JPH05505240A - アナログ型変位センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 アナログ型変位センサ 本発明は、添付の請求の範囲第１項の前文に述べられているタイプのアナログ・ センサに関する。

機械的な構成部品、例えば座標測定マシンを、正確に測定するために、種々のタ イプのプローブが使用されている。最も広く用いられているタイプは、しばしば ボールの形状を有している、プローブのチップが、物体に衝突し、あるスプリン グ力に打ち勝つことに依って、任意の方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ）に動かされると、電流 接触パスが壊れ、その結果として、電流バスが壊れ且つ測定された値が瞬時に読 み取られる、原理に基づいている。さらなる高精度の測定マシンは、数多くの差 動変圧器、例えば３つ、を構成する原理に基づいているので、それらは、連結ア ームを用いて、Ｘ−、Ｙ−、Ｚ一方向にアナログ方式で動きを測定することがで きる。これは、衝撃力が除去され且つ偏差が成る期間を越えて現れることができ る（統合されて）長所を与える。これが測定された値の精度を高めることになる 。

このようなプローブは、しかし、高価で、且つそれらの構造のなかで紛られしい 状態で組み込まれている。また、それらは比較的重い重量を検出部分にもつので 、測定値は小さくなり、これは全体的な測定システムが比較的低い総測定能力を もつことを意味している。

良好な測定能力が、測定品質と共に、このタイプの測定システムに特に不可欠な 要素になる。

本発明の主な目的は、測定精度を向上し、且つ、通用分野に於ける、測定マシン の能力を実質的に高めるだけでなくプローブの移動部品の重量を軽くすることで あり、そこでプローブが測定マシン・システムに於いて自ら測定システムとして 作動することにある。

この目的は、請求項１に開示されている特徴を備えたアナログ・センサを用いて 達成される。本発明の更なる特徴と更なる展開がサブクレームに開示されている 。

本発明は、米国特許Ｎｏ、　４５２１９７３（Ｗ　ｉ　ｋ　ｌ　ａ　ｎ　ｄなど ）に依って提案されたアナログ検出の原理を使用している。それらは、測定プロ ーブに使用するために、更に改善され応用された。

実質的に周知のことのように、少なくとも１つの方向のディメンジョンのための 検出手段を具備し、且つ、この目的のために、それは、中心の周囲を基本的に動 けるようにスプリングで取り付けられていて、スプリングまたは“ジンバルが付 けられた”中心の上方に組み込まれているか、あるいは自由な状態で浮いている が外部力を与えると中心位置に戻ることができる、測定棒の千ンブの上にポール を備えている、本発明に基づくアナログ・センサの基本的な特徴は、１つまたは ２つの電気的に絶縁された導通面が、コレクタ（検出エレメント）として作動す るように、構成されていることである。

従って、本発明に基づくプローブは、センサの対称軸と垂直な、すなわちＸ−と Ｙ−軸に沿う、面に作用するセンサの検出チップに対する変位力の角度検出、お よびセンサのチップの軸方向に、すなわちＺ−軸に沿って作用する変位力の直線 性検出である。永久構造で取り付けられていて、本質的に対称性で反対方向の、 検出方向の、エレメントは、搬送波として作用する交流電流が与えられる。検出 エレメントまたはエレメント・ペアは、永久構造で取り付けられているエレメン トに関する静電容量の変動から、Ｘ−またはＹ−あるいはその両輪の変位に関す る検出面と永久構造で取り付けられたエレメント間の角度変位を検出する。Ｚ− 軸に沿う変位も検出される場合、エレメント・ペアは、Ｚ−軸に沿うプローブの オリゴ（ｏｒｉｇｏ）の各々の側に与えられる。静電容量の変動は変調を搬送波 に与える機能と見なされることができるので、静電容量の変動に基づく出力信号 は、位相シフトなしに復調され且つ濾過される。１つまたは複数の可動エレメン トは固定されたエレメントと共に反復性変動として位置することができるので、 可動エレメントがドライブ・エレメントになる。

本発明は、添付図面を使用して次に詳細にわたって説明され、そこで、 図ＩＡ、ＩＢ、ＩＣは、本発明に基づくアナログ・センサの第１の実施態様の異 なる部分およびそのアセンブリを示し、図２Ａと２Ｂは、本発明に基づくアナロ グ・センサの第２の実施Ｂ様の略組立図と構成部品を示し、 図３Ａと３Ｂは、本発明に基づくアナログ・センサの第３の実施態様の略組立図 と回路図を示し、 図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ，４Ｄは、本発明に基づくアナログ・センサの第４の実施態 様の略組立図、パターン・プレート、異なる測定構成の２つの回路図を示し、 図５Ａと５Ｂは、力供給素子が与えられているセンサの第１の実施態様の巻線と 磁界の断面図と略図を示し、図６はセンサの力供給素子の構成部品の実施態様を 示し、図７Ａ、７Ｂ、７Ｃは、センサの力供給素子の別の実施１！様に依る断面 、励磁器の巻線を送る回路の回路図、および図７Ａの力供給素子の上方から見た 図を示し、 図８Ａ、８Ｂ、８Ｃは、本発明に基づくセンサの力供給素子の追加実施態様の種 々の方向から見た平面図を示し、図９Ａと９Ｂは、力供給素子を具備する自由浮 遊センサの側面図、力供給素子の巻線構成の略図、および巻線に相応する磁界の 大きさを、概略的に示し、 図１０Ａ、ＩＯＢ、ＩＯＣ，１００は、本発明に基づいて図９Ａと９Ｂに図示さ れている実施ａｍの異なる部分と回路図を示し、図１１は、本発明に基づくセン サの実施態様の制御構造のブロック図を示し、且つ、 図１２〜１６は、センサの種々の異なる実施ｉ様を光学測定構造と共に示す。

測定ボール２を、サファイアが望ましいが、測定ポイントとして、具備する少し 円錐状の棒１が、図ＩＡとＩＢに図示されるように、“平らな”円形のスプリン グ３の中心に固定されている。図ＩＡに詳細に図示されている、スプリング３は 、測定チンプ上の力に関して測定された時にＸ−、Ｙ−、Ｚ−軸方向に於いて基 本的に等しくなるスプリング係数を与えるように配置されている、はぼ半円状の 一穴４−７が与えられている。２つの穴４．５はＹ−軸の何れかの側で対称的に 配置され、２つの穴６，７はＸ−軸の何れかの側で対称的に配置されている。こ れは、ボールが測定する物体に衝突する時に、基本的に同じ弾性特性を与える結 果になる。同じ弾性特性を与える、図示されている平らなスプリングよりも他の タイプのスプリング構成も、もちろん考えられる。ジンバルが付けられた懸架装 置を代わりに使用することも考えられる。

図ＩＢに最もよ（見られることができるように、棒１は、スプリング３の何れか の側で、２つの内部噛み合い締め付は手段、例えばボルトとナンドを用いて、ス プリングの中心に確実に固定されている。ディスク１０は棒１から離れている手 段９に固定されている。

従って、ディスク１０は、棒１に直接結ばれているので、棒ｌの動きについて移 動することになる。ディスク１０は、非導電性材料から作られていて、且つ、何 れかの側に導電性材料のコーティングを具備していることが望ましい。

非導電性材料、例えばラミネートの、ディスク１１は、ディスクＩＯの上方に不 動の状態で固定されているので、すなわち、測定するボール２をもつ棒１が、任 意の物体と衝突せずに、解除されると、それはディスク１０と通常は平行になる 。ディスク１１は、何れかの側に導電パターンが与えられている。ディスク１０ と面するパターンは図ＩＣに実線で図示されていて、ディスク１０から離れて面 する側に配置されているパターンは一点鎖線で図示されている。ディスク１０は 、従って、図ＩＢに関して逆さまで図ＩＣに図示されている。

構成に関する取付手段の例が、図ＩＢに図示されている、すなわち、その底に隣 接してヒール１３が与えられているカップ形のカバー１２である。ディスク１１ は、その上部が、図に図示されるように、ヒール１３に対するようにして位置し ている。リング１４は、カバー１２に挿入されていて、図に図示されるようにデ ィスク１１の下部と接触している。スプリング３の上部は、図に図示されるよう にリング１４の下部と接している。リング１４の軸方向の長さは、ディスク１０ がスプリング３とディスク１１の間のスペースの測定に十分に適した状態で移動 するように調整される。カバー１２の外側の末端は、その内部にネジ山が刻まれ ている。棒１の動きに適した直径の穴が開いている追加のカップ形のカバー１５ は、カバー１２にネジ止めされていて、スプリング３を規定位置に保持する。

ディスク１１の下側の図ＩＣの導電パターン（図では上向きに面している）は、 導電性材料の５つのパターン要素または電極Ａ、Ｂ。

Ｃ，Ｄ、Ｅに区分けされていて、なおかつ、その４つのＡ−Ｄは、内部ポイント が外されていて且つ２つの直線状の側がディスク１１の中心の近くで交差し且つ 第３の側が円形のバスに沿ってディスクの周辺から成る距離だけ延長している、 基本的に三角形の要素の形をしている。４つの要素Ａ−Ｄは、均一にスペースが 開けられていて、且つ、ディスク１１の中心で交差する２つの直交する軸ＸとＹ に関して対称となるパターンを形成する。

第５のパターン要素、または電極Ｅは、その境界がパターン要素Ａ−Ｄの隣接す る直線状の側の間で対称に配置される十字形として作られている。ディスク１１ の反対側で一点鎖線で図示されている、パターン要素Ｆ（図ＩＣでは下向き）は 、その形状が環状であり、パターン要素Ａ−Ｈの外側に正反対に位置し、なおか つ、パターン要素Ａ−Ｄの直線状の部分間の各々のスペースに於いて内側に向け てフィンガーを具備している。パターン要素ＥとＦの放射線状のフィンガーは適 切な作動に必ずしも必要というわけでない、しかし、それらは、電極表面を拡大 するので、より大きい静電容量を提供する。

導電パターンの要素Ａ−Ｆの各々はコンデンサーのプレートまたは電極として作 動し、その他のプレートまたは電極は棒１と共に動くプレート１０の上の上部導 電層になる。電極Ｆはプレート１０の上部導電性コーティングと共に作動するの で、それは、パターン要素Ａ−Ｈの何れもが任意の位置でプレート１０と電極Ｆ の間でスクリーンとして作動しないように配置されている。

図ＬＡ−ＩＣは、単独検出として作動する変形版を示すものである。この変形版 はＸ−軸とＹ−軸方向に於いてだけ測定するボールの変位を検出する際に最も適 している。しかし、このようなプローブは、これらの方向に対して角度的に測定 していること、すなわち、棒１とスプリング３の間の交差部分に設定された中心 点の周辺の角度偏差を検出していることに、注目されるべきである。電極Ａ−Ｆ を具備する導電パターンの電圧測定の１例が図ＩＣに図示されている。周波数が ｒｌの電圧■ｆ＋は、Ｘ−座標シこ沿って位置する、電極ＡとＢの間に与えられ ている。

２倍の周波数をもつ、すなわち２Ｍ１の電圧ｖｚｒ＋　は、Ｙ−座標に沿う電極 ＣとＤの間に与えられている。４倍の周波数をもつ、すなわち４゛　ｆｌをもつ Ｖ４２．の電圧は、Ｚ−座標に沿う偏差も表示される場合、電極ＥとＦの間に与 えられることができる。

３つの検出方向Ｘ、Ｙ、Ｚの静電容量変位の表示は、Ｘ−とＹ一方向に沿う変位 が角度的に検出されると、図ＩＢに非常に概略的に図示されている回路に依って 行われる。可動プレート１０の上部コーティングは、第１演算増幅器○Ｐ１の（ ＋）−インボートに結合されている。増幅器ＯＰＩの（−）−人力はその出力に 結合されている。プレート１０の下部導電コーティングは、上部コーティングと 共にコンデンサーを形成し、且つ、第１増幅器ＯＰＩの出力にブートストラップ 結合されている。増幅器ＯＰＩの出力は第２増幅器ＯＰ２の（−）−人力に結合 されている。増幅器ＯＰ２の（±）−人力はアースに結合され、且つ、その出力 はコンデンサー０１を経由して増幅器ＯＰＩの（＋）−人力にマイナスＡＣフィ ードバンクされる。増幅器ＯＰ２の出力から増幅器○Ｐ１の（＋）−人力に、直 列接続、この目的のために通常は、２つの抵抗Ｒ１とＲ２、を経由する、直流フ ィードバックもあり、なおかつ、その接続ポイントは低抵抗Ｒ３とコンデンサー ０２を経由してアースにＡＣ結合が低減される。

ユニットのハウジング１２は接地されている。増幅器ＯＰ２の出力は３つの位相 検出器１７，１８．１９に結合されている。これらの各々は、方形電圧基準信号 、または交互に三角または正弦電圧が与えられる。これらの各々に対して、検出 インパーツ）′ルが、半分の周期にわたって延長し、各々検出方向に対して位相 シフトなしに信号の信号処理、“復調”を提供する０位相検出器の各々からくる 出力信号が増幅され（図示されていない）且つ増幅された出力は問題の位相検出 器に送られる時と同じ基準周波数に依って電圧に結合される方向の角度偏差に相 応する事前に定められた関係をもつ。

図］ＢとＩＣで見られることができるように、Ｘ−とＹ一方向に於けるチップ２ の動きを示すパターン要素Ａ、ＢとＣ１Ｄは、各々ベアのコンデンサーがプレー ト１０が傾斜している時と反対方間にバランスのとれた状態で基本的に変化する 、コンデンサーの２つのペアを、プレート１０の上部導電層と共に各々、形成す る。Ｚ−軸の表示を意図されたパターン要素ＥとＦに依って形成されるコンデン サーおよびプレート１０のコーティングは、同じ方間で変化する。

これは、Ｚ一方向の変位を、Ｘ−Ｙ−変位センサとして主に意図される、図１に 図示される実施Ｕ様との保証を表示することを難しぐする。

図２Ａと２Ｂは、本発明に基づくセンサの第２の実施Ｍ様を示す。

導電性電極パターンＡ１．Ｂ１．ＣＩ、Ｅｌは、スプリング２１の上方に置かれ たディスク２２に与えられていて、棒２ｏと共に動くことができる。Ｅｌは、中 心の環状部分から延長する放射線状のアームを具備するスター・パターンのよう に図示されている。アームは構成を意図された状態で作動させるためには必要で ないが、それらは広い電極表面を提供する。図２Ａは、種々の構成部品の取付関 係と共に構成に適したハウジングを示しているわけでない、しかし、それは図Ｉ Ｂに図示されているものと原理的に同じである。

導電性コーティングＩが与えられていて、その電圧レベルが演算増幅器２５の（ −）−人力に送られることに依って表示される、ディスク２３は、この実施、！ ！！様では、可動ディスク２２に面していて、導電性コーティングがそれに面す る状態で、固定されている。Ｚ一方向の偏差を示すコンデンサーのペアの第２導 電性コーテイングＧ１は、ディスク２３と平行に置かれていて追加して固定され たディスク２４の上に１かれている。Ｚ一方向のセンサ・チップの変位は、従っ て、２つのコンデンサーを用いて検出され、その１つのＧ工／Ｉは一定の静電容 量をもち且つ他のＥｌ／Ｉは可変性の静電容量を電性コーティングのリングＲを 具備している。リングＲは増幅器２５の出力に結合されているので、増幅器は、 ディスク２３のコーティング■とＲの間で形成されるコンデンサーと結合するマ イナス・フィードバックをもつので、“Ｏ”−信号レベルでほぼ変動する信号が 増幅器２５の入力で生成される。センサ表面■は、電気的に正常な位置で６１と Ｅｌの表面間のほぼ中間にあるべきである。Ｒへのフィードバックは、センサ表 面ＩがＤＣ［圧に関して常にアース電位になるので、低い感度を４遊静電容量に 与える。

図２Ｂで見られることができるように、このケースでは、Ｘ−およびＹ−偏差コ ンデンサーの電極には、同じ周波数ｆ２であるが９０°の相対位相変位で送られ る、すなわち、それらは、各々、電圧■ｆ！。・　およびｖ、、。・が与えられ る。Ｚ−偏差コンデンサーの電極には、この周波数の２倍の電圧、すなわち、■ よ。が与えられる。

周波数ｆ２の半分の電圧またはｆ２の成る他の倍数ｎをＺ−電極ベアに代わりに 与えることが、本発明の範囲にあることに注目されるべきである。ｘ、ｙ、ｚの ３つの周波数に依る他の変形版も、もちろん２つの代わりに考えられるが、そこ ではＯｏと９０°が成る周波数に使用されている。

増幅器２５の出力信号は、図ＩＡ−ＩＣと共に開示されたものと類似の方法で処 理される。出力信号Ｘ、Ｙ、Ｚは、このケースでは単純に濾過される、アナログ 測定信号であり、それは、そこに接続されていて測定するコンピュータでサンプ ル抽出されデータ出力されるデジタル値に、周知の方法で変換されることができ る。

このタイプの送りも、その実施ＵＳに図示される送りのタイプが図２Ａと２Ｂに 図示される実施！！様にも使用されることができるので、図ＬＡ−ＩＣに基づ〈 実施態様にも使用されることができる。

図３Ａは、本発明に基づく測定プローブの実施態様を示すものであり、それは、 プローブのムーブメントＣＭの中心に関して対称であり、なおかつ、すべての３ つの方向Ｘ、Ｙ、Ｚの変位表示に適したバランスのとれた静電容量のベアを具備 している。取付手段は、この図では不動構成部品に対して図示されていないが、 それは、図ＩＡのスプリング３と基本的に同じデザインのスプリング３０および 最外部のディスク３１と３２である。中間のディスク３３と３４は、そのチップ ３６を具備する棒３５に堅固に接合されていて、方向Ｘ、Ｙに対して角度的に且 つムーブメントＣＭの中心に関してＺ一方向に対して縦方向に、それと共に動く ことができる。可動ディスク３３と３４の各々は、電極Ｅ１が中心に穴が与えら れていることを除けば、図２Ｂに図示されている形状をもつことができるパター ンと共にスプリング３０から離れて面しているその側に与えられている。この穴 は、捧３５がスプリング３０の固定手段に固定されることを可能にし、なおかつ 、２つのディスク３３と３４のパターンが全体的に同じになることを可能にする 。

Ｘ−とＹ一方向の偏差を示すパターン要素は、図２Ｂのパターン要素Ａｔ、Ｂｌ 、Ｃ１，ＤＩに対応して、ディスク３３と３４の上で、相互に接続されているの で、図３Ａでは、パターン要素Ｃ１’と０１″は、パターン要素Ｄ１′とＤ１″ のように、相互に結合されている。ディスク３３と３４の上の同しタイプのパタ ーン要素は相互に直径方間で反対側に配置されているので、任意の方向の変位は スプリング３０の何れかの側でコンデンサーに対して同し方向で作動することに 注目すべきである。Ｘ−とＹ一方向の偏差表示のための電極プレートの電源は図 ２Ｂと同しであると想定すると、電圧ｖ　ｚｒｚは、変圧器の１次側にＺ一方向 の偏差を表示するために送られ、２次側は、接地された中心出力に依って、パタ ーン要素Ｅ２’とＥ２’の間で結合される。

外部のプレート３１と３２の各々は可動プレートの１つに面するその側に３つの 環状のコーティングを具備していて、放射線状の中間の３７．４０は、各々、最 も広くて、なおかつ、センサ電極として演算増幅器ＯＰ３に結合されている（図 ３Ｂを参照）、増幅器ＯＰ３の出力はその（−）−人力に結合されている。

２つのディスク３１と３２の上の、各々、完全なコーティング４４と４５だけで なく、外部の３８と４１、各々、環状コーティング、および内部の３９と４２、 各々、環状コーティングは、結合されて演算増幅器ＯＰ３の出力にブートストラ ップされる。増幅器ＯＰ３の出力は演算増幅器ＯＰ４の（−）−人力に結合され 、その（＋）−人力はアースに結合されている。増幅器ＯＰ４の出力は、コンデ ンサーを経由して片側の、および図ＩＢに関連して図示されていたように交流フ ィードバンクなしに直流フィードバックを経由して他の側の、増幅器ＯＰ３の（ ＋）−人力にフィードバックされる。

更に、増幅器ＯＰ４の出力は、３つの検出方向の変位の、“位相純粋検出”をも つ、すなわち、位相シフトがない、図２Ａに図示されている同じタイプの３つの 位相検出器４６．４７．４８に結合されている０位相検出器４６，４７．４８の 低域濾過出力は、個々のアナログ／デジタル・コンバータのアナログ／デジタル 変換の後で、プログラム・メモリやオペレーティング・メモリのような周辺ハー ドウェアを搭載するマイクロプロセッサ−４９の入力にＡ／Ｄ−結合され、なお かつ、それは、検出方向の偏差を計算し、且つ、制御信号および似たような信号 として生成された信号を使用する表示ユニットまたはユニットのような、他の装 置に接続するために１つまたは複数の出力に、それらを送るプログラムが搭載さ れている（図示されていない）。

図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ，４Ｄは、本発明に基づく装置の第４の実施態様を示す。こ の実施態様は好まれる実施態様である。図４Ａは、明確にするために実際よりも 相互に離れて置かれている検出部品の斜視図である。

センサ棒５１はそのセンサ・ボール５２と共にスプリング５３に吊るされている ので、支持ポイントは、Ｚ一方向の動き（棒に対して軸方向に）、および、前記 の実施態様に開示されているように、　〜Ｚ一方向にだけ動くことができるポイ ントの周辺でＺ−軸に相応する角度移動を、可能にするために中心に設定されて いる。

導電性コレクタ・プレート５４と５５のペアは、棒の上に永久構造で取り付けら れていて、なおかつ、スプリング５３の何れかの側でそこから絶縁されている。

コレクタ・プレートは、金属製が好ましく、なおかつ、スプリング５３に電気的 に接続されている。

プローブのハウジングは、図示されていないが、図ＩＢに図示されているものと 同しタイプになることができる。スプリング５３は、それがカバーに固定されて いる周辺の外部トング（舌）５６．５７を具備している。

コレクタ・プレート５４と５５の何れかの側の上に補助的に、プローブ・ハウジ ングに固定されたドライブ・プレート５８．５９のペアがあり、プレートは導電 パターン要素が素材の上にある印刷されたボードである。印刷されたボード上の パターンは、図４Ｂに図示されていて且つ図４Ａにも概略が図示されている。パ ターン・ディスク５８と５９のパターンは同じであり、なおかつ、ディスク上で 印刷されている表面はコレクタ・プレート５４と５５に面している。

ディスク５８と５９の上の類似のパターン要素は同じ方式で電圧が印加されるの で、前部パターン要素、図から見られるように、ディスク５８上のＣＩ’は、デ ィスク５９上の後部パターン要素Ｃ２’に対応し、なおかつ、左側のパターン要 素、例えば、ディスク５日上のｄ１′は、ディスク５９の右側パターン要素ｄ２ ’に対応し、なおかつ、逆の場合は逆に対応している（図３Ａを参照）。

図４Ｂの場合、ディスク５９上のパターン要素はラベル表示されている。これら は同心状のリングに置かれている。最も内部のリングの場合、Ｚ一方向の動きを 示す風車の羽根のようなパターン要素ｂ′がある。図４０に見られることができ るように、周波数がｎ１ｆ０の電圧が、ディスク５８上のパターン要素すとディ スク５９上のパターン要素ｂ′の間に印加される。信号の形は、前記のように、 正弦波または成る他の形の月形が付けられた波になることができる。

パターンｂ′の放射線状に延長する部分のすべては、内部リングに依って内部接 続される。パターン要素ａ′はパターンｂ′の延長部分の間に配！されている。

パターン要素ａ′はディスクの後ろ側で相互に接続されている。ディスク５９上 のパターン要素ａ′はコレクタ・プレート５４と共に、ディスク５日上のパター ン要素ａはコレクタ・プレート５４と共に、図４Ａに図示されている回路のフィ ードバック・コンデンサーを生成する。

最も内部のリングの外側のリングは、Ｘ−とＹ一方向の測定ボールの動きを示す パターン要素Ｃ２，Ｃ２’およびｄ２．ｄ２’を、各々具備している。交流電流 は、ディスク５８上のパターン要素ｄ１とｄ１′の間だけでなく、パターン要素 ｄ２とｄ２’間に周波数ｒ０と位相Ｏ°が与えられる。更に、周波数がｆｏで位 相が０°の交流電流は、ディスク５８上のパターン要素Ｃ１とｃｌ’の間だけで なく、パターン要素Ｃ２とＣ２’の間にも与えられる。図４０は、この電圧印加 が、前記のように、変圧器を経由して行われることを示している。

図４Ｄは、ドライブ信号を生成する別の方法を示す。周波数デバイダ６２は、周 波数が４＊ｆ０の信号が与えられる。周波数デバイダ６２は、周波数が２＊ｆの 信号をもつ出力Ｑ１および周波数がｆで位相が０°の信号をもつ別の出力Ｑ２を 搭載している。デバイダ６２のＱ１出力は非反転および反転出力をもつ第１増幅 器６３に結合されていて、その１つの出力はパターン要素すに、他の出力はパタ ーン要素ｂ′に結合されている。周波数デバイダ６２のＱ２出力は非反転および 反転出力をもつ第２増幅器６４に結合されていて、その出力の１つはパターン要 素ｄ１とｄ２に、他の出力はパターン要素ｄｌ′とｄ２’に結合されている。出 力ＱｌとＱ２は排他的ＯＲ−ゲート６５の個々の入力にも結合されていて、その 出力には、周波数がｆで、出力Ｑ２の信号から９０’シフトされた位相をもつ信 号がある。この信号は非反転および反転出力をもつ第３増幅器６６に送られ、そ の１つの出力はパターン要素ｃｌと０２に、他の出力はパターン要素ｃｌ’　と ｃ２’に結合されている。

ディスク５９上の保護リングｒ′およびディスク５８上の保護リングｒは、放射 線状に最外部に配置され且つプローブ・ハウジングに結合されている。

コレクタ・プレート５４と５５はスプリング５３に電気的に結合されていて、な おかつ、信号はプローブ・ハウジングから絶縁されているスプリング５３を経由 して適切に抽出される。コレクタ信号は演算増幅器６０の（＋）−人力に送られ 、その（−）−人力はその出力に結合される。コレクタ・プレート周辺の短絡ラ ンダムまたは漂遊静電容量を除去するために、周囲のプレート・ハウジングは、 プロテクタ・リングｒおよびｒ′と共に、増幅器６０の出力にブートストランプ される。増幅器６０の出力は演算増幅器６１の（−）−人力に結合されていて、 その出力は、前記の実施態様に関連して前に述べた時と同じ状態で、ｘ−１ｙ− 、ｚ一方向の動きに関する情報を分離するために位相復調回路に結合される（図 示されていない）。パターン要素ａとａ′は増幅器６１の出力に結合され、なお かつ、ＡＣフィードバックは要素ａとコレクタ５５間および要素ａ′とコレクタ ５４間の複合コンデンサーの影響を受ける。ＤＣフィードバックは前記の実施態 様と同じ状態で影響を受ける。

測定チップを瞬時に動かすために、単純な力供給素子がセンサに接続されること ができる。力供給素子のドライブ・システムは、Ｘ−、Ｙ−、Ｚ一方向で測定す る棒のボール上で作動しなければならない。容量性センサと誘導性力供給素子を 組み合わせることに依って、１つの組み合わせユニットが単純に生成されること ができる。

成る程度の測定精度の低下が、しかし、力の供給と測定が結合されているので、 それに関連して現れるが、急激な可動性の向上が殆どのケースでその欠点を補う 、力供給部分の停止の実施機能には、スイッチが与えられることができる。

図４Ａに図示されるタイプの容量性センサに結合されている誘導性力供給素子が 、図５Ａに図示されている。しかし、図示されている任意のセンサ実施態様がこ こで使用されることができることは明かである。コレクタ・プレート７１と７２ は堅固に電気的にスプリング７３に接続されている。スプリング７３が、間に組 み込まれていて、なおかつ、絶縁リング７４と７５に依って、環状ホルダ一部材 ７６と７７から電気的に絶縁される。パターン・プレート７８と７９が、各々、 個々のホルダ一部材７６と７７の溝に組み込まれている、また、それらは、金属 製が好ましく、増幅器６０の出力にブートストラップされている（図４Ａを参照 ）。

棒８０は、コンデンサー・プレート７１と７２に堅固に接合されていて、なおか つ、力供給素子に固定されている、エキストラ部分８１と共にユニット７１−７ ３を通る。

図５Ａに基づく力供給素子は、センサから離れて開いていて、環状で、外側に向 けて延びながら曲げられているフランジ８３が与えられている、絶縁材料のカッ プ形エレメント８２を具備している。

フランジ８３の曲面の中心は、センサのムーブメン）ＣＭ’の中心にほぼ位置し ている。カップ形エレメント８２の２つの側には拡声器巻線８４が与えられてい て、なおかつ、フランジには巻線Ｌ　ｔ−Ｌ４が与えられている。全体のユニッ ト８２．８３は動（ことができて、なおかつ、固定された磁界が巻線を横断して いる。カップ形エレメント８２はその巻！８４と共に拡声器コイルとして作動す る。

４つの巻線ＬＬ、Ｌ２．Ｌ３．Ｌ４は、４つの個別の極を形成するために、環状 ラミネート・ディスク８３の上に直角に配置されていて（図５Ｂを参照）、その ２つ、ＬＬ、Ｌ３はＸ−軸に沿って、２つ、Ｌ２．Ｌ４はＹ−軸に沿って１かれ ている。ラミネートの内部または上の巻線は、例えば、複数の層に依ってまたは 巻かれた“直角”コイルを圧縮しそれらを埋め込むことに依って形成される。

ディスク８３を横方向に通る垂直磁界Ｍ１．Ｍ２．Ｍ３．Ｍ４の伝播が、図５Ｂ に図示されているが、コイルＬＬ−Ｌ４に相応して配置されている、ここで、磁 化方向が磁界と逆の時に、Ｔ４流搬送コイルは磁界に更に引き込まれる傾向を示 し、そうでない場合、反発される。

図５Ａに図示されている、はぼ垂直および水平の磁界は、永久磁石と軟鉄エレメ ントの構成に依って生成される。バー形の永久磁石８６が、巻線８４の上方のカ ップ形エレメント８２の開口部に宜かれている。軟鉄バー８７と８８はマグネッ ト８６の何れかの側に固定されている。４個の永久磁石を具備し、その磁化方向 が棒８０の軸を横切る、環状ユニット８９は、それがその通常位Ｉにある時に、 軟鉄バー８８の周囲に置かれる。永久磁石と共に少なくとも軟鉄部品を具備する 環状ボール・シュー９０が、リング８９の周囲に置かれている。軟鉄部品１０を 具備する追加リング９１も、フランジまたはカラー８３の他の側の上のリング９ ０と反対側に置かれている。

リング９０と９１のカラーと面する表面は、カラーと基本的に同し曲面形状をも っている。カラー８３は表面と平行なその通常位Ｉにある。！気うインは図５Ａ の左側部分に引き込まれていた。センサ部分は、ホルダー・エレメント７６にニ カワ付けされている環状絶縁ジャケント９２の内部くぼみに置かれている力供給 素子の不動軟鉄リング９１に依って力供給素子部分から絶縁される。

巻線Ｌｌ−Ｌ４および８４に適切な信号を送ることに依って、測定する棒の動き が、希望されるようにｘ−、ｙ−、ｚ一方向で制御されることができる。

ｔ２ｊｔをＸ−巻線ＬＬ、Ｌ３またはＹ−巻線Ｌ２．Ｌ４に送ることに依って、 力が対応する方向に生成される。Ｚ−巻線８４は、Ｚ一方向で力を生成する拡声 器コイルの変形である。

各々個々の巻線に対するｔ流の供給は、例えば、巻線が力をその各々の方向に提 供する偏差を与える、図３Ｂのマイクロプロセンサー４９の出力信号が受信され ると、ただちに、行われることができる。力提供素子は、しかし、次に更；こ詳 細に説明される、測定プロセスの測定ボールのための事前設定を提供するために 使用されることができる。

コイルとラミネートの数多くの変形版が、図５Ａの力提供素子に対応する機能を 提供するために考えられることができる。

図６に、巻線を具備するラミネート・カラー８３が要求されないようにするため に、コイル・フレームに直接Ｘ−，Ｙ−、Ｚ−の力を提供する、コイル・フレー ム１００上の層形巻線構成の１例が図示されている。磁石構成は、このケースで は、永久磁石が与えられている内部シリンダー且つコイル・フレーム１００上に 接続する転磁ボール・シューがある永久磁石が与えられている外部リング（図示 されていない）から構成し、比較的狭い磁界１０３，１０４，１０５がフレーム １００を通るように構成されている。

層形巻線構成は、図示される実施Ｂ様に於いて、Ｘ−およびＹ一方向に力を提供 する４つの渦巻巻線１０１と１０２（２つだけ図で見ることができる）を具備し 、コイル・フレームの周辺に同しレベルで配置されている。それらは、ラインが 、表！１０３．１０４゜１０５に図示されるように比較的小さい横方向の伝播を もつ、コイル・フレームを経由する磁界ラインが、渦巻巻線１０１．１０２の各 々２つの間に均一に分割されるように配置されている。

過大な力が、Ｙ一方向に、例えば図の右側に加えられると、巻線１０１と１０２ には、成るコイルが磁界１０３に更に引き付けられ、且つ他のコイルが磁界から 反発されるような方向の電流が与えられる。同しタイプのｔ流供給がコイル・フ レーム１００の他の側の巻線に加えられるので、動きは磁界の方向で発生しない 。力が、Ｘ一方向、例えば面または用紙と横断する方向で加えられると、巻線１ ０２およびコイル・フレームの他の側でそれと隣接する巻線（図示されていない ）には、成るものが磁界１０５に引き込まれる傾向を示し、他のものが反発され る傾向を示すような方向の電流が与えられる。同しタイプの電流供給が、巻線１ ０１およびコイル・フレームの他の側でそれと隣接する巻線のために影響を受け るので、力は、Ｘ−軸に沿って同し方向で与えられる。

巻線１０１．１０２の上方のレベルに渦巻巻線１０６もあるので、それらの下の 部分は、力をＺ一方向に提供する、磁界１０３の影響を受ける。巻！１０６は、 数で言えば２つだけ、図のように、コイル・フレーム１００の何れかの側に１つ 、必要であるが、それらは、更に数多く、例えばコイル・フレームの周辺に対称 に４つ配置されることもできる。ここで重要なことは、巻線１０６は磁界通路１ ０３に対して少し偏向されているので、それらは巻線１０１，１０２より低いレ ベルで代わりにまたは補足的に配！されることもできる。

過大な力を上向きに提供するために、巻線１０６は、磁界１０３に、およびコイ ル・フレーム１００の他の側で逆方向の磁界に、反発力を提供する電流方向の電 流が与えられ、なおかつ、過大な力を下向きに引き付は力を提供する方向に電流 が与えられる。

図７Ａ、７Ｂ、７Ｃは、カップ形エレメント１１０がそのシリンダ一部分１１１ に４つの巻線Ｌｌ’、Ｌ２’、Ｌ３’、Ｌ４’ｉ）＜与えられている、センサの 力供給素子の更なる実施態様を示す。シリンダ一部分１１１は、図の最上部にそ の底部を、図の最下部にその開口部をもっている。中心部分に接合されている棒 （図示されていない）は、従って、シリンダ一部分１１１を経由して中心部を通 り、なおかつ、スクリュー・ファスナー１１３を用いて底部１１０に固定されて いる。二重マグネットが装着されているシリンダーは、その部分がカップ形エレ メント１１０のシリンダ一部分１１１の何れかの側に！かれている、内部シリン ダ一部分１１４と外部シリンダ一部分１１５を具備している。内部シリンダー１ １４は、軟鉄の２つの環状ポール・ンユー１１７，１１８に依って、１１８に依 って軸方向に囲われている、シリンダー状の永久磁石１１６を具備している。外 部シリンダ−１１５は、軟鉄の環状ボール・シュー１２０゜１２１に依って軸方 向に囲われている、シリンダー状の永久磁石１１９を具備している。軸方向に極 性が与えられているマグネット１１６と１１９はそれらの極が反対方向に設定さ れているので、それらの各々Ｎ極とＳ極間の磁力線は、ポール・シューに依って 、巻線ＬＬ’−Ｌ４’に関して直径方向で反対側の巻線部分の闇のエア・ギヤノ ブを基本的に横断して延長する。マグネットが装着されているシリンダー１１４ と１１５は、センサ部分のケーシングに確実にネジ止めされていて、なおかつ、 センサ部分とドライブ・システム間の絶縁を提供する、ホルダー１２２に保持さ れている。ホルダーは、同じ直径のマグネット・シリンダー１１４の中心穴が与 えられ−でいる。この直径は棒１１２の直径よりも基本的に太いので、それは、 ドライブ・システムの影響のもとて且つ測定するボールの変位に基づいて自由に 動くことができる。図示されている発明の実施態様のすべてのように、棒は、電 気的に絶縁する材料、例えばセラミック材料から作られている。

図７Ｂは、図７Ａのドライブ・ユニットをドライブする回路図を示す。ｘ−、ｙ −、ｚ一方向に於いて希望された事前位置設定のための信号は、各々、個々の増 幅器Ｆｌ、Ｆ２、Ｆ３に結合されている。

Ｘ−信号が送られる、増幅器Ｆ１の出力信号は、成る側で、第１７ダーＡ１を経 由してさらなる増幅器Ｆ４に、なおかつ、他の側で、インバータ１１と第２７ダ ーＡ２を経由して増幅器Ｆ４にマツチングされている増幅器Ｆ５に送られる。Ｘ 一方向に事前設定する信号は、増幅器Ｆ４から巻線ＬＬ’に、および増幅器Ｆ５ から巻線Ｌ２’に送られ、ここで、これらの巻線は反対方向でドライブされるの で、Ｘ一方向のマグネット・シリンダーの磁界のそれらの動きは相互に関係する ことになる。

Ｙ−信号が送られる、増幅器Ｆ２の出力信号は、成る側で、アダーＡ３を経由し て追加増幅器Ｆ６に、なおかつ、他の側で、インバータＩ２と第２７ダーＡ４を 経由して増幅器Ｆ６にマツチングされている増幅器Ｆ７に送られる。

Ｙ一方向に事前設定する信号は、増幅器Ｆ６から巻線Ｌ３’および増幅器Ｆ７か ら巻線Ｌ４’に送られ、そこで、これらの巻線は反対方間にドライブされるので 、マグネット・シリンダーの磁界のＹ一方向のそれらの動きは相互に関係するこ とになる。

Ｚ−信号が送られる、増幅器Ｆ３の出力信号は、４つのアダーＡ１、Ａ２．Ａ３ ．Ａ４に送られる。４つの巻線ＬＬ’、Ｌ２’、Ｌ３’、Ｌ４’は、２一方向と 同し方向で巻線をドライブする、２−信号に依って送られるので、それらは、こ れらの信号に起因してＸ−またはＹ一方向に偏向しないが、代わりにマグネット ・シリンダー間の磁界に引き込まれたり引き出されたりするので、図７Ａでは上 下に変位されることになる。巻線は、図７Ａの回路から接続ケ所Ｐｌ、Ｐ２．Ｐ ３．Ｐ４に於いて各々巻線Ｌｌ’、Ｌ２’、Ｌ３’。

Ｌ４’に信号が送られる。

図８Ａ、８Ｂ、８Ｃは大供給素子と共にセンサの実施態様を示し、そこでは、セ ンサと大供給素子の両方のエレメントが同じディスクに配置されている、すなわ ち、センサと大供給素子は２つの堅固に機械的に接続されている分離ユニットで ない。

センサ部分は、例えば、図４Ａ−４Ｄに関連して説明された電気的なデザインを 具備している。図４Ａでプレート５日と５９の上に図示されている、ドライブ回 路は、動くことができるけれども、ディスク１３３と１３４がスプリング１３９ の何れかの側に置かれている、測定する４１３５に堅固に接合されている、ディ スク１３３と１３４の上で、各々、導電層１３６と１３７として図４Ａの不動プ レート１３１と１３２およびコレクタ・プレート５４と５５の上に配置されてい る。導電パターンとコレクタ層はここでディスクの中心部に配置されているので 、周辺部分が自由になる。

大供給素子の作動部分はディスクの周辺に１かれていて、なおかつ、図８Ｂと８ ０に見られることができるように、それは、可動ディスクの１つ１３３の上に置 かれている、環状の、薄い、横方向に磁化されている、８極マグネツト・ユニッ ト１３８である。

不動ディスク１３１と１３２の上に、センサ・ドライブ・パターンと反対側に適 切な状態で、図８Ｂに図示されているものと基本的に同じ構成の巻線がある。明 確にするために、図は各々巻線部分の１巻の巻線だけ示しているが、各々巻線部 分が複数の巻線を有していることは明かである。マグネットと巻線構成の磁力線 が図８Ｃに図示されている。マグネット・ユニット１３８の何れかの側の巻線の 制御に基づいて、動きは、３つのデカルト座標方向で生成されることができる。

リング・マグネットが不動ディスク１３１に代わりに置かれることができること が明かであり、なおかつ、このケースの巻線はディスク１３３と１３４に置かれ ることもできる。

センサ部分のセンサ回路および内部分の制御Ｂ回路は、不動コントローラ面１４ ０に適切な状態で置かれている。

図９Ａは、センサと大供給素子を共に具備しているが、１つの可動ラミネート・ プレート１５０を具備していない、実施態様を示す。

これは、自由に浮遊する測定システムに１つのラミネートのセンサおよび大供給 素子を提供する。ラミネート・プレートは、従って、スプリング・システムに固 定されていないが、カッステムに依って浮いているような状態で保持される。図 ９Ａに基づく変位センサは、ディスク１５０の中心の中心ポイントＣＭ’に関し て対称である。

大供給素子の構成は、図９Ｂに図示されている状態で作られた、プレー）１５０ の何れかの側で巻線１５１，１５２を具備している。

ディスク１５０の何れかの側に、例えば、交互に反復するＳ極とＮ極に依ってそ れらの周辺に沿って磁化された、ＢａＦｅの２つの不動マグふノド・ディスク１ ５３，１５４があり、各々２つは巻線と関係して動く。

各々巻線構成、ＬＡＩ、ＬＡ３およびＬＡ２．ＬＡ４は、各々、２つの反対側の 巻線構成を含めた各々が、２つの巻線構成に於いて異なる方向に向けられた磁界 を提供する、電流に依って送られる時に、角度的な力は、Ｘ−またはＹ一方向に 於いて棒１５５の上のボールを変位するように与えられ、なおかつ、それらに、 巻線構成のために、それらの磁界の同じ方向を提供する、電流が与えられる時に 、力はＺ一方向に与えられるので、それらは、力が与えられる方向に基づいて近 くのマグネットを引き付けたり反発させる。

キャスト・コイルに依って比較的厚いラミネートまたはディスクを生成し且つラ ミネートを経由するポール間に水平磁界を使用すると、２つの力の生成が、従っ て、与えられることができる。そこで、例えば、ディスク１５０の上部でＸ／Ｙ 一方向に、なおかつ、その下部でＺ一方向に、力を提供することができる。３つ のコイル・システムは、ｌ１１９Ａおよび９Ｂに基づいて３つの自由度を提供す る（ディスクの上面の２つのエリアは、各々、Ｙ−およびＸ一方向の力を提供し 、なおかつ、その下面の４つのエリアはＺ一方向に提供する）。

棒は、その測定するチップと共に、不動マグネット・ディスク１５３．１５４の 間に自由に浮きながら動けるように１かれている、ラミネート・ディスク１５０ に固定されている。

ディスク１５０の何れかの側で、ディスク１５０とマグａソト・ディスク１５３ ，１５４の１つの開に、各々、不動ディスク１５６゜１５７がある。センサ・コ ンデンサーは、この実施態様では、それらの種々の電極が、成る側で、ディスク １５６と１５７の上に、且つ、他の側で、ディスク１５０の内側の異なるレベル １５８，１５９．１６０に置かれている。種々の電極は、それらが任意の基本的 な規模で力供給構成の電界と磁界の影響を受けないように配置されることが好ま しい。図示されている実施！！様では、力構成が中心に且つセンサ構成がその外 側に放射線状に配Ｉされている。

センサ部分の電極構成の実施態様が図１０Ａ、ＩＯＢ、ＩＯＣ。

１０Ｄに図示されているが、それらは、６つの量、すなわち、Ｘ−１ｙ−、ｚ一 方向に於ける並進運動、および各々の座標軸の間通の回−転ｑｘ　＋　ｑｖ　＋ 　ｑｚが測定される、実施１！様を示す０図１ＯＡは斜めから見た電極プレート 構成の前部を示す０図１０Ｂはそれを側面から示す、交流が与えられる、電極プ レート１６５−１６８が、図９Ａの不動ディスク１５６と１５７に１かれている 。図１０Ｄの上部に見られることができるように、センサ電極として作動する電 極プレート１６’３．１７０は、種々のレベル１５８，１５９で、成るものは他 の真下に、可動ディスク１５０の内側に置かれている状態で、内部接続され演算 増幅器１７１の（−）−人力に結合されている（図９Ａを参照）。ディスク１５ ０の中心面１６０に、環状になることができて、なおかつ、フィードバック静電 容量を提供するために増幅器１７１の出力に結合されている、追加電極ディスク １７２がある。

センサのプレート１６５．１６６．１６７．１６８には、回１０Ｂと１０Ｄ（最 上部）に図示されているようにアースに関して交流電流が与えられる。異なるプ レートの交／ｉｔｔ流は、９０°増分で、すなわち、０°、９０°、１８０°、 ２７０”で位相シフトされる。図１０Ｃは検出する方向図を示す。従って、読み 取りは、図１０Ｃに図示されるような検出器プレートの上で行われる、すなわち 、図１０Ｄに図示されるように、４５°と１３５°の位相シフトなしに検出する ことに依って２方向の感度になる。

図１０Ａに図示されているタイプの２つの逆の構成はＸ一方向の角度偏差を、そ れと垂直の２つの逆の構成はＹ一方向の角度偏差を提供する。すべての４つの構 成は、図１０Ｄの４つの回路に依って図示されるように、別々に与えられる。こ こで、回路のｔ源電圧に対して同じ周波数、または異なるｔ源電圧をもつことを 選択することができる６図１０Ｄの最上部の回路に見られることができるように 、変調は、前記と同じ状態で演算増幅器１７１の出力に結合されている位相検出 器１７１と１７４に対して９０＠位相変位（４５゜と１３５°）をもつ方形波基 準信号に依って行われる０位相検出器の信号は、個々のバッファ増幅器Ｂｕｌと Ｂｕ２を経由して送られる。図１０Ｄに図示されている最上部の回路がＸ一方向 を示す電極−プレート構成にいま結合されているならば、位相検出器１７４の出 力信号Ｕ１は、位相検出器１７３の他の出力信号Ｕ２がＸ一方向の動きを示すけ れども、Ｘ一方向と垂直、すなわち、Ｚ一方向の動きを示す。

図１０Ｄは回路を示す４つの動きを示し、各々が図１０Ａと１０Ｂに図示されて いるタイプの個々のプレート構成に接続されている。

前記のように、この実施態様に図示されている構成は、通常位置から７つの異な る偏差を示している。図１０Ｄに図示されているように、８つの出力信号が生成 され、直接または相互に組み合わされて種々の偏差を提供している、そこで、こ のことは、システムが過大に定義され且つ任意の状態で欠点とならないことを意 味している。

Ｙ−軸に関する回転は出力信号ＺＣとＺＤ闇の差を用いて、Ｘ−軸に関する回転 は出力信号Ｚｃと７８間の差を用いて、なおかつ、Ｚ−軸に関する回転はＸａ　 、Ｘｓ　、Ｙａ　、Ｙｗの組み合わせを用いて行われる。Ｘ一方向の純粋な動き はＸ、またはＸｌに依って、Ｙ一方間は別にＹＡまたはＹ、に依って、なおかつ 、Ｚ一方向はＺ、。

Ｚａ、Ｚｃ、またはＺ、に依って行われる。

通常位置からの偏差が種々の方向と回転の混合である場合、種々の偏差成分の計 算は相対的に紛られしくなる。ＩＩＪＩＯＤの回路の出力信号は、従って、計算 を実行し且つ６つの誘導可能な量を示す、コンピュータに送られる（図示されて いない）。

可動測定プローブを具備する測定マシンの場合、問題点の１つが、高い測定速度 を達成し、なおかつ、高い精度を保持している。座標測定マシンの測定ビームの 動きを、測定プローブの中心検出エリアに対して、できるだけ中心の位置に停止 する必要がある。

これは、低速度の測定ビームに依って、または高い速度とオーバースイング、す なわち、それが高い測定精度を得るために問題の測定範囲を越えて通り過ぎた後 に測定する棒を戻すことに依って達成される。動的な力は、短い制動距離がある 場合、測定精度を乱す。

しばしば、速度は、安全性を考慮する観点から一定の最高速度よりも高く選択さ れることができない。

位置が方向と次元に関してめられることができる設定機能を提供し且つ移動方向 に於いて前向きにプローブの測定チップを偏向するために、力供給素子をプロー ブに用いると、測定する棒のオーバースイングを防止し且つ安全規定を完全に満 たすと同時に、前よりも高い測定速度を可能にすることができる。

図１１のプロセッサーは、このようなケースで、座標測定マ／ンの測定ビームの 運動方向に関するデジタル出力信号を提供する、ユニット１８５に結合された人 力を搭載することができる。プロセッサー１８０は外部制御ユニット１８１に依 ってプログラムが与えられることができるか、または、この可能性が永久的な構 造でプローブに組み込まれている場合、それは、制動距離が゛緊急停止”のため に原則的に倍増される運動方向にプローブのチップを偏向させるために、力供給 素子の各々の巻線に送られる、を流Ａ工、Ａ、、Ａ。

を計算するプログラムが与えられることができる。最高速度は、従って、倍増さ れた制動距離のために同し制動力に対して増加されることができる。

測定する目的のために、接触ポイントが原則的に知られているので、速度は、“ ０”−位置に相応して制動距離に対して最適化されるか、または“０”−位置が 通過される時に測定が成る一定の速度で行われるように、調整されることができ るので、アナログ測定プローブの出力信号に最小エラーを生成することができる 。このすべてが専用化されたプログラムを用いてプロセンサー１８０に依って計 算される。プロセッサーは、力供給素子の巻線に対する電流Ａｘ。

Ａ、、Ａ、の供給のほかに、もちろん測定ビームのために制御ユニット１８６も 制御する。制御ユニットは、条件が示すように異なる方向の測定ビームの速度を 変える信号が与えられることができる。

測定プローブが運動方向に於いて障害物に衝突すると、ただちに、これは、測定 ビームが検出された障害物の近（で停止するために、なおかつ、プローブが到達 する時にそれがその通常位置に１かれるようにするために、ユニット１８６の特 定の出力信号、従って、特定の出力信号Ａ、、Ａア、Ａ８を計算する、マイクロ プロセッサ−１８０の入力信号ｘ、ｙ、ｚの１つまたは複数の変化に依って指示 される。

測定される物体の位置と外観が原則的に知られている場合、測定ビームは、物体 の近くの位置に高速で移動するために制御され、なおかつ、プローブが運動方向 に於けるプローブの偏向に対応する距離で測定される物体に衝突する瞬間に測定 ビームが停止されることができるようにするために調整される速度で移動するた めに制御されることができる。力供給素子は、プローブの中性位置を想定するた めにも制御される。

測定プローブを希望された方向に移動することができるので、これは特殊なタイ プの測定に使用されることができる。プロセッサー１８０は、計算に関して可能 性のある種々のタイプを設定して、プローブの力供給素子の制御を可能にし、な おかつ、これは、もちろん、種々のタイプのプログラムでプロセッサーにユニッ ト１８１から送ることに依って使用されることができる。

例えば、プローブを穴に落とし、なおかつ、プローブの角度偏差を回転運動で制 御することに依って、且つ、プローブのセンサ部分を用いて、プローブのチップ が穴の壁と接触する、異なる水平位置の偏差の角度で、検出することに依って、 穴の形状を測定することができる。

成る方向、例えば、Ｘ一方向に強い抵抗が与えられているけれども、別の方向、 例えば、Ｙ一方向に柔らかい、力供給素子に依ってフィードバックをセンサに与 えることができる。これは、Ｙ−で測定された信号がプラス符号でフィードハッ クされるか或いは全くな（でも、Ｘ−力供給素子にマイナス符号でＸ−で測定さ れた信号をフィードバンクすることに依って行われる。この特徴は、与えられた ラインに沿う表面にプローブをスキャンする必要がある場合に貴重な特性になる 。もちろん、異なる規模のフィードバンクをＸ−１ｙ−、ｚ一方向でもつことに 依って変動する抵抗力（弾性楕円体）をもつこともできる。フィードバックの規 模は通常位置からの偏差規模に基づいて変動することもできるので、位置に関す る情報が力供給素子に対する電流増幅器の補強補正として使用されることができ る。

力供給素子は、復帰するスプリング３０（図３Ａ）またはスプリング構成の非直 線性のために、プロセッサーの計算に依って、補償されることもできる。前記の 制御を行う種々のコンピュータ、：ｆログラムとアルゴリズムは、与えられた情 報に基づいてプログラマ−が達成することが容易なので、ここではこれ以上詳細 にわたって説明されない、補償は、例えば、基準プローブに間する比較測定を実 施し且つ補償値を記憶することに依って行われるので固定記憶装置に保存される ことができる。

−光学素子がＺ一方向に焦点を設定し、横方向に動く、Ｘ、Ｙ−テーブル上で測 定する周知の光学的測定マシンのタイプがある。これは、例えば、ＯＧＰに依っ て市販されているＶ　Ｉ　Ｄ　Ｉ　Ｃ０Ｍ機器の原理である。このタイプの測定 マシンの欠点は、機械的な測定ができないことである。成るマシンは、従って、 Ｚ−軸に沿うプローブが与えられていて、これは好ましい解決方法になる（コン ビネーション・マシン）。

図１２は、本発明に基づくプローブの使用を、一部のカメラに見受けられるタイ プの単純な焦点調整機能を具備する単純なレーザー距離測定へラド１９１からビ ームを、Ｘ、Ｙ−テーブルに対してレンズ１９２を用いて焦点設定することに依 ってＸ、Ｙ−テーブル１９０に対する距離を読み取る、光学測定装置と共に示す ものである。

焦点設定機能はビームの周辺光線を主として使用しており、なおがつ、これはご （僅かだけ傾斜している中心光線よりも鋭い焦点設定機能を提供する。焦点設定 機能は、Ｚ一方向に動かされることができる、レンズ・ホルダ一部１９１′を用 いて調整されることができる。

本発明の更なる実施態様に基づいて、焦点設定レンズ１９２は、偏向された前記 のタイプの中心通し穴１９３とプローブ１９４が与えられることができるので、 棒１９５は測定チップ１９６と共に穴２９３を通る。従って、プローブ１９４は 、焦点設定操作の途中でスタンドせずに光学的測定手段の中心に置かれる。プロ ーブは、レーザー距離測定へラド１９１に相応して正確に決定できる距離を提供 する、ドライブ・ユニット（図示されていない）を用いる機械的な測定を提供す るために下げられることができる。このようなドライブ・ユニットはこの分野で は十分に周知なことなので、ここではこれ以上詳細にわたって説明されない。プ ローブ・ヘッド１９４と距離測定へラド１９１の間だけでなく測定チップ１９６ とプローブ・ヘッド１９４の間の距離は知られているので、焦点は正確にめられ ることができて、なおかつ、機械的な測定がプローブ１９４を下げることに依っ て行われる時に、焦点の機械的な測定と調整は非常に正確になる。正確な測定結 果は光学的距！ｌｕｌ！定機器を較正することに使用されることもできるので、 光学ユニット１９１だけ具備し且つ機械的プローブ１９４−１９６がその上昇さ れた位置にある任意の次の非接触測定の精度も向上することになる。

光学的測定装置との組み合わせに依る構成は数多くの変形版として行われること ができる。図１３に、ユニット１９１のライト・ビームの外側に１かれていて且 つ曲げられた測定棒１９８が与えられているプローブのヘッド１９７が図示され ている、なおかつ、それは、レンズの中心の穴１９３を通るＺ−軸に沿って走行 する振部１９５′に接続していて、前記の棒がその末端に測定ボール１９６′を 具備している。

図１４は、光学的測定構成の外側に１かれていて且つ軸部分１９５＃がレンズの 下に置かれている曲面状のセンサ捧２００を具備し且つ測定ボール１９６″が備 えられているプローブ・ヘッド１９９を示す。

図１５は、側面に置かれたプローブ・ヘッド２０１が、傾けられ曲げられた捧２ ０２に依って測定ボール２０３に接合されることもできることを示している。傾 けられた棒は、測定ボールをその末端に直接もつこともできる（図示されていな い）。

ボール２０５が物体またはＭ似物の穴２０６の特定の場所に置かれていることか ら出発する測定のように、光学的測定装置の基１！測定が測定される物体２０７ に関する特定の測定から行われることができることは、時々便利であると考えら れる。穴のサイズは力供給素子を具備するセンサを用いて測定され、次に光学的 測定装置を使用する非接触測定が物体２０７の残りに対して行われる０図１６は 、プローブ棒２０２′が光学的測定装置の光学軸に沿って延長するその部分にデ ィスク２０９を具備する実施態様を示す。光学的測定装置の基準測定はディスク ２０９に向けて行われる。ディスク２０９と測定ボール２０５間の距離は十分に 知られている。この実施！！様は、基準測定が図１２〜１５のように測定テーブ ルに対して行われる場合でも非常に役に立つ、何故ならば、ボールは成るサイズ をもち且つそれに向かう測定が光学的測定装置に依って行われる同し時に測定目 標に座られることができないからである。ディスク２０９に向かう測定は、ボー ル２０５が目標の上に置かれている時に行われることができる。光学的測定装置 だけ使用する更なる測定の場合、機械的測定プローブ２０１’、２０２’、２０ ５’は、ボールがレーザー距ｍ測定ヘッド１９１の周辺の光線を妨げない状態で 、垂直に持ち上げられる。

図１２〜１６に図示されている実施態様は、通常タイプの機械的測定プローブを 具備して使用されることもできることが注目される。

大供給素子が、短絡された巻線を有することに依って測定する棒に適した動的緩 衝装置としてドライブ・システムを使用できることも、本発明の範囲内である。

この目的のために、導電性ンＩＪンダーを可動棒に機械的に接合し且つ磁界に置 くことができる。異なる電源周波数が、しかし異なる位相で、例えば、異なるコ ンデンサーを供給するために、また同じ方向の表示のためにも、使用されること ができる。

基準ｆ ｘ Ｆ１３．４［ ＦＩＧ、４Ｄ ＦＩＣｌ、６ ＦＩＧ、８８　ＦＩＧ、８［ 第２のＹ　／　Ｚ回路　ｈ 補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） １９９２年９月２千日

Claims (39)

【特許請求の範囲】
1. １．正規の位置からの偏差を少なくとも２つの方向で検出するアナログ・センサ であって、該センサは、前記センサが機械的な検出ユニット（１，２，８，９， １０；３６，３３，３４；５１，５２，５８，５９）を測定用チップ（２；３６ ；５２）と共に具備し、その正規の位置からの該偏差が表示可能なものであり、 測定チップ（２；３６；５２）が棒の端部（１；２０；３５；５１；８０）に固 定され、且つ、それは、センサ部分が、任意の方向で測定用チップに及ぼす外部 偏向力に基づいて、本質的に中心ポイント（ＣＭ；ＣＭ′）の周囲で、正規の位 置から進められることができて且つ力供給装置（図７Ａ−７Ｃ、図９Ａ，９Ｂの ３；２１；３０；５３；７３）を用いて正規の位置に復帰可能であり、且つ、中 心ポイントの周囲の正規の位置からの前進が、偏差の測定を与える如く指示され 、それによってセンサの対称軸と垂直な面で作動する前記のセンサ・チップに及 ぼす変位力の角度的な検出を提供する、偏差の測定を与えることが指示されるよ うな状態で、センサ・ユニットに置かれているセンサ部分（８，９；５４，５５ ；７１，７２）を具備していることを特徴とするアナログ・センサ。
2. ２．センサ部分が弾性力手段に固定されていることを特徴とする、請求の範囲第 １項に記載のアナログ・センサ。
3. ３．該センサ部分が自由が浮遊する状態で懸吊されていて、かつ、該力供給装置 がセンサ部分を正規の位置に磁気作用に依って戻すように構成されていることを 特徴とする、請求の範囲第１項に記載のアナログ・センサ。
4. ４．該センサが前記のセンサの前記のチップの上で軸方向に作用する変位力を直 線的に検知することが可能であることを特徴とする、先行する請求の範囲のいず れかに記載のアナログ・センサ。
5. ５．検出ユニットが偏向されることができて且つ前記の中心ポイントの周囲に基 本的に戻されることができるように構成されている検出ユニットのためのホルダ ー構成（３，８，９；３０；５３；１５１，１５２，１５３，１５４）、および 検出ユニットに堅固に接合されていて、且つ容量性エレメントのために少なくと も第１電極プレート（Ｄ１，Ｃ１，Ｅ１；５４，５５；１６９，１７０）が与え られている可動ユニット（１０；３３，３４；５８，５９；１５０）、なおかつ 、可動ユニットの近くに置かれている容量性エレメントのために少なくとも１つ の第２電極プレート（Ａ−Ｆ；４４，３７，３８，３９，４０，４１，４２，４ ５；ａ，ｂ，ｃ１，ｃ１′ｄ１，ｄ１′，ａ′，ｂ′，ｃ２，ｃ２′，ｄ２，ｄ ２′；１６５−１６８）が与えられている不動構成（１１；３１，３２；５８， ５９；１５６，１５７）、なおかつ、 前記の少なくとも１つの電極プレートを可動ユニットの上に且つ前記の少なくと も１つの電極プレートを不動構成の上に具備する少なくとも１つの可変コンデン サーが指示される２つの第１方向のために少なくとも構成されていて、なおかつ 、指示される各々の方向に対して、少なくとも２つのコンデンサーがあり、その 少なくとも１つが前記の少なくとも１つの可変コンデンサーであり、そこでは少 なくとも２つのコンデンサーが電圧電源コンデンサーであり且つ個々の交流電流 位相が相互に相応して変位されるようにして各々与えられていて、前記の電圧電 源コンデンサーが測定チップが影響されない時に相互に通常の関係を保ち、前記 の関係が測定チップが前記の通常位置から変位される時に変更され、なおかつ、 そのために偏差が指示される、検出方向のすべてに共通して使用される少なくと も１つの検出電極ユニット（１，３７，４０；５４，５５；１９１，１７０）が 、電源コンデンサーの１つの電極として配置されていて、且つコンデンサーの各 々のベアに対して、出力信号を送ることに依って静電容量の違いが前記の検出電 極ユニットから個々の前記のベアのコンデンサーの位相検出器（１７，１８，１ ９；４６，４７，４８；図１０Ｄ）に抽出され、それを位相検出器が任意の位相 シフトなしに問題のベアのコンデンサーの電源電圧に適した電源周波数を用いて 前記の出力の信号処理を行い、なおかつ各々個々の位相検出器から処理された出 力が問題の位相検出器のために個々の測定方向に於いてその通常位置から前記の 測定チップの偏差に対して或る関係をもつことを特徴とする、先行する請求の範 囲のいずれかに記載のアナログ・センサ。
6. ６．ベアのコンデンサーが可動ユニット上の前記の電極プレートおよび不動構成 上の前記の電極プレートの各々の方向のために構成されていて、なおかつ、各々 指示する方向に対してベアの両方のコンデンサーが電圧電源コンデンサーになり 、なおかつ、電源コンデンサーに同じ周波数の個々の交流電流が各々与えられて いて、前記の交流電流が相互に逆に位相設定されているので、ベアの２つのコン デンサーのインピーダンスと交流電流の与えられた組み合わせが、前記の測定チ ップがその通常位置にあり且つ各々ベアのコンデンサーがベアの検出方向の通常 位置からの変位に基づいて逆方向にそれらの値を変えると、同じになることを特 徴とする、請求の範囲第５項に記載のアナログ・センサ。
7. ７．前記の弾性力供給手段が等弾力特性をもつスプリング（３）を具備すること を特徴とする、請求の範囲第２，４−６項のいずれかに記載のアナログ・センサ 。
8. ８．２つベアのコンデンサーの組み合わせが２つの方向で通常位置から偏差を指 示するように構成されていて、２つの方向のコンデンサーの組み合わせの２つの ベアに対する交流電流の供給が同じ周波数であるが９０°の相対位相変位または ２つの周波数の何れかに依って影響を受け、そこでは１つの周波数が他のｎ倍に なり、またここでｎは整数、なおかつ、出力信号がその個々の電源電圧の位相シ フトなしに信号処理のために２つの位相検出器に送られることを特徴とする、請 求の範囲第５−７項のなかの１つに記載のセンサ。
9. ９．更なるベアのコンデンサーの組み合わせが構成されていて、前記のベアが或 る周波数に於いて交流電流が与えられ、且つ、それは他のベアのコンデンサーの 組み合わせに対して最大電源周波数のｍ倍の大きさであるか、またはｍで割算さ れた最小値になり、ここでｍは整数、なおかつ、検出電極ユニットの出力信号が 各々検出方向に対して位相シフトなしに信号処理に依って少なくとも１つの位相 検出器ユニットに送られることを特徴とする、請求の範囲第８項に記載のセンサ 。
10. １０．演算増幅器（ＯＰ３）の出力にブートストラップされる第２の共通電極ユ ニット（３８，３９，４１，４２，４４）、且つその１つの入力が共通の検出電 極ユニット（３７，４０）に結合されていることを特徴とする、請求の範囲第５ −９項のいずれかに記載のセンサ。
11. １１．検出電極ユニットに隣接して置かれているけれども、そこから絶録されて いる第３の共通電極ユニット（ｒ，４４）、且つ前記の第３電極ユニットがアー スに接続されていることを特徴とする、請求の範囲第５−９項のいずれかに記載 のセンサ。
12. １２．可動部分がセンサの可動部分に接合されている力供給素子、且つ前記の力 供給素子がそのまたはそれらの方向で過大な力を与えるように配置されていて、 その可動部分が動く傾向を示す（図５Ａ，５Ｂ，６，７Ａ−７Ｃ，８Ａ−８Ｃ， ９Ａ，９Ｂ，１０Ａ−１０Ｄ）ことを特徴とする、先行する請求の範囲のいずれ かに記載のセンサ。
13. １３．センサの可動検出部分に機械的に結合された力供給素子の部分または結合 された部分に隣接する不動部分の何れか１つに運動の各々の方向に対して巻線構 成（Ｌ１−Ｌ４；６１，６２，６６；７２−７５）が与えられていて、なおかつ 、前記の部分の他の部分に、巻線構成と共に不動の状態で置かれている、永久磁 石が好ましいが、一定に磁化されたマグネット（５２，５３，５４，５５；７６ ，７７）の構成が、測定時に、与えられ、なおかつ、巻線構成と一定に磁化され たマグネットの配置が、この方向の巻線構成の各々励磁のために、巻線構成がマ グネットからの一定の磁界と共に可動部分に対する力を希望された方向に与える ことを特徴とする、請求の範囲第１２項に記載のセンサ。
14. １４．ホルダー構成が力供給素子になるので、それが自由に浮遊する、すなわち 、不動構成に機械的な固定装置がないことを特徴とする、請求の範囲第１２また は１３項に記載のセンサ。
15. １５．各々巻線が、その磁界が、それが磁化されると、マグネット構成に於ける ベアのマグネットの間に発生する永久磁石の磁界と、基本的に同じ方向に走行し 、なおかつ、前記のマグネットがそれらがその１つの側で巻線を部分的にだけ走 行する横方向に限定された永久磁石の磁界を与えるように設計され配置されてい て、なおかつ、それで、巻線を通る永久磁石の磁界と反対方向に磁界を生成する 、或る方向で巻線を通る電流の供給に基づいて、巻線が永久磁石の磁界に向けて 引き込まれる傾向を示すので、それが巻線のより中心に位置することになり、な おかつ、反対方向の電流供給に基づいて、永久磁石の磁界からの反発が生成され ることを特徴とする、請求の範囲第１３または１４項に記載のセンサ。
16. １６．信号処理ユニット（１８０）が力供給素子とセンサに結合されていて、な おかつ、前記の信号処理ユニットが事前に設定された条件に基づく動きに相応し て力供給素子を制御するように調整されることを特徴とする、請求の範囲第１２ −１５項のいずれかに記載のセンサ。
17. １７．信号処理ユニット（１８０）が、プローブが固定されている、測定ビーム （１８５，１８６）にも結合されていて、且つ測定ビームの動きに関する信号を 測定ビームから受信し、なおかつ、信号処理ユニットが、測定ビームの運動方向 に於いてプローブの可動部分を進め、且つ、プローブがセンサの可動部分の位置 の変化を示す時に、測定ビームを停止に且つ力供給構成を運動方向に於いて低下 された力供給に導く、信号を力供給構成に与えるように構成されていることを特 赦とする、請求の範囲第１６項に記載のセンサ。
18. １８．信号処理ユニットが、事前に設定され選択されていた条件に基づいてプロ ーブに適した力供給構成と任意の補助装置の制御を提供する、プログラムが与え られているプロセッサー（１８０）であることを特徴とする、請求の範囲第１６ または１７項に記載のセンサ。
19. １９．プロセッサーが、目標を測定する制御プログラムを与えられていて、且つ その位置データが計算され、なおかつ、各々測定ポイントに対して測定ポイント が見つけられるために計算される位置の少し前の位置まで最高速度で測定ビーム を制御し、その後で速度を低下するので、任意の外部力なしに中性位置にまで戻 るプローブの偏向と一致し且つ同時にプローブと目標間との接触を保つ、停止位 置に制動距離を下げることを特徴とする、請求の範囲第１７および１８項に記載 のセンサ。
20. ２０．力供給構成が異なる力供給を異なる方向に提供する信号が送られるように 調整されることを特徴とする、請求の範囲第１２−１９項のいずれかに記載のセ ンサ。
21. ２１．測定目標の光学的および機械的測定のための測定構成を含め、測定目標（ １９０，２０７）に焦点を設定するレンズ・ユニット（１９２）と構成（１９１ ′）を具備する光学的距離測定ユニットを備えていて、なおかつ、プローブの測 定チップ（１９６，１９６′，２０３，２０５）が測定目標に対して機械的な測 定を実施している間レンズ・ユニットの光学軸に沿って測定目標に向けて偏向で きて且つその間測定目標から撤去される光学軸の上に置かれることを特徴とする 、先行の請求の範囲のいずれかに記載のセンサ。
22. ２２．全体のプローブが光学軸に置かれている（図１２−１６）ことを特徴とす る、請求の範囲第２１項に記載のセンサ。
23. ２３．測定チップ（１９６）が、レンズ・ユニットの中心通し穴（１９３）を走 行する、棒（１９５）に置かれていて、なおかつ、プローブのヘッド（１９４） が測定チップから棒の反対側の末端に置かれ且つレンズ・ユニットの近くに置か れていることを特徴とする、請求の範囲第２２項に記載のセンサ。
24. ２４．プローブ（１９７，１９９）そのものが光学的構成のそばに置かれ且つそ の測定チップ（１９６′；１９６′′）にアームに依って接合されていて、なお かつ、それが幾つかの位置で直線状または湾曲されていることを特徴とする、請 求の範囲第２１項に記載のセンサ。
25. ２５．可動検出部に結合されている検出エレメントが障害物に接触して偏向され る時に前記のセンサに依って検出される、可動検出部を具備する変位センサの付 属部品であってセンサが変位のサイズと方向に基づく信号を提供し、なおかつ、 アクセサリーがセンサの可動検出部に固定されて接続されている力供給素子ユニ ットを含めた力供給素子であり、且つ、前記の力供給素子に、電気信号の供給時 に力を前記の信号の特性に依って定められるサイズと方向をもつセンサの可動検 出部に提供する、電気的に制御できる、力供給構成が与えられていることを特徴 とする（図５Ａ，５Ｂ，６，７Ａ−７Ｃ，８Ａ−８Ｃ，９Ａ，９Ｂ，１０Ａ−１ ０Ｄ）付属部品。
26. ２６．力供給素子に、力供給素子が過大な力を可動部分が動く傾向を示すその或 いはそれらの方向に提供するセンサから変位信号のような関係をもつ信号が与え られることを特徴とする、請求の範囲第２５項に記載の付属部品。
27. ２７．センサの可動検出部分に機械的に結合されている力供給素子部分または結 合された部分の近くの不動部分の何れか１つに各々運動方向に適した巻線構成（ Ｌ１−Ｌ４；６１，６２，６６；７２−７５）が与えられていて、なおかつ、前 記の部分の他の部分に、測定時に、巻線構成と共に不動の状態で置かれた、一定 に磁化されたマグネット（５２，５３，５４，５５；７６，７７）の構成が、永 久磁石が好ましい、与えられていて、なおかつ、巻線構成と一定に磁化されたマ グネットの構成が、この方向に適した巻線構成の各々の励磁のために、巻線構成 がマグネットからの一定の磁界と共に希望された方向で可動部分に及ぼす力を提 供することを特徴とする、請求の範囲第２４または２５項に記載の付属部品。
28. ２８．力供給素子が共に関連している、変位センサが、可動部分が実質的に不動 の中心ポイント（ＬＭ）の周囲を動くことができるように吊るされている、その 可動部品スプリングを具備していることを特徴とする、請求の範囲第２５−２７ 項のいずれかに記載の付属部品。
29. ２９．力供給素子が、自由に浮遊する、すなわち、不動構成に任意の機械的な固 定機構がない状態で、センサの可動部分がそれを吊るされた状態にしておくため の保持構造を提供する（図９Ａ）ことを特徴とする、請求の範囲第２５−２７項 のいずれかに記載の付属部品。
30. ３０．各々巻線が、その磁界が、それが磁化されると、マグネット構成に於ける ベアのマグネットの間に発生する永久磁石の磁界と、基本的に同じ方向に走行し 、なおかつ、前記のマグネットがそれらがその１つの側で巻線を部分的にだけ走 行する横方向に限定された永久磁石の磁界を与えるように設計され配置されてい て、なおかつ、それで、巻線を通る永久磁石の磁界と反対方向に磁界を生成する 、或る方向で巻線を通る電流の供給に基づいて、巻線が永久磁石の磁界に向けて 引き込まれる傾向を示すので、それが巻線のより中心に位置することになり、な おかつ、反対方向の電流供給に基づいて、永久磁石の磁界からの反発が生成され ることを特徴とする、請求の範囲第２７，２８，２９項のいずれかに記載の付属 部品。
31. ３１．信号処理ユニット（１８０）が力供給素子とセンサに結合されていて、な おかつ、前記の信号処理ユニットが事前に設定された条件に基づく動きに相応し て力供給素子を制御するように調整されることを特徴とする、請求の範囲第２７ −３０項のいずれかに記載の付属部品。
32. ３２．信号処理ユニット（１８０）が、プローブが固定されている、測定ビーム （１８５，１８６）にも結合されていて、且つ測定ビームの動きに関する信号を 測定ビームから受信し、なおかつ、信号処理ユニットが、測定ビームの運動方向 に於いてプローブの可動部分を進め、且つ、プローブがセンサの可動部分の位置 の変化を示す時に、測定ビームを停止に且つ力供給構成を運動方向に於いて低下 された力供給に導く、信号を力供給構成に与えるように構成されていることを特 徴とする、請求の範囲第３１項に記載の付属部品。
33. ３３．信号処理ユニットが、事前に設定され選択されていた条件に基づいてプロ ーブに適した力供給構成と任意の補助装置の制御を提供する、プログラムが与え られているプロセッサー（１８０）であることを特徴とする、請求の範囲第３１ または３２項に記載の付属部品。
34. ３４．プロセッサが、目標を測定する制御プログラムを与えられていて、且つそ の位置デー外か計算され、なおかつ、各々測定ポイントに対して測定ポイントが 見つけられるために計算される位置の少し前の位置まで最高速度で測定ビームを 制御し、その後で速度を低下するので、任意の外部力なしに中性位置にまで戻る プローブの偏向と一致し且つ同時にプローブと目標間との接触を保つ、停止位置 に制動距離を下げることを特徴とする、請求の範囲第３２および３３項に記載の 付属部品。
35. ３５．測定目標の焦点を設定するレンズ・ユニット（１９２）と構成（１９１′ ）を具備する光学タイプの距離測定ユニット（１９１，１９１′，１９２）を含 めた測定目標の光学的および機械的測定のための測定装置であって、測定日種の 位置を測定する機械的センサ、なおかつ、センサが測定チップ（１９６，１９６ ′，２０３，２０５）を具備していて、且つ、それが、測定目標に対して機械的 に与えられた測定を実施する時に、レンズ・ユニットの光学軸に沿って測定目標 に向けて偏向できて、且つその間測定目標から撤去される光学軸の上に置かれる ことを特徴とする測定装置。
36. ３６．全体のプローブが光学軸に置かれている（図１２−１６）ことを特徴とす る、請求の範囲第３５項に記載の測定装置。
37. ３７．測定チップ（１９６）が、レンズ・ユニットの中心通し穴（１９３）を走 行する、棒（１９５）に置かれていて、なおかつ、プローブのヘッド（１９４） が測定チップから棒の反対側の末端に置かれ且つレンズ・ユニットの近くに置か れていることを特徴とする、請求の範囲第３６項に記載の測定装置。
38. ３８．プローブ（１９７，１９９）そのものが光学的構成のそばに置かれ且つそ の測定チップ（１９６′；１９６′′）にアームに依って接合されていて、なお かつ、それが幾つかの位置で直線状または湾曲されていることを特徴とする、請 求の範囲第３８項に記載の測定装置。
39. ３９．測定チップ（２０２′）の垂直の上方の部分上のプローブ棒（２０２′） が、前記の距離測定ユニットが測定できる、ディスク（２０９）が与えられてい ることを特徴とする、請求の範囲第３７または３８項に記載の測定装置。