JP2004069415A

JP2004069415A - Position detector

Info

Publication number: JP2004069415A
Application number: JP2002227271A
Authority: JP
Inventors: Naomasa Oshie; 押柄　直正; Seiji Toda; 戸田　成二; Shigetaka Miyawaki; 宮脇　重卓
Original assignee: Levex Corp
Current assignee: Levex Corp
Priority date: 2002-08-05
Filing date: 2002-08-05
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2022-08-05
Also published as: JP4184731B2

Abstract

【課題】外乱に強い位置検出器を提供する。
【解決手段】被検出物の位置の変化に応じて重合部（ｐ）の面積が変化するように配置されたコイル（１）および導電体（２）または磁性体（３）と、抵抗（６）と、コイル（１）および抵抗（６）の直列回路の一端側に設置された発振回路（７）およびバッファ（８）と、発振回路（７）およびバッファ（８）によりコイル（１）および抵抗（６）を介して充放電されるコンデンサ（４）と、コンデンサ（４）の充電電圧（ｅ）が上昇時閾値ＶｔｈＨより高くなった時に「Ｌ」を出力し下降時閾値ＶｔｈＬ（＜ＶｔｈＨ）より低くなった時に「Ｈ」を出力する反転出力コンパレータ（５）と、反転出力コンパレータ（５）の出力を発振回路（７）の出力に同期させるためのデジタル値Ｄを出力するＤＬＬ回路（４０）とを具備する。
【選択図】　図９Provided is a position detector that is resistant to disturbance.
A coil (1) and a conductor (2) or a magnetic body (3) arranged so that the area of a superposed portion (p) changes according to a change in the position of an object to be detected, and a resistor (6). ), An oscillation circuit (7) and a buffer (8) provided at one end of a series circuit of the coil (1) and the resistor (6), and the coil (1) and the buffer (8) by the oscillation circuit (7) and the buffer (8). The capacitor (4) charged / discharged via the resistor (6), and when the charging voltage (e) of the capacitor (4) becomes higher than the rising threshold VthH, outputs “L” and the falling threshold VthL (<VthH). ), An inverted output comparator (5) that outputs "H" when the output voltage becomes lower, and a DLL circuit () that outputs a digital value D for synchronizing the output of the inverted output comparator (5) with the output of the oscillation circuit (7). 40).
[Selection] Fig. 9

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検出物の位置の変化に応じて出力を変化させる位置検出器に関し、特に外乱に強い位置検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１５は、特願２００２−０６６５９７号にかかる位置検出器（９００）を示す構成図である。
この位置検出器（９００）は、変位検出部（Ａ）と、パルス出力部（Ｂ）と、タイミング回路（Ｃ）と、電圧変換部（Ｄ）と、出力変換部（７０）とから構成される。
【０００３】
変位検出部（Ａ）は、コイル（１）と、導電体（２）または磁性体（３）とから構成される。
導電体（２）または磁性体（３）は、被検出物の位置の変化に応じてコイル（１）との重合部の長さｐが変化するようにコイル（１）に対して配置される。
【０００４】
パルス出力部（Ｂ）は、コンデンサ（４）と、反転出力コンパレータ（５）と、抵抗（６）とから構成される。
コンデンサ（４）の一方の極は反転出力コンパレータ（５）の入力側に接続され、他方の極は０Ｖ（ボルト）またはグランドに接続される。抵抗（６）は、コイル（１）と直列に接続される。コイル（１）と抵抗（６）の直列接続回路の一端は、反転出力コンパレータ（５）の入力側に接続される。そして、反転出力コンパレータ（５）の出力側は、タイミング回路（Ｃ）の入力側に接続される。
【０００５】
反転出力コンパレータ（５）は、入力電圧（Ｓ１）が低電圧から上昇するときは、上昇時しきい値（ＶｔｈＨ）までは「Ｈ］を出力し、上昇時しきい値（ＶｔｈＨ）より上がると「Ｌ」を出力する。また、入力電圧が高電圧側から下降するときは、下降時しきい値（ＶｔｈＬ）までは「Ｌ」を出力し、下降時しきい値（ＶｔｈＬ）より下がると「Ｈ」を出力する。
【０００６】
タイミング回路（Ｃ）は、発振器（７）と、フリップフロップ（５２）と、バッファ（８）とから構成される。発振器（７）は、例えば１００ｋＨｚ程度のデューティ比１：１程度の矩形波を出力する。
【０００７】
タイミング回路（Ｃ）のバッファ（８）の出力は、コイル（１）と抵抗（６）の直列接続回路の他端に接続される。
【０００８】
電圧変換部（Ｄ）は、発振器（７）が出力するクロック（ａ）が「Ｈ」のときは出力を「Ｈ」にセットすると共にコンパレータ（５）の出力電圧（Ｓ２）の立上りエッジで出力を「Ｌ」にリセットする、つまり、クロック（ａ）の立上りエッジからクロック（ａ）が「Ｌ」になった後のコンパレータ（５）の出力電圧（Ｓ２）の立上りエッジまでの時間幅（ｔ）の矩形波（ｍ）を出力するフリップフロップ（６３）と、矩形波（ｍ）の単位時間当たりの面積に比例した電圧を出力する平滑回路（６０）とから構成される。この構成は、デューティ−電圧変換回路として働く。
【０００９】
出力変換部（７０）は、電圧変換部（Ｄ）の出力電圧に応じた電圧または電流を出力するか、又は、電圧変換部（Ｄ）の出力電圧が予め指定した閾値より高いか低いかを判定してスイッチ出力を発生させる。
【００１０】
さて、変位検出部（Ａ）において、被検出物の位置の変化に応じて、コイル（１）と導電体（２）または磁性体（３）との重合部の長さ（ｐ）が変化すると、コイル（１）のインダクタンスが変化する。すると、コンデンサ（４）の充放電の時定数が変化し、クロック（ａ）の立上りエッジから電圧（Ｓ２）の立上りエッジまでの時間幅（ｔ）が変化する。ところが、発振器（７）のクロック（ａ）で充電開始タイミングが規制されているため、周期（Ｔ）は一定のままである。従って、デューティ（１周期内の「Ｈ」の時間幅の割合）が変化する。このため、電圧変換部（Ｄ）の出力電圧が変化し、出力変換部（７０）の出力が変化する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記位置検出器（９００）では、反転出力コンパレータ（５）の出力信号がタイミング回路（Ｃ）を介してコイル（１）にフィードバックされている。
このため、コイル（１）に加わる温度変動やノイズなどにより反転出力コンパレータ（５）の出力信号が変化すると、動作が不安定になる問題点があった。すなわち、外乱に弱い問題点があった。
そこで、本発明の目的は、外乱に強い位置検出器を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、被検出物の位置の変化に応じて重合部（ｐ）の面積が変化するように配置されたコイル（１）および導電体（２）または磁性体（３）と、コイル（１）と直列接続された抵抗（６）と、コイル（１）および抵抗（６）の直列回路の一端側に設置された発振回路（７）と、コイル（１）および抵抗（６）の直列回路の他端側に設置され発振回路（７）によりコイル（１）および抵抗（６）を介して充放電されるコンデンサ（４）と、コンデンサ（４）の充電電圧（ｅ）が上昇時閾値ＶｔｈＨより高くなった時に「Ｌ」を出力し下降時閾値ＶｔｈＬ（＜ＶｔｈＨ）より低くなった時に「Ｈ」を出力する反転出力コンパレータ回路（５）と、発振回路（７）の出力と反転出力コンパレータ回路（５）の出力の論理積を出力するＡＮＤ回路（１０）とを具備したことを特徴とする位置検出器（１００）を提供する。
上記第１の観点による位置検出器（１００）では、反転出力コンパレータ回路（５）の出力がコイル（１）にフィードバックされていない。このため、コイル（１）に温度変動やノイズなどが加わっても動作が不安定にならず、外乱に強くなる。
なお、被検出物の位置の変化に応じて重合部（ｐ）の面積が変化すると、コイル（１）のインダクタンスが変化するため、コンデンサ（４）の充放電特性が変化し、反転出力コンパレータ回路（５）の出力が変化し、ＡＮＤ回路（１０）の出力パルスの時間幅が変化する。よって、被検出物の位置の変化を検出することが出来る。
【００１３】
第２の観点では、本発明は、被検出物の位置の変化に応じて重合部（ｐ）の面積が変化するように配置されたコイル（１）および導電体（２）または磁性体（３）と、コイル（１）と直列接続された抵抗（６）と、コイル（１）および抵抗（６）の直列回路の一端側に設置された発振回路（７）と、コイル（１）および抵抗（６）の直列回路の他端側に設置され発振回路（７）によりコイル（１）および抵抗（６）を介して充放電されるコンデンサ（４）と、コンデンサ（４）の充電電圧（ｅ）が上昇時閾値ＶｔｈＨより高くなった時に「Ｈ」を出力し下降時閾値ＶｔｈＬ（＜ＶｔｈＨ）より低くなった時に「Ｌ」を出力するコンパレータ回路（５，９）と、発振回路（７）の出力とコンパレータ回路（５，９）の出力の論理積を出力するＡＮＤ回路（１０）とを具備したことを特徴とする位置検出器（１００’）を提供する。
上記第２の観点による位置検出器（１００’）では、コンパレータ回路（５，９）の出力がコイル（１）にフィードバックされていない。このため、コイル（１）に温度変動やノイズなどが加わっても動作が不安定にならず、外乱に強くなる。
なお、被検出物の位置の変化に応じて重合部（ｐ）の面積が変化すると、コイル（１）のインダクタンスが変化するため、コンデンサ（４）の充放電特性が変化し、コンパレータ回路（５，９）の出力が変化し、ＡＮＤ回路（１０）の出力パルスの時間幅が変化する。よって、被検出物の位置の変化を検出することが出来る。
【００１４】
第３の観点では、本発明は、被検出物の位置の変化に応じて重合部（ｐ）の面積が変化するように配置されたコイル（１）および導電体（２）または磁性体（３）と、コイル（１）と直列接続された抵抗（６）と、コイル（１）および抵抗（６）の直列回路の一端側に設置された発振回路（７）と、コイル（１）および抵抗（６）の直列回路の他端側に設置され発振回路（７）によりコイル（１）および抵抗（６）を介して充放電されるコンデンサ（４）と、コンデンサ（４）の充電電圧（ｅ）が上昇時閾値ＶｔｈＨより高くなった時に「Ｌ」を出力し下降時閾値ＶｔｈＬ（＜ＶｔｈＨ）より低くなった時に「Ｈ」を出力する反転出力コンパレータ回路（５）と、発振回路（７）の出力と反転出力コンパレータ回路（５）の出力の排他的論理和を出力する排他的ＯＲ回路（１１）とを具備したことを特徴とする位置検出器（３００）を提供する。
上記第３の観点による位置検出器（３００）では、反転出力コンパレータ回路（５）の出力がコイル（１）にフィードバックされていない。このため、コイル（１）に温度変動やノイズなどが加わっても動作が不安定にならず、外乱に強くなる。
なお、被検出物の位置の変化に応じて重合部（ｐ）の面積が変化すると、コイル（１）のインダクタンスが変化するため、コンデンサ（４）の充放電特性が変化し、反転出力コンパレータ回路（５）の出力が変化し、排他的ＯＲ回路（１１）の出力パルスの時間幅が変化する。よって、被検出物の位置の変化を検出することが出来る。
【００１５】
第４の観点では、本発明は、被検出物の位置の変化に応じて重合部（ｐ）の面積が変化するように配置されたコイル（１）および導電体（２）または磁性体（３）と、コイル（１）と直列接続された抵抗（６）と、コイル（１）および抵抗（６）の直列回路の一端側に設置された発振回路（７）と、コイル（１）および抵抗（６）の直列回路の他端側に設置され発振回路（７）によりコイル（１）および抵抗（６）を介して充放電されるコンデンサ（４）と、コンデンサ（４）の充電電圧（ｅ）が上昇時閾値ＶｔｈＨより高くなった時に「Ｈ」を出力し下降時閾値ＶｔｈＬ（＜ＶｔｈＨ）より低くなった時に「Ｌ」を出力するコンパレータ回路（５，９）と、発振回路（７）の出力とコンパレータ回路（５，９）の出力の排他的論理和を出力する排他的ＯＲ回路（１１）とを具備したことを特徴とする位置検出器（３００’）を提供する。
上記第４の観点による位置検出器（３００’）では、コンパレータ回路（５，９）の出力がコイル（１）にフィードバックされていない。このため、コイル（１）に温度変動やノイズなどが加わっても動作が不安定にならず、外乱に強くなる。
なお、被検出物の位置の変化に応じて重合部（ｐ）の面積が変化すると、コイル（１）のインダクタンスが変化するため、コンデンサ（４）の充放電特性が変化し、コンパレータ回路（５，９）の出力が変化し、排他的ＯＲ回路（１１）の出力パルスの時間幅が変化する。よって、被検出物の位置の変化を検出することが出来る。
【００１６】
第５の観点では、本発明は、被検出物の位置の変化に応じて重合部（ｐ）の面積が変化するように配置されたコイル（１）および導電体（２）または磁性体（３）と、コイル（１）と直列接続された抵抗（６）と、コイル（１）および抵抗（６）の直列回路の一端側に設置された発振回路（７）と、コイル（１）および抵抗（６）の直列回路の他端側に設置され発振回路（７）によりコイル（１）および抵抗（６）を介して充放電されるコンデンサ（４）と、コンデンサ（４）の充電電圧（ｅ）が上昇時閾値ＶｔｈＨより高くなった時に「Ｌ」を出力し下降時閾値ＶｔｈＬ（＜ＶｔｈＨ）より低くなった時に「Ｈ」を出力する反転出力コンパレータ回路（５）と、反転出力コンパレータ回路（５）の出力を遅延させる遅延回路（４１）と、発振回路（７）の出力と遅延回路（４１）の出力の位相差を出力する位相差検出回路（４２）と、位相差を「０」にするように遅延回路（４１）の遅延量を制御する遅延量制御回路（４３）とを具備したことを特徴とする位置検出器（５００）を提供する。
上記第５の観点による位置検出器（５００）では、反転出力コンパレータ回路（５）の出力がコイル（１）にフィードバックされていない。このため、コイル（１）に温度変動やノイズなどが加わっても動作が不安定にならず、外乱に強くなる。
なお、被検出物の位置の変化に応じて重合部（ｐ）の面積が変化すると、コイル（１）のインダクタンスが変化するため、コンデンサ（４）の充放電特性が変化し、反転出力コンパレータ回路（５）の出力が変化し、遅延量制御回路（４３）が制御する遅延量が変化する。よって、被検出物の位置の変化を検出することが出来る。
【００１７】
第６の観点では、本発明は、被検出物の位置の変化に応じて重合部（ｐ）の面積が変化するように配置されたコイル（１）および導電体（２）または磁性体（３）と、コイル（１）と直列接続された抵抗（６）と、コイル（１）および抵抗（６）の直列回路の一端側に設置された発振回路（７）と、コイル（１）および抵抗（６）の直列回路の他端側に設置され発振回路（７）によりコイル（１）および抵抗（６）を介して充放電されるコンデンサ（４）と、コンデンサ（４）の充電電圧（ｅ）が上昇時閾値ＶｔｈＨより高くなった時に「Ｈ」を出力し下降時閾値ＶｔｈＬ（＜ＶｔｈＨ）より低くなった時に「Ｌ」を出力するコンパレータ回路（５’）と、コンパレータ回路（５’）の出力を遅延させる遅延回路（４１）と、発振回路（７）の出力と遅延回路（４１）の出力の位相差を出力する位相差検出回路（４２）と、位相差を「０」にするように遅延回路（４１）の遅延量を制御する遅延量制御回路（４３）とを具備したことを特徴とする位置検出器（５００’）を提供する。
上記第６の観点による位置検出器（５００’）では、コンパレータ回路（５’）の出力がコイル（１）にフィードバックされていない。このため、コイル（１）に温度変動やノイズなどが加わっても動作が不安定にならず、外乱に強くなる。
なお、被検出物の位置の変化に応じて重合部（ｐ）の面積が変化すると、コイル（１）のインダクタンスが変化するため、コンデンサ（４）の充放電特性が変化し、コンパレータ回路（５’）の出力が変化し、遅延量制御回路（４３）が制御する遅延量が変化する。よって、被検出物の位置の変化を検出することが出来る。
【００１８】
第７の観点では、本発明は、被検出物の位置の変化に応じて重合部（ｐ）の面積が変化するように配置されたコイル（１）および導電体（２）または磁性体（３）と、コイル（１）と直列接続された抵抗（６）と、コイル（１）および抵抗（６）の直列回路の一端側に設置された発振回路（７）と、コイル（１）および抵抗（６）の直列回路の他端側に設置され発振回路（７）によりコイル（１）および抵抗（６）を介して充放電されるコンデンサ（４）と、コンデンサ（４）の充電電圧（ｅ）が上昇時閾値ＶｔｈＨより高くなった時に「Ｌ」を出力し下降時閾値ＶｔｈＬ（＜ＶｔｈＨ）より低くなった時に「Ｈ」を出力する反転出力コンパレータ回路（５）と、発振回路（７）の出力が反転出力コンパレータ回路（５）の出力より進んでいる場合はその位相差に応じた時間幅の第１パルス信号（Ｕｐ）を出力し且つ発振回路（７）の出力と反転出力コンパレータ回路（５）の出力とが共に「Ｌ」になった時に短い時間幅の第２パルス信号（Ｄｗｎ）を出力すると共に発振回路（７）の出力が反転出力コンパレータ回路（５）の出力より遅れている場合はその位相差に応じた時間幅の第２パルス信号（Ｄｗｎ）を出力し且つ発振回路（７）の出力と反転出力コンパレータ回路（５）の出力とが共に「Ｌ」になった時に短い時間幅の第１パルス信号（Ｕｐ）を出力する位相差比較器（５０）と、第１パルス信号（Ｕｐ）および第２パルス信号（Ｄｗｎ）の一方で充電し他方で放電する充放電回路（８０）とを具備したことを特徴とする位置検出器（６００）を提供する。
上記第７の観点による位置検出器（６００）では、反転出力コンパレータ回路（５）の出力がコイル（１）にフィードバックされていない。このため、コイル（１）に温度変動やノイズなどが加わっても動作が不安定にならず、外乱に強くなる。
なお、被検出物の位置の変化に応じて重合部（ｐ）の面積が変化すると、コイル（１）のインダクタンスが変化するため、コンデンサ（４）の充放電特性が変化し、反転出力コンパレータ回路（５）の出力が変化し、充放電回路（８０）の充電電圧が変化する。よって、被検出物の位置の変化を検出することが出来る。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００２０】
−第１の実施形態−
図１は、第１の実施形態にかかる位置検出器（１００）を示す構成図である。この位置検出器（１００）は、被検出物の位置の変化に応じて重合部（ｐ）の面積が変化するように配置されたコイル（１）および導電体（２）または磁性体（３）と、コイル（１）と直列接続された抵抗（６）と、コイル（１）および抵抗（６）の直列回路の一端側に設置された発振回路（７）およびバッファ（８）と、コイル（１）および抵抗（６）の直列回路の他端側に設置され発振回路（７）およびバッファ（８）によりコイル（１）および抵抗（６）を介して充放電されるコンデンサ（４）と、コンデンサ（４）の充電電圧（ｅ）が上昇時閾値ＶｔｈＨより高くなった時に「Ｌ」を出力し下降時閾値ＶｔｈＬ（＜ＶｔｈＨ）より低くなった時に「Ｈ」を出力する反転出力コンパレータ回路（５）と、発振回路（７）の出力と反転出力コンパレータ回路（５）の出力の論理積を出力するＡＮＤ回路（１０）と、ＡＮＤ回路（１０）の出力の単位時間当たりの面積に比例した電圧を出力する平滑回路（６０）と、平滑回路（６０）の出力電圧に応じた電圧または電流を出力するか又は平滑回路（６０）の出力電圧が予め指定した閾値より高いか低いかを判定してスイッチ出力を発生させる出力変換部（７０）とを具備している。
【００２１】
導電体（２）または磁性体（３）は、被検出物の位置の変化に応じてコイル（１）との重合部の長さ（ｐ）が変化するようにコイル（１）に対して配置される。
コイル（１）は、例えば外径０．０７１ｍｍのエナメル被覆銅線を、内径２．３ｍｍ、長さ２２ｍｍで４層巻きとし、巻き数１２４０としたものである。また、コイル（１）は、例えば内径３ｍｍ、外径３．８ｍｍのステンレス保護管に入れられる。
導電体（２）または磁性体（３）は、例えば内径４．５ｍｍ、外径６．５ｍｍのアルミ管である。
【００２２】
コンデンサ（４）は、例えば１５０００ｐＦ程度である。抵抗（６）は、例えば６０Ω程度である。
【００２３】
図２は、位置検出器（１００）の各部の信号ａ，ｅ，ｆ，Ｍａの波形図である。実線はコイル（１）のインダクタンスがＬ１と場合、破線はコイル（１）のインダクタンスがＬ２（＞Ｌ１）の場合である。
【００２４】
発振回路（７）の出力電圧ａは、周期Ｔ，デューティ比０．５のパルス信号である。
【００２５】
コンデンサ（４）の充電電圧ｅは、発振回路（７）の出力信号ａが「Ｈ」の期間にバッファ（８）により充電されて上昇し、発振回路（７）の出力信号ａが「Ｌ」の期間にバッファ（８）により放電されて下降する。充電電圧ｅの上昇勾配および下降勾配は、コイル（１）と抵抗（６）とコンデンサ（４）とによって決まる時定数に支配される。
【００２６】
反転出力コンパレータ回路（５）の出力電圧ｆは、コンデンサ（４）の充電電圧ｅが上昇時閾値ＶｔｈＨまで上昇する間は「Ｈ」であり、上昇時閾値ＶｔｈＨに達すると「Ｌ」に反転し、コンデンサ（４）の充電電圧ｅが下降時閾値ＶｔｈＬまで下降する間は「Ｌ」であり、下降時閾値ＶｔｈＬに達すると「Ｈ」に反転する。
【００２７】
ＡＮＤ回路（１０）の出力電圧Ｍａは、発振回路（７）の出力信号ａの立上りで立ち上がり、反転出力コンパレータ回路（５）の出力電圧ｆの立下りで立ち下がるパルスとなる。
【００２８】
さて、被検出物の位置の変化に応じてコイル（１）と導電体（２）または磁性体（３）との重合部の長さ（ｐ）が増加（または減少）すると、コイル（１）のインダクタンスが例えばＬ１からＬ２に増加（またはＬ２からＬ１に減少）し、時定数が増加（または減少）する。すると、充電電圧ｅの上昇勾配および下降勾配が緩くなる（または急になる）ため、ＡＮＤ回路（１０）の出力電圧Ｍａの「Ｈ」の幅が例えばｔ１からｔ２に増加（またはｔ２からｔ１に減少）する。ただし、ＡＮＤ回路（１０）の出力電圧Ｍａの周期Ｔは一定である。よって、平滑回路（６０）の出力電圧は上昇（または下降）するので、被検出物の位置の変化を検出できる。また、平滑回路（６０）の出力電圧が閾値より高いか低いかを判定してスイッチ出力を発生させれば、閾値相当位置に対して被検出物がどちら側にあるかを表す判定信号が得られる。
【００２９】
第１の実施形態にかかる位置検出器（１００）によれば、次の効果が得られる。
・励磁コイルおよび差動型の２個の検出コイルが要らず、１個のコイル（１）で済むため、小型化に適し、小型機器や設置スペースの少ないところでの使用に適する。
・反転出力コンパレータ回路（５）の出力がコイル（１）にフィードバックされていないため、コイル（１）に温度変動やノイズなどが加わっても動作が不安定にならず、外乱に強くなる。
・位置を検出できる周期が変動しない。つまり、一定の周期Ｔごとに位置を検出できる。
【００３０】
−第２の実施形態−
図３は、第２の実施形態にかかる位置検出器（１００’）を示す構成図である。
この位置検出器（１００’）は、被検出物の位置の変化に応じて重合部（ｐ）の面積が変化するように配置されたコイル（１）および導電体（２）または磁性体（３）と、コイル（１）と直列接続された抵抗（６）と、コイル（１）および抵抗（６）の直列回路の一端側に設置された発振回路（７）およびバッファ（８）と、コイル（１）および抵抗（６）の直列回路の他端側に設置され発振回路（７）およびバッファ（８）によりコイル（１）および抵抗（６）を介して充放電されるコンデンサ（４）と、コンデンサ（４）の充電電圧（ｅ）が上昇時閾値ＶｔｈＨより高くなった時に「Ｌ」を出力し下降時閾値ＶｔｈＬ（＜ＶｔｈＨ）より低くなった時に「Ｈ」を出力する反転出力コンパレータ回路（５）と、反転出力コンパレータ回路（５）の出力を反転させるインバータ（９）と、発振回路（７）の出力とインバータ（９）の出力の論理積を出力するＡＮＤ回路（１０）と、ＡＮＤ回路（１０）の出力の単位時間当たりの面積に比例した電圧を出力する平滑回路（６０）と、平滑回路（６０）の出力電圧に応じた電圧または電流を出力するか又は平滑回路（６０）の出力電圧が予め指定した閾値より高いか低いかを判定してスイッチ出力を発生させる出力変換部（７０）とを具備している。
【００３１】
図４は、位置検出器（１００’）の各部の信号ａ，ｅ，ｆ，ｇ，Ｍａ’の波形図である。実線はコイル（１）のインダクタンスがＬ１と場合、破線はコイル（１）のインダクタンスがＬ２（＞Ｌ１）の場合である。
【００３２】
発振回路（７）の出力電圧ａは、周期Ｔ，デューティ比０．５のパルス信号である。
【００３３】
コンデンサ（４）の充電電圧ｅは、発振回路（７）の出力信号ａが「Ｈ」の期間にバッファ（８）により充電されて上昇し、発振回路（７）の出力信号ａが「Ｌ」の期間にバッファ（８）により放電されて下降する。充電電圧ｅの上昇勾配および下降勾配は、コイル（１）と抵抗（６）とコンデンサ（４）とによって決まる時定数に支配される。
【００３４】
反転出力コンパレータ回路（５）の出力電圧ｆは、コンデンサ（４）の充電電圧ｅが上昇時閾値ＶｔｈＨまで上昇する間は「Ｈ」であり、上昇時閾値ＶｔｈＨに達すると「Ｌ」に反転し、コンデンサ（４）の充電電圧ｅが下降時閾値ＶｔｈＬまで下降する間は「Ｌ」であり、下降時閾値ＶｔｈＬに達すると「Ｈ」に反転する。
インバータ（９）の出力電圧ｇは、反転出力コンパレータ回路（５）の出力電圧ｆを反転させたものである。
【００３５】
ＡＮＤ回路（１０）の出力電圧Ｍａ’は、インバータ（９）の出力信号ｇの立上りで立ち上がり、発振回路（７）の出力電圧ａの立下りで立ち下がるパルスとなる。
【００３６】
さて、被検出物の位置の変化に応じてコイル（１）と導電体（２）または磁性体（３）との重合部の長さ（ｐ）が増加（または減少）すると、コイル（１）のインダクタンスが例えばＬ１からＬ２に増加（またはＬ２からＬ１に減少）し、時定数が増加（または減少）する。すると、充電電圧ｅの上昇勾配および下降勾配が緩くなる（または急になる）ため、ＡＮＤ回路（１０）の出力電圧Ｍａ’の「Ｈ」の幅が例えばｔ１からｔ２に減少（またはｔ２からｔ１に増加）する。ただし、ＡＮＤ回路（１０）の出力電圧Ｍａ’の周期Ｔは一定である。よって、平滑回路（６０）の出力電圧は下降（または上昇）するので、被検出物の位置の変化を検出できる。また、平滑回路（６０）の出力電圧が閾値より高いか低いかを判定してスイッチ出力を発生させれば、閾値相当位置に対して被検出物がどちら側にあるかを表す判定信号が得られる。
【００３７】
第２の実施形態にかかる位置検出器（１００’）によれば、次の効果が得られる。
・励磁コイルおよび差動型の２個の検出コイルが要らず、１個のコイル（１）で済むため、小型化に適し、小型機器や設置スペースの少ないところでの使用に適する。
・反転出力コンパレータ回路（５）の出力がコイル（１）にフィードバックされていない。このため、コイル（１）に温度変動やノイズなどが加わっても動作が不安定にならず、外乱に強くなる。
・位置を検出できる周期が変動しない。つまり、一定の周期Ｔごとに位置を検出できる。
【００３８】
−第３の実施形態−
図５は、第３の実施形態にかかる位置検出器（３００）を示す構成図である。この位置検出器（３００）は、被検出物の位置の変化に応じて重合部（ｐ）の面積が変化するように配置されたコイル（１）および導電体（２）または磁性体（３）と、コイル（１）と直列接続された抵抗（６）と、コイル（１）および抵抗（６）の直列回路の一端側に設置された発振回路（７）およびバッファ（８）と、コイル（１）および抵抗（６）の直列回路の他端側に設置され発振回路（７）およびバッファ（８）によりコイル（１）および抵抗（６）を介して充放電されるコンデンサ（４）と、コンデンサ（４）の充電電圧（ｅ）が上昇時閾値ＶｔｈＨより高くなった時に「Ｌ」を出力し下降時閾値ＶｔｈＬ（＜ＶｔｈＨ）より低くなった時に「Ｈ」を出力する反転出力コンパレータ回路（５）と、発振回路（７）の出力と反転出力コンパレータ回路（５）の出力の排他的論理和を出力する排他的ＯＲ回路（１１）と、排他的ＯＲ回路（１１）の出力の単位時間当たりの面積に比例した電圧を出力する平滑回路（６０）と、平滑回路（６０）の出力電圧に応じた電圧または電流を出力するか又は平滑回路（６０）の出力電圧が予め指定した閾値より高いか低いかを判定してスイッチ出力を発生させる出力変換部（７０）とを具備している。
【００３９】
図６は、位置検出器（３００）の各部の信号ａ，ｅ，ｆ，Ｍｃの波形図である。実線はコイル（１）のインダクタンスがＬ１と場合、破線はコイル（１）のインダクタンスがＬ２（＞Ｌ１）の場合である。
【００４０】
発振回路（７）の出力電圧ａは、周期Ｔ，デューティ比０．５のパルス信号である。
【００４１】
コンデンサ（４）の充電電圧ｅは、発振回路（７）の出力信号ａが「Ｈ」の期間にバッファ（８）により充電されて上昇し、発振回路（７）の出力信号ａが「Ｌ」の期間にバッファ（８）により放電されて下降する。充電電圧ｅの上昇勾配および下降勾配は、コイル（１）と抵抗（６）とコンデンサ（４）とによって決まる時定数に支配される。
【００４２】
反転出力コンパレータ回路（５）の出力電圧ｆは、コンデンサ（４）の充電電圧ｅが上昇時閾値ＶｔｈＨまで上昇する間は「Ｈ」であり、上昇時閾値ＶｔｈＨに達すると「Ｌ」に反転し、コンデンサ（４）の充電電圧ｅが下降時閾値ＶｔｈＬまで下降する間は「Ｌ」であり、下降時閾値ＶｔｈＬに達すると「Ｈ」に反転する。
【００４３】
排他的ＯＲ回路（１１）の出力電圧Ｍｃは、発振回路（７）の出力電圧ａおよび反転出力コンパレータ回路（５）の出力信号ｆの一方が「Ｈ」で他方が「Ｌ」の期間だけ「Ｈ」となるパルスとなる。
【００４４】
さて、被検出物の位置の変化に応じてコイル（１）と導電体（２）または磁性体（３）との重合部の長さ（ｐ）が増加（または減少）すると、コイル（１）のインダクタンスが例えばＬ１からＬ２に増加（またはＬ２からＬ１に減少）し、時定数が増加（または減少）する。すると、充電電圧ｅの上昇勾配および下降勾配が緩くなる（または急になる）ため、排他的ＯＲ回路（１１）の出力電圧Ｍｃの「Ｈ」の幅が例えばｔ１からｔ２に減少（またはｔ２からｔ１に増加）する。ただし、排他的ＯＲ回路（１１）の出力電圧Ｍｃの周期Ｔは一定である。よって、平滑回路（６０）の出力電圧は下降（または上昇）するので、被検出物の位置の変化を検出できる。また、平滑回路（６０）の出力電圧が閾値より高いか低いかを判定してスイッチ出力を発生させれば、閾値相当位置に対して被検出物がどちら側にあるかを表す判定信号が得られる。
【００４５】
第３の実施形態にかかる位置検出器（３００）によれば、次の効果が得られる。
・励磁コイルおよび差動型の２個の検出コイルが要らず、１個のコイル（１）で済むため、小型化に適し、小型機器や設置スペースの少ないところでの使用に適する。
・反転出力コンパレータ回路（５）の出力がコイル（１）にフィードバックされていない。このため、コイル（１）に温度変動やノイズなどが加わっても動作が不安定にならず、外乱に強くなる。
・平滑回路（６０）の出力電圧は、第１の実施形態や第２の実施形態よりも大きく変化する。
・位置を検出できる周期が変動しない。つまり、一定の周期Ｔごとに位置を検出できる。
【００４６】
−第４の実施形態−
図７は、第４の実施形態にかかる位置検出器（３００’）を示す構成図である。
この位置検出器（３００’）は、被検出物の位置の変化に応じて重合部（ｐ）の面積が変化するように配置されたコイル（１）および導電体（２）または磁性体（３）と、コイル（１）と直列接続された抵抗（６）と、コイル（１）および抵抗（６）の直列回路の一端側に設置された発振回路（７）およびバッファ（８）と、コイル（１）および抵抗（６）の直列回路の他端側に設置され発振回路（７）およびバッファ（８）によりコイル（１）および抵抗（６）を介して充放電されるコンデンサ（４）と、コンデンサ（４）の充電電圧（ｅ）が上昇時閾値ＶｔｈＨより高くなった時に「Ｌ」を出力し下降時閾値ＶｔｈＬ（＜ＶｔｈＨ）より低くなった時に「Ｈ」を出力する反転出力コンパレータ回路（５）と、反転出力コンパレータ回路（５）の出力を反転させるインバータ（９）と、発振回路（７）の出力とインバータ（９）の出力の排他的論理和を出力する排他的ＯＲ回路（１１）と、排他的ＯＲ回路（１１）の出力の単位時間当たりの面積に比例した電圧を出力する平滑回路（６０）と、平滑回路（６０）の出力電圧に応じた電圧または電流を出力するか又は平滑回路（６０）の出力電圧が予め指定した閾値より高いか低いかを判定してスイッチ出力を発生させる出力変換部（７０）とを具備している。
【００４７】
図８は、位置検出器（３００’）の各部の信号ａ，ｅ，ｆ，ｇ，Ｍｃ’の波形図である。実線はコイル（１）のインダクタンスがＬ１と場合、破線はコイル（１）のインダクタンスがＬ２（＞Ｌ１）の場合である。
【００４８】
発振回路（７）の出力電圧ａは、周期Ｔ，デューティ比０．５のパルス信号である。
【００４９】
コンデンサ（４）の充電電圧ｅは、発振回路（７）の出力信号ａが「Ｈ」の期間にバッファ（８）により充電されて上昇し、発振回路（７）の出力信号ａが「Ｌ」の期間にバッファ（８）により放電されて下降する。充電電圧ｅの上昇勾配および下降勾配は、コイル（１）と抵抗（６）とコンデンサ（４）とによって決まる時定数に支配される。
【００５０】
反転出力コンパレータ回路（５）の出力電圧ｆは、コンデンサ（４）の充電電圧ｅが上昇時閾値ＶｔｈＨまで上昇する間は「Ｈ」であり、上昇時閾値ＶｔｈＨに達すると「Ｌ」に反転し、コンデンサ（４）の充電電圧ｅが下降時閾値ＶｔｈＬまで下降する間は「Ｌ」であり、下降時閾値ＶｔｈＬに達すると「Ｈ」に反転する。
インバータ（９）の出力電圧ｇは、反転出力コンパレータ回路（５）の出力電圧ｆを反転させたものである。
【００５１】
排他的ＯＲ回路（１１）の出力電圧Ｍｃ’は、発振回路（７）の出力電圧ａおよびインバータ（９）の出力信号ｇの一方が「Ｈ」で他方が「Ｌ」の期間だけ「Ｈ」となるパルスとなる。
【００５２】
さて、被検出物の位置の変化に応じてコイル（１）と導電体（２）または磁性体（３）との重合部の長さ（ｐ）が増加（または減少）すると、コイル（１）のインダクタンスが例えばＬ１からＬ２に増加（またはＬ２からＬ１に減少）し、時定数が増加（または減少）する。すると、充電電圧ｅの上昇勾配および下降勾配が緩くなる（または急になる）ため、排他的ＯＲ回路（１１）の出力電圧Ｍｃの「Ｈ」の幅が例えばｔ１からｔ２に増加（またはｔ２からｔ１に減少）する。ただし、排他的ＯＲ回路（１１）の出力電圧Ｍｃ’の周期Ｔは一定である。よって、平滑回路（６０）の出力電圧は上昇（または下降）するので、被検出物の位置の変化を検出できる。また、平滑回路（６０）の出力電圧が閾値より高いか低いかを判定してスイッチ出力を発生させれば、閾値相当位置に対して被検出物がどちら側にあるかを表す判定信号が得られる。
【００５３】
第４の実施形態にかかる位置検出器（３００’）によれば、次の効果が得られる。
・励磁コイルおよび差動型の２個の検出コイルが要らず、１個のコイル（１）で済むため、小型化に適し、小型機器や設置スペースの少ないところでの使用に適する。
・反転出力コンパレータ回路（５）の出力がコイル（１）にフィードバックされていない。このため、コイル（１）に温度変動やノイズなどが加わっても動作が不安定にならず、外乱に強くなる。
・平滑回路（６０）の出力電圧は、第１の実施形態や第２の実施形態よりも大きく変化する。
・位置を検出できる周期が変動しない。つまり、一定の周期Ｔごとに位置を検出できる。
【００５４】
−第５の実施形態−
図９は、第５の実施形態にかかる位置検出器（５００）を示す構成図である。この位置検出器（５００）は、被検出物の位置の変化に応じて重合部（ｐ）の面積が変化するように配置されたコイル（１）および導電体（２）または磁性体（３）と、コイル（１）と直列接続された抵抗（６）と、コイル（１）および抵抗（６）の直列回路の一端側に設置された発振回路（７）およびバッファ（８）と、コイル（１）および抵抗（６）の直列回路の他端側に設置され発振回路（７）およびバッファ（８）によりコイル（１）および抵抗（６）を介して充放電されるコンデンサ（４）と、コンデンサ（４）の充電電圧（ｅ）が上昇時閾値ＶｔｈＨより高くなった時に「Ｌ」を出力し下降時閾値ＶｔｈＬ（＜ＶｔｈＨ）より低くなった時に「Ｈ」を出力する反転出力コンパレータ回路（５）と、反転出力コンパレータ回路（５）の出力をデジタル値ＤＤに応じた遅延量だけ遅延させる可変遅延線回路（４１）と、発振回路（７）の出力と可変遅延線回路（４１）の出力の位相差Δを出力する位相差検出回路（４２）と、位相差Δを「０」にするように可変遅延線回路（４１）の遅延量を制御するべくデジタル値ＤＤを出力する遅延量制御回路（４３）と、デジタル値ＤＤに応じた電圧または電流を出力するか又はデジタル値が予め指定した閾値より高いか低いかを判定してスイッチ出力を発生させる出力変換部（９０）とを具備している。
【００５５】
可変遅延線回路（４１）と位相差検出回路（４２）と遅延量制御回路（４３）とは、ＤＬＬ（Ｄｅｌａｙ　Ｌｏｃｋｅｄ　Ｌｏｏｐ）回路（４０）を構成している。
【００５６】
図１０は、位置検出器（５００）の各部の信号ａ，ｅ，ｆ，Ｆの波形図である。実線はコイル（１）のインダクタンスがＬ１と場合、破線はコイル（１）のインダクタンスがＬ２（＞Ｌ１）の場合である。
【００５７】
発振回路（７）の出力電圧ａは、周期Ｔ，デューティ比０．５のパルス信号である。
【００５８】
コンデンサ（４）の充電電圧ｅは、発振回路（７）の出力信号ａが「Ｈ」の期間にバッファ（８）により充電されて上昇し、発振回路（７）の出力信号ａが「Ｌ」の期間にバッファ（８）により放電されて下降する。充電電圧ｅの上昇勾配および下降勾配は、コイル（１）と抵抗（６）とコンデンサ（４）とによって決まる時定数に支配される。
【００５９】
反転出力コンパレータ回路（５）の出力電圧ｆは、コンデンサ（４）の充電電圧ｅが上昇時閾値ＶｔｈＨまで上昇する間は「Ｈ」であり、上昇時閾値ＶｔｈＨに達すると「Ｌ」に反転し、コンデンサ（４）の充電電圧ｅが下降時閾値ＶｔｈＬまで下降する間は「Ｌ」であり、下降時閾値ＶｔｈＬに達すると「Ｈ」に反転する。
【００６０】
可変遅延線回路（４１）の出力電圧Ｆは、その立下りが発振回路（７）の出力信号ａの立下りに同期するような遅延量だけ、反転出力コンパレータ回路（５）の出力電圧ｆを遅延したパルスとなる。
【００６１】
さて、被検出物の位置の変化に応じてコイル（１）と導電体（２）または磁性体（３）との重合部の長さ（ｐ）が増加（または減少）すると、コイル（１）のインダクタンスが例えばＬ１からＬ２に増加（またはＬ２からＬ１に減少）し、時定数が増加（または減少）する。すると、充電電圧ｅの上昇勾配および下降勾配が緩くなる（または急になる）ため、可変遅延線回路（４１）での遅延量が例えばτ１からτ２に減少（またはτ２からτ１に増加）する。つまり、デジタル値ＤＤが減少（または増加）するので、被検出物の位置の変化を検出できる。また、デジタル値ＤＤが閾値より高いか低いかを判定してスイッチ出力を発生させれば、閾値相当位置に対して被検出物がどちら側にあるかを表す判定信号が得られる。
【００６２】
第５の実施形態にかかる位置検出器（５００）によれば、次の効果が得られる。
・励磁コイルおよび差動型の２個の検出コイルが要らず、１個のコイル（１）で済むため、小型化に適し、小型機器や設置スペースの少ないところでの使用に適する。
・反転出力コンパレータ回路（５）の出力がコイル（１）にフィードバックされていない。このため、コイル（１）に温度変動やノイズなどが加わっても動作が不安定にならず、外乱に強くなる。
・デジタル値ＤＤを直接出力できる。
・位置を検出できる周期が変動しない。つまり、一定の周期Ｔごとに位置を検出できる。
【００６３】
−第６の実施形態−
図１１は、第６の実施形態にかかる位置検出器（５００’）を示す構成図である。
この位置検出器（５００’）は、被検出物の位置の変化に応じて重合部（ｐ）の面積が変化するように配置されたコイル（１）および導電体（２）または磁性体（３）と、コイル（１）と直列接続された抵抗（６）と、コイル（１）および抵抗（６）の直列回路の一端側に設置された発振回路（７）およびバッファ（８）と、コイル（１）および抵抗（６）の直列回路の他端側に設置され発振回路（７）およびバッファ（８）によりコイル（１）および抵抗（６）を介して充放電されるコンデンサ（４）と、コンデンサ（４）の充電電圧（ｅ）が上昇時閾値ＶｔｈＨより高くなった時に「Ｈ」を出力し下降時閾値ＶｔｈＬ（＜ＶｔｈＨ）より低くなった時に「Ｌ」を出力する非反転出力コンパレータ回路（５’）と、非反転出力コンパレータ回路（５’）の出力をデジタル値ＤＤに応じた遅延量だけ遅延させる可変遅延線回路（４１）と、発振回路（７）の出力と可変遅延線回路（４１）の出力の位相差Δを出力する位相差検出回路（４２）と、位相差Δを「０」にするように可変遅延線回路（４１）の遅延量を制御するべくデジタル値ＤＤを出力する遅延量制御回路（４３）と、デジタル値ＤＤに応じた電圧または電流を出力するか又はデジタル値が予め指定した閾値より高いか低いかを判定してスイッチ出力を発生させる出力変換部（９０）とを具備している。
【００６４】
図１２は、位置検出器（５００’）の各部の信号ａ，ｅ，ｇ，Ｆの波形図である。実線はコイル（１）のインダクタンスがＬ１と場合、破線はコイル（１）のインダクタンスがＬ２（＞Ｌ１）の場合である。
【００６５】
発振回路（７）の出力電圧ａは、周期Ｔ，デューティ比０．５のパルス信号である。
【００６６】
コンデンサ（４）の充電電圧ｅは、発振回路（７）の出力信号ａが「Ｈ」の期間にバッファ（８）により充電されて上昇し、発振回路（７）の出力信号ａが「Ｌ」の期間にバッファ（８）により放電されて下降する。充電電圧ｅの上昇勾配および下降勾配は、コイル（１）と抵抗（６）とコンデンサ（４）とによって決まる時定数に支配される。
【００６７】
非反転出力コンパレータ回路（５’）の出力電圧ｇは、コンデンサ（４）の充電電圧ｅが上昇時閾値ＶｔｈＨまで上昇する間は「Ｌ」であり、上昇時閾値ＶｔｈＨに達すると「Ｈ」に反転し、コンデンサ（４）の充電電圧ｅが下降時閾値ＶｔｈＬまで下降する間は「Ｈ」であり、下降時閾値ＶｔｈＬに達すると「Ｌ」に反転する。
【００６８】
可変遅延線回路（４１）の出力電圧Ｆは、その立上りが発振回路（７）の出力信号ａの立上りに同期するような遅延量だけ、非反転出力コンパレータ回路（５’）の出力電圧ｇを遅延したパルスとなる。
【００６９】
さて、被検出物の位置の変化に応じてコイル（１）と導電体（２）または磁性体（３）との重合部の長さ（ｐ）が増加（または減少）すると、コイル（１）のインダクタンスが例えばＬ１からＬ２に増加（またはＬ２からＬ１に減少）し、時定数が増加（または減少）する。すると、充電電圧ｅの上昇勾配および下降勾配が緩くなる（または急になる）ため、可変遅延線回路（４１）での遅延量が例えばτ１からτ２に減少（またはτ２からτ１に増加）する。つまり、デジタル値ＤＤが減少（または増加）するので、被検出物の位置の変化を検出できる。また、デジタル値ＤＤが閾値より高いか低いかを判定してスイッチ出力を発生させれば、閾値相当位置に対して被検出物がどちら側にあるかを表す判定信号が得られる。
【００７０】
第６の実施形態にかかる位置検出器（５００’）によれば、次の効果が得られる。
・励磁コイルおよび差動型の２個の検出コイルが要らず、１個のコイル（１）で済むため、小型化に適し、小型機器や設置スペースの少ないところでの使用に適する。
・非反転出力コンパレータ回路（５’）の出力がコイル（１）にフィードバックされていない。このため、コイル（１）に温度変動やノイズなどが加わっても動作が不安定にならず、外乱に強くなる。
・デジタル値ＤＤを直接出力できる。
・位置を検出できる周期が変動しない。つまり、一定の周期Ｔごとに位置を検出できる。
【００７１】
−第７の実施形態−
図１３は、第７の実施形態にかかる位置検出器（６００）を示す構成図である。
この位置検出器（６００）は、被検出物の位置の変化に応じて重合部（ｐ）の面積が変化するように配置されたコイル（１）および導電体（２）または磁性体（３）と、コイル（１）と直列接続された抵抗（６）と、コイル（１）および抵抗（６）の直列回路の一端側に設置された発振回路（７）およびバッファ（８）と、コイル（１）および抵抗（６）の直列回路の他端側に設置され発振回路（７）およびバッファ（８）によりコイル（１）および抵抗（６）を介して充放電されるコンデンサ（４）と、コンデンサ（４）の充電電圧（ｅ）が上昇時閾値ＶｔｈＨより高くなった時に「Ｌ」を出力し下降時閾値ＶｔｈＬ（＜ＶｔｈＨ）より低くなった時に「Ｈ」を出力する反転出力コンパレータ回路（５）と、発振回路（７）の出力の立下りが反転出力コンパレータ回路（５）の出力の立下りより進んでいる場合はその位相差に応じた時間幅の第１パルス信号（Ｕｐ）を出力し且つ発振回路（７）の出力と反転出力コンパレータ回路（５）の出力とが共に「Ｌ」になった時に短い時間幅の第２パルス信号（Ｄｗｎ）を出力すると共に発振回路（７）の出力の立下りが反転出力コンパレータ回路（５）の出力の立下りより遅れている場合はその位相差に応じた時間幅の第２パルス信号（Ｄｗｎ）を出力し且つ発振回路（７）の出力と反転出力コンパレータ回路（５）の出力とが共に「Ｌ」になった時に短い時間幅の第１パルス信号（Ｕｐ）を出力する位相差比較器（５０）と、第１パルス信号（Ｕｐ）でＦＥＴ（８３）および抵抗（８４）を介してコンデンサ（８５）を放電し第２パルス信号（Ｄｗｎ）でＦＥＴ（８２）および抵抗（８４）を介してコンデンサ（８５）を充電する充放電回路（８０）とを具備している。
【００７２】
図１４は、位置検出器（６００）の各部の信号ａ，ｅ，ｆ，Ｕｐ，Ｄｗｎの波形図である。実線はコイル（１）のインダクタンスがＬ１と場合、破線はコイル（１）のインダクタンスがＬ２（＞Ｌ１）の場合である。
【００７３】
発振回路（７）の出力電圧ａは、周期Ｔ，デューティ比０．５のパルス信号である。
【００７４】
コンデンサ（４）の充電電圧ｅは、発振回路（７）の出力信号ａが「Ｈ」の期間にバッファ（８）により充電されて上昇し、発振回路（７）の出力信号ａが「Ｌ」の期間にバッファ（８）により放電されて下降する。充電電圧ｅの上昇勾配および下降勾配は、コイル（１）と抵抗（６）とコンデンサ（４）とによって決まる時定数に支配される。
【００７５】
反転出力コンパレータ回路（５）の出力電圧ｆは、コンデンサ（４）の充電電圧ｅが上昇時閾値ＶｔｈＨまで上昇する間は「Ｈ」であり、上昇時閾値ＶｔｈＨに達すると「Ｌ」に反転し、コンデンサ（４）の充電電圧ｅが下降時閾値ＶｔｈＬまで下降する間は「Ｌ」であり、下降時閾値ＶｔｈＬに達すると「Ｈ」に反転する。
【００７６】
位相比較器（５０）の第１パルス信号（Ｕｐ）は、反転出力コンパレータ回路（５）の出力電圧ｆが「Ｈ」のときに発振回路（７）の出力信号ａが立ち下がると「Ｈ」になり、反転出力コンパレータ回路（５）の出力電圧ｆも立ち下がると「Ｌ」に戻る。また、反転出力コンパレータ回路（５）の出力電圧ｆが「Ｌ」のときに発振回路（７）の出力信号ａが立ち下がると短時間だけ「Ｈ」になる。
位相比較器（５０）の第２パルス信号（Ｄｗｎ）は、発振回路（７）の出力信号ａが「Ｈ」のときに反転出力コンパレータ回路（５）の出力電圧ｆが立ち下がると「Ｈ」になり、発振回路（７）の出力信号ａも立ち下がると「Ｌ」に戻る。また、発振回路（７）の出力信号ａが「Ｌ」のときに反転出力コンパレータ回路（５）の出力電圧ｆが立ち下がると短時間だけ「Ｈ」になる。
なお、位相比較器（５０）は、ＩＣ化されたものが市販されている。
【００７７】
さて、被検出物の位置の変化に応じてコイル（１）と導電体（２）または磁性体（３）との重合部の長さ（ｐ）が増加（または減少）すると、コイル（１）のインダクタンスが例えばＬ１からＬ２に増加（またはＬ２からＬ１に減少）し、時定数が増加（または減少）する。すると、充電電圧ｅの上昇勾配および下降勾配が緩くなる（または急になる）ため、例えば第１パルス信号（Ｕｐ）による放電時間は変わらないが第２パルス信号（Ｄｗｎ）による充電時間が例えばｔ１からｔ２に減少（またはｔ２からｔ１に増加）する。ただし、第１パルス信号（Ｕｐ）および第２パルス信号（Ｄｗｎ）の周期Ｔは一定である。よって、充放電回路（８０）の出力電圧は下降（または増加）するので、被検出物の位置の変化を検出できる。また、充放電回路（８０）の出力電圧が閾値より高いか低いかを判定してスイッチ出力を発生させれば、閾値相当位置に対して被検出物がどちら側にあるかを表す判定信号が得られる。
【００７８】
第７の実施形態にかかる位置検出器（６００）によれば、次の効果が得られる。
・励磁コイルおよび差動型の２個の検出コイルが要らず、１個のコイル（１）で済むため、小型化に適し、小型機器や設置スペースの少ないところでの使用に適する。
・反転出力コンパレータ回路（５）の出力がコイル（１）にフィードバックされていない。このため、コイル（１）に温度変動やノイズなどが加わっても動作が不安定にならず、外乱に強くなる。
・位置を検出できる周期が変動しない。つまり、一定の周期Ｔごとに位置を検出できる。
【００７９】
【発明の効果】
本発明の位置検出器によれば、コンパレータ回路の出力がコイルにフィードバックされていないため、コイルに温度変動やノイズなどが加わっても動作が不安定にならず、外乱に強くなる。また、一定の周期ごとに位置を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る位置検出器の構成図である。
【図２】第１の実施形態に係る位置検出器における各部の信号を示す波形図である。
【図３】第２の実施形態に係る位置検出器の構成図である。
【図４】第２の実施形態に係る位置検出器における各部の信号を示す波形図である。
【図５】第３の実施形態に係る位置検出器の構成図である。
【図６】第３の実施形態に係る位置検出器における各部の信号を示す波形図である。
【図７】第４の実施形態に係る位置検出器の構成図である。
【図８】第４の実施形態に係る位置検出器における各部の信号を示す波形図である。
【図９】第５の実施形態に係る位置検出器の構成図である。
【図１０】第５の実施形態に係る位置検出器における各部の信号を示す波形図である。
【図１１】第６の実施形態に係る位置検出器の構成図である。
【図１２】第６の実施形態に係る位置検出器における各部の信号を示す波形図である。
【図１３】第７の実施形態に係る位置検出器の構成図である。
【図１４】第７の実施形態に係る位置検出器における各部の信号を示す波形図である。
【図１５】特願２００２−０６６５９７号に係る位置検出器の構成図である。
【符号の説明】
１　　　　コイル
２　　　　導電体
３　　　　磁性体
４　　　　コンデンサ
５　　　　反転出力コンパレータ
６　　　　抵抗
７　　　　発振回路
８　　　　バッファ
９　　　　インバータ
１０　　　ＡＮＤ回路
１１　　　排他的ＯＲ回路
４０　　　ＤＬＬ回路
４１　　　可変遅延線回路
４２　　　位相差検出回路
４３　　　遅延量制御回路
５０　　　位相比較器
８０　　　充放電回路
１００，１００’　　　位置検出回路
３００，３００’　　　位置検出回路
５００，５００’　　　位置検出回路
６００　　　　　　　　位置検出回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a position detector that changes its output according to a change in the position of an object to be detected, and more particularly to a position detector that is strong against disturbance.
[0002]
[Prior art]
FIG. 15 is a configuration diagram showing a position detector (900) according to Japanese Patent Application No. 2002-066597.
The position detector (900) includes a displacement detection unit (A), a pulse output unit (B), a timing circuit (C), a voltage conversion unit (D), and an output conversion unit (70). You.
[0003]
The displacement detection unit (A) includes a coil (1) and a conductor (2) or a magnetic body (3).
The conductor (2) or the magnetic body (3) is arranged with respect to the coil (1) such that the length p of the overlapping portion with the coil (1) changes according to the change in the position of the object to be detected. .
[0004]
The pulse output section (B) includes a capacitor (4), an inverted output comparator (5), and a resistor (6).
One pole of the capacitor (4) is connected to the input of the inverting output comparator (5) and the other pole is connected to 0V (volt) or ground. The resistor (6) is connected in series with the coil (1). One end of a series connection circuit of the coil (1) and the resistor (6) is connected to the input side of the inverted output comparator (5). The output side of the inverted output comparator (5) is connected to the input side of the timing circuit (C).
[0005]
When the input voltage (S1) rises from a low voltage, the inverting output comparator (5) outputs "H" until the rising threshold (VthH), and when it rises above the rising threshold (VthH). "L" is output. When the input voltage decreases from the high voltage side, "L" is output up to the falling threshold (VthL), and "H" is output when the input voltage falls below the falling threshold (VthL).
[0006]
The timing circuit (C) includes an oscillator (7), a flip-flop (52), and a buffer (8). The oscillator (7) outputs, for example, a rectangular wave with a duty ratio of about 1: 1 of about 100 kHz.
[0007]
The output of the buffer (8) of the timing circuit (C) is connected to the other end of the series connection circuit of the coil (1) and the resistor (6).
[0008]
The voltage converter (D) sets the output to "H" when the clock (a) output from the oscillator (7) is "H" and outputs the output at the rising edge of the output voltage (S2) of the comparator (5). Is reset to "L", that is, the time width (t) from the rising edge of the clock (a) to the rising edge of the output voltage (S2) of the comparator (5) after the clock (a) becomes "L". ) And a smoothing circuit (60) that outputs a voltage proportional to the area of the rectangular wave (m) per unit time. This configuration works as a duty-voltage conversion circuit.
[0009]
The output converter (70) outputs a voltage or current according to the output voltage of the voltage converter (D), or determines whether the output voltage of the voltage converter (D) is higher or lower than a predetermined threshold. Judge and generate switch output.
[0010]
Now, in the displacement detection unit (A), when the length (p) of the overlapping portion of the coil (1) and the conductor (2) or the magnetic body (3) changes according to the change in the position of the object to be detected. , The inductance of the coil (1) changes. Then, the time constant of charge / discharge of the capacitor (4) changes, and the time width (t) from the rising edge of the clock (a) to the rising edge of the voltage (S2) changes. However, since the charging start timing is regulated by the clock (a) of the oscillator (7), the cycle (T) remains constant. Therefore, the duty (the ratio of the time width of “H” within one cycle) changes. Therefore, the output voltage of the voltage converter (D) changes, and the output of the output converter (70) changes.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In the position detector (900), the output signal of the inverted output comparator (5) is fed back to the coil (1) via the timing circuit (C).
For this reason, when the output signal of the inverting output comparator (5) changes due to temperature fluctuation or noise applied to the coil (1), the operation becomes unstable. That is, there is a problem that the device is vulnerable to disturbance.
Therefore, an object of the present invention is to provide a position detector that is resistant to disturbance.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect, the present invention provides a coil (1) and a conductor (2) or a magnetic body (3) arranged such that the area of an overlapped portion (p) changes according to a change in the position of an object to be detected. ), A resistor (6) connected in series with the coil (1), an oscillation circuit (7) installed at one end of a series circuit of the coil (1) and the resistor (6), a coil (1) and a resistor A capacitor (4) installed at the other end of the series circuit of (6) and charged and discharged by the oscillation circuit (7) through the coil (1) and the resistor (6); and a charging voltage (e) of the capacitor (4). ) Is higher than the rising threshold VthH, outputs an “L”, and outputs a “H” when it becomes lower than the falling threshold VthL (<VthH), and an oscillation circuit (7). AND of the output of the inverter and the output of the inverted output comparator circuit (5) Providing a position detector according to claim (100) by comprising an AND circuit (10) for.
In the position detector (100) according to the first aspect, the output of the inverted output comparator circuit (5) is not fed back to the coil (1). For this reason, even if temperature fluctuation, noise, or the like is applied to the coil (1), the operation is not unstable, and the coil (1) is resistant to disturbance.
When the area of the overlapping portion (p) changes in accordance with the change in the position of the detection target, the inductance of the coil (1) changes, so that the charge and discharge characteristics of the capacitor (4) change, and the inverted output comparator circuit changes. The output of (5) changes, and the time width of the output pulse of the AND circuit (10) changes. Therefore, a change in the position of the detected object can be detected.
[0013]
In a second aspect, the present invention provides a coil (1) and a conductor (2) or a magnetic body (3) arranged such that the area of the overlapped portion (p) changes in accordance with a change in the position of an object to be detected. ), A resistor (6) connected in series with the coil (1), an oscillation circuit (7) installed at one end of a series circuit of the coil (1) and the resistor (6), a coil (1) and a resistor A capacitor (4) installed at the other end of the series circuit of (6) and charged and discharged by the oscillation circuit (7) through the coil (1) and the resistor (6); and a charging voltage (e) of the capacitor (4). ) Is higher than the rising threshold value VthH, outputs "H", and outputs lower than the falling threshold value VthL (<VthH). The comparator circuits (5, 9), and the oscillation circuit (7). That outputs the logical product of the output of the comparator circuit and the output of the comparator circuit (5, 9) D circuit (10) and the position detector characterized by comprising the providing (100 ').
In the position detector (100 ') according to the second aspect, the output of the comparator circuit (5, 9) is not fed back to the coil (1). For this reason, even if temperature fluctuation, noise, or the like is applied to the coil (1), the operation is not unstable, and the coil (1) is resistant to disturbance.
When the area of the overlapping portion (p) changes according to the change in the position of the detection target, the inductance of the coil (1) changes, so that the charge / discharge characteristics of the capacitor (4) change and the comparator circuit (5) changes. , 9) changes, and the time width of the output pulse of the AND circuit (10) changes. Therefore, a change in the position of the detected object can be detected.
[0014]
In a third aspect, the present invention provides a coil (1) and a conductor (2) or a magnetic body (3) arranged such that the area of the overlapped portion (p) changes in accordance with the change in the position of the detection object. ), A resistor (6) connected in series with the coil (1), an oscillation circuit (7) installed at one end of a series circuit of the coil (1) and the resistor (6), a coil (1) and a resistor A capacitor (4) installed at the other end of the series circuit of (6) and charged and discharged by the oscillation circuit (7) through the coil (1) and the resistor (6); and a charging voltage (e) of the capacitor (4). ) Is higher than the rising threshold VthH, outputs an “L”, and outputs a “H” when it becomes lower than the falling threshold VthL (<VthH), and an oscillation circuit (7). Exclusive logic of the output of the inverter and the output of the inverted output comparator circuit (5) It has and a exclusive-OR circuit (11) for outputting the provided position detector characterized by (300) a.
In the position detector (300) according to the third aspect, the output of the inverted output comparator circuit (5) is not fed back to the coil (1). For this reason, even if temperature fluctuation, noise, or the like is applied to the coil (1), the operation is not unstable, and the coil (1) is resistant to disturbance.
When the area of the overlapping portion (p) changes in accordance with the change in the position of the detection target, the inductance of the coil (1) changes, so that the charge and discharge characteristics of the capacitor (4) change, and the inverted output comparator circuit changes. The output of (5) changes, and the time width of the output pulse of the exclusive OR circuit (11) changes. Therefore, a change in the position of the detected object can be detected.
[0015]
In a fourth aspect, the present invention provides a coil (1) and a conductor (2) or a magnetic body (3) arranged such that the area of the overlapped portion (p) changes in accordance with the change in the position of the detection object. ), A resistor (6) connected in series with the coil (1), an oscillation circuit (7) installed at one end of a series circuit of the coil (1) and the resistor (6), a coil (1) and a resistor A capacitor (4) installed at the other end of the series circuit of (6) and charged and discharged by the oscillation circuit (7) through the coil (1) and the resistor (6); and a charging voltage (e) of the capacitor (4). ) Is higher than the rising threshold value VthH, outputs "H", and outputs lower than the falling threshold value VthL (<VthH). The comparator circuits (5, 9), and the oscillation circuit (7). The exclusive OR of the output of the comparator circuit and the output of the comparator circuit (5, 9) That provides an exclusive OR circuit (11) and the position detector characterized by comprising a (300 ').
In the position detector (300 ') according to the fourth aspect, the output of the comparator circuit (5, 9) is not fed back to the coil (1). For this reason, even if temperature fluctuation, noise, or the like is applied to the coil (1), the operation is not unstable, and the coil (1) is resistant to disturbance.
When the area of the overlapping portion (p) changes according to the change in the position of the detection target, the inductance of the coil (1) changes, so that the charge / discharge characteristics of the capacitor (4) change and the comparator circuit (5) changes. , 9) changes, and the time width of the output pulse of the exclusive OR circuit (11) changes. Therefore, a change in the position of the detected object can be detected.
[0016]
According to a fifth aspect, the present invention provides a coil (1) and a conductor (2) or a magnetic body (3) arranged such that the area of the overlapped portion (p) changes according to the change in the position of the detection object. ), A resistor (6) connected in series with the coil (1), an oscillation circuit (7) installed at one end of a series circuit of the coil (1) and the resistor (6), a coil (1) and a resistor A capacitor (4) installed at the other end of the series circuit of (6) and charged and discharged by the oscillation circuit (7) through the coil (1) and the resistor (6); and a charging voltage (e) of the capacitor (4). ) Outputs “L” when the voltage is higher than the rising threshold VthH, and outputs “H” when the voltage is lower than the falling threshold VthL (<VthH); and an inverted output comparator circuit (5). A delay circuit (41) for delaying the output of 5); A phase difference detection circuit (42) for outputting a phase difference between an output of the circuit (7) and an output of the delay circuit (41), and a delay amount of the delay circuit (41) so as to set the phase difference to "0". A position detector (500) comprising a delay amount control circuit (43).
In the position detector (500) according to the fifth aspect, the output of the inverted output comparator circuit (5) is not fed back to the coil (1). For this reason, even if temperature fluctuation, noise, or the like is applied to the coil (1), the operation is not unstable, and the coil (1) is resistant to disturbance.
When the area of the overlapping portion (p) changes in accordance with the change in the position of the detection target, the inductance of the coil (1) changes, so that the charge and discharge characteristics of the capacitor (4) change, and the inverted output comparator circuit changes. The output of (5) changes, and the delay amount controlled by the delay amount control circuit (43) changes. Therefore, a change in the position of the detected object can be detected.
[0017]
In a sixth aspect, the present invention provides a coil (1) and a conductor (2) or a magnetic body (3) arranged such that the area of the overlapped portion (p) changes in accordance with a change in the position of an object to be detected. ), A resistor (6) connected in series with the coil (1), an oscillation circuit (7) installed at one end of a series circuit of the coil (1) and the resistor (6), a coil (1) and a resistor A capacitor (4) installed at the other end of the series circuit of (6) and charged and discharged by the oscillation circuit (7) through the coil (1) and the resistor (6); and a charging voltage (e) of the capacitor (4). ) Is higher than the rising threshold value VthH, outputs a “H”, and outputs a “L” when it becomes lower than the falling threshold value VthL (<VthH), and a comparator circuit (5 ′). A delay circuit (41) for delaying the output of the oscillator circuit (7); A phase difference detection circuit (42) for outputting the phase difference between the force and the output of the delay circuit (41), and a delay amount control circuit (42) for controlling the delay amount of the delay circuit (41) so that the phase difference becomes "0". 43). A position detector (500 ′) characterized by comprising:
In the position detector (500 ') according to the sixth aspect, the output of the comparator circuit (5') is not fed back to the coil (1). For this reason, even if temperature fluctuation, noise, or the like is applied to the coil (1), the operation is not unstable, and the coil (1) is resistant to disturbance.
When the area of the overlapping portion (p) changes according to the change in the position of the detection target, the inductance of the coil (1) changes, so that the charge / discharge characteristics of the capacitor (4) change and the comparator circuit (5) changes. ') Changes, and the delay amount controlled by the delay amount control circuit (43) changes. Therefore, a change in the position of the detected object can be detected.
[0018]
According to a seventh aspect, the present invention provides a coil (1) and a conductor (2) or a magnetic body (3) arranged such that the area of the overlapping portion (p) changes in accordance with the change in the position of the detection object. ), A resistor (6) connected in series with the coil (1), an oscillation circuit (7) installed at one end of a series circuit of the coil (1) and the resistor (6), a coil (1) and a resistor A capacitor (4) installed at the other end of the series circuit of (6) and charged and discharged by the oscillation circuit (7) through the coil (1) and the resistor (6); and a charging voltage (e) of the capacitor (4). ) Is higher than the rising threshold VthH, outputs an “L”, and outputs a “H” when it becomes lower than the falling threshold VthL (<VthH), and an oscillation circuit (7). Is higher than the output of the inverted output comparator circuit (5). In this case, the first pulse signal (Up) having a time width according to the phase difference is output, and the output is short when both the output of the oscillation circuit (7) and the output of the inverted output comparator circuit (5) become "L". When the second pulse signal (Dwn) having a time width is output and the output of the oscillation circuit (7) is behind the output of the inverted output comparator circuit (5), the second pulse signal having a time width corresponding to the phase difference is output. (Dwn) and the phase difference for outputting the first pulse signal (Up) having a short time width when the output of the oscillation circuit (7) and the output of the inverted output comparator circuit (5) both become "L". A position detector comprising: a comparator (50); and a charge / discharge circuit (80) that charges one of the first pulse signal (Up) and the second pulse signal (Dwn) and discharges the other. 600).
In the position detector (600) according to the seventh aspect, the output of the inverted output comparator circuit (5) is not fed back to the coil (1). For this reason, even if temperature fluctuation, noise, or the like is applied to the coil (1), the operation is not unstable, and the coil (1) is resistant to disturbance.
When the area of the overlapping portion (p) changes in accordance with the change in the position of the detection target, the inductance of the coil (1) changes, so that the charge and discharge characteristics of the capacitor (4) change, and the inverted output comparator circuit changes. The output of (5) changes, and the charging voltage of the charge / discharge circuit (80) changes. Therefore, a change in the position of the detected object can be detected.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the embodiments shown in the drawings. Note that the present invention is not limited to this.
[0020]
-1st Embodiment-
FIG. 1 is a configuration diagram showing a position detector (100) according to the first embodiment. The position detector (100) includes a coil (1) and a conductor (2) or a magnetic body (3) arranged so that the area of the overlapped portion (p) changes according to a change in the position of an object to be detected. A resistor (6) connected in series with the coil (1); an oscillation circuit (7) and a buffer (8) installed at one end of a series circuit of the coil (1) and the resistor (6); A capacitor (4) installed at the other end of the series circuit of 1) and the resistor (6) and charged and discharged by the oscillation circuit (7) and the buffer (8) via the coil (1) and the resistor (6); An inverted output comparator circuit that outputs “L” when the charging voltage (e) of the capacitor (4) is higher than the rising threshold VthH and outputs “H” when it is lower than the falling threshold VthL (<VthH). 5), the output of the oscillation circuit (7) and the inverted output An AND circuit (10) for outputting a logical product of outputs of the comparator circuit (5); a smoothing circuit (60) for outputting a voltage proportional to an area per unit time of an output of the AND circuit (10); An output conversion unit (70) for outputting a voltage or current according to the output voltage of (60) or determining whether the output voltage of the smoothing circuit (60) is higher or lower than a predetermined threshold and generating a switch output; Is provided.
[0021]
The conductor (2) or the magnetic body (3) is arranged with respect to the coil (1) such that the length (p) of the overlapped portion with the coil (1) changes according to the change in the position of the object to be detected. Is done.
The coil (1) is, for example, an enamel-coated copper wire having an outer diameter of 0.071 mm and a four-layer winding having an inner diameter of 2.3 mm and a length of 22 mm, and has a number of turns of 1240. The coil (1) is placed in a stainless protective tube having an inner diameter of 3 mm and an outer diameter of 3.8 mm, for example.
The conductor (2) or the magnetic body (3) is, for example, an aluminum tube having an inner diameter of 4.5 mm and an outer diameter of 6.5 mm.
[0022]
The capacitor (4) has, for example, about 15000 pF. The resistance (6) is, for example, about 60Ω.
[0023]
FIG. 2 is a waveform diagram of signals a, e, f, and Ma of each section of the position detector (100). The solid line shows the case where the inductance of the coil (1) is L1, and the broken line shows the case where the inductance of the coil (1) is L2 (> L1).
[0024]
The output voltage a of the oscillation circuit (7) is a pulse signal having a period T and a duty ratio of 0.5.
[0025]
The charging voltage e of the capacitor (4) rises as the output signal a of the oscillation circuit (7) is charged by the buffer (8) while the output signal a of the oscillation circuit (7) is "H", and the output signal a of the oscillation circuit (7) becomes "L". Is discharged by the buffer (8) and falls. The rising gradient and the falling gradient of the charging voltage e are governed by a time constant determined by the coil (1), the resistor (6) and the capacitor (4).
[0026]
The output voltage f of the inverted output comparator circuit (5) is “H” while the charging voltage e of the capacitor (4) rises to the rising threshold VthH, and is inverted to “L” when the rising voltage VthH is reached. When the charging voltage e of the capacitor (4) falls to the falling threshold VthL, it is "L", and when it reaches the falling threshold VthL, it is inverted to "H".
[0027]
The output voltage Ma of the AND circuit (10) becomes a pulse that rises at the rise of the output signal a of the oscillation circuit (7) and falls at the fall of the output voltage f of the inverted output comparator circuit (5).
[0028]
Now, when the length (p) of the overlapping portion of the coil (1) and the conductor (2) or the magnetic body (3) increases (or decreases) in accordance with the change in the position of the detection object, the coil (1) Increases from L1 to L2 (or decreases from L2 to L1), and the time constant increases (or decreases). Then, since the rising gradient and the falling gradient of the charging voltage e become gentle (or steep), the width of “H” of the output voltage Ma of the AND circuit (10) increases, for example, from t1 to t2 (or from t2 to t1). Decrease. However, the cycle T of the output voltage Ma of the AND circuit (10) is constant. Therefore, the output voltage of the smoothing circuit (60) rises (or falls), so that a change in the position of the detected object can be detected. If a switch output is generated by determining whether the output voltage of the smoothing circuit (60) is higher or lower than the threshold, a determination signal indicating which side of the object is located with respect to the position corresponding to the threshold is obtained. Can be
[0029]
According to the position detector (100) according to the first embodiment, the following effects can be obtained.
-Since an excitation coil and two differential detection coils are not required and only one coil (1) is required, it is suitable for miniaturization and suitable for use in small devices and places where installation space is small.
Since the output of the inverting output comparator circuit (5) is not fed back to the coil (1), the operation is not unstable even if temperature fluctuation or noise is applied to the coil (1), and the coil (1) is resistant to disturbance.
-The period at which the position can be detected does not change. That is, the position can be detected at every fixed period T.
[0030]
-2nd Embodiment-
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating a position detector (100 ′) according to the second embodiment.
The position detector (100 ') includes a coil (1) and a conductor (2) or a magnetic body (3) arranged such that the area of the overlapping portion (p) changes in accordance with the change in the position of an object to be detected. ), A resistor (6) connected in series with the coil (1), an oscillation circuit (7) and a buffer (8) installed at one end of a series circuit of the coil (1) and the resistor (6), and a coil. A capacitor (4) installed at the other end of the series circuit of (1) and the resistor (6) and charged and discharged by the oscillation circuit (7) and the buffer (8) via the coil (1) and the resistor (6); An inverted output comparator circuit that outputs “L” when the charging voltage (e) of the capacitor (4) is higher than the rising threshold VthH and outputs “H” when the charging voltage (e) is lower than the falling threshold VthL (<VthH). (5) and an inverted output comparator circuit (5 ), An AND circuit (10) that outputs the logical product of the output of the oscillation circuit (7) and the output of the inverter (9), and the output of the AND circuit (10) per unit time. A smoothing circuit (60) that outputs a voltage proportional to the area of the signal, and outputs a voltage or current corresponding to the output voltage of the smoothing circuit (60) or the output voltage of the smoothing circuit (60) is higher than a predetermined threshold. An output conversion unit (70) for determining whether the output is low or low and generating a switch output.
[0031]
FIG. 4 is a waveform diagram of signals a, e, f, g, and Ma 'of each unit of the position detector (100'). The solid line shows the case where the inductance of the coil (1) is L1, and the broken line shows the case where the inductance of the coil (1) is L2 (> L1).
[0032]
The output voltage a of the oscillation circuit (7) is a pulse signal having a period T and a duty ratio of 0.5.
[0033]
The charging voltage e of the capacitor (4) rises as the output signal a of the oscillation circuit (7) is charged by the buffer (8) while the output signal a of the oscillation circuit (7) is "H", and the output signal a of the oscillation circuit (7) becomes "L". Is discharged by the buffer (8) and falls. The rising gradient and the falling gradient of the charging voltage e are governed by a time constant determined by the coil (1), the resistor (6) and the capacitor (4).
[0034]
The output voltage f of the inverted output comparator circuit (5) is “H” while the charging voltage e of the capacitor (4) rises to the rising threshold VthH, and is inverted to “L” when the rising voltage VthH is reached. When the charging voltage e of the capacitor (4) falls to the falling threshold VthL, it is "L", and when it reaches the falling threshold VthL, it is inverted to "H".
The output voltage g of the inverter (9) is obtained by inverting the output voltage f of the inverted output comparator circuit (5).
[0035]
The output voltage Ma ′ of the AND circuit (10) is a pulse that rises at the rise of the output signal g of the inverter (9) and falls at the fall of the output voltage a of the oscillation circuit (7).
[0036]
Now, when the length (p) of the overlapping portion of the coil (1) and the conductor (2) or the magnetic body (3) increases (or decreases) in accordance with the change in the position of the detection object, the coil (1) Increases from L1 to L2 (or decreases from L2 to L1), and the time constant increases (or decreases). Then, since the rising gradient and the falling gradient of the charging voltage e become gentle (or steep), the width of “H” of the output voltage Ma ′ of the AND circuit (10) decreases from t1 to t2, for example (or from t2 to t1). Increase). However, the cycle T of the output voltage Ma 'of the AND circuit (10) is constant. Therefore, the output voltage of the smoothing circuit (60) falls (or rises), so that a change in the position of the detected object can be detected. If a switch output is generated by determining whether the output voltage of the smoothing circuit (60) is higher or lower than the threshold, a determination signal indicating which side of the object is located with respect to the position corresponding to the threshold is obtained. Can be
[0037]
According to the position detector (100 ') according to the second embodiment, the following effects can be obtained.
-Since an excitation coil and two differential detection coils are not required and only one coil (1) is required, it is suitable for miniaturization and suitable for use in small devices and places where installation space is small.
-The output of the inverted output comparator circuit (5) is not fed back to the coil (1). For this reason, even if temperature fluctuation, noise, or the like is applied to the coil (1), the operation is not unstable, and the coil (1) is resistant to disturbance.
-The period at which the position can be detected does not change. That is, the position can be detected at every fixed period T.
[0038]
-Third embodiment-
FIG. 5 is a configuration diagram showing a position detector (300) according to the third embodiment. The position detector (300) includes a coil (1) and a conductor (2) or a magnetic body (3) that are arranged so that the area of the overlapping portion (p) changes according to a change in the position of an object to be detected. A resistor (6) connected in series with the coil (1); an oscillation circuit (7) and a buffer (8) installed at one end of a series circuit of the coil (1) and the resistor (6); A capacitor (4) installed at the other end of the series circuit of 1) and the resistor (6) and charged and discharged by the oscillation circuit (7) and the buffer (8) via the coil (1) and the resistor (6); An inverted output comparator circuit that outputs “L” when the charging voltage (e) of the capacitor (4) is higher than the rising threshold VthH and outputs “H” when it is lower than the falling threshold VthL (<VthH). 5), the output of the oscillation circuit (7) and the inverted output An exclusive OR circuit (11) for outputting an exclusive OR of the output of the comparator circuit (5), and a smoothing circuit (60) for outputting a voltage proportional to the area per unit time of the output of the exclusive OR circuit (11) ) And an output for outputting a voltage or current according to the output voltage of the smoothing circuit (60) or for determining whether the output voltage of the smoothing circuit (60) is higher or lower than a predetermined threshold value to generate a switch output. A conversion unit (70).
[0039]
FIG. 6 is a waveform diagram of signals a, e, f, and Mc of each section of the position detector (300). The solid line shows the case where the inductance of the coil (1) is L1, and the broken line shows the case where the inductance of the coil (1) is L2 (> L1).
[0040]
The output voltage a of the oscillation circuit (7) is a pulse signal having a period T and a duty ratio of 0.5.
[0041]
The charging voltage e of the capacitor (4) rises as the output signal a of the oscillation circuit (7) is charged by the buffer (8) while the output signal a of the oscillation circuit (7) is "H", and the output signal a of the oscillation circuit (7) becomes "L". Is discharged by the buffer (8) and falls. The rising gradient and the falling gradient of the charging voltage e are governed by a time constant determined by the coil (1), the resistor (6) and the capacitor (4).
[0042]
The output voltage f of the inverted output comparator circuit (5) is “H” while the charging voltage e of the capacitor (4) rises to the rising threshold VthH, and is inverted to “L” when the rising voltage VthH is reached. When the charging voltage e of the capacitor (4) falls to the falling threshold VthL, it is "L", and when it reaches the falling threshold VthL, it is inverted to "H".
[0043]
The output voltage Mc of the exclusive-OR circuit (11) is obtained by setting the output voltage Mc of the oscillating circuit (7) and the output signal f of the inverted output comparator circuit (5) to "H" while the other is "L". H ”.
[0044]
Now, when the length (p) of the overlapping portion of the coil (1) and the conductor (2) or the magnetic body (3) increases (or decreases) in accordance with the change in the position of the detection object, the coil (1) Increases from L1 to L2 (or decreases from L2 to L1), and the time constant increases (or decreases). Then, since the rising gradient and the falling gradient of the charging voltage e become gentle (or steep), the width of “H” of the output voltage Mc of the exclusive OR circuit (11) decreases from t1 to t2, for example (or from t2). (increase to t1). However, the period T of the output voltage Mc of the exclusive OR circuit (11) is constant. Therefore, since the output voltage of the smoothing circuit (60) falls (or rises), a change in the position of the object to be detected can be detected. If a switch output is generated by determining whether the output voltage of the smoothing circuit (60) is higher or lower than the threshold, a determination signal indicating which side of the object is located with respect to the position corresponding to the threshold is obtained. Can be
[0045]
According to the position detector (300) according to the third embodiment, the following effects can be obtained.
-Since an excitation coil and two differential detection coils are not required and only one coil (1) is required, it is suitable for miniaturization and suitable for use in small devices and places where installation space is small.
-The output of the inverted output comparator circuit (5) is not fed back to the coil (1). For this reason, even if temperature fluctuation, noise, or the like is applied to the coil (1), the operation is not unstable, and the coil (1) is resistant to disturbance.
-The output voltage of the smoothing circuit (60) changes more greatly than in the first embodiment or the second embodiment.
-The period at which the position can be detected does not change. That is, the position can be detected at every fixed period T.
[0046]
-Fourth embodiment-
FIG. 7 is a configuration diagram illustrating a position detector (300 ′) according to the fourth embodiment.
The position detector (300 ') includes a coil (1) and a conductor (2) or a magnetic body (3) arranged such that the area of the overlapped portion (p) changes in accordance with a change in the position of an object to be detected. ), A resistor (6) connected in series with the coil (1), an oscillation circuit (7) and a buffer (8) installed at one end of a series circuit of the coil (1) and the resistor (6), and a coil. A capacitor (4) installed at the other end of the series circuit of (1) and the resistor (6) and charged and discharged by the oscillation circuit (7) and the buffer (8) via the coil (1) and the resistor (6); An inverted output comparator circuit that outputs “L” when the charging voltage (e) of the capacitor (4) is higher than the rising threshold VthH and outputs “H” when the charging voltage (e) is lower than the falling threshold VthL (<VthH). (5) and an inverted output comparator circuit (5 ), An exclusive OR circuit (11) that outputs an exclusive OR of the output of the oscillation circuit (7) and the output of the inverter (9), and an exclusive OR circuit (11). A smoothing circuit (60) that outputs a voltage proportional to the area of the output per unit time, and a voltage or current corresponding to the output voltage of the smoothing circuit (60) or the output voltage of the smoothing circuit (60) An output converter (70) for determining whether the output is higher or lower than a predetermined threshold and generating a switch output.
[0047]
FIG. 8 is a waveform diagram of signals a, e, f, g, and Mc 'of each section of the position detector (300'). The solid line shows the case where the inductance of the coil (1) is L1, and the broken line shows the case where the inductance of the coil (1) is L2 (> L1).
[0048]
The output voltage a of the oscillation circuit (7) is a pulse signal having a period T and a duty ratio of 0.5.
[0049]
The charging voltage e of the capacitor (4) rises as the output signal a of the oscillation circuit (7) is charged by the buffer (8) while the output signal a of the oscillation circuit (7) is "H", and the output signal a of the oscillation circuit (7) becomes "L". Is discharged by the buffer (8) and falls. The rising gradient and the falling gradient of the charging voltage e are governed by a time constant determined by the coil (1), the resistor (6) and the capacitor (4).
[0050]
The output voltage f of the inverted output comparator circuit (5) is “H” while the charging voltage e of the capacitor (4) rises to the rising threshold VthH, and is inverted to “L” when the rising voltage VthH is reached. When the charging voltage e of the capacitor (4) falls to the falling threshold VthL, it is "L", and when it reaches the falling threshold VthL, it is inverted to "H".
The output voltage g of the inverter (9) is obtained by inverting the output voltage f of the inverted output comparator circuit (5).
[0051]
The output voltage Mc ′ of the exclusive OR circuit (11) is “H” only when one of the output voltage a of the oscillation circuit (7) and the output signal g of the inverter (9) is “H” and the other is “L”. Pulse.
[0052]
Now, when the length (p) of the overlapping portion of the coil (1) and the conductor (2) or the magnetic body (3) increases (or decreases) in accordance with the change in the position of the detection object, the coil (1) Increases from L1 to L2 (or decreases from L2 to L1), and the time constant increases (or decreases). Then, since the rising gradient and the falling gradient of the charging voltage e become gentle (or steep), the width of the “H” of the output voltage Mc of the exclusive OR circuit (11) increases, for example, from t1 to t2 (or from t2). (reduced to t1). However, the period T of the output voltage Mc 'of the exclusive OR circuit (11) is constant. Therefore, the output voltage of the smoothing circuit (60) rises (or falls), so that a change in the position of the detected object can be detected. If a switch output is generated by determining whether the output voltage of the smoothing circuit (60) is higher or lower than the threshold, a determination signal indicating which side of the object is located with respect to the position corresponding to the threshold is obtained. Can be
[0053]
According to the position detector (300 ') according to the fourth embodiment, the following effects can be obtained.
-Since an excitation coil and two differential detection coils are not required and only one coil (1) is required, it is suitable for miniaturization and suitable for use in small devices and places where installation space is small.
-The output of the inverted output comparator circuit (5) is not fed back to the coil (1). For this reason, even if temperature fluctuation, noise, or the like is applied to the coil (1), the operation is not unstable, and the coil (1) is resistant to disturbance.
-The output voltage of the smoothing circuit (60) changes more greatly than in the first embodiment or the second embodiment.
-The period at which the position can be detected does not change. That is, the position can be detected at every fixed period T.
[0054]
-Fifth embodiment-
FIG. 9 is a configuration diagram illustrating a position detector (500) according to the fifth embodiment. The position detector (500) includes a coil (1) and a conductor (2) or a magnetic body (3) that are arranged so that the area of the overlapped portion (p) changes according to a change in the position of an object to be detected. A resistor (6) connected in series with the coil (1); an oscillation circuit (7) and a buffer (8) installed at one end of a series circuit of the coil (1) and the resistor (6); A capacitor (4) installed at the other end of the series circuit of 1) and the resistor (6) and charged and discharged by the oscillation circuit (7) and the buffer (8) via the coil (1) and the resistor (6); An inverted output comparator circuit that outputs “L” when the charging voltage (e) of the capacitor (4) is higher than the rising threshold VthH and outputs “H” when it is lower than the falling threshold VthL (<VthH). 5) and an inverted output comparator circuit (5 Delay line circuit (41) for delaying the output of the variable delay line circuit by an amount corresponding to the digital value DD, and a phase difference detection for outputting a phase difference Δ between the output of the oscillation circuit (7) and the output of the variable delay line circuit (41). A delay amount control circuit (43) that outputs a digital value DD to control the delay amount of the variable delay line circuit (41) so that the phase difference Δ is set to “0”; An output converter (90) for outputting a corresponding voltage or current or determining whether a digital value is higher or lower than a predetermined threshold and generating a switch output.
[0055]
The variable delay line circuit (41), the phase difference detection circuit (42), and the delay amount control circuit (43) constitute a DLL (Delay Locked Loop) circuit (40).
[0056]
FIG. 10 is a waveform diagram of signals a, e, f, and F of each section of the position detector (500). The solid line shows the case where the inductance of the coil (1) is L1, and the broken line shows the case where the inductance of the coil (1) is L2 (> L1).
[0057]
The output voltage a of the oscillation circuit (7) is a pulse signal having a period T and a duty ratio of 0.5.
[0058]
The charging voltage e of the capacitor (4) rises as the output signal a of the oscillation circuit (7) is charged by the buffer (8) while the output signal a of the oscillation circuit (7) is "H", and the output signal a of the oscillation circuit (7) becomes "L". Is discharged by the buffer (8) and falls. The rising gradient and the falling gradient of the charging voltage e are governed by a time constant determined by the coil (1), the resistor (6) and the capacitor (4).
[0059]
The output voltage f of the inverted output comparator circuit (5) is “H” while the charging voltage e of the capacitor (4) rises to the rising threshold VthH, and is inverted to “L” when the rising voltage VthH is reached. When the charging voltage e of the capacitor (4) falls to the falling threshold VthL, it is "L", and when it reaches the falling threshold VthL, it is inverted to "H".
[0060]
The output voltage F of the variable delay line circuit (41) is the output voltage f of the inverted output comparator circuit (5) by a delay amount such that its fall is synchronized with the fall of the output signal a of the oscillation circuit (7). The result is a delayed pulse.
[0061]
Now, when the length (p) of the overlapping portion of the coil (1) and the conductor (2) or the magnetic body (3) increases (or decreases) in accordance with the change in the position of the detection object, the coil (1) Increases from L1 to L2 (or decreases from L2 to L1), and the time constant increases (or decreases). Then, since the rising gradient and the falling gradient of the charging voltage e become gentle (or steep), the delay amount in the variable delay line circuit (41) decreases, for example, from τ1 to τ2 (or increases from τ2 to τ1). That is, since the digital value DD decreases (or increases), a change in the position of the detected object can be detected. In addition, if the switch output is generated by determining whether the digital value DD is higher or lower than the threshold, a determination signal indicating which side the object is located with respect to the position corresponding to the threshold is obtained.
[0062]
According to the position detector (500) according to the fifth embodiment, the following effects can be obtained.
-Since an excitation coil and two differential detection coils are not required and only one coil (1) is required, it is suitable for miniaturization and suitable for use in small devices and places where installation space is small.
-The output of the inverted output comparator circuit (5) is not fed back to the coil (1). For this reason, even if temperature fluctuation, noise, or the like is applied to the coil (1), the operation is not unstable, and the coil (1) is resistant to disturbance.
-The digital value DD can be directly output.
-The period at which the position can be detected does not change. That is, the position can be detected at every fixed period T.
[0063]
-Sixth embodiment-
FIG. 11 is a configuration diagram illustrating a position detector (500 ′) according to the sixth embodiment.
This position detector (500 ') is composed of a coil (1) and a conductor (2) or a magnetic body (3) arranged such that the area of the overlapping portion (p) changes in accordance with the change in the position of the object. ), A resistor (6) connected in series with the coil (1), an oscillation circuit (7) and a buffer (8) installed at one end of a series circuit of the coil (1) and the resistor (6), and a coil. A capacitor (4) installed at the other end of the series circuit of (1) and the resistor (6) and charged and discharged by the oscillation circuit (7) and the buffer (8) via the coil (1) and the resistor (6); A non-inverting output comparator that outputs "H" when the charging voltage (e) of the capacitor (4) is higher than the rising threshold VthH and outputs "L" when the charging voltage (e) is lower than the falling threshold VthL (<VthH). Circuit (5 ') and non-inverted output comparator circuit A variable delay line circuit (41) for delaying the output of (5 ′) by a delay amount according to the digital value DD, and a phase difference Δ between the output of the oscillation circuit (7) and the output of the variable delay line circuit (41) is output. A delay amount control circuit (43) that outputs a digital value DD to control the delay amount of the variable delay line circuit (41) so that the phase difference Δ is set to “0”; An output converter (90) for outputting a voltage or current corresponding to the digital value DD or determining whether the digital value is higher or lower than a predetermined threshold value and generating a switch output.
[0064]
FIG. 12 is a waveform diagram of signals a, e, g, and F of each unit of the position detector (500 '). The solid line shows the case where the inductance of the coil (1) is L1, and the broken line shows the case where the inductance of the coil (1) is L2 (> L1).
[0065]
The output voltage a of the oscillation circuit (7) is a pulse signal having a period T and a duty ratio of 0.5.
[0066]
The charging voltage e of the capacitor (4) rises as the output signal a of the oscillation circuit (7) is charged by the buffer (8) while the output signal a of the oscillation circuit (7) is "H", and the output signal a of the oscillation circuit (7) becomes "L". Is discharged by the buffer (8) and falls. The rising gradient and the falling gradient of the charging voltage e are governed by a time constant determined by the coil (1), the resistor (6) and the capacitor (4).
[0067]
The output voltage g of the non-inverting output comparator circuit (5 ′) is “L” while the charging voltage e of the capacitor (4) rises to the rising threshold VthH, and becomes “H” when the rising voltage VthH is reached. Inverted, it is "H" while the charging voltage e of the capacitor (4) falls to the falling threshold VthL, and is inverted to "L" when it reaches the falling threshold VthL.
[0068]
The output voltage F of the variable delay line circuit (41) is the output voltage g of the non-inverting output comparator circuit (5 ') by an amount of delay such that its rising is synchronized with the rising of the output signal a of the oscillation circuit (7). The result is a delayed pulse.
[0069]
Now, when the length (p) of the overlapping portion of the coil (1) and the conductor (2) or the magnetic body (3) increases (or decreases) in accordance with the change in the position of the detection object, the coil (1) Increases from L1 to L2 (or decreases from L2 to L1), and the time constant increases (or decreases). Then, since the rising gradient and the falling gradient of the charging voltage e become gentle (or steep), the delay amount in the variable delay line circuit (41) decreases, for example, from τ1 to τ2 (or increases from τ2 to τ1). That is, since the digital value DD decreases (or increases), a change in the position of the detected object can be detected. In addition, if the switch output is generated by determining whether the digital value DD is higher or lower than the threshold, a determination signal indicating which side the object is located with respect to the position corresponding to the threshold is obtained.
[0070]
According to the position detector (500 ') according to the sixth embodiment, the following effects can be obtained.
-Since an excitation coil and two differential detection coils are not required and only one coil (1) is required, it is suitable for miniaturization and suitable for use in small devices and places where installation space is small.
-The output of the non-inverting output comparator circuit (5 ') is not fed back to the coil (1). For this reason, even if temperature fluctuation, noise, or the like is applied to the coil (1), the operation is not unstable, and the coil (1) is resistant to disturbance.
-The digital value DD can be directly output.
-The period at which the position can be detected does not change. That is, the position can be detected at every fixed period T.
[0071]
-Seventh embodiment-
FIG. 13 is a configuration diagram showing a position detector (600) according to the seventh embodiment.
The position detector (600) includes a coil (1) and a conductor (2) or a magnetic body (3) that are arranged such that the area of the overlapped portion (p) changes according to a change in the position of an object to be detected. A resistor (6) connected in series with the coil (1); an oscillation circuit (7) and a buffer (8) installed at one end of a series circuit of the coil (1) and the resistor (6); A capacitor (4) installed at the other end of the series circuit of 1) and the resistor (6) and charged and discharged by the oscillation circuit (7) and the buffer (8) via the coil (1) and the resistor (6); An inverted output comparator circuit that outputs “L” when the charging voltage (e) of the capacitor (4) is higher than the rising threshold VthH and outputs “H” when it is lower than the falling threshold VthL (<VthH). 5) and the fall of the output of the oscillation circuit (7) If the output of the inverted output comparator circuit (5) has advanced from the fall, the first pulse signal (Up) having a time width corresponding to the phase difference is output, and the output of the oscillation circuit (7) and the inverted output comparator circuit are output. When both the output of (5) and the output of (5) become "L", the second pulse signal (Dwn) of a short time width is output and the fall of the output of the oscillation circuit (7) is the output of the inverted output comparator circuit (5). If the output of the oscillation circuit (7) and the output of the inversion output comparator circuit (5) are both delayed, the second pulse signal (Dwn) having a time width corresponding to the phase difference is output. A phase difference comparator (50) for outputting a first pulse signal (Up) having a short time width when the signal becomes "L"; and a capacitor via the FET (83) and the resistor (84) for the first pulse signal (Up). (85) is discharged and the second It is provided with a charging and discharging circuit (80) for charging the capacitor (85) through the FET (82) and resistor (84) in the scan signal (Dwn).
[0072]
FIG. 14 is a waveform diagram of signals a, e, f, Up, and Dwn of each unit of the position detector (600). The solid line shows the case where the inductance of the coil (1) is L1, and the broken line shows the case where the inductance of the coil (1) is L2 (> L1).
[0073]
The output voltage a of the oscillation circuit (7) is a pulse signal having a period T and a duty ratio of 0.5.
[0074]
The charging voltage e of the capacitor (4) rises as the output signal a of the oscillation circuit (7) is charged by the buffer (8) while the output signal a of the oscillation circuit (7) is "H", and the output signal a of the oscillation circuit (7) becomes "L". Is discharged by the buffer (8) and falls. The rising gradient and the falling gradient of the charging voltage e are governed by a time constant determined by the coil (1), the resistor (6) and the capacitor (4).
[0075]
The output voltage f of the inverted output comparator circuit (5) is “H” while the charging voltage e of the capacitor (4) rises to the rising threshold VthH, and is inverted to “L” when the rising voltage VthH is reached. When the charging voltage e of the capacitor (4) falls to the falling threshold VthL, it is "L", and when it reaches the falling threshold VthL, it is inverted to "H".
[0076]
The first pulse signal (Up) of the phase comparator (50) becomes “H” when the output signal a of the oscillation circuit (7) falls when the output voltage f of the inverted output comparator circuit (5) is “H”. , And returns to “L” when the output voltage f of the inverted output comparator circuit (5) also falls. When the output signal a of the oscillation circuit (7) falls while the output voltage f of the inverting output comparator circuit (5) is "L", it goes to "H" for a short time.
The second pulse signal (Dwn) of the phase comparator (50) becomes "H" when the output voltage f of the inverted output comparator circuit (5) falls when the output signal a of the oscillation circuit (7) is "H". And returns to "L" when the output signal a of the oscillation circuit (7) also falls. Further, when the output voltage f of the inverted output comparator circuit (5) falls while the output signal a of the oscillation circuit (7) is "L", it becomes "H" for a short time.
The phase comparator (50) is commercially available in the form of an IC.
[0077]
Now, when the length (p) of the overlapping portion of the coil (1) and the conductor (2) or the magnetic body (3) increases (or decreases) in accordance with the change in the position of the detection object, the coil (1) Increases from L1 to L2 (or decreases from L2 to L1), and the time constant increases (or decreases). Then, since the rising gradient and the falling gradient of the charging voltage e become gentle (or steep), for example, the discharging time by the first pulse signal (Up) does not change, but the charging time by the second pulse signal (Dwn) is, for example, t1 To t2 (or increase from t2 to t1). However, the cycle T of the first pulse signal (Up) and the second pulse signal (Dwn) is constant. Therefore, the output voltage of the charging / discharging circuit (80) decreases (or increases), so that a change in the position of the detection target can be detected. If the switch output is generated by determining whether the output voltage of the charging / discharging circuit (80) is higher or lower than the threshold, a determination signal indicating which side the object is located with respect to the position corresponding to the threshold is obtained. can get.
[0078]
According to the position detector (600) according to the seventh embodiment, the following effects can be obtained.
-Since an excitation coil and two differential detection coils are not required and only one coil (1) is required, it is suitable for miniaturization and suitable for use in small devices and places where installation space is small.
-The output of the inverted output comparator circuit (5) is not fed back to the coil (1). For this reason, even if temperature fluctuation, noise, or the like is applied to the coil (1), the operation is not unstable, and the coil (1) is resistant to disturbance.
-The period at which the position can be detected does not change. That is, the position can be detected at every fixed period T.
[0079]
【The invention's effect】
According to the position detector of the present invention, since the output of the comparator circuit is not fed back to the coil, the operation does not become unstable even when temperature fluctuation or noise is applied to the coil, and the coil is resistant to disturbance. Further, the position can be detected at regular intervals.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a position detector according to a first embodiment.
FIG. 2 is a waveform chart showing signals of respective units in the position detector according to the first embodiment.
FIG. 3 is a configuration diagram of a position detector according to a second embodiment.
FIG. 4 is a waveform chart showing signals of respective units in a position detector according to a second embodiment.
FIG. 5 is a configuration diagram of a position detector according to a third embodiment.
FIG. 6 is a waveform chart showing signals of various parts in a position detector according to a third embodiment.
FIG. 7 is a configuration diagram of a position detector according to a fourth embodiment.
FIG. 8 is a waveform chart showing signals of respective units in a position detector according to a fourth embodiment.
FIG. 9 is a configuration diagram of a position detector according to a fifth embodiment.
FIG. 10 is a waveform chart showing signals of respective units in a position detector according to a fifth embodiment.
FIG. 11 is a configuration diagram of a position detector according to a sixth embodiment.
FIG. 12 is a waveform chart showing signals of respective units in a position detector according to a sixth embodiment.
FIG. 13 is a configuration diagram of a position detector according to a seventh embodiment.
FIG. 14 is a waveform chart showing signals of various parts in a position detector according to a seventh embodiment.
FIG. 15 is a configuration diagram of a position detector according to Japanese Patent Application No. 2002-066597.
[Explanation of symbols]
1 coil
2 conductor
3 Magnetic material
4 Capacitor
5 Inverted output comparator
6 Resistance
7 Oscillation circuit
8 buffers
9 Inverter
10 AND circuit
11 Exclusive OR circuit
40 DLL circuit
41 Variable delay line circuit
42 Phase difference detection circuit
43 Delay amount control circuit
50 phase comparator
80 charge / discharge circuit
100,100 'position detection circuit
300, 300 'position detection circuit
500,500 'position detection circuit
600 Position detection circuit

Claims

A coil (1) and a conductor (2) or a magnetic body (3) arranged so that the area of the overlapping portion (p) changes in accordance with a change in the position of an object to be detected, and a series connection with the coil (1) The resistor (6), the oscillation circuit (7) installed at one end of the series circuit of the coil (1) and the resistor (6), and the other end of the series circuit of the coil (1) and the resistor (6) And the capacitor (4) charged and discharged by the oscillation circuit (7) through the coil (1) and the resistor (6), and the charging voltage (e) of the capacitor (4) has become higher than the rising threshold VthH. Inverted output comparator circuit (5) that outputs "L" at the time and outputs "H" when the voltage becomes lower than the falling threshold value VthL (<VthH), the output of the oscillation circuit (7) and the inverted output comparator circuit (5). AND circuit (10) for outputting the logical product of the outputs of Position detector characterized by comprising (100).

A coil (1) and a conductor (2) or a magnetic body (3) arranged so that the area of the overlapping portion (p) changes in accordance with a change in the position of an object to be detected, and a series connection with the coil (1) The resistor (6), the oscillation circuit (7) installed at one end of the series circuit of the coil (1) and the resistor (6), and the other end of the series circuit of the coil (1) and the resistor (6) And the capacitor (4) charged and discharged by the oscillation circuit (7) through the coil (1) and the resistor (6), and the charging voltage (e) of the capacitor (4) has become higher than the rising threshold VthH. A comparator circuit (5, 9) that outputs “H” at the time and outputs “L” when the voltage becomes lower than the falling threshold value VthL (<VthH), an output of the oscillation circuit (7) and the comparator circuit (5, 9). AND circuit (10) for outputting a logical product of the outputs of A position detector, characterized in that (100 ').

A coil (1) and a conductor (2) or a magnetic body (3) arranged so that the area of the overlapping portion (p) changes in accordance with a change in the position of an object to be detected, and a series connection with the coil (1) The resistor (6), the oscillation circuit (7) installed at one end of the series circuit of the coil (1) and the resistor (6), and the other end of the series circuit of the coil (1) and the resistor (6) And the capacitor (4) charged and discharged by the oscillation circuit (7) through the coil (1) and the resistor (6), and the charging voltage (e) of the capacitor (4) has become higher than the rising threshold VthH. Inverted output comparator circuit (5) that outputs "L" at the time and outputs "H" when the voltage becomes lower than the falling threshold value VthL (<VthH), the output of the oscillation circuit (7) and the inverted output comparator circuit (5). Exclusive OR circuit that outputs the exclusive OR of the outputs of 11) a position detector, characterized by comprising a (300).

A coil (1) and a conductor (2) or a magnetic body (3) arranged so that the area of the overlapping portion (p) changes in accordance with a change in the position of an object to be detected, and a series connection with the coil (1) The resistor (6), the oscillation circuit (7) installed at one end of the series circuit of the coil (1) and the resistor (6), and the other end of the series circuit of the coil (1) and the resistor (6) And the capacitor (4) charged and discharged by the oscillation circuit (7) through the coil (1) and the resistor (6), and the charging voltage (e) of the capacitor (4) has become higher than the rising threshold VthH. A comparator circuit (5, 9) that outputs “H” at the time and outputs “L” when the voltage becomes lower than the falling threshold value VthL (<VthH), an output of the oscillation circuit (7) and the comparator circuit (5, 9). Exclusive OR circuit (11) for outputting an exclusive OR of the outputs of Position detector characterized by comprising a (300 ').

A coil (1) and a conductor (2) or a magnetic body (3) arranged so that the area of the overlapping portion (p) changes in accordance with a change in the position of an object to be detected, and a series connection with the coil (1) The resistor (6), the oscillation circuit (7) installed at one end of the series circuit of the coil (1) and the resistor (6), and the other end of the series circuit of the coil (1) and the resistor (6) And the capacitor (4) charged and discharged by the oscillation circuit (7) through the coil (1) and the resistor (6), and the charging voltage (e) of the capacitor (4) has become higher than the rising threshold VthH. An inverting output comparator circuit (5) that outputs “L” at the time and outputs “H” when the voltage becomes lower than the falling threshold VthL (<VthH), and a delay circuit ( 41), the output of the oscillation circuit (7) and the delay times A phase difference detection circuit (42) for outputting the phase difference of the output of (41) and a delay amount control circuit (43) for controlling the delay amount of the delay circuit (41) so as to make the phase difference "0". A position detector (500), comprising:

A coil (1) and a conductor (2) or a magnetic body (3) arranged so that the area of the overlapping portion (p) changes in accordance with a change in the position of an object to be detected, and a series connection with the coil (1) The resistor (6), the oscillation circuit (7) installed at one end of the series circuit of the coil (1) and the resistor (6), and the other end of the series circuit of the coil (1) and the resistor (6) And the capacitor (4) charged and discharged by the oscillation circuit (7) through the coil (1) and the resistor (6), and the charging voltage (e) of the capacitor (4) has become higher than the rising threshold VthH. A comparator circuit (5 ′) that outputs “H” at the time and outputs “L” when the voltage becomes lower than the falling threshold value VthL (<VthH), and a delay circuit (41) for delaying the output of the comparator circuit (5 ′) And the output of the oscillation circuit (7) and the output of the delay circuit (41). A phase difference detection circuit (42) for outputting a phase difference of force; and a delay amount control circuit (43) for controlling a delay amount of the delay circuit (41) so that the phase difference becomes "0". Characterized position detector (500 ').

A coil (1) and a conductor (2) or a magnetic body (3) arranged so that the area of the overlapping portion (p) changes in accordance with a change in the position of an object to be detected, and a series connection with the coil (1) The resistor (6), the oscillation circuit (7) installed at one end of the series circuit of the coil (1) and the resistor (6), and the other end of the series circuit of the coil (1) and the resistor (6) And the capacitor (4) charged and discharged by the oscillation circuit (7) through the coil (1) and the resistor (6), and the charging voltage (e) of the capacitor (4) has become higher than the rising threshold VthH. Output comparator circuit (5) that outputs "L" at the time and outputs "H" when the output voltage becomes lower than the falling threshold value VthL (<VthH), and the output of the oscillation circuit (7) is the inverted output comparator circuit (5). If it is more advanced than the output of The first pulse signal (Up) having a short interval is output, and when both the output of the oscillation circuit (7) and the output of the inverted output comparator circuit (5) become "L", the second pulse signal ( Dwn) and outputs the second pulse signal (Dwn) having a time width corresponding to the phase difference when the output of the oscillation circuit (7) is delayed from the output of the inverted output comparator circuit (5) and oscillates. A phase difference comparator (50) that outputs a first pulse signal (Up) having a short time width when both the output of the circuit (7) and the output of the inverted output comparator circuit (5) become “L”; A position detector (600), comprising: a charge / discharge circuit (80) for charging one of the one pulse signal (Up) and the second pulse signal (Dwn) and discharging the other.