(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】両固定電極端子５，６間に基準直流定電圧源８を接続し、可動電極端子７と一方の固定電極端子６との間に電圧測定回路９を接続する電圧測定モードと、両固定電極端子５，６間から基準直流定電圧源８を切り離し、両固定電極端子５，６を短絡すると共に、可動電極端子７に抵抗測定回路１０の一方の端子を、両固定電極端子５，６に抵抗測定回路１０の他方の端子を接続する抵抗測定モードと、を切り替える切替回路１１と、切替回路１１を電圧測定モードに切り替えたときに電圧測定回路９で測定した電圧値と、切替回路１１を抵抗測定モードに切り替えたときに抵抗測定回路１０で測定した抵抗値とを基に、可動電極４の位置を演算する演算装置１２と、を備えたものである。【選択図】図１
2013156069.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２つの固定電極端子と、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、
基準電圧を印加する基準直流定電圧源と、電圧測定回路と、抵抗測定回路と、を備えると共に、
前記両固定電極端子間に前記基準直流定電圧源を接続し、前記可動電極端子と一方の前記固定電極端子との間に前記電圧測定回路を接続する電圧測定モードと、前記両固定電極端子間から前記基準直流定電圧源を切り離し、前記両固定電極端子を短絡すると共に、前記可動電極端子に前記抵抗測定回路の一方の端子を、前記両固定電極端子に前記抵抗測定回路の他方の端子を接続する抵抗測定モードと、を切り替える切替回路と、
前記切替回路を前記電圧測定モードに切り替えたときに前記電圧測定回路で測定した電圧値と、前記切替回路を前記抵抗測定モードに切り替えたときに前記抵抗測定回路で測定した抵抗値とを基に、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】
前記演算装置は、
前記切替回路を前記電圧測定モードに切り替えたときに前記電圧測定回路で測定した電圧値Ｖ１’と、前記切替回路を前記抵抗測定モードに切り替えたときに前記抵抗測定回路で測定した抵抗値Ｒ０’とを基に、下式（１）
Ｒ２／Ｒ０＝Ｖ１’・（Ｒｉｎ＋Ｒ０’）／（Ｒｉｎ・Ｖ０）  ・・・（１）
但し、Ｒ０：固定電極間抵抗の抵抗値
Ｒ２：可動電極から一方の固定電極端子までの抵抗値
Ｒｉｎ：電圧測定回路の入力抵抗
Ｖ０：基準電圧
により、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】
前記抵抗測定回路を、直流定電圧源と電流測定回路とで構成し、
前記抵抗測定回路の前記直流定電圧源を、前記基準直流定電圧源として用いるように構成した
請求項１または２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】
前記電流測定回路と直列に電流制限素子を設けた
請求項３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】
前記抵抗測定モードに切り替えたときに、前記電圧測定回路により、前記可動電極端子と前記両固定電極端子間の電圧を測定するように構成し、
前記電圧測定モードに切り替えたときに前記電圧測定回路で測定した電圧値と、前記抵抗測定モードに切り替えたときに前記抵抗測定回路で測定した抵抗値と、前記抵抗測定モードに切り替えたときに前記電圧測定回路で測定した電圧値と、を基に、前記可動電極の位置を演算するように前記演算装置を構成した
請求項３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６】
前記抵抗測定回路を、直流定電流源と第２電圧測定回路とで構成し、
前記電圧測定回路と前記第２電圧測定回路とを、１つの共通の電圧測定回路で構成した  請求項１または２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７（ａ）に示すように、ポテンショメータ７１は、固定電極間抵抗７２に可動電極７３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７２の両端には、第１固定電極端子７４と第２固定電極端子７５がそれぞれ設けられており、可動電極７３には可動電極端子７６が設けられている。
【０００４】
なお、図７（ａ）では、ポテンショメータ７１として、固定電極間抵抗７２を直線状に形成し、可動電極７３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７（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７７では、ポテンショメータ７１の２つの固定電極端子７４，７５間に基準電圧Ｖ０を印可し、固定電極間抵抗７２に接触させた可動電極７３の電位、すなわち可動電極端子７６の電位を電圧測定回路７８で測定することにより、可動電極７３の位置を検出している。なお、図７（ｂ）において、Ｒｉｎは電圧測定回路７８の入力抵抗を表しており、Ｒｃは可動電極７３と固定電極間抵抗７２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７２の抵抗値をＲ０、第１固定電極端子７４から可動電極７３までの抵抗値をＲ１、可動電極７３から第２固定電極端子７５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７（ｂ）の従来のポテンショメータの可動電極位置検出回路７７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
Ｖ１＝Ｖ０・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）
となる。しかし、Ｒｉｎが有限の値であるときは、電圧測定回路７８で測定される電圧（測定電圧）Ｖ１’は、下式
Ｖ１’＝Ｖ１・Ｒｉｎ／（Ｒｉｎ＋Ｒｃ＋Ｒ１//Ｒ２）
但し、Ｒ１//Ｒ２＝Ｒ１・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）
となる。この式より、Ｖ１’＜Ｖ１となり、接触抵抗Ｒｃが変化すると電圧測定回路７８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７８での測定電圧Ｖ１’の変化を図８に示す。なお、ここでは、Ｒ１＝Ｒ２＝１０ｋΩ、Ｖ０＝５Ｖとしている。
【００１０】
図８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
Ｖ１’≒Ｖ１・Ｒｉｎ／（Ｒｉｎ＋Ｒ１//Ｒ２）
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７３の固定電極間抵抗７２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７２の表面が変質したり、固定電極間抵抗７２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７３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７８を用いたときに、その測定電圧Ｖ１’（可動電極７３の電位）が本来とは異なった値となり、可動電極７３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７３と固定電極間抵抗７２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７７では、接触抵抗Ｒｃの影響により電圧測定回路７８での測定電圧Ｖ１’が変化してしまい、可動電極７３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７７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２つの固定電極端子と、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、基準電圧を印加する基準直流定電圧源と、電圧測定回路と、抵抗測定回路と、を備えると共に、前記両固定電極端子間に前記基準直流定電圧源を接続し、前記可動電極端子と一方の前記固定電極端子との間に前記電圧測定回路を接続する電圧測定モードと、前記両固定電極端子間から前記基準直流定電圧源を切り離し、前記両固定電極端子を短絡すると共に、前記可動電極端子に前記抵抗測定回路の一方の端子を、前記両固定電極端子に前記抵抗測定回路の他方の端子を接続する抵抗測定モードと、を切り替える切替回路と、前記切替回路を前記電圧測定モードに切り替えたときに前記電圧測定回路で測定した電圧値と、前記切替回路を前記抵抗測定モードに切り替えたときに前記抵抗測定回路で測定した抵抗値とを基に、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】
前記演算装置は、前記切替回路を前記電圧測定モードに切り替えたときに前記電圧測定回路で測定した電圧値Ｖ１’と、前記切替回路を前記抵抗測定モードに切り替えたときに前記抵抗測定回路で測定した抵抗値Ｒ０’とを基に、下式（１）
Ｒ２／Ｒ０＝Ｖ１’・（Ｒｉｎ＋Ｒ０’）／（Ｒｉｎ・Ｖ０）  ・・・（１）
但し、Ｒ０：固定電極間抵抗の抵抗値
Ｒ２：可動電極から一方の固定電極端子までの抵抗値
Ｒｉｎ：電圧測定回路の入力抵抗
Ｖ０：基準電圧
により、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】
前記抵抗測定回路を、直流定電圧源と電流測定回路とで構成し、前記抵抗測定回路の前記直流定電圧源を、前記基準直流定電圧源として用いるように構成してもよい。
【００１８】
前記電流測定回路と直列に電流制限素子を設けてもよい。
【００１９】
前記抵抗測定モードに切り替えたときに、前記電圧測定回路により、前記可動電極端子と前記両固定電極端子間の電圧を測定するように構成し、前記電圧測定モードに切り替えたときに前記電圧測定回路で測定した電圧値と、前記抵抗測定モードに切り替えたときに前記抵抗測定回路で測定した抵抗値と、前記抵抗測定モードに切り替えたときに前記電圧測定回路で測定した電圧値と、を基に、前記可動電極の位置を演算するように前記演算装置を構成してもよい。
【００２０】
前記抵抗測定回路を、直流定電流源と第２電圧測定回路とで構成し、前記電圧測定回路と前記第２電圧測定回路とを、１つの共通の電圧測定回路で構成してもよい。
【発明の効果】
【００２１】
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】
【００２２】
【図１】（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２】（ａ），（ｂ）は、本発明の他の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３】本発明の他の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】（ａ），（ｂ）は、本発明の他の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５】本発明の他の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】本発明の他の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）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８】図７（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】
【００２３】
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。
【００２４】
図１（ａ），（ｂ）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。
【００２５】
図１（ａ），（ｂ）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。
【００２６】
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、基準電圧を印加する基準直流定電圧源８と、電圧測定回路９と、抵抗測定回路１０と、切替回路１１と、演算装置１２と、を備えている。
【００２７】
切替回路１１は、両固定電極端子５，６間に基準直流定電圧源８を接続し、可動電極端子７と一方の固定電極端子（ここでは第２固定電極端子６）との間に電圧測定回路９を接続する電圧測定モードと、両固定電極端子５，６間から基準直流定電圧源８を切り離し、両固定電極端子５，６を短絡すると共に、可動電極端子７に抵抗測定回路１０の一方の端子を、両固定電極端子５，６に抵抗測定回路１０の他方の端子を接続する抵抗測定モードと、を切り替えるように構成される。
【００２８】
本実施の形態では、切替回路１１を２つの２接点のスイッチ１３，１４を用いて構成している。両スイッチ１３，１４は、３つの端子ａ〜ｃを備え、共通端子ｃと端子ａとを電気的に接続するか、あるいは共通端子ｃと端子ｂとを電気的に接続するかを切替可能に構成されている。
【００２９】
第１スイッチ１３の共通端子ｃは第１固定電極端子５に電気的に接続され、第２スイッチ１４の共通端子ｃは可動電極端子７に電気的に接続される。基準直流定電圧源８は第１スイッチ１３の端子ａと第２固定電極端子６との間に接続され、電圧測定回路９は第２スイッチ１４の端子ａと第２固定電極端子６との間に接続され、抵抗測定回路１０は、その一方の端子が第１スイッチ１３のｂ端子と第２固定電極端子６に、他方の端子が第２スイッチ１４の端子ｂに電気的に接続される。
【００３０】
電圧測定回路９は、測定した電圧値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１５でデジタルに変換してから演算装置１２に入力するように構成されている。また、抵抗測定回路１０も同様に、測定した抵抗値Ｒ０’に応じたアナログの検出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信号をＡ／Ｄ変換器１６でデジタルに変換してから演算装置１２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１５間、抵抗測定回路１０とＡ／Ｄ変換器１６間に、それぞれ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。
【００３１】
図１（ａ）に示すように両スイッチ１３，１４を端子ａ側に切り替えた電圧測定モードでは、両固定電極端子５，６間に基準電圧Ｖ０を印可した状態で可動電極端子７と第２固定電極端子６間の電圧を電圧測定回路９で測定することとなり、従来通りの構成（図７（ｂ）参照）となる。
【００３２】
他方、図１（ｂ）に示すように、両スイッチ１３，１４を端子ｂ側に切り替えた抵抗測定モードでは、両固定電極端子５，６間から基準直流定電圧源８が切り離され、両固定電極端子５，６を短絡した状態で可動電極端子７と固定電極端子５，６間の抵抗を抵抗測定回路１０で測定することになる。このとき抵抗測定回路１０で測定する抵抗値Ｒ０’は、第１固定電極端子５から可動電極４までの固定電極間抵抗３の抵抗値をＲ１、可動電極４から第２固定電極端子６までの固定電極間抵抗３の抵抗値をＲ２、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の抵抗値をＲｃとすると、下式（２）
Ｒ０’＝Ｒｃ＋Ｒ１//Ｒ２    ・・・（２）
但し、Ｒ１//Ｒ２＝Ｒ１・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）
で表される。
【００３３】
演算装置１２は、切替回路１１（スイッチ１３，１４）を制御して電圧測定モードと抵抗測定モードとを切り替え、切替回路１１を電圧測定モードに切り替えたときに電圧測定回路９で測定した電圧値Ｖ１’と、切替回路１１を抵抗測定モードに切り替えたときに抵抗測定回路１０で測定した抵抗値Ｒ０’とを記憶し、その記憶した電圧値Ｖ１’と抵抗値Ｒ０’とを基に、可動電極４の位置を演算するように構成される。
【００３４】
電圧測定回路９で測定した電圧値Ｖ１’は、電圧測定回路９の入力抵抗をＲｉｎとすると、下式（３）
Ｖ１’＝Ｖ１・Ｒｉｎ／（Ｒｉｎ＋Ｒｃ＋Ｒ１//Ｒ２）    ・・・（３）
で表される。ここで、Ｖ１は可動電極４から第２固定電極端子６までの固定電極間抵抗３にかかる電圧であり、下式（４）
Ｖ１＝Ｖ０・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）    ・・・（４）
で表される。
【００３５】
式（３）を変形すると、下式（５）
Ｖ１＝Ｖ１’・（Ｒｉｎ＋Ｒｃ＋Ｒ１//Ｒ２）／Ｒｉｎ
＝Ｖ１’・（Ｒｉｎ＋Ｒｃ＋Ｒ０’）／Ｒｉｎ    ・・・（５）
となる。
【００３６】
他方、固定電極間抵抗３の抵抗値をＲ０（＝Ｒ１＋Ｒ２）とすると、式（４）より、下式（６）
Ｖ１／Ｖ０＝Ｒ２／Ｒ０    ・・・（６）
となる。
【００３７】
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、演算装置１２は、式（６）に式（５）を代入した下式（１）
Ｒ２／Ｒ０＝Ｖ１’・（Ｒｉｎ＋Ｒ０’）／（Ｒｉｎ・Ｖ０）  ・・・（１）
但し、Ｒ０：固定電極間抵抗の抵抗値
Ｒ２：可動電極から一方の固定電極端子までの抵抗値
Ｒｉｎ：電圧測定回路の入力抵抗
Ｖ０：基準電圧
により、可動電極４の位置を演算するように構成される。式（１）は、可動電極４と固定電極間抵抗３間の接触抵抗の抵抗値Ｒｃを含んでおらず、電圧測定回路９の入力抵抗が既知であれば、可動電極４と固定電極間抵抗３間の接触抵抗の影響を受けずに可動電極４の位置を求めることが可能である。
【００３８】
演算装置１２は、電圧測定回路９からＡ／Ｄ変換器１５を介して入力された電圧値Ｖ１’、および抵抗測定回路１０からＡ／Ｄ変換器１６を介して入力された抵抗値Ｒ０’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Ｖ１’、抵抗値Ｒ０’（所定時間の電圧値Ｖ１’、抵抗値Ｒ０’の履歴）を記憶して平均化し、その平均化した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。
【００３９】
以上説明したように、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では、両固定電極端子５，６間に基準直流定電圧源８を接続し、可動電極端子７と一方の固定電極端子（第２固定電極端子６）との間に電圧測定回路９を接続する電圧測定モードと、両固定電極端子５，６間から基準直流定電圧源８を切り離し、両固定電極端子５，６を短絡すると共に、可動電極端子７に抵抗測定回路１０の一方の端子を、両固定電極端子５，６に抵抗測定回路１０の他方の端子を接続する抵抗測定モードとを切り替え、電圧測定モードに切り替えたときに電圧測定回路９で測定した電圧値Ｖ１’と、抵抗測定モードに切り替えたときに抵抗測定回路１０で測定した抵抗値Ｒ０’とを基に、可動電極４の位置を演算している。
【００４０】
これにより、可動電極４と固定電極間抵抗３間の接触抵抗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り、その結果、経年劣化等により可動電極４と固定電極間抵抗３間の接触抵抗の抵抗値Ｒｃ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。
【００４１】
本発明の他の実施の形態を説明する。
【００４２】
図２（ａ），（ｂ）に示すポテンショメータの可動電極位置検出回路２１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、抵抗測定回路１０を、直流定電圧源２２と電流測定回路２３とで構成し、抵抗測定回路１０の直流定電圧源２２を、基準直流定電圧源８として用いるように構成したものである。直流定電圧源２２と電流測定回路２３は直列に設けられる。
【００４３】
ポテンショメータの可動電極位置検出回路２１では、電流測定回路２３で測定した電流値Ｉ１がＡ／Ｄ変換器１６を介して演算装置１２に入力される。電流値Ｉ１は下式（７）    Ｉ１＝Ｖ０／（Ｒｃ＋Ｒ１//Ｒ２）＝Ｖ０／Ｒ０’    ・・・（７）
で表される。式（７）を変形すると、下式（７’）
Ｒ０’＝Ｖ０／Ｉ１    ・・・（７’）
となるので、演算装置１２は、式（７’）を式（１）に代入した下式（８）
Ｒ２／Ｒ０＝Ｖ１’・（Ｒｉｎ＋Ｖ０／Ｉ１）／（Ｒｉｎ・Ｖ０）
・・・（８）
により、可動電極４の位置を演算するように構成される。
【００４４】
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は、図２のポテンショメータの可動電極位置検出回路２１において、電流測定回路２３と直列に電流制限素子３２を設けたものである。
【００４５】
可動電極４が固定電極端子５，６に近づくと、抵抗値Ｒ１またはＲ２が０に近くなり、抵抗測定モードとしたときに電流測定回路２３に過大な電流が流れてしまうおそれがあるが、電流制限素子３２を設けることで、電流測定回路２３に過大な電流が流れることを抑制し、電流測定回路２３を保護することが可能になる。
【００４６】
図４（ａ），（ｂ）に示すポテンショメータの可動電極位置検出回路４１は、図２のポテンショメータの可動電極位置検出回路２１において、抵抗測定モードに切り替えたときに、電圧測定回路９により、可動電極端子７と両固定電極端子５，６間の電圧を測定するように構成し、電圧測定モードに切り替えたときに電圧測定回路９で測定した電圧値Ｖ１’と、抵抗測定モードに切り替えたときに電流測定回路２３で測定した電流値Ｉ１と、抵抗測定モードに切り替えたときに電圧測定回路９で測定した電圧値Ｖ２とを基に、可動電極４の位置を演算するように演算装置１２を構成したものである。
【００４７】
つまり、ポテンショメータの可動電極位置検出回路４１は、抵抗測定モード時におけるポテンショメータ２の可動電極端子７と両固定電極端子５，６間の電圧（なお、抵抗測定モードでは両固定電極端子５，６は短絡される）を測定して、その測定値を可動電極４の位置検出に利用するようにしたものである。
【００４８】
このように構成することで、切替回路１１を２接点の第１スイッチ１３と、１接点の第２スイッチ４２とで構成し、２接点のスイッチの数を減らして低コスト化を図ることが可能になる。
【００４９】
詳細には、ポテンショメータの可動電極位置検出回路４１では、抵抗測定回路１０の電流測定回路２３側の端子が第１スイッチ４２の端子ａと第２スイッチ４２の一端に、直流定電圧源２２側の端子が第１スイッチの端子ｂと第２固定電極端子６に電気的に接続され、電圧測定回路９の一方の端子が第２スイッチ４２の他端と可動電極端子７に、他方の端子が第２固定電極端子６に電気的に接続される。
【００５０】
このポテンショメータの可動電極位置検出回路４１では、図４（ａ）のように第１スイッチ１３を端子ａ側に切り替え、第２スイッチ４２を開放すると電圧測定モードに、図４（ｂ）のように第１スイッチ１３を端子ｂ側に切り替え、第２スイッチ４２を閉じると抵抗測定モードに切り替わることになる。
【００５１】
ポテンショメータの可動電極位置検出回路４１では、抵抗測定モードに切り替えたときに電流測定回路２３で測定される電流値Ｉ１は、下式（９）
Ｉ１＝Ｖ２／（Ｒｃ＋Ｒ１//Ｒ２）＋Ｖ２／Ｒｉｎ
＝Ｖ２／Ｒ０’＋Ｖ２／Ｒｉｎ    ・・・（９）
で表される。式（９）を変形すると、下式（９’）
Ｒ０’＝Ｖ２／（Ｉ１−Ｖ２／Ｒｉｎ）    ・・・（９’）
となるので、演算装置１２は、式（９’）を式（１）に代入した下式（１０）
Ｒ２／Ｒ０＝Ｖ１’・（Ｒｉｎ＋Ｖ２／（Ｉ１−Ｖ２／Ｒｉｎ））
／（Ｒｉｎ・Ｖ０）                      ・・・（１０）
により、可動電極４の位置を演算するように構成される。
【００５２】
図５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、抵抗測定回路１０を、直流定電流源５２と第２電圧測定回路５３とで構成したものである。直流定電流源５２と第２電圧測定回路５３は並列に設けられる。ポテンショメータの可動電極位置検出回路５１では、第２電圧測定回路５３で測定した電圧値Ｖ２がＡ／Ｄ変換器１６を介して演算装置１２に入力される。
【００５３】
両スイッチ１３，１４を端子ｂ側に切り替えて抵抗測定モードとしたとき、直流定電流源５２の電流値Ｉ０は、可動電極端子７から両固定電極端子５，６に流れる電流と第２電圧測定回路５３を流れる電流の和に等しいので、下式（１１）
Ｉ０＝Ｖ２／（Ｒｃ＋Ｒ１//Ｒ２）＋Ｖ２／Ｒｉｎ
＝Ｖ２／Ｒ０’＋Ｖ２／Ｒｉｎ    ・・・（１１）
となる。式（１１）を変形すると、下式（１１’）
Ｒ０’＝Ｖ２／（Ｉ０−Ｖ２／Ｒｉｎ）    ・・・（１１’）
となるので、演算装置１２は、式（１１’）を式（１）に代入した下式（１２）
Ｒ２／Ｒ０＝Ｖ１’・（Ｒｉｎ＋Ｖ２／（Ｉ０−Ｖ２／Ｒｉｎ））
／（Ｒｉｎ・Ｖ０）                      ・・・（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。
【００５４】
図６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５のポテンショメータの可動電極位置検出回路５１において、さらに、電圧測定回路９と第２電圧測定回路５３とを１つの共通の電圧測定回路６２で構成するようにしたものである。
【００５５】
このように構成することで、測定回路の数を１つとし、Ａ／Ｄ変換器１６も省略可能となり、かつ、切替回路１１を２接点の第１スイッチ１３と、１接点の第２スイッチ６３とで構成し、２接点のスイッチの数を減らすことが可能となり、低コスト化を図ることができる。
【００５６】
ポテンショメータの可動電極位置検出回路６１では、第１スイッチ１３の端子ｂと可動電極端子７との間に、直流定電流源５２と第２スイッチ６３を直列に設けており、第１スイッチ１３を端子ａ側に切り替え、第２スイッチ４２を開放すると電圧測定モードに、第１スイッチ１３を端子ｂ側に切り替え、第２スイッチ４２を閉じると抵抗測定モードに切り替わることになる。
【００５７】
ポテンショメータの可動電極位置検出回路６１では、演算装置１２は、電圧測定モードに切り替えたときに電圧測定回路６２で測定した電圧値Ｖ１’と、抵抗測定モードに切り替えたときに電圧測定回路６２で測定した電圧値Ｖ２とを基に、上述の式（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。
【００５８】
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。
【００５９】
例えば、上記実施の形態では言及しなかったが、演算装置１２に、接触抵抗の抵抗値Ｒｃが異常に大きくなったときにアラームを発生する機能を付与することも可能である。
【００６０】
具体的には、Ｒ１//Ｒ２の最大値は、下式（１３）
Ｒ１//Ｒ２＝Ｒ１・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）
＝Ｒ１・（Ｒ０−Ｒ１）／Ｒ０    ・・・（１３）
より、Ｒ０／４となる（Ｒ１＝Ｒ０／２のとき）。したがって、抵抗測定回路１０で測定した抵抗値Ｒ０’（＝Ｒｃ＋Ｒ１//Ｒ２）がＲ０／４を大きく上回るときには、可動電極４と固定電極３間の接触抵抗の抵抗値Ｒｃが大きくなっていることを意味する（なお、Ｒｃは正常時には０に近い抵抗値となる）。よって、抵抗測定回路１０で測定した抵抗値Ｒ０’からＲ０／４を減じた値が予め設定した閾値を上回ったときに、接触抵抗の抵抗値Ｒｃが異常に大きくなったと判断してアラームを発生するよう演算装置１２を構成すればよい。
【符号の説明】
【００６１】
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  基準直流定電圧源
９  電圧測定回路
１０  抵抗測定回路
１１  切替回路
１２  演算装置
【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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