JP2738996B2 - 変位測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタルノギス、デ
ィジタルマイクロメータ、ハイトゲージ等の小型計測器
に適用される変位センサを使用した変位測定装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】計測値を液晶表示装置等に表示するディ
ジタルノギス、ディジタルマイクロメータ、ハイトゲー
ジ等の小型変位測定装置では、静電容量式の変位センサ
等を使用した低消費電力タイプのものが一般に普及され
ている。静電容量式の変位センサは、メインスケール等
の固定要素と、これに対して移動するスライダ等の可動
要素とに夫々多数の電極を配設し、固定要素に対する可
動要素の移動に伴って電極パターン間に生ずる周期的な
容量変化の信号を取り出すことにより変位量の検出を行
うものである。

【０００３】この種の変位センサは、その出力信号の形
態によって、インクリメンタルタイプとアブソリュート
タイプの２種類に分けられる。インクリメントタイプの
測定装置は、スライダが基準位置から移動することによ
って生ずる周期信号を連続的に計数することによって変
位量を検出する。例えば、可動要素には多数の送信電極
と検出電極とが互いに絶縁された状態で形成され、固定
要素には、前記送信電極及び前記検出電極に夫々容量結
合された多数の受信電極及び伝達電極が互いに接続され
た状態で形成されている。送信電極に多相の送信信号を
供給した状態で可動要素を固定要素に対して移動させる
と、送信電極と受信電極との間の容量が周期的に変化す
るので、検出電極から検出される検出信号の位相も周期
的に変化する。インクリメンタルタイプの測定装置で
は、この位相の周期的変化を計数することにより、固定
要素に対する可動要素の相対的な変位量を求めるように
している。

【０００４】一方、アブソリュートタイプの変位センサ
は、連続的な計数動作を行わずに、固定要素に対する可
動要素の絶対的な位置を求めることが可能なセンサで、
例えば受信電極の配列ピッチに合致した細かなピッチの
周期信号を出力する他、受信電極と伝達電極のピッチを
僅かに異ならせることにより、粗いピッチや中間的なピ
ッチの周期信号を出力する。そして、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って、可動要
素の絶対的な変位量を検出することが可能になってい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、アブソリュ
ートタイプの変位センサを使用した変位測定装置では、
測定精度上、粗いピッチ及び中間的なピッチの周期信号
を得るために変位センサに与える送信信号の位相パター
ンと、細かいピッチの周期信号を得るために変位センサ
に与える送信信号の位相パターンとを異ならせることが
ある。ここで、細かいピッチの測定モードを第１の測定
モード、粗いピッチ及び中間的なピッチの測定モードを
第２の測定モードとすると、アブソリュートタイプの変
位測定では、第１及び第２の測定モードの測定を順次行
って絶対的な変位量を求めることになる。しかしなが
ら、この場合、第１及び第２の測定モードでの位相情報
の取り込みタイミングがずれることになるので、可動要
素が移動しているときには、位相情報の合成がうまくい
かず、正しい計測値が得られないという問題点がある。

【０００６】また、例えばインクリメンタル測定におけ
る可動要素の移動速度限界を補うため、可動要素の高速
移動時に、インクリメンタル測定からアブソリュート測
定に移行させることが本発明者によって提唱されてい
る。この場合には、可動要素が減速してアブソリュート
測定からインクリメンタル測定に移行する際に、正しい
絶対位置をインクリメンタル計数の基準値として求めて
おかないと、計測値に誤差が発生するという問題点があ
る。更に、インクリメンタル測定においては、計数動作
が連続的になされることが必要であるが、スケール汚染
検出等の特別の計測モードを実行した場合、インクリメ
ンタル測定動作が一時的に中断されるので、この間、可
動要素が移動してしまうと、正しい計数値が得られない
という問題点がある。

【０００７】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、可動要素が移動している場合でも
常に正確な測定値を得ることができる変位測定装置を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る変位測定装
置は、固定要素に対する可動要素の変位量に応じて前記
固定要素と前記可動要素との間の容量値が変化する変位
センサと、この変位センサに第１の測定モードのための
第１の送信信号と第２の測定モードのための第２の送信
信号とを供給する送信波形発生手段と、前記第１の送信
信号の供給によって前記変位センサから出力される第１
の検出信号に基づいて前記第１の測定モードの計測値を
算出する第１の信号処理手段と、前記第２の送信信号の
供給によって前記変位センサから出力される第２の検出
信号に基づいて前記第２の測定モードの計測値を算出す
る第２の信号処理手段とを具備した変位測定装置におい
て、前記送信波形発生手段は、前記第１の送信信号と前
記第２の送信信号のエッジの高さと方向を保って合成す
ることにより前記第１及び第２の送信信号を多重化して
前記変位センサに供給するものであり、前記第１の信号
処理手段は、前記第１の検出信号を前記第１の送信信号
のエッジをとらえるサンプリングタイミングでサンプリ
ングして抽出し、前記第２の信号処理手段は、前記第２
の検出信号を前記第２の送信信号のエッジをとらえるサ
ンプリングタイミングでサンプリングして抽出するもの
であることを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明によれば、２種類の送信信号のエッジの
高さと方向を保って合成して多重化したのちに変位セン
サに供給し、変位センサから出力される検出信号を第１
及び第２の信号処理回路で夫々抽出して処理するように
しているので、第１の測定モードによる測定と第２の測
定モードによる測定とを殆ど同時に実行することができ
る。したがって、例えばアブソリュート測定時において
は、細かいピッチの測定と粗いピッチ及び中間ピッチの
測定とをほぼ同時に実行することができ、可動要素が移
動している場合でも、常に正しい計測値を得ることがで
きる。また、例えばインクリメンタル測定時において
も、その計数動作を中断することなく、汚染検出等の他
の計測モードを同時実行することができる。

【００１０】

【実施例】以下、添付の図面を参照して本発明の実施例
について説明する。図１は本発明の一実施例に係る変位
測定装置の構成を示すブロック図である。この変位測定
装置は、ディジタルノギス、ディジタルマイクロメー
タ、ディジタルハイトゲージ等の小型側長器に適用され
る。

【００１１】即ち、ＡＢＳセンサ１は、静電容量式アブ
ソリュートタイプの変位センサである。このＡＢＳセン
サ１は、例えば図２に示すように構成されている。可動
要素であるスライダ２１は、固定要素であるメインスケ
ール２２に対し僅かの間隙を介して対向配置され、測定
軸Ｘ方向に移動可能なものとなっている。スライダ２１
には、送信電極２３が所定ピッチＰt0で配設されてい
る。送信電極２３は、メインスケール２２にピッチＰr
で配設された第１受信電極２４ａ及び第２受信電極２４
ｂと容量結合されている。受信電極２４ａ，２４ｂは、
その配列方向に沿って隣接するピッチＰt1，Ｐt2の第１
伝達電極２５ａ及び第２伝達電極２５ｂに１対１で夫々
接続されている。伝達電極２５ａ，２５ｂは、夫々スラ
イダ２１側に設けられた第１検出電極２６ａ，２６ｂ及
び第２検出電極２７ａ，２７ｂと容量結合されている。

【００１２】送信電極２３は、７つおきに共通接続され
て８つの電極群を構成している。これらの電極群には、
それぞれ位相が４５°ずつずれた８相の周期信号ａ〜ｈ
が駆動信号Ｓｄとして供給されるようになっている。こ
れらの駆動信号Ｓｄは、より具体的には、図３に示すよ
うに、高周波パルスでチョップされた信号となってい
る。大きな周期のsin 成分は、下記数１にて表される。

【００１３】

【数１】Ｖn ＝Ａsin2π｛（ｔ／Ｔ）−（ｎ／８）｝

【００１４】ここで、Ａは送信信号Ｓｄの振幅、Ｔは送
信信号Ｓｄの周期、ｎは相番号（a,b,…,h）である。こ
の送信信号Ｓｄは、図１の送信波形発生部２から生成出
力されるようになっている。送信電極２３に駆動信号Ｓ
ｄが供給されることにより生ずる電場パターンのピッチ
Ｗt は、送信電極２３のピッチＰt0の８倍であり、この
ピッチＷt は、受信電極２４ａ，２４ｂのピッチＰr の
Ｎ倍に設定されている。ここでＮは、１，３，５等の奇
数であることが好ましく、この例では３に設定されてい
る。したがって、８つの連続する送信電極２３に対して
は常に３乃至４つの受信電極２４ａ，２４ｂが容量結合
されることになる。受信電極２４ａ，２４ｂは、三角形
状（又はsin 波形状）の電極片を相互に挟み合う形で配
設してなるものである。各受信電極２４ａ，２４ｂで受
信される信号の位相は、送信電極２３と受信電極２４
ａ，２４ｂとの容量結合面積によって決定されるが、こ
れはスライダ２１とメインスケール２２との相対位置に
よって変化する。

【００１５】受信電極２４ａ，２４ｂと伝達電極２５
ａ，２５ｂとが同一ピッチで形成されていれば、検出電
極２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂは、単にスライダ２
１のｘ方向位置がピッチＰr だけ変化する毎に繰り返さ
れる周期信号を検出することになるが、このＡＢＳセン
サ１では、粗いピッチ、中間のピッチ及び細かいピッチ
の３つのレベルの変位量を検出するため、伝達電極２５
ａ，２５ｂが、実際には受信電極２４ａ，２４ｂに対し
て夫々Ｄ1 ，Ｄ2 だけ偏位している。偏位量Ｄ1，Ｄ2
は、夫々基準位置ｘ0 からの測定方向の距離ｘの関数
で、下記数２のように表すことができる。

【００１６】

【数２】Ｄ1(ｘ) ＝（Ｐr −Ｐt1）ｘ／Ｐr Ｄ2(ｘ) ＝（Ｐr −Ｐt2）ｘ／Ｐr

【００１７】また、検出電極２６ａ，２６ｂ，２７ａ，
２７ｂの波形パターンのピッチＷr1，Ｗr2は、夫々３Ｐ
t1，３Ｐt2に設定されている。図４（ａ）は送信電極２
３のうちの一つと検出電極２６ａとの間の位置ｘによる
容量の変化を示すグラフ、図４（ｂ）は送信電極２３の
うちの一つと検出電極２６ｂとの間の位置ｘによる容量
の変化を示すグラフである。図４に示すように、容量は
偏位量Ｄ1(ｘ) に基づく大きな周期λ1 に検出電極２４
ａのピッチの小さな周期Ｐr が重畳された形で変化す
る。この容量を下記数３に示す。

【００１８】

【数３】 Ｃn(Ｂ1)＝Ｂsin2π｛（ｘ／λ1 ）−（ｎ／８）｝ ＋Ｃsin2π｛（ｘ／Ｐr ）−（３ｎ／８）｝＋Ｄ Ｃn(Ｂ2)＝−Ｂsin2π｛（ｘ／λ1 ）−（ｎ／８）｝ ＋Ｃsin2π｛（ｘ／Ｐr ）−（３ｎ／８）｝＋Ｄ

【００１９】ここで、Ｂは夫々大きな周期の振幅、Ｃは
小さな周期の振幅、Ｄはオフセット値である。したがっ
て、検出電極２６ａ，２６ｂで検出される受信信号Ｂ1
，Ｂ2 は、夫々下記数４のようになる。

【００２０】

【数４】

【００２１】ここで、検出信号Ｂ１，Ｂ２の大きな周期
が小さな周期の数十倍、検出信号Ｃ1 ，Ｃ2 の大きな周
期が検出信号Ｂ1 ，Ｂ2 の大きな周期の数十倍になるよ
うに電極パターンを設定すると、下記数５の演算で各レ
ベルの変位を得ることができる。

【００２２】

【数５】 Ｃ1 −Ｃ2 （粗スケール） Ｂ1 −Ｂ2 （中スケール） （Ｂ1 ＋Ｂ2 ）−（Ｃ1 ＋Ｃ2 ） （密スケール）

【００２３】これらの演算は、図１の粗スケール復調部
３、中スケール復調部４及び密スケール復調部５で行な
われるようになっている。復調は、例えば図３に示した
送信波形をチョップ周波数でサンプリングし、ミキシン
グしたのち、低域ろ波及び２値化処理を施すことにより
行われる。これにより、各スケール復調部３，４，５か
らはエッジに位相情報が担われた矩形波の位相信号ＣＭ
Ｐが出力される。また、ＡＢＳセンサ１から出力される
検出信号Ｂ1 ，Ｂ2 ，Ｃ1 ，Ｃ2 は、汚染検査復調部１
５にも供給されている。汚染検査復調部１５は、送信波
形発生部２からＡＢＳセンサ１に試験用の送信信号が供
給されることによってＡＢＳセンサ１から検出される後
述する検出信号Ｂ1 ，Ｂ2 ，Ｃ1 ，Ｃ2 を全て加算して
汚染検査用の位相信号ＣＭＰＣＯＮＴ．を出力する。こ
の位相信号ＣＭＰＣＯＮＴ．は、汚染検出部１６に入力
されている。汚染検出部１６は、汚染検査復調部１５か
ら出力される位相信号ＣＭＰＣＯＮＴ．に基づいてＡＢ
Ｓセンサ１の汚染状態を検出する。

【００２４】各スケール復調部３，４，５から出力され
る位相信号ＣＭＰＣＯＡ．、ＣＭＰＭＥＤ．、ＣＭＰＦ
ＩＮＥは、夫々粗位相検出部６、中位相検出部７、密位
相検出部８に入力されている。これらの位相検出部６〜
８では、各位相信号ＣＭＰの立ち上がり又は立下りのタ
イミングで内部の図示しないカウンタの計数値をラッチ
することにより、各位相信号ＣＭＰと基準位相信号ＣＰ
Ｏとの位相差に相当する値を検出する。

【００２５】各位相検出部６〜８から出力される位相値
は、アブソリュート計数部１０に入力されている。アブ
ソリュート計数部１０は、各位相検出部６〜８から出力
される位相値を合成してメインスケール２２に対するス
ライダ２１の絶対的な変位量を算出する。また、密位相
検出部８から出力される位相値は、インクリメンタル計
数部１１に入力されている。インクリメンタル計数部１
１は、密位相検出部８から出力される位相値の周期的な
変化をアップカウント及びダウンカウントすることによ
ってメインスケール２２に対するスライダ２１の変位を
算出する。

【００２６】一方、中スケール復調部４及び密スケール
復調部５から夫々出力される位相信号ＣＭＰＭＥＤ．，
ＣＭＰＦＩＮＥは、速度検出器９にも入力されている。
速度検出器９は、スライダ２１が低速で移動していると
き又は停止しているときには、位相信号ＣＭＰＦＩＮＥ
信号でスライダ２１の移動速度を検出し、スライダ２１
が高速で移動しているときには、位相信号ＣＭＰＭＥ
Ｄ．でスライダ２１の移動速度を検出する。速度検出部
９は、検出したスライダの速度情報を回路切り換え制御
部１２に出力する。

【００２７】回路切り換え制御部１２は、スライダ２１
がゆっくり移動しているとき又は停止しているときに
は、スケール復調部３，４、位相検出部６，７、アブソ
リュート計数部１０を停止状態にさせるとともに、密ス
ケール復調部５、密位相検出部８及びインクリメンタル
計数部１１を動作状態にしてインクリメンタル計数動作
に切り換える。また、回路切り換え制御部１２は、スラ
イダが速く移動しているときには、スケール復調部３，
４、位相検出部６，７及びアブソリュート計数部１０を
動作状態にさせるとともに、インクリメンタル計数部１
１を停止状態にしてアブソリュート計数動作に切り換え
る。

【００２８】また、静電容量の変化は、前記数３の通り
なので図５に示すように、粗スケール及び中スケールに
よる計数動作時の送信信号Ｓｄの位相とは異なってお
り、回路切り換え制御部１２は切り換えるようになって
いる。更に、回路切り換え制御部１２は、外部から指示
された汚染検査モード信号に基づき、汚染検査用の送信
波形を出力するように送信波形発生部２を切り換える。

【００２９】アブソリュート計数部１０での計数値とイ
ンクリメンタル計数部１１での計数値とは、計数合成部
１３にて合成されるようになっている。計数合成部１３
の出力は、実際の変位量に適宜変換された形でＬＣＤ等
の表示部１４に表示されるようになっている。

【００３０】次に、このように構成された本実施例に係
る変位測定装置の動作について説明する。図６は、スラ
イダ速度ｖと計数及び速度検出モードとの関係を示す図
である。

【００３１】スライダ２１が停止状態から移動を開始す
ると、回路切り換え制御部１２は、スケール復調部３，
４、位相検出部６，７及びアブソリュート計数部１０を
停止状態、密スケール復調部５、密位相検出部８及びイ
ンクリメンタル計数部１１を動作状態にすると共に、送
信波形発生部２から密スケール計数動作のための送信波
形Ｓｄを発生させる。これにより、インクリメンタル計
数動作が開始され、アブソリュート計数部１０に保持さ
れた計数値が逐次加算又は減算される。このととき、速
度検出部９は、密スケール復調部５から出力される位相
信号ＣＭＰＦＩＮＥの周期からスライダ２１の移動速度
を検出する。

【００３２】スライダ２１の移動速度ｖが密スケールの
インクリメンタル計数の理論限界速度ｖ3 の約８０％に
至ると、回路切り換え制御部１２は、スケール復調部
３，４、位相検出部６，７及びアブソリュート計数部１
０を動作状態、密スケール復調部５、密位相検出部８及
びインクリメンタル計数部１１を停止状態にすると共
に、送信波形発生部２から粗スケール及び密スケール計
数動作のための送信波形Ｓｄを発生させる。これによ
り、装置はアブソリュート計数モードに移行する。この
とき、表示値の下の桁は粗い間隔をもって更新される
が、スライダが速く移動しているときには、表示値の下
の桁はあまり気にならないので特に問題とはならない。
このモードでは、速度検出部９は、中スケール復調部４
から出力される位相信号ＣＭＰＭＥＤ．の周期からスラ
イダ２１の移動速度を検出する。

【００３３】スライダ２１の移動速度ｖが速度ｖ3 の１
５％まで減速すると、再びインクリメンタル計数動作に
移行するが、このとき、計数合成部１３に絶対的な変位
情報を受け渡す必要がある。このため、この受け渡しに
必要な期間だけ、回路切り換え制御部１２はスケール復
調部３，４，５及び位相検出部６，７，８を全て作動さ
せ、密スケールを含めたアブソリュート計数値を算出す
る。この場合、粗スケール及び中スケール計数動作時
（第１の測定モード）の送信信号Ｓｄと密スケール計数
動作時（第２の測定モード）の送信信号Ｓｄとが異なっ
ているので、この期間では、送信信号Ｓｄを一時的に多
重化させるようにしている。

【００３４】図７は、粗スケール及び中スケール用の４
５°位相の送信信号ｂ1 と密スケール用の１３５°位相
の送信信号ｂ2 との多重化信号Ｍを示す図である。この
ように、多重信号Ｍは、送信信号ｂ1 ，ｂ2 のエッジの
高さと方向を保って合成することにより生成することが
できる。この多重信号ＭがＡＢＳセンサ１に供給される
と、各スケール復調部３〜５で検出された検出信号Ｂ1
，Ｂ2 ，Ｃ1 ，Ｃ2 の演算結果も、例えば第８図に示
すような多重信号Ｍ′となる。そこで、粗スケール復調
部３及び中スケール復調部４では、例えば図９に示すよ
うに、サンプリングクロックＳ1 ，Ｓ1 ′で減算器３２
の出力である多重信号Ｍ′をサンプルホールド回路３
３，３４にサンプリングする。これにより、図中Ｓ11，
Ｓ12で示す正弦波状の信号が得られる。これらの信号Ｓ
11，Ｓ12は、ミキシング回路３５で加算され、ローパス
フィルタ３６で低域ろ波されたのち、波形整形回路３７
で整形されて矩形波状の位相信号ＣＭＰＣＯＡ．，ＣＭ
ＰＭＥＤ．となる。

【００３５】一方、密スケール復調部５では、例えば図
１０に示すように、サンプリングクロックＳ2 及びＳ2
′を得、これらのクロックＳ2 ，Ｓ2 ′で加算器４
２，４３及び減算器４４の出力である多重信号Ｍ′をサ
ンプルホールド回路４５，４６にサンプリングする。こ
れにより、図中Ｓ21，Ｓ22で示す正弦波状の信号が得ら
れる。これらの信号Ｓ21，Ｓ22は、ミキシング回路４７
で加算され、ローパスフィルタ４８で低域ろ波されたの
ち、波形整形回路４９で整形されて矩形波状の位相信号
ＣＭＰＦＩＮＥとなる。この受け渡し期間にアブソリュ
ート計数値が求められると、以後、密スケール単独によ
るインクリメンタル計数に移行する。

【００３６】このように、この変位測定装置では、イン
クリメンタル計数動作への受け渡し時に一時的に送信波
形を多重化するようにしているので、スライダ２１が移
動していても、粗スケール及び中スケールの位相情報と
密スケールの位相情報とをほぼ同時に求めることができ
る。このため、常に正しい計測値を得ることができる。

【００３７】なお、以上の実施例では、粗スケール及び
中スケールの測定を第１の測定モード、密スケールの測
定を第２の測定モードとして本発明を説明したが、本発
明はこれに限定されるものではない。例えば、密スケー
ルによるインクリメンタル計測の場合には、計数動作が
連続していることが必要であるが、インクリメンタル計
測時にＡＢＳセンサ１のチェックを行う場合等は、計数
動作の連続性を損なわずに検査動作を実行可能であるこ
とが望ましい。そこで、密スケールによるインクリメン
タル測定を第１の測定モード、ＡＢＳセンサ１の汚染検
出動作を第２の測定モードであるとすると、密スケール
計数用の送信信号Ｓｄと、汚染検出用の送信信号Ｓｄと
を多重化させるようにすればよい。

【００３８】汚染検出を行う場合には、第１のステップ
として、先ず図２における送信信号ａ〜ｄに特定の位相
φ1 の正弦波を供給し、検出信号Ｂ1 ，Ｂ2 ，Ｃ1 ，Ｃ
2 を全て加算した信号の位相φ1 ′を汚染検出部１６で
検出する。次に、第２のステップとして、図２における
送信信号ｅ〜ｆに位相φ1 の正弦波を供給し、検出信号
Ｂ1 ，Ｂ2 ，Ｃ1 ，Ｃ2 を全て加算した信号の位相φ1
″を汚染検出部１６で検出する。最後に、検出された
位相φ1 ′とφ1 ″とを比較して、ほぼ同じであれば汚
染なし、極端に違っている場合には汚染有りと判定す
る。この処理において、インクリメント計数用の送信信
号Ｓｄと汚染検出用の送信信号Ｓｄとを多重化させるこ
とにより、インクリメント計数動作に支障を与えること
なしに、スライダ２１とメインスケール２２との間の汚
染物による容量変化を検出することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、２
種類の送信信号のエッジの高さと方向を保って合成する
ことにより多重化したのちに変位センサに供給し、変位
センサから出力される検出信号を第１及び第２の信号処
理回路で夫々抽出して処理するようにしているので、第
１の測定モードによる測定と第２の測定モードによる測
定とを殆ど同時に実行することができる。したがって、
例えばアブソリュート測定時においては、細かいピッチ
の測定と粗いピッチ及び中間ピッチの測定とをほぼ同時
に実行することができ、可動要素が移動している場合で
も、常に正しい計測値を得ることができる。また、例え
ばインクリメンタル測定時においても、その計数動作を
中断することなく、汚染検出等の他の計測モードを同時
実行することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例に係る変位測定装置のブロッ
ク図である。

【図２】 同変位測定装置におけるＡＢＳセンサの構成
を示す模式図である。

【図３】 同センサに供給される送信信号の一例を示す
波形図である。

【図４】 同センサにおける位置に対する容量の変化を
示すグラフである。

【図５】 同センサに供給される送信信号の位相関係を
示す模式図である。

【図６】 同センサのスライダの移動速度と計数モード
及び速度検出モードとの関係を示すグラフである。

【図７】 同センサに供給される多重化された送信信号
の一例を示す波形図である。

【図８】 各スケール復調部での復調動作を説明するた
めの波形図である。

【図９】 粗スケール復調部及び中スケール復調部の構
成を示すブロック図である。

【図１０】 密スケール復調部の構成を示すブロック図
である。

【図１１】 本発明の他の実施例における送信波形を示
す波形図である。

【符号の説明】

１…ＡＢＳセンサ、２…送信波形発生部、３…粗スケー
ル復調部、４…中スケール復調部、５…密スケール復調
部、６…粗位相検出部、７…中位相検出部、８…密位相
検出部、９…速度検出部、１０…アブソリュート計数
部、１１…インクリメンタル計数部、１２…回路切り換
え制御部、１３…計数合成部、１４…表示部、１５…汚
染検査復調部、１６…汚染検出部、２１…スライダ、２
２…メインスケール、２３…送信電極、２４ａ…第１受
信電極、２４ｂ…第２受信電極、２５ａ…第１伝達電
極、２５ｂ…第２伝達電極、２６ａ，２６ｂ…第１検出
電極、２７ａ，２７ｂ…第２検出電極。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定要素に対する可動要素の変位量に応
   じて前記固定要素と前記可動要素との間の容量値が変化
   する変位センサと、この変位センサに第１の測定モード
   のための第１の送信信号と第２の測定モードのための第
   ２の送信信号とを供給する送信波形発生手段と、前記第
   １の送信信号の供給によって前記変位センサから出力さ
   れる第１の検出信号に基づいて前記第１の測定モードの
   計測値を算出する第１の信号処理手段と、前記第２の送
   信信号の供給によって前記変位センサから出力される第
   ２の検出信号に基づいて前記第２の測定モードの計測値
   を算出する第２の信号処理手段とを具備した変位測定装
   置において、前記送信波形発生手段は、前記第１の送信
   信号と前記第２の送信信号のエッジの高さと方向を保っ
   て合成することにより前記第１及び第２の送信信号を多
   重化して前記変位センサに供給するものであり、前記第
   １の信号処理手段は、前記第１の検出信号を前記第１の
   送信信号のエッジをとらえるサンプリングタイミングで
   サンプリングして抽出し、前記第２の信号処理手段は、
   前記第２の検出信号を前記第２の送信信号のエッジをと
   らえるサンプリングタイミングでサンプリングして抽出
   するものであることを特徴とする変位測定装置。
2. 【請求項２】 前記変位センサは、前記第１の測定モー
   ドでは前記第１の送信信号を受けて前記固定要素に対す
   る前記可動要素の変位量に応じた粗いピッチの第１の検
   出信号を出力し、前記第２の測定モードでは前記第２の
   送信信号を受けて前記固定要素に対する前記可動要素の
   変位量に応じた細かいピッチの第２の検出信号を出力す
   る絶対変位検出型のセンサであり、前記第１及び第２の
   信号処理回路は、夫々前記第１及び第２の検出信号の位
   相情報を抽出し、これらの合成値によって前記固定要素
   の前記可動要素に対する絶対的な変位量を算出するもの
   であることを特徴とする請求項１記載の変位測定装置。
3. 【請求項３】 前記変位センサは、前記第１の測定モー
   ドでは前記第１の送信信号を受けて前記固定要素に対す
   る前記可動要素の変位量に応じた第１の検出信号を出力
   し、前記第２の測定モードでは前記第２の送信信号を受
   けて前記固定要素と前記可動要素との間の汚染による容
   量変化に応じた第２の検出信号を出力するものであり、
   前記第１の信号処理回路は、前記第１の検出信号の位相
   に基づいて前記固定要素の前記可動要素に対する変位量
   を算出するものであり、前記第２の信号処理回路は、前
   記第２の検出信号の位相に基づいて前記変位センサの汚
   染を検出するものであることを特徴とする請求項１記載
   の変位測定装置。