JPS63104520A - 近接センサの復調回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、温度特性の改善を図った近接センサの復調回
路に関する。

〈従来の技術〉 以下従来の技術を図面により説明する。

第３図は従来の近接センサの復調回路の概略回路図であ
る。

第３図において、１は近接巻線である。この近接巻線１
は、第４図の近接巻線の概要を説明するための図に示す
ように、タンデムに巻回された２つの検出コイルＬＡと
補償コイルＬｅとから成る。

そして検出コイルＬＡには並列に第１コンデンサＯＡが
接続して第１共振回路／Ａが形成され、補償コイルＬａ
には並列に第２コンデンサＣａが接続して第２共振回路
ｆＢが形成される。この第１共振回路ｆＡの他端と第２
共振回路／Ｂの他端は共通接続されて共通端子となり０
（ｖ）電位に接続される。一方、第１共振回路／Ａの一
端は抵抗Ｒ１を介し、第２共娠回路／Ｂの一端は抵抗Ｒ
２を介して共通接続されてコンデンナＣＩに接続される
。以上の回路構成で近接センサ部２が構成されている。

コンデンサＣ１にはサイン波（Ｃ−ｓｉｎωｔ）から成
る励振波が供給される。

第１共振回路ｆＡと抵抗Ｒ１の接続点α及び第２共振回
路７ｓと抵抗Ｒ２の接続点βは、近接巻線１と金属製の
ターゲット３間の距離に関する直流出力Ｖａを出ノ〕す
るアナログマルチプライヤ４の入力端に接続される。又
、このアナログマルチプライヤ４には前記励振波が供給
される。

この様な従来の近接センサの復調回路にあって、今、近
接巻線１が金属製のターゲット３に近付くと、ターゲッ
ト内に発生するエディカーレントによる反作用により検
出コイルＬＡのインピーダンスが変化し、この結果、第
１共振回路／Ａと第２共振回路ｆＢで構成されるブリッ
ジのバランスが変化する。ここで、第１共振回路、ｆＡ
の共振出力をＡｓ１ｎωｔどし、第２共振回路ｆＢの共
振出力を［３ｓｉｎωｔとすると、ブリッジのバランス
変化に基づいて、アナログマルチプライヤ４は、Ｖｏｌ
ｌ＝　（Ａｓ　ｉ　ｎωｔ−ＢＳ　ｉ　ｎｏＤｔ）　−
Ｑｓｉｎωｔ −（Ａ−８）　・Ｃｓ　ｔ　ｎ’　ωｔ−（１／２）・
（Ａ−Ｂ）・Ｃ・ （１−ｓｉｎ２ωｔ）”（Ｉ） という演算を行い、この演算した直流出力Ｖｏｕｔを出
力する。この直流出力Ｖ　ｏｕｔの変化に基づいて、近
接巻線１とターゲット３の接近状態を検出することがで
きる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、この従来の近接センサの復調回路にあっては
、検出コイルＬＡのインピーダンス変化は小さいので、
高精ｆＸ　ｒ近接巻線１とターゲット３のギ１７ツブを
測定するには、高精度のアナログマルチプライヤを用い
る必要がある。

一方、このアナログマルチプライヤは、本質的に温度ド
リフト等を避けることができず、使用温度範囲が限定し
てしまうという問題がある。

従って、あらゆる環境、例えば、航空機等のように急激
な温度変化を伴うような環境において使用する場合等に
あって、高精度でギャップを測定するという用い方は困
難であった。

本発明はこの従来の技術の問題点に鑑みてなされたもの
であって、励振波としてサイン波形の代りに方形波を用
い、且つ温度ドリフトのない周期整流回路を用いて、あ
らゆる環境において高精度でギャップを測定することが
できる近接センサの復調回路を提供することを目的とす
る。

く問題点を解決づるだめの手段〉 上述の目的を達成するための本発明の近接センサの復調
回路は、タンデムに巻回された検出コイル及び補償コイ
ルを有して、前記検出コイルと第１フンデン勺で第１共
振回路が形成され、前記補償コイルと第２コンデンサで
第２共振回路が形成され、該第１共振回路の一端と第２
共振回路の一端は各々抵抗を介して他端に励振波である
所定の電源電圧の間を変化する方形波が供給されるコン
デンサの一端に共通接続され、前記第１共振回路と第２
共振回路の共通端子に前記方形波の略中間電圧値が接続
される近接センサ部と、該近接センサ部からの検出値が
導かれて前記方形波に基づいて前記第１共振回路と第２
共振回路の共振電圧の差に比例した直流電圧を得る周期
整流回路とを具備したものである。

く作用〉 近接センサ部は２つの共振回路を有して構成されるので
、励振波として従来のサイン波（Ｃｓｉｎωｔ）の代り
に所定の電源電圧（Ｖｃｃｌｏ（Ｖ））間を変化する方
形波でこの近接センサ部をドライブして近接センサ部か
らサイン波を発生させ、このサイン波を周期整流回路に
おいて前記方形波を用いてスイッチングして整流した上
で前記２つの共振回路の出力差を得ることで、近接巻線
とターゲットとのギャップを検出できる近接センサの復
調回路を実現できる。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。尚
、以下の図面において、第３図、第４図と重複する部分
は同一番号を付してその説明は省略する。

第１図は本発明の具体的実施例である近接センサの復調
回路のブロック回路図である。

第１図において、Ｋは、所定の電源電圧であるＶｃｃｌ
ｏ（Ｖ）間を変化する方形波である。この方形波には、
以下に述べる近接センサ部を励振すると共に第１，２ア
ナログスイッチのスイッチング・コントロールをする。

２０は、近接センサ部であり、第３図の近接センサ部２
と相３ａする所は、コンデンサＣ＋に前記方形波Ｋを入
力する点と、第１共振回路ｆＡと第２共振回路／、の共
通端がＶＣＣの路中闇値［略（１／２）Ｖｃｃ］に接続
される点である。ここで、共通端の電位を略（１／２）
Ｖｃｃとするのは、各々の共振回路にコンデンサＣ１に
より直流分が除去された方形波が供給された時に、その
出力波形が方形波の略（１／２）を中心に振動するよう
にするためである。

４０は、近接センサ部２０からの検出値が入力して、方
形波Ｋによって第１共振回路／Ａと第２共振回路／Ｂの
共振電圧の差に比例した直流電圧ｖｌ１を出力する構成
の周期整流回路である。この周期整流回路４０は、第１
アナログスイッチ５．第２アナログスイッチ６及び減算
回路Ｑ１から成る。ここで第１アナログスイッチ５は、
電源端子に０（Ｖ）とＶＣＣが供給され、コントロール
端子（Ｃｔ　）に方形波Ｋがフントロール信号として導
かれ、入力端子（ＩＮ＋）が第１共振回路ｆＡと抵抗Ｒ
１の接続点αに接続して出力端子（ＯＵＴｔ〉から第１
アナログスイッチ信号γを出力する、例えばＣ−ＭＯＳ
アナログスイッチから成る。又、第２アナログスイッチ
６は、電源端子にＯ（Ｖ）とＶｃｃが接続し、コントロ
ール端子（Ｃｔ　）に方形波Ｋがコントロール信号とし
て導かれ、入力端子（ＩＮｔ）が第２共振回路ｆ８と抵
抗Ｒ２の接続点βに接続して出力端子（ＯＵＴｔ　）か
ら第２アナログスイッチ信号δを出力する、例えばＣ−
ＭＯＳアナログスイッチから成る。更に又、減算回路Ｑ
１は、第１ナログスイツチ信号γと第２アナログスイツ
ヂ信号δを入力してこれら信号差（出力差）を検出する
例えば差動増幅器から成る。

第２図はこの第１図の各部の動作・機能を説明するため
のタイムチャートである。

以下、第１図及び第２図を用いて説明する。

今、第２図（ｉ）のような方形波Ｋが近接センサ部２と
第１アナログスイッチ５と第２アナログスイッチ６に導
かれる。

この時、抵抗Ｒ＋を通じ第１共振回路／Ａにより発生し
たサイン波である近接巻線１どターゲット３の距離に応
じた第１アナログスイッチ５に導かれる信号αは、第２
図（１１）のように略（１／２）Ｖｃｃを中心とする振
幅から成る信号波形となる。

ここでα１は近接巻線１とターゲット３の距離が離れて
いる時を、α２は近接巻線１とターゲット３の距離が接
近した時を表す。

第２図（ｉｉＩ）は、抵抗Ｒ２を通じ第２共振回路ｆａ
により発生した略（１／２）Ｖｃｃを中心とする振幅か
ら成る信号波形を有するサイン波（β）である。このサ
イン波βは近接巻線１とターゲット３の距離の変化によ
る影響を受（）ず一定振幅となっている。

第１アナログスイッチ５に入力した信号αと第２アナロ
グスイッチ６に入力した信号βは、第２図（ｉＶ）、（
Ｖ）に示すように各々整流された波形γ（γ、とγ２は
夫々α、とα２に対応する）、δとなって減算回路Ｑ１
に導かれる。

減算回路Ｑ１おいて両アナログスイッチ５，６の出力の
差を減算して［（γ、−δ）〜（γ２−δ）］、共振回
路／Ａ　、　／、の共Ｐｉｌ電圧の差に比例した直流電
圧Ｖ　ｃｕｔ　＋を得る。ここで、両アナログスイッチ
５．６は、温度により変化するオフセット電圧が無いの
で、故にこのように近接センサの復調回路を構成すれば
、温度による誤差が発生ずることなく近接巻線１とター
ゲット３との間のギャップ測定できる事となる。

〈発明の効果〉 以上、実施例と共に具体的に本発明を説明したように、
本発明の近接センサの復調回路によれば、温度変化によ
るオフセット電圧の発生、変動の無いアナログスイッチ
を周期整流回路に使用することで、温度特性の良い回路
構成を実現することができ、従って、使用（適用）１！
囲が広がる。又、アナログマルチプライヤに比べてアナ
ログスイッチは低価格な為、回路構成全体を安価に制作
できる、という５すぐれた効果が４９られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の具体的実施例である近接センサの復調
回路のブロック回路図、第２図は第１図の各部の動作・
機能を説明するためのタイムチャート、第３図は従来の
近接センサの復調回路の概略回路図、第４図は近接巻線
の概要を説明するための図である。 ＩＡ・・・第１共振回路、ｆＳ・・・第２共振回路、１
・・・近接巻線、２，２０・・・近接センサ部、３・・
・ターゲット、４・・・アナログマルチプライヤ、５・
・・第１アナログスイッチ、６・・・第２アナログスイ
ッチ、４０・・・周期整流回路。 第３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）タンデムに巻回された検出コイル及び補償コイル
   を有して、前記検出コイルと第１コンデンサで第１共振
   回路が形成され、前記補償コイルと第２コンデンサで第
   ２共振回路が形成され、該第１共振回路の一端と第２共
   振回路の一端は各々抵抗を介して他端に励振波である所
   定の電源電圧の間を変化する方形波が供給されるコンデ
   ンサの一端に共通接続され、前記第１共振回路と第２共
   振回路の共通端子に前記方形波の略中間電圧値が接続さ
   れる近接センサ部と、該近接センサ部からの各検出値が
   導かれて前記方形波に基づいて前記第１共振回路と第２
   共振回路の共振電圧の差に比例した直流電圧を得る同期
   整流回路と、を具備したことを特徴とする近接センサの
   復調回路。
2. （２）前記特許請求の範囲第１項記載の近接センサの復
   調回路において、前記近接センサ部からの各検出値は、
   前記第１共振回路の一端と前記抵抗との接続点及び第２
   共振回路の一端と前記抵抗との接続点から得るように構
   成されて成り、前記周期整流回路は、前記第１共振回路
   の検出値を入力して前記方形波に基づいて第１アナログ
   スイッチ信号を出力する第１アナログスイッチと、前記
   第２共振回路の検出値を入力して前記方形波に基づいて
   第２アナログスイッチ信号を出力する第２アナログスイ
   ッチと、前記第１アナログスイッチ信号と前記第２アナ
   ログスイッチ信号を入力してこれら信号差を出力する減
   算回路とで構成されて成る事を特徴とする近接センサの
   復調回路。