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発明の名称 線形可変差動変圧器の線形性検査方法及び装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−301506
公開日 平成7年(1995)11月14日
出願番号 特願平7−25104
出願日 平成7年(1995)2月14日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】曾我 道照 (外6名)
発明者 ダニエル・アラン・ホスコ / マイケル・アセンズィ
要約 目的
較正中、弁と線形可変差動変圧器との間における線形性を検査する方法及び装置を提供する。

構成
該方法では、弁20を全閉位置に操作して第1の終点を定め、該弁を全開位置に操作して第2の終点を定め、該弁と動作上関連する線形可変差動変圧器10の出力を、第1及び第2の終点間で一定の勾配を有するか否かチェックする。この方法を実施するための装置は、線形可変差動変圧器10に動作上接続されて、それぞれ第1の終点及び第2の終点を与える第1の既知の位置及び第2の既知の位置へと弁20を操作するための油圧サーボ駆動部70と、線形可変差動変圧器と動作上関連して設けられ、該線形可変差動変圧器の出力を、第1及び第2の終点間において一定の勾配を有するか否かに関しチェックする回路100とを含む。
特許請求の範囲
【請求項1】 被駆動装置と線形可変差動変圧器との間における線形性を検査するための方法であって、(a) 前記被駆動装置を第1の既知の位置へと操作して第1の終点を定めるステップと、(b) 前記被駆動装置を第2の既知の位置へと操作して第2の終点を定めるステップと、(c) 前記被駆動装置と動作上関連する前記線形可変差動変圧器の出力を前記第1の終点及び前記第2の終点間で一定の勾配を有するか否かに関しチェックし、前記線形性を検査するステップと、を含む線形可変差動変圧器の線形性検査方法。
【請求項2】 前記線形性検査方法は、更に、(d) 前記第1の既知の位置及び前記第2の既知の位置間で前記被駆動装置を作動するために、時間の関数として一定の割合で前記被駆動装置を開くステップと、(e) 少なくとも2つの等時間増分点で前記線形可変差動変圧器の出力をサンプリングして各サンプリング点における前記勾配を検査するステップと、を含む請求項1に記載の線形性検査方法。
【請求項3】 被駆動装置と線形可変差動変圧器との間における線形性を検査するための装置であって、(a) 前記線形可変差動変圧器に動作上接続されて、それぞれ第1の終点及び第2の終点を与える第1の既知の位置及び第2の既知の位置へと前記被駆動装置を操作するための操作手段と、(b) 前記線形可変差動変圧器と動作上関連して設けられ、該線形可変差動変圧器の出力を、前記第1及び第2の終点間において一定の勾配を有するか否かに関しチェックし、線形性を検査するチェック手段と、を含む線形可変差動変圧器の線形性検査装置。
【請求項4】 前記操作手段は、前記被駆動装置を前記第1の終点及び前記第2の終点間で作動するために時間の関数として一定の割合で前記被駆動装置を開く開放手段を含み、前記チェック手段は、少なくとも2つの等時間増分で前記線形可変差動変圧器の出力をサンプリングして各サンプリング点で勾配を検査するためのサンプリング手段を含む請求項3に記載の線形性検査装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一般に、被駆動装置と、該被駆動装置の位置を監視するように動作可能である線形可変差動変圧器(LVDTとも略称する)とを較正するための方法及び装置に関し、特に、被駆動装置と線形可変差動変圧器との間における線形性を検査する方法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】制御弁又は他のサーボ装置の位置決めと関連して電気油圧系が広汎に用いられている。この種の電気油圧系は、一般に、当該技術において周知のように、油圧系で駆動される弁を備えている。オペレータに対して弁位置を表す情報を与えるために、この弁には、線形可変差動変圧器(LVDT)が接続されている。該LVDTを付勢するために、該LVDTには発電機により正弦波電圧が供給される。この種のLVDTは、一般に、弁に動作上接続された可動コアを備えている。弁位置が変化すると、可動コアの位置が変化し、それにより、LVDTの二次側出力は、弁位置の変化に対し正比例する関係で線形的に変化する。この二次側出力がオペレータに対し弁位置を表す情報を与える。
【0003】上記のような油圧系は、その適切な動作を保証し且つ制御を受ける装置の正確な位置決めを確保するためには、定期的に較正すべきである。その典型的な方法として、弁を全閉にしてLVDTの二次出力を測定し、第1の終点を表す第1の信号を求め、次いで弁を全開してLVDTの二次出力を測定し第2の終点を表す第2の信号を求め、しかる後に第1及び第2の終点間に直線を引き、LVDTの出力が弁位置の変化に伴い上記2つの終点間に定められた直線に従って線形的に変化することを想定している較正方法が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述の較正方法は満足ではあるが、欠陥が無い訳ではない。理論的には、このようなLVDTは、較正中、定義された直線に従って線形的に動作すべきであるが、このことが必ずしも真ではない場合があり得る。即ち、定義された直線の或る部分ではLVDTが線形的に動作するが、該直線の別の部分では非線形的に動作することがある。このような非線形性は、実際の弁位置の不正確な表示を招来することは言うまでもない。
【0005】従って、較正中、LVDTの線形性を検査する方法及び装置であって現在知られ且つ用いられている方法や系の欠陥を克服する方法及び装置に対する必要性が存在する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記必要性を満たすように設計された装置及び方法を提供するものであり、被駆動装置と線形可変差動変圧器との間における線形性を検査するための方法において、(a)上記被駆動装置を第1の既知の位置へと操作して第1の終点を定め、(b)上記被駆動装置を第2の既知の位置へと操作して第2の終点を定め、(c)上記被駆動装置と動作上関連する上記線形可変差動変圧器の出力を上記第1及び第2の終点間で一定の勾配を有するか否かに関しチェックし、上記線形性を検査する諸ステップを含む線形性検査方法に向けられている。
【0007】本発明の別の側面によれば、被駆動装置と線形可変差動変圧器との間における線形性を検査するための装置において、(a)上記線形可変差動変圧器に動作上接続されて、それぞれ第1の終点及び第2の終点を与える第1の既知の位置及び第2の既知の位置へと上記被駆動装置を操作するための操作手段と、(b)上記線形可変差動変圧器と動作上関連して設けられ、該線形可変差動変圧器の出力を、上記第1の終点及び第2の終点間において一定の勾配を有するか否かに関しチェックし、線形性を検査するチェック手段とを含む線形性検査装置が提案される。
【0008】本発明の目的は、較正中、被駆動装置とLVDTとの間における線形性を検査する方法及び装置を提供することにある。
【0009】本発明の1つの特徴は、上記線形性を検査するために2つの既知の点間で勾配が一定か否かに関しLVDTの出力をチェックすることにある。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照し、本発明の好適な実施例と関連して説明する。尚、以下の説明において、同じ参照数字は同じもしくは対応の部分を指すものとする。また、以下の説明において、「前方」、「左方」、「右方」、「上方」、「下方」等の用語は、単に説明の便宜上の表現であって厳密な意味に解釈されてはならない。
【0011】図1には、被駆動装置20(典型例には弁であり、以下、弁と称する)の位置を監視するための線形可変差動変圧器(以下、LVDTと称する)が全体的に参照数字10で示してある。該LVDT10の一次コイル40には発振器30により正弦波電圧が印加されて、該LVDT10の二次コイル50に電圧が誘起され、それにより該二次コイル50には電流が誘起される。LVDT10の可動コア60は、二次コイル50に誘起された電圧を変える機能をする。可動コア60は、油圧サーボ駆動部(操作手段)70を介して弁20に接続されており、該弁20の運動に比例的に相関して運動する。この可動コア60の運動で二次電流は該運動の線形関数として変化する。
【0012】油圧サーボ駆動部70は弁20を開閉する機能をなし、油圧パイロット弁(操作手段の開放手段)80によって駆動される。該パイロット弁80は、当該技術分野において周知のように、油供給部から油をサーボ駆動部70に供給して弁20を開くと共に、該サーボ駆動部70は油溜めに油を排出して弁20を閉じる。パイロット弁80は、コイル90を介して弁を開閉するための信号を受ける。該コイル90は、本発明の回路(チェック手段)100に接続されており該回路100によって制御される。
【0013】通常の動作中は、弁20の現在の位置はLVDT10の二次電流により示され、この二次電流はフィルタ110で受けられる。該フィルタ110によりろ波された信号はマルチプレクサ120に供給される。該マルチプレクサ120はケーブル135を介してマイクロプロセッサ130から与えられる信号に従い、複数の入力から1つの入力を選択する、即ち、この例においては、現在位置信号を選択する機能をする。マルチプレクサ120からの出力信号は、A/D変換器140に供給され、該変換器140により信号はディジタル化されてマイクロプロセッサ130に供給され、そこに記憶される。
【0014】弁20の位置を変更する必要が生ずると、回路100は、オペレータ等からマルチプレクサ120を介してアナログ指令信号を受け、弁20の新しい所望位置を表す信号を発生する。A/D変換器140は、マルチプレクサ120からこのアナログ信号を受けてディジタル信号に変換する。マイクロプロセッサ130はA/D変換器140からディジタル信号を受けて弁20の現在位置と比較する。この比較後に、マイクロプロセッサ130は2つの信号の差を表す信号を発生して、それをD/A変換器150に供給する。該D/A変換器150はマイクロプロセッサ130からのディジタル信号をアナログ信号に変換する。該D/A変換器150からのアナログ信号は増幅器160で増幅された後にコイル90に供給される。コイル90に印加された信号でパイロット弁80はサーボ駆動部70に油を供給したり該サーボ駆動部70から油を排出し、それにより、上記弁は新しい所望位置に切り換えられる。このようにして、LVDTの二次側で弁位置が監視される。
【0015】LVDT10の較正に当たっては、オペレータは、ケーブル170を介してマイクロプロセッサ130に弁20を全開するディジタル指令信号を入力する。マイクロプロセッサ130は、弁20の現在位置を指令位置と比較してこれら2つの信号の差(全開位置)を表す信号をD/A変換器150に供給し、該変換器150はディジタル信号をアナログ信号に変換して、該アナログ信号を増幅器160に供給する。増幅器160は、このアナログ信号を増幅してコイル90に供給し、それにより、パイロット弁80は弁20を全開するように動作する。この全開位置において、LVDT10の二次側出力(即ち、弁位置信号)は上述のようにマイクロプロセッサ(サンプリング手段)130によりサンプリングされて記憶され、この信号により第1の線形の終点が形成される。次いで、オペレータはケーブル170を介して弁20を全閉するディジタル信号を入力する。この信号は、上述した弁20を全開する場合と同じように処理される。この場合にも、マイクロプロセッサ130によりLVDT10の二次側出力がサンプリングされ記憶されて、それにより第2の線形の終点が求められる。次いで、マイクロプロセッサ130は、当該技術分野で周知のように、上記2つの終点に基づいて理論的直線を定める。
【0016】上記直線の確定もしくは定義後に、上記理論的直線全体の線形性を実際に検査もしくは確証するために、時間的に一定の割合で弁20を開くための較正信号がケーブル170を介して供給される。図2を参照するに、実線は、LVDT10の出力が上記直線全体に亙って線形である場合に、LVDT10の定義された線形出力を表す。他方、破線は、LVDT10(図1参照)の非線形出力を表す。弁20を一定の割合で開弁する間、LVDT(図1参照)の二次側出力を複数の等時間増分、例えば、毎秒サンプリングして、各サンプリング点で勾配を検査するための点を定める。この勾配は、弁20の位置の変化に対するLVDT10の二次側出力の変化を表すものであって、マイクロプロセッサ130により求められる。前述のように等時間増分でサンプリングされ、しかも弁は一定の割合で開弁されるので、各サンプリング点における弁位置の変化もまた一定である。従って、LVDTの出力における変化も当然一定となる筈である(即ち、弁位置に対するLVDTの出力を定める直線の勾配が一定である筈である)。この勾配が、或る部分に亙って非線形である場合には、マイクロプロセッサ130はケーブル170(図1参照)を介してオペレータに対し非線形勾配であることを報知する信号を送る。
【0017】本発明の思想及びその多くの利点は上の説明から理解されるであろう。尚、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく或はその実質的利点を犠牲にすることなく、本発明を実施する上の形態、構造及び配置に関し種々の変更が可能であることは明らかである。従って、上に述べた実施例は単に好適もしくは例示的なものに過ぎないと理解されたい。




 

 


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