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JP2019185611A - Non-contact measuring device and non-contact coupled sensor - Google Patents

Non-contact measuring device and non-contact coupled sensor Download PDF

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JP2019185611A
JP2019185611A JP2018078599A JP2018078599A JP2019185611A JP 2019185611 A JP2019185611 A JP 2019185611A JP 2018078599 A JP2018078599 A JP 2018078599A JP 2018078599 A JP2018078599 A JP 2018078599A JP 2019185611 A JP2019185611 A JP 2019185611A
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conductor
solenoid coil
coupling
coil
sensor
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JP2018078599A
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Japanese (ja)
Inventor
敬祐 石川
Keisuke Ishikawa
敬祐 石川
塚田 浩司
Koji Tsukada
浩司 塚田
将紀 石垣
Masaki Ishigaki
将紀 石垣
杉山 隆英
Takahide Sugiyama
隆英 杉山
昌行 杉田
Masayuki Sugita
昌行 杉田
松本 隆志
Takashi Matsumoto
隆志 松本
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Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
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Abstract

【課題】本発明は、非接触計測装置について、センサ素子の周辺回路に許容される温度を高くすることを目的とする。【解決手段】温度センサ素子26を含むセンサ回路12に非接触で結合する計測装置側結合部16と、交流成分を含むセンサ信号を計測装置側結合部16に出力するセンサ信号発生部14と、センサ信号発生部14と計測装置側結合部16との間の信号伝送線に設けられ、信号伝送線におけるセンサ信号のレベルを検出する信号レベル検出部18と、信号レベル検出部18によって検出された信号レベルに基づいて、計測対象物28における物理量を計測する計測部20とを備える。【選択図】図1An object of the present invention is to increase a temperature allowed in a peripheral circuit of a sensor element in a non-contact measurement device. A measuring device-side coupling unit for non-contact coupling to a sensor circuit including a temperature sensor element; a sensor signal generating unit for outputting a sensor signal including an AC component to the measuring device-side coupling unit; A signal level detector 18 is provided in a signal transmission line between the sensor signal generator 14 and the measuring device side coupling unit 16 and detects the level of a sensor signal in the signal transmission line, and is detected by the signal level detector 18. A measuring unit that measures a physical quantity of the measurement object based on the signal level; [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、非接触計測装置および非接触結合センサに関し、特に、センサ素子を電気的または磁気的に計測装置に結合させる技術に関する。   The present invention relates to a non-contact measurement device and a non-contact coupled sensor, and more particularly to a technique for electrically or magnetically coupling a sensor element to a measurement device.

センサ素子を用いて物体の温度を計測する技術につき研究開発が行われている。物体の温度を計測するセンサ素子としてサーミスタがある。サーミスタには、温度の変化に応じて抵抗値が変化するという性質がある。サーミスタは計測対象の物体に取り付けられ、ケーブルを介して計測装置に接続される。計測装置は、サーミスタの抵抗値に基づいて物体の温度を計測する。サーミスタと計測装置との間はケーブルによって接続されているため、計測対象の物体が高温となる場合であっても測定が容易である。   Research and development has been conducted on a technique for measuring the temperature of an object using a sensor element. There is a thermistor as a sensor element for measuring the temperature of an object. The thermistor has a property that its resistance value changes according to a change in temperature. The thermistor is attached to the object to be measured and connected to the measuring device via a cable. The measuring device measures the temperature of the object based on the resistance value of the thermistor. Since the thermistor and the measuring device are connected by a cable, measurement is easy even when the object to be measured is at a high temperature.

しかし、工場や商店等で扱われる物品のように頻繁に移動する物体については、ケーブルを用いてその温度を計測することは困難である。そこで、無線信号を用いて物品の温度上昇を検出する技術が提案されている。例えば、特許文献1には、共振タグ、非接触ICタグ、非接触ICカード等の非接触型の通信応答体が記載されている。この通信応答体には温度ヒューズが用いられており、温度上昇によって温度ヒューズがオフになることで共振周波数が変化する。共振周波数の変化によって、正常物品管理リーダが通信応答体を検出できなくなり、代わって異常感知リーダが通信応答体を検出する。これによって、通信応答体が取り付けられた物体の温度上昇が検出される。   However, it is difficult to measure the temperature of a frequently moving object such as an article handled in a factory or a store using a cable. Therefore, a technique for detecting a temperature rise of an article using a radio signal has been proposed. For example, Patent Document 1 describes a non-contact communication responder such as a resonance tag, a non-contact IC tag, or a non-contact IC card. A thermal fuse is used for this communication responder, and the resonance frequency changes when the thermal fuse is turned off due to a temperature rise. Due to the change in the resonance frequency, the normal article management reader cannot detect the communication responder, and instead, the abnormality sensing reader detects the communication responder. Thereby, the temperature rise of the object to which the communication responder is attached is detected.

特開2005−157485号公報JP 2005-157485 A

上記のように、ケーブルを用いずに物品の温度検出等を行う技術としては、無線信号を送受信するICを用いた技術がある。しかし、この技術では、ICの許容温度を超える環境下での計測は困難である。   As described above, as a technique for detecting the temperature of an article without using a cable, there is a technique using an IC that transmits and receives radio signals. However, with this technique, it is difficult to measure in an environment that exceeds the allowable temperature of the IC.

本発明は、非接触計測装置について、センサ素子の周辺回路に許容される温度を高くすることを目的とする。   An object of the present invention is to increase the temperature allowed for a peripheral circuit of a sensor element in a non-contact measuring device.

本発明は、センサ素子を含むセンサ回路に非接触で結合する結合部と、交流成分を含むセンサ信号を前記結合部に出力するセンサ信号発生部と、前記センサ信号発生部と前記結合部との間の信号伝送線に設けられ、前記信号伝送線における前記センサ信号のレベルを検出する信号レベル検出部と、前記信号レベル検出部によって検出された信号レベルに基づいて、計測対象物における物理量を計測する計測部と、を備えることを特徴とする。   The present invention includes a coupling unit coupled in a non-contact manner to a sensor circuit including a sensor element, a sensor signal generation unit that outputs a sensor signal including an AC component to the coupling unit, and the sensor signal generation unit and the coupling unit. A signal level detector that detects the level of the sensor signal in the signal transmission line, and a physical quantity in the measurement object is measured based on the signal level detected by the signal level detector. And a measuring unit.

望ましくは、前記センサ信号発生部は、直流電圧を出力する直流電源と、前記直流電源から出力された電圧をスイッチングするスイッチング回路と、を備える。   Preferably, the sensor signal generator includes a DC power source that outputs a DC voltage, and a switching circuit that switches the voltage output from the DC power source.

望ましくは、前記結合部は、前記センサ回路に含まれる導体に対向することでキャパシタを形成する結合導体を備え、前記結合導体に前記センサ信号が出力される。   Preferably, the coupling unit includes a coupling conductor that forms a capacitor by facing a conductor included in the sensor circuit, and the sensor signal is output to the coupling conductor.

望ましくは、前記センサ信号発生部に接続され、前記センサ回路に含まれる巻線に磁気的に結合する巻線を備える。   Preferably, a winding connected to the sensor signal generator and magnetically coupled to a winding included in the sensor circuit is provided.

また、本発明は、第1ソレノイドコイルと、前記第1ソレノイドコイルと延伸方向を同じくして、前記第1ソレノイドコイルの内側に位置する第2ソレノイドコイルと、センサ素子と、を備え、前記第1ソレノイドコイルおよび第2ソレノイドコイルのうちの一方に前記センサ素子の一端が接続され、前記第1ソレノイドコイルおよび第2ソレノイドコイルのうちの他方に、計測対象の物理量を計測する計測装置が接続され、前記第1ソレノイドコイルおよび前記第2ソレノイドコイルのうちの、前記センサ素子が接続された一方が、他方に対して軸中心に回転自在であり、または、前記第1ソレノイドコイルおよび前記第2ソレノイドコイルのうちの、前記センサ素子が接続されていない他方が、一方に対して軸中心に回転自在であることを特徴とする。   The present invention further includes a first solenoid coil, a second solenoid coil positioned in the first solenoid coil in the same extending direction as the first solenoid coil, and a sensor element, One end of the sensor element is connected to one of the first solenoid coil and the second solenoid coil, and a measuring device for measuring the physical quantity to be measured is connected to the other of the first solenoid coil and the second solenoid coil. One of the first solenoid coil and the second solenoid coil, to which the sensor element is connected, is rotatable about the axis with respect to the other, or the first solenoid coil and the second solenoid The other of the coils to which the sensor element is not connected is rotatable about the axis with respect to the other. And features.

また、本発明は、第1筒状導体と、前記第1筒状導体と延伸方向を同じくして、前記第1筒状導体の内側に位置する第2筒状導体と、前記第2筒状導体と延伸方向を同じくして、前記第2筒状導体の内側に位置する第1ソレノイドコイルと、前記第1ソレノイドコイルと延伸方向を同じくして、前記第1ソレノイドコイルの内側に位置する第2ソレノイドコイルと、センサ素子と、を備え、前記第1筒状導体および前記第2筒状導体が形成するキャパシタと、前記第1ソレノイドコイルと、前記第2ソレノイドコイルと、が共振回路を形成し、前記センサ素子が前記共振回路に接続され、前記第1ソレノイドコイルまたは第2ソレノイドコイルに、計測対象の物理量を計測する計測装置が接続され、前記第1筒状導体および前記第2ソレノイドコイルを含む第1結合ユニットが、前記第2筒状導体および前記第1ソレノイドコイルを含む第2結合ユニットに対して軸中心に回転自在であり、または、前記第2結合ユニットが、前記第1結合ユニットに対して軸中心に回転自在である、ことを特徴とする。   The present invention also provides a first cylindrical conductor, a second cylindrical conductor positioned inward of the first cylindrical conductor in the same extending direction as the first cylindrical conductor, and the second cylindrical conductor. A first solenoid coil located inside the second cylindrical conductor with the same extension direction as the conductor, and a first solenoid coil located inside the first solenoid coil with the same extension direction as the first solenoid coil. 2 solenoid coils and a sensor element, a capacitor formed by the first cylindrical conductor and the second cylindrical conductor, the first solenoid coil, and the second solenoid coil form a resonance circuit. The sensor element is connected to the resonance circuit, and a measuring device for measuring a physical quantity to be measured is connected to the first solenoid coil or the second solenoid coil, and the first cylindrical conductor and the second solenoid A first coupling unit including a coil is rotatable about an axis relative to a second coupling unit including the second cylindrical conductor and the first solenoid coil, or the second coupling unit is configured to be the first coupling unit. It is characterized by being rotatable about the axis with respect to the coupling unit.

また、本発明は、第1ソレノイドコイルと、前記第1ソレノイドコイルと延伸方向を同じくして、前記第1ソレノイドコイルの内側に位置する第2ソレノイドコイルと、前記第2ソレノイドコイルと延伸方向を同じくして、前記第2ソレノイドコイルの内側に位置する第1筒状導体と、前記第1筒状導体と延伸方向を同じくして、前記第1筒状導体の内側に位置する第2筒状導体と、センサ素子と、を備え、前記第1筒状導体および前記第2筒状導体が形成するキャパシタと、前記第1ソレノイドコイルと、前記第2ソレノイドコイルと、が共振回路を形成し、前記センサ素子が前記共振回路に接続され、前記第1ソレノイドコイルまたは第2ソレノイドコイルに、計測対象の物理量を計測する計測装置が接続され、前記第2筒状導体および前記第1ソレノイドコイルを含む第1結合ユニットが、前記第1筒状導体および前記第2ソレノイドコイルを含む第2結合ユニットに対して軸中心に回転自在であり、または、前記第2結合ユニットが、前記第1結合ユニットに対して軸中心に回転自在である、ことを特徴とする。   Further, the present invention provides a first solenoid coil, a second solenoid coil positioned inside the first solenoid coil, in the same extending direction as the first solenoid coil, and the extending direction of the second solenoid coil. Similarly, the first cylindrical conductor positioned inside the second solenoid coil and the second cylindrical shape positioned inside the first cylindrical conductor with the same extending direction as the first cylindrical conductor. A capacitor including a conductor and a sensor element, the capacitor formed by the first cylindrical conductor and the second cylindrical conductor, the first solenoid coil, and the second solenoid coil form a resonance circuit; The sensor element is connected to the resonance circuit, a measuring device for measuring a physical quantity to be measured is connected to the first solenoid coil or the second solenoid coil, and the second cylindrical conductor and The first coupling unit including the first solenoid coil is rotatable about an axis with respect to the second coupling unit including the first cylindrical conductor and the second solenoid coil, or the second coupling unit is The first coupling unit is rotatable about an axis.

また、本発明は、第1コイルと、第1結合導体と、前記第1コイルに磁気的に結合する第2コイルと、前記第1結合導体と共にキャパシタを形成する第2結合導体と、前記第1コイル、前記第2コイルおよび前記キャパシタによって形成される共振回路に接続されたセンサ素子と、を備え、前記第1コイルおよび前記第1結合導体を備える第1結合ユニット、または、前記第2コイルおよび前記第2結合導体を備える第2結合ユニットが変位することで、前記第1コイルと前記第2コイルとの間の距離が増加したときに、前記第1結合導体と前記第2結合導体との間の距離が減少し、前記第1結合ユニットまたは前記第2結合ユニットが変位することで、前記第1コイルと前記第2コイルとの間の距離が減少したときに、前記第1結合導体と前記第2結合導体との間の距離が増加する、ことを特徴とする。   The present invention also provides a first coil, a first coupling conductor, a second coil that is magnetically coupled to the first coil, a second coupling conductor that forms a capacitor together with the first coupling conductor, A sensor element connected to a resonance circuit formed by one coil, the second coil and the capacitor, and a first coupling unit comprising the first coil and the first coupling conductor, or the second coil When the distance between the first coil and the second coil is increased by displacing the second coupling unit including the second coupling conductor, the first coupling conductor and the second coupling conductor When the distance between the first coil and the second coil is reduced by the displacement of the first coupling unit or the second coupling unit. When The distance between the serial second coupling conductor is increased, characterized in that.

本発明によれば、非接触計測装置について、センサ素子の周辺回路に許容される温度を高くすることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the temperature accept | permitted by the peripheral circuit of a sensor element can be made high about a non-contact measuring device.

非接触計測システムの構成を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the structure of a non-contact measurement system. 非接触計測システムの具体的な構成を示す図である。It is a figure which shows the specific structure of a non-contact measurement system. 非接触結合センサの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a non-contact coupling sensor. 非接触結合センサの中心軸を通る断面を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the cross section which passes along the central axis of a non-contact coupling sensor. モータジェネレータに取り付けられた非接触結合センサを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the non-contact coupling sensor attached to the motor generator. モータジェネレータに取り付けられた非接触結合センサを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the non-contact coupling sensor attached to the motor generator. 非接触結合センサの各端子の接続を示す図である。It is a figure which shows the connection of each terminal of a non-contact coupling sensor. 非接触結合センサの変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of a non-contact coupling sensor. 第2の変形例に係る非接触結合センサを示す図である。It is a figure which shows the non-contact coupling sensor which concerns on a 2nd modification. 第1の変形例に係る非接触結合システムを示す図である。It is a figure which shows the non-contact coupling system which concerns on a 1st modification. 第2の変形例に係る非接触結合システムを示す図である。It is a figure which shows the non-contact coupling system which concerns on a 2nd modification. 第3の変形例に係る非接触結合システムを示す図である。It is a figure which shows the non-contact coupling system which concerns on a 3rd modification. 第3の変形例に係る非接触計測システムを実現する非接触結合センサを示す図である。It is a figure which shows the non-contact coupling sensor which implement | achieves the non-contact measurement system which concerns on a 3rd modification.

図1には、本発明の実施形態に係る非接触計測システムの構成が概念的に示されている。このシステムは、計測対象物28の温度、計測対象物28の周囲の気圧、湿度等、計測対象物28の状態を計測するものである。ここでは、計測対象物28の温度を計測する実施形態について説明するが、この説明は計測対象を温度に限定するものではない。   FIG. 1 conceptually shows the configuration of a non-contact measurement system according to an embodiment of the present invention. This system measures the state of the measurement object 28 such as the temperature of the measurement object 28, the atmospheric pressure around the measurement object 28, and the humidity. Here, although embodiment which measures the temperature of the measurement target object 28 is demonstrated, this description does not limit a measurement object to temperature.

非接触計測システムは、非接触計測装置10およびセンサ回路12を備えている。センサ回路12は、計測対象側結合部22およびセンサ素子回路24を備えている。センサ素子回路24は温度センサ素子26を備えており、温度センサ素子26は計測対象物28に熱結合している。計測対象物28の温度の変化に応じて温度センサ素子26の抵抗値等の素子定数が変化し、センサ素子回路24内の電圧または電流によって示される電気的状態が変化する。センサ素子回路24には、センサ素子回路24を非接触計測装置10に電気的または磁気的に結合する計測対象側結合部22が接続されている。   The non-contact measurement system includes a non-contact measurement device 10 and a sensor circuit 12. The sensor circuit 12 includes a measurement target side coupling unit 22 and a sensor element circuit 24. The sensor element circuit 24 includes a temperature sensor element 26, and the temperature sensor element 26 is thermally coupled to the measurement object 28. An element constant such as a resistance value of the temperature sensor element 26 changes according to a change in the temperature of the measurement object 28, and an electrical state indicated by a voltage or current in the sensor element circuit 24 changes. The sensor element circuit 24 is connected to a measurement target side coupling unit 22 that electrically or magnetically couples the sensor element circuit 24 to the non-contact measurement device 10.

非接触計測装置10は、センサ信号発生部14、計測装置側結合部16、信号レベル検出部18、および計測部20を備えている。センサ信号発生部14は、計測装置側結合部16にセンサ信号としての交流電圧または交流電流を出力する。計測装置側結合部16は、計測対象側結合部22に電気的または磁気的に結合している。計測対象物28の温度が変化すると、センサ素子回路24の電気的状態が変化し、センサ信号発生部14から計測装置側結合部16を見たインピーダンスが変化する。これによって、センサ信号発生部14と計測装置側結合部16との間の信号伝送線に現れる電圧や、この信号伝送線に流れる電流が変化する。   The non-contact measurement device 10 includes a sensor signal generation unit 14, a measurement device side coupling unit 16, a signal level detection unit 18, and a measurement unit 20. The sensor signal generation unit 14 outputs an AC voltage or an AC current as a sensor signal to the measurement device side coupling unit 16. The measuring device side coupling unit 16 is electrically or magnetically coupled to the measurement target side coupling unit 22. When the temperature of the measurement object 28 changes, the electrical state of the sensor element circuit 24 changes, and the impedance when the measurement device side coupling unit 16 is viewed from the sensor signal generation unit 14 changes. As a result, the voltage appearing on the signal transmission line between the sensor signal generating unit 14 and the measuring device side coupling unit 16 and the current flowing through the signal transmission line change.

信号レベル検出部18は、センサ信号発生部14と計測装置側結合部16との間の信号伝送線に現れる電圧、または、この信号伝送線に流れる電流を検出し、電圧検出値または電流検出値を計測部20に出力する。計測部20は、電圧検出値と温度とを対応付けた電圧/温度テーブル、または、電流検出値と温度とを対応付けた電流/温度テーブルを予め記憶している。計測部20は、信号レベル検出部18の検出値に基づいて、電圧/温度テーブルまたは電流/温度テーブルを参照し、計測対象物28の温度を求める。   The signal level detection unit 18 detects a voltage appearing on the signal transmission line between the sensor signal generation unit 14 and the measurement device side coupling unit 16 or a current flowing through the signal transmission line, and detects a voltage detection value or a current detection value. Is output to the measurement unit 20. The measurement unit 20 stores in advance a voltage / temperature table in which voltage detection values and temperatures are associated with each other, or a current / temperature table in which current detection values and temperatures are associated with each other. The measurement unit 20 refers to the voltage / temperature table or the current / temperature table based on the detection value of the signal level detection unit 18 and obtains the temperature of the measurement object 28.

図2には、本発明の実施形態に係る非接触計測システムの具体的な構成が示されている。非接触計測システムは、非接触計測装置10およびセンサ回路12を備えている。非接触計測装置10は、直流電圧源30、スイッチング回路32、スイッチング制御部36、1次巻線L1、第1結合導体P1、電流センサ34および計測部20を備えている。スイッチング回路32は、それぞれの一端が共通に接続された上スイッチング素子S1および下スイッチング素子S2を備えている。各スイッチング素子には、MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)等が用いられてよい。この場合、上スイッチング素子S1のソースが、下スイッチング素子S2のドレインに接続される。各スイッチング素子のドレインとソースとの間には、ソース側をアノードとしてダイオードが接続され、さらに、このダイオードにキャパシタが並列接続されている。   FIG. 2 shows a specific configuration of the non-contact measurement system according to the embodiment of the present invention. The non-contact measurement system includes a non-contact measurement device 10 and a sensor circuit 12. The non-contact measuring device 10 includes a DC voltage source 30, a switching circuit 32, a switching control unit 36, a primary winding L1, a first coupling conductor P1, a current sensor 34, and a measuring unit 20. The switching circuit 32 includes an upper switching element S1 and a lower switching element S2 whose one ends are commonly connected. Each switching element may be a MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor) or the like. In this case, the source of the upper switching element S1 is connected to the drain of the lower switching element S2. Between the drain and source of each switching element, a diode is connected with the source side as an anode, and a capacitor is connected in parallel to the diode.

下スイッチング素子S2に接続される側とは反対側における上スイッチング素子S1の端子(図2の上側の端子)は、直流電圧源30の正極端子に接続されている。上スイッチング素子S1に接続される側とは反対側における下スイッチング素子S2の端子(図の下側の端子)は、直流電圧源30の負極端子に負極線39を介して接続されている。直流電圧源30は、交流電圧を直流電圧に変換する直流電源回路であってもよいし、バッテリであってもよい。直流電源30およびスイッチング回路32は、センサ信号発生部14を構成する。   The terminal of the upper switching element S1 on the side opposite to the side connected to the lower switching element S2 (the upper terminal in FIG. 2) is connected to the positive terminal of the DC voltage source 30. The terminal of the lower switching element S2 on the side opposite to the side connected to the upper switching element S1 (the lower terminal in the figure) is connected to the negative terminal of the DC voltage source 30 via the negative line 39. The DC voltage source 30 may be a DC power supply circuit that converts an AC voltage into a DC voltage, or may be a battery. The DC power supply 30 and the switching circuit 32 constitute the sensor signal generation unit 14.

1次巻線L1の一端は、上スイッチング素子S1と下スイッチング素子S2の接続点に信号伝送線38を介して接続され、1次巻線L1の他端は、下スイッチング素子S2の下側の端子および直流電圧源30の負極端子に接続されている。上スイッチング素子S1と下スイッチング素子S2の接続点と1次巻線L1とを接続する信号伝送線38には第1結合導体P1が接続されている。また、信号伝送線38には、電流センサ34が取り付けられている。電流センサ34は計測部20に接続されており、信号伝送線38に流れる電流を検出し、検出値を計測部20に出力する。   One end of the primary winding L1 is connected to a connection point between the upper switching element S1 and the lower switching element S2 via the signal transmission line 38, and the other end of the primary winding L1 is connected to the lower side of the lower switching element S2. The terminal and the negative terminal of the DC voltage source 30 are connected. A first coupling conductor P1 is connected to a signal transmission line 38 that connects a connection point between the upper switching element S1 and the lower switching element S2 and the primary winding L1. A current sensor 34 is attached to the signal transmission line 38. The current sensor 34 is connected to the measurement unit 20, detects a current flowing through the signal transmission line 38, and outputs a detection value to the measurement unit 20.

センサ回路12は、第2結合導体P2、2次巻線L2およびサーミスタ40を備えている。サーミスタ40は、温度の変化に応じて抵抗値が変化する温度センサ素子である。第2結合導体P2には2次巻線L2の一端が接続され、2次巻線L2の他端にはサーミスタ40の一端が接続されている。サーミスタ40の他端は、計測対象物28における導体(接地導体等)に接続されている。計測対象物28においてサーミスタ40が接続される導体と、直流電圧源30の負極端子に接続された負極線39との間には、静電容量が挿入されていてもよい。サーミスタ40は計測対象物28に熱結合している。   The sensor circuit 12 includes a second coupling conductor P2, a secondary winding L2, and a thermistor 40. The thermistor 40 is a temperature sensor element whose resistance value changes according to a change in temperature. One end of the secondary winding L2 is connected to the second coupling conductor P2, and one end of the thermistor 40 is connected to the other end of the secondary winding L2. The other end of the thermistor 40 is connected to a conductor (such as a ground conductor) in the measurement object 28. Capacitance may be inserted between the conductor to which the thermistor 40 is connected in the measurement object 28 and the negative electrode wire 39 connected to the negative terminal of the DC voltage source 30. The thermistor 40 is thermally coupled to the measurement object 28.

非接触計測装置10の1次巻線L1および第1結合導体P1は、計測装置側結合部16を形成し、センサ回路12の2次巻線L2および第2結合導体P2は、計測対象側結合部22を形成する。1次巻線L1および2次巻線L2は磁気的に結合してトランスを形成し、第1結合導体P1および第2結合導体P2は、電気的に結合して結合キャパシタCを形成している。   The primary winding L1 and the first coupling conductor P1 of the non-contact measuring device 10 form a measuring device side coupling portion 16, and the secondary winding L2 and the second coupling conductor P2 of the sensor circuit 12 are coupled to the measurement target side. Part 22 is formed. The primary winding L1 and the secondary winding L2 are magnetically coupled to form a transformer, and the first coupling conductor P1 and the second coupling conductor P2 are electrically coupled to form a coupling capacitor C. .

次に、非接触計測システムの動作について説明する。スイッチング制御部36は、上スイッチング素子S1および下スイッチング素子S2を繰り返し交互にオンオフ制御する。すなわち、スイッチング制御部36は、上スイッチング素子S1をオフからオンに制御すると共に下スイッチング素子S2をオンからオフにし、上スイッチング素子S1をオフからオンに制御すると共に下スイッチング素子S2をオンからオフにする動作を繰り返す。   Next, the operation of the non-contact measurement system will be described. The switching control unit 36 repeatedly turns on and off the upper switching element S1 and the lower switching element S2 alternately. In other words, the switching control unit 36 controls the upper switching element S1 from off to on, turns the lower switching element S2 from on to off, controls the upper switching element S1 from off to on, and turns the lower switching element S2 from on to off. Repeat the operation.

スイッチング回路32のオンオフ制御によってセンサ信号としての交流電流が1次巻線L1に流れ、1次巻線L1の両端に誘導起電力が発生する。2次巻線L2は1次巻線L1に磁気的に結合しているため、2次巻線L2の両端にも誘導起電力が発生する。1次巻線L1、結合キャパシタC、および2次巻線L2は共振回路を形成しており、所定の共振周波数で共振する。   By the on / off control of the switching circuit 32, an alternating current as a sensor signal flows through the primary winding L1, and an induced electromotive force is generated at both ends of the primary winding L1. Since the secondary winding L2 is magnetically coupled to the primary winding L1, an induced electromotive force is also generated at both ends of the secondary winding L2. The primary winding L1, the coupling capacitor C, and the secondary winding L2 form a resonance circuit and resonate at a predetermined resonance frequency.

計測対象物28の温度の変化によって、サーミスタ40の抵抗値が変化する。サーミスタ40は、1次巻線L1、結合キャパシタC、および2次巻線L2に直列に接続されており、サーミスタ40の抵抗値の変化によって共振周波数が変化する。共振周波数が変化すると、スイッチング回路32側から1次巻線L1側を見た入力インピーダンスもまた変化する。したがって、計測対象物28の温度の変化に応じて入力インピーダンスが変化し、信号伝送線38に流れる電流もまた変化する。   The resistance value of the thermistor 40 changes due to a change in the temperature of the measurement object 28. The thermistor 40 is connected in series to the primary winding L1, the coupling capacitor C, and the secondary winding L2, and the resonance frequency changes due to a change in the resistance value of the thermistor 40. When the resonance frequency changes, the input impedance when the primary winding L1 side is viewed from the switching circuit 32 side also changes. Therefore, the input impedance changes according to the temperature change of the measurement object 28, and the current flowing through the signal transmission line 38 also changes.

信号レベル検出部18としての電流センサ34は、信号伝送線38に流れる電流を検出し、電流検出値(電流の大きさを示す物理量)を計測部20に出力する。計測部20は、電流/温度テーブルを予め記憶しており、電流/温度テーブルを参照して電流検出値に対応する温度を求める。   The current sensor 34 as the signal level detection unit 18 detects a current flowing through the signal transmission line 38 and outputs a current detection value (physical quantity indicating the magnitude of the current) to the measurement unit 20. The measuring unit 20 stores a current / temperature table in advance, and obtains a temperature corresponding to the detected current value with reference to the current / temperature table.

このような構成では、センサ回路12にはIC等の許容温度が低い電子部品が用いられていない。したがって、高温の計測対象物28にセンサ回路12を取り付けてもよい。また、センサ回路12には、サーミスタ40を除き、受動素子が用いられるため、IC等を用いる場合に比べて周辺回路の構成が単純化される。   In such a configuration, the sensor circuit 12 does not use an electronic component having a low allowable temperature such as an IC. Therefore, the sensor circuit 12 may be attached to the high-temperature measurement object 28. Further, since passive elements are used for the sensor circuit 12 except for the thermistor 40, the configuration of the peripheral circuit is simplified compared to the case where an IC or the like is used.

1次巻線L1、第1結合導体P1、第2結合導体P2、2次巻線L2およびサーミスタ40は、非接触計測装置10とセンサ回路12とを非接触で結合する非接触結合センサを構成する。図3には、非接触結合センサ54の構成例が示されている。以下の説明における「上」「下」の用語は、図面の上下を示す説明の便宜上のものであり、非接触結合センサ54が用いられるときの姿勢を限定するものではない。その他の図面についても同様である。   The primary winding L1, the first coupling conductor P1, the second coupling conductor P2, the secondary winding L2, and the thermistor 40 constitute a non-contact coupling sensor that couples the non-contact measuring device 10 and the sensor circuit 12 in a non-contact manner. To do. FIG. 3 shows a configuration example of the non-contact coupling sensor 54. The terms “upper” and “lower” in the following description are for convenience of description showing the upper and lower sides of the drawings, and do not limit the posture when the non-contact coupling sensor 54 is used. The same applies to other drawings.

非接触結合センサ54は、第1結合ユニット42および第2結合ユニット44を備えている。第1結合ユニット42は、外側容器状導体46および内側ソレノイドコイル48を備えている。外側容器状導体46は、円筒状の導体の上端が円形の導体板で塞がれた容器形状を有している。内側ソレノイドコイル48は、円筒状に導線が巻かれたコイルである。内側ソレノイドコイル48は、外側容器状導体46と延伸方向を同じくし、外側容器状導体46と中心軸を同じくして外側容器状導体46に収容されている。内側ソレノイドコイル48の上端は、外側容器状導体46の円筒部分を塞ぐ天井面に接合されている。   The non-contact coupling sensor 54 includes a first coupling unit 42 and a second coupling unit 44. The first coupling unit 42 includes an outer container-like conductor 46 and an inner solenoid coil 48. The outer container-like conductor 46 has a container shape in which the upper end of a cylindrical conductor is closed with a circular conductor plate. The inner solenoid coil 48 is a coil in which a conducting wire is wound in a cylindrical shape. The inner solenoid coil 48 is accommodated in the outer container-like conductor 46 with the same extension direction as the outer container-like conductor 46 and the same central axis as the outer container-like conductor 46. The upper end of the inner solenoid coil 48 is joined to the ceiling surface that closes the cylindrical portion of the outer container-like conductor 46.

第2結合ユニット44は、内側容器状導体50および外側ソレノイドコイル52を備えている。内側容器状導体50は、円筒状の導体の下端が円形の導体板で塞がれた容器形状を有している。外側ソレノイドコイル52は、円筒状に導線が巻かれたコイルである。外側ソレノイドコイル52は、内側容器状導体50と延伸方向を同じくし、内側容器状導体50と中心軸を同じくして内側容器状導体50に収容されている。外側ソレノイドコイル52の下端は、内側容器状導体50の円筒部分を塞ぐ底面に接合されている。   The second coupling unit 44 includes an inner container-like conductor 50 and an outer solenoid coil 52. The inner container-like conductor 50 has a container shape in which the lower end of the cylindrical conductor is closed with a circular conductor plate. The outer solenoid coil 52 is a coil in which a conducting wire is wound in a cylindrical shape. The outer solenoid coil 52 is accommodated in the inner container-like conductor 50 with the same extension direction as the inner container-like conductor 50 and the same central axis as the inner container-like conductor 50. The lower end of the outer solenoid coil 52 is joined to the bottom surface that closes the cylindrical portion of the inner container-like conductor 50.

第1結合ユニット42は、第2結合ユニット44に嵌め込まれる。すなわち、外側容器状導体46が第2結合ユニット44を覆い、外側容器状導体46の側壁の内面が内側容器状導体50の側壁の外面に対向し、外側ソレノイドコイル52が、外側容器状導体46と内側ソレノイドコイル48との間に入り込み、内側ソレノイドコイル48が外側ソレノイドコイル52の内側に入り込むように、第1結合ユニット42が第2結合ユニット44に嵌め込まれる。   The first coupling unit 42 is fitted into the second coupling unit 44. That is, the outer container-shaped conductor 46 covers the second coupling unit 44, the inner surface of the outer container-shaped conductor 46 is opposed to the outer surface of the inner container-shaped conductor 50, and the outer solenoid coil 52 is disposed on the outer container-shaped conductor 46. The first coupling unit 42 is fitted into the second coupling unit 44 so that the inner solenoid coil 48 enters the inner side of the outer solenoid coil 52.

第1結合ユニット42が第2結合ユニット44に嵌め込まれた状態において、第1結合ユニット42は、第2結合ユニット44に対して中心軸を中心に回転自在となっている。同様に、第2結合ユニット44は、第1結合ユニット42に対して中心軸を中心に回転自在となっている。   In a state where the first coupling unit 42 is fitted in the second coupling unit 44, the first coupling unit 42 is rotatable with respect to the second coupling unit 44 around the central axis. Similarly, the second coupling unit 44 is rotatable about the central axis with respect to the first coupling unit 42.

図4には、非接触結合センサ54の中心軸を通る断面が模式的に示されている。外側容器状導体46の側壁の内面は、内側容器状導体50の側壁の外面に対向する。これによって、外側容器状導体46の側壁および内側容器状導体50の側壁は、結合キャパシタCを形成する。また、外側ソレノイドコイル52が、その内側に発生する磁束は、内側ソレノイドコイル48に鎖交する。同様に、内側ソレノイドコイル48が、その内側に発生する磁束は、外側ソレノイドコイル52に鎖交する。すなわち、外側ソレノイドコイル52および内側ソレノイドコイル48は磁気的に結合する。   FIG. 4 schematically shows a cross section passing through the central axis of the non-contact coupling sensor 54. The inner surface of the side wall of the outer container-shaped conductor 46 faces the outer surface of the side wall of the inner container-shaped conductor 50. As a result, the side wall of the outer container-like conductor 46 and the side wall of the inner container-like conductor 50 form a coupling capacitor C. The magnetic flux generated inside the outer solenoid coil 52 is linked to the inner solenoid coil 48. Similarly, the magnetic flux generated inside the inner solenoid coil 48 is linked to the outer solenoid coil 52. That is, the outer solenoid coil 52 and the inner solenoid coil 48 are magnetically coupled.

外側容器状導体46には、外側導体端子Fが設けられている。また、内側ソレノイドコイル48を形成する導線の両端は、外側容器状導体46の外側に引き出され、それぞれの先端に内側コイル端子(A,B)が設けられている。   An outer conductor terminal F is provided on the outer container-like conductor 46. Further, both ends of the conducting wire forming the inner solenoid coil 48 are drawn to the outside of the outer container-like conductor 46, and inner coil terminals (A, B) are provided at the respective ends.

内側容器状導体50には、内側導体端子Gが設けられている。また、外側ソレノイドコイル52を形成する導線の両端は、内側容器状導体50の外側に引き出され、それぞれの先端に外側コイル端子(D,E)が設けられている。   An inner conductor terminal G is provided on the inner container-like conductor 50. Moreover, both ends of the conducting wire forming the outer solenoid coil 52 are drawn to the outside of the inner container-like conductor 50, and outer coil terminals (D, E) are provided at the respective ends.

図4に示される例では、外側導体端子Fと、2つの内側コイル端子AおよびBのうちの一方である内側コイル端子Aとが短絡されている。図2に示される構成要素との関係では、外側導体端子Fは信号伝送線38を介して上スイッチング素子S1と下スイッチング素子S2との接続点に接続され、内側コイル端子Bは、負極線39を介して直流電圧源30の負極端子に接続される。   In the example shown in FIG. 4, the outer conductor terminal F and the inner coil terminal A which is one of the two inner coil terminals A and B are short-circuited. 2, the outer conductor terminal F is connected to a connection point between the upper switching element S1 and the lower switching element S2 via the signal transmission line 38, and the inner coil terminal B is connected to the negative electrode line 39. To the negative terminal of the DC voltage source 30.

また、内側導体端子Gと、2つの外側コイル端子DおよびEのうちの一方である外側コイル端子Dとが短絡されており、外側コイル端子Eにはサーミスタ40の一端が接続されている。サーミスタ40の他端は、計測対象物における導体(接地導体等)に接続されている。この場合、図2の回路要素との関係は次のようになる。外側容器状導体46が第1結合導体P1に対応し、内側ソレノイドコイル48が1次巻線L1に対応している。また、内側容器状導体50が第2結合導体P2に対応し、外側ソレノイドコイル52が2次巻線L2に対応している。そして、外側容器状導体46および内側容器状導体50によって形成されるキャパシタが結合キャパシタCに対応している。   Further, the inner conductor terminal G and the outer coil terminal D which is one of the two outer coil terminals D and E are short-circuited, and one end of the thermistor 40 is connected to the outer coil terminal E. The other end of the thermistor 40 is connected to a conductor (such as a ground conductor) in the measurement object. In this case, the relationship with the circuit elements in FIG. 2 is as follows. The outer container-like conductor 46 corresponds to the first coupling conductor P1, and the inner solenoid coil 48 corresponds to the primary winding L1. Further, the inner container-like conductor 50 corresponds to the second coupling conductor P2, and the outer solenoid coil 52 corresponds to the secondary winding L2. A capacitor formed by the outer container-like conductor 46 and the inner container-like conductor 50 corresponds to the coupling capacitor C.

非接触結合センサ54のうち、結合キャパシタおよび各ソレノイドコイルを形成する部分は次のような構造を有している。すなわち、非接触結合センサ54は、外側容器状導体46の筒状の部分(第1筒状導体)と、第1筒状導体と延伸方向を同じくして、第1筒状導体の内側に位置する内側容器状導体50の筒状の部分(第2筒状導体)と、第2筒状導体と延伸方向を同じくして、第2筒状導体の内側に位置する外側ソレノイドコイル52(第1ソレノイドコイル)と、第1ソレノイドコイルと延伸方向を同じくして、第1ソレノイドコイルの内側に位置する内側ソレノイドコイル48(第2ソレノイドコイル)と、センサ素子としてのサーミスタ40と、を備えている。第1筒状導体および第2筒状導体が形成する結合キャパシタと、第1ソレノイドコイルと、第2ソレノイドコイルとが共振回路を形成し、サーミスタ40が共振回路に接続され、第1ソレノイドコイルまたは第2ソレノイドコイルの両端に、計測対象の物理量を計測する非接触計測装置10が接続され、第1筒状導体および第2ソレノイドコイルを含む第1結合ユニット42が、第2筒状導体および第1ソレノイドコイルを含む第2結合ユニット44に対して軸中心に回転自在であり、または、第2結合ユニット44が、第1結合ユニット42に対して軸中心に回転自在である。   Of the non-contact coupling sensor 54, the portion forming the coupling capacitor and each solenoid coil has the following structure. That is, the non-contact coupling sensor 54 is positioned on the inner side of the first cylindrical conductor with the cylindrical portion (first cylindrical conductor) of the outer container-like conductor 46 and the first cylindrical conductor extending in the same direction. A cylindrical portion (second cylindrical conductor) of the inner container-shaped conductor 50 to be operated, and an outer solenoid coil 52 (the first cylindrical conductor) positioned on the inner side of the second cylindrical conductor in the same extending direction as the second cylindrical conductor. A solenoid coil), an inner solenoid coil 48 (second solenoid coil) positioned inside the first solenoid coil in the same extending direction as the first solenoid coil, and a thermistor 40 as a sensor element. . The coupling capacitor formed by the first cylindrical conductor and the second cylindrical conductor, the first solenoid coil, and the second solenoid coil form a resonance circuit, and the thermistor 40 is connected to the resonance circuit, and the first solenoid coil or A non-contact measuring device 10 for measuring a physical quantity to be measured is connected to both ends of the second solenoid coil, and the first coupling unit 42 including the first cylindrical conductor and the second solenoid coil is connected to the second cylindrical conductor and the second solenoid coil. The second coupling unit 44 including one solenoid coil is rotatable about the axis, or the second coupling unit 44 is rotatable about the axis with respect to the first coupling unit 42.

図3および図4に示される非接触結合センサ54は、モータジェネレータのロータの温度の計測に用いられてよい。図5には、モータジェネレータに取り付けられた非接触結合センサ54が模式的に示されている。ロータ56は円柱形状を有し、その中心軸がシャフト58によって貫かれ、ロータ56はシャフト58と共に回転する。ロータ56は、ステータコイル(図示せず)との電磁作用によって回転しシャフト58にトルクを与える。また、ロータ56はシャフト58から与えられたトルクによって回転し、ステータコイルに誘導起電力を発生させる。   The non-contact coupling sensor 54 shown in FIGS. 3 and 4 may be used to measure the temperature of the rotor of the motor generator. FIG. 5 schematically shows a non-contact coupling sensor 54 attached to the motor generator. The rotor 56 has a cylindrical shape, and its central axis is penetrated by the shaft 58, and the rotor 56 rotates together with the shaft 58. The rotor 56 rotates by electromagnetic action with a stator coil (not shown) and gives torque to the shaft 58. The rotor 56 is rotated by torque applied from the shaft 58 to generate an induced electromotive force in the stator coil.

内側容器状導体50の下端の円形導体および外側容器状導体46の上端の円形導体には、シャフト58によって貫かれる穴が開けられている。シャフト58は、内側容器状導体50に開けられた穴、内側ソレノイドコイル48の内側、および外側容器状導体46に開けられた穴を貫通している。内側容器状導体50は、シャフト58およびロータ56に固定されており、シャフト58およびロータ56と共に回転する。一方、外側容器状導体46は、モータジェネレータの筐体60に固定されており、シャフト58と共に回転しない。シャフト58は、外側容器状導体46に開けられた穴を軸受として回転する。サーミスタは、ロータ56における所定の位置に固定され、その一端が外側コイル端子Eに接続され、他端がロータ56における導体に接続されている。   A hole penetrated by the shaft 58 is formed in the circular conductor at the lower end of the inner container-like conductor 50 and the circular conductor at the upper end of the outer container-like conductor 46. The shaft 58 passes through a hole formed in the inner container-shaped conductor 50, an inner side of the inner solenoid coil 48, and a hole formed in the outer container-shaped conductor 46. The inner container-like conductor 50 is fixed to the shaft 58 and the rotor 56 and rotates together with the shaft 58 and the rotor 56. On the other hand, the outer container-like conductor 46 is fixed to the motor generator casing 60 and does not rotate with the shaft 58. The shaft 58 rotates using a hole formed in the outer container-like conductor 46 as a bearing. The thermistor is fixed at a predetermined position in the rotor 56, one end thereof is connected to the outer coil terminal E, and the other end is connected to a conductor in the rotor 56.

なお、図6に示されているように、外側容器状導体46がシャフト58およびロータ56に固定されてもよい。この場合、図2の回路要素との関係は次のようになる。内側容器状導体50が第1結合導体P1に対応し、外側ソレノイドコイル52が1次巻線L1に対応する。また、外側容器状導体46が第2結合導体P2に対応し、内側ソレノイドコイル48が2次巻線L2に対応する。そして、内側容器状導体50および外側容器状導体46によって形成されるキャパシタが結合キャパシタCに対応する。   As shown in FIG. 6, the outer container-like conductor 46 may be fixed to the shaft 58 and the rotor 56. In this case, the relationship with the circuit elements in FIG. 2 is as follows. The inner container-like conductor 50 corresponds to the first coupling conductor P1, and the outer solenoid coil 52 corresponds to the primary winding L1. The outer container-like conductor 46 corresponds to the second coupling conductor P2, and the inner solenoid coil 48 corresponds to the secondary winding L2. A capacitor formed by the inner container-like conductor 50 and the outer container-like conductor 46 corresponds to the coupling capacitor C.

外側容器状導体46の下端の円形導体および内側容器状導体50の上端の円形導体には、シャフト58によって貫かれる穴が開けられている。シャフト58は、外側容器状導体46に開けられた穴、内側ソレノイドコイル48の内側、および内側容器状導体50に開けられた穴を貫通している。外側容器状導体46は、シャフト58およびロータ56に固定されており、シャフト58およびロータ56と共に回転する。一方、内側容器状導体50は、モータジェネレータの筐体60に固定されており、シャフト58と共に回転しない。シャフト58は、内側容器状導体50に開けられた穴を軸受として回転する。サーミスタは、ロータ56における所定の位置に固定され、その一端が内側コイル端子Bに接続され、他端がロータ56における導体に接続されている。   A hole penetrated by the shaft 58 is formed in the circular conductor at the lower end of the outer container-like conductor 46 and the circular conductor at the upper end of the inner container-like conductor 50. The shaft 58 passes through a hole formed in the outer container-shaped conductor 46, an inner side of the inner solenoid coil 48, and a hole formed in the inner container-shaped conductor 50. The outer container-like conductor 46 is fixed to the shaft 58 and the rotor 56 and rotates together with the shaft 58 and the rotor 56. On the other hand, the inner container-like conductor 50 is fixed to the motor generator casing 60 and does not rotate with the shaft 58. The shaft 58 rotates using a hole formed in the inner container-like conductor 50 as a bearing. The thermistor is fixed at a predetermined position in the rotor 56, one end thereof is connected to the inner coil terminal B, and the other end is connected to a conductor in the rotor 56.

また、図7に示されているように、内側導体端子Gと、2つの外側コイル端子DおよびEのうちの一方である外側コイル端子Dとが短絡されている。図2に示される構成要素との関係では、内側導体端子Gは信号伝送線38を介して上スイッチング素子S1と下スイッチング素子S2との接続点に接続され、外側コイル端子Eは、負極線39を介して直流電圧源30の負極端子に接続される。   Further, as shown in FIG. 7, the inner conductor terminal G and the outer coil terminal D which is one of the two outer coil terminals D and E are short-circuited. 2, the inner conductor terminal G is connected to a connection point between the upper switching element S1 and the lower switching element S2 via the signal transmission line 38, and the outer coil terminal E is connected to the negative electrode line 39. To the negative terminal of the DC voltage source 30.

また、外側導体端子Fと、2つの内側コイル端子AおよびBのうちの一方である内側コイル端子Aとが短絡されており、内側コイル端子Bにはサーミスタ40の一端が接続されている。サーミスタ40の他端は、ロータ56における導体に接続されている。   Further, the outer conductor terminal F and the inner coil terminal A which is one of the two inner coil terminals A and B are short-circuited, and one end of the thermistor 40 is connected to the inner coil terminal B. The other end of the thermistor 40 is connected to a conductor in the rotor 56.

図3および図4に示される非接触結合センサ54では、第1結合ユニット42の回転軸と、第2結合ユニット44の回転軸とにズレが生じた場合であっても、これらによって形成される結合コンデンサの容量の変化は小さい。外側容器状導体46の側壁の内面と、内側容器状導体50の側壁の外面との間の距離が小さくなる部分がある一方で、外側容器状導体46の側壁の内面と、内側容器状導体50の側壁の外面との間の距離が大きくなる部分もあるためである。   In the non-contact coupling sensor 54 shown in FIG. 3 and FIG. 4, even if a deviation occurs between the rotation axis of the first coupling unit 42 and the rotation axis of the second coupling unit 44, they are formed by these. The change in the capacitance of the coupling capacitor is small. While there is a portion where the distance between the inner surface of the side wall of the outer container-shaped conductor 46 and the outer surface of the side wall of the inner container-shaped conductor 50 becomes small, the inner surface of the side wall of the outer container-shaped conductor 46 and the inner container-shaped conductor 50 This is because there is a portion where the distance from the outer surface of the side wall increases.

また、第1結合ユニット42の回転軸と、第2結合ユニット44の回転軸とにズレが生じた場合であっても、外側ソレノイドコイル52と内側ソレノイドコイル48との間の相互インダクタンスの変化は小さい。第1結合ユニット42の回転軸と、第2結合ユニット44の回転軸とにズレが生じることで、外側ソレノイドコイル52の中心軸と内側ソレノイドコイル48の中心軸とにズレが生じても、一方から発せられ他方に鎖交する磁束の変化は小さいためである。したがって、第1結合ユニット42の回転軸と、第2結合ユニット44の回転軸とにズレが生じた場合であっても、非接触結合センサ54の共振周波数の変化が抑制される。これによって、第1結合ユニット42または第2結合ユニット44の変位に起因する計測誤差が低減される。   Further, even when the rotational axis of the first coupling unit 42 and the rotational axis of the second coupling unit 44 are misaligned, the mutual inductance change between the outer solenoid coil 52 and the inner solenoid coil 48 is not changed. small. Even if a deviation occurs between the central axis of the outer solenoid coil 52 and the central axis of the inner solenoid coil 48 due to a deviation between the rotation axis of the first coupling unit 42 and the rotation axis of the second coupling unit 44, This is because the change of the magnetic flux emitted from the other and linked to the other is small. Therefore, even when the rotation axis of the first coupling unit 42 and the rotation axis of the second coupling unit 44 are displaced, a change in the resonance frequency of the non-contact coupling sensor 54 is suppressed. As a result, measurement errors due to the displacement of the first coupling unit 42 or the second coupling unit 44 are reduced.

図8には、非接触結合センサの変形例が示されている。この非接触結合センサ54Aの第1結合ユニット62は、図3および図4に示されている外側容器状導体46の側壁の位置と、内側ソレノイドコイル48の位置とを入れ換えたものに相当し、外側に外周ソレノイドコイル66が形成され、内側に内周側壁70が形成されたものである。また、第2結合ユニット64は、図3および図4に示されている内側容器状導体50の側壁の位置と、外側ソレノイドコイル52の位置とを入れ換えたものに相当し、外側に内周ソレノイドコイル68が形成され、内側に外周側壁72が形成されたものである。   FIG. 8 shows a modification of the non-contact coupling sensor. The first coupling unit 62 of the non-contact coupling sensor 54A corresponds to a configuration in which the position of the side wall of the outer container-like conductor 46 and the position of the inner solenoid coil 48 shown in FIGS. An outer peripheral solenoid coil 66 is formed on the outer side, and an inner peripheral side wall 70 is formed on the inner side. Further, the second coupling unit 64 corresponds to a configuration in which the position of the side wall of the inner container-like conductor 50 and the position of the outer solenoid coil 52 shown in FIGS. A coil 68 is formed, and an outer peripheral side wall 72 is formed inside.

外周側壁72の内面は、内周側壁70の外面に対向しており、結合キャパシタが形成されている。また、外周ソレノイドコイル66が、その内側に発生する磁束は、内周ソレノイドコイル68に鎖交する。同様に、内周ソレノイドコイル68が、その内側に発生する磁束は、外周ソレノイドコイル66に鎖交する。すなわち、外周ソレノイドコイル66および内周ソレノイドコイル68は磁気的に結合する。   The inner surface of the outer peripheral side wall 72 faces the outer surface of the inner peripheral side wall 70, and a coupling capacitor is formed. Further, the magnetic flux generated inside the outer peripheral solenoid coil 66 is linked to the inner peripheral solenoid coil 68. Similarly, the magnetic flux generated inside the inner circumference solenoid coil 68 is linked to the outer circumference solenoid coil 66. That is, the outer peripheral solenoid coil 66 and the inner peripheral solenoid coil 68 are magnetically coupled.

外周側壁72には、外周導体端子F1が設けられている。また、内周ソレノイドコイル68を形成する導線の両端は、外周側壁72の下端を塞ぐ円形導体板の下方に引き出され、それぞれの先端に内周コイル端子(A1,B1)が設けられている。内周側壁70については、内周側壁70の上端を塞ぐ円形導体板に内周導体端子G1が設けられている。また、外周ソレノイドコイル66を形成する導線の両端は、内周側壁70の上端を塞ぐ円形導体板の上方に引き出され、それぞれの先端に外周コイル端子(D1,E1)が設けられている。   The outer peripheral side wall 72 is provided with an outer peripheral conductor terminal F1. Further, both ends of the conducting wire forming the inner peripheral solenoid coil 68 are drawn below a circular conductor plate that closes the lower end of the outer peripheral side wall 72, and inner peripheral coil terminals (A1, B1) are provided at the respective ends. For the inner peripheral side wall 70, an inner peripheral conductor terminal G1 is provided on a circular conductor plate that closes the upper end of the inner peripheral side wall 70. Moreover, both ends of the conducting wire forming the outer peripheral solenoid coil 66 are drawn above a circular conductor plate that closes the upper end of the inner peripheral side wall 70, and outer peripheral coil terminals (D1, E1) are provided at the respective ends.

非接触結合センサ54Aは、図7に示されている非接触結合センサ54に置き換えてもよい。この場合、内周コイル端子(A1,B1)、外周コイル端子(D1,E1)、外周導体端子F1は、それぞれ、図7に示されている非接触結合センサ54の内側コイル端子(A,B)、外周コイル端子(D1,E1)、外周導体端子F1と同様に接続される。   The non-contact coupling sensor 54A may be replaced with the non-contact coupling sensor 54 shown in FIG. In this case, the inner peripheral coil terminals (A1, B1), the outer peripheral coil terminals (D1, E1), and the outer peripheral conductor terminal F1 are respectively the inner coil terminals (A, B) of the non-contact coupling sensor 54 shown in FIG. ), The outer peripheral coil terminal (D1, E1), and the outer peripheral conductor terminal F1.

非接触結合センサ54Aのうち、結合キャパシタおよび各ソレノイドコイルを形成する部分は次のような構造を有している。すなわち、非接触結合センサ54Aは、外周ソレノイドコイル66(第1ソレノイドコイル)と、第1ソレノイドコイルと延伸方向を同じくして、第1ソレノイドコイルの内側に位置する内周ソレノイドコイル68(第2ソレノイドコイル)と、第2ソレノイドコイルと延伸方向を同じくして、第2ソレノイドコイルの内側に位置する外周側壁72(第1筒状導体)と、第1筒状導体と延伸方向を同じくして、第1筒状導体の内側に位置する内周側壁70(第2筒状導体)と、センサ素子としてのサーミスタ40を備えている。第1筒状導体および第2筒状導体が形成するキャパシタと、第1ソレノイドコイルと、第2ソレノイドコイルと、が共振回路を形成し、サーミスタ40が共振回路に接続され、第1ソレノイドコイルまたは第2ソレノイドコイルの両端に、計測対象の物理量を計測する非接触計測装置が接続され、第2筒状導体および第1ソレノイドコイルを含む第1結合ユニット62が、第1筒状導体72および第2ソレノイドコイル68を含む第2結合ユニット64に対して軸中心に回転自在であり、または、第2結合ユニット64が、第1結合ユニット62に対して軸中心に回転自在である。   Of the non-contact coupling sensor 54A, the part forming the coupling capacitor and each solenoid coil has the following structure. That is, the non-contact coupling sensor 54A includes an outer peripheral solenoid coil 66 (first solenoid coil) and an inner peripheral solenoid coil 68 (second solenoid coil) positioned on the inner side of the first solenoid coil in the same extending direction as the first solenoid coil. Solenoid coil) and the second solenoid coil in the same extending direction, the outer peripheral side wall 72 (first cylindrical conductor) located inside the second solenoid coil, and the first cylindrical conductor in the same extending direction The inner peripheral side wall 70 (second cylindrical conductor) located inside the first cylindrical conductor and the thermistor 40 as a sensor element are provided. The capacitor formed by the first cylindrical conductor and the second cylindrical conductor, the first solenoid coil, and the second solenoid coil form a resonance circuit, and the thermistor 40 is connected to the resonance circuit, and the first solenoid coil or A non-contact measuring device for measuring a physical quantity to be measured is connected to both ends of the second solenoid coil, and the first coupling unit 62 including the second cylindrical conductor and the first solenoid coil is connected to the first cylindrical conductor 72 and the first solenoid coil. The second coupling unit 64 including the two solenoid coils 68 is rotatable about the axis, or the second coupling unit 64 is rotatable about the axis with respect to the first coupling unit 62.

図8に示される非接触結合センサ54Aにおいても、第1結合ユニット62の回転軸と、第2結合ユニット64の回転軸とにズレが生じた場合であっても、これらによって形成される結合コンデンサの容量の変化は小さい。また、第1結合ユニット62の回転軸と、第2結合ユニット64の回転軸とにズレが生じた場合であっても、外周ソレノイドコイル66と内周ソレノイドコイル68との間の相互インダクタンスの変化は小さい。したがって、第1結合ユニット62の回転軸と、第2結合ユニット64の回転軸とにズレが生じた場合であっても、非接触結合センサ54Aの共振周波数の変化が抑制される。これによって、第1結合ユニット62または第2結合ユニット64の変位に起因する計測誤差が低減される。   Also in the non-contact coupling sensor 54A shown in FIG. 8, even when a deviation occurs between the rotation axis of the first coupling unit 62 and the rotation axis of the second coupling unit 64, the coupling capacitor formed by these The change in capacity is small. Further, even when the rotation axis of the first coupling unit 62 and the rotation axis of the second coupling unit 64 are misaligned, the mutual inductance change between the outer peripheral solenoid coil 66 and the inner peripheral solenoid coil 68 is changed. Is small. Therefore, even when a deviation occurs between the rotation axis of the first coupling unit 62 and the rotation axis of the second coupling unit 64, a change in the resonance frequency of the non-contact coupling sensor 54A is suppressed. As a result, the measurement error due to the displacement of the first coupling unit 62 or the second coupling unit 64 is reduced.

図9には、第2の変形例に係る非接触結合センサ54Bが示されている。非接触結合センサ54Bは、第1結合ユニット82および第2結合ユニット84を備えている。第1結合ユニット82は、第1コイル74および導体板78を備え、第2結合ユニット84は、第2コイル76および導体板80を備えている。図9の例では、第1コイル74および第2コイル76はソレノイドコイルである。導体板78は第1コイル74の一端に接続されている。導体板80は第2コイル76の一端に接続されている。第1コイル74および第2コイル76は、それぞれの一端が対向するように直線状に配置されている。また、導体板78が下側に位置し、導体板80が上側に位置した状態で、導体板78および80は、互いに対向する位置に配置されている。   FIG. 9 shows a non-contact coupling sensor 54B according to a second modification. The non-contact coupling sensor 54B includes a first coupling unit 82 and a second coupling unit 84. The first coupling unit 82 includes a first coil 74 and a conductor plate 78, and the second coupling unit 84 includes a second coil 76 and a conductor plate 80. In the example of FIG. 9, the first coil 74 and the second coil 76 are solenoid coils. The conductor plate 78 is connected to one end of the first coil 74. The conductor plate 80 is connected to one end of the second coil 76. The first coil 74 and the second coil 76 are arranged in a straight line so that their one ends are opposed to each other. Also, the conductor plates 78 and 80 are disposed at positions facing each other with the conductor plate 78 positioned on the lower side and the conductor plate 80 positioned on the upper side.

図2に示される構成要素との関係は次の通りである。第1結合ユニット82は非接触計測装置10に用いられ、第2結合ユニット84はセンサ回路12に用いられる。第1コイル74は1次巻線L1に対応し、導体板78は第1結合導体P1に対応している。また、第2コイル76は2次巻線L2に対応し、導体板80は第2結合導体P2に対応している。   The relationship with the components shown in FIG. 2 is as follows. The first coupling unit 82 is used for the non-contact measuring device 10, and the second coupling unit 84 is used for the sensor circuit 12. The first coil 74 corresponds to the primary winding L1, and the conductor plate 78 corresponds to the first coupling conductor P1. The second coil 76 corresponds to the secondary winding L2, and the conductor plate 80 corresponds to the second coupling conductor P2.

第1結合ユニット82が変位した場合、第1コイル74および導体板78は連動して変位する。また、第2結合ユニット84が変位した場合、第2コイル76および導体板80は連動して変位する。第1コイル74と第2コイル76との間の距離が増加した場合、導体板78と導体板80との間の距離は減少する。そして、第1コイル74と第2コイル76との間の距離が減少した場合、導体板78と導体板80との間の距離は増加する。   When the first coupling unit 82 is displaced, the first coil 74 and the conductor plate 78 are displaced in conjunction with each other. When the second coupling unit 84 is displaced, the second coil 76 and the conductor plate 80 are displaced in conjunction with each other. When the distance between the first coil 74 and the second coil 76 increases, the distance between the conductor plate 78 and the conductor plate 80 decreases. When the distance between the first coil 74 and the second coil 76 decreases, the distance between the conductor plate 78 and the conductor plate 80 increases.

したがって、第1結合ユニット82または第2結合ユニット84が変位したことによって、第1コイル74と第2コイル76との間の距離が減少し、これらの相互インダクタンスが増加した場合には、導体板78と導体板80との間の距離が増加し、導体板78および導体板80によって形成される結合キャパシタの容量が減少する。また、第1コイル74と第2コイル76との間の距離が増加し、これらの相互インダクタンスが減少した場合には、導体板78と導体板80との間の距離が減少し、導体板78および導体板80によって形成される結合キャパシタの容量が増加する。したがって、第1結合ユニット82または第2結合ユニット84が変位した場合であっても、共振周波数の変化が抑制され、第1コイル74の両端のインピーダンスの変化が抑制される。これによって、第1結合ユニット82または第2結合ユニット84の変位に起因する計測誤差が低減される。   Therefore, when the distance between the first coil 74 and the second coil 76 decreases due to the displacement of the first coupling unit 82 or the second coupling unit 84 and their mutual inductance increases, the conductor plate The distance between the conductive plate 78 and the conductive plate 80 increases, and the capacitance of the coupling capacitor formed by the conductive plate 78 and the conductive plate 80 decreases. In addition, when the distance between the first coil 74 and the second coil 76 increases and the mutual inductance decreases, the distance between the conductor plate 78 and the conductor plate 80 decreases, and the conductor plate 78. In addition, the capacitance of the coupling capacitor formed by the conductor plate 80 increases. Therefore, even when the first coupling unit 82 or the second coupling unit 84 is displaced, the change in the resonance frequency is suppressed, and the change in the impedance at both ends of the first coil 74 is suppressed. As a result, the measurement error due to the displacement of the first coupling unit 82 or the second coupling unit 84 is reduced.

図10には、非接触計測システムの変形例が示されている。このシステムは、2次巻線L2の両端にサーミスタ40が接続されたものである。この非接触計測システムでは、第1結合導体P1および第2結合導体P2が用いられていない。図1に示されている構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。   FIG. 10 shows a modification of the non-contact measurement system. In this system, the thermistor 40 is connected to both ends of the secondary winding L2. In this non-contact measurement system, the first coupling conductor P1 and the second coupling conductor P2 are not used. The same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

計測対象物28の温度の変化によってサーミスタ40の抵抗値が変化すると、スイッチング回路32側から1次巻線L1側を見た入力インピーダンスもまた変化する。したがって、計測対象物28の温度の変化に応じて入力インピーダンスが変化し、信号伝送線38に流れる電流もまた変化する。信号レベル検出部としての電流センサ34は、信号伝送線38に流れる電流を検出し、電流検出値を計測部20に出力する。計測部20は、電流/温度テーブルを予め記憶しており、電流/温度テーブルを参照して電流検出値に対応する温度を求める。   When the resistance value of the thermistor 40 changes due to a change in temperature of the measurement object 28, the input impedance when the primary winding L1 side is viewed from the switching circuit 32 side also changes. Therefore, the input impedance changes according to the temperature change of the measurement object 28, and the current flowing through the signal transmission line 38 also changes. The current sensor 34 as a signal level detection unit detects a current flowing through the signal transmission line 38 and outputs a current detection value to the measurement unit 20. The measuring unit 20 stores a current / temperature table in advance, and obtains a temperature corresponding to the detected current value with reference to the current / temperature table.

非接触結合センサとしては、図4および図8に示されている非接触結合センサ(54,54A)が用いられてもよい。この場合、非接触結合センサ(54,54A)が備える構成要素のうち、内側ソレノイドコイル48または内周ソレノイドコイル68、および、外側ソレノイドコイル52または外周ソレノイドコイル66が部分的に用いられる。   As the non-contact coupling sensor, the non-contact coupling sensor (54, 54A) shown in FIGS. 4 and 8 may be used. In this case, among the components included in the non-contact coupling sensor (54, 54A), the inner solenoid coil 48 or the inner peripheral solenoid coil 68 and the outer solenoid coil 52 or the outer solenoid coil 66 are partially used.

図11には、非接触計測システムの第2の変形例が示されている。この非接触計測システムは、図2に示されている直流電圧源30およびスイッチング回路32を、交流電圧源86に置き換えたものである。図1に示されている構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。   FIG. 11 shows a second modification of the non-contact measurement system. In this non-contact measurement system, the DC voltage source 30 and the switching circuit 32 shown in FIG. The same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

交流電圧源86は、1次巻線L1に交流電圧を印加する。これによって、センサ信号としての交流電流が1次巻線L1に流れ、1次巻線L1の両端に誘導起電力が発生する。2次巻線L2は1次巻線L1に磁気的に結合しているため、2次巻線L2の両端にも誘導起電力が発生する。1次巻線L1、結合キャパシタC、および2次巻線L2は共振回路を形成し、所定の共振周波数で共振する。   The AC voltage source 86 applies an AC voltage to the primary winding L1. Thereby, an alternating current as a sensor signal flows through the primary winding L1, and an induced electromotive force is generated at both ends of the primary winding L1. Since the secondary winding L2 is magnetically coupled to the primary winding L1, an induced electromotive force is also generated at both ends of the secondary winding L2. The primary winding L1, the coupling capacitor C, and the secondary winding L2 form a resonance circuit and resonate at a predetermined resonance frequency.

計測対象物28の温度の変化によってサーミスタ40の抵抗値が変化することで、共振回路の共振周波数が変化し、交流電圧源86側から1次巻線L1側を見た入力インピーダンスもまた変化する。したがって、計測対象物28の温度の変化に応じて入力インピーダンスが変化し、信号伝送線38に流れる電流もまた変化する。   When the resistance value of the thermistor 40 changes due to the temperature change of the measurement object 28, the resonance frequency of the resonance circuit changes, and the input impedance when the primary winding L1 side is viewed from the AC voltage source 86 side also changes. . Therefore, the input impedance changes according to the temperature change of the measurement object 28, and the current flowing through the signal transmission line 38 also changes.

信号レベル検出部としての電流センサ34は、信号伝送線38に流れる電流を検出し、電流検出値を計測部20に出力する。計測部20は、電流/温度テーブルを予め記憶しており、電流/温度テーブルを参照して電流検出値に対応する温度を求める。   The current sensor 34 as a signal level detection unit detects a current flowing through the signal transmission line 38 and outputs a current detection value to the measurement unit 20. The measuring unit 20 stores a current / temperature table in advance, and obtains a temperature corresponding to the detected current value with reference to the current / temperature table.

図12には、非接触計測システムの第3の変形例が示されている。この非接触計測システムは、図2に示されているサーミスタ40の下側の端子(2次巻線L2に接続されていない側の端子)を、結合キャパシタC2を介して非接触計測装置10の負極線39に接続したものである。この変形例では、1次巻線L1、結合キャパシタC1、2次巻線L2および結合キャパシタC2が共振回路を構成する。サーミスタ40は、結合キャパシタC1、2次巻線L2および結合キャパシタC2に対して直列に接続されている。非接触計測装置10が計測対象物28の温度を計測する動作は、図2に示されている非接触計測装置10と同様である。   FIG. 12 shows a third modification of the non-contact measurement system. In this non-contact measurement system, the lower terminal (the terminal not connected to the secondary winding L2) of the thermistor 40 shown in FIG. 2 is connected to the non-contact measurement apparatus 10 via the coupling capacitor C2. This is connected to the negative electrode wire 39. In this modification, the primary winding L1, the coupling capacitor C1, the secondary winding L2, and the coupling capacitor C2 constitute a resonance circuit. The thermistor 40 is connected in series with the coupling capacitor C1, the secondary winding L2, and the coupling capacitor C2. The operation in which the non-contact measuring device 10 measures the temperature of the measurement object 28 is the same as that of the non-contact measuring device 10 shown in FIG.

図13には、この非接触計測システムを実現する非接触結合センサ54Cが示されている。この非接触結合センサ54Cは、図4に示されている非接触結合センサ54における外側容器状導体46を軸方向に垂直な断面で分割し、さらに、内側容器状導体50を軸方向に垂直な断面で分割したものである。図4に示されている構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。外側容器状導体46の分割によって第1外側導体46−1および第2外側導体46−2が形成され、内側容器状導体50の分割によって第1内側導体50−1および第2内側導体50−2が形成されている。第1外側導体46−1および第2外側導体46−2の間には絶縁体88が設けられており、第1外側導体46−1および第2外側導体46−2は一体となって軸中心に回転する。同様に、第1内側導体50−1および第2内側導体50−2の間にも絶縁体88が設けられており、一体となって軸中心に回転する。第1外側導体46−1および第1内側導体50−1は、結合コンデンサCを形成し、第2内側導体50−2および第2外側導体46−2は結合コンデンサC2を形成している。第1内側導体50−1は、外側コイル端子Eに接続されている。第2外側導体46−2は、内側コイル端子Bに接続されている。   FIG. 13 shows a non-contact coupling sensor 54C that realizes this non-contact measurement system. The non-contact coupling sensor 54C divides the outer container-like conductor 46 in the non-contact coupling sensor 54 shown in FIG. 4 in a cross section perpendicular to the axial direction, and further, the inner container-like conductor 50 is perpendicular to the axial direction. It is divided by a cross section. Components that are the same as those shown in FIG. 4 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted. A first outer conductor 46-1 and a second outer conductor 46-2 are formed by dividing the outer container-like conductor 46, and a first inner conductor 50-1 and a second inner conductor 50-2 are formed by dividing the inner container-like conductor 50. Is formed. An insulator 88 is provided between the first outer conductor 46-1 and the second outer conductor 46-2, and the first outer conductor 46-1 and the second outer conductor 46-2 are integrated with each other in the axial center. Rotate to. Similarly, an insulator 88 is also provided between the first inner conductor 50-1 and the second inner conductor 50-2, and rotates integrally around the axis. The first outer conductor 46-1 and the first inner conductor 50-1 form a coupling capacitor C, and the second inner conductor 50-2 and the second outer conductor 46-2 form a coupling capacitor C2. The first inner conductor 50-1 is connected to the outer coil terminal E. The second outer conductor 46-2 is connected to the inner coil terminal B.

上記では、センサ素子として、温度センサ素子であるサーミスタを用いた実施形態について説明した。センサ素子としては、圧力センサ、湿度センサ、加速度センサ等、その他のセンサ素子が用いられてもよい。   In the above description, the embodiment using the thermistor which is a temperature sensor element as the sensor element has been described. As the sensor element, other sensor elements such as a pressure sensor, a humidity sensor, and an acceleration sensor may be used.

また、信号レベル検出部としては、電流センサの他、電圧センサが用いられてもよい。この場合、電圧センサは、信号伝送線38と負極線39との間の電圧を検出し、電圧検出値を計測部20に出力する。計測部20は、電圧/温度テーブルを予め記憶しており、電圧/温度テーブルを参照して電圧検出値に対応する温度を求める。   In addition to the current sensor, a voltage sensor may be used as the signal level detection unit. In this case, the voltage sensor detects the voltage between the signal transmission line 38 and the negative electrode line 39 and outputs the voltage detection value to the measurement unit 20. The measurement unit 20 stores a voltage / temperature table in advance, and obtains a temperature corresponding to the detected voltage value with reference to the voltage / temperature table.

また、上記では、測定対象物をモータジェネレータのロータとした実施形態について説明したが、測定対象物は、非接触計測装置に対して回転するその他の物体であってもよい。   In the above description, the embodiment in which the measurement object is the rotor of the motor generator has been described. However, the measurement object may be another object that rotates with respect to the non-contact measurement device.

10 非接触計測装置、12 センサ回路、14 センサ信号発生部、16 計測装置側結合部、18 信号レベル検出部、20 計測部、22 計測対象側結合部、24 センサ素子回路、26 温度センサ素子、28 計測対象物、30 直流電圧源、32 スイッチング回路、34 電流センサ、36 スイッチング制御部、38 信号伝送線、39 負極線、40 サーミスタ、42,62,82 第1結合ユニット、44,64,84 第2結合ユニット、46 外側容器状導体、48 内側ソレノイドコイル、50 内側容器状導体、52 外側ソレノイドコイル、54,54A,54B,54C 非接触結合センサ、56 ロータ、58 シャフト、60 筐体、66 外周ソレノイドコイル、68 内周ソレノイドコイル、70 内周側壁、72 外周側壁、74 第1コイル、76 第2コイル、78,80 導体板、86 交流電圧源、88 絶縁体。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Non-contact measuring device, 12 Sensor circuit, 14 Sensor signal generation part, 16 Measurement apparatus side coupling | bond part, 18 Signal level detection part, 20 Measurement part, 22 Measurement object side coupling | bond part, 24 Sensor element circuit, 26 Temperature sensor element, 28 Measurement object, 30 DC voltage source, 32 Switching circuit, 34 Current sensor, 36 Switching control unit, 38 Signal transmission line, 39 Negative electrode line, 40 Thermistor, 42, 62, 82 First coupling unit, 44, 64, 84 Second coupling unit, 46 outer container conductor, 48 inner solenoid coil, 50 inner container conductor, 52 outer solenoid coil, 54, 54A, 54B, 54C non-contact coupling sensor, 56 rotor, 58 shaft, 60 housing, 66 Outer peripheral solenoid coil, 68 inner peripheral solenoid coil, 70 inner peripheral side wall, 72 outer peripheral side wall, 74 first Yl, 76 second coil, 78, 80 conductive plate 86 AC voltage source, 88 an insulator.

Claims (8)

センサ素子を含むセンサ回路に非接触で結合する結合部と、
交流成分を含むセンサ信号を前記結合部に出力するセンサ信号発生部と、
前記センサ信号発生部と前記結合部との間の信号伝送線に設けられ、前記信号伝送線における前記センサ信号のレベルを検出する信号レベル検出部と、
前記信号レベル検出部によって検出された信号レベルに基づいて、計測対象物における物理量を計測する計測部と、を備えることを特徴とする非接触計測装置。
A coupling portion coupled in a non-contact manner to a sensor circuit including a sensor element;
A sensor signal generation unit that outputs a sensor signal including an AC component to the coupling unit;
A signal level detection unit that is provided in a signal transmission line between the sensor signal generation unit and the coupling unit and detects a level of the sensor signal in the signal transmission line;
A non-contact measurement apparatus comprising: a measurement unit that measures a physical quantity in the measurement object based on the signal level detected by the signal level detection unit.
請求項1に記載の非接触計測装置において、
前記センサ信号発生部は、
直流電圧を出力する直流電源と、
前記直流電源から出力された電圧をスイッチングするスイッチング回路と、を備えることを特徴とする非接触計測装置。
In the non-contact measuring device according to claim 1,
The sensor signal generator is
DC power supply that outputs DC voltage;
And a switching circuit for switching a voltage output from the DC power supply.
請求項1または請求項2に記載の非接触計測装置において、
前記結合部は、
前記センサ回路に含まれる導体に対向することでキャパシタを形成する結合導体を備え、
前記結合導体に前記センサ信号が出力されることを特徴とする非接触計測装置。
In the non-contact measuring device according to claim 1 or 2,
The coupling portion is
A coupling conductor that forms a capacitor by facing a conductor included in the sensor circuit;
The non-contact measuring apparatus, wherein the sensor signal is output to the coupling conductor.
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の非接触計測装置において、
前記センサ信号発生部に接続され、前記センサ回路に含まれる巻線に磁気的に結合する巻線を備えることを特徴とする非接触計測装置。
In the non-contact measuring device according to any one of claims 1 to 3,
A non-contact measuring device comprising a winding connected to the sensor signal generator and magnetically coupled to a winding included in the sensor circuit.
第1ソレノイドコイルと、
前記第1ソレノイドコイルと延伸方向を同じくして、前記第1ソレノイドコイルの内側に位置する第2ソレノイドコイルと、
センサ素子と、を備え、
前記第1ソレノイドコイルおよび第2ソレノイドコイルのうちの一方に前記センサ素子の一端が接続され、
前記第1ソレノイドコイルおよび第2ソレノイドコイルのうちの他方に、計測対象の物理量を計測する計測装置が接続され、
前記第1ソレノイドコイルおよび前記第2ソレノイドコイルのうちの、前記センサ素子が接続された一方が、他方に対して軸中心に回転自在であり、または、前記第1ソレノイドコイルおよび前記第2ソレノイドコイルのうちの、前記センサ素子が接続されていない他方が、一方に対して軸中心に回転自在であることを特徴とする非接触結合センサ。
A first solenoid coil;
A second solenoid coil positioned inward of the first solenoid coil in the same extending direction as the first solenoid coil;
A sensor element,
One end of the sensor element is connected to one of the first solenoid coil and the second solenoid coil,
A measuring device for measuring a physical quantity to be measured is connected to the other of the first solenoid coil and the second solenoid coil,
One of the first solenoid coil and the second solenoid coil, to which the sensor element is connected, is rotatable about the axis with respect to the other, or the first solenoid coil and the second solenoid coil The non-contact coupling sensor characterized in that the other, to which the sensor element is not connected, is rotatable about the axis with respect to the other.
第1筒状導体と、
前記第1筒状導体と延伸方向を同じくして、前記第1筒状導体の内側に位置する第2筒状導体と、
前記第2筒状導体と延伸方向を同じくして、前記第2筒状導体の内側に位置する第1ソレノイドコイルと、
前記第1ソレノイドコイルと延伸方向を同じくして、前記第1ソレノイドコイルの内側に位置する第2ソレノイドコイルと、
センサ素子と、を備え、
前記第1筒状導体および前記第2筒状導体が形成するキャパシタと、
前記第1ソレノイドコイルと、
前記第2ソレノイドコイルと、が共振回路を形成し、
前記センサ素子が前記共振回路に接続され、
前記第1ソレノイドコイルまたは第2ソレノイドコイルに、計測対象の物理量を計測する計測装置が接続され、
前記第1筒状導体および前記第2ソレノイドコイルを含む第1結合ユニットが、前記第2筒状導体および前記第1ソレノイドコイルを含む第2結合ユニットに対して軸中心に回転自在であり、または、前記第2結合ユニットが、前記第1結合ユニットに対して軸中心に回転自在である、ことを特徴とする非接触結合センサ。
A first tubular conductor;
A second cylindrical conductor positioned inward of the first cylindrical conductor in the same extending direction as the first cylindrical conductor;
A first solenoid coil positioned inward of the second cylindrical conductor, in the same extending direction as the second cylindrical conductor;
A second solenoid coil positioned inward of the first solenoid coil in the same extending direction as the first solenoid coil;
A sensor element,
A capacitor formed by the first cylindrical conductor and the second cylindrical conductor;
The first solenoid coil;
The second solenoid coil forms a resonant circuit;
The sensor element is connected to the resonant circuit;
A measuring device for measuring a physical quantity to be measured is connected to the first solenoid coil or the second solenoid coil,
A first coupling unit including the first cylindrical conductor and the second solenoid coil is rotatable about an axis relative to a second coupling unit including the second cylindrical conductor and the first solenoid coil; or The non-contact coupling sensor, wherein the second coupling unit is rotatable about an axis with respect to the first coupling unit.
第1ソレノイドコイルと、
前記第1ソレノイドコイルと延伸方向を同じくして、前記第1ソレノイドコイルの内側に位置する第2ソレノイドコイルと、
前記第2ソレノイドコイルと延伸方向を同じくして、前記第2ソレノイドコイルの内側に位置する第1筒状導体と、
前記第1筒状導体と延伸方向を同じくして、前記第1筒状導体の内側に位置する第2筒状導体と、
センサ素子と、を備え、
前記第1筒状導体および前記第2筒状導体が形成するキャパシタと、
前記第1ソレノイドコイルと、
前記第2ソレノイドコイルと、が共振回路を形成し、
前記センサ素子が前記共振回路に接続され、
前記第1ソレノイドコイルまたは第2ソレノイドコイルに、計測対象の物理量を計測する計測装置が接続され、
前記第2筒状導体および前記第1ソレノイドコイルを含む第1結合ユニットが、前記第1筒状導体および前記第2ソレノイドコイルを含む第2結合ユニットに対して軸中心に回転自在であり、または、前記第2結合ユニットが、前記第1結合ユニットに対して軸中心に回転自在である、ことを特徴とする非接触結合センサ。
A first solenoid coil;
A second solenoid coil positioned inward of the first solenoid coil in the same extending direction as the first solenoid coil;
A first cylindrical conductor positioned inward of the second solenoid coil in the same extending direction as the second solenoid coil;
A second cylindrical conductor positioned inward of the first cylindrical conductor in the same extending direction as the first cylindrical conductor;
A sensor element,
A capacitor formed by the first cylindrical conductor and the second cylindrical conductor;
The first solenoid coil;
The second solenoid coil forms a resonant circuit;
The sensor element is connected to the resonant circuit;
A measuring device for measuring a physical quantity to be measured is connected to the first solenoid coil or the second solenoid coil,
A first coupling unit including the second cylindrical conductor and the first solenoid coil is rotatable about an axis with respect to a second coupling unit including the first cylindrical conductor and the second solenoid coil; or The non-contact coupling sensor, wherein the second coupling unit is rotatable about an axis with respect to the first coupling unit.
第1コイルと、
第1結合導体と、
前記第1コイルに磁気的に結合する第2コイルと、
前記第1結合導体と共にキャパシタを形成する第2結合導体と、
前記第1コイル、前記第2コイルおよび前記キャパシタによって形成される共振回路に接続されたセンサ素子と、を備え、
前記第1コイルおよび前記第1結合導体を備える第1結合ユニット、または、前記第2コイルおよび前記第2結合導体を備える第2結合ユニットが変位することで、前記第1コイルと前記第2コイルとの間の距離が増加したときに、前記第1結合導体と前記第2結合導体との間の距離が減少し、
前記第1結合ユニットまたは前記第2結合ユニットが変位することで、前記第1コイルと前記第2コイルとの間の距離が減少したときに、前記第1結合導体と前記第2結合導体との間の距離が増加する、ことを特徴とする非接触結合センサ。
A first coil;
A first coupling conductor;
A second coil magnetically coupled to the first coil;
A second coupling conductor forming a capacitor with the first coupling conductor;
A sensor element connected to a resonant circuit formed by the first coil, the second coil, and the capacitor;
The first coil and the second coil are displaced by displacement of the first coupling unit including the first coil and the first coupling conductor, or the second coupling unit including the second coil and the second coupling conductor. The distance between the first coupling conductor and the second coupling conductor decreases,
When the distance between the first coil and the second coil decreases due to the displacement of the first coupling unit or the second coupling unit, the first coupling conductor and the second coupling conductor Non-contact coupled sensor, characterized in that the distance between them increases.
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