JP2015184093A - 直線型差動トランスセンサ装置及びその温度補正方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来のサーミスタを用いることなく、直流抵抗測定回路を用いて、出力値の温度補正を行なうことができる直線型作動トランスセンサ装置を提供する。
【解決手段】直線型差動トランスセンサ装置(略して、LVDT)20は、LVDT20の1次側コイル2の両端にスイッチ10を介して接続された直流抵抗測定回路11を有し、この直流抵抗測定回路11により1次側コイル2の抵抗値11aを測定し、この抵抗値11aに基づいて2次側コイル3から得られた出力信号3Aの温度補正を行う。
【選択図】図1
【解決手段】直線型差動トランスセンサ装置(略して、LVDT)20は、LVDT20の1次側コイル2の両端にスイッチ10を介して接続された直流抵抗測定回路11を有し、この直流抵抗測定回路11により1次側コイル2の抵抗値11aを測定し、この抵抗値11aに基づいて2次側コイル3から得られた出力信号3Aの温度補正を行う。
【選択図】図1
Description
本発明は、直線型差動トランスセンサ装置及びその温度補正方法に関し、特に、1次側コイルの直流抵抗を測定して1次側コイルの温度を検出し、2次側コイルから得られた出力値の温度補正を行うための新規な改良に関する。
従来、用いられていたこの種の直線型差動トランスセンサ装置(略して、LVDT)としては、例えば、特許文献1の「可変差動トランスセンサシステムおよびその温度誤差補償方法」における従来例を挙げることができる。
すなわち、特許文献1の従来例には、サーミスタを用いて温度補償を行う構成が開示されている。
すなわち、特許文献1の従来例には、サーミスタを用いて温度補償を行う構成が開示されている。
また、図2には、従来一般に用いられている直線型差動トランスセンサ装置の構成を示している。
図2において、符号1で示されるものは円筒状をなすケースであり、このケース1内には、入力側である1次側コイル2及び出力側である2次側コイル3が筒状に形成されて設けられており、前記各コイル2,3の内側には、長手形状でかつ磁性材料からなるプローブ4が矢印Aの方向に沿って出入自在に配設されている。
図2において、符号1で示されるものは円筒状をなすケースであり、このケース1内には、入力側である1次側コイル2及び出力側である2次側コイル3が筒状に形成されて設けられており、前記各コイル2,3の内側には、長手形状でかつ磁性材料からなるプローブ4が矢印Aの方向に沿って出入自在に配設されている。
前記1次側コイル2には、所定の電圧及び周波数からなる励磁電源5が入力され、前記2次側コイル3には、前記2次側コイル3から出力される出力信号3Aが入力される測定回路6が接続され、この測定回路6からは前記プローブ4の直線位置を示す周知の差動変圧器による測定値6Aが出力されるように構成されている。
従来の可変差動トランスセンサシステム及びその温度誤差補償方法は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、従来のLVDTの温度特性については、巻線自体によって決まっていたが、LVDTを収納するための機器の軽量化、小型化に伴い、巻線を設置するためのスペースが少ない構造が多くなり、サーミスタを、巻線を有するボビンに取付けることが困難で、LVDTの温度特性が悪化する傾向にあった。
また、機器側の高精度化により温度特性の要求が厳しくなり、サーミスタを用いる構成では対応が困難となり、特許文献1の発明の構成を用いることも考えられるが、この場合には回路構成が複雑となり、コスト上からも安価に市場に提供することは困難であった。
すなわち、従来のLVDTの温度特性については、巻線自体によって決まっていたが、LVDTを収納するための機器の軽量化、小型化に伴い、巻線を設置するためのスペースが少ない構造が多くなり、サーミスタを、巻線を有するボビンに取付けることが困難で、LVDTの温度特性が悪化する傾向にあった。
また、機器側の高精度化により温度特性の要求が厳しくなり、サーミスタを用いる構成では対応が困難となり、特許文献1の発明の構成を用いることも考えられるが、この場合には回路構成が複雑となり、コスト上からも安価に市場に提供することは困難であった。
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、特に、1次側コイルの直流抵抗を測定して1次側コイルの温度を検出し、2次側コイルから得られた出力値の温度補正を行うようにした直線型差動トランスセンサ装置及びその温度補正方法を提供することを目的とする。
本発明による直線型差動トランスセンサ装置は、ケース内に設けられた1次側コイル及び2次側コイルと、前記1次側コイル及び2次側コイルの内側で前記ケースの長手方向に沿って往復直動自在なプローブと、を備えた構成よりなる直線型差動トランスセンサ装置において、前記1次側コイルの両端にスイッチを介して接続された直流抵抗測定回路を有し、前記直流抵抗測定回路により前記1次側コイルの抵抗値を測定し、前記抵抗値に基づいて前記2次側コイルから得られた出力信号の温度補正を行うようにした構成であり、また、前記スイッチは、前記1次側コイルの一端側に設けられ、前記スイッチの切替えにより、前記1次側コイルに対して励磁電源又は直流抵抗測定回路が選択的に接続されるようにした構成であり、また、前記測定回路には、演算部及びメモリが内蔵されている構成であり、また、本発明による直線型差動トランスセンサ装置の温度補正方法は、ケース内に設けられた1次側コイル及び2次側コイルと、前記1次側コイル及び2次側コイルの内側で前記ケースの長手方向に沿って往復直動自在なプローブと、を備えた構成よりなる直線型差動トランスセンサ装置を用い、前記1次側コイルの両端にスイッチを介して接続された直流抵抗測定回路を有し、前記直流抵抗測定回路により前記1次側コイルの抵抗値を測定し、前記抵抗値に基づいて前記2次側コイルから得られた出力信号の温度補正を行う方法であり、また、前記スイッチは、前記1次側コイルの一端側に設けられ、前記スイッチの切替えにより、前記1次側コイルに対して励磁電源又は直流抵抗測定回路が選択的に接続されるようにした方法であり、また、前記測定回路には、演算部及びメモリが内蔵されている方法である。
本発明による直線型差動トランスセンサ装置及びその温度補正方法は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、ケース内に設けられた1次側コイル及び2次側コイルと、前記1次側コイル及び2次側コイルの内側で前記ケースの長手方向に沿って往復直動自在なプローブと、を備えた構成よりなる直線型差動トランスセンサ装置において、前記1次側コイルの両端にスイッチを介して接続された直流抵抗測定回路を有し、前記直流抵抗測定回路により前記1次側コイルの抵抗値を測定し、前記抵抗値に基づいて前記2次側コイルから得られた出力信号の温度補正を行うように構成したことにより、簡単な回路構成の追加によって、出力値の温度ドリフトを補正し、温度変化にも拘わらず正確な測定値を得ることができ、本来、温度特性の悪いLVDTでも補正によって誤差の少ないLVDTとすることができる。
また、前記スイッチは、前記1次側コイルの一端側に設けられ、前記スイッチの切替えにより、前記1次側コイルに対して励磁電源又は直流抵抗測定回路が選択的に接続されるように構成したことにより、従来のようにケースにサーミスタを取り付ける必要がなく、従来と同じ形状及び寸法のケースを用いてLVDTを形成することができる。
また、前記測定回路には、演算部及びメモリが内蔵されていることにより、抵抗値に基づく温度補正が迅速にかつ簡単に行える。
すなわち、ケース内に設けられた1次側コイル及び2次側コイルと、前記1次側コイル及び2次側コイルの内側で前記ケースの長手方向に沿って往復直動自在なプローブと、を備えた構成よりなる直線型差動トランスセンサ装置において、前記1次側コイルの両端にスイッチを介して接続された直流抵抗測定回路を有し、前記直流抵抗測定回路により前記1次側コイルの抵抗値を測定し、前記抵抗値に基づいて前記2次側コイルから得られた出力信号の温度補正を行うように構成したことにより、簡単な回路構成の追加によって、出力値の温度ドリフトを補正し、温度変化にも拘わらず正確な測定値を得ることができ、本来、温度特性の悪いLVDTでも補正によって誤差の少ないLVDTとすることができる。
また、前記スイッチは、前記1次側コイルの一端側に設けられ、前記スイッチの切替えにより、前記1次側コイルに対して励磁電源又は直流抵抗測定回路が選択的に接続されるように構成したことにより、従来のようにケースにサーミスタを取り付ける必要がなく、従来と同じ形状及び寸法のケースを用いてLVDTを形成することができる。
また、前記測定回路には、演算部及びメモリが内蔵されていることにより、抵抗値に基づく温度補正が迅速にかつ簡単に行える。
本発明による直線型差動トランスセンサ装置及びその温度補正方法は、1次側コイルの直流抵抗を測定して1次側コイルの温度を検出し、2次側コイルから得られた出力値の温度補正を行う構成と方法である。
以下、図面と共に本発明による直線型差動トランスセンサ装置及びその温度補正方法の好適な実施の形態について説明する。
尚、従来例と同一又は同等部分については、同一符号を用いて説明する。
図1において、符号1で示されるものは円筒状をなすケースであり、このケース1内には、入力側である1次側コイル2及び出力側である2次側コイル3が筒状に形成されて設けられており、前記各コイル2,3の内側には、長手形状でかつ磁性材料からなるプローブ4が矢印Aの方向に沿って出入自在に配設されている。
尚、従来例と同一又は同等部分については、同一符号を用いて説明する。
図1において、符号1で示されるものは円筒状をなすケースであり、このケース1内には、入力側である1次側コイル2及び出力側である2次側コイル3が筒状に形成されて設けられており、前記各コイル2,3の内側には、長手形状でかつ磁性材料からなるプローブ4が矢印Aの方向に沿って出入自在に配設されている。
前記1次側コイル2の一端2aには、スイッチ10が設けられ、このスイッチ10の共通端子10aは前記一端2aに接続され、この共通端子10aには切換片10bが設けられている。
前記スイッチ10の第1端子10cと前記1次側コイル2の他端2bとの間には所定電圧及び周波数の励磁電源5が接続され、前記スイッチ10の前記第1端子10cに隣接する第2端子10dと前記他端2bとの間には直流抵抗測定回路11が接続されている。
前記スイッチ10の第1端子10cと前記1次側コイル2の他端2bとの間には所定電圧及び周波数の励磁電源5が接続され、前記スイッチ10の前記第1端子10cに隣接する第2端子10dと前記他端2bとの間には直流抵抗測定回路11が接続されている。
前記直流抵抗測定回路11は、前記スイッチ10の切換片10bを実線から点線で示される位置に切換えることにより、前記1次側コイル2への励磁電源5の供給が停止されると共に、前記共通端子10aと前記他端2b間に接続され、前記1次側コイル2の励磁中断直後の抵抗値を測定し、この直流抵抗測定回路11から抵抗値11aが出力される。
前記2次側コイル3には測定回路6が接続されており、前記2次側コイル3から出力される出力信号3Aは測定回路6に入力されていると共に、前記抵抗値11aは前記測定回路6に入力されている。
前記測定回路6には演算部12が内蔵されており、前記演算部12には例えば周知のルックアップテーブル等のメモリ(図示せず)を有している。
前記測定回路6には演算部12が内蔵されており、前記演算部12には例えば周知のルックアップテーブル等のメモリ(図示せず)を有している。
次に、前述の構成において、実際に図1の直線型差動トランスセンサ装置20の動作について述べる。
ます、前記スイッチ10の切換片10bを実線の状態に切換えると、前記励磁電源5が前記1次側コイル2に供給され、この状態でプローブ4が直動することにより前記2次側コイル3から前記出力信号3Aが出力されて前記測定回路6に入力される。
ます、前記スイッチ10の切換片10bを実線の状態に切換えると、前記励磁電源5が前記1次側コイル2に供給され、この状態でプローブ4が直動することにより前記2次側コイル3から前記出力信号3Aが出力されて前記測定回路6に入力される。
前記測定回路6では、前記出力信号3Aに基づいて演算部12が周知の演算処理することにより、前記プローブ4の前記ケース1内における直線位置が測定値6Aとして出力される。
また、前述の励磁電源5が1次側コイル2に供給されている状態において、前記スイッチ10の切換片10bを実線から点線で示す位置に切換えると、前記励磁電源5の1次側コイル2への供給が停止すると同時に、前記1次側コイル2の両端には直流抵抗測定回路11が接続され、前記直流抵抗測定回路11で測定された1次側コイル2の両端間の直流抵抗を示す抵抗値11aは測定回路6に入力される。
また、前述の励磁電源5が1次側コイル2に供給されている状態において、前記スイッチ10の切換片10bを実線から点線で示す位置に切換えると、前記励磁電源5の1次側コイル2への供給が停止すると同時に、前記1次側コイル2の両端には直流抵抗測定回路11が接続され、前記直流抵抗測定回路11で測定された1次側コイル2の両端間の直流抵抗を示す抵抗値11aは測定回路6に入力される。
前記測定回路6内のメモリ(図示せず)には、予め、前記1次側コイルの直流抵抗と出力信号3Aとの間の温度ドリフトに伴う出力信号3Aの誤差が、例えば、周知のルックアップテーブル等の手段を用いて前記出力信号3Aを補正し、正確な測定値6Aを得ることができるように構成されている。
本発明による直線型差動トランスセンサ装置及びその温度補正方法は、LVDTの温度補正をサーミスタなしで可能とし、小型化できることによって小型・軽量化を必要とする装置等に適用できる。
1 ケース
2 1次側コイル
2a 一端
2b 他端
3 2次側コイル
3A 出力信号
4 プローブ
5 励磁電源
6 測定回路
6A 測定値
10 スイッチ
10a 共通端子
10b 切換片
10c 第1端子
10d 第2端子
11 直流抵抗測定回路
11a 抵抗値
2 1次側コイル
2a 一端
2b 他端
3 2次側コイル
3A 出力信号
4 プローブ
5 励磁電源
6 測定回路
6A 測定値
10 スイッチ
10a 共通端子
10b 切換片
10c 第1端子
10d 第2端子
11 直流抵抗測定回路
11a 抵抗値
Claims (6)
- ケース(1)内に設けられた1次側コイル(2)及び2次側コイル(3)と、前記1次側コイル(2)及び2次側コイル(3)の内側で前記ケース(1)の長手方向(A)に沿って往復直動自在なプローブ(4)と、を備えた構成よりなる直線型差動トランスセンサ装置において、
前記1次側コイル(2)の両端にスイッチ(10)を介して接続された直流抵抗測定回路(11)を有し、前記直流抵抗測定回路(11)により前記1次側コイル(2)の抵抗値(11a)を測定し、前記抵抗値(11a)に基づいて前記2次側コイル(3)から得られた出力信号(3A)の温度補正を行うように構成したことを特徴とする直線型差動トランスセンサ装置。 - 前記スイッチ(10)は、前記1次側コイル(2)の一端側(2a)に設けられ、前記スイッチ(10)の切替えにより、前記1次側コイル(2)に対して励磁電源(5)又は直流抵抗測定回路(11)が選択的に接続されるように構成したことを特徴とする請求項1記載の直線型差動トランスセンサ装置。
- 前記測定回路(6)には、演算部(12)及びメモリが内蔵されていることを特徴とする請求項1又は2記載の直線型差動トランスセンサ装置。
- ケース(1)内に設けられた1次側コイル(2)及び2次側コイル(3)と、前記1次側コイル(2)及び2次側コイル(3)の内側で前記ケース(1)の長手方向(A)に沿って往復直動自在なプローブ(4)と、を備えた構成よりなる直線型差動トランスセンサ装置を用い、
前記1次側コイル(2)の両端にスイッチ(10)を介して接続された直流抵抗測定回路(11)を有し、前記直流抵抗測定回路(11)により前記1次側コイル(2)の抵抗値(11a)を測定し、前記抵抗値(11a)に基づいて前記2次側コイル(3)から得られた出力信号(3A)の温度補正を行うことを特徴とする直線型差動トランスセンサ装置の温度補正方法。 - 前記スイッチ(10)は、前記1次側コイル(2)の一端側(2a)に設けられ、前記スイッチ(10)の切替えにより、前記1次側コイル(2)に対して励磁電源(5)又は直流抵抗測定回路(11)が選択的に接続されるように構成したことを特徴とする請求項4記載の直線型差動トランスセンサ装置の温度補正方法。
- 前記測定回路(6)には、演算部(12)及びメモリが内蔵されていることを特徴とする請求項4又は5記載の直線型差動トランスセンサ装置の温度補正方法。
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