JP5632398B2 - インピーダンスをデジタル化する装置及び方法 - Google Patents
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Description
測定される特性によって変化する第1のインピーダンスを有する第1のインピーダンス要素と、
第2のインピーダンスを有する第2のインピーダンス要素と、
第1の交流駆動信号を第1のインピーダンス要素に与え、第2の交流駆動信号を第2のインピーダンス要素に与える駆動信号生成器と、
第1及び第2のインピーダンス要素に第1及び第2の交流駆動信号を与えることによって生成される信号の組み合わせを含む結果信号を受信してデジタル化するアナログ−デジタル変換器(ADC)と、を含み、
第1の交流駆動信号は、第2の交流駆動信号に対して位相がシフトされているので、アナログ−デジタル変換器によって受信されサンプリングされた結果信号は、第1及び第2のインピーダンスの合計及び第1のインピーダンスと第2のインピーダンスとの間の差に順番に関連しており、
当該装置は、ADCからサンプル値を受信して合計チャンネル及び差分チャンネルを提供する信号分離器を含み、合計チャンネルは、第1及び第2のインピーダンスの合計に関する一連の値を含み、差分チャンネルは、第1のインピーダンスと第2のインピーダンスとの間の差に関する一連の値を含むことを特徴としている。
Claims (19)
- インピーダンスをデジタル化する装置であって、
測定される特性によって変化する第1のインピーダンスを有する第1のインピーダンス要素と、
第2のインピーダンスを有する第2のインピーダンス要素と、
前記第1のインピーダンス要素に第1の交流駆動信号を与え、かつ前記第2のインピーダンス要素に第2の交流駆動信号を与える駆動信号生成器と、
前記第1の交流駆動信号及び前記第2の交流駆動信号を前記第1のインピーダンス要素及び前記第2のインピーダンス要素に与えることによって生成される信号の組み合わせを備える結果信号を受信してデジタル化するアナログ−デジタル変換器(ADC)と、を含み、
前記アナログ−デジタル変換器によって受信されてサンプリングされる前記結果信号が、前記第1のインピーダンスと前記第2のインピーダンスとの合計及び差分に連続して関連するように、前記第1の交流駆動信号が前記第2の交流駆動信号に対して位相シフトされており、
前記装置は、前記ADCからサンプル値を受信して合計チャンネル及び差分チャンネルを提供する信号分離器を含み、前記合計チャンネルは、前記第1のインピーダンス及び前記第2のインピーダンスの合計に関連する一連の値を含み、前記差分チャンネルは、前記第1のインピーダンスと前記第2のインピーダンスとの前記差分に関連する一連の値を含み、
前記第1の交流駆動信号及び前記第2の交流駆動信号が矩形波信号であることを特徴とする装置。 - 除算器を含み、前記除算器は、前記差分チャンネル内の値を前記合計チャンネル内の値によって除算することにより一連の出力値を生成し、前記出力値は、前記第1のインピーダンスと前記第2のインピーダンスとの間の前記差分及び前記第1のインピーダンスと前記第2のインピーダンスとの合計の比に関連していることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 少なくとも1つのデジタルフィルタを備えることを特徴とする請求項1または2に記載の装置。
- 前記第1の交流駆動信号及び前記第2の交流駆動信号が直角位相矩形波信号であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1つに記載の装置。
- 前記第1のインピーダンス要素及び前記第2のインピーダンス要素を備える差分トランスデューサを含み、前記第1のインピーダンス及び前記第2のインピーダンスの両方が前記測定される特性によって変化することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1つに記載の装置。
- 前記第1のインピーダンス要素を備えるトランスデューサを含み、前記第2のインピーダンス要素が前記トランスデューサによって測定される前記特性によって変化しない第2のインピーダンスを有していることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1つに記載の装置。
- 前記第1のインピーダンス要素及び前記第2のインピーダンス要素が、第1の容量要素及び第2の容量要素を含んでいることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1つに記載の装置。
- 電荷増幅器を含み、前記電荷増幅器は、前記第1のインピーダンス要素及び前記第2のインピーダンス要素の各々からの信号を受信するための共通入力部を有するとともに前記アナログ−デジタル変換器に供給する前記結果信号を生成することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1つに記載の装置。
- 前記第1のインピーダンス要素を少なくとも備える変位応答トランスデューサを含み、前記第1のインピーダンス要素の前記第1のインピーダンスが、前記変位応答トランスデューサの一部の変位によって変化することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1つに記載の装置。
- 測定される特性によって変化する第3のインピーダンスを有する第3のインピーダンス要素及び第4のインピーダンスを有する第4のインピーダンス要素を含み、前記駆動信号生成器は、前記第3のインピーダンス要素に第3の交流駆動信号を与え、前記第4のインピーダンス要素に第4の交流駆動信号を与えることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1つに記載の装置。
- 前記アナログ−デジタル変換器は、前記第3の駆動信号及び前記第4の駆動信号を前記第3のインピーダンス要素及び前記第4のインピーダンス要素に与えることによって生成される信号を備える結果信号を受信することを特徴とする請求項10に記載の装置。
- 前記第1の交流駆動信号及び前記第2の交流駆動信号が第1の周波数を有し、前記第3の交流駆動信号及び前記第4の交流駆動信号が第2の周波数を有することを特徴とする請求項10または11に記載の装置。
- 座標位置決め装置とともに使用される寸法計測デバイスであって、前記デバイスが、請求項1乃至12のいずれか1つに記載のインピーダンスをデジタル化する装置を備えることを特徴とするデバイス。
- インピーダンスをデジタル化する方法であって、
(i)測定される特性によって変化する第1のインピーダンスを有する第1のインピーダンス要素に第1の交流駆動信号を与え、第2のインピーダンスを有する第2のインピーダンス要素に第2の交流駆動信号を与えるステップであって、前記第1の駆動信号は、前記第2の駆動信号に対して位相がシフトされ、前記第1の交流駆動信号及び前記第2の交流駆動信号が矩形波信号であることを特徴とするステップと、
(ii)前記第1の交流駆動信号を前記第1のインピーダンス要素に与えることによって生成される信号と、前記第2の交流駆動信号を前記第2のインピーダンス要素に与えることによって生成される信号とを組み合わせることによって結果信号を生成するステップと、
(iii)アナログ−デジタル変換器を使用して前記結果信号をデジタル化してサンプル値を生成するステップと、を含み、前記方法は、さらに、
(iv)前記サンプル値から合計チャンネル及び差分チャンネルを生成するステップを含み、前記合計チャンネルは、前記第1のインピーダンス及び前記第2のインピーダンスの合計に関連する一連の値を含み、前記差分チャンネルは、前記第1のインピーダンスと前記第2のインピーダンスとの差分に関連する一連の値を備えることを特徴とする方法。 - 座標位置決め装置と共に使用する寸法測定デバイスであって、
測定される変位によって変化する第1のインピーダンスを有する第1のインピーダンス要素を備える変位応答トランスデューサと、
第2のインピーダンスを有する第2のインピーダンス要素と、
第1の交流駆動信号を前記第1のインピーダンス要素に与えかつ第2の交流駆動信号を前記第2のインピーダンス要素に与える駆動信号生成器と、
結果信号を受信してデジタル化するアナログ−デジタル変換器(ADC)であって、前記結果信号は、前記第1の交流駆動信号及び前記第2の交流駆動信号を前記第1のインピーダンス要素及び前記第2のインピーダンス要素に与えることによって生成される信号の組み合わせを備える、アナログ−デジタル変換器(ADC)と
を備え、
前記第1の交流駆動信号は、第1の矩形波信号を含み、及び、前記第2の交流駆動信号は、第2の矩形波信号を含み、前記第1の矩形波信号が前記第2の矩形波信号に対して位相シフトされていることを特徴とする寸法測定デバイス。 - 前記変位応答トランスデューサは、前記第1のインピーダンス要素及び前記第2のインピーダンス要素を備える差分トランスデューサを含み、前記第1のインピーダンス及び前記第2のインピーダンスの両方が前記測定される変位によって変化することを特徴とする請求項15に記載のデバイス。
- 測定される特性によって変化する第3のインピーダンスを有する第3のインピーダンス要素、及び第4のインピーダンスを有する第4のインピーダンス要素を含み、前記駆動信号生成器は、第3の交流駆動信号を前記第3のインピーダンス要素に与え、第4の交流駆動信号を前記第4のインピーダンス要素に与え、前記アナログ−デジタル変換器は、前記第3の駆動信号及び前記第4の駆動信号を前記第3のインピーダンス要素及び前記第4のインピーダンス要素に与えることによって生成される信号を備える結果信号を受信することを特徴とする請求項15に記載のデバイス。
- 前記第1の交流駆動信号及び前記第2の交流駆動信号は、直角位相矩形波信号であることを特徴とする請求項15に記載のデバイス。
- 前記第1のインピーダンス要素及び前記第2のインピーダンス要素は、第1の容量要素及び第2の容量要素を備えることを特徴とする請求項15に記載のデバイス。
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