JPS6067819A - 変位検出器の温度補償装置 - Google Patents
変位検出器の温度補償装置Info
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- JPS6067819A JPS6067819A JP58174210A JP17421083A JPS6067819A JP S6067819 A JPS6067819 A JP S6067819A JP 58174210 A JP58174210 A JP 58174210A JP 17421083 A JP17421083 A JP 17421083A JP S6067819 A JPS6067819 A JP S6067819A
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- Japan
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- circuit
- displacement detector
- temperature
- output voltage
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- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
- G01D3/028—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure
- G01D3/036—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure on measuring arrangements themselves
- G01D3/0365—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure on measuring arrangements themselves the undesired influence being measured using a separate sensor, which produces an influence related signal
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (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】
〔発明の利用分野〕
本発明は変位検出器の温度補償に係り、特に溶接アーク
近傍の高温環境下でも特別な冷却手段を用いなくとも常
温時と変らぬ出力を得るための簡便な温度補償装置に関
するものである。
近傍の高温環境下でも特別な冷却手段を用いなくとも常
温時と変らぬ出力を得るための簡便な温度補償装置に関
するものである。
従来、金属体の変位を非接触方法で検出するための一方
法として、差動変圧器型の変位検出器がある。これは第
1図に示すような構成となっている。第1図において1
は発振回路であシ、変位検出器2の励磁を行なうもので
ある。変位検出器2と被検出材3との距離りは変位検出
器2の検出コイルに生ずる出力電圧を増幅回路4、整流
回路5および対数変換回路6を用い、比例した値EOと
して得られる。通常変位検出器2は被検出材3の近傍に
設電され、他の回路部とは離されて用いられる。この変
位検出器2を室温の雰囲気で用いるのであれば問題ない
。しかし被検出材3が高温であったり、溶接装置に取付
けられ溶接アークの近傍にて使用される場合、変位検出
器2はかなり高温になる。変位検出器2が高温になると
、変位検出器2を構成する材料の熱特性が原因となって
検出距離りが一定であっても出力電圧Eoが変化してし
まう。七の状況を示したものが第2図である。
法として、差動変圧器型の変位検出器がある。これは第
1図に示すような構成となっている。第1図において1
は発振回路であシ、変位検出器2の励磁を行なうもので
ある。変位検出器2と被検出材3との距離りは変位検出
器2の検出コイルに生ずる出力電圧を増幅回路4、整流
回路5および対数変換回路6を用い、比例した値EOと
して得られる。通常変位検出器2は被検出材3の近傍に
設電され、他の回路部とは離されて用いられる。この変
位検出器2を室温の雰囲気で用いるのであれば問題ない
。しかし被検出材3が高温であったり、溶接装置に取付
けられ溶接アークの近傍にて使用される場合、変位検出
器2はかなり高温になる。変位検出器2が高温になると
、変位検出器2を構成する材料の熱特性が原因となって
検出距離りが一定であっても出力電圧Eoが変化してし
まう。七の状況を示したものが第2図である。
第2図において横軸に変位検出器2の温度Tをと9、縦
軸に出力電圧Eoの変化量ΔEo ’fcとり、室温を
基準にして表わしたものである。検出体3との距離りが
一定であっても変位検出器2の温度Tが高くなれば出力
電圧変化量ΔEo も大きくなる。したがって、検出距
離りが一定であっても変位検出器2は、あたかも検出距
離りが変化したように検出はれる。このことは精度の^
い検出を行彦うだめの障害とカリ、欠点となっていた。
軸に出力電圧Eoの変化量ΔEo ’fcとり、室温を
基準にして表わしたものである。検出体3との距離りが
一定であっても変位検出器2の温度Tが高くなれば出力
電圧変化量ΔEo も大きくなる。したがって、検出距
離りが一定であっても変位検出器2は、あたかも検出距
離りが変化したように検出はれる。このことは精度の^
い検出を行彦うだめの障害とカリ、欠点となっていた。
この変位検出器2の温度変化に伴う出力電圧E0の変化
を補正する方法を示したものが第3図である。第3図(
a)は差動変圧器型変位検出器の内部構造を示す概略図
であ−る。温度補正の方法として、鉄心8に直接励磁コ
イル9.検出コイル10゜11を巻いて構成されている
。これは鉄心8と該コイル9,10,11の熱による変
化が比較的少ガく、結果的には出力電圧EOの変化が小
さくなるというものである。この方法では200U程度
1での比較的低温の範囲では有効であるが、200C以
上の温度になると出力電圧Eoの変化は無視できない程
度に大きくなる。
を補正する方法を示したものが第3図である。第3図(
a)は差動変圧器型変位検出器の内部構造を示す概略図
であ−る。温度補正の方法として、鉄心8に直接励磁コ
イル9.検出コイル10゜11を巻いて構成されている
。これは鉄心8と該コイル9,10,11の熱による変
化が比較的少ガく、結果的には出力電圧EOの変化が小
さくなるというものである。この方法では200U程度
1での比較的低温の範囲では有効であるが、200C以
上の温度になると出力電圧Eoの変化は無視できない程
度に大きくなる。
さらに別な補正方法の例を示したものが第3図(b)で
ある。変位検出器2は鉄心8.励磁コイル9゜検出コイ
ル10のほかに温度検出素子12が組み込まれて構成さ
れている。この温度検出素子12で変位検出器2の温度
を検出し、その結果をもとに出力電圧Eoを補正するも
のである。この方法であれば、かなり正しい補正全行な
うことは可能であるが、変位検出器2の内部に温度検出
素子12を組込むため該変位検出器2の寸法が太きくな
るという欠点がある。また変位検出器2と制御回路間の
リード線(図示せず)が増加するためその取扱いがわず
られしいという欠点もある。
ある。変位検出器2は鉄心8.励磁コイル9゜検出コイ
ル10のほかに温度検出素子12が組み込まれて構成さ
れている。この温度検出素子12で変位検出器2の温度
を検出し、その結果をもとに出力電圧Eoを補正するも
のである。この方法であれば、かなり正しい補正全行な
うことは可能であるが、変位検出器2の内部に温度検出
素子12を組込むため該変位検出器2の寸法が太きくな
るという欠点がある。また変位検出器2と制御回路間の
リード線(図示せず)が増加するためその取扱いがわず
られしいという欠点もある。
第3図(C)は温度補正を行なっている渦電流式変位検
出器13を示したものである。これは検出コイル14の
温度変化に伴う出方電圧の変動を相殺するように検出コ
イル14の端子に温度依存性抵抗15を接続して構成さ
れることを特徴としている。この方法でVよ出力電圧補
正を連続的に行なえるという利点はあるが、有効温度補
償範囲はoc〜180Cに制限されるという欠点がある
。
出器13を示したものである。これは検出コイル14の
温度変化に伴う出方電圧の変動を相殺するように検出コ
イル14の端子に温度依存性抵抗15を接続して構成さ
れることを特徴としている。この方法でVよ出力電圧補
正を連続的に行なえるという利点はあるが、有効温度補
償範囲はoc〜180Cに制限されるという欠点がある
。
本発明は前記従来技術の欠点をなりシ、検出距離が一定
である時、変位検出器の温度が高くなっても常温と変ら
ぬ出力が得られる簡単かつ確実な温度補償装置を提供す
ることにある。
である時、変位検出器の温度が高くなっても常温と変ら
ぬ出力が得られる簡単かつ確実な温度補償装置を提供す
ることにある。
本発明はコイル自身の抵抗値から変位検出器の温度を検
出し、これをもとにして、変位検出器励磁用の発振器出
力電圧を増減し、この変位検出器の・出力電圧を補正す
るようにしたものである。
出し、これをもとにして、変位検出器励磁用の発振器出
力電圧を増減し、この変位検出器の・出力電圧を補正す
るようにしたものである。
以下本発明の実施例を図面により説明する。
第4図は本発明のうち、変位検出器2の検出コイル10
.11の抵抗値を測定し、発振回路1の出力電圧すなわ
ち変位検出器2の励磁電圧を調整し温度補償を行う実施
例を示すものである。この図において、発振回路1で変
位検出器2を励磁する。変位検出器2の差動接続された
検出コイル10.11の出力は増幅回路4.整流回路5
.対数変換回路6.サンプルホールド回路21を経て電
圧EOとして出力される。この出力電圧Eoは被検出材
3と変位検出器20間の距離りに応じた直流電圧値とし
て得られる。
.11の抵抗値を測定し、発振回路1の出力電圧すなわ
ち変位検出器2の励磁電圧を調整し温度補償を行う実施
例を示すものである。この図において、発振回路1で変
位検出器2を励磁する。変位検出器2の差動接続された
検出コイル10.11の出力は増幅回路4.整流回路5
.対数変換回路6.サンプルホールド回路21を経て電
圧EOとして出力される。この出力電圧Eoは被検出材
3と変位検出器20間の距離りに応じた直流電圧値とし
て得られる。
変位検出器2の温度を測定するために、タイミング回路
17によシ開閉器22,23,24゜25が測定側(第
6図と通力接続)に切換わる。
17によシ開閉器22,23,24゜25が測定側(第
6図と通力接続)に切換わる。
この時点で発振回路1からの励磁電圧は変位検出器2に
印加されない。そのために出力電圧E6 もなくなるた
め、該開閉器の切換わる前の出力電圧Eoをサンプルホ
ールド回路21で保持し続ける。
印加されない。そのために出力電圧E6 もなくなるた
め、該開閉器の切換わる前の出力電圧Eoをサンプルホ
ールド回路21で保持し続ける。
そのため該開閉器が動作しても出力電圧Eoに変化はな
い。
い。
変化検出器2の検出コイル10.11へは定電流回路1
6から定電流の直流電圧が印加さnる。
6から定電流の直流電圧が印加さnる。
該検出コイルは第5図に示したように直流抵抗値Rが温
度Tにより変化するため、抵抗値検出回路18の木刀は
抵抗値に相当する電圧値として得られる。抵抗値測定回
路18の出力と基準電圧発生回路19との出力電圧を比
較回路20で比較する。
度Tにより変化するため、抵抗値検出回路18の木刀は
抵抗値に相当する電圧値として得られる。抵抗値測定回
路18の出力と基準電圧発生回路19との出力電圧を比
較回路20で比較する。
常温における両回路の出力電圧は等しくなるように基準
電圧発生回路19で調整可能にしてめるため、比較回路
20からの出力はOとなる。このような状態でおる時は
発振回路1からの励磁電圧はタイミング回路17による
開閉器22,23゜24.25の切換前と同じ励磁電圧
を変位検出器2に印加し続けることycなる。一方温度
Tが烏くなると変位検出器2の検出コイル10.11の
抵抗値Rが犬となり抵抗値検出回路18への入力電圧値
が犬となり、比較回路20への入力はそれぞれ異なった
値となる。そのため比較回路20からの出力信号が生じ
、それに応じて発振回路1から変位検出器2への励磁電
圧は減少するように調整される。そのため、変位検出器
2の温度が高くなシ出力電圧Eoが第2図に示したよう
に変化しても、第6図に示すように励磁電圧を減少させ
れば、見掛上の温度変化による出力電圧変化ΔEQは0
となり温度補償が実現できる。
電圧発生回路19で調整可能にしてめるため、比較回路
20からの出力はOとなる。このような状態でおる時は
発振回路1からの励磁電圧はタイミング回路17による
開閉器22,23゜24.25の切換前と同じ励磁電圧
を変位検出器2に印加し続けることycなる。一方温度
Tが烏くなると変位検出器2の検出コイル10.11の
抵抗値Rが犬となり抵抗値検出回路18への入力電圧値
が犬となり、比較回路20への入力はそれぞれ異なった
値となる。そのため比較回路20からの出力信号が生じ
、それに応じて発振回路1から変位検出器2への励磁電
圧は減少するように調整される。そのため、変位検出器
2の温度が高くなシ出力電圧Eoが第2図に示したよう
に変化しても、第6図に示すように励磁電圧を減少させ
れば、見掛上の温度変化による出力電圧変化ΔEQは0
となり温度補償が実現できる。
タイミング回路17による開閉器22.23゜24.2
5の開閉のタイミングは任意でよく、変位検出器2の温
度変化が激しい時には短時間の切換、抵抗測定の動作が
必要であるが、該変位検出器の温紋変化状態が緩やかな
場合は時間を長くしてもよい。実施例では1分間毎に抵
抗値測定を行ない、実質の測定動作時間は0.1秒で行
なった。
5の開閉のタイミングは任意でよく、変位検出器2の温
度変化が激しい時には短時間の切換、抵抗測定の動作が
必要であるが、該変位検出器の温紋変化状態が緩やかな
場合は時間を長くしてもよい。実施例では1分間毎に抵
抗値測定を行ない、実質の測定動作時間は0.1秒で行
なった。
また、発振回路10周波数はl0KHz〜30KHzで
よく、波形も正弦波、矩形波、鋸歯状波。
よく、波形も正弦波、矩形波、鋸歯状波。
三角波などでもよいが、本実施例では装置の簡易さから
正弦波全採用した。
正弦波全採用した。
さらに変位検出器2は高温雰囲気にさらされるため、構
成部品である鉄心8.各コイル9,10゜11なども当
然耐熱性の良好外材料を採用している。
成部品である鉄心8.各コイル9,10゜11なども当
然耐熱性の良好外材料を採用している。
第7図は抵抗値測定回路から、発振回路1の出力電圧を
V@整するための具体例を示したものでおる。比較回路
20からの出力でトランジスタQを動作させる。これに
よりフォトカブラ26の発光部が発光する。この発光量
は回路に流れる電流値により増減する。フォトカプラ2
6の二次側は感光により抵抗値が変化するような例えば
CdSのような材料で構成されている。フォトカフ22
601次側入力電流と二次側出力抵抗の関係を示したも
のが第8図でめる。入力電流が大きくなると(比較回路
20の出力が大きくなると)二次側出力抵抗は減少する
1このようなフォトカブラ26を発振回路1の出力側に
並列に接続すれば、変位検出器2への励磁電圧が調整可
能となシ、変位検出器2の温度補償が実現される。
V@整するための具体例を示したものでおる。比較回路
20からの出力でトランジスタQを動作させる。これに
よりフォトカブラ26の発光部が発光する。この発光量
は回路に流れる電流値により増減する。フォトカプラ2
6の二次側は感光により抵抗値が変化するような例えば
CdSのような材料で構成されている。フォトカフ22
601次側入力電流と二次側出力抵抗の関係を示したも
のが第8図でめる。入力電流が大きくなると(比較回路
20の出力が大きくなると)二次側出力抵抗は減少する
1このようなフォトカブラ26を発振回路1の出力側に
並列に接続すれば、変位検出器2への励磁電圧が調整可
能となシ、変位検出器2の温度補償が実現される。
第9図は本実施例によって得られた検出距離り況を示す
ものである。補償後の出力電圧変化ΔE。
ものである。補償後の出力電圧変化ΔE。
は補償前に比べ10%以下とたり、高温度でもきわめて
小さな出力電圧変化ΔEOとなる。
小さな出力電圧変化ΔEOとなる。
以上のように、本発明によれば、変位検出器に特別な温
度検出素子を用いず温度測定が可能であるため、変位検
出器を小屋にすることができる。
度検出素子を用いず温度測定が可能であるため、変位検
出器を小屋にすることができる。
また常温から4000の温度範囲における出力電圧変化
ΔEoがきわめて小さいため、被検出材3の温度が変化
する場合の変位測定や高温の場合の変位測定が可能とな
る。てらに溶接装置のように輻射熱がたえず変化したり
、高温ガス、ヒユームに覆われるといった悪環境下での
使用も可能でおるといった効果がある。
ΔEoがきわめて小さいため、被検出材3の温度が変化
する場合の変位測定や高温の場合の変位測定が可能とな
る。てらに溶接装置のように輻射熱がたえず変化したり
、高温ガス、ヒユームに覆われるといった悪環境下での
使用も可能でおるといった効果がある。
第1図は変化を非接触で測定する従来技術を説明する構
成図、第2図は従来技術における温度特性を表わす図、
第3図(a)〜(C)←従来法における温度特性の対策
例を示す構成図、第4図は本発明の詳細な説明する構成
図、第5図は変位検出器温度とコイル抵抗値との関係を
示す図、第6図は変位検出器の励磁電圧と出力電圧の関
係を示す図、第7図は温度補償を実施する具体的回路図
、第8図は温度補償に用いるフォトカプラの特性を示す
図、第9図は本発明による温度補償の効果を表わす特性
図である。 1・・・発振回路、2・・・変位検出器、3・・・被検
出材、4・・・増幅回路、5・・・整流回路、6・・・
対数変換回路、8・・・鉄心、9・・・励磁コイル、1
0.11・・・検出コイル、16・・・定電流回路、1
7・・・タイミング回路、18・・・抵抗値検出回路、
19・・・基準値発生回路、20・・・比較回路、21
・・・サンプルホールド回路、22.23,24.25
・・・開閉器、26・・・フォト等1凶 竿2目 辱5凶 竿 吐 等′7 区 等8図 入力電も(匙A)
成図、第2図は従来技術における温度特性を表わす図、
第3図(a)〜(C)←従来法における温度特性の対策
例を示す構成図、第4図は本発明の詳細な説明する構成
図、第5図は変位検出器温度とコイル抵抗値との関係を
示す図、第6図は変位検出器の励磁電圧と出力電圧の関
係を示す図、第7図は温度補償を実施する具体的回路図
、第8図は温度補償に用いるフォトカプラの特性を示す
図、第9図は本発明による温度補償の効果を表わす特性
図である。 1・・・発振回路、2・・・変位検出器、3・・・被検
出材、4・・・増幅回路、5・・・整流回路、6・・・
対数変換回路、8・・・鉄心、9・・・励磁コイル、1
0.11・・・検出コイル、16・・・定電流回路、1
7・・・タイミング回路、18・・・抵抗値検出回路、
19・・・基準値発生回路、20・・・比較回路、21
・・・サンプルホールド回路、22.23,24.25
・・・開閉器、26・・・フォト等1凶 竿2目 辱5凶 竿 吐 等′7 区 等8図 入力電も(匙A)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、励磁用−次コイル、差動結線された検出用二次コイ
ルおよび鉄心などから構成され、一端を検出端他方を固
定端とし、該検出端に金属が接近するとその距離に応じ
て出力電圧が変化するように構成された差動変圧器型非
接触変位検出器において、コイル自身の抵抗値から該変
位検出器の温度′(il−枳出し、と7″Lヲもとにし
て該変位検出器励磁用の発振器出力電圧を増減し、該変
位検出器の出力電圧を補正するとと金%徴とする変位検
出器の温度補償装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の変位検出器の温度補償
装置において、コイル抵抗を測定するために変位検出器
を回路から切離すスイッチのタイミングを任意に設定可
能としたタイミング回路と、コイル抵抗値を測定し、発
振器と並列に接続した抵抗変化型フォトカプラを動作さ
せる抵抗検出回路、基準値発生回路、比較回路と、コイ
ル抵抗を測定する間スイッチ切換前の出力電圧値を保持
するだめのサンプルホールド回路とで構成された回路に
より、該検出器の温度補償を行なうことを%徴とする変
位検出器の温度補償装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58174210A JPS6067819A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 変位検出器の温度補償装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58174210A JPS6067819A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 変位検出器の温度補償装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6067819A true JPS6067819A (ja) | 1985-04-18 |
Family
ID=15974644
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58174210A Pending JPS6067819A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 変位検出器の温度補償装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6067819A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5043661A (en) * | 1988-06-17 | 1991-08-27 | Vibro-Meter S.A. | Eddy current distance measuring device with temperature change compensation circuitry |
CN104792252A (zh) * | 2014-01-21 | 2015-07-22 | 新光电机株式会社 | 位移传感器 |
JP7296025B1 (ja) * | 2023-03-13 | 2023-06-21 | 日立Astemo株式会社 | センサ装置、及び減衰力可変サスペンションシステム |
-
1983
- 1983-09-22 JP JP58174210A patent/JPS6067819A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5043661A (en) * | 1988-06-17 | 1991-08-27 | Vibro-Meter S.A. | Eddy current distance measuring device with temperature change compensation circuitry |
CN104792252A (zh) * | 2014-01-21 | 2015-07-22 | 新光电机株式会社 | 位移传感器 |
JP7296025B1 (ja) * | 2023-03-13 | 2023-06-21 | 日立Astemo株式会社 | センサ装置、及び減衰力可変サスペンションシステム |
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