JP4924825B2 - 電磁誘導式リニアスケール - Google Patents
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Description
図1は本実施形態にかかる電磁誘導式リニアスケールの構成を示す概略図、図2は本実施形態にかかる電磁誘導式リニアスケールのピッチ内変位の検出方法を示すための図、図3は本実施形態にかかる電磁誘導式リニアスケールのスケール内変位の検出方法を示すための図、図4は磁気部材とコイルアレイとの位置関係を示す概略斜視図、図5は本実施形態にかかる磁気センサの検出特性を示す図、図6は本実施形態にかかる電磁誘導式リニアスケールの測定誤差特性を示す図、図7はコイル素子に磁気部材を近接させたときの状態を説明するための図、である。
なお、これ以降、場合によっては、1つのコイル組の軸方向長さを「1ピッチ」と表現する。
また、第1のコイル素子L11からの出力信号Vo1と第3のコイル素子L13からの出力信号Vo3とが、差動アンプ41に入力され、第2のコイル素子L12からの出力信号Vo2と第4のコイル素子L14からの出力信号Vo4とが、差動アンプ42に入力される。
ここで、θ=2π/P・x (P:1ピッチの長さ)、である。
差動出力S,Cは、差動出力合成部5に入力される。
合成信号β=asinθ・cosωt±acosθ・sinωt
=asin(ωt±θ)
となる。差動出力合成部5は、合成信号ベータをピッチ内変位検出部6に出力する。
θ=2π/P・x
θ=2π/T×(位相差) (T:正弦波信号αの周期)
より、磁気部材2のピッチ内変位xを算出し、ピッチ内変位出力としてスケール内変位検出部8に出力する。
X=(p−1)×P+x (p:磁気部材2が位置するピッチ、P:1ピッチの長さ)
例えば、磁気部材2が3番目のピッチ(コイル組L3)上に位置するとき、スケール内変位検出部8は、ピッチ出力p=3とピッチ内変位出力xとに基づき、
X=(3−1)×P+x
より、スケール内変位Xを検出する(図3参照)。
まず、電磁誘導式リニアスケール1が適用される測定対象について、許容される測定誤差の範囲を設定する。次に、測定値がその許容される測定誤差の範囲内におさまるときの磁気部材2のずれの範囲(許容範囲)を、予め得られている電磁誘導式リニアスケール1の測定誤差特性に基づいて得る。そして、磁気部材2のずれがその許容範囲内におさまるときの磁気センサ9の検出値の範囲(許容範囲)を、予め得られている磁気センサ9の検出特性に基づいて得ることにより、磁気センサ9の検出値の許容範囲を決定することができる。
上記実施形態においては、固定されたコイルアレイに対して磁気部材が相対変位するような構成に基づいて説明したが、固定された磁気部材に対してコイルアレイが相対変位する構成であってもよい。
2 磁気部材
3 コイルアレイ
41、42 差動アンプ
5 差動出力合成部
6 ピッチ内変位検出部
7 ピッチ検出部
8 スケール内変位検出部
9 磁気センサ
10 判定部
11 交流発生源
L コイル素子
Claims (4)
- 所定数のコイル素子からなるコイル組を同軸に並列配置してなると共に、第1の交流信号で励磁されるコイルアレイと、
前記コイルアレイの外方に配置され、前記コイルアレイの軸に沿って、前記コイルアレイに対して相対変位し得る磁気部材であって、前記コイル素子との位置関係に応じ、前記コイル素子の出力電圧の振幅を変化させる磁気部材と、を含み、
前記コイル組におけるコイル素子間の複数の差動出力を合成して得た第2の交流信号と、前記第1の交流信号との位相差に基づき、前記相対変位を測定する電磁誘導式リニアスケールであって、
前記コイルアレイの軸方向に沿って配置され、前記磁気部材との位置関係に応じた検出値を出力する少なくとも1つの磁気センサと、
前記磁気センサの検出値が、予め定められた許容範囲内にあるかどうかに基づき、前記電磁誘導式リニアスケールの測定値に含まれる誤差が許容範囲内にあるかどうかを判定する判定部と、
をさらに有していることを特徴とする電磁誘導式リニアスケール。 - 前記磁気部材は、少なくとも1つの磁石からなっていることを特徴とする請求項1に記載の電磁誘導式リニアスケール。
- 前記磁気センサは、前記コイルアレイの両端部近傍にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載の電磁誘導式リニアスケール。
- 前記磁気センサは、ホール素子であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電磁誘導式リニアスケール。
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JP2007163466A JP4924825B2 (ja) | 2007-06-21 | 2007-06-21 | 電磁誘導式リニアスケール |
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