位置检测装置制造方法

文档序号:3863846阅读:194来源:国知局
位置检测装置制造方法
【专利摘要】在位置检测装置中,将检测用线圈(4)组装在自激振荡电路(10)内。由线圈(4)及电容器构成的自激振荡电路(10),将其振荡频率设定在高频频带(例如1MHz左右,或大于或等于1MHz)。根据检测对象的位移而相对于线圈(4)的相对位置变化的靶部(3)由磁响应部件构成,该磁响应部件使线圈(4)的电感根据该相对位置而变化。整流电路(21)对自激振荡电路(10)的振荡输出信号的振幅电平进行提取,并将其作为检测对象的位置数据而输出。作为一例,设置多个自激振荡电路(10a、10b)。作为其他例子,在1个自激振荡电路(10)中作为用于自激振荡的电感要素而组装有下述电路,即,针对多个线圈对的各对,将构成该线圈对的2个线圈(4a、4b)分别串联连接而形成多个串联电路,将这些串联电路并联连接。
【专利说明】位置检测装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种位置检测装置,其由将作为检测要素的线圈作为自激振荡电路的电感要素而组装成的结构构成,而且涉及一种位置检测装置,其由将在印刷基板上以螺旋状形成的扁平线圈作为检测要素、而作为自激振荡电路的电感要素组装成的结构构成,能够应用于微小位移检测装置、直线位置检测装置、旋转位置检测装置、倾斜检测装置等任意类型的位置检测。
【背景技术】
[0002]已知将线圈(电感要素)作为检测要素而使用的位置检测装置,当前具有各种各样的类型。在上述种类繁多的位置检测装置中,专门具有用于线圈励磁的交流信号源,通过将从该交流信号源产生的交流信号施加至线圈,从而对该线圈进行交流励磁。与之相对,已知有下述接近传感器(例如专利文献1),其利用LC振荡电路的原理,将作为检测要素的线圈作为自激振荡电路的电感要素进行组装,由此,无需专用的励磁用交流信号源。由于这种自激振荡型的接近传感器无需设置专用的励磁用交流信号源,因此能够将装置结构小型化而有益。但是,对于现有的自激振荡型的接近传感器,由于构成为根据检测对象的接近而对振荡频率的变动进行检测,因此需要频率识别电路。另外,现有的自激振荡型的接近传感器形成为适于对振荡频率的变动进行检测的结构,但未形成为能够基于振荡输出信号的振幅电平而对检测对象的位置进行检测的结构。
[0003]另一方面,如果从其他角度来看装置结构的小型化这一课题,作为一个例子,能够列举专利文献2所示的方法,即,将以螺旋状配置在印刷基板上的小的扁平线圈作为检测要素而使用。对于采用这种扁平线圈的位置检测装置,由于与通常的圆筒形线圈相比,I个线圈的匝数相当少,因此难于在检测中获得充分的磁通,因而,在专利文献2中,尝试以多层状设置扁平线圈。
[0004]专利文献1:日本特开平10 - 173437号公报
[0005]专利文献2:日本特开2010 - 122012号公报

【发明内容】

[0006]本发明的主要目的在于,针对采用线圈作为检测要素的位置检测装置,推进整体的装置结构的简化及小型化。用于实现该目的的主要方法在于,在由将作为检测要素的线圈作为自激振荡电路的电感要素而进行组合而成的结构构成的自激振荡型的位置检测装置中,能够基于振荡输出信号的振幅电平对检测对象的位置进行检测,由此,能够不通过频率识别,基于简单的振幅电平识别进行位置检测。为了实现该目的的附加的方法是,如果通过将以螺旋状形成在印刷基板上扁平线圈作为检测要素而使用,而采用更简化的结构,则在该情况下能够对经常不足的磁通进行补充。
[0007]本发明涉及的位置检测装置,其特征在于,具有:线圈部,其包括至少I个线圈;靶部,其对应于检测对象位置而使相对于所述线圈部的相对位置变化,该靶部由磁响应部件构成,该磁响应部件构成为,对应于该相对位置而使在所述线圈部中包含的线圈的电感变化;自激振荡电路,其由在所述线圈部中包含的线圈和电容器构成,在该自激振荡电路中,作为用于自激振荡的电感要素而组装有在所述线圈部中包含的线圈;以及输出电路,其对所述自激振荡电路的振荡输出信号的振幅电平进行提取,并作为所述检测对象的位置数据而输出。
[0008]现有技术仅从共振频率的变动的观点考虑自激振荡电路中的电感L的变化(或电容器容量的变化)。与之相对,根据本
【发明者】们的观察判明:在共振频带中,为了在大Q特性(振幅(增益)的峰值)附近的衰减率较大的区域进行振荡,通过选择电容C,对该处的振荡振幅信号进行观察,从而能够对自激振荡电路中的电感L的变化进行检测而作为振荡输出信号的振幅变化。
[0009]另外,如果将自激振荡电路的振荡频率设定在高频频带(例如,IMHz左右或大于或等于IMHz),则能够在对振荡输出信号进行整流后的直流电压信号中增大振幅电平的变动幅度(动态范围)变大。由此,根据本发明,能够不通过频率识别,而通过采用了整流电路等的简单的振幅电平识别进行位置检测。
[0010]作为一例,作为所述线圈,也可以采用由以螺旋状配置在印刷基板上的扁平线圈形成的线圈。即,根据本发明,由于能够增大输出增益,因此,如果通过将以螺旋状配置在印刷基板上的扁平线圈作为检测要素而使用,而采用更简化的结构,则在该情况下由于能够对经常不足的磁通进行补充,因此优选。
[0011]根据其他观点的本发明的位置检测装置的特征在于,其具有:线圈部,其包括多个线圈;靶部,其对应于检测对象位置而使相对于所述线圈部的相对位置变化,该靶部具有磁响应部件,该磁响应部件构成为,对应于该相对位置而使在所述线圈部中包含的线圈的电感变化,该靶部构成为,在至少大于或等于两个的所述线圈间,使与所述检测对象位置对应的所述电感的变化特性不同;以及多个自激振荡电路,它们由在所述线圈部中包含的线圈和电容器构成,在各自激振荡电路中,将所述线圈部中包含的多个线圈中的至少一个作为用于自激振荡的电感要素而组装,该位置检测装置基于所述多个自激振荡电路的多个振荡输出信号,输出特性不同的多个位置检测信号。由此,使用了自激振荡电路的位置检测装置具有如下优点,即,能够输出特性不同的多个位置检测信号(例如,旋转变压器型的4个输出信号 + sin Θ sin ω t、一 sin Θ sin ω t、+ cos Θ sin ω t、以及一cos Θ sin ω t)。
[0012]再根据其他观点的本发明的位置检测装置的特征在于,其具有:线圈部,其包括多个线圈对;靶部,其依赖于检测对象位置而使相对于所述线圈部的相对位置变化,该靶部由磁响应部件构成,该磁响应部件构成为,对应于该相对位置而使在所述线圈部中包含的各线圈的电感变化;以及自激振荡电路,其由在所述线圈部中包括的线圈和电容器构成,该自激振荡电路构成为,针对所述多个线圈对中的每一对,将构成该线圈对的2个线圈分别串联连接而形成多个串联电路,并且,将对这些串联电路并联连接而形成的电路作为用于自激振荡的电感要素而组装,并且,将从各线圈对的每一对的线圈连接点取出后的多个振荡输出信号,作为特性不同的多个位置检测信号而输出。由此,具有如下优点,即,仅使用I个自激振荡电路,就能够产生特性不同的多个位置检测信号。
【专利附图】

【附图说明】[0013]图1是表示本发明的一个实施例涉及的位置检测装置的电路结构例的电路图。
[0014]图2是表示本发明的一个实施例涉及的位置检测装置中的线圈和靶部的关系的一例的略图。
[0015]图3是表示将位置检测用线圈作为电感要素而组装后的自激振荡电路的一例的电路图。
[0016]图4是表示自激振荡电路中的共振特性的一例的图。
[0017]图5是表示为了温度特性补偿而以相反特性设置有2个系列如图1所示的位置检测装置的位置检测系统的一例的图。
[0018]图6是表示图5中的2个系列的检测值的特性例的图。
[0019]图7是表示将本发明的位置检测装置作为旋转位置检测装置而构成的一例的轴向剖面略图。
[0020]图8是表示图7中的定子部和转子部的一例的分解斜视图。
[0021]图9是表示用于上述旋转位置检测装置的检测电路结构例的框图。
[0022]图10是表示将本发明的位置检测装置作为直线位置检测装置而构成的一例的俯视略图。
[0023]图11是图1O的分解斜视图略图。
[0024]图12是表示本发明涉及的直线位置检测装置的其他结构例的俯视略图。
[0025]图13是图12的分解斜视图略图。
[0026]图14是表示用于本发明涉及的位置检测装置的检测电路的其他结构例的电路图。
【具体实施方式】
[0027]在图1中,本发明的一个实施例涉及的位置检测装置中的作为位置检测要素的I种的线圈部(线圈4),作为可变电感要素而组装在自激振荡电路10内,通过自激振荡而进行励磁。在该实施例中,线圈部由I个线圈4构成。即,由于不具有特别的(专用的)交流振荡源,或者无需从外部供给励磁用交流信号,因此能够相当地简化电路结构。该线圈4例如由以螺旋状形成在印刷基板上的扁平线圈构成。这种扁平线圈有助于装置结构的小型化。在该情况下,扁平线圈4可以构成为,由将重叠成多层状而排列的多个扁平线圈部分串联连接的结构形成。由此能够提高电感。此外,不限定于扁平线圈,也可以由绕线型的线圈构成线圈4。
[0028]如图2(a)略示,在位置检测装置中,作为另I个位置检测要素,还设置有相对于线圈4能够相对地位移的靶部3。靶部3由以为如下形状构成的磁响应部件(所谓磁响应部件,是指将磁体或导电体等、响应磁性即磁通而使磁阻/磁电阻变化的材料,按照最广范围的意思进行定义的用语)构成,所述形状配置为根据未图示的检测对象物的位移而位移、且相对于线圈4的相对位置变化,另外,使线圈4的电感根据该相对位置而变化。作为一例,构成靶部3的磁响应部件是铁这种强磁体。另外,作为构成靶部3的磁响应部件的形状,例如,只要是根据靶部3相对于线圈4的相对位置的变化,靶部3相对于线圈4的相向面积及间隙中至少一方变化的形状即可。此外,作为检测对象位置的运动方式,无论针对直线位移、旋转位移、摆动位移、倾斜等哪种运动方式,本发明都适用。作为靶部3的形状或者机械结构或构造,在感应型或者可变磁阻型的位置检测装置中,可以形成为公知的任何的形状.结构.构造。
[0029]图2 (b)是表示与靶部3相对于线圈4的相对位置X对应的线圈4的电感L的变化的一例的图表。在该图中,示出电感L的变化呈直线特性的例子,但并不限定于此,可以为任意的非线性特性(例如正弦特性或余弦特性等)。
[0030]图3是表示将线圈4作为电感要素而组装后的自激振荡电路10的一例。自激振荡电路10是由并联LC电路11和放大器12所构成的科尔皮兹型振荡电路。并联LC电路
11由所述线圈4和电容器14、15构成,所述线圈4作为使电感L根据检测对象的位移而变化的可变电感起作用。放大器12包括:作为放大元件的晶体管16 ;电源-集电极间的电阻17 ;发射极-接地间的电阻18 ;以及基极电压设定用的电阻19、13。此外,放大元件并不限定于晶体管,也可以采用FET或者运算放大器等任意的反转放大元件。并联LC电路11的一侧的电容器14和线圈4的连接点的信号向放大器12的输入端子IN(基极输入)输入,放大器12的输出端子OUT (集电极输出)向并联LC电路11的另一侧的电容器15和线圈4的连接点输入。在该例子中,从放大器12的输入端子IN(基极输入)取出振荡输出信号。在振荡输出信号中,其频率及振幅电平根据线圈4的电感L的变化而变动。因此,自激振荡电路10的振荡输出信号与基于线圈4的位置检测输出信号是等价的。此外,自激振荡电路10的基本结构并不限定于如图所示的科尔皮兹型振荡电路,也可以为哈特莱(Hartley)型振荡电路。
[0031]此外,也可以在振荡电路(图3)中设置适当的温度补偿元件(例如,将温度补偿元件插入至反转放大器12的基极电阻19或13的路径上),以进行检测用线圈4的温度特性补偿以及信号发送电路的温度特性补偿。对于最有效的温度特性补偿,考虑在后述的图5的方式中,通过2个系列结构在MCU等运算电路中进行2个信号的差动运算的方法。
[0032]将自激振荡电路10的共振频率设定在高频频带。如果如上述设定为高共振频率,则在整流电路中对振荡输出进行直流电压变化后的情况下,能够确保充分的增益,因此是有益的。特别地,在采用在印刷基板上所形成的扁平线圈作为检测用电感要素的情况下,由于不能够更多地获得匝数,因此,通过较高地设定共振频率而确保增益是非常有益的。
[0033]如公知所示,科尔皮兹型振荡电路的共振频率f;s。被定义为
[0034]fosc ?=1/2 Ji V {L.(Cl.C2)/C1+C2}}
[0035]因此,只要以使共振频率f;s。位于希望的高频频带(增益急剧地变化的强峰值特性Q的附近)的方式设定电感L及电容Cl、C2的常数即可。图4表示振荡特性的一例,在共振频率f;s。的附近存在增益急剧地变化的强峰值特性Q。例如,将电容C1、C2的常数及线圈4的稳定时(例如位移O)的电感L设定为能够获得该希望的共振频率f;s。的值,如果设计成为,对应于在检测对象位移的整个范围的线圈4的电感L的变化而共振频率f。3。振幅变化的频带,成为与峰值特性Q的附近对应的部分,则利用与急剧的峰值特性Q对应的频带,能够获得振荡输出信号的振幅与电感L的变化响应后的检测信号。
[0036]返回图1,自激振荡电路10的振荡输出信号向整流电路21输入,变换为与该振幅电平对应的直流电压。整流电路21的输出在增益调整电路22中进行增益调整,此后,在偏移调整电路23中与希望的偏移电压相加(或相减)而进行偏移调整,从而获得具有希望特性的位置检测直流电压信号DV。这些整流电路、增益调整电路22、偏移调整电路23等相当于输出电路,该输出电路对自激振荡电路10的振荡输出信号的振幅电平进行提取,并作为检测对象的位置数据而输出。作为一例,该位置检测直流电压信号DV的特性是如图2 (b)所示的直线特性。作为其他例子,位置检测直流电压信号DV的特性是任意的非线性特性(例如,正弦特性或余弦特性等)。能够在模拟信号的状态下、或者变换为数字值而利用该位置检测直流电压信号DV。
[0037]也可以并列设置大于或等于2个系列的如图1所示的检测电路,能够针对同一检测对象位移,在各系列中获得特性不同的检测输出信号。例如,可以构成为下述结构,即,在第I系列中,生成相对于检测对象位置的变化而显示出逐渐增加的特性的振幅特性的检测信号,与其相对,在第2个系列中,生成相对于检测对象位置的变化而显示出逐渐减小的特性的振幅特性的检测信号。或者,可以构成为下述结构,即,在第I系列中,生成相对于检测对象位置的变化而显示出以正弦函数变化的振幅特性的检测信号,与其相对,在第2个系列中,生成相对于检测对象位置变化而显示出以余弦函数变化的特性的振幅特性的检测信号。在该情况下,也可以设定为针对各系列的共振频率不同。这样,能够获得不受到各系列的线圈间的磁干涉或者由互感引起的影响的检测输出(振荡输出),因此,由于能够容易地去除因上述原因引起的不良影响,因此是有益的。
[0038]图5表示位置检测系统的一例,该位置检测系统通过并列设置2个系列A、B的如图1所示的检测电路,在运算装置24中计算两系列A、B的位置检测信号DV1、DV2之差ADV,从而能够计算温度特性补偿后的位置检测数据ADV。在图5中,构成各系列A、B的检测用线圈4a、4b、自激振荡电路10a、10b、整流电路21a、21b、增益调整电路22a、22b、偏移调整电路23a、23b具有与图1所不的相同名称的部件等同的功能。但是,对于两系列A、B,使其各自具有的靶部3的结构显示出相反的特性模式,使得以彼此相反的特性(差动特性)生成位置检测信号DV1、DV2。例如,如图6所示,在第I系列A中,生成相对于检测对象位置的变化而显示出逐渐增加的特性的振幅特性的位置检测信号DV1,在第2系列B中,生成相对于相同检测对象位置的变化而显示出逐渐减小的特性的振幅特性的位置检测信号DV2。相反特性的(差动的)位置检测信号DVl、DV2之差Λ DV表示检测对象位置,并且,由于两位置检测信号DV1、DV2中所包括的依赖于温度特性的误差变动成分α理论上表示相同值,因此通过差动运算而从差ADV中将该误差变动成分α去除,差ADV成为温度特性补偿后的正确的位置检测数据。此外,演算装置24也可以是以数字或模拟中任一种方式进行运算的结构。
[0039]图7是表示将本发明的位置检测装置作为旋转位置检测装置而构成的一例的轴向剖面略图。在施加检测对象的旋转位移的旋转轴30上固定有转子部50,定子部40固定于基座部60上。在基座部60上经由旋转轴承61而安装旋转轴30。图8是表示定子部40和转子部50的一例的分解斜视图。
[0040]定子部40是将线圈部固定地设置而形成的,该线圈部是由将4个线圈41?44沿着定子部40的圆周方向以等间隔(90度间隔)配置而成的结构形成的。各线圈41?44例如由配置在印刷电路基板45上的扁平线圈构成。转子部(旋转型的靶部)50构成为,根据检测对象位置的位移,相对于定子部40而相对地旋转位移。将规定形状、例如偏心圆板状的磁响应部件51安装在施加检测对象的旋转运动的旋转轴30上,而构成转子部(旋转型的靶部)50。作为一例,以磁响应部件51的材质作为由铁这类磁体形成的结构进行说明,但并不限定于此,也可以为非磁性且导电性的材质(例如,铜或铝等)。
[0041]作为一例,如图7及8所示,以相对于转子部50沿推力方向相向的方式配置定子部40 (电路基板45)。在该情况下,各线圈41?44配置成使穿过线圈内的磁通指向旋转轴30的轴向。在电路基板45上的各线圈41?44的端面、和转子部50的磁响应部件51的表面之间形成空隙,转子部50相对于定子部40非接触地旋转。以将该空隙的距离保持为恒定的方式,确定转子部50和定子部40的相对配置。由于转子部50的磁响应部件51的规定的形状例如为偏心圆板状,因此隔着空隙而与磁响应部件51相向的线圈端面的面积,根据旋转位置而变化。通过该相对空隙面积的变化,贯穿各线圈41?44的磁通量变化,由此,各线圈41?44的电感变化。
[0042]由于转子部50的磁响应部件51为偏心圆形状而引起的各线圈41?44中的电感变化,按照旋转轴30旋转I圈而产生I个循环(I个周期)的比例发生。通过适当地设计转子部50的磁响应部件51的材质、形状等其他适当的要素,能够适当地进行设计,使得各线圈41?44中的电感变化的周期特性显示为理想的或近似的三角函数特性。
[0043]在此,关于旋转角度Θ,如果某个线圈41的电感变化的周期特性如下述A( Θ )所示为正的正弦函数特性,则与此相对,以机械角度按顺序逐个偏移90度而配置的各线圈42?44的电感变化的周期特性为下述Β(θ)?D(0)所示的关系。
[0044]Α( Θ ) = P0+Psin Θ (线圈 41)
[0045]Β( Θ ) = P0+Pcos Θ (线圈 42)
[0046]C( Θ ) = P0-Psin Θ (线圈 43)
[0047]D( Θ ) = P0-Pcos Θ (线圈 44)
[0048]在此,P0是电感变化的振摆的中点,P是振摆的振幅,即使将P视作I而进行省略,在说明方面也不会产生问题,因此在下面的说明中,将P省略。
[0049]在本发明中,线圈部中的各线圈41?44以各2个线圈41?44之间成为多对的方式进行组合。对成对的2个线圈进行确定,使得相对于检测对象位置(旋转位置)的各自的电感变化显示出彼此逆相特性。即,+ sin特性(正的正弦相位)的线圈41和-sin特性(负的正弦相位)的线圈43成为I对,+ cos特性(正的余弦相位)的线圈42和-COS特性(负的余弦相位)的线圈44成为I对。
[0050]图9表示具有如上所述的4个线圈41?44的旋转位置检测装置的检测电路结构例。基本上,与上述图5相同地,针对各线圈每一个分别设置自激振荡电路IOa?10d,也可以与各个自激振荡电路IOa?IOd对应,分别地设置整流电路21a?21d、增益调整电路22a?22d、偏移调整电路的系列。但是,在图9的例中,偏移调整电路的结构与上述图5稍微不同。
[0051]在图9中,将显示出sin Θ的电感变化特性的线圈41作为该电感要素而组装在自激振荡电路IOa内。自激振荡电路IOa的结构与图3相同,但是代替线圈11而组装线圈
41。自激振荡电路IOa的振荡输出信号相对于检测对象旋转位置Θ而具有+ sinesincot的特性。在此,ω是自激振荡电路IOa的自激振荡的角频率。自激振荡电路IOa的振荡输出信号被输入至整流电路21a,变换为与其振幅电平对应的直流电压。整流电路21a的输出在增益调整电路22a中进行增益调整,此后,被输入至差动放大及偏移调整电路25s。
[0052]另一方面,将显示出-sin Θ的电感变化特性的线圈43作为该电感要素而组装在自激振荡电路IOc内。自激振荡电路IOc结构也与图3相同,但是代替线圈11而组装线圈
43。自激振荡电路IOc的振荡输出信号相对于检测对象旋转位置Θ而具有-sinesincot的特性。在此,ω是自激振荡电路IOc的自激振荡的角频率。自激振荡电路IOc的振荡输出信号被输入至整流电路21c,变换为与其振幅电平对应的直流电压。整流电路21c的输出在增益调整电路22c中进行增益调整,此后,被输入至差动放大及偏移调整电路25s。
[0053]差动放大及偏移调整电路25s进行对增益调整电路22a的输出和增益调整电路22c的输出之差进行计算的差动放大运算,通过将希望的偏移电压与该差动放大结果相加(或相减)而进行偏移调整,从而将相对于检测对象角度Θ而显示出正弦函数特性sin0的振幅电压的检测信号VOsin输出。与如上述图5所示的运算装置24的输出相同地,该检测信号VOsin是温度特性补偿后的数据。
[0054]另一方面,将显示出cos Θ的电感变化特性的线圈42作为该电感要素而组装在自激振荡电路IOb内。自激振荡电路IOb的结构也与图6相同,但是取代线圈11而组装线圈
42。自激振荡电路IOb的振荡输出信号,相对于检测对象旋转位置Θ而具有+ cos Θ sincot的特性。在此,ω是自激振荡电路IOb的自激振荡的角频率。自激振荡电路IOb的振荡输出信号被输入至整流电路21b,变换为与其振幅电平对应的直流电压。整流电路21b的输出在增益调整电路22b中进行增益调整,此后,被输入至差动放大及偏移调整电路25c。
[0055]另一方面,将显示出-cos Θ的电感变化特性的线圈44作为该电感要素而组装在自激振荡电路IOd内。自激振荡电路IOd的结构也与图3相同,但是代替线圈11而组装线圈
44。自激振荡电路IOd的振荡输出信号,相对于检测对象旋转位置Θ而具有-C0sΘ sincot的特性。在此,ω是自激振荡电路IOd的自激振荡的角频率。自激振荡电路IOd的振荡输出信号被输入至整流电路21dl,变换为与其振幅电平对应的直流电压。整流电路21d的输出在增益调整电路22d中进行增益调整,此后,被输入至差动放大及偏移调整电路25c。
[0056]差动放大及偏移调整电路25c进行对增益调整电路22b的输出和增益调整电路22d的输出之差进行计算的差动放大运算,通过将希望的偏移电压与该差动放大结果相加(或相减)而进行偏移调整,从而将相对于检测对象角度Θ而显示出余弦函数特性cos Θ的振幅电压的检测信号VOcos输出。与如上述相同地,该检测信号VOcos是温度特性补偿后的数据。
[0057]如上所述,从该旋转位置检测装置,输出2种检测信号而作为旋转位置检测信号,即,显示出正弦函数特性sin0的振幅电压的检测信号VOsin、以及显示出余弦函数特性COS Θ的振幅电压的检测信号VOcos。这样,能够输出与基于公知的旋转变压器输出的检测信号相同的正弦及余弦的2种检测信号。此外,也可以将至少一方的检测信号VOsin或VOcos作为旋转位置检测数据使用。此外,除了如图9所述的线圈以外的电路部件,可以配置在电路基板45上的其他区域,或者也可以由多个基板构成电路基板45,将扁平线圈41?44配置在它们中的I个基板上,将其他的电路部件配置在其他的基板上。此外,也可以设定为各自激振荡电路IOa?IOd的共振频率不同。
[0058]此外,配置在圆周上的线圈的数量(级数)并不限定于4,也可以任意地增减成2、
3、6或8等。在该情况下,对应于线圈的数量以及圆周上的配置角度,适当地对转子部50的磁响应部件51的形状进行变更,以从各线圈获得希望的电感变化特性。
[0059]另外,如图7、图8所示,并不限定于以相对于转子部50沿推力方向相向的方式配置定子部40 (电路基板45),也可以采用其他形式的配置。例如,也可以以相对于转子部50沿径向相向的方式配置定子部40的各线圈41?44。
[0060]通过将在上述旋转位置检测装置中所示的多个线圈41?44排列在小于旋转I圈的狭窄范围(例如45度)内,使作为可动部件的磁响应部件51在该范围(例如45度)内可摆动地构成,从而也能够将本发明的位置检测装置作为倾斜位置检测装置而构成。即,通过使磁响应部件51根据检测对象的倾斜位移而位移,从而能够基于与各线圈41?44对应的自激振荡输出获得倾斜检测数据(角度检测数据)。此外,在该情况下,也可以形成为,使配置有多个线圈41?44的电路基板根据检测对象的倾斜位移而位移,将磁响应部件51固定。作为这种倾斜位置检测装置的检测用电路,能够使用与图9相同的结构。
[0061]图10是表示将本发明的位置检测装置作为直线位置检测装置而构成的一例的俯视略图,图11是其分解斜视图略图。该直线位置检测装置由电路基板部70和磁响应部件(直线型的靶部)80构成,该电路基板部70在直线位移方向上以规定间隔配置有多个线圈41?44(为了说明的方便,线圈的参考编号采用与上述旋转位置检测装置中的线圈相同的编号),该磁响应部件(直线型的靶部)80具有使各线圈的电感沿着直线位移方向以规定的特性变化的形状。磁响应部件(直线型的靶部)80具有以沿着直线位移方向而以多个循环重复的方式配置的磁响应材质的变化图案80a、80b、80c,并固定在未图示的基座部上。在电路基板部70中,在与磁响应部件80的I个变化图案(80a)的I个循环长度对应的长度范围中,以等间隔配置有4个线圈41?44,根据作为检测对象的直线位移而进行直线位移。电路基板70上的各线圈41?44的端面、以及磁响应部件80的图案面之间形成有空隙,线圈部侧的电路基板70相对于基座部侧的磁响应部件80的图案而非接触地相对,相对地进行直线位移。以该空隙的距离保持为恒定的方式,确定线圈部侧的电路基板70与基座部侧的磁响应部件80的相对配置。由于磁响应部件80的图案80a、80b、80c的I个循环的规定的形状例如为逐渐增加、逐渐减小的形状(菱形形状),因此,隔着空隙而与磁响应部件80的I个图案相向的各线圈端面的面积,根据直线位置而进行变化。通过该相向空隙面积的变化,贯穿各线圈41?44的磁通量变化,由此,各线圈41?44的电感变化。由于磁响应部件80的变化图案80a、80b、80c沿着直线位移方向而在多个循环内重复配置,因此,根据在大于或等于I个循环的长度上的检测对象直线位移,各线圈41?44的电感以大于或等于I个循环进行变化。当然,与上述相反地,也可以使磁响应部件80根据检测对象直线位移而直线位移,将线圈部侧的电路基板70固定在基座部侧。
[0062]用于如图10、图11所示的直线位置检测装置的检测电路的结构,基本上可以采用与图9相同的电路结构。即,针对各线圈41?44的每一个设置各自的自激振荡电路IOa?10d,与各自激振荡电路IOa?IOd对应地设置整流电路21a?21d、增益调整电路22a?22d,另外,设置正弦特性输出用以及余弦特性输出用的差动放大及偏移调整电路25s、25c。
[0063]图12是表示本发明涉及的直线位置检测装置的其他结构例的俯视略图,图13是其分解斜视图略图。在该例子中,磁响应部件80的变化图案80a仅设置I个循环量,磁响应部件80根据检测对象的直线位移而直线位移。在电路基板部70上,I个循环量是由4个线圈形成的线圈部,并且沿着直线位移方向而配置有多个循环量(41a?44a、41b?44b、41c ?44c)。
[0064]用于如图12、图13所示的直线位置检测装置的检测电路的结构,基本上也能够采用与图9相同的电路结构。但是,在多个循环量的线圈41a~44a、41b~44b、41c~44c中,也能够将相同正弦相用的线圈41a、41b、41c彼此串联连接而成的结构,置换成图9的线圈41,同样地,也能够将相同的余弦相用的线圈42a、42b、42c彼此串联连接而成的结构,置换成图9的线圈42,将相同的负的正弦相用的线圈43a、43b、43c彼此串联连接而成的结构,置换成图9的线圈43,将相同的负的余弦相用的线圈44a、44b、44c彼此串联连接而成的结构,置换成图9的线圈44。在该情况下,根据在大于或等于I个循环的长度上的检测对象直线位移,由串联连接后的线圈形成的各线圈组(41~44)的电感在大于或等于I个的循环上变化。当然,也可以与上述相反,使线圈部侧的电路基板70根据检测对象直线位移而直线位移,将磁响应部件80固定在基座部侧。
[0065]作为上述图5及图9的实施例的变形例,也可以构成为,仅设置自激振荡电路IOa~10d,并将各自激振荡电路IOa~IOd的多个振荡输出信号作为特性不同的多个位置检测信号而输出。对这种变形例进行概括叙述如下,一种位置检测装置,其特征在于,具备:线圈部,其包括多个线圈(4a、4b或41~44);具备磁响应部件(40或80)、且构成为在至少大于或等于两个的所述线圈间与所述检测对象位置对应的所述电感的变化特性不同的部件,其中,该磁响应部件(40或80)是相对于所述线圈部的相对位置根据检测对象位置而变化的靶部(40或80),且构成为使所述线圈部所包括的各线圈的电感根据该相对位置而变化;以及多个自激振荡电路(10a、10b或IOa~IOd),它们由所述线圈部所包括的线圈与电容器构成,在各自激振荡电路中将所述线圈部所包括的多个线圈中的至少一个作为用于自激振荡的电感要素而进行组装,基于所述多个自激振荡电路的多个振荡输出信号而输出特性不同的多个位置检测信号。根据这种变形例,使用了自激振荡电路的位置检测装置具有如下优点,即,能够输出特性不同的多个位置检测信号(例如旋转变压器型的4个输出信号+ sin Θ sin ω t> - sin Θ sin ω t> + cos0sincot 以及-cos0sincot)。
[0066]在各实施例中,为了获得相对于相同检测对象位置而显示出不同的输出特性的多个检测信号,分别设置多个自激振荡电路10a、10b,…。这具有能够使各系列的振荡频率不同的优点。但是,并不限定于此,也能够采用I个自激振荡电路10而获得显示出不同的输出特性的多个检测信号。如上所述,具有能够简化自激振荡用的电路结构的优点。图14表示上述的几个电路的例子。
[0067]图14(a)表不能够代替图5中的自激振汤电路10a、IOb的自激振汤电路10的一例。在该情况下,位置检测装置中的线圈部构成为,不仅包括I对线圈4a、4b(第I个线圈对),而且还包括I对线圈4a' Ah1 (第2线圈对)。在第I个线圈对4a、4b中,如前所述,以下述方式构成两线圈的配置及靶部3 (参照图6),即,相对于检测对象位置X,线圈4a显示出与DVl相当的电感变化特性,另一个线圈4b则显示出与线圈4a相反特性的DV2相当的电感变化特性。以第2线圈对4a'、4b'也能够获得与第I个线圈对4a、4b相同的特性的方式,构成两线圈的配置及靶部3。即,相对于检测对象位置的线圈4a'的电感变化特性与线圈4a的电感变化特性完全相同,相对于检测对象位置的线圈4b'的电感变化特性也与线圈4b的电感变化特性完全相同。因此,在第2线圈对4a'、4b'中,如果相对于检测对象位置X,线圈4a'显示出与DVl相当的电感变化特性,则另一个线圈4b'显示出与线圈4af相反特性的DV2相当的电感变化特性。这样,双重设置显示出相反特性的电感变化的线圈对。此外,自激振荡电路10中的放大器12的具体例子由于也可以与图3所示的结构相同,因此省略详细说明。
[0068]在图14(a)中,对于自激振荡电路10,将如下电路作为其电感要素L组装在并联LC电路11内,该如下电路是将电路(第I串联电路)(或第I分压电路)与电路(第2串联电路)(或第2分压电路)并联连接而形成的,其中,该电路(第I串联电路)(或第I分压电路)是将构成第I个线圈对4a、4b的2个线圈4a、4b串联连接而形成的,该电路(第2串联电路)(或第2分压电路)是将构成第2线圈对4a'、4b'的2个线圈4b'、4a'按照与第I串联电路相反的顺序串联连接而形成的,从各串联电路中的线圈连接点(中点或分压点),输出该自激振荡电路10的2个振荡输出信号+ DVout以及-DVout。
[0069]在图14(a)中,对于从第I串联电路的线圈4a、4b的连接点输出的振荡输出信号的等级,能够作为与两线圈4a、4b的电感对应地在该线圈部分生成的电压的分压值而掌握。如果采用X的函数f (X)对相对于检测对象位置X的与线圈4a的电感对应的电压降成分DVl以及与线圈4b的电感对应的电压降成分DV2进行表示,则两者由于为相反特性,因此能够略记为,
[0070]DVl = Pe+Pf (x)
[0071]DVl = P0-Pf (x)
[0072]在此,P0为初始值,P为不依赖于X的系数,即使将P视作I而进行省略,在说明方面也不会有问题,因此,在以下的说明中,将其省略。
[0073]第I串联电路中的线圈4a、4b的分压比由DV1/(DV1 + DV2)表示,由于在其分母中变量要素Pf(X)相抵,而仅在分子中剩下变量要素+ Pf(x),因此结果,作为变量要素获得包括+ PfOO成分在内的信号。即,基于第I个线圈对4a、4b的分压值而获得的振荡输出信号+ DVout,是显示出与检测对象位置X对应的振幅特性f(x)的信号。
[0074]另一方面,第2串联电路中的线圈4b'的分压比由DV2/(DV2 + DVl)表示,由于仅在分子中剩下变量要素一 PfOO,因此结果,作为变量要素获得包括一 PfOO成分在内的信号。即,基于第2线圈对4b'、4a'的分压值而获得的振荡输出信号一 DVout,显示出与检测对象位置X对应的振幅特性一 f(x)。在该例子的情况下,2个振荡输出信号+ DVout及一 DVout相对于检测对象位置X而显示出相反特性,与图6所示的DVl及DV2的关系对应。
[0075]这样,在图14(a)中,使用I个自激振荡电路10,能够获得相对于检测对象位置x而显示出不同特性的2个振荡输出信号+ DVout及一 DVout。这2个振荡输出信号+ DVout及一 DVout分别被输入至图5所示的2个系列A、B的整流电路21 a、2 Ib。即,在实施图14 (a)的结构的情况下,代替图5中的2个自激振荡电路10a、10b,而使用图14(a)所示的I个自激振荡电路10,并将该第I振荡输出信号+ DVout输入至整流电路21a,将第2振荡输出信号一 DVout输入至整流电路2Ib。因此,通过演算电路24的差运算,能够获得温度特性补偿后的检测信号。此外,也可以不将图14(a)的振荡输出信号+ DVout及一 DVout应用在图5的电路上,而是直接作为包括位置检测振幅信息在内的交流信号,用于任意的用途。
[0076] 图14(b)是表示能够代替图9中的4个自激振荡电路IOa~IOd的I个自激振荡电路10的一例。在该情况下,旋转位置检测装置(或直线位置检测装置、或倾斜位置检测装置)中的线圈部构成为,不仅包括2对线圈41、43(第I正弦用线圈对)以及线圈42、44(第I余弦用线圈对),还包括2对线圈41'、43'(第2正弦用线圈对)以及线圈42'、44'(第2余弦用线圈对)。与所述图14(a)的情况相同地,第2正弦用线圈对41'、43'以及第2余弦用线圈对42'、44'显示出与第I正弦用线圈对41、43以及第I余弦用线圈对42、44相同的电感变化特性。与图14(a)相同地,在图14(b)中,各线圈对中的2个线圈也构成为它们的电感变化显示出彼此相反的特性(例如+ sin Θ和一 sin Θ这样的逆相特性)。
[0077]因此,第2线圈对中的各线圈41'~4^的相对于旋转位置Θ的电感变化的周期特性为如下所示的关系。
[0078]K' ( Θ ) = p0+psin Θ (线圈 41')
[0079]B' ( Θ ) = p0+pcos Θ (线圈 42')
[0080]C1 ( Θ )= P0-Psin Θ (线圈 43')
[0081]D' ( Θ )= P0-Pcos Θ (线圈 44')
[0082]这样,双重设置显示出正弦特性以及余弦特性的电感变化的线圈对。作为用于如上所示追加设置第2线圈对的结构例,例如采用如下方式即可,即,对图7中的定子部40的结构进行变形,进一步设置追加的电路基板,该追加的电路基板由与配置有4个线圈41~44的电路基板45相同的结构形成,夹着转子部50而将该追加的电路基板固定配置在电路基板45的相反侧。在该追加的电路基板上,以与电路基板45的线圈41~44的配置相同的配置,4个线圈41'~44'面对转子部50而配置。由此,与I个转子部50的磁响应部件51的旋转位移相对应,配置在其两侧的2个电路基板(45)上的第I及第2线圈对的各线圈分别产生特有的电 感变化。
[0083]在图14(b)中,对于自激振荡电路10,将下述电路作为该电感要素L而组装在并联LC电路11内,该下述电路是将如下电路并联连接而成的:电路(第I串联电路或第I分压电路),其是将构成第I正弦用线圈对41、43的2个线圈41、43串联连接而形成的;电路(第2串联电路或第2分压电路),其是将构成第2正弦用线圈对41'、43'的2个线圈41'、43'以与第I串联电路相反的顺序串联连接而形成的;电路(第3串联电路或第3分压电路),其是将构成第I余弦用线圈对42、44的2个线圈42、44串联连接而形成的;电路(第4串联电路或第4分压电路),其是将构成第2余弦用线圈对42'、44'的2个线圈42'、44'以与第3串联电路相反的顺序串联连接而形成的,从各串联电路中的线圈连接点(中点或分压点),输出该自激振荡电路10的4个振荡输出信号+ sinOUT、一 sinOUT、+ cosOUT、一 cosOUI1。
[0084]在图14(b)中,与上述相同地,从各串联电路的线圈的连接点(分压点)输出的振荡输出信号的等级,能够作为与两线圈的电感对应地在该线圈部分生成的电压的分压値而掌握。因此,如果采用上述公式的Α(θ)~D(0)及t/A' (Θ)~D' (Θ)对各振荡输出信号+ sinOUT、一 sinOUT、+ cosOUT、一 cosOUT进行表示,则概要表示如下。即,分压比的分母中存在的相互逆相的2变量要素(例如+ sin Θ sin cot和一 sin Θ sin cot)相抵,仅在分子中剩下变量要素(例如,+ sin Θ sinco t)。此外,ω为自激振荡的角频率,t为时间。
[0085]+sinOUT = Α( θ )/[Α( Θ )+C( Θ )]
[0086]~=+sin Θ sin ω t
[0087]-sinOUT = Cr ( θ )/[C/ ( θ )+Ar ( θ )]
[0088]~=-sin θ sin ω t[0089]+cosOUT = B ( θ ) / [B ( θ ) +D ( θ )]
[0090]~=+cosθ sin cot
[0091]-CosOUT = D' (9)/0)' (Θ)+Β' (θ)]
[0092]~=-cos θ sin cot
[0093]这样,在图14(b)中,使用I个自激振荡电路10,能够获得相对于检测对象位置Θ而显示出不同特性的4个振荡输出信号+ sinOUT、一 sinOUT、+ cosOUT、一 cosOUT。这些4个振荡输出信号+ sinOUT、一 sinOUT、+ cosOUT、一 cosOUT分别输入至图9所示的4个系列的整流电路21a、21c、21b、21d。即,在实施图14(b)的结构的情况下,代替图9中的4个自激振荡电路IOa~10d,而使用图14(b)所示的I个自激振荡电路10,将该正的正弦振幅特性的振荡输出信号+ sinOUT输入至整流电路21a,将负的正弦振幅特性的振荡输出信号一 sinOUT输入至整流电路21c,将正的余弦振幅特性的振荡输出信号+ cosOUT输入至整流电路21b,将负的余弦振幅特性的振荡输出信号一 sinOUT输入至整流电路21d。因此,通过电路25s、25c的差动放大运算,能够获得温度特性补偿后的检测信号VOsin以及VOcos。
[0094]此外,也可以不将图14(b)的振荡输出信号+ sinOUT、一 sinOUT、+ cosOUT、一cosOUT应用在图9的电路上,而是直接作为包括位置检测振幅信息在内的交流信号而用于任意的用途。特别地,振荡输出信号+ sinOUT、一 sinOUT、+ cosOUT、一 cosOUT由于与从公知的旋 转变压器输出的4个交流输出信号+ sin Θ sincot、一 sin Θ sincot、+cos Θ sincot、一 cos Θ sincot相同,因此能够以极其简化的电路结构获得与公知的旋转变压器相同的输出信号。例如,在旋转变压器式检测装置的位置检测系统中如公知那样,对图14 (b)的 4个振荡输出信号 + sinOUT ( = + sin Θ sin ω t)、一 sinOUT ( = — sin Θ sin ω)、+cosOUT (=+ cos Θ sin ω t)、一 cosOUT ( = — cos Θ sin ω t)进行合成,将振幅要素(sin Θ )中的位置检测信息Θ变换为sin(cot — Θ )这样的交流信号中的相位偏移要素Θ,将该sin(?t- Θ )这样的交流信号输入至公知的R/D转换器或位相检测电路,能够获得与该相位偏移要素Θ对应的位置检测数据。
[0095]图14(c)表示图14(b)的变形例。在图14(c)所示的自激振荡电路10中,未设置第2线圈对,而是仅形成第I个线圈对41、43以及42、44的各串联连接电路以及它们的并联连接电路,作为电感要素进行组装。因此,能够获得正的正弦振幅特性的振荡输出信号+ sinOUT和正的余弦振幅特性的振荡输出信号+ cosOUT.在图14(c)的情况下,仅使用图9所示的4个系列的检测用电路中的2个系列的检测用电路即可。即,可以将图14(c)的振荡输出信号+ sinOUT、+ cosOUT分别输入至整流电路21a、21b。另外,在图14(c)的情况下,也能够获得与从公知的旋转变压器输出的2个交流输出信号+ sin0 sinot, +COS Θ sin ω t相同的信号。因此,与上述相同地,也可以不将图14(c)的振荡输出信号+sinOUT、+ cosOUT应用在图9的电路上,而是直接作为包括位置检测振幅信息在内的交流信号,用于任意的用途。
[0096]此外,在上述中,为了采用图14(b)的结构,以设置追加的电路基板的方式进行了说明,但也可以采用除了上述以外的任意结构。例如,也可以构成为,在I个电路基板45上,以等间隔(45度间隔)配置8个线圈41~44、41'~44',将转子部50的磁响应部件51形成为椭圆圆板形状,每旋转I圈在各线圈41~44、41'~44'上产生2个循环的电感变化。在该情况下,能够以绝对值的方式对半圈旋转范围的旋转位置进行检测,大于或等于半圈旋转的旋转范围通过对以半圈旋转为单位的循环数进行计数等公知的方法进行检测即可。
[0097]作为图14的变形例,可以构成为,在自激振荡电路10中的线圈的各串联电路(分压电路)中,含有至少I个检测用线圈(4a、4b、41?44)。例如,在图14(a)的情况下,将第I串联电路(分压电路)设为线圈4a和固定电阻(或固定电感)的串联连接,将第2串联电路(分压电路)设为线圈4b和固定电阻(或固定电感)的串联连接。对于图14(b)、(C),也可以进行相同的变形。对这种变形例概括叙述如下。自激振荡电路(10)也可以构成为,通过分压电路构成用于自激振荡的所述电感要素,在该分压电路内组装所述线圈(4a、4b或41?44),从该分压电路的分压点,输出该自激振荡电路的所述振荡输出信号(+ DVout,—DVout 或 + sinOUT、一 sinOUT、+ cosOUT、一 cosOUT)。另外,所述线圈部包括多个线圈(4a、4b或41?44),以规定的间隔隔离配置各线圈,所述自激振荡电路(10)也可以构成为,将多个所述分压电路并联连接而构成用于所述自激振荡的所述电感要素,在各分压电路内组装所述各线圈(4a、4b或41?44),从该各分压电路的分压点,输出多个所述振荡输出信号(+ DVout, — DVout 或 + sinOUT、一 sinOUT、+ cosOUT、一 cosOUT)。通过这种变形例,也具有如下优异的优点,即,仅采用I个自激振荡电路10,就能够产生特性不同的多个位置检测信号。
【权利要求】
1.一种位置检测装置,其具有: 线圈部,其包括至少I个线圈; 靶部,其对应于检测对象位置而使相对于所述线圈部的相对位置变化,该靶部由磁响应部件构成,该磁响应部件构成为,对应于该相对位置而使在所述线圈部中包含的线圈的电感变化; 自激振荡电路,其由在所述线圈部中包含的线圈和电容器构成,在该自激振荡电路中,作为用于自激振荡的电感要素而组装有在所述线圈部中包含的线圈;以及 输出电路,其对所述自激振荡电路的振荡输出信号的振幅电平进行提取,并作为所述检测对象的位置数据而输出。
2.根据权利要求1的位置检测装置,其中, 作为所述自激振荡电路,将其振荡频率设定在高频频带。
3.根据权利要求1或2的位置检测装置,其中, 所述输出电路包括对所述自激振荡电路的振荡输出信号进行整流的整流电路。
4.根据权利要求3的位置检测装置,其中, 所述输出电路还包括下述电路,该电路对所述整流电路的输出直流信号的电平进行偏移调整,并且对其增益进行调整。
5.根据权利要求1至4中任一项的位置检测装置,其中, 所述线圈由以螺旋状形成在印刷基板上的扁平线圈构成。
6.根据权利要求5的位置检测装置,其中, 扁平线圈通过将重叠成多层状而排列的多个扁平线圈部分串联连接而构成。
7.根据权利要求5或6的位置检测装置,其中, 在所述印刷基板上搭载对温度特性进行补偿的电子元件,从所述自激振荡电路输出温度特性补偿后的输出信号。
8.一种系统,其构成为, 设置2个系列的权利要求1至7中任一项所述的位置检测装置,构成为示出从各系列的所述位置检测装置输出的位置数据相对于相同检测对象的差动的变化,基于两个系列的所述位置数据之差,获得温度特性补偿后的位置检测数据。
9.根据权利要求1至6中任一项的位置检测装置,其中, 所述线圈部包括至少I对线圈,该I对线圈中的各线圈是以规定的间隔隔离而配置的, 所述靶部构成为,使该I对线圈中的各线圈的电感变化示出彼此相反的特性, 针对所述I对线圈中的每一个线圈,设置所述自激振荡电路以及所述输出电路。
10.根据权利要求1至6中任一项的位置检测装置,其中, 所述线圈部包括至少I对线圈,该I对线圈中的各线圈是以规定的间隔隔离而配置的, 所述靶部构成为,使该I对线圈中的各线圈的电感变化示出彼此相反的特性, 作为所述自激振荡电路,将构成该I对线圈的2个线圈串联连接,从该连接点输出该自激振荡电路的所述振荡输出信号。
11.根据权利要求10的位置检测装置,其中, 所述线圈部包括多个线圈对, 所述自激振荡电路针对所述多个线圈对的每一对,将构成该I对线圈的2个线圈分别串联连接,并且,将这些串联电路并联连接,并且,从每一对的线圈连接点分别单独地输出该自激振荡电路的振荡输出信号, 所述输出电路,对从所述自激振荡电路输出的多个所述振荡输出信号的振幅电平分别进行提取,作为表示所述检测对象的位置的多个位置数据而输出。
12.根据权利要求1至6中任一项的位置检测装置,其中, 所述自激振荡电路,由分压电路构成用于自激振荡的所述电感要素,将所述线圈组装于该分压电路内,从该分压电路的分压点输出该自激振荡电路的所述振荡输出信号。
13.根据权利要求12的位置检测装置,其中, 所述线圈部包括多个线圈,各线圈是以规定的间隔隔离而配置的, 作为所述自激振荡电路,将多个所述分压电路并联连接而构成用于所述自激振荡的所述电感要素,将所述各线圈组装于各分压电路内,从该各分压电路的分压点输出多个所述振荡输出信号。
14.一种位置检测装置,其具有: 线圈部,其包括多个线圈对; 靶部,其依赖于检测对象位置而使相对于所述线圈部的相对位置变化,该靶部由磁响应部件构成,该磁响 应部件构成为,对应于该相对位置而使在所述线圈部中包含的各线圈的电感变化;以及 自激振荡电路,其由在所述线圈部中包括的线圈和电容器构成,该自激振荡电路构成为,针对所述多个线圈对中的每一对,将构成该线圈对的2个线圈分别串联连接而形成多个串联电路,并且,将对这些串联电路并联连接而形成的电路作为用于自激振荡的电感要素而组装,并且,将从各线圈对的每一对的线圈连接点取出后的多个振荡输出信号,作为特性不同的多个位置检测信号而输出。
15.根据权利要求14的位置检测装置,其中, 所述多个串联电路分别构成为,在该处串联连接的2个线圈示出彼此相反的特性的电感变化。
16.根据权利要求15的位置检测装置,其中, 构成为,从所述多个串联电路中的第I串联电路的线圈连接点取出的第I振荡输出信号、和从所述多个串联电路中的第2串联电路的线圈连接点取出的第2振荡输出信号,相对于检测对象位置而示出彼此相反的特性。
17.根据权利要求14至16中任一项的位置检测装置,其中, 所述多个振荡输出信号分别包含相对于检测对象位置Θ而具有+ sinQsincot、一sin Θ sin ω t> + cos Θ sin ω t、以及一cos Θ sin ω t特性的4个振荡输出信号,在此,ω是自激振荡的角频率。
18.—种位置检测装置,其特征在于,具有: 线圈部,其包括多个线圈; 靶部,其对应于检测对象位置而使相对于所述线圈部的相对位置变化,该靶部具有磁响应部件,该磁响应部件构成为,对应于该相对位置而使在所述线圈部中包含的线圈的电感变化,该靶部构成为,在至少大于或等于两个的所述线圈间,使与所述检测对象位置对应的所述电感的变化特性不同;以及多个自激振荡电路,它们由在所述线圈部中包含的线圈和电容器构成,在各自激振荡电路中,将所述线圈部中包含的多个线圈中的至少一个作为用于自激振荡的电感要素而组装, 该位置检测装置基于所述多个自激振荡电路的多个振荡输出信号,输出特性不同的多个位置检测信号。
19.根据权利要求1至18中任一项的位置检测装置,其中, 所述检测对象在旋转方向上位移,该位置检测装置作为旋转位置检测装置而构成。
20.根据权利要求1至18中任一项的位置检测装置,其中, 所述检测对象在直线方向上位移,该位置检测装置作为直线位置检测装置而构成。
21.根据权利要求1至18中任一项的位置检测装置,其中, 所述检测对象以圆弧状进行位移,该位置检测装置作为倾斜检测装置而构成。
【文档编号】B60K20/02GK103998275SQ201280061778
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2012年12月13日 优先权日:2011年12月13日
【发明者】后藤忠敏, 后藤太辅, 坂元和也, 坂本宏, 汤浅康弘 申请人:株式会社阿米泰克
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