JPH07294209A - ポジションセンサ - Google Patents
ポジションセンサInfo
- Publication number
- JPH07294209A JPH07294209A JP11367994A JP11367994A JPH07294209A JP H07294209 A JPH07294209 A JP H07294209A JP 11367994 A JP11367994 A JP 11367994A JP 11367994 A JP11367994 A JP 11367994A JP H07294209 A JPH07294209 A JP H07294209A
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- JP
- Japan
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- position sensor
- operational amplifier
- terminal
- inverting input
- brush
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- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】接触子の接触抵抗が長期間の使用により増大し
ても正確なポジションセンサの出力電圧を出力させる。 【構成】ポジションセンサの基板に設けられた演算増幅
器１１ａの非反転入力端子はブラシ３に接続されてい
る。また、演算増幅器１１ａの反転入力端子は出力端子
に接続されており、その接続点が外部への出力端子（Ｏ
ＵＴ）に接続されている。５Ｖ電源端子、０Ｖ電源端子
および出力端子は外部回路に接続される。５Ｖおよび０
Ｖの電源端子の間には外部からのノイズを除去するため
のコンデンサＣ３が接続されており、演算増幅器１１ａ
の非反転入力端子と０Ｖ電源端子の間にはブラシ３の接
触抵抗で発生するノイズを除去するためのコンデンサＣ
４が接続されている。
ても正確なポジションセンサの出力電圧を出力させる。 【構成】ポジションセンサの基板に設けられた演算増幅
器１１ａの非反転入力端子はブラシ３に接続されてい
る。また、演算増幅器１１ａの反転入力端子は出力端子
に接続されており、その接続点が外部への出力端子（Ｏ
ＵＴ）に接続されている。５Ｖ電源端子、０Ｖ電源端子
および出力端子は外部回路に接続される。５Ｖおよび０
Ｖの電源端子の間には外部からのノイズを除去するため
のコンデンサＣ３が接続されており、演算増幅器１１ａ
の非反転入力端子と０Ｖ電源端子の間にはブラシ３の接
触抵抗で発生するノイズを除去するためのコンデンサＣ
４が接続されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は弁の開度等を検知するポ
ジションセンサに係わり、特に、長期間使用しても性能
が劣化しないブラシ摺動式ポジションセンサに関する。
ジションセンサに係わり、特に、長期間使用しても性能
が劣化しないブラシ摺動式ポジションセンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来自動車エンジンのスロットル弁の開
度を検知するために用いられているポジションセンサの
回路の例を図５に示す。ポジションセンサ１の基板に設
けられた抵抗膜Ｒ１の両端にはエンジンコントロールユ
ニット２から５Ｖの電圧が印加される。抵抗膜Ｒ１と摺
接しスロットルアクチュエータと連動するブラシ３から
取出した電圧はエンジンコントロールユニット２の端子
に入力され抵抗Ｒ２を介してエンジンコントロール回路
に出力される。すなわち、ブラシ３の接点の位置が電圧
として取出される。
度を検知するために用いられているポジションセンサの
回路の例を図５に示す。ポジションセンサ１の基板に設
けられた抵抗膜Ｒ１の両端にはエンジンコントロールユ
ニット２から５Ｖの電圧が印加される。抵抗膜Ｒ１と摺
接しスロットルアクチュエータと連動するブラシ３から
取出した電圧はエンジンコントロールユニット２の端子
に入力され抵抗Ｒ２を介してエンジンコントロール回路
に出力される。すなわち、ブラシ３の接点の位置が電圧
として取出される。
【０００３】ブラシ３の位置を正確に検出できるよう
に、ポジションセンサ１とエンジンコントロールユニッ
ト２との間に必要な電流が流される。そのため抵抗Ｒ２
と入力端子の接続点とアース間に抵抗Ｒ３が接続されて
いる。また、ノイズ除去のため抵抗Ｒ２の両端とアース
間に夫々コンデンサＣ１およびＣ２が接続されている。
上記抵抗Ｒ１，Ｒ２およびＲ３の抵抗値は夫々５ｋΩ，
１０ｋΩ，２２０ｋΩ程度に設定されている。
に、ポジションセンサ１とエンジンコントロールユニッ
ト２との間に必要な電流が流される。そのため抵抗Ｒ２
と入力端子の接続点とアース間に抵抗Ｒ３が接続されて
いる。また、ノイズ除去のため抵抗Ｒ２の両端とアース
間に夫々コンデンサＣ１およびＣ２が接続されている。
上記抵抗Ｒ１，Ｒ２およびＲ３の抵抗値は夫々５ｋΩ，
１０ｋΩ，２２０ｋΩ程度に設定されている。
【０００４】上記ポジションセンサでは数千万回摺動動
作を行うと、抵抗膜とブラシの間に磨耗粉が発生してブ
ラシや抵抗膜に付着し、ブラシの接触抵抗（図示のＲ
ｘ）が上昇する。
作を行うと、抵抗膜とブラシの間に磨耗粉が発生してブ
ラシや抵抗膜に付着し、ブラシの接触抵抗（図示のＲ
ｘ）が上昇する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記したポジションセ
ンサの使用前のブラシストロークに対する出力電圧、リ
ニアリティーおよび接触抵抗のグラフを夫々図６の
（ａ），（ｂ）および（ｃ）に示す。また１５００万回
往復摺動動作させた後の出力電圧、リニアリティーおよ
び接触抵抗のグラフを夫々図７の（ａ），（ｂ）および
（ｃ）に示す。
ンサの使用前のブラシストロークに対する出力電圧、リ
ニアリティーおよび接触抵抗のグラフを夫々図６の
（ａ），（ｂ）および（ｃ）に示す。また１５００万回
往復摺動動作させた後の出力電圧、リニアリティーおよ
び接触抵抗のグラフを夫々図７の（ａ），（ｂ）および
（ｃ）に示す。
【０００６】図から明らかなように従来のポジションセ
ンサでは長期間使用すると、ブラシの接触抵抗が増大し
て出力異常が発生するという問題があった。
ンサでは長期間使用すると、ブラシの接触抵抗が増大し
て出力異常が発生するという問題があった。
【０００７】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、その目的は、長期間使用しても出力異常が
発生しないポジションセンサを提供することにある。
れたもので、その目的は、長期間使用しても出力異常が
発生しないポジションセンサを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のポジションセン
サは、抵抗膜の両端に外部から電圧を印加し、前記抵抗
膜と摺接しアクチュエータと連動するブラシから取出し
た電圧を外部に出力するポジションセンサにおいて、前
記ポジションセンサの内部に演算増幅器を組込み、前記
外部から印加された電圧を前記演算増幅器の電源端子に
印加し、前記演算増幅器の非反転入力端子を前記ブラシ
に接続し、前記演算増幅器の反転入力端子と出力端子と
を接続しその接続点をポジションセンサの出力端子に接
続したものである。
サは、抵抗膜の両端に外部から電圧を印加し、前記抵抗
膜と摺接しアクチュエータと連動するブラシから取出し
た電圧を外部に出力するポジションセンサにおいて、前
記ポジションセンサの内部に演算増幅器を組込み、前記
外部から印加された電圧を前記演算増幅器の電源端子に
印加し、前記演算増幅器の非反転入力端子を前記ブラシ
に接続し、前記演算増幅器の反転入力端子と出力端子と
を接続しその接続点をポジションセンサの出力端子に接
続したものである。
【０００９】また、前記ポジションセンサにおいて、前
記演算増幅器とその接続回路を前記抵抗膜の設けられて
いる基板に配置したものである。
記演算増幅器とその接続回路を前記抵抗膜の設けられて
いる基板に配置したものである。
【００１０】さらに、前記各ポジションセンサにおい
て、前記外部から印加される電圧の端子間と前記演算増
幅器の非反転入力端子と電源アースの間にコンデンサを
接続したものである。
て、前記外部から印加される電圧の端子間と前記演算増
幅器の非反転入力端子と電源アースの間にコンデンサを
接続したものである。
【００１１】
【作用】本発明のポジションセンサのブラシは演算増幅
器の非反転入力端子のみに接続されており、演算増幅器
の入力電流は極めて小さいので接触抵抗が大きくなって
も電圧降下は生じず、抵抗膜の接触点の電圧がそのまま
演算増幅器の非反転入力端子に印加される。
器の非反転入力端子のみに接続されており、演算増幅器
の入力電流は極めて小さいので接触抵抗が大きくなって
も電圧降下は生じず、抵抗膜の接触点の電圧がそのまま
演算増幅器の非反転入力端子に印加される。
【００１２】また、演算増幅器の出力端子は反転入力端
子に接続されており、反転入力端子の電圧が非反転入力
端子の電圧となるまで出力端子の電圧が上昇する。出力
端子の電圧はポジションセンサの出力電圧として出力さ
れるが、演算増幅器の出力端子から十分な電流が供給で
きるのでポジションセンサの出力電圧を確実に外部の回
路に伝えることができる。
子に接続されており、反転入力端子の電圧が非反転入力
端子の電圧となるまで出力端子の電圧が上昇する。出力
端子の電圧はポジションセンサの出力電圧として出力さ
れるが、演算増幅器の出力端子から十分な電流が供給で
きるのでポジションセンサの出力電圧を確実に外部の回
路に伝えることができる。
【００１３】ポジションセンサは一般に外部の回路から
離れた場所に配置されるので、ノイズの影響を受けにく
いが、外部から印加される電圧の端子間と演算増幅器の
非反転入力端子と電源アースの間にコンデンサを接続す
れば、ノイズを確実に除去することができ、十分な出力
電流によりノイズのない正確な出力電圧を外部の回路に
出力することができる。
離れた場所に配置されるので、ノイズの影響を受けにく
いが、外部から印加される電圧の端子間と演算増幅器の
非反転入力端子と電源アースの間にコンデンサを接続す
れば、ノイズを確実に除去することができ、十分な出力
電流によりノイズのない正確な出力電圧を外部の回路に
出力することができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例であるポジションセン
サを図面を参照して説明する。図２は本発明の実施例で
あるポジションセンサをダイヤフラムバルブに適用した
場合を示す断面図である。図において、４はダイヤフラ
ムバルブ本体であり、バルブおよびバルブシートを保持
している。キャップ６はダイヤフラムバルブ本体４と一
体に連結されており、バルブと連結されたダイヤフラム
５と共に負圧室を形成している。
サを図面を参照して説明する。図２は本発明の実施例で
あるポジションセンサをダイヤフラムバルブに適用した
場合を示す断面図である。図において、４はダイヤフラ
ムバルブ本体であり、バルブおよびバルブシートを保持
している。キャップ６はダイヤフラムバルブ本体４と一
体に連結されており、バルブと連結されたダイヤフラム
５と共に負圧室を形成している。
【００１５】キャップ６にはスライダ８を摺動自在に支
持するガイド７が締着されており、ガイド７とダイヤフ
ラム５の間にコイルばね９が配置されている。ダイヤフ
ラム５と負圧室の空気は空気抜き穴６ａからポンプで吸
引され、ダイヤフラム５に加わる圧力とコイルばね９の
弾力が釣合う位置までダイヤフラム５が吸引されバルブ
を開閉する。スライダ８はコイルばね１０によりダイヤ
フラム５に圧接されており、ダイヤフラム５と共に上下
に移動する。
持するガイド７が締着されており、ガイド７とダイヤフ
ラム５の間にコイルばね９が配置されている。ダイヤフ
ラム５と負圧室の空気は空気抜き穴６ａからポンプで吸
引され、ダイヤフラム５に加わる圧力とコイルばね９の
弾力が釣合う位置までダイヤフラム５が吸引されバルブ
を開閉する。スライダ８はコイルばね１０によりダイヤ
フラム５に圧接されており、ダイヤフラム５と共に上下
に移動する。
【００１６】キャップ６とガイド７にポジションセンサ
の基板１ａが支持されている。基板１ａの表面には図３
（ａ）に示すように演算増幅器１１、コンデンサＣ３お
よびＣ４が取付けられ基板１ａに設けられたパターンで
配線されている。基板１ａのパターンは３本の導電板１
２により図３（ｂ）に示す裏面のパターンに接続され、
裏面のパターンは抵抗膜Ｒ１と集電ペースト１３に接続
されている。
の基板１ａが支持されている。基板１ａの表面には図３
（ａ）に示すように演算増幅器１１、コンデンサＣ３お
よびＣ４が取付けられ基板１ａに設けられたパターンで
配線されている。基板１ａのパターンは３本の導電板１
２により図３（ｂ）に示す裏面のパターンに接続され、
裏面のパターンは抵抗膜Ｒ１と集電ペースト１３に接続
されている。
【００１７】スライダ８には図３（ｃ）に詳しく示され
ているように、ブラシ３が締着されている。ブラシ３は
抵抗膜Ｒ１と集電ペースト１３に摺接する。図１に基板
１ａに設けられた回路を示す。演算増幅器１１には２個
の演算増幅器１１ａおよび１１ｂが含まれており、その
電源端子は外部に接続される５Ｖ電源端子および０Ｖ電
源端子に接続されている。
ているように、ブラシ３が締着されている。ブラシ３は
抵抗膜Ｒ１と集電ペースト１３に摺接する。図１に基板
１ａに設けられた回路を示す。演算増幅器１１には２個
の演算増幅器１１ａおよび１１ｂが含まれており、その
電源端子は外部に接続される５Ｖ電源端子および０Ｖ電
源端子に接続されている。
【００１８】演算増幅器１１ｂは使用されず、ノイズが
発生しないように反転入力端子は出力端子に接続され、
非反転入力端子は０Ｖ電源端子に接続されている。演算
増幅器１１ａの非反転入力端子はブラシ３に集電ペース
ト１３を介して接続されている。
発生しないように反転入力端子は出力端子に接続され、
非反転入力端子は０Ｖ電源端子に接続されている。演算
増幅器１１ａの非反転入力端子はブラシ３に集電ペース
ト１３を介して接続されている。
【００１９】また、演算増幅器１１ａの反転入力端子は
出力端子に接続されており、その接続点が外部への出力
端子（ＯＵＴ）に接続されている。これらの端子（５Ｖ
電源端子、０Ｖ電源端子および出力端子）は導電板１
２，１２…を介して外部回路に接続するためのコネクタ
の端子に接続されている。
出力端子に接続されており、その接続点が外部への出力
端子（ＯＵＴ）に接続されている。これらの端子（５Ｖ
電源端子、０Ｖ電源端子および出力端子）は導電板１
２，１２…を介して外部回路に接続するためのコネクタ
の端子に接続されている。
【００２０】５Ｖおよび０Ｖの電源端子の間には外部か
らのノイズを除去するためのコンデンサＣ３が接続され
ており、演算増幅器１１ａの非反転入力端子と０Ｖ電源
端子の間にはブラシ３の接触抵抗で発生するノイズを除
去するためのコンデンサＣ４が接続されている。
らのノイズを除去するためのコンデンサＣ３が接続され
ており、演算増幅器１１ａの非反転入力端子と０Ｖ電源
端子の間にはブラシ３の接触抵抗で発生するノイズを除
去するためのコンデンサＣ４が接続されている。
【００２１】コネクタの端子は外部のコントロール回路
に接続され、５Ｖ電源を供給し、また、ポジションセン
サの出力を取出す。このようにしてダイヤフラム５と共
に移動するブラシ３の接触点の電圧が接触抵抗に影響さ
れることなく外部に取出される。図４にブラシ３の各接
触抵抗に対する従来のポジションセンサと実施例のポジ
ションセンサとの出力電圧を比較して示す。実施例のポ
ジションセンサは接触抵抗が増大しても出力電圧が変化
しないことが示されいる。
に接続され、５Ｖ電源を供給し、また、ポジションセン
サの出力を取出す。このようにしてダイヤフラム５と共
に移動するブラシ３の接触点の電圧が接触抵抗に影響さ
れることなく外部に取出される。図４にブラシ３の各接
触抵抗に対する従来のポジションセンサと実施例のポジ
ションセンサとの出力電圧を比較して示す。実施例のポ
ジションセンサは接触抵抗が増大しても出力電圧が変化
しないことが示されいる。
【００２２】実施例は以上のように構成されているが、
発明はこれに限られず、例えば、直動式のアクチュエー
タの代りに回動式のアクチュエータにも、ブラシを回動
軸に取り付け円弧状の抵抗膜を用いることにより本発明
を適用することができる。
発明はこれに限られず、例えば、直動式のアクチュエー
タの代りに回動式のアクチュエータにも、ブラシを回動
軸に取り付け円弧状の抵抗膜を用いることにより本発明
を適用することができる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のポジショ
ンセンサのブラシは演算増幅器の非反転入力端子のみに
接続されており、演算増幅器の入力電流は極めて小さい
ので接触抵抗が大きくなっても電圧降下は生じず、抵抗
膜の接触点の電圧がそのまま演算増幅器の非反転入力端
子に印加される。
ンセンサのブラシは演算増幅器の非反転入力端子のみに
接続されており、演算増幅器の入力電流は極めて小さい
ので接触抵抗が大きくなっても電圧降下は生じず、抵抗
膜の接触点の電圧がそのまま演算増幅器の非反転入力端
子に印加される。
【００２４】また、演算増幅器の出力端子は反転入力端
子に接続されており、反転入力端子の電圧が非反転入力
端子の電圧となるまで出力端子の電圧が上昇する。出力
端子の電圧はポジションセンサの出力電圧として出力さ
れるが、演算増幅器の出力端子から十分な電流が供給で
きるのでポジションセンサの出力電圧を確実に外部の回
路に伝えることができる。
子に接続されており、反転入力端子の電圧が非反転入力
端子の電圧となるまで出力端子の電圧が上昇する。出力
端子の電圧はポジションセンサの出力電圧として出力さ
れるが、演算増幅器の出力端子から十分な電流が供給で
きるのでポジションセンサの出力電圧を確実に外部の回
路に伝えることができる。
【００２５】また、外部から印加される電圧の端子間と
演算増幅器の非反転入力端子と０Ｖ電源端子の間にコン
デンサを接続すれば、ノイズを確実に除去することがで
き、十分な出力電流によりノイズのない正確な出力電圧
を外部の回路に出力することができる。
演算増幅器の非反転入力端子と０Ｖ電源端子の間にコン
デンサを接続すれば、ノイズを確実に除去することがで
き、十分な出力電流によりノイズのない正確な出力電圧
を外部の回路に出力することができる。
【図１】本発明の実施例であるポジションセンサの回路
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図２】本発明の実施例であるポジションセンサをダイ
ヤフラムバルブに適用した場合を示す断面図である。
ヤフラムバルブに適用した場合を示す断面図である。
【図３】図３（ａ）は同ポジションセンサの基板の表面
を示す斜視図、図３（ｂ）は同ポジションセンサの基板
の裏面を示す斜視図、図３（ｃ）は同ポジションセンサ
のブラシが取付けられたスライダを示す斜視図である。
を示す斜視図、図３（ｂ）は同ポジションセンサの基板
の裏面を示す斜視図、図３（ｃ）は同ポジションセンサ
のブラシが取付けられたスライダを示す斜視図である。
【図４】各接触抵抗に対する従来のポジションセンサと
実施例のポジションセンサの出力電圧を比較して示す表
である。
実施例のポジションセンサの出力電圧を比較して示す表
である。
【図５】従来のポジションセンサの回路の例を示す回路
図である。
図である。
【図６】従来のポジションセンサの使用前のブラシスト
ロークに対する出力電圧、リニアリティーおよび接触抵
抗を示すグラフである。
ロークに対する出力電圧、リニアリティーおよび接触抵
抗を示すグラフである。
【図７】従来のポジションセンサの使用後のブラシスト
ロークに対する出力電圧、リニアリティーおよび接触抵
抗を示すグラフである。
ロークに対する出力電圧、リニアリティーおよび接触抵
抗を示すグラフである。
【符号の説明】 １ ポジションセンサ、１ａ 基板 ２ エンジンコントロールユニット ３ ブラシ ４ ダイヤフラムバルブ本体 ５ ダイヤフラム ６ キャップ ７ ガイド ８ スライダ ９ コイルばね １０ コイルばね １１ 演算増幅器 １２ 導電板 １３ 集電ペースト
Claims (3)
- 【請求項１】 抵抗膜の両端に外部から電圧を印加し、
前記抵抗膜と摺接しアクチュエータと連動するブラシか
ら取出した電圧を外部に出力するポジションセンサにお
いて、前記ポジションセンサの内部に演算増幅器を組込
み、前記外部から印加された電圧を前記演算増幅器の電
源端子に印加し、前記演算増幅器の非反転入力端子を前
記ブラシに接続し、前記演算増幅器の反転入力端子と出
力端子とを接続しその接続点をポジションセンサの出力
端子に接続したことを特徴とするポジションセンサ。 - 【請求項２】 前記演算増幅器とその接続回路を前記抵
抗膜の設けられている基板に配置した請求項１のポジシ
ョンセンサ。 - 【請求項３】 前記外部から印加される電圧の端子間と
前記演算増幅器の非反転入力端子と電源アースの間にコ
ンデンサを接続した請求項１または２のポジションセン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11367994A JPH07294209A (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | ポジションセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11367994A JPH07294209A (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | ポジションセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07294209A true JPH07294209A (ja) | 1995-11-10 |
Family
ID=14618429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11367994A Pending JPH07294209A (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | ポジションセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07294209A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011505574A (ja) * | 2007-12-03 | 2011-02-24 | シーティーエス・コーポレーション | リニアポジションセンサー |
| US8664947B2 (en) | 2008-12-02 | 2014-03-04 | Cts Corporation | Actuator and sensor assembly |
| US9347795B2 (en) | 2008-11-26 | 2016-05-24 | Cts Corporation | Linear position sensor with anti-rotation device |
| US9435630B2 (en) | 2010-12-08 | 2016-09-06 | Cts Corporation | Actuator and linear position sensor assembly |
-
1994
- 1994-04-28 JP JP11367994A patent/JPH07294209A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011505574A (ja) * | 2007-12-03 | 2011-02-24 | シーティーエス・コーポレーション | リニアポジションセンサー |
| US8803514B2 (en) | 2007-12-03 | 2014-08-12 | Cts Corporation | Linear position sensor |
| US9347795B2 (en) | 2008-11-26 | 2016-05-24 | Cts Corporation | Linear position sensor with anti-rotation device |
| US8664947B2 (en) | 2008-12-02 | 2014-03-04 | Cts Corporation | Actuator and sensor assembly |
| US9435630B2 (en) | 2010-12-08 | 2016-09-06 | Cts Corporation | Actuator and linear position sensor assembly |
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