位移探测系统技术方案

本发明专利技术的目的在于，在共振型位移探测装置中，降低或者排除共振电路的特性变化的影响，来提高位移探测精度。在位移探测系统（１０）中，预先估计共振电路（２１）所能取的共振频率范围，决定驱动频率的变动范围ｆ１～ｆ２使其包括已估计的共振频率范围，由可变振荡器（３０）在第１频率ｆ１～第２频率ｆ２之间重复变化驱动频率。因此，在共振电路２１的共振频率为ｆｒ１的情况下，在驱动频率变化为ｆｒ１时，可以得到间隙Ｇ大时的共振电压Ｖｇ１１。另外，在共振电路２１的共振频率为ｆｒ２的情况下，在驱动频率变化为ｆｒ２时，可以得到间隙Ｇ大的共振电压Ｖｇ１２。

【技术实现步骤摘要】
本申请为2005年5月17日递交的、申请号为200510070926.9、专利技术名称为“位移探测装置以及位移探测方法”的专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种检测探测对象物的位移的位移探测装置以及位移探测方法。
技术介绍
作为用于检测探测对象物的位移的位移检测传感器，已知的有：作为在对象物中产生的因涡流引起的振荡强度、振荡频率的变化来检测与对象物的距离的变化的、自激振荡型位移检测传感器和共振型位移检测传感器。自激振荡型位移检测传感器，通过电感器得到振荡，将从振荡的电感器输出的磁通贴近对象物，来根据振荡强度、振荡周期的变化检测与对象物的距离变化。因此，当使多个自激振荡型位移检测传感器接近时，由相互接近的其他的自激振荡型位移检测传感器发出的磁通会对振荡状态产生影响，而变得无法检测正确的振荡强度的变化。为了防止这种现象，要考虑加入磁性屏蔽，而这样一来成本变高，同时也难以进行完全的屏蔽。另一方面，共振型位移检测传感器，通过晶体振荡器等外部振荡器得到应该叠加在驱动电压上的频率，来驱动共振电路。此时，虽然由各个电感器输出磁通，但是因为外部振荡器振荡的振荡频率相同，所以可减轻邻接影响。在相关的公知文献中，有特开2003-298403号公报、特开平9-101106号公报。
技术实现思路
但是，在共振型位移检测传感器中，存在这样的问题：由于在各个传感器中构成共振电路的电感器以及电容器的容量变化，共振频率发生变化。即，因为在电感器中存在由绕线的形状变化和温度变化引起的电感变化，在电容器中存在时效变化和温度变化，所以电感以及电容器的容量的积变化，故此-->共振频率变化。结果，由于共振频率的变化，而振幅的强度(输出电压)降低，故此可能无法正确地检测对象物的位移。本专利技术，是为解决上述课题而形成的，其目的在于在共振型位移探测装置中，降低或者排除共振电路的特性变化的影响，来提高位移探测精度。为了解决上述课题，作为检测探测对象物的位移探测系统，其特征在于具备：共振电路，其具有与探测对象物相向的检测用线圈，并与共振频率相对应来输出共振电压；可变频率振荡电路，其可以在第1频率与第2频率之间反复变更振荡频率；驱动电路，其将可变频率振荡电路振荡的频率叠加在驱动电压上施加给共振电路；和位移检测器，其使用由共振电路输出的共振电压来检测探测对象物的位移。据此，尤其可以降低或者排除共振电路的特性变化的影响，来提高位移探测精度。附图说明图1是表示具备多个位移探测装置的位移探测系统的一个构成例的说明图；图2是例示构成位移探测装置的线圈与位移探测对象物的位置关系的说明图；图3是表示通过位移探测装置检测位移探测对象物的位移的探测方法的说明图；图4是表示由可变振荡器连续输出的频率的变化情况的说明图；图5是表示由可变振荡器离散输出的频率的变化情况的说明图；图6是表示由位移探测装置得到的共振电压的一个例子的说明图；图7是表示由某个位移探测装置得到的共振电压的一个例子的说明图；图8是概略表示作为纸张厚度的检测机构临近设置地具备多个位移探测装置的适用位移探测系统的适用例的说明图上；图9是概略表示图8所示的适用例中的间隙G探测机构的说明图；图10是概略表示涉及其他实施方式的位移探测系统(位移探测装置)的结构例子的说明图。具体实施方式下面，一边参照附图，一边根据实施例对位移探测装置以及位移探测方-->法进行说明。参照图1～图3对涉及本专利技术的具备多个位移探测装置的位移探测系统的概略构成进行说明。图1是概略表示涉及本实施方式的具备多个位移探测装置的位移探测系统的一个构成例的说明图。图2是表示涉及本实施方式的构成位移探测装置的线圈与位移探测对象物的位置关系的说明图。图3是表示涉及本实施方式的基于位移探测装置的位移探测对象物的位移的检测方法的说明图。图1所示的位移探测系统10，具备3个位移探测装置20a、20b和20c。此外，位移探测系统10，也可具备2个或者4个或4以上的位移探测装置20。在各个位移探测装置20a、20b和20c，连接有通用的可变振荡器30。可变振荡器30，例如，为在从第1频率到第2频率的规定范围内反复可以变更振荡频率(驱动频率)的频率可变型振荡器，例如，可以使用电压控制振荡器(VCO)、数字式计数器IC。可变振荡器30的振荡频率，例如为数M赫兹，该重复周期为数百μs。最好预先估计位移探测装置20(后面说到的共振电路21)所能取的共振频率范围，然后确定第1频率以及第2频率以使其包含所估计的频率范围。各个位移探测装置20a、20b和20c，具备：共振电路21；驱动电路22，其对共振电路21施加驱动电压；检波部23，其探测由共振电路21输出的振幅(共振电压)的峰值；和检测部24，其根据由检波部23输出的共振电压的峰值的位移检测位移探测对象物的位移。此外，检波部23和检测部24形成位移检测器。控制位移探测系统10的控制电路40与可变振荡器30、以及各个位移探测装置20a、20b和20c的驱动电路22、检测部24连接。控制电路40具备CPU、存储器和输入输出部。控制电路40，执行：可变振荡器30的振荡频率的指示的处理；根据基于由检测部24检测的共振电路21的输出电压的位移探测对象物T的位移的探测的报告的处理；和探测出位移的位移探测对象物的处理。共振电路21，被构成为具备线圈211和电容器212的并联LC电路。线圈211作为位移探测部来工作，如图2所示，间隔规定的间隙G与位移探测-->对象物T相向地设置。涉及本专利技术的位移探测装置20a、20b和20c通过间隙G的位移，检测位移探测对象物T的位移，例如，厚度的变化。检波部23，具备二极管231、保持电容器232和放电电阻233。保持电容器232和放电电阻233并联连接，两者231、233的一端与共振电路21以及检测部24连接，另一端接地。放电电阻233，例如，其电阻值被决定为，使其在频率变更的重复周期的1个周期内消耗由保持电容232所保持的功率。检波部23，除此而外，也可以使用采样/保持电路和A/D转换电路实现。通过检波部23，由保持电容器232保持从共振电路21输出的电压值(振幅)中、最高的电压值(峰值)。由保持电容器232保持的功率在频率变更的重复周期的1个周期内，经由放电电阻233消耗。通过该重复，在每个频率周期(每个扫描)检测输出电压的峰值。检测部24，根据由检波部23检测的电压值的变动，检测探测对象物的位移。关于具体的方法参照图3进行说明。图3图示出了共振电路21以驱动频率f0为共振频率的情况下的、对于驱动频率的输出电压(振幅)的变化。当对共振电路21施加叠加了共振频率f0的驱动电压时，在作为位移探测部工作的线圈211和位移探测对象物T的间隙G大的情况下，得到间隙G大的共振电压(输出电压的峰值)Vg1。另一方面，当位移探测对象物T的厚度增大，而线圈211与位移探测对象物T的间隙G减小时，由于在位移探测对象物T产生的涡流，与共振电路21的Q值相当的参数发生变化，共振频率变高，而共振电压下降。结果，在同一驱动频率f0下，得到间隙G小的共振电压Vgs。因此，通过检测在驱动频率f0的、共振电压Vg1与共振电压Vgs的差(间隙变化)，可以检测位移探测对象物T的位移。当检测位移探测对象物T的位移时，将位移检测信号从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种位移探测系统，其探测探测对象物，并具有多个位移探测装置以及振荡产生第１频率与第２频率之间的多个频率的可变频率振荡电路，其特征在于，上述多个位移探测装置的各自，具备：驱动电路，其将上述可变频率振荡电路振荡的多个频率叠加在驱 动电压上施加给上述共振电路；共振电路，其具有与上述探测对象物相向的检测用线圈，并输出与由上述驱动电路所施加的上述多个频率对应的多个电压；和位移检测器，其根据由上述共振电路输出的多个电压的变化来检测上述探测对象物的位移，　 　上述位移检测器根据与上述探测对象物和上述检测用线圈的位置关系的变化以及上述驱动电路所施加的频率的变化对应变化的电压来检测上述探测对象物的位移，该电压是由上述共振电路输出的多个电压。

【技术特征摘要】
JP 2004-5-20 2004-1500651.一种位移探测系统，其探测探测对象物，并具有多个位移探测装置以及振荡产生第1频率与第2频率之间的多个频率的可变频率振荡电路，其特征在于，上述多个位移探测装置的各自，具备：驱动电路，其将上述可变频率振荡电路振荡的多个频率叠加在驱动电压上施加给上述共振电路；共振电路，其具有与上述探测对象物相向的检测用线圈，并输出与由上述驱动电路所施加的上述多个频率对应的多个电压；和位移检测器，其根据由上述共振电路输出的多个电压的变化来检测上述探测对象物的位移，上述位移检测器根据与上述探测对象物和上述检测用线圈的位置关系的变化以及上述驱动电路所施加的频率的变化对应变化的电压来检测上述探测对象物的位移，该电压是由上述共振电路输出的多个电压。2.根据权利要求1所述的位移探测系统，其特征在于，上述位移检测器具有：检波部，探测由上述共振电路输出的共振电压的峰值；和检测部，根据由该检波部输出的共振电压的峰值的位移来检测位移探测对象物的位移。3.根据权利要求1所述的位移探测系统，其特征在于，还具有控制部，该控制部对上述可变频率振荡电路指示振荡频率。4.根据权利要求1所述的位移探测系统，其特征在于，上述第1频率和上述第2频率，至少包括上述振荡电路所能取的共振频率的范围；上述可变频率振荡电路，在上述第1频率和上述第2频率之间连续地变化频率。5.根据权利要求1所述的位移探测系统，其特征在于，上述第1频率和上述第2频率，至少包括上述振荡电路所能取的共振频率的范围；上述可变频率振荡电路，在上述第1...

【专利技术属性】
技术研发人员：加纳光成，森章，林逸树，中林宗治，
申请(专利权)人：日立欧姆龙金融系统有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]