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JPH0868662A - Magnetic stroke sensor - Google Patents

Magnetic stroke sensor

Info

Publication number
JPH0868662A
JPH0868662A JP8410093A JP8410093A JPH0868662A JP H0868662 A JPH0868662 A JP H0868662A JP 8410093 A JP8410093 A JP 8410093A JP 8410093 A JP8410093 A JP 8410093A JP H0868662 A JPH0868662 A JP H0868662A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
scale
detection
pair
cross
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8410093A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshitaka Tanabe
敏孝 田邊
Hiroyuki Saito
弘之 齊藤
Jitsuo Uda
実雄 右田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sensor Technology Co Ltd Japan
Minerva KK
Original Assignee
Sensor Technology Co Ltd Japan
Minerva KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sensor Technology Co Ltd Japan, Minerva KK filed Critical Sensor Technology Co Ltd Japan
Priority to JP8410093A priority Critical patent/JPH0868662A/en
Publication of JPH0868662A publication Critical patent/JPH0868662A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

PURPOSE: To obtain a magnetic stoke sensor in which the direction of displacement of a magnetic scale can be detected by arranging the sensor and the scale to come into surface contact thereby enhancing the sensitivity and increasing the detectable distance. CONSTITUTION: Since a magnetic body has detection surfaces, i.e., a pair of arcuate end faces 1a, 1b, facing the circular cross-sectional profile of a magnetic scale 28, a sensor comes into face contact with the scale 28. Since a uniform gap can be set entirely between the end faces 1a, 1b and the scale 28, the average distance is decreased as compared with conventional one and the sensitivity is enhanced. Distribution of magnetic lines 9 of force is also made uniform as compared with a conventional one and flux leakage, i.e., the flux not interlinking with the scale 28, is reduced. Since the increase rate of leakage flux is low and the lowering rate of sensitivity is low even if the distance h2 to the scale 28 is long, the detectable distance can be increased. Furthermore, since two pairs of detection faces 1a, 1b, 2a, 2b are arranged at a predetermined interval P0 in the moving direction of the scale 28, the direction of displacement can be determined based on the phase difference between two detection signals.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、磁気スケールの軸方向
移動量を検出する磁気式ストローク検出センサに関し、
特に検出感度を向上させたものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic stroke detection sensor for detecting an axial movement amount of a magnetic scale,
In particular, it relates to the one having improved detection sensitivity.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の磁気検出装置は、図6に
示すように、平板の磁性体からなるセンタコア10の両
側に、コ字型の磁性体からなるサイドコア11、12を
対向させ、かつ、センタコア10とサイドコア11、1
2の間にギャップを形成するための非磁性体13、14
をそれぞれ挟持して構成されている。また、上記センタ
コア10には、バイアス用の磁束を供給するバイアスコ
イル15が巻回されており、サイドコア11、12に
は、上記バイアスコイル15の磁束の変化(電磁誘導)
により所定の電圧を発生する検出コイル16、17がそ
れぞれ巻回されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in FIG. 6, a magnetic detecting device of this type is arranged such that side cores 11 and 12 made of a U-shaped magnetic body are opposed to both sides of a center core 10 made of a flat magnetic body. Also, the center core 10 and the side cores 11, 1
Non-magnetic body 13, 14 for forming a gap between the two
It is configured to sandwich each. A bias coil 15 for supplying a bias magnetic flux is wound around the center core 10, and the side cores 11 and 12 change the magnetic flux of the bias coil 15 (electromagnetic induction).
The detection coils 16 and 17 that generate a predetermined voltage are wound around each.

【0003】上記磁気検出装置は、サイドコア11と1
2の各対向面11a、12aに対し、直交する方向に移
動する被検出物(磁性物)18の通過による磁気抵抗の
変化を各検出コイル16、17の電圧変化により検出し
ていた。
The above-mentioned magnetism detecting device includes side cores 11 and 1.
The change in the magnetic resistance due to the passage of the object to be detected (magnetic material) 18 moving in the direction orthogonal to the facing surfaces 11a and 12a of 2 was detected by the voltage change in the detection coils 16 and 17.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記装置
は、図7に示すように、各々検出面であるセンタコアの
端面10aとサイドコア11、12の上面11b、12
bとの間を通る磁力線19の分布状況が点線19′で示
すようにセンタコアの端面10aを中心とした凸状とな
っており、被検出物18が例えば円形断面を有するロッ
ド形状の磁気スケールである場合には、いわば被検出物
18と点接触の形となる。従って、被検出物18と各検
出面との平均距離が大きくなって感度が低くなるという
問題があった。また、磁力線19の分布状況が凸状であ
ることに起因して、点線19′で示すように、検出面に
近い程磁力線の密度が高くなっている。このため、被検
出物18との距離h1 が大きくなると、被検出物18と
鎖交しない漏れ磁束20が多くなり、かつ、その増加率
が高く、感度の低下率が大きい。従って、検出可能距離
を大きく取れないという問題があった。
By the way, in the above apparatus, as shown in FIG. 7, the end face 10a of the center core and the upper faces 11b and 12 of the side cores 11 and 12, which are detection faces, are provided.
As shown by the dotted line 19 ', the distribution state of the magnetic force lines 19 passing between and b is a convex shape centering on the end surface 10a of the center core, and the detected object 18 is, for example, a rod-shaped magnetic scale having a circular cross section. In some cases, it is in the form of point contact with the object 18 to be detected. Therefore, there is a problem that the average distance between the object to be detected 18 and each detection surface becomes large and the sensitivity becomes low. Further, due to the distribution of the magnetic force lines 19 being convex, the density of the magnetic force lines is higher as it is closer to the detection surface, as indicated by the dotted line 19 '. Therefore, when the distance h 1 to the object to be detected 18 increases, the leakage magnetic flux 20 that does not interlink with the object to be detected 18 increases, the rate of increase thereof is high, and the rate of decrease in sensitivity is high. Therefore, there is a problem that the detectable distance cannot be set large.

【0005】また、被検出物の変位や移動方向を検出す
るストローク検出センサとして使用する場合には、磁気
検出装置が2つ以上必要となり、図8に示すように、移
動する被検出物18を検出する上面の長手方向が一列に
なるように各磁気検出装置A、Bを配設しなければなら
なかった。このため、各磁気検出装置A、Bのセンタコ
ア10A、10B間の距離Lは、5mm程度必要にな
り、例えば上記磁気検出装置を自動車等の限られたスペ
ースに用いる場合には、装置の占有スペースが大きくな
るという問題点があった。
Further, when used as a stroke detection sensor for detecting the displacement or moving direction of the object to be detected, two or more magnetic detecting devices are required, and as shown in FIG. It was necessary to arrange the magnetic detection devices A and B so that the longitudinal direction of the upper surface to be detected is in a line. For this reason, the distance L between the center cores 10A and 10B of the magnetic detection devices A and B needs to be about 5 mm. For example, when the magnetic detection device is used in a limited space such as an automobile, the space occupied by the devices is small. However, there was a problem that

【0006】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、感度を高め、検出可能距離を大きくするととも
に磁気スケールの変位方向を検出可能な磁気式ストロー
ク検出センサを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems of the prior art. The object of the present invention is to enhance the sensitivity, increase the detectable distance, and change the displacement direction of the magnetic scale. It is to provide a magnetic type stroke detection sensor that can detect.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明における磁気式ストローク検出センサは、そ
れぞれ1対の端面を有する半環状の2つの磁性体と、該
磁性体と1対の端面間を通してそれぞれ形成される2つ
の閉磁路にバイアス用の磁束を供給する共通のバイアス
コイルと、前記磁性体にそれぞれ設けられ磁束の変化を
検出する2つの検出コイルとを備え、前記磁性体の1対
の端面間に、軸方向の変位によって外部磁束に変化を与
える磁気スケールを通過させる磁気式ストローク検出セ
ンサであって、前記磁性体の1対の端面は、少なくとも
部分的に磁気スケールの断面形状に沿った断面形状を有
し、かつ2つの磁性体の1対の端面が磁気スケールの変
位方向に所定間隔で配設されてなるものである。
In order to solve the above problems, a magnetic stroke detection sensor according to the present invention comprises two semi-annular magnetic members each having a pair of end faces, and a pair of the magnetic members. A common bias coil that supplies a magnetic flux for bias to two closed magnetic paths that are respectively formed between the end faces, and two detection coils that are respectively provided in the magnetic body and that detect changes in the magnetic flux are provided. A magnetic stroke detection sensor for passing a magnetic scale that changes an external magnetic flux by axial displacement between a pair of end faces, wherein the pair of end faces of the magnetic body is at least partially a cross section of the magnetic scale. It has a cross-sectional shape along the shape, and a pair of end faces of two magnetic bodies are arranged at a predetermined interval in the displacement direction of the magnetic scale.

【0008】また、前記1対の端面は、磁気スケールの
断面のほぼ全周に渡って該断面形状に沿った断面形状を
有するものとすることもできる。
Further, the pair of end faces may have a cross sectional shape along the cross sectional shape over substantially the entire circumference of the cross section of the magnetic scale.

【0009】[0009]

【作用】検出面である磁性体の1対の端面が被検出物で
ある磁気スケールの断面形状に沿った断面形状を有する
ので、磁気ストローク検出センサ(装置)と磁気スケー
ルとは、いわば面接触の形となり、従来の点接触の形と
比べて検出面と磁気スケールとの平均距離が小さくなっ
て感度が高くなる。また、面接触の形となる結果、従来
の点接触の形と比べて磁力線の密度がより均一となり、
磁気スケールとの距離が大きくなっても、漏れ磁束の増
加率が低く、感度の低下率が小さくなる。さらに、磁気
スケールの変位方向に2つの磁性体の1対の検出面が所
定間隔で配設されるので、2つの検出信号の位相差によ
り、その変位方向を判別することができる。
Since the pair of end faces of the magnetic body that is the detection surface has a cross-sectional shape that follows the cross-sectional shape of the magnetic scale that is the object to be detected, the magnetic stroke detection sensor (apparatus) and the magnetic scale are, so to speak, surface contact. As compared with the conventional point contact type, the average distance between the detection surface and the magnetic scale becomes smaller and the sensitivity becomes higher. In addition, as a result of the surface contact shape, the density of magnetic field lines becomes more uniform compared to the conventional point contact shape,
Even if the distance from the magnetic scale increases, the rate of increase in leakage flux is low and the rate of decrease in sensitivity is low. Further, since the pair of detection surfaces of the two magnetic bodies are arranged at a predetermined interval in the displacement direction of the magnetic scale, the displacement direction can be determined by the phase difference between the two detection signals.

【0010】また、検出面を磁気スケールの断面のほぼ
全周に渡ってその断面形状に沿った断面形状とすると、
検出面の面積が増大してさらに感度が高くなるととも
に、漏れ磁束が減少して、磁気スケールとの距離に対す
る、感度の低下率がより小さくなる。
Further, if the detection surface has a cross-sectional shape along substantially the entire circumference of the cross section of the magnetic scale,
As the area of the detection surface increases and the sensitivity further increases, the leakage magnetic flux decreases, and the rate of decrease in sensitivity with respect to the distance from the magnetic scale becomes smaller.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。図1は本発明の磁気式ストローク検出セ
ンサの正面図及び平面図、図2は図1の磁気式ストロー
ク検出センサの検出回路図、図3は図1の磁気式ストロ
ーク検出センサの作動を示す出力波形図、図4は従来と
の比較を示す出力波形図、図5は本発明の磁気式ストロ
ーク検出センサの他の実施例を示す正面図及び平面図で
ある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a front view and a plan view of a magnetic stroke detection sensor of the present invention, FIG. 2 is a detection circuit diagram of the magnetic stroke detection sensor of FIG. 1, and FIG. 3 is an output showing the operation of the magnetic stroke detection sensor of FIG. 4 is a waveform diagram, FIG. 4 is an output waveform diagram showing a comparison with the prior art, and FIG. 5 is a front view and a plan view showing another embodiment of the magnetic stroke detection sensor of the present invention.

【0012】まず、構成を図1に基づき説明する。図1
において、磁気式ストローク検出センサは、図1
(a)、(b)に示すように、それぞれ1対の端面1a
・1b、2a・2bを有し、基部30を共有するU字状
(半環状)の2つの磁性体1、2を有し、前記基部30
に、各磁性体1、2とその1対の端面1a・1b、2a
・2b間を通してそれぞれ形成される2つの閉磁路にバ
イアス用の磁束を供給する共通のバイアスコイル3が設
けられ、各磁性体1、2の柱状部の一方に磁束の変化を
検出する検出コイル4、5がそれぞれ設けられている。
ここで、磁性体1、2の基部30は別個とすることもで
きる。そして、図1(a)に示すように、両磁性体1、
2の1対の端面1a・1b、2a・2b間に、円形断面
を有する磁気スケール28が通過するようになってい
る。すなわち、この各々の1対の端面1a・1b、2a
・2bが検出面を構成する。磁性体1、2の1対の端面
1a・1b、2a・2bは、図1(b)に示すように、
磁気スケールの断面形状に沿った弧状の断面形状を有
し、所定の間隔dで配設されている。そして、図1
(a)に示すように、2つの磁性体1、2は、その1対
の端面1a・1b、2a・2bが磁気スケール28の変
位(移動)方向に所定間隔P0 で配設されている。磁気
スケール28は、軸方向の変位によって外部磁束に変化
を与えるものであればよく、例えば、鉄−クロム−コバ
ルト合金等に所定のピッチで着磁したもの、又は高マン
ガン非磁性鋼材からなるロッドに磁性部が所定のピッチ
でストライプ状に形成されたもの、又は磁性材からなる
ロッドに所定のピッチでストライプ状に溝切り加工を施
したもの等を用いることができる。本実施例では、非磁
性材からなるロッドに磁性部が所定のピッチでストライ
プ状に形成されたものとして説明する。
First, the structure will be described with reference to FIG. FIG.
In Fig. 1, the magnetic stroke detection sensor is
As shown in (a) and (b), a pair of end faces 1a, respectively.
.1b, 2a, 2b having two U-shaped (semi-annular) magnetic bodies 1 and 2 sharing the base 30;
In addition, each magnetic body 1, 2 and a pair of end faces 1a, 1b, 2a thereof
A common bias coil 3 that supplies a magnetic flux for bias to two closed magnetic paths formed between 2b, and a detection coil 4 that detects a change in the magnetic flux in one of the columnar portions of the magnetic bodies 1 and 2. 5 are provided respectively.
Here, the bases 30 of the magnetic bodies 1 and 2 may be separate. Then, as shown in FIG. 1A, both magnetic bodies 1,
A magnetic scale 28 having a circular cross section passes between the pair of two end faces 1a and 1b, 2a and 2b. That is, each of the pair of end faces 1a, 1b, 2a
-2b constitutes a detection surface. As shown in FIG. 1B, the pair of end faces 1a · 1b, 2a · 2b of the magnetic bodies 1 and 2 are
It has an arc-shaped cross-sectional shape that follows the cross-sectional shape of the magnetic scale, and is arranged at a predetermined distance d. And FIG.
(A), the two magnetic bodies 1, the pair of end faces 1a · 1b, 2a · 2b are arranged at predetermined intervals P 0 to the displacement (movement) direction of the magnetic scale 28 . The magnetic scale 28 may be any one that changes the external magnetic flux by axial displacement. For example, an iron-chromium-cobalt alloy or the like magnetized at a predetermined pitch, or a rod made of a high-manganese non-magnetic steel material. It is possible to use, for example, those in which magnetic portions are formed in stripes at a predetermined pitch, or rods made of a magnetic material are grooved in stripes at a predetermined pitch. In the present embodiment, the description will be made assuming that the magnetic portions are formed in stripes on the rod made of a non-magnetic material at a predetermined pitch.

【0013】コア(磁性体1、2)は、例えば耐熱性の
良い磁性材料(パーマロイ、センダストなど)で製造さ
れている。また、電気的諸元は、本実施例では、バイア
スコイル3は線径φ0.06mmで200ターン、検出
コイル4、5は線径φ0.06mmで300ターン、磁
性体1、2柱状部の断面積は0.6mm2 、バイアスコ
イル3の電流値は40mAとした。
The cores (magnetic bodies 1 and 2) are made of, for example, a heat-resistant magnetic material (permalloy, sendust, etc.). In addition, in the present embodiment, the electrical specifications are that the bias coil 3 has a wire diameter of 0.06 mm for 200 turns, the detection coils 4 and 5 have a wire diameter of 0.06 mm for 300 turns, and the magnetic members 1 and 2 have column-shaped disconnection. The area was 0.6 mm 2 , and the current value of the bias coil 3 was 40 mA.

【0014】つぎに、上述の磁気式ストローク検出セン
サの検出回路の構成を図2に基づき説明する。図2にお
いて、バイアスコイル3は、交流電源30と接続されて
交流バイアス電圧が印加されている。一方、検出コイル
4、5は、差動増幅回路32と接続されており、電磁誘
導によりバイアスコイル3の印加電圧に応じて所定の電
圧を発生させて、その各電圧を差動増幅回路32の+端
子及び−端子に出力している。そして、差動増幅回路3
2は各端子に入力される各電圧の差を検波回路33を介
して出力している。図示する各抵抗は磁気スケールが検
出されていない状態で差動増幅回路32からの出力電圧
が0Vに設定されるように、検出コイル4、5から出力
される各電圧のレベルを調整する抵抗である。
Next, the structure of the detection circuit of the above-mentioned magnetic stroke detection sensor will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the bias coil 3 is connected to the AC power supply 30 and is applied with an AC bias voltage. On the other hand, the detection coils 4 and 5 are connected to the differential amplifier circuit 32, generate a predetermined voltage according to the applied voltage of the bias coil 3 by electromagnetic induction, and generate each voltage of the differential amplifier circuit 32. Outputs to the + and-terminals. Then, the differential amplifier circuit 3
2 outputs the difference of each voltage input to each terminal via the detection circuit 33. The resistors shown in the figure are resistors that adjust the level of each voltage output from the detection coils 4 and 5 so that the output voltage from the differential amplifier circuit 32 is set to 0 V in a state where the magnetic scale is not detected. is there.

【0015】つぎに、図3に基づき検出動作を説明す
る。図3(a)は磁気式ストローク検出センサ上を磁気
スケールが通過している状態を示す図、図3(b)は検
出回路の出力を示す図である。図3(a)において、符
号M1 乃至M4 は矢印方向に移動する磁気スケール28
の磁性部である。そして、磁性部M1 乃至M4 のピッチ
Pは、磁気式ストローク検出センサの2つの検出面1a
・1b及び2a・2bに磁性部が同時に存在しないよう
なピッチとなっている。図示する位置では、磁気式スト
ローク検出センサの検出面1a・1bは磁性部M4 を検
出しており、検出面2a・2bは磁性部を検出していな
い。すなわち、検出面1a・1bの上方にのみ磁性部M
4 があるため、検出面1a・1b間の磁気抵抗が小さく
なり、検出コイル4から出力される電圧は、検出コイル
5から出力される電圧よりも高くなって差動増幅回路に
入力される。従って、差動増幅回路からは、図3(b)
の符号w4 で示す+側の電圧が出力される。なお、検出
面1a・1b及び2a・2bのいずれの上方にも磁性部
が存在しない場合には両検出コイル4、5からの出力電
圧は同レベルにあり、差動増幅回路からの出力電圧は0
Vである。
Next, the detection operation will be described with reference to FIG. FIG. 3A is a diagram showing a state in which the magnetic scale is passing over the magnetic stroke detection sensor, and FIG. 3B is a diagram showing the output of the detection circuit. In FIG. 3A, reference numerals M 1 to M 4 are magnetic scales 28 that move in the arrow direction.
Is the magnetic part of. The pitch P of the magnetic parts M 1 to M 4 is determined by the two detection surfaces 1a of the magnetic stroke detection sensor.
-The pitch is such that magnetic parts do not exist simultaneously in 1b and 2a-2b. In the position shown, the detection surface 1a · 1b of the magnetic stroke detecting sensor has detected a magnetic unit M 4, the detection surface 2a · 2b has not detected the magnetic unit. That is, the magnetic portion M is provided only above the detection surfaces 1a and 1b.
Since there is 4, the magnetic resistance between the detection surfaces 1a and 1b becomes small, and the voltage output from the detection coil 4 becomes higher than the voltage output from the detection coil 5 and is input to the differential amplifier circuit. Therefore, from the differential amplifier circuit, as shown in FIG.
The voltage on the + side indicated by the symbol w 4 is output. When there is no magnetic portion above any of the detection surfaces 1a and 1b and 2a and 2b, the output voltages from both detection coils 4 and 5 are at the same level, and the output voltage from the differential amplifier circuit is 0
V.

【0016】つぎに、図3(a)、(b)により、これ
を時系列的に説明する。いま、磁性部M1 が磁性部M4
の位置にあるとすると、差動増幅回路からは出力電圧w
1 が出力される。つぎに、磁性部M1 が磁性部M3 の位
置に進むと、磁性部M2 により出力電圧w2 が出力され
る。そして、磁性部M1 が、検出面2a・2bの上方に
至ると、検出コイル5から出力される電圧が、検出コイ
ル4から出力される電圧よりも高くなって差動増幅回路
に入力され、差動増幅回路からは、−側の出力電圧
1 ′が出力される。以下同様に、磁性部M1 乃至M4
のピッチPに対応した周期Tで+側の出力電圧w3 、w
4 、及び−側の出力電圧w2 ′が出力される。そして、
同一磁性部による+側出力電圧と−側出力電圧との時間
差T0 は2つの検出面1a・1b及び2a・2bのピッ
チP0 に対応しており、図示するように、−側出力電圧
1 ′の出力タイミングが+側出力電圧w2 、w3 の中
間からずれる(図のt)ように設定されている。従っ
て、そのずれる方向で磁気スケールの移動方向を知るこ
とができる。すなわち、本発明では、磁気スケール28
の移動方向に2つの1対の検出面1a・1b及び2a・
2bが所定間隔P0 で配設されるので、2つの検出信号
の位相差により、その変位方向を判別することができ
る。また、2つの検出信号の差を出力とすることによ
り、温度による検出信号の絶対値の変動が相殺されるの
で、温度特性が補償されるというメリットも有する。
Next, this will be described in time series with reference to FIGS. Now, the magnetic part M 1 is changed to the magnetic part M 4
, The output voltage w from the differential amplifier circuit is
1 is output. Next, when the magnetic part M 1 advances to the position of the magnetic part M 3 , the magnetic part M 2 outputs the output voltage w 2 . When the magnetic part M 1 reaches above the detection surfaces 2a and 2b, the voltage output from the detection coil 5 becomes higher than the voltage output from the detection coil 4 and is input to the differential amplifier circuit. from the differential amplifier circuit, - side output voltage w 1 'is output. Similarly, the magnetic parts M 1 to M 4
Output voltage w 3 , w on the + side at a cycle T corresponding to the pitch P of
4, and - side output voltage w 2 'are output. And
The time difference T 0 between the + side output voltage and the − side output voltage due to the same magnetic portion corresponds to the pitch P 0 of the two detection surfaces 1a · 1b and 2a · 2b, and as shown in the figure, the − side output voltage w output timing of 1 '+ side output voltage w 2, deviates from the middle of the w 3 are set (figure t) as. Therefore, the moving direction of the magnetic scale can be known from the deviation direction. That is, in the present invention, the magnetic scale 28
Two pairs of detection surfaces 1a, 1b and 2a.
Since 2b are arranged at a predetermined interval P 0 , the displacement direction can be determined by the phase difference between the two detection signals. Further, by outputting the difference between the two detection signals, the variation in the absolute value of the detection signal due to the temperature is canceled out, so that there is an advantage that the temperature characteristic is compensated.

【0017】つぎに、検出面の形状による効果を図1、
図4により説明する。図1(b)において、検出面であ
る磁性体の1対の端面1a・1bは磁気スケール28の
円形断面形状に沿った弧状の断面形状を有するので、磁
気式ストローク検出センサと磁気スケール28とは、い
わば面接触の形となっている。従って、検出面1a・1
bと磁気スケール28との間隔は各場所で均一となり、
従来の点接触の形と比べると平均距離が小さくなって感
度が高くなる。すなわち、図4に示すように、本実施例
では、上述の検出回路の出力電圧22は従来の出力電圧
21と比べて約25倍(V2 /V1 )となった。図1に
戻り、また、面接触の形となる結果、点線9′で図示す
ように、磁力線9の分布状況が従来の点接触の形と比べ
て、より均一となり、磁気スケールと鎖交しない漏れ磁
束が少なくなる。従って、磁気スケール28との距離h
2 が大きくなっても、漏れ磁束の増加率が低く、感度の
低下率が小さくなる。すなわち、従来と比べて大きな検
出可能距離を確保することが可能となり、本実施例では
約1.5倍程度の結果が得られた。
Next, the effect of the shape of the detection surface is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. In FIG. 1B, the pair of end faces 1a and 1b of the magnetic body, which are the detection surfaces, have an arc-shaped cross-section along the circular cross-section of the magnetic scale 28. Is, so to speak, in the form of surface contact. Therefore, the detection surface 1a
The distance between b and the magnetic scale 28 is uniform at each place,
Compared with the conventional point contact type, the average distance is smaller and the sensitivity is higher. That is, as shown in FIG. 4, in the present embodiment, the output voltage 22 of the detection circuit described above is about 25 times (V 2 / V 1 ) as compared with the conventional output voltage 21. Returning to FIG. 1, and as a result of the surface contact shape, as shown by the dotted line 9 ', the distribution state of the magnetic force lines 9 becomes more uniform as compared with the conventional point contact shape, and does not interlink with the magnetic scale. Leakage magnetic flux is reduced. Therefore, the distance h to the magnetic scale 28
Even if 2 is increased, the rate of increase in leakage flux is low and the rate of decrease in sensitivity is low. That is, it becomes possible to secure a large detectable distance as compared with the conventional case, and the result of this embodiment is about 1.5 times.

【0018】つぎに、図5により本発明の他の実施例を
説明する。図5において、図1と実質的に異なる点は、
検出面41a・41b、42a・42bの断面形状が図
1(b)に示すように、磁気スケール48の断面のほぼ
全周に渡ってその円形断面形状に沿った半円形状となっ
ている点である。なお、43はバイアスコイル、44、
45は各磁性体41、42の検出コイルである。このよ
うにすると、検出面の面積が増大してさらに感度が高く
なるとともに、磁力線49が検出面41a・41b、4
2a・42b間をほぼ真っ直ぐに通るので、漏れ磁束が
さらに減少し、磁気スケールとの距離に対する、感度の
低下率がより小さくなる。従って、より大きな検出可能
距離を確保することが可能となる。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5 is substantially different from FIG. 1 in that
As shown in FIG. 1B, the detection surfaces 41a, 41b, 42a, 42b have a semicircular shape along the circular cross section of the magnetic scale 48 over substantially the entire circumference thereof. Is. In addition, 43 is a bias coil, 44,
Reference numeral 45 is a detection coil for each of the magnetic bodies 41 and 42. By doing so, the area of the detection surface is increased and the sensitivity is further enhanced, and the magnetic force lines 49 are formed on the detection surfaces 41a, 41b, 4 and 4.
Since the magnetic flux passes straight between 2a and 42b, the leakage flux is further reduced, and the rate of decrease in sensitivity with respect to the distance from the magnetic scale is further reduced. Therefore, it becomes possible to secure a larger detectable distance.

【0019】なお、上述の説明では、磁気スケールの断
面形状は円形として説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、他の形状であっても同様に適用する
ことができる。
Although the magnetic scale has a circular cross-sectional shape in the above description, the present invention is not limited to this, and other shapes can be similarly applied.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明の磁気ストローク検出センサは上
述のように、検出面である磁性体の1対の端面が被検出
物である磁気スケールの断面形状に沿った断面形状を有
するので、磁気ストローク検出センサと磁気スケールと
が、いわば面接触の形となり、従来の点接触の形と比べ
て検出面と磁気スケールとの平均距離が小さくなるため
感度を高くすることが可能である。また、面接触の形と
なる結果、従来の点接触の形と比べて漏れ磁束が少なく
なり、磁気スケールとの距離に対する感度の低下率が小
さくなるため、検出可能距離を大きくすることが可能で
ある。さらに、磁気スケールの変位方向に2つの磁性体
の1対の検出面が所定間隔で配設されるので、2つの検
出信号の位相差により、その変位方向を判別することが
可能である。
As described above, in the magnetic stroke detection sensor of the present invention, the pair of end faces of the magnetic body as the detection surface has a cross-sectional shape along the cross-sectional shape of the magnetic scale which is the object to be detected. The stroke detection sensor and the magnetic scale are in a so-called surface contact form, and the average distance between the detection surface and the magnetic scale is smaller than in the conventional point contact form, so that the sensitivity can be increased. Also, as a result of the surface contact type, the leakage magnetic flux is smaller than that of the conventional point contact type, and the decrease rate of the sensitivity with respect to the distance to the magnetic scale is small, so the detectable distance can be increased. is there. Furthermore, since the pair of detection surfaces of the two magnetic bodies are arranged at a predetermined interval in the displacement direction of the magnetic scale, the displacement direction can be determined by the phase difference between the two detection signals.

【0021】また、検出面を磁気スケールの断面のほぼ
全周に渡ってその断面形状に沿った断面形状とすると、
検出面の面積が増大するのでさらに感度を高くすること
ができるとともに、漏れ磁束が減少するので、検出可能
距離をさらに大きくすることが可能である。
When the detection surface has a cross-sectional shape that conforms to the cross-sectional shape of substantially the entire circumference of the cross section of the magnetic scale,
Since the area of the detection surface is increased, the sensitivity can be further increased, and since the leakage magnetic flux is reduced, the detectable distance can be further increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の磁気式ストローク検出センサの正面図
及び平面図である。
FIG. 1 is a front view and a plan view of a magnetic stroke detection sensor of the present invention.

【図2】本発明の磁気式ストローク検出センサの検出回
路図である。
FIG. 2 is a detection circuit diagram of a magnetic stroke detection sensor of the present invention.

【図3】本発明の磁気式ストローク検出センサの作動を
示す出力波形図である。
FIG. 3 is an output waveform diagram showing an operation of the magnetic stroke detection sensor of the present invention.

【図4】従来との比較を示す出力波形図である。FIG. 4 is an output waveform diagram showing a comparison with the related art.

【図5】本発明の磁気式ストローク検出センサの他の実
施例を示す正面図及び平面図である。
5A and 5B are a front view and a plan view showing another embodiment of the magnetic stroke detection sensor of the present invention.

【図6】従来の磁気検出装置の斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of a conventional magnetic detection device.

【図7】従来の磁気検出装置の正面図である。FIG. 7 is a front view of a conventional magnetic detection device.

【図8】従来の磁気検出装置の使用方法を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing a method of using a conventional magnetic detection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

0 所定間隔 1 磁性体 1a 端面 1b 端面 2 磁性体 2a 端面 2b 端面 3 バイアスコイル 4 検出コイル 5 検出コイル 9 磁力線(磁束に相当) 28 磁気スケールP 0 Predetermined interval 1 Magnetic substance 1a End face 1b End face 2 Magnetic substance 2a End face 2b End face 3 Bias coil 4 Detection coil 5 Detection coil 9 Magnetic field line (equivalent to magnetic flux) 28 Magnetic scale

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 右田 実雄 高知県香美郡香我美町下分684番地1 株 式会社ミネルバ高知工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Mio Uda 684 Shimobu, Kagami-cho, Kami-gun, Kochi Prefecture 1 Minerva Kochi factory

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 それぞれ1対の端面を有する半環状の2
つの磁性体と、該磁性体と1対の端面間を通してそれぞ
れ形成される2つの閉磁路にバイアス用の磁束を供給す
る共通のバイアスコイルと、前記磁性体にそれぞれ設け
られ磁束の変化を検出する2つの検出コイルとを備え、 前記磁性体の1対の端面間に、軸方向の変位によって外
部磁束に変化を与える磁気スケールを通過させる磁気式
ストローク検出センサであって、 前記磁性体の1対の端面は、少なくとも部分的に磁気ス
ケールの断面形状に沿った断面形状を有し、かつ2つの
磁性体の1対の端面が磁気スケールの変位方向に所定間
隔で配設されてなることを特徴とする磁気式ストローク
検出センサ。
1. A semi-annular two each having a pair of end faces.
One magnetic body, a common bias coil that supplies a magnetic flux for biasing to two closed magnetic paths formed respectively between the magnetic body and a pair of end faces, and a change in magnetic flux provided in each of the magnetic bodies is detected. A magnetic stroke detection sensor, comprising: two detection coils; passing a magnetic scale that changes an external magnetic flux by axial displacement between a pair of end surfaces of the magnetic body; Has a cross-sectional shape that at least partially conforms to the cross-sectional shape of the magnetic scale, and a pair of end surfaces of the two magnetic bodies are arranged at predetermined intervals in the displacement direction of the magnetic scale. And a magnetic stroke detection sensor.
【請求項2】 前記1対の端面は、磁気スケールの断面
のほぼ全周に渡って該断面形状に沿った断面形状を有す
ることを特徴とする請求項1記載の磁気式ストローク検
出センサ。
2. The magnetic stroke detection sensor according to claim 1, wherein the pair of end faces has a cross-sectional shape along the cross-sectional shape over substantially the entire circumference of the cross section of the magnetic scale.
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