JPH0549044B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は容量型位置測定トランスデユーサの信
号検出方法及び回路、特に送信電極に対する送信
信号の供給方式そしてこれに対応した受信信号の
処理方式の改良に関するものである。

［従来の技術］ 相対移動する第１及び第２スケールにそれぞれ
送信電極及び受信電極を配列し、両電極を容量結
合させ、両スケール間の相対移動距離を両電極間
の容量値の変化によつて測定する容量型位置測定
トランスデユーサが周知である。この種のトラン
スデユーサは例えば三次元測定機の各軸位置測定
器として、あるいはノギス、マイクロメータ等の
小型測長器として広範囲に適用される。

通常、両電極の容量値変化を検出するために、
送信電極群には位相の異なる複数の交流信号が供
給され、この時の両電極の容量値によつて受信電
極から得られる受信信号の大きさが変化すること
によつて前記容量値そして相対移動距離を電気的
に知ることが可能となる。

このような従来における静電容量を用いた測長
器によれば両スケールが無接触で電気的な信号検
出を行うことができ、耐久性が高くまた得られた
受信信号を分割することによつて測長器の測定感
度を改善できるなどの種々の利点がある。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来において、前記容量値を検
出するためには送信電極群に特定の組合せ位相を
供給し、このとき得られる受信信号を処理する方
法が一般式であり、前記信号処理方式としては、
フエイズ・メソツドが周知である。

従来のフエイズ・メソツドによれば、送信電極
群に供給した組合せ位相に対して受信側では両電
極間の静電容量に応じた位相変化が生じ、この位
相変化を求めるために、受信信号の零クロス点を
求め、受信信号における零クロス点の位置によつ
て両スケールの相対移動距離が定められている。

従つて、従来の方式によれば、送信電極には単
一の組合せ信号を供給すればよいが、一方におい
て、受信側において、受信信号には所定のフイル
タ作用が施され、このようなフイルタ作用を信号
の精度を劣化させるとともに、受信信号の演算の
ために無視できない信号安定時間を必要とし、こ
の結果、測定値を得るために待ち時間が大きくな
る等の問題があつた。

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は測定精度が良好でかつ測定待ち
時間の少ない高速処理可能な改良された信号検出
回路を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、従来に
おける単一の送信組合せ位置の供給と異なり、２
回のの位相差の異なる組合せ位相による送信作用
を行い、この時に得られた２個の受信信号を処理
することによつて所望の相対移動距離の検出が行
われる。

従つて、検出回路側においては、２種類の受信
信号によつて相対移動距離の判定に必要なデータ
量を増加することができ、特に送信側における送
信組合せ位相を変化することによつて理論的に受
信側においては特定の異なる受信信号の組合せが
得られ、、この両受信信号を演算することによつ
て極めて容易に従来のごとき安定時間を必要とす
るフイルタを通すことなく良好な品質の受信信号
を容易に得ることができるので、遅れのない迅速
な処理を可能とする。

本発明においては、前記２種類の受信信号は第
１の信号によつて所定時間の正積分を行い、次に
この積分値を第２の受信信号によつて反転積分
し、この時の所定値通常の場合零値に達するまで
の反転積分時間にて相対移動距離を得ることが可
能となる。

本発明において、好ましくは、前記２種類の送
信組合せ位相は90度の位相差を有することがよ
く、これによつて単純な三角関数演算にて迅速か
つ容易に相対移動距離を求めることができる。

本発明において、測長範囲を増加させ、かつ測
定精度の保つためには、１対の位相差を持つた組
合せ位相の送信信号を複数個用意し、前記測長範
囲を各２種類の送信信号組にて分割し、これらの
組合せ位相送信対を順次試みることによつて所望
の相対移動距離を探し当てることができる。

［作用］ 本発明によれば、まず第１の特定組合せ位相の
送信信号、例えば45度ずつ位相の異なる８個の送
信信号が８個ずつにブロツク分けされた送信電極
に供給される。

そして、この送信状態で得られた第１の受信信
号は前記送信側の組合せ位相と両電極間の静電容
量値のデータを有しており、これを記憶する。

前記第１の受信信号を記憶は、例えば、デジタ
ル値として単純に記憶することも可能であり、ま
た、アナログ信号として積分器に所定時間正積分
させて記憶することも可能である。

次に、前記第１の受信信号と記憶が完了した
後、送信電極に対する組合せ位相は、前記第１の
特定組合わせ位相と異なる所定位相差をもつた第
２の組合せ位相に切替られる。この両送信信号の
位相差を例えば90度に設定することが三角関数演
算を容易化するためには好適である。

この第２の送信作用によつて第２の受信信号が
得られ、この第２の受信信号も同様に記憶され
る。

前記記憶は、デジタル記憶でもアナログ記憶で
も可能であり、例えば、アナログ記憶の場合、前
記第１の送信時に正積分した積分値を第２の受信
信号に基づいて反転積分することもできる。

このようにして記憶された第１及び第２の受信
信号は演算ユニツトによつて演算され、所望の相
対移動距離を求めることができる。

前記アナログ演算を正積分及び反転積分で行つ
た場合、前記反転積分値が所定値、例えば零値に
到達するための反転積分時間を求め、この反転積
分時間から演算ユニツトが所望の相対移動距離を
定めることができる。

［実施例］ 以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説
明する。

第８図には本発明が適用される容量型位置測定
トランスデユーサの概略的な構成が示されてい
る。

トランスデユーサは第１スケール１０と第２ス
ケール２０とを含み、第１スケール１０には第１
送信電極１２が少なくとも８個の整列配置された
電極群として第１スケール１０上に互いに絶縁状
態で形成されており、通常の場合、絶縁材からな
る第１スケール１０上に蒸着等によつて電極が配
列される。

一方、第２スケール２０も絶縁材からなり、そ
の軸方向に沿つて複数の第２受信電極２２が整列
配置されている。

第８図において、前記第２受信電極２２の受信
信号は一旦第１スケール１０側に戻された状態で
検出され、この結果、前記第２スケール２０には
前記各第２受信電極２２と結合電極２６によつて
電気的に導通された第２送信電極２４が設けられ
ており、一方、第２送信電極２４に対して第１ス
ケール１０側には第１受信電極１４が配列されて
いる。

前記第１送信電極１２と第２受信電極２２とは
互いに容量結合し、両スケール１０，２０の相対
移動距離Ｘに対応した静電容量値が両電極間に生
じる。

一方、前記第２送信電極２４と第１受信電極１
４とも互いに容量結合し、第２受信電極２２の受
信信号は第１受信電極１４に容量結合にて戻され
ることが理解される。

前記第１送信電極１２には発振器３０の出力が
位相変換器３４から互いに異なる位相点例えば45
度異なる位相の組合せ位相として供給され、一
方、第１受信電極１４にて得られた受信信号は測
定回路３２によつて処理されることとなる。

前記トランスデユーサの送信回路及び受信回路
の一例が第１図に示されている。

図において、トランスデユーサは符号１００に
て示されており、前述の説明から明らかなごと
く、このトランスデユーサ１００は互いに相対移
動する第１スケール及び第２スケールを有する。
そして、前記第１スケールには第１送信電極が設
けられ、また第２スケールには第２受信電極が設
けられ、両電極は互いに容量結合し、両者の相対
移動位相によつて静電容量値が変化する。

前記トランスデユーサ１００の第１送信電極に
は送信回路から異なる位相で変調された複数の交
流信号が供給されており、実施例における送信回
路は発振器４０と送信位相切替回路４２を含み、
制御ユニツト４４にて選択された任意の組合せ位
相で変調された交流信号が送信電極に供給するこ
とができる。

第２図には本実施例の送信回路の一例が示さ
れ、送信位相は８相の45度ずつ異なる位相の信号
を発振器４０の高周波信号にて変調した出力を１
群として複数の送信電極１２−１〜１２−８に供
給している。

実施例における発振器４０の高周波信号は例え
ば100〜200KHz程度の交流信号であり、これが送
信位相切替回路４２に設けられた８個の排地的オ
アゲートによつて変調作用に供される。

前記送信位相切替回路４２の各排地的オアゲー
トにはそれぞれP1〜P8の切替信号が制御ユニツ
ト４４から供給されており、本実施例において前
記制御信号Ｐの組合せは第３図で示されるように
第１組合せ相から第８組合せ相まで８種類の位相
に設定されており、制御ユニツト４４はこれらの
８種類の組合せ位相を任意に選択的に指示するこ
とができる。

実際上、前記８個の組合せはトランスデユーサ
１００の受信信号に対して45度ずつ位相差を与え
る信号からなる。

第４図には本実施例の作用説明図が示されてお
り、その全体的な作用を後述するが、図示のごと
く、前記発振器４０の出力f0はクロツクパルスと
して示され、また送信信号400は第４図において
第１組合せ相及び第３組合せ信号が示されてい
る。

第１組合せ相を例にとつて説明すると、第３図
から明らかなごとく、送信位相切替回路４２は第
１組合せ相の出力時にはP1〜P4「０」であり、又
P5〜P8はいずれも「１」であり、この結果、送
信信号400は400−５〜400−８においてクロツク
パルスが出力された信号として示されている。

第２図に示した実際の送信位相切切替回路４２
によれば、回路が排地的オアゲートからなるため
に、正確には第１組合せ相における送信信号400
−１〜400−４は180度位相の異なるクロツクパル
スを含むが、第４図においては説明をわかりやす
くするためにこの反転信号に対してはクロツクパ
ルスの表示を省略してある。

同様に、第３組合せ相は第１組合せ相に対して
受信側で90度位相の異なる信号と考えることがで
き、この場合には、送信信号400−１、400−２、
400−７、400−８がクロツクパルスを出力し、
400−３〜400−６がクロツクパルスのない（信号
が反転された）信号として各トランスデユーサ１
００の第１送信電極１２に供給される。

詳細には図示していないが、第３図に示した他
の送信組合せ位相においても同様に８個の送信信
号400を組合せて第１送信電極１２に供給され、
これによつて送信回路は第３図で示した任意に選
定された８種類の異なる組合せ位相の送信信号を
トランスデユーサ１００に与えることが可能とな
る。

前記トランスデユーサ１００の受信電極からは
前述した送信信号に対応した受信信号が出力され
る。

プリアンプ４６の出力はトランスデユーサ１０
０の第１スケールと第２スケールの相対位置すな
わち第１送信電極と第２受信電極との相対移動位
置によつて定まる静電容量にてその受信信号レベ
ルが決定されており、その出力は高周波信号にて
変調された波形を有するために、実施例で示され
るごとく、同期復調器４８によつて同期復調され
る。この、復調器４８には発振器４０の出力f0が
供給されている。

同期復調器４８の出力402は送信回路の送信位
相とトランスデユーサ１００の送受信電極位置に
て定まり、第４図においてはその一例として受信
信号402−１、402−２が例示されている。

第５図には前記トランスデユーサ１００内にお
ける送受信電極の相対移動距離Ｘに対して送信側
の各送信組合せ位相によつて受信信号Ｖが異なる
様子が示されており、第１組合せ相から第８組合
わせ相までの８個の送信組合せ位相又は両電極の
相対移動距離Ｘの変化によつて図示のごとき正弦
波状の波形によつてその変化状態が示される。

この受信信号Ｖの変化波形はトランスデユーサ
１００の電極形状によつて決定され、実施例にお
いては第１送信電極と第２受信電極との相対位置
が変化したときにその相対移動距離ｘに対して正
弦波状の変化が得られる第２受信電極形状が選択
されているが、この形状はたとえば三角波状の変
化信号が得られる形状を選択することも可能であ
る。

第５図によれば、例えば第１組合せ相の送信位
相のみに着目した場合、トランスデユーサ１００
の相対移動距離ｘが変化したときに図の太線に沿
つた受信信号402が復調器４８から出力される。

図において、第１組合せ相の受信信号Ｖが０の
時を相対移動距離x1＝０の位置と設定しており、
この基準位置から両電極あるいは両スケールの相
対移動距離ｘが変化したときに復調器４８からの
受信信号402は第５図の第１組合わせ相と正弦波
に沿つて変化する。

第５図において、送信回路からの送信組合せ位
相が変化すれば、必然的に同一の相対移動距離ｘ
にあるトランスデユーサからは異なる受信信号ｖ
が得られ、例えば例示したx2のスケール位置500
において、このトランデユーサ１００の位置を固
定したままで送信位相を変化すれば、この時の受
信信号ｖはx2の線上にある所定の送信組合せ位
相のレベルとなることが理解される。

すなわち、相対移動距離x2（500位置）におい
て、第１組合せ相の送信位相を送信電極１２に供
給すればv1が得られ、以下同様に第２相の送信
位相に対してはv2、第３相の送信位相の対して
はv3、第４、５、６、７、８相の送信位相に対
してはそれぞれv4、v5、v6、v7、v8で示される
信号が得られる。

従つて、本回路によれば、トランスデユーサ１
００にて定まつた第１スケール及び第２スケール
の相対測定位置において、この相対移動距離ｘを
固定した状態（例えばx2）で、送信組合せ位相
を８種類に変化することによつて得られる受信信
号ｖは８個の異なる値をとることが理解される。

また、本回路によれば、相対移動距離ｘに対し
て特定の送信組合せ位相を選択すれば、このとき
得られる受信信号ｖを受信信号ｖの傾きを考慮し
た状態で受信側の１波長すなわちxm内で特定さ
れ、これが各組合せ位相の最大測定範囲を形成す
ることが理解され、この最大値範囲xm内の相対
移動距離ｘ変化を受信信号ｖの処理によつて得ら
れることが明らかとなる。換言すれば、この最大
測定範囲xmを超えて相対移動が行われた場合に
は、受信波長が再び正弦波状に繰返すために、両
者間の識別が困難となることが明らかである。

本発明においては、前記最大測定範囲xmがス
ケールの全長を含むように設定される。

本回路においては、この最大側測定範囲xmを
送信組合せ位相の数で分割した測定範囲を各送信
組合せ位相の送信信号が受持つこととなり、実施
例においては、送信組合せ位相は８種瑠に選択し
ているので前記最大測定範囲xmを８分側した移
動距離が各組合せ相の測定範囲を形成し、第５図
においては第１組合せ相の送信に対してxaが第
１組合せ相の測定範囲を示す。

この各測定範囲は第１組合せ相の送信に対して
得られる受信信号ｖが零クロスする位置、図の第
１相に対してはx1＝０位置を中心としてそれぞ
れ45度／２すなわちx1＝０の両側に22.5度分の測
定範囲を設定している。

従つて、各組合せ相は45度ずつの測定範囲を
得、これらの８組合せ相によつて、最大測定範囲
xmを測定可能であるように装置が構成されてい
る。

以上のことから、第５図のxaで示された第１
組合せ相の測定範囲内での位置測定が理解されれ
ば、他の相も同様に測定が可能であることが明ら
かとなり、以下に第１組合せ相の測定処理回路及
びその作用を説明する。

本回路において、送信組合せ位相が決定されれ
ば、前記測定範囲も必然的に決定され、例えば、
第１組合せ相が選択されれば、その基準位置は
x1＝０と定まり、この測定範囲内でのずれ、第
５図においてはx2を求めれば前記x1とx2とを加
算することによつて現在のトランスデユーサ１０
０で定まる相対移動距離ｘを求めることができ
る。

本発明において特徴的なことは、前記x2を定
めるためち、２種類の異なる送信組合せ位相の送
信信号を第１送信電極に供給し、このときに得ら
れる２個の受信信号から簡単な演算によつて相対
移動距離x2が求められることにある。

前記２個の受信信号は本実施例において積分器
により正積分そして次に反転積分されて所望の測
定値が得られる。

実施例において、前記積分器は符号５０にて示
され、復調器４８はアナログ出力４０２を一定時
間正積分し、また次に異なる送信位相で得られた
受信信号を反転積分する。

説明を簡略化するために実施例における第１の
正積分に対し第２の反転積分はその送信組合せ位
相が受信側で90度異なる状態で行われる。

第５図の符号５００で示した相対移動距離の場
合、まず第１組合せ相でトランスデユーサ１００
の送信電極が励磁され、この時受信信号ｖは相対
移動距離ｘの正弦波関数として V1＝ｋ sinx なる信号が得られる。ここでｋは定数である。

そして、この第１の送信組合せ位相状態でまず
積分器５０は一定時間正積分され、積分値Viを
得る。

この積分作用は第６図にて示され、正積分時間
T0は任意の一定時間に設定され、この一定時間
T0は回路の分解能に応じて予め定められる。第
６図の正積分時における積分勾配は第５図から、
受信信号ｖすなわち V1＝ｋ sinx であることが理解される。

従つて、第６図の一定時間経過後の積分値Vi
は Vi≒T0 Ｋ sinx ……(1) となる。

前記正積分が完了すると、次に、送信回路から
は90度位相の異なる送信組合せ位相で第２の送信
作用が行われ、この時、トランスデユーサ１００
の相対位置は不変であり、第５図の５００位置に
静止しているので、このとき得られる受信信号ｖ
は第３組合せ相の波形から得られる、すなわち
v3となり、このv3は相対移動距離ｘの余弦波関
数として v3＝−ｋ cosx であることが理解される。

従つて、積分器５０はこの第２の送信組合せ位
置状態での受信信号v3＝−ｋ cosxの反転積分
を行い、前記積分値Viが第６図で示されるごと
く v3＝−ｋ cosx の積分勾配で反転積分されることとなる。

従つて、積分器５０の出力４０４、すなわち積
分値Viはこの反転積分によつて零値となり、こ
の零値がアナログ比較回路５２によつて検出され
る。

実施例においてアナログ比較回路５２は前記積
分器５０の出力は４０４が「０」となつたときに
出力４０６が生じる。

第６図において、積分器５０の出力４０４
（Vi）が零となるまでの時間がＴにて示され、図
から明らかなごとく、この反転積分においては、 Vi≒Tk cosx ……(2) が成立する。

従つて、近似的に前記正積分及び反転積分か
ら、 Vi＝T0 ｋ sinx＝Tk cosx ……(3) が成立する。

従つて、 Ｔ＝T0 sinx／cosx ……(4) となり、 sinx／cosx＝tanx であるから、 Ｔ＝T0 tanx ……(5) が得られる。

ここで、前述したごとく、各送信組合せ位相に
おける測定範囲は第５図で示した受信測号の零位
置近傍すなわち±22.5度の範囲に定められてお
り、このことから、各措定範囲内では受信信号波
形はほぼ直線近似され、このような位相角の小さ
い領域では tanx≒ｘ なる関係が成立する。

従つて、前記(5)式は Ｔ＝T0 ｘ ……(6) となり、以下の近似式が得られる。

Ｘ＝Ｔ／T0 ……(7) ここで前記Viが負の時Ｘは負として扱う。

ここにおいて、T0は一定値であり、従つて、
前記反転積分時間Ｔを求めれば、測定範囲内での
相対移動距離ｘこの場合にはx2を簡単に演算に
よつて求められることが理解される。

そして、実施例において、この演算はカウンタ
５４により行われ、カウンタ５４は前記反転積分
の開始時に制御ユニツト４４からの信号によつて
スタートし、前記アナログ比較回路５２からの出
力４０６によつてストツプし、前記発振器４０の
出力f0をクロツク信号としてカウントするので、
その出力４０８は前記反転積分時間Ｔを示すこと
となる。

従つて、前記反転積分時間Ｔを演算ユニツト５
６に供給し、制御ユニツト４４からの指令によつ
て前記(7)式の演算を行えば、x2が求められ、更
に制御ユニツト４４はこのときの基準となつた第
１の送信組合せ位相を演算ユニツト５６に供給し
ているので、この第１送信組合せ位相から定まる
予め既知のx1との加算によつて所望の相対移動
距離ｘを求めることができる。

実施例において、この相対移動距離は表示ドラ
イバ５８を介して表示器６０にて測定値として表
示される。

以上のようにして、各選択された送信組合せ位
相での相対移動距離の演算が行われるが、前述し
たごとく、各相の測定範囲は基準となる第１の送
信組合せ位相の前後22.5度範囲に制約されてお
り、この範囲を超えた場合には、前記直線近似が
困難となり、誤差発生の主たる要因となる。

このために、本実施例においては、前記カウン
タ５４の出力を比較器６２が上限値設定器６４の
出力と比較し、前記反転積分時間Ｔが上限値を超
えたときには測定不能として制御ユニツト４４に
信号を出力し、基準となる第１の送信組合せ位相
を切替える。

従つて、求める相対移動距離が測定開始時に選
択された第１の送信組合せ位相の測定範囲内にな
い場合には、次の送信組合せ位相が選択され、カ
ウンタ５４が出力すなわち反転積分時間Ｔが上限
値内に収まるための送信組合せ位相が順次繰返し
て試され、最大８個の繰返し測定を行うことによ
つて必ず高精度の測定値を得ることが可能とな
る。

第７図には本発明の測定作用の全体的なフロー
が示されている。

トランスデユーサ１００によつて測定位置が決
定されると、回路は測定開始状態となり、まず積
分器５０の内容がリセツトされる。

次に、任意の特定組合せ位相が発振回路側に設
定され、Ｎ組合せ相で変調された交流信号が送信
電極に供給される。

そして、このＮ組合せ相での送信状態で一定時
（T0）の受信信号ｖの積分が行われる。

この正積分によつて、積分器５０はViなる積
分値を保持することとなる。

次に、送信回路の送信組合せ位相はＮ＋２組合
せ相すなわち、前記第１の送信組合せ位相に対し
て90度異なる送信組合せ位相に変更され、この状
態でトランスデユーサ１００からは受信信号が検
出される。

そして、このＮ＋２組合せ相の出力と同時にカ
ウンタ５４の計数作用がスタートし、同時に積分
器５０は前記積分値Viを反転積分する。

そして、積分値Viはアナログ比較回路５２に
て監視され、上限植設定器６４にて定められた上
限値Tm間に積分値Viが零となるかを判定し、こ
の時に反転積分時間Ｔが大きい場合には第１の送
信組合せ位相が妥当でないとし、Ｎ＋１組合せ相
で再び前述した作用が繰返される。

この積分作用は反転積分値Viが上限値Tm内に
零となるまで繰返され、所望の出力が得られたと
きカウンタ５４をストツプし、この反転積分時間
Ｔを演算し表示器６０にて表示することによつて
一連の測定を完了する。

以上の説明から明らかなごとく、本実施例によ
れば、90度位相から異なる２個の送信組合せ位相
にてそれぞれ異なる受信信号を得、これを演算す
ることによつて正確に相対移動距離を求めること
が可能となる。

もちろん、本発明において、送信組合せ位相の
分割数は８個に限らず任意の数に選ぶことがで
き、また２個の異なる送信組合せ位相は実施例で
示した90度ばかりでなく、45度の位相差に設定す
ることも可能であり、前述した実施例においては
90度の位相によつて両送信組合せ位相時に得られ
る受信信号はsin信号とcos信号の組合わせとな
り、その演算が容易であるが、両者の位相差が45
度場合にも同様に所定の関数演算を行うことによ
つて相対移動距離を求めることができる。

以上のごとく、本発明によれば、組合せ位相の
異なる２種類の送信信号を送信電極に順次送り込
み、このとき得られる２個の受信信号を用いて、
実施例によれば正積分と反転積分と組合せによつ
て所望の測定値を演算することが可能となる。

なお、前述した説明によれば、第１及び第２受
信信号は積分器の正積分及び反転積分として記憶
されるが、本発明において、単にデジタル信号値
としてメモリに記憶し、これを所定の演算式に基
づいてデジタル演算することも可能である。

［発明の効果］ 以上説明したごとく、本発明によれば、相対移
動する２つの部材、通常第１及び第２スケール間
の相対移動量を静電容量の変化として絶対値で測
長する際、送信電極に２種類の位相の異なる組合
せ送信位相を行い、この時得らえれる受信信号を
一旦記憶してこれを演算することによつて所望の
相対移動距離を求めることが可能となり、この結
果、従来のような単一の送信信号にて測定値を求
める方式と異なり、高精度でかつ遅れのない高速
処理を可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る容量型位置測定トランス
デユーサの信号検出回路のブロツク回路図、第２
図は第１図における送信回路の一例を示す回路
図、第３図は第２図における送信信号の組合せ位
相を示す説明図、第４図は第１図に示した測定回
路の作用を示すタイミングチヤート図、第５図は
第１図に示した測定回路の測定原理を示す説明
図、第６図は第１図の測定回路における２種類の
受信信号及び正積分及び反転積分をする状態を示
す説明図、第７図は第１図の測定回路にて測定を
行う場合の測定手順を示すフローチヤート図、第
８図は本発明に係る容量型位置測定トランスデユ
ーサの好適な実施例を示す要部斜視図である。 １０……第１スケール、１２……第１送信電
極、１４……第１受信電極、２０……第２スケー
ル、２２……第２受信電極、４０……発振器、４
２……送信位相切替回路、４４……制御ユニツ
ト、５０……積分器、５２……アナログ比較回
路、５４……カウンタ、５６……演算ユニツト、
６０……表示器、１００……トランスデユーサ、
ｘ……相対移動方向。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 相対移動する第１スケールと第２スケールと
   を有し、第１スケール側に設けられた送信電極に
   交流信号を供給し、第２スケール側に設けられた
   受信電極を前期送信電極と容量結合させ、両スケ
   ール間の相対移動距離により変化する容量値を受
   信電極から取出される検出信号にて求め、前記両
   スケール間の相対移動距離を測定する容量型位置
   測定トランスデユーサの信号検出方法において、 送信電極群に特定の組合せ位相の送信信号を供
   給してこのとき得られる第１の受信信号を記憶
   し、 次に前記特定の組合せ位相に対して位相の異な
   る第２の組合せ位相の送信信号を送信電極群に供
   給してこのとき得られる第２の受信信号を記憶
   し、 前記第１の受信信号を所定時間積分したのち、
   第２の受信信号によつて前記積分値を反転積分
   し、 前記反転積分値が所定値となるまでの反転積分
   時間にて両スケールの相対移動距離を求めること
   を特徴とする容量型位置測定トランスデユーサの
   信号検出方法。 ２ 異なる位相で変調された複数の交流信号を第
   １スケールの送信電極に供給する送信回路と、 前記第１スケールと相対移動する第２スケール
   に設けられ送信電極と容量結合する受信電極から
   の受信信号に基づいて送受信の位相変化から両電
   極間の変位量を測定する測定回路と、を含む容量
   型位置測定トランスデユーサの信号検出回路にお
   いて、 送信回路は任意の特定組合せ位相で変調された
   交流信号を送信電極群に供給する送信位相切替回
   路を有し、 測定回路は、第１の特定組合せ位相での送信状
   態における受信信号を一定時間正積分するととも
   に、この積分値を前記第１組合せ位相と所定の位
   相差をもつた第２組合せ位相の送信状態での第２
   受信信号で反転積分する積分器と、 前記積分器の反転積分値が所定値となつたこと
   を検出する比較回路と、 前記所定値に達するまでの反転積分時間を計数
   するカウンタと、 前記カウンタの計数値によつて両スケールの相
   対移動距離を演算する演算ユニツトと、を有する
   ことを特徴とする容量型位置測定トランスデユー
   サの信号検出回路。 ３ 特許請求の範囲第２記載の回路において、 反転積分時間を所定の上限値と比較する比較器
   と、 該比較器の出力によつて反転積分時間が上限値
   を超えたときに基準となる特定の第１の組合せ位
   相を順次切替える制御ユニツトと、を有し、 最適の特定組合せ位相を選択できることを特徴
   とする容量型位置測定トランスデユーサの信号検
   出回路。 ４ 特許請求の範囲２、３のいずれかに記載の回
   路において、 送信電極に供給される２種類の組合せ位相の位
   相差は90度の位相差に設定されていることを特徴
   とする容量型位置測定トランスデユーサの信号検
   出回路。