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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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1.
Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung einer
Versetzung, die eine Versetzung eines Elements gegenüber dem
anderen Element, nämlich
eine relative Position zwischen zwei Elementen, erfasst.
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2. Beschreibung der verwandten
Technik
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Auf
industriellem Gebiet wird ein Gerät, wie ein elektronischer Taster,
weit und breit zur Messung einer Dicke eines Gegenstandes oder weiterer
physikalischer Abmessungen verwendet. Eine Vorrichtung zur Erfassung
einer Versetzung (Transducer) wird als eine der Komponenten verwendet,
die das Gerät
bilden. Von diesen Vorrichtungen zur Erfassung einer Versetzung
erfasst ein Induktionstyp einer Vorrichtung zur Erfassung einer
Versetzung eine relative Position zwischen einem Erfassungskopf,
Gitter genannt, und einer Skala durch die Nutzung einer elektromagnetischen
Induktion. Bei der Vorrichtung zur Erfassung einer Versetzung wird
einem Magnetismusgenerator zugeführt,
der in dem Erfassungskopf enthalten ist, so dass ein Magnetfeld
erzeugt wird. Das erzeugte Magnetfeld ist an eine Spule gekoppelt, die
so bereitgestellt ist, dass sie über
die gesamte Länge
der Skala reicht, wodurch die Spule eine Spannung erzeugt. Die erzeugte
Spannung wird in Form eines Signals von einem Sensor für den magnetischen
Fluss erfasst, der an der Skala bereitgestellt ist. Die im Sensor
für den
magnetischen Fluss induzierte Spannung variiert mit der relativen
Position zwischen dem Erfassungskopf und der Skala. Folglich kann
die relative Position zwischen ihnen aus dem induzierten Spannungssignal
erfasst werden. Die so angeordnete Vorrichtung zur Erfassung einer
Versetzung benötigt
zwei Kabel, eines zur Zufuhr von Strom zum Erfassungskopf und das
andere zum Überführen des
Signals von der Skala. Die Arbeit zur getrennten Verbindung der
Kabel mit sowohl dem Erfassungskopf als auch der Skala ist mühsam.
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Bei
der Vorrichtung zur Erfassung einer Versetzung, die in der japanischen
ungeprüften
Patentveröffentlichung
Nr. Hei. 10-318781 offenbart ist, die vom Anmelder der vorliegenden
Patentanmeldung vorgeschlagen wurde, ist an der Skala nur eine Koppelschleife
für den
magnetischen Fluss bereitgestellt. Der Magnetismusgenerator und
der Sensor für
den magnetischen Fluss sind beide am Erfassungskopf bereitgestellt.
Ein Stromzufuhrkabel und ein Signalkabel sind zu einem einzigen
Kabel gebündelt
und das einzige Kabel ist an den Erfassungskopf gelötet. Ein
primärer
magnetischer Fluss, der vom Magnetismusgenerator des Erfassungskopfes
erzeugt wird, induziert in der Kopplungsschleife für den magnetischen
Fluss der Skala einen Strom. Der induzierte Strom erzeugt einen
sekundären
magnetischen Fluss. Der sekundäre
magnetische Fluss induziert in einer Erfassungsspule des Sensors
für den
magnetischen Fluss des Erfassungskopfes eine Spannung.
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Bei
der Vorrichtung zur Erfassung einer Versetzung, die so angeordnet
ist, dass die Skala an einem Befestigungselement befestigt ist und
der Erfassungskopf an einem beweglichen Element befestigt ist und
eine Versetzung des Erfassungskopfes relativ zur Skala gemessen
wird, wird das Kabel mit der Bewegung des Erfassungskopfes gebogen.
Das Biegen des Kabels bewirkt möglicherweise
Probleme, wie ein Lösen
des Kabels. Das Gewicht des Kabels behindert den Betrieb einer Hochgeschwindigkeitsvorrichtung,
wie einer mit einem Linearmotor angetriebenen Vorrichtung. Die herkömmliche
Maßnahme dafür ist ein
häufiges
Ersetzen des Kabels durch ein neues und die Verwendung eines dünnen und
festen Kabels. Dies ist für
den Benutzer lästig.
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Das
US-Patent Nr. 4 893 077 beschreibt einen Positionssensor zur Bestimmung
einer Absolutposition mit Vielschichtwicklungen mit unterschiedlicher
Steigung, so dass sich eine Phase proportional zur Versetzung ergibt.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Folglich
ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur
Erfassung einer Versetzung bereitzustellen, die frei von einem Lösen des Kabels
ist, das aus der Bewegung des Erfassungskopfes resultiert, und das
den Betrieb der Vorrichtung nicht behindert, die mit hoher Geschwindigkeit
betrieben werden kann.
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Die
oben genannte Aufgabe kann durch eine Vorrichtung zur Erfassung
einer Versetzung zum Erfassen einer relativen Versetzung zwischen
einem ersten Element und einem zweiten Element gemäß der Ansprüche 1 und
12 gelöst
werden, bei der die ersten bzw. zweiten Elemente Ausgangsverbinder zum
Ausgeben eines Versetzungssignals auf der Basis der relativen Versetzung
nach außen
beinhalten und jeder Ausgangsverbinder so konfiguriert ist, dass er
an einem gemeinsamen empfangsseitigen Verbinder anbringbar ist.
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Bei
der Vorrichtung zur Erfassung einer Versetzung, kann der Ausgangsverbinder
des ersten Elements oder der Ausgangsverbinder des zweiten Elements
abhängig
vom verfügbaren
Montageraum als Gegenstückverbinder
für den
empfangsseitigen Verbinder ausgewählt werden. Dieses Merkmal
bewirken die folgenden Vorteile, wenn eines der ersten und zweiten
Elemente, das bei Verwendung fest ist, mit dem empfangsseitigen
Verbinder verbunden ist. Es gibt kein Risiko, dass ein empfangsseitiges
Kabel für
den empfangsseitigen Verbinder durch die Bewegung des Gegenstücks des
festen Elements gelöst wird.
Dies führt
zu einer Verbesserung der Zuverlässigkeit.
Außerdem
kann die Vorrichtung mit hoher Geschwindigkeit betrieben werden,
da das bewegliche Element in seiner Bewegung nicht durch das Kabel
eingeschränkt
ist.
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Bei
der oben genannten Vorrichtung zur Erfassung einer Versetzung ist
es bevorzugt, dass das erste Element einen ein Versetzungssignal
erzeugenden Abschnitt zum Erzeugen eines Versetzungssignals auf
der Basis der relativen Versetzung und eine Übertragungsschaltung zum Übertragen
des Versetzungssignals beinhaltet und das zweite Element eine Empfangsschaltung
zum Empfangen des Versetzungssignals von der Übertragungsschaltung beinhaltet.
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Der
ein Versetzungssignal erzeugende Abschnitt des ersten Elements erzeugt
ein Versetzungssignal auf der Basis der relativen Versetzung. Das Versetzungssignal
wird durch Verwendung der Übertragungsschaltung
und der Empfangsschaltung zum zweiten Signal übertragen. Bei der Vorrichtung
zur Erfassung einer Versetzung ist der Aufbau der Vorrichtung vorteilhaft
vereinfacht. Die Signalübertragung
zwischen der Übertragungsschaltung
und der Empfangsschaltung kann unter Verwendung einer Übertragungseinrichtung
ohne Kontakt vorgenommen werden, die ein Funkwellensignal, ein optisches Signal
oder dergleichen anwendet. An Stelle der Übertragungseinrichtung ohne
Kontakt kann eine Übertragungseinrichtung
mit Kontakt verwendet werden, die ein elektrisches Signal auf der
Basis des elektrischen Kontakts anwendet. Die Anwendung der elektromagnetischen
Induktion ist bevorzugter. Innerhalb des Umfangs der Erfindung kann
auch eine Drahtverbindung für
die Datenübertragung
zwischen den ersten und zweiten Elementen verwendet werden.
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Bei
der oben genannten Vorrichtung zur Erfassung einer Versetzung ist
es auch bevorzugt, dass die ersten und zweiten Elemente jeweils
ein Versetzungssignal erzeugende Abschnitte zum Erzeugen eines Versetzungssignals
auf der Basis der relativen Versetzung beinhalten.
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Die
ersten und zweiten Elemente beinhalten jeweils ein Versetzungssignal
erzeugende Abschnitte zum Erzeugen des Versetzungssignals auf der
Basis der relativen Versetzung. Folglich kann das Versetzungssignal
von jedem der ein Versetzungssignal erzeugenden Abschnitte abgeleitet
werden. Dieses Merkmal bewirken die folgenden Vorteile, wenn eines der
ersten und zweiten Elemente, das bei Verwendung fest ist, mit dem
empfangsseitigen Verbinder verbunden ist. Es gibt kein Risiko, dass
ein empfangsseitiges Kabel für
den empfangsseitigen Verbinder durch die Bewegung des Gegenstücks des festen
Elements gelöst
wird. Dies führt
zu einer Verbesserung der Zuverlässigkeit.
Außerdem
kann die Vorrichtung mit hoher Geschwindigkeit betrieben werden,
da das bewegliche Element in seiner Bewegung nicht durch das Kabel
eingeschränkt
ist.
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Bei
der oben genannten Vorrichtung zur Erfassung einer Versetzung ist
es bevorzugt, dass wenigstens eines der ersten und zweiten Elemente
einen Leistungsversorgungsabschnitt zum Zuführen elektrischer Leistung
von einem der ersten und zweiten Elemente zum anderen beinhaltet.
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Bei
der Vorrichtung zur Erfassung einer Versetzung liefert der Leistungszufuhrabschnitt,
der mit einem der beiden Elemente versehen ist, elektrische Leistung
von einem Element zum anderen Element. Das andere Element wird durch
die empfangene elektrische Leistung angetrieben und führt den
Vorgang der Erfassung einer Versetzung aus. Folglich gibt es keinen
Bedarf zur Verwendung des Kabels zum Zuführen elektrischer Leistung
zum anderen Element. Der Leistungszufuhrabschnitt kann die Übertragungsrichtung
ohne Kontakt auf Basis der elektromagnetischen Induktion oder die Übertragungseinrichtung
mit Kontakt auf Basis des elektrischen Kontakts verwenden. Auf jeden
Fall kann die elektrische Leistung in jeder Lage des beweglichen Elements,
bevor und nachdem es verschoben ist, zugeführt werden. Ferner wird die
elektrische Leistung dem beweglichen Element vielleicht nur zugeführt, wenn
es eine bestimmte Lage einnimmt.
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Bei
der oben genannten Vorrichtung zur Erfassung einer Versetzung ist
es bevorzugt, dass die Ausgangsverbinder jeweils einen Signalanschluss und
einen Leistungszufuhranschluss beinhalten.
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Bei
der Vorrichtung zur Erfassung einer Versetzung werden in einem Fall,
in dem der empfangsseitige Verbinder mit dem Ausgangsverbinder des ersten
Elements verbunden ist, und auch in einem Fall, in dem er mit dem
Ausgangsverbinder des zweiten Elements verbunden ist, die elektrische
Verbindung zum Ableiten des Signals und die für die Zufuhr elektrischer Leistung
beide durch einen Vorgang hergestellt.
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Die
oben genannte Aufgabe kann auch mit einer Vorrichtung zur Erfassung
von Versetzungen zum Erfassen einer relativen Versetzung zwischen einem
Erfassungskopf und einer Skala, die über den gesamten Bereich eines
Ortes ausgedehnt ist, der eine Bewegung des Erfassungskopfes darstellt,
gelöst
werden, bei der die Skala einen Verbinder beinhaltet, der darin
einen Eingangsanschluss zum Zuführen
elektrischer Leistung zum Erfassungskopf und einen Ausgangsanschluss
zum Ableiten eines Versetzungssignals vom Erfassungskopf aufnimmt.
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Bei
der Vorrichtung zur Erfassung einer Versetzung werden, wenn das
empfangsseitige Kabel für
den empfangsseitigen Verbinder mit dem Verbinder der Skala verbunden
ist, die folgenden Vorteile erhalten. Es gibt kein Risiko, dass
das empfangsseitige Kabel durch die Bewegung des Erfassungskopfes
gelöst
wird. Dies führt
zu einer Verbesserung der Zuverlässigkeit.
Außerdem
kann die Vorrichtung mit hoher Geschwindigkeit betrieben werden,
da der Erfassungskopf in seiner Bewegung nicht durch das Kabel eingeschränkt ist.
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Ferner
kann die oben genannte Aufgabe mit einer Vorrichtung zur Erfassung
einer Versetzung zum Erfassen einer relativen Versetzung zwischen einem
ersten und einem zweiten Element gelöst werden, bei der das erste
Element einen ein Versetzungssignal erzeugenden Abschnitt zum Erzeugen eines
Versetzungssignals auf der Basis der relativen Versetzung und einen
Signalüberführungsabschnitt zum Überführen des
Versetzungssignals zum zweiten Element beinhaltet, die ersten bzw.
zweiten Elemente Eingangs/Ausgangsverbinder beinhalten, von denen jeder
so konfiguriert ist, dass er an einem gemeinsamen empfangsseitigen
Verbinder angebracht ist und einen Erregungsanschluss zum Empfangen eines
Erregungssignals und einen Signalanschluss zum Ausgeben des Versetzungssignals
auf der Basis der relativen Versetzung nach außen aufweist, und der Ausgang
des ein Versetzungssignal erzeugenden Abschnittsverzweigt und mit
dem Signalanschluss bzw. dem Signalübertragungsabschnitt verbunden
ist.
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Die
Vorrichtung zur Erfassung einer Versetzung wird in einem Zustand
verwendet, in dem der empfangsseitige Verbinder mit jedem der Eingangs/Ausgangsverbinder
der ersten und zweiten Elemente verbunden ist. In einem Fall, in
dem der empfangsseitige Verbinder mit dem Eingangs/Ausgangsverbinder
des ersten Elements verbunden ist, erzeugt der ein Versetzungssignal
erzeugende Abschnitt, wenn ein Erregungssignal über den Erregungsanschluss
des Eingangs/Ausgangsverbinders in die Vorrichtung eingegeben wird,
das Versetzungssignal auf Basis der relativen Versetzung zwischen den
ersten und zweiten Elementen. Das Versetzungssignal wird vom Signalanschluss
des Eingangs/Ausgangsverbinders an den empfangsseitigen Verbinder
ausgegeben. In einem Fall, in dem der empfangsseitige Verbinder
mit dem Eingangs/Ausgangsverbinder des zweiten Elements verbunden
ist, wird, wenn der ein Versetzungssignal erzeugende Abschnitt des
ersten Elements das Versetzungssignal erzeugt, das Versetzungssignal
vom Signalüberführungsabschnitt
zum zweiten Element überführt und
vom empfangsseitigen Verbinder nach außen ausgegeben. Bei der Vorrichtung
zur Erfassung einer Versetzung ist der Ausgang des ein Versetzungssignal
erzeugenden Abschnitts des ersten Elements verzweigt und mit dem
Signalanschluss des Eingangs/Ausgangsverbinders des ersten Elements bzw.
dem Signalüberführungsabschnitt
verbunden. In einem Fall, in dem der empfangsseitige Verbinder mit
dem Eingangs/Ausgangsverbinder des ersten Elements verbunden ist,
und auch in einem Fall, in dem er mit dem Eingangs/Ausgangsverbinder
des zweiten Elements verbunden ist, kann das Versetzungssignal über den
empfangsseitigen Verbin der nach außen ausgegeben werden. Folglich
können eine
Erregungsschaltung zum Erzeugen des Erregungssignals und eine Empfangsschaltung
zum Verarbeiten des Versetzungssignals an einem Außenelement
bereitgestellt sein, das nicht an den ersten und zweiten Elementen
befestigt ist. Als Folge können
die ersten und zweiten Elemente so konstruiert sein, dass sie eine äußerst kleine
Größe haben
und hochbelastbar sind. Ferner ist die Wartung der Vorrichtung leicht.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockdiagramm, das eine Varrichtung zur Erfassung einer Versetzung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Draufsicht, die einen Schlüsselteil
der ersten Ausführungsform
zeigt;
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3A ist
eine Draufsicht, die eine erste Schicht einer Skala zeigt;
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3B ist
eine Draufsicht, die eine zweite Schicht der Skala zeigt;
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4 ist
ein Blockdiagramm, das die Einzelheiten einer elektrischen Anordnung
der ersten Ausführungsform
zeigt;
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5A und 5B sind
Perspektivansichten, die zeigen, wie die erste Ausführungsform
zu verwenden ist;
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6 ist
ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung zur Erfassung einer Versetzung
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7 ist
ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung zur Erfassung einer Versetzung
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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8 ist
eine teilweise ausgeschnittene Seitenansicht, die einen Schlüsselteil
der dritten Ausführungsform
zeigt;
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9 ist
ein Blockdiagramm, das Signale in der dritten Ausführungsform
zeigt;
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10 ist
ein Blockdiagramm, das eine Vorrichtung zur Erfassung einer Versetzung
gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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11 ist
ein Blockdiagramm, das eine Modifikation der vierten Ausführungsform
zeigt;
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12 ist
eine Seitenansicht, die eine weitere Modifikation einer strukturellen
Anordnung zeigt, die die Datenübertragung
und den -empfang handhabt;
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13 ist
eine Seitenansicht, die eine weitere Modifikation einer weiteren
strukturellen Anordnung zeigt, die die Datenübertragung und den -empfang
handhabt; und
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14 ist
eine Seitenansicht, die eine weitere Modifikation noch einer strukturellen
Anordnung zeigt, die die Datenübertragung
und den -empfang handhabt.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Die
bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. In 1 beinhaltet eine Vorrichtung
zur Erfassung einer Versetzung, die eine erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung bildet, eine Skala 10 mit ersten
und zweiten Kopplungsschleifen 12 und 16 und einen
Erfassungskopf 20, der relativ zur Skala beweglich ist.
Jedes von Skala 10 und Erfassungskopf 20 ist mit
einer numerischen Steuerung 46 verbindbar, wodurch eine
Position eines beweglichen Teils zum Beispiel einer numerisch gesteuerten
Werkzeugmaschine erfasst wird.
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Die
Skala 10 enthält
hauptsächlich
eine Leiterplatte (PCB), die aus zwei Schichten, ersten und zweiten
Schichten, besteht. Wie diese Schichten geschichtet sind, ist in 2 gezeigt,
und die ersten und zweiten Schichten sind in 3A bzw. 3B gezeigt.
Wie in 2 gezeigt, sind Muster, die die ersten und zweiten
Kopplungsschleifen 12 und 16 bilden, in Längsrichtung
der Skala 10 angeordnet. Die erste Kopplungsschleife 12 beinhaltet
einen ersten Schleifenteil 13 und einen zweiten Schleifenteil 14, der
mit einer Verbindungsverdrahtung 15 an den ersten Schleifenteil
gekoppelt ist.
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Wie
in 3A und 3B gezeigt
sind einzelne Teile 6, 8 und 9, 11 der
ersten und zweiten Muster, die auf den ersten und zweiten Schichten
der PCB ausgebildet sind, durch Durchgangsdrähte 7 verbunden, wodurch
die ersten und zweiten Kopplungsschleifen 12 und 16 gebildet
werden. Der ersten Schleifenteil 13 und der zweite Schleifenteil 14 sind, während sie
nicht gekreuzt sind, miteinander gekoppelt, so dass der erste Schleifenteil 13 ein
Magnetfeld erzeugt, dessen Polarität die gleiche wie die eines Magnetfeldes
ist, das vom zweiten Schleifenteil 14 erzeugt wird. Die
zweite Kopplungsschleife 16 beinhaltet einen ersten Schleifenteil 17 und
einen zweiten Schleifenteil 18, der durch eine Querverdrahtung 19 mit
dem ersten Schleifenteil verbunden ist. Der erste Schleifenteil 17 und
der zweite Schleifenteil 18 sind wechselseitig miteinander
verbunden, so dass der erste Schleifenteil 17 ein Magnetfeld
erzeugt, dessen Polarität
zu der eines Magnetfeldes entgegengesetzt ist, das im zweiten Schleifenteil 18 erzeugt
wird.
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Der
Erfassungskopf 20 wird mit der zweiten PCB gebildet und
beinhaltet, wie in 2 gezeigt, eine Übertragungswicklung 22 und
erste und zweite Empfangswicklungen 24 und 26.
Die Übertragungswicklung 22 nimmt
ein rechteckiges Muster an. Die Übertragungswicklung 22 überdeckt
einen Bereich der ersten Schleifenteile 13 und 17 der
ersten und zweiten Kopplungsschleifen 12 und 16,
welcher Bereich über
die Länge
des Erfassungskopfes 20 reicht.
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Die
ersten und zweiten Empfangswicklungen 24 und 26 bestehen
jeweils aus ersten Schleifensegmenten 28 und zweiten Schleifensegmenten 29.
Die ersten Schleifensegmente 28 sind auf einer der Hauptoberflächen der
PCB ausgebildet und die zweiten Schleifensegmente 29 sind
auf der anderen Hauptoberfläche
ausgebildet. Die PCB-Schicht stellt eine elektrische Isolierung
zwischen den ersten und zweiten Schleifensegmenten 28 und 29 bereit.
Die Anschlüsse
der ersten Schleifensegmente 28 sind mit Anschlüssen der
zweiten Schleifensegmente 29 über Durchgangsverdrahtungen 30 verbunden,
die in der PCB ausgebildet sind.
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Die
ersten und zweiten Schleifensegmente 28 und 29 nehmen
jeweils ein Muster an, das eine Sinuswelle mit einer Wellenlänge λ darstellt.
Die erste (zweite) Empfangswicklung 24 (26) besteht
aus einer Vielzahl von Schleifen 32 (34). Die
Schleife 32 (34) der ersten Empfangswicklung 24 (26)
hat entlang der Messachse eine Breite von λ/2. Die Resultierende einer
Kopplung benachbarter Schleifen 32 und 34 bildet
eine Periode der Sinuswelle mit einer Wellenlänge von λ. In diesen so angeordneten
Empfangswicklungen werden den Signalen der ersten und zweiten Schleifensegmente 28 und 29 überlagerte
Gleichstromkomponenten auf den Vorderseiten- und Rückseitenoberflächen der
PCB zum Zeitpunkt der Erfassung der Versetzung voneinander ausgelöscht. Als Folge
wird eine Erfassung mit hoher Genauigkeit sichergestellt.
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Die
zweite Empfangswicklung 26 ist gegenüber der Empfangswicklung 24 auf
der Messachse um λ/4
versetzt. Somit befinden sich die ersten und zweiten Empfangswindungen 24 und 26 in
Quadranten (die in einen Zustand versetzt sind, damit die Signale dieser
Empfangswindungen um 90° phasenverschoben sind).
In der Ausführungsform
sind die ersten und zweiten Empfangswicklungen 24 und 26 so
angeordnet dass sie einen Zwei-Phasen-Aufbau aufweisen. Wenn erforderlich
können
diese Empfangswicklungen so angeordnet sein, dass sie einen Drei-Phasen-Aufbau aufweisen,
indem die Phasen der Signale dieser Wicklungen um 120° verschoben werden.
Wenn in diesem Fall diese Phasenwicklungen in Sternschaltung verbunden
sind, können
die Harmonischen dritter Ordnung (three-order higher harmonics)
entfernt werden.
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Der
Erfassungskopf 20 beinhaltet ferner eine Datenübertragungswicklung 36 und
eine Leistungszufuhrwicklung 38. Eine Datenempfangswicklung 43 und
eine Leistungszufuhrwicklung 44 sind auf der ersten Schicht
der PCB ausgebildet, wobei die Skala 10 an Stellen ausgebildet
wird, die der Datenübertragungswicklung 36 und
der Leistungszufuhrwicklung 38 des Erfassungskopfes entsprechen.
Die Datenübertragungswicklung 36,
die Leistungszufuhrwicklung 38, die Datenempfangswicklung 43 bzw.
die Leistungszufuhrwicklung 44 sind Ringschleifen. In Betrieb
wird ein von der Datenübertragungswicklung 36 entwickeltes
Magnetfeld mit der Datenempfangswicklung 43 verkettet,
wodurch Daten zwischen ihnen überführt werden.
Ein Magnetfeld von der Leistungszufuhrwicklung 44 wird
mit der Leistungszufuhrwicklung 38 verkettet, wodurch der
letzteren von der ersteren elektrische Leistung zugeführt wird.
Diese Wicklungen können
an Stelle der Ringspulen mäanderförmige Spulen,
spiralförmige
Spulen oder andere sein.
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Wie
in 1 gezeigt, beinhaltet die Skala 10 einen
Gleichstrom/Wechselstrom-Wandler 92, dessen Ausgang mit
der Leistungszufuhrwicklung 44 verbunden ist. Der Erfassungskopf 20 beinhaltet
einen Wechselstrom/Gleichstrom-Wandler 93, dessen Eingang
mit der Leistungszufuhrwicklung 38 verbunden ist. Der Ausgang
des Wechselstrom/Gleichstrom-Wandlers 93 ist mit einer
Erregerschaltung 50, einer Empfangsschaltung 70,
einer Datenübertragungsschaltung 80 und
einer Steuerschaltung 42 verbunden.
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Die
Anschlüsse
der Übertragungswicklung 22 sind
mit dem Ausgang der Erregerschaltung 50 verbunden. Die
Erregerschaltung 50 antwortet auf ein Impulssignal von
der Steuerschaltung 42 und liefert ein sich zeitlich änderndes
Erregungssignal an die Anschlüsse
der Übertragungswicklung 22.
Das Erregungssignal ist vorzugsweise ein Sinussignal mit hoher Frequenz,
ein Impulssignal oder ein Sinussignal, das sich exponentiell abschwächt. Die
Erregerschaltung 50, wie in 4 gezeigt,
beinhaltet einen ersten Schalter 51 und einen zweiten Schalter 52,
die zwischen einer VDD-Versorgungsspannung und der Erde in Reihe
angeschlossen sind. Ein darin enthaltener Kondensator 53 ist
an einem Ende mit einem Verbindungsknoten N1 zwischen den Schaltern 51 und 52 und
am anderen Ende mit einem Anschluss der Übertragungswicklung 22 verbunden.
Der andere Anschluss der Übertragungswicklung 22 ist
geerdet. Bei einer solchen Verbindung dient die Übertragungswicklung 22 als
Induktivität,
die mit dem Kondensator 53 kombiniert wird, um eine LC-Resonanzschaltung
zu bilden. Die Erregerschaltung 50 erregt intermittierend
die Übertragungswicklung 22 mit
Hilfe der Schalter 51 und 52, welche durch Impulssignale 54 und 55 gesteuert
werden, die von der Steuerschaltung 42 abgeleitet werden.
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Die Übertragungswicklung 22 ist über die Kopplungsschleifen 12 und 16 an
der Skala 10 indirekt und induktiv an die beiden Empfangswicklungen 24 und 26 gekoppelt.
Die Empfangswicklungen 24 und 26 sind mit der
Empfangsschaltung 70 verbunden. Die Empfangsschaltung 70,
wie in 4 gezeigt, beinhaltet eine Abtast/Halte-Schaltung 71 und einen
A/D-Wandler 79. Ein Ausgangssignal der Empfangswicklung 24 ist
mit einer Abtast/Halte-Unterschaltung 72 verbunden und
ein Ausgangssignal der Empfangswicklung 26 ist mit einer
Abtast/Halte-Unterschaltung 73 verbunden.
Die Abtast/Halte-Unterschaltungen 72 und 73 enthalten
Schalter 74 zum Empfangen der Ausgangssignale der Empfangswicklungen 24 bzw. 26 und
diese führen
synchron mit einem Impulssignal, das der Steuerung der Erregungsschaltung 50 dient,
einen Abtastvorgang durch. Der Ausgangsanschluss des Schalters 74 ist
mit einem positiven Eingangsanschluss eines Pufferverstärkers 75 verbunden.
Ein Ende eines Abtast/Halte-Kondensators 76 ist mit einem
Verbindungsknoten N2 zwischen dem Schalter 74 und dem Trennverstärker 75 verbunden,
sein anderes Ende ist geerdet. Ein negativer Eingangsanschluss des
Trennverstärkers 75 ist mit
einem Ausgangsknoten N3 des Trennverstärkers 75 verbunden.
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Schalter 77 der
beiden Abtast/Halte-Unterschaltungen 72 und 73 sind
gemeinsam mit einer Ausgangsleitung 78 verbunden, die wiederum
mit dem Eingangsanschluss des A/D-Wandlers 79 verbunden
ist. Der A/D-Wandler 79 wandelt eine Analogsignalausgabe
von der Abtast/Halte-Schaltung 71 in ein entsprechendes
Digitalsignal um. Das digitalisierte Signal wird dann zur Steuerschaltung 42 überführt. Abtastzeiten
der Abtast/Halte-Unterschaltungen 72 und 73 werden
ermittelt, wobei vorhergesagte Verzögerungscharakteristiken in
der Erregungsschaltung 50, der durch die Erregungsschaltung 50 erregten Übertragungswicklung 22 und
den Empfangswicklungen 24 und 26 gestattet werden,
die auf von der Übertragungswicklung 22 entwickelte,
variierende magnetische Flüsse
antworten.
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Die
Steuerschaltung 42 enthält
einen Mikroprozessor und steuert den Gesamtbetrieb des Erfassungskopfes 20.
Insbesondere gibt die Steuerschaltung 42 Impulssignale
an die Erregungsschaltung 50 und die Empfangsschaltung 70 aus,
um sie zu steuern. Die Steuerschaltung 42 berechnet eine
relative Position des Erfassungskopfes 20 zu einem Ursprungspunkt,
indem sie ein Digitalsignal von der Empfangsschaltung 70 verwendet,
und überführt die berechnete
in Form von seriellen digitalen Daten zur Datenübertragungsschaltung 80.
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Zu 1 zurückkehrend,
ist einer der Eingänge
der Datenübertragungsschaltung 80 mit
der Datenübertragungswicklung 36 verbunden,
der andere Ausgang ist mit einem Eingangs/Ausgangsverbinder 96 verbunden.
In der zur Debatte ste henden Ausführungsform wird das Signal
in der Steuerschaltung 42 in ein serielles Signal umgewandelt.
In einem Fall, in dem die Ausgangssignale der Steuerschaltung 42 parallele
Signale sind, sind in der Datenübertragungsschaltung 80 Schaltungen
zum Umwandeln des parallelen Signals in ein serielles Signal bereitgestellt.
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Die
Datenempfangswicklung 43 der Skala 10 ist mit
einer Datenempfangsschaltung 82 verbunden. Der Eingang
des Gleichstrom/Wechselstrom-Wandlers 92 und der Ausgang
der Datenempfangsschaltung 82 sind mit einem an der Skala 10 bereitgestellten
Eingangs/Ausgangsverbinder 94 verbunden.
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Die
Eingangs/Ausgangsverbinder 94 und 96 sind jeweils
mit einem Signalanschluss (Datenüberführungsanschluss)
und einem Leistungszufuhranschluss versehen und haben die gleiche
Konfiguration. Ferner kann jeder von diesen an einem empfangsseitigen
Verbinder 98 angebracht sein. Der empfangsseitige Verbinder 98 ist
an die numerische Steuerung 46 der numerisch gesteuerten
Werkzeugmaschine gekoppelt, so dass er den gemessenen Wert als numerische
Daten zur numerischen Steuerung 46 überführt.
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Die
einzelnen Positionen in einer Wellenlänge werden von der Steuerschaltung 42 eindeutig
spezifiziert. Die Steuerschaltung enthält ferner einen Speicher zum
Speichern von Bewegungsrichtungen des Kopfes und eine Anzahl von
Wellenlängen,
an denen der Kopf vorbeigegangen ist. Die Steuerschaltung 42 ermittelt
alle einzelnen Positionen bezüglich eines
Ursprungspunktes des Erfassungskopfes 20 durch Nutzung
des Speichers. Insbesondere wird in der Ausführungsform eine interpolierte
Zahl (= 4) durch Verarbeitung der Ausgangssignale der ersten und
zweiten Empfangswicklungen 24 und 26 erhalten,
die um λ/4
voneinander phasenverschoben sind. Wenn eine geeignete Interpolationsschaltung
bereitgestellt ist, wird eine Positionsmessung mit höherer Auflösung sichergestellt.
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Es
wird unten ein Betrieb der so angeordneten ersten Ausführungsform
beschrieben. Um zu arbeiten, wie in 5A gezeigt,
wird der empfangsseitige Verbinder 98 mit dem Eingangs/Ausgangsverbinder 94 (in 5A nicht
zu sehen, da er durch den daran angebrachten empfangsseitigen Verbinder 98 verdeckt
ist) der Skala 10 verbunden und in diesem Zustand der Vorrichtung
zur Erfassung einer Versetzung von der numerischen Steuerung 46 elektrische Leistung
zugeführt.
Dann wieder empfängt
der Gleichstrom/Wechselstrom-Wandler die Leistung und wandelt sie
in eine Wechselstromleistung um und führt die Wechselstromleistung
der Leistungszufuhrwicklung 44 zu.
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Die
Leistungszufuhrwicklung 44 entwickelt ein Magnetfeld, das
mit der Leistungszufuhrwicklung 38 verkettet ist. Der Wechselstrom/Gleichstrom-Wandler 93 empfängt die
Wechselstromleistung von der Leistungszufuhrwicklung 38 und
wandelt sie in eine Gleichstromleistung um und führt die umgewandelte der Steuerschaltung 42,
der Erregungsschaltung 50, der Empfangsschaltung 70 und der
Datenübertragungsschaltung 80 zu.
Die Erregerschaltung 50 antwortet auf ein Impulssignal
von der Steuerschaltung 42, um ein sich mit der Zeit änderndes
Erregungssignal an die Anschlüsse
der Übertragungswicklung 22 zu
liefern. Die Übertragungswicklung 22 entwickelt
ein primäres
Magnetfeld, das von ihrem Inneren auf der Papieroberfläche von 2 aus
ansteigt und zu ihrem Äußeren (der
Wicklung 22) auf der Papieroberfläche von 2 abfällt.
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Die
ersten Schleifenteile 13 und 17 der ersten Kopplungsschleifen 12 und 16,
die sich unter der Übertragungswicklung 22 befinden,
antworten auf das von der Übertragungswicklung 22 entwickelte primäre Magnetfeld
und erzeugen induzierte elektromagnetische Kräfte, die Ströme und Magnetfelder
in einer solchen Richtung bewirken, dass die Größe des primären Magnetfeldes abnimmt. Wenn
der Strom der Übertragungswicklung
im Gegenuhrzeigersinn fließt,
wie in 2 gezeigt, fließen die induzierten Ströme der ersten
Schleifenteile 13 und 17 der ersten Kopplungsschleifen 12 und 16 im
Uhrzeigersinn. Der Strom im zweiten Schleifenteil 14 der
ersten Kopplungsschleife 12 fließt ebenso im Uhrzeigersinn, während der
Strom im zweiten Schleifenteil 18 der zweiten Kopplungsschleife 16 wegen
des Vorhandenseins der Querverdrahtung 19 im Gegenuhrzeigersinn
fließt.
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Folglich
entwickeln die zweiten Schleifenteile 14 und 18 solche
sekundären
Magnetfelder, dass die entgegengesetzte magnetische Polarität mit gegebenen
Perioden entlang der Skala 10 unter den Empfangswicklungen 29 und 26 des
Erfassungskopfes 20 wiederholt auftritt. Die sekundären Magnetfelder
weisen jeweils eine Wellenlänge
gleich der Periode der zweiten Schleifenteile 14 und 18 auf
und sind um λ/4 voneinander
phasenverschoben. Wenn der Erfassungskopf 22 entlang der
Skala 10 bewegt wird, erzeugen daher die ersten und zweiten
Empfangswicklungen 24 und 26 jeweils ein Spannungssignal
als periodische Funktion der Wellenlänge λ in Übereinstimmung mit der Größe seiner
Bewegung, d.h. einer Versetzung.
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Das
Spannungssignal wird von der Empfangsschaltung 70 zur Steuerschaltung 42 überführt und
die Steuerschaltung 42 wandelt es dann in ein serielles
Digitalsignal um und gibt das umgewandelte an die Datenübertragungsschaltung 80 aus.
Dann verstärkt
die Datenübertragungsschaltung 80 wiederum
das Empfangene und gibt das verstärkte Signal an die Datenübertragungswicklung 36 aus.
Dann überträgt die Datenübertragungswicklung 43,
die magnetisch an die Datenübertragungswicklung 36 gekoppelt
ist, das Signal an die Datenempfangsschaltung 82. Das Signal
wird in Form von numerischen Daten über den Eingangs/Ausgangsverbinder 94 und den
empfangsseitigen Verbinder 98 an die numerische Steuerung 46 der
numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine gegeben. Die bisher gegebene
Beschreibung des Betriebs ist die Beschreibung des Falles, in dem
der empfangsseitige Verbinder mit dem Eingangs/Ausgangsverbinder 94 der
Skala 10 verbunden ist.
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Die
folgende Beschreibung ist ein Betrieb der Vorrichtung zur Erfassung
einer Versetzung in einem Fall, in dem wie in 5B gezeigt
der empfangsseitige Verbinder 98 mit dem Eingangs/Ausgangsverbinder 96 des
Erfassungskopfes verbunden ist (der Verbinder 96 ist in
der Figur verdeckt, da der empfangsseitige Verbinder 98 an
dem Verbinder angebracht ist). In diesem Fall wird die von der numerischen
Steuerung 46 ausgegebene elektrische Leistung direkt der
Steuerschaltung 42, der Erregungsschaltung 50,
der Empfangsschaltung 70 und der Datenübertragungsschaltung 80 zugeführt. Die
Erregungsschaltung 50 antwortet auf ein Pulssignal von der
Steuerschaltung 42 und gibt ein Erregungssignal aus. Dann
entwickelt wiederum die Übertragungswicklung
ein primäres
Magnetfeld und entwickeln die Kopplungsschleifen 12 und 16 sekundäre Magnetfelder.
Die sekundären
Magnetfelder induzieren in den ersten und zweiten Empfangswicklungen 24 und 26 Spannungen,
die sich mit einer Versetzung des Erfassungskopfes ändern. Jedes
von der Empfangsschaltung 70 erfasste Spannungssignal wird
von der Steuerschaltung 42 in ein serielles Digitalsignal
umgewandelt. Das Digitalsignal wird dann aus dem anderen Ausgang
der Datenübertragungsschaltung 80 an
den Eingangs/Ausgangsverbinder 96 ausgegeben. Schließlich wird
das Signal über
den empfangsseitigen Verbinder 98 an die numerische Steuerung 46 ausgegeben.
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Wenn
der empfangsseitige Verbinder 98 mit dem Eingangs/Ausgangsverbinder 96 des
Erfassungskopfes 20 verbunden ist, werden die Datenempfangsschaltung 82 und
der Gleichstrom/Wechselstromwandler 92 in der Skala 10 nicht
verwendet. Folglich kann ein manueller Schalter zum Zwecke der Verringerung
des Stromverbrauchs und Unterdrückung
der Geräuscherzeugung
bereitgestellt sein. Der Eingangs/Ausgangsverbinder 94 kann
einen mechanischen Schalter enthalten, der so arbeitet, dass, wenn
der empfangsseitige Verbinder 98 in den Eingangs/Ausgangsverbinder 94 eingeführt wird,
die Datenempfangsschaltung 82 und der Gleichstrom/Wechselstrom-Wandler 92 automatisch
eingeschaltet werden, und wenn der Ein gangs/Ausgangsverbinder 94 entfernt
wird, diese automatisch ausgeschaltet werden.
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Wie
oben beschrieben sind in den vorliegenden Ausführungsformen die Eingangs/Ausgangsverbinder 94 und 96 in
der Skala 10 bzw. dem Erfassungskopf 20 bereitgestellt.
Jeder der Verbinder gibt ein Versetzungssignal, das von einer Versetzung
des Erfassungskopfes relativ zur Skala abhängt, nach außen aus.
Die Eingangs/Ausgangsverbinder 94 und 96 sind
jeweils so konfiguriert, dass sie an den gemeinsamen empfangsseitigen
Verbinder 98 angebracht werden. Der Eingangs/Ausgangsverbinder 94 der
Skala 10 oder der Eingangs/Ausgangsverbinder 96 des
Erfassungskopfes 20 kann abhängig von der Art der Verwendung
der Vorrichtung und vom verfügbaren
Montageraum als Gegenstückverbinder
für den
empfangsseitigen Verbinder 98 ausgewählt werden.
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Dieses
Merkmal bewirkt die folgenden Vorteile, wenn eines von Skala 10 und
Erfassungskopf 20, das bei Verwendung fest ist, mit dem
empfangsseitigen Verbinder 98 verbunden ist. Es gibt kein
Risiko, dass ein empfangsseitiges Kabel 99 für den empfangsseitigen
Verbinder 98 durch die Bewegung des Gegenstücks des
festen Elements gelöst
wird. Dies führt
zu einer Verbesserung der Zuverlässigkeit. Außerdem kann
die Vorrichtung mit hoher Geschwindigkeit betrieben werden, da das
bewegliche Element in seiner Bewegung nicht durch das Kabel 99 eingeschränkt ist.
In einem Fall, in dem eine Vorrichtung zur Erfassung einer Versetzung
der Erfindung bei einem Längenmessgerät oder einer
Werkzeugmaschine zum Zwecke einer Messung mit höherer Genauigkeit angewendet
wird, ist es bevorzugt, dass die Skala 10, die lang ist,
an einem beweglichen Teil befestigt verwendet wird und der Erfassungskopf 20 an
einem festen Teil befestigt ist.
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In
der ersten Ausführungsform
sind die Datenübertragungsschaltung 80 und
die Datenempfangsschaltung 82 im Erfassungskopf 20 bzw.
der Skala 10 bereitgestellt und werden die Daten zwischen
diesen Elementen überführt. Die
erste Ausführungsform
kann modifiziert sein, so dass die Kombination der Steuerschaltung 42,
der Erregungsschaltung 50, Empfangsschaltung 70 und
der Kopplungsschleifen 12 und 16 in jedem von
Skala 10 und Erfassungskopf 20 bereitgestellt
ist. Die erste Ausführungsform
hat den Vorteil der Aufbauvereinfachung, da sie so angeordnet ist,
dass die Empfangsschaltung 70 zum Erzeugen des von einer
Elementversetzung abhängigen
Versetzungssignals und die Datenübertragungsschaltung 80 zum Übertragen
des Versetzungssignals im Erfassungskopf 20 bereitgestellt sind
und die Datenempfangsschaltung 82 zum Empfangen des Versetzungssignals
von der Datenübertragungsschaltung 80 in
der Skala 10 bereitgestellt ist.
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Es
kann eine Drahtverbindung zum Überführen von
Daten zwischen der Skala 10 und dem Erfassungskopf 20 über einen
dazwischen angeschlossenen Draht verwendet werden. In der ersten
Ausführungsform
werden die Daten zwischen der Skala 10 und dem Erfassungskopf 20 drahtlos überführt. Dieses
Merkmal beseitigt die Probleme eines Lösens des Verbindungsdrahtes
und eine Einschränkung
der Bewegung des Kopfes durch das Gewicht des Verbindungsdrahtes.
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In
einer Alternative kann eine Einrichtung für den elektrischen Kontakt
für die
Datenüberführung zwischen
der Skala 10 und dem Erfassungskopf 20 verwendet
werden. In einem speziellen Beispiel des Kontaktaufbaus ist ein
schienenartiger Gleitkontakt bereitgestellt, der sich über die
gesamte Länge
der Skala 10 erstreckt. Ein bürstenartiges Gleitelement ist
am Erfassungskopf 20 bereitgestellt. Das Gleitelement ist
dauerhaft und gleitend auf den schienenartigen Gleitkontakt gelegt.
Diese Alternative ist jedoch in seiner Messgenauigkeit der elektromagnetischen Induktion
etwas unterlegen, da zwangsläufig
ein Kontaktwiderstand durch das bürstenartige Gleitelement vorhanden
ist.
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Ferner
beinhalten die Eingangs/Ausgangsverbinder 94 und 96 jeweils
den Signalanschluss und den Leistungszufuhranschluss. In einem Fall,
in dem der empfangsseitige Verbinder 98 mit dem Eingangs/Ausgangsverbinder 94 verbunden
ist, und auch in einem Fall, in dem er mit dem Eingangs/Ausgangsverbinder 96 verbunden
ist, werden die elektrische Verbindung zum Ableiten des Signals
und die für
die Zufuhr elektrischer Leistung beide durch einen Vorgang hergestellt.
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Darüber hinaus
wird elektrische Leistung von der Skala 10 dem Erfassungskopf 20 zugeführt, indem
die Leistungszufuhrwicklungen 44 und 38 verwendet
werden. Der Erfassungskopf 20 wird durch die zugeführte elektrische
Leistung angetrieben und führt
den Erfassungsvorgang aus. Folglich gibt es keinen Bedarf zur Verwendung
des Kabels zum Zuführen
elektrischer Leistung zum Erfassungskopf 20.
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Die
erste Ausführungsform
der Erfindung nutzt die elektromagnetische Induktion für den Leistungszufuhrabschnitt.
An Stelle der elektromagnetischen Induktion kann eine Übertragungseinrichtung mit
Kontakt auf der Basis des elektrischen Kontakts verwendet werden.
Insbesondere ist ein schienenartiger Gleitkontakt bereitgestellt,
der sich über
die gesamte Länge
der Skala 10 erstreckt. Ein bürstenartiges Gleitelement ist
am Erfassungskopf 20 bereitgestellt. Das Gleitelement ist
dauerhaft und gleitend auf den schienenartigen Gleitkontakt gelegt.
Die Übertragungseinrichtung
mit Kontakt ist in ihrer Messgenauigkeit der Übertragung auf Basis der elektromagnetischen
Induktion etwas unterlegen, da zwangsläufig ein Kontaktwiderstand
durch das bürstenartige
Gleitelement vorhanden ist. Sie ist jedoch dadurch vorteilhaft,
dass der Aufbau vereinfacht und die Größe der Vorrichtung verringert
ist.
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In
beiden Fällen
der Nutzung der elektromagnetischen Induktion für die Zufuhr elektrischer Leistung
und der Verwendung der Übertragungseinrichtung
mit Kontakt für
denselben Zweck kann die elektrische Leistung in jeder Lage des
Erfassungs kopfes zugeführt
werden, bevor und nachdem er versetzt ist. Ferner wird die elektrische
Leistung dem Erfassungskopf vielleicht nur zugeführt, wenn er eine Bereitschaftslage
einnimmt. Insbesondere ist die Leistungszufuhrwicklung 44 nur
an einer Position auf der gesamten Länge der Skala 10 bereitgestellt,
die einer Bereitschaftsposition (Ausgangsposition) des Erfassungskopfes 20 in
einer zu messenden Vorrichtung gegenübersteht. Eine Batterie ist
am Erfassungskopf 20 als sekundäre Batterie angebracht. Die
Batterie des Erfassungskopfes 20 wird über die Leistungszufuhrwicklung 44 (oder
die Übertragungseinrichtung mit
Kontakt) aufgeladen, während
der Erfassungskopf 20 in der Bereitschaftsposition bleibt.
Dieser Fall hat den Vorteil, dass es keine Notwendigkeit zur Bereitstellung
des Leistungszufuhrabschnitts gibt, der sich über die gesamte Länge der
Skala 10 erstreckt.
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Es
wird eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die in 6 gezeigte
zweite Ausführungsform
entspricht der vereinfachten ersten Ausführungsform. In der zweiten Ausführungsform
wird elektrische Leistung nicht von der Skala 10 aus dem
Erfassungskopf 20 zugeführt. Statt
dessen ist eine Batterie 193 als primäre Batterie am Erfassungskopf 20 bereitgestellt.
Der Erfassungskopf 20 wird durch die elektrische Leistung
der Batterie angetrieben und führt
den Vorgang der Erfassung einer Versetzung aus. In 6 beinhaltet der
Erfassungskopf 20 ferner eine Steuerschaltung 242,
eine Erregungsschaltung 50, eine Übertragungswicklung 22 und
einen Eingangs/Ausgangsverbinder 96 und zusätzlich die
Batterie 193 als Vorbatterie (preliminary battery). Die
Skala 10 beinhaltet Kopplungsschleifen 12 und 16,
eine Datenempfangswicklung 43, eine Datenempfangsschaltung 82 und einen
Eingangs/Ausgangsverbinder 94, wie in der ersten Ausführungsform.
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Wenn
der empfangsseitige Verbinder 98 mit dem Eingangs/Ausgangsverbinder 94 der
Skala 10 verbunden ist, wird elektrische Leistung von der
Batterie 193 aus der Steuer schaltung, der Erregerschaltung 50,
Empfangsschaltung 70 und der Übertragungsschaltung 80 zugeführt. Ein
Ausgangssignal der Erregungsschaltung 50 erregt die Übertragungswicklung 22,
die wiederum ein primäres
Magnetfeld entwickelt. Dann entwickeln wiederum die Kopplungsschleifen 12 und 16 sekundäre Magnetfelder. Die
sekundären
Magnetfelder induzieren in den Empfangswicklungen 24 und 26 Spannungen,
die eine Versetzung des Erfassungskopfes darstellen. Jedes von der
Empfangsschaltung 70 erfasste Spannungssignal wird in die
Steuerschaltung 242 eingegeben. In der Steuerschaltung 242 wird
das Spannungssignal in ein serielles Digitalsignal umgewandelt und
das umgewandelte zur Datenübertragungsschaltung 80 überführt und
an die Datenübertragungswicklung 36 ausgegeben.
Ein von der Datenübertragungswicklung 36 entwickeltes
Magnetfeld induziert in der Datenempfangswicklung 43 eine
Spannung und die induzierte Spannung wird von der Datenempfangsschaltung 82 erfasst.
Die Datenempfangsschaltung 82, die von der numerischen
Steuerung 46 mit elektrischer Leistung versorgt wird, gibt das
erfasste Signal an den Eingangs/Ausgangsverbinder 94 und
die numerische Steuerung 46 aus.
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Wenn
der empfangsseitige Verbinder 98 mit dem Eingangs/Ausgangsverbinder 96 des
Erfassungskopfes 20 verbunden ist, wird elektrische Leistung
von der numerischen Steuerung 46 aus der Steuerschaltung 242,
der Empfangsschaltung 70 und der Übertragungsschaltung 80 direkt
zugeführt.
Die Übertragungswicklung 22 empfängt ein
Ausgangssignal von der Erregungsschaltung 50 und entwickelt ein
primäres
Magnetfeld. Dann entwickeln wiederum die Kopplungsschleifen 12 und 16 sekundäre Magnetfelder.
Die sekundären
Magnetfelder induzieren in den Empfangswicklungen 24 und 26 Spannungen, die
sich mit einer Versetzung des Kopfes ändern. Jedes von der Empfangsschaltung 70 erfasste
Spannungssignal wird in die Steuerschaltung 242 eingegeben.
Die Steuerschaltung 242 wandelt das Spannungssignal in
ein Digitalsignal um und das umgewandelte Signal wird in die Datenübertragungsschaltung 80 eingegeben.
Dann gibt die Datenübertragungsschaltung 80 das
Datensignal an den Eingangs/Ausgangsverbinder 96 und die
numerische Steuerung 46 aus.
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Die
zweite Ausführungsform
ist nicht mit einer Schaltung zum Zuführen elektrischer Leistung zum
Erfassungskopf 20 versehen. Daher ist die Vorrichtung zur
Erfassung einer Versetzung von den Problemen frei, die von der Leistungszufuhr
stammen, wie Leistungsverlust und instabile Leistung. Die zweite
Ausführungsform
benötigt
die Verwaltung der Batterieentladung, z.B. wird die Batterie in
einem vorher bestimmten Zeitintervall durch eine neue ersetzt. Die
zweite Ausführungsform
benötigt
jedoch nicht den für
das Laden erforderlichen Aufbau. Dieses Merkmal macht die Vorrichtung
im Aufbau äußerst einfach
und in ihrer Größe klein.
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Die
zweite Ausführungsform
kann modifiziert werden, so dass der Erfassungskopf 20 nicht
mit dem Eingangs/Ausgangsverbinder 96 versehen ist. Bei dieser
Modifikation ist es unmöglich,
den empfangsseitigen Verbinder 98 mit dem Erfassungskopf 20 zu verbinden.
Wenn jedoch der Erfassungskopf 20 am bei Verwendung beweglichen
Element befestigt ist, gibt es kein Risiko, dass das empfangsseitige
Kabel für
den empfangsseitigen Verbinder durch die Bewegung des Erfassungskopfes 20 gelöst wird,
und kann der Erfassungskopf mit hoher Geschwindigkeit betrieben
werden, wie in der ersten Ausführungsform.
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Während die
zweite Ausführungsform
die Batterie 193 als primäre Batterie verwendet, kann statt
dessen eine sekundäre
Batterie oder eine Kapazität
mit hoher Leistungsfähigkeit
verwendet werden. In diesem Fall ist eine Leistungszufuhrwicklung
oder Ladeeinrichtung nur an einer Position auf der gesamten Länge der
Skala 10 bereitgestellt, die einer Bereitschaftsposition
(Ausgangsposition) des Erfassungskopfes 20 in einer zu
messenden Vorrichtung gegenübersteht.
Die Batterie wird aufgeladen, während
der Erfassungskopf 20 in der Bereit schaftsposition bleibt.
Falls erforderlich kann eine Sonnenbatteriezelle verwendet werden.
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Es
wird eine dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die in 7 bis 9 gezeigte
dritte Ausführungsform
ist so angeordnet, dass die Datenübertragungsschaltung 80 und die
Datenübertragungswicklung 36,
die in der ersten Ausführungsform
verwendet werden, nicht verwendet werden und die Erregungsschaltung 50 eine
zusätzliche
Funktion zum Übertragen
von Daten hat. Wie in 8 gezeigt ist eine Datenempfangswicklung 132 als
Ringspule wie die Datenempfangswicklung 93 in der ersten
Ausführungsform
auf der Rückseite
der ersten Schleifenteile 13 und 17 der Kopplungsschleifen 12 und 16 ausgebildet.
Der Ausgang der Datenempfangsschaltung 132 ist mit einer
Datenempfangsschaltung 282 verbunden. Der Ausgang der Datenempfangsschaltung 282 ist
mit dem Eingangs/Ausgangsverbinder 94 verbunden. Eine Steuerschaltung 142 hat
die Funktion, ein Signal, das von der Empfangsschaltung 70 ausgegeben
wird, in ein serielles Digitalsignal umzuwandeln. Der restliche Aufbau
der zweiten Ausführungsform
ist im Wesentlichen der gleiche wie der entsprechende der ersten Ausführungsform.
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Wenn
der empfangsseitige Verbinder 98 mit dem Eingangs/Ausgangsverbinder 94 der
Skala 10 verbunden ist, wird elektrische Leistung von der
numerischen Steuerung 46 dem Gleichstrom/Wechselstrom-Wandler 92 und
dem Wechselstrom/Gleichstrom-Wandler 93 und dann der Steuerschaltung 142,
der Erregungsschaltung 50 und der Empfangsschaltung 70 zugeführt. Das
Ausgangssignal der Erregungsschaltung 50 erregt die Übertragungswicklung 22,
um ein primäres
Magnetfeld zu entwickeln, und es werden wiederum von den Kopplungsschleifen 12 und 16 sekundäre Magnetfelder
entwickelt. Die sekundären
Magnetfelder induzieren in den Empfangswicklungen 24 und 26 Spannungen,
die sich mit einer Versetzung des Kopfes ändern. Jedes der Spannungssignale
wird von der Empfangsschaltung 70 erfasst und in die Steuerschaltung 142 eingege ben.
Das Spannungssignal wird von der Steuerschaltung 142 in
ein serielles Signal umgewandelt und das umgewandelte wird in die
Erregungsschaltung 50 und dann in die Übertragungswicklung 22 ausgegeben.
Ein von der Übertragungswicklung 22 aus
entwickeltes Magnetfeld induziert in der Datenempfangswicklung 132 eine
Spannung und die induzierte Spannung wird von der Datenempfangsschaltung 282 erfasst.
Das von der Datenempfangsschaltung 282 ausgegebene Spannungssignal
wird an den Eingangs/Ausgangsverbinder 94 und die numerische Steuerung 46 gegeben.
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Die
Erregungsschaltung 50 wird im Zeitmultiplex betrieben.
Wie in 9 gezeigt, wird der Vorgang für die Positionserfassung und
die Datenumwandlung innerhalb eines vorher bestimmten Zeitsegments
ausgeführt
und wird der Datenübertragungsvorgang
innerhalb eines nachfolgenden vorher bestimmten Zeitsegments ausgeführt. Diese
Vorgänge
werden abwechselnd wiederholt. Für
den Zeitmultiplex-Betrieb der Erregungsschaltung wird von der Steuerschaltung 142 aus
ein Impulssignal (die oberste Wellenform in 9) an die
Erregungsschaltung 50 gegeben. Der Positionserfassungsvorgang
beginnt zu einem Zeitpunkt to. Darauf antwortend erzeugt eine in
der Erregungsschaltung 50 enthaltene LC-Resonanzschaltung
ein mit der Zeit abnehmendes Resonanzsignal. Dieses Signal wird
von den Empfangswicklungen 24 und 26 und der Empfangsschaltung 70 erfasst
und in die Steuerschaltung 142 eingegeben. Die Steuerschaltung 142 erfasst
einen oberen Peak in der Wellenform des Resonanzsignals (siehe mittlere
Wellenform in 9). Innerhalb einer vorher bestimmten
Zeitdauer, die an einem Zeitpunkt t1 des oberen Peaks beginnt, wird
ein Vorgang zur Vorbereitung der Datenübertragung ausgeführt, nämlich der
Vorgang für
die Positionserfassung und die Datenumwandlung in serielle Daten
durchgeführt. Bei
Beendigung der Datenübertragungsvorbereitung beginnt
die Steuerschaltung 142 zu einem Zeitpunkt t2 ein Impulssignal,
das Daten enthält,
an die Erregungsschaltung 50 auszugeben.
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Wenn
der empfangsseitige Verbinder 98 mit dem Eingangs/Ausgangsverbinder 96 des
Erfassungskopfes 20 verbunden ist, wird von der numerischen
Steuerung 46 aus zugeführte
elektrische Leistung direkt der Steuerschaltung 142, der
Erregungsschaltung 50 und der Empfangsschaltung 80 zugeführt. Wenn
die Übertragungswicklung 22 durch
das Ausgangssignal der Erregungsschaltung 50 erregt wird,
um ein primäres
Magnetfeld zu entwickeln, entwickeln die Kopplungsschleifen 12 und 16 sekundäre Magnetfelder,
die wiederum in den Empfangswicklungen 24 und 26 Spannungen
induzieren, die sich mit der Versetzung des Kopfes ändern. Jedes
der Spannungssignale wird von der Empfangsschaltung 70 erfasst
und in die Steuerschaltung 142 eingegeben. Die Steuerschaltung 142 wandelt
das Spannungssignal in ein serielles Digitalsignal um. Das umgewandelte
Signal wird in den Eingangs/Ausgangsverbinder 96 und die
numerische Steuerung 46 eingegeben.
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In
der dritten Ausführungsform
wird die in der ersten Ausführungsform
verwendete Datenübertragungswicklung 36 nicht
verwendet. Dieses Merkmal führt
zur Verringerung der Anzahl von erforderlichen Teilen und der Größe der Vorrichtung.
Aus dem Blickwinkel der Herstellungskosten ist es bevorzugt, die Datenempfangswicklung 132 auf
der Rückseite
der PCB auszubilden wie in 8 gezeigt.
Falls erforderlich kann die Datenempfangswicklung 132 statt
dessen in einer mehrschichtigen PCB ausgebildet sein.
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Es
wird nun eine vierte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der in 10 gezeigten
vierten Ausführungsform
wird für
den Erfassungskopf 20 eine externe Einheit 100 verwendet und
elektronische Bauteile sind nicht in den Erfassungskopf 20 aufgenommen.
In 10 ist in der Skala 10 eine Relaiswicklung 143 bereitgestellt
und ist für
den Erfassungskopf 20 eine Relaiswicklung 136 mit
dem Zweck einer Erregungssignalübertragung
bereitgestellt. In der Skala 10 ist eine Relaiswicklung 144 und
im Erfassungskopf 20 eine Relaiswicklung 138 für den Zweck
einer Übertragung
des erfassten Signals bereitgestellt. Die Relaiswicklungen 136, 138, 143 und 144 sind
Ringspulen. An Stelle der Ringspulen können mäanderförmige Spulen oder spiralförmige Spulen
verwendet werden.
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In
der Skala 10 sind Kopplungsschleifen 12 und 16 ähnlich denen
in der ersten Ausführungsform bereitgestellt.
Die Relaiswicklungen 143 und 144 sind mit einem
Eingangs/Ausgangsverbinder 194 verbunden.
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Im
Erfassungskopf 20 sind der Anschluss der Übertragungswicklung 22 und
die Anschlüsse
der Empfangswicklungen 24 und 26 mit einem Eingangs/Ausgangsverbinder 196 verbunden.
Der Anschluss der Relaiswicklung 136 ist verzweigt und
mit der Übertragungswicklung 22 verbunden
und der Anschluss der Relaiswicklung 138 ist verzweigt
und mit den Empfangswicklungen 24 und 26 verbunden.
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Die
Eingangs/Ausgangsverbinder 194 und 196 haben die
gleiche Konfiguration. Ferner kann jeder von diesen an einem empfangsseitigen
Verbinder 198 angebracht sein. Der Eingangs/Ausgangsverbinder 194 (196)
beinhaltet Erregungsanschlüsse 194a (196a),
die mit den Relaiswicklungen 143 (136) für die Erregungs-
und Signalanschlüsse 194b (196b) verbunden
sind, die mit der Relaiswicklung 144 (138) zum
Ableiten des Signals verbunden sind.
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Die
externe Einheit 100 beinhaltet eine Erregungsschaltung 150,
eine Empfangsschaltung 170 und eine Steuerschaltung 342 und
beinhaltet ferner einen mit dem empfangsseitigen Verbinder 98 des empfangsseitigen
Kabels 99, das von der numerischen Steuerung 46 ausgeht,
zu vebindenden, äußeren Verbinder 97.
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Die
Vorrichtung zur Erfassung einer Versetzung der vierten Ausführungsform
wird in einem Zustand verwendet, in dem der empfangsseitige Verbinder 98 mit
dem äußeren Verbinder 97 der externen Einheit 100 verbunden
ist. Von der numerischen Steuerung 46 zugeführte elektrische
Leistung wird der Steuerschaltung 342, der Erregungsschaltung 150 und
der Empfangsschaltung 170 zugeführt.
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Wenn
der empfangsseitige Verbinder 198 der externen Einheit 100 mit
dem Eingangs/Ausgangsverbinder 194 der Skala 10 verbunden
ist, wird das Ausgangssignal der Erregungsschaltung 150 über die
Relaiswicklungen 143 und 136 an die Übertragungswicklung 22 gegeben,
die wiederum ein primäres
Magnetfeld entwickelt. Darauf antwortend entwickeln die Kopplungsschleifen 12 und 16 sekundäre Magnetfelder,
die in den Empfangswicklungen 24 und 26 Spannungen
induzieren, die sich mit einer Versetzung des Kopfes ändern. Jedes
der Spannungssignale wird über
die Relaiswicklungen 138 und 144 von der Empfangsschaltung 170 erfasst.
Die Signalausgabe aus der Empfangsschaltung 170 wird an
die Steuerschaltung 342 gegeben, die sie dann in ein serielles
Digitalsignal umwandelt. Das Digitalsignal wird an den äußeren Verbinder 97 und
die numerische Steuerung 46 ausgegeben.
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Wenn
der empfangsseitige Verbinder 198 mit dem Eingangs/Ausgangsverbinder 196 des
Erfassungskopfes 20 verbunden ist, erregt das Ausgangssignal
der Erregungsschaltung 150 direkt die Übertragungswicklung 22,
um ein primäres
Magnetfeld zu entwickeln. Die Kopplungsschleifen 12 und 16 antworten
auf das primäre
Magnetfeld, um sekundäre Magnetfelder
zu entwickeln. Die sekundären
Magnetfelder induzieren in den Empfangswicklungen 24 und 26 Spannungen,
die sich mit einer Versetzung des Kopfes ändern. Die induzierten Spannungssignale
werden über
den Eingangs/Ausgangsverbinder 196 in die Empfangsschaltung 170 eingegeben.
Das von der Empfangsschaltung 170 erfasste Signal wird von
der Steuerschaltung 142 in ein serielles Digitalsignal
umgewandelt und das Digitalsignal wird dann an den äußeren Verbinder 97 und
die numerische Steuerung 46 ausgegeben.
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Die
vierte Ausführungsform
verwendet die Relaiswicklungen 136, 138, 143 und 144.
Folglich sind, wenn der empfangsseitige Verbinder 198 mit dem
Eingangs/Ausgangsverbinder 194 verbunden ist, die Signalabschwächung und
die Signalverzögerung
vorhanden, während
sie in einem Fall vernachlässigbar
sind, in dem er mit dem Eingangs/Ausgangsverbinder 196 verbunden
ist. Bei einer dafür
zu ergreifenden Maßnahme
wird die Erregungsschaltung 150 so angeordnet, dass der
Erregungsschaltung 50 in der ersten Ausführungsform
ein Verstärker hinzugefügt wird.
Der Steuerschaltung 342 ist vorzugsweise ein Einstellabschnitt
zur Auswahl einer gewünschten
Signalverzögerungszeit
hinzugefügt.
In diesem Fall kann ein manueller Schalter bereitgestellt sein,
der gestattet, dass der Verstärker
und der Einstellabschnitt nur arbeiten, wenn der empfangsseitige
Verbinder 198 mit dem Eingangs/Ausgangsverbinder 194 verbunden
ist. Ferner kann zum Zwecke der Automatisierung der obigen Auswahlvorgänge ein
mechanischer Schalter am Eingangs/Ausgangsverbinder 194 angeordnet
sein. Insbesondere wenn der mechanische Schalter verwendet wird,
und der empfangsseitige Verbinder 198 in den Eingangs/Ausgangsverbinder 194 eingeführt wird,
wird der Verstärker
eingeschaltet und eine große
Verzögerungszeit
ausgewählt.
Wenn der Eingangs/Ausgangsverbinder 194 herausgezogen wird,
wird der Verstärker
ausgeschaltet und eine kurze Verzögerungszeit ausgewählt.
-
In
der vierten Ausführungsform
wird für
den Erfassungskopf 20 eine externe Einheit 100 verwendet
und sind elektronische Bauteile nicht in den Erfassungskopf 20 aufgenommen.
Folglich kann der Erfassungskopf 20 so aufgebaut sein,
dass er äußerst klein
und hochbelastbar ist. Wenn ein Problem in der externen Einheit 100 auftritt,
muss eine Person sie durch eine neue externe Einheit 100 ersetzen. Folglich
gibt es in diesem Fall keine Notwendigkeit zum Anhalten der in Betrieb
befindlichen Produktionslinie.
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Die
Relaiswicklungen 136 und 143 in der vierten Ausführungsform,
wie in 11 gezeigt, können durch
eine Erregungswicklung 145 als Ringspule ersetzt werden,
die auf der Rückseite
der ersten Schleifenteile 13 und 17 der Kopplungsschleifen 12 und 16 bereitgestellt
ist, während
sie über
die gesamte Länge
der Skala 10 ausgedehnt ist. Wenn in diesem Fall der empfangsseitige
Verbinder 198 mit dem Eingangs/Ausgangsverbinder 194 der
Skala 10 verbunden ist, erregt ein Ausgangssignal der Erregungsschaltung 150 die
Erregungswicklung 145, um ein primäres Magnetfeld zu entwickeln.
Dann entwickeln darauf antwortend wiederum die Kopplungsschleifen 12 und 16 sekundäre Magnetfelder.
Die sekundären
Magnetfelder induzieren in den Empfangswicklungen 24 und 26 Spannungen,
die sich mit einer Versetzung des Kopfes ändern. Jedes der Spannungssignale
wird über
die Relaiswicklungen 138 und 144 von der Empfangsschaltung 170 erfasst. Wenn
der empfangsseitige Verbinder 198 mit dem Eingangs/Ausgangsverbinder 196 des
Erfassungskopfes 20 verbunden ist, wird das Ausgangssignal der
Erregungsschaltung 150 direkt an die Übertragungswicklung 22 gegeben,
die wiederum ein primäres
Magnetfeld entwickelt. In Antwort auf das primäre Magnetfeld entwickeln die
Kopplungsschleifen 12 und 16 sekundäre Magnetfelder.
Die sekundären
Magnetfelder induzieren in den Empfangswicklungen 24 und 26 Spannungen,
die sich mit einer Versetzung des Kopfes ändern. Jedes der Spannungssignale wird über den
Eingangs/Ausgangsverbinder 196 in die Empfangsschaltung 170 eingegeben.
Bei dieser Modifikation der vierten Ausführungsform ist der Leistungsverlust
gering und ist die Signalverzögerung
klein, da die Relaiswicklungen 136 und 143 nicht
verwendet werden. Die Wirkungen durch die vierte Ausführungsform
werden selbstverständlich auch
erhalten.
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Die
externe Einheit 100, die die Erregungsschaltung 150,
die Empfangsschaltung 170 und die Steuerschaltung 342 beinhaltet,
wird in der vierten Ausführungsform
und ihrer Modifikation verwendet. Falls erforderlich können die
Erregungsschaltung 150, die Empfangsschaltung 170 und
die Steuerschaltung 342 in der numerischen Steuerung 46 bereitgestellt
sein.
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In
jeder oben genannten Ausführungsform wird
für die
Datenüberführung vom
Erfassungskopf 20 zur Skala 10 die elektromagnetische
Induktion genutzt. An Stelle der elektromagnetischen Induktion kann
eine Kapazität
verwendet werden. Insbesondere wie in 12 gezeigt,
wird an Stelle einer Datenempfangswicklung 43 ein leitfähiges Erfassungselement 243 verwendet
und angeordnet, während
es über
die gesamte Länge
der Skala 10 ausgedehnt ist. An Stelle der Datenübertragungswicklung 36 wird
ein leitfähiges
Datenüberführungselement 236 verwendet
und auf der Unterseite des Erfassungskopfes 20 angeordnet.
Dieser so angeordnete Datenüberführungsaufbau
erzeugt die Wirkungen, die mit denen des Datenüberführungsaufbaus auf Basis der
elektromagnetischen Induktion vergleichbar sind.
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Zur Überführung von
Daten vom Erfassungskopf 20 zur Skala 10 kann
ein optisches Signal verwendet werden. Wie in 13 gezeigt,
ist an Stelle der Datenempfangswicklung 43 ein Lichtempfangsteil 343 einer
Photodiode, CCD (ladungsgekoppeltes Bauelement) oder dergleichen
in der Skala 10 bereitgestellt. An Stelle der Datenübertragungswicklung 36 wird
ein Licht aussendender Teil 336 verwendet und dem Lichtempfangsteil 343 gegenüber angeordnet. Dieser
Datenüberführungsaufbau
erzeugt die Wirkungen, die mit denen vergleichbar sind, die die
elektromagnetische Induktion nutzen. In diesem Fall kann sichtbares
Licht, Infrarotlicht oder Laserlicht für die optische Verbindung verwendet
werden.
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Wie
in 14 gezeigt, kann die Skala 10 wie ein
Kasten ausgebildet sein. Der Erfassungskopf 20 kann mit
einem sich nach unten erstreckenden Arm versehen sein. Der Arm ist
in eine in der Skala 10 ausgebildete Nut eingesetzt. Am
unteren Ende des Arms ist ein Licht aussendender Teil 336 bereitgestellt
und auf der Innenfläche
der Skala 10 ist ein Lichtempfangsteil 343 bereitgestellt.
In diesem Fall ist eine staubsichere Funktion sichergestellt.
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Für die Datenüberführung vom
Erfassungskopf 20 zur Skala 10 kann ein Ultraschallsignal
verwendet werden. Dieser Datenüberführungsaufbau kann
gut für
einen Fall angepasst werden, in dem sich die Skala 10 und
der Erfassungskopf in einem Fluid befinden, wie für eine Arbeitspunkterfassung
in einem Hydraulikzylinder.
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Es
ist bevorzugt, eine zylindrische elektromagnetische Abschirmung
zu verwenden, die einen Raum zwischen der Skala 10 und
dem Erfassungskopf 20 umgibt.
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In
den oben genannten Ausführungsformen wurde
die Vorrichtung zur Erfassung einer Versetzung mit Linearbewegung
erörtert,
deren Messachse linear ist. Es ist offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung
auf einen Winkelsensor oder einen Rotationssensor angewendet werden
kann, die beide eine gekrümmte
Messachse haben.
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In
den oben genannten Ausführungsformen wird
die Vorrichtung zur Erfassung einer Versetzung auf die numerisch
gesteuerte Werkzeugmaschine angewendet. Diese Vorrichtung zur Erfassung
einer Versetzung kann am Ausgang mit einer anderen Art von empfangsseitigen
Einrichtung, wie einer Anzeigeeinrichtung oder einer Aufzeichnungseinrichtung, verbunden
sein. Das heißt,
die Vorrichtung zur Erfassung einer Versetzung kann an jeden Typ
von empfangsseitiger Einrichtung gekoppelt werden, der Daten verwendet,
die eine erfasste Versetzung eines beweglichen Elements angeben.
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Die
Vorrichtungen zur Erfassung einer Versetzung der Ausführungsformen
sind vom Induktionstyp, der die Elektromagnetische Induktion nutzt. Es
wird sofort verstanden, dass die Erfindung auf die Vorrichtung zur
Erfassung einer Versetzung vom optischen oder elektrostatischen
Typ angewendet werden kann. Ferner kann sie auf die Vorrichtung
zur Erfassung einer Versetzung vom magnetischen Typ angewendet werden,
bei der N- und S-Pole
eines Permanentmagneten auf der Skala abwechselnd angeordnet sind
und eine Versetzung durch einen magnetischen Kopf oder einen Kopf
mit einem magnetischen Widerstandselement erfasst wird, der entlang der
Skala bewegt wird.