位置检测装置制造方法及图纸

一种位置检测装置(11)，该位置检测装置(11)的n个霍尔元件(24)响应于来自活塞(14)的磁体(16)的磁性输出模拟检测信号。n个AD转换器(30)将模拟检测信号AD转换成数字检测信号。梯形电路(20)接收从n个磁性检测器(18)输出的数字检测信号作为n位数字信号，并且将其DA转换成单个模拟输出信号。控制IC(22)基于输入至其的单个模拟输出信号检测活塞(14)的靠近位置。

【技术实现步骤摘要】
位置检测装置
本专利技术涉及一种位置检测装置，该位置检测装置用于通过检测来自附接于移动体的磁体的磁性而检测移动体的位置。
技术介绍
通常，作为测量致动器(诸如气缸等等)的从动部(移动体)的位置的位置检测装置，磁性检测开关和激光位移计等众所周知。磁性检测开关可以以低成本制造。另一方面，这种磁性检测开关仅可以确定其上安装有作为待检测目标的磁体的移动体是否处于特定位置。激光位移计能够测量移动体的位置，然而，除了需要与致动器分离地安装，还必须为了将激光照射在移动体上而预先确定位置。与之相反，利用诸如磁性长度测量传感器的位置检测装置，可以容易地检测移动体的位置，同时使装置能够直接地安装在致动器上。在日本公开专利出版物No.2007-178158中，公开了一种磁性长度测量传感器，该磁性长度测量传感器从排列成一排的磁性传感器依序读取输出，并且基于读取的相应输出检测作为移动体的磁体的位置。
技术实现思路
然而，利用日本公开专利出版物No.2007-178158中公开的技术，因为从很多磁性传感器依序读取输出，所以需要对应于磁性传感器数目的处理时间，响应度不好。因此，可以考虑为每一个磁性传感器设置导线，并且集中地读取相应的磁性传感器的输出。在这种情况下，因为导线必须对应于磁性传感器数目而设置，所以对于每一个这种导线都需要路径空间，因此导致装置的尺寸和成本增加的问题。为了解决上述问题，做出了本专利技术，本专利技术的目的是提供一种位置检测装置，该位置检测装置能够通过迅速地检测其上安装有磁体的移动体的位置而提升响应度，并且该位置检测装置可以减少装置的尺寸和成本。根据本专利技术的位置检测装置包括n个磁性检测器、DA转换器、和位置检测单元。n个磁性检测器的每一个具有：磁性传感器元件，该磁性传感器元件被构造成检测来自安装在移动体上的磁体的磁性并且响应于磁性输出模拟检测信号；和第一AD转换器，该第一AD转换器被构造成执行模拟检测信号的AD转换，将其转换成数字检测信号并且输出该数字检测信号。此外，n个磁性检测器沿着移动体的移动方向以规则间隔布置。DA转换器接收分别从n个磁性检测器输出的数字检测信号作为n位数字信号，对n位数字信号执行DA转换，并且输出经过DA转换的模拟输出信号。位置检测单元基于从DA转换器输入至其的模拟输出信号检测移动体的位置。因此，在本专利技术中，在已经接收了分别从n个磁性检测器输出的数字检测信号作为n位数字信号之后，DA转换器执行DA转换，将n位数字信号转换成模拟输出信号，并将该模拟输出信号输出至位置检测单元。结果，位置检测单元不需要依序读出n个模拟检测信号或者数字检测信号，因此仅根据模拟输出信号，位置检测单元就可以迅速地检测移动体的位置。进一步，当移动体开始靠近n个磁性传感器元件时，磁性传感器元件对来自磁体的磁性作出反应(即检测)并且输出高电平模拟检测信号，而当移动体与之变远并且不能检测到磁性时，磁性传感器元件输出低电平模拟检测信号。因此，根据响应于n位数字信号(基于n个模拟检测信号)的模拟输出信号的值和磁性传感器元件的排列位置之间的关系，位置检测单元可以容易地检测磁体的位置(即，其上安装有磁体的移动体的位置)。此外，因为位置检测单元从DA转换器仅读出模拟检测信号，所以可以减少位置检测单元和DA转换器之间的导线数目。由此，利用位置检测装置，可以用最小需求量的导线检测移动体的位置。结果，可以避免位置检测装置的尺寸和规模增加，并且可以降低成本。因此，根据本专利技术，位置检测装置能够通过迅速地检测其上安装有磁体的移动体的位置而提升响应度，并且可以减少位置检测装置的尺寸和成本。在此实例中，位置检测单元包括第二AD转换器，该第二AD转换器被构造成对输入至其的模拟输出信号执行AD转换，并且位置检测单元基于经过AD转换的n位数字输出信号指定磁体的位置，从而检测其上安装有磁体的移动体的位置。n位数字输出信号是与从n个磁性检测器输出至DA转换器的数字检测信号对应的数字信号。因此，根据n位数字输出信号的值和磁性传感器元件的排列位置之间的关系，位置检测单元可以迅速地识别磁体的位置，并且可以容易地检测其上安装有磁体的移动体的位置。附带地，来自磁体的磁性具有一定的程度或者覆盖范围。因此，通过位置检测单元基于n位数字输出信号检测的移动体的位置可以是与磁性的这种程度或者覆盖范围对应的靠近位置。因此，为了具体地指定移动体的位置，本专利技术优选地配备有以下构造。更具体地，位置检测装置进一步包括信号线，该信号线被构造成连接n个磁性检测器和位置检测单元。位置检测单元指定位于相对于检测到的移动体的位置的预定范围内的多个磁性检测器，通过信号线从所指定的多个磁性检测器读出模拟检测信号的值，并且基于读出的多个模拟检测信号的值识别移动体的具体位置。根据此特征，基于使用n位数字输出信号识别的移动体的靠近位置，位置检测单元从位于预定范围内的多个磁性检测器读出模拟检测信号的值。更具体地，因为不需要使位置检测单元从所有的磁性检测器读出模拟检测信号的值，所以可以缩短识别移动体的具体位置所需要的处理时间。因此，利用本专利技术，可以高度迅速地执行指定移动体的具体位置的过程，并且可以进一步提升响应度。进一步，位置检测单元优选地相对于所指定的多个磁性检测器位置的排列位置绘制从所指定的多个磁性检测器读出的多个模拟检测信号的值，从而确定显示多个模拟检测信号的值相对于移动方向的变化的波形，并且位置检测单元优选地检测所确定的波形与零线交叉处的零交叉点，从而将检测到的零交叉点的位置识别为移动体的具体位置。根据此特征，可以迅速且可靠地指定移动体的具体位置。此外，位置检测单元可以基于识别到的移动体的具体位置计算移动体的移动速度和/或移动距离。另外，在本专利技术中，DA转换器优选地是R-2R型梯形电路。进一步，在本专利技术中，n个磁性传感器元件是霍尔元件，移动体是构造成在致动器的缸筒内部沿着移动方向移动的活塞，磁体安装在活塞上，该磁体的磁极沿着移动方向定向，并且n个磁性检测器在缸筒的外侧沿着移动方向布置成一排。根据此特征，简单地通过将位置检测装置应用于致动器并且将n个磁性检测器在缸筒外侧排列成一排，就可以迅速且可靠地指定其上安装有磁体的活塞的具体位置。进一步，通过将n个磁性检测器在缸筒的外侧排列成一排，可以抑制在宽度方向(缸筒的外周方向)上变宽。结果，当磁性检测器在沿着缸筒的纵向方向伸长的矩形印刷电路板上安装成一排，并且印刷电路板布置在缸筒上时(例如，当通过将印刷电路板嵌入在沿着缸筒的纵向方向设置的凹槽中而进行布置时)，可以减少印刷电路板的导线数目，同时减少在宽度方向上占用的空间。因此，根据本专利技术，在位置检测装置应用于致动器的情况下，与常规技术比较，在占用面积(安装区域)和成本方面取得了优势。本专利技术的以上及其他目的、特征和优势将从以下连同附图的说明中变成更加明显，其中本专利技术的优选实施例通过图示示例显示。附图说明图1是显示应用根据本实施例的位置检测装置的致动器的总体构造的截面图；图2是图1的位置检测装置的示意方框图；图3是显示通过一个霍尔元件检测的模拟检测信号(垂直分量模拟信号)波形的视图；图4是显示在磁性检测器的数目是8的情况下输入至梯形电路的8位数字信号和活塞的靠近位置之间的关系的图表；以及图5是为了从波形上指定零交叉点的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种位置检测装置(11)，其特征在于，包含：n个磁性检测器(18)，每一个磁性检测器(18)具有：磁性传感器元件(24)，所述磁性传感器元件(24)被构造成检测来自安装在移动体(14)上的磁体(16)的磁性并且响应于所述磁性输出模拟检测信号；和第一AD转换器(30)，所述第一AD转换器(30)被构造成执行所述模拟检测信号的AD转换，将其转换成数字检测信号并且输出所述数字检测信号，所述n个磁性检测器(18)沿着所述移动体(14)的移动方向(A)以规则间隔布置；DA转换器(20)，所述DA转换器(20)被构造成接收分别从所述n个磁性检测器(18)输出的所述数字检测信号作为n位数字信号，对所述n位数字信号执行DA转换，并且输出经过DA转换的模拟输出信号；和位置检测单元(22)，所述位置检测单元(22)被构造成基于从所述DA转换器(20)输入至其的所述模拟输出信号检测所述移动体(14)的位置。

【技术特征摘要】
2015.12.16 JP 2015-2447521.一种位置检测装置(11)，其特征在于，包含：n个磁性检测器(18)，每一个磁性检测器(18)具有：磁性传感器元件(24)，所述磁性传感器元件(24)被构造成检测来自安装在移动体(14)上的磁体(16)的磁性并且响应于所述磁性输出模拟检测信号；和第一AD转换器(30)，所述第一AD转换器(30)被构造成执行所述模拟检测信号的AD转换，将其转换成数字检测信号并且输出所述数字检测信号，所述n个磁性检测器(18)沿着所述移动体(14)的移动方向(A)以规则间隔布置；DA转换器(20)，所述DA转换器(20)被构造成接收分别从所述n个磁性检测器(18)输出的所述数字检测信号作为n位数字信号，对所述n位数字信号执行DA转换，并且输出经过DA转换的模拟输出信号；和位置检测单元(22)，所述位置检测单元(22)被构造成基于从所述DA转换器(20)输入至其的所述模拟输出信号检测所述移动体(14)的位置。2.如权利要求1所述的位置检测装置(11)，其特征在于，其中，所述位置检测单元(22)包含第二AD转换器(40)，所述第二AD转换器(40)被构造成对输入至其的所述模拟输出信号执行AD转换，并且所述位置检测单元(22)基于经过AD转换的n位数字输出信号指定所述磁体(16)的位置，从而检测其上安装有所述磁体(16)的所述移动体(14)的所述位置。3.如权利要求1所述的位置检测装置(11)，其特征在于，进一步包含：信号线(50)，所述信号线(50)被构造成连接所述n个磁性检测器(18...

【专利技术属性】
技术研发人员：山岸健，阿木智彦，尾崎宪正，
申请(专利权)人：SMC株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP