JPH03180716A - Electrostatic capacity type length measuring instrument - Google Patents

Electrostatic capacity type length measuring instrument

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JPH03180716A
JPH03180716A JP31993789A JP31993789A JPH03180716A JP H03180716 A JPH03180716 A JP H03180716A JP 31993789 A JP31993789 A JP 31993789A JP 31993789 A JP31993789 A JP 31993789A JP H03180716 A JPH03180716 A JP H03180716A
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JP
Japan
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voltage
common core
electrode
square wave
core electrode
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Pending
Application number
JP31993789A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Kanayama
金山 淳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawaguchiko Seimitsu KK
Original Assignee
Kawaguchiko Seimitsu KK
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Publication date
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Priority to JP31993789A priority Critical patent/JPH03180716A/en
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To connect the electrostatic capacity type length measuring instrument to an electronic device without being affected by changes in measurement environment nor performing calibration by varying a measured rectangular voltage so that a feedback voltage induced at a common core electrode is zero. CONSTITUTION:When a spindle 15 moves and a screen 13 is displaced to the right, capacitors C1 and C2 vary in capacitance values c1 and c2. The electronic device operates and the measured rectangular voltage E3 is varied so that the feedback voltage Em induced at the common core electrode 12 becomes zero. This voltage E3 is proportional to displacement X and not affected by variation in dielectric constant on condition that the capacitors C1 - C3 are made of the same dielectric. Namely, the capacitance values c1 and c2 vary only when the screen 13 move along the center axis of ring electrodes 9 - 11 and the electrode 12. Therefore, even if the spindle 15 has radial play, the movement of the screen 13 in this direction exerts a little influence upon the capacitance values c1 and c2.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、機械的な変位量を静電容量の変化量として
電気信号に変換する静電容量型測長器に関するもので、
特に電極間の誘電体ρ誘電率の変動に影響されない測長
器に関する。
[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to a capacitive length measuring device that converts mechanical displacement into an electrical signal as a capacitance change.
In particular, it relates to a length measuring device that is not affected by variations in the dielectric constant ρ between electrodes.

〈従来の技術〉 従来のこの種の静電容量型測長器としては、第6図に示
すような検出部を有するものがあった。
<Prior Art> As a conventional capacitance type length measuring device of this kind, there is one having a detection section as shown in FIG.

この測長器の検出部は、絶縁シート5を介して隣接配置
されたリング電極1.2と、このリング電極1.2内に
同心状に配置され且つ軸受8により支持されているスピ
ンドル7の外周に絶縁材6を介して取り付けられている
円筒状の共通コア電極3と、この共通コア電8i!3に
誘起される電流を取り出すリード線4とから構成されて
いる。
The detecting section of this length measuring device consists of a ring electrode 1.2 which is arranged adjacently through an insulating sheet 5, and a spindle 7 which is arranged concentrically within this ring electrode 1.2 and supported by a bearing 8. A cylindrical common core electrode 3 attached to the outer periphery via an insulating material 6, and this common core electrode 8i! 3, and a lead wire 4 for taking out the current induced in the lead wire 3.

この測長器におけるリング電極1.2と共通コア電極3
との間にはそれぞれキャパシタC,、C7が形成され、
このキャパシタC,,C,の誘電体は同一のもの(空気
)からなる。
Ring electrode 1.2 and common core electrode 3 in this length measuring device
Capacitors C, C7 are formed between them, respectively.
The dielectrics of these capacitors C, , C, are made of the same material (air).

又リング電極1.2には、同一周波数で位相差180度
(逆相〉であり更にピーク値が等しい一定の正弦波電圧
V1、V、がそれぞれ印加されている。
Further, constant sinusoidal voltages V1 and V having the same frequency, a phase difference of 180 degrees (opposite phase), and equal peak values are applied to the ring electrodes 1.2, respectively.

この測長器においては、スピンドル7が移動して共通コ
ア電極3が移動すると、この共通コア電極3には、電流
i、が発生し、キャパシタCllCrのキャパシタンス
をC,、C,とすると次の関係が成立する。
In this length measuring device, when the spindle 7 moves and the common core electrode 3 moves, a current i is generated in the common core electrode 3, and if the capacitance of the capacitor CllCr is C,,C, then the following A relationship is established.

C@  Vs  + Cr  Vr  = a  1 
mここでaは正の比例定数であり、又V、=−V。
C@Vs + Cr Vr = a 1
m where a is a positive proportionality constant and V, = -V.

であるので、共通コア電極3に発生する電流i、。Therefore, the current i generated in the common core electrode 3.

は、 1 a =Vr  (Cr  C’s ) / a ’
・・(1)で表すことができる。
is 1 a = Vr (Cr C's) / a'
...It can be expressed as (1).

第6図中Xは、スピンドル7即ち、共通コア電極3の変
位を示すものである。ここで、このスピンドル7がリン
グ電極1.2内に差し込まれる方向(図中右方向〉への
変位Xを正、抜き出される方向(図中左方向〉への変位
Xを負とし、又C3=crのときに変位Xを零と設定し
、更にこのときのキャパシタンスCII+Crをキャパ
シタンスc、)とすると、キャパシタンスc1、c、と
変位Xとの関係は次のようになる。
In FIG. 6, X indicates the displacement of the spindle 7, that is, the common core electrode 3. Here, the displacement X in the direction in which the spindle 7 is inserted into the ring electrode 1.2 (rightward in the figure) is positive, the displacement X in the direction in which it is extracted (leftward in the figure) is negative, and C3 If the displacement

c、=−εb、X+co  ・・・ (2)c、=εb
rX+Cr)   ・・・ (3)このεはキ、ヤパシ
タC,,C,の誘電体の誘電率、b1、brは正の比例
定数である。
c, = -εb, X+co ... (2) c, = εb
rX+Cr)... (3) This ε is the permittivity of the dielectric material of the capacitors C, , C, and b1 and br are positive proportionality constants.

次に、この式(2)、(3)を式(1)に代入すると、 i’、=V、ε(b、+b、)X・・・ (4)となり
、誘電率εが一定であれば電流inは変位Xに正比例す
ることになる。従って、この電流i、を電子装置で変換
することにより変位量Xを求めることができ、従来の測
長器においては上記のようにして変位量Xを求めて表示
していた。
Next, by substituting these equations (2) and (3) into equation (1), we get i', = V, ε(b, +b,)X... (4), and even if the dielectric constant ε is constant, In this case, the current in is directly proportional to the displacement X. Therefore, by converting this current i with an electronic device, the amount of displacement X can be obtained, and in the conventional length measuring instrument, the amount of displacement X was obtained and displayed as described above.

〈発明が解決しようとする課題〉 上記の従来例においては、スピンドル7の変位Xに比例
して変化する共通コア電極3に流れる電流i1、、を検
出することにより測長するものであるが、これにはキャ
パシタC,,C,における誘電体の誘電率εが一定であ
ることが条件とされる。
<Problems to be Solved by the Invention> In the conventional example described above, the length is measured by detecting the current i1 flowing through the common core electrode 3, which changes in proportion to the displacement X of the spindle 7. This requires that the dielectric constant ε of the dielectric in the capacitors C, , C, be constant.

即ち、従来例におけるキャパシタC,,C,の誘電体は
空気°であり、測定環境、例えば温度、湿度、密度(気
圧〉が変化すると誘電率も変fヒし、同一の変位Xに対
する電流1ffiの値が変わってしまうことになる。
That is, the dielectric material of the capacitors C, C, in the conventional example is air, and when the measurement environment, for example, temperature, humidity, density (atmospheric pressure) changes, the dielectric constant changes, and the current 1ffi for the same displacement X changes. The value of will change.

このため、精密な測定をする場合には、測定環境に合わ
せて校正することが必要であった。
For this reason, when making precise measurements, it has been necessary to calibrate it in accordance with the measurement environment.

又、式(2>、(3)、(4)における比例定数す1、
b、は、それぞれキャパシタC,,C。
In addition, the proportionality constant S1 in equations (2>, (3), and (4))
b, are capacitors C,,C, respectively.

の電極の幾何学的寸法即ち、リング電極1.2の内径寸
法、共通コア電極3の外径寸法及びこれらの間隔により
定まる定数である。
is a constant determined by the geometrical dimensions of the electrodes, that is, the inner diameter dimension of the ring electrode 1.2, the outer diameter dimension of the common core electrode 3, and the spacing thereof.

従って、このリング電flil、2の内径及び共通コア
電極3の外径を厳密に同一にしなければ、同一の変位X
に対して同一の電流i、を得ることはできない。
Therefore, unless the inner diameter of this ring electrode flil, 2 and the outer diameter of the common core electrode 3 are made strictly the same, the same displacement
It is not possible to obtain the same current i for both.

しかしながら、これは非常に困難でありこのため、各検
出部に合わせて電子装置を校正することが必要であった
However, this is very difficult, and it has therefore been necessary to calibrate the electronic device for each detection section.

更に、2チヤンネルの電子装置の各チャンネルにそれぞ
れ検出部を取り付けて和差演算する場合、前述したよう
に各検出部に合わせて各チャンネルを校正して使用する
ことが必要であるが、このように合わせこんだチャンネ
ルでない方のチャンネルに検出部を接続してしまうこと
もあり、このまま測定を始めてしまうと正確な測定がで
きないという課題もあった。
Furthermore, if a detection unit is attached to each channel of a two-channel electronic device and a sum-difference calculation is performed, it is necessary to calibrate each channel according to each detection unit as described above. There was also the problem that accurate measurements would not be possible if the detection unit was sometimes connected to a channel that was not tuned to the one that was tuned.

本発明は、温度、湿度、気圧などの測定環境の変化の影
響を受けることがなく、又校正することなく電子装置に
接続することが可能な検出部を有する静電容量型測長器
を提供することを目的とする。
The present invention provides a capacitive length measuring device that is not affected by changes in the measurement environment such as temperature, humidity, and atmospheric pressure, and that has a detection section that can be connected to an electronic device without calibration. The purpose is to

く課題を解決するための手段〉 本発明の静電容量型測長器は、同一中心線上に配置され
且つ絶縁された状態で隣接配置された円筒状の第1及び
第2リング電極と、これらと同じ中心線上に配置された
円筒状の第3リング電極と、これらと同心状に配置され
た円柱状の共通コア電極と、第1及び第2リング電極と
共通コア電極との間を中心軸に沿って可動する窓を有す
るスクリーンとを備えており、スクリーンの窓を介して
第1及び第2リング電極と共通コア電極との間にそれぞ
れ第1.第2測定キャパシタC,、C2を形成し、又第
3リング電極と共通コア電極との間に基準キャパシタC
3を形成している。
Means for Solving the Problems> The capacitive length measuring device of the present invention comprises first and second cylindrical ring electrodes arranged on the same center line and adjacent to each other in an insulated state; A cylindrical third ring electrode arranged on the same center line as the third ring electrode, a cylindrical common core electrode arranged concentrically with these, and a center axis between the first and second ring electrodes and the common core electrode. and a screen having a window movable along the screen, and the first and second ring electrodes and the common core electrode are respectively provided between the first and second ring electrodes and the common core electrode through the window of the screen. A second measurement capacitor C,,C2 is formed, and a reference capacitor C is formed between the third ring electrode and the common core electrode.
3 is formed.

この第1及び第2リング電極には、それぞれ第1基準方
形波電圧E+と、これと同一周波数で逆相の第2基準方
形波電圧E2が印加される。
A first reference square wave voltage E+ and a second reference square wave voltage E2 having the same frequency and opposite phase are applied to the first and second ring electrodes, respectively.

又第3リング電極には第1又は第2基準方形波電圧と同
一周波数で同相の測定方形波電圧E3が印加される。
Further, a measurement square wave voltage E3 having the same frequency and phase as the first or second reference square wave voltage is applied to the third ring electrode.

又、第1及び第2基準方形波電圧E1、E2は、スクリ
ーンの変位Xが零のときに、第1測定キャパシタC1の
前記変位Xが零のときのキャパシタンスc10と第1基
準方形波電圧E1の積c10E Iと、第2測定キャパ
シタC2の前記変位Xが零のときのキャパシタンスC2
0と第2基準方形波電圧E2のfJjczoEzとの和
が零となるように設定される。
Further, the first and second reference square wave voltages E1 and E2 are the capacitance c10 of the first measurement capacitor C1 when the displacement X is zero and the first reference square wave voltage E1 when the displacement X of the screen is zero. The product c10E I and the capacitance C2 when the displacement X of the second measurement capacitor C2 is zero.
0 and fJjczoEz of the second reference square wave voltage E2 is set to be zero.

更に、測定方形波電圧E3は、スクリーンの変位により
第1及び第2測定キャパシタC,、C2のキャパシタン
スCl 、C2が変化すると、共通コア電極に誘導され
る帰還電圧E1、が零となるように、電子装置により一
定のDC電圧と可変の測定DC電圧Eoとの間を交互に
切り換えることにより可変される。
Furthermore, the measured square wave voltage E3 is such that when the capacitances Cl, C2 of the first and second measuring capacitors C, C2 change due to the displacement of the screen, the feedback voltage E1, induced in the common core electrode becomes zero. , by switching alternately between a constant DC voltage and a variable measured DC voltage Eo by means of an electronic device.

この電子装置は、帰還電圧E、の過渡状態を取り除く過
渡抑制器と、その出力信号を復調する復調器と、復調さ
れた信号が零でないときにこの信号が零になるまでその
信号の振幅及び極性の関数として変ずヒする測定DC電
圧E。を出力する差動積分器とを備えている。
This electronic device includes a transient suppressor for removing transients in the feedback voltage E, a demodulator for demodulating its output signal, and a demodulator for demodulating the amplitude of the demodulated signal until it becomes zero when the demodulated signal is not zero. A measured DC voltage E that varies as a function of polarity. It is equipped with a differential integrator that outputs .

〈作用〉 本発明の静電容量型測長器においては、共通コア電極に
誘導される帰還電圧E1、が零となるように測定方形波
電圧E3が可変される。
<Function> In the capacitive length measuring device of the present invention, the measurement square wave voltage E3 is varied so that the feedback voltage E1 induced in the common core electrode becomes zero.

即ち、帰還電圧E、を零にするには、第1及び第2測定
キャパシタC,、C2と基準キャパシタC3により、そ
れぞれ共通コア電極に誘導される電流の和を零にするよ
うに測定方形波電圧E3を可変する。
That is, in order to make the feedback voltage E, zero, the first and second measuring capacitors C, , C2 and the reference capacitor C3 each generate a measuring square wave such that the sum of the currents induced in the common core electrode becomes zero. Vary the voltage E3.

本発明においては、第1及び第2測定キャパシタC,、
c2にそれぞれ印加される第1及び第2基準方形波電圧
E1、E2が逆相の電圧であるため、これにより誘導さ
れる電流は互いに打ち消し合うことになる。
In the present invention, the first and second measurement capacitors C,
Since the first and second reference square wave voltages E1 and E2 respectively applied to c2 are voltages with opposite phases, the currents induced thereby cancel each other out.

更に、変位Xが零のときに、キャパシタCtC2により
誘導される電流が、即ちCtoElとC20E2が等し
くなるように設定されている。
Further, when the displacement X is zero, the current induced by the capacitor CtC2, that is, CtoEl and C20E2 are set to be equal.

この条件下において、変位Xが零のときには、第1及び
第2測定キャパシタC,、C2により誘導される電流の
和は零になる。従って、基準キャパシタC3により誘導
される電流を零にするため、即ちC3E3=Oのため、
測定方形波電圧E3は零になる。
Under this condition, when the displacement X is zero, the sum of the currents induced by the first and second measuring capacitors C, C2 will be zero. Therefore, in order to make the current induced by the reference capacitor C3 zero, i.e. because C3E3=O,
The measured square wave voltage E3 becomes zero.

又、スクリーンが変位してその窓が移動し、この窓を介
して形成される第1及び第2測定キャパシタC1,C2
のキャパシタンスCI+C2の一方が減少し他方が増加
すると、これらにより誘導される電流の和の絶対値は増
加する。従って、誘導電流の総和を零にするためには、
基準キャパシタC3に印加する測定方形波電圧E3を増
加して第1及び第2測定キャパシタC,、C2による誘
導電流の和を打ち消す方向に電流を誘導することが必要
であり、この電圧E、は電子装置により増加される。
Also, the screen is displaced and its window moves, and the first and second measurement capacitors C1 and C2 formed through this window are
When one of the capacitances CI+C2 decreases and the other increases, the absolute value of the sum of the currents induced by them increases. Therefore, in order to reduce the total induced current to zero,
It is necessary to increase the measuring square wave voltage E3 applied to the reference capacitor C3 to induce a current in a direction that cancels the sum of the induced currents by the first and second measuring capacitors C, C2, and this voltage E, Increased by electronic devices.

このように本発明における測長器では、スクリーンの変
位に応じて測定方形波電圧E、が零がら徐々に増大する
比例関係を持つことになる。
In this manner, the length measuring device of the present invention has a proportional relationship in which the measured square wave voltage E gradually increases from zero in accordance with the displacement of the screen.

特に本発明における測定方形波電圧E、は、後述するよ
うにキャパシタンスの比として求められるため誘電体の
変化による影響を受けることがない 又、第1乃至第3リング電極と共通コア電極は可動せず
その位置関係は不変であり、更に基準キャパシタC3の
キャパシタンスc3を調整するだけで、同一の変位に対
して同一の測定方形波電圧E3を得ることができるよう
に測定することが可能なものであり、このように調整す
れば同一の電子装置に複数の検出部を接続しても誤差を
校正する必要がなくなる。
In particular, the measured square wave voltage E in the present invention is determined as a capacitance ratio as described later, so it is not affected by changes in the dielectric material, and the first to third ring electrodes and the common core electrode are not movable. The positional relationship between the two does not change, and by simply adjusting the capacitance c3 of the reference capacitor C3, it is possible to measure so that the same measured square wave voltage E3 can be obtained for the same displacement. With this adjustment, there is no need to calibrate errors even if multiple detection units are connected to the same electronic device.

更に、特に本発明における電子装置は、過渡抑制器を備
えており、方形波電圧の切換点において帰還電圧Emに
発生する過渡状態を取り除いている。
Furthermore, in particular the electronic device according to the invention is provided with a transient suppressor to eliminate transients occurring in the feedback voltage Em at switching points of the square wave voltage.

〈実施例〉 以下図面に基づいて本発明の詳細な説明する。<Example> The present invention will be described in detail below based on the drawings.

第1図は本発明の一実施例に係る静電容量型測長器の検
出部の構造を示す概略説明図である。
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram showing the structure of a detection section of a capacitive length measuring device according to an embodiment of the present invention.

9.10.11は円筒状をした第1乃至第3リング電極
である。この第1乃至第3リング電極9〜11は、その
中心が同一中心線上に位置するように配置されている。
9.10.11 are cylindrical first to third ring electrodes. The first to third ring electrodes 9 to 11 are arranged so that their centers are located on the same center line.

又、第1及び第2リング電[,9,10は、リング状の
絶縁物14を介して隣接配置されている。
Further, the first and second ring electrodes [, 9, 10 are arranged adjacent to each other with a ring-shaped insulator 14 interposed therebetween.

12は円柱状の共通コア電極であり、第1乃至13はス
クリーンであり、軸受16により支持されているスピン
ドル15に一体的に取り付けられている。
12 is a cylindrical common core electrode, and the first to 13th are screens, which are integrally attached to the spindle 15 supported by a bearing 16.

このスクリーン13は、第2図(イ〉、(口〉の断面図
に示すように、円筒状をなすものであり、その外周壁に
は窓13aが設けられている。
This screen 13 is cylindrical in shape, as shown in the cross-sectional view of FIG.

又、このスクリーン13は、スピンドル15の変位に伴
って、第1及び第2リング電極9.10と共通コア電極
12との間を中心線に沿って変位するものである。
Further, this screen 13 is displaced along the center line between the first and second ring electrodes 9 and 10 and the common core electrode 12 as the spindle 15 is displaced.

上記第1及び第2リング電t69.10と共通コア電i
12との間には、スクリーン13の窓13aを介してそ
れぞれ第1及び第2測定キャパシタC,、C2が形成さ
れ、又第3リング電[11と共通コア電極12との間に
は基準キャパシタC3が形成される。これら第1及び第
2測定キャパシタC,、C2と基準キャパシタC3のキ
ャパシタンスは、それぞれc1、C2及びC3であり、
キャパシタンスC1、C2はスクリーン13の変位によ
りその窓13aを介して対向する第1及び第2リング電
i9.10と共通コア電極12の面積が変わることによ
り可変される。
The above first and second ring wires T69.10 and common core wires i
12, first and second measurement capacitors C, C2 are formed respectively through the window 13a of the screen 13, and a reference capacitor is formed between the third ring electrode [11 and the common core electrode 12]. C3 is formed. The capacitances of these first and second measurement capacitors C, C2 and reference capacitor C3 are c1, C2 and C3, respectively;
The capacitances C1 and C2 are varied by changing the area of the first and second ring electrodes i9, 10 and the common core electrode 12 which face each other through the window 13a due to the displacement of the screen 13.

尚、本実施例におけるキャパシタC1〜C3における誘
電体は全て空気である。
Note that the dielectric materials in the capacitors C1 to C3 in this embodiment are all air.

又、第1乃至第3リング電f!9〜11には、それぞれ
第1及び第2基準方形波電圧E1、E2と測定方形波電
圧E3が印加されてる。
Also, the first to third ring electric f! First and second reference square wave voltages E1 and E2 and measurement square wave voltage E3 are applied to voltages 9 to 11, respectively.

この第1基準方形波電圧E1は常に一定であり、又第2
基準方形波電圧E2は電圧E1の周波数と同−周波数を
有し、位相差が180度となる逆相の電圧に設定されて
おり、これも常に一定に保たれている。
This first reference square wave voltage E1 is always constant, and the second reference square wave voltage E1 is always constant.
The reference square wave voltage E2 has the same frequency as the voltage E1, and is set to a voltage of opposite phase with a phase difference of 180 degrees, and this is also always kept constant.

測定方形波電圧E、は、電圧E1又はC2と同一周波数
で同相の電圧であり、本実施例においては電圧E1と同
相になっている。尚、この電圧E3は、キャパシタC1
〜C3により共通コア電極12に誘導される帰還電圧E
、nが零になるように後述する電子装置により可変され
る。
The measured square wave voltage E is a voltage having the same frequency and the same phase as the voltage E1 or C2, and in this embodiment, it is in the same phase as the voltage E1. Note that this voltage E3 is connected to the capacitor C1.
The feedback voltage E induced in the common core electrode 12 by ~C3
, n are varied by an electronic device, which will be described later, so that they become zero.

更に、スクリーン13の変位Xが零のときのキャパシタ
ンスC1、C2をそれぞれc10+020とすると、c
10E I + C20E 2 =○となるように電圧
E1又はC2は予め調整されている。
Furthermore, if the capacitances C1 and C2 when the displacement X of the screen 13 is zero are respectively c10+020, then c
The voltage E1 or C2 is adjusted in advance so that 10E I + C20E 2 =○.

次に数式にて本実施例の静電容量型測長器の検出部にお
ける変位Xと測定方形波電圧E3との関係を説明する。
Next, the relationship between the displacement X in the detection section of the capacitive length measuring device of this embodiment and the measured square wave voltage E3 will be explained using a mathematical formula.

スピンドル15が移動し、これによりスクリーン13が
第1図中右方向に変位すると、キャパシタC,,C2の
キャパシタンスCI1、C2は変化する。
When the spindle 15 moves and thereby the screen 13 is displaced to the right in FIG. 1, the capacitances CI1 and C2 of the capacitors C, C2 change.

これと同時に、後述する電子装置が働いて、共通コア電
極12に誘導される帰還電圧Efflが零となるように
測定方形波電圧E3が可変される。即ち、キャパシタC
1〜C5によりそれぞれ共通コア電極12に誘導される
電流をil、i2.i3とすると、次式を満足するよう
に測定方形波電圧E、が可変される。
At the same time, an electronic device to be described later operates to vary the measurement square wave voltage E3 so that the feedback voltage Effl induced in the common core electrode 12 becomes zero. That is, capacitor C
The currents induced in the common core electrode 12 by il, i2 . When i3, the measured square wave voltage E is varied so as to satisfy the following equation.

i1+i2 +i3 =O・・・(5)育ヤパシタC1
〜C3のキャパシタンスがそれぞれC1〜C3であり、
第1乃至第3リング電極9〜11に印加される電圧がそ
れぞれE1〜E3であることから、式(5)は次のよう
に表せる。
i1+i2 +i3 =O...(5) Ikuyapacita C1
The capacitances of ~C3 are C1~C3, respectively;
Since the voltages applied to the first to third ring electrodes 9 to 11 are E1 to E3, respectively, equation (5) can be expressed as follows.

c1E1+c2 C2+c3 C3=0従って、測定方
形波電圧E3は次式のように表すことができる。
c1E1+c2 C2+c3 C3=0 Therefore, the measured square wave voltage E3 can be expressed as follows.

C3=  (CI Et +C2C2)/C3(6) 一方、スピンドル15が第1図中右方向に移動し、これ
に伴ってスクリーン13が移動したときの方向を正とし
て変位Xを表す場合に、X=0のときのキャパシタC,
,C2のそれぞれのキャパシタンスがc10,C20で
あることから、キャパシタンスCl 、C2は次式で表
すことができる。
C3= (CI Et +C2C2)/C3(6) On the other hand, when the spindle 15 moves to the right in FIG. 1 and the direction in which the screen 13 moves along with this is expressed as positive, then X Capacitor C when = 0,
, C2 are c10 and C20, respectively, so the capacitances Cl and C2 can be expressed by the following equations.

Ci =c+o(1b+ X) ・・  (7)C2=
c2o(1+b2X)・・  (8)ここです1、b2
はそれぞれ第1及び第2リンこの式(7)、(8)を式
(6)に代入すると測定方形波電圧E3は、 C3−(C+oE+ +C20E2   (b+ cl
OE1b2 c2gE2 )X)/C3・・・ (9)
で表すことができる。
Ci =c+o(1b+X)... (7)C2=
c2o(1+b2X)... (8) Here it is 1, b2
are the first and second rings, respectively. Substituting equations (7) and (8) into equation (6), the measured square wave voltage E3 is: C3-(C+oE+ +C20E2 (b+ cl
OE1b2 c2gE2 )X)/C3... (9)
It can be expressed as

予めX=OのときにCl0EI +C20E2 =Oと
なるように設定されているので、この条件下において式
(9)は次式のようになる。
Since it is set in advance so that Cl0EI +C20E2 =O when X=O, under this condition, equation (9) becomes the following equation.

C3=clOEl  (b、 十b2 )X/C3(1
0) 式(10)より、電圧E3は変位Xに比例することにな
り、その比例定数αは、 (2=c10El  (t)+  +b2  )/C3
(11) となる。
C3=clOEl (b, 10b2)X/C3(1
0) From equation (10), voltage E3 is proportional to displacement X, and its proportionality constant α is (2=c10El (t)+ +b2)/C3
(11) becomes.

式(10〉に示すように、電圧E3はC+o/c3のよ
うにキャパシタンスの比で表されているので、キャパシ
タC1〜C3が同一誘電体で構成されていれば誘電率の
変化による影響を受けることは全くない。
As shown in equation (10), voltage E3 is expressed as a capacitance ratio such as C+o/c3, so if capacitors C1 to C3 are made of the same dielectric material, they will be affected by changes in dielectric constant. Not at all.

又、本実施例においてキャパシタC3のキャパシタンス
c3を調整すると比例定数αは変化する。
Further, in this embodiment, when the capacitance c3 of the capacitor C3 is adjusted, the proportionality constant α changes.

即ち、このキャパシタンスc3を調整するだけで、比例
定数αを同一の値に揃えることが可能であり、異なる検
出部を共通の電子装置に校正することなく接続すること
が可能となる。
That is, by simply adjusting this capacitance c3, it is possible to make the proportional constant α equal to the same value, and it is possible to connect different detection units to a common electronic device without calibration.

このキャパシタンスC3を調整するには、まず径の大き
い調整ネジ18でおよその調整を行い、次に径の小さい
調整ネジ19で微調整を行って調整する。
To adjust the capacitance C3, first make a rough adjustment using the adjusting screw 18 with a large diameter, and then make a fine adjustment using the adjusting screw 19 with a small diameter.

又、本実施例におけるキャパシタCI〜C3は、iれぞ
れ円筒状の第1乃至第3リング電極9〜11と円柱状の
共通コア電極12とから構成されており、更にこの第1
乃至第3リング電極9〜11と共通コア電極12はその
中心軸が一致するように固定されている。
Further, the capacitors CI to C3 in this embodiment are each composed of cylindrical first to third ring electrodes 9 to 11 and a cylindrical common core electrode 12,
The third ring electrodes 9 to 11 and the common core electrode 12 are fixed so that their central axes coincide.

このため、仮に衝撃などによりリング電極とコア電極の
中心軸が僅かにずれたとしても、式(11)の比例定数
を構成しているす1、b2の変動は非常に微小であり、
電圧E3には殆ど影響がない 更に、本実施例においては、スクリーン13がリング電
極9〜11と共通コア電極12の中心軸に沿って移動す
ることによりのみキャパシタンスCI+C2が変化する
ものであり、スピンドル15にラジアル方向のガタが生
じたとしても、このようなラジアル方向へのスクリーン
13の移動は殆どキャパシタンスC1+C2に影響を与
えることがない。
Therefore, even if the central axes of the ring electrode and the core electrode are slightly shifted due to an impact, etc., the fluctuations in s1 and b2, which constitute the proportionality constant in equation (11), will be extremely small.
There is almost no effect on the voltage E3.Furthermore, in this embodiment, the capacitance CI+C2 changes only when the screen 13 moves along the central axis of the ring electrodes 9 to 11 and the common core electrode 12, and the spindle Even if radial play occurs in screen 15, such movement of screen 13 in the radial direction will hardly affect capacitance C1+C2.

この点に関して、従来のものはスピンドルのラジアル方
向へのガタにより共通コZ−電極とリンを電極との間隔
が変わってしまい、キャパシタンスに多大の影響を及ぼ
している。
In this regard, in the conventional type, the spacing between the common Z-electrode and the phosphor electrode changes due to the play of the spindle in the radial direction, which has a great effect on the capacitance.

又、基本的にこの検出部においては、共通コア電極12
に誘導される帰還電圧E、が励起用の方形波電圧E1〜
ESの影響を受けないようにする必要があり、更にこの
電圧E、〜E3も互いに影響し合わないようにする必要
がある。
Also, basically in this detection section, the common core electrode 12
The feedback voltage E induced in the excitation square wave voltage E1~
It is necessary to avoid being influenced by ES, and it is also necessary to prevent these voltages E, ~E3 from influencing each other.

そのため、本実施例では電圧El〜E3.Emを導くた
めの検出部と電子装置とを結ぶ線をシールド21〜24
によりシールドしている。
Therefore, in this embodiment, voltages El to E3. Shield the wires 21 to 24 that connect the detection unit and the electronic device to guide Em.
It is shielded by

特に帰還電圧E、を導く線は完全にシールドすることが
要求されるが、以下の方法によりシールドを簡略化する
ことも可能である。
In particular, it is required that the line leading the feedback voltage E be completely shielded, but it is also possible to simplify the shielding by the following method.

即ち、第3図に示すように、検出部内において共通コア
電極12にインピーダンス変成器26の入力側と放電用
抵抗27の一方側を接続し、又放電用抵抗27の他方側
を接地すると共に、インピーダンス変成器26の出力側
を電子装置に接続する。これにより、検出部内に設けら
れたインピーダンス変成器26と電子装置間のインピー
ダンスを小さくすることができ、シールドを簡略化する
ことができる。
That is, as shown in FIG. 3, the input side of the impedance transformer 26 and one side of the discharge resistor 27 are connected to the common core electrode 12 in the detection section, and the other side of the discharge resistor 27 is grounded. The output side of the impedance transformer 26 is connected to an electronic device. Thereby, the impedance between the impedance transformer 26 provided in the detection section and the electronic device can be reduced, and the shield can be simplified.

このため、高感度、高精度が要求されない場合には、電
圧E1.E2.E1、E、=を導く線を一本ずつでなく
、まとめてシールドすることが可能になる。
Therefore, when high sensitivity and high accuracy are not required, voltage E1. E2. It becomes possible to shield all the lines leading to E1, E, and = instead of one by one.

但し、高感度、高精度が要求される場合には、線を一本
ずつシールドすることが望ましい。
However, if high sensitivity and precision are required, it is desirable to shield each wire one by one.

又、第1乃至第3リング電極9〜11及び共通コア電極
12の材質を同一とすることにより、部品の熱膨張が同
一となり、温度変化によるキャパシタのアンバランスを
防止でき、検出部の温度性能の向上を図ることができる
In addition, by making the first to third ring electrodes 9 to 11 and the common core electrode 12 of the same material, the thermal expansion of the parts becomes the same, preventing unbalance of the capacitor due to temperature changes, and improving the temperature performance of the detection part. It is possible to improve the

第4図は検出部に電圧を印加する電子装置の回路構成を
示す図であり、第5図はその出力電圧の位相関係を示す
タイムチャートである。
FIG. 4 is a diagram showing the circuit configuration of an electronic device that applies a voltage to the detection section, and FIG. 5 is a time chart showing the phase relationship of the output voltage.

30は基準となる方形波電圧E O20を出力する発振
器である。この発振器30は水晶式、CR式のどちらで
も良いものであり、水晶式の場合には分周器を用いて希
望の周波数を得るように構成することもできる。
30 is an oscillator that outputs a square wave voltage EO20 as a reference. This oscillator 30 may be either a crystal type or a CR type, and in the case of a crystal type, a frequency divider may be used to obtain a desired frequency.

31は方形波電圧E O20を一定時間遅延する時間遅
延回路であり、32はその出力信号を1/2分周する周
波数分周回路である。
31 is a time delay circuit that delays the square wave voltage EO20 for a certain period of time, and 32 is a frequency divider circuit that divides the output signal into 1/2.

33.34は電子スイッチであり、電子スイッチ33は
DC電圧Erと揄7.地レベルとの間を周波数分周回路
32からの信号に応答して切り換えて第1基準方形波電
圧E1として出力し、電子スイッチ34はDC電圧−E
rと接地レベルとの間を同じく周波数分周回路32から
の信号に応答して切り換えて第2基準方形波電圧E2と
して出力する。
33.34 is an electronic switch, and the electronic switch 33 has a DC voltage Er and 7. ground level in response to a signal from the frequency dividing circuit 32 and outputs it as the first reference square wave voltage E1, and the electronic switch 34 outputs the DC voltage -E.
It also switches between r and ground level in response to a signal from the frequency divider circuit 32 and outputs it as a second reference square wave voltage E2.

35は帰還電圧E、を入力する入力増幅器である。35 is an input amplifier that inputs the feedback voltage E.

36は入力増幅器35が出力する電圧信号E4に発生す
る過渡状態を取り除くための過渡抑制器であり、本実施
例においては発振器30からの方形波電圧E。soに応
答して電圧信号E4を継断する電子スイッチで構成され
ている。
36 is a transient suppressor for removing a transient state generated in the voltage signal E4 outputted by the input amplifier 35, and in this embodiment, it is a square wave voltage E from the oscillator 30. It is composed of an electronic switch that connects and disconnects the voltage signal E4 in response to so.

37は過渡状態が取り除かれた電圧信号E4を入力して
周波数分周器32からの信号の1周期ごとに復調して出
力する同期復調器である。
A synchronous demodulator 37 inputs the voltage signal E4 from which the transient state has been removed, demodulates the signal from the frequency divider 32 every cycle, and outputs the demodulated signal.

38は復調された電圧信号を入力してDC電圧信信号。38 inputs the demodulated voltage signal to generate a DC voltage signal.

を出力する差動積分器である。It is a differential integrator that outputs .

3つはDC電圧信信号。と接地レベルとの間を周波数分
周器32からの信号に応答して切り換えて測定方形波電
圧E3として出力する電子スイッチである。
Three are DC voltage signals. This is an electronic switch that switches between the voltage E3 and the ground level in response to a signal from the frequency divider 32, and outputs the measured square wave voltage E3.

上記電子装置において、電圧E1、E2は、それぞれ異
なる極性のDC電圧が同一タイミングで断続的に電子ス
イッチ33.34から出力されるので、同一周波数で逆
相の方形波電圧となる。
In the above electronic device, the voltages E1 and E2 are square wave voltages having the same frequency and opposite phases because DC voltages of different polarities are intermittently output from the electronic switches 33 and 34 at the same timing.

又、電圧E3は差動積分器38からのDC電圧Eoが周
波数分周器32からの電圧信号のタイミングで断続的に
電子スイッチ39から出力されることにより合成される
Further, the voltage E3 is synthesized by outputting the DC voltage Eo from the differential integrator 38 intermittently from the electronic switch 39 at the timing of the voltage signal from the frequency divider 32.

更にDC電圧E。は、次のようにして合成される。Furthermore, the DC voltage E. is synthesized as follows.

はじめに、帰還電圧Emが入力増幅器35にて増幅され
、電圧E4として過多抑制器36に印加される。
First, the feedback voltage Em is amplified by the input amplifier 35 and applied to the excess suppressor 36 as a voltage E4.

この電圧信号E4には、帰還電圧E1、に発生する過渡
状態が方形波の切換点(too、 t +o、 t2゜
・)で発生する。この過渡状態は、一定時間後に減衰し
て安定するものであり、本実施例においては、第5図中
のtoo〜t01間、t+o□ t 11間、t 21
)” t 21間・・・に発生している。
In this voltage signal E4, a transient state that occurs in the feedback voltage E1 occurs at the switching point (too, t+o, t2°·) of the square wave. This transient state attenuates and becomes stable after a certain period of time, and in this embodiment, in the period from too to t01, between t+o□ t11, and t21 in FIG.
)” t This occurred between 21 and 21.

この電圧信号E4を入力する過渡抑制器36は、入力す
る電圧信号E4を電圧E。、。の半周期ごとに継断して
出力する。本実施例における電子スイッチ33,34.
39は、電圧Eoscを所定時間遅延した信号に応答し
て状態を切り換えるように設定されている。従って、こ
れらの電子スイッチから出力される方形波電圧、E、’
、E2.E3の発生タイミングと電圧E QSCとの発
生タイミングは前述したように遅延した分だけずれるこ
とになる。従って、この発生タイミングのずれの範囲内
に電圧信号E4の過渡状態が収まるように設定すれば、
電圧信号E4に過渡状態が発生している間だけ過渡抑制
器36をオフ状態にすることができ、これにより電圧信
号E4の過渡状態を取り除くことができる。
The transient suppressor 36 that receives this voltage signal E4 converts the input voltage signal E4 into a voltage E. ,. The signal is cut and output every half cycle. Electronic switches 33, 34 in this embodiment.
39 is set to switch states in response to a signal obtained by delaying the voltage Eosc by a predetermined time. Therefore, the square wave voltage output from these electronic switches, E,'
, E2. The timing of generation of E3 and the timing of generation of voltage EQSC are shifted by the amount of delay as described above. Therefore, if settings are made so that the transient state of the voltage signal E4 falls within the range of this generation timing shift,
The transient suppressor 36 can be turned off only while a transient condition is occurring in the voltage signal E4, thereby eliminating the transient condition in the voltage signal E4.

このようにして過渡状態が取り除かれた電圧信号E4は
復調器37にて1周期ごとに復調される。
The voltage signal E4 from which the transient state has been removed in this manner is demodulated every cycle by the demodulator 37.

更に復調された電圧が零でない場合に復調された電圧の
振幅及び極性の関数としてこの復調された電圧が零に達
するまで差動積分器38が出力するDC電圧Eoは変化
される。
Further, if the demodulated voltage is not zero, the DC voltage Eo output by the differential integrator 38 is varied as a function of the amplitude and polarity of the demodulated voltage until the demodulated voltage reaches zero.

この結果、電圧E3はDC電圧E。と共に差動積分器3
8の入力電圧が零に達するまで変化する。
As a result, voltage E3 is DC voltage E. together with differential integrator 3
8 until the input voltage reaches zero.

これにより電圧E3は式(10)の関係を満足すること
になり、変位Xに正比例し、更に比例定数は正の値とな
る。
As a result, the voltage E3 satisfies the relationship of equation (10), is directly proportional to the displacement X, and has a positive proportionality constant.

〈発明の効果〉 本実施例によれば、スピンドルの変位に比例する測定方
形波電圧E3がキャパシタンスの比として表されるので
、3個のキャパシタC1〜C3の誘電体を同一にすれば
、誘電率の影響を全く受けることがない。
<Effects of the Invention> According to this embodiment, the measured square wave voltage E3 proportional to the displacement of the spindle is expressed as a ratio of capacitances, so if the dielectric materials of the three capacitors C1 to C3 are made the same, the dielectric It is completely unaffected by the rate.

従って、測定環境の変化の影響を受けることがなく、誘
電率の変化に起因する校正又は補正をすることなく高精
度の測定をすることができる。
Therefore, it is not affected by changes in the measurement environment and can perform highly accurate measurements without calibration or correction due to changes in dielectric constant.

又、本発明における3個のリング電極と共通コア電極の
中心軸は一致しており、しかもこれらは固定されている
ため、その位置ずれによる測定方形波電圧E3への影響
を殆どなくすことができ、はぼ一定の特性を有する検出
部を提供することができる。
Furthermore, since the central axes of the three ring electrodes and the common core electrode in the present invention are aligned and fixed, the influence of their positional deviations on the measured square wave voltage E3 can be almost eliminated. , it is possible to provide a detection unit having almost constant characteristics.

更に、基準キャパシタC5を調整するだけで複数の検出
部の特性を一様にすることもできるので、複数の検出部
を共通の電子装置に校正し直すことなく接続することが
できる。
Furthermore, since the characteristics of a plurality of detection sections can be made uniform simply by adjusting the reference capacitor C5, a plurality of detection sections can be connected to a common electronic device without recalibration.

更に、3個のリング電極と共通コア電極との位置は固定
されており、この間をスピンドルに一体化されたスクリ
ーンが中心軸の方向に移動するので、ラジアル方向のガ
タがスピンドルに発生しても、リング電極と共通コア電
極との位置関係あるいはスクリーンの窓の中心軸方向の
位置には殆ど影響がなく、このようなガタによる精度の
低下がない。
Furthermore, the positions of the three ring electrodes and the common core electrode are fixed, and the screen integrated into the spindle moves between them in the direction of the central axis, so even if radial play occurs in the spindle, it will not be affected. , there is almost no effect on the positional relationship between the ring electrode and the common core electrode or the position in the central axis direction of the screen window, and there is no drop in accuracy due to such backlash.

又、検出部内にインピーダンス変成器と放電用抵抗を設
けることにより、高感度、高精度が要求されない場合に
は、電圧E、〜E1、E、−を導く線をまとめてシール
ドすることができる。
Further, by providing an impedance transformer and a discharge resistor in the detection section, when high sensitivity and high accuracy are not required, the lines leading to the voltages E, to E1, E, and - can be shielded together.

更に、キャパシタC1〜C3を構成するリング電極9〜
11及び共通コア電[12の材質を同一とすることによ
り、検出器の温度性能の向上を図ることができる。
Furthermore, ring electrodes 9 to 9 constituting the capacitors C1 to C3
By making the materials of the common core electrode 11 and the common core electrode 12 the same, it is possible to improve the temperature performance of the detector.

又、電子装置内に過渡抑制器を設けたことにより、過渡
状態のない信号から電圧E1、E、を台底することがで
き、これにより測長器の安定度を更に向上させることが
できる。
Further, by providing a transient suppressor in the electronic device, the voltages E1 and E can be stabilized from a signal without a transient state, thereby further improving the stability of the length measuring device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例に係る静電容量型測長器の検
出部の構造を示す図、 第2図(イ)、〈口)は第1図に示すスクリーンの中央
縦断面図とそのA−A断面図、第3図は第1図に示す検
出部にインピーダンス変成器と放電用抵抗を取り付けた
状態を示す図、第4図は本発明の実施例に係る静電容量
型測長器の電子装置の構成を示す図、 第5図は第4図における電圧の位相関係を示すタイムシ
ヤード、 第6図は従来の静電容量型測長器の検出部の構造を示す
図である。 9 ・ 10 ・ 11 ・ 12 ・ 13 ・ 14 ・ 15 ・ 21゜ 30 ・ 33゜ 35 ・ 37 ・ 38 ・ I 2 ・第1リング電極、 ・第2リング電極、 ・第3リング電極、 ・共通コア電極、 ・スクリーン、 ・絶縁物、 ・スピンドル、 2’2,23.24・・・シールド、 ・発振器、 34.36.39・・・電子スイッチ、・入力増幅器、 ・復調器、 ・差動積分器、 ・第1測定キャパシタ、 ・第2測定キャパシタ、 3 I E! 2 3 E。 ・基準キャパシタ、 C3、c3 ・・・キャパシタンス、 ・第1基準方形波電圧、 ・第2基準方形波電圧、 ・測定方形波電圧、 ・帰還電圧。 第 2 図 (イ) ←コ 3 ←」 鷲 図 C口) A−A 断面図 脈 ♂ し」 第 図
FIG. 1 is a diagram showing the structure of a detection section of a capacitance type length measuring device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing a state in which an impedance transformer and a discharge resistor are attached to the detection section shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a capacitive type according to an embodiment of the present invention. Figure 5 is a diagram showing the configuration of the electronic device of the length measuring device. Figure 5 is a time shield showing the voltage phase relationship in Figure 4. Figure 6 is a diagram showing the structure of the detection section of a conventional capacitive length measuring device. It is. 9 ・ 10 ・ 11 ・ 12 ・ 13 ・ 14 ・ 15 ・ 21° 30 ・ 33° 35 ・ 37 ・ 38 ・ I 2 ・First ring electrode, ・Second ring electrode, ・Third ring electrode, ・Common core electrode , ・Screen, ・Insulator, ・Spindle, 2'2, 23.24... Shield, ・Oscillator, 34.36.39... Electronic switch, ・Input amplifier, ・Demodulator, ・Differential integrator , ・First measurement capacitor, ・Second measurement capacitor, 3 I E! 2 3 E. -Reference capacitor, C3, c3...Capacitance, -First reference square wave voltage, -Second reference square wave voltage, -Measurement square wave voltage, -Feedback voltage. Figure 2 (A) ←C3 ←" Eagle diagram C entrance) A-A Cross section diagram ♂" Figure 2

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)同一中心線上に配置され且つ絶縁された状態で隣
接配置された円筒状の第1及び第2リング電極と、該第
1及び第2リング電極と同じ中心線上に配置された円筒
状の第3リング電極と、前記第1乃至第3リング電極内
に同心状に配置された円柱状の共通コア電極と、円筒状
をなし、その外周部に窓が設けられ、前記第1及び第2
リング電極と共通コア電極との間をそれらの中心軸に沿
って可動する電気的に接地されているスクリーンとを備
え、前記スクリーンの窓を介して前記第1及び第2リン
グ電極と共通コア電極との間にそれぞれ第1及び第2測
定キャパシタC_1、C_2を形成し、前記第3リング
電極と共通コア電極との間に基準キャパシタC_3を形
成し、前記第1リング電極には第1基準方形波電圧E_
1が印加され、前記第2リング電極には第1基準方形波
電圧E_1と同一周波数で逆相の第2基準方形波電圧E
_2が印加され、前記第3リング電極には第1又は第2
基準方形波電圧E_1、E_2と同一周波数で同相の測
定方形波電圧E_3が印加され、前記スクリーンの変位
Xが零のときに、第1測定キャパシタC_1の前記変位
Xが零のときのキャパシタンスc_1_0と第1基準方
形波電圧E_1の積c_1_0E_1と、第2測定キャ
パシタC_2の前記変位Xが零のときのキャパシタンス
c_2_0と第2基準方形波電圧E_2の積c_2_0
E_2との和が零となるように前記第1及び第2基準電
圧E_1、E_2を設定し、帰還電圧E_mの過渡状態
を取り除く過渡抑制器と、その出力信号を復調する復調
器と、復調された信号が零でないときにこの信号が零に
なるまでその信号の振幅及び極性の関数として変化する
測定DC電圧E_0を出力する差動積分器とを備えた電
子装置により、前記スクリーンの変位により第1及び第
2測定キャパシタC_1、C_2のキャパシタンスC_
1、C_2が変化すると、共通コア電極に誘導される帰
還電圧E_mが零となるように、一定のDC電圧と可変
の測定DC電圧E_0との間を交互に切り換えることに
よって測定方形波電圧E_3が可変されることを特徴と
する静電容量型測長器。
(1) Cylindrical first and second ring electrodes arranged on the same center line and adjacent to each other in an insulated state, and a cylindrical ring electrode arranged on the same center line as the first and second ring electrodes. A third ring electrode, a cylindrical common core electrode arranged concentrically within the first to third ring electrodes, and a cylindrical common core electrode having a cylindrical shape with a window provided on its outer periphery;
an electrically grounded screen movable along their central axes between the ring electrode and the common core electrode, the first and second ring electrodes and the common core electrode being connected to each other through a window in the screen; a reference capacitor C_3 is formed between the third ring electrode and the common core electrode, and a first reference square capacitor C_3 is formed between the third ring electrode and the common core electrode. Wave voltage E_
1 is applied to the second ring electrode, and a second reference square wave voltage E_1 having the same frequency and opposite phase as the first reference square wave voltage E_1 is applied to the second ring electrode.
_2 is applied to the third ring electrode, and the first or second
When a measurement square wave voltage E_3 having the same frequency and the same phase as the reference square wave voltages E_1 and E_2 is applied and the displacement X of the screen is zero, the capacitance c_1_0 of the first measurement capacitor C_1 when the displacement X is zero is The product c_1_0E_1 of the first reference square wave voltage E_1 and the product c_2_0 of the capacitance c_2_0 when the displacement X of the second measurement capacitor C_2 is zero and the second reference square wave voltage E_2
A transient suppressor that sets the first and second reference voltages E_1 and E_2 so that the sum with E_2 becomes zero and removes the transient state of the feedback voltage E_m, a demodulator that demodulates the output signal thereof, and a demodulator that demodulates the output signal thereof. A differential integrator outputs a measured DC voltage E_0 which varies as a function of the amplitude and polarity of the signal until this signal becomes zero when the signal is not zero. Capacitance C_ of the first and second measurement capacitors C_1, C_2
1. When C_2 changes, the measured square wave voltage E_3 is changed by alternating between a constant DC voltage and a variable measured DC voltage E_0 such that the feedback voltage E_m induced in the common core electrode is zero. A capacitive length measuring device characterized by being variable.
(2)インピーダンス変成器の入力側と放電用抵抗の一
方側を前記共通コア電極に接続し、インピーダンス変成
器の出力側を前記電子装置に接続し、放電用抵抗の他方
側を接地したことを特徴とする請求項1記載の静電容量
型測長器。
(2) The input side of the impedance transformer and one side of the discharge resistor are connected to the common core electrode, the output side of the impedance transformer is connected to the electronic device, and the other side of the discharge resistor is grounded. The capacitance type length measuring device according to claim 1.
(3)前記第1乃至第3リング電極と前記共通コア電極
の材質を同一とすることを特徴とする請求項1又は2記
載の静電容量型測長器。
(3) The capacitive length measuring device according to claim 1 or 2, wherein the first to third ring electrodes and the common core electrode are made of the same material.
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