JPH0570082B2

JPH0570082B2 -

Info

Publication number: JPH0570082B2
Application number: JP59268692A
Authority: JP
Inventors: Hahateru Hansuieruku; Dopuraa Kurausu
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1983-12-24
Filing date: 1984-12-21
Publication date: 1993-10-04
Also published as: EP0170723A3; DE3347052A1; JPS60157003A; EP0170723B1; DE3484204D1; EP0170723A2

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、少くとも１つの測定コイルを有する
無接触距離測定センサの感度を向上する方法およ
び装置に関する。

従来技術距離を測定するため、また機械的変位等を検出
するために、うず電流の原理ないし電磁誘導の原
理に従つて作動する測定装置を使用することは、
公知である。この場合、うず電流原理の立脚点
は、電気巻線ないしコイルに良導性の平面を対向
配置する（基本原理）、ということである。そし
てこの平面と、コイル巻線およびまたは重なり領
域との間の間隔は、コイル端に相応の高周波交流
電流を供給した時に生じる電圧変化の尺度とな
る。

次に、第１図、第２図および第３図を参照しな
がら、うず電流測定および誘導測定方法の基本原
理について説明する。ただし第３図は、上述の平
面ないし重なり領域までの間隔に応じて変化する
電圧特性を示している。

第１図および第２図は、実際の例によつて、う
ず電流原理に基づく間隔または距離測定がどのよ
うに行なわれるかを示している。図から分るよう
にセンサ磁心は、例えば部分によつて直径が異な
るピストン棒１１から成り、それは第１図と第２
図で異なる位置P1、P2をとつている。ピストン
棒１１の太くなつた部分１１ａが、それを囲繞す
る環状コイル１０の内部へ移動して行く。その
時、始めは、第３図の特性曲線に相応する大き
な出力電圧または測定電圧U_Mが生じる。測定電
圧U_Mの大きさは、コイル１０に印加される電圧
の大きさによつて決定される。ピストン棒の細く
なつた部分から成る金属表面とコイルとの間の間
隔ｒは大きいので、非常に小さなうず電流しか発
生しない。ピストン棒１１の太い部分１１ａがコ
イルの中に入つて行くにつれて（ただし第２図の
位置P2まで）、重なり領域が増大し、間隔が小さ
くなる。その結果、かなり大きなうず電流が生
じ、つまり相応に大きなうず電流損が発生し、コ
イルのインダクタンスが大きく減少する。従つて
測定電圧も減少する。このうず電流の影響によつ
て、第３図の破線で示す特性曲線が生じる。

次に、比較可能な前提に基いて、誘導測定原理
について考える。つまり、第１図、第２図の例に
おいて、ピストン棒１１の太い部分１１ａが透磁
性で強磁性の材料から成つていると想定する。こ
の場合、第３図に示す特性曲線が生じる。なぜ
なら、よく知られているように、センサ磁心１１
ａがコイル内に入つて行くにつれて、コイルのイ
ンピーダンスは上昇するからである。従つて、磁
心の直径が大きいほど、電圧上昇も大きい。つま
り、直径が大きくなるにつれて、ないし重なり領
域が増大する程、測定電圧は大きくなる。

発明の解決すべき問題点上のような事実に鑑みて、それぞれの測定方法
が他の測定方法に全く、あるいは非常に小さな影
響しか与えないようにすることは公知である。つ
まり、パラメータ（材料、搬送周波数、コイルの
形状）を適切に選択することにより、例えば誘導
測定方法に対するうず電流の影響を低減し、ある
いは完全に除去するのである。また、用いられて
いる測定方法の測定値の変動に他の測定方法が関
与するので、つまり両者の値の平均値を形成する
ように作用するので、この点からも上述の構成が
必要である。

本発明の課題は、無接触動作する電子的または
電気的距離測定センサにおいて、うず電流原理ま
たは誘導原理の使用により生ずる測定能力に関す
る感度を、飛躍的に向上させることである。

問題点を解決するための手段本発明によればこの課題は、特許請求の範囲第
１項記載の方法、および同じく第５項記載の装置
によつて解決される。

本発明には次のような利点がある。つまり、測
定原理に反応する少くとも１つのセンサコイルを
用いて、誘導原理に基く測定とうず電流原理によ
る測定を組合わせて、同時に行なうことによつ
て、２つの測定原理が共働して測定に寄与すると
意味において感度を著しく高めることができる。

また本発明の別の利点は、その直径が部位によ
つて異なるセンサ磁心またはピストン棒を用いて
も、またその直径が変位距離にわたつて一定また
はほぼ一定のセンサ磁心またはピストン棒によつ
ても、距離または変位を測定できることである。
この場合、センサ磁心（より一般的に言えば被測
定距離を進む変位要素）を、フイルム等から成る
好適な材料で被覆することによつて、常磁性また
は反磁性（ただし良導性）の領域と、強磁性の領
域とに、センサ磁心を分割する。

本発明の別の利点は、大きな感度が得られるこ
との他に、センサ磁心が半径方向に動いても、つ
まり測定方向と垂直に振れても、ごく小さな誤差
しか生じない、ということである。なぜなら、上
述の振れによりコイルの中に生じる電圧変動は、
部分的ながら即座に補償されるからである。

また本発明の実施例によれば、感度が良くなつ
て分解能が向上したので、センサ磁心の変位運動
を最小の距離単位でデジタル的に検出することが
できる。さらに本発明の１つの構成として、環状
のセンサコイルではなく、螺旋状に巻回された板
コイルを用いることができる。ただしこの板コイ
ルは、変位要素（センサ磁心）の片側だけしか検
出しない。

実施例次に、図面を参照しながら実施例について本発
明を詳しく説明する。

本発明の基本的思想は、うず電流測定原理と誘
導測定原理の物理的特質を同時に使用して、変位
運働または被測定距離を検出する、ということで
ある。この場合、少なくとも１つの測定コイルと
変位要素との間で相対変位が起る。変位要素の少
くとも表面は、良導性でかつ常磁性または反磁性
の領域と、強磁性の領域とに分割される。ここで
は、誘導測定原理とうず電流測定原理の両方を評
価することで、測定距離が検出される。それによ
つて、感度がかなり向上し、かつ相応に大きな分
解能が得られる。

本発明は、上述の２つの測定方法、つまりうず
電流原理と誘導原理を次のような目的で組合わせ
て利用する。つまり、２つの測定原理が１つの測
定コイルへ同時には作用せず、変位運動に依存し
て２つの原理が作用するのである。言い換えれ
ば、変位路の全長にわたり、センサコイル（環状
コイルまたは平コイル）に対して、電気または磁
気特性の異なる対向平面が与えられるのである。

第４図は測定路の全域にわたつて測定電圧の特
性を示す線図である。第４図は第４ａ図と関連し
ている。第４ａ図は、測定コイル２０と、被測定
距離を進む変位要素、つまりピストン棒またはセ
ンサ磁心２１との間の相対位置に示している。こ
こで第１の前提としてセンサ磁心２１は、異なる
電気特性を有する２つの材料から成つている。従
つてセンサ磁心の１つの部分Ｗは、例えば、良導
性でかつ常磁性または反磁性の材料（例えば銅、
アルミニウム等）から成つている。一方部分Ｆ
は、強磁性で、有利には透磁率の高い材料（例え
ば鉄など）から成つている。この場合、磁心の２
つの部分Ｗ、Ｆが、そのうちの一方の部分に用い
られている材料の特性が他方の部分の材料の当該
測定原理に基く特性の発揮されるのを阻止するよ
うな特性有していると、特に有利である。言い換
えれば、例えば強磁性の磁心部分Ｅが、うず電流
の形成を強く妨げるような特性を有し、例えば圧
粉磁心、フエライト磁心等であると有利である。

第４ａ図には、測定コイル２０とセンサ磁心２
１との間の相対位置１，２，３が、第４図の測定
電圧特性曲線と関連して示されている。位置１で
は、良導性磁心部分Ｗだけが、環状コイルとして
構成された測定コイル２０との重なり領域に位置
している。位置２では、重なり領域は磁心部分Ｗ
とＦに等分割されている。位置３では、測定コイ
ル２０は、強磁性の特性を有する磁心部分Ｆだけ
を覆つている。本発明の測定方法にとつて重要な
のは、この測定方法を使用している時、つまり測
定コイルの幅方向に沿つてセンサ磁心２１と測定
コイル２０との間で相対変位が行なわれている時
に、２つの磁心部分ＷとＦの間の分離線も同じよ
うに変位させることである。

第４図には、測定コイル２０が空心コイルであ
る、つまりその中に磁心が入つていない場合、こ
の測定コイル２０に好適な周波数の電圧を給電し
た時に、コイルインピーダンスに依存して生じる
ゼロ電圧U_Lが、一転鎖線で示されている。さら
に第４図には、測定コイルとセンサ磁心との間の
相対運動による測定電圧が示されている。ここで
は、次のような関係が生じる。

まず位置１では、測定コイル２０が磁心部分Ｗ
を完全に覆つており（第４ａ図参照）、第４図の
曲線Ａで示される測定電圧特性は、その最小値に
なる。なぜなら、この場合測定系（センサ）が、
ほぼうず電流原理にのみ従つて作動し、磁心部分
Ｗに最大うず電流が形成されるからである。セン
サ磁心２１が矢印Ｄの方向に変位すると、図平面
で左側にある測定コイル端が強磁性材料から成る
磁心部分Ｆを検出し始める。一方、磁心部分Ｗを
囲繞するコイル部分はだんだんと小さくなる。こ
の時、磁心部分Ｗにおけるうず電流は減少し、同
時に誘導原理によつて測定信号を検出するコイル
部分が大きくなるので、測定電圧は上昇する。従
つて、変位距離に亘る測定信号の変化は直線関係
に相応するより大きな変化の関係
（U¨berpropotional）であり、相応の急上昇部分
が生じる。

位置２では、コイルの巻線が２つの磁心部分を
等分に覆つている。従つて、材料、搬送周波数、
コイルの形状など他のパラメータを相応に調整す
れば、測定コイル全体のインダクタンスは、空心
コイルのそれとほぼ等しくなる。なぜなら、この
場合の２つの影響量、つまりうず電流と誘導作用
が、互いに相殺されるからである。

センサ磁心をさらに位置３の方向へ変位させて
行くと、測定電圧U′_Mはさらに高まる。そして、
測定コイルの巻線が磁心部分Ｗにおけるうず電流
の影響から完全に脱し、誘導的にのみセンサ磁心
を検出する時、正確に言えば、磁心の強磁性部分
Ｆだけが測定コイルに作用するようになつた時、
測定電圧U_Mはその最大値に達する。

次に、本発明の測定原理により距離を測定する
場合に感度が著しく高まることを立証するため、
変位運動およびその他構成素子の条件は同じにし
て、測定コイルとセンサ磁心が所定の変位運動を
する時に本発明によつて得られる測定電圧の最大
変動を、通常のうず電流測定法ないし誘導測定法
を用いた時の結果と比較する。

まず、うず電流測定法のみを用いた場合につい
て説明する。うず電流測定原理のみに従つてセン
サ磁心の変位を検出すると、第４図に示す電圧特
性曲線Ｂ１が得られる。この場合、相対運動は第
４ｂ図に示すように調整される。ここで、それぞ
れ他の磁心部分における不可避的な「欠点」を明
らかにするために、第４ｂ図におけるセンサ磁心
は、比較的大きな直径Ｄの部分と、それよりさら
に小さな直径ｄ２（ないしはそれよりさらに小さ
な直径ｄ１）の部分とを有している。ただし直径
Ｄの部分は、うず電流測定原理および誘導測定原
理による測定を可能にする。うず電流法におい
て、センサ磁心が良好な導電性を有しかつ常磁性
または反磁性の材料から成つているとすると、測
定コイルの巻線が磁心の太い部分または細い部分
のどちらを検出するかに応じて、大きなまたは小
さなうず電流が生じる。うず電流の大きさに応じ
てコイルのインダクタンスが決まるので、既述の
空心コイル電圧U_Lに関して、測定電圧は相応に
減少する。位置１では、測定電圧は特性曲線Ａと
同じように小さい。なぜなら、パラメータが同じ
だとすれば、最初は必然的に同じ関係が生じるか
らである。センサ磁心を位置２および３の方向へ
変位させると、測定電圧はたしかに上昇する。し
かしその値は、必然的に、常に空心コイル電圧
U_Lのレベルより小さい。磁心の細い部分でもう
ず電流が残存するからである。特性曲線Ｂ１は、
直径の相違が大きな方の例（Ｄ、d1）を使つた
場合の測定電圧の変化に対応し、曲線Ｂ２は直径
の変化が小さな例（Ｄ、d2）の場合に生じる。
それぞれの場合に応じて、異なる最大測定電圧変
化が発生し、それは第４図にU_W1ないしU_W2で示
されている。

誘導測定法のみによつて測定を行なう場合、曲
線C₁，C₂で示す電圧特性が生じる。ここでも、
パラメータが同じだとすると、測定コイル２０′
が磁心の太い部分と細い部分のどちらを検出する
かに応じて、コイルのインダクタンスが（空心コ
イルのインダクタンスに関して）大きくまたは小
さく上昇する。うず電流測定法と比較すれば、セ
ンサ磁心２１が強磁性材料から成つていることが
分る。従つて誘導測定法では、位置１において最
大出力測定電圧が生じ、磁心が位置２，３へ変位
するにつれて電圧は減少する。しかし、常に空心
電圧U_Lのレベルより上にある。なぜなら、細い
方の磁心部分でしかも小さい方の直径d1を用い
た場合でも、空心コイルのインピーダンスを上昇
させるからである。特性曲線Ｃ１は、誘導測定方
法において、直径の相違が大きい場合に得られる
最大電圧変化U_F1を示し、曲線C₂は直径の相違が
小さい時の最大電圧変化U_F2を示している。

これまで考察したところでは、コイル端から出
て隣接領域へ作用する磁力線については考慮して
いないが、別に差支えはない。なぜなら、それに
起因する測定効果の減衰は僅かだからである。付
言すれば、どのような測定法でもこの磁力線は測
定効果を減衰させるか、本発明による測定原理と
公知測定法の基本的相違とは無関係である。

さらに、第４図のダイヤグラムを用いて説明し
た関係において、それぞれ同じコイルは同じ電気
的諸条件の下で作動し、磁心のパラメータ（材
料、幾何学的形状）も、それぞれの比較時におい
て同一であるものとする。

本発明の組合わせ測定法により得られる測定電
圧U′_Mは、うず電流法または誘導測定法のみによ
り得られる測定信号よりもかなり大きい。また、
うず電流法または誘導測定法のみを使用する場
合、構造上の理由から磁心の直径を余り大きく異
ならせることはできない。またどの方法において
も、直径の相違が大きい程、測定電圧の変動幅も
大きくなる。従つて、本発明の方法による利点は
一層顕著である。なぜなら、本発明では磁心の各
部分の直径を変える必要がなく、分離線２２（第
４ａ図）の両側の直径が等しい時に最良の測定結
果が得られるからである。

本発明による組合わせ測定法は２つの測定原理
を最適に利用する。この場合、ピストン棒等であ
るセンサ磁心の強磁性部分が、強磁性かつ高透磁
率でなるべくうず電流の形成を妨げる材料から成
つているのが望ましい。そうすれば、搬送周波数
が高く、磁心部分Ｗにおけるうず電流効果を良好
に利用できる場合に、磁心部分Ｆの領域で誘導的
な測定を有利に行なうことができる。

本発明の特別な利点は、上述の磁心部分Ｗ、Ｆ
を、第４ａ図のセンサ磁心のようにそれぞれ１つ
の材料だけで形成する必要は必ずしもない、とい
うことである。例えば、強磁性材料をセンサ磁心
の基材として使用し、その上に被着した金属箔ま
たは金属面によつてうず電流を形成する（あるい
はその逆）ようにしてもよい。ここで重要なの
は、用いられる箔材料とセンサ磁心との電磁特性
を異ならせることである。第５図はこのようなセ
ンサ磁心の例を示している。この場合、センサ磁
心２１′は強磁性で高透磁率の材料（例えばFe、
Fe−Ni合金、ミユーメタル）から成つている。
一方、その延長領域でうず電流効果を生じる箔部
分２３は、良導性で非強磁性の材料（例えばアル
ミニウム、銅、アルミ／銅合金）から成つてい
る。箔部分は極めて薄くすることもできるし、ま
た基本的に任意の仕方でセンサ磁心に被着するこ
とができる。例えばそのために、接着、蒸着、あ
るいは電気化学的な方法を用いることができる。
第５図、第６ａ図、第６ｂ図、第７図で測定コイ
ルとして用いられている環状コイルの幅はBsで
表わされている。また、被着された箔部分と磁心
材料との境界線２２が測定コイル２０の作用範囲
内に入つた時に、変位距離を表わす測定電圧の変
化が生じる。

本発明の基本原理を実施するために、多くの材
料が使用可能であり、また数多くの構造上の変形
例が考えられる。従つて、第６ａ図に２４で示す
ように、変位要素すなわちセンサ磁心を、例えば
合成樹脂（レシテツクス、プレキシガラス、ポリ
塩化ビニル等）のような任意の材料から構成する
こともできる。この任意のセンサ磁心材料には、
強磁性材料から成る第１の箔部分２５が被着さ
れ、その上に第２の箔部分２６を被着することが
できる。もちろん、２つの箔部分の電磁特性は、
既述の意味で異なつていなければならない。ま
た、移行または境界面２２を形成して、２つの箔
部分をセンサ磁心材料上で突合わせて被着するこ
ともできる。

本発明の別の実施例が第６ｂ図に示されてい
る。ここでは、重なり合う２つの箔部分を有する
センサ磁心部分領域が、半径方向に形成されてい
る。そして、強磁性層２７と常磁性または反磁性
層２８との間に中間空間が形成され、その中には
場合によつて合成樹脂層２９が充填される。

第７図、第８図は、本発明の別の有利な実施例
を示している。ここでは、測定環状コイルがそれ
ぞれ別個の巻線から成る２つの部分コイル２０
ａ，２０ｂに分割され、これらの部分コイルは、
第８図に見るように、公知のホイートストン半ブ
リツジ原理に従つて接続されている。この場合部
分環状コイル２０ａ，２０ｂと関連するセンサ磁
心には、強磁性、高透磁率の材料または表面領域
と、良導性で常磁性ないし反磁性の特性を有する
領域とが交互に並んで配置されている。部分コイ
ル２０ａと２０ｂとの間は、例えば両者の幅の中
央を基準として見ると、各領域ＦないしＷの幅に
等しい。従つて、各領域を隔てる境界線２２ａ，
２２ｂが２つのコイルの中を通過すると、両コイ
ル中に対称的でかつ反対方向の作用が生じる。そ
れによつて、感度をさらに向上させることができ
る。この場合、ブリツジ状に相互結合された部分
コイルの測定原理は、これまでに説明した他のす
べての測定方法に適用することができる。さら
に、ホイートストンブリツジを形成する４つの部
分コイルを使用することもできる。

第９図に示す別の有利な実施例では、感度を高
めることにより分解能が向上したので、極めて小
さな距離単位を無接触でデジタル的に検出するこ
とができる。そのために第９図の実施例では、ま
ず強磁性の磁心３０（例えば鉄心、またはフエラ
イトコア）が設けられ、その上に、良導性で常磁
性または反磁性の材料から成る比較的細い領域
が、狭い間隔を置いて並置されている（もちろ
ん、その逆も可能である）。磁心が軸方向に変位
すると、環状コイルである測定コイル３１、また
はそれと交互に使用可能で、例えば螺旋状に巻回
された板コイル３２のそばを、異なる電磁特性を
有する領域が交互に通過する。この時コイル３
１，３２は、交互にうず電流測定法または誘導測
定法に従つて作動する。つまり、強磁性材料が通
過してコイルのインダクタンスが増大する時に、
その出力電圧は最大値に達し、うず電流の形成に
よりコイルのインダンクタンスが減少する場合は
最小出力電圧が発生し、それが交互に繰返され
る。その結果良好に区別可能な形状の信号が発生
し、この信号はカウンタによつてデジタル的に検
出でき、かつそれ以後の処理が可能である。

既に述べたように、環状センサコイルの代わり
に、螺旋状に巻回された板コイル、またはその他
好適な形状、構成のコイルを用いることができ
る。このようなコイルとしては、例えばセンサ磁
心の片側のみを検出するコイルがある。このよう
な場合でもコイルのインダクタンスには、その電
磁特性が異なるセンサ磁心領域の通過時と同じ作
用が生じる。

第１０図は、基礎材料から成る変位要素３３
（センサ磁心）の上方に配置された板コイル３
２′を示している。ただし磁心の基礎材料の上に
は、それと異なる材料特性の表面領域３４が設け
られている。このような構成によつて、その測定
面が上述の意味で相応に分割されている正方形ま
たは多角形のピストン棒を、測定することができ
る。

また、例えば収容スペースを小さくするため
に、センサ磁心上に配置された領域の幅をかなり
狭くし、環状コイルの幅または平コイルの直径を
この領域の幅より大きくすることも考えられる。
第１１図はこのような場合の１例を示している。
ここでは、センサ磁心３５の異なる材料層の数
が、コイルの奇数倍になるように構成すれば有利
である。

第１２図は、本発明による測定原理の別の使用
例を示している。ここでは、例えば強磁性測定磁
心の上に被着される常磁性または反磁性層（この
層の暑さはかなり薄くすることができる）の収容
スペースを小さくすることで、測定センサを非常
に小さく構成している。そのために第１２図の実
施例では、弁ニードルの運動を測定する。第１２
図で環状コイルは３６、強磁性材料から成る弁ニ
ードルは３７で表わされている。また蒸着等によ
つて形成された箔状の被着層は３８である。

第９図に示したデジタル検出を可能にする実施
例に依拠すれば、第１３図に示すように、例えば
回転する測定円板の回転数を検出するために、本
発明による組合わせ測定原理を利用することがで
きる。測定円板の種々の表面層は参照番号３９に
よつて示唆されており、それから相応の間隔を置
いて支持体４０が対向配置されている。支持体に
は、この場合板コイル４１であると有利な測定コ
イルが配置されている。本発明によつて大きな分
解能が得られるので、回転測定円板の測定領域層
を従来以上に小さく区分することができる。その
結果、本発明を使用することによつて、角度また
は回転数を検出する時に大きな精度が得られる。

最後に、第１４図の実施例は測定回路の１例を
示している。この場合測定コイル２０には、コイ
ルのインダクタンスに応じてこれまでの説明のよ
うに変化する電圧が、交流発電器４２から供給さ
れる。コイルを介して降下した電圧を、後置接続
されたダイオード４３およびRC回路として構成
されたフイルタ回路４４により整流すれば、測定
回路の出力側に測定直流電圧U_Mが発生する。

以上で説明した実施例は、本発明の枠内で単体
として、または任意に組合わせて用いることがで
きる発明の効果本発明によれば、うず電流原理による測定と誘
導原理による測定を組合わせて同時に行なうこと
によつて、それらを別個に実施する場合に比べて
測定感度を著しく高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は公知技術におけるセンサ磁心と測定コ
イルとの相対位置を示す図、第２図は同じくセン
サ磁心と測定コイルとの第２の相対位置を示す
図、第３図は公知技術においてうず電流原理ない
し誘導原理に基いて測定を行なう場合にセンサ磁
心が第１図の相対位置から第２図の相対位置へ変
位した時に生ずる測定電圧特性を示す線図、第４
図は本発明によつて測定を行なう時に発生する測
定電圧特性曲線を示し、かつうず電流原理または
誘導原理のみに従つて測定を行なう場合の測定電
圧特性を示す線図、第４ａ図および第４ｂ図は第
４図の線図と関連してセンサ磁心と測定コイルと
の相対位置を示す図、第５図、第６ａ図、第６ｂ
図は被測定路中を進行する変位要素（センサ磁
心）に箔状の被着層を設けた場合の異なる実施例
を示す図、第７図は２つの部分測定コイルを有す
る本発明の変形実施例を示す図、第８図は第７図
の２つのコイルがホイートストン半ブリツジの原
理に従つて接続されていることを示す図、第９図
は最小の距離単位でデジタル的な検出を行なう実
施例の図、第１０図はセンサコイルが螺旋状に巻
回された平コイルとして巻回された実施例を示す
図、第１１図は測定平コイルが変位要素の異なる
材料からなる複数の材料領域を覆う場合の実施例
を示す図、第１２図はセンサ磁心を形成する弁ニ
ードルの運動を測定する実施例を示す図、第１３
図は本発明の原理によつて回転運動を検出しかつ
角度単位を分解検出を行なう実施例を示す図、第
１４図は直流電流の測定出力を発生する評価回路
の実施例を示す図である。１０，２０，２０′，２０ａ，２０ｂ，３１，
３２，３２′，３６，４１……測定コイル、１１，
１１ａ，２１，２１′，２１″，２４，３０，３
３，３５……センサ磁心、２２，２２ａ，２２ｂ
……境界線、２３，２５，２６……箔部分、２７
……強磁性層、２８……常磁性または半磁性層、
２９……合成樹脂層、３７……弁ニードル、３８
……被着層、４０……支持体、４２……交流発電
器。

Claims

【特許請求の範囲】１少なくとも１つの測定コイルを有する無接触
距離測定センサの感度を向上する方法において、
少なくとも１つの測定コイルを、１つの変位要素
（測定磁心）に近接して、かつこれと相対的に移
動させ、変位要素の少なくとも表面を、交互に、
その作用が強磁性で高透磁率の材料に相当する第
１の領域と、その作用が良導性で反磁性または常
磁性の材料または磁化不能鋼に相当する第２の領
域とに、少なくとも二分することを特徴とする無
接触距離測定センサの感度を向上する方法。２少なくとも１つの測定コイルに可変の測定電
圧が誘導され、この測定電圧は、前記測定コイル
へ誘導電流測定原理と渦電流測定原理が同時に適
用されていることにより、測定距離の決定を可能
にするように、前記領域間の少なくとも１つの境
界層２２；２２ａ，２２ｂが、当該距離を決定す
べき変位運動において、測定コイルの作用領域を
通過する特許請求の範囲第１項記載の無接触距離
測定センサの感度を向上する方法。３少なくとも１つの測定コイルが、その電気的
な作用幅にわたつて、測定過程の経過時に、少な
くとも、良導性で反磁性または常磁性の材料の表
面における作用と、強磁性材料の表面における作
用とを、同時に受ける特許請求の範囲第１項また
は第２項記載の無接触距離測定センサの感度を向
上する方法。４変位時に繰返して生じる最大および最小電圧
値をデジタル信号として検出しかつ処理するよう
に、第１の領域と第２の領域を交番的な順序で並
置して、少なくとも１つの測定コイルに対して相
対運動を行なうセンサ磁心の上に設けた特許請求
の範囲第１項または第２項記載の無接触距離測定
センサの感度を向上する方法。５少なくとも１つの測定コイルを有する無接触
距離測定センサの感度を向上する装置において、
前記測定コイルに対向配置され、該コイルの作用
を受けかつ該コイルに相対して変位運動を行なう
センサ磁心２１，２１′，２４，３０，３３，３
５の表面に、少なくとも、高透磁率かつ強磁性の
作用を有する第１の領域と、良導性で反磁性また
は常磁性の作用を有する第２の領域とが別個に設
けられ、また前記２つの領域の間に、測定過程の
間に測定コイルの作用範囲を通過する境界移行部
２２；２２ａ，２２ｂが設けられている、ことを
特徴とする無接触距離測定センサの感度を向上す
る装置。６センサ磁心２１が棒の形状を有し、かつ環状
コイルとして構成された測定コイル２０により囲
繞されている特許請求の範囲第５項記載の無接触
距離測定センサの感度を向上する装置。７センサ磁心３３，３５，３９が面を有し、そ
の面は、作用が異なる材料の第１と第２の領域に
形成された表面を有し、該表面が板コイル３２，
３２′に対向して配置されている特許請求の範囲
第５項記載の無接触距離測定センサの感度を向上
する装置。８相互に隣接して配置されかつ互いに異なる材
料特性を有する多数の第１のおよび第２の領域が
センサ磁心３０に設けられ、該多数の第１のおよ
び第２の領域がそれぞれのコイル（環状コイル３
１；板コイル３２）のところを交互に通過し、ま
た該コイルの出力信号の最大値および最小値がデ
ジタル的に評価される特許請求の範囲第５項から
第７項までのいずれか１項記載の無接触距離測定
センサの感度を向上する装置。９回転数を検出するために、センサ磁心が環状
に構成され、該環状体の円周面は互いに異なる材
料特性を有する多数の第１のおよび第２の領域を
有し、また少なくとも１つの板コイル４１がセン
サ磁心に対向配置されている特許請求の範囲第５
項から第８項までのいずれか１項記載の無接触距
離測定センサの感度を向上する装置。１０センサ磁心が強磁性、高透磁率の材料
（Fe、Fe−Ni合金、ミユーメタル）から成り、
第２の領域形成のために、良導性でかつ非強磁性
の材料（Al、Cu、Al−Cu合金）から成る箔また
は層部分がセンサ磁心に被着されている特許請求
の範囲第５項から第９項までのいずれか１項記載
の無接触距離測定センサの感度を向上する装置。１１センサ磁心２４が任意の材料から成り、強
磁性、高透磁率の特性を有する第１の箔部分２５
と、良導性で反磁性または常磁性の特性を有する
第２の箔部分２６とが、前記任意の材料に設けら
れている特許請求の範囲第５項から第９項までの
いずれか１項記載の無接触距離測定センサの感度
を向上する装置。１２第１の箔部分と第２の箔部分が互いに上下
に重なり合うように配置されている特許請求の範
囲第１１項記載の無接触距離測定センサの感度を
向上する装置。１３第１の箔部分２７と第２の箔部分２８との
間に間隔が設けられ、該間隔内に合成樹脂中間層
が配置されている特許請求の範囲第１２項記載の
無接触距離測定センサの感度を向上する装置。１４少なくとも１つの測定コイルが、ホイート
ストン半ブリツジまたはホイートストンブリツジ
の原理に従つて、相互に接続された２つまたは４
つの部分測定コイル２０ａ，２０ｂから成り、ま
たセンサ磁心２１′の少なくとも表面において、
第１の箔部分と第２の箔部分が交互に相並んで少
なくとも３つは配置されている、特許請求の範囲
第５項から第１３項までのいずれか１項記載の無
接触距離測定センサの感度を向上する装置。１５センサ磁心３５上に設けられた第１のおよ
び第２の領域の数がコイルの奇数倍である特許請
求の範囲第１４項記載の無接触距離測定センサの
感度を向上する装置。