JPH0335119A - Capacity type position measuring instrument for absolute measurement - Google Patents

Capacity type position measuring instrument for absolute measurement

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JPH0335119A
JPH0335119A JP17137889A JP17137889A JPH0335119A JP H0335119 A JPH0335119 A JP H0335119A JP 17137889 A JP17137889 A JP 17137889A JP 17137889 A JP17137889 A JP 17137889A JP H0335119 A JPH0335119 A JP H0335119A
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JP
Japan
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electrode
transmitting
measurement
electrodes
wavelength
Prior art date
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JP17137889A
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Japanese (ja)
Inventor
Ai Andaamo Nirusu
ニルス アイ アンダーモ
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Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
Original Assignee
Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
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Publication date
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

PURPOSE:To take an absolute measurement over a wide measurement range by including a 1st linear scale or support member for the formation of am measurement axis in a converter and a 2nd linear scale or support member which is positioned slidably on the long axis of the support member. CONSTITUTION:Calipers include basically the capacity type converter 12 and an electronic measuring instrument 100 which generates an electric excitation signal and processes the output signal of the converter 12 so as to confirm a given measurement point. Further, the converter 12 includes the 1st linear scale or support member 20 for the formation of the measurement axis X and the 2nd linear scale or support member 30 which is positioned slidably on the long axis of the member 20. Further, seven electrodes defined by symbols 210A and 210B, 220A and 220B, 310, and 320A and 320B are arranged on the member 20 opposite each other corresponding to the calipers arms. Then an electrode array 310 on the member 30 consists of solid bodies of 1st transmitting electrodes 312 arranged on the opposite side from the electrode arrays 210A and 210B and are coupled with the electrode arrays 210A and 210B by the relation of the members 20 and 30.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野〕 本発明は一般に線形、非線形測定を行う容量型測定装置
に関するものであり、詳しくは絶対測定用の電極の配列
を改良した容量型用足トランスデユーサに関するもので
ある。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention generally relates to a capacitive measuring device that performs linear and nonlinear measurements, and more specifically to a capacitive foot transformer with an improved arrangement of electrodes for absolute measurement. This relates to a deuser.

[従来の技術] 線形および曲形測定を行うための数多くの容量型測定装
置が開発され、相対する二支持部材又はスケール上に個
々の電極列が位置し、容量的に電極とつながれており、
2つのスケールの相対位置を電極列により生ずる容量パ
ターンによる変化の結果を感知することにより決定する
ものがある。
BACKGROUND OF THE INVENTION A number of capacitive measuring devices have been developed for making linear and curved measurements, in which individual electrode rows are located on two opposing supports or scales and are capacitively connected to the electrodes.
Some determine the relative position of two scales by sensing the results of changes in capacitance patterns caused by electrode arrays.

典型的なものとして、容量パターンは電極列の1つに周
期信号を発生し、他方の電極列から変換された信号の結
果により移動を測定することにより感知される。かかる
測定装置は立体座標測定システムにおいて数値制御の最
終装置といった大型容量のものから、小型カリパス、マ
イクロメータといった小型器具にまで用いられている。
Typically, the capacitive pattern is sensed by generating a periodic signal on one of the electrode columns and measuring movement as a result of the converted signal from the other electrode column. Such measuring devices are used in three-dimensional coordinate measuring systems, ranging from large-capacity devices such as numerically controlled final devices to small instruments such as small calipers and micrometers.

容量測定型装置は人気を博するようになったが、その測
定幅が制限されるなどという欠点を有するものであった
。欠点の主たる理由は従来型の容量型測定装置では相対
的に測定できても、絶対測定は行えないという事実があ
った。即ち、パターンの繰り返しが計算できるよう電極
列により生ずる容量パターンの変化を連続して感知でき
ることを要望する基準点に対してスケールの位置の相対
的な変化による感知によって測定は成されていた。
Although capacitance-measuring devices have become popular, they have had drawbacks such as a limited measurement range. The main reason for the shortcomings is the fact that conventional capacitive measuring devices allow relative but not absolute measurements. That is, measurements have been made by sensing relative changes in the position of the scale with respect to a reference point, which requires continuous sensing of changes in the capacitance pattern caused by the electrode array so that pattern repetition can be calculated.

さらに、相対測定は従来装置において扱いの不便な、各
測定前の新たな基準点又はゼロ点の設定が要求されてい
た。
Additionally, relative measurements required setting of a new reference point or zero point before each measurement, which was cumbersome in conventional equipment.

加えて、互いに相対的に置換可能な相対装置のスケール
の割合は行われる信号演算処理のスピードがあまりにも
早く置換されると、計7111ミスが生じる。また一方
、スケール置換許容速度が増加することは、高周波信号
及び測定装置のコストの実質的上昇につながる高精度信
号処理回路を必要とさせることになる。
In addition, if the scale ratios of relative devices that can be replaced relative to each other are replaced too quickly, a total of 7111 errors will occur. On the other hand, increasing the allowable scale replacement speed requires high frequency signals and high precision signal processing circuitry which leads to a substantial increase in the cost of the measurement equipment.

スケール位置の絶対測定、即ちスケールの最終測定点の
みにより測定を行うことの優越性は上述の種々の問題を
取り除くことにある。スケールの0または基準セツティ
ングは?!−1定装置の組立て品間で行い、継続する測
定中にセツティングを調整することを必要としない。ス
ケール電極の容量パターンはスケールの最終測定位置の
みを感知する必要があるだけであり、スケールの置換速
度は何ら制限とならない。さらに、最終測定位置が測定
されたとき、電力源は単に連続されていれば良く、消′
!!を電極が格段に削減されており、太陽電池のような
小型容量電力源を採用できる。
The advantage of absolute measurement of the scale position, i.e. of measuring only the final measurement point of the scale, is that it eliminates the various problems mentioned above. What is the 0 or reference setting for the scale? ! -1 between the fixed device assemblies and does not require adjustment of settings during successive measurements. The capacitance pattern of the scale electrodes only needs to sense the final measured position of the scale, and the displacement rate of the scale is not limited in any way. Furthermore, when the final measurement position is measured, the power source only needs to be continuous and depleted.
! ! The number of electrodes is significantly reduced, allowing the use of small-capacity power sources such as solar cells.

本発明者は米国特許No、4.420,754 (’7
54パテント)の第10.11図に示す絶対測定可能な
容量型測定装置を先に発明している。該装置では横並び
する分離した第1対及び第2対送信/受信電極列のを採
用している。受信電極に対する送信電極のピッチの関係
は各電極対とも同じであり、2対の2列間において対応
する送信/受信電極ピッチが若干異なるものである。2
つの分離したn位相信号は対応する2列対の送信電極に
発信され、2つの独立した信号vlとv2を(関連する
変換・探知電極を通じて)各列間の対応する受信電極よ
り得る。絶対測定値は両信号vlとv2間の位相の差を
/l1ll定することにより導き出される。
The inventor is US Patent No. 4,420,754 ('7
10.11 of Patent No. 54), he had previously invented a capacitive measuring device capable of absolute measurement, as shown in FIG. The device employs side-by-side separated first and second pairs of transmitting/receiving electrode arrays. The pitch relationship of the transmitting electrodes to the receiving electrodes is the same for each electrode pair, and the corresponding transmitting/receiving electrode pitches are slightly different between the two pairs of two rows. 2
Two separate n-phase signals are transmitted to two corresponding row pairs of transmitting electrodes, and two independent signals vl and v2 are obtained (through associated transducing and sensing electrodes) from corresponding receiving electrodes between each row. The absolute measurement value is derived by determining the phase difference between the two signals vl and v2 by /l1ll.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、−754特許の測定装置は利便性におい
て制限がある。例えば、絶対測定値の計算は2つの独立
した測定に基づくものであり、若干の誤差の集積が大き
な位置測定誤差を招く。従って、各信号処理回路は好ま
しくは正確な絶対位置測定を得るための特徴を有す性能
を持たなければならない。さらに、もし2つの測定が厳
密に同時に行われなかったならば、相対する支持部材を
大変ゆっくり置換しても、2つの測定は位置測定におい
て大なる誤りとなる。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the measuring device of the -754 patent has limitations in convenience. For example, the calculation of absolute measurements is based on two independent measurements, and the accumulation of small errors leads to large position measurement errors. Therefore, each signal processing circuit should preferably have a characteristic performance to obtain accurate absolute position measurements. Furthermore, if the two measurements are not taken exactly at the same time, even very slowly displacing opposing support members, the two measurements will result in a large error in the position determination.

加えて、゛754特許の測定装置における2組の分離し
た電極列に対する物理的要望において出願にてハンディ
測定器具としているため形を減少させなければならない
という要求を受ける。さらに同出願のポータプル測定装
置の制限上重複信号処理回路による消費電力の増加をも
たらす。
In addition, the physical requirements for two sets of separate electrode arrays in the measurement device of the '754 patent dictate that the shape of the application be reduced in order to make it a handy measurement device. Furthermore, due to the limitation of the portable measuring device of the same application, the power consumption increases due to the redundant signal processing circuits.

[課題を解決するための手段及び作用]従来例のかかる
欠点は第1第2支持部材が交互に置換可能であり、少な
くともその内の一方が支持軸に対して置換可能であり、
第1送信電極列が測定軸に沿って支持部材上に配され、
第1受信電極列が測定軸に沿って第2支持部材上に配さ
れ、第1受信電極列の異なる部位が支持部材の相対位置
によって第1送信電極列に容量的に連結しており、第2
送信電極が第1受信電極に沿って第2支持部材上に配さ
れ、第2送信電極の各電極は対応する第1受信電極の1
つに測定軸上の基準点に対する第2送信電極の位置に基
づく所定関数による値によって対応する第1受信電極か
ら偏心するように連結されている、本発明の測定装置に
よって角’?消される。測定装置は電極の偏位を感知す
るための第1送信電極に沿って第1支持要素上に配され
た第2受信電極装置を備える。
[Means and operations for solving the problem] This drawback of the conventional example is that the first and second support members can be replaced alternately, and at least one of them can be replaced with respect to the support shaft,
a first transmitting electrode array is arranged on the support member along the measurement axis;
A first receiving electrode array is disposed on the second supporting member along the measurement axis, different portions of the first receiving electrode array are capacitively coupled to the first transmitting electrode array depending on the relative positions of the supporting member; 2
A transmitting electrode is disposed on the second support member along the first receiving electrode, and each electrode of the second transmitting electrode is connected to a corresponding one of the first receiving electrodes.
The angle '?' is measured by the measuring device of the invention, which is coupled eccentrically from the corresponding first receiving electrode by a value according to a predetermined function based on the position of the second transmitting electrode with respect to a reference point on the measuring axis. Be erased. The measuring device comprises a second receiving electrode arrangement arranged on the first support element along the first transmitting electrode for sensing the excursion of the electrode.

本発明の更なるアスペクトにおいて、第2送信電極によ
り占められる空間レンジは第2送信電極と第1送信電極
間の所定量の電極偏位角を越える第1測定レンジと定義
され、測定装置は第1受信電極に沿って第2支持部材上
に配置される第3送信電極を含み、少なくとも第1受信
電極の1グループはそれぞれ対応する少なくとも第3送
信電極の1グループに連結され、少なくとも第3送信電
極の1グループにおける第3送信電極の各電極は対応す
る第1受信電極の1つに少なくとも第3送信電極のグル
ープの中心に対する所定関数値によって対応する第1受
信電極から偏心するように電気的に連結されている。そ
の結果電極の偏位角は上述の所定関数値により少なくと
も1つの第3送信電極に亘り変化をし、少なくとも1つ
の第3電極グループにより占められる空間レンジでは第
1測定レンジよりも小さい第2測定レンジと定義される
。さらに測定装置は少なくとも1つの第3送信電極グル
ープ内の第3送信電極と対応する第1送信電極間の偏位
を感知するために第1送信電極列に沿って第1支持要素
上に配される第3受信電極装置をも含む。
In a further aspect of the invention, the spatial range occupied by the second transmitting electrode is defined as a first measuring range that exceeds a predetermined amount of electrode deflection angle between the second transmitting electrode and the first transmitting electrode, and the measuring device a third transmitting electrode disposed on the second support member along one receiving electrode, each group of at least one receiving electrode being coupled to a corresponding one group of at least third transmitting electrodes; Each electrode of the third transmitting electrodes in a group of electrodes is electrically connected to one of the corresponding first receiving electrodes such that it is eccentric from the corresponding first receiving electrode by at least a predetermined function value relative to the center of the group of third transmitting electrodes. is connected to. As a result, the deflection angle of the electrodes varies over the at least one third transmitting electrode by the above-mentioned predetermined function value, such that in the spatial range occupied by the at least one third electrode group, the second measurement range is smaller than the first measurement range. Defined as range. Furthermore, the measuring device is arranged on the first support element along the first transmitting electrode row to sense the deviation between the third transmitting electrode and the corresponding first transmitting electrode in the at least one third transmitting electrode group. It also includes a third receiving electrode device.

本願のさらなるアスペクトは、第1受信電極が第1受信
電極が測定軸に対して、密目波長WAで定義されるピッ
チPrlによって間隔を有しており、第1送信電極の少
なくとも1グループはN個の隣接する電極であり、ここ
でNは2より大きい整数である。少なくとも第1送信電
極グループの1つは第1送信波長Wtで定義され、各グ
ループの第1送信電極はそれぞれ密目波長Wfより大き
い距離にわたる所定のグループ位置を占めるように位置
しており、その結果各グループ位置は送信波長Wtを密
目波長に対応する間隔に分割し、各間隔をN個に等しく
区分することにより得られる密口波長区分位置の対応す
るグループの異なる位置に対応する。さらに、測定装置
は各第1送信電極グループ中の第1送信電極相互の連続
する位置による第1段連結と連続する密目波長区分位置
内に第1送信電極をそれぞれ配列した第2段連結とによ
り各第1送信電極グループの相対する電極に選択的にN
同周期的可変励起信号を発信するための励起信号装置を
備えている。
A further aspect of the present application provides that the first receiving electrodes are spaced apart with respect to the measurement axis by a pitch Prl defined by a close wavelength WA, and the at least one group of the first transmitting electrodes is N adjacent electrodes, where N is an integer greater than two. At least one of the first transmitting electrode groups is defined by a first transmitting wavelength Wt, the first transmitting electrodes of each group being respectively positioned to occupy a predetermined group position over a distance greater than a close wavelength Wf; As a result, each group position corresponds to a different position of the corresponding group of close wavelength division positions obtained by dividing the transmission wavelength Wt into intervals corresponding to close wavelengths and dividing each interval into N equal parts. Furthermore, the measuring device includes a first stage connection in which the first transmitting electrodes in each first transmitting electrode group are arranged in consecutive positions with respect to each other, and a second stage connection in which the first transmitting electrodes are respectively arranged in successive closely spaced wavelength division positions. selectively apply N to the opposing electrodes of each first transmitting electrode group by
An excitation signal device is provided for transmitting the same periodic variable excitation signal.

本発明のもう1つのアスペクトに従えば、第2第3受信
電極装置は第1送信電極列に発信された励起信号に応対
して捕捉的に第1第2出力をそれぞれ出力することであ
る。測定装置は第2第3受信電極装置が延伸され一定平
板形状を有するときに、発生される信号と等しい測定信
号を生じさせるために、第1第2出力をそれぞれ選択的
に併合させるための信号処理装置を有する。
According to another aspect of the invention, the second and third receiving electrode devices selectively output first and second outputs, respectively, in response to an excitation signal transmitted to the first transmitting electrode array. The measuring device includes a signal for selectively merging the respective first and second outputs to produce a measuring signal that is equal to the signal generated when the second and third receiving electrode devices are extended and have a constant planar shape. It has a processing device.

[実施例] 本発明のこれら特徴及び利点は以下の実施例の詳細な説
明の記載により明らかにされる。
EXAMPLES These features and advantages of the present invention will become clearer from the detailed description of the examples below.

0仔#A) 本発明は携帯用手持ち線形測定カリパスに関するもので
ある。しかしながら、本発明は当業者の手により、前記
測定装置に限定されるものでなく、大スケール小スケー
ルの広範囲な範囲で線形・陽形両用の装定装置に使用で
きるものである。
#A) The present invention relates to a portable hand-held linear measurement caliper. However, the present invention is not limited to the above-mentioned measuring device, but can be used in a wide range of large-scale and small-scale mounting devices for both linear and positive types by those skilled in the art.

測定点を絶対測定法により粗目測定、中目測定および密
目測定の行える本発明による絶対測定式容量型測定装置
を第1〜2図に示す。
1 and 2 show an absolute measurement type capacitive measuring device according to the present invention, which is capable of performing coarse measurement, medium measurement, and close measurement at measurement points using the absolute measurement method.

本装置によれば広測定域にわたって高精度の絶対測定が
可能となる。カリパス10は基本的に容量型トランスデ
ユーサ12と電気励起信号を発し、与えられた測定点を
確認するためトランスデユーサ12により生ずる出力信
号を処理する電子測定装置100を含む。トランスデユ
ーサ12は測定軸Xを形成するために線形第1スケール
または支持部材20及び指示部材20の長袖上に摺動可
能に位置する線形第2スケールまたは支持部材30を含
む。従来例のように、支持部材20.30は、II定対
象物を平面測定するために延伸するカリパスアーム(図
示せず)を有する。支持部材間20と30の間隙は0.
05開(0,002インチ)程度である。
This device enables highly accurate absolute measurements over a wide measurement range. The caliper 10 basically includes a capacitive transducer 12 and an electronic measuring device 100 for emitting an electrical excitation signal and processing the output signal produced by the transducer 12 to ascertain a given measurement point. Transducer 12 includes a linear first scale or support member 20 and a linear second scale or support member 30 slidably positioned on the long sleeve of indicator member 20 to define measurement axis X. As in the prior art, the support member 20.30 has a caliper arm (not shown) extending for planar measurement of the II constant object. The gap between the supporting members 20 and 30 is 0.
It is about 0.05 open (0,002 inches).

支持部材上にはallll上軸れぞれのカリパスアーム
に対応して、互いに対向する形で記号210A、210
B、22OA、220B、310.32OAと320B
で定義される7つの電極が配置される。
Symbols 210A and 210 are provided on the support member in a manner facing each other corresponding to the caliper arms of all the upper shafts.
B, 22OA, 220B, 310.32OA and 320B
Seven electrodes defined by are arranged.

以下にその詳細について記載する。所定連続回電極31
0に複数の可変周期信号が発信され、電極列320Aと
320Bの電極構造の違いにより生じる合成信号が測定
の種類(粗目、中目、密目)によって感知される。従っ
て、説明を簡単にすれば、電極列310は第1発信電極
として記載され、電極列21OA、210Bは第1受信
電極、電極列220Aと220Bは第2、第3受信電極
とそれぞれ標記することが出来、電極列310から電極
列320A及び320Bまでの信号の送信は電極列それ
ぞれの機能と一致する。
The details are described below. Predetermined continuous times electrode 31
A plurality of variable periodic signals are transmitted at 0, and a composite signal generated by the difference in electrode structure between the electrode arrays 320A and 320B is sensed depending on the type of measurement (coarse, medium, close). Therefore, to simplify the explanation, the electrode row 310 will be described as the first transmitting electrode, the electrode rows 21OA and 210B will be referred to as the first receiving electrode, and the electrode rows 220A and 220B will be referred to as the second and third receiving electrodes, respectively. The transmission of signals from electrode row 310 to electrode rows 320A and 320B corresponds to the function of each electrode row.

支持部材20上に位置する第1受信電極列210A、2
10Bは同一形状のものが、はさみ合う形で図示の如く
同一の均質な幾何学形状を有す電気的に孤立した第1受
信電極単体212A、212Bが互いに挟み合う2列を
形成する。電極212Aは互いに間隔を有し、電極21
2Bも同様に互いに間隔を有す。両者は測定軸に沿って
所望の第1受信電極波長1rl  (スケールまたは密
目用波長Vf)と等しい均一ピッチPrl  (隣接す
る電極間の対応する端から対応する端まで)をもって並
列する。
First receiving electrode rows 210A, 2 located on the support member 20
The electrodes 10B having the same shape are sandwiched together to form two rows of electrically isolated first receiving electrodes 212A and 212B having the same homogeneous geometric shape and sandwiched between each other as shown in the figure. The electrodes 212A are spaced apart from each other, and the electrodes 212A are spaced apart from each other.
2B are similarly spaced from each other. Both are arranged in parallel along the measurement axis with a uniform pitch Prl (from corresponding end to corresponding end between adjacent electrodes) equal to the desired first receiving electrode wavelength 1rl (scale or close eye wavelength Vf).

支持部材30上に配列する第1送信電極列310は電極
列210Aと210Bと反対側に並ぶ第1送信電極31
2の個体による列をなし、支持部材20.30の相対位
置の関係により電極列210Aと210Bの各部へと連
結される。
The first transmitting electrode row 310 arranged on the support member 30 includes first transmitting electrodes 31 arranged on the opposite side of the electrode rows 210A and 210B.
The electrode arrays 210A and 210B are connected to each other by the relative positions of the supporting members 20, 30.

電極列310と210A/210Bの対応する電極間の
相対間隔は幾つかの条件に基づくものである。本発明の
粗目測定は周期的可変励起信号を連続N回N個よりなる
第1送信電極のグループに発信することにより決定され
る。ここでNは3以上の数であり、前記信号により第1
送信電極グループのピッチPg (隣接するグループの
リード電極間の端部から端部の距離で定義される)に対
応する送信波長111にまたがる所定可変電圧分布の電
場をつくる。第一受信電極列21OA/210Bは対応
する第1送信電極列310が送信波長Vttに及ぶ第1
送信電場を生ずるに十分な電極密度を有する必要があり
、第1送信電極列310と連結された第1受信電極21
OA/210Bの電圧分布を越える部分では実質的に等
しい第1送信電極列を越える電圧分布になる。従って、
第1受信電極列21OA/210Bの電極分布密度は送
信波長Wttに対応する距離にまたがる少なくとも電極
212A/212Bが3つ以上でなければならない。第
1送信電極312のピッチPtlは所望の密目用波長w
rと少なくとも第1受信電極212A/212Bの三電
極が送信波長Wtt内に配置されるという要望より部分
的に決定される。
The relative spacing between corresponding electrodes of electrode array 310 and 210A/210B is based on several conditions. The coarse measurement of the present invention is determined by transmitting a periodically variable excitation signal N times in succession to a group of N first transmitting electrodes. Here, N is a number greater than or equal to 3, and the signal causes the first
An electric field with a predetermined variable voltage distribution is created across the transmission wavelength 111 corresponding to the pitch Pg of the transmission electrode groups (defined as the end-to-end distance between lead electrodes of adjacent groups). The first receiving electrode rows 21OA/210B are the first receiving electrode rows 21OA/210B whose corresponding first transmitting electrode rows 310 extend over the transmission wavelength Vtt.
The first receiving electrode 21 must have sufficient electrode density to generate a transmitting electric field, and is connected to the first transmitting electrode row 310.
In the portion exceeding the voltage distribution of OA/210B, the voltage distribution exceeds the first transmitting electrode row which is substantially equal. Therefore,
The electrode distribution density of the first receiving electrode row 21OA/210B must be such that at least three electrodes 212A/212B span a distance corresponding to the transmission wavelength Wtt. The pitch Ptl of the first transmitting electrode 312 is set to a desired wavelength for close eyes w.
This is determined in part by the desire that r and at least the first three receiving electrodes 212A/212B be located within the transmitting wavelength Wtt.

加えて、同一の電極列と信号処理回路を用いて密目測定
を行うため、第1送信電極312は各電極グループ内に
位置し、対応する密目用波長V「の波長の間隔にそれぞ
れ送信波長Wttが分割し、各間隔をN等分することに
より得られる密目用波長区分を提供するグループ位置N
個分を占める。この第1送信電極の配列は各送信電極の
測定方向幅がスケール波長に対応して増加することを可
能とし、本出願人により同時出願され係属中の米出願(
測定要素配列の改良による容量型測定トランスデユーサ
)において詳細にその旨が記載されている。
In addition, in order to perform close eye measurement using the same electrode array and signal processing circuit, the first transmitting electrode 312 is located within each electrode group, and transmits signals at wavelength intervals of the corresponding close eye wavelength V''. Group position N that provides wavelength divisions for close eyes obtained by dividing the wavelength Wtt and dividing each interval into N equal parts.
Occupy an individual portion. This arrangement of first transmitter electrodes allows the width of each transmitter electrode in the measurement direction to increase in proportion to the scale wavelength, and is proposed in a co-pending U.S. patent application filed by the applicant.
Capacitive measuring transducer with improved measuring element arrangement) describes this in detail.

第2A図に示されるように、各グループの対応する第1
送信電極312は連結要素314により電気的に連結さ
れており、最後組の電極312は対応するトランスデユ
ーサ入力端子316に連結し、励起信号が各電極グルー
プの対応する電極312に端子316に連結された信号
に応じた所定値で入信する。
As shown in FIG. 2A, the corresponding first
The transmitting electrodes 312 are electrically coupled by a coupling element 314, with the last set of electrodes 312 coupled to a corresponding transducer input terminal 316 such that an excitation signal is coupled to the terminal 316 of the corresponding electrode 312 of each electrode group. A predetermined value corresponding to the received signal is received.

第1図〜第2図では、支持部材20上に配置された第2
送信電極列220Aは図示の如く電極列210Aの一方
側に隣接した、各電極210Aと対応する各第2送信電
極単体222Aの列よりなる。各第2送信電極222A
は連結電極224Aを介し対応する受信電極212Aの
一つと連結され、その結果各節2送信電極222Aは第
1受信電極212Aに対し測定軸(図示せず)上の基準
点Reに対する第2送信電極222Aの位置に基づき定
まる関数値Da(X)に対応した位置に偏心または置換
される。さらにその結果送信電極222Aと対応する受
信電極212A間の偏位は所定の粗目測定レンジの最大
値または波長We (図示せず)またがる送信波長Wt
tを越えた値によっても変化しない。
In FIGS. 1 and 2, a second
As shown, the transmitting electrode row 220A is composed of a row of second transmitting electrodes 222A adjacent to one side of the electrode row 210A and corresponding to each electrode 210A. Each second transmitting electrode 222A
is connected to one of the corresponding receiving electrodes 212A via a connecting electrode 224A, so that each node 2 transmitting electrode 222A has a second transmitting electrode relative to a reference point Re on a measurement axis (not shown) relative to the first receiving electrode 212A. It is decentered or replaced at a position corresponding to the function value Da(X) determined based on the position of 222A. Furthermore, as a result, the deviation between the transmitting electrode 222A and the corresponding receiving electrode 212A is the maximum value of a predetermined coarse measurement range, or the transmitting wavelength Wt that spans the wavelength We (not shown).
It does not change even if the value exceeds t.

次に電極の偏位は基準点に対する第2送信電極222A
の距離の増加に応じて線形的に増加する。
Next, the deviation of the electrode is determined by the second transmitting electrode 222A with respect to the reference point.
increases linearly with increasing distance.

しかし、電極の偏位と第2送信電極の対応する位置関係
は非線型にすることができる。さらに、第2送信電極2
22Aは電極の偏心と第2送信電極の対応する位置が線
型変形を行うために、図示の如く、ピッチPrlとは異
なる均等なピッチPt2により相互に電極間の間隔を有
している。このような配列に関しては、偏位Dc(X)
は以下の関係を有する。
However, the electrode excursion and the corresponding positional relationship of the second transmitting electrode can be non-linear. Furthermore, the second transmitting electrode 2
In order to linearly deform the electrode eccentricity and the corresponding position of the second transmitting electrode 22A, as shown in the figure, the electrodes are spaced from each other by a uniform pitch Pt2 different from the pitch Prl. For such an arrangement, the deviation Dc(X)
has the following relationship.

DC(X)=(Pt2−Prl)r (X)[’(X)
−X/Pr1 Da(X)−(Pt2−Prl)X/PrlここでXは
基準点から第2送信電極への距離を意味する。
DC(X)=(Pt2-Prl)r (X)['(X)
-X/Pr1 Da(X)-(Pt2-Prl)X/Prl where X means the distance from the reference point to the second transmitting electrode.

電極偏位は基準点Reと関連し、該基準点Reは第1図
乃至第2図の実施例にみる如く、カリパスの粗目用波長
Weの一端、または例えば第3図に示すような粗目用波
長Weの中点としても構わない。第1図、第2図の配列
では、電極Is位量は各電極対ごとに異なり、第3図の
配列では、基準点Reに対して左右対象形に配置された
第2送信電極の偏位は、図示するごとく、測定軸に対し
て反対方向に対してであるが等しくなっている。このよ
うに第3図に図示する実施例においては、偏位Dc(X
)は送信波長Wttの+l/2から−172の範囲内で
変化する。第3図の実施例の左右対象形偏位の形状の優
れているところは、最大偏位Da(X)が限定され、連
結電極224の傾きと長さの値が減少し製造を容易にし
たことである。
The electrode deflection is related to a reference point Re, which is one end of the coarse wavelength We of the caliper, as in the embodiment of FIGS. 1-2, or one end of the coarse wavelength We, as shown in FIG. It may also be the midpoint of the wavelength We. In the arrays shown in FIGS. 1 and 2, the electrode Is position differs for each electrode pair, and in the arrangement shown in FIG. are equal, but in opposite directions to the measurement axis, as shown. Thus, in the embodiment illustrated in FIG.
) changes within the range of +1/2 to -172 of the transmission wavelength Wtt. The advantage of the symmetrical deflection shape of the embodiment shown in FIG. 3 is that the maximum deflection Da(X) is limited, and the values of the inclination and length of the connecting electrode 224 are reduced, making manufacturing easier. That's true.

支持部材20上に配される第3送信電極列220Bは図
示の如く、第2送信列220Aとは反対側に位置し、各
第1受信電極210Bに対応し並列する第3送信電極の
単体222Bよりなる。受信電極212Bのグループは
電気的には図示するように連結電極224Bを介して対
応する送信電極222Bのグループに連結される。第1
受信電極と第3送信電極を結ぶ各グループ内では、′¥
S3送信電極222Bは関連する第1受信電極に対して
偏心し、両者は第2送信電極222Aと第1受信電極2
12Aとの連結と同様に連結されている。
As shown in the figure, the third transmitting electrode row 220B arranged on the support member 20 is located on the opposite side from the second transmitting row 220A, and has a single third transmitting electrode 222B arranged in parallel corresponding to each first receiving electrode 210B. It becomes more. A group of receiving electrodes 212B is electrically coupled to a corresponding group of transmitting electrodes 222B via coupling electrodes 224B as shown. 1st
Within each group connecting the receiving electrode and the third transmitting electrode,
The S3 transmitting electrode 222B is eccentric with respect to the associated first receiving electrode, and both are connected to the second transmitting electrode 222A and the first receiving electrode 2.
It is connected in the same way as the connection with 12A.

各グループの偏位量D+g(X)はグループ内の測定軸
上の基準点Rsに対する第3送信電極222Bの位置所
定変数(線形または非線形)である。偏位Da(X)が
中間波長Wnのような測定距離を越え、第3送信電極2
22Bの各グループに亘り変化をする場合においては送
信波長Wttに等しい。さらに6図示の如く、グループ
基準点Rn+は各グループの中央に位置し、各グループ
内の偏位Da(X)は基準点に対して送信波長の+l/
2〜−f/2の範囲内で変化する。加えて中間波長は好
ましくは送信される波長の整数倍であるべきである。該
グループは中間波長w−に対して等間隔で反復される。
The deviation amount D+g(X) of each group is a position determining variable (linear or nonlinear) of the third transmitting electrode 222B with respect to the reference point Rs on the measurement axis within the group. The deviation Da(X) exceeds the measurement distance such as the intermediate wavelength Wn, and the third transmitting electrode 2
22B, it is equal to the transmission wavelength Wtt. Furthermore, as shown in Figure 6, the group reference point Rn+ is located at the center of each group, and the deviation Da(X) within each group is +l// of the transmission wavelength with respect to the reference point.
It varies within the range of 2 to -f/2. Additionally, the intermediate wavelength should preferably be an integer multiple of the transmitted wavelength. The groups are repeated at equal intervals for the intermediate wavelength w-.

さらに粗目用波長Weは中間波長vIllの整数倍でな
くてはならず、中間波長Vlは密目用波長V「の整数倍
でなければならない。加えて、中間波長Wmは送信波長
Wttの整数倍でなければならない。粗目分析測定では
中間波長中の測定点の位置するところを決定することを
必要とし、密目用波長測定位置の測定を限定することを
必要とする。従って、中間測定の正確さは密目用−波長
よりも高くなければならず、粗目測定の正確さは一中間
波長よりも高くなければならない。
Furthermore, the coarse wavelength We must be an integral multiple of the intermediate wavelength vIll, and the intermediate wavelength Vl must be an integral multiple of the close wavelength V. In addition, the intermediate wavelength Wm is an integral multiple of the transmission wavelength Wtt. Coarse analysis measurement requires determining where the measurement point is located in the intermediate wavelength, and it is necessary to limit the measurement of the fine wavelength measurement position.Therefore, the accuracy of the intermediate measurement The accuracy of the coarse measurement must be higher than one intermediate wavelength, and the accuracy of the coarse measurement must be higher than one intermediate wavelength.

従って粗目、中目、密目波長we、 w■、wrそれぞ
れの関係は精度に応じ選択されるべきである。例えば、
第2図に示す実施例はNが8、Vc−40VmsVm 
−−A Ofのときに、1/320の粗目及び中目の測
定における補間法分析では、粗目測定が中間波長の1/
8範囲内で位置を決定することを可能とする。これは最
大限−波長以下の誤差に収めることのできる高度限定で
ある。例えば、Wf’−1,024+amの場合は、補
間法分析ではW「1512または2ミクロンである。絶
対測定全体のレンジでは、全体のレンジが2ミクロンを
越える結果の場合は、40 X 40 X L、024
an−1638sn−1,84Ilとなる。
Therefore, the relationships among the coarse, medium, and fine wavelengths we, w■, and wr should be selected depending on the accuracy. for example,
In the embodiment shown in FIG. 2, N is 8 and Vc-40VmsVm
--A Of, in the interpolation analysis of 1/320 coarse and medium measurements, the coarse measurement is 1/320 of the intermediate wavelength.
It is possible to determine the position within a range of 8. This is a high limit that can be kept within a maximum error of -wavelength or less. For example, for Wf'-1,024 + am, the interpolation analysis would be W'1512 or 2 microns. For the full range of absolute measurements, for results with a total range greater than 2 microns, 40 x 40 x L ,024
an-1638sn-1,84Il.

第3送信電極222BはピッチPt3により互いに均一
な間隔を設け、第3送信電極の偏位DIl(X)はグル
ープ内の電極の対応位置に対し線形的に定まる。第1図
、ff13図にそれぞれ見る如く、ピッチPt3は第3
送信電極の一グループに亘る距離(中目波長Ws)が第
3送信電極につながれる連関する第1送信電極212B
のグループに亘る距離よりも小さく (第1図)または
大きく(第3図)あればよい。第1図の配列では、第1
送信電極212は対応する第3送信電極に連結してもい
いが、全ての第3送信電極が対応する第1送信電極に連
結できるわけではない。また第3図の配列は反転しても
さしつかえない。少なくとも第1図の配列の場合には、
受信電極212Bに連結されない送信電極222B−は
基盤コンダクタ−225(第2図)に連結することが望
まれる。
The third transmitting electrodes 222B are uniformly spaced from each other by a pitch Pt3, and the deflection DIl(X) of the third transmitting electrodes is determined linearly with respect to the corresponding positions of the electrodes in the group. As shown in Fig. 1 and Fig. ff13, the pitch Pt3 is the third
The associated first transmitting electrode 212B is connected to the third transmitting electrode over a distance (medium wavelength Ws) of one group of transmitting electrodes.
It is sufficient if the distance is smaller (Fig. 1) or larger (Fig. 3) than the distance spanning the group. In the arrangement shown in Figure 1, the first
The transmitting electrodes 212 may be coupled to corresponding third transmitting electrodes, but not all third transmitting electrodes can be coupled to corresponding first transmitting electrodes. Furthermore, the arrangement shown in FIG. 3 may be reversed. At least in the case of the arrangement shown in Figure 1,
It is desirable that the transmitting electrode 222B-, which is not connected to the receiving electrode 212B, be connected to the base conductor 225 (FIG. 2).

支持部材30上の第2受信電極列320Aは第2送信電
極列220Aとは反対側に、互いに隣接し、互いに補充
的形状を有する2つの第2受信電極322A、322A
−を有する。図示の如く、電極は長尺で測定軸に対して
周期的に可変する形状を有している。電極322A、3
22,1mの有効長さは送信波長Wttの整数倍である
。信号処理の観点からは第1図に図示するようなサイン
カーブの形状が望まれる。しかしながら、第2図に示す
ような三角形状または長方形状も使用できる。
The second receiving electrode row 320A on the support member 30 has two second receiving electrodes 322A, 322A, which are adjacent to each other and have mutually complementary shapes, on the opposite side from the second transmitting electrode row 220A.
- has. As shown in the figure, the electrode is long and has a shape that changes periodically with respect to the measurement axis. Electrode 322A, 3
The effective length of 22.1 m is an integral multiple of the transmission wavelength Wtt. From the viewpoint of signal processing, a sine curve shape as shown in FIG. 1 is desired. However, triangular or rectangular shapes as shown in FIG. 2 can also be used.

長方形状の一タイプを第4図に示すが、ここで第2受信
電極列は第2送信電極列とは反対側に支持部材30上に
配される長方形状電極単体324からなる列を有する。
One type of rectangular shape is shown in FIG. 4, where the second receiving electrode row has a row of rectangular electrode units 324 disposed on the support member 30 on the opposite side from the second transmitting electrode row.

電極324は図示の如く、等間隔を保ち、信号処理回路
104の陽極、陰極交互に連結されている。このように
電極324は測定軸に対し以下に詳述する所定波長Wt
2を有す周期的形状を集中的に有する。
As shown in the figure, the electrodes 324 are maintained at regular intervals and are alternately connected to the anode and cathode of the signal processing circuit 104. In this way, the electrode 324 has a predetermined wavelength Wt, which will be described in detail below, with respect to the measurement axis.
It intensively has a periodic shape with 2.

グループ内の電極の一つが対応する物理的位置に従って
第1送信電極312のN個からなる各グループに対して
周期的に可変する信号(または以下に詳述する信号の組
み合わせによるグルー・ブ位相)が0回連続して出され
た時に、第1送信電極312上の合成電場分布は波長W
tを有し、この分布は容量的に第1受信電極212Aに
連結し、連結電極224を介して基準点Reから各第2
送信電極の距離に応じて支持部材20に対して偏位DC
(X)する第2送信電極222Aに連通する。第2受信
電極322A、322A−がそれぞれ別々に連結された
場合、上述の如く支持部材20上の所定基準点に対する
偏位が相関関係にある第2送信電極の偏位Dc(X)に
依存する電場要素を検出するための空間フィルターとし
て機能する。同偏位Dc(X)は好ましくは線形変化で
あり、第2受信電極が周期的形状を持つことにより、ま
たは第1受信電極212Aの第2送信電極222A間の
ピッチの差を標準化した第1送信電極Wttの波長を有
する電場要素を検出する波長Wt2を受信することによ
り達成することができる。即ち、第2受信電極は送信波
長と下式の関係を有する受信波長Wt2の電場パターン
を感じるよう形状を有している。
A periodically varying signal (or groove phase by combination of signals as detailed below) for each group of N first transmitting electrodes 312 according to the physical position to which one of the electrodes in the group corresponds. is emitted 0 times in a row, the composite electric field distribution on the first transmitting electrode 312 has a wavelength W
t, and this distribution is capacitively coupled to the first receiving electrode 212A, and is connected to each second receiving electrode from the reference point Re via the coupling electrode 224.
Deflection DC with respect to the support member 20 depending on the distance of the transmitting electrode
(X) communicates with the second transmitting electrode 222A. When the second receiving electrodes 322A, 322A- are connected separately, the deviation with respect to the predetermined reference point on the support member 20 depends on the correlated deviation Dc(X) of the second transmitting electrode, as described above. It acts as a spatial filter to detect electric field elements. The same deviation Dc(X) is preferably a linear variation, and the second receiving electrode has a periodic shape or the first receiving electrode 212A standardizes the difference in pitch between the second transmitting electrode 222A. This can be achieved by receiving a wavelength Wt2 that detects an electric field element having the wavelength of the transmitting electrode Wtt. That is, the second receiving electrode has a shape that allows it to sense the electric field pattern of the receiving wavelength Wt2 having the following relationship with the transmitting wavelength.

Wr2=Wtl(Pt2/Pr1) 第3受信電極列320Bは電極320Aと同様な形状を
威し、第3送信電極220Bとは反対側に位置する。送
信波長に対して下式の条件を満たす第3受信波長Wr3
にかかる第3送信電極222Bにより生じる電場パター
ンを察知できるように電極列320Bの第2受信電極3
22Bは電極列320Aと同様の形状をなす。
Wr2=Wtl(Pt2/Pr1) The third receiving electrode row 320B has the same shape as the electrode 320A, and is located on the opposite side from the third transmitting electrode 220B. Third reception wavelength Wr3 that satisfies the condition of the following formula for the transmission wavelength
The second receiving electrode 3 of the electrode row 320B can detect the electric field pattern generated by the third transmitting electrode 222B.
22B has the same shape as the electrode row 320A.

Wrl−Wtl(Pt3/Pr1) 第3図中、第1受信電極212の単列210のかわりに
第1図のような二重列21OA、210Bを採用しても
良い。第3図の実施例では図示の如く第2送信電極22
0Aは第1送信電極の一端に連結し、第3送信電極22
0Bは第1受信電極の他端に連結している。加えて、第
1図のように第1受信電極はサインカーブでも良く、電
極間の間隔は測定軸と平行に実質的にサインカーブ波形
を形成する。
Wrl-Wtl (Pt3/Pr1) In FIG. 3, instead of the single row 210 of the first receiving electrodes 212, double rows 21OA and 210B as shown in FIG. 1 may be adopted. In the embodiment of FIG. 3, the second transmitting electrode 22 is
0A is connected to one end of the first transmitting electrode, and the third transmitting electrode 22
0B is connected to the other end of the first receiving electrode. Additionally, as shown in FIG. 1, the first receiving electrodes may be sinusoidal, and the spacing between the electrodes forms a substantially sinusoidal waveform parallel to the measurement axis.

密目測定モードにおいては、第2受信電極322Aと3
22A−の出力端子は共に連結されている。結果的に電
極列320Aは送信波長Wttの全長に亘り延伸する一
長方形状電極としての効果を有する。同様に第3受信電
極322B、322B′の出力端子は送信波長の全長に
わたり延伸する一長方形状電極としての効果を有するた
め両者は連結される。第1送信電極312から第1受信
電極212Aとそれに連なる第2送信電極222Aを通
り連結された第2受信電極320Aに入力される信号は
第1受信電極列210Aの波長Wrlと等しい波長を伴
い両支持部材の基準点に対応する指示部材20と30間
の位置Xの変数として周期的に変化する。
In the close eye measurement mode, the second receiving electrodes 322A and 3
The output terminals of 22A- are connected together. As a result, the electrode array 320A has the effect of a rectangular electrode extending over the entire length of the transmission wavelength Wtt. Similarly, the output terminals of the third receiving electrodes 322B, 322B' function as rectangular electrodes extending over the entire length of the transmission wavelength, so that they are connected. The signal inputted from the first transmitting electrode 312 to the connected second receiving electrode 320A through the first receiving electrode 212A and the second transmitting electrode 222A connected thereto has a wavelength equal to the wavelength Wrl of the first receiving electrode row 210A. The position X between the pointing members 20 and 30, which corresponds to the reference point of the support member, changes periodically as a variable.

同様に、第1送信電極から第2受信電極212Bとそれ
に連なる第3送信電極222Bを介して連結された第3
受信電極320Bに入力する信号は連結された第2受信
電極320Aにより生ずる信号に対して180@ずれて
同様の周期関数により続いていく。
Similarly, a third electrode connected from the first transmitting electrode via the second receiving electrode 212B and the third transmitting electrode 222B continuous thereto.
The signal input to the receiving electrode 320B follows a similar periodic function offset by 180@ with respect to the signal generated by the connected second receiving electrode 320A.

これら第1送信電極と第2/第3受信電極320A/3
20Bの密目モード構造間のこれら信号転換機能の形状
は第1送信及び第1受信電極の形状による。仮にそれら
電極が長方形状であった場合、転換機能は支持部材20
.3oの小間隔間の三角形波形の混合であり、間隔が広
がるにつけサイン波形となる。第1図にみる如く、第1
受信電極をサイン波形状にすることによりサイン波形転
換機能は支持部材間の間隔寸法とは独立したものとなる
These first transmitting electrodes and second/third receiving electrodes 320A/3
The shape of these signal switching features between the close eye mode structures of 20B depends on the shapes of the first transmit and first receive electrodes. If the electrodes are rectangular, the conversion function is provided by the support member 20.
.. It is a mixture of triangular waveforms between small intervals of 3o, and becomes a sine waveform as the interval widens. As shown in Figure 1, the first
By forming the receiving electrode into a sine wave shape, the sine waveform conversion function becomes independent of the spacing between the supporting members.

第1送信電極の第1電極では上述の密目転換機能rnは
数式的には、 TI’l”Cro+Cf 5in(2πX/wf’)で
表される。ここでC「0は容量定数、C「は可変容量の
振幅である。
In the first electrode of the first transmitting electrode, the above-mentioned close eye conversion function rn is mathematically expressed as TI'l''Cro+Cf 5in (2πX/wf'), where C'0 is the capacitance constant and C' is the amplitude of the variable capacitance.

第1送信電極の第2電極では、上述の第1送信電極の第
1電極より距、1Ild (X軸測定方向)離れていて
、細目モード転換関数TT2はTfl関数に対するdの
関係において下式のようになる。
The second electrode of the first transmitting electrode is separated by a distance of 1Ild (in the X-axis measurement direction) from the first electrode of the first transmitting electrode described above, and the fine mode conversion function TT2 is expressed by the following equation in the relationship of d to the Tfl function. It becomes like this.

Tf’2(d)−Cf’o+Cr sin [12x 
(X−d)l/Wf’]上記記載の如く選択され、また
本出願人の前述の係属出願に記載されている第1送信電
極間の間隔dは、N本の電極のグループからなる第1送
信電極が密目波長Vr数波長分に亘り、−グループ内の
第1電極から第n電極までの間隔dnは下式の如く表す
ことができる。
Tf'2(d)-Cf'o+Cr sin [12x
(X-d)l/Wf'] The spacing d between the first transmitting electrodes selected as described above and described in the applicant's aforementioned pending application is the first transmitting electrode spacing d of the group of N electrodes. One transmitting electrode spans a number of wavelengths Vr, and the distance dn from the first electrode to the nth electrode in the -group can be expressed as in the following equation.

dn=n(Wf/N)+(Mn) (Wr)ここでMn
はグループ内のn番目の電極が位置するスケール波長間
隔に対応する整数である。
dn=n(Wf/N)+(Mn) (Wr) where Mn
is an integer corresponding to the scale wavelength interval at which the nth electrode in the group is located.

密目ill定では、Mnは任意の整数値となる。なぜな
らば、 5in(V+M2π)−sin(V)  (Mが整数の
場合)であるからである。
In the dense ill constant, Mn is an arbitrary integer value. This is because 5in(V+M2π)-sin(V) (when M is an integer).

グループ内の各位相の位置における第1送信電極の送信
変数はMとは独立して以下のように定義される。
The transmission variable of the first transmitting electrode at each phase position within the group is defined as follows, independent of M.

Tn−Cro+CI’ sln[2w ((X/Wl’
)−n/N)]このことは、グループ内の第1受信電極
Nは互いに3600位相のずれたサイン転換変数を有す
るN本の位相電極を構成していることを意味する。
Tn-Cro+CI' sln[2w ((X/Wl'
)-n/N)] This means that the first receiving electrodes N in a group constitute N phase electrodes with sign-change variables that are 3600 phase-shifted from each other.

粗目及び中目測定においては、第2、第3受信電極の出
力は、例えば処理した粗目b11信号が第2受信電極3
22A、322A”からの信号とは異なり、処理した中
目測定信号が第3受信電極からの信号とは異なるという
差が生じる。得に粗目測定モードは(中目測定モードに
ついての記載も同様)、第2受信電極の形状が第1図の
ようにサイン波形状に分割しているため、第2送信電極
222A間の容量は両支持部材間の(目射位置Xを変数
として C’(X)=Cco+Cc sln[2yr ((X/
Wr2)−n/Nl]と表される。ここでCcoは容量
定数であり、Ccは可変容量の振幅を示す。第2受信電
極(副)322A゛における対応する容量変数は以下の
如く定義される。
In the coarse and medium measurement, the output of the second and third receiving electrodes is, for example, the processed coarse b11 signal is transmitted to the second receiving electrode 3.
22A, 322A'', and the processed medium-grain measurement signal is different from the signal from the third receiving electrode.Especially in the coarse measurement mode (the description for the medium-grain measurement mode is similar) , since the shape of the second receiving electrode is divided into a sine wave shape as shown in FIG. 1, the capacitance between the second transmitting electrode 222A is calculated as )=Cco+Cc sln[2yr ((X/
Wr2)-n/Nl]. Here, Cco is a capacitance constant, and Cc indicates the amplitude of the variable capacitance. The corresponding capacitance variable at the second receiving electrode (sub) 322A' is defined as follows.

C”(X)=Cco−Cc sin[2πl(X/Wr
2)−n/Nl1両容量関数の差は、 C(X)=C’(X)−C”(X)−2Cc sin[
2W l (X/Vr2)−n/Nl ]である。
C”(X)=Cco−Cc sin[2πl(X/Wr
2) -n/Nl1The difference between both capacitance functions is C(X)=C'(X)-C''(X)-2Cc sin[
2W l (X/Vr2)-n/Nl ].

第1送信電極312の第1電極からml受信電極212
Aと第2送信電極222Aを介し、第2受信電極322
A、322A″に人力される信号の転換変数は、第1受
信電極により生じる細目波長変調と、上述の容量関数と
により結合される変数である。
ml receiving electrode 212 from the first electrode of the first transmitting electrode 312
A and the second receiving electrode 322A via the second transmitting electrode 222A.
The transformation variables of the signal input to A, 322A'' are those that are combined by the fine wavelength modulation produced by the first receiving electrode and the capacitance function described above.

Tel (×) ” (Cfo ” Cf ” (酊隆
)) tCco 十cc ’支n(1,、−(c、。”
 Cc 5in(守1) (Cco −Cc 5in(
”F”’ l) ”(Cfo ” Cf 5Ln(Q 
l 1 +2Cc 5in(”;F” ))・上述の第
1送信電極の第1電極からN/2位相分離れている第1
送信電極の第2電極は密目と粗目の逆サイン関数を有し
、第2受信電極への転換関数は Tc2(X)= −[C1’o−Cr 51n(2rX/Wf’)]12
cc sin[2πD(X)/We]lである。
Tel (×) ” (Cfo ” Cf ” (drunk)) tCco 10 cc 'branch n(1,, -(c,.)
Cc 5in (guard 1) (Cco -Cc 5in(
"F"' l) "(Cfo" Cf 5Ln(Q
l 1 +2Cc 5in(";F" ))・The first electrode separated by N/2 phase from the first electrode of the first transmitting electrode described above.
The second electrode of the transmitting electrode has a fine and coarse inverse sine function, and the transfer function to the second receiving electrode is Tc2(X)=-[C1'o-Cr51n(2rX/Wf')]12
cc sin[2πD(X)/We]l.

第1送信電極の第1電極に対して供給される信号の逆数
となる信号が第1送信電極の第2電極に供給され2つの
第1送信電極の組み合わせるため以下の合成転換関数が
生じる。
A signal that is the reciprocal of the signal supplied to the first electrode of the first transmitting electrode is supplied to the second electrode of the first transmitting electrode, and due to the combination of the two first transmitting electrodes, the following composite conversion function results.

Tc(X)=Tel (X)−Tc2(X)=4(Cr
o) (Co) (sln(2tr D(X)/We)
)合成転換関数はこのように第1受信電極の密目波長変
数とは独立したものであり、粗目測定の際に使用可能な
第1受信電極212と連なる第2送信電極222A間の
偏位D (X)のみが従属する。
Tc(X)=Tel(X)−Tc2(X)=4(Cr
o) (Co) (sln(2tr D(X)/We)
) The composite conversion function is thus independent of the fine wavelength variable of the first receiving electrode, and the deviation D between the first receiving electrode 212 and the adjacent second transmitting electrode 222A that can be used for coarse measurements. Only (X) is dependent.

上述のように、本発明の送信電極の配列は空間フィルタ
ーを利用したものでも良く、またそのフィルター機能は
トランスデユーサの結合構造(第1受信電極による密目
波長変調または偏位D (X)を有する第2送信電極に
亘る調整された送信波長信号分布)の所望の構成要素を
引き出し、他の要素を排除するために、第2受信電極の
出力を異なる電気配線にすることにより結合構造を変化
させることにより、変えることができる。
As mentioned above, the array of transmitting electrodes of the present invention may utilize a spatial filter, and the filtering function may be determined by the coupling structure of the transducer (tight wavelength modulation by the first receiving electrode or deviation D (X) The coupling structure is made by wiring the output of the second receiving electrode to a different electrical wiring in order to bring out the desired components of the signal distribution (tuned transmit wavelength signal distribution across the second transmitting electrode) and exclude other components. You can change it by changing it.

以上述べた通り、第2、第3受信電極322A。As described above, the second and third receiving electrodes 322A.

322A″、322B、322B=は様々な結合構造を
持ち、連結しあう各電極列間の分断線はサイン波形の他
に、三角形、長方形にもなり得る。
322A'', 322B, and 322B= have various coupling structures, and the dividing line between each connected electrode row can have a triangular or rectangular shape in addition to a sine wave shape.

二のような互換性ある電極配列は第2送信電極と第2受
信電極間の変換定数が C(X)=C(X−(wr2/2)) を満たす限りにおいて、上述の空間フィルターを提供す
ることができる。
Compatible electrode arrays such as 2 provide the above-mentioned spatial filter as long as the transformation constant between the second transmitting electrode and the second receiving electrode satisfies C(X)=C(X-(wr2/2)). can do.

基準点に対する対応するトランデュサー出力信号波形の
空間位置上の位相差を測定することによって決定される
べき測定位置との基本関係に対するトランスデユーサ支
持部材20.30の相対位置に依存しても良い。
It may depend on the relative position of the transducer support member 20.30 with respect to the fundamental relationship with the measurement position to be determined by measuring the phase difference over the spatial position of the corresponding transducer output signal waveform with respect to the reference point.

本発明に従えば、絶対測定は少なくとも上述の論理に基
づき粗目識別測定と密目識別測定との組み合わせによっ
て導き出される。粗目、中目、密目の識別測定の結合は
延伸した測定レンジを越えた正確な絶対測定を得るのに
利用される。複合測定は所定回数励起信号または混合相
を異なる測定モードにしたがって、適当な空間フィルタ
ーを提供するために、第1送信電極に出力し、tjS2
、第3受信電極に連結することにより同一電極列によっ
ても得ることができる。第1、第2及び第3送信電極の
配列構造は密目波長を有する容量関数のためN個の分配
された位相点を行うことが出来、第1受信電極と第2、
第3送信電極間に、それぞれ偏位DC(X) 、DH(
X)に対する粗目、中目位置情報をもたらす密口波長数
波長にまたがる長波長を有するN分割された位相を取得
することが可能である。
According to the invention, the absolute measurement is derived by a combination of coarse and close discrimination measurements based on at least the logic described above. The combination of coarse, medium, and fine discrimination measurements is utilized to obtain accurate absolute measurements over an extended measurement range. The composite measurement outputs the excitation signal or mixed phase a predetermined number of times to the first transmitting electrode according to different measurement modes, and tjS2 to provide a suitable spatial filter.
, can also be obtained by the same electrode row by connecting to the third receiving electrode. The arrangement structure of the first, second and third transmitting electrodes can perform N distributed phase points due to the capacitance function with closely spaced wavelengths, and the first receiving electrode and the second,
The deviations DC(X) and DH(
It is possible to obtain N-divided phases with long wavelengths spanning several wavelengths, providing coarse and medium position information for X).

上述の別転送機能は容量機能の基本的なものである。各
測定モード(粗、中、密)のため、各測定波長WeSw
−及びVr内での絶対位置は容量位置測定のため幾つか
の異なる既知の回路をもって測定される。前述の本出願
人の係属中の出願で本願に基準として記載されているも
の、または本願出願人による米特許第4.420.75
4に記載されている回路が例としてあげられる。別位相
のサイクル13号をC↑う送信電極の連続励起を基礎と
したこのような回路は4個の入力に等分され、合成混合
信号の関連位相位置の測定を基にした受信・解析回路は
以下の限定により求まる。
The separate transfer function described above is the basic capacity function. For each measurement mode (coarse, medium, fine), each measurement wavelength WeSw
- and absolute position within Vr is measured with several different known circuits for capacitive position measurement. No. 4,420.75 of the aforementioned applicant's pending application, which is referenced herein, or applicant's U.S. Patent No. 4.420.75.
The circuit described in 4 is given as an example. Such a circuit, based on the continuous excitation of the transmitting electrodes with cycles No. 13 of different phases, is equally divided into four inputs, and the receiving and analyzing circuit is based on the measurement of the relative phase positions of the composite mixed signal. is determined by the following limitations.

a) 選択された送信電極摺或が全測定モードに対して
同一の励起信号を連続的に粗目、中目、密目測定に対し
て使用する場合には、上記三種の並列する回路によって
同時に行うことができ、絶対位置量はこれら測定からの
出力より計算できる。
a) When using the same excitation signal for the selected transmitting electrode or all measurement modes continuously for coarse, medium, and close measurements, the above three types of parallel circuits can be used simultaneously. and absolute position quantities can be calculated from the outputs from these measurements.

b)もし選択された転送電極配列が密目測定、中目/粗
目測定毎に異なる励起信号による継続的結合を必要とす
る場合には、測定は各測定モード間に複合的に行われる
b) If the selected transfer electrode arrangement requires continuous coupling with different excitation signals for fine, medium/coarse measurements, measurements are performed multiple times between each measurement mode.

C)同一の測定回路を通って3つの測定モード粗目、中
目、密目が連続的に多重送信されるとき、各測定モード
において、測定値を得る以前に、安定した状態(微分器
、積分器において一定時間を取ることのできる)を信号
が取るように十分な時間が与えられること。
C) When three measurement modes (coarse, medium, and fine) are continuously multiplexed through the same measurement circuit, in each measurement mode, a stable state (differentiator, integral Sufficient time is allowed for the signal to take a certain period of time in the device.

電子測定装置の実施例を第5図に示す。同図の実施例は
前述の連続信号位相測定方法よりも早く測定でき、3つ
のモード間での時間設定が必要なく共通の電子測定回路
を通じて多重送信ができるという利点がある。一般に第
5図の装置は二重ランプアナログデジタル変換方法によ
る各測定モード中で励起信号の異なるグループ位相の組
み合わせにより生ずるトランスデユーサ送信出力の割合
を測定する。
An embodiment of the electronic measuring device is shown in FIG. The embodiment shown in the figure has the advantage that measurement can be performed faster than the continuous signal phase measurement method described above, and that multiplex transmission can be performed through a common electronic measurement circuit without requiring time setting between the three modes. In general, the apparatus of FIG. 5 measures the proportion of the transducer transmitted output resulting from different group phase combinations of the excitation signal during each measurement mode by a dual lamp analog-to-digital conversion method.

子連の記載は第2図に示す電極形状と下記のパラメータ
を有するトランスデユーサ12の模範的な実施の説明で
ある。
The following description is a description of an exemplary implementation of transducer 12 having the electrode geometry shown in FIG. 2 and the parameters described below.

波長; VFml 、024+u Va+−40Wf’−40,098a+mVc”40W
g=183L4mm 第1送信電極のピッチ DItch−5/8(Vr)励
起信号のグループ位相の組合わせ総数−8N本の第1送
信電極の各グループにおける励起信号の連続関係 粗/中目測定モード 1−2−3−4−5−6−7−8
密目測定モード   1−8−3−8−5−2−7−4
図示の如く、第5図の電子測定装置は他の要素の操作を
制御し、測定結果の組み合わせにおいて必要な計算を行
うマイクロプロセッサ−制御110と制御110により
生じた制御信号に対して励起信号400の所定グループ
位相の組み合わせを生じさせるトランスデユーサ励起信
号発生器、コントローラ110により生じた制御信号1
13に対応して別々の組み合わせによる第3受信電極列
320の出力410と第3受信電極列320Bの出力4
20とを選択的に連結し、以下に詳述するところの測定
モードによる継続的処理するための回答トランスデユー
サ出力信号合成器130、制御信号に対応し、トランス
デユーサを介し異なる送信通路及び各測定モードの位置
測定がコントローラ110によって引き出すことができ
る時間間隔Tに対応する継続回答送信出力信号430の
一対の振幅割合を変換する制御信号114に対応する二
重ランプA/D変換器140及びコントローラ110に
よって生じた出力信号115に対応し、コントローラ1
10によって計算された位置の値を表すためのデイスプ
レィ150を含む。
Wavelength; VFml, 024+u Va+-40Wf'-40,098a+mVc"40W
g=183L4mm Pitch of first transmitting electrode DItch - 5/8 (Vr) Total number of group phase combinations of excitation signals - 8 Continuous relationship of excitation signals in each group of N first transmitting electrodes Coarse/medium measurement mode 1 -2-3-4-5-6-7-8
Close eye measurement mode 1-8-3-8-5-2-7-4
As shown, the electronic measuring device of FIG. 5 has a microprocessor-control 110 that controls the operation of the other elements and performs the necessary calculations in the combination of measurement results, and an excitation signal 400 for control signals generated by the control 110. A control signal 1 produced by a transducer excitation signal generator, controller 110, which produces a predetermined group phase combination of
Output 410 of the third receiving electrode row 320 and output 4 of the third receiving electrode row 320B in different combinations corresponding to No. 13
20 and a response transducer output signal combiner 130 for continuous processing according to a measurement mode, as detailed below, corresponding to the control signal and transmitting the different transmission paths and channels through the transducer. a dual ramp A/D converter 140 and a control signal 114 corresponding to a pair of amplitude ratios of a continuous response transmit output signal 430 corresponding to a time interval T during which position measurements for each measurement mode can be drawn by the controller 110; In response to output signal 115 produced by controller 110, controller 1
10 includes a display 150 for representing the position values calculated by 10.

第5図に見る如く、トランデューサ励起信号発生器は、
振動数を有す高周波方形クロック信号123を生じるた
めのクロック発振器122及びトランデューサ励起信号
400としての転化及び非転化の信号123を所定継続
口(グループ位相混成)ためのモジュレータ128を含
む。好ましくは、クロック周波数「0は各クロックサイ
クルが密目波長回答の増加によって表される位相差に対
応できるように選択できる。さらに図示のように、モジ
ュレータ128は排他的オアゲート128−1から12
8−8の列を含み、各ゲートはクロック信号123に入
力し、一方は対応する制御信号コントローラ112に対
応するROM126 (ROMI)により生ずるゲート
制御信号127−1から127−8までに入力される。
As shown in FIG. 5, the transducer excitation signal generator is
It includes a clock oscillator 122 for generating a high frequency rectangular clock signal 123 having an oscillating frequency and a modulator 128 for predetermined continuation (group phase mixing) of the converted and unconverted signal 123 as the transducer excitation signal 400. Preferably, a clock frequency of 0 can be selected such that each clock cycle corresponds to a phase difference represented by an increase in the dense wavelength response.Moreover, as shown, the modulator 128 has exclusive or gates 128-1 through 12
8-8 columns, each gate inputs a clock signal 123, one gate control signal 127-1 to 127-8 generated by a ROM 126 (ROMI) corresponding to a corresponding control signal controller 112. .

第6図の表のように、制御信号112は二進法の4ビツ
トであり、その値はU、V、M、P/MCI:より定め
られ、ROM1出力127−1〜127−8の16組の
異なる組み合わせ位相が密目(F)測定モード(ビット
P/nc=1)に8つ、中目(M)、粗目(c)測定モ
ード(ビットP/nc=0)に対して8つ使用されてい
る。(当業者にとっては、ゲート制御信号127がロー
のときは、連なるゲート128によって生じる励起信号
がクロック信号に、ゲート制御信号がハイのときは生じ
る励起信号は信号123に対して反転していることは自
明である。)第5図に見る如く、グループ電極により決
められる対応密目波長区分とは相対するグループ内に電
極は物理的に配列されることにより、励起信号発生12
0により生じる励起信号400はそれぞれN電極からな
る各グループの対応する第1送信電極の各端子に対応す
るトランスデユーサ入力端子316−1〜316−8ま
での固定した連続数字に応じて連結される。
As shown in the table of FIG. 6, the control signal 112 is a 4-bit binary code whose values are determined by U, V, M, P/MCI, and 16 sets of ROM1 outputs 127-1 to 127-8. Different combinations of phases are used: eight for the fine (F) measurement mode (bit P/nc = 1) and eight for the medium (M), coarse (c) measurement mode (bit P/nc = 0). ing. (Those skilled in the art will appreciate that when the gate control signal 127 is low, the excitation signal produced by the series of gates 128 is the clock signal; when the gate control signal is high, the excitation signal produced is inverted with respect to signal 123. (This is self-evident.) As shown in FIG. 5, the excitation signal generation 12
The excitation signal 400 generated by 0 is concatenated according to a fixed consecutive number of transducer input terminals 316-1 to 316-8 corresponding to each terminal of a corresponding first transmitting electrode of each group of N electrodes. Ru.

即ち、第1信号400−1は各グループの第1送信電極
312−1に入信され、′l!52信号40〇−2は各
グループの第2送信電極312−2に入信され、第N信
号400−Nは各グループの第N送信電極312−Nに
入信される。従って、粗、中目測定モードでは、種々の
組み合わせグループ位相は4つの連続する非反転及び4
つの連続する反転励起信号からなり、電極は継続的に位
置組み合わせグループ位相から次の位相までの一電極グ
ループ位相位置によって変換する各非反転、反転信号が
各グループに入信される。即ち、第6図に示す組み合わ
せグループ位相に−0においてははトランスデユーサ入
力端子316−1〜316−4は非反転励起信号を送ら
れ、入力端子315−5〜316−8は反転励起信号を
送られる。次の連続する組み合わせグループ位相(K−
1)においては、端子316−2〜316−5までに非
反転信号が入信し、端子316−6から316−1まで
に非反転信号が入信する。
That is, the first signal 400-1 is input to the first transmitting electrode 312-1 of each group, and 'l! The N.52 signal 400-2 is input to the second transmitting electrode 312-2 of each group, and the Nth signal 400-N is input to the Nth transmitting electrode 312-N of each group. Therefore, in coarse and medium measurement modes, the various combination group phases are 4 consecutive non-inverting and 4
Consisting of two successive inverted excitation signals, each non-inverted and inverted signal is input into each group, in which the electrodes continuously transform by one electrode group phase position from one position combination group phase to the next phase. That is, at a combination group phase of -0 as shown in FIG. will be sent. Next consecutive combination group phase (K-
In 1), non-inverted signals are received from terminals 316-2 to 316-5, and non-inverted signals are received from terminals 316-6 to 316-1.

一方、密目測定モードにおいては、図示のような電極配
列のために、励起信号400の同組み合わせグループ位
相は、グループ内の各電極の対応する位相位置(密目波
長区分位置)に従った各グループ内の第1送信電極に入
力しなければならない。トランスデユーサ入力端子への
励起信号発振器出力400の固定された関係により、密
目モードにおいて第6図に示す組み合わせグループ位置
の第2セツトが必要となり、同密目モードは密目波長区
分に対して各入力端子316の関係は以下のようになる
On the other hand, in the close measurement mode, due to the electrode arrangement as shown, the same combination group phase of the excitation signal 400 is determined by each phase according to the corresponding phase position (close wavelength division position) of each electrode in the group. The first transmitter electrode in the group must be entered. The fixed relationship of the excitation signal oscillator output 400 to the transducer input terminals requires a second set of combined group positions as shown in FIG. The relationship between each input terminal 316 is as follows.

端子番号 電極セグメント位置 316−1         1 316−2        6 316−3         3 316−4        8 316−5        5 16−62 316−7        7 316−8        4 励起信号発生器120の出力は、励起信号のただ1つの
組み合わせグループ位相のセットが発生する入力端子へ
の各励起信号の発信回数を決定する制御インターフェー
ス回路を介して送信入力端子316に連結される。他の
トランスデユーサ電極配列においても、例えばN−8の
ときwtt −9w「lであり、各グループにおける第
1送信電極により占められる各細目波長区分位置の回数
は1−2−3−4−5−6−7−8と上がっている回数
であり、組み合わせグループ位相の同じ組は粗目/中目
または密目測定の両方の場合に使用することができる。
Terminal Number Electrode Segment Position 316-1 1 316-2 6 316-3 3 316-4 8 316-5 5 16-62 316-7 7 316-8 4 The output of the excitation signal generator 120 is the only one of the excitation signals. A set of two combined group phases is coupled to the transmit input terminal 316 via a control interface circuit that determines the number of times each excitation signal is delivered to the input terminal. In other transducer electrode arrangements, for example, when N-8, wtt -9w'l, and the number of times each sub-wavelength segment position occupied by the first transmitting electrode in each group is 1-2-3-4- 5-6-7-8, and the same set of combination group phases can be used for both coarse/medium or fine measurements.

第5図に示すように、トランスデユーサ出力信号合成器
は測定モードを表示する22ビット単語制御信号に対し
てROM134 (ROM2)により生じる二股スイッ
チ制御信号に対する132で示す電子スイッチネットワ
ークとスイッチネットワーク132の出力に連結し、出
力として合成トランスデユーサ出力信号430を生じる
微分振幅回路136を有する。図示のようにスイッチネ
ットワーク132はトランスデユーサ出力410,42
0にそれぞれ連結する4入力端子A、B、CおよびDを
有する。スイッチSll、S12.S13、S14.S
21.S23.S24.S25およびS26は第7図の
ように第7図二対応し、対応する制御信号がハイ(第7
図中“■“)のときは、スイッチは第5図中のUP位置
(スイッチ511)であり、対応する制御信号がロー(
第7図中“O”)のときは、スイッチは第5図中dow
n位置にある。スイッチSllからS26は図の如く相
互に連結されており、その合成信号430歯第7図に示
す各三測定モードに対するスイッチ制御信号133の有
する値に対して以下の入力の組み合わせを構成する。
As shown in FIG. 5, the transducer output signal synthesizer includes an electronic switch network 132 for a bifurcated switch control signal generated by ROM 134 (ROM2) and a switch network 132 for a 22-bit word control signal indicative of the measurement mode. , and has a differential amplitude circuit 136 coupled to the output of the transducer output signal 430 and producing a composite transducer output signal 430 as an output. As shown, switch network 132 includes transducer outputs 410, 42
It has four input terminals A, B, C and D each connected to 0. Switch Sll, S12. S13, S14. S
21. S23. S24. S25 and S26 correspond to FIG. 72 as shown in FIG. 7, and the corresponding control signals are high (7th
When "■" in the figure, the switch is in the UP position (switch 511) in Figure 5, and the corresponding control signal is low (
When the switch is "O" in Figure 7, the switch is down in Figure 5.
It is in position n. The switches Sll to S26 are interconnected as shown, and their combined signal 430 constitutes the following input combinations for the values that the switch control signal 133 has for each of the three measurement modes shown in FIG.

密目:信号430−(A+B)−(C+D)中目:信号
430−C−D 粗目:信号430■A−B 第5図に示すように、A/D変換機140は信号合成機
130によって生じた合成トランスデユーサ出力信号4
30の振幅に比例した復調直流トランスデユーサ信号4
40を生じさせるために、励起信号400を発生するの
に使用するのと同じクロック信号123によって制御さ
れる同調復調機と下記により詳述するトランスデユーサ
信号440の二重ラレプインテグライラングペアーに対
しコントロール信号のための積分器144及び以下に詳
述する磁極性及び積分器144二より生じた積分出力信
号450の0地点を・検出し、コントローラ110によ
り使用されるフィードバック信号115を生ずるコンパ
レータ146とを含む。
Dense: Signal 430-(A+B)-(C+D) Medium: Signal 430-C-D Coarse: Signal 430 A-B As shown in FIG. The resulting composite transducer output signal 4
demodulated DC transducer signal 4 proportional to the amplitude of 30
40, a dual larep integral run pair of a tuned demodulator and a transducer signal 440, described in more detail below, is controlled by the same clock signal 123 used to generate the excitation signal 400. an integrator 144 for the control signal and a comparator 146 that detects the zero point of the integrated output signal 450 produced by the magnetic polarity and integrator 144, described in more detail below, and produces a feedback signal 115 used by the controller 110. including.

コントローラ110はトランスデユーサ励起信号発生器
120、トランスデユーサ出力信号合成は130とA/
D変換機に0を制御し、大8A−8E図のフローチャー
トに従って位置値を得るための測定値を演算するための
プログラムがされている。位置測定を制御するマスター
測定ダラムを図示する第8A図において、コントローラ
110我通常の方法通り測定を開始しくステップ100
0)、粗目・中目・密目モード測定サブプログラム(ス
テップ 51200,51300,51400)が粗目
・中目・密目合成計測位置値M c。
The controller 110 includes a transducer excitation signal generator 120, a transducer output signal synthesizer 130 and an A/
A program is provided to control the D converter to 0 and calculate a measured value to obtain a position value according to the flowchart shown in Figures 8A-8E. In FIG. 8A illustrating a master measurement duram controlling position measurements, controller 110 initiates measurements in the normal manner at step 100.
0), the coarse/medium/fine mode measurement subprogram (steps 51200, 51300, 51400) is the coarse/medium/fine composite measurement position value M c.

Mm、Mfを得るために継続的に行われる。以下に詳述
する如く、中目、密目モード測定サブプログラムは訂正
を引き起こすため、より適確には、前段階の測定によっ
て得られた計測位置値の訂正を引き起こすために操作さ
れる。密目モード測定サブプログラムの終了後一端三計
測位置値Me。
This is done continuously to obtain Mm and Mf. As will be explained in detail below, the medium and close eye mode measurement subprograms are operated to cause corrections, and more precisely to cause corrections of the measured position values obtained by previous measurements. After the end of the close eye mode measurement subprogram, three measured position values Me are obtained.

MmSMfの最終値が選ばれ、計測位置は変換され(ス
テップ 51500)絶対位置測定値M9となる。測定
サイクルはデイスプレィ170により位置測定値の表示
と連係した通常の処理動作(ステップ 51600)を
行うことにより終了する。例えばこの様な操作はゼロオ
フセットに対する位置測定値の訂正、位置測定値のイン
チへの変換、二進法値の適切な出力フォーマット例えば
BCD表記への変換及び所望の表示フォーマットへの変
換を行うことも出来る。
A final value of MmSMf is selected and the measured position is transformed (step 51500) to an absolute position measurement M9. The measurement cycle ends with normal processing operations (step 51600) in conjunction with the display of position measurements on display 170. For example, such operations can correct position measurements for zero offset, convert position measurements to inches, convert binary values to an appropriate output format, such as BCD notation, and convert them to a desired display format. .

以下に詳述するが、各測定モードに対する復調された合
成トランスデユーサ出力信号440A/D変換はトラン
スデユーサ12に必要な大きさにて図形例示される、そ
の結果釜スケール位置時データに置ける各増加の変化は
測定軸に対してトランスデユーサ指示部材の配置に対し
以下の関係にある。
As detailed below, the demodulated composite transducer output signal 440 A/D conversion for each measurement mode is graphically illustrated at the required size for the transducer 12, so that it can be placed in the hook scale position data. Each incremental change has the following relationship to the placement of the transducer pointing member with respect to the measurement axis:

密目モード: 中目モード: 粗目モード: 1データ増加−1024151 2−ミクロンズ 1データー40X1024/3 20−128ミンロンズ 1増加−40x1024/32 0−5120120ミフ ロンズ、位置測定値(ステップ1500)に対応するス
ケール板値の変換は単に以下の重さづけによる式にした
がって三つのスケール位置を併合することを要求するの
みである。
Dense mode: Medium mode: Coarse mode: 1 data increment - 1024151 2 - microns 1 datum - 40x1024/3 20 - 128 minlons 1 increment - 40x1024/32 0 - 5120120 microns, scale corresponding to position measurement (step 1500) The plate value conversion simply requires merging the three scale positions according to the weighted formula below.

Mp−2Mf+128Mm+5120Mc第8B図空第
8D図に示されているように、粗目、中目、密目の三測
定モードにおいては、同一のA/D変換サブプログラム
(ABC)(ステップ 51240.31340,51
440)がそれぞれ行われる。各測定モードにおいては
、コントローラ110は発信されたトランスデユーサ励
起信号400のN個の可能なグループ位相の組合わせの
うちの一つのに番目のものをまず選択と、以下に詳述す
るように、信号合成機130を各7111定モードに対
して適切な結果トランスデユーサ出力信号を発生するよ
うに制御する。フローチャート第8E図は、ADCサブ
プログラム制御制御量110初にインダグレータ144
をは所定のゼロ出力電圧(ステップ1710)にリセッ
トさせるものである。(当業者にとれば、積分器の零レ
ベルは絶対的にゼロ電圧である必要がなく、回路のデザ
イン上所定の電圧を信号ゼロレベルと選択してもよい。
Mp-2Mf+128Mm+5120Mc As shown in Fig. 8B and Fig. 8D, in the three measurement modes of coarse, medium, and fine, the same A/D conversion subprogram (ABC) (steps 51240, 31340, 51
440) are respectively performed. In each measurement mode, the controller 110 first selects one of the N possible group phase combinations of the emitted transducer excitation signal 400 and performs the process as described in detail below. , the signal synthesizer 130 is controlled to generate the appropriate resulting transducer output signal for each 7111 constant mode. Flowchart FIG. 8E shows that the ADC subprogram control amount 110 is initially
is reset to a predetermined zero output voltage (step 1710). (For those skilled in the art, the zero level of the integrator need not be absolutely zero voltage, and a predetermined voltage may be selected as the signal zero level based on the design of the circuit.

)コントローラ110はその後インテグレータに所定時
間間隔To当り復調合成トランスデユーサ出力信号を積
分させる(S1720)。
) The controller 110 then causes the integrator to integrate the demodulated and synthesized transducer output signal per predetermined time interval To (S1720).

コントローラ110はその後コンパレータ140で感知
された(信号115)積分器出力450の極性を検査し
くステップ 51730)、極性表示定数Pは感知した
極性(S1740.51750)に従って値はプラスマ
イナス1の範囲で設定される。コントローラ110はト
ランスデユーサ励起信号400の新しいに番目のグルー
プ位相の組合わせを選択し、(ステップ 51760)
該励起信号の新しいグループ位相の組合わせにより生じ
た復調合成トランスデユーサ出力信号440はコンパレ
ータ146により積分器の出力144が0に到達するこ
とが感知されるまで積分される(ステップ 1770)
。第2積分の間は、積分時間Tはコンパレータ出力信号
115が積分出力0を表示するまでクロック信号120
により加算するコントローラ110内における積分カウ
ンターにより測定される。もし第2積分間隔の間中の積
分出力が所定期間Tmax間内に零に達していない場合
には、各測定モードのサブプログラムはADCサブプロ
グラムの外側ループに入り(ステップ 51720)、
、以下に詳述するが、ADCサブプログラムの初期積分
の間積分された初期トランスデユーサ出力信号440を
発生するため励起信号のグループの位相の組合わせを変
更する。
The controller 110 then checks the polarity of the integrator output 450 sensed by the comparator 140 (signal 115) (step 51730), and the polarity indicating constant P is set in the range of plus or minus 1 according to the sensed polarity (S1740.51750). be done. Controller 110 selects a new group phase combination of transducer excitation signal 400 (step 51760).
The demodulated combined transducer output signal 440 resulting from the new group phase combination of the excitation signals is integrated by comparator 146 until it is sensed that integrator output 144 reaches zero (step 1770).
. During the second integration, the integration time T is increased by clock signal 120 until comparator output signal 115 indicates an integral output of 0.
is measured by an integral counter within controller 110 that adds up. If the integrated output during the second integration interval does not reach zero within the predetermined period Tmax, each measurement mode subprogram enters the outer loop of the ADC subprogram (step 51720);
, as detailed below, changes the phase combination of the group of excitation signals to generate the integrated initial transducer output signal 440 during the initial integration of the ADC subprogram.

上述したようにADCサブプログラムの目的は0 前述
の密目、粗目、中目送信機能のため、信号を座標軸近く
に生じさせるより得られた測定モードのために励起信号
の組合わせ位相のセットから生じさせることの出来るト
ランスデユーサ出力信号の1つ 11)初期信号よりも174波長ずれた移動機能による
合成トランスデユーサ出力信号の比率を調べることにあ
る。第10図には、実際の測定位置Xpが座標軸Xoに
対して図示の如く位置している場合、第6図に図示する
ように励起信号のに−1に相当するグループ組合わせ位
相にて積分器144により行われた第1積分は出力ボル
トVl −Vs im  (2π (X/W−1/8)
1を発生する。ここでVは励起信号400の入力ボルト
に等しく、Wは粗目、中目、密目波長に等しい。第1積
分萌間中、積分器の最終出力ボルトは時間Toによる複
合された電圧Vlである。
As mentioned above, the purpose of the ADC subprogram is to generate signals closer to the coordinate axes for the fine, coarse, and medium transmit functions mentioned above, and to generate signals from a set of combined phases of excitation signals for the resulting measurement mode. One of the transducer output signals that can be generated 11) is to find out the ratio of the composite transducer output signal due to the moving function that is 174 wavelengths shifted from the initial signal. In Fig. 10, when the actual measurement position Xp is located as shown in the figure with respect to the coordinate axis The first integration performed by the unit 144 is the output volt Vl -Vs im (2π (X/W-1/8)
Generates 1. where V is equal to the input volts of the excitation signal 400 and W is equal to the coarse, medium, and fine wavelengths. During the first integration period, the final output volts of the integrator is the composite voltage Vl over time To.

第9図については、電圧Vtは静電圧であり次の積分機
関は積分器の出力の逆積分をもたらす励起信号のK +
 2−3となるグループ組合わせ位相からのトランスデ
ユーサ出力信号の結果と共に行われる。すなわち、積分
器への入力端子は振幅V3−V s i n (2tr
 (X/W −3/ 8) )を有する。この信号は第
1信号に対して90″位相のずれており(この例では負
であるが)、積分器出力は零に向かって減少する。時間
Tにおいて、積分器信号が零に したとき、VI To
 −Vs T−0゜すなわち、T −T o (Vl 
/V3 ) (D関係ニ(Eル。
For Figure 9, the voltage Vt is an electrostatic voltage and the next integrator is the excitation signal K + which results in the inverse integration of the output of the integrator.
2-3 with the result of the transducer output signal from the group combination phase. That is, the input terminal to the integrator has the amplitude V3-V sin (2tr
(X/W-3/8)). This signal is 90" out of phase with the first signal (though negative in this example) and the integrator output decreases towards zero. At time T, when the integrator signal goes to zero, VI To
−Vs T−0°, that is, T −To (Vl
/V3) (D-related (E).

MI Vsはサイン関数Xpによるものであり、基型点
に対するトランスデユーサ指示部材の相関位置、Vsは
Vtより90@位相がずれており、Tの上記方程式は正
接関数で T−To t an (2π(x/W−1/8) )で
ある。
MI Vs is due to a sine function Xp, and the relative position of the transducer pointing member with respect to the base point, Vs, is 90@ out of phase with Vt, and the above equation for T is a tangent function: T-To t an ( 2π(x/W-1/8)).

この正接関数は適宜に22.5@ (W/10)まで上
昇する。それゆえ、値Tはこの範囲内に置ける測定位置
を決定するために、さらに線形演算をするための測定デ
ータとして用いられる。(もし精度の上昇を求める場合
には、線間数からの正接関数の逸脱を継続する演算処理
で訂正させることができる。) 正接関数の上述の直線上の工場のためには、励起信号の
与えられたグループ組合わせ位相を制限された部分内X
においてだけ測定のために用いることができ、所定最大
値における第2積分時間Tの比較はこの範囲内で測定が
行われることを確定にする。もしこの時間Tは所定最大
値を越えている場合には、励起°信号の新しい組合わせ
位相が初期積分として用いられ、第二積分時間Tが所定
制限内に得られるまで繰り返し処理が行われる。
This tangent function rises to 22.5@ (W/10) accordingly. The value T is therefore used as measurement data for further linear calculations in order to determine measurement positions that can be placed within this range. (If higher accuracy is desired, the deviation of the tangent function from the line spacing number can be corrected by continuous arithmetic processing.) For factories on the above-mentioned straight line of the tangent function, the excitation signal Given a group combination phase within a limited portion
A comparison of the second integration time T with a predetermined maximum value establishes that the measurement is carried out within this range. If this time T exceeds a predetermined maximum value, a new combined phase of the excitation degree signal is used as the initial integration and the process is repeated until a second integration time T is obtained within predetermined limits.

上述のトランスデユーサ12の典型的な実施例に置ける
特有な例としては、320(零40X8)スケール位置
が各測定モードにおいて位置粗目波長WC1位置中目波
長波長化なるまで随時増加し、512 (64x8)ス
ケール位置値は密目測定モードにおいて一密目波長w4
に等しくなるように増加する。空間レンジXミニ836
0/1B)度は粗目◆中目モードにおける820/18
−20データ増加、密目モード1こおける512/1B
−32データ増加に対応する。各対応する測定モードに
おいてこれら2つの値よりも大きな数値は空間レンジX
aの外側になる。積分時間ToとTaaxは 粗目・中目モードにおいて Tsax−20−Tojan(38G/1B)密目モー
ドにおいて Taax=32−ToLan(360/1B)の関係と
なる。
As a specific example of the exemplary embodiment of the transducer 12 described above, the 320 (zero 40 x 8) scale position increases from time to time in each measurement mode until the position coarse wavelength WC1 becomes the medium wavelength; 64x8) The scale position value is the first density wavelength w4 in the density measurement mode.
increases to be equal to . Spatial range X mini 836
0/1B) degree is coarse ◆820/18 in medium mode
-20 data increase, 512/1B in close eye mode 1
- Corresponds to 32 data increase. A value larger than these two values in each corresponding measurement mode is the spatial range
It will be outside of a. The relationship between the integration time To and Taax is Tsax-20-Tojan (38G/1B) in the coarse/medium mode, and Taax=32-ToLan (360/1B) in the close mode.

この関係は粗目・中目モードにおけるTo時間に48ク
ロツクサイクルの値を生じ、密目モードにおいて77ク
ロツクサイクルの値を生ずる。
This relationship yields a value of 48 clock cycles for time To in the coarse-to-medium mode and 77 clock cycles in the fine-grain mode.

第8B図は、粗目測定モードサブプログラムが、上述の
適当な粗目測定モードにおいて、合成トランスデユーサ
出力信号合成機30を生じきせる合成トランスデエーサ
出力信号合戊機130をセットさせる制御信号の発生に
より開始されることを示す。コントローラ110は次に
第8図の粗目/中目組み合わせ中よりグループ組み合わ
せ位相数Kを選択する(ステップ51220)。好まし
くは、!aKは先の粗目測定間で計算された値Kcと等
しくなるようにセットされる。はとんどの場合、測定位
置値の値の変化の割合が大きくなく、この選択の標準は
測定された位置の修正値に対して非常に近いに数字とな
る。前のKtnがない場合、例えばカリパスが出力OF
Fモードから迫る場合、任意のKの値が初期値となるこ
とができる。プログラムは粗目測定モードを通り、Kの
修正値に到達するまで繰り返し続けられる。
FIG. 8B shows that the coarse measurement mode subprogram generates a control signal that causes the composite transducer output signal combiner 130 to produce the composite transducer output signal combiner 30 in the appropriate coarse measurement mode described above. Indicates that it will be started. The controller 110 then selects the group combination phase number K from among the coarse/medium combinations shown in FIG. 8 (step 51220). Preferably,! aK is set equal to the value Kc calculated during the previous coarse measurement. In most cases, the rate of change in the value of the measured position value is not large, and the standard for this selection is a number that is very close to the corrected value of the measured position. If there is no previous Ktn, for example, the caliper is output OF
When approaching from F mode, any value of K can be the initial value. The program continues to iterate through the coarse measurement mode until the corrected value of K is reached.

ひとたびK11lIが選択されたならば、対応するトラ
ンスデューサ励起信号のグループ組み合わせ位相が発生
され(ステップ51230)、上述のADCサブプログ
ラムが行われる。ADCサブプログラムにより発生する
第2積分時間値Tは粗目測定モード(上述中の典型的実
施例においては20)のTmaxと比較される(ステッ
プ51250)。Tの値が20以上であれば、Kの数字
はADCサブプログラムにより生じたP値により1ステ
ップ上下して調整される(ステップ51260)。その
後測定ループ(ステップ51230−31260)は初
期合成トランスデユーサ出力信号430を発生された励
起信号の初期グループ組み合わせ位相に選択された新し
いに数字に対応して繰り返される。この処理は時間Tの
値がADCサブプログラムから得られる値20よりも大
きくなるまで続けられる。
Once K11lI is selected, the group combination phase of the corresponding transducer excitation signal is generated (step 51230) and the ADC subprogram described above is performed. The second integration time value T generated by the ADC subprogram is compared to Tmax in the coarse measurement mode (20 in the exemplary embodiment described above) (step 51250). If the value of T is greater than or equal to 20, the number of K is adjusted up or down by one step by the P value produced by the ADC subprogram (step 51260). The measurement loop (steps 51230-31260) is then repeated in response to a new number being selected for the initial group combination phase of the generated excitation signal to generate the initial composite transducer output signal 430. This process continues until the value of time T is greater than the value 20 obtained from the ADC subprogram.

次に、所定制限内の測定時間Tの間に値KcがKに新し
くなる。値Kcは次の粗目測定には初期値にとして用い
られ、粗目スケール位置値に対して値Meを得るために
も用いられる。上述の典型例において Me−40Kc+PTである。
The value Kc is then updated to K during a measurement time T within predetermined limits. The value Kc is used as an initial value for the next coarse measurement and is also used to obtain the value Me for the coarse scale position value. In the typical example mentioned above, it is Me-40Kc+PT.

典型例においては、MCは0から319までの値を有す
ることができる。Meの演算された値がこの範囲外であ
るときは、コントローラ110はワープアラウンド演算
を行い、例えば演算値321は測定1iil!1に等し
く、演算値−3は測定値317に等しくなる。粗目液位
測定の結果が320になるように選ぶことにより、Mc
値の各増加は1/(40X8)−1位相ステップ(中目
測定モードのに増加分に等しい)に専心する。
In a typical example, MC can have values from 0 to 319. When the calculated value of Me is outside this range, the controller 110 performs a warp-around calculation such that the calculated value 321 is measured 1iil! 1, and the calculated value -3 is equal to the measured value 317. By selecting the coarse liquid level measurement result to be 320, Mc
Each increment in value is dedicated to 1/(40X8)-1 phase step (equal to the increment in medium measurement mode).

第8C図は、中目測定モードサブプログラムが実質的に
粗目モードサブプログラムと等しいことを示している。
FIG. 8C shows that the medium measurement mode subprogram is substantially equivalent to the coarse mode subprogram.

コントローラ110は中目測定にふされしい送信トラン
スデユーサ出力信号430を生ずるための信号合成機1
30をセットする制御信号113の発生により開始され
る(ステップS 1310)。次に(ステップ5132
0)、コントローラは第8図に図示する粗目・中目組み
合わせの中から励起信号のグループ位相組み合わせのに
数字を計算する。粗目モードサブプログラムとは異なり
、中目モードサブプログラムは方程式%式% 積分値による粗目モード演算より得られた粗目スケール
位置値が使われる。
The controller 110 includes a signal synthesizer 1 for producing a transmit transducer output signal 430 suitable for medium-sized measurements.
30 (step S 1310). Then (step 5132
0), the controller calculates the number of group phase combinations of excitation signals from among the coarse and medium combinations shown in FIG. Unlike the coarse mode subprogram, the medium mode subprogram uses the coarse scale position value obtained from the coarse mode calculation using the equation % integral value.

そしてコントローラ110は励起信号のグループ組み合
わせ位相Kを発生させ、ADCサブプログラムをおこな
わせる(ステップ51330.51340)。粗目モー
ドサブプログラムと同様に、演算Kに用いられる値恥は
ADCサブプログラムにより生ずるPwiに従って1ス
テップ上下し調整される(ステップ81360)。その
後、測定ループ(ステップ51320−81360)は
対応する新しいに数字に従って再び繰り返される。この
プロセスは所定制限内の第2積分時間Tの値がADCサ
ブプログラムより得られるまで繰り返される。Knの値
は新しくなり(ステップ51370)、中ロスケール位
置値Mmは(典型的実施例では)方程式M−=40に■
+PTを使って計算される(ステップ31380)。
Controller 110 then generates a group combination phase K of excitation signals to perform the ADC subprogram (steps 51330, 51340). Similar to the coarse mode subprogram, the value used in the operation K is adjusted up or down by one step according to Pwi produced by the ADC subprogram (step 81360). The measurement loop (steps 51320-81360) is then repeated again according to the corresponding new numbers. This process is repeated until a value of the second integration time T within predetermined limits is obtained from the ADC subprogram. The value of Kn is new (step 51370) and the middle lo-scale position value Mm is (in the exemplary embodiment) given by the equation M-=40.
+PT (step 31380).

中目測定モードではMsliiを引き出すために粗目測
定モードにおいて用いられたと同様にワープアラウンド
演算を行う。−中目波長として結果的に320を選択す
ることは中目測定モードにおいて一増加分即ち密目測定
モードにおいてl/40 X 8−1位相ステップ(I
K増加)されることになる。
The medium measurement mode performs a warp-around operation similar to that used in the coarse measurement mode to derive Mslii. - Selecting 320 as the medium wavelength results in one increment in the medium measurement mode, i.e. l/40 x 8-1 phase steps (I
K increase).

第8D図は、密目測定モードサブプログラムが概して中
目モードサブプログラムに等しいことを示している。コ
ントローラ110は密目測定に対して適当な合成トラン
スデユーサ出力信号430を発生させるための信号合成
機をセットすることにより開始される(ステップ514
10)。次にコントローラ110は次式に基づく前に演
算された中目スケール位置17M+gを用いた励起信号
の初期グループ組み合わせ位相に対してに数字を演算す
る(ステップ51420)。
FIG. 8D shows that the close eye measurement mode subprogram is generally equivalent to the medium eye mode subprogram. Controller 110 begins by setting the signal synthesizer to generate the appropriate composite transducer output signal 430 for the close eye measurement (step 514).
10). Next, the controller 110 calculates a number for the initial group combination phase of the excitation signal using the previously calculated middle scale position 17M+g based on the following equation (step 51420).

K−Mm−N(Int(Mm/N)) 励起信号のに番目の組み合わせ位相が発生された後で(
ステップ81430) 、ADCサブプログラムが行わ
れる(ステップ51440)*。粗目・中目測定モード
と同様に、もし演算1if(Tが制限値TlaXを越え
たら、演算Kに用いられた−の数字はADCDブプログ
ラムにより生じたP値の値によって1ステツプ上下する
ことにより増加される(ステップ51450.5146
0)。もしこの調整がM−値を上下方向いずれかにおい
て31910値を通させた場合には(ステップ 514
62)、Me値は一増加に従い1つ分増減する。その後
、測定ルーチン(ステップ51420−31464)は
新しいに数字で再び繰り返され、ADCDブプログラム
より制限値Tsax内の時間wlTが得られるまで、繰
り返し行われる。次にKfの値は最初の演算ii Kに
変わり(ステップSL、470)、密目スケール位置値
Mfは方程式(典型的実施例において) Mf−64K
s+PT  を用いて計算される(ステップ31480
)。
K-Mm-N(Int(Mm/N)) After the second combined phase of the excitation signal is generated (
Step 81430), an ADC subprogram is performed (step 51440)*. Similar to the coarse/medium measurement mode, if the calculation 1if (T exceeds the limit Tla Increased (step 51450.5146
0). If this adjustment causes the M-value to pass through 31910 values in either the up or down direction (step 514
62), the Me value increases or decreases by one in accordance with one increase. The measurement routine (steps 51420-31464) is then repeated again with a new number until the ADCD program yields a time wlT within the limit Tsax. The value of Kf is then changed to the first operation ii K (step SL, 470), and the close scale position value Mf is determined by the equation (in an exemplary embodiment) Mf-64K
s+PT (step 31480
).

図示された例における大きさでは、値Ml’は0−51
1範囲内に値を設定できる。他の2つのモードも同様に
、もし演算された値Mf’がこの範囲を越えた場合には
コントローラ110はワープアラウンド演算を行う。例
えば、計算された値513は1測定に等しく、計算され
た値−3は測定値509に等しい。−密目波長V「にお
ける合成値512の選択は密目スケール位置測定におけ
る1/(64X8)−11512の密目波長針(貰「が
1.024M−とした場合の2ミクロン)と等しい増加
となる。
With the dimensions in the illustrated example, the value Ml' is 0-51
Values can be set within one range. Similarly in the other two modes, if the calculated value Mf' exceeds this range, the controller 110 performs a warp-around calculation. For example, the calculated value 513 is equal to one measurement, and the calculated value -3 is equal to the measured value 509. - The selection of the composite value 512 at the dense wavelength V' results in an increase equal to the dense wavelength needle of 1/(64X8)-11512 (2 microns if the wavelength is 1.024 M-) in the dense scale position measurement. Become.

主測定プログラムの変換ステップ51500は、3つの
すべての測定モードのサブプログラムが行われることに
より得られたliWMc、 Ms、Mf’を上述の如く
用いることにより実行される。粗目モードサブプログラ
ムを行うことにより得られるMeの初期値は中目及び密
目モードのサブプログラム中に継続して復調されても良
い。モして馳の初期値は上述の如く密目モードサブプロ
グラム(ステップ51450.51460)中に復調さ
れても良い。
The main measurement program conversion step 51500 is performed by using liWMc, Ms, Mf' obtained by performing all three measurement mode subprograms as described above. The initial value of Me obtained by performing the coarse mode subprogram may be continuously demodulated during the medium and close mode subprograms. The initial value of the eye frame may be demodulated during the close eye mode subprogram (steps 51450.51460) as described above.

低波長からの結果に基づき高波長測定データを継続的に
訂正するために、中目または密目8−1定モードサブプ
ログラム中で準備を行っても構わない。
Provision may be made in the medium or close 8-1 constant mode subprogram to continually correct the high wavelength measurement data based on results from the low wavelengths.

なぜならば、Kl&字に対応する次の低波長中のビット
である高周波長測定の最小重要ビットはいささか不明瞭
であるためである。低波長測定モードにおいては、K数
字の値は高レベルの精度を持ってADCDブプログラム
において試行される。従って、高波長測定値を反映させ
ることにより、低波長変換におけるに数値のいかなる調
整、高波長測定値における不明瞭さは解決され、訂正位
置測定値が得られる。
This is because the least significant bit of the high frequency wavelength measurement, which is the bit in the next lower wavelength corresponding to the Kl& character, is somewhat obscure. In the low wavelength measurement mode, the value of the K number is tested in the ADCD program with a high level of accuracy. Therefore, by reflecting the high wavelength measurements, any adjustments in the numerical values in the low wavelength conversion and the ambiguities in the high wavelength measurements are resolved and a corrected position measurement is obtained.

上述の実施例はただ単に本発明の図示にすぎないし、数
値は本発明の趣旨を逸脱しないかぎりにおいて、変更す
ることができる。特に、ここに記述された実施例は正確
な絶対位置測定を得るために粗目・中目・密目を組み合
わせたものを用いても良い。本願発明に従えば、粗目合
成測定の主たる特徴は第1受信電極と第2送信電極との
配列であり、即ち第2送信電極が対応する第1受信電極
に対して偏心して連結されており、該第1受信電極は基
準点に対する第2送信電極の位置に対して所定の関数で
示される位置にあるということであり、偏心関数D (
x)で示される受信電極列を有すことである。本願発明
のアスペクトは第1送信及び第2受信電極の特別な配置
にも拘らず、容量関数を示すために採用される信号処理
方法にも依存しないことである。粗目測定においては、
第1送信電極の配置と第1受信電極と第2送信電極間の
偏心の割合を調整した第2受信電極の形状が一致する限
りにおいて、第1送信電極は均質な配置である必要はな
く、その結果第1送信電極′N本のグループ内の送信波
長Wttが全体のグループで等しいという必要はない。
The embodiments described above are merely illustrative of the present invention, and the numerical values may be changed without departing from the spirit of the present invention. In particular, the embodiments described herein may use a combination of coarse, medium, and fine grains to obtain accurate absolute position measurements. According to the present invention, the main feature of the coarse composite measurement is the arrangement of the first receiving electrode and the second transmitting electrode, that is, the second transmitting electrode is connected eccentrically to the corresponding first receiving electrode, This means that the first receiving electrode is located at a position indicated by a predetermined function with respect to the position of the second transmitting electrode with respect to the reference point, and the eccentricity function D (
x). An aspect of the present invention is that it is not dependent on the particular arrangement of the first transmitting and second receiving electrodes, nor on the signal processing method employed to represent the capacitance function. In coarse measurement,
As long as the arrangement of the first transmitting electrode and the shape of the second receiving electrode, which is adjusted for the eccentricity ratio between the first receiving electrode and the second transmitting electrode, match, the first transmitting electrode does not need to have a uniform arrangement; As a result, it is not necessary that the transmission wavelengths Wtt within the group of N first transmitting electrodes are equal for the entire group.

更に、1グループにおける第1送信電極の数Nは最小値
2を有す事ができる。
Furthermore, the number N of first transmitting electrodes in one group can have a minimum value of two.

加えて、第1受信電極の配置は本願発明に従えば粗目測
定にとって主たる型要素ではない。第1受信電極同志の
間隔は全くランダムで構わない。
In addition, the arrangement of the first receiving electrode is not the main pattern factor for coarse measurements according to the present invention. The intervals between the first receiving electrodes may be completely random.

第1送信電極のグループの上に載せ、第1送信電極から
第1受信電極及び第2送信電極を経て第2受信電極にい
く複数の送信チャンネルを合成するための送信機能を関
知することにより、−送信波長Wttあたり、1つの第
1受信電極よりも小さな粗目測定をすることができる。
by providing a transmitting function for combining a plurality of transmitting channels placed on a group of first transmitting electrodes and going from the first transmitting electrode via the first receiving electrode and the second transmitting electrode to the second receiving electrode; - It is possible to perform coarse measurements smaller than one first receiving electrode per transmission wavelength Wtt.

もしかかるチャンネル数が3以上であるならば、第1受
信電極の幅は第1送信波長Wttの整数倍ではなく、関
数D(X)の判定が可能であり、これにより粗目位置測
定を得ることができる。(送信チャンネルは励起信号の
連結から第1受信電極を経て第1送信電極グループのN
番目の第1送信電極まで、及び第2送信電極の第2受信
電極の1つまで連結により定義される。上述の如く、1
つの第2受信電極連結は異なる極を有する2連結とする
ことが可能である。さらに限定されたところの送信チャ
ンネルは幾つかのかかる連結を一緒に合わせることによ
り得られ、上述の実施例のごとく行われる。)各送信チ
ャンネルは第1第2支持部材間(すなわち、関数X)の
配置を可能とすることの可能な関数を有する。交換関数
の振幅は必要ではないが、好ましくは送信チャンネルの
全てに等しく、同関数はチャンネル間で波長ごとに(X
方向に)位相がずれている。
If the number of such channels is 3 or more, the width of the first receiving electrode is not an integer multiple of the first transmitting wavelength Wtt, and it is possible to determine the function D(X), thereby obtaining a coarse position measurement. I can do it. (The transmission channel starts from the connection of the excitation signal, passes through the first receiving electrode, and then passes through the N of the first transmitting electrode group.
up to the first transmitting electrode of the second transmitting electrode and up to one of the second receiving electrodes of the second transmitting electrode. As mentioned above, 1
The two second receiving electrode connections can be two connections with different poles. A more limited transmission channel is obtained by joining together several such connections, as in the embodiments described above. ) Each transmission channel has a possible function that allows placement between the first and second support members (i.e. function X). The amplitude of the exchange function is not required, but is preferably equal for all of the transmitted channels, and the same function is
direction) is out of phase.

交換関数の形状は例えば、サイン状、三角形、方形状、
その他の所定形状で良い。サイン形状の交換関数はf8
1または第2指示部材間の隙間状における交換関数の従
属性が低いことを理由として、より好まれる。X方向に
1/4波長位相がずれる2つの送信チャンネルは、原則
的に、関数の周期長さ内におけるいかなる位置を決定す
るのに十分な情報を有している。そして、本発明におい
てN−2である場合には、かかる機能を行うことができ
る。
The shape of the exchange function is, for example, sine, triangle, square,
Any other predetermined shape may be used. The exchange function of the sine shape is f8
This is preferred because the dependence of the exchange function on the gap between the first or second indicating member is low. Two transmit channels that are 1/4 wavelength out of phase in the X direction have, in principle, enough information to determine any position within the period length of the function. In the present invention, in the case of N-2, such a function can be performed.

長方形または周期的形状を有する第1送信電極と第2受
信電極により、形状及び測定システムの性能の予測が単
純化される。さらに、第1送信電極の少なくとも1つの
グループの励起に対応した第2送信電極により生じた電
磁パターンの電圧分布の関知を直接行うことなく偏心関
数D (x)の関知を可能にする。偏心機能を関知する
もう1つの方法例は、第1受信電極または第2送信電極
をへた第1送信列または第2送信列間の信号のための少
なくとも2つの交換関数によるものである。もし測定方
向に対する交換関数間の形状、関係が知られているなら
ば、測定位置は交換関数の測定より導き出される。同じ
電極セットを用い密目及び粗目・中目合成測定を行うた
めの本発明による測定トランスデユーサの可能性は粗目
合成測定に対する第1受信電極列の形状の制限不足より
導き出される。第1受信電極列は周期性を持ち、電極の
形状は密目合成測定の要望に合致するものとなる。
A first transmitting electrode and a second receiving electrode having a rectangular or periodic shape simplifies the prediction of the shape and performance of the measurement system. Furthermore, it is possible to determine the eccentricity function D (x) without directly determining the voltage distribution of the electromagnetic pattern produced by the second transmitting electrodes corresponding to the excitation of at least one group of the first transmitting electrodes. Another example of a way to take into account the eccentricity function is by at least two exchange functions for the signals between the first or second transmit string across the first receive electrode or the second transmit electrode. If the shape and relationship between the exchange functions with respect to the measurement direction are known, the measurement position can be derived from the measurement of the exchange functions. The possibility of the measurement transducer according to the invention for performing fine and coarse/medium composite measurements using the same electrode set derives from the lack of constraints on the shape of the first receiving electrode array for coarse composite measurements. The first receiving electrode row has periodicity, and the shape of the electrodes meets the requirements for close-sight composite measurement.

第1受信電極列はかくしてピッチPr4と電極のピッチ
が与えられ第1送信電極形状の組み合わせにより電極の
形状は信号が第1送信電極から第1受信電極まで送信さ
れる信号の波長V「を有する周期的交換関数を提供する
。ピッチPrlは密目波長V「と等しく、wrよりも小
さい電極(好ましくはWf72以下である)は好ましく
はWCl2よりも大きくない幅の第1送信電極の1つに
対して所望の周期的交換関数を提供する。間隔を持った
いく本かの第1送信電極は波長Vの整数倍であり、より
強力なトランスデユーサ出力信号を発生するために、ま
とめて連結される。波長wrと等しい等間隔で位置する
第1送信電極を組み合わせた波長vrの整数倍の間隔を
持って位置する第1受信電極は同じ交換機能を持つこと
も可能である。第1送信電極と第1受信電極の不定形な
配置による幾つかの組み合わせも所望の交換関数を得る
ことができる。しかし、第1送信電極と第1受信電極の
すべての実施例は共通の基準点に対して波長V「の整数
倍に相当するところに位置すべきである。
The first receiving electrode array is thus given a pitch Pr4 and an electrode pitch, and the combination of the first transmitting electrode shape makes the electrode shape have a wavelength V'' of the signal transmitted from the first transmitting electrode to the first receiving electrode. provides a periodic exchange function.The pitch Prl is equal to the dense wavelength V', and the electrode smaller than wr (preferably Wf72 or less) is preferably one of the first transmitting electrodes with a width not greater than WCl2. to provide the desired periodic exchange function for the transducer.The first transmitter electrodes are spaced at an integer multiple of the wavelength V and are coupled together to produce a more powerful transducer output signal. It is also possible that the first receiving electrodes located at intervals that are an integral multiple of the wavelength vr, which is a combination of the first transmitting electrodes located at equal intervals equal to the wavelength wr, have the same exchange function.The first transmitting electrodes may have the same exchange function. Some combinations of irregular arrangements of electrodes and first receiving electrodes can also obtain the desired exchange function.However, all embodiments of first transmitting electrodes and first receiving electrodes are connected to a common reference point. It should be located at a location corresponding to an integral multiple of the wavelength V'.

[付記] 1.特許請求の範囲第1項に記載の測定装置は、電極の
偏位を感知するために対応する該第−送信電極列に沿っ
て第一支持部材上に配された第二受信電極手段を有する
[Additional notes] 1. The measuring device according to claim 1 comprises second receiving electrode means arranged on the first support member along the corresponding first row of transmitting electrodes for sensing the deflection of the electrodes. .

2、付記第1項に記載の測定装置において、該第−送信
電極は測定軸に対して、それぞれ少なくとも2つの隣接
する第一送信電極により定義される所定間隔を有してお
り、該第二受信電極電極手段は少なくとも一つの延伸さ
れた第二受信電極は各第一送信電極のグループがわたる
測定軸距離に対応し、測定軸に対して可変する形状を有
する。
2. In the measuring device according to Supplementary Note 1, the first transmitting electrode has a predetermined spacing with respect to the measurement axis, each defined by at least two adjacent first transmitting electrodes, and the second transmitting electrode The receiving electrode electrode means has at least one elongated second receiving electrode having a shape variable relative to the measuring axis, corresponding to the measuring axis distance spanned by each group of first transmitting electrodes.

3、付記第2項に記載の測定装置において、該第−送信
電極はピッチPtlの均一な所定間隔を有し、少なくと
も一つの第一送信電極グループは送信波長Wtlを定義
し、少なくとも一つの第2受信電極該送信波長Wt1に
対して所定の関係にある受信波長Wr2に対して周期的
に変化する形状を有す。
3. In the measuring device described in Supplementary Note 2, the first transmitting electrodes have a uniform predetermined interval with a pitch Ptl, at least one first transmitting electrode group defines a transmitting wavelength Wtl, and at least one first transmitting electrode group defines a transmitting wavelength Wtl. 2 receiving electrodes have a shape that changes periodically with respect to a receiving wavelength Wr2 that has a predetermined relationship with respect to the transmitting wavelength Wt1.

4、付記第3項のIlN定において、譲歩なくとも1つ
の第2受信電極は送信波長Wtlの整数倍にわたる。
4. In the IIN determination in Supplementary Note 3, at least one second receiving electrode spans an integral multiple of the transmission wavelength Wtl, without making any concessions.

5、付記第3項の測定において、該第1受信電極はスケ
ール波長Wfで定義されるピッチPrlによって各々所
定間隔を有する。
5. In the measurement described in Supplementary Note 3, the first receiving electrodes each have a predetermined interval by a pitch Prl defined by the scale wavelength Wf.

6、付記第5項の測定装置において、該第2送信電極は
ピッチPrlとは異なるピッチPt2により互いに均一
な間隔を有し、その結果、第1受信電極に対応する第2
送信電極の該偏位の変化は該参考位置に対する第2送信
電極の各位置において線状関数となり、該受信波長Wr
2−Wtl(Pt 2/P r 1)の関係にある。
6. In the measuring device according to Supplementary Note 5, the second transmitting electrodes are uniformly spaced from each other by a pitch Pt2 different from the pitch Prl, so that
The change in the deflection of the transmitting electrode becomes a linear function at each position of the second transmitting electrode with respect to the reference position, and
The relationship is 2-Wtl (Pt 2/P r 1).

7、付記第3項の測定装置において、該第2受信電極の
形状は実質的にサイン波形である。
7. In the measuring device according to Supplementary Note 3, the shape of the second receiving electrode is substantially a sine waveform.

8、付記第3項の測定装置において、該第2受信電極の
形状は実質的に三角形である。
8. In the measuring device according to Supplementary Note 3, the shape of the second receiving electrode is substantially triangular.

9、付記第3項の測定装置において、該第2受信電極の
形状は実質的に長方形状である。
9. In the measuring device according to Supplementary Note 3, the shape of the second receiving electrode is substantially rectangular.

10、付記第2項に記載する測定装置において、該第1
送信電極はピッチPtlの均一の所定関数を有しており
、少なくとも1つの該第1送信電極グループは送信波長
Wtlを定義する、該第2受信電極手段は個々に遊離し
た第2受信電極の延伸する列を有し、第2受信電極の隣
接する対のピッチは該送信波長Wtlに対して所定の関
係を有する受信波長Wr2を定義する。
10. In the measuring device described in Supplementary Note 2, the first
The transmitting electrodes have a uniform predetermined function of pitch Ptl, at least one said first transmitting electrode group defines a transmitting wavelength Wtl, said second receiving electrode means individually separate extensions of second receiving electrodes. The pitch of adjacent pairs of second receiving electrodes defines a receiving wavelength Wr2 having a predetermined relationship with respect to the transmitting wavelength Wtl.

11、容量型測定装置において、第一第二支持部材、該
支持部材は互いに相対するように配置ができ、少なくと
も一つの支持部材は測定軸に対して相対的に配置可能で
あり、該測定軸に沿って該第一支持部材上に第一送信電
極列が配置され、該測定軸に沿って第二支持部材上に第
一受信電極列が配置され、該第一受信電極列の異なる部
材は該支持部材の相対位置上に在る第一送信電極列に連
結し、第2送信電極列が該第1送信電極列に沿って対応
する該第2支持部材上に配置され、少なくとも1つの第
1受信電極のグループは対応する少なくとも1つの第2
送信電極のグループとそれぞれ電気的に連結され、譲歩
なくとも1つの第2送信電極グループの各第2送信電極
は対応する該第1受信電極の1つに電気的に連結し、対
応する第1受信電極に対し、譲歩なくとも1グループの
中心に対応する第2送信電極の位置の所定間数倍に基づ
き偏心する。
11. In a capacitive measuring device, the first and second supporting members can be arranged opposite to each other, and the at least one supporting member can be arranged relative to the measuring axis, and the supporting members can be arranged relative to each other, and the supporting members can be arranged relative to the measuring axis. A first transmitting electrode row is arranged on the first support member along the measurement axis, a first receiving electrode row is arranged on the second support member along the measurement axis, and the different members of the first receiving electrode row are arranged on the first support member along the measurement axis. a first transmitting electrode row located on a relative position of the support member, a second transmitting electrode row disposed along the first transmitting electrode row on the corresponding second support member; One group of receiving electrodes has at least one corresponding second
each second transmitting electrode of at least one second transmitting electrode group is electrically coupled to a corresponding one of said first receiving electrodes, and each second transmitting electrode of at least one second transmitting electrode group is electrically coupled to a corresponding one of said first receiving electrodes; The second transmitting electrode is decentered with respect to the receiving electrode by a predetermined number of times the position of the second transmitting electrode corresponding to the center of one group.

12、容量型測定装置は、第一第二支持部材、該支持部
材は互いに相対するように置換ができ、少なくとも一つ
の支持部材は測定軸に対して相対的に置換可能であり、
該測定軸に沿って第二支持部材上に少なくとも1つの第
一受信電極列が配置され、譲歩なくとも1つの第一受信
電極列の異なる部材は該支持部材の相対位置上に在る第
一送信電極列に連結し、該第二受信電極列に沿って相対
的に配置された第二支持部材上の第二電極列、該第二送
信電極の各々は対応する第一受信電極の一つと電気的に
対応する第一受信電極に対して測定軸上の基準点に対す
る第二送信電極の位置における所定関数の値に応じ偏心
するように連結され、第2送信電極と第一受信電極間の
電極の偏位の程度は所定量で変化をし、第2送信電極に
より占められる空間は第一測定範囲と定義され、少なく
とも対応する第一受信電極の一列に沿って第2支持部材
状に配置される第二送信電極列及び 少なくとも第一受信電極の一グループは対応する少なく
とも第3送信グループの一グループに電気的に連結し、
譲歩なくとも第3送信電極グループの一グループの各第
3送信電極は該第1受信電極の一グループに電気的に連
結され、少なくとも第二送信電極の一つのグループの中
央に対する第二送信電極の相対位置に拠る所定の関数値
により対応する第一受信電極に対して偏心されており、
その結果電極偏位の程度は所定の値により第二送信電極
がグループにまたがり変化をし、少なくとも一つの第二
送信電極グループにより占められる数の範囲は第−測定
範囲寄りも少ない第2測定範囲により定義される。
12. The capacitive measuring device includes first and second support members, the support members are replaceable relative to each other, and at least one support member is replaceable relative to the measurement axis;
At least one first receiving electrode array is disposed on a second support member along the measurement axis, and with the concession that different members of the at least one first receiving electrode array are located on the first support member at relative positions on the support member. a second electrode row on a second support member connected to the transmitting electrode row and disposed relatively along the second receiving electrode row, each of the second transmitting electrodes being connected to a corresponding one of the first receiving electrodes; The second transmitting electrode is electrically connected to the corresponding first receiving electrode so as to be eccentric in accordance with the value of a predetermined function at the position of the second transmitting electrode with respect to the reference point on the measurement axis, and between the second transmitting electrode and the first receiving electrode. The degree of deflection of the electrodes varies by a predetermined amount, the space occupied by the second transmitting electrodes is defined as a first measuring range, and the second supporting member is arranged along at least one row of the corresponding first receiving electrodes. the second transmitting electrode row and at least one group of first receiving electrodes are electrically coupled to the corresponding at least one group of third transmitting electrodes;
Without compromise, each third transmitting electrode of a group of third transmitting electrodes is electrically coupled to a group of said first receiving electrodes, with at least one of the second transmitting electrodes relative to the center of one group of second transmitting electrodes. eccentric with respect to the corresponding first receiving electrode by a predetermined function value depending on the relative position;
As a result, the degree of electrode deviation changes according to a predetermined value across the groups of the second transmitting electrodes, and the number range occupied by at least one second transmitting electrode group is closer to the second measurement range than the second measurement range. Defined by

13、付記第11項の測定装置はさらに、電極の偏位を
感知するために、相対する該第−送信電極列に沿って第
一指示部材状に配置された第2受信電極手段を含む。
13. The measuring device according to Supplementary Note 11 further includes second receiving electrode means disposed in the form of a first indicating member along the opposing row of transmitting electrodes in order to sense the deflection of the electrodes.

14、付記第12項測定装置はさらに、第2送信電極と
該第−送信電極列に沿って該第−支持要素上に配置され
る第2受信電極と 少なくとも第二送信電極の一つのグループ中の第3送信
電極と対応する第一受信電極間の電極偏位を感知するた
め、対応する第一送信電極列に沿って該第−指示要素状
に配置された第3受信電極を含む。
14. Supplementary Note 12 The measuring device further comprises a second transmitting electrode, a second receiving electrode arranged on the first support element along the first transmitting electrode row, and at least one group of second transmitting electrodes. and a third receiving electrode disposed along the corresponding first transmitting electrode row in the shape of the third indicator element to sense an electrode deviation between the third transmitting electrode and the corresponding first receiving electrode.

15、付記第14項の測定、装置において、該第−送信
電極は測定軸に対してピッチPtlの配所定間隔を有し
、少なくとも第一送信電極の一グループは少なくとも隣
接する二つの送信電極二より定義され、譲歩なくとも一
つの第一送信電極グループは送信波長Wtlで定義され
、該第−受信電極は互いにスケール波形Wfで定義され
るピッチP「1に拠って均等間隔を有し、電極偏位の所
定量は実質的には該第−送信波長Wtlに等しい。
15. In the measurement apparatus according to Supplementary Note 14, the first transmitting electrodes have a predetermined spacing of pitch Ptl with respect to the measurement axis, and at least one group of first transmitting electrodes is at least two adjacent transmitting electrodes. Defined by, without concession, at least one first transmitting electrode group is defined by the transmitting wavelength Wtl, the first receiving electrodes are evenly spaced from each other according to a pitch P'1 defined by the scale waveform Wf, and the electrodes are The predetermined amount of deviation is substantially equal to the second transmission wavelength Wtl.

16、付記第15項の測定装置において少なくとも第二
送信電極グループ中の該第3送信電極派ピッチPrlと
は異なる均一なピッチPr3により互いに間隔を有する
16. In the measuring device of Supplementary Note 15, at least the third transmitting electrodes in the second transmitting electrode group are spaced apart from each other by a uniform pitch Pr3 different from the pitch Prl.

17、付記第16項の測定装置おいて該ピッチP「3は
該ピッチPrlよりも大きい。
17. In the measuring device of Supplementary Note 16, the pitch P"3 is larger than the pitch Prl.

18、付記第16項測定装置おいて該ピッチP「3は該
ピッチPrlよりも小さい。
18. Supplementary Note 16 In the measuring device, the pitch P"3 is smaller than the pitch Prl.

19、特許請求の範囲第1項の測定装置において、該第
−受信電極はスケール波長Wfで定義付けられるピッチ
Prlで測定軸方向に対して互いに間隔を設け、第一送
信電極の少なくとも−グループは隣接する電極N個分で
定義でき、個々でNは2倍以上である。譲歩なくとも一
つの送信電極のグループは送信波長で定着され、各グル
ープの第一送信電極は−グループ内に位置波長よりも大
きな距離にわたる所定グループ位置を互いに占めるよう
に位置を有し、その結果、対応する密目波長の送信波長
Wt毎に分割し、セグメントを等しくN個の間隔に分割
することにより、対応する密目波長セグメント位置のグ
ループの一つの異なる対応位置に各グループ位置が対応
する。
19. In the measuring device according to claim 1, the first receiving electrodes are spaced apart from each other in the measurement axis direction at a pitch Prl defined by the scale wavelength Wf, and at least one group of the first transmitting electrodes is It can be defined by N adjacent electrodes, and N is twice or more individually. Without compromise, at least one group of transmitting electrodes is fixed at the transmitting wavelength, and the first transmitting electrodes of each group - have positions within the group such that they occupy predetermined group positions with respect to each other over a distance greater than the positional wavelength; , by the transmission wavelength Wt of the corresponding dense wavelength, and dividing the segment into N equal intervals, so that each group position corresponds to one different corresponding position of the group of corresponding dense wavelength segment positions. .

20、付記第12項の測定装置において、該第−受信電
極はスケール波長Wfで定義付けられるピッチPrlで
測定軸方向に対して互いに間隔を設け、第一送信電極の
少なくとも−グループは隣接する電極N個分で定義でき
、Nは2以上である。
20. In the measuring device of Supplementary Note 12, the first receiving electrodes are spaced apart from each other in the measurement axis direction at a pitch Prl defined by the scale wavelength Wf, and at least one group of the first transmitting electrodes is arranged at intervals between adjacent electrodes. It can be defined in N pieces, where N is 2 or more.

譲歩なくとも一つの送信電極のグループは送信波長で定
着され、各グループの第一送信電極は−グループ内に位
置波長よりも大きな距離にわたる所定グループ位置を互
いに占めるように位置を有し、その結果、対応する密目
波長の送信波長Wt毎に分割し、セグメントを等し句N
個の間隔に分割することにより、対応する密目波長セグ
メント位置のグループの一つの異なる対応位置に各グル
ープ位置が対応する。
Without compromise, at least one group of transmitting electrodes is fixed at the transmitting wavelength, and the first transmitting electrodes of each group - have positions within the group such that they occupy predetermined group positions with respect to each other over a distance greater than the positional wavelength; , divided by the transmission wavelength Wt of the corresponding dense wavelength, and equalizing the segments N
By dividing into intervals, each group position corresponds to one different corresponding position of the corresponding group of dense wavelength segment positions.

21、付記第19項の測定装置はさらに、各第一送信電
極グループループの互いの該第−送信電極の連続する位
置に従った第一段連結は第一送信電極グループの位置に
配列された密目波長セグメントに対する連続に従った第
二段連結は各第一送信電極グループの各電極に大してN
同周期的な可変励起信号を発生することが選択できる励
起信号手段。
21. The measuring device of Supplementary Note 19 further provides that the first stage connection according to the successive positions of the first transmitting electrodes of each first transmitting electrode group loop is arranged at the position of the first transmitting electrode group. The second stage coupling according to the continuum for the dense wavelength segments is approximately N for each electrode of each first transmitting electrode group.
Excitation signal means selectable to generate a periodic variable excitation signal.

22、付記第21項の測定装置において、N信号は各増
加毎に異なり、連続の第一段位おける各第一送信電極グ
ループ中の対応する第一送信電極と数字序列順位連結し
ており、該連結の第2列は該第−段連結とは異なる。
22. In the measuring device of Supplementary Note 21, the N signal is different for each increment and is connected in numerical order with the corresponding first transmitting electrode in each first transmitting electrode group in the first stage of the series, The second row of connections is different from the second stage connections.

23、付記第21項の測定装置において、該第二受信電
極手段は該第−送信電極に対して発振された励起信号に
対して補足的な第一第二出力を生じ、測定装置は選択的
に第−及び第二出力を生じ、illll翼装置択的に第
−及び第二出力を合威し、もし第二受信出力が長尺の不
可変名平板形状を有していたならば発生された信号と等
しい測定信号を出力するための信号処理手段を有する。
23. The measuring device according to appendix 21, wherein the second receiving electrode means produces first and second outputs complementary to the excitation signal oscillated to the second transmitting electrode, and the measuring device selectively produce a second and second output, and optionally combine the second and second outputs, and if the second received output had the shape of an elongated invariant plate, It has signal processing means for outputting a measurement signal equal to the signal.

24、容量型測定装置において、第−第二客待部材、該
支持部材は互いに移動可能であり、第一第二指示部材の
互いの相対位置に寄り容量交換機能が可変する個々の信
号送信通路を提供するための該測定軸に対する第−第2
指示部材上に位置する電極列を有し、4の倍数値を有す
るN励起信号のNグループを発生する手段で、例示信号
の該グループループは継続して信号の異なる組み合わせ
移相を構威し、継続して第一第二電極列手段出力信号を
生ずる電極列に対する例示信号のグループの第1組第2
組を選択的に発生する手段、第1第二復調信号を出力す
るため第一第二出力信号を復調し1該第−復調信号は積
分横手段位寄り所定間隔倍整数倍され、第2復調信号は
積分機出力が基準レベルに復帰するまで積分機手段に拠
って整数倍される、該励起信号のグループの第一第二復
調信号は第二復調信号が該第二復調信号出力の倍数だか
ら逆方向に積分機種の出力の整数になるように選択され
る、積分時間測定手段の出力の対応手段は該復調及びf
fi複ランプ積分手段をリセットし、異なる励起信号の
グループの第一および第2組が継続的に電極列に継続的
連続的に発生し、該積分測定時間に出力が生じなくなる
まで第一および第二復調後の結果を積分するための復調
及び重複ランプ積分手段を引き起こさせる。
24. In a capacitance type measuring device, the first and second reception members and the support member are movable with respect to each other, and each signal transmission path has a capacitance exchange function that is variable depending on the relative position of the first and second indicating members. the second-second axis for the measurement axis to provide
means for generating N groups of N excitation signals having a value in multiples of 4, comprising an electrode array located on the indicator member, said group loop of example signals continuously comprising phase shifts of different combinations of signals; , a first set of a group of exemplary signals for the electrode array successively producing a first second electrode array means output signal, a second
means for selectively generating a second demodulated signal; a means for selectively generating a second demodulated signal; a means for selectively generating a second demodulated signal; The signal is multiplied by an integer by the integrator means until the integrator output returns to the reference level, the first and second demodulated signals of the group of excitation signals being multiples of the second demodulated signal output. The corresponding means of the output of the integration time measuring means, selected to be an integer of the output of the integrating machine in the opposite direction, is the demodulator and f
fi resetting the multi-ramp integrator means so that the first and second sets of groups of different excitation signals are continuously generated on the electrode array until no output is produced during said integral measurement time. A demodulation and overlapping ramp integration means is triggered to integrate the result after two demodulations.

25、付記第24項の測定装置おいて、該励起信号は所
定周波数を有する可変周期信号であり、励起の各該グル
ープはそれぞれに反転している2組の信号を含み、励起
信号の各グループにおける相対する組の励起信号は一つ
のグループから次の励起信号までの一つ励起信号により
継続的に増加変更している。
25. In the measuring device according to Supplementary Note 24, the excitation signal is a variable periodic signal having a predetermined frequency, each group of excitation includes two sets of signals that are each inverted, and each group of excitation signals The opposing sets of excitation signals in are continuously incrementally changed by one excitation signal from one group to the next excitation signal.

26、付記第25項の測定装置において該電極列手段の
出力信号は実質的にサイン波形であり、励起信号の第一
および第ニゲループは互いに方形位相にあるように選択
されており、第二復調信号の積分時間当たりの所定制限
値は第一および第二電極列手段の出力信号の比が実質的
に線上に掛かるレンジに対応する。
26. In the measuring device of appendix 25, the output signal of the electrode array means is substantially sinusoidal, the first and second Nigel loops of the excitation signal are selected to be in square phase with respect to each other, and the second demodulation The predetermined limit value per integration time of the signal corresponds to the range over which the ratio of the output signals of the first and second electrode array means lies substantially on a line.

17、付記第25項の測定装置において、容量型測定装
置において、第一第二支持部材、該支持部材は互いに移
動可能であり、第一第二構成要素に対し、容量的転換機
能を有する個々の信号送信小路を提供するため、測定軸
に対して電極列が第一第二指示部材上に配され、該第−
構成要素は一つの指示部材上の基準転移対する関連する
信号送信小路の位置に応じて変り、該第2構成要素は所
定波長を越えた所定関数に従い変化する。
17. In the measuring device according to Supplementary Note 25, in the capacitive measuring device, a first and second supporting member, the supporting member is movable with respect to each other, and an individual having a capacitive conversion function with respect to the first and second components. An array of electrodes is disposed on the first and second indicating members relative to the measurement axis to provide a signal transmission path for the first and second points.
The component varies depending on the position of the associated signal transmission path with respect to a reference transition on one pointing member, and the second component varies according to a predetermined function over a predetermined wavelength.

28、付記第27項の測定装置において、該第−変換関
数構成要素は線形的に変り、該第二転換関数構成要素の
所定関数は周期的で在る。
28. In the measuring device of Supplementary Note 27, the first conversion function component varies linearly, and the predetermined function of the second conversion function component is periodic.

2つ、付記第28項において、該袋地はさらに発振され
た励起信号に対する電極列により生ずる出力信号おける
第一第二のいづれかの転換構成要素による変化を選択的
に関知するためのフィルター手段を有する。
2. In paragraph 28, the bag further comprises filter means for selectively sensing changes in the output signal produced by the electrode array relative to the oscillated excitation signal due to either the first or second conversion component. have

30、付記129項の測定装置において該手段は電極を
含む探知機電極手段を含み該探知機電極手段は該第−変
換関数構成要素はそれぞれ互いに別々に第一第二出力を
発生し、合成された信号は第二転換関数要素に従い可変
する信号を信号となる。
30, in the measuring device of Supplementary Note 129, the means includes a detector electrode means including an electrode, and the detector electrode means generates first and second outputs separately from each other, and the detector electrode means generates first and second outputs separately from each other, and The resulting signal becomes a signal that varies according to the second conversion function element.

31、付記第30項に置ける装置において、該探知電極
手段は測定軸に対して所定に関数に従い変形する計上を
有する第一第二補足延伸電極要素を含む。
31. The device according to appendix 30, wherein the sensing electrode means comprises first and second supplementary elongated electrode elements having a contour deformed according to a predetermined function with respect to the measuring axis.

32、付記第31項の測定装置において、該探知電極手
段は測定軸に対して所定の関数に従い変形する形状を有
する第一第二補足延伸電極要素を含む。
32. In the measuring device according to appendix 31, the sensing electrode means comprises first and second supplementary elongated electrode elements having a shape that deforms according to a predetermined function with respect to the measuring axis.

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

第1図は本発明の絶対測定式カリバスの第1実施例の部
分概略図であり、一部ブロック図を含む。 第2A図は本発明の第2実施例に基づくトランスデユー
サの要部上面図である。 第2B図は第2A図に示すトランスデユーサの別部分を
示す要部上面図である。 第3図は本発明による第二実施例の要部斜射図である。 第4図は本発明による絶対測定法カリバスの別実施例を
示す要部ブロック図である。 第5図は本発明によるカリバスの測定回路図の模範的な
実施例を示す概略ブロック図である。 第6図は第5図の測定回路を含むトランスデユーサ励起
信号発生器の制御信号の関係を示す表である。 第7図は第5図に示す測定回路を含むトランスデユーサ
出力合成器の制御信号の関係を示す表である。 第8A図−第8E図は第5図の制御回路を含むマイクロ
プロセッサ−によるプログラムを現すフローチャートで
ある。 第9図は第5図の測定回路により発生する各位相の組み
合わせ励起信号に対応し生ずるトランデューサ出力の測
定軸に対する位置関係を示すグラフである。
FIG. 1 is a partial schematic diagram of a first embodiment of the absolute measurement type calibus of the present invention, including a partial block diagram. FIG. 2A is a top view of essential parts of a transducer according to a second embodiment of the present invention. FIG. 2B is a top view of a main part showing another part of the transducer shown in FIG. 2A. FIG. 3 is a perspective view of essential parts of a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram of main parts showing another embodiment of the absolute measurement method Calibus according to the present invention. FIG. 5 is a schematic block diagram illustrating an exemplary embodiment of a Calibus measurement circuit diagram according to the present invention. FIG. 6 is a table showing the relationship of control signals for a transducer excitation signal generator including the measurement circuit of FIG. FIG. 7 is a table showing the relationship between control signals of a transducer output combiner including the measurement circuit shown in FIG. 8A-8E are flowcharts showing a program executed by a microprocessor including the control circuit of FIG. FIG. 9 is a graph showing the positional relationship of the transducer outputs generated in response to the combined excitation signals of each phase generated by the measurement circuit of FIG. 5 with respect to the measurement axis.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 容量型測定装置において、該測定装置は第一第二支持部
材を含み、該支持部材は互いに相対移動可能であり、少
なくとも一つの支持部材は測定軸に対して相対的に移動
可能であり、該測定軸に沿って該第一支持部材上に第一
送信電極列が配置され、該測定軸に沿って第二支持部材
上に第一受信電極列が配置され、該第一受信電極列の異
なる部材は該支持部材の相対位置上に在る第一送信電極
列に連結し、該第二受信電極列に沿って相対的に配置さ
れた第二支持部材上の第二電極列、該第二送信電極の各
々は対応する第一受信電極の一つと電気的に対応する第
一受信電極に対して測定軸上の基準点に対する第二送信
電極の位置における所定関数の値分偏心するように連結
されている上記部材を含む絶対測定用容量型位置測定装
置。
In a capacitive measuring device, the measuring device includes first and second support members, the support members are movable relative to each other, and at least one support member is movable relative to the measurement axis; A first transmitting electrode array is disposed on the first support member along the measurement axis, a first receiving electrode array is disposed on the second support member along the measurement axis, and different a second row of electrodes on a second support member, the second row of electrodes being coupled to a first row of transmitting electrodes on a relative position of the support member; Each of the transmitting electrodes is connected to one of the corresponding first receiving electrodes so as to be eccentric with respect to the electrically corresponding first receiving electrode by a value of a predetermined function at the position of the second transmitting electrode with respect to the reference point on the measurement axis. A capacitive position measuring device for absolute measurement including the above member.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62239019A (en) * 1986-04-11 1987-10-19 Mitsutoyo Corp Capacity type position measuring transducer

Patent Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62239019A (en) * 1986-04-11 1987-10-19 Mitsutoyo Corp Capacity type position measuring transducer

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