(57)【要約】【課題】可動電極と固定電極間抵抗間の接触抵抗の影響を受けずに可動電極の位置を検出できるポテンショメータの可動電極位置検出回路を提供する。【解決手段】固定電極間抵抗３の両端にそれぞれ設けられた第１固定電極端子５および第２固定電極端子６と、可動電極４に設けられた可動電極端子７とを備えたポテンショメータの可動電極位置検出回路であって、第１固定電極端子５と可動電極端子７との間、及び、第２固定電極端子６と可動電極端子７との間の一方または両方に設けられた定電流源８と、両固定電極端子５，６間の電圧を測定する電圧測定回路９と、電圧測定回路９で測定した電圧を基に、可動電極４の位置を演算する演算装置１０と、を備えたものである。【選択図】図１
2013156068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定電極間抵抗に可動電極を摺動可能に接触させてなり、前記固定電極間抵抗の両端にそれぞれ設けられた第１固定電極端子および第２固定電極端子と、前記可動電極に設けられた可動電極端子とを備えたポテンショメータの可動電極位置検出回路であって、
前記第１固定電極端子と前記可動電極端子との間、及び、前記第２固定電極端子と前記可動電極端子との間の一方または両方に設けられた定電流源と、
前記第１固定電極端子と前記第２固定電極端子間の電圧を測定する電圧測定回路と、
前記電圧測定回路で測定した前記第１固定電極端子と前記第２固定電極端子間の電圧を基に、前記可動電極の位置を演算する演算装置と、
を備えたことを特徴とするポテンショメータの可動電極位置検出回路。
【請求項２】
前記定電流源を、前記第１固定電極端子と前記第２固定電極端子の一方と前記可動電極端子との間に接続するか、あるいは、前記第１固定電極端子と前記第２固定電極端子との間に接続するか、を切替可能な切替回路を備え、
前記演算装置は、前記電圧測定回路で測定した前記切替回路の切替前後の電圧を基に、前記可動電極の位置を演算するように構成される
請求項１記載のポテンショメータの可動電極位置検出回路。
【請求項３】
前記定電流源を、前記第１固定電極端子と前記可動電極端子との間に接続するか、あるいは、前記第２固定電極端子と前記可動電極端子との間に接続するか、を切替可能な切替回路を備え、
前記演算装置は、前記電圧測定回路で測定した前記切替回路の切替前後の電圧を基に、前記可動電極の位置を演算するように構成される
請求項１記載のポテンショメータの可動電極位置検出回路。
【請求項４】
前記第１固定電極端子と前記可動電極端子との間と、前記第２固定電極端子と前記可動電極端子との間に、電流値が等しい前記定電流源をそれぞれ設けた
請求項１記載のポテンショメータの可動電極位置検出回路。
【請求項５】
前記第１固定電極端子と前記可動電極端子との間に一方の前記定電流源を接続すると共に、前記第２固定電極端子と前記可動電極端子との間に他方の前記定電流源を接続するか、あるいは、前記第１固定電極端子と前記第２固定電極端子との間に一方の前記定電流源または他方の前記定電流源を接続するか、を切替可能な切替回路を備え、
前記演算装置は、前記電圧測定回路で測定した前記切替回路の切替前後の電圧を基に、前記可動電極の位置を演算するように構成される
請求項４記載のポテンショメータの可動電極位置検出回路。
【請求項６】
前記固定電極間抵抗の抵抗値を測定する抵抗測定回路をさらに備え、
前記演算装置は、前記定電流源の電流値と、前記電圧測定回路で測定した前記第１固定電極端子と前記第２固定電極端子間の電圧と、前記抵抗測定回路で測定した前記固定電極間抵抗の抵抗値とを基に、前記可動電極の位置を演算するように構成される
請求項１または４記載のポテンショメータの可動電極位置検出回路。
【請求項７】
前記定電流源と直列に設けられる電流検知回路と、
前記電流検知回路が検知した電流があらかじめ設定した閾値未満であるときアラームを発するアラーム発生回路と、をさらに備えた
請求項１〜６いずれかに記載のポテンショメータの可動電極位置検出回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポテンショメータの可動電極位置検出回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話の基地局用アンテナでは、サービスエリアを設定あるいは変更するために、アンテナから出力される電波の垂直方向の指向方向（チルト角）を電気的制御信号により変化させることができる可変電気チルト角アンテナが広く導入されている。可変電気チルト角アンテナでは、アンテナ内に設けられた信号分配器を兼ねた可変移相器により、複数のアンテナ素子へ入力されるＲＦ信号の位相を制御することにより電気チルト角を変化させているが、この可変移相器の制御状態をモニタするために、ポテンショメータを利用することがある。
【０００３】
図１２（ａ）に示すように、ポテンショメータ１２１は、固定電極間抵抗１２２に可動電極１２３を摺動可能に接触させて構成されている。固定電極間抵抗１２２の両端には、第１固定電極端子１２４と第２固定電極端子１２５がそれぞれ設けられており、可動電極１２３には可動電極端子１２６が設けられている。
【０００４】
なお、図１２（ａ）では、ポテンショメータ１２１として、固定電極間抵抗１２２を直線状に形成し、可動電極１２３の直線上の位置を検出するリニアポテンショメータ（スライドボリュームともいう）を示しているが、回転角度を検出するロータリーポテンショメータも基本的に同じ構造である（ロータリーポテンショメータでは、固定電極間抵抗が円弧状に形成される）。
【０００５】
図１２（ｂ）に示すように、従来のポテンショメータの可動電極位置検出回路１２７では、ポテンショメータ１２１の２つの固定電極端子１２４，１２５間に基準電圧Ｖ０を印可し、固定電極間抵抗１２２に接触させた可動電極１２３の電位、すなわち可動電極端子１２６の電位を電圧測定回路１２８で測定することにより、可動電極１２３の位置を検出している。なお、図１２（ｂ）において、Ｒｉｎは電圧測定回路１２８の入力抵抗を表しており、Ｒｃは可動電極１２３と固定電極間抵抗１２２との間に存在する接触抵抗を表している。また、固定電極間抵抗１２２の抵抗値をＲ０、第１固定電極端子１２４から可動電極１２３までの抵抗値をＲ１、可動電極１２３から第２固定電極端子１２５までの抵抗値をＲ２としている（Ｒ１＋Ｒ２＝Ｒ０）。
【０００６】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、特許文献１，２がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実用新案登録第２５１８３５０号公報
【特許文献２】特開平４−２４４９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、図１２（ｂ）の従来のポテンショメータの可動電極位置検出回路１２７では、Ｒｉｎ＝∞であるときは、接触抵抗Ｒｃによらず、可動電極の電位Ｖ１は下式（１）
Ｖ１＝Ｖ０・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）  ・・・（１）
となる。しかし、Ｒｉｎが有限の値であるときは、電圧測定回路１２８で測定される電圧（測定電圧）Ｖ１’は、下式（２）
Ｖ１’＝Ｖ１・Ｒｉｎ／（Ｒｉｎ＋Ｒｃ＋Ｒ１//Ｒ２）  ・・・（２）
但し、Ｒ１//Ｒ２＝Ｒ１・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）
となる。式（２）より、Ｖ１’＜Ｖ１となり、接触抵抗Ｒｃが変化すると電圧測定回路１２８での測定電圧Ｖ１’も変化してしまうことが分かる。
【０００９】
一例として、Ｒｉｎ＝∞、１ＭΩ、１００ｋΩとした場合において、接触抵抗Ｒｃを変化させたときの電圧測定回路１２８での測定電圧Ｖ１’の変化を図１３に示す。なお、ここでは、Ｒ１＝Ｒ２＝１０ｋΩ、Ｖ０＝５Ｖとしている。
【００１０】
図１３に示すように、Ｒｉｎ＝∞（図示実線）の場合には、接触抵抗Ｒｃによらず測定電圧Ｖ１’は略一定の値となっている。しかし、Ｒｉｎ＝１ＭΩ（図示破線）、１００ｋΩ（図示一点鎖線）の場合には、接触抵抗Ｒｃにより測定電圧Ｖ１’が変化してしまうことが分かる。より具体的には、Ｒｉｎ＞＞Ｒｃのときには、測定電圧Ｖ１’は下式（３）    Ｖ１’≒Ｖ１・Ｒｉｎ／（Ｒｉｎ＋Ｒ１//Ｒ２）  ・・・（３）
となり略一定となるが、Ｒｃが大きくなるほどＶ１’は低い値となり、Ｒｃ＞＞ＲｉｎとなるとＶ１’≒０となる。
【００１１】
接触抵抗Ｒｃは、正常な状態では低い値であるが、可動電極１２３の固定電極間抵抗１２２への接触部表面は金属であるため、腐食などにより変質すると、接触抵抗Ｒｃが正常な状態と比較して増大してしまう。また、固定電極間抵抗１２２の表面が変質したり、固定電極間抵抗１２２の表面に絶縁性の異物が付着した場合には、その変質箇所あるいは異物付着箇所を可動電極１２３が通過する際に接触抵抗Ｒｃが増大してしまう。
【００１２】
上述のように、接触抵抗Ｒｃが増大すると、入力抵抗Ｒｉｎが有限の値である電圧測定回路１２８を用いたときに、その測定電圧Ｖ１’（可動電極１２３の電位）が本来とは異なった値となり、可動電極１２３の位置検出に誤差が発生してしまう。さらに、接触抵抗Ｒｃが増大して可動電極１２３と固定電極間抵抗１２２が絶縁状態に近くなると、Ｖ１’≒０となり電圧測定ができなくなってしまう。
【００１３】
このように、従来のポテンショメータの可動電極位置検出回路１２７では、接触抵抗Ｒｃの影響により電圧測定回路１２８での測定電圧Ｖ１’が変化してしまい、可動電極１２３の位置を正確に検出できなくなってしまうという問題がある。そのため、この従来のポテンショメータの可動電極位置検出回路１２７を可変電気チルト角アンテナの可変移相器に用いた場合、チルト角の設定誤差が増加したり、正常にチルト角の制御を行うことができなくなるおそれがある。
【００１４】
本発明は上記事情に鑑み為されたものであり、可動電極と固定電極間抵抗間の接触抵抗の影響を受けずに可動電極の位置を検出できるポテンショメータの可動電極位置検出回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、固定電極間抵抗に可動電極を摺動可能に接触させてなり、前記固定電極間抵抗の両端にそれぞれ設けられた第１固定電極端子および第２固定電極端子と、前記可動電極に設けられた可動電極端子とを備えたポテンショメータの可動電極位置検出回路であって、前記第１固定電極端子と前記可動電極端子との間、及び、前記第２固定電極端子と前記可動電極端子との間の一方または両方に設けられた定電流源と、前記第１固定電極端子と前記第２固定電極端子間の電圧を測定する電圧測定回路と、前記電圧測定回路で測定した前記第１固定電極端子と前記第２固定電極端子間の電圧を基に、前記可動電極の位置を演算する演算装置と、を備えたポテンショメータの可動電極位置検出回路である。
【００１６】
前記定電流源を、前記第１固定電極端子と前記第２固定電極端子の一方と前記可動電極端子との間に接続するか、あるいは、前記第１固定電極端子と前記第２固定電極端子との間に接続するか、を切替可能な切替回路を備え、前記演算装置は、前記電圧測定回路で測定した前記切替回路の切替前後の電圧を基に、前記可動電極の位置を演算するように構成されてもよい。
【００１７】
前記定電流源を、前記第１固定電極端子と前記可動電極端子との間に接続するか、あるいは、前記第２固定電極端子と前記可動電極端子との間に接続するか、を切替可能な切替回路を備え、前記演算装置は、前記電圧測定回路で測定した前記切替回路の切替前後の電圧を基に、前記可動電極の位置を演算するように構成されてもよい。
【００１８】
前記第１固定電極端子と前記可動電極端子との間と、前記第２固定電極端子と前記可動電極端子との間に、電流値が等しい前記定電流源をそれぞれ設けてもよい。
【００１９】
前記第１固定電極端子と前記可動電極端子との間に一方の定電流源を接続すると共に、前記第２固定電極端子と前記可動電極端子との間に他方の電流源を接続するか、あるいは、前記第１固定電極端子と前記第２固定電極端子との間に一方の定電流源を接続するか、を切替可能な切替回路を備え、前記演算装置は、前記電圧測定回路で測定した前記切替回路の切替前後の電圧を基に、前記可動電極の位置を演算するように構成されてもよい。
【００２０】
前記固定電極間抵抗の抵抗値を測定する抵抗測定回路をさらに備え、前記演算装置は、前記定電流源の電流値と、前記電圧測定回路で測定した前記第１固定電極端子と前記第２固定電極端子間の電圧と、前記抵抗測定回路で測定した前記固定電極間抵抗の抵抗値とを基に、前記可動電極の位置を演算するように構成されてもよい。
【００２１】
前記定電流源と直列に設けられる電流検知回路と、前記電流検知回路が検知した電流があらかじめ設定した閾値未満であるときアラームを発するアラーム発生回路と、をさらに備えてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、可動電極と固定電極間抵抗間の接触抵抗の影響を受けずに可動電極の位置を検出できるポテンショメータの可動電極位置検出回路を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施の形態に係るポテンショメータの可動電極位置検出回路の構成図である。
【図２】図１のポテンショメータの可動電極位置検出回路において、電圧測定回路９で測定される電圧Ｖ１’と可動電極から第２固定電極までの抵抗値Ｒ２との関係を示すグラフ図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るポテンショメータの可動電極位置検出回路の構成図である。
【図４】図３のポテンショメータの可動電極位置検出回路において、電圧測定回路９で測定される電圧Ｖ１’と可動電極から第２固定電極までの抵抗値Ｒ２との関係を示すグラフ図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施の形態に係るポテンショメータの可動電極位置検出回路の構成図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施の形態に係るポテンショメータの可動電極位置検出回路の構成図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施の形態に係るポテンショメータの可動電極位置検出回路の構成図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施の形態に係るポテンショメータの可動電極位置検出回路の構成図である。
【図９】（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施の形態に係るポテンショメータの可動電極位置検出回路の構成図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係るポテンショメータの可動電極位置検出回路の構成図である。
【図１１】本発明の一実施の形態に係るポテンショメータの可動電極位置検出回路の構成図である。
【図１２】（ａ）は一般的なポテンショメータの構成図、（ｂ）は従来のポテンショメータの可動電極位置検出回路の構成図である。
【図１３】図１２（ｂ）の従来の従来のポテンショメータの可動電極位置検出回路において、接触抵抗Ｒｃを変化させたときの電圧測定回路での測定電圧Ｖ１’の変化を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２５】
図１は、本実施の形態に係るポテンショメータの可動電極位置検出回路の構成図である。
【００２６】
図１に示すように、ポテンショメータの可動電極位置検出回路１は、固定電極間抵抗３に可動電極４を摺動可能に接触させたポテンショメータ２における可動電極４の位置を検出するためのものである。ポテンショメータ２は、固定電極間抵抗３の両端にそれぞれ設けられた第１固定電極端子５および第２固定電極端子６と、可動電極４に設けられた可動電極端子７とを備えている。ポテンショメータ２としては、リニアポテンショメータ、ロータリーポテンショメータのどちらを用いてもよい。
【００２７】
本実施の形態に係るポテンショメータの可動電極位置検出回路１は、第２固定電極端子６と可動電極端子７との間に設けられた定電流源８と、第１固定電極端子５と第２固定電極端子６間の電圧Ｖ１’を測定する電圧測定回路９と、電圧測定回路９で測定した第１固定電極端子５と第２固定電極端子６間の電圧Ｖ１’を基に、可動電極４の位置を演算する演算装置１０と、を備えている。
【００２８】
つまり、ポテンショメータの可動電極位置検出回路１では、ポテンショメータ２の可動電極端子７から可動電極４、固定電極間抵抗３を介して固定電極端子５，６へ定電流源８により一定の電流（ここでは直流電流）を流し、両固定電極端子５，６間の電圧Ｖ１’を測定することにより、可動電極４の位置の検出を行う。
【００２９】
電圧測定回路９は、測定した電圧Ｖ１’に応じたアナログの検出電圧信号を出力するように構成されており、このアナログの検出電圧信号をＡ／Ｄ変換器１１でデジタルに変換してから演算装置１０に入力するように構成されている。なお、電圧測定回路９とＡ／Ｄ変換器１１との間に図示しない低域フィルタを挿入し、低域フィルタにより雑音を除去してからＡ／Ｄ変換を行うようにしてもよい。
【００３０】
また、ここでは定電流源８として直流定電流源を用いる場合を示しているが、交流定電流源を用いることも可能である。ただし、この場合、電圧測定回路９の構成が複雑になるので、定電流源８としては直流定電流源を用いることが望ましい。なお、図１におけるＲｃは、可動電極４と固定電極間抵抗３との間に存在する接触抵抗を表している。
【００３１】
電圧測定回路９の入力抵抗をＲｉｎ、固定電極間抵抗３の抵抗値をＲ０、第１固定電極端子５から可動電極４までの抵抗値をＲ１、可動電極４から第２固定電極端子６までの抵抗値をＲ２とすると、電圧測定回路９で測定される電圧Ｖ１’は、下式（４）
Ｖ１’＝Ｉ０・Ｒ２・Ｒｉｎ／（Ｒｉｎ＋Ｒ１＋Ｒ２）
＝Ｉ０・Ｒ２・Ｒｉｎ／（Ｒｉｎ＋Ｒ０）    ・・・（４）
で表すことができる。式（４）より、電圧測定回路９で測定される電圧Ｖ１’は、可動電極４と固定電極間抵抗３間の接触抵抗Ｒｃの影響を受けないことが分かる。なお、Ｒｉｎ＝∞の場合、Ｖ１’＝Ｉ０・Ｒ２となる。
【００３２】
また、定電流源８の電流値Ｉ０、電圧測定回路９の入力抵抗Ｒｉｎ、固定電極間抵抗３の抵抗値Ｒ０は既知である（既知でないものは予め測定しておけばよい）から、電圧測定回路９で測定される電圧Ｖ１’は抵抗Ｒ２の一次関数となり、抵抗Ｒ２に比例した電圧検出が可能となることが分かる。
【００３３】
一例として、固定電極間抵抗３の抵抗値Ｒ０を２０ｋΩ、定電流源８の電流値Ｉ０を０．２ｍＡとし、電圧測定回路９の入力抵抗Ｒｉｎを∞、１ＭΩ、１００ｋΩとした場合における電圧Ｖ１’と抵抗Ｒ２との関係を図２に示す。図２に示すように、電圧測定回路９の入力抵抗Ｒｉｎが小さくなっても、電圧Ｖ１’と抵抗Ｒ２は比例関係となり、接触抵抗Ｒｃの影響を受けない。
【００３４】
可動電極４の位置（固定電極間抵抗３の全長に対する相対的な位置）は、Ｒ２／Ｒ０で表されるので、下式（５）
Ｒ２／Ｒ０＝Ｖ１’・（Ｒｉｎ＋Ｒ０）／（Ｉ０・Ｒｉｎ・Ｒ０）
・・・（５）
により可動電極４の位置を求めることができる。演算装置１０は、予め設定されたＲｉｎ，Ｒ０，Ｉ０の値と、電圧測定回路９で測定した電圧Ｖ１’とを基に、式（５）を用いて可動電極４の位置を演算するように構成される。
【００３５】
演算装置１０は、電圧測定回路９からＡ／Ｄ変換器１１を介して入力された電圧値を用いてその都度可動電極４の位置を演算するようにしてもよいし、雑音をより低減するために、入力された複数の電圧値（所定時間の電圧値の履歴）を記憶して平均化し、その平均化した電圧値を用いて可動電極４の位置を演算するようにしてもよい。
【００３６】
なお、ここでは第２固定電極端子６と可動電極端子７との間に定電流源８を設けた場合を説明したが、第１固定電極端子５と可動電極端子７との間に定電流源８を設けるようにしてもよい。この場合、電圧測定回路９で測定される電圧Ｖ１’は、下式（６）
Ｖ１’＝Ｉ０・Ｒ１・Ｒｉｎ／（Ｒｉｎ＋Ｒ０）    ・・・（６）
となるので、下式（７）
Ｒ２／Ｒ０＝（Ｒ０−Ｒ１）／Ｒ０
＝１−Ｖ１’・（Ｒｉｎ＋Ｒ０）／（Ｉ０・Ｒｉｎ・Ｒ０）
・・・（７）
により、接触抵抗Ｒｃの影響を受けずに可動電極４の位置を求めることができる。
【００３７】
さらに、図３に示すポテンショメータの可動電極位置検出回路３１のように、第１固定電極端子５と可動電極端子７との間と、第２固定電極端子６と可動電極端子７との間の両方に、電流値が等しい定電流源８をそれぞれ設けるようにしてもよい。第１固定電極端子５と可動電極端子７との間に設けられた定電流源８ａの電流値Ｉ１と、第２固定電極端子６と可動電極端子７との間に設けられた定電流源８ｂの電流値Ｉ２は、共にＩ０に等しい（Ｉ１＝Ｉ２＝Ｉ０）とする。
【００３８】
ポテンショメータの可動電極位置検出回路３１では、ポテンショメータ２の２つの固定電極端子５，６から固定電極間抵抗３、可動電極４を介して可動電極端子７側に電流値が等しい２個の定電流源８ａ，８ｂにより一定の電流を流し、２つの固定電極端子５，６間の電圧Ｖ１’を測定することにより、可動電極４の位置の検出を行う。
【００３９】
図３のポテンショメータの可動電極位置検出回路３１において、電圧測定回路９で測定される電圧Ｖ１’は、下式（８）
Ｖ１’＝Ｉ０・Ｒｉｎ・（Ｒ１−Ｒ２）／（Ｒｉｎ＋Ｒ１＋Ｒ２）
＝Ｉ０・Ｒｉｎ・（Ｒ０−２Ｒ２）／（Ｒｉｎ＋Ｒ０）
・・・（８）
となり、図１のポテンショメータの可動電極位置検出回路１と同様に、電圧測定回路９で測定される電圧Ｖ１’は抵抗Ｒ２の一次関数となり、抵抗Ｒ２に比例した電圧検出が可能となる。なお、Ｒｉｎ＝∞の場合、Ｖ１’＝Ｉ０・（Ｒ０−２Ｒ２）となる。
【００４０】
一例として、固定電極間抵抗３の抵抗値Ｒ０を２０ｋΩ、定電流源８の電流値Ｉ０を０．１ｍＡとし、電圧測定回路９の入力抵抗Ｒｉｎを∞、１ＭΩ、１００ｋΩとした場合における電圧Ｖ１’と抵抗Ｒ２との関係を図４に示す。図４に示すように、電圧測定回路９の入力抵抗Ｒｉｎが小さくなっても、電圧Ｖ１’と抵抗Ｒ２は比例関係となり、接触抵抗Ｒｃの影響を受けない。
【００４１】
よって、ポテンショメータの可動電極位置検出回路３１では、下式（９）
Ｒ２／Ｒ０＝１／２−Ｖ１’・（Ｒｉｎ＋Ｒ０）
／（Ｉ０・Ｒｉｎ・Ｒ０・２）  ・・・（９）
により、接触抵抗Ｒｃの影響を受けずに可動電極４の位置を求めることができる。
【００４２】
以上説明したように、第１固定電極端子５と可動電極端子７との間、及び、第２固定電極端子６と可動電極端子７との間の一方または両方に定電流源８を設けると共に、第１固定電極端子５と第２固定電極端子６間の電圧Ｖ１’を電圧測定回路９で測定し、電圧測定回路９で測定した第１固定電極端子５と第２固定電極端子６間の電圧Ｖ１’を基に、可動電極４の位置（Ｒ２／Ｒ０）を演算装置１０で演算することで、可動電極４と固定電極間抵抗３間の接触抵抗Ｒｃの影響を受けずに可動電極４の位置を検出することが可能になる。
【００４３】
次に、本発明の他の実施の形態を説明する。
【００４４】
図５（ａ），（ｂ）に示すポテンショメータの可動電極位置検出回路５１は、図１のポテンショメータの可動電極位置検出回路１において、定電流源８を、第２固定電極端子６と可動電極端子７との間に接続するか、あるいは、第１固定電極端子５と第２固定電極端子６との間に接続するか、を切替可能な切替回路５２を備え、演算装置１０を、電圧測定回路９で測定した切替回路５２の切替前後の電圧を基に、可動電極４の位置を演算するように構成したものである。
【００４５】
切替回路５２の共通端子ｃは定電流源８の一端に電気的に接続され、定電流源８の他端が第２固定電極端子６に電気的に接続される。また、切替回路５２の一方の接点となる端子ａは可動電極端子７に電気的に接続され、他方の接点となる端子ｂは第１固定電極端子５に電気的に接続される。
【００４６】
図５（ａ）に示すように、切替回路５２を端子ａ側に切り替え、第２固定電極端子６と可動電極端子７との間に定電流源８を接続するように切り替えたときには、電圧測定回路９で測定される電圧Ｖ１’は、下式（１０）
Ｖ１’＝Ｉ０・Ｒ２・Ｒｉｎ／（Ｒｉｎ＋Ｒ０）    ・・・（１０）
となる。
【００４７】
他方、図５（ｂ）に示すように、切替回路５２を端子ｂ側に切り替え、第１固定電極端子５と第２固定電極端子６との間に定電流源８を接続するように切り替えたときには、電圧測定回路９で測定される電圧Ｖ０’は、下式（１１）
Ｖ０’＝Ｉ０・Ｒ０・Ｒｉｎ／（Ｒｉｎ＋Ｒ０）    ・・・（１１）
となる。
【００４８】
よって、式（１０），（１１）より、下式（１２）
Ｒ２／Ｒ０＝Ｖ１’／Ｖ０’    ・・・（１２）
のように、切替回路５２の切替前後の電圧Ｖ１’，Ｖ０’の比をとれば、可動電極４の位置を求めることができる。演算装置１０は、電圧測定回路９で測定した切替回路５２の切替前後の電圧Ｖ１’，Ｖ０’をそれぞれ記憶し、式（１２）により可動電極４の位置を演算するように構成される。
【００４９】
ポテンショメータの可動電極位置検出回路５１では、接触抵抗Ｒｃのみならず、定電流源８の電流値Ｉ０、電圧測定回路９の入力抵抗Ｒｉｎ、固定電極間抵抗３の抵抗値Ｒ０の影響も受けずに、可動電極４の位置を検出することが可能になる。よって、例えば経年変化や個体差により固定電極間抵抗３の抵抗値Ｒ０が変化してしまった場合等にも、可動電極４の位置を精度よく検出することが可能になる。
【００５０】
なお、ここでは、定電流源８を、第２固定電極端子６と可動電極端子７との間に接続するか、あるいは、第１固定電極端子５と第２固定電極端子６との間に接続するか、を切替可能に切替回路５２を構成したが、定電流源８を、第１固定電極端子５と可動電極端子７との間に接続するか、あるいは、第１固定電極端子５と第２固定電極端子６との間に接続するか、を切替可能に切替回路５２を構成しても、同様の効果が得られる。
【００５１】
図６（ａ），（ｂ）に示すポテンショメータの可動電極位置検出回路６１は、図１のポテンショメータの可動電極位置検出回路１において、定電流源８を、第１固定電極端子５と可動電極端子７との間に接続するか、あるいは、第２固定電極端子６と可動電極端子７との間に接続するか、を切替可能な切替回路６２を備えたものである。切替回路６２の共通端子ｃは定電流源８の他端に電気的に接続され、定電流源８の一端が可動電極端子７に電気的に接続される。また、切替回路６２の一方の接点となる端子ａは第２固定電極端子６に電気的に接続され、他方の接点となる端子ｂは第１固定電極端子５に電気的に接続される。
【００５２】
図６（ａ）に示すように、切替回路６２を端子ａ側に切り替え、第２固定電極端子６と可動電極端子７との間に定電流源８を接続するように切り替えたときには、電圧測定回路９で測定される電圧Ｖ１’は、下式（１３）
Ｖ１’＝Ｉ０・Ｒ２・Ｒｉｎ／（Ｒｉｎ＋Ｒ０）    ・・・（１３）
となる。
【００５３】
他方、図６（ｂ）に示すように、切替回路６２を端子ｂ側に切り替え、第１固定電極端子５と可動電極端子７との間に定電流源８を接続するように切り替えたときには、電圧測定回路９で測定される電圧Ｖ２’は、下式（１４）
Ｖ２’＝−Ｉ０・Ｒ１・Ｒｉｎ／（Ｒｉｎ＋Ｒ０）    ・・・（１４）
となる。
【００５４】
よって、式（１３），（１４）より、下式（１５）
Ｒ２／Ｒ０＝Ｖ１’／（Ｖ１’−Ｖ２’）’    ・・・（１５）
により、可動電極４の位置を求めることができる。演算装置１０は、電圧測定回路９で測定した切替回路６２の切替前後の電圧Ｖ１’，Ｖ２’をそれぞれ記憶し、式（１５）により可動電極４の位置を演算するように構成される。
【００５５】
ポテンショメータの可動電極位置検出回路６１によれば、図５のポテンショメータの可動電極位置検出回路５１と同様に、接触抵抗Ｒｃのみならず、定電流源８の電流値Ｉ０、電圧測定回路９の入力抵抗Ｒｉｎ、固定電極間抵抗３の抵抗値Ｒ０の影響も受けずに、可動電極４の位置を検出することが可能になる。
【００５６】
図７に示すポテンショメータの可動電極位置検出回路７１は、図６のポテンショメータの可動電極位置検出回路６１において、定電流源８を２つ備え、切替回路６２の切替の前後で使用する定電流源８を切り替えるようにしたものである。切替回路６２の共通端子ｃは可動電極端子７に電気的に接続され、端子ａは一方の定電流源８ａを介して第２固定電極端子６に電気的に接続され、端子ｂは他方の定電流源８ｂを介して第１固定電極端子５に電気的に接続される。定電流源８ａの電流値Ｉ１と定電流源８ｂの電流値Ｉ２は同じにする。なお、図７では両定電流源８ａ，８ｂの電流方向を互いに逆方向にした場合を示している。
【００５７】
図７（ａ）に示すように、切替回路６２を端子ａ側に切り替え、第２固定電極端子６と可動電極端子７との間に定電流源８ａを接続するように切り替えたときには、電圧測定回路９で測定される電圧Ｖ１’は、下式（１６）
Ｖ１’＝Ｉ１・Ｒ２・Ｒｉｎ／（Ｒｉｎ＋Ｒ０）    ・・・（１６）
となる。
【００５８】
他方、図７（ｂ）に示すように、切替回路６２を端子ｂ側に切り替え、第１固定電極端子５と可動電極端子７との間に定電流源８ｂを接続するように切り替えたときには、電圧測定回路９で測定される電圧Ｖ２’は、下式（１７）
Ｖ２’＝Ｉ２・Ｒ１・Ｒｉｎ／（Ｒｉｎ＋Ｒ０）    ・・・（１７）
となる。
【００５９】
よって、式（１６），（１７）より、Ｉ１＝Ｉ２とすれば、下式（１８）
Ｒ２／Ｒ０＝Ｖ１’／（Ｖ１’＋Ｖ２’）    ・・・（１８）
により、可動電極４の位置を求めることができる。演算装置１０は、電圧測定回路９で測定した切替回路６２の切替前後の電圧Ｖ１’，Ｖ２’をそれぞれ記憶し、式（１８）により可動電極４の位置を演算するように構成される。
【００６０】
ポテンショメータの可動電極位置検出回路７１によれば、上述のポテンショメータの可動電極位置検出回路５１，６１と同様に、接触抵抗Ｒｃ、定電流源８の電流値Ｉ１，Ｉ２、電圧測定回路９の入力抵抗Ｒｉｎ、固定電極間抵抗３の抵抗値Ｒ０の影響も受けずに、可動電極４の位置を検出することが可能になる。
【００６１】
図８（ａ），（ｂ）に示すポテンショメータの可動電極位置検出回路８１は、図３のポテンショメータの可動電極位置検出回路３１において、切替回路８２をさらに備えたものである。
【００６２】
切替回路８２は、第１固定電極端子５と可動電極端子７との間に一方の定電流源８ａを接続すると共に、第２固定電極端子６と可動電極端子７との間に他方の定電流源８ｂを接続するか、あるいは、両固定電極端子５，６間に一方の定電流源８ａを接続するか、を切替可能に構成される。
【００６３】
切替回路８２の共通端子ｃは両定電流源８ａ，８ｂの他端に電気的に接続され、一方の定電流源８ａの一端が第１固定電極端子５に、他方の定電流源８ｂの一端が第２固定電極端子６に電気的に接続されている。また、切替回路８２の端子ａは可動電極端子７に、端子ｂは第２固定電極端子６に電気的に接続されている。
【００６４】
図８（ａ）に示すように、切替回路８２を端子ａ側に切り替えると、図３のテンショメータの可動電極位置検出回路３１と同じ回路構成となる。このとき電圧測定回路９で測定される電圧Ｖ１’は、下式（１９）
Ｖ１’＝Ｉ０・Ｒｉｎ・（Ｒ０−２Ｒ２）／（Ｒｉｎ＋Ｒ０）
・・・（１９）
となる。
【００６５】
他方、図８（ｂ）に示すように、切替回路８２を端子ｂ側に切り替えると、両固定電極端子５，６間に一方の定電流源８ａのみが接続された状態となる。このとき電圧測定回路９で測定される電圧Ｖ２’は、下式（２０）
Ｖ２’＝Ｉ０・Ｒｉｎ・Ｒ０／（Ｒｉｎ＋Ｒ０）  ・・・（２０）
となる。
【００６６】
よって、式（１９），（２０）より、下式（２１）
Ｖ１’／Ｖ２’＝（Ｒ０−２Ｒ２）／Ｒ０  ・・・（２１）
となるので、下式（２２）
Ｒ２／Ｒ０＝（１−Ｖ１’／Ｖ２’）／２    ・・・（２２）
により、可動電極４の位置を求めることができる。演算装置１０は、電圧測定回路９で測定した切替回路８２の切替前後の電圧Ｖ１’，Ｖ２’をそれぞれ記憶し、式（２２）により可動電極４の位置を演算するように構成される。
【００６７】
ポテンショメータの可動電極位置検出回路８１によれば、上述のポテンショメータの可動電極位置検出回路５１，６１，７１と同様に、接触抵抗Ｒｃ、定電流源８の電流値Ｉ１，Ｉ２、電圧測定回路９の入力抵抗Ｒｉｎ、固定電極間抵抗３の抵抗値Ｒ０の影響も受けずに、可動電極４の位置を検出することが可能になる。
【００６８】
なお、ここでは、切替回路８２を端子ｂ側に切り替えたときに、両固定電極端子５，６間に一方の定電流源８ａのみが接続された状態となるように構成したが、これに限らず、切替回路８２の端子ｂを第１固定電極端子５に電気的に接続して、切替回路８２を端子ｂ側に切り替えたときに、両固定電極端子５，６間に他方の定電流源８ｂのみが接続された状態となるように構成しても、同様の効果が得られる。
【００６９】
図９（ａ），（ｂ）に示すポテンショメータの可動電極位置検出回路９１は、図１のポテンショメータの可動電極位置検出回路１において、固定電極間抵抗３の抵抗値Ｒ０を測定する抵抗測定回路９２をさらに備え、演算装置１０を、定電流源８の電流値Ｉ０と、電圧測定回路９で測定した電圧Ｖ１’と、抵抗測定回路９２で測定した固定電極間抵抗３の抵抗値Ｒ０とを基に、可動電極４の位置を演算するように構成したものである。
【００７０】
抵抗測定回路９２は、両固定電極端子５，６間に電圧測定回路９と並列に設けられる。ここでは、共通端子ｃが第１固定電極端子５に電気的に接続され、一方の接点となる端子ａが電圧測定回路９に、他方の接点となる端子ｂが抵抗測定回路９２に接続された切替回路９３を備え、両固定電極端子５，６間に電圧測定回路９を接続するか、あるいは抵抗測定回路９２を接続するかを切り替えられるように構成している。また、抵抗測定時に定電流源８は不要となるので、定電流源８と可動電極端子７間にスイッチ回路９４を設け、抵抗測定時には定電流源８を電気的に切り離せるようにした。
【００７１】
ポテンショメータの可動電極位置検出回路９１では、通常時には、図９（ａ）に示すように、切替回路９３を端子ａ側に切り替えて、両固定電極端子５，６間に電圧測定回路９を接続するように切り替え、スイッチ回路９４をオンにする（接点を閉じる）。すると、図１のポテンショメータの可動電極位置検出回路１と同じ回路構成となるので、この状態で電圧測定回路９による電圧Ｖ１’の測定を行う。
【００７２】
他方、固定電極間抵抗３の抵抗値Ｒ０を測定する際には、図９（ｂ）に示すように、切替回路９３を端子ｂ側に切り替えて、両固定電極端子５，６間に抵抗測定回路９２を接続するように切り替え、スイッチ回路９４をオフにする（接点を開放する）。すると、定電流源８が切り離され、両固定電極端子５，６間に抵抗測定回路９２が接続された状態となるので、この状態で、固定電極間抵抗３の抵抗値Ｒ０を測定する。
【００７３】
ポテンショメータの可動電極位置検出回路９１によれば、固定電極間抵抗３の抵抗値Ｒ０が事前にわからない場合や、経年劣化等により固定電極間抵抗３の抵抗値Ｒ０が変化した場合であっても、可動電極４の位置を精度よく検出することが可能になる。
【００７４】
図１０に示すポテンショメータの可動電極位置検出回路１０１は、図１のポテンショメータの可動電極位置検出回路１において、定電流源８と直列に電流検知回路１０２を設けると共に、電流検知回路１０２が検知した電流があらかじめ設定した閾値未満であるときアラームを発するアラーム発生回路１０３をさらに備えたものである。
【００７５】
また、図１１に示すポテンショメータの可動電極位置検出回路１１１は、図３のポテンショメータの可動電極位置検出回路３１において、定電流源８ａと直列に電流検知回路１０２を設けると共に、電流検知回路１０２が検知した電流があらかじめ設定した閾値未満であるときアラームを発するアラーム発生回路１０３をさらに備えたものである。
【００７６】
接触抵抗Ｒｃが異常に大きくなると、定電流源８（８ａ）から所望の電流値を流すことができなくなるが、ポテンショメータの可動電極位置検出回路１０１，１１１によれば、このような場合にアラームを発することができ、ポテンショメータ２の異常を管理者や作業者等に通知することができる。
【００７７】
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００７８】
１  ポテンショメータの可動電極位置検出回路
２  ポテンショメータ
３  固定電極間抵抗
４  可動電極
５  第１固定電極端子
６  第２固定電極端子
７  可動電極端子
８  定電流源
９  電圧測定回路
１０  演算装置
【図１】
2013156068.tif 000003
【図２】
2013156068.tif 000004
【図３】
2013156068.tif 000005
【図４】
2013156068.tif 000006
【図５】
2013156068.tif 000007
【図６】
2013156068.tif 000008
【図７】
2013156068.tif 000009
【図８】
2013156068.tif 000010
【図９】
2013156068.tif 000011
【図１０】
2013156068.tif 000012
【図１１】
2013156068.tif 000013
【図１２】
2013156068.tif 000014
【図１３】
2013156068.tif 000015