JPH04323513A - Displacement measurement device - Google Patents

Displacement measurement device

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JPH04323513A
JPH04323513A JP11949791A JP11949791A JPH04323513A JP H04323513 A JPH04323513 A JP H04323513A JP 11949791 A JP11949791 A JP 11949791A JP 11949791 A JP11949791 A JP 11949791A JP H04323513 A JPH04323513 A JP H04323513A
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JP
Japan
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cycle
period
detector
acceleration
signal
Prior art date
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JP11949791A
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JP2752804B2 (en
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Osamu Kawatoko
修 川床
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Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
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Mitutoyo Corp
Mitsutoyo Kiko Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To drastically improve reliability of a measured value by accurately detecting excessive speed limit even when a moving element of a detector is abruptly moved. CONSTITUTION:A phase signal (c) output from a demodulation circuit 3 is input into a cycle measurement part 7, by which a cycle Tn from an initial starting edge of the phase signal (c) to the next starting edge, for example, is measured. The measured value is temporarily stored in a register 8. A current cycle measured by the cycle measurement part 7 and a cycle one measurement cycle before that is stored in the register 8 are supplied to a calculation circuit 9, and sliding acceleration of a moving element of a detector 1 is detected based on the degree of change in both cycles. It is estimated from the detected acceleration that the moving element of the detector 1 exceeds a fixed speed limit, by the calculation circuit 9, and an overspeed alarm signal is output to a display part 6.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタルノギス、デ
ィジタルマイクロメータ、ハイトゲージ等の小型計測器
に適用される変位センサを使用した変位測定装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a displacement measuring device using a displacement sensor applied to small measuring instruments such as digital calipers, digital micrometers, and height gauges.

【0002】0002

【従来の技術】計測値を液晶表示装置等に表示するディ
ジタルノギス、ディジタルマイクロメータ、ハイトゲー
ジ等の小型変位測定装置では、静電容量式の変位センサ
等を使用した低消費電力タイプのものが一般に普及され
ている。静電容量式の変位センサは、メインスケール等
の固定要素と、これに対して移動するスライダ等の可動
要素とに夫々多数の電極を配設し、固定要素に対する可
動要素の移動に伴って電極パターン間に生する周期的な
容量変化の信号を取り出すことにより変位量の検出を行
うものである。
[Prior Art] Small displacement measuring devices such as digital calipers, digital micrometers, and height gauges that display measured values on liquid crystal display devices are generally low power consumption types that use capacitive displacement sensors. It is widespread. A capacitive displacement sensor has a large number of electrodes arranged on a fixed element such as a main scale and a movable element such as a slider that moves relative to the main scale. The amount of displacement is detected by extracting a signal of periodic capacitance changes occurring between patterns.

【0003】この種の変位センサでは、そのスケールピ
ッチと送信信号の周波数とによって、可動要素の限界速
度が決定されている。このため、可動要素がこの限界速
度を超える速度で移動した場合には、誤った計測値が得
られてしまう。そこで、従来は、図2に示すように、セ
ンサの復調信号から得られた位相信号の周期を変位セン
サの可動要素の平均摺動速度として検出し、この周期が
ある一定の周期よりも長くなったところで速度超過を知
らせる警報信号を出力するようにしていた。
In this type of displacement sensor, the limit speed of the movable element is determined by the scale pitch and the frequency of the transmitted signal. Therefore, if the movable element moves at a speed exceeding this limit speed, an erroneous measurement value will be obtained. Therefore, conventionally, as shown in Fig. 2, the period of the phase signal obtained from the demodulated signal of the sensor is detected as the average sliding speed of the movable element of the displacement sensor, and this period is longer than a certain period. At certain points, a warning signal was output to notify the driver of excessive speed.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の速度超過検出方法では、図2に示すように、
センサの可動要素を急激に移動させて加速度が非常に大
きかった場合、位相信号の周期が限界周期に達しないま
ま、可動要素の移動速度が限界速度を超えてしまう。こ
のため、誤計測になったことが正確に検出されず、計測
値の信頼性が低下するという問題点がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in such a conventional excessive speed detection method, as shown in FIG.
If the movable element of the sensor is suddenly moved and the acceleration is very large, the moving speed of the movable element will exceed the limit speed before the period of the phase signal reaches the limit period. For this reason, there is a problem in that erroneous measurements are not accurately detected and the reliability of the measured values is reduced.

【0005】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、可動要素が急激に移動した場合で
も、限界速度の超過を正確に検出することができ、もっ
て計測値の信頼性を大幅に向上させることができる変位
測定装置を提供することを目的とする。
[0005] The present invention has been made to solve these problems, and even when a moving element moves rapidly, it is possible to accurately detect an excess of the limit speed, thereby increasing the reliability of measured values. The present invention aims to provide a displacement measuring device that can significantly improve performance.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明に係る変位測定装
置は、固定要素に対する可動要素の変位量に応じて位相
が変化する検出信号を出力する変位センサと、この変位
センサからの検出信号を復調して位相信号を出力する復
調回路と、この復調回路から出力される位相信号の周期
を検出する周期検出手段と、この周期検出手段で検出さ
れた周期の変化から前記固定要素に対する前記可動要素
の加速度を検出する加速度検出手段と、この加速度検出
手段で検出された加速度に基づいて速度超過警報を出力
する警報出力手段とを具備してなることを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] A displacement measuring device according to the present invention includes a displacement sensor that outputs a detection signal whose phase changes depending on the amount of displacement of a movable element with respect to a fixed element, and a displacement sensor that outputs a detection signal whose phase changes depending on the amount of displacement of a movable element with respect to a fixed element. a demodulation circuit that demodulates and outputs a phase signal; a period detection means that detects the period of the phase signal output from the demodulation circuit; and a period detection means that detects the period of the phase signal output from the demodulation circuit; The vehicle is characterized by comprising an acceleration detection means for detecting the acceleration of the vehicle, and an alarm output means for outputting an overspeed warning based on the acceleration detected by the acceleration detection means.

【0007】[0007]

【作用】本発明によれば、復調回路から出力される位相
信号の周期を周期検出手段で検出し、且つ検出された周
期の変化から可動要素の移動加速度を検出するようにし
ているので、可動要素が限界速度を超えることを事前に
予測することができ、その時点で警報を出力することが
可能になる。したがって、本発明によれば、可動要素が
急激に移動した場合でも、限界速度の超過を正確に検出
することができ、計測値の信頼性を大幅に向上させるこ
とができる。
[Operation] According to the present invention, the period of the phase signal output from the demodulation circuit is detected by the period detecting means, and the moving acceleration of the movable element is detected from the change in the detected period. It is possible to predict in advance that an element will exceed the speed limit, and a warning can be issued at that point. Therefore, according to the present invention, even if the movable element moves suddenly, exceeding the limit speed can be accurately detected, and the reliability of measured values can be significantly improved.

【0008】[0008]

【実施例】以下、添付の図面を参照して本発明の実施例
について説明する。図1は本発明の一実施例に係る変位
測定装置の構成を示すブロック図である。この変位測定
装置は、ディジタルノギス、ディジタルマイクロメータ
、ディジタルハイトゲージ等の小型側長器に適用される
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a displacement measuring device according to an embodiment of the present invention. This displacement measuring device is applied to small scale devices such as digital calipers, digital micrometers, and digital height gauges.

【0009】即ち、検出器1は、例えば静電容量式のイ
ンクリメンタルタイプ又はアブソリュートタイプの変位
センサである。この検出器1は、メインスケール等の固
定要素と、これに対向し且つ移動可能なスライダ等の可
動要素とに夫々多数の電極を配設し、固定要素に対する
可動要素の移動に伴って電極パターン間に生ずる周期的
な容量変化の信号を取り出すことにより、変位量の検出
を行う。この検出器1には、検出器駆動部2から特定の
位相を有する所定周期の正弦波成分を含んだ送信信号a
が供給されている。検出器1は、固定要素に対する可動
要素の変位と上記送信信号aとによって決まる位相情報
を含んだ検出信号bを出力する。この検出信号bは、復
調回路3に入力されている。復調回路3は、上記検出信
号bを復調し、図2に示すような復調信号を生成したの
ち、これを波形整形して図2に示すような位相信号cを
出力する。位相信号cは、位相検出部4に入力されてい
る。位相検出部4は、位相信号cの立ち上がり又は立下
りエッジの位相を検出する。この位相検出部4で検出さ
れた位相は計数部5に供給されており、ここで計数処理
されて変位量が求められるようになっている。求められ
た変位量は液晶表示装置等の表示部6に表示されるよう
になっている。
That is, the detector 1 is, for example, a capacitive incremental type or absolute type displacement sensor. This detector 1 has a large number of electrodes arranged on a fixed element such as a main scale, and a movable element such as a slider that faces the main scale and is movable. As the movable element moves relative to the fixed element, the electrode pattern is The amount of displacement is detected by extracting a signal of periodic capacitance changes that occur between the two. This detector 1 receives a transmission signal a containing a sine wave component having a specific phase and a predetermined cycle from a detector driving unit 2.
is supplied. The detector 1 outputs a detection signal b containing phase information determined by the displacement of the movable element relative to the fixed element and the transmission signal a. This detection signal b is input to the demodulation circuit 3. The demodulation circuit 3 demodulates the detection signal b to generate a demodulated signal as shown in FIG. 2, then shapes the waveform of this signal and outputs a phase signal c as shown in FIG. The phase signal c is input to the phase detection section 4. The phase detection section 4 detects the phase of the rising or falling edge of the phase signal c. The phase detected by the phase detection section 4 is supplied to a counting section 5, where it is counted and the amount of displacement is determined. The determined displacement amount is displayed on a display unit 6 such as a liquid crystal display device.

【0010】一方、復調回路3から出力される位相信号
cは、周期計測部7にも入力されている。周期計測部7
は、位相信号cの例えば立ち上がりエッジから次の立ち
上がりエッジまでの周期Tn を測定する。その測定値
は、1計測サイクルの間だけレジスタ8に記憶されるよ
うになっている。そして、周期計測部7で測定された現
在の周期Tn と、レジスタ8に記憶された1計測サイ
クル前の周期Tn−1 とが演算回路9に供給され、両
周期の変化の度合いから検出器の可動要素の摺動加速度
が検出されるようになっている。また、演算回路9は、
検出された加速度から検出器1の可動要素が所定の限界
速度を超過することを予測し、速度超過警報信号を表示
部6に出力する。表示部6は、音又は表示によって警報
を出力し誤計測を知らせる。
On the other hand, the phase signal c output from the demodulation circuit 3 is also input to the period measurement section 7. Period measurement section 7
measures the period Tn from one rising edge to the next rising edge of the phase signal c, for example. The measured value is stored in the register 8 only for one measurement cycle. Then, the current period Tn measured by the period measuring section 7 and the period Tn-1 one measurement cycle before stored in the register 8 are supplied to the arithmetic circuit 9, and based on the degree of change in both periods, the detector A sliding acceleration of the movable element is detected. In addition, the arithmetic circuit 9
It is predicted from the detected acceleration that the movable element of the detector 1 will exceed a predetermined speed limit, and an overspeed warning signal is output to the display section 6. The display unit 6 outputs a warning by sound or display to notify of erroneous measurement.

【0011】ここで、検出器1の可動要素の理論的限界
速度をv0 、摺動速度をv、可動要素静止時の位相信
号cの周期をT0 とすると、可動要素移動時の位相信
号cの周期をTは、下記数1にて表すことができる。
Here, if the theoretical limit speed of the movable element of the detector 1 is v0, the sliding speed is v, and the period of the phase signal c when the movable element is stationary is T0, then the phase signal c when the movable element is moving is The period T can be expressed by the following equation 1.

【0012】0012

【数1】T=T0 /(1−v/v0 )[Math 1] T=T0/(1-v/v0)

【0013】
いま、限界速度の例えば80%で速度超過警報信号を出
力するとすると、T=5T0 となる。この装置では、
図2における位相信号cの周期Tn−1 ,Tn のよ
うに、常に連続した2つの周期を測定し、その変化の度
合いから加速度を割り出して、次に検出器1の可動要素
が限界速度を超えることを予測するようにしている。即
ち、周期Tn の検出時の次の周期での速度をvn+1
 とすると、この速度vn+1 は、下記数2のような
計算で求めることができる。
[0013]
Now, if an overspeed warning signal is to be output at, for example, 80% of the limit speed, then T=5T0. With this device,
Two consecutive cycles are always measured, such as the cycles Tn-1 and Tn of the phase signal c in Fig. 2, and the acceleration is calculated from the degree of change, and then the movable element of the detector 1 exceeds the limit speed. I try to predict things. That is, the speed in the next cycle when detecting the cycle Tn is vn+1
Then, this speed vn+1 can be obtained by calculation as shown in Equation 2 below.

【0014】[0014]

【数2】 vn+1 /v0 =1+T0 /Tn−1 −2・T
0 /Tn
[Math. 2] vn+1 /v0 =1+T0 /Tn-1 -2・T
0/Tn

【0015】実際の検出では、必ずしもこの
ような計算を厳密に行う必要はなく、警報を出力する場
合のTn−1 ,Tn の組合せをいくつかのパターン
に場合分けしておき、実際の計測値の組合せが、これら
のパターンに該当するかどうかによって警報を出すかど
うかを決定すればよい。
[0015] In actual detection, it is not necessary to perform such calculations strictly; instead, the combinations of Tn-1 and Tn for outputting an alarm are divided into several patterns, and the actual measured values are It is only necessary to decide whether to issue a warning depending on whether the combination of the above corresponds to these patterns or not.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、復
調回路から出力される位相信号の周期の変化から可動要
素の移動加速度を検出し、この移動加速度から可動要素
が限界速度を超えることを事前に予測して警報を出力す
るようにしているので、可動要素が急激に移動した場合
でも、限界速度の超過を正確に検出することができ、計
測値の信頼性を大幅に向上させることができる。
As described above, according to the present invention, the moving acceleration of the movable element is detected from the change in the period of the phase signal output from the demodulation circuit, and from this moving acceleration, the moving element exceeds the limit speed. Since the system predicts this situation in advance and outputs a warning, it is possible to accurately detect exceeding the speed limit even when moving elements move rapidly, greatly improving the reliability of measured values. be able to.

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

【図1】  本発明の実施例に係る変位測定装置のブロ
ック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a displacement measuring device according to an embodiment of the present invention.

【図2】  同変位測定装置の作用を説明するための図
である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the displacement measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…検出器、2…検出器駆動部、3…復調回路、4…位
相検出部、5…計数部、6…表示部、7…周期計測部、
8…レジスタ、9…演算回路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Detector, 2...Detector drive part, 3...Demodulation circuit, 4...Phase detection part, 5...Counter part, 6...Display part, 7...Period measurement part,
8...Register, 9...Arithmetic circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  固定要素に対する可動要素の変位量に
応じて位相が変化する検出信号を出力する変位センサと
、この変位センサからの検出信号を復調して位相信号を
出力する復調回路と、この復調回路から出力される位相
信号の周期を検出する周期検出手段と、この周期検出手
段で検出された周期の変化から前記固定要素に対する前
記可動要素の加速度を検出する加速度検出手段と、この
加速度検出手段で検出された加速度に基づいて速度超過
警報を出力する警報出力手段とを具備してなることを特
徴とする変位測定装置。
1. A displacement sensor that outputs a detection signal whose phase changes depending on the amount of displacement of a movable element with respect to a fixed element; a demodulation circuit that demodulates the detection signal from this displacement sensor and outputs a phase signal; a period detection means for detecting the period of the phase signal output from the demodulation circuit; an acceleration detection means for detecting the acceleration of the movable element relative to the fixed element from a change in the period detected by the period detection means; 1. A displacement measuring device comprising: warning output means for outputting an overspeed warning based on the acceleration detected by the means.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013174554A (en) * 2012-02-27 2013-09-05 Mitsutoyo Corp Digital type displacement measuring instrument
CN104482901A (en) * 2014-10-29 2015-04-01 南京南瑞集团公司 Real dam displacement monitoring method under vibration condition

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013174554A (en) * 2012-02-27 2013-09-05 Mitsutoyo Corp Digital type displacement measuring instrument
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