CN87102580A - 电容式测位传感器 - Google Patents

Abstract

一种测长传感器能测量能作相对移动第一定标器和第二定标器的相关位置的绝对值，在第一定标器上设置发送电极，把多个相位不同的交流信号送到第一定标器上；在第二定标器上设置接收电极，接收电极与上述发送电极为电容耦合。在第二定标器上设置第二发送电极，第二发送电极通过耦合电极来实现与上述接收电极的电气导通；在第二定标器上这两个电极之间设有给定的偏移，利用这种偏移可以测量2个定标器相对位置的绝对值。

Description

本发明涉及电容式测位传感器;特别是改进了的电容式测位传感器，它能够根据静电电容的变化，准确地测量出2个（一对）相对移动的移动构件之间的绝对位置。

电气测长器使2个定标器作相对移动，把电极排列在这2个定标器上，利用移动时电极间静电电容的变化，来测量上述2个定标器相对移动的位置;这种电气测长器是周知的，它能用于广阔的范围，从3维测量器或数控加工设备这类大型测长器，到可以携带的卡尺、千分尺和其它小型测长器。

在这种测长器所使用的静电电容式传感器中，把交流信号（理想情况是多个相位不同的交流信号）送到该传感器的发送电极上，并把电气测量电路连接到对应的接收电极上，这2个电极的相对移动使静电电容发生变化，利用此变化来进行给定位置的测量。

过去一般的电容式传感器通常是作相对测量，不适于进行绝对测量。

也就是说，传感器的2个定标器之间的相对移动使其静电电容发生交变变化，利用通常的电气方法检出这种交变;在过去的测长器中，通常是对该交变分量的大小进行计算，通过计算来测量相对移动量，在这种情况下，要测出这2个定标器之间的绝对位置是非常困难的;一般是把这2个定标器从基准位置相对移动到测量位置，计算其间的交变信号，来进行相对测量的。

但是，利用这样的相对测量不能简便地得出测量值，特别是对于携带式卡尺和其它测长器，从操作性出发，迫切要求能够进行绝对测量。

还有，在上述相对测量中，对于2个定标器之间的移动速度要加以限制，并且，还存在着消耗功率大的问题。

也就是说，如果采用上述相对测量，就必须以增量方式来进行测量，还有，在测量开始时，经常必须对装置调零。

所以，在过去的相对测量装置中，由于操作性差和消耗功率大，存在着这样的问题：如果作成用电池驱动的小型测量装置，则电池的寿命短，或者使装置的体积大。

还有，如前所述，在相对测量中存在着这样的问题：当2个定标器之间的移动速度快时，因处理速度跟不上而产生计算错误，所以，必须对移动速度加以限制，或者，必须使交流信号的频率非常高，并使检波电路的处理速度也非常高。

另一方面，如能进行绝对测量，如果在装配时对传感器作过调零，则在以后测量时就不必再调零，在测量值中也完全不必作零点校正。而且，在绝对测量中，只在求测量值时才接通电源，所以消耗的功率显著减少，因而具有这样的优点：可以作成用电池驱动的小型测长器，进而用电源容量像太阳能电池那样小的电池也完全能够驱动测长器。

再者，如果进行绝对测长，因为是在2个定标器的相对位置确定以后，来测量二者之间静电电容的，所以，定标器相对移动的时间长短对测长没有影响，结果是，具有对定标器的移动速度可以不加限制的优点。

过去，利用静电电容来测量绝对位置的传感器专利有特开昭54-94354号（美国专利第4420754号），此先有技术是由这项专利发明人所发明的，其基本结构的特征是：使2对发送-接收电极相对移动，而且这2对电极的电极节距不同;对于从这2对电极（或2对定标器）得到相位不同的信号进行电气处理，利用这种处理就能测量绝对位置。

但是，把上述过去的装置作成测长器实用时，存在以下几个问题。

第一个问题是，2对定标器独立地构成自己的静电电容检出电路，利用测量电路对这2个检出电路的输出进行处理，如果在这2个检出输出间发生任何微小时间差，则因这个时间差会使测量值发生很大的误差。

还有一点就是，在这2对定标器之间发生微小测量误差的情况下，也就是说，一个相位检出电路进行了准确的相位检出，另一个检出电路包括一点测量误差时，从原理上讲，这种1个检出电路发生的偏差，在测量电路进行绝对位置的判断时，作为极大的绝对值误差来处理，所以，必须极其严格地设定2个定标器机械位置的精度和上述独立设置的电气电路的处理特性。

第二个问题是，由于必须采用2对定标器，使传感器的体积变大，把它作成小型携带式测长器实用化时，体积大成为主要的障碍。

第三个问题是，如上所述，在过去的装置中，因为是把2对定标器作为自己的静电电容检出电路来使用，所以，消耗功率大，把它作成小型携带式测长器时，耗电量大也是不理想的特性。

还有，附加的第四个问题是，在比较大的测长范围内进行绝对测量的情况下，电极必须非常精密，为了在定标器上准确地形成这种电极，需要精度极高的加工技术。

通常情况下，上述电极是在绝缘基板上利用真空蒸镀方法等形成的，但是，为了获得高分辨率的测长器而依靠上述精密分割的电极时，电极的加工非常困难，并且具有必然使装置价格增高的问题。

本发明以过去的课题为借鉴，其目的在于利用静电电容方式、以电气方法来测量相对移动的定标器间的绝对位置，与此同时，提供改进了的电容式测位传感器，这种传感器完全解决了过去装置中的上述问题。

还有，本发明的另一个目的是，提供改进了的电容式测位传感器，这种传感器的电极本身不需要进行精密的机械分割就能实现高分辨率。

如利用本发明，就能提供改进了的传感器，这种传感器的体积小而且能够准确地进行绝对值的测量，每次测量都不需要调零，还有，消耗功率小而且对定标器的移动速度没有限制。

而且，如利用本发明，即使把送到发送电极上交流信号的频率设定得比较低，也能保证非常高的测量精度，因此，使电路显著简化，还能廉价地把装置制作出来。

当然，在本发明中，如果只当需要显示绝对值时才接通电源，就能完成所需的测量功能，所以，装置消耗的功率显著减少。

为了达到上述目的，本发明涉及传感器的改进，这种传感器通过测量静电电容来测量2个相对移动的构件之间的绝对位置，该传感器具有第一定标器和第二定标器，把这种定标器作为上述相对移动的构件相互靠近起来，并且其配置是能够作相对移动。

在一般情况下，上述2个定标器是用通常的直尺来形成的，它们作直线性的相对移动;当然，本发明也适合于利用2个同轴配置的圆板来形成定标器，以获得旋转式传感器。

在上述第一定标器上，设置第一发送电极和第一接收电极;把交流信号送到第一发送电极上;在绝缘状态下，靠近第一发送电极来配置第一接收电极，并把测量电路连接到第一接收电极上。

另一方面，第二定标器包括第二接收电极和第二发送电极;第二接收电极由电极群构成，沿着相对移动的方向把该电极群配置在能够与第一发送电极相向的位置上，第二接收电极与第一发送电极之间为电容耦合;同样地，第二发送电极由电极群构成，沿着相对移动的方向把该电极群配置在能够与第一接收电极相向的位置上，第二发送电极与第一接收电极之间为电容耦合。

在上述第二定标器上设置的2个电极，是在遍及所需测量范围内连续配置的，形成了比通常第一定标器上所设电极充分长的电极列。

本发明中，上述第二接收电极和第二发送电极利用在发送和接收电极间的耦合电极来实现相互的电气连接，通常设定相同数量的第二发送电极和第二接收电极。

再者，本发明的特征是，在上述连接起来的第二接收电极与第二发送电极的耦合对上沿着相对移动的方向加了不同的偏移，对于各个移动位置，利用上述特定的偏移来进行绝对值的测量。

可以把上述随移动位置而不同的偏移，表示成为对移动量的给定函数，这种函数通常是线性函数，但在本发明中，它不一定是线性函数，可以给定任意的特性。

如前所述，本发明中，在第二定标器上设置的第二接收电极和第二发送电极，利用耦合电极来实现相互的连接;其结果是，送到第一定标器中第一发送电极上的交流信号，首先通过电容耦合传送到第二定标器中第二接收电极上;其次，这个信号原封不动地以电气方式传送给第二发送电极;再通过电容耦合返回到第一接收电极。

所以，如根据本发明，利用一系列电气电路，通过第二接收电极和第二发送电极，就能一次检出静电电容的变化;因为上述电极之间的偏移在所需测量范围内对每个移动位置是唯一特定的，所以，检出的静电电容值与所加交流信号的相位是单值对应的;与采用过去装置中2个系列电气电路的装置不同，本发明的装置能够进行精度极高的测量。

上述测量电路能够把接收的信号电平与发送的交流信号的相位相比较，进行给定的运算，显示出相对移动位置的绝对值。

本发明进一步的特征是，为了保证上述充分长的测长范围和达到高精度的分辨率，把测量分成粗测和细测2种，通过粗测来确认正确但粗略的位置，接着，是在粗测间通过第二细测来测量准确的位置;再者，把粗测和细测用的电极，配置在单一的定标器对上。

所以，如利用本发明，在粗测和细测这2种测量中，使用配置在2个定标器上的电极分别完成不同的功能;但是，这种不同功能只是简单地通过发收信号的组合加以选择，对于2种测量来说，电极配置本身是通用的;所以，这种构成具有使电极配置能够非常简单的优点，特别是在遍及整个测长范围内设置的电极。

依赖于上述第一发送电极与第二接收电极偏移的相对移动位置，基本用于粗测，正如从下述说明可以弄清的那样，这种偏移不能超过发送波长节距，所以，这本身就对测长范围加了限制。

本发明的特征是，根据上述这种偏移把限制分离为粗测和细测，通过这种分离可以实现测长范围大而且精度非常高的测位。

也就是说，根据上述2个电极的偏移，作为粗测正确地求出2个相对移动构件的绝对位置，而粗测间的绝对位置由粗测后的下述细测来测量。

也就是说，本发明进一步的特征是，上述第二接收电极由多个电极构成，这些电极具有等间隔节距，节距是用给定的整数除上述第一发送电极群的长度;这样，用发送电极群内的发送电极数除接收电极的节距，得到高精度细测定标器的分辨率，在各粗测中实现这种分辨率。

也就是说，如利用本发明，就不是象过去那样，对单一的第二接收电极节距，把第一发送电极用整数进行精密分割，而是把第一发送电极和第二接收电极分别作成多个电极群，把这些群作为每个电极数不同的群相向配置起来，把2群电极数的差作为差拍信号取出，因此，具有这样的特征：电极本身的节距大，易于加工，虽然电极是以大节距配置起来的，但是利用上述差拍信号可以把该电极的分辨率本身设定成能够进行极精密的细测。

所以，如利用本发明，如果把第一定标器和第二定标器保持在给定的测量状态下，这时首先利用上述第二接收电极与第二发送电极的偏移，对于2个定标器间的相对移动距离进行粗测;接着，切换电气电路，在完全原原本本地保持传感器的2个定标器之间位置的状态下，在利用上述粗测绝对值的方法进行粗略测位的状态下，根据上述第一发送电极与第二接收电极的组合，进行粗测间的精密细测。

所以，如利用本发明，就能具有这样的优点：利用1对第一定标器与第二定标器的电极组合，能够容易地进行绝对值的粗测和细测的切换;在粗测和细测时各电极是通用的，利用简单的电极配置就能进行高精度的绝对测量。

本发明中，原原本本地使用上述粗测或中测时所使用的电极就能进行细测，对于这样不同的2种测量，本发明中的电极完全可以通用，这一点在简化电极配置方面非常有用。

图27示出上述细测的原理。

本发明在细测方面的特征是，过去是对于各个第二接收电极22，分别把第一发送电极12以复数作精密分割（例如8分割），本发明与此相反;本发明是从发送波长节距Wt1′中，取出过去的每一个发送电极，把它大大地扩大，这样配置成第一发送电极，而发送波长节距Wt1′是由过去的8相发送电极形成的，过去是把相位不同的发送信号送到这8相发送电极上。

也就是说，正如从图27可以看清的那样，从过去的第一个发送波长节距Wt1′（也就是从8个电极的发送电极群）中，只取出第一个电极（该电极以12-1来表示），把它扩大，作成第一个第一发送电极，把该发送电极群中的其它7个电极去掉。

同样地，从第一个发送电极群中，只取出第二个电极12-2，把该发送电极群中的其它7个电极去掉;以后，依次取出以12-3、12-4……12-8表示的第一发送电极群中各个电极。

所以，如利用本发明的细测，就可以这样来理解，新的发送波长节距对于过去的节距扩大到8倍。

所以，正如从原理图27可以看清的那样，在接收方面可以这样来理解，接收电极由多个电极构成，它们具有等间隔节距，该节距等于用给定的整数（在这种场合下，是“9”）除上述发送电极群的长度（亦即，新的发送波长节距Wt1）。

所以，图27中，可以理解为：第二接收电极的节距Pr2等于1/9×Wt1。

而且，正如从这个原理图可以看清的那样，图27中，分别取出了8个电极的第一发送电极12对于9个定位配置的第二接收电极22的关系，与过去在发送波长节距Wt1′内精密配置了8个电极的第一发送电极对于其接收电极的关系是同样的，这是可以理解的。也就是说，可以认为：即使在过去的精密电极下，如果2个定标器发生相对移动，则发送电极与接收电极之间的相对移动与图27完全相同;唯一的不同是，图27中，必须在遍及接收电极中9个电极的长度内进行判断。

但是，这样的不同只意味着测长器（例如卡尺）中副尺的长度比过去长，实际上副尺的长度比各发送电极的宽度大得多，所以，把这种装置实用化时，上述特点并不是什么主要障碍。

本发明进一步的特征是，为了保证上述充分大的测长范围和达到高精度的分辨率，把测量分成粗测、中测和细测3种，通过粗测来确认正确但粗略的位置，接着，是在粗测间通过第二中测高精度地进行绝对测量，进而在中测间通过第三细测来测量准确的位置;再者，把粗测、中测和细测用的电极，配置在单一的定标器对上。

所以，如利用本发明，当进行粗测、中测和细测各种测量时，使用配置在2个定标器上的电极分别完成不同的功能;但是，这种不同功能只是简单地通过发收信号的组合加以选择，对于各种测量来说，电极配置本身是通用的;所以，这种构成具有使电极配置能够非常简单的优点，特别是在遍及整个测长范围内设置的电极。

在上述第一定标器上，设置第一发送电极、第一粗测/细测接收电极和第一中测/细测接收电极;把交流信号送到第一发送电极上;在绝缘状态下，靠近第一发送电极来配置第一粗测/细测接收电极和第一中测/细测接收电极，并把测量电路连接到这2个接收电极上。

另一方面，第二定标器包括第二接收电极、第二粗测/细测发送电极和第二中测/细测发送电极;第二接收电极由电极群构成，沿着相对移动的方向把该电极群配置在能够与第一发送电极向的位置上，第二接收电极与第一发送电极之间为电容耦合;同样地，第二粗测/细测发送电极和第二中测/细测发送电极由电极群构成，沿着相对移动的方向把该电极群配置在能够与第一粗测/细测接收电极和第一中测/细测接收电极相向的位置上，第二粗测/细测发送电极和第二中测/细测发送电极，与第一粗测/细测接收电极和第一中测/细测接收电极之间为电容耦合。

在上述第二定标器上设置的各电极，是在遍及所需测量范围内连续配置的，形成了比通常第一定标器上所设电极充分长的电极列。

本发明中，上述第二接收电极和各个第二发送电极利用在发送和接接收电极间的耦合电极来实现相互的电气连接，通常设定相同数量的各第二发送电极和第二接收电极。

再者，本发明的第一特征是，在上述连接起来的第二接收电极与第二粗测/细测发送电极的耦合对上，沿着相对移动的方向、在整个测量范围内加了不同的粗偏移，对于各个移动位置，利用上述特定的粗偏移，在整个所需测量范围内，首先进行绝对值的粗测。

可以把上述随移动位置而不同的粗偏移，表示成为对移动量的给定函数，这种函数通常是线性函数，但在本发明中，它不一定是线性函数，可以给定任意的特性。

所以，这样求出的相对移动位置依赖于上述第一发送电极与第二粗测/细测接收电极的粗偏移，正如从下述说明可以弄清的那样，这种粗偏移不能超过发送波长节距，所以，这本身就对测长范围加了限制。

本发明的第二特征是，根据上述这种粗偏移把限制分离为粗测和中测，通过这种分离可以实现测长范围大而且精度高的测位。

也就是说，根据上述粗偏移，作为粗测可以求出现在这2个相对移动构件的正确但很粗略的绝对位置，而粗测间的绝对位置由粗测后的下述中测来测量。

也就是说，上述本发明的第二特征在于第二中测/细测发送电极的电极配置，该第二中测/细测发送电极设置于第二定标器上;第二中测/细测发送电极与第二接收电极通过耦合电极实现电气耦合，这时，在2个耦合对上，沿着相对移动的方向在中测范围内加了不同的中偏移，中测范围是用给定数除整个测量范围得到的;中偏移是对于各移动位置在中测范围内特定的，利用中偏移能够更准确地测量中测范围内的绝对位置，这种中测范围是在上述粗测中粗略判明了的。

这样，本发明把粗测和中测分开，利用一次测量绝对值的方法可使粗测和中测同时进行，这一点在简化测量方面非常有用。

如前所述，本发明中，在第二定标器上设置的第二接收电极、第二粗测/细测发送电极和第二中测/细测发送电极，利用耦合电极把这些电极相互连接起来;其结果是，送到第一定标器中第一发送电极上的交流信号，首先通过电容耦合传送到第二定标器中第二接收电极上;其次，这个信号原封不动地传导给第二粗测/细测发送电极和第二中测/细测发送电极;再通过电容耦合返回到第一粗测/细测接收电极和第二中测/细测接收电极。

所以，如根据本发明，利用2个系列的电路，通过第二接收电极、第二粗测/细测发送电极和第二中测/细测发送电极，就能同时检出静电电容的变化;因为上述电极之间的粗偏移和中偏移的组合在所需测量范围内对每个移动位置是唯一特定的，所以，检出的2个静电电容值的组合与所加交流信号的相位是单值对应的;本发明的装置能够进行高精度的测量。

上述测量电路能够把接收的信号电平与发送的交流信号的相位相比较，进行给定的运算，能够求出相对移动位置的绝对值。

而且，本发明的第三特征在于，把通过上述粗测和中测确定下来的测量位置，利用下述细测以更高的精度检出上述中测间的绝对值。

本发明的细测能够原封不动地使用在上述粗测或中测中使用的电极来进行，本发明对于这样不同的2种测量，电极完全可以通用，这一点在简化电极配置方面非常有用。

也就是说，本发明上述第三特征在于，上述第二接收电极由多个电极构成，这些电极具有等间隔节距，节距是用给定的整数除上述第一发送电极群的长度;这样，用发送电极群内的发送电极数除接收电极的节距，得到高精度细测定标器的分辨率，在各中测中实现这种分辨率。

也就是说，如利用本发明，就不是象过去那样，对单一的第二接收电极节距，把第一发送电极用整数进行精密分割;而是把第一发送电极和第二接收电极分别作成多个电极群，把这些群作为每群电极数不同的群相向配置起来，把2群电极数的差作为差拍信号取出，因此，具有这样的特征：电极本身的节距大，易于加工，虽然电极是以大节距配置起来的，但是利用上述差拍信号可以把该电极的分辨率本身设定成能够进行极精密的细测。

所以，如利用本发明，如果把第一定标器和第二定标器保持在给定的测量状态下，这时，首先利用上述第二接收电极与第二发送电极的粗偏移和中偏移，对于2个定标器间的相对移动距离进行粗测和中测;接着，切换电路，在完全原原本本地保持传感器的2个定标器之间位置的状态下，在利用上述中测绝对值测量进行中间测位的状态下，根据上述第一发送电极与第二接收电极的组合，进行中测间的精密细测。

所以，如利用本发明，就能具有这样的优点：利用1对第一定标器与第二定标器的电极组合，能够容易地切换进行绝对值的粗测/中测和细测;在粗测/中测和细测时各电极是通用的，利用简单的电极配置就能进行高精度的绝对测量。

图1为示出本发明电容式测位传感器优选实施例主要部分的轴测图;

图2为示出本发明传感器第一定标器第二个实施例的粗略说明图;

图3为示出本发明传感器第一定标器第三个实施例的粗略说明图;

图4为示出本发明传感器第三个第一定标器的平面图;

图5为对应于上述图4所示第一定标器的第二定标器平面图;

图6为示出本发明传感器第二定标器的第三个实施例平面图;

图7为本发明传感器优选的测量电路方框图;

图8为示出图7波形和定时图的说明图;

图9为示出本发明电容式测位传感器优选实施例主要部分的轴测图;

图10为示出本发明传感器中细测用的第一发送电极和第二接收电极的电极配置说明图;

图11为示出本发明传感器第二个优选实施例主要部分的轴测图;

图12为说明本发明细测的第二个电极组合配置图;

图13为示出本发明传感器第三个第一定标器的平面图;

图14为对应于上述图13所示第一定标器的第二定标器平面图;

图15为示出本发明传感器第二个实施例并表明正弦形第二接收电极的平面图;

图16为示出本发明传感器第三个实施例的第一定标器和第二定标器平面图，它是具有这样特征的主要部分平面图：第二定标器具有成对的接收和发送电极，还有，在第一定标器上设置了1对接收电极;

图17为本发明传感器优选的测量电路方框图;

图18为示出为了使用上述测量电路进行粗测和细测的发收切换状态说明图;

图19为示出使用上述电路，进而把图16所示实施例中传感器提供给粗测和细测，为此而进行发收信号切换的说明图;

图20为本发明传感器优选的第二个测量电路方框图;

图21为示出图20中发送电路一例的电路图;

图22为示出图21中发送信号组合相位的说明图;

图23为示出图20所示测量电路工作的定时图;

图24为示出图20所示测量电路中测量原理的说明图;

图25为示出图20测量电路中2种接收信号、正积分和负积分状态的说明图;

图26为示出利用图20的测量电路进行粗测和细测时，表示测量过程的流程图;

图27为本发明中，细测原理的说明图;

图28为示出本发明电容式测位传感器优选实施例中第一定标器主要部分的轴测图;

图29为示出图28所示传感器中第二定标器主要部分的轴测图;

图30为示出本发明传感器第三个第一定标器的平面图;

图31为对应于上述图30所示第一定标器的第二定标器平面图;

图32为示出为了使用上述测量电路进行粗测/中测和细测时，发收切换状态的说明图。

以下根据附图，说明本发明的优选实施例。

只有粗测的实施例

图1示出本发明电容式位置检出传感器的优选实施例，本发明适合于象卡尺那样副尺对于主尺作直线移动的测长器，它包括第一定标器10和第二定标器20;例如，把上述第一定标器10装到卡尺的副尺上，把第二定标器20装到主尺上。

把上述2个定标器10和20互相靠近地配置起来，10和20可以作相对移动;图1中，X轴的位置以第二定标器20为基准，用X来表示第一定标器10的移动位置。

把第一发送电极12设置于上述第一定标器10上，把交流信号从振荡器30送到第一发送电极12上。

图示实施例中，第一发送电极12具有2对第一发送电极结构，每一对都是由等间隔配置的3个电极构成的，这每3个电极为一群;把相位不同的交流信号30a和30b，从上述振荡器30送到各对第一发送电极结构上，2信号间的相位差设定为180°。

并且，把第一接收电极14设置于上述第一定标器10上;实施例中，第一接收电极14由2对电极群构成，每一对都是由每组2个电极等间隔配置而成;第一接收电极14与上述第一发送电极12相邻、平行地排列开来。

把各个第一接收电极14，分别连接到各对测量电路32上。

上述各电极12和14，是在第一定标器10的绝缘基板上，利用真空蒸镀和其它方法分别设置的;各电极间处于电气绝缘状态下。

本发明传感器的特征在于第二定标器20的电极配置，正如从图上可以看清的那样，在第二定标器20上定位配置了第二接收电极22和第二发送电极24。

第二接收电极22由电极群构成，沿着相对移动的方向（X轴），把该电极群配置在能够与第一发送电极相向的位置上，第二接收电极22与第一发送电极12之间为电容耦合。

实施例中，第二接收电极22是等间隔配置的，其节距用Pr2来表示。

另一方面，第二发送电极24由电极群构成，沿着相对移动的方向（X轴），把该电极群配置在能够与上述第一接收电极14相向的位置上，第二发送电极24与第一接收电极14之间为电容耦合。

而且，实施例中，第二发送电极24是等间隔配置的，其节距用Pt2来表示。

而且，本发明中，上述第二接收电极22与第二发送电极24的节距可以设定为不同的数值，其结果可以理解为，在2个电极间加了用符号D（X）表示的偏移。

而且，本发明中，上述偏移D（X）＝（Pt2-Pr2）f（x）的特征是，根据相对移动位置（即X）的值，而有一定的特定值。

还有，本发明的特征是，上述第二接收电极22与第二发送电极24，利用耦合电极26来实现每个电极之间相互的电气连接。

所以，如利用本发明，通过耦合电极26相互耦合起来的2个电极之间的偏移D（X），对于各相对移动位置（X）来说是唯一的特定值，检出的静电电容值是对应于D（X）的值，所以，能够进行绝对值测量，这是可以理解的。

可是，随着传感器测量范围的增大，偏移D（X）也增大，偏移D（X）的大小是有限制的，它不能超过发送节距，在本实施例中，D（X）不能超过第一发送电极12上的发送波长节距，也就是图1中的Wt1。

也就是说，这是因为如果上述偏移D（X）超过发送波长节距Wt1，接收信号的识别就困难了。

所以，图1实施例中，可以这样来设定第二定标器20，使得在遍及卡尺主尺的全长范围内，最大偏移D（X）不超过上述发送波长节距Wt1。更详细一点地说，图1中的偏移D（X）可以这样来设定，在第二定标器20的中点，D（X）为零;随着向左、向右推进，D（X）以相反的极性增加;在第二定标器两端，D（X）正、负分开。

第二定标器20也有绝缘基板，上述第二接收电极22、第二发送电极24、以及各耦合电极26，是利用真空蒸镀和其它方法在上述绝缘基板上形成的;把第二接收电极22和第二发送电极24中各个对应电极作导电性的连接;把这样的电极对沿相对移动方向（X轴），在相互电气绝缘的状态下排列开来。

如上所述，如利用本发明，第二定标器20中第二接收电极22和第二发送电极24，沿着相对移动的方向，具有对每个位置为唯一特定值的偏移D（X），所以，第一定标器10移动时检出的静电电容值，对每个位置也是唯一特定值，使任意位置的绝对测量成为可能。

而且，如利用本发明，送到第一发送电极12上的交流信号，通过电容耦合传送到第二接收电极上;第二接收电极上的这个信号通过耦合电极的导通直接传送到第二发送电极上;在沿相对移动方向（X轴）移动的状态下，第二发送电极上的信号再通过电容耦合返回到第一接收电极14上。

所以，如利用本发明，只利用单一的电气系统，通过具有上述不同偏移的电极，就能把信号检出，能够不发生信号的位置偏差或时间差，可以进行精度极高的绝对测量。

图2示出本发明中第一定标器的第二个实施例，对于与图1中相同或对应的构件以同一符号标出，并将说明省略。

实施例中，把4种相位不同的交流信号送到第一发送电极12上，为此，用符号“1”-“4”来表示每群的4个电极，这4个电极形成一个电极群;从振荡器30，经过相位变换器34，形成相位各差90°的4个交流信号，把这种信号送到各电极上。

正如从图可以看清的那样，用Pt1来表示第一发送电极12中各电极间的节距;设交流信号的个数（即，群内发送电极的个数）为n，本实施例中n＝4，则各电极群的长度，即发送波长节距Wt1＝n×Pt1，这是可以理解的。

第一接收电极14是定位配置的，它与上述第一发送电极12相邻，14中每2个电极形成1个群;把2种检出信号32a、32b送到分别的检出电路上。

而且，如前所述在实施例中，上述第一接收电极14中每个群的节距，即接收波长节距Wr1对应于一个移动量，可以设定Wr1＝Wt1×Pt2/Pr2;这个移动量是发送信号通过第二定标器作给定移动时所形成的移动量。

所以，如果利用这样的接收波长Wr1，就可以这样来理解：从第一发送电极12发送的交流信号，在第二定标器作给定的移动以后，能够在第一接收电极处，利用接收电极14再接收一次，14的长度对应于上述移动量。

送到测量电路32上的测量输出信号32a和32b具有相反的相位，结果是进行这2个信号的减法运算，通过这种运算能够进一步提高检出精度。

图3示出本发明第一定标器的第二个实施例，它与图2相似，但第一接收电极14的形状为三角波，这种三角波对于相对移动方向（X轴）以接收波长节距Wr1为周期而重复。

而且，三角波的形状由2个第一接收电极14a和14b构成，14a和14b是以相反相位配置的;通过把这2个检出值相减，可以改善检出信号的灵敏度。

图4和图5分别详细示出本发明传感器中具体的第一定标器10和第二定标器20。

图4所示第一定标器10与上述图3实施例相似，但其特征为：第一接收电极14a和14b的形状与图3中的三角波不同，图4呈正弦波;2个第一接收电极14a和14b的输出，在测量电路32的差分放大器中进行减法运算。

还有，图4所示第一定标器10中，送到第一发送电极12上的交流信号是8相分割的，各相分别具有45°的相位差。

图4所示第一定标器10中，把送到第一发送电极12上的交流信号选为矩形波，因为第一接收电极14a和14b的电极形状为正弦波，所以，送到测量电路32上的2种相位相反的输出信号呈正弦波。

图5所示第二定标器20由遍及所需整个测长范围内的定标器构成，但在本实施例中只切下一部分表示出来。

正如从图可以看清的那样，本实施例中第二接收电极22与第二发送电极24通过各电极对的耦合电极26来实现相互的电气耦合，这样，利用第二接收电极22接收的交流信号，在第二发送电极24处移动了给定的移动量，这是可以理解的。

如上所述，可以这样来设定：偏移D（X）对于相对移动位置是唯一的特定值;本实施例中，2个电极22和24是分别以节距Pr2和Pt2等间隔配置起来的，所以，上述偏移D（X）是相对移动距离的线性函数。

正如图1所示那样，这样来设定：在第二定标器20的中点，上述偏移D（X）为零;随着向两端推进，D（X）逐渐增大;这里，设第二定标器20的全长为S;从在发送波长节距（Wt1）的负端，D（X）为-1/2Wt1起;变化到在其正端，D（X）为+1/2Wt1;故D（X）可用下式来表示：

D（X）＝（-1/2+X/S）×Wt1

图6示出本发明第三个第二定标器的优选实施例，本实施例的特征是：第二接收电极的形状呈半个正弦波，能够得到所需正弦波形的输出。

如上所述，如利用本发明，送到第一发送电极上的交流信号，通过电容耦合传送到第二接收电极上;第二接收电极上的这个信号移动给定的移动量以后，直接传送到第二发送电极上;再通过电容耦合返回到第一接收电极上;检出的输出信号包括第二定标器中第二接收电极和第二发送电极的偏移信息，本发明的这种偏移在所需测量范围内对于相对移动位置具有唯一的特定值，结果是在检出信号中保有为计算相对移动位置所需足够的信息。

而且，如利用本发明就能提供优越的测长器，这种测长器通过测量上述偏移D（X）能够进行准确的绝对测量，而且没有过去测长器的下述缺点：每次进行相对测量时都必须调零，消耗功率大，以及对定标器的移动速度有限制。

还有，如上所述，如利用本发明整个传感器中电气电路是唯一的，所以，不必考虑电极配置的机械误差或电气延迟（即：相移）的时间差不一致等，能够显著改善测量精度，利用1组定标器对就能进行测量，所以，可以提供体积小、消耗功率小的传感器。

图7示出连接到本发明传感器上的测量电路一例，图8示出电路各部分的波形和定时图。

用符号100来表示上述本发明传感器，把多个相位不同的交流信号送到第一发送电极上，这种交流信号可从振荡器30获得，本发明中振荡器的输出频率f₀并不需要是很高的频率，可以采用较低的频率，例如，100-200KHz。

把上述振荡器30的输出频率f₀，利用分频器60进行分频，把分频后的信号送到传感器100上，振荡器30的输出也用为调制解调器的同步信号，所以，振荡器成为决定装置分辨率的一项重要因素，但是如上所述，本发明中的基频、以及把它分频以后送到第一发送电极上去的交流信号的频率都是低的，所以具有利用电路构成简单而且廉价的装置来获得足够分辨率的效果。

再者，把上述分频器60的输出在相位变换器34中变换成8个相位差分别为45°的交流信号200-1-200-8。所以，把这种相位不同的8个交流信号，送到上述例如图4中第一发送电极上是适合的。

在调制器62中，利用上述振荡器30的输出频率f₀对于上述8个交流信号进行调制;把信号202-1-202-8送到传感器100中各个第一发送电极12上。

如上所述，传感器100对于送来的上述交流信号202进行变换，把202变换成对应于第一和第二定标器相对移动位置的信号电平;经过变换后，作为电信号从第一接收电极输出;再从差分放大器64输出信号204，如图8所示，204的包络线是正弦曲线。

进而利用同步解调器66，对于差分放大器64的输出204进行解调，解调器66的输出信号为206，300为2个定标器在基准位置时的基准信号，把206与300进行比较，得到相位差φ，通过求出相位差φ，能够求出由这2个定标器相对位置决定的绝对值。

另外，如图所示，上述解调器66的输出206中含有高频分量;本实施例中，利用滤波器68把高频分量滤掉，得到已滤掉高频分量的信号208。

进而用零交叉电路70检出上述信号208波形中的零交叉位置。

实施例中，为了对上述相位差φ进行数字运算，装置中包括计数器72;利用复位/起动信号来触发作为使装置开始测量的基准信号，利用控制单元80使复位/起动信号与调制器62的触发信号、解调器66的触发信号同步起来，从出现基准信号时开始，计数器72就开始计数了。利用振荡器30的输出频率f₀来控制计数器72的计数定时。

利用来自上述零交叉电路70的信号，来控制计数器72停止计数;在第8图相位φ的位置，上述零交叉电路70的输入信号为滤波器68的输出208，零交叉电路70把停止信号输出到计数器72，这时，上述计数器72的计数就结束了。

所以，上述计数器72的计数值表示传感器使基准信号300移动的相位差;如上所述，如利用本发明，这个相位差φ对应于测量时2个定标器10和20的偏移D（X），利用运算单元74对于上述计数器72的输出进行运算，把它变换成绝对值。

而且，运算单元74受控制单元80的控制，运算单元74的输出，通过显示驱动器76，把所需显示信号送给显示器78，在通常情况下，以数字形式显示测量值。

本实施例中，上述显示器78例如由液晶显示器构成，以埋入方式把它固定在卡尺的副尺表面，这样，使用人容易读出测量值。

正如以上说明的那样，如利用本发明，就能把相对移动的2个构件（通常为第一和第二定标器）之间的相对移动量，作为静电电容的变化，以绝对值的形式进行测长，可以获得能够用电池驱动的、体积小、重量轻的电容式传感器。

还有，如利用本发明，第二定标器中第二接收电极与第二发送电极利用耦合电极来实现相互的电气连接，与此同时，2个电极间沿着相对移动方向有不同的偏移，在整个测长范围内把这种偏移设定为唯一的特定值，所以，在整个2个定标器间采用单一的电容耦合电路，根据发送与接收信号间的移动值，能够求出2个定标器相对移动位置的绝对值。

再者，由于采用的是单一的电容耦合电路，所以使引入的机械和电气误差显著减少，还有，能够获得消耗功率小、体积小的传感器。

粗测/细测的实施例

以下说明进行粗测和细测2种测量的本发明优选实施例。

图9示出本发明电容式位置检出传感器的优选实施例，本发明适用于象卡尺那样副尺对于主尺作直线移动的测长器，它包括第一定标器10和第二定标器20;例如，把上述第一定标器10装到卡尺的副尺上，把第二定标器20装到主尺上。

把上述2个定标器10和20互相靠近地配置起来，10和20可以作相对移动;图1中，X轴的位置以第二定标器20为基准，用X来表示第一定标器10的移动位置。

把第一发送电极12设置于上述第一定标器10上，把交流信号从振荡器30送到第一发送电极12上。

图示实施例中，第一发送电极12具有3对第一发送电极结构，每一对都是由等间隔配置的8个电极构成的，这每8个电极为1群;把来自上述振荡器30、各相分别具有45°相位差的8相交流信号“1”-“8”送到各对第一发送电极结构上。

并且，把第一接收电极14设置于上述第一定标器10上;实施例中，第一接收电极14由1对电极群14a和14b构成，这一对电极群是由具有节距Wr1的三角波以相反极性配置而成，第一接收电极14与上述第一发送电极12相邻、平行地排列开来。

把各个第一接收电极14分别连接到各对测量电路32上。

上述各电极12和14，是在第一定标器10的绝缘基板上，利用真空蒸镀和其它方法分别设置的;各电极间处于电气绝缘状态下。

粗测的电极配置

本发明传感器的第一个特征在于粗测绝对测量用的第二定标器20的电极配置;正如从图可以看清的那样，在第二定标器20上定位配置了第二接收电极22和第二发送电极24，这种电极配置与上述图1相同，故把详细说明省略。

正如从图1的说明可以弄清的那样，如利用本发明，第二定标器20中第二接收电极22和第二发送电极24，沿着相对移动的方向，具有对每个位置为唯一特定值的偏移D（X），因此，第一定标器10移动时检出的静电电容值，对每个位置也是唯一特定值，使任意位置的绝对测量成为可能。

而且，如利用本发明，送到第一发送电极12上的交流信号，通过电容耦合传送到第二接收电极22上;第二接收电极上的这个信号通过耦合电极26的导通直接传送到第二发送电极24上;在沿相对移动方向（X轴）移动的状态下，第二发送电极上的信号再通过电容耦合返回到第一接收电极14上。

所以，如利用本发明，只利用单一的电气系统，通过具有上述不同偏移的电极，就能把信号检出，能够不发生信号的位置偏差或时间差，可以进行精度极高的粗测绝对测量。

细测的电极配置

正如从上述说明可以弄清的那样，如利用本发明，根据第二定标器20中第二接收电极22与第二发送电极24之间的偏移D（X），虽然能够在遍及整个测长范围内进行绝对测长，但是，随着测长范围的增大测量精度就要下降，根据上述说明可以得到的接收信号，只能是粗测的绝对测量信号。

本发明的特征是，在这种粗测绝对测量的粗测间利用其后的第二电气处理，把结果送给细测绝对测量，利用上述粗测绝对测量完成了粗略的测位以后，能够把这种粗略位置的细测绝对测量用单纯的电气处理来进行，从这2个测量值中得到准确的、高分辨率的绝对测长值。

以下说明本发明的细测绝对测量。

如上所述，本发明的特征在于第一发送电极12和第二接收电极22的电极配置;本实施例中，为了接受8个交流信号，也就是各相分别具有45°相位差的8个信号，第一发送电极12是以8个电极为1个群来形成的。

所以，1个群的长度形成了发送波长节距Wt1，还有，图中以Pt1来表示各个第一发送电极间的节距。实施例中，第二接收电极由多个电极22构成，这些电极具有等间隔节距，节距是用给定的整数除上述发送电极群的长度也就是发送波长节距Wt1而得到的，在实施例中设定这个除数为“5”。

本实施例中，用来分割上述发送波长节距Wt1的整数，小于在发送波长节距Wt1内第一发送电极12的个数，这一点虽然不是本发明的实质，但在实际上还是很有用处的，这是为了尽可能增大第二定标器20的电极节距Pr2，这些电极是在遍及定标器20全长上设置的，以使第二定标器的电极容易加工。

以上结果是，在发送波长节距Wt1内，第二接收电极22以“1，2，3，4，5”的顺序来排列，接收电极节距Pr2＝1/5Wt1。

另一方面，对于这种第二接收电极22的配置，上述第一发送电极12的节距Pt1＝5/8Pr2;为了在测量电路32中容易处理，正如从放大图（图10）可以看清的那样，交流信号的提供顺序可以象下述那样来决定。

也就是说，把接收电极节距Pr2用发送电极数（本实施例中为“8”）分割时，把对应于上述接收电极节距分割位置的交流信号送到各发送电极12上;实施例中，交流信号从左开始以“1，6，3，8，5，2，7，4”的序号来提供。本发明中，虽然不一定要用这样的顺序来提供，但是，与原理图（图27）不同，在第二接收电极个数小于第一发送电极个数的情况下，把2个电极的相位差以如图所示的顺序排列起来，使其后的检出信号容易处理，所以，这种配置是有用处的。

如上所述，正如从图9实施例中可以看清的那样，如利用本发明，第二接收电极22是以等间隔节距配置起来的，该节距是用整数除发送电极波长节距Wt1;所以，本发明能够以细测定标器的精度进行位置检出，这种细测定标器的精度指接收电极节距Pr2的1/8，其中“8”是第一发送电极12中电极群内的发送电极数。

所以，如利用本发明，在利用第一定标器10和第二定标器20确定了所需测长位置的状态下，正如下述电路中所示的那样，进行第一粗测，正确地求出当时定标器位置的粗略位置;接着，切换电路，来细测粗测间的精确位置;通过把2个测量值相加，能够把所需的定标器相对位置作为绝对位置测量出来;上述2次电气的测量处理，是在把2个定标器10和20原封不动地保持在完全相同的状态下、高速进行的，实际上，例如在使用人按一下测量按钮的瞬间，在显示器上就能显示出上述2次测量和加法运算的结果。

如上所述，如利用本发明，细测用的电极与上述粗测用的电极相互通用，不必对于各种测量分别作出专用的电极配置;所以，本发明具有这样的优点，测长范围大时，利用简化的电极配置能够进行高精度测量。上述粗测用的第一定标器，在图2和图3所示实施例中也有用处。

图11示出本发明细测用的第二个发收电极的组合。

图11的实施例中，第一发送电极12与图9同样接受8相不同的交流信号，以Wt1来表示发送波长节距，还有，以Pt1来表示发送电极节距。而且，在本实施例中，第二接收电极22具有对上述发送波长节距Wt1进行“3”分割后的结构;结果是，接收电极节距Pr2＝1/3Wt1。

本实施例中，在发送电极12上提供信号的顺序由分割位置来决定，分割位置是用发送信号个数（本实施例中，等于8）除接收电极节距Pr2形成的;图中，设定提供信号的顺序为，从左开始，“1，4，7，2，5，8，3，6”。

图11实施例中，设定发送电极节距Pt1＝3/8Pr2。

图12示出本发明细测用的第三个实施例，这个实施例的特征是第一发送电极12是以不等间隔设置的。

也就是说，图12实施例中，6个第一发送电极构成1个群，来决定发送波长节距Wt1，但在1群之内电极节距Pt1不是恒定的，而是把每3个电极分为更加精密的子群。

但是，在这样的装置中，如果把第二接收电极22以等间隔定位配置起来，仍能不影响本发明的原理，完成良好的位置检出功能。

当然，在这种不等间隔配置中，与上述相同，交流信号的提供顺序还是由分割位置来决定，分割位置是用发送电极个数除接收电极节距Pr2形成的;如利用本实施例，交流信号的提供顺序设定为“1，3，5，4，6，2”。

如利用本实施例，如图所示，选为接收电极节距Pr2＝1/3Wt1。

图13和图14分别详细地示出本发明传感器具体的第一定标器10和第二定标器20，它们具有与图4和图5相同的电极配置，但是为了进行细测，变更了第一发送电极12上提供交流信号的顺序。

图14所示第二接收电极22由多个等间隔节距的电极构成，其节距是用“5”除第一发送电极12的发送波长节距Wt1形成的;进行细测绝对测量的电极配置与图9相同。

图15示出本发明第三个传感器的优选实施例，本实施例的特征是，第二接收电极22的形状呈半波正弦波，能够得到所需正弦波形的输出。

图16示出本发明第三个传感器的优选实施例，本实施例的特征是，把上述图15中第二定标器20上设置的第二接收电极22和第二发送电极24，在图16中相互对称地设置了2组;还有，与此相对应，第一定标器10的第一接收电极14也设置了2组。

其它基本的电极配置与图15实施例极其相似，第二接收电极22的形状分别呈半波正弦波。

还有，第二接收电极22的等间隔节距，是用“3”除第一发送电极12的发送波长节距Wt1。

图16中，第二接收电极22由2个电极22a和22b构成，把它们以相互差180°的反极性状态下配置起来;对于各电极22a和22b，分别用同一方向、同一偏移D（X），分别通过耦合电极26a和26b耦合起来。

本实施例中，对应于上述第二定标器20，在第一定标器10上也设置了1对形状为三角波的第一接收电极14a和14b，它们与上述第二发送电极24a为电容耦合;同样地，与第二发送电极24b相向还设置了1对第一接收电极14c和14d，它们与第二发送电极24b为电容耦合。

所以，如利用本实施例，从上述各第一接收电极14获得的接收信号Sa、Sb、Sc和Sd，在运算切换装置31中，可以进行任意的加法或减法运算，例如，即使在有一部分电极受到污染的情况下，本装置也能输出精度极高的信号。

上述运算切换装置31的切换，利用下述测量电路来进行。

如上所述，如利用本发明，送到第一发送电极上的交流信号，通过电容耦合传送到第二接收电极上;第二接收电极上的这个信号移动给定的移动量以后，直接传送到第二发送电极上;再通过电容耦合返回到第一接收电极上;检出的输出信号包括第二定标器中第二接收电极和第二发送电极的偏移信息，本发明的这种偏移在所需测量范围内对于相对移动位置具有唯一的特定值，结果是在检出信号中保有为计算相对移动位置所需足够的信息。

而且，如利用本发明就能提供优越的测长器，这种测长器通过测量上述偏移D（X）能够进行准确的粗测绝对测量，而且没有过去测长器的下述缺点：每次进行相对测量时都必须调零，消耗功率大，以及对定标器的移动速度有限制。

还有，如上所述，如利用本发明整个传感器中的电路是唯一的，所以，不必考虑电极配置的机械误差或电气延迟的时间差不一致等，能够显著改善测量精度，利用1组定标器对就能进行测量，所以，可以提供体积小、消耗功率小的传感器。

而且，如利用本发明，进而如上所述利用偏移D（X）来进行粗测绝对值测量;同时，根据第一发送电极12和第二接收电极22中设定的特定电极节距;接着，在整个定标器长度内，在利用上述粗测而粗略求得的粗测绝对位置的各粗测间，通过电路中的切换作用可以得到细测绝对位置;通过把2次求得的测量值相加，能够得到在整个测量范围内非常准确的细测绝对值。

测量电路

图17示出连接到上述本发明传感器上的测量电路一例，这个电路的构成与上述图7大体相同，但是，为了进行粗测和细测的切换，设置了发送切换装置61。

在调制器62中，利用上述振荡器30的输出频率f₀对于上述8个交流信号进行调制，使信号200-1-200-8通过发送切换装置61，送到传感器100中各个第一发送电极12上。

本电路的基本工作已用图7和图8作了说明，现将详细叙述省略，以下说明粗测和细测的切换动作。

也就是说，正如从图7和图8的说明可以弄清的那样，上述计数器72的计数值表示传感器使基准信号300移动的相位差;如上所述，如利用本发明，对于粗测绝对值测量和细测绝对值测量来说，相位差φ分别表示粗测绝对值信号和细测绝对值信号。

也就是说，在粗测绝对值测量中，上述计数器72的输出对应于2个定标器10和20的偏移D（X），利用运算单元74对于该计数器72的输出进行运算，把它变换成绝对值。

另一方面，在细测绝对值测量中，如上所述，利用第一发送电极12和第二接收电极22的电极结构脉冲，把求出的各粗测绝对位置作为相位差φ准确地求出来;运算单元74把细测绝对值加在上述粗测绝对值上，就能得出所需的精确绝对值了。

上述粗测和细测中，发送相位和接收相位可以进行任意的、最佳的切换选择;这种选择是利用控制单元80、按照切换指示来进行的，这种切换指示能够指示出上述发送切换装置61和接收切换装置63中的相位切换。

例如，在进行通常的粗测绝对测量的情况下，在发送方面根据第一发送电极12上电极的定位顺序，把“1，2，3，4，5，6，7，8”相的发送信号依次、重复地送到第一发送电极12上;这样，以第二定标器20中上述偏移D（X）的形式，把对应于定标器粗测位置的移动加到接收信号上，进行所需粗测绝对值测量。

另一方面，在进行细测的情况下，如图9和图10所示连接状态那样，根据第一发送电极12上电极的定位顺序，把“1，6，3，8，5，2，7，4”相的信号依次、重复地送到第一发送电极12上;利用第一发送电极12和第二接收电极22的结构脉冲（Pattern    beat），就能进行细测绝对测量。

图18示出上述图1实施例中，粗测和细测的发收切换状态。

如上所述，测量首先从粗测开始，这时，控制单元80使发送切换装置61成为如图所示“1，2，3，4，5，6，7，8”相;还有，这时把从传感器100得到的接收信号Sa和Sb作为“Sa-Sb”输出，这可以理解为在粗测时把1对第一接收电极连接成差分状态。

另一方面，图18中用〔〕表示的状态是细测状态，这时，发送相位变成“1，6，3，8，5，2，7，4”，利用发送接收电极间的结构脉冲，再把接收信号切换成“Sa+Sb”，把1对第一接收电极14作为电气上连接起来的1个电极来使用。

如上所述，控制单元80首先进行粗测的切换，接着进行细测的切换，这种程序已预先存储在单元内;使用人通过简单地操作测长器的按钮，例如，把测量按钮接通，上述一系列粗测和细测程序就在极短时间内自动执行，使用人就能从显示器78上看到其结果，即测长值。

图19示出适合于图16所示第二个传感器的发收信号切换装置。

如图所示，在本实施例中首先进行粗测时，发送信号的相位选为“1，2，3，4，5，6，7，8”，这时，实施例中的接收信号包括来自2对第一接收电极14a、14b、14c和14d的信号Sa、Sb、Sc和Sd，取它们的差分信号之和。也就是说，粗测时的接收信号输出成为“（Sa-Sb）+（Sc-Sd）”。

接着，在进行细测时，发送信号的相位切换为“1，4，7，2，5，8，3，6”，同时，接收信号取2个信号相加之差，也就是说，切换成“（Sa+Sb）-（Sc+Sd）”。

所以，如利用图16和图19所示实施例的传感器，测长值是在使2个信号互补的情况下获得的，所以，能够使测量精度显著提高，例如，即使在定标器受到污染的情况下，也能使测量误差小。

运算单元74受控制单元80的控制，运算单元74的输出通过显示驱动器76把所需显示信号送给显示器78，在通常情况下，以数字形式显示出测量值。

本实施例中，上述显示器78例如由液晶显示器构成，以埋入方式把它固定在卡尺的副尺表面，这样，使用人容易读出测量值。

第二个测量电路

图20示出适合于本发明测位传感器中测量电路的第二个优选实施例。

图中，以符号100来表示传感器，正如从上述说明可以弄清的那样，传感器100具有相互移动的第一定标器和第二定标器。而且，在上述第一定标器上设置了第一发送电极，还有，在第二定标器上设置了第二接收电极，这2个电极相互为电容耦合，静电电容值随二者相对移动位置而发生变化。

把多个调制过的交流信号送到上述传感器100的第一发送电极上，这些信号来自发送电路并且是用不同的相位来调制的;实施例中，发送电路包括振荡器81和发送相位切换电路82;利用控制单元83来选择每种粗测和细测，能够把调制过的交流信号送到发送电极上，这种信号是用分别必要的、任意的特定相位来调制的。

图21示出本实施例的发送电路一例，把各相发送相位分别具有45°相位差的8相信号，用振荡器81的高频信号去调制，把调制过的信号构成1个群，送到多个发送电极12-1-12-8上。

实施例中，振荡器81的高频信号例如是100-200KHz的交流信号，这种信号通过设置于发送相位切换电路82中的8个异或门来提供调制作用。

控制单元83提供切换信号P1-P8，把切换信号P1-P8分别送到上述发送相位切换电路82中的各个异或门上;本实施例中，如图22所示，上述控制信号P的组合设定为从第一组合相到第8组合相，共8种相位;控制单元83能够任意选择地指示出这8种组合相位。

实际上，对于传感器100接受的信号来说，上述8个组合是由各相加入了45°相位差的8个信号构成的。

图23示出本实施例的工作说明图，下面叙述其整个工作，如图所示，上述振荡器81的输出f₀为时钟脉冲;图23中，发送信号400表示第一组合相和第三组合相。

以第一组合相为例加以说明，正如从图22可以看清的那样，发送相位切换电路在输出第一组合相时，P1-P4为“0”，P5-P8都是“1”;结果是发送信号400在400-5-400-8中以时钟脉冲为输出信号。

如利用图21所示实际的发送相位切换电路22，因为电路是由异或门构成的，所以，准确地说，第一组合相的发送信号400-1-400-4包括180°的倒相时钟脉冲，因为从图23的说明容易看清，对于这种反极性信号就把时钟脉冲的表示省略了。

同样地，对于第1组合相来说，可以认为在接收端第3组合相是相位差为90°的信号;在这种情况下，发送信号400-1、400-2、400-7和400-8输出时钟脉冲，400-3-400-6没有时钟脉冲（是反极性信号）;把这8个信号送到传感器100中第一发送电极12的各个电极上。

图中未示出详细情况，但在图22所示其它发送组合相位下，也同样组合出8个发送信号400，并把它们送到第一发送电极12上;这样，发送电路能够把8种不同组合相位的发送信号送到传感器100上去，这8种发送信号可从图22中任意选定。

从上述传感器100的接收电极输出对应于上述发送信号的接收信号;实施例中，传感器100中设置了2种形状相互反极性的第二接收电极;把这2种电极输出的信号利用接收切换电路94和差分放大器84进行减法运算和放大，可以得到灵敏度充分高的接收信号。

根据传感器100中第一定标器与第二定标器的相对位置，也就是第一发送电极与第二接收电极的相对移动位置来决定静电电容，利用这个静电电容可以决定差分放大器84输出的接收信号电平;因为84输出的波形是用高频信号调制过的，所以，如实施例所示，可以利用同步解调器85对84的输出进行同步解调。此外，把振荡器81的输出f₀送到解调器85上。

同步解调器85的输出402由发送电路的发送相位和传感器100的发收电极位置来决定，图23中，作为一例示出接收信号402-1和402-2。

图24示出，对于传感器100内发收电极的相对移动距离X，接收信号V随着发送端各个发送组合相位而有不同的样子;随着从第一组合相到第八组合相这8个发送组合相位、以及2个电极相对移动距离X的变化，如图所示，具有按照正弦波波形的变化。

接收信号V的波形变化由传感器100的电极形状来决定;实施例中，可以选择第二接收电极的形状，使当第一发送电极和第二接收电极的相对位置变化时，对于相对移动距离X，得到正弦波形变化的接收信号，或者得到三角波变化的接收信号。

如利用图24，例如只着眼于第一组合相的发送相位情况下，传感器100的相对移动距离X变化时，从解调器85输出的接收信号402沿图中粗线而变化。

图中，当第一组合相的接收信号V＝0时，设定为相对移动距离X1＝0（500）的位置;从这个基准位置开始，2个电极或2个定标器的相对移动距离X变化时，来自解调器85的接收信号402沿着图24中第一组合相的正弦波而变化。

图24中，如果来自发送电路的发送组合相位发生变化，则在同一相对移动距离X下，必然从传感器得出不同的接收信号V;例如，定标器在位置500（即X2）时，使传感器100的位置原封不动地固定，如果发送相位发生变化，这时，接收信号V变成在X2线上某一给定发送组合相位的电平，这是可以理解的。

也就是说，在相对移动距离X2（位置500）下，如果把第一组合相的发送相位送到发送电极12上，则得到接收信号V1;以下同样地，对于第二相发送相位，得到V2;对于第三相发送相位，得到V3;对于第4、5、6、7和8相发送相位，分别得到以V4、V5、V6、V7和V8表示的信号。

所以，如利用本电路，在由传感器100决定的第一定标器和第二定标器的相对测量位置上，在把相对移动距离X固定的状态（例如X2）下，随着发送组合相位的8种变化，得到的接收信号可取8种不同的值。

还有，如利用本电路，对于相对移动距离X如果选定了特定的发送组合相位，这时，在考虑了接收信号V的梯度的状态下，可以得到的接收信号V在接收端1个波长（也就是Xm）的范围内是特定的;1个波长是各组合相位的最大测量范围;在这个最大测量范围Xm内，相对移动距离X的变化显然可以利用对于接收信号V的处理来得到。换句话说，在相对移动超过最大测量范围Xm的情况下，因为接收波长又以正弦波状态重复，则显然使二者难于识别。

本发明中，利用上述粗测和细测的加法可以得到所需的测长值;粗测时，设定最大测量范围Xm包括定标器的全长;细测时，设定上述最大测量范围Xm包括各粗测间的相对移动距离。

本电路中，用发送组合的相数除最大测量范围Xm所得到的测量范围，就是各发送组合相的发送信号所承担的范围;实施例中，因为选定发送组合相为8种，所以，对上述最大测量范围Xm进行8分割后的移动距离，就是各组合相的测量范围;图24中，对于第一组合相的发送来说，Xa表示第一组合相的测量范围。

测量范围是这样设定的，对于第一组合相的发送来说，可以得到的接收信号V的零交叉位置为图24中对于第一相X1＝0的位置;以此为中心，左右各45°/2，也就是在X1＝0的两侧各22.5°即为测量范围。

所以，得到了每个组合相45°的测量范围，利用8个组合相可以构成能够在最大测量范围Xm内进行测量的装置。

由上可知，如果理解了图24中用Xa表示的第一组合相测量范围内的位置测量，显然，其他相可以进行同样的测量，以下说明第一组合相的测量处理电路及其工作。

本电路中，如果确定了发送组合相，则上述测量范围也就必然地确定了，例如，如果选定第一组合相，则确定其基准位置为X1＝0;如果要求在此测量范围内的偏差（例如，图24中的X2，则利用上述X1和X2的加法，就能求出由当时传感器100所确定的相对移动距离X。

本电路的特征在于，为了决定上述X2，把2种不同的发送组合相的发送信号送到第一发送电极上，这时，得到2个接收信号，通过把这2个信号进行简单的运算，可以求出相对移动距离X2。

对于上述2个接收信号，在本电路积分器中进行正积分和负积分，就可以得到所需测量值。

实施例中，以符号86来表示上述积分器，对解调器85的模拟输出402，在一定时间内进行正积分;接着，对于在不同发送相位下得到的接收信号进行负积分。

为使说明简化，实施例中对于第一个正积分来说，在第二个负积分的发送组合相位在接收端差90°的状态下，来进行此第二负积分。

图24中，用符号500来表示相对移动距离的情况下，首先以第一组合相去激励传感器100的发送电极，这时，接收信号V作为相对移动距离X的正弦函数而得到

V1＝KsinX

这里，K是常数。

而且，在第一发送组合相位的状态下，积分器86首先进行一定时间的正积分，得到积分值Vi。

图25示出这种正积分作用，可以设定正积分时间T₀为任意恒定的时间，T₀可以根据电路的分辨率预先决定。

根据图24中的接收信号，也就是V1＝KsinX，可以理解图25中正积分时的积分斜率为KsinX。

所以，图25中经过一定时间的积分值Vi为，

Vi≈T₀KsinX （1）

上述正积分结束后，接着，在来自发送电路相位差90°的发送组合相的状态下进行发送工作，这时，因为传感器100的相对位置不变，即静止在图24中位置500上，所以，这时可以得到的接收信号是从第三组合相的波形得到的，也就是说，成为V3了，V3作为相对移动距离X的余弦函数而得到

V3＝KcosX

所以，利用积分器86，对于在第二发送组合相位状态下的接收信号V3＝KcosX进行负积分;如图25所示，上述积分值Vi成为积分斜率为

V3＝-KcosX

的负积分了。

所以，积分器86的输出404，也就是积分值Vi，通过负积分变成零，这个零值利用模拟比较电路87检出。

实施例中，上述积分器86的输出404变成“0”时，模拟比较电路87就产生输出406。

图25中，直到积分器86的输出404（Vi）变成零的时间，以T来表示，正如从图可以看清的那样，在这个负积分中，下式成立：

Vi≈-TKcosX    （2）

所以，根据上述正积分和负积分，下式近似地成立：

Vi＝TOKsinX＝-TKcosX    （3）

所以，

T＝-TOsinX/cosX    （4）

因为sinX/cosX＝tanX，得到

T＝-TOtanX    （5）

这里，如上所述，各发送组合相的测量范围是图24所示接收信号为零的位置附近，也就是±22.5°的范围内;由此可知，在各测量范围内，接收信号的波形几乎可用直线来近似;在这种相位角小的范围内，下述关系成立：

tanX≈X

所以，上述（5）式变成

T＝-T₀X （6）

由此可知，可以近似成

X＝-T/TO    （7）

这里，TO为恒定值，所以，如果求出上述负积分时间T，则在测量范围内的相对移动距离X（在上述情况下，就是X2），通过简单的运算就可以求出来。

实施例中，利用计数器88来进行上述运算，上述负积分开始时，利用来自控制单元83的信号使计数器88开始计数;利用来自上述模拟比较电路87的输出406使计数器88停止计数;把上述振荡器81的输出f₀作为时钟信号进行计数，所以输出408表示上述负积分时间T。

所以，把上述负积分时间T送到运算单元89，如果根据来自控制单元83的指令进行上述（7）式的运算，就可以求出X2;再者，控制单元83把这时用为基准的第一发送组合相位送到运算单元89上，所以，通过与X1相加，就能求出所需的相对移动距离X，而X1是由第一发送组合相位决定的已知量。

实施例中，经过显示驱动器90，在显示器91上把相对移动距离作为测量值显示出来。

如上所述，在选定了发送组合相的状态下进行相对距离的运算时，各相的测量范围被限制在用为基准的第一个发送组合相前后22.5°的范围内，如果超出这个范围，就难于采用上述线性近似了，成为发生误差的主要原因。

为此，本实施例中，比较器92把上述计数器88的输出与上限设定器93的输出进行比较，当上述负积分时间T超过上限值时，作为不能测量的情况向控制单元83输出信号，来切换用为基准的第一个发送组合相。

所以，当所求的相对移动距离不在开始测量时所选定的第一个发送组合相的测量范围内时，可以选择下一个发送组合相;为了使计数器88的输出（也就是负积分时间T）收敛在上限以内，依次重复试验第一个发送组合相，通过进行最多8次重复测量，就能获得所需高精度的测量值。

图26示出上述粗测和精测时，本电路测量工作的整个流程。

利用传感器100把测量位置决定后，电路就处于测量开始状态下，首先复位积分器85的内容。

接着，在振荡电路中设定任意的特定组合相，把用第N组合相调制过的交流信号送到发送电极上。

在第N组合相的发送状态下，对接收信号V在一定时间（TO）内进行正积分。

通过上述正积分，积分器86中保持积分值Vi。

接着，把发送电路的发送组合相变更为第N+2组合相，也就是对于上述第一个发送组合相位差90°的发送组合相，在此状态下，检出来自传感器100的接收信号。

而且，与第N+2组合相的输出同时，计数器88开始计数;同时，积分器86从上述积分值Vi开始进行负积分。

用模拟比较电路87来监视积分值Vi，在由上限设定器93决定的上限值Tm之间判断积分值Vi是否变成零了;这时，在负积分时间T较大的情况下，认为第一个发送组合相已不适用，再用第N+1组合相重复上述工作。

这项积分工作一直重复到：负积分值Vi在上限值Tm以内变为零，当得到所需输出时，使计数器88停止计数，对负积分时间T进行运算，在显示器91上显示出来，于是，一系列的测量工作就结束了。

正如从以上说明可以弄清的那样，如利用本实施例，利用相位差为90°的2个发送组合相得到不同的接收信号，通过对接收信号进行运算，可以求出准确的相对移动距离。

当然，本电路中，发送组合相位的分割数并不限于8，而是可以选为任意数;还有，2个不同的发送组合相之间的相位差也不限于选为实施例所示的90°，也可以设定相位差为45°;上述实施例中利用90°相位差时，得到的接收信号为sin信号和cos信号的组合，这种运算比较容易，但当二者相位差选为45°时，通过对于给定函数的运算，同样能够求出相对移动距离。

如上所述，如利用本电路，把组合相位不同的2种发送信号依次送到发送电极上，如果利用本实施例，使这时得到的2个接收信号通过正积分和负积分的组合，就能运算出所需测量值;如果利用本发明，首先在粗测中，进行上述不同组合相位的发送，可以得到粗测测量值;接着，通过把组合相位发送信号送到发送电极上，就可以进行细测了，这种相位是根据与上述粗测相同的电极配置来决定的。

所以，通过把这2种测量值相加，就能够得到极准确的所需测量值。

正如以上说明的那样，如利用本发明，就能把相对移动的2个构件（通常是第一和第二定标器）之间的相对移动量，作为静电电容的变化，能够以绝对值的形式进行测长，可以获得能够用电池驱动的、体积小、重量轻的电容式传感器。

还有，如利用本发明，第二定标器中第二接收电极与第二发送电极利用耦合电极来实现相互的电气连接，所以，在整个2个定标器间采用单一的电容耦合电路，根据发送与接收信号间的移动值，能够求出2个定标器相对移动位置的绝对值。

再者，由于采用的是单一的电容耦合电路，所以使引入的机械和电气误差显著减少，还有，能够获得消耗功率小、体积小的传感器。

还有，如利用本发明，通过把粗测和细测组合起来，具有能够在遍及大的整个测长范围内进行极准确位置测量的优点。

能够进行粗测/中测和细测的实施例

下面说明进行粗测/中测和细测的本发明优选实施例。

图28和图29示出本发明电容式位置检出传感器的优选实施例，本发明适合于象卡尺那样副尺对于主尺作直线移动的测长器;把图28的第一定标器10与图29的第二定标器20组合起来，例如，把上述第一定标器10装到卡尺的副尺上，把第二定标器20装到主尺上。

把上述2个定标器10和20互相靠近地配置起来，10和20可以作相对移动;图28中，X轴的位置以第二定标器20为基准，用X来表示第一定标器10的移动位置。

把第一发送电极12设置于上述第一定标器10上，把交流信号从振荡器30送到第一发送电极12上。

图示实施例中，第一发送电极12具有3对第一发送电极结构，每一对都是由等间隔配置的8个电极构成的，这每8个电极为1群;把来自上述振荡器30、各相分别具有45°相位差的8相交流信号“1”-“8”送到各对第一发送电极结构上。

并且，把第一粗测/细测接收电极14设置于上述第一定标器10上;实施例中，第一粗测/细测接收电极14由1对电极群14a和14b构成，这一对电极群是由具有节距Wr1的三角波以相反极性配置而成，第一接收电极14与上述第一发送电极12相邻、平行地排列开来。

还有，把第一中测/细测接收电极16设置于上述第一定标器10上;第一中测/细测接收电极16由1对电极群16a和16b构成，这一对电极群是由具有节距Wmr1的三角波以相反极性配置而成，第一接收电极16与上述第一发送电极12相邻、平行地排列开来。

把各个第一接收电极14和16，分别连接到各对测量电路32上。

上述各电极12、14和16，是在第一定标器10的绝缘基板上，利用真空蒸镀和其它方法分别设置的;各电极间处于电气绝缘状态下。

粗测的电极配置

本发明传感器的第一个特征在于粗测绝对测量用的第二定标器20的电极配置;正如从图29可以看清的那样，在第二定标器20上定位配置了第二接收电极22和第二粗测/细测发送电极24。第二接收电极22由电极群构成，沿着相对移动的方向（X轴），把该电极群配置在能够与第一发送电极相向的位置上，第二接收电极22与第一发送电极12之间为电容耦合。实施例中，第二接收电极22是等间隔配置的，其节距用Pr2来表示。

另一方面，第二粗测/细测发送电极24由电极群构成，沿着相对移动的方向（X轴），把该电极群配置在能够与上述第一接收电极14相向的位置上，第二发送电极24与第一粗测/细测接收电极14之间为电容耦合。

而且，实施例中，第二粗测/细测电极24是等间隔配置的，其节距用Pt2来表示。

而且，本发明中，上述第二接收电极22与第二粗测/细测发送电极24的节距可以设定为不同的数值，其结果可以理解为，在2个电极间加入了用符号D（X）表示的粗偏移。

而且，本发明中，上述粗偏移D（X）＝（Pt2-Pr2）f（X）的特征是，根据相对移动位置（即X）的值，而有一定的特定值。

还有，本发明的特征是，上述第二接收电极22与第二粗测/细测发送电极24，利用耦合电极26来实现每个电极之间相互的电气连接。

所以，如利用本发明，通过耦合电极26相互耦合起来的2个电极之间的粗偏移D（X），对于各相对移动位置（X）来说是唯一的特定值，检出的静电电容值是对应于粗偏移D（X）的值，所以，能够进行绝对值测量，这是可以理解的。

可是，随着传感器测量范围的增大，粗偏移D（X）的绝对值也增大，粗偏移D（X）的大小是有限制的，它不能超过发送节距，在本实施例中，D（X）不能超过第一发送电极12上的发送波长节距，也就是图1中的Wt1。

也就是说，这是因为如果上述粗偏移D（X）超过发送波长节距Wt1，接收信号的识别就困难了。

所以，图29实施例中，可以这样来设定第二定标器20，使得在遍及卡尺主尺的全长范围内，最大粗偏移不超过上述发送波长节距Wt1。更详细一点地说，图29中的粗偏移D（X）可以这样来设定，在第二定标器20的中点，D（X）为零;随着向左、右推进，D（X）以相反的极性增加;在第二定标器20两端，D（X）正、负分开。

如上所述，如利用本发明，第二定标器20中第二接收电极22和第二粗测/细测发送电极24，沿着相对移动的方向，具有对每个位置为唯一特定值的粗偏移D（X），所以，第一定标器10移动时检出的静电电容值，对于遍及整个测量范围内的每个位置也是唯一特定值，使任意位置的绝对测量成为可能。

而且，如利用本发明，送到第一发送电极12上的交流信号，通过电容耦合传送到第二接收电极22上;第二接收电极22上的这个信号通过耦合电极26的导通直接传送到第二粗测/细测发送电极24上;在沿相对移动方向（X轴）移动的状态下，第二粗测/细测发送电极24上的信号再通过电容耦合返回到第一粗测/细测接收电极14上。

所以，如利用本发明，只利用单一的电气系统，通过具有上述不同粗偏移的电极，就能把信号检出，能够不发生信号的位置偏差或时间差，可以进行精度极高的粗测绝对测量。

中测的电极配置

本发明传感器的第二个特征在于中测绝对测量用的电极，这种电极设置于第二定标器20上;正如从图29可以看清的那样，在第二定标器20上定位配置了第二中测/细测发送电极28;实施例中，第二中测/细测发送电极28是等间隔配置的，其节距用Pmt2来表示。

第二中测/细测发送电极28由电极群构成，沿着相对移动的方向（X轴），把该电极群配置在能够与上述第一中测/细测接收电极16相向的位置上，第二中测/细测发送电极28与第一中测/细测接收电极16之间为电容耦合。

而且，本发明中，上述第二接收电极22与第二中测/细测发送电极28的节距可以设定为不同的数值，其结果可以理解为，在2个电极间加入了用符号Dm（X）表示的中偏移。

而且，本发明中，上述中偏移Dm（X）＝（Pmt2-Pr2）g（X）的特征是，根据相对移动位置（即X）的值，而有一定的特定值。

还有，本发明的特征是，上述第二接收电极22与第二中测/细测发送电极28，利用耦合电极29来实现每个电极之间相互的电气连接。

上述中测的测量电极配置基本上与粗测的测量电极配置相似，但是，如果利用中测/细测的绝对测量电极，为了在上述粗测间进行更精密的绝对测量，在中测测量范围（用给定数除上述整个测量范围）内，通过耦合电极29相互耦合起来的2个电极之间的中偏移Dm（X），对于各相对移动位置（X）来说是唯一的特定值，检出的静电电容值是对应于Dm（X）的值，所以，在中测范围内能够进行中测的绝对值测量，这是可以理解的。

图29中，中测测量范围以Mx来表示，中偏移Dm（X）以各中测测量范围Mx为周期呈现重复的结构。

使上述中偏移Dm（X）随着相对移动距离X的变化大于上述粗偏移D（X）的变化，也就是说，选定第二中测/细测发送电极28的节距Pmt2大于上述第二粗测/细测发送电极24的节距Pt2，这样，可以实现对于粗测间进行精密分割后的中测测量。

当然，中偏移Dm（X）也不能超过第一发送电极12上的发送波长节距，也就是图1中的Wt1。

正如从图29可以看清的那样，如利用本发明的中偏移Dm（X），则在每个中测测量范围内会出现不与第二中测/细测发送电极耦合的第二接收电极22，例如，图29中用22a表示的电极，但是，这种电极对于中测并不产生什么坏影响。

如上所述，如根据本发明的第二个特征，则第二定标器20中第二接收电极22和第二中测/细测发送电极28，沿着相对移动的方向，在中测测量范围Mx内，具有对每个位置为唯一特定值的中偏移Dm（X），所以，第一定标器10移动时检出的静电电容值，对于遍及整个中测测量范围内的每个位置也是唯一特定值，使上述粗测间准确的中测绝对测量成为可能。

而且，如利用本实施例，送到第一发送电极12上的交流信号，通过电容耦合传送到第二接收电极22上，如上所述，这种交流信号既能用于粗测，又能同样用于本项中测;第二接收电极22上的这个信号通过耦合电极29传送到第二中测/细测发送电极28上;在沿相对移动方向（X轴）移动了中偏移Dm（X）的状态下，第二中测/细测发送电极28上的信号再通过电容耦合返回到第一中测/细测接收电极16上。

所以，如利用本发明，利用2个电气系统进行粗测和中测这2种测量，这2个电气系统是同时形成的并使用共同的发送信号，所以，在这2个系统间能够不发生信号的位置偏差或时间差，以极高的精度同时进行粗测和粗测间的中测;这样得到粗测接收信号Sa、Sb和中测测量信号Sc、Sd，利用测量电路32对它们进行处理，就能获得直至所需的中测值。

上述第二定标器20也有绝缘基板，上述第二接收电极22、各个第二发送电极24和28、以及各耦合电极26和29，是利用真空蒸镀和其它方法在上述绝缘基板上形成的;把第二接收电极22和第二发送电极24中各个对应电极电气连接起来;把这样的电极对沿相对移动方向（X轴），在相互电气绝缘的状态下排列开来。

细测的电极配置

正如从上述说明可以弄清的那样，如利用本发明，根据第二定标器20中第二接收电极22与各个第二发送电极24、28之间的偏移D（X）、Dm（X），虽然能够在遍及整个测长范围内进行粗测和中测绝对测长，但是，随着测长范围的增大测长精度就要下降，根据上述说明可知，得到的接收信号在精度方面受到了限制。

本发明的第三个特征是，在这种中测绝对测量的各中测间利用其后的第二电气处理，把结果送给细测绝对测量，利用上述粗测/中测绝对测量完成了粗略的测位以后，能够把这种粗略位置的细测绝对测量用单纯的电气处理来进行，从这两个测量值中得到准确的、高分辨率的绝对测长值。

本发明细测绝对测量已用上述图9和图10作了说明，现将详细叙述省略。

正如从图9和图10的说明中可以弄清的那样，第二接收电极22是以等间隔节距配置起来的，该节距是用整数除发送电极波长节距Wt1;所以，本发明能够以细测定标器的精度进行位置检出，这种细测定标器的精度指第二接收电极节距Pr2的1/8，其中“8”是第一发送电极12中电极群内的发送电极数。

所以，如利用本发明，在利用第一定标器10和第二定标器20确定了所需测长位置的状态下，进行第一粗测/中测，正确地求出当时定标器位置的粗略位置;接着，切换电气电路，来细测中测间的精确位置;通过把2个测量值相加，能够把所需的定标器相对位置作为绝对位置测量出来;上述2次电气的测量处理，是在把2个定标器10和20原封不动地保持在完全相同的状态下高速进行的，实际上，例如在使用人按一下测量按钮的瞬间，在显示器上就能显示出上述2次测量和加法运算的结果。

如上所述，如利用本发明，细测用的电极与上述粗测/中测用的电极相互通用，不必对于各种测量分别作出专用的电极配置;所以，本发明具有这样的优点，测长范围大时，利用简化的电极配置能够进行高精度测量。

实施例中，把上述细测时的接收信号从上述第二接收电极22通过上述粗测或中测中任何1个电气系统，传送到第一定标器10都可以。

也就是说，本实施例中，通过耦合电极26和29，把第二粗测/细测发送电极24和第二中测/细测发送电极28分别地电气耦合到第二定标器20中第二接收电极22上;结果是，本实施例的细测中，使第二发送电极24或28中的任何一个与第一定标器10中第一接收电极14或16进行电容耦合，而2个电气系统的选择是任意的。当然，在细测中也可以并联使用这2个电气系统，通过对这2个信号进行运算，能够得到误差更小的接收信号。而且，上述图2和图3所示粗测用的第一定标器，本实施例中能够原封不动地使用;还有，上述图11和图12所示细测用的第一定标器与第二定标器的组合，本实施例也能原封不动地使用。

图30和图31分别详细示出本发明第二个传感器中具体的第一定标器10和第二定标器20。

图30中，第一定标器10的特征是，其第一粗测/细测接收电极14a和14b、第一中测/细测接收电极16a和16b的形状呈正弦波;各电极对14a和14b、16a和16b的输出，在测量电路32的差分放大器中进行减法运算。

还有，送到图30第一定标器10中第一发送电极12上的交流信号是8相分割的，各相分别具有45°的相位差。

图30所示第一定标器10中，把送到第一发送电极12上的交流信号选为矩形波，因为各第一接收电极14a、14b、16a和16b的电极形状为正弦波，所以，送到测量电路32上的2种相位相反的输出信号呈正弦波。

图31所示第二定标器由遍及所需整个测长范围内的定标器构成，但在本实施例中只切下一部分表示出来。

正如从图可以看清的那样，为了进行粗测和中测，实施例中第二定标器20的各第二接收电极是分开设置的，图中，2个电极群分别以第二粗测/细测接收电极22a和第二中测/细测接收电极22b示出，各个电极22的形状分别呈半波正弦波，以相互相位差180°的反极性状态设置于第二定标器20上。

而且，上述第二粗测/细测接收电极22a，分别通过耦合电极26实现与第二粗测/细测发送电极24的电气耦合;第二中测/细测接收电极22b，分别通过耦合电极29实现与第二中测/细测发送电极的电气导通耦合。

正如从图31接收电极配置可以看清的那样，本实施例中，2个第二接收电极22a和22b在相互电气绝缘的状态下，配置在第二定标器20上;第二接收电极22a和22b，对于图30所示第一发送电极12分别实现分开的电容耦合;如利用本实施例，共同的发送信号从第一发送电极12分成2个电气电路系统，提供给粗测和中测。

也就是说，粗测用的电路路径为：从第一发送电极12通过电容耦合传送到第二粗测/细测接收电极22a，从22a通过耦合电极26电气导通到第二粗测/细测发送电极24，再通过电容耦合从24返回到第一粗测/细测接收电极14。

另一方面，中测/细测用的电路路径为：从第一发送电极12通过电容耦合传送到第二中测/细测接收电极22b，从22b通过耦合电极29的电气导通作用传送到第二中测/细测发送电极28，再通过电容耦合从28返回到第一中测/细测接收电极16。

如上所述，可以这样来设定：上述粗测中的粗偏移D（X）在整个测量范围内对于相对移动位置是唯一的特定值;本实施例中，2个电极22和24是分别以节距Pr2和Pt2等间隔配置起来的，所以，上述粗偏移D（X）是相对移动距离的线性函数。

与图28相同，这样来设定：在第二定标器20的中点，上述粗偏移D（X）为零;随着向两端推进，D（X）逐渐增大;这里，设第二定标器20的全长为S;从在发送波长节距（Wt1）的负端，D（X）为-1/2Wt1起;变化到在其正端，D（X）为+1/2Wt1;故D（X）可用下式来表示：

D（X）＝（-1/2+X/S）×Wt1

还有，图31所示第二粗测/细测接收电极22a和22b由多个电极构成，这些电极具有等间隔节距，节距是用“5”除上述第一发送电极12的发送波长节距Wt1;进行细测绝对测量的电极配置与图28相同。

同样，图31中，中测用的中偏移Dm（X），用第二中测/细测接收电极22b与第二中测/细测发送电极28的相位差来表示;第二中测/细测接收电极22b与上述第二粗测/细测接收电极22a形成了相同的节距（也就是Pr2）;还有，可以这样来设定：使第二中测/细测电极28的节距Pmt2小于上述第二粗测/细测发送电极Pt2，结果是，在中测测量范围Mx内，中偏移Dm（X）对于相对移动距离X是斜率很大的线性函数。

如上所述，如利用本发明，利用设置于上述第一定标器和第二定标器上的电极配置，根据需要可以同时进行粗测和中测;再者，利用同一个电极配置（在通常情况下，是利用粗测或细测中的任何一个电极配置）、或者把2者并联使用，都可以进行细测。

上述粗测和中测中，送到第一发送电极上的交流信号通过电容耦合传送到共同的或分开设置的第二接收电极上;从此，利用粗测系统和中测系统进行处理。

上述粗测系统中，当向着第二粗测/细测发送电极的路径电气导通时，第二接收电极上的信号产生粗移动（即：相移）;而且通过电容耦合，信号返回到第一粗测/细测接收电极上，利用这种反馈作用就能进行粗测的绝对测量。

同样，当第二接收电极上的信号向第二中测/细测发送电极传导时，它产生了移动;此后通过电容耦合，信号返回到第一中测/细测接收电极上，这样就能得到中测绝对值测量信号。

所以，对粗测和中测测量值进行运算，就能在中测阶段求出相对移动位置。

所以，如利用本发明就能提供优越的测长器，这种测长器通过测上述偏移D（X）和Dm（X）就能进行准确的粗测和中测绝对测量，而且没有过去测长器的下述缺点：每次进行相对测量时都必须调零，消耗功率大，以及对定标器的移动速度有限制。

还有，如上所述，如利用本发明在进行粗测和中测时，整个传感器中电路是唯一的，所以，不必考虑电极配置的机械误差或电气延迟的时间差不一致等，能够显著改善测量精度，利用1组定标器对就能进行测量，所以，可以提供体积小、消耗功率小的传感器。

而且，如利用本发明，进而如上所述利用中偏移Dm（X）来进行中测绝对值测量;同时，根据第一发送电极12和第二接收电极22中设定的特定电极节距;接着，在整个定标器长度内，在利用上述中测求得的中测绝对位置的各中测间，通过电气电路中的切换作用可以得到细测绝对位置;通过把2次求得的测量值相加，能够得到在整个测量范围内非常准确的细测绝对值。

测量电路

本实施例中的粗测、中测和细测，可以利用上述图17的电路来进行，其工作已示于图17、图7和图8，现将详细叙述省略。

也就是说，图17中计数器72的计数值表示传感器使基准信号300移动的相位差;如上所述，如利用本发明，对于粗测绝对值测量、中测绝对值测量和细测绝对值测量这3者来说，相位差φ分别表示粗测、中测和细测的绝对值信号。

也就是说，在粗测绝对值测量中，上述计数器72的输出对应于2个定标器10和20的粗偏移D（X），利用运算单元74对于该计数器72的输出进行运算，把它变换成绝对值。

还有，在中测绝对值测量中，上述计数器72的输出对应于2个定标器10和20的中偏移Dm（X），利用运算单元74对于该计数器72的输出进行运算，把它变换成绝对值。

另一方面，在细测的绝对值测量中，如上所述，利用第一发送电极12和第二接收电极22的电极结构脉冲，把求出的各中测绝对值位置作为相位差φ准确地求出来;运算单元74把细测绝对值加在上述中测绝对值上，就能得出所需的精确绝对值了。

上述粗测、中测和细测中，发送相位和接收相位可以进行任意的、最佳的切换选择;这种选择是利用控制单元80、按照切换指示来进行的，这种切换指示能够指示出上述发送切换装置61和接收切换装置63中的相位切换。

例如，在进行通常的粗测和中测的绝对测量情况下，在发送方面根据第一发送电极12上电极的定位顺序，把“1，2，3，4，5，6，7，8”相的发送信号依次、重复地送到第一发送电极12上;这样，以第二定标器20中上述偏移D（X）、Dm（X）的形式，把对应于定标器粗测位置的移动加到接收信号上，进行所需粗测和中测的绝对值测量。

另一方面，在进行细测的情况下，如图28所示连接状态那样，根据第一发送电极12上电极的定位顺序，把“1，6，3，8，5，2，7，4”相的信号依次、重复地送到第一发送电极12上;利用第一发送电极12和第二接收电极22的结构脉冲，就能进行细测的绝对测量。

图32示出上述图1实施例中，粗测/中测和细测的发收切换状态。

如上所述，测量首先从粗测/中测开始，这时，控制单元80使发送切换装置61成为如图所示“1，2，3，4，5，6，7，8”相;还有，这时把从传感器100得到的接收信号Sa、Sb、Sc和Sd作为“粗测（Sa-Sb）”和“中测（Sc-Sd）”输出，这可以理解为在粗测/中测时把1对第一接收电极14和16连接成差分状态。

另一方面，图32中用〔〕表示的状态是细测状态，这时，发送相位变成“1，6，3，8，5，2，7，4”相，利用发送接收电极间的结构脉冲，再把接收信号切换成“Sa+Sb”和“Sc+Sd”，把各对第一接收电极14和16分别作为电气上连接起来的1个电极来使用。

如上所述，控制单元80首先进行粗测/中测的切换，接着进行细测的切换，这种程序已预先存储在单元内;使用人通过简单地操作测长器的按钮，例如，把测量按钮接通，上述一系列粗测/中测和细测程序就在极短时间内自动执行，使用人就能从显示器78上看到其结果，即测长值。

运算单元74受控制单元80的控制，运算单元74的输出通过显示驱动器76把所需显示信号送给显示器78，在通常情况下，以数字形式显示出测量值。

本实施例中，上述显示器78例如由液晶显示器构成，以埋入方式把它固定在卡尺的副尺表面，这样，使用人容易读出测量值。

第二个测量电路

上述图20所示电路适合于本实施例中的粗测、中测和细测。

也就是说，把多个调制过的交流信号送到上述传感器100的第一发送电极上，这些信号来自发送电路并且是用不同的相位来调制的;图20中，发送电路包括振荡器81和发送相位切换电路82;利用控制单元83来选择每种粗测、中测和细测，能够把调制过的交流信号送到发送电极上，这种信号是用分别必要的、任意的特定相位来调制的。

本实施例的各项测量，与上述图21-图26的工作完全相同。

本实施例中，利用上述粗测、中测、细测、及其相加，可以得到所需的测长值;粗测时，可以设定上述最大测量范围Xm包括定标器的全长;中测时，可以设定上述最大测量范围Xm包括定标器的中测范围Mx;细测时，可以设定上述最大测量范围Xm等于第二接收电极节距Pr2。

正如从上述图20-图26的说明可以弄清的那样，如利用本电路，把组合相位不同的2种发送信号依次送到发送电极上，如果利用本实施例，使这时得到的2个接收信号通过正积分和负积分的组合，就能运算出所需测量值。

如利用本发明，首先在粗测中，进行上述不同组合相位的发送，可以得到粗测测量值;接着，与上述粗测同样地进行中测。在中测中，发送信号组合相位的选择方法与粗测时相同;但是，如果电极配置和电路设计选择得合适，则在中测中所选择的上述组合相位N，能够与粗测时最后所选定的组合相是一致的;结果是，中测时不必再作多次选择组合相的试验，就能直接选用必要的组合相了。这样，把通过中测得到的绝对测量值加到上述粗测测量值上，就能得到中测阶段的绝对值。

再者，通过把组合相位发送信号送到发送电极上，就可以进行细测了，这种相位是根据与上述细测相同的电极配置来决定的。

所以，通过把这2种测量值相加，就能够得到极准确的所需测量值。

正如以上所说明的那样，如利用本发明，就能把相对移动的2个构件（通常是第一和第二定标器）之间的相对移动量，作为静电电容的变化，能够以绝对值的形式进行测长，可以获得能够用电池驱动的、体积小、重量轻的电容式传感器。

还有，如利用本发明，第二定标器中第二接收电极与第二发送电极利用耦合电极来实现相互的电气连接，所以，在整个2个定标器间对于粗测和中测各采用1个单一的电容耦合电路，根据发送与接收信号间的粗测移动值或粗测移动值，能够求出2个定标器相对移动位置的绝对值。

再者，由于采用的是单一的电容耦合电路，所以使引入的机械和电气误差显著减少，还有，能够获得消耗功率小、体积小的传感器。

还有，如利用本发明，通过把粗测、中测和细测组合起来，具有能够在遍及大的整个测长范围内进行极准确位置测量的优点。

Claims (29)

1、一种电容式测位传感器，其特征在于具有第一定标器和第二定标器，把这2个定标器相互靠近并能相对移动地配置起来；

在所述第一定标器上设置第一发送电极和第一接收电极；把交流信号送到第一发送电极上；在对第一发送电极绝缘的状态下配置测量电路，把测量电路连接到第一接收电极上；

在所述第二定标器上设置第二接收电极和第二发送电极；第二接收电极由电极群构成，沿着相对移动的方向把电极群配置在能够与第一发送电极相向的位置上，第二接收电极与第一发送电极为电容耦合；第二发送电极由电极群构成，沿着相对移动的方向把电极群配置在能够与第一接收电极相向的位置上，第二发送电极与第一接收电极为电容耦合；

通过耦合电极，把各个第二接收电极和第二发送电极相互电气连接起来；

在各个连接起来的第二接收电极与第二发送电极之间，沿着相对移动的方向加入不同的偏移；

对于各相对移动位置，根据所述特定的偏移，能够进行绝对测量。

2、根据权利要求1的电容式测位传感器，其特征在于配置第二接收电极和第二发送电极时，设定：在第二定标器中点，第二定标器的偏移量为零;随着靠近该定标器的两端，偏移在正、负相反的方向上增大。

3、根据权利要求1或2的电容式测位传感器，其特征在于，第一发送电极中依次相邻的若干个电极形成1个电极群，把相位不同的交流信号送到各电极群（每个第一发送电极）中的各个电极上;把1个电极群的节距看作发送波长节距，在定标器能够进行测长的范围内，所述偏移不能超过发送波长节距。

4、根据权利要求3的电容式测位传感器，其特征在于，为了输出2个相位不同的信号第一接收电极由2种电极群构成;设：第一接收电极群的节距为接收波长节距Wr1、上述第一发送波长节距为Wt1、第二接收电极节距为Pr2和第二发送电极节距为Pt2，并设定：Wr1＝Wt1×Pt2/Pr2。

5、根据权利要求4的电容式测位传感器，其特征在于第一接收电极由2个形状极性相反的电极构成。

6、根据权利要求5的电容式测位传感器，其特征在于上述第一接收电极由2个极性相反的正弦波形电极构成。

7、根据权利要求5的电容式测位传感器，其特征在于上述第一接收电极由2个极性相反的三角波形电极构成。

8、一种电容式测位传感器，其特征在于具有第一定标器和第二定标器，把这2个定标器相互靠近并能相对移动地配置起来;

在所述第一定标器上设置第一发送电极和第一接收电极，把交流信号送到第一发送电极上;在对第一发送电极绝缘的状态下配置测量电路，把测量电路连接到第一接收电极上;

在所述第二定标器上设置第二接收电极和第二发送电极，第二接收电极由电极群构成，沿着相对移动的方向把电极群配置在能够与第一发送电极相向的位置上，第二接收电极与第一发送电极为电容耦合;第二发送电极由电极群构成，沿着相对移动的方向把电极群配置在能够与第一接收电极相向的位置上，第二发送电极与第一接收电极为电容耦合;

通过耦合电极，把各个第二接收电极和第二发送电极相互电气连接起来;

在各个连接起来的第二接收电极与第二发送电极之间，沿着相对移动的方向加入不同的偏移;

对于各相对移动位置，根据所述特定的偏移，在遍及整个测量范围内，可以进行粗测绝对测量。

还有，所述第二接收电极由具有等间隔节距的多个电极构成，该节距是用给定的整数除第一发送电极群的发送波长节距;

能够以定标器精度在所述粗测间进行细测，该定标器精度是用第一发送电极群内的发送电极数除第二接收电极节距形成的。

9、根据权利要求8的电容式测位传感器，其特征在于配置第二接收电极和第二发送电极时，设定：在第二定标器中点，第二定标器的偏移量为零;随着靠近该定标器两端，偏移在正、负相反的方向上增大。

10、根据权利要求8或9的电容式测位传感器，其特征在于，第一发送电极中依次相邻的若干个电极形成1个电极群，把相位不同的交流信号送到各电极群（每个第一发送电极）中的各个电极上;把1个电极群的节距看作发送波长节距，在定标器能够进行测长的范围内，所述偏移不能超过发送波长节距。

11、根据权利要求10的电容式测位传感器，其特征在于，为了输出2个相位不同的信号第一接收电极由2种电极群构成;设：第一接收电极群的节距为接收波长节距Wr1、所述第一发送波长节距为Wt1、第二接收电极节距为Pr2和第二发送电极节距为Pt2，并设定：Wr1＝Wt1×Pt2/Pr2。

12、根据权利要求11的电容式测位传感器，其特征在于第一接收电极由2个形状极性相反的电极构成。

13、根据权利要求12的电容式测位传感器，其特征在于所述第一接收电极由2个极性相反的正弦波形电极构成。

14、根据权利要求12的电容式测位传感器，其特征在于所述第一接收电极由2个极性相反的三角波形电极构成。

15、根据权利要求8的电容式测位传感器，其特征在于第二接收电极由具有等间隔节距的多个电极构成，该节距是用小于第一发送电极群内电极个数的整数除第一发送电极群的发送波长节距。

16、根据权利要求8或15的电容式测位传感器，其特征在于第一发送电极具有不等间隔的节距。

17、根据权利要求8或15的电容式测位传感器，其特征在于，在第二定标器上设置2组第二接收电极/第二发送电极对;在第一定标器上设置与第二发送电极相向、与第二发送电极为电容耦合的第一接收电极;能够把2个接收信号组合起来进行测量。

18、根据权利要求17的电容式测位传感器，其特征在于所述2个第二接收电极与定标器中单一的第一发送电极均为电容耦合。

19、一种电容式测位传感器，其特征在于具有第一定标器和第二定标器，把这2个定标器相互靠近并能相对移动地配置起来;

在所述第一定标器上设置第一发送电极、第一粗测/细测接收电极和第一中测/细测接收电极;把交流信号送到第一发送电极上;在对第一发送电极分别绝缘的状态下配置测量电路，把测量电路连接到第一粗测/细测接收电极和第一中测/细测接收电极上;

在所述第二定标器上设置第二接收电极、第二粗测/细测发送电极和第二中测/细测发送电极;第二接收电极由电极群构成，沿着相对移动的方向把电极群配置在能够与第一发送电极相向的位置上，第二接收电极与第一发送电极为电容耦合;第二粗测/细测发送电极和第二中测/细测发送电极由电极群构成，沿着相对移动的方向把电极群配置在分别能够与第一粗测/细测接收电极和第一中测/细测接收电极相向的位置上，第二粗测/细测发送电极和第二中测/细测发送电极，分别与第一粗测/细测接收电极和第一中测/细测接收电极为电容耦合;

通过耦合电极，把各个第二接收电极和第二粗测/细测发送电极相互电气连接起来;

在各个连接起来的第二接收电极与第二粗测/细测发送电极之间，沿着相对移动的方向，在整个测量范围内加了不同的粗偏移;

对于各相对移动位置，根据所述特定的粗偏移，能够在遍及整个测量范围内进行粗测绝对测量;

还有，通过耦合电极，把所述各个第二接收电极和第二中测/细测发送电极相互电气连接起来;在各个连接起来的第二接收电极与第二中测/细测发送电极之间，沿着相对移动的方向，在中测范围内加入不同的中偏移，该中测范围是用给定整数除所述整个测量范围;

对于各相对移动位置，根据所述特定的中偏移，能够在中测范围内进行中测绝对测量;

再者，所述第二接收电极由具有等间隔节距的多个电极构成，该节距是用给定的整数除第一发送电极群的发送波长节距;

能够以定标器精度在所述中测间进行细测，该定标器精度是用第一发送电极群内的发送电极数除第二接收电极节距形成的。

20、根据权利要求19的电容式测位传感器，其特征在于配置第二接收电极和第二粗测/细测发送电极时，设定：在第二定标器中点，第二定标器的粗偏移量为零;随着靠近该定标器两端，偏移在正、负相反的方向上增大。

21、根据权利要求19或20的电容式测位传感器，其特征在于，第一发送电极中依次相邻的若干个电极形成1个电极群，把相位不同的交流信号送到各电极群（每个第一发送电极）中的各个电极上;把1个电极群的节距看作发送波长节距，在定标器能够进行测长的2种范围内，所述2种偏移都不能超过发送波长节距。

22、根据权利要求21的电容式测位传感器，其特征在于，为了输出2个相位不同的信号，第一粗测/细测接收电极和第一中测/细测接收电极均由2种电极群构成;

设：第一粗测/细测接收电极群的节距为粗测/细测的接收波长节距Wr1、所述第一发送波长节距为Wt1、第二接收电极节距为Pr2和第二粗测/细测的发送电极节距为Pt2，并设定：Wr1＝Wt1×Pt2/Pr2;

设：第一中测/细测接收电极群的节距为中测/细测的接收波长节距Wmr1、第一中测/细测的发送电极节距为Pmt2，并设定：Wmr1＝Wt1×Pmt2/Pr2。

23、根据权利要求22的电容式测位传感器，其特征在于各第一接收电极均由2个形状极性相反的电极构成。

24、根据权利要求23的电容式测位传感器，其特征在于所述各第一接收电极均由2个极性相反的正弦波形电极构成。

25、根据权利要求23的电容式测位传感器，其特征在于所述各第一接收电极均由2个极性相反的三角波形电极构成。

26、根据权利要求19的电容式测位传感器，其特征在于第二接收电极由具有等间隔节距的多个电极构成，该节距是用小于第一发送电极群内电极个数的整数除第一发送电极群的发送波长节距。

27、根据权利要求19或26的电容式测位传感器，其特征在于第一发送电极具有不等间隔的节距。

28、根据权利要求19或26的电容式测位传感器，其特征在于，在第二定标器中能够与第一发送电极相互为电容耦合的位置上，配列第二粗测/细测接收电极和第二中测/细测接收电极，而第二粗测/细测接收电极与第二中测/细测接收电极处于相互电气绝缘的状态下;各第二接收电极通过耦合电极，以给定的粗偏移和中偏移，分别与第二粗测/细测发送电极和第二中测/细测发送电极实现电气连接。

29、根据权利要求28的电容式测位传感器，其特征在于所述第二粗测/细测接收电极和第二中测/细测接收电极均由以相反极性配列起来的正弦波形状构成。

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