位移传感器制造技术

提供一种位移传感器。包括线圈(6)和电容器(8、10)的并联谐振电路(4)设置于NPN晶体管(12)的输出侧，并联谐振电路4的输出被反馈到晶体管(12)的输入侧，从而构成了持续地振荡的考毕兹振荡电路(2)。晶体管(12)的输出电平根据被测量物相对于线圈(6)的位置的变化而变化。恒流源(26)对线圈(6)持续地提供直流电流。RC低通滤波器(30)根据因流过线圈(6)的直流电流引起的压降来检测线圈(6)的直流电阻值的变化。微处理器(38)基于RC低通滤波器(30)的输出来调整晶体管(12)的输出电平。

【技术实现步骤摘要】
位移传感器本申请是申请日为2015年01月21日、申请号为201510030424.7、专利技术名称为“位移传感器”的中国专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种利用线圈来检测被测量物的位置变化的位移传感器，特别涉及对基于线圈的电阻值随温度的变化引起的误差进行补偿。
技术介绍
作为利用线圈的位移传感器，例如存在涡流式位移传感器。涡流式位移传感器利用以下原理：当作为被测量物的导电体接近流通交流电流的线圈时，涡流流过导电体而产生交流磁场，由此线圈的阻抗发生变化。在该涡流式位移传感器中，线圈的阻抗还根据使用环境的温度变化而变化，因此需要对该温度变化所引起的阻抗变化进行补偿。在日本特开昭60-67819号公报(专利文献1)中公开了该补偿技术的一例。在上述位移传感器中，在对线圈提供来自振荡器的交流电流来从线圈产生了交流磁场的状态下，在线圈中感应出大小根据被测量物的位置变化而不同的涡流。基于根据涡流的大小而变化的线圈的输出电压来检测被测量物的位移。在利用了像这样线圈的输出电压随着被测量物的位置的变化而变化这一点的位移传感器中，当线圈的输出电压随着周围温度的变化而变化时，不能正确地检测被测量物的位移，需要进行温度补偿。每经过规定的采样期间，就从直流电流提供单元对线圈提供直流电流来代替交流电流，并利用直流电压检测器来检测因该直流电流而从线圈输出的直流电压。基于检测出的直流电压，由校正单元对向线圈提供的交流电流进行控制，以对线圈的输出电压伴随线圈的基于温度变化的电阻值变化所产生的变化进行校正。在上述位移传感器中，必须对线圈提供来自振荡器的交流电流，因此除了线圈以外还需要设置振荡器，电路结构变得复杂。而且，需要对交流电流与直流电流进行切换的切换开关、切换控制电路，电路结构变得更加复杂，不适合将该位移传感器设置于设置空间小的场所。另外，每经过规定的采样期间就对线圈提供直流电流来进行温度补偿，因此在该温度补偿的期间无法进行位移的检测。例如，在检测内燃机的阀的位移的情况下，需要持续地进行位移的检测，无法使用专利文献1的位移传感器。本专利技术的目的在于提供一种不仅能够简化电路结构、还能够一边进行温度补偿一边持续地检测位移的位移传感器。
技术实现思路
本专利技术的一个方式的位移传感器具备:振荡器，其输出电平根据被测量物的位置的变化而变化，并且输出电平还根据温度而变化；以及乘法电路，上述振荡器的输出被提供到该乘法电路中的一项，该乘法电路中的另一项被提供基于温度的系数。在上述方式中，上述振荡器是以下的持续地振荡的自激式振荡器，包括线圈和电容器的并联谐振单元设置于放大单元的输出侧，上述并联谐振单元的输出被反馈到上述放大单元的输入侧，上述放大单元的输出电平根据被测量物相对于上述线圈的位置的变化而变化，上述基于温度的系数是基于上述线圈的直流电阻值的由温度所引起的变化而得到的，上述线圈的直流电阻值的由温度所引起的变化是由电阻值检测单元根据因直流提供单元对上述线圈持续地提供的直流信号引起的压降来检测出的。本专利技术的一个方式的位移传感器具有持续地振荡的自激式振荡单元。该自激式振荡单元具备并联谐振单元和放大单元，该并联谐振单元包括线圈和电容器。上述并联谐振单元设置于放大单元的输出侧，上述并联谐振单元的输出被反馈到放大单元的输入侧。在该自激式振荡单元中，上述放大单元的输出电平根据被测量物相对于线圈的位置的变化而变化。在涡流式位移传感器的情况下，放大单元的输出电平随着被测量物相对于线圈的位置的变化而变化。作为振荡单元的振荡方式，能够使用所谓的LC振荡、例如考毕兹(Colpitts)型振荡、哈特莱(Hartley)型振荡、克拉普(Clapp)型振荡、集电极调谐型反耦合振荡、基极调谐型反耦合振荡以及它们的变形型、其它公知的各种振荡方式。直流提供单元对上述线圈持续地提供直流信号。电阻值检测单元根据因流过上述线圈的上述直流信号引起的压降来检测上述线圈的直流电阻值的变化。上述线圈的直流电阻值随着周围环境的温度变化而变化。控制单元基于上述电阻值检测单元的输出来调整上述放大单元的输出电平。在如上所述那样构成的位移传感器中，使用了自激式的振荡单元，因此能够简化电路结构。并且，使用持续地振荡的自激式振荡单元，并且持续地对自激式振荡单元的线圈提供直流信号，因此不需要为了检测电阻值而使自激式振荡单元的振荡停止，能够持续地检测位移。能够将上述直流提供单元设为对上述线圈提供恒流的恒流源。在该情况下，上述电阻值检测单元是检测上述线圈中产生的直流电压的滤波单元。当构成为这种结构时，只有直流成分被滤波单元所检测，能够不受交流成分的影响而检测电阻值。在上述方式中，能够使上述放大单元具有有源元件，该有源元件具有第一电极至第三电极，按照第一电极与第二电极之间的信号来改变第一电极与第三电极之间的导电状态。在该情况下，由上述控制单元对设置于第一电极与第二电极之间的电流调整单元进行控制。作为有源元件，例如能够使用双极型晶体管(bipolartransistor)或场效应晶体管。当构成为这种结构时，能够通过对流过有源元件的第一电极与第三电极之间的电流进行控制来调整振荡单元的增益，其结果，能够进行线圈的温度补偿，而且自激式振荡单元保持稳定的振荡状态。附图说明图1是本专利技术的一个实施方式的位移传感器的电路图。图2是表示图1的位移传感器中的被测量物与线圈的关系的图。图3是表示图1的位移传感器的线圈的电阻值的变化的图。具体实施方式本专利技术的一个实施方式的位移传感器例如是涡流式位移传感器，如图1所示那样具有自激式振荡单元、例如考毕兹振荡电路2。考毕兹振荡电路2具有并联谐振单元、例如并联谐振电路4。该并联谐振电路4是将两个电容器8、10的串联电路与线圈6并联连接而成的。对于该并联谐振电路4，以使该并联谐振电路4以规定的频率并联谐振的方式选择线圈6、电容器8、10的值。并且，考毕兹振荡电路2还具有有源元件、例如双极型晶体管、具体为NPN晶体管12。NPN晶体管12具有：第一电极、例如基极；第二电极、例如发射极；以及第三电极、例如集电极。由未图示的偏置(bias)电路对该NPN晶体管12提供适当的偏压。并且，NPN晶体管12通过未图示的电容器而与基准电位、例如接地电位连接，以例如作为基极接地电路进行动作。并联谐振电路4的一端与接地电位连接，并联谐振电路4的另一端经由直流阻断电容器14而与NPN晶体管12的集电极连接。晶体管12的发射极被连接于电容器8与电容器10的相互连接点。因而，通过未图示的电容器以高频方式连接的基极-集电极之间产生的输出的一部分被反馈到发射极侧。集电极经由包括阻抗元件的负载16而与电源端子、例如正的电源端子18连接，集电极还与输出端子20连接。另外，发射极经由形成上述偏置电路的一部分的电流调整单元、例如可变电流源22而与接地电位连接。该考毕兹振荡电路2以由并联谐振电路4的并联谐振频率决定的振荡频率持续地振荡，其振荡输出从输出端子20被取出。如图2所示，当被测量物、例如船舶的发动机的阀24相对于线圈6的位置发生变化、例如接近时，如与以往技术相关联地说明的那样，线圈6的阻抗发生变化，从而输出端子20处产生的振荡输出的电平发生变化。由未图示的检测单元来检测该电平的变化，从而检测阀24的位移。如图3所示，线圈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种位移传感器，具备：振荡器，其输出电平根据被测量物的位置的变化而变化，并且输出电平还根据温度而变化；以及乘法电路，上述振荡器的输出被提供到该乘法电路中的一项，该乘法电路中的另一项被提供基于温度的系数。

【技术特征摘要】
2014.01.21 JP 2014-0084981.一种位移传感器，具备：振荡器，其输出电平根据被测量物的位置的变化而变化，并且输出电平还根据温度而变化；以及乘法电路，上述振荡器的输出被提供到该乘法电路中的一项，该乘法电路中的另一项被提供基于温度的系数。2.根据权利要求1所述的位移传感器，其特征在于，上述振荡器是以下的持续地振荡的自...

【专利技术属性】
技术研发人员：中野泰志，井上直也，东城孝一，加藤英雄，久保山丰，
申请(专利权)人：新光电机株式会社，纳博特斯克有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP