JPH0774723B2 - 結合部材の位置に依存して出力信号を発生するための変換器 - Google Patents

結合部材の位置に依存して出力信号を発生するための変換器

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JPH0774723B2
JPH0774723B2 JP5077512A JP7751293A JPH0774723B2 JP H0774723 B2 JPH0774723 B2 JP H0774723B2 JP 5077512 A JP5077512 A JP 5077512A JP 7751293 A JP7751293 A JP 7751293A JP H0774723 B2 JPH0774723 B2 JP H0774723B2
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
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    • G01D5/204Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils

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  • 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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、請求項1の上位概念に
記載の、結合部材の、走査ヘッドに対する相対位置に依
存する出力信号を発生するための変換器に関する。
【0002】
【従来の技術】この形式の変換器は、米国特許第412
1112号明細書から公知でありかつ(歯付き結合部材
に接続されて)基準パルスに対して所定の間隔を有する
パルスを発生するために用いられる。その際結合部材の
少なくとも1つの歯は、透磁性および導電性の材料の組
み合わせから成っている。これにより、給電電圧に対す
る相対位相が、上記の材料特性と、結合部材の、走査ヘ
ッドに対する相対位置とに依存している差電圧が生じ
る。その際確かに、走査ヘッドに対向して、歯が存在し
てしているのかまたは結合部材の間隙が存在しているか
のみが評価される。これに対してこの公知の発生器は、
走査ヘッドに対する結合部材の相対位置または距離に対
する正確でかつ再現可能な尺度である出力信号を供給す
ることはできない。
【0003】
【発明の課題】従って本発明の課題は、この公知の変換
器を、その出力信号が、結合部材の、走査ヘッドに対す
る相対位置に対する正確な尺度であるように改良するこ
とである。殊に、同じ型の変換器全部の変換器曲線(位
置の関数としての出力信号)が、あらゆる作動温度にお
いてもかつ変換器の材料が由来する製造ロットに無関係
に、狭い、型固有の偏差範囲内にあることが保証されな
ければならない。
【0004】即ち実際には、異なった製造ロットから由
来するような材料の特性を申し分ない狭い範囲内に保持
することはできない。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によれ
ば、請求項1の上位概念に記載の変換器において、請求
項1の特徴部分に記載の構成によって解決される。
【0006】本発明は、公知の場合には結合部材の導電
率および透磁率と結び付いている2つの機能が分離され
かつたとえそれらが異なった工場から由来している場合
にも、所望の温度特性並びに必要な精度および長時間安
定性を有する、主に導電性であるかまたは主に透磁性で
ある材料が製造されるという認識に基づいている。
【0007】殊に結合部材は、その導電率が、透磁率に
比べて無視できる程僅かである材料かた成る結合部分を
含んでおり、該結合部分の、走査ヘッドからの距離が、
2次巻線における電圧の大きさ、従って差電圧の位相お
よび出力信号の大きさを決定する。
【0008】変換器の作用原理に対して必要な、給電電
圧と2次巻線における電圧との間の位相ずれは、公知技
術とは異なって、結合部材から外れて走査ヘッド内に移
される。その場合、中央脚の周りに短絡巻線またはオー
ミック抵抗に給電する補助巻線を配置することができる
ことになる。しかしここで考察するように、給電源の周
波数を比較的高い150kHzとすると、最も簡単でか
つ最も効果的には負荷として、良導電性であって、実質
的には透磁性ではない円板を使用することができ、ただ
しこの円板の厚さは浸入深度より薄い。この円板の機械
的な寸法および正確に再現可能な導電率を介して、これ
により惹起される、巻線における交番電圧間の位相ずれ
は、狭い範囲内に保持される。他方において、中央脚を
通る結合磁束流は円板を通って出て行くことができかつ
それ故に結合部材を通って変化することができる。
【0009】この変化は、結合部材の位置が走査ヘッド
に対して相対的に変化した際の、結合部材およびこの結
合部材と走査ヘッドとの間のエアギャップの磁気抵抗全
体の変化に基づいている。その際1次巻線と2次巻線と
の間の結合磁束流のこの変調は、透磁性の材料(磁気抵
抗の低減)から成る結合部分のみならず、非透磁性の材
料(磁気抵抗の増加)から成る少なくとも1つの減結合
部分も用いて実現される。
【0010】結合部材は有利には、少なくとも1つの結
合部分と少なくとも1つの減結合部分との組み合わせか
ら成っており、その際これら部分とコア部の中央脚との
間の距離は、結合部材の、走査ヘッドに対する相対位置
に依存して変化する。その際走査ヘッドと結合部材との
間の前以て決められた位置変化を有する出力信号の変化
は、結合部分と減結合部分の作用(これら部分の、中央
脚に対する距離)が位置とともに反対方向に変化すると
き、特別大きい。その場合一方の終位置において、まず
第1に終端結合部分によって決められる、極めて小さな
結合磁束流が生じ、かつ他方の終位置において、実質的
に結合部分の高い透磁性によってのみ決められる、極め
て大きな結合磁束流が生じる。
【0011】
【実施例】次に本発明を図示の実施例につき図面を用い
て詳細に説明する。
【0012】走査ヘッド1は、中央脚112および共通
の中心軸線100の周りに同軸的に配置されている外套
部111を有する壷状のコア部11を有している。中央
脚112は2次巻線122を支持しかつ外套部111は
1次巻線121を支持している。
【0013】強磁性材料から成るコア部11は、外套部
111および中央脚112の自由端面に載置された円板
130で覆われており、この円板は、例えば固定締め付
けまたは接着によって固定されている。この円板は、導
電性であるが、実際には透磁性でない、例えばマンガニ
ン薄板のような材料から成っている。その厚さD1は、
例えば0.1mmであり、給電電圧の周波数(150kH
z)における浸入深度より薄く選択されている。従って
一方において円板内に負荷として作用する渦電流が誘起
され、他方において中央脚から出る磁力線はこの円板を
貫通することができる。
【0014】結合部材2は、透磁率が導電率に比べて非
常に大きい材料(例えばフェライト、変圧器薄板)から
成る結合部分20から成っている。この結合部分20
は、透磁性ではないが、導電性である材料(例えばアル
ミニウム、銅)から成る2つの減結合部分21,22の
間に配置されている。この減結合部分21,22の、中
心軸線100の方向(中央脚から出る磁力線に対して平
行)における延在距離は、浸入深度に比べて長いので、
この領域において結合磁束流に対する高い磁気抵抗が生
じる。結合部材2の全体の厚さは、走査ヘッド1の直径
より僅かに厚い。
【0015】結合部材2は例えば車両のアクセルペダル
に結合されておりかつ、走査ヘッドの軸線100に対し
て直角である軸線200を中心に回転可能に配置されて
いる。減結合部分21,22は、少なくとも利用される
回転領域において、軸線200における中心点Mを有す
る円形の輪郭を有している。結合部材20は、利用され
る回転領域において、同様に円形の領域を有している。
これに対してその半径の中心点M1は軸線200に対し
てずれているので、その結果結合部分20の端面と中央
脚112との間のエアギャップは結合部材2が図1の矢
印の方向に回転した際に徐々に増加する。これに応じて
回転角度によって2次電圧は低下し、従って結果として
生じる差電圧と給電電圧との間の位相φもそれに相応し
て変化する。回転角度に依存するエアギャップの経過
が、出力信号の経過を決める。結合部分20と減結合部
分21,22の輪郭を簡単に変えることによって、実際
にその都度所望の曲線経過が得られる。
【0016】図3には、同様に1次巻線121および2
次巻線122が反対方向に直列に接続されておりかつ一
方における給電電圧UOおよび他方における給電電圧U
Oと2次巻線122における2次電圧Usとから成る差
電圧Udが位相検出器5に供給されるかが示されてい
る。この位相検出器の出力側には例えば、UdおよびU
Oが同時に存在している限りは一定の高さの信号が現れ
る。それから結果的に生じた出力電圧は、RC素子を介
して平滑化されかつ従って、その大きさが位相差、ひい
ては発生器板20の回転角度に対する尺度である出力信
号SAが生じる。
【0017】図5のベクトル線図から、2次電圧Us
が、一定の給電電圧UOと一定角度βをなしていること
がわかる。この角度の大きさは専ら、円板130の導電
率および寸法に依存している。導電率および寸法は非常
に小さな偏差しか許されていないので、この位相角度β
は実際には一定である。
【0018】2次電圧Usの大きさは、結合部分20お
よび減結合部分21,22の、コア部11からの距離に
依存しておりかつ最小値Us1と(20から距離が最大
であってかつ21,22からの距離が最小である場合)
この関係が逆の場合に生じる最大値との間で可変である
が、角度βは一定にとどまる。2次電圧Usの位置に依
存する変化によって相応に、無負荷時の差電圧UdO、
従ってこの差電圧と無負荷電圧UOとの間の位相角度が
大きな範囲において変化する。同じことは、コンデンサ
4における電圧に対して当て嵌まる(ベクトルUd)。
コンデンサは有利には、コンデンサ4と発生器の内部イ
ンダクタンス(図4のL参照)とから成る共振周波数が
作動周波数(150kHz)の下方の少なくとも20%
のところにくるように、選定されている。その場合これ
らの素子は、高周波障害電圧を短絡する誘導形低域通過
フィルタを形成する。
【0019】図5には、結合部材2の回転の際の差電圧
Udと給電電圧UOとの間の位相差が最小値φmin と最
大値φmax との間を変化することが示されている。従っ
てこの位相角度は、結合部材2と走査ヘッド1との間の
相対位置に対する尺度である。
【0020】図5には、2次電圧Usの大きさも、走査
ヘッドと結合部材との間の相対位置に対する尺度である
ことが示されている。しかしこの振幅の評価は、位相差
の評価よりも障害の影響を受け易い。
【0021】結合部材は、図1および図2に示された実
施例とは異なって、直線的な運動が走査ヘッド1の軸線
100を横断する方向または軸線に対して平行であるよ
うにすることもできる。後者の場合、一定のエアギャッ
プによっても動作させかつ結合部分および減結合部分の
異なった断面積を通る位置に依存して結合磁束流に対す
る磁気抵抗を変えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の、図2のI−Iに沿って切断
して見た断面略図である。
【図2】本発明の実施例の、図1のII−IIに沿って切断
して見た断面略図である。
【図3】本発明の実施例の回路略図である。
【図4】図3の簡単化した等価回路図である。
【図5】図4の等価回路に関連したベクトル線図であ
る。
【符号の説明】
1 走査ヘッド、 2 結合部材、 3 給電源、 1
3 負荷、 20 結合部分、 21,22 減結合部
分、 111 外套部、 112 中央脚、121 1
次巻線、 122 2次巻線、 130 円板、 Ud
差電圧、UO 給電電圧、 SA 出力信号

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 走査ヘッド(1)は、中央脚(112)
    を同心的に取り囲む壷状の外套(111)を有する磁性
    材料から成るコア部(11)と、前記外套(111)の
    周りに外側で巻回されかつ、一定の周波数および振幅の
    中間周波数の給電電圧(UO)を供給する給電源(3)
    に接続されている1次巻線(121)と、前記中央脚
    (112)の周りに巻回されている2次巻線(122)
    とを有しており、前記1次巻線(121)および2次巻
    線(122)は反対方向に直列に接続されておりかつこ
    れら巻線における交番電圧が差電圧(Ud)を形成し、
    該差電圧の、前記給電電圧(UO)に対して相対位相
    (φ)が出力信号(SA)を決める走査ヘッド(1)に
    対する結合部材(2)の相対位置に依存している出力信
    号(SA)を発生するための変換器において、一定の、
    正確に再現可能な特性を有する負荷(13)が、前記中
    央脚(112)を通る磁束と結合されていることを特徴
    とする結合部材の位置に依存して出力信号を発生するた
    めの変換器。
  2. 【請求項2】 負荷(13)として、正確に再現可能な
    材料特性を有する円板(130)が用いられる請求項1
    記載の結合部材の位置に依存して出力信号を発生するた
    めの変換器。
  3. 【請求項3】 円板(130)の厚さ(D1)は、浸入
    深度より小さい請求項2記載の結合部材の位置に依存し
    て出力信号を発生するための変換器。
  4. 【請求項4】 円板(130)は、外套部(111)お
    よび中央脚(112)の自由端に取り付けられている請
    求項3記載の結合部材の位置に依存して出力信号を発生
    するための変換器。
  5. 【請求項5】 結合部材(2)は、その透磁率が導電率
    に比べて大きい材料から成る少なくとも1つの結合部分
    (20)と、その導電率が透磁率に比べて大きい少なく
    とも1つの減結合部分(21,22)とを有し、かつ前
    記部分(20,21,22)は、円板またはプレート状
    に形成されており、かつ走査ヘッド(1)の中心軸線
    (100)を通る横断面平面に対して平行に延在してお
    り、前記減結合部分(21,22)における延在距離
    は、浸入深度に比べて長く、かつその端面はコア部(1
    1)の中央脚に対向しておりかつ該中央脚から、前記結
    合部分(20)の、走査ヘッド(1)に対する相対位置
    に依存している距離を有している請求項2記載の結合部
    材の位置に依存して出力信号を発生するための変換器。
  6. 【請求項6】 結合部材(2)は、走査ヘッド(1)の
    中央脚(112)を通る中心軸線(100)を横切るよ
    うに延びている軸線(200)を中心に回転可能である
    請求項5記載の結合部材の位置に依存して出力信号を発
    生するための変換器。
  7. 【請求項7】 少なくとも、中央脚(112)から出る
    磁界の領域において、結合部分(20)の両側において
    それぞれ1つの減結合部分(21,22)が配置されて
    いる請求項6記載の結合部材の位置に依存して出力信号
    を発生するための変換器。
  8. 【請求項8】 減結合部分(21,22)は、結合部分
    (20)に固定連結されている請求項7記載の結合部材
    の位置に依存して出力信号を発生するための変換器。
  9. 【請求項9】 結合部分(20)および減結合部分(2
    1,22)の、走査ヘッド(1)の方を向いている端面
    の距離は、結合部材(2)の、走査ヘッド(1)に対す
    る相対位置の種々の関数である請求項8記載の結合部材
    の位置に依存して出力信号を発生するための変換器。
  10. 【請求項10】 巻線(121,122)の直列回路に
    対して並列に、高周波障害電圧を短絡するように選定さ
    れているコンデンサ(3)が設けられている請求項1記載
    の結合部材の位置に依存して出力信号を発生するための
    変換器。
JP5077512A 1992-03-12 1993-03-12 結合部材の位置に依存して出力信号を発生するための変換器 Expired - Lifetime JPH0774723B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE92104316.2 1992-03-12
EP92104316A EP0559943B1 (de) 1992-03-12 1992-03-12 Wandler zum Erzeugen eines Ausgangssignals abhängig von der Lage eines Geberteils
US08/030,814 US5463259A (en) 1992-03-12 1993-03-12 Converter for generating an output signal as a function of the position of a transducer part

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Publication Number Publication Date
JPH0642904A JPH0642904A (ja) 1994-02-18
JPH0774723B2 true JPH0774723B2 (ja) 1995-08-09

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ID=26130838

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JP5077512A Expired - Lifetime JPH0774723B2 (ja) 1992-03-12 1993-03-12 結合部材の位置に依存して出力信号を発生するための変換器

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EP (1) EP0559943B1 (ja)
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5808435A (en) * 1996-05-28 1998-09-15 Kmy Instruments Micropositioning device for disk head testing system
RU2180299C1 (ru) * 2000-06-20 2002-03-10 Закрытое акционерное общество Московское научно-производственное объединение "СПЕКТР" Устройство для вихретокового контроля динамических параметров
US20030231661A1 (en) * 2002-06-18 2003-12-18 General Instrument Corporation Optimized broadband download for large content

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3777255A (en) * 1972-10-26 1973-12-04 Westinghouse Electric Corp Position sensor utilizing a primary and secondary shielded from one another by a ferromagnetic shield and a magnet whose position relative to the shield changes the shielding
CH608150A5 (ja) * 1975-07-02 1978-12-15 Hartig Gunter
US5210490A (en) * 1989-01-11 1993-05-11 Nartron Corporation Linear position sensor having coaxial or parallel primary and secondary windings
US5066911A (en) * 1989-04-07 1991-11-19 Sundstrand Data Control, Inc. Apparatus and method for sensing displacement using variations magnetic flux linkage

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DE59204933D1 (de) 1996-02-15
JPH0642904A (ja) 1994-02-18
EP0559943A1 (de) 1993-09-15
US5463259A (en) 1995-10-31
EP0559943B1 (de) 1996-01-03

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