JP2001141410A - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
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- JP2001141410A JP2001141410A JP2000070326A JP2000070326A JP2001141410A JP 2001141410 A JP2001141410 A JP 2001141410A JP 2000070326 A JP2000070326 A JP 2000070326A JP 2000070326 A JP2000070326 A JP 2000070326A JP 2001141410 A JP2001141410 A JP 2001141410A
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Abstract
の検出可能化。 【解決手段】 コイル部10は同相励磁される複数のコ
イル区間LA〜LDを変位方向に順次配列してなる。磁
性体又は導電体等からなる磁気応答部材11のコイル部
に対する相対的位置が検出対象位置に応じて変化する。
この相対的位置に応じてコイル区間のインダクタンスが
変化し、該部材11の端部11aが1つのコイル区間の
一端から他端まで変位する間で該コイル区間の両端間電
圧が漸増又は漸減する。アナログ演算回路20,21で
は、各コイル区間から取り出した電圧を加算及び/又は
減算することにより、検出対象位置に応じてサイン及び
コサイン関数特性に従う振幅をそれぞれ示す2つの交流
出力信号を生成する。該交流出力信号における振幅値の
相関関係から該振幅値を規定するサイン及びコサイン関
数における特定の位相値θを検出し、検出対象の位置検
出データを生成する。
Description
コイルとこのコイルに対して相対的に変位する磁性体又
は導電体とを含んで構成される位置検出装置に関し、所
定範囲での直線位置または回転位置の検出に適したもの
であり、特に、1相の交流で励磁される1次コイルのみ
を使用して複数相の振幅関数特性を示す出力交流信号を
検出対象位置に応じて生成するものに関する。
器が知られている。2ワイヤタイプLVDTは、1個の
1次コイルと1個の2次コイルとからなり、磁性体から
なる可動部のコイル部への侵入量に応じて1次2次コイ
ル間の誘導結合が変化し、それに応じた電圧レベルの誘
導出力信号を2次コイルに生成する。3ワイヤタイプL
VDTは、1個の1次コイルと逆相直列接続された2個
の2次コイルとからなる差動トランス構成であり、この
場合は、所定長の磁性体からなる可動部が逆相2次コイ
ルのどちらかへの侵入量に応じて1次2次コイル間の誘
導結合がバランス的に変化し、それに応じた電圧レベル
の誘導出力信号を2次コイルに生成する。このLVDT
の2次出力信号をアナログ的に加算または減算する演算
を行うことで、可動部の位置に応じたサイン特性の出力
信号とコサイン特性の出力信号とを生成し、これらのサ
イン特性の出力信号とコサイン特性の出力信号とをRD
コンバータで処理して、可動部の位置を検出したディジ
タルデータを生成する。また、別のタイプの位置検出器
として、励磁コイルのみを設け、可動磁性体コアの変位
に応じたその自己インダクタンスの変化をR−L回路に
よる移相量を測定することで検出するようにしたものも
知られている。
は、1次コイルと2次コイルが必要であるため、部品点
数が多くなり、製造コストを低廉にするのに限界があっ
た。また、小型化するにも限界があった。また、可動部
の位置に応じたサイン特性及びコサイン特性の出力信号
における利用可能な位相角範囲は、2ワイヤタイプLV
DTでは45度程度、3ワイヤタイプLVDTでは90
度程度と比較的狭く、検出可能位相角範囲を拡大するこ
とは困難であった。また、3ワイヤタイプLVDTで
は、可動部がコイル部の中央に位置する状態を基準にし
てその左右に変位する位置しか検出することができない
ため、応用の際に、使い勝手が悪いという問題があっ
た。また、検出対象の微小変位に対する検出分解能が悪
かった。一方、励磁コイルの自己インダクタンスを測定
するタイプの位置検出器では、コイル数を減らすことが
できるが、検出対象の変位に応じた移相量が狭い範囲で
しか得られないため、実際はその移相量の測定が困難で
あり、また、検出分解能が悪く、実用化には不向きであ
った。また、周辺環境温度の変化に付随してコイルのイ
ンピーダンスが変化すると、移相量も変化してしまうた
め、温度特性の補償を行うことができなかった。
で、小型かつシンプルな構造を持つと共に、利用可能な
位相角範囲を広くとることができ、また、検出対象の変
位が微小でも高分解能での検出が可能であり、温度特性
の補償も容易な、位置検出装置を提供しようとするもの
である。
置は、交流信号で励磁される複数のコイルを配置してな
るコイル部と、前記コイル部に対して相対的に変位する
よう配置された磁気応答部材であって、検出対象の変位
に応じて該部材と前記コイル部との相対的位置が変化
し、この相対的位置に応じて各コイルのインピーダンス
を変化させ、このインピーダンス変化に基づき前記相対
的位置が所定の範囲にわたって変化する間で各コイルに
生じる電圧が変化するようにしてなり、この各コイルに
生じる電圧は前記検出対象位置の変化に対応して各コイ
ル毎に特有の変化パターンを示すものと、前記各コイル
に生じる電圧を取り出し、それらを組み合わせて演算す
ることにより、所定の周期的関数特性を振幅係数として
持つ少なくとも1つの交流出力信号を生成するアナログ
演算回路とを具えたものである。
導電体の少なくとも一方を含んでなるものである。磁気
応答部材が磁性体からなる場合は、該部材のコイルに対
する近接の度合いが増すほど、該コイルの自己インダク
タンスが増加して、該コイルの電気的インピーダンスが
増加し、該コイルに生じる電圧、つまり端子間電圧(若
しくは電圧降下)、が増加する。反対に、該磁気応答部
材のコイルに対する近接の度合いが減少するほど、該コ
イルのインダクタンスが減少して、該コイルの電気的イ
ンピーダンスが減少し、該コイルに生じる電圧、つまり
端子間電圧、が減少する。こうして、検出対象の変位に
伴い、コイルに対する磁気応答部材の相対的位置が所定
の範囲にわたって変化する間で該コイルに生じる電圧、
つまり端子間電圧は、増加若しくは減少変化することに
なる。
応答部材の相対的位置が所定の範囲にわたって変化する
間で該コイルの端子間電圧が示す漸増変化カーブは、サ
イン関数における0度から90度までの範囲の関数値変
化になぞらえることができる。複数のコイルが設けられ
ており、これら各コイルに対する磁気応答部材の位置
が、検出対象の変位に応じて相対的に変位するにつれ、
各コイルの端子間電圧の漸増(又は漸減)変化が異なる
態様で起こる。例えば、或る所定区間で或るコイルの出
力電圧が漸増変化カーブ特性を示し、それに続く別の所
定区間で別のコイルの出力電圧が漸増変化カーブ特性を
示すとすると、1番目のコイルの出力電圧から2番目の
コイルの出力電圧を減算するように組み合わせ演算を行
うと、振幅電圧が漸増したのち漸減するような、サイン
関数における0度から180度までの範囲の関数特性を
得ることができる。このような各コイル出力電圧の組合
せ演算は、また、その減算演算による相殺効果によっ
て、温度ドリフト補償を自動的に行うことができるの
で、精度のよい位置検出を簡便な構成で実現することが
できる。
電圧)の漸増(又は漸減)変化を、所定周期的関数の部
分的位相範囲での変化に見立ててこれらを適宜組み合わ
せて演算(加算及び/又は減算)することにより、検出
対象位置に応じて所定の周期wg関数特性に従う振幅を
それぞれ示す複数の交流出力信号を生成することができ
る。すなわち、各コイル区間の両端間電圧をそれぞれ取
り出し、それらを加算及び/又は減算して組合わせるこ
とにより、検出対象位置に応じて所定の周期的関数特性
に従う振幅係数を持つ1又は複数の交流出力信号を生成
することができる。生成される複数の交流出力信号は、
各交流出力信号の振幅を規定する周期的関数特性は所定
位相だけずれているものであることが好ましい。そうす
れば、例えば、レゾルバのように、検出対象位置に応じ
てサイン関数特性に従う振幅係数を持つ交流出力信号
と、コサイン関数特性に従う振幅係数を持つ交流出力信
号とを生成することができる。
信号によって励磁される複数のコイル区間を検出対象の
変位方向に沿って順次配列してなるコイル部と、前記コ
イル部に対して相対的に変位するよう配置された磁気応
答部材であって、検出対象位置に応じて該部材と前記コ
イル部との相対的位置が変化し、この相対的位置に応じ
て各コイル区間のインダクタンスを変化させ、前記部材
が1つのコイル区間の一端から他端まで変位する間で該
コイル区間に生じる電圧が漸増又は漸減するようにした
ものと、前記各コイル区間の電圧をそれぞれ取り出し、
それらを組み合わせて演算することにより、前記検出対
象位置に応じて所定の周期的関数特性に従う振幅を示す
少なくとも1つの交流出力信号を生成するアナログ演算
回路とを具えたものである。
磁性体からなる場合は、該部材の各コイル区間に対する
近接又は侵入の度合いが増すほど該コイル区間の自己イ
ンダクタンスが増加し、該磁気応答部材部材の端部が1
つのコイル区間の一端から他端まで変位していく間で該
コイル区間に生じる電圧(つまり両端間電圧若しくは端
子間電圧)が漸増する。複数のコイル区間が検出対象の
変位方向に沿って順次配列されてなることにより、これ
ら各コイル区間に対する磁気応答部材の位置が、検出対
象の変位に応じて相対的に変位するにつれ、各コイル区
間の両端間電圧の漸増(又は漸減)変化が順番に起こ
る。よって、このコイル端子間電圧の漸増(又は漸減)
変化を、所定周期関数の部分的位相範囲での変化に見立
ててこれらを組み合わせて利用することにより、検出対
象位置に応じて所定の周期関数特性に従う振幅をそれぞ
れ示す複数の交流出力信号を生成することができる。す
なわち、各コイル区間の両端間電圧をそれぞれ取り出
し、それらを加算及び/又は減算して組合わせることに
より、検出対象位置に応じて所定の周期関数特性に従う
振幅をそれぞれ示す複数の交流出力信号を生成すること
ができる。
が1つのコイル区間の一端から他端まで変位する間に生
じる該コイル区間の両端間電圧の漸増変化カーブは、例
えばサイン関数における0度から90度までの範囲の関
数値変化になぞらえることができる。また、この漸増変
化カーブは、その振幅を負に反転して、所定レベル(オ
フセットレベル)を加算する電圧シフトを行なえば、所
定レベルから漸減する漸減変化カーブに変換することが
できる。このような漸減変化カーブは、例えばサイン関
数における90度から180度までの範囲の関数値変化
になぞらえることができる。かくして、順番に並んだ4
つのコイル区間における、順番に起こる、それらの両端
間電圧の漸増変化は、必要に応じて適宜の加算及び/又
は減算を施すことにより、サイン関数における0度から
90度までの範囲の関数値変化、90度から180度ま
での範囲の関数値変化、180度から270度までの範
囲の関数値変化、270度から360度までの範囲の関
数値変化、にそれぞれなぞらえることができる。各範囲
におけるカーブの傾斜方向や電圧シフトのオフセットレ
ベルは、適切なアナログ演算により、適宜コントロール
することができる。しかして、検出対象位置に応じてサ
イン関数特性に従う振幅を示す第1の交流出力信号を生
成することができ、また、このサイン関数に対して90
度位相ずれた同一特性の周期関数つまりコサイン関数の
特性に従う振幅を示す第2の交流出力信号を生成するこ
ともできる。
検出対象位置に応じてサイン及びコサイン関数特性に従
う振幅をそれぞれ示す2つの交流出力信号を生成するこ
とができる。例えば、検出対象位置を角度θに置き換え
て示すと、概ね、サイン関数特性を示す振幅を持つ交流
出力信号は、sinθsinωtで示すことができるも
のであり、コサイン関数特性を示す振幅を持つ交流出力
信号は、cosθsinωtで示すことができるもので
ある。これは、レゾルバといわれる位置検出器の出力信
号の形態と同様のものであり、極めて有用なものであ
る。例えば、前記アナログ演算回路で生成された前記2
つの交流出力信号を入力し、該2つの交流出力信号にお
ける振幅値の相関関係から該振幅値を規定する前記サイ
ン及びコサイン関数における位相値を検出し、検出した
位相値に基づき前記検出対象の位置検出データを生成す
る振幅位相変換部を具備するようにするとよい。
導電体を使用した場合は、渦電流損によってコイルの自
己インダクタンスが減少し、磁気応答部材の端部が1つ
のコイル区間の一端から他端まで変位する間で該コイル
区間の両端間電圧が漸減することになる。この場合も、
上記と同様に検出することが可能である。磁気応答部材
として、磁性体と導電体を組合わせたハイブリッドタイ
プのものを用いてもよい。別の実施形態として、磁気応
答部材として永久磁石を含み、コイル部は磁性体コアを
含むようにしてもよい。この場合は、コイル部の側の磁
性体コアにおいて永久磁石の接近に応じて対応する箇所
が磁気飽和又は過飽和となり、該磁気応答部材すなわち
永久磁石が1つのコイル区間の一端から他端まで変位す
る間で該コイル区間の両端間電圧が漸減することにな
る。
のみを設ければよく、2次コイルは不要であるため、小
型かつシンプルな構造の位置検出装置を提供することが
できる。また、複数のコイルを検出対象の変位方向に沿
って順次配列してなり、磁気応答部材の端部が1つのコ
イル区間の一端から他端まで変位する間で該コイル区間
の両端間電圧が漸増(又は漸減)する特性の変化が、各
コイル間で順番に起こるので、各コイル区間の電圧をそ
れぞれ取り出してそれらを加算及び/又は減算して組合
わせることにより、検出対象位置に応じて所定の周期関
数特性に従う振幅をそれぞれ示す複数の交流出力信号
(例えばサイン及びコサイン関数特性に従う振幅をそれ
ぞれ示す2つの交流出力信号)を容易に生成することが
でき、利用可能な位相角範囲を広くとることができる。
例えば、上記のように、0度から360度までのフルの
位相角範囲で検出を行うことも可能である。同じ温度特
性を示す複数のコイル区間の出力電圧を加算又は減算し
て組合わせて所定の周期関数特性に従う振幅をそれぞれ
示す複数の交流出力信号を生成するので、温度特性が自
動的に補償されることとなり、温度変化の影響を排除し
た位置検出を容易に行うことができる。更に、これら複
数の交流出力信号における振幅値の相関関係から該振幅
値を規定する所定周期関数(例えばサイン及びコサイン
関数)における位相値を検出することで、検出対象の変
位が微小でも高分解能での位置検出が可能である。
電圧を発生する手段を更に具え、前記アナログ演算回路
は、前記各コイル若しくは各コイル区間からの電圧に前
記基準電圧を組み合わせて演算するようにしてもよい。
コイル若しくはコイル区間の数が少ない場合、磁気応答
部材の端部が1つのコイル区間の一端から他端まで変位
する間に生じる該コイル区間の両端間電圧の漸増(又は
漸減)変化カーブは少ししか発生されない。そこで、別
途発生した基準電圧と各コイルの出力電圧とを組合わせ
て演算することで、検出対象位置に応じて所定の周期関
数特性に従う振幅をそれぞれ示す複数の交流出力信号、
典型的には、検出対象位置に応じてサイン及びコサイン
関数特性に従う振幅をそれぞれ示す2つの交流出力信
号、を生成することができるようにしている。基準電圧
を発生する手段としては、任意の構成のダミーのインピ
ーダンス要素を用いてよい。例えば、抵抗素子でもよい
し、コイルのようなインダクタンス手段でもよい。
明の実施の形態を詳細に説明しよう。図1は、サイン及
びコサイン関数特性を示す振幅をそれぞれ持つ2つの交
流出力信号において、電気角で0度から360度までの
フルの範囲での振幅変化が得られるようにする実施例を
示す。図1(A)は、この実施例に係る位置検出装置に
おけるコイル部10と磁気応答部材11との物理的配置
関係の一例を外観略図によって示すもの、同図(B)は
そのコイル軸方向断面略図、同図(C)は該コイル部1
0の電気回路の一例を示す図である。図1に示す位置検
出装置は、検出対象の直線位置を検出するものであり、
例えば、コイル部10が相対的に固定されており、磁気
応答部材11が検出対象の変位に応じて相対的に直線変
位する。この逆に、磁気応答部材11を相対的に固定
し、コイル部10を検出対象の変位に応じて相対的に変
位させてもよいのは勿論である。コイル部10は、所定
の1相の交流信号によって励磁される複数のコイル区間
(図示例では6個のコイル区間Lα,LA,LB,L
C,LD,Lβ)を、検出対象の変位方向に沿って順次
配列してなる。例えば、各コイル区間Lα,LA,L
B,LC,LD,Lβは、巻数、コイル長等の性質が同
等であるとする。磁気応答部材11は、例えば棒状の鉄
のような磁性体からなり、コイル部10のコイル空間内
に侵入する。一例として、図の右方向に磁気応答部材1
1が進行するとき、磁気応答部材11の先端11aが、
最初にコイル区間Lαに侵入し、次に、コイル区間L
A,LB,LC,LDの順に侵入していき、最後にコイ
ル区間Lβに侵入する。2点鎖線11’は最後のコイル
区間Lβにまで侵入した磁気応答部材11を示してい
る。
C,LDに対応する範囲が有効検出範囲である。1つの
コイル区間の長さをKとすると、その4倍の長さ4Kが
有効検出範囲となる。有効検出範囲の前後に1づつ設け
られたコイル区間Lα,Lβは補助コイルである。補助
コイルLα,Lβは、コサイン関数特性を忠実に得るこ
とができるようにするために設けたものであり、精度を
それほど追及しない場合は、省略可能である。
α,LA,LB,LC,LD,Lβは、交流電源12か
ら発生される所定の1相の交流信号(仮にsinωtで
示す)によって定電圧又は定電流で励磁される。各コイ
ル区間Lα,LA,LB,LC,LD,Lβの両端間電
圧をそれぞれVα,VA,VB,VC,VD,Vβで示
すと、このそれぞれの電圧Vα,VA,VB,VC,V
D,Vβを取り出すために、端子13〜19が設けられ
ている。容易に理解できるように、各コイル区間Lα,
LA,LB,LC,LD,Lβは、物理的に切り離され
た別々のコイルである必要はなく、一連のコイルの全長
を6分割する位置に端子13〜19を設けるだけでよ
い。すなわち、端子13,14間のコイル部分がコイル
区間Lαとなり、端子14,15間のコイル部分がコイ
ル区間LA、端子15,16間のコイル部分がコイル区
間LB、端子16,17間のコイル部分がコイル区間L
C、端子17,18間のコイル部分がコイル区間LD、
端子18,19間のコイル部分がコイル区間Lβ、とな
る。各コイル区間の出力電圧Vα,VA,VB,VC,
VD,Vβは、アナログ演算回路20及び21に所定の
組み合わせで入力され、所定の演算式に従って加算又は
減算されることで、各アナログ演算回路20及び21か
ら検出対象位置に応じたサイン及びコサイン関数特性を
示す振幅をそれぞれ持つ2つの交流出力信号(つまり互
に90度位相のずれた振幅関数特性を持つ2つの交流出
力信号)が生成される。例示的に、アナログ演算回路2
0の出力信号をsinθsinωtで示し、アナログ演
算回路21の出力信号をcosθsinωtで示す。ア
ナログ演算回路20及び21は、オペアンプOP1,O
P2と抵抗回路群RS1,RS2とを含んで構成され
る。
LA〜LD,Lβとして物理的に別々のコイルを使用
し、これらを直列接続して所定の1相の交流信号によっ
て一括励磁するか、若しくは所定の1相の交流信号によ
って別々の励磁回路を介して同相励磁するようにしても
よい。しかし、最初に述べたような1つのコイルを所要
の複数の各コイル区間に対応して複数の中間位置で分け
て使用する実施形態が最もシンプルである。なお、以
下、各コイル区間Lα,LA〜LD,Lβを、単に「コ
イル」という。
コイルに対する近接又は侵入の度合いが増すほど該コイ
ルの自己インダクタンスが増加し、該部材の端部が1つ
のコイルの一端から他端まで変位する間で該コイルの両
端間電圧が漸増する。複数のコイルLα,LA,LB,
LC,LD,Lβが検出対象の変位方向に沿って順次配
列されてなることにより、これらコイルに対する磁気応
答部材の位置が、検出対象の変位に応じて相対的に変位
するにつれ、図2(A)に例示するように、各コイルの
両端間電圧Vα,VA,VB,VC,VD,Vβの漸増
変化が順番に起こる。図2(A)において、或るコイル
の出力電圧が傾斜している区間において、当該コイルの
一端から他端に向かって磁気応答部材11の端部が変位
していることになる。典型的には、磁気応答部材11の
端部が或る1つのコイルの一端から他端まで変位する間
に生じる該コイルの両端間電圧の漸増変化カーブは、サ
イン又はコサイン関数における90度の範囲の関数値変
化になぞらえることができる。そこで、各コイルの出力
電圧Vα,VA,VB,VC,VD,Vβをそれぞれ適
切に組み合わせて加算及び/又は減算することにより、
検出対象位置に応じたサイン及びコサイン関数特性を示
す振幅をそれぞれ持つ2つの交流出力信号sinθsi
nωt及びcosθsinωtを生成することができ
る。
イルLA,LB,LC,LDの出力電圧VA,VB,V
C,VDを下記式(1)のように演算することで、図2
(B)に示すようなサイン関数特性の振幅カーブを示す
交流出力信号を得ることができ、これは、等価的に「s
inθsinωt」で示すことができる。 (VA−VB)+(VD−VC) …式(1)
Lα,LA,LB,LC,LD,Lβの出力電圧Vα,
VA,VB,VC,VD,Vβを下記式(2)のように
演算することで、図2(B)に示すようなコサイン関数
特性の振幅カーブを示す交流出力信号を得ることができ
る。なお、図2(B)に示すコサイン関数特性の振幅カ
ーブは、実際はマイナス・コサイン関数特性つまり「−
cosθsinωt」であるが、サイン関数特性に対し
て90度のずれを示すものであるからコサイン関数特性
に相当するものである。従って、これをコサイン関数特
性の交流出力信号といい、以下、等価的に「cosθs
inωt」で示す。 (VA−Vα)+(VB−VC)+(Vβ−VD) …式(2) なお、式(2)の演算に代えて、下記の式(2')の演
算を行なってもよい。 (VA−Vα)+(VB−VC)−VD …式(2')
ン関数特性の交流出力信号「−cosθsinωt」を
電気的に180度位相反転処理することで、実際に、c
osθsinωtで示される信号を生成し、これをコサ
イン関数特性の交流出力信号としてもよい。しかし、後
段の位相検出回路(振幅位相変換回路)22で、例え
ば、コサイン関数特性の交流出力信号を「−cosθs
inωt」の形で減算演算に使用するような場合は、マ
イナス・コサイン関数特性の交流出力信号「−cosθ
sinωt」のままで使用すればよい。なお、式(2)
の演算に代えて、下記の式(2'')の演算を行なえば、
実際にコサイン関数特性の交流出力信号「cosθsi
nωt」を生成することができる。 (Vα−VA)+(VC−VB)+(VD−Vβ) …式(2'')
びコサイン関数における位相角θは、検出対象位置に対
応しており、90度の範囲の位相角θが、1個のコイル
の長さKに対応している。従って、4Kの長さの有効検
出範囲は、位相角θの0度から360度までの範囲に対
応している。よって、この位相角θを検出することによ
り、4Kの長さの範囲における検出対象位置をアブソリ
ュートで検出することができる。
と、温度に応じて各コイルのインピーダンスが変化し、
その出力電圧Vα,VA,VB,VC,VD,Vβも変
動する。例えば、図2(A)で実線のカーブに対して破
線で示すように各電圧が一方向に増加または減少変動す
る。しかし、これらを加減算合成したサイン及びコサイ
ン関数特性の交流出力信号sinθsinωt及びco
sθsinωtにおいては、図2(B)で実線のカーブ
に対して破線で示すように正負両方向の振幅変化として
表れる。これを振幅係数Aを用いて示すと、Asinθ
sinωt及びAcosθsinωtとなり、この振幅
係数Aが周辺環境温度に応じて変化することとなり、こ
の変化は2つの交流出力信号において同じように現われ
る。ここから明らかなように、温度特性を示す振幅係数
Aは、それぞれのサイン及びコサイン関数における位相
角θに対して影響を及ぼさない。従って、この実施形態
においては、自動的に温度特性の補償がされていること
となり、精度のよい位置検出が期待できる。
号sinθsinωt及びcosθsinωtにおける
振幅関数sinθ及びcosθの位相成分θを、位相検
出回路(若しくは振幅位相変換手段)22で計測するこ
とで、検出対象位置をアブソリュートで検出することが
できる。この位相検出回路22としては、例えば本出願
人の出願に係る特開平9−126809号公報に示され
た技術を用いて構成するとよい。例えば、第1の交流出
力信号sinθsinωtを電気的に90度シフトする
ことで、交流信号sinθcosωtを生成し、これと
第2の交流出力信号cosθsinωtを加減算合成す
ることで、sin(ωt+θ)およびsin(ωt−
θ)なる、θに応じて進相および遅相方向に位相シフト
された2つの交流信号(位相成分θを交流位相ずれに変
換した信号)を生成し、その位相θを測定することで、
ストローク位置検出データを得ることができる。あるい
は、公知のレゾルバ出力を処理するために使用されるR
−Dコンバータを、この位相検出回路22として使用す
るようにしてもよい。
びコサイン関数特性の交流出力信号sinθsinωt
及びcosθsinωtにおける振幅特性は、角度θと
検出対象位置xとの対応関係が線形性を持つものとする
と、真のサイン及びコサイン関数特性を示していない。
しかし、位相検出回路22では、見かけ上、この交流出
力信号sinθsinωt及びcosθsinωtをそ
れぞれサイン及びコサイン関数の振幅特性を持つものと
して位相検出処理する。その結果、検出した位相角θ
は、検出対象位置xに対して、線形性を示さないことに
なる。しかし、位置検出にあたっては、そのように、検
出出力データ(検出した位相角θ)と実際の検出対象位
置との非直線性はあまり重要な問題とはならない。つま
り、所定の反復再現性をもって位置検出を行なうことが
できればよいのである。また、必要とあらば、位相検出
回路22の出力データを適宜のデータ変換テーブルを用
いてデータ変換することにより、検出出力データと実際
の検出対象位置との間に正確な線形性を持たせることが
容易に行なえる。よって、本発明でいうサイン及びコサ
イン関数の振幅特性を持つ交流出力信号sinθsin
ωt及びcosθsinωtとは、真のサイン及びコサ
イン関数特性を示していなければならないものではな
く、図2(B)に示されるように、実際は三角波形状の
ようなものであってよいものであり、要するに、そのよ
うな傾向を示していればよい。つまり、サイン等の三角
関数に類似した周期関数であればよい。なお、図2
(B)の例では、観点を変えて、その横軸の目盛をθと
見立ててその目盛が所要の非線形目盛からなっていると
すれば、横軸の目盛をxと見立てた場合には見かけ上三
角波形状に見えるものであっても、θに関してはサイン
関数又はコサイン関数ということができる。
号sinθsinωt及びcosθsinωtにおける
振幅関数sinθ及びcosθの位相成分θの変化範囲
は、上記実施例のような0度から360度までのフル範
囲での変化に限らず、それよりも狭い限られた角度範囲
での変化であってもよい。その場合は、コイルの構成を
簡略化することができる。微小変位検出を目的とする場
合などは有効検出範囲は狭くてもよいので、そのような
場合に、検出可能位相範囲は360度未満の適宜の範囲
であってよい。その他、検出目的に応じて、検出可能位
相範囲が360度未満の適宜の範囲であってよい場合が
種々あるので、そのような場合に適宜応用可能である。
以下、それらの変形例について示す。
位相変化を生じさせることができる実施例を示す。この
場合、コイル部10は、有効検出範囲に対応する2つの
コイルLA,LBとその前後に1づつ設けられた補助コ
イルLα,Lβとによって構成される。アナログ演算回
路23では、各コイルの端子間電圧Vα,VA,VB,
Vβを入力し、例えば、下記式(3)のように演算する
ことでサイン関数特性の振幅カーブを示す交流出力信号
sinθsinωtを生成し、下記式(4)のように演
算することでコサイン関数特性の振幅カーブを示す交流
出力信号cosθsinωtを生成する。 VA−VB …式(3) (VA−Vα)+(VB−Vβ) …式(4)
できるように、式(3)の演算により、0度〜180度
の範囲についての、サイン関数特性の振幅カーブを示す
交流出力信号sinθsinωtを生成することができ
る。また、式(4)の演算により、−90度〜0度〜9
0度〜180度〜270度の範囲についての、コサイン
関数特性の振幅カーブを示す交流出力信号cosθsi
nωtを生成することができる。補助コイルLβを省略
できること前述と同様である。この場合、振幅関数の位
相角成分θを検出することにより、2つのコイルLA,
LBのコイル長2Kに相当する長さの範囲における検出
対象位置をアブソリュートで検出することができる。な
お、演算式は上記に限らず、適宜設定可能である。すな
わち、180度の幅の位相変化をどの角度範囲で生じさ
せるかによって、適宜演算式を変更することができる。
例えば、180度から360度の角度範囲に対応して有
効な位相変化を生じさせる場合は、「(Vα−VA)+
(Vβ−VB)」の演算式によってサイン関数特性の交
流出力信号sinθsinωtを生成し、「VB−V
A」の演算式によってコサイン関数特性の交流出力信号
cosθsinωtを生成することができる。
相変化を生じさせることができる実施例を示す。この場
合、コイル部10は、有効検出範囲に対応する1つのコ
イルLAとその前後に1づつ設けられた補助コイルL
α,Lβとによって構成される。アナログ演算回路24
では、各コイルの端子間電圧Vα,VA,Vβを入力
し、例えば、下記式(5)のように演算することでサイ
ン関数特性の振幅カーブを示す交流出力信号sinθs
inωtを生成し、下記式(6)のように演算すること
でコサイン関数特性の振幅カーブを示す交流出力信号c
osθsinωtを生成する。 VA−Vβ …式(5) VA−Vα …式(6)
易に理解できるように、式(5)の演算により、0度〜
90度〜180度の範囲についての、サイン関数特性の
振幅カーブを示す交流出力信号sinθsinωtを生
成することができる。また、式(6)の演算により、−
90度〜0度〜90度の範囲についての、コサイン関数
特性の振幅カーブを示す交流出力信号cosθsinω
tを生成することができる。よって、有効検出範囲とし
て0度〜90度の範囲を確保することができる。この場
合も、演算式は上記に限らず、適宜設定可能である。す
なわち、90度の幅の位相変化をどの角度範囲で生じさ
せるかによって、適宜演算式を変更することができる。
それぞれ補助コイルLα,Lβを設けているが、これら
の補助コイルLα,Lβを省略することもできる。図5
は、その一例を示し、0度から180度までの範囲での
位相変化を生じさせることができる実施例を示す。この
場合、コイル部10は、有効検出範囲に対応する2つの
コイルLA及びLBによって構成される。前述と同様
に、各コイルLA,LBが検出対象の変位方向に沿って
順次配列されてなることにより、これらコイルに対する
磁気応答部材11の位置が、検出対象の変位に応じて相
対的に変位するにつれ、図5(B)に例示するように、
各コイルの両端間電圧VA,VBの漸増変化が順番に起
こる。ここで、コイル内に磁気応答部材11が全く入っ
ていないときに得られる電圧がVo(最小電圧)である
とし、コイル内に磁気応答部材11がフルに入り込んだ
ときに得られる電圧をVN(最大電圧)とすると、該電
圧VoとVNの加算値「VN+Vo」に相当する交流
(sinωt)の定電圧を基準電圧として、適宜の定電
圧発生回路27から発生する。各コイルの出力電圧VA
とVBの加算値から該定電圧「VN+Vo」を減算する
と、得られる電圧「VA+VB−VN−Vo」は、図5
(B)に示すように0度から180度の範囲でのコサイ
ン関数特性(若しくはマイナス・コサイン関数特性)を
示す。一方、電圧VAからVBを減算すると、得られる
電圧「VA−VB」は、図5(B)に示すように0度か
ら180度の範囲でのサイン関数特性を示す。
A,LBの両端間電圧VA,VBを減算回路25で減算
することにより、その減算結果「VA−VB」として、
サイン関数特性の交流出力信号sinθsinωtを生
成することができる。また、コイルLA,LBの出力電
圧VA,VBを演算回路26で加算し、その加算結果V
A+VBから定電圧発生回路27から発生した基準電圧
「VN+Vo」を減算回路28で減算することにより、
その減算結果「VA+VB−(VN+Vo)」(つまり
「VA+VB−VN−Vo」)として、コサイン関数特
性の交流出力信号cosθsinωtを生成することが
できる。ここで、定電圧発生回路27から発生する基準
電圧「VN+Vo」が、コイルLA,LBの温度特性変
化と同じように温度特性を持って変化するようにするも
のとする。そのために、定電圧発生回路27は、コイル
LA又はLBと同等の特性を持つダミーコイルを用いて
構成し、同じ励磁交流信号によって励磁するようにすれ
ばよい。例えば、そのようなダミーコイルに、磁気応答
部材11と同じ特性の磁性体コアを常時挿入しておけ
ば、コイル内に磁気応答部材11がフルに入り込んだと
きに得られる最大電圧VNと同様の定電圧VNを、温度
特性をもたせながら常時発生することができる。また、
そのようなダミーコイルに磁性体コアを挿入しなけれ
ば、最小電圧Voと同様の定電圧Voを得ることができ
る。
ル数が2個の場合に限らず、その他適宜の数のコイルを
使用する場合においても、適用できる。例えば、3個の
コイルLA,LB,LCを順次縦続接続して、3Kの有
効検出範囲につき、0度から270度までの範囲での位
相変化を生じさせることができるようにする場合は、定
電圧発生回路27から前記定電圧VNとVoを別々の基
準電圧として発生し、各コイルの出力電圧VA,VB,
VCと定電圧発生回路27からの基準電圧VN,Voと
を用いて、「VA−VB−VC+Vo」なる演算によっ
てサイン関数特性の交流出力信号sinθsinωtを
生成することができ、また、「VA+VB−VC−V
N」なる演算によってコサイン関数特性の交流出力信号
cosθsinωtを生成することができる。
て1個のコイルのみを設けるようにしてもよい。その場
合、1個のコイルのコイル長Kに対応する有効検出範囲
の位相変化幅は、90度未満となる。図6はその一例を
示すもので、同図(A)に示すように、1個のコイルL
Aを設けてなり、該コイルLAに直列に抵抗素子R1を
接続してなる。これにより、磁気応答部材11の変位に
応じてコイルLAの端子間電圧VAの振幅成分が図6
(B)に示すように漸増変化すると、これに応じて抵抗
素子R1の端子間の電圧降下VRの振幅成分が図6
(B)に示すように漸減変化する。抵抗素子R1の端子
間電圧VRをサイン関数特性の交流出力信号sinθs
inωtとみなし、コイルLAの端子間電圧VAをコサ
イン関数特性の交流出力信号cosθsinωtとみな
せば、図6(C)に示すようにサイン関数とコサイン関
数とがクロスする或る90度未満の幅の角度範囲におけ
る特性に対応づけることができる。よって、これらの交
流出力信号を位相検出回路22に入力することにより、
該当する90度未満の幅の角度範囲における位相角θを
アブソリュート検出することができる。
1に代えてダミーコイルLNを設けたものである。この
ダミーコイルLNは、磁気応答部材11の変位の影響を
受ける検出用コイルLAに直列に接続されているが、該
磁気応答部材11の変位の影響を受けないようになって
おり、コイルLA内に磁気応答部材11がフルに入り込
んだときに得られる最大電圧VNと同じ定電圧VNを、
温度特性をもたせながら常時発生することができるよう
になっている。よって、磁気応答部材11の変位に応じ
たコイルLAの端子間電圧VAとダミーコイルLNの端
子間電圧VNとは、図7(B)のように生成される。演
算回路29はこれら電圧VA,VNを所定の演算式に従
って演算し、例えば図7(C)に示すように、「VA+
VN」なる演算によってサイン関数特性の交流出力信号
sinθsinωtを生成し、「VA−VN」なる演算
によってコサイン関数特性の交流出力信号cosθsi
nωtを生成する。これは、図7(D)に示すように或
る90度未満の幅の角度範囲における特性に対応づける
ことができる。よって、これらの交流出力信号を位相検
出回路22に入力することにより、該当する90度未満
の幅の角度範囲における位相角θをアブソリュート検出
することができる。なお、図7(A)のような直列接続
に限らず、図7(E)のように、ダミーコイルLNを検
出用コイルLAに並列に接続するようにしてもよい。
おいて各コイルの軸が略一致するように配置されてお
り、コイルの中心空間内に磁気応答部材11が侵入する
構成からなっているが、これに限らず、コイル部10と
磁気応答部材11との配置関係はどのようなものでもよ
い。例えば図8に例示するように、コイル部10におい
て各コイルLα,LA〜LD,Lβの軸線が横並びに並
列するように配置し、該コイルの端部の近傍を磁気応答
部材11が通過する構成からなっていてもよい。その場
合、各コイルLα,LA〜LD,Lβは鉄心に巻かれた
ものを用いるとよい。
いて各コイルの軸が略一致するようにした配置の場合で
あっても、コイルの中心空間内に磁気応答部材11が侵
入しないような構成としてもよい。図9(A)は、その
一例を示すもので、コイル部10の軸心方向に平行にそ
の近傍を磁気応答部材11が通過する構成からなってい
る。その場合、各コイルLα,LA〜LD,Lβの軸心
空間に鉄心コア30を挿入しておくのがよい。これによ
って、コイルの外周への磁束の出方がよくなり、その外
周近傍に近接する磁気応答部材11に対する感度が良く
なり、検出精度が良好となる。図9(B)は、その別の
一例を示すもので、磁気応答部材11が中空の円筒形状
からなっており、コイル部10が該磁気応答部材11の
中空円筒空間内に入り込むようになっている。この場合
も、各コイルLα,LA〜LD,Lβの軸心空間に鉄心
コア30を挿入しておき、コイルの外周への磁束の出方
をよくするとよい。
11の別の構成例を示す側面及び断面図である。この場
合、各コイルLα,LA〜LD,Lβの相互の配置間隔
は、図1の例と同様に、Kであるが、各コイルの長さが
短くなっている。すなわち、隣接する各コイルLα,L
A〜LD,Lβは図1のように密接している必要はな
く、適宜離隔していてもよい。磁気応答部材11の先端
11aは、とがった、先細りの形状をしている。例え
ば、ほぼKぐらいの長さの先端部分が先細りの形状をし
ている。これにより、磁気応答部材11の先端11aの
移動にともなうコイルのインダクタンス変化を滑らかな
漸増(若しくは漸減)変化特性とすることができる。勿
論、図1のように各コイルLα,LA〜LD,Lβが密
接して配置されている場合も、磁気応答部材11の先端
11aを適宜先細りの形状としてもよい。
ルは、分離配置された複数のコイル部分からなっていて
もよい。図11は、その一例として、1個のコイルLA
について、その分離配置例を示している。図11におい
ては、分離配置された4つのコイル部分LA1,LA
2,LA3,LA4によって、Kの範囲をカバーする1
個のコイルLAが構成されている。各コイル部分LA
1,LA2,LA3,LA4は直列接続され、コイルL
Aの端子間電圧VAが出力される。この場合、各コイル
部分LA1,LA2,LA3,LA4の巻数は、共通し
ていてもよいし、適宜異なっていてもよい。また、各コ
イル部分LA1,LA2,LA3,LA4の配置の離隔
間隔は均等であってもよいし、適宜異なっていてもよ
い。これら、コイル巻数や離隔間隔などを不均一(非線
形)にすることにより、サイン関数またはコサイン関数
のカーブにより近い特性の自己インピーダンス変化を引
き起こすことができる。そうすれば、前述した検出位相
角θと実際の検出対象距離(位置)との関係の非線形性
を改善することができる。同様に、図1のように隣接す
るコイルLα,LA〜LD,Lβを密接して配置する場
合も、1つのコイルの全長Kの範囲でその巻数を均一に
せずに、不均一にしてもよい。これによっても、サイン
関数またはコサイン関数のカーブにより近い特性の自己
インピーダンス変化を引き起こすことができ、前述した
検出位相角θと実際の検出対象距離(位置)との関係の
非線形性を改善することができる。
にまっすぐな直線位置の検出に限らず、所定の範囲で円
弧状または曲線状に変位する検出対象の位置検出にも適
用することができる。図12はその一例を示すもので、
コイル部10の各コイルLA〜LDが所定の角度範囲ψ
において円弧状に順次配置されており、磁気応答部材1
1が軸Cを中心にして該角度範囲ψにわたって揺動する
ように配置されている。さらに、回転における所定範囲
の角度を検出する検出装置として本発明の位置検出装置
を構成することも可能である。
材11としては、磁性体に限らず、銅やアルミニウムの
ような非磁性良導電体を使用してもよい。その場合は、
磁気応答部材11の近接につれて渦電流損によりコイル
端子間電圧が漸減することとなる。また、磁性体と導電
体とを組み合わせたハイブリッドタイプとしてもよい。
その場合、例えば、図13に示すように、磁気応答部材
11の先端部分11aにおいて、非磁性良導電体11b
の先細り形状を構成し、先細りによる非磁性良導電体1
1bの減少を補うように磁性体11cを配置するとよ
い。
して永久磁石を含み、コイル部10の各コイルには鉄心
コアを含むようにしてもよい。図14は、その一例を示
すもので、磁気応答部材11として機能する永久磁石1
1Mは、例えば中空リング状をなしており、このリング
空間内にコイル部10が入り込むようになっている。コ
イル部10の各コイルLα,LA〜LD,Lβの軸心空
間には鉄心コア31が挿入されている。永久磁石11M
が、いずれかのコイルに接近するとその近接箇所に対応
する鉄心コア31が部分的に磁気飽和ないし過飽和状態
となり、該コイルの端子間電圧が低下する。永久磁石1
1Mが1つのコイルの一端から他端まで変位する間で該
コイルの両端間電圧が漸減するように、該永久磁石11
Mの長さは少なくともコイル長Kに相当する長さを持
つ。このように、磁気応答部材11として永久磁石11
Mを使用する場合も、上記非磁性良導電体11bを用い
る場合と同様に、磁気応答部材11つまり永久磁石11
Mが1つのコイルの一端から他端まで変位する間で該コ
イルの両端間電圧の漸減変化を引き起こさせることがで
きる。ただし、図14の例では、或るコイルの箇所を永
久磁石11Mが通り過ぎてしまうと、また非飽和状態に
戻るが、後段のアナログ演算を適切に行なうことで所望
のサイン及びコサイン関数特性の出力振幅レベル変化が
得られるようにすればよい。あるいは、磁気応答部材1
1として永久磁石11Mを連続的に複数配置することに
より、磁気飽和ないし過飽和状態が持続するようにして
もよい。永久磁石11Mはリング状のものに限らず、棒
状等その他形状であってもよい。その場合、図9(A)
の例と同様に、軸心方向に平行にその近傍を永久磁石1
1Mからなる磁気応答部材11が通過する配置構成から
なる。なお、鉄心コア31は磁気飽和を起こし易いよう
に比較的細い形状等とするとよい。
0の各コイルの配置の変形例であり、隣接コイル間での
クロストークを防いで検出精度を向上させることができ
るようにしたものである。図15(A)においては、各
コイルLα,LA〜LD,Lβの間に磁性体スペーサ3
2が配置されている。これにより、個々のコイルで発生
した磁束の通り道が拡散されずに、個々のコイルの内部
から直近端部(磁性体スペーサ32の箇所)を通り、外
周を通り、直近端部(磁性体スペーサ32の箇所)を通
り、内部に戻るという、図示のΦに示すようなルートを
通ることになる。よって、クロストークを防ぎ、各コイ
ルの外周に対して近接する磁気応答物質11の存在に対
する個々のコイルの応答性(インピーダンス変化)を極
めて良好にし、検出精度を向上させることができる。図
15(A)では隣接コイル間に設ける磁性体スペーサ3
2は1個であるが、図15(B)のように、隣接コイル
間に2個の磁性体スペーサ32a,32bを幾分分離さ
せて配置するようにしてもよい。この場合、コイルのボ
ビンとして鉄心コア30に代えて非磁性体を用いてもよ
い。図15に示された変形のように、磁性体スペーサ3
2,32a,32bによって各コイルを区画すること
は、図14の実施例においても適用可能である。
の実施例を示す断面図である。磁気応答部材11がコイ
ル部10に侵入していくにつれて、コイルのインダクタ
ンスが漸減するようになっている。図17(A)は図1
6におけるコイル部10と磁気応答物質11との配置を
外観斜視略図によって示すもの、(B)はそのコイル軸
方向断面略図、(C)は該コイル部10の電気回路の一
例を示す図である。図16の構成は、図9(B)や図1
4の例と同様に、磁気応答部材11が中空の円筒形状を
成しており、コイル部10が磁気応答部材11の中空円
筒空間内に入り込むようになっている。
部40に複数のコイル(図示例では4個のコイルLA,
LB,LC,LD)を順次巻設してなり、その外周を非
磁性および非導電性の保護チューブ(若しくはコーテン
グあるいはモールド)41によってカバーしてなるもの
である。保護チューブ41としてはいかなる材質のもの
を用いてもよいが、例えば、絶縁性樹脂からなる熱収縮
チューブを用いると安価である。
り、その内部に1又は複数の磁性体棒42が収納されて
いる。磁性体棒42は、コイル部10の全長にわたって
延びており、該コイル部10の全長にわたるインダクタ
ンス値すなわちインピーダンス値を設定する。ボビン部
40内に収納する磁性体棒42の太さあるいは数を適宜
調節することにより、コイル部10の全長にわたるイン
ダクタンス値の設定変更を行うことができる。なお、磁
性体棒42として、その周囲に銅めっき等を施して導電
性被膜を形成したものを用いるとよい。そうすれば、温
度ドリフト特性の補償に役立つ。ボビン部40は、非磁
性であればよく、金属あるいは樹脂等からなっていても
よい。この位置検出装置を適用する装置が大型建設機械
等大きな荷重が加わる用途に使用される場合は、十分な
強度を確保するために金属を用いるのがよい。例えば、
ボビン部40は非磁性のステンレス等を用いて構成す
る。そうでない小型の装置の場合は、樹脂を用いるのが
安価で軽量である。
図17を参照して説明する。なお、図17では、図示の
便宜上、1本の磁性体棒42のみ図示し、ボビン部40
は図示省略した。コイル部10は、巻数、コイル長等の
性質が同等の4つのコイルLA,LB,LC,LDを、
直線変位方向に沿って順次配列してなる。検出対象の変
位に応じた、コイル部10と磁気応答部材11との相対
的位置関係の変化は、図1の実施例と同様である。すな
わち、検出対象の変位に応じて、図の右方向に磁気応答
部材11が進行するとき、磁気応答部材11の先端11
aが、最初にコイルLAの磁場に侵入し、次に、コイル
LB,LC,LDの順にその磁場に侵入していく。2点
鎖線11’は最後のコイルLDにまで侵入した磁気応答
部材11を示している。4つのコイルLA,LB,L
C,LDに対応する範囲4Kが有効検出範囲となるが、
実際は範囲4Kの両端では精度が落ちるため、その部分
は使用しないものとし、実際の有効検出範囲は4Kより
も少し狭くなる。勿論、有効検出範囲4Kでフルに検出
可能にするには、前記実施例と同様に、前後に補助コイ
ルLα,Lβを設ければよい。
部に全長にわたって1又は数本の磁性体棒42が挿入さ
れた状態となっており、磁気応答部材11が近接してい
ない限り、そのインダクタンス値は最大である。磁気応
答部材11の各コイルの磁場に対する近接又は侵入の度
合いが増すほど該コイルの自己インダクタンスが減少
し、該磁気応答部材11の端部11aが1つのコイルの
一端から他端まで変位する間で該コイルの両端間電圧が
漸減する。すなわち、磁気応答部材11が磁性体である
場合は、磁性体がコイル外周にかぶさる格好になるた
め、コイル芯部の磁性体コアつまり42にのみ集中して
いた磁束が外側にかぶさった磁気応答部材11の方に漏
洩し、コイルの自己インダクタンスが減少する。また、
磁気応答部材11が導電体である場合は、導電体がコイ
ル外周にかぶさる格好になり、磁界によるうず電流損が
生じ、コイルの自己インダクタンスが減少する。このよ
うに、図16の実施例では、磁気応答部材11として磁
性体と導電体のどちらを用いても、コイル部10に対す
る磁気応答部材11の近接に応じて、コイルの自己イン
ダクタンスが減少する。外周の導電体のうず電流損によ
るインダクタンス減少率の方が、外周の磁性体による磁
束漏洩によるインダクタンス減少率よりも大であるの
で、より好ましい実施態様は磁気応答部材11として導
電体を使用することである。なお、磁気応答部材11と
して導電体は、表皮効果を生ずるものであればよいの
で、薄い層であってよい。その場合は、例えば、中空の
円筒形状の適宜のベース部材(可動体)の円筒空間周壁
に、導電体を配置する(銅めっき等であってもよい)こ
とで磁気応答部材11を形成するとよい。
A,LB,LC,LDは、交流電源12から発生される
所定の1相の交流信号(仮にsinωtで示す)によっ
て定電圧又は定電流で励磁される。各コイルLA,L
B,LC,LDの両端間電圧をそれぞれVA,VB,V
C,VDで示すと、このそれぞれの電圧VA,VB,V
C,VDを取り出すために、端子14〜18が設けられ
ている。容易に理解できるように、各コイルLA,L
B,LC,LDは、物理的に切り離された別々のコイル
である必要はなく、一連のコイルの全長を4分割する位
置に中間端子14〜18を設けるだけでよい。すなわ
ち、端子14,15間のコイル部分がコイルLAとな
り、端子15,16間のコイル部分がコイルLB、端子
16,17間のコイル部分がコイルLC、端子17,1
8間のコイル部分がコイルLD、となる。各コイルの出
力電圧VA,VB,VC,VDは、アナログ演算回路2
0及び21に所定の組み合わせで入力され、所定の演算
式に従って加算又は減算されることで、各アナログ演算
回路20及び21から検出対象位置に応じたサイン及び
コサイン関数特性を示す振幅をそれぞれ持つ2つの交流
出力信号sinθsinωt,cosθsinωtが生
成される。
ルの磁場に対する近接又は侵入の度合いが増すほど該コ
イルの自己インダクタンスが減少し、該磁気応答部材1
1の端部11aが1つのコイルの一端から他端まで変位
する間で該コイルの両端間電圧が漸減する。ここで、複
数のコイルLA,LB,LC,LDが検出対象の変位方
向に沿って順次配列されてなることにより、これらコイ
ルに対する磁気応答部材の位置が、検出対象の変位に応
じて相対的に変位するにつれ、図18(A)に例示する
ように、各コイルの両端間電圧VA,VB,VC,VD
の漸減変化が順番に起こる。図18(A)において、或
るコイルの出力電圧が傾斜している区間において、当該
コイルの一端から他端に向かって磁気応答部材11の端
部11aが変位していることになる。典型的には、磁気
応答部材11の端部11aが或る1つのコイルの一端か
ら他端まで変位する間に生じる該コイルの両端間電圧の
漸減変化カーブは、サイン又はコサイン関数における9
0度の範囲の関数値変化になぞらえることができる。そ
こで、各コイルの出力電圧VA,VB,VC,VDをそ
れぞれ適切に組み合わせて加算及び/又は減算すること
により、検出対象位置に応じたサイン及びコサイン関数
特性を示す振幅をそれぞれ持つ2つの交流出力信号si
nθsinωt及びcosθsinωtを生成すること
ができる。
イルLA,LB,LC,LDの出力電圧VA,VB,V
C,VDを下記式(7)のように演算することで、図1
8(B)に示すようなサイン関数特性の振幅カーブを示
す交流出力信号を得ることができ、これは、等価的に
「sinθsinωt」で示すことができる。 (VB−VA)−(VD−VC)−Vo …式(7) なお、Voは最少インダクタンス値(磁気応答部材11
が1つのコイルの全体をカバーしたときのインダクタン
ス値)に対応する基準電圧であり、0レベルにオフセッ
トするためのものである。
LA,LB,LC,LDの出力電圧VA,VB,VC,
VDを下記式(8)のように演算することで、図18
(B)に示すようなコサイン関数特性の振幅カーブを示
す交流出力信号を得ることができる。これは等価的に
「cosθsinωt」で示すことができる。 VA+(VB−VC)+(Vp−VD)−Vo …式(8) Vpは最大インダクタンス値(磁気応答部材11が1つ
のコイルにまったく近接していないときのインダクタン
ス値)に対応する基準電圧であり、出力電圧VDをオフ
セットするためのものである。なお、温度ドリフトを考
慮すると、各コイルLA〜LDの温度ドリフトと同等の
温度ドリフト特性で各基準電圧Vo,Vpが生成される
ようにするために、適宜のダミーコイルを介在させて各
基準電圧Vo,Vpを生成するのがよい。勿論、他の温
度補償手段を用いてもよい。
びコサイン関数における位相角θは、検出対象位置に対
応しており、90度の範囲の位相角θが、1個のコイル
の長さKに対応している。従って、4Kの長さの有効検
出範囲は、位相角θの0度から360度までの範囲に対
応している。よって、この位相角θを検出することによ
り、4Kの長さの範囲における検出対象位置をアブソリ
ュートで検出することができる。サイン及びコサイン関
数特性の交流出力信号sinθsinωt及びcosθ
sinωtにおける振幅関数sinθ及びcosθの位
相成分θを、前述と同様に、位相検出回路(若しくは振
幅位相変換手段)22で計測することで、検出対象位置
をアブソリュートで検出することができる。
の補償について説明すると、温度に応じて各コイルのイ
ンピーダンスが変化し、その出力電圧VA,VB,V
C,VDも変動する。例えば、図2の場合と同様に、図
18(A)で実線のカーブに対して破線で示すように各
電圧が一方向に増加または減少変動するが、これらを加
減算合成したサイン及びコサイン関数特性の交流出力信
号sinθsinωt及びcosθsinωtにおいて
は、図18(B)で実線のカーブに対して破線で示すよ
うに正負両方向の振幅変化として表れるので、それぞれ
のサイン及びコサイン関数における位相角θに対して影
響を及ぼさず、温度ドリフト特性の補償がされているこ
ととなり、精度のよい位置検出が期待できる。さらに、
前述のように、コイル部10の磁性体コアに相当する磁
性体棒42の外周に銅めっき等を施して導電体被膜を形
成することにより、温度補償を行うことができる。すな
わち、この磁性体棒42の表面の導電体被膜はそこに生
じるうず電流損によって磁気回路のインダクタンスを減
少させるものであるが、例えば温度上昇時に、各コイル
のインピーダンスが上昇するとき(これは本来、自己イ
ンダクタンスの減少を招くが)、導電体被膜のうず電流
損が減少して相対的に磁気回路のインダクタンスを上昇
させ、コイルのインダクタンスの温度ドリフトを補償す
る。同様の理由で、ボビン部40の非磁性金属として多
少なりとも導電性を持つものを用いると、同様の温度ド
リフト補償効果が期待できる。
びコサイン関数の振幅特性を持つ2つの出力交流信号s
inθsinωt及びcosθsinωtを生成する例
(いわばレゾルバタイプの2相出力を生ずる例)につい
て説明したが、これに限らず、所定位相ずれを示す3以
上の三角関数の振幅特性を持つ3以上の出力交流信号
(例えば、sinθ・sinωt、sin(θ−120
°)・sinωt及びsin(θ−240°)・sin
ωt)を出力するように構成してもよい。なお、配置す
るコイルLA〜LDの数は4以上であってもよい。
LA〜LD,Lβのグループと別のコイルLα’,L
A’〜LD’,Lβ’のグループ(更に多くのコイルグ
ループがあってもよい)とを所定距離dだけずらして並
列配置し、両グループをカバーするような幅を磁気応答
部材11が持っているように構成してもよい。各グルー
プのコイルはすべて同相の交流信号(例えばsinω
t)によって励磁される。このずれdが90度未満の適
宜の位相差に対応することなり、これらの各コイルの出
力電圧を適宜加算及び/又は減算して組み合わせること
により、例えば、sinθ・sinωtとsin(θ−
120°)・sinωt及びsin(θ−240°)・
sinωtのように、90度以外の位相差を持つ複数の
三角関数(サインとコサイン以外の関係の三角関数)に
従う振幅を示す複数の交流出力信号を生成することがで
きる。
ロッドや板等の基材の表面にめっき等の表面加工技術に
よって、所定のパターンで形成されたものであってもよ
い。図20は、その一例を略示するもので、(A)は概
略斜視図、(B)ロッド基材とコイルを横断面にて示す
図、(C)はロッド基材の表面に形成された磁気応答部
材のパターンの一例を示す展開図、である。例えばシリ
ンダピストンロッドのようなロッド状の基材66の表面
において漸増又は漸減する三角形のような所定形状のパ
ターンで、異なる2つの磁気応答部材11a,11bが
形成配置される。磁気応答部材11a,11bと基材6
6の材質の磁気的性質は異なる。例えば、基材66が鉄
のような磁性体の場合、磁気応答部材11a,11bは
銅のような非磁性の良導電体からなる。あるいは磁気応
答部材11a,11bが鉄のような磁性体の場合、基材
66は非磁性体からなるか、あるいは磁性体であっても
凸部として形成された磁気応答部材11a,11bに対
して、凹みとして形成されたものからなる。
別にコイルL1,L2が設けられる。コイル部10は、
全体としてリング状であって、そのリング内にロッド状
の基材66をその軸方向に直線移動可能に挿入してい
る。コイル部10におけるリングの半円部分に第1コイ
ルL1が配置され、もう一方の半円部分に第2コイルL
2が配置される。磁気応答部材11a,11bは2つの
パターンからなっており、第1のパターン11aは図に
おいて、左から右に向かって漸増する三角形状を成して
おり、第2のパターン11bはそれとは逆に左から右に
向かって漸減する逆三角形状を成している。第1コイル
L1はパターン11aの配置領域をカバーしており、第
2コイルL2はパターン11bの配置領域をカバーして
いる。基材66に設けられた磁気応答部材11a,11
bの漸増又は漸減のパターンの範囲Kが検出可能範囲K
に対応する。すなわち、検出対象の変位に応じてロッド
状の基材66が変位すると、各コイルL1,L2に対応
する磁気応答部材11a,11bの位置が変化し、該各
コイルL1,L2に対応している磁気応答部材11a,
11b面積に応じた自己インダクタンスすなわちインピ
ーダンスが各コイルL1,L2に生じ、検出対象位置に
対応する出力電圧Va,Vbが各コイルL1,L2から
得られる。
1,L2に関連する電気回路図、(b)及び(c)はそ
の検出動作説明図である。各コイルL1,L2の出力電
圧Va,Vbの特性は、図21(b)に示すように逆特
性である。よってこれら出力電圧Va,Vbの変化は、
サイン関数又はコサイン関数における90度未満の適宜
の範囲の関数値変化になぞらえることができる。よって
これら出力電圧Va,Vbを適当なアナログバッファ回
路100を介して取り出すことにより、図21(c)に
示すように、検出対象位置に応じたサイン及びコサイン
関数特性を示す振幅をそれぞれ持つ2つの交流出力信号
(典型的にはsinθsinωt及びcosθsinω
t)を生成することができる。
(a)は斜視図、(b)は各コイルと磁気応答部材パタ
ーンの対応関係を示す展開図である。この場合は、コイ
ルの中心空間内に磁気応答部材11a,11bを配置し
たロッド状基材66にが侵入する構成になっており、コ
イルの内部磁束の向きはロッドの軸方向つまり検出対象
の直線変位方向を指向している。パターン11aに対応
するコイルL1及びパターン11bに対応するコイルL
2は、巻数、コイル長等の性質が同等の2つのコイルを
隣接配置してなるものである。各コイルの内周の半面
(ほぼ180度の範囲)には、例えば銅等の良導電体で
マスキングMA,MBを施す。これによりマスキングが
施されていない半面においてのみ対応している磁気応答
部11a,11bの対応面積に応じた出力電圧が各コイ
ルL1,L2から生じることになる。コイルL1におけ
るマスキングMAはパターン11bに対応する半面に施
されており、コイルL1はパターン11bに応答せず、
パターン11aにのみ応答する。コイルL2におけるマ
スキングMBはパターン11aに対応する半面に施され
ており、コイルL2はパターン11aに応答せず、パタ
ーン11bにのみ応答する。よって、パターン11aの
コイル対応面積の漸減に対応してコイルL1からの出力
電圧が漸増し、パターン11bのコイル対応面積の漸増
に対応してコイルL2からの出力電圧が漸減し、前述と
同様に図21のように検出動作を行うことができる。
化を生じさせることができる実施例を示す。図23
(a)はロッド状基材66の表面における磁気応答部材
11a〜11fのパターン配置例を示す展開図である。
磁気応答部材は6つのパターン11a,11b,11
c,11d,11e,11fからなり、これらをピスト
ンロッド4の側面を円周方向に6分割した範囲に対応し
て並列的に配置してなる。パターン11a,11c及び
11eは互いに共通なパターンであり、パターン11
b,11d及び11fも互いに共通なパターンである。
パターン11a,11c及び11eは、同図(a)にお
いてロッド状基材66の長さ方向の左半分の区間で、左
から右に向かって、磁気応答部材の面積が漸減し、右半
分の区間では磁気応答部材を有さないパターンである。
パターン11b,11d及び11fは、同図(a)にお
いてロッド状基材66の長さ方向の右半分の区間で、左
から右に向かって、磁気応答部の面積が漸減し、左半分
の区間では全面が磁気応答部材からなるパターンであ
る。全体としてリング状のコイル部10は各パターン1
1a,11b,11c,11d,11e,11fにそれ
ぞれ対応するコイルL1,L2,L3,L4,L5,L
6を含んでおり、リングの円周方向を6分割した略各6
0度の範囲にそれぞれ対応するように配置されている。
と、そのストロークのほぼ前半の区間において、パター
ン11b,11d,11fとそれに対応するコイルL
2,L4,L6との対応面積が漸増し、各コイルL2,
L4,L6の出力電圧V2,V4,V6が漸減変化す
る。この前半区間では、他のパターン11a,11c,
11eに対応するコイルL1,L3,L5の出力電圧V
1,V3,V5は、磁気応答部材(例えば導電体)がな
いため、最大レベルを維持する。漸減変化パターンがそ
れぞれ共通である出力電圧V1,V3及びV5さらに基
材66が変位すると、そのストロークのほぼ後半の区間
において、パターン11a,11c,11eとそれに対
応するコイルL1,L3,L5との対応面積が漸増し、
各コイルL1,L3,L5の出力電圧V1,V3,V5
が漸減変化する。この後半区間では、他のパターン11
b,11d,11fに対応するコイルL2,L4,L6
の出力電圧V2,V4,V6は、磁気応答部材(例えば
導電体)が常に存在するため、最小レベルを維持する。
変化パターンがそれぞれ共通である出力電圧V1,V3
及びV5は図23(b)における平均化回路102で加
算合成され、出力VAを得る。また出力電圧V2,V4
及びV6も平均化回路102で加算合成され、出力VB
を得る。各合成出力VA、VBの一例を図24(a)に
示す。このように第一の共通パターン11a,11c,
11eと第二の共通パターン11b,11d,11fと
を交互に配置し、それぞれの出力を加算合成した理由
は、ロッド状基材66の回転、軸芯ずれの悪影響を受け
ないようにするためである。
電圧をVo、最大電圧をVNとすると、これに対応する
定電圧VN+Voを定電圧発生回路27から、図24
(a)に示すように、発生させる。出力電圧VAとVB
の加算値から該定電圧VN+Voを減算すると、得られ
る電圧「VA+VB−VN−Vo」は、図24(b)に
示すように、ほぼ0度から180度範囲内に納まる範囲
のコサイン関数特性になぞらえることができる。一方、
電圧VAからVBを減算すると、得られる電圧「VA−
VB」は、同図(b)に示すように、ほぼ0度から18
0度範囲内に納まる範囲のサイン関数特性になぞらえる
ことができる。図23(b)の各演算回路25,26,
28は、図5(A)の同一符号の回路と同一の演算機能
を果たす。よって、前述の図5の例と同様な検出動作を
行うことができる。
ルの位相変化を実現できる例を示す。図25(A)は磁
気応答部材11によって基材66上に形成される4系列
の異なるパターン11a,11b,11c,11dを示
す展開図である。各パターン11a〜11dは、ロッド
状の基材66の側面を円周方向に4分割した範囲に対応
して配置される。説明の便宜上、同図において、ロッド
状の基材66を長さ方向に4分割し、4分の1の各区間
をそれぞれP1,P2,P3,P4と称する。例えばパ
ターン11aは、図において左から右に向かって、P1
区間で面積が漸増する三角形状のパターンを成し、P4
区間で面積は漸減する三角形状のパターンを成し、P2
及びP3区間では全域が磁気応答部材11からなる。他
のパターンは図示の通り順次異なっている。
対する各コイルL1〜L4の出力電圧V1〜V4の漸増
及び漸減変化を示す。図25(D)は各コイルL1〜L
4に関連する電気回路図であり、アナログ演算回路10
1で「V1−V3」なる演算と「V2−V4」なる演算
を行う。図25(C)は演算結果として得られる出力信
号を示すグラフである。出力電圧V1からV3を減算し
て得られる電圧「V1−V3」は、ほぼ0度から360
度範囲内に納まる範囲のコサイン関数特性になぞらえる
ことができる。一方、電圧V2からV4を減算して得ら
れる電圧「V2−V4」は、ほぼ0度から360度範囲
内に納まる範囲のサイン関数特性になぞらえることがで
きる。よって、図25(C)に示すような、ほぼ360
度の範囲にわたるサイン関及びコサイン関数特性の交流
出力信号(典型的にはsinθsinωtとcosθs
inωt)に相当する信号を生成することができる。
ド状のものに限らず、平板状であってもい。その場合
は、板面上に形成された磁気応答部材11a,11b,
…に対向するようにコイルL1,L2,…が配置され
る。
1(C)において、一方のアナログ演算回路20のみを
用いて1つの交流出力信号sinθ・sinωtのみを
生成するようにしてもよい。その場合は、位相検出回路
22は用いずに、1つの交流出力信号sinθ・sin
ωtの振幅電圧レベルから位置検出データを得るように
構成することになる。この場合でも、2次コイルを省略
した簡素な位置検出装置を提供することができる。
信号sinθ・sinωtのみを生成する位置検出装置
を、図19のように2個併設すると、公知の位相シフト
型位置検出原理に従う検出装置を構成することもでき
る。すなわち、公知の位相シフト型位置検出原理に従う
検出装置では、2相交流信号(例えばsinωtとco
sωt)を用いて複数相の1次コイルを励磁し、各相の
2次コイルの合成出力信号として、位置に対応する位相
角θだけ位相シフトした出力交流信号(例えばsin
(ωt+θ))を得るようにしている。そのような位相
シフト型位置検出原理を採用する検出装置において、本
発明のアイデアを適用してもよい。そのためには、図1
4の例のように、2つのコイルグループを並列配置し、
各グループ毎に位相の異なる交流信号(例えばsinω
tとcosωt)によってそれぞれ該グループ内のコイ
ルを共通に励磁し、一方のコイルグループでcosθs
inωtを形成し、他方のコイルグループでsinθc
osωtを形成するようにし、両出力を加算又は減算す
ればよい。
の方を固定し、コイル部10の方を検出対象の変位に応
じて移動させるようにしてもよいのは勿論である。な
お、この発明において、コイルに生じる電圧若しくはコ
イルの端子間電圧とは、必ずしも電圧検出タイプの回路
構成に限定されるものではなく、広義に解釈されるべき
であり、電流検出タイプの回路構成を採用するものも範
囲に含まれる。要するにコイルのインピーダンス変化に
応じたアナログ電圧または電流を生じ、これを検出する
ことのできる回路構成であればよい。
コイルのみを設ければよく、2次コイルは不要であるた
め、小型かつシンプルな構造の位置検出装置を提供する
ことができる。また、複数のコイル区間を検出対象の変
位方向に沿って順次配列してなり、磁気応答部材が1つ
のコイル区間の一端から他端まで変位する間で該コイル
の両端間電圧が漸増(又は漸減)する特性の変化が、各
コイル区間毎に順番に起こるので、各コイル区間の電圧
をそれぞれ取り出してそれらを加算及び/又は減算して
組合わせることにより、検出対象位置に応じて所定の周
期関数特性に従う振幅をそれぞれ示す複数の交流出力信
号(例えばサイン及びコサイン関数特性に従う振幅をそ
れぞれ示す2つの交流出力信号)を容易に生成すること
ができ、利用可能な位相角範囲を広くとることができ
る。更に、これら複数の交流出力信号における振幅値の
相関関係から該振幅値を規定する所定周期関数(例えば
サイン及びコサイン関数)における位相値を検出するこ
とで、検出対象の変位が微小でも高分解能での位置検出
が可能である。
もので、(A)は外観略図、(B)はコイル軸方向の断
面図、(C)はコイル部に関連する電気回路図。
す、コイル部に関連する電気回路図。
を示す、コイル部に関連する電気回路図。
例を示すもので、(A)はコイル部に関連する電気回路
図、(B)は各コイルの出力例を示す図、(C)は各コ
イル出力の演算合成例を示す図。
すもので、(A)はコイル部に関連する電気回路図、
(B)はコイルの出力例を示す図、(C)はコイル出力
に基づく検出原理を説明するための図。
を示すもので、(A)はコイル部に関連する電気回路
図、(B)は各コイルの出力例を示す図、(C)は各コ
イル出力の演算合成例を示す図、(D)は演算合成出力
に基づく検出原理を説明するための図、(E)はコイル
接続の変更例を示す回路図。
を示す略図。
イルとの配置の変形例を示す断面略図、(B)は、同じ
く磁気応答部材とコイルとの配置の別の変形例を略示す
る斜視図。
別の変形例及び磁気応答部材の先端形状の変形例を示す
断面略図。
他の変形例を示す断面略図。
適用する場合の本発明の実施例を略示する側面図。
性体と導電体によりハイブリッド構成する一例を略示す
る平面図。
て永久磁石を含んで構成する一例を略示する斜視図。
置の変形例を示す断面略図。
例を示す軸方向断面略図。
明する図であって、(A)は図16におけるコイル部と
磁気応答部材とを抽出して示す外観斜視略図、(B)は
そのコイル軸方向断面略図、(C)は該コイル部に関連
する電気回路図。
動作説明図であって、(A)は各コイルの出力例を示す
図、(B)は各コイル出力の演算合成例を示す図。
略示する図。
例を示す図で、(A)は概略斜視図、(B)ロッド基材
とコイルを横断面にて示す図、(C)はロッド基材の表
面に形成された磁気応答部材のパターンの一例を示す展
開図。
回路図、(b)及び(c)はその検出動作説明図。
(a)は斜視図、(b)は各コイルと磁気応答部材パタ
ーンの対応関係を示す展開図。
例を示す図で、(a)はロッド基材の表面に形成された
磁気応答部材のパターンの一例を示す展開図、(b)は
各コイルに関連する電気回路図。
例を示す図であって、(A)は磁気応答部材の配置パタ
ーンの一例とコイルとの関係を示す展開略図、(B)及
び(C)はその検出動作説明図、(D)は各コイルに関
連する電気回路図。
イル) 20,21,23,24,25,26,28 アナログ
演算回路 22 位相検出回路 30,31 鉄心コア 40 ホビン部 41 保護チューブ 42 磁性体棒
Claims (13)
- 【請求項1】 交流信号で励磁される複数のコイルを配
置してなるコイル部と、 前記コイル部に対して相対的に変位するよう配置された
磁気応答部材であって、検出対象の変位に応じて該部材
と前記コイル部との相対的位置が変化し、この相対的位
置に応じて各コイルのインピーダンスを変化させ、この
インピーダンス変化に基づき前記相対的位置が所定の範
囲にわたって変化する間で各コイルに生じる電圧が変化
するようにしてなり、この各コイルに生じる電圧は前記
検出対象位置の変化に対応して各コイル毎に特有の変化
パターンを示すものと、 前記各コイルに生じる電圧を取り出し、それらを組み合
わせて演算することにより、所定の周期的関数特性を振
幅係数として持つ少なくとも1つの交流出力信号を生成
するアナログ演算回路とを具えた位置検出装置。 - 【請求項2】 所定の交流信号によって励磁される複数
のコイル区間を検出対象の変位方向に沿って順次配列し
てなるコイル部と、 前記コイル部に対して相対的に変位するよう配置された
磁気応答部材であって、検出対象位置に応じて該部材と
前記コイル部との相対的位置が変化し、この相対的位置
に応じて各コイル区間のインダクタンスを変化させ、前
記部材が1つのコイル区間の一端から他端まで変位する
間で該コイル区間に生じる電圧が漸増又は漸減するよう
にしたものと、 前記各コイル区間の電圧をそれぞれ取り出し、それらを
組み合わせて演算することにより、前記検出対象位置に
応じて所定の周期的関数特性に従う振幅を示す少なくと
も1つの交流出力信号を生成するアナログ演算回路とを
具えた位置検出装置。 - 【請求項3】 前記磁気応答部材は、所定の基材上にお
いて検出対象位置の変位方向に沿って面積が漸増又は漸
減する区間を有する所定のパターンで配置されてなるも
のであり、検出対象位置に対して示す漸増又は漸減のパ
ターンが各コイル毎に異なっている請求項1に記載の位
置検出装置。 - 【請求項4】 所定の基準電圧を発生する手段を更に具
え、前記アナログ演算回路は、前記各コイル若しくは各
コイル区間からの電圧に前記基準電圧を組み合わせて演
算する請求項1乃至3のいずれかに記載の位置検出装
置。 - 【請求項5】 前記アナログ演算回路は、複数の前記交
流出力信号を生成するものであり、各交流出力信号の振
幅を規定する前記周期的関数特性は所定位相だけずれて
いる請求項1乃至4のいずれかに記載の位置検出装置。 - 【請求項6】 前記生成された複数の交流出力信号を入
力し、該交流出力信号における振幅値の相関関係から該
振幅値を規定する前記所定の周期関数における特定の位
相値を検出し、検出した位相値に基づき前記検出対象の
位置検出データを生成する振幅位相変換部を更に具えた
請求項5に記載の位置検出装置。 - 【請求項7】 前記複数の交流出力信号は、検出対象位
置に応じてサイン関数特性に従う振幅を示す交流出力信
号と、検出対象位置に応じてコサイン関数特性に従う振
幅を示す交流出力信号とからなる請求項5又は6に記載
の位置検出装置。 - 【請求項8】 前記磁気応答部材は、磁性体又は導電体
の少なくとも一方を含む請求項1乃至7のいずれかに記
載の位置検出装置。 - 【請求項9】 前記磁気応答部材は永久磁石を含み、前
記コイル部は磁性体コアを含む請求項1乃至7のいずれ
かに記載の位置検出装置。 - 【請求項10】 前記コイル部が磁性体を含むボビン部
に巻設されている請求項1乃至9のいずれかに記載の位
置検出装置。 - 【請求項11】 前記ボビン部は非磁性体からなる筒部
と、該筒部内に収納された1又は複数の磁性体棒とを含
む請求項10に記載の位置検出装置。 - 【請求項12】 前記ボビン部における磁性体又は磁性
体棒は、その表面に導電体被膜が形成されてなることを
特徴とする請求項10又は11に記載の位置検出装置。 - 【請求項13】 前記コイル部は、前記検出対象の変位
方向に沿って延びた実質的に1つのコイルからなり、こ
の1つのコイルの所定の中間位置から出力端子をそれぞ
れ導き出すことで、該1つのコイルによって前記複数の
コイル区間が形成されてなる請求項1乃至12のいずれ
かに記載の位置検出装置。
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