(57)【要約】【課題】変位及び温度の両方の測定が可能であり且つコイルへのアクセスが困難である場合にも適用可能な測定装置を提供する。【解決手段】被検出物の位置の変化に応じて重合部の体積が変化するように配置されたコイルおよび導電体からなるセンサ部と、コイルを含んで直列回路を構成するコンデンサおよび抵抗と、直列回路に入力電圧Ｖｉを印加する電圧印加手段と、コンデンサの両端電圧Ｖｏを検出する電圧検出手段と、両端電圧Ｖｏの位相を検出する位相検出手段と、両端電圧Ｖｏの大きさを検出する大きさ検出手段と、両端電圧Ｖｏの位相と大きさとセンサ部の温度Ｔと被検出物の位置とを対応付けた特徴データと、実測した両端電圧Ｖｏの位相と大きさをパラメータとして特徴データを基にセンサ部の温度と被検出物の位置とを算出する演算手段とを具備する。【効果】機械に組み込まれたシリンダのストロークＳと温度Ｔの両方を測定するのに利用できる。【選択図】図１０
2014025913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルおよび該コイルに対する被検出物の位置の変化に応じて前記コイルとの重合部の体積が変化するように配置された導電体，又は，コイルおよび該コイルに対する被検出物の位置の変化に応じて前記コイルとの重合部の体積が変化するように配置された磁性体からなるセンサ部（１０）と、前記コイルを含んで直列回路を構成するコンデンサ（３）および抵抗（４）と、前記直列回路に入力電圧Ｖｉを印加する電圧印加手段（５）と、前記コンデンサ（３）または前記抵抗（４）の両端電圧Ｖｏを検出する電圧検出手段（５）と、前記両端電圧Ｖｏの位相を検出する位相検出手段（５）と、前記両端電圧Ｖｏの大きさを検出する大きさ検出手段（５）と、前記位相と前記大きさと前記センサ部（１０）の環境温度と前記被検出物の位置とを対応付けた特徴データ（５１）と、前記両端電圧Ｖｏを実測して検出した前記位相と前記大きさをパラメータとして前記特徴データ（５１）を基に前記センサ部（１０）の環境温度と前記被検出物の位置とを算出する演算手段（５）とを具備したことを特徴とする測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の測定装置において、前記特徴データ（５１）は、前記センサ部（１０）の環境温度と前記被検出物の位置とをパラメータとして前記両端電圧Ｖｏの位相と大きさを測定し、得られた測定結果を基に作成されたものであることを特徴とする測定装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の測定装置において、前記位相検出手段（５）は、前記位相として前記入力電圧Ｖｉに対する前記両端電圧Ｖｏの遅れ時間Ｄを検出し、前記大きさ検出手段（５）は、前記大きさとして前記両端電圧Ｖｏの波高値Ａを検出することを特徴とする測定装置（１００）。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の測定装置において、前記入力電圧Ｖｉは、周期τの周期関数波形であり、前記電圧検出手段（５）は、前記周期τの整数ｎ（≧１）倍を整数ｍ（≧８）で分割したサンプリング周期ｋ（τ＊ｎ／ｍ）で前記両端電圧Ｖｏを検出し、前記位相検出手段（５）は、前記位相として「ｍ＊整数（≧１）」個の前記両端電圧Ｖｏの検出値に基づいて位相成分（ｘ）を検出し、前記大きさ検出手段（５）は、前記大きさとして「ｍ＊整数（≧１）」個の前記両端電圧Ｖｏの検出値に基づいて波高値Ａを検出することを特徴とする測定装置（２００）。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の測定装置において、前記導電体または磁性体が、前記コイルに対する被検出物の位置の変化に応じて前記コイルに対して相対直線移動し且つその相対直線移動方向のコイルサイズよりも長く切れ目無しに体積が変化しているか又は前記コイルサイズよりも短い切れ目を有して体積が変化していることを特徴とする測定装置。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の測定装置において、前記導電体または磁性体が、前記コイルに対する被検出物の位置の変化に応じて前記コイルに対して相対回転移動し且つその相対回転移動方向のコイルサイズよりも長く切れ目無しに体積が変化しているか又は前記コイルサイズよりも短い切れ目を有して体積が変化していることを特徴とする測定装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の測定装置において、外力の大きさに応じて前記被検出物の位置を変化させる外力位置変換手段を有し、前記演算手段（５）は前記外力の大きさを算出することを特徴とする測定装置（３００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定装置に関し、さらに詳しくは、変位及び温度の両方の測定が可能であり且つコイルへのアクセスが困難である場合にも適用可能であり且つコイル長よりも大きい範囲で絶対位置を検出可能な測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被検出物の位置の変化に応じて重合部の面積が変化するように配置されたコイルおよび導電体（または導電体の代わりに磁性体）からなるセンサ部と、コイルと直列接続された抵抗と、コイルおよび抵抗の直列回路を通じて充放電されるコンデンサと、コンデンサの充電電圧を入力とし且つ出力がハイレベルのときにコンデンサを充電し出力がローレベルのときにコンデンサを放電する反転出力のコンパレータとを具備し、被検出物の位置の変化を連続発振動作の周期の変化として検出する位置検出器が知られている（例えば特許文献１，２参照。）。
また、金属物体が近接しうる検出コイルと、検出コイルのインピーダンスの直交値および同相値を計測する計測手段と、距離と温度と直交値の関数と，距離と温度と同相値の関数と，実測した同相値および直交値とに基づいて距離及び温度の一方または両方を求める換算手段とを具備したことを特徴とする測定装置が知られている（例えば特許文献３参照。）。
さらに、磁性体部と非磁性体部とが交互にかつ等ピッチで設けられたロッドの変位を、磁気センサ（例えば励磁用磁石と検出コイル、あるいは、励磁コイルと出力コイル）で検出する位置検出装置が知られている（例えば特許文献４，５参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１８９８７２号公報
【特許文献２】特開２００３−１６１６３５号公報
【特許文献３】特許第４６９９７９７号公報
【特許文献４】特開平５−１９６４７８号公報
【特許文献５】特開２０１１−０２２１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に係る位置検出器では、センサ部の環境温度が想定温度から離れるほど、変位の測定結果に温度が影響する問題点があった。また、温度そのものを測定する機能はなかった。
上記特許文献２に係る測定装置では、距離及び温度の両方を測定することが可能であるが、検出コイルのインピーダンスの直交値および同相値を計測する必要があり、例えば検出コイルが自動車エンジンに埋め込まれているような場合には適用困難な問題点があった（検出コイルへのアクセスが困難である）。
上記特許文献３，４に係る位置検出装置では、磁性体部と非磁性体部とが交互に設けられているピッチよりも小さい範囲では絶対位置を高分解能で検出できるが、ピッチよりも大きい範囲では絶対位置を検出できない問題点があった（ピッチよりも大きい範囲で絶対位置を検出するためには、カウンタ回路などが必要になる）。また、温度そのものを測定する機能はなかった。
そこで、本発明の目的は、変位及び温度の両方の測定が可能であり且つコイルへのアクセスが困難である場合にも適用可能であり且つコイル長よりも大きい範囲で絶対位置を検出可能な測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の観点では、本発明は、コイルおよび該コイルに対する被検出物の位置の変化に応じて前記コイルとの重合部の体積が変化するように配置された導電体，又は，コイルおよび該コイルに対する被検出物の位置の変化に応じて前記コイルとの重合部の体積が変化するように配置された磁性体からなるセンサ部（１０）と、前記コイルを含んで直列回路を構成するコンデンサ（３）および抵抗（４）と、前記直列回路に入力電圧Ｖｉを印加する電圧印加手段（５）と、前記コンデンサ（３）または前記抵抗（４）の両端電圧Ｖｏを検出する電圧検出手段（５）と、前記両端電圧Ｖｏの位相を検出する位相検出手段（５）と、前記両端電圧Ｖｏの大きさを検出する大きさ検出手段（５）と、前記位相と前記大きさと前記センサ部（１０）の環境温度と前記被検出物の位置とを対応付けた特徴データ（５１）と、前記両端電圧Ｖｏを実測して検出した前記位相と前記大きさをパラメータとして前記特徴データ（５１）を基に前記センサ部（１０）の環境温度と前記被検出物の位置とを算出する演算手段（５）とを具備したことを特徴とする測定装置を提供する。
本発明の発明者らは、センサ部（１０）の環境温度と、重合部の体積変化と、コンデンサ（３）または抵抗（４）の両端電圧Ｖｏの位相と、大きさとが、一意的な関係にあることを見出した。換言すれば、コンデンサ（３）または抵抗（４）の両端電圧Ｖｏの位相と大きさとから、センサ部（１０）の環境温度と重合部の体積変化が判ることを見出した。
すなわち、上記第１の観点による測定装置では、コンデンサ（３）または抵抗（４）の両端電圧Ｖｏの位相と大きさの２つのパラメータを実測するため、例えばシリンダーのストロークＳ（＝重合部の体積変化）及び温度Ｔの両方の測定が可能になる。また、コイルへのアクセスが困難である場合にも適用可能となる。
なお、上記構成において、位相とは、例えば入力電圧Ｖｉの位相に対する両端電圧Ｖｏの位相である。
また、大きさとは、例えば波高値Ａ（最大値）や実効値である。
【０００６】
第２の観点では、本発明は、前記第１の観点による測定装置において、前記特徴データ（５１）は、前記センサ部（１０）の環境温度と前記被検出物の位置とをパラメータとして前記両端電圧Ｖｏの位相と大きさを測定し、得られた測定結果を基に作成されたものであることを特徴とする測定装置を提供する。
上記第２の観点による測定装置では、各実機を測定して特徴データ（５１）を作成するので、各実機のセンサ部（１０）に機械的精度のバラツキなどがあっても、各実機について正確な測定を行うことが出来る。
【０００７】
第３の観点では、本発明は、前記第１または前記第２の観点による測定装置において、前記位相検出手段（５）は、前記位相として前記入力電圧Ｖｉに対する前記両端電圧Ｖｏの遅れ時間Ｄを検出し、前記大きさ検出手段（５）は、前記大きさとして前記両端電圧Ｖｏの波高値Ａを検出することを特徴とする測定装置（１００）を提供する。
上記第３の観点による測定装置（１００）では、前記入力電圧Ｖｉの位相と前記両端電圧Ｖｏの位相とを比較することにより前記遅れ時間Ｄを得ることができ、前記両端電圧Ｖｏの最大値と最小値とを比較することにより前記波高値Ａを得ることが出来る。
【０００８】
第４の観点では、本発明は、前記第１または前記第２の観点による測定装置において、前記入力電圧Ｖｉは、周期τの周期関数波形であり、前記電圧検出手段（５）は、前記周期τの整数ｎ（≧１）倍を整数ｍ（≧８）で分割したサンプリング周期ｋ（τ＊ｎ／ｍ）で前記両端電圧Ｖｏを検出し、前記位相検出手段（５）は、前記位相として「ｍ＊整数（≧１）」個の前記両端電圧Ｖｏの検出値に基づいて位相成分（ｘ）を検出し、前記大きさ検出手段（５）は、前記大きさとして「ｍ＊整数（≧１）」個の前記両端電圧Ｖｏの検出値に基づいて波高値Ａを検出することを特徴とする測定装置（２００）を提供する。
上記第４の観点による測定装置（２００）では、「ｍ＊整数（≧１）」個の両端電圧Ｖｏの検出値から前記位相成分ｘおよび前記波高値Ａを得ることが出来る。従って、前記入力電圧Ｖｉの位相を検出する必要がなくなる。
【０００９】
第５の観点では、本発明は、前記第１から前記第４のいずれかの観点による測定装置において、前記導電体または磁性体が、前記コイルに対する被検出物の位置の変化に応じて前記コイルに対して相対直線移動し且つその相対直線移動方向のコイルサイズよりも長く切れ目無しに体積が変化しているか又は前記コイルサイズよりも短い切れ目を有して体積が変化していることを特徴とする測定装置を提供する。
上記第５の観点による測定装置では、被検出物の位置の変化がコイルサイズよりも大きい場合でも絶対位置を検出可能になる。
なお、相対直線移動とは、コイルが移動し導電体または磁性体も移動する場合と、コイルが静止し導電体または磁性体が移動する場合と、導電体または磁性体が静止しコイルが移動する場合とを含む。また、導電体または磁性体に切れ目があっても、コイルサイズよりも短かければ、体積の変化を連続的に検出できるので、支障はない。
【００１０】
第６の観点では、本発明は、前記第１から前記第４のいずれかの観点による測定装置において、前記導電体または磁性体が、前記コイルに対する被検出物の位置の変化に応じて前記コイルに対して相対回転移動し且つその相対回転移動方向のコイルサイズよりも長く切れ目無しに体積が変化しているか又は前記コイルサイズよりも短い切れ目を有して体積が変化していることを特徴とする測定装置を提供する。
上記第６の観点による測定装置では、被検出物の位置の変化がコイルサイズよりも大きい場合でも絶対位置を検出可能になる。
なお、相対回転移動とは、コイルが移動し導電体または磁性体も移動する場合と、コイルが静止し導電体または磁性体が移動する場合と、導電体または磁性体が静止しコイルが移動する場合とを含む。また、導電体または磁性体に切れ目があっても、コイルサイズよりも短かければ、体積の変化を連続的に検出できるので、支障はない。
【００１１】
第７の観点では、本発明は、前記第１から前記第６のいずれかの観点による測定装置において、外力の大きさに応じて前記被検出物の位置を変化させる外力位置変換手段を有し、前記演算手段（５）は前記外力の大きさを算出することを特徴とする測定装置（３００）を提供する。
上記第７の観点による測定装置（３００）では、外力の大きさを測定可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の測定装置によれば、変位及び温度の両方の測定が可能になる。また、コイルへのアクセスが困難である場合にも適用可能になる。さらに、コイル長よりも大きい範囲で絶対位置を検出可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１に係る測定装置の構成を示す説明図である。
【図２】実施例１に係る特徴抽出処理を示すフロー図である。
【図３】センサ部の温度ＴとストロークＳとをパラメータとして入力電圧に対するコンデンサの両端電圧Ｖｏの遅れ時間Ｄと波高値Ａを測定した測定結果を示す図表である。
【図４】図３の測定結果を基に作成した図表である。
【図５】図４の図表を基に作成した図表である。
【図６】図５の図表をグラフ化した概念図である。
【図７】実施例１に係る特徴データをグラフ化した概念図である。
【図８】実施例１に係る特徴データを示す図表である。
【図９】実施例１に係る測定処理を示すフロー図である。
【図１０】実測した遅れ時間Ｄと波高値Ａをグラフ上に示した概念図である。
【図１１】実測した遅れ時間Ｄと波高値Ａからの温度ＴとストロークＳの算出方法を示す説明図である。
【図１２】実施例２に係る測定装置の構成を示す説明図である。
【図１３】入力電圧Ｖｉの波形および両端電圧Ｖｏの波形およびサンプリングタイミングを示す例示図である。
【図１４】実施例２に係る特徴抽出処理を示すフロー図である。
【図１５】実施例２に係る特徴データをグラフ化した概念図である。
【図１６】実施例２に係る測定処理を示すフロー図である。
【図１７】実施例２に係るストローク・温度算出処理を示すフロー図である。
【図１８】特徴点がほぼ均一に分布している場合をグラフ化した概念図である。
【図１９】実測した位相成分ｘと波高値Ａからの温度ＴとストロークＳの算出方法を示す説明図である。
【図２０】特徴点が極端に不均一に分布している場合をグラフ化した概念図である。
【図２１】実測した位相成分ｘと波高値Ａからの温度ＴとストロークＳの算出方法を示す説明図である。
【図２２】実施例３に係る特徴抽出処理を示すフロー図である。
【図２３】実施例３に係る特徴データをグラフ化した概念図である。
【図２４】実施例４に係る移動部材を示す左側面図及び正面図である。
【図２５】実施例５に係る移動部材を示す左側面図及び正面図である。
【図２６】実施例６に係るコイルを示す左側面図及び正面図である。
【図２７】実施例７に係る移動部材を示す左側面図及び正面図である。
【図２８】実施例８に係る移動部材を示す左側面図及び正面図である。
【図２９】実施例９に係る移動部材を示す左側面図及び正面図である。
【図３０】実施例１０に係るコイルおよび移動部材を示す左側面図及び正面図である。
【図３１】実施例１１に係る移動部材を示す左側面図及び正面図である。
【図３２】実施例１２に係るレール・スライダ機構を示す左側面図及び正面図である。
【図３３】実施例１３に係る移動部材を示す左側面図及び正面断面図である。
【図３４】実施例１４に係る移動部材およびコイルを示す左側面図及び正面断面図である。
【図３５】実施例１５に係るパイプ及びコイルを示す左側面図及び正面断面図である。
【図３６】実施例１６に係る移動部材を示す左側面図および正面図である。
【図３７】実施例１６に係るボールネジを示す左側面図および正面図である。
【図３８】実施例１７に係る回転部材を示す左側面図および正面図である。
【図３９】実施例１８に係る回転部材を示す左側面図および正面図である。
【図４０】実施例１９に係る回転部材を示す左側面図および正面図である。
【図４１】実施例２０に係る測定装置の構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００１５】
−実施例１−
図１の（ａ）は、実施例１に係る測定装置１００を示す構成図である。図１の（ｂ）は、コイル１１および移動部材２１の左側面図である。
この測定装置１００は、コイル１１および４つの導電体２１ｂからなるセンサ部１０と、コイル１１を含んで直列回路を構成するコンデンサ３および抵抗４と、コイル１１とコンデンサ３と抵抗４とからなる直列回路に入力電圧Ｖｉを印加するためのＤＡコンバータ６と、コンデンサ３の両端電圧Ｖｏを検出するためのＡＤコンバータ７と、入力電圧Ｖｉを検出するためのＡＤコンバータ８と、プロセッサ５とを具備している。
【００１６】
コイル１１は、例えば線径０．０６ｍｍのエナメル線を７５０ターン×２層のソレノイドに巻いたものである。コイル内径Ｊａは例えば３２ｍｍであり、コイル長Ｈａは例えば２０ｍｍである。
【００１７】
４つの導電体２１ｂは、例えば直径３０ｍｍのステンレス円柱のロッド２１ａを切削して外周面に４つの溝を形成し、それらの溝に銅を電着し切削整形したものである。
各導電体２１ｂの長さＬは、例えば１６０ｍｍである。各導電体２１ｂの左端幅ｗ１は例えば１５ｍｍであり、右端幅ｗ２は例えば１０ｍｍであり、左端から右端まで線形に変化している。各導電体２１ｂの厚さは、例えばｄ＝１ｍｍで、ロッド２１ａの長さ方向には変化していない。
なお、導電体２１ｂの代わりに磁性体を用いてもよい。
【００１８】
ロッド２１ａと４つの導電体２１ｂは一体であり、移動部材２１を構成する。
移動部材２１は、白抜き矢印で示すように左右方向に、すなわち、ロッド２１ａの長さ方向に、直線移動する。直線移動する範囲は、導電体２１ｂの左端がコイル１１の左端に一致する右端位置すなわちストロークＳ＝０ｍｍの位置から導電体２１ｂの右端がコイル１１の右端に一致する左端位置すなわちストロークＳ＝（Ｌ−Ｈ）ｍｍの位置までである。左端位置は、例えばストロークＳ＝（６０−２０）ｍｍ＝４０ｍｍである。
【００１９】
２
コイル１１と導電体２１ｂの重合部（コイル長Ｈの範囲に重なっている導電体２１ｂの部分）の体積は、移動部材２１の位置の変化すなわちストロークＳの変化に応じて変化する。ストロークＳの変化に対する導電体２１ｂの重合部の体積の変化は、線形であってもよいし、非線形であってもよい。
【００２０】
コンデンサ３は、例えば１００００ｐＦの積層セラミックコンデンサである。
抵抗４は、例えば３０Ω、１／１６Ｗのセラミック抵抗器である。
【００２１】
プロセッサ５は、コイル１１とコンデンサ３と抵抗４とからなる直列回路に入力電圧Ｖｉを印加するための波形デジタル値をＤＡコンバータ６に出力し、ＡＤコンバータ７を介して両端電圧Ｖｏを測定し、ＡＤコンバータ８を介して入力電圧Ｖｉを測定する。
また、プロセッサ５は、入力電圧Ｖｉに対する両端電圧Ｖｏの位相の遅れ時間Ｄと、両端電圧Ｖｏの波高値Ａと、センサ部１０の環境温度Ｔと、ストロークＳとを対応付けた特徴データ５１を保持している。そして、その特徴データ５１を基に、実測した両端電圧Ｖｏの遅れ時間Ｄと波高値Ａからセンサ部１０の環境温度ＴとストロークＳとを算出する。
【００２２】
プロセッサ５で入力電圧Ｖｉを発生しているため、プロセッサ５で内部的に入力電圧Ｖｉの状態を検出すれば、ＡＤコンバータ８は不要になる。但し、ＡＤコンバータ８があれば、プロセッサ５とは独立した入力電圧Ｖｉの発生回路を用い、ＡＤコンバータ８を介して入力電圧Ｖｉを測定することが出来る。
【００２３】
入力電圧Ｖｉの波形は、例えばピークツピーク０Ｖ−５．４Ｖの正弦波である。
なお、入力電圧Ｖｉの波形は、三角波，矩形波などでもよく、１周期の積分値が０になる周期関数波形でなくてもよい。
【００２４】
図２は、特徴データ５１を作成するための特徴抽出処理を示すフロー図である。
ステップＨ１では、プロセッサ５は、ストロークＳとセンサ部１０の温度Ｔとをパラメータとして遅れ時間Ｄと波高値Ａとを測定する。
図３の（ａ）に遅れ時間Ｄの測定結果を例示し、図３の（ｂ）に波高値Ａの測定結果を例示する。なお、測定結果の数値は、説明の都合上の数値である。
【００２５】
図２に戻り、ステップＨ２では、遅れ時間Ｄと波高値Ａの分解能が揃うようにアフィン変換する。
例えば図３の測定結果において、遅れ時間Ｄの変化範囲は０．３７８８μｓであり、波高値Ａの変化範囲は０．８２１３８８Ｖであるから、グラフの正方形のマス目の横を０．０００１μｓとし、縦を０．０００００１Ｖとするとき、ストロークＳと温度Ｔとが極めて縦長に分布することになり、後述する補間演算での縦横の分解能が揃わず、好ましくない。そこで、ストロークＳと温度Ｔの分布が４５°位になるようにアフィン変換を施す。これにより、後述する補間演算での縦横の分解能が揃うようにする。
但し、アフィン変換後の数値例を示すと説明が煩雑になるので、アフィン変換前の数値例で説明を進める。
【００２６】
ステップＨ３では、遅れ時間Ｄと波高値ＡとをパラメータとしてストロークＳと温度Ｔの値を計算し、図８に示す如き特徴データ５１を作成する。
この特徴データ５１の作製方法を図４〜図８を参照して説明する。
【００２７】
まず、図４の（ａ）に示すように、温度Ｔ＝０℃におけるストロークＳ＝０ｍｍ，１０ｍｍ，２０ｍｍ，３０ｍｍ，４０ｍｍを与える遅れ時間Ｄと波高値Ａの対を図３の測定結果から抽出する。また、、図４の（ｂ）に示すように、温度Ｔ＝２０℃におけるストロークＳ＝０ｍｍ，１０ｍｍ，２０ｍｍ，３０ｍｍ，４０ｍｍを与える遅れ時間Ｄと波高値Ａの対を図３の測定結果から抽出する。以下同様にして、図４の（ｃ）〜（ｅ）に示すように遅れ時間Ｄと波高値Ａの対を図３の測定結果から抽出する。
【００２８】
次に、図４の（ａ）〜（ｅ）の各テーブルに補間データを追加する。
例えば図５に示すように、図４の（ａ）のテーブルにストロークＳ＝５ｍｍの補間データを追加する。このストロークＳ＝５ｍｍの遅れ時間Ｄと波高値Ａの対の補間データは、ストロークＳ＝０ｍｍの遅れ時間Ｄと波高値Ａの対およびストロークＳ＝１０ｍｍの遅れ時間Ｄと波高値Ａの対から直線補間演算により算出した値である。以下、同様にして、合理的なデータ量になるまで、補間データを追加する。
かくして、図６に示す如き異なる温度Ｔ毎に折れ線状に並ぶ多数の特徴点のデータが得られる。
【００２９】
次に、必要に応じて温度Ｔに関しても補間データを追加する。こうして得られた特徴点をグラフ上に展開し、特徴点間を線分で結べば、図７に示すように、グラフ上にストロークＳと温度Ｔのメッシュが形成されるが、このメッシュが図８に示す特徴データ５１を表している。
なお、図８に示す特徴データ５１は、ストロークＳを１ｍｍ刻みとし、温度を１℃刻みとしている。
【００３０】
図９は、測定処理を示すフロー図である。
ステップＨ１１では、プロセッサ５は、遅れ時間Ｄと波高値Ａを実測する。
【００３１】
ステップＨ１２では、プロセッサ５は、実測した遅れ時間Ｄと波高値Ａに図２のステップＨ２と同じアフィン変換を施す。
但し、アフィン変換後の数値例を示すと説明が煩雑になるので、アフィン変換前の数値例で説明を進める。
【００３２】
ステップＨ１３では、プロセッサ５は、遅れ時間Ｄと波高値Ａとをパラメータとして特徴データ５１を基にストロークＳと温度Ｔの値を算出し、出力する。
この算出方法を図１０〜図１１を参照して概念的に説明する。
【００３３】
図１０に示すように、実測した値が遅れ時間Ｄ＝７．４０００μｓ，波高値Ａ＝４．８０００００Ｖであったとすると、その実測点Ｇ（Ｄ，Ａ）は特徴点Ｐ，Ｑ，Ｆ，Ｒで形成されるメッシュの中に在る。
図１１に示すように、プロセッサ５は、実測点Ｇ（Ｄ，Ａ）を通り且つ線分ＰＱ上および線分ＦＲ上の同一ストローク値の点Ｋ，Ｊを通る直線を想定し、それらの点Ｋ，Ｊのストローク値Ｓ（図１１では２６ｍｍ）を算出し、測定結果として出力する。また、実測点Ｇ（Ｄ，Ａ）を通り且つ線分ＰＦ上および線分ＱＲ上の同一温度値の点Ｗ，Ｌを通る直線を想定し、それらの点Ｗ，Ｌの温度値Ｔ（図１１では２９℃）を算出し、測定結果として出力する。
【００３４】
実施例１の測定装置１００によれば、ストロークＳ及び温度Ｔの両方の測定が可能になる。また、コイル１１へのアクセスが困難である場合にも適用可能になる。さらに、コイル長Ｈよりも大きい範囲で移動部材２１の絶対位置を検出可能になる。
【００３５】
−実施例２−
図１２の（ａ）は、実施例２に係る測定装置２００を示す構成図である。図１２の（ｂ）は、コイル１１および移動部材２１の左側面図である。
この測定装置２００は、コイル１１および４つの導電体２１ｂからなるセンサ部１０と、コイル１１を含んで直列回路を構成するコンデンサ３および抵抗４と、コイル１１とコンデンサ３と抵抗４とからなる直列回路に入力電圧Ｖｉを印加するためのＤＡコンバータ６と、コンデンサ３の両端電圧Ｖｏを検出するためのＡＤコンバータ７と、プロセッサ５とを具備している。
【００３６】
コイル１１は、例えば線径０．０６ｍｍのエナメル線を７５０ターン×２層のソレノイドに巻いたものである。コイル内径Ｊａは例えば３２ｍｍであり、コイル長Ｈａは例えば２０ｍｍである。
【００３７】
４つの導電体２１ｂは、例えば直径３０ｍｍのステンレス円柱のロッド２１ａを切削して外周面に４つの溝を形成し、それらの溝に銅を電着し切削整形したものである。
各導電体２１ｂの長さＬは、例えば１６０ｍｍである。各導電体２１ｂの左端幅ｗ１は例えば１５ｍｍであり、右端幅ｗ２は例えば１０ｍｍであり、左端から右端まで線形に変化している。各導電体２１ｂの厚さは、例えばｄ＝１ｍｍで、ロッド２１ａの長さ方向には変化していない。
なお、導電体２１ｂの代わりに磁性体を用いてもよい。
【００３８】
ロッド２１ａと４つの導電体２１ｂは一体であり、移動部材２１を構成する。
移動部材２１は、白抜き矢印で示すように左右方向に、すなわち、ロッド２１ａの長さ方向に、直線移動する。直線移動する範囲は、導電体２１ｂの左端がコイル１１の左端に一致する右端位置すなわちストロークＳ＝０ｍｍの位置から導電体２１ｂの右端がコイル１１の右端に一致する左端位置すなわちストロークＳ＝（Ｌ−Ｈ）ｍｍの位置までである。左端位置は、例えばストロークＳ＝（６０−２０）ｍｍ＝４０ｍｍである。
【００３９】
コイル１１と導電体２１ｂの重合部（コイル長Ｈの範囲に重なっている導電体２１ｂの部分）の体積は、移動部材２１の位置の変化すなわちストロークＳの変化に応じて変化する。ストロークＳの変化に対する導電体２１ｂの重合部の体積の変化は、線形であってもよいし、非線形であってもよい。
【００４０】
コンデンサ３は、例えば１００００ｐＦの積層セラミックコンデンサである。
抵抗４は、例えば３０Ω、１／１６Ｗのセラミック抵抗器である。
【００４１】
プロセッサ５は、コイル１１とコンデンサ３と抵抗４とからなる直列回路に入力電圧Ｖｉを印加するための波形デジタル値をＤＡコンバータ６に連続的に出力する。
また、プロセッサ５は、入力電圧Ｖｉの周期τの整数ｎ（≧１）倍を整数ｍ（≧８）で分割したサンプリング周期ｋ（＝τ＊ｎ／ｍ）で、ＡＤコンバータ７を介して両端電圧Ｖｏを測定する。そして、後で詳述するように「ｍ＊整数（≧１）」個の両端電圧Ｖｏの検出値から位相成分ｘおよび波高値Ａを検出する。
また、プロセッサ５は、位相成分ｘと、波高値Ａと、センサ部１０の環境温度Ｔと、ストロークＳとを対応付けた特徴データ５１を保持している。そして、その特徴データ５１を基に、実測した両端電圧Ｖｏの位相成分ｘと波高値Ａからセンサ部１０の環境温度ＴとストロークＳとを算出する。
【００４２】
入力電圧Ｖｉの波形は、例えばピークツピーク０Ｖ−５．４Ｖの正弦波である。
なお、入力電圧Ｖｉの波形は、三角波，矩形波などでもよく、１周期の積分値が０になる周期関数波形でなくてもよい。
【００４３】
図１３に破線で示すように、入力電圧Ｖｉ＝Ｂｓｉｎ｛２πｔ／τ｝であるとする。また、同図に実線で示すように、両端電圧Ｖｏ＝Ａｓｉｎ｛２π（ｔ−Ｄ）／τ｝＋αであるとする。Ｄは実施例１で説明した遅れ時間Ｄである。αは直流分である。
【００４４】
図１３に示すβ，β＋ｋ，β＋２ｋ，……，β＋７ｋは、ｎ＝１，ｍ＝８としたときの両端電圧Ｖｏのサンプリング時刻である。サンプリング周期ｋ＝τ／８である。入力電圧Ｖｉの周期τは例えば１０μｓである。
βは、入力電圧Ｖｉの位相とサンプリング時刻の位相のずれ時間であるが、後で詳述するように、測定に際してこれを知る必要はない。換言すれば、入力電圧Ｖｉの位相と関係なく、自由なタイミングで、両端電圧Ｖｏのサンプリングを開始してよい。従って、プロセッサ５とは独立した入力電圧Ｖｉの発生回路を用いた場合でも、その入力電圧Ｖｉの位相を検出することは不要になる。
【００４５】
サンプリング時刻βにおける両端電圧Ｖｏの検出値ａは、次式で示される。
ａ＝Ａｓｉｎ｛２π(β−Ｄ)／τ｝＋α
ここで、位相成分ｘ＝２π(β−Ｄ)／τとおけば、
ａ＝Ａｓｉｎ｛ｘ｝＋α
となる。
【００４６】
サンプリング時刻β＋ｋにおける両端電圧Ｖｏの検出値ｂは、次式で示される。
ｂ＝Ａｓｉｎ｛２π(β＋ｋ−Ｄ)／τ｝＋α
＝Ａｓｉｎ｛２π（β−Ｄ）／τ＋２πｋ／τ｝＋α
＝Ａｓｉｎ｛ｘ＋π／４｝＋α
＝（Ａ／√｛２｝）ｓｉｎ｛ｘ｝＋（Ａ／√｛２｝）ｃｏｓ｛ｘ｝＋α
となる。
【００４７】
サンプリング時刻β＋２ｋにおける両端電圧Ｖｏの検出値ｃは、次式で示される。
ｃ＝Ａｓｉｎ｛２π(β＋２ｋ−Ｄ)／τ｝＋α
＝Ａｓｉｎ｛２π（β−Ｄ）／τ＋４πｋ／τ｝＋α
＝Ａｓｉｎ｛ｘ＋π／２｝＋α
＝Ａｃｏｓ｛ｘ｝＋α
となる。
【００４８】
同様にして、サンプリング時刻β＋３ｋ，β＋４ｋ，β＋５ｋ，β＋６ｋ，β＋７ｋにおける両端電圧Ｖｏの検出値ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈは次式で示される。
ｄ＝−（Ａ／√｛２｝）ｓｉｎ｛ｘ｝＋（Ａ／√｛２｝）ｃｏｓ｛ｘ｝＋α
ｅ＝−Ａｓｉｎ｛ｘ｝＋α
ｆ＝−（Ａ／√｛２｝）ｓｉｎ｛ｘ｝−（Ａ／√｛２｝）ｃｏｓ｛ｘ｝＋α
ｇ＝−Ａｃｏｓ｛ｘ｝＋α
ｈ＝（Ａ／√｛２｝）ｓｉｎ｛ｘ｝−（Ａ／√｛２｝）ｃｏｓ｛ｘ｝＋α
【００４９】
従って、
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＝８α
α＝（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ）／８
となり、１周期分の検出値ａ，ｂ，……、ｈを加算し、「８」で割れば直流分αを算出できる。なお、直前のＭ（≧２）周期分の検出値を加算し、「８＊Ｍ」で割って、直流分αを算出することを繰り返してもよい（＝移動平均法）。
【００５０】
また、
Ａｓｉｎ｛ｘ｝＝ａ−α
Ａｓｉｎ｛ｘ｝＝α−ｅ
Ａｃｏｓ｛ｘ｝＝ｃ−α
Ａｃｏｓ｛ｘ｝＝α−ｇ
であるから、
（ａ−α）（α−ｅ）＝Ａｓｉｎ｛ｘ｝＊Ａｓｉｎ｛ｘ｝
（ｃ−α）（α−ｇ）＝Ａｃｏｓ｛ｘ｝＊Ａｃｏｓ｛ｘ｝
よって、
（ａ−α）（α−ｅ）＋（ｃ−α）（α−ｇ）＝Ａ＊Ａ
となり、１周期分の検出値ａ，ｂ，……、ｈの内の奇数番目の検出値と直流分αから波高値Ａを算出できる。
【００５１】
同様に、１周期分の偶数番目の検出値と直流分αからも同一の算出式により波高値Ａを算出できる。
（ｂ−α）（α−ｆ）＋（ｄ−α）（α−ｈ）＝Ａ＊Ａ
すなわち、奇数番目の検出値ａ，ｃ，ｅ，ｇか偶数番目の検出値ｂ，ｄ，ｆ，ｈかを知る必要はなく、１つ飛ばしで１周期分の検出値と直流分αから波高値Ａを算出できる。
【００５２】
また、
ｔａｎ｛ｘ｝＝（ａ−α）／（ｃ−α）
ｔａｎ｛ｘ｝＝（ａ−α）／（α−ｇ）
ｔａｎ｛ｘ｝＝（α−ｅ）／（ｃ−α）
ｔａｎ｛ｘ｝＝（α−ｅ）／（α−ｇ）
であるから、
ｘ＝ａｒｃｔａｎ｛［（ａ−α）／（ｃ−α）＋（α−ｅ）／（α−ｇ）］／２｝
または、
ｘ＝ａｒｃｔａｎ｛［（ａ−α）／（α−ｇ）＋（α−ｅ）／（ｃ−α）］／２｝
のいずれかにより、位相成分ｘを算出できる。
【００５３】
図１４は、特徴データ５１を作成するための特徴抽出処理を示すフロー図である。
ステップＷ１では、プロセッサ５は、ストロークＳと温度Ｔとをパラメータとして位相成分ｘと波高値Ａとを測定する。
【００５４】
ステップＷ２では、位相成分ｘと波高値Ａの分解能が揃うようにアフィン変換する。
【００５５】
ステップＷ３では、位相成分ｘと波高値ＡとをパラメータとしてストロークＳと温度Ｔの値を計算し、特徴データ５１を作成する。
【００５６】
図１５に示すメッシュが、特徴データ５１を表している。
位相成分ｘ＝２π(β−Ｄ)／τであるから、変形すれば、
ｘ＝ｋ１−ｋ２＊Ｄ
ｋ１，ｋ２は定数であり、ｋ１＝２πβ／τ，ｋ２＝２π／τである。
従って、図１５のメッシュは、横軸の値が異なるだけで、図７に示すメッシュと本質的に同じものである。なお、図１５に示す位相成分ｘの数値は、τ＝１０μｓ，β＝８μｓとして、図７の遅れ時間Ｄの数値を位相成分ｘの数値に換算した値である。
【００５７】
図１６は、測定処理を示すフロー図である。
ステップＷ１１では、プロセッサ５は、位相成分ｘと波高値Ａを実測する。
【００５８】
ステップＷ１２では、プロセッサ５は、実測した位相成分ｘと波高値Ａに図１４のステップＷ２と同じアフィン変換を施す。
【００５９】
ステップＷ１３では、プロセッサ５は、位相成分Ｗと波高値Ａとをパラメータとして特徴データ５１を基にストロークＳと温度Ｔの値を算出し、出力する。
【００６０】
図１７は、図１６のステップＷ１３で実行されるストローク・温度算出処理を示すフロー図である。
ステップＷ２１では、図１８に示すように、実測点Ｇ（ｘ、Ａ）に最も近い第一特徴点Ｍ１を探索する。
【００６１】
ステップＷ２２では、図１８に示すように、第一特徴点Ｍ１と同じ温度Ｔ１の特徴点であって且つ第一特徴点Ｍ１の次に実測点Ｇ（ｘ，Ａ）に近い第二特徴点Ｍ２を探索する。      
【００６２】
ステップＷ２３では、図１８に示すように、第一特徴点Ｍ１と同じストロークＳ１の特徴点であって且つ第一特徴点Ｍ１の次に実測点Ｇ（ｘ，Ａ）に近い第三特徴点Ｍ３を探索する。
【００６３】
ステップＷ２４では、図１８に示すように、第二特徴点Ｍ２と同じストロークＳ４で且つ第三特徴点Ｍ３と同じ温度Ｔ４の第四特徴点Ｍ４を探索する。
【００６４】
ステップＷ２５では、実測点Ｇ（ｘ，Ａ）と４つの特徴点Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４の幾何学的関係から実測点Ｇ（ｘ，Ａ）のストロークＳと温度Ｔの値を算出する。
【００６５】
図１９に示すように、特徴点Ｍ１，Ｍ３のデータを基にした補間演算により、特徴点Ｍ１，Ｍ３を通る直線上で実測点Ｇ（ｘ，Ａ）の波高値Ａ（Ｇ）と同値になる点Ｗ’を求め、この点Ｗ’の位相成分ｘ（Ｗ’）を算出する。また、特徴点Ｍ２，Ｍ４のデータを基にした補間演算により、特徴点Ｍ２，Ｍ４を通る直線上で実測点Ｇ（ｘ，Ａ）の波高値Ａ（Ｇ）と同値になる点Ｌ’を求め、この点Ｌ’の位相成分ｘ（Ｌ’）を算出する。実測点Ｇ（ｘ，Ａ）のストロークＳは、
Ｓ＝［｛ｘ（Ｌ’）−ｘ（Ｇ）｝Ｓ１＋｛ｘ（Ｇ）−ｘ（Ｗ’）｝Ｓ４］／｛ｘ（Ｌ’）−ｘ（Ｗ’）｝
である。なお、Ｓ１は特徴点Ｍ１でのストローク値であり、Ｓ４は特徴点Ｍ４でのストローク値である。
【００６６】
また、図１９に示すように、特徴点Ｍ１，Ｍ２のデータを基にした補間演算により、特徴点Ｍ１，Ｍ２を通る直線上で実測点Ｇ（ｘ，Ａ）の位相成分ｘ（Ｇ）と同値になる点Ｋ’を求め、この点Ｋ’の波高値Ａ（Ｋ’）を算出する。また、特徴点Ｍ３，Ｍ４のデータを基にした補間演算により、特徴点Ｍ３，Ｍ４を通る直線上で実測点Ｇ（ｘ，Ａ）の位相成分ｘ（Ｇ）と同値になる点Ｊ’を求め、この点Ｊ’の波高値Ａ（Ｊ’）を算出する。実測点Ｇ（ｘ，Ａ）の温度Ｔは、
Ｔ＝［｛Ａ（Ｊ’）−Ａ（Ｇ）｝Ｔ１＋｛Ａ（Ｇ）−Ａ（Ｋ’）｝Ｔ４］／｛Ａ（Ｊ’）−Ａ（Ｋ’）｝
である。なお、Ｔ１は特徴点Ｍ１での温度値であり、Ｔ４は特徴点Ｍ４での温度値である。
【００６７】
図１８は、特徴点がほぼ均等の距離に分布している場合を想定しており、この場合には、実測点Ｇ（ｘ，Ａ）を囲むような４つの特徴点Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４が得られる。
【００６８】
一方、図２０は、特徴点が極端に不均等の距離に分布している場合を想定しており、この場合には、実測点Ｇ（ｘ，Ａ）を囲むような４つの特徴点Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４が得られない。
しかし、この場合でも、図２１に示すように、特徴点Ｍ１，Ｍ３のデータを基にした補間演算により、特徴点Ｍ１，Ｍ３を通る直線上で実測点Ｇ（ｘ，Ａ）の波高値Ａ（Ｇ）と同値になる点Ｗ’を求め、この点Ｗ’の位相成分ｘ（Ｗ’）を算出する。また、特徴点Ｍ２，Ｍ４のデータを基にした補間演算により、特徴点Ｍ２，Ｍ４を通る直線上で実測点Ｇ（ｘ，Ａ）の波高値Ａ（Ｇ）と同値になる点Ｌ’を求め、この点Ｌ’の位相成分ｘ（Ｌ’）を算出する。実測点Ｇ（ｘ，Ａ）のストロークＳは、
Ｓ＝［｛ｘ（Ｌ’）−ｘ（Ｇ）｝Ｓ１＋｛ｘ（Ｇ）−ｘ（Ｗ’）｝Ｓ４］／｛ｘ（Ｌ’）−ｘ（Ｗ’）｝
である。なお、Ｓ１は特徴点Ｍ１でのストローク値であり、Ｓ４は特徴点Ｍ４でのストローク値である。
【００６９】
また、図２１に示すように、特徴点Ｍ１，Ｍ２のデータを基にした補間演算により、特徴点Ｍ１，Ｍ２を通る直線上で実測点Ｇ（ｘ，Ａ）の位相成分ｘ（Ｇ）と同値になる点Ｋ’を求め、この点Ｋ’の波高値Ａ（Ｋ’）を算出する。また、特徴点Ｍ３，Ｍ４のデータを基にした補間演算により、特徴点Ｍ３，Ｍ４を通る直線上で実測点Ｇ（ｘ，Ａ）の位相成分ｘ（Ｇ）と同値になる点Ｊ’を求め、この点Ｊ’の波高値Ａ（Ｊ’）を算出する。実測点Ｇ（ｘ，Ａ）の温度Ｔは、
Ｔ＝［｛Ａ（Ｊ’）−Ａ（Ｇ）｝Ｔ１＋｛Ａ（Ｇ）−Ａ（Ｋ’）｝Ｔ４］／｛Ａ（Ｊ’）−Ａ（Ｋ’）｝
である。なお、Ｔ１は特徴点Ｍ１での温度値であり、Ｔ４は特徴点Ｍ４での温度値である。
【００７０】
実施例２の測定装置２００によれば、ストロークＳ及び温度Ｔの両方の測定が可能になる。また、コイル１１へのアクセスが困難である場合にも適用可能になる。さらに、コイル長Ｈよりも大きい範囲で移動部材２１の絶対位置を検出可能になる。さらにまた、位相成分ｘを利用することにより、入力電圧Ｖｉの位相を検出しなくて済む利点がある。
【００７１】
−実施例３−
図２２のステップＷ４以外は、実施例２と同じ構成である。
図２２は、特徴点がほぼ均等の距離に分布した特徴データ５１を作成するための特徴抽出処理を示すフロー図である。
ステップＷ１〜Ｗ３は、図１４と同じである。
ステップＷ４では、補間演算により、図１５の特徴点の位相成分ｘと波高値Ａの値がほぼ等間隔になるように特徴データ５１を作成し直す。
図２３に実線で示すメッシュが、作成し直した特徴データ５１を表している。なお、２点鎖線は図１５のメッシュを表している。
【００７２】
−実施例４−
図２４に示す移動部材２２を、実施例１〜実施例３における移動部材２１の代わりに用いてもよい。
この移動部材２２は、導電体２２ｂが２つである点と左端から右端への辺形状が湾曲している点以外は移動部材２１と同様の構成である。
すなわち、移動部材２２は、ロッド２２ａを切削して外周面に２つの湾曲した溝を形成し、それらの溝に銅を電着し切削整形して２つの導電体２２ｂを設けたものである。
【００７３】
−実施例５−
図２５に示す移動部材２３を、実施例１〜実施例３における移動部材２１の代わりに用いてもよい。
この移動部材２３は、導電体２３ｂの幅が例えばｗ＝１２ｍｍで左端から右端まで一定であり、厚さが例えば左端厚ｄ１＝２ｍｍから右端厚ｄ２＝０．５ｍｍまで線形に変化している点以外は移動部材２１と同様の構成である。
すなわち、移動部材２３は、ロッド２３ａを切削して外周面に４つの溝を形成し、それらの溝に銅を電着し切削整形して４つの導電体２３ｂを設けたものである。
【００７４】
−実施例６−
図２６に示すコイル１２を、実施例１におけるコイル１１の代わりに用いてもよい。
このコイル１２は、例えば線径０．０６ｍｍのエナメル線を７５０ターン×２層のソレノイドに巻いたものである。コイル内径Ｊｂは例えば２０ｍｍであり、コイル長Ｈｂは例えば２０ｍｍである。
移動部材２１の４つの導電体２１ｂの近傍に４つのコイル１２を設置し、４つのコイル１２を直列に接続する。
【００７５】
−実施例７−
図２７に示す移動部材２４を、実施例６における移動部材２１の代わりに用いてもよい。
この移動部材２４は、ピニオン２４Ｇの回転により直線移動するラック２４ａを切削して正面に深さｄの溝を形成し、その溝に銅を電着し切削整形して導電体２４ｂを設けたものである。
この導電体２４ｂの近傍にコイル１２を設置する。
【００７６】
−実施例８−
図２８に示す移動部材２５を、実施例１〜実施例３における移動部材２１の代わりに用いてもよい。
この移動部材２５は、円柱形状のロッド２５ａの外周面に接着層を介して４つの導電体テープ２５ｂを貼り付けたものである。
導電体テープ２５ｂの厚さは例えばｄ＝０．５ｍｍで左端から右端まで一定であり、幅が例えば左端幅ｗ１＝１５ｍｍから右端幅ｗ２＝１０ｍｍまで線形に変化している。
なお、導電体テープ（あるいは磁性体テープ）の場合は、左端から右端までの幅の変化を容易に非線形に形成できる利点があるので、例えば分解能を高くしたい領域での変化率を大きくし、他の領域での変化率をそれより小さくする、といった対応を容易に実施することが出来る。
【００７７】
−実施例９−
図２９に示す移動部材２６を、実施例１〜実施例３における移動部材２１の代わりに用いてもよい。
この移動部材２６は、角形状のロッド２６ａの外面に接着層を介して４つの導電体テープ２６ｂを貼り付けたものである。
導電体テープ２６ｂの幅は例えばｗ＝１２ｍｍで左端から右端まで一定であり、厚さが例えば左端厚ｄ１＝２ｍｍから右端厚ｄ２＝０．５ｍｍまで線形に変化している。
【００７８】
−実施例１０−
図３０に示すように、実施例８におけるコイル１１の代わりに実施例６におけるコイル１２を用いてもよい。
【００７９】
−実施例１１−
図３１に示す移動部材２７を、実施例７における移動部材２４の代わりに用いてもよい。
この移動部材２７は、ピニオン２４Ｇの回転により直線移動するラック２７ａの正面に接着層を介して導電体テープ２７ｂを貼り付けたものである。
導電体テープ２７ｂの厚さは例えばｄ＝０．５ｍｍで左端から右端まで一定であり、幅が例えば左端幅ｗ１＝１５ｍｍから右端幅ｗ２＝１０ｍｍまで線形に変化している。
【００８０】
−実施例１２−
図３２に示すレール・スライダ機構２８およびコイル１２を、実施例１〜実施例３における移動部材２１およびコイル１１の代わりに用いてもよい。
レール・スライダ機構２８は、ボール２９ｂでレール２８ａに支持されたスライダ２９ａがレール２８ａ上を移動する機構である。
コイル１２は、実施例６で説明したものであり、スライダ２９ａに取り付けられている。
レール２８ａには、台２８ｃを介して導電体テープ２８ｂが取り付けられている。
【００８１】
実施例１２によれば、レール２８ａ上を移動するスライダ２９ａの位置および温度を測定することが出来る。
【００８２】
−実施例１３−
図３３に示す移動部材３０を、実施例１〜実施例３における移動部材２１の代わりに用いてもよい。なお、図３３の（ｂ）は、図３３の（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
この移動部材３０は、例えばステンレス製のパイプ３０ａの内周面を左端から右端へのテーパ面に切削し、そのテーパ面に銅を電着し、切削整形して導電体３０ｂとしたものである。
パイプ３０ａの外径ｆ１は例えば３０ｍｍ、左端内径ｆ２は例えば２９ｍｍ、右端内径ｆ３は例えば２６ｍｍ、導電体３０ｂの内径ｆ４は例えば２４ｍｍである。
【００８３】
−実施例１４−
図３４に示す移動部材３１を、実施例１〜実施例３における移動部材２１の代わりに用いてもよい。なお、図３４の（ｂ）は、図３４の（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
この移動部材３１は、例えばステンレス製のパイプ３１ａの内周面に、左端から右端へと内径が線形に変化する長さＬの導電体パイプ３１ｂを嵌め込むと共に、複数の導電体リング３１ｃをピッチｐで嵌め込んだものである。
パイプ３１ａの外径ｇ１は例えば３０ｍｍ、内径ｇ２は例えば２８ｍｍ、導電体パイプ３１ｂの左端内径ｇ３は例えば２４ｍｍ、右端内径ｇ４は例えば２７ｍｍ、長さＬは例えば１６０ｍｍであり、導電体リング３１ｂのピッチｐは例えば４ｍｍ、長さｑは例えば２ｍｍ、内径ｇ５は例えば２４ｍｍである。
【００８４】
導電体パイプ３１ｂに対応して、コイル１１が設置されている。
このコイル１１により、実施例１〜実施例３と同様にして、導電体パイプ３１ｂの長さＬの範囲において絶対位置を測定できる。
【００８５】
一方、複数の導電体リング３１ｂに対応して、４つの検出用コイル１３ａ〜１３ｄと励磁用コイル１３ｅとからなるコイル１３が設置されている。
このコイル１３により、特許文献４，５の記載と同様にして、ピッチｐの範囲における位置の変化を高分解能で測定できる。
【００８６】
−実施例１５−
図３５に示すパイプ３０’およびコイル１４を、実施例１３における移動部材３０およびコイル１１の代わりに用いてもよい。なお、図３５の（ｂ）は、図３５の（ａ）のＡ−Ａ’断面図である。
このパイプ３０’は、例えばステンレス製のパイプ３０ａ’の内周面を左端から右端へのテーパ面に切削し、そのテーパ面に銅を電着し、切削整形して導電体３０ｂ’としたものであり、実施例１３における移動部材３０と同構造であるが、静止している。
一方、コイル１４は、支持棒３２で支持され、支持棒３２の移動に応じてパイプ３０’の内部を直線移動する。
【００８７】
実施例１５によれば、パイプ３０’の内部における位置および温度Ｔを測定することが出来る。
【００８８】
−実施例１６−
図３６に示す移動部材３３を、実施例１〜実施例３における移動部材２１の代わりに用いてもよい。
この移動部材３３は、例えばステンレス製のボールネジ３３ａの山の一部分を導電体３３ｂとしたものである。
【００８９】
図３７に示すように、例えばステンレス製のボールネジ３３ａ’を製作し、その山の一部分を切削して、切削深さが軸方向に変化するテーパ面を形成する。そして、そのテーパ面に銅を電着し、切削整形して、図３６に示すように元のボールネジの形状に戻したものである。
【００９０】
なお、導電体３３ｂの間に切れ目があり不連続であるが、移動部材３３が直線移動してもいずれかの導電体３３ｂがコイル１１に常に重合するようなコイル長Ｈａとしておけば、測定に支障は生じない。
【００９１】
−実施例１７−
図３８に示す回転部材３４を、実施例１〜実施例３における移動部材２１の代わりに用いてもよい。
この回転部材３４は、例えば直径３０ｍｍのステンレス円柱のロッド３４ａを切削して外周面に円弧状の溝を形成し、その溝に銅を電着し切削整形して導電体３４ｂを形成したものである。
【００９２】
導電体３４ｂの長さは、例えばロッド３４ａの周長の３／４程度である。導電体３４ｂの第１端幅ｗ１は例えば２０ｍｍであり、第２端幅ｗ２は例えば８ｍｍであり、第１端から第２端まで線形に変化している。導電体３４ｂの厚さは、例えばｄ＝１ｍｍである。
なお、導電体３４ｂの代わりに磁性体を用いてもよい。
【００９３】
回転部材３４が回転すると、コイル１２に重合する導電体３４ｂの体積が変化する。従って、実施例１〜実施例３と同様に、絶対回転位置および温度Ｔを測定できる。
【００９４】
−実施例１８−
図３９に示す回転部材３５を、実施例１〜実施例３における移動部材２１の代わりに用いてもよい。
この回転部材３５は、例えば直径３０ｍｍのステンレス円柱のロッド３５ａを切削して外周面に円弧状の溝を形成し、その溝に銅を電着し切削整形して導電体３５ｂを形成したものである。
【００９５】
導電体３５ｂの長さは、例えばロッド３５ａの周長の３／４程度である。導電体３５ｂの第１端厚ｄ１は例えば２ｍｍであり、第２端厚ｄ２は例えば０．５ｍｍであり、第１端から第２端まで線形に変化している。導電体３５ｂの幅は、例えばｗ＝１５ｍｍで一定である。
なお、導電体３５ｂの代わりに磁性体を用いてもよい。
【００９６】
回転部材３５が回転すると、コイル１２に重合する導電体３５ｂの体積が変化する。従って、実施例１〜実施例３と同様に、絶対回転位置および温度Ｔを測定できる。
【００９７】
−実施例１９−
図４０に示す回転部材３６を、実施例１〜実施例３における移動部材２１の代わりに用いてもよい。
この回転部材３６は、例えば直径８０ｍｍのステンレス円柱のドラム３６ａの左側面に円弧状の導電体フィルム３６ｂを接着したものである。
【００９８】
導電体フィルム３６ｂは、例えば１２ｍｍの幅ｗ１の部分から幅を線形に狭くしながら例えば２ｍｍの幅ｗ２になって一周している。厚さｄは、例えば０．５ｍｍで一定である。
なお、導電体フィルム３６ｂの代わりに磁性体を用いてもよい。
【００９９】
回転部材３６が回転すると、コイル１２に重合する導電体フィルム３６ｂの体積が変化する。従って、実施例１〜実施例３と同様に、絶対回転位置及び温度Ｔを測定できる。
【０１００】
−実施例２０−
図４１は、実施例２０に係る測定装置３００を示す構成図である。
この測定装置３００は、コイル１４および導電体パイプ３７ｂからなるセンサ部１０と、コイル１４を含んで直列回路を構成するコンデンサ３および抵抗４と、コイル１４とコンデンサ３と抵抗４とからなる直列回路に入力電圧Ｖｉを印加するためのＤＡコンバータ６と、コンデンサ３の両端電圧Ｖｏを検出するためのＡＤコンバータ７と、プロセッサ５とを具備している。
【０１０１】
この導電体パイプ３７ｂは、例えばステンレス製のパイプ３７ａの左端部の内周面に嵌め込まれており、左端から右端へと内径が線形に変化している。つまり、左端から右端へと厚さが線形に変化している。
【０１０２】
コイル１４は、実施例１５と同様に支持棒３２で支持され、支持棒３２の移動に応じてパイプ３７ａの内部を直線移動しうる。
【０１０３】
パイプ３７ａの左端部に螺合されたキャップ４１は、シールリング４０を介して支持棒３２を気密に且つ摺動可能に支持している。
【０１０４】
支持棒３２の左端に固定されたプレート３８は、スプリング３９により支持されている。
【０１０５】
コイル１４は、パイプ３７ａの内部の圧力Ｐとスプリング３９の付勢力とが均衡する位置に移動する。すなわち、圧力Ｐが上がると左方に移動し、圧力Ｐが下がると右方に移動する。
従って、プロセッサ５は、実施例１〜実施例３におけるストロークＳの代わりに圧力Ｐをパラメータとして用いることにより、パイプ３７ａの内部の圧力Ｐと温度Ｔを測定することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明の測定装置は、例えば機械に組み込まれたシリンダのストロークと温度の両方を測定するのに利用できる。
【符号の説明】
【０１０７】
３                          コンデンサ
４                          抵抗
５                          プロセッサ
６                          ＤＡコンバータ
７，８                      ＡＤコンバータ
１０                        センサ部
１１                        コイル
２１ｂ                      導電体
５１                        特徴データ
１００，２００，３００      測定装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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