JPH0196511A - 変位演算素子 - Google Patents
変位演算素子Info
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- JPH0196511A JPH0196511A JP25589487A JP25589487A JPH0196511A JP H0196511 A JPH0196511 A JP H0196511A JP 25589487 A JP25589487 A JP 25589487A JP 25589487 A JP25589487 A JP 25589487A JP H0196511 A JPH0196511 A JP H0196511A
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- conductor coil
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Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は変位検出素子及び変位演算素子に関し、特に非
接触で変位を検出し、２つの変位の大きさの和、差、積
等を演算する素子としての変位検出素子及び変位演算素
子に関する。
接触で変位を検出し、２つの変位の大きさの和、差、積
等を演算する素子としての変位検出素子及び変位演算素
子に関する。
数値制御工作機器等では、物体の変位を精度良く検出す
ることは極めて重要な技術である。物体の変位を検出す
る技術としては、従来次の諸技術が広くしられている。
ることは極めて重要な技術である。物体の変位を検出す
る技術としては、従来次の諸技術が広くしられている。
即ち、ポテンショメータを介して変位量を電気抵抗値に
変換する方法、歪みゲージを用いる方法、ホール効果又
は磁気抵抗効果を用いるマグネスケールを利用する方法
、光エンコーダを用いる方法、レーザー光の反射とその
位相ずれを利用する光干渉法、超音波反射とその位相ず
れを利用する超音波干渉法等である。
変換する方法、歪みゲージを用いる方法、ホール効果又
は磁気抵抗効果を用いるマグネスケールを利用する方法
、光エンコーダを用いる方法、レーザー光の反射とその
位相ずれを利用する光干渉法、超音波反射とその位相ず
れを利用する超音波干渉法等である。
ポテンショメータで変位を検出するためには、電気抵抗
体と位置検出用電極を接触させ、たがいに摺動させる必
要がある。この方法では、電極の接触摺動が不可欠とな
る。
体と位置検出用電極を接触させ、たがいに摺動させる必
要がある。この方法では、電極の接触摺動が不可欠とな
る。
歪みゲージは、電気抵抗線の長さが変化したときの電気
抵抗値の変化によって歪み量を検出するものである。従
って、物体の変位を検出するにはその物体と基準位置と
をこの歪みゲージで繋ぐ必要がある。
抵抗値の変化によって歪み量を検出するものである。従
って、物体の変位を検出するにはその物体と基準位置と
をこの歪みゲージで繋ぐ必要がある。
マグネスケールは、直線状の高保磁力磁性体をその長さ
方向に規則正しく正逆に磁化したものである。このマグ
ネスケールの近傍にホール効果或は磁気抵抗効果を用い
た磁界センサを設ける。磁界センサ全マグネスケールに
沿って移動させ、磁界センサが検知する磁界変動数を用
いて磁界センサの移動量即ち変位を計算する。
方向に規則正しく正逆に磁化したものである。このマグ
ネスケールの近傍にホール効果或は磁気抵抗効果を用い
た磁界センサを設ける。磁界センサ全マグネスケールに
沿って移動させ、磁界センサが検知する磁界変動数を用
いて磁界センサの移動量即ち変位を計算する。
光エンコーダによる変位検出も、マグネスケールと同様
に複雑な光学パタンを持つスケールと、光強度変化から
変位を計算する。
に複雑な光学パタンを持つスケールと、光強度変化から
変位を計算する。
光干渉法や超音波干渉法を用いる変位測定では、光源や
音波源から発する光や超音波を物体に照射し、物体から
反射してくる光や超音波の位相を検出して、物体の移動
に伴う位相の変化を検出して、変位を算出する。
音波源から発する光や超音波を物体に照射し、物体から
反射してくる光や超音波の位相を検出して、物体の移動
に伴う位相の変化を検出して、変位を算出する。
又、二つの変位量を用いて、その和、差、積などを計算
する場合には、これらの変位測定手段で変位を算出した
後、改めて計算手段或は演算回路を用いて計算する必要
があった。
する場合には、これらの変位測定手段で変位を算出した
後、改めて計算手段或は演算回路を用いて計算する必要
があった。
上述した従来の変位検出技術はそれぞれ次のような欠点
がある。
がある。
すなわち、ポテンショメータで変位を検出する技術では
位相検出用電極の接触摺動が不可欠であるため摩耗に基
づく耐久性や信頼性の問題がある。
位相検出用電極の接触摺動が不可欠であるため摩耗に基
づく耐久性や信頼性の問題がある。
歪みゲージで変位を検出する技術は、繰返し使用による
電気抵抗線の塑性変形をもたらし、信頼性に欠け、さら
に圧縮方向の変位の測定が困難であるという欠点がある
。
電気抵抗線の塑性変形をもたらし、信頼性に欠け、さら
に圧縮方向の変位の測定が困難であるという欠点がある
。
マグネスケールにより変位を検出する技術は、複雑な構
成を必要とするばかりでなく高価な計算手段を要すると
いう欠点がある。
成を必要とするばかりでなく高価な計算手段を要すると
いう欠点がある。
光エンコーダによシ変位を検出する技術は、マグネスケ
ールと同様に複雑な光学パターンを有するスケールと光
強度変化から変位を計算する複雑な回路を必要とすると
いう欠点がある。
ールと同様に複雑な光学パターンを有するスケールと光
強度変化から変位を計算する複雑な回路を必要とすると
いう欠点がある。
光干渉法や超音波干渉法によυ変位を検出する技術は、
高価な光源や音源を必要とするほか、高精度の位相検出
器ならびに検出した位相変化から変位を計算する高性能
の計算手段が必要となるという欠点がある。
高価な光源や音源を必要とするほか、高精度の位相検出
器ならびに検出した位相変化から変位を計算する高性能
の計算手段が必要となるという欠点がある。
さらに、２つの変位量を用いて和、差、積などを計測す
る場合には、上述した各変位測定手段で変位を算出した
のち、あらためて計算することが必要であるという欠点
がある。
る場合には、上述した各変位測定手段で変位を算出した
のち、あらためて計算することが必要であるという欠点
がある。
本発明の目的は上述した欠点を除去し、簡素かつ安価な
構成で信頼度の高い変位検出ならびに変位演算ができる
測定容易な変位検出素子及び変位演算素子を提供するこ
とにある。
構成で信頼度の高い変位検出ならびに変位演算ができる
測定容易な変位検出素子及び変位演算素子を提供するこ
とにある。
本発明の変位検出素子は、棒状軟磁性体の互いに相離れ
た２箇所にそれぞれ第１及び第２の導体コイルを設ける
とともに前記第１の導体コイルには交番電流を印加し前
、記第２の導体コイルの近傍の周囲には金属導体シール
ドを配したうえ前記第２の導体コイルと金属導体シール
ドとの重なり長さを可変としうる構造、もしくは棒状軟
磁性体の互いに相離れた３箇所にそれぞれ第１及び第２
ならびに第３の導体コイルを前記第１のコイルが第２と
第３の導体コイル間に介在するように設けるとともに前
記第１の導体コイルには交番電流全印加し前記第２もし
くは第３の導体コイルの近傍の周囲には金属導体シール
ドを配したうえ前記金属導体シールドを配された第２も
しくは第３の導体コイル金属導体シールドとの重なり長
さを可変としうる構造を有して構成される。
た２箇所にそれぞれ第１及び第２の導体コイルを設ける
とともに前記第１の導体コイルには交番電流を印加し前
、記第２の導体コイルの近傍の周囲には金属導体シール
ドを配したうえ前記第２の導体コイルと金属導体シール
ドとの重なり長さを可変としうる構造、もしくは棒状軟
磁性体の互いに相離れた３箇所にそれぞれ第１及び第２
ならびに第３の導体コイルを前記第１のコイルが第２と
第３の導体コイル間に介在するように設けるとともに前
記第１の導体コイルには交番電流全印加し前記第２もし
くは第３の導体コイルの近傍の周囲には金属導体シール
ドを配したうえ前記金属導体シールドを配された第２も
しくは第３の導体コイル金属導体シールドとの重なり長
さを可変としうる構造を有して構成される。
また、本発明の変位演算素子は、棒状軟磁性体の互いに
相離れた３箇所にそれぞれ第１及び第２ならびに第３の
導体コイルを前記第２と第３の導体コイル間に前記第１
の導体コイルが介在するように設けたうえ前記第１の導
体コイルには交番電流を印加し前記第２の導体コイルと
第３の導体コイルは磁気的には逆方向でかつ電気的には
直列に接続されるとともに前記第２及び第３の導体コイ
ル近傍の周囲にはそｎぞれ第１及び第２の金属導体シー
ルドを設けて前記導体コイルと金属導体シールドとの重
なり長さがそれぞれ独立に可変としうる構造、もしくは
棒状軟磁性体の互いに相離れた３箇所にそれぞれ第１及
び第２ならびに第３の導体コイルを前記第２と第３の導
体コイル間に前記第１の導体コイルが介在するように設
けたうえ前記第１の導体コイルには交番電流を印加前記
第２の導体コイルと第３の導体コイルは磁気的には同方
向でかつ電気的には直列に接続されるとともに前記第２
及び第３の導体コイル近傍の周囲にはそれぞれ第１及び
第２の金属導体シールドを設けて前記導体コイルと金属
導体シールドとの重なり長さがそれぞれ独立に可変とし
うる構造、もしくは棒状軟磁性体の互いに相離ｎた２箇
所にそれぞれ第１及び第２の導体コイルを設けるととも
に前記第１の導体コイルには交番電流を印加し前記第１
及び第２のコイルの近傍の周囲にはそれぞれ金属導体シ
ールドを配したうえ前記コイルと導体シールドとの重な
り長さがそれぞれ独立に可変としうる構造を備えて構成
される。
相離れた３箇所にそれぞれ第１及び第２ならびに第３の
導体コイルを前記第２と第３の導体コイル間に前記第１
の導体コイルが介在するように設けたうえ前記第１の導
体コイルには交番電流を印加し前記第２の導体コイルと
第３の導体コイルは磁気的には逆方向でかつ電気的には
直列に接続されるとともに前記第２及び第３の導体コイ
ル近傍の周囲にはそｎぞれ第１及び第２の金属導体シー
ルドを設けて前記導体コイルと金属導体シールドとの重
なり長さがそれぞれ独立に可変としうる構造、もしくは
棒状軟磁性体の互いに相離れた３箇所にそれぞれ第１及
び第２ならびに第３の導体コイルを前記第２と第３の導
体コイル間に前記第１の導体コイルが介在するように設
けたうえ前記第１の導体コイルには交番電流を印加前記
第２の導体コイルと第３の導体コイルは磁気的には同方
向でかつ電気的には直列に接続されるとともに前記第２
及び第３の導体コイル近傍の周囲にはそれぞれ第１及び
第２の金属導体シールドを設けて前記導体コイルと金属
導体シールドとの重なり長さがそれぞれ独立に可変とし
うる構造、もしくは棒状軟磁性体の互いに相離ｎた２箇
所にそれぞれ第１及び第２の導体コイルを設けるととも
に前記第１の導体コイルには交番電流を印加し前記第１
及び第２のコイルの近傍の周囲にはそれぞれ金属導体シ
ールドを配したうえ前記コイルと導体シールドとの重な
り長さがそれぞれ独立に可変としうる構造を備えて構成
される。
本発明は、以下の原理に基づいて作用する。すなわち、
棒状の軟磁性体の一部に励磁コイルを付して交番電流を
印加する。棒状の軟磁性体の励磁コイルとは相離れた一
端に磁束検出コイルを設けると、この検出コイルには電
磁誘導により励磁電流の周波数と振幅に比例する電圧が
生じる。この磁束検出コイルを囲むように電気伝導度の
高い材料でシールドを設ける。棒状の軟磁性体の一端か
ら発生する磁界が導体シールド内に渦電流を生じさせ、
この渦電流が磁性体に逆磁界を生じる。従って、シール
ドされた磁性体部には実質的に磁束が存在し無くなる。
棒状の軟磁性体の一部に励磁コイルを付して交番電流を
印加する。棒状の軟磁性体の励磁コイルとは相離れた一
端に磁束検出コイルを設けると、この検出コイルには電
磁誘導により励磁電流の周波数と振幅に比例する電圧が
生じる。この磁束検出コイルを囲むように電気伝導度の
高い材料でシールドを設ける。棒状の軟磁性体の一端か
ら発生する磁界が導体シールド内に渦電流を生じさせ、
この渦電流が磁性体に逆磁界を生じる。従って、シール
ドされた磁性体部には実質的に磁束が存在し無くなる。
換言すれば、シールドと磁束検出コイルの重なり領域に
は実質的に磁束がなく、重なりの大きさに比例して磁束
検出コイルに生じる誘導電圧は減少する。しかして、こ
の重なシの大きさは、変位に対応する。導体シールドと
磁束検出コイルとは接触している必要はなく、この原理
を用いることにより非接触変位センサが実現される。更
に、シールドを磁性体の両端部に設けることにより二つ
の変位量の演算が可能となる。
は実質的に磁束がなく、重なりの大きさに比例して磁束
検出コイルに生じる誘導電圧は減少する。しかして、こ
の重なシの大きさは、変位に対応する。導体シールドと
磁束検出コイルとは接触している必要はなく、この原理
を用いることにより非接触変位センサが実現される。更
に、シールドを磁性体の両端部に設けることにより二つ
の変位量の演算が可能となる。
次に図面を参照して本発明を説明する。
第１図は本発明の変位検出素子の第１の実施例を示す構
成図である。本実施例では、棒状の軟磁性体パタン１の
両端部に第１の導体コイルとしての励磁コイル２と第２
の導体コイルとしての検出コイル３が互いに相離れて設
けられ、励起コイル２には交番電流源２０によって交番
電流が印加される。また、検出コイル３の周囲には金属
製の導体シールドパタン４が検出コイル３および軟磁性
パタン１と非接触状態かつ可動可能に設けられる。
成図である。本実施例では、棒状の軟磁性体パタン１の
両端部に第１の導体コイルとしての励磁コイル２と第２
の導体コイルとしての検出コイル３が互いに相離れて設
けられ、励起コイル２には交番電流源２０によって交番
電流が印加される。また、検出コイル３の周囲には金属
製の導体シールドパタン４が検出コイル３および軟磁性
パタン１と非接触状態かつ可動可能に設けられる。
第２図（Ａ）は第１図の実施例の動作説明図、第２図（
Ｂ）は第１図の実施例の検出コイルの出力特性図である
。第２図（Ａ）に示すように、軟磁性体パタンｌの端部
にある検出コイル３のコイル長さをＬｃとし、導体シー
ルドパタン４と検出コイル３０重なシ長さをＸとする。
Ｂ）は第１図の実施例の検出コイルの出力特性図である
。第２図（Ａ）に示すように、軟磁性体パタンｌの端部
にある検出コイル３のコイル長さをＬｃとし、導体シー
ルドパタン４と検出コイル３０重なシ長さをＸとする。
励磁された軟磁性体バタン４の端部から仇磁界が発生し
、その磁界が導体シールドパタン４の中に渦電流４ｏを
誘起する。この渦電流４０に基づく逆磁界が軟磁性体パ
タン１の検出コイル３と導体シールドパタン４との重な
り部（長さＸ）に印加てれ、その部分の磁束密度全実質
的にゼロとする。その結果、検出コ（ル３ ｆ）誘導電
圧は、Ｌｃ−ｘの長さのコイルに生じる誘導電圧のみに
なる。この誘導電圧即ち検出コイル出力■の重なり長さ
Ｘ依存は、第２図（Ｈ）Ｋ示すようにＯ＜ｘ ＜Ｌｃの
範囲で直線となる。
、その磁界が導体シールドパタン４の中に渦電流４ｏを
誘起する。この渦電流４０に基づく逆磁界が軟磁性体パ
タン１の検出コイル３と導体シールドパタン４との重な
り部（長さＸ）に印加てれ、その部分の磁束密度全実質
的にゼロとする。その結果、検出コ（ル３ ｆ）誘導電
圧は、Ｌｃ−ｘの長さのコイルに生じる誘導電圧のみに
なる。この誘導電圧即ち検出コイル出力■の重なり長さ
Ｘ依存は、第２図（Ｈ）Ｋ示すようにＯ＜ｘ ＜Ｌｃの
範囲で直線となる。
軟磁性体バタンｌとして、１１ｍの矩形断面で長さ３０
叫のＮｉＦｅ合金を用い、２０ターンのコイルをその両
端に長さＬＣ＝１．５ＷｒＩｎでまき、内径５簡、外径
８■のアルミニウム製の導体シールドパタン４を設け、
周波数１００ｋＨｚ、振幅４００Ｉｎ Ａｐ−ｐの励磁
電流を印加したときに、１μｍの重なり長さの変化に対
しｌＯμ■の検出電圧の変化が得られた。
叫のＮｉＦｅ合金を用い、２０ターンのコイルをその両
端に長さＬＣ＝１．５ＷｒＩｎでまき、内径５簡、外径
８■のアルミニウム製の導体シールドパタン４を設け、
周波数１００ｋＨｚ、振幅４００Ｉｎ Ａｐ−ｐの励磁
電流を印加したときに、１μｍの重なり長さの変化に対
しｌＯμ■の検出電圧の変化が得られた。
第３図（Ａ）は本発明の変位検出素子の第２の実施例の
構成図、第３図（Ｈ）は第３図（Ａ）の実施例の検出コ
イルの出力特性図である。本実施例では、第３図（Ａ）
Ｋ示すように、軟磁性体パタン１の中央部は第１の導
体コイルとしての励磁コイル２を、その両側の対称的な
磁性体端部には第２及び第３の導体コイルとしての同じ
巻線数の検出コイル３゜５を設ける。検出コイル３．５
は電気的には直列に接続されている。しかし、磁気的に
は巻線方向はたがいに逆になっている。導体シールドパ
タン４は、一方の検出コイル３の近傍に設けられている
。導体シールドパタン４と検出コイル３との重力や長さ
ｘ＝Ｑであるときは、検出コイル３のみの検出電圧と検
出コイル５のみの検出電圧とは絶対値は等しく極性はた
がいに逆であるため、それらを直列接続した合成検出出
力は０となる。重なり長さＸが増大すると検出コイル３
のみの検出出力は減少するが、検出コイル５の検出出力
は一定であるため、両者の合成出力は、第３図（Ｂ）
Ｋ示すように０ ＜ ｘ ＜ Ｌ ｃの範囲では重なり
長さＸに比例して増大する。即ち、本実施例の特徴は検
出出力■が変位Ｘに比例するところにある。
構成図、第３図（Ｈ）は第３図（Ａ）の実施例の検出コ
イルの出力特性図である。本実施例では、第３図（Ａ）
Ｋ示すように、軟磁性体パタン１の中央部は第１の導
体コイルとしての励磁コイル２を、その両側の対称的な
磁性体端部には第２及び第３の導体コイルとしての同じ
巻線数の検出コイル３゜５を設ける。検出コイル３．５
は電気的には直列に接続されている。しかし、磁気的に
は巻線方向はたがいに逆になっている。導体シールドパ
タン４は、一方の検出コイル３の近傍に設けられている
。導体シールドパタン４と検出コイル３との重力や長さ
ｘ＝Ｑであるときは、検出コイル３のみの検出電圧と検
出コイル５のみの検出電圧とは絶対値は等しく極性はた
がいに逆であるため、それらを直列接続した合成検出出
力は０となる。重なり長さＸが増大すると検出コイル３
のみの検出出力は減少するが、検出コイル５の検出出力
は一定であるため、両者の合成出力は、第３図（Ｂ）
Ｋ示すように０ ＜ ｘ ＜ Ｌ ｃの範囲では重なり
長さＸに比例して増大する。即ち、本実施例の特徴は検
出出力■が変位Ｘに比例するところにある。
第４図（Ａ）は本発明の変位演算素子の第１の実施例の
構成図、第４図（Ｂ）は第４図（Ａ）の実施例の検出コ
イルの出力特性図である。第４図（Ａ） Ｋ示すように
、軟磁性体バタン１．励磁コイル２゜検出コイル３，５
．交番電流源２０は、第３図（Ａ）の第２の実施例と同
じである。第２の実施例と異なる点は検出コイル５の近
傍にも導体シールドパタン６が設けられているところに
ある。導体シールドパタンと検出コイル３との重なシ長
さをＸｉ、導体シールドパタン６と検出コイル５との重
なシ長さをｘ２とすると、検出コイル３．５単独での出
力は前述した第３図（Ａ）の第２の実施例で述べたよう
に、それぞれＸｌ及びＸ−に比例する。両コイルの合成
出力は、第４図（Ｂ）に示すように（ＸＩ Ｘ２）に
比例する。即ち、本実施例は、なんら特別な演算回路を
用いなくとも二つの変位量の差を容易に求める演算素子
を提供するものである。
構成図、第４図（Ｂ）は第４図（Ａ）の実施例の検出コ
イルの出力特性図である。第４図（Ａ） Ｋ示すように
、軟磁性体バタン１．励磁コイル２゜検出コイル３，５
．交番電流源２０は、第３図（Ａ）の第２の実施例と同
じである。第２の実施例と異なる点は検出コイル５の近
傍にも導体シールドパタン６が設けられているところに
ある。導体シールドパタンと検出コイル３との重なシ長
さをＸｉ、導体シールドパタン６と検出コイル５との重
なシ長さをｘ２とすると、検出コイル３．５単独での出
力は前述した第３図（Ａ）の第２の実施例で述べたよう
に、それぞれＸｌ及びＸ−に比例する。両コイルの合成
出力は、第４図（Ｂ）に示すように（ＸＩ Ｘ２）に
比例する。即ち、本実施例は、なんら特別な演算回路を
用いなくとも二つの変位量の差を容易に求める演算素子
を提供するものである。
第５図（Ａ）は本発明の変位演算素子の第２の実施例の
構成図である。第５図（Ａ）に示すように、軟磁性体パ
タン１．励磁コイル２．検出コイル３゜５、交番電流源
２０及び導体シールドパタン４゜６は、第４図（Ａ）の
場合とほぼ同じである。異なる点は、検出コイル３，５
の巻線方向がたがいに逆である点である。導体シールド
パタン４と検出コイル３との重なり長さをｘｌ、導体シ
ールドパタン６と検出コイル５との重なり長さをｘ２と
すると、検出コイル３，５単独での出力は第４図（Ａ）
の実施例からも容易に解るようにそれぞれ−ｘ１及び−
ｘ２に比例する。従って、両コイルの合成出力は、第５
図（Ｂ） Ｋ示すように（ｘｌ＋ｘ＊）に比例する。即
ち、本実施例は、なんら特別な演算回路を用いなくとも
二つの変位量の和を容易に求める演算素子を提供するも
のである。
構成図である。第５図（Ａ）に示すように、軟磁性体パ
タン１．励磁コイル２．検出コイル３゜５、交番電流源
２０及び導体シールドパタン４゜６は、第４図（Ａ）の
場合とほぼ同じである。異なる点は、検出コイル３，５
の巻線方向がたがいに逆である点である。導体シールド
パタン４と検出コイル３との重なり長さをｘｌ、導体シ
ールドパタン６と検出コイル５との重なり長さをｘ２と
すると、検出コイル３，５単独での出力は第４図（Ａ）
の実施例からも容易に解るようにそれぞれ−ｘ１及び−
ｘ２に比例する。従って、両コイルの合成出力は、第５
図（Ｂ） Ｋ示すように（ｘｌ＋ｘ＊）に比例する。即
ち、本実施例は、なんら特別な演算回路を用いなくとも
二つの変位量の和を容易に求める演算素子を提供するも
のである。
第６図は本発明の変位演算素子の第３の実施例の構成図
である。軟磁性体パタン１．励磁コイル２、検出コイル
３．交番電流源２０は、第１図に示す実施例と＃１ぼ同
じである。本実施例と第１図の実施例とで異なる点は、
本実施例では、励磁コイル２の近傍にも導体シールドパ
タン６が設けらル３との重なり長さをＸｌ、導体シール
ドパタン６と励磁コイル２との重なＱ長さをｘ２とする
と、励磁コイルから発生する磁束は、ｘ２に比例して減
少する。このＸ２に比例した磁束を検出コイル３は検出
するが、この際ｘ１に比例して検出出力は減少する。即
ち、この検出出力は、結果としてｘｌ−ｘ２に比例する
ことになる。換言すれば、本実施例は、なんら特別な演
算回路を用いなくとも二つの変位量の積を容易に求める
演算素子全提供するものである。
である。軟磁性体パタン１．励磁コイル２、検出コイル
３．交番電流源２０は、第１図に示す実施例と＃１ぼ同
じである。本実施例と第１図の実施例とで異なる点は、
本実施例では、励磁コイル２の近傍にも導体シールドパ
タン６が設けらル３との重なり長さをＸｌ、導体シール
ドパタン６と励磁コイル２との重なＱ長さをｘ２とする
と、励磁コイルから発生する磁束は、ｘ２に比例して減
少する。このＸ２に比例した磁束を検出コイル３は検出
するが、この際ｘ１に比例して検出出力は減少する。即
ち、この検出出力は、結果としてｘｌ−ｘ２に比例する
ことになる。換言すれば、本実施例は、なんら特別な演
算回路を用いなくとも二つの変位量の積を容易に求める
演算素子全提供するものである。
以上述べたように本発明によれば、検出出力がそのまま
変位量に比例するという手段を備えることにより、高感
度・高信頼性かつ構成が簡単な非接触型の変位検出素子
、ならびになんら特別な演算回路や計算手段を要しない
２つの変位量の変位演算素子が実現できるという効果が
ある。
変位量に比例するという手段を備えることにより、高感
度・高信頼性かつ構成が簡単な非接触型の変位検出素子
、ならびになんら特別な演算回路や計算手段を要しない
２つの変位量の変位演算素子が実現できるという効果が
ある。
第１図は本発明の変位検出素子の第１の実施例を示す構
成図、第２図（Ａ）は第１図の実施例の動作説明図、第
２図（Ｂ）は第１図の実施例の検出コイルの出力特性図
、第３図（Ａ）は本発明の変位検出素子の第２の実施例
を示す構成図、第３図（Ｂ）は第３図（Ａ）の実施例の
検出コイルの出力特性図、第４図（Ａ）は本発明の変位
演算素子の第１の実施例を示す構成図、第４図（Ｈ）は
第４図（Ａ）の実施例の検出コイルの出力特性図、第５
図（Ａ）は本発明の変位演算素子の第２の実施例の構成
図、第５図（Ｈ）は第５図（Ａ）の検出コイルの出力特
性図、第６図は本発明の変位演算素子の第３の実施例の
構成図である。 １・・°・・°軟磁性体バタン、２・°°・°°励磁コ
イル、３゜５・°°・°°磁束検出コイル、４，６°°
°・・・導体シールド、１１・・・・・・磁束、２０・
・・・・・交番電流源、４０・・・・・・渦電流、４１
・・・・・・磁束。 代理人 弁理士 内 原 背 筋１圓 （β少 第１ （Ｉ３） 躬う図 Ｇ４） （β） 第４図 （β） 袷 ５ 図 躬６図
成図、第２図（Ａ）は第１図の実施例の動作説明図、第
２図（Ｂ）は第１図の実施例の検出コイルの出力特性図
、第３図（Ａ）は本発明の変位検出素子の第２の実施例
を示す構成図、第３図（Ｂ）は第３図（Ａ）の実施例の
検出コイルの出力特性図、第４図（Ａ）は本発明の変位
演算素子の第１の実施例を示す構成図、第４図（Ｈ）は
第４図（Ａ）の実施例の検出コイルの出力特性図、第５
図（Ａ）は本発明の変位演算素子の第２の実施例の構成
図、第５図（Ｈ）は第５図（Ａ）の検出コイルの出力特
性図、第６図は本発明の変位演算素子の第３の実施例の
構成図である。 １・・°・・°軟磁性体バタン、２・°°・°°励磁コ
イル、３゜５・°°・°°磁束検出コイル、４，６°°
°・・・導体シールド、１１・・・・・・磁束、２０・
・・・・・交番電流源、４０・・・・・・渦電流、４１
・・・・・・磁束。 代理人 弁理士 内 原 背 筋１圓 （β少 第１ （Ｉ３） 躬う図 Ｇ４） （β） 第４図 （β） 袷 ５ 図 躬６図
Claims (6)
- （１）棒状軟磁性体の互いに相離れた２箇所にそれぞれ
第１及び第２の導体コイルを設けるとともに前記第１の
導体コイルには交番電流を印加し前記第２の導体コイル
の近傍の周囲には金属導体シールドを配したうえ前記第
２の導体コイルと金属導体シールドとの重なり長さを可
変としうる構造を有して成ることを特徴とする変位検出
素子。 - （２）棒状軟磁性体の互いに相離れた３箇所にそれぞれ
第１及び第２ならびに第３の導体コイルを前記第１の導
体コイルが第２と第３の導体コイル間に介在するように
設けるとともに前記第１の導体には交番電流を印加し前
記第２もしくは第３の導体コイルの近傍の周囲には金属
導体シールドを配したうえ前記金属導体シールドを配さ
れた第２もしくは第３の導体コイルと金属導体シールド
との重なり長さを可変としうる構造を有して成ることを
特徴とする変位検出素子。 - （３）前記第２の導体コイルと第３の導体コイルが磁気
的には逆方向でかつ電気的には直列に接続されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第（２）項記載の変位検
出素子。 - （４）棒状軟磁性体の互いに相離れた３箇所にそれぞれ
第１及び第２ならびに第３の導体コイルを前記第２と第
３の導体コイル間に前記第１の導体コイルが介在するよ
うに設けたうえ前記第１の導体コイルには交番電流を印
加し前記第２の導体コイルと第３の導体コイルは磁気的
には逆方向でかつ電気的には直列に接続されるとともに
前記第２及び第３の導体コイル近傍の周囲にはそれぞれ
第１及び第２の金属導体シールドを設け前記導体コイル
と金属導体シールドとの重なり長さがそれぞれ独立に可
変としうる構造を有して成ることを特徴とする変位演算
素子。 - （５）棒状軟磁性体の互いに相離れた３箇所にそれぞれ
第１及び第２ならびに第３の導体コイルを前記第２と第
３の導体コイル間に前記第１の導体コイルが介在するよ
うに設けたうえ前記第１の導体コイルには交番電流を印
加し前記第２の導体コイルと第３の導体コイルは磁気的
には同方向でかつ電気的には直列に接続されるとともに
前記第２及び第３の導体コイル近傍の周囲にはそれぞれ
第１及び第２の金属導体シールドを設けて前記導体コイ
ルと金属導体シールドとの重なり長さがそれぞれ独立に
可変としうる構造を有して成ることを特徴とする変位演
算素子。 - （６）棒状軟磁性体の互いに相離れた２箇所にそれぞれ
第１及び第２の導体コイルを設けるとともに前記第１の
導体コイルには交番電流を印加し前記第１及び第２のコ
イルの近傍の周囲にはそれぞれ金属導体シールドを配し
たうえ前記コイルと導体シールドとの重なり長さがそれ
ぞれ独立に可変としうる構造を有して成ることを特徴と
する変位演算素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25589487A JPH0196511A (ja) | 1987-10-08 | 1987-10-08 | 変位演算素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25589487A JPH0196511A (ja) | 1987-10-08 | 1987-10-08 | 変位演算素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0196511A true JPH0196511A (ja) | 1989-04-14 |
| JPH0574003B2 JPH0574003B2 (ja) | 1993-10-15 |
Family
ID=17285046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25589487A Granted JPH0196511A (ja) | 1987-10-08 | 1987-10-08 | 変位演算素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0196511A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5789915A (en) * | 1989-02-17 | 1998-08-04 | Nartron Corporation | Magnetic field energy responsive position sensing apparatus and method |
| GB2435518A (en) * | 2006-02-28 | 2007-08-29 | Alexy Davison Karenowska | Position sensor with electromagnetic field generator and shield |
| JP2009204348A (ja) * | 2008-02-26 | 2009-09-10 | Panasonic Electric Works Co Ltd | ポジションセンサ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5443765A (en) * | 1977-08-17 | 1979-04-06 | Hayter John Edward | Electromagnetic location transducer |
-
1987
- 1987-10-08 JP JP25589487A patent/JPH0196511A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5443765A (en) * | 1977-08-17 | 1979-04-06 | Hayter John Edward | Electromagnetic location transducer |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5789915A (en) * | 1989-02-17 | 1998-08-04 | Nartron Corporation | Magnetic field energy responsive position sensing apparatus and method |
| GB2435518A (en) * | 2006-02-28 | 2007-08-29 | Alexy Davison Karenowska | Position sensor with electromagnetic field generator and shield |
| GB2435518B (en) * | 2006-02-28 | 2009-11-18 | Alexy Davison Karenowska | Position sensor |
| US8018222B2 (en) | 2006-02-28 | 2011-09-13 | Alexy Davison Karenowska | Electromagnetic field-based position sensor |
| JP2009204348A (ja) * | 2008-02-26 | 2009-09-10 | Panasonic Electric Works Co Ltd | ポジションセンサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0574003B2 (ja) | 1993-10-15 |
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