JP2001004402A - 静電容量式変位測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 導電性液体の侵入による汚染を確実に検出す
ることを可能とし、汚染検出によるエラーの自動解除と
意図的解除の切り換えを信号処理ＩＣに端子を追加する
ことなく可能とした絶対測定用の静電容量式変位測定装
置を提供する。 【解決手段】 絶対測定用の静電容量式変位センサ１
と、その出力周期信号を復調し位相検出を行って矩形波
の位相変調信号を出力する位相検出回路２と、その位相
変調信号を処理して絶対位置を求める合成回路３と、求
められた絶対位置を表示する表示部４とを有し、位相検
出回路２から出力される粗スケールの位相変調信号ＣＯ
Ａ．ＣＭＰの周期を監視し、そのデューティ比が所定範
囲を外れたことにより汚染検出をする汚染検出回路５を
備えた。エラー信号端子ＥＯＵＴと位相変調信号のモニ
ター端子Ｍ１の間に、トランジスタ８を外付けするか否
かにより、エラーの自動解除と意図的解除の切り換えを
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、絶対測定用の静
電容量式変位測定装置に係り、特に汚染検出回路を内蔵
した静電容量式変位測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】静電容量式変位センサは、相対抗する二
つの部材、例えばスケールとスライダにそれぞれ所定パ
ターンの電極を配列し、スケールに対するスライダの移
動に伴って電極パターン間に生じる周期的な容量変化の
信号を取り出すことにより変位量検出を行うものであ
る。この種の変位センサには、その出力信号の形態によ
って、相対測定（インクリメンタル）型と絶対測定（ア
ブソリュート）型の２種類がある。前者は、スライダが
基準位置から移動することにより生じる周期信号を連続
的に計測することによって変位量を測定する。後者は、
連続的な計数動作を必要とせず、スケールに対するスラ
イダの絶対変位（位置）を求めることが可能なものであ
る。絶対測定用変位測定装置では、スケールとスライダ
にそれぞれ形成される電極パターンの形状によって、粗
いピッチ，中間ピッチ，細かいピッチの周期的信号を出
力可能として、これらの各ピッチの周期信号の位相情報
を合成することにより、絶対変位の検出を可能とする。

【０００３】静電容量式絶対変位センサを搭載した測定
器において、センサ部が液体の付着や塵埃等により汚染
された場合、精度劣化や誤計数が発生し、正常な計数値
の保証が困難となる。このため、汚染検出回路を内蔵し
た測定器が既に本出願人により提案されている。汚染検
出の原理は例えば、変位センサ内の対抗電極間に汚染物
質が入ることによる誘電率変化、従って容量変化を検出
するものである。具体的には、位相の異なる複数の送信
電極とこれらに対抗する汚染検出用電極の間の容量結合
の状態を合成位相ベクトルにより表し、汚染検出モード
ではこの合成位相ベクトルの変化を監視して、汚染があ
ったことを判定する、といった方式が用いられる。

【０００４】一方、静電容量式絶対変位センサを小型計
測器に適用する場合、信号処理回路部をＩＣ化すること
が行われ、このＩＣ内に汚染検出回路を内蔵させる。こ
の種の汚染検出機能を持つ計測器においては、汚染によ
りエラー信号を発生したときに、このエラーを汚染除去
により自動的に解除したい場合と、自動的にはエラー解
除されないようにしたい場合とがある。前者は、ディジ
タルノギスのように人間が表示を見ながら使用する場合
であり、この場合は、汚染を除去してエラー原因が除か
れたときには、自動的にエラー解除となることが望まし
い。後者は例えば、加工装置に組み込まれるゲージ等の
場合であり、一旦エラーが発生したらリセット信号を入
力する等の意図的な操作を行わなければエラー解除でき
ないようにすることが要求される場合である。

【０００５】上述したエラーの自動解除と意図的解除と
は、製品の仕様上の問題であるが、製品上これらを切り
換え可能とするには、例えばＩＣに初期設定端子を設け
ることが必要になる。即ち、初期設定端子の“Ｈ”，
“Ｌ”により、自動解除と意図的解除の機能切り換えを
行うようにすればよい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の汚染検出機能を
持つ静電容量式絶対変位測定装置には、次のような問題
があった。第１に、従来の汚染検出の原理は、変位セン
サの局所的な汚染を対象としている。しかし実際には、
加工装置等に組み込まれる変位センサの場合、変位セン
サ内部に導電性の液体が広く均一に侵入するような汚染
が生じる。この様な全体的な汚染の場合、局所的な誘電
率変化による合成位相ベクトルの変化を検出する方式で
は、合成位相ベクトルの変化が発生せず、汚染検出がで
きない。第２に、汚染検出によるエラーの解除につい
て、自動的解除と意図的解除を切り換え可能とするため
に、ＩＣに初期設定端子を設けることは、ＩＣの小型
化、コスト上昇の原因となる。カスタムＩＣでは、一つ
の端子を追加することによる小型化やコストへの影響が
大きい。

【０００７】そこでこの発明は、第１に、導電性液体の
全体的な侵入等による汚染を確実に検出することを可能
とした汚染検出回路を持つ絶対測定用の静電容量式変位
測定装置を提供することを目的とする。この発明は、第
２に、汚染検出によるエラーの自動解除と意図的解除の
切り換えを信号処理ＩＣに初期設定端子を追加すること
なく可能とした絶対測定用の静電容量式変位測定装置を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る静電容量
式変位測定装置は、二つの部材の相対移動に伴う容量変
化に対応して絶対位置情報を含む周期信号を出力する静
電容量式変位センサと、この静電容量式変位センサから
出力される周期信号の位相検出を行って、エッジに絶対
位置情報を含む矩形波の位相変調信号を出力する位相検
出回路と、この位相検出回路から出力される位相変調信
号を処理して絶対位置を求める演算回路と、前記位相検
出回路から出力される位相変調信号を監視し、位相変調
信号のデューティ比が所定範囲を外れたことを汚染状態
として検出してエラー信号を出力する汚染検出回路と、
を備えたことを特徴とする。

【０００９】この発明による汚染検出の原理は、変位セ
ンサに導電性液体等が全体的に侵入した場合に、変位セ
ンサから出力される正弦波状信号の振幅が変化すること
を利用する。正弦波状信号の振幅が変化すると、これを
処理して得られる矩形の位相変調信号のデューティ比が
変化する。これは通常、正弦波信号を矩形波信号に変換
するコンパレータにオフセットがある結果である。この
様に、位相変調信号のデューティ比が予め設定された範
囲から外れたことを検出して汚染状態と判定する方式を
用いると、変位センサ全体の汚染を確実に検出すること
が可能になる。

【００１０】この発明はまた、上述した静電容量式変位
測定装置において、位相検出回路、演算回路及び汚染検
出回路を含んで信号処理ＩＣが構成され、前記信号処理
ＩＣは、前記位相検出回路からの位相変調信号をモニタ
ーするモニター端子、及び前記汚染検出回路からのエラ
ー信号を出力するエラー信号端子を有し、前記エラー信
号端子に出力されるエラー信号により駆動されて前記モ
ニター端子を強制的に電位固定するためのトランジスタ
を外付けするか否かにより、エラーが自動的に解除され
るモードと自動的には解除されないモードとを切り換え
るようにしたことを特徴とする。

【００１１】絶対測定用の静電容量式変位センサの信号
処理ＩＣを構成する場合、位相変調信号を外部からモニ
ターする必要性が高く、モニター用端子を設けることは
従来より行われている。このモニター端子と、エラー信
号端子を利用して、これらの間にトランジスタを外付け
することにより、エラーが発生したときに位相変調信号
の端子を電位固定すれば、意図的に解除しない限りエラ
ー解除ができない状態とすることができる。即ちこの発
明によると、トランジスタを外付けするか否かという簡
単な作業により、信号処理ＩＣに初期設定端子を追加す
ることなく、エラーの自動解除モードと意図的解除モー
ドの切り換えを行うことが可能になる。

【００１２】この発明において好ましくは、静電容量式
変位センサは、少なくもと粗いピッチと細かいピッチの
２トラックの周期信号を出力するものとし、この場合汚
染検出回路は、前記位相検出回路から得られる前記粗い
ピッチの周期信号に対応する位相変調信号を監視して汚
染検出を行うものとする。位相変調信号は変位センサの
移動速度に応じて周期が変化するが、粗いピッチの位相
変調信号は最もその変化が小さい。従って、この粗いピ
ッチの位相信号を汚染検出に利用すれば、通常動作での
周期変動を誤って汚染状態として検出する事態が防止さ
れる。

【００１３】この発明において、具体的には、汚染検出
回路の動作制御のために、クロックに基づいて、前記位
相検出回路を周期的に活性化する活性化信号、及び各活
性化信号の中間タイミングで汚染検出のエラー信号をサ
ンプリングするためのサンプリング信号、及び各サンプ
リング信号の中間タイミングで前記汚染検出回路に保持
されたエラー信号をリセットするリセット信号を発生す
るタイミング信号発生回路を備えることが必要になる。
そして、汚染検出回路は、位相変調信号の一方のエッジ
で周期的にリセットされて位相変調信号の時間計測を行
うタイマと、このタイマの出力を前記サンプリング信号
により取り込んでエラー信号として保持するラッチ回路
とを備えて構成される。

【００１４】更に具体的には、汚染検出回路のタイマと
しては、位相変調信号の“Ｌ”レベル期間を測定するも
のと、“Ｈ”レベル期間を測定するものとの２系統を設
けることが好ましい。この場合、これらの２系統のタイ
マにより得られる出力信号は、オア論理をとって、エラ
ー信号としてラッチ回路により保持される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施例を説明する。図１は、この発明の実施例による
絶対測定用の静電容量式変位測定装置の構成を示す。静
電容量式変位センサ１は、スケール１ａとこれに対抗す
るスライダ１ｂにより構成される。スライダ１ｂには交
流駆動信号が与えられる送信電極と受信電極が形成さ
れ、スケール１ａには、スライダ１ｂの送信電極及び受
信電極と容量結合する転送電極が所定ピッチで配列形成
される。これらの電極配列の説明は省くが、この実施例
の場合変位センサ１は、スライダ１ｂとスケール１ａの
相対移動により、粗いピッチ（粗スケール）の周期信号
ＣＯＡ．ＡＮと、細かいピッチ（密スケール）の周期信
号ＦＩＮ．ＡＮ及びその中間のピッチ（中スケール）の
周期信号ＭＥＤ．ＡＮの３トラックの周期信号（正弦波
状信号）を出力するように構成される。

【００１６】これらの周期信号ＣＯＡ．ＡＮ，ＭＥＤ．
ＡＮ，ＦＩＮ．ＡＮは、位相検出回路２により復調され
位相検出されて、エッジに絶対位置情報を含む、粗、中
及び密スケールの矩形波の位相変調信号ＣＯＡ．ＣＭ
Ｐ，ＭＥＤ．ＣＭＰ及びＦＩＮ．ＣＭＰが得られる。更
にこれらの位相変調信号ＣＯＡ．ＣＭＰ，ＭＥＤ．ＣＭ
Ｐ及びＦＩＮ．ＣＭＰは合成回路３に送られて、所定の
演算処理により３トラックの情報が合成され、絶対位置
出力が得られる。この絶対位置出力は、表示部４に表示
される。

【００１７】以上の基本信号処理回路に加えて、汚染検
出回路５と、そのタイミング制御を行うタイミング信号
発生回路６を有する。タイミング信号発生回路６は、ク
ロック発生器７により発生される基本クロックに基づい
て、各種タイミング信号を発生する。汚染検出回路５
は、この実施例の場合、位相検出回路２から出力される
位相変調信号の周期測定を行うことにより汚染を検出す
る。詳細は後述するが、この実施例では粗スケールの位
相変調信号ＣＯＡ．ＣＭＰの“Ｌ”期間、“Ｈ”期間を
タイマにより測定し、デューティ比が所定範囲を外れた
ことを判定してエラー信号を出力する。従ってタイミン
グ信号発生回路６が発生するタイミング信号には、汚染
検出のために位相検出回路２を周期的に活性化するため
の活性化信号ＡＣＴ、汚染検出回路５を制御するタイマ
クロックＴＣＫ、エラーサンプリング信号ＥＳＭＰ、エ
ラーリセット信号ＥＲＳ等が含まれる。

【００１８】なおこの実施例において、３トラックの位
相変調信号のうち、粗スケールの位相変調信号ＣＯＡ．
ＣＭＰを汚染検出のための周期測定に利用するのは、変
位センサの通常動作においてこれが最も周期変化が小さ
いためである。即ち、変位センサの移動速度が大きくな
ると、位相変調信号の周期は小さくなるという関係があ
り、密スケールの位相変調信号ＦＩＮ．ＣＭＰではその
移動速度の影響が最も大きく、中スケールの位相変調信
号ＭＥＤ．ＣＭＰがこれに続く。従ってこれらの密或い
は中スケールの位相変調信号の周期変化を測定して汚染
検出を行おうとすると、通常動作でエラー信号を発生す
る事態が生じる。これに対して、粗スケールの位相変調
信号は、通常動作での周期変動が小さいため、汚染検出
に有効利用できるのである。

【００１９】図１において、一点鎖線で囲んだ範囲、即
ち位相検出回路２、合成回路３、汚染検出回路５、タイ
ミング信号発生回路６及びクロック発生器７の部分は、
カスタムＩＣとして構成される。位相検出回路２からの
位相変調信号の出力端子は、外部からモニターする必要
があるため、それぞれＩＣのモニター端子Ｍ１〜Ｍ３に
接続される。また汚染検出回路５の出力端子もＩＣのエ
ラー信号端子ＥＯＵＴとして取り出される。

【００２０】そしてこの実施例では、上述のエラー信号
端子ＥＯＵＴと、粗スケール用位相変調信号ＣＯＡ．Ｃ
ＭＰのモニター端子Ｍ１の間に、トランジスタ８を外付
けするか否かにより、エラーの自動解除と意図的解除の
切り換えを可能としている。トランジスタ８はこの実施
例の場合、ＮＭＯＳトランジスタである。このトランジ
スタ８を外付けする場合には、図示のように、ゲートを
エラー信号端子ＥＯＵＴに、ドレインをモニター端子Ｍ
１にそれぞれ接続し、ソースを接地する。これにより、
エラー信号端子ＥＯＵＴに“Ｈ”レベルのエラー信号が
得られた場合にトランジスタ８はオンして、モニター端
子Ｍ１、即ち粗スケール用位相変調信号ＣＯＡ．ＣＭＰ
の端子を接地電位に固定する。このトランジスタ８を外
付けした状態が、自動的にはエラー解除されない、意図
的エラー解除のモードとなる。

【００２１】汚染検出回路５は、図２に示すように、２
系統のタイマ２１ａ，２１ｂを用いて構成される。一方
のタイマ２１ａは、位相変調信号ＣＯＡ．ＣＭＰの
“Ｌ”レベル期間を測定するためのものであり、他方の
タイマ２１ｂは同じく位相変調信号ＣＯＡ．ＣＭＰの
“Ｈ”レベル期間を測定するためのものである。これら
のタイマ２１ａ，２１ｂがある設定された時間を超えた
ときに出す出力が基本的にエラー信号であり、これを保
持するためのそれぞれ２段のラッチ２２ａ，２３ａ，２
２ｂ，２３ｂを有する。更にラッチ２３ａ，２３ｂの出
力のいずれかが“Ｈ”であることを検知するオアゲート
２４と、このオアゲート２４の出力を保持してエラー信
号を出力するラッチ２５が設けられている。

【００２２】タイマ２１ａは、粗スケールの位相変調信
号ＣＯＡ．ＣＭＰが“Ｈ”のときリセット状態を保ち、
“Ｌ”のときタイマクロックＴＣＫをカウントして時間
計測を行う。タイマ２１ｂは、粗スケールの位相変調信
号ＣＯＡ．ＣＭＰがインバータＩにより反転してリセッ
ト信号として与えられる。従って、粗スケールの位相変
調信号ＣＯＡ．ＣＭＰが“Ｈ”の時間計測を行うことに
なる。

【００２３】図３は、タイミング信号発生回路６による
タイミング信号発生の様子を示している。タイミング信
号発生回路６には、クロック発生器７から発生される基
本クロック（原発振クロック）を順次１／２分周して、
分周出力ａ，ｂ，ｃ，…を得る分周回路と、これらの分
周出力を組み合わせて各種タイミング信号を生成するゲ
ート群により構成される。例えば、位相検出回路６を周
期的に駆動する活性化信号ＡＣＴは、分周出力ｄ，ｅの
ＮＯＲ論理により得られ、分周出力ｅの周期を持ち、そ
の“Ｈ”レベル期間が位相検出回路２を駆動する汚染検
出期間となる。

【００２４】図２のエラー検出結果の信号を保持するラ
ッチ２５に供給されるエラーサンプリング信号ＥＳＭＰ
は、分周出力ａ，ｂ，ｃ，ｄと、／ｅのＮＯＲ論理によ
り得られ、活性化信号ＡＣＴと同じ周期で活性化信号Ａ
ＣＴが“Ｈ”になる期間の中間に発生される。また、図
２のラッチ２３ａ，２３ｂをリセットするエラーリセッ
ト信号ＥＲＳは、分周出力ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅのＮＯＲ
論理により得られ、エラーサンプリング信号ＥＳＭＰを
補間するタイミングで周期的に発生される。但し図３
は、タイミング信号発生の動作を原理的に説明したもの
で、実際の汚染検出の周期は、必要に応じて最適設定さ
れる。

【００２５】この実施例による汚染検出の動作を、正常
時の動作と比較しながら次に説明する。図４は、変位セ
ンサの出力信号ＣＯＡ．ＡＮの振幅が大きい正常時の場
合であり、図５は、出力信号ＣＯＡ．ＡＮの振幅が小さ
い汚染状態での動作である。前述のように、変位センサ
が導電性液体により全体的に汚染されたような場合、正
常時に比べて図示のように変位センサ出力信号の振幅が
小さくなる。正常時は、この出力信号ＣＯＡ．ＡＮをコ
ンパレータで矩形波に変換したとき、得られる位相変調
信号ＣＯＡ．ＡＮは、図４に示すように、ほぼデューテ
ィ比が５０％の信号波形となる。一方、汚染状態では、
位相変調信号ＣＯＡ．ＣＭＰは、デューティ比が５０％
から大きくずれる。信号振幅の中心がコンパレータのし
きい値に一致していれば、振幅が小さくなっても原理的
にデューティ比の変化はない筈であるが、実際には図４
に示すように、信号振幅の中心Ａとコンパレータのしき
い値Ｂの間にオフセットがあるために、この様なデュー
ティ比の変化が生じる。

【００２６】汚染検出回路５のタイマ２１ａ，２１ｂは
それぞれ、位相変調信号ＣＯＡ．ＣＭＰの“Ｌ”レベル
期間と“Ｈ”レベル期間を測定することになる。具体的
にタイマ２１ａ，２１ｂは、図４及び図５に示したよう
に、タイマクロックＴＣＫを順次分周した内部信号，
，…を出す。図４に示すように、位相変調信号ＣＯ
Ａ．ＣＭＰのデューティ比が５０％であれば、タイマ２
１ａ，２１ｂは、内部信号が“Ｈ”になる前に、位相
変調信号ＣＯＡ．ＣＭＰのエッジでリセットされる。従
って、図４の正常時には、タイマ２１ａ，２１ｂの内部
信号は、“Ｌ”のまま、計数動作とリセットを繰り返
す。

【００２７】一方、汚染状態は、例えば位相変調信号Ｃ
ＯＡ．ＣＭＰのデューティ比が２５〜７５％の範囲を外
れた場合というように定め、またその範囲を外れたとき
には、タイマ２１ａ，２１ｂのいずれかの内部信号が
“Ｈ”になるように設定したとする。図５では、位相変
調信号ＣＯＡ．ＣＭＰの“Ｌ”期間が長く、タイマ２１
ａの内部信号が“Ｈ”になる様子を示している。この
内部信号＝“Ｈ”が事実上のエラー信号となる。具体
的には、内部信号が初段ラッチ２２ａのクロックとな
り、その初段ラッチ２２ａの出力が２段目ラッチ２３ａ
のクロックとなる。初段ラッチ２２ａはクロックの立ち
上がりでデータをラッチし、２段目ラッチ２３ａはクロ
ックの立ち下がりでデータをラッチするものとすれば、
タイマ２１ａの内部信号が“Ｈ”になると、初段ラッ
チ２２ａが“Ｈ”を保持する。ラッチ２２ａとタイマ２
１ａは、位相変調信号ＣＯＡ．ＣＭＰが“Ｈ”になるこ
とによりリセットされるが、これにより２段目のラッチ
２３ａが“Ｈ”をラッチする。このラッチ２３ａの
“Ｈ”データは、エラーリセットＥＲＳによりリセット
されるまで保持され、その間にエラーサンプリング信号
ＥＳＭＰが発生されるから、ラッチ２５に転送保持され
てエラー信号として出力される。エラー信号は表示部４
にも送られて、エラー表示がなされる。

【００２８】以上のようにこの実施例においては、粗ス
ケールの位相変調信号ＣＯＡ．ＣＭＰの周期測定により
汚染検出を行っている。この汚染検出方式は、実質的に
変位センサの出力振幅の低下を検出するものであり、変
位センサ全体が導電性液体により汚染された状態を確実
に検出することが可能になる。しかも、汚染検出回路
は、変位センサの出力の振幅変化をアナログ的に検出す
るものではなく、ディジタル的に位相変調信号の周期測
定を行う方式を用いているので、カスタムＩＣ内に組み
込むことが容易である。

【００２９】次に、図１示すに外付けトランジスタ８に
よるエラーの解除モードについて説明する。図３で説明
したようにこの実施例では、汚染検出は活性化信号ＡＣ
Ｔにより周期的に行われ、それらの中間点でエラーサン
プリング信号ＥＳＭＰによりエラー検出結果をサンプリ
ングしている。従ってエラー信号が出されると、その状
態は次のエラーサンプリング信号ＳＥＭＰが発生されま
で継続する。もし、図１に示すように、外付けトランジ
スタ８を接続しない場合には、汚染エラーの要因が除か
れると、次のエラーサンプリング信号ＥＳＭＰでは、エ
ラー信号は“Ｌ”に戻り、エラー状態は自動解除され
る。

【００３０】これに対して、図１示すようににトランジ
スタ８を外付けした場合は、エラーの自動解除はできな
い状態となる。即ちこのとき、エラー信号が発生される
と、前述のようにモニター端子Ｍ１即ち、位相変調信号
ＣＯＡ．ＣＭＰの端子が強制接地される。これにより、
タイマ２１ａはリセットされることなく、常時計数状態
になり、繰り返しエラー信号を出す条件となる。つま
り、汚染エラーの要因が除去されたとしても、エラーサ
ンプリングＥＳＭＰが発生される度にエラー信号をサン
プリングすることになり、トランジスタ８を取り外さな
い限り、エラーは解除されない。これが、意図的なエラ
ー解除のモードである。

【００３１】この実施例によるエラーの自動解除モード
と意図的解除モードの切り換えは、カスタムＩＣとして
従来より必要とされている端子にトランジスタを外付け
するか否かにより行われるので、カスタムＩＣにモード
切り替えのため格別な端子を追加する必要がない。従っ
て、カスタムＩＣを小型で且つ低コストに作ることが可
能になる。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、導
電性液体の全体的な侵入等による汚染を確実に検出する
ことを可能とした汚染検出回路を持つ絶対測定用の静電
容量式変位測定装置を得ることができる。またこの発明
によれば、汚染検出によるエラーの自動解除モードと意
図的解除モードの切り換えを信号処理ＩＣに設定端子を
追加することなく可能とした絶対測定用の静電容量式変
位測定装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例による静電容量式変位測定
装置の構成を示す図である。

【図２】 同実施例の汚染検出回路の構成を示す図であ
る。

【図３】 同実施例の汚染検出のためのタイミング信号
発生の様子を示す図である。

【図４】 同実施例の装置の正常時の汚染検出回路の動
作を説明するためのタイミング図である。

【図５】 同実施例の装置の汚染時の汚染検出回路の動
作を説明するためのタイミング図である。

【符号の説明】

１…静電容量式変位センサ、２…位相検出回路、３…合
成回路、４…表示部、５…汚染検出回路、６…タイミン
グ信号発生回路、７…クロック発生器、８…外付けトラ
ンジスタ、２１ａ，２１ｂ…タイマ、２２ａ，２２ｂ，
２３ａ，２３ｂ，２５…ラッチ、２４…オフゲート。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二つの部材の相対移動に伴う容量変化に
   対応して絶対位置情報を含む周期信号を出力する静電容
   量式変位センサと、 この静電容量式変位センサから出力される周期信号の位
   相検出を行って、エッジに絶対位置情報を含む矩形波の
   位相変調信号を出力する位相検出回路と、 この位相検出回路から出力される位相変調信号を処理し
   て絶対位置を求める演算回路と、 前記位相検出回路から出力される位相変調信号を監視
   し、位相変調信号のデューティ比が所定範囲を外れたこ
   とを汚染状態として検出してエラー信号を出力する汚染
   検出回路と、 を備えたことを特徴とする静電容量式変位測定装置。
2. 【請求項２】 前記位相検出回路、演算回路及び汚染検
   出回路を含んで信号処理ＩＣが構成され、前記信号処理
   ＩＣは、前記位相検出回路からの位相変調信号をモニタ
   ーするモニター端子、及び前記汚染検出回路からのエラ
   ー信号を出力するエラー信号端子を有し、 前記エラー信号端子に出力されるエラー信号により駆動
   されて前記モニター端子を強制的に電位固定するための
   トランジスタを外付けするか否かにより、エラーが自動
   的に解除されるモードと自動的には解除されないモード
   とを切り換えるようにしたことを特徴とする請求項１記
   載の静電容量式変位測定装置。
3. 【請求項３】 前記静電容量式変位センサは、少なくと
   も粗いピッチと細かいピッチの２トラックの周期信号を
   出力するものであり、 前記汚染検出回路は、前記位相検出回路から得られる前
   記粗いピッチの周期信号に対応する位相変調信号を監視
   して汚染検出を行うものであることを特徴とする請求項
   １又は２記載の静電容量式変位測定装置。
4. 【請求項４】 クロックに基づいて、前記位相検出回路
   を周期的に活性化する活性化信号、及び各活性化信号の
   中間タイミングで汚染検出のエラー信号をサンプリング
   するためのサンプリング信号、及び各サンプリング信号
   の中間タイミングで前記汚染検出回路に保持されたエラ
   ー信号をリセットするリセット信号を発生するタイミン
   グ信号発生回路を更に備え、 前記汚染検出回路は、前記位相変調信号の一方のエッジ
   で周期的にリセットされて前記位相変調信号の時間計測
   を行うタイマと、このタイマの出力を前記サンプリング
   信号により取り込んでエラー信号として保持するラッチ
   回路とを有することを特徴とする請求項１乃至３のいず
   れかに記載の静電容量式変位測定装置。
5. 【請求項５】 クロックに基づいて、前記位相検出回路
   を周期的に活性化する活性化信号、及び各活性化信号の
   中間タイミングで汚染検出のエラー信号をサンプリング
   するためのサンプリング信号、及び各サンプリング信号
   の中間タイミングで前記汚染検出回路に保持されたエラ
   ー信号をリセットするリセット信号を発生するタイミン
   グ信号発生回路を更に備え、 前記汚染検出回路は、前記位相変調信号の立ち上がりエ
   ッジで周期的にリセットされて前記位相変調信号の
   “Ｌ”レベルの時間計測を行う第１のタイマと、前記位
   相変調信号の立ち下がりエッジで周期的にリセットされ
   て前記位相変調信号の“Ｈ”レベルの時間計測を行う第
   ２のタイマと、これらのタイマの出力のオア論理出力を
   前記サンプリング信号により取り込んでエラー信号とし
   て保持するラッチ回路とを有することを特徴とする請求
   項１乃至３のいずれかに記載の静電容量式変位測定装
   置。