JP2715173B2 - デジタルスケール装置 - Google Patents
デジタルスケール装置Info
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- JP2715173B2 JP2715173B2 JP2030309A JP3030990A JP2715173B2 JP 2715173 B2 JP2715173 B2 JP 2715173B2 JP 2030309 A JP2030309 A JP 2030309A JP 3030990 A JP3030990 A JP 3030990A JP 2715173 B2 JP2715173 B2 JP 2715173B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば工作機械及び計測機器等において２
部材間の相対変位量をデジタル値又はパルス信号列とし
て検出するデジタルスケール装置に関する。
部材間の相対変位量をデジタル値又はパルス信号列とし
て検出するデジタルスケール装置に関する。
本発明は、基台上に格子を形成してなる主尺部を相対
変位する２部材の内の一方の部材に取付け、基台上に参
照用の格子を形成してなる副尺部をその２部材の内の他
方の部材に取付け、それら２部材間の相対変位量を検出
するようにしたデジタルスケール装置において、その主
尺部の格子又は副尺部の格子を感温性薄膜で形成し、位
置情報と共に温度情報をも取出せるようにしたことによ
り、変位量検出の基準となるその主尺部自体の温度を極
めて正確に計測できるようにするとともに、位置情報の
基準としてのそれら格子を感温情報の基準としても兼用
して、小型且つ安価にそのデジタルスケール装置を構成
できるようにしたものである。
変位する２部材の内の一方の部材に取付け、基台上に参
照用の格子を形成してなる副尺部をその２部材の内の他
方の部材に取付け、それら２部材間の相対変位量を検出
するようにしたデジタルスケール装置において、その主
尺部の格子又は副尺部の格子を感温性薄膜で形成し、位
置情報と共に温度情報をも取出せるようにしたことによ
り、変位量検出の基準となるその主尺部自体の温度を極
めて正確に計測できるようにするとともに、位置情報の
基準としてのそれら格子を感温情報の基準としても兼用
して、小型且つ安価にそのデジタルスケール装置を構成
できるようにしたものである。
また、本発明は、上述のデジタルスケール装置におい
て、その感温性薄膜を温度変化によって抵抗値が変化す
る薄膜より形成し、この薄膜の抵抗値変化によって温度
を検出することにより、小型且つ安価な回路で温度情報
を取出せるようにしたものである。
て、その感温性薄膜を温度変化によって抵抗値が変化す
る薄膜より形成し、この薄膜の抵抗値変化によって温度
を検出することにより、小型且つ安価な回路で温度情報
を取出せるようにしたものである。
産業用金属加工機及び計測機器等において、２部材間
の相対変位量をデジタル値又はパルス信号列として検出
するデジタルスケール装置が使用されている。このデジ
タルスケール装置は変位量の検出原理によって、光電
式，電磁誘導方式，静電容量方式，磁気式等に分類され
るが、何れも基台上に格子（光学格子，矩形波上の導電
性の格子，すだれ状の導電性の格子，磁気格子等）を形
成してなる主尺部と基台上に一般に複数相の参照用の格
子を形成してなる副尺部との重なりの状態の変化を利用
して、それら主尺部と副尺部との間の相対変位量を検出
している。本発明は検出原理を問わず各種のデジタルス
ケール装置に適用されるが、便宜上光電式のデジタルス
ケール装置への適用例につき説明する。
の相対変位量をデジタル値又はパルス信号列として検出
するデジタルスケール装置が使用されている。このデジ
タルスケール装置は変位量の検出原理によって、光電
式，電磁誘導方式，静電容量方式，磁気式等に分類され
るが、何れも基台上に格子（光学格子，矩形波上の導電
性の格子，すだれ状の導電性の格子，磁気格子等）を形
成してなる主尺部と基台上に一般に複数相の参照用の格
子を形成してなる副尺部との重なりの状態の変化を利用
して、それら主尺部と副尺部との間の相対変位量を検出
している。本発明は検出原理を問わず各種のデジタルス
ケール装置に適用されるが、便宜上光電式のデジタルス
ケール装置への適用例につき説明する。
第７図は従来の光電式の内の透過型デジタルスケール
装置を示し、この第７図において、（１）は図示省略し
た移動テーブルに取付けられた主尺であり、この主尺
（１）は光透過性の主尺基台（２）の一面の長手方向の
所定ピッチの明暗のパターンよりなる光学的な格子
（３）を蒸着等の手法で形成することにより構成され
る。一般に主尺基台（２）としてはガラス板、光学的な
格子（３）としてはピッチが例えば20μｍのクロム蒸着
膜等が使用される。
装置を示し、この第７図において、（１）は図示省略し
た移動テーブルに取付けられた主尺であり、この主尺
（１）は光透過性の主尺基台（２）の一面の長手方向の
所定ピッチの明暗のパターンよりなる光学的な格子
（３）を蒸着等の手法で形成することにより構成され
る。一般に主尺基台（２）としてはガラス板、光学的な
格子（３）としてはピッチが例えば20μｍのクロム蒸着
膜等が使用される。
（４）は副尺を示し、この副尺（４）は光透過性の副
尺基台（５）の一面に互いに位相が90゜異なる２相の参
照用の光学的な格子（6A）および（6B）を形成して構成
される。位相が90゜異なる２相の格子（6A）および（6
B）を用いるのは、相対変位量の正負を弁別するため及
び格子（３）の１ピッチ内を内挿して検出の分解能をよ
り細分化するためである。また、（７）は発光素子、
（８）はコリメータレンズ、（9A）及び（9B）は夫々副
尺（４）の格子（6A）および（6B）に対応する受光素子
を示し、これら副尺（４）、発光素子（７）、コリメー
タレンズ（８）及び受光素子（9A），（9B）より構成さ
れる検出ユニットが図示省略した固定ベースに取付けら
れる。
尺基台（５）の一面に互いに位相が90゜異なる２相の参
照用の光学的な格子（6A）および（6B）を形成して構成
される。位相が90゜異なる２相の格子（6A）および（6
B）を用いるのは、相対変位量の正負を弁別するため及
び格子（３）の１ピッチ内を内挿して検出の分解能をよ
り細分化するためである。また、（７）は発光素子、
（８）はコリメータレンズ、（9A）及び（9B）は夫々副
尺（４）の格子（6A）および（6B）に対応する受光素子
を示し、これら副尺（４）、発光素子（７）、コリメー
タレンズ（８）及び受光素子（9A），（9B）より構成さ
れる検出ユニットが図示省略した固定ベースに取付けら
れる。
そして、その図示省略した移動テーブル上に被加工物
又は被計測物（以下「ワーク」と称する。）を載置し
て、その移動テーブルを固定ベースに対して移動させる
と、主尺（１）と副尺（４）とが相対変位して受光素子
（9A）及び9B）より互いに位相が90゜異なる２相の正弦
波状の信号が生成される。これら２相の信号よりアップ
又はダウンのパルス信号を生成し、このパルス信号を可
逆カウンタで積算計数することにより、そのワークの加
工量又は所定部分の寸法をデジタル値として検出するこ
とができる。
又は被計測物（以下「ワーク」と称する。）を載置し
て、その移動テーブルを固定ベースに対して移動させる
と、主尺（１）と副尺（４）とが相対変位して受光素子
（9A）及び9B）より互いに位相が90゜異なる２相の正弦
波状の信号が生成される。これら２相の信号よりアップ
又はダウンのパルス信号を生成し、このパルス信号を可
逆カウンタで積算計数することにより、そのワークの加
工量又は所定部分の寸法をデジタル値として検出するこ
とができる。
ところで、一般に主尺（１）の主尺基台（２）は比較
的大きな線膨張係数（約８〜15×10-6/℃）を有するた
め、デジタルスケール装置のメーカ側においてその主尺
（１）の精度を測定するには、そのデジタルスケール装
置を室温が例えば20℃の恒温室等に設置して充分な温度
ならしを行なった後に、レーザ干渉側長機等との比較に
よりその20℃におけるその主尺（１）の精度を測定して
いる。そして、メーカ側ではそのデジタルスケール装置
が20℃の環境下で使用された場合の精度が所定範囲に収
まることを保証している。従って、ユーザ側でそのデジ
タルスケール装置をその20℃以外の室温の環境下で使用
するには、その主尺基台（２）の線膨張係数に基づいて
実測値を補正する必要がある。更に、ワークについても
材質等によって線膨張係数が大きく異なる為、別途その
ワーク自体の温度を検出してその補正された値を更に補
正する必要がある。
的大きな線膨張係数（約８〜15×10-6/℃）を有するた
め、デジタルスケール装置のメーカ側においてその主尺
（１）の精度を測定するには、そのデジタルスケール装
置を室温が例えば20℃の恒温室等に設置して充分な温度
ならしを行なった後に、レーザ干渉側長機等との比較に
よりその20℃におけるその主尺（１）の精度を測定して
いる。そして、メーカ側ではそのデジタルスケール装置
が20℃の環境下で使用された場合の精度が所定範囲に収
まることを保証している。従って、ユーザ側でそのデジ
タルスケール装置をその20℃以外の室温の環境下で使用
するには、その主尺基台（２）の線膨張係数に基づいて
実測値を補正する必要がある。更に、ワークについても
材質等によって線膨張係数が大きく異なる為、別途その
ワーク自体の温度を検出してその補正された値を更に補
正する必要がある。
しかしながら、一般にその主尺（１）は筒状の筐体等
の中に収納されているため、その主尺（１）自体の温度
を測定するのは困難である不都合がある。
の中に収納されているため、その主尺（１）自体の温度
を測定するのは困難である不都合がある。
本発明は斬かる点に鑑み、主尺（１）と副尺（４）と
の重なり合いの状態によって２部材間の相対変位量を検
出するようにされたデジタルスケール装置において、比
較的簡単な構成でその主尺（１）自体の温度をも測定で
きるようにすることを目的とする。
の重なり合いの状態によって２部材間の相対変位量を検
出するようにされたデジタルスケール装置において、比
較的簡単な構成でその主尺（１）自体の温度をも測定で
きるようにすることを目的とする。
本発明によるデジタルスケール装置は、例えば第１図
及び第２図に示す如く、基台（11）上に格子（12）を形
成してなる主尺部（10）を相対変位する２部材の内の一
方の部材に取付け、基台上に参照用の格子を形成してな
る副尺部（４）をそれら２部材の内の他方の部材に取付
け、それら２部材間の相対変位量を検出するようにした
デジタルスケール装置において、その主尺部（10）の格
子（12）又は副尺部（４）の格子を感温性薄膜（12A,12
B,…12X）で形成し、位置情報と共に温度情報をも取出
せるようにしたものである。
及び第２図に示す如く、基台（11）上に格子（12）を形
成してなる主尺部（10）を相対変位する２部材の内の一
方の部材に取付け、基台上に参照用の格子を形成してな
る副尺部（４）をそれら２部材の内の他方の部材に取付
け、それら２部材間の相対変位量を検出するようにした
デジタルスケール装置において、その主尺部（10）の格
子（12）又は副尺部（４）の格子を感温性薄膜（12A,12
B,…12X）で形成し、位置情報と共に温度情報をも取出
せるようにしたものである。
また、本発明は更にその感温性薄膜（12A,12B,‥‥,1
2X）を温度変化によって抵抗値が変化する薄膜より形成
し、この薄膜の抵抗値変化によって温度を検出するよう
にしたものである。
2X）を温度変化によって抵抗値が変化する薄膜より形成
し、この薄膜の抵抗値変化によって温度を検出するよう
にしたものである。
斬かる本発明によれば、その主尺部（10）の格子（1
2）を感温性薄膜（12A,12B,…12X）で形成した場合に
は、その主尺部（10）の基台（11）自体の温度を直接正
確に測定することができる。また、その副尺部（４）は
一般にその主尺部（10）に近接して配されているので、
その副尺部（４）の格子を感温性薄膜（12A,12B,… 12
X）で形成した場合にも、その主尺部（10）の温度を正
確に測定することができる。
2）を感温性薄膜（12A,12B,…12X）で形成した場合に
は、その主尺部（10）の基台（11）自体の温度を直接正
確に測定することができる。また、その副尺部（４）は
一般にその主尺部（10）に近接して配されているので、
その副尺部（４）の格子を感温性薄膜（12A,12B,… 12
X）で形成した場合にも、その主尺部（10）の温度を正
確に測定することができる。
また、その主尺部（10）の格子（12）又はその副尺部
（４）の格子そのものをその感温性材としての感温性薄
膜（12A,12B,‥‥,12X）で形成したことにより、その格
子（12）は変位量検出及ひ温度検出に兼用されているの
で、その格子（12）とは別に感温性材を設ける場合に比
べて、主尺部（10）の基台（11）又はその副尺部（４）
の基台を小型化することができる。従って、装置全体を
小型且つ安価に構成することができる。
（４）の格子そのものをその感温性材としての感温性薄
膜（12A,12B,‥‥,12X）で形成したことにより、その格
子（12）は変位量検出及ひ温度検出に兼用されているの
で、その格子（12）とは別に感温性材を設ける場合に比
べて、主尺部（10）の基台（11）又はその副尺部（４）
の基台を小型化することができる。従って、装置全体を
小型且つ安価に構成することができる。
更に、その感温性薄膜（12A,12B,‥‥,12X）を温度変
化によって抵抗値が変化する薄膜より形成した場合に
は、その抵抗値を測定するだけでその薄膜の温度変化を
測定することができるため、小型且つ安価な検出回路で
温度情報を取出すことができる。
化によって抵抗値が変化する薄膜より形成した場合に
は、その抵抗値を測定するだけでその薄膜の温度変化を
測定することができるため、小型且つ安価な検出回路で
温度情報を取出すことができる。
以下、本発明によるデジタルスケール装置の一実施例
につき第１図〜第３図を参照して説明しよう。本例は光
電式の透過型のデジタルスケール装置に本発明を適用し
たものであり、この第１図において第７図に対応する部
分には同一符号を付してその詳細説明は省略する。
につき第１図〜第３図を参照して説明しよう。本例は光
電式の透過型のデジタルスケール装置に本発明を適用し
たものであり、この第１図において第７図に対応する部
分には同一符号を付してその詳細説明は省略する。
第１図は本例のデジタルスケール装置のシステム構成
を示し、この第１図において、（10）はガラス板よりな
る主尺基台（11）上にピッチＰの格子（12）を形成して
なる長さ1m程度の主尺であり、この主尺（10）を図示省
略した例えばＸ方向に摺動自在の移動テーブルに取付
け、受光素子（７）、コリメータレンズ（８）、長さ数
10mmの副尺（４）及び受光素子（9A），（9B）よりなる
検出ユニットを固定ベースに取付ける。格子（12）のピ
ッチＰは例えば20μｍである。
を示し、この第１図において、（10）はガラス板よりな
る主尺基台（11）上にピッチＰの格子（12）を形成して
なる長さ1m程度の主尺であり、この主尺（10）を図示省
略した例えばＸ方向に摺動自在の移動テーブルに取付
け、受光素子（７）、コリメータレンズ（８）、長さ数
10mmの副尺（４）及び受光素子（9A），（9B）よりなる
検出ユニットを固定ベースに取付ける。格子（12）のピ
ッチＰは例えば20μｍである。
本例においては、その主尺（10）の格子（12）は、第
２図Ａに示す如く、主尺基台（11）上に幅P/2程度で遮
光性及び導電性を有する感温性薄膜（12A），（12B），
‥‥をピッチＰで蒸着することによって形成する。その
感温性薄膜（12A），（12B），‥‥は温度変化によって
抵抗値が変化する例えばニッケル−コバルト（Ni−Co）
系合金、サーミスタ等の薄膜より形成する。また、主尺
基台（11）上の両端部に夫々導電性の端子パターン（13
A）及び（13B）を形成し、主尺基台（11）上の一端側及
び他端側の感温性薄膜を夫々（12A）及び（12X）とした
場合、感温性薄膜（12A），（12B），（12C），‥‥，
（12X）を直列且つ矩形波状に導電パターン（14B），
（14C），（14D），‥‥を介して電気的に接続し、一端
側の感温性薄膜（12A）と端子パターン（13A）とを導電
パターン（14A）を介して電気的に接続し、他端側の感
温性薄膜（12X）と端子パターン（13B）とを導電パター
ン（14Y）を介して電気的に接続する。端子パターン（1
3A），（13B）及び導電パターン（14A），（14B），‥
‥，（14Y）はその感温性薄膜（12A），（12B），‥‥
と同じ材質又は通常の金属の薄膜若しくは透明導電膜そ
の他により形成することができる。
２図Ａに示す如く、主尺基台（11）上に幅P/2程度で遮
光性及び導電性を有する感温性薄膜（12A），（12B），
‥‥をピッチＰで蒸着することによって形成する。その
感温性薄膜（12A），（12B），‥‥は温度変化によって
抵抗値が変化する例えばニッケル−コバルト（Ni−Co）
系合金、サーミスタ等の薄膜より形成する。また、主尺
基台（11）上の両端部に夫々導電性の端子パターン（13
A）及び（13B）を形成し、主尺基台（11）上の一端側及
び他端側の感温性薄膜を夫々（12A）及び（12X）とした
場合、感温性薄膜（12A），（12B），（12C），‥‥，
（12X）を直列且つ矩形波状に導電パターン（14B），
（14C），（14D），‥‥を介して電気的に接続し、一端
側の感温性薄膜（12A）と端子パターン（13A）とを導電
パターン（14A）を介して電気的に接続し、他端側の感
温性薄膜（12X）と端子パターン（13B）とを導電パター
ン（14Y）を介して電気的に接続する。端子パターン（1
3A），（13B）及び導電パターン（14A），（14B），‥
‥，（14Y）はその感温性薄膜（12A），（12B），‥‥
と同じ材質又は通常の金属の薄膜若しくは透明導電膜そ
の他により形成することができる。
その端子パターン（13A）から感温性薄膜（12A），
（12B），‥‥，（12X）を介して端子パターン（13B）
までの温度Ｔ（℃）における抵抗値をRM（Ｔ）とする
と、第２図Ａの主尺（10）の等価回路は第２図Ｂに示す
如く端子パターン（13A）と端子パターン（13B）との間
に抵抗値RM（Ｔ）の抵抗器が接続された回路になる。
（12B），‥‥，（12X）を介して端子パターン（13B）
までの温度Ｔ（℃）における抵抗値をRM（Ｔ）とする
と、第２図Ａの主尺（10）の等価回路は第２図Ｂに示す
如く端子パターン（13A）と端子パターン（13B）との間
に抵抗値RM（Ｔ）の抵抗器が接続された回路になる。
第４図は感温性薄膜（12A），（12B），‥‥，（12
X）としてNi−Co系合金の薄膜を使用した場合の抵抗値R
M（Ｔ）の温度特性を示し、この第４図において、横軸
は温度Ｔ（℃）であり、縦軸にはその温度Ｔに対する全
抵抗変化率をプロットしてある。成る基準温度（例えば
18℃）をT0とした場合、その全抵抗変化率は温度Ｔにお
ける抵抗値RM（Ｔ）と温度T0における抵抗値RM（T0）と
の比、即ちRM（Ｔ）/RM（T0）で表わされる。第４図よ
り明らかな如く、全抵抗変化率の温度Ｔに対する傾きは
少なくとも−20℃＜Ｔ＜80℃の範囲で一定（略0.3％／
℃）とみなすことができるので、その傾きをＫとする
と、 RM（Ｔ）/RM（T0）＝Ｋ（Ｔ−T0） ‥‥（１） が成立する。従って、予め温度T0、この温度T0における
抵抗値RM（T0）及び傾きＫを記憶しておけば、抵抗値RM
（Ｔ）を測定することにより式（１）を用いて温度Ｔを
測定することができる。
X）としてNi−Co系合金の薄膜を使用した場合の抵抗値R
M（Ｔ）の温度特性を示し、この第４図において、横軸
は温度Ｔ（℃）であり、縦軸にはその温度Ｔに対する全
抵抗変化率をプロットしてある。成る基準温度（例えば
18℃）をT0とした場合、その全抵抗変化率は温度Ｔにお
ける抵抗値RM（Ｔ）と温度T0における抵抗値RM（T0）と
の比、即ちRM（Ｔ）/RM（T0）で表わされる。第４図よ
り明らかな如く、全抵抗変化率の温度Ｔに対する傾きは
少なくとも−20℃＜Ｔ＜80℃の範囲で一定（略0.3％／
℃）とみなすことができるので、その傾きをＫとする
と、 RM（Ｔ）/RM（T0）＝Ｋ（Ｔ−T0） ‥‥（１） が成立する。従って、予め温度T0、この温度T0における
抵抗値RM（T0）及び傾きＫを記憶しておけば、抵抗値RM
（Ｔ）を測定することにより式（１）を用いて温度Ｔを
測定することができる。
第１図に戻り、（15）は変位量計測回路、（16）は主
尺（10）の端子パターン（13A）及び（13B）に接続した
温度計測回路、（17）は中央処理ユニット（CPU）を示
し、変位量計測回路（15）は受光素子（9A），（9B）の
出力信号より変位量Ｌを算出してCPU（17）に供給し、
温度計測回路（16）は式（１）を用いてその主尺（10）
の格子（12）の抵抗値RM（Ｔ）より現在の温度Ｔを算出
し、この温度ＴをCPU（17）に供給する。（18）は補正
値設定回路を示し、この補正値設定回路（18）を介して
オペレータは主尺（10）の主尺基台（11）の線膨張係数
CTSをCPU（17）に教示する如くなす。
尺（10）の端子パターン（13A）及び（13B）に接続した
温度計測回路、（17）は中央処理ユニット（CPU）を示
し、変位量計測回路（15）は受光素子（9A），（9B）の
出力信号より変位量Ｌを算出してCPU（17）に供給し、
温度計測回路（16）は式（１）を用いてその主尺（10）
の格子（12）の抵抗値RM（Ｔ）より現在の温度Ｔを算出
し、この温度ＴをCPU（17）に供給する。（18）は補正
値設定回路を示し、この補正値設定回路（18）を介して
オペレータは主尺（10）の主尺基台（11）の線膨張係数
CTSをCPU（17）に教示する如くなす。
一般にデジタルスケール装置のメーカ側では20℃にお
けるスケール精度を保証しているので、20℃における主
尺（10）の格子（12）のピッチＰをP0とすると、温度Ｔ
におけるピッチＰは次式で表わされる。
けるスケール精度を保証しているので、20℃における主
尺（10）の格子（12）のピッチＰをP0とすると、温度Ｔ
におけるピッチＰは次式で表わされる。
Ｐ＝｛１＋CTS（Ｔ−20）｝P0 ‥‥（２） また、変位量計測回路（15）は、所定の変位量の中に
現在のピッチＰの格子（12）が何個含まれているかを計
数し、この計数値に20℃におけるピッチP0を乗算するこ
とによって変位量Ｌを求めている。従って、温度Ｔにお
ける真の変位量LTとすると、変位量計測回路（15）より
出力される変位量Ｌと真の変位量LTとの間には次の関係
がある。
現在のピッチＰの格子（12）が何個含まれているかを計
数し、この計数値に20℃におけるピッチP0を乗算するこ
とによって変位量Ｌを求めている。従って、温度Ｔにお
ける真の変位量LTとすると、変位量計測回路（15）より
出力される変位量Ｌと真の変位量LTとの間には次の関係
がある。
Ｌ＝P0 LT/P ‥‥（３） 式（３）を変形して式（２）を代入することにより、 LT＝LP/P0 ＝Ｌ｛１＋CTS（Ｔ−20）｝ ‥‥（４） が得られる。従って、CPU（17）は、測定された変位量
Ｌ、温度Ｔ及び線膨張係数CTSを用いて式（４）より真
の変位量LTを算出し、この真の変位量LTを表示回路（1
9）に供給する如くなす。
Ｌ、温度Ｔ及び線膨張係数CTSを用いて式（４）より真
の変位量LTを算出し、この真の変位量LTを表示回路（1
9）に供給する如くなす。
上述のように本例によれば、主尺（10）の主尺基台
（11）上にピッチＰで形成された格子（12）としての感
温性薄膜（12A），（12B），‥‥，（12X）が測定基準
及び測温基準として兼用されているため、主尺（10）を
従来に比べて大型化することなく変位量及び温度情報を
得ることができ、現在の温度Ｔにおける真の変位量を容
易に得ることができる。この場合、測温基準が主尺基台
（11）上に直に形成されているので、その主尺基台（1
1）自体の温度を極めて正確に測定することができる利
益がある。
（11）上にピッチＰで形成された格子（12）としての感
温性薄膜（12A），（12B），‥‥，（12X）が測定基準
及び測温基準として兼用されているため、主尺（10）を
従来に比べて大型化することなく変位量及び温度情報を
得ることができ、現在の温度Ｔにおける真の変位量を容
易に得ることができる。この場合、測温基準が主尺基台
（11）上に直に形成されているので、その主尺基台（1
1）自体の温度を極めて正確に測定することができる利
益がある。
更に、その感温性薄膜（12A），（12B），‥‥，（12
X）はその長さ1m程度の主尺基台（11）の全長に亘って
分布しているため、その主尺基台（11）の全体の平均温
度を測定できる利益がある。また、本例の感温性薄膜
（12A），（12B），‥‥は温度によって抵抗値が変化す
る薄膜であるが、抵抗値の測定は極めて容易であるた
め、本例によれば小型且つ安価な検出回路で温度を検出
することができる利益がある。
X）はその長さ1m程度の主尺基台（11）の全長に亘って
分布しているため、その主尺基台（11）の全体の平均温
度を測定できる利益がある。また、本例の感温性薄膜
（12A），（12B），‥‥は温度によって抵抗値が変化す
る薄膜であるが、抵抗値の測定は極めて容易であるた
め、本例によれば小型且つ安価な検出回路で温度を検出
することができる利益がある。
尚、上述実施例では主尺基台（11）上の感温性薄膜
（12A），（12B），‥‥を直列且つ矩形波状に電気的に
接続しているが、第３図に示す如く、先ず導電パターン
（20A），（20B），‥‥，（20W），（20X）にて１対の
感温性薄膜（12A,12B），（12C,12D），‥‥，（12W,12
X）を並列に接続した後に、導電パターン（21A），（21
B），‥‥，（21M）を介してそれら１対の感温性薄膜を
直列且つ矩形波状に端子パターン（8A）と（8B）との間
に接続してもよい。更に、感温性薄膜（12A），（12
B），‥‥，（12X）全体を並列に接続する構成も考えら
れる。
（12A），（12B），‥‥を直列且つ矩形波状に電気的に
接続しているが、第３図に示す如く、先ず導電パターン
（20A），（20B），‥‥，（20W），（20X）にて１対の
感温性薄膜（12A,12B），（12C,12D），‥‥，（12W,12
X）を並列に接続した後に、導電パターン（21A），（21
B），‥‥，（21M）を介してそれら１対の感温性薄膜を
直列且つ矩形波状に端子パターン（8A）と（8B）との間
に接続してもよい。更に、感温性薄膜（12A），（12
B），‥‥，（12X）全体を並列に接続する構成も考えら
れる。
次に、第５図及び第６図を参照して本発明の他の実施
例につき説明する。本例は光電式の反射型のデジタルス
ケール装置に本発明を適用したものであり、第５図にお
いて、第１図に対応する部分には同一符号を付してその
詳細説明を省略する。
例につき説明する。本例は光電式の反射型のデジタルス
ケール装置に本発明を適用したものであり、第５図にお
いて、第１図に対応する部分には同一符号を付してその
詳細説明を省略する。
第５図は本例のデジタルスケール装置のシステム構成
の要部を示し、この第５図において、（22）は反射型の
主尺である。主尺（22）はステンレス等の主尺基台（2
3）上に蒸着又はエッチング等により一定のピッチの格
子（24）を形成することによって構成し、この主尺（2
2）を図示省略した例えばＸ方向に摺動自在な移動テー
ブルに取付ける。また、（25）はハーフミラー、（26）
は副尺であり、この副尺（26）のガラス板よりなる副尺
基台（27）上に位相が90゜異なるＡ相格子（28）及びＢ
相格子（29）を形成し、発光素子（７）、コリメータレ
ンズ（８）、ハーフミラー（25）、副尺（26）及び受光
素子（9A），（9B）よりなる検出ユニットを図示省略し
た固定ベースに取付ける。
の要部を示し、この第５図において、（22）は反射型の
主尺である。主尺（22）はステンレス等の主尺基台（2
3）上に蒸着又はエッチング等により一定のピッチの格
子（24）を形成することによって構成し、この主尺（2
2）を図示省略した例えばＸ方向に摺動自在な移動テー
ブルに取付ける。また、（25）はハーフミラー、（26）
は副尺であり、この副尺（26）のガラス板よりなる副尺
基台（27）上に位相が90゜異なるＡ相格子（28）及びＢ
相格子（29）を形成し、発光素子（７）、コリメータレ
ンズ（８）、ハーフミラー（25）、副尺（26）及び受光
素子（9A），（9B）よりなる検出ユニットを図示省略し
た固定ベースに取付ける。
副尺（26）の格子（28）及び（29）は、第６図Ａに示
す如く、副尺基台（27）上に夫々感温性薄膜（28A,28B,
‥‥）及び（29A,29B,‥‥）を蒸着等することにより形
成する。尚、副尺基台（27）の長さは数10mm、格子（2
8），（29）のピッチは例えば20μｍであるため、それ
ら感温性薄膜は実際には数100〜数1000本形成される。
また、副尺基台（27）上の両端部に端子パターン（30
A）及び（30B）を形成し、端子パターン（30A）と感温
性薄膜（28A），（28B），‥‥とを導電パターン（31
A），（31B），‥‥で直列に矩形波状に接続し、感温性
薄膜（28A），（28B），‥‥と端子パターン（30B）と
を導電パターン（32A），（32B），‥‥を介して直列に
矩形波状に接続し、Ａ相格子（28）とＢ相格子（29）と
を導電パターン（33）で接続する。
す如く、副尺基台（27）上に夫々感温性薄膜（28A,28B,
‥‥）及び（29A,29B,‥‥）を蒸着等することにより形
成する。尚、副尺基台（27）の長さは数10mm、格子（2
8），（29）のピッチは例えば20μｍであるため、それ
ら感温性薄膜は実際には数100〜数1000本形成される。
また、副尺基台（27）上の両端部に端子パターン（30
A）及び（30B）を形成し、端子パターン（30A）と感温
性薄膜（28A），（28B），‥‥とを導電パターン（31
A），（31B），‥‥で直列に矩形波状に接続し、感温性
薄膜（28A），（28B），‥‥と端子パターン（30B）と
を導電パターン（32A），（32B），‥‥を介して直列に
矩形波状に接続し、Ａ相格子（28）とＢ相格子（29）と
を導電パターン（33）で接続する。
感温性薄膜（28A），‥‥，（29A），‥‥を温度変化
によって抵抗値が変わる素材から形成すると、本例の副
尺（26）の温度Ｔにおける等価回路は第６図Ｂに示す如
く、端子パターン（30A）及び（30B）の間に抵抗値R
M（Ｔ）の抵抗器が接続された回路となる。従って、第
５図に示す如く、その副尺（26）の端子パターン（30
A）及び（30B）に温度計測回路（16）を接続することに
より、その副尺基台（27）の現在の温度Ｔを容易に検出
することができる。
によって抵抗値が変わる素材から形成すると、本例の副
尺（26）の温度Ｔにおける等価回路は第６図Ｂに示す如
く、端子パターン（30A）及び（30B）の間に抵抗値R
M（Ｔ）の抵抗器が接続された回路となる。従って、第
５図に示す如く、その副尺（26）の端子パターン（30
A）及び（30B）に温度計測回路（16）を接続することに
より、その副尺基台（27）の現在の温度Ｔを容易に検出
することができる。
この場合、本例の副尺（26）は主尺（22）の近傍に配
されているので、その副尺基台（27）の温度Ｔをその主
尺（22）の主尺基台（23）の温度とみなすことができ
る。また、第５図例によれば配線が全て検出ユニットに
集中するので、配線処理が容易になり製造コストを低減
できる利益がある。
されているので、その副尺基台（27）の温度Ｔをその主
尺（22）の主尺基台（23）の温度とみなすことができ
る。また、第５図例によれば配線が全て検出ユニットに
集中するので、配線処理が容易になり製造コストを低減
できる利益がある。
尚、上述実施例では、格子（12）及び（28），（29）
が感温性材を兼用しているが、これらの格子とは別にサ
ーミスタ等を主尺基台（11）又は副尺基台（27）上に形
成する如くなしてもよい。また、感温性材としては、温
度によって起電力，磁気特性等が変化する素子を使用す
ることもできる。
が感温性材を兼用しているが、これらの格子とは別にサ
ーミスタ等を主尺基台（11）又は副尺基台（27）上に形
成する如くなしてもよい。また、感温性材としては、温
度によって起電力，磁気特性等が変化する素子を使用す
ることもできる。
このように本発明は上述実施例に限定されず、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採り得ることは
勿論である。
の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採り得ることは
勿論である。
本発明によれば、主尺部自体の温度を極めて正確に測
定できる利益がある。
定できる利益がある。
また、主尺部の格子又は副尺部の格子そのものを感温
性薄膜で形成したことにより、その格子を位置情報の基
準及び温度情報の基準として兼用でき、そのデジタルス
ケール装置を小型且つ安価に製造できる利益がある。
性薄膜で形成したことにより、その格子を位置情報の基
準及び温度情報の基準として兼用でき、そのデジタルス
ケール装置を小型且つ安価に製造できる利益がある。
また、その感温性薄膜を温度変化によって抵抗値が変
化する素材から形成した場合には、温度の検出回路を小
型且つ安価に製造できる利益がある。
化する素材から形成した場合には、温度の検出回路を小
型且つ安価に製造できる利益がある。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例のシステム構成を示す斜視
図、第２図は一実施例の主尺（10）の構成及び等価回路
を示す線図、第３図はその主尺（10）の他の例を示す拡
大図、第４図は一実施例の感温性薄膜の温度特性を示す
線図、第５図は他の実施例のシステム構成の要部を示す
斜視図、第６図は他の実施例の副尺（26）の構成及び等
価回路を示す線図、第７図は従来のデジタルスケール装
置を示す斜視図である。 （10）は主尺、（11）は主尺基台、（12）は格子、（1
6）は温度計測回路、（26）は副尺、（27）は副尺基
台、（28），（29）は夫々格子である。
図、第２図は一実施例の主尺（10）の構成及び等価回路
を示す線図、第３図はその主尺（10）の他の例を示す拡
大図、第４図は一実施例の感温性薄膜の温度特性を示す
線図、第５図は他の実施例のシステム構成の要部を示す
斜視図、第６図は他の実施例の副尺（26）の構成及び等
価回路を示す線図、第７図は従来のデジタルスケール装
置を示す斜視図である。 （10）は主尺、（11）は主尺基台、（12）は格子、（1
6）は温度計測回路、（26）は副尺、（27）は副尺基
台、（28），（29）は夫々格子である。
Claims (2)
- 【請求項１】基台上に格子を形成して成る主尺部を相対
変位する２部材の内の一方の部材に取付け、基台上に参
照用の格子を形成してなる副尺部を上記２部材の内の他
方の部材に取付け、上記２部材間の相対変位量を検出す
るようにしたデジタルスケール装置において、 上記主尺部の格子又は上記副尺部の格子を感温性薄膜で
形成し、位置情報と共に温度情報をも取出せるようにし
た事を特徴とするデジタルスケール装置。 - 【請求項２】上記感温性薄膜を温度変化によって抵抗値
が変化する薄膜より形成し、該薄膜の抵抗値変化によっ
て温度を検出するようにした事を特徴とする請求項１記
載のデジタルスケール装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2030309A JP2715173B2 (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | デジタルスケール装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2030309A JP2715173B2 (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | デジタルスケール装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03235015A JPH03235015A (ja) | 1991-10-21 |
| JP2715173B2 true JP2715173B2 (ja) | 1998-02-18 |
Family
ID=12300177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2030309A Expired - Fee Related JP2715173B2 (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | デジタルスケール装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2715173B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63302311A (ja) * | 1987-06-02 | 1988-12-09 | Mitsutoyo Corp | 測長用スケ−ル |
-
1990
- 1990-02-09 JP JP2030309A patent/JP2715173B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03235015A (ja) | 1991-10-21 |
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