JP2646171B2

JP2646171B2 - 測定信号を誘導生成するためのピックアップ

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Publication number: JP2646171B2
Application number: JP4240040A
Authority: JP
Inventors: メーナルトヴァルター; タイルトーマス
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-08-16
Filing date: 1992-08-17
Publication date: 1997-08-25
Anticipated expiration: 2012-08-25
Also published as: CA2115832A1; EP0598022A1; CZ284035B6; JPH06213678A; AU2406492A; DE4292660D2; DE9110617U1; BR9203191A; US5586492A; DE59202365D1; DE4127290A1; ATE122933T1; US5512310A; WO1993003843A1; HK41397A; UY23461A1; EP0598022B1; CA2115832C; JPH0822386B2; ES2072764T3

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特許請求の範囲の請求
項１の前文部分に記載した種類のピックアップに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の位置ピックアップまたは位置セ
ンサは、電気信号を発生し、この電気信号によって、２
つの物体間の連続的または間歇的な相対運動をモニタま
たは追跡し、それを測定し、任意の瞬間に、２つの物体
のうちの一方の物体の他方の物体に対する瞬間的な位置
について利用できる情報を得ることができるようになっ
ている。

【０００３】１つの形態として、線形式ピックアップま
たはセンサがあり、たとえば、機械フレーム構造に対し
て変位可能な機械キャリッジの移動量または瞬間的な位
置あるいはこれら両方を検知し、高精度の制御を行うよ
うになっている。その目的のためには、キャリッジが高
速で移動しているときでもキャリッジの瞬間位置につい
て情報を提供する信号を絶えず発生する必要がある。

【０００４】別の形態としては、回転する物体の瞬間的
な角度位置、たとえば、電動機のロータの、ステータに
対する瞬間角度位置あるいは互いに対して回転する２つ
の物体の回転角度、たとえば、経緯儀の望遠鏡の方位角
または垂直角を測定するための回転式ピックアップまた
はセンサがある。

【０００５】回転式ピックアップは、同じように用い
て、自動車の車輪の角度位置または回転速度を測定した
り、気化器の蝶型弁の瞬間角度位置を測定したりするこ
とができる。

【０００６】本明細書の冒頭部分で述べた種類の線形式
ピックアップは、ドイツ国特許明細書第25 11 683 号、
第26 17 624 号に見出すことができる。これら公知の
ピックアップは、各々、強磁性磁束案内手段を包含し、
この磁束案内手段が２つの細長い矩形の扁平なプレート
を有し、これらのプレートが互いに平行に配置してあっ
て間にエアギャップを形成している。矩形の２つの短片
のうちの一方で、これらのプレートはそれらの平面に対
して直角に延びる分岐部によって連結され、Ｕ字形の横
断面を構成している。分岐部は、励磁コイルを貫いて延
びており、この励磁コイルに交流を通電すると、磁束が
発生し、この磁束がエアギャップを横切る環状に閉じた
経路をたどり、エアギャップ内にほぼ均質な磁界を発生
するようになっている。

【０００７】磁束案内手段は、２つの相対的に移動する
物体の一方に連結してあり、他方の物体には、測定コイ
ル装置が連結してある。この測定コイル装置は、プリン
ト配線回路の形をしており、２つの測定コイルを有す
る。各測定コイルは、複数の巻き線を包含し、各巻き線
がそれぞれ表面要素を取り巻いている。

【０００８】このように形成された表面要素は、種々の
寸法のものであり、互いに綴じ合わせた状態で配置され
ている。この配置は、概して、モニタすべき移動方向に
延び、最大幅を構成する細長い測定コイル形態を与え
る。測定コイルのキャリヤ・ボードは、磁束案内手段の
２つのプレートの間に平行に配置される。磁束方向にお
ける、プレート間のエアギャップの互いに対向して一致
した配置の壁面の、キャリヤ・ボード、したがって、測
定コイル上への突出は、ほぼ矩形の通過面を構成し、こ
の通過面の長手方向が、測定コイル装置全体を横切って
移動方向に対して直角になり、その幅は、移動方向にお
いて、最大移動幅よりもかなり短くなっている。ギャッ
プを横切る磁束の主要部分は、上記の通過面において測
定コイル装置を通過するが、かなりの漏洩磁束部分も生
じる可能性がある。これは、純粋に幾何学的に構成され
た通過面の外側に延び、少なくとも部分的に、測定コイ
ル装置の表面要素も通過する。

【０００９】モニタしようとしている２つの物体のうち
の一方が他方の物体に対して移動する場合、通過面が測
定コイル装置の表面要素上で変位し、それによって、個
々の巻き線を通過する磁束が変化し、測定コイルがそれ
ぞれ振幅の変化する電気出力信号を発生する。測定コイ
ルで発生した出力交流電圧信号は整流されて測定信号と
なる。この測定信号の大きさは、一方の物体がとる、他
方の物体に対する瞬間的な位置を表わす。中央位置と組
み合ったゼロ電位に対して対称的である測定信号を生成
するために、２つの測定コイルは互いに鏡像の関係で配
置され、２つの物体の移動時、通過面の、一方の測定コ
イルとのオーバーラップ状態を脱した部分が他方の測定
コイルとのオーバーラップ状態に移行し、この状況にお
いて、２つの測定コイルに供給された電圧の差が、モニ
タしようとしている移動範囲のできるだけ大きな部分に
わたってできるだけ正確に線形をたどることになる。別
の出力信号特性を達成する形態の場合には、理論的に選
定した形態によって予め決定される特性ラインを全移動
範囲にわたってできるだけ正確に維持することが望まし
い。

【００１０】さらに、２つの測定コイル信号によって発
生した電圧の差を生成する段階は、測定信号から付加的
な干渉値を除去することも意図している。

【００１１】しかしながら、これら両技術は、現在のと
ころ、まだまだ未熟である。たとえば、ドイツ国特許明
細書第25 11 683 号から容易にわかるように、装置が達
成しようとしている測定信号特性の線形形態は、２つの
分岐部分に接近するとき鋭い点で終らず、丸い点で終
る。また、実務において、ゼロ通過部分で、このような
装置の特性は線形に延びず、Ｓ字状に変形することがわ
かった。このような非線形性はピックアップまたはセン
サの出力側に配置された電子回路によって部分的に補正
できるが、付加的な構造が必要となり、コストの増大に
通じる。さらに、公知の差生成段階によって得られる
測定信号が、なお、より重要な干渉信号成分を含み、こ
れは差生成操作によって除去することはできない。こ
れに対して、本発明の目的は、最大限簡単な構造で低コ
ストである、本明細書の冒頭部分に記載した種類の誘導
型ピックアップまたはセンサを提供することにあり、こ
のピックアップまたはセンサで生成することのできる測
定信号は、できるだけ大きな移動範囲にわたって最大限
の精度をもって構造特性形態をたどり、特に、干渉信号
成分を持たない。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的を達成すべく、
本発明は、一方と他方の２つの相対的に移動可能な物体
のうちの一方の物体の占める、他方の物体に対する位置
を再現する測定信号を誘導生成するピックアップであっ
て、少なくとも１つの励磁コイルと、磁束を生成させる
為に励磁コイルに交流を通電する手段と、少なくとも２
つの測定コイルのグループからなる測定コイル装置であ
って、各グループが少なくとも２つの測定コイルからな
り、各グループの測定コイルからの共通出力信号を取り
込むように２つの測定コイルが電気的に接続されている
とともに、一方の物体の他方の物体に対する相対的な移
動量に依存して少なくとも一つの共通出力信号が変化す
る構造の測定コイル装置と、励磁コイルに発生した磁束
を閉じた測定経路に沿って移送し、磁束の少なくとも一
部が測定コイル装置を通るようにした強磁性材料の磁束
案内手段とからなり、共通出力信号が各グループの少な
くとも２つの測定コイルから発生する信号の差信号とな
るように各測定コイルグループの少なくとも２つの測定
コイルが相互に電気的に接続されているとともに、その
中に少なくとも２つの測定コイルグループからの共通出
力信号が移送される電気回路装置が設けられており、さ
らに共通出力信号が一方または他方の中間信号であっ
て、少なくとも一つは一方の物体の他方の物体に対する
瞬間的な位置に依存する中間信号と結合されるととも
に、電気回路装置によって測定信号が一方と他方の２つ
の中間信号の指数として生成されるピックアップを提供
する。

【００１３】このピックアップは、次の発見に基づいて
いる。ａ）従来技術によるピックアップまたはセンサの場合に
測定信号になお存在する干渉信号成分は、性質が乗法的
であり、ほぼ均一にされる２つの信号に関して指数生成
でなければ除去できない。ｂ）もしこの指数生成操作を、たとえば、ドイツ国特許
明細書第26 17 624 号による装置によって供給されるよ
うな２つの電圧Ｕ₄、Ｕ₅の合計および差を用いて、よ
り進んだ形態で行おうとする場合には、付加的な成分が
再び完全に有効となる。

【００１４】

【作用】したがって、本発明によれば、指数生成操作
は、２つの中間信号によって行われ、これらの中間信号
の各々は、１つまたはそれ以上の電圧差を含み、同じ要
領で付加的な干渉値が得られる。これらの中間信号を生
成するために、本発明は、常に、少なくとも２つの電圧
差、たとえば、ΔＵ₁およびΔＵ₂の生成を行い、これ
らの電圧差から、たとえば、ΔＵ₁／ΔＵ₂またはΔＵ
₁／（ΔＵ₁−ΔＵ₂）またはΔＵ₁／（ΔＵ₁＋ΔＵ
₂）または（ΔＵ₁−ΔＵ₂）／（ΔＵ₁＋ΔＵ₂）な
どの指数を生成し、測定信号として使用することができ
る。この場合、これらの指数が、線形に変化する分子と
一定の分母を有すると特に有利である。これは、線形の
測定信号形態を与え、ゼロで割ることがあり得ないから
である。測定コイル装置の形態に依存して、これらの指
数は、あるいは、これらの指数に対応する表現は、好ましい特
性を有する。

【００１５】特に有利な方法では、本発明に従って中間
信号および測定信号を生成するための少なくとも２つの
差信号は、少なくとも２つのグループの表面要素を包含
する測定コイル装置によって達成され得る。これらの表
面要素は、移動方向または変位方向において互いに変位
した状態で配置してあり、各グループは、２つの表面要
素を有し、これらの表面要素の上を、磁束案内手段によ
って構成された通過面が通過する。一方のグループの表
面要素を囲む測定コイル巻き線の電圧を用いてΔＵ₁を
生成し、他方のグループの表面要素がΔＵ₂を生成す
る。移動方向において２つのグループを変位させて配置
することによって、ΔＵ₁およびΔＵ₂は測定しようと
している位置に依存して異なった値を有する。

【００１６】上記の形態を線形とするためには、表面要
素および通過面を幾何学的に互いに類似したものとし、
特に、長辺が互いにかつ変位方向に対してほぼ平行に延
び、短辺が変位方向に対して直角に延びる細長い四辺形
であると好ましい。また、これらの表面要素および通過
面は、特に回転式ピックアップまたはセンサにおいて有
利なように、モニタしようとしている動きの回転軸線に
関して同心に配置した部分円形リングの形をしている。
ここで、「長辺」なる用語は、互いに同心に配置した場
合に「平行」である内外の周縁円弧部分を意味し、「短
辺」とは、変位方向に対して直角に半径方向に延びる縁
を意味する。

【００１７】差信号のエラーを防ぎ、また、それに伴っ
て、測定信号が１グループの表面要素間に位置する表面
領域によって生じるのを防ぐために、これらの表面要素
は、移動方向に対して直角に延びる少なくとも１つの共
通縁部分を有する。この縁部分は、相互に電気的に接続
され、２つの表面要素を取り囲む２つの測定コイル巻き
線に属する縁導体、あるいは、一方の測定コイル巻き線
に属し、また、他方の測定コイル巻き線に属し、磁束の
方向で見て、小さい間隔で連続的に一致した状態で配置
した２つの縁導体によって形成される。

【００１８】これら両方の場合において、本装置では、
縁部分を越えて通過面が変位すると、一方の表面要素を
出た各磁束線は、それぞれ他方の表面要素を必ず通らな
ければならない。

【００１９】各グループの２つの表面要素が互いに補い
合って完全な円形リングを構成する半円形のリングの形
をしている回転式ピックアップまたはセンサの場合、こ
の種類の縁領域が２つあり、これらの縁領域は、上記の
設計形態の両方で好ましい。

【００２０】２つの表面要素を共通の測定コイル巻き線
で取り囲んだ場合、特に高精度で干渉信号のない差信号
を生成することができる。線形式ピックアップまたはセ
ンサの場合、２つの表面要素を互いに分離する縁領域
は、一対の接続導体によって形成され、これらの接続導
体は、好ましくは、変位方向に対して直角に延び、所望
の差電圧ΔＵ₁、ΔＵ₂を直接取り込むことができる。
回転式ピックアップまたはセンサでは、これに加えて、
分離用の分岐部分も設けてあり、これは、半径方向に延
びる接続導体に対して直径方向に対向した関係にあり、
周方向に延び、円形に閉じた縁導体に電気的に接続、固
定した半径方向に延びる導体部部分によって形成される
か、あるいは、前記縁導体への電気接続を制御可能なオ
ン／オフ・スイッチによって開閉できる。

【００２１】この制御可能なオン／オフ・スイッチは、
測定コイル装置をキャリヤ・ボードまたはプレート部材
上に２つだけの導体トラック平面をもって設けることが
でき、変位方向において相互に変位した状態で配置した
２つ以上のグループを有し、各グループが２つの表面要
素を包含し、これらの表面要素がオン／オフ・スイッチ
の開閉によって通過面の変位に依存して選択的に付勢、
消勢され得るという利点を与える。これを行う手順で
は、２つのグループの表面要素を常に付勢し、変位方向
において前部および後部にある通過面の縁がこれらのグ
ループの縁領域からより大きな間隔で位置し、差信号Δ
Ｕ₁、ΔＵ₂を発生することができる。こうして、全測
定範囲にわたって、通過面（単数または複数）の縁が表
面要素の縁領域に接近するときに必ず生じる非線形性の
ない差信号、中間信号および測定信号を得ることができ
る。

【００２２】本発明によるピックアップまたはセンサの
これらおよび他の有利な進歩は、特許請求の範囲に定義
してある。

【００２３】

【実施例】以下、本発明を図面に関連してより詳しく説
明する。図１、２に示す回転式ピックアップまたはセン
サは、磁束案内手段２を有し、この磁束案内手段２は、
２つの同形のコアシェル４、４と、プリント配線板の形
で、励磁コイル７および測定コイル（図１には図示せ
ず）を配置したキャリヤ・ボードまたはプレート部材５
とを包含する。測定コイルについては、図３〜６を参照
しながら後の詳しく説明する。

【００２４】２つのコアシェル４、４の各々は、２つの
中空の半円筒体を包含し、これらの半円筒体は、互いに
一体に連結してあり、異なった半径を有し、これらの半
円筒体の軸線および縁（それぞれの半円筒体の直径に沿
って延びる）が一致し、外方に湾曲した半円筒形の壁面
８、９が互いに反対方向に向くように配置してある。

【００２５】２つの半円筒体の各々は、一端を、端壁１
０、１１で閉ざされている。これらの端壁の形状は半円
筒形の横断面に正確に一致している。２つの端壁１０、
１１は、同じ軸線方向厚さを有し、交換可能である。端
壁１０、１１と反対側の端で、半円筒形の壁８、９は自
由端面１２、１３を有し、これらの端面の各々は、円形
リングの半分の形となっている。半円筒形の壁８、９と
同じ方向で端壁１０、１１からは、中央配置の一体に連
結した突起１５が延びており、この突起の軸線方向高さ
は、半円筒形の壁８、９の高さよりも大きい。同心の内
径孔１６が、突起１５を貫いて長手方向に延びており、
この内径孔は、２つの物体がまわりを回転する軸を受け
入れるようになっている。これらの物体の相対的な位置
をモニタし、測定することになっている。組み立て状態
において、２つのコアシェル４、４は、相互に固定さ
れ、突起１５、１５の自由端面１７、１７が互いに係合
し、内径孔１６、１６が互いに整合し、半円筒形の壁
８、８および９、９それぞれの端面１２、１２および１
３、１３が互いに隔たった状態で配置され、間にギャッ
プ２０、２１を構成する。

【００２６】キャリヤ・プレート部材５は、中央開口部
１８を有する円板の形をしており、その直径は、突起１
５、１５の外形よりも幾分大きくなっている。キャリヤ
・プレート部材５の外形は、２つの大きい方の半円筒形
の壁８、８の直径よりも幾分大きい。

【００２７】図２でわかるように、キャリヤ・プレート
部材５は、２つの突起１５、１５がその中央開口部１８
を貫いて延びるように配置してあり、ギャップ２０、２
１を貫いて延びているコアシェル４、４の端壁１０、１
１に対して平行に延びている。

【００２８】図１の上方側で、キャリヤ・プレート部材
５は、螺旋形状であり、中央開口部１８を密接に取り囲
んでいる励磁コイル７を有する。プリント配線板の形を
している励磁コイルの代わりに、ワイヤを巻いた円筒形
コイルをこの領域に配置してもよい。

【００２９】作動にあたって、キャリヤ・プレート部材
５は、回転運動をモニタし、測定しようとしている２つ
の物体（図示せず）のうちの一方の物体に回転しないよ
うに連結し、２つのコアシェル４、４から形成した磁束
案内手段２は、他方の物体に回転しないように連結す
る。

【００３０】励磁コイル７の発生した磁束は、ほぼ同じ
リラクタンスを有する２つのほぼ対称的な、環状に閉じ
た経路を与えられる。測定経路として作用する、これら
の経路のうちの１つは、より大きな半径を有する２つの
端面１０、１０によって２つの突起１５、１５を貫き、
半円筒形の壁８、８を貫き、これら半円筒形の壁間に囲
まれたギャップ２０上を延び、この経路をたどる磁束
は、キャリヤ・プレート部材５上に配置した測定コイル
を通ることができる。２つの経路のうちの他方の経路
は、より小さい半径の端壁１１、１１、半円筒形の壁
９、９およびギャップ２１によって突起１５、１５を貫
いて延びる。この経路の領域にはなんら測定コイルは設
けられていない。逆に、この経路は、測定コイル装置を
通過する磁束を移送する補正経路として作用し、全磁束
を対称的に分割することによって、精度および特性忠実
度を改善することができる。しかしながら、経費の増大
を許せるならば、たとえば、第３の円形に閉じた導体を
使用してもよいのであれば、補正経路を測定経路として
用いてもよい。

【００３１】特に図２でわかるように、より小さい半径
を有する半円筒形の壁９、９は、ほとんど閉じたスクリ
ーニング装置を構成する。このスクリーニング装置の外
側に、ほんの弱い漏洩磁場が生じる。このことは、瞬間
的な相対角度位置によって、半円筒形の壁９、９の側、
したがって、磁束案内手段２の外側に位置する測定コイ
ルの部分が励磁コイル７から来る非常に小さい漏洩磁束
にのみさらされるということを意味する。

【００３２】図１の上方コアシェルに概略的に示すよう
に、２つの磁束線２２、２３が半径方向に延び、次い
で、下方に曲がり、半径方向領域で互いに密接して延
び、一方の磁束線２３が小さい半径の半円筒形の壁９を
貫いて垂直部分として延び、他方の磁束線２２が大きい
半径の半円筒形の壁８を貫いて延びる。明らかなよう
に、これら２つの磁束線はこれらの異なった経路をたど
り、互いに乱されることがない。換言すれば、従来技術
と異なり、磁束案内手段２の自由端面２７、２８に沿っ
てほとんど漏洩磁束線が通らないので、回転方向に依存
して前か後になるギャップ縁２５、２６のところにほと
んど磁場変形現象がない。

【００３３】上述した回転式ピックアップまたはセンサ
は、高度の対称性を持つということによって、また、磁
束案内手段２の、励磁コイルを通過し、２つの突起１
５、１５によって形成される部分がなんらエアギャップ
を持たないという事実によって区別される。その結果、
外部磁場は、リラクタンスのレベルが低いので、常に突
起１５、１５を通過し、測定コイル装置から離して維持
される。図１、２に示すように、回転式ピックアップの
ための磁束案内手段２と共に、図３〜５に示す測定コイ
ル装置３０、５０、８０のうちの任意のものを用いるこ
とができる。これらの測定コイル装置は、異なった特性
によってそれぞれ他の使用状況にとって特に有利であ
る。

【００３４】図３〜６に示す共通の概念は、回転式ピッ
クアップまたはセンサの回転軸線に対して平行な平面図
で測定コイル装置を示しており、磁束案内手段２の上方
コアシェル４、キャリヤ・プレート部材５および励磁コ
イル７の輪郭は省略してある。下方のコアシェル４につ
いては、突起１５の端面１７の外形、小さい半径の半円
筒形の壁９の端面１３および大きい半径の半円筒形の壁
８の端面１２のみを示している。最後に述べた端面１２
は、対向して一致した他方のコアシェル４の端面１２と
共に、周囲方向における測定コイル装置の表面要素に対
する回転運動の際に変位する通過面を構成する。

【００３５】端面１２、１３、１７の円は、これらの表
面を通過する磁束を概略的に示しており、それぞれ、端
面１２、１３を通って観察者から離れる方向に延び、突
起１５の端面１７を通って観察者に向かう方向に磁束が
延びる瞬間を示している。図３〜６において導体または
導体部分が実線で示してあるかぎりにおいて、これらは
キャリヤ・プレート部材５の、観察者に向かった側に配
置してあり、破線で示す導体または導体部分は、キャリ
ヤ・プレート部材５の下側に配置してある。導体トラッ
クがキャリヤ・プレート部材の片側から反対側に変化す
るポイントは、頂および底で延びる部分が電気的に接続
してある場合、厚みの増大が点線で示してある。実線お
よび破線の導体とらっく部分は、図示を明瞭にするため
にのみ、小さい間隔で平行な状態に示してある。実際に
は、これらの導体トラック部分は、図３〜６で見た方向
において互いに重なって一致した状態で延びている。測
定コイル捲回部の出力端子およびスイッチおよび増幅器
への接続部は、概略的にのみ示してあり、任意適当な形
態をとり得る。

【００３６】図１に示す測定コイル装置３０は、外側の
閉じた円形の導体３１を包含し、これは、回転軸線に対
して同心に配置してあり、端面１２の外側半径よりも幾
分大きい半径を有する。また、この測定コイル装置３０
は、２つの内側の閉じた円形の導体３２、３３を包含
し、これらの導体は、同じ寸法であり、互いに前後方向
に一致した状態で配置してあり、回転軸線と同心であ
る。これらの導体３２、３３の半径は、端面１２の内側
半径よりも幾分小さいが、端面１３の外側半径よりは大
きくなっている。

【００３７】外側の円形導体３１は、半径方向に延びる
導体部分３４によって内側の円形導体３２に電気的に接
続してあり、それとは１８０度変位して、すなわち、直
径方向に対向して、接続導体３５が内側の円形導体３２
に電気的に接続してあり、下方の導体トラック平面にお
いて半径方向外方に延びている。これに関連して上方導
体トラック平面上に配置した外側の円形導体３１とは電
気的に絶縁されており、この円形導体３１は、上方導体
トラック平面において接続導体３５と一致した状態で半
径方向外方へ最初に延びる接続導体３６に電気的に接続
してある。さらなる漏洩磁束が認められないことが確実
な半径方向の間隔のところでのみ、２つの接続導体３
５、３６は互いに離れる方向に延び、接続接点３７、３
８のためのスペースを与える。

【００３８】導体３１、３２、３４、３５は、第１グル
ープの２つの表面要素４０、４１を取り囲んでおり、各
表面要素は、半円形のリングの形をしており、互いに密
接していて互いに補い合って完全な円形のリングを形成
する。これらのリングは、導体部分３４、３５によって
形成された分離用分岐部分によって互いに分離されてい
る。２つの表面要素４０、４１は、端面１２によって構
成される通過面に幾何学的に類似しており、周方向、こ
こでは、変位方向とおなじ方向、より正確には、１８０
度にわたって延びている。変位方向に対して直角の方向
において、表面要素４０、４１は、通過面よりも大きな
寸法となっており、その結果、２つの端面１２、１２
（図２参照）によって形成されるギャップ２０の半径方
向の内外縁のところで横切る漏洩磁束が、完全に表面要
素４０、４１内にできるだけ測定可能な成分を残す。

【００３９】たとえば、先行ドイツ国公開出願（ＤＥ−
ＯＳ）第41 13 745 号に記載されているような類似の装
置と比較した場合の、表面要素４０、４１によって形成
された測定コイル装置についての本質的な差異は、本発
明では、内側の円形導体３２だけでなく、外側の円形導
体３１も完全に閉じているということである。接続導
体３５が外方に延びるところで外側導体３１が分離し、
その２つの自由端のそれぞれが特定の導体と共に外方に
延びている装置では、３つの接続導体の間で、交流電圧
Ｗ1 、Ｗ2 を取り出すことができることは明らかであろ
う。これらの交流電圧の振幅は、表面要素４０、４１を
通る磁束の位置依存の大きさに依存する。

【００４０】図３に示す端面１２の位置では、２つの電
圧Ｗ₁、Ｗ₂は等しい大きさとなっている。９０度にわ
たる回転運動の後、それによって、端面１２は、そこか
ら発する磁束がなお表面要素４０を通過する範囲まで上
方に動き、例外として端縁２５、２６のところの漏洩成
分のみがある状態で、表面要素に供給された電圧Ｗ
₁は、その最大値をとり、表面要素４１に供給された電
圧Ｗ₂はその最小値をとるが、正確にはゼロに等しくな
い。これは、上記の漏洩磁束のためである。

【００４１】逆に、反対方向に９０度にわたって回転運
動した後、電圧Ｗ₁はその最大値に達し、電圧Ｗ₂はそ
の最小値に達する。１８０度にわたる回転運動、電圧Ｗ
₁、Ｗ₂は再び等しくなる。これら２つの電圧の差が形
成しようとする場合、すなわち、ΔＷ＝Ｗ₁−Ｗ₂であ
る場合、図示位置では、この電圧差はゼロとなり、９０
度にわたる２つの上記の回転運動の場合、それぞれ、正
負の極端な値となり、１８０度にわたる回転運動後、値
はゼロとなる。これらの値の間では、交流電圧ΔＷにつ
いての包絡線はほぼ三角形となり、これはゼロを通過す
る領域で非常に良好な線形性を与えるが、端面１２の２
つの端縁２５、２６が分離用分岐部分３４または接続導
体３５に接近する度合いが増すにつれて三角形の頂点領
域で徐々に悪くなる。これは、漏洩磁場がそれぞれこれ
らの縁２５、２６をたどり、この位置で端面１２によっ
て覆われていない隣接した表面要素４０または４１に流
れる漏洩磁場の比率は端縁２５または２６と導体３４ま
たは３５の間の角度間隔の減少につれて増大する。

【００４２】驚くべきことには、導体３１が上述したよ
うに中断されず、図３に示すように完全に閉じていると
き、２つの接続導体３５、３６の間には出力信号ΔＵ₁
があり、これは、正確に上記の差信号ΔＷの形状とな
り、それに比べて振幅は減少する。差信号ΔＷと同様
に、信号ΔＵ₁は、すべての付加的な干渉の影響を排除
した性質を有する。この影響は、中断した外側の導体３
１を持つ上記の構成では、２つの部分電圧Ｗ₁、Ｗ₂に
等しく伴われる。

【００４３】さらに、図３において接続部または端子３
７、３８で取り込まれ得る差信号ΔＵ1 は、２つの別々
に生成された電圧Ｗ₁、Ｗ₂から形成された差信号ΔＷ
よりかなり小さい干渉値によって影響されるという極め
て驚くべき利点を与える。これは、また、たとえば、閉
じた導体のループ３１、３２、３３内を必然的に流れる
短絡電流は、特に、ゼロを通過することに関して、線形
化効果および対称化効果の両方を持つためでもある。そ
の結果、差信号ΔＵ1 は、本発明に従って利用されて実
際の測定信号を生成する第１の中間信号を生成すべく用
いるのに非常に良く適している。

【００４４】本発明に従って中間信号を誘導するのに必
要な第２の差信号ΔＵ₂は、第２グループの表面要素４
２、４３によって得られる。これらの表面要素は、表面
要素４０、４１と同じ形をしており、半径方向において
表面要素４０、４１と一致した状態で配置してあるが、
周方向において９０度転回している。第２グループの表
面要素４２、４３は、半径方向において、内外の円形の
導体３１、３３によって構成され、２つの円形導体３
１、３３を相互に電気的に接続する導体部分４４と、横
切り点で電気的に絶縁されている外側の円形導体３１を
越えて半径方向外方へ、電気的に接続された内側の円形
導体３３から延びる接続導体４５とによって互いに分離
されている。この接続導体４５は、分離用分岐部分４４
に対して直径方向に対向した状態で配置してある。これ
と一致した状態で最初は接続導体４６が延びており、こ
の接続導体４６は、外側の円形導体３１に電気的に接続
している。さらに幾分外方へ半径方向には、２つの接続
導体４５、４６はもはや一致した状態で延びておらず、
第２の差電圧ΔＵ₂が取り込まれ得る接続接点４７、４
８のところで終っている。

【００４５】２つのグループの表面要素４０、４１およ
び４２、４３が同一の構造となっているので、ΔＵ₁に
関する上記の説明は、同じ要領で、電圧ΔＵ₂に適用で
きる。唯一の差異は、ΔＵ₂もΔＵ₁に対して９０度変
位させられていることである。

【００４６】２つの差信号ΔＵ₁、ΔＵ₂は、実際の測
定信号を指数として生成する中間信号を生成するため
に、本発明に従って使用される。これらの中間信号は、
たとえば、差信号ΔＵ₁、ΔＵ₂そのものであり得る
が、このように生成された測定信号ΔＵ₁／ΔＵ₂に関
して非線形形態となる。したがって、差ΔＵ₁−ΔＵ₂
および和ΔＵ₁＋ΔＵ₂は、好ましくは、中間信号とし
て作用し、その結果、測定信号は次の形態となる。（ΔＵ₁−ΔＵ₂）／（ΔＵ₁＋ΔＵ₂）（１）

【００４７】これは、分母が一定であるため、線形であ
る。ΔＵ₁がΔＵ₂に等しくなる状況では、ゼロを割る
ことはできないから計算不能となる。こうして生成され
た測定信号は、加法値ばかりでなく乗法値もなく、従来
技術では得られなかった測定精度、特性忠実度および特
性対称性を与える。

【００４８】ここで、図３に示す実施例の場合、差信号
ΔＵ₁、ΔＵ₂に関して極めて正確な線形が＜３６０度
の角度範囲についてのみ達成され得ることに注目された
い。

【００４９】信号ΔＷ＝Ｗ₁−Ｗ₂の関して既に述べた
ように、本装置は、また、信号ΔＵ₁、ΔＵ₂につい
て、角度範囲２αも与える。この角度範囲は、分離用分
岐部分３４、３５または接続導体３５、４５に対して対
称的であり、その中の信号ΔＵ₁、ΔＵ₂は、それぞ
れ、明らかに得られるが、その形態は、導体３３、４４
および３５、４５のうちの１つに接近する端縁２５、２
６のうちの１つの正比例して増大する程度まで線形性か
ら逸脱する。線形性に対する要求レベルが高ければ高い
だけ、もはや線形測定信号を生成するのに使用できない
ほど角度範囲２αが大きくなるはずである。もし線形性
に対する要求が低い場合、たとえば、α＝１５°の値が
確実に充分であるが、高い精度を求める場合には、α＝
３０°、あるいは、α＝４５°すら選ばなければならな
い。

【００５０】一般的に言って、図３に示す構成は、それ
ぞれ９０°〜２αの４つの互いに別個の測定範囲を利用
できるようにする。各測定範囲は、線形性に対する要求
レベルが低い場合には６０°をカバーする。非常に高い
精度の場合、破線４９ａから破線４９ｂまで時計方向に
延びる測定範囲しか用いることができないが、多くの場
合、これで充分である。

【００５１】高精度と共により大きな測定角度をカバー
したい場合、図３に示す表面要素の３つまたは４つのグ
ループを提供し、これらのグループを互いに対して６０
°または４５°にわたって変位した状態で配置すること
ができる。この構成は、３つまたは４つの異なった信号
を提供するが、中間信号と指数を生成する上記の操作の
ための所定の時点でこのうちの２つのグループのみを用
いられる。これらの信号は、表面要素のグループからの
２つの異なった信号であり、通過面の端縁２５、２６
が、当該の瞬間に、分離用分岐部分あるいは出力導体か
らのより大きい角度間隔にある。

【００５２】各々が１２０°〜２αの測定範囲にわたっ
てそれ相当の線形の異なった信号を供給する３つのグル
ープの表面要素の場合、αが３０°より大きくてはいけ
ない場合には３６０°の全範囲をカバーすることが適当
な切り換えによって可能となる。この切り換え操作にお
いて、閉じた導体るうぷによって達成され、単純な差生
成によっては達成され得ない絶対対称性が特別な利点の
概念である。

【００５３】αが４５°に等しくなければならない線形
性についての要求がある場合、これはそれぞれ４５°を
通して互いに対して変位している上記種類の４つのグル
ープの表面要素で達成できる。しかしながら、これら固
定配線設計形態は、２つの導体トラック平面では、もは
や実施され得ないということに注目されたい。導体トラ
ック平面の数が多ければ多いほど、種々のグループの表
面要素が半径方向に整合させられなければならない調節
精度に関する問題が大きくなる。

【００５４】これらの困難を回避するために、図４に示
す解決策を採用することができる。この解決策では、そ
れぞれ２つの表面要素を有する４つのグループの形成の
ために２つの導体トラック平面を用いており、また、各
表面要素は１８０°にわたって延びている。この目的の
ために、１つの導体トラック平面から別の導体トラック
平面に繰り返し変化する閉じた円形の外側導体３１なら
びに２つの閉じた円形の内側導体３２、３３（導体３１
と同様に、同じ参照符号で示す上記の導体に寸法、配置
で正確に一致する）に加えて、測定コイル装置５０も、
それぞれ４５°の角度間隔で配置した８つの半径方向に
延びる導体部分５１〜５８を有し、これらの導体部分
は、互いに対向した状態で対となって配置される。

【００５５】導体部分５１〜５８は、２つの内側の導体
３２、３３の一方または他方と交互に電気的に接続して
ある。しかしながら、外側の円形の導体３１を横切る点
で、これらの導体部分は外側の円形導体３１から電気的
に絶縁されている。導体部分５１〜５８の各々に関連し
て、最初半径方向に延び、外側の円形導体３１に電気的
に接続する導体部分６１〜６８が、それぞれの他の導体
トラック平面内で一致した状態で外方に延びている。半
径方向の漏洩磁場がほとんど衰退する半径方向の間隔の
ところで、導体部分６１〜６８は対応する導体部分５１
〜５８との一致した関係から外れる。導体部分６１〜６
４は、対応した導体部分５１〜５４と一緒に、対の接続
接点７０〜７３のところで終っており、導体部分６５〜
６８は、それぞれの制御可能なオン／オフ・スイッチ７
４〜７７によって対応する導体部分５５〜５８に接続し
てある。

【００５６】したがって、図３に関連して既に説明した
ように、対の導体部分５１、６１〜５４、６４が接続導
体を形成する一方で、それにたして直径方向に対向した
状態で配置されている対の導体部分５５、６５〜５８、
６８は、切り換え可能な分離用分岐部分を形成し、これ
らの分岐部分は、対応したオン／オフ・スイッチ７４〜
７７が閉じたとき、互いに分離し、その表面要素領域は
周方向において密接して隣接し、同じグループの異なっ
た表面要素に属する。スイッチ７４〜７７が開いたと
き、それぞれに対応した導体部分５５〜５８には分離分
岐効果はなく、それに隣接する表面要素領域は同じ表面
要素に属するようになっている。

【００５７】作動にあたって、常に、４つのオン／オフ
・スイッチ５５〜５８のうち２つのオン／オフ・スイッ
チが閉じており、他の２つは開いている。どのスイッチ
が開き、閉じるかは、端面１２によって構成される通過
面の位置および移動方向に依存する。

【００５８】たとえば、通過面が図４に示す位置から反
時計方向に進むものと仮定したならば、オン／オフ・ス
イッチ７５、７６が閉ざされ、それに対応した分離用分
岐部分５６、５７が有効となる。これらの分離用分岐部
分の各々が外側の円形導体３１および２つの内側の円形
導体３２、３３のうちの一方に電気的に接続されたと
き、２つのグループの表面要素が形成され、これらが半
径方向に整列し、変位方向において４５°にわたって互
いに対して変位している。

【００５９】一方のグループの表面要素は、それぞれ１
８０°をカバーする、すなわち、円形りんぐの半分の形
をした２つの表面要素を包含する。これらの表面要素
は、分離用分岐部分５６から対の接続導体５２、６２ま
で延びる。他方のグループは、分離用分岐部分５６から
対の接続導体５３、６３まで延びる半円形の表面要素を
含む。対応する対の接続接点７１、７２のところで、差
電圧ΔＵ₁、ΔＵ₂が、４５°の移動範囲に対して取り
込まれる。この場合、端面１２の端縁２５は図示の位置
から、そのときに作動していない導体部分５５まで移動
し、同時に、対向した位置の端縁２６はそのときに作動
していない導体部分５１まで移動する。今述べた、４５
°にわたって延びる回転運動の一方の分岐位置におい
て、端縁２５、２６は、それぞれ、最も密接して「機能
する」分離用分岐部分５６、５７から９０°、４５°の
角度間隔にある。他方の分岐位置において、これらの間
隔は、それぞれ、９０°、４５°となり、したがって、
４５°の値より小さくなることは決してない。

【００６０】端面１２の端縁２５が「不作動の」導体部
分５５を越えてさらに反時計方向に移動した場合、スイ
ッチ７５が直ちに開き、スイッチ７７が直ちに閉じる。
スイッチ７５の開放は、端縁２５が次の隣接した「作動
中の」分離用分岐部分に対して、４５°の角度間隔より
も小さい距離のところに配置してあるために、必要であ
る。スイッチ７７の閉鎖は、新たに作動状態にされた分
離用分岐部分５８からの端縁２６の角度間隔が４５°よ
りも大きいための可能である。この新しいスイッチ位置
において、差信号が接続接点対７２、７３で取り込まれ
る。

【００６１】連続的な回転運動時、対応する切り換え動
作は、「活動中の」分離用分岐部分に関して、また、差
信号ΔＵ₁、ΔＵ₂を取り込むために用いられる対の接
続接点に関して、行われる。３６０°にわたる両方向に
おいて回転運動を追跡し、測定することができ、そこで
用いると仮定した必須の縁間隔角α＝４５°より短い距
離はない。

【００６２】これに関連して、２つの差信号が２つのグ
ループの表面要素で取り込まれ、一方のグループの表面
要素が互いに補い合ってそれぞれ完全な円形のリングを
形成するという原理が観察される。これらの表面要素
は、一方では、内外の円形導体を相互接続する半径方向
に延びる分離用分岐部分によって互いに分離され、他方
では、それぞれ差電圧が生じる直径方向に対向した対の
接続導体によって分離されている。このように形成され
た２つのグループは、互いに対して４５°にわたって変
位しており、２つの差信号を供給する。これらの差信号
は、互いに対して「移相」されており、上記の方法で中
間信号、指数生成操作のために用いられる。

【００６３】図３に関連して説明した実施例に関する本
質的な差異は、グループの表面要素の角度位置が必ず一
定であるということである。逆に、この場合、表面要素
のグループは、オン／オフ・スイッチ７４〜７７の開閉
によって、通過面と「一緒に移動する」ことができる。
通過面のこの「移動」は、端縁２５、２６のうちの一方
の端縁と、最も密接した有効な分離用分岐部分または最
も密接した有効な接続導体の間の角度間隔が決して４５
°未満とならないように制御される。したがって、この
システムは、２つの導体トラック平面を持つ測定コイル
装置５０を提供し、この測定コイル装置は、大きな角度
αに一致する測定信号について直線性および対称性に関
して高度の要求レベルを満足する。

【００６４】指数生成操作に必要な２つの差信号は、任
意の時点で同時に取り込み、別の処理を行ってはならな
い。逆に、これらの差信号は、単チャンネル手順によっ
て連続的に取り込み、さらなる処理を行っても良い。こ
うして生成した誘導信号のうちの一方は、常に中間段階
に置かれ、最終的には、他方の信号が共通のさらなる処
理のために同じ形で利用できる。この目的に適した測定
コイル装置５０′が、図５に示してあり、これは、２つ
の内側の円形導体のうちの一方、たとえば、導体３３を
省略できるという利点を与える。次に、残りの内側の円
形導体３２′がすべての導体部分５１′〜５８′、すな
わち、特に、導体部分５２′、５４′、５６′、５８′
に接続される。この場合、導体部分５１′〜５８′は、
円形導体３２′と同じ導体トラック平面に配置されてお
り、一方、外側の円形導体３１′は他の導体トラック平
面にある。この設計形態は特に簡単な構造を与える。
要求レベルが幾分低いとき、６０°の角度間隔でほんの
３つの切り換え可能な分離用分岐部分と、直径方向に対
向した３対の接続導体とを提供するに充分である。２つ
の導体トラック平面とそれ相当の少数のスイッチのみを
必要とする装置では、縁間隔をα＝３０°に位置するこ
とができる。

【００６５】図４、５に示す構成は、測定信号の無変化
性に関して、それぞれ、円形導体３１、３２、３３また
は３１′、３２′に流れる短絡電流を安定化するという
利点を与える。しかしながら、この場合、これらの電流
のために、互いに組み合わさってそれぞれのグループを
形成する表面要素を取り囲む測定こいる捲回部における
経路抵抗が等しくなければならず、しかも、精度が高く
なければならないということは了解されたい。これは、
測定こいるを形成するプリント配線板を導体トラックの
幅、厚みに関して非常に正確な形態とするか、あるい
は、たとえば各セグメントにおいて過剰に低い抵抗の導
体トラック領域の幅を縮小することによって後に補正す
ることによって達成され得る。しかしながら、これは非
常に高価であるということは了解されたい。図５に示す
ように、円形に閉じた導体３１′、３２′の各々に最初
から図５において誇張して示す２つの互いに対向した配
置の中断部を設け、これらの中断部の各々を抵抗器７
８、７８′および７９、７９′によって架橋するとかな
り有利である。それぞれの導体３１′および３２′内で
互いに直列に接続した抵抗器７８、７８′および７９、
７９′は、それぞれ、所望の測定精度をもって等しい大
きさで、導体トラックの抵抗の差に比べて高い抵抗値で
なければならないが、１８０°あたり１つだけでなけれ
ばならない。導体トラック抵抗値に関する差が、たとえ
ば１ｍΩ〜２ｍΩである場合、１：１０⁴の精度の場
合、１０Ω〜２０Ωの抵抗値を選ぶと充分である。これ
に関連して、正確な抵抗値は、重要な考慮要件ではな
い。必要なのは、それぞれの対の抵抗器７８、７８′お
よび７９、７９′が正確に１：１０⁴に一致する抵抗値
を持たなければならないということだけである。外側の
円形導体３１′における直径方向に対向する中断部を架
橋する抵抗器７８、７８′は、図５に示す形態と異な
り、内側の円形導体３２′の抵抗器７９、７９′とは別
のコイル・セグメントに配置することができる。しかし
ながら、図５に示す構成は、端面１７の領域を同心に取
り囲み、プリント配線板の形をした測定こいると同じプ
リント配線板上に設け得る励磁コイル（図示せず）の接
続部または端子を、平面の変化なしに、抵抗器の下方へ
外方に通過させ得るために、好ましい。

【００６６】今述べた費用を避けるために、語るべき価
値のある電流が測定コイル巻き線に流れていない測定コ
イル装置を用いると有利であるかも知れない。図６は、
６つの部分的な環状の表面要素８１〜８６を包含する測
定コイル装置８０を示している。表面要素の各々は、６
０°の角度にわたって延びており、同じ内外の半径とな
っている。この内外の半径は、それぞれ、端面１２（こ
こでも通過面を構成する）の内外の半径よりも幾分小さ
いか、幾分大きい。

【００６７】表面要素８１〜８６は、互いに補い合って
回転軸線に関して同心に配置した完全な円形のリングを
提供するように相互に隣接した状態で配置してある。各
表面要素８１〜８６は、それ自体の測定コイル捲回部に
よって取り囲まれており、それ自体の対になった接続導
体８８〜９３を有する。各測定コイル捲回部は、一部、
上方の導体トラック平面内に位置し、一部、下方導体ト
ラック平面内に位置しており、周方向において互いに隣
接する各２つの表面要素（たとえば、表面要素８１、８
６）の共通縁領域が２つの半径方向に延びる縁導体９
６、９７によって形成される。これらの縁導体は、図６
に並んで示してあるが、実際には、上下に正確に一致し
た状態で配置してある。

【００６８】表面要素８１、８２、８３の測定コイル捲
回部の対になった接続導体８８、８９、９０のそれぞれ
の接続導体は、システム・アースに接続してあり、他方
の接続導体は、それぞれ直径方向に対向した表面要素８
４、８５、８６の測定コイル捲回部の接続導体の一方に
接続してある。この接続モードは、相互に配線された測
定コイル捲回部が、それぞれのアース接続部から表面要
素８４、８５、８６の測定コイル捲回部の「自由」接続
部に行くときに互いに反対の方向に延びるように選ばれ
る。

【００６９】これらの「自由」接続部の各々は、３つの
インピーダンス・コンバータ９５、９６、９７のうちの
１つに接続され、これらのインピーダンス・コンバータ
は、同時に、前置増幅器としても作用し得る。インピー
ダンス・コンバータ９５、９６、９７の出力ラインは、
一方では、制御可能なスイッチ９４の３つの入力接点に
通じている。このスイッチ９４は、３つのインピーダン
ス・コンバータ出力のうちの一方あるいは他方を一対の
出力端子９８に接続する３つの異なった位置を占めるこ
とができる。他方、インピーダンス・コンバータ９５〜
９７の出力ラインは、３つの制御可能なオン／オフ・ス
イッチ９９、１００、１０１に通じており、各オン／オ
フ・スイッチは、抵抗器１０２、１０３、１０４と直列
に接続している。インピーダンス・コンバータ９５〜９
７による高抵抗タッピングのために、測定コイル捲回部
には極めて低い電流のみが流れるだけであり、その結
果、測定コイル・ループの異なった低レベルの抵抗値が
測定結果に影響することはない。

【００７０】抵抗器１０２〜１０４の、スイッチ９９〜
１０１から遠い方の端子は、相互に接続してあり、差動
増幅器１０６の「マイナス」入力部に接続してある。こ
の差動増幅器１０６の出力部は、抵抗器１０７によって
「マイナス」入力部に戻される負のフィードバックを有
し、一対の出力端子１０８に接続してある。演算増幅器
１０６の「プラス」入力部はシステム・アースに接続し
てある。

【００７１】この実施例でも、通過面の各角度位置に対
して、２グループの表面要素が設けられ、これらの表面
要素は、互いに対して角度的に変位しており、それらの
縁導体は、端面１２の端縁２５、２６から臨界角αより
下に決して低下しない角度間隔にある。図示構成では、
６つの表面要素があり、角度αは３０度である。適当に
設計、配置、相互接続した８つの表面要素の場合には、
αの値を４５°とすることもできる。

【００７２】図６に示す実施例では、通過面の図示位置
において、一方のグループは、表面要素８１、８２、８
３を包含し、これらの表面要素は、互いに補足し合って
半円形のリングを形成する。さらに、このグループは、
表面要素８４、８５、８６を包含し、これらの表面要素
は、対応する半円形のリングを形成する。他方のグルー
プは、互いに補い合って半円形のリングを形成する表面
要素８２、８３、８４と、対応する半円形のリングを形
成する表面要素８５、８６、８１とを包含する。

【００７３】今、２つのグループの表面要素の出力電圧
を考慮したならば、まず、図６に示す配線構成とは無関
係に、以下の差電圧を生成することができる。 ΔＵ₁＝Ｕ₈₁＋Ｕ₈₂＋Ｕ₈₃−（Ｕ₈₄＋Ｕ₈₅＋Ｕ₈₆） ΔＵ₂＝Ｕ₈₂＋Ｕ₈₃＋Ｕ₈₄−（Ｕ₈₅＋Ｕ₈₆＋Ｕ₈₁）

【００７４】明らかに、端面１２の端縁２５、２６は、
表面要素８５、８６および８２、８３のそれぞれの間に
おいて縁に直接配置される。しかしながら、上記の差電
圧は、これらの表面要素の測定コイル捲回部によって発
生する電圧の合計のみを含み、ここで生じる漏洩磁場効
果はなんら影響なしに留まる。この状況を考えたときに
有効な縁領域は、表面要素８３、８４および８６、８１
（第１グループ）の間と、表面要素８４、８５および８
１、８２（第２グループ）の間にある。しかしながら、
図示位置では、端縁２５、２６は、少なくともこれら４
つの縁領域から６０°の角度間隔にあり、その結果、時
計方向およびその反対方向の両方において３０°にわた
って変位することができ、しかも、角度値が最小角度間
隔α＝３０°より下に低下することはない。したがっ
て、上記の表面要素の組み合わせの場合、移動範囲は６
０°であり、２つの差信号ΔＵ1 、ΔＵ2 の線形性レベ
ルは、最小角度間隔α＝３０°に対応する要求を満足す
る。

【００７５】今、次の式（ΔＵ₁＋ΔＵ₂）／（ΔＵ₁−ΔＵ₂）（２）が成り立つとして、互いに反対の符号を持つ同一の電圧
を削除すると、次の式が得られる。（２Ｕ₈₂＋２Ｕ₈₃−２Ｕ₈₅−２Ｕ₈₆）／（２Ｕ₈₁−２Ｕ₈₄）＝（Ｕ₈₂−Ｕ₈₅）＋（Ｕ₈₃−Ｕ₈₆）／（Ｕ₈₁−Ｕ₈₄）（３）

【００７６】正確には、最後の式で生じた３つの電圧差
は、図６に示す固定配線構造によって生成され、インピ
ーダンス・コンバータ９６〜９７の出力で利用できるも
のである。通過面の任意の位置について、必要な線形性
を持つ中間信号は、３つの電圧差Ｕ₈₂−Ｕ₈₅、Ｕ₈₃−Ｕ
₈₆、Ｕ₈₁−Ｕ₈₄から生成され、これらの中間信号から、
測定信号を表わす種々の指数が生成される。そのいずれ
の場合も、他の２つの電圧差が分子に中間信号を生成
し、第３の電圧差が分母に中間信号を生成する。

【００７７】スイッチ９４、９９〜１０１の図示位置に
おいて、中間信号を生成する電圧差Ｕ₈₁−Ｕ₈₄派、対の
出力端子９８のところで利用でき、電圧差Ｕ₈₂−Ｕ₈₅、
Ｕ₈₃−Ｕ86は、抵抗ネットワーク１０２〜１０８および
フィードバック抵抗器１０７を有する差動増幅器１０６
によって合算され、式（３）の分子の中間信号を対の出
力端子１０８のところで取り込むことができる。インピ
ーダンス・コンバータ９５〜９７および差動増幅器のゲ
イン・ファクタは、互いに整合し、式（３）の右辺の指
数が、回路装置（図示せず）によって対の出力端子９
８、１０８のところで中間信号から直ちに生成され得
る。

【００７８】したがって、この場合も、スイッチ９４、
９９〜１００を適当に操作することによって、図４、５
に関連して先に説明したように、通過面と「一緒に移動
する」表面要素のグループをシミュレートすることがで
きる。この場合も、上記の中間信号から生成された測定
信号は、加法的な干渉値が差生成操作によって排除さ
れ、乗法的な干渉現象の影響が指数生成操作によって排
除されたものとなる。

【００７９】ここでわかるように、式（３）の右辺にお
いて指数の分母を生成する電圧差Ｕ₈₁−Ｕ₈₄は、通過面
の、図示位置から一方向への３０°にわたる変位の際、
一定に留まり、一方、Ｕ₈₂−Ｕ₈₅、Ｕ₈₃−Ｕ₈₆は対向し
た状態で線形に変化する。ここで、再び、所望の線形形
態を持つ測定信号を得ることができる。測定コイル装置
８０は、最小数の制御可能なスイッチでよく、また、よ
り小さい分解能を与えるという点で区別される。

【００８０】図７、８は、コア１１１およびヨーク１１
２を包含する強磁性材料の磁束案内手段を包含する誘導
型線形ピックアップまたはセンサ１１０を示す。

【００８１】コア１１１は、細長い矩形の四辺形の形を
している。その１つの平らな辺には２つの溝１１４、１
１５が設けてあり、これらの溝は、コアの全長にわたっ
て長手方向の縁に対して平行に延び、かつ、コア１１１
の約５分の４の厚さまで直角に下方に延びている。溝１
１４、１１５の存在により、コア１１１は３つの分岐部
１１７、１１８、１１９を有するＥ字形の横断面となっ
ている。これらの分岐部は、図７では上向きとなってお
り、すべてほぼ同じ幅となっており、この幅は、また、
溝１１４、１１５のそれぞれの幅にほぼ等しい。図６に
示してない励磁コイル１２０が外側分岐部の１つ１１７
のまわりに捲回してある。他の外側の分岐部１１９の頂
部には、測定コイル装置１２５を有するキャリヤ・ボー
ドまたはプレート部材１２２が装着してあり、この測定
コイル装置は、分岐部１１９の頂面と、分岐部１１８、
１１９を互いに分離している溝１１４の主要部分を覆っ
て横方向に延びている。

【００８２】コア１１１は、２つの物体（図示せず）の
うちの一方に装着され、これらの物体の相対的な位置あ
るいは移動を検出し、測定することになっている。ヨー
ク１１２は他方の物体に固定されており、その輪郭が図
６に鎖線で示してある。

【００８３】コア１１１とヨーク１１２の間の動きは、
図６に複頭矢印Ｆで示す方向に生じる。この方向におい
て、ヨーク１１２は、かなりの長さを持ち、検出し、測
定することのできる最大の移動幅を構成している。

【００８４】ヨーク１１２は、ほぼ矩形のプレート１２
６の形をしており、これは、移動方向に細長くなってお
り、その幅は、移動方向に対して横方向において、コア
１１１の幅に等しくなっている。平行六面体の突起１２
７、１２８、１２９がヨーク・プレート１２６からコア
１１１に向かって突出している。

【００８５】突起１２９は、ヨーク１１２の全長にわた
って延びており、移動方向に対して横方向において、コ
ア１１１の外側分岐部１１７の幅に等しい幅となってい
る。したがって、コア１１１に対するヨーク１１２の位
置と無関係に、突起１２９の、コアに向かっている表面
部分は、コア１１１の分岐部１１７の、ヨークに向いた
表面と常に一致して対向した状態で配置される。これら
２つの表面は、間にギャップ１３０を構成しており、こ
のギャップは、コア１１１とヨーク１１２の間の摩擦無
し運動を許すように作用する。ギャップ１３０の幅は、
できるだけ小さくして漏洩磁場を減らさなければならな
い。

【００８６】本装置は、複数の同じ寸法の突起１２７を
包含し、これらの突起は、移動方向に平行に続く列状に
配置してあり、移動方向において互いに整合している。
移動方向における間隔は、その長さに等しく、この長さ
は、この方向における測定コイル装置１２５の長さの３
分の１より幾分大きくなっている。

【００８７】突起１２７の列は、移動方向に対して横方
向に配置してあり、これらの突起１２７の、コア１１１
に向いた表面は、コア１１１の中間分岐部１１８の、ヨ
ークに向いた表面に対向して配置してあり、ギャップ１
３２を構成している。これらのギャップのところには、
測定コイル装置１２５の部分はまったくない。

【００８８】突起１２８は、突起１２７とそっくり同じ
寸法、配置であるが、移動方向において変位させてあ
り、それぞれの突起１２７の間の開口部に対向して位置
し、２つの突起１２７の間の間隔を突起１２８が架橋す
るか、あるいは、その逆となっている。

【００８９】移動方向に対して横方向において、突起１
２８の列は、コア１１１に向いた突起１２８の表面がコ
ア１１１の外側分岐部１１９の、ヨークに向いた表面に
対向して配置され、間にギャップ１３４を形成し、この
領域に、測定コイル装置１２５が設置されるように配置
してある。

【００９０】したがって、磁束案内手段は、複数の環状
に閉じた測定経路および複数の環状に閉じた補正経路に
沿って励磁コイル１２０から発する磁束を案内する。

【００９１】これら両方の経路は、まず、外側分岐部１
１７から出、ギャップ１３０を横切り、突起１２９およ
びプレート１２６を通って延びている。そこで分割さ
れ、補正経路は、このとき中間分岐部１１８の頂面と対
向して配置してある突起１２７を通って下方へ延び、ギ
ャップ１３２を横切り、中間分岐部１１８を通り、溝１
１５の下を通って外側分岐部１１７に戻る。

【００９２】それに対して、測定経路は、このとき外側
分岐部１１９の頂面に対向して位置した突起１２８を通
り、ギャップ１３４を通って測定コイル装置１２５を通
過し、次に溝１１４、１１５の下を通って外側分岐部１
１７に戻る。このとき考えなければならない重要な点
は、溝１１４、１１５、分岐部１１７、１１８、１１９
および突起１２７、１２８、１２９の上記の寸法によ
り、すべての測定経路のリラクタンスがすべての補正経
路のリラクタンスに等しく、ギャップ１３２、１３４を
形成しているリラクタンスの合計がギャップ１３０のそ
れにほぼ等しいことである。

【００９３】図７の測定コイル装置１２５は、３つの連
続した導体１３６、１３７、１３８を包含し、これらの
導体が変位方向Ｆに延び、これらの導体のうち、図７に
おいて「下方の」導体、すなわち、導体１３６が２つの
導体トラック平面の間で繰り返し切り換わり、すべての
表面要素の測定コイル捲回部の一構成要素となる。図７
において「上方の」導体である２つの連続した導体１３
７、１３８は、並んで示してあるが、実際には、互いに
平行に延びる部分において上下に重なって一致した状態
で配置してある。これらの導体も、複数の表面要素の測
定コイル捲回部に属する。

【００９４】変位方向Ｆに対して直角に、１２本の境界
導体１４０〜１５１が延びており、これらの境界導体
は、２つの連続導体１３７、１３８のうちの一方に交互
に電気接続、固定されており、横断点のところに導電接
続を生じさせることなく、「下方の」連続導体１３６を
越えて「下向きに」延びている。変位方向において、縁
導体１４０〜１５１は、互いから等しい間隔で隔たって
おり、この間隔は、通過面１２８の長さの４分の１に等
しい。

【００９５】図７で「下方の」導体であり、長手方向に
延びる導体１３６から出発して、１２本の接続導体１５
４〜１６５が１２本の境界導体１４０〜１５１に対して
平行に延びている。接続導体１５４〜１６５は、導体１
３６に電気接続、固定されており、少なくとも表面要素
の付近で、それぞれ対応した境界導体１４０〜１５４と
一致した状態で延びている。

【００９６】図７において測定コイル装置２５の左右に
配置してあり、対になった縁導体を構成する８対の導体
１４０、１５４；１４１、１５５；１４２、１５６；１
４３、１５７；１４８、１６２；１４９、１６３；１５
０、１６４；１５１、１６５のうちの各対が制御可能な
オン／オフ・スイッチ（図示せず）の端子に接続してあ
る。このオン／オフ・スイッチによって、それぞれの対
の２つの導体の電気的な接続が生じたり、遮断されたり
する。

【００９７】中間の４対の導体１４４、１５８；１４
５、１５８；１４６、１６０；１４７、１６１は、差電
圧ΔＵ₁、ΔＵ₂を取り込むことのできる接続導体の対
を構成する。

【００９８】今述べた測定コイル装置１２５は、それぞ
れ回転式ピックアップまたはセンサのための、図４、５
に示す測定コイル装置５０、５０′に均等な線形式のも
のを表わしていおり、互いに補い合って完全な円形のリ
ングを形成する表面要素のグループが切り換え可能な分
離用分岐部分５４〜５８に沿って切り開き、まっすぐに
位置させた状態で示してある。この場合、分離用分岐部
分５４〜５８は、切り換え可能な「左側」、「右側」の
縁導体１４０〜１４３、１４８〜１５１となる。

【００９９】したがって、この構成も、４つのグループ
の表面要素を包含し、これらの表面要素が、変位方向Ｆ
において互いに通過面１２８の長さの４分の１だけ変位
した状態で配置されている。それぞれのグループに属す
る２つの表面要素は、それぞれ、変位方向Ｆにおいて互
いに密接しており、それらの共通の縁領域がそれぞれの
接続導体１４４〜１４７によって形成される。以下の表
からわかるように、３つの境界導体すなわち縁導体は、
常に、或るグループの表面要素を結合するそれぞれの対
の表面要素を取り囲んでいる。「左側」「右側」縁導体接続導体縁導体第１グループ１４０１４４１４８第２グループ１４１１４５１４９第３グループ１４２１４６１５０第４グループ１４３１４７１５１

【０１００】図４、５に関連して先に述べたように、こ
の構成では、４グループの表面要素のうちの２グループ
は、対応したスイッチの閉鎖によって常に「付勢」され
ており、他の２つのグループは消勢されたままである。
中間信号を生成するのに必要な電圧差ΔＵ₁、ΔＵ
₂は、「付勢」グループの接続導体のところで取り込ま
れ得る。

【０１０１】この場合、「付勢」グループの表面要素
は、通過面１２８と「一緒に動く」ことができ、それぞ
れの有効通過面（単数または複数）１２８の「左側」、
「右側」縁とそれぞれのグループの表面要素の有効縁導
体の間に最小の間隔（上記の角度αに対応する）が常に
維持され、大きさに依存して、取り込まれた電圧差ΔＵ
1 、ΔＵ2 の非常に良好な線形性を与えると共に、それ
から形成された中間信号および測定信号の非常に良好な
線形性を与える。

【０１０２】通過面と一緒の付勢グループの表面要素の
「動き」が図９に示してあり、ここには、通過面１２８
の４つの位置が例示してあり、ΔＵ₁、ΔＵ₂の絶対値
は、等しく、正しい符号をつけた差はぜろになる。これ
に関連して、「有効」縁、接続導体のみがそれぞれの位
置で示してあり、有効グループの表面要素をより明瞭に
理解することができるようにしてある。それぞれの閉じ
たオン／オフ・スイッチは、簡単なライン接続によって
概略的に表わしてある。

【０１０３】中間の通過面１２８について、４つの「ゼ
ロ」位置のそれぞれに対称的に、矢印Ｓで示すように
「左」または「右」に向かう変位範囲があり、ここで
は、最も接近した有効縁導体に対する間隔は、通過面１
２８の長さの４分の１に等しい最小間隔以上となってい
る。Ｓで示す変位範囲（各「ゼロ」位置からアクセスで
きる）は、全体で、通過面の長さの４分の１に等しい長
さとなっている。

【０１０４】図９に示す４つのゼロ位置のそれぞれにつ
いて、「補足的な」ゼロ位置があり、この場合、図示し
た３つの通過面１２８は通過面長さだけ変位しており、
２つの連続した通過面の間で、図９に示す開口部を覆っ
ている。これら４つの「補足的な」位置において、図９
に示すと同じスイッチは閉ざされており、差電圧Δ
Ｕ₁、ΔＵ₂は、同じ接続導体のところで取り込まれ
る。

【０１０５】したがって、全体的に、８つのゼロ位置が
あり、それにより、通過面長の±１／８の線形性範囲を
カバーし、非常に高い要求を満たすことができる。全体
として、変位は、２つの通過面の長さにわたり、完全な
期間長をカバーしなければならないので、全測定範囲が
なんらギャップなしにカバーされ得る。

【０１０６】回転式ピックアップについて先に述べた場
合と同様に、３グループだけの表面要素を設け、線形性
に関する要求レベルが低いときに、それぞれを、通過面
の長さの３分の１だけ互いに変位させることができる。

【０１０７】上記の線形ピックアップの場合、２つの通
過面の長さ分だけ変位した後に同じ差信号が得られる。
それによって生じる不確実性は、たとえば、通過面の長
さまたは間隔あるいはこれらの両方をカバーすべき全移
動長にわたって変え、上記の表面要素が一定の出力信号
を供給する期間内で不規則なピッチまたは分布によって
接続導体位置依存差信号を取り込むことのできる付加的
な表面要素を設けることによって排除することができ
る。

【０１０８】図８、９に示す線形式ピックアップ測定コ
イル装置の場合、「左側」、「右側」の縁導体が「一緒
に動く」ように作動させなければならないスイッチの電
流抵抗は、閉じた状態で測定コイル捲回部の直列抵抗と
直列であり、測定コイル捲回部で発生した短絡電流はそ
こを通って流れる。測定結果が影響を受けることはない
ので、これらのスイッチは、できるだけ低く、あるい
は、極めて小さい差のみが存在する、または、これら両
方の電流抵抗を持たなければならない。特に、現時点で
利用できるような半導体スイッチを用いたい場合には、
その要求は満たされることがないか、あるいは、かなり
の出費を覚悟しなければならない。これらの問題を避け
るためには、線形のピックアップまたはセンサ、すなわ
ち、図６に示す回転式ピックアップまたはセンサの例に
対応する線形の測定コイル装置を用いることと望まし
い。これについては、図１０、１１に示す実施例に関連
して説明する。

【０１０９】この実施例は、磁気回路を閉じているヨー
クの、コアに対する位置を図７〜９の実施例について考
えられるように正しく定めることができない使用状況の
ときに適している。したがって、たとえば、垂直方向に
配置した円筒形のバーをフロートに連結し、タンク内の
液面に応じてそれがフロートと共に垂直方向に上下動す
るタンク内液面インジケータが知られている。しかしな
がら、このような構成では、このようなバーは、長手方
向に変位に関してのみ案内され、長手軸線のまわりには
自由に回転できる。

【０１１０】図１０、１１に示す実施例においては、こ
のようなバー２０１が誘導型線形ピックアップまたはセ
ンサ２００のヨーク２０２の形をしており、このヨーク
は、高い透磁性の材料で作られた複数のリング２０４を
支持している。これらのリングは、すべて、同じ軸線方
向の長さを有し、互いに軸線方向間隔で配置されてお
り、これらの軸線方向間隔は、リング２０４の軸線方向
長さに等しい最小値からバー２０１の一端から段階的に
増大する。この配置において、バー２０１それ自体は、
非強磁性材料で作ってあってもよい。しかしながら、好
ましくは、リング２０４はバー２０１と一体に形成さ
れ、強磁性材料の円筒形のバーに溝２０５を形成し、バ
ーの直径をリングの外形に一致させ、溝２０５の軸線方
向長さが間隔２０５を構成するようにする。滑らかな連
続した表面を得るために、溝２０５に、低透磁性の任意
適当な材料を充填してもよい。

【０１１１】図７、８に示す実施例と同様に、誘導型線
形センサまたはピックアップ２００のコア２０８は、２
つの溝２１２、２１４を有する細長い平行六面体の形を
している。これらの溝は、長手方向に延びており、コア
２０８の、ヨーク２０２に向いた表面に形成される。コ
ア２０８のこの面は、バー２０１に関して同軸に配置さ
れた円筒体の周面の一部となっており、コア２０８とヨ
ーク２０２の間の相対的な移動に必要なギャップを均一
にかつできるだけ狭く保つことができる。図７、８に
示す構造との差異は、励磁コイル２１６がＥ字形横断面
のコア２０８の中間分岐部２１８に巻き付けてあり、２
つの外側分岐部２１９、２２０が、それぞれ、測定経路
または補正経路を構成しており、或る特別の測定コイル
装置２２２、２２４がヨーク２０２に対して分岐部を形
成しているギャップの領域に配置してある。磁気リラク
タンスに関して対称性（重要である）を与えるために、
２つの外側の分岐部２１９、２２０の幅は、同じであ
り、中間分岐部２１８の幅のほぼ半分となっている。コ
アのこの形態は、対称性を得るための最良の形態であ
る。

【０１１２】測定コイル装置２２２、２２４が、図１１
に概略的に示してあり、それぞれ、プリント配線回路の
形をしている。図１１は、導体トラック形態のみを示し
ている。この場合も、実線で示す導体トラック部分は、
回路板（図示せず）の、観察者に向いた側に配置してあ
り、破線で示す導体トラックは、観察者と反対の側に延
びている。導体トラックが電気的に接続された状態で回
路板の片側から反対側に変わる通過点は、点線で拡大表
示してある。ここで考慮すべき重要なことは、異なった
表面上に密接に平行に並んだ状態で配置しているように
示す導体トラック部分が、実際には、回路板の両側にお
いて互いに上下に重なって一致した状態で配置されてい
るということである。

【０１１３】図７の測定コイル装置は図４、５に示す回
転式ピックアップ測定コイルの線形態様となっている
が、測定コイル装置２２２、２２４の各々は、図６に示
す回転式ピックアップ構造に一致しており、その差異
は、装置の測定経路をカバーしている６つの表面要素８
１〜８５の代わりに、８つの表面要素２３１〜２３８が
設けてあり、これらが細長い矩形体となっており、長手
軸線が変位方向（矢印Ｆ）に対して直角に延びるように
寸法付け、並んで配置されており、この変位方向におい
て、リング２０４のうちの１つのリングの軸線方向長さ
の２倍に等しい測定経路の「期間」のみをカバーしてい
るということである。２つの測定コイル２２２、２２４
の各々において、理想的な条件下では測定の目的には充
分である８つの表面要素２３１〜２３８に隣接してさら
に４つの同じ配置の表面要素２３９〜２４２が設けてあ
る。これの意味は後により詳しく説明する。

【０１１４】表面要素２３１〜２４２の各々は、それ自
体の対の端子２５１〜２６２を有するそれ自体の測定コ
イル捲回部によって囲まれており、一部、上方導体トラ
ック平面に配置され、一部、下方の平面に配置されてお
り、変位方向において隣接する各２つの表面要素の共通
縁領域が、変位方向に対して直角方向に延び、図１１に
並んで示してある２つの縁導体によって形成されている
が、実際には、上下に一致した状態で配置してある。こ
れは、例示した表面要素２３５、２３６の縁導体２４
４、２４５に関して適応するばかりでなく、他のすべて
の対の縁導体に関しても同様に適用できる。

【０１１５】測定コイル捲回部で誘導された電圧は、対
の接続導体２５１〜２６２のところで高い抵抗で取り込
まれ、低抵抗直列抵抗器はなんの影響も受けない。した
がって、導体トラック抵抗器における差は測定結果に影
響を与えることがない。この場合も、差信号ΔＵ₁、
ΔＵ₂を生成する目的のために、測定コイル捲回部の出
力電圧は、図６に示す測定コイル装置に関連して先に説
明したように、合算される。

【０１１６】たとえば、次の式が適用される。 ΔＵ₁=Ｕ₂₃₁＋Ｕ₂₃₂＋Ｕ₂₃₃＋Ｕ₂₃₄−（Ｕ₂₃₅＋Ｕ
₂₃₆＋Ｕ₂₃₇＋Ｕ₂₃₈） ΔＵ₂=Ｕ₂₃₂＋Ｕ₂₃₃＋Ｕ₂₃₄＋Ｕ₂₃₅−（Ｕ₂₃₆＋Ｕ
₂₃₇＋Ｕ₂₃₈＋Ｕ₂₃₁）ここで、電圧Ｕ₂₃₆〜Ｕ₂₃₈は、常に合算され、リング
２０４の軸線方向縁で生じる漏洩磁場が差電圧ΔＵ₁、
ΔＵ₂の線形形態に影響を与えないようにしている。

【０１１７】上記の式（２）に対応する指数が生成され
た場合、式（３）と同様に、次の式が得られる。（Ｕ₂₃₂−Ｕ₂₃₆）＋（Ｕ₂₃₃−Ｕ₂₃₇）／（Ｕ₂₃₄−
Ｕ₂₃₈）／（Ｕ₂₃₁−Ｕ₂₃₅）

【０１１８】ここでも、リング２０４の１つによって定
められる通過面の、測定コイル装置２２２または２２４
に対する任意の位置について、必要な線形性を有する中
間信号が、これら４つの電圧差から生成され、これらの
中間信号から、測定信号を表わす種々の指数が生成さ
れ、それぞれにおいて、他の３つの電圧差が分子を形成
し、第４の電圧差が分母を形成する。

【０１１９】上記のポイントは、上記の構造と異なり、
すべての溝２０５が同じ軸線方向長さであるときにも適
用できる。この場合、測定コイル装置の一方２２２また
は２２４のみが必要である。明らかなように、このよう
な構成は、リング２０４のうちの、正確に測定コイル装
置の領域にある１つのリングの瞬間位置を正確に再現す
る微小測定値しか生成できない。しかしながら、リング
２０４を１つだけ設けるということもできない。

【０１２０】後者のファクタを検出できるようにするた
め、図１０、１１に示す実施例では、リング２０４の間
隔の上記の変化によってコーディングが行われ、第２の
測定コイル装置２２４が補正経路に配置され、その測定
コイルは、第１の測定コイル装置２２２の測定コイルに
対して移動方向において２つのリングの長さ分だけ、す
なわち、８つの表面要素の幅分だけ変位した状態に配置
される。この第２の測定コイル装置２２４も、第１測定
コイル装置２２２のところのリング２０４に隣接したリ
ング２０４の、第２の測定コイル装置２２４に関する正
確な位置を表わす微小測定値を生成することができる。

【０１２１】しかしながら、相互に隣接したリング２０
４のすべての間隔が異なっているので、２つの測定コイ
ル装置２２２、２２４によって生成し得る微小測定値が
異なるばかりでなく、各対の相互隣接したリング２０４
について異なった差を伴う。

【０１２２】したがって、２つの微小測定値の比較か
ら、コア２０８の位置を、ヨーク２０２の全長にわたっ
てヨーク２０２に関して明瞭に定めることができる粗測
定値を得ることができる。

【０１２３】これを達成するために、ヨーク２０２に関
してコア２０８の理想的な調整を仮定すると、１つのグ
ループの測定コイルが長手方向において他のグループに
正確に隣接するように配置した「外側」の８つの表面要
素２３１〜２３８があれば、測定コイル装置２２２、２
２４の各々において充分である。しかしながら、コア２
０８または測定コイル装置２２２、２２４あるいはこれ
ら両方の長手軸線がヨーク２０２の長手軸線に対して傾
いている場合には、まれに、リング２０４の縁で１つの
測定コイル装置２２２の最後の表面要素２３８を越えて
移動する漏洩磁場線が他方の測定コイル装置２２４の第
１表面要素２３１に直ちに流入しない（または、その
逆）ということが起きる。この現象が測定精度および線
形性に悪影響を与えるのを防ぐために、２つの測定コイ
ル装置を重なり合った状態に配置することが望ましく、
これは４つのさらに別の表面要素２３９〜２４８によっ
て達成される。

【０１２４】各場合において４つの付加的な表面要素の
別の利点は、リング２０４の相対移動が測定コイル装置
内で新しい表面要素に繰り返し切り換えることによって
より長い期間にわたって追跡され、測定され、対毎に変
わる隣り合ったリング２０４の間隔にもかかわらず、１
つの測定コイル装置２２２または２２４によって生成さ
れる微小測定値が常に正確に他方の測定コイル装置のそ
れに追従することが確保されるということである。

【０１２５】異なった測定コイル捲回部を異なった時点
で用いて差信号を生成する上述のすべての実施例におい
て、スイッチまたは切り換え装置を組み合わせて、それ
ぞれの測定コイル装置の出力側に接続された回路構造の
入力段階を形成し、測定コイル信号を評価し、測定値を
確認できるマルチプレクサとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】有利な回転式ピックアップの機械的構造の展開
図である。

【図２】第１図の回転式ピックアップの、ＩＩ−ＩＩ線
に沿った断面図である。

【図３】図１、２の回転式ピックアップの測定コイル装
置を示す図であり、２つのグループの表面要素が互いに
９０°にわたって変位している状態を示す図である。

【図４】図１、２の回転式ピックアップの測定コイル装
置を示す図であり、４つのグループの表面要素が互いに
４５°に変位し、制御可能なスイッチによって付勢、消
勢される状態を示す図である。

【図５】図４に示す測定コイル装置に対応する、単チャ
ンネル信号処理のための測定コイル装置を示す図であ
る。

【図６】図１、２の回転式ピックアップのための測定コ
イル装置を示し、６つの表面要素が互いに隣接し、それ
ぞれが６０°にわたって延び、中間信号を生成するため
の対応した回路装置を備える状態を示す図である。

【図７】有利な線形式ピックアップまたはセンサの概略
平面図である。

【図８】図７の線形式ピックアップの、ＶＩＩＩ−ＶＩ
ＩＩ線に沿った断面図である。

【図９】図７の測定コイル装置からの４つの部分の概略
図であり、通過面の種々の位置に依存して異なった信号
を生成する状態を示す図である。

【図１０】別の線形式ピックアップまたはセンサの簡略
斜視図である。

【図１１】図１０に線形式ピックアップのコアの概略拡
大底面図である。

【符号の説明】

１・・・回転式ピックアップまたはセンサ２・・・磁束案内手段４・・・コアシェル５・・・キャリヤ・プレート部材７・・・励磁コイル８・・・半円筒形の壁９・・・半円筒形の壁１０，１１・・・端壁１２，１３・・・端面１５・・・突起１６・・・内径孔１７・・・端面１８・・・中央開口部２０，２１・・・ギャップ２２，２３・・・磁束線２５，２６・・・ギャップ２７，２８・・・端面３０・・・測定コイル装置３２，３３・・・内側円形導体３４・・・導体部分３６・・・接続導体３７，３８・・・接続接点４０，４１・・・表面要素４４・・・分離用分岐部分４５，４６・・・接続導体４７，４８・・・接続接点５０・・・測定コイル装置５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７，５８，５
９，６０，６１，６２，６３，６４，６５，６６，６
７，６８・・・導体部分７０，７１，７２，７３・・・接続接点７４，７５，７６，７７・・・オン／オフ・スイッチ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一方と他方の２つの相対的に移動可能な
物体のうちの一方の物体の占める、他方の物体に対する
位置を再現する測定信号を誘導生成するピックアップで
あって、少なくとも１つの励磁コイルと、磁束を生成させる為に励磁コイルに交流を通電する手段
と、少なくとも２つの測定コイルのグループからなる測定コ
イル装置であって、各グループが少なくとも２つの測定
コイルからなり、各グループの測定コイルからの共通出
力信号を取り込むように２つの測定コイルが電気的に接
続されているとともに、一方の物体の他方の物体に対す
る相対的な移動量に依存して少なくとも一つの共通出力
信号が変化する構造の測定コイル装置と、励磁コイルに発生した磁束を閉じた測定経路に沿って移
送し、磁束の少なくとも一部が測定コイル装置を通るよ
うにした強磁性材料の磁束案内手段、とからなり、共通出力信号が各グループの少なくとも２つの測定コイ
ルから発生する信号の差信号となるように各測定コイル
グループの少なくとも２つの測定コイルが相互に電気的
に接続されているとともに、その中に少なくとも２つの測定コイルグループからの共
通出力信号が移送される電気回路装置が設けられてお
り、さらに共通出力信号が一方または他方の中間信号で
あって、少なくとも一つは一方の物体の他方の物体に対
する瞬間的な位置に依存する中間信号と結合されるとと
もに、電気回路装置によって測定信号が一方と他方の２
つの中間信号の指数として生成されることを特徴とする
ピックアップ。
【請求項２】請求項１記載のピックアップにおいて、
測定経路が少なくとも１つのギャップ（１２１；１３
４）を有し、このギャップの領域で、捲回部によって囲
まれている表面要素（４０、４１、４２、４３；８１〜
８６）をギャップ（２１；１３４）を横切る磁束の部分
が通過し得るように測定コイル装置（３０；５０；８
０；１２５）が位置しており、前記通過磁束部分が２つ
の物体のうちの一方の物体の、他方の物体に対する移動
量に依存して変化することを特徴とするピックアップ。
【請求項３】請求項２記載のピックアップにおいて、
励磁コイル（７；１２０）に発生した磁束のための磁束
案内手段（４、４；１１１、１１２）が、測定コイル装
置（３０；５０；８０；１２５）を通して磁束を移送
し、少なくとも１つのギャップ（２１；１３２）を有す
る少なくとも１つの別の環状に閉じた経路（補正経路）
を決定することを特徴とするピックアップ。
【請求項４】請求項２または３に記載のピックアップ
において、測定コイル装置（３０；５０；８０；１２
５）の表面要素（４０、４１、４２、４３；８１〜８
６）が、各々、単一の測定コイル捲回部によって囲まれ
ておりかつほぼ共通の表面内に配置されており、ギャッ
プ（２１；１３４）を横切る磁束の方向におけるギャッ
プ壁（１２、１２）の表面要素（４０、４１、４２、４
３；８１〜８６）の表面への突出が、２つの物体のうち
の一方の物体の他方の物体に対する移動量に依存する変
位方向において表面要素に対して変位できる通過面を形
成しており、表面要素（４０、４１、４２、４３；８１
〜８６）が相互に組み合わされて少なくとも２つのグル
ープを形成し、これらのグループが変位方向において互
いに変位した状態で配置され、各グループが変位方向に
おいて互いに結合した少なくとも２つの表面要素を包含
し、２つの中間信号の生成のために必要な一方の電圧差
（Ｕ１、Ｕ２）が一方のグループから誘導され、他方の
電圧差が他方のグループから誘導されることを特徴とす
るピックアップ。
【請求項５】請求項４記載のピックアップにおいて、
表面要素（４０、４１、４２、４３；８１〜８６）およ
び前記少なくとも１つの通過面が幾何学的に互いに類似
しており、長辺が互いにかつ変位方向に対してほぼ平行
に延び、短辺が変位方向に対して直角に延びる細長い四
辺形となっていることを特徴とするピックアップ。
【請求項６】請求項５記載のピックアップにおいて、
表面要素（４０、４１、４２、４３；８１〜８６）が、
変位方向に対して直角な方向において通過面よりも大き
な寸法となっていることを特徴とするピックアップ。
【請求項７】請求項５または６記載のピックアップに
おいて、或るグループを形成する表面要素（４０、４
１、４２、４３；８１〜８６）が、変位方向に対してほ
ぼ直角に延びる少なくとも１つの共通縁部分を有するこ
とを特徴とするピックアップ。
【請求項８】請求項７記載のピックアップにおいて、
相互に隣接した辺に沿って延び、変位方向に延びる２つ
の隣り合った表面要素（４０、４１、４２、４３）が、
それぞれ、両表面要素（４０、４１、４２、４３）の測
定コイル捲回部に属する連続した導体（３１、３２、３
３）であり、前記表面要素（４０、４１、４２、４３）
の共通縁部分が、導体（３４、３５、４４、４５；５１
〜５８）によって構成してあり、この導体が、変位方向
に対して横方向に延びており、かつ、２つの連続した導
体（３２、３３）のうちの少なくとも一方に電気的に接
続、固定してあることを特徴とするピックアップ。
【請求項９】請求項８記載のピックアップにおいて、
横方向に延びる導体（３４、４４）が、第２の連続した
導体（３１）に電気的に接続、固定した固定配線分岐部
の形となっていることを特徴とするピックアップ。
【請求項１０】請求項８記載のピックアップにおい
て、横方向の延びる導体（５５、５６、５７、５８）
が、制御可能なオン／オフ・スイッチ（７４、７５、７
６、７７）によって第２の連続した導体（３１）に接続
した切り換え可能な分離分岐部として形成してあること
を特徴とするピックアップ。
【請求項１１】請求項８記載のピックアップにおい
て、横方向に延びる導体（３５、４５；５１、５２、５
３、５４）が、電気的な接続なしに第２の連続した導体
（３１）を横切って延びる接続導体として形成してある
ことを特徴とするピックアップ。
【請求項１２】請求項１から１１のうちのいずれか１
つに記載のピックアップにおいて、異なったグループに
属する表面要素（４０、４２および４１、４３）が、共
通して、変位方向に延びる少なくとも１つの導体（３
１、３２、３３）を有することを特徴とするピックアッ
プ。
【請求項１３】請求項７記載のピックアップにおい
て、共通縁部分が２つの導体（９６、９７）によって形
成してあり、これらの導体が、表面要素（８１〜８６）
を通過し得る磁束の方向に見て、小さい間隔を置いて前
後に並んで一致していることを特徴とするピックアッ
プ。
【請求項１４】請求項１３記載のピックアップにおい
て、複数の表面要素（８１〜８６）が設けてあり、これ
らの表面要素が、変位方向に連続して配置してあり、共
通縁部分で互いに結合しており、種々の表面要素（８１
〜８６）を囲む測定コイル捲回部が、互いに独立した導
体によって形成してあり、種々の測定コイル捲回部の出
力電圧（Ｕ81〜Ｕ86）が互いに組み合わさって交互に中
間信号を発生することができることを特徴とするピック
アップ。
【請求項１５】請求項２〜１４のうちいずれか１つに
記載のピックアップにおいて、回転式となっており、表
面要素（４０、４１、４２、４３；８１〜８６）が、２
つの物体のうちの一方の物体の他方の物体に対する移動
の回転軸線に対してほぼ直角に延びる平面に配置してあ
り、表面要素（４０、４１、４２、４３；８１〜８６）
および通過面が回転軸線に対して同心に配置した円形リ
ングの一部の形をしていることを特徴とするピックアッ
プ。
【請求項１６】請求項８〜１１、１５のうちいずれか
１つに記載のピックアップにおいて、表面要素（４０、
４１、４２、４３）が、半径方向外側で、共通の円形の
閉じた導体（３１）によって構成され、半径方向内側
で、２つの円形に閉じた導体（３２、３３）によって構
成されており、これら２つの円形に閉じた導体（３２、
３３）が、表面要素（４０、４１、４２、４３）を通過
し得る磁束の方向において前後方向に一致した状態で小
さい間隔をもって配置してあることを特徴とするピック
アップ。
【請求項１７】請求項８〜１１、１５のうちいずれか
１つに記載のピックアップにおいて、表面要素が、半径
方向内側で、共通の円形に閉じた導体によって構成さ
れ、半径方向外側で、２つの円形に閉じた導体によって
構成されており、これら２つの円形に閉じた導体（３
２、３３）が、表面要素を通過し得る磁束の方向におい
て前後方向に一致した状態で小さい間隔をもって配置し
てあることを特徴とするピックアップ。
【請求項１８】請求項１６または１７に記載のピック
アップにおいて、表面要素の各グループ（４０、４１お
よび４２、４３）が、２つの表面要素を包含し、これら
の表面要素が、円形リングの半分の形をしており、互い
に補足し合って閉じた円形のリングを構成することを特
徴とするピックアップ。
【請求項１９】請求項１８記載のピックアップにおい
て、２つのグループの表面要素が設けてあり、これらの
グループが１８０度にわたって互いに変位した状態で配
置してあり、２つの中間信号がこれらの表面要素の接続
導体のところで取り込まれることを特徴とするピックア
ップ。
【請求項２０】請求項１８記載のピックアップにおい
て、３つのグループの表面要素が設けてあり、これらの
グループが１２０度にわたって互いに変位した状態で配
置してあり、２つの中間信号が、それぞれ、２つのグル
ープの接続導体のところで取り込まれ、共通の縁部分が
部分円形通過面の端からより大きな角度間隔で隔たって
いることを特徴とするピックアップ。
【請求項２１】請求項１６または１７記載のピックア
ップにおいて、円形リングの一部の形をした複数の表面
要素が設けてあり、これらの表面要素が互いに補い合っ
て完全な円形のリングを構成し、常に２つの半径方向に
延びる導体（５１、５５；５２、５６；５３、５７；５
４、５９）が直径方向に対向して配置してあり、それぞ
れ１つの導体が切り換え可能な分岐部を形成し、他方が
接続導体を形成することを特徴とするピックアップ。
【請求項２２】請求項２１記載のピックアップにおい
て、８つの表面要素部分が設けてあり、各表面要素部分
が４５度にわたって延びており、また、横方向に延びる
導体部分（５１〜５８）が２つの一致した円形導体（３
２、３３）のそれぞれに交互に電気的に接続、固定して
あることを特徴とするピックアップ。
【請求項２３】請求項１４および１５に記載のピック
アップにおいて、円形リングの一部の形をした偶数の表
面要素（８１〜８６）が設けてあり、これらの表面要素
が互いに補い合って完全な円形のリングを形成し、２つ
の互いに対向して配置した表面要素（８１、８４；８
２、８５；８３、８６）の各々の測定コイル捲回部の接
続導体（８８、９１；８９，９２；９０、９３）が相互
に固定配線してあってそれぞれの電圧の差（Ｕ₈₁〜
Ｕ₈₄；Ｕ₈₂〜Ｕ₈₅；Ｕ₈₃〜Ｕ₈₆）を生成するようになっ
ており、また、制御可能なスイッチ装置（９４、９９、
１００、１０１）が設けてあり、このスイッチ装置によ
って、電圧差を交互に用いて通過面の瞬間位置に依存し
て中間信号を生成することを特徴とするピックアップ。
【請求項２４】請求項２〜１４記載のピックアップに
おいて、線形式であり、表面要素が、２つの物体のうち
の一方の物体の他方の物体に対する移動方向に対してほ
ぼ平行に延びる平面に配置してあり、少なくとも１つの
通過面および表面要素が、移動方向に延びる細長い長方
形であることを特徴とするピックアップ。
【請求項２５】請求項２４記載のピックアップにおい
て、磁束案内手段（１１１、１１２）が、２つの物体の
うちの一方の物体の他方の物体に対する移動範囲を通過
する際に、移動方向において互いに隔たった複数の通過
面が表面要素上に連続的に変位させられるような形態と
なっていることを特徴とするピックアップ。
【請求項２６】請求項２５記載のピックアップにおい
て、通過面が、等しい長さとなっており、変位方向に等
しい間隔で隔たっており、これらの長さと間隔が等しい
大きさであることを特徴とするピックアップ。
【請求項２７】請求項２５記載のピックアップにおい
て、請求項２４〜２６のうちいずれか１つに記載のピッ
クアップにおいて、種々のグループの、変位方向に平行
に延びる側の表面要素が、共通の連続した導体によって
構成され、また、変位方向に対して平行な反対側で、２
つの連続した導体によって構成してあり、これら２つの
連続した導体が、表面要素を通過し得る磁束の方向にお
いて前後に一致して小さな間隔で位置することを特徴と
するピックアップ。
【請求項２８】請求項２７記載のピックアップにおい
て、表面要素の各グループが、細長い長方形の形の２つ
の表面要素を包含し、これらの表面要素が変位方向にお
いて共通の縁領域のところで互いに結合しており、それ
ぞれの長さが通過面の長さに等しいことを特徴とするピ
ックアップ。
【請求項２９】請求項２８記載のピックアップにおい
て、１つのグループの表面要素が、表通縁領域と反対側
に位置する端縁のところで、変位方向に対して横方向に
延びる導体によって構成され、この導体が、変位方向に
延びる連続した導体のうちの一方に電気的に接続、固定
されており、また、制御可能なオン／オフ・スイッチに
よって、変位方向に延びる別の連続導体に接続すること
ができるようになっていることを特徴とするピックアッ
プ。
【請求項３０】請求項２９記載のピックアップにおい
て、４つのグループの表面要素が設けてあり、これらの
グループが、それぞれ、変位方向において、通過面の長
さの指数分だけ互いに変位しており、これのグループの
うち、端縁が変位方向において通過面の前縁または後縁
からより大きい間隔で隔たっている２つのグループを用
いて対応したオン／オフ・スイッチを閉じることによっ
て中間信号を形成するのに必要な電圧差（ΔＵ₁、ΔＵ
₂）を生成することを特徴とするピックアップ。