JPS62276402A - Linear output type position sensor - Google Patents
Linear output type position sensorInfo
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
3、発明の詳細な説明
〔発明の分野〕
本発明は物体の位置に対応して直線的な出力を得るリニ
ア出力型位置センサに関するものである。Detailed Description of the Invention 3. Detailed Description of the Invention [Field of the Invention] The present invention relates to a linear output type position sensor that obtains a linear output corresponding to the position of an object.
本発明によるリニア出力型位置センサは、中空のコイル
を発振コイルとして発振回路を構成し、被検出物体より
突出して一体に取付けられたテーパ形状の近接体を設け
、該発振コイル内を軸方向に沿って所定区間変位するこ
とができるように構成し、近接体の位置に対応した発振
回路の出−力に基づいて被検出物体の位置を直線的に出
力することができるようにしたものである。The linear output type position sensor according to the present invention configures an oscillation circuit using a hollow coil as an oscillation coil, and has a tapered proximal body that protrudes from the object to be detected and is attached integrally, so that the inside of the oscillation coil is moved in the axial direction. The sensor is configured so that it can be displaced over a predetermined interval along the object, and can linearly output the position of the object to be detected based on the output of the oscillation circuit corresponding to the position of the nearby object. .
(従来技術)
従来リニア出力型の位置センサとしては第5図に示すよ
うに高周波発振型の近接スイッチを用い、被検出物体1
から発振コイル2までの距離を発振レベルや発振周波数
の変化に基づいて検出するりニア出力型近接センサが知
られている。このような近接センサは被検出物体1に対
向して発振コイル2と、発振コイル2を含む共振回路の
共振周波数によって発振する発振回路3が設けられる。(Prior art) As shown in Fig. 5, a conventional linear output type position sensor uses a high frequency oscillation type proximity switch.
A near output type proximity sensor is known that detects the distance from the oscillation coil 2 to the oscillation coil 2 based on changes in the oscillation level and oscillation frequency. Such a proximity sensor is provided with an oscillation coil 2 facing the object to be detected 1 and an oscillation circuit 3 that oscillates at the resonance frequency of the resonance circuit including the oscillation coil 2.
そして発振出力は次段の検波回路4によって検波され発
振振幅の変化に基づいて検出物体の位置に対する信号を
得ている。しかし発振振幅又は発振周波数は発振コイル
2から物体までの距離の変化に対応して直線的に変化し
ないため、発振振幅や発振周波数の変化を距離に比例し
た出力とするために検波回路4と出力回路6との間にリ
ニアライザ回路5が必要となる。The oscillation output is detected by the next-stage detection circuit 4, and a signal corresponding to the position of the detected object is obtained based on the change in the oscillation amplitude. However, since the oscillation amplitude or oscillation frequency does not change linearly in response to changes in the distance from the oscillation coil 2 to the object, the detection circuit 4 and the output A linearizer circuit 5 is required between the circuit 6 and the circuit 6.
(発明が解決しようとする問題点)
しかるにこのような従来のリニア出力型近接センサでは
、リニアライザ回路5の回路構成が複雑で調整が難しい
という問題点があった。又発振回路3の能動領域が狭い
ため発振コイル2から被検出物体1までの距離検知範囲
が狭(使い難いという問題点があった。又距離の検出範
囲を拡大するために発振コイル2にフェライトコア等を
用いた場合には温度変化による出力への影響が大きく、
そのままでは温度特性が悪くなるという問題点もあった
。(Problems to be Solved by the Invention) However, such a conventional linear output type proximity sensor has a problem in that the circuit configuration of the linearizer circuit 5 is complicated and adjustment is difficult. In addition, since the active area of the oscillation circuit 3 is narrow, the distance detection range from the oscillation coil 2 to the detected object 1 is narrow (there was a problem that it was difficult to use).Furthermore, in order to expand the distance detection range, a ferrite was used in the oscillation coil 2. When using cores, etc., temperature changes have a large effect on the output.
There was also the problem that the temperature characteristics deteriorated if left as is.
本発明はこのような従来のリニア出力型近接センサの問
題点に鑑みてなされたものであって、リニアライザ回路
を用いることなく発振出力がそのまま距離に対して直線
化されたリニア出力となるようにすることを技術的課題
とする。The present invention has been made in view of the problems of conventional linear output type proximity sensors, and it is possible to make the oscillation output directly linearized with respect to distance without using a linearizer circuit. The technical challenge is to do so.
(構成)
本発明は物体の位置を検知するリニア出力型位置センサ
であって、第1.3図に示すように、所定の長さにわた
って形成された中空の発振コイルと、発振コイルを用い
て構成された発振回路と、被検出物体と一体に突出して
取付けられ、発振コイル内をその中心軸に沿って直線的
に変位するテーパ形状に形成された近接体と、発振回路
の発振出力に基づいて近接体に対する位置出力を得る検
出回路と、を具備することを特徴とするものである。(Structure) The present invention is a linear output type position sensor that detects the position of an object, and as shown in Fig. 1.3, uses a hollow oscillation coil formed over a predetermined length and an oscillation coil. Based on the oscillation output of the oscillation circuit, an oscillation circuit configured, a proximal body formed in a tapered shape that is attached to protrude integrally with the object to be detected and linearly displaced within the oscillation coil along its central axis, and an oscillation output of the oscillation circuit. The present invention is characterized by comprising a detection circuit that obtains a position output with respect to a nearby object.
(作用)
このような特徴を有する本発明によれば、被検出物体に
一体にテーパ状の近接体を固定すると共に該近接体を中
空の発振コイル内でコイルの軸方向に沿って直線変位す
るようにしている。そしてそのコイルを発振コイルとし
て発振回路を構成し、発振出力に基づいて被検出物体の
直線的な位置出力を得るようにしている。(Function) According to the present invention having such features, a tapered proximal body is integrally fixed to the object to be detected, and the proximate body is linearly displaced within the hollow oscillation coil along the axial direction of the coil. That's what I do. The coil is used as an oscillation coil to constitute an oscillation circuit, and a linear position output of the detected object is obtained based on the oscillation output.
(効果)
そのため本発明によれば、近接体のテーパ形状を選択す
ることによって発振コイル内の所定範囲では特別なリニ
アライザ回路を用いることなく被検出物体の位置に対応
した直線的な位置出力を得ることができるリニア出力型
位置センサとすることができる。そして発振コイル長の
約半分を検出距離とすることができるので、発振コイル
のコイル長を適宜選択し必要に応じて長くすれば被検出
物体の検出可能な範囲を広げることができる。そのため
従来の近接センサのように検出距離を太きくするためフ
ェライトコアを用いる必要がなくなり、発振回路部の温
度特性を向上させることができる。(Effect) Therefore, according to the present invention, by selecting the tapered shape of the proximate object, a linear position output corresponding to the position of the detected object can be obtained in a predetermined range within the oscillation coil without using a special linearizer circuit. It can be a linear output type position sensor. Since the detection distance can be approximately half the length of the oscillation coil, the range in which the object to be detected can be detected can be expanded by appropriately selecting the length of the oscillation coil and increasing it as necessary. Therefore, unlike conventional proximity sensors, there is no need to use a ferrite core to increase the detection distance, and the temperature characteristics of the oscillation circuit section can be improved.
第1図は本発明の一実施例によるリニア出力型位置セン
サの発振コイルを示す図である。本発明では図示のよう
に発振コイルとしてコイルポビン10に巻かれた中空の
発振コイル11を用いる。FIG. 1 is a diagram showing an oscillation coil of a linear output type position sensor according to an embodiment of the present invention. In the present invention, as the oscillation coil, a hollow oscillation coil 11 wound around a coil pobin 10 is used as the oscillation coil.
そして位置を検出すべき被検出物体12に図示のように
円筒状の突起13を固定しその先端に近接体14を接続
する。第2図は近接体14の一例を示す斜視図であって
、図示のようにテーパ形状に構成しておくものとする。Then, as shown in the figure, a cylindrical projection 13 is fixed to the detected object 12 whose position is to be detected, and a proximal body 14 is connected to the tip thereof. FIG. 2 is a perspective view showing an example of the proximate body 14, which is configured to have a tapered shape as shown.
被検出物体12は左右に直線運動し、それに伴って近接
体14も発振コイル11の中心軸に沿って直線運動する
ように近接体14と中空の発振コイル11をコイルボビ
ン10の内壁から離して保持しておく。さてこうして形
成された発振コイル11に第3図に示すように共振コン
デンサ15を並列に接続して共振回路を構成し、発振回
路16を接続する。発振回路16はこの共振周波数で発
振する高周波発振回路であって、その出力は検波回路1
7に与えられる。The object to be detected 12 moves linearly from side to side, and the object 14 and the hollow oscillation coil 11 are held apart from the inner wall of the coil bobbin 10 so that the object 14 to be detected moves linearly along the central axis of the oscillation coil 11. I'll keep it. Now, as shown in FIG. 3, a resonant capacitor 15 is connected in parallel to the oscillation coil 11 thus formed to form a resonant circuit, and an oscillation circuit 16 is connected thereto. The oscillation circuit 16 is a high frequency oscillation circuit that oscillates at this resonant frequency, and its output is sent to the detection circuit 1.
7 is given.
検波回路17は発振回路の振幅に対応したレヘルの信号
を出力するものであって、その出力を出力回路18に与
えるものである。The detection circuit 17 outputs a level signal corresponding to the amplitude of the oscillation circuit, and supplies the output to the output circuit 18.
このように構成すれば近接体14のテーバの形状によっ
て異なった出力が得られる。例えば第4図は発振コイル
11の長さを40鶴、近接体14をステンレス製とし長
さlを25鶴とし、そのテーバの大きさを異ならせたと
きの距離りに対する出力の変化を示す図である。第4図
において曲線Aは両端の直径a、bを夫々10mm、
8mmとした近接体14aの出力特性、同図の曲線B
は両端の直径a。With this configuration, different outputs can be obtained depending on the shape of the taber of the proximate body 14. For example, Fig. 4 is a diagram showing the change in output with respect to distance when the length of the oscillation coil 11 is 40 mm, the proximity body 14 is made of stainless steel, and the length l is 25 mm, and the taber size is varied. It is. In Figure 4, curve A has diameters a and b at both ends of 10 mm,
Output characteristics of the proximal body 14a with a thickness of 8 mm, curve B in the same figure.
is the diameter a at both ends.
bを夫々lQmm、 4mとしたときの近接体14b
の出力特性を示す曲線であり、同図の曲線Cは両端の直
径a、bを夫々101111. 21111としたとき
の近接体14cの出力特性を示す曲線である。このよう
にテーバの大きさを変えることによってその出力特性が
異なる。従って第4図に曲線Bで示されるテーバを有す
る近接体14bを用いた場合には、例えば距離りが4關
〜20鰭の範囲でほぼ直線的な出力特性を得ることがで
きる。尚近接体14を第1図に二点鎖線で示す発振コイ
ル11の中央部を越えて挿入すると一旦低下した出力が
再び上昇する。従ってリニアリティを有する範囲は発振
コイル11のほぼA以下に限られることとなる。Proximate body 14b when b is lQmm and 4m, respectively
Curve C in the same figure has diameters a and b at both ends of 101111. 21111 is a curve showing the output characteristics of the proximate body 14c. By changing the size of the taber in this way, the output characteristics vary. Therefore, when using the proximal body 14b having the taper shown by the curve B in FIG. 4, it is possible to obtain substantially linear output characteristics in the range of, for example, 4 to 20 fins. Note that when the proximal body 14 is inserted beyond the center of the oscillation coil 11 shown by the two-dot chain line in FIG. 1, the output that has once decreased will increase again. Therefore, the range of linearity is limited to approximately A or less of the oscillation coil 11.
このように本発明によれば近接体のテーバを調整するこ
とによってリニアライザ回路を用いることなく検波回路
より距離に対して直線化された出力を有する位置センサ
とすることができる。As described above, according to the present invention, by adjusting the taber of the proximate object, it is possible to obtain a position sensor having an output linearized with respect to distance from a detection circuit without using a linearizer circuit.
尚本実施例は発振回路の出力を検波し発振出力の振幅に
基づいて被検出物体の位置を検出するようにしているが
、発振回路の発振周波数に基づいて被検出物体の位置を
検出することもできる。この場合にも近接体のテーバ形
状を適宜選択することによって所定範囲で高いリニアリ
ティを有するリニア出力型位置センサを得ることができ
る。Although this embodiment detects the output of the oscillation circuit and detects the position of the object to be detected based on the amplitude of the oscillation output, it is also possible to detect the position of the object to be detected based on the oscillation frequency of the oscillation circuit. You can also do it. In this case as well, by appropriately selecting the tapered shape of the proximate object, it is possible to obtain a linear output type position sensor having high linearity within a predetermined range.
第1図は本発明の一実施例によるリニア出力型位置セン
サに用いられる発振コイルを示す断面図、第2図は発振
コイル内に挿入される近接体の構造を示す斜視図、第3
図は本実施例の回路構成を示すブロック図、第4図は異
なる近接体の形状に対するリニア出力型位置センサの出
力特性を示すグラフ、第5図は従来のリニア出力型の近
接センサの構成を示すブロック図である。
1 、 12−−−−−−一被検出物体 1 (1−
−−−−−コイルボビン 2. 11−−−−・−発
振コイル 13−−−−・−突起14−−−−−−一
近接体 15・−・−共振コンデンサ16−−−−−
−−発振回路 17・−・−検波回路 18−−−
−−−−出力回路
特許出願人 立石電機株式会社
代理人 弁理士 岡本官喜(他1名)
第1図
11−−−−一・@長コイル
12−−−−−−1橙と杓諏
13−・−突起
1’1−−−−−4憧撤
第2図
←を斗
第3図
第5図
第4図FIG. 1 is a sectional view showing an oscillation coil used in a linear output type position sensor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing the structure of a proximal body inserted into the oscillation coil, and FIG.
Figure 4 is a block diagram showing the circuit configuration of this embodiment, Figure 4 is a graph showing the output characteristics of a linear output type position sensor for different shapes of proximate objects, and Figure 5 shows the configuration of a conventional linear output type proximity sensor. FIG. 1, 12-----One object to be detected 1 (1-
------Coil bobbin 2. 11-----Oscillation coil 13-------Protrusion 14--One neighbor 15-----Resonance capacitor 16----
--Oscillation circuit 17--Detection circuit 18--
---- Output circuit patent applicant Tateishi Electric Co., Ltd. agent Patent attorney Kanki Okamoto (and 1 other person) 13-・-Protrusion 1'1-----4 Aspiration and withdrawal Fig. 2 ← Doo Fig. 3 Fig. 5 Fig. 4
Claims (3)
ルと、 前記発振コイルを用いて構成された発振回路と、被検出
物体と一体に突出して取付けられ、前記発振コイル内を
その中心軸に沿って直線的に変位するテーパ形状に形成
された近接体と、 前記発振回路の発振出力に基づいて近接体に対する位置
出力を得る検出回路と、を具備することを特徴とするリ
ニア出力型位置センサ。(1) A hollow oscillation coil formed over a predetermined length, an oscillation circuit configured using the oscillation coil, and an oscillation circuit configured by using the oscillation coil, which is attached so as to protrude integrally with the object to be detected, and whose central axis extends inside the oscillation coil. A linear output type position sensor comprising: a proximal body formed in a tapered shape that is linearly displaced along the oscillation circuit; and a detection circuit that obtains a position output with respect to the proximal body based on an oscillation output of the oscillation circuit. .
しその振幅に対応した出力を与える検波回路であること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のリニア出力型
位置センサ。(2) The linear output type position sensor according to claim 1, wherein the detection circuit is a detection circuit that detects the oscillation output of the oscillation circuit and provides an output corresponding to the amplitude thereof.
応した出力を与える周波数検出回路であることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載のリニア出力型位置セン
サ。(3) The linear output type position sensor according to claim 1, wherein the detection circuit is a frequency detection circuit that provides an output corresponding to the oscillation frequency of the oscillation circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12001386A JPS62276402A (en) | 1986-05-23 | 1986-05-23 | Linear output type position sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12001386A JPS62276402A (en) | 1986-05-23 | 1986-05-23 | Linear output type position sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62276402A true JPS62276402A (en) | 1987-12-01 |
Family
ID=14775739
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12001386A Pending JPS62276402A (en) | 1986-05-23 | 1986-05-23 | Linear output type position sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62276402A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06300512A (en) * | 1993-02-18 | 1994-10-28 | Egawa:Kk | Position measuring device |
WO2003038371A1 (en) * | 2001-10-30 | 2003-05-08 | Nihon University | Displacement sensor |
WO2005025772A1 (en) * | 2003-09-12 | 2005-03-24 | Avdel Verbindungselemente Gmbh | Rivet processing apparatus |
JP2009528531A (en) * | 2006-02-28 | 2009-08-06 | カレノウスカ、アレクシー、ディヴィソン | Position sensor |
-
1986
- 1986-05-23 JP JP12001386A patent/JPS62276402A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7007554B2 (en) | 2001-10-30 | 2006-03-07 | Nihon University | Displacement sensor |
US7281432B2 (en) | 2001-10-30 | 2007-10-16 | Nihon University | Displacement sensor with an excitation coil and a detection coil |
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