JPH0634303A - 静電容量型測長器 - Google Patents
静電容量型測長器Info
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- JPH0634303A JPH0634303A JP20703292A JP20703292A JPH0634303A JP H0634303 A JPH0634303 A JP H0634303A JP 20703292 A JP20703292 A JP 20703292A JP 20703292 A JP20703292 A JP 20703292A JP H0634303 A JPH0634303 A JP H0634303A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- correction
- measurement
- capacitor
- electrode
- square wave
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 演算回路等の精度の高い電子回路を省くこと
のできる静電容量型測長器を得る。 【構成】 測定リング電極A内に軸方向に移動するスク
リーンを設けると共に測定コア電極Bを設ける。また、
補正コア電極、基準コア電極とそれぞれ異なる容量を形
成する複数個の補正リング電極F1 〜F5 と基準リング
電極H1 〜H5 とを設けて補正コア電極G1 〜G5 、基
準コア電極I1 〜I5 を挿通し、各コア電極に共通に電
圧Em を加える。 【効果】 測定範囲が切替点で分割され、各切替点で精
度の補正が行われる。
のできる静電容量型測長器を得る。 【構成】 測定リング電極A内に軸方向に移動するスク
リーンを設けると共に測定コア電極Bを設ける。また、
補正コア電極、基準コア電極とそれぞれ異なる容量を形
成する複数個の補正リング電極F1 〜F5 と基準リング
電極H1 〜H5 とを設けて補正コア電極G1 〜G5 、基
準コア電極I1 〜I5 を挿通し、各コア電極に共通に電
圧Em を加える。 【効果】 測定範囲が切替点で分割され、各切替点で精
度の補正が行われる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、物体の変位量を静電
容量の変化として検出し、これを電気信号に変換して取
り出すようにした静電容量型測長器に関するものであ
る。
容量の変化として検出し、これを電気信号に変換して取
り出すようにした静電容量型測長器に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図13は従来の静電容量型測長器の検出
器部分を示す構成図である。図13において、1は測定
リング電極、2は測定リング電極1と同軸的に配された
基準リング電極、3は測定リング電極1と基準リング電
極2の中心軸上に共通に配されたコア電極、4はコア電
極3が嵌合されると共に測定リング電極1内で同軸的に
x方向に移動するリング状のスクリーンで電気的に接地
されている。Cm は測定リング電極1、コア電極3及び
スクリーン4で構成される測定キャパシタ、Crは基準
リング電極2とコア電極3とで構成される基準キャパシ
タである。
器部分を示す構成図である。図13において、1は測定
リング電極、2は測定リング電極1と同軸的に配された
基準リング電極、3は測定リング電極1と基準リング電
極2の中心軸上に共通に配されたコア電極、4はコア電
極3が嵌合されると共に測定リング電極1内で同軸的に
x方向に移動するリング状のスクリーンで電気的に接地
されている。Cm は測定リング電極1、コア電極3及び
スクリーン4で構成される測定キャパシタ、Crは基準
リング電極2とコア電極3とで構成される基準キャパシ
タである。
【0003】次に上記構成による動作について説明す
る。図13に示すように、検出器の要部は、測定キャパ
シタCm 、基準キャパシタCr 、スクリーン4より構成
されていて、測定キャパシタCm と基準キャパシタCr
のコア電極3は共通である。測定キャパシタCm 、基準
キャパシタCr は同じ誘電体で構成されていて、測定キ
ャパシタCm には基準方形波電圧Vr が、基準キャパシ
タCr には測定方形波電圧Vm が印加される。Vr とV
m は同一周波数で互いに逆相の方形波電圧であり、Vr
は一定の変化しない電圧、Vm は可変の電圧である。ス
クリーン4が移動し、Cm のキャパシタンスcm が変化
すると、電子装置(図示せず)により、コア電極3に誘
導されるAC電圧が零となるように、Vm が変化させら
れる。このことは、『Cm にVr を印加したときにCm
に発生する電流ir と、Cr にVm を印加したときにC
r に発生する電流im との和が零となるようにVm を変
化させる。』ことと同等である。これにより次の式が成
り立つ。 cm Vr +cr Vm =0 Vm =−Vr cm /cr ・・・・・(1) (1)式において、Vm とVr は位相差が180度ある
ため、異符号となり、Vr =−Vr1と表わすと、 Vm =Vr1 cm /cr ・・・・・(2) となる。ここで、Vr1/cr は正の比例定数である。
(2)式は、cm が増加するとVm は増加し、cm が減
少するとVm が減少することを意味しており、cm が減
少するとVm が増加したり、cm が増加するとVm が減
少したりすることは決してないことを意味している。
る。図13に示すように、検出器の要部は、測定キャパ
シタCm 、基準キャパシタCr 、スクリーン4より構成
されていて、測定キャパシタCm と基準キャパシタCr
のコア電極3は共通である。測定キャパシタCm 、基準
キャパシタCr は同じ誘電体で構成されていて、測定キ
ャパシタCm には基準方形波電圧Vr が、基準キャパシ
タCr には測定方形波電圧Vm が印加される。Vr とV
m は同一周波数で互いに逆相の方形波電圧であり、Vr
は一定の変化しない電圧、Vm は可変の電圧である。ス
クリーン4が移動し、Cm のキャパシタンスcm が変化
すると、電子装置(図示せず)により、コア電極3に誘
導されるAC電圧が零となるように、Vm が変化させら
れる。このことは、『Cm にVr を印加したときにCm
に発生する電流ir と、Cr にVm を印加したときにC
r に発生する電流im との和が零となるようにVm を変
化させる。』ことと同等である。これにより次の式が成
り立つ。 cm Vr +cr Vm =0 Vm =−Vr cm /cr ・・・・・(1) (1)式において、Vm とVr は位相差が180度ある
ため、異符号となり、Vr =−Vr1と表わすと、 Vm =Vr1 cm /cr ・・・・・(2) となる。ここで、Vr1/cr は正の比例定数である。
(2)式は、cm が増加するとVm は増加し、cm が減
少するとVm が減少することを意味しており、cm が減
少するとVm が増加したり、cm が増加するとVm が減
少したりすることは決してないことを意味している。
【0004】図13のxは、スクリーン4の変位を示し
ている。スクリーン4が測定リング電極1内に差し込ま
れて図の右に移動するとき、変位xを正と取れば、cm
は次の式で表わされる。 cm =cm0(1−bx)=−bcm0x+cm0 ・・・・・(3) ここで、cm0はスクリーン4の基準位置の(x=0のと
きの)Cm のキャパシタンスであり、bは正の比例定数
である。(2)式と(3)式より、Vm は次のようなx
の一次式として表わせる。 Vm =−(Vr1bcm0x/cr )+(Vr1cm0/cr ) ・・・(4) 比例定数−Vr1bcm0/cr は、必ず負の値であり、x
が増加すると、図14に示すように、Vm は減少し、x
が減少するとVm は増加することになる。
ている。スクリーン4が測定リング電極1内に差し込ま
れて図の右に移動するとき、変位xを正と取れば、cm
は次の式で表わされる。 cm =cm0(1−bx)=−bcm0x+cm0 ・・・・・(3) ここで、cm0はスクリーン4の基準位置の(x=0のと
きの)Cm のキャパシタンスであり、bは正の比例定数
である。(2)式と(3)式より、Vm は次のようなx
の一次式として表わせる。 Vm =−(Vr1bcm0x/cr )+(Vr1cm0/cr ) ・・・(4) 比例定数−Vr1bcm0/cr は、必ず負の値であり、x
が増加すると、図14に示すように、Vm は減少し、x
が減少するとVm は増加することになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の静電容量型測長
器は以上のように構成されているので、上記(4)式か
らも判るように、スクリーン4の変位を測定リング電極
1内に差し込まれる方向を正と取ると、xとVm の増
加、減少の関係は逆となり、xとVm は線形の関係には
あるが比例関係にはない。このため、Vm をxと比例関
係を保ち、かつ比例定数が正となるVm1にさらに変換す
る必要がある。この変換には精度の良い演算回路などの
電子回路を必要とし、電子回路の付加はコストアップに
つながると共に、回路の安定性及び温度特性を低下させ
る要因となる等の問題点があった。
器は以上のように構成されているので、上記(4)式か
らも判るように、スクリーン4の変位を測定リング電極
1内に差し込まれる方向を正と取ると、xとVm の増
加、減少の関係は逆となり、xとVm は線形の関係には
あるが比例関係にはない。このため、Vm をxと比例関
係を保ち、かつ比例定数が正となるVm1にさらに変換す
る必要がある。この変換には精度の良い演算回路などの
電子回路を必要とし、電子回路の付加はコストアップに
つながると共に、回路の安定性及び温度特性を低下させ
る要因となる等の問題点があった。
【0006】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、精度の良い演算回路などの電子
回路を省くことのできる静電容量型測長器を提供するこ
とを目的としている。
ためになされたもので、精度の良い演算回路などの電子
回路を省くことのできる静電容量型測長器を提供するこ
とを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明においては、そ
れぞれ異なる厚さを有する複数の補正リング電極を設
け、測定リング電極、基準リング電極及び補正リング電
極に同一電位に接続されたコア電極をそれぞれ挿通した
ものである。
れぞれ異なる厚さを有する複数の補正リング電極を設
け、測定リング電極、基準リング電極及び補正リング電
極に同一電位に接続されたコア電極をそれぞれ挿通した
ものである。
【0008】
【作用】測定リング電極に基準方形波電圧E1 を加え、
補正リング電極に上記基準方形波電圧E1 と逆相の補正
方形波電圧を加えることにより、基準リング電極にスク
リーンの移動に応じた上記基準方形波電圧E1 と同相の
電圧E3 が得られると共に、測定範囲が各補正リング電
極と対応する切替点で分割され、各切替点で精度の補正
が行われる。
補正リング電極に上記基準方形波電圧E1 と逆相の補正
方形波電圧を加えることにより、基準リング電極にスク
リーンの移動に応じた上記基準方形波電圧E1 と同相の
電圧E3 が得られると共に、測定範囲が各補正リング電
極と対応する切替点で分割され、各切替点で精度の補正
が行われる。
【0009】
実施例1.図1において、11は一端が閉塞されると共
に電気的に接地された円筒状のスクリーン、12はスク
リーン11の上記の一端に一端が固定され軸方向に移動
可能なスピンドルで、このスピンドル12の他端が被測
定物体(図示せず)に当接されるように成されている。
13はスピンドル12が挿通される軸受、Aはスクリー
ン11と同軸的に配され、スクリーン11が軸方向に移
動可能に嵌合される円筒状の測定リング電極、Bは測定
リング電極A及びスクリーン11内の中心軸上に配され
た円柱状の測定コア電極、CA は測定リング電極Aと測
定コア電極Bとで構成される測定キャパシタ、cA は測
定キャパシタCA のキャパシタンスである。
に電気的に接地された円筒状のスクリーン、12はスク
リーン11の上記の一端に一端が固定され軸方向に移動
可能なスピンドルで、このスピンドル12の他端が被測
定物体(図示せず)に当接されるように成されている。
13はスピンドル12が挿通される軸受、Aはスクリー
ン11と同軸的に配され、スクリーン11が軸方向に移
動可能に嵌合される円筒状の測定リング電極、Bは測定
リング電極A及びスクリーン11内の中心軸上に配され
た円柱状の測定コア電極、CA は測定リング電極Aと測
定コア電極Bとで構成される測定キャパシタ、cA は測
定キャパシタCA のキャパシタンスである。
【0010】以上は検出器の構成であり、次に電子装置
内のキャパシタ部分の構成について説明する。後述する
測定範囲の分割数をn=5とすると、キャパシタ部分は
n個の補正キャパシタCF1,CF2,CF3,・・・C
Fnと、1個以上n個以下の基準キャパシタCH1,CH2,
CH3,・・・CHk(kは1以上n以下の正の整数、ここ
ではk=5)とを有している。各補正キャパシタCF1〜
CF5は円筒状の補正リング電極F1 〜F5 と円柱状の補
正コア電極G1 〜G5 とにより構成され、各基準キャパ
シタCH1〜CH5は円筒状の基準リング電極H1 〜H5 と
円柱状の基準コア電極I1 〜I5 とにより構成されてい
る。上記測定コア電極Aと各補正コア電極G1 〜G5 と
各基準コア電極I1 〜I5 とはすべて電気的に共通に導
通している。各補正キャパシタCF1〜CF5の補正リング
電極F1 〜F5 と補正コア電極G1〜G5 の中心軸はほ
ぼ一致していて、補正リング電極F1 〜F5 と補正コア
電極G1 〜G5 のギャップdがそれぞれ異なっている。
各補正キャパシタCF1〜CF5のキャパシタンスcF1〜c
F5はそれぞれ調整ネジ51〜55により調整可能であ
る。各基準キャパシタCH1〜CH5の基準リング電極H1
〜H5 と基準コア電極I1 〜I5 の中心軸も、ほぼ一致
していて各基準キャパシタCH1〜CH5のキャパシタンス
cH1〜cH5もそれぞれ調整ネジ71〜75により調整可
能となっている。なお、測定キャパシタCA 、補正キャ
パシタCF1〜CF5、基準キャパシタCH1〜CH5はすべて
同じ誘電体(空気)で構成されている。また、21,2
4は検出器と電子装置間の伝送線のシールドである。
内のキャパシタ部分の構成について説明する。後述する
測定範囲の分割数をn=5とすると、キャパシタ部分は
n個の補正キャパシタCF1,CF2,CF3,・・・C
Fnと、1個以上n個以下の基準キャパシタCH1,CH2,
CH3,・・・CHk(kは1以上n以下の正の整数、ここ
ではk=5)とを有している。各補正キャパシタCF1〜
CF5は円筒状の補正リング電極F1 〜F5 と円柱状の補
正コア電極G1 〜G5 とにより構成され、各基準キャパ
シタCH1〜CH5は円筒状の基準リング電極H1 〜H5 と
円柱状の基準コア電極I1 〜I5 とにより構成されてい
る。上記測定コア電極Aと各補正コア電極G1 〜G5 と
各基準コア電極I1 〜I5 とはすべて電気的に共通に導
通している。各補正キャパシタCF1〜CF5の補正リング
電極F1 〜F5 と補正コア電極G1〜G5 の中心軸はほ
ぼ一致していて、補正リング電極F1 〜F5 と補正コア
電極G1 〜G5 のギャップdがそれぞれ異なっている。
各補正キャパシタCF1〜CF5のキャパシタンスcF1〜c
F5はそれぞれ調整ネジ51〜55により調整可能であ
る。各基準キャパシタCH1〜CH5の基準リング電極H1
〜H5 と基準コア電極I1 〜I5 の中心軸も、ほぼ一致
していて各基準キャパシタCH1〜CH5のキャパシタンス
cH1〜cH5もそれぞれ調整ネジ71〜75により調整可
能となっている。なお、測定キャパシタCA 、補正キャ
パシタCF1〜CF5、基準キャパシタCH1〜CH5はすべて
同じ誘電体(空気)で構成されている。また、21,2
4は検出器と電子装置間の伝送線のシールドである。
【0011】次に、上記構成による動作について図1〜
4と共に説明する。スピンドル12が押し込まれると、
スクリーン11が測定キャパシタCA に差し込まれてキ
ャパシタンスcA が変化する。ここでは、スピンドル1
2の押し込まれる方向(スクリーン11が測定キャパシ
タCA に差し込まれる方向)、すなわち測定キャパシタ
CA のキャパシタンスcA が減少する方向を正としてい
る。また、図2(a)〜(f)に示すように、測定範囲
中にスクリーンの移動位置に対応した切替点が等間隔に
設けられている。測定始点q0 、切替点q1 ,q2,q3
,・・・qn-1 の位置は、スクリーン11を正確に変
位させ、そのときの測定方形波電圧E3 が零となるよう
に各補正キャパシタCF1〜CF5のキャパシタンスを調整
することにより、あらかじめ等間隔Pに設定されてい
る。
4と共に説明する。スピンドル12が押し込まれると、
スクリーン11が測定キャパシタCA に差し込まれてキ
ャパシタンスcA が変化する。ここでは、スピンドル1
2の押し込まれる方向(スクリーン11が測定キャパシ
タCA に差し込まれる方向)、すなわち測定キャパシタ
CA のキャパシタンスcA が減少する方向を正としてい
る。また、図2(a)〜(f)に示すように、測定範囲
中にスクリーンの移動位置に対応した切替点が等間隔に
設けられている。測定始点q0 、切替点q1 ,q2,q3
,・・・qn-1 の位置は、スクリーン11を正確に変
位させ、そのときの測定方形波電圧E3 が零となるよう
に各補正キャパシタCF1〜CF5のキャパシタンスを調整
することにより、あらかじめ等間隔Pに設定されてい
る。
【0012】図3は図1に示す各電圧E1 〜E3 及び後
述する電圧E0SC ,E4 の波形を示すタイミングチャー
トである。図3において、基準方形波電圧E1 と補正方
形波電圧E2 は、同一周波数で互いに逆相の方形波電圧
であり、基準方形波電圧E1と測定方形波電圧E3 は同
一周波数で同相の方形波電圧である(E2 とE3 の関係
は、同一周波数で逆相の方形波電圧となる)。基準方形
波電圧E1 、補正方形波電圧E2 は一定の変化しない電
圧で測定方形波電圧E3 は可変の電圧である。図4は測
定始点q0 、切替点q1 〜q5 と測長器の表示値yとの
関係を示す。
述する電圧E0SC ,E4 の波形を示すタイミングチャー
トである。図3において、基準方形波電圧E1 と補正方
形波電圧E2 は、同一周波数で互いに逆相の方形波電圧
であり、基準方形波電圧E1と測定方形波電圧E3 は同
一周波数で同相の方形波電圧である(E2 とE3 の関係
は、同一周波数で逆相の方形波電圧となる)。基準方形
波電圧E1 、補正方形波電圧E2 は一定の変化しない電
圧で測定方形波電圧E3 は可変の電圧である。図4は測
定始点q0 、切替点q1 〜q5 と測長器の表示値yとの
関係を示す。
【0013】スクリーン11の先端が測定始点q0 より
第1の切替点q1 まで変位するときの測定は、測定リン
グ電極Aに基準方形波電圧E1 を印加し、第1の補正リ
ング電極F1 にE1 と同一周波数で逆相の補正方形波電
圧E2 を印加し、さらに第1の基準リング電極H1 には
基準方形波電圧E1 と同一周波数で同相の測定方形波電
圧E3 を印加する。補正方形波電圧E2 又は測定方形波
電圧E3 の印加されていない補正リング電極及び基準リ
ング電極は電気的に接地される。スピンドル12が移動
し、スピンドル12と一体的に取り付けられたスクリー
ン11の先端が測定始点q0 より移動すると、測定キャ
パシタCA のキャパシタンスcA が変化する。このとき
電子装置が働き、コア電極(測定コア電極、補正コア電
極、基準コア電極)に誘導されるAC電圧が零となるよ
うに、E3 が変化させられる。即ち、CA に流れる電流
をiA とし、CF1に流れる電流をiF1、CH1に流れる電
流をiH1とすれば、次式が満足させられるようにE3 は
変化させられる。 iA +iF1+iH1=0 ・・・・・(5) CA ,CF1,CH1のキャパシタンスをそれぞれcA ,c
F1,cH1とすると、(5)式は次のように表わせる。 cA E1 +cF1E2 +cH1E3 =0 したがってE3 は次式のようになる。 E3 = −(cA E1 +cF1E2 )/cH1 ・・・・・(6) E3 とE1 は同相の方形波電圧で、E3 とE2 は逆相の
方形波電圧であるので、E21=−E2 と置き換えて、
(6)式を書き換えるとE3 は次式のようになる。 E3 = (cF1E21−cA E1 )/cH1 ・・・・・(7)
第1の切替点q1 まで変位するときの測定は、測定リン
グ電極Aに基準方形波電圧E1 を印加し、第1の補正リ
ング電極F1 にE1 と同一周波数で逆相の補正方形波電
圧E2 を印加し、さらに第1の基準リング電極H1 には
基準方形波電圧E1 と同一周波数で同相の測定方形波電
圧E3 を印加する。補正方形波電圧E2 又は測定方形波
電圧E3 の印加されていない補正リング電極及び基準リ
ング電極は電気的に接地される。スピンドル12が移動
し、スピンドル12と一体的に取り付けられたスクリー
ン11の先端が測定始点q0 より移動すると、測定キャ
パシタCA のキャパシタンスcA が変化する。このとき
電子装置が働き、コア電極(測定コア電極、補正コア電
極、基準コア電極)に誘導されるAC電圧が零となるよ
うに、E3 が変化させられる。即ち、CA に流れる電流
をiA とし、CF1に流れる電流をiF1、CH1に流れる電
流をiH1とすれば、次式が満足させられるようにE3 は
変化させられる。 iA +iF1+iH1=0 ・・・・・(5) CA ,CF1,CH1のキャパシタンスをそれぞれcA ,c
F1,cH1とすると、(5)式は次のように表わせる。 cA E1 +cF1E2 +cH1E3 =0 したがってE3 は次式のようになる。 E3 = −(cA E1 +cF1E2 )/cH1 ・・・・・(6) E3 とE1 は同相の方形波電圧で、E3 とE2 は逆相の
方形波電圧であるので、E21=−E2 と置き換えて、
(6)式を書き換えるとE3 は次式のようになる。 E3 = (cF1E21−cA E1 )/cH1 ・・・・・(7)
【0014】スピンドル12が検出器内に押し込まれる
方向(スクリーン11が測定リング電極Aに差し込まれ
る方向)を正として変位x1 を表わし、x1 =0のCA
のキャパシタンスをc0 とすると、cA は次式で表わす
ことができる。 cA =c0 (1−a1 x1 ) ・・・・・(8) ここで、a1 は測定始点q0 と切替点q1 の間で測定リ
ング電極Aと測定コア電極Bの幾何学的寸法によって定
まる正の値である。(7)式に(8)式を代入すると、 E3 =(c0 E1 a1x1 /cH1)+(cF1j E21−c0E1 )/cH1 ・・・・・(10) と表わせ、 α1 =c0 E1 a1/cH1 ,β1 =(cF1E21−c0 E1 )/cH1 ・・・・・(11) とおくと、(10)式は次のように変形される。 E3 =α1 x1 +β1 ・・・・・(12) E2 又はcF1がcF1|E2 |=c0 |E1 |、即ち、c
F1E21=c0 E1 となるようにあらかじめ調整されてい
るのでβ1 =0となり、E3 は次式で表わすことができ
る。 E3 =α1 x1 =c0 E1 a1 x1 /cH1 ・・・・・(13) 比例定数α1 は正の値であるので、E3 とx1 の関係
は、次のように言い表わすことができる。x1 が増加す
ると、E3 はx1 に正比例して増加し、x1 が減少する
と、E3はx1 に正比例して減少する。また、x1 =0
のとき、E3 =0となる。なお、α1 はあらかじめ基準
値α0 と等しくなるように基準キャパシタCH1のキャパ
シタンスcH1の調整により調整されているので、(1
3)式は、 E3 =α0 x1 ・・・・・(14) と表わすことができる。
方向(スクリーン11が測定リング電極Aに差し込まれ
る方向)を正として変位x1 を表わし、x1 =0のCA
のキャパシタンスをc0 とすると、cA は次式で表わす
ことができる。 cA =c0 (1−a1 x1 ) ・・・・・(8) ここで、a1 は測定始点q0 と切替点q1 の間で測定リ
ング電極Aと測定コア電極Bの幾何学的寸法によって定
まる正の値である。(7)式に(8)式を代入すると、 E3 =(c0 E1 a1x1 /cH1)+(cF1j E21−c0E1 )/cH1 ・・・・・(10) と表わせ、 α1 =c0 E1 a1/cH1 ,β1 =(cF1E21−c0 E1 )/cH1 ・・・・・(11) とおくと、(10)式は次のように変形される。 E3 =α1 x1 +β1 ・・・・・(12) E2 又はcF1がcF1|E2 |=c0 |E1 |、即ち、c
F1E21=c0 E1 となるようにあらかじめ調整されてい
るのでβ1 =0となり、E3 は次式で表わすことができ
る。 E3 =α1 x1 =c0 E1 a1 x1 /cH1 ・・・・・(13) 比例定数α1 は正の値であるので、E3 とx1 の関係
は、次のように言い表わすことができる。x1 が増加す
ると、E3 はx1 に正比例して増加し、x1 が減少する
と、E3はx1 に正比例して減少する。また、x1 =0
のとき、E3 =0となる。なお、α1 はあらかじめ基準
値α0 と等しくなるように基準キャパシタCH1のキャパ
シタンスcH1の調整により調整されているので、(1
3)式は、 E3 =α0 x1 ・・・・・(14) と表わすことができる。
【0015】E3 は電子装置によりγ倍(1/α0 倍)
され測長値に換算される。そして測長器は表示値γE
3 、即ち『x1 』を表示する。(10)式において、E
3 はc0 /cH1,cF1/cH1と言うキャパシタンスの比
で構成されているので、CA ,CF1,CH1が同一誘電体
で構成されていれば、誘電率の影響は全く受けない。c
F1|E2 |≠c0 |E1 |のときは、β1 は零でない定
数となり、E3 はβ1 増加し、長さ表示値は見掛け上、
x1 =0の点がγβ1 、即ちβ1 /α0 だけマイナス側
に移動する。cF1|E2 |=c0 |E1 |の関係は、c
F1を調整して保たれても良く、E2を調整して保たれて
も良く、E2 及びcF1の両者を調整して保たれてもよい
が、補正キャパシタ、基準キャパシタを検出器内に設置
して検出器に互換性を持たせる場合は、cF1を調整して
保たれることが必要である。cF1の調整は、補正キャパ
シタCF1の調整ネジ51により行われる。
され測長値に換算される。そして測長器は表示値γE
3 、即ち『x1 』を表示する。(10)式において、E
3 はc0 /cH1,cF1/cH1と言うキャパシタンスの比
で構成されているので、CA ,CF1,CH1が同一誘電体
で構成されていれば、誘電率の影響は全く受けない。c
F1|E2 |≠c0 |E1 |のときは、β1 は零でない定
数となり、E3 はβ1 増加し、長さ表示値は見掛け上、
x1 =0の点がγβ1 、即ちβ1 /α0 だけマイナス側
に移動する。cF1|E2 |=c0 |E1 |の関係は、c
F1を調整して保たれても良く、E2を調整して保たれて
も良く、E2 及びcF1の両者を調整して保たれてもよい
が、補正キャパシタ、基準キャパシタを検出器内に設置
して検出器に互換性を持たせる場合は、cF1を調整して
保たれることが必要である。cF1の調整は、補正キャパ
シタCF1の調整ネジ51により行われる。
【0016】一般に、E2 の調整には、温度特性良好な
ポテンショメータなどの電気部品が用いられるが、温度
が変化しても全く変化しないと言うものではないため、
温度特性良好なることを非常に要求される場合は、ポテ
ンショメータなどの電気部品なしが好ましい。補正キャ
パシタを設けたことにより、ポテンショメータなどの電
気部品なしでのx1 =0の点の調整を可能としている。
α1 =α0 の関係は基準キャパシタCH1の基準リング電
極H1 の調整ネジ71でキャパシタンスcH1を調整する
ことにより行われる。スクリーン11の先端が切替点q
1 に達すると電子装置に内蔵されたカウンタが1つカウ
ントアップされる。カウンタのカウント値を測長値に換
算するための比例定数をδとすれば、測長器は表示値
『δ』を表示する。これと同時に、基準方形波電圧E1
と同一周波数で逆相の補正方形波電圧E2が、第1の補
正リング電極F1 から第2の補正リング電極F2 に切替
えて印加され、基準方形波電圧E1 と同一周波数で同相
の測定方形波電圧E3 が、第1の基準リング電極H1 か
ら第2の基準リング電極H2 に切替えて印加される。補
正方形波電圧E2 または測定方形波電圧E3 の印加され
ていない補正リング電極及び基準リング電極は電気的に
接地される。なお、基準方形波電圧E1 は測定リング電
極Aに印加されたまま保たれる。
ポテンショメータなどの電気部品が用いられるが、温度
が変化しても全く変化しないと言うものではないため、
温度特性良好なることを非常に要求される場合は、ポテ
ンショメータなどの電気部品なしが好ましい。補正キャ
パシタを設けたことにより、ポテンショメータなどの電
気部品なしでのx1 =0の点の調整を可能としている。
α1 =α0 の関係は基準キャパシタCH1の基準リング電
極H1 の調整ネジ71でキャパシタンスcH1を調整する
ことにより行われる。スクリーン11の先端が切替点q
1 に達すると電子装置に内蔵されたカウンタが1つカウ
ントアップされる。カウンタのカウント値を測長値に換
算するための比例定数をδとすれば、測長器は表示値
『δ』を表示する。これと同時に、基準方形波電圧E1
と同一周波数で逆相の補正方形波電圧E2が、第1の補
正リング電極F1 から第2の補正リング電極F2 に切替
えて印加され、基準方形波電圧E1 と同一周波数で同相
の測定方形波電圧E3 が、第1の基準リング電極H1 か
ら第2の基準リング電極H2 に切替えて印加される。補
正方形波電圧E2 または測定方形波電圧E3 の印加され
ていない補正リング電極及び基準リング電極は電気的に
接地される。なお、基準方形波電圧E1 は測定リング電
極Aに印加されたまま保たれる。
【0017】スクリーン11の先端が切替点q1 よりq
2 に向かって移動すると、測定始点q0 〜切替点q1 の
ときと同様に、測定キャパシタCA のキャパシタンスc
A が変化する。このとき電子装置が働き、コア電極(測
定コア電極、補正コア電極、及び基準コア電極)に誘導
されるAC電圧が零となるように、E3 が変化させられ
る。即ち、CA ,CF2,CH2に流れる電流をiA ,
iF2,iH2とすれば、次式が満足させられるようにE3
は変化させられる。 iA +iF2+iH2=0 ・・・・・(15) CA ,CF2,CH2のキャパシタンスをそれぞれcA ,c
F2,cH2とすると、(15)式は次のように表わせる。 cA E1 +cF2E2 +cH2E3 =0 従って、E3 は次式のようになる。 E3 =−(cA E1 +cF2E2 )/cH2 ・・・・・(16) q0 〜q1 のときと同様に、E21=−E2 と置き換え
て、(16)式を書き換えると、E3 は次式のようにな
る。 E3 =(cF2E21+cA E1 )/cH2 ・・・・・(17) 切替点q1 からのスクリーン11の変位をx2 とし、変
位x2 の正の方向を、q0 〜q1 と同じ方向(スクリー
ン11が測定リング電極に差し込まれる方向)とし、切
替点q1 (x2 =0の点)の測定キャパシタCA のキャ
パシタンスをc1 とすると、cA は次式で表わすことが
できる。 cA =c1 (1−a2 x2 ) ・・・・・(18) ここで、a2 は測定始点q1 とq2 の間で測定リング電
極Aと測定コア電極Bの幾何学的寸法によって定まる正
の値である。(17)式に(18)式を代入し、q0 〜
q1 と同様に、 α2 =c1 E1 a2 /cH2,β2 =(cF2E21−c1 E1 )/cH2 ・・・・・(19) とおくと、(18)式は次のようになる。 E3 =α2 x2 +β2 ・・・・・(20) E2 又はcF2がcF2|E2 |=c1 |E1 |、即ち、c
F2E21=c1 E1 となるように調整されているので、β
2 =0となり、E3 はq0 〜q1 と同様な次式で表わす
ことができる。 E3 =α2 x2 =c1 E1 a2 x2 /cH2 ・・・・・(21) 比例定数α2 は正の値であるので、E3 とx2 の関係
は、次のように言い表わすことができる。x2 が増加す
ると、E3 はx2 に正比例して増加し、x2 が減少する
と、E3はx2 に正比例して減少する。また、x2 =0
のとき、E3 =0となる。なお、α2 があらかじめ基準
値α0 と等しくなるように基準キャパシタCH2のキャパ
シタンスcH2の調整により調整されているので、(2
1)式は、 E3 =α0 x2 ・・・・・(22) と表わすことができる。
2 に向かって移動すると、測定始点q0 〜切替点q1 の
ときと同様に、測定キャパシタCA のキャパシタンスc
A が変化する。このとき電子装置が働き、コア電極(測
定コア電極、補正コア電極、及び基準コア電極)に誘導
されるAC電圧が零となるように、E3 が変化させられ
る。即ち、CA ,CF2,CH2に流れる電流をiA ,
iF2,iH2とすれば、次式が満足させられるようにE3
は変化させられる。 iA +iF2+iH2=0 ・・・・・(15) CA ,CF2,CH2のキャパシタンスをそれぞれcA ,c
F2,cH2とすると、(15)式は次のように表わせる。 cA E1 +cF2E2 +cH2E3 =0 従って、E3 は次式のようになる。 E3 =−(cA E1 +cF2E2 )/cH2 ・・・・・(16) q0 〜q1 のときと同様に、E21=−E2 と置き換え
て、(16)式を書き換えると、E3 は次式のようにな
る。 E3 =(cF2E21+cA E1 )/cH2 ・・・・・(17) 切替点q1 からのスクリーン11の変位をx2 とし、変
位x2 の正の方向を、q0 〜q1 と同じ方向(スクリー
ン11が測定リング電極に差し込まれる方向)とし、切
替点q1 (x2 =0の点)の測定キャパシタCA のキャ
パシタンスをc1 とすると、cA は次式で表わすことが
できる。 cA =c1 (1−a2 x2 ) ・・・・・(18) ここで、a2 は測定始点q1 とq2 の間で測定リング電
極Aと測定コア電極Bの幾何学的寸法によって定まる正
の値である。(17)式に(18)式を代入し、q0 〜
q1 と同様に、 α2 =c1 E1 a2 /cH2,β2 =(cF2E21−c1 E1 )/cH2 ・・・・・(19) とおくと、(18)式は次のようになる。 E3 =α2 x2 +β2 ・・・・・(20) E2 又はcF2がcF2|E2 |=c1 |E1 |、即ち、c
F2E21=c1 E1 となるように調整されているので、β
2 =0となり、E3 はq0 〜q1 と同様な次式で表わす
ことができる。 E3 =α2 x2 =c1 E1 a2 x2 /cH2 ・・・・・(21) 比例定数α2 は正の値であるので、E3 とx2 の関係
は、次のように言い表わすことができる。x2 が増加す
ると、E3 はx2 に正比例して増加し、x2 が減少する
と、E3はx2 に正比例して減少する。また、x2 =0
のとき、E3 =0となる。なお、α2 があらかじめ基準
値α0 と等しくなるように基準キャパシタCH2のキャパ
シタンスcH2の調整により調整されているので、(2
1)式は、 E3 =α0 x2 ・・・・・(22) と表わすことができる。
【0018】そして測長器は、表示値γE3 +δ、即ち
『x2 +δ』を表示する。cF2|E2 |=c1 |E1 |
の関係は、cF2を調整することによって保たれ、cF2は
補正キャパシタCF2の調整ネジ52により調整される。
α2 =α0 の関係は基準キャパシタCH2の基準リング電
極H2 の調整ネジ72でキャパシタンスcH2を調整する
ことにより行われる。(21)式において、E3 はc1
/cH2,cF2/cH2というキャパシタンスの比で構成さ
れているので、CA ,CF2,CH2が同一誘電体で構成さ
れていれば、誘電率の影響は全く受けない。スクリーン
11の先端が切替点q2 に達すると電子装置に内蔵され
たカウンタがさらに1つカウントアップされ、測長器は
表示値『2δ』を表示する。これと同時に、次に基準方
形波電圧E1 と同一周波数で逆相の補正方形波電圧E2
を、第2の補正リング電極F2 から第3の補正リング電
極F3 に切替えて印加し、さらに基準方形波電圧E1 と
同一周波数で同相の測定方形波電圧E3 を、第2の基準
リング電極H2 から第3の基準リング電極H3 に切替え
て印加する。E2 またはE3 の印加されていない補正リ
ング電極及び基準リング電極は電気的に接地される。な
お、基準方形波電圧E1 は測定リング電極Aに印加され
たまま保たれる。
『x2 +δ』を表示する。cF2|E2 |=c1 |E1 |
の関係は、cF2を調整することによって保たれ、cF2は
補正キャパシタCF2の調整ネジ52により調整される。
α2 =α0 の関係は基準キャパシタCH2の基準リング電
極H2 の調整ネジ72でキャパシタンスcH2を調整する
ことにより行われる。(21)式において、E3 はc1
/cH2,cF2/cH2というキャパシタンスの比で構成さ
れているので、CA ,CF2,CH2が同一誘電体で構成さ
れていれば、誘電率の影響は全く受けない。スクリーン
11の先端が切替点q2 に達すると電子装置に内蔵され
たカウンタがさらに1つカウントアップされ、測長器は
表示値『2δ』を表示する。これと同時に、次に基準方
形波電圧E1 と同一周波数で逆相の補正方形波電圧E2
を、第2の補正リング電極F2 から第3の補正リング電
極F3 に切替えて印加し、さらに基準方形波電圧E1 と
同一周波数で同相の測定方形波電圧E3 を、第2の基準
リング電極H2 から第3の基準リング電極H3 に切替え
て印加する。E2 またはE3 の印加されていない補正リ
ング電極及び基準リング電極は電気的に接地される。な
お、基準方形波電圧E1 は測定リング電極Aに印加され
たまま保たれる。
【0019】スクリーン11の先端が切替点q2 よりq
3 に向かって移動すると、切替点q1 〜q2 のときと同
様に、測定キャパシタCA のキャパシタンスcA が変化
する。このとき電子装置が働き、コア電極(測定コア電
極、補正コア電極、及び基準コア電極)に誘導されるA
C電圧が零となるように、測定方形波電圧E3 が変化さ
せられる。そして切替点q1 〜q2 のときと同様に、切
替点q2 からの変位をx3 と表わし、変位x3 の方向を
切替点q0 〜q1 と同じ方向とし、切替点q2(x3 =
0の点)の測定キャパシタCA のキャパシタンスをc2
と表わし、そして補正キャパシタCF3のキャパシタンス
cF3が、cF3|E2 |=c2 |E1 |となるように補正
キャパシタCF3の調整ネジ53によりあらかじめ調整さ
れていれば、測定方形波電圧E3 は切替点q1 〜q2 と
同様に次式で表わされる。 E3 =α3 x3 ・・・・・(23) ここで、 α3 =c2 E1 a3 x3 /cH3 ・・・・・(24) であり、a3 は切替点q2 とq3 の間の測定リング電極
Aと測定コア電極Bの幾何学的寸法によって定まる正の
値である。切替点q1 〜q2 と同様にα3 =α0 となる
ように基準キャパシタCH3のキャパシタンスcH3は調整
ネジ73によりあらかじめ調整されている。そして、測
長器は表示値γE3 +δ、即ち『x3 +2δ』を表示す
る。
3 に向かって移動すると、切替点q1 〜q2 のときと同
様に、測定キャパシタCA のキャパシタンスcA が変化
する。このとき電子装置が働き、コア電極(測定コア電
極、補正コア電極、及び基準コア電極)に誘導されるA
C電圧が零となるように、測定方形波電圧E3 が変化さ
せられる。そして切替点q1 〜q2 のときと同様に、切
替点q2 からの変位をx3 と表わし、変位x3 の方向を
切替点q0 〜q1 と同じ方向とし、切替点q2(x3 =
0の点)の測定キャパシタCA のキャパシタンスをc2
と表わし、そして補正キャパシタCF3のキャパシタンス
cF3が、cF3|E2 |=c2 |E1 |となるように補正
キャパシタCF3の調整ネジ53によりあらかじめ調整さ
れていれば、測定方形波電圧E3 は切替点q1 〜q2 と
同様に次式で表わされる。 E3 =α3 x3 ・・・・・(23) ここで、 α3 =c2 E1 a3 x3 /cH3 ・・・・・(24) であり、a3 は切替点q2 とq3 の間の測定リング電極
Aと測定コア電極Bの幾何学的寸法によって定まる正の
値である。切替点q1 〜q2 と同様にα3 =α0 となる
ように基準キャパシタCH3のキャパシタンスcH3は調整
ネジ73によりあらかじめ調整されている。そして、測
長器は表示値γE3 +δ、即ち『x3 +2δ』を表示す
る。
【0020】切替点q3 以後も同様にして、変位に比例
した(比例定数α0 の)測定方形波電圧E3 が得られ
る。切替点q3 以後、測長器は切替点q3 ,q4 では、
表示値『3δ』,『4δ』を表示し、q3 〜q4 ,q4
〜q5 (q5 は測定終点)では、表示値『x4 +3
δ』,『x5 +4δ』を表示する。切替点の数は実施例
では4であるがこの数以上でもこの数以下でも差し支え
ない。スピンドル12が検出器から抜け出る方向、即ち
スクリーン11が測定キャパシタから抜け出る方向に移
動するとき、各切替点ではカウンタが1つカウントダウ
ンされ、それと同時に補正方形波電圧E2 、測定方形波
電圧E3 はスクリーン11が差し込まれる方向のとき各
切替点間で印加されたのと同じ補正リング電極、基準リ
ング電極に印加される。そしてスクリーン11が同一位
置にあればスクリーン11が差し込まれた場合と同じ表
示値を示す。測定始点q0 、切替点q1 ,q2 ,q3 ,
q4 の位置はスクリーン11を正確に変位させることに
よって得ており、これらの位置で補正キャパシタが調整
される。q0 ,q1 ,q2 ,q3 ,q4 の間隔は正確に
等間隔ピッチPである。
した(比例定数α0 の)測定方形波電圧E3 が得られ
る。切替点q3 以後、測長器は切替点q3 ,q4 では、
表示値『3δ』,『4δ』を表示し、q3 〜q4 ,q4
〜q5 (q5 は測定終点)では、表示値『x4 +3
δ』,『x5 +4δ』を表示する。切替点の数は実施例
では4であるがこの数以上でもこの数以下でも差し支え
ない。スピンドル12が検出器から抜け出る方向、即ち
スクリーン11が測定キャパシタから抜け出る方向に移
動するとき、各切替点ではカウンタが1つカウントダウ
ンされ、それと同時に補正方形波電圧E2 、測定方形波
電圧E3 はスクリーン11が差し込まれる方向のとき各
切替点間で印加されたのと同じ補正リング電極、基準リ
ング電極に印加される。そしてスクリーン11が同一位
置にあればスクリーン11が差し込まれた場合と同じ表
示値を示す。測定始点q0 、切替点q1 ,q2 ,q3 ,
q4 の位置はスクリーン11を正確に変位させることに
よって得ており、これらの位置で補正キャパシタが調整
される。q0 ,q1 ,q2 ,q3 ,q4 の間隔は正確に
等間隔ピッチPである。
【0021】基準キャパシタ、補正キャパシタの調整は
次の手順で行う。まず、スクリーン11を測定始点q0
に正確に変位させ、補正方形波電圧E2が補正キャパシ
タCF1に、測定方形波電圧E3 が基準キャパシタCH1に
印加されるようにして、この位置で測長器の表示値が零
となるように、すなわち測定方形波電圧E3 が零となる
ように補正キャパシタCF1を調整ネジ51により調整
し、測定始点q0 より切替点q1 の方向にスクリーン1
1をピッチPよりわずかに少ない寸法P1 変位させ、測
長器の表示値が『P1 』となるように基準キャパシタC
H1を調整ネジ71により調整する。次に、スクリーン1
1を測定始点q0 からピッチP正確に変位させ(切替点
q1 に正確に変位させ)、補正方形波電圧E2 が補正キ
ャパシタCF2に、測定方形波電圧E3 が基準キャパシタ
CH2に印加されるようにして、この位置で測長器の表示
値が『δ』となるように、すなわち測定方形波電圧E3
が零となるように補正キャパシタCF2を調整ネジ52に
より調整し、そしてスクリーン11を切替点q1 よりq
2 の方向にピッチPよりわずかに少ない寸法P2 変位さ
せ、測長器の表示値が『δ+P2 』となるように基準キ
ャパシタCH2を調整ネジ72により調整する。
次の手順で行う。まず、スクリーン11を測定始点q0
に正確に変位させ、補正方形波電圧E2が補正キャパシ
タCF1に、測定方形波電圧E3 が基準キャパシタCH1に
印加されるようにして、この位置で測長器の表示値が零
となるように、すなわち測定方形波電圧E3 が零となる
ように補正キャパシタCF1を調整ネジ51により調整
し、測定始点q0 より切替点q1 の方向にスクリーン1
1をピッチPよりわずかに少ない寸法P1 変位させ、測
長器の表示値が『P1 』となるように基準キャパシタC
H1を調整ネジ71により調整する。次に、スクリーン1
1を測定始点q0 からピッチP正確に変位させ(切替点
q1 に正確に変位させ)、補正方形波電圧E2 が補正キ
ャパシタCF2に、測定方形波電圧E3 が基準キャパシタ
CH2に印加されるようにして、この位置で測長器の表示
値が『δ』となるように、すなわち測定方形波電圧E3
が零となるように補正キャパシタCF2を調整ネジ52に
より調整し、そしてスクリーン11を切替点q1 よりq
2 の方向にピッチPよりわずかに少ない寸法P2 変位さ
せ、測長器の表示値が『δ+P2 』となるように基準キ
ャパシタCH2を調整ネジ72により調整する。
【0022】次に、スクリーン11を切替点q1 からピ
ッチP正確に変位させ(切替点q2に正確に変位さ
せ)、補正方形波電圧E2 が補正キャパシタCF3に、測
定方形波電圧E3 が基準キャパシタCH3に印加されるよ
うにして、この位置で測長器の表示値が『2δ』となる
ように、すなわち測定方形波電圧E3 が零となるように
補正キャパシタCF3を調整ネジ53により調整し、そし
てスクリーン11を切替点q2 よりq3 の方向にピッチ
Pよりわずかに少ない寸法P3 変位させ、測長器の表示
値が『2δ+P3 』となるように基準キャパシタCH3を
調整ネジ73により調整する。さらに、スクリーン11
を切替点q2 からピッチP正確に変位させ(切替点q3
に正確に変位させ)、補正方形波電圧E2 が補正キャパ
シタCF4に、測定方形波電圧E3 が基準キャパシタCH4
に印加されるようにして、この位置で測長器の表示値が
『3δ』となるように、すなわち測定方形波電圧E3 が
零となるように補正キャパシタCF4を調整ネジ54によ
り調整し、そしてスクリーン11を切替点q3 よりq4
の方向にピッチPよりわずかに少ない寸法P4 変位さ
せ、測長器の表示値が『3δ+P4 』となるように基準
キャパシタCH4を調整ネジ74により調整する。そして
最後に、スクリーン11を切替点q3 からピッチP正確
に変位させ(切替点q4 に正確に変位させ)、補正方形
波電圧E2 が補正キャパシタCF5に、測定方形波電圧E
3 が基準キャパシタCH5に印加されるようにして、この
位置で測長器の表示値が『4δ』となるように、すなわ
ち測定方形波電圧E3 が零となるように、補正キャパシ
タCF5を調整ネジ55により調整し、そしてスクリーン
を切替点q4 より測定終点q5 の方向に測定終点q5 直
前までP5 変位させ、測長器の表示値が『4δ+P5 』
となるように基準キャパシタCH5を調整ネジ75により
調整する。なお、補正キャパシタ、基準キャパシタは切
替順序に従って配置する必要はない。
ッチP正確に変位させ(切替点q2に正確に変位さ
せ)、補正方形波電圧E2 が補正キャパシタCF3に、測
定方形波電圧E3 が基準キャパシタCH3に印加されるよ
うにして、この位置で測長器の表示値が『2δ』となる
ように、すなわち測定方形波電圧E3 が零となるように
補正キャパシタCF3を調整ネジ53により調整し、そし
てスクリーン11を切替点q2 よりq3 の方向にピッチ
Pよりわずかに少ない寸法P3 変位させ、測長器の表示
値が『2δ+P3 』となるように基準キャパシタCH3を
調整ネジ73により調整する。さらに、スクリーン11
を切替点q2 からピッチP正確に変位させ(切替点q3
に正確に変位させ)、補正方形波電圧E2 が補正キャパ
シタCF4に、測定方形波電圧E3 が基準キャパシタCH4
に印加されるようにして、この位置で測長器の表示値が
『3δ』となるように、すなわち測定方形波電圧E3 が
零となるように補正キャパシタCF4を調整ネジ54によ
り調整し、そしてスクリーン11を切替点q3 よりq4
の方向にピッチPよりわずかに少ない寸法P4 変位さ
せ、測長器の表示値が『3δ+P4 』となるように基準
キャパシタCH4を調整ネジ74により調整する。そして
最後に、スクリーン11を切替点q3 からピッチP正確
に変位させ(切替点q4 に正確に変位させ)、補正方形
波電圧E2 が補正キャパシタCF5に、測定方形波電圧E
3 が基準キャパシタCH5に印加されるようにして、この
位置で測長器の表示値が『4δ』となるように、すなわ
ち測定方形波電圧E3 が零となるように、補正キャパシ
タCF5を調整ネジ55により調整し、そしてスクリーン
を切替点q4 より測定終点q5 の方向に測定終点q5 直
前までP5 変位させ、測長器の表示値が『4δ+P5 』
となるように基準キャパシタCH5を調整ネジ75により
調整する。なお、補正キャパシタ、基準キャパシタは切
替順序に従って配置する必要はない。
【0023】実施例2.図5は補正キャパシタCF1〜C
F5及び基準キャパシタCH1〜CH5を検出器内に設けた場
合の実施例であり、図1と対応する部分には同一符号が
付されている。22はシールドを示す。
F5及び基準キャパシタCH1〜CH5を検出器内に設けた場
合の実施例であり、図1と対応する部分には同一符号が
付されている。22はシールドを示す。
【0024】実施例3.図6は電子装置内において、補
正キャパシタCF1〜CF5を絶縁材61〜64を介して一
体化すると共に、1個の基準キャパシタCH0を設け、そ
れらに共通のコア電極Gを設けたものである。70は調
整ネジである。
正キャパシタCF1〜CF5を絶縁材61〜64を介して一
体化すると共に、1個の基準キャパシタCH0を設け、そ
れらに共通のコア電極Gを設けたものである。70は調
整ネジである。
【0025】実施例4.図7は図6のキャパシタの構造
を検出器に設けた場合を示す。
を検出器に設けた場合を示す。
【0026】実施例5.図8は上記実施例1〜4とは異
なる補正キャパシタ、基準キャパシタの実施例であり、
リング電極81、コア電極82、絶縁部材83より構成
されている。リング電極81には絶縁部材83が固着さ
れていて、絶縁部材83には雌ネジが設けられており、
この雌ネジにはコア電極の雄ネジ部が嵌合され、キャパ
シタンスの調整はコア電極を回転させることにより行わ
れる。リング電極とコア電極の中心軸はほぼ一致してい
る。
なる補正キャパシタ、基準キャパシタの実施例であり、
リング電極81、コア電極82、絶縁部材83より構成
されている。リング電極81には絶縁部材83が固着さ
れていて、絶縁部材83には雌ネジが設けられており、
この雌ネジにはコア電極の雄ネジ部が嵌合され、キャパ
シタンスの調整はコア電極を回転させることにより行わ
れる。リング電極とコア電極の中心軸はほぼ一致してい
る。
【0027】以上説明した実施例1〜5によれば、測定
範囲の分割数をnとすると、測定範囲を分割しない場合
に比較し、単位測定長さ当たりの基準方形波電圧E1 が
n倍となり、測定方形波電圧E3 も単位測定長さ当たり
n倍となるため、n倍の測定感度の向上がはかれる。各
キャパシタを構成するリング電極とコア電極の中心軸は
ほぼ一致している。このため衝撃などにより、リング電
極、コア電極の中心軸が僅かに動き、中心軸同志の距離
が僅かに変化しても、測定方形波電圧E3 にはほとんど
影響を与えない(中心軸同志が一致している場合は、中
心軸同志がズレている場合よりも、中心軸同志のズレ量
の影響は小さい)。スクリーン11は円筒状で、スピン
ドル12の中心軸にほぼ一致してスピンドル12に固定
されており、この中心軸は測定リング電極、測定コア電
極の中心軸とも一致している。さらに、スピンドル12
の変位方向はこの中心軸と一致しているため、スピンド
ルとスピンドルの軸受に生じるラジアル方向のガタの影
響をほとんど無くすことができる。さらに、スピンドル
の軸受けに、ボールリテーナを用い、予圧状態としてお
けば、スピンドルのガタを零とすることができ、スピン
ドルのガタの影響を全く無くすことができる。
範囲の分割数をnとすると、測定範囲を分割しない場合
に比較し、単位測定長さ当たりの基準方形波電圧E1 が
n倍となり、測定方形波電圧E3 も単位測定長さ当たり
n倍となるため、n倍の測定感度の向上がはかれる。各
キャパシタを構成するリング電極とコア電極の中心軸は
ほぼ一致している。このため衝撃などにより、リング電
極、コア電極の中心軸が僅かに動き、中心軸同志の距離
が僅かに変化しても、測定方形波電圧E3 にはほとんど
影響を与えない(中心軸同志が一致している場合は、中
心軸同志がズレている場合よりも、中心軸同志のズレ量
の影響は小さい)。スクリーン11は円筒状で、スピン
ドル12の中心軸にほぼ一致してスピンドル12に固定
されており、この中心軸は測定リング電極、測定コア電
極の中心軸とも一致している。さらに、スピンドル12
の変位方向はこの中心軸と一致しているため、スピンド
ルとスピンドルの軸受に生じるラジアル方向のガタの影
響をほとんど無くすことができる。さらに、スピンドル
の軸受けに、ボールリテーナを用い、予圧状態としてお
けば、スピンドルのガタを零とすることができ、スピン
ドルのガタの影響を全く無くすことができる。
【0028】測定リング電極と測定コア電極の円筒度、
真円度等の幾何学的寸法精度が良好なる場合は、基準キ
ャパシタの数は、共用使用することにより分割数よりも
少なくすることができ、基準キャパシタの数を減らすこ
とによるコストダウンがはかれる。当然この場合でもそ
れぞれの切替点間では決まった基準キャパシタが対応し
て使用される。図6及び図7の実施例3,4は基準キャ
パシタCH0を1個としたものである。このように、各コ
ア電極を一体化することにより、コア電極の数が減るこ
とによるコストダウンがはかれると共に、コア電極間の
接続を無くすことによるコストダウンもはかれる。キャ
パシタCA ,CF1,CF2,CF3,・・・、CH1,CH2,
CH3,・・・のリング電極及びコア電極の材質を同一と
することにより、上記部品の熱膨張も同一となり、温度
変化によるキャパシタンスのアンバランスを防止でき、
測長器の温度性能の向上がはかれる。
真円度等の幾何学的寸法精度が良好なる場合は、基準キ
ャパシタの数は、共用使用することにより分割数よりも
少なくすることができ、基準キャパシタの数を減らすこ
とによるコストダウンがはかれる。当然この場合でもそ
れぞれの切替点間では決まった基準キャパシタが対応し
て使用される。図6及び図7の実施例3,4は基準キャ
パシタCH0を1個としたものである。このように、各コ
ア電極を一体化することにより、コア電極の数が減るこ
とによるコストダウンがはかれると共に、コア電極間の
接続を無くすことによるコストダウンもはかれる。キャ
パシタCA ,CF1,CF2,CF3,・・・、CH1,CH2,
CH3,・・・のリング電極及びコア電極の材質を同一と
することにより、上記部品の熱膨張も同一となり、温度
変化によるキャパシタンスのアンバランスを防止でき、
測長器の温度性能の向上がはかれる。
【0029】図5,図7のように、検出器内に補正キャ
パシタ、基準キャパシタを設けた場合は、各基準キャパ
シタのキャパシタンスの調整が調整ネジにより検出器内
で可能となり、各検出器のα0 を一致させることがで
き、さらに補正キャパシタCF1のキャパシタンスcF1の
調整が調整ネジにより検出器内で可能となるため、検出
器全体を移動することなく、検出器側でx1 =0の点の
調整が可能となり、どの検出器も測定原点までをも一致
させて互換性をもたせることができる。
パシタ、基準キャパシタを設けた場合は、各基準キャパ
シタのキャパシタンスの調整が調整ネジにより検出器内
で可能となり、各検出器のα0 を一致させることがで
き、さらに補正キャパシタCF1のキャパシタンスcF1の
調整が調整ネジにより検出器内で可能となるため、検出
器全体を移動することなく、検出器側でx1 =0の点の
調整が可能となり、どの検出器も測定原点までをも一致
させて互換性をもたせることができる。
【0030】次に、各電圧E1 〜E3 ,Em 等を得るた
めの電圧発生回路の実施例を図9〜図12について説明
する。図9において、発振器30は水晶式でもCR式で
もよく、水晶式の場合、一般に高周波となるため、分周
器(図示せず)を用いて希望の周波数とする。基準方形
波電圧E1 はDC電圧Er と接地レベルとの間を発振器
の出力電圧E0SC で制御される電子スイッチ31で切り
替えることによって得ていて、補正方形波電圧E2 はD
C電圧−Er と接地レベルとの間をE0SC で制御される
電子スイッチ32で切り替えることによって得ている
(E1 ,E2 の位相関係は図10参照)。DC電圧−E
r はこれと異なるDC電圧でもよい。E4 は、帰還電圧
Em 又はEm1を入力増幅器により増幅したAC電圧であ
る。図10のように、E4 はE0SC の半周期ごと
(t11,t12,t13及びt21,t22,t23・・・ごと)
に復調され、差動積分器に入力される。復調された信号
が零と異なると、差動積分器の出力DC電圧E0 は、復
調された電圧の振幅及び極性の関数として差動積分器へ
の入力が零に達するまで変化する。
めの電圧発生回路の実施例を図9〜図12について説明
する。図9において、発振器30は水晶式でもCR式で
もよく、水晶式の場合、一般に高周波となるため、分周
器(図示せず)を用いて希望の周波数とする。基準方形
波電圧E1 はDC電圧Er と接地レベルとの間を発振器
の出力電圧E0SC で制御される電子スイッチ31で切り
替えることによって得ていて、補正方形波電圧E2 はD
C電圧−Er と接地レベルとの間をE0SC で制御される
電子スイッチ32で切り替えることによって得ている
(E1 ,E2 の位相関係は図10参照)。DC電圧−E
r はこれと異なるDC電圧でもよい。E4 は、帰還電圧
Em 又はEm1を入力増幅器により増幅したAC電圧であ
る。図10のように、E4 はE0SC の半周期ごと
(t11,t12,t13及びt21,t22,t23・・・ごと)
に復調され、差動積分器に入力される。復調された信号
が零と異なると、差動積分器の出力DC電圧E0 は、復
調された電圧の振幅及び極性の関数として差動積分器へ
の入力が零に達するまで変化する。
【0031】測定方形波電圧E3 は、E0 と一定電圧
(図9の実施例では接地レベル)との間をE0SC で電子
スイッチを切り替えることにより得られる。したがっ
て、E0と同様にE3 も差動積分器への入力が零に達す
るまで変化する。このようにして得られたE3 は、前述
したように各切替点の間でスクリーンの変位に比例す
る。E4 には望ましくない結合及び時間遅延により過渡
状態が現れ、この過渡状態は方形波の切り替え点(側
面)で発生し、ある時間の後、減衰する。この過渡状態
は出力DC電圧E0 の安定性を低下させて測定方形波電
圧E3 の安定性を低下させ、そして測長器の指示の安定
度を低下させる。このため安定度を非常に必要とする測
長器では過渡状態の影響を無くす配慮が必要である。こ
の過渡状態は入力増幅器と復調器の間に過渡抑制器を設
けることにより、取り除くことができ安定度の良いE3
を得ることができる。
(図9の実施例では接地レベル)との間をE0SC で電子
スイッチを切り替えることにより得られる。したがっ
て、E0と同様にE3 も差動積分器への入力が零に達す
るまで変化する。このようにして得られたE3 は、前述
したように各切替点の間でスクリーンの変位に比例す
る。E4 には望ましくない結合及び時間遅延により過渡
状態が現れ、この過渡状態は方形波の切り替え点(側
面)で発生し、ある時間の後、減衰する。この過渡状態
は出力DC電圧E0 の安定性を低下させて測定方形波電
圧E3 の安定性を低下させ、そして測長器の指示の安定
度を低下させる。このため安定度を非常に必要とする測
長器では過渡状態の影響を無くす配慮が必要である。こ
の過渡状態は入力増幅器と復調器の間に過渡抑制器を設
けることにより、取り除くことができ安定度の良いE3
を得ることができる。
【0032】図11は過渡抑制器を設けた場合の実施例
で、この実施例のE0SC ,E1 ,E2 ,E3 ,E4 のタ
イミングは図3に示されている。図11において、発振
器30は水晶式でもCR式でもよく、一般に水晶式の場
合高周波となるため、分周器(図示せず)を用いて希望
の周波数とする。E1 はDC電圧Er と接地レベルとの
間をE0SC 、時間遅延回路37、及び周波数を1/2に
する周波数分周回路38で制御される電子スイッチ31
により切り替えることによって得ている。E2はDC電
圧−Er と接地レベルとの間をE0SC 、時間遅延回路3
7及び周波数を1/2にする周波数分周回路38で制御
される電子スイッチ32により得ている。DC電圧−E
r はこれと異なるDC電圧でもよい。過渡抑制器は、最
も簡単な場合、電子スイッチで、発振器のクロック信号
E0S C の1周期ごとに、過渡状態でない部分(t01〜t
02,t11〜t12,t21〜t22,・・・)のみを通過させ
る。この過渡状態のない信号が復調器に入力され、E0S
C の1周期ごと(t0 ,t2 ,t4 ,・・・及びt1 ,
t3 ,t5 ,・・・ごと)に復調され、差動積分器に入
力される。復調された信号が零と異なると、差動積分器
の出力DC電圧E0 は、復調された電圧の振幅及び極性
の関数として差動積分器への入力が零に達するまで変化
する。E3 は、E0 と一定電圧(図11の実施例では接
地レベル)との間をE0SC 、時間遅延回路37、及び周
波数を1/2にする周波数分周回路38で制御される電
子スイッチ36により得られる。したがって、E0 と同
様にE3 も差動積分器への入力が零に達するまで変化す
る。このようにして得られたE3 は、各切替点の間でス
クリーンの変位に比例し、かつE4 の過渡状態の影響は
全く受けない。基本的には、コア電極に誘導される帰還
電圧Em は、励起用方形波電圧E1 ,E2 ,E3 の影響
を受けないようにする必要があり、またE1 ,E2 ,E
3 も互いに影響しあわないようにする必要がある。その
ため、検出器と電子装置を結ぶ線は、実施例ではシール
ドされている。
で、この実施例のE0SC ,E1 ,E2 ,E3 ,E4 のタ
イミングは図3に示されている。図11において、発振
器30は水晶式でもCR式でもよく、一般に水晶式の場
合高周波となるため、分周器(図示せず)を用いて希望
の周波数とする。E1 はDC電圧Er と接地レベルとの
間をE0SC 、時間遅延回路37、及び周波数を1/2に
する周波数分周回路38で制御される電子スイッチ31
により切り替えることによって得ている。E2はDC電
圧−Er と接地レベルとの間をE0SC 、時間遅延回路3
7及び周波数を1/2にする周波数分周回路38で制御
される電子スイッチ32により得ている。DC電圧−E
r はこれと異なるDC電圧でもよい。過渡抑制器は、最
も簡単な場合、電子スイッチで、発振器のクロック信号
E0S C の1周期ごとに、過渡状態でない部分(t01〜t
02,t11〜t12,t21〜t22,・・・)のみを通過させ
る。この過渡状態のない信号が復調器に入力され、E0S
C の1周期ごと(t0 ,t2 ,t4 ,・・・及びt1 ,
t3 ,t5 ,・・・ごと)に復調され、差動積分器に入
力される。復調された信号が零と異なると、差動積分器
の出力DC電圧E0 は、復調された電圧の振幅及び極性
の関数として差動積分器への入力が零に達するまで変化
する。E3 は、E0 と一定電圧(図11の実施例では接
地レベル)との間をE0SC 、時間遅延回路37、及び周
波数を1/2にする周波数分周回路38で制御される電
子スイッチ36により得られる。したがって、E0 と同
様にE3 も差動積分器への入力が零に達するまで変化す
る。このようにして得られたE3 は、各切替点の間でス
クリーンの変位に比例し、かつE4 の過渡状態の影響は
全く受けない。基本的には、コア電極に誘導される帰還
電圧Em は、励起用方形波電圧E1 ,E2 ,E3 の影響
を受けないようにする必要があり、またE1 ,E2 ,E
3 も互いに影響しあわないようにする必要がある。その
ため、検出器と電子装置を結ぶ線は、実施例ではシール
ドされている。
【0033】検出器内に補正キャパシタ、基準キャパシ
タを配した場合、帰還電圧Em の導かれる線のシールド
の簡略化は、次に述べる方法で可能となる。検出器内に
於て、コア電極(測定コア電極又は補正コア電極又は基
準コア電極)にインピーダンス変成器の入力側と放電用
抵抗の一方側を接続し、放電用抵抗のもう一方側は接地
し、インピーダンス変成器の出力側は電子装置の入力増
幅器に接続する(入力増幅器は、電流電圧変換回路のよ
うな入力インピーダンスの小さな回路構成とすることが
当然必要である)。これにより、インピーダンス変成器
と入力増幅器の間のインピーダンスを小さくすることが
でき、シールドを簡略化でき、高感度、高精度を要求さ
れない場合は、E1 ,E2 ,E3 ,Em1の導かれる線を
1本ずつでなくまとめてシールドすることで置き換える
ことも可能となる。しかし、高感度、高精度を要求され
る場合には、E1 ,E2 ,E3 ,Em1の導かれる線の1
本ずつのシールドを併用することにより、より安定した
ものとすることができる。
タを配した場合、帰還電圧Em の導かれる線のシールド
の簡略化は、次に述べる方法で可能となる。検出器内に
於て、コア電極(測定コア電極又は補正コア電極又は基
準コア電極)にインピーダンス変成器の入力側と放電用
抵抗の一方側を接続し、放電用抵抗のもう一方側は接地
し、インピーダンス変成器の出力側は電子装置の入力増
幅器に接続する(入力増幅器は、電流電圧変換回路のよ
うな入力インピーダンスの小さな回路構成とすることが
当然必要である)。これにより、インピーダンス変成器
と入力増幅器の間のインピーダンスを小さくすることが
でき、シールドを簡略化でき、高感度、高精度を要求さ
れない場合は、E1 ,E2 ,E3 ,Em1の導かれる線を
1本ずつでなくまとめてシールドすることで置き換える
ことも可能となる。しかし、高感度、高精度を要求され
る場合には、E1 ,E2 ,E3 ,Em1の導かれる線の1
本ずつのシールドを併用することにより、より安定した
ものとすることができる。
【0034】図12は、検出器内にインピーダンス変成
器26とキャパシタンスの放電用抵抗27を付加した場
合の実施例を示す。インピーダンス変成器26の入力側
と放電用抵抗27の一方側を測定コア電極又は補正コア
電極又は基準コア電極に接続し、インピーダンス変成器
26の出力側を電子装置に接続し、放電用抵抗27のも
う一方側を接地する。
器26とキャパシタンスの放電用抵抗27を付加した場
合の実施例を示す。インピーダンス変成器26の入力側
と放電用抵抗27の一方側を測定コア電極又は補正コア
電極又は基準コア電極に接続し、インピーダンス変成器
26の出力側を電子装置に接続し、放電用抵抗27のも
う一方側を接地する。
【0035】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、補正コ
ア電極、基準コア電極とそれぞれ異なる容量を形成する
複数の補正リング電極を同軸的に設け、測定リング電
極、基準リング電極及び補正リング電極に同一電位のコ
ア電極を挿通する構成としたので、次の効果が得られ
る。 (1)スピンドル(スクリーン)の変位量は、スピンド
ルが検出器内に押し込まれる方向(スクリーンが測定キ
ャパシタに差し込まれる方向)を正とすると、測定方形
波電圧E3 に正比例し、比例定数は正の値となり、従来
例(E3 とスクリーンの変位は線形の関係にはあるが正
比例せず、比例定数は負である)に必要となる演算回路
等の電子回路を不要としている。このような電子回路が
なくなることにより、この回路の安定度の影響、及び温
度特性の影響が排除でき、測長器の安定度及び温度性能
が向上する。また、コストダウンともなる。 (2)補正キャパシタと、補正キャパシタのキャパシタ
ンス調整用の調整ネジを設けることにより、検出器の零
点調整がポテンショメータ等の電気部品なしでも行うこ
とが可能となり、ポテンショメータ等の電気部品の安定
度及び温度特性の影響が排除でき、測長器の安定度及び
温度性能の向上がはかれる。 (3)検出器内に補正キャパシタ、基準キャパシタを設
けた場合、基準キャパシタと補正キャパシタに、キャパ
シタンス調整用の調整ネジをそれぞれ設けることによ
り、異なる検出器を共通の電子装置に、測定原点までを
も一致させて、校正し直すことなく接続することが可能
となった(検出器全体を移動することなく、検出器側で
零点調整ができるため、機械類に取り付けて使用する場
合の機械側に設けられる微動の零点調整装置を不要とす
ると共に、1つの電子装置に多数の検出器を切り替え使
用することを可能とした)。
ア電極、基準コア電極とそれぞれ異なる容量を形成する
複数の補正リング電極を同軸的に設け、測定リング電
極、基準リング電極及び補正リング電極に同一電位のコ
ア電極を挿通する構成としたので、次の効果が得られ
る。 (1)スピンドル(スクリーン)の変位量は、スピンド
ルが検出器内に押し込まれる方向(スクリーンが測定キ
ャパシタに差し込まれる方向)を正とすると、測定方形
波電圧E3 に正比例し、比例定数は正の値となり、従来
例(E3 とスクリーンの変位は線形の関係にはあるが正
比例せず、比例定数は負である)に必要となる演算回路
等の電子回路を不要としている。このような電子回路が
なくなることにより、この回路の安定度の影響、及び温
度特性の影響が排除でき、測長器の安定度及び温度性能
が向上する。また、コストダウンともなる。 (2)補正キャパシタと、補正キャパシタのキャパシタ
ンス調整用の調整ネジを設けることにより、検出器の零
点調整がポテンショメータ等の電気部品なしでも行うこ
とが可能となり、ポテンショメータ等の電気部品の安定
度及び温度特性の影響が排除でき、測長器の安定度及び
温度性能の向上がはかれる。 (3)検出器内に補正キャパシタ、基準キャパシタを設
けた場合、基準キャパシタと補正キャパシタに、キャパ
シタンス調整用の調整ネジをそれぞれ設けることによ
り、異なる検出器を共通の電子装置に、測定原点までを
も一致させて、校正し直すことなく接続することが可能
となった(検出器全体を移動することなく、検出器側で
零点調整ができるため、機械類に取り付けて使用する場
合の機械側に設けられる微動の零点調整装置を不要とす
ると共に、1つの電子装置に多数の検出器を切り替え使
用することを可能とした)。
【0036】(4)測定方形波電圧E3 は、キャパシタ
ンスの比で構成されるため、3個のキャパシタの誘電体
を同一とすれば、誘電率の影響を全く受けない。誘電率
の変化に起因する校正又は補正を不要となる。 (5)測定範囲中に切替点を設けることにより測定範囲
が分割され、各切替点での精度の補正が可能となり、測
定リング電極、測定コア電極の円筒度、真円度等の寸法
精度の向上なしに測定精度の向上がはかれる。 (6)測定範囲中に切替点を設けることにより測定範囲
が分割され、この分割数をnとすると、切替点を設けな
かった場合に比較してn倍の感度の向上がはかれる。 (7)測定リング電極、測定コア電極、スピンドルの中
心軸をほぼ一致させ、さらに各補正キャパシタ、各基準
キャパシタのリング電極とコア電極の中心軸をほぼ一致
させることにより、リング電極とコア電極の中心軸同志
の距離が僅かに変化しても、測定方形波電圧への影響を
非常に小さくできる(中心軸同志の距離の変化量が同じ
でも、初期の中心軸のズレが大きいほど影響は大き
い)。 (8)スピンドルの軸受けに、ボールリテーナを用い、
予圧状態としておけば、スピンドルのガタを零とするこ
とができ、スピンドルのガタの影響を無くすことができ
る。
ンスの比で構成されるため、3個のキャパシタの誘電体
を同一とすれば、誘電率の影響を全く受けない。誘電率
の変化に起因する校正又は補正を不要となる。 (5)測定範囲中に切替点を設けることにより測定範囲
が分割され、各切替点での精度の補正が可能となり、測
定リング電極、測定コア電極の円筒度、真円度等の寸法
精度の向上なしに測定精度の向上がはかれる。 (6)測定範囲中に切替点を設けることにより測定範囲
が分割され、この分割数をnとすると、切替点を設けな
かった場合に比較してn倍の感度の向上がはかれる。 (7)測定リング電極、測定コア電極、スピンドルの中
心軸をほぼ一致させ、さらに各補正キャパシタ、各基準
キャパシタのリング電極とコア電極の中心軸をほぼ一致
させることにより、リング電極とコア電極の中心軸同志
の距離が僅かに変化しても、測定方形波電圧への影響を
非常に小さくできる(中心軸同志の距離の変化量が同じ
でも、初期の中心軸のズレが大きいほど影響は大き
い)。 (8)スピンドルの軸受けに、ボールリテーナを用い、
予圧状態としておけば、スピンドルのガタを零とするこ
とができ、スピンドルのガタの影響を無くすことができ
る。
【0037】(9)キャパシタCA ,CF1,CF2,
CF3,・・・、CH1,CH2,CH3,・・・のリング電極
及びコア電極の材質を同一とすることにより、上記部品
の熱膨張も同一となり、温度変化によるキャパシタンス
のアンバランスを防止でき、検出器の温度性能の向上が
はかれる。 (10)入力増幅器と復調器の間に過渡抑制器を設ける
ことにより、過渡状態のない信号が復調器に入力でき、
E0 ,E3 の安定度が向上し、測長器の安定度が向上す
る。 (11)検出器内に基準キャパシタ、補正キャパシタを
設けた場合、検出器内にインピーダンス変成器と放電用
抵抗を設けることにより、高感度、高精度を要求されな
い場合は、E1 ,E2 ,E3 ,Em1の導かれる線を1本
ずつでなく、まとめてシールドすることで置き換えるこ
とができる。高精度、高感度を要求される場合は、1本
ずつのシールドも併用することにより、より安定したも
のとすることができる。
CF3,・・・、CH1,CH2,CH3,・・・のリング電極
及びコア電極の材質を同一とすることにより、上記部品
の熱膨張も同一となり、温度変化によるキャパシタンス
のアンバランスを防止でき、検出器の温度性能の向上が
はかれる。 (10)入力増幅器と復調器の間に過渡抑制器を設ける
ことにより、過渡状態のない信号が復調器に入力でき、
E0 ,E3 の安定度が向上し、測長器の安定度が向上す
る。 (11)検出器内に基準キャパシタ、補正キャパシタを
設けた場合、検出器内にインピーダンス変成器と放電用
抵抗を設けることにより、高感度、高精度を要求されな
い場合は、E1 ,E2 ,E3 ,Em1の導かれる線を1本
ずつでなく、まとめてシールドすることで置き換えるこ
とができる。高精度、高感度を要求される場合は、1本
ずつのシールドも併用することにより、より安定したも
のとすることができる。
【図1】この発明の実施例1を示す構成図である。
【図2】動作を示す構成図である。
【図3】動作を示すタイミングチャートである。
【図4】測長器の表示値と切替点との関係を示す特性図
である。
である。
【図5】この発明の実施例2を示す構成図である。
【図6】この発明の実施例3を示す構成図である。
【図7】この発明の実施例4を示す構成図である。
【図8】この発明の実施例5を示す構成図である。
【図9】電圧発生回路の実施例を示す構成図である。
【図10】同回路の動作を示すタイミングチャートであ
る。
る。
【図11】同回路の他の実施例を示す構成図である。
【図12】検出器に設けられる回路の実施例を示す構成
図である。
図である。
【図13】従来の静電容量型測長器を示す構成図であ
る。
る。
【図14】動作を示す特性図である。
A 測定リング電極 B 測定コア電極 F1 〜F5 補正リング電極 H1 〜H5 基準リング電極 G1 〜G5 補正コア電極 I1 〜I5 基準コア電極 G コア電極 11 スクリーン 81 リング電極 82 コア電極
Claims (1)
- 【請求項1】 測定リング電極と、上記測定リング電極
内で軸方向に移動可能に配された円筒状のスクリーン
と、同軸的に配され補正コア電極、基準コア電極とそれ
ぞれ異なる容量を形成する複数の補正リング電極と、基
準リング電極と、上記測定リング電極、補正リング電極
及び基準リング電極内にそれぞれ挿通され同一電位に接
続されるコア電極とを備えた静電容量型測長器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20703292A JPH0634303A (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | 静電容量型測長器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20703292A JPH0634303A (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | 静電容量型測長器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0634303A true JPH0634303A (ja) | 1994-02-08 |
Family
ID=16533077
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20703292A Pending JPH0634303A (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | 静電容量型測長器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0634303A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5796318A (en) * | 1994-01-24 | 1998-08-18 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Dual TM-mode dielectric resonator apparatus equipped with window for electromagnetic field coupling, and band-pass filter apparatus equipped with the dielectric resonator apparatus |
-
1992
- 1992-07-13 JP JP20703292A patent/JPH0634303A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5796318A (en) * | 1994-01-24 | 1998-08-18 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Dual TM-mode dielectric resonator apparatus equipped with window for electromagnetic field coupling, and band-pass filter apparatus equipped with the dielectric resonator apparatus |
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