JP3548696B2 - 位置検出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、検出対象の位置を非接触にて検出する位置検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一般的な位置検出装置について図７〜図１０を参照して説明する。図７は一般的な位置検出装置の機械的な構造を示す図であり、図において、１はコアであり、ほぼ左右対称の形状を有している。このコア１の一方側１ａ（図においては左側）には回転リング２が装着されており、他方側１ｂ（図においては右側）には固定リング３が装着されている。この回転リング２は回転軸４によって図示しない検出対象と接続されており、検出対象が回転することによって回転軸４が回転し、この回転軸４の回転に応じて、回転リング２がコア１ａ上を移動する。また、コア１ａおよび１ｂにはそれぞれ第１コイルＬ１および第２コイルＬ２が巻装されており、それぞれコア１ａと回転リング２、あるいはコア１ｂと固定リング３によって磁路が形成されている。
【０００３】
このような位置検出装置は、上述のように検出対象が回転することによって回転軸４が回転する。この回転軸４の回転に応じて、回転リング２がコア１ａ上を移動して、コア１ａと回転リング２によって形成される磁路が変化することとなり、第１コイルＬ１のインダクタンスが変化する。一方、コア１ｂと固定リング３によって形成される磁路は、検出対象が回転しても変化することなく、第２コイルＬ２のインダクタンスも変化しない。この第１コイルＬ１と第２コイルＬ２のインダクタンスの関係から、検出対象の位置を検出するものである。
【０００４】
以上のような動作を図８〜図１０に従って説明する。図８は一般的な位置検出装置の電気的な構成を示す回路図であり、第１コイルＬ１と第２コイルＬ２は直列に接続されており、その両端（端子ａ−ｃ）に振幅が一定の正弦波Ｖｉｎが印加されている。また、第２コイルＬ２の両端（端子ｂ−ｃ）の電圧を出力Ｖｏｕｔとして検出している。
【０００５】
以上のように回路構成された位置検出装置は、第１コイルＬ１および第２コイルＬ２の特性は図９に示すように検出対象の位置の変化に対して、第１コイルＬ１はそのインダクタンスが変化し、第２コイルＬ２のインダクタンスは一定となっている。このような特性を有する２つのコイルを直列に接続しているので、第２コイルＬ２の両端に発生する出力Ｖｏｕｔの振幅は、検出対象の位置の変化に対して図１０に示すような特性を有することとなり、この出力Ｖｏｕｔを検出することで検出対象の位置が検出できるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来の位置検出装置は、入力信号として振幅が一定の正弦波交流を印加しているため、この正弦波を印加するアナログ回路が必要となり、回路構成が複雑で回路規模が大きく、実装面積が大きくなるという問題点があった。
【０００７】
また、所定の周波数及び振幅を得るための調整作業が必要となり、作業が繁雑となるという問題点や、発振を持続させるため電力を連続的に消費し、消費電力量が大きいという問題点もあった。
【０００８】
この発明にかかる位置検出装置は、検出対象の位置変化に応じてインダクタンスが変化する第１インダクタンス素子と、検出対象の位置変化にかかわらずインダクタンスが一定の第２インダクタンス素子と、上記第１及び第２のインダクタンス素子の一端に共通接続された直流電源と、上記第１及び第２のインダクタンス素子それぞれの両端に接続され上記インダクタンス素子と共に時定数回路を構成する抵抗と、上記第２インダクタンス素子の他端電圧と所定電圧とを比較して、その比較結果に応じて第１インダクタンス素子の他端にＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが切り替わる信号を出力する第１比較手段と、上記第１インダクタンス素子の他端電圧と所定電圧とを比較して、その比較結果に応じて第２インダクタンス素子の他端にＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが切り替わる信号を出力する第２比較手段と、上記第２インダクタンス素子の他端電圧と所定電圧を比較し、その比較結果に応じてＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが切り替わる信号を出力する第３比較手段と、上記第１インダクタンス素子の他端電圧と所定電圧を比較し、その比較結果に応じてＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが切り替わる信号を出力する第４比較手段と、上記第３比較手段および上記第４比較手段の出力信号に基づいて検出対象の位置を演算する演算手段を備え、上記演算手段が上記第１インダクタンス素子を含む時定数回路と上記第２インダクタンス素子を含む時定数回路との時定数の差から検出対象の位置を演算するようにしたものである。
【０００９】
さらに、第３比較手段の出力信号を該出力信号のＨｉｇｈ時間に対応した電圧値に変換して出力する第１積分器と、第４比較手段の出力信号を該出力信号のＨｉｇｈ時間に対応した電圧値に変換して出力する第２積分器と、上記第１積分器の出力と上記第２積分器の出力との差に対応した電圧を出力する差動増幅器を備え、演算手段は上記差動増幅器の出力に基づいて検出対象の位置を算出するものである。
【００１０】
また、検出対象の位置変化に応じてインダクタンスが変化する第１インダクタンス素子と、検出対象の位置変化にかかわらずインダクタンスが一定の第２インダクタンス素子と、上記第１及び第２のインダクタンス素子の一端に共通接続された直流電源と、上記第１及び第２のインダクタンス素子それぞれの両端に接続され上記インダクタンス素子と共に時定数回路を構成する抵抗と、上記第１及び第２インダクタンス素子のそれぞれの他端に接続された第１及び第２トランジスタと、上記第１及び第２トランジスタのベース間に接続された発振手段と、上記第１インダクタンス素子の他端電圧と所定電圧とを比較して、その比較結果に応じてＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが切り替わる信号を出力する第５比較手段と、上記第２インダクタンス素子の他端電圧と上記所定電圧とを比較して、その比較結果に応じてＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが切り替わる信号を出力するする第６比較手段と、上記第５比較手段および上記第６比較手段の出力信号に基づいて検出対象の位置を演算する演算手段を備え、上記演算手段が上記第１インダクタンス素子を含む時定数回路と上記第２インダクタンス素子を含む時定数回路との時定数の差から検出対象の位置を演算するようにしたものである。
【００１１】
さらに、第５比較手段の出力信号を該出力信号のＨｉｇｈ時間に対応した電圧値に変換して出力する第３積分器と、第６比較手段の出力信号を該出力信号のＨｉｇｈ時間に対応した電圧値に変換して出力する第４積分器と、上記第３積分器の出力と上記第４積分器の出力との差に対応した電圧を出力する差動増幅器を備え、演算手段は上記差動増幅器の出力に基づいて検出対象の位置を算出するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態１．
以下、図を参照してこの発明の一実施形態について説明する。上述した一般的な位置検出装置と機械的構成は同様であり、詳細な説明は省略する。図１は、この発明の一実施形態の回路構成を示す回路図である。第１コイルＬ１と第２コイルＬ２の接続点（端子ｂ）には直流電圧Ｖａが接続され、第１コイルＬ１および第２コイルＬ２それぞれの他方側（端子ａおよびｃ）には抵抗Ｒが接続されている。
【００１３】
この端子ａには第１比較器１１の出力が、また端子ｃには第２比較器１２の出力がそれぞれ接続されている。この第１比較器１１および第２比較器１２それぞれのプラス側入力には、一定の直流電圧Ｖｂを抵抗ｒ１および抵抗ｒ２で分圧した電圧Ｖｃが入力され、それぞれのマイナス側入力には、互いの出力、即ち第１比較器１１には第２比較器１２の出力が、第２比較器１２には第１比較器１１の出力がそれぞれ接続されている。
【００１４】
第１比較器１１の出力はさらに、第４比較器１４のマイナス側入力に接続されており、この第４比較器１４のプラス側入力には電圧Ｖｃが接続されている。同様に第２比較器１２の出力は、第３比較器１３のマイナス側入力に接続されており、この第３比較器１３のプラス側入力には電圧Ｖｃが接続されている。さらにこれらの第３比較器１３および第４比較器１４の出力はマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）２０に接続されている。
【００１５】
以上のように構成されたこの発明の一実施形態の動作について説明する。図２は、この発明の一実施形態の動作を示すタイミングチャートである。まず図において、時刻Ｔ１に第２比較器１２がその入力の比較結果に応じてその出力Ｖ２をＬｏｗレベルに反転させたとする。この反転によって、第１比較器１１のマイナス側入力がＬｏｗレベルとなり、プラス側入力Ｖｃと比較され、第１比較器１１の出力Ｖ１がＨｉｇｈレベルへと反転する。その後、電圧Ｖ１は、第１コイルＬ１と抵抗Ｒとによって決まる時定数ｔ１＝Ｌ１／Ｒにて変化し、時間とともに電圧が減少して電圧Ｖｃより低くなった時点で第２比較器１２の出力Ｖ２がＨｉｇｈレベルへと反転し、第１比較器１１の出力Ｖ１がＬｏｗレベルへと反転する。
【００１６】
同様に、第２比較器１２の出力Ｖ２がＨｉｇｈレベルへと反転した後、電圧Ｖ２は第２コイルＬ２と抵抗Ｒとによって決まる時定数ｔ２＝Ｌ２／Ｒにて変化し、時間とともに電圧が減少して電圧Ｖｃより低くなった時点で第１比較器１１の出力Ｖ１がＨｉｇｈレベルへと反転し、第２比較器１２の出力Ｖ２がＬｏｗレベルへと反転する。以上のように、この発明の実施形態１では直流電圧を印加することによって、時定数ｔ１＝Ｌ１／Ｒおよびｔ２＝Ｌ２／Ｒで決定される周期Ｔ（Ｔ＝ｔ１＋ｔ２）で自励発振することとなる。
【００１７】
また、第３比較器１３には上述のように第２比較器１２の出力Ｖ２と電圧Ｖｃが入力されており、その出力Ｖ３は第２比較器１２の出力Ｖ２が反転するのと同期して反転する。同様に第４比較器１４には第１比較器１１の出力Ｖ１と電圧Ｖｃが入力され、その出力Ｖ４は第１比較器１１の出力Ｖ１が反転するのと同期して反転する。これらの出力Ｖ３およびＶ４はマイコン２０に入力される。
【００１８】
いま、時刻Ｔ２にて検出対象の位置がＰ１からＰ２へ変化したとする。この場合、上述のとおり、第１コイルＬ１のインダクタンスが変化して時定数ｔ１が変化する。一方、第２コイルＬ２のインダクタンスは変化しないので時定数ｔ２は変化しない。よって、第３比較器１３の出力Ｖ３のＨｉｇｈ時間は変化し、第４比較器１４の出力Ｖ４のＨｉｇｈ時間は変化しない。
【００１９】
マイコン２０は、このような出力Ｖ３および出力Ｖ４を入力し、この入力信号から検出対象の位置を演算しているものである。即ち、上述したとおり、第１コイルＬ１および第２コイルＬ２のインダクタンスは検出対象の位置変化に対して図９に示すような特性を有しており、両出力の時間差からインダクタンスの差を逆算し、図９の特性から検出対象の位置を演算することができる。
【００２０】
以上のように、自励発振の周期が検出対象の位置変化に応じて変化するように構成することによって、入力信号としての正弦波信号を印加する必要がなく、この正弦波を印加するためアナログ回路を省略でき、回路構成の簡便化、小規模化を実現することができ、実装面積が小さくなり、装置自体を小型化することができる。
【００２１】
また、Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗ反転するためＬｏｗ時には消費電力が零であり、全体としての消費電力を小さくすることができる。また、インダクタンスと抵抗による時定数による発振を用いるため、周波数の設定自由度が高く、調整が不要となり、作業を簡便化することができる。
【００２２】
以上説明した実施形態１では第３比較器１３および第４比較器１４の出力をそのままマイコン２０に入力し、マイコン２０内で各出力信号のＨｉｇｈ時間の差を演算するようにしたが、図３に示すように、第３比較器１３および第４比較器１４の出力をそれぞれ積分する第１積分器３１および第２積分器３２を設け、これらによって各出力信号を該出力信号のＨｉｇｈ時間に対応した電圧値に変換して、これら変換された電圧値の差に応じた電圧値を出力する差動増幅器４０を介してマイコン２０へ入力することもできる。
【００２３】
このように、第３比較器１３および第４比較器１４の出力に応じた電圧値に変換し、それらの差に応じた電圧値をマイコン２０へ入力することにより、マイコン２０が一般的に備えているアナログ／ディジタル変換機能を用いて検出対象の位置に対応した信号を得ることができ、上述した実施形態に比べてマイコン２０の演算負荷を軽減することができる。
【００２４】
発明の実施の形態２．
次にこの発明にかかる他の実施形態について説明する。図４はこの発明の他の実施形態を示す回路図であり、第１コイルＬ１と第２コイルＬ２の接続点（端子ｂ）には直流電圧Ｖａが接続され、第１コイルＬ１および第２コイルＬ２それぞれの他方側（端子ａおよびｃ）には抵抗Ｒが接続されている。
【００２５】
この端子ａと端子ｃにはスイッチング手段として、第１トランジスタＱ１および第２トランジスタＱ２がそれぞれ接続されている。これらの第１トランジスタＱ１および第２トランジスタＱ２には矩形波を出力する発振器５０が接続されており、この発振器５０の出力により第１トランジスタＱ１および第２トランジスタＱ２はオンまたはオフされる。
【００２６】
１５は第５比較器であり、そのプラス側入力端子には第１コイルＬ１と抵抗Ｒの接続点が接続されており、そのマイナス側入力端子に接続される基準電圧Ｖｃ（一定の直流電圧Ｖｂを抵抗ｒ１およびｒ２で分圧された電圧）と、接続点の電圧Ｖ１とを比較するものである。
【００２７】
同様に１６は第６比較器であり、そのプラス側入力端子には第２コイルＬ２と抵抗Ｒの接続点が接続されており、そのマイナス側入力端子に接続される基準電圧Ｖｃと、接続点の電圧Ｖ２とを比較するものである。この第５比較器１５の出力Ｖ５および第６比較器１６の出力Ｖ６は、マイコン２０に入力されている。
【００２８】
次に、以上のように構成された実施形態２にかかる位置検出装置の動作を図５に示すタイミングチャートを用いて説明する。発振器５０から出力される矩形波によって第１トランジスタＱ１および第２トランジスタＱ２がオンまたはオフされる。時刻Ｔ１において発振器５０出力がＬｏｗレベルであれば、第１トランジスタＱ１はオフであり、Ｖ１はＨｉｇｈレベルとなる。その後、第１コイルＬ１と抵抗Ｒによって決まる時定数ｔ３＝Ｌ１／Ｒに従って電圧が低下する。このＶ１は上述のように第５比較器１５に入力されており、第５比較器１５では、このＶ１と基準電圧Ｖｃを比較して、Ｖ１＞Ｖｃが成立している間、Ｖ５をＨｉｇｈレベルとして出力する。
【００２９】
また、発振器５０出力がＬｏｗレベルであれば、第２トランジスタＱ２もオフであり、Ｖ２がＨｉｇｈレベルとなり、その後、第２コイルＬ２と抵抗Ｒによって決まる時定数ｔ４＝Ｌ２／Ｒに従って電圧が低下する。このＶ２は第６比較器１２に入力されており、第６比較器１６は、Ｖ２とＶｃを比較してＶ２＞Ｖｃが成立する間、Ｖ６をＨｉｇｈレベルとして出力する。
【００３０】
実施形態２は、基本的にはこのように動作するが、いま時刻Ｔ２において、検出対象の位置がＰ１からＰ２へ変化したとする。この場合、上述の如く、検出対象の位置の変化に応じて回転リング２が移動し、第１コイルＬ１のインダクタンスが変化する。この第１コイルＬ１のインダクタンスの変化によって、第１コイルＬ１と抵抗Ｒの接続点電圧Ｖ１が時定数ｔ３＝Ｌ１／Ｒの変化に影響され、電圧の低下速度が変化することとなり、第５比較器１５の出力Ｖ５がＨｉｇｈとなる期間ｔ３が変化する。一方、上述の如く、検出対象の位置が変化しても、第２コイルＬ２のインダクタンスは変化しないため、第６比較器１６の出力Ｖ６がＨｉｇｈとなる期間ｔ４は変化しない。
【００３１】
このように検出対象の位置の変化に応じてＨｉｇｈ期間が変化するＶ５と、Ｈｉｇｈ期間が変化しないＶ６とをマイコン２０に入力し、この入力信号から検出対象の位置を演算しているものである。即ち、上述したとおり、第１コイルＬ１および第２コイルＬ２のインダクタンスは検出対象の位置変化に対して図９に示すような特性を有しているので、マイコン２０は、これらの信号のＨｉｇｈ期間ｔ３およびｔ４の差を演算し、両出力の時間差からインダクタンスの差を逆算し、図９の特性から検出対象の位置を演算することができる。
【００３２】
以上説明したこの発明にかかる実施形態２においては、矩形波を用いてオン／オフを行うので、オフ時の消費電力が零であり、全体としての消費電力を小さくすることができ、またインダクタンスと抵抗による時定数を用いているために、周期の設定自由度が高く、調整が不要であり作業を簡便化することができる。
【００３３】
さらに、上述した自励方式の実施形態１に比べて、周囲の温度変化や、経年変化による検出精度の悪化がなく、より精度良く検出対象の位置を検出することができる。
【００３４】
以上説明した実施形態２では第５比較器１５および第６比較器１６の出力をそのままマイコン２０に入力し、マイコン２０内で各出力信号のＨｉｇｈ時間の差を演算するようにしたが、図６に示すように、第５比較器１５および第６比較器１６の出力をそれぞれ積分する第３積分器３３および第４積分器３４を設け、これらによって各出力信号を該出力信号のＨｉｇｈ時間に対応した電圧値に変換して、これら変換された電圧値の差に応じた電圧値を出力する差動増幅器４０を介してマイコン２０へ入力することもできる。
【００３５】
このように、第５比較器１５および第６比較器１６の出力に応じた電圧値に変換し、それらの差に応じた電圧値をマイコン２０へ入力することにより、マイコン２０が一般的に備えているアナログ／ディジタル変換機能を用いて検出対象の位置に対応した信号を得ることができ、上述した実施形態２に比べてマイコン２０の演算負荷を軽減することができる。
【００３６】
【発明の効果】
この発明にかかる位置検出装置は、検出対象の位置変化に応じてインダクタンスが変化する第１インダクタンス素子と、検出対象の位置変化にかかわらずインダクタンスが一定の第２インダクタンス素子と、上記第１及び第２のインダクタンス素子の一端に共通接続された直流電源と、上記第１及び第２のインダクタンス素子それぞれの両端に接続され上記インダクタンス素子と共に時定数回路を構成する抵抗と、上記第２インダクタンス素子の他端電圧と所定電圧とを比較して、その比較結果に応じて第１インダクタンス素子の他端にＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが切り替わる信号を出力する第１比較手段と、上記第１インダクタンス素子の他端電圧と所定電圧とを比較して、その比較結果に応じて第２インダクタンス素子の他端にＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが切り替わる信号を出力する第２比較手段と、上記第２インダクタンス素子の他端電圧と所定電圧を比較し、その比較結果に応じてＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが切り替わる信号を出力する第３比較手段と、上記第１インダクタンス素子の他端電圧と所定電圧を比較し、その比較結果に応じてＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが切り替わる信号を出力する第４比較手段と、上記第３比較手段および上記第４比較手段の出力信号に基づいて検出対象の位置を演算する演算手段を備え、上記演算手段が上記第１インダクタンス素子を含む時定数回路と上記第２インダクタンス素子を含む時定数回路との時定数の差から検出対象の位置を演算するようにしたので、第１および第２のインダクタンス素子と各抵抗との時定数に依存して自励発振させ、検出対象の位置変化に応じて自励発振の周期が変化し、この周期から検出対象の位置を演算することができるので、入力信号としての正弦波信号を印加する必要がなく、この正弦波を印加するためアナログ回路を省略でき、回路構成の簡便化、小規模化を実現することができ、実装面積が小さくなり、装置自体を小型化することができるという効果を奏する。また、Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗ反転するためＬｏｗ時には消費電力が零であり、全体としての消費電力を小さくすることができる。また、インダクタンスと抵抗による時定数による発振を用いるため、周波数の安定性と設定自由度が高く、調整が不要となり、作業を簡便化することができる。
【００３７】
さらに、第３比較手段の出力信号を該出力信号のＨｉｇｈ時間に対応した電圧値に変換して出力する第１積分器と、第４比較手段の出力信号を該出力信号のＨｉｇｈ時間に対応した電圧値に変換して出力する第２積分器と、上記第１積分器の出力と上記第２積分器の出力との差に対応した電圧を出力する差動増幅器を備え、演算手段は上記差動増幅器の出力に基づいて検出対象の位置を算出することにより、演算手段の演算負荷を軽減することができる。
【００３８】
また、検出対象の位置変化に応じてインダクタンスが変化する第１インダクタンス素子と、検出対象の位置変化にかかわらずインダクタンスが一定の第２インダクタンス素子と、上記第１及び第２のインダクタンス素子の一端に共通接続された直流電源と、上記第１及び第２のインダクタンス素子それぞれの両端に接続され上記インダクタンス素子と共に時定数回路を構成する抵抗と、上記第１及び第２インダクタンス素子のそれぞれの他端に接続された第１及び第２トランジスタと、上記第１及び第２トランジスタのベース間に接続された発振手段と、上記第１インダクタンス素子の他端電圧と所定電圧とを比較して、その比較結果に応じてＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが切り替わる信号を出力する第５比較手段と、上記第２インダクタンス素子の他端電圧と上記所定電圧とを比較して、その比較結果に応じてＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが切り替わる信号を出力するする第６比較手段と、上記第５比較手段および上記第６比較手段の出力信号に基づいて検出対象の位置を演算する演算手段を備え、上記演算手段が上記第１インダクタンス素子を含む時定数回路と上記第２インダクタンス素子を含む時定数回路との時定数の差から検出対象の位置を演算するようにしたので、矩形波を用いてオン／オフ方式にて位置検出ができるので、オフ時の消費電力が零となり、全体としての消費電力を小さくすることができる。またインダクタンスと抵抗による時定数を用いているために、周期の設定自由度が高く、調整が不要であり作業を簡便化することができると共に、入力信号として発振手段によって発生される矩形波を用いているので、周囲の温度変化や、経年変化による検出精度の悪化がなく、より精度良く検出対象の位置を検出することができる。
【００３９】
さらに、第５比較手段の出力信号を該出力信号のＨｉｇｈ時間に対応した電圧値に変換して出力する第３積分器と、第６比較手段の出力信号を該出力信号のＨｉｇｈ時間に対応した電圧値に変換して出力する第４積分器と、上記第３積分器の出力と上記第４積分器の出力との差に対応した電圧を出力する差動増幅器を備え、演算手段は上記差動増幅器の出力に基づいて検出対象の位置を算出することにより、演算手段の演算負荷を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる一実施形態を示す回路図である。
【図２】この発明にかかる一実施形態の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】この発明にかかる一実施形態の変形例を示す回路図である。
【図４】この発明にかかる他の実施形態を示す回路図である。
【図５】この発明にかかる他の実施形態の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】この発明にかかる他の実施形態の変形例を示す回路図である。
【図７】一般的な位置検出装置の機械的構成を示す図である。
【図８】一般的な位置検出装置を示す回路図である。
【図９】一般的な位置検出装置の特性を示す図である。
【図１０】一般的な位置検出装置の特性を示す図である。
【符号の説明】
Ｌ１ 第１コイル
Ｌ２ 第２コイル
１１ 第１比較器
１２ 第２比較器
１３ 第３比較器
１４ 第４比較器
１５ 第５比較器
１６ 第６比較器
２０ マイクロコンピュータ
３１ 第１積分器
３２ 第２積分器
３３ 第３積分器
３４ 第４積分器
４０ 増幅器
５０ 発振器
【発明の属する技術分野】
この発明は、検出対象の位置を非接触にて検出する位置検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一般的な位置検出装置について図７〜図１０を参照して説明する。図７は一般的な位置検出装置の機械的な構造を示す図であり、図において、１はコアであり、ほぼ左右対称の形状を有している。このコア１の一方側１ａ（図においては左側）には回転リング２が装着されており、他方側１ｂ（図においては右側）には固定リング３が装着されている。この回転リング２は回転軸４によって図示しない検出対象と接続されており、検出対象が回転することによって回転軸４が回転し、この回転軸４の回転に応じて、回転リング２がコア１ａ上を移動する。また、コア１ａおよび１ｂにはそれぞれ第１コイルＬ１および第２コイルＬ２が巻装されており、それぞれコア１ａと回転リング２、あるいはコア１ｂと固定リング３によって磁路が形成されている。
【０００３】
このような位置検出装置は、上述のように検出対象が回転することによって回転軸４が回転する。この回転軸４の回転に応じて、回転リング２がコア１ａ上を移動して、コア１ａと回転リング２によって形成される磁路が変化することとなり、第１コイルＬ１のインダクタンスが変化する。一方、コア１ｂと固定リング３によって形成される磁路は、検出対象が回転しても変化することなく、第２コイルＬ２のインダクタンスも変化しない。この第１コイルＬ１と第２コイルＬ２のインダクタンスの関係から、検出対象の位置を検出するものである。
【０００４】
以上のような動作を図８〜図１０に従って説明する。図８は一般的な位置検出装置の電気的な構成を示す回路図であり、第１コイルＬ１と第２コイルＬ２は直列に接続されており、その両端（端子ａ−ｃ）に振幅が一定の正弦波Ｖｉｎが印加されている。また、第２コイルＬ２の両端（端子ｂ−ｃ）の電圧を出力Ｖｏｕｔとして検出している。
【０００５】
以上のように回路構成された位置検出装置は、第１コイルＬ１および第２コイルＬ２の特性は図９に示すように検出対象の位置の変化に対して、第１コイルＬ１はそのインダクタンスが変化し、第２コイルＬ２のインダクタンスは一定となっている。このような特性を有する２つのコイルを直列に接続しているので、第２コイルＬ２の両端に発生する出力Ｖｏｕｔの振幅は、検出対象の位置の変化に対して図１０に示すような特性を有することとなり、この出力Ｖｏｕｔを検出することで検出対象の位置が検出できるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来の位置検出装置は、入力信号として振幅が一定の正弦波交流を印加しているため、この正弦波を印加するアナログ回路が必要となり、回路構成が複雑で回路規模が大きく、実装面積が大きくなるという問題点があった。
【０００７】
また、所定の周波数及び振幅を得るための調整作業が必要となり、作業が繁雑となるという問題点や、発振を持続させるため電力を連続的に消費し、消費電力量が大きいという問題点もあった。
【０００８】
この発明にかかる位置検出装置は、検出対象の位置変化に応じてインダクタンスが変化する第１インダクタンス素子と、検出対象の位置変化にかかわらずインダクタンスが一定の第２インダクタンス素子と、上記第１及び第２のインダクタンス素子の一端に共通接続された直流電源と、上記第１及び第２のインダクタンス素子それぞれの両端に接続され上記インダクタンス素子と共に時定数回路を構成する抵抗と、上記第２インダクタンス素子の他端電圧と所定電圧とを比較して、その比較結果に応じて第１インダクタンス素子の他端にＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが切り替わる信号を出力する第１比較手段と、上記第１インダクタンス素子の他端電圧と所定電圧とを比較して、その比較結果に応じて第２インダクタンス素子の他端にＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが切り替わる信号を出力する第２比較手段と、上記第２インダクタンス素子の他端電圧と所定電圧を比較し、その比較結果に応じてＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが切り替わる信号を出力する第３比較手段と、上記第１インダクタンス素子の他端電圧と所定電圧を比較し、その比較結果に応じてＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが切り替わる信号を出力する第４比較手段と、上記第３比較手段および上記第４比較手段の出力信号に基づいて検出対象の位置を演算する演算手段を備え、上記演算手段が上記第１インダクタンス素子を含む時定数回路と上記第２インダクタンス素子を含む時定数回路との時定数の差から検出対象の位置を演算するようにしたものである。
【０００９】
さらに、第３比較手段の出力信号を該出力信号のＨｉｇｈ時間に対応した電圧値に変換して出力する第１積分器と、第４比較手段の出力信号を該出力信号のＨｉｇｈ時間に対応した電圧値に変換して出力する第２積分器と、上記第１積分器の出力と上記第２積分器の出力との差に対応した電圧を出力する差動増幅器を備え、演算手段は上記差動増幅器の出力に基づいて検出対象の位置を算出するものである。
【００１０】
また、検出対象の位置変化に応じてインダクタンスが変化する第１インダクタンス素子と、検出対象の位置変化にかかわらずインダクタンスが一定の第２インダクタンス素子と、上記第１及び第２のインダクタンス素子の一端に共通接続された直流電源と、上記第１及び第２のインダクタンス素子それぞれの両端に接続され上記インダクタンス素子と共に時定数回路を構成する抵抗と、上記第１及び第２インダクタンス素子のそれぞれの他端に接続された第１及び第２トランジスタと、上記第１及び第２トランジスタのベース間に接続された発振手段と、上記第１インダクタンス素子の他端電圧と所定電圧とを比較して、その比較結果に応じてＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが切り替わる信号を出力する第５比較手段と、上記第２インダクタンス素子の他端電圧と上記所定電圧とを比較して、その比較結果に応じてＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが切り替わる信号を出力するする第６比較手段と、上記第５比較手段および上記第６比較手段の出力信号に基づいて検出対象の位置を演算する演算手段を備え、上記演算手段が上記第１インダクタンス素子を含む時定数回路と上記第２インダクタンス素子を含む時定数回路との時定数の差から検出対象の位置を演算するようにしたものである。
【００１１】
さらに、第５比較手段の出力信号を該出力信号のＨｉｇｈ時間に対応した電圧値に変換して出力する第３積分器と、第６比較手段の出力信号を該出力信号のＨｉｇｈ時間に対応した電圧値に変換して出力する第４積分器と、上記第３積分器の出力と上記第４積分器の出力との差に対応した電圧を出力する差動増幅器を備え、演算手段は上記差動増幅器の出力に基づいて検出対象の位置を算出するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態１．
以下、図を参照してこの発明の一実施形態について説明する。上述した一般的な位置検出装置と機械的構成は同様であり、詳細な説明は省略する。図１は、この発明の一実施形態の回路構成を示す回路図である。第１コイルＬ１と第２コイルＬ２の接続点（端子ｂ）には直流電圧Ｖａが接続され、第１コイルＬ１および第２コイルＬ２それぞれの他方側（端子ａおよびｃ）には抵抗Ｒが接続されている。
【００１３】
この端子ａには第１比較器１１の出力が、また端子ｃには第２比較器１２の出力がそれぞれ接続されている。この第１比較器１１および第２比較器１２それぞれのプラス側入力には、一定の直流電圧Ｖｂを抵抗ｒ１および抵抗ｒ２で分圧した電圧Ｖｃが入力され、それぞれのマイナス側入力には、互いの出力、即ち第１比較器１１には第２比較器１２の出力が、第２比較器１２には第１比較器１１の出力がそれぞれ接続されている。
【００１４】
第１比較器１１の出力はさらに、第４比較器１４のマイナス側入力に接続されており、この第４比較器１４のプラス側入力には電圧Ｖｃが接続されている。同様に第２比較器１２の出力は、第３比較器１３のマイナス側入力に接続されており、この第３比較器１３のプラス側入力には電圧Ｖｃが接続されている。さらにこれらの第３比較器１３および第４比較器１４の出力はマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）２０に接続されている。
【００１５】
以上のように構成されたこの発明の一実施形態の動作について説明する。図２は、この発明の一実施形態の動作を示すタイミングチャートである。まず図において、時刻Ｔ１に第２比較器１２がその入力の比較結果に応じてその出力Ｖ２をＬｏｗレベルに反転させたとする。この反転によって、第１比較器１１のマイナス側入力がＬｏｗレベルとなり、プラス側入力Ｖｃと比較され、第１比較器１１の出力Ｖ１がＨｉｇｈレベルへと反転する。その後、電圧Ｖ１は、第１コイルＬ１と抵抗Ｒとによって決まる時定数ｔ１＝Ｌ１／Ｒにて変化し、時間とともに電圧が減少して電圧Ｖｃより低くなった時点で第２比較器１２の出力Ｖ２がＨｉｇｈレベルへと反転し、第１比較器１１の出力Ｖ１がＬｏｗレベルへと反転する。
【００１６】
同様に、第２比較器１２の出力Ｖ２がＨｉｇｈレベルへと反転した後、電圧Ｖ２は第２コイルＬ２と抵抗Ｒとによって決まる時定数ｔ２＝Ｌ２／Ｒにて変化し、時間とともに電圧が減少して電圧Ｖｃより低くなった時点で第１比較器１１の出力Ｖ１がＨｉｇｈレベルへと反転し、第２比較器１２の出力Ｖ２がＬｏｗレベルへと反転する。以上のように、この発明の実施形態１では直流電圧を印加することによって、時定数ｔ１＝Ｌ１／Ｒおよびｔ２＝Ｌ２／Ｒで決定される周期Ｔ（Ｔ＝ｔ１＋ｔ２）で自励発振することとなる。
【００１７】
また、第３比較器１３には上述のように第２比較器１２の出力Ｖ２と電圧Ｖｃが入力されており、その出力Ｖ３は第２比較器１２の出力Ｖ２が反転するのと同期して反転する。同様に第４比較器１４には第１比較器１１の出力Ｖ１と電圧Ｖｃが入力され、その出力Ｖ４は第１比較器１１の出力Ｖ１が反転するのと同期して反転する。これらの出力Ｖ３およびＶ４はマイコン２０に入力される。
【００１８】
いま、時刻Ｔ２にて検出対象の位置がＰ１からＰ２へ変化したとする。この場合、上述のとおり、第１コイルＬ１のインダクタンスが変化して時定数ｔ１が変化する。一方、第２コイルＬ２のインダクタンスは変化しないので時定数ｔ２は変化しない。よって、第３比較器１３の出力Ｖ３のＨｉｇｈ時間は変化し、第４比較器１４の出力Ｖ４のＨｉｇｈ時間は変化しない。
【００１９】
マイコン２０は、このような出力Ｖ３および出力Ｖ４を入力し、この入力信号から検出対象の位置を演算しているものである。即ち、上述したとおり、第１コイルＬ１および第２コイルＬ２のインダクタンスは検出対象の位置変化に対して図９に示すような特性を有しており、両出力の時間差からインダクタンスの差を逆算し、図９の特性から検出対象の位置を演算することができる。
【００２０】
以上のように、自励発振の周期が検出対象の位置変化に応じて変化するように構成することによって、入力信号としての正弦波信号を印加する必要がなく、この正弦波を印加するためアナログ回路を省略でき、回路構成の簡便化、小規模化を実現することができ、実装面積が小さくなり、装置自体を小型化することができる。
【００２１】
また、Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗ反転するためＬｏｗ時には消費電力が零であり、全体としての消費電力を小さくすることができる。また、インダクタンスと抵抗による時定数による発振を用いるため、周波数の設定自由度が高く、調整が不要となり、作業を簡便化することができる。
【００２２】
以上説明した実施形態１では第３比較器１３および第４比較器１４の出力をそのままマイコン２０に入力し、マイコン２０内で各出力信号のＨｉｇｈ時間の差を演算するようにしたが、図３に示すように、第３比較器１３および第４比較器１４の出力をそれぞれ積分する第１積分器３１および第２積分器３２を設け、これらによって各出力信号を該出力信号のＨｉｇｈ時間に対応した電圧値に変換して、これら変換された電圧値の差に応じた電圧値を出力する差動増幅器４０を介してマイコン２０へ入力することもできる。
【００２３】
このように、第３比較器１３および第４比較器１４の出力に応じた電圧値に変換し、それらの差に応じた電圧値をマイコン２０へ入力することにより、マイコン２０が一般的に備えているアナログ／ディジタル変換機能を用いて検出対象の位置に対応した信号を得ることができ、上述した実施形態に比べてマイコン２０の演算負荷を軽減することができる。
【００２４】
発明の実施の形態２．
次にこの発明にかかる他の実施形態について説明する。図４はこの発明の他の実施形態を示す回路図であり、第１コイルＬ１と第２コイルＬ２の接続点（端子ｂ）には直流電圧Ｖａが接続され、第１コイルＬ１および第２コイルＬ２それぞれの他方側（端子ａおよびｃ）には抵抗Ｒが接続されている。
【００２５】
この端子ａと端子ｃにはスイッチング手段として、第１トランジスタＱ１および第２トランジスタＱ２がそれぞれ接続されている。これらの第１トランジスタＱ１および第２トランジスタＱ２には矩形波を出力する発振器５０が接続されており、この発振器５０の出力により第１トランジスタＱ１および第２トランジスタＱ２はオンまたはオフされる。
【００２６】
１５は第５比較器であり、そのプラス側入力端子には第１コイルＬ１と抵抗Ｒの接続点が接続されており、そのマイナス側入力端子に接続される基準電圧Ｖｃ（一定の直流電圧Ｖｂを抵抗ｒ１およびｒ２で分圧された電圧）と、接続点の電圧Ｖ１とを比較するものである。
【００２７】
同様に１６は第６比較器であり、そのプラス側入力端子には第２コイルＬ２と抵抗Ｒの接続点が接続されており、そのマイナス側入力端子に接続される基準電圧Ｖｃと、接続点の電圧Ｖ２とを比較するものである。この第５比較器１５の出力Ｖ５および第６比較器１６の出力Ｖ６は、マイコン２０に入力されている。
【００２８】
次に、以上のように構成された実施形態２にかかる位置検出装置の動作を図５に示すタイミングチャートを用いて説明する。発振器５０から出力される矩形波によって第１トランジスタＱ１および第２トランジスタＱ２がオンまたはオフされる。時刻Ｔ１において発振器５０出力がＬｏｗレベルであれば、第１トランジスタＱ１はオフであり、Ｖ１はＨｉｇｈレベルとなる。その後、第１コイルＬ１と抵抗Ｒによって決まる時定数ｔ３＝Ｌ１／Ｒに従って電圧が低下する。このＶ１は上述のように第５比較器１５に入力されており、第５比較器１５では、このＶ１と基準電圧Ｖｃを比較して、Ｖ１＞Ｖｃが成立している間、Ｖ５をＨｉｇｈレベルとして出力する。
【００２９】
また、発振器５０出力がＬｏｗレベルであれば、第２トランジスタＱ２もオフであり、Ｖ２がＨｉｇｈレベルとなり、その後、第２コイルＬ２と抵抗Ｒによって決まる時定数ｔ４＝Ｌ２／Ｒに従って電圧が低下する。このＶ２は第６比較器１２に入力されており、第６比較器１６は、Ｖ２とＶｃを比較してＶ２＞Ｖｃが成立する間、Ｖ６をＨｉｇｈレベルとして出力する。
【００３０】
実施形態２は、基本的にはこのように動作するが、いま時刻Ｔ２において、検出対象の位置がＰ１からＰ２へ変化したとする。この場合、上述の如く、検出対象の位置の変化に応じて回転リング２が移動し、第１コイルＬ１のインダクタンスが変化する。この第１コイルＬ１のインダクタンスの変化によって、第１コイルＬ１と抵抗Ｒの接続点電圧Ｖ１が時定数ｔ３＝Ｌ１／Ｒの変化に影響され、電圧の低下速度が変化することとなり、第５比較器１５の出力Ｖ５がＨｉｇｈとなる期間ｔ３が変化する。一方、上述の如く、検出対象の位置が変化しても、第２コイルＬ２のインダクタンスは変化しないため、第６比較器１６の出力Ｖ６がＨｉｇｈとなる期間ｔ４は変化しない。
【００３１】
このように検出対象の位置の変化に応じてＨｉｇｈ期間が変化するＶ５と、Ｈｉｇｈ期間が変化しないＶ６とをマイコン２０に入力し、この入力信号から検出対象の位置を演算しているものである。即ち、上述したとおり、第１コイルＬ１および第２コイルＬ２のインダクタンスは検出対象の位置変化に対して図９に示すような特性を有しているので、マイコン２０は、これらの信号のＨｉｇｈ期間ｔ３およびｔ４の差を演算し、両出力の時間差からインダクタンスの差を逆算し、図９の特性から検出対象の位置を演算することができる。
【００３２】
以上説明したこの発明にかかる実施形態２においては、矩形波を用いてオン／オフを行うので、オフ時の消費電力が零であり、全体としての消費電力を小さくすることができ、またインダクタンスと抵抗による時定数を用いているために、周期の設定自由度が高く、調整が不要であり作業を簡便化することができる。
【００３３】
さらに、上述した自励方式の実施形態１に比べて、周囲の温度変化や、経年変化による検出精度の悪化がなく、より精度良く検出対象の位置を検出することができる。
【００３４】
以上説明した実施形態２では第５比較器１５および第６比較器１６の出力をそのままマイコン２０に入力し、マイコン２０内で各出力信号のＨｉｇｈ時間の差を演算するようにしたが、図６に示すように、第５比較器１５および第６比較器１６の出力をそれぞれ積分する第３積分器３３および第４積分器３４を設け、これらによって各出力信号を該出力信号のＨｉｇｈ時間に対応した電圧値に変換して、これら変換された電圧値の差に応じた電圧値を出力する差動増幅器４０を介してマイコン２０へ入力することもできる。
【００３５】
このように、第５比較器１５および第６比較器１６の出力に応じた電圧値に変換し、それらの差に応じた電圧値をマイコン２０へ入力することにより、マイコン２０が一般的に備えているアナログ／ディジタル変換機能を用いて検出対象の位置に対応した信号を得ることができ、上述した実施形態２に比べてマイコン２０の演算負荷を軽減することができる。
【００３６】
【発明の効果】
この発明にかかる位置検出装置は、検出対象の位置変化に応じてインダクタンスが変化する第１インダクタンス素子と、検出対象の位置変化にかかわらずインダクタンスが一定の第２インダクタンス素子と、上記第１及び第２のインダクタンス素子の一端に共通接続された直流電源と、上記第１及び第２のインダクタンス素子それぞれの両端に接続され上記インダクタンス素子と共に時定数回路を構成する抵抗と、上記第２インダクタンス素子の他端電圧と所定電圧とを比較して、その比較結果に応じて第１インダクタンス素子の他端にＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが切り替わる信号を出力する第１比較手段と、上記第１インダクタンス素子の他端電圧と所定電圧とを比較して、その比較結果に応じて第２インダクタンス素子の他端にＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが切り替わる信号を出力する第２比較手段と、上記第２インダクタンス素子の他端電圧と所定電圧を比較し、その比較結果に応じてＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが切り替わる信号を出力する第３比較手段と、上記第１インダクタンス素子の他端電圧と所定電圧を比較し、その比較結果に応じてＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが切り替わる信号を出力する第４比較手段と、上記第３比較手段および上記第４比較手段の出力信号に基づいて検出対象の位置を演算する演算手段を備え、上記演算手段が上記第１インダクタンス素子を含む時定数回路と上記第２インダクタンス素子を含む時定数回路との時定数の差から検出対象の位置を演算するようにしたので、第１および第２のインダクタンス素子と各抵抗との時定数に依存して自励発振させ、検出対象の位置変化に応じて自励発振の周期が変化し、この周期から検出対象の位置を演算することができるので、入力信号としての正弦波信号を印加する必要がなく、この正弦波を印加するためアナログ回路を省略でき、回路構成の簡便化、小規模化を実現することができ、実装面積が小さくなり、装置自体を小型化することができるという効果を奏する。また、Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗ反転するためＬｏｗ時には消費電力が零であり、全体としての消費電力を小さくすることができる。また、インダクタンスと抵抗による時定数による発振を用いるため、周波数の安定性と設定自由度が高く、調整が不要となり、作業を簡便化することができる。
【００３７】
さらに、第３比較手段の出力信号を該出力信号のＨｉｇｈ時間に対応した電圧値に変換して出力する第１積分器と、第４比較手段の出力信号を該出力信号のＨｉｇｈ時間に対応した電圧値に変換して出力する第２積分器と、上記第１積分器の出力と上記第２積分器の出力との差に対応した電圧を出力する差動増幅器を備え、演算手段は上記差動増幅器の出力に基づいて検出対象の位置を算出することにより、演算手段の演算負荷を軽減することができる。
【００３８】
また、検出対象の位置変化に応じてインダクタンスが変化する第１インダクタンス素子と、検出対象の位置変化にかかわらずインダクタンスが一定の第２インダクタンス素子と、上記第１及び第２のインダクタンス素子の一端に共通接続された直流電源と、上記第１及び第２のインダクタンス素子それぞれの両端に接続され上記インダクタンス素子と共に時定数回路を構成する抵抗と、上記第１及び第２インダクタンス素子のそれぞれの他端に接続された第１及び第２トランジスタと、上記第１及び第２トランジスタのベース間に接続された発振手段と、上記第１インダクタンス素子の他端電圧と所定電圧とを比較して、その比較結果に応じてＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが切り替わる信号を出力する第５比較手段と、上記第２インダクタンス素子の他端電圧と上記所定電圧とを比較して、その比較結果に応じてＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが切り替わる信号を出力するする第６比較手段と、上記第５比較手段および上記第６比較手段の出力信号に基づいて検出対象の位置を演算する演算手段を備え、上記演算手段が上記第１インダクタンス素子を含む時定数回路と上記第２インダクタンス素子を含む時定数回路との時定数の差から検出対象の位置を演算するようにしたので、矩形波を用いてオン／オフ方式にて位置検出ができるので、オフ時の消費電力が零となり、全体としての消費電力を小さくすることができる。またインダクタンスと抵抗による時定数を用いているために、周期の設定自由度が高く、調整が不要であり作業を簡便化することができると共に、入力信号として発振手段によって発生される矩形波を用いているので、周囲の温度変化や、経年変化による検出精度の悪化がなく、より精度良く検出対象の位置を検出することができる。
【００３９】
さらに、第５比較手段の出力信号を該出力信号のＨｉｇｈ時間に対応した電圧値に変換して出力する第３積分器と、第６比較手段の出力信号を該出力信号のＨｉｇｈ時間に対応した電圧値に変換して出力する第４積分器と、上記第３積分器の出力と上記第４積分器の出力との差に対応した電圧を出力する差動増幅器を備え、演算手段は上記差動増幅器の出力に基づいて検出対象の位置を算出することにより、演算手段の演算負荷を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる一実施形態を示す回路図である。
【図２】この発明にかかる一実施形態の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】この発明にかかる一実施形態の変形例を示す回路図である。
【図４】この発明にかかる他の実施形態を示す回路図である。
【図５】この発明にかかる他の実施形態の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】この発明にかかる他の実施形態の変形例を示す回路図である。
【図７】一般的な位置検出装置の機械的構成を示す図である。
【図８】一般的な位置検出装置を示す回路図である。
【図９】一般的な位置検出装置の特性を示す図である。
【図１０】一般的な位置検出装置の特性を示す図である。
【符号の説明】
Ｌ１ 第１コイル
Ｌ２ 第２コイル
１１ 第１比較器
１２ 第２比較器
１３ 第３比較器
１４ 第４比較器
１５ 第５比較器
１６ 第６比較器
２０ マイクロコンピュータ
３１ 第１積分器
３２ 第２積分器
３３ 第３積分器
３４ 第４積分器
４０ 増幅器
５０ 発振器
Claims (4)
- 検出対象の位置変化に応じてインダクタンスが変化する第１インダクタンス素子と、検出対象の位置変化にかかわらずインダクタンスが一定の第２インダクタンス素子と、上記第１及び第２のインダクタンス素子の一端に共通接続された直流電源と、上記第１及び第２のインダクタンス素子それぞれの両端に接続され上記インダクタンス素子と共に時定数回路を構成する抵抗と、上記第２インダクタンス素子の他端電圧と所定電圧とを比較して、その比較結果に応じて第１インダクタンス素子の他端にＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが切り替わる信号を出力する第１比較手段と、上記第１インダクタンス素子の他端電圧と所定電圧とを比較して、その比較結果に応じて第２インダクタンス素子の他端にＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが切り替わる信号を出力する第２比較手段と、上記第２インダクタンス素子の他端電圧と所定電圧を比較し、その比較結果に応じてＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが切り替わる信号を出力する第３比較手段と、上記第１インダクタンス素子の他端電圧と所定電圧を比較し、その比較結果に応じてＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが切り替わる信号を出力する第４比較手段と、上記第３比較手段および上記第４比較手段の出力信号に基づいて検出対象の位置を演算する演算手段を備え、上記演算手段が上記第１インダクタンス素子を含む時定数回路と上記第２インダクタンス素子を含む時定数回路との時定数の差から検出対象の位置を演算することを特徴とする位置検出装置。
- 第３比較手段の出力信号を該出力信号のＨｉｇｈ時間に対応した電圧値に変換して出力する第１積分器と、第４比較手段の出力信号を該出力信号のＨｉｇｈ時間に対応した電圧値に変換して出力する第２積分器と、上記第１積分器の出力と上記第２積分器の出力との差に対応した電圧を出力する差動増幅器を備え、演算手段は上記差動増幅器の出力に基づいて検出対象の位置を算出することを特徴とする請求項１記載の位置検出装置。
- 検出対象の位置変化に応じてインダクタンスが変化する第１インダクタンス素子と、検出対象の位置変化にかかわらずインダクタンスが一定の第２インダクタンス素子と、上記第１及び第２のインダクタンス素子の一端に共通接続された直流電源と、上記第１及び第２のインダクタンス素子それぞれの両端に接続され上記インダクタンス素子と共に時定数回路を構成する抵抗と、上記第１及び第２インダクタンス素子のそれぞれの他端に接続された第１及び第２トランジスタと、上記第１及び第２トランジスタのベース間に接続された発振手段と、上記第１インダクタンス素子の他端電圧と所定電圧とを比較して、その比較結果に応じてＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが切り替わる信号を出力する第５比較手段と、上記第２インダクタンス素子の他端電圧と上記所定電圧とを比較して、その比較結果に応じてＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルが切り替わる信号を出力するする第６比較手段と、上記第５比較手段および上記第６比較手段の出力信号に基づいて検出対象の位置を演算する演算手段を備え、上記演算手段が上記第１インダクタンス素子を含む時定数回路と上記第２インダクタンス素子を含む時定数回路との時定数の差から検出対象の位置を演算することを特徴とする位置検出装置。
- 第５比較手段の出力信号を該出力信号のＨｉｇｈ時間に対応した電圧値に変換して出力する第３積分器と、第６比較手段の出力信号を該出力信号のＨｉｇｈ時間に対応した電圧値に変換して出力する第４積分器と、上記第３積分器の出力と上記第４積分器の出力との差に対応した電圧を出力する差動増幅器を備え、演算手段は上記差動増幅器の出力に基づいて検出対象の位置を算出することを特徴とする請求項３記載の位置検出装置。
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