JPH0460401A - Capacitance-type length measuring machine - Google Patents

Capacitance-type length measuring machine

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JPH0460401A
JPH0460401A JP16867490A JP16867490A JPH0460401A JP H0460401 A JPH0460401 A JP H0460401A JP 16867490 A JP16867490 A JP 16867490A JP 16867490 A JP16867490 A JP 16867490A JP H0460401 A JPH0460401 A JP H0460401A
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JP
Japan
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electrode
voltage
ring electrode
square wave
wave voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP16867490A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Kanayama
金山 淳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawaguchiko Seimitsu KK
Original Assignee
Kawaguchiko Seimitsu KK
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Filing date
Publication date
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Priority to JP16867490A priority Critical patent/JPH0460401A/en
Publication of JPH0460401A publication Critical patent/JPH0460401A/en
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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 improve temperature characteristics and stability and reduce cost by directly using square-wave voltage without using an electronic circuit for conversion so as to enable display of displacement and also enable adjustment of a measurement base point in a detecting unit. CONSTITUTION:Respective ring electrodes 9, 10, 11 for measurement, correction and reference are placed in a detecting unit so that their centers are positioned on the same center line, while a common core electrode 12 is placed so that it can be moved along the center axis in th electrodes 9, 10, 11. In addition, respective capacitors C1, C2, C3 for measurement, correction and reference are formed between the electrodes 9, 10, 11 and the electrode 12, respectively. Reference square-wave voltage E1, correction square-wave voltage E2 and measurement square-wave voltage E3 are applied to the electrodes 9, 10, 11, respectively. In this case if a direction wherein the electrode 12 enters the electrode 9 is assumed to be positive, a displacement amount X of the electrode 12 is detected from the voltage E3 which is proportional to the displacement amount X and also whose proportional coefficient is positive, so that it is possible to display the displacement and to adjust a measurement base point in the detecting unit, thereby improving temperature characteristics and stability and reducing cost.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、機械的な変位量を静電容量の変化量として
電気信号に変換する測長器に関するもので、特に変位量
と静電容量の関係が線形の関係にあり、比例定数が正で
ある測長器に関する。
[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention relates to a length measuring device that converts mechanical displacement into an electrical signal as a change in capacitance. This relates to a length measuring instrument in which the relationship is linear and the constant of proportionality is positive.

〈従来の技術〉 従来のこの種の静電容量型測長器としては、第6図に示
すような構造を有するものがあった。
<Prior Art> A conventional capacitive length measuring device of this type has a structure as shown in FIG.

図に示すように、この測長器の要部は、円筒状の基準電
tf!lと測定電極2と、この電極1.2内に同心状に
配置された円柱状の共通のコア電極3と、電[!1とコ
ア電極3との間を中心軸に沿って可動する円筒状のスク
リーン4とから構成されている。
As shown in the figure, the main part of this length measuring instrument is a cylindrical reference voltage tf! l, a measuring electrode 2, a cylindrical common core electrode 3 arranged concentrically within this electrode 1.2, and an electric [! 1 and a cylindrical screen 4 that is movable along the central axis between the core electrode 3 and the core electrode 3.

この電極1.2にはそれぞれ基準方形波電圧■、と測定
方形波電圧V、が印加されている。この電圧V、 、V
、は同一周波数で位相差180度(逆相)の方形波電圧
であり、電圧■、は一定、電圧■、は可変される。
A reference square-wave voltage ■, and a measurement square-wave voltage V, are respectively applied to the electrodes 1.2. This voltage V, ,V
, are square wave voltages with the same frequency and a phase difference of 180 degrees (opposite phase), the voltage (2) is constant, and the voltage (2) is variable.

このような構成からなる測長器の検出部において、電i
1とコア電極3との間には測定キャパシタC,(キャパ
シタンスCs+)が形成され、電極2とコア電極3との
間には基準キャパシタC,(キャパシタンスcr)が形
成される。
In the detection section of the length measuring device having such a configuration, the electric i
A measurement capacitor C, (capacitance Cs+) is formed between the electrode 2 and the core electrode 3, and a reference capacitor C, (capacitance cr) is formed between the electrode 2 and the core electrode 3.

この測長器においては、スクリーン4が変位して測定キ
ャパシタC,のキャパシタンスC1が変化すると、コア
電極3に誘導されるAC電圧が零となるように電子装置
により測定方形波電圧V。
In this length measuring instrument, an electronic device measures a square wave voltage V so that when the screen 4 is displaced and the capacitance C1 of the measuring capacitor C changes, the AC voltage induced in the core electrode 3 becomes zero.

が変化される。即ち、これは測定キャパシタC1に基準
方形波電圧Vrを印加することによりコア電極3に発生
する電流と、基準キャパシタCrに測定方形波電圧■、
を印加することによりコア電極3に発生する電流との和
が零となるように測定方形波電圧■、を変化させること
である。
is changed. That is, this is the current generated in the core electrode 3 by applying the reference square wave voltage Vr to the measurement capacitor C1, and the measurement square wave voltage ■,
The purpose is to change the measured square wave voltage (2) so that the sum of the current generated in the core electrode 3 by applying the voltage (2) becomes zero.

この関係から次のような関係式が成り立つ。From this relationship, the following relational expression is established.

c、v、 十C,V@ =O Van =  V r  Cm / Cr      
  ’・・(1)ここで、(1)式において電圧V、 
、V、はその位相差が180度であるため異符号となり
、■。
c, v, 10C, V@ = O Van = V r Cm / Cr
'...(1) Here, in equation (1), the voltage V,
, V have different signs because their phase difference is 180 degrees, and ■.

=−v、’と表すと、 Vat ==V、’C,/cr          −
(2>となる。
=−v,', Vat ==V,'C,/cr −
(2>.

この(2)式において比例定数v 、’/ c rは、
正となり、測定キャパシタC,のキャパシタンスC3と
測定方形波電圧V、どの関係は、キャノ(シタンスC,
が増加すると電圧V、も増加し、又キャパシタンスC,
が減少すると電圧■、も減少する。
In this equation (2), the proportionality constant v,'/cr is,
The relationship between the capacitance C3 of the measuring capacitor C and the measured square wave voltage V is given by the capacitance C,
When increases, the voltage V also increases, and the capacitance C,
When , decreases, voltage ■ also decreases.

第6図において、スクリーン4を電極1内に差し込むよ
うに移動(図中右方向に移動)させたときの変位Xを正
とすると、測定キャパシタC1のキャパシタンスC1は
次の式で表される。
In FIG. 6, if the displacement X when the screen 4 is moved so as to be inserted into the electrode 1 (moved to the right in the figure) is positive, then the capacitance C1 of the measurement capacitor C1 is expressed by the following equation.

C,=CG  (1−aX) =−aCg X+cg       −(3)ここでc
(、はスクリーン4が基準位置にあるとき(X=O)の
測定キャパシタC1のキャパシタンスを表すものであり
、aは正の比例定数である。
C,=CG (1-aX) =-aCg X+cg -(3) where c
(, represents the capacitance of the measurement capacitor C1 when the screen 4 is in the reference position (X=O), and a is a positive proportionality constant.

上記(2)、(3)式より、測定方形波電圧■1は次の
ような変位Xの一次式として表すことができる。
From the above equations (2) and (3), the measured square wave voltage (1) can be expressed as a linear equation of the displacement X as follows.

Vm −(Vr’acg X/Cr )+ (Vr’C
Vm - (Vr'acg X/Cr) + (Vr'C
.

/cr )           ・・・(4)(4)
式に示すように、比例定数−V 、 ’ a c 6/
 c rは、必ず負の値となり、これにより第7図に示
すように、変位Xが増加すると測定方形波電圧V、は減
少し、変位Xが減少すると電圧V、は増加することにな
る。
/cr) ...(4)(4)
As shown in the equation, the proportionality constant −V, ' a c 6/
cr is always a negative value, and as a result, as shown in FIG. 7, when the displacement X increases, the measured square wave voltage V, decreases, and when the displacement X decreases, the voltage V, increases.

このように、スクリーン4の変位Xを電極1内に差し込
む方向を正とすると、変位Xと測定方形波電圧V、の増
加、減少の関係は逆になり、変位Xと電圧V、は線形の
関係にはあるが比例関係にないことになる。
In this way, if the direction in which the screen 4 is inserted into the electrode 1 is positive, the relationship between increase and decrease in the displacement X and the measured square wave voltage V is reversed, and the displacement X and the voltage V are linear. Although there is a relationship, it is not a proportional relationship.

一般に、スクリーン4にはスピンドルが直結されており
、このスピンドルが押し込まれる方向、即ちスクリーン
4が電f!1内に差し込まれる方向を正の値として表示
している。
Generally, a spindle is directly connected to the screen 4, and the direction in which this spindle is pushed, that is, the direction in which the screen 4 is pushed is the electric f! The direction of insertion into 1 is displayed as a positive value.

従って、前述したような変位Xと測定方形波電圧V、ど
の関係において、この電圧V、を電圧計等で計測して変
位Xを表示する場合、電圧V、と変位Xとの線形の関係
を保ちながらその比例定数が正となるように電圧V、を
更に変換することが必要となる。
Therefore, when measuring the voltage V with a voltmeter or the like to display the displacement X, what is the relationship between the displacement It is necessary to further convert the voltage V so that its proportionality constant becomes positive while maintaining the voltage V.

このため、この変換には精度の良い演算回路等の電子回
路が必要であった。
Therefore, this conversion requires electronic circuits such as highly accurate arithmetic circuits.

〈発明が解決しようとする課題〉 上記のように、従来の静電容量型測長器において、実際
に測定方形波電圧V1を利用して変位Xを表示するには
、電子回路を使用することが必要である。このような電
子回路の付加はコストアップにつながると共に、回路の
安定性及び温度特性を低下させる要因になるという課題
を生ヒさせるものであった。
<Problems to be Solved by the Invention> As mentioned above, in the conventional capacitive length measuring device, an electronic circuit must be used to actually display the displacement X using the measured square wave voltage V1. is necessary. The addition of such an electronic circuit not only leads to an increase in cost, but also causes problems in that it becomes a factor that deteriorates the stability and temperature characteristics of the circuit.

又、従来の静電容量型測長器における測定基点の調整は
、電子装置のみでしか行うことができず、同じ電子装置
を使用して複数の測長器を構成した場合には、測定基点
を各測長器の検出部にそれぞれ合わせることが必要であ
った。
In addition, adjustment of the measurement reference point in conventional capacitive length measuring instruments can only be performed using an electronic device, and when multiple length measuring devices are configured using the same electronic device, the measurement reference point can be adjusted using the same electronic device. It was necessary to match the detection section of each length measuring device.

本発明は、上記従来例における変換用の電子回路を使用
することなく、直接方形波電圧を使用して変位を表示可
能にすると共に、測定基点を検出部内で調整可能とし、
これによりコストダウンを図り、又温度特性及び安定性
を向上させた静電容量型測長器を提供することを目的と
する。
The present invention makes it possible to display displacement directly using a square wave voltage without using the conversion electronic circuit in the conventional example, and also makes it possible to adjust the measurement reference point within the detection unit,
The object of the present invention is to provide a capacitance type length measuring device that reduces costs and improves temperature characteristics and stability.

〈課題を解決するための手段〉 本発明の静電容量型測長器は、同一中心線上に配置され
た円筒状の測定リング電極、補正リング電極及び基準リ
ング電極と、これらの電極内をその中心軸に沿って可動
する略円柱状の共通コア電極とを備え、測定リング電極
、補正リング電極及び基準リング電極と共通コア電極と
の間にそれぞれ測定キャパシタC1、補正キャパシタC
2及び基準キャパシタC5を形成している。
<Means for Solving the Problems> The capacitive length measuring device of the present invention includes a cylindrical measuring ring electrode, a correction ring electrode, and a reference ring electrode arranged on the same center line, and A substantially cylindrical common core electrode that is movable along the central axis is provided, and a measurement capacitor C1 and a correction capacitor C are provided between the measurement ring electrode, the correction ring electrode, the reference ring electrode, and the common core electrode, respectively.
2 and a reference capacitor C5.

この測定リング電極、補正リング電極及び基準リング電
極には、それぞれ基準方形波電圧E0、補正方形波電圧
E2及び測定方形波電圧E3が印加されている。この補
正方形波電圧E2は、基準方形波電圧E1と同一周波数
で逆相になるように設定されており、又測定方形波電圧
Emも、基準方形波電圧E1と同一周波数で逆相に設定
されている。
A reference square wave voltage E0, a supplementary square wave voltage E2, and a measurement square wave voltage E3 are applied to the measurement ring electrode, correction ring electrode, and reference ring electrode, respectively. This complementary square wave voltage E2 is set to have the same frequency and opposite phase as the reference square wave voltage E1, and the measurement square wave voltage Em is also set to have the same frequency and opposite phase as the reference square wave voltage E1. ing.

又、この測長器においては、補正方形波電圧E2と、補
正キャパシタC2のキャパシタンスc2のいずれか一方
又は両方を調整することにより、測定コア電極の変位X
が零のときの測定キャパシタCIのキャパシタンスco
と基準方形波電圧E1の積Co1E5lと、補正キャパ
シタC2のキャパシタンスc2と補正方形波電圧E2の
積C2E21とが等しくなるように設定されている。
In addition, in this length measuring device, the displacement
The capacitance co of the measuring capacitor CI when is zero
The product Co1E5l of the reference square wave voltage E1 and the product C2E21 of the capacitance c2 of the correction capacitor C2 and the complementary square wave voltage E2 are set to be equal.

更に共通コア電極の変位により測定キャパシタC1のキ
ャパシタンスc1が変化すると、共通コア電極に誘導さ
れる帰還電圧Emが零となるように、電子装置により一
定のDCt圧と可変の測定DC電圧Eoとの間を交互に
切り換えることによって測定方形波電圧が可変される。
Further, when the capacitance c1 of the measuring capacitor C1 changes due to the displacement of the common core electrode, the electronic device changes the constant DCt pressure and the variable measuring DC voltage Eo so that the feedback voltage Em induced in the common core electrode becomes zero. The measured square wave voltage is varied by alternating between the two.

く作用〉 本発明の静電容量型測長器においては、共通コア電極に
誘導される帰還電圧Emが零となるように測定方形波電
圧E3を変化させている。
Effect> In the capacitance type length measuring device of the present invention, the measurement square wave voltage E3 is changed so that the feedback voltage Em induced in the common core electrode becomes zero.

即ち、帰還電圧Emを零にするには、測定キャパシタC
I、補正キャパシタC2及び基準キャパシタC3により
それぞれ共通コア電極に誘導される電流の和を零にする
ように測定方形波電圧E3を可変する。
That is, in order to make the feedback voltage Em zero, the measurement capacitor C
The measured square wave voltage E3 is varied so that the sum of the currents induced in the common core electrode by I, the correction capacitor C2, and the reference capacitor C3, respectively, becomes zero.

本発明においては、測定キャパシタclと補正キャパシ
タC2にそれぞれ印加される基準方形波電圧E1と補正
方形波電圧E2が逆相の電圧であるため、これにより誘
導される電圧は互いに打ち消し合うことになる。
In the present invention, since the reference square wave voltage E1 and the complementary square wave voltage E2 applied to the measurement capacitor cl and the correction capacitor C2 are voltages with opposite phases, the voltages induced thereby cancel each other out. .

更に、変位Xが零のときに、測定キャパシタC9及び補
正キャパシタc2により誘導される電流値、即ちCQ 
 IEt  lとC21E21とが等しくなるように設
定されている。
Furthermore, when the displacement X is zero, the current value induced by the measurement capacitor C9 and the correction capacitor c2, that is, CQ
IEtl and C21E21 are set to be equal.

この条件下において、変位Xが零のときには、測定キャ
パシタCIと補正キャパシタc2により誘導される電流
は等しいのでその和は零になる。
Under this condition, when the displacement X is zero, the currents induced by the measurement capacitor CI and the correction capacitor c2 are equal, so their sum becomes zero.

従って、基準キャパシタC3により誘導される電流を零
にするため、即ち03 Eg =Oとするなめ、測定方
形波電圧Emは零になる。
Therefore, in order to make the current induced by the reference capacitor C3 zero, ie, 03 Eg =O, the measured square wave voltage Em becomes zero.

又、共通コア電極が変位して測定リング電極の中に入っ
て測定キャパシタC1のキャパシタンスClが増加する
と、基準方形波電圧E1は一定であるため、誘導される
電流は増加し、又補正キャパシタC2により誘導される
電流は一定であるため、電流の絶対値の総和は増加する
Also, when the common core electrode is displaced into the measuring ring electrode and the capacitance Cl of the measuring capacitor C1 increases, the induced current increases because the reference square wave voltage E1 is constant, and the current induced in the correction capacitor C2 increases. Since the current induced by is constant, the sum of the absolute values of the currents increases.

従って、誘導電流の総和を零にするためには、基準キャ
パシタC3に印加する測定方形波電圧E3を増加して測
定キャパシタC8及び補正キャパシタC2による誘導電
流の和を打ち消す方向に電流を誘導することが必要であ
り、この電圧Emは電子装置により増加される。
Therefore, in order to make the sum of induced currents zero, the measurement square wave voltage E3 applied to the reference capacitor C3 must be increased to induce a current in a direction that cancels the sum of the induced currents by the measurement capacitor C8 and the correction capacitor C2. is required, and this voltage Em is increased by the electronics.

このように本発明における測長器では、共通コア電極の
変位に応じて測定方形波電圧Emが零から徐々に増大す
る比例関係を持つことになる。
In this manner, the length measuring device according to the present invention has a proportional relationship in which the measured square wave voltage Em gradually increases from zero in accordance with the displacement of the common core electrode.

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

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

9.10.11はそれぞれ円筒状をした測定リング電極
、補正リング電極及び基準リング電極である。これらリ
ング電極9.10.11は、その中心が同一中心線上に
位置するように配置されている。
9, 10, and 11 are a measuring ring electrode, a correction ring electrode, and a reference ring electrode, each having a cylindrical shape. These ring electrodes 9, 10, 11 are arranged so that their centers are located on the same center line.

12は略円柱状の共通コア電極であり、その−端面側か
ら中心軸に沿って形成された取付穴12aを有するもの
である。
Reference numeral 12 denotes a substantially cylindrical common core electrode, which has a mounting hole 12a formed along the central axis from its negative end face side.

この共通コア電[i12の取付穴12aには、円筒形状
の絶縁物14を介して軸受16により支持されているス
ピンドル15が挿入されて一体的に取り付けられており
、このスピンドル15の移動により共通コア電極12の
中心軸が測定リング電極9、補正リング電極10及び基
準リング電fai11の中心軸上を移動するように構成
されている。
A spindle 15 supported by a bearing 16 is inserted through a cylindrical insulator 14 into the mounting hole 12a of the common core electric wire 12 and is integrally attached thereto. The center axis of the core electrode 12 is configured to move on the center axes of the measurement ring electrode 9, the correction ring electrode 10, and the reference ring electrode fai11.

本実施例においては、共通コア電極12のスピンドル1
5が取り付けられている端部の反対側の端部が測定リン
グ電8i!9内の端に位置し、スピンドル15が押し込
まれるとこの共通コア電極12の端部が測定リング電極
9内に入り込み、この方向を正と設定している。又、こ
の共通コア電極12は、これが移動しても常時補正リン
グ電極10及び基準リング電極11を貫通し、これらの
電極10.11に対向する面積及び距離が変化しないよ
うにその長さ及び位置が決められている。
In this embodiment, the spindle 1 of the common core electrode 12
The end opposite to the end where 5 is attached is the measuring ring electric 8i! When the spindle 15 is pushed in, the end of this common core electrode 12 enters into the measuring ring electrode 9, and this direction is set as positive. Further, even if the common core electrode 12 moves, it always penetrates the correction ring electrode 10 and the reference ring electrode 11, and its length and position are adjusted so that the area and distance facing these electrodes 10 and 11 do not change. has been decided.

上記測定リング電極9、補正リング電極lO及び基準リ
ング電極11と共通コア電極12との間にはそれぞれ測
定キャパシタC1、補正キャパシタC2及び基準キャパ
シタc1が形成される。これら測定キャパシタC1、補
正キャパシタC2及び基準キャパシタC3のキャパシタ
ンスは、それぞれC1、C3及びC3であり、キャパシ
タンスC1は共通コア電極12の変位により、対向する
測定リング電極9と共通コア電極12の面積が変わるこ
とにより可変される。
A measurement capacitor C1, a correction capacitor C2, and a reference capacitor c1 are formed between the measurement ring electrode 9, the correction ring electrode 1O, the reference ring electrode 11, and the common core electrode 12, respectively. The capacitances of the measurement capacitor C1, correction capacitor C2, and reference capacitor C3 are C1, C3, and C3, respectively. It is variable by changing.

又、測定リング電極9、補正リング電極lO及び基準リ
ング電極11には、それぞれ基準方形波電圧E1、補正
方形波電圧E2及び測定方形波電圧E3が印加されてい
る。この基準方形波電圧Emは常に一定であり、又補正
方形波電圧E2はこの電圧E1の周波数と同一周波数を
有し、位相差が180度となる逆相の電圧に設定されて
おり、これも常に一定に保たれている。測定方形波電圧
E3は、電圧E2と同じく、電圧Emと同一周波数で逆
相の電圧であり、後述する電子装置により可変される。
Further, a reference square wave voltage E1, a supplementary square wave voltage E2, and a measurement square wave voltage E3 are applied to the measurement ring electrode 9, the correction ring electrode IO, and the reference ring electrode 11, respectively. This reference square wave voltage Em is always constant, and the complementary square wave voltage E2 has the same frequency as this voltage E1, and is set to an opposite phase voltage with a phase difference of 180 degrees. always kept constant. The measurement square wave voltage E3, like the voltage E2, has the same frequency and opposite phase as the voltage Em, and is varied by an electronic device to be described later.

この測定方形波電圧E3の可変は、3つのキャパシタ0
1〜C9により共通コア電極12に誘導される帰還電圧
Emが零になるように電子装置により可変される。
This measurement square wave voltage E3 is variable by three capacitors 0
1 to C9, the feedback voltage Em induced in the common core electrode 12 is varied by the electronic device so that it becomes zero.

更に、本実施例においては、共通コア電極12の変位X
が零のときのキャパシタC1のキャパシタンスをCQと
すると、CQ  I E+  I =C21E21とな
るように予め補正方形波電圧E2とキャパシタンスc2
のいずれが一方又は両方が調整されている。
Furthermore, in this embodiment, the displacement X of the common core electrode 12
If the capacitance of capacitor C1 when is zero is CQ, then complementary square wave voltage E2 and capacitance c2 are set in advance so that CQ I E+ I = C21E21.
Either one or both are being adjusted.

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

スピンドル15が移動し、これにより共通コア電極12
が第1図中右方向に変位すると、キャノ(シタC1のキ
ャパシタンスC1は変化する。これと同時に、後述する
電子装置が働いて、共通コア電極12に誘導される帰還
電圧Emが零となるように測定方形波電圧E3が可変さ
れる。
The spindle 15 moves, thereby causing the common core electrode 12
When C1 is displaced to the right in FIG. The measurement square wave voltage E3 is varied.

即ち、キャパシタC菫〜C3によりそれぞれ共通コア電
極12に誘導される電流を11.12、i3とすると、
次式を満足するように測定方形波電圧E3が可変される
That is, if the currents induced in the common core electrode 12 by the capacitors C to C3 are respectively 11.12 and i3,
The measured square wave voltage E3 is varied so as to satisfy the following equation.

il +i2 +i3 =O・・・(5)キャパシタ0
1〜C3のキャパシタンスがそれぞれC1〜C3であり
、測定リング電極9、補正リング電1Filo及び基準
リング電1fllに印加される電圧がそれぞれEm〜E
mであることから、(5)式は次のように表せる。
il +i2 +i3 =O...(5) Capacitor 0
The capacitances of 1 to C3 are C1 to C3, respectively, and the voltages applied to the measurement ring electrode 9, the correction ring electrode 1Filo, and the reference ring electrode 1fll are Em to E, respectively.
Since m, equation (5) can be expressed as follows.

c)Em 十c2 E2 +C3E3 ==0従って、
測定方形波電圧E3は次式のように表すことができる。
c) Em +c2 E2 +C3E3 ==0 Therefore,
The measured square wave voltage E3 can be expressed as follows.

E3−− (c+ Em+C2E2 )/C3・・・(
6) 電圧E3とElは逆相の方形波電圧であり、又電圧Em
とE2は同相の方形波電圧であることから、E1’−−
Et と置き換えて(6)式を書き換えると、測定方形
波電圧E3は次式のようになる、E3−(c+ El’
  C2E2 )/C3−(7)一方、スピンドル15
が第1図中右方向に移動し、共通コア電極12が測定リ
ング電[9内に入り込む方向を正と設定し、X−0のと
きの測定キャパシタC2のキャパシタンスをC8とする
と、キャパシタンスC1は次式で表すことができる。
E3-- (c+Em+C2E2)/C3...(
6) The voltages E3 and El are square wave voltages with opposite phases, and the voltage Em
and E2 are in-phase square wave voltages, so E1'--
If Et is replaced and equation (6) is rewritten, the measured square wave voltage E3 becomes as follows, E3-(c+El'
C2E2 )/C3-(7) On the other hand, spindle 15
moves to the right in FIG. 1, the direction in which the common core electrode 12 enters the measuring ring voltage [9] is set as positive, and the capacitance of the measuring capacitor C2 at X-0 is C8, then the capacitance C1 is It can be expressed by the following formula.

C1=co  (1+bX)       ・・(8’
)ここでbは測定キャパシタC1を形成する測定リング
電極9の内径、共通コア電極12の外径及びキャパシタ
ンスc(、をキャパシタC1の誘電体の誘電率ε、で割
った商CO/ε、により定まる値であり、正の定数であ
る。
C1=co (1+bX)...(8'
) where b is the inner diameter of the measuring ring electrode 9 forming the measuring capacitor C1, the outer diameter of the common core electrode 12 and the capacitance c (, by the quotient CO/ε, divided by the dielectric constant ε of the dielectric of the capacitor C1). It is a fixed value and is a positive constant.

この(8)式を(7)式に代入すると測定方形波電圧E
3は、 E3 = (bcoE1’X/cs )+ (co E
tC2E2)/c)       ・・・(9)と表す
ことができ、 α=bcoE1’/c3、 β−(c、、 E+’  C2E2 )/C3−(10
)とおくと、(9)式は次のように変形される。
Substituting this equation (8) into equation (7), the measured square wave voltage E
3 is E3 = (bcoE1'X/cs) + (co E
tC2E2)/c) ...(9), α=bcoE1'/c3, β-(c,, E+'C2E2)/C3-(10
), equation (9) is transformed as follows.

E3−aX+β        ・・・(11)本実施
例においては、C2l E2  l ==(ol Eと
なるように設定してあり、これはC2E2=coEm’
と置き換えることができ、これを(10)式に代入する
とβ=0となる。従って、測定方形波電圧E3は次式で
表すことができる。
E3-aX+β...(11) In this example, it is set so that C2l E2 l ==(ol E, which is C2E2=coEm'
By substituting this into equation (10), β=0. Therefore, the measured square wave voltage E3 can be expressed by the following equation.

E3−aX=c6 E1’bX/c3 ++、(12)
この比例定数αは、正の値であるため、電圧E3と変位
Xとの関係は、第2図に示すように変位Xが増加すると
電圧E3は変位Xに正比例して増加し、又変位Xが減少
すると電圧Emは変位Xに正比例して減少し、更に変位
Xが零のときには電圧E3も零となる関係になる。
E3-aX=c6 E1'bX/c3 ++, (12)
Since this proportionality constant α is a positive value, the relationship between voltage E3 and displacement X is as shown in FIG. When the voltage Em decreases, the voltage Em decreases in direct proportion to the displacement X, and when the displacement X is zero, the voltage E3 also becomes zero.

尚、(9)式に示すように、電圧E3はC6/C3,C
2/C3というようにキャパシタンスの比で構成されて
いるので、キャパシタ01〜c1が同一誘電体て構成さ
れていれば誘電率の影響を受けることは全くない。
Furthermore, as shown in equation (9), the voltage E3 is C6/C3,C
Since the capacitance ratio is 2/C3, if the capacitors 01 to c1 are made of the same dielectric material, they will not be affected by the dielectric constant at all.

又、C21E21≠Co IEI  lの場合、βは零
でない定数となるので、電圧E3はβ分だけ増加し、測
定した長さの表示値は見掛は上X−0の点がβ/αだけ
マイナス側に移動することになる。
Also, in the case of C21E21≠Co IEI l, β is a non-zero constant, so the voltage E3 increases by β, and the displayed value of the measured length appears to be at the upper X-0 point by β/α. It will move to the negative side.

従って、C21E21=co  IEI  1の関係に
設定することが必要であるが、こσ)ように設定するに
は前述したようにキャパシタンスC2及び電圧E2の一
方又は両方を調整することがl・要である。本実施例に
おいてキャパシタンスc2を調整するには、補正り〉′
グミ極10に取り付けられている径の大きい調整ネジ4
2でおよその調整を行い、次に径の小さい調整ネジ43
て微調整を行って調整する。
Therefore, it is necessary to set the relationship C21E21=co IEI 1, but in order to set it like this, it is necessary to adjust one or both of the capacitance C2 and the voltage E2 as described above. be. In this embodiment, in order to adjust the capacitance c2, the correction
Large diameter adjustment screw 4 attached to Gummy pole 10
Make approximate adjustments with 2, then use the adjustment screw 43 with the smaller diameter.
Make fine adjustments.

又、一般に電圧E2を調整する場合には、電子装置側に
温度特性良好なポテンショメータ等の電気部品が用いら
れるが、更に厳しい温度特性良好なることが要求される
場合には、゛このような電気部品を使用しないことが望
ましい。この場合にも、本実施例においては補正キャパ
シタC2を調整することにより電気部品により電圧E2
を調整することなくX−0の点の調整が可能である。又
、この補正キャパシタC2及びその調整ネジ42.43
を設けたことにより、複数の検出部を同時に使用する場
合でも、その全ての測定原点を一致させることが可能で
ある。
In addition, when adjusting the voltage E2, electrical components such as potentiometers with good temperature characteristics are generally used on the electronic device side, but if even stricter temperature characteristics are required, such electrical components are used. It is preferable not to use parts. In this case as well, in this embodiment, by adjusting the correction capacitor C2, the voltage E2 is
It is possible to adjust the X-0 point without adjusting. Also, this correction capacitor C2 and its adjustment screws 42 and 43
By providing this, even when a plurality of detection units are used simultaneously, it is possible to make the measurement origins of all of them coincide.

更に、本実施例における基準キャパシタC3のキャパシ
タンスC5は、大きな調整ネジ18によりおよその調整
が行われ、次に小さな調整ネジ1つにより微調整が行わ
れることにより調整される。
Furthermore, the capacitance C5 of the reference capacitor C3 in this embodiment is adjusted by making an approximate adjustment with the large adjustment screw 18 and then making a fine adjustment with one small adjustment screw.

このため、複数の検出部におけるキャパシタンスc3を
同一の値に調整することができ、複数の検出部を同一の
電子装置に接続することが可能である。
Therefore, the capacitance c3 in the plurality of detection sections can be adjusted to the same value, and it is possible to connect the plurality of detection sections to the same electronic device.

又、本実施例における測定キャパシタC1、補正キャパ
シタC2及び基準キャパシタC9は、円筒状の測定リン
グ電極9、補正リング電極10及び基準リング電極11
と共通コア電極12とからそれぞれ構成されており、更
にこの共通コア電極12はスピンドル15と共にこれら
のリング電極9.10.11の中心軸に沿って移動し、
その移動方向以外への動きが拘束されている。
Furthermore, the measurement capacitor C1, the correction capacitor C2, and the reference capacitor C9 in this embodiment include a cylindrical measurement ring electrode 9, a correction ring electrode 10, and a reference ring electrode 11.
and a common core electrode 12, which moves together with the spindle 15 along the central axis of these ring electrodes 9, 10, 11,
Movement in directions other than the direction of movement is restricted.

このため、衝撃などにより、中心軸同志の距離が僅かに
変化しても、(12)式の比例定数を構成しているbの
変動は非常に微小であり、電圧E3にはほとんど影響が
ない。
Therefore, even if the distance between the central axes changes slightly due to an impact, etc., the change in b, which constitutes the proportionality constant in equation (12), is extremely small and has almost no effect on the voltage E3. .

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

そのため、本実施例では電圧Em〜Em 、E。Therefore, in this embodiment, the voltages Em to Em, E.

を導くための検出部と電子装置とを結ぶ線をシールド2
1〜24によりシールドしている。
Shield the wire connecting the detection unit and the electronic device to guide the
1 to 24 are shielded.

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

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

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

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

又、測定リング電極9、補正リング電極10、基準リン
グ電極11及び共通コア電極12の材質を同一とするこ
とにより、部品の熱膨張が同一となり、温度変化による
キャパシタのアンバランスを防止でき、検出部の温度性
能の向上を図ることができる。
In addition, by making the measurement ring electrode 9, the correction ring electrode 10, the reference ring electrode 11, and the common core electrode 12 of the same material, the thermal expansion of the parts becomes the same, and it is possible to prevent capacitor imbalance due to temperature changes, making it possible to detect The temperature performance of the parts can be improved.

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

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

31.32は電子スイッチであり、電子スイッチ31は
DC電圧Erと接地レベルとの間を電圧E oscに応
答して切り換えて基準方形波電圧E。
31 and 32 are electronic switches which switch between the DC voltage Er and the ground level in response to the voltage E osc to generate the reference square wave voltage E.

とじて出力し、電子スイッチ32はDC電圧−Emと接
地レベルとの間を電圧E oscに応答して切り換えて
補正方形波電圧E2として出力する。
The electronic switch 32 switches between the DC voltage -Em and the ground level in response to the voltage E osc and outputs it as a complementary square wave voltage E2.

33は帰還電圧Emを入力する入力増幅器であり、34
はその出力電圧E4を入力して電圧EosCの半周期ご
と(tll、t12、t13”’及びt旧、t22、t
23・・・ごと)に復調する復調器、35は復調された
電圧を入力する差動積分器、36はその出力するDC電
圧E。と接地レベルとの間を電圧E oscに応答して
切り換えて測定方形波電圧E3として出力する電子スイ
ッチである。
33 is an input amplifier that inputs the feedback voltage Em;
inputs its output voltage E4 and outputs it every half cycle of voltage EosC (tll, t12, t13"' and t old, t22, t
35 is a differential integrator that inputs the demodulated voltage, and 36 is the output DC voltage E. This is an electronic switch that switches between the voltage E osc and the ground level in response to the voltage E osc and outputs it as a measured square wave voltage E3.

上記電子装置において、電圧E1.E2は、それぞれ異
なる極性のDC電圧が同一タイミングで断続的に電子ス
イッチ31.32から出力されるので、同一周波数で逆
相の方形波電圧となる。
In the above electronic device, the voltage E1. Since DC voltages of different polarities are intermittently output from the electronic switches 31 and 32 at the same timing, E2 becomes a square wave voltage of the same frequency and opposite phase.

又、電圧E3は、差動積分器35からのDC電圧Eoが
電圧E oscのタイミングで断続的に電子スイッチ3
6から出力されることにより合成される。
Further, the voltage E3 is intermittently applied to the electronic switch 3 at the timing when the DC voltage Eo from the differential integrator 35 reaches the voltage Eosc.
It is synthesized by outputting from 6.

このDC電圧E。は、次のようにして合成される。This DC voltage E. is synthesized as follows.

はじめに、帰還電圧Emが入力増幅器33にて増幅され
、増幅された電圧E4は復調器34にて半周期ごとに復
調される。更に、復調された電圧が零でない場合に復調
された電圧の振幅及び極性の関数としてこの復調された
電圧が零に達するまで差動積分器35が出力するDC電
圧E。は変化される。
First, the feedback voltage Em is amplified by the input amplifier 33, and the amplified voltage E4 is demodulated every half cycle by the demodulator 34. Furthermore, the DC voltage E output by the differential integrator 35 as a function of the amplitude and polarity of the demodulated voltage, if the demodulated voltage is not zero, until this demodulated voltage reaches zero. is changed.

この結果、電圧EmはDC電圧E。と共に差動積分器3
5の入力電圧が零に達するまで変fヒする。
As a result, the voltage Em is the DC voltage E. together with differential integrator 3
5 until the input voltage reaches zero.

これにより電圧E3は(9)式の関係を満足することに
なり、変位Xに正比例し、更に比例定数は正の値となる
As a result, the voltage E3 satisfies the relationship of equation (9), is directly proportional to the displacement X, and has a positive proportionality constant.

〈発明の効果〉 本発明によれば、共通コア電極の変位1.Xは。<Effect of the invention> According to the invention, the displacement of the common core electrode 1. X is.

共通コア電極が測定リング電極内に入り込む方向を正と
すると、この変位Xに正比例すると共に比例定数が正と
なる測定方形波電圧E3から検出することができる。従
って、従来例のような演算回路等の電子回路が不要とな
り、このような電子回路による安定度への影響や温度特
性の影響を排除することができ、安定性及び温度特性を
向上し、更にコストダウンを図ることもできる。
If the direction in which the common core electrode enters the measurement ring electrode is positive, it can be detected from the measurement square wave voltage E3 which is directly proportional to this displacement X and has a positive proportionality constant. Therefore, electronic circuits such as arithmetic circuits as in conventional examples are not required, and the influence of such electronic circuits on stability and temperature characteristics can be eliminated, improving stability and temperature characteristics. It is also possible to reduce costs.

又、補正キャパシタとそのキャパシタンス調整用の調整
ネジを設けたことにより、検出部の零点調整をポテンシ
ョメータ等の電気部品なして行うことが可能となり、こ
の電気部品の安定度への影響や温度特性の影響を排除す
ることができ、安定性及び温度性能の向上を図ることが
できる。
In addition, by providing a correction capacitor and an adjustment screw for adjusting its capacitance, it is possible to adjust the zero point of the detection section without using electrical components such as a potentiometer. The influence can be eliminated, and stability and temperature performance can be improved.

特に、検出部を移動することなく、検出部側で零点調整
することができるため、機械類に取り付けて使用する場
合、一般に機械側に設けられる微動の零点調整装置を不
要とすることができる。このため、1つの電子装置に多
数の検出部を切り換え使用する場合に特に有効である。
In particular, since the zero point can be adjusted on the detecting section side without moving the detecting section, when used attached to machinery, it is possible to eliminate the need for a fine movement zero point adjusting device that is generally provided on the machine side. Therefore, it is particularly effective when switching and using a large number of detection units in one electronic device.

更に、基準キャパシタと補正キャパシタにキャパシタン
ス調整用の調整ネジをそれぞれ設けたことにより、異な
る検出部を共通の電子装置に測定原点等の校正をするこ
となしに接続することができる。
Furthermore, by providing adjustment screws for capacitance adjustment on the reference capacitor and the correction capacitor, it is possible to connect different detection units to a common electronic device without calibrating the measurement origin or the like.

又、測定方形波電圧Emはキャパシタンスの比で構成さ
れているので、全てのキャパシタの誘電体を同一とする
ことにより誘電率の影響を全く受けることがない。
Furthermore, since the measured square wave voltage Em is constituted by the ratio of capacitances, it is not affected by the dielectric constant by making the dielectrics of all capacitors the same.

更に、測定リング電極、補正リング電極及び基準リング
電極と共通コア電極の中心軸を一致させているので、中
心軸同志の距離が変化したとじても測定電圧への影響を
非常に小さくすることかできる。
Furthermore, since the center axes of the measurement ring electrode, correction ring electrode, reference ring electrode, and common core electrode are aligned, even if the distance between the center axes changes, the effect on the measurement voltage can be minimized. can.

又、スピンドルの軸受にボールリテーナを用いて、予圧
状態にしておくことにより、スピンドルのガタを零とす
ることができ、スピンドルのガタの影響をなくすことが
できる。
Furthermore, by using a ball retainer in the spindle bearing and keeping it in a preloaded state, the play of the spindle can be reduced to zero, and the influence of the play of the spindle can be eliminated.

更に、検出部内にインピーダンス変成器と放電用抵抗を
設けることにより、高感度、高精度か要求されない場合
には、電圧E1〜E3、Em’を導く線をまとめてシー
ルドすることができる。
Furthermore, by providing an impedance transformer and a discharge resistor in the detection section, when high sensitivity and high precision are not required, the lines leading to the voltages E1 to E3 and Em' can be shielded together.

又、キャパシタ01〜C3を構成する測定リング電極9
、補正リング電Fi!lO1基準リング電極11、共通
コア電極12の材質を同一とすることにより、検出部の
温度性能の向上を図ることができる。
Moreover, the measurement ring electrode 9 that constitutes the capacitors 01 to C3
, Correction ring electric Fi! By using the same material for the lO1 reference ring electrode 11 and the common core electrode 12, it is possible to improve the temperature performance of the detection section.

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

第1図は本発明の一実施例に係る静電容量型測長器の検
出部の構造を示す図、 第2図は第1図に示す測定コア電極の変位Xと測定方形
波電圧Emとの関係を示す図、第3図は第1図に示す検
出部に取り付けられるインピーダンス変成器を示す回路
図、 第4図は本発明の実施例に係る静電容量型測長器の電子
装置の構成を示す図、 第5図は第4図における電圧の位相関係を示すタイムチ
ャート。 第6図は従来の静電容量型測長器の検出部の構造を示す
図、 第7図は第6図に示す測長器における基準方形波電圧V
、とスクリーンの変位Xとの関係を示す図である。 9・・・測定リング電極、 10・・・補正リング電極、 11・・・基準リング電極、 12・・・共通コア電極、 15・・・スピンドル、 16・・・軸受、 18.19.42.43・・・調整ネジ、21.22.
23.24・・・シールド、26・・・インピーダンス
変成器、 27 ・ 30 ・ 31. 33 ・ 34 ・ 35 ・ E。 E。 ・放電用抵抗、 ・発振器、 32.36・・・電子スイッチ、 入力増幅器、 ・復調器、 ・差動積分器、 ・基準方形波電圧、 ・補正方形波電圧、 ・測定方形波電圧、 ・帰還電圧、 ・測定キャパシタ、 ・補圧キャパシタ、 ・基準キャパシタ。 第 2  図 第 図
FIG. 1 is a diagram showing the structure of a detection section of a capacitive length measuring device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows the displacement X of the measuring core electrode and the measuring square wave voltage Em shown in FIG. FIG. 3 is a circuit diagram showing the impedance transformer attached to the detection unit shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 5 is a time chart showing the voltage phase relationship in FIG. 4. Fig. 6 is a diagram showing the structure of the detection section of a conventional capacitive length measuring device, and Fig. 7 is a reference square wave voltage V in the length measuring device shown in Fig. 6.
, and the displacement X of the screen. 9...Measuring ring electrode, 10...Correction ring electrode, 11...Reference ring electrode, 12...Common core electrode, 15...Spindle, 16...Bearing, 18.19.42. 43...adjustment screw, 21.22.
23.24... Shield, 26... Impedance transformer, 27 ・ 30 ・ 31. 33 ・ 34 ・ 35 ・ E. E.・Discharge resistor, ・Oscillator, 32.36...electronic switch, input amplifier, ・Demodulator, ・Differential integrator, ・Reference square wave voltage, ・Complementary square wave voltage, ・Measurement square wave voltage, ・Feedback Voltage, ・Measuring capacitor, ・Compensation capacitor, ・Reference capacitor. Figure 2

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)同一中心線上に配置された円筒状の測定リング電
極、補正リング電極及び基準リング電極と、該測定リン
グ電極、補正リング電極及び基準リング電極内をその中
心軸に沿って可動する略円柱状の共通コア電極とを備え
、前記測定リング電極、補正リング電極及び基準リング
電極と共通コア電極との間にそれぞれ測定キャパシタC
_1、補正キャパシタC_2及び基準キャパシタC_3
を形成し、前記測定リング電極には基準方形波電圧E_
1が印加され、前記補正リング電極には基準方形波電圧
E_1と同一周波数で逆相の補正方形波電圧E_2が印
加され、前記基準リング電極には基準方形波電圧E_1
と同一周波数で逆相の測定方形波電圧E_3が印加され
、前記共通コア電極の変位Xが零のときに、測定キャパ
シタC_1の前記変位Xが零のときのキャパシタンスc
_0と基準方形波電圧E_1の絶対値との積c_0|E
_1|と、補正キャパシタC2のキャパシタンスc_2
と補正方形波電圧E_2の絶対値との積c_2|E_2
|とが等しくなるように設定され、且つ前記共通コア電
極の変位により測定キャパシタC_1のキャパシタンス
c_1が変化すると、共通コア電極に誘導される帰還電
圧E_mが零となるように、電子装置により一定のDC
電圧と可変のDC電圧E_0との間を交互に切り換える
ことによって測定方形波電圧E_3が可変されることを
特徴とする静電容量型測長器。
(1) A cylindrical measurement ring electrode, a correction ring electrode, and a reference ring electrode arranged on the same center line, and a substantially circular shape that moves within the measurement ring electrode, correction ring electrode, and reference ring electrode along their central axes. a columnar common core electrode, and a measurement capacitor C is provided between the measurement ring electrode, the correction ring electrode, the reference ring electrode, and the common core electrode, respectively.
_1, correction capacitor C_2 and reference capacitor C_3
, and a reference square wave voltage E_ is applied to the measuring ring electrode.
1 is applied to the correction ring electrode, a complementary square wave voltage E_2 having the same frequency and opposite phase as the reference square wave voltage E_1 is applied to the correction ring electrode, and the reference square wave voltage E_1 is applied to the reference ring electrode.
When a measuring square wave voltage E_3 having the same frequency and opposite phase is applied and the displacement X of the common core electrode is zero, the capacitance c of the measuring capacitor C_1 when the displacement X is zero is
Product of _0 and absolute value of reference square wave voltage E_1 c_0 | E
_1| and capacitance c_2 of correction capacitor C2
and the absolute value of the complementary square wave voltage E_2, c_2 | E_2
| is set to be equal, and when the capacitance c_1 of the measuring capacitor C_1 changes due to the displacement of the common core electrode, a constant voltage is set by the electronic device so that the feedback voltage E_m induced in the common core electrode becomes zero. D.C.
A capacitive length measuring instrument characterized in that a measurement square wave voltage E_3 is varied by alternately switching between voltage and a variable DC voltage E_0.
(2)前記共通コア電極にその入力側が接続され且つ前
記電子装置に出力側が接続されたインピーダンス変成器
と、前記共通コア電極にその一方側が接続され且つ他方
側が接地された放電用抵抗とを設けたことを特徴とする
請求項1記載の静電容量型測長器。
(2) An impedance transformer whose input side is connected to the common core electrode and whose output side is connected to the electronic device, and a discharge resistor whose one side is connected to the common core electrode and whose other side is grounded are provided. 2. The capacitance type length measuring device according to claim 1.
(3)前記測定リング電極、補正リング電極、基準リン
グ電極及び共通コア電極の材質を同一とすることを特徴
とする請求項1又は2記載の静電容量型測長器。
(3) The capacitive length measuring device according to claim 1 or 2, wherein the measuring ring electrode, the correction ring electrode, the reference ring electrode, and the common core electrode are made of the same material.
(4)前記共通コア電極に取り付けられたスピンドルの
軸受にボールリテーナを用いて予圧状態としたことを特
徴とする請求項1乃至3記載の静電容量型測長器。
(4) The capacitive length measuring device according to any one of claims 1 to 3, wherein a ball retainer is used in a bearing of the spindle attached to the common core electrode to create a preloaded state.
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