JPH09210612A - 位置検出装置 - Google Patents
位置検出装置Info
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- JPH09210612A JPH09210612A JP8015304A JP1530496A JPH09210612A JP H09210612 A JPH09210612 A JP H09210612A JP 8015304 A JP8015304 A JP 8015304A JP 1530496 A JP1530496 A JP 1530496A JP H09210612 A JPH09210612 A JP H09210612A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁性体製のマーカーと磁気センサを用いて測
定対象の位置を特定する方式の位置検出装置において、
外乱磁界の影響を受けることなとく常に正確な位置検出
結果を得ることのできる位置検出装置を提供する。 【解決手段】 マーカー１が発生する磁界を２個の磁気
センサ２Ａ，２Ｂで検出して、その差動出力を位置検出
信号とすることにより、マーカー１に比してより遠方に
存在する発生源からの外乱磁界はキャンセルされ、その
影響を除去することが可能となる。
定対象の位置を特定する方式の位置検出装置において、
外乱磁界の影響を受けることなとく常に正確な位置検出
結果を得ることのできる位置検出装置を提供する。 【解決手段】 マーカー１が発生する磁界を２個の磁気
センサ２Ａ，２Ｂで検出して、その差動出力を位置検出
信号とすることにより、マーカー１に比してより遠方に
存在する発生源からの外乱磁界はキャンセルされ、その
影響を除去することが可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁性体からなるマ
ーカーの位置を磁気センサで検出することによって、測
定対象の位置を特定する方式の位置検出装置に関し、例
えばガスボンベや液体タンク等の液位ないしは残量等を
検出するレベル計等として用いるのに適した位置検出装
置に関する。
ーカーの位置を磁気センサで検出することによって、測
定対象の位置を特定する方式の位置検出装置に関し、例
えばガスボンベや液体タンク等の液位ないしは残量等を
検出するレベル計等として用いるのに適した位置検出装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスボンベや液体タンク内の液面位等の
測定対象の位置を検出する装置として、従来、測定対象
の動作に呼応して移動するマーカーを目視によって確認
する装置や、マーカーの移動量を例えば歯車の回転量に
置き換えて検出する装置、レーザ光線等を用いてマーカ
ーの位置を非接触で測定する装置、あるいは、マーカー
を磁性体として、その位置を磁気センサを用いて非接触
で検出する装置等が知られている。
測定対象の位置を検出する装置として、従来、測定対象
の動作に呼応して移動するマーカーを目視によって確認
する装置や、マーカーの移動量を例えば歯車の回転量に
置き換えて検出する装置、レーザ光線等を用いてマーカ
ーの位置を非接触で測定する装置、あるいは、マーカー
を磁性体として、その位置を磁気センサを用いて非接触
で検出する装置等が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、測定対象の
位置情報を電気信号として得ることは、その信号を用い
て各種の制御を行うためには極めて有効であるが、この
ような位置情報を電気信号として得るためには、上記し
た従来の装置のうち、マーカーを目視によって確認する
装置では不可能である。
位置情報を電気信号として得ることは、その信号を用い
て各種の制御を行うためには極めて有効であるが、この
ような位置情報を電気信号として得るためには、上記し
た従来の装置のうち、マーカーを目視によって確認する
装置では不可能である。
【０００４】一方、マーカーの移動量を歯車等の回転量
に置き換えて検出する装置では、位置情報の電気的出力
を得られるものの、接触部の磨耗による劣化が生じると
いう欠点がある。また、レーザ光線を用いてマーカーの
位置を非接触のもとに検出する装置では、このような劣
化は生じないものの、一般的に高価であるという問題が
ある。
に置き換えて検出する装置では、位置情報の電気的出力
を得られるものの、接触部の磨耗による劣化が生じると
いう欠点がある。また、レーザ光線を用いてマーカーの
位置を非接触のもとに検出する装置では、このような劣
化は生じないものの、一般的に高価であるという問題が
ある。
【０００５】マーカーを磁性体として、その位置を磁気
センサを用いて非接触で検出する装置は、上記した他の
装置における諸問題を解決しているが、被測定磁界以外
の外乱磁界の影響を受け、測定対象の位置特定が困難と
なってしまう場合がある。
センサを用いて非接触で検出する装置は、上記した他の
装置における諸問題を解決しているが、被測定磁界以外
の外乱磁界の影響を受け、測定対象の位置特定が困難と
なってしまう場合がある。
【０００６】本発明の目的は、磁性体からなるマーカー
を磁気センサを用いて測定対象の位置を特定する方式の
位置検出装置において、外乱磁界の影響を受けることな
く、常に正確な位置検出結果を得ることができ、もって
低価格で劣化の恐れがなく、しかも常に高精度の電気的
位置情報を得ることのできる位置検出装置を提供するこ
とにある。
を磁気センサを用いて測定対象の位置を特定する方式の
位置検出装置において、外乱磁界の影響を受けることな
く、常に正確な位置検出結果を得ることができ、もって
低価格で劣化の恐れがなく、しかも常に高精度の電気的
位置情報を得ることのできる位置検出装置を提供するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の位置検出装置は、マーカーとなる磁性体の
位置を磁気センサを用いて検出することにより、測定対
象の位置を特定する位置検出装置において、磁気センサ
を少なくとも２個備え、その各磁気センサの差動出力を
用いてマーカーの位置情報を得る回路手段を有している
ことによって特徴づけられる。
め、本発明の位置検出装置は、マーカーとなる磁性体の
位置を磁気センサを用いて検出することにより、測定対
象の位置を特定する位置検出装置において、磁気センサ
を少なくとも２個備え、その各磁気センサの差動出力を
用いてマーカーの位置情報を得る回路手段を有している
ことによって特徴づけられる。
【０００８】ここで、本発明の位置検出装置では、各磁
気センサの配設位置を、マーカーの特定方向への移動に
よる、当該マーカーが発生する磁界の変化が、１個は単
調増加となる位置に、他の１個は単調減少となる位置と
することが好ましい。
気センサの配設位置を、マーカーの特定方向への移動に
よる、当該マーカーが発生する磁界の変化が、１個は単
調増加となる位置に、他の１個は単調減少となる位置と
することが好ましい。
【０００９】本発明は、外乱磁界の発生源が、被測定磁
界の発生源、つまり磁性体からなるマーカーに比べて充
分遠方にあることを利用して、差動出力をとることによ
って外乱磁界成分をキャンセルしようとするものであ
る。
界の発生源、つまり磁性体からなるマーカーに比べて充
分遠方にあることを利用して、差動出力をとることによ
って外乱磁界成分をキャンセルしようとするものであ
る。
【００１０】すなわち、図１に示すような磁石をマーカ
ー１とし、そのマーカー１のｘ方向への移動を検出する
場合、図２に示すように、例えば２個の磁気センサ２
Ａ，２Ｂを配置し、それぞれｘ方向の磁界を検出するも
のとすると、マーカー１に近接して置かれた各磁気セン
サ２Ａ，２Ｂの出力にはそれぞれマーカー１が発生する
磁界のｘ方向成分と、外乱磁界Ｈのｘ方向成分の双方が
含まれるが、外乱磁界Ｈの発生源は充分に遠方にあるた
めに各磁気センサ２Ａ，２Ｂの近傍ではほぼ一様な分布
であると見なすことができ、従って各磁気センサ２Ａ，
２Ｂの出力の差をとれば、外乱磁界Ｈの成分のみがキャ
ンセルされる。
ー１とし、そのマーカー１のｘ方向への移動を検出する
場合、図２に示すように、例えば２個の磁気センサ２
Ａ，２Ｂを配置し、それぞれｘ方向の磁界を検出するも
のとすると、マーカー１に近接して置かれた各磁気セン
サ２Ａ，２Ｂの出力にはそれぞれマーカー１が発生する
磁界のｘ方向成分と、外乱磁界Ｈのｘ方向成分の双方が
含まれるが、外乱磁界Ｈの発生源は充分に遠方にあるた
めに各磁気センサ２Ａ，２Ｂの近傍ではほぼ一様な分布
であると見なすことができ、従って各磁気センサ２Ａ，
２Ｂの出力の差をとれば、外乱磁界Ｈの成分のみがキャ
ンセルされる。
【００１１】また、本発明において、例えば２個の磁気
センサを、それぞれマーカーの移動により、それぞれの
磁気検出出力が同じ向きに変化する位置に配置すれば
（図２に示した配置例）、その差動出力は、差動方式を
用いない場合に比して一般に小さくなるが、図３に例示
するように、２個の磁気センサの一方２Ａを、マーカー
１の特定方向（ｘ方向）への移動に伴ってそのマーカー
１が発生する磁界が単調増加する位置に配置し、他方２
Ｂを単調減少する位置に配置する構成を採用することに
より、これらのセンサの差動出力値の取り得る範囲は、
差動方式を用いない場合に比してより大きくなり、測定
磁界に対する感度が向上し、ひいては位置検出の分解能
が向上する。このことは、以下に示すシミュレーション
結果からも明らかである。
センサを、それぞれマーカーの移動により、それぞれの
磁気検出出力が同じ向きに変化する位置に配置すれば
（図２に示した配置例）、その差動出力は、差動方式を
用いない場合に比して一般に小さくなるが、図３に例示
するように、２個の磁気センサの一方２Ａを、マーカー
１の特定方向（ｘ方向）への移動に伴ってそのマーカー
１が発生する磁界が単調増加する位置に配置し、他方２
Ｂを単調減少する位置に配置する構成を採用することに
より、これらのセンサの差動出力値の取り得る範囲は、
差動方式を用いない場合に比してより大きくなり、測定
磁界に対する感度が向上し、ひいては位置検出の分解能
が向上する。このことは、以下に示すシミュレーション
結果からも明らかである。
【００１２】今、マーカー１を、図４（Ａ）に示すよう
な磁極を持ち、端面間の寸法（磁極間の距離）が単位長
さである円柱形状の磁石とし、このマーカー１から発生
する磁界分布を計算するために、同図（Ｂ）のような
＋，−の単位磁荷が単位距離を隔てて存在するよう簡単
なモデルを考える。この２つの磁荷の中心を原点Ｏとし
た場合の各位置（ｘ，ｙ）におけるｙ方向の磁界分布の
計算結果を図５に示す。なお、この図５においてｚ軸
は、ｙ方向の磁界の強さでその値は任意である。この図
５に示すように、マーカー１を中心としたｘ方向所定領
域においては、ｙ方向の磁界の強さはｘ方向には一定の
向きに傾斜するとともに、この傾斜はｙ方向に漸次変化
してｘ軸の所で最大となる。この図では省略している
が、このｙ方向の磁界の強さの傾斜の向きは、ｙ＝０
（ｘ軸）を挟んで逆転する。
な磁極を持ち、端面間の寸法（磁極間の距離）が単位長
さである円柱形状の磁石とし、このマーカー１から発生
する磁界分布を計算するために、同図（Ｂ）のような
＋，−の単位磁荷が単位距離を隔てて存在するよう簡単
なモデルを考える。この２つの磁荷の中心を原点Ｏとし
た場合の各位置（ｘ，ｙ）におけるｙ方向の磁界分布の
計算結果を図５に示す。なお、この図５においてｚ軸
は、ｙ方向の磁界の強さでその値は任意である。この図
５に示すように、マーカー１を中心としたｘ方向所定領
域においては、ｙ方向の磁界の強さはｘ方向には一定の
向きに傾斜するとともに、この傾斜はｙ方向に漸次変化
してｘ軸の所で最大となる。この図では省略している
が、このｙ方向の磁界の強さの傾斜の向きは、ｙ＝０
（ｘ軸）を挟んで逆転する。
【００１３】従って、ｘ方向には、ｙ方向の磁界の強さ
が一定の向きに傾斜している領域内で、かつ、ｙ方向に
は、図３に示したようにｘ軸を挟んでその両側に、２つ
の磁気センサ２Ａ，２Ｂを配置することにより、マーカ
ー１のｘ方向への移動に伴って各磁気センサ２Ａ，２Ｂ
による磁界検出出力はそれぞれ図６にＡ，Ｂで示す通り
に変化する。この２つの磁気センサ２Ａ，２Ｂによる磁
界検出出力の差は同図にＣで示す通りであり、その値の
マーカー１の移動に伴う変化範囲は、個々の磁気センサ
２Ａ，２Ｂの出力の変化範囲よりも大となる。
が一定の向きに傾斜している領域内で、かつ、ｙ方向に
は、図３に示したようにｘ軸を挟んでその両側に、２つ
の磁気センサ２Ａ，２Ｂを配置することにより、マーカ
ー１のｘ方向への移動に伴って各磁気センサ２Ａ，２Ｂ
による磁界検出出力はそれぞれ図６にＡ，Ｂで示す通り
に変化する。この２つの磁気センサ２Ａ，２Ｂによる磁
界検出出力の差は同図にＣで示す通りであり、その値の
マーカー１の移動に伴う変化範囲は、個々の磁気センサ
２Ａ，２Ｂの出力の変化範囲よりも大となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図７は本発明をボンベのレベル計
に適用した実施の形態の要部構造を模式的に示す縦断面
図で、図８はその電気回路図である。
に適用した実施の形態の要部構造を模式的に示す縦断面
図で、図８はその電気回路図である。
【００１５】ボンベ１０内の液体Ｌにフロート１１を浮
かべ、そのフロート１１にはポール１２を固着し、その
ポール１２の先端に、磁石製のマーカー１をその磁極方
向をポール１２の軸方向に沿わせた状態で固着してい
る。ポール１２はボンベ１０の上面を貫通して外部に臨
み、ボンベ１０外の部分はボンベ１０の上面に固着され
たケース１３によって覆われている。そして、このポー
ル１２は、ケース１３に設けられた適当なガイド１４に
よって、その姿勢が鉛直方向を向くように規制された状
態で同方向に変位自在に支承されている。このような構
成により、ボンベ１０内の液体Ｌの液面Ｓが変化する
と、フロート１１，ポール１２を介してマーカー１が鉛
直方向に変位する。また、そのマーカー１の移動の範囲
は、図中Ｆで示す液体ＬのＦｕｌｌ状態の位置から、同
じくＥで示すＥｍｐｔｙ状態の位置までであり、その移
動の範囲は具体的には６．６ｃｍである。
かべ、そのフロート１１にはポール１２を固着し、その
ポール１２の先端に、磁石製のマーカー１をその磁極方
向をポール１２の軸方向に沿わせた状態で固着してい
る。ポール１２はボンベ１０の上面を貫通して外部に臨
み、ボンベ１０外の部分はボンベ１０の上面に固着され
たケース１３によって覆われている。そして、このポー
ル１２は、ケース１３に設けられた適当なガイド１４に
よって、その姿勢が鉛直方向を向くように規制された状
態で同方向に変位自在に支承されている。このような構
成により、ボンベ１０内の液体Ｌの液面Ｓが変化する
と、フロート１１，ポール１２を介してマーカー１が鉛
直方向に変位する。また、そのマーカー１の移動の範囲
は、図中Ｆで示す液体ＬのＦｕｌｌ状態の位置から、同
じくＥで示すＥｍｐｔｙ状態の位置までであり、その移
動の範囲は具体的には６．６ｃｍである。
【００１６】ケース１３には、水平方向にはポール１２
を挟んでその両側で、かつ、鉛直方向には位置Ｅよりも
僅かに下方、および位置Ｆよりも僅かに上方に、れぞれ
磁気センサ２Ａ，２Ｂが配設されている。各磁気センサ
２Ａ，２Ｂは、それぞれ例えば薄膜フラックスゲートで
あり、それぞれに水平方向への磁界の強さに応じた電圧
出力を発生するように装着している。
を挟んでその両側で、かつ、鉛直方向には位置Ｅよりも
僅かに下方、および位置Ｆよりも僅かに上方に、れぞれ
磁気センサ２Ａ，２Ｂが配設されている。各磁気センサ
２Ａ，２Ｂは、それぞれ例えば薄膜フラックスゲートで
あり、それぞれに水平方向への磁界の強さに応じた電圧
出力を発生するように装着している。
【００１７】各磁気センサ２Ａおよび２Ｂの出力ＶA お
よびＶB は、図８に示すようにそれぞれ差動増幅器２１
の差動入力に導入され、その差動出力ＶO がボンベ１０
内の液体Ｌの液面Ｓの検出出力として取り出されるよう
になっている。なお、Ｒ1 およびＲ2 は抵抗であり、差
動出力ＶO の値は、 ＶO ＝Ｒ2 （ＶB −ＶA ）／Ｒ1 となる。
よびＶB は、図８に示すようにそれぞれ差動増幅器２１
の差動入力に導入され、その差動出力ＶO がボンベ１０
内の液体Ｌの液面Ｓの検出出力として取り出されるよう
になっている。なお、Ｒ1 およびＲ2 は抵抗であり、差
動出力ＶO の値は、 ＶO ＝Ｒ2 （ＶB −ＶA ）／Ｒ1 となる。
【００１８】図９は以上の本発明の実施の形態におい
て、液面Ｌを変化させたときの各磁気センサ２Ａ，２Ｂ
の出力と、その差動出力の各実測値をプロットしたグラ
フである。このグラフに示すように、液面Ｓの変化に伴
うマーカー１の変位により、各磁気センサ２Ａおよび２
Ｂの出力はそれぞれ単調増加および単調減少し、その差
動出力はこれらの磁気センサ２Ａ，２Ｂの出力の変化量
よりも大きな変化を示し、図６に示したシミュレーショ
ン結果とよく一致した（図３のｘ方向およびｙ方向が、
それぞれ図７の鉛直方向および水平方向に対応）。
て、液面Ｌを変化させたときの各磁気センサ２Ａ，２Ｂ
の出力と、その差動出力の各実測値をプロットしたグラ
フである。このグラフに示すように、液面Ｓの変化に伴
うマーカー１の変位により、各磁気センサ２Ａおよび２
Ｂの出力はそれぞれ単調増加および単調減少し、その差
動出力はこれらの磁気センサ２Ａ，２Ｂの出力の変化量
よりも大きな変化を示し、図６に示したシミュレーショ
ン結果とよく一致した（図３のｘ方向およびｙ方向が、
それぞれ図７の鉛直方向および水平方向に対応）。
【００１９】また、２つの磁気センサ２Ａ，２Ｂの差動
出力によって液面Ｓの検出出力としているため、各磁気
センサ２Ａ，２Ｂの出力に含まれる外乱磁界の検出出力
は相互にキャンセルされ、同種の位置検出装置を備えた
ボンベ１０を多数並べた状態等においても、その影響の
ない正確な液面検出出力が得られた。
出力によって液面Ｓの検出出力としているため、各磁気
センサ２Ａ，２Ｂの出力に含まれる外乱磁界の検出出力
は相互にキャンセルされ、同種の位置検出装置を備えた
ボンベ１０を多数並べた状態等においても、その影響の
ない正確な液面検出出力が得られた。
【００２０】ここで、以上の実施の形態においては、２
つの磁気センサ２Ａ，２Ｂによってマーカー１の変位方
向と直交する方向への磁界の強さを検出したが、マーカ
ー１の変位方向と同方向の磁界の強さを検出してもよ
い。ただし、この場合においても、差動演算に供すべき
２つの磁気センサは、それぞれマーカーの変位に伴う磁
界変化に対して、一方のセンサ出力が単調増加、他方の
センサ出力が単調減少するような位置に配置することが
好ましく、以下、そのような例について述べる。
つの磁気センサ２Ａ，２Ｂによってマーカー１の変位方
向と直交する方向への磁界の強さを検出したが、マーカ
ー１の変位方向と同方向の磁界の強さを検出してもよ
い。ただし、この場合においても、差動演算に供すべき
２つの磁気センサは、それぞれマーカーの変位に伴う磁
界変化に対して、一方のセンサ出力が単調増加、他方の
センサ出力が単調減少するような位置に配置することが
好ましく、以下、そのような例について述べる。
【００２１】図１０は、前記した図４のモデルにおい
て、原点Ｏを中心としたｘ方向（マーカーの移動方向）
の磁界分布の計算結果である。このような磁界分布内
に、図１１に示すように、ｘ方向には原点Ｏを挟んでそ
の両側に、ｙ方向には例えば一直線上に、それぞれｘ方
向の磁界を検出するための磁気センサ２Ａ，２Ｂを配置
する。この場合のマーカー１のｘ方向の移動に伴う各磁
気センサ２Ａおよび２Ｂの出力ＡおよびＢの変化は、図
１２に示す通り、一方が単調増加、他方が単調減少とな
り、また、その差動出力Ｃは各センサ出力Ａ，Ｂの変化
範囲よりも大となり、図３に示した磁界の検出方向とセ
ンサ配置の組み合わせと同様に、高感度に磁界変化を検
出して高分解能の位置検出が可能である。
て、原点Ｏを中心としたｘ方向（マーカーの移動方向）
の磁界分布の計算結果である。このような磁界分布内
に、図１１に示すように、ｘ方向には原点Ｏを挟んでそ
の両側に、ｙ方向には例えば一直線上に、それぞれｘ方
向の磁界を検出するための磁気センサ２Ａ，２Ｂを配置
する。この場合のマーカー１のｘ方向の移動に伴う各磁
気センサ２Ａおよび２Ｂの出力ＡおよびＢの変化は、図
１２に示す通り、一方が単調増加、他方が単調減少とな
り、また、その差動出力Ｃは各センサ出力Ａ，Ｂの変化
範囲よりも大となり、図３に示した磁界の検出方向とセ
ンサ配置の組み合わせと同様に、高感度に磁界変化を検
出して高分解能の位置検出が可能である。
【００２２】なお、差動出力を得るための磁気センサの
数は、２個に限らず、３個以上としてもよい。すなわ
ち、図３または図１１に示したセンサ配置に加えて、例
えばリファレンス用の磁気センサを適宜箇所に配置し、
そのリファレンス用の磁気センサの出力と各磁気センサ
２Ａ，２Ｂの出力との差をとり、その差の差動出力を位
置検出出力とする等の構成を採用することができる。
数は、２個に限らず、３個以上としてもよい。すなわ
ち、図３または図１１に示したセンサ配置に加えて、例
えばリファレンス用の磁気センサを適宜箇所に配置し、
そのリファレンス用の磁気センサの出力と各磁気センサ
２Ａ，２Ｂの出力との差をとり、その差の差動出力を位
置検出出力とする等の構成を採用することができる。
【００２３】また、本発明においては、磁気センサは薄
膜フラックスゲート以外の任意のセンサを用いることは
勿論であるし、磁性体からなるマーカーの支持機構や測
定対象との係合関係、更には測定対象等は、前記した実
施の形態に限られることなく、任意の公知機構や係合関
係を採用し、あるいは任意の物体を測定対象とし得るこ
とは言うまでもない。
膜フラックスゲート以外の任意のセンサを用いることは
勿論であるし、磁性体からなるマーカーの支持機構や測
定対象との係合関係、更には測定対象等は、前記した実
施の形態に限られることなく、任意の公知機構や係合関
係を採用し、あるいは任意の物体を測定対象とし得るこ
とは言うまでもない。
【００２４】更に、各磁気センサの配置を、マーカーの
移動に伴う磁界の変化に対する出力変化が、１個を単調
増加する位置、他の１個を単調減少する位置とすること
は、前述の通り被測定磁界に対する感度向上の点で好ま
しいが、図２に例示したような配置（この場合には各磁
気センサ出力はいずれも同方向に変化する）としても本
発明の目的は達せられる。ただし、この図２のような配
置においては、２つの磁気センサ２Ａ，２Ｂの差動出力
の変化範囲は個々のセンサ出力の変化範囲よりも小さく
なって被測定磁界の感度が低下しまうため、例えばマー
カー１となる磁性体をより強い磁界を発生する磁性体、
例えば希土類磁石を用いるか、あるいは磁気センサと磁
性体との距離を接近させるか、更にはより感度の高い磁
気センサを用いる等の対策を講じることが望ましい。
移動に伴う磁界の変化に対する出力変化が、１個を単調
増加する位置、他の１個を単調減少する位置とすること
は、前述の通り被測定磁界に対する感度向上の点で好ま
しいが、図２に例示したような配置（この場合には各磁
気センサ出力はいずれも同方向に変化する）としても本
発明の目的は達せられる。ただし、この図２のような配
置においては、２つの磁気センサ２Ａ，２Ｂの差動出力
の変化範囲は個々のセンサ出力の変化範囲よりも小さく
なって被測定磁界の感度が低下しまうため、例えばマー
カー１となる磁性体をより強い磁界を発生する磁性体、
例えば希土類磁石を用いるか、あるいは磁気センサと磁
性体との距離を接近させるか、更にはより感度の高い磁
気センサを用いる等の対策を講じることが望ましい。
【００２５】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、磁性体
からなるマーカーが発生する磁界を、２個以上の磁気セ
ンサでそれぞれ検出するとともに、その差動出力をマー
カーの位置の検出信号として取り出すため、外来磁界の
影響を受けることなく、常に正確な位置検出結果を得る
ことができ、比較的安価で非接触のもとに位置検出がで
きるという、磁性体と磁気センサを用いた位置検出方式
の利点を活かしながら、その使用環境条件を大幅に緩和
することが可能となった。
からなるマーカーが発生する磁界を、２個以上の磁気セ
ンサでそれぞれ検出するとともに、その差動出力をマー
カーの位置の検出信号として取り出すため、外来磁界の
影響を受けることなく、常に正確な位置検出結果を得る
ことができ、比較的安価で非接触のもとに位置検出がで
きるという、磁性体と磁気センサを用いた位置検出方式
の利点を活かしながら、その使用環境条件を大幅に緩和
することが可能となった。
【００２６】また、各磁気センサの配置を、マーカーの
移動に伴う磁界変化が一方が単調増加、他方が単調減少
するような位置とすることにより、個々の磁気センサが
持つ感度よりも高い感度での磁界変化の検出が可能とな
り、ひいては従来のこの種の位置検出装置に比して、環
境条件の制約が極めて少なく、しかもより高分解能での
位置検出が可能となる。
移動に伴う磁界変化が一方が単調増加、他方が単調減少
するような位置とすることにより、個々の磁気センサが
持つ感度よりも高い感度での磁界変化の検出が可能とな
り、ひいては従来のこの種の位置検出装置に比して、環
境条件の制約が極めて少なく、しかもより高分解能での
位置検出が可能となる。
【図１】本発明に用いられるマーカーの構成例の説明図
【図２】本発明におけるマーカーと各磁気センサの配置
の一例の説明図
の一例の説明図
【図３】本発明におけるマーカーと各磁気センサの配置
の他の例の説明図
の他の例の説明図
【図４】図３のセンサ配置における各センサ出力のシミ
ュレーションのためのモデルの説明図
ュレーションのためのモデルの説明図
【図５】図４のモデルに基づくｙ方向磁界の分布の計算
結果を示すグラフ
結果を示すグラフ
【図６】図５の計算結果と図３のセンサ配置に基づく各
磁気センサ２Ａ，２Ｂの検出出力とその差動出力のシミ
ュレーション結果を示すグラフ
磁気センサ２Ａ，２Ｂの検出出力とその差動出力のシミ
ュレーション結果を示すグラフ
【図７】本発明の実施の形態の要部構造を表す模式的縦
断面図
断面図
【図８】本発明の実施の形態の電気回路図
【図９】本発明の実施の形態におけるマーカー１の各位
置での各磁気センサ２Ａ，２Ｂの検出出力と、その差動
出力の実測値を示すグラフ
置での各磁気センサ２Ａ，２Ｂの検出出力と、その差動
出力の実測値を示すグラフ
【図１０】図４のモデルに基づくｘ方向の磁界分布の計
算結果を示すグラフ
算結果を示すグラフ
【図１１】本発明におけるマーカーと各磁気センサの配
置の更に他の例の説明図
置の更に他の例の説明図
【図１２】図１０の計算結果と図１１のセンサ配置に基
づく各磁気センサ２Ａ，２Ｂの検出出力とその差動出力
のシミュレーション結果を示すグラフ
づく各磁気センサ２Ａ，２Ｂの検出出力とその差動出力
のシミュレーション結果を示すグラフ
１ マーカー（磁性体） ２Ａ，２Ｂ 磁気センサ １０ ボンベ １１ フロート １２ ポール １３ ケース １４ ガイド ２１ 差動増幅器 Ｌ 液体 Ｓ 液面
Claims (2)
- 【請求項１】 マーカーとなる磁性体の位置を磁気セン
サを用いて検出することにより、測定対象の位置を特定
する位置検出装置において、磁気センサを少なくとも２
個備え、その各磁気センサの差動出力を用いて上記マー
カーの位置情報を得る回路手段を有していることを特徴
とする位置検出装置。 - 【請求項２】 上記各磁気センサの配設位置は、上記マ
ーカーの特定方向に移動に伴う当該マーカーが発生する
磁界の変化が、１個は単調増加となる位置であり、他の
１個は単調減少となる位置であることを特徴とする、請
求項１に記載の位置検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8015304A JPH09210612A (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | 位置検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8015304A JPH09210612A (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | 位置検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09210612A true JPH09210612A (ja) | 1997-08-12 |
Family
ID=11885075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8015304A Pending JPH09210612A (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | 位置検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09210612A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1189176A (ja) * | 1997-09-03 | 1999-03-30 | Yaskawa Electric Corp | 減速機構一体型サーボアクチュエータ |
| JPH11290340A (ja) * | 1998-04-13 | 1999-10-26 | Shimadzu Corp | 手術器具の位置表示装置 |
| JP2002206959A (ja) * | 2001-01-09 | 2002-07-26 | Yazaki Corp | 液面レベルセンサ |
| JP2020085614A (ja) * | 2018-11-22 | 2020-06-04 | Tdk株式会社 | 角度センサおよび角度センサシステム |
| JP2020533781A (ja) * | 2018-06-26 | 2020-11-19 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 強磁性素子までの距離を測定するための距離センサ、磁気浮揚システム、及び強磁性素子までの距離を測定するための方法 |
-
1996
- 1996-01-31 JP JP8015304A patent/JPH09210612A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1189176A (ja) * | 1997-09-03 | 1999-03-30 | Yaskawa Electric Corp | 減速機構一体型サーボアクチュエータ |
| JPH11290340A (ja) * | 1998-04-13 | 1999-10-26 | Shimadzu Corp | 手術器具の位置表示装置 |
| JP2002206959A (ja) * | 2001-01-09 | 2002-07-26 | Yazaki Corp | 液面レベルセンサ |
| JP2020533781A (ja) * | 2018-06-26 | 2020-11-19 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 強磁性素子までの距離を測定するための距離センサ、磁気浮揚システム、及び強磁性素子までの距離を測定するための方法 |
| JP2020085614A (ja) * | 2018-11-22 | 2020-06-04 | Tdk株式会社 | 角度センサおよび角度センサシステム |
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