位置传感器制造技术

提供一种位置传感器，该位置传感器具备包括检测线圈(L1)和电容器(C1)的谐振电路(1)、检测体(2)、振荡电路(3)以及信号处理电路(4)，振荡电路(3)形成负反馈环，该负反馈环由以下部分构成：振幅检测电路(30)，其检测从谐振电路(1)输出的振荡信号的振幅；积分电路(31)，其输出与振幅检测电路(30)所检测出的振荡信号的振幅值和规定的基准电压之差相应的信号；负电导控制电路(32)，其根据来自积分电路(31)的输出来控制振荡电路(3)的负电导使得振荡信号的振幅值与规定的基准电压一致；以及运算放大器(OP1)，其进行调整使得谐振电路(1)的振荡电压(VLC)与负电导控制电路(32)的施加电压(VR)一致。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种检测对象物的位移的位置传感器(position sensor)。
技术介绍
以往，提供了检测对象物的位移(例如进行旋转的对象物的旋转量、旋转角度或旋转位置)的多种位置传感器，例如存在如专利文献I所公开的位置传感器。该专利文献I所记载的位移传感器(位置传感器)具备检测线圈，其缠绕在由非磁性体构成的筒状芯体上；以及筒状的导电体，其配置在检测线圈的内侧或外侧附近，能够在检测线圈的轴方向上移位。而且，从振荡电路输出振荡信号，该振荡信号的频率对应于根据检测线圈与导电体之间的距离而变化的检测线圈的电感以及与检测线圈并联连接的电容器的静电容量，基于该振荡信号来检测导电体的位移。于是，将与对象物连动的导电体的位移作为检测线圈的电感变化来进行检测，由此能够检测出对象物的位移。 在此，作为如上所述的位置传感器所使用的振荡电路，要求以下的振荡电路能够忠实地再现由检测线圈和电容器构成的谐振电路的谐振频率，并且是进行集成电路化等的适于大量生产的廉价产品。例如在专利文献2中公开了使用这种振荡电路的接近传感器(位置传感器)。下面，使用附图来简单说明该专利文献2所记载的接近传感器。如图6所示，该接近传感器具备谐振电路100，其包括检测线圈LlOO和电容器ClOO ;以及振荡电路101，其对谐振电路100供给反馈电流If以使谐振电路100的振荡持续。经由npn型晶体管102向振荡电路101输入对从谐振电路100输出的振荡电压的振幅进行电平移位(level shift)后得到的振荡电压。另外，该电平移位后的振荡电压还被输入到信号处理电路103，信号处理电路103通过与所输入的振荡电压的振幅大小相应地切换输出，来检测作为检测对象物的导电体(未图示)向检测线圈LlOO的接近。振荡电路101具备由两个pnp型晶体管101a、IOlb构成的电流镜(currentmirror)电路,通过该电流镜电路的作用使反馈电流If正反馈到谐振电路100。另外,振荡电路101具备npn型晶体管101c，该npn型晶体管IOlc的集电极与晶体管IOlb的集电极连接，发射极与反馈电阻Rf连接，从而构成射极跟随器(emitter follower)。根据该晶体管IOlc的发射极电位即施加在反馈电阻Rf上的电压来控制反馈电流If的电流值。另外，在振荡电路101中设置有振幅限制电路104，该振幅限制电路104用于将通过电平移位用的晶体管102进行电平移位后的振荡电压的振幅限制为规定的振幅。此外，振荡电路101的负电导Gosc是由反馈电阻Rf的电阻值决定的。例如，当将反馈电阻Rf的电阻值设为R时，振荡电路101的负电导Gosc的绝对值为|Gosc|=l/(2R)。该振荡电路101的负电导Gosc需要设定为始终与检测线圈L100的电导Gcoil相同的大小或其以上的大小，以使振荡持续。专利文献I :日本特开2008-292376号公报专利文献2 日本特开2002-267765号公报然而，在上述以往例中，检测线圈L100的电感根据导电体与检测线圈L100的相对位置而发生变化,但是检测线圈LlOO的电导Gcoil也发生变化。因而，振荡电路101的负电导Gosc还需要考虑到该检测线圈LlOO的电导Gcoil的变动而设定为有富余的值。然而，实验表明振荡电路101的振荡频率相对于谐振电路100的谐振频率的误差会根据如何设定该振荡电路101的负电导Gosc而发生变动。下面结合实验结果来说明该问题。在该实验中，当导电体在0mnT60mm的范围内移位时，检测线圈LlOO的电导Gcoil在200μ S 900y S的范围内变动。因此，当在将反馈电阻Rf的电阻值R设定为430 Ω (I Gosc I ^ I. 2mS)的情况下和将反馈电阻Rf的电阻值R设定为240 Ω (|Gosc ^ 2mS)的情况下分别测量振荡电路101的振荡频率时，得到了图7的(a)、(b)所示的结果。即，如图7的(a)所示，明确了振荡电路101的负电导Gosc的绝对值越大，振荡电路101的振荡频率相对于谐振电路100的谐振频率的误差就越大。另外，如图7的(b)所示，导电体的位移越小，即检测线圈LlOO的电导Gcoil越小，振荡电路101的振荡频率相对于谐振电路100的谐振频率的误差就越大。由此，明确了振荡电路101的负电导Gosc的绝对值与检测线圈LlOO的电导Gcoil之差越大，振荡电路101的振荡频率相对于谐振电路100的谐振频率的误差就越大。 实验还表明振荡电路101的振荡频率相对于谐振电路100的谐振频率的误差还根据振荡电路101的周围温度的变动而发生变动。下面，结合实验结果说明该问题。在该实验中，将反馈电阻Rf的电阻值R设定为270Ω (I Gosc ~1.91^)，在周围温度为251的情况下和周围温度为125°C的情况下分别测量振荡电路101的振荡频率。于是，如图8的(a)、(b)所示，明确了与周围温度为25°C的情况相比，在周围温度为125°C的情况下振荡电路101的振荡频率相对于谐振电路100的谐振频率的误差更大。具体地说，在周围温度为25°C的情况下，振荡电路101的振荡频率相对于谐振电路100的谐振频率有19Γ1. 5%的误差。另一方面，在周围温度为125°C的情况下，振荡电路101的振荡频率相对于谐振电路100的谐振频率有29Γ3. 5%的误差。即，明确了振荡电路101的振荡频率相对于谐振电路100的谐振频率的误差随着周围温度升高而变大。如此，在以往例中，存在以下的问题根据振荡电路101负电导Gosc的设定以及振荡电路101的周围温度，振荡电路101的振荡频率相对于谐振电路100的谐振频率的误差会变大，或者误差会发生变动。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题而完成的，提供一种能够减小振荡电路的振荡频率相对于谐振电路的谐振频率的误差以及该误差的变动的位置传感器。基于本专利技术的实施方式的位置传感器的特征在于，具备谐振电路，其包括检测线圈以及与上述检测线圈并联连接的电容器；检测体，其配置在上述检测线圈附近，并且与对象物的位移连动地相对于上述检测线圈在规定的轨道上移位；振荡电路，其对上述谐振电路供给反馈电流以使上述谐振电路的振荡持续，并且输出振荡信号，该振荡信号的频率与根据上述检测体的位移而变化的上述检测线圈的电感对应；以及信号处理电路，其基于从上述振荡电路输出的振荡信号来检测上述对象物的位移，其中，上述振荡电路具备振幅检测电路，其检测从上述谐振电路输出的振荡信号的振幅；以及负电导控制电路，其控制上述振荡电路的负电导，该振荡电路形成了对上述负电导控制电路进行控制以使从上述谐振电路输出的振荡信号的振幅固定的负反馈环。另外，上述振荡电路也可以构成为在从上述振荡电路输出的振荡信号的整个周期内进行线性动作。另外，上述振荡电路也可以在上述负反馈环内的某一处设置低通滤波器，该低通滤波器至少截止频率比振荡信号的频率高的信号。另外，上述信号处理电路也可以具备运算从上述振荡电路输出的振荡信号的周期的平方值并将其输出的平方电路，基于上述平方电路的输出信号来检测上述对象物的位移。专利技术的效果根据本专利技术的实施方式，通过进行控制使得来自谐振电路的振荡信号的振幅固定，能够进行控制使得振荡电路的负电导接近与对象物的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹羽正久，冈田邦孝，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：
国别省市：