JPS6243429B2 - - Google Patents
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- JPS6243429B2 JPS6243429B2 JP14075282A JP14075282A JPS6243429B2 JP S6243429 B2 JPS6243429 B2 JP S6243429B2 JP 14075282 A JP14075282 A JP 14075282A JP 14075282 A JP14075282 A JP 14075282A JP S6243429 B2 JPS6243429 B2 JP S6243429B2
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- JP
- Japan
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- fixed electrode
- reciprocating drive
- electromagnetic coils
- movable element
- drive actuator
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- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 11
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 20
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 229920001342 Bakelite® Polymers 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 239000004637 bakelite Substances 0.000 description 1
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K33/00—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system
- H02K33/12—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with armatures moving in alternate directions by alternate energisation of two coil systems
- H02K33/14—Motors with reciprocating, oscillating or vibrating magnet, armature or coil system with armatures moving in alternate directions by alternate energisation of two coil systems wherein the alternate energisation and de-energisation of the two coil systems are effected or controlled by movement of the armatures
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、被駆動体を往復動させるための往
復駆動アクチユエータに関する。
復駆動アクチユエータに関する。
従来、往復駆動アクチユエータとして、例えば
第1図又は第2図に示すようなものがある(実開
昭56―35890号公報参照)。
第1図又は第2図に示すようなものがある(実開
昭56―35890号公報参照)。
まず、第1図に示す往復駆動アクチユエータ
は、軟磁性体からなる筒状ヨーク1内に、ベーク
ライトからなるボビン2,3に相隣合う部分に同
極が発生するように巻回してなる一対の筒状電磁
コイル4,5を嵌挿し、この一対の筒状電磁コイ
ル4,5内に、軸線方向に磁化された円柱状マグ
ネツト6の両端部に磁極片7,8及びシヤフト
9,10を一体に固着してなる可動子11を、そ
のシヤフト9,10を端板12,13で支持し
て、筒状電磁コイル4,5の軸線方向に変位可能
に配設して構成したものである。
は、軟磁性体からなる筒状ヨーク1内に、ベーク
ライトからなるボビン2,3に相隣合う部分に同
極が発生するように巻回してなる一対の筒状電磁
コイル4,5を嵌挿し、この一対の筒状電磁コイ
ル4,5内に、軸線方向に磁化された円柱状マグ
ネツト6の両端部に磁極片7,8及びシヤフト
9,10を一体に固着してなる可動子11を、そ
のシヤフト9,10を端板12,13で支持し
て、筒状電磁コイル4,5の軸線方向に変位可能
に配設して構成したものである。
この往復駆動アクチユエータにおいては、マグ
ネツト6が図示のように左側がN極,右側がS極
に着磁されている場合に、電磁コイル4,5に相
隣合う部分がN極、両端がS極になる励磁電流を
流すと、マグネツト6のN極側は電磁コイル4の
S極側と吸引し合い、S極側は電磁コイル5のS
極側と反発し合うので、可動子11が図で左方向
に変位する。
ネツト6が図示のように左側がN極,右側がS極
に着磁されている場合に、電磁コイル4,5に相
隣合う部分がN極、両端がS極になる励磁電流を
流すと、マグネツト6のN極側は電磁コイル4の
S極側と吸引し合い、S極側は電磁コイル5のS
極側と反発し合うので、可動子11が図で左方向
に変位する。
また、電磁コイル4,5に相隣合う部分がS
極、両端がN極になる励磁電流を流すと、マグネ
ツト6のN極側は電磁コイル4のN極側と反発し
合い、S極側は電磁コイル5のN極側と吸引し合
うので、可動子11が図で右方向に変位する。
極、両端がN極になる励磁電流を流すと、マグネ
ツト6のN極側は電磁コイル4のN極側と反発し
合い、S極側は電磁コイル5のN極側と吸引し合
うので、可動子11が図で右方向に変位する。
次に、第2図に示す往復駆動アクチユエータ
は、一対の電磁コイル4,5内に、両端にシヤフ
ト9,10を固着した円柱状ヨーク18の両端部
に径方向に磁化された2個のマグネツト19,2
0を固着してなる可動子21を軸線方向に変位可
能に配設したものであり、可動子21の変位原理
は第1図に示すものと同様である。
は、一対の電磁コイル4,5内に、両端にシヤフ
ト9,10を固着した円柱状ヨーク18の両端部
に径方向に磁化された2個のマグネツト19,2
0を固着してなる可動子21を軸線方向に変位可
能に配設したものであり、可動子21の変位原理
は第1図に示すものと同様である。
このような従来の往復駆動アクチユエータにお
いて、可動子の微小変位を検出する場合には、シ
ヤフトに差動変圧器の可動コアを直結したり、可
動子に検知レバーを嵌合して渦電流方式又はイン
ダクタンス方式の検知センサを外付けしなければ
ならなかつた。
いて、可動子の微小変位を検出する場合には、シ
ヤフトに差動変圧器の可動コアを直結したり、可
動子に検知レバーを嵌合して渦電流方式又はイン
ダクタンス方式の検知センサを外付けしなければ
ならなかつた。
しかしながら、差動変圧器や渦電流又はインダ
クタンス方式の検知センサは、電磁コイル等によ
る磁界の影響を受けて検出精度が悪くなるので、
高精度に検出するためには磁気シールド等が必要
になり、装置が大型化する。
クタンス方式の検知センサは、電磁コイル等によ
る磁界の影響を受けて検出精度が悪くなるので、
高精度に検出するためには磁気シールド等が必要
になり、装置が大型化する。
また、検知レバーを用いると、機械的振動が生
じ易くなつて制御系と共振現象を起し易くなり、
高精度の変位検出ができないという不都合があ
る。
じ易くなつて制御系と共振現象を起し易くなり、
高精度の変位検出ができないという不都合があ
る。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであ
り、上述のような往復駆動アクチユエータにおい
て、装置を大型化することなく、可動子の変位量
を高精度に検出できるようにすることを目的とす
る。
り、上述のような往復駆動アクチユエータにおい
て、装置を大型化することなく、可動子の変位量
を高精度に検出できるようにすることを目的とす
る。
そのため、この発明による往復駆動アクチユエ
ータは、一対の筒状電磁コイルの内周面側又は外
周面側に導電体からなる固定電極を、可動子の外
周面に固定電極と対向する可動電極を夫々設け、
可動子の変位による可動電極の変位に伴う固定電
極と可動電極との間の静電容量の変化を検出する
ことによつて可動子の変位量を検出できるように
したものである。
ータは、一対の筒状電磁コイルの内周面側又は外
周面側に導電体からなる固定電極を、可動子の外
周面に固定電極と対向する可動電極を夫々設け、
可動子の変位による可動電極の変位に伴う固定電
極と可動電極との間の静電容量の変化を検出する
ことによつて可動子の変位量を検出できるように
したものである。
以下、この発明の実施例を添付図面の第3図以
降を参照して説明する。なお、第1図及び第2図
と対応する部分には同一符号を付してその部分の
説明は省略する。
降を参照して説明する。なお、第1図及び第2図
と対応する部分には同一符号を付してその部分の
説明は省略する。
第3図は、この発明を実施した軸線方向磁化型
の往復駆動アクチユエータの一例を示す縦断面図
である。
の往復駆動アクチユエータの一例を示す縦断面図
である。
この往復駆動アクチユエータにおいては、一対
の筒状電磁コイル4,5をボビン状に形成した導
電体からなる筒状の第1、第2の固定電極31,
32に巻回してヨーク1内に嵌挿すると共に、可
動子11の外周面に第1、第2の固定電極31,
32と対向する導電体からなる筒状の可動電極3
3を嵌挿している。
の筒状電磁コイル4,5をボビン状に形成した導
電体からなる筒状の第1、第2の固定電極31,
32に巻回してヨーク1内に嵌挿すると共に、可
動子11の外周面に第1、第2の固定電極31,
32と対向する導電体からなる筒状の可動電極3
3を嵌挿している。
そして、第1、第2の固定電極31,32及び
可動電極33には端子34,35及び36を接続
し、またヨーク1と第1、第2の固定電極31,
32との間には絶縁用の絶縁フイルム37を介装
している。なお、端子36は可動電極33の変位
に影響を及ぼさないように接続する。
可動電極33には端子34,35及び36を接続
し、またヨーク1と第1、第2の固定電極31,
32との間には絶縁用の絶縁フイルム37を介装
している。なお、端子36は可動電極33の変位
に影響を及ぼさないように接続する。
このように構成したので、可動子11が図で左
方向へ変位すると、第1の固定電極31と可動電
極33との対向面積が広くなつて両電極31,3
3間の静電容量が大きくなるのに対し、第2の固
定電極32と可動電極33との対向面積が狭くな
つて両電極32,33間の静電容量が小さくな
る。
方向へ変位すると、第1の固定電極31と可動電
極33との対向面積が広くなつて両電極31,3
3間の静電容量が大きくなるのに対し、第2の固
定電極32と可動電極33との対向面積が狭くな
つて両電極32,33間の静電容量が小さくな
る。
これに対して、可動子11が図で右方向へ変位
すると第1の固定電極31と可動電極33との対
向面積が狭くなつて両電極31,33間の静電容
量が小さくなるのに対し、第2の固定電極32と
可動電極33との対向面積が広くなつて両電極3
2,33間の静電容量が大きくなる。
すると第1の固定電極31と可動電極33との対
向面積が狭くなつて両電極31,33間の静電容
量が小さくなるのに対し、第2の固定電極32と
可動電極33との対向面積が広くなつて両電極3
2,33間の静電容量が大きくなる。
このように、可動子11の変位に応じて第1、
第2の固定電極31,32と可動電極33との間
の各静電容量が変化するので、その静電容量を検
出することによつて可動子11の変位量を検出で
きる。
第2の固定電極31,32と可動電極33との間
の各静電容量が変化するので、その静電容量を検
出することによつて可動子11の変位量を検出で
きる。
このように、往復駆動アクチユエータに静電容
量型変位センサーを一体的に組み込んでいるの
で、電磁コイル4,5等による磁界の影響を受け
ることなく高精度に可動子11の変位量を検出で
き、磁気シールド等も不要である。
量型変位センサーを一体的に組み込んでいるの
で、電磁コイル4,5等による磁界の影響を受け
ることなく高精度に可動子11の変位量を検出で
き、磁気シールド等も不要である。
また、この実施例では電磁コイル4,5の各内
周面を保持する部材を第1、第2の固定電極3
1,32が兼ねているので、固定電極を別途設け
る場合よりも構成が簡単になる。
周面を保持する部材を第1、第2の固定電極3
1,32が兼ねているので、固定電極を別途設け
る場合よりも構成が簡単になる。
第4図は、この発明を実施した径方向磁化型の
往復駆動アクチユエータの一例を示す縦断面であ
り、可動子21の変位量を検出するための固定電
極及び可動電極等の構成は第3図と同様であるの
で、同一符号を付してその説明は省略する。
往復駆動アクチユエータの一例を示す縦断面であ
り、可動子21の変位量を検出するための固定電
極及び可動電極等の構成は第3図と同様であるの
で、同一符号を付してその説明は省略する。
第5図は、この発明を実施した往復駆動アクチ
ユエータの制御部の一例を示すブロツク図であ
る。
ユエータの制御部の一例を示すブロツク図であ
る。
同図において、制御回路40は、各種のパラメ
ータ、例えばこの往復駆動アクチユエータを内燃
機関に用いた場合には機関の各種動作パラメータ
を示す信号Sn(n=1…n)を入力して被駆動
体の指定位置を演算する演算回路41の出力信号
Doと、可動子11の位置を検出するセンサ回路
42の検出位置信号Voとを入力して、被駆動体
が指定位置になるように駆動回路43を介して電
磁コイル4,5の励磁電流を制御して可動子11
を変位させる。
ータ、例えばこの往復駆動アクチユエータを内燃
機関に用いた場合には機関の各種動作パラメータ
を示す信号Sn(n=1…n)を入力して被駆動
体の指定位置を演算する演算回路41の出力信号
Doと、可動子11の位置を検出するセンサ回路
42の検出位置信号Voとを入力して、被駆動体
が指定位置になるように駆動回路43を介して電
磁コイル4,5の励磁電流を制御して可動子11
を変位させる。
第6図は、第5図のセンサ回路の一例を示す回
路図である。
路図である。
同図において、コンデンサC1,C2は、夫々第
5図の往復駆動アクチユエータの第1、第2の固
定電極31,32と可動電極33との間の静電容
量である。
5図の往復駆動アクチユエータの第1、第2の固
定電極31,32と可動電極33との間の静電容
量である。
そして、これ等のコンデンサC1,C2を直列接
続して、抵抗R1,R2とによつて交流ブリツジ回
路45を形成し、この交流ブリツジ回路45の
a,b点に交流電源46の交流電圧を印加してい
る。(第5図の端子36,34,35がそれぞれ
第6図のc,a,b点に相当する。) この交流ブリツジ回路45のc,d点から出力
される不平衡電圧を全波整流回路47で全波整流
して差動増幅器48で増幅した後、ダイオード
D1、抵抗R3及びコンデンサC3からなるピークホ
ールド回路49でピーク値をホールドし、バツフ
ア回路50を介してアナログ電圧V0を出力する
ように構成してある。
続して、抵抗R1,R2とによつて交流ブリツジ回
路45を形成し、この交流ブリツジ回路45の
a,b点に交流電源46の交流電圧を印加してい
る。(第5図の端子36,34,35がそれぞれ
第6図のc,a,b点に相当する。) この交流ブリツジ回路45のc,d点から出力
される不平衡電圧を全波整流回路47で全波整流
して差動増幅器48で増幅した後、ダイオード
D1、抵抗R3及びコンデンサC3からなるピークホ
ールド回路49でピーク値をホールドし、バツフ
ア回路50を介してアナログ電圧V0を出力する
ように構成してある。
ここで、可動子11の変位量検出の原理につい
て説明する。
て説明する。
一般に、誘電体中の同心円筒状の2つの電極間
の静電容量Cは、真空の誘電率(8.85×10-12
[F/m])をεo、誘電体の比誘電率をεs、電
極の面積をS[m2]、電極間の距離をd[m]と
すると、 C=8.85×10-12・εs・S/d〔F〕 で表わされる。
の静電容量Cは、真空の誘電率(8.85×10-12
[F/m])をεo、誘電体の比誘電率をεs、電
極の面積をS[m2]、電極間の距離をd[m]と
すると、 C=8.85×10-12・εs・S/d〔F〕 で表わされる。
この回路においては、第1の固定電極31と可
動電極33との間の静電容量をC1、第2の固定
電極32と可動電極33との間の静電容量をC2
として、交流ブリツジ回路45の一片に介挿して
いる。
動電極33との間の静電容量をC1、第2の固定
電極32と可動電極33との間の静電容量をC2
として、交流ブリツジ回路45の一片に介挿して
いる。
したがつて、この交流ブリツジ回路45から出
力される不平衡電圧eは、印加電圧をVsとする
と、 e=−KC1−C2/C1+C2・Vs(KはR1,R2に
より決ま る定数)で表わされ、この場合、第1、第2の固
定電極31,32と可動電極33との対向距離を
各々l1,l2とすると(第5図参照)、不平衡電圧e
と対向距離l1,l2との関係は、 e=−Kl1−l2/l1+l2(l1+l2=一定) で表わされる。
力される不平衡電圧eは、印加電圧をVsとする
と、 e=−KC1−C2/C1+C2・Vs(KはR1,R2に
より決ま る定数)で表わされ、この場合、第1、第2の固
定電極31,32と可動電極33との対向距離を
各々l1,l2とすると(第5図参照)、不平衡電圧e
と対向距離l1,l2との関係は、 e=−Kl1−l2/l1+l2(l1+l2=一定) で表わされる。
したがつて、不平衡電圧eを求めることによ
り、可動子11の変位量が得られる。
り、可動子11の変位量が得られる。
なお、第6図のセンサ回路における出力電圧
Voと可動子11の変位量との関係の一例を第7
図に示してある。
Voと可動子11の変位量との関係の一例を第7
図に示してある。
また、第1、第2の固定電極31,32と可動
電極33との間の各静電容量の検出は、例えば
CR発振器を構成して周波数変化として、あるい
は遅延回路を構成して遅延時間の変化として検出
することもでき、上記の検出方法に限られない。
電極33との間の各静電容量の検出は、例えば
CR発振器を構成して周波数変化として、あるい
は遅延回路を構成して遅延時間の変化として検出
することもでき、上記の検出方法に限られない。
なお、上記実施例においては、固定電極が一対
の電磁コイルの各内周面を保持する第1、第2の
固定電極からなる例について述べたが、これに限
るものではないことは勿論である。
の電磁コイルの各内周面を保持する第1、第2の
固定電極からなる例について述べたが、これに限
るものではないことは勿論である。
例えば、固定電極を一対の電磁コイルの各外周
面を保持する第1、第2の固定電極によつて構成
してもよく、また1個の固定電極を一対の電磁コ
イルの内周面側又は外周面側に設けてもよく、要
は可動子の変位に伴う可動電極の変位によつて静
電容量が変化するように固定電極を設ければよい
のである。
面を保持する第1、第2の固定電極によつて構成
してもよく、また1個の固定電極を一対の電磁コ
イルの内周面側又は外周面側に設けてもよく、要
は可動子の変位に伴う可動電極の変位によつて静
電容量が変化するように固定電極を設ければよい
のである。
以上説明したように、この発明によれば、往復
駆動アクチユエータに静電容量型変位センサを一
体的に組み込んだので、装置の大型化を招くこと
なく、可動子の変位量を高精度に検出できる。
駆動アクチユエータに静電容量型変位センサを一
体的に組み込んだので、装置の大型化を招くこと
なく、可動子の変位量を高精度に検出できる。
第1図及び第2図は、従来の往復駆動アクチユ
エータの異なる例を示す縦断面図である。第3図
は、この発明の一実施例を示す縦断面図、第4図
は、この発明の他の実施例を示す縦断面図、第5
図は、第3図の往復駆動アクチユエータの制御部
の一例を示すブロツク図、第6図は、そのセンサ
回路の一例を示す回路図、第7図は、その出力電
圧Voと可動子の変位量との関係の一例を示す線
図である。 1……ヨーク、4,5……電磁コイル、6,1
9,20……マグネツト、7,8……磁極、9,
10……シヤフト、11,21……可動子、18
……円柱状ヨーク、31……第1の固定電極、3
2……第2の固定電極、33……可動電極、37
……絶縁フイルム。
エータの異なる例を示す縦断面図である。第3図
は、この発明の一実施例を示す縦断面図、第4図
は、この発明の他の実施例を示す縦断面図、第5
図は、第3図の往復駆動アクチユエータの制御部
の一例を示すブロツク図、第6図は、そのセンサ
回路の一例を示す回路図、第7図は、その出力電
圧Voと可動子の変位量との関係の一例を示す線
図である。 1……ヨーク、4,5……電磁コイル、6,1
9,20……マグネツト、7,8……磁極、9,
10……シヤフト、11,21……可動子、18
……円柱状ヨーク、31……第1の固定電極、3
2……第2の固定電極、33……可動電極、37
……絶縁フイルム。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 相隣り合う部分に同極が発生するように巻回
した一対の筒状電磁コイル内に、永久磁石を一体
とする可動子を軸線方向に変位可能に配設してな
る往復駆動アクチユエータにおいて、前記一対の
電磁コイルの内周面側又は外周面側に導電体から
なる筒状の固定電極を、前記可動子の外周面に前
記固定電極と対向する導電体からなる筒状の可動
電極を夫々設けたことを特徴とする往復駆動アク
チユエータ。 2 固定電極が、前記一対の電磁コイルを各々保
持する第1、第2の固定電極からなる特許請求の
範囲第1項記載の往復駆動アクチユエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14075282A JPS5932353A (ja) | 1982-08-13 | 1982-08-13 | 往復駆動アクチユエ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14075282A JPS5932353A (ja) | 1982-08-13 | 1982-08-13 | 往復駆動アクチユエ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5932353A JPS5932353A (ja) | 1984-02-21 |
| JPS6243429B2 true JPS6243429B2 (ja) | 1987-09-14 |
Family
ID=15275905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14075282A Granted JPS5932353A (ja) | 1982-08-13 | 1982-08-13 | 往復駆動アクチユエ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5932353A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS61193936A (ja) * | 1985-02-21 | 1986-08-28 | Mitsubishi Motors Corp | 自動車用無段変速装置 |
| JPS6244059A (ja) * | 1985-08-22 | 1987-02-26 | Matsushita Electric Works Ltd | 磁気浮上形リニアモ−タ |
| JPS63110066A (ja) * | 1986-10-27 | 1988-05-14 | 日本車輌製造株式会社 | デイ−ゼル動車 |
| JPH0391205U (ja) * | 1989-12-29 | 1991-09-18 | ||
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| US6940989B1 (en) * | 1999-12-30 | 2005-09-06 | Insound Medical, Inc. | Direct tympanic drive via a floating filament assembly |
| JP2006280033A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Juki Corp | リニアアクチュエータ |
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| JP2010104864A (ja) * | 2008-10-28 | 2010-05-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 往復振動発生器 |
-
1982
- 1982-08-13 JP JP14075282A patent/JPS5932353A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5932353A (ja) | 1984-02-21 |
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