JPH11325808A - Displacement sensor - Google Patents
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- JPH11325808A JPH11325808A JP13189298A JP13189298A JPH11325808A JP H11325808 A JPH11325808 A JP H11325808A JP 13189298 A JP13189298 A JP 13189298A JP 13189298 A JP13189298 A JP 13189298A JP H11325808 A JPH11325808 A JP H11325808A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、変位や位置を測定
するための変位センサーに関し、特に狭隘なスペースに
も設置可能な薄型の変位センサーに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a displacement sensor for measuring displacement and position, and more particularly to a thin displacement sensor which can be installed in a narrow space.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、変位を電気的な信号に変換し
て測定することが出来る変位センサーとして、図１４に
示す如き差動トランスが知られている。差動トランス
は、夫々円筒状に巻回された１次コイル(12)及び一対の
２次コイル(32)(42)の中央空洞部に、棒状のコア(54)を
往復移動可能に配置して構成され、一対の２次コイル(3
2)(42)は互いに逆極性で直列接続されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a differential transformer as shown in FIG. 14 has been known as a displacement sensor capable of measuring a displacement by converting the displacement into an electric signal. In the differential transformer, a rod-shaped core (54) is arranged in a central cavity of a primary coil (12) and a pair of secondary coils (32) (42) wound in a cylindrical shape, respectively, so as to be able to reciprocate. And a pair of secondary coils (3
2) (42) are connected in series with opposite polarities.
【０００３】１次コイル(12)に一定の交流電圧を印加す
ると、該一次コイル(12)から発生する磁束がコア(54)を
貫通して両２次コイル(32)(42)と鎖交し、各２次コイル
(32)(42)に誘導起電力が発生して、一方の２次コイル(3
2)の誘導起電力Ｅ１と他方の２次コイル(42)の誘導起電
力Ｅ２の差を２次電圧Ｅｓとして取り出すことが出来
る。ここで、コア(54)が１次コイル(12)及び２次コイル
(32)(42)の中心位置にあるときは、Ｅ１＝Ｅ２となっ
て、２次電圧Ｅｓは零となるが、コア(54)が何れか一方
向へ変位すると、誘導起電力Ｅ１とＥ２に差が生じて、
コア(54)の変位に応じた２次電圧Ｅｓが得られることに
なる。従って、２次電圧Ｅｓを検知することによって、
コア(54)の変位を測定することが出来るのである。When a constant AC voltage is applied to the primary coil (12), the magnetic flux generated from the primary coil (12) penetrates the core (54) and interlinks with both secondary coils (32) and (42). And each secondary coil
(32) An induced electromotive force is generated in (42), and one secondary coil (3
The difference between the induced electromotive force E1 of 2) and the induced electromotive force E2 of the other secondary coil (42) can be extracted as the secondary voltage Es. Here, the core (54) is composed of a primary coil (12) and a secondary coil.
(32) At the center position of (42), E1 = E2 and the secondary voltage Es becomes zero. However, when the core (54) is displaced in any one direction, the induced electromotive forces E1 and E2 There is a difference
A secondary voltage Es corresponding to the displacement of the core (54) is obtained. Therefore, by detecting the secondary voltage Es,
The displacement of the core (54) can be measured.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、差動トラン
スにおいては、１次コイル(12)及び２次コイル(32)(42)
の巻数と、１次コイル(12)に流す励磁電流の大きさによ
って、単位変位量当たりの出力が決まるが、消費電力の
点から、励磁電流の大きさには制限がある。従って、コ
イルの巻数を出来るだけ大きくすることが望ましい。し
かしながら、これによってセンサーが大形化して、狭隘
なスペースにセンサーを設置する場合に問題が生じる。
特に、測定すべき変位の方向、即ちコア(54)の移動方向
と直交する方向の寸法については、該寸法がコイル(12)
(32)(42)の外径によって決まり、該外径は、コア(54)の
直径やコイルの巻数についての規制を受けるため、セン
サーの薄型化が困難であった。In a differential transformer, a primary coil (12) and secondary coils (32) (42)
And the magnitude of the exciting current flowing through the primary coil (12), the output per unit displacement is determined. However, the size of the exciting current is limited in terms of power consumption. Therefore, it is desirable to increase the number of turns of the coil as much as possible. However, this increases the size of the sensor and poses a problem when installing the sensor in a narrow space.
In particular, for the dimension of the direction of displacement to be measured, that is, the direction perpendicular to the direction of movement of the core (54), the dimension is the same as that of the coil (12).
(32) It is determined by the outer diameter of (42), and the outer diameter is restricted by the diameter of the core (54) and the number of turns of the coil.
【０００５】そこで本発明の目的は、変位を電気信号と
して取り出すことが可能であって、然も、従来よりも薄
型化が可能な新規な構造の変位センサーを提供すること
である。It is an object of the present invention to provide a displacement sensor having a novel structure capable of extracting displacement as an electric signal and, of course, making it thinner than before.
【０００６】[0006]
【課題を解決する為の手段】本発明に係る変位センサー
は、変位測定対象に連結されるべき平板状の磁心板と、
磁心板と直交する方向に巻き軸を向けて設置された少な
くとも１つの励磁コイルと、磁心板と直交する方向に巻
き軸を向けると共に磁心板の移動方向に沿って併設され
た一対の測定コイルとを具え、一対の測定コイルは互い
に逆極性に直列接続されている。A displacement sensor according to the present invention comprises: a flat core plate to be connected to a displacement measuring object;
At least one exciting coil installed with the winding axis oriented in a direction orthogonal to the magnetic core plate, and a pair of measurement coils arranged along the moving direction of the magnetic core plate with the winding axis oriented in a direction orthogonal to the magnetic core plate And a pair of measurement coils are connected in series with opposite polarities.
【０００７】励磁コイル及び一対の測定コイルには、励
磁コイルに励磁電流を供給すると共に、一対の測定コイ
ルの両端に発生する２次電圧に基づいて磁心板の変位に
比例する変位信号を生成し、出力する測定回路が接続さ
れる。An exciting current is supplied to the exciting coil and the pair of measuring coils, and a displacement signal proportional to the displacement of the magnetic core plate is generated based on a secondary voltage generated at both ends of the pair of measuring coils. , An output measuring circuit is connected.
【０００８】励磁コイルに励磁電流を供給することによ
って、励磁コイルから発生する磁束が、磁心板を貫通し
て一対の測定コイルと鎖交し、各測定コイルには誘導起
電力が発生する。ここで、一対の測定コイルは互いに逆
極性に直列接続されているから、一対の測定コイルの両
端には、磁心板の変位に応じた２次電圧が発生する。従
って、該２次電圧に基づいて、磁心板の変位に比例する
変位信号を作成することが出来る。By supplying an exciting current to the exciting coil, a magnetic flux generated from the exciting coil penetrates the magnetic core plate and interlinks with a pair of measuring coils, and an induced electromotive force is generated in each measuring coil. Here, since the pair of measurement coils are connected in series with opposite polarities, a secondary voltage corresponding to the displacement of the magnetic core plate is generated at both ends of the pair of measurement coils. Accordingly, a displacement signal proportional to the displacement of the magnetic core plate can be created based on the secondary voltage.
【０００９】尚、励磁コイル及び測定コイルは、例えば
外形を円形若しくは方形に形成することが出来、何れの
場合も同様に、磁心板の変位に応じた２次電圧が得ら
れ、変位信号の作成が可能である。又、磁心板と各コイ
ルの位置関係については、磁心板を挟んで両側に励磁コ
イルと測定コイルとを対向配備する構成、若しくは、磁
心板の片側に励磁コイルと測定コイルとを対向配備する
構成の採用が可能であり、何れの場合も、磁心板の変位
に応じた２次電圧が得られ、変位信号の作成が可能であ
る。The excitation coil and the measurement coil can be formed, for example, in a circular or square outer shape. In any case, a secondary voltage corresponding to the displacement of the magnetic core plate is obtained, and a displacement signal is generated. Is possible. Also, regarding the positional relationship between the magnetic core plate and each coil, a configuration in which the excitation coil and the measurement coil are disposed opposite to each other with the magnetic core plate interposed therebetween, or a configuration in which the excitation coil and the measurement coil are disposed opposite to each other on one side of the magnetic core plate In any case, a secondary voltage corresponding to the displacement of the magnetic core plate can be obtained, and a displacement signal can be created.
【００１０】上記本発明の変位センサーにおいては、磁
心板が変位方向に沿って拡がる薄い平板状に形成される
と共に、励磁コイル及び測定コイルが、巻き軸を磁心板
と直交する方向に向けて設置されているから、該方向に
沿うセンサーの寸法は、コイルの外径の影響を受けず、
磁心板の厚さと、コイルの巻き軸方向の長さによって決
まることになる。ここで、磁心板の厚さは、従来の差動
トランスのコアの直径よりも小さく形成することが可能
である。又、励磁コイル及び測定コイルは、巻き軸方向
の高さを外径よりも小さく形成することが可能であり、
これによって、磁心板の変位方向と直交する方向のコイ
ル寸法(高さ)を、従来の差動トランスの同方向のコイル
寸法(外径)よりも小さく形成することが出来る。[0010] In the displacement sensor of the present invention, the magnetic core plate is formed in a thin flat plate shape extending in the direction of displacement, and the exciting coil and the measuring coil are installed with the winding axis directed in a direction orthogonal to the magnetic core plate. The dimensions of the sensor along that direction are not affected by the outer diameter of the coil,
It is determined by the thickness of the magnetic core plate and the length of the coil in the winding axis direction. Here, the thickness of the magnetic core plate can be formed smaller than the diameter of the core of the conventional differential transformer. Also, the exciting coil and the measuring coil can be formed so that the height in the winding axis direction is smaller than the outer diameter,
Thus, the coil dimension (height) in the direction orthogonal to the displacement direction of the magnetic core plate can be formed smaller than the coil dimension (outer diameter) of the conventional differential transformer in the same direction.
【００１１】具体的なプローブ構造において、励磁コイ
ル及び一対の測定コイルは扁平なケース体に収容され、
該ケース体に、磁心板が往復移動可能に支持されてい
る。該プローブ構造を有するセンサーは、測定すべき変
位の方向とは直交する方向に狭隘なスペースであって
も、設置が可能である。In a specific probe structure, the excitation coil and the pair of measurement coils are housed in a flat case body,
A magnetic core plate is supported by the case so as to be able to reciprocate. The sensor having the probe structure can be installed even in a narrow space in a direction orthogonal to the direction of the displacement to be measured.
【００１２】[0012]
【発明の効果】本発明に係る変位センサーによれば、変
位を電気信号として取り出すことが可能であり、然も、
測定すべき変位の方向と直交する方向について、従来の
差動トランスよりも大幅な薄型化が可能である。According to the displacement sensor according to the present invention, it is possible to take out the displacement as an electric signal.
In the direction orthogonal to the direction of the displacement to be measured, the thickness can be significantly reduced as compared with the conventional differential transformer.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】先ず、図１(ａ)(ｂ)に基づいて、
本発明に係る変位センサーの原理を説明する。本発明に
係る変位センサーは、図１(ａ)に示す如く、変位測定対
象(図示省略)に連結されて図の左右方向に往復移動する
平板状の磁心板(５)を具えると共に、磁心板(５)に対し
て垂直の巻き軸を有する一対の励磁コイル(１)(２)が、
磁心板(５)と平行な一平面上に、磁心板(５)の移動方向
に沿って併設されると共に、磁心板(５)に対して垂直の
巻き軸を有する一対の測定コイル(３)(４)が、磁心板
(５)と平行な一平面上に、磁心板(５)の移動方向に沿っ
て併設されている。一対の励磁コイル(１)(２)は互いに
同極性で直列接続され、一対の測定コイル(３)(４)は互
いに逆極性で直列接続されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, based on FIGS.
The principle of the displacement sensor according to the present invention will be described. As shown in FIG. 1 (a), the displacement sensor according to the present invention includes a plate-shaped core plate (5) connected to a displacement measurement target (not shown) and reciprocating in the left-right direction in the figure. A pair of exciting coils (1) and (2) having a winding axis perpendicular to the plate (5)
A pair of measuring coils (3) which are provided on a plane parallel to the magnetic core plate (5) along the moving direction of the magnetic core plate (5) and have a winding axis perpendicular to the magnetic core plate (5). (4) Magnetic core plate
The magnetic core plate (5) is provided along a moving direction on a plane parallel to (5). The pair of excitation coils (1) and (2) are connected in series with the same polarity, and the pair of measurement coils (3) and (4) are connected in series with the opposite polarity.
【００１４】励磁コイル(１)(２)に一定周波数の励磁電
流を供給することによって、励磁コイル(１)(２)から磁
束が発生し、該磁束は磁心板(５)を貫通して、測定コイ
ル(３)(４)と鎖交する。これによって、各測定コイル
(３)(４)には誘導起電力が発生し、一対の測定コイル
(３)(４)の両端には、一方の測定コイル(３)の誘導起電
力Ｅ１と他方の測定コイル(４)の誘導起電力Ｅ２の差
が、２次電圧Ｅｓとして発生する。ここで、図１(ａ)の
如く、磁心板(５)が測定コイル(３)(４)の中心位置にあ
るときは、Ｅ１＝Ｅ２となって、２次電圧Ｅｓは零とな
るが、同図(ｂ)の如く磁心板(５)が一方向へ変位する
と、測定コイル(３)(４)に鎖交する磁束の比が変化し、
これによって誘導起電力Ｅ１とＥ２に差が生じて、磁心
板(５)の変位に応じた２次電圧Ｅｓが得られることにな
る。従って、２次電圧Ｅｓを検知することによって、磁
心板(５)の変位を測定することが出来るのである。By supplying an exciting current of a constant frequency to the exciting coils (1) and (2), a magnetic flux is generated from the exciting coils (1) and (2), and the magnetic flux penetrates a magnetic core plate (5). It is linked with the measuring coils (3) and (4). This allows each measurement coil
(3) In (4), induced electromotive force is generated and a pair of measurement coils
(3) At both ends of (4), a difference between the induced electromotive force E1 of one measuring coil (3) and the induced electromotive force E2 of the other measuring coil (4) is generated as a secondary voltage Es. Here, as shown in FIG. 1 (a), when the magnetic core plate (5) is at the center position of the measurement coils (3) and (4), E1 = E2 and the secondary voltage Es becomes zero. When the magnetic core plate (5) is displaced in one direction as shown in FIG. 3 (b), the ratio of the magnetic flux linked to the measuring coils (3) and (4) changes.
As a result, a difference occurs between the induced electromotive forces E1 and E2, and a secondary voltage Es corresponding to the displacement of the magnetic core plate (5) is obtained. Therefore, by detecting the secondary voltage Es, the displacement of the magnetic core plate (5) can be measured.
【００１５】図１０は、磁心板(５)の変位Ｘに対する誘
導起電力Ｅ１、Ｅ２の変化を表わしており、変位Ｘ＝０
にてＥ１＝Ｅ２となり、２次電圧Ｅｓは０となる。尚、
２次電圧Ｅｓは、Ｘ＝０を中心とする一定の範囲で線形
となり、Ｘ＝０を中心として位相が１８０度反転する。
従って、２次電圧Ｅｓの位相を検知して、Ｘ＜０では２
次電圧Ｅｓを正負反転させることによって、図１１に示
す如く一定の線形範囲で変位Ｘに比例する変位信号Ｅｏ
を得ることが出来る。FIG. 10 shows changes in the induced electromotive forces E1 and E2 with respect to the displacement X of the magnetic core plate 5;
, E1 = E2, and the secondary voltage Es becomes zero. still,
The secondary voltage Es is linear in a certain range around X = 0, and the phase is inverted by 180 degrees around X = 0.
Therefore, the phase of the secondary voltage Es is detected, and when X <0, 2 is detected.
By inverting the next voltage Es, the displacement signal Eo proportional to the displacement X in a certain linear range as shown in FIG.
Can be obtained.
【００１６】図２乃至図４は、コイル形状を円形とした
センサープローブ(９)の試作例を表わしている。該セン
サープローブ(９)は、一対の円形励磁コイル(１)(２)を
内蔵した扁平な励磁側コイルケース(６)と、一対の円形
測定コイル(３)(４)を内蔵した扁平な測定側コイルケー
ス(７)とを具え、両ケース(６)(７)間に、鋼鉄製の磁心
板(５)が介在している。各コイルケース(６)(７)には四
隅にビス孔(63)(73)が開設され、これらのビス孔(63)(7
3)にビス(８)を貫通させ、その先端部にナット(82)を螺
合せしめることによって、両コイルケース(６)(７)を一
体化する。該ビス(８)には、両コイルケース(６)(７)間
に所定の間隔をあけるためのスペーサ(81)が嵌められ
る。又、測定側コイルケース(７)の内面には、磁心板
(５)の移動を案内するためのガイド部材(72)が取り付け
られている。更に、磁心板(５)には、変位測定対象と連
結するためのアーム(51)が突設されている。尚、磁心板
(５)以外は、全て非磁性材料から形成されている。FIGS. 2 to 4 show prototypes of a sensor probe 9 having a circular coil shape. The sensor probe (9) has a flat excitation side coil case (6) containing a pair of circular excitation coils (1) and (2) and a flat measurement coil containing a pair of circular measurement coils (3) and (4). And a side coil case (7), and a steel core plate (5) is interposed between the two cases (6) and (7). Screw holes (63) and (73) are formed at the four corners of each coil case (6) (7), and these screw holes (63) (7)
A screw (8) is passed through 3), and a nut (82) is screwed into the tip of the screw (8) to integrate the coil cases (6) and (7). A spacer (81) is inserted into the screw (8) to provide a predetermined space between the coil cases (6) and (7). The inner surface of the measurement side coil case (7)
A guide member (72) for guiding the movement of (5) is attached. Further, an arm (51) for connecting to a displacement measurement object is protruded from the magnetic core plate (5). In addition, magnetic core plate
Except for (5), all are made of non-magnetic material.
【００１７】一方、図５乃至図７は、コイル形状を方形
としたセンサープローブ(９)の試作例を表わしている。
該センサープローブ(９)は、単一の方形励磁コイル(11)
を内蔵した扁平な励磁側コイルケース(61)と、一対の方
形測定コイル(31)(41)を内蔵した扁平な測定側コイルケ
ース(71)とを具え、両ケース(61)(71)間に磁心板(52)が
介在している。両コイルケース(61)(71)は、それらの間
に一対のガイド板(74)(74)を挟んで、互いに一体化さ
れ、両ガイド板(74)(74)の間に、鋼鉄製の磁心板(52)が
挟持されて、往復移動を案内されている。又、磁心板(5
2)には、変位測定対象と連結するためのアーム(53)が突
設されている。尚、磁心板(52)以外は、全て非磁性材料
から形成されている。On the other hand, FIGS. 5 to 7 show prototypes of a sensor probe (9) having a rectangular coil shape.
The sensor probe (9) comprises a single rectangular excitation coil (11).
And a flat measuring-side coil case (71) containing a pair of rectangular measuring coils (31) and (41). A magnetic core plate (52) is interposed. The coil cases (61) and (71) are integrated with each other with a pair of guide plates (74) and (74) interposed therebetween, and a steel material is interposed between the guide plates (74) and (74). The magnetic core plate (52) is sandwiched and guided to reciprocate. Also, the magnetic core plate (5
In 2), an arm (53) for connecting to a displacement measurement target is protruded. Except for the magnetic core plate (52), all are made of a non-magnetic material.
【００１８】上記センサープローブ(９)においては、図
８に示す如く、励磁コイルが１次コイル(10)、測定コイ
ルが２次コイル(30)(40)、磁心板がコア(50)となって、
回路的には従来の差動トランスと同一のセンサーが構成
され、１次コイル(10)に一定の交流電圧Ｅｉを印加する
ことによって、一対の２次コイル(30)(40)の両端から
は、コア(50)の変位に応じた２次電圧Ｅｓが得られる。In the sensor probe (9), as shown in FIG. 8, an exciting coil is a primary coil (10), a measuring coil is a secondary coil (30) (40), and a magnetic core plate is a core (50). hand,
In terms of the circuit, the same sensor as the conventional differential transformer is configured, and by applying a constant AC voltage Ei to the primary coil (10), both ends of the pair of secondary coils (30) and (40) are separated. , A secondary voltage Es corresponding to the displacement of the core 50 is obtained.
【００１９】上記センサープローブ(９)には、図９に示
す如く、励磁コイルに交流電圧Ｅｉを印加するための発
振回路(91)が接続されると共に、一対の測定コイルの両
端に発生する２次電圧Ｅｓに基づいて磁心板の変位に比
例する変位信号Ｅｏを作成する同期検波回路(92)が接続
され、同期検波回路(92)から得られる変位信号Ｅｏは増
幅器(93)を経て、後段回路へ出力される。尚、同期検波
回路(92)は、発振回路(91)から得られる同期信号Ｓに基
づいて、２次電圧Ｅｓの位相を検知して、図１１に示す
如く一定の線形範囲で変位Ｘに比例する変位信号Ｅｏを
作成するものである。As shown in FIG. 9, an oscillation circuit (91) for applying an AC voltage Ei to the excitation coil is connected to the sensor probe (9). A synchronous detection circuit (92) for generating a displacement signal Eo proportional to the displacement of the magnetic core plate based on the next voltage Es is connected, and the displacement signal Eo obtained from the synchronous detection circuit (92) is passed through an amplifier (93) to a subsequent stage. Output to the circuit. Incidentally, the synchronous detection circuit (92) detects the phase of the secondary voltage Es based on the synchronous signal S obtained from the oscillation circuit (91), and is proportional to the displacement X within a certain linear range as shown in FIG. The displacement signal Eo is generated.
【００２０】図２乃至図４に示す円形コイルのセンサー
プローブと、図５乃至図７に示す方形コイルのセンサー
プローブとを用いて、磁心板に所定の変位を与えたとき
の変位信号を測定する実験を行なったところ、図１２及
び図１３に示す結果が得られた。実験において、図２に
示す磁心板(５)は、５０ｍｍ×５０ｍｍの正方形に形成
され、図５に示す磁心板(52)は、変位Ｘ方向に長い１０
ｍｍ×２５ｍｍの長方形に形成されている。実験に用い
た各種パラメータを表１に、励磁電流及び励磁周波数を
表２に示す。尚、表１において、「保護抵抗」は、励磁
コイルに対して直列に接続された抵抗(図示省略)であ
る。又、表中の電流及び電圧はピーク間(ｐ−ｐ)の値を
示している。Using a circular coil sensor probe shown in FIGS. 2 to 4 and a square coil sensor probe shown in FIGS. 5 to 7, a displacement signal when a predetermined displacement is applied to the magnetic core plate is measured. As a result of the experiment, the results shown in FIGS. 12 and 13 were obtained. In the experiment, the magnetic core plate (5) shown in FIG. 2 was formed into a square of 50 mm × 50 mm, and the magnetic core plate (52) shown in FIG.
It is formed in a rectangular shape of mm × 25 mm. Table 1 shows various parameters used in the experiment, and Table 2 shows exciting current and exciting frequency. In Table 1, “protection resistance” is a resistance (not shown) connected in series to the exciting coil. Further, the current and voltage in the table show values between peaks (pp).
【００２１】[0021]
【表１】 [Table 1]
【表２】 [Table 2]
【００２２】円形コイルを用いたセンサープローブにお
いては、図１２に示す如く、変位Ｘが−２０から＋２０
ｍｍの範囲で、高い精度で変位に比例する変位信号Ｅｏ
(−６００ｍＶ〜＋６００ｍＶ)が得られた。又、方形コ
イルを用いたセンサープローブにおいては、図１３に示
す如く、変位Ｘが−１０から＋１０ｍｍの範囲で、高い
精度で変位に比例する変位信号Ｅｏ(−１５０ｍＶ〜＋
１５０ｍＶ)が得られた。In a sensor probe using a circular coil, as shown in FIG. 12, the displacement X is from -20 to +20.
mm, the displacement signal Eo is proportional to the displacement with high accuracy.
(-600 mV to +600 mV). Further, in a sensor probe using a rectangular coil, as shown in FIG. 13, a displacement signal Eo (-150 mV to +150) that is proportional to the displacement with high accuracy when the displacement X is in the range of -10 to +10 mm.
150 mV).
【００２３】本発明に係る変位センサーによれば、セン
サーを構成する励磁コイル、磁心板、及び測定コイルが
夫々、測定すべき変位の方向と直交する方向に薄く形成
されているので、該方向についてセンサープローブの薄
型化が可能であり、これによって該方向に狭隘なスペー
スにも設置することが出来る。According to the displacement sensor of the present invention, the excitation coil, the magnetic core plate, and the measurement coil constituting the sensor are each formed thin in a direction orthogonal to the direction of the displacement to be measured. The sensor probe can be made thinner, so that it can be installed even in a narrow space in that direction.
【００２４】本発明の各部構成は上記実施の形態に限ら
ず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形
が可能である。例えば、上記の実験は表１及び表２に示
すパラメータや条件で行なったが、これに限らず、表１
に示すコイル巻数は更に増大させることが可能であり、
これによって表２に示す励磁電流を更に減少させること
が可能である。又、磁心板は、励磁コイルと測定コイル
の間に限らず、励磁コイル若しくは測定コイルの外側に
配置することも可能である。尚、本実施例では、磁心板
として磁性体を用い、磁心板の移動した側にある測定コ
イルと鎖交する磁束が増加することで、磁束の比を変化
させる構成となっているが、磁心板に代えて、磁気遮蔽
板(例えばアルミニウム板)を適用する構成とすることも
可能である。この場合、磁気遮蔽板が移動した側にある
測定コイルと鎖交する磁束が減少するので、磁束の比の
変化を得ることが出来、変位を測定することが出来る。The configuration of each part of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made within the technical scope described in the claims. For example, the above experiments were performed with the parameters and conditions shown in Tables 1 and 2, but are not limited thereto.
It is possible to further increase the number of coil turns shown in
As a result, the exciting current shown in Table 2 can be further reduced. Further, the magnetic core plate is not limited to the position between the excitation coil and the measurement coil, but may be arranged outside the excitation coil or the measurement coil. In this embodiment, a magnetic body is used as the magnetic core plate, and the magnetic flux interlinking with the measurement coil on the moved side of the magnetic core plate is increased to change the magnetic flux ratio. It is also possible to adopt a configuration in which a magnetic shielding plate (for example, an aluminum plate) is applied instead of the plate. In this case, the magnetic flux interlinking with the measurement coil on the side to which the magnetic shielding plate has moved decreases, so that a change in the ratio of the magnetic flux can be obtained, and the displacement can be measured.
【図１】本発明に係る変位センサーの原理を説明する図
である。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of a displacement sensor according to the present invention.
【図２】円形コイルを用いたセンサープローブの外観を
示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of a sensor probe using a circular coil.
【図３】該センサープローブに内蔵されている励磁コイ
ル及び測定コイルを示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing an excitation coil and a measurement coil incorporated in the sensor probe.
【図４】該センサープローブの分解斜視図である。FIG. 4 is an exploded perspective view of the sensor probe.
【図５】方形コイルを用いたセンサープローブの外観を
示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing the appearance of a sensor probe using a rectangular coil.
【図６】該センサープローブに内蔵されている励磁コイ
ル及び測定コイルを示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing an excitation coil and a measurement coil incorporated in the sensor probe.
【図７】該センサープローブの分解斜視図である。FIG. 7 is an exploded perspective view of the sensor probe.
【図８】センサープローブの電気的構成を表わす回路図
である。FIG. 8 is a circuit diagram illustrating an electrical configuration of a sensor probe.
【図９】センサープローブに接続される測定回路のブロ
ック図である。FIG. 9 is a block diagram of a measurement circuit connected to a sensor probe.
【図１０】変位Ｘと誘導起電力Ｅ１、Ｅ２及び２次電圧
Ｅｓの関係を表わすグラフである。FIG. 10 is a graph showing a relationship among displacement X, induced electromotive forces E1, E2, and secondary voltage Es.
【図１１】変位Ｘと変位信号Ｅｏの関係を表わすグラフ
である。FIG. 11 is a graph showing a relationship between a displacement X and a displacement signal Eo.
【図１２】円形コイルのセンサープローブを用いた実験
で得られた変位と変位信号の関係を表わすグラフであ
る。FIG. 12 is a graph showing a relationship between displacement and a displacement signal obtained in an experiment using a sensor probe having a circular coil.
【図１３】方形コイルのセンサープローブを用いた実験
で得られた変位と変位信号の関係を表わすグラフであ
る。FIG. 13 is a graph showing a relationship between a displacement and a displacement signal obtained in an experiment using a sensor probe having a rectangular coil.
【図１４】従来の差動トランスの断面図である。FIG. 14 is a sectional view of a conventional differential transformer.
(１) 励磁コイル (２) 励磁コイル (３) 測定コイル (４) 測定コイル (５) 磁心板 (1) Excitation coil (2) Excitation coil (3) Measurement coil (4) Measurement coil (5) Core plate
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東條 直人 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 桑木 康之 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Naoto Tojo 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Yasuyuki Kuwaki 2-chome, Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka No. 5 Sanyo Electric Co., Ltd.
Claims (8)
磁心板と、磁心板と直交する方向に巻き軸を向けて設置
された少なくとも１つの励磁コイルと、磁心板と直交す
る方向に巻き軸を向けると共に磁心板の移動方向に沿っ
て併設された一対の測定コイルとを具え、一対の測定コ
イルは互いに逆極性に直列接続されていることを特徴と
する変位センサー。1. A plate-shaped magnetic core plate to be connected to a displacement measurement object, at least one exciting coil installed with its winding axis oriented in a direction orthogonal to the magnetic core plate, and a coil wound in a direction orthogonal to the magnetic core plate. A displacement sensor, comprising: a pair of measurement coils that are oriented in parallel with each other along the direction of movement of the magnetic core plate, wherein the pair of measurement coils are connected in series with opposite polarities.
励磁コイルに励磁電流を供給すると共に、一対の測定コ
イルの両端に発生する２次電圧に基づいて磁心板の変位
に比例する変位信号を生成し、出力する測定回路が接続
されている請求項１に記載の変位センサー。2. An exciting coil and a pair of measuring coils include:
2. A measuring circuit for supplying an exciting current to the exciting coil and generating and outputting a displacement signal proportional to the displacement of the magnetic core plate based on a secondary voltage generated at both ends of the pair of measuring coils. The displacement sensor according to 1.
が円形に形成されている請求項１又は請求項２に記載の
変位センサー。3. The displacement sensor according to claim 1, wherein each of the excitation coil and the measurement coil has a circular outer shape.
が方形に形成されている請求項１又は請求項２に記載の
変位センサー。4. The displacement sensor according to claim 1, wherein each of the excitation coil and the measurement coil has a rectangular outer shape.
軸方向の高さが外径よりも小さく形成されている請求項
１乃至請求項４の何れかに記載の変位センサー。5. The displacement sensor according to claim 1, wherein the exciting coil and the measuring coil each have a height in a winding axis direction smaller than an outer diameter.
コイルとが対向配備されている請求項１乃至請求項５の
何れかに記載の変位センサー。6. The displacement sensor according to claim 1, wherein an excitation coil and a measurement coil are provided on both sides of the magnetic core plate so as to face each other.
とが対向配備されている請求項１乃至請求項５の何れか
に記載の変位センサー。7. The displacement sensor according to claim 1, wherein an excitation coil and a measurement coil are provided on one side of the magnetic core plate so as to face each other.
なケース体に収容され、該ケース体に、磁心板が往復移
動可能に支持されている請求項１乃至請求項７の何れか
に記載の変位センサー。8. The apparatus according to claim 1, wherein the excitation coil and the pair of measurement coils are accommodated in a flat case body, and the core body is supported by the case body so as to be able to reciprocate. Displacement sensor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13189298A JPH11325808A (en) | 1998-05-14 | 1998-05-14 | Displacement sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13189298A JPH11325808A (en) | 1998-05-14 | 1998-05-14 | Displacement sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11325808A true JPH11325808A (en) | 1999-11-26 |
Family
ID=15068600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13189298A Pending JPH11325808A (en) | 1998-05-14 | 1998-05-14 | Displacement sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11325808A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2008060425A (en) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Tamagawa Seiki Co Ltd | Linear differential transformer |
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| CN115714474A (en) * | 2022-11-10 | 2023-02-24 | 南方电网数字电网研究院有限公司 | Cable unilateral energy taking device |
-
1998
- 1998-05-14 JP JP13189298A patent/JPH11325808A/en active Pending
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