JPH0640802U - 近接センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検出コイルの特性がばらついても、正確な距
離測定が行えるようにする。 【構成】 近接センサは、導電性を有する測定対象６ま
での距離に応じた直流信号を出力する。このセンサは、
検出コイル１ａを有する検出ヘッド１と、発振回路３
と、検波回路４とを備えている。発振回路３は、検出コ
イル１ａに接続された抵抗Ｒ₁ と容量Ｃ₁ ，Ｃ₂ とを含
み、出力振幅を変更し得るように抵抗Ｒ₁ の抵抗値が可
変である。検波回路４は、発振回路３の出力を直流検波
して検波信号を出力する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、近接センサ、特に、導電性を有する測定対象までの距離に応じた直 流信号を出力する近接センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】

たとえば、測定対象までの距離に比例した電圧、または電流出力を与えるリニ ア出力型の近接センサは、検出コイルを有するヘッドとアンプ本体とを有してい る。アンプ本体には、ヘッドから測定対象までの距離に応じた振幅の発振出力を 生成する発振回路と、発振出力を検波して距離に応じた曲線状の直流電圧信号を 出力する検波回路と、ある決まった関数により検波出力を距離に比例した直線化 信号に変換する直線化回路とが設けられている。

【０００３】 このような近接センサでは、発振回路の発振振幅が検出コイルと測定対象との 距離により変化することを利用して距離を測定している。近接センサの発振回路 の等価回路を示す図５において、検出コイルＬにはコンデンサＣが接続されてお り、損失分Ｒが抵抗として存在する。ここでは、アドミタンスＹとコンダクタン スＧとの関係は下記（１）式で表され、検出コイルＬと測定対象との距離に応じ て、発振回路のコンダクタンスＧが変化し、さらにアドミタンスＹが変化する。

【０００４】

【数１】

【０００５】 ここでコンダクタンスＧは、（１）式の実数部である。このコンダクタンスＧ が距離に応じて変化し、コンダクタンスＧの変化によりアドミタンスＹが変化す るので、発振信号電圧の振幅を検出することにより検出コイルから測定対象まで の距離を測定できる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

前記従来の構成では、検出ヘッドの製造上のばらつきにより、コンダクタンス の変化の特性（つまり、測定対象までの距離に対する発振振幅の変化の特性）が 変化する。測定対象までの距離に対する発振振幅の変化の特性が変化すると、発 振出力を検波して得られた検波出力が異なるパターンになる。そして、直線化回 路においてはある決まった関数で検波出力を直線化しているので、異なるパター ンの検波出力が与えられると正確に直線化することができなくなり、距離を正確 に測定できなくなる。

【０００７】 本考案の目的は、検出ヘッドの特性がばらついても正確な距離測定が行えるよ うにすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る近接センサは、導電性を有する測定対象までの距離に応じた直流 信号を出力するものである。このセンサは、検出コイルを有する検出ヘッドと、 発振回路と出力回路とを備えている。発振回路は、検出コイルに接続された抵抗 と容量とを含み、出力特性を変更し得るように抵抗の抵抗値が可変である。出力 回路は、発振回路の発振出力を直流検波して検波信号を出力するものである。

【０００９】

【作用】

本考案に係る近接センサでは、検出ヘッドを測定対象に近接配置する。すると 、検出コイルと測定対象までの距離に応じてコンダクタンスが変化し、発振回路 の発振振幅が変化する。この発振振幅を検波回路が直流信号に検波し出力する。 検出ヘッドの特性のばらつきにより検波回路の出力を正確に直線化できない場 合には、発振回路の抵抗の抵抗値を調整する。これにより、発振回路におけるコ ンダクタンスが変化し、測定対象までの距離に対する検波回路の出力の変化の特 性を調整できる。したがって、検出ヘッドの特性がばらついても、適切な検波出 力が得られ、正確な距離測定が行える。

【００１０】

【実施例】

図１において、本考案の一実施例による近接センサは、測定対象６に近接配置 される検出ヘッド１と、この検出ヘッド１を着脱可能なアンプ本体２とを備えて いる。検出ヘッド１には、検出コイル１ａが配置されている。なお、ｄは検出コ イル１ａと測定対象６との間の距離である。アンプ本体２は、検出コイル１ａに 接続されたコルピッツ・コレクタ接地型の発振回路３と、発振回路３の出力を検 波してＳ字状の直流電圧信号を得る検波回路４と、検波回路４で得られた直流電 圧信号をある決まった関数で直線化して出力する直線化回路５とを有している。

【００１１】 発振回路３は、図２に示すように、トランジスタＴｒを有している。トランジ スタＴｒのベース端子が検出コイル１ａに、可変抵抗Ｒ₁ 、容量Ｃ₃ 及び抵抗Ｒ ₂ を介して接続されている。抵抗Ｒ₁ と容量Ｃ₃ との間の接続点には、直列接続 された容量Ｃ₁ ，Ｃ₂ が接続されている。容量Ｃ₁ ，Ｃ₂ は検出コイル１ａに並 列接続されており、容量Ｃ₂ は接地されている。容量Ｃ₁ と容量Ｃ₂ との間の接 続点には、抵抗Ｒ₃ を介して検波回路４が接続されている。抵抗Ｒ₃ と検波回路 ４との接続点には、一端が接地された抵抗Ｒ₅ と、トランジスタＴｒのエミッタ 端子とが接続されている。トランジスタＴｒのコレクタ端子には電源Ｖｃｃが接 続されている。さらに抵抗Ｒ₂ とトランジスタＴｒのベース端子との間の接続点 には、一端が接地された抵抗Ｒ₄ が接続されている。

【００１２】 このように構成された発振回路３と検出コイル１ａとで構成される共振回路は 図５に示す回路と実質的に等価であり、この場合のコンダクタンスＧも前記（１ ）式の実数部である。 次に、上述の実施例の動作について説明する。 検出ヘッド１が測定対象６に近接して配置されると、共振回路のコンダクタン スＧが距離ｄに応じて変化する。このため、（１）式よりアドミタンスＹが変化 するため発振回路３の振幅が変化する。この振幅が検波回路４で直流信号に検波 され、図３に示すような距離ｄに応じたＳ字状の検波出力が得られる。

【００１３】 検出ヘッド１の製造のばらつきにより得られた出力が正確に直線化できない場 合には、可変抵抗Ｒ₁ を調整する。 たとえば、図３に実線で示す基準となるＳ字状の振幅変化に比べて、一点鎖線 で示す右側にシフトした出力が得られた場合に、可変抵抗Ｒ₁ の抵抗値を変える ことにより、一点鎖線で示す変化の割合が実線で示す変化の割合に近づく。つま り、検出ヘッド１の特性が変化しなくても、抵抗Ｒの値を変えることによりコン ダクタンスＧを適切な値とでき、出力特性を適切な状態にセットできる。

【００１４】 このように抵抗Ｒ₁ の抵抗値を変化させて調整することにより、正確に距離に 対応した直線化出力を得ることができる。 〔他の実施例〕 （ａ） 図４に示すように、抵抗Ｒ₁ の代わりに、容量Ｃ₁ ，容量Ｃ₂ に対して 直列に可変抵抗Ｒ₆ を挿入してもよい。この場合は図６の等価回路と実質的に同 一であり、アドミタンスＹは下記（２）式で表される。

【００１５】

【数２】

【００１６】 ここでは、（２）式の実数部分がコンダクタンスＧであり、このコンダクタン スＧの増減を抵抗Ｒａの値を変更することで調整できる。したがって、図４に示 す例では、抵抗Ｒ₆ を適切な値に調整することにより、正確に距離に対応した直 線化出力を得ることができる。 （ｂ） 可変抵抗を用いる代わりに、何種類かの抵抗値を有する抵抗群を検出コ イルＬに直列または並列に挿入しておき、それらの抵抗値をスイッチ等で選択す るようにしてもよい。 （ｃ） 検出ヘッドとアンプ本体とが一体型の場合にも本考案を適用できる。 （ｄ） コルピッツ・ベース接地型やハートレ型の発振回路においても適切な位 置に抵抗を挿入すれば同様な効果を得られる。

【００１７】

【考案の効果】

本考案に係る近接センサでは、抵抗の値を変化させることにより、発振振幅を 調整できるので、検出ヘッドの特性がばらついても正確な距離測定が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例による近接スイッチのブロッ
ク構成図。

【図２】その発振回路の回路図。

【図３】振幅と距離との関係を示すグラフ。

【図４】図２の実施例の等価回路図。

【図５】他の実施例の図２に相当する図。

【図６】図５の実施例の等価回路図。

【符号の説明】

１ 検出ヘッド １ａ 検出コイル ３ 発振回路 ４ 検波回路 Ｒ₁ ，Ｒ₆ 可変抵抗

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】導電性を有する測定対象までの距離に応じ
   た直流信号を出力する近接センサであって、 検出コイルを有する検出ヘッドと、 前記検出コイルに接続された抵抗と容量とを含み、出力
   特性を変更し得るように前記抵抗の抵抗値が可変である
   発振回路と、 前記発振回路の出力を直流検波して検波信号を出力する
   出力回路と、 を備えた近接センサ。