JPH0653805A

JPH0653805A - 変位検出センサ

Info

Publication number: JPH0653805A
Application number: JP22500392A
Authority: JP
Inventors: Akimitsu Ogata; 昭光小形; Mitsuo Hatada; 光男畠田; Hidetomo Ootsuki; 秀智大槻; Yutaka Iwatsuki; 豊岩月; Toshiki Kitani; 敏樹木谷
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1992-07-31
Filing date: 1992-07-31
Publication date: 1994-02-25

Abstract

(57)【要約】【目的】変位検出センサにおいて使用者が設定した基
準位置を基準として表示し、その位置に対して物体の検
知位置を入力できるようにすること。【構成】発振コイル３を有する発振回路４と温度セン
サであるサーミスタ５とをセンサ部１に設ける。サーミ
スタ５にはＣＲ発振回路６を接続する。又この発振回路
４，６の周波数を測定するカウンタ９，１０を設ける。
そしてあらかじめ各温度に対するカウンタ９，１０の出
力を補正するための補正テーブルメモリ１３を設け、こ
れに基づいてカウンタ９の計数値を補正し物体までの距
離を検出する。そして使用者が入力した位置データを測
定された位置データから減算し、使用者の設定した基準
位置からのスケールで表示できるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は被検出物体の接近による
変位を非接触で検知するための変位検出センサに関し、
特にその閾値の入力方法及び表示に特徴を有する変位検
出センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来高周波発振型の近接スイッチでは発
振コイルを設けた発振回路を有し、一定周波数で発振さ
せており、金属体の接近により発振の振幅や周波数が変
化することに基づいて物体を検出するようにしている。
例えば図１４に示す近接スイッチでは、発振回路１０１
に発振コイル１０２を設け一定の周波数で発振させてお
り、その出力は検波回路１０３に与えられる。検波回路
１０３ではその出力を検波して直流レベルの信号に変換
し、リニアライザ１０４によって直線化して距離に対応
した信号を得ている。そして比較回路１０５においてこ
の信号を使用者が設定した設定値で弁別することによっ
て、特定の距離までに物体が近接した場合に出力するよ
うにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の近接スイッチでは、物体の到来による発振コイ
ル１０２のコンダクタンスの変化よりも温度変化による
ものの方が大きい。従って温度による影響をなくすため
に、発振回路１０１の帰還回路部にサーミスタ等の温度
補償素子１０７を接続し、温度補償を行うようにしてい
る。しかし発振コイル１０２のコンダクタンスの温度特
性のばらつきや、サーミスタの定数のばらつきが影響す
るため、温度に対して高精度に補償された近接スイッチ
を得ることは難しいという欠点があった。

【０００４】又物体の有無の他に検出スイッチからの移
動範囲を指定して出力する領域を判別するためのセンサ
が要望されている。従来の近接スイッチにおいて所定の
範囲内に物体が到来したときに出力を出すように設定し
ようとすれば、複数の閾値を設定する必要があり、物体
までの位置の関係を設定することが必要となる。従って
これらを正確に設定することが難しいという欠点があっ
た。

【０００５】本発明はこのような従来の問題点に着目し
てなされたものであって、発振コイルの温度特性のばら
つきやサーミスタの温度のばらつき等の影響がなく、使
用者が設定した基準位置からの物体の変位を高精度で検
知することができる変位センサを提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、発振コイルを有し該発振コイルへの被検出物体の接
近によって発振周波数が変化する第１の発振回路と、第
１の発振回路の温度の変化によって発振周波数が変化す
る第２の発振回路と、第１，第２の発振回路の発振周波
数を計数する第１，第２の計数手段と、使用温度範囲で
の第１の発振回路の各温度に対応した第２の計数手段よ
り得られるべき演算値を算出して第１の計数テーブルを
生成し、使用温度範囲での第１の発振回路の各温度に対
応して第１，第２の計数手段より得られる計数値を夫々
第２，第３の計数テーブルとして生成し、第２及び第３
の計数テーブルのデータを比例配分することによって第
１のテーブルの各温度での演算値に対応した第１の計数
手段より得られるべき演算値を算出し、各演算値から第
１の計数手段の基準計数値Ｎ_Rを減算し、各温度での補
正値ΔＮの第４の計数テーブルを算出することにより、
得られた第１，第４の計数テーブルを補正テーブルデー
タとする補正テーブルメモリと、補正テーブルに基づき
第２の計数手段により得られる計数値Ｍ_Tに対応する補
正値ΔＮを比例配分によって算出する温度補正処理部
と、温度補正処理部より得られる補正値ΔＮと基準値Ｎ
_Rとを加算する加算手段と、第１の計数手段の計数値Ｎ
ｓから加算手段の加算値（ΔＮ＋Ｎ_R）を減算する第１
の減算手段と、第１の減算手段より得られる出力Ｎｄを
発振コイルから物体までの距離ｄに対して直線化する変
位算出処理部と、変位の基準位置を変位データとして入
力する第１の入力手段と、第１の入力手段によって入力
された基準位置の値を直線化された出力から減算する第
２の減算手段と、第２の減算手段の出力を表示する表示
手段と、を具備することを特徴とするものである。

【０００７】本願の請求項２の発明は、第１の入力手段
より入力される基準位置（ＩＮ１）からの偏差の範囲
（ＩＮ２）を入力する第２の入力手段と、第２の減算手
段の出力と第２の入力手段によって入力された偏差の範
囲とに基づいてこの範囲内か否かを判別する比較手段
と、第２の比較手段の比較信号を出力する出力手段と、
を具備することを特徴とするものである。

【０００８】本願の請求項３の発明は、第１の入力手段
より入力される基準位置からの変位を入力する第２の入
力手段と、第２の減算手段の出力と第２の入力手段によ
って入力された変位とを比較する比較手段と、第２の比
較手段の比較信号を出力する出力手段と、を具備するこ
とを特徴とするものである。

【０００９】本願の請求項４の発明は、第１の入力手段
より入力される基準位置からの偏差の範囲又は変位を設
定する第１，第２のモードを切換える切換手段と、切換
手段によって第１のモードが選択されたときに第２の入
力手段より入力される基準位置からの偏差の範囲を入力
し、切換手段によって第２のモードが選択されたときに
第１の入力手段より入力される基準位置からの変位を入
力する第２の入力手段と、切換手段によって制御され、
第２の減算手段の出力と第２の入力手段によって入力さ
れる偏差の範囲又は変位とを比較する比較手段と、比較
手段の比較信号を出力する出力手段と、を具備すること
を特徴とするものである。

【００１０】

【作用】このような特徴を有する本願の請求項１の発明
によれば、第２の計数手段より得られるべき演算値をま
ず演算によって算出して、第１の計数テーブルを生成し
ている。そして第１の発振回路の温度を使用範囲内で連
続して変化させ、各温度に対応して第１，第２の計数手
段から得られる計数値を第２，第３の計数テーブルとし
ている。そして第２，第３の計数テーブルのデータの比
例配分によって、第１の計数テーブルの各温度での計数
値に対応した第１の計数手段より得られるべき演算値を
算出し、基準計数値Ｎ_Rを減算することによって補正値
ΔＮの第４のテーブルを得ている。このΔＮの第４の計
数テーブルと第１の計数テーブルとを補正テーブルデー
タとして補正テーブルを生成している。そしてこの補正
テーブルを用い、第２の計数手段から得られる計数値Ｍ
_Tによりそのときの温度に対応した補正値ΔＮを得てい
る。そして基準値Ｎ_Rと加算し第１の計数手段からの計
数値Ｎ_Sより減算することによって温度に依存しない距
離情報Ｎｄを得ている。更にこのデータＮｄを変位算出
処理部によって直線化処理している。そして第１の入力
手段より得られる使用者が設定した基準位置データか
ら、直線化された変位データを減算し、直線化して使用
者が設定した基準位置からの変位を表示手段によって表
示するようにしている。

【００１１】又本願の請求項２又は３の発明では、この
基準位置からの偏差の範囲又は変位を第２の入力手段に
よって入力し、その偏差の範囲又は変位を比較手段によ
って比較してその比較信号を出力するようにしている。
更に本願の請求項４の発明では、切換手段によって請求
項２及び３の第１，第２のモードを切換えるようにして
いる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の一実施例による変位検出セン
サの全体構成を示すブロック図である。本図においてこ
の変位検出センサはセンサ部１とその他の電子回路部２
から構成される。センサ部１には図示のように発振コイ
ル３を有する第１の発振回路４と温度検出素子、例えば
サーミスタ５が設けられる。ここでセンサ部１はその前
面に発振コイル３を有しており、物体が近接したときに
物体までの距離によって発振周波数ｆ_Sが変化するもの
とする。

【００１３】さて電子回路部２にはサーミスタ５を１つ
の抵抗とする第２のＣＲ発振回路６が設けられている。
このＣＲ発振回路６の発振周波数をｆ_Tとする。これら
の発振回路４及びＣＲ発振回路６の出力は夫々分周回路
７，８に与えられる。分周回路７，８は夫々発振周波数
を１／Ｋｓ、１／Ｋｔ分周するもので、この分周値Ｋ
ｓ，Ｋｔは設定できるものとする。そして分周出力は夫
々カウンタ９及び１０に与えられる。又電子回路部２内
には、一定の周波数、例えば１０ＭHz及び4000Hzのクロ
ック周波数を有する基準クロック発振器１１を有してお
り、夫々のクロック信号はカウンタ９及び１０に与えら
れる。カウンタ９及び１０は分周出力をゲート信号とし
てこの基準クロック発振器１１のクロック数を計数する
カウンタであり、分周回路７，８及び基準クロック発振
器１１と共に夫々第１，第２の計数手段を構成してい
る。ここでカウンタ９の計数値をＮ_Sとし、カウンタ１
０の計数値をＮ_Tとし、これらの出力はマイクロコンピ
ュータ１２に与えられる。マイクロコンピュータ１２に
は後述する補正用のテーブルである温度補正テーブルメ
モリ１３，リニア補正テーブルメモリ１４が接続され
る。これらのメモリ１３，１４は例えばＥ²ＰＲＯＭに
よって構成される。マイクロコンピュータ１２はこの温
度補正用テーブルによって温度補正処理を行い、変位デ
ータに変換すると共に、リニア補正テーブルによってこ
れを直線化する。そして後述するように入力部１５によ
り入力された基準位置のデータに基づいて、変位データ
を使用者が定めたスケールに変換し、このスケール上で
の所定位置との比較によって出力を与えるようにしてい
る。表示部１６はユーザスケールでの距離情報を表示す
るものであり、出力部１７はこうして得られる判別出力
を出力するものである。

【００１４】次にマイクロコンピュータ１２内の詳細な
機能ブロックについて図２を参照しつつ説明する。マイ
クロコンピュータ１２内には、カウンタ１０からの計数
値Ｍ_Tを補正する温度補正テーブルメモリ１３に基づい
て、基準温度に対する現在の温度のパルス数での補正値
ΔＮを算出する温度補正処理部２１が設けられる。又パ
ルス数の基準値Ｎ_Rを出力する基準値出力部２２が設け
られている。この基準値Ｎ_Rは本実施例では 25600とす
る。このΔＮとパルス数の基準値Ｎ_Rとは加算手段２３
に与えられる。加算手段２３はこれらを加算するもので
あって、その出力は減算手段２４に与えられる。減算手
段２４はカウンタ９の計数値Ｎ_Sから加算値Ｎ_R＋ΔＮ
を減算する第１の減算手段であって、Ｎｄ（＝Ｎ_S−
（Ｎ_R＋ΔＮ））が算出される。そしてこのＮｄが変位
情報として変位算出処理部２５に与えられる。変位算出
処理部２５はこれを直線化するものであって、変位検出
センサに固有の基準位置からの変位情報±Δｄが得られ
る。

【００１５】さて入力部１５はこの変位検出センサの出
力モードを切換えると共に、夫々の出力モードに応じて
一対の入力ＩＮ１及びＩＮ２を入力するものである。そ
してマイクロコンピュータ１２内のモード選択手段２６
は、入力部２５からのモード選択信号を受け、モードＡ
及びＢで夫々のモードに対応した一対の入力ＩＮ１及び
ＩＮ２の入力をレジスタ２７に保持し、ＩＮ１を減算手
段２８に与える。減算手段２８は変位情報Δｄから設定
値ＩＮ１を減算する第２の減算手段である。こうすれば
ユーザが設定した基準位置ＩＮ１からの変位情報に変換
されることとなって、この値が表示部１６に表示され
る。又モード選択手段２６は後述するようにモードＡ又
はＢに応じて夫々必要な比較値を比較部２９に与える。
比較部２９は、こうして得られた比較基準値と減算手段
２８で減算された値とを比較することによって、一対の
出力ＯＵＴ１又はＯＵＴ２を出力するものである。これ
らの出力は出力部１７より外部に出力される。

【００１６】図３は本実施例による変位検出センサの構
成を示す正面図である。本図に示すように変位検出セン
サ本体にはケーブルを介して前述したセンサ部１が接続
されており、このケース２０の前面には入力部１５及び
表示部１６が設けられる。入力部１５は図示のように、
動作モードを「ＲＵＮ」及び「ＳＥＴ」モードに切換え
るスライドスイッチ１５ａ、「ＵＰ」キー１５ｂ、「Ｓ
ＨＩＦＴ」キー１５ｃ及び「ＴＥＡＣＨ」キー１５ｄが
設けられている。又表示部１６には、Ａ又はＢのいずれ
かの動作モードを表示するモード表示部と、入力ＩＮ１
又はＩＮ２を切換える表示部、及び動作モードでの物体
の位置を表示する数値表示部が設けられている。

【００１７】次に温度補正処理部２１での処理について
詳細に説明する。本実施例ではまずセンサ部１の温度
は、センサ部１内のサーミスタ５によって検出される。
ＣＲ発振回路６はサーミスタ５の抵抗Ｒに対応した発振
周波数で発振することとなる。従って発振周波数からセ
ンサ部１の温度情報を得ることができる。さてサーミス
タ５の任意の温度Ｔでの抵抗値Ｒは、次式によって定ま
る。Ｒ＝Ｒ₀expＢ（１／Ｔ−１／Ｔ₀）・・・（１）Ｔ：任意の温度（°Ｋ）Ｒ：温度Ｔでの抵抗値Ｔ₀：基準温度（°Ｋ）Ｒ₀：基準温度Ｔ₀における抵抗値Ｂ：Ｂ定数

【００１８】ここで温度補正処理に用いる温度補正テー
ブルの作成について説明する。ＣＲ発振回路６の発振周
波数はサーミスタ５の抵抗値Ｒ、即ち温度及び固有のＢ
定数によって変化する。本実施例ではサーミスタ５の個
別のデータ及び発振コイル３の固有のばらつきによるカ
ウンタ９の計数値をデータとして取込み、これに基づい
て補正を行っている。図４はこれらの個別の素子のデー
タに基づいて温度補正テーブル１３を作成するための補
正テーブル生成装置３０を示すブロック図である。本図
において図１と同一符号の各ブロックは図１と同一のも
のであって、各変位センサ毎に固有の発振コイル３，サ
ーミスタ５を有するセンサ部１自体を恒温槽３１に入れ
る。恒温槽３１の温度は制御部３２によって制御されて
いる。そして所定の温度での発振周波数ｆ_S，ｆ_Tに夫
々対応したカウンタ９，１０の計数値Ｎ_S及びＮ_Tを求
める。そしてカウンタ９，１０からの出力をデータ書込
部３３を介してデータメモリ３４に書込む。データメモ
リ３４はＥ²ＰＲＯＭによって構成されている。

【００１９】さて恒温槽３１で正確に規定できる温度を
例えば−１０℃及び＋６０℃とすると、Ｍ_Tテーブル算
出部３５はこの温度での発振周波数からサーミスタ５の
抵抗値を算出し、これによってＢ定数を算出する。こう
すれば任意の温度でのサーミスタ５の抵抗値を計算によ
って求めることができる。

【００２０】次にこの変位センサが使用可能な全ての温
度、本実施例では−３０℃〜７８℃までの温度につい
て、例えば２℃刻みでのサーミスタの温度に対する抵抗
値を求める。そして各抵抗値からＣＲ発振回路６の発振
周波数及びこの発振周波数に対応したカウンタ１０の計
数値Ｍ_Tを計算によって算出する。そして各温度でのＭ
_T値をデータメモリ３６内のＭ_Tテーブルエリアに書込
む。図５（ａ）はこうして演算によって求められたＭ_T
値の変化を示す第１の計数テーブルである。ここでＭ_T
テーブル算出部３５は第２の計数手段から得られる各温
度での演算値を算出する第１の計数テーブル算出手段で
ある。

【００２１】さて図４に示すように恒温槽３１にセンサ
部１を実際に入れて制御部３２を動作させ、温度を変化
させる。図７は物体までの距離ｄに対するカウンタ９の
計数値Ｎ_Sの変化を示すグラフである。本図に示すよう
に物体までの距離ｄのうち検知領域を 100％として、そ
の１／２までの距離を基準距離ｄ_Rとしている。この基
準距離ｄ_Rにおける基準温度、本実施例では２４℃のＮ
_S値を基準値Ｎ_Rとする。Ｎ_Rは 25600パルスとなるよ
うに設定する。例えば基準クロック発振器１１の第１の
クロック周波数が１０ＭHzに設定されている場合は、分
周数Ｋｓを変化させて分周回路７の出力パルス幅を2.56
msとする。こうして得られた基準値Ｎ_Rを図２に示す基
準値出力部２２から出力できるようにしておく。又この
基準温度でのＭ_T値を例えば8000パルスとなるように設
定する。この場合には分周回路８の分周数Ｋ_Tを変化さ
せて出力パルス幅を２秒とし、基準クロック発振器１１
の4000Hzの第２のクロック周波数を計数することによっ
て、8000のパルス数を得ている。

【００２２】そして恒温槽３１にセンサ部１を入れた状
態で恒温槽３１の温度を連続して変化させることによっ
て、−３０℃〜７８℃までの各温度で例えば２℃刻みで
Ｍ_T値及びＮ_S値を得る。そしてこのデータを図６
（ａ）及び（ｂ）に示すようにデータメモリ３４に書込
む。尚このときの温度は厳密に規定しておらず、Ｍ_T値
に対するＮ_S値の関係を知るために用いられる。ここで
データ書込部３３は発振回路３の使用範囲の各温度での
第１，第２の計数手段により得られる計数値Ｎ_S，Ｍ_T
を第２，第３の計数テーブルとして生成する第２の計数
テーブル生成手段を構成している。又こうして得られる
図６（ａ）及び（ｂ）のテーブルは第２，第３のテーブ
ルとなっている。

【００２３】さてＮ_Sテーブル算出部３７はこうして得
られた図６のＭ_T及びＮ_Sのテーブルと図５（ａ）に示
す計算で求めたＭ_Tのテーブルから、各温度でのＮ_S値
を算出し、データメモリ３６に書込む。即ち図５（ａ）
のＭ_Tテーブルの各Ｍ_T値に対応してその前後のＭ_T値
を図６（ａ）のテーブルから捜し出す。そして比例演算
によって図５（ａ）の各Ｍ_T値に対応するＮ_S値を図５
（ｂ）に示すように算出する。又ΔＮテーブル算出部３
８はこうして求められた各温度でのＮ_S値と基準温度、
ここでは２４℃でのＮ_S値（＝Ｎ_R＝25600)との差から
ΔＮを演算によって求め、これを図５（ｃ）に示すΔＮ
テーブル（第４のテーブル）としてデータメモリ３６に
書込む。ここでＮ_Sテーブル算出部３７は図６（ａ），
（ｂ）に示す計数テーブルのデータを比例配分すること
によって図５（ａ）のテーブルの各温度での演算値に対
応した第１の計数手段より得られるべき演算値を算出す
る第３の計数テーブル算出手段であり、Ｎ_Sテーブル算
出部３８はこのテーブルから基準計数値Ｎ_Rを減算する
ことによって補正値ΔＮの第４のテーブルを算出するΔ
Ｎテーブル算出手段を構成している。

【００２４】こうして図５（ａ），（ｃ）に示すように
各温度でのＭ_Tに対応したΔＮ値を書込んだ一対のテー
ブルを、図１，２に示す温度補正テーブルメモリ１３の
Ｅ²ＰＲＯＭにデータを転送して温度補正テーブルとし
て用いる。尚ここでは図５（ｂ）に示すように一旦各温
度に対応したＮ_S値を求めてテーブルを形成し、この値
から所定の基準値Ｎ_Rを減算して、図５（ｃ）に示すΔ
Ｎのテーブルを生成するようにしているが、比例配分の
後、直接ΔＮのテーブルを生成するようにしてもよいこ
とはいうまでもない。

【００２５】図７において曲線Ａは基準温度での距離ｄ
に対するＮ_S値の変化を示すグラフであり、この曲線は
特定のあらかじめ多数の変位センサからのデータによっ
て求めた曲線をそのまま用いるものとする。そしてこの
基準温度より高い温度では距離ｄに対するパルス数Ｎ_S
は例えば曲線Ｂに示すように変化し、低温では曲線Ｃに
示すように変化する。このためΔＮをＮ_Sから減算する
ことによって基準値からの差Ｎｄを算出し、曲線Ａに変
換して、修正されたパルス数Ｎｄに基づいて距離のデー
タを得るようにしている。

【００２６】図８は距離ｄに対する温度補正されたパル
ス数Ｎｄの変化を示すグラフである。このグラフは複数
の変位センサのデータに基づいて得られた規定の曲線を
用いて、これにあてはめることによって距離情報ｄを得
るものとする。そしてＮｄの256が１％の変化とし、こ
の距離に応じたデータを図９に示すようにリニア補正テ
ーブル１４内に保持しておく。この補正テーブルは、例
えば曲線の傾きが小さい部分では 0.5％単位で距離デー
タｄ₁₀，ｄ₁₁・・・が順次テーブルＴ１に記録されてい
る。又基準距離ｄ_Rより距離が近い部分では図示のよう
にテーブルＴ２，テーブルＴ３，Ｔ４・・・により順次
距離が記録されている。実際の基準距離ｄ_Rからの距離
Δｄは次式（２）によって求まる。

【数１】ここでＰは基準位置からのデータ数である。式（２）の
第１項はｎが０〜Ｐ−１までの変位の総和であり、第２
項はその変位内でのパルス数Ｎｄに対する距離の比例配
分値を示している。

【００２７】次に本実施例の動作について、図１０，図
１１のフローチャートを参照しつつ説明する。まず動作
を開始するとスライドスイッチ１５ａをセット状態に設
定し、ＩＮ１，ＩＮ２を入力する。まず動作を開始する
とステップ４１においてスライドスイッチ１５ａが「Ｓ
ＥＴ」状態かどうかをチェックする。入力時には「ＳＥ
Ｔ」モードとしておけばステップ４２に進んでモード選
択状態が判別される。ここで図３に示すように「ＵＰ」
キー１５ｂによってモードＡ，Ｂを切換え、「ＳＨＩＦ
Ｔ」キー１５ｃによってそれを固定する。まずモードＡ
ではステップ４３において表示部１６に「ＩＮ１」の表
示が成される。このとき変位検出センサのセンサ部１の
物体検知の中心位置に物体を配置する。そして入力部の
「ＴＥＡＣＨ」キー１５ｄを押下することによって中心
値を設定する（ステップ４４）。このとき減算手段２８
より得られる値を中心値としてレジスタ２７に書込む。

【００２８】一方モードＢではステップ４５においてま
ず「ＩＮ１」の表示を行う。そして使用者は物体をこの
変位検出センサの検知範囲の最も近い位置に配置する。
そして「ＴＥＡＣＨ」キー１５ｄを押下することによっ
てそのときに減算手段２８より得られる値をＭＩＮ値と
してレジスタ２７に設定する。このＭＩＮ値は変位検出
センサの物体までの最近接点を設定するものである。こ
こでステップ４２〜４６は、使用者が設定する基準位置
を入力する第１の入力手段を構成している。この場合モ
ードＡではこの基準位置は図１２に示すように中心値と
なり、モードＢでは図１３に示すように最近接点とな
る。

【００２９】そしてステップ４４又は４６の処理を終え
ると、ステップ４７に進んで「ＳＨＩＦＴ」キー１５ｃ
の入力を待受ける。「ＳＨＩＦＴ」キー１５ｃが入力さ
れれば表示部１６に「ＩＮ２」の表示を行う（ステップ
４８）。次いでステップ４９，５０において「ＵＰ」キ
ー１５ａを押下して数位の位を選択し、所望の位での
「ＳＨＩＦＴ」キー１６ｃを連続して押下する。こうす
ればその位で表示部１６内の数値が連続的に変化するこ
ととなり、これによってＩＮ２の入力を行う。そして表
示部１６の数値が所望の値になればステップ５１に進ん
で「ＴＥＡＣＨ」キー１５ｄを押下する。こうすればこ
の数値がＩＮ２として確定することとなる。モード選択
手段２６はこの値をレジスタ２７に保持し、設定を終了
する。ここでＩＮ２はモードＡでは図１２（ａ）に示す
ように、中心位置からの偏差の範囲を設定するものであ
る。又モードＢでは図１３に示すように物体までの最も
近い最近接点からの変位を設定するものである。ここで
ステップ４７〜５１では基準位置からの変化の範囲又は
基準位置からの変位を入力する第２の入力手段を構成し
ている。次に動作時にはスライドスイッチ１５ａを「Ｒ
ＵＮ」モードとする。

【００３０】さて動作時にはまず変位検出センサのセン
サ部１を物体の測定領域に配置する。そして発振コイル
３に物体が接近した場合には、その物体までの距離ｄに
対応した発振周波数で発振回路４が発振することとな
る。又このときの温度に対応した発振周波数ｆ_TでＣＲ
発振回路６が発振する。従ってその温度に対応したカウ
ンタ１０の計数値Ｍ_Tが求められる。このＭ_Tを図５
（ａ），（ｃ）に示す温度補正テーブルメモリ１３によ
って補正し、ΔＮの比例配分値を得ることによってセン
サ部１のこの温度でのΔＮが得られる。こうしてΔＮと
Ｎ_Rとを加算手段２３によって加算し、減算手段２４で
Ｎ_Sとの差を求めることによって、温度や各変位センサ
の素子に依存しない距離ｄだけに対応したパルス数Ｎｄ
が得られる。そしてこの値を図８，図９に示すように変
換テーブルに基づいて変換することによって、直線化さ
れた位置情報Δｄが得られる。このΔｄは変位センサに
固有の基準スケールでの基準値ｄ_Rからの変位を示して
いる。

【００３１】さてスイッチが「ＳＥＴ」モードでなけれ
ば、図１１のステップ６１に進んでまず「ＲＵＮ」モー
ドかどうかをチェックする。「ＲＵＮ」モードの場合に
はステップ６２に進んで変位算出処理部２５よりΔｄの
値を取込む。そしてレジスタ２７に保持されているＩＮ
１を減算する。ＩＮ１はモードＡでは中心値、モードＢ
では最小値ＭＩＮとなっている。そして得られた値を表
示部１６に転送しユーザスケールで表示する。ここでス
テップ６２〜６４は変位算出処理部２５より得られる変
位Δｄをユーザスケールに変換する第２の減算手段２８
を構成している。そしてステップ６５に進んで、モード
選択手段２６に設定されているモードがモードＡかどう
かをチェックする。モードＡの場合にはステップ６６に
進んで減算値がレジスタ２８に設定されているＩＮ１＋
ＩＮ２を越えているかどうか、及びＩＮ１−ＩＮ２以下
かどうかをチェックする。ステップ６６，６７の条件が
成立すれば夫々ステップ６８，６９に進んで出力ＯＵＴ
２をＨ、ＯＵＴ１をＨレベルに切換えてステップ６２に
戻る。こうすれば図１２（ａ）に示すように、変位検出
センサに固有の基準スケールを、ＩＮ１を中心点とする
ユーザスケールに変換し、そのユーザスケールに基づい
て設定されたＩＮ２に対して図１２（ｂ）に示すように
距離に対応した一対の出力を得ることができる。

【００３２】次にステップ６５においてモードＢに設定
されている場合には、ステップ７０に進み、減算手段２
８で減算した値が負となっているかをチェックし、減算
値が負の場合にはステップ７１に進んで出力ＯＵＴ１を
Ｈレベルとする。負でなければステップ７２において減
算値がＩＮ２を越えているかどうかをチェックする。Ｉ
Ｎ２を越えている場合にはステップ７３においてＯＵＴ
２をＨレベルとする。こうすれば図１３（ａ），（ｂ）
に示すように、変位検出センサに固有の基準スケールを
ユーザが設定したＩＮ１を最近接点とするユーザスケー
ルに変換し、その位置から設定された変位までの距離に
達しているかどうかによって出力を得ることができる。

【００３３】尚本実施例では、ユーザが設定する基準位
置ＩＮ１の入力時に変位検出センサの前面に物体を配置
してそのときの減算値をＩＮ１としているが、直接数値
で入力してもよいことはいうまでもない。又この基準位
置からの偏差の範囲又はこれから変位した第２の位置を
数値で入力するようにしているが、第２の位置の入力時
にも物体をその位置に配置して所定のキーを押下するこ
とによって入力するようにしてもよいことはいうまでも
ない。

【００３４】又本実施例では第２の発振回路に接続され
る温度センサとしてサーミスタを用いているが、サーミ
スタに限らず種々の温度センサを用いることができるこ
とはいうまでもない。

【００３５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本願の請求項
１の発明によれば、温度の補償を各変位センサに固有の
温度検出手段と発振コイルの温度に対する変化を含めた
補正テーブルメモリを作成し、このデータに基づいて補
正を行っている。従って発振コイルや温度センサのばら
つきによる温度補償の誤差がなくなる。そして使用者が
物体を配置し又は数値で入力した基準位置からの物体の
変位を正確に測定し、表示することができる。又本願の
請求項２の発明では、基準位置とその基準位置からの偏
差の範囲を入力することによって、この範囲内かどうか
の判別信号を得ることができる。又請求項３の発明で
は、この基準位置から一定範囲隔てた位置の範囲内かど
うかを判別することができる。このため位置の入力を極
めて容易に行うことが可能となる。又請求項４の発明で
は、第１，第２のモードを切換え第２の入力手段によっ
て偏差の範囲又は変位を入力し、比較手段によってその
範囲内又は変位を判別することができる。又請求項５の
発明では、第２の入力手段によって直接数値で入力する
ことによって設定を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による変位検出センサの全体
構成を示すブロック図である。

【図２】本実施例のマイクロコンピュータの機能ブロッ
クを示すブロック図である。

【図３】本実施例の変位検出センサの前面を示す正面図
である。

【図４】本実施例による補正テーブルメモリ１３を作成
するための補正テーブル生成装置の構成を示すブロック
図である。

【図５】（ａ）は本実施例によって演算に求めたＭ_Tテ
ーブル、（ｂ）はこれに対応するパルス数Ｎｄ、（ｃ）
は補正値ΔＮを示すテーブルである。

【図６】（ａ）はこの変位検出センサの使用温度範囲で
の恒温槽にセンサ部を挿入したときに得られる各温度で
のＭ_T値を示すテーブル、（ｂ）はその場合のＮ_T値を
示すテーブルである。

【図７】本実施例の距離に対するパルス数Ｎ_Sの変化を
示すグラフである。

【図８】本実施例の距離ｄに対する温度補償されたＮｄ
値の変化を示すグラフである。

【図９】本実施例のＮｄに対するリニアライズするため
の変換テーブルを示す図である。

【図１０】本実施例の位置入力部の動作を示すフローチ
ャートである。

【図１１】本実施例の動作を示すフローチャートであ
る。

【図１２】Ａモードでの基準スケールとユーザスケール
の関係及びユーザスケールでの出力状態を示す図であ
る。

【図１３】本実施例の基準スケールとユーザスケールと
の関係及びユーザスケールでの検知距離に対する出力を
示す図である。

【図１４】従来の高周波発振型近接スイッチの構成を示
すブロック図である。

【符号の説明】

１センサ部２電子回路部３発振コイル４発振回路５サーミスタ６ＣＲ発振回路７，８分周回路９，１０カウンタ１１基準クロック発振器１２マイクロコンピュータ１３温度補正テーブルメモリ１４リニア補正テーブルメモリ１５入力部１６表示部１７出力部２０ケース２１温度補正処理部２２加算手段２３基準値出力部２４，２８減算手段２５変位算出処理部２６モード選択手段２７レジスタ２９比較部３０補正テーブル生成装置３１恒温槽３２制御部３３データ書込部３４，３６データメモリ３５Ｍ_Tテーブル算出部３７Ｎ_Sテーブル算出部３８ ΔＮテーブル算出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩月豊京都府京都市右京区花園土堂町10番地オムロン株式会社内 (72)発明者木谷敏樹京都府京都市右京区花園土堂町10番地オムロン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発振コイルを有し該発振コイルへの被検
出物体の接近によって発振周波数が変化する第１の発振
回路と、前記第１の発振回路の温度の変化によって発振周波数が
変化する第２の発振回路と、前記第１，第２の発振回路の発振周波数を計数する第
１，第２の計数手段と、使用温度範囲での前記第１の発振回路の各温度に対応し
た前記第２の計数手段より得られるべき演算値を算出し
て第１の計数テーブルを生成し、使用温度範囲での前記
第１の発振回路の各温度に対応して前記第１，第２の計
数手段より得られる計数値を夫々第２，第３の計数テー
ブルとして生成し、前記第２及び第３の計数テーブルの
データを比例配分することによって前記第１のテーブル
の各温度での演算値に対応した前記第１の計数手段より
得られるべき演算値を算出し、各演算値から前記第１の
計数手段の基準計数値Ｎ_Rを減算し、各温度での補正値
ΔＮの第４の計数テーブルを算出することにより、得ら
れた第１，第４の計数テーブルを補正テーブルデータと
する補正テーブルメモリと、前記補正テーブルに基づき前記第２の計数手段により得
られる計数値Ｍ_Tに対応する補正値ΔＮを比例配分によ
って算出する温度補正処理部と、前記温度補正処理部より得られる補正値ΔＮと基準値Ｎ
_Rとを加算する加算手段と、前記第１の計数手段の計数値Ｎｓから前記加算手段の加
算値（ΔＮ＋Ｎ_R）を減算する第１の減算手段と、前記第１の減算手段より得られる出力Ｎｄを前記発振コ
イルから物体までの距離ｄに対して直線化する変位算出
処理部と、変位の基準位置を変位データとして入力する第１の入力
手段と、前記第１の入力手段によって入力された基準位置の値を
前記直線化された出力から減算する第２の減算手段と、前記第２の減算手段の出力を表示する表示手段と、を具
備することを特徴とする変位検出センサ。
【請求項２】前記第１の入力手段より入力される基準
位置（ＩＮ１）からの偏差の範囲（ＩＮ２）を入力する
第２の入力手段と、前記第２の減算手段の出力と前記第２の入力手段によっ
て入力された偏差の範囲とに基づいてこの範囲内か否か
を判別する比較手段と、前記第２の比較手段の比較信号を出力する出力手段と、
を具備することを特徴とする請求項１記載の変位検出セ
ンサ。
【請求項３】前記第１の入力手段より入力される基準
位置からの変位を入力する第２の入力手段と、前記第２の減算手段の出力と前記第２の入力手段によっ
て入力された変位とを比較する比較手段と、前記第２の比較手段の比較信号を出力する出力手段と、
を具備することを特徴とする請求項１記載の変位検出セ
ンサ。
【請求項４】前記第１の入力手段より入力される基準
位置からの偏差の範囲又は変位を設定する第１，第２の
モードを切換える切換手段と、前記切換手段によって第１のモードが選択されたときに
前記第２の入力手段より入力される基準位置からの偏差
の範囲を入力し、前記切換手段によって第２のモードが
選択されたときに前記第１の入力手段より入力される基
準位置からの変位を入力する第２の入力手段と、前記切換手段によって制御され、前記第２の減算手段の
出力と前記第２の入力手段によって入力される偏差の範
囲又は変位とを比較する比較手段と、前記比較手段の比較信号を出力する出力手段と、を具備
することを特徴とする請求項１記載の変位検出センサ。
【請求項５】前記第２の入力手段は、減算手段の出力
スケールに対応した数値を入力するものであることを特
徴とする請求項２，３又は４記載の変位検出センサ。