JPH10126241A - 近接検出装置 - Google Patents
近接検出装置Info
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- JPH10126241A JPH10126241A JP24621597A JP24621597A JPH10126241A JP H10126241 A JPH10126241 A JP H10126241A JP 24621597 A JP24621597 A JP 24621597A JP 24621597 A JP24621597 A JP 24621597A JP H10126241 A JPH10126241 A JP H10126241A
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- Electronic Switches (AREA)
Abstract
くする。 【解決手段】 励磁されたコイル1に磁性体8が近接す
ると、該コイル1のインダクタンスが変化し、これに伴
い、該コイル1の出力信号に位相遅れが生じる。この位
相遅れを測定することにより、該磁性体の近接を検出す
る。
Description
コイルを使用して、磁性体の近接を検出する近接検出装
置に関する。
られている。1つは、接点式(リードスイッチ)のもの
があるが、これはチャタリングの問題があるので好まし
くない。無接触式の近接スイッチとしては、光学式のも
のがあるが、これは外乱光の影響を受け易いという問題
点がある。無接触式の近接スイッチの別のタイプとして
は、電磁誘導式のものがある。これは、検出要素として
コイルを使用して、検出コイルをLC発振回路の中に組
み込み、磁性体の近接の有無に応じて、その発振条件が
成立/不成立となって発振のスタート/ストップが制御
されるものである。
イプの近接スイッチにおいては、磁性体の近接の有無に
応じて発振条件が成立/不成立となって発振のスタート
/ストップが制御され、後段の平滑化回路等を介して発
振の有無を検知することにより磁性体の近接を検出する
ようになっている。そのため、検出応答速度が比較的遅
くなってしまい、検出対象である磁性体の動きが速くか
つ複数の検出対象磁性体が連続して通過するような場合
は、追従できず、検出エラーを生じるという問題点があ
った。また、発振条件を適切に設定するためには検出コ
イルの配置を発振回路本体から離して配線ケーブルで引
き回すような配置とすることはできず、発振回路本体内
に該検出コイルを組み込む必要があった。そのため、検
出端近くに十分な回路配置スペースを確保することが要
求されていた。また、近くにある携帯電話やトランシー
バ等から発される外乱電波の影響を受けて、誤動作し易
いという問題点があった。この発明は上述の点に鑑みて
なされたもので、検出応答速度が速くかつ検出エラーの
少ない近接検出装置を提供しようとするものである。
装置は、コイルと、前記コイルを励磁する回路と、前記
コイルの出力信号の位相遅れを測定する回路とを具え、
前記コイルに対する磁性体の近接に応じて生じる前記出
力信号の位相遅れを測定することにより、該磁性体の近
接を検出することを特徴とするものである。コイルに対
して磁性体が近接すると、該コイルのインダクタンスが
変化し、これに伴い、該コイルの出力信号に位相遅れが
生じる。この位相遅れを測定することにより、該磁性体
の近接を検出することができる。この発明によれば、コ
イル出力信号の位相遅れを測定する構成であるため、検
出応答性を高めることができ、検出対象である磁性体の
動きが速い場合であっても、これを確実に検出すること
ができる、という優れた効果を奏する。また、位相遅れ
を測定するタイプであるため、検出用のコイル配置が測
定用の回路本体から多少離れていても、測定精度に悪影
響を与えないため、検出用のコイルの配置を測定用の回
路本体から多少(例えば数メートル)離して配線ケーブ
ルで引き回すような配置とすることができ、従って、検
出端近くに十分な回路配置スペースを確保することを要
求せず、様々な環境下で非常に使い易いものとなる。ま
た、従来技術のような発振条件を制御するタイプではな
いため、近くにある携帯電話やトランシーバ等から発さ
れる外乱電波の影響を受けて誤動作し易いという問題が
ない。
1のコイルと、第1のコイルの近傍に配置された第2の
コイルと、前記各コイルを励磁する回路と、前記第1の
コイルの出力信号の位相遅れを、前記第2のコイルの出
力信号の位相を基準に用いて測定する回路とを具え、前
記第1のコイルに対する磁性体の近接に応じて生じる前
記出力信号の位相遅れを測定することにより、該磁性体
の近接を検出することを特徴とするものである。これに
より、温度特性によるコイル出力位相の変化を相殺する
ことができ、精度のよい測定が行える。
明の実施の形態を詳細に説明しよう。図1において、検
出用のコイル1と適宜の抵抗2とによってLR直列回路
が形成されており、発振回路3は、例えば適宜デューテ
ィ比の矩形波からなる励磁信号Aを発生し、これが該L
R直列回路に印加される。コイル1の出力信号Bは、コ
イル1と抵抗2の接続点から取り出されてアナログコン
パレータ4の一入力(−)に入力される。コンパレータ
4の他入力(+)には、回路5から発生される所定の基
準レベルVrを示す電圧が入力される。コンパレータ4
は、コイル1の出力信号Bのレベルが基準レベルVrよ
りも小さいときハイレベル(“1”)の出力信号Cを生
じ、コイル1の出力信号Bのレベルが基準レベルVrよ
りも大きければローレベル(“0”)の出力信号Cを生
じる。コンパレータ4の出力信号Cは、フリップフロッ
プ6のデータ入力(D)に入力される。フリップフロッ
プ6の制御入力には、発振回路3からの矩形波信号Aを
遅延回路7で所定時間遅延した信号Dが入力される。こ
の所定の遅延時間量は後述のように設定される。フリッ
プフロップ6の出力(Q)に現われる信号Eは、磁性体
8の近接の有無を判定した結果を示す信号として出力さ
れる。なお、この信号Eは、回路設計上の要請に応じ
て、基準レベル発生回路5にフィードバックされるよう
になっていてよい。検出用のコイル1は、検出対象であ
る磁性体8が通過する場所の所定の位置に配置される。
それ以外の測定回路本体9はコイル1を配置した所定の
位置から適量(例えば数メートル)離れた位置に配置
し、コイル1と回路本体9間の配線ケーブルが多少引き
回されるようになっていても差し支えない。
における図1の各部の信号波形例を示すと図2の「ケー
ス1」のようである。磁性体8がコイル1に近接してい
ない状態では、図2の「ケース1」のBに示すように、
コイル1の出力信号Bの位相遅れは、あまりない。この
状態を基準として、該出力信号Bのレベルがコンパレー
タ4の基準レベルVrよりも大きくなる時点、つまり、
コンパレータ4の出力信号Cがローレベルに立ち下がる
時点、よりも幾分遅れて遅延回路7の出力信号Dがハイ
レベルに立ち上がるように、該遅延回路7の遅延時間が
設定されている。これにより、フリップフロップ6の制
御入力に加わる信号Dがハイレベルに立ち上がるとき、
そのデータ入力(D)に入力されるコンパレータ4の出
力信号Cはローレベルであるから、該フリップフロップ
6にローレベル信号が取り込まれ、その出力(Q)に現
われる信号Eはローレベル(“0”)である。このフリ
ップフロップ6の出力信号Eのローレベル(“0”)
は、磁性体8が近接していないことを示している。
に、コイル1に近接した状態における図1の各部の信号
波形例を示すと図2の「ケース2」のようである。磁性
体8がコイル1に近接した状態では、コイル1のインダ
クタンスが相対的に増加することにより、図2の「ケー
ス2」に示すように、該コイル1の出力信号Bの位相遅
れが大きくなる。従って、コイル1の出力信号Bの立ち
上がりが遅れることにより、該出力信号Bのレベルがコ
ンパレータ4の基準レベルVrよりも大きくなる時点、
つまり、コンパレータ4の出力信号Cがローレベルに立
ち下がる時点は、遅延回路7の出力信号Dがハイレベル
に立ち上がる時点よりも遅れる。これにより、フリップ
フロップ6の制御入力に加わる信号Dがハイレベルに立
ち上がるとき、そのデータ入力(D)に入力されるコン
パレータ4の出力信号Cはハイレベルであるから、該フ
リップフロップ6にハイレベル信号が取り込まれ、その
出力(Q)に現われる信号Eがハイレベル(“1”)と
なる。このフリップフロップ6の出力信号Eのハイレベ
ル(“1”)は、磁性体8が近接したことを示してい
る。
体8の近接に応じて生じる該コイル1の出力信号Bの位
相遅れを測定することにより、該磁性体8の近接を検出
することができる。なお、磁性体8の近接に応じて生じ
るコイル1の出力信号Bの位相遅れを測定する回路の具
体的構成は、図示の実施例に示したものに限らず、適宜
に変更してよい。例えば、図1の回路では、フリップフ
ロップ6の制御入力として、コイル1の励磁信号Aの位
相を基準とする所定時間よりも遅れた信号、つまり、信
号Aを所定時間遅延した信号Dを使用しているが、これ
に限らず、適宜の設計変更が可能である。例えば、コイ
ル1、コンパレータ4と同じ回路を制御信号用としても
う一系列設け、この制御信号用のコンパレータから磁性
体が近接していないときの所定位相に対応する出力信号
を発生させ、この出力信号に対応する信号を適宜微小遅
延してフリップフロップ6の制御入力に入力するように
してもよい。
で、図1の遅延回路7に代えて、追加のコイル11及び
抵抗12からなるLR直列回路と、コンパレータ14及
び基準レベル発生回路15を設けている。この場合、追
加のコイル11は、検出用コイル1の隣(少しずれた位
置)に設け、コイル11及び抵抗12の接続点から取り
出された出力をアナログコンパレータ14に入力し、基
準レベル発生回路15からの基準レベルと比較する。コ
ンパレータ14の出力は、フリップフロップ6の制御入
力に与えられる。図4は、図3の動作例を示す図であ
り、信号C,Dのタイミングチャートの表わし方は図2
に対応している。(a)は、磁性体8がコイル1及び1
1に近接していない状態を示しており、この場合、コン
パレータ4の出力Cの立下りの少し後にコンパレータ1
4の出力Dが立上るように予め設定する。このような設
定は、フリップフロップ6からのフィードバックヒステ
リシス分によって設定可能であるし、あるいは、両コイ
ル1,11の特性を少しずらすこと、あるいは基準レベ
ル発生回路15からの基準レベルを適切に設定するこ
と、等によって設定可能である。図4(a)は図2のケ
ース1と同様である。
8がより多く近接した状態を示す。この場合コイル1の
インダクタンスがより増加するので、信号Bの遅れが大
きくなり、コンパレータ4の出力Cの立上りがコンパレ
ータ14の出力Dの立上りよりも遅れ、フリップフロッ
プ6の出力Eが“1”に立ち上がる。図4(b)は図2
のケース2と同様であり、検出用のコイル1への磁性体
8の最近接を検出ことができる。図4(c)は、検出用
のコイル1よりも補助用のコイル11に磁性体8がより
多く近接した状態を示す。この場合コイル11のインダ
クタンスがより増加するので、信号Fの遅れが大きくな
り、コンパレータ4の出力Cの立上りの後にコンパレー
タ14の出力Dが立上るので、フリップフロップ6の出
力Eは“0”に立ち下がる。図1の例では、温度変化に
よってコイル1のインピーダンスが変化したとき、遅延
回路7の遅延時間は変化しないので、検出誤差を生じる
おそれがある。これに対して、図3の例では、コイル1
及び11の両者が温度特性を持つので、誤差分が相殺さ
れ、検出誤差を生じるおそれがない、という利点があ
る。なお、図3において、補助のコイル11は、磁性体
8が近接しない位置に設けてもよい。
は、上記のような矩形波信号に限らず、サイン波のよう
な交流信号であってもよい。サイン波のような交流信号
を用いた場合は、コンパレータ4はゼロクロス検出コン
パレータを用い、その後段の回路はゼロ位相の位相遅れ
を測定する適宜の回路とすることができる。例えば、図
1に示したようなフリップフロップを含む回路であって
もよいし、ディジタル位相カウント回路とディジタルコ
ンパレータ等を含む適宜の回路を用いることもできる。
また、励磁信号Aとしてデューティ比の小さなパルス信
号を使用してもよい。その場合、コイル1のインダクタ
ンス変化に応じてパルス幅変調されたような状態でコイ
ル出力信号が生じるので、位相遅れの測定はパルス幅測
定によって等価的に置換できることがあり得る。
に対する磁性体の近接に応じて、該コイルのインダクタ
ンスが変化し、これに伴い、該コイルの出力信号に位相
遅れが生じ、この位相遅れを測定することにより、該磁
性体の近接を検出することができるものである。従っ
て、コイル出力信号の位相遅れを測定する構成であるた
め、検出応答性を高めることができ、検出対象である磁
性体の動きが速い場合であっても、これを確実に検出す
ることができる、という優れた効果を奏する。また、位
相遅れを測定するタイプであるため、検出用のコイル配
置が測定用の回路本体から多少離れていても、測定精度
に悪影響を与えないため、検出用のコイルの配置を測定
用の回路本体から適宜離して配線ケーブルで引き回すよ
うな配置とすることができ、従って、検出端近くに十分
な回路配置スペースを確保することを要求せず、様々な
環境下で非常に使い易いものとなる、という優れた効果
を奏する。また、発振条件を制御するタイプではないた
め、近くにある携帯電話やトランシーバ等から発される
外乱電波の影響を受けて誤動作し易いという問題がな
い。
Claims (4)
- 【請求項1】 コイルと、 前記コイルを励磁する回路と、 前記コイルの出力信号の位相遅れを測定する回路とを具
え、前記コイルに対する磁性体の近接に応じて生じる前
記出力信号の位相遅れを測定することにより、該磁性体
の近接を検出することを特徴とする近接検出装置。 - 【請求項2】 前記測定する回路は、前記コイルの出力
信号と所定の基準レベルとを比較する比較器と、前記コ
イルの励磁信号の位相を基準とする所定時間よりも遅れ
て前記比較器の出力が生じたか否かに応じて、前記磁性
体の近接に応じた位相遅れがあったか否かを判定する回
路とを含む請求項1に記載の近接検出装置。 - 【請求項3】 前記測定する回路は、前記コイルに対し
て前記磁性体が近接していないときの前記出力信号の所
定の位相に対して、実際の該出力信号の位相が遅れてい
るかどうかを判定することにより、前記磁性体の近接に
応じて生じる前記出力信号の位相遅れを測定するもので
ある請求項1に記載の近接検出装置。 - 【請求項4】 第1のコイルと、 第1のコイルの近傍に配置された第2のコイルと、 前記各コイルを励磁する回路と、 前記第1のコイルの出力信号の位相遅れを、前記第2の
コイルの出力信号の位相を基準に用いて測定する回路と
を具え、前記第1のコイルに対する磁性体の近接に応じ
て生じる前記出力信号の位相遅れを測定することによ
り、該磁性体の近接を検出することを特徴とする近接検
出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24621597A JP3946827B2 (ja) | 1996-08-26 | 1997-08-26 | 近接検出装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24268096 | 1996-08-26 | ||
JP8-242680 | 1996-08-26 | ||
JP24621597A JP3946827B2 (ja) | 1996-08-26 | 1997-08-26 | 近接検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10126241A true JPH10126241A (ja) | 1998-05-15 |
JP3946827B2 JP3946827B2 (ja) | 2007-07-18 |
Family
ID=26535869
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24621597A Expired - Lifetime JP3946827B2 (ja) | 1996-08-26 | 1997-08-26 | 近接検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3946827B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1037017A1 (en) * | 1999-03-15 | 2000-09-20 | Atsutoshi Goto | Inductive position detector |
US6271433B1 (en) * | 1999-02-22 | 2001-08-07 | Stone & Webster Engineering Corp. | Cat cracker gas plant process for increased olefins recovery |
US6512360B1 (en) | 1999-03-15 | 2003-01-28 | Amiteq Co., Ltd | Self-induction-type stroke sensor |
JP2020060527A (ja) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | オムロン株式会社 | 検出装置 |
-
1997
- 1997-08-26 JP JP24621597A patent/JP3946827B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
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US6576805B2 (en) | 1999-02-22 | 2003-06-10 | Stone & Webster Process Technology, Inc. | Cat cracker gas plant process for increased olefins recovery |
EP1037017A1 (en) * | 1999-03-15 | 2000-09-20 | Atsutoshi Goto | Inductive position detector |
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US6566862B1 (en) | 1999-03-15 | 2003-05-20 | Atsutoshi Goto | Self-induction-type position detector device for detecting object position |
US6707291B2 (en) | 1999-03-15 | 2004-03-16 | Atsutoshi Goto | Self-induction-type position detector device for detecting object position |
JP2020060527A (ja) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | オムロン株式会社 | 検出装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3946827B2 (ja) | 2007-07-18 |
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