DE2306752C2 - Vorrichtung zur kapazitiven Abtastung von Kreis- und Längenteilungen - Google Patents

Vorrichtung zur kapazitiven Abtastung von Kreis- und Längenteilungen

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DE2306752C2 DE2306752A DE2306752A DE2306752C2 DE 2306752 C2 DE2306752 C2 DE 2306752C2 DE 2306752 A DE2306752 A DE 2306752A DE 2306752 A DE2306752 A DE 2306752A DE 2306752 C2 DE2306752 C2 DE 2306752C2
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Description

weist zwei Glaskörper auf, nämlich einen beweg-• liehen Teil 1 und einen festen Teil 2; der bewegliche
60 Teil 1 ist in festem Abstandet auf den festen Teil 2
genau zentriert, frei drehbar angeordnet. Auf dem beweglichen Teil 1 sind eine Abschirmung 3, eine Isolation 4 und ein Strichraster 5 in der genannten
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kapa- Reihenfolge — wie auch Fig. 3 zeigt — im Dünnzitjven Abtastung von Kreis- und Längenteilungen, 65 filmverfahren aufgedampft. Ebenso sind auf dem bei der auf einem festen und einem beweglichen Teil festen Teil 2 eine Abschirmung 6, eine Isolation 7 je ein elektrisch leitendes Strichraster angeordnet ist. und ein Strichraster 8 aufgedampft. Das Strichraster 5 Dabei wird das Strichraster meistens mit Strichmas- ist mit einem Anschluß 9 auf dem beweglichen Teil 1
und das Strichraster 8 mit einem Anschluß 10 auf dem festen Teil 2 elektrisch leitend verbunden. Die Abschirmung 3 ist auf dem beweglichen Teil 1 mit einem Anschluß 11 und die Abschirmung 6 auf dem festen Teil 2 mit einem Anschluß 12 elektrisch leitend verbunden.
Die in Fig. 2 dargestellte Längenteil vorrichtung besteht wie die Kreisleilungs-Vorrichtune entsprechend F i g. 1 aus zwei Glaskörpern mit aufgedampften Dünnfilmschichten. Ein beweglicher Teil 13 ist im festen Abstand A — über einem festen Teil 14 genau positioniert und in Längsrichtung frei verschiebbar — a.:«,eordnet.
Auf dem beweglichen Teil 13 sind aufgedampft: eine Abschirmung 15, elektrisch leitend verbunden mit einem Anschluß 16, eine Isolation 17
und ein Strichraster 18, elektrisch leitend verbunden mit einem Anschluß 19. Auf dem festen Teil 14 sind aufgedampft:
eine Abschirmung 20, elektrisch leitend verbunden mit einem Anschluß 21, eine Isolation 22
und ein Strichraster 23, elektrisch leitend verbunden mit einem Anschluß 24. Die Striche des beweglichen Strichrasters S und des festen Strichrasters 8 (Fig. 1) sowie des beweglichen Strichrasters 18 und des festen Strichrasters 23 (Fig. 2) bilden kleine Plattenkondensatorest mit konstanten Plattenabstand A, jedoch variabler Übcrdeckungsfläche.
Die an den elektrischen Anschlüssen 9 und 10 bzw. 19 und 24 meßbaren Kapazitätswerte sind abhängig von der Relativstellung der beweglichen Strichraster 5 bzw. 18 zu den festen Strichrastern 8 bzw. 23. Die Abschirmungen 3 und 6 bzw. 15 und 20 mit deren elektrischen Anschlüssen 11 und 12 bzw. 16 und 21, die auf Erdpotential geschaltet sind, bewirken zusammen mit der im folgenden zu schildernden Beschaltungsart eine stark? Reduktion der Streukapazitäten. Dadurch wird die Empfindlichkeit der Anordnung gegenüber bekannten kapazitiven Abtastverfahren wesentlich verbessert.
Die Empfindlichkeit ist dabei definiert als das Verhältnis der maximalen Kapazität (wenn sich die Strichrasterstriche des beweglichen Strichrasters 5 bzw. 18 und des festen Strichrasters 8 bzw. 23 überdecken) zur minimalen Kapazität (wenn die Strichrasterstriche des beweglichen Strichrasters 5 bzw. 18 um eine halbe Rasterstellung relativ zu den Strichen des festen Strichrasters 8 bzw. 23 verschoben sind). Damit die konstanten Kapazitäten zwischen den Strichrastern 5 bzw. 18 oder 8 bzw. 23 und den Abschirmungen 3 bzw. 15 oder 6 bzw. 20 klein sind, die Abschirmung der Streukapazitäten aber möglichst wirkungsvoll ist, sind die Abschirmungen als Strichraster mit der gleichen Rasterteilung wie die Strichraster 5 bzw. 18 und 8 bzw. 23 ausgebildet. Die Abschirmungen können aber auch als durchgehende dünne Metallschichten ausgebildet sein. Dabei müssen entsprechend größere konstante Kapazitäten in Kauf genommen werden.
Eine andere Möglichkeit zur Gestaltung der Abschirmung besteht darin, diese als Strichraster mit reduzierter Strichbreite auf gleicher Ebene wie das Slrichraster anzuordnen. Die Striche der Abschirmung kommen in diesem Fall zwischen die Striche des Strichrasters zu liegen. Der durch die reduzierte Strichbreite entstehende Zwischenraum wirkt als Isolation.
In Fig. 4 und 5 sind alle Teilkapazitäten eingezeichnet, die zwischen einem Strich des beweglichen ό Strichrasters 5 bzw. 18 der Abschirmung 3 bzw. 15 und dem festen Strichraster 8 bzw. 23 sowie der Abschirmung 6 bzw. 20 bestehen; Fig. 5 zeigt den beweglichen Teil 1 bzw. 13 gegenüber der Stellung in F i g. 4 um eine halbe Teilung verschoben,
ίο F i g. 4 zeigt die Teilkapazitäten mit den Strichen der beiden Strichraster in Zwischenstellung: Es bezeichnet
C1 die Kapazität zwischen einem Strich des Strichrasters 5 bzw. 18 und geerdeter Abschirmung 3
bzw. 15; C, ist unabhängig von der Drehbewegung bzw. der Verschiebung;
C2 die Kapazität zwischen einem Strich des Strich-
, rasters 5 bzw. 18 und der Abschirmung 6 bzw.
20; C, ist eine Funktion der Drehbewegung bzw. der Verschiebung;
C3 die Kapazität zwischen einem Strich des Strichrasters 5 bzw. 18 und den Nachbarstrichen des Strichrasters 8 bzw. 23; C3 ist eine Funktion der Drehbewegung ^zw. der Verschiebung;
C4 die Kapazität zwischen zwei Nachbarstrichen des Strichrasters 8 bzw. 23 und der Abschirmung 6 bzw. 20; C4 ist unabhängig von der Drehbewegung bzw. von der Verschiebung;
C5 die Kapazität zwischen den Strichen des festen Strichrasters 8 bzw. 23 und der geerdeten Abschirmung 3 bzw. 15 auf dem drehbaren bzw. verschiebbaren Teil 1 bzw. 13; C5 ist eine Funktion der Drehbewegung bzw. der Verschiebung;
Fig. 5 zeigt die Teilkapazitäten mit den Strichen der beiden Strichraster in Überdeckungsstellung:
C1 und C4 haben sich durch die Relativverschiebung nicht verändert und sind nach wie vor vorhanden;
C8 die Kapazität zwischen einem Strich des beweglichen Strichrasters 5 bzw. 18 und dem gegenüberliegenden Strich des festen Strichrasters 8 bzw. 23; C0 ist eine Funktion der Drehbewegung bzw. der Verschiebung.
Durch die Relativverschiebung um eine halbe Rasterteilung haben sich die Teilkapazitäten — wie F i g. 4 zeigt — von C1, C2, C3, C4 und C5 auf C1, C4 und C5 — wie F i g. 5 zeigt — verändert.
In Fig. 6 sind die Teilkapazitäten zusammengefaßt als:
a) die Strichkapazität C7; sie ist zusammengesetzt aus den Teilkapazitäten, die zwischen den
Strichen der Strichraster vorhanden sind;
b) die Abschirmungskapazität C8 des drehbarer bzw. verschiebbaren Teils 1 bzw. 13; sie ist zusammengesetzt aus den Teilkapazitäten zwischen den Strichen des Strichrasters S bzw. 18 und dei
geerdeten Abschirmung 3 bzw. 15 sowie 6 bzw. 20;
c) die Abschirmungskapazität CB des festen Teils 2 bzw. 14; sie ist zusammengesetzt aus den Teilkapazitäten zwischen den Strichen des Strichrasters 8, 23 und den geerdeten Abschirmunger 6 bzw. 20 sowie 3 bzw. 15.
Die Abschirmungskapazität C8 ist, wie F i g. 6 zeigt am Anschluß 11 bzw. 16 über das Lager, die Ab
schirmungskapazitäl C9 am Anschluß 12 bzw. 21 auf Erdpotenüal geschaltet.
Die Anschlüsse 11 bzw. 16 und 12 bzw. 21 sind also als ein einzelner Anschluß zu betrachten, da beide auf Erdpotential geschaltet sind.
Die aus Teilkapazitäten zusammengefaßten Kapazitäten C7, C8 und Cn in Fig. 6 sind eine Funktion der Drehbewegung bzw. der Verschiebung.
Mit den Strichen der Strichraster in der Relativstellung (wie F i g. 4 zeigt) wird:
C7 = C1
CH = C1 + C2
C51 = C4 + Co
Mit den Strichen der Strichraster in der Relativstellung (wie F i g. 5 zeigt) wird:
C9 = C4
Fig. 7 zeigt eine komplette elektrische Ersatzschaltung der in Fig. 6 gezeigten Anordnung, wobei an einem festen Kontakt 25 ein Spannungsgenerator 26 und an einem Schleifkontakt 27 ein Voltmeter 28 oder eine spannungsamplitudenempfindliche Meßschaltung angeschlossen ist.
Der Spannungsgenerator 26 liefert eine von der Last unabhängige Spannung K1 am festen Kontakt 25. Die zusammengefaßte Kapazität C9 kann somit weggelassen werden: Die Ersatzschaltung vereinfacht sich, und es verbleiben die Kapazitäten C7 und C8, wie Fig. 8 zeigt. Die beiden Kapazitäten C7 und C8 sind eine Funktion der Drehbewegung bzw. der Verschiebung.
Allgemein wird die Ausgangsspannung K0 am Schleifkontakt 27
angeschlossen ist, der einen von der Last unabhängigen Strom /j liefert und mit einem Amperemeter 30 oder mit einer stromamplitudenempfindlichen Schaltung am festen Kontakt 25 der Ausgangsstrom /„ gemessen wird.
Der Innenwiderstand des Amperemeters 30 ist sehr klein. Dadurch kann Cn vernachlässigt werden. Die Ersatzschaltung vereinfacht sich dadurch, wie Fig. 10 zeigt. Allgemein gilt für den Ausgangsstrom: ίο c
I ■■- / 7
" l C7 ! Cs
Mit den Strichen in der Relativstellung, wie Fig. 4 zeigt, wird der Ausgangsstrom /01 am festen Kontakt 25 mit Teilkapazitäten ausgedrückt:
c:1
C3 + C, -f C2
Mit den Strichen in der Relativstellung, wie Fi g. 5 ao zeigt, wird der Ausgangsstrom /„., am festen Kontakt 25 mit Teilkapazitäten ausgedrückt:
02 ' Cn + C1
Das Verhältnis der Ausgangsströme /01, /0„ ist wieder das Maß für die Empfindlichkeit der Anordnung.
Empfindlichkeit = 7°2 =
C0 + C1
C3
C3 +C1 + C2
V-V
v α v 1
C7 C, + C1
Mit den Strichen der Strichraster 5 bzw. 18 und 8 bzw. 23 in der Relativstellung, wie sie Fig. 4 zeigt, wird die Ausgangsspannung K0, am Schleifkontakt 27 in Teilkapazitäten ausgedrückt:
V = V *"V
01 x c A- C A- C
ι,., -r «-j -τ ι,2
Mit den Strichen in der Relativstellung (wie F i g. 5 zeigt), wird die Ausgangsspannung K02 am Schleifkontakt 27 mit Teilkapazitäten ausgedrückt:
K = K -C(i
02 ' γ A- C
Durch die Relatiwerschiebung der Strichraster 5 bzw. 18 und 8 bzw. 23 um eine halbe Teilung (wie F i g. 4 und 5 zeigen) ändert sich die Ausgangsspannung am Schleifkontakt 27 von K01 auf K02. Das Verhältnis der beiden Ausgangsspannungen K01 und Κβ2 ist ein Maß für die Empfindlichkeit der Anordnung:
Empfindlichkeit =■
3 1 2
Das gleiche Empfindlichkeitsresultat erhält man, wenn — wie die komplette Ersatzschaltung Fig. 9 zeigt — am Schleifkontakt 27 ein Stromgenerator 29 Die Wirkungsweise der inkrementalen kapazitiven Abtastung von Kreis- und Längenteilungen soll nun an Hand der Fig. 1 bis 6 sowie den elektrischen Ersatzschaltungen F i g. 7 bis 10 erläutert werden:
Die zu messende Größe wird mit dem beweglichen Teil 1 für Winkelmessungen und dem Teil 14 für Längenmessungen gekoppelt. Bei der Kreisteilung (Fig. 1) ist der drehbare Teil 1 als Scheibe ausgebildet und erlaubt Winkelmessungen über 360 Grad. Der feste Teil ist als Sektor beliebiger Bogenlänge ausgebildet.
Bei der Längenteilung Fig. 2 ist der bewegliche Teil 13 als Teilstück beliebiger Länge ausgebildet. Der feste Teil 14 erstreckt sich als Maßstab über die ganze zu messende Länge.
Die Striche des Strichrasters 5 bzw. 18 auf dem beweglichen Teil 1 bzw. 13 bilden zusammen mit den Strichen des Strichrasters 8 bzw. 23 auf dem festen Teil 2 bzw. 14 kleine Plattenkondensa'.oren mit dem festen Plattenabstand A, jedoch variabler Plattenüberdeckungsfläche.
Durch das Drehen des beweglichen Teils 1 bzw. Verschieben des beweglichen Teils 13 relativ zum festen Teil 2 bzw. 14 ändert sich die Überdeckungsfläche der Striche.
Aus F i g. 1 und 2 ist weiter ersichtlich, daß alle Striche der Strichraster 5 bzw. 18 oder 8 bzw. 23 elektrisch leitend verbunden und auf die elektrischen Anschlüsse 9 bzw. 19 und 10 bzw. 24 geführt sind.
Die zwischen den elektrischen Anschlüssen 9 bzw. 19 und 10 bzw. 24 meßbare Kapazität ist die Summe aller Strichkapazitäten zwischen dem Strichraster 5 bzw. 18 und 8 bzw. 23. Die Kapazität wird ein Minimum mit den Strichrastern 5 bzw. 18 und 8 bzw. 23
in Relativstellung entsprechend F i g. 4 und ein Maximum mit dem Strichraster 5 bzw. 18 und 8 bzw. 23 in Relativstellung entsprechend F i g. 5.
Die zwischen den elektrischen Anschlüssen 9 bzw. 19 und 10 bzw. 24 meßbare Kapazität ändert sich mit der Relativverschiebung der Strichraster 5 bzw. 18 oder 8 bzw. 23 innerhalb einer Rasterteilung vom Minimalwert auf den Maximalwert (ersichtlich aus F i g. 4 und 5). Die Anzahl der während einer Drehung oder Verschiebung durchlaufenen Minimalwerte oder Maximalwerte der Kapazität ist gleich der Anzahl durchlaufener Rasterteilungen. Multipliziert man die Anzahl durchlaufener Rasterteilungen mit der Rasterteilungs-Konstante (bei Kreisteilungen ein Winkelinkrement und bei Längenteilungen ein Längeninkrement), so erhält man die Größe des Winkels der Drehung oder das Maß der Länge der Verschiebung.
Je kleiner die Rasterteilung und dadurch die Rasterteilungs-Konstante gehalten werden kann, um so größer wird die Auflösung des Abtastverfahrens.
Da die Kapazität des Strichkondensators S, 8 bzw. 18, 23 innerhalb einer Rasterteilung proportional zur Relativstellung der Raster ist, führt eine Messung der Kapazität relativ zum Maximal- bzw. Minimalwert zu einer weiteren Verbesserung der Auflösung.
Im praktischen Fall wird die Kapazität nicht direkt gemessen, sondern das durch die Kapazitätsänderung amplitudenmodulierte Ausgar.gssignal wird ausgewertet. Am Kontakt 25 (F i g. 6, 7, 8) ist ein niederohmiger Generator 26 fester Frequenz angeschlossen. Der Generator liefert die lastunabhängige Eingangsspannung V1; C9 kann dadurch vernachlässigt werden.
Die Ausgangsspannung V0 in der vereinfachten Ersatzschaltung (F i g. 8) wird am Schleifkontakt 27 mit einer amplitudenempfindlichen Meßschaltung 28 hoher Eingangsimpedanz gemessen. Die Kapazitäten
C. und C8 stellen einen kapazitiven Spannungsteiler dar. C7 und C8 sind abhängig von der Relativstellung der Strichraster 5 bzw. 18 und 8 bzw. 23 und bestehen aus Strichkapazitäten der Strichraster S bzw. 18 und 8 bzw. 23 sowie der Abschirmungen 3 bzw.
15 und 6 bzw. 20.
Die Amplitude der Ausgangsspannung ist proportional zur Relativstellung der Striche der Strichraster 5 bzw. 18 und 8 bzw. 23 innerhalb einer Rasterteilung, und die Anzahl der Maxima und Minima ist gleich der Anzahl durchfahrener Rasterteilungen. Durch das Zählen der Minimal- oder Maximalwerte sowie das Messen der Amplitude der Ausgangsspannung V1 mittels bekannter elektronischer Schaltungen kann der Betrag der Meßgröße (Winkel oder Länge) digital angezeigt werden.
Das Analoge gilt für die in F i g. 9 und 10 gezeigte
zo Schaltungsart:
Am Schleifkontakt 27 wird mit dem hochohmigen Generator 29 fester Frequenz der konstante Strom I1 eingespeist. Der Ausgangsstrom /„ wird am Schleifkontakt mit der niederohmigen stromamplitudenempfindlichen Meßschaltung 30 gemessen. Die niederohmige Meßschaltung 30 liegt parallel zu C9, dadurch kann C1, vernachlässigt werden. Es verbleiben die zwei von der Relativstellung der Strichraster 5 bzw. 18 und 8 bzw. 23 und der Abschirmung 3 bzw. 15 und 6 bzw. 20 abhängigen Kapazitäten C. und C8. Durch das Messen der Amplitude und Zählen der Anzahl Maximal- oder Minimalwerte des Ausgangsstromes /0 erhält man wieder den Betrag der Meßgröße als Winkel oder Länge wie bei der in F i g. 7
und 8 gezeigten Schaltungsart.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

ken als dünne Metallschicht auf einen Glasträger au Patentansprüche: gedampft; ein so entstandenes Strichraster wird m einem zweiten, gegenüber dem ersten Raster beweg
1. Vorrichtung zur kapazitiven Abtastung von liehen Raster abgetastet Verschieben sich die Strich Kreis- und Längenteilungen, bei der auf einem 5 raster gegeneinander, dann entstehen elektrisch meß festen und auf einem beweglichen Teil je ein bare und innerhalb gewisser Grenzen der Verschic elektrisch leitendes Strichraster angeordnet ist, bung proportionale Kapazitatsanderungen, die vor dadurch gekennzeichnet, daß an dem zugsweise mit elektronischen Methoden zum lnkre festen Teil (2; 14) und/oder dem beweglichen mentalen Messen von Winkeln und Längen ausge Teil (1; 13) eine von den beiden Strichrastern io wertet werden.
(5,8; 18,23) elektrisch isolierte, auf ein be- Bei Vorrichtungen dieser Art ist jedoch die Emp
stimmtes elektrisches Potential geschaltete, elek- findlichkeit solcher Abtastungen wegen relativ gro
trisch leitende Schicht (3,6; 15,20) angeordnet ßer Streukapazitäten gering und damit für äußers
ist, durch die zumindest die Zwischenräume zwi- genaue Kreis- und Längenmessungen — wie sie ζ. Β sehen den Strichen des zugehörigeit Strichrasters 15 im Meßgerätebau gefordert werden — ungenügend
(5, S; 18, 23) nach außen abgeschirmt sind. Aufgabe der Erfindung ist es, die Empfindlichkei
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- solcher kapazitiver Abtastungen wesentlich zu ver kennzeichnet, daß das eine Strichraster (8 bzw. bessern und damit die Genauigkeit besonders ir 23) an eine Spannungsquelle (25) angeschlossen Meßgeräten wesentlich zu steigern.
ist und die Ausgangsspannung des anderen Strich- 20 Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, da£ rasters (5 bzw. 18) einer Spannungsamplituden- an dem festen Teil und/oder dem beweglichen Tei empfindlichen Meßschaltung (28) zugeführt wird. auf ein bestimmtes elektrisches Potential geschaltete
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- eine von den beiden Strichrastern elektrisch isolierte kennzeichnet, daß das eine Strichraster (8 bzw. elektrisch leitende Schicht angeordnet ist, durch die 23) an eine Stromquelle (29) angeschlossen und 25 zumindest die Zwischenräume zwischen den Strichen der Ausgangsstrom des anderen Strichrasters (5 des zugehörigen Strichrasters nach außen abge- bzw. 18) einer stromamplitudenempfindlichen schirmt sind.
Meßschaltung (30) zugeführt wird. Die Erfindung wird im folgenden an Hand sche-
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- matischer Zeichnungen von Ausführungsbeispielen kennzeichnet, daß die Abschirmung (3, 6 bzw. 30 mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigt
15,20) zwischen Strichrasterträger (1, 2 bzw. Fig. 1 eine Kreisteilungs-Vorrichtung mit Strich-13,14) und Strichrasier (5, 8 bzw. 18,23) ange- raster und Abschirmung,
ordnet ist. Fig. 2 eine Längenteilungs-Vorrichtung mit
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Strichraster und Abschirmung,
kennzeichnet, daß die Abschirmung (3, 6 bzw. 35 Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linien HI-III
15,20) ebenfalls als Sirichraster ausgebildet ist. in Fig. I und 2,
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge- F i g. 4 einen Kreis- bzw. Längsschnitt längs der kennzeichnet, daß die Abschirmung in derselben Linie IV-IV in Fi g. 1 und 2,
Ebene wie das zugehörige, der kapazitiven Ab- Fig. 5 einen ähnlichen Kreis- bzw. Längsschnitt
tastung dienende Strichraster (5, 8; 18,23) in 40 wie in F i g. 4, wobei jedoch die Relativstellung zwidessen Zwischenräumen angeordnet ist. sehen beweglichem und festem Teil gegenüber F i g. 4
:' 7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- um eine halbe Teilung verschoben ist,
; kennzeichnet, daß das eine Strichraster an einen F i g. 6 einen Schnitt durch eine Kreis- oder Län-
ß Wechselspannungsgenerator (26) konstanter Fre- genteilungs-Vorrichtung ähnlich der F i g. 3,
;| quenz angeschlossen ist und das zweite Strich- 45 F i g. 7 die elektrische Ersatzschaltung der Kreis-
|| raster zum Messen des durch die Kapazitätsände- und Längenteilungs-Vorrichtung, betrieben mit Span-
'Jg rung amplitudenmodulierten Ausgangssignals mit nungsgeneraior,
:;| einer Spannungsamplitudendemodulationsschal- Fig. b . vereinfachte elektrische Ersatzschal-
φί tung (28) hoher Eingangsimpedanz verbunden ist. tung der ·. *α und Längenteilungs-Vorrichtung, be-
i;S 8· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- 50 trieben ν κ S?,-,ijiungsgenerator,
i! kennzeichnet, daß das eine Strichraster an einen Fig. 9 d<: elektrische Ersatzschaltung der Kreis-
;£S Stromgenerator (29) konstanter Frequenz ange- und Längenteilungs-Vorrichtung, betrieben mit
||? schlossen ist und das zweite Strichraster zum Stromgenerator,
Messen des durch die Kapazitätsänderung ampli- Fig. 10 eine vereinfachte elektrische Ersatzschal-
Ä tuuenmodulierten Ausgangssignals mit einer 55 tung der Kreis- und Längenteilungs-Vorrichtung,
'■'-': Stromamplitudenmodulationsschaltung (30) klei- betrieben mit Stromgenerator.
ner Eingangsimpedanz verbunden ist. Die in Fig. 1 dargestellte Kreisteilungsvorrichtung
DE2306752A 1972-09-07 1973-02-12 Vorrichtung zur kapazitiven Abtastung von Kreis- und Längenteilungen Expired DE2306752C2 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3008396A1 (de) * 1980-03-05 1981-09-10 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut Digitale elektrische winkelmesseinrichtung

Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3961318A (en) * 1975-01-17 1976-06-01 Inductosyn Corporation Electrostatic position-measuring transducer
US4082990A (en) * 1976-09-29 1978-04-04 The Singer Company Electrostatic pickoff and torquer
JPS5373154A (en) * 1976-12-10 1978-06-29 Mitsutoyo Seisakusho Electrostatic capacity type displacement detector
SE411392B (sv) * 1977-12-09 1979-12-17 Inst Mikrovagsteknik Vid Tekni Metanordning for kapacitiv bestemning av det inbordes leget hos tva relativt varandra rorliga delar
JPS5575614A (en) * 1978-12-04 1980-06-07 Hiromi Ogasawara Amount of movement measuring unit for straight movement mobile body
US4292632A (en) * 1978-08-29 1981-09-29 Yeakley Lester M Displacement sensing device having capacitance transduction element
CH626991A5 (en) * 1978-09-11 1981-12-15 Meseltron Sa Rotary transducer for position measurement
US4418347A (en) * 1978-12-27 1983-11-29 Nippon Soken, Inc. Rotational position detecting apparatus
US4238781A (en) * 1979-02-09 1980-12-09 Westinghouse Electric Corp. Capacitive angular displacement transducer for remote meter reading
JPS55121129A (en) * 1979-03-13 1980-09-18 Agency Of Ind Science & Technol Thin-wire torsion tester
FR2454083A1 (fr) * 1979-04-09 1980-11-07 Facom Dispositif de mesure de la position relative de deux objets
JPS568508A (en) * 1979-07-02 1981-01-28 Nippon Soken Inc Rotation detector
NL7905562A (nl) * 1979-07-17 1981-01-20 Heerens Willem Christiaan Capacitieve meter.
US4374383A (en) * 1980-12-22 1983-02-15 International Business Machines Corporation Capacitive transducer for sensing a home position
JPS6038221Y2 (ja) * 1981-01-22 1985-11-14 株式会社日本自動車部品総合研究所 静電容量式回転検出器
JPS57148262A (en) * 1981-03-09 1982-09-13 Nippon Soken Inc Detecting device for rotating direction
US4499465A (en) * 1981-03-18 1985-02-12 Nippon Soken, Inc. Capacitive-type incremental and reference angular rotation detecting apparatus
US4404560A (en) * 1981-05-07 1983-09-13 International Business Machines Corporation Capacitive transducer for providing precise angular positional information
JPS5841311A (ja) * 1981-09-07 1983-03-10 Nippon Soken Inc 静電容量式回転検出装置
CH648929A5 (fr) * 1982-07-07 1985-04-15 Tesa Sa Dispositif de mesure capacitif de deplacement.
US4477860A (en) * 1983-09-19 1984-10-16 Cain Encoder Company Electrode array
DE3338108A1 (de) * 1983-10-20 1985-05-02 Robert 5446 Engeln Wolff Digitale messvorrichtung fuer drehwinkelabhaengige groessen
US4538069A (en) * 1983-10-28 1985-08-27 Control Data Corporation Capacitance height gage applied in reticle position detection system for electron beam lithography apparatus
US4566193A (en) * 1984-07-31 1986-01-28 Hewlett-Packard Company Use of an electronic vernier for evaluation of alignment in semiconductor processing
US4982509A (en) * 1988-08-19 1991-01-08 Delta International Machinery Corp. Measurement system having multiple display orientations
GB2223589B (en) * 1988-09-14 1991-07-24 Valk Rob V D Measurement of capacitance and parameters related thereto
US5414420A (en) * 1992-03-23 1995-05-09 Hewlett-Packard Corporation Switch interconnect for position encoder system
US5428355A (en) * 1992-03-23 1995-06-27 Hewlett-Packard Corporation Position encoder system
US6492911B1 (en) 1999-04-19 2002-12-10 Netzer Motion Sensors Ltd. Capacitive displacement encoder
US6587093B1 (en) * 1999-11-04 2003-07-01 Synaptics Incorporated Capacitive mouse
DE10048881A1 (de) * 2000-09-29 2002-03-07 Infineon Technologies Ag Vorrichtung und Verfahren zum planen Verbinden zweier Wafer für ein Dünnschleifen und ein Trennen eines Produkt-Wafers
US7119718B2 (en) * 2004-06-23 2006-10-10 Fe Technical Services, Inc. Encoding techniques for a capacitance-based sensor
EP2020840A2 (de) * 2006-05-24 2009-02-11 TT Electronics Technology Limited Mehrfacher drehsensor
CN101893451B (zh) * 2009-05-22 2013-08-21 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 电容式传感器及陀螺仪
US9092082B2 (en) 2010-12-22 2015-07-28 Synaptics Incorporated Methods and apparatus for mounting a touch sensor device
CN103822571B (zh) * 2014-03-19 2016-11-02 重庆理工大学 基于单排多层结构的电场式时栅直线位移传感器
CN103968750B (zh) * 2014-05-09 2017-01-18 重庆理工大学 一种电场式时栅角位移传感器
US9810314B2 (en) 2015-02-25 2017-11-07 Kongsberg Driveline Systems I, Inc. Rotary shifter assembly
CN105157732A (zh) * 2015-07-14 2015-12-16 程有信 一种多联多扇差动电容传感器***装置
CN109752030A (zh) * 2019-02-21 2019-05-14 长春通视光电技术有限公司 一种贴片式位置检测传感器
CN114485371B (zh) * 2022-02-28 2023-08-25 深蓝汽车科技有限公司 一种拉线位移传感器的拉线安装装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3012189A (en) * 1945-06-05 1961-12-05 Electro Mechanical Res Inc Capacitive detector
US2925590A (en) * 1957-08-01 1960-02-16 North American Aviation Inc Capacitive pickoff
US3146394A (en) * 1959-04-29 1964-08-25 Continental Elektro Ind Ag Apparatus for proportionally converting a rotational angle into a phase angle of an alternating voltage
GB859267A (en) * 1959-06-25 1961-01-18 Mullard Ltd Improvements in or relating to measuring apparatus
US3121839A (en) * 1961-08-21 1964-02-18 Gen Motors Corp Capacitive pickoff for displacement signal generator
GB990928A (en) * 1962-11-23 1965-05-05 Ass Elect Ind Improvements relating to apparatus for producing signals indicative of relative position
US3242399A (en) * 1963-02-02 1966-03-22 Continental Elektro Ind Ag Electrical control device
US3515987A (en) * 1967-10-20 1970-06-02 Avco Corp Coplanar dielectric probe having means for minimizing capacitance from stray sources
FR2086854A5 (de) * 1970-04-10 1971-12-31 Commissariat Energie Atomique

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3008396A1 (de) * 1980-03-05 1981-09-10 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut Digitale elektrische winkelmesseinrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
CH550378A (de) 1974-06-14
DE2306752A1 (de) 1974-03-28
DE2306752B1 (de) 1974-03-28
US3873916A (en) 1975-03-25
JPS4966155A (de) 1974-06-26
GB1391146A (en) 1975-04-16

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