JPH0760098B2 - 位置センサ - Google Patents
位置センサInfo
- Publication number
- JPH0760098B2 JPH0760098B2 JP3289988A JP3289988A JPH0760098B2 JP H0760098 B2 JPH0760098 B2 JP H0760098B2 JP 3289988 A JP3289988 A JP 3289988A JP 3289988 A JP3289988 A JP 3289988A JP H0760098 B2 JPH0760098 B2 JP H0760098B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- field
- sensor
- magnetic field
- coils
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、フィールドコイルからの磁界が測定対象物の
移動量に対応して変化するのをセンサコイルに電気信号
として検出させるように成った位置センサに関するもの
である。
移動量に対応して変化するのをセンサコイルに電気信号
として検出させるように成った位置センサに関するもの
である。
この種の位置センサとしては、一次巻線に対する二次巻
線の結合度を可動鉄片の変位量に対応して変化させるこ
とにより、対応する振幅の交流信号をセンサコイルとし
ての二次巻線に誘起させるようになった差動トランスが
周知である。
線の結合度を可動鉄片の変位量に対応して変化させるこ
とにより、対応する振幅の交流信号をセンサコイルとし
ての二次巻線に誘起させるようになった差動トランスが
周知である。
このような差動トランスは、位置センサとして広く用い
られているが、鉄心を用いるために、交流信号の周波数
を高くできず、したがって小形化も難しく、また原理的
に振幅を変位量として検出するために、フィールドコイ
ルとしての一次巻線への入力信号の振幅が変動すると、
そのまま検出誤差につながる欠点があった。
られているが、鉄心を用いるために、交流信号の周波数
を高くできず、したがって小形化も難しく、また原理的
に振幅を変位量として検出するために、フィールドコイ
ルとしての一次巻線への入力信号の振幅が変動すると、
そのまま検出誤差につながる欠点があった。
よって、本発明は、測定対象物の移動位置を位相変化と
して検出できる位置センサを提供することを目的とす
る。
して検出できる位置センサを提供することを目的とす
る。
本発明は、この目的を達成するために、第１図に示すよ
うに、フィールドコイル１、２を両側に離間させて配置
し、これらのフィールドコイル間を結ぶ線Ａに沿って相
対的に移動するセンサコイル３を間挿し、一方のフィー
ルドコイル１に、sinωｔに対応する強さの磁界を線Ａ
に向けて発生させ、他方のフィールドコイル２にcosω
ｔに対応する強さの磁界を線Ａに向けて発生させ、セン
サコイル３に、双方の合成磁界を検出させることによ
り、センサコイル３の移動距離に応じて位相θが変化す
るsin（ωｔ＋θ）に対応する電圧信号を誘起させるよ
うにした。
うに、フィールドコイル１、２を両側に離間させて配置
し、これらのフィールドコイル間を結ぶ線Ａに沿って相
対的に移動するセンサコイル３を間挿し、一方のフィー
ルドコイル１に、sinωｔに対応する強さの磁界を線Ａ
に向けて発生させ、他方のフィールドコイル２にcosω
ｔに対応する強さの磁界を線Ａに向けて発生させ、セン
サコイル３に、双方の合成磁界を検出させることによ
り、センサコイル３の移動距離に応じて位相θが変化す
るsin（ωｔ＋θ）に対応する電圧信号を誘起させるよ
うにした。
フィールドコイル１、２により発生される互の位相が90
゜ずれたそれぞれ磁界の強さが最大HOの交流磁界は、線
Ａ上をその一方からの距離ｌが変化するのに応じて、即
ちフィールドコイル１、２に対する接近・離反に応じて
強さ増減するように変化する次の合成磁界Ｈをセンサコ
イル３に発生させる。
゜ずれたそれぞれ磁界の強さが最大HOの交流磁界は、線
Ａ上をその一方からの距離ｌが変化するのに応じて、即
ちフィールドコイル１、２に対する接近・離反に応じて
強さ増減するように変化する次の合成磁界Ｈをセンサコ
イル３に発生させる。
つまり、ｌ→大にすると、ｆ（ｌ）→小、ｆ′（ｌ）→
大となり、θ→大となる。
大となり、θ→大となる。
これにより、センサコイル３には前記Ｈに対応する交流
磁束φが誘起され、距離ｌに応じて位相θが変化する次
の如き電圧信号Ｅが誘起される。
磁束φが誘起され、距離ｌに応じて位相θが変化する次
の如き電圧信号Ｅが誘起される。
〔発明の実施例〕 第２図は、本発明の一実施例による位置センサを示す。
同図において、距離Ｌだけ離間した平均半径ｒのリング
状同心巻のフィールドコイル11、12が中心軸Ｂを中心に
同軸状に平均距離Ｌだけ離間して配置されている。これ
らのフィールドコイル11、12間には、同様に中心軸Ｂを
中心としてこの軸に沿って測定対象物と連動してスライ
ド可能で、かつより大きな内径のリング状同心巻のセン
サコイル13が間挿されている。
状同心巻のフィールドコイル11、12が中心軸Ｂを中心に
同軸状に平均距離Ｌだけ離間して配置されている。これ
らのフィールドコイル11、12間には、同様に中心軸Ｂを
中心としてこの軸に沿って測定対象物と連動してスライ
ド可能で、かつより大きな内径のリング状同心巻のセン
サコイル13が間挿されている。
第３図に原理的に示すように、フィールドコイル11から
中心軸Ｂ上のl1に相当する位置Ｐに発生する磁界の強さ
HPは、l1＝０の位置に最大HOsinωｔの磁界を発生して
いるとすると、次のようになる。
中心軸Ｂ上のl1に相当する位置Ｐに発生する磁界の強さ
HPは、l1＝０の位置に最大HOsinωｔの磁界を発生して
いるとすると、次のようになる。
したがって、第２図においてセンサコイル13の位置に発
生するフィールドコイル11、12による磁界H1、H2は、次
のようになる。
生するフィールドコイル11、12による磁界H1、H2は、次
のようになる。
これにより、センサコイル13におけるH1、H2による合成
磁束に対応して、前述の式（１）及び（２）から明らか
なように、l1の変化に伴い、θが大きくなる正弦波の電
圧信号が発生する。したがって、センサコイル13を固定
された測定対象物の位置が、θを距離に変換することに
より検出される。
磁束に対応して、前述の式（１）及び（２）から明らか
なように、l1の変化に伴い、θが大きくなる正弦波の電
圧信号が発生する。したがって、センサコイル13を固定
された測定対象物の位置が、θを距離に変換することに
より検出される。
第４図は、この実施例において、Ｌ＝100、20、及び10m
m並びにｒ＝10mmに対して式（１）、（２）に従い、l1
に対するθの変化曲線を求めたものである。つまり、コ
イル構造に応じて直線性が変化し、また、センサコイル
13の形状によっても直線性が変化するが、いずれにして
もl1に対応してθが変化する。特に、θの直線性が要求
される場合には、中心部分に検出範囲を制限して使用す
ることも考えられる。
m並びにｒ＝10mmに対して式（１）、（２）に従い、l1
に対するθの変化曲線を求めたものである。つまり、コ
イル構造に応じて直線性が変化し、また、センサコイル
13の形状によっても直線性が変化するが、いずれにして
もl1に対応してθが変化する。特に、θの直線性が要求
される場合には、中心部分に検出範囲を制限して使用す
ることも考えられる。
尚、前述の実施例において両種のコイルは、直線ボビン
に巻回したソレノイドにしたり、センサコイルを固定に
して、フィールドコイルを可動にする等、他のコイル構
造も考えられる。直線性を改善するのに、フィールドコ
イルを単なる平坦状でなく曲げる等、形状を調整するこ
とも可能である。
に巻回したソレノイドにしたり、センサコイルを固定に
して、フィールドコイルを可動にする等、他のコイル構
造も考えられる。直線性を改善するのに、フィールドコ
イルを単なる平坦状でなく曲げる等、形状を調整するこ
とも可能である。
以上、本発明によれば、フィールドコイル間でのセンサ
コイルの相対的距離を、位相角として検出する位置セン
サが実現可能となる。また、敢えて鉄心を用いる必要が
ないので、高周波信号を用いることができるために小形
化も可能であり、プリントコイル等を利用することも可
能になる。
コイルの相対的距離を、位相角として検出する位置セン
サが実現可能となる。また、敢えて鉄心を用いる必要が
ないので、高周波信号を用いることができるために小形
化も可能であり、プリントコイル等を利用することも可
能になる。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の位置センサの構成を示す図、第２図は
本発明の一実施例による位置センサの概略側面図、第３
図は同実施例の原理を説明する図及び第４図は同実施例
の動作を説明する図である。 １、２、11、12……フィールドコイル、 ３、13……センサコイル。
本発明の一実施例による位置センサの概略側面図、第３
図は同実施例の原理を説明する図及び第４図は同実施例
の動作を説明する図である。 １、２、11、12……フィールドコイル、 ３、13……センサコイル。
Claims (1)
- 【請求項１】フィールドコイルを両側に離間させて配置
し、 前記フィールドコイル間に、この間を結ぶ線に沿って前
記フィールドコイルに対して相対的に移動するセンサコ
イルを間挿し、 一方の前記フィールドコイルに、sinωｔに対応して強
さが変化する磁界を前記線に向けて発生させ、 他方の前記フィールドコイルに、前記磁界に対して90゜
だけ位相のずれたcosωｔに対応して強さが変化する磁
界を同様に前記線に向けて発生させ、 前記センサコイルに、双方の前記磁界を検出させること
により、前記センサコイルの移動距離に応じて位相θが
変化するsin（ωｔ＋θ）に対応する電気信号を誘起さ
せることを特徴とする位置センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3289988A JPH0760098B2 (ja) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | 位置センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3289988A JPH0760098B2 (ja) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | 位置センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01209319A JPH01209319A (ja) | 1989-08-23 |
| JPH0760098B2 true JPH0760098B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=12371744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3289988A Expired - Lifetime JPH0760098B2 (ja) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | 位置センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0760098B2 (ja) |
-
1988
- 1988-02-17 JP JP3289988A patent/JPH0760098B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01209319A (ja) | 1989-08-23 |
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