JP6438233B2 - 変位検出装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明の第1の実施形態における変位検出装置1について、図1〜図12を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。また、本発明は、以下の形態に限定されるものではない。
スケール2は、略平板状に形成されている。スケール2の上面は、測定面2aを構成する。測定面2aは、検出ヘッド3と上下方向に対向している。また、スケール2と検出ヘッド3は、測定面2aに沿って相対的に移動する。なお、本実施形態では、図示しない直動装置によって、検出ヘッド3が、測定面2aに沿ってスケール2の長手方向である方向Xへ移動する。そして、この方向Xが検出ヘッド3の読取方向となる。なお、検出ヘッド3が移動する平面内において方向Xと直交する方向を方向Y(スケール2の短手方向)とする。また、方向X及び方向Yに直交する方向を方向Z(図中の上下方向)とする。
図2に示すように、検出ヘッド3は、ヘッド本体31と、ブラケット32と、フレキシブルプリント基板33と、を有している。
ヘッド本体31は、略矩形平板状に形成され、内部に回路基板6を収納する空間を有している。この回路基板6には、後述する演算装置4(図8参照)の一部を構成するCPU(Central Processing Unit)48が実装されている。なお、本実施形態では、ヘッド本体31内にCPU48が実装されている回路基板6が収容されている態様を説明したが、この回路基板6を、例えばヘッド本体31の外周面に設けてもよい。
図4は、第1目盛検出部7を示す概略構成図、図5は、第1目盛検出部7の回路構成を示す説明図である。
図6に示すように、sin信号を得る第1検出素子部11と、−sin信号を得る第2検出素子部12は、第1の差動増幅器17に接続されている。そして、第1検出素子部11と、第2検出素子部12で得られた信号は、第1の差動増幅器17によって差動増幅され、sin信号として演算装置4(図8参照)へ出力される。
図7に示すように、cos信号を得る第3検出素子部13と、−cos信号を得る第4検出素子部14は、第2の差動増幅器18に接続されている。そして、第3検出素子部13と、第3検出素子部13で得られた信号は、第2の差動増幅器18によって差動増幅され、cos信号として演算装置4(図8参照)へ出力される。
次に、図8を参照して、本実施形態における演出部を構成する演算装置4について説明する。図8は、演算装置4を示す説明図である。
演算装置4は、第1目盛検出部7及び第2目盛検出部8から出力されたsin信号とcos信号とに基づいて、被測定部材の変位量を演算する。この演算装置4では、後述するように所定の条件の下、第1目盛検出部7及び第2目盛検出部8から出力されたsin信号を加算し平均化を行い、また、第1目盛検出部7及び第2目盛検出部8から出力されたcos信号を加算し平均化を行う。なお、以下の説明では、説明を容易にするため、sin信号とcos信号を単に信号と総称する場合がある。
第2比較回路42と第1比較回路41とは同様のため、第2比較回路42の詳細な説明は省略する。
次に、図11を参照して本実施形態における第1目盛検出部7と第2目盛検出部8の設置位置につい説明する。
図11において、曲線C1は、ヘッド本体31と測定面2aとの間の距離と、第1目盛検出部7の検出結果を用いた演算の精度との関係を示す曲線である。また、曲線C2は、ヘッド本体31と測定面2aとの間の距離と、第2目盛検出部8の検出結果を用いた演算の精度との関係を示す曲線である。また、Sは、演算の精度を確保するために予め設定されている閾値である閾値Sを示している。
次に本実施形態の変位検出装置1の作用について説明する。
本実施形態の変位検出装置1では、ヘッド本体31の位置ずれが発生していない場合は、ヘッド本体31と測定面2aとの間の距離が、図11に示すD5以上D6以内の範囲内にある。この場合の第1目盛検出部7及び第2目盛検出部8に係る演算の精度は閾値S以上に良いため、演算装置4のCPU48は、第1目盛検出部7及び第2目盛検出部8から出力された信号に基づいて変位量を演算する。したがって、この場合は、第1目盛検出部7及び第2目盛検出部8の2つの目盛検出部から出力された信号に基づいて変位量が演算されるので、一つの目盛検出部から出力された信号に基づいて変位量を演算する場合よりも、演算の精度を高めることができる。
次に、図13及び図14を参照して、第2の実施形態にかかる変位検出装置について説明する。
図13は、第2の実施形態にかかる変位検出装置を示す斜視図である。図14は、第2の実施形態にかかる変位検出装置を示す側面図である。
なお、第1の実施形態にかかる変位検出装置1と同様の構成についての説明は省略する。
Claims (4)
- 被測定部材の変位を検出する変位検出装置であって、
目盛が記録されている記録面を有するスケール部と、
前記スケール部に対して相対的に移動可能な検出ヘッド部と、
前記検出ヘッド部に設けられ、前記目盛を読み取り、且つ、読み取った前記目盛に応じて信号を出力する少なくとも2つの目盛検出部と、
前記少なくとも2つの目盛検出部から出力された信号を受信し、前記被測定部材の変位量を演算する演算部と、
前記各目盛検出部と前記記録面との間の距離を検出する距離検出部と、を備え、
前記少なくとも2つの目盛検出部と前記記録面との間の距離が異なっており、
前記演算部は、前記距離検出部が検出した距離に応じて、前記被測定部材の変位量を演算する複数の演算方法から一つの演算方法を選択する
ことを特徴とする変位検出装置。 - 前記複数の演算方法には、前記少なくとも2つの目盛検出部から出力された信号に基づいて前記変位量を演算する演算方法が含まれる
ことを特徴とする請求項1に記載の変位検出装置。 - 前記複数の演算方法には、前記少なくとも2つの目盛検出部の内の一つの目盛検出部から出力された信号に基づいて前記変位量を演算する演算方法が含まれる
ことを特徴とする請求項2に記載の変位検出装置。 - 被測定部材の変位を検出する変位検出装置であって、
目盛が記録されている記録面を有するスケール部と、
前記スケール部に対して相対的に移動可能な検出ヘッド部と、
前記検出ヘッド部に設けられ、前記目盛を読み取り、且つ、読み取った前記目盛に応じて信号を出力する少なくとも2つの目盛検出部と、
前記少なくとも2つの目盛検出部から出力された信号を受信し、前記被測定部材の変位量を演算する演算部と、
前記各目盛検出部と前記記録面との間の距離を検出する距離検出部と、を備え、
前記各目盛検出部と前記記録面との間の距離は、前記少なくとも2つの目盛検出部の内の一つの目盛検出部から出力された信号に基づいて演算した前記変位量の精度が所定の精度に達しているときは他の一つの前記目盛検出部から出力された信号に基づいて演算した前記変位量の精度が所定の精度に達しないように設定され、且つ、前記他の一つの前記目盛検出部から出力された信号に基づいて演算した前記変位量の精度が所定の精度に達しているときは前記一つの前記目盛検出部から出力された信号に基づいて演算した前記変位量の精度が所定の精度に達しないように設定されており、
前記演算部は、前記距離検出部が検出した距離に応じて、前記一つの前記目盛検出部から出力された信号のみに基づいて前記変位量を演算するか、又は、前記他の一つの前記目盛検出部から出力された信号のみに基づいて前記変位量を演算するか、を選択する
ことを特徴とする変位検出装置。
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