JPS6147383B2 - - Google Patents
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- JPS6147383B2 JPS6147383B2 JP4864477A JP4864477A JPS6147383B2 JP S6147383 B2 JPS6147383 B2 JP S6147383B2 JP 4864477 A JP4864477 A JP 4864477A JP 4864477 A JP4864477 A JP 4864477A JP S6147383 B2 JPS6147383 B2 JP S6147383B2
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、列えば、渦電流式の変位変換器のよ
うなセンサに適用され、測定変位の大きさに対応
した検出コイルのインピーダンス変化を共振回路
を利用して検出するようにしたインピーダンス変
化検出回路の回路定数設定方法に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is applied to a sensor such as an eddy current displacement transducer, and detects a change in impedance of a detection coil corresponding to the magnitude of measured displacement using a resonant circuit. The present invention relates to a method for setting circuit constants of an impedance change detection circuit.
第1図は一般に使用されているインピーダンス
変化検出回路の一例を示す構成図である。図にお
いて、R1,R2は抵抗、Cはコンデンサ、Lはそ
のインダクダンス変化が検出されるコイルであ
る。ここで、抵抗R2はコイルLの抵抗分を表わ
している。抵抗R2、コンデンサC、コイルLは
図示の如く平列共振回路を構成し、この並列振回
路は抵抗R1と直列に接続されている。以下、こ
の接続点Aを中点と呼ぶことにする。OSCは電
源、SRは中点Aより検出される出力電圧eputを
電源電圧eiにより同期整流する同期整流回路で
ある。また、一般にこのような検出回路において
は、並列共振回路のQ値(ωL/R2は10以上の
値に選ばれている。さらに、抵抗R1の大きさ
は、最適な出力電圧eputを得るために、コイル
LのインピーダンスωLに比べて概ねQωL/
R1≒1となるように選ばれるもので、通常この
QωL/R1の値は0.1〜10の範囲に入つていれば
よい。なお、実際の数値例を示せば、R1=850
Ω,R2=1.3Ω,L=12μH,C=1500pFで、並
列共振回路の共振周波数は約1.2MHzである。 FIG. 1 is a block diagram showing an example of a commonly used impedance change detection circuit. In the figure, R 1 and R 2 are resistors, C is a capacitor, and L is a coil whose inductance change is detected. Here, the resistance R 2 represents the resistance of the coil L. The resistor R 2 , the capacitor C, and the coil L constitute a parallel resonant circuit as shown, and this parallel resonant circuit is connected in series with the resistor R 1 . Hereinafter, this connection point A will be referred to as the midpoint. OSC is a power supply, and SR is a synchronous rectifier circuit that synchronously rectifies the output voltage e put detected from the midpoint A using the power supply voltage e i . In addition, in general, in such a detection circuit, the Q value (ωL/R 2 ) of the parallel resonant circuit is selected to be a value of 10 or more.Furthermore, the size of the resistor R 1 is determined to ensure the optimal output voltage e put In order to obtain approximately QωL/ compared to the impedance ωL of the coil L,
It is selected so that R 1 ≈1, and normally the value of QωL/R 1 should be within the range of 0.1 to 10. In addition, if we show an actual numerical example, R 1 = 850
Ω, R 2 =1.3Ω, L=12μH, C=1500pF, and the resonant frequency of the parallel resonant circuit is about 1.2MHz.
このように構成されたインピーダンス変化検出
回路において、コンルLのインダクタンス変化を
検出しようとした場合、従来は最良の特性を得る
ために並列共振回路が共振状態となるように回路
定数を設定していた。しかしながら、並列共振回
路を共振状態で使用することは、中点Aの出力電
圧eputを直接交流電圧計等に指示されるような
場合には最適といえるが、図のように中点Aの出
力電圧eputを電源電圧eiにより同期整流する場
合には、必ずしも最適の動作状態とはいえない。
したがつて、検出回路の回路定数をなんらかのか
たちで変更しなければならないが、特に共振回路
の回路定数を共振状態以外の点に設定すること
は、明確な設定目標等がなければ困難である。 In an impedance change detection circuit configured in this way, when trying to detect a change in the inductance of the conduit L, conventionally the circuit constants were set so that the parallel resonant circuit was in a resonant state in order to obtain the best characteristics. . However, using a parallel resonant circuit in a resonant state is optimal when the output voltage e put at midpoint A is directly indicated by an AC voltmeter, etc.; When the output voltage e put is synchronously rectified using the power supply voltage e i , the operating state is not necessarily optimal.
Therefore, the circuit constants of the detection circuit must be changed in some way, but it is particularly difficult to set the circuit constants of the resonant circuit to a point other than the resonance state unless there is a clear setting goal.
本発明は、上記のように中点Aの出力電圧epu
tを電源電圧eiにより同期整流して取り出すよう
にしたインピーダンス変化検出回路の回路定数の
設定を容易に行なうことができ、しかも高感度で
S/N比の良好な回路を実現することのできるイ
ンピーダンス変化検出回路の回路定数設定方法を
提供することを目的としたものである。 In the present invention, as described above, the output voltage e pu at the midpoint A
It is possible to easily set the circuit constants of an impedance change detection circuit in which t is extracted by synchronous rectification using the power supply voltage e i , and a circuit with high sensitivity and a good S/N ratio can be realized. The purpose of this invention is to provide a method for setting circuit constants of an impedance change detection circuit.
本発明のインピーダンス変化検出回路の回路定
数設定方法は、回路定数設定の目標として抵抗と
並列共振回路との接続点に現われる電圧の位相
(以下、単に中点の位相という)に着目し、この
位相が電源電圧に対して特定な関係となるように
回路定数を設定するものである。 The method for setting the circuit constants of the impedance change detection circuit of the present invention focuses on the phase of the voltage appearing at the connection point between the resistor and the parallel resonant circuit (hereinafter simply referred to as the phase of the midpoint) as the goal of setting the circuit constants. The circuit constants are set so that the voltage has a specific relationship with the power supply voltage.
以下、図面を用いて本発明のインピーダンス変
化検出回路の回路定数方法を説明する。前記した
第1図のインピーダンス変化検出回路において、
電源電圧eiと出力電圧eputとの関係を、
eput/ei=1/a+jb=X+jY
と表現すると、
X=a/a2+b2
Y=−b/a2+b2
a=1+R1R2/R〓+ω2L2
b=R1(ωC−ωL/R〓+ω2L2)
となる。ここで、抵抗R1は固定抵抗で、変動
しないものとし、また、平列共振回路のQ値およ
び抵抗R1の値との関係からωL/R1<1であり、かつ
R1R2/ω2L2<1とすれば、ω,L,Cの小さな
変化に
対してaはほぼ一定で、aの変化は小さいが、b
の値は大幅に変化することになる。このため上記
X,Yの式からbを消去して、実数部をX、虚数
部をYにとる座標に変換すれば、
{X−1/2(1―R1R2/R〓+R1R2+ω2L2
)}2+Y2
=1/4(1−R1R2/R〓+R1R2+ω2L
2)2
なる式が得られる。 Hereinafter, a circuit constant method for an impedance change detection circuit according to the present invention will be explained with reference to the drawings. In the impedance change detection circuit of FIG. 1 described above,
Expressing the relationship between the power supply voltage e i and the output voltage e put as e put /e i =1/a+jb=X+jY, X=a/a 2 +b 2 Y=-b/a 2 +b 2 a=1+R 1 R 2 /R〓+ω 2 L 2 b=R 1 (ωC−ωL/R〓+ω 2 L 2 ). Here, it is assumed that the resistor R 1 is a fixed resistor and does not change, and from the relationship between the Q value of the parallel resonant circuit and the value of the resistor R 1 , ωL/R 1 <1, and R 1 R 2 / If ω 2 L 2 <1, then a is almost constant for small changes in ω, L, and C, and although the change in a is small, b
The value of will change significantly. Therefore, if b is deleted from the above formula for X and Y and converted to coordinates where the real part is X and the imaginary part is Y, we get {X-1/2(1-R 1 R 2 /R〓+R 1 R 2 +ω 2 L 2
)} 2 +Y 2 = 1/4 (1-R 1 R 2 /R〓+R 1 R 2 +ω 2 L
2 ) The following equation is obtained.
したがつて、前記した回路条件から
1/2(1−R1R2/R〓+R1R2+ω2L2)はほ
ぼ一定となる
ので、抵抗R1R2、コンデンサC、コイルLの各
インピーダンスおよび電源電圧eiの角周波数ω
のどのパラメータが変化しても、前記X+jYの
点は、X−Y座標上において、半径r
r=1/2(1−R1R2/R〓+R1R2+ω2L2
)(1)
の円周上を動くことになる。ここで、このX+
jYは、前記したように電源電圧eiと出力電圧ep
utとの関係(電圧伝達係数)を表わしたものであ
るので、電源電圧eiとして単位電圧(ei=1)
を印加した場合には、原点とX+jYの点を結ぶ
ベクトルがそのまま出力電圧eputを表わすこと
になる。第2図はこの様子を示したものである。 Therefore, from the above circuit conditions, 1/2 (1-R 1 R 2 /R + R 1 R 2 + ω 2 L 2 ) is almost constant, so the resistance R 1 R 2 , capacitor C, and coil L Angular frequency ω of each impedance and power supply voltage e i
No matter which parameter of _
)(1). Here, this X+
As mentioned above, jY is the power supply voltage e i and the output voltage e p
Since it expresses the relationship (voltage transfer coefficient) with ut , the unit voltage (e i =1) as the power supply voltage e i
If , the vector connecting the origin and the point X+jY directly represents the output voltage e put . Figure 2 shows this situation.
このように、インピーダンス変化検出回路を構
成する各パラメータの変動に対して、出力電圧e
putの軌跡が半径rの円周上を動くことがわかつ
たが、このようなL−C並列共振回路の特性を調
べることは、各パラメータの変動に対して、出力
電圧eputの軌跡がどのような形で円周上を動く
かを調べることに対応する。 In this way, the output voltage e
It was found that the locus of put moves on the circumference of a radius r, but investigating the characteristics of such an L-C parallel resonant circuit is difficult to determine how the locus of output voltage e put moves with respect to variations in each parameter. This corresponds to checking whether it moves on the circumference in such a manner.
第2図において、半径r′がΔr、位相角θがΔ
θ変動した場合の出力変動Δeputは次式のよう
に表わされる。 In Figure 2, the radius r' is Δr, and the phase angle θ is Δ
Output fluctuation Δe put when θ fluctuates is expressed as in the following equation.
この様子を第3図に示す。すなわち、第3図は
ベクトルeputの大きさおよび方向を決定する要
素である半径r、位相角θが変化した場合におけ
るベクトルeputの変化量Δeputの様子を図示し
たものである。上式におけるα,θ,rの関係は
次式の通りである。 This situation is shown in FIG. That is, FIG. 3 illustrates the amount of change Δe put in the vector e put when the radius r and phase angle θ, which are elements that determine the magnitude and direction of the vector e put , change. The relationship among α, θ, and r in the above equation is as shown in the following equation.
α=2θ (3)
θ=tan-1−b/a (4)
r=1/2(1−R1R2/R〓+R1R2+ω2L2
)(5)
ここで、
a=1+R1R2/R〓+ω2L2 (6)
b=R1(ωC−ωL/R〓+ω2L2) (7)
(2)式を変形すると次のようになる。 α=2θ (3) θ=tan -1 −b/a (4) r=1/2(1−R 1 R 2 /R〓+R 1 R 2 +ω 2 L 2
)(5) Here, a=1+R 1 R 2 /R〓+ω 2 L 2 (6) b=R 1 (ωC-ωL/R〓+ω 2 L 2 ) (7) Transforming equation (2), we get the following become that way.
ここで、xはR1,R2,C,L,ωのいずれか
1つを示すものである。(8)式はインピーダンス変
化検出回路を構成するパラメータがΔx変動した
とき、出力電圧eputがどの程度変動するか、さ
なわち出力感度を示したもので、dθ/dx,
dr/dxが計算可能な関数であれば、各パラメー
タに対してΔeputを解析的に求めることができ
る。 Here, x represents any one of R 1 , R 2 , C, L, and ω. Equation (8) shows how much the output voltage e put changes when the parameters constituting the impedance change detection circuit change by Δx, that is, the output sensitivity, and dθ/dx,
If dr/dx is a calculable function, Δe put can be analytically determined for each parameter.
次に出力感度deput/dx(以下、Δeput(x)
と書く)を考えてみる。前記した(4),(5)式からd
θ/dx,dr/dxをそのまま計算しても良いが、
計算式が複雑となるため、実用上さしつかえない
範囲で省略を行ない計算する。前記したように、
通常使用されるインピーダンス変化検出回路にお
いては、そのコイルLのインピーダンスωLと抵
抗R2の比はωL/R2≫1で、またR1≫R2と考え
てもさしつかえないため、前記した(4),(5)式は次
の(9),(10)式のようになる。 Next, output sensitivity de put /dx (hereinafter, Δe put (x)
). From equations (4) and (5) above, d
You can calculate θ/dx and dr/dx as they are, but
Since the calculation formula is complicated, abbreviations will be made to the extent that it is practically impossible to calculate. As mentioned above,
In a commonly used impedance change detection circuit, the ratio between the impedance ωL of the coil L and the resistance R 2 is ωL/R 2 ≫ 1, and it is safe to assume that R 1 ≫ R 2 , so as mentioned above (4 ) and (5) become the following equations (9) and (10).
θ=tan-1{−Q1Q2/1+Q1Q2R1(ωC−1
/ωL)}(9)
r=1/2(1−1/1+Q1Q2) (10)
ただし、Q1,Q2は次式のように示される。 θ=tan -1 {-Q 1 Q 2 /1+Q 1 Q 2 R 1 (ωC-1
/ωL)}(9) r=1/2 (1-1/1+Q 1 Q 2 ) (10) However, Q 1 and Q 2 are expressed as in the following equation.
Q1=ωL/R1 (11)
Q2=ωL/R2 (12)
ここで、共振点近傍においてQ1,Q2があまり
変化しないと仮定すれが、dθ/dx,dr/dxは
(13)〜(16)式で表わすことができる。 Q 1 = ωL/R 1 (11) Q 2 = ωL/R 2 (12) Here, assuming that Q 1 and Q 2 do not change much near the resonance point, dθ/dx and dr/dx are ( 13) to (16).
dθ/dω=−Q1Q2/1+Q1Q2R1(C+1/
ω2L)cos2θ(13)
dθ/dL=−Q1Q2/1+Q1Q2・R1/ωL
2cos2θ(14)
dθ/dC=−Q1Q2/1+Q1Q2R1ωcos2θ(1
5)
dr/dω=dr/dL=dr/dC≒0(16)
なお、R1R2は変化しないものとして、それに
対する式は省略する。 dθ/dω=-Q 1 Q 2 /1+Q 1 Q 2 R 1 (C+1/
ω 2 L) cos 2 θ(13) dθ/dL=-Q 1 Q 2 /1+Q 1 Q 2・R 1 /ωL
2 cos 2 θ(14) dθ/dC=-Q 1 Q 2 /1+Q 1 Q 2 R 1 ωcos 2 θ(1
5) dr/dω=dr/dL=dr/dC≈0(16) Note that it is assumed that R 1 R 2 does not change, and the formula for it is omitted.
(13)〜(16)式で求めた関係を(8)式に代入し
て出力感度Δeput(x)を計算する。 The output sensitivity Δe put (x) is calculated by substituting the relationships obtained from equations (13) to (16) into equation (8).
Δeput(ω)=−r・2Q1Q2/1+Q1Q2
R1(C+1/ω2L)cos2θΔω (17)
Δeput(L)=−r.2Q1Q2/1+Q1Q2
・R1/ωL2cos2θΔL (18)
Δeput(C)=−r.2Q1Q2/1+Q1Q2
R1cos2θΔC (19)
(17)〜(19)式に(9)式を代入して整理する
と、(20)〜(22)式となる。 Δe put (ω)=-r・2Q 1 Q 2 /1+Q 1 Q 2 R 1 (C+1/ω 2 L) cos 2 θΔω (17) Δe put (L)=-r.2Q 1 Q 2 /1+Q 1 Q 2・R 1 /ωL 2 cos 2 θΔL (18) Δe put (C)=−r.2Q 1 Q 2 /1+Q 1 Q 2 R 1 cos 2 θΔC (19) (17) to (19) are expressed as (9) ) and rearranging, we get equations (20) to (22).
Δeput(ω)=r{sinα
−2Q2/1+Q1Q2(1+cosα)}Δω/
ω(20)
Δeput(L)=−Q2r/1+Q1Q2(1+cosα)
ΔL/L(21)
Δeput(C)=r{sinα
−Q2/1+Q1Q2(1+cosα)}ΔC/C(
22)
(20),(22)式において、本回路は、前記した
ように共振点近傍で使用することを前提としたも
のであり、共振点大きく外れた点(1+cosαが
ほぼ0となるような点)で使用されることはない
ので、Q1<1,Q2≫1であり、Q2/1+Q1Q2>1
と
なることを考えあわせると、sinαの項はほとん
ど省略することができ、インダクタンス、キヤパ
シタンス変動に対する出力感度はほぼ等しく、周
波数変動に対する出力感度はその約2倍である。 Δe put (ω)=r{sinα −2Q 2 /1+Q 1 Q 2 (1+cosα)}Δω/
ω(20) Δe put (L)=- Q2r /1+ Q1Q2 (1+cosα)
ΔL/L(21) Δe put (C)=r{sinα −Q 2 /1+Q 1 Q 2 (1+cosα)}ΔC/C(
22) In equations (20) and (22), this circuit is assumed to be used near the resonance point as described above, and is used at a point far away from the resonance point (where 1 + cos α is almost 0). Q 1 <1, Q 2 ≫1, and Q 2 /1+Q 1 Q 2 >1.
Considering that, the sin α term can be almost omitted, the output sensitivity to inductance and capacitance fluctuations is almost equal, and the output sensitivity to frequency fluctuation is about twice that.
ここで、rおよびQ2/1+Q1Q2が一定と考えれ
ば、
(20)〜(22)式で与えられる出力感度はαすな
わち中点Aの位相角θのみの関数となり、出力感
度を考える際、ω,L,C,R1,R2の全パラメ
ータについて考える必要がなくなる。 Here, if r and Q 2 /1 + Q 1 Q 2 are considered constant, the output sensitivity given by equations (20) to (22) is a function only of α, that is, the phase angle θ of the midpoint A, and considering the output sensitivity At this time, it is no longer necessary to consider all the parameters ω, L, C, R 1 and R 2 .
(20)〜(22)式において出力感度Δeput
(x)は位相角θのみの関数として示されるの
で、最大感度を得る位相角θはdΔeput(x)/d
α=0と
なるαを求めればよいことになる。 In equations (20) to (22), output sensitivity Δe put
(x) is shown as a function only of the phase angle θ, so the phase angle θ that yields maximum sensitivity is dΔe put (x)/d
All that is required is to find α such that α=0.
dΔeput(ω)/dα=rsin(α+β1)Δω/
ω(23)
dΔeput(L)/dα=rQ2/1+Q1Q2sinα
ΔL/L(24)
dΔeput(C)/dα=rsin(α+β2)ΔC/C(
25)
ただし、β1,β2は次式で示される。 dΔe put (ω)/dα=rsin(α+β 1 )Δω/
ω(23) dΔe put (L)/dα=rQ 2 /1+Q 1 Q 2 sinα
ΔL/L(24) dΔe put (C)/dα=rsin(α+β 2 )ΔC/C(
25) However, β 1 and β 2 are expressed by the following formula.
β1=tan-11+Q1Q2/2Q2 (26)
β2=tan-11+Q1Q2/Q2 (27)
(23)〜(25)式より感度が最大となるαは、
αΔeput(ω)=−β1 (23)
αΔeput(L)=0 (29)
αΔeput(C)=−β2 (30)
となる。上式におけるαΔeput(x)は、それ
ぞれω,L,Cが微少変動した場合に出力感度が
最大となるαの値である。(28)〜(30)式にお
いて、1+Q1Q2/Q2<1であるので、ω,L,C
の変
動に対する出力感度はα=0、つまり共振点近傍
で最大となることがわかる。 β 1 = tan -1 1+Q 1 Q 2 /2Q 2 (26) β 2 = tan -1 1+Q 1 Q 2 /Q 2 (27) From equations (23) to (25), α at which the sensitivity is maximum is αΔe put (ω)=−β 1 (23) αΔe put (L)=0 (29) αΔe put (C)=−β 2 (30). αΔe put (x) in the above equation is the value of α that maximizes the output sensitivity when ω, L, and C vary slightly. In equations (28) to (30), 1+Q 1 Q 2 /Q 2 <1, so ω, L, C
It can be seen that the output sensitivity to fluctuations in is maximum when α=0, that is, near the resonance point.
以上の解析は、前記した如く中点Aに現われる
出力電圧eputを直接交流電圧計等に指示させる
ような場合に成立する関係式であつた。このた
め、上記の結果を第1図に示されるような同期整
流回路を含むインピーダンス変化検出回路に適用
することは困難である。したがつて、次に中点A
に現われる出力電圧eputを電源電圧eiで同期整
流する場合における最適値αを求めてみる。 The above analysis was a relational expression that holds true when the output voltage e put appearing at midpoint A is directly indicated by an AC voltmeter or the like as described above. Therefore, it is difficult to apply the above results to an impedance change detection circuit including a synchronous rectification circuit as shown in FIG. Therefore, next midpoint A
Let us find the optimal value α when the output voltage e put appearing in is synchronously rectified with the power supply voltage e i .
第4図に示される如く、同期整流出力の位相方
向をa、中点Aの出力変化分Δeputの方向をb
とすると、Δeputはαの変化分によるものだけ
であるから、中点Aの位相角θにおける出力変化
分Δeputと電源電圧eiとの位相角は(π/2−α)
となる。この状態において、インダクタンスLが
ΔLだけ変化した場合の同期整流出力Vputは次
式により求められる。 As shown in Figure 4, the phase direction of the synchronous rectification output is a, and the direction of the output change Δe put at the midpoint A is b.
Then, since Δe put is only due to the change in α, the phase angle between the output change Δe put at the phase angle θ at the midpoint A and the power supply voltage e i is (π/2−α). In this state, when the inductance L changes by ΔL, the synchronous rectification output Vput can be obtained from the following equation.
Vput=−reiQ2/1+Q1Q2(1+cosα)
sin(π/2−α)ΔL/L=−reiQ2/1
+Q1Q2
(sinα+1/2sin2α)ΔL/L (31)
(31)式において最大感度となるαは前記した
(24)式と同様にしてdVput/dα=0となる点を
求めれ
ばよく、(31)式をαで微分すると、
dVput/dα=−reiQ2/1+Q1Q2
(cosα+cos2α)ΔL/L (32)
となり、求めるαは±π/3,πの2点が存在するこ
とになる。ここでα=πの点は感度が零の点であ
るので、現実に使用できる最適値はα=±π/3であ
り、この時の位相角θはθ=±π/6となる。この点
は前述したように最大感度となる点であるが、さ
らにdVput/dα=0ということを考えれば、外
乱によりL,C等のパラメータが微少変化しても
感度は変化せず、例えば温度変化等の外乱に対し
ても影響を受けない点である。 V put =-re i Q 2 /1+Q 1 Q 2 (1+cosα) sin(π/2-α)ΔL/L=-re i Q 2 /1
+Q 1 Q 2 (sinα+1/2sin2α)ΔL/L (31) In formula (31), the maximum sensitivity α can be obtained by finding the point where dV put /dα=0 in the same way as formula (24) above. Differentiating equation (31) with respect to α, dV put /dα=-re i Q 2 /1+Q 1 Q 2 (cosα+cos2α)ΔL/L (32) There are two points for the desired α: ±π/3 and π. I will do it. Here, since the point α=π is a point where the sensitivity is zero, the optimum value that can actually be used is α=±π/3, and the phase angle θ at this time is θ=±π/6. As mentioned above, this point is the point at which the sensitivity is maximum, but if we also consider that dV put /dα = 0, even if parameters such as L and C change slightly due to disturbance, the sensitivity will not change, for example The point is that it is not affected by disturbances such as temperature changes.
したがつて、第1図に示す如きインピーダンス
変化検出回路において最良の特性を得るために
は、抵抗R1R2、コンデンサC、コイルLの各値
自体を問題とするのではなく、中点Aの位相角θ
が電源電圧eiに対して+30゜または−30゜近傍
となるように回路定数を設定すればよいことにな
る。 Therefore, in order to obtain the best characteristics in the impedance change detection circuit as shown in FIG. phase angle θ
It is sufficient to set the circuit constants so that the angle is around +30° or -30° with respect to the power supply voltage e i .
また、上記の計算は第2図に示すベクトル図に
おいて半径rが変動しないものとして導いたもの
であるが、ベクトル図より同期整流出力Vputを
計算すると、
Vput=eput・ei=ei 2rcosα (33)
となり、α=±π/2に設定することになりrcosαの
項を零とするとができ、αの変動に伴つて得られ
る信号や次式のように求められる。 Furthermore, the above calculation was derived assuming that the radius r does not vary in the vector diagram shown in Figure 2, but when calculating the synchronous rectification output V put from the vector diagram, V put = e put · e i = e i 2 rcosα (33) By setting α=±π/2, the term rcosα can be set to zero, and the signal obtained as α changes can be obtained as shown in the following equation.
Vput=ei 2rcos(π/2−Δα)=ei 2rsinΔα(34
)
したがつて、中点Aの位相角θを+45゜または
−45゜近傍とすることにより、コイルLの抵抗
R2の影響を受けにくい回路とすることができ
る。 V put = e i 2 rcos (π/2−Δα) = e i 2 rsinΔα(34
) Therefore, by setting the phase angle θ of the midpoint A to around +45° or -45°, the resistance of the coil L can be reduced.
The circuit can be made less susceptible to the influence of R2 .
第5図は本発明の回路定数設定方法を適用すべ
きインピーダンス変化検出回路の他の実施例を示
す構成図である。図において、第1図と同様のも
のは同一符号を付して示す。R3R4は抵抗であ
る。図に示すインピーダンス変化検出回路は、共
振回路を有するブリツジを利用したものである。
共振回路を有するブリツジにおいて、ブリツジを
平衡状態から意識的にずらした状態で使用して、
妨害信号の影響を受けないように構成したものを
特にアンバランスブリツジと呼んでいる。このよ
うなブリツジの回路定数を設定する場合、普通の
ブリツジにおいてはブリツジが平衡するように設
定すればよいので、比較的容易に回路定数を設定
することができるが、アンバランスブリツジにお
いては平衡状態に設定するのではなく、妨害信号
によつては出力信号の振幅が変化しない状態に設
定しなければならないので、設定のための明確な
目標がない場合には最適の回路定数を求めること
は困難である。 FIG. 5 is a block diagram showing another embodiment of an impedance change detection circuit to which the circuit constant setting method of the present invention is applied. In the figure, parts similar to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. R 3 R 4 is the resistance. The impedance change detection circuit shown in the figure utilizes a bridge having a resonant circuit.
In a bridge with a resonant circuit, using the bridge in a state that is intentionally shifted from the equilibrium state,
A bridge that is constructed so as not to be affected by interference signals is particularly called an unbalanced bridge. When setting the circuit constants for such a bridge, it is relatively easy to set the circuit constants for a normal bridge because the bridge should be set so that it is balanced, but for an unbalanced bridge, the circuit constants can be set so that the bridge is balanced. Since it is necessary to set the output signal to a state where the amplitude of the output signal does not change depending on the interference signal, rather than setting it to a state where Have difficulty.
本発明のインピーダンス変化検出回路の回路定
数設定方法は、このようなアンバランスブリツジ
に適用して特に効果的である。第5図に示すごと
きブリツジにおいてその回路定数を設定する際、
前記した第1図の回路の場合と同様にブリツジの
中点Aの位の位相が電源電圧eiに対して+30゜
または−30゜近傍となるように回路定数を設定す
れば、アンバランスブリツジにおける回路定数の
設定を容易に行なうことができる。 The method for setting circuit constants of an impedance change detection circuit according to the present invention is particularly effective when applied to such an unbalanced bridge. When setting the circuit constants for a bridge as shown in Figure 5,
As in the case of the circuit shown in Fig. 1, if the circuit constants are set so that the phase of the middle point A of the bridge is around +30° or -30° with respect to the power supply voltage e i , the unbalanced bridge can be eliminated. It is possible to easily set the circuit constants at Tsuji.
なお、上記の説明では本発明の回路定数の設定
方法をコイルのインダクタンス変化の検出回路に
適用した場合について例示したが、コンデンサの
キヤパシタンス変化の検出回路にも同様に適用す
ることができる。また、第5図において、その一
辺に測定用のコイルまたはコンデンサを含む並列
共振回路を有するブリツジを例示したが、他の一
辺に温度補償用の並列共振回路を有するブリツジ
においても同様の方法で回路定数を設定すること
ができる。 In the above description, the circuit constant setting method of the present invention is applied to a circuit for detecting changes in inductance of a coil, but it can be similarly applied to a circuit for detecting changes in capacitance of a capacitor. In addition, although Fig. 5 shows an example of a bridge that has a parallel resonant circuit including a measuring coil or capacitor on one side, the same method can be applied to a bridge that has a parallel resonant circuit for temperature compensation on the other side. Constants can be set.
以上設明したように本発明のインピーダンス変
化検出回路の回路定数設定方法においては、抵抗
と並列共振回路との接続点の位相に着目し、この
位相が電源電圧に対して+30゜または−30゜近傍
となるように回路定数を設定するようにしている
ので、高感度でしかもS/N比の良好な検出回路
を得ることのできる回路定数の設定を簡単な計算
により行なうことができる。また、設定の目標が
明確であるので、回路定数の変更も容易である。 As established above, in the circuit constant setting method of the impedance change detection circuit of the present invention, attention is paid to the phase of the connection point between the resistor and the parallel resonant circuit, and this phase is +30° or -30° with respect to the power supply voltage. Since the circuit constants are set so as to be close to each other, the circuit constants can be set by simple calculations to obtain a detection circuit with high sensitivity and a good S/N ratio. Furthermore, since the goal of setting is clear, it is easy to change circuit constants.
第1図および第5図は本発明のインピーダンス
変化検出回路の回路定数設定方法を適用すべき検
出回路の例を示す構成図、第2図〜第4図は第1
図のインピーダンス変化検出回路の動作を示すベ
クトル図である。
OSC……電源、SR……同期整流回路。
1 and 5 are configuration diagrams showing an example of a detection circuit to which the circuit constant setting method for an impedance change detection circuit of the present invention is applied, and FIGS.
FIG. 3 is a vector diagram showing the operation of the impedance change detection circuit shown in the figure. OSC...Power supply, SR...Synchronous rectifier circuit.
Claims (1)
列回路に交流電圧を印加する電源と、前記直列回
路の抵抗と平列共振回路との接続点に現われる電
圧を電源電圧により同期整流する同期整流回路と
を具備したインピーダンス変化検出回路におい
て、前記直列回路の抵抗と並列共振回路との接続
点に現われる電圧の位相が前記電源電圧に対して
+30゜または−30゜近傍となるように回路定数を
設定するようにしてなるインピーダンス変化検出
回路の回路定数設定方法。1. A series circuit of a resistor and a parallel resonant circuit, a power supply that applies an alternating voltage to this series circuit, and synchronous rectification that synchronously rectifies the voltage appearing at the connection point between the resistor of the series circuit and the parallel resonant circuit using the power supply voltage. In the impedance change detection circuit, the circuit constants are set so that the phase of the voltage appearing at the connection point between the resistor of the series circuit and the parallel resonant circuit is around +30° or -30° with respect to the power supply voltage. A method for setting circuit constants of an impedance change detection circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4864477A JPS53133471A (en) | 1977-04-27 | 1977-04-27 | Circuit constant setting method of impedance change detecting circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4864477A JPS53133471A (en) | 1977-04-27 | 1977-04-27 | Circuit constant setting method of impedance change detecting circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53133471A JPS53133471A (en) | 1978-11-21 |
| JPS6147383B2 true JPS6147383B2 (en) | 1986-10-18 |
Family
ID=12809063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4864477A Granted JPS53133471A (en) | 1977-04-27 | 1977-04-27 | Circuit constant setting method of impedance change detecting circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS53133471A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220100180A (en) * | 2021-01-08 | 2022-07-15 | 유한책임회사 도요엔지니어링 | Fishing reel |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI20085456A7 (en) * | 2008-05-15 | 2009-11-16 | Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus | Method and apparatus for recognizing an electronic code |
-
1977
- 1977-04-27 JP JP4864477A patent/JPS53133471A/en active Granted
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220100180A (en) * | 2021-01-08 | 2022-07-15 | 유한책임회사 도요엔지니어링 | Fishing reel |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53133471A (en) | 1978-11-21 |
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