JP3504904B2 - 誘導型トランスデューサ及び電子ノギス - Google Patents
誘導型トランスデューサ及び電子ノギスInfo
- Publication number
- JP3504904B2 JP3504904B2 JP2000068703A JP2000068703A JP3504904B2 JP 3504904 B2 JP3504904 B2 JP 3504904B2 JP 2000068703 A JP2000068703 A JP 2000068703A JP 2000068703 A JP2000068703 A JP 2000068703A JP 3504904 B2 JP3504904 B2 JP 3504904B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic flux
- scale
- magnetic
- signal processing
- grid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 title claims description 32
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 80
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 69
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 54
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 52
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 13
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 8
- 239000012792 core layer Substances 0.000 claims description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 7
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 7
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 18
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002173 cutting fluid Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/20—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
- G01D5/204—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils
- G01D5/2053—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature by influencing the mutual induction between two or more coils by a movable non-ferromagnetic conductive element
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B3/00—Measuring instruments characterised by the use of mechanical techniques
- G01B3/20—Slide gauges
- G01B3/205—Slide gauges provided with a counter for digital indication of the measured dimension
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は誘導型トランスデュ
ーサ及び電子ノギス、特に小型、かつ高検出性能を有す
る誘導型トランスデューサ及びこれを用いた電子ノギス
に関する。
ーサ及び電子ノギス、特に小型、かつ高検出性能を有す
る誘導型トランスデューサ及びこれを用いた電子ノギス
に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子ノギス等の計測機器は製造工業にお
いて物体の厚さや他の物理的寸法を測定する場合に広く
用いられている。電子ノギスの主要な構成要素として、
トランスデューサが用いられている。
いて物体の厚さや他の物理的寸法を測定する場合に広く
用いられている。電子ノギスの主要な構成要素として、
トランスデューサが用いられている。
【０００３】トランスデューサには、容量型トランスデ
ューサと誘導型トランスデューサが知られている。容量
型トランスデューサにおいては、送信電極と受信電極が
グリッド（スライダ）に設けられ、このグリッドに対向
するスケール上に信号電極が設けられる。グリッド上の
送信電極及び受信電極はスケール上の信号電極と容量結
合する。送信電極に駆動信号を供給し、グリッドとスケ
ールとの相対位置に応じて受信電極に生じる検出信号を
処理回路で処理しスケールに対するグリッドの移動又は
位置を検出する。
ューサと誘導型トランスデューサが知られている。容量
型トランスデューサにおいては、送信電極と受信電極が
グリッド（スライダ）に設けられ、このグリッドに対向
するスケール上に信号電極が設けられる。グリッド上の
送信電極及び受信電極はスケール上の信号電極と容量結
合する。送信電極に駆動信号を供給し、グリッドとスケ
ールとの相対位置に応じて受信電極に生じる検出信号を
処理回路で処理しスケールに対するグリッドの移動又は
位置を検出する。
【０００４】このような容量型トランスデューサは、検
査室あるいは設計事務所等の乾燥した比較的清浄な環境
で使用するのに適しているが、機械工場や他の比較的汚
染度の高い環境での寸法の測定のために使用することは
できない。金属粒子や研磨粉塵、冷却用又は切断用流体
など粒子状物質や流体が存在する場合、スケール上の信
号電極とグリッド上の信号電極あるいは受信電極の間に
入り込み、信号電極と送信電極あるいは受信電極の間の
キャパシタンスを変化させてしまい、誤検出となるから
である。
査室あるいは設計事務所等の乾燥した比較的清浄な環境
で使用するのに適しているが、機械工場や他の比較的汚
染度の高い環境での寸法の測定のために使用することは
できない。金属粒子や研磨粉塵、冷却用又は切断用流体
など粒子状物質や流体が存在する場合、スケール上の信
号電極とグリッド上の信号電極あるいは受信電極の間に
入り込み、信号電極と送信電極あるいは受信電極の間の
キャパシタンスを変化させてしまい、誤検出となるから
である。
【０００５】一方、誘導型トランスデューサにおいて
は、グリッドとスケール間の電磁誘導に基づき相対位置
を検出するため、比較的汚染度の高い環境での寸法の測
定にも耐えることができる利点を有する。
は、グリッドとスケール間の電磁誘導に基づき相対位置
を検出するため、比較的汚染度の高い環境での寸法の測
定にも耐えることができる利点を有する。
【０００６】図６には、誘導型トランスデューサの測定
原理が示されている。図６（ｂ）に示されるように、グ
リッド（スライダ）１０及びスケール１２が対向配置さ
れる。グリッド１０には励磁コイル１０ａ及び１０ｂが
設けられ、励磁コイル１０ａ、１０ｂの間に検出コイル
１０ｃが配置される。一方、スケール１２にはスケール
コイル１４が形成され、グリッド１０上の励磁コイル１
０ａ、１０ｂに通電することにより磁束が発生し、スケ
ール１２上のスケールコイル１４には電磁誘導により誘
導電流が流れる。そして、スケールコイル１４の誘導電
流によって磁束が発生し、この磁束によりグリッド１０
上の検出コイル１０ｃに誘導電流（誘起電圧）が生ず
る。誘導電流（誘起電圧）は励磁コイル１０ａ、１０ｂ
とスケールコイル１４との相対位置に応じて変化するた
め、スケール１２に対してグリッド１０を図中矢印方向
に移動させると、図６（ａ）に示されるように検出コイ
ル１０ｃには周期的な誘起電圧Ｖが発生する。従って、
誘導電圧値を検出することで、グリッド１０とスケール
１２との相対位置を検出することができる。
原理が示されている。図６（ｂ）に示されるように、グ
リッド（スライダ）１０及びスケール１２が対向配置さ
れる。グリッド１０には励磁コイル１０ａ及び１０ｂが
設けられ、励磁コイル１０ａ、１０ｂの間に検出コイル
１０ｃが配置される。一方、スケール１２にはスケール
コイル１４が形成され、グリッド１０上の励磁コイル１
０ａ、１０ｂに通電することにより磁束が発生し、スケ
ール１２上のスケールコイル１４には電磁誘導により誘
導電流が流れる。そして、スケールコイル１４の誘導電
流によって磁束が発生し、この磁束によりグリッド１０
上の検出コイル１０ｃに誘導電流（誘起電圧）が生ず
る。誘導電流（誘起電圧）は励磁コイル１０ａ、１０ｂ
とスケールコイル１４との相対位置に応じて変化するた
め、スケール１２に対してグリッド１０を図中矢印方向
に移動させると、図６（ａ）に示されるように検出コイ
ル１０ｃには周期的な誘起電圧Ｖが発生する。従って、
誘導電圧値を検出することで、グリッド１０とスケール
１２との相対位置を検出することができる。
【０００７】仮に、グリッド１０とスケール１２との間
に水や油などの汚染物質が混入しても、磁束や非透磁率
はほとんど変化せず、誘起電圧には影響しないため、比
較的汚染度の高い環境においても高精度に相対位置を検
出することができる。
に水や油などの汚染物質が混入しても、磁束や非透磁率
はほとんど変化せず、誘起電圧には影響しないため、比
較的汚染度の高い環境においても高精度に相対位置を検
出することができる。
【０００８】一方、図７には、このような原理を用いて
グリッド１０とスケール１２との絶対的変位位置を検出
する原理が示されている。ここで、絶対的変位位置と
は、ある基準点（ゼロ点）からの変位量のことである。
図７（ａ）に示されるように、グリッド１０上には複数
の励磁コイル１０ａを設け、またこれらの励磁コイルに
対応して複数の検出コイル１０ｃが設けられる。スケー
ル１２には中央部のピッチがλ１、端部のピッチがλ２
のスケールコイル１４ａ、１４ｂが形成される。中央部
と端部でピッチが異なるため、グリッド１０上の中央部
及び端部に形成された検出コイル１０ｃにもピッチがλ
１、λ２の２つの誘起電圧が生じる。２つの信号の１周
期は異なるため、スケール１２に対するグリッドの全て
の位置で、ある誘起電圧値における２波長間の誘導電圧
の関係は同一とならない。すなわち、図７（ｂ）に示さ
れるように、ピッチλ１の誘起電圧における電圧値Ｖ１
ａが同じとなる位置ＸａとＸｂにおいて、ピッチλ２の
誘起電圧値は等しくない。よって、２波長の誘起電圧の
関係から位置を換算することで、グリッドの絶対位置を
検出することができる。
グリッド１０とスケール１２との絶対的変位位置を検出
する原理が示されている。ここで、絶対的変位位置と
は、ある基準点（ゼロ点）からの変位量のことである。
図７（ａ）に示されるように、グリッド１０上には複数
の励磁コイル１０ａを設け、またこれらの励磁コイルに
対応して複数の検出コイル１０ｃが設けられる。スケー
ル１２には中央部のピッチがλ１、端部のピッチがλ２
のスケールコイル１４ａ、１４ｂが形成される。中央部
と端部でピッチが異なるため、グリッド１０上の中央部
及び端部に形成された検出コイル１０ｃにもピッチがλ
１、λ２の２つの誘起電圧が生じる。２つの信号の１周
期は異なるため、スケール１２に対するグリッドの全て
の位置で、ある誘起電圧値における２波長間の誘導電圧
の関係は同一とならない。すなわち、図７（ｂ）に示さ
れるように、ピッチλ１の誘起電圧における電圧値Ｖ１
ａが同じとなる位置ＸａとＸｂにおいて、ピッチλ２の
誘起電圧値は等しくない。よって、２波長の誘起電圧の
関係から位置を換算することで、グリッドの絶対位置を
検出することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このように、誘導型ト
ランスデューサは比較的汚染度の高い環境下においても
高精度に寸法を測定することが可能であるが、グリッド
に励磁コイル及び検出コイルを複数形成する必要があ
り、特に絶対位置を検出する場合にはグリッドの構成が
複雑化するとともに、大型化する問題があった。また、
このような誘導型トランスデューサを電子ノギスに組み
込む場合には、トランスデューサの大型化は電子ノギス
自体の大型化を招くことになり、測定時の作業性が低下
する等の問題を生ずる。
ランスデューサは比較的汚染度の高い環境下においても
高精度に寸法を測定することが可能であるが、グリッド
に励磁コイル及び検出コイルを複数形成する必要があ
り、特に絶対位置を検出する場合にはグリッドの構成が
複雑化するとともに、大型化する問題があった。また、
このような誘導型トランスデューサを電子ノギスに組み
込む場合には、トランスデューサの大型化は電子ノギス
自体の大型化を招くことになり、測定時の作業性が低下
する等の問題を生ずる。
【００１０】本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑
みなされたものであり、その目的は、小型かつ高性能の
誘導型トランスデューサを提供し、更に、このような小
型で高性能の磁気型トランスデューサを用いた電子ノギ
スを提供することにある。
みなされたものであり、その目的は、小型かつ高性能の
誘導型トランスデューサを提供し、更に、このような小
型で高性能の磁気型トランスデューサを用いた電子ノギ
スを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、スケールとグリッド間の相対変位に応じ
た電気信号を出力する誘導型トランスデューサであっ
て、前記グリッドは、駆動信号に基づいて磁束を発生す
る磁束発生手段と、前記相対位置に応じて変化する磁束
を検出する磁束検出手段と、前記磁束検出手段からの検
出信号を処理する信号処理手段とを有し、前記磁束発生
手段と磁束検出手段と信号処理手段は、コア層に対して
複数の層をビルドアップして得られる多層構造の異なる
層に、前記スケールから見て前記磁束発生手段、磁束検
出手段、信号処理手段の順にそれぞれ形成され、かつ、
前記磁束検出手段と前記信号処理手段との間に磁気シー
ルド手段を有することを特徴とする。
に、本発明は、スケールとグリッド間の相対変位に応じ
た電気信号を出力する誘導型トランスデューサであっ
て、前記グリッドは、駆動信号に基づいて磁束を発生す
る磁束発生手段と、前記相対位置に応じて変化する磁束
を検出する磁束検出手段と、前記磁束検出手段からの検
出信号を処理する信号処理手段とを有し、前記磁束発生
手段と磁束検出手段と信号処理手段は、コア層に対して
複数の層をビルドアップして得られる多層構造の異なる
層に、前記スケールから見て前記磁束発生手段、磁束検
出手段、信号処理手段の順にそれぞれ形成され、かつ、
前記磁束検出手段と前記信号処理手段との間に磁気シー
ルド手段を有することを特徴とする。
【００１２】 また、本発明は、スケールとグリッド間
の相対変位に応じた電気信号を出力する誘導型トランス
デューサであって、前記グリッドは、駆動信号に基づい
て磁束を発生する磁束発生手段と、前記相対位置に応じ
て変化する磁束を検出する磁束検出手段と、前記磁束検
出手段からの検出信号を処理する信号処理手段とを有
し、前記磁束発生手段と磁束検出手段は、コア層に対し
て複数の層をビルドアップして得られる多層構造の同一
層に形成され、前記信号処理手段は、前記多層構造の異
なる層に形成され、前記磁束発生手段及び前記磁束検出
手段は、前記スケール側から見て前記信号処理手段より
も近い位置に形成され、かつ、前記磁束検出手段と前記
信号処理手段との間に磁気シールド手段を有することを
特徴とする。
の相対変位に応じた電気信号を出力する誘導型トランス
デューサであって、前記グリッドは、駆動信号に基づい
て磁束を発生する磁束発生手段と、前記相対位置に応じ
て変化する磁束を検出する磁束検出手段と、前記磁束検
出手段からの検出信号を処理する信号処理手段とを有
し、前記磁束発生手段と磁束検出手段は、コア層に対し
て複数の層をビルドアップして得られる多層構造の同一
層に形成され、前記信号処理手段は、前記多層構造の異
なる層に形成され、前記磁束発生手段及び前記磁束検出
手段は、前記スケール側から見て前記信号処理手段より
も近い位置に形成され、かつ、前記磁束検出手段と前記
信号処理手段との間に磁気シールド手段を有することを
特徴とする。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】 磁束発生手段と信号処理手段を多層構造
の各層に形成する場合、距離的に両手段が近接するため
磁束発生手段で発生した磁束が直接信号処理手段に及
び、その磁束変化により信号処理手段に本来の検出信号
以外の信号が混入するおそれがある。そこで、磁気シー
ルド手段を設けることで、このような電磁ノイズの混入
を抑制し、小型化しつつ検出精度を向上させることがで
きる。磁気シールド手段は、多層構造の一つの層に形成
することが好適であり、磁気シールド手段は単一でもよ
く、異なる層に複数設けてもよい。前記磁気シールド手
段は、フェライトに代表される高透磁率性非金属、銅に
代表される低透磁率性金属、パーマロイに代表される高
透磁率性金属の少なくともいずれかで形成することがで
きる。前記磁気シールド手段の材質が金属である場合
は、磁束発生手段及び磁束検出手段との間の容量結合に
よる信号強度の劣化を防ぐため一定電圧、例えば接地レ
ベルとすることが好適である。
の各層に形成する場合、距離的に両手段が近接するため
磁束発生手段で発生した磁束が直接信号処理手段に及
び、その磁束変化により信号処理手段に本来の検出信号
以外の信号が混入するおそれがある。そこで、磁気シー
ルド手段を設けることで、このような電磁ノイズの混入
を抑制し、小型化しつつ検出精度を向上させることがで
きる。磁気シールド手段は、多層構造の一つの層に形成
することが好適であり、磁気シールド手段は単一でもよ
く、異なる層に複数設けてもよい。前記磁気シールド手
段は、フェライトに代表される高透磁率性非金属、銅に
代表される低透磁率性金属、パーマロイに代表される高
透磁率性金属の少なくともいずれかで形成することがで
きる。前記磁気シールド手段の材質が金属である場合
は、磁束発生手段及び磁束検出手段との間の容量結合に
よる信号強度の劣化を防ぐため一定電圧、例えば接地レ
ベルとすることが好適である。
【００１７】また、前記磁気シールド手段の材質が金属
である場合、前記磁気シールド手段は前記磁束発生手段
あるいは前記磁束検出手段に対して前記２つの部材間の
ギャップと同等以上に離間して形成されることが好適で
ある。磁気シールド手段は、磁束発生手段からの磁束が
信号処理手段に及ぶのを抑制するための遮蔽手段として
機能する一方、入手が比較的容易な銅などの低透磁率性
金属で形成した場合、磁束発生手段からの磁束により磁
気シールド手段に誘導電流（渦電流）が生じ、この渦電
流が磁束を打ち消す方向に作用するため信号強度が劣化
する。そこで、磁気シールド手段を磁束発生手段あるい
は、磁束発生手段が磁束検出手段と同一層に形成されて
いる場合には磁束検出手段から一定以上離間させること
で、信号強度の劣化を抑制し検出精度を向上することが
できる。磁束発生手段あるいは磁束検出手段と磁気シー
ルド手段との距離は、検出精度の観点から２つの部材間
の距離、より詳しくは磁気発生手段と他の部材との間の
ギャップ（エアギャップ）に応じて決定することが望ま
しい。磁気シールド手段に生じた渦電流により測定面に
おける磁束密度が減少しても、ギャップがそれだけ小さ
ければ、検出信号強度は維持されるからである。磁気シ
ールド手段を磁気発生手段あるいは磁気検出手段に対し
てギャップと同等以上に離間させることで、検出信号強
度の減衰を抑制することができる。磁気シールド手段を
あまりに離間させると、多層構造の厚さがその分だけ増
大することになるので、実用上適当でない。
である場合、前記磁気シールド手段は前記磁束発生手段
あるいは前記磁束検出手段に対して前記２つの部材間の
ギャップと同等以上に離間して形成されることが好適で
ある。磁気シールド手段は、磁束発生手段からの磁束が
信号処理手段に及ぶのを抑制するための遮蔽手段として
機能する一方、入手が比較的容易な銅などの低透磁率性
金属で形成した場合、磁束発生手段からの磁束により磁
気シールド手段に誘導電流（渦電流）が生じ、この渦電
流が磁束を打ち消す方向に作用するため信号強度が劣化
する。そこで、磁気シールド手段を磁束発生手段あるい
は、磁束発生手段が磁束検出手段と同一層に形成されて
いる場合には磁束検出手段から一定以上離間させること
で、信号強度の劣化を抑制し検出精度を向上することが
できる。磁束発生手段あるいは磁束検出手段と磁気シー
ルド手段との距離は、検出精度の観点から２つの部材間
の距離、より詳しくは磁気発生手段と他の部材との間の
ギャップ（エアギャップ）に応じて決定することが望ま
しい。磁気シールド手段に生じた渦電流により測定面に
おける磁束密度が減少しても、ギャップがそれだけ小さ
ければ、検出信号強度は維持されるからである。磁気シ
ールド手段を磁気発生手段あるいは磁気検出手段に対し
てギャップと同等以上に離間させることで、検出信号強
度の減衰を抑制することができる。磁気シールド手段を
あまりに離間させると、多層構造の厚さがその分だけ増
大することになるので、実用上適当でない。
【００１８】また、前記磁気シールド手段の材質が非金
属である場合、前記磁気シールド手段は前記磁束発生手
段あるいは前記磁束検出手段に対して前記２つの部材間
のギャップと同等以下に接近して形成されることが好適
である。磁気シールド手段としてフェライトなどの高透
磁率性非金属を用いた場合には、渦電流による磁束密度
の減少がない一方、磁気シールド手段を接近配置してそ
の高透磁率性により磁束密度を増大させることが可能と
なる。
属である場合、前記磁気シールド手段は前記磁束発生手
段あるいは前記磁束検出手段に対して前記２つの部材間
のギャップと同等以下に接近して形成されることが好適
である。磁気シールド手段としてフェライトなどの高透
磁率性非金属を用いた場合には、渦電流による磁束密度
の減少がない一方、磁気シールド手段を接近配置してそ
の高透磁率性により磁束密度を増大させることが可能と
なる。
【００１９】上記の誘導型トランスデューサは例えば電
子ノギスに適用することができ、これにより電子ノギス
の小型化及び高性能化を図ることができる。
子ノギスに適用することができ、これにより電子ノギス
の小型化及び高性能化を図ることができる。
【００２０】電子ノギスにおいては、グリッド（スライ
ダ）側に前記誘導型トランスデューサを組み込むことが
できるが、グリッドとスケールとのギャップは検出信号
のピッチの約１／１０に設定することが好適である。ギ
ャップが大きすぎるとスケールに到達する磁束が減少
し、ギャップが小さすぎるとスケール側のコイルの形状
の影響が大となって検出信号の歪みが大きくなる。した
がって、スケールに到達する磁束の減少分が小さく（ギ
ャップをある程度小さくする）、かつ検出信号の歪みが
小さい（ギャップをある程度大きくする）最適値が存在
することになり、具体的には検出信号のピッチ（あるい
は波長）の約１／１０が磁束及び信号歪みの観点から最
適となる。これにより、検出精度を一層向上させること
が可能となる。
ダ）側に前記誘導型トランスデューサを組み込むことが
できるが、グリッドとスケールとのギャップは検出信号
のピッチの約１／１０に設定することが好適である。ギ
ャップが大きすぎるとスケールに到達する磁束が減少
し、ギャップが小さすぎるとスケール側のコイルの形状
の影響が大となって検出信号の歪みが大きくなる。した
がって、スケールに到達する磁束の減少分が小さく（ギ
ャップをある程度小さくする）、かつ検出信号の歪みが
小さい（ギャップをある程度大きくする）最適値が存在
することになり、具体的には検出信号のピッチ（あるい
は波長）の約１／１０が磁束及び信号歪みの観点から最
適となる。これにより、検出精度を一層向上させること
が可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について説明する。
形態について説明する。
【００２２】図１には、本実施形態の誘導型トランスデ
ューサを組み込んだ電子ノギスの構成が示されている。
電子ノギス１００は、細長いビーム１０２及びグリッド
（スライダ）アセンブリ１２０を含んで構成される。細
長いビーム１０２は、ほぼ直方形の断面を有する剛性ま
たは半剛性の棒又は板状部材である。細長いビーム１０
２の上面には溝１０６が形成される。測定スケール１０
４は、細長いビーム１０２の溝１０６内に固定される。
溝１０６は、スケール１０４の厚さにほぼ等しい深さで
形成され、従ってスケール１０４の上面はビーム１０２
の上面とほぼ同一平面上にくる。
ューサを組み込んだ電子ノギスの構成が示されている。
電子ノギス１００は、細長いビーム１０２及びグリッド
（スライダ）アセンブリ１２０を含んで構成される。細
長いビーム１０２は、ほぼ直方形の断面を有する剛性ま
たは半剛性の棒又は板状部材である。細長いビーム１０
２の上面には溝１０６が形成される。測定スケール１０
４は、細長いビーム１０２の溝１０６内に固定される。
溝１０６は、スケール１０４の厚さにほぼ等しい深さで
形成され、従ってスケール１０４の上面はビーム１０２
の上面とほぼ同一平面上にくる。
【００２３】ビーム１０２の端部１１２の近傍には、一
対の横方向に突出する固定接触子１０８及び１１０が形
成される。また、グリッドアセンブリ１２０には、対応
する一対の横方向に突出する可動接触子１１６及び１１
８が形成される。物体の外側の寸法は接触子１０８及び
１１６の一対の係合面１１４の間に物体を置いて測定さ
れ、物体の内側の寸法は物体の中に接触子１１０及び１
１８を置いて測定される。接触子１１０及び１１８の係
合面１２２は、測定する物体の上で表面に当接される。
対の横方向に突出する固定接触子１０８及び１１０が形
成される。また、グリッドアセンブリ１２０には、対応
する一対の横方向に突出する可動接触子１１６及び１１
８が形成される。物体の外側の寸法は接触子１０８及び
１１６の一対の係合面１１４の間に物体を置いて測定さ
れ、物体の内側の寸法は物体の中に接触子１１０及び１
１８を置いて測定される。接触子１１０及び１１８の係
合面１２２は、測定する物体の上で表面に当接される。
【００２４】係合面１２２及び１１４は、接触子１０８
及び１１６の係合面１１４が互いに接触したときに接触
子１１０及び１１８の係合面１２２が互いに位置合わせ
されるように配置される。この位置が絶対位置を測定す
る際の基準ゼロ位置となる。
及び１１６の係合面１１４が互いに接触したときに接触
子１１０及び１１８の係合面１２２が互いに位置合わせ
されるように配置される。この位置が絶対位置を測定す
る際の基準ゼロ位置となる。
【００２５】電子ノギス１００は、また、グリッドアセ
ンブリ１２０に取り付けられる深さ棒１２６を有するこ
とができる。深さ棒１２６は、ビーム１０２から長手方
向に突出し、係合端部１２８で終わっている。深さ棒１
２６の長さは、ノギス１００が上述したゼロ位置にある
ときに係合端部１２８がビーム１０２の端部１３２と同
一平面にくるように設定される。ビーム１０２の端部１
３２を穴が形成された表面上に載せた状態で、深さ棒１
２６をその端部１２８が穴の底に接触するまで穴の中に
延ばすことで、ノギス１００を用いて穴の深さを測定す
ることが可能となる。もちろん、この深さ棒１２６はな
くてもよい。
ンブリ１２０に取り付けられる深さ棒１２６を有するこ
とができる。深さ棒１２６は、ビーム１０２から長手方
向に突出し、係合端部１２８で終わっている。深さ棒１
２６の長さは、ノギス１００が上述したゼロ位置にある
ときに係合端部１２８がビーム１０２の端部１３２と同
一平面にくるように設定される。ビーム１０２の端部１
３２を穴が形成された表面上に載せた状態で、深さ棒１
２６をその端部１２８が穴の底に接触するまで穴の中に
延ばすことで、ノギス１００を用いて穴の深さを測定す
ることが可能となる。もちろん、この深さ棒１２６はな
くてもよい。
【００２６】外側接触子１０８及び１１６、内側接触子
１１０及び１１８、あるいは深さ棒１２６のいずれを用
いる場合でも、測定された寸法はノギス１００のカバー
１３９内に取り付けられたデジタル表示装置１３８に表
示される。カバー１３９には、一対のプッシュボタン１
３４及び１３６が取り付けられている。プッシュボタン
１３４はグリッドアセンブリ１２０の信号処理ＩＣ１６
６のオン／オフを行うボタンであり、プッシュボタン１
３６は表示部１３８をゼロにリセットするためのボタン
である。
１１０及び１１８、あるいは深さ棒１２６のいずれを用
いる場合でも、測定された寸法はノギス１００のカバー
１３９内に取り付けられたデジタル表示装置１３８に表
示される。カバー１３９には、一対のプッシュボタン１
３４及び１３６が取り付けられている。プッシュボタン
１３４はグリッドアセンブリ１２０の信号処理ＩＣ１６
６のオン／オフを行うボタンであり、プッシュボタン１
３６は表示部１３８をゼロにリセットするためのボタン
である。
【００２７】グリッドアセンブリ１２０は、案内縁部１
４２を備えた基部１４０を含んで構成される。案内縁部
１４２はグリッドアセンブリ１２０が細長いビーム１０
２を跨いだ状態の時に細長いビーム１０２の側縁部１４
６と接触する。これにより、ノギス１００を正確に操作
することが可能となる。一対のねじ１４７は復元力のあ
る圧力棒１４８をビーム１０２の係合する縁部に向けて
付勢し、アセンブリ１２０と細長いビーム１０２の間の
「遊び」をなくす。
４２を備えた基部１４０を含んで構成される。案内縁部
１４２はグリッドアセンブリ１２０が細長いビーム１０
２を跨いだ状態の時に細長いビーム１０２の側縁部１４
６と接触する。これにより、ノギス１００を正確に操作
することが可能となる。一対のねじ１４７は復元力のあ
る圧力棒１４８をビーム１０２の係合する縁部に向けて
付勢し、アセンブリ１２０と細長いビーム１０２の間の
「遊び」をなくす。
【００２８】また、グリッドアセンブリ１２０は、細長
いビーム１０２の上方で基部１４０上に取り付けられた
検出アセンブリ１６０を含む。基部１４０と検出アセン
ブリ１６０はスケールに対して一体として移動する。検
出アセンブリ１６０は、後述する基板１６２を含み、基
板１６２は励磁コイルや検出コイル、信号処理ＩＣが多
層に形成された多層構造を有している。このように検出
アセンブリ１６０の基板１６２が多層構造を有すること
で、検出アセンブリ１６０の小型化、ひいてはグリッド
アセンブリ１２０の小型化が可能となる。カバー１３９
と基板１６２の間には、復元性のある密閉具１６３が押
し込められ、信号処理ＩＣ１６６の汚染を防ぐことがで
きる。
いビーム１０２の上方で基部１４０上に取り付けられた
検出アセンブリ１６０を含む。基部１４０と検出アセン
ブリ１６０はスケールに対して一体として移動する。検
出アセンブリ１６０は、後述する基板１６２を含み、基
板１６２は励磁コイルや検出コイル、信号処理ＩＣが多
層に形成された多層構造を有している。このように検出
アセンブリ１６０の基板１６２が多層構造を有すること
で、検出アセンブリ１６０の小型化、ひいてはグリッド
アセンブリ１２０の小型化が可能となる。カバー１３９
と基板１６２の間には、復元性のある密閉具１６３が押
し込められ、信号処理ＩＣ１６６の汚染を防ぐことがで
きる。
【００２９】一方、スケール１０４は細長いプリント基
板１６８を含んで構成される。プリント基板１６８に
は、スケールコイル１７０が形成される。スケールコイ
ル１７０は、例えば銅で形成される。スケールコイル１
７０はコーティング層１７２で被覆され、コーティング
層１７２には目盛りが形成される。
板１６８を含んで構成される。プリント基板１６８に
は、スケールコイル１７０が形成される。スケールコイ
ル１７０は、例えば銅で形成される。スケールコイル１
７０はコーティング層１７２で被覆され、コーティング
層１７２には目盛りが形成される。
【００３０】図２には、図１における基板１６２の構成
が示されている。基板１６２は多層構造を有し、本実施
形態においては図示の如く６層構造となっている。すな
わちスケール１０４に面した側から順に第１層１６２
ａ、第２層１６２ｂ、第３層１６２ｃ、第４層１６２
ｄ、第５層１６２ｅ及び第６層１６２ｆである。このよ
うな多層構造は、コア層１６１の両面に層を順次積み上
げる、いわゆるビルドアップ法により形成することがで
きる。コア層には両面プリント基板が用いられ、多層構
造の表面と裏面を貫通するスルーホールを形成すること
もできる。基板１６２が有すべき部材、即ち励磁コイ
ル、検出コイル及び信号処理ＩＣ１６６はこれら多層構
造のいずれかの層に形成されるが、本実施形態において
は以下の順序で形成される。スケール１０４に最も近い
第１層１６２ａ、すなわち基板１６２の測定面側（ある
いは表面側）に励磁コイルが形成され、第２層１６２ｂ
及び第３層１６２ｃに検出コイルが形成される。そし
て、コア層１６１を挟んでスケール１０４とは反対側の
第５層１６２ｅに配線層が形成され、第６層１６２ｆ、
すなわち基板１６２の反測定面側（あるいは裏面側）に
信号処理ＩＣ１６６が形成される。励磁コイルと信号処
理ＩＣを同一面に並列形成する場合には、面積増大を招
くことになるが、このように基板１６２の表面と裏面に
それぞれ励磁コイルと信号処理ＩＣを形成することで、
小型化が可能となる。
が示されている。基板１６２は多層構造を有し、本実施
形態においては図示の如く６層構造となっている。すな
わちスケール１０４に面した側から順に第１層１６２
ａ、第２層１６２ｂ、第３層１６２ｃ、第４層１６２
ｄ、第５層１６２ｅ及び第６層１６２ｆである。このよ
うな多層構造は、コア層１６１の両面に層を順次積み上
げる、いわゆるビルドアップ法により形成することがで
きる。コア層には両面プリント基板が用いられ、多層構
造の表面と裏面を貫通するスルーホールを形成すること
もできる。基板１６２が有すべき部材、即ち励磁コイ
ル、検出コイル及び信号処理ＩＣ１６６はこれら多層構
造のいずれかの層に形成されるが、本実施形態において
は以下の順序で形成される。スケール１０４に最も近い
第１層１６２ａ、すなわち基板１６２の測定面側（ある
いは表面側）に励磁コイルが形成され、第２層１６２ｂ
及び第３層１６２ｃに検出コイルが形成される。そし
て、コア層１６１を挟んでスケール１０４とは反対側の
第５層１６２ｅに配線層が形成され、第６層１６２ｆ、
すなわち基板１６２の反測定面側（あるいは裏面側）に
信号処理ＩＣ１６６が形成される。励磁コイルと信号処
理ＩＣを同一面に並列形成する場合には、面積増大を招
くことになるが、このように基板１６２の表面と裏面に
それぞれ励磁コイルと信号処理ＩＣを形成することで、
小型化が可能となる。
【００３１】また、本実施形態においては、励磁コイル
と信号処理ＩＣ１６６との間の第４層１６２ｄに磁気シ
ールド層が形成される。基板１６２の表面と裏面にそれ
ぞれ励磁コイルと信号処理ＩＣ１６６を形成すると、励
磁コイルからの磁束変化が信号処理ＩＣの回路に影響を
与え、電磁ノイズが増大する可能性があるが、このよう
に励磁コイルと信号処理ＩＣ１６６との間に磁気シール
ド層を設けることで、信号処理ＩＣ１６６に生じる電磁
ノイズを抑制し、検出精度を向上させることができる。
と信号処理ＩＣ１６６との間の第４層１６２ｄに磁気シ
ールド層が形成される。基板１６２の表面と裏面にそれ
ぞれ励磁コイルと信号処理ＩＣ１６６を形成すると、励
磁コイルからの磁束変化が信号処理ＩＣの回路に影響を
与え、電磁ノイズが増大する可能性があるが、このよう
に励磁コイルと信号処理ＩＣ１６６との間に磁気シール
ド層を設けることで、信号処理ＩＣ１６６に生じる電磁
ノイズを抑制し、検出精度を向上させることができる。
【００３２】図３には、図２に示された多層構造の分解
図が示されている。（ａ）は、スケール１０４側のプリ
ント基板１６８であり、（ｂ）〜（ｅ）はグリッドアセ
ンブリ内の基板１６２における多層構造である。（ｂ）
はスケール１０４に最も近い第１層１６２ａであり、上
述したように励磁コイルが形成される。（ｃ）は第２層
１６２ｂであり、第１の検出コイルが形成される。
（ｄ）は第３層１６２ｃであり、第２の検出コイルが形
成される。第１の検出コイル及び第２の検出コイルは、
電気的に接続される。（ｅ）はコア層を挟んだ第４層１
６２ｄであり、第１層１６２ａに形成される励磁コイル
からの磁束を遮断するための磁気シールドが形成され
る。磁気シールドは、銅やフェライト、あるいはパーマ
ロイで形成することができる。より一般的に、磁気シー
ルド層はフェライトに代表される高透磁率性非金属、あ
るいは銅に代表される低透磁率性金属、あるいはパーマ
ロイに代表される高透磁率性金属で形成することができ
る。
図が示されている。（ａ）は、スケール１０４側のプリ
ント基板１６８であり、（ｂ）〜（ｅ）はグリッドアセ
ンブリ内の基板１６２における多層構造である。（ｂ）
はスケール１０４に最も近い第１層１６２ａであり、上
述したように励磁コイルが形成される。（ｃ）は第２層
１６２ｂであり、第１の検出コイルが形成される。
（ｄ）は第３層１６２ｃであり、第２の検出コイルが形
成される。第１の検出コイル及び第２の検出コイルは、
電気的に接続される。（ｅ）はコア層を挟んだ第４層１
６２ｄであり、第１層１６２ａに形成される励磁コイル
からの磁束を遮断するための磁気シールドが形成され
る。磁気シールドは、銅やフェライト、あるいはパーマ
ロイで形成することができる。より一般的に、磁気シー
ルド層はフェライトに代表される高透磁率性非金属、あ
るいは銅に代表される低透磁率性金属、あるいはパーマ
ロイに代表される高透磁率性金属で形成することができ
る。
【００３３】ここで、励磁コイルから検出コイルへの信
号に寄与しない電磁気的相互作用がシールド層を通って
生じないように磁気シールド層の電位を安定させておく
ことが必要である。従って、磁気シールド層は一定電
圧、例えばＧＮＤレベルに維持することが好適である。
もちろん、電源電圧Ｖｄｄとしてもよく、またその他の
一定電位としてもよい。これにより、信号処理ＩＣ１６
６に生ずる電磁ノイズを確実に抑制することができる。
号に寄与しない電磁気的相互作用がシールド層を通って
生じないように磁気シールド層の電位を安定させておく
ことが必要である。従って、磁気シールド層は一定電
圧、例えばＧＮＤレベルに維持することが好適である。
もちろん、電源電圧Ｖｄｄとしてもよく、またその他の
一定電位としてもよい。これにより、信号処理ＩＣ１６
６に生ずる電磁ノイズを確実に抑制することができる。
【００３４】一方、銅などの金属の磁気シールド層は表
面に渦電流が生じることにより励磁コイルに発生する信
号磁束を減少させる場合もある。特に励磁コイルと磁気
シールド層との距離が小さい程、その減少の度合いは大
きい。スケール１０４への磁束密度の低下は、検出信号
の低下を引き起こす。そこで、磁気シールド層と励磁コ
イルとの距離は一定値以上とすることが好適であり、検
出性能との兼ね合いの観点からは、磁気シールド層と励
磁コイルとの距離を、励磁コイルとスケール１０４との
距離、すなわちエアギャップ（グリッドとスケール間の
距離と言うこともできる）に応じて決定することが好適
である。
面に渦電流が生じることにより励磁コイルに発生する信
号磁束を減少させる場合もある。特に励磁コイルと磁気
シールド層との距離が小さい程、その減少の度合いは大
きい。スケール１０４への磁束密度の低下は、検出信号
の低下を引き起こす。そこで、磁気シールド層と励磁コ
イルとの距離は一定値以上とすることが好適であり、検
出性能との兼ね合いの観点からは、磁気シールド層と励
磁コイルとの距離を、励磁コイルとスケール１０４との
距離、すなわちエアギャップ（グリッドとスケール間の
距離と言うこともできる）に応じて決定することが好適
である。
【００３５】以下、磁気シールド層の形成位置について
説明する。図４には、エアギャップと検出信号に含まれ
る誤差信号の関係が示されている。図から分かるよう
に、エアギャップが小さくなるとオフセット誤差成分は
小さくなるが、逆に検出信号はサイン波形から三角波形
に近づいてゆく。これは、エアギャップが小さくなるほ
ど、スケール１０４の回路基板に形成されたスケールコ
イルの形状（三角波状）が影響を与えるためである。サ
イン波形からのずれ量は歪み誤差成分として評価され、
エアギャップが小さい程歪み成分は大きくなる。したが
って、オフセット誤差成分及び歪み誤差成分を加算した
誤差信号は、エアギャップがある値Ｘのときに極小値を
とる。誤差信号が極小値となるエアギャップＸは検出信
号のピッチ（あるいは波長）の約１／１０である。従っ
て、検出精度向上の観点からは、エアギャップは検出信
号のピッチの約１／１０に設定することが好適である。
説明する。図４には、エアギャップと検出信号に含まれ
る誤差信号の関係が示されている。図から分かるよう
に、エアギャップが小さくなるとオフセット誤差成分は
小さくなるが、逆に検出信号はサイン波形から三角波形
に近づいてゆく。これは、エアギャップが小さくなるほ
ど、スケール１０４の回路基板に形成されたスケールコ
イルの形状（三角波状）が影響を与えるためである。サ
イン波形からのずれ量は歪み誤差成分として評価され、
エアギャップが小さい程歪み成分は大きくなる。したが
って、オフセット誤差成分及び歪み誤差成分を加算した
誤差信号は、エアギャップがある値Ｘのときに極小値を
とる。誤差信号が極小値となるエアギャップＸは検出信
号のピッチ（あるいは波長）の約１／１０である。従っ
て、検出精度向上の観点からは、エアギャップは検出信
号のピッチの約１／１０に設定することが好適である。
【００３６】一方、エアギャップをこの値に設定して励
磁コイルと磁気シールド層との間の距離ｄを変化させた
場合の信号強度変化が図５に示されている。励磁コイル
と磁気シールド層との距離ｄがエアギャップ（ｇａｐ）
より小さくなり、ｄ／ｇａｐ＜１となると、信号強度が
急激に減衰する。この現象は、励磁コイルからの磁束密
度が金属の磁気シールド層に生じた渦電流により打ち消
され、スケール１０４上において磁束密度が低下するた
めと考えられる。一方、距離ｄがエアギャップと同等以
上となって、ｄ／ｇａｐ≧１の場合には、このような信
号強度の減衰は生ぜず、十分な信号強度を得ることがで
きる。
磁コイルと磁気シールド層との間の距離ｄを変化させた
場合の信号強度変化が図５に示されている。励磁コイル
と磁気シールド層との距離ｄがエアギャップ（ｇａｐ）
より小さくなり、ｄ／ｇａｐ＜１となると、信号強度が
急激に減衰する。この現象は、励磁コイルからの磁束密
度が金属の磁気シールド層に生じた渦電流により打ち消
され、スケール１０４上において磁束密度が低下するた
めと考えられる。一方、距離ｄがエアギャップと同等以
上となって、ｄ／ｇａｐ≧１の場合には、このような信
号強度の減衰は生ぜず、十分な信号強度を得ることがで
きる。
【００３７】以上より、エアギャップ（グリッドとスケ
ールとの距離、あるいは励磁コイルとスケールとの距
離）は、検出信号波長の約１／１０とし、磁気シールド
層を銅などの金属で形成する場合には、励磁コイルと磁
気シールド層との距離ｄをｄ／ｇａｐ≧１とすることが
好適であることが分かる。
ールとの距離、あるいは励磁コイルとスケールとの距
離）は、検出信号波長の約１／１０とし、磁気シールド
層を銅などの金属で形成する場合には、励磁コイルと磁
気シールド層との距離ｄをｄ／ｇａｐ≧１とすることが
好適であることが分かる。
【００３８】なお、磁気シールド層として、フェライト
などの高透磁率非金属を用いた場合には、上述したよう
に励磁コイルからの磁束密度が渦電流により打ち消され
ることはなく、むしろ磁気シールド層の高透磁率により
トランスと同様の原理で励磁コイルの磁束密度を増大さ
せるように作用するため、励磁コイルと磁気シールド層
との距離ｄを小さく設定することができる。具体的に
は、ｄ／ｇａｐ≦１とすることができる。この場合、誘
導型トランスデューサの一層の薄型化を図ることもでき
よう。
などの高透磁率非金属を用いた場合には、上述したよう
に励磁コイルからの磁束密度が渦電流により打ち消され
ることはなく、むしろ磁気シールド層の高透磁率により
トランスと同様の原理で励磁コイルの磁束密度を増大さ
せるように作用するため、励磁コイルと磁気シールド層
との距離ｄを小さく設定することができる。具体的に
は、ｄ／ｇａｐ≦１とすることができる。この場合、誘
導型トランスデューサの一層の薄型化を図ることもでき
よう。
【００３９】このように、本実施形態においては、グリ
ッド内の基板１６２を多層構造とし、この多層構造の各
層に励磁コイル、検出コイル、及び信号処理ＩＣを形成
することで、基板１６２の小型化を図り、グリッド全体
の小型化を図ることができる。
ッド内の基板１６２を多層構造とし、この多層構造の各
層に励磁コイル、検出コイル、及び信号処理ＩＣを形成
することで、基板１６２の小型化を図り、グリッド全体
の小型化を図ることができる。
【００４０】また、多層構造において励磁コイルをスケ
ール側に、信号処理ＩＣをスケールと反対側に形成する
ことで、励磁コイルで発生した磁束を効率的にスケール
に誘導することができる。
ール側に、信号処理ＩＣをスケールと反対側に形成する
ことで、励磁コイルで発生した磁束を効率的にスケール
に誘導することができる。
【００４１】さらに、多層構造において励磁コイルと信
号処理ＩＣとの間に定電圧に維持された磁気シールド層
を設けることで、励磁コイルからの磁束変化により信号
処理ＩＣに電磁ノイズが生ずることを効果的に抑制する
ことができる。
号処理ＩＣとの間に定電圧に維持された磁気シールド層
を設けることで、励磁コイルからの磁束変化により信号
処理ＩＣに電磁ノイズが生ずることを効果的に抑制する
ことができる。
【００４２】なお、本実施形態においては磁気シールド
層を第４の層１６２ｄに形成しているが、必要に応じて
他の層にも形成して複数の磁気シールド層により励磁コ
イルからの磁束を遮断することも可能である。
層を第４の層１６２ｄに形成しているが、必要に応じて
他の層にも形成して複数の磁気シールド層により励磁コ
イルからの磁束を遮断することも可能である。
【００４３】また、本実施形態においては、スケール１
０４から見て近い順に励磁コイル、検出コイル、信号処
理ＩＣを形成しているが、励磁コイルと検出コイルを同
一層に形成することも可能である。また、スケール１２
から見て近い順に検出コイル、励磁コイル、信号処理Ｉ
Ｃを形成することも可能であるが、本願出願人はこのよ
うな順序の場合には、スケールから見て近い順に励磁コ
イル、検出コイル、信号処理ＩＣを形成した場合よりも
信号強度が弱いことを確認している。従って、励磁コイ
ルはスケール１０４に対して検出コイルと同一の距離か
あるいは検出コイルよりも近い位置に形成することが好
適であろう。検出コイルと信号処理ＩＣと同一層に形成
することも可能であるが、信号処理ＩＣは励磁コイルか
ら一定以上離す必要があり、検出コイルはスケールコイ
ルの誘導磁束を検出するためスケール１０４から近い位
置に形成する必要があるため、検出コイルは信号処理Ｉ
Ｃ１９９よりもスケール１０４に近い位置に形成するこ
とが好適である。結局、スケール１０４から見て、励磁
コイル、検出コイル、磁気シールド層、信号処理ＩＣの
順に形成することが望ましい。
０４から見て近い順に励磁コイル、検出コイル、信号処
理ＩＣを形成しているが、励磁コイルと検出コイルを同
一層に形成することも可能である。また、スケール１２
から見て近い順に検出コイル、励磁コイル、信号処理Ｉ
Ｃを形成することも可能であるが、本願出願人はこのよ
うな順序の場合には、スケールから見て近い順に励磁コ
イル、検出コイル、信号処理ＩＣを形成した場合よりも
信号強度が弱いことを確認している。従って、励磁コイ
ルはスケール１０４に対して検出コイルと同一の距離か
あるいは検出コイルよりも近い位置に形成することが好
適であろう。検出コイルと信号処理ＩＣと同一層に形成
することも可能であるが、信号処理ＩＣは励磁コイルか
ら一定以上離す必要があり、検出コイルはスケールコイ
ルの誘導磁束を検出するためスケール１０４から近い位
置に形成する必要があるため、検出コイルは信号処理Ｉ
Ｃ１９９よりもスケール１０４に近い位置に形成するこ
とが好適である。結局、スケール１０４から見て、励磁
コイル、検出コイル、磁気シールド層、信号処理ＩＣの
順に形成することが望ましい。
【００４４】以上、本発明の実施形態について、誘導型
トランスデューサを電子ノギスに適用する場合について
説明したが、ノギス以外の他の測定機器に適用すること
も可能である。
トランスデューサを電子ノギスに適用する場合について
説明したが、ノギス以外の他の測定機器に適用すること
も可能である。
【００４５】
【発明の効果】本発明によれば、小型かつ検出精度に優
れた誘導型トランスデューサを得ることができ、この誘
導型トランスデューサを電子ノギスに組み込むことで、
耐環境性に優れ、小型かつ高検出精度のノギスを得るこ
とができる。
れた誘導型トランスデューサを得ることができ、この誘
導型トランスデューサを電子ノギスに組み込むことで、
耐環境性に優れ、小型かつ高検出精度のノギスを得るこ
とができる。
【図１】 実施形態の電子ノギスの構成図である。
【図２】 図１における基板の構成図である。
【図３】 基板の分解説明図である。
【図４】 実施形態におけるエアギャップと誤差信号と
の関係を示すグラフ図である。
の関係を示すグラフ図である。
【図５】 実施形態における磁気シールド位置と信号強
度との関係を示すグラフ図である。
度との関係を示すグラフ図である。
【図６】 誘導型トランスデューサの原理説明図であ
る。
る。
【図７】 誘導型トランスデューサの原理説明図であ
る。
る。
１００ 電子ノギス、１０４ スケール、１２０ グリ
ッドアセンブリ、１６２ 基板。
ッドアセンブリ、１６２ 基板。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 桐山 哲郎
神奈川県川崎市高津区坂戸１丁目20番１
号 株式会社ミツトヨ内
(56)参考文献 特開 平９−43322（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−6708（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−118892（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−329407（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−223505（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−213406（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−149757（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−71117（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01B 7/00
G01B 7/02
G01D 5/245
Claims (8)
- 【請求項１】 スケールとグリッド間の相対変位に応じ
た電気信号を出力する誘導型トランスデューサであっ
て、前記グリッドは 、 駆動信号に基づいて磁束を発生する磁束発生手段と、 前記相対位置に応じて変化する磁束を検出する磁束検出
手段と、 前記磁束検出手段からの検出信号を処理する信号処理手
段と、 を有し、前記磁束発生手段と磁束検出手段と信号処理手
段は、コア層に対して複数の層をビルドアップして得ら
れる多層構造の異なる層に、前記スケールから見て前記
磁束発生手段、磁束検出手段、信号処理手段の順にそれ
ぞれ形成され、かつ、前記磁束検出手段と前記信号処理
手段との間に磁気シールド手段を有する ことを特徴とする誘導型トランスデューサ。 - 【請求項２】 スケールとグリッド間の相対変位に応じ
た電気信号を出力する誘導型トランスデューサであっ
て、 前記グリッドは、 駆動信号に基づいて磁束を発生する磁束発生手段と、 前記相対位置に応じて変化する磁束を検出する磁束検出
手段と、 前記磁束検出手段からの検出信号を処理する信号処理手
段と、 を有し、前記磁束発生手段と磁束検出手段は、コア層に
対して複数の層をビルドアップして得られる多層構造の
同一層に形成され、前記信号処理手段は、前記多層構造
の異なる層に形成され、前記磁束発生手段及び前記磁束
検出手段は、前記スケール側から見て前記信号処理手段
よりも近い位置に形成され、かつ、前記磁束検出手段と
前記信号処理手段との間に磁気シールド手段を有する ことを特徴とする誘導型トランスデューサ。 - 【請求項３】 請求項１，２のいずれかに記載の誘導型
トランスデューサにおいて、前記磁気シールド手段は、フェライトに代表される高透
磁率性非金属、銅に代表される低透磁率性金属、パーマ
ロイに代表される高透磁率性金属の少なくともいずれか
の材質で形成される ことを特徴とする誘導型トランスデ
ューサ。 - 【請求項４】 請求項１，２のいずれかに記載の誘導型
トランスデューサにおいて、前記磁気シールド手段は、一定電圧に維持される ことを
特徴とする誘導型トランスデューサ。 - 【請求項５】 請求項１，２のいずれかに記載の誘導型
トランスデューサにおいて、前記磁気シールド手段の材質が金属である場合、前記磁
気シールド手段は前記磁束発生手段あるいは前記磁束検
出手段に対して前記スケールとグリッド間のギャップと
同等以上に離間して形成される ことを特徴とする誘導型
トランスデューサ。 - 【請求項６】 請求項１，２のいずれかに記載の誘導型
トランスデューサにおいて、前記磁気シールド手段の材質が非金属である場合、前記
磁気シールド手段は前記磁束発生手段あるいは前記磁束
検出手段に対して前記スケールとグリッド間のギャップ
と同等以下に接近して形成される ことを特徴とする誘導
型トランスデューサ。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載の誘導型
トランスデューサを有する電子ノギス。 - 【請求項８】 請求項７記載の電子ノギスにおいて、 スケールと前記誘導型トランスデューサとのギャップが
前記検出信号のピッチの約１／１０に設定されることを
特徴とする電子ノギス。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000068703A JP3504904B2 (ja) | 2000-03-13 | 2000-03-13 | 誘導型トランスデューサ及び電子ノギス |
| DE10111966.6A DE10111966B4 (de) | 2000-03-13 | 2001-03-13 | Transducer vom Induktionstyp und elektronische Tastlehre |
| CNB011116595A CN1196911C (zh) | 2000-03-13 | 2001-03-13 | 感应式转换器和电子卡尺 |
| US09/803,913 US6522129B2 (en) | 2000-03-13 | 2001-03-13 | Induction type transducer and electronic caliper |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000068703A JP3504904B2 (ja) | 2000-03-13 | 2000-03-13 | 誘導型トランスデューサ及び電子ノギス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001255108A JP2001255108A (ja) | 2001-09-21 |
| JP3504904B2 true JP3504904B2 (ja) | 2004-03-08 |
Family
ID=18587719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000068703A Expired - Fee Related JP3504904B2 (ja) | 2000-03-13 | 2000-03-13 | 誘導型トランスデューサ及び電子ノギス |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6522129B2 (ja) |
| JP (1) | JP3504904B2 (ja) |
| CN (1) | CN1196911C (ja) |
| DE (1) | DE10111966B4 (ja) |
Families Citing this family (43)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7290476B1 (en) | 1998-10-20 | 2007-11-06 | Control Products, Inc. | Precision sensor for a hydraulic cylinder |
| US6501264B2 (en) * | 2000-03-13 | 2002-12-31 | Mitutoyo Corporation | Induction type transducer and electronic caliper |
| JP3842099B2 (ja) * | 2001-10-12 | 2006-11-08 | 株式会社ミツトヨ | 磁気式エンコーダ |
| JP2003121483A (ja) * | 2001-10-18 | 2003-04-23 | Nec Corp | 電界磁界検出素子及び電界磁界計測装置並びに電界磁界計測方法 |
| US7100861B2 (en) * | 2002-01-23 | 2006-09-05 | Control Products, Inc. | Lead guide for cable extension type position sensors |
| US7093361B2 (en) * | 2002-01-23 | 2006-08-22 | Control Products, Inc. | Method of assembling an actuator with an internal sensor |
| DE10307674A1 (de) * | 2003-02-21 | 2004-09-02 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Induktiver Sensor und damit ausgestatteter Drehgeber |
| DE10354694C5 (de) * | 2003-11-22 | 2008-10-09 | Sick Ag | Induktiver Sensor |
| US7197974B2 (en) * | 2004-01-15 | 2007-04-03 | Control Products Inc. | Position sensor |
| GB0410090D0 (en) * | 2004-05-06 | 2004-06-09 | Koninkl Philips Electronics Nv | A radio system for sensing applications |
| US7609055B2 (en) * | 2004-07-21 | 2009-10-27 | Control Products, Inc. | Position sensing device and method |
| JP4989919B2 (ja) * | 2006-05-31 | 2012-08-01 | 株式会社アミテック | 誘導型位置検出装置 |
| JP5192144B2 (ja) * | 2006-12-12 | 2013-05-08 | 株式会社ミツトヨ | 測定器 |
| DE102007009994A1 (de) * | 2007-03-01 | 2008-09-04 | Robert Bosch Gmbh | Induktiver Sensor |
| JP2008216154A (ja) * | 2007-03-07 | 2008-09-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 絶対値スケール及び絶対値演算方法 |
| US20090121022A1 (en) * | 2007-11-08 | 2009-05-14 | Teng Hong-Chun | Cleaning Structure for an Induction Reader |
| JP5224838B2 (ja) * | 2008-02-04 | 2013-07-03 | 株式会社ミツトヨ | 電磁誘導式エンコーダ |
| GB0817047D0 (en) * | 2008-09-18 | 2008-10-22 | Amway Europ Ltd | Electromagnetic Interference Suppression |
| JP5285394B2 (ja) * | 2008-11-05 | 2013-09-11 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 衝突検出装置 |
| ES2763330T3 (es) * | 2011-05-25 | 2020-05-28 | Helmut Fischer Gmbh Inst Fuer Elektronik Und Messtechnik | Sonda de medición para medir el grosor de capas delgadas así como un procedimiento para fabricar un elemento sensor para la sonda de medición |
| JP5809479B2 (ja) * | 2011-08-03 | 2015-11-11 | 株式会社ミツトヨ | 電磁誘導式絶対位置測定用エンコーダ |
| DE102013218768A1 (de) * | 2013-09-19 | 2015-03-19 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Induktive Positionsmesseinrichtung |
| US9417094B2 (en) * | 2014-02-28 | 2016-08-16 | Mitutoyo Corporation | Displacement sensor for force indicating caliper |
| US9435663B2 (en) * | 2014-08-22 | 2016-09-06 | Mitutoyo Corporation | Absolute position encoder scale having layers in a stacked configuration |
| US9310175B2 (en) * | 2014-09-08 | 2016-04-12 | Mitutoyo Corporation | Jaw-mounted magnet accessory for calipers |
| US9612099B2 (en) | 2015-03-10 | 2017-04-04 | Mitutoyo Corporation | Compliant thumb wheel assembly coupled to a caliper jaw |
| US10612943B2 (en) * | 2016-08-24 | 2020-04-07 | Mitutoyo Corporation | Winding and scale configuration for inductive position encoder |
| US10775199B2 (en) * | 2016-08-24 | 2020-09-15 | Mitutoyo Corporation | Winding and scale configuration for inductive position encoder |
| US10520335B2 (en) * | 2016-08-24 | 2019-12-31 | Mitutoyo Corporation | Winding configuration for inductive position encoder |
| CN106793452B (zh) * | 2016-12-02 | 2024-01-26 | 安徽沃巴弗电子科技有限公司 | 一种抗干扰装置 |
| JP7118627B2 (ja) * | 2017-12-01 | 2022-08-16 | 株式会社ミツトヨ | 電磁誘導式位置検出装置 |
| US10182652B1 (en) * | 2017-12-21 | 2019-01-22 | Google Llc | Interactive kiosk shelves |
| JP7050500B2 (ja) * | 2018-01-25 | 2022-04-08 | 日本電産サンキョー株式会社 | 磁気センサ装置 |
| US20200003581A1 (en) * | 2018-06-28 | 2020-01-02 | Mitutoyo Corporation | Scale configuration for inductive position encoder |
| JP2020056754A (ja) | 2018-10-04 | 2020-04-09 | 株式会社ミツトヨ | 電磁誘導式エンコーダ |
| DE102018220032A1 (de) * | 2018-11-22 | 2020-05-28 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Magnetisches Positionssensorsystem |
| DE102019109972A1 (de) * | 2019-04-16 | 2020-10-22 | Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH | Positionserfassungseinheit, Kupplungssteller mit Positionserfassungseinheit und Fahrzeugkupplung mit Positionserfassungseinheit |
| DE102020203275A1 (de) * | 2020-03-13 | 2021-09-16 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Induktive Rotorlagesensoreinrichtung, Antriebseinrichtung |
| US11181395B2 (en) | 2020-03-23 | 2021-11-23 | Mitutoyo Corporation | Transmitter and receiver configuration for inductive position encoder |
| US11169008B2 (en) | 2020-03-23 | 2021-11-09 | Mitutoyo Corporation | Transmitter and receiver configuration for inductive position encoder |
| US11067414B1 (en) | 2020-03-23 | 2021-07-20 | Mitutoyo Corporation | Transmitter and receiver configuration for inductive position encoder |
| JP7377754B2 (ja) * | 2020-03-27 | 2023-11-10 | 株式会社Lixil | 計測装置および計測装置を使用した改装サッシの取付方法 |
| US11713983B2 (en) | 2021-06-30 | 2023-08-01 | Mitutoyo Corporation | Sensing winding configuration for inductive position encoder |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3934335A (en) * | 1974-10-16 | 1976-01-27 | Texas Instruments Incorporated | Multilayer printed circuit board |
| JPS54145562A (en) * | 1978-05-04 | 1979-11-13 | Mitsutoyo Seisakusho | Slide calipers with digital display |
| US4843506A (en) * | 1986-09-29 | 1989-06-27 | Hewlett-Packard Company | Shields of magnetoresistive transducers |
| US5136125A (en) * | 1991-05-06 | 1992-08-04 | International Business Machines Corporation | Sensor grid for an electromagnetic digitizer tablet |
| US6249234B1 (en) * | 1994-05-14 | 2001-06-19 | Absolute Sensors Limited | Position detector |
| AU679378B2 (en) * | 1994-05-14 | 1997-06-26 | Synaptics (Uk) Limited | Position encoder |
| US5761009A (en) * | 1995-06-07 | 1998-06-02 | International Business Machines Corporation | Having parastic shield for electrostatic discharge protection |
| US5973494A (en) * | 1996-05-13 | 1999-10-26 | Mitutoyo Corporation | Electronic caliper using a self-contained, low power inductive position transducer |
| FR2761772B1 (fr) * | 1997-04-07 | 1999-05-21 | Suisse Electronique Microtech | Capteur inductif micro-usine, notamment pour la mesure de la position et/ou du mouvement d'un objet |
| JP3345430B2 (ja) * | 1997-05-09 | 2002-11-18 | ブラウン アンド シャープ テーザ エス．エイ． | 携帯式電子精密ノギス |
| US5901458A (en) | 1997-11-21 | 1999-05-11 | Mitutoyo Corporation | Electronic caliper using a reduced offset induced current position transducer |
| US6501264B2 (en) * | 2000-03-13 | 2002-12-31 | Mitutoyo Corporation | Induction type transducer and electronic caliper |
-
2000
- 2000-03-13 JP JP2000068703A patent/JP3504904B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-03-13 DE DE10111966.6A patent/DE10111966B4/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-03-13 US US09/803,913 patent/US6522129B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-03-13 CN CNB011116595A patent/CN1196911C/zh not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE10111966A1 (de) | 2002-01-03 |
| JP2001255108A (ja) | 2001-09-21 |
| DE10111966B4 (de) | 2016-04-14 |
| CN1313501A (zh) | 2001-09-19 |
| US6522129B2 (en) | 2003-02-18 |
| US20020011838A1 (en) | 2002-01-31 |
| CN1196911C (zh) | 2005-04-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3504904B2 (ja) | 誘導型トランスデューサ及び電子ノギス | |
| JP7300324B2 (ja) | 電磁誘導式エンコーダのためのスケール構成 | |
| US5973494A (en) | Electronic caliper using a self-contained, low power inductive position transducer | |
| JP2018031777A (ja) | 電磁誘導式エンコーダの巻線構成 | |
| US6011389A (en) | Induced current position transducer having a low power electronic circuit | |
| US6002250A (en) | Electronic linear scale using a self-contained, low-power inductive position transducer | |
| US7049924B2 (en) | Electromagnetic induction type position sensor | |
| JP6727721B2 (ja) | 冗長空間位相信号を含むアブソリュート型エンコーダ | |
| US20150362336A1 (en) | Absolute position encoder scale having plates alternating with varying recesses | |
| US20070177414A1 (en) | Magnetic field probe apparatus and a method for measuring magnetic field | |
| US9435663B2 (en) | Absolute position encoder scale having layers in a stacked configuration | |
| EP0862727A1 (en) | Position encoder | |
| JP2019184588A (ja) | 電磁誘導式エンコーダの送信部及び受信部 | |
| US9772202B1 (en) | Absolute position encoder combining signals of two widely separated wavelengths | |
| Wang et al. | A compact and high-performance eddy-current sensor based on meander-spiral coil | |
| JP4358512B2 (ja) | 位置測定装置 | |
| US4143240A (en) | Co-ordinate plate for co-ordinate reader | |
| JP2022106662A (ja) | 電磁誘導式エンコーダ用の検知巻線構成 | |
| US11169008B2 (en) | Transmitter and receiver configuration for inductive position encoder | |
| JP2000055994A (ja) | 磁界検知装置 | |
| JPH11202009A (ja) | 近磁界プローブ及び近磁界プローブユニット及び近磁界プローブアレー及び磁界計測システム | |
| JP2022106661A (ja) | 電磁誘導式エンコーダ用の検知巻線構成 | |
| AU753651B2 (en) | Induction sensor | |
| JP2001255110A (ja) | 誘導型トランスデューサ及び電子ノギス | |
| JP4698958B2 (ja) | 電線の導体欠陥検知用センサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20031202 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20031211 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3504904 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121219 Year of fee payment: 9 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151219 Year of fee payment: 12 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |