JPH0372215A - Capacitive displacement sensor - Google Patents

Capacitive displacement sensor

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JPH0372215A
JPH0372215A JP20858289A JP20858289A JPH0372215A JP H0372215 A JPH0372215 A JP H0372215A JP 20858289 A JP20858289 A JP 20858289A JP 20858289 A JP20858289 A JP 20858289A JP H0372215 A JPH0372215 A JP H0372215A
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electrode
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lead
lead wires
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Yuko Takeuchi
竹内 勇子
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Mitsutoyo Kiko Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain a highly accurate displacement detector by impressing an alternating current voltage which is shifted in phase and, analyzing the phase of a capacitor coupled signal. CONSTITUTION:A stator 10 has transmission electrodes 14 arranged with equal distance from each other and receiving electrodes 16 arranged in the shape of a belt to the electrodes 14, on the rear surface thereof. A rotor 12 has coupling electrodes 18 arranged astride the electrodes 14, 16 and opposite to the electrodes 14, 16. The rotor 12 is rotatable with the stator 10. An alternating current voltage source 20 supplies an alternating current voltage sequentially to the electrodes 14 with the phase shifted a predetermined degree. The displacement detector is provided with these stator 10, rotor 12 and voltage source 20. An alternating current voltage is introduced to electrodes 14 provided on the surface of the stator 10 by lead wires 24. The lead wires 24 are so provided that the capacity formed between one of a pair of the lead wires 24 for introducing an alternating current voltage of an opposite phase and the electrode 16 becomes approximately equal. The relative displacement amount of the stator 10 and rotor 12 can be detected by analyzing the phase of the capacitive coupled signal of the electrodes 14, 16.

Description

【発明の詳細な説明】 し産業上の利用分野] 本発明は、静電容量型変位検出器、特に位相のずれた交
流電圧を印加して静電容量結合信号の位相を分析するこ
とにより、回転角度等の変位を検出する静電容量型変位
検出器の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention provides a capacitive displacement detector, in particular, a capacitive displacement detector which applies out-of-phase alternating current voltages and analyzes the phase of a capacitively coupled signal. This invention relates to improvements in capacitive displacement detectors that detect displacements such as rotation angles.

[従来の技術] −の部材に対する他の部材の角度や長さの相対変位量を
測定する装置として、対向する電極間の静電容量結合信
号の位相を分析して変位を検出する静電容量型変位検出
器が知られている(例えば、特公昭64−11883)
[Prior Art] A capacitor that detects displacement by analyzing the phase of a capacitance coupling signal between opposing electrodes, as a device for measuring the relative displacement of the angle or length of another member with respect to the other member. Mold displacement detectors are known (for example, Japanese Patent Publication No. 11883/1983)
.

この静電容量型変位検出器を、第5図に示す。This capacitive displacement detector is shown in FIG.

第3図(B)に示す様に、規則的に配列された送信電極
14と、送信電極14に対して帯状に配列された受信電
極16とが、ステーター10の裏面上にある。ステータ
ー10に対向して回転可能なローター12の面上には、
第4図(A)に示す様に、送信電極14と受信電極16
とにまたがって対向配置された結合電極18がある。送
信電極14の各17には所定量だけ位相のシフトした交
流電圧源20が接続されている。ステーク−10に対し
て相対的にローター12が回転変位すると、送信電極1
4とそれに対向する結合電極18とで構成される静電容
量の静電容量結合が変化する。そして、その静電容量結
合の変化は結合電極18と受信電極16とで構成される
容量に伝達され、静電容量結合信号として静電容量結合
信号検出器22によって検出される。静電容量結合信号
検出器22では、静電容量結合信号の位相を、送信電極
14に印加される交流電圧の基準位相と比較してその遅
延又は前進を検出し、ステーター10とローター12の
変位量を計数する。
As shown in FIG. 3(B), regularly arranged transmitting electrodes 14 and receiving electrodes 16 arranged in a band shape relative to the transmitting electrodes 14 are on the back surface of the stator 10. On the surface of the rotor 12 that is rotatable facing the stator 10,
As shown in FIG. 4(A), the transmitting electrode 14 and the receiving electrode 16
There is a coupling electrode 18 disposed facing each other across the two sides. An AC voltage source 20 whose phase is shifted by a predetermined amount is connected to each 17 of the transmitting electrodes 14 . When the rotor 12 is rotationally displaced relative to the stake 10, the transmitting electrode 1
4 and the coupling electrode 18 facing the capacitance changes. Then, the change in capacitance coupling is transmitted to the capacitance formed by the coupling electrode 18 and the receiving electrode 16, and is detected as a capacitance coupling signal by the capacitance coupling signal detector 22. The capacitive coupling signal detector 22 compares the phase of the capacitive coupling signal with the reference phase of the AC voltage applied to the transmitting electrode 14 to detect its delay or advance, and detects the displacement of the stator 10 and rotor 12. Count the amount.

これらの静電容量型変位検出器においては、所定位相だ
けシフトした交流電圧をステーター12上に配設された
各々の送信電極14へ接続する、リード線24を敷設す
るにあたり、浮遊容量や漏洩電流等に起因する静電ノイ
ズ等の不良信号を除去するために、次のような工夫がな
されている。
In these capacitance type displacement detectors, stray capacitance and leakage current are avoided when laying the lead wires 24 that connect the AC voltage shifted by a predetermined phase to each transmitting electrode 14 arranged on the stator 12. In order to remove defective signals such as electrostatic noise caused by such factors, the following measures have been taken.

即ち、第2図に示されるように、リード線24はステー
ター10の表面に敷設され、スルーホール28をへてス
テーター10の裏面にある多送(g電極14に導かれ、
その際、相互に逆位相の関係にある交流電圧に接続され
るリード線24は相互に隣接して敷設されていることで
ある。このようにすることにより、各リード線24と他
の導体との間で構成される浮遊容量等に起因する不良信
号は、相互に逆位相の関係にある不良信号として相殺せ
んとするものである。
That is, as shown in FIG. 2, the lead wire 24 is laid on the surface of the stator 10, passes through the through hole 28, and is led to the multi-conductor (g electrode 14) on the back surface of the stator 10.
At this time, the lead wires 24 connected to alternating current voltages having mutually opposite phases are laid adjacent to each other. By doing this, defective signals caused by stray capacitance, etc. formed between each lead wire 24 and other conductors are canceled out as defective signals having mutually opposite phases. .

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、従来のリード線24の敷設においては、
第2図に示されるように、相互に逆位相の関係にある2
本のリード線2424は、一方が他方の内側または外側
にある位置関係にあった。例えば、第2図において、位
相0度の交流電圧を印加するリード線24−1は、リー
ド電極26−1から送信電極28  L  L、28−
1−2.28−−■−3,28−1−4及び28−1−
5に至り、略円を構成する。一方、それと逆位相の関係
にある位相180度の交流電圧を印加するリード線24
−2は、リード線24−1の内側に略円を構成する様に
、リード電極26−2から送信電極28−2−1.28
−2−2.28−2−3.28−2−4及び28−2−
5に接続されている。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in laying the conventional lead wire 24,
As shown in Figure 2, two
The book leads 2424 were in a position with one inside or outside the other. For example, in FIG. 2, the lead wire 24-1 that applies an AC voltage with a phase of 0 degrees is connected from the lead electrode 26-1 to the transmitting electrodes 28 L, 28-
1-2.28--■-3, 28-1-4 and 28-1-
5, forming an approximately circle. On the other hand, a lead wire 24 that applies an AC voltage with a phase of 180 degrees, which is in the opposite phase relationship.
-2 extends from the lead electrode 26-2 to the transmitting electrode 28-2-1.28 so as to form a substantially circle inside the lead wire 24-1.
-2-2.28-2-3.28-2-4 and 28-2-
5.

また、リード線24と他の導体とで構成される種々の浮
遊容量のうちリード線24と受信電極16とで構成され
る浮遊容量が、変位検出の際の不良イ≦号として極めて
影響が大きいことが実験的に考察されている。
Furthermore, among the various stray capacitances composed of the lead wire 24 and other conductors, the stray capacitance composed of the lead wire 24 and the receiving electrode 16 has a very large influence as a defective sign when detecting displacement. This has been experimentally investigated.

従って、従来は、2組のリード線、例えばリード電極2
4−1と24−2とは、受信電極16にたいして内側、
外側の関係にあり受信電極16との距離に差があって、
受信電極16とで構成する浮遊容量の静電容量を等しく
することは出来なかった。そのため、不良信号を逆位相
にしてち完全には相殺することは出来ないという問題点
があった。
Therefore, conventionally, two sets of lead wires, for example, lead electrode 2
4-1 and 24-2 are located inside the receiving electrode 16;
There is a difference in the distance from the receiving electrode 16 because it is in an outer relationship,
It was not possible to equalize the capacitance of the stray capacitance formed by the receiving electrode 16. Therefore, there was a problem in that it was not possible to completely cancel out the defective signal by making it have an opposite phase.

本発明は係る事情に鑑み成されたものであり、リード線
24の敷設に伴う不良信号を有効に相殺することをでき
るようにすることにより、精度の高い静電容量型変位検
出器を提供することを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a highly accurate capacitive displacement detector by making it possible to effectively cancel out the defective signal caused by the installation of the lead wire 24. The purpose is to

[課題を解決するための手段] そのため、本発明では、等間隔に配列された送信電極1
4と、前記送信電極14に対して帯状に配列された受信
電極16とを裏面上に有するステ−ター10と、前記送
信電極14と前記受信電極16とにまたがって対向配置
された結合電極18を有する、前記ステーターと回転可
能なローター12と、順次所定位相ずらして前記各送信
電極14に印加される交流電圧源20とを有し、前記送
信電極14と前記受信電極16との静電容量結合信号の
位相を分析することにより前記ステーター10と前記ロ
ーター12との相対変位量を検出する静電容量型変位検
出器において、前記ステーター10の表面上に敷設され
た、前記送信電極14に交流電圧を導くためのリード線
24のうちの、相互に逆位相の交流電圧を導く1組の前
記リード線24の各々と、前記受信電極14との間で形
成される静電容量の容量値が略等しくなるように、前記
リード線24が敷設されていることを特徴とする。
[Means for solving the problem] Therefore, in the present invention, the transmitting electrodes 1 arranged at equal intervals
4, a stator 10 having on its back surface a receiving electrode 16 arranged in a band shape with respect to the transmitting electrode 14, and a coupling electrode 18 disposed facing the transmitting electrode 14 and the receiving electrode 16. a rotor 12 that is rotatable with the stator, and an AC voltage source 20 that is sequentially applied to each of the transmitting electrodes 14 with a predetermined phase shift, and the capacitance between the transmitting electrode 14 and the receiving electrode 16 is In a capacitive displacement detector that detects the amount of relative displacement between the stator 10 and the rotor 12 by analyzing the phase of a coupled signal, an alternating current is applied to the transmitting electrode 14 laid on the surface of the stator 10. Of the lead wires 24 for introducing voltage, the capacitance value of the capacitance formed between each of the pair of lead wires 24 for introducing alternating current voltages having mutually opposite phases and the receiving electrode 14 is A feature is that the lead wires 24 are laid so that they are approximately equal.

また、相互に逆位相の交流電圧を、導く1組の前記リー
ド線24は、各前記リード線24の線長に渡る、各前記
リード線24と前記受信電極14との平均的距離を略同
一にすると共に、前記1組のJ−ド線24の線長を、略
同一にしたことを特徴とする。
Further, the pair of lead wires 24 that lead AC voltages having opposite phases to each other have substantially the same average distance between each lead wire 24 and the receiving electrode 14 over the line length of each lead wire 24. In addition, the wire lengths of the pair of J-wires 24 are made substantially the same.

さらに、前記1組のリード線24は、一方のリード線2
4は略円であり、他方のリード線24は前記一方のリー
ド線24に対して相互に反対側にある2個の略半円であ
ることを特徴とする。
Furthermore, the one set of lead wires 24 includes one lead wire 2
4 is a substantially circular shape, and the other lead wire 24 is characterized by two substantially semicircular shapes located on opposite sides of the one lead wire 24.

[作用] 本来の変位検出に寄与すべき、送信電極14と受信電極
16との間の静電容量結合信号は、送信電極■4と結合
電極18とで誘起される静電容量結合信号であって、結
合電極18を経て受信電極16に伝達されたものである
。従って、送信電極14またはそれに接続されているリ
ード線24から、結合電極18を経ずに直接に受信電極
■6へ届く信号は、変位検出に寄与すべきでない不良信
号である。
[Function] The capacitive coupling signal between the transmitting electrode 14 and the receiving electrode 16, which should contribute to the original displacement detection, is the capacitive coupling signal induced between the transmitting electrode 4 and the coupling electrode 18. and is transmitted to the receiving electrode 16 via the coupling electrode 18. Therefore, a signal that directly reaches the receiving electrode 6 from the transmitting electrode 14 or the lead wire 24 connected thereto without passing through the coupling electrode 18 is a defective signal that should not contribute to displacement detection.

リード線24と受信電極I6とは不良信号の原因となる
浮遊容量を形成している。本発明によれば、相互に逆位
相の交流電圧を導く1組のリード線と、受信電極16と
で構成する浮遊容量は、略同一となる。
The lead wire 24 and the receiving electrode I6 form a stray capacitance that causes a defective signal. According to the present invention, the stray capacitances formed by the receiving electrode 16 and a pair of lead wires that lead AC voltages having opposite phases to each other are approximately the same.

[実施例] 本発明に係る一実施例を、添付図面を参照して詳細に説
明する。しかし、これによって本発明がこの実施例に限
定されるものではない。
[Example] An example according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to this example.

第5図において、本実施例の全体の構成図を示す。交流
電圧源20は、45度ずつ等位相ずれた8個の位゛相、
0度、45度・・・345度の位相を持つ各交流電圧を
ステーター10上の送信電極14に供給する。ステータ
ー10とローター12は対向配置され、ローター12は
ステーター10に対向して回転が出来るように軸受で支
持されている。
FIG. 5 shows an overall configuration diagram of this embodiment. The alternating current voltage source 20 has eight phases that are equally phase shifted by 45 degrees,
AC voltages having phases of 0 degrees, 45 degrees, . . . 345 degrees are supplied to the transmitting electrodes 14 on the stator 10. The stator 10 and the rotor 12 are arranged opposite to each other, and the rotor 12 is supported by a bearing so as to be able to rotate opposite to the stator 10.

第3図にステーター10の詳細な構成を示す。FIG. 3 shows a detailed configuration of the stator 10.

第3図(A)、(B)及び(C)は、各々ステーター1
0の表面、裏面及び、II OIIにおける断面を示す
図である。ステーター10は、エポキシ樹脂等の基盤等
より成る。
FIGS. 3(A), (B) and (C) each show the stator 1
0 is a diagram showing the front side, the back side, and a cross section at II OII. The stator 10 is made of a base material such as an epoxy resin.

第3図(A)で示されるステーター10の表面上には、
交流電圧源20からの交流電圧信号を中継する8個のリ
ード電極26、各リード電極26から各送信電極14の
相当位置まで敷設された8本のリード線24、各リード
線24の端部をステーター10の裏面にある送信電極1
4に接続案内するスルーホール28、及びアース電極4
0とが設けられている。リード電極26を構成する8個
のリード電極26−1.26−2・・・26−8には、
逆位相の関係にある、0度と180度、45度と225
度、90度と270度、及び135度と315度との各
々の組の交流電圧が隣接して接続されている。
On the surface of the stator 10 shown in FIG. 3(A),
Eight lead electrodes 26 that relay the AC voltage signal from the AC voltage source 20, eight lead wires 24 laid from each lead electrode 26 to a corresponding position of each transmitting electrode 14, and an end of each lead wire 24. Transmitting electrode 1 on the back side of stator 10
Through hole 28 for connecting to 4 and ground electrode 4
0 is provided. The eight lead electrodes 26-1, 26-2...26-8 constituting the lead electrode 26 include
0 degrees and 180 degrees, 45 degrees and 225 degrees, which are in opposite phase relationship
AC voltages of respective sets of 90 degrees and 270 degrees, and 135 degrees and 315 degrees are connected adjacently.

本願発明の特徴的内容であるリード線24の敷設につい
ては、第3図(A)にリード線24の全体の敷設につい
て示されているが、解りやすくするため第1図を用いて
説明する。第1図では、逆位相の関係にある0度と18
0度の1組についてのみ表示しである。0度に対向する
リード線24−■は、リード電極26−1から始まり、
スルーホール28−1−1.28−1−2・・・28−
1−5に至る略円を描く。一方、180度に対応するリ
ード線24−2は、リード電極26−2から始まり、ス
ルーホール28−2−1.28−2−2・・・28−2
−3に至る略半円のリード線24−2−1と、スルーホ
ール28−2−3の近傍から始まりスルーホール28−
2−4及び28−2−5を経てスルーホール28−1−
5の近傍に至る略半円のリード線24−2−2とから構
成されている。リード線24−1における、リード電極
26−1から位置aに至る部分は、受信電極16に略直
交しているので受信電極16に対向する実行的面積は小
さく、また受信電極16からの距離も大きいので、不良
信号の原因となる浮遊容置への寄与はほとんど無視し出
来ると考えられる。従って、本実施例では、リード線2
4−1の中には、リード電極26−lから位置aに至る
部分は含まれないものとする。同様にして、リード線2
4−2−1における。リード電極26−2から位置すに
至る部分、及びリード線24−2−2における、位置C
からリード補助、1i132を経てリード電極26−2
に至る部分は、各リード線24−2−1.24−2−2
に含まれないものとしている。リード線24−2−1と
リード線24−2−2との長さの和は、リード線24−
1の長さに略同一とな・つている。更に、リード線24
−2−1とリード線24−2−2とを、リード線24−
1に対して反対側に敷設することにより、リード線24
−2−1とリード線24−2−2の線長に渡る、受信電
極16に対する平均的距離は、リード線24−1の受信
電極16に対する平均的距離と略同一となっている。こ
こで、平均的距離とは、次のものを言う。即ち、リード
線24の微小長さ部分から受信電極16に至る距離とリ
ード線24の微小長さとの積の値を求め、リード#ji
124の各微小長さ部分についてその積の値の和を、そ
の和の値をリード線24の全長の値で除算して求められ
たものを言う。第1図では、1組のリード線24−1と
24−2について示したが、他の組についても同様であ
る。
Regarding the installation of the lead wire 24, which is a characteristic content of the present invention, the entire installation of the lead wire 24 is shown in FIG. In Figure 1, 0 degrees and 18 degrees are in an antiphase relationship.
Only one set of 0 degrees is displayed. The lead wire 24-■ facing 0 degrees starts from the lead electrode 26-1,
Through hole 28-1-1.28-1-2...28-
Draw a approximate circle from 1 to 5. On the other hand, the lead wire 24-2 corresponding to 180 degrees starts from the lead electrode 26-2 and extends through the through holes 28-2-1, 28-2-2...28-2.
-3, a roughly semicircular lead wire 24-2-1, and a through-hole 28-2-3 starting from the vicinity of the through-hole 28-2-3.
Through hole 28-1- via 2-4 and 28-2-5
5 and a substantially semicircular lead wire 24-2-2 extending to the vicinity of 5. The portion of the lead wire 24-1 from the lead electrode 26-1 to position a is substantially orthogonal to the receiving electrode 16, so the effective area facing the receiving electrode 16 is small, and the distance from the receiving electrode 16 is also small. Since it is large, it is considered that the contribution to the floating capacitance that causes the defective signal can be almost ignored. Therefore, in this embodiment, the lead wire 2
4-1 does not include the portion from lead electrode 26-l to position a. Similarly, lead wire 2
In 4-2-1. Position C in the portion from the lead electrode 26-2 to the position C and in the lead wire 24-2-2
Lead auxiliary, lead electrode 26-2 via 1i132
The part leading to each lead wire 24-2-1.24-2-2
It is not included in The sum of the lengths of the lead wire 24-2-1 and the lead wire 24-2-2 is the lead wire 24-2-2.
The length is almost the same as that of 1. Furthermore, the lead wire 24
-2-1 and the lead wire 24-2-2, and the lead wire 24-
By laying the lead wire 24 on the opposite side to 1.
The average distance from the lead wire 24-1 to the receiving electrode 16 over the line lengths of the lead wire 24-2-1 and the lead wire 24-2-2 is approximately the same as the average distance from the lead wire 24-1 to the receiving electrode 16. Here, the average distance refers to the following. That is, the value of the product of the distance from the minute length portion of the lead wire 24 to the receiving electrode 16 and the minute length of the lead wire 24 is determined, and lead #ji
124, by dividing the sum by the total length of the lead wire 24. Although FIG. 1 shows one set of lead wires 24-1 and 24-2, the same applies to other sets.

第3図(B)に示されるステーター10の裏面上には、
送信電極14、結合電極16、及びアース電極40とが
ある。
On the back surface of the stator 10 shown in FIG. 3(B),
There is a transmitting electrode 14, a coupling electrode 16, and a grounding electrode 40.

送信電極14は、45度ずつずれた位相をもつ交流電圧
が印加される8個の電極の組、14−IL4−2・・・
14−8が5組、順次配列されている。各送信電極14
は、スルーホール28によりステーター10の表面にあ
るリード線24に接続される。
The transmitting electrodes 14 are a set of eight electrodes 14-IL4-2, to which AC voltages having phases shifted by 45 degrees are applied.
Five sets of 14-8 are arranged in sequence. Each transmitting electrode 14
is connected to a lead wire 24 on the surface of the stator 10 by a through hole 28.

受信電極16は、送信電極14の内側にに帯状に配列さ
れている。スルーホール28を経てステーター10の表
面にある受信リード電極30に導かれ、そこから静電容
量結合信号検出器22に接続されている。受信電極16
と送信電極14との間には、アース電極40が配設され
ている。アース電極40はそのシールド効果により、受
信電極16と送信電極14との間の直接的な静電容量結
合をできるだけ排除するためのものである。裏面にある
アース電極40は、スルーホール28により、表面にあ
るアース電極40に接続されている第4図に、ローター
12の構成を示す。第4図(A)、(B)は各々、裏面
図及びIOIにおける断面図である。ローチーター12
の表面は、全面がアース電極である。 ローター12の
裏面(第4図(A))には、結合電極18とアース電極
40とがある。結合電極18は、アース電極40と交互
に配列された5個の電極から構成されており、5個の結
合電極は電気的に一体となっている。結合電極18は、
ステーター10上にある送信電極14と受信電極16と
にまたがって対向配置されている。この結合電極18の
電極幅は、送信電極14の電極の4個分に相当する幅に
設定されている。
The receiving electrodes 16 are arranged in a band shape inside the transmitting electrodes 14. It is guided through a through hole 28 to a receiving lead electrode 30 on the surface of the stator 10, and from there connected to a capacitively coupled signal detector 22. Receiving electrode 16
A ground electrode 40 is disposed between the transmitter electrode 14 and the transmitter electrode 14 . The earth electrode 40 is used to eliminate direct capacitive coupling between the receiving electrode 16 and the transmitting electrode 14 as much as possible due to its shielding effect. The configuration of the rotor 12 is shown in FIG. 4 in which a ground electrode 40 on the back side is connected to a ground electrode 40 on the front side by a through hole 28. FIGS. 4(A) and 4(B) are a back view and a sectional view at IOI, respectively. low cheetah 12
The entire surface of is a ground electrode. A coupling electrode 18 and a ground electrode 40 are provided on the back surface of the rotor 12 (FIG. 4(A)). The coupling electrode 18 is composed of five electrodes arranged alternately with the ground electrode 40, and the five coupling electrodes are electrically integrated. The coupling electrode 18 is
The transmitter electrode 14 and the receiver electrode 16 on the stator 10 are disposed so as to straddle and face each other. The electrode width of this coupling electrode 18 is set to a width corresponding to four electrodes of the transmitting electrode 14.

次に、実施例の作用について説明する。ステーター10
に対してローター12が静止しているとき、静電容量結
合信号検出器22において検出される信号は、印加交流
電圧の周波数に等しい静電容量結合信号である。ステー
ター10に対してローター12が回転すると、各位相の
交流電圧が印加される送信電極と結合電極16との静電
容量結合の重みずけが変化する結果、検出される交流電
圧信号は、その周波数が変化する。又は言い換えれば、
静電容量結合信号の位相は回転変位前に比べて、ローチ
ーター12の回転変位方向に依存して、遅延又は前進す
る。そして、この静電容量結合信号の位相の遅延又は前
進を検出することによって変位量を計数する。
Next, the operation of the embodiment will be explained. stator 10
When the rotor 12 is at rest, the signal detected at the capacitively coupled signal detector 22 is a capacitively coupled signal equal to the frequency of the applied AC voltage. When the rotor 12 rotates relative to the stator 10, the weighting of the capacitance coupling between the transmitting electrode and the coupling electrode 16 to which AC voltages of each phase are applied changes, and as a result, the detected AC voltage signal changes at its frequency. changes. Or in other words,
The phase of the capacitive coupling signal is delayed or advanced depending on the direction of rotational displacement of the low cheater 12 compared to before the rotational displacement. Then, the amount of displacement is counted by detecting the phase delay or advance of this capacitively coupled signal.

次に、実施例の効果について説明する。第1図に示した
ように、相互に逆位相の関係にある交流電圧を導く1組
のリード線24を敷設することにより、各リード線と受
信電極16との間で存在してしまう浮遊容量の容量値を
等しくすることができ、その結果その浮遊容量に基ずく
不良信号を極めて有効に相殺することができ、精度の高
い変位検出が可能となる。
Next, the effects of the embodiment will be explained. As shown in FIG. 1, by installing a pair of lead wires 24 that conduct alternating current voltages that are in opposite phases to each other, stray capacitance that exists between each lead wire and the receiving electrode 16 is created. As a result, a defective signal based on the stray capacitance can be canceled out extremely effectively, and highly accurate displacement detection becomes possible.

以上の説明では、1組のリード電極24と受信電極16
との平均的距離な略同一にすると共に、1組のリード線
の線長を略同一にした場合の一例であった。しかし、本
発明では、これに限られるものではない。リード線24
と受信電極16との間に存在する浮遊容量の値は、両者
の間の距離に反比例し、リード線24の線長に比例する
ど考えられる。従って1両者の間の距離を大きくした場
合は、リード線の線長を長くすることにより、1組のリ
ード線24について受信電極■6との浮遊容量の値を略
等しくすればよい。また、逆に、両者の間の距離を小さ
くした場合は、リード線の線長を短くすればよい。本発
明には、これらのことを憇定してリード線24を敷設し
た場合はすべて含まれるものである。
In the above explanation, one set of lead electrode 24 and receiving electrode 16
This is an example of a case in which the average distance from the lead wires is made substantially the same, and the line lengths of one set of lead wires are made substantially the same. However, the present invention is not limited to this. Lead wire 24
It is thought that the value of the stray capacitance existing between the electrode 16 and the receiving electrode 16 is inversely proportional to the distance between the two, and proportional to the length of the lead wire 24. Therefore, when the distance between them is increased, the length of the lead wires may be increased to make the stray capacitance values of one set of lead wires 24 and the receiving electrode 6 substantially equal. Conversely, if the distance between the two is shortened, the length of the lead wire may be shortened. The present invention includes all cases where the lead wire 24 is laid with these matters in mind.

更に、本実施例では、回転変位を検出する静電容量型変
位検出器について示したが、本発明は、直線変位を検出
する静電容量型変位検出器についてち適用出来るもので
ある。
Furthermore, although this embodiment has been described with reference to a capacitive displacement detector that detects rotational displacement, the present invention can also be applied to a capacitive displacement detector that detects linear displacement.

[効果] 以上の通り本発明によれば、リード線24が他の導体、
特に受信型116との間で構成してしまう浮遊容量の容
量値を、逆位相の交流電圧を印加する1組のリード線2
6@に略同一にすることができる。その結果、その浮遊
容量に起因する不良13号を有効に相殺することが可能
となり、従来に増して、精度の高い静電容量型変位検出
器を提供することが出来る。
[Effect] As described above, according to the present invention, the lead wire 24 is connected to another conductor,
In particular, the capacitance value of stray capacitance that is formed between the receiving type 116 and
It can be made almost the same as 6@. As a result, it becomes possible to effectively cancel defect No. 13 caused by the stray capacitance, and it is possible to provide a capacitive displacement detector with higher accuracy than ever before.

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

第1図は、本発明の実施例に係るステーター10の表面
上にあるリード線24の敷設について示す図である。第
2図は、従来例における、第1図に対応する図である。 第3図は、本発明の実施例に係るステーター10を示す
図であり、(A)はその表面を、(B)はその裏面を、
(C)はその断面を示す図である。第4図は、ローター
12の裏面及び断面を示す図である。第5図は静電容量
型変位検出器の概要を示す図である。 10 ・・・ l 4 ・・・ 18 ・・・ 22 ・・・ 24 ・・・ ステーター、12・・・ローター 送信電極、  16・・・受信電極、 結合電極、 20・・・交流電圧源、 静電容量結合信号検出器、 リード線 窮牛図 第 図
FIG. 1 is a diagram showing the installation of lead wires 24 on the surface of the stator 10 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram corresponding to FIG. 1 in a conventional example. FIG. 3 is a diagram showing the stator 10 according to an embodiment of the present invention, in which (A) shows the front surface thereof, and (B) shows the back surface thereof.
(C) is a diagram showing the cross section. FIG. 4 is a diagram showing the back surface and cross section of the rotor 12. FIG. 5 is a diagram showing an outline of a capacitive displacement detector. 10... l 4... 18... 22... 24... Stator, 12... Rotor transmitting electrode, 16... Receiving electrode, coupling electrode, 20... AC voltage source, static Capacitive coupling signal detector, lead wire diagram

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)等間隔に配列された送信電極と前記送信電極に対
して帯状に配列された受信電極とを裏面上に有するステ
ーターと、 前記送信電極と前記受信電極とにまたがって対向配置さ
れた結合電極を有する、前記ステーターと回転可能なロ
ーターと、 順次所定位相ずらして前記各送信電極に印加される交流
電圧源とを有し、 前記送信電極と前記受信電極との静電容量結合信号の位
相を分析することにより前記ステーターと前記ローター
との相対変位量を検出する静電容量型変位検出器におい
て、 前記ステーターの表面上に敷設された、前記送信電極に
交流電圧を導くためのリード線のうちの、相互に逆位相
の交流電圧を導く1組の前記リード線の各々と、前記受
信電極との間で形成される静電容量の容量値が略等しく
なるように、前記リード線が敷設されていることを特徴
とする、静電容量型変位検出器。
(1) A stator having, on its back surface, transmitting electrodes arranged at equal intervals and receiving electrodes arranged in a band shape relative to the transmitting electrodes, and a coupling disposed facing each other across the transmitting electrodes and the receiving electrodes. a rotor that is rotatable with the stator and has electrodes; and an AC voltage source that is sequentially applied to each of the transmitting electrodes with a predetermined phase shift, the phase of the capacitively coupled signal between the transmitting electrode and the receiving electrode being In a capacitive displacement detector that detects the amount of relative displacement between the stator and the rotor by analyzing the The lead wires are laid so that the capacitance values of the capacitances formed between each of the pair of lead wires that lead alternating current voltages having mutually opposite phases and the receiving electrode are approximately equal. A capacitive displacement detector characterized by:
(2)請求項(1)における、相互に逆位相の交流電圧
を導く1組の前記リード線は、各前記リード線の線長に
渡る、各前記リード線と前記受信電極との平均的距離を
略同一にすると共に、前記1組のリード線の線長を、略
同一にしたことを特徴とする、静電容量型変位検出器。
(2) In claim (1), the set of lead wires that lead alternating current voltages having opposite phases to each other has an average distance between each of the lead wires and the receiving electrode over the line length of each of the lead wires. A capacitance type displacement detector, characterized in that the wire lengths of the pair of lead wires are made substantially the same.
(3)請求項(2)における、前記1組のリード線は、
一方のリード線は略円であり、他方のリード線は前記一
方のリード線に対して相互に反対側にある2個の略半円
であることを特徴とする、請求項(2)に記載された静
電容量型変位検出器。
(3) In claim (2), the one set of lead wires is
According to claim (2), one lead wire is substantially circular, and the other lead wire is two substantially semicircular shapes located on opposite sides of the one lead wire. capacitive displacement detector.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102661704A (en) * 2012-05-14 2012-09-12 浙江大学 Method for improving measurement accuracy of joint arm type coordinate measuring machine
JP2020532746A (en) * 2017-12-15 2020-11-12 重慶理工大学 Absolute type time grating angular displacement sensor based on alternating electric field

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61105421A (en) * 1984-10-29 1986-05-23 Mitsutoyo Mfg Co Ltd Electrostatic capacity type encoder

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61105421A (en) * 1984-10-29 1986-05-23 Mitsutoyo Mfg Co Ltd Electrostatic capacity type encoder

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102661704A (en) * 2012-05-14 2012-09-12 浙江大学 Method for improving measurement accuracy of joint arm type coordinate measuring machine
JP2020532746A (en) * 2017-12-15 2020-11-12 重慶理工大学 Absolute type time grating angular displacement sensor based on alternating electric field

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