CN1187616A

CN1187616A - 静电电容式位移测量装置

Info

Publication number: CN1187616A
Application number: CN97120677A
Authority: CN
Inventors: 铃木正道; 高桥诚悟
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 1996-09-20
Filing date: 1997-09-20
Publication date: 1998-07-15
Anticipated expiration: 2017-09-20
Also published as: JPH1089910A; DE69720626D1; JP3256443B2; US5920198A; CN1092788C; EP0831300A2; DE69720626T2; EP0831300A3; IN190369B; EP0831300B1

Abstract

一种静电电容式位移测量装置,具有可转动的转子41和以相对于该转子的外侧周面具有预定间隙的方式配置的、其内侧周面呈半圆形状的定子51。在前述转子41的外侧周面的两端部处,形成有使前述转子41和定子51的相对面之间具有预定的间隙用的台阶部44。在前述台阶部44处设置有与定子51的内侧周面相接触的、向定子51施加朝向转子41的作用的势能施加组件61(板簧)。

Description

静电电容式位移测量装置

本发明涉及静电电容式位移测量装置。具体的说，本发明涉及特别适用于电子千分表、孔洞检测器(内径检测器)和角度计等等的小型计量仪器。

目前已知的原有的检测转动位移量用的电子测长仪，为诸如欧洲专利申请EP0716290A2号公报所公开的“圆筒型位移传感器”等等。在这儿，参考图10和图11对其加以说明。

图10(A)为表示作为定子的半圆形筒体111和作为转子的圆形筒体112的组装的斜视图，图10(B)为其侧面图，图10(C)、(D)为半圆形筒体111和圆形筒体112的展开示意图。半圆形筒体111是固定的，而圆形筒体112可相对于半圆形筒体111以同轴且具有预定间隙(0.1～0.2毫米)的方式转动。

如图10(C)所示，在前述半圆形筒体111的内侧周面上分别形成有发送电极组113和与其相绝缘的接收电极114。在该实例中，发送电极组113为八个电极的一组，这里电极以由半圆形筒体111的一端侧沿轴向方向延长一定距离的、细长的且与轴平行等间隔的方式设置。在这些发送电极组113处施加有依次相差45度相位的交流电压。接收电极114在半圆形筒体111的另一端侧的内侧周面处沿周向方向呈半圆形配置。

在该实例中，发送电极组113和接收电极114在如虚线所示的FPC基板117上形成集成电路，这些电极集成电路与连线115、116同时整体地形成在FPC基板117上，并贴附在半圆形筒体111的内侧周面处。连线115、116由半圆形筒体111的两端引出。

正如图10(D)所示，在前述圆形筒体112的外侧周面处分别形成有耦合电极118和接地电极119。耦合电极118形成为两个，它们分别与半圆形筒体111侧的发送电极组113中的四个相对，同时相对于接收电极114电容耦合，其间隔与沿周向方向形成为八个发送电极组113的宽度相等。该耦合电极118接收与发送电极组113电容耦合的信号，并以电容耦合方式将信号传递至接收电极114。这些电极也形成在FPC基板上并贴附在圆形筒体112的外侧周面上。而且还可以略去接地电极119。

如果采用这种构成，当相对于半圆形筒体111的圆形筒体112沿图10(A)中的箭头方向转动时，用检测伴随着该转动位移的、发送电极组113和耦合电极118间的电容耦合的接收信号的方式，便可以测定出圆形筒体112相对于半圆形筒体111的转动位移量。对于这种场合，由于发送电极组113分割成八个，并用彼此依次相差45度的相位驱动，所以进行其转动位移量的测定的精度，为耦合电极118之间间隔的八分之一。

图11示出了如图10所示的位移传感器的处理驱动信号用的检测回路120的简化了的一般构成的示意图。该检测回路120包括有输出预定时钟脉冲的振荡器121，和与该时钟脉冲同步的向各个发送电极组113施加彼此相差45度的八相交流信号的脉冲调制回路122。由接收电极114输出的输出信号通过积分器123输入至相位比较器124。相位比较器124将该输入信号的相位与基准相位相比较，由输入信号的相位相对于基准相位的偏差检测出圆形筒体112的转动位移量，并将该检测信号输入至计数回路125。计数回路125根据该输入的检测信号，对振荡器121输出的时钟脉冲进行计数，并将前述转动位移量以数字形式显示在显示器126上。

对于这种类型的圆筒型位移传感器，如果要获得良好的测定精度，就需要使作为定子的半圆形筒体111和作为转子的圆形筒体112具有良好的同心度精度。即必须要确保定子和转子之间的间隙沿周向方向保持一致。然而，对于小型圆筒型位移传感器，要使定子和转子具有高精度的同心度，在制造上是相当困难的。

若要即使同心度要求比较低，又能具有足够的检测精度，则可沿周向方向配置两组电极，通过将它们的输出平均化，便可以抵消同心度不好所产生的影响。然而这样，为克服同心度问题而必须在周向方向上配置两组电极组，所以将使传感器与外部电气回路之间的连接线数目增多，而使生产效率下降。

本发明的目的就是要克服这些原有的问题，提供一种可用简单的构成确保定子与转子之间的同心度的静电电容式位移测量装置。

本发明的静电电容式位移测量装置，可以是这样一种静电电容式位移测量装置，它具有可转动的、其外侧周面呈圆形的转子，和以相对于该转子的外侧周面具有预定的间隙的方式配置的、其内侧周面呈半圆形状的定子，在前述定子的内侧周面处配置有由若干个电极构成的、在其上分别施加有相位彼此不同的交流信号的发送电极组，以及与前者相绝缘的、并将接收到的信号输入至检测回路的接收电极，在转子的外侧周面处还配置有同时与前述若干个发送电极组电容耦合的耦合电极，其特征在于还具有在前述转子的外侧周面或定子的内侧周面中一方的两端部处，形成有使前述转子和定子的相对面之间具有预定的间隙的台阶部，在前述台阶部设置有与转子或定子相接触的、向前述定子施加朝向转子的作用的势能施加组件。

如果采用这种构成，由于在转子的外侧周面处或定子的内侧周面处形成有高度相当于间隙的台阶部，在该台阶部还设置有与转子或定子相接触的、向定子施加朝向转子的作用的势能施加组件，所以可以用简单的构成方式确保定子和转子的同心度。因此，可以在定子和转子之间确保沿圆周方向具有一定的间隙，从而可以获得一种高精度的静电电容式位移测量装置。

本发明的静电电容式位移测量装置，还可以是这样一种静电电容式位移测量装置，它具有可转动的、其外侧周面呈圆形的转子，和以相对于该转子的外侧周面具有预定的间隙的方式配置的、其内侧周面呈半圆形状的定子，在前述定子的内侧周面处配置有由若干个电极构成的、在其上分别施加有相位彼此不同的交流信号的发送电极组，以及与前者相绝缘的、并将接收到的信号输入至检测回路的接收电极，在转子的外侧周面处还配置有同时与前述若干个发送电极组电容耦合的耦合电极，其特征在于还具有在前述转子的外侧周面的两端部处，形成有使前述转子和定子的相对面之间具有预定的间隙的台阶部，在前述定子的轴向两端处形成与之相接触的止动部件，在前述台阶部设置有与转子或定子相接触的、向前述定子施加朝向转子的作用的势能施加组件。

如果采用这种构成，由于在转子的外侧周面处形成有其高度相当于间隙的台阶部，故通过形成有与定子的轴向方向的两侧端面相接触的止动部件的方式，可以保证转子和定子在轴向的定位进而确保定子和转子之间的沿圆周方向的间隙保持一定。因此，即使对于测杆一边转动一边沿轴向方向移动的电子千分表，也可以在使测杆转动测定定子和转子时可靠地将转子和定子保持在沿轴向方向的预定位置处，从而可以获得一种高精度的电子千分表。

在上述的构成中，前述台阶部和止动部件整体突起固定在前述转子的两端端部处，但还可以用具有台阶部和止动部件的端部部件分别构成，并将转子的两端端部嵌合固定在一起。如果采用这种构成，在制作上更为有利。

对于这种场合，如果在端部部件中的至少一个部件上配置有与位移测定对象的转动体相结合的结合组件，则可以用该结合组件使转动体与端部部件、即转子相结合，从而可使转动体与转子一起转动。

前述势能施加组件可以由一端固定、另一端与前述定子相接触并沿与相对于前述转子的转动轴正交的第一方向对定子施加作用的板簧构成，而且前述板簧在前述一端和另一端之间最好还具有可沿相对于前述转子的转动轴正交且相对于第一方向正交的第二方向变形的弯曲部。

如果采用这种构成，可以仅用一个板簧对定子沿相对于转子的转动轴正交的第一方向施加作用，从而可降低部件的数目。

对于这种场合，板簧为一个，但最好是设置对定子的两端侧沿相对于转子的转动轴正交的第一方向施加作用的一对板簧。这时的一对板簧可以在其一端侧相互连接。

在与前述板簧的另一端侧相接触的前述定子处最好还形成有突起，在前述各板簧处还可以形成有与前述突起相结合的结合孔。

如果采用这种构成，当转子转动时，该转动产生的摩擦阻力将作用于定子的转动力，利用定子的突起和板簧上的结合孔限制定子的转动的方式，则即使转子转动，也可以确保定子位于预定位置处。

本发明的静电电容式位移测量装置，还可以是一种利用其一端具有砧台的主体和螺纹连接在主体另一侧端部处的、可伴随螺纹转动而沿轴向方向移动的测杆构成的千分表，检测前述测杆的轴向方向的位移量用的静电电容式位移测量装置，其特征在于具有设置在前述测杆上的、可与测杆一起转动的、其外侧周面呈圆形的转子，和以相对于该转子的外侧周面具有预定的间隙的方式配置在前述主体上的、其内侧周面呈半圆形状的定子，在前述定子的内侧周面处配置有由若干个电极构成的、在其上分别施加有相位彼此不同的交流信号的发送电极组，以及与前者相绝缘的、并将接收到的信号输入至检测回路的接收电极，在转子的外侧周面处还配置由同时与前述若干个发送电极组电容耦合的耦合电极，其两端部处形成有使前述转子和定子的相对面之间具有预定的间隙的台阶部，还形成有与前述定子的轴向方向的两端面相接触的止动部件，在前述台阶部设置有与转子或定子相接触的、向前述定子施加朝向转子的作用的势能施加组件。

如果采用这种构成，在测定被测定物时，测杆可一边相对于主体螺纹转动一边沿轴向方向移动。这时转子也在转动。这时，由于形成有在转子的外侧周面处且高度相当于间隙的台阶部，以及与定子的轴向方向的两侧端面相接触的止动部件，所以转子在测杆和轴向上移动进而可以确保测杆的轴向方向位置相对于定子保持不变，由此可以利用台阶部按与定子保持一定的间隙的方式转动。因此，可以确保定子和转子沿轴向方向保持在确定的位置处，并可以确保转子和定子之间沿圆周方向保持有一定的间隙，从而可以获得一种高精度的千分表。

在上述的构成中，前述台阶部和止动部件还可以由嵌装固定在前述转子的两端部处的端部部附构成，在前述一侧端部部附处还形成有贯穿通孔，而且插入至该贯穿通孔的前端部可以固定在与沿前述测杆的轴向方向形成的沟槽相结合的板簧的基端。

如果采用这种构成，在测定被测定物时，测杆可以一边相对于主体螺纹转动一边沿轴向方向移动，对于测杆的转动，该测杆的转动可通过与测杆的沟槽相结合的板簧传递至转子，而对于测杆沿轴向方向的移动，可一边使测杆的沟槽相对于板簧滑动，即转子不产生移动，一边允许测杆沿轴向方向的移动，从而可以确保定子和转子沿轴向方向保持在确定位置处，仅将测杆的转动传递至转子。

图1为表示适用于根据本发明构造的静电电容式位移测量装置的一种实施形式的部分剖开的正面图。

图2为表示同一实施形式的套管部分的放大了的示意图。

图3为表示沿图2中线III-III剖开的剖面图。

图4为表示同一实施形式中的棘爪机构的分解斜视图。

图5为表示同一实施形式中的圆筒型位移传感器部分的分解斜视图。

图6为表示同一实施形式中的圆筒型位移传感器部分的剖面图。

图7为表示沿图6中线VII-VII剖开的剖面图。

图8为表示沿图6中线VIII-VIII剖开的剖面图。

图9为表示同一实施形式中的势能施加组件(板簧)的斜视图。

图10为表示原有的圆筒型位移传感器的结构示意图。

图11为表示原有的圆筒型位移传感器中的测定回路的回路图。

下面参考附图说明适用于电子千分表的本发明的静电电容式位移测量装置的一种实施形式。

图1示出了该实施形式所涉及的电子千分表。如图1所示，在形成为略呈U形的作为主体的机架11的一侧端部内面固定有砧台12，并且在另一侧端部螺纹连接有测杆13，后者可沿轴向方向移动，相对于前述砧台12靠近或远离。而且，参考标号14为以数字形式显示测杆13的位移量的数字显示器，参考标号15为电源通断开关，参考标号16为调零开关。

在设置有前述测杆13的机架11的另一端部处，还形成有位于其内端部侧的轴承孔21，在外端部侧螺纹连接着轴套22的一端部。在轴套22的另一端部内压入固定有其内侧周面形成有螺纹的螺母部件23。在该螺母部件23处螺纹连接着前述测杆13。

前述测杆13具有以可自由滑动方式支撑在前述轴承孔21处的轴部部件13A，以及形成有比该轴部部附13A的直径略大的、具有可与前述螺母部件23螺纹连接的螺纹的螺栓部件13B。由轴部部件13A的中部至螺栓部件13B的全长上，还沿轴向方向形成有V形沟槽13C。

在前述轴套22的外侧周面上以可自由转动方式设置有以前述测杆13的轴为中心的、其一端具有凸缘部31A的筒形测微套管31，还螺纹连接有由外侧嵌装在前述凸缘部31A处的、沿轴向方向将测微套管31保持在预定位置处的外套螺母32。正如图2所示，测微套管31由筒体33和帽形部件34构成，其中筒体33以前述测杆13的轴为中心、并以可自由转动方式支撑在前述轴套22的外周处，而帽形部件34以与该筒体33的另一端螺纹连接的方式盖覆着前述测杆13的另一端。帽形部件34的内径比测杆13的外径(螺栓部件13B的外径)略大些，并兼用作当与筒体33的另一端螺纹连接时与板簧85的端面相接触的止动部件。

前述测微套管31和前述测杆13之间设置有可将测微套管31的转动传递至测杆13并允许测杆13沿轴向方向移动的转动传递组件81。在这儿，可以采用能将前述测微套管31的转动传递至前述测杆13，并当在测杆13上作用有一定量以上的负载时使测微套管31空转的棘爪机构82作为转动传递组件81。

正如图3和图4所示，前述棘爪机构82包括有固定在前述测微套管31内的、其内侧周面上具有锯齿形凸起83的棘爪环84，和在卷曲状态下插入至该棘爪环84和前述测杆13的外侧周面之间的、其一端端部85A连接在沿测杆13的轴向方向形成的V形沟槽13C处、其另一端端部85B可向前述棘爪环84的锯齿形凸起83施加挤压力的板簧85。

在前述轴承孔21和前述轴套22之间设置有可由前述测杆13的转动量检测出测杆13的轴向方向位移量的圆筒型位移传感器40。正如图5所示，圆筒型位移传感器40具有可转动的、其外侧周面呈圆形的转子41，以相对于该转子41的外侧周面具有预定的间隙的方式配置的、其内侧周面呈半圆形状的定子51，以及可对前述定子51施加朝向转子41的作用力的势能施加组件61，在转子41和定子51处还形成有如图10所示的电极。也就是说，在定子51的内侧周面处配置有发送电极组113和接收电极114，发送电极组113由若干个电极构成，在其上分别施加有相位彼此不同的交流信号，接收电极114与前者相绝缘，并将接收到的信号输入至检测回路120(参见图11)。在转子41的外侧周面处还配置有同时与前述若干个发送电极组113电容耦合的耦合电极118。

正如图6所示，前述转子41由其外侧周面配置有前述耦合电极118的圆筒部件42，以及嵌装在该圆筒部件42两端处的、由具有耐磨性的树脂构成的端部部件43A、43B构成。各端部部件43A、43B形成有台阶部44，台阶部44的外径比前述圆筒部件42的外径尺寸略大些，以在前述转子41和定子51的相对面之间形成有预定的间隙，而且在该台阶部44的外侧形成有其外径更大的、与前述定子51的两个轴向方向端面相接触的止动部件45。在一个端部部件43B的外侧周面处通过止动螺栓46固定有作为结合组件的板簧47的基端，而且在该板簧47的前端还形成有与前述测杆13的沟槽13C相接触用的贯穿通孔48(参见图5、图7)。这样，通过测杆13可使转子41转动，但可以不使转子41相对于测杆13的轴向方向的移动而移动。

前述定子51由半圆形筒体52和FPC基板53构成，该FPC基板53在其于半圆形筒体52的内侧周面上张紧的表面处，形成有前述发送电极组113和接收电极114的集成电路。在半圆形筒体52的外侧周面处还形成有收装着前述势能施加组件61的沟槽54，在该沟槽54的中间还形成有突起55(参见图8)。

正如图8和图9所示，前述势能施加组件61由一对板簧62A、62B构成，而板簧62A、62B的一端以彼此连接的方式固定在前述机架11上，而另一侧端部收装配置在前述定子51的沟槽54内。当各板簧62A、62B以收装在前述定子51的沟槽54内的状态配置在前述机架11内时，将如图8所示的那样弯曲，从而沿相对于与前述转子41的转动轴正交的第一方向(图8中的方向X)对定子51施加作用。在各板簧62A、62B的前述一端和另一端之间形成有弯曲部63，后者沿相对于与前述转子41的转动轴正交且相对于第一方向正交的第二方向(图8中的方向Y)变形。在板簧62A、62B处还形成有与前述突起55相结合的结合孔64。参考标号65、66为将板簧62A、62B的一端固定在FPC基板53和机架11上用的固定板和止动螺栓。

对于上述的构成，在进行测定时，可用左手保持住被测定物(未示出)，用右手保持住机架11，当用右手的拇指和食指转动测微套管31时，该测微套管31的转动将通过棘爪机构82传递至测杆13。这时，测杆13通过与设置在机架11侧的螺母部件23的螺纹连接，一边转动一边沿轴向方向移动。而且当测杆13转动时，转子41也相对于定子51转动，从而可利用电极113、114、118检测出该转动量，并以数字形式显示在数字显示器14上。

而且，随着测杆13的移动，使砧台12与测杆13夹持住被测定物时，测杆13不能进一步向接近砧台12的方向移动，即不能沿相同方向再进行转动，使棘爪环84相对于棘爪机构82的板簧85空转。因此，读取此时数字显示器14上的显示值，即在一定的测定压力状态下进行了测定。

如果采用本实施形式，由于在转子41的端部部件43A、43B的外侧周面处形成有高度相当于间隙的台阶部44，在该台阶部44处设置有与定子51的内侧周面相接触的、向定子51施加朝向转子41的作用的势能施加组件61，所以可以用简单的结构确保定子51和转子41的同心度。因此，可以在定子51和转子41之间确保沿圆周方向具有一定的间隙，从而可以获得高精度的电子千分表。

在台阶部44的外侧形成有与定子51的轴向方向的两侧端面相接触的止动部件45，所以即使测杆13一边转动一边沿轴向方向移动，也可以确保转子41相对于定子51位于预定的位置处。而且当测杆13在，轴向上移动，转子41在相同的方向上产生位移时，与定子51的轴向两端面相接触的止动部件45不会移动，因此可确保转子41相对于定子51处于预定位置上。

在具有台阶部44和止动部件45的一侧端部部件43B处形成有贯穿通孔48，而且插入至该贯穿通孔48的前端部固定在板簧47的基端，且板簧47与沿测杆13的轴向方向形成的沟槽13C相连接，所以转子41和定子51可沿其轴向方向保持在预定位置处，并可以允许测杆13沿轴向方向移动(转子41不移动)，从而可仅将测杆13的转动传递到转子41。

势能施加组件61由沿相对转子41的转动轴正交的第一方向(方向X)对定子51施加作用的板簧62A、62B构成，而且在板簧62A、62B的中间部形成有可沿相对于前述转子41的转动轴正交且相对于第一方向正交的第二方向(方向Y)变形的弯曲部63，所以利用一个板簧62A、62B，也可对定子51施加沿相对于转子41的转动轴正交且相对于第一方向(方向X)正交的第二方向(方向Y)的作用。这样，可以减少部件数目。

在与板簧62A、62B的一端相接触的定子51的外侧周面处形成有突起55，在板簧62A、62B处形成有可与前述突起55相结合的结合孔64，所以若转动转子41，该转动产生的摩擦阻力将作用于定子51的转动力，故可以利用定子51上的突起55和板簧62A、62B上的结合孔64限制定子51的转动，所以即使转子41转动，也可以确保定子51位于预定位置处。

而且，由于略去了原有千分表所配置的主尺刻度和副尺刻度等等部件，故不再需要形成主尺刻度用的外侧套筒。因此，可以减低有关的加工成本，并可以进一步减少部件数目、组装工序数目，从而可以减低生产成本。

机架11的另一端侧处通过轴套22以可以自由转动的方式设置有测微套管31，而且在测微套管31和测杆13之间还设置有转动传递组件81，所以在进行测定时，如果转动测微套管31，则测微套管31的转动将通过转动传递组件81传递至测杆13，从而使测杆13沿轴向方向移动。这时该测杆13的转动量可由圆筒型位移传感器40检测，并以数字形式显示在数字显示器14上。这时，即使是测杆13相对于离开砧台12的方向移动，由于测微套管31是以可自由转动方式设置在机架11的预定位置处，即测微套管31不会使测杆13移动，所以即使测杆13的移动量比较大，也可以消除操作性下降等等不良现象。

转动传递组件81是由棘爪机构82构成的，所以当用测杆13和砧台12夹持住被测定物，并对测杆13施加一定量以上的负载时，测微套管31将相对于测杆13空转，以在一定的测定压力下实施测量。因此，可以能够确保进行高精度的测定。

棘爪机构82由固定在前述测微套管31内的、其内侧周面上具有锯齿形凸起83的棘爪环84，和插入至该棘爪环84与测杆13的外侧周面之间的板簧85构成，所以可减少部件数目，使其小形化，故有利于组装并可以降低成本。而且板簧85是向外侧的打开方向施加作用的，所以可以减小对测杆13的螺栓部件13B的损伤。

由于测微套管31由以可自由转动方式支持在机架11的另一端侧处的筒体33和螺纹连接在该筒体33的另一端处的帽形部件34构成，所以在要将棘爪机构82的板簧85的一端端部85A连接至测杆13的沟槽13C时，可以在能够通过筒体33的孔进行观察的条件下进行作业，所以可将板簧85的一端简单的连接在测杆13的沟槽13C中。沟槽13C还兼用作转子41与测杆13同步转动时使测杆13可沿轴向方向移动的沟槽，从而没有必要在板簧85的一端端部85A处特别加工出用于结合的沟槽。

帽形部件34的内径仅比测杆13的外径略大一些，所以当测杆13沿轴向方向移动时，如果板簧85也要沿轴向方向移动，该移动也将被帽形部件34阻止，从而可以将板簧85保持在预定的位置。

在上述的实施形式中，是在转子41的外侧周面的两端处形成有台阶部44，但如果在定子51的内侧周面两端处形成有台阶部，也可以获得相同的效果。

在上述的实施形式中，是利用一个板簧62A、62B对定子51施加沿相对于转子41的转动轴正交且相对于第一方向(方向X)正交的第二方向(方向Y)作用的，但也可以设置相对于各个方向(方向X、Y)的板簧。

发送电极组113并不限于上述实施形式中的集成电路形式，它也可以呈沿轴向方向为细长电极的集成电路形式，或呈螺旋状的集成电路形式。特别是对于电极集成电路形式呈螺旋状的场合，即使转子41和定子51没有芯线，也可以消除其影响，获得高精度的测定精度。

在上述实施形式中，是利用具有耐摩擦性的树脂构成端部陪附43A、43B的，但也可以采用可长时间的保持高精度的金属构成。对于采用该实施形式的场合，当转子41转动时，定子51和转子41可在台阶部44和止动部件45中滑动，故台阶部44和止动部件45可能会产生摩擦损耗。然而当用金属构成这些部件时，可以降低摩擦损耗，进而可以长时间的维持其高测定精度。

在上述的实施形式中，是以适用于电子千分表为例进行说明的，但本发明并不仅限于此，它还可以适用于孔洞检测器(内径检测器)和角度计等等。

如果采用本发明的静电电容式位移测量装置，由于在转子的外侧周面处或定子的内侧周面处形成有其高度相当于间隙的台阶部，在该台阶部还设置有与转子或定子相接触的、可向定子施加朝向转子的作用的势能施加组件，所以可以用简单的构成确保定子和转子的同心度。因此，可以确保在定子和转子之间沿圆周方向具有一定的间隙，从而可以获得高精度的静电电容式位移测量装置。

Claims

1.一种静电电容式位移测量装置，具有可转动的、其外侧周面呈圆形的转子，和以相对于该转子的外侧周面具有预定的间隙的方式配置的、其内侧周面呈半圆形状的定子，

在前述定子的内侧周面处配置有由若干个电极构成的、在其上分别施加有相位彼此不同的交流信号的发送电极组，以及与前者相绝缘的、用于将接收到的信号输入至检测回路的接收电极，

在前述转子的外侧周面处还配置有同时与前述若干个发送电极组电容耦合的耦合电极，

其特征在于还具有形成在前述转子的外侧周面或定子的内侧周面之一个的两端部处的、使前述转子和定子的相对面之间具有预定的间隙的台阶部，

在前述台阶部设置有与前述转子或定子相接触的、向前述定子施加朝向转子的作用的势能施加组件。

2.一种静电电容式位移测量装置，具有可转动的、其外侧周面呈圆形的转子，和以相对于该转子的外侧周面具有预定的间隙的方式配置的、其内侧周面呈半圆形状的定子，

在前述定子的内侧周面处配置有由若于个电极构成的、在其上分别施加有相位彼此不同的交流信号的发送电极组，以及与前者相绝缘的、并将接收到的信号输入至检测回路的接收电极，

其特征在于还具有形成在转子的外侧周面的两端部处的、使前述转子和定子的相对面之间具有预定的间隙的台阶部，

3.一种如权利要求2所述的静电电容式测量装置，其特征在于前述台阶部和止动部件由嵌装固定在前述转子两端部处的端部部件构成。

4.一种如权利要求3所述的静电电容式测量装置，其特征在于在前述端部部件中的至少一个处还配置有与位移测定对象的转动体相结合的结合组件。

5.一种如权利要求2所述的静电电容式位移测量装置，其特征在于前述势能施加组件由一端固定、另一端与前述定子相接触并对定子沿相对于前述转子的转动轴正交的第一方向施加作用的板簧构成，而且前述板簧在前述一端和另一端之间还具有可沿相对于前述转子的转动轴正交且相对于第一方向正交的第二方向变形的弯曲部。

6.一种如权利要求2所述的静电电容式位移测量装置，其特征在于前述势能施加组件由一端固定、另一端与前述定子的两端相接触并对定子沿相对于前述转子的转动轴正交的第一方向施加作用的一对板簧构成，而且前述各板簧在前述一端和另一端之间还具有可沿相对于前述转子的转动轴正交且相对于第一方向正交的第二方向变形的弯曲部。

7.一种如权利要求6所述的静电电容式位移测量装置，其特征在于前述一对板簧的一端侧彼此相互连接。

8.一种如权利要求7所述的静电电容式位移测量装置，其特征在于在与前述各板簧的另一端侧相接触的前述定子处形成有突起，在前述各板簧处形成有与前述突起相结合的结合孔。

9.一种利用其一端具有砧台的主体和螺纹连接在主体另一侧端部处的、可沿轴向方向移动的测杆的千分表检测前述测杆的轴向位移量用的静电电容式位移测量装置，其特征在于具有

设置在前述测杆上的、可与测杆一起转动的、其外侧周面呈圆形的转子，和以相对于该转子的外侧周面具有预定的间隙的方式配置在前述主体上的、其内侧周面呈半圆形状的定子，

在前述定子的内侧周面处配置有由若干个电极构成的、在其上分别施加有相位彼此不同的交流信号的发送电极组，以及与前者相绝缘的、并将接收到的信号输入至检测回路的接收电极，

在转子的外侧周面处还配置有同时与前述若干个发送电极组电容耦合的耦合电极，其两端部处形成有使前述转子和定子的相对面之间具有预定的间隙的台阶部，还形成有与前述定子的轴向方向的两端面相接触的止动部件，

在前述台阶部设置有与转子或定子相接触的、向前述定子施加朝向转子的作用的势能施加组件。

10.一种如权利要求9所述的静电电容式测量装置，其特征在于前述台阶部和止动部件由嵌装固定在前述转子两端部处的端部部件构成。

11.一种如权利要求10所述的静电电容式测量装置，其特征在于前述一侧端部部件处还形成有贯穿通孔，而且插入至该贯穿通孔的前端部固定在与沿前述则杆的轴向方向形成的沟槽相结合的板簧的基端。

12.一种如权利要求11所述的静电电容式位移测量装置，其特征在于前述势能施加组件由一端固定在前述主体上、另一端与前述定子的两端相接触并对定子沿相对于前述转子的转动轴正交的第一方向施加作用的一对板簧构成，而且前述各板簧在前述一端和另一端之间还具有可沿相对于前述转子的转动轴正交且相对于第一方向正交的第二方向变形的弯曲部。

13.一种如权利要求12所述的静电电容式位移测量装置，其特征在于在与前述各板簧的另一端侧相接触的前述定子处形成有突起，在前述各板簧上形成有与前述突起相结合的结合孔。