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JPH0644103U - Potentiometer - Google Patents

Potentiometer

Info

Publication number
JPH0644103U
JPH0644103U JP7740192U JP7740192U JPH0644103U JP H0644103 U JPH0644103 U JP H0644103U JP 7740192 U JP7740192 U JP 7740192U JP 7740192 U JP7740192 U JP 7740192U JP H0644103 U JPH0644103 U JP H0644103U
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resistor
movable electrode
electrode
potentiometer
insulator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7740192U
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
佳英 殿貝
正明 高木
Original Assignee
株式会社コパル
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社コパル filed Critical 株式会社コパル
Priority to JP7740192U priority Critical patent/JPH0644103U/en
Priority to JP51042594A priority patent/JP3556949B2/en
Priority to US08/211,361 priority patent/US5525955A/en
Priority to PCT/JP1993/001643 priority patent/WO1994011888A1/en
Publication of JPH0644103U publication Critical patent/JPH0644103U/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Adjustable Resistors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 長寿命で広い温度範囲で使用できるポテンシ
ョメータを提供する。 【構成】 ベース2上に両端部が開いた円環形状の抵抗
体14を配設する。その中心部に位置する回転軸4は、
軸受5を介してベース2を回転自在に挿通している。回
転軸4に取付けた電極アーム15に可動電極16を設
け、この可動電極16を絶縁体17を介して抵抗体14
と対向させて第1のコンデンサを形成する。ベース2に
固定電極18を設け、この固定電極18を抵抗体14の
一端部14bに絶縁体17を介して対向させて第2のコ
ンデンサを形成する。抵抗体14の入力端14a,14
aに交流電流を流すことにより、可動電極16と固定電
極18にそれぞれ減圧された電圧が生じる。可動電極1
6に生じる電圧は、この可動電極16が移動することに
より増減し、この電圧を抵抗分圧比として出力端子16
aから取出し、回転軸4を介して被検出物の回転角や変
位量を検出する。
(57) [Summary] (Modified) [Purpose] To provide a potentiometer that has a long life and can be used in a wide temperature range. [Arrangement] An annular resistor 14 having both open ends is arranged on a base 2. The rotating shaft 4 located at the center of the
The base 2 is rotatably inserted through a bearing 5. A movable electrode 16 is provided on an electrode arm 15 attached to the rotary shaft 4, and the movable electrode 16 is connected to a resistor 14 via an insulator 17.
To form a first capacitor. A fixed electrode 18 is provided on the base 2, and the fixed electrode 18 is opposed to the one end portion 14b of the resistor 14 with the insulator 17 interposed therebetween to form a second capacitor. Input ends 14a, 14 of the resistor 14
By applying an alternating current to a, a reduced voltage is generated in each of the movable electrode 16 and the fixed electrode 18. Movable electrode 1
The voltage generated at 6 increases or decreases as the movable electrode 16 moves.
Then, the rotation angle and the amount of displacement of the object to be detected are detected via the rotary shaft 4.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は自動制御方式等に用いられるポテンショメータに関する。 The present invention relates to a potentiometer used for an automatic control system or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

各種の産業分野において、自動制御方式の採用が増加している。この自動制御 方式においてはフィードバックのためのセンサが様々な用途で用いられており、 そのセンサの需要も高まっている。このセンサの用途としては、例えば回転角や 変位量の検知がある。 The adoption of automatic control methods is increasing in various industrial fields. In this automatic control method, a sensor for feedback is used for various purposes, and the demand for the sensor is also increasing. Applications of this sensor include, for example, detection of rotation angle and displacement amount.

【0003】 上記の回転角や変位量の絶対値(アナログ量)を検知するセンサには種々の方 式があるが、代表的なものとしては接触式のポテンショメータがある。これは図 4、図5に示されるように、抵抗線や導電プラスチック素子からなる抵抗体1が 、両端が開いた円環形状に曲げられて、ベース2の円周壁2aの内面に配設され ており、この抵抗体1の両端には入力端子3、3が設けられている。There are various types of sensors for detecting the absolute value (analog amount) of the rotation angle and the displacement amount, and a contact type potentiometer is representative. As shown in FIGS. 4 and 5, the resistor 1 made of a resistance wire or a conductive plastic element is bent into an annular shape with both ends open, and is placed on the inner surface of the circumferential wall 2a of the base 2. Input terminals 3 are provided at both ends of the resistor 1.

【0004】 抵抗体1の中心部には、回転軸4が配設されており、この回転軸4は軸受5を 介してベース2を回転自在に挿通している。回転軸4には可動アーム6の基端部 が固定されており、可動アーム6の先端に設けられた刷子7が抵抗体1に摺動自 在に接触している。回転軸4にはスリップリング8が装着されており、このスリ ップリング8と可動アーム6は導電体である回転軸4を介して、または直接接触 などにより電気的に接続されている。また、スリップリング8の凹溝8aに導電 ワイヤ9の一端が接触しており、導電ワイヤ9の他端に出力端子10が設けられ ている。A rotary shaft 4 is arranged at the center of the resistor 1, and the rotary shaft 4 rotatably inserts the base 2 through a bearing 5. A base end of a movable arm 6 is fixed to the rotary shaft 4, and a brush 7 provided at the tip of the movable arm 6 is in sliding contact with the resistor 1. A slip ring 8 is attached to the rotary shaft 4, and the slip ring 8 and the movable arm 6 are electrically connected via the rotary shaft 4 which is a conductor or by direct contact. Further, one end of the conductive wire 9 is in contact with the concave groove 8a of the slip ring 8, and the output terminal 10 is provided at the other end of the conductive wire 9.

【0005】 上記接触式のポテンショメータによると、回転軸4と一体に刷子7が回動変位 すると出力端子3の電圧が変化し、刷子7の位置により抵抗体1の抵抗分圧比と して絶対値が得られ、これにより回転軸4の回転角や変位量の絶対値を検知する ことができる。このポテンションメータは、抵抗体1の抵抗分圧を用いているた め温度変化による影響を受けず、−40℃〜+150℃といった広い温度範囲の 環境下での使用も可能である。しかし、このポテンショメータは、刷子7の摺動 により抵抗体1に摩耗が発生し、検出精度が劣化し寿命が低下したり、摺動時の 摺動ノイズが大きいという欠点がある。According to the contact-type potentiometer, when the brush 7 is rotationally displaced integrally with the rotary shaft 4, the voltage of the output terminal 3 changes, and the absolute value of the resistance division ratio of the resistor 1 varies depending on the position of the brush 7. Thus, the rotation angle of the rotary shaft 4 and the absolute value of the displacement amount can be detected. Since this potentiometer uses the resistance partial pressure of the resistor 1, it is not affected by temperature changes and can be used in an environment of a wide temperature range of -40 ° C to + 150 ° C. However, this potentiometer has the drawbacks that the sliding of the brush 7 causes abrasion of the resistor 1, which deteriorates the detection accuracy and shortens the service life, and causes large sliding noise during sliding.

【0006】 一方、長寿命を得るために検出部を非接触としたポテンショメータがある。こ のポテンショメータは図6、図7に示されるように略半円弧状の2つの磁気抵抗 素子11,11が、それぞれ曲率中心を共通にしてベース2上に配設されている 。各磁気抵抗素子11,11同士の間は導電ワイヤ12で接続されており、各磁 気抵抗素子11,11の他端にはそれぞれ入力端子3,3が設けられている。[0006] On the other hand, there is a potentiometer in which the detecting portion is not in contact with the potentiometer to obtain a long life. In this potentiometer, as shown in FIGS. 6 and 7, two magnetoresistive elements 11, 11 each having a substantially semi-arcuate shape are arranged on the base 2 with their centers of curvature in common. A conductive wire 12 is connected between the magnetoresistive elements 11 and 11 and input terminals 3 are provided at the other ends of the magnetoresistive elements 11 and 11, respectively.

【0007】 磁気抵抗素子11,11の曲率中心位置には、ベース2を貫いて回転軸4が配 設されており、この回転軸4には、略半円形の永久磁石13が磁界源として配設 されている。この永久磁石13は回転軸4と一体に磁気抵抗素子11,11と近 接して回転し、このとき磁気抵抗素子11,11に加わる磁界が変化するように なっている。At the center of curvature of the magnetoresistive elements 11 and 11, a rotary shaft 4 is provided penetrating the base 2. A substantially semicircular permanent magnet 13 is arranged as a magnetic field source on the rotary shaft 4. It is set up. The permanent magnet 13 rotates integrally with the rotating shaft 4 in close proximity to the magnetoresistive elements 11 and 11, and at this time, the magnetic field applied to the magnetoresistive elements 11 and 11 changes.

【0008】 上記のポテンションメータは磁気抵抗素子に磁界が加わると素子の内部抵抗が 変化することを利用している。すなわち、上記永久磁石13の回転により、これ と対向する上記磁気抵抗素子11,11の抵抗値がそれぞれ増減し、永久磁石1 3の位置が求まる。この非接触式のポテンショメータによると、検出部に機械的 劣化が生じないことからその長寿命化が図れる。しかし、永久磁石13は経年変 化による磁気特性の劣化が生じやすく検出精度に問題がある。さらに、半導体で ある磁気抵抗素子11,11は温度特性が悪く、広い温度範囲で使用するために は、何らかの温度補償を考慮しなくてはならない。The potentiometer utilizes that the internal resistance of the magnetoresistive element changes when a magnetic field is applied to the element. That is, as the permanent magnet 13 rotates, the resistance values of the magnetoresistive elements 11 and 11 facing the permanent magnet 13 increase or decrease, and the position of the permanent magnet 13 is obtained. According to this non-contact type potentiometer, mechanical deterioration does not occur in the detecting portion, so that its life can be extended. However, the permanent magnet 13 is prone to deterioration of magnetic characteristics due to aging, and thus has a problem in detection accuracy. Further, since the magnetoresistive elements 11 and 11 which are semiconductors have poor temperature characteristics, some temperature compensation must be taken into consideration in order to use them in a wide temperature range.

【0009】[0009]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

ところで、回転角や変位量の絶対値を検知するセンサであるポテンショメータ は、悪環境下での正確な制御を実現するために、適用可能な温度範囲の拡大や、 長寿命化が重要な課題となっている。しかるに、上記の検出部が接触式のポテン ショメータでは温度範囲の拡大は可能であるが長寿命化が難しい。逆に、検出部 が非接触式のポテンショメータでは長寿命化は図れるが、検出精度に問題がある ことや、温度範囲の拡大が難しいという問題があり、接触式、非接触式のいずれ のポテンショメータにも一長一短があった。 By the way, the potentiometer, which is a sensor that detects the absolute value of the rotation angle and the amount of displacement, is an important issue in terms of expanding the applicable temperature range and extending the service life in order to achieve accurate control in adverse environments. Has become. However, a potentiometer with a contact-type detector as described above can extend the temperature range, but it is difficult to extend its life. On the other hand, a non-contact potentiometer with a detection unit can extend the service life, but it has problems in detection accuracy and it is difficult to expand the temperature range, making it suitable for both contact and non-contact potentiometers. There were merits and demerits.

【0010】 本考案は適用可能な温度範囲の拡大と長寿命化という2つの課題を解決すると 共に、温度変化に伴う検出誤差の問題を解決したポテンショメータを提供するこ とを目的とする。It is an object of the present invention to solve the two problems of expanding the applicable temperature range and extending the service life, and to provide a potentiometer that solves the problem of detection error due to temperature change.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

上記の目的を達成するため、本考案に係るポテンショメータは固定支持体上に 形成され所定電流が印加される低抗体パターンと、該抵抗体パターン上に形成さ れた絶縁体層と、該絶縁体層上を摺動可能な可動電極と、上記抵抗体パターンの 一端面上部であって前記絶縁体層上に接続配置された固定電極とを有し、可動電 極の移動に伴う前記固定電極の基準電圧に対する可動電極の電圧変化を検出する ことを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the potentiometer according to the present invention comprises a low antibody pattern formed on a fixed support and having a predetermined current applied thereto, an insulator layer formed on the resistor pattern, and the insulator. A fixed electrode that is slidable on the layer and a fixed electrode that is connected and arranged on the insulator layer above one end face of the resistor pattern, and the fixed electrode that moves as the movable electrode moves. It is characterized by detecting the voltage change of the movable electrode with respect to the reference voltage.

【0012】 また、上記固定電極と上記可動電極を同一面積とし、かつ上記固定電極と上記 抵抗体の一端部との距離を、上記可動電極と上記抵抗体の距離と等しく設けると よい。It is preferable that the fixed electrode and the movable electrode have the same area, and the distance between the fixed electrode and one end of the resistor is equal to the distance between the movable electrode and the resistor.

【0013】[0013]

【作用】[Action]

上記の構成によると、抵抗体に交流電流を流すことにより、抵抗体と可動電極 との間に形成される第1のコンデンサを介して可動電極に一定量の減衰した電位 が生じ、この可動電極をスライドさせると抵抗体との電位差に比例した変化を可 動電極上に生じて、可動電極の変位が検出できる。このとき、可動電極が接触式 のポテンショメータにおける刷子の代りに疑似刷子の作用をなし、抵抗体に摩耗 の発生しないポテンショメータが実現される。また、絶縁体層の温度変化による 材料の変形に伴う出力変動は、抵抗体の端部と固定電極との間に形成される第2 コンデンサを介して上記固定電極から取出すことができる。 According to the above configuration, when an alternating current is passed through the resistor, a certain amount of attenuated potential is generated in the movable electrode via the first capacitor formed between the resistor and the movable electrode, and this movable electrode When is slid, a change proportional to the potential difference with the resistor is generated on the movable electrode, and the displacement of the movable electrode can be detected. At this time, the movable electrode acts as a pseudo brush instead of the brush in the contact-type potentiometer, and a potentiometer in which the resistor does not wear is realized. Further, the output fluctuation due to the deformation of the material due to the temperature change of the insulator layer can be taken out from the fixed electrode through the second capacitor formed between the end of the resistor and the fixed electrode.

【0014】[0014]

【実施例】【Example】

以下本考案の実施例を図を参照して説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】 図1は実施例に係るポテンショメータの斜視図、図2は断面図、図3は処理回 路図である。本実施例では、絶縁支持体であるベース2の上面に両端が開いた円 環状の抵抗素子からなる抵抗体14が装着されていて、この抵抗体14の入力端 部14a,14aには交流電源の入力端子が接続される。また、抵抗体14の上 面には均一な厚みの絶縁体17が装着されている。FIG. 1 is a perspective view of a potentiometer according to an embodiment, FIG. 2 is a sectional view, and FIG. 3 is a processing circuit diagram. In this embodiment, a resistor 14 composed of a ring-shaped resistor element having open ends is mounted on the upper surface of a base 2 which is an insulating support, and the input ends 14a and 14a of the resistor 14 have an AC power source. Input terminal of is connected. An insulator 17 having a uniform thickness is attached to the upper surface of the resistor 14.

【0016】 上記抵抗体14の中心位置に、軸受5を介してベース2を回転自在に貫いてい る回転軸4が設けられており、この回転軸4に電極アーム15の基端が取付けら れている。この電極アーム15の先端に導電体から成る可動電極16が設けられ ている。可動電極16は絶縁体17の表面に接して配置されており、回転軸4と 一体に絶縁体17上を摺動する。この場合、電極アーム15にバネ性を付与する ことにより、可動電極16と絶縁体17との間に隙間が生じないように設けると よい。A rotary shaft 4 that rotatably penetrates the base 2 via a bearing 5 is provided at the center of the resistor 14, and the base end of the electrode arm 15 is attached to the rotary shaft 4. ing. A movable electrode 16 made of a conductor is provided at the tip of the electrode arm 15. The movable electrode 16 is arranged in contact with the surface of the insulator 17, and slides on the insulator 17 integrally with the rotating shaft 4. In this case, it is preferable that the electrode arm 15 is provided with elasticity so that no gap is formed between the movable electrode 16 and the insulator 17.

【0017】 回転軸4には、電極アーム15と接続した半径方向の断面がコ字状のスリップ リング8が装着されていて、このスリップリング8の凹溝8aに出力用の導電ワ イヤ9が摺動自在に嵌合されている。A slip ring 8 having a U-shaped cross section in the radial direction connected to the electrode arm 15 is attached to the rotary shaft 4, and a conductive wire 9 for output is provided in a groove 8 a of the slip ring 8. It is slidably fitted.

【0018】 抵抗体14を支持するベース2には、可動電極16と別に固定電極18が設け られている。固定電極18は抵抗体14の一端部14bに配置されていて、絶縁 体17の上面に接して設けられている。この固定電極18は、絶縁層として絶縁 体17を使用することにより生じる測定誤差の問題を解決するために設けられた ものである。The base 2 supporting the resistor 14 is provided with a fixed electrode 18 in addition to the movable electrode 16. The fixed electrode 18 is arranged at one end 14 b of the resistor 14 and is provided in contact with the upper surface of the insulator 17. The fixed electrode 18 is provided in order to solve the problem of measurement error caused by using the insulator 17 as the insulating layer.

【0019】 絶縁体17は本来、可動電極16と抵抗体14との距離を一定に保つために設 けられる。つまり、回転軸4は軸受5を介してベース2との支持がなされている だけであるからベース2に対して傾き易く、この場合可動電極16と抵抗体14 との距離が変化し測定誤差の原因となる。しかるに、抵抗体14の上面に絶縁体 17を装着し、この絶縁体17の表面に可動電極16の下面を接触して摺動させ ることにより、この絶縁体17がスペーサの作用をなして、可動電極16と抵抗 体14との間隔を一定に保持でき、検出精度を上げることができる。The insulator 17 is originally provided to keep the distance between the movable electrode 16 and the resistor 14 constant. In other words, since the rotary shaft 4 is only supported by the base 2 via the bearing 5, it easily tilts with respect to the base 2. In this case, the distance between the movable electrode 16 and the resistor 14 changes, and the measurement error Cause. However, by mounting the insulator 17 on the upper surface of the resistor 14 and sliding the lower surface of the movable electrode 16 in contact with the surface of the insulator 17, the insulator 17 functions as a spacer. The distance between the movable electrode 16 and the resistor 14 can be kept constant, and the detection accuracy can be improved.

【0020】 反面、絶縁体17を使用すると、この絶縁体17の温度変化による材料の膨脹 や収縮により絶縁層の間隔寸法が変化し、第1のコンデンサの誘電率が変化して 検出精度に誤差が生じる。On the other hand, when the insulator 17 is used, the space dimension of the insulating layer changes due to the expansion and contraction of the material due to the temperature change of the insulator 17, and the dielectric constant of the first capacitor changes, resulting in an error in detection accuracy. Occurs.

【0021】 このため本実施例では、可動電極16と別に上記の固定電極18を設けた。す なわち、可動電極16と抵抗体14との間に形成される第1のコンデンサと別に 、固定電極18と抵抗体14の一端部14bとの間に第1のコンデンサと容量が 等しい第2のコンデンサが形成され、この第2コンデンサによって絶縁体17の 温度変化による容量変化を検出して回路的に補償するように設けている。Therefore, in this embodiment, the fixed electrode 18 is provided separately from the movable electrode 16. That is, in addition to the first capacitor formed between the movable electrode 16 and the resistor 14, the second capacitor having the same capacitance as the first capacitor is provided between the fixed electrode 18 and the one end 14b of the resistor 14. Capacitor is formed, and the second capacitor is provided so as to detect a capacitance change due to a temperature change of the insulator 17 and compensate for it in a circuit manner.

【0022】 上記第2コンデンサの作用とともに、ポテンショメータ全体の作用をつぎに説 明する。The operation of the potentiometer as a whole as well as the operation of the second capacitor will be described below.

【0023】 抵抗体14の入力端部14a,14aに交流電源を接続し電流を流すと可動電 極16および固定電極18には、抵抗体14およびその一端部9bとのコンデン サ結合によりそれぞれ減衰した電圧が得られる。When an AC power source is connected to the input ends 14a, 14a of the resistor 14 and a current is passed, the movable electrode 16 and the fixed electrode 18 are attenuated by capacitor coupling with the resistor 14 and one end 9b thereof. The obtained voltage is obtained.

【0024】 この場合、可動電極16と抵抗体14との間には一定振幅の電圧差が生じ、こ の電圧差は当該可動電極16の位置に比例して増減し、これに比例した変化を可 動電極16上に生じる。したがって、回転軸4に設けた可動電極16の出力を測 定することにより、回転軸4の回転角や変位量を検出することができる。In this case, a voltage difference with a constant amplitude is generated between the movable electrode 16 and the resistor 14, and this voltage difference increases or decreases in proportion to the position of the movable electrode 16 and changes in proportion to this. It occurs on the movable electrode 16. Therefore, by measuring the output of the movable electrode 16 provided on the rotary shaft 4, the rotation angle and displacement amount of the rotary shaft 4 can be detected.

【0025】 しかし、温度変化により絶縁体17が膨脹、変形して、抵抗体14と可動電極 16との間の誘電率が変化すれば、この変化分は当然検出誤差となるので回路的 に補償する必要がある。図5は本実施例のポテンショメータの処理回路例を示す 。同図に示すように可動電極16と固定電極18にそれぞれ電圧測定器19,2 0を接続し、電圧測定器の出力信号を演算処理装置21に入力している。However, if the insulator 17 expands and deforms due to a temperature change and the permittivity between the resistor 14 and the movable electrode 16 changes, this change naturally causes a detection error and is compensated for in a circuit manner. There is a need to. FIG. 5 shows an example of the processing circuit of the potentiometer of this embodiment. As shown in the figure, voltage measuring devices 19 and 20 are connected to the movable electrode 16 and the fixed electrode 18, respectively, and the output signal of the voltage measuring device is input to the arithmetic processing unit 21.

【0026】 さらに、図5の回路によりポテンショメータの温度補償について説明する。交 流電源23の電圧をV,入力電流をI,抵抗体14の抵抗をR0 ,可動電極16 と抵抗体14との間の抵抗値をR1 ,第1のコンデンサの容量をC2 ,第2のコ ンデンサの容量をC1 ,第1のコンデンサの出力をV2 ,第2のコンデンサの出 力をV1 とすると、 V=IRO , V1 =1/jwC1 ・I V2 =R0 /R1 (1/jwC2 ・I)となり、 C1 =C2 が成り立つと V2 =R1 /R0 1 となる。Further, temperature compensation of the potentiometer will be described with reference to the circuit of FIG. The voltage of the AC power supply 23 is V, the input current is I, the resistance of the resistor 14 is R 0 , the resistance value between the movable electrode 16 and the resistor 14 is R 1 , the capacity of the first capacitor is C 2 , If the capacitance of the second capacitor is C 1 , the output of the first capacitor is V 2 , and the output of the second capacitor is V 1 , then V = IR O , V 1 = 1 / jwC 1 · I V 2 = R 0 / R 1 (1 / jwC 2 · I), and when C 1 = C 2 holds, V 2 = R 1 / R 0 V 1 .

【0027】 そして、温度変化は同相的外乱として第1のコンデンサと第2のコンデンサに 等しく生じ、結果として容量C1 ,C2 は温度変化の影響を受けない。また、抵 抗体14も分圧比R1 /R0 のため温度変化の影響を受けない。したがって、今 温度変化によりコンデンサの入力電流Iが変化すると、出力V1 ,V2 がそれぞ れ変化し、その場合は、後段の演算処理装置21でV2 /V1 などとすることで 相殺できる。なお、上記の場合、C1 =C2 とする最も簡易な手段として可動電 極16と固定電極18の面積を同一とし、また、各電極16,18と抵抗体14 とその一端部14bとの間の距離を同一にするとよい。Then, the temperature change occurs equally in the first capacitor and the second capacitor as an in-phase disturbance, and as a result, the capacitances C 1 and C 2 are not affected by the temperature change. Also, the antibody 14 is not affected by the temperature change because of the partial pressure ratio R 1 / R 0 . Therefore, when the input current I of the capacitor changes due to the temperature change, the outputs V 1 and V 2 change respectively, and in that case, it is canceled by setting V 2 / V 1 etc. in the arithmetic processing unit 21 in the subsequent stage. it can. In the above case, the area of the movable electrode 16 and the fixed electrode 18 are made the same as the simplest means of setting C 1 = C 2, and the electrodes 16, 18 and the resistor 14 and the one end portion 14b of the same are not used. The distance between them should be the same.

【0028】 次に、可動電極16および固定電極18と抵抗体14およびその一端部14b とにより形成される第1,第2のコンデンサの特性について説明する。上記2つ の電極16,18と抵抗体14の間で形成されるインピーダンスZは、 Z=1/jwc=l/ε0 εS w=2πf となる。ここで、cは容量、fは発振周波数、εS は絶縁体の誘電比率、Sは 電極の有効面積、lは電極と抵抗体との間隔寸法である。Next, characteristics of the first and second capacitors formed by the movable electrode 16 and the fixed electrode 18, the resistor 14 and the one end portion 14b thereof will be described. The impedance Z formed between the two electrodes 16 and 18 and the resistor 14 is Z = 1 / jwc = 1 / ε 0 ε S w = 2πf. Here, c is the capacitance, f is the oscillation frequency, ε S is the dielectric ratio of the insulator, S is the effective area of the electrode, and 1 is the distance between the electrode and the resistor.

【0029】 上記の式から分るように、ポテンショメータの感度向上のためにインピーダン スZを小さくするには次の3通りある。発信周波数fを上げる。絶縁体17 に誘電比率εS の高い材料を使用する。絶縁体17の厚みを薄くする。なお、 に関しては、発振周波数5を余り上げていくと、電極アーム15や導電ワイヤ 9の誘電成分が増大するため、数十HZ 〜数百HZ の間で駆動させるのがよい。 、に関しては、絶縁体17の材質は吸水性の無いこと、摩擦係数の小さいこ とも重視しなくてはならないため、絶縁体17の厚みを薄くすることにより感度 アップを図っている。As can be seen from the above equation, there are the following three ways to reduce the impedance Z in order to improve the sensitivity of the potentiometer. Raise the transmission frequency f. A material having a high dielectric constant ε S is used for the insulator 17. The thickness of the insulator 17 is reduced. Regarding, when is increased too much the oscillation frequency 5, since the dielectric component of the electrode arm 15 and the conductive wire 9 is increased, it is preferable to drive between several tens H Z ~ several hundred H Z. With regard to (1) and (2), since it is necessary to attach importance to the fact that the material of the insulator 17 has no water absorption and the coefficient of friction is small, the sensitivity is increased by reducing the thickness of the insulator 17.

【0030】 さらに、電極アーム15は抵抗体14と可動電極16の摺動方向と直角に出す ことが望ましい。これは電極アーム15に対向する部分に抵抗体14があるとそ の間で容量が発生し、浮遊容量となって出力の線形性が低下するためである。Further, it is desirable that the electrode arm 15 is provided at a right angle to the sliding direction of the resistor 14 and the movable electrode 16. This is because if there is a resistor 14 in a portion facing the electrode arm 15, a capacitance is generated between the resistor and the stray capacitance, and the linearity of the output deteriorates.

【0031】 なお、上記の実施例では、抵抗体14が円環形状に形成されると共に、可動電 極16が回転軸4に取付けられて、その回転角、回転変位量を検出するポテンシ ョメータが示されているが、本考案はこれに限らない。例えば抵抗体14を長方 形状とし、可動電極16を直線に沿って摺動させることにより、直線変位量を検 出するポテンショメータを構成することもできる(但し、図示省略)。In the above embodiment, the resistor 14 is formed in an annular shape, the movable electrode 16 is attached to the rotary shaft 4, and a potentiometer for detecting the rotation angle and the amount of rotational displacement is provided. Although shown, the invention is not so limited. For example, a potentiometer for detecting a linear displacement amount can be configured by making the resistor 14 into a rectangular shape and sliding the movable electrode 16 along a straight line (however, not shown).

【0032】 また、可動電極16と抵抗体14の間隔保持のための絶縁体17は、抵抗体1 4の側に設ける代りに、可動電極16の側に設けてもよい。その他各電極16, 18および抵抗体14の配置、形状等は必要に応じて変更して構わない。Further, the insulator 17 for maintaining the gap between the movable electrode 16 and the resistor 14 may be provided on the movable electrode 16 side instead of being provided on the resistor 14 side. Other arrangements, shapes, etc. of the electrodes 16 and 18 and the resistor 14 may be changed as necessary.

【0033】[0033]

【考案の効果】[Effect of device]

本考案のポテンショメータによると、検出部が非接触であるから、この検出部 に機械的劣化が生じず、長期に亘って検出精度を維持できて、ポテンショメータ の長寿命化を実現できる。また、本考案は第1のコンデンサと第2のコンデンサ により検出電流を取出すことができるので、この出力比を測定値として検出する ことにより絶縁体の温度変化に伴なう検出誤差を回路的に補償することが可能と なる。 According to the potentiometer of the present invention, since the detection unit is not in contact, mechanical deterioration does not occur in the detection unit, the detection accuracy can be maintained for a long time, and the life of the potentiometer can be extended. Further, in the present invention, since the detection current can be taken out by the first capacitor and the second capacitor, by detecting this output ratio as the measured value, the detection error due to the temperature change of the insulator can be detected in a circuit. It becomes possible to compensate.

【0034】 さらに、本考案のポテンショメータは検出部を非接触方式としたが磁気方式で はないので、従来の磁気による非接触のポテンショメータのように、永久磁石の 経率変化による磁気特性の劣化と、これに伴なう検出精度の低下等の問題も生じ ない。また、磁気を用いないので温度特性が良く、広い温度範囲での使用が可能 である。Further, the potentiometer of the present invention uses a non-contact type detection unit, but it is not a magnetic type. Therefore, unlike the conventional non-contact potentiometer using magnetism, the deterioration of the magnetic characteristics due to the change in the rate of the permanent magnet is not caused. However, there is no problem such as a decrease in detection accuracy. Also, since it does not use magnetism, it has good temperature characteristics and can be used in a wide temperature range.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本考案の実施例に係るポテンショメータの斜視
図である。
FIG. 1 is a perspective view of a potentiometer according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のポテンショメータの部分断面図である。2 is a partial cross-sectional view of the potentiometer of FIG.

【図3】図1のポテンショメータの等価回路図である。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the potentiometer of FIG.

【図4】従来の接触式ポテンショメータの横断面説明図
である。
FIG. 4 is a cross-sectional explanatory view of a conventional contact potentiometer.

【図5】図4のポテンショメータの縦部分断面図であ
る。
5 is a vertical partial sectional view of the potentiometer of FIG.

【図6】従来の非接触式ポテンショメータの横断面図で
ある。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional non-contact potentiometer.

【図7】図6のポテンショメータの縦部分断面図であ
る。
FIG. 7 is a vertical partial sectional view of the potentiometer of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…ベース、4…回転軸、14…抵抗体、15…電極ア
ーム、16…可動電極、17…絶縁体、18…固定電
極。
2 ... Base, 4 ... Rotating shaft, 14 ... Resistor, 15 ... Electrode arm, 16 ... Movable electrode, 17 ... Insulator, 18 ... Fixed electrode.

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 固定支持体上に形成された所定電流が印
加される抵抗体パターンと、 該抵抗体パターン上に形成された絶縁体層と、 該絶縁体層上を摺動可能な可動電極と、 前記抵抗体パターンの一端面上部であって前記絶縁体層
上に接続配置された固定電極とを有し、 可動電極の移動に伴う前記固定電極の基準電圧に対する
可動電極の電圧変化を検出することを特徴とするポテン
ショメータ。
1. A resistor pattern formed on a fixed support to which a predetermined current is applied, an insulator layer formed on the resistor pattern, and a movable electrode slidable on the insulator layer. And a fixed electrode that is connected and arranged on the insulator layer above one end surface of the resistor pattern, and detects a voltage change of the movable electrode with respect to a reference voltage of the fixed electrode due to movement of the movable electrode. A potentiometer characterized by:
【請求項2】 前記固定電極と前記可動電極を同一面積
とし、かつ前記固定電極と前記抵抗体の一端部との距離
を、前記可動電極と前記抵抗体の距離と等しく設けたこ
とを特徴とする請求項1に記載のポテンショメータ。
2. The fixed electrode and the movable electrode have the same area, and the distance between the fixed electrode and one end of the resistor is set equal to the distance between the movable electrode and the resistor. The potentiometer according to claim 1.
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