JP3069789B2 - 寸法計測装置用電子回路と寸法計測装置及び寸法計測方法 - Google Patents
寸法計測装置用電子回路と寸法計測装置及び寸法計測方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、計測装置に、特
に磁気抵抗電極の回路網に給電するための少なくとも一
つの給電電圧を供給する電子給電回路と、その回路網に
接続されるようになっている少なくとも一つの入力部を
有し且つ回路網の磁気抵抗電極の内の少なくとも一つの
抵抗に基づいて少なくとも一つの大きさを提供する計測
回路とを備えた型式の磁気抵抗電極付き寸法計測装置用
電子回路に関する。
に磁気抵抗電極の回路網に給電するための少なくとも一
つの給電電圧を供給する電子給電回路と、その回路網に
接続されるようになっている少なくとも一つの入力部を
有し且つ回路網の磁気抵抗電極の内の少なくとも一つの
抵抗に基づいて少なくとも一つの大きさを提供する計測
回路とを備えた型式の磁気抵抗電極付き寸法計測装置用
電子回路に関する。
【０００２】本発明は、更に磁気抵抗電極を有した寸法
計測装置と、そのような装置によって計測を行う方法で
あって、給電電圧でホイートストンブリッジを給電し、
ホイートストンブリッジの出力部で受信された２つの位
相がずれた信号の助けでスケールに沿ったセンサーの位
置を確定する工程を取る型式の計測方法とに関する。
計測装置と、そのような装置によって計測を行う方法で
あって、給電電圧でホイートストンブリッジを給電し、
ホイートストンブリッジの出力部で受信された２つの位
相がずれた信号の助けでスケールに沿ったセンサーの位
置を確定する工程を取る型式の計測方法とに関する。
【０００３】
【従来の技術】例えば工業で長さや角度位置を計測する
電子装置は、一般に幾つかの部分的に両立しがたい要求
を満足させなければならない。それら装置は、十分な精
度と分解能を与えてくれ且つ振動を受けたり、ほこりや
油、湿気等の汚染を蒙むる環境で使用できるものでなけ
ればならない。更に、そのようなセンサーについて、大
幅な調節や適合化を行わずに容易にコンパクトな装置に
集積され、高速計測ができ、電力消費が少なく、全から
く可能な限り低コストであることが期待されている。
電子装置は、一般に幾つかの部分的に両立しがたい要求
を満足させなければならない。それら装置は、十分な精
度と分解能を与えてくれ且つ振動を受けたり、ほこりや
油、湿気等の汚染を蒙むる環境で使用できるものでなけ
ればならない。更に、そのようなセンサーについて、大
幅な調節や適合化を行わずに容易にコンパクトな装置に
集積され、高速計測ができ、電力消費が少なく、全から
く可能な限り低コストであることが期待されている。
【０００４】異なった物理的原理に基づいた色々な型式
の計測装置が、これら各種の要求を満たすために開発さ
れてきた。特に、スケールに向かい合ったセンサーの移
動によって惹起される静電容量の変化を利用した計測シ
ステムが、例えばゲージのような携帯器具において広範
囲に使用されている。そのような装置は、作動のために
極めてきれいに維持されなければならないし、従って湿
ったり、例えば潤滑油や切削油の飛沫をかぶる環境で作
動するのには余り適していない。
の計測装置が、これら各種の要求を満たすために開発さ
れてきた。特に、スケールに向かい合ったセンサーの移
動によって惹起される静電容量の変化を利用した計測シ
ステムが、例えばゲージのような携帯器具において広範
囲に使用されている。そのような装置は、作動のために
極めてきれいに維持されなければならないし、従って湿
ったり、例えば潤滑油や切削油の飛沫をかぶる環境で作
動するのには余り適していない。
【０００５】汚れに対して更により大きな抵抗を示す磁
気抵抗電極の原理に基づいて長さを計測する装置が、例
えばＩＭＯ社に付与されたドイツ特許第４，２３３，３
３１号に提案されている。そこで説明されている装置
は、２つのホイートストンブリッジを形成するように接
続された磁気抵抗電極の回路網を備えたセンサーを有し
ている。そのセンサーは、スライド上に搭載されてお
り、磁化周期λを有した磁化されたスケールに向かい合
って移動できるようになっている。
気抵抗電極の原理に基づいて長さを計測する装置が、例
えばＩＭＯ社に付与されたドイツ特許第４，２３３，３
３１号に提案されている。そこで説明されている装置
は、２つのホイートストンブリッジを形成するように接
続された磁気抵抗電極の回路網を備えたセンサーを有し
ている。そのセンサーは、スライド上に搭載されてお
り、磁化周期λを有した磁化されたスケールに向かい合
って移動できるようになっている。
【０００６】スケールに向かい合ったセンサーの移動
で、センサーの色々な磁気抵抗電極に加えられる磁場に
変化を起こす。ホイートストンブリッジに電圧を加える
ことで、それらの出力部にスケールに沿ったセンサーの
位置の周期関数として電気信号が発生される。
で、センサーの色々な磁気抵抗電極に加えられる磁場に
変化を起こす。ホイートストンブリッジに電圧を加える
ことで、それらの出力部にスケールに沿ったセンサーの
位置の周期関数として電気信号が発生される。
【０００７】２つのホイートストンブリッジは、λ／２
だけ位相がずれた４つの磁気抵抗電極によって構成され
ている。各ブリッジの対応した電極は、λ／４だけ位相
がずれた位置を占めている。２つのブリッジの電極は、
混在されている。上記の特許は、更に、電流ベクトルＩ
の方向が変更されるようにするあめん棒（Ｂａｒｂｅｒ
ｐｏｌｅ）構造の使用を示唆している。磁気抵抗電極
の抵抗は、磁化ベクトルと電流ベクトルの間の角度の関
数なので、あめん棒（Ｂａｒｂｅｒ ｐｏｌｅ）構造
は、センサーの移動によって惹起される電極抵抗の変化
の方向と大きさを制御できるようにするものである。
だけ位相がずれた４つの磁気抵抗電極によって構成され
ている。各ブリッジの対応した電極は、λ／４だけ位相
がずれた位置を占めている。２つのブリッジの電極は、
混在されている。上記の特許は、更に、電流ベクトルＩ
の方向が変更されるようにするあめん棒（Ｂａｒｂｅｒ
ｐｏｌｅ）構造の使用を示唆している。磁気抵抗電極
の抵抗は、磁化ベクトルと電流ベクトルの間の角度の関
数なので、あめん棒（Ｂａｒｂｅｒ ｐｏｌｅ）構造
は、センサーの移動によって惹起される電極抵抗の変化
の方向と大きさを制御できるようにするものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ホイートストンブリッ
ジの各アームは、スケールによって発生される比較的小
さな磁場に反応する上で十分に広くなければならない単
一の磁気抵抗電極から造られている。従って、ブリッジ
のアームの抵抗は低く、かなり大きな電流が計測ブリッ
ジを横切って循環する。結果的にこの装置の電力消費は
高くなる。
ジの各アームは、スケールによって発生される比較的小
さな磁場に反応する上で十分に広くなければならない単
一の磁気抵抗電極から造られている。従って、ブリッジ
のアームの抵抗は低く、かなり大きな電流が計測ブリッ
ジを横切って循環する。結果的にこの装置の電力消費は
高くなる。
【０００９】ハイデンハイン（Heidenhain）氏に付与さ
れた米国特許第５，３８６，６４２号は、電極がホイー
トストンブリッジに組織化されて構成されているセンサ
ーについて説明しており、その場合のブリッジの各アー
ムは、同じ位相の幾つかの磁気抵抗電極から構成され且
つ直列に接続されている。かくしてブリッジのアームの
抵抗はより大きくなり、電力消費が大幅に節減されるよ
うにしている。しかし、このタイプのセンサーの消費
は、携帯式の精密なゲージのような電気的に自律的な器
具においてそれを使用しようとするには余りにも高いも
のであった。
れた米国特許第５，３８６，６４２号は、電極がホイー
トストンブリッジに組織化されて構成されているセンサ
ーについて説明しており、その場合のブリッジの各アー
ムは、同じ位相の幾つかの磁気抵抗電極から構成され且
つ直列に接続されている。かくしてブリッジのアームの
抵抗はより大きくなり、電力消費が大幅に節減されるよ
うにしている。しかし、このタイプのセンサーの消費
は、携帯式の精密なゲージのような電気的に自律的な器
具においてそれを使用しようとするには余りにも高いも
のであった。
【００１０】この発明の目的は、従来技術の回路につい
て改良するもので、特に電池電源式の摺動型測径器のよ
うな携帯式計測器具に磁気抵抗センサーを使用できるよ
うにした磁気抵抗型式の寸法計測装置用電子回路を提供
するものである。
て改良するもので、特に電池電源式の摺動型測径器のよ
うな携帯式計測器具に磁気抵抗センサーを使用できるよ
うにした磁気抵抗型式の寸法計測装置用電子回路を提供
するものである。
【００１１】この目的のために、最初に述べた型式の本
発明に係る電子回路では、給電回路が、磁気抵抗電極に
おけるエネルギの散逸を一時的に低減するように供給さ
れる電気供給電圧を周期的に変更するように成ってい
る。
発明に係る電子回路では、給電回路が、磁気抵抗電極に
おけるエネルギの散逸を一時的に低減するように供給さ
れる電気供給電圧を周期的に変更するように成ってい
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明に係る寸法計測
装置は、一連の磁化されたゾーンを備えたスケールと、
該スケールに平行して向かい合って移動でき且つ磁気抵
抗電極の回路網を備えたセンサーと、この回路網に給電
する電気回路と、回路網が給電されると磁気抵抗電極の
内の少なくとも一つの抵抗に基づいて少なくとも一つの
大きさを提供する計測回路とを有しており、上記電気供
給回路は、磁気抵抗電極におけるエネルギの散逸を一時
的に低減するように回路網の電気供給を周期的に低減す
るようになっている。
装置は、一連の磁化されたゾーンを備えたスケールと、
該スケールに平行して向かい合って移動でき且つ磁気抵
抗電極の回路網を備えたセンサーと、この回路網に給電
する電気回路と、回路網が給電されると磁気抵抗電極の
内の少なくとも一つの抵抗に基づいて少なくとも一つの
大きさを提供する計測回路とを有しており、上記電気供
給回路は、磁気抵抗電極におけるエネルギの散逸を一時
的に低減するように回路網の電気供給を周期的に低減す
るようになっている。
【００１３】最初に述べた方式のこの発明に係る方法
は、磁気抵抗電極におけるエネルギの散逸を一時的に低
減するように計測ブリッジの給電を周期的に低減する別
の工程から構成されている。
は、磁気抵抗電極におけるエネルギの散逸を一時的に低
減するように計測ブリッジの給電を周期的に低減する別
の工程から構成されている。
【００１４】
【発明の実施の形態】さて、本発明の好適な実施例を、
添付図面を参照にして詳細に説明する。図１は、本発明
に係る携帯式電子ゲージを図解した展開図である。その
種のゲージの設計は、従来技術の一部分を形成し、例え
ば内容がこの明細書に参考に組み込まれている本願出願
人のヨーロッパ特許出願公報第０７１９９９９号に述べ
られている。
添付図面を参照にして詳細に説明する。図１は、本発明
に係る携帯式電子ゲージを図解した展開図である。その
種のゲージの設計は、従来技術の一部分を形成し、例え
ば内容がこの明細書に参考に組み込まれている本願出願
人のヨーロッパ特許出願公報第０７１９９９９号に述べ
られている。
【００１５】本発明のゲージは、バー２と、該バー２に
沿って長手方向に移動されるスライド１とを有してい
る。スライド１には、可動顎１０が設けられており、他
方バー２には固定顎２０が設けられている。永久磁性材
のスケール２１が、バー２に固定されると共に、一連の
磁化されたゾーン２３、２４（図２参照）が設けられて
いる。磁化周期はλである。スケール２１は、印刷され
た目盛り２２０を有した非磁性材の保護層２２で覆われ
ている。
沿って長手方向に移動されるスライド１とを有してい
る。スライド１には、可動顎１０が設けられており、他
方バー２には固定顎２０が設けられている。永久磁性材
のスケール２１が、バー２に固定されると共に、一連の
磁化されたゾーン２３、２４（図２参照）が設けられて
いる。磁化周期はλである。スケール２１は、印刷され
た目盛り２２０を有した非磁性材の保護層２２で覆われ
ている。
【００１６】一般に参考番号１１で示された電子手段
は、ゲージ顎１０と２０の間の距離に応じた表示が電子
ＬＣＤ１２上に表示されるようにするものである。これ
らの電子手段は、プリント回路基板１１５上に直接組立
てられている。それらは、主として、磁気スケール２１
に向かい合って回路基板１１５上に組立てられた磁気抵
抗センサー５を有している。センサー５は、幾つかのグ
ループに組織化された多数の磁気抵抗電極から形成され
た回路網から構成されており、該回路網の各種の抵抗の
値はバー２に沿ったスライド１の位置の周期関数となっ
ている。センサーは、例えば、内容が本明細書に参考に
組み込まれている上記の従来技術の参考文献の一つであ
る、ドイツ特許第４，２３３，３３１号や、又は米国特
許第５，３８６，６４２号に説明されている型式か、好
ましくは本願出願人のヨーロッパ特許出願公報第０８７
７２２８号に説明されているようなものとすることがで
きる。電子手段１１は、更に図示の実施例における自律
的な電気供給手段の電池１１０を有している。電池１１
０は、好ましくは平坦なリチュウム電池であり、本装置
を数時間に渡って、又は好ましくは数ケ月も自律的作動
を補償するものでなければならない。
は、ゲージ顎１０と２０の間の距離に応じた表示が電子
ＬＣＤ１２上に表示されるようにするものである。これ
らの電子手段は、プリント回路基板１１５上に直接組立
てられている。それらは、主として、磁気スケール２１
に向かい合って回路基板１１５上に組立てられた磁気抵
抗センサー５を有している。センサー５は、幾つかのグ
ループに組織化された多数の磁気抵抗電極から形成され
た回路網から構成されており、該回路網の各種の抵抗の
値はバー２に沿ったスライド１の位置の周期関数となっ
ている。センサーは、例えば、内容が本明細書に参考に
組み込まれている上記の従来技術の参考文献の一つであ
る、ドイツ特許第４，２３３，３３１号や、又は米国特
許第５，３８６，６４２号に説明されている型式か、好
ましくは本願出願人のヨーロッパ特許出願公報第０８７
７２２８号に説明されているようなものとすることがで
きる。電子手段１１は、更に図示の実施例における自律
的な電気供給手段の電池１１０を有している。電池１１
０は、好ましくは平坦なリチュウム電池であり、本装置
を数時間に渡って、又は好ましくは数ケ月も自律的作動
を補償するものでなければならない。
【００１７】ＡＳＩＣ−型の電子集積回路３は、両顎１
０、２０の間の距離に基づいた少なくとも一つのパラメ
ータをセンサー５上の磁気抵抗電極の抵抗値から確定
し；電子回路３は、該回路３を制御する標準的マイクロ
コントローラ６と更に計測された距離を表示するための
表示器１２とに接続されている。
０、２０の間の距離に基づいた少なくとも一つのパラメ
ータをセンサー５上の磁気抵抗電極の抵抗値から確定
し；電子回路３は、該回路３を制御する標準的マイクロ
コントローラ６と更に計測された距離を表示するための
表示器１２とに接続されている。
【００１８】電子手段１１は、例えばゲージを作動させ
たり、又は連続した計測値をリセットしたり、加算した
り、又は平均化する等の他の機能を行わせるボタン１３
２を備えたケース１３によって保護されている。光電子
の直列コネクター１３３が、ゲージと、例えばプリンタ
ーやＰＣや機械等の外部機器との間のインターフェイス
として設けられている。
たり、又は連続した計測値をリセットしたり、加算した
り、又は平均化する等の他の機能を行わせるボタン１３
２を備えたケース１３によって保護されている。光電子
の直列コネクター１３３が、ゲージと、例えばプリンタ
ーやＰＣや機械等の外部機器との間のインターフェイス
として設けられている。
【００１９】磁気抵抗センサー５は、図２に線図で示さ
れているように、多数の平行な磁気抵抗電極１００から
構成されている。電極１００の寸法は、高い抵抗を発生
し、かくしてセンサーの電力消費を節減するようなもの
となっている。
れているように、多数の平行な磁気抵抗電極１００から
構成されている。電極１００の寸法は、高い抵抗を発生
し、かくしてセンサーの電力消費を節減するようなもの
となっている。
【００２０】多数の磁気抵抗電極１００は、スケール２
１によって発生された周期λの磁場ＨX （Ｘ）に対して
多数の位相位置を取るようにセンサー５上において長手
方向に配置されている。スケール２１から十分な距離を
とった所では、磁場はｘのほぼシヌソイド関数となって
いる。各磁気抵抗電極１００上でスケール２１によって
発生される磁場は、従ってその電極の長手方向位置のシ
ヌソイド関数となっており；各電極１００の抵抗は、ス
ライド１がバー２に沿って移動されるとシヌソイド状に
展開する。計測回路３、６は、多数の電極１００の抵抗
値の助けを得てスライド１の位置を確定し、表示器１２
にこの情報を表示する。
１によって発生された周期λの磁場ＨX （Ｘ）に対して
多数の位相位置を取るようにセンサー５上において長手
方向に配置されている。スケール２１から十分な距離を
とった所では、磁場はｘのほぼシヌソイド関数となって
いる。各磁気抵抗電極１００上でスケール２１によって
発生される磁場は、従ってその電極の長手方向位置のシ
ヌソイド関数となっており；各電極１００の抵抗は、ス
ライド１がバー２に沿って移動されるとシヌソイド状に
展開する。計測回路３、６は、多数の電極１００の抵抗
値の助けを得てスライド１の位置を確定し、表示器１２
にこの情報を表示する。
【００２１】図３は、電極１００を接続する上での好適
なモードを線図で示している。磁気抵抗電極は、この例
では、２つの計測ブリッジ（ホイートストンブリッジ）
を形成するように相互に接続されている。各ブリッジの
対応した電極は９０°だけ、即ちλ／４だけ位相がずれ
ている。各ブリッジは、４組の磁気抵抗電極ＡＢＣＤと
Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’から各々構成されている。例えば１つ
又は３つの計測ブリッジを備えた他の接続モードもこの
発明の技術的範囲内で使用される。
なモードを線図で示している。磁気抵抗電極は、この例
では、２つの計測ブリッジ（ホイートストンブリッジ）
を形成するように相互に接続されている。各ブリッジの
対応した電極は９０°だけ、即ちλ／４だけ位相がずれ
ている。各ブリッジは、４組の磁気抵抗電極ＡＢＣＤと
Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’から各々構成されている。例えば１つ
又は３つの計測ブリッジを備えた他の接続モードもこの
発明の技術的範囲内で使用される。
【００２２】１組当りの磁気抵抗電極の数は、好ましく
は４より大きいが、然し集積回路５の大きさによっての
み制限されるものであり；本発明の一実施例では、１組
当り７２の磁気抵抗電極が設けられている。各々７２の
電極の４組から２つの計測ブリッジを構成したこの非限
定的な実施例では、センサー５上の磁気抵抗電極１００
の合計数は、従って５７６になる。
は４より大きいが、然し集積回路５の大きさによっての
み制限されるものであり；本発明の一実施例では、１組
当り７２の磁気抵抗電極が設けられている。各々７２の
電極の４組から２つの計測ブリッジを構成したこの非限
定的な実施例では、センサー５上の磁気抵抗電極１００
の合計数は、従って５７６になる。
【００２３】各組を構成している電極は、直列に接続さ
れており、例えばｋが整数で、ｗが各組の電極の広がり
を示しているパラメータの場合には（ｋλ−ｗ／２とｋ
λ＋ｗ／２）の間の位置のような接近した位相位置を占
めるように分配されている。図２に図示されている実施
例では、ｗはλ／４に等しい。同じ組からのｗに渡って
広がった一連の電極の組合わせは、グループと呼ばれ、
図２において参考番号５’によって示されている。この
構成では、幅ｗの間隔に渡って広がった電極抵抗の平均
値と成っている電極の組Ａ〜Ｄ’の抵抗の合成値を得る
ことが可能である。第１実施例と組合わせられる第２の
好適な実施例では、各組は、電極を１８０度位相シフト
させて、しかし例えば＋４５度と−４５度の反対向きの
あめん棒（Ｂａｒｂｅｒ ｐｏｌｅ）構造の向きで配置
している。
れており、例えばｋが整数で、ｗが各組の電極の広がり
を示しているパラメータの場合には（ｋλ−ｗ／２とｋ
λ＋ｗ／２）の間の位置のような接近した位相位置を占
めるように分配されている。図２に図示されている実施
例では、ｗはλ／４に等しい。同じ組からのｗに渡って
広がった一連の電極の組合わせは、グループと呼ばれ、
図２において参考番号５’によって示されている。この
構成では、幅ｗの間隔に渡って広がった電極抵抗の平均
値と成っている電極の組Ａ〜Ｄ’の抵抗の合成値を得る
ことが可能である。第１実施例と組合わせられる第２の
好適な実施例では、各組は、電極を１８０度位相シフト
させて、しかし例えば＋４５度と−４５度の反対向きの
あめん棒（Ｂａｒｂｅｒ ｐｏｌｅ）構造の向きで配置
している。
【００２４】図３では、電極の組Ａ、Ａ’は、各々電極
の組Ｃ、Ｃ’に対して１８０度だけ位相がずらされてい
る。同様に、電極の組Ｂ、Ｂ’は、各々電極の組Ｄ、
Ｄ’に対して１８０度だけ位相がずらされている。組
Ａ、Ａ’、Ｂ、Ｂ’は、各々の組Ｃ、Ｃ’、Ｄ、Ｄ’と
同じ位相位置を占めている。しかし各対ＡＢ、Ａ’
Ｂ’、ＣＤ、Ｃ’Ｄ’の磁気抵抗電極には、例えば＋４
５度と−４５度の反対方向を向いたあめん棒構造が設け
られている。
の組Ｃ、Ｃ’に対して１８０度だけ位相がずらされてい
る。同様に、電極の組Ｂ、Ｂ’は、各々電極の組Ｄ、
Ｄ’に対して１８０度だけ位相がずらされている。組
Ａ、Ａ’、Ｂ、Ｂ’は、各々の組Ｃ、Ｃ’、Ｄ、Ｄ’と
同じ位相位置を占めている。しかし各対ＡＢ、Ａ’
Ｂ’、ＣＤ、Ｃ’Ｄ’の磁気抵抗電極には、例えば＋４
５度と−４５度の反対方向を向いたあめん棒構造が設け
られている。
【００２５】２つのブリッジは、端子ＥP 、ＥN の間で
給電される。ブリッジの出力部における信号は、各々点
Ｓ、Ｓ’とＣ、Ｃ’の間で集められる。点ＣとＣ’の間
の信号は、点ＳとＳ’の間の信号に対して９０度だけ位
相がずらされている。
給電される。ブリッジの出力部における信号は、各々点
Ｓ、Ｓ’とＣ、Ｃ’の間で集められる。点ＣとＣ’の間
の信号は、点ＳとＳ’の間の信号に対して９０度だけ位
相がずらされている。
【００２６】さてこれから、発明の計測装置の全体の構
造を、図４を参照にして説明する。センサー５における
ホイートストンブリッジは、電圧ＥP とＥN の間で回路
３によって給電される。スライド１がスケール２１に向
かい合って移動されると、ホイートストンブリッジは、
センサー５の位置の関数としてほぼシヌノイドの差動信
号ｃ（端子ＣとＣ’の間で）とｓ（端子ＳとＳ’の間
で）を送り返すが、一方の信号は他方に対して９０度だ
け位相がずらされている。これらの信号は、図５を参照
にして下記に説明するように、これらの信号に基づいて
センサー５の位置を確定する電子回路３に伝達される。
電子回路３は、更にキーボード１３２とのインターフェ
イスと、例えばＲＳ２３２直列インターフェイス１３３
のような外部装置との選択的なインターフェイスを制御
する。
造を、図４を参照にして説明する。センサー５における
ホイートストンブリッジは、電圧ＥP とＥN の間で回路
３によって給電される。スライド１がスケール２１に向
かい合って移動されると、ホイートストンブリッジは、
センサー５の位置の関数としてほぼシヌノイドの差動信
号ｃ（端子ＣとＣ’の間で）とｓ（端子ＳとＳ’の間
で）を送り返すが、一方の信号は他方に対して９０度だ
け位相がずらされている。これらの信号は、図５を参照
にして下記に説明するように、これらの信号に基づいて
センサー５の位置を確定する電子回路３に伝達される。
電子回路３は、更にキーボード１３２とのインターフェ
イスと、例えばＲＳ２３２直列インターフェイス１３３
のような外部装置との選択的なインターフェイスを制御
する。
【００２７】発明の計測装置は、更に好ましくは、計測
単位の選択等の或る一定のパラメータを記憶するため
に、図示されてはいないが、小パラメータの等速呼出記
憶装置（ＰＲＡＭ）から構成される。この記憶域は、更
に回路３又はマイクロコントローラ６に集積され得るも
のである。
単位の選択等の或る一定のパラメータを記憶するため
に、図示されてはいないが、小パラメータの等速呼出記
憶装置（ＰＲＡＭ）から構成される。この記憶域は、更
に回路３又はマイクロコントローラ６に集積され得るも
のである。
【００２８】電子回路３の主要エレメントは、図５に詳
細に図示されている。回路３の作動は、回路３の外部か
ら読み取りされ且つ書き込みされる記憶装置４００〜４
０２を制御することでマイクロコントローラ６によって
制御される。回路３によって確定された位置は、マイク
ロコントローラ６から読み取り可能な１つ以上の結果記
憶装置に同様に記憶される。マイクロコントローラ６
は、プログラムを実行し、回路３の作動を制御し、得ら
れた結果を表示器１２に表示し、単位変換やゼロ較正、
エラー点検、スタンバイの点検及び回路３の割り込み等
の特定の器具機能を実施させる。図５に示された実施例
では、３つだけの制御及び／若しくは結果の記憶装置４
００〜４０２が図示されているだけであるが、この数に
決して限定されるものではないことを理解すべきであ
る。
細に図示されている。回路３の作動は、回路３の外部か
ら読み取りされ且つ書き込みされる記憶装置４００〜４
０２を制御することでマイクロコントローラ６によって
制御される。回路３によって確定された位置は、マイク
ロコントローラ６から読み取り可能な１つ以上の結果記
憶装置に同様に記憶される。マイクロコントローラ６
は、プログラムを実行し、回路３の作動を制御し、得ら
れた結果を表示器１２に表示し、単位変換やゼロ較正、
エラー点検、スタンバイの点検及び回路３の割り込み等
の特定の器具機能を実施させる。図５に示された実施例
では、３つだけの制御及び／若しくは結果の記憶装置４
００〜４０２が図示されているだけであるが、この数に
決して限定されるものではないことを理解すべきであ
る。
【００２９】センサー５によって与えられるシヌソイド
信号ｓ（端子Ｓ−Ｓ’）とコシヌソイド信号ｃ（Ｃ−
Ｃ’）は、可変ゲインｇの増幅器３０、３０’によって
増幅され、次いでアナログからディジタルへの変換のた
めにそれらを十分なレベルまで高めるためにオフセット
Ｏの補償と共に第２増幅段３１、３１’によって増幅さ
れる。
信号ｓ（端子Ｓ−Ｓ’）とコシヌソイド信号ｃ（Ｃ−
Ｃ’）は、可変ゲインｇの増幅器３０、３０’によって
増幅され、次いでアナログからディジタルへの変換のた
めにそれらを十分なレベルまで高めるためにオフセット
Ｏの補償と共に第２増幅段３１、３１’によって増幅さ
れる。
【００３０】増幅器３２、３２’の出力部の信号は、図
６に示されている。チャンネルＣ、Ｓ上の各差動信号の
形状は、まさしく実質的にシヌソイドとなっているが、
しかしそれらはオフセットＯC 、ＯS から各々構成され
ていることが理解されよう。システムにおけるオフセッ
トの主要因は、センサー５上におけるホイートストンブ
リッジのアームの非対称によるものである。この種のオ
フセットは、ブリッジＥP −ＥN の給電電圧に比例して
いる。オフセットの他の要因は、特に増幅器３０、３１
によるものである。
６に示されている。チャンネルＣ、Ｓ上の各差動信号の
形状は、まさしく実質的にシヌソイドとなっているが、
しかしそれらはオフセットＯC 、ＯS から各々構成され
ていることが理解されよう。システムにおけるオフセッ
トの主要因は、センサー５上におけるホイートストンブ
リッジのアームの非対称によるものである。この種のオ
フセットは、ブリッジＥP −ＥN の給電電圧に比例して
いる。オフセットの他の要因は、特に増幅器３０、３１
によるものである。
【００３１】最適の計測精度を保証するために、これら
のオフセットは補正されなければならない。各チャンネ
ルに対するオフセットの補正値は、較正作業中に確定さ
れ、記憶装置４４、４４’（図５）に記憶される。この
値は、変換器４３、４３’によってオフセット補正増幅
器３１、３１’のためのオフセット補正アナログ信号
Ｏ、Ｏ’に変換される。変換器４３、４３’の基準電圧
ＶREF は、センサー５のオフセットに対するこの電圧の
影響に対して補償するようにブリッジの給電電圧ＥP −
ＥN に比例する。
のオフセットは補正されなければならない。各チャンネ
ルに対するオフセットの補正値は、較正作業中に確定さ
れ、記憶装置４４、４４’（図５）に記憶される。この
値は、変換器４３、４３’によってオフセット補正増幅
器３１、３１’のためのオフセット補正アナログ信号
Ｏ、Ｏ’に変換される。変換器４３、４３’の基準電圧
ＶREF は、センサー５のオフセットに対するこの電圧の
影響に対して補償するようにブリッジの給電電圧ＥP −
ＥN に比例する。
【００３２】オフセット補正値は、各チャンネルの次の
極値に対して対称な２つの値Ｓ1 、Ｓ2 とＣ1 、Ｃ2 を
各々サンプリングすることで較正作業中に確定される。
かくして、チャンネルＣのオフセットは、信号Ｓがゼロ
を通過する時にこのチャンネル上で信号値をサンプリン
グすることで確定され、またその逆も同様である（図６
参照）。信号のシヌソイド形状によって、２つのサンプ
リング値Ｃ1 、Ｃ2 はこのチャンネルのオフセット電圧
ＯC に対して対称となっており；この電圧は、次に等式
ＯC ＝（Ｃ1 ＋Ｃ2 ）／２によって簡単に決定される。
値Ｃ1 、Ｃ2 は、較正モードにおいて適当な記憶装置に
よって設定されたアナログからディジタルへの変換器３
６によってサンプル採取され；オフセット補正値ＯC が
マイクロコントローラ６によって上記等式に従って算定
され且つそれによって記憶装置４４に記憶される。同様
な手続きが、他のチャンネルＳの記憶装置４４’に記憶
されるオフセット補正値を値Ｓ1 、Ｓ2 に基づいて確定
するために使用されよう。
極値に対して対称な２つの値Ｓ1 、Ｓ2 とＣ1 、Ｃ2 を
各々サンプリングすることで較正作業中に確定される。
かくして、チャンネルＣのオフセットは、信号Ｓがゼロ
を通過する時にこのチャンネル上で信号値をサンプリン
グすることで確定され、またその逆も同様である（図６
参照）。信号のシヌソイド形状によって、２つのサンプ
リング値Ｃ1 、Ｃ2 はこのチャンネルのオフセット電圧
ＯC に対して対称となっており；この電圧は、次に等式
ＯC ＝（Ｃ1 ＋Ｃ2 ）／２によって簡単に決定される。
値Ｃ1 、Ｃ2 は、較正モードにおいて適当な記憶装置に
よって設定されたアナログからディジタルへの変換器３
６によってサンプル採取され；オフセット補正値ＯC が
マイクロコントローラ６によって上記等式に従って算定
され且つそれによって記憶装置４４に記憶される。同様
な手続きが、他のチャンネルＳの記憶装置４４’に記憶
されるオフセット補正値を値Ｓ1 、Ｓ2 に基づいて確定
するために使用されよう。
【００３３】この較正工程は、器具の寿命中にちょうど
一回とか、電池交換毎に、又は例えば数秒毎等一定の間
隔で必要に応じて実行され、例えば温度や電池の充電レ
ベルや加齢等によるどのような電位変化に対しても補正
を行う。
一回とか、電池交換毎に、又は例えば数秒毎等一定の間
隔で必要に応じて実行され、例えば温度や電池の充電レ
ベルや加齢等によるどのような電位変化に対しても補正
を行う。
【００３４】センサーが静止状態の時、即ちセンサーが
実質的に連続的な信号を供給している時には最大級の精
度が必要とされる。従って、増幅器３０、３０’、３
１、３１’と信号経路を、それらが非常に微弱なノイズ
１／ｆを発生するように設計することが重要である。
実質的に連続的な信号を供給している時には最大級の精
度が必要とされる。従って、増幅器３０、３０’、３
１、３１’と信号経路を、それらが非常に微弱なノイズ
１／ｆを発生するように設計することが重要である。
【００３５】図６からはっきりと理解されるように、各
々の差動信号Ｃ、Ｓは、センサーが周期λで移動する度
に２回ゼロを通過する。この状況は、図７に線図で図解
されている。４つの四分円Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、２つの信
号Ｃ、Ｓの極性に従って定義される。センサーの正方向
への移動時における信号Ｃ、Ｓの展開は、矢印で図示さ
れている。一つの四分円は、λ／４の移動の一つの領域
に対応している。これら２つの信号の絶対値（｜Ｃ｜と
｜Ｓ｜）を比較することで、λ／８に対応した８つの八
分円が形成される。
々の差動信号Ｃ、Ｓは、センサーが周期λで移動する度
に２回ゼロを通過する。この状況は、図７に線図で図解
されている。４つの四分円Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、２つの信
号Ｃ、Ｓの極性に従って定義される。センサーの正方向
への移動時における信号Ｃ、Ｓの展開は、矢印で図示さ
れている。一つの四分円は、λ／４の移動の一つの領域
に対応している。これら２つの信号の絶対値（｜Ｃ｜と
｜Ｓ｜）を比較することで、λ／８に対応した８つの八
分円が形成される。
【００３６】センサーが位置を定められる八分円は、３
つの比較器３２、３２’、３５によって確定される。比
較器３２は、第１チャンネル上の信号Ｃが正の時にはビ
ットｂ0 を１にする。比較器３２’は、第２チャンネル
上の信号Ｓが正の時にビットｂ1 を１にする。八分円を
示している第３ビットｃ0 は、差動比較器３５によって
確定され、｜Ｃ｜＞｜Ｓ｜の時には１に等しい。これら
の関係は、次の表１に要約されている：
つの比較器３２、３２’、３５によって確定される。比
較器３２は、第１チャンネル上の信号Ｃが正の時にはビ
ットｂ0 を１にする。比較器３２’は、第２チャンネル
上の信号Ｓが正の時にビットｂ1 を１にする。八分円を
示している第３ビットｃ0 は、差動比較器３５によって
確定され、｜Ｃ｜＞｜Ｓ｜の時には１に等しい。これら
の関係は、次の表１に要約されている：
【表１】
【００３７】結果の内で最も重要なビットは、計測開始
からセンサー５によって横切られる周期λの数を計える
二方向カウンター３８によって確定される。図７におけ
る矢印への移動は増強され、他方、反対方向への移動は
減衰される。詳述されていないが結合論理３８は、八分
円の３つのビットｂ0 、ｂ1 、ｃ0 をカウンター３９の
ための増強／減衰信号ｕ／ｄと時計信号ｃｋとに変換す
る。カウンターのビットの数ｍは、スケール２１上での
周期λの数に依存しており；例えばもし周期λが１ｍｍ
に等しく且つスケールの長さが２５ｃｍであれば、セン
サーは、８ビットで表示される２５０周期の上限だけ横
切ることができる。
からセンサー５によって横切られる周期λの数を計える
二方向カウンター３８によって確定される。図７におけ
る矢印への移動は増強され、他方、反対方向への移動は
減衰される。詳述されていないが結合論理３８は、八分
円の３つのビットｂ0 、ｂ1 、ｃ0 をカウンター３９の
ための増強／減衰信号ｕ／ｄと時計信号ｃｋとに変換す
る。カウンターのビットの数ｍは、スケール２１上での
周期λの数に依存しており；例えばもし周期λが１ｍｍ
に等しく且つスケールの長さが２５ｃｍであれば、セン
サーは、８ビットで表示される２５０周期の上限だけ横
切ることができる。
【００３８】周期内における位置は、ビットｂ0 、ｂ1
、ｃ0 によって与えられた八分円の表示によってより
正確に確定される。この表示は、結合論理３８によって
二進法によって中間重みの３つのビットに変換される。
回路３８は、さらに四分円の変化毎に移動信号を供給す
るが、この信号の作用を次に示す。
、ｃ0 によって与えられた八分円の表示によってより
正確に確定される。この表示は、結合論理３８によって
二進法によって中間重みの３つのビットに変換される。
回路３８は、さらに四分円の変化毎に移動信号を供給す
るが、この信号の作用を次に示す。
【００３９】この凡その計測システムによって達成され
る最小識別距離は、従って前述の例でλ／８又は１２５
μｍである。より厳密な識別距離を得るために、厳密な
計測システムが必要である。このシステムは、下記に説
明するように、センサーの移動中にはできるかぎり分離
される。
る最小識別距離は、従って前述の例でλ／８又は１２５
μｍである。より厳密な識別距離を得るために、厳密な
計測システムが必要である。このシステムは、下記に説
明するように、センサーの移動中にはできるかぎり分離
される。
【００４０】厳密な計測は、等式に従って八分円内にセ
ンサーの位置ｘを内挿することで達成される。
ンサーの位置ｘを内挿することで達成される。
【数１】
【００４１】この分割は、入力部ＩＮにおける（差動）
信号をディジタル信号に変換するアナログからディジタ
ルへの変換器３６によって実施される。分母における他
方の信号は、変換器３６の（差動）基準入力部に供給さ
れ；信号ＲＥＦによる信号ＩＮの分割と結果のディジタ
ル変換とは、かくして一回の作動において実施される。
分割のディジタル結果は、変換表３７（ＲＯＭ）にアド
レス入力として供給され、それでタンジェントをその逆
数に変換し、かくして結果のｎ個の最小の重要ビットを
直接提供する。
信号をディジタル信号に変換するアナログからディジタ
ルへの変換器３６によって実施される。分母における他
方の信号は、変換器３６の（差動）基準入力部に供給さ
れ；信号ＲＥＦによる信号ＩＮの分割と結果のディジタ
ル変換とは、かくして一回の作動において実施される。
分割のディジタル結果は、変換表３７（ＲＯＭ）にアド
レス入力として供給され、それでタンジェントをその逆
数に変換し、かくして結果のｎ個の最小の重要ビットを
直接提供する。
【００４２】結果の最大の重要ビットと最小の重要ビッ
トとは、直接マイクロプロセッサー６に供給されるか、
又は好ましくは先ず記憶装置４００〜４０２の内の結果
記憶装置に記憶されることになろう。
トとは、直接マイクロプロセッサー６に供給されるか、
又は好ましくは先ず記憶装置４００〜４０２の内の結果
記憶装置に記憶されることになろう。
【００４３】表３７の大きさを制限するために、全ての
作動は第１の八分円に戻される。インバータ３３は、ｂ
0 が０の時、即ち信号Ｃが負（四分円ＢとＣ）の時に差
動信号Ｃを反転する。インバータ３３’は、ｂ1 が０の
時、即ち信号Ｓが負（四分円ＣとＤ）の時に差動信号Ｃ
を反転する。ビットｃ0 によって制御される要素３４
は、ｃ0 が０の時、即ち信号が第２の八分円に在る時に
信号Ｃ、Ｓを転置する。
作動は第１の八分円に戻される。インバータ３３は、ｂ
0 が０の時、即ち信号Ｃが負（四分円ＢとＣ）の時に差
動信号Ｃを反転する。インバータ３３’は、ｂ1 が０の
時、即ち信号Ｓが負（四分円ＣとＤ）の時に差動信号Ｃ
を反転する。ビットｃ0 によって制御される要素３４
は、ｃ0 が０の時、即ち信号が第２の八分円に在る時に
信号Ｃ、Ｓを転置する。
【００４４】要素３３、３３’、３４の作動は、インタ
ーフェイス４０及びアドレスとデータのラインＡＤ０：
３と対応信号ＬＤ、ＳＹＮＣを介して回路３の外部から
読み取られ且つ書き込まれる記憶装置によって制御され
る。
ーフェイス４０及びアドレスとデータのラインＡＤ０：
３と対応信号ＬＤ、ＳＹＮＣを介して回路３の外部から
読み取られ且つ書き込まれる記憶装置によって制御され
る。
【００４５】電子回路３は、センサー５におけるホイー
トストンブリッジの電気供給のために同様に責任があ
る。もし、センサー５のブリッジの全体の合成抵抗が例
えば３０ｋΩで、給電電圧が３Ｖであれば、磁気抵抗電
極１００における電力消費は、従って約１００μＡとな
る。本発明の重要な特徴に依れば、これらのブリッジ
（ＡＢＣＤ、Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’）はエネルギの散逸を減
らすために連続的には給電されないことになる。
トストンブリッジの電気供給のために同様に責任があ
る。もし、センサー５のブリッジの全体の合成抵抗が例
えば３０ｋΩで、給電電圧が３Ｖであれば、磁気抵抗電
極１００における電力消費は、従って約１００μＡとな
る。本発明の重要な特徴に依れば、これらのブリッジ
（ＡＢＣＤ、Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’）はエネルギの散逸を減
らすために連続的には給電されないことになる。
【００４６】ブリッジの給電信号ＥP 、ＥN の好適な形
状は図８に図示されている。ピンの電位ＥP は、最大電
位ＥPmax（例えばＶddに等しい）とその電位の半分ＥPm
ax/２との間で変化する。ピンＥN の電位は、ＥPmax/2
とＶｓｓ（０ボルト）との間で変化する。この構成で、
入力増幅器３０、３０’を余りにも大きな電圧サージを
受けることから避け、従って危険性のより少ない一般的
なモードの拒絶率（ＣＭＲＲ）を有した入力増幅器を使
用するのが可能になる。更に、漂遊静電容量Ｃpar の充
電／放電に対する消費は、半分だけ低減される。
状は図８に図示されている。ピンの電位ＥP は、最大電
位ＥPmax（例えばＶddに等しい）とその電位の半分ＥPm
ax/２との間で変化する。ピンＥN の電位は、ＥPmax/2
とＶｓｓ（０ボルト）との間で変化する。この構成で、
入力増幅器３０、３０’を余りにも大きな電圧サージを
受けることから避け、従って危険性のより少ない一般的
なモードの拒絶率（ＣＭＲＲ）を有した入力増幅器を使
用するのが可能になる。更に、漂遊静電容量Ｃpar の充
電／放電に対する消費は、半分だけ低減される。
【数２】
【００４７】更に、この構成では、給電間隔と給電低減
間隔との間の切り換え時間を減じ、信号ＥP の移行によ
って惹起され且つＥN の補足的な移行によって惹起され
る漂遊結合に対して補償することが可能になる。
間隔との間の切り換え時間を減じ、信号ＥP の移行によ
って惹起され且つＥN の補足的な移行によって惹起され
る漂遊結合に対して補償することが可能になる。
【００４８】信号ＥP とＥN は、発振器４１からの時計
信号と回路の給電電圧Ｖｄｄとに基づいてシーケンスユ
ニット４２によって供給される。発振器４１は、水晶の
外部回路３からの時計信号を受信する。ユニット（給電
回路）４２は、ただ在来の電子技術を使用して造られ、
従って詳細に説明する必要がない。
信号と回路の給電電圧Ｖｄｄとに基づいてシーケンスユ
ニット４２によって供給される。発振器４１は、水晶の
外部回路３からの時計信号を受信する。ユニット（給電
回路）４２は、ただ在来の電子技術を使用して造られ、
従って詳細に説明する必要がない。
【００４９】記憶装置４００〜４０２の内の適当な制御
記憶装置は、給電間隔と給電削減間隔との間で作動サイ
クル割合を定めている。例えば、これら記憶装置の一つ
における２つのビットは、４つの作動サイクル割合が１
００％（常時給電されている）、５０％、２５％（図示
の如く）及び０％（完全に止められている）で選択され
る得るようにするものである。
記憶装置は、給電間隔と給電削減間隔との間で作動サイ
クル割合を定めている。例えば、これら記憶装置の一つ
における２つのビットは、４つの作動サイクル割合が１
００％（常時給電されている）、５０％、２５％（図示
の如く）及び０％（完全に止められている）で選択され
る得るようにするものである。
【００５０】磁気抵抗電極１００を給電する他のモード
は、使用されるセンサーに従って、例えば電流供給や非
差動給電等が考えられる。
は、使用されるセンサーに従って、例えば電流供給や非
差動給電等が考えられる。
【００５１】回路３は、好ましくは、計測信号の周波数
を確定し、それでセンサーの移動速度を確定する周波数
メータ４５から構成される。本発明の選択的特徴に依れ
ば、ユニット４２の作動サイクル割合は検出された周波
数に左右され、センサーが早く移動すると、ブリッジは
センサーが静止状態になっている時よりもより頻繁に給
電されることになる。変形例では、周波数メータは、更
に、電力消費を低減するためにセンサーの急速移動中に
は厳密な計測回路（要素３６、３７）を分離するのに使
用される。
を確定し、それでセンサーの移動速度を確定する周波数
メータ４５から構成される。本発明の選択的特徴に依れ
ば、ユニット４２の作動サイクル割合は検出された周波
数に左右され、センサーが早く移動すると、ブリッジは
センサーが静止状態になっている時よりもより頻繁に給
電されることになる。変形例では、周波数メータは、更
に、電力消費を低減するためにセンサーの急速移動中に
は厳密な計測回路（要素３６、３７）を分離するのに使
用される。
【００５２】作動サイクル割合は、更に、電子回路に給
電する電池１１０の充電レベルを検出するために回路４
６によって制御され、電池が所定の最小値よりも低い電
圧を供給すると、磁気抵抗電極１００の給電間隔期間は
短縮される。変形例では、厳密な計測回路３６、３７は
その瞬間に同様に分離される。この状況は、好ましく
は、コントローラ６が回路３の対応した中断を感知する
とそのコントローラ６によって表示される表示器１２上
の適当な信号によって使用者に示めされる。
電する電池１１０の充電レベルを検出するために回路４
６によって制御され、電池が所定の最小値よりも低い電
圧を供給すると、磁気抵抗電極１００の給電間隔期間は
短縮される。変形例では、厳密な計測回路３６、３７は
その瞬間に同様に分離される。この状況は、好ましく
は、コントローラ６が回路３の対応した中断を感知する
とそのコントローラ６によって表示される表示器１２上
の適当な信号によって使用者に示めされる。
【００５３】電池の状態と周波数とは、更に、上述の制
御記憶装置によってその際に作動サイクルを制御するマ
イクロコントローラ６によっても検出される。
御記憶装置によってその際に作動サイクルを制御するマ
イクロコントローラ６によっても検出される。
【００５４】特にもし比較器３２、３２’、３５の特性
が不完全で、かくして厳密計測と凡そ計測の２つのシス
テムが現在の四分円の推計に合致しないことがある場合
には、回路３は更にそれら２つのシステムの間で同調さ
せる手段（図示されていない）からも構成される。
が不完全で、かくして厳密計測と凡そ計測の２つのシス
テムが現在の四分円の推計に合致しないことがある場合
には、回路３は更にそれら２つのシステムの間で同調さ
せる手段（図示されていない）からも構成される。
【００５５】回路は、好ましくは更に、スタンバイモー
ド回路４７からも構成される。スタンバイモードでは、
回路３の次の構成要素のみが給電された状態となってい
る：即ち、パラメータの等速呼出記憶装置と、キーボー
ド１３２と、インターフェイス４０と、或いは凡そ計測
回路３０、３１、３２、３５、３８、３９と発振回路４
１、４２とが給電された状態となっている。他方、マイ
クロコントローラ６を含んだ、回路３の外部の構成要素
は、給電されていない。
ド回路４７からも構成される。スタンバイモードでは、
回路３の次の構成要素のみが給電された状態となってい
る：即ち、パラメータの等速呼出記憶装置と、キーボー
ド１３２と、インターフェイス４０と、或いは凡そ計測
回路３０、３１、３２、３５、３８、３９と発振回路４
１、４２とが給電された状態となっている。他方、マイ
クロコントローラ６を含んだ、回路３の外部の構成要素
は、給電されていない。
【００５６】スタンバイモードは、マイクロコントロー
ラ６によって、例えばインターフェイス４０における適
当な制御記憶装置によって、又は電池状態検出回路４６
によって選択される。回路は、次いで、スタンバイ回路
４７によって中断される次の作用：即ちキーボード１３
２の使用や（上記に示した移動ビットによって検出され
る）センサーの移動や、直列インターフェイス１３３に
受信されるメッセージ等の内の一つによって再作動され
ることになろう。幾つかのスタンバイモードは、好まし
くは適当な制御記憶装置によって定義されるが：例え
ば、センサーの移動による起動は、全てのスタンバイモ
ードにおいて望ましいことではないが、ただ磁気抵抗電
極１００が少なくとも間欠的に給電された状態になって
いる場合には可能である。
ラ６によって、例えばインターフェイス４０における適
当な制御記憶装置によって、又は電池状態検出回路４６
によって選択される。回路は、次いで、スタンバイ回路
４７によって中断される次の作用：即ちキーボード１３
２の使用や（上記に示した移動ビットによって検出され
る）センサーの移動や、直列インターフェイス１３３に
受信されるメッセージ等の内の一つによって再作動され
ることになろう。幾つかのスタンバイモードは、好まし
くは適当な制御記憶装置によって定義されるが：例え
ば、センサーの移動による起動は、全てのスタンバイモ
ードにおいて望ましいことではないが、ただ磁気抵抗電
極１００が少なくとも間欠的に給電された状態になって
いる場合には可能である。
【００５７】回路３は、更に、ＲＳ２３２型信号を受信
して光電式直列インターフェイス１３３に送る通信回路
（図示されていない）を収容している。
して光電式直列インターフェイス１３３に送る通信回路
（図示されていない）を収容している。
【００５８】説明してきた回路は、例えばスライド式測
径器やマイクロメータ等の携帯式寸法計測装置におい
て、特に有利であるがことが判ったが、それを長手方向
寸法や角度を計測するための固定式又は可動式のどんな
型式の装置にも当然使用することができる。
径器やマイクロメータ等の携帯式寸法計測装置におい
て、特に有利であるがことが判ったが、それを長手方向
寸法や角度を計測するための固定式又は可動式のどんな
型式の装置にも当然使用することができる。
【００５９】説明して来た回路の特長の幾つかは個別で
も使用され得ることは、当業者には理解できよう。特
に、説明して来た又特許請求されたオフセット調節回路
は、給電回路４２の特定の実施例とは独立して使用され
る。従って、本発明は、更に、磁気抵抗電極１００を有
し且つ回路網に接続されるようになっている少なくとも
一つの入力部（Ｃ、Ｃ’、Ｓ、Ｓ’）を備えた計測回路
３０〜３９から構成された寸法計測装置１の電子回路３
にも関係しており、この計測回路は、回路網の磁気抵抗
電極１００の内の少なくとも一つの抵抗に基づいた少な
くとも一つの大きさを呈示するものであって、それが更
に、計測のオフセットを調節するためにオフセット調節
手段４３、４４、４３’、４４’を有していることを特
徴としている。本発明は、従って更に、オフセット調節
手段が各計測チャンネルに対して少なくとも一つのオフ
セット補償増幅器３１、３１’を有しており、またオフ
セット調節手段は、各計測チャンネルに対して、オフセ
ット補正値を示す記憶装置４４、４４’と、オフセット
補償増幅器を制御するディジタルからアナログへの変換
器４３、４３’を有していて、ディジタルからアナログ
への変換器の基準電圧は、磁気抵抗電極１００の回路網
の給電電圧に比例しているような電子回路に関係してい
る。
も使用され得ることは、当業者には理解できよう。特
に、説明して来た又特許請求されたオフセット調節回路
は、給電回路４２の特定の実施例とは独立して使用され
る。従って、本発明は、更に、磁気抵抗電極１００を有
し且つ回路網に接続されるようになっている少なくとも
一つの入力部（Ｃ、Ｃ’、Ｓ、Ｓ’）を備えた計測回路
３０〜３９から構成された寸法計測装置１の電子回路３
にも関係しており、この計測回路は、回路網の磁気抵抗
電極１００の内の少なくとも一つの抵抗に基づいた少な
くとも一つの大きさを呈示するものであって、それが更
に、計測のオフセットを調節するためにオフセット調節
手段４３、４４、４３’、４４’を有していることを特
徴としている。本発明は、従って更に、オフセット調節
手段が各計測チャンネルに対して少なくとも一つのオフ
セット補償増幅器３１、３１’を有しており、またオフ
セット調節手段は、各計測チャンネルに対して、オフセ
ット補正値を示す記憶装置４４、４４’と、オフセット
補償増幅器を制御するディジタルからアナログへの変換
器４３、４３’を有していて、ディジタルからアナログ
への変換器の基準電圧は、磁気抵抗電極１００の回路網
の給電電圧に比例しているような電子回路に関係してい
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る携帯式電子ゲージの展開図であ
る。
る。
【図２】幾つかのグループの磁気抵抗電極がセンサー部
上に見え、更にセンサー部上においてスケール部によっ
て発生された磁場Ｈ（ｘ）を図解している、スケール部
とセンサー部との線図斜視図である。
上に見え、更にセンサー部上においてスケール部によっ
て発生された磁場Ｈ（ｘ）を図解している、スケール部
とセンサー部との線図斜視図である。
【図３】異なった尺度の電極が二つの計測ブリッジを構
成するように接続された方式を図解した電気線図であ
る。
成するように接続された方式を図解した電気線図であ
る。
【図４】本発明に係る携帯式ゲージを構成する各種の要
素の全体線図である。
素の全体線図である。
【図５】本発明に係る電子回路を構成する主要要素のブ
ロック線図である。
ロック線図である。
【図６】センサーによって供給され且つ電子回路で増幅
される信号ｃ、ｓの展開を表した図である。
される信号ｃ、ｓの展開を表した図である。
【図７】信号ｃ、ｓの展開を表した図である。
【図８】本発明に係るホイートストンブリッジの給電信
号のクロノグラフである。
号のクロノグラフである。
３ 寸法計測装置用電子回路 ５ センサー ６ マイクロコントロラー １２ 電子表示器 ２１ スケール ２３、２４ 一連の磁化されたゾーン ３１、３１’ オフセット補償増幅器 ３３、３３’ 信号の反転の制御可能手段 ３４ 信号の転置の制御可能手段 ３６ アナログからディジタルへの変換器 ３７ 変換表 ３８ 二方向カウンター ４０ ディジタル部 ４２ 給電回路 ４３、４３’ ディジタルからアナログへの変換器 ４４ 記憶装置 ４６ 充電レベル検出回路 ４７ スタンバイ−モード回路 １００ 磁気抵抗電極 １１０ 電池 ４００〜４０２ 外部から書き込み可能な制御記憶装置 ＡＢＣＤ；Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’ ホイートストンブリッジ Ｃ、Ｃ’、Ｓ、Ｓ’ 入力部 ＩＮ 信号入力部 ＲＥＦ 基準入力部 ｓ、ｃ 差動信号 Ｓ１、Ｓ２；Ｃ１、Ｃ２ 信号の二つの対称点 ＥP 、ＥN 回路網の給電電圧 ＥPmax 最大電位 λ 周期
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−55502（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−37511（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−52501（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−112222（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−171204（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−301718（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−131712（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−194111（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−2115（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−56980（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−169207（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 7/00 - 7/34 G01D 5/245 101
Claims (26)
- 【請求項１】 磁気抵抗電極（１００）を有した寸法計
測装置用電子回路（３）であって、磁気抵抗電極（１０
０）の回路網に給電する給電電圧（ＥP 、ＥN ）を供給
する給電回路（４２）と、 前記回路網に接続される少なくとも一つの入力部（Ｃ、
Ｃ’、Ｓ、Ｓ’）を有すると共に回路網の磁気抵抗電極
（１００）の少なくとも一つの抵抗に基づいて少なくと
も一つの大きさを提供する計測回路（３０〜３９）とか
ら構成されており、 前記給電電圧（ＥP 、ＥN ）は、磁気抵抗電極（１０
０）の回路網の二つの外部端子間に供給するものであ
り、 前記給電回路（４２）により、一方の端子には最大電位
（ＥPmax）を給電し、また他方の端子には一方の端子に
給電の間は０ボルトに近い電位を給電し、また給電低減
の間には両端子に前記最大電位の半分に近い電位により
給電するものであり、 前記磁気抵抗電極（１００）への電気供給電圧を周期的
に変えてエネルギの散逸を一時的に低減する ことを特徴
とする寸法計測装置用電子回路。 - 【請求項２】 給電期間と給電低減期間との間の作動サ
イクル割合は、入力部（Ｃ、Ｃ’、Ｓ、Ｓ’）からの入
力信号に基づいて計測回路（３０〜３９）により確定さ
れる周波数により変動することを特徴とする請求項１記
載の寸法計測装置用電子回路。 - 【請求項３】 給電期間と給電低減期間との間の作動サ
イクル割合を電子回路の外部から書き込み可能な制御記
憶装置（４００〜４０２）によって変更可能であること
を特徴とする請求項１記載の寸法計測装置用電子回路。 - 【請求項４】 電子回路に給電する電池（１１０）の充
電レベルを検出する検出回路（４６）を有し、前記充電
レベル検出回路（４６）により検出した電池（１１０）
の充電レベルに応じて給電期間と給電低減期間との間の
作動サイクル割合を変動可能としたことを特徴とする請
求項１記載の寸法計測装置用電子回路。 - 【請求項５】 電子回路の外側から書き込み可能で且つ
計測及び／若しくは給電の回路の作動を記憶し又は制御
する複数の制御記憶装置（４００〜４０２）を有するこ
とを特徴とする請求項４記載の寸法計測装置用電子回
路。 - 【請求項６】 計測のオフセットを調節するオフセット
調節手段（４３、４４、４３’、４４’）を有すること
を特徴とする請求項１記載の寸法計測装置用電子回路。 - 【請求項７】 前記オフセット調節手段として各計測チ
ャンネルに対して少なくとも一つのオフセット補償増幅
器（３１、３１’）を有することを特徴とする請求項６
記載の寸法計測装置用電子回路。 - 【請求項８】 オフセット調節手段は、各計測チャンネ
ルに対してオフセット補正値を示す記憶装置（４４、４
４’）と、前記オフセット補償増幅器を制御するディジ
タルからアナログへの変換器（４３、４３’）とを有し
ており、そのディジタルからアナログへの変換器の基準
電圧は、磁気抵抗電極（１００）の回路網の給電電圧
（ＥP ）に比例して定められることを特徴とする請求項
７記載の寸法計測装置用電子回路。 - 【請求項９】 計測回路（３０〜３９）の出力部にオフ
セット確定手段（３６）を有していることを特徴とする
請求項６記載の寸法計測装置用電子回路。 - 【請求項１０】 前記オフセット確定手段は、アナログ
からディジタルへの変換器（３６）と、信号（ｓ、ｃ）
の次の極値に関連して二つの対称点（Ｓ１、Ｓ２；Ｃ
１、Ｃ２）において信号をサンプル採取する手段とを有
することを特徴とする請求項９記載の寸法計測装置用電
子回路。 - 【請求項１１】 計測回路（３０〜３９）の入力部
（Ｃ、Ｃ’；Ｓ、Ｓ’）は、差動入力部であることを特
徴とする請求項１記載の寸法計測装置用電子回路。 - 【請求項１２】 ３６０度／２ｎだけ位相がずれたｎ個
の信号を受信するように磁気抵抗電極（１００）の回路
網に接続しているｎ個の計測チャンネルから構成されて
おり、前記計測回路によって提供される大きさは、受信
されたｎ個の信号に基づいて確定することを特徴とする
請求項１１記載の寸法計測装置用電子回路。 - 【請求項１３】 ９０度だけ位相がずれた二つの信号を
受信するように磁気抵抗電極（１００）の回路網に接続
している二つの計測チャンネルから構成されており、前
記計測回路によって提供される大きさは、受信された二
つの信号に基づいて確定することを特徴とする請求項１
２記載の寸法計測装置用電子回路。 - 【請求項１４】 他方の信号による一方の信号の分割に
対応したディジタル結果を提供するように、信号入力部
（ＩＮ）を前記計測チャンネルの一方に接続し且つ基準
入力部（ＲＥＦ）を他方の計測チャンネルに接続してい
るアナログからディジタルへの変換器（３６）であっ
て、該変換器（３６）の出力部が前記ディジタル結果の
逆タンジェント又は逆コタンジェントに対応して前記パ
ラメータを表示している変換表（３７）に接続している
ことを特徴とする請求項１３記載の寸法計測装置用電子
回路。 - 【請求項１５】 前記アナログからディジタルへの変換
器（３６）の入力部に供給される信号の反転の制御可能
手段（３３、３３’）と転置の制御可能手段（３４）と
から構成されていることを特徴とする請求項１４記載の
寸法計測装置用電子回路。 - 【請求項１６】 計測の開始からセンサーが横切る周期
（λ）の数を計える二方向カウンター（３８）を有する
計測回路（３０、３１、３２、３５、３８、３９）と、
或る周期以内にセンサー（５）の位置を判別する厳密な
計測回路（３６、３７）とを有することを特徴とする請
求項１記載の寸法計測装置用電子回路。 - 【請求項１７】 スタンバイモードの一つにおいて、少
なくとも計測回路（３０、３１、３２、３５、３８、３
９）には給電し且つ厳密な計測回路（３６、３７）は短
絡するものであり、センサー（５）の移動を検出した場
合に厳密な計測回路（３６、３７）に給電するスタンバ
イ−モード回路（４７）を有することを特徴とする請求
項１６記載の寸法計測装置用電子回路。 - 【請求項１８】 一連の磁化されたゾーン（２３、２
４）を備えたスケール（２１）と、 該スケール（２１）に平行して向い合って移動でき且つ
磁気抵抗電極（１００）の回路網を備えたセンサー
（５）と、 前記回路網に給電する給電回路（４２）と、 前記回路網に給電した場合に磁気抵抗電極（１００）の
内の少なくとも一つの抵抗に基づいて少なくとも一つの
大きさを提供する計測回路（３０〜３９）とから構成さ
れており、 前記給電回路（４２）は、センサー（５）の磁気抵抗電
極（１００）の回路網の二つの外部端子間に給電電圧
（ＥP 、ＥN ）を給電するものであり、 一方の端子には最大電位（ＥPmax）を給電し、また他方
の端子には一方の端子の給電の間は０ボルトに近い電位
を給電し、また給電低減の間には両端子に前記最大電位
の半分に近い電位を給電するものであり、磁気抵抗電極
（１００）の エネルギの散逸を一時的に低減するように
センサー（５）の回路網の電気供給を周期的に低減する
ことを特徴とする寸法計測装置。 - 【請求項１９】 前記磁気抵抗電極（１００）の回路網
は、二つの端子間で給電され且つ出力部（Ｃ、Ｃ’；
Ｓ、Ｓ’）を前記計測回路（３０〜３９）の入力部に接
続した少なくとも一つのホイートストンブリッジよりな
ることを特徴とする請求項１８記載の寸法計測装置。 - 【請求項２０】 前記磁気抵抗電極（１００）の回路網
は、二つのホイートストンブリッジ（ＡＢＣＤ；Ａ’
Ｂ’Ｃ’Ｄ’）より構成され、第一ホイートストンブリ
ッジ（ＡＢＣＤ）の出力部は、スケール（２１）に沿っ
たセンサー（５）の位置のシヌソイド関数として差動信
号（ｓ）を出力するものであり、 また第二ホイートストンブリッジ（Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ）の
出力部は、スケール（２１）に沿ったセンサー（５）の
位置のコシヌソイド関数として差動信号（ｃ）を出力す
るものであることを特徴とする請求項１９記載の寸法計
測装置。 - 【請求項２１】 計測回路（３０〜３９）に周波数メー
タ（４５）が接続し、計測回路（３０〜３９）により計
測した計測信号の周波数を確定した後、周波数メータ
（４５）によりセンサー（５）の移動速度を判別し、前
記センサー（５）の移動速度に応じて給電回路（４２）
を制御することにより、給電期間と給電低減期間との間
の作動サイクル割合を変動可能としたことを特徴とする
請求項１８記載の寸法計測装置。 - 【請求項２２】 電子回路（３、６）に給電する電池
（１１０）の充電レベルを検出する検出回路（４６）を
有し、前記充電レベル検出回路（４６）により 検出した
電池（１１０）の充電レベルに応じて給電回路（４２）
を制御することにより、給電期間と給電低減期間との間
の作動サイクル割合を変動可能としたことを特徴とする
請求項１８記載の寸法計測装置。 - 【請求項２３】 少なくとも前記給電回路（４２）及び
計測回路（３０〜３９）と、複数の制御記憶装置（４０
０〜４０２）を含んだディジタル部（４０）を有した第
一集積電子回路（３）と、該第一集積電子回路（３）に
接続され且つ前記制御記憶装置（４００）に書き込みで
きるマイクロコントロラー（６）と、 前記計測された大きさに基づいて結果を表示するように
前記マイクロコントロラー（６）に接続された電子表示
器（１２）とから構成されていることを特徴とする請求
項１８記載の寸法計測装置。 - 【請求項２４】 一連の磁化されたゾーン（２３、２
４）を備えたスケール（２１）と、該スケールに平行し
て向い合って移動でき且つ二つのホイートストンブリッ
ジ（ＡＢＣＤ；Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’）を構成するように接
続された磁気抵抗電極（１００）の回路網を備えたセン
サー（５）とから構成された磁気抵抗計測装置によって
寸法計測する方法であって、ホイートストンブリッジ
（ＡＢＣＤ；Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’）に給電電圧（ＥP 、Ｅ
N ）を供給する工程と、該ホイートストンブリッジ（Ａ
ＢＣＤ；Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’）の出力部で受信された二つ
の位相がずれた信号（ｓ、ｃ）に基づいてスケール（２
１）に沿ったセンサー（５）の位置を確定する工程とか
らなる寸法計測方法において、ホイートストンブリッジ（ＡＢＣＤ；Ａ’Ｂ’Ｃ’
Ｄ’）の給電は、一方のホイートストンブリッジ（ＡＢ
ＣＤ）に対しては最大電位（ＥPmax）を給電し、また他
方のホイートストンブリッジ（Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’）に対
しては一方のホイートストンブリッジ（ＡＢＣＤ）に給
電の間は０ボルトに近い電位を給電し、また給電低減の
間には両ホイートストンブリッジ（ＡＢＣＤ；Ａ’Ｂ’
Ｃ’Ｄ’）に前記最大電位の半分に近い電位を給電する
ものであり、 前記 磁気抵抗電極（１００）への電気供給電圧を周期的
に変えてエネルギの散逸を一時的に低減することを特徴
とする寸法計測方法。 - 【請求項２５】 スケール（２１）に沿ったセンサー
（５）の位置を確定する工程は、一方の位相がずれた信
号を他方の信号によって分割して分担の逆タンジェント
を確定する工程を含んでいることを特徴とする請求項２
４記載の寸法計測方法。 - 【請求項２６】 較正作業中に確定されるオフセット補
正値によってオフセット補償する工程を有することを特
徴とする請求項２５記載の寸法計測方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP97811006A EP0924491B1 (fr) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | Circuit électronique pour dispositif de mesure de dimension à électrodes magnétorésistives |
| CH97811006.2 | 1997-12-22 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11257909A JPH11257909A (ja) | 1999-09-24 |
| JP3069789B2 true JP3069789B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=8230537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10376142A Expired - Fee Related JP3069789B2 (ja) | 1997-12-22 | 1998-12-21 | 寸法計測装置用電子回路と寸法計測装置及び寸法計測方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6229301B1 (ja) |
| EP (2) | EP1052473B1 (ja) |
| JP (1) | JP3069789B2 (ja) |
| CN (1) | CN1206509C (ja) |
| DE (2) | DE69721593T2 (ja) |
| HK (1) | HK1018504A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US11224199B2 (en) | 2018-08-01 | 2022-01-18 | John Fernando Hernandez Barrera | Hygienic filter and disposal device |
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| FR2792403B1 (fr) * | 1999-04-14 | 2001-05-25 | Roulements Soc Nouvelle | Capteur de position et/ou de deplacement comportant une pluralite d'elements sensibles alignes |
| DE10111975B9 (de) * | 2000-03-13 | 2012-11-15 | Mitutoyo Corp. | Verfahren zur Fehlererfassung für eine Vorrichtung zur Positionserfassung mit elektromagnetischer Induktion |
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