DE4321256A1 - Meßvorrichtung vom Kapazitanztyp zur absoluten Messung von Positionen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verschiebungsmeßvor­ richtung, die als ein Handwerkzeug, wie eine digitale Noniusschublehre, verwendet wird, insbesondere auf eine sogenannte Meßvorrichtung vom Kapazitanztyp zur absoluten Messung von Positionen auf der Grundlage einer relativen Position eines beweglichen Elementes gegenüber einem festen Element eines Verschiebungssensors.

Eine wachsende Anzahl von kleinen Meßvorrichtungen mit Verschiebungs­ sensoren vom Kapazitanztyp, wie digitale Noniusschublehren, digitale Mikrometer und Höhenmesser; werden verwendet. Ein Verschiebungs­ sensor vom Kapazitanztyp weist ein festes Element, wie eine Hauptskala, ein bewegliches Element, wie einen Schieber, auf, wobei das bewegliche Element fähig ist, sich gegenüber dem festen Element zu bewegen. Eine große Anzahl von Elektroden sind an dem festen Element und an dem beweglichen Element angeordnet. Wenn sich das bewegliche Element gegenüber dem festen Element bewegt, ändern sich die Kapazitanzen zwischen den Elektroden. Der Sensor gibt periodische Änderungen der Kapazitanzen als elektrische Signale aus. Somit kann die Verschiebung des beweglichen Elements gegenüber dem festen Element gemessen werden.

Es gibt zwei Typen von Verschiebungssensoren, die als Inkrementtyp und als Absoluttyp kategorisiert werden, abhängig von der Form der Aus­ gabesignale. Ein Sensor vom Inkrementtyp erfaßt fortlaufend die zykli­ schen Signale, um die Verschiebung eines Schiebers gegenüber einer Bezugsposition zu messen. Demgegenüber mißt ein Sensor vom Ab­ soluttyp eine absolute Verschiebung (Position) eines beweglichen Ele­ ments gegenüber einem festen Element im Gegensatz zu dem Sensor vom Inkrementtyp. In dem Sensor vom Absoluttyp werden z. B. abhängig von den Formen von Elektrodenmustern, die auf dem festen Element und dem beweglichen Element gebildet sind, zyklische Signale mit groben Teilungen, mittleren Teilungen und feinen Teilungen ausgegeben. Die Phaseninformation dieser zyklischen Signale mit diesen Teilungen ist zusammengesetzt. Somit wird eine absolute Verschiebung des bewegli­ chen Elements erfaßt.

Die Theorie solch eines absoluten Verschiebungssensors vom Kapazi­ tanztyp ist in der Beschreibung von US-PS-4,420,754 offenbart. Wenn ein solcher Verschiebungssensor für eine kleine Meßvorrichtung eingesetzt wird, sollte eine Signalverarbeitungsschaltung aus einem IC-Chip gebildet werden. Zusätzlich sollte eine Batterie in der Vorrichtung eingebaut sein. Um die Größe der Batterie zu reduzieren, ihre Lebensdauer zu verbessern, ihren Austauschvorgang zu vereinfachen, und um natürliche Ressourcen zu sparen, sollte der durchschnittliche Stromverbrauch des Sy­ stems soweit als möglich reduziert werden.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Meßvorrichtung vom Kapazitanztyp zur absoluten Messung von Positionen bereitzustellen, indem eine Senkung des durchschnittlichen Stromverbrauchs des Systems ermöglicht wird, um die Größe dessen Energieversorgung zu reduzieren und um dessen bzw. deren Lebensdauer zu verlängern.

Die Meßvorrichtung vom Kapazitanztyp zur absoluten Messung von Positionen gemäß der vorliegenden Erfindung weist auf: einen Ver­ schiebungssensor mit einem festen Element und einem beweglichen Element, wobei das bewegliche Element mit dem festen Element kapazi­ tanz-gekoppelt ist und relativ gegenüber dem festen Element beweglich ist, einen Verschiebungssensor, der angepaßt ist, um Ausgabesignale entsprechend relativer Positionen des beweglichen Elements gegenüber dem festen Element auszugeben, eine Signalverarbeitungsschaltung zum Verarbeiten der Ausgabesignale des Verschiebungssensors und zum Ausgeben eines Absolut-Meßwertes entsprechend der Verschiebung des beweglichen Elementes gegenüber dem festen Element, eine Steuerschal­ tung zum Steuern der Operationen des Verschiebungssensors und der Signalverarbeitungsschaltung und eine Energieversorgung, um elektrische Energie an den Verschiebungssensor, die Signalverarbeitungsschaltung und die Steuerschaltung zu liefern, wobei die Steuerschaltung eine Aktivie­ rungssteuerschaltung aufweist, um die Signalverarbeitungsschaltung bei einem geeigneten Intervall zu aktivieren, um einen intermittierenden Meßbetrieb durchzuführen.

Die Energiequelle der Meßvorrichtung vom Absoluttyp gemäß dieser Erfindung braucht nur verbunden zu werden, wenn die Endmeßposition gemessen werden soll. Wenn jedoch die Energiequelle nur zum Zeit­ punkt der Endmeßposition verbunden ist, folgt die Datenanzeige nicht der Bewegung des Verschiebungssensors, so daß die Datenanzeige unna­ türlich wird. Wenn auf der anderen Seite die Energiequelle fortlaufend an die Vorrichtung geführt wird, wird der Energieverbrauch sehr groß. Gemäß dieser Erfindung wird der Energieverbrauch der Vorrichtung effektiv mit einer Anzeige für natürliche Daten reduziert.

In der vorliegenden Erfindung werden die Intervalle eines periodischen Messens variabel gemäß verschiedener Verfahren gesteuert.

In einem ersten Verfahren werden die Intervalle einer intermittierenden Messung variabel abhängig davon gesteuert, ob ein bewegliches Element eines Verschiebungssensors sich bewegt oder gegenüber einem festen Element davon anhält (nämlich ob sich der Verschiebungssensor bewegt oder anhält). Wenn der Verschiebungssensor für eine bestimmte Zeit­ periode anhält, werden die Intervalle dieser Messung länger als die normale Messung. Wenn eine vorbestimmt lange Zeitperiode verstrichen ist, wird die Energieversorgung abgeschaltet. Da die Meßintervalle variabel abhängig vom Betriebszustand des Verschiebungssensors gesteuert werden, nimmt somit der durchschnittliche Energieverbrauch des Systems ab. Zum Beispiel ist in dem Fall einer digitalen Noniusschublehre die Zeitperiode, die der Sensor anhält, viel länger als die Zeitperiode, die er sich bewegt. Somit kann mit der vorliegenden Erfindung, wenn die Intervalle periodischer Messungen in dem Verschiebungssensor vom Absoluttyp variabel gesteuert werden, der durchschnittliche Stromver­ brauch wirksam reduziert werden. Demzufolge kann die Größe der Batterie reduziert werden, und deren Lebensdauer kann verlängert wer­ den.

In einem zweiten Verfahren werden die Intervalle intermittierender Messungen variabel abhängig von den Spannungspegeln der Energiever­ sorgung des Systems gesteuert. Wenn der Spannungspegel der Energie­ versorgung niedriger als ein vorbestimmter Wert wird, werden z. B. die Meßintervalle verlängert. Somit kann der durchschnittliche Stromver­ brauch des Systems mit einer geringen Spannungs-Energieversorgung reduziert werden, und das System kann sicher bei niedrigeren Spannun­ gen als die Referenz des Standes der Technik betrieben werden. Dar­ über hinaus kann die Größe der Batterie der Energieversorgung reduziert werden, und deren Lebensdauer kann verlängert werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegen­ den Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeich­ nung zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, das die Konstruktion einer Verschiebungs­ meßvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegen­ den Erfindung zeigt;

Fig. 2A ein schematisches Diagramm, das die Konstruktion eines Schie­ bers eines Verschiebungssensors gemäß dem ersten Ausführungs­ beispiel zeigt;

Fig. 2B ein schematisches Diagramm, das die Konstruktion einer Haupt­ skala des Verschiebungssensors gemäß dem ersten Ausführungs­ beispiel zeigt;

Fig. 3 ein Steuerflußdiagramm, das einen intermittierenden Meßbetrieb der Verschiebungsmeßvorrichtung gemäß dem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel zeigt;

Fig. 4 ein Blockdiagramm, das die Systemkonstruktion einer Verschie­ bungsmeßvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 5 ein Zustandsdiagramm, das den Zustandsübergang eines intermit­ tierenden Meßbetriebs der Verschiebungsmeßvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 6 ein Spannungs-Wellenformdiagramm, das den intermittierenden Meßbetrieb der Verschiebungsmeßvorrichtung gemäß dem zwei­ ten Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 7 ein Blockdiagramm, das die Konstruktion einer Verschiebungs­ meßvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 8A ein schematisches Diagramm zum Erklären eines Meßmodus des dritten Ausführungsbeispiels;

Fig. 8B ein schematisches Diagramm zum Erklären eines Verschmut­ zungserfassungsmodus gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel;

Fig. 9A ein schematisches Diagramm zum Erklären der Theorie der Verschmutzungserfassung;

Fig. 9B ein weiteres schematisches Diagramm zum Erklären der Theorie der Verschmutzungserfassung;

Fig. 9C ein weiteres schematisches Diagramm zum Erklären der Theorie der Verschmutzungserfassung;

Fig. 10 ein Blockdiagramm, das die Konstruktion einer Verschiebungs­ meßvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 11 ein Betriebszeitdiagramm, das einen Meßmodus und einen Ver­ schmutzungserfassungsmodus gemäß dem vierten Ausführungsbei­ spiel zeigt;

Fig. 12 ein Blockdiagramm, das die Konstruktion einer Energieversor­ gungsschaltung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel zeigt;

Fig. 13 ein Wellenformdiagramm zum Erklären des Betriebs der Ener­ gieversorgungsschaltung von Fig. 12;

Fig. 14 ein Diagramm zum Erklären des Betriebs der Energieversor­ gungsschaltung von Fig. 12;

Fig. 15 ein Schaltungsdiagramm, das die Konstruktion einer Spannungs­ erfassungsschaltung und einer Schalterschaltung von Fig. 12 zeigt;

Fig. 16 ein Wellenformdiagramm zum Erklären der Schaltungsoperatio­ nen von Fig. 15;

Fig. 17 ein Blockdiagramm, das die Konstruktion einer Verschiebungs­ meßvorrichtung zeigt, die die Energieversorgungsschaltung von Fig. 12 aufweist;

Fig. 18 ein Blockdiagramm, das die Konstruktion einer Verschiebungs­ meßvorrichtung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; und

Fig. 19 ein Betriebszeitdiagramm des sechsten Ausführungsbeispiels.

Die begleitende Zeichnung, die der Beschreibung beigefügt ist und einen Teil davon darstellt, veranschaulicht gegenwärtig bevorzugte Ausführungs­ beispiele der Erfindung und dient zusammen mit der allgemeinen Be­ schreibung von oben und der detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele unten, um die Prinzipien der Erfindung zu erklären.

Bezugnehmend auf Fig. 1 ist eine Verschiebungsmeßvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. In der Verschiebungsmeßvorrichtung wird der Meßbetrieb intermittierend ausgeführt, und Ausgabesignale eines Verschiebungssensors 1 eines Ab­ soluttyps werden verarbeitet (hiernach wird der Sensor als der ABS- Sensor bezeichnet). Da der ABS-Sensor 1 keinen fortlaufenden Zählbe­ trieb im Gegensatz zu einem Verschiebungssensor vom Inkrementtyp braucht, kann er absolute Positionen in einer kurzen Zeitperiode erhal­ ten. Somit kann der ABS-Sensor 1 eine intermittierende Messung ausfahren. In diesem Ausführungsbeispiel können die Intervalle einer intermittierenden Messung variabel gesteuert werden, abhängig, ob sich der Verschiebungssensor 1 bewegt oder anhält.

Der ABS-Sensor 1 weist einen Schieber 21 und eine Hauptskala 22 auf. Der Schieber 21 ist ein bewegliches Element, das in Fig. 2A gezeigt ist, wohingegen die Hauptskala 22 ein festes Element ist, gezeigt in Fig. 2B. Der Schieber 21 und die Hauptskala 22 sind mit einem vorbestimmten kleinen Abstand voneinander beabstandet. Der Schieber 21 ist in der Richtung einer Meßachse X beweglich. An einem mittleren Abschnitt des Schiebers 21 ist eine Vielzahl von ersten Senderelektroden 23 an vorbestimmten Teilungen PTO in der Längsrichtung des Schiebers 21 angeordnet. Die ersten Senderelektroden 23 sind mit den Empfänger­ elektroden 24a und 24b, die an Teilungen Pr auf der Hauptskala 22 angeordnet sind, kapazitanz-gekoppelt. Die Empfängerelektroden 24a und 24b sind in einem Muster eines Dreiecks oder einer Sinuswelle angeord­ net. Die Empfängerelektroden 24a und 24b sind mit zweiten Sender­ elektroden 25a bzw. 25b, die daran benachbart angeordnet sind, ver­ bunden. Die zweiten Senderelektroden 25a und 25b sind an Teilungen Pt1 bzw. Pt2 angeordnet. Die Senderelektroden 25a sind mit Detektor­ elektroden 26a und 26b, die an dem Schieber 21 angeordnet sind, kapazitanz-gekoppelt. Die Senderelektroden 25b sind mit den Detektor­ elektroden 27a bzw. 27b, die auf dem Schieber 21 angeordnet sind, kapazitanz-gekoppelt. Die Detektorelektroden 26a und 26b sind, eine nach der anderen, bei Teilungen Wr1 (= 3 Pt1) angeordnet. Die Detektorelektroden 27a und 27b sind, eine nach der anderen, bei Tellun­ gen Wr2 (= 3 Pt2) angeordnet.

Die ersten Senderelektroden 23 sind gemeinsam zu Intervallen von acht verbunden, um eine Vielzahl von Gruppen mit acht Elektroden zu bilden. Ein Anregungssignal Sd, das aus zyklischen Acht-Phasensignalen besteht, deren Phasen sich voneinander um 45° unterscheiden, wird an jede Gruppe mit acht Elektroden gespeist. Das Anregungssignal Sd ist ein Signal, bei dem ein Sinuswellensignal durch Hochfrequenzimpulse zerhackt worden ist. Das Anregungssignal Sd wird durch einen Anre­ gungssignalgenerator 2, gezeigt in Fig. 1, erzeugt und von diesem ausge­ geben.

Teilungen Wt von elektrischen Feldmustern, die an den Senderelektroden 23 durch das Anregungssignal Sd auftreten, sind achtmal höher als die Teilungen Pt0 der Senderelektroden 23. Die Teilungen Wt sind N-mal höher als die Teilungen Pr der Empfängerelektroden 24a und 24b. Der Wert von N ist vorzugsweise eine ungerade Zahl, wie 1, 3, 5 usw. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Wert von N auf 3 festgelegt. Somit sind aufeinanderfolgende acht Senderelektroden 23 gewöhnlich mit drei oder vier Empfängerelektroden 24a oder 24b kapazitanz-gekoppelt.

Wenn das Anregungssignal an die ersten Senderelektroden 23 gespeist wird, erzeugen die Detektorelektroden 26a, 26b, 27a und 27b jeweilige Ausgabesignale entsprechend der Intensität der Kapazitanzkopplung zwischen den ersten Senderelektroden 23 und den Empfängerelektroden 24a und 24b und der Intensität der Kapazitanzkopplung zwischen den zweiten Senderelektroden 25a und 25b und den Detektorelektroden 26a, 26b, 27a und 27b. Die Phasen von Signalen, die von den Empfänger­ elektroden 24a und 24b empfangen werden, hängen von den Kapazitanz- Kopplungsbereichen zwischen den ersten Senderelektroden 23 und den entsprechenden Empfängerelektroden 24a und 24b ab. Diese Kopplungs­ bereiche variieren abhängig von der relativen Position des Schiebers 21 gegenüber der Hauptskala 22.

Wenn die Teilungen der Empfängerelektroden 24a und 24b die gleichen sind wie die Teilungen der zweiten Senderelektroden 25a und 25b, erfassen die Detektorelektroden 26a, 26b, 27a und 27b zyklische Signale, die erzeugt werden, wann immer die X-Position der Hauptskala 21 für die Teilung Pr abweicht. In dem ABS-Sensor 1 gemäß diesem Aus­ führungsbeispiel haben, um drei Verschiebungspegel zu erfassen, bei denen es sich um grobe Verschiebung (grobe Skala), mittlere Verschie­ bung (mittlere Skala) und feine Verschiebung (feine Skala) handelt, die zweiten Elektroden 25a und 25b Offsets D1(x) und D2(x) für die ent­ sprechenden Empfängerelektroden 24a bzw. 24b. Die Offsets D1(x) und D2(x) sind Funktionen bezüglich der Entfernung x, gemessen von einer Bezugsposition x0. Die Offsets D1(x) und D2(x) sind durch die folgen­ den Formeln gegeben:

D1(x) = (Pr - Pt1) ×/Pr (1)

D2(x) = (Pr - Pt2) ×/Pr (2)

Wenn die Teilungen von Wellenformmustern der Erfassungselektroden 26a, 26b, 27a und 27b, die mit den zweiten Senderelektroden 25a und 25b kapazitanz-gekoppelt sind, so eingestellt sind, daß die Beziehungen Wr1 = 3 Pt1 und Wr2 = 3 Pt2 erfüllt sind, geben die Detektorelektroden 26a und 26b Signale B1 und B2 aus, wobei kurze Perioden entsprechend den Wellenformmustern der Detektorelektroden 26a und 26b jeweils langen Perioden entsprechend dem Offset D1(x) überlagert sind. In ähnlicher Weise geben die Detektorelektroden 27a und 27b Signale C1 und C2 aus, wobei kurze Perioden entsprechend Wellenformmuster der Detektorelektroden 27a und 27b jeweils langen Perioden entsprechend dem Offset D2(x) überlagert sind.

Die Phasen der Komponenten mit längerer Periode der Signale B1 und B2 sind invers, wohingegen die Phasen deren Komponenten mit kürzerer Periode die gleichen sind. Daher wird durch Subtrahieren eines Signals von dem anderen Signal ein Signal mit längerer Periode erhalten, wohin­ gegen durch Addieren dieser Signale ein Signal mit kürzerer Periode erhalten wird. Dies kann auf die Detektionssignale C1 und C2 zutreffen. Wenn die Elektrodenmuster so eingestellt sind, daß die längeren Peri­ oden der Detektionssignale B1 und B2 mehrere zehn Mal größer sind als die kürzeren Perioden der Signale B1 und B2, und daß die längeren Perioden der Detektionssignale C1 und C2 mehrere zehn Mal größer sind als die längeren Perioden der Detektionssignale B1 und B2, kann jeder Verschiebungspegel durch die folgenden Ausdrücke erhalten werden:

C1-C2 [grobe Skala] (3)

B1-B2 [mittlere Skala] (4)

(B1 + B2) - (C1 + C2) [feine Skala] (5)

Die grundsätzliche Konstruktion und Theorie des Betriebs des oben beschriebenen ABS-Sensors sind den in der oben genannten US-PS-4,879,508 beschriebenen gleich oder ähnlich.

Das Ausgabesignal (C1-C2) wird von einem Grobskalen-Demodulator 3 und einem Grobphasen-Detektor 6 verarbeitet. Das Ausgabesignale (B1 + B2) wird von einem Mittelskalen-Demodulator 4 und einem Mittel­ phasen-Detektor 7 verarbeitet. Das Ausgabesignal [(B1 + B2) - (C1 + C2)] wird von einem Feinskalen-Demodulator 5 und einem Feinphasen- Detektor 8 verarbeitet. Jeder Demodulationsprozeß wird durch einen Abtastprozeß mit einer Hackfrequenz der Wellenform der Anregung, einen Mischprozeß, einen Tiefpaßfilterprozeß, einen Digitalisierprozeß usw. ausgeführt. Danach wird ein quadratisches Phasensignal CMP mit einer Phaseninformation an dessen Kante erzeugt. In diesem Ausfüh­ rungsbeispiel werden drei Typen von Phasensignalen erhalten, bei denen es sich um ein Grobskalen-Phasensignal CMP COA, ein Mittelskalen- Phasensignal CMP MED und ein Feinskalen-Phasensignal CMP FINE handelt. Die Phasendetektoren 6, 7 und 8 erfassen die Phasen der jeweiligen Eingabesignale durch Bezugnahme auf das Anregungssignal Sd, das eine Phase von 0° hat, die von dem Anregungssignalgenerator erhal­ ten wird.

Die digitalen Ausgabewerte der Phasendetektoren 6 bis 8 werden gewich­ tet und von einer Zusammensetzschaltung 10 zusammengesetzt. Die Zusammensetzschaltung 10 empfängt einen Offset-Wert von einem Offset- Speicher 11, welcher ein EEPROM-Chip oder ähnliches ist. Somit stellt die Zusammensetzschaltung den Offset-Betrag des zusammengesetzten Wertes ein. Die Ausgabe der Zusammensetzschaltung wird an die Re­ chenschaltung 12 gesendet. Zum Beispiel wandelt die Rechenschaltung 12 die Teilungen der Elektroden in ihre wirklichen Größenwerte um. Eine Steuerschaltung 9 erzeugt Aktivierungs-/Deaktivierungs-Signale ON/OFF, die für eine intermittierende Messung notwendig sind, ein Taktsignal CK, ein Rücksetzsignal, usw. und gibt sie an die oben be­ schriebenen Schaltungen aus. Ein Echtgrößen-Wert, der von der Rechen­ schaltung 12 erhalten wird, wird auf einer LCD-Anzeige 13 angezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel wird eine kleine Batterie vom Einbautyp als eine Energieversorgung 14 des Systems verwendet. Ein Energie­ versorgungsausgang VDD der Energieversorgung 14 wird von einem Regulierer 15 reguliert und dann an das ganze System geliefert.

In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Sensorverschiebungsdetektor 16 bereitgestellt. Der Sensorverschiebungsdetektor 16 überwacht das Aus­ gabesignal, das von der Rechenschaltung 12 an die LCD-Anzeige 13 geliefert wird, um die Bewegung des ABS-Sensors 1 zu erfassen. Die Ausgabe des Sensorerfassungsdetektors 16 wird an die Steuerschaltung 9 geliefert. Die Steuerschaltung 9 steuert variabel die Intervalle einer intermittierenden Messung entsprechend des Bewegungszustands des ABS- Sensors 1.

Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, das den Meßintervall-Steuerbetrieb zeigt, der von der Steuerschaltung 9 entsprechend der Ausgabe des Sensorver­ schiebungsdetektors 16 ausgeführt wird. In einem normalen Meßmodus (bei Schritt S1) wird eine Messung zehnmal pro Sekunde ausgeführt (Meßperiode = 40 ms). Wenn der ABS-Sensor 1 anhält, mißt die Steuerschaltung 9 die Anhalteperiode des ABS-Sensors 1 und bestimmt, ob eine Minute verstrichen ist, nachdem der ABS-Sensor 1 angehalten war (bei Schritt S2). Wenn die Steuerschaltung 9 bestimmt, daß eine Minute verstrichen ist, je nachdem der ABS-Sensor 1 angehalten war, ändert sie den Meßmodus von normalem Meßmodus zu einem Ausdünn- Meßmodus, wobei die Messung fünfmal pro Sekunde ausgeführt wird (bei Schritt S3). Wenn der ABS-Sensor 1 beginnt, sich zu bewegen, stellt die Steuerschaltung 9 den Meßmodus wieder auf den normalen Meßmodus zurück. Die Steuerschaltung 9 bestimmt, ob die Anhalteperiode des ABS-Sensors 1 drei Minuten überschritten hat (bei Schritt S5). Wenn die Steuerschaltung 9 bestimmt, daß die drei Minuten verstrichen sind, schaltet sie die Energieversorgung ab (bei Schritt S6).

Somit werden gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Intervalle der intermittierenden Messung und die Energie des Systems entsprechend dem Verschiebungszustand des Sensors 1 gesteuert. Demzufolge kann der durchschnittliche Stromverbrauch des Systems reduziert werden, und die Lebensdauer der Batterie kann verlängert werden.

Die Steuerschaltung 9 ist mit einem ZERO/ABS-Schalter SW1 und einem OFF-Schalter SW2 versehen. Wenn der ZERO/ABS-Schalter SW1 im Aus-Zustand gedrückt wird, wird die Steuerschaltung 9 aktiviert und veranlaßt die LCD-Anzeige 13, einen Meßwert anzuzeigen. Wenn dieser Schalter SW1 noch einmal gedrückt wird, wird die LCD-Anzeige 13 auf Null rückgesetzt und zeigt "0" an. Mit anderen Worten werden, wann immer der ZERO/ABS-Schalter gedrückt wird, ein gemessener Wert und Null abwechselnd auf der LCD-Anzeige 13 angezeigt. Der OFF-Schalter SW2 ist nicht nötig, wenn die Energieversorgung 14 eine Solarbatterie ist.

Die Steuerschaltung 9 empfängt auch die Ausgabe eines Spannungsdetek­ tors 17, der die Ausgabe der Energieversorgung überwacht. Wenn die Ausgabe der Energieversorgung niedriger als ein vorbestimmter Bezugs­ wert ist, liefert die Steuerschaltung 9 ein Meßstoppsignal an jede Schal­ tung des Systems.

In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel werden, wenn eine Minute verstrichen ist, nachdem der Verschiebungssensor angehalten war, die Intervalle einer intermittierenden Messung verdoppelt. Jedoch sollte bemerkt werden, daß die Anhalteperiode und die Meßperiode auf andere geeignete Werte eingestellt werden können. Zusätzlich können die Meßintervalle auf eine Vielzahl von Pegeln entsprechend der Anhalte­ periode geändert werden. Darüber hinaus kann durch Steuern der Meßperiode pro Zeiteinheit der gleiche Effekt erhalten werden. Die Verschiebung des Sensors kann mit der Ausgabe des Verschiebungs­ sensors 1 oder einem anderen Knotensignal einer anderen Signalver­ arbeitungsschaltung statt dem Eingabesignal der LCD-Anzeige erfaßt werden. Des weiteren kann als Batterie eine Sekundärbatterie oder eine Solarbatterie anstelle einer herkömmlichen Primärbatterie verwendet werden.

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, das die Konstruktion einer Verschiebungs­ meßvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegen­ den Erfindung zeigt. Diese Verschiebungsmeßvorrichtung weist einen ABS-Sensor 41, eine Signalverarbeitungsschaltung 42 und eine Steuer­ schaltung 43 auf. Die tatsächliche Konstruktion des ABS-Sensors 41 und der Signalverarbeitungsschaltung 42 ist die gleiche wie jene des oben be­ schriebenen ersten Ausführungsbeispiels. In dem zweiten Ausführungsbei­ spiel ist eine Batterie oder eine Solarzelle, die als eine Energieversor­ gung 45 des Systems dient, verwendet. Die Ausgabespannung der Ener­ gieversorgung 45 wird immer von einer Spannungs-Detektorschaltung 44 erfaßt.

In diesem Ausführungsbeispiel wird anstelle oder zusätzlich zum Bewe­ gungszustand des ABS-Sensors das Intervall der intermittierenden Mes­ sung gemäß den Spannungen der Energieversorgung gesteuert. Die Spannung der Energieversorgung, bei der das System arbeitet, ist z. B. 1,5 V. Die Spannungs-Dektektorschaltung 44 prüft die Ausgabespannungen gegenüber drei Schwellenspannungswerten von 1,5 V, 1,4 V und 1,3 V. Die Steuerschaltung 43 steuert in variabler Weise die Meßperiode pro Zeiteinheit für den intermittierenden Meßvorgang gemäß den Ausgabe­ spannungen der Spannungs-Detektorschaltung 44.

In diesem Ausführungsbeispiel wird das Intervall einer Messung gesteuert, wie gezeigt in Fig. 6. Wenn die Spannung der Energieversorgung 1,5 V überschreitet, wird das Intervall einer Messung auf 100 ms gesetzt (d. h., die Messung wird zehnmal pro Sekunde ausgeführt). Wenn die Span­ nung der Energieversorgung 1,5 V oder weniger ist, wird das Intervall einer Messung auf 200 ms gesetzt (d. h., die Messung wird fünfmal pro Sekunde ausgeführt). In diesen Fällen ist die Meßperiode 40 ms. Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel liefert die Steuerschaltung 43 auch ein Rücksetzsignal, ein Taktsignal usw. an jede Schaltung des Systems, um das gesamte System zu steuern.

Fig. 5 ist ein Zustandsdiagramm, das den Zustandsübergang des intermit­ tierenden Meßvorgangs der Verschiebungsmeßvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt. Wie oben beschrieben, werden die Intervalle einer Messung geändert, gleich ob die Spannung der Energie­ versorgung 1,5 V überschreitet oder nicht. Zusätzlich wird in diesem Ausführungsbeispiel, wenn die Spannung der Energieversorgung im Be­ reich von 1,4 V bis 1,3 V ist, nur die Steuerschaltung 43 eingeschaltet gehalten; jedoch wird der Meßbetrieb angehalten. Dies ist so, weil die Steuerschaltung 43 in einem Bereitschaftszustand gehalten wird, so daß sie den Meßbetrieb sofort wieder aufnehmen kann, nachdem die Span­ nung der Energieversorgung 1,5 V überschreitet. Wenn die Spannung der Energieversorgung 1,3 V oder weniger ist, wird der Betrieb des gesamten Systems angehalten.

In diesem Ausführungsbeispiel kann, da die Intervalle einer Messung gemäß den Spannungen der Energieversorgung gesteuert werden, der durchschnittliche Energieverbrauch des Systems reduziert werden. Ins­ besondere kann in dem ABS-Sensorsystem unter Verwendung einer Solarzelle, da der durchschnittliche Stromverbrauch des Systems unter der Bedingung einer niedrigen Beleuchtungsintensität reduziert ist, der Meß­ betrieb bei einer niedrigeren Beleuchtungsintensität ausgeführt werden als bei herkömmlichen Systemen. Zusätzlich kann mit den erfaßten Ergeb­ nissen der Ausgabespannungen der Solarzelle eine Alarmanzeige für niedrige Intensität ausgegeben werden.

In diesem Ausführungsbeispiel werden die Intervalle einer Messung in zwei Pegeln gesteuert. Es sollte jedoch bemerkt werden, daß die Inter­ valle einer Messung in drei oder mehr Pegel oder kontinuierlich ent­ sprechend der Intensität einer Beleuchtung gesteuert werden können. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Intervall einer Messung mit einer festen Meßperiode gesteuert. Es sollte jedoch bemerkt werden, daß die Meßperiode mit einem festen Intervall gesteuert werden kann. Auf diese Weise kann, da die Meßperiode pro Zeiteinheit gesteuert wird, der Energieverbrauch reduziert werden.

In der Verschiebungsmeßvorrichtung vom Kapazitanztyp gemäß der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, variieren die Kapazitanzen zwischen den Senderelektroden und den Empfängerelektroden gerade entsprechend der Beziehung zwischen relativen Positionen des Schiebers gegenüber der Hauptskala. Es ist somit nicht bevorzugt, daß die Kapazi­ tanzen entsprechend einem anderen Faktor variieren. Wenn z. B. eine Schmutzsubstanz, wie Wasser, zwischen Sender- und Empfängerelektroden des ABS-Sensors vorhanden ist, verursacht die Substanz, daß sich die Kapazitanzen zwischen ihnen ändern. Damit wird sich die Meßgenau­ igkeit verschlechtern. In dem folgenden dritten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich zu dem normalen Verschiebungsmeßmodus ein Verschmutzungs­ erfassungsmodus bereitgestellt. In dem Verschmutzungserfassungsmodus erfaßt das System automatisch, ob eine Schmutzsubstanz darin vorhanden ist, und zeigt das Ergebnis an.

Fig. 7 zeigt die Konstruktion eines Systems mit einem solchen Ver­ schmutzungserfassungsmodus. Zum Zwecke der Einfachheit sind die Abschnitt gemäß Fig. 1 mit deren gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und ihre Beschreibung wird weggelassen. Das Bezugszeichen 70 ist eine Addier-/Subtrahier-Schaltung, die die Berechnungen der oben beschriebe­ nen Ausdrücke (3) bis (5) in dem Verschiebungsmeßmodus ausführt. Die Addier-/Subtrahier-Schaltung 70 ist in den Demodulatorschaltungen 3 bis 5, gezeigt in Fig. 1, enthalten. In dem Verschmutzungserfassungs­ modus empfängt die Addier-/Subtrahier-Schaltung 70 die Ausgabe des ABS-Sensors 1 und führt Berechnungen von C1 + C2 + B1 + B2 aus.

In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Modusschalterschaltung 71 bereit­ gestellt, um zwischen dem Verschiebungsmeßmodus und dem Verschmut­ zungserfassungsmodus zu schalten. Gemäß der Ausgabe der Modus­ schalterschaltung 71 werden die Addier-/Subtrahier-Schaltung 70 und ein Anregungssignal-Generator 2 gesteuert. Wie in dem Verschiebungsmeß­ modus wird die Berechnungsausgabe in dem Verschmutzungserfassungs­ modus von einem Monitorsignaldemodulator 72 und einem Monitorpha­ sendetektor 73 verarbeitet. Der Monitorphasendetektor 73 erfaßt die Phase eines demodulierten Monitorsignals. Die Ausgabe des Phasende­ tektors 73 wird an die Ermittlungsschaltung 74 gesendet, die ermittelt, ob der ABS-Sensor 1 verschmutzt ist oder nicht.

In dem Verschmutzungserfassungsmodus wird eine Vielzahl von Sender­ elektroden des ABS-Sensors 1 zu Blöcken gruppiert. Ein Anregungs­ signal zum Erfassen einer Verschmutzung wird an diese Blöcke geliefert, und zwar an einen nach dem anderen. Wenn der Phasenunterschied von erfaßten Ausgabesignalen unter den Blöcken in einem vorbestimmten Bereich ist, ermittelt die Ermittlungsschaltung 74, daß der ABS-Sensor 1 nicht verschmutzt worden ist. Andererseits ermittelt die Ermittlungsschal­ tung 74, daß der ABS-Sensor 1 verschmutzt worden ist. Das ermittelte Ergebnis der Ermittlungsschaltung 74 wird an der LCD-Anzeige 13 angezeigt. Die Ermittlungsschaltung 74 ist praktisch mit einem Speicher versehen, der ein digitales Phasensignal speichert, das von dem Monitor­ phasendetektor 73 empfangen ist, um die Werte der nacheinander emp­ fangenen Phasensignale zu vergleichen und zu bestimmen.

Als nächstes wird die Theorie des Betriebs des Verschmutzungserfassungs­ modus gemäß diesem Ausführungsbeispiel beschrieben werden. Fig. 8A ist ein schematisches Diagramm in dem normalen Verschiebungsmeßmo­ dus des ABS-Sensors 1. Fig. 8B ist ein schematisches Diagramm in dem Verschmutzungserfassungsmodus. In diesen Figuren stimmt T mit der Senderelektrode 23 überein, die auf dem Schieber 21 von Fig. 1 an­ geordnet ist, wohingegen R mit den Empfängerelektroden 24a und 24b übereinstimmt, die auf der Hauptskala 22 der Figur angeordnet sind.

In dem normalen Verschiebungsmeßmodus, wie gezeigt in Fig. 8A, werden Sinuswellen-Anregungssignale, deren Phasen sich um 45° vonein­ ander unterscheiden (hiernach als die ersten Sendersignale bezeichnet), an die acht Senderelektroden T geliefert. In der Figur sind die Empfän­ gerelektroden R an Intervallen von vier Senderelektroden T angeordnet. Die Empfängerelektroden R sind alternativ mit der Signalverarbeitungs­ schaltung und Erde verbunden.

Auf der anderen Seite sind in dem Verschmutzungserfassungsmodus, wie gezeigt in Fig. 8B, die Senderelektroden T zu Blöcken T1 und T2 mit vier Elektroden gruppiert. Zum Beispiel werden Sinuswellen-Anregungs­ signale, deren Phasen sich um 450 voneinander unterscheiden (hiernach als die zweiten Sendersignale bezeichnet), an vier Senderelektroden des Blocks T1 geliefert. Danach werden die gleichen Anregungssignale an vier Senderelektroden des Blocks T2 geliefert. Alle Empfängerelektroden R sind mit der Signalverarbeitungsschaltung verbunden. Somit sind die Kapazitanzen zwischen jeder Senderelektrodengruppe T1 und T2 und der entsprechenden Empfängerelektrode die gleichen. Zuerst werden die Anregungssignale an den Block T1 geliefert, und die Phasen der Signale, die von den Empfängerelektroden erfaßt sind, werden erhalten (diese Phasen werden als erste Phasen bezeichnet). Als nächstes werden die Anregungssignale an den Block T2 geliefert und die Phasen der Signale, die von den Empfängerelektroden erfaßt sind, werden erhalten (diese Phasen werden als zweite Phasen bezeichnet). Wenn der Unterschied zwischen den ersten Phasen und den zweiten Phasen in einem vorbe­ stimmten Bereich ist, ist das ermittelte Ergebnis "normal" (nicht ver­ schmutzt)". Andererseits ist das ermittelte Ergebnis "anormal (ver­ schmutzt)". Der Anwender kann von dem ermittelten Ergebnis auf der LCD-Anzeige Kenntnis erhalten und bestimmen, ob der Meßmodus angefangen werden soll oder ob die Oberflächen der Elektroden gereinigt werden sollen.

In dem Verschmutzungserfassungsmodus ist die Anzahl von Senderelek­ troden eines jeden Blocks nicht auf vier begrenzt. Anstelle von vier kann jeder Block aus irgendeiner Anzahl von Elektroden konstruiert sein, die zwei oder mehr ist. Zusätzlich können z. B. Blöcke auf eine solche Weise konstruiert sein, daß ein erster Block aus aufeinanderfolgenden vier Senderelektroden konstruiert ist, und ein zweiter Block aus einer Gesamtheit von vier Senderelektroden auf der Linken und Rechten des ersten Blocks konstruiert ist. Je mehr Kombinationen unterschiedlicher Typen von Blöcken verwendet werden, desto kleiner wird der Ermitt­ lungsfehler.

Fig. 9A bis 9C sind Vektorformen, die Phasenbeziehungen von Sendersig­ nalen und Empfangssignalen zeigen. Diese Figuren sind zum Erklären der Theorie des Betriebs des Verschmutzungserfassungsmodus. Ein Sendersignal-Vektor X wird durch Zusammensetzen der Sinuswellensignale gebildet, deren Phasen sich um 450 voneinander unterscheiden, wie gezeigt in Fig. 9A. Der Sendersignal-Vektor X wird erfaßt, ein Emp­ fangssignal-Vektor Y zu sein, gezeigt in Fig. 9B. Die Phase R₂ des Empfangssignal-Vektors Y des Blocks T1 ist die gleiche wie jene des Blocks T2, außer wenn eine Schmutzsubstanz zwischen den Elektroden vorhanden ist. Zum Zwecke der Einfachheit der Beschreibung wird angenommen, daß die Phase R₁ des Sendersignal-Vektors X die gleiche ist wie die Phase R₂ des Empfangssignal-Vektors Y. Jedoch sind in einer echten Vorrichtung aufgrund des Vorhandenseins von Kapazitanz und Widerstand der Signalerfassungsschaltung diese Phasen normalerweise nicht die gleichen.

Wie gezeigt in Fig. 8A und 8B variiert, wenn eine Schmutzsubstanz Z zwischen der 0° Senderelektrode des Elektrodenblocks T1 und der Emp­ fängerelektrode R vorhanden ist, die Phasenkomponente 0°, die den Empfangssignal-Vektor aufbaut. Somit unterscheidet sich, wie gezeigt in Fig. 9C die Phase R₃ des Empfangssignal-Vektors Y von der Phase R₂ des Empfangssignal-Vektors Y in Fig. 9B. Demzufolge kann durch Vergleichen der Phase des Empfangssignal-Vektors eines jeden Blocks ermittelt werden, ob eine Schmutzsubstanz zwischen den Elektroden vorhanden ist.

In dem in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die dedizierten Signalverarbeitungsschaltungen für den normalen Verschiebungsmeßmodus und den Verschmutzungserfassungsmodus vorgesehen und eine Modus­ schaltoperation wird ausgeführt. In Fig. 10 ist ein anderes Ausführungs­ beispiel (hiernach als das vierte Ausführungsbeispiel bezeichnet) gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Signalverarbeitungsschaltung gemeinsam mit sowohl dem Verschiebungsmeßmodus als auch dem Verschmutzungserfassungsmodus verwendet und auf einer Time-Sharing- Basis geschaltet. Da die grundlegende Konstruktion des vierten Aus­ führungsbeispiels die gleiche ist wie jene des dritten Ausführungsbeispiels sind zum Zwecke der Einfachheit die Abschnitte gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und ihre Beschreibung wird weggelassen.

In Fig. 10 sind Bezugszeichen 81, 82 und 83 jeweils eine Grobskalen- Verarbeitungsschaltung, eine Mittelskalen-Verarbeitungsschaltung und eine Feinskalen-Verarbeitungsschaltung. Die Grobskalen-Verarbeitungsschaltung 81 weist sowohl den Grobskalen-Demodulator 3 als auch den Grobska­ len-Phasendetektor 6 auf, die in Fig. 7 gezeigt sind. In ähnlicher Weise weist die Mittelskalen-Verarbeitungsschaltung 82 sowohl den Mittelskalen- Demodulator 4 als auch den Mittelskalen-Phasendetektor 7 auf, die in Fig. 7 gezeigt sind. In ähnlicher Weise weist die Feinskalen-Verarbei­ tungsschaltung 83 sowohl den Feinskalen-Demodulator 5 als auch den Feinskalen-Phasendetektor 8 auf, die in Fig. 7 gezeigt sind. In diesen Signalverarbeitungsschaltungen führt die Mittelskalen-Verarbeitungsschaltug 82 eine Signalverarbeitung für sowohl den normalen Verschiebungsmeß­ modus als auch den Verschmutzungserfassungsmodus aus.

Im Gegensatz zum oben beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel ändert eine Modussteuerschaltung 84 nicht einfach den Modus. Vielmehr führt die Modussteuerschaltung 84 den Betrieb des Verschmutzungserfassungs­ modus aus, während der Intervallbetrieb des normalen Verschiebungs­ meßmodus in einem Wartezustand ist. Somit arbeitet die Modussteuer­ schaltung 84 als ein Teil der Steuerschaltung 9, die den Intervallmeßbe­ trieb steuert, gezeigt in Fig. 1.

In dem Verschiebungsmeßmodus werden Anregungssignale, die ähnlich jenen sind, die in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ver­ wendet werden, an einen ABS-Sensor 1 gesendet. Die Ausgabe des ABS-Sensors 1 wird an eine Addier-/Subtrahier-Schaltung 70 gesendet. Die Addier-/Subtrahier-Schaltung 70 führt Berechnungen von (C1-C2), (B1-B2) und [(C1 + C2) - (B1 + B2)] aus. Die berechneten Aus­ gaben werden an jeden Abschnitt gesendet, der eine Signalverarbeitung, wie eine Demodulation und eine Phasenerfassung, ausführt und dann die sich ergebenden Signale zusammensetzt. Somit wird ein gemessener Verschiebungswert ausgegeben.

Auf der anderen Seite werden in dem Verschmutzungserfassungsmodus Anregungssignale, die jenen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele ähnlich sind, an den ABS-Sensor 1 gesendet. In diesem Modus wird die Ausgabe des ABS-Sensors 1 an die Addier-/Subtrahier-Schaltung 70 geliefert. Die Addier-/Subtrahier-Schaltung 70 führt eine Berechnung von (C1 + C2 + B1 + B2) aus. Die Ausgabe der Addier-/Subtrahier-Schal­ tung 70 wird an die Mittelskalen-Verarbeitungsschaltung 82 gesendet. Die Mittelskalen-Verarbeitungsschaltung 82 demoduliert und erfaßt die Phase der Eingabedaten. Die Ausgabe der Mittelskalen-Verarbeitungs­ schaltung 82 wird an eine Ermittlungsschaltung 74 gesendet. Die Ermitt­ lungsschaltung 74 bestimmt, ob eine Schmutzsubstanz vorhanden ist oder nicht. Der Betrieb des Verschmutzungserfassungsmodus wird ausgeführt, während der Betrieb des Verschiebungsmeßmodus in einem Wartezustand ist.

Fig. 11 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel des Betriebs dieses Aus­ führungsbeispiels zeigt. Wie in der Figur gezeigt, werden die Verschie­ bungsmeßoperationen mit der Grobskala, der Mittelskala und der Fein­ skala periodisch bei Intervallen von 100 ms ausgeführt. Während diese Verschiebungsmeßoperationen in einem Wartezustand sind, wird der Betrieb des Verschmutzungserfassungsmodus wiederholt bei Intervallen von z. B. 500 ms ausgeführt.

In diesem Ausführungsbeispiel werden im Verschiebungsmeßmodus, wie in den in Fig. 1 und 4 gezeigten Ausführungsbeispielen beschrieben, die Intervalle der Meßoperation gemäß der Verschiebung des ABS-Sensors oder der Spannungen der Energieversorgung gesteuert.

Gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel wird, da die Signalverarbeitungs­ schaltung gemeinsam mit sowohl dem normalen Verschiebungsmeßmodus als auch dem Verschmutzungserfassungsmodus verwendet wird, die Vor­ richtungskonstruktion und die Schaltungskonstruktion einfach. Insbesonde­ re kann, wenn die Signalverarbeitungsschaltung auf einem IC-Chip kon­ struiert ist, die Zunahme der IC-Größe effektiv unterdrückt werden.

Es sollte bemerkt werden, daß der Betrieb des Verschmutzungserfassungs­ modus nicht immer bei vorbestimmten Intervallen wiederholt werden muß. Zum Beispiel kann die Verschmutzungserfassungsoperation einmal in einer Wartezeit zu Beginn der intermittierenden Verschiebungsmeß­ operation ausgeführt werden. Darüber hinaus können anstelle der Mittelskalen-Verarbeitungsschaltung die Grobskalen-Verarbeitungsschaltung 81 oder die Feinskalen-Verarbeitungsschaltung 83 zusammen mit der Verschmutzungserfassungs-Signalverarbeitungsschaltung verwendet werden.

Wenn eine Solarzelle für die Energiequelle der inkrementellen Verschie­ bungsmeßvorrichtung vom Kapazitanztyp verwendet wird und wenn die Intensität der Beleuchtung, der die Solarzelle ausgesetzt ist, geringer als ein vorbestimmter Wert ist, wird der Ursprung der Messung verlorenge­ hen. Somit wird das Meßergebnis ungenau werden. Um dieses Problem zu verhindern, ist eine Ladeschaltung mit einer großen Kapazität her­ kömmlicherweise verwendet worden, um eine überschüssige Energie der Solarzelle zu speichern. Jedoch ist in der Verschiebungsmeßvorrichtung vom Absoluttyp der Ursprung theoretischerweise nicht verloren. Somit ist die Ladeschaltung, die in der Vorrichtung vom Inkrementtyp notwen­ dig ist, in der Vorrichtung vom Absoluttyp nicht erforderlich. Dennoch ist, wenn die Verschiebungsmeßvorrichtung vom Absoluttyp vorübergehend an einem dunklen Ort verwendet wird und wenn die gemessenen Daten ausgegeben oder gespeichert werden sollen, auch die Verschiebungsmeß­ vorrichtung vom Absoluttyp vorzugsweise mit einer Energiespeichereinrich­ tung versehen, um der Vorrichtung zu ermöglichen, Daten an einem dunklen Ort für mehrere Sekunden zu messen. Wenn die herkömmliche Ladeschaltung direkt in der Verschiebungsmeßvorrichtung vom Absoluttyp verwendet wird, kann es z. B. 10 bis 30 Minuten dauern, bis die Elek­ trizität voll geladen ist.

Um dieses Problem zu lösen, wird in der vorliegenden Erfindung eine neue Energieversorgungsschaltung vom Solarzellentyp verwendet, die die Elektrizität bei hoher Geschwindigkeit laden kann. Die Energieversor­ gungsschaltung, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, weist eine Solarzelle, einen ersten Kondensator, einen zweiten Kondensator, einen dritten Kondensator, eine Spannungserfassungsschaltung und eine Schaltsteuerschaltung auf. Der erste Kondensator ist parallel mit der Solarzelle über eine Diode verbunden. Der zweite Kondensator ist parallel über ein erstes Schaltelement verbunden, wobei die Kapazitanz des zweiten Kondensators kleiner als jene des ersten Kondensators ist. Der dritte Kondensator ist mit dem zweiten Kondensator über ein zweites Schaltelement verbunden, wobei die Kapazitanz des dritten Kondensators größer als jene des ersten Kondensators ist. Die Span­ nungserfassungsschaltung erfaßt die geladene Spannung des ersten Kon­ densators. Die Schaltsteuerschaltung wird durch die Ausgabe der Span­ nungserfassungsschaltung gesteuert. Wenn die geladene Spannung des ersten Kondensators ein vorbestimmter Wert wird, beginnt die Schalt­ steuerschaltung, das erste und zweite Schaltelement ein- und auszuschal­ ten, um überschüssige Elektrizität des ersten Kondensators zu dem dritten Kondensator über den zweiten Kondensator zu laden. Die Spannungserfassungsschaltung führt vorzugsweise einen intermittierenden Spannungserfassungsbetrieb bei vorbestimmten Intervallen aus. In dieser Energieversorgungsschaltung ist ein sogenannter Schaltkondensator-Integrie­ rer aus dem zweiten Kondensator mit kleiner Kapazitanz, dem dritten Kondensator mit großer Kapazitanz und dem ersten und zweiten Schalt­ element konstruiert. Die Kapazitanz des ersten Kondensators, der direkt mit der Ausgabe der Solarzelle geladen wird, ist kleiner als jene des dritten Kondensators, der eine überschüssige Energie speichert. Somit hat der erste Kondensator eine mittlere Kapazitanz.

Damit ist beim Vergleich der Voll-Ladeperiode des ersten Kondensators und jener des dritten Kondensators, der die überschüssige Energie spei­ chert, unter der Annahme, daß diese Kondensatoren direkt von der Solarzelle geladen werden, die erstere kürzer als die letztere. Zusätzlich erlaubt der dritte Kondensator, der die überschüssige Energie des ersten Kondensators speichert, an einem dunklen Ort, wo die Solarzelle nicht arbeitet, daß das System für eine kurze Zeitperiode arbeitet.

Wenn eine solche Energieversorgungsschaltung für die Meßvorrichtung vom Kapazitanztyp zur absoluten Messung von Positionen verwendet wird und da der Meßbetrieb der Vorrichtung intermittierend ausgeführt wird, kann die Kapazitanz des dritten Kondensators, der die überschüssige Energie speichert, in der Größenordnung von drei bis vier Stellen der Kapazitanz des herkömmlichen Ladekondensators reduziert werden. Zusätzlich wird, wenn das Verhältnis der Kapazitanzen des ersten und zweiten Kondensators optimal entworfen ist, eine Welligkeit wirksam unterdrückt werden. Somit ist bei dieser Konstruktion im Gegensatz zu der herkömmlichen Energieversorgungsschaltung kein Filter erforderlich. Somit wird der Einbauraum der Vorrichtung reduziert werden. Darüber hinaus wird, wenn die Spannungserfassungsschaltung diskreter betrieben wird, der Energieverbrauch wirksam reduziert werden.

Fig. 12 ist ein Blockdiagramm, das die Konstruktion einer Meßvorrich­ tung vom Kapazitanztyp zur absoluten Messung von Positionen zeigt, die die oben beschriebene Energieversorgungsschaltung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel aufweist. In der Figur ist das Bezugszeichen 91 eine Solarzelle, die als Energieversorgung verwendet wird. Ein erster Kon­ densator C1 ist parallel mit der Solarzelle 91 über eine Diode D1 verbunden. Die Klemmenspannung des ersten Kondensators C1 wird durch einen Regulierer 95 auf z. B. 1,55 V reguliert. Die regulierte Spannung wird an ein Hauptsystem 96 angelegt.

Der erste Kondensator C1 wird zum anfänglichen Laden verwendet. Die Anschlüsse des ersten Kondensators C1 sind mit einem geschalteten Kapazitätsintegrierer 94 verbunden, der die überschüssige Energie des ersten Kondensators C1 lädt und speichert. Der Schaltkondensator-Inte­ grierer 94 weist einen zweiten Kondensator C2 und einen dritten Kon­ densator C3 auf. Der zweite Kondensator C2 ist parallel mit dem ersten Kondensator C1 über ein erstes Schaltelement S1 verbunden. Der dritte Kondensator C3 ist parallel mit dem zweiten Kondensator C2 über ein zweites Schaltelement S2 verbunden. Die Kapazitanzen des ersten Kondensators C1, des zweiten Kondensators C2 und des dritten Kon­ densators C3 sind wie folgt bestimmt:

C2 < C1 < C3.

Die Ladespannung des ersten Kondensators C1 wird durch eine Span­ nungserfassungsschaltung 92 erfaßt. In diesem Ausführungsbeispiel führt die Spannungserfassungsschaltung 92 eine diskrete Erfassungsoperation (die später beschrieben werden wird) mit einem Systemtakt CK aus, der von dem Hauptsystem 96 empfangen ist. Wenn die Spannungserfassungs­ schaltung 92 erfaßt hat, daß die Ladespannung des ersten Kondensators C1 eine vorbestimmte Spannung, z. B. 2 V ist, veranlaßt die erfaßte Ausgabe, daß eine Schaltsteuerschaltung 93 das Steuern des ersten und zweiten Schaltelements S1 und S2 beginnt, um wechselweise ein- und ausgeschaltet zu werden. Die Ausgabe der Schaltsteuerschaltung 93 wird direkt an das erste Schaltelement S1 gesendet. Zusätzlich wird die Ausgabe der Schaltsteuerschaltung 92 an das zweite Schaltelement S2 über einen Inverter INV gesendet. Somit werden das erste und zweite Schaltelement S1 und S2 wechselweise ein- und ausgeschaltet. Demzufol­ ge wird die überschüssige Energie des ersten Kondensators C1 an den dritten Kondensator C3 mit großer Kapazität über den zweiten Kon­ densator C2 mit kleiner Kapazität gesendet. Somit wird die überschüssi­ ge Energie in dem dritten Kondensator C3 gespeichert.

Der dritte Kondensator C3 mit großer Kapazität speichert die überschüs­ sige Energie, die an einem hellen Ort erhalten ist, um elektrische Ener­ gie für eine vorbestimmte Zeit an einem dunklen Ort zu liefern. Der erste Kondensator C1 mit mittlerer Kapazität wird für einen temporären Energiespeicherabschnitt verwendet, so daß das System normal arbeiten kann, auch wenn die Spannung der Energieversorgung abfällt. Außer wenn der erste Kondensator C1 bereitgestellt ist, lädt der zweite Kon­ densator C2 Elektrizität, wenn der dritte Kondensator C3 zu laden beginnt, und dadurch findet ein scharfer Spannungsabfall statt.

Die Klemmenspannung des dritten Kondensators C3 wird an den Span­ nungsregulierer 95 über eine Diode D2 angelegt. Wenn der erste Kondensator C1 genug Spannung an einem hellen Ort geladen hat, wird die geladene Spannung durch den Regulierer 95 reguliert, um an das Hauptsystem 96 angelegt zu werden. An einem dunklen Ort fällt die geladene Spannung an dem ersten Kondensator C1 schnell ab. An diesem Punkt wird die Diode D2 eingeschaltet und die geladene Span­ nung des dritten Kondensators C3 wird an den Spannungsregulierer 95 angelegt. Demzufolge kann das System die Verschiebungsmeßoperation für eine vorbestimmte Zeitperiode an einem dunklen Ort ausführen.

Als nächstes wird mit Bezug auf Fig. 13 der Ladebetrieb der Energiever­ sorgungsschaltung in größerem Detail beschrieben werden. In der Figur ist V1 die Klemmenspannung des ersten Kondensators C1. V2 ist die Klemmenspannung des dritten Kondensators C3. Bis die Ladespannung des ersten Kondensators C1 zwei Volt wird, arbeitet der Schaltkondensa­ tor-Integrierer 94 nicht. Wenn die Ladespannung des ersten Kondensa­ tors C1 zwei Volt wird, erfaßt die Spannungserfassungsschaltung 92 diese geladene Spannung. Somit beginnt die Schaltsteuerschaltung 93, das erste und zweite Schaltelement S1 und S2 zu steuern, um abwechselnd ein- und ausgeschaltet zu werden. Wenn das erste Schaltelement S1 eingeschaltet wird, werden die Ladungen des ersten Kondensators C1 an den zweiten Kondensator C2 verteilt. Wenn das erste Schaltelement S1 ausgeschaltet wird und das zweite Schaltelement S2 eingeschaltet wird, werden die Ladungen des zweiten Kondensators C2 an den dritten Kondensator C3 verteilt. Diese Operationen werden wiederholt, so daß die überschüssige Energie des ersten Kondensators C1 in dem dritten Kondensator C3 gespeichert wird.

Wenn das erste Schaltelement S1 eingeschaltet ist, während der dritte Kondensator C3 leer ist (nämlich im anfänglichen Zustand des Ladebe­ triebs), tritt eine hohe Spannungsspitze ΔV1 auf. Der Wert der Span­ nungsspitze ΔV1 ist durch die folgende Formel gegeben:

ΔV1 = V1′·C2/(C1 + C2)

wobei V1′ die Ladespannung des ersten Kondensators C1 ist. Wenn der erste Kondensator C1 nicht bereitgestellt ist, ist ΔV1 = V1′, wie durch die obige Formel ausgedrückt. Somit wird die Spannung an dem An­ schluß N1 sofort 0 V. Dadurch kann das System eine Fehlfunktion haben.

In diesem Ausführungsbeispiel kann, wenn der Wert von C2/(C1 + C2) richtig eingestellt ist, die Spannungsspitze ΔV1 reduziert werden. Zum Beispiel ist bei der Bedingung von V1′ = 2 V C1 = 3,3 µF und C2 = 0,1 µF die oben beschriebene Spannungsspitze ΔV1 näherungsweise 60 mV.

Fig. 14 ist ein Diagramm, das einen Vergleich von Änderungen von Ladespannungen gegenüber der Zeit bezüglich der Verschiebungsmeßvor­ richtung vom Absoluttyp gemäß diesem Ausführungsbeispiel und einer herkömmlichen Verschiebungsmeßvorrichtung vom Inkrementtyp zeigt. In diesem Fall ist die Kapazitanz des Ladekondensators, der direkt von der Solarzelle gemäß dem herkömmlichen System geladen wird, in der Größenordnung um eine Stelle größer als jene des ersten Kondensators C1. Unter der Annahme, daß das Hauptsystem bei 1,5 V oder mehr arbeitet, wird das herkömmliche System nach näherungsweise 10 Sekun­ den zu arbeiten beginnen, nachdem der Verschiebungssensor an einen hellen Ort gebracht worden ist. Auf der anderen Seite kann in diesem Ausführungsbeispiel mit dem Laden des ersten Kondensators C1, dessen Kapazitanz in der Größenordnung um eine Stelle kleiner ist als jene des herkömmlichen Systems, das System in etwa 1,5 Sekunden arbeiten, wie gezeigt in Fig. 14. Mit einem Spannungserfassungspunkt von 2 V wird überschüssige Energie über dieser Spannung in dem dritten Kondensator C3 gespeichert. Danach kann die Messung temporär auch an einem dunklen Ort ausgeführt werden.

Fig. 15 ist ein Schaltungsdiagramm, das die Konstruktion einer Span­ nungserfassungsschaltung 92 und der Schaltsteuerschaltung 93 zeigt, die in Fig. 12 gezeigt sind. Die Klemmenspannung des ersten Kondensators C1 nämlich VDD - V1, wird an einen Puffer 97 angelegt. Zusätzlich wird ein Taktsignal CTL1, das mit dem Systemtakt CK in Synchronisation ist, an den Puffer 97 angelegt. Somit gibt der Puffer 97 ein diskretes Signal entsprechend der Ladespannung und in Synchronisation mit dem Taktsi­ gnal CTL1 aus.

Die Ausgabe des Puffers 97 wird an eine Spannungsteilerschaltung gesen­ det, die aus Kondensatoren C4 und C5 konstruiert ist. Die Ausgabe der Spannungsteilerschaltung wird an einen Komparator 98 geliefert. Der Komparator 98 vergleicht die Teilerausgabe mit einer Bezugsspannung Vref. Ein p-Kanal-MOS-Transistor T1, der von einem Taktsignal CTL2 mit etwa inverser Phase des Taktsignals CTL1, das für ein Entlade­ element verwendet werden soll, getrieben wird, ist parallel mit dem Kondensator C5 der Spannungsteilerschaltung verbunden. Ein p-Kanal- MOS-Transistor T2 ist mit dem Komparator 98 verbunden, um die Energiequelle ein- und auszuschalten. Der p-Kanal-MOS-Transistor T2 wird von einem Taktsignal CTL3 betrieben, das in Synchronisation mit dem Taktsignal CTL1 ist.

Die Schaltsteuerschaltung 93 ist aus einer Zwischenspeicherschaltung 99 und einem Ausgangsgatter 100 konstruiert. Die Zwischenspeicherschal­ tung 99, die ein D-Flip-Flop ist, empfängt die Ausgabe des Komparators 98. Das Ausgangsgatter 100 enthält die Ausgabe der Zwischenspeicher­ schaltung 99 in Synchronisation mit dem Systemtakt CK. Das Ausgangs­ gatter 100 gibt ein Schaltsteuersignal aus.

Fig. 16 ist ein Zeitdiagramm, das den Betrieb der Schaltung von Fig. 15 zeigt. In einer Spannungserfassungs-Stopperiode, wenn der Transistor T1 im eingeschalteten Zustand ist und der Transistor T2 im ausgeschalteten Zustand ist, wird die Elektrizität des Kondensators C5 entladen, und die Energiequelle des Komparators 98 wird abgeschnitten. In einem Span­ nungserfassungszyklus, wenn der Transistor T1 im ausgeschalteten Zustand ist und der Transistor T2 im eingeschalteten Zustand ist, wird die Span­ nung der diskreten Ausgabe, die von dem Puffer 97 erhalten ist, geteilt. Die geteilte Ausgabe V1·C4/(C4 + C5) und die Referenzspannung Vref werden von dem Komparator 98 verglichen. Jede Konstante der geteilten Ausgabe V1·C4/(C4 + C5) und der Referenzspannung Vref ist vorbestimmt, so daß die Ausgabe des Komparators 98 erhalten wird, wenn die Ladespannung z. B. 2 V ist. Die Ausgabe des Komparators 98 wird von einer Zwischenspeicherschaltung 99 zwischengespeichert. Die Ausgabe der Zwischenspeicherschaltung 99 wird über das Gatter 100 als ein Steuersignal erhalten, was die Schaltkapazität veranlaßt, zu arbeiten.

Fig. 17 ist ein Blockdiagramm, das die Konstruktion eines Meßgeräts vom Kapazitanztyp zur absoluten Messung von Positionen zeigt, das die oben beschriebene Energieversorgungsschaltung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufweist.

Zum Zwecke der Einfachheit sind die Abschnitte gemäß den oben be­ schriebenen Ausführungsbeispielen mit deren gleichen Bezugszeichen versehen, und deren Beschreibung ist weggelassen. Die Ausgabe der Energieversorgungsschaltung, die die in Fig. 12 gezeigte Solarzelle 91 verwendet, nämlich die Energieversorgungsspannung des Spannungsregulie­ rers 95, wird an eine Signalverarbeitungsschaltung angelegt. Die Span­ nung, die von dem Spannungsregulierer 95 erhalten ist, wird von einer Verstärkungsschaltung 101 verstärkt und dann an die LCD-Anzeige 13 angelegt.

Die Solarzelle 91, eine Spannungserfassungsschaltung 92, eine Schalt­ steuerschaltung 93 und ein Schaltkapazitäts-Integrierer 94 stellen eine sogenannte erste Ladeschaltung dar. Zusätzlich zu der ersten Ladeschal­ tung ist eine zweite Ladeschaltung 102 bereitgestellt. Die zweite Lade­ schaltung 102 ist mit dem Ausgang des Spannungsregulierers 95 ver­ bunden. Eine hohe Spannung, die von der zweiten Ladeschaltung 102 erhalten wird, wird zum Schreiben und Löschen von Daten in einen und aus einem EEPROM (nicht gezeigt) verwendet. Die hohe Spannung wird an den EEPROM über eine EEPROM-Schnittstelle geliefert.

In diesem Ausführungsbeispiel ist ähnlich wie in dem in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel und in dem in Fig. 4 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel der Intervallmeßbetrieb gemäß dem Bewegungszustand des ABS-Sensors oder gemäß den Spannungen der Energiequelle ausge­ führt.

In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen kann ein ON/OFF- Signal, das von der Steuerschaltung 9 ausgegeben ist, die den Intervall­ meßbetrieb steuert, an alle Schaltungselemente der Signalverarbeitungs­ schaltung mit der gleichen Zeitgabe geliefert werden. Darüber hinaus kann das ON/OFF-Signal an eine Vielzahl von Blöcken der Signalver­ arbeitungsschaltung in unterschiedlichen Zeitgaben geliefert werden.

Fig. 18 ist ein Blockdiagramm, das die Konstruktion einer Meßvorrich­ tung vom Kapazitanztyp zur absoluten Messung von Positionen gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. In dieser Figur sind zum Zwecke der Einfachheit die Abschnitte gemäß den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen mit deren gleichen Bezugs­ zeichen versehen, und ihre Beschreibung wird weggelassen. In diesem Ausführungsbeispiel steuert die Steuerschaltung 9 jede Schaltung, um einen periodischen Meßbetrieb in einem vorbestimmten Anzeige-Auffrisch­ zyklus auszuführen. Die Steuerschaltung 9 erzeugt ein erstes Aktivie­ rungssignal ON1 und ein zweites Aktivierungssignal ON2 mit unterschied­ lichen Zeitgaben, um den Intervallmeßbetrieb zu steuern. Das erste Aktivierungssignal ON1 wird an einen Anregungssignalgenerator 2, Demo­ dulatoren 3, 4 und 5 (welche analoge Schaltungen sind) und Phasende­ tektoren 6, 7 und 8 geliefert. Das zweite Aktivierungssignal ON2 wird an eine digitale Zusammensetzschaltung 10 und an eine digitale Rechen­ schaltung 12 geliefert, die die Ausgaben der Phasendetektoren 6, 7 und 8 zusammensetzen und berechnen. Zusätzlich zum Aktivierungssignal ON1 und ON2 liefert die Steuerschaltung 9 auch ein Taktsignal CK und ein Rücksetzsignal RS an jede Schaltung in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen. Der Aufbau des Blockschaltungs-Aktivierungsver­ fahrens für den Intervallmeßbetrieb gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann auf das erste bis fünfte Ausführungsbeispiel angewendet werden, die in den Fig. 1, 4, 7, 10 und 17 gezeigt sind.

Fig. 19 ist ein Wellenformdiagramm, das den Intervallmeßbetrieb der Vorrichtung gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel zeigt. Wenn der Anzeige-Auffrischzyklus so lange ist, scheint es, daß die LCD-Anzeige 13 nicht der Bewegung des ABS-Sensors 1 folgt, und die Datenanzeige wird unnatürlich. Auf der anderen Seite können, wenn der Anzeige-Auffrisch­ zyklus zu kurz ist, während sich der ABS-Sensor bei hoher Geschwindig­ keit bewegt, Daten nicht leicht erhalten werden. Ein Experiment zeigt, daß ein bevorzugter Anzeige-Auffrischzyklus 0,1 Sekunden beträgt. Innerhalb dieses Anzeige-Auffrischzyklus ist eine Datenentnahmeperiode, die von dem ersten Aktivierungssignal ON1 hervorgerufen ist, auf 40 ms eingestellt, und eine Zusammensetz- und Anzeigeperiode, die von dem zweiten Aktivierungssignal ON2 hervorgerufen ist, ist auf 40 ms einge­ stellt. Der Datenentnahmeperiode folgt die Zusammensetz- und Anzei­ geperiode.

Die verbleibende Periode des Anzeige-Auffrischzyklus ist eine Warte­ periode. Jedoch ist die Warteperiode nicht immer notwendig. Mit anderen Worten wird zuerst der Anzeige-Auffrischzyklus eingestellt.

Innerhalb des Anzeige-Auffrischzyklus werden die Datenentnahmeperiode und die Zusammensetz- und Anzeigeperiode eingestellt. Die verbleiben­ de Periode wird die Warteperiode.

Die Perioden der demodulierten Signale, die von den Demodulatoren 3, 4 und 5 erhalten werden, hängen von der Geschwindigkeit und der Richtung der Bewegung des ABS-Sensors 1 ab. Die Änderung einer Periode wird immer größer, so wie die Geschwindigkeit der Bewegung des ABS-Sensors 1 höher wird. Die Änderung einer Periode der demo­ dulierten Signale variiert stark in der Größenordnung des Feinskalen- Phasensignals CMP FINE, des Mittelskalen-Phasensignals CMP MED und des Grobskalen-Phasensignals CMP COA. Unter Berücksichtigung dieser Bedingungen wird die Datenperiode, nämlich die ON-Periode des Anre­ gungssignals ON1, eingestellt. Wenn z. B. die Datenentnahmeperiode auf 50 ms eingestellt ist, und die darauf folgende Zusammensetz- und Anzei­ geperiode auf 50 ms eingestellt ist, wird die Warteperiode 0.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird durch die Intervallmeßoperation der Energieverbrauch des Systems wirksam reduziert. Insbesondere ist der Energieverbrauchseffekt signifikant für die Demodulatoren, die eine große Strommenge in der Signalverarbeitungsschaltung aufnehmen. Damit kann, wenn eine Solarzelle für die Energieversorgung verwendet wird, der Meßbetrieb mit einer relativ niedrigen Beleuchtungsintensität ausgeführt werden. Zusätzlich kann, wenn eine Batterie für die Energieversorgung verwendet wird, deren Lebensdauer verlängert werden.

In den obigen Ausführungsbeispielen sind Vorrichtungen, die eine Ver­ schiebung in drei Pegeln von grober, mittlerer und feiner Skala messen, beschrieben worden. Jedoch ist diese Erfindung nicht auf diese Vor­ richtung begrenzt. Die vorliegende Vorrichtung kann zusätzlich auf eine Meßvorrichtung vom Kapazitanztyp zur absoluten Messung von Positionen in einer einzelnen Skala verwendet werden.

Weitere Vorteile und Abänderungen wird der Fachmann sofort erkennen. Daher ist die Erfindung in ihren weiteren Aspekten nicht auf die gezeig­ ten und beschriebenen spezifischen Details, repräsentativen Vorrichtungen und veranschaulichten Beispiele beschränkt. Demgemäß können Ab­ weichungen von solchen Details gemacht werden, ohne vom Geist oder vom Bereich des allgemeinen Erfindungsgedankens abzuweichen, wie festgelegt in den angehängten Ansprüchen und ihren Äquivalenten.

Claims (12)

1. Meßvorrichtung vom Kapazitanztyp zur absoluten Messung von Positionen, die aufweist:
eine Verschiebungserfassungseinrichtung, die ein festes Element und ein bewegliches Element aufweist, wobei das bewegliche Element mit dem festen Element kapazitanz-gekoppelt ist und relativ gegenüber dem festen Element beweglich ist, wobei die Verschiebungserfas­ sungseinrichtung angepaßt ist, um Signale entsprechend relativer Positionen des beweglichen Elements gegenüber dem festen Element auszugeben;
eine Signalverarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten der Ausgabesig­ nale der Verschiebungserfassungseinrichtug und zum Ausgeben eines absoluten Meßwerts entsprechend einer Verschiebung des bewegli­ chen Elements gegenüber dem festen Element;
eine Steuereinrichtung zum Steuern der Operationen der Verschie­ bungserfassungseinrichtung und der Signalverarbeitungseinrichtung; und
eine Energieversorgungseinrichtung zum Zuführen elektrischer Ener­ gie an die Verschiebungserfassungseinrichtung, die Signalverarbei­ tungseinrichtung und die Steuereinrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Aktivierungssteuereinrichtung zum periodi­ schen Aktivieren der Signalverarbeitungseinrichtung zu einem ge­ eigneten Intervall aufweist, um einen intermittierenden Meßbetrieb auszuführen.

2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin eine Zustandserfas­ sungseinrichtung aufweist zum Erfassen, ob das bewegliche Element der Verschiebungserfassungseinrichtung sich bewegt oder anhält, und die weiterhin dadurch gekennzeichnet ist, daß die Aktivierungssteuer­ einrichtung angepaßt ist, um Intervalle des intermittierenden Meßbe­ triebs entsprechend der Ausgabe der Zustandserfassungseinrichtung zu steuern.

3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin eine Spannungserfas­ sungseinrichtung zum Erfassen einer Ausgabespannung der Energie­ versorgungseinrichtung aufweist, und die weiterhin dadurch gekennzeichnet ist, daß die Aktivierungssteuer­ einrichtung angepaßt ist, um Intervalle des intermittierenden Meßbe­ triebs entsprechend der Ausgabe der Spannungserfassungseinrichtung zu steuern.

4. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Energieversorgungseinrichtung eine Batterie ist.

5. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Energieversorgungseinrichtung aufweist:
eine Solarzelle;
einen ersten Kondensator, der parallel mit der Solarzelle über eine Diode verbunden ist;
einen zweiten Kondensator, der parallel mit dem ersten Kondensator über ein erstes Schaltelement verbunden ist, wobei die Kapazitanz des zweiten Kondensators niedriger als die des ersten Kondensators ist;
einen dritten Kondensator, der parallel mit dem zweiten Kondensator über ein zweites Schaltelement verbunden ist, wobei die Kapazitanz des dritten Kondensators größer als jene des ersten Kondensators ist;
eine Ladespannungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Span­ nung, die in dem ersten Kondensator gespeichert ist; und
eine Schaltsteuereinrichtung, die von einer Ausgabe der Ladespan­ nungs-Erfassungseinrichtung gesteuert ist und angepaßt ist, um wech­ selweise das erste und zweite Schaltelement ein- und auszuschalten, nachdem die Spannung des ersten Kondensators einen vorbestimmten Wert erreicht, und um überschüssige Elektrizität von dem ersten Kondensator zu dem dritten Kondensator über den zweiten Kon­ densator zu liefern.

6. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Meßmodus-Steuereinrichtung aufweist, um einen Verschmutzungserfassungsmodus in einer Warteperiode eines intermittierenden Verschiebungsmeßmodus durchzuführen.

7. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinrichtung in eine Vielzahl von Schaltungsblöcken unterteilt ist, die bei unterschiedlichen Zeitgaben von der Steuer­ einrichtung aktiviert werden.

8. Meßvorrichtung vom Kapazitanztyp zur absoluten Messung von Positionen, die aufweist:
eine Verschiebungserfassungseinrichtung mit einem festen Element und einem beweglichen Element, wobei das bewegliche Element mit dem festen Element kapazitanz-gekoppelt ist und relativ gegenüber dem festen Element beweglich ist, wobei die Bewegungserfassungsein­ richtung angepaßt ist, um Signale entsprechend relativer Positionen des beweglichen Elements gegenüber dem festen Element auszu­ geben;
eine Signalverarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten der Ausgabesig­ nale der Verschiebungserfassungseinrichtung und zum Ausgeben eines absoluten Meßwertes entsprechend der Verschiebung des beweglichen Elements gegenüber dem festen Element;
eine Zustandserfassungseinrichtung zum Erfassen, ob das bewegliche Element der Verschiebungserfassungseinrichtung sich bewegt oder anhält;
eine Steuereinrichtung zum Steuern der Operationen der Verschie­ bungserfassungseinrichtung, der Zustandserfassungseinrichtung und der Signalverarbeitungseinrichtung; und
eine Energieversorgungseinrichtung zum Zuführen elektrischer Ener­ gie an die Verschiebungserfassungseinrichtung, die Signalverarbei­ tungseinrichtung, die Zustandserfassungseinrichtung und die Steuer­ einrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Aktivierungssteuereinrichtung zum periodi­ schen Aktivieren der Signalverarbeitungseinrichtung zu geeigneten Intervallen und zum variablen Steuern eines Intervalls eines intermit­ tierenden Meßbetriebs entsprechend mindestens einer der Ausgaben der Zustandserfassungseinrichtung und der Energieversorgungsein­ richtung aufweist.

9. Meßvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgungseinrichtung eine Batterie ist.

10. Meßvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieversorgungseinrichtung aufweist:
eine Solarzelle;
einen ersten Kondensator, der parallel mit der Solarzelle über eine Diode verbunden ist;
einen zweiten Kondensator, der parallel mit dem ersten Kondensator über ein erstes Schaltelement verbunden ist, wobei die Kapazitanz des zweiten Kondensators niedriger als jene des ersten Kondensators ist;
einen dritten Kondensator, der parallel mit dem zweiten Kondensator über ein zweites Schaltelement verbunden ist, wobei die Kapazitanz des dritten Kondensators größer als jene des ersten Kondensators ist;
eine Ladespannungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Span­ nung, die in dem ersten Kondensator gespeichert ist; und
eine Schaltsteuereinrichtung, die von einer Ausgabe der Ladespan­ nungs-Erfassungseinrichtung gesteuert ist und angepaßt ist, um wech­ selweise das erste und zweite Schaltelement ein- und auszuschalten, nachdem die Spannung des ersten Kondensators einen bestimmten Wert erreicht, und um überschüssige Elektrizität des ersten Kon­ densators an den dritten Kondensator über den zweiten Kondensator zu liefern.

11. Meßvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Meßmodus-Steuereinrichtung aufweist, um einen Verschmutzungserfassungsmodus in einer Warteperiode eines intermittierenden Verschiebungsmeßmodus auszuführen.

12. Meßvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverarbeitungseinrichtung in eine Vielzahl von Schaltungsblöcken unterteilt ist, die zu unterschiedlichen Zeitgaben von der Steuerein­ richtung aktiviert werden.