JP3466680B2 - 光学式エンコーダ - Google Patents
光学式エンコーダInfo
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- JP3466680B2 JP3466680B2 JP29002993A JP29002993A JP3466680B2 JP 3466680 B2 JP3466680 B2 JP 3466680B2 JP 29002993 A JP29002993 A JP 29002993A JP 29002993 A JP29002993 A JP 29002993A JP 3466680 B2 JP3466680 B2 JP 3466680B2
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- Japan
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- light receiving
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は被測定物体の回転状態の
変位を光電的に検出する光学式エンコーダ、特に、所定
形状のパターンが形成されているパルス板を利用した光
学式エンコーダに関するものである。
変位を光電的に検出する光学式エンコーダ、特に、所定
形状のパターンが形成されているパルス板を利用した光
学式エンコーダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より被測定物体の移動量や回転量の
検出を光学式スケールを利用して行なう所謂光学式エン
コーダが例えば特開昭５９−６３５１７号公報や、特開
昭６０−１４０１１９号公報等で提案されている。
検出を光学式スケールを利用して行なう所謂光学式エン
コーダが例えば特開昭５９−６３５１７号公報や、特開
昭６０−１４０１１９号公報等で提案されている。
【０００３】このうち例えば、回転体の回転状態を検出
するロータリエンコーダは、回転体に連結した回転円板
上にスリット状の光透過部と光遮光部を周期的に配置し
たメインスケールを有するパルス板と、このパルス板の
メインスケールと同じ周期となるように光透過部と光遮
光部を基板面上に配置したインデックススケールを有し
た固定の補助パルス板とを用い、対向配置した上記パル
ス板と補助パルス板の双方を挟むように発光手段と受光
手段を対向配置して構成している。
するロータリエンコーダは、回転体に連結した回転円板
上にスリット状の光透過部と光遮光部を周期的に配置し
たメインスケールを有するパルス板と、このパルス板の
メインスケールと同じ周期となるように光透過部と光遮
光部を基板面上に配置したインデックススケールを有し
た固定の補助パルス板とを用い、対向配置した上記パル
ス板と補助パルス板の双方を挟むように発光手段と受光
手段を対向配置して構成している。
【０００４】次に上記構成のロータリーエンコーダの動
作を説明する。投光手段からの光束のうち、パルス板の
光透過部と補助パルス板の光透過部の双方の光透過部を
通過した光束が受光手段に入射し、この入射光束に基づ
いて受光手段から得られる信号を、例えば周波数解析し
て回転体の回転状態を検出する。
作を説明する。投光手段からの光束のうち、パルス板の
光透過部と補助パルス板の光透過部の双方の光透過部を
通過した光束が受光手段に入射し、この入射光束に基づ
いて受光手段から得られる信号を、例えば周波数解析し
て回転体の回転状態を検出する。
【０００５】このとき、パルス板と補助パルス板の相対
位置がずれていると、完全な遮光状態が得られず、受光
手段で得られる明暗比、即ち、Ｓ／Ｎ比が低下してく
る。この結果、受光手段で得られる光電流の明暗に対応
する振幅が小さくなり、出力パルスのカウントを読み取
る際の読取り誤差の原因となる。そのため、正確にパル
スを読取るためには、パルス板と補助パルス板の相対位
置ずれを小さく抑えなければならない。
位置がずれていると、完全な遮光状態が得られず、受光
手段で得られる明暗比、即ち、Ｓ／Ｎ比が低下してく
る。この結果、受光手段で得られる光電流の明暗に対応
する振幅が小さくなり、出力パルスのカウントを読み取
る際の読取り誤差の原因となる。そのため、正確にパル
スを読取るためには、パルス板と補助パルス板の相対位
置ずれを小さく抑えなければならない。
【０００６】図６は従来のエンコーダユニットの構成を
示す正面図である。
示す正面図である。
【０００７】図６において１０１はドーナツ形状のパル
ス板であり、その面上には一定の周期で配置されたスリ
ット状の光透過部と光遮光部よりなるパターンが設けら
れている。１０２はパルス板１０１を一体的に保持する
ホルダーであり、不図示の被測定回転物体に連結され、
後記円筒状の筐体１０４の外径にそって摺動する二つの
突起１０２ａ、および該突起が常に該筐体の外径に接す
るように上記ホルダー１０２を付勢するバネ１０２ｂを
有する。
ス板であり、その面上には一定の周期で配置されたスリ
ット状の光透過部と光遮光部よりなるパターンが設けら
れている。１０２はパルス板１０１を一体的に保持する
ホルダーであり、不図示の被測定回転物体に連結され、
後記円筒状の筐体１０４の外径にそって摺動する二つの
突起１０２ａ、および該突起が常に該筐体の外径に接す
るように上記ホルダー１０２を付勢するバネ１０２ｂを
有する。
【０００８】１０３は扇形の補助パルス板であり、その
面上にはパルス板１０１に設けたパターンと同じ周期の
スリット状の光透過部と光遮光部よりなるパターンが設
けられている。１０４は筐体であり、ホルダー１０２を
ラジアル方向にのみ摺動可能に保持すると共に補助パル
ス板１０３を保持する受け面を有している。
面上にはパルス板１０１に設けたパターンと同じ周期の
スリット状の光透過部と光遮光部よりなるパターンが設
けられている。１０４は筐体であり、ホルダー１０２を
ラジアル方向にのみ摺動可能に保持すると共に補助パル
ス板１０３を保持する受け面を有している。
【０００９】１０５は不図示の固定部材により筐体１０
４の一部に固定されている発光手段、１０６は不図示の
固定部材により筐体１０４の一部に固定されている受光
手段であり、この受光手段１０６と上記発光手段１０５
はパルス板１０１と補助パルス板１０３の双方を挟んで
対向配置されている。
４の一部に固定されている発光手段、１０６は不図示の
固定部材により筐体１０４の一部に固定されている受光
手段であり、この受光手段１０６と上記発光手段１０５
はパルス板１０１と補助パルス板１０３の双方を挟んで
対向配置されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、パルス板１０１と補助パルス板１０３の相対
位置を調整しても図７に示すようにパルス板１０１と筐
体１０４が偏心していると、パルス板１０１が回転する
ことで、パルス板１０１と補助パルス板１０３それぞれ
の検出部における法線方向がずれ、図８に示すように、
パルス板１０１上のスリットと補助パルス板１０３上の
スリットが相対的に傾くため、完全な遮光状態が保持で
きず、Ｓ／Ｎの劣化を生ずるという問題点があった。
来例では、パルス板１０１と補助パルス板１０３の相対
位置を調整しても図７に示すようにパルス板１０１と筐
体１０４が偏心していると、パルス板１０１が回転する
ことで、パルス板１０１と補助パルス板１０３それぞれ
の検出部における法線方向がずれ、図８に示すように、
パルス板１０１上のスリットと補助パルス板１０３上の
スリットが相対的に傾くため、完全な遮光状態が保持で
きず、Ｓ／Ｎの劣化を生ずるという問題点があった。
【００１１】本発明は上記のような問題点を解消した光
学式エンコーダを得ることを目的とする。
学式エンコーダを得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の光学式
エンコーダは、対向して配置された発光手段と受光手段
と、前記発光手段と前記受光手段の間に配置した一定の
周期のパターンを設けたパルス板と、前記パルス板を保
持する回転部材と、該回転部材が固定部材を中心にして
回転する時に該回転部材をラジアル方向に支持するよう
に該固定部材に設けた複数の摺動部と、前記パターンに
対応したパターンを一つ以上有する補助パルス板とを設
けた光学式エンコーダにおいて、前記複数の摺動部を結
んだ直線の一方の領域に前記回転部材が前記摺動部に接
するように該回転部材を付勢する付勢手段を、他方の領
域に該発光手段と受光手段そして補助パルス板を前記付
勢手段と略対向させて、設けたことを特徴としている。
請求項２の発明の光学式エンコーダは、対向して配置さ
れた発光手段と受光手段と、前記発光手段と前記受光手
段の間に配置した、一定の周期のパターンを設けたパル
ス板と、前記パルス板を保持する回転部材と、該回転部
材が固定部材を中心にして回転する時に該回転部材をラ
ジアル方向に支持するように該固定部材に設けた複数の
摺動部と、前記パターンに対応したパターンを一つ以上
有する補助パルス板とを設けた光学式エンコーダにおい
て、前記複数の摺動部を結んだ直線の片側の領域に、前
記回転部材が前記摺動部に接するように該回転部材を付
勢する付勢手段を設け、前記発光手段と受光手段そして
補助パルス板を、前記付勢手段の近傍に位置させて前記
固定部材に固定したことを特徴としている。
エンコーダは、対向して配置された発光手段と受光手段
と、前記発光手段と前記受光手段の間に配置した一定の
周期のパターンを設けたパルス板と、前記パルス板を保
持する回転部材と、該回転部材が固定部材を中心にして
回転する時に該回転部材をラジアル方向に支持するよう
に該固定部材に設けた複数の摺動部と、前記パターンに
対応したパターンを一つ以上有する補助パルス板とを設
けた光学式エンコーダにおいて、前記複数の摺動部を結
んだ直線の一方の領域に前記回転部材が前記摺動部に接
するように該回転部材を付勢する付勢手段を、他方の領
域に該発光手段と受光手段そして補助パルス板を前記付
勢手段と略対向させて、設けたことを特徴としている。
請求項２の発明の光学式エンコーダは、対向して配置さ
れた発光手段と受光手段と、前記発光手段と前記受光手
段の間に配置した、一定の周期のパターンを設けたパル
ス板と、前記パルス板を保持する回転部材と、該回転部
材が固定部材を中心にして回転する時に該回転部材をラ
ジアル方向に支持するように該固定部材に設けた複数の
摺動部と、前記パターンに対応したパターンを一つ以上
有する補助パルス板とを設けた光学式エンコーダにおい
て、前記複数の摺動部を結んだ直線の片側の領域に、前
記回転部材が前記摺動部に接するように該回転部材を付
勢する付勢手段を設け、前記発光手段と受光手段そして
補助パルス板を、前記付勢手段の近傍に位置させて前記
固定部材に固定したことを特徴としている。
【００１３】
【実施例】
実施例１．図１は本発明の実施例１を示し、図１は本発
明の特徴を最もよく表す図面である。
明の特徴を最もよく表す図面である。
【００１４】図１において、１はドーナツ形状のパルス
板であり、その面上には一定の周期で配置されたスリッ
ト状の光透過部と光遮光部よりなるパターンが設けられ
ている。２はパルス板１を一体的の保持するホルダーで
あり、不図示の被測定回転物体に連結され、後記円筒状
の筐体の摺動部に接して摺動する内径を有している。
板であり、その面上には一定の周期で配置されたスリッ
ト状の光透過部と光遮光部よりなるパターンが設けられ
ている。２はパルス板１を一体的の保持するホルダーで
あり、不図示の被測定回転物体に連結され、後記円筒状
の筐体の摺動部に接して摺動する内径を有している。
【００１５】３は扇形の補助パルス板であり、その面上
にはパルス板１に設けられたパターンと同じ周期のスリ
ット状の光透過部と光遮光部よりなるパターンが設けら
れている。４は固定部材としての筐体であり、ホルダー
２をラジアル方向にのみ摺動可能に保持し、検出部（前
述の補助パルス板３、後述の発光手段５、受光手段６）
を中心にして二等分位置に配されたホルダー２の内径に
接する摺動部としての突起４ａを２つ有すると共に、補
助パルス板３を保持する受け面を有している。
にはパルス板１に設けられたパターンと同じ周期のスリ
ット状の光透過部と光遮光部よりなるパターンが設けら
れている。４は固定部材としての筐体であり、ホルダー
２をラジアル方向にのみ摺動可能に保持し、検出部（前
述の補助パルス板３、後述の発光手段５、受光手段６）
を中心にして二等分位置に配されたホルダー２の内径に
接する摺動部としての突起４ａを２つ有すると共に、補
助パルス板３を保持する受け面を有している。
【００１６】また、検出部の対向位置にホルダー２をチ
ャージする後記のバネ７、ボール８の保持部４ｂを有し
ている。
ャージする後記のバネ７、ボール８の保持部４ｂを有し
ている。
【００１７】５は例えば、レーザーやＬＥＤ等の発光手
段であり、不図示の固定部材により筐体４の一部に固定
されている。６は例えばホト・ダイオード等の受光手段
であり、不図示の固定部材により筐体４の一部に固定さ
れている。そして、上記の発光手段５と受光手段６はパ
ルス板１と補助パルス板３の双方を挟んで対向配置され
ている。
段であり、不図示の固定部材により筐体４の一部に固定
されている。６は例えばホト・ダイオード等の受光手段
であり、不図示の固定部材により筐体４の一部に固定さ
れている。そして、上記の発光手段５と受光手段６はパ
ルス板１と補助パルス板３の双方を挟んで対向配置され
ている。
【００１８】上記のバネ７、ボール８はそれぞれ、筐体
４に保持されると共に、ボール８はホルダー２の内径に
接しながら該ホルダーを付勢し、常にホルダー２の内径
が筐体４の二つの突起４ａに接するようにしている。
４に保持されると共に、ボール８はホルダー２の内径に
接しながら該ホルダーを付勢し、常にホルダー２の内径
が筐体４の二つの突起４ａに接するようにしている。
【００１９】図２はパルス板１および補助パルス板３の
それぞれのスリットが１／２Ｐずれて遮光状態にあると
ころを表している。図２において、実線が補助パルス板
３のスリット、点線がパルス板１のスリットを示してい
る。
それぞれのスリットが１／２Ｐずれて遮光状態にあると
ころを表している。図２において、実線が補助パルス板
３のスリット、点線がパルス板１のスリットを示してい
る。
【００２０】図３はホルダー２と筐体４が熱膨張等によ
り、径が変化し、ホルダー２と筐体４が偏心した状態を
示している。
り、径が変化し、ホルダー２と筐体４が偏心した状態を
示している。
【００２１】図４はパルス板１および補助パルス板３の
それぞれのスリットが１／２Ｐずれた遮光状態にあると
ころを表わしている。パルス板１および補助パルス板３
のスリットは、図４において上、下にずれているが、検
出部におけるパルス板１の法線方向および補助パルス板
３の法線方向はほぼ一致するので、遮光状態が保たれて
いる。この結果、高い明暗比が得られ、信号としては高
いＳ／Ｎ比が得られるので、正確なパルスの読み取りが
可能となる。
それぞれのスリットが１／２Ｐずれた遮光状態にあると
ころを表わしている。パルス板１および補助パルス板３
のスリットは、図４において上、下にずれているが、検
出部におけるパルス板１の法線方向および補助パルス板
３の法線方向はほぼ一致するので、遮光状態が保たれて
いる。この結果、高い明暗比が得られ、信号としては高
いＳ／Ｎ比が得られるので、正確なパルスの読み取りが
可能となる。
【００２２】実施例２．図５は本発明の実施例２を示す
図である。
図である。
【００２３】図５において、５１はドーナツ形状のパル
ス板であり、その面上には一定の周期で配置されたスリ
ット状の光透過部と光遮光部よりなるパターンが設けら
れている。５２はパルス板５１を一体的に保持すると共
に、不図示の被測定回転物体に連結されたホルダーであ
り、後記円筒状の筐体の外径にそって摺動する内径を有
している。
ス板であり、その面上には一定の周期で配置されたスリ
ット状の光透過部と光遮光部よりなるパターンが設けら
れている。５２はパルス板５１を一体的に保持すると共
に、不図示の被測定回転物体に連結されたホルダーであ
り、後記円筒状の筐体の外径にそって摺動する内径を有
している。
【００２４】５３は扇形の補助パルス板であり、その面
上にはパルス板５１に設けたパターンと同じ周期のスリ
ット状の光透過部と光遮光部よりなるパターンが設けら
れている。
上にはパルス板５１に設けたパターンと同じ周期のスリ
ット状の光透過部と光遮光部よりなるパターンが設けら
れている。
【００２５】５４は筐体であり、ホルダー５２をラジア
ル方向にのみ摺動可能に保持し、検出部（前述の補助パ
ルス板５３、後述の発光手段５５、受光手段５６）の対
向位置を中心にして二等分位置に配されたホルダー５２
の内径に接する突起５４ａを２つ有すると共に、補助パ
ルス板５３を保持する受け面を有している。また、検出
部と同位相にホルダー５２をチャージする後記のバネ５
７、ボール５８の保持部５４ｂを有している。
ル方向にのみ摺動可能に保持し、検出部（前述の補助パ
ルス板５３、後述の発光手段５５、受光手段５６）の対
向位置を中心にして二等分位置に配されたホルダー５２
の内径に接する突起５４ａを２つ有すると共に、補助パ
ルス板５３を保持する受け面を有している。また、検出
部と同位相にホルダー５２をチャージする後記のバネ５
７、ボール５８の保持部５４ｂを有している。
【００２６】５５は例えば、レーザーやＬＥＤ等の発光
手段であり、不図示の固定部材により筐体５４の一部に
固定されている。５６は例えばホト・ダイオード等の発
光手段であり、不図示の固定部材により筐体５４の一部
に固定されている。そして、上記の発光手段５５と受光
手段５６はパルス板５１と補助パルス板５３の双方を挟
んで対向配置されている。
手段であり、不図示の固定部材により筐体５４の一部に
固定されている。５６は例えばホト・ダイオード等の発
光手段であり、不図示の固定部材により筐体５４の一部
に固定されている。そして、上記の発光手段５５と受光
手段５６はパルス板５１と補助パルス板５３の双方を挟
んで対向配置されている。
【００２７】上記のバネ５７、ボール５８はそれぞれ筐
体５４に保持されると共に、ボール５８はホルダー５２
の内径が筐体５４の二つの突起５４ａに接するように該
ホルダーを付勢している。
体５４に保持されると共に、ボール５８はホルダー５２
の内径が筐体５４の二つの突起５４ａに接するように該
ホルダーを付勢している。
【００２８】図５において、ホルダー５２と筐体５４が
偏心しても、検出部におけるパルス板５１の法線方向お
よび補助パルス板５３の法線方向はほぼ一致しているの
で、遮光状態が保たれている。この結果、前記実施例１
と同様に高い明暗比が得られ、正確なパルスの読み取り
が可能である。
偏心しても、検出部におけるパルス板５１の法線方向お
よび補助パルス板５３の法線方向はほぼ一致しているの
で、遮光状態が保たれている。この結果、前記実施例１
と同様に高い明暗比が得られ、正確なパルスの読み取り
が可能である。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば前記複数の摺動部を結ん
だ直線の一方の領域に前記回転部材が前記摺動部に接す
るように該回転部材を付勢する付勢手段を、他方の領域
に該発光手段と受光手段そして補助パルス板を略対向さ
せて、設けたこと又は前記複数の摺動部を結んだ直線の
片側の領域に、前記回転部材が前記摺動部に接するよう
に該回転部材を付勢する付勢手段を設け、前記発光手段
と受光手段そして補助パルス板を前記付勢手段の近傍に
設けたことによりパルス板が回転支持部材に対し、多少
偏心しても、検出部位置におけるパルス板のスリットの
法線方向と補助パルス板のスリットの法線方向が常に略
一致し、高い明暗比（エンコーダの出力のＳ／Ｎ比）が
得られ、正確なパルスの読み取りが可能であるという効
果が得られる。
だ直線の一方の領域に前記回転部材が前記摺動部に接す
るように該回転部材を付勢する付勢手段を、他方の領域
に該発光手段と受光手段そして補助パルス板を略対向さ
せて、設けたこと又は前記複数の摺動部を結んだ直線の
片側の領域に、前記回転部材が前記摺動部に接するよう
に該回転部材を付勢する付勢手段を設け、前記発光手段
と受光手段そして補助パルス板を前記付勢手段の近傍に
設けたことによりパルス板が回転支持部材に対し、多少
偏心しても、検出部位置におけるパルス板のスリットの
法線方向と補助パルス板のスリットの法線方向が常に略
一致し、高い明暗比（エンコーダの出力のＳ／Ｎ比）が
得られ、正確なパルスの読み取りが可能であるという効
果が得られる。
【図１】 本発明の実施例１による光学式エンコーダの
構成を示す正面図
構成を示す正面図
【図２】 図１の光学式エンコーダにおけるパルス板お
よび補助パルス板のスリットが１／２Ｐずれた遮光状態
図
よび補助パルス板のスリットが１／２Ｐずれた遮光状態
図
【図３】 図１の光学式エンコーダにおけるホルダーと
筐体が偏心した状態図
筐体が偏心した状態図
【図４】 図１の光学式エンコーダにおけるパルス板お
よび補助パルス板のスリットが１／２Ｐずれた遮光状態
図
よび補助パルス板のスリットが１／２Ｐずれた遮光状態
図
【図５】 本発明の実施例２による光学式エンコーダの
構成を示す正面図
構成を示す正面図
【図６】 従来の光学式エンコーダの構成を示す正面図
【図７】 図６の光学式エンコーダにおけるパルス板と
筐体が偏心した状態図
筐体が偏心した状態図
【図８】 図６の光学式エンコーダにおけるパルス板お
よび補助パルス板とが法線方向にずれたことによる遮光
状態図
よび補助パルス板とが法線方向にずれたことによる遮光
状態図
１ パルス板
２ ホルダー（回転部材）
３ 補助スリット板
４ 筐体（固定部材）
４ａ 突起（摺動部）
５ 発光手段
６ 受光手段
７ バネ（付勢手段）
８ ボール（付勢手段）
Claims (2)
- 【請求項１】 対向して配置された発光手段と受光手段
と、 前記発光手段と前記受光手段の間に配置した一定の周期
のパターンを設けたパルス板と、 前記パルス板を保持する回転部材と、 該回転部材が固定部材を中心にして回転する時に該回転
部材をラジアル方向に支持するように該固定部材に設け
た複数の摺動部と、 前記パターンに対応したパターンを一つ以上有する補助
パルス板とを設けた光学式エンコーダにおいて、 前記複数の摺動部を結んだ直線の一方の領域に前記回転
部材が前記摺動部に接するように該回転部材を付勢する
付勢手段を、 他方の領域に該発光手段と受光手段そして補助パルス板
を前記付勢手段と略対向させて、設けたことを特徴とす
る光学式エンコーダ。 - 【請求項２】 対向して配置された発光手段と受光手段
と、 前記発光手段と前記受光手段の間に配置した、一定の周
期のパターンを設けたパルス板と、 前記パルス板を保持する回転部材と、 該回転部材が固定部材を中心にして回転する時に該回転
部材をラジアル方向に支持するように該固定部材に設け
た複数の摺動部と、 前記パターンに対応したパターンを一つ以上有する補助
パルス板とを設けた光学式エンコーダにおいて、 前記複数の摺動部を結んだ直線の片側の領域に、前記回
転部材が前記摺動部に接するように該回転部材を付勢す
る付勢手段を設け、前記発光手段と受光手段そして補助
パルス板を、前記付勢手段の近傍に位置させて前記固定
部材に固定したことを特徴とする光学式エンコーダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29002993A JP3466680B2 (ja) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | 光学式エンコーダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29002993A JP3466680B2 (ja) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | 光学式エンコーダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07120277A JPH07120277A (ja) | 1995-05-12 |
| JP3466680B2 true JP3466680B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=17750871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29002993A Expired - Fee Related JP3466680B2 (ja) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | 光学式エンコーダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3466680B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| CN112229322A (zh) * | 2020-09-25 | 2021-01-15 | 兰州万里航空机电有限责任公司 | 一种用于采集调效机构中立位置信号的采集装置 |
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1993
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