CN111094775B - 间隙传感器的校正方法 - Google Patents

Abstract

一种间隙传感器(31、32)的校正方法，所述间隙传感器(31、32)设置于通过电磁力以非接触的形式对悬浮体(5)进行支承的磁轴承(21、22)，并检测所述悬浮体(5)的位置控制中的成为位置的基准的基准物与所述悬浮体(5)之间的间隙(g)，其中，设置构筑步骤，在该构筑步骤中，设定三个以上的用于将间隙(g)与间隙传感器(31、32)的输出建立关联的条件，即约束条件，并且，使用约束条件，构筑将间隙传感器(31、32)的输出转换成间隙(g)的转换式。

Description

间隙传感器的校正方法

技术领域

本发明涉及一种间隙传感器的校正方法。

背景技术

在通过电磁力以非接触的形式对旋转轴进行支承的磁轴承中，在对旋转轴进行位置控制时，需要检测旋转轴与磁轴承之间的间隙。因此，在磁轴承中，为了检测间隙而通常设置有所谓的间隙传感器(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本公开专利公报特开2014-228091公报

发明内容

-发明所要解决的技术问题-

在所述间隙传感器中，通常在其输出信号的值与间隙长度之间，存在按照各传感器而不同的非线性特征。因此，在磁轴承中，在使用间隙传感器准确地进行旋转轴的位置控制时，例如需要按照各间隙传感器而设置线性化(Linearize)电路等对策。

但是，若设置这样的线性化电路，则涉及到磁轴承的成本上升，并且需要按照各间隙传感器对线性化电路进行校正。这样的线性化电路的校正作业是繁琐的。

本发明是着眼于所述问题而完成的，其目的在于，能够容易地对设置于磁轴承的间隙传感器进行校正。

-用以解决技术问题的技术方案-

为了解决所述技术问题，第一方面发明是一种间隙传感器的校正方法，

所述间隙传感器31、32设置于通过电磁力以非接触的形式对悬浮体5进行支承的磁轴承21、22，并检测所述悬浮体5的位置控制中的成为位置的基准的基准物与所述悬浮体5之间的间隙g，所述间隙传感器的校正方法的特征在于，

所述间隙传感器的校正方法具有构筑步骤，在该构筑步骤中，设定三个以上的用于将所述间隙g与所述间隙传感器31、32的输出建立关联的条件，即约束条件，并且，使用所述约束条件，构筑将所述间隙传感器31、32的输出转换成所述间隙g的转换式。

在该结构中，在磁轴承21、22的间隙传感器31、32的校正中，基于三个以上的约束条件来进行校正。

另外，第二方面发明在第一方面发明的基础上，其特征在于，

所述构筑步骤包括：

使所述悬浮体5按照规定的轨迹移动的步骤；

读取步骤，在所述读取步骤中，在所述轨迹上的互不相同的多个位置处，从多个所述间隙传感器31、32分别读取输出信号；以及

在所述多个间隙传感器31、32相互被约束的、所述间隙g与所述轨迹的几何学关系式中应用从多个所述间隙传感器31、32分别读取的输出信号，设定三个以上的所述约束条件来构筑所述转换式的步骤。

在该结构中，基于各间隙传感器31、32的几何学关系，来设定三个以上的所述约束条件。

另外，第三方面发明在第二方面发明的基础上，其特征在于，

所述轨迹是使所述悬浮体5在与辅助轴承6、7接触的状态下移动的情况下的轨迹，所述辅助轴承6、7通过与所述悬浮体5接触而进行支承，从而防止所述悬浮体5与所述磁轴承21、22的接触。

在该结构中，能够使悬浮体5按照准确的轨迹移动。

另外，第四方面发明在第二方面发明的基础上，其特征在于，

在所述读取步骤中，至少读取所述悬浮体(5)在可动范围内的上限或下限的位置时的所述间隙传感器(31、32)的输出，

在所述构筑步骤中，基于所述上限或所述下限的位置来设定一个所述约束条件，构筑所述转换式。

在该结构中，在设定所述约束条件时，使用所述悬浮体5的可动范围内的上限或下限的位置。由此，在该结构中，能够减少应决定的未知参数(后述)的数量。因此，在该结构中，求出未知参数的算法得以简化。

另外，第五方面发明在第一方面发明的基础上，其特征在于，

所述构筑步骤包括：

使所述悬浮体5按照通过所述悬浮体5的可动范围内的上限或下限的位置的轨迹而移动的步骤；

使用位置检测传感器，读取所述悬浮***于所述上限或所述下限的位置时的所述间隙传感器31、32的输出的步骤，所述位置检测传感器检测所述悬浮体存在于所述上限或所述下限的位置；以及

根据读取到的所述间隙传感器的输出和所述上限或所述下限的位置信息，设定三个以上的所述约束条件来构筑所述转换式的步骤。

在该结构中，在设定所述约束条件时，利用位置检测传感器来检测所述悬浮体5的可动范围内的上限或下限的位置。由此，在该结构中，也能够减少应决定的未知参数(后述)的数量。因此，在该结构中，求出未知参数的算法得以简化。

另外，第六方面发明在第五方面发明的基础上，其特征在于，

在所述构筑步骤中，使用成为所述转换式的构筑的对象的间隙传感器31、32以外的间隙传感器31、32作为所述位置检测传感器，基于作为所述位置检测传感器的间隙传感器31、32的检测值为极大值或极小值，来确定所述悬浮体5存在于所述上限或所述下限的位置。

在该结构中，作为位置检测传感器而使用成为转换式的构筑对象的间隙传感器31、32以外的间隙传感器31、32。

另外，第七方面发明在第五方面发明的基础上，其特征在于，

在所述构筑步骤中，使用对设置于所述磁轴承21、22的电磁铁71～78的电流进行检测的电流传感器8作为所述位置检测传感器，向使所述悬浮体5按照所述轨迹移动的电压叠加具有规定的振幅的电压，并且，基于叠加后的电压的振幅和由所述位置检测传感器检测到的电流的振幅之比，来确定所述悬浮体5存在于所述上限或所述下限的位置。

在该结构中，作为位置检测传感器而使用对在电磁铁71～78的线圈65中流动的电流进行检测的电流传感器8。

另外，第八方面发明在第一方面发明的基础上，其特征在于，

所述构筑步骤包括：

使所述悬浮体(5)向已知的初始位置移动，并且，除了已知的力之外还以已知的初始速度使所述悬浮体(5)移动的步骤；以及

基于表示所述已知的力与所述悬浮体5的位置的关系的运动方程式，设定三个以上的所述约束条件的步骤。

在该结构中，基于悬浮体5的运动方程式，设定三个以上的所述约束条件。

另外，第九方面发明在第八方面发明的基础上，其特征在于，

在所述构筑步骤中，作为所述初始位置而采用所述悬浮体的可动范围内的最高位置，作为所述已知的力而使用重力。

在该结构中，基于悬浮体5自由落下时的运动方程式，设定三个以上的所述约束条件。

另外，第十方面发明在第八方面发明的基础上，其特征在于，

在所述构筑步骤中，将设置于所述磁轴承21、22的电磁铁71～78的电磁力作为所述已知的力而施加于所述悬浮体5。

在该结构中，使用基于作用于悬浮体5的电磁力的运动方程式，设定三个以上的所述约束条件。

-发明的效果-

根据第一方面发明，能够容易地校正设置于磁轴承的间隙传感器。

另外，根据第二方面发明，基于间隙传感器的几何学关系，能够容易地校正设置于磁轴承的间隙传感器。

另外，根据第三方面发明，能够使悬浮体准确地移动，因此，能够容易且高精度地校正设置于磁轴承的间隙传感器。

另外，根据第四方面发明～第七方面发明，求出未知参数的算法得以简化，因此，能够容易地校正设置于磁轴承的间隙传感器。

另外，根据第八方面发明～第十方面发明，基于悬浮体5的运动方程式，能够容易地校正设置于磁轴承的间隙传感器。

附图说明

图1示出第一实施方式的压缩机的结构例。

图2是示出径向磁轴承的结构例的横向剖视图。

图3是示出径向磁轴承的结构例的纵向剖视图。

图4是示出推力磁轴承的结构例的俯视图。

图5是示出推力磁轴承的结构例的纵向剖视图。

图6示出径向磁轴承中的位置控制的概念。

图7示出旋转轴(即悬浮体)的轴部的位置与各间隙传感器的位置关系。

图8是使悬浮体的位置向量平行移动到旋转轴(即悬浮体)处于基准位置时的其外周与间隙传感器轴的交点的图。

图9示出两个间隙传感器的位置关系(几何学关系)。

图10以流程图示出第一实施方式中的校正步骤。

图11以流程图示出第二实施方式中的校正步骤。

图12以流程图示出第三实施方式中的校正步骤。

图13以流程图示出第四实施方式中的校正步骤。

图14以流程图示出第五实施方式中的校正步骤。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，以下的实施方式本质上是优选的示例，并没有对本发明、其应用对象或其用途的范围加以限制的意图。

《发明的第一实施方式》

以下，首先对设置于压缩机的磁轴承装置进行说明，之后，作为本发明的实施方式，对设置于该磁轴承装置的间隙传感器的校正进行说明。需要说明的是，在以下的说明中，“间隙传感器的校正”是指，构筑将间隙传感器的输出转换成间隙(后述)的转换式(以下，在其他实施方式中也相同)。

〈压缩机的结构〉

图1示出第一实施方式的压缩机1的结构例。该压缩机1是所谓的涡轮压缩机。如图1所示，压缩机1包括壳体2、压缩机构3、电动机4、旋转轴5、径向触底轴承6、推力触底轴承7及磁轴承装置10。

-压缩机构等-

壳体2形成为两端被堵塞的圆筒状。壳体2配置为圆筒轴线成为水平方向。壳体2内的空间被壁部2a划分。在壳体2中，比壁部2a靠右侧的空间构成收纳压缩机构3的压缩机构室S1。另外，在壳体2中，比壁部2a靠左侧的空间构成收纳电动机4的电动机室S2。而且，在壳体2内沿轴向延伸的旋转轴5将压缩机构3与电动机4连结。旋转轴5是悬浮体的一例。需要说明的是，在以下的说明中，也有时将旋转轴5记载为悬浮体5。

压缩机构3构成为对流体(在该例中为制冷剂)进行压缩。在该例中，压缩机构3包括叶轮3a和入口导流叶片3b。叶轮3a是通过多个叶片而形成为外形呈大致圆锥形状的。该叶轮3a固定在旋转轴5的一端。另外，入口导流叶片3b是进行所述流体的吸入量的控制的阀。入口导流叶片3b设置于流体(制冷剂)的吸入口。

电动机4构成为驱动旋转轴5进行旋转。电动机4例如由IPM电机(InteriorPermanent Magnet Motor，内永磁电机)构成。更具体而言，电动机4包括定子4a和转子4b。定子4a形成为圆筒状且固定在壳体2内。在该定子4a上设置有产生旋转磁场的线圈4c。另外，转子4b形成为圆柱状，其以能够旋转的方式设置于定子4a的内周。在转子4b上设置有多个永久磁铁(省略图示)，各个永久磁铁沿轴向贯穿转子4b。对这些永久磁铁例如使用烧结磁铁。另外，在转子4b的中心部形成有轴孔。在该轴孔中固定有旋转轴5，转子4b的轴心与旋转轴5的轴心存在于同轴上。

-触底轴承-

在该压缩机1中设置有径向触底轴承6及推力触底轴承7这两种触底轴承。径向触底轴承6及推力触底轴承7构成为：在磁轴承装置10为非通电时(即，在旋转轴5未悬浮时)，对旋转轴5进行支承。例如，径向触底轴承6通过与旋转轴5接触而对其进行支承，从而防止旋转轴5与磁轴承装置10的接触(更准确地说，是旋转轴5与后述的径向磁轴承21所包括的磁轴承芯61的接触)。即，径向触底轴承6是辅助轴承的一例。同样，推力触底轴承7通过在磁轴承装置10为非通电时与旋转轴5接触而对其进行支承，从而防止旋转轴5与磁轴承装置10(更准确地说，是后述的推力磁轴承22所包括的磁轴承芯61)的接触。即，推力触底轴承7也是辅助轴承的一例。

-磁轴承装置-

磁轴承装置10包括一个或多个(在该例中为三个)磁轴承。具体而言，本实施方式中的磁轴承装置10包括两个径向磁轴承21和一个推力磁轴承22。另外，磁轴承装置10包括一个或多个(在该例中为10个)间隙传感器31、32及控制器40。

该磁轴承装置10所包括的磁轴承21、22具有多个电磁铁。各磁轴承21、22构成为通过各电磁铁的合成电磁力F以非接触的形式对被支承体(旋转轴5的轴部、圆盘部5a)进行支承。在这些磁轴承21、22中，若通过控制在电磁铁中流动的电流来控制这些电磁铁所产生的合成电磁力F，则能够对被支承体的位置进行控制。因此，在磁轴承装置10连接有被控制器40控制的电磁铁用的电源(省略图示)。以下，分别对径向磁轴承21、推力磁轴承22详细进行说明。

-径向磁轴承-

图2是示出径向磁轴承21的结构例的横向剖视图。需要说明的是，横向剖视图是指与旋转轴5的轴心线正交的剖面(以下相同)。另外，图3是示出径向磁轴承21的结构例的纵向剖视图。这里，纵向剖视图是指与旋转轴5的轴心线平行的剖面(以下相同)。该径向磁轴承21是异极型的径向磁轴承，包括四组分别由两个电磁铁71～78构成的第一电磁铁组51～第四电磁铁组54。

在该例中，径向磁轴承21包括磁轴承芯61及八个线圈65。磁轴承芯61是例如通过多个电磁钢板层叠而构成的。磁轴承芯61具有背轭62和八个齿63。背轭62形成为圆筒状。八个齿63以沿着背轭62的内周面的方式按照规定间隔(在该例中为45°间隔)而在周向上分别排列。这些齿63分别从背轭62的内周面朝向径向内侧突出，各自的内周面(突端面)与旋转轴5的被支承部(轴部)的外周面隔开规定的间隙而对置。

八个线圈65是通过将被覆导线分别卷绕于磁轴承芯61的八个齿63而形成的。由此，在径向磁轴承21上形成有八个电磁铁(以下为第一电磁铁71～第八电磁铁78)。具体而言，第一电磁铁71、第二电磁铁72、第七电磁铁77、第八电磁铁78、第三电磁铁73、第四电磁铁74、第五电磁铁75、及第六电磁铁76按照图2中的顺时针方向依次排列。

在径向磁轴承21中，由这些第一电磁铁71～第八电磁铁78产生电磁力，以便吸引旋转轴5的被支承部(轴部)。详细而言，在该径向磁轴承21中，第一电磁铁71～第八电磁铁78以两个电磁铁为一个单位而形成磁通。这里，将第一电磁铁71与第二电磁铁72的组称为第一电磁铁组51，将第七电磁铁77与第八电磁铁78的组称为第四电磁铁组54，将第三电磁铁73与第四电磁铁74的组称为第二电磁铁组52，将第五电磁铁75与第六电磁铁76的组称为第三电磁铁组53。在径向磁轴承21中，以第一电磁铁组51～第四电磁铁组54各单位形成磁通。图2示例出第四电磁铁组54的磁通。根据图2所示的磁通可知，将各个电磁铁组视为一个电磁铁也无妨。需要说明的是，具体而言，能够通过适当设定分别构成第一电磁铁71～第八电磁铁78的线圈65的卷绕方向及在各线圈65中流动的电流的方向来实现这样的磁通。

另外，在该径向磁轴承21中，根据图2可知，第一电磁铁组51及第二电磁铁组52夹着旋转轴5的被支承部(轴部)而相互对置，且构成为通过第一电磁铁组51及第二电磁铁组52的合成电磁力F以非接触的形式对旋转轴5的被支承部进行支承。另外，第三电磁铁组53及第四电磁铁组54也夹着旋转轴5的被支承部(轴部)而相互对置，且构成为通过第三电磁铁组53及第四电磁铁组54的合成电磁力F以非接触的形式对旋转轴5的被支承部进行支承。需要说明的是，第三电磁铁组53及第四电磁铁组54的对置方向(图2中，向右下降的方向)在俯视观察时与第一电磁铁组51及第二电磁铁组52的对置方向(图2中，向右上升的方向)正交。

-推力磁轴承-

图4是示出推力磁轴承22的结构例的俯视图。另外，图5是示出推力磁轴承22的结构例的纵向剖视图。如图4及图5所示，推力磁轴承22具有第一电磁铁71及第二电磁铁72。另外，在本实施方式的旋转轴5中，在其另一端部(与固定有叶轮3a的一端部相反的一侧的端部)具有圆盘状的部分(以下称为圆盘部5a)。圆盘部5a是推力磁轴承22的电磁力所作用的部分。即，圆盘部5a是旋转轴5的被支承部。而且，在推力磁轴承22中，第一电磁铁71与第二电磁铁72夹着旋转轴5的被支承部即圆盘部5a而相互对置，通过第一电磁铁71及第二电磁铁72的合成电磁力F以非接触的形式对旋转轴5的被支承部(圆盘部5a)进行支承。以下，对推力磁轴承22的具体结构进行说明。

具体而言，本实施方式的推力磁轴承22包括两个磁轴承芯61和两个线圈65。两个磁轴承芯61分别形成为圆环状。磁轴承芯61隔开规定的间隙而配置在旋转轴5的被支承部(圆盘部5a)的轴向两侧。另外，在磁轴承芯61的端面，在整周范围内形成有圆周槽。两个线圈65分别收纳在两个磁轴承芯61的圆周槽中。由此，在推力磁轴承22中，构成两个电磁铁(以下，为第一电磁铁71及第二电磁铁72)。

在按照上述方式构成有第一电磁铁71及第二电磁铁72的推力磁轴承22中，通过控制在第一电磁铁71及第二电磁铁72的各个线圈65中流动的电流，能够控制这些电磁铁71、72的合成电磁力F。若能够控制第一电磁铁71及第二电磁铁72的合成电磁力F，则能够控制第一电磁铁71及第二电磁铁72的对置方向(即，旋转轴5的轴向，图5中为左右方向)上的旋转轴5的被支承部(圆盘部5a)的位置。需要说明的是，在本实施方式中，线圈65的卷绕方向及在线圈65中流动的电流的方向被设定为在图5所示的箭头的方向上产生磁通。

-间隙传感器-

如图1所示，在该压缩机1设置有径向间隙传感器31和推力间隙传感器32这两种位移传感器。在该例中，径向间隙传感器31及推力间隙传感器32都是涡流式的位移传感器。各间隙传感器31、32构成为对旋转轴5的被支承部与触底轴承6、7之间的间隙g进行检测。例如，如后详述，径向间隙传感器31与夹着被支承体(在该例中，为旋转轴5的被支承部即轴部)而相互对置的电磁铁组的对(例如，第一电磁铁组51及第二电磁铁组52的组)对应地设置。

-径向间隙传感器31-

在该例中，径向间隙传感器31在各径向磁轴承21上分别设置有四个。即，在压缩机1中设置有八个径向间隙传感器31。这些径向间隙传感器31对径向触底轴承6与旋转轴5的被支承部(轴部)之间的间隙g进行检测。该径向触底轴承6是悬浮体5的位置控制(等同于后述的悬浮控制)中的成为位置的基准的基准物。在该例中，在各径向磁轴承21中，相互对置的两个径向间隙传感器31夹着旋转轴5而相互配置在对置位置(详细而言为对称位置)。通过该配置，这两个径向间隙传感器31分别检测第一电磁铁组51与第二电磁铁组52的对置方向(以下为X方向)上的间隙g。这里，X方向为径向磁轴承21的径向，在图2中为向右上升的方向。另外，剩余的两个径向间隙传感器31也夹着旋转轴5而相互配置在对置位置(详细而言为对称位置)。这两个径向间隙传感器31分别检测第三电磁铁组53与第四电磁铁组54的对置方向(即，与X方向正交的径向(以下称为Y方向)，图2中为向右下降的方向)上的间隙g。

-推力间隙传感器32-

在压缩机1中设置有两个推力间隙传感器32。这些推力间隙传感器32对推力触底轴承7与圆盘部5a的表面的间隙g进行检测。该推力触底轴承7是悬浮体5的位置控制(等同于后述的悬浮控制)中的成为位置的基准的基准物。为了检测该间隙g，在该例中，这些推力间隙传感器32配置为：间隙传感器轴(后述)朝向推力磁轴承22中的、第一电磁铁71及第二电磁铁72的对置方向(即，旋转轴5中的轴向(以下称为Z方向)，图5中为左右方向)。更详细而言，这些推力间隙传感器32面向旋转轴5的圆盘部5a(被支承部)的一个面(即相同的面)而配置另外，这些推力间隙传感器32彼此以夹着旋转轴5而对称的方式配置。

-控制器-

控制器40是使用微型计算机、存储器设备等而构成的，该存储器设备存放有用于使微型计算机工作的软件。该控制器40对一个或多个磁轴承21、22进行控制，以便以非接触的形式对被支承体(在该例中为旋转轴5的被支承部)进行支承。更具体而言，控制器40通过控制各磁轴承21、22的电磁力，进行对旋转轴5的位置的控制(以下称为悬浮控制)。为了实现该悬浮控制，本实施方式的控制器40包括进行两个径向磁轴承21的悬浮控制的径向控制部41、以及进行推力磁轴承22的悬浮控制的推力控制部42。

需要说明的是，要进行悬浮控制，就需要掌握在第一电磁铁71～第八电磁铁78的各线圈65中流动的电流的大小。因此，在磁轴承装置10设置有电流传感器8，该电流传感器8检测在径向磁轴承21及推力磁轴承22分别包括的线圈65中流动的电流的大小(参照图1)。

-径向控制部41-

径向控制部41进行分别在X方向及Y方向上的旋转轴5的悬浮控制。具体而言，径向控制部41在悬浮控制中，使电流(控制电流id)在构成第一电磁铁组51～第四电磁铁组54的各个线圈65中流动，使得在X方向及Y方向各方向上，旋转轴5和径向触底轴承6的间隙g与预先决定的指令值g*之间的差分值e收敛于零。在本实施方式的磁轴承装置10中，能够利用电流传感器8来检测流过各线圈65的电流。

在该悬浮控制时，需要求出旋转轴5(轴部)中的间隙g。具体而言，要求出间隙g，就需要将径向间隙传感器31的输出信号(例如电压、电流)转换成间隙g。然而，在径向间隙传感器31的输出信号(以下为输出信号v)的大小与间隙g之间通常具有非线性的关系，因此，若不对径向间隙传感器31的输出信号进行一些处理，则无法求出准确的间隙g。于是，在本实施方式中，预先求出将间隙传感器的输出信号v转换成间隙g的转换式，在悬浮控制时，使用该转换式来求出间隙g。需要说明的是，通常，刚从间隙传感器31、32输出的信号由放大器(参照后述的图6中的传感器放大器)放大后，用于悬浮控制，但在本说明书中，将由放大器放大后的信号称为间隙传感器31、32的“输出信号v”。

图6示出径向磁轴承21中的位置控制的概念。如该图所示，在本实施方式中，通过规定的转换式对径向间隙传感器31的输出信号v进行转换，将该转换结果在悬浮控制中作为间隙g来处理。这样的转换式成为具有非线性特征的式子。例如，径向间隙传感器31的输出信号v的大小与间隙g的关系有时能够用二次式来近似。

另外，所述的非线性特征按照各径向间隙传感器31而不同。即，径向间隙传感器31中的输出信号v的大小与间隙g的关系存在个体差异。因此，例如，若对全部的径向间隙传感器31使用通用的所述转换式求出间隙g，则无法掌握旋转轴5的准确位置，不能进行准确的悬浮控制。于是，在本实施方式中，按照各径向间隙传感器31，进行所述转换式的构筑(即“间隙传感器的校正”的实施)。之后对该校正原理和步骤详细叙述。

-推力控制部42-

推力控制部42进行Z方向上的旋转轴5的悬浮控制。具体而言，推力控制部42在悬浮控制中，使电流(控制电流id)在构成第一电磁铁71及第二电磁铁72的各个线圈65中流动，使得在Z方向上，旋转轴5和推力间隙传感器32的间隙g与预先设定的指令值g*之间的差分值e收敛于零。能够利用电流传感器8来检测流过第一电磁铁71及第二电磁铁72的各线圈65的电流的大小。

在推力磁轴承22中，在悬浮控制时，也需要求出旋转轴5中的间隙g。即，在推力磁轴承22用的推力间隙传感器32中，也需要将输出信号(例如电压、电流)转换成间隙g。在推力间隙传感器32的输出信号(这里也为输出信号v)的大小与间隙g之间，也与径向间隙传感器31的情况同样地具有非线性的关系。例如，推力间隙传感器32的输出信号v的大小与间隙g的关系也有时能够用二次式来近似。

另外，所述的非线性特征按照各推力间隙传感器32而不同。即，推力间隙传感器32中的输出信号v的大小与间隙g的关系存在个体差异。因此，例如，若对全部的径向间隙传感器31使用通用的所述转换式求出间隙g，则无法掌握旋转轴5(更具体而言为圆盘部5a)的准确位置，不能进行准确的悬浮控制。于是，在本实施方式中，预先构筑将推力间隙传感器32的输出信号v转换成间隙g的转换式(即实施“间隙传感器的校正”)，在悬浮控制时，使用该转换式来求出间隙g。

〈间隙传感器的校正〉

-概要-

以下，作为代表，对径向间隙传感器31的校正方法进行说明。在本实施方式中，设定三个以上约束条件，该约束条件是用于将径向间隙传感器31中的间隙g与径向间隙传感器31的输出信号v建立关联的条件。然后，使用这些约束条件，构筑将径向间隙传感器31的输出信号v转换成间隙g的转换式。更详细而言，首先，在本实施方式中，使旋转轴5(以下也称为悬浮体5)的轴部以规定的轨迹移动。另外，在正在使轴部移动的过程中，在多个径向间隙传感器31相互被约束的、所述间隙g与所述轨迹的几何学关系式中应用从多个径向间隙传感器31分别读取的输出信号v的值，来设定三个以上的所述约束条件(具体而言是后述的式(8’))。然后，最终，使用这些约束条件来构筑所述转换式。

-校正原理-

以下，使用同时校正两个径向间隙传感器31的例子，来说明校正原理。需要说明的是，以下，为了方便说明，将一方的径向间隙传感器31称为间隙传感器i，将另一方的径向间隙传感器31称为间隙传感器j。另外，将来自这些间隙传感器i、j的输出信号(这里为检测电压的信号)分别设为输出信号v_i、输出信号v_j，将与间隙传感器i、间隙传感器j分别对应的间隙g的检测值(是指通过所述转换式求出的值)分别设为间隙检测值g_i^、间隙检测值g_j^。

另外，在本实施方式中，如以下的式(1’)及式(2’)那样定义出从这些输出信号v_i、v_j转换成间隙检测值g_i^、g_j^的转换式。即，在本实施方式中，用二次式对径向间隙传感器31的非线性特征进行近似(参照式(1’)及式(2’))。

g_i^＝f_i(p_i，v_i)·········(1)

＝a_i×v_i ²+b_i×v_i+c_i···(1’)

g_j^＝f_j(p_j，v_j)·········(2)

＝a_j×v_j ²+b_j×v_j+c_j···(2’)

其中，式(1)中的f_i(p_i，v_i)和式(2)中的f_j(p_j，v_j)是转换式的函数的构造。另外，p_i＝(a_i，b_i，c_i)和p_j＝(a_j，b_j，c_j)在转换式中为常量。p_i＝(a_i，b_i，c_i)和p_j＝(a_j，b_j，c_j)是应通过间隙传感器i、j的“校正”来决定的参数(以下称为未知参数)。

图7示出旋转轴5(即悬浮体)的轴部的位置与各间隙传感器i、j的位置关系。这里，悬浮体5的基准位置(x＝y＝0)是指，悬浮体5的轴心位于径向触底轴承6的轴心(中心点)。另外，“间隙基准长”是指悬浮体5位于规定的基准位置时的间隙g。本实施方式的“基准位置”是旋转轴5的轴心与径向触底轴承6的轴心一致的位置。当然，“基准位置”不限定于该例。“基准位置”是任何的已知位置(坐标)即可，将该位置的坐标决定为x＝y＝0即可。

图8是使悬浮体5的位置向量平行移动到悬浮体5处于基准位置时的其外周与间隙传感器轴的交点的图。通常，在间隙传感器31、32中，关于间隙的检测灵敏度具有指向性。这里，将与该检测灵敏度的指向性成为最大的方向平行且通过间隙传感器31、32中与目标相对的面的中心的直线定义为“间隙传感器轴”。另外，通常，悬浮体5的直径远大于间隙g。因此，近似地，如图8那样，在使悬浮体5的位置向量平行移动到悬浮体5处于基准位置时的该悬浮体5的外周与间隙传感器轴的交点之后，将悬浮体5的位置向量投影到间隙传感器轴而得的向量是与间隙基准长之差(变化向量)。另外，图9示出两个间隙传感器i、j的位置关系(即，几何学关系)。这里，如图9所示，间隙传感器i设置为对X轴方向的间隙g进行检测。另外，间隙传感器j设置在相对于间隙传感器i以Z轴(与X轴及Y轴正交的轴)为中心从X轴旋转了角度θ的位置。

能够使用规定的参变量s来表现悬浮体5在径向磁轴承21中移动时的轨迹。例如，若使悬浮体5进行沿着径向触底轴承6的内周的公转运动，则悬浮体5的轨迹如图9所示那样成为圆周。能够通过将从X轴起算的角度作为参变量s来表现该圆周上的位置(坐标)。因此，能够如下式那样表示间隙传感器i中的实际的间隙g_i、间隙传感器j中的实际的间隙g_j及悬浮体5的中心(这里为轴心)的轨迹(x(s)，y(s))之间的几何学关系。

g_i＝g_0i-e_i ^T[x(s) y(s)]^T·········(3)

＝g_0i-[1 0][cos(s) sin(s)]^T

＝g_0i-cos(s)············(3’)

g_j＝g_0j-e_j ^T[x(s) y(s)]^T·········(4)

＝g_0j-[cosθ sinθ][cos(s) sin(s)]^T

＝g_0j-cos(s)cosθ-sin(s)sinθ···(4’)

其中，在这些式中，T是指转置矩阵。另外，在这些式中，g_0i是间隙传感器i中的间隙基准长。同样，g_0j是间隙传感器i中的间隙基准长。另外，e_i是图9的坐标系中的从原点朝向间隙传感器i的方向的单位向量(参照图8、图9)。另外，e_j是图9的坐标系中的从原点朝向间隙传感器j的方向的单位向量。这里，作为各间隙传感器i、j的间隙检测值g_i^、g_j^与间隙g_i、g_j一致的情况(即g_i^＝g_i、g_j^＝g_j)而合并式(1)～式(4)时，成为以下的式(5)。

[数学式1]

尤其是在本实施方式中，悬浮体5的轨迹为圆周，因此，能够将式(5)如下那样改写。

[数学式2]

这里，从式(5’)消去参变量s。具体而言，首先，在式(5’)中，对cos(s)和sin(s)求解，就得到以下的式(6’)。

[数学式3]

然后，对式(6’)使用cos²(s)+sin²(s)＝1来消去参变量s，就能够得到如下所述的方程式。

h(a_i，b_i，c_i，a_j，b_j，c_j，v_i(t)，v_j(t))＝0·······(7’)

该方程式的左边是关于未知参数a_i、b_i、c_i、a_j、b_j、c_j的六元二次多项式。各项的常数是根据每时每刻的来自间隙传感器i、j的输出信号v_i(t)、v_j(t)而决定的数值、或者明确不依赖于时间的数值。需要说明的是，更为通常的是，能够得到如下所述的方程式(式(7))。该方程式的左边也能够进行多项式展开。

h(p_i，p_j，v_i(t)，v_j(t))＝0·······(7)

如上所述，若决定将间隙传感器i、j的输出信号v_i、v_j转换成间隙g的转换式的构造、间隙传感器i、j的配置以及悬浮体5的轨迹，则式(7)的各常数与间隙传感器i、j的输出信号v_i、v_j之间的关系也是确定的。在本实施方式中，通过在悬浮体5的位置互不相同的多个时刻t₁、…、t_k、…、t_N，取得间隙传感器i、j的输出信号v_i、v_j，从而得到如下所述的联立方程式(式(8’))。若求解该联立方程式，则能够决定式(7)的各常数与间隙传感器i、j的输出信号v_i、v_j之间的关系。需要说明的是，在求解这些联立方程式时，独立的方程式的数量为未知参数的数量以上即可。

h(a_i，b_i，c_i，a_j，b_j，c_j，v_i(t₁)，v_j(t₁))＝0

···

h(a_i，b_i，c_i，a_j，b_j，c_j，v_i(t_k)，v_j(t_k))＝0

···

h(a_i，b_i，c_i，a_j，b_j，c_j，v_i(t_N)，v_j(t_N))＝0

···(8’)

在求解这些联立方程式时，将在式(8’)的左边排列的N维向量的范数作为评价指标，例如考虑使用遗传算法等最优化算法。具体而言，通过以探索方式决定未知参数来确定该未知参数，使得该范数接近零。该校正原理当然也能够应用于推力间隙传感器32的校正。

需要说明的是，求解联立方程式的方法不限定于遗传算法。例如，根据方程式的形式，例如能够应用最速下降法、蒙特卡洛法等各种方法。另外，也可以准备多个如转换式的定义(这里是指决定为了近似非线性特征而使用的数学式)和悬浮体5的移动方式，分别根据它们而求出式(7)的各常数与间隙传感器i、j的输出信号v_i、v_j的关系。

-本实施方式中的校正步骤-

以径向间隙传感器31为例，来说明基于以上的校正原理而进行的实际的校正步骤。该校正步骤例如能够以嵌入到另外准备的个人计算机(以下为了方便说明而称为校正装置)等中的程序的形式来实现其一部分或全部。图10以流程图示出第一实施方式中的校正步骤。需要说明的是，以下是校正两个径向间隙传感器31的例子，在说明步骤时，根据需要，对输出信号等标注在之前〈校正原理〉的说明中使用过的标号(例如v_i等)。

在所述流程图的步骤St11中，使旋转轴5(悬浮体)按照规定的轨迹移动。具体而言，通过从所述校正装置向控制器40(详细而言为径向控制部41)送出规定的信号，由此，利用径向磁轴承21的各电磁铁组51～54将旋转轴5按压于径向触底轴承6，进而使按压旋转轴5的方向渐渐变化。由此，在旋转轴5的轴部的外周面与径向触底轴承6的内周面接触的同时，一边改变其接触位置，一边使旋转轴5移动。具体而言，在本实施方式中，以旋转轴5的中心的轨迹成为将径向触底轴承6的中心作为其中心的圆周的方式使所述接触位置变化。

在步骤St12中，所述校正装置决定包括至少一个校正对象即径向间隙传感器31在内的多个间隙传感器的组合，开始计测这些径向间隙传感器31的输出信号v。间隙传感器的组合没有特别限定。例如，考虑采用X方向用的一个径向间隙传感器31与Y方向用的一个径向间隙传感器31的组合。这样选择出的径向间隙传感器31中的至少一个为“校正”对象，即转换式的构筑的对象。

在步骤St13中，针对在步骤St12中选择出的各径向间隙传感器31，取得规定的时刻t处的输出信号v_i(t)及输出信号v_j(t)。需要说明的是，在这些变量之后标注的“t”表示各个变量的值是时刻t处的值(以下，关于其他实施方式也相同)。然后，在步骤St14中，使用在步骤St13中取得的输出信号v_i(t)、v_j(t)，决定一个联立方程式(参照式(8’))的常数。即，构筑一个方程式。在步骤St15中，确认是否能够构筑出能够求解所述联立方程式(参照式(7’))的式子(方程式)。例如，在不能够构筑出需要数量的方程式的情况下，返回步骤St13，进一步构筑方程式。此时，在步骤St13中，在与之前的步骤St13执行时不同的旋转轴5的位置(具体而言为不同的时刻)，取得径向间隙传感器31的输出信号v_i(t)、v_j(t)。

另一方面，在步骤St15中判断到能够构筑出能够求解所述联立方程式(参照式(7’))的数量的方程式的情况下，进行步骤St16的处理。在步骤St16中，例如使用遗传算法而使未知参数(即，p_i＝(a，b_i，c_i)和p_j＝(a_j，b_j，c_j))最优化，使得所得到的联立方程式的左边值的范数最小化。然后，将通过该最优化而得到的解决定为所述未知参数。若按照这样的方式全部决定出未知参数，则构筑了将径向间隙传感器31的输出信号v转换成间隙g的转换式。

与成为校正对象的径向间隙传感器31对应的转换式例如以所述程序内的函数或表(例如排列变量)这样的形式存放在构成控制器40的所述存储器设备中。由此，成为校正对象的径向间隙传感器31的校正作业结束。但是，在还残留有需要校正的径向间隙传感器31的情况下，返回到步骤St11，针对需要校正的径向间隙传感器31，继续进行校正作业。

〈本实施方式中的效果〉

如上所述，在本实施方式中，能够容易地对设置于磁轴承的间隙传感器进行校正。另外，在本实施方式中，例如，不进行与按照各间隙传感器而设置线性化电路这样的成本上升相关的对策，就能够检测准确的间隙。而且，在本实施方式中，也能够同时校正多个间隙传感器，能够实现高效的校正。

需要说明的是，在本实施方式中，说明了校正两个间隙传感器的例子，但也能够同时校正三个以上的间隙传感器。在该情况下，无法定义式(6)中的逆矩阵，但通过伪逆矩阵替代即可。

另外，使旋转轴5(悬浮体)移动时的轨迹也可以不是圆周状。例如，也可以使旋转轴5在抛物线上移动，或者使旋转轴5自由落下。在各个轨迹的情况下能够通过适当的方法而消去表示轨迹的参变量s。

另外，关于推力间隙传感器32也同样，若适当决定几何学关系式，则能够与径向间隙传感器31同样，应用从多个推力间隙传感器32分别读取的输出而设定三个以上的所述约束条件。即，与径向间隙传感器31的例子同样，关于推力间隙传感器32，也能够基于所述原理来构筑转换式。作为在校正推力间隙传感器32时使旋转轴5(圆盘部5a)移动的轨迹，例如考虑使旋转轴5在该旋转轴5的轴向上自由落下的情况。

《发明的第二实施方式》

在发明的第二实施方式中，也设定三个以上的用于将间隙g与间隙传感器31、32的输出建立关联的条件，即约束条件，并且，使用所述约束条件，构筑将间隙传感器31、32的输出转换成间隙g的转换式。具体而言，在第二实施方式中，在设定三个以上的所述约束条件时，利用：在旋转轴5(悬浮体)处于该旋转轴5的可动范围内的上限或下限的位置的情况下，径向间隙传感器31、推力间隙传感器32的输出信号(电压、电流)成为极小值或极大值这样的情况。以下，也以径向间隙传感器31为例，对校正原理及校正步骤进行说明。

〈校正原理〉

例如，与第一实施方式同样，假定为使旋转轴5进行圆运动。这样，在旋转轴5的轨迹已知的情况下，径向间隙传感器31中的输出信号v成为极大值时的旋转轴5的位置和成为极小值时的旋转轴5的位置是已知的。即，间隙传感器31、32的输出信号v为极大值时的间隙g和为极小值时的间隙g也是已知的。例如，若与第一实施方式同样地使旋转轴5进行公转运动，则输出信号v是旋转轴5与径向触底轴承6在径向间隙传感器31的位置处相接时成为极小值的。此时的间隙g可以认为是零。另一方面，在公转运动时，输出信号v是径向间隙传感器31与旋转轴5之间的间隙g为最大时(径向间隙传感器31与旋转轴5为最远状态时)成为极大值的。能够根据旋转轴5的直径(已知的值)和径向触底轴承6的内径(已知的值)来算出此时的间隙g。

这里，将间隙传感器i的输出信号v_i为极大值时的间隙g设为间隙g_{i_Max}，将输出信号v_i为极小值时的间隙g设为间隙g_{i_Min}。同样，将间隙传感器j的输出信号v_j为极大值时的间隙g设为间隙g_{j_Max}，将输出信号v_j为极小值时的间隙g设为间隙g_{j_Min}。另外，将间隙传感器i的输出信号v_i的极大值设为v_{i_Max}，将间隙传感器j的极大值设为v_{j_Max}。另外，将间隙传感器i的输出信号v_i的极小值设为v_{i_Min}，将间隙传感器j的极小值设为v_{j_Min}。而且，在该例中，若假定为各个间隙传感器i、j中的间隙检测值g_i^、g_j^与实际的间隙g_i、g_j一致(g_i^＝g_i、g_j^＝g_j)，则也能够根据既述的式(1^’)及式(2^’)得到以下的关系式。

g_{i_Max}＝a_i×v_{i_Max} ²+b_i×v_{i_Max}+c_i····(9)

g_{i_Min}＝a_i×v_{i_Min} ²+b_i×v_{i_Min}+c_i····(10)

g_{j_Max}＝a_j×v_{j_Max} ²+b_j×v_{j_Max}+c_j····(11)

g_{j_Min}＝a_j×v_{j_Min} ²+b_j×v_{j_Min}+c_j····(12)

若基于式(9)和式(10)对未知参数b_i、c_i进行求解、并且基于式(11)和式(12)对未知参数b_j、c_j进行求解，则能够通过a_i或a_j来表现各个未知参数。通过将由a_i或a_j表现的未知参数b_i、c_i、未知参数b_j、c_j分别代入到式(1’)及式(2’)，未知参数成为a_i和a_j这两个。即，能够消去与各径向间隙传感器31相关的两个未知参数。这样，在本实施方式中，应通过最优化算法(参照第一实施方式)决定的未知参数的数量会减少。因此，在本实施方式中，用于进行最优化的运算算法(参照第一实施方式)得以简化，并且，能够缩短计算时间。

〈本实施方式中的校正步骤〉

以径向间隙传感器31为例，来说明基于以上的校正原理而进行的实际的校正步骤。与第一实施方式同样，该校正步骤例如也能够以嵌入到另外准备的个人计算机(在本实施方式中，为了方便说明而也称为校正装置)等中的程序的形式来实现其一部分或全部。图11以流程图示出第二实施方式中的校正步骤。以下的说明是校正两个径向间隙传感器31的例子，在说明校正步骤时，根据需要，对输出信号等标注在之前〈校正原理〉的说明中使用过的标号(例如v_i等)。

在本实施方式的流程图的步骤St21中，进行与第一实施方式的步骤St11同样的处理。即，通过从校正装置向径向控制部41送出规定的信号，以旋转轴5的中心的轨迹成为将径向触底轴承6的中心作为中心的圆周的方式使旋转轴5移动。另外，在步骤St22中，所述校正装置决定包括至少一个校正对象即径向间隙传感器31在内的多个径向间隙传感器31的组合，开始计测这些径向间隙传感器31的输出信号v。

在步骤St23～步骤St25中，探索选择出的各径向间隙传感器31的输出信号(这里也为输出信号v_i、v_j)的极大值及极小值。即，在这些步骤中，取得旋转轴5与径向间隙传感器31处于最接近的状态及成为最远的状态时的输出信号v_i、v_j。具体而言，在步骤St23中，在固定期间内按照规定的周期对正在使旋转轴5进行公转运动的过程中的各径向间隙传感器31的输出信号v_i、v_j进行取样，将通过取样而得到的值保存于所述存储器设备中。在该例中，各径向间隙传感器31的输出信号v_i、v_j与从开始公转运动起算的经过时间(时刻)成对地保存在所述存储器设备中。需要说明的是，取样期间被设定为，旋转轴5通过与各个径向间隙传感器31处于最接近的状态的位置及处于最远的状态的位置。

在步骤St24中，通过调查所述存储器设备所保存的各径向间隙传感器31的输出信号v_i、v_j的值，从而调查在各径向间隙传感器31中输出信号v_i、v_j成为极大值的时刻及成为极小值的时刻。另外，在步骤S24中，从所述存储器设备取得与上述的时刻对应的输出信号v_i、v_j的值(即极大值及极小值)。在步骤St25中，基于各径向间隙传感器31的输出信号v_i、v_j的极大值及极小值、以及分别与上述的极大值及极小值对应的间隙g的值，来设定所述约束条件。然后，基于这些约束条件，消去与各径向间隙传感器31对应的转换式所包含的两个未知参数。

在步骤St26中，针对在步骤St22中选择出的各径向间隙传感器31，取得规定的时刻t处的输出信号v_i(t)及输出信号v_j(t)。但是，这里取得的值是极大值以外且极小值以外的值。需要说明的是，在该步骤St26中，也可以实际上从各径向间隙传感器31取得输出信号v_i、v_j，也可以使用所述存储器设备所保存的值。

在步骤St27中，使用在步骤St26中取得的时刻t处的输出信号v_i(t)、v_j(t)，决定一个联立方程式(参照式(8’))的常数。即，构筑一个方程式(即，设定所述约束条件)。接着，在步骤St28中，确认是否能够构筑出能够求解所述联立方程式(参照式(7’))的式子(方程式)。例如，在不能够构筑出需要数量的方程式的情况下，返回到步骤St26，进一步构筑方程式。此时，在步骤St26中，在与之前的步骤St26的执行时不同的旋转轴5的位置(具体而言为不同的时刻)，取得径向间隙传感器31的输出信号v_i(t)、v_j(t)。

另一方面，在步骤St28中判断到能够构筑出能够求解所述联立方程式(参照式(7’))的数量的方程式的情况下，进行步骤St29的处理。在该步骤St29中，与第一实施方式的例子同样，例如使用遗传算法使未知参数最优化。然后，将通过该最优化而得到的解决定为所述未知参数。若按照这样的方式全部决定出未知参数，则相当于构筑了将径向间隙传感器31的输出转换成间隙g的转换式。

与成为校正对象的径向间隙传感器31对应的转换式例如以所述程序内的函数或表(例如排列变量)这样的形式存放在构成控制器40的所述存储器设备中。由此，成为校正对象的径向间隙传感器31的校正作业结束。但是，在还残留需要校正的径向间隙传感器31的情况下，返回到步骤St21，针对需要校正的径向间隙传感器31，继续进行图11的流程图所示的校正作业。

〈本实施方式中的效果〉

在以上的校正步骤中，得到与第一实施方式同样的效果。另外，在本实施方式中，求出未知参数的算法得以简化。因此，在本实施方式的校正步骤中，相较于第一实施方式的校正方法，能够缩短计算时间。即，在本实施方式中，能够更加容易地进行间隙传感器31、32的校正。

需要说明的是，本实施方式的校正方法也能够应用于推力间隙传感器32。在推力间隙传感器32中，在推力触底轴承7与旋转轴5相接时，输出信号v_i、v_j也成为最大值或最小值，因此，能够将该事实用于校正。作为在校正推力间隙传感器32时使旋转轴5(圆盘部5a)移动的轨迹，例如考虑使旋转轴5在该旋转轴5的轴向上自由落下的情况。

另外，代替将间隙传感器31、32的输出信号v_i、v_j成为极大值或极小值的位置作为基准这一方式，也可以将任一电磁铁组51～54中的间隙g成为极大值或极小值的位置作为基准。具体而言，使用如下状态下的输出信号v_i、v_j来进行校正，该状态是通过任一电磁铁组51～54进行吸引使得旋转轴5与径向触底轴承6接触的状态(即，该电磁铁组51～54与旋转轴5的间隙g为极小值的状态)。这样，即便在电磁铁组51～54与旋转轴5的间隙g为极小值的情况下，也能够容易地计算成为校正对象的间隙传感器31、32与旋转轴5之间的间隙。

《发明的第三实施方式》

在发明的第三实施方式中，也设定三个以上的用于将间隙g与径向间隙传感器31的输出建立关联的条件，即约束条件，并且，使用所述约束条件，构筑将径向间隙传感器31的输出转换成间隙g的转换式。以下也以径向间隙传感器31为例，对校正原理及校正步骤进行说明。

〈校正原理〉

-概要-

在该例中，在使旋转轴5按照通过旋转轴5的可动范围内的上限或下限的位置的轨迹移动的同时，使用对旋转轴5存在于所述上限或所述下限的位置的情况进行检测的位置检测传感器(后述)，读取旋转轴5处于所述上限或所述下限的位置时的间隙传感器31、32的输出，根据读取到的间隙传感器31、32的输出和所述上限或所述下限的位置信息来设定三个以上的所述约束条件，构筑转换式。此时，在本实施方式中，作为位置检测传感器，使用作为校正对象的间隙传感器之外的间隙传感器。

-校正的详细情况-

在以下的说明中，将校正对象即间隙传感器31、32设为间隙传感器i，作为位置检测传感器而将间隙传感器31、32设为间隙传感器j。即，在该例中，使用其他的间隙传感器j的输出信号v_j对规定的间隙传感器i进行校正。这里，如图9那样安装间隙传感器i、j。另外，在本实施方式中，从各间隙传感器i、j的输出信号v_i、v_j转换成间隙检测值g_i^、g_j^的转换式也是与式(1’)相同的形式(即二次式)的转换式。但是，在本实施方式中，也通过在第二实施方式中说明过的方法，预先消去未知参数b_i和未知参数c_i，或通过a_i来表示未知参数b_i和未知参数c_i。即，在本实施方式中，仅a_i是未知参数。

而且，在本实施方式中，在校正时，也与第一实施方式同样，使旋转轴5沿着径向触底轴承6的内周进行公转运动。能够使用参变量s按照如下所述的方式表示该公转运动中的旋转轴5(悬浮体)的轨迹。

x(s)＝cos(s)，y(s)＝sin(s)

另外，能够用式(3’)和式(4’)表示各间隙传感器i、j的位置下的间隙g_i、g_j与轨迹[x(s),y(s)]之间的几何学关系。而且，根据式(4’)求出间隙g_j成为极小值的参变量s的值(这里为s_N)。

s_N＝θ

另外，通常，输出信号v_j与间隙g_j处于单调增加的关系，因此，在间隙g_j成为极小值时，间隙传感器j的输出信号v_j也成为极小值。因此，在参变量s＝s_N的情况下，对应于输出信号v_j为极小值时的间隙传感器j的输出信号v_iN。这里，若实际的间隙g_i与间隙检测值g_i^一致，则也能够通过式(1’)分别得到下式，求出a_i。

g_i＝g_i0-cos(s_N)＝g_i0-cosθ

g_i^＝a_iv_iN ²+b_i(a_i)v_iN+c_i(a_i)

若对上式应用g_i＝g_i^的关系，则能够得到下式。

g_i0-cosθ＝a_iv_iN ²+b_i(a_i)v_iN+c_i(a_i)····(13)

在上式中，v_iN、b_i、c_i是已知的值，因此，若求出左边的值，则能够决定a_i的值。即，若求出式(13)的左边的值，则能够构筑转换式。为了决定式(13)的左边的值，在本实施方式中，利用未成为校正对象的径向间隙传感器31的输出信号v。具体而言，在本实施方式中，首先，使旋转轴5(悬浮体)移动，使得能够确定未成为校正对象的径向间隙传感器31的输出信号v成为极大值或极小值时的位置。然后，将未成为校正对象的径向间隙传感器31用作位置检测传感器，该位置检测传感器确定旋转轴5存在于该旋转轴5的可动范围的上限或下限的位置。若在设定所述约束条件时利用输出信号(电压、电流)成为极小值或极大值这样的情况，则能够判断是否存在于可动范围的上限或下限的位置，因此，用作位置检测传感器的径向间隙传感器31也可以是未完成校正的传感器。

若能够检测到存在于旋转轴5的可动范围的上限或下限的位置，则通过考虑旋转轴5的外径、径向间隙传感器31的内径，也能够求出校正对象即径向间隙传感器31中的间隙g。即，能够设定所述约束条件。然后，若能够设定所述约束条件，则例如能够使用遗传算法等最优化算法，通过以探索方式决定未知参数来确定该未知参数(即，能够构筑转换式)。

〈本实施方式中的校正步骤〉

以径向间隙传感器31为例，来说明基于以上的校正原理而进行的实际的校正步骤。与第一实施方式同样，该校正步骤例如也能够以嵌入到另外准备的个人计算机(在本实施方式中，为了方便说明而也称为校正装置)等中的程序的形式来实现其一部分或全部。

在本实施方式中，在设定三个以上的所述约束条件时，利用未成为“校正”的对象的间隙传感器31、32来确定旋转轴5(悬浮体)的位置，利用其位置信息等来设定所述约束条件。另外，在本实施方式中，在设定所述约束条件时，也利用：在旋转轴5(悬浮体)处于该旋转轴5的可动范围内的上限或下限的位置的情况下，径向间隙传感器31、推力间隙传感器32的输出信号(电压、电流)成为极小值或极大值这样的情况。图12以流程图示出第三实施方式中的校正步骤。以下是着眼于两个径向间隙传感器31进行校正的例子。在说明校正步骤时，根据需要，对输出信号等标注在之前〈校正原理〉的说明中使用过的标号(例如v_i等)。

在本实施方式的流程图的步骤St31中，也进行与第一实施方式的步骤St11同样的处理。即，通过从校正装置向径向控制部41送出规定的信号，以旋转轴5的中心的轨迹成为将径向触底轴承6的中心作为中心的圆周的方式使旋转轴5移动。根据该移动方式，能够确定未成为校正对象的径向间隙传感器31的输出信号(为输出信号v_j)成为极大值时的位置或成为极小值时的位置。当然，使旋转轴5(悬浮体)移动时的轨迹也可以不是圆周状。例如，也可以使旋转轴5在抛物线上移动，或者使旋转轴5自由落下。总之，只要使旋转轴5(悬浮体)移动，以便能够确定未成为校正对象的径向间隙传感器31的输出信号v_j成为极大值或成为极小值时的位置即可。

另外，在步骤St32中，所述校正装置决定包括至少一个校正对象即径向间隙传感器31在内的多个径向间隙传感器31的组合，开始计测这些径向间隙传感器31的输出信号v_i、v_j。在步骤St33中，在固定期间内按照规定的周期对正在使旋转轴5进行公转运动的过程中的各径向间隙传感器31的输出信号v_i、v_j进行取样，将取得的值保存于所述存储器设备中。在该例中，各径向间隙传感器31的输出信号v_i、v_j与从开始公转运动起算的经过时间(时刻)成对地保存在所述存储器设备中。

在步骤St34中，调查存储器设备所保存的、未成为校正对象的径向间隙传感器31的输出信号v_j，从而调查未成为校正对象的径向间隙传感器31的输出信号v_j成为极小值的时刻。另外，从所述存储器设备取得与该时刻对应的、校正对象即径向间隙传感器31的输出信号v_i。

然后，在步骤St35中，算出用于构筑转换式的未知参数(这里为a_i)。具体而言，校正对象即径向间隙传感器31的输出信号v_i对应于式(13)的左边的值(g_i0-cosθ)，能够使用未成为校正对象的径向间隙传感器31(即位置检测传感器)的输出信号v_j来求出式(13)的左边的值。即，在未成为校正对象的径向间隙传感器31的输出信号v_j是极小值或极大值的情况下，能够确定旋转轴5的位置，因此，也能够算出成为校正对象的径向间隙传感器31与旋转轴5的间隙(即，式(13)的左边的值)。由此，能够设定三个以上的所述约束条件，通过使用这些约束条件，能够算出用于构筑转换式的未知参数(这里为a_i)。当按照这样的方式求出未知参数后，成为校正对象的径向间隙传感器31的校正作业结束。但是，在还残留有需要校正的径向间隙传感器31的情况下，返回到步骤St31，针对需要校正的径向间隙传感器31，继续进行校正作业。

〈本实施方式中的效果〉

在以上的校正步骤中，得到与第一实施方式同样的效果。另外，在本实施方式中，求出未知参数的算法得以简化。因此，在本实施方式的校正步骤中，相较于第一实施方式的校正方法，能够缩短计算时间。即，在本实施方式中，能够更加容易地进行间隙传感器31、32的校正。

需要说明的是，在本实施方式中，说明了校正两个间隙传感器的例子，但也能够同时校正三个以上的间隙传感器。在该情况下，无法定义式(6)中的逆矩阵，但通过伪逆矩阵替代即可。

另外，在本实施方式中，代替将间隙传感器31、32的输出信号v_i、v_j成为极大值或极小值的位置作为基准这一方式，也可以将任一电磁铁组51～54中的间隙g成为极大值或极小值的位置作为基准。具体而言，也能够使用如下状态下的输出信号v_i、v_j来进行校正，该状态是通过任一电磁铁组51～54进行吸引使得旋转轴5与径向触底轴承6接触的状态(即，该电磁铁组51～54与旋转轴5的间隙g为极小值的状态)。这样，即便在电磁铁组51～54与旋转轴5的间隙g为极小值的情况下，也能够通过考虑旋转轴5的外径、径向间隙传感器31的内径，容易地计算成为校正对象的间隙传感器31、32与旋转轴5之间的间隙。

另外，本实施方式的校正方法也能够应用于推力间隙传感器32。在推力间隙传感器32中，在推力触底轴承7与旋转轴5相接时，输出信号v_i、v_j也成为最大值或最小值，因此，能够将这一点用于对旋转轴5的位置确定。作为在校正推力间隙传感器32时使旋转轴5(圆盘部5a)移动的轨迹，例如考虑使旋转轴5在该旋转轴5的轴向上自由落下的情况。

《发明的第四实施方式》

在发明的第四实施方式中，也设定三个以上的用于将间隙g与径向间隙传感器31的输出建立关联的条件，即约束条件，并且，使用所述约束条件，构筑将径向间隙传感器31的输出转换成间隙g的转换式。以下也以径向间隙传感器31为例，对校正原理及校正步骤进行说明。

〈校正原理〉

在该例中，也在使旋转轴5按照通过旋转轴5的可动范围内的上限或下限的位置的轨迹移动的同时，使用对旋转轴5存在于所述上限或所述下限的位置的情况进行检测的位置检测传感器(后述)，读取旋转轴5位于所述上限或所述下限的位置时的间隙传感器31、32的输出，根据读取到的间隙传感器31、32的输出和所述上限或所述下限的位置信息来设定三个以上的所述约束条件，构筑转换式。此时，在本实施方式中，与之前的实施方式的不同之处在于，作为位置检测传感器，使用对在线圈65中流动的电流的大小进行检测的电流传感器8。即，在本实施方式中，在求出式(13)的左边的值时，使用电流传感器8来确定旋转轴5存在于该旋转轴5的可动范围内的上限或下限的位置。

具体而言，在本实施方式中，利用在线圈65中电感根据间隙g而变化的情况，通过电流传感器8来检测旋转轴5存在于所述上限或所述下限的位置。详细而言，在本实施方式中，利用间隙g与流过线圈65的电流的振幅成比例并与向线圈65施加的电压成反比这样的事实。具体而言，在本实施方式中，对为了使旋转轴5按照所述轨迹移动而向线圈65施加的电压叠加“具有规定的振幅的电压”，并且，调查叠加后的电压的振幅与由电流传感器8检测到的电流的振幅之比，由此来确定存在于旋转轴5的可动范围内的上限或下限的位置。

此时，所施加的“具有规定的振幅的电压”具体而言是使旋转轴5不影响悬浮控制这样的电压。这里，“不影响悬浮控制这样的电压”是指，即便旋转轴5通过该电压而移动，该移动也落入无法由间隙传感器31、32检测到的程度这样的电压。需要说明的是，作为“具有规定的振幅的电压”，例如考虑施加正弦波或脉冲，该正弦波或脉冲具有频率比为了悬浮控制而施加的电压(这里为用于实现所述轨迹的电压)的频率更高的电压。

若能够通过以上方式来确定存在于旋转轴5的可动范围内的上限或下限的位置，则能够确定校正对象即径向间隙传感器31中的间隙g。即，能够设定所述约束条件。然后，若能够设定所述约束条件，则例如能够使用遗传算法等最优化算法，通过以探索方式决定未知参数来确定该未知参数(即，能够构筑转换式)。

〈本实施方式中的校正步骤〉

以径向间隙传感器31为例，来说明基于以上的校正原理而进行的实际的校正步骤。与第一实施方式同样，该校正步骤例如也能够以嵌入到另外准备的个人计算机(在本实施方式中，为了方便说明而也称为校正装置)等中的程序的形式来实现其一部分或全部。

在本实施方式中，在设定三个以上的所述约束条件时，也利用电流传感器8来确定旋转轴5(悬浮体)的位置，利用其位置信息等来设定所述约束条件。另外，在本实施方式中，在设定所述约束条件时，也利用：在旋转轴5(悬浮体)处于该旋转轴5的可动范围内的上限或下限的位置的情况下，径向间隙传感器31、推力间隙传感器32的输出信号(电压、电流)成为极小值或极大值这样的情况。图13以流程图示出第四实施方式中的校正步骤。需要说明的是，以下是着眼于两个径向间隙传感器31进行校正的例子。

在本实施方式的流程图的步骤St41中，也进行与第一实施方式的步骤St11同样的处理。即，通过从校正装置向径向控制部41送出规定的信号，以旋转轴5的中心的轨迹成为将径向触底轴承6的中心作为中心的圆周的方式使旋转轴5移动。根据该移动方式，能够确定旋转轴5相对于规定的电磁铁组51～54是处于最接近的状态还是处于最远的状态。当然，使旋转轴5(悬浮体)移动时的轨迹也可以不是圆周状。例如，也可以使旋转轴5在抛物线上移动，或者使旋转轴5自由落下。

另外，在步骤St42中，所述校正装置从第一电磁铁组51～第四电磁铁组54中选择任一个电磁铁组。所选择的电磁铁组是任意的，例如考虑选择在与校正对象即径向间隙传感器31的间隙检测方向正交的方向上产生电磁力的电磁铁组。然后，在步骤St42中，将“具有规定的振幅的电压”施加于选择出的电磁铁组51～54(以下，也将“具有规定的振幅的电压”称为“施加电压”)。在步骤St43中，选择校正对象即径向间隙传感器31。需要说明的是，在本实施方式中，能够同时校正多个径向间隙传感器31。因此，在该步骤St43中，也可以将多个径向间隙传感器31选择为校正对象。然后，在步骤St43中，开始计测选择出的这些径向间隙传感器31的输出信号v_i、v_j。

在步骤St44中，在固定期间内按照规定的周期对正在使旋转轴5进行公转运动的过程中的各径向间隙传感器31的输出信号v_i、v_j、向线圈65施加的“施加电压”及电流传感器8的检测值(电流值)进行取样，将通过取样而得到的值保存于所述存储器设备。这里，取样的“施加电压”、“电流值”均涉及作为位置检测传感器发挥功能的电磁铁组。在该例中，径向间隙传感器31的输出信号v_i、v_j等保存于存储器设备的值与从开始公转运动起算的经过时间(时刻)建立关联而被保存在所述存储器设备中。需要说明的是，取样期间设定为：旋转轴5必定通过在步骤St42中选择出的电磁铁组与旋转轴5处于最接近的状态的位置及处于最远的状态的位置。

在步骤St45中，读出所述存储器设备所保存的、施加电压及电流传感器8的检测值(电流值)的值，算出叠加的电压的振幅与由电流传感器8检测到的电流的振幅之比。另外，在步骤St45中，调查算出的比成为极小值的时刻。另外，在步骤St45中，从所述存储器设备读出与比成为极小值的时刻对应的、各个径向间隙传感器31的输出信号v_i、v_j。

在步骤St46中，算出从径向间隙传感器31的输出信号v_i、v_j转换成检测值的转换式中的未知参数。要进行该算出，则除了在步骤St45中读出的输出信号v_i、v_j的值之外，还需要作为校正对象的径向间隙传感器31中的间隙g。能够利用此时旋转轴5与在步骤St42中选择出的电磁铁组最接近这一情况来求出校正对象即径向间隙传感器31中的间隙g。通过这样的步骤St46的处理而设定三个以上的所述约束条件，求出未知参数。当按照这样的方式求出未知参数后，成为校正对象的径向间隙传感器31的校正作业结束。但是，在还残留有需要校正的径向间隙传感器31的情况下，返回到步骤St41，针对需要校正的径向间隙传感器31，继续进行校正作业。

〈本实施方式中的效果〉

在以上的校正步骤中，得到与第一实施方式同样的效果。另外，在本实施方式中，求出未知参数的算法得以简化。因此，在本实施方式的校正步骤中，相较于第一实施方式的校正方法，能够缩短计算时间。即，在本实施方式中，能够更加容易地进行间隙传感器31、32的校正。而且，在本实施方式中，也能够同时校正多个间隙传感器，能够实现高效的校正。

需要说明的是，本实施方式的校正方法也能够应用于推力间隙传感器32。在推力间隙传感器32中，在推力触底轴承7与旋转轴5相接时，输出信号v_i、v_j也成为最大值或最小值，因此，能够将这一点用于对旋转轴5的位置确定。作为在校正推力间隙传感器32时使旋转轴5(圆盘部5a)移动的轨迹，例如考虑使旋转轴5在该旋转轴5的轴向上自由落下的情况。

《发明的第五实施方式》

在发明的第四实施方式中，也设定三个以上的用于将间隙g与径向间隙传感器31的输出建立关联的条件，即约束条件，并且，使用所述约束条件，构筑将径向间隙传感器31的输出转换成间隙g的转换式。以下也以径向间隙传感器31为例，对校正原理及校正步骤进行说明。

〈校正原理〉

-概要-

在该例中，使旋转轴5按照规定的轨迹移动，基于表示此时作用于旋转轴5的力与旋转轴5的位置的关系的运动方程式，设定三个以上的所述约束条件。详细而言，使旋转轴5向“已知的初始位置”移动，并且，除了“已知的力”之外还以“已知的初始速度”使旋转轴5移动，基于所述运动方程式，设定三个以上的所述约束条件。

-校正的详细情况-

具体而言，在本实施方式中，作为“已知的初始位置”，采用了旋转轴5的可动范围内的最高位置。这里，“最高位置”是在所述可动范围内旋转轴5的位置能量最高的位置。另外，作为“已知的力”，利用重力。而且，“已知的初始速度”为零。即，在本实施方式中，利用使旋转轴5从该旋转轴5的可动范围内的最高位置自由落下时的运动方程式。通过使旋转轴5自由落下，基于从旋转轴5的自由落下开始起算的时间，能够确定旋转轴5的位置。以下，详细说明如何通过运动方程式来确定旋转轴5的位置。

这里，旋转轴5的位置的原点与径向触底轴承6的中心一致，校正对象即径向间隙传感器31安装在铅垂方向上的上方。此时，当旋转轴5在触底轴承的最上点(旋转轴5的最高位置)与径向触底轴承6接触而静止时，通过下式来表示旋转轴5的在铅垂方向上的位置及旋转轴5的速度。

y(t＝0)＝g_TD····(14)

dy/dt(t＝0)＝0····(15)

这里，上式中“t”是从开始自由落下时起算的经过时间。g_TD是从径向触底轴承6的内径减去悬浮体5的外径并用其结果除以2而得到的值。若旋转轴5开始自由落下，则在旋转轴5上仅作用有铅垂向下的重力。因此，悬浮体5中的在铅垂方向上的运动方程式会如下所述。其中，在下式中，m为悬浮体5的质量。

m×d²x/dt²＝-m×gr····(16)

这里，若对式(16)进行积分并根据式(14)及式(15)决定积分常数，则铅垂方向上的悬浮体5的位置相对于时间t会如下所述。其中，gr为重力的加速度(以下相同)。

y(t)＝g_TD-gr×t²/2

若使用该式，则能够确定旋转轴5的位置。这样，能够确定旋转轴5的位置是指也能够算出与该位置对应的时间内的各径向间隙传感器31的间隙g。换言之，能够确定旋转轴5的位置是指能够设定所述约束条件。在本实施方式中，具体而言，按照如下所述的方式进行约束条件的设定。

首先，与式(1’)同样地，用输出信号v的二次多项式定义出从间隙传感器的输出信号v转换成间隙检测值g^的转换式。此时，选择从旋转轴5开始自由落下直至到达径向触底轴承6为止的不同的任意三个时刻t1、t2、t3。这样，此时的旋转轴5的位置分别为，y(t1)＝g_TD-gt₁ ²/2、y(t2)＝g_TD-gr×t₂ ²/2、y(t3)＝g_TD-gr×t₃ ²/2。另外，与各个时刻t1、t2、t3对应的输出信号v为v₁、v₂、v₃。另外，将校正对象即径向间隙传感器31的间隙基准长(旋转轴5的位置为径向触底轴承6的中心时的间隙长)设为g₀。另外，假定为间隙检测值g^与间隙g一致(g^＝g)。根据以上内容，针对互不相同的三个时刻t1、t2、t3，得到以下的三个式子。

g₀-(g_TD-gr×t₁ ²/2)＝av₁ ²+bv₁+c····(17)

g₀-(g_TD-gr×t₂ ²/2)＝av₂ ²+bv₂+c····(18)

g₀-(g_TD-gr×t₃ ²/2)＝av₃ ²+bv₃+c····(19)

根据这些式(17)～(19)，能够设定出所述约束条件，从而能够求出未知参数a、b、c。若求出未知参数，则能够构筑(即“校正”)转换式。

〈本实施方式中的校正步骤〉

以径向间隙传感器31为例，来说明基于以上的校正原理而进行的实际的校正步骤。与第一实施方式同样，该校正步骤例如也能够以嵌入到另外准备的个人计算机(在本实施方式中，为了方便说明而也称为校正装置)等中的程序的形式来实现其一部分或全部。

在以下的说明中，径向磁轴承21的第三电磁铁组53与第四电磁铁组54的对置方向(即Y方向)为重力的作用方向(参照图2)。另外，旋转轴5的最高位置(在旋转轴5的可动范围内的旋转轴5的位置能量最高的位置)为被第三电磁铁组53吸引而与磁轴承芯61相接的位置。

图14以流程图示出第五实施方式中的校正步骤。在图14所示的步骤St51中，通过使电流在构成第三电磁铁组53的第五电磁铁75及第六电磁铁76的各线圈65中流动而产生规定的电磁力。即，在步骤St51中，向旋转轴5施加铅垂朝上的力而提起旋转轴5。这里，若连结第三电磁铁组53和径向触底轴承6的中心的线与由第三电磁铁组53产生的电磁力的作用线一致，则旋转轴5在径向触底轴承6内的最上点与径向触底轴承6接触而静止。即，在步骤St51中，使旋转轴5移动到其最高位置。在步骤St52中，停止向第五电磁铁75及第六电磁铁76的各线圈65的通电，使旋转轴5借助重力而自由落下。

在步骤St53中，在旋转轴5自由落下的期间，连续地对从停止向第五电磁铁75及第六电磁铁76的通电起算的时刻和校正对象即径向间隙传感器31的输出信号v进行取样，将取得的输出信号v与和其对应的时刻相互建立关联而存放于所述存储器设备。

在步骤St54中，利用在自由落下的过程中向旋转轴5施加的力仅为重力这一情况来求解自由落下时的运动方程式，根据通电停止时的旋转轴5的位置(具体而言，径向触底轴承6内的最上点)的坐标值来决定所述积分常数。

在步骤St55中，首先，选择在步骤St53中取样的自由落下的过程中的三点以上的时刻。若时刻的选择结束，则将所述存储器设备所存放的输出信号v的值与和输出信号v分别对应的时刻之间的关系应用于自由落下时的关系式(参照式(17)～(19))。具体而言，根据时刻算出式(17)～(19)的各个左边的值。另外，根据与该时刻对应的输出信号v，构成式(17)～(19)的各个右边。由此，能够设定出三个以上的所述约束条件。这样，若决定三个以上的所述约束条件，则通过求解式(17)～(19)的联立方程式，能够求出未知参数(参照式(17)～(19)的右边)(参照步骤St56)。当求出全部的未知参数后，成为校正对象的径向间隙传感器31的校正作业结束。

〈本实施方式中的效果〉

在以上的校正步骤中，得到与第一实施方式同样的效果。另外，在本实施方式中，求出未知参数的算法得以简化，因此，在本实施方式的校正步骤中，相较于第一实施方式的校正方法，能够缩短计算时间。即，在本实施方式中，能够更加容易地进行间隙传感器31、32的校正。而且，在本实施方式中，也能够同时校正多个间隙传感器，能够实现高效的校正。

需要说明的是，作为“已知的力”，也可以利用径向磁轴承21所包括的电磁铁71～78的电磁力。当然，通常重力始终作用于悬浮体5，因此，在利用电磁铁71～78的电磁力的情况下的运动方程式中，也需要考虑重力。

另外，“已知的初始位置”也是示例，不限定于旋转轴5的可动范围内的最高位置。例如，在重力方向与用于使旋转轴5向初始位置移动的电磁铁组51～54的电磁力的作用线偏移的情况下，考虑将与该电磁铁组51～54最接近的位置设为“已知的初始位置”。

另外，本实施方式的校正方法也能够应用于推力间隙传感器32。例如，在以推力触底轴承7与旋转轴5相接时旋转轴5成为最高位置的方式配置有磁轴承装置10的情况下(例如在旋转轴5的轴向与重力的作用方向一致的情况下)，考虑使旋转轴5在轴向上自由落下来实施上述的校正方法。

《其他实施方式》

需要说明的是，关于在各实施方式中说明过的校正步骤，代替安装于如所述那样独立的校正装置(个人计算机)，也可以以软件这样的形式嵌入到磁轴承装置10内。在嵌入到磁轴承装置10的情况下，例如考虑作为供控制器40所执行的程序而安装于该控制器40内。

另外，悬浮体5的位置控制(悬浮控制)中的成为位置的基准的基准物不限定于径向触底轴承6、推力触底轴承7。例如，考虑将径向间隙传感器31、推力间隙传感器32作为基准物。在该情况下，例如，间隙传感器31、32的前端与旋转轴5之间的距离是间隙g。

-产业实用性-

本发明作为间隙传感器的校正方法是有用的。

-符号说明-

5 旋转轴(悬浮体)

6 径向触底轴承(辅助轴承)

7 推力触底轴承(辅助轴承)

8 电流传感器

21 径向磁轴承

22 推力磁轴承

31 径向间隙传感器

32 推力间隙传感器

71～78 电磁铁

Claims (9)

1.一种间隙传感器的校正方法，所述间隙传感器(31、32)设置于通过电磁力以非接触的形式对悬浮体(5)进行支承的磁轴承(21、22)，并检测所述悬浮体(5)的位置控制中的成为位置的基准的基准物与所述悬浮体(5)之间的间隙(g)，所述间隙传感器的校正方法的特征在于，

所述间隙传感器的校正方法具有构筑步骤，在该构筑步骤中，设定三个以上的用于将所述间隙(g)与所述间隙传感器(31、32)的输出信号(v)建立关联的条件，即约束条件，并且，使用所述约束条件，构筑将所述间隙传感器(31、32)的输出信号(v)转换成所述间隙(g)的转换式，

所述构筑步骤包括：

使所述悬浮体(5)按照规定的轨迹移动的步骤；

读取步骤，在所述读取步骤中，在所述轨迹上的互不相同的多个位置处，从多个所述间隙传感器(31、32)分别读取输出信号；以及

在所述多个间隙传感器(31、32)相互被约束的、所述间隙(g)与所述轨迹的几何学关系式中应用从多个所述间隙传感器(31、32)分别读取的输出信号，设定三个以上的所述约束条件来构筑所述转换式的步骤。

2.根据权利要求1所述的间隙传感器的校正方法，其特征在于，

所述轨迹是使所述悬浮体(5)在与辅助轴承(6、7)接触的状态下移动的情况下的轨迹，所述辅助轴承(6、7)通过与所述悬浮体(5)接触而进行支承，从而防止所述悬浮体(5)与所述磁轴承(21、22)的接触。

3.根据权利要求1所述的间隙传感器的校正方法，其特征在于，

在所述读取步骤中，至少读取所述悬浮体(5)在可动范围内的上限或下限的位置时的所述间隙传感器(31、32)的输出，

在所述构筑步骤中，基于所述上限或所述下限的位置来设定一个所述约束条件，构筑所述转换式。

4.一种间隙传感器的校正方法，所述间隙传感器(31、32)设置于通过电磁力以非接触的形式对悬浮体(5)进行支承的磁轴承(21、22)，并检测所述悬浮体(5)的位置控制中的成为位置的基准的基准物与所述悬浮体(5)之间的间隙(g)，所述间隙传感器的校正方法的特征在于，

所述间隙传感器的校正方法具有构筑步骤，在该构筑步骤中，设定三个以上的用于将所述间隙(g)与所述间隙传感器(31、32)的输出信号(v)建立关联的条件，即约束条件，并且，使用所述约束条件，构筑将所述间隙传感器(31、32)的输出信号(v)转换成所述间隙(g)的转换式，

所述构筑步骤包括：

使所述悬浮体(5)按照通过所述悬浮体(5)的可动范围内的上限或下限的位置的轨迹而移动的步骤；

使用位置检测传感器，读取所述悬浮***于所述上限或所述下限的位置时的所述间隙传感器(31、32)的输出的步骤，所述位置检测传感器检测所述悬浮体存在于所述上限或所述下限的位置；以及

根据读取到的所述间隙传感器的输出和所述上限或所述下限的位置信息，设定三个以上的所述约束条件来构筑所述转换式的步骤。

5.根据权利要求4所述的间隙传感器的校正方法，其特征在于，

在所述构筑步骤中，使用成为所述转换式的构筑的对象的间隙传感器(31、32)以外的间隙传感器(31、32)作为所述位置检测传感器，基于作为所述位置检测传感器的间隙传感器(31、32)的检测值为极大值或极小值，来确定所述悬浮体(5)存在于所述上限或所述下限的位置。

6.根据权利要求4所述的间隙传感器的校正方法，其特征在于，

在所述构筑步骤中，使用对设置于所述磁轴承(21、22)的电磁铁(71～78)的电流进行检测的电流传感器(8)作为所述位置检测传感器，向使所述悬浮体(5)按照所述轨迹移动的电压叠加具有规定的振幅的电压，并且，基于叠加后的电压的振幅和由所述位置检测传感器检测到的电流的振幅之比，来确定所述悬浮体(5)存在于所述上限或所述下限的位置。

7.一种间隙传感器的校正方法，所述间隙传感器(31、32)设置于通过电磁力以非接触的形式对悬浮体(5)进行支承的磁轴承(21、22)，并检测所述悬浮体(5)的位置控制中的成为位置的基准的基准物与所述悬浮体(5)之间的间隙(g)，所述间隙传感器的校正方法的特征在于，

所述间隙传感器的校正方法具有构筑步骤，在该构筑步骤中，设定三个以上的用于将所述间隙(g)与所述间隙传感器(31、32)的输出信号(v)建立关联的条件，即约束条件，并且，使用所述约束条件，构筑将所述间隙传感器(31、32)的输出信号(v)转换成所述间隙(g)的转换式，

所述构筑步骤包括：

使所述悬浮体(5)向已知的初始位置移动，并且，除了已知的力之外还以已知的初始速度使所述悬浮体(5)移动的步骤；以及

基于表示所述已知的力与所述悬浮体(5)的位置的关系的运动方程式，设定三个以上的所述约束条件的步骤。

8.根据权利要求7所述的间隙传感器的校正方法，其特征在于，

在所述构筑步骤中，作为所述初始位置而采用所述悬浮体的可动范围内的最高位置，作为所述已知的力而使用重力。

9.根据权利要求7所述的间隙传感器的校正方法，其特征在于，

在所述构筑步骤中，将设置于所述磁轴承(21、22)的电磁铁(71～78)的电磁力作为所述已知的力而施加于所述悬浮体(5)。

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