JPS62235503A - Capacity type position measuring transducer - Google Patents
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は容量型位置測定トランスデユーサ、特に、互い
に相対的に移動する一対の移動部材間の°絶対位置を静
電容量の変化から正確に測定することのできる改良され
た容量型位置測定トランスデユーサに関するものである
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a capacitive position measuring transducer, and more particularly, to a capacitive position measuring transducer that accurately determines the absolute position between a pair of moving members that move relative to each other from changes in capacitance. The present invention relates to an improved capacitive position transducer capable of making measurements.
［従来の技術］
゛電気的な測長器として２枚のスケールを相対移動させ
、両スケールに配列された電極間の静電容量の変化を用
いて前記両スケールの相対移動位置を測定する電気的測
長器が周知であり、三次元測定器あるいはＮＧ加工機等
の大型測長器から携帯可能なノギス、マイクロメータそ
の他の小型測長器まで広範囲に利用可能である。[Prior art] ``An electric length measuring device that moves two scales relatively and measures the relative movement position of both scales using changes in capacitance between electrodes arranged on both scales. BACKGROUND ART Length measuring devices are well known, and can be used in a wide range of ways, from large-sized length measuring devices such as three-dimensional measuring devices or NG processing machines to portable calipers, micrometers, and other small-sized length measuring devices.
このような測長器に用いられる静電容量型トランスデユ
ーサはその送信電極に交流信号、好ましくは複数の位相
の異なる交流信号、を供給して対応する受信電極には電
気的な測定回路が接続され・両電極間の相対移動による
静電容量変化を用いて所定の位置測定が行われている。A capacitive transducer used in such a length measuring device supplies an alternating current signal, preferably a plurality of alternating current signals with different phases, to its transmitting electrode, and an electrical measuring circuit to the corresponding receiving electrode. A predetermined position is measured using changes in capacitance due to relative movement between the connected electrodes.
従来の一般的な容量型トランスデユーサは相対測定が通
常であり、絶対測定には不適であった。Conventional general capacitive transducers usually perform relative measurements and are unsuitable for absolute measurements.
すなわち、トランスデユーサの両スケール間の相対移動
は静電容量の繰返し変化として通常電気的に検出され、
従来においては、この繰返し数をカウントすることによ
って相対移動量を測定することが通常であり、このよう
な場合、両スケール間の絶対位置そのものを測定するこ
とは極めて困難であり、両スケールを基準位置から測定
位置まで相対移動させ、この間の繰返し信号をカウント
する相対測定が一般的であった。That is, relative movement between both scales of the transducer is usually detected electrically as a repetitive change in capacitance;
Conventionally, it is normal to measure the amount of relative movement by counting the number of repetitions, but in such cases, it is extremely difficult to measure the absolute position itself between the two scales, and the Relative measurement has been common, in which the device is moved relatively from one position to the measurement position and repeated signals are counted during this period.
しかしながら、このような相対測定では手軽に測定値を
）ｑることができず、特に携帯用のノギスその他におい
てはその操作性の上からも絶対測定が強く要望されてい
た。However, such relative measurements do not allow easy measurement of measured values, and there has been a strong demand for absolute measurements, especially for portable calipers and other devices, from the standpoint of operability.
また、前記相対測定では、両スケール間の移動速度に制
約が与えられ、また、消費電力が大きいという問題があ
った。Further, in the above-mentioned relative measurement, there is a problem that restrictions are imposed on the speed of movement between both scales, and power consumption is large.
すなわち、前述した相対測定によれば、測定はインクリ
メンタルに行われなければならず、また各測定初期にお
いて常に装置の零セットが必要とされる。That is, according to the above-mentioned relative measurement, the measurement must be performed incrementally, and the device always needs to be zeroed at the beginning of each measurement.
従って、従来の相対測定装置は操作性が悪く、また電力
消費が大きいために電池駆動される小型の測定装置とし
ては電池寿命が短く、あるいは装置が大形化するという
問題があった。Therefore, conventional relative measuring devices have poor operability and consume a large amount of power, so that as a small battery-powered measuring device, the battery life is short or the device becomes large.
また、前述したごとく、相対測定においては、両スケー
ル間の移動速度が早くなると、処理速度が追従できずに
ミスカウントを行うという問題があり、移動速度に制約
が与えられ、あるいは交流信号の周波数を十分に高くし
、及び検出回路の処理速度を十分に高めなければならな
いという問題があった。In addition, as mentioned above, in relative measurement, when the moving speed between both scales becomes faster, there is a problem that the processing speed cannot keep up and miscounts occur, which limits the moving speed or increases the frequency of the AC signal. There is a problem in that it is necessary to make the detection circuit sufficiently high and the processing speed of the detection circuit sufficiently high.
一方、絶対測定によれば、トランスデユーサの零セット
は組立時に行われれば、後の測定時にこれを調整する必
要はなく、各測定値における零セットは全く不要となる
。そして、絶対測定は測定値を求める時のみ電源を接続
すればよいために、電力消費が著しく少なくなり、バッ
テリ駆動型の小型測長器を可能とし、更に太陽電池等の
ような電源容量の小さいバッテリでも十分に測長器を駆
動できるという利点を有する。On the other hand, according to absolute measurements, if the transducer is zero-set at the time of assembly, there is no need to adjust it during subsequent measurements, and zero-setting at each measurement value is not required at all. In addition, since absolute measurement only requires connecting the power supply when obtaining a measured value, power consumption is significantly reduced, making it possible to use compact battery-powered length measuring instruments, and even with small power supply capacity such as solar cells. It has the advantage that the length measuring device can be sufficiently driven by a battery.
更に、絶対測長によれば、両スケールの相対位置が定ま
った時に両者間の静電容量を測定するので、スケールの
相対移動の間は何ら測長作用に寄与せず、この結果、ス
ケールの移動速度に制約が与えられることがないという
利点がある。Furthermore, according to absolute length measurement, since the capacitance between both scales is measured when their relative positions are determined, there is no contribution to the length measurement action during the relative movement of the scales, and as a result, the scale's This has the advantage that there are no restrictions on movement speed.
従来において、静電容量を用いた絶対位置測定トランス
デユーサは特開昭５４−９４３５４ （米国特許第４４
２０７５４号）として知られており、この従来技術は本
願発明者により発明されたものであって、その概略構造
は２対の送信／受信電極を互いに相対移動させ、両電極
対はそれらの電極ピッチが互いに異なることを特徴とし
、両電極対あるいは両スケール対から得られた位相の異
なる信号を電気的に処理することによって絶対位置の測
定が可能である。Conventionally, an absolute position measuring transducer using capacitance has been disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-94354 (US Pat. No. 44).
No. 20754), and this prior art was invented by the inventor of the present application, and its general structure is that two pairs of transmitting/receiving electrodes are moved relative to each other, and both pairs of electrodes are moved at a pitch between their electrodes. The absolute position can be measured by electrically processing signals with different phases obtained from both electrode pairs or both scale pairs.
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、前記従来装置は実際上これを測長器とし
て実用化する際には以下のごときいくつかの問題点があ
った。[Problems to be Solved by the Invention] However, the conventional device has several problems as described below when it is put into practical use as a length measuring device.
第１の問題点は２対のスケールは互いに独立してそれぞ
れ別個の静電容量検出回路を構成し、これら雨検出出力
が測定回路によって処理されるが、再出力間にはどうし
ても僅かながら時間差が発生し、この時間差によって測
定値に大きな誤差が生じるという問題があった。The first problem is that the two pairs of scales are independent of each other and constitute separate capacitance detection circuits, and these rain detection outputs are processed by the measurement circuit, but there is inevitably a slight time difference between the re-outputs. There was a problem in that this time difference caused a large error in the measured values.
また、両スケール対の間で僅かな測定誤差が生じたよう
な場合、すなわち一方が正確な位相検出を行っているが
、他方が僅かに測定誤差を含むような場合、原理的にこ
のような一方に生じたずれは測定回路が絶対位置を判断
する際には極めて大きな絶対値誤差として処理されるこ
ととなり、両スケールの機械的な位置精度及び前述した
独立して設けられた電気回路の処理特性を著しく厳格に
設定しなければならないという問題があった。In addition, if there is a slight measurement error between both scale pairs, that is, one scale is performing accurate phase detection, but the other scale has a slight measurement error, in principle, such a The deviation that occurs on one side will be treated as an extremely large absolute value error when the measurement circuit judges the absolute position, and the mechanical position accuracy of both scales and the independent electric circuit described above will be processed. There was a problem in that the characteristics had to be set extremely strictly.
第２の問題は２対のスケールを必要とすることから、ト
ランスデユーサのスペースが大きくなることであり、こ
れは、小型携帯用測長器を実用化する際に大きな阻害要
因となっていた。The second problem is that the transducer requires two pairs of scales, which increases the space required for the transducer, and this has been a major impediment to the practical application of small, portable length measuring instruments. .
第３の問題は、前述したごとく、従来装置においては、
２対のスケールをそれぞれ別個に静電容量検出回路とし
て用いるために、消費電力が大きくなることであり、こ
れも小型携帯用測長器にとっては好ましくない特性であ
った。The third problem is, as mentioned above, in the conventional device,
Since the two pairs of scales are used separately as capacitance detection circuits, power consumption increases, which is also an unfavorable characteristic for a small portable length measuring device.
本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は、静電容量方式によって相対的に移動するスケ
ール間の絶対位置を電気的に測定するとともに、従来装
置における前述した問題点を全て除去した改良された容
」型位置測定トランスデユーサを提供することにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and its purpose is to electrically measure the absolute position between relatively moving scales using a capacitance method, and to solve the above-mentioned problems in conventional devices. An object of the present invention is to provide an improved container-type position transducer that eliminates all of the above.
本発明によれば、小型のトランスデユーサでありながら
正確な絶対値測定を可能とし、測定の都度零セットを必
要とすることなく、また電力消費の少ないかつスケール
の移動速度に制約のない改良されたトランスデユーサが
提供可能である。According to the present invention, it is possible to perform accurate absolute value measurement with a small transducer, and there is no need for zero setting every time a measurement is made, and improvements are made in which power consumption is low and there are no restrictions on the moving speed of the scale. transducers are available.
そして、本発明によれば、送信電極に接続される交流信
号はその周波数を比較的低い周波数に設定しても、十分
な高精度を確保することができ、これによって、電気回
路を著しく簡略化し、また安価に装置を完成し得る。According to the present invention, even if the frequency of the AC signal connected to the transmitting electrode is set to a relatively low frequency, sufficiently high accuracy can be ensured, thereby significantly simplifying the electric circuit. Moreover, the device can be completed at low cost.
もちろん、本発明において、電源は絶対値を表示すると
きのみに接続すれば、所望の測定作用を行うことができ
ζ装置の消費電力は著しく削減される。Of course, in the present invention, if the power supply is connected only when displaying absolute values, the desired measurement action can be performed and the power consumption of the ζ device can be significantly reduced.
［問題点を解決するための手段］
上記目的を達成するために、本発明は、２個の相対移動
する部材間の絶対位置を静電容量の測定によって行うト
ランスデユーサの改良に関し、このトランスデユーサは
前記相対移動する部材として互いに近接して相対移動可
能に配置された第１スケール及び第２スケールを有する
。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention relates to an improvement of a transducer that measures the absolute position between two relatively moving members by measuring capacitance. The deuser has a first scale and a second scale that are disposed close to each other so as to be relatively movable as the relatively movable members.
前記両スケールは通常直尺で形成されて直線的な相対移
動を行うことが一般的であるが、もちろん、本発明にお
いて、２枚の同軸配置された円板にてスケールを形成し
、ロータリトランスデユーサを得ることも好適である。Generally, both scales are formed in a straight scale and move linearly relative to each other, but of course, in the present invention, the scale is formed by two coaxially arranged disks, and a rotary transformer is used. It is also suitable to obtain a deuser.
前記第１スケールには、交流信号が供給される第１送信
電極と、この第１送信電極に対して絶縁された状態で近
接配置され測定回路が接続される第１受信電極が設けら
れている。The first scale is provided with a first transmitting electrode to which an alternating current signal is supplied, and a first receiving electrode that is insulated from and close to the first transmitting electrode and is connected to a measuring circuit. .
一方、第２スケールは、相対移動方向に沿って第１送信
電極と対向可能な位置に配置された電極群からなり第１
送信電極と容量結合する第２受信電極と、同様に相対移
動方向に沿って第１受信電極と対向可能な位置に配置さ
れた電極群からなり第１受信電極と容量結合する第２送
信電極と、を含む。On the other hand, the second scale is made up of a group of electrodes arranged at a position that can face the first transmitting electrode along the relative movement direction.
a second receiving electrode that is capacitively coupled to the transmitting electrode; and a second transmitting electrode that is also capacitively coupled to the first receiving electrode, which is made up of a group of electrodes arranged in a position that can face the first receiving electrode along the direction of relative movement; ,including.
前記第２スケールに設けられた両電極は必要な測定領域
にわたって連続的に配置され、通常第１スケール側の電
極より十分に長い電極列を形成している。Both electrodes provided on the second scale are arranged continuously over the required measurement area, and usually form an electrode row that is sufficiently longer than the electrodes on the first scale side.
本発明においＣ１前記第２受信電極と第２送信電極とは
互いに送信及び受信電極間で結合電極にて電気的に接続
されており、通常、第２送信電極と第２受信電極とは同
数に設定されている。In the present invention, the second receiving electrode C1 and the second transmitting electrode are electrically connected to each other by a coupling electrode between the transmitting and receiving electrodes, and usually the second transmitting electrode and the second receiving electrode are the same number. It is set.
更に、本発明において特徴的なことは、前記各接続され
た第２受信電極と第２送信電極との結合対には相対移動
方向に沿ってそれぞれ異なる偏位が与えられており、各
移動位置に対して特定された前記偏位により絶対値測定
が行われることにある。Furthermore, a characteristic feature of the present invention is that each connected pair of the second receiving electrode and the second transmitting electrode is given different deviations along the relative movement direction, so that each of the connected pairs of the second receiving electrode and the second transmitting electrode An absolute value measurement is performed with said deviation determined for .
前述した各移動位置に対する異なる偏位は移動量に対す
る所定の関数として示され、この関数は直線性を有する
ことが通常であるが、本発明においては、必ずしも直線
的関数である必要はなく、任意の特性を与えることがで
きる。The different deviations for each movement position described above are expressed as a predetermined function of the movement amount, and this function usually has linearity, but in the present invention, it does not necessarily have to be a linear function and can be any arbitrary function. can be given the following characteristics.
本発明においては、前述したごとく、第２スケールに設
けられた第２受信電極と第２送信電極とは各電極が互い
に結合電極にて接続されており、この結果、第１スケー
ルの第１送信電極に供給された交流信号は、まず容量結
合によって第２スケール側の第２受信電極に伝達され、
次に、この信号はそのまま電気的に第２送信電極に伝わ
り、再び容量結合によって第１受信電極に戻される。In the present invention, as described above, the second receiving electrode and the second transmitting electrode provided on the second scale are connected to each other by a coupling electrode, and as a result, the first transmitting electrode on the first scale The AC signal supplied to the electrode is first transmitted to the second receiving electrode on the second scale side by capacitive coupling,
Next, this signal is electrically transmitted as it is to the second transmitting electrode, and is again returned to the first receiving electrode by capacitive coupling.
従って、本発明によれば、１系列の電気回路によって第
２受信電極と第２送信電極を通って静電容量の変化を一
度で検出することができ、前記電極間の偏位は必要な測
定領域間で各移動位置ごとに唯一に特定されているので
、検出された静電容量値は供給された交流信号の位相に
対応して単一値に定まり、従来装置のごとき２系列の電
気回路を用いた装置と異なり極めて高精度の測定作用を
行うことが可能となる。Therefore, according to the present invention, a change in capacitance can be detected at once through a second receiving electrode and a second transmitting electrode by means of one series of electric circuits, and the deviation between said electrodes is determined by the necessary measurement. Since it is uniquely specified for each movement position between regions, the detected capacitance value is determined to be a single value corresponding to the phase of the supplied AC signal, and the two series electric circuits as in the conventional device are Unlike devices that use
前記測定回路は受信された信号レベルを送信された交流
信号の位相と比較して所定の演算作用を行い、相対移動
位置の絶対値を表示することができる。The measuring circuit compares the received signal level with the phase of the transmitted AC signal, performs a predetermined calculation operation, and can display the absolute value of the relative movement position.
［実施例］ 以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する。[Example] Preferred embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.
第１図にはノギス等のように本尺に対して副尺が直線移
動する測長器に好適な本発明に係る容量型位置検出トラ
ンスデユーサの好適な実施例が示されており、第１スケ
ール１０と第２スケール２０とを含み、例えばノギスの
副尺側に前記第１スケール１０が組込まれ、また本尺側
に第２スケール２０が組込まれる。FIG. 1 shows a preferred embodiment of the capacitive position detection transducer according to the present invention, which is suitable for a length measuring device such as a caliper in which a vernier scale moves linearly with respect to a main scale. For example, the first scale 10 is installed on the vernier side of a caliper, and the second scale 20 is installed on the main side of the caliper.
前記両スケール１０．２０は互いに近接して相対移動可
能に配置されており、第１図においてＸ軸位置は第２ス
ケール２０を基準として第１スケール１０の移動位置を
示す。Both scales 10, 20 are arranged close to each other so as to be relatively movable, and in FIG. 1, the X-axis position indicates the movement position of the first scale 10 with respect to the second scale 20.
前記第１スケール１０には第１送信電極１２が設けられ
ており、この第１送信電極１２には発振器３０から交流
信号が供給されている。The first scale 10 is provided with a first transmitting electrode 12 , and an alternating current signal is supplied from an oscillator 30 to the first transmitting electrode 12 .
図示した実施例において、第１送信電極１２は３個ずつ
の等間隔に配置された電極からなる２対の第１送信電極
構造を有し、８対には前記発振器３０から位相の異なる
交流信号３０ａ及び３０ｂが供給されており、両信号間
の位相差は１８０度に設定されている。In the illustrated embodiment, the first transmitting electrode 12 has a two-pair first transmitting electrode structure consisting of three electrodes arranged at equal intervals, and eight pairs are provided with alternating current signals of different phases from the oscillator 30. 30a and 30b are supplied, and the phase difference between both signals is set to 180 degrees.
前記第１スケール１０には更に第１受信電極１４が設け
られており、この第１受信電極１４は、実施例において
、２個ずつの等間隔に配置された２対の電極群からなり
、前記第１送信電極と隣接して平行に配列されている。The first scale 10 is further provided with a first receiving electrode 14, and in the embodiment, the first receiving electrode 14 consists of two pairs of electrodes arranged at equal intervals, The electrodes are arranged adjacent to and parallel to the first transmitting electrode.
各第１受信電極１４はそれぞれ８対ごとに測定回路３２
と接続されている。Each first receiving electrode 14 is connected to a measuring circuit 32 for every 8 pairs.
is connected to.
前記各電極１２．１４はそれぞれ第１スケール１０の絶
縁基板上に蒸着その他の手段によって設けられており、
各電極間は電気的に絶縁状態におかれている。Each of the electrodes 12, 14 is provided on the insulating substrate of the first scale 10 by vapor deposition or other means,
The electrodes are electrically insulated.
本発明に係るトランスデユーサの特徴的事項は、第２ス
ケール２０の電極配置にあり、図から明らかなごとく、
対２スケール２０には整列配置された第２受信電極２２
及び第２送信電極２４が設けられている。A characteristic feature of the transducer according to the present invention lies in the electrode arrangement of the second scale 20, and as is clear from the figure,
Second receiving electrodes 22 arranged in alignment on the pair 2 scale 20
and a second transmitting electrode 24 are provided.
第２受信電極２２は相対移動方向（Ｘ軸）に沿って第１
送信電極と対向可能な位置に配置された電極群からなり
、第１送信電極と容量結合する。The second receiving electrode 22 is connected to the first receiving electrode 22 along the relative movement direction (X-axis).
It consists of a group of electrodes arranged at a position that can face the transmitting electrode, and is capacitively coupled to the first transmitting electrode.
実施例における第２受信電極２２は等間隔に配置されて
おり、そのピッチはＰｒ２にて示されている。The second receiving electrodes 22 in the embodiment are arranged at equal intervals, and the pitch is indicated by Pr2.
一方、第２送信電極２４は相対移動方向（Ｘ軸）に沿っ
て前記第１受信電極１４と対向可能な位置に配置された
電極群からなり、該第１受信電極１４と容量結合してい
る。On the other hand, the second transmitting electrode 24 consists of a group of electrodes arranged at a position facing the first receiving electrode 14 along the relative movement direction (X-axis), and is capacitively coupled to the first receiving electrode 14. .
そして、この第２送信電極２４は、実施例において、等
間隔に配置され、そのピッチがＰｔ２にて示されている
。In the embodiment, the second transmitting electrodes 24 are arranged at equal intervals, and the pitch is indicated by Pt2.
そして、本発明において、前記第２受信電極２２と第２
送信電極２４とのピッチは異なる値に設定されており、
この結果、両電極間には符号Ｄ（Ｘ）で示される偏位が
与えられていることが理解される。In the present invention, the second receiving electrode 22 and the second
The pitch with the transmitting electrode 24 is set to a different value,
As a result, it is understood that a deviation indicated by the symbol D(X) is given between both electrodes.
そして、本発明においては前記偏位
−Ｄ （Ｘ ） ＝ （Ｐｔ２− Ｐｒ２） ｆ （ｘ
）は相対移動位置すなわちＸの値に応じて一定の特定さ
れた値になることが特徴的である。 。In the present invention, the deviation -D (X) = (Pt2-Pr2) f (x
) is characterized in that it takes a fixed specified value depending on the relative movement position, that is, the value of X. .
更に、本発明においては前記第２受信電極２２と第２送
信電極２４とが各電極ごとに互いに結合電極２６によっ
て電気的に接続されていることを特徴とする。Furthermore, the present invention is characterized in that the second receiving electrode 22 and the second transmitting electrode 24 are electrically connected to each other by a coupling electrode 26 for each electrode.
従って、本発明によれば、各相対移動位置（Ｘ）に対し
て結合電極２６で互いに結合された両電極間偏位Ｄ（ｘ
＞は唯一の特定された値となることが理解され、これに
よって、検出される静電容量値は偏位Ｄ（ｘ）に対応し
た値となり、絶対値測定が可能となることが理解される
。Therefore, according to the present invention, for each relative movement position (X), the inter-electrode deviation D(x
It is understood that > is the only specified value, and thereby the detected capacitance value is a value corresponding to the deviation D(x), making absolute value measurement possible. .
もつとも、この偏位Ｄ（Ｘ）はトランスデユーサの測定
範囲が増大するにしたがって増加し、その偏位Ｄ（ｘ）
Ｉが送信ピッチ、実施例においては第１送信電極１２上
の送信波長ピッチすなわち第１図のＷｔｌを超えること
はできないという制約がある。However, this deviation D(X) increases as the measurement range of the transducer increases, and the deviation D(x)
There is a restriction that I cannot exceed the transmission pitch, which in the embodiment is the transmission wavelength pitch on the first transmission electrode 12, that is, Wtl in FIG.
すなわち、前記偏位Ｄ（Ｘ）が送信波長ピッチＷｔ１を
超えた場合には、受信信号の識別が困難となるからであ
る。That is, if the deviation D(X) exceeds the transmission wavelength pitch Wt1, it becomes difficult to identify the received signal.
従って、第１図の実施例においては、第２スケール２０
はノギスの本尺全長にわたって最大の偏位Ｄ（ｘ）が前
記送信波長ピッチＷｔ１＠超えないように設定されてい
る。更に詳細には、第１図における偏位Ｄ （ｘ）は第
２スケール２０の中央部において零、そして左右に進む
にしたがってその値が反対方向に増加するように設定さ
れ、第２スケール２０の両端における偏位を木魚に振分
けた形状からなる。Therefore, in the embodiment of FIG.
is set so that the maximum deviation D(x) does not exceed the transmission wavelength pitch Wt1 over the entire length of the caliper. More specifically, the deviation D (x) in FIG. It consists of a shape in which the deviation at both ends is divided into mokugyo.
第２スケール２０も絶縁基板を有しており、前述した第
２受信電極２２）第２送信電極２４、そして各結合電極
２６は蒸着その他の手段によって前記絶縁基板上に形成
され、各対応する第２受信電極２２と第２送信電極２４
とは電気的に接続され、このような電極対は相対移動方
向（Ｘ軸）に沿って互いに電気的に絶縁された状態で配
列されている。The second scale 20 also has an insulating substrate, and the aforementioned second receiving electrode 22, second transmitting electrode 24, and each coupling electrode 26 are formed on the insulating substrate by vapor deposition or other means. 2 receiving electrodes 22 and 2nd transmitting electrodes 24
These electrode pairs are arranged along the direction of relative movement (X-axis) in a state where they are electrically insulated from each other.
以上のごとく、本発明によれば、第２スケール２０の第
２受信電極２２と第２送信電極２４とは相対移動〃向に
沿って各位置ごとに唯一の特定された偏位Ｄ（Ｘ）を有
しているので、第１スケール１０が移動したときに検出
される静電容量値は各位置ごとに唯一の特定した値とな
り、任意位置の絶対測定が可能となる。As described above, according to the present invention, the second receiving electrode 22 and the second transmitting electrode 24 of the second scale 20 have a unique specified deviation D(X) for each position along the relative movement direction. Therefore, the capacitance value detected when the first scale 10 moves becomes a unique value specified for each position, making it possible to perform absolute measurement at any position.
そして、本発明によれば、第１送信電極１２に供給され
た交流信号は容量結合によって第２受信電極に伝達され
、これが直ちに結合電極の導通によって第２送信電極に
伝わり、相対移動方向くＸ軸）方向にシフトされた状態
で再び容量結合によって第１受信電極１４に戻される。According to the present invention, the alternating current signal supplied to the first transmitting electrode 12 is transmitted to the second receiving electrode by capacitive coupling, and this is immediately transmitted to the second transmitting electrode by conduction of the coupling electrode, and the alternating current signal is transmitted to the second transmitting electrode by the conduction of the coupling electrode. After being shifted in the axial direction, it is returned to the first receiving electrode 14 by capacitive coupling.
従って、本発明によれば、単一の電気系統のみによって
前記異なる偏位を持たせた電極を通って信号の検出を行
うことが可能となり、信号の位置ずれあるいは時間差が
生じることなく極めて高精度の絶対測定を可能とするこ
とができる。Therefore, according to the present invention, it is possible to detect signals through the electrodes having different deviations using only a single electrical system, and with extremely high precision without causing signal position deviation or time difference. absolute measurements of
第２図には本発明に係る第１スケールの他の実施例が示
され、第１図の同一もしくは対応する部材には同一符号
を付して説明を省略する。FIG. 2 shows another embodiment of the first scale according to the present invention, and the same or corresponding members in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.
第１送信電極１２は実施例において４種類の位置の異な
る交流信号が供給され、このために符号「１」〜「４」
にて示される４個の電極毎に１つのブロックを形成して
おり、９０度ずつの位相の異なる交流信号は発振器３０
から位相変換器３４を介して各電極に供給される。In the embodiment, the first transmitting electrode 12 is supplied with alternating current signals at four different positions, and is therefore designated by the symbols "1" to "4".
One block is formed for each of the four electrodes shown in , and AC signals with different phases of 90 degrees are sent to the oscillator 30.
is supplied to each electrode via a phase converter 34.
図から明らかなように、第１送信電極１２は各電極間ピ
ッチがＰｔｌにて示され、交流信号の数すなわち送信電
極グループの数をｎとすると、実施例ではｎ＝４となり
、各グループ電極の長さ、すなわち、送信波長ピッチＷ
ｔｌは
ＸＰｔ１
となることが理解される。As is clear from the figure, the pitch between each electrode of the first transmitting electrode 12 is indicated by Ptl, and when the number of AC signals, that is, the number of transmitting electrode groups is n, in the embodiment, n=4, and each group electrode That is, the transmission wavelength pitch W
It is understood that tl becomes XPt1.
前記第１送信電極１２に隣接した整列配置された第１受
信電極１４は２個毎に１ブロックを形成しており、それ
ぞれ検出回路に対して２種類の検出信号を供給している
。Every two first receiving electrodes 14 arranged adjacent to the first transmitting electrodes 12 form one block, each supplying two types of detection signals to the detection circuit.
そして、実施例においては、前記第１受信電極１４の各
ブロック毎のピッチすなわち受信波長ピッチＷｒ１は前
述したごとく送信信号が第２スケールを通って所定のシ
フトがなされたシフト量に対応して、
Ｗｒｌ＝ＷｔｌＸ Ｐｔ２／Ｐｒ２
に設定されている。In the embodiment, the pitch of each block of the first receiving electrode 14, that is, the receiving wavelength pitch Wr1 corresponds to the shift amount by which the transmission signal is shifted by a predetermined amount through the second scale, as described above. Wrl=WtlX Pt2/Pr2 is set.
従って、このような受信波長ピッチＷｒ１によれば、第
１送信電極１２から送信された交流信号は第２スケール
において所定のシフトが行われた後、再び第１受信電極
において、前記シフト量に対応した長さの受信電極１４
にて受信できることが理解される。Therefore, according to such a receiving wavelength pitch Wr1, after the AC signal transmitted from the first transmitting electrode 12 is shifted by a predetermined amount on the second scale, it is shifted again at the first receiving electrode according to the shift amount. The receiving electrode 14 has a length of
It is understood that it can be received at
測定回路３２に出力される測定信号３２ａ、３２ｂはそ
れぞれ反転位相を有しており、この結果、両信号の差演
算を行うことによって、検出精度を更に向上することが
可能である。The measurement signals 32a and 32b output to the measurement circuit 32 each have an inverted phase, and as a result, by calculating the difference between the two signals, it is possible to further improve the detection accuracy.
第３図には本発明の第１スケールの他の実施例が示され
ており、第２図と類似するが、第１受信電極１４は相対
移動方向くＸ軸）に対して受信波長ピッチＷｒｌにて繰
返す三角波形状を有している。FIG. 3 shows another embodiment of the first scale of the present invention, which is similar to FIG. It has a triangular wave shape that repeats at .
そして、この三角波形状は互いに逆位相で配置された２
個の第１受信電極１４ａ、１４ｂがらなり、それらの検
出値が互いに差演算され、これによって、検出信号の感
度を改善することができる。This triangular wave shape consists of two waves arranged in opposite phases to each other.
The first receiving electrodes 14a and 14b are composed of two first receiving electrodes 14a and 14b, and their detected values are subtracted from each other, thereby improving the sensitivity of the detected signal.
第４，５図にはそれぞれ本発明に係るトランスデユーサ
の具体的な第１スケール１０及び第２スケール２０が詳
細に示されている。4 and 5 show in detail a first scale 10 and a second scale 20, respectively, of the transducer according to the present invention.
、 第４図の第１スケール１０は前述した第３図の実施
例と類似するが、その第１受信電極１４ａ。, the first scale 10 of FIG. 4 is similar to the embodiment of FIG. 3 described above, but with its first receiving electrode 14a.
１４ｂは第３図の三角波形状と異なり正弦波状を呈して
いることを特徴とし、両筒１受信電極１４ａ、”１４ｂ
からの出力は測定回路３２の作動増幅器において差演算
される。14b is characterized by exhibiting a sine wave shape unlike the triangular wave shape shown in FIG.
The outputs are subjected to a differential operation in a differential amplifier of the measuring circuit 32.
また、第４図の第１スケール１０において、第１送信電
極１２に供給される交流信号は８相に分割されており、
それぞれ４５度の位相差を有する。Furthermore, in the first scale 10 in FIG. 4, the AC signal supplied to the first transmitting electrode 12 is divided into eight phases,
Each has a phase difference of 45 degrees.
第４図のごとき第１スケール１０においては、第１送信
電極１２に供給される交流信号は矩形波の信号が選択さ
れ、また、第１受信電極１４ａ。In the first scale 10 as shown in FIG. 4, a rectangular wave signal is selected as the AC signal supplied to the first transmitting electrode 12, and the first receiving electrode 14a.
１４ｂはその電極形状が正弦波であることがら、測定回
路３２に供給される２種類の反転位相の出力信号は正弦
波状を呈することが理解される。Since the electrode shape of the electrode 14b is a sine wave, it is understood that the two types of inverted phase output signals supplied to the measurement circuit 32 have a sine wave shape.
第５図の第２スケール２０は必要な測長全域にわたって
伸張したスケールからなるが、実施例においてはその一
部のみが切取られて示されている。The second scale 20 in FIG. 5 consists of a scale extending over the entire required length measurement range, but only a portion thereof is shown cut away in the embodiment.
図から明らかなごとく、本実施例における第２受信電極
２・２と第２送信電極２４とは互いに各電極対が結合電
極２６によって電気的に結合されており、これによって
、第２受信電極２２によって受信された交流信号は第２
送信電極２４において所定の変位量シフトされることが
理解される。As is clear from the figure, the second receiving electrodes 2, 2 and the second transmitting electrode 24 in this embodiment are electrically coupled to each other by the coupling electrode 26. The AC signal received by the second
It is understood that the transmission electrode 24 is shifted by a predetermined displacement amount.
前述したごとく、この偏位Ｄ（ｘ）は相対移動位置に対
して唯一の特定の値となるように設定されており、本実
施例においては、両電極２２，２４がそれぞれピッチｐ
ｒ２）Ｐｔ２にて等間隔に配置されていてるので、前記
偏位Ｄ（ｘ）は相対移動距離の比例関数となることが理
解される。As mentioned above, this deviation D(x) is set to be a unique and specific value for the relative movement position, and in this embodiment, both electrodes 22 and 24 are set at a pitch p, respectively.
r2) Since they are arranged at equal intervals at Pt2, it is understood that the deviation D(x) is a proportional function of the relative movement distance.
第１図で示したごとく、前記偏位Ｄ（ｘ）は第２スケー
ル２０の中央部において零、そして両端に向かうにした
がって順次増大する量に設定されており、ここで、第２
スケール２０の全長をＳとすると送信波長ピッチ（Ｗｔ
ｌ）の負側の一１７２値から正側の＋１７２まで変化し
、次式にて示される。As shown in FIG. 1, the deviation D(x) is set to zero at the center of the second scale 20 and gradually increases toward both ends.
If the total length of the scale 20 is S, then the transmission wavelength pitch (Wt
l) changes from 1172 on the negative side to +172 on the positive side, and is expressed by the following equation.
Ｄ （ｘ ） ＝ （−１／２ ＋ｘ／Ｓ） ＸＷｔｌ
第６図には本発明に係る更に他の第２スケールの好適な
実施例が示されており、本実施例において特徴的なこと
は、第２受信電極が半波の正弦波形状を呈していること
であり、所望の正弦波形状の出力を得ることができる。D (x) = (-1/2 +x/S)
FIG. 6 shows still another preferred embodiment of the second scale according to the present invention, and the characteristic feature of this embodiment is that the second receiving electrode has a half-wave sine wave shape. Therefore, it is possible to obtain a desired sinusoidal waveform output.
以上のようにして、本発明によれば、第１送信電極に供
給された交流信号は容量結合によって第２受信電極に伝
達され、これが直ちに第２送信電極に所定変位優シフト
されて導通し、再び容量結合によって第１受信電極に戻
され、この検出された出力信号は第２スケール上におけ
る第２受信電極と第２送信電極の偏位情報を含んでおり
、本発明においてこの偏位は必要な測定領域内において
相対移動位置に対して常に唯一の特定された値を有して
いるので、この結果、検出された信号は相対移動位置を
演譚するために十分な情報を保有していることとなる。As described above, according to the present invention, the AC signal supplied to the first transmitting electrode is transmitted to the second receiving electrode by capacitive coupling, and this is immediately shifted to the second transmitting electrode by a predetermined displacement and becomes conductive. The detected output signal is returned to the first receiving electrode by capacitive coupling and contains the deviation information of the second receiving electrode and the second transmitting electrode on the second scale, and this deviation is necessary in the present invention. As a result, the detected signal contains sufficient information to tell the relative movement position, since it always has a unique specified value for the relative movement position within the measurement area. That will happen.
そして、本発明によれば、前述した偏位Ｄ （Ｘ）の測
定によって正確な絶対測定を可能とし、従来の相対測定
における測定の都度必要な零セット、大消費電力そして
スケールの移動速度のない優れた測長器を提供可能であ
る。According to the present invention, accurate absolute measurement is possible by measuring the deviation D (X) described above, and there is no need for zero setting, large power consumption, and scale movement speed that are required for each measurement in conventional relative measurement. We can provide excellent length measuring instruments.
また、本発明によれば、前述したごとく、トラ・ンスデ
ューサを貫通する電気回路が唯一であるために、電極配
置の機械的誤差あるいは電気的な遅れ時間差の相違等を
考慮することなく、測定精度を著しく改善でき、また−
組のスケール対によって測定が行われるので、スペース
及び消費電力の小さいトランスデユーサを提供可能であ
る＠第、７図には前述した本発明にかかるトランスデユ
ーサに接続される測長回路の一例が示され、またその各
部波形及びタイミングチャートが第８図′に示されてい
る。 −
前述した本発明に係るトランスデユーサは符号１００に
て示されており、その第１送信電極には複数の位相の異
なる交流信号が供給されており、この交流信号は発振器
３０から得られ、この発振出力ｆＯは本発明においてさ
ほど高周波である必要はなく、例えば１００〜２００Ｋ
Ｈ２程度の比較的低い周波数とすることができる。Furthermore, according to the present invention, as described above, since there is only one electric circuit that passes through the transducer, measurement accuracy can be improved without considering mechanical errors in electrode placement or differences in electrical delay time differences. can be significantly improved, and −
Since measurement is performed using a pair of scales, it is possible to provide a transducer with small space and power consumption. The waveforms and timing chart of each part are shown in FIG. 8'. - The above-mentioned transducer according to the invention is indicated by the reference numeral 100, and its first transmitting electrode is supplied with a plurality of alternating current signals having different phases, which are obtained from the oscillator 30, This oscillation output fO does not need to have a very high frequency in the present invention, for example, 100 to 200K.
The frequency can be relatively low, such as H2.
前記発振器３０の出力ｆｏはトランスデユーサ１００に
対しては更に分周器６０にて分周された信号として供給
されるが、変復調器に対する同期信号としても用いられ
ており、装置の分解能を定めるための一つの要因を形成
するが、前述したごとく、本発明においてはこの基本周
波数及び次に分周されて第１送信電極に供給される交流
信号の周波数が低いことから、回路構成を簡略化して安
価な装置によって十分な分解能が得られるという効果を
有する。The output fo of the oscillator 30 is supplied to the transducer 100 as a signal whose frequency is further divided by a frequency divider 60, but it is also used as a synchronizing signal to the modem and determines the resolution of the device. However, as mentioned above, in the present invention, since this fundamental frequency and the frequency of the AC signal that is then divided and supplied to the first transmitting electrode are low, the circuit configuration is simplified. This has the effect that sufficient resolution can be obtained with an inexpensive device.
前記分周器６０の出力は更に位相変換器３４にて所望の
８個のそれぞれ４５度の位相差を有する交流信号２００
−１〜２００−８に変換される。The output of the frequency divider 60 is further converted into eight desired AC signals 200 each having a phase difference of 45 degrees by a phase converter 34.
-1 to 200-8.
°従って、このような位相の異なる８個の交流信号は例
えば前述した第４図の第１送信電極に供給されることが
好適である。Therefore, it is preferable that these eight alternating current signals having different phases be supplied to the first transmitting electrode shown in FIG. 4, for example.
前述した８個の交流信号は変調器６２において、前記発
振器３０の出力ｆＯで変調され、この信号２．０・０−
１〜２００−８がトランスデユーサ１００の各第１送信
電極１２へ供給される。The aforementioned eight AC signals are modulated by the output fO of the oscillator 30 in the modulator 62, and this signal 2.0.0-
1 to 200-8 are supplied to each first transmitting electrode 12 of the transducer 100.
トランスデユーサ１００は前述したごとく１、前記供給
された交流信号２０２を第１．第２スケールの相対移動
位置に対応した信号レベル変換を行った後に第１受信電
極から電気的な信号として出力し、この出力は差動アン
プ６４から信号２０４として出力され、第８図のごとく
その包絡線が正弦波曲線を描く信号となることが理解さ
れる。As described above, the transducer 100 converts the supplied AC signal 202 into the first . After performing signal level conversion corresponding to the relative movement position of the second scale, it is output as an electrical signal from the first receiving electrode, and this output is output as a signal 204 from the differential amplifier 64, as shown in FIG. It is understood that the envelope results in a signal that describes a sinusoidal curve.
この差動アンプ６４の出力２０４は更に同期復調器６６
によって復調され、その出力２０６は両スケールが基準
位置にいるときの基準信号３００と比してφなる位相差
を有することが理解され、この位相差φを求めることに
よって、両スケールの相対位置によって定まる絶対値を
求めることができる。The output 204 of this differential amplifier 64 is further supplied to a synchronous demodulator 66.
It is understood that the output 206 has a phase difference of φ compared to the reference signal 300 when both scales are at the reference position, and by finding this phase difference φ, It is possible to obtain a fixed absolute value.
なお、前記復調器６６の出力２０６は図示のごとく高周
波成分を含んでおり、実施例においては、この高周波成
分をフィルタ６８にて除去し高周波成分が除去された信
号２０Ｂを得ている。Note that the output 206 of the demodulator 66 includes high frequency components as shown in the figure, and in this embodiment, the high frequency components are removed by the filter 68 to obtain a signal 20B from which the high frequency components have been removed.
前記信号２０８は更に零クロス回路７０によって波形の
零クロス位置が検出されている。The waveform zero-crossing position of the signal 208 is further detected by a zero-crossing circuit 70.
実施例において、前記位相差φをデジタル演算するため
に、装置は、カウンタ７２を含み、そのリセット／スタ
ート信号は、実施例において、変調器６２．復調器６６
のトリガ信号と制御ユニット８０により同期制御されお
り、装置の測定開始を基準信号のトリガとして用い、こ
の時点からカウンタ７２のｄ数動作が開始される。カウ
ンタ７２の１数タイミングは、発振器３０の出力周波数
ｆＯにて制御されている。In an embodiment, in order to digitally calculate said phase difference φ, the device includes a counter 72, the reset/start signal of which, in the embodiment, is connected to a modulator 62. Demodulator 66
The start of measurement by the apparatus is used as a trigger for the reference signal, and the d-number operation of the counter 72 is started from this point. The timing of the counter 72 is controlled by the output frequency fO of the oscillator 30.
そして、カウンタ７０の計数ストップは前記零クロス回
路７０からの信号によって制御されており、第８図の位
相φ位置にて、前記零クロス回路７０はフィルタ６８の
出力２０８からストップ信号をカウンタ７２へ出力し、
前記カウンタ７２の計数動作がこの時点で終了する。The counting stop of the counter 70 is controlled by the signal from the zero cross circuit 70, and at the phase φ position shown in FIG. output,
The counting operation of the counter 72 ends at this point.
従って、前記カウンタ７２の計数値はトランスデユーサ
によって基準信号３００がシフトされた位相差を示すこ
ととなり、前述したごとく、本発明によれば、この位相
差φは測定時における両スケール１０．２０の偏差Ｄ（
Ｘ）と対応し、前記カウンタ７２の出力は演算ユニット
７４によって絶対値への変換演算が行われる。Therefore, the counted value of the counter 72 indicates the phase difference by which the reference signal 300 is shifted by the transducer, and as described above, according to the present invention, this phase difference φ is 10.20 on both scales at the time of measurement. The deviation D(
Corresponding to X), the output of the counter 72 is converted into an absolute value by an arithmetic unit 74.
そして、制御ユニット８０にて制御された演算ユニット
７４の出力は、表示ドライバ７６を介して表示器７８に
所望の表示信号を供給して、前記測定値を通常の場合デ
ジタル表示する。The output of the arithmetic unit 74 controlled by the control unit 80 supplies a desired display signal to the display 78 via the display driver 76, so that the measured value is normally displayed digitally.
本実施例において、前記表示器７８は、例えばノギスの
副尺表面に埋め込み固定した液晶表示器等からなり、こ
れによって、測長値を使用者が容易に読取ることができ
る。In this embodiment, the display 78 is comprised of, for example, a liquid crystal display embedded and fixed in the vernier surface of the caliper, thereby allowing the user to easily read the length measurement value.
［発明の効果］
以上説明したごとく、本発明によれば、相対移動する２
つの部材、通常第１及び第２スケール間の相対移動量を
静電容量の変化として絶対値で測長することができ、電
池駆動可能な小型軽量化された容量型トランスデユーサ
を得ることが可能となる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, two relatively moving
The amount of relative movement between two members, usually the first and second scales, can be measured as an absolute value as a change in capacitance, and it is possible to obtain a compact and lightweight capacitive transducer that can be powered by batteries. It becomes possible.
また、本発明によれば、第２スケール側の第２受信電極
と第２送信電極とは互いに結合電極にて電気的に接続さ
れるとともに両電極間が相対移動方向に沿って異なる偏
位を有し、全測長範囲においてこの偏位は唯一の特定さ
れた値となるように設定されているので、両スケール間
を貫通する単一の容量結合回路を用いて送信及び受信信
号間のシフト値から両スケールの相対移動位置の絶対値
を知ることが可能となる。Further, according to the present invention, the second receiving electrode and the second transmitting electrode on the second scale side are electrically connected to each other by a coupling electrode, and the two electrodes have different deviations along the relative movement direction. Since this deviation is set to be the only specified value over the entire measurement range, a single capacitive coupling circuit passing between both scales can be used to calculate the shift between the transmitted and received signals. From the value, it is possible to know the absolute value of the relative movement position of both scales.
更に単一の容量結合回路を用いることから、機械的及び
電気的な誤差の介入を著しく減少させ、また低消費電力
で小型のトランスデユーサを得ることが可能となる。Furthermore, the use of a single capacitive coupling circuit significantly reduces the interference of mechanical and electrical errors and makes it possible to obtain a compact transducer with low power consumption.
第１図は本発明に係る容量型位置測定トランスデユーサ
の好適な実施例を示す要部斜視図、第２図は本発明に係
るトランスデユーサの第１スケール側の他の実施例を示
す概略説明図、第３図は本発明に係るトランスデユーサ
の第１のスケールの更に他の実施例を示す概略説明図１
、第４図は本発明に係るトランスデユーサの更に他の第
１スケールを示す平面図、
第５図は前記第４図に示した第１スケールと対応する第
２スケール側の平面図、
第６図は本発明に係るトランスデユーサの第２スケール
の更に他の実施例を示す平面図、第７図は本発明に係る
トランスデユーサに好適な測調回路のブロック図、
第８図は第７図の波形及びタイミングチャートを示す説
明図である。
１０ ・・・ 第１スケール
１２ ・・・ 第１送信電極
１４ ・・・ 第１受信電極
２０ ・・・ 第２スケール
２２ ・・・ 第１受信電極
２４ ・・・ 第１送信電極
２６ ・・・ 結合電極
３０ ・・・ 発振器
３２ ・・・ 測定回路
Ｄ（Ｘ） ・・・ 偏位
Ｘ ・・・ 相対移動方向。
出願人 株式会社 三層製作所
代理人 弁理士 古田研二［８−６］（他２名）
手続補正書咀発）
昭和６１年１２月 ４日
１、事件の表示
昭和６１年 特許願第０７８９４７号
２）発明の名称
容量型位置測定トランスデユーサ
３、補正をする者
事件との関係 特許出願人
性 所 東京都港区芝５丁目３１番１９号名称 株式
会社 三層製作所
４、代理人
５、補正の対象FIG. 1 is a perspective view of a main part showing a preferred embodiment of a capacitive position measuring transducer according to the present invention, and FIG. 2 shows another embodiment on the first scale side of the transducer according to the present invention. Schematic explanatory diagram, FIG. 3 is a schematic explanatory diagram 1 showing still another embodiment of the first scale of the transducer according to the present invention.
, FIG. 4 is a plan view showing still another first scale of the transducer according to the present invention, FIG. 5 is a plan view of the second scale side corresponding to the first scale shown in FIG. FIG. 6 is a plan view showing still another embodiment of the second scale of the transducer according to the present invention, FIG. 7 is a block diagram of a measurement circuit suitable for the transducer according to the present invention, and FIG. 8 is an explanatory diagram showing the waveform and timing chart of FIG. 7. FIG. 10... First scale 12... First transmitting electrode 14... First receiving electrode 20... Second scale 22... First receiving electrode 24... First transmitting electrode 26... Coupling electrode 30... Oscillator 32... Measurement circuit D(X)... Deflection X... Relative movement direction. Applicant Sansei Seisakusho Co., Ltd. Agent Patent attorney Kenji Furuta [8-6] (2 others) Procedural amendment issued) December 4, 1985 1, Indication of case 1988 Patent Application No. 078947 2 ) Name of the invention Capacitive position measuring transducer 3, Relationship with the case of the person making the amendment Patent applicant Location: 5-31-19 Shiba, Minato-ku, Tokyo Name: Sankai Seisakusho Co., Ltd. 4, Agent 5, Amendment: subject
Claims (7)
ケール及び第２スケールを有し、 前記第１スケールには、交流信号が供給される第１送信
電極と、前記第１送信電極に対して絶縁された状態で配
置され測定回路が接続された第１受信電極と、が設けら
れ、 前記第２スケールには、相対移動方向に沿って前記第１
送信電極と対向可能な位置に配置された電極群からなり
第１送信電極と容量結合する第２受信電極と、相対移動
方向に沿って第１受信電極と対向可能な位置に配置され
た電極群からなり第１受信電極と容量結合する第２送信
電極と、が設けられ、 各第２受信電極と第２送信電極とは互いに結合電極にて
電気的に接続され、 各接続された第２受信電極と第２送信電極との間には相
対移動方向に沿ってそれぞれ異なる偏位が与えられてお
り、 各相対移動位置に対して特定された前記偏位により絶対
測定を行うことのできる容量型位置測定トランスデュー
サ。(1) A first scale and a second scale are arranged close to each other so as to be relatively movable, and the first scale has a first transmitting electrode to which an alternating current signal is supplied; a first receiving electrode arranged insulated from the other electrode and connected to a measuring circuit;
a second receiving electrode that is capacitively coupled to the first transmitting electrode, which is comprised of an electrode group arranged at a position that can face the transmitting electrode; and an electrode group that is arranged at a position that can face the first receiving electrode along the relative movement direction. a second transmitting electrode that capacitively couples with the first receiving electrode, each second receiving electrode and second transmitting electrode are electrically connected to each other by a coupling electrode, and each connected second receiving electrode Different deviations are given between the electrode and the second transmitting electrode along the direction of relative movement, and the capacitive type is capable of performing absolute measurements based on the deviation specified for each relative movement position. Position measurement transducer.
おいて、第２スケールの偏位量は第２スケールの中央部
において零に設定され、スケールの両端に近づくにした
がって正負反対方向に偏位が増大するように第２受信電
極と第２送信電極とが配置されていることを特徴とする
容量型位置測定トランスデューサ。(2) In the transducer according to claim (1), the amount of deviation of the second scale is set to zero at the center of the second scale, and the deviation increases in opposite directions as it approaches both ends of the scale. A capacitive position measuring transducer, characterized in that a second receiving electrode and a second transmitting electrode are arranged so as to.
のトランスデューサにおいて、第１送信電極は順次隣接
する電極群が１ブロックを形成して位相の異なる交流信
号が各グループ毎の第１送信電極に供給され、この１ブ
ロックのピッチを送信波長ピッチとすると、前記偏位は
測長可能なスケール範囲において前記送信波長ピッチを
超えないことを特徴とする容量型位置測定トランスデュ
ーサ。(3) In the transducer according to any one of claims (1) and (2), the first transmitting electrode has a group of successively adjacent electrodes forming one block, and AC signals having different phases are transmitted to each group. A capacitive position measuring transducer, which is supplied to a first transmitting electrode, and wherein the deviation does not exceed the transmitting wavelength pitch in a measurable scale range, assuming that the pitch of this one block is the transmitting wavelength pitch.
受信電極は２つの位相の異なる信号を出力するために２
種類の電極群からなり、第１受信電極群のピッチを受信
波長ピッチＷｒ１とし、前記送信波長ピッチをＷｔ１、
第２受信電極ピッチをＰｒ２そして第２送信電極ピッチ
をＰｔ２とすると、Ｗｒ１＝Ｗｔ１×Ｐｔ２／Ｐｒ２ に設定されていることを特徴とする容量型位置測定トラ
ンスデューサ。(4) In the device according to claim (3), the first
Two receiving electrodes are used to output signals with two different phases.
The pitch of the first receiving electrode group is the receiving wavelength pitch Wr1, the transmitting wavelength pitch is Wt1,
A capacitive position measuring transducer characterized in that, where the second receiving electrode pitch is Pr2 and the second transmitting electrode pitch is Pt2, Wr1=Wt1×Pt2/Pr2.
おいて、第１受信電極は２個の反転した形状を有する電
極からなることを特徴とする容量型位置測定トランスデ
ューサ。(5) A capacitive position measuring transducer according to claim (4), wherein the first receiving electrode is comprised of two electrodes having an inverted shape.
おいて、前記第２受信電極の前述した反転形状は正弦波
形状からなることを特徴とする容量型位置測定トランス
デューサ。(6) The capacitive position measuring transducer according to claim (5), wherein the above-mentioned inverted shape of the second receiving electrode has a sine wave shape.
おいて、前記第２受信電極の前述した反転形状は三角波
形状からなることを特徴とする容量型位置測定トランス
デューサ。(7) A capacitive position measuring transducer according to claim (5), wherein the above-mentioned inverted shape of the second receiving electrode has a triangular wave shape.
Priority Applications (11)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7894786A JPS62235503A (en) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | Capacity type position measuring transducer |
| DE87104889T DE3786424T2 (en) | 1986-04-04 | 1987-04-02 | Capacitive type transducer for position measurements. |
| DE198787104889T DE248165T1 (en) | 1986-04-04 | 1987-04-02 | CAPACITIVE TYPE TRANSDUCTOR FOR POSITION MEASUREMENT. |
| EP87104889A EP0248165B1 (en) | 1986-04-04 | 1987-04-02 | Capacitance-type transducer for measuring positions |
| CN87102580.9A CN1013704B (en) | 1986-04-04 | 1987-04-04 | Capacitance type transducers for measuring positions |
| IN263/MAS/87A IN169902B (en) | 1986-04-04 | 1987-04-08 | |
| IN265/MAS/87A IN169393B (en) | 1986-04-04 | 1987-04-08 | |
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| US07/950,316 USRE34741E (en) | 1986-04-04 | 1992-09-24 | Electrode structure for capacitance-type measurement transducers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7894786A JPS62235503A (en) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | Capacity type position measuring transducer |
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|---|---|
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| JPH0467881B2 JPH0467881B2 (en) | 1992-10-29 |
Family
ID=13676081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7894786A Granted JPS62235503A (en) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | Capacity type position measuring transducer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62235503A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1986
- 1986-04-04 JP JP7894786A patent/JPS62235503A/en active Granted
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| JP2014024118A (en) * | 2012-06-19 | 2014-02-06 | Amada Co Ltd | Mold position detection device, bending device, mold, and method for detecting position of mounting member with respect to mounted device |
| US9599738B2 (en) | 2012-06-19 | 2017-03-21 | Amada Company, Limited | Tool position detection device, bending device, tool, position detection method of attachment member with respect to attachment target device |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0467881B2 (en) | 1992-10-29 |
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