JPH07159585A - 位置検出方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 位置検出部４ａ，４ｂは移動部２の確定した
位置に適宜複数配置され移動する物体が到達すると、対
応するそれぞれの検出点信号１０４、１０５を出力す
る。補正関数修正器５は検出点信号の入力によって対応
する確定した位置の値と位置信号１０３とから所定の演
算を施して所定の補正関数を修正する修正補正関数を求
め補正関数修正信号１０６を出力する。補正器６は補正
関数修正信号１０６に基づいて検出器出力位置信号１０
１を修正して位置信号１０３を出力する。 【効果】装置の運転中でも人手を要することなく、正確
な位置検出ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、所定の距離間を移動す
る物体の位置を正確に検出する位置検出方法およびその
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、原子力発電所では、制御棒の位
置制御によって反応出力の調整を行っており、この制御
棒の位置を正確に把らえることは極めて重要である。か
かる制御棒の位置は、直接検出することが困難なため制
御棒を駆動する駆動部若しくは制御棒に連動する検出器
によって回転角等から間接的に連続測定を行っている。

【０００３】図１６に、この種の従来の位置検出装置を
示す。

【０００４】図において、１は検出器を示し、所定の経
路の所定の距離内を移動する物体、例えば、制御棒の位
置を間接的に回転角度信号、若しくは、回転量を検出
し、ディジタルまたはアナログ等の信号の検出器出力位
置信号１０１を出力する。

【０００５】２は位置検出対象の移動物体若しくは移動
物体に応じて間接的に動く物体を説明するために設けた
移動部、３は検出器出力位置信号１０１を補正するため
のバイアス信号１０２と加算して位置信号１０３を出力
する加算器３ａを設けた位置信号出力部である。

【０００６】以上の構成で、図示省略する移動物体が移
動すると、対応して移動部２が所定の距離間を所定経路
で移動し、移動部２の位置は、移動する物体に対応して
移動し、例えば、回転角度や回転量に変換され検出器１
によって検出され、ディジタル信号またはアナログ信号
の検出器出力位置信号１０１が加算器３ａへ出力され
る。

【０００７】位置信号出力部３の加算器３ａでは、検出
器出力位置信号１０１とバイアス信号１０２とが加算さ
れ位置信号１０３が出力される。このようにして、検出
器１によって検出された移動部２の位置が修正されて外
部へ出力される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１６
で示した位置検出装置は、予め求めた修正信号としての
バイアス信号１０２を一律に検出器出力位置信号１０１
に加算しており、位置の修正が正確でなく、バイアス信
号１０２の値を求めるために装置全体を停止しなければ
ならないという問題がある。

【０００９】例えば、従来の装置では、移動部２の位置
が機械的に確定される上限と下限の位置へ移動部２を移
動させて修正値としてのバイアス信号１０２の値を求め
ている。

【００１０】ところが、この方法では、装置全体を停止
しなければならず、位置検出装置が多数のときバイアス
信号１０２の値を求めるために多くの手間と長時間を要
するという問題がある。

【００１１】また、図１７に示すように検出器出力位置
信号１０１の修正前補正関数２０１に対して、バイアス
信号１０２のバイアス値２０２を一律に加算して位置信
号１０３の修正後補正関数２０３を算出しているため移
動部２の上限と下限とでバイアス値が変化する場合、正
確な修正ができない。

【００１２】そこで、本発明は、装置を停止させること
なく、しかも、人手を要することなく正確に位置を修正
する位置検出装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、所定
距離間の同じ経路を物体が移動する移動部の物体の位置
に応じて検出器によって検出される検出器出力位置信号
に補正を施して位置信号を出力する位置検出方法におい
て、移動部の確定した位置に適宜複数配置される位置検
出部に物体が到達する毎に対応する確定した位置の値と
検出器出力位置信号または位置信号とから補正関数を求
め、この補正関数に基づいて検出器出力位置信号を補正
して位置信号を検出するようにしたものである。

【００１４】請求項２の発明は、所定距離間の同じ経路
を物体が移動する移動部の物体の位置に応じて検出器に
よって検出される検出器出力位置信号に補正を施して位
置信号を出力する位置検出装置において、移動部の確定
した位置に適宜複数配置され移動する物体が到達する
と、対応するそれぞれの検出点信号を出力する位置検出
部と、検出点信号の入力によって対応する確定した位置
の値と検出器出力信号の値または位置信号とから所定の
演算を施して所定の補正関数を修正する修正補正関数を
求め補正関数修正信号を出力する補正関数修正器と、補
正関数修正信号に基づいて検出器出力位置信号を修正し
て位置信号を出力する補正器とを設けるようにしたもの
である。

【００１５】

【作用】本発明は、予め配置した移動部の位置検出部に
移動体が到達したときに、そのときの位置信号と正確な
位置信号とから所定の演算を施し補正関数を求め、補正
するようにしたため、装置全体を停止しなくてもよく、
人手を要することなく短時間にできる。従って、原子炉
の制御棒の位置検出装置の場合でも装置の運転中に自動
的に正確な位置に修正ができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１７】図１は、本発明の第１実施例を示す位置検
出装置のブロック構成図である。図１が従来例を示す図
１６と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、両
者が異なる主な点は、移動部２に位置検出部４ａと位置
検出部４ｂを設置すると共に、補正関数修正器５を設け
位置信号出力部３の代わりに補正器６を設けたことであ
る。

【００１８】ここで、位置検出部４ａは、適宜移動部２
に配置されて、その位置が確定しており、この位置を移
動体が通過したときや、移動体の特定部が通過したと
き、第１検出点信号１０４を出力するものである。位置
検出部４ｂは、適宜移動部２に配置されて、その位置が
確定しており、この位置を移動体が通過したときや、移
動体の特定部が通過したとき第２検出点信号１０５を出
力するものである。

【００１９】補正関数修正器５は、第１検出点信号１０
４または第２検出点信号１０５を入力したとき、予め確
定している実際の位置信号と対応する補正器６内で修正
された位置信号１０３とから所定の演算をして補正関数
修正信号１０６を出力するものである。

【００２０】補正器６は、補正関数修正信号１０６によ
って内部に設定される補正関数を修正すると共に、補正
関数に基づいて検出器出力位置信号１０１を位置信号１
０３へ修正して出力するものである。

【００２１】以上の構成で、まず、移動体や移動体の特
定部が位置検出部４ａまたは位置検出部４ｂを通過した
とき、第１検出点信号１０４または第２検出点信号１０
５が補正関数修正器５へ入力される。ここで、位置検出
部４ａまたは位置検出部４ｂは、接点あるいは、光セン
サ、磁気センサ等によって移動体を検出するもので移動
部２の所定位置に適宜配置され、その位置は予め正確に
測定され、補正関数修正器５に保存されている。

【００２２】続いて、補正関数修正器５が演算出力する
補正関数修正信号１０６の作成について図２を参照して
説明する。

【００２３】最初に、補正器６に補正関数（Ａ）３０１
が設定されているとして、今、位置検出部４ａに移動体
が到達すると、第１検出点信号１０４が補正関数修正器
５へ入力される。この場合、補正関数修正器５へ入力さ
れる位置信号１０３と第１検出点信号１０４の正確な位
置信号とが比較され偏差量αが生じているとする。

【００２４】補正関数修正器５では、次の考えに基づい
て補正関数（Ｂ）３０２を求める。まず、補正関数を一
般に次の一次式（１）で表す。

【００２５】

【数１】

【００２６】次に、第１検出点信号１０４に対応する式
（２）を求める。

【００２７】

【数２】

【００２８】さらに、第２検出点信号１０５に対応する
式（３）を求める。

【００２９】

【数３】

【００３０】これによって、式（２）と式（３）からａ
とｂとを求めると、次の式（４）として補正関数（Ｂ）
３０２が求められる。

【００３１】

【数４】

【００３２】補正関数修正器５では、補正関数（Ａ）３
０１から補正関数（Ｂ）３０２を補正関数を変更して補
正関数修正信号１０６を補正器６へ出力し、補正器６で
は、補正関数（Ｂ）３０２へ修正する。

【００３３】また、今、位置検出部４ｂに移動体が到達
すると、第２検出点信号１０５が補正関数修正器５へ入
力され、ここで位置信号１０３と第２検出点信号１０５
の正確な位置信号とが比較され、図２に示すように偏差
量βが生じているものとする。

【００３４】この場合も第１検出点信号１０４が出力さ
れたときと同様に、補正関数（Ｂ）３０２を基本として
補正関数（Ｃ）３０３が算出されて補正関数修正器５か
ら補正関数修正信号１０６が補正器６へ出力される。こ
れによって、検出器出力位置信号１０１に応じて補正器
６に修正された位置信号１０３が外部へ出力される。

【００３５】このように、予め配置した移動部２の位置
検出部４ａ，４ｂに移動体が到達したときに、そのとき
の位置信号１０３と正確な位置信号と比較してその偏差
に基づいて補正関数を補正するようにしたため、装置全
体を停止しなくともよく、人手を要することなく短時間
にできる。従って、原子炉の制御棒の位置検出装置の場
合でも装置の運転中に自動的に正確な位置に修正ができ
る。

【００３６】なお、第１実施例では、図２で説明したよ
うに補正器６に設定される補正関数が補正関数（Ａ）３
０１のとき、位置検出部４ａが第１検出点信号１０４を
出力したとき補正関数（Ｂ）３０２を算出し、補正器６
を補正関数（Ｂ）３０２とし、位置検出部４ｂが第２検
出点信号１０５を出力したとき補正関数（Ｃ）３０３を
算出し、補正器６を補正関数（Ｃ）３０３としている
が、位置検出部４ａと位置検出部４ｂから第１検出点信
号１０４と第２検出点信号１０５が出力されたとき、補
正関数（Ｃ）３０３を算出して補正器６の内容を補正関
数（Ｃ）３０３としてもよい。

【００３７】次に、本発明の第２実施例を図３を参照し
て説明する。

【００３８】図３に示す第２実施例では、図１に示す第
１実施例が位置信号１０３に基づいて補正関数を修正し
たのに対して検出器出力位置信号１０１に基づいて補正
関数の修正をしている点で異なる。

【００３９】すなわち、図２で説明したと同様に、ま
ず、補正関数（Ａ）３０１が補正器６に設定されている
とき、位置検出部４ａが第１検出点信号１０４を補正関
数修正器５へ出力すると、検出器出力位置信号１０１の
値に基づいて式（４）によって補正関数（Ｂ）３０２を
算出して補正関数修正信号１０６を補正器６へ出力す
る。この結果、補正器６が補正関数（Ｂ）３０２の内容
に修正される。

【００４０】一方、位置検出部４ｂが第２検出点信号１
０５を補正関数修正器５へ出力すると、検出器出力位置
信号１０１に基づいて補正関数（Ｃ）３０３を算出して
補正関数修正信号１０６を補正器６へ出力し、補正器６
の内容を補正関数（Ｃ）３０３に修正する。

【００４１】このように、第１実施例と同様に装置を停
止することなく、人手を要することなく位置修正がさ
れ、正確な位置検出ができる。

【００４２】次に、本発明の第３実施例および第４実施
例を図４および図５を参照して説明する。

【００４３】まず、図４に示す第３実施例は、図１で説
明した第１実施例の補正器６へ修正指令信号１０７を入
力する手段を設けて、この修正指令信号１０７が入力さ
れたとき補正関数を最新のものに修正するようにしたも
のである。

【００４４】また、図５に示す第４実施例は、図３で説
明した第２実施例の補正器６へ修正指令信号１０７を入
力する手段を設けて、この修正指令信号１０７が入力さ
れたとき補正関数を最新のものに修正するようにしたも
のである。

【００４５】第３実施例および第４実施例共に、経年変
化等で修正が必要となる場合等常時修正が不必要のとき
や検出器出力位置信号１０１と位置信号１０３とに大き
な修正値が生じないときに有効であり、常時修正しない
で必要に応じて修正することができる。

【００４６】次に、本発明の第５実施例および第６実施
例を図６および図７を参照して説明する。

【００４７】まず、図６に示す第５実施例は、図１で説
明した第１実施例の補正関数修正器５へ修正指令信号１
０７を入力する手段を設けて、この修正指令信号１０７
が入力されたとき補正関数修正器５によって補正関数を
算出するようにしたものである。

【００４８】また、図７に示す第６実施例は、図３で説
明した第２実施例の補正関数修正器５へ修正指令信号１
０７が入力する手段を設けて、この修正指令信号１０７
が入力されたとき補正関数を算出するようにしたもので
ある。

【００４９】第５実施例および第６実施例共に、経年変
化等で修正が必要となる場合等や検出器出力位置信号１
０１と位置信号１０３とに大きな修正値が生じないとき
に有効であり、常時修正しないで必要に応じて修正する
ことができる。

【００５０】次に、本発明の第７実施例を図８を参照し
て説明する。

【００５１】図８が図１に示す第１実施例と異なる主な
点は、移動部２に配置される位置検出部４ａと位置検出
部４ｂ代わりに３個以上の位置検出部４ａ〜４ｎを配置
し、補正関数修正器５と補正器６の構成を異にし、補正
関数修正器５Ａと補正器６Ａとしたことである。

【００５２】ここで、位置検出部４ａ〜４ｎは、適宜移
動部２に配置されて、その位置が確定しており、この位
置を移動体が通過したときや、移動体の特定部が通過し
たとき対応して検出点信号１０８ａ〜１０８ｎを出力す
るものである。

【００５３】補正関数修正器５Ａは、検出点信号１０８
ａ〜１０８ｎを入力したとき、予め確定している実際の
位置信号と対応する補正関数修正器５Ａ内で修正された
位置信号１０３とから所定の演算をして補正関数修正信
号１０６を出力するものである。

【００５４】補正器６Ａは、補正関数修正信号１０６に
よって内部に設定される補正関数を修正すると共に、補
正関数に基づいて検出器出力位置信号１０１を位置信号
１０３へ修正して出力するものである。

【００５５】以上の構成で、まず、移動体や移動体の特
定部が位置検出部４ａ〜４ｎを通過したとき、対応する
検出点信号１０８ａ〜１０８ｎが補正関数修正器５Ａへ
入力される。

【００５６】ここで、位置検出部４ａ〜４ｎは、接点あ
るいは、光センサ、磁気センサ等によって移動体を検出
するもので移動部２の所定位置に適宜配置され、その位
置は予め正確に測定され、補正関数修正器５Ａに保存さ
れている。

【００５７】ここで、補正関数修正器５Ａの補正関数の
算出について図９を参照して具体的に説明する。

【００５８】例えば、今、位置検出部４ｉに移動体が到
達すると、検出点信号１０８ｉが補正関数修正器５Ａへ
入力される。この場合に、補正関数修正器５Ａへ入力さ
れた位置信号１０３と正確な位置信号とが比較され偏差
量αが生じているとする。

【００５９】補正関数修正器５Ａでは、第１実施例で説
明したと同様にして補正関数（Ａ）３０１から次の式
（５）から補正関数（Ｂ）３０２を求める。

【００６０】

【数５】

【００６１】補正関数修正器５Ａでは、補正関数（Ａ）
３０１から補正関数（Ｂ）３０２へ補正関数を変更して
補正関数修正信号１０６を補正器６Ａへ出力し、補正器
６Ａでは、補正関数（Ｂ）３０２へ修正する。

【００６２】このように、予め配置した移動部２の位置
検出部４ａ〜４ｎに移動体が到達したときに、そのとき
の位置信号１０３と正確な位置信号と比較してその偏差
に基づいて補正関数を補正するようにしたため、装置全
体を停止しなくともよく、人手を要することなく短時間
にできる。

【００６３】従って、原子炉の制御棒の位置検出装置の
場合でも装置の運転中に自動的に正確な位置に修正がで
きる。特に、第７実施例では修正する点を多数設けて、
詳細に修正するため正確な位置信号１０３が得られる。

【００６４】なお、第７実施例では、図９で説明したよ
うに補正器６Ａに設定される補正関数が補正関数（Ａ）
３０１のとき、位置検出部４ｉが検出点信号１０８ｉを
出力したとき補正関数（Ｂ）３０２を算出し、補正器６
Ａを補正関数（Ｂ）３０２とし、位置検出部４ｉの次の
点に移動体が到達したとき、補正関数（Ｃ）３０３を算
出し、補正器６Ａを補正関数（Ｃ）３０３としている
が、位置検出部４ａから位置検出部４ｎまで全ての検出
点信号が出力されたとき、これに基づいて補正関数を算
出して補正器６Ａの内容を修正することもできる。

【００６５】また、第７実施例では、図１０に示すよう
に多折型の補正関数として多数の位置検出部４ａ〜４ｎ
毎に検出器出力位置信号１０１を修正して位置信号１０
３を出力する構成にすることもできる。

【００６６】すなわち、図９で説明した検出点信号１０
８ｉと検出点信号１０８ｉ＋１との間の補正関数（Ａ）
３０１から補正関数（Ｂ）３０２の算出を図１０に示す
ように順次各検出点間毎に実施していけば、各検出点間
で正確な補正関数３０４が得られる。

【００６７】次に、本発明の第８実施例を図１１を参照
して説明する。

【００６８】図１１に示す第８実施例では、図８に示す
第７実施例が位置信号１０３に基づいて補正関数を修正
したのに対して検出器出力位置信号１０１に基づいて補
正関数の修正をしている点で異なる。

【００６９】このように、第７実施例と同様に装置を停
止することなく、人手を要することなく位置修正がさ
れ、正確な位置検出ができる。

【００７０】次に、本発明の第９実施例および第１０実
施例を図１２および図１３を参照して説明する。

【００７１】まず、図１２に示す第９実施例は、図８で
説明した第７実施例の補正器６Ａへ修正指令信号１０７
を入力する手段を設けて、この修正指令信号１０７が入
力されたとき補正関数を最新のものに修正するようにし
たものである。

【００７２】また、図１３に示す第１０実施例は、図１
１で説明した第８実施例の補正器６Ａへ修正指令信号１
０７が入力する手段を設けて、この修正指令信号１０７
が入力されたとき補正関数を最新のものに修正するよう
にしたものである。

【００７３】第９実施例および第１０実施例共に、経年
変化等で修正が必要となる場合等や検出器出力位置信号
１０１と位置信号１０３とに大きな修正値が生じないと
きに有効であり、常時修正しないで必要に応じて修正す
ることができる。

【００７４】次に、本発明の第１１実施例および第１２
実施例を図１４および図１５を参照して説明する。

【００７５】まず、図１４に示す第１１実施例は、図８
で説明した第７実施例の補正関数修正器５Ａへ修正指令
信号１０７を入力する手段を設けて、この修正指令信号
１０７が入力されたとき補正関数修正器５Ａによって補
正関数を算出するようにしたものである。

【００７６】また、図１５に示す第１２実施例は、図１
１で説明した第８実施例の補正関数修正器５Ａへ修正指
令信号１０７が入力する手段を設けて、この修正指令信
号１０７が入力されたとき補正関数を算出するようにし
たものである。

【００７７】第１１実施例および第１２実施例共に、経
年変化等で修正が必要となる場合等や検出器出力位置信
号１０１と位置信号１０３とに大きな修正値が生じない
ときに有効であり、常時修正しないで必要に応じて修正
することができる。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、予
め配置した移動部の位置検出部に移動体が到達したとき
に、位置信号と正確な位置信号とから所定の演算を施し
補正関数を求め、補正するようにしたため、装置全体を
停止しなくてもよく、人手を要することなく短時間にで
きる。従って、原子炉の制御棒の位置検出装置等の場合
でも装置の運転中に自動的に正確な位置に修正ができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す位置検出装置のブロ
ック構成図である。

【図２】図１の位置検出装置の作用を示す説明図であ
る。

【図３】本発明の第２実施例を示す位置検出装置のブロ
ック構成図である。

【図４】本発明の第３実施例を示す位置検出装置のブロ
ック構成図である。

【図５】本発明の第４実施例を示す位置検出装置のブロ
ック構成図である。

【図６】本発明の第５実施例を示す位置検出装置のブロ
ック構成図である。

【図７】本発明の第６実施例を示す位置検出装置のブロ
ック構成図である。

【図８】本発明の第７実施例を示す位置検出装置のブロ
ック構成図である。

【図９】図８の位置検出装置の作用を示す説明図であ
る。

【図１０】図８の位置検出装置の他の作用を示す説明図
である。

【図１１】本発明の第８実施例を示す位置検出装置のブ
ロック構成図である。

【図１２】本発明の第９実施例を示す位置検出装置のブ
ロック構成図である。

【図１３】本発明の第１０実施例を示す位置検出装置の
ブロック構成図である。

【図１４】本発明の第１１実施例を示す位置検出装置の
ブロック構成図である。

【図１５】本発明の第１２実施例を示す位置検出装置の
ブロック構成図である。

【図１６】従来の位置検出装置を示すブロック構成図で
ある。

【図１７】図１６の位置検出装置の作用を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 検出器 ２ 移動部 ３ 位置信号出力部 ４ａ，４ｂ 位置検出部 ５，５Ａ 補正関数修正器 ６，６Ａ 補正器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定距離間の同じ経路を物体が移動する
   移動部の物体の位置に応じて検出器によって検出される
   検出器出力位置信号に補正を施して位置信号を出力する
   位置検出方法において、 前記移動部の確定した位置に適宜複数配置される位置検
   出部に前記物体が到達する毎に対応する確定した位置の
   値と前記検出器出力位置信号または前記位置信号とから
   補正関数を求め、この補正関数に基づいて前記検出器出
   力位置信号を補正して前記位置信号を検出することを特
   徴とする位置検出方法。
2. 【請求項２】 所定距離間の同じ経路を物体が移動する
   移動部の物体の位置に応じて検出器によって検出される
   検出器出力位置信号に補正を施して位置信号を出力する
   位置検出装置において、 前記移動部の確定した位置に適宜複数配置され前記移動
   する物体が到達すると、対応するそれぞれの検出点信号
   を出力する位置検出部と、 前記検出点信号の入力によって対応する確定した位置の
   値と前記検出器出力信号の値または前記位置信号とから
   所定の演算を施して所定の補正関数を修正する修正補正
   関数を求め補正関数修正信号を出力する補正関数修正器
   と、 前記補正関数修正信号に基づいて前記検出器出力位置信
   号を修正して前記位置信号を出力する補正器とを備える
   ことを特徴とする位置検出装置。
3. 【請求項３】 前記補正関数修正器は、外部からの修正
   要求がされているときのみ前記所定の補正関数を修正す
   る修正補正関数を求め補正関数修正信号を出力すること
   を特徴とする請求項２記載の位置検出装置。
4. 【請求項４】 前記補正器は、外部から修正要求がされ
   ているときのみ、前記補正関数修正信号に基づいて前記
   検出器出力位置信号を修正することを特徴とする請求項
   ２記載の位置検出装置。