位置傳感器的制造方法
【專利摘要】位置傳感器具備：第1波發(fā)送線圈；形狀與第1線圈不同的第2波發(fā)送線圈；用于接收從第1和第2波發(fā)送線圈發(fā)送的電磁波的波接收線圈；向第1和第2波發(fā)送線圈分別輸入頻率彼此相同且相位彼此不同的第1和第2輸入波的發(fā)送波形生成部；和基于通過(guò)發(fā)送波形生成部向第1和第2波發(fā)送線圈分別輸入第1和第2輸入波從而從波接收線圈得到的輸出信號(hào)，探測(cè)相對(duì)于第1和第2波發(fā)送線圈以及波接收線圈能移動(dòng)地設(shè)置的目標(biāo)的位置的位置探測(cè)部。位置探測(cè)部基于以與第1和第2輸入波的周期的一半的整數(shù)倍不同的采樣周期對(duì)從波接收線圈得到的輸出信號(hào)至少進(jìn)行2次采樣而得到的值，來(lái)探測(cè)目標(biāo)的位置。該位置傳感器的電路能夠簡(jiǎn)化。
【專利說(shuō)明】
位置傳感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及利用電磁耦合來(lái)探測(cè)目標(biāo)的位置的位置傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002] 已知一種現(xiàn)有的位置傳感器，其向正弦線圈以及余弦線圈輸入正弦波以及余弦 波，基于從波接收線圈得到的輸出信號(hào)，探測(cè)目標(biāo)的位置(例如參照專利文獻(xiàn)1以及專利文 獻(xiàn)2)。關(guān)于該位置傳感器，若向正弦線圈以及余弦線圈輸入正弦波以及余弦波，則波接收線 圈的輸出信號(hào)的相位根據(jù)目標(biāo)的位置而不同，因此通過(guò)計(jì)測(cè)波接收線圈的輸出信號(hào)的相 位，從而探測(cè)目標(biāo)的位置。
[0003] 該位置傳感器通過(guò)對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)制來(lái)生成正弦波以及余弦波，向正弦線圈以 及余弦線圈輸入該對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)制而生成的正弦波以及余弦波。然后，對(duì)波接收線圈 的輸出信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，計(jì)測(cè)該解調(diào)出的信號(hào)的相位。
[0004] 此外，該位置傳感器在第1模式下，向正弦線圈以及余弦線圈輸入處于第1相位關(guān) 系的正弦波以及余弦波，在第2模式下，向正弦線圈以及余弦線圈輸入處于第2相位關(guān)系的 正弦波以及余弦波。然后，計(jì)測(cè)第1模式下的波接收線圈的輸出信號(hào)的相位和第2模式下的 波接收線圈的輸出信號(hào)的相位，基于這些相位，求取與目標(biāo)的位置對(duì)應(yīng)的相位分量。
[0005] 在現(xiàn)有的位置傳感器中，電路復(fù)雜，存在目標(biāo)的位置的探測(cè)所需的時(shí)間較長(zhǎng)的情 況。
[0006] 在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)1 :JP特表2011-515674號(hào)公報(bào) [0009] 專利文獻(xiàn)2: JP特表2005-507496號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]位置傳感器具備:第1波發(fā)送線圈；形狀與第1線圈不同的第2波發(fā)送線圈；用于接 收從第1波發(fā)送線圈和第2波發(fā)送線圈發(fā)送的電磁波的波接收線圈；向第1波發(fā)送線圈和第2 波發(fā)送線圈分別輸入頻率彼此相同且相位彼此不同的第1輸入波和第2輸入波的發(fā)送波形 生成部；以及基于通過(guò)發(fā)送波形生成部向第1波發(fā)送線圈和第2波發(fā)送線圈分別輸入第1輸 入波和第2輸入波從而從波接收線圈得到的輸出信號(hào)，來(lái)探測(cè)相對(duì)于第1波發(fā)送線圈、第2波 發(fā)送線圈和波接收線圈能移動(dòng)地設(shè)置的目標(biāo)的位置的位置探測(cè)部。位置探測(cè)部基于以與第 1輸入波和第2輸入波的周期的一半的整數(shù)倍不同的采樣周期對(duì)從波接收線圈得到的輸出 信號(hào)進(jìn)行至少2次采樣而得到的值，來(lái)探測(cè)目標(biāo)的位置。
[0011]該位置傳感器的電路能夠簡(jiǎn)化。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1A是第1實(shí)施方式所涉及的位置傳感器的立體圖。
[0013] 圖1B是第1實(shí)施方式所涉及的位置傳感器的俯視圖。
[0014] 圖2是第1實(shí)施方式所涉及的位置傳感器的電氣結(jié)構(gòu)框圖。
[0015] 圖3是表示向第1實(shí)施方式所涉及的位置傳感器的正弦線圈以及余弦線圈輸入的 矩形波和波接收線圈的輸出信號(hào)的波形圖。
[0016] 圖4A是表示第1實(shí)施方式所涉及的位置傳感器的目標(biāo)的位置與輸出信號(hào)的相位的 關(guān)系的圖。
[0017] 圖4B是表示第1實(shí)施方式所涉及的位置傳感器的目標(biāo)的位置與輸出信號(hào)的相位的 關(guān)系的圖。
[0018] 圖5是說(shuō)明基于第1實(shí)施方式所涉及的位置傳感器的AD定時(shí)生成部以及AD變換部 的波接收線圈的輸出信號(hào)的采樣的圖。
[0019] 圖6A是表示第1實(shí)施方式所涉及的位置傳感器的波接收線圈的輸出信號(hào)中包含的 與目標(biāo)的位置對(duì)應(yīng)的相位分量的計(jì)測(cè)值的圖。
[0020]圖6B是表示第1實(shí)施方式所涉及的位置傳感器的波接收線圈的輸出信號(hào)中包含的 與目標(biāo)的位置對(duì)應(yīng)的相位分量的計(jì)測(cè)值的圖。
[0021]圖7是說(shuō)明基于第2實(shí)施方式所涉及的位置傳感器的AD定時(shí)生成部以及AD變換部 的波接收線圈的輸出信號(hào)的采樣的圖。
[0022]圖8是說(shuō)明基于第3實(shí)施方式所涉及的位置傳感器的AD定時(shí)生成部以及AD變換部 的波接收線圈的輸出信號(hào)的采樣的圖。
[0023]圖9是第4實(shí)施方式所涉及的位置傳感器的電氣結(jié)構(gòu)框圖。
[0024] 圖10A是表示向第4實(shí)施方式所涉及的位置傳感器的正弦線圈以及余弦線圈輸入 的輸入波和波接收線圈的輸出信號(hào)的波形圖。
[0025] 圖10B是表示向第4實(shí)施方式所涉及的位置傳感器的正弦線圈以及余弦線圈輸入 的輸入波和波接收線圈的輸出信號(hào)的波形圖。
[0026] 圖11A是表示第4實(shí)施方式位置傳感器的目標(biāo)的位置與輸出信號(hào)的相位的關(guān)系的 圖。
[0027] 圖11B是表示第4實(shí)施方式位置傳感器的目標(biāo)的位置與輸出信號(hào)的相位的關(guān)系的 圖。
[0028] 圖12是表示第4實(shí)施方式位置傳感器的波接收線圈的輸出信號(hào)中包含的與目標(biāo)的 位置對(duì)應(yīng)的相位分量的計(jì)測(cè)值的圖。
[0029] 圖13是第5實(shí)施方式所涉及的位置傳感器的電氣結(jié)構(gòu)框圖。
[0030] 圖14是表示第5實(shí)施方式所涉及的位置傳感器的相位調(diào)整部的動(dòng)作的流程圖。
[0031] 圖15A是表示第5實(shí)施方式所涉及的位置傳感器的調(diào)整前的相位的計(jì)測(cè)值的圖。
[0032] 圖15B是表示第5實(shí)施方式所涉及的位置傳感器的調(diào)整后的相位的計(jì)測(cè)值的圖。
[0033] 圖16A是表示第5實(shí)施方式所涉及的位置傳感器的調(diào)整前的相位的計(jì)測(cè)值的圖。
[0034] 圖16B是表示第5實(shí)施方式所涉及的位置傳感器的調(diào)整后的相位的計(jì)測(cè)值的圖。
[0035] 圖17是表示第5實(shí)施方式所涉及的位置傳感器的波接收線圈的輸出信號(hào)中包含的 與目標(biāo)的位置對(duì)應(yīng)的相位分量的計(jì)測(cè)值的圖。
[0036] 圖18是表示第5實(shí)施方式所涉及的位置傳感器的相位調(diào)整部的其他動(dòng)作的流程 圖。
[0037]圖19是第6實(shí)施方式所涉及的位置傳感器的電氣結(jié)構(gòu)框圖。
[0038]圖20是第6實(shí)施方式所涉及的位置傳感器的輸出調(diào)整部的結(jié)構(gòu)圖。
[0039] 圖21是第7實(shí)施方式所涉及的位置傳感器的電氣結(jié)構(gòu)框圖。
[0040] 圖22是表示第7實(shí)施方式所涉及的位置傳感器的波接收線圈的輸出信號(hào)的波形 圖。
[0041] 圖23是第7實(shí)施方式所涉及的另一位置傳感器的電氣結(jié)構(gòu)框圖。
[0042] 圖24是第7實(shí)施方式所涉及的又一位置傳感器的電氣結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】 [0043](第1實(shí)施方式）
[0044]圖1A和圖1B分別是第1實(shí)施方式的位置傳感器la的立體圖和俯視圖。位置傳感器 la具備:作為探測(cè)對(duì)象的金屬性(導(dǎo)體)的目標(biāo)2、用于探測(cè)目標(biāo)2的位置的正弦線圈（第1波 發(fā)送線圈）3、余弦線圈（第2波發(fā)送線圈)4、波接收線圈5以及處理電路部6。位置傳感器la利 用正弦線圈3以及余弦線圈4與波接收線圈5的電磁耦合根據(jù)目標(biāo)2的位置而不同，來(lái)探測(cè)目 標(biāo)2的位置。
[0045]正弦線圈3、余弦線圈4、波接收線圈5以及處理電路部6設(shè)置于電路基板7。電路基 板7是具有表層和內(nèi)層的多層基板。在電路基板7的表層形成正弦線圈3以及波接收線圈5， 在電路基板7的內(nèi)層形成余弦線圈4。正弦線圈3和余弦線圈4形成為在與電路基板7的表面 垂直的方向上彼此重疊，波接收線圈5形成為包圍正弦線圈3以及余弦線圈4。正弦線圈3、余 弦線圈4以及波接收線圈5與處理電路部6連接。
[0046]目標(biāo)2設(shè)置于可動(dòng)體8的前端?？蓜?dòng)體8由非金屬等絕緣體構(gòu)成。可動(dòng)體8以能相對(duì) 于電路基板7沿著直線狀的探測(cè)區(qū)域Rd往復(fù)移動(dòng)的方式被支撐體支撐。即，目標(biāo)2被設(shè)置為 能夠相對(duì)于正弦線圈3、余弦線圈4以及波接收線圈5,沿著直線狀的探測(cè)區(qū)域Rd往復(fù)移動(dòng)。 此外，目標(biāo)2被設(shè)置為能夠在與電路基板7的表面107相鄰的場(chǎng)所，與電路基板7的表面107平 行地沿著探測(cè)區(qū)域Rd移動(dòng)。
[0047] 正弦線圈3以及余弦線圈4是用于發(fā)送電磁波(激勵(lì)電磁場(chǎng)）的線圈，波接收線圈5 是用于接收從正弦線圈3以及余弦線圈4發(fā)送的電磁波(接受被激勵(lì)的電磁場(chǎng))的線圈。處理 電路部6是用于驅(qū)動(dòng)正弦線圈3以及余弦線圈4,基于波接收線圈5的輸出信號(hào)來(lái)探測(cè)目標(biāo)2 的位置的電路。
[0048] 若向正弦線圈3輸入以某頻率變化的電壓，則由于電磁感應(yīng)，會(huì)從波接收線圈5作 為輸出信號(hào)V而輸出以與該頻率相同的頻率變化的電壓。此時(shí)的從波接收線圈5輸出的電壓 的振幅根據(jù)正弦線圈3的形狀并且根據(jù)目標(biāo)2的位置而不同。這是由于，根據(jù)正弦線圈3的形 狀，并且根據(jù)目標(biāo)2的位置，正弦線圈3與波接收線圈5的電磁耦合不同。
[0049] 以下，詳細(xì)敘述正弦線圈3、余弦線圈4和波接收線圈5的形狀。如圖1B所示，定義沿 著探測(cè)區(qū)域Rd與電路基板7的表面107平行的坐標(biāo)軸Px、以及與電路基板7的表面107平行且 與坐標(biāo)軸Px在探測(cè)區(qū)域Rd的規(guī)定位置即原點(diǎn)0正交的坐標(biāo)軸Py，用坐標(biāo)(Px，Py)表示包含坐標(biāo) 軸Px、Py的PxPy平面上的位置。位置傳感器la的探測(cè)區(qū)域Rd具有沿著目標(biāo)2的探測(cè)區(qū)域Rd的坐 標(biāo)軸Px上的端301、302，原點(diǎn)0是以坐標(biāo)軸?1上的端301、302為兩端的線段的中點(diǎn)，且位于坐 標(biāo)(〇,〇)處。探測(cè)區(qū)域Rd具有長(zhǎng)度L。即，探測(cè)區(qū)域Rd的端301、302相距長(zhǎng)度L。端301位于坐標(biāo) 軸Px上的坐標(biāo)(L/2，0)處，端30 2位于坐標(biāo)軸Px上的坐標(biāo)(-L/2，0)處。
[0050] 正弦線圈3形成第1規(guī)定形狀。向正弦線圈3輸入了以某頻率變化的電壓時(shí)的波接 收線圈5的輸出信號(hào)具有振幅M。第1規(guī)定形狀是使振幅照正弦函數(shù)根據(jù)目標(biāo)2的位置X 而不同的形狀。該正弦函數(shù)以原點(diǎn)〇為原點(diǎn)，以探測(cè)區(qū)域Rd的長(zhǎng)度L為周期。即，第1規(guī)定形狀 是使振幅AAsin((2VL)X)成比例的形狀。在本實(shí)施方式中，將探測(cè)區(qū)域Rd的中央的位置設(shè) 為目標(biāo)2的位置X的原點(diǎn)0。
[0051] 具體來(lái)說(shuō)，第1規(guī)定形狀是相對(duì)于與目標(biāo)2沿著探測(cè)區(qū)域Rd移動(dòng)的移動(dòng)路徑平行的 直線呈線對(duì)稱的形狀，是坐標(biāo)軸Px的方向上的長(zhǎng)度與探測(cè)區(qū)域Rd的長(zhǎng)度L相同、在長(zhǎng)度的1/2 的位置(原點(diǎn)〇)發(fā)生180度扭轉(zhuǎn)、兩端與探測(cè)區(qū)域Rd的兩端301、302對(duì)準(zhǔn)并且中央與探測(cè)區(qū) 域Rd的原點(diǎn)0對(duì)準(zhǔn)的形狀。發(fā)生180度扭轉(zhuǎn)的部分不相連，而是隔著絕緣體或空間立體交叉。 正弦線圈3具有坐標(biāo)軸Py的方向上的寬度W。若向這樣的形狀的正弦線圈3輸入以某頻率變 化的電壓，則此時(shí)的波接收線圈5的輸出信號(hào)的振幅成比例。即，正弦線 圈3是構(gòu)成為振幅4 1與8111((231/1如成比例的線圈。
[0052]正弦線圈3具有探測(cè)區(qū)域Rd即坐標(biāo)軸Px的方向的長(zhǎng)度L和坐標(biāo)軸PY的寬度H。正弦線 圈3具有從端301延伸到端302的部分3a、3b。部分3a位于由下式表示的坐標(biāo)(px，PY)處。
[0053] py= (L/2)sin( (2jt/L)px)
[0054] (其中，-L/2<px<L/2)
[0055] 正弦線圈3的部分3b位于由下式表示的坐標(biāo)(px，PY)處。
[0056] py= (-L/2)sin( (2jt/L)px)
[0057] (其中，-L/2<px<L/2)
[0058] 正弦線圈3的部分3a、3b在端301、302彼此連接而形成了1個(gè)環(huán)。在部分3&、313交叉 的原點(diǎn)〇處，部分3a、3b彼此不連接，而是分尚的。
[0059] 此外，若向余弦線圈4輸入以某頻率變化的電壓，則由于電磁感應(yīng)，會(huì)從波接收線 圈5輸出以與該頻率相同的頻率變化的電壓。此時(shí)的從波接收線圈5輸出的電壓的振幅根據(jù) 余弦線圈4的形狀，并且根據(jù)目標(biāo)2的位置X而不同。這是由于，根據(jù)余弦線圈4的形狀，并且 根據(jù)目標(biāo)2的位置X，余弦線圈4與波接收線圈5的電磁耦合不同。
[0060] 余弦線圈4形成第2規(guī)定形狀。向余弦線圈4輸入了以某頻率變化的電壓時(shí)的波接 收線圈5的輸出信號(hào)具有振幅A2。第2規(guī)定形狀是使振幅如按照余弦函數(shù)根據(jù)目標(biāo)2的位置X 而不同的形狀。余弦函數(shù)以探測(cè)區(qū)域Rd內(nèi)的規(guī)定位置為原點(diǎn)〇,以探測(cè)區(qū)域Rd的長(zhǎng)度L為周 期。即，第2規(guī)定形狀是使振幅知與(： 〇8(2成/1)成比例的形狀。
[0061] 具體來(lái)說(shuō)，第2規(guī)定形狀是相對(duì)于與目標(biāo)2沿著探測(cè)區(qū)域Rd移動(dòng)的移動(dòng)路徑平行的 直線呈線對(duì)稱的形狀，是坐標(biāo)軸Px的方向上的長(zhǎng)度與探測(cè)區(qū)域Rd的長(zhǎng)度L相同、在長(zhǎng)度的1 /4 的位置以及3/4的位置分別發(fā)生180度扭轉(zhuǎn)、兩端與探測(cè)區(qū)域Rd的兩端301、302對(duì)準(zhǔn)的形狀。 發(fā)生180度扭轉(zhuǎn)的部分不相連，而是隔著絕緣體或空間立體交叉。余弦線圈4的坐標(biāo)軸P Y的 方向上的寬度為正弦線圈3的寬度H。若向這樣的形狀的余弦線圈4輸入以某頻率變化的電 壓，則此時(shí)的波接收線圈5的輸出信號(hào)的振幅成比例。即，余弦線圈4是構(gòu) 成為振幅A 2與cos((2jt/L)X)成比例的線圈。
[0062]余弦線圈4與正弦線圈3同樣地，具有探測(cè)區(qū)域Rd即坐標(biāo)軸Px的方向的長(zhǎng)度L和坐標(biāo) 軸Py的寬度H。正弦線圈3具有:從作為坐標(biāo)軸Px的方向上的端301的角部401a(L/2，-H/2)延 伸到作為端302的角部402a(-L/2，-H/2)的部分4a;從作為坐標(biāo)軸Px的方向上的端301的角 部401b(L/2，H/2)延伸到作為端302的角部402b(-L/2，H/2)的部分4b;從作為坐標(biāo)軸Px的方 向上的端301的角部401a(L/2，-H/2)延伸到角部401b(L/2，H/2)的直線狀的部分4c;和從作 為坐標(biāo)軸Px的方向上的端302的角部402a(-L/2，-H/2)延伸到角部402b(-L/2，H/2)的直線 狀的部分4d。
[0063]余弦線圈4的部分4a位于由下式表示的坐標(biāo)(px，pY)處。
[0064] py= (L/2)cos( (2jt/L)px)
[0065] (其中，一L/2<px<L/2)
[0066]余弦線圈4的部分4b位于由下式表示的坐標(biāo)(px，pY)。
[0067] py= (-L/2)sin( (2jt/L)px)
[0068] (其中，-L/2<px<L/2)
[0069]余弦線圈4的部分4c位于由下式表示的坐標(biāo)(px，pY)處。
[0070] px = L/2(其中，_H/2<py<H/2)
[0071]余弦線圈4的部分4d位于由下式表示的坐標(biāo)(px，pY)處。
[0072] px = -L/2(其中，-H/2<pY<H/2)
[0073] 余弦線圈4的部分4a、4c在角部401a連接。余弦線圈4的部分4a、4d在角部402a連 接。余弦線圈4的部分4b、4c在角部40 lb連接。余弦線圈4的部分4b、4d在角部402b連接。這 樣，余弦線圈4的部分4a~4d在角部40 la、40 lb、402a、402b連接而形成了 1個(gè)環(huán)。在部分4a、 4b交叉的位置(L/4，0)和位置(-L/4，0)處，部分4a、4b彼此不連接，而是分離的。
[0074] 正弦線圈3和余弦線圈4位于以角部401&、40113、402 &、40213為頂點(diǎn)的矩形形狀的區(qū) 域內(nèi)。波接收線圈5具有將正弦線圈3和余弦線圈4所位于的該矩形形狀的區(qū)域包圍的矩形 形狀。
[0075]圖2是位置傳感器la的電氣結(jié)構(gòu)框圖。處理電路部6具備：向正弦線圈3以及余弦線 圈4輸入輸入波Wi^Wis的發(fā)送波形生成部21;和基于從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V來(lái)探 測(cè)目標(biāo)2的位置X的位置探測(cè)部22。
[0076]位置探測(cè)部22具有生成表示目標(biāo)2的位置X的探測(cè)中所需要的各種定時(shí)的信號(hào)的 基準(zhǔn)定時(shí)生成部31。此外，位置探測(cè)部22具有:對(duì)從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V進(jìn)行放大 的放大部32、用于對(duì)放大部32的輸出即波接收線圈5的輸出信號(hào)V進(jìn)行采樣的模擬數(shù)字(AD) 定時(shí)生成部33以及AD變換部34。此外，位置探測(cè)部22具有:計(jì)測(cè)波接收線圈5的輸出信號(hào)V中 包含的與目標(biāo)2的位置X對(duì)應(yīng)的相位分量0 X的相位計(jì)測(cè)部35;暫時(shí)存儲(chǔ)各種計(jì)測(cè)值的計(jì)測(cè)值 存儲(chǔ)部36;和將相位分量0X變換成位置X的輸出變換部37。
[0077]基準(zhǔn)定時(shí)生成部31向發(fā)送波形生成部21發(fā)送波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)。波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)是 表示輸入波WidP輸入波Wi2分別向正弦線圈3、余弦線圈4輸入的開(kāi)始定時(shí)的信號(hào)，其指示輸 入波而和輸入波Wi 2分別向正弦線圈3和余弦線圈4輸入的開(kāi)始。此外，基準(zhǔn)定時(shí)生成部31在 發(fā)送了波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)之后，向相位計(jì)測(cè)部35發(fā)送基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)?；鶞?zhǔn)時(shí)刻信號(hào)是表示所 發(fā)送的時(shí)刻是成為相位的計(jì)測(cè)的基準(zhǔn)的定時(shí)的信號(hào)，其指示用于計(jì)測(cè)相位的動(dòng)作的開(kāi)始。 [0078]基準(zhǔn)定時(shí)生成部31以規(guī)定的動(dòng)作周期反復(fù)進(jìn)行波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)的發(fā)送以及基準(zhǔn) 時(shí)刻信號(hào)的發(fā)送?；鶞?zhǔn)定時(shí)生成部31在從發(fā)送了波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)時(shí)起經(jīng)過(guò)了延遲時(shí)間ta的 時(shí)間點(diǎn)發(fā)送基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)，在從發(fā)送了基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)時(shí)起經(jīng)過(guò)了計(jì)測(cè)動(dòng)作時(shí)間tb的時(shí)間點(diǎn) 發(fā)送波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)。這樣，基準(zhǔn)定時(shí)生成部31以時(shí)間（ta+tb)的動(dòng)作周期反復(fù)進(jìn)行交替發(fā) 送基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)和波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)的動(dòng)作。延遲時(shí)間ta是比相位計(jì)測(cè)部35的后述的相位計(jì) 測(cè)動(dòng)作中的待機(jī)時(shí)間tw短的固定的時(shí)間。計(jì)測(cè)動(dòng)作時(shí)間t b是比待機(jī)時(shí)間tw長(zhǎng)的時(shí)間，是相 位計(jì)測(cè)部35的相位計(jì)測(cè)動(dòng)作所需的時(shí)間。
[0079]圖3表示發(fā)送波形生成部21向正弦線圈3以及余弦線圈4輸入的輸入波Wi^Wis和此 時(shí)從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V。
[0080]發(fā)送波形生成部21向正弦線圈3以及余弦線圈4分別輸入基本頻率f彼此相同且相 位彼此不同的輸入波Wijp輸入波Wi2。輸入波Wi^Wh彼此的相位關(guān)系處于規(guī)定的相位關(guān) 系。在本實(shí)施方式中，規(guī)定的相位關(guān)系是以下相位關(guān)系：向余弦線圈4輸入的輸入波Wi 2的相 位相對(duì)于向正弦線圈3輸入的輸入波Wh的相位延遲了3V2。此外，在本實(shí)施方式中，輸入波 是正弦波。此外，在本實(shí)施方式中，輸入波Wi^Wk的基本頻率f是2MHz。發(fā)送波形生 成部21通過(guò)從基準(zhǔn)定時(shí)生成部31輸入波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)，從而開(kāi)始輸入波WidP輸入波Wi 2向 正弦線圈3以及余弦線圈4的輸入。
[0081 ] 輸入波Wi^Wk的輸入如下進(jìn)行。如圖3所示，輸入波Wi^Wk都是以基本頻率f進(jìn)行 振動(dòng)的正弦波的電壓，且具有電壓值E和電壓值E的振動(dòng)的振幅的中心電壓Ec。在波發(fā)送開(kāi) 始信號(hào)的輸入的時(shí)間點(diǎn)Ti，輸入波WidAE<Ec變?yōu)镋>Ec。此外，在從波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)的輸 入的時(shí)間點(diǎn)Ti起延遲了（ 1 /f) X (3/4)的時(shí)間的時(shí)間點(diǎn)，輸入波Wi2WE <Ec變?yōu)镋 >Ec。
[0082]向正弦線圈3輸入的輸入波Wh具有以基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)Tc為基準(zhǔn)的相位延遲量Y ( Y > 0)。即，在從基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)Tc起經(jīng)過(guò)了相位延遲量y的時(shí)間點(diǎn)，在基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)Tc以后輸入波 Wii開(kāi)始從E<Ec變?yōu)镋>Ec。向余弦線圈4輸入的輸入波Wi2在從某基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)Tc起經(jīng)過(guò)了相 位延遲量（y +3V2)的時(shí)間點(diǎn)，在基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)Tc以后輸入波WidAE<Ec變?yōu)镋>Ec。基準(zhǔn)時(shí) 間點(diǎn)Tc能夠任意地決定，相位延遲量Y是根據(jù)基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)Tc的選擇而產(chǎn)生的相位偏移分 量。關(guān)于輸入波Wi AE<Ec變?yōu)镋>Ec的時(shí)間點(diǎn)，例如若將波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)的輸入的時(shí)間點(diǎn) Ti決定為基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)Tc，則成為y = 0，輸入波Wh的相位成為0，輸入波Wi2的相位成為3 V2。 在本實(shí)施方式中，輸入波Wi 1與輸入波Wi 2的相位關(guān)系成為以下相位關(guān)系：輸入波Wi 2的相位 相對(duì)于輸入波Wii的相位延遲了加/2。
[0083]若向正弦線圈3和余弦線圈4分別輸入輸入波Wi^Wih則從波接收線圈5輸出輸出 信號(hào)V。輸出信號(hào)V以輸入波Wi^Wk的基本頻率f進(jìn)行變化，相對(duì)于輸入波Wh延遲了相位差 So
[0084] 在發(fā)送波形生成部21向正弦線圈3以及余弦線圈4分別輸入了輸入波Wi^Wk時(shí)，作 為在時(shí)刻t從波接收線圈5得到的電壓的輸出信號(hào)V由下式(表達(dá)式1)表示。
[0085] [表達(dá)式1]

[0090] 相位偏移a包含相位偏移分量y和相位偏移分量5。相位偏移分量y根據(jù)基準(zhǔn)時(shí)間 點(diǎn)Tc的選擇而產(chǎn)生，與以基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)Tc為基準(zhǔn)的輸入波Wh的相位(相位延遲量)對(duì)應(yīng)。相位 偏移分量S由于溫度等因素而產(chǎn)生。
[0091] 輸出信號(hào)V成為如公式(表達(dá)式1)那樣的理由如下。即，輸出信號(hào)V利用作為通過(guò)向 正弦線圈3輸入輸入波町:而從波接收線圈5輸出的信號(hào)、與通過(guò)向余弦線圈4輸入輸入波Wi 2 而從波接收線圈5輸出的信號(hào)的疊加的和來(lái)得到。
[0092]通過(guò)向正弦線圈3輸入輸入波啊:而從波接收線圈5輸出的信號(hào)加上由于溫度等因 素而產(chǎn)生的相位偏移分量S的相位延遲，由下式(表達(dá)式2)表示。
[0093][表達(dá)式2]
[0095]通過(guò)向余弦線圈4輸入輸入波Wi2而從波接收線圈5輸出的信號(hào)加上由于溫度等因 素而產(chǎn)生的相位偏移分量S的相位延遲，由下式(表達(dá)式3)表示。
[0096][表達(dá)式3]
[0098]通過(guò)由公式(表達(dá)式2)表不的信號(hào)與由公式(表達(dá)式3)表不的信號(hào)的疊加（相加） 而得到的信號(hào)為輸出信號(hào)V，若將公式(表達(dá)式2)與公式(表達(dá)式3)相加，則能夠得到表示輸 出信號(hào)V的公式(表達(dá)式1)。
[0099]根據(jù)公式(表達(dá)式1)可知，輸出信號(hào)V以輸入波Wi i、Wi2的基本頻率f變化。此外，公 式(表達(dá)式1)所示的輸出信號(hào)V的相位0( = (231/1)乂+8-31/2+^)是以基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)1'(3為基準(zhǔn)的 相位，9 >0時(shí)，其是以基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)Tc為基準(zhǔn)的相位延遲量。即，輸出信號(hào)V相對(duì)于輸入波Wii 延遲相位差S( = (2VUX+5-Ji/2)。
[0100] 相位0包含與目標(biāo)2的位置X對(duì)應(yīng)的相位分量0x( = (2jt/L)X)、以及相位偏移a( = 5+ Y-V2)。使用相位分量9x、相位偏移a將相位0表示為0 = 0x+a。這樣，相位0成為根據(jù)目標(biāo)2的 位置X而不同的值。
[0101] 圖4A和圖4B表示目標(biāo)2的位置X與相位0的關(guān)系。在圖4A和圖4B中，縱軸表示相位9， 橫軸用坐標(biāo)軸Px的坐標(biāo)pX表示目標(biāo)2的位置X。對(duì)應(yīng)于橫軸位置X的相位分量0x與目標(biāo)2的位 置X成比例，且在目標(biāo)2的位置X從探測(cè)區(qū)域Rd的左端302(X = -L/2)到右端301(X = L/2)的范 圍內(nèi)從-31增加至31。相位0成為在相位分量0X上加上了相位偏移a的值。因此，在相位偏移a為 正值的情況下，如圖4A所示，相位0在目標(biāo)2的位置X從探測(cè)區(qū)域Rd的左端302到周期點(diǎn)P范圍 內(nèi)從-ji+a增加至31，在目標(biāo)2的位置X從周期點(diǎn)P到探測(cè)區(qū)域Rd的右端301的范圍內(nèi)從-Jr增加 至-Ji+a。此外，在相位偏移a為負(fù)值的情況下，如圖4B所示，相位0在目標(biāo)2的位置X從探測(cè)區(qū) 域Rd的左端302到周期點(diǎn)P的范圍內(nèi)從Ji+a增加至31，在目標(biāo)2的位置X從周期點(diǎn)P到探測(cè)區(qū)域Rd 的右端301的范圍內(nèi)從-Jr增加至Ji+a。
[0102]另外，周期點(diǎn)P在相位偏移a為正值的情況下，為P = L/2-(L/2jt) Xa，在相位偏移a 為負(fù)值的情況下，為P = -L/2-(L/23i)Xa。相位偏移a越小(接近于0)，周期點(diǎn)P根據(jù)相位偏移 a的正負(fù)而越接近于L/2(探測(cè)區(qū)域Rd的右端302)或-L/2(探測(cè)區(qū)域Rd的左端301)。
[0103]由于相位9為9 = 9x+a，因此若知道相位0和相位偏移a，則能夠根據(jù)0 = 0x+a的關(guān)系 來(lái)求取相位分量9x，并能夠根據(jù)9x= (2jt/L)X的關(guān)系來(lái)求取目標(biāo)2的位置X。
[0104] AD定時(shí)生成部33向AD變換部34發(fā)送AD定時(shí)信號(hào)。AD定時(shí)信號(hào)是表示對(duì)波接收線圈 5的輸出信號(hào)V(放大部32的輸出）進(jìn)行采樣即進(jìn)行AD變換的定時(shí)的信號(hào)。若從AD定時(shí)生成部 33輸入AD定時(shí)信號(hào)，則AD變換部34在AD定時(shí)信號(hào)被輸入的定時(shí)對(duì)波接收線圈5的輸出信號(hào)V 的電位值y進(jìn)行采樣，并將電位值y輸出到相位計(jì)測(cè)部35。
[0105] 圖5表示由AD定時(shí)生成部33以及AD變換部34采樣的波接收線圈5的輸出信號(hào)VJD 定時(shí)生成部33以規(guī)定的采樣周期ts，向AD變換部34發(fā)送AD定時(shí)信號(hào)。采樣周期ts是與向正 弦線圈3和余弦線圈4分別輸入的輸入波Wi^Wis的周期的一半的整數(shù)倍不同的周期。即，輸 入波Wi^Wis的周期為1/f，因而采樣周期ts為ts矣（（l/f)/2)Xi。在此，i為任意自然數(shù)(正 整數(shù)）。例如，采樣周期ts為^ = ((1/〇/2)\(見(jiàn)\11+咖)/見(jiàn)復(fù)是2以上的任意自然數(shù)，11是0 或任意自然數(shù)，Nw是Nl-1以下的任意自然數(shù)。由于Nl Xh+Nw不是Nl的整數(shù)倍，因而（Nl X h+ NW)/Nl不是整數(shù)。因此，由七8=((1/〇/2)\(此\11+心)/見(jiàn)表示的采樣周期七8是與輸入波 Wii、Wi2的周期的一半的整數(shù)倍不同的周期。
[0106] g卩，AD定時(shí)生成部33以ts = ((l/f)/2)X(NLXh+Nw)/NL的采樣周期ts，向AD變換部 34發(fā)送AD定時(shí)信號(hào)。由此，AD變換部34基于該AD定時(shí)信號(hào)，以ts = ((1/f )/2) X (Nl Xh+Nw)/ Nl的采樣周期ts(與輸入波Wi^Wis的周期的一半的整數(shù)倍不同的周期），對(duì)波接收線圈5的 輸出信號(hào)V的電位值y進(jìn)行采樣。然后，AD變換部34將采樣到的電位值y輸出到相位計(jì)測(cè)部 35。在本實(shí)施方式中，見(jiàn)=3，11 = 0，咖=1七=(1/^)/6(若以相位表現(xiàn)則為60度）。
[0107]相位計(jì)測(cè)部35基于AD變換部34的輸出，即基于從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V， 計(jì)測(cè)從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V的相位中包含的與目標(biāo)2的位置X對(duì)應(yīng)的相位分量0X。
[0108] 對(duì)于波接收線圈5的輸出的電位值y來(lái)說(shuō)，若假定波形中未產(chǎn)生失真等，則作為時(shí) 亥lj t的函數(shù)而能夠被表示為y=As in (2iif t-0) +B。在此，A為振幅，B為振動(dòng)的中心電壓，9為相 位(0>〇時(shí)為相位延遲）。振動(dòng)的中心電壓B是能夠通過(guò)電路的設(shè)計(jì)而任意設(shè)定的值。在本實(shí) 施方式中，B是已知的，設(shè)B = 0。因此，在本實(shí)施方式中，波接收線圈5的輸出信號(hào)V的電位值y 能夠被表示為y=Asin(23Tft-0)+B。
[0109] 電位值y=Asin(2Jift-0)包含A、0這2個(gè)未知的系數(shù)。因此，能夠根據(jù)(t，y)的2個(gè)不 同的組(如，7〇)、（^， 71)的值來(lái)求取4、0的值。即，能夠根據(jù)下式(表達(dá)式4)所示的聯(lián)立方程 式，來(lái)求取A、9的值。
[0110][表達(dá)式4]
[0111] y〇 = Asin(23ift〇-9)
[0112] yi = Asin(23ifti-9)
[0113] 其中，
[0115] (i為任意整數(shù)）
[0116] 即，設(shè)時(shí)刻to與時(shí)刻t的時(shí)間間隔（trto)是與（（l/f)/2)Xi(輸入波Wi^Wk的周 期的一半的整數(shù)倍)不同的時(shí)間間隔。這是由于，考慮到y(tǒng)=A sin(23ift-0)+B具有1/f的周期 性這一情況，需要（如，7〇)、（以， 71)是^7)的2個(gè)不同的組的值^0變換部34以采樣周期^ = ((l/f)/2)X(NLXh+Nw)/NL的周期(與輸入波Wi^Wis的周期的一半的整數(shù)倍不同的周期） 對(duì)電位值y進(jìn)行采樣。因此，基于AD變換部34的電位值y在這樣的時(shí)刻^、以被采樣。
[0117]通過(guò)計(jì)測(cè)這樣的時(shí)刻to、ti處的電位值yo、yi，從而能夠得到（t，y)的2個(gè)不同的組 (如，7〇)、（〖1，71)的值。然后，通過(guò)使用它們的值對(duì)公式(表達(dá)式4)的聯(lián)立方程式進(jìn)行求解， 從而能夠求取相位9的值。若求解公式(表達(dá)式4)的聯(lián)立方程式，則相位9成為下式(表達(dá)式 5) 〇
[0118][表達(dá)式5]
[0120] 通過(guò)公式(表達(dá)式5)而求取的移送0成為以時(shí)刻to、的基準(zhǔn)時(shí)刻（時(shí)刻0)為基準(zhǔn) (相位的基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)Tc)的波接收線圈5的輸出信號(hào)V的相位0。
[0121] 另外，公式(表達(dá)式5)如下這樣導(dǎo)出。即，從公式(表達(dá)式4)的第2式，得到下式(表 達(dá)式6)。
[0122] [表達(dá)式6]
[0123] yi = Asin(23ifti-9)
[0124] =Asin(23ifto+23rf (ti-to)-9)
[0125] =Asin(23ift〇-9)cos(23Tf (ti-to))
[0126] +Acos(23ift〇-9)sin(23Tf (ti-to))
[0127] 從公式(表達(dá)式4)的第1式和公式(表達(dá)式6)，得到下式(表達(dá)式7)。
[0128] [表達(dá)式7]
[0130] 從公式(表達(dá)式7)得到下式(表達(dá)式8)。
[0131] [表達(dá)式8]
[0133] 因此，自公式(表達(dá)式8)形成公式(表達(dá)式5)。另外，相位9也能夠由下式(表達(dá)式9) 表不。
[0134] [表達(dá)式9]
[0136] 相位計(jì)測(cè)部35基于AD變換部34的輸出，即基于從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V， 計(jì)測(cè)從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V的相位0中包含的與目標(biāo)2的位置X對(duì)應(yīng)的相位分量 9x〇
[0137] 相位計(jì)測(cè)部35通過(guò)從基準(zhǔn)定時(shí)生成部31輸入基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)，從而進(jìn)行用于計(jì)測(cè)與 目標(biāo)2的位置X對(duì)應(yīng)的相位分量0x的相位計(jì)測(cè)動(dòng)作。在相位計(jì)測(cè)動(dòng)作中，相位計(jì)測(cè)部35基于 AD變換部34的輸出，計(jì)測(cè)從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V的相位0，并將該計(jì)測(cè)出的值作為 相位9的計(jì)測(cè)值9*而存儲(chǔ)在計(jì)測(cè)值存儲(chǔ)部36中。然后，在相位計(jì)測(cè)動(dòng)作中，相位計(jì)測(cè)部35基 于該計(jì)測(cè)值9*以及相位偏移a的基準(zhǔn)值a Q，計(jì)算與目標(biāo)2的位置X對(duì)應(yīng)的相位分量0X。即，相位 計(jì)測(cè)部35計(jì)算計(jì)測(cè)值0X*( = 0*-aQ)作為相位分量0X?；鶞?zhǔn)值aQ是在目標(biāo)2的位置X為原點(diǎn)0時(shí) (目標(biāo)2位于探測(cè)區(qū)域R D的中心即原點(diǎn)0時(shí))所計(jì)測(cè)出的相位0的值，例如在位置傳感器la的 制造過(guò)程中被計(jì)測(cè)并存儲(chǔ)在相位計(jì)測(cè)部35中。
[0138] 相位計(jì)測(cè)部35如下進(jìn)行相位0的計(jì)測(cè)。相位計(jì)測(cè)部35獲取由AD變換部34采樣到的 (從AD變換部34輸出的)波接收線圈5的輸出信號(hào)V的電位值y，將該獲取到的電位值y按順序 進(jìn)行編號(hào)并存儲(chǔ)在計(jì)測(cè)值存儲(chǔ)部36中。其中，在從基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)的輸入時(shí)間點(diǎn)To起至到達(dá) 規(guī)定的待機(jī)時(shí)間tw為止，相位計(jì)測(cè)部35不獲取波接收線圈5的輸出信號(hào)V的電位值y。這是為 了防止波接收線圈5的輸出信號(hào)V不穩(wěn)定的狀態(tài)下的誤檢測(cè)。待機(jī)時(shí)間tw是用于待機(jī)至波接 收線圈5的輸出信號(hào)V的振幅穩(wěn)定為止的時(shí)間，是預(yù)先設(shè)定的固定的時(shí)間。待機(jī)時(shí)間tw的結(jié) 束時(shí)間點(diǎn)與AD變換部34對(duì)電位值y進(jìn)行采樣的定時(shí)一致。
[0139] 此時(shí)，相位計(jì)測(cè)部35將由AD變換部34采樣到的2次份的電位值y保存在計(jì)測(cè)值存儲(chǔ) 部36中。即，相位計(jì)測(cè)部35將在從基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)的輸入時(shí)間點(diǎn)To起經(jīng)過(guò)了待機(jī)時(shí)間tw的時(shí) 間點(diǎn)采樣到的電位值y作為電位值y〇而保存在計(jì)測(cè)值存儲(chǔ)部36中，將隨后采樣到的電位值y 作為電位值yi而保存在計(jì)測(cè)值存儲(chǔ)部36中。由此，在計(jì)測(cè)值存儲(chǔ)部36中，保存以與輸入波 Wi^Wis的周期的一半的整數(shù)倍不同的采樣周期以（=((1/〇/2)\(沌\11+心)/沌)進(jìn)行了2 次采樣而得到的電位值y 〇、y 1。
[0140] 然后，相位計(jì)測(cè)部35基于保存在計(jì)測(cè)值存儲(chǔ)部36中的2個(gè)電位值7〇、71，求取波接收 線圈5的輸出信號(hào)V的相位9。即，相位計(jì)測(cè)部35通過(guò)上式(表達(dá)式5)來(lái)求取相位9。
[0141 ]在該情況下，時(shí)刻to、^是以基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)的輸入時(shí)間點(diǎn)To為基準(zhǔn)時(shí)刻（時(shí)刻0)的 時(shí)刻。電位值y〇、yi是時(shí)刻toA處的電位值y。這樣求取的相位0成為以基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)的輸入 時(shí)間點(diǎn)To為基準(zhǔn)(相位的基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)Tc)的波接收線圈5的輸出信號(hào)V的相位0。相位計(jì)測(cè)部 35將這樣求取到的相位0設(shè)為波接收線圈5的輸出信號(hào)V的相位的計(jì)測(cè)值0*。另外，相位偏移 a的基準(zhǔn)值aQ是通過(guò)與此相同的方法而求取到的值。
[0142]基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)的輸入時(shí)間點(diǎn)To是相位0的基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)Tc，波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)的輸入 時(shí)間點(diǎn)Ti與基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)的輸入時(shí)間點(diǎn)To的時(shí)間差在每次的計(jì)測(cè)中是固定(延遲時(shí)間ta) 的，所以相位偏移分量Y在每次的計(jì)測(cè)中是固定的。即，若相位偏移分量S不因溫度等因素 而變動(dòng)，則相位偏移a(目標(biāo)2的位置X為0時(shí)的相位0)是固定的，為 a = aQ。因此，在假定偏移 分量5不因溫度等因素而變動(dòng)的條件的前提下，由相位計(jì)測(cè)動(dòng)作計(jì)算出的計(jì)測(cè)值0 X*( = 0*- a〇)是與目標(biāo)2的位置X對(duì)應(yīng)的相位分量9x。
[0143] 輸出變換部37將由相位計(jì)測(cè)部35計(jì)測(cè)出的相位分量0X(計(jì)測(cè)值0X*)變換成目標(biāo)2的 位置X。即，根據(jù)0 x=(2VL)X的關(guān)系，計(jì)算0x*X(L/23i)作為目標(biāo)2的位置X。然后，輸出變換部 37輸出該計(jì)算出的目標(biāo)2的位置X。
[0144] 若以位置探測(cè)部22的整體來(lái)看，則位置探測(cè)部22基于以與輸入波Wi^Wis的周期的 一半的整數(shù)倍不同的采樣周期ts對(duì)從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V進(jìn)行了 2次采樣而得到 的電位值y，計(jì)測(cè)從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V的相位0。然后，位置探測(cè)部22基于相位0 以及相位偏移a的基準(zhǔn)值a〇,求取與目標(biāo)2的位置X對(duì)應(yīng)的相位分量0 X，來(lái)探測(cè)目標(biāo)2的位置X。
[0145] 接著，說(shuō)明位置傳感器la的整體的動(dòng)作。首先，基準(zhǔn)定時(shí)生成部31向發(fā)送波形生成 部21發(fā)送波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)。由此，發(fā)送波形生成部21被輸入波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)，開(kāi)始輸入波 Wh以及輸入波Wi2向正弦線圈3以及余弦線圈4的輸入。由此，從波接收線圈5輸出輸出信號(hào) V。
[0146] 此外，基準(zhǔn)定時(shí)生成部31向相位計(jì)測(cè)部35發(fā)送基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)。由此，相位計(jì)測(cè)部35 被輸入基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)，開(kāi)始相位計(jì)測(cè)動(dòng)作，將對(duì)相位9進(jìn)行計(jì)測(cè)而得到的計(jì)測(cè)值9*存儲(chǔ)在計(jì) 測(cè)值存儲(chǔ)部36中。然后，相位計(jì)測(cè)部35基于存儲(chǔ)在計(jì)測(cè)值存儲(chǔ)部36中的相位0的計(jì)測(cè)值0*以 及相位偏移a的基準(zhǔn)值a Q，通過(guò)0*-aQ來(lái)計(jì)算與目標(biāo)2的位置X對(duì)應(yīng)的相位分量9x*。然后，輸出 變換部37通過(guò)0 X* X (L/2JI)來(lái)計(jì)算目標(biāo)2的位置X并輸出。
[0147] 之后，基準(zhǔn)定時(shí)生成部31也反復(fù)進(jìn)行波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)向發(fā)送波形生成部21的發(fā) 送、以及基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)向相位計(jì)測(cè)部35的發(fā)送。由此，反復(fù)進(jìn)行上述動(dòng)作，連續(xù)地計(jì)算并輸 出目標(biāo)2的位置X。
[0148]圖6A和圖6B表不目標(biāo)2的位置X與相位分量9x的計(jì)測(cè)值9x*的關(guān)系。在圖6A和圖6B 中，縱軸表示相位Q的計(jì)測(cè)值Q*，橫軸用坐標(biāo)軸PX的坐標(biāo)px來(lái)表示目標(biāo)2的位置X。在相位偏 移a為正值的情況下，如圖6A所示，計(jì)測(cè)值0 X*在目標(biāo)2的位置X處于從探測(cè)區(qū)域Rd的左端302 (X = -L/2)到周期點(diǎn)P的范圍時(shí)，成為與目標(biāo)2的位置X成比例的值，在從探測(cè)區(qū)域Rd的左端 302到周期點(diǎn)P的范圍內(nèi)從-31增加至Ji-a。此外，在相位偏移a為正值的情況下，計(jì)測(cè)值0 X*在 從周期點(diǎn)P到探測(cè)區(qū)域Rd的右端301(X = L/2)的范圍內(nèi)從-Ji-a增加至-31。即，在相位偏移a為 正值的情況下，計(jì)測(cè)值在從探測(cè)區(qū)域Rd的左端302到周期點(diǎn)P的范圍中，成為與實(shí)際的相 位分量0x(參照?qǐng)D4A和圖4B的相位分量0 X)相同的值，在這以外的范圍中，成為從實(shí)際的相位 分量偏離了2JI的值。此外，在相位偏移a為負(fù)值的情況下，如圖6B所示，計(jì)測(cè)值0 X*在目標(biāo)2 的位置X處于從周期點(diǎn)P到探測(cè)區(qū)域Rd的右端301(X = L/2)的范圍時(shí)，成為與目標(biāo)2的位置X 成比例的值，在從周期點(diǎn)P到探測(cè)區(qū)域Rd的右端301的范圍內(nèi)從-Ji-a增加至I此外，在相位 偏移a為負(fù)值的情況下，計(jì)測(cè)值在從探測(cè)區(qū)域Rd的左端302(X = _L/2)到周期點(diǎn)P的范圍內(nèi) 從增加至Ji-a。即，在相位偏移a為負(fù)值的情況下，計(jì)測(cè)值9x*在從周期點(diǎn)P到探測(cè)區(qū)域Rd的右 端301的范圍中，成為與實(shí)際的相位分量0 X相同的值，在這以外的范圍即在從探測(cè)區(qū)域Rd的 左端302到周期點(diǎn)P的范圍中，成為從實(shí)際的相位分量0X偏離了2JI的值。
[0149]例如，將目標(biāo)2的移動(dòng)范圍限制成從相位偏移a為正值的情況下的周期點(diǎn)P到相位 偏移a為負(fù)值的情況下的周期點(diǎn)P的范圍，通過(guò)僅計(jì)算該范圍的計(jì)測(cè)值9x*，便能夠在該范圍 中探測(cè)并輸出目標(biāo)2的位置X。
[0150] 此外，例如，在0X*>3I的情況以及0X*<-3T的情況下，將0X*校正231即可。即，在0X*> H的情況下，將9X*校正為9x*-2jt，在0x*<-3!的情況下，將0X*校正為 9x*+2jt即可。對(duì)于這樣求 取的計(jì)測(cè)值0X*來(lái)說(shuō)，若相位偏移a(相位偏移S)不因溫度等因素而從基準(zhǔn)值aQ變動(dòng)，則在-L/ 2 <px<L/2的范圍（探測(cè)區(qū)域Rd的整個(gè)范圍）中，成為與實(shí)際的相位分量0X相同的值。因此， 在-L/2 < X < L/2的范圍中，能夠探測(cè)并輸出目標(biāo)2的位置X。
[0151] 在專利文獻(xiàn)1、2所公開(kāi)的現(xiàn)有的位置傳感器中，需要用于生成向正弦線圈以及余 弦線圈輸入的正弦波以及余弦波的調(diào)制電路，此外，需要用于解調(diào)波接收線圈的輸出信號(hào) 的解調(diào)電路。因此，電路復(fù)雜。
[0152] 另一方面，在本實(shí)施方式的位置傳感器la中，基于對(duì)波接收線圈5的輸出進(jìn)行采樣 而得到的電位值y，計(jì)測(cè)波接收線圈5的輸出信號(hào)V的相位0。然后，基于該計(jì)測(cè)出的相位0，探 測(cè)目標(biāo)2的位置X。由此，即使波接收線圈5的輸出信號(hào)V較小，也能夠基于波接收線圈5的輸 出信號(hào)V來(lái)探測(cè)目標(biāo)2的位置X。
[0153] 因此，在向正弦線圈3以及余弦線圈4輸入的輸入波Wi^Wis的生成中，不需要用于 對(duì)高頻進(jìn)行調(diào)制的調(diào)制電路，此外，在基于波接收線圈5的輸出信號(hào)V的目標(biāo)2的位置X的探 測(cè)中，不需要用于對(duì)波接收線圈5的輸出進(jìn)行解調(diào)的解調(diào)電路。即，不需要調(diào)制電路以及解 調(diào)電路，便能夠探測(cè)目標(biāo)2的位置X。由此，能夠簡(jiǎn)化位置傳感器la的電路。
[0154] 此外，在現(xiàn)有的位置傳感器中，為了對(duì)波接收線圈的輸出信號(hào)進(jìn)行解調(diào)而使用了 低通濾波器。因此，相位的計(jì)測(cè)不得不等到低通濾波器的輸出波形平穩(wěn)為止。低通濾波器是 用于提取緩慢的波的濾波器，因而其時(shí)間常數(shù)較大，直到低通濾波器的輸出波形平穩(wěn)為止 的時(shí)間較長(zhǎng)。因此，相位的計(jì)測(cè)所需的時(shí)間變長(zhǎng)，目標(biāo)的位置的探測(cè)所需的時(shí)間變長(zhǎng)。
[0155] 此外，在現(xiàn)有的位置傳感器中，由于使用了低通濾波器，因而在從第1模式切換為 第2模式時(shí)，會(huì)產(chǎn)生低通濾波器所引起的不良影響。即，在從第1模式切換為第2模式時(shí)，由于 低通濾波器的影響，相位計(jì)測(cè)值會(huì)發(fā)生變化。因此，為了避免這種低通濾波器所帶來(lái)的不良 影響，在從第1模式切換為第2模式時(shí)，調(diào)整了第2模式的初始相位，以使得不產(chǎn)生相位的間 斷，即以使得波形連續(xù)。即，調(diào)整了在第2模式下向正弦線圈以及余弦線圈輸入的正弦波以 及余弦波的相位。該調(diào)整是通過(guò)以下方式來(lái)進(jìn)行的：反饋上次的相位的計(jì)測(cè)值，基于上次的 相位的計(jì)測(cè)值，來(lái)計(jì)算為了不產(chǎn)生相位的間斷如何設(shè)定第2模式的初始相位才好。因此，需 要用于調(diào)整第2模式的初始相位的電路(反饋上次的相位的計(jì)測(cè)值的電路、計(jì)算第2模式的 初始相位的電路等），電路復(fù)雜。
[0156] 另一方面，在本實(shí)施方式的位置傳感器la中，由于不對(duì)波接收線圈5的輸出信號(hào)進(jìn) 行解調(diào)，所以不需要用于解調(diào)的低通濾波器，不使用低通濾波器。因此，雖然在現(xiàn)有的位置 傳感器中必須使相位的計(jì)測(cè)等到低通濾波器的輸出波形平穩(wěn)為止，但在本實(shí)施方式的位置 傳感器la中沒(méi)有低通濾波器所引起的計(jì)測(cè)的延遲。由此，能夠縮短相位的計(jì)測(cè)所需的時(shí)間， 能夠縮短目標(biāo)2的位置X的探測(cè)所需的時(shí)間。此外，不存在如現(xiàn)有的位置傳感器那樣由于低 通濾波器的影響而導(dǎo)致在從第1模式切換為第2模式時(shí)相位計(jì)測(cè)值發(fā)生變化這樣的問(wèn)題。 即，不需要調(diào)整第2模式的初始相位，不需要用于調(diào)整第2模式的初始相位的電路(反饋上次 的相位的計(jì)測(cè)值的電路、計(jì)算第2模式的初始相位的電路等）。由此，能夠簡(jiǎn)化本實(shí)施方式的 位置傳感器la的電路。
[0157] 此外，在本實(shí)施方式的位置傳感器la中，不會(huì)降低相位0的計(jì)測(cè)精度就能夠使向正 弦線圈3以及余弦線圈4輸入的輸入波Wi i、Wi 2的基本頻率f (驅(qū)動(dòng)頻率)比現(xiàn)有的位置傳感器 尚。
[0158]這基于如下理由。即，假定在現(xiàn)有的位置傳感器與本實(shí)施方式中的位置傳感器la 中，波接收線圈5的輸出波形相同，并且相位計(jì)測(cè)部35的時(shí)間分辨率相同。于是，理由是，與 現(xiàn)有的位置傳感器的基于對(duì)直至電壓值的符號(hào)變化為止的時(shí)間進(jìn)行計(jì)測(cè)的相位計(jì)測(cè)相比， 本實(shí)施方式中的位置傳感器la的基于電壓值的采樣(采樣的時(shí)間點(diǎn)處的電壓值的計(jì)測(cè)）的 相位計(jì)測(cè)為高分辨率。即，理由是，與因時(shí)間計(jì)測(cè)的分辨率而產(chǎn)生的相位計(jì)測(cè)的誤差相比， 因電壓值計(jì)測(cè)的分辨率而產(chǎn)生的相位計(jì)測(cè)的誤差較小。例如，在現(xiàn)有的構(gòu)成中，將輸入波 Wii、Wi2的基本頻率f設(shè)為2MHz，將時(shí)間分辨率設(shè)為24MHz，在通過(guò)現(xiàn)有的位置傳感器的時(shí)間 計(jì)測(cè)來(lái)計(jì)測(cè)了相位_情況下，相位9的計(jì)測(cè)分辨率成為30度。相對(duì)于此，在本實(shí)施方式中的 位置傳感器la中，若以相同的時(shí)間分辨率24MHz，使電壓值分辨率相對(duì)于振幅為1/30以下， 通過(guò)電壓值的采樣來(lái)計(jì)測(cè)相位9,則相位9的計(jì)測(cè)分辨率高于現(xiàn)有的位置傳感器。由此，在本 實(shí)施方式中的位置傳感器la中，能夠以比現(xiàn)有的位置傳感器高的分辨率對(duì)相位0進(jìn)行計(jì)測(cè)。 因此，本實(shí)施方式中的位置傳感器la不會(huì)降低相位0的計(jì)測(cè)精度就能夠使向正弦線圈和余 弦線圈輸入的輸入波的基本頻率f?(驅(qū)動(dòng)頻率)比現(xiàn)有的位置傳感器高。
[0159]若提高輸入波Wi i、Wi 2的基本頻率f，則電壓的變化速度加快，從而波接收線圈5的 輸出信號(hào)V的振幅變大，S/N比也變大。因此，通過(guò)提高輸入波Wi^Wk的基本頻率f，從而能夠 得到振幅以及S/N比大的波接收線圈5的輸出信號(hào)V。即，在提高了輸入波Wh、Wi 2的基本頻率 f的情況下，波接收線圈5的輸出信號(hào)V的振幅以及S/N比變大，因此能夠在保持相位0的計(jì)測(cè) 精度或提高相位9的計(jì)測(cè)精度的同時(shí)，提高輸入波Wi^Wk的基本頻率f。而且，通過(guò)提高輸入 波Wii、Wi 2的基本頻率f，從而能夠縮短相位9的計(jì)測(cè)時(shí)間。此外，通過(guò)相位9的計(jì)測(cè)時(shí)間縮短， 從而能夠減少位置傳感器la的消耗電流。
[0160]另外，在本實(shí)施方式中，目標(biāo)2并不限于金屬（導(dǎo)體），也可以是電介質(zhì)、磁性體、LC 諧振器。此外，可動(dòng)體8并不限于非金屬性(絕緣體），也可以是金屬性（導(dǎo)體）、電介質(zhì)、磁性 體、LC諧振器，還可以與目標(biāo)2-體地形成。
[0161] 此外，在本實(shí)施方式中，基準(zhǔn)定時(shí)生成部31也可以同時(shí)發(fā)送基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)和波發(fā) 送開(kāi)始信號(hào)，還可以在發(fā)送了基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)之后發(fā)送波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)。在發(fā)送了基準(zhǔn)時(shí)刻 信號(hào)之后發(fā)送波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)的情況下，基準(zhǔn)定時(shí)生成部31在從發(fā)送了基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)時(shí)起 經(jīng)過(guò)了固定時(shí)間的時(shí)間點(diǎn)，發(fā)送波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)。即使這樣處理，若以基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)的輸入 時(shí)間點(diǎn)To為相位的基準(zhǔn)，則相位偏移分量y在每次的計(jì)測(cè)中也是固定的，若相位偏移分量S 不因溫度等因素而變動(dòng)，則相位偏移a也是固定(a〇)的。因此，即使這樣處理，也能夠與上述 實(shí)施方式同樣地計(jì)算與位置X對(duì)應(yīng)的相位分量0x。
[0162] 此外，在本實(shí)施方式中，發(fā)送波形生成部21也可以生成在從波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)的輸 入的時(shí)間點(diǎn)Ti起經(jīng)過(guò)了某時(shí)間的時(shí)間點(diǎn)從E<Ec變?yōu)镋>Ec的輸入波Wii。其中，從波發(fā)送開(kāi) 始信號(hào)的輸入時(shí)間點(diǎn)Ti起到輸入波Wi JAE < Ec變?yōu)镋 > Ec為止的時(shí)間在每次的計(jì)測(cè)中是固 定的。即使這樣處理，若以基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)的輸入時(shí)間點(diǎn)To為相位的基準(zhǔn)，則相位偏移分量Y 在每次的計(jì)測(cè)中也是固定的，若相位偏移分量S不因溫度等因素而變動(dòng)，則相位偏移a也是 固定(a〇)的。因此，即使這樣處理，也能夠與上述實(shí)施方式同樣地計(jì)算相位分量0x。
[0163] 此外，在本實(shí)施方式中，向正弦線圈3以及余弦線圈4輸入的輸入波Wi^Wk的相位 關(guān)系也可以是以下相位關(guān)系：向余弦線圈4輸入的輸入波Wi 2的相位相對(duì)于向正弦線圈3輸 入的輸入波Wii的相位延遲了 V2。在該情況下，從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V由下式(表 達(dá)式10)表示。
[0164][表達(dá)式 10]
[0166] 因此，在該情況下，相位0成為0 = _0x+a，所以計(jì)算9x* = -9*+a〇作為相位分量％。另 外，在該情況下，輸出信號(hào)V成為這樣與在上述實(shí)施方式中輸出信號(hào)V成為公式(表達(dá)式1)是 同樣的理由。即，若將通過(guò)向正弦線圈3輸入輸入波啊:而從波接收線圈5輸出的信號(hào)、與通 過(guò)向余弦線圈4輸入輸入波Wi 2而從波接收線圈5輸出的信號(hào)重疊相加，則成為由公式(表達(dá) 式10)表不的輸出信號(hào)V。
[0167] 此外，在本實(shí)施方式中，采樣周期ts也可以比（l/f)/2(輸入波Wi^Wis的周期的一 半)長(zhǎng)。即，自然數(shù)h也可以為1以上。此外，自然數(shù)N W并不限于1，也可以是其他整數(shù)(Nl-1以下 的整數(shù)）。例如，在自然數(shù)Nl為3的情況下，自然數(shù)NW也可以為2。此外，待機(jī)時(shí)間tw的結(jié)束時(shí)間 點(diǎn)也可以不與電位值y的采樣的定時(shí)一致。
[0168] (第2實(shí)施方式）
[0169] 圖7表示由第2實(shí)施方式的位置傳感器la采樣的波接收線圈5的輸出信號(hào)V。對(duì)于本 實(shí)施方式的位置傳感器la來(lái)說(shuō)，波接收線圈5的輸出信號(hào)V的采樣方法以及波接收線圈5的 輸出信號(hào)V的相位0的計(jì)測(cè)方法與上述第1實(shí)施方式不同。即，本實(shí)施方式的位置傳感器la中 的位置探測(cè)部22的AD定時(shí)生成部33、AD變換部34以及相位計(jì)測(cè)部35與上述第1實(shí)施方式不 同。關(guān)于本實(shí)施方式中的其他構(gòu)成，與上述第1實(shí)施方式相同。
[0170] AD定時(shí)生成部33與上述第1實(shí)施方式同樣地，以采樣周期ts = ((l/f)/2)X(NLXh +Nw)/NL的周期（與輸入波Wh、Wi2的周期的一半的整數(shù)倍不同的周期），發(fā)送AD定時(shí)信號(hào)。AD 變換部34與上述第1實(shí)施方式同樣地，以采樣周期ts對(duì)波接收線圈5的輸出信號(hào)V的電位值y 進(jìn)行采樣，并將采樣到的電位值y輸出到相位計(jì)測(cè)部35。但是，在本實(shí)施方式中，與上述第1 實(shí)施方式不同，是沌=3、11 = 2、咖=1，采樣周期七8是七8=(1/;〇\(7/6)。
[0171] 波接收線圈5的輸出信號(hào)V的電位值7如上述第1實(shí)施方式中所說(shuō)明的那樣，作為時(shí) 亥Ijt的函數(shù)，能夠借助頻率f下的電位值y的振動(dòng)的振幅A、振動(dòng)的中心電壓B以及相位0而表 示為丫 = 48；[11(2對(duì)1：-9)+13。在9>時(shí)，相位9為相位延遲。在本實(shí)施方式中，與上述第1實(shí)施方 式不同，中心電壓B是未知的。
[0172] 電位值y = Asin(2Jift-0)+B包含振幅A、中心電壓B、相位0這3個(gè)未知的系數(shù)。因此， 能夠根據(jù)(t，y)的3個(gè)不同的組(to，y〇)、（ ti，yi)、（ t2，y2)的值來(lái)求取振幅A、中心電壓B、相位 0的值。即，通過(guò)求解下式(表達(dá)式11)所示的聯(lián)立方程式，從而能夠求取振幅A、中心電壓B、 相位9的值。
[0173] [表達(dá)式 11]
[0174] y〇 = Asin(23ift〇-9)+B
[0175] yi = Asin(23ifti-9)+B
[0176] y2 = Asin(23ift2-9)+B
[0177] 其中，
[0181] (i為任意整數(shù)）
[0182] 即，設(shè)時(shí)刻t〇、tl的時(shí)間間隔（tl_t〇)、時(shí)刻tl、t2的時(shí)間間隔（t2-tl)以及時(shí)刻t〇、t2 的時(shí)間間隔（t2-to)都是與（（l/f)/2)Xi(i為整數(shù))不同即與輸入波Wi^Wis的周期的一半 的整數(shù)倍不同的時(shí)間間隔。這是由于，考慮到電位值y(=A sin(23ift-0)+B)具有1/f的周期 性這一情況，需要時(shí)間間隔(如，7〇)、^ 71)、山，72)為(17)的3個(gè)不同的組的值<^變換部 34以采樣周期^=((1/〇/2)\(見(jiàn)\1 1+舊瓜的周期（與輸入波町1、112的周期一半的整數(shù) 倍不同的周期對(duì)電位值y進(jìn)行采樣。因此，AD變換部34在這樣的時(shí)刻t〇、ti、t2對(duì)電位值y進(jìn)行 米樣。
[0183] 通過(guò)對(duì)時(shí)刻t〇、ti、t2處的電位值yo、yi、y2進(jìn)行計(jì)測(cè)，從而能夠得到（t，y)的3個(gè)不同 的組(如，7〇)、^71)、山，72)的值。然后，通過(guò)使用它們的值對(duì)公式(表達(dá)式11)的聯(lián)立方程 式進(jìn)行求解，從而能夠求取相位9的值。若求解公式(表達(dá)式11)的聯(lián)立方程式，則相位9成為 下式(表達(dá)式12)。

[0193] 通過(guò)公式(表達(dá)式12)而求取的相位0成為以時(shí)刻的基準(zhǔn)時(shí)刻(時(shí)刻0)為基 準(zhǔn)(相位的基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)Tc)的波接收線圈5的輸出信號(hào)V的相位0。
[0194] 另外，公式(表達(dá)式12)如下這樣導(dǎo)出。即，從公式(表達(dá)式11)的第1式、第2,得到下 式(表達(dá)式13)。
[0195] [表達(dá)式 13]
[0196] yi-y〇=Asin(23rft〇-23if (ti-t〇)-9)-Asin(23ift〇-9)
[0197] =Asin(23ift〇-9)cos(23Tf (ti-t〇))
[0198] +Acos(23ift〇-9)sin(23Tf (ti-t〇) )-Asin(23ift〇-9)
[0199] =Asin(23ift〇-9) (cos(2Jif (ti-t〇) )-l)
[0200] +Acos(23ift〇-9)sin(23Tf (ti-t〇))
[0201 ] 從公式(表達(dá)式13)，得到下式(表達(dá)式14)。
[0202][表達(dá)式 14]
[0208] 此外，從公式(表達(dá)式11)的第1式、第3式，同樣地得到下式(表達(dá)式15)。

[0215] 從公式(表達(dá)式14)(表達(dá)式15)，得到下式(表達(dá)式16)(表達(dá)式17)。
[0216][表達(dá)式 I6]
[0222] 公式(表達(dá)式16)(表達(dá)式17)是與上述第1實(shí)施方式的公式(表達(dá)式4)相同的形態(tài)。 因此，從公式(表達(dá)式16)(表達(dá)式17)，經(jīng)過(guò)與上述第1實(shí)施方式的公式(表達(dá)式6)(表達(dá)式7) (表達(dá)式8)同樣的過(guò)程，而得到下式(表達(dá)式18)。
[0223] 「表達(dá)式 181
[0225] 在公式(表達(dá)式16)(表達(dá)式17)中，e'zGi-e。因此，自0=6^0'以及公式(表達(dá)式 18)，形成公式(表達(dá)式12)。另外，相位9也能夠由下式(表達(dá)式19)表示。
[0226] [表達(dá)式 19]
[0228] 相位計(jì)測(cè)部35與上述第1實(shí)施方式同樣地，基于AD變換部34的輸出信號(hào)V，計(jì)測(cè)從 波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V的相位0中包含的與目標(biāo)2的位置X對(duì)應(yīng)的相位分量0 X。即，在 相位計(jì)測(cè)動(dòng)作中，與上述第1實(shí)施方式同樣地，基于AD變換部34的輸出，計(jì)測(cè)波接收線圈5的 輸出信號(hào)V的相位0，并基于相位0的計(jì)測(cè)值0*以及相位偏移a的基準(zhǔn)值a〇,計(jì)算與目標(biāo)2的位 置X對(duì)應(yīng)的相位分量0x。即，計(jì)算計(jì)測(cè)值0x* = 0*_a〇作為相位分量9x。但是，在本實(shí)施方式中， 相位0的計(jì)測(cè)方法與上述第1實(shí)施方式不同。
[0229] 即，相位計(jì)測(cè)部35如下進(jìn)行相位0的計(jì)測(cè)。相位計(jì)測(cè)部35與上述第1實(shí)施方式不同， 將由AD變換部34采樣到的3次份的電位值y保存在計(jì)測(cè)值存儲(chǔ)部36中。即，相位計(jì)測(cè)部35將 在從基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)的輸入時(shí)間點(diǎn)To起經(jīng)過(guò)了待機(jī)時(shí)間tw的時(shí)間點(diǎn)采樣到的電位值y作為yo 而保存在計(jì)測(cè)值存儲(chǔ)部36中，將這之后采樣到的電位值y依次作為電位值yi、y2而保存在計(jì) 測(cè)值存儲(chǔ)部36中。由此，在計(jì)測(cè)值存儲(chǔ)部36中，保存以^ = ((1訂)/2)\(見(jiàn)\11+^/見(jiàn)的采 樣周期ts(與輸入波WihWis的周期的一半的整數(shù)倍不同的采樣周期ts)進(jìn)行了 3次采樣而得 至1J的電位值y〇、yi、y2。
[0230]然后，相位計(jì)測(cè)部35基于這些在計(jì)測(cè)值存儲(chǔ)部36中保存的3個(gè)電位值7〇、71、 72，通 過(guò)上述的公式(表達(dá)式12)來(lái)求取波接收線圈5的輸出信號(hào)V的相位0。
[0231] 在該情況下，時(shí)刻如山山是以基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)的輸入時(shí)間點(diǎn)To為基準(zhǔn)時(shí)刻(時(shí)刻0) 的時(shí)刻。電位值y〇、yi、y2是時(shí)刻t〇、ti、t2處的電位值y。這樣求取的相位0成為以基準(zhǔn)時(shí)刻信 號(hào)的輸入時(shí)間點(diǎn)To為基準(zhǔn)(相位的基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)Tc)的波接收線圈5的輸出信號(hào)V的相位。相位 計(jì)測(cè)部35將這樣求取到的相位0設(shè)為波接收線圈5的輸出信號(hào)V的相位的計(jì)測(cè)值0*。在本實(shí) 施方式中，相位計(jì)測(cè)部35這樣來(lái)計(jì)測(cè)相位9。
[0232] 位置探測(cè)部22在整體上，基于以與輸入波Wi^Wis的周期的一半的整數(shù)倍不同的采 樣周期ts對(duì)從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V進(jìn)行了 3次采樣而得到的電位值y，來(lái)計(jì)測(cè)從波 接收線圈5得到的輸出信號(hào)V的相位0。然后，位置探測(cè)部22基于相位0以及相位偏移a的基準(zhǔn) 值a〇,求取與目標(biāo)2的位置X對(duì)應(yīng)的相位分量9x，來(lái)探測(cè)目標(biāo)2的位置X。
[0233] 根據(jù)本實(shí)施方式的位置傳感器la，通過(guò)對(duì)輸出信號(hào)V進(jìn)行N次(N為3以上的整數(shù))采 樣來(lái)求取相位0，從而能夠不受伴隨溫度變化等的波接收線圈5的輸出信號(hào)V的振動(dòng)的中心 電壓B的變化的影響地計(jì)算相位0，來(lái)探測(cè)目標(biāo)2的位置X。
[0234]另外，在本實(shí)施方式中，采樣周期ts可以比（l/f)(輸入波Wi^Wis的周期)短，此外， 也可以比（l/f)/2(輸入波Wi^Wk的周期的一半)短。即，自然數(shù)h可以為1，此外，也可以為0。 此外，自然數(shù)Nw并不限于1，也可以是其他整數(shù)(Nl-1以下的整數(shù)）。例如，在自然數(shù)Nl為3的情 況下，Nw也可以是2。此外，待機(jī)時(shí)間t w的結(jié)束時(shí)間點(diǎn)也可以不與電位值y的采樣的定時(shí)一 致。
[0235] 另外，在本實(shí)施方式中，也可以對(duì)波接收線圈5的輸出波形包含失真等或者電位值 y的計(jì)測(cè)值包含誤差的情況加以考慮，取代上述的公式(表達(dá)式12)而通過(guò)最小二乘法的方 法來(lái)求取相位Q。若通過(guò)最小二乘法的方法來(lái)求取相位Q，則成為下式(表達(dá)式20)。
[0236] [表達(dá)式 20]
N^-l N*-l
[0243] H2 = - [:yn cos(27iftn) H3 = ^yn n=0 n=0
[0244] 在該情況下，時(shí)刻tn是以基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)的輸入時(shí)間點(diǎn)To為基準(zhǔn)時(shí)刻（時(shí)刻0)的時(shí) 亥IJ。電位值y n是時(shí)刻tn處的電位值y。這樣求取的相位0成為以基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)的輸入時(shí)間點(diǎn)To 為基準(zhǔn)(相位的基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)Tc)的波接收線圈5的輸出信號(hào)V的相位0。
[0245] 另外，公式(表達(dá)式20)如下這樣導(dǎo)出。即，通過(guò)最小二乘法而求取的0是電位值7" (n = 0，l，2, ? ? ?，N*-1)的誤差的平方和取最小值時(shí)的0。電位值yn是第n+1個(gè)采樣到的電 位值y，N*是采樣到的電位值y的個(gè)數(shù)。
[0246] 電位值yn的誤差的平方的和即平方和D由下式(表達(dá)式21)表示。
[0247] [表達(dá)式 21] N*-1 d=E()v-Asin(27tf\-e)-B)2 n =0
[0248] N:;l , =Z(yn - Asin(2Tcftn)cos0 +Acos(27ift")sin0-B)2 n=u
[0249] 在此，若將變量u、v定義為u=Acos9、v=Asin9，則平方和D成為下式(表達(dá)式22)。
[0250] [表達(dá)式 22] N*-l 、
[0251] D = I(yn - ii sin(27iftn)+ vc()s(2Tiftn)-B)2 n=U
[0252] 平方和D取最小值時(shí)的條件是以變量u對(duì)平方和D進(jìn)行偏微分而得到的導(dǎo)數(shù)5D /沅、 以變量v對(duì)平方和D進(jìn)行偏微分而得到的導(dǎo)數(shù)3D / 3V、以中心電壓B對(duì)平方和D進(jìn)行偏微分 而得到的導(dǎo)數(shù)沉）/冊(cè)分別成為〇。即，滿足a〇/5u=0、aD/3v=0、aD/5B=0時(shí) 的相位Q是平方和D取最小值時(shí)的相位Q，是通過(guò)最小二乘法而求取的相位Q。
[0253] 偏微分6D / 5D /〔V、3D / 通過(guò)分別以變量u、變量V、中心電壓B對(duì)公 式(表達(dá)式22)進(jìn)行偏微分而得到，成為下式(表達(dá)式23)(表達(dá)式24)(表達(dá)式25)。
[0260]由于5D/h=0 cT>/fv = 0、cT>/5B = 0,因而若以(?D/(:u = 0、0D /0V二0、0D/SB=O的條件將公式(表達(dá)式23)、公式(表達(dá)式24)和公式(表達(dá)式25)展 開(kāi)，針對(duì)變量u、v、中心電壓B進(jìn)行整理），則得到下式(表達(dá)式26)。 「02611 「丟"I大忒
[0263]其中，
[0270] v/u = (Asin9)/(Acos9) = tan9成立，因此，0 = tan_l(v/u)，得到上述的公式(表達(dá) 式 20)。
[0271] (第3實(shí)施方式）
[0272] 圖8表示由第3實(shí)施方式的位置傳感器la采樣的波接收線圈5的輸出信號(hào)V。對(duì)于本 實(shí)施方式的位置傳感器la來(lái)說(shuō)，波接收線圈5的輸出信號(hào)V的采樣方法以及波接收線圈5的 輸出信號(hào)V的相位0的計(jì)測(cè)方法與上述第1實(shí)施方式不同。即，本實(shí)施方式的位置傳感器la中 的位置探測(cè)部22的AD定時(shí)生成部33、AD變換部34以及相位計(jì)測(cè)部35與上述第1實(shí)施方式不 同。關(guān)于本實(shí)施方式中的其他構(gòu)成，與上述第1實(shí)施方式相同。
[0273] AD定時(shí)生成部33與上述第1實(shí)施方式同樣地，以采樣周期ts = ((l/f)/2) X (NLXh +Nw)/Nl的周期（與輸入波Wi^Wis的周期的一半的整數(shù)倍不同的周期），發(fā)送AD定時(shí)信號(hào)。
[0274] 其中，在本實(shí)施方式中，采樣周期ts是利用3以上的整數(shù)N和比整數(shù)N大且非整數(shù)N 的整數(shù)倍的整數(shù)R，對(duì)輸入波Wi^Wis的周期（ = l/f)的R倍的時(shí)間進(jìn)行N等分的周期，即是輸 入波Wi^Wk的周期的R/N倍的周期。即，采樣周期ts為七8=((1/^)/2)\0\1^)/^』為3以 上的任意自然數(shù)，k為任意自然數(shù)，Z為N-1以下的任意自然數(shù)。NXk+Z是比N大且非N的整數(shù) 倍的整數(shù)。因此，采樣周期^( = ((1/〇/2)\0\1^2)/?是對(duì)輸入波啊1、112的周期（1訂） 的R倍的時(shí)間進(jìn)行N等分的周期。
[0275] 采樣周期 ts 由 ts=(l/f)X(NXk+Z)/N=((l/f)/2)X(2NXk+2Z)/N 表示。在 2Z< _勺情況下，設(shè)為22 = 1^、21^ = 11，采樣周期七8可表示為七8=((1/;〇/2)\(此\]1+化)/見(jiàn)。此 外，在2Z2N的情況下，設(shè)為2Z = N+Nw、2k+l=h，可表示為ts = ((l/f)/2) X(NLXh+Nw)/NL。 因此，采樣周期ts與上述第1實(shí)施方式同樣地，是與輸入波Wi^Wis的周期的一半的整數(shù)倍不 同的周期。此外，由于1、Z2 1，所以(NXk+Z)/N大于1。因此，采樣周期ts是比輸入波Wh、 Wi2的周期長(zhǎng)的周期。此外，NXk+Z是整數(shù)，N是3以上的自然數(shù)。因此，采樣周期ts是對(duì)輸入 波Wii、Wi 2的周期的整數(shù)倍的時(shí)間進(jìn)行了 N等分的周期(N為3以上）。
[0276] 即，采樣周期ts是與輸入波Wi^Wis的周期的一半的整數(shù)倍不同的周期，并且是比 輸入波Wi^Wis的周期長(zhǎng)且將輸入波Wi^Wis的周期的整數(shù)倍的時(shí)間等分成3以上的數(shù)目的 周期。
[0277] AD變換部34以采樣周期以（=(1/〇\0\1^)/?，對(duì)波接收線圈5的輸出信號(hào)￥ 的電位值y進(jìn)行采樣。由于采樣周期ts比輸入波Wi^Wis的周期長(zhǎng)，因此成為對(duì)波接收線圈5 的輸出信號(hào)V進(jìn)行下采樣。并且，以對(duì)波形Vs的周期（ = (l/f)XNXk+Z)進(jìn)行N等分的采樣周 期ts對(duì)將波接收線圈5的輸出信號(hào)V進(jìn)行了 (NXk+Z)分頻后得到的虛擬波形Vs進(jìn)行采樣。AD 變換部34將那些采樣到的電位值y輸出到相位計(jì)測(cè)部35。在本實(shí)施方式中，N = 3(NL = 3)、k = 6(h = 12)、Z = l(Nw=2)，ts=(l/f) X19/3=(l/f) X6+(l/f) X1/3。
[0278] 波接收線圈5的輸出的電位值y如在上述第1實(shí)施方式中所說(shuō)明的那樣，作為時(shí)刻t 的函數(shù)而能夠表示為7 =六8；[11(2對(duì)1：-9)+13。在此4為振幅，13為振動(dòng)的中心電壓，9為相位（ 9 >時(shí)為相位延遲）。在本實(shí)施方式中，與上述第1實(shí)施方式不同，B是未知的。
[0279] 電位值y = Asin(2Jift-0)+B包含A、B、0這3個(gè)未知的系數(shù)。因此，計(jì)測(cè)N*個(gè)(N*2 3) 電位值yn(n = 0，l，? ? ?，N*-1)，通過(guò)最小二乘法的方法，能夠求取相位9的值。另外，基于 AD變換部34的電位值y的采樣定時(shí)在將N次采樣作為1周期份的采樣的情況下成為1周期份 的采樣的電位值y分別取不同的值的定時(shí)。
[0280] 在對(duì)電位值y進(jìn)行計(jì)測(cè)的采樣周期ts為ts = (l/f)X(NXk+Z)/N的情況下，若將要 計(jì)測(cè)的電位值y的個(gè)數(shù)#設(shè)為#=NXm(m為任意自然數(shù)），通過(guò)最小二乘法的方法來(lái)求取相 位9的值，則成為下式(表達(dá)式27)。
[0281] [表達(dá)式 27]
[0283] 通過(guò)公式(表達(dá)式27)而求取的相位0成為以對(duì)電位值7"進(jìn)行計(jì)測(cè)的時(shí)刻^的基準(zhǔn) 時(shí)刻(時(shí)刻〇)為基準(zhǔn)(相位的基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)Tc)的波接收線圈5的輸出信號(hào)的相位。
[0284] 另外，公式(表達(dá)式27)如下這樣導(dǎo)出。即，通過(guò)最小二乘法而求取的相位0是電位 值yn(n = 0，l，2, ? ? ?，N*-1)的誤差的平方和取最小值時(shí)的值，如上述第2實(shí)施方式中所 說(shuō)明的那樣，成為上述的公式(表達(dá)式20)。
[0285] 在此，sin函數(shù)、cos函數(shù)在將M設(shè)為2以上的整數(shù)而將j設(shè)為0以上且小于M的整數(shù)的 情況下，滿足下式(表達(dá)式28)(表達(dá)式29)的關(guān)系。
[0286] [表達(dá)式 28]
[0290] 在采樣周期ts為ts = (l/f) X (NXk+Z)/N、yn的個(gè)數(shù)N*為N* = NXm的情況下，若考 慮公式(表達(dá)式28)(表達(dá)式29)的關(guān)系，則下式(表達(dá)式30)的關(guān)系得到滿足。
[0297] 因此，根據(jù)公式(表達(dá)式20)(表達(dá)式30)，得到上述的公式(表達(dá)式27)。
[0298] 相位計(jì)測(cè)部35與上述第1實(shí)施方式同樣地，基于AD變換部34的輸出，計(jì)測(cè)從波接收 線圈5得到的輸出信號(hào)V的相位0中包含的與目標(biāo)2的位置X對(duì)應(yīng)的相位分量0X。即，在相位計(jì) 測(cè)動(dòng)作中，與上述第1實(shí)施方式同樣地，根據(jù)基于AD變換部34的輸出對(duì)波接收線圈5的輸出 信號(hào)V的相位0進(jìn)行計(jì)測(cè)而得到的計(jì)測(cè)值0*以及相位偏移a的基準(zhǔn)值a〇,來(lái)計(jì)算與目標(biāo)2的位 置X對(duì)應(yīng)的相位分量0x。即，計(jì)算計(jì)測(cè)值0x*( = 0*-a〇)作為相位分量0x。但是，在本實(shí)施方式 中，相位0的計(jì)測(cè)方法與上述第1實(shí)施方式不同。
[0299] 即，在第3實(shí)施方式中，相位計(jì)測(cè)部35如下進(jìn)行相位0的計(jì)測(cè)。相位計(jì)測(cè)部35與上述 第1實(shí)施方式不同，將由AD變換部34采樣到的N* = N Xm次份(m為任意自然數(shù))的電位值y保 存在計(jì)測(cè)值存儲(chǔ)部36中。即，相位計(jì)測(cè)部35將在從基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)的輸入時(shí)間點(diǎn)To起經(jīng)過(guò)了 待機(jī)時(shí)間tw的時(shí)間點(diǎn)采樣到的電位值y作為yo而保存在計(jì)測(cè)值存儲(chǔ)部36中，將這以后第n次 采樣到的電位值y作為y n而保存在計(jì)測(cè)值存儲(chǔ)部36中。由此，在計(jì)測(cè)值存儲(chǔ)部36中，保存以 ts = (1/f) X (NXk+Z)/N的周期進(jìn)行了N*( = NXm)次采樣而得到的電位值yn(n = 0，1， 2, ? ? ? ，N*-l)〇
[0300] 然后，相位計(jì)測(cè)部35基于保存在計(jì)測(cè)值存儲(chǔ)部36中的N* = N Xm個(gè)的電位值yn，通 過(guò)上述公式(表達(dá)式27)來(lái)求取波接收線圈5的輸出信號(hào)V的相位0。
[0301 ]在該情況下，時(shí)刻tn是以基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)的輸入時(shí)間點(diǎn)To為基準(zhǔn)時(shí)刻（時(shí)刻0)的時(shí) 亥IJ。電位值yn是時(shí)刻tn處的電位值y。這樣求取的相位0成為以基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)的輸入時(shí)間點(diǎn)To 為基準(zhǔn)(相位的基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)Tc)的波接收線圈5的輸出信號(hào)V的相位0。相位計(jì)測(cè)部35將這樣 求取到的相位9設(shè)為波接收線圈5的輸出信號(hào)V的相位的計(jì)測(cè)值0*。在本實(shí)施方式中，相位計(jì) 測(cè)部35這樣來(lái)計(jì)測(cè)相位9。
[0302]在位置探測(cè)部22的整體的動(dòng)作中，位置探測(cè)部22以對(duì)輸入波Wi^Wis的周期的R(非 N的整數(shù)倍的整數(shù))倍的時(shí)間進(jìn)行N等分的周期，對(duì)從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V的電位 值y進(jìn)行N* = NXm次采樣。即，位置探測(cè)部22以輸入波Wi^Wis的周期的R/倍的采樣周期ts， 對(duì)從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V的電位值y進(jìn)行N*(=NXm)次采樣。然后，位置探測(cè)部22 基于進(jìn)行了 N* = NXm次采樣而得到的電位值^仏為0以上且小于N*的整數(shù)），計(jì)測(cè)從波接收 線圈5得到的輸出信號(hào)V的相位0。然后，位置探測(cè)部22基于相位0以及相位偏移a的基準(zhǔn)值 a〇,求取與目標(biāo)2的位置X對(duì)應(yīng)的相位分量0x，來(lái)探測(cè)目標(biāo)2的位置X。
[0303]換言之，位置探測(cè)部22對(duì)波接收線圈5的輸出信號(hào)V進(jìn)行下采樣，以對(duì)波形Vs的周 期（ = (l/f)XR)進(jìn)行N等分的采樣周期ts對(duì)將波接收線圈5的輸出信號(hào)V進(jìn)行了 R(=NXk+ Z)分頻后得到的虛擬波形Vs進(jìn)行N* = NXm次采樣。然后，位置探測(cè)部22基于進(jìn)行了 N* = NX m次采樣而得到的電位值y^(n為0以上且小于N*的的整數(shù)），探測(cè)目標(biāo)2的位置X。
[0304]在m= 1的情況下(N* = N)，以對(duì)輸入波Wii、Wi2的周期的R倍的時(shí)間進(jìn)行N等分的采 樣周期ts對(duì)電位值y進(jìn)行N次采樣，基于進(jìn)行了 N次（=N*次)采樣而得到的電位值y，探測(cè)目 標(biāo)2的位置X。此外，在m=l的情況下，也有時(shí)在將N次的采樣設(shè)為1周期份的采樣的情況下， 進(jìn)行1周期份的采樣(N* = N次），基于進(jìn)行了該1周期份的采樣而得到的電位值y，探測(cè)目標(biāo)2 的位置X。在m2 2的情況下，在將N次的采樣設(shè)為1周期份的采樣的情況下，進(jìn)行多個(gè)周期份 的采樣(N* = NXm次），基于進(jìn)行了該多個(gè)周期份的采樣而得到的電位值y，探測(cè)目標(biāo)2的位 置X。
[0305]對(duì)于這樣的相位0的計(jì)測(cè)方法來(lái)說(shuō)，要采樣的電位值yn的個(gè)數(shù)N* = N Xm越多，并且 m越大，其精度越高。在本實(shí)施方式中，設(shè)為~ = 34 = 6、111 = 5。即，在本實(shí)施方式中，將1/^的 19倍的時(shí)間設(shè)為1周期，將1周期份的電位值7的采樣個(gè)數(shù)設(shè)為3個(gè)，利用5周期份的電位值y 來(lái)對(duì)相位9進(jìn)行計(jì)測(cè)。
[0306] 在本實(shí)施方式中的位置傳感器la中，通過(guò)進(jìn)行3次以上(N次)的采樣來(lái)求取相位0， 從而能夠不受伴隨溫度變化等的波接收線圈5的輸出信號(hào)V的振動(dòng)的中心電壓B的變化的影 響地計(jì)算相位9，來(lái)探測(cè)目標(biāo)2的位置。
[0307]此外，通過(guò)以對(duì)輸入波Wi^Wis的周期（1/f)的R(非N的整數(shù)倍的整數(shù))倍的時(shí)間進(jìn) 行N等分、即以將周期（1/f)設(shè)為R/N倍而得到的采樣周期ts進(jìn)行波接收線圈5的輸出信號(hào)V 的N* (= N X m)次的采樣來(lái)求取相位0，從而能夠以較少的計(jì)算量高效地計(jì)算相位0，來(lái)探測(cè) 目標(biāo)2的位置X。此外，通過(guò)將N次的采樣設(shè)為1周期份的采樣，進(jìn)行多個(gè)m次周期份(m2 2)的 米樣來(lái)計(jì)算相位9，從而能夠提尚相位9的計(jì)測(cè)精度，能夠提尚目標(biāo)2的位置X的探測(cè)精度。
[0308] 另外，在本實(shí)施方式中，自然數(shù)Z并不限于1，也可以是N-1以下的其他整數(shù)。例如， 在N為3的情況下，Z也可以是2。此外，自然數(shù)m也可以是1。即，數(shù)N*也可以是3。此外，待機(jī)時(shí) 間tw的結(jié)束時(shí)間點(diǎn)也可以不與電位值y的采樣定時(shí)一致。
[0309] (第4實(shí)施方式）
[0310] 圖9是第4實(shí)施方式的位置傳感器lb的電氣結(jié)構(gòu)框圖。在圖9中，針對(duì)與圖2所示的 第1實(shí)施方式的位置傳感器la相同的部分賦予相同的參照編號(hào)。對(duì)于第4實(shí)施方式的位置傳 感器lb來(lái)說(shuō)，波接收線圈5的輸出信號(hào)的相位0的計(jì)測(cè)方法、以及相位0中包含的與目標(biāo)2的 位置X對(duì)應(yīng)的相位分量0 X的計(jì)測(cè)方法與上述第1實(shí)施方式不同。即，第4實(shí)施方式的位置傳感 器lb中的發(fā)送波形生成部21以及位置探測(cè)部22與上述第1實(shí)施方式不同。關(guān)于本實(shí)施方式 中的其他構(gòu)成，與上述第1實(shí)施方式相同。
[0311]位置探測(cè)部22除了具有上述第1實(shí)施方式的構(gòu)成以外，還具有從與輸入波Wi^Wis 的相位關(guān)系相關(guān)的多個(gè)模式中選擇1個(gè)模式的模式選擇部41，此外，基準(zhǔn)定時(shí)生成部31以及 相位計(jì)測(cè)部35與上述第1實(shí)施方式不同。關(guān)于位置探測(cè)部22的其他構(gòu)成，與上述第1實(shí)施方 式相同。
[0312]基準(zhǔn)定時(shí)生成部31向模式選擇部41發(fā)送模式切換信號(hào)。模式切換信號(hào)為表示是模 式的切換定時(shí)即指示模式的切換的信號(hào)。然后，基準(zhǔn)定時(shí)生成部31在發(fā)送了模式切換信號(hào) 之后，與上述第1實(shí)施方式同樣地，向發(fā)送波形生成部21發(fā)送波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)，在發(fā)送了波 發(fā)送開(kāi)始信號(hào)之后，向相位計(jì)測(cè)部35發(fā)送基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)。
[0313]基準(zhǔn)定時(shí)生成部31以規(guī)定的動(dòng)作周期反復(fù)進(jìn)行模式切換信號(hào)的發(fā)送、波發(fā)送開(kāi)始 信號(hào)的發(fā)送、以及基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)的發(fā)送?；鶞?zhǔn)定時(shí)生成部31在從發(fā)送了波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)時(shí) 起經(jīng)過(guò)了延遲時(shí)間ta的時(shí)間點(diǎn)發(fā)送基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)，在從發(fā)送了基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)時(shí)起經(jīng)過(guò)計(jì)測(cè) 動(dòng)作時(shí)間tb后發(fā)送模式切換信號(hào)。延遲時(shí)間ta以及計(jì)測(cè)動(dòng)作時(shí)間tb與上述第1實(shí)施方式相 同。
[0314]模式選擇部41若被輸入模式切換信號(hào)，則切換模式，向發(fā)送波形生成部21和相位 計(jì)測(cè)部35發(fā)送表示所選擇的模式的模式信號(hào)。即，模式選擇部41若在處于第1模式時(shí)被輸入 模式切換信號(hào)，則從第1模式向第2模式切換，向發(fā)送波形生成部21和相位計(jì)測(cè)部35發(fā)送表 示處于第2模式的模式信號(hào)。此外，模式選擇部41若在處于第2模式時(shí)被輸入模式切換信號(hào)， 則從第2模式向第1模式切換，并向發(fā)送波形生成部21和相位計(jì)測(cè)部35發(fā)送表示處于第1模 式的模式信號(hào)。
[0315]發(fā)送波形生成部21具有第1輸入模式和第2輸入模式來(lái)作為向正弦線圈3以及余弦 線圈4輸入輸入波Wi^Wis的輸入模式。第1輸入模式是將彼此的相位關(guān)系處于第1規(guī)定相位 關(guān)系的輸入波Wi^Wis分別向正弦線圈3以及余弦線圈4輸入的模式。第1規(guī)定相位關(guān)系是以 下相位關(guān)系：向余弦線圈4輸入的輸入波Wi 2的相位相對(duì)于向正弦線圈3輸入的輸入波Wii的 相位延遲了3jt/2。第2輸入模式是將彼此的相位關(guān)系處于與第1規(guī)定相位關(guān)系不同的第2規(guī) 定相位關(guān)系的輸入波Wi^Wk向正弦線圈3以及余弦線圈4輸入的模式。第2規(guī)定相位關(guān)系是 以下相位關(guān)系：向余弦線圈4輸入的輸入波Wi 2的相位相對(duì)于向正弦線圈3輸入的輸入波Wii 的相位延遲了 V2。向正弦線圈3以及余弦線圈4輸入的輸入波Wi^Wis與上述第1實(shí)施方式同 樣地，是正弦波。此外，向正弦線圈3以及余弦線圈4輸入的輸入波Wi^Wk的基本頻率f與上 述第1實(shí)施方式同樣地，是2MHz。
[0316]發(fā)送波形生成部21通過(guò)從模式選擇部41輸入模式信號(hào)來(lái)設(shè)定輸入模式。即，若被 輸入表示處于第1模式的模式信號(hào)，則設(shè)定為第1輸入模式，若被輸入表示處于第2模式的模 式信號(hào)，則設(shè)定為第2輸入模式。
[0317]此外，發(fā)送波形生成部21通過(guò)從基準(zhǔn)定時(shí)生成部31輸入波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)，從而開(kāi) 始輸入波Wi^Wis向正弦線圈3以及余弦線圈4的輸入。即，若在設(shè)定為第1輸入模式的狀態(tài)時(shí) 被輸入波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)，則開(kāi)始第1輸入模式下的輸入波Wii、Wi2的輸入，若在設(shè)定為第2輸 入模式的狀態(tài)時(shí)被輸入波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)，則開(kāi)始第2輸入模式下的輸入波Wi 1、Wi 2的輸入。 [0318] 即，第1輸入模式是將彼此的相位關(guān)系處于第1規(guī)定相位關(guān)系的輸入波Win Jin 分別向正弦線圈3以及余弦線圈4輸入的模式。第1規(guī)定相位關(guān)系是以下相位關(guān)系：向余弦線 圈4輸入的輸入波Wiu的相位相對(duì)于向正弦線圈3輸入的輸入波Wiw的相位延遲了3V2。第 2輸入模式是將彼此的相位關(guān)系處于與第1規(guī)定相位關(guān)系不同的第2規(guī)定相位關(guān)系的輸入波 Wi2-i、Wi2-2向正弦線圈3以及余弦線圈4輸入的模式。第2規(guī)定相位關(guān)系是以下相位關(guān)系：向 余弦線圈4輸入的輸入波Wi 2-2的相位相對(duì)于向正弦線圈3輸入的輸入波Wi 2-1的相位延遲了 31/2。這樣，第1模式的第1相位關(guān)系中的向余弦線圈4輸入的輸入波Wh-2的相位相對(duì)于向正 弦線圈3輸入的輸入波相位的相位差，與第2模式的第2相位關(guān)系中的向余弦線圈4輸 入的輸入波Wi2-2的相位相對(duì)于向正弦線圈3輸入的輸入波WiH的相位的相位差不同。向正 弦線圈3以及余弦線圈4輸入的輸入波町 1-1、112-1、111- 2、112-2與上述第1實(shí)施方式同樣地，是 正弦波。此外，向正弦線圈3以及余弦線圈4輸入的輸入波Wi^ jin 2、Wi2-2的基本頻率 f與上述第1實(shí)施方式同樣地，是2MHz。
[O319]第1輸入模式下的輸入波的輸入按如下進(jìn)行。圖10A是表示第4實(shí)施方式所涉及的 位置傳感器lb的第1模式下的向正弦線圈3以及余弦線圈4輸入的輸入波以及波 接收線圈5的輸出信號(hào)波形圖。在圖10A中，橫軸表示時(shí)刻t，縱軸表示輸入波WiH jin 的電壓值E和波接收線圈5的輸出信號(hào)Vi的值。如圖10A所示，輸入波WiH是在波發(fā)送開(kāi)始信 號(hào)的輸入的時(shí)間點(diǎn)Ti電壓值E與中心電壓Ec的關(guān)系WE < Ec變?yōu)镋 > Ec的具有基本頻率f的 正弦波。輸入波Wiw是在從波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)的輸入時(shí)間點(diǎn)Ti起延遲了（1/f) X (3/4)的時(shí)間 點(diǎn)電壓值E與中心電壓Ec的關(guān)系WE <Ec變?yōu)镋 > Ec的基本頻率f的正弦波。輸入波Wi卜i的基 本頻率f和輸入波Wiu的基本頻率f是彼此相同的頻率。并且，輸入波Wi^被輸入到正弦線 圈3，輸入波Wi p2被輸入到余弦線圈4。
[0320]向正弦線圈3輸入的輸入波Wi^是以某基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)TC1為基準(zhǔn)的相位延遲量為y i (Y i>0)的正弦波，向余弦線圈4輸入的輸入波WiH是以某基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)TC1S基準(zhǔn)的相位延 遲量為Y 1+3V2的正弦波?；鶞?zhǔn)時(shí)間點(diǎn)TC1能夠任意決定，y i是根據(jù)基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)TC1的選擇 而產(chǎn)生的相位偏移分量。若將輸入波Wi h的電壓值EWE <Ec變?yōu)镋 >Ec的時(shí)間點(diǎn)（例如波發(fā) 送開(kāi)始信號(hào)的輸入時(shí)間點(diǎn)Ti)決定為基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)TC1，則成為y i = 0，輸入波Wi^的相位成為 〇，輸入波Wi 1-2的相位成為3jt/2。在第1模式下輸入波Wi 1-1與輸入波Wi 1-2的相位關(guān)系成為以 下相位關(guān)系:輸入波Wii-2的相位相對(duì)于輸入波Wh-i的相位延遲了 3V2。
[0321]若向正弦線圈3和余弦線圈4分別輸入輸入波Wiw和輸入波Win，則從波接收線圈 5輸出輸出信號(hào)Vi(第1輸出信號(hào)）。輸出信號(hào)乂:以與輸入波的基本頻率f相同的基 本頻率f振動(dòng)，相對(duì)于輸入波Wii-i延遲了相位差Si。
[0322] 第2輸入模式下的輸入波的輸入按如下進(jìn)行。圖10B是表示第4實(shí)施方式所涉及的 位置傳感器lb的第2模式下的向正弦線圈3以及余弦線圈4輸入的輸入波以及波 接收線圈5的輸出信號(hào)V2的波形圖。在圖10A中，橫軸表不時(shí)刻t，縱軸表不輸入波Wi2-i、Wi2-2 的電壓值E和波接收線圈5的輸出信號(hào)V 2的值。如圖10B所示，輸入波Wiu是在波發(fā)送開(kāi)始信 號(hào)的輸入時(shí)間點(diǎn)Ti電壓值E與中心電壓Ec的關(guān)系WE<Ec變?yōu)镋>Ec的基本頻率f的正弦波。 此外，輸入波Wi 2-2是在從波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)的輸入時(shí)間點(diǎn)Ti起延遲了（l/f)X(l/4)的時(shí)間點(diǎn) 電壓值E與中心電壓Ec的關(guān)系WE<Ec變?yōu)镋>Ec的基本頻率f的正弦波。輸入波Wi^的基本 頻率f和輸入波Wi 2-2的基本頻率f是彼此相同的頻率。并且，輸入波Wi^被輸入到正弦線圈 3,輸入波Wi 2-2被輸入到余弦線圈4。
[0323] 向正弦線圈3輸入的輸入波Wi:^是以某基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)Tc2為基準(zhǔn)的相位延遲量為Y 2 (Y 2>0)的正弦波，向余弦線圈4輸入的輸入波Wi2-2是以某基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)Tc 2為基準(zhǔn)的相位延 遲量為y 2+V2的輸入波。y 2是根據(jù)基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)Tc2的選擇而產(chǎn)生的相位偏移分量。若將輸 入波Wi 2-i的電壓值EWE < Ec變?yōu)镋 > Ec的時(shí)間點(diǎn)（例如波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)的輸入時(shí)間點(diǎn)T i)決 定為基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)Tc2,則成為y2 = 0,輸入波Wi2-i的相位成為0,輸入波Wi2-2的相位成為V2。 在第2模式下，輸入波Wi 2-1與輸入波W i 2-2的相位關(guān)系成為以下相位關(guān)系:輸入波Wi 2-2的相位 相對(duì)于輸入波Wi^的相位延遲了 n/2。
[0324] 若向正弦線圈3和余弦線圈4分別輸入輸入波Wi:^和輸入波Wi2-2,則從波接收線圈 5輸出輸出信號(hào)V 2(第2輸出信號(hào)）。輸出信號(hào)％以與輸入波的基本頻率f相同的基 本頻率f振動(dòng)，相對(duì)于輸入波Wi2-i延遲了相位差S 2。
[0325] 在發(fā)送波形生成部21在第1輸入模式下向正弦線圈3以及余弦線圈4分別輸入了輸 入波Wh-i以及輸入波Wh-2時(shí)，在時(shí)刻t從波接收線圈5得到的電壓即輸出信號(hào)乂:由下式(表 達(dá)式31)表示。
[0326] 「衷伏式 311
[0328] 在此，ai為ai= y i+S-jt/2,其是相位偏移。y 1是根據(jù)基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)Tci的選擇而廣生 的相位偏移分量，是以基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)1^為基準(zhǔn)的輸入波Wi h的相位(相位延遲量)所對(duì)應(yīng)的 分量。S是因溫度等因素而產(chǎn)生的相位偏移分量(相位延遲）。
[0329] 此外，在發(fā)送波形生成部21在第2輸入模式下向正弦線圈3以及余弦線圈4分別輸 入了輸入波Wi 2-i以及輸入波Wi2-2時(shí)，在時(shí)亥Ij t從波接收線圈5得到的電壓即輸出信號(hào)V2由下 式(表達(dá)式32)表示。
[0330][表達(dá)式 32]
[0332] 在此，a〗為a2= y 2+5-31/2,其是相位偏移。y 2是根據(jù)基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)Tc2的選擇而廣生 的相位偏移分量，是以基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)Tc2為基準(zhǔn)的輸入波Wi h的相位(相位延遲量)所對(duì)應(yīng)的 分量。
[0333]輸出信號(hào)Vi、V2由公式(表達(dá)式32)表不與上述第1實(shí)施方式中輸出信號(hào)V由公式(表 達(dá)式1)以及公式(表達(dá)式10)表示為同樣的理由。
[0334]根據(jù)公式(表達(dá)式31)可知，輸出信號(hào)Vi是以與輸入波WinWiu的基本頻率f相同 的基本頻率f變化的信號(hào)。此外，輸出信號(hào)Vi的相位01為01 = (231/1^+5-31/2+丫1。相位01是以 基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)1^為基準(zhǔn)的相位，0XX)時(shí)，其是以基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)T C1為基準(zhǔn)的相位延遲量。即，輸 出信號(hào)Vi相對(duì)于輸入波Wiw延遲了相位差SI (= (23t/L)X+S-jt/2)。
[0335] 此外，根據(jù)公式(表達(dá)式32)可知，輸出信號(hào)V2是以與輸入波Wi2-hWk-2的基本頻率 f相同的基本頻率f變化的信號(hào)。此外，輸出信號(hào)V2的相位02為02 = -(2VL)X+S-3i/2+y2。相 位92是以基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)Tc2為基準(zhǔn)的相位，0 2 >0時(shí)，其是以基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)Tc2為基準(zhǔn)的相位延遲 量。即，輸出信號(hào)V2相對(duì)于輸入波延遲了相位差S2(=-(23t/L)X+S-jt/2)。
[0336] 相位0i包含與目標(biāo)2的位置X對(duì)應(yīng)的相位分量0x( = (2jt/L)X)和相位偏移~（=5+ Y i-Ji/2)，相位02包含相位分量9x( = (2jt/L)X)和相位偏移a2( = 5+ y 2_3t/2)。若使用相位分 量91和相位偏移(11、€[2來(lái)表不相位91、 92，則成為91 =如+(11，92 = -91+(12。相位91、92成為根據(jù)目 標(biāo)2的位置X而不同的值。
[0337] 輸入波Wh-iWk-i都是具有在波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)的輸入時(shí)間點(diǎn)TiWE<Ec變化為E> Ec的電壓值E的信號(hào)。即，輸入波Wh-iWk-i是具有以波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)的輸入時(shí)間點(diǎn)Ti為基準(zhǔn) 在相同定時(shí)下WE<Ec變化為E>Ec的電壓值E的信號(hào)。因此，只要波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)的輸入時(shí) 間點(diǎn)T i和輸入波W i 1 -1的相位的基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)T c 1的時(shí)間差、與波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)的輸入時(shí)間點(diǎn) Ti和輸入波Wi^的相位的基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)Tc2的時(shí)間差相等，則相位偏移分量y i、y 2便滿足y i =Y 2的關(guān)系。
[0338] 即，若將基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)TC1和基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)Tc2都選擇為從波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)的輸入時(shí)間 點(diǎn)Ti起經(jīng)過(guò)了相同時(shí)間的時(shí)間點(diǎn)(例如基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)的輸入時(shí)間點(diǎn)To)，則成為y y 2。若 Yi= Y2,則ai = a2,相位9i的相位偏移ai和相位02的相位偏移a2彼此相等，相位9i、02為9i = 0x+a、02 = -9x+a(a = a1 = a2) 〇
[0339] 圖11A表示相位偏移ai、a^此相等(ai = a2 = a)的情況下的目標(biāo)2的位置X與相位 Qi、92的關(guān)系。在圖11A中，縱軸表不相位h、02的值，橫軸表不目標(biāo)2的位置X。另外，圖11A圖 示了相位偏移a為正值的情況。相位分量為與目標(biāo)2的位置X成比例的值，且在目標(biāo)2的位 置X從探測(cè)區(qū)域Rd的左端302(X = -L/2)到右端301(X = L/2)的范圍內(nèi)從-Jr增加至31。相位0^ 為 01 = 0x+a，相位 02 成為 02-0x+a。
[0340]因此，在相位偏移a為正值的情況下，相位0:在目標(biāo)2的位置X從探測(cè)區(qū)域Rd的左端 302(X = -L/2)到周期APi的范圍內(nèi)從-Ji+a增加至31，在目標(biāo)2的位置X從周期點(diǎn)丹到探測(cè)區(qū)域 Rd的右端301(X = L/2)的范圍內(nèi)從-Jr增加至-Ji+a。此外，在相位偏移a為正值的情況下，相位 02在目標(biāo)2的位置X從探測(cè)區(qū)域Rd的左端302至I」周期點(diǎn)P2的范圍內(nèi)從-3i+a減少至-JT，在目標(biāo)2 的位置X從周期點(diǎn)P 2到探測(cè)區(qū)域Rd的右端301的范圍內(nèi)從JT減少至-Ji+a。
[0341] 圖11B表示相位偏移ai、a^此相等(ai = a2 = a)的情況下的目標(biāo)2的位置X與相位 Qi、92的關(guān)系。在圖11A中，縱軸表不相位h、02的值，橫軸表不目標(biāo)2的位置X。另外，圖11B圖 示了相位偏移a為負(fù)值的情況。在相位偏移a為負(fù)值的情況下，相位在目標(biāo)2的位置X從探 測(cè)區(qū)域Rd的左端302(X = _L/2)到周期APi的范圍內(nèi)從Ji+a增加至31，在目標(biāo)2的位置X從周期 點(diǎn)Pi到探測(cè)區(qū)域Rd的右端301 (X = L/2)的范圍內(nèi)從-Jr增加至Ji+a。此外，在相位偏移a為負(fù)值 的情況下，相位02在目標(biāo)2的位置X從探測(cè)區(qū)域Rd的左端302(X = -L/2)到周期點(diǎn)？2的范圍內(nèi) 從ji+a減少至-JT，在目標(biāo)2的位置X從周期點(diǎn)P2到探測(cè)區(qū)域Rd的右端301(X = L/2)的范圍內(nèi)從JT 減少至n+a。
[0342] 另外，周期點(diǎn)P^a為正值的情況下，為PfL/^-a/^yXa，在a為負(fù)值的情況下， 為卩1 = -172-〇7231)\€[。周期點(diǎn)？2為?2 = -?1。相位偏移€[的絕對(duì)值越小(接近于0)，周期點(diǎn)？1 和周期點(diǎn)P2越接近于L/2(探測(cè)區(qū)域Rd的右端301)和-L/2(探測(cè)區(qū)域Rd的左端302)。即，在相 位偏移a為正值的情況下，相位偏移a的絕對(duì)值越小(接近于0)，周期點(diǎn)PjP周期點(diǎn)P 2分別越 接近于L/2(探測(cè)區(qū)域Rd的右端301)和_L/2(探測(cè)區(qū)域Rd的左端302)。在相位偏移a為負(fù)值的 情況下，相位偏移a的絕對(duì)值越小(接近于0)，周期點(diǎn)P4P周期點(diǎn)P 2分別越接近于_L/2(探測(cè) 區(qū)域Rd的左端302)和L/2 (探測(cè)區(qū)域Rd的右端301)。
[0343] 在相位偏移ai、a2彼此相等的情況下，相位0^02滿足 的關(guān)系。因此，只要能夠求取相位偏移ai、a2彼此相等的情況下的相位0:、02，便能夠根據(jù)0 X = (9i-92)/2的關(guān)系來(lái)求取相位分量9x，能夠根據(jù)9x=(2jt/L)X的關(guān)系來(lái)求取目標(biāo)2的位置X。
[0344] AD定時(shí)生成部33與上述第1實(shí)施方式同樣地，以采樣周期ts( = ((l/f)/2)X(NLX h+Nw)/NL)即以與輸入波Wh-kWh-2、Wi2-hWk- 2的周期的一半的整數(shù)倍不同的采樣周期ts， 向AD變換部34發(fā)送AD定時(shí)信號(hào)。AD變換部34與上述第1實(shí)施方式同樣地，將以采樣周期ts對(duì) 波接收線圈5的輸出信號(hào)V的電位值y進(jìn)行了采樣而得到的電位值y n輸出到相位計(jì)測(cè)部35(n =0，1，2, ? ? ?，N*-l)〇
[0345] 相位計(jì)測(cè)部35基于AD變換部34的輸出，即基于從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V， 求取從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V的相位0中包含的與目標(biāo)2的位置X對(duì)應(yīng)的相位分量 9x〇
[0346]相位計(jì)測(cè)部35作為用于對(duì)與目標(biāo)2的位置X對(duì)應(yīng)的相位分量0X進(jìn)行計(jì)測(cè)的相位計(jì) 測(cè)動(dòng)作，具有第1計(jì)測(cè)模式和第2計(jì)測(cè)模式。
[0347] 相位計(jì)測(cè)部35通過(guò)從模式選擇部41輸入模式信號(hào)，來(lái)設(shè)定計(jì)測(cè)模式。即，若被輸入 表示處于第1模式的模式信號(hào)，則將相位計(jì)測(cè)部35設(shè)定為第1計(jì)測(cè)模式，若被輸入表示處于 第2模式的模式信號(hào)，則將相位計(jì)測(cè)部35設(shè)定為第2計(jì)測(cè)模式。來(lái)自模式選擇部41的模式信 號(hào)被輸入到發(fā)送波形生成部21和相位計(jì)測(cè)部35雙方。因此，在發(fā)送波形生成部21為第1輸入 模式時(shí)，相位計(jì)測(cè)部35為第1計(jì)測(cè)模式，在發(fā)送波形生成部21為第2輸入模式時(shí)，相位計(jì)測(cè)部 35為第2計(jì)測(cè)模式。
[0348] 此外，相位計(jì)測(cè)部35通過(guò)從基準(zhǔn)定時(shí)生成部31輸入基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)，從而開(kāi)始此時(shí) 所設(shè)定的計(jì)測(cè)模式下的動(dòng)作。即，相位計(jì)測(cè)部35若在設(shè)定為第1計(jì)測(cè)模式的狀態(tài)時(shí)被輸入基 準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)，則開(kāi)始第1計(jì)測(cè)模式下的動(dòng)作，若在設(shè)定為第2計(jì)測(cè)模式的狀態(tài)時(shí)被輸入基準(zhǔn) 時(shí)刻信號(hào)，則開(kāi)始第2計(jì)測(cè)模式下的動(dòng)作。
[0349] 在第1計(jì)測(cè)模式下，相位計(jì)測(cè)部35將利用與上述第1實(shí)施方式同樣的方法來(lái)對(duì)第1 模式下從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)^的相位0:進(jìn)行計(jì)測(cè)而得到的計(jì)測(cè)值0^存儲(chǔ)在計(jì)測(cè) 值存儲(chǔ)部36中。
[0350] 在第2計(jì)測(cè)模式下，相位計(jì)測(cè)部35將利用與上述第1實(shí)施方式同樣的方法來(lái)對(duì)第2 模式下從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)^的相位0 2進(jìn)行計(jì)測(cè)而得到的計(jì)測(cè)值02*存儲(chǔ)在計(jì)測(cè) 值存儲(chǔ)部36中。此外，在第2計(jì)測(cè)模式下，相位計(jì)測(cè)部35基于計(jì)測(cè)值0i*以及計(jì)測(cè)值02*，來(lái)計(jì) 算與目標(biāo)2的位置X對(duì)應(yīng)的相位分量0x。即，相位計(jì)測(cè)部35計(jì)算計(jì)測(cè)值0x*( = (91*_92*)/2)作 為相位分量0x。
[0351] 在相位計(jì)測(cè)部35為第1計(jì)測(cè)模式時(shí)，發(fā)送波形生成部21為第1輸入模式，在相位計(jì) 測(cè)部35為第2計(jì)測(cè)模式時(shí)，發(fā)送波形生成部21為第2輸入模式。因此，在第1計(jì)測(cè)模式下對(duì)相 位9進(jìn)行計(jì)測(cè)時(shí)的波接收線圈5的輸出信號(hào)為第1輸出信號(hào)^，在第2計(jì)測(cè)模式下對(duì)相位0進(jìn) 行計(jì)測(cè)時(shí)的波接收線圈5的輸出信號(hào)為第2輸出信號(hào)V 2。
[0352] 因此，在第1計(jì)測(cè)模式下計(jì)測(cè)出的相位0是以基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)的輸入時(shí)間點(diǎn)To為基準(zhǔn) 的第1輸出信號(hào)^的相位0:的計(jì)測(cè)值0i*。此外，在第2計(jì)測(cè)模式下計(jì)測(cè)出的相位0是以基準(zhǔn)時(shí) 亥IJ信號(hào)的輸入時(shí)間點(diǎn)To為基準(zhǔn)的第2輸出信號(hào)％的相位0 2的計(jì)測(cè)值02*。
[0353] 由于基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)的輸入時(shí)間點(diǎn)To為相位0^02的基準(zhǔn)時(shí)間點(diǎn)TC1、Tc2,因而丫 1 = 丫 2，ai = a2。即，相位9i、02、相位分量9x以及相位偏移a( =ai = a2)為9i = 9x+a、02 = -9x+a、9x =(01_02)/2。因此，在第2計(jì)測(cè)模式下計(jì)算出的計(jì)測(cè)值0x*= (0i*_02*)/2是與目標(biāo)2的位置X 對(duì)應(yīng)的相位分量如。
[0354] 輸出變換部37將由相位計(jì)測(cè)部35計(jì)測(cè)出的相位分量0X(計(jì)測(cè)值0X*)變換成目標(biāo)2的 位置X。即，與上述第1實(shí)施方式同樣地，通過(guò)X=0 x*X(L/23i)來(lái)進(jìn)行計(jì)算，作為目標(biāo)2的位置 X。然后，輸出變換部37輸出所計(jì)算出的目標(biāo)2的位置X。
[0355] 接著，說(shuō)明位置傳感器lb的整體的動(dòng)作。在初始狀態(tài)下，假定模式選擇部41處于第 2模式。首先，基準(zhǔn)定時(shí)生成部31向模式選擇部41發(fā)送模式切換信號(hào)。由此，模式選擇部41被 輸入模式切換信號(hào)，從第2模式切換為第1模式，并向發(fā)送波形生成部21和相位計(jì)測(cè)部35發(fā) 送表示處于第1模式的模式信號(hào)。由此，發(fā)送波形生成部21被輸入表示處于第1模式的模式 信號(hào)，將輸入模式設(shè)定為第1輸入模式。此外，相位計(jì)測(cè)部35被輸入表示處于第1模式的模式 信號(hào)，將計(jì)測(cè)模式設(shè)定為第1計(jì)測(cè)模式。
[0356] 接下來(lái)，基準(zhǔn)定時(shí)生成部31向發(fā)送波形生成部21發(fā)送波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)。由此，發(fā)送 波形生成部21被輸入波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)，在第1輸入模式下開(kāi)始輸入波Wii-i以及輸入波Wii-2 向正弦線圈3以及余弦線圈4的輸入。由此，從波接收線圈5輸出第1輸出信號(hào)Vu
[0357] 此外，基準(zhǔn)定時(shí)生成部31向相位計(jì)測(cè)部35發(fā)送基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)。由此，相位計(jì)測(cè)部35 被輸入基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)，開(kāi)始第1計(jì)測(cè)模式下的動(dòng)作，對(duì)相位9進(jìn)行計(jì)測(cè)，并將該計(jì)測(cè)出的相位 9作為第1輸出信號(hào)乂:的相位0 1而存儲(chǔ)在計(jì)測(cè)值存儲(chǔ)部36中。
[0358]然后，基準(zhǔn)定時(shí)生成部31向模式選擇部41發(fā)送模式切換信號(hào)。由此，模式選擇部41 被輸入模式切換信號(hào)，從第1模式切換為第2模式，并向發(fā)送波形生成部21和相位計(jì)測(cè)部35 發(fā)送表示處于第2模式的模式信號(hào)。由此，發(fā)送波形生成部21被輸入表示處于第2模式的模 式信號(hào)，將輸入模式設(shè)定為第2輸入模式。此外，相位計(jì)測(cè)部35被輸入表示處于第2模式的模 式信號(hào)，將計(jì)測(cè)模式設(shè)定為第2計(jì)測(cè)模式。
[0359]接下來(lái)，基準(zhǔn)定時(shí)生成部31向發(fā)送波形生成部21發(fā)送波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)。由此，發(fā)送 波形生成部21被輸入波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)，在第2輸入模式下開(kāi)始輸入波Wi2-i以及輸入波Wi2-2 向正弦線圈3以及余弦線圈4的輸入。由此，從波接收線圈5輸入第2輸出信號(hào)V 2。
[0360]此外，基準(zhǔn)定時(shí)生成部31向相位計(jì)測(cè)部35發(fā)送基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)。由此，相位計(jì)測(cè)部35 被輸入基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)，開(kāi)始第2計(jì)測(cè)模式下的動(dòng)作，對(duì)相位0進(jìn)行計(jì)測(cè)，并將該計(jì)測(cè)出的相位 9作為第2輸出信號(hào)％的相位02而存儲(chǔ)在計(jì)測(cè)值存儲(chǔ)部36中。然后，相位計(jì)測(cè)部35基于存儲(chǔ)在 計(jì)測(cè)值存儲(chǔ)部36中的相位0i、02，通過(guò)0x= ( 0i_02)/2來(lái)計(jì)算與目標(biāo)2的位置X對(duì)應(yīng)的相位分量 9x。然后，輸出變換部37通過(guò)X = 0XX (L/2JI)來(lái)計(jì)算目標(biāo)2的位置X并輸出。
[0361] 然后，基準(zhǔn)定時(shí)生成部31也反復(fù)進(jìn)行模式切換信號(hào)向模式選擇部41的發(fā)送、波發(fā) 送開(kāi)始信號(hào)向發(fā)送波形生成部21的發(fā)送、以及基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)向相位計(jì)測(cè)部35的發(fā)送。由此， 上述動(dòng)作被反復(fù)進(jìn)行，連續(xù)地計(jì)算目標(biāo)2的位置X并輸出。
[0362] 圖12表示目標(biāo)2的位置X與相位分量0x的計(jì)測(cè)值0x*的關(guān)系。在圖12中，縱軸表示相 位9的計(jì)測(cè)值9*的值，橫軸表示目標(biāo)2的位置X。不論相位偏移a是正值還是負(fù)值，在目標(biāo)2的 位置X處于從探測(cè)區(qū)域Rd的周期點(diǎn)內(nèi)到周期點(diǎn)丹的范圍時(shí)，計(jì)測(cè)值0 X*都成為與目標(biāo)2的位置 X成比例的值，且在從周期點(diǎn)內(nèi)到周期APi的范圍內(nèi)從-Ji+a增加至Ji-a。此外，不論a是正值還 是負(fù)值，計(jì)測(cè)值9x*在從探測(cè)區(qū)域Rd的左端302 (X = -L/2)到周期點(diǎn)P2的范圍內(nèi)從0增加至a， 在從周期點(diǎn)Pi到探測(cè)區(qū)域Rd的右端301(X = L/2)的范圍內(nèi)從-a增加至0。即，不論相位偏移a 是正值還是負(fù)值，計(jì)測(cè)值在從周期點(diǎn)Pglj周期點(diǎn)范圍中，成為與實(shí)際的相位分量0x (參照?qǐng)D4A和圖4B所示的相位分量0X)相同的值，在這以外的范圍中，成為從實(shí)際的相位分 量9X偏咼了31的值。
[0363] 例如，將目標(biāo)2的移動(dòng)范圍限制為從周期點(diǎn)Pi到周期AP2的范圍，通過(guò)僅計(jì)算從周 期點(diǎn)Pjlj周期點(diǎn)P 2的范圍的計(jì)測(cè)值9x*，便能夠在從周期點(diǎn)Pglj周期點(diǎn)P2的范圍中探測(cè)目標(biāo)2 的位置X并輸出。
[0364] 根據(jù)本實(shí)施方式的位置傳感器lb，即使在相位偏移a未知的情況下或相位偏移a因 溫度等因素而變動(dòng)的情況下，也能夠計(jì)測(cè)相位分量如，從而探測(cè)目標(biāo)2的位置X。
[0365] 另外，在本實(shí)施方式中，也可以通過(guò)與上述第2或第3實(shí)施方式同樣的方法，來(lái)計(jì)測(cè) 從波接收線圈5得到的輸出的相位0(0^02)。即，位置探測(cè)部22的AD定時(shí)生成部33、AD變換部 34以及相位計(jì)測(cè)部35可以是與上述第2或第3實(shí)施方式同樣的構(gòu)成。
[0366] 此外，在本實(shí)施方式中，基準(zhǔn)定時(shí)生成部31也可以同時(shí)發(fā)送基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)和波發(fā) 送開(kāi)始信號(hào)，還可以在發(fā)送了基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)之后發(fā)送波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)。在發(fā)送了基準(zhǔn)時(shí)刻 信號(hào)之后發(fā)送波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)的情況下，在從發(fā)送了基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)時(shí)起經(jīng)過(guò)了一定時(shí)間的 時(shí)間點(diǎn)，發(fā)送波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)即可。即使這樣處理，若以基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)的輸入時(shí)間點(diǎn)To為相 位的基準(zhǔn)，貝U相位偏移分量y 1、y 2也是y i= y 2,相位U2、相位分量9x以及相位偏移a(= ai = a2)也是01 =如+(1、02 = -01+(1。因此，即使這樣處理，也能夠與上述實(shí)施方式同樣地計(jì)算 相位分量如。
[0367] 此外，在本實(shí)施方式中，發(fā)送波形生成部21也可以生成具有在從波發(fā)送開(kāi)始信號(hào) 的輸入時(shí)間點(diǎn)Ti起經(jīng)過(guò)了某時(shí)間的時(shí)間點(diǎn)從E<Ec變?yōu)镋>Ec的電壓值E的輸入波Win、輸 入波Wi^。其中，從波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)的輸入時(shí)間點(diǎn)Ti起到輸入波Wi^的電壓值EWE<Ec變 SE > Ec為止的時(shí)間、和從波發(fā)送開(kāi)始信號(hào)的輸入時(shí)間點(diǎn)Ti起到輸入波Wi h的電壓值EWE <Ec變化為E >Ec為止的時(shí)間是相同的時(shí)間。即使這樣處理，若以基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)的輸入時(shí)間 點(diǎn)To為相位的基準(zhǔn)，貝ij也是y 1= y 2,因此能夠與上述實(shí)施方式同樣地計(jì)算相位分量0x。 [0368](第5實(shí)施方式）
[0369] 圖13是第5實(shí)施方式的位置傳感器lc的電氣結(jié)構(gòu)框圖。在圖13中，針對(duì)與圖9所示 的第4實(shí)施方式的位置傳感器lb相同的部分賦予相同的參照編號(hào)。對(duì)于第5實(shí)施方式的位置 傳感器lc來(lái)說(shuō)，與目標(biāo)2的位置X對(duì)應(yīng)的相位分量0 X的計(jì)測(cè)方法與上述第4實(shí)施方式不同。 即，本實(shí)施方式的位置傳感器lc中的位置探測(cè)部22與上述第4實(shí)施方式不同。關(guān)于本實(shí)施方 式中的其他構(gòu)成，與上述第4實(shí)施方式相同。
[0370] 位置探測(cè)部22除了具備上述第4實(shí)施方式的構(gòu)成以外，還具備:存儲(chǔ)了相位偏移a 的基準(zhǔn)值的基準(zhǔn)值存儲(chǔ)部51、以及基于相位偏移a來(lái)調(diào)整與目標(biāo)2的位置X對(duì)應(yīng)的相位分 量0x的相位調(diào)整部52。此外，相位計(jì)測(cè)部35與上述第4實(shí)施方式不同。關(guān)于位置探測(cè)部22的 其他構(gòu)成，與上述第4實(shí)施方式相同。
[0371]相位計(jì)測(cè)部35基于AD變換部34的輸出，即基于從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)Vi、 V2,計(jì)測(cè)第1輸出信號(hào)化的相位以及第2輸出信號(hào)％的相位02。在本實(shí)施方式中，相位計(jì)測(cè)部 35與上述第4實(shí)施方式不同，不求取與目標(biāo)2的位置X對(duì)應(yīng)的相位分量0 X。
[0372] 相位計(jì)測(cè)部35具有第1計(jì)測(cè)模式和第2計(jì)測(cè)模式作為用于計(jì)測(cè)相位0^02的相位計(jì) 測(cè)動(dòng)作。各計(jì)測(cè)模式的設(shè)定以及各計(jì)測(cè)模式下的相位計(jì)測(cè)動(dòng)作的開(kāi)始與上述第4實(shí)施方式 相同。
[0373] 在第1計(jì)測(cè)模式下，相位計(jì)測(cè)部35與上述第1實(shí)施方式同樣地，將對(duì)從波接收線圈5 得到的輸出信號(hào)％的相位0:進(jìn)行計(jì)測(cè)而得到的計(jì)測(cè)值04存儲(chǔ)在計(jì)測(cè)值存儲(chǔ)部36中。在第2 計(jì)測(cè)模式下，相位計(jì)測(cè)部35與上述第1實(shí)施方式同樣地，將對(duì)從波接收線圈5得到的輸出信 號(hào)％的相位0 2進(jìn)行計(jì)測(cè)而得到的計(jì)測(cè)值02*存儲(chǔ)在計(jì)測(cè)值存儲(chǔ)部36中。
[0374] 與上述第4實(shí)施方式同樣地，在第1計(jì)測(cè)模式下計(jì)測(cè)出的相位0是以基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào) 的輸入時(shí)間點(diǎn)To為基準(zhǔn)的第1輸出信號(hào)％的相位0:的計(jì)測(cè)值04。此外，在第2計(jì)測(cè)模式下計(jì) 測(cè)出的相位9是以基準(zhǔn)時(shí)刻信號(hào)的輸入時(shí)間點(diǎn)To為基準(zhǔn)的第2輸出信號(hào)^的相位0 2的計(jì)測(cè)值 02*〇
[0375] 基準(zhǔn)值存儲(chǔ)部51預(yù)先存儲(chǔ)有相位偏移a的基準(zhǔn)值aQ?；鶞?zhǔn)值aQ是目標(biāo)2的位置X為X =0時(shí)（目標(biāo)2位于探測(cè)區(qū)域Rd的中心即原點(diǎn)0時(shí)）的相位0:或相位02的值，例如可以在位置傳 感器lc的制造過(guò)程中進(jìn)行計(jì)測(cè)而存儲(chǔ)在基準(zhǔn)值存儲(chǔ)部51中。
[0376] 相位調(diào)整部52基于由相位計(jì)測(cè)部35計(jì)測(cè)出的相位9i、92，來(lái)求取相位偏移a，并基于 相位偏移a以及基準(zhǔn)值a〇,調(diào)整并求取與目標(biāo)2的位置X對(duì)應(yīng)的相位分量0 X。即，相位調(diào)整部52 基于相位h、02、相位偏移a以及基準(zhǔn)值aQ，按照在從X = -L/2到X = L/2的范圍（探測(cè)區(qū)域Rd的 整個(gè)范圍）中成為與實(shí)際的相位分量Qx相同的值的方式來(lái)求取相位分量9x的計(jì)測(cè)值9x*。
[0377] 輸出變換部37將由相位調(diào)整部52求取到的相位分量0X(計(jì)測(cè)值0X*)變換成目標(biāo)2的 位置X。即，與上述第1實(shí)施方式同樣地，通過(guò)X=0 x*X(L/23i)來(lái)進(jìn)行計(jì)算，作為目標(biāo)2的位置 X。然后，輸出變換部37輸出該計(jì)算出的目標(biāo)2的位置X。
[0378] 圖14是表示相位調(diào)整部52的相位調(diào)整處理的流程圖。此外，圖15A和圖15B表示相 位調(diào)整處理中的相位偏移a為正值的情況下的相位0:、0 2的計(jì)測(cè)值04、02*，圖16A和圖16B表 示相位調(diào)整處理中的相位偏移a為負(fù)值的情況下的相位0^02的計(jì)測(cè)值00J2*。在圖15A、圖 15B、圖16A和圖16B中，縱軸表示相位0^02的計(jì)測(cè)值的值，橫軸表示目標(biāo)2的位置X。
[0379] 相位調(diào)整部52在相位計(jì)測(cè)部35計(jì)測(cè)了第1輸出信號(hào)乂:的相位0:的計(jì)測(cè)值0#以及第 2輸出信號(hào)％的相位分量02的計(jì)測(cè)值0 2*之后，進(jìn)行如下處理，來(lái)求取與目標(biāo)2的位置X對(duì)應(yīng)的 相位分量9X的計(jì)測(cè)值0X*。
[0380] 首先，相位調(diào)整部52基于由相位計(jì)測(cè)部35計(jì)測(cè)出的計(jì)測(cè)值0#、02*，通過(guò)a*= (00+ 02*)/2來(lái)計(jì)算相位偏移a的計(jì)測(cè)值a*(步驟S1)。
[0381 ]在相位偏移a為正值的情況下，如圖15A所示，在目標(biāo)2的位置X處于從周期點(diǎn)PglJ 周期點(diǎn)Pi的范圍Fn時(shí)，計(jì)測(cè)值a*成為相位偏移a (a = a*)，在位置X處于范圍Fn以外的范圍 F12、F13時(shí)，計(jì)測(cè)值a*成為從實(shí)際的相位偏移a偏離了-JT的值(a* = a-Ji)。在此，范圍F12是從周 期點(diǎn)Pi到探測(cè)范圍的右端301(X = L/2)的范圍，范圍F13是從探測(cè)范圍的左端302(X = -L/2) 到周期點(diǎn)P2的范圍。
[0382] 此外，在相位偏移a為負(fù)值的情況下，如圖16A所示，在目標(biāo)2的位置X處于從周期點(diǎn) P2到周期APi的范圍F21時(shí)，計(jì)測(cè)值a*與相位偏移a相同，在位置X處于范圍F21以外的范圍F 22、 F23時(shí)，計(jì)測(cè)值a*成為從實(shí)際的相位偏移a偏離了 jt的值((1* = (1+：11)。在此，范圍？22是從周期點(diǎn) P2到探測(cè)范圍的右端301(X = L/2)的范圍，范圍F23是從探測(cè)范圍的左端302(X = -L/2)到周 期點(diǎn)范圍。
[0383] 在此，若在步驟S1中計(jì)算出的計(jì)測(cè)值a*小于(a〇-3i/2)(步驟S2中為"是"），則相位 調(diào)整部52調(diào)整計(jì)測(cè)值a*，得到(a*+3T)作為計(jì)測(cè)值a*(步驟S3)。此外，若在步驟S2中，在步驟 S1中計(jì)算出的計(jì)測(cè)值a*為(ao-Ji/2)以上(步驟S2中為"否"），則相位調(diào)整部52維持不變地得 到計(jì)測(cè)值a*。
[0384] 然后，若在步驟S2、S3中得到的計(jì)測(cè)值a*為(a〇+V2)以上(步驟S4中為"是"），則相 位調(diào)整部52調(diào)整在步驟S2、S3中得到的計(jì)測(cè)值a*，得到(am)作為計(jì)測(cè)值a*(步驟S5)。此 外，若在步驟S4中，在步驟S2、S3中得到的計(jì)測(cè)值a*小于(ao+jr/2)(步驟S4中為"否"），則相 位調(diào)整部52維持不變地得到在步驟S2、S3中得到的計(jì)測(cè)值a*。
[0385] 然后，若計(jì)測(cè)值04小于（a*-3i)(步驟S6中為"是"），則相位調(diào)整部52調(diào)整計(jì)測(cè)值 9i*，得到9i*+2jt作為計(jì)測(cè)值0#(步驟S7)。此外，若在步驟S6中，計(jì)測(cè)值以上(步 驟S6中為"否"），則相位調(diào)整部52維持不變地得到計(jì)測(cè)值0^。
[0386] 然后，若在步驟S6、S7中得到的計(jì)測(cè)值04為(a*+3i)以上(步驟S8中為"是"），則調(diào) 整在步驟S6、S7中得到的計(jì)測(cè)值0#，得到（00-2JI)作為計(jì)測(cè)值0^(步驟S9)。此外，若在步驟 S8中，在步驟S6、S7中得到的計(jì)測(cè)值04小于(a*+3T)(步驟S8中為"否"），則維持不變地得到 在步驟S6、S7中得到的計(jì)測(cè)值0 #。
[0387] 此外，若計(jì)測(cè)值02*小于(a*-3i)(步驟S10中為"是"），則相位調(diào)整部52調(diào)整計(jì)測(cè)值 02*，得到（M+2JI)作為計(jì)測(cè)值02*(步驟S11)。此外，若在步驟S10中，計(jì)測(cè)值02*為(a*-ji)以 上(步驟S10中為"否"），則相位調(diào)整部52維持不變地得到計(jì)測(cè)值0 2*。
[0388] 然后，若在步驟S10、S11中得到的計(jì)測(cè)值02*為(a*+3i)以上(步驟S12中為"是"），則 調(diào)整在步驟S10、S11中得到的計(jì)測(cè)值0 2*，得到（02*-2jt)作為計(jì)測(cè)值02*(步驟S13)。此外，若 在步驟S12中，在步驟S10、S11中得到的計(jì)測(cè)值02*小于(a*+3i)(步驟S12中為"否"），則相位 調(diào)整部52維持不變地得到在步驟S10、S11中得到的計(jì)測(cè)值02*。
[0389]在相位偏移a為正值的情況下，在目標(biāo)2的位置X處于從周期點(diǎn)Pjlj探測(cè)范圍的右 端301(X = L/2)的范圍F12時(shí)，圖14所示的動(dòng)作經(jīng)由步驟S2中"是"、步驟S3、S4中"否"、步驟S6 中"是"、步驟S7、S8中"否"，步驟S10中"否"以及步驟S12中"否"。由此，在相位偏移a為正值 的情況下，目標(biāo)2的位置X處于從周期點(diǎn)Pi到探測(cè)范圍的右端301 (X = X = L/2)的范圍Fi2時(shí)的 相位0:的計(jì)測(cè)值0:*如圖15A以及圖15B所示被進(jìn)行2JI調(diào)整(加法運(yùn)算），將(00+2JI)作為計(jì)測(cè) 值M輸出。
[0390]此外，在相位偏移a為正值的情況下，在目標(biāo)2的位置X處于從左端302(X = _L/2)到 周期點(diǎn)P2的范圍F13時(shí)，圖14所示的動(dòng)作經(jīng)由步驟S2中"是"、步驟S3、S4中"否"、步驟S6中 "否"、步驟S8中"否"、步驟S10中"是"、步驟Sll、S12中"否"。由此，在相位偏移a為正值的情 況下，目標(biāo)2的位置X處于從端302(X = -L/2)到周期點(diǎn)P2的范圍Fi3時(shí)的相位92的計(jì)測(cè)值02*如 圖15A以及圖15B所示被進(jìn)行2JI調(diào)整(加法運(yùn)算），將(00+2JI)作為計(jì)測(cè)值0#輸出。
[0391] 此外，在相位偏移a為負(fù)值的情況下，在目標(biāo)2的位置X處于從左端302(X = _L/2)到 周期點(diǎn)P!的范圍F23時(shí)，圖14所示的動(dòng)作經(jīng)由步驟S2中"否"、步驟S4中"是"、步驟S5、S6中 "否"、步驟S8中"是"、步驟S9、S10中"否"以及步驟S12中"否"。由此，在相位偏移a為負(fù)值的 情況下，目標(biāo)2的位置X處于從端302 (X = -L/2)到周期點(diǎn)Pi的范圍F23時(shí)的相位91的計(jì)測(cè)值9i* 如圖16A以及圖16B所示被進(jìn)行-2JI調(diào)整(加法運(yùn)算），將(00-2JI)作為計(jì)測(cè)值0#輸出。
[0392] 此外，在相位偏移a為負(fù)值的情況下，在目標(biāo)2的位置X處于從周期點(diǎn)P2到探測(cè)范圍 的右橋301(X = L/2)的范圍F22時(shí)，圖14所示的動(dòng)作經(jīng)由步驟S2中"否"、步驟S4中"是"、步驟 S5、S6中"否"、步驟S8中"否"、步驟S10中"否"、步驟S12中"是"以及步驟S13。由此，在相位偏 移a為負(fù)值的情況下，目標(biāo)2的位置X處于從周期點(diǎn)P 2到端301(X = L/2)的范圍時(shí)的相位02的 計(jì)測(cè)值02*如圖16A以及圖16B所示被進(jìn)行-2JI調(diào)整(加法運(yùn)算），將(00-2JI)作為計(jì)測(cè)值0^11 出。
[0393] 然后，相位調(diào)整部52基于經(jīng)過(guò)步驟S2~S13進(jìn)行調(diào)整而得到的計(jì)測(cè)值通過(guò) 0x*= (91*-02*)/2來(lái)計(jì)算相位分量0X的計(jì)測(cè)值0x*(步驟S14)。
[0394] 圖17表示目標(biāo)2的位置X與這樣求取到的相位分量0X的計(jì)測(cè)值0X*的關(guān)系。在圖17 中，縱軸表示相位分量如的計(jì)測(cè)值0*的值，橫軸表示目標(biāo)2的位置X。如圖17所示，不論相位 偏移a是正值還是負(fù)值，計(jì)測(cè)值9x*在從探測(cè)范圍的左端(X = _L/2)到右端301(X = L/2)的范 圍即在探測(cè)區(qū)域Rd的整個(gè)范圍中，均為與目標(biāo)2的位置X成比例的值，且在從端302(X = -L/ 2)到端301(X = L/2)的范圍內(nèi)從-31增加至31。即，不論相位偏移a是正值還是負(fù)值，計(jì)測(cè)值0X* 在從端302(X = -L/2)到端301(X = L/2)的范圍中，成為與實(shí)際的相位分量0X(參照?qǐng)D4A和圖 4B的相位分量9 x)相同的值。
[0395] 本實(shí)施方式的位置傳感器lc能夠在探測(cè)區(qū)域RD的整個(gè)范圍中，按照成為與實(shí)際的 相位分量0X相同的值的方式對(duì)計(jì)測(cè)值0X*進(jìn)行計(jì)測(cè)，從而探測(cè)目標(biāo)2的位置X。而且，即使在相 位偏移a由于溫度等因素而從基準(zhǔn)值發(fā)生了變動(dòng)的情況下，也能夠在探測(cè)區(qū)域Rd的整個(gè)范 圍中，按照成為與實(shí)際的相位分量相同的值的方式對(duì)計(jì)測(cè)值0x*進(jìn)行計(jì)測(cè)，從而探測(cè)目標(biāo)2 的位置X。其中，相位偏移a的變動(dòng)設(shè)為-V2<a Q<3i/2的范圍。另外，在相位偏移a沒(méi)有從基 準(zhǔn)值a〇發(fā)生變動(dòng)的情況下，不需要圖14所示的步驟S2、S4的處理，對(duì)于步驟S6、S8、S10、S12 的各處理來(lái)說(shuō)，設(shè)為將計(jì)測(cè)值a*置換為基準(zhǔn)值a〇的處理即可。
[0396] 圖18是相位調(diào)整部52的其他相位調(diào)整處理的流程圖。在圖18所示的相位調(diào)整處理 中，相位調(diào)整部52如下求取與目標(biāo)2的位置X對(duì)應(yīng)的相位分量9x的計(jì)測(cè)值9x*。
[0397] 首先，相位調(diào)整部52基于由相位計(jì)測(cè)部35計(jì)測(cè)出的計(jì)測(cè)值0#、02*，通過(guò)a*= (00+ 02*)/2來(lái)計(jì)算相位偏移a的計(jì)測(cè)值a*(步驟S21)。
[0398] 在此，若在步驟S21中計(jì)算出的計(jì)測(cè)值a*小于(aQ-3i/2)(步驟S22中為"是"），則相 位調(diào)整部52調(diào)整計(jì)測(cè)值a*，得到(a*+3i)作為計(jì)測(cè)值a*(步驟S23)。調(diào)整計(jì)測(cè)值0#，得到(0A+ 2jt)作為計(jì)測(cè)值9i*(步驟S24)。此外，若在步驟S22中，在步驟S21中得到的計(jì)測(cè)值a*為( a〇-3i/ 2)以上(步驟S22中為"否"），則相位調(diào)整部52維持不變地得到計(jì)測(cè)值a*和計(jì)測(cè)值0^。
[0399] 然后，若在步驟S22、S23中得到的計(jì)測(cè)值a*為ao+jr/2以上（S25中"是"），則相位調(diào) 整部52調(diào)整在步驟S22、S23中得到的計(jì)測(cè)值a*，得到(a*-3i)作為計(jì)測(cè)值a*(步驟S26)，并調(diào) 整在步驟S22、S24中得到的計(jì)測(cè)值0^，得到（00-2JI)作為計(jì)測(cè)值0^(步驟S27)。此外，若在 步驟S25中，在步驟S25中得到的計(jì)測(cè)值a*小于(a〇+V2)(步驟S25中為"否"），則相位調(diào)整部 52維持不變地得到計(jì)測(cè)值a*和計(jì)測(cè)值0^。
[0400] 接下來(lái)，相位調(diào)整部52基于計(jì)測(cè)值02*和在步驟S22~S27中得到的計(jì)測(cè)值0^，通過(guò) 0X*= 來(lái)計(jì)算相位分量0X的計(jì)測(cè)值0 X*(步驟S28)。
[0401] 然后，若在步驟S28中計(jì)算出的計(jì)測(cè)值0X*小于-3I(步驟S29中為"是"），則相位調(diào)整 部52調(diào)整計(jì)測(cè)值0x*，得到（9x*+2jt)作為計(jì)測(cè)值0x*(步驟S30)。此外，若在步驟S29中，在步驟 S28中計(jì)算出的計(jì)測(cè)值0X*為-Jr以上(步驟S29中為"否"），則相位調(diào)整部52維持不變地得到 計(jì)測(cè)值 0x*。
[0402]然后，若在步驟S29、S30中得到的計(jì)測(cè)值0x*為?!以上（步驟S31中為"是"），則相位 調(diào)整部52調(diào)整在步驟S29、S30中得到的計(jì)測(cè)值0x*，得到（9x*-2jt)作為計(jì)測(cè)值0x*(步驟S32)。 此外，若在步驟S31中，在步驟S29、S30中得到的計(jì)測(cè)值0x*小于?!(步驟S31中為"否"），則相 位調(diào)整部52維持不變地得到在步驟S29、S30中得到的計(jì)測(cè)值0 X*。
[0403]在相位偏移a為正值的情況下，在目標(biāo)2的位置X處于從周期點(diǎn)Pi到探測(cè)區(qū)域Rd的右 端301(X = L/2)的范圍F12時(shí)，圖18所示的動(dòng)作經(jīng)由步驟S22中"是"、步驟S23、S24、S25中 "否"、步驟S28、S29中"否"以及步驟S31中"否"。此外，在相位偏移a為正值的情況下，在目標(biāo) 2的位置X處于從探測(cè)范圍的左端302(X = -L/2)到周期點(diǎn)內(nèi)的范圍F13時(shí)，圖18所示的動(dòng)作經(jīng) 由步驟S22中"是"、步驟S23、S24、S25中"否"、步驟S28、S29中"否"、步驟S31中"是"以及步驟 S32〇
[0404]此外，在相位偏移a為負(fù)值的情況下，在目標(biāo)2的位置X處于從端302(X = _L/2)到周 期點(diǎn)Pi的范圍F23時(shí)，圖18所示的動(dòng)作經(jīng)由步驟S22中"否"、步驟S25中"是"、步驟S26、S27、 S28、S29中"否"以及步驟S31中"否"。此外，在相位偏移a為負(fù)值的情況下，在目標(biāo)2的位置X 處于從周期點(diǎn)P2到端301(X = L/2)的范圍F22時(shí)，經(jīng)由步驟S22中"否"、步驟S25中"是"、步驟 S26、S27、S28、S29 中"是"、步驟S30、S31 中"否"。
[0405] 根據(jù)這樣的相位調(diào)整處理，能夠與上述圖14的相位調(diào)整處理同樣地，在探測(cè)區(qū)域 Rd的整個(gè)范圍中，按照成為與實(shí)際的相位分量0x相同的值的方式對(duì)計(jì)測(cè)值0x*進(jìn)行計(jì)測(cè)。
[0406] (第6實(shí)施方式）
[0407] 圖19表示第6實(shí)施方式的位置傳感器Id的電氣結(jié)構(gòu)框圖。在圖19中，針對(duì)與圖2所 不的第3實(shí)施方式的位置傳感器la相同的部分賦予相同的參照編號(hào)。第6實(shí)施方式的位置傳 感器Id除了具備上述第3實(shí)施方式的構(gòu)成以外，還具備對(duì)從波接收線圈5得到的輸出的大小 進(jìn)行調(diào)整的輸出調(diào)整部71。此外，位置探測(cè)部22的相位計(jì)測(cè)部35與上述第3實(shí)施方式不同。 關(guān)于本實(shí)施方式中的其他構(gòu)成，與上述第3實(shí)施方式相同。
[0408]圖20是輸出調(diào)整部71的結(jié)構(gòu)圖。如圖20所示，輸出調(diào)整部71具備：用于調(diào)整流過(guò)正 弦線圈3的電流量的正弦開(kāi)關(guān)部72;用于調(diào)整流過(guò)余弦線圈4的電流量的余弦開(kāi)關(guān)部73;和 控制正弦開(kāi)關(guān)部72以及余弦開(kāi)關(guān)部73的開(kāi)關(guān)控制部74。
[0409] 正弦開(kāi)關(guān)部72連接在發(fā)送波形生成部21與正弦線圈3之間，具有多個(gè)電阻81a~ 81d和多個(gè)開(kāi)關(guān)82a~82d。電阻81a~81d彼此并聯(lián)連接，在各電阻81a~81d與正弦線圈3之 間連接有開(kāi)關(guān)82a~82d。具體來(lái)說(shuō)，正弦開(kāi)關(guān)部72具有與發(fā)送波形生成部21連接的連接點(diǎn) 72a以及與正弦線圈3連接的連接點(diǎn)72b。電阻81a~81d在連接點(diǎn)72a、72b之間彼此并聯(lián)連 接。開(kāi)關(guān)82a~82d在連接點(diǎn)72a、72b之間與電阻81a~81d分別串聯(lián)連接。電阻81a~81d的電 阻值彼此不同。在本實(shí)施方式中，電阻81a具有電阻值r，電阻81b具有電阻值2r，電阻81c具 有電阻值4r，電阻81d具有電阻值8r。因此，根據(jù)開(kāi)關(guān)82a~82d的開(kāi)閉的組合方法，能夠?qū)㈦?阻81a~81d的合成電阻值調(diào)整為16個(gè)等級(jí)，從而將流過(guò)正弦線圈3的電流量調(diào)整為16個(gè)等 級(jí)。
[0410]余弦開(kāi)關(guān)部73連接在發(fā)送波形生成部21與余弦線圈4之間，且具有多個(gè)電阻83a~ 83d和多個(gè)開(kāi)關(guān)84a~84d。電阻83a~83d彼此并聯(lián)連接，在各電阻83a~83d與余弦線圈4之 間連接有開(kāi)關(guān)84a~84d。具體來(lái)說(shuō)，余弦開(kāi)關(guān)部73具有與發(fā)送波形生成部21連接的連接點(diǎn) 73a以及與余弦線圈4連接的連接點(diǎn)73b。電阻83a~83d在連接點(diǎn)73a、73b之間彼此并聯(lián)連 接。開(kāi)關(guān)84a~84d在連接點(diǎn)73a、73b之間與電阻83a~83d分別串聯(lián)連接。電阻83a~83d的電 阻值彼此不同。在本實(shí)施方式中，電阻83a具有電阻值r，電阻83b具有電阻值2r，電阻83c具 有電阻值4r，電阻83d具有電阻值8r。因此，根據(jù)開(kāi)關(guān)84a~84d的開(kāi)閉的組合方法，能夠?qū)㈦?阻83a~83d的合成電阻值調(diào)整為16個(gè)等級(jí)，從而將流過(guò)余弦線圈4的電流量調(diào)整為16個(gè)等 級(jí)。
[0411] 開(kāi)關(guān)控制部74通過(guò)控制正弦開(kāi)關(guān)部72的開(kāi)關(guān)82a~82d以及余弦開(kāi)關(guān)部73的開(kāi)關(guān) 84a~84d的開(kāi)閉，從而調(diào)整流過(guò)正弦線圈3的電流量以及流過(guò)余弦線圈4的電流量，來(lái)調(diào)整 波接收線圈5的輸出信號(hào)V的大小。
[0412] 位置探測(cè)部22與上述第3實(shí)施方式同樣地，基于從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V 來(lái)探測(cè)目標(biāo)2的位置X。即，位置探測(cè)部22基于從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V，通過(guò)與上述 第3實(shí)施方式同樣的方法，計(jì)測(cè)從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V的相位0。然后，位置探測(cè)部 22基于相位0，通過(guò)與上述第3實(shí)施方式同樣的方法，求取與目標(biāo)2的位置X對(duì)應(yīng)的相位分量 0x來(lái)探測(cè)目標(biāo)2的位置X。
[0413] 但是，在本實(shí)施方式中，位置探測(cè)部22的相位計(jì)測(cè)部35除了計(jì)測(cè)從波接收線圈5得 到的輸出的相位9以外，還計(jì)測(cè)從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V的振幅A。即，相位計(jì)測(cè)部35 通過(guò)下式(表達(dá)式33)，來(lái)計(jì)測(cè)從波接收線圈5得到的輸出的振幅A。
[0414] [表達(dá)式 33]
[0416]其中，
[0419] 另外，公式(表達(dá)式33)如下這樣導(dǎo)出。即，在上述第3實(shí)施方式的公式(表達(dá)式27) 的導(dǎo)出（上述第2實(shí)施方式的公式(表達(dá)式20)的導(dǎo)出）中，定義了u=Acos0、v=Asin0以及變 量u、v。因此，u 2+v2 = A2。然后，變量u、v由上述第2實(shí)施方式的公式(表達(dá)式26)表示，并且，滿 足上述第3實(shí)施方式的公式(表達(dá)式30)的關(guān)系，因而得到上述的公式(表達(dá)式33)。
[0420] 相位計(jì)測(cè)部35將所計(jì)測(cè)出的振幅A的值輸出到開(kāi)關(guān)控制部74。開(kāi)關(guān)控制部74基于 相位計(jì)測(cè)部35計(jì)測(cè)出的振幅A的值，使開(kāi)關(guān)82a~82d、開(kāi)關(guān)84a~84d進(jìn)行開(kāi)閉。此時(shí)，開(kāi)關(guān)控 制部74使開(kāi)關(guān)82a~82d、84a~84d進(jìn)行開(kāi)閉，以使得振幅A為規(guī)定值以上且處于規(guī)定范圍 內(nèi)，即以使得從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V的振幅A為規(guī)定值以上且處于規(guī)定范圍內(nèi)。
[0421] 根據(jù)本實(shí)施方式的位置傳感器ld，即使目標(biāo)2與電路基板7的間隔（目標(biāo)2與正弦線 圈3、余弦線圈4以及波接收線圈5的間隔)發(fā)生變動(dòng)，也能夠自動(dòng)地將從波接收線圈5得到的 輸出信號(hào)V的大小調(diào)整為適當(dāng)?shù)拇笮　Ｓ纱?，能夠不依賴于目?biāo)2與電路基板7的間隔地始終 得到適當(dāng)?shù)恼穹鵄的波接收線圈5的輸出信號(hào)V，能夠提高波接收線圈5的輸出的S/N比。由 此，本實(shí)施方式的位置傳感器Id能夠不依賴于目標(biāo)2與電路基板7的間隔地始終高精度地計(jì) 測(cè)相位9，從而高精度地探測(cè)目標(biāo)2的位置X。
[0422] 另外，在本實(shí)施方式中，也可以取代開(kāi)關(guān)82a~82d、84a~84d而使用微型計(jì)算機(jī)。 即，也可以對(duì)用于輸入輸出的微型計(jì)算機(jī)的輸入輸出端口進(jìn)行切換來(lái)代替使用開(kāi)關(guān)82a~ 82d、84a~84d。此外，也可以通過(guò)控制放大部32的放大率，來(lái)調(diào)整從波接收線圈5得到的輸 出信號(hào)V的大小。
[0423] 另外，在本實(shí)施方式中，也可以取代開(kāi)關(guān)82a~82d和作為固定電阻的電阻81a~ 81d而具備串聯(lián)連接在連接點(diǎn)72a、72b之間的可變電阻，取代開(kāi)關(guān)84a~84d和作為固定電阻 的電阻82a~82d而具備串聯(lián)連接在連接點(diǎn)73a、73b之間的可變電阻。開(kāi)關(guān)控制部74通過(guò)調(diào) 整這些可變電阻的電阻值，從而能夠高精度地調(diào)整向正弦線圈3和余弦線圈4輸入的輸入波 的振幅，能夠高精度地調(diào)整來(lái)自波接收線圈5的輸出信號(hào)V的振幅A。
[0424] 此外，在本實(shí)施方式中，也可以通過(guò)與上述第1或第2實(shí)施方式同樣的方法，來(lái)計(jì)測(cè) 從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V的相位0。即，位置探測(cè)部22也可以是與上述第1或第2實(shí)施 方式同樣的構(gòu)成。此外，也可以通過(guò)與上述第4或第5實(shí)施方式同樣的方法，來(lái)求取與目標(biāo)2 的位置X對(duì)應(yīng)的相位分量0 X。即，發(fā)送波形生成部21以及位置探測(cè)部22也可以是與上述第4 或第5實(shí)施方式同樣的構(gòu)成。
[0425] (第7實(shí)施方式）
[0426] 圖21是第7實(shí)施方式的位置傳感器le的電氣結(jié)構(gòu)框圖。在圖21中，針對(duì)與圖2所示 的第1實(shí)施方式的位置傳感器la相同的部分賦予相同的參照編號(hào)。第7實(shí)施方式的位置傳感 器le除了具備上述第1實(shí)施方式的構(gòu)成以外，還具備與波接收線圈5構(gòu)成諧振電路91a的電 容器91。此外，發(fā)送波形生成部21與上述第1實(shí)施方式不同。關(guān)于本實(shí)施方式中的其他構(gòu)成， 與上述第1實(shí)施方式相同。
[0427]由波接收線圈5和電容器91構(gòu)成的諧振電路91a的諧振頻率構(gòu)成為與向正弦線圈3 以及余弦線圈4輸入的輸入波Wi^Wk的基本頻率f相同。即，對(duì)電容器91的靜電電容進(jìn)行了 調(diào)整，以使得諧振電路91a的諧振頻率與輸入波Wh、Wi 2的基本頻率f相同。由波接收線圈5和 電容器91構(gòu)成的諧振電路91a是并聯(lián)諧振電路。
[0428]發(fā)送波形生成部21輸入與由波接收線圈5和電容器91構(gòu)成的諧振電路91a的諧振 頻率相同的基本頻率f的矩形波，作為輸入波Wh、Wi2。即，發(fā)送波形生成部21輸入基本頻率f 與諧振電路91a的諧振頻率相同且相位彼此不同的矩形波，作為輸入波Wi^Wis。在本實(shí)施方 式中，輸入波町:與輸入波Wi 2的相位關(guān)系與上述第1實(shí)施方式同樣地，是以下相位關(guān)系：向余 弦線圈4輸入的輸入波Wi 2的相位相對(duì)于向正弦線圈3輸入的輸入波Wi i的相位延遲了 3 V2。 此外，在本實(shí)施方式中，輸入波Wi^Wk的基本頻率f (諧振電路91a的諧振頻率)與上述第1實(shí) 施方式不同，為4kHz。
[0429]發(fā)送波形生成部21與上述第1實(shí)施方式同樣地，通過(guò)從基準(zhǔn)定時(shí)生成部31輸入波 發(fā)送開(kāi)始信號(hào)，從而開(kāi)始輸入波Wi^Wis向正弦線圈3以及余弦線圈4的輸入。
[0430]若向正弦線圈3以及余弦線圈4分別輸入作為矩形波的輸入波Wi^Wis，則與上述第 1實(shí)施方式同樣地，從波接收線圈5輸出以與輸入波Wi i、Wi 2的基本頻率f相同的頻率變化的 輸出信號(hào)V。此時(shí)的波接收線圈5的輸出信號(hào)V的基本頻率與輸入波Wi^Wk的基本頻率f?相 同，所以與由波接收線圈5和電容器91構(gòu)成的諧振電路91a的諧振頻率相同。因此，波接收線 圈5的輸出信號(hào)V在諧振電路91a發(fā)生諧振，從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V通過(guò)諧振而使 振幅放大。此外，通過(guò)諧振而放大的波接收線圈5的輸出信號(hào)V由放大部32進(jìn)一步放大。 [0431]圖22示出在不具備電容器91而未構(gòu)成諧振電路91a的情況下從波接收線圈5得到 的輸出信號(hào)V即輸出信號(hào)Va、和在具備圖21所示的電容器91而構(gòu)成了諧振電路91a的情況下 從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V即輸出信號(hào)Vb。測(cè)量了從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)Va、 Vb的振幅電壓值Vpp(由放大部32進(jìn)行放大后的值）。測(cè)量的結(jié)果是，與來(lái)自不具備電容器91 而未構(gòu)成諧振電路91a的位置傳感器的波接收線圈5的輸出信號(hào)Vb相比，來(lái)自構(gòu)成了諧振電 路91a的本實(shí)施方式中的位置傳感器的波接收線圈5的輸出信號(hào)Vb的振幅電壓值Vpp高幾倍 程度。這樣，本實(shí)施方式中的位置傳感器le通過(guò)具備電容器91來(lái)構(gòu)成諧振電路91a，從而從 波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V通過(guò)諧振而使振幅放大。
[0432] 此外，通過(guò)具備電容器91來(lái)構(gòu)成諧振電路91a，從而從波接收線圈5得到的輸出的 S/N比變大。這是基于以下理由。在輸入波Wi^Wis為矩形波的情況下，由于一般矩形波是基 本頻率的奇數(shù)倍的頻率的波的疊加，所以從波接收線圈5輸出的以基本頻率f變化的電壓是 以基本頻率f的奇數(shù)倍的頻率進(jìn)行變化的電壓的疊加。因此，波接收線圈5的輸出信號(hào)V當(dāng)中 的僅與基本頻率f相同的頻率分量在諧振電路91a發(fā)生諧振而被放大，基本頻率f的3倍以上 的奇數(shù)倍的頻率分量不在諧振電路91a發(fā)生諧振而不被放大。由此，基本頻率f的奇數(shù)倍的 頻率分量即高頻分量被去除，從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V的S/N比變大。這樣，在本實(shí) 施方式中，通過(guò)具備電容器91來(lái)構(gòu)成諧振電路91a，從而從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V通 過(guò)諧振而使S/N比變大。
[0433] 另外，波接收線圈5的輸出信號(hào)V的基本頻率f、以及由波接收線圈5和電容器91構(gòu) 成的諧振電路91a的諧振頻率(諧振點(diǎn)）優(yōu)選為完全一致。但是，即使波接收線圈5的輸出信 號(hào)V的基本頻率f與諧振電路91 a的諧振頻率略微偏離，波接收線圈5的輸出信號(hào)V也在諧振 電路91a發(fā)生諧振。即，即使波接收線圈5的輸出信號(hào)V的基本頻率f與諧振電路91a的諧振頻 率略微偏離，波接收線圈5的輸出信號(hào)V也會(huì)通過(guò)諧振而使振幅放大，并且，通過(guò)諧振而使S/ N比變大。即，輸入波Wi i、Wi 2的基本頻率f與諧振電路的諧振頻率也可以略微偏離。在本實(shí)施 方式中，所謂輸入波Wii、Wi2的基本頻率f與諧振電路9la的諧振頻率相同，也包含輸入波 Wi^Wk的基本頻率f?與諧振電路91a的諧振頻率略微偏離的情況。
[0434] 從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V通過(guò)諧振而使相位偏離相位偏離0。相位偏離抑勺 值根據(jù)波接收線圈5的連接方式而成為正值或負(fù)值。即，從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V根 據(jù)波接收線圈5的連接方式，相位會(huì)延遲或超前相位偏離0的絕對(duì)值| 0 |。相位偏離0的絕對(duì) 值101在輸入波Wi^Wk的基本頻率f?與諧振電路91a的諧振頻率完全一致的情況下成為V2， 在輸入波WiuWk的基本頻率f與諧振電路的諧振頻率略微偏離的情況下，成為相應(yīng)于該偏 離而從V2偏離的值。另外，圖22所示的振幅電壓值Vpp的測(cè)量結(jié)果是諧振所引起的相位偏 離邱勺值從V2偏離、即波接收線圈5的輸出信號(hào)V的基本頻率f略微偏離了諧振電路91a的諧 振頻率的情況下的測(cè)量結(jié)果。
[0435] 發(fā)送波形生成部21向正弦線圈3以及余弦線圈4輸入了輸入波Wi^Wk時(shí)從波接收 線圈5得到的輸出信號(hào)V與上述第1實(shí)施方式同樣地，由公式(表達(dá)式1)表示。但是，相位偏移 a加上因諧振而產(chǎn)生的相位偏離0，成為a = 0+y+5-31/2。
[0436] 位置探測(cè)部22與上述第1實(shí)施方式同樣地，基于從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V， 來(lái)探測(cè)目標(biāo)2的位置X。即，位置探測(cè)部22基于從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V，通過(guò)與上述 第1實(shí)施方式同樣的方法，來(lái)計(jì)測(cè)從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V的相位0。然后，位置探測(cè) 部22基于所計(jì)測(cè)出的相位0，通過(guò)與上述第1實(shí)施方式同樣的方法，求取與目標(biāo)2的位置X對(duì) 應(yīng)的相位分量9x，來(lái)探測(cè)目標(biāo)2的位置X。
[0437] 根據(jù)本實(shí)施方式的位置傳感器le，從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V在由波接收線 圈5和電容器91構(gòu)成的諧振電路91a中發(fā)生諧振。通過(guò)該諧振，從而從波接收線圈5得到的輸 出信號(hào)V的振幅變大且S/N比也變大。
[0438] 由此，即使向正弦線圈3以及余弦線圈4輸入的輸入波Wi^Wis并非對(duì)高頻進(jìn)行調(diào)制 而得到的輸入波，也能夠得到振幅較大且S/N比也較大的波接收線圈5的輸出信號(hào)V，能夠基 于波接收線圈5的輸出信號(hào)V來(lái)探測(cè)目標(biāo)2的位置X。
[0439] 因此，在本實(shí)施方式中的位置傳感器le中，在向正弦線圈3以及余弦線圈4輸入的 輸入波Wi^Wis的生成中，不需要用于調(diào)制高頻的調(diào)制電路，此外，在基于波接收線圈5的輸 出信號(hào)V的目標(biāo)2的位置X的探測(cè)中，不需要用于解調(diào)波接收線圈5的輸出信號(hào)V的解調(diào)電路。 即，本實(shí)施方式中的位置傳感器le不需要調(diào)制電路以及解調(diào)電路，便能夠探測(cè)目標(biāo)2的位置 X。由此，能夠簡(jiǎn)化位置傳感器le的電路。此外，向正弦線圈3以及余弦線圈4輸入的輸入波 Wii、Wi2為矩形波，由低和高的2值電壓構(gòu)成，因此生成容易，且能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的電路來(lái)生成。 由此，能夠簡(jiǎn)化電路。
[0440] 此外，由波接收線圈5和電容器91構(gòu)成的諧振電路91a是并聯(lián)諧振電路，因此能夠 以較少的電流值，得到振幅較大且S/N比也較大的波接收線圈5的輸出信號(hào)V。
[0441] 另外，在本實(shí)施方式中，也可以通過(guò)與上述第2或第3實(shí)施方式同樣的方法，來(lái)計(jì)測(cè) 從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V的相位0。即，位置探測(cè)部22也可以是與上述第2或第3實(shí)施 方式同樣的構(gòu)成。此外，也可以通過(guò)與上述第4或第5實(shí)施方式同樣的方法，來(lái)求取與目標(biāo)2 的位置X對(duì)應(yīng)的相位分量0X。即，發(fā)送波形生成部21以及位置探測(cè)部22也可以是與上述第4 或第5實(shí)施方式同樣的構(gòu)成。此外，也可以還具備與上述第6實(shí)施方式同樣的輸出調(diào)整部71。
[0442] 圖23是第7實(shí)施方式中的另一位置傳感器If的結(jié)構(gòu)圖。在圖23中，針對(duì)與圖21所示 的位置傳感器le相同的部分賦予相同的參照編號(hào)。圖23所示的位置傳感器If取代圖21所示 的位置傳感器的電容器91，而具備與正弦線圈3構(gòu)成諧振電路92a的電容器92、以及與余弦 線圈4構(gòu)成諧振電路93a的電容器93。由正弦線圈3和電容器92構(gòu)成的諧振電路92a是并聯(lián)諧 振電路，由余弦線圈4和電容器93構(gòu)成的諧振電路93a也是并聯(lián)諧振電路。諧振電路92a、93a 的諧振頻率均是與圖21所示的由波接收線圈5和電容器91的構(gòu)成的諧振電路91a的諧振頻 率相同的頻率，并且是與向正弦線圈3以及余弦線圈4輸入的矩形波即輸入波Wi^Wk的基本 頻率f相同的頻率。
[0443] 在圖23所示的位置傳感器If中，向正弦線圈3輸入的輸入波Wh在由正弦線圈3和 電容器92構(gòu)成的諧振電路92a中發(fā)生諧振，向余弦線圈4輸入的輸入波Wi 2在由余弦線圈4和 電容器93構(gòu)成的諧振電路93a中發(fā)生諧振。通過(guò)該諧振，從而向正弦線圈3以及余弦線圈4輸 入的輸入波Wi^Wis成為振幅較大且S/N比也較大的輸入波，結(jié)果是，從波接收線圈5得到的 輸出信號(hào)V成為振幅較大且S/N比也較大的輸出。由此，與圖21所示的位置傳感器同樣地，圖 23所示的位置傳感器If?的電路能夠簡(jiǎn)化。
[0444] 此外，由正弦線圈3和電容器92構(gòu)成的諧振電路92a以及由余弦線圈4和電容器93 構(gòu)成的諧振電路93a是并聯(lián)諧振電路，因此能夠以較少的電流值，得到振幅較大且S/N比也 較大的波接收線圈5的輸出信號(hào)V。
[0445] 圖24是第7實(shí)施方式的又一位置傳感器lg的結(jié)構(gòu)圖。在圖24中，針對(duì)與圖21所示的 位置傳感器le相同的部分賦予相同的參照編號(hào)。圖24所示的位置傳感器lg除了圖21所示的 位置傳感器的電容器91，還具備與正弦線圈3構(gòu)成諧振電路92a的電容器92、以及與余弦線 圈4構(gòu)成諧振電路93a的電容器93。由正弦線圈3和電容器92構(gòu)成的諧振電路92a是并聯(lián)諧振 電路，由余弦線圈4和電容器93構(gòu)成的諧振電路93a也是并聯(lián)諧振電路。諧振電路92a、93a的 諧振頻率都是與由波接收線圈5和電容器91構(gòu)成的諧振電路91a的諧振頻率相同的頻率，并 且是與向正弦線圈3以及余弦線圈4輸入的矩形波即輸入波Wi^Wis的基本頻率f相同的頻 率。
[0446] 在圖24所示的位置傳感器lg中，向正弦線圈3輸入的輸入波Wh在由正弦線圈3和 電容器92構(gòu)成的諧振電路92a中發(fā)生諧振，向余弦線圈4輸入的輸入波Wi 2在由余弦線圈4和 電容器93構(gòu)成的諧振電路93a中發(fā)生諧振。此外，從波接收線圈5得到的輸出信號(hào)V在由波接 收線圈5和電容器91構(gòu)成的諧振電路91a中發(fā)生諧振。通過(guò)這些諧振，從而從波接收線圈5得 到的輸出信號(hào)V成為振幅較大且S/N比也較大的輸出。由此，圖24所示的位置傳感器lg能夠 與圖21所示的位置傳感器le同樣地簡(jiǎn)化電路。
[0447] 而且，在圖24所示的位置傳感器lg中，除了由波接收線圈5和電容器91構(gòu)成的諧振 電路91a中的諧振以外，還通過(guò)由正弦線圈3和電容器92構(gòu)成的諧振電路92a以及由余弦線 圈4和電容器93構(gòu)成的諧振電路93a中的諧振，從而波接收線圈5的輸出信號(hào)V成為振幅較大 且S/N比也較大的輸出。由此，在圖24所示的位置傳感器lg中，與圖21和圖23所示的位置傳 感器相比，能夠得到振幅更大且S/N比也更大的波接收線圈5的輸出信號(hào)V。
[0448] 此外，在圖24所示的位置傳感器lg中，由正弦線圈3和電容器92構(gòu)成的諧振電路 92a以及由余弦線圈4和電容器93構(gòu)成的諧振電路93a是并聯(lián)諧振電路，因此能夠以較少的 電流值，得到振幅更大且S/N比也更大的波接收線圈5的輸出信號(hào)V。
[0449] 符號(hào)說(shuō)明
[0450] la~lg位置傳感器
[0451 ] 2 目標(biāo)
[0452] 3正弦線圈（第1波發(fā)送線圈）
[0453] 4余弦線圈(第2波發(fā)送線圈）
[0454] 5波接收線圈
[0455] 6處理電路部
[0456] 7電路基板
[0457] 21發(fā)送波形生成部
[0458] 22位置探測(cè)部
[0459] 31基準(zhǔn)定時(shí)生成部
[0460] 32放大部
[0461 ] 33 AD定時(shí)生成部
[0462] 34 AD變換部
[0463] 35相位計(jì)測(cè)部
[0464] 36計(jì)測(cè)值存儲(chǔ)部
[0465] 37輸出變換部
[0466] 41模式選擇部
[0467] 51基準(zhǔn)值存儲(chǔ)部
[0468] 52相位調(diào)整部
[0469] 71輸出調(diào)整部
[0470] 91、92、93 電容器
[0471 ] 91a、92a、93a 諧振電路
[0472] Wh輸入波(第1輸入波）
[0473] Wh-i輸入波（第1輸入波）
[0474] Wh-2輸入波(第2輸入波）
[0475] Wi2輸入波（第2輸入波）
[0476] Wi2-i輸入波(第3輸入波）
[0477] Wi2-2輸入波(第4輸入波）
[0478] V輸出信號(hào)(第1輸出信號(hào)）
[0479] Vi輸出信號(hào)(第1輸出信號(hào)）
[0480] V2輸出信號(hào)(第2輸出信號(hào)）
[0481 ] a相位偏移
[0482] ai相位偏移(第1相位偏移）
[0483] a2相位偏移(第2相位偏移）
[0484] 0相位(第1相位）
[0485] 0:相位(第1相位）
[0486] 02相位(第2相位）
[0487] 9x相位分量
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種位置傳感器，具備： 用于發(fā)送電磁波的第1規(guī)定形狀的第1波發(fā)送線圈； 用于發(fā)送電磁波的與所述第1規(guī)定形狀不同的第2規(guī)定形狀的第2波發(fā)送線圈； 波接收線圈，其用于接收從所述第1波發(fā)送線圈和所述第2波發(fā)送線圈發(fā)送的電磁波； 發(fā)送波形生成部，其向所述第1波發(fā)送線圈和所述第2波發(fā)送線圈分別輸入頻率彼此相 同且相位彼此不同的第1輸入波和第2輸入波；以及 位置探測(cè)部，其基于通過(guò)所述發(fā)送波形生成部向所述第1波發(fā)送線圈和所述第2波發(fā)送 線圈分別輸入所述第1輸入波和所述第2輸入波從而從所述波接收線圈得到的第1輸出信 號(hào)，來(lái)探測(cè)相對(duì)于所述第1波發(fā)送線圈、第2波發(fā)送線圈和所述波接收線圈能移動(dòng)地設(shè)置的 目標(biāo)的位置， 所述位置探測(cè)部基于以與所述第1輸入波和所述第2輸入波的周期的一半的整數(shù)倍不 同的采樣周期對(duì)從所述波接收線圈得到的所述第1輸出信號(hào)進(jìn)行了至少2次采樣而得到的 值，來(lái)探測(cè)所述目標(biāo)的所述位置。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置傳感器，其中， 所述位置探測(cè)部基于以所述采樣周期對(duì)從所述波接收線圈得到的所述第1輸出信號(hào)進(jìn) 行了至少3次采樣而得到的值，來(lái)探測(cè)所述目標(biāo)的所述位置。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的位置傳感器，其中， 所述采樣周期是所述第1輸入波和所述第2輸入波的所述周期的R/N倍，其中，N為3以上 的整數(shù)，R是比N大且非N的整數(shù)倍的整數(shù)， 所述位置探測(cè)部基于以所述采樣周期對(duì)從所述波接收線圈得到的所述第1輸出信號(hào)進(jìn) 行了 N次采樣而得到的值，來(lái)探測(cè)所述目標(biāo)的所述位置。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的位置傳感器，其中， 所述位置探測(cè)部基于以所述采樣周期對(duì)從所述波接收線圈得到的所述第1輸出信號(hào)進(jìn) 行了 NXm次采樣而得到的值，來(lái)探測(cè)所述目標(biāo)的所述位置，其中，m為2以上的整數(shù)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的位置傳感器，其中， 所述第1輸入波與所述第2輸入波的相位的關(guān)系處于第1規(guī)定相位關(guān)系， 所述發(fā)送波形生成部具有： 第1模式，向所述第1波發(fā)送線圈和所述第2波發(fā)送線圈分別輸入所述第1輸入波和所述 第2輸入波；以及 第2模式，向所述第1波發(fā)送線圈和所述第2波發(fā)送線圈分別輸入第3輸入波和第4輸入 波，其中，所述第3輸入波和所述第4輸入波具有所述第1輸入波和所述第2輸入波的所述頻 率，并且具有彼此不同的相位且彼此的相位關(guān)系處于與所述第1規(guī)定相位關(guān)系不同的第2規(guī) 定相位關(guān)系，所述位置探測(cè)部具有： 相位計(jì)測(cè)部，其基于以所述采樣周期對(duì)在所述第1模式下從所述波接收線圈得到的所 述第1輸出信號(hào)進(jìn)行了采樣而得到的值、和以所述采樣周期對(duì)在所述第2模式下從所述波接 收線圈得到的第2輸出信號(hào)進(jìn)行了采樣而得到的值，來(lái)求取在從所述波接收線圈得到的所 述第1輸出信號(hào)的第1相位和所述第2輸出信號(hào)的第2相位中包含的與所述目標(biāo)的所述位置 對(duì)應(yīng)的相位分量；以及 輸出變換部，其將由所述相位計(jì)測(cè)部求取到的所述相位分量變換成所述目標(biāo)的所述位 置。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的位置傳感器，其中， 所述相位計(jì)測(cè)部按照以下方式進(jìn)行動(dòng)作： 基于對(duì)在所述第1模式下從所述波接收線圈得到的所述第1輸出信號(hào)進(jìn)行了采樣而得 到的值，計(jì)測(cè)從所述波接收線圈得到的所述第1輸出信號(hào)的所述第1相位， 基于對(duì)在所述第2模式下從所述波接收線圈得到的所述第2輸出信號(hào)進(jìn)行了采樣而得 到的值，計(jì)測(cè)從所述波接收線圈得到的所述第2輸出信號(hào)的所述第2相位， 基于所述第1相位和所述第2相位，求取與所述目標(biāo)的所述位置對(duì)應(yīng)的所述相位分量。7. 根據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的位置傳感器，其中， 所述第1輸入波與所述第2輸入波的相位的關(guān)系處于第1規(guī)定相位關(guān)系， 所述發(fā)送波形生成部具有： 第1模式，向所述第1波發(fā)送線圈和所述第2波發(fā)送線圈分別輸入所述第1輸入波和所述 第2輸入波；以及 第2模式，向所述第1波發(fā)送線圈和所述第2波發(fā)送線圈分別輸入第3輸入波和第4輸入 波，其中，所述第3輸入波和所述第4輸入波具有所述第1輸入波和所述第2輸入波的所述頻 率，并且具有彼此不同的相位且彼此的相位關(guān)系處于與所述第1規(guī)定相位關(guān)系不同的第2規(guī) 定相位關(guān)系， 所述位置探測(cè)部具有： 相位計(jì)測(cè)部，其基于對(duì)在所述第1模式下從所述波接收線圈得到的所述第1輸出信號(hào)進(jìn) 行了采樣而得到的值來(lái)計(jì)測(cè)從所述波接收線圈得到的所述第1輸出信號(hào)的第1相位，并基于 對(duì)在所述第2模式下從所述波接收線圈得到的第2輸出信號(hào)進(jìn)行了采樣而得到的值來(lái)計(jì)測(cè) 從所述波接收線圈得到的所述第2輸出信號(hào)的第2相位； 相位調(diào)整部，其求取所述第1相位和所述第2相位中各自包含的第1相位偏移和第2相位 偏移分量，并基于所述第1相位偏移和所述第2相位偏移進(jìn)行調(diào)整來(lái)求取所述第1相位和所 述第2相位中包含的與所述目標(biāo)的所述位置對(duì)應(yīng)的相位分量;以及 輸出變換部，其將由所述相位調(diào)整部求取到的與所述目標(biāo)的所述位置對(duì)應(yīng)的所述相位 分量變換成所述目標(biāo)的所述位置。8. 根據(jù)權(quán)利要求1~7中任一項(xiàng)所述的位置傳感器，其中， 該位置傳感器還具備： 輸出調(diào)整部，其對(duì)從所述波接收線圈得到的所述輸出信號(hào)的大小進(jìn)行調(diào)整。9. 根據(jù)權(quán)利要求1~8中任一項(xiàng)所述的位置傳感器，其中， 該位置傳感器還具備： 電容器，其與所述第1波發(fā)送線圈、所述第2波發(fā)送線圈和所述波接收線圈當(dāng)中的至少 一個(gè)構(gòu)成諧振電路， 所述發(fā)送波形生成部向所述第1波發(fā)送線圈和第2波發(fā)送線圈分別輸入頻率與所述諧 振電路的諧振頻率相同的第1矩形波和第2矩形波，作為所述第1輸入波和所述第2輸入波。
【文檔編號(hào)】G01D5/20GK105917195SQ201580005045
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2015年1月20日
【發(fā)明人】原口馬, 原口一馬, 杉本義彥, 丹羽正久
【申請(qǐng)人】松下知識(shí)產(chǎn)權(quán)經(jīng)營(yíng)株式會(huì)社