JPS63233302A - 変位センサ - 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） 本発明は変位センサに関する。

（従来の技術） 従来、コイルの中央透孔にスラスト方向へ移動する磁性
体により変位量を自励式にリアクタンス（周波数）変化
等として測定する方法が知られている。その−例として
特開昭６１−１７２０１１号公報にて開示される技術が
有る。これはコイルとダイアフラムを有する変位センサ
であり、コイル内を摺動する磁性体をダイアフラムに取
り付けたものであり、磁性体の端面をコイルの端面より
外側に位置させた変位センサであり、ダイアフラムに連
結された磁性体がダイアフラムの変位に伴ってコイルへ
接離動する際のコイルのリアクタンス（周波数）の変化
をダイアフラム（圧力）の変位量として測定するもので
ある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記の変位センサには次のような問題点
が有る。

コイル端面の外方から磁性体の対向する端面を接近させ
ると、両者の距離がＯに近づくに従いコイルのリアクタ
ンスが急激に変化し、コイルの中央透孔内に磁性体の端
部が進入するとリアクタンスの大きな変化が得られない
。従ってダイアフラム等の変位体の変位量をコイルのリ
アクタンス変化として得られるのは、磁性体の端面が対
向するコイルの端面に近接した位置から磁性体の端面が
コイルの中央透孔に進入するまでの範囲に限られる。つ
まり変位ストロークが極めて限られた範囲内となるので
、大きなストロークの変位量の測定はできないという問
題点が有る。

また、磁性体のストロークとコイルのリアクタンスの変
化特性は曲線的（２次曲線）に変化するのでリアクタン
ス変化を変位量に換算するためには容量の大きな高価な
マイコンが必要となる等の経済的な問題点も有る。

従って、本発明は磁性体のストロークが長く、且つ有効
測定範囲も長く、さらに磁性体のストロークはコイルの
リアクタンスの変化特性を任意に設定し得る安価な変位
センサを提供することを目的とする。

６（問題点を解決するための手段） すなわち、コイルと、コイルの透孔内スラスト方向へ移
動可能な磁性体で形成されたプランジャ。

とを具備し、前記コイルもしくはプランジャをダイアフ
ラムやフロート等の被測定物の変位量を検知するための
変位体と連結し、コイルのリアクタンス変化により変位
体の変位量を測定する変位センサにおいて、前記プラン
ジャは端部が、前記透孔内壁に近接し・且つ先細に形成
された部分を１箇所以上有することを特徴とする。

（作用） 作用を図面と共に説明する。

容器１０内の液体１２の量が変化して液面の高さが変化
すると、磁性体で形成されたプランジャ１６はコイル１
８の透孔２０ａ内を上昇する。するとコイル１８におけ
るリアクタンスはプランジャ１６の移動により変化する
。この時リアクタンスの変化特性はプランジャ１６にテ
ーパ面２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ・・・を設けた
ためにリニアな特性を有する。従って、リアクタンス（
周波数）の変化量を変位体であるフロー）１４の変位量
つまり液面の変位量として測定することができる。

（実施例） 以下、本発明の好適な実施例について添付図面と共に詳
述する。

まず構成について説明する。

第１図には液面センサを示す。

１０は容器であり、内部に被測定物である液体１２が入
っている。

１４は変位体であるフロートであり、ポリアセタール等
の樹脂の剛性体で形成され、液体１２に浮く。

１６はプランジャであり、磁性材料で形成されており、
下端は前記フロート１４の上面に固定されている。プラ
ンジャ１６の先端の平面形状は第１図（ｂ）のように十
文字状に形成されており、央の透孔２０ａ内壁とのクリ
アランスは用途等によって異り、摺接するものから十分
なりリアランスを有するものまで含まれる。プランジャ
１６にはＡに示す長さのテーパ面２２ａ、２２ｂ、２２
Ｃ１２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈが適宜な
角度で形成され、４箇所先細の峰２４ａ、２４ｂ、２４
ｃ、２４ｄが形成されている。

なおテーパ面２２　ａ　１２２　ｂ％　２２　ｃ　１２
２　ｄ　−。

２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈは必ずしも直線のテー
パ面でなくとも、曲線もしくは段階状に形成してもよい
し、角度も任意でよい。

また、第１図（ｂ）に示す先端面の中央に孔や凹部を形
成してもよい。

１８はコイルであり、フレーム２６内に固定されている
。コイル１８はボビン２８に導線を巻いたものであるが
、場合によってはボビン２８を必要としない。

フレーム２６のフランジ３０下面にはコイル１８の透孔
２０ａと同径（プランジャ１６が進入可能な径）の透孔
２０ｂが穿設されており、容器１０内部と連絡している
。なお液体１２が容器１０内に存在しない場合、プラン
ジャ１６の上端は若干コイル１８の透孔２０ａ内に進入
している。

３２は押圧体であり、フＩ／−Ａ２６の上部に螺着され
ることによりコイル１８をフレーム２６内底面に押接固
定している。

なお、コイル１８には不図示の発振回路が接続されてい
る。

本発明に係る変位センサの一実施例である液面センサは
上述の如く構成される。

次に動作について述べる。

液体１２が容器１０内に注入されると、フロート１４が
上昇し、それに伴いプランジャ１６も上昇する。この時
コイル１８には予め通電されておりコイル１８には磁束
が発生しているので、磁性体であるプランジャ１６がコ
イル１日に接近すると磁束が増えコイル１８のリアクタ
ンスが変化する。この時プランジャ１６は上端に向かっ
て先細に４箇所の峰２４　ａ、　２４　ｂ、　２４　ｃ
、２４ｄが形成されているので、コイル１８下端面に対
応するプランジャ１６の断面積は徐々に増加する（プラ
ンジャ１６の上昇に比例する）。

コイル１８のリアクタンスが変化すると、コイル１８に
接続された発振回路の発振周波数の変化はリアクタンス
の変化と比例するので、プランジャ１６の上昇量（変位
量）を発振回路の周波数の変化として測定することがで
きる。測定結果の表示はマイコンを用いて演算処理させ
、適宜な表示方法で表示すればよい。

上述の実施例でプランジヤニ６は峰２４ａ、２４ｂ、２
４ｃ、２４ｄを４箇所形成したが、例えばプランジャ１
６を斜め方向に切断した形状や、峰が２箇所、３箇所等
でもよく、プランジャ１６の下端断面は必ずしも円形で
ある必要はない（例、角柱）。

以上、本発明に好適な実施例について説明したが、本発
明は上述の実施例に限定されるのではなく、例えば変位
体はフロートではなくダイアフラム等にして圧力変化を
測定することもできるし、また変位体と一体に変位する
のはプランジャではなく、プランジャは固定しておき、
コイルを変位体と一体に変位させてもよい等、発明の精
神を逸脱しない範囲でさらに多くの改変を施し得るのは
もちろんである。

（発明の効果） 本発明に係る変位センサを用いると・プランジャのスト
ロークと測定される発振周波数の関係は第２図に示すよ
うにほぼ直線的な特性を示す（第３図は従来の変位セン
サの特性を示す）。従って第２図と第３図の比較から従
来は４ｍｍのプランジャストロークに対し周波数変化は
３ＫＨｚであったが、本発明に係る変位センサでは４１
のストロークに対し９Ｋｌｌｚの周波数変化を得られた
ので従来と比べ３倍の分解能を有するセンサを実現する
ことができ精度の高い測定が可能となる。

また、発振周波数が直線的な特性を有しているので、プ
ランジャの先細の峰の長さを長くしてストロークが長く
、且つ測定有効範囲が長い変位セ：ンサを実現すること
ができる。変化特性が直線性プランジャを先細にするた
めに形成したテーパ面の角度、形状を変化させることに
よりリアクタンス（周波数）の変化特性を任意に設定す
ることも可能となる。

さらに、従来の変位センサと異なり、予めプランジャの
先端をコイルの中央通孔内に進入させておけるのでセン
サの小型化も可能となる等、技術的、経済的に著効を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は（ａ）本発明に係る変位ンサを用いた液面セン
サの正面断面図、（ｂ）同変位センサのプランジャの平
面図、第２図は同変位センサのプランジャストロークに
対する発振周波数の関係を示したグラフ、第３図は従来
の変位センサのプランジャストロークに対する発振周波
数の関係を示したグラフである。 １４・・・フロート、　　１６・・・プランジャ、１８
・・・コイル、　２０ａ・・・透孔、２２ａ、２２ｂ、
２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、　　２２ｆ。 ２２ｇ、２２ｈ・・・テーパ面、 ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ−峰。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コイルと、コイルの透孔内スラスト方向へ移動可能
   な磁性体で形成されたプランジャとを具備し、前記コイ
   ルもしくはプランジャをダイアフラムやフロート等の被
   測定物の変位量を検知するための変位体と連結し、コイ
   ルのリアクタンス変化により変位体の変位量を測定する
   変位センサにおいて、 前記プランジャは端部が、前記透孔内壁に 近接し、且つ先細に形成された部分を１箇所以上有する
   ことを特徴とする変位センサ。