施例を示すブロック
図であり、図９と共通する部分には同一符号を付けてい
る。図において、７は第１の検出回路であり、磁歪線１
の全長を往復伝播する弾性波信号の反射波を駆動素子２
から検出してその伝播時間信号Ｔを生成する。８は第２
の検出回路であり、磁歪線１を伝播する弾性波信号の直
接波を検出素子４から検出してその伝播時間信号Ｔ1を
生成する。９は演算回路であり、これら伝播時間信号
Ｔ，Ｔ1に基づいてＴ1／Ｔに比例した電圧Ｖpotを演算
出力する。１０はタイミング信号発生回路であり、各部
にタイミング信号ＳＥＴを出力する。
細に説明する。図１は本発明の一実施例を示すブロック
図であり、図９と共通する部分には同一符号を付けてい
る。図において、７は第１の検出回路であり、磁歪線１
の全長を往復伝播する弾性波信号の反射波を駆動素子２
から検出してその伝播時間信号Ｔを生成する。８は第２
の検出回路であり、磁歪線１を伝播する弾性波信号の直
接波を検出素子４から検出してその伝播時間信号Ｔ1を
生成する。９は演算回路であり、これら伝播時間信号
Ｔ，Ｔ1に基づいてＴ1／Ｔに比例した電圧Ｖpotを演算
出力する。１０はタイミング信号発生回路であり、各部
にタイミング信号ＳＥＴを出力する。
【００１６】図２および図３は図１の具体回路例図であ
る。駆動回路３は駆動素子２として用いるＰＺＴを駆動
する回路であり、コンプリメンタリ接続されたｐ形とｎ
形の２個のＭＯＳＦＥＴで構成されている。これらＭＯ
ＳＦＥＴのゲートにはタイミング信号発生回路１０の出
力信号ＳＥＴが入力され、ｐ形ＭＯＳＦＥＴのドレイン
は電源＋ＶPZTに接続され、ｎ形ＭＯＳＦＥＴのドレイ
ンは共通電位点に接続され、各ソースは共通にＰＺＴ２
に接続されている。 第１の検出回路７はコンパレータ
ＣＯＭＰ3とＲ−Ｓ形のフリップフロップＦＦ4で構成さ
れている。コンパレータＣＯＭＰ3の非反転入力端子に
はＰＺＴ２が接続されて反転入力端子にはスレッショル
ド電圧Ｖth1が入力され、その出力端子はフリップフロ
ップＦＦ4のＲ端子に接続されている。フリップフロッ
プＦＦ4のＳ端子には第２の検出回路８から出力される
伝播時間信号Ｔ1が加えられている。
る。駆動回路３は駆動素子２として用いるＰＺＴを駆動
する回路であり、コンプリメンタリ接続されたｐ形とｎ
形の２個のＭＯＳＦＥＴで構成されている。これらＭＯ
ＳＦＥＴのゲートにはタイミング信号発生回路１０の出
力信号ＳＥＴが入力され、ｐ形ＭＯＳＦＥＴのドレイン
は電源＋ＶPZTに接続され、ｎ形ＭＯＳＦＥＴのドレイ
ンは共通電位点に接続され、各ソースは共通にＰＺＴ２
に接続されている。 第１の検出回路７はコンパレータ
ＣＯＭＰ3とＲ−Ｓ形のフリップフロップＦＦ4で構成さ
れている。コンパレータＣＯＭＰ3の非反転入力端子に
はＰＺＴ２が接続されて反転入力端子にはスレッショル
ド電圧Ｖth1が入力され、その出力端子はフリップフロ
ップＦＦ4のＲ端子に接続されている。フリップフロッ
プＦＦ4のＳ端子には第２の検出回路８から出力される
伝播時間信号Ｔ1が加えられている。
【００１７】第２の検出回路８はコンパレータＣＯＭＰ
4とＲ−Ｓ形のフリップフロップＦＦ5で構成されてい
る。コンパレータＣＯＭＰ4の非反転入力端子には検出
素子４が接続されて反転入力端子にはスレッショルド電
圧Ｖth2が入力され、その出力端子はフリップフロップ
ＦＦ5のＲ端子に接続されている。フリップフロップＦ
Ｆ5のＳ端子にはタイミング信号発生回路１０の出力信
号ＳＥＴが加えられている。
4とＲ−Ｓ形のフリップフロップＦＦ5で構成されてい
る。コンパレータＣＯＭＰ4の非反転入力端子には検出
素子４が接続されて反転入力端子にはスレッショルド電
圧Ｖth2が入力され、その出力端子はフリップフロップ
ＦＦ5のＲ端子に接続されている。フリップフロップＦ
Ｆ5のＳ端子にはタイミング信号発生回路１０の出力信
号ＳＥＴが加えられている。
【００１８】演算回路９は、２個の演算増幅器Ａ3，Ａ4
と、３個のスイッチＳ4〜Ｓ6と、２個のコンデンサ
Ｃ3，Ｃ4と、２個の抵抗Ｒ5，Ｒ6とで構成されている。
図３において、演算増幅器Ａ3の非反転入力端子は共通
電位点に接続され、反転入力端子と出力端子の間にはコ
ンデンサＣ3が接続されている。また、演算増幅器Ａ3の
反転入力端子には抵抗Ｒ5とスイッチＳ4の直列回路を介
して基準電圧−Ｖrefが加えられるとともに、スイッチ
Ｓ5と抵抗Ｒ6の直列回路を介して演算増幅器Ａ4の出力
端子に接続されている。なお、スイッチＳ4は時間信号
Ｔ1により駆動され、スイッチＳ5は時間信号Ｔにより駆
動される。演算増幅器Ａ3の出力端子はスイッチＳ6を介
して演算増幅器Ａ4の非反転入力端子に接続され、演算
増幅器Ａ4の非反転入力端子はコンデンサＣ4を介して共
通電位点に接続されている。なお、スイッチＳ6は例え
ば時間信号Ｔを入力とするモノマルチ回路ＭＭで生成さ
れるホールド制御信号ＨＯＬＤにより駆動される。演算
増幅器Ａ4の出力端子は電圧Ｖp otの出力端子Ｔoutに接
続されるとともに演算増幅器Ａ4の反転入力端子に直接
接続されている。
と、３個のスイッチＳ4〜Ｓ6と、２個のコンデンサ
Ｃ3，Ｃ4と、２個の抵抗Ｒ5，Ｒ6とで構成されている。
図３において、演算増幅器Ａ3の非反転入力端子は共通
電位点に接続され、反転入力端子と出力端子の間にはコ
ンデンサＣ3が接続されている。また、演算増幅器Ａ3の
反転入力端子には抵抗Ｒ5とスイッチＳ4の直列回路を介
して基準電圧−Ｖrefが加えられるとともに、スイッチ
Ｓ5と抵抗Ｒ6の直列回路を介して演算増幅器Ａ4の出力
端子に接続されている。なお、スイッチＳ4は時間信号
Ｔ1により駆動され、スイッチＳ5は時間信号Ｔにより駆
動される。演算増幅器Ａ3の出力端子はスイッチＳ6を介
して演算増幅器Ａ4の非反転入力端子に接続され、演算
増幅器Ａ4の非反転入力端子はコンデンサＣ4を介して共
通電位点に接続されている。なお、スイッチＳ6は例え
ば時間信号Ｔを入力とするモノマルチ回路ＭＭで生成さ
れるホールド制御信号ＨＯＬＤにより駆動される。演算
増幅器Ａ4の出力端子は電圧Ｖp otの出力端子Ｔoutに接
続されるとともに演算増幅器Ａ4の反転入力端子に直接
接続されている。
【００１９】図３の回路の動作を図４のタイミングチャ
ートを用いて説明する。（Ａ）は時間信号Ｔ1、（Ｂ）
は時間信号Ｔ、（Ｃ）は演算増幅器Ａ3の出力、（Ｄ）
はホールド制御信号ＨＯＬＤを示している。演算増幅器
Ａ3に流れ込む電流は１周期で零になることから、 （−Ｖref／Ｒ5）Ｔ1＋（Ｖpot／Ｒ6）＝０…（２） の関係が成立し、この（２）式から、 Ｖpot＝（Ｒ6／Ｒ5）（Ｔ1／Ｔ）Ｖref…（３） の関係が成立する。そして、Ｒ5＝Ｒ6とすると、出力電
圧Ｖpotは、 Ｖpot＝（Ｔ1／Ｔ）Ｖref…（４） になる。
ートを用いて説明する。（Ａ）は時間信号Ｔ1、（Ｂ）
は時間信号Ｔ、（Ｃ）は演算増幅器Ａ3の出力、（Ｄ）
はホールド制御信号ＨＯＬＤを示している。演算増幅器
Ａ3に流れ込む電流は１周期で零になることから、 （−Ｖref／Ｒ5）Ｔ1＋（Ｖpot／Ｒ6）＝０…（２） の関係が成立し、この（２）式から、 Ｖpot＝（Ｒ6／Ｒ5）（Ｔ1／Ｔ）Ｖref…（３） の関係が成立する。そして、Ｒ5＝Ｒ6とすると、出力電
圧Ｖpotは、 Ｖpot＝（Ｔ1／Ｔ）Ｖref…（４） になる。
【００２０】図５は図１および図２の動作を示すタイミ
ングチャートである。（Ａ）はタイミング信号発生回路
１０から出力されるタイミング信号ＳＥＴ、（Ｂ）はＰ
ＺＴ２の出力信号、（Ｃ）は検出素子４の出力信号、
（Ｄ）は時間信号Ｔ1、（Ｅ）は時間信号Ｔ、（Ｆ）は
コンパレータＣＯＭＰ3の出力信号、（Ｇ）はコンパレ
ータＣＯＭＰ4の出力信号である。
ングチャートである。（Ａ）はタイミング信号発生回路
１０から出力されるタイミング信号ＳＥＴ、（Ｂ）はＰ
ＺＴ２の出力信号、（Ｃ）は検出素子４の出力信号、
（Ｄ）は時間信号Ｔ1、（Ｅ）は時間信号Ｔ、（Ｆ）は
コンパレータＣＯＭＰ3の出力信号、（Ｇ）はコンパレ
ータＣＯＭＰ4の出力信号である。
【００２１】ＰＺＴ２にタイミング信号ＳＥＴに従って
駆動電圧を印加されることにより磁歪線１に弾性波が発
生して磁歪線１を伝播する。この弾性波が検出素子４を
通過するとき、逆磁歪効果により検出素子４の両端に電
圧が発生する。ＰＺＴ２の駆動タイミングから検出素子
４の両端に電圧が発生するまでの時間Ｔ1は、ＰＺＴ２
と検出素子４との距離をｘ、弾性波の伝播速度をｖとす
ると、 Ｔ1＝ｘ／ｖ…（５） になる。
駆動電圧を印加されることにより磁歪線１に弾性波が発
生して磁歪線１を伝播する。この弾性波が検出素子４を
通過するとき、逆磁歪効果により検出素子４の両端に電
圧が発生する。ＰＺＴ２の駆動タイミングから検出素子
４の両端に電圧が発生するまでの時間Ｔ1は、ＰＺＴ２
と検出素子４との距離をｘ、弾性波の伝播速度をｖとす
ると、 Ｔ1＝ｘ／ｖ…（５） になる。
【００２２】一方、検出素子４を通過した弾性波は磁歪
線１の他端で反射してＰＺＴ２に戻り、ＰＺＴ２に圧力
をかける。この結果、ＰＺＴ２の両端には電圧が発生す
る。弾性波が磁歪線１の全長Ｌを往復伝播するのに要す
る時間Ｔは、 Ｔ＝２Ｌ／ｖ…（６） になる。
線１の他端で反射してＰＺＴ２に戻り、ＰＺＴ２に圧力
をかける。この結果、ＰＺＴ２の両端には電圧が発生す
る。弾性波が磁歪線１の全長Ｌを往復伝播するのに要す
る時間Ｔは、 Ｔ＝２Ｌ／ｖ…（６） になる。
【００２３】従って、これら（５），（６）式から、 Ｔ1／Ｔ＝ｘ／２Ｌ…（７） の演算を行うことにより、伝播速度ｖに依存することな
く距離ｘに比例した電圧を得ることができる。このよう
に構成することにより、従来のような順序回路は用いて
いないので波形の乱れに対しても安定に動作し、駆動素
子としてＰＺＴのように制御しにくい素子を用いた場合
にも高精度の位置検出が行える。
く距離ｘに比例した電圧を得ることができる。このよう
に構成することにより、従来のような順序回路は用いて
いないので波形の乱れに対しても安定に動作し、駆動素
子としてＰＺＴのように制御しにくい素子を用いた場合
にも高精度の位置検出が行える。
【００２４】また、コンパレータのスレッショルド電圧
が自由に設定できるので弾性波が減衰しても検出可能で
あり、磁歪線が長い場合に有効である。図６は本発明の
一実施例を示すブロック図であり、図１と共通する部分
には同一符号を付けている。図６と図１の異なる点は、
磁歪線１の他端に磁歪線１の一端から他端まで伝播する
弾性波信号の直接波を検出する第２の検出素子１１とし
てＰＺＴを設けていることと、この第２の検出素子１１
の検出信号に基づいて磁歪線１の全長を伝播する弾性波
信号の伝播時間信号Ｔを生成する第３の検出回路１２を
設けていることである。
が自由に設定できるので弾性波が減衰しても検出可能で
あり、磁歪線が長い場合に有効である。図６は本発明の
一実施例を示すブロック図であり、図１と共通する部分
には同一符号を付けている。図６と図１の異なる点は、
磁歪線１の他端に磁歪線１の一端から他端まで伝播する
弾性波信号の直接波を検出する第２の検出素子１１とし
てＰＺＴを設けていることと、この第２の検出素子１１
の検出信号に基づいて磁歪線１の全長を伝播する弾性波
信号の伝播時間信号Ｔを生成する第３の検出回路１２を
設けていることである。
【００２５】図７は図６の具体回路例図であり、図２お
よび図３と共通する部分には同一符号を付けている。図
７において、第３の検出回路１２はコンパレータＣＯＭ
Ｐ5とＲ−Ｓ形のフリップフロップＦＦ6で構成されてい
る。コンパレータＣＯＭＰ5の非反転入力端子には検出
素子１１が接続されて反転入力端子にはスレッショルド
電圧Ｖth3が入力され、その出力端子はフリップフロッ
プＦＦ6のＲ端子に接続されている。フリップフロップ
ＦＦ6のＳ端子にはタイミング信号発生回路１０の出力
信号ＳＥＴが加えられている。
よび図３と共通する部分には同一符号を付けている。図
７において、第３の検出回路１２はコンパレータＣＯＭ
Ｐ5とＲ−Ｓ形のフリップフロップＦＦ6で構成されてい
る。コンパレータＣＯＭＰ5の非反転入力端子には検出
素子１１が接続されて反転入力端子にはスレッショルド
電圧Ｖth3が入力され、その出力端子はフリップフロッ
プＦＦ6のＲ端子に接続されている。フリップフロップ
ＦＦ6のＳ端子にはタイミング信号発生回路１０の出力
信号ＳＥＴが加えられている。
【００２６】図８は図６および図７の動作を示すタイミ
ングチャートである。（Ａ）はタイミング信号発生回路
１０から出力されるタイミング信号ＳＥＴ、（Ｂ）は検
出素子１１の出力信号、（Ｃ）は検出素子４の出力信
号、（Ｄ）はコンパレータＣＯＭＰ5の出力信号、
（Ｅ）はコンパレータＣＯＭＰ4の出力信号、（Ｆ）は
時間信号Ｔ1、（Ｇ）は時間信号Ｔである。
ングチャートである。（Ａ）はタイミング信号発生回路
１０から出力されるタイミング信号ＳＥＴ、（Ｂ）は検
出素子１１の出力信号、（Ｃ）は検出素子４の出力信
号、（Ｄ）はコンパレータＣＯＭＰ5の出力信号、
（Ｅ）はコンパレータＣＯＭＰ4の出力信号、（Ｆ）は
時間信号Ｔ1、（Ｇ）は時間信号Ｔである。
【００２７】ＰＺＴ２にタイミング信号ＳＥＴに従って
駆動電圧を印加されることにより磁歪線１に弾性波が発
生して磁歪線１を伝播する。この弾性波が検出素子４を
通過するとき、逆磁歪効果により検出素子４の両端に電
圧が発生する。ＰＺＴ２の駆動タイミングから検出素子
４の両端に電圧が発生するまでの時間Ｔ1は、ＰＺＴ２
と検出素子４との距離をｘ、弾性波の伝播速度をｖとす
ると、前述と同様に、 Ｔ1＝ｘ／ｖ…（５） になる。
駆動電圧を印加されることにより磁歪線１に弾性波が発
生して磁歪線１を伝播する。この弾性波が検出素子４を
通過するとき、逆磁歪効果により検出素子４の両端に電
圧が発生する。ＰＺＴ２の駆動タイミングから検出素子
４の両端に電圧が発生するまでの時間Ｔ1は、ＰＺＴ２
と検出素子４との距離をｘ、弾性波の伝播速度をｖとす
ると、前述と同様に、 Ｔ1＝ｘ／ｖ…（５） になる。
【００２８】一方、検出素子４を通過した弾性波は磁歪
線１の他端に達することによりＰＺＴ１１に圧力をかけ
る。この結果、ＰＺＴ１１の両端には電圧が発生する。
弾性波が磁歪線１の全長Ｌを伝播するのに要する時間Ｔ
は、前述と同様に、 Ｔ＝２Ｌ／ｖ…（６） になる。
線１の他端に達することによりＰＺＴ１１に圧力をかけ
る。この結果、ＰＺＴ１１の両端には電圧が発生する。
弾性波が磁歪線１の全長Ｌを伝播するのに要する時間Ｔ
は、前述と同様に、 Ｔ＝２Ｌ／ｖ…（６） になる。
【００２９】従って、これら（５），（６）式から、前
述と同様に、 Ｔ1／Ｔ＝ｘ／２Ｌ…（７） の演算を行うことにより、伝播速度ｖに依存することな
く距離ｘに比例した電圧を得ることができる。このよう
に構成することにより、図１および図２の構成による効
果の他に、反射波を用いていないので時間信号の生成に
関与する弾性波の減衰は小さくなり、磁歪線を長くして
検出範囲を拡大する場合に有効である。
述と同様に、 Ｔ1／Ｔ＝ｘ／２Ｌ…（７） の演算を行うことにより、伝播速度ｖに依存することな
く距離ｘに比例した電圧を得ることができる。このよう
に構成することにより、図１および図２の構成による効
果の他に、反射波を用いていないので時間信号の生成に
関与する弾性波の減衰は小さくなり、磁歪線を長くして
検出範囲を拡大する場合に有効である。
【００３０】
【発明の効果】以上詳細に説明した本発明によれば、弾
性波の乱れに対して強く、駆動方法や磁歪線の長さによ
る影響を受けない磁歪ポテンショメータが実現できる。
性波の乱れに対して強く、駆動方法や磁歪線の長さによ
る影響を受けない磁歪ポテンショメータが実現できる。
【図１】本発明の一実施例のブロック図である。
【図２】図１の各部の具体回路例図である。
【図３】図１の演算回路の具体回路例図である。
【図４】図２および図３の動作を示すタイミングチャー
トである。
トである。
【図５】図１の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の他の実施例のブロック図である。
【図７】図６の各部の具体回路例図である。
【図８】図６および図７の動作を示すタイミングチャー
トである。
トである。
【図９】従来の磁歪ポテンショメータの要部の構成図で
ある。
ある。
【図１０】図９で用いられている従来の検出回路の一例
の回路図である。
の回路図である。
【図１１】図１０の動作を示すタイミングチャートであ
る。
る。
１ 磁歪線 ２ 駆動素子 ３ 駆動回路 ４，１１ 検出素子 ７，８，１２ 検出回路 ９ 演算回路 １０ タイミング信号発生回路
Claims (2)
- 【請求項１】磁歪線と、 該磁歪線の一端に配置され弾性波信号を伝播させる駆動
素子と、 前記磁歪線に沿って移動可能に配置された検出素子と、 磁歪線の全長を往復伝播する弾性波信号の反射波を前記
駆動素子から検出してその伝播時間信号Ｔを生成する第
１の検出回路と、 磁歪線を伝播する弾性波信号の直接波を前記検出素子か
ら検出してその伝播時間信号Ｔ1を生成する第２の検出
回路と、 これら伝播時間信号Ｔ，Ｔ1に基づいてＴ1／Ｔに比例し
た電圧を演算出力する演算回路、とで構成されたことを
特徴とする磁歪ポテンショメータ。 - 【請求項２】磁歪線と、 該磁歪線の一端に配置され弾性波信号を伝播させる駆動
素子と、 前記磁歪線の他端に配置された第１の検出素子と、 前記磁歪線に沿って移動可能に配置された第２の検出素
子と、 磁歪線の一端から他端まで伝播する弾性波信号を前記第
１の検出素子から検出してその伝播時間信号Ｔを生成す
る第１の検出回路と、 磁歪線を伝播する弾性波信号の直接波を前記第２の検出
素子から検出してその伝播時間信号Ｔ1を生成する第２
の検出回路と、 これら伝播時間信号Ｔ，Ｔ1に基づいてＴ1／Ｔに比例し
た電圧を演算出力する演算回路、とで構成されたことを
特徴とする磁歪ポテンショメータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1533293A JPH06229748A (ja) | 1993-02-02 | 1993-02-02 | 磁歪ポテンショメータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1533293A JPH06229748A (ja) | 1993-02-02 | 1993-02-02 | 磁歪ポテンショメータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06229748A true JPH06229748A (ja) | 1994-08-19 |
Family
ID=11885833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1533293A Pending JPH06229748A (ja) | 1993-02-02 | 1993-02-02 | 磁歪ポテンショメータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06229748A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003075143A (ja) * | 2001-09-07 | 2003-03-12 | Yokogawa Electric Corp | 位置検出装置及び位置決め装置 |
-
1993
- 1993-02-02 JP JP1533293A patent/JPH06229748A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003075143A (ja) * | 2001-09-07 | 2003-03-12 | Yokogawa Electric Corp | 位置検出装置及び位置決め装置 |
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