JPH0575041B2 - - Google Patents
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- JPH0575041B2 JPH0575041B2 JP60123984A JP12398485A JPH0575041B2 JP H0575041 B2 JPH0575041 B2 JP H0575041B2 JP 60123984 A JP60123984 A JP 60123984A JP 12398485 A JP12398485 A JP 12398485A JP H0575041 B2 JPH0575041 B2 JP H0575041B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
- G01D5/142—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
- G01D5/145—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/003—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring position, not involving coordinate determination
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/243—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the phase or frequency of ac
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
- G01D5/245—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using a variable number of pulses in a train
- G01D5/2451—Incremental encoders
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の技術分野）
この発明は、位置決めシステム等に用いられる
ロツドの絶対位置を検出する場合の絶対位置検出
装置に関する。
ロツドの絶対位置を検出する場合の絶対位置検出
装置に関する。
（発明の技術的背景とその問題点）
工作機械などに用いられる位置決めシステムと
して、最も重要な要素である位置検出部の原理的
構造図の一例を第９図に示す。これは移動可能な
シリンダ状のロツド１の中に、同芯状の磁性体部
２が非磁性体部３と交互に等しいピツチＰで組込
まれ、このロツド１を包み込むように配設された
円筒形の固定された検出ヘツド部４には、１次励
磁用コイル６Ａ及び６Ｂと２次誘起コイル５Ａ及
び５Ｂとが磁気シールドコア１０Ａ及び１０Ｂ中
に同芯状に配置されている。このとき、１次コイ
ル６Ａ及び６ＢをそれぞれIsinωt及びIcosωtで交
流励磁すると、ロツド１の中の磁性体２及び非磁
性体３の組合せにより、ロツド１の移動Ｘに従つ
て磁気抵抗が１ピツチ毎に変化を繰り返す。この
磁気抵抗の変化は、２次コイル５Ａ及び５Ｂへの
誘起電圧変化となつて現われ、２次コイル誘起電
圧Ｅは次の(1)式で表わされる。
して、最も重要な要素である位置検出部の原理的
構造図の一例を第９図に示す。これは移動可能な
シリンダ状のロツド１の中に、同芯状の磁性体部
２が非磁性体部３と交互に等しいピツチＰで組込
まれ、このロツド１を包み込むように配設された
円筒形の固定された検出ヘツド部４には、１次励
磁用コイル６Ａ及び６Ｂと２次誘起コイル５Ａ及
び５Ｂとが磁気シールドコア１０Ａ及び１０Ｂ中
に同芯状に配置されている。このとき、１次コイ
ル６Ａ及び６ＢをそれぞれIsinωt及びIcosωtで交
流励磁すると、ロツド１の中の磁性体２及び非磁
性体３の組合せにより、ロツド１の移動Ｘに従つ
て磁気抵抗が１ピツチ毎に変化を繰り返す。この
磁気抵抗の変化は、２次コイル５Ａ及び５Ｂへの
誘起電圧変化となつて現われ、２次コイル誘起電
圧Ｅは次の(1)式で表わされる。
Ｅ＝Ｋ sin（ωt−2πＸ／Ｐ） ……(1)
但し
Ｋ：変換定数
Ｘ：ロツド移動距離
Ｐ：ピツチ
この位相（2πＸ／Ｐ）に着目すると、１次励磁の
Isinωtに比べロツド１の移動量Ｘだけ移相されて
いることが分る。従つて、この位相差を検出する
ことにより、これを電圧信号E0として取出せば
ロツド１の移動距離Ｘを知ることができる。
いることが分る。従つて、この位相差を検出する
ことにより、これを電圧信号E0として取出せば
ロツド１の移動距離Ｘを知ることができる。
しかしながら、この装置では、ロツド１の移動
距離Ｘが１ピツチ（Ｐ）の範囲内でしか絶対距離
としては取り出せない。つまり移動距離Ｘはイン
クリメンタルの形でしか分らないので、１ピツチ
を越える場合には、この出力電圧信号E0を積算
することにより準絶対距離を検出することができ
る。この電圧信号E0の変化を第１０図に示す。
横軸に移動距離Ｘを示し、縦軸に出力電圧信号
E0を示し、同図に示すように１ピツチＰ毎に電
圧E0が繰返し出力される。つまり、この出力電
圧E0を積算していくことにより絶対位置を検出
することができるが、最初に移動開始する時点で
はその積算量はリセツトされた状態であり、この
意味からは絶対位置を検出することができない。
このため、ロツド１が最初に移動開始するとき
は、必らず既知の基準位置に復帰されていなけれ
ばならないといつた制約がある。
距離Ｘが１ピツチ（Ｐ）の範囲内でしか絶対距離
としては取り出せない。つまり移動距離Ｘはイン
クリメンタルの形でしか分らないので、１ピツチ
を越える場合には、この出力電圧信号E0を積算
することにより準絶対距離を検出することができ
る。この電圧信号E0の変化を第１０図に示す。
横軸に移動距離Ｘを示し、縦軸に出力電圧信号
E0を示し、同図に示すように１ピツチＰ毎に電
圧E0が繰返し出力される。つまり、この出力電
圧E0を積算していくことにより絶対位置を検出
することができるが、最初に移動開始する時点で
はその積算量はリセツトされた状態であり、この
意味からは絶対位置を検出することができない。
このため、ロツド１が最初に移動開始するとき
は、必らず既知の基準位置に復帰されていなけれ
ばならないといつた制約がある。
このような制約なしに絶対位置を検出する装置
として、第１１図に示すものがある。すなわち、
平行に設置されたロツド１Ａ及び１Ｂは一体化さ
れて同時に長軸方向に移動するようになつてお
り、それぞれに接近して検出ヘツド４Ａ及び４Ｂ
が配設されている。ここで、ロツド１Ａに配置さ
れている磁性体２Ａ及び非磁性体３Ａを一対とす
るピツチ間隔PAは、ロツド１Ｂの磁性体２Ｂ及
び非磁性体３Ｂを一対とするピツチ間隔PBとは
異なつている。そして、検出ヘツド４Ａ及び４Ｂ
で検出される電圧E01及びE02はそれぞれ第１２
図Ａ及びＢに示すようになり、この２組の電圧
E01及びE02の組合せ関係により絶対位置を検出
することができる。しかし、この場合にはロツド
及び検出ヘツドがそれぞれ２組必要であり、装置
全体の寸法は大となり、且つ装置としては高価に
なつてしまうといつた問題があつた。
として、第１１図に示すものがある。すなわち、
平行に設置されたロツド１Ａ及び１Ｂは一体化さ
れて同時に長軸方向に移動するようになつてお
り、それぞれに接近して検出ヘツド４Ａ及び４Ｂ
が配設されている。ここで、ロツド１Ａに配置さ
れている磁性体２Ａ及び非磁性体３Ａを一対とす
るピツチ間隔PAは、ロツド１Ｂの磁性体２Ｂ及
び非磁性体３Ｂを一対とするピツチ間隔PBとは
異なつている。そして、検出ヘツド４Ａ及び４Ｂ
で検出される電圧E01及びE02はそれぞれ第１２
図Ａ及びＢに示すようになり、この２組の電圧
E01及びE02の組合せ関係により絶対位置を検出
することができる。しかし、この場合にはロツド
及び検出ヘツドがそれぞれ２組必要であり、装置
全体の寸法は大となり、且つ装置としては高価に
なつてしまうといつた問題があつた。
（発明の目的）
この発明は上述のような事情からなされたもの
であり、この発明の目的は、磁性体及び非磁性体
を交互に配置した１本のロツドを使用するだけ
で、小型かつ安価に絶対位置を検出することがで
きる絶対位置検出装置を提供することにある。
であり、この発明の目的は、磁性体及び非磁性体
を交互に配置した１本のロツドを使用するだけ
で、小型かつ安価に絶対位置を検出することがで
きる絶対位置検出装置を提供することにある。
（発明の概要）
この発明は、円柱状の磁性体及び非磁性体を一
対とするピツチ間隔が、長軸方向に所定幅ずつ漸
増するようにして、前記磁性体及び非磁性体を所
定位置に配置したロツドと、励磁コイル及び誘起
コイルを備え、前記ロツドに近接して前記長軸方
向に平行に並設した複数個の検出ヘツドと、前記
励磁コイルを励磁する信号を出力する出力部と、
前記励磁コイルの励磁により誘起される前記誘起
コイルからの出力電圧の位相を検出する位相検出
器と、前記検出ヘツドが２個の場合は前記ロツド
と前記検出ヘツドとの間の絶対位置Po1を次の３
つの式（ａ，ｂ，ｃ）で表わし、 Po1＝ｎ（ｌ＋ｎ−１／２・Δl）＋ｌ＋ｎ・
Δl／1000・S1……(a) Po1＝ｎ（ｌ＋ｎ＋１／２・Δl）＋ｌ＋（ｎ
＋１）・Δl／1000・S2……(b) Po1＝（ｎ−１）（ｌ＋ｎ／２・Δl）＋ｌ＋
ｎ・Δl／1000・S2……(c) ただし、 ｎは前記検出ヘツドを通過したピツチ数 ｌは前記磁性体と非磁性体との当初のピツチ並
びに前記２個の検出ヘツド の間隔 Δlは前記磁性体と非磁性体とのピツチの漸増
幅 S1，S2は前記位相検出部からの位相検出信号
の値 前記位相検出信号の値（S1，S2）がS1＞S2の
ときは位相検出信号の値（S1，S2）を前記(a)，
(b)式に代入し、S1＜S2のときは位相検出信号の
値（S1，S2）を前記(a)，(c)式に代入して前記２
つの式を同時に満足するピツチ数（ｎ）を求め、
このピツチ数（ｎ）を前記(a)式に代入して前記絶
対位置Po1を求め、前記検出ヘツドが３個以上の
場合も同様の演算方法により前記絶対位置を求め
る演算処理部とを備えるようにしたものである。
対とするピツチ間隔が、長軸方向に所定幅ずつ漸
増するようにして、前記磁性体及び非磁性体を所
定位置に配置したロツドと、励磁コイル及び誘起
コイルを備え、前記ロツドに近接して前記長軸方
向に平行に並設した複数個の検出ヘツドと、前記
励磁コイルを励磁する信号を出力する出力部と、
前記励磁コイルの励磁により誘起される前記誘起
コイルからの出力電圧の位相を検出する位相検出
器と、前記検出ヘツドが２個の場合は前記ロツド
と前記検出ヘツドとの間の絶対位置Po1を次の３
つの式（ａ，ｂ，ｃ）で表わし、 Po1＝ｎ（ｌ＋ｎ−１／２・Δl）＋ｌ＋ｎ・
Δl／1000・S1……(a) Po1＝ｎ（ｌ＋ｎ＋１／２・Δl）＋ｌ＋（ｎ
＋１）・Δl／1000・S2……(b) Po1＝（ｎ−１）（ｌ＋ｎ／２・Δl）＋ｌ＋
ｎ・Δl／1000・S2……(c) ただし、 ｎは前記検出ヘツドを通過したピツチ数 ｌは前記磁性体と非磁性体との当初のピツチ並
びに前記２個の検出ヘツド の間隔 Δlは前記磁性体と非磁性体とのピツチの漸増
幅 S1，S2は前記位相検出部からの位相検出信号
の値 前記位相検出信号の値（S1，S2）がS1＞S2の
ときは位相検出信号の値（S1，S2）を前記(a)，
(b)式に代入し、S1＜S2のときは位相検出信号の
値（S1，S2）を前記(a)，(c)式に代入して前記２
つの式を同時に満足するピツチ数（ｎ）を求め、
このピツチ数（ｎ）を前記(a)式に代入して前記絶
対位置Po1を求め、前記検出ヘツドが３個以上の
場合も同様の演算方法により前記絶対位置を求め
る演算処理部とを備えるようにしたものである。
（発明の実施例）
第１図Ａ〜Ｃはこの発明装置を説明するための
ロツド動作解析図であり、同図Ａにおいて、ロツ
ド２１には磁性体２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ…と非
磁性体２３が交互に配置され、これら磁性体２２
Ａ，２２Ｂ…と非磁性体２３とを一対とするピツ
チ間隔が、ｌ，ｌ＋Δl，ｌ＋2Δlの如く微小増分
Δlだけ順次変化するように設置されている。一
方、検出ヘツド４１及び４２はピツチ間隔ｌだけ
隔てて、ロツド２１と平行に配設されている。そ
して、これら検出ヘツド４１及び４２には、第９
図で説明したと同様にそれぞれ１次励磁コイル及
び２次励磁コイルがペアで巻回されている。第１
図Ｂ及びＣは、それぞれロツド２１の移動距離Ｘ
に対する検出ヘツド４１及び４２の各２次コイル
への誘起電圧の位相分として検出した位相検出電
圧H1及びH2を示しており、同図Ｂは検出ヘツド
４１の位相検出電圧H1を、同図Ｃは検出ヘツド
４２の位相検出電圧H2を示している。同図Ｂの
出力H1の周期は同図Ｃの出力H2の周期に比し、
検出ヘツド４１及び４２がピツチｌの間隔がある
分だけ距離が異なつており、図示のようにΔl，
2Δl，3Δl…というような差が生じる。このため、
たとえば移動距離Psにおける各出力電圧を比較
してみると、検出ヘツド４１の位相検出電圧H1
はSS1であり、検出ヘツド４２の位相検出電圧
H2はSS2となり異なつている。
ロツド動作解析図であり、同図Ａにおいて、ロツ
ド２１には磁性体２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ…と非
磁性体２３が交互に配置され、これら磁性体２２
Ａ，２２Ｂ…と非磁性体２３とを一対とするピツ
チ間隔が、ｌ，ｌ＋Δl，ｌ＋2Δlの如く微小増分
Δlだけ順次変化するように設置されている。一
方、検出ヘツド４１及び４２はピツチ間隔ｌだけ
隔てて、ロツド２１と平行に配設されている。そ
して、これら検出ヘツド４１及び４２には、第９
図で説明したと同様にそれぞれ１次励磁コイル及
び２次励磁コイルがペアで巻回されている。第１
図Ｂ及びＣは、それぞれロツド２１の移動距離Ｘ
に対する検出ヘツド４１及び４２の各２次コイル
への誘起電圧の位相分として検出した位相検出電
圧H1及びH2を示しており、同図Ｂは検出ヘツド
４１の位相検出電圧H1を、同図Ｃは検出ヘツド
４２の位相検出電圧H2を示している。同図Ｂの
出力H1の周期は同図Ｃの出力H2の周期に比し、
検出ヘツド４１及び４２がピツチｌの間隔がある
分だけ距離が異なつており、図示のようにΔl，
2Δl，3Δl…というような差が生じる。このため、
たとえば移動距離Psにおける各出力電圧を比較
してみると、検出ヘツド４１の位相検出電圧H1
はSS1であり、検出ヘツド４２の位相検出電圧
H2はSS2となり異なつている。
いま、第２図のように、検出ヘツドから得られ
る位相検出電圧HHの値が、１ピツチの分割数が
1000の場合、“０”〜“999”に変換される。移動
距離Psを求めてみると次の(2)式となる。
る位相検出電圧HHの値が、１ピツチの分割数が
1000の場合、“０”〜“999”に変換される。移動
距離Psを求めてみると次の(2)式となる。
Ps＝ｌ＋（ｌ＋Δl）＋（ｌ＋2Δl）
＋ｌ＋3Δl／1000×（SS1）
＝３×（ｌ＋Δl）＋ｌ＋3Δl／1000×（SS1）……(2
) この(2)式を参考にし、第３図Ａ〜Ｄに示す検出
ヘツド４１及び４２の位相検出電圧HC及びHD
の出力特性において、移動距離Po1（またはPo2）
の一般式を求めると次式(3)のようになる。
) この(2)式を参考にし、第３図Ａ〜Ｄに示す検出
ヘツド４１及び４２の位相検出電圧HC及びHD
の出力特性において、移動距離Po1（またはPo2）
の一般式を求めると次式(3)のようになる。
Po＝ｎ（ｌ＋ｎ−１／２・Δl）＋ｌ＋ｎ・
Δl／1000・Ｓ……(3) 但し Po：移動距離 ｎ：ロツド２１が通過したピツチ数 Ｓ：移動距離Poにおける位相検出出力電圧値 この(3)式から検出ヘツド４１で検出した場合の
移動距離Po1を求めると、次の(4)式が得られる Po1＝ｎ（ｌ＋ｎ−１／２・Δl）＋ｌ＋ｎ・
Δl／1000・S1……(4) 同様にして、検出ヘツド４２で検出した場合の
移動距離Po1を求めると、次の(5)式が得られる。
Δl／1000・Ｓ……(3) 但し Po：移動距離 ｎ：ロツド２１が通過したピツチ数 Ｓ：移動距離Poにおける位相検出出力電圧値 この(3)式から検出ヘツド４１で検出した場合の
移動距離Po1を求めると、次の(4)式が得られる Po1＝ｎ（ｌ＋ｎ−１／２・Δl）＋ｌ＋ｎ・
Δl／1000・S1……(4) 同様にして、検出ヘツド４２で検出した場合の
移動距離Po1を求めると、次の(5)式が得られる。
Po1＝ｎ（ｌ＋Δl＋ｎ−１／２・Δl）＋ｌ
＋Δl＋ｎ・Δl／1000・S2 ＝ｎ（ｌ＋ｎ＋１／２・Δl）＋ｌ＋（
ｎ＋１）Δl／1000・S2……(5) ここで、(4)式及び(5)式におけるPo1は本来等し
いはずであるから、次の関係式が得られる。
＋Δl＋ｎ・Δl／1000・S2 ＝ｎ（ｌ＋ｎ＋１／２・Δl）＋ｌ＋（
ｎ＋１）Δl／1000・S2……(5) ここで、(4)式及び(5)式におけるPo1は本来等し
いはずであるから、次の関係式が得られる。
ｎ（ｌ＋ｎ−１／２・Δl）＋ｌ＋ｎ・Δl／1000・S1＝
ｎ（ｌ＋ｎ＋１／２・Δl）＋ｌ＋（ｎ＋１）Δl／1000
・S2 S1＝ｌ＋（ｎ＋１）・Δl／ｌ＋ｎ・Δl・S2
＋ｎ・Δl／ｌ＋ｎ・Δl×1000……(6) ところで、上記(6)式は第３図Ａ及びＢの状態で
の移動距離Po1について求めた関係式であるが、
実際には同図Ｃ及びＤに示すような状態も考える
必要がある。したがつて、このときの移動距離を
Po2とし、検出ヘツド４１及び４２が示す位相検
出電圧の値をそれぞれS3及びS4とすると、前記
(4)式のS1とS3と置き替えることにより次の(7)式
が、(5)式のｎを（ｎ−１）に、S2をS4にそれぞ
れ置き替えることにより次の(8)式がそれぞれ得ら
れる。
ｎ（ｌ＋ｎ＋１／２・Δl）＋ｌ＋（ｎ＋１）Δl／1000
・S2 S1＝ｌ＋（ｎ＋１）・Δl／ｌ＋ｎ・Δl・S2
＋ｎ・Δl／ｌ＋ｎ・Δl×1000……(6) ところで、上記(6)式は第３図Ａ及びＢの状態で
の移動距離Po1について求めた関係式であるが、
実際には同図Ｃ及びＤに示すような状態も考える
必要がある。したがつて、このときの移動距離を
Po2とし、検出ヘツド４１及び４２が示す位相検
出電圧の値をそれぞれS3及びS4とすると、前記
(4)式のS1とS3と置き替えることにより次の(7)式
が、(5)式のｎを（ｎ−１）に、S2をS4にそれぞ
れ置き替えることにより次の(8)式がそれぞれ得ら
れる。
Po2＝ｎ（ｌ＋ｎ−１／２・Δl）＋ｌ＋ｎ・
Δl／1000・S3……(7) Po2＝（ｎ−１）（ｌ＋ｎ／２・Δl）＋ｌ＋
ｎ・Δl／1000・S4……(8) ここで、(7)式及び(8)式におけるPo2は本来等し
いはずであるから、結局次の(9)式の関係が得られ
る。
Δl／1000・S3……(7) Po2＝（ｎ−１）（ｌ＋ｎ／２・Δl）＋ｌ＋
ｎ・Δl／1000・S4……(8) ここで、(7)式及び(8)式におけるPo2は本来等し
いはずであるから、結局次の(9)式の関係が得られ
る。
S3＝S4−ｌ／ｌ＋ｎ・Δl×1000 ……(9)
そして、(6)式または(9)式によりピツチ数ｎを求
めるのであるが、この算出方法としては例えば逐
次代入法が用いられる。すなわち、検出ヘツド４
１及び４２から得られる位相検出電圧の値（この
段階ではS1及びS2であるかS3及びS4であるか判
らない）並びに既知量であるｌ及びΔlと、暫定
的なピツチ数ｎ、例えば最小のピツチ数０を(6)式
か(9)式のいずれか一方（例えば(6)式）に代入し、
(6)式の等式が成立するか否かをみる。そして、(6)
式の等式が成立しなければ次の暫定的なピツチ数
ｎ、例えば２番目に小さいピツチ数１を同様に(6)
式に代入して等式成立の可否をみる。このように
(6)式の等式が成立するまでピツチ数ｎを順次増加
して(6)式に代入する処理を続け、等式が成立した
ときのピツチ数ｎを求め、このピツチ数ｎを(4)式
又は(5)式に代入することによりロツド２１の移動
量Ｘの絶対値を検出することができる。一方、ロ
ツド２１により予め定まるピツチの数、すなわち
最大のピツチ数ｎまでのいずれのピツチ数ｎを(6)
式に代入しても等式が成立しなければ、上述した
のと同様の処理を他方の式（この例では(9)式）の
等式が成立するまで続け、等式が成立したときの
ピツチ数ｎを求め、このピツチ数ｎを(7)式又は(8)
式に代入することによりロツド２１の移動量Ｘの
絶対値を検出することができる。ここで、上記逐
次代入法で求まるピツチ数ｎ（ｎは０以上の整数）
が(6)式または(9)式のいずれか一方でしか定まらな
い理由を説明する。(6)式の右辺第１項の係数は１
より大であり、右辺第２項は正であることから、
S1＞S2（但し、S1，S2≧０）となる。また、(9)式
の右辺第２項は正であることからS3＜S4（但し、
S3，S4≧０）となる。すなわち、(6)式と(9)式は
検出ヘツド４１及び４２から得られる位相検出電
圧の値S1及びS2，S3及びS4の大小によつて適用
が一義的に決定されるので、逐次代入法で求まる
ピツチ数ｎは(6)式または(9)式のいずれか一方でし
か定まらない。
めるのであるが、この算出方法としては例えば逐
次代入法が用いられる。すなわち、検出ヘツド４
１及び４２から得られる位相検出電圧の値（この
段階ではS1及びS2であるかS3及びS4であるか判
らない）並びに既知量であるｌ及びΔlと、暫定
的なピツチ数ｎ、例えば最小のピツチ数０を(6)式
か(9)式のいずれか一方（例えば(6)式）に代入し、
(6)式の等式が成立するか否かをみる。そして、(6)
式の等式が成立しなければ次の暫定的なピツチ数
ｎ、例えば２番目に小さいピツチ数１を同様に(6)
式に代入して等式成立の可否をみる。このように
(6)式の等式が成立するまでピツチ数ｎを順次増加
して(6)式に代入する処理を続け、等式が成立した
ときのピツチ数ｎを求め、このピツチ数ｎを(4)式
又は(5)式に代入することによりロツド２１の移動
量Ｘの絶対値を検出することができる。一方、ロ
ツド２１により予め定まるピツチの数、すなわち
最大のピツチ数ｎまでのいずれのピツチ数ｎを(6)
式に代入しても等式が成立しなければ、上述した
のと同様の処理を他方の式（この例では(9)式）の
等式が成立するまで続け、等式が成立したときの
ピツチ数ｎを求め、このピツチ数ｎを(7)式又は(8)
式に代入することによりロツド２１の移動量Ｘの
絶対値を検出することができる。ここで、上記逐
次代入法で求まるピツチ数ｎ（ｎは０以上の整数）
が(6)式または(9)式のいずれか一方でしか定まらな
い理由を説明する。(6)式の右辺第１項の係数は１
より大であり、右辺第２項は正であることから、
S1＞S2（但し、S1，S2≧０）となる。また、(9)式
の右辺第２項は正であることからS3＜S4（但し、
S3，S4≧０）となる。すなわち、(6)式と(9)式は
検出ヘツド４１及び４２から得られる位相検出電
圧の値S1及びS2，S3及びS4の大小によつて適用
が一義的に決定されるので、逐次代入法で求まる
ピツチ数ｎは(6)式または(9)式のいずれか一方でし
か定まらない。
ここで、求められるピツチ数ｎがもう１つの値
を持つことがあるか否か、つまり解の一意性につ
いて考察してみる。いま、上記(6)式よりｎ＝n0と
して解が１つ求まつたと仮定する。すなわち、下
記(10)式の等式が成り立つ。
を持つことがあるか否か、つまり解の一意性につ
いて考察してみる。いま、上記(6)式よりｎ＝n0と
して解が１つ求まつたと仮定する。すなわち、下
記(10)式の等式が成り立つ。
S1＝ｌ＋（n0＋１）Δl／ｌ＋n0・Δl・S2＋
n0・Δl／ｌ＋n0・Δl×1000……(10) ところで、ｎ＝n0以外にもう１つ別の解、ｎ＝
ｍ（ｍ≠n0）が存在すると仮定してみる。つまり、 S1＝ｌ＋（ｍ＋１）Δl／ｌ＋ｍ・Δl・S2＋
ｍ・Δl／ｌ＋ｍ・Δl×1000……(11) である。これら(10)式及び（11）式から、それぞれ
のS1，S2の値は同じ値でなければならないこと
から、次式が成り立つ。
n0・Δl／ｌ＋n0・Δl×1000……(10) ところで、ｎ＝n0以外にもう１つ別の解、ｎ＝
ｍ（ｍ≠n0）が存在すると仮定してみる。つまり、 S1＝ｌ＋（ｍ＋１）Δl／ｌ＋ｍ・Δl・S2＋
ｍ・Δl／ｌ＋ｍ・Δl×1000……(11) である。これら(10)式及び（11）式から、それぞれ
のS1，S2の値は同じ値でなければならないこと
から、次式が成り立つ。
ｌ＋（n0＋１）Δl／ｌ＋n0・Δl・S2＋n0・Δl／ｌ
＋n0・Δl×1000＝ｌ＋（ｍ＋１）Δl／ｌ＋ｍ・Δl・S
2＋ｍ・Δl／ｌ＋ｍ・Δl×1000……(12) この(12)式をS2について解くと、次の(13)式が
得られる。
＋n0・Δl×1000＝ｌ＋（ｍ＋１）Δl／ｌ＋ｍ・Δl・S
2＋ｍ・Δl／ｌ＋ｍ・Δl×1000……(12) この(12)式をS2について解くと、次の(13)式が
得られる。
S2＝ｌ／Δl×1000 ……(13)
ここで、ピツチ間隔ｌと、微小増分Δlを比較
すると、当然次の(14)式の関係がある。
すると、当然次の(14)式の関係がある。
ｌ＞Δl ……(14)
また、第２図で説明したように検出ヘツドの位
相検出電圧S2は、 ０≦S2＜1000 ……(15) の関係となつている。このため、(13)式における
S2は、 S2＝ｌ／Δl×1000＞1000 ……(13)′ となり、(15)式の関係に対して矛盾を生ずる。つ
まり、ｎ＝ｍ（≠n0）は解として存在するという
仮定が誤りであることになる。これはとりもなお
さず、(6)式で求められるｎの解はただ１個しかな
いことを証明したことになる。同様にして、(9)式
において求められるｎの解もただ１個しかないこ
とが証明されることは明らかである。
相検出電圧S2は、 ０≦S2＜1000 ……(15) の関係となつている。このため、(13)式における
S2は、 S2＝ｌ／Δl×1000＞1000 ……(13)′ となり、(15)式の関係に対して矛盾を生ずる。つ
まり、ｎ＝ｍ（≠n0）は解として存在するという
仮定が誤りであることになる。これはとりもなお
さず、(6)式で求められるｎの解はただ１個しかな
いことを証明したことになる。同様にして、(9)式
において求められるｎの解もただ１個しかないこ
とが証明されることは明らかである。
以上より、(6)式または(9)式で求められるピツチ
数ｎが正しいこと、つまりただ１つの解を持つこ
とが分つたが、次に、このピツチ数ｎを算出する
のに前述のように逐次代入法を用いる場合、どの
位の精度で追求するべきかについて、第４図Ａ及
びＢの出力電圧グラフにより解析する。いま、ロ
ツド移動量Ｘがピツチ数ｎのときの距離Poにお
いて、検出ヘツド４１の出力電圧H1がK11である
とする。そして、ピツチ数（ｎ＋１）において、
同じK11の値を示すときのヘツド４２からの位相
検出電圧H2がそれぞれK21及びK22であつたと
き、これらK21及びK22の差が求める精度となる。
(6)式において、ピツチ数がｎのときと（ｎ＋１）
のときのS2がそれぞれK21とK22であるとすると、
次式のようになる。
数ｎが正しいこと、つまりただ１つの解を持つこ
とが分つたが、次に、このピツチ数ｎを算出する
のに前述のように逐次代入法を用いる場合、どの
位の精度で追求するべきかについて、第４図Ａ及
びＢの出力電圧グラフにより解析する。いま、ロ
ツド移動量Ｘがピツチ数ｎのときの距離Poにお
いて、検出ヘツド４１の出力電圧H1がK11である
とする。そして、ピツチ数（ｎ＋１）において、
同じK11の値を示すときのヘツド４２からの位相
検出電圧H2がそれぞれK21及びK22であつたと
き、これらK21及びK22の差が求める精度となる。
(6)式において、ピツチ数がｎのときと（ｎ＋１）
のときのS2がそれぞれK21とK22であるとすると、
次式のようになる。
ｌ＋（ｎ＋１）・Δl／ｌ＋ｎ・Δl・K21＋
ｎ・Δl／ｌ＋ｎ・Δl×1000 ＝ｌ＋（ｎ＋２）Δl／ｌ＋（ｎ＋１）Δl
・K22＋（ｎ＋１）Δl／ｌ＋（ｎ＋１）Δl×1000……(
16) ここで、ピツチ数ｎが最大近くなつた場合は、 Δl／ｌ＋ｎ・ΔlΔl／ｌ＋（ｎ＋１）Δl……(17) となることから、(16)式は次のようになる。
ｎ・Δl／ｌ＋ｎ・Δl×1000 ＝ｌ＋（ｎ＋２）Δl／ｌ＋（ｎ＋１）Δl
・K22＋（ｎ＋１）Δl／ｌ＋（ｎ＋１）Δl×1000……(
16) ここで、ピツチ数ｎが最大近くなつた場合は、 Δl／ｌ＋ｎ・ΔlΔl／ｌ＋（ｎ＋１）Δl……(17) となることから、(16)式は次のようになる。
K21−K22＝Δl・ｌ／｛ｌ＋（ｎ＋１）Δl｝2×1000
……
(16)′ いま、具体的な数値により計算してみる。
……
(16)′ いま、具体的な数値により計算してみる。
ｌ＝2000μm
Δl＝40 μm ……(18)
但し nnax＝ｌ／Δl＝50
として、これら(18)式の条件を前記(3)式に代入
し、このときのロツド２１の移動距離Ｘ、すなわ
ち検知可能な最大絶対位置Po・maxは次式のよ
うになる。
し、このときのロツド２１の移動距離Ｘ、すなわ
ち検知可能な最大絶対位置Po・maxは次式のよ
うになる。
Po・max＝50・（2000＋50−１／２・40）＋2000＋50
・40／1000・Ｓ……(19) 15（cm） ……(20) また、(18)式を(16)′式に代入すると、 K21−K22＝40・2000／｛2000＋（50＋１）40
｝2・1000……(21) ５（パルス） ……(22) が得られる。(20)式及び(22)式から得られたこと
は、(18)式の条件、つまりロツド移動量Ｘの最小
分解能が40μmで、１ピツチの距離ｌが200μmで、
このピツチ数ｎが50であるようなロツド２１の検
知可能な最大絶対位置は15cmであることが分つ
た。そして、ロツド２１の絶対位置Psを求める
には、先ずその場所において得られた検出ヘツド
４１及び４２の位相検出電圧S1及びS2から、(6)
式により（または、S3及びS4から(9)式により）
逐次代入法によりピツチ数ｎを求める。このと
き、(6)式（または(9)式）の等式を判別するには、
（２２）式で得られたように５パルス未満の誤差範囲
で行なえば、そのピツチ数ｎは正しい値であるこ
とになる。
・40／1000・Ｓ……(19) 15（cm） ……(20) また、(18)式を(16)′式に代入すると、 K21−K22＝40・2000／｛2000＋（50＋１）40
｝2・1000……(21) ５（パルス） ……(22) が得られる。(20)式及び(22)式から得られたこと
は、(18)式の条件、つまりロツド移動量Ｘの最小
分解能が40μmで、１ピツチの距離ｌが200μmで、
このピツチ数ｎが50であるようなロツド２１の検
知可能な最大絶対位置は15cmであることが分つ
た。そして、ロツド２１の絶対位置Psを求める
には、先ずその場所において得られた検出ヘツド
４１及び４２の位相検出電圧S1及びS2から、(6)
式により（または、S3及びS4から(9)式により）
逐次代入法によりピツチ数ｎを求める。このと
き、(6)式（または(9)式）の等式を判別するには、
（２２）式で得られたように５パルス未満の誤差範囲
で行なえば、そのピツチ数ｎは正しい値であるこ
とになる。
第５図は、以上のような検出方法を用いた装置
の一実施例を示すもので、励磁電源５１が正弦波
を出力する正弦波出力部５３及び余弦波を出力す
る余弦波出力部５３に供給され、その出力の正弦
波信号及び余弦波信号が検出ヘツド４１及び４２
の１次コイル４０１及び４０３に供給される。そ
して、検出ヘツド４１及び４２の２次コイル４０
２及び４０４から得られた位相変調出力信号
PM1及びPM2はそれぞれ位相検出器５５Ａ及び
５５Ｂに入力され、励磁電源５１と同期して得ら
れる基準信号発生回路５６の出力信号SYにより
位相検出される。この位相検出器５５Ａ及び５５
Ｂの位相検出信号H1及びH2は、それぞれＡ／Ｄ
コンバータ５７Ａ及び５７Ｂに入力されてデイジ
タル信号DS1及びDS2に変換される。そして、こ
のＡ／Ｄコンバータ５７Ａ及び５７Ｂからのデイ
ジタル出力信号DS1及びDS2は演算処理部５９に
入力され、位相検出信号H1及びH2はコンパレー
タ５８に入力され、この位相検出信号H1又はH2
のうちどちらが大きいかを判別して出力される判
別信号DS3が演算処理部５９に入力されるように
なつている。
の一実施例を示すもので、励磁電源５１が正弦波
を出力する正弦波出力部５３及び余弦波を出力す
る余弦波出力部５３に供給され、その出力の正弦
波信号及び余弦波信号が検出ヘツド４１及び４２
の１次コイル４０１及び４０３に供給される。そ
して、検出ヘツド４１及び４２の２次コイル４０
２及び４０４から得られた位相変調出力信号
PM1及びPM2はそれぞれ位相検出器５５Ａ及び
５５Ｂに入力され、励磁電源５１と同期して得ら
れる基準信号発生回路５６の出力信号SYにより
位相検出される。この位相検出器５５Ａ及び５５
Ｂの位相検出信号H1及びH2は、それぞれＡ／Ｄ
コンバータ５７Ａ及び５７Ｂに入力されてデイジ
タル信号DS1及びDS2に変換される。そして、こ
のＡ／Ｄコンバータ５７Ａ及び５７Ｂからのデイ
ジタル出力信号DS1及びDS2は演算処理部５９に
入力され、位相検出信号H1及びH2はコンパレー
タ５８に入力され、この位相検出信号H1又はH2
のうちどちらが大きいかを判別して出力される判
別信号DS3が演算処理部５９に入力されるように
なつている。
このような構成において、その動作を第１図Ａ
〜Ｃ及び第５図を参照して説明すると、前述した
ようにロツド２１には同芯状の磁性体２２Ａ，２
２Ｂ，２２Ｃ…と非磁性体２３とが交互に配置さ
れており、１次コイル４０１及び４０３と２次コ
イル４０２及び４０４とから成る検出ヘツド４１
及び４２には、第９図で説明したように１次コイ
ル６Ａ及び６Ｂに正弦波電圧及び余弦波電圧を印
加することにより、２次巻線５Ａ及び５Ｂに(1)式
に示すように位相変調された出力電圧が発生する
のと同様に、２次コイル４０２または４０４から
出力される位相変調出力PM1及びPM2が位相検
出器５５Ａ及び５５Ｂに入力されると、第１図Ｂ
及びＣに示す位相検出電圧H1及びH2が出力され
る。いま、ロツド２１が位相距離Ｘを０の地点か
らPsの地点まで移動したときの絶対位置Psを求
める手順を示すと、先ず(6)式においてS1＝SS1及
びS2＝SS2を代入することにより、ピツチ数ｎを
求めることができる。次に、(3)式においてこのピ
ツチ数ｎとＳ＝SS1を代入することにより、求め
られる移動距離Poが絶対位置Psとして求められ
る。ここでは、これらの演算をデイジタル処理に
て行なうため、位相検出信号H1及びH2をＡ／Ｄ
コンパータ５７Ａ及び５７Ｂにそれぞれ入力する
ことによりデイジタル変換し、得られたデイジタ
ル出力信号DS1及びDS2を演算処理部５９に入力
する。そして、第１図Ｂ，Ｃの例ではSS1＞SS2、
つまりH1＞H2の関係にあるから判別信号DS3は
例えば“Ｈ”となり、(6)式の演算を行なうように
指令するのである。もし、第３図Ｃ，Ｄのような
関係位置であれば当然測定されるH1及びH2の関
係はH1＜H2となるから、判別信号DS3は例えば
“Ｌ”となり、(9)式の演算を行なうよう指令する
ことになる。
〜Ｃ及び第５図を参照して説明すると、前述した
ようにロツド２１には同芯状の磁性体２２Ａ，２
２Ｂ，２２Ｃ…と非磁性体２３とが交互に配置さ
れており、１次コイル４０１及び４０３と２次コ
イル４０２及び４０４とから成る検出ヘツド４１
及び４２には、第９図で説明したように１次コイ
ル６Ａ及び６Ｂに正弦波電圧及び余弦波電圧を印
加することにより、２次巻線５Ａ及び５Ｂに(1)式
に示すように位相変調された出力電圧が発生する
のと同様に、２次コイル４０２または４０４から
出力される位相変調出力PM1及びPM2が位相検
出器５５Ａ及び５５Ｂに入力されると、第１図Ｂ
及びＣに示す位相検出電圧H1及びH2が出力され
る。いま、ロツド２１が位相距離Ｘを０の地点か
らPsの地点まで移動したときの絶対位置Psを求
める手順を示すと、先ず(6)式においてS1＝SS1及
びS2＝SS2を代入することにより、ピツチ数ｎを
求めることができる。次に、(3)式においてこのピ
ツチ数ｎとＳ＝SS1を代入することにより、求め
られる移動距離Poが絶対位置Psとして求められ
る。ここでは、これらの演算をデイジタル処理に
て行なうため、位相検出信号H1及びH2をＡ／Ｄ
コンパータ５７Ａ及び５７Ｂにそれぞれ入力する
ことによりデイジタル変換し、得られたデイジタ
ル出力信号DS1及びDS2を演算処理部５９に入力
する。そして、第１図Ｂ，Ｃの例ではSS1＞SS2、
つまりH1＞H2の関係にあるから判別信号DS3は
例えば“Ｈ”となり、(6)式の演算を行なうように
指令するのである。もし、第３図Ｃ，Ｄのような
関係位置であれば当然測定されるH1及びH2の関
係はH1＜H2となるから、判別信号DS3は例えば
“Ｌ”となり、(9)式の演算を行なうよう指令する
ことになる。
第６図Ａ〜Ｄはこの発明の他の実施例を示すも
ので、検出ヘツドを３個（４３〜４５）使用する
ことにより、演算の精度を向上させ、更に演算を
容易にする場合に効果的なものである。この図に
おいて、検出ヘツド４３に対して検出ヘツド４４
は２ピツチ隔つた位置に設置され、また検出ヘツ
ド４５は検出ヘツド４３に対して３ピツチ隔つた
位置に設置されている。そして、同図Ｂ，Ｃ及び
Ｄはそれぞれ検出ヘツド４３，４４及び４５の位
相検出電圧H3，H4及びH5を示している。この
場合の特徴としては各位相検出電圧H3，H4及び
H5の順に差が大きくなるので、演算が容易とな
るのである。
ので、検出ヘツドを３個（４３〜４５）使用する
ことにより、演算の精度を向上させ、更に演算を
容易にする場合に効果的なものである。この図に
おいて、検出ヘツド４３に対して検出ヘツド４４
は２ピツチ隔つた位置に設置され、また検出ヘツ
ド４５は検出ヘツド４３に対して３ピツチ隔つた
位置に設置されている。そして、同図Ｂ，Ｃ及び
Ｄはそれぞれ検出ヘツド４３，４４及び４５の位
相検出電圧H3，H4及びH5を示している。この
場合の特徴としては各位相検出電圧H3，H4及び
H5の順に差が大きくなるので、演算が容易とな
るのである。
第７図Ａ〜Ｄはこの発明の更に別の実施例を示
すものであり、第６図Ａ〜Ｄと同様に３個の検出
ヘツド４６，４７及び４８を使用したものである
がその設置位置が異なり、検出ヘツド４６に対し
検出ヘツド４７は３ピツチ、検出ヘツド４８は５
ピツチずれた位置にそれぞれ設置されている。ま
た、検出ヘツド４６の長さはｌであり、検出ヘツ
ド４７の長さは（ｌ＋Δl）であり、検出ヘツド
４８の長さは（ｌ＋2Δl）である。これにより、
検出ヘツド４６，４７，及び４８から出力される
位相検出電圧H6，F7及びH8に示される（第７図
Ｂ〜Ｄように、それぞれの各位相検出出力電圧の
差が順に大きくなつているので、さらに演算が容
易となり、測定精度も向上するのである。なお、
ここでは理解し易いように、移動距離Ｘのスター
ト点の位相を合せるように検出ヘツド４６〜４８
を特定の位置に配置しているが、任意の位置に検
出ヘツド４６〜４８を配置しても、その相互の位
置関係が分つていれば各検出ヘツドから出力され
る位相検出電圧H6〜H8により位相が分るから、
同様に絶対位置を検出することができるのであ
る。また、以上述べた位相検出電圧はすべて直線
とみなして計算を行なつたが、厳密には直線では
ないので、演算する場合には補正を行なうとか、
或いは直線に近似して演算を行なつたり、要求精
度に合せた演算方法を行なう必要がある。
すものであり、第６図Ａ〜Ｄと同様に３個の検出
ヘツド４６，４７及び４８を使用したものである
がその設置位置が異なり、検出ヘツド４６に対し
検出ヘツド４７は３ピツチ、検出ヘツド４８は５
ピツチずれた位置にそれぞれ設置されている。ま
た、検出ヘツド４６の長さはｌであり、検出ヘツ
ド４７の長さは（ｌ＋Δl）であり、検出ヘツド
４８の長さは（ｌ＋2Δl）である。これにより、
検出ヘツド４６，４７，及び４８から出力される
位相検出電圧H6，F7及びH8に示される（第７図
Ｂ〜Ｄように、それぞれの各位相検出出力電圧の
差が順に大きくなつているので、さらに演算が容
易となり、測定精度も向上するのである。なお、
ここでは理解し易いように、移動距離Ｘのスター
ト点の位相を合せるように検出ヘツド４６〜４８
を特定の位置に配置しているが、任意の位置に検
出ヘツド４６〜４８を配置しても、その相互の位
置関係が分つていれば各検出ヘツドから出力され
る位相検出電圧H6〜H8により位相が分るから、
同様に絶対位置を検出することができるのであ
る。また、以上述べた位相検出電圧はすべて直線
とみなして計算を行なつたが、厳密には直線では
ないので、演算する場合には補正を行なうとか、
或いは直線に近似して演算を行なつたり、要求精
度に合せた演算方法を行なう必要がある。
第８図Ａ〜Ｃはロツドと、これに設ける磁性
体／非磁性体との組合せ方法の実施例を示すもの
で、同図Ａはロツド３１が磁性体であり、ｌ／
２，（ｌ＋Δl）／２，（ｌ＋3Δl）／３…の位置に
溝を切つて非磁性体部分、つまり空気をギヤツプ
としたもので、非常にコストが低くできるもので
ある。また、同図Ｂはら線状に次第に大きくなる
ピツチでロツド３２上に磁性体３５を巻いたもの
である。これは、最近の磁性体のプラスチツク化
などの技術進歩により可能となつてきたものであ
る。さらに、同図Ｃはロツド３３に、ら線状に次
第にピツチが大きくなるような溝を切つたもので
ある。なお、同図Ａ及びＣのロツドの表面段差を
無くすために、溝部分に非磁性材料を埋め込む構
造も可能である。また、第８図Ａ〜Ｃは磁性体／
非磁性体のデユーテイを１：１としているが、他
のデユーテイでも可能であり、この場合には現在
の加工技術においては加工が楽で安価となる。
体／非磁性体との組合せ方法の実施例を示すもの
で、同図Ａはロツド３１が磁性体であり、ｌ／
２，（ｌ＋Δl）／２，（ｌ＋3Δl）／３…の位置に
溝を切つて非磁性体部分、つまり空気をギヤツプ
としたもので、非常にコストが低くできるもので
ある。また、同図Ｂはら線状に次第に大きくなる
ピツチでロツド３２上に磁性体３５を巻いたもの
である。これは、最近の磁性体のプラスチツク化
などの技術進歩により可能となつてきたものであ
る。さらに、同図Ｃはロツド３３に、ら線状に次
第にピツチが大きくなるような溝を切つたもので
ある。なお、同図Ａ及びＣのロツドの表面段差を
無くすために、溝部分に非磁性材料を埋め込む構
造も可能である。また、第８図Ａ〜Ｃは磁性体／
非磁性体のデユーテイを１：１としているが、他
のデユーテイでも可能であり、この場合には現在
の加工技術においては加工が楽で安価となる。
以上述べた発明は、リニアのマグネスケール及
び磁気スケールにも同様な手法で適用できる。
び磁気スケールにも同様な手法で適用できる。
（発明の効果）
以上のようにこの発明によれば、簡単な構造で
構成され、また比較的簡単な演算を行なうことに
より絶対位置の測定を行なうことが可能となるの
で、小型でコストの安い絶対位置検出装置を提供
できる。
構成され、また比較的簡単な演算を行なうことに
より絶対位置の測定を行なうことが可能となるの
で、小型でコストの安い絶対位置検出装置を提供
できる。
第１図Ａ〜Ｃ及び第２図はこの発明を説明する
ためのロツド動作解析図、第３図Ａ〜Ｄ及び第４
図Ａ，Ｂはロツド移動量に対する位相検出電圧の
例を示す図、第５図はこの発明装置の一実施例を
示すブロツク図、第６図Ａ〜Ｄ及び第７図Ａ〜Ｄ
はそれぞれこの発明の他の実施例を示す図、第８
図Ａ〜Ｃはそれぞれこの発明に適用できるロツド
構造の一例を示す図、第９図、第１０図及び第１
１図、第１２図Ａ，Ｂはそれぞれ従来例を説明す
るためのロツド動作解析図である。 １，１Ａ，１Ｂ，２１，３１，３２，３３……
ロツド、２，２２Ａ，２２Ｂ……，３５，３６…
…磁性体、３，２３，３８……非磁性体、４，４
１〜４８……検出ヘツド、５Ａ，５Ｂ……２次コ
イル、６Ａ，６Ｂ……１次コイル、７……正弦波
電圧、８……余弦波電圧、９……２次コイル出力
電圧、５１……励磁電源、５２……正弦波出力
部、５３……余弦波出力部、５５Ａ，５５Ｂ……
位相検出器、５６……基準信号発生回路、５７
Ａ，５７Ｂ……Ａ／Ｄコンバータ、５８……コン
パレータ、５９……演算処理部。
ためのロツド動作解析図、第３図Ａ〜Ｄ及び第４
図Ａ，Ｂはロツド移動量に対する位相検出電圧の
例を示す図、第５図はこの発明装置の一実施例を
示すブロツク図、第６図Ａ〜Ｄ及び第７図Ａ〜Ｄ
はそれぞれこの発明の他の実施例を示す図、第８
図Ａ〜Ｃはそれぞれこの発明に適用できるロツド
構造の一例を示す図、第９図、第１０図及び第１
１図、第１２図Ａ，Ｂはそれぞれ従来例を説明す
るためのロツド動作解析図である。 １，１Ａ，１Ｂ，２１，３１，３２，３３……
ロツド、２，２２Ａ，２２Ｂ……，３５，３６…
…磁性体、３，２３，３８……非磁性体、４，４
１〜４８……検出ヘツド、５Ａ，５Ｂ……２次コ
イル、６Ａ，６Ｂ……１次コイル、７……正弦波
電圧、８……余弦波電圧、９……２次コイル出力
電圧、５１……励磁電源、５２……正弦波出力
部、５３……余弦波出力部、５５Ａ，５５Ｂ……
位相検出器、５６……基準信号発生回路、５７
Ａ，５７Ｂ……Ａ／Ｄコンバータ、５８……コン
パレータ、５９……演算処理部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 円柱状の磁性体及び非磁性体を一対とするピ
ツチ間隔が、長軸方向に所定幅ずつ漸増するよう
にして、前記磁性体及び非磁性体を所定位置に配
置したロツドと、励磁コイル及び誘起コイルを備
え、前記ロツドに近接して前記長軸方向に平行に
並設した複数個の検出ヘツドと、前記励磁コイル
を励磁する信号を出力する出力部と、前記励磁コ
イルの励磁により誘起される前記誘起コイルから
の出力電圧の位相を検出する位相検出器と、前記
検出ヘツドが２個の場合は前記ロツドと前記検出
ヘツドとの間の絶対位置Po1を次の３つの式（ａ，
ｂ，ｃ）で表わし、 Po1＝ｎ（ｌ＋ｎ−１／２・Δl）＋ｌ＋ｎ・
Δl／1000・S1……(a) Po1＝ｎ（ｌ＋ｎ＋１／２・Δl）＋ｌ＋（ｎ
＋１）・Δl／1000・S2……(b) Po1＝（ｎ−１）（ｌ＋ｎ／２・Δl）＋ｌ＋
ｎ・Δl／1000・S2……(c) ただし、 ｎは前記検出ヘツドを通過したピツチ数 １は前記磁性体と非磁性体との当初のピツチ
並びに前記２個の検出ヘツド の間隔 Δlは前記磁性体と非磁性体とのピツチの漸増
幅 S1，S2は前記位相検出部からの位相検出信号
の値 前記位相検出信号の値（S1，S2）がS1＞S2の
ときは位相検出信号の値（S1，S2）を前記(a)，
(c)式に代入し、S1＜S2のときは位相検出信号の
値（S1，S2）を前記(a)，(b)式に代入して前記２
つの式を同時に満足するピツチ数（ｎ）を求め、
このピツチ数（ｎ）を前記(a)式に代入して前記絶
対位置Po1を求め、前記検出ヘツドが３個以上の
場合も同様の演算方法により前記絶対位置を求め
る演算処理部とを備えたことを特徴とする絶対位
置検出装置。 ２ ピツチ間隔が長軸方向に漸増するようにした
ら線状の磁性体及び非磁性体を交互に配置したロ
ツドを備えた特許請求の範囲第１項に記載の絶対
位置検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60123984A JPS61281902A (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 絶対位置検出装置 |
| US06/870,106 US4757244A (en) | 1985-06-07 | 1986-06-03 | Method and apparatus for detecting absolute position |
| EP86107711A EP0212104B2 (en) | 1985-06-07 | 1986-06-06 | Method and apparatus for detecting absolute position |
| DE8686107711T DE3673917D1 (de) | 1985-06-07 | 1986-06-06 | Verfahren und vorrichtung zum absoluten wegmessen. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60123984A JPS61281902A (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 絶対位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61281902A JPS61281902A (ja) | 1986-12-12 |
| JPH0575041B2 true JPH0575041B2 (ja) | 1993-10-19 |
Family
ID=14874163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60123984A Granted JPS61281902A (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 絶対位置検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4757244A (ja) |
| EP (1) | EP0212104B2 (ja) |
| JP (1) | JPS61281902A (ja) |
| DE (1) | DE3673917D1 (ja) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2648181B2 (ja) * | 1988-08-31 | 1997-08-27 | オ−クマ株式会社 | リニアエンコーダ |
| GB2273166B (en) * | 1989-09-05 | 1994-08-31 | Kelly H P G | Improvements in or relating to the control of linear motors |
| JP3029657B2 (ja) * | 1990-09-28 | 2000-04-04 | カヤバ工業株式会社 | 位置検出装置 |
| US5115195A (en) * | 1991-01-22 | 1992-05-19 | Mts Systems Corporation | System and method for measuring the absolute position of one body which is constrained to move with respect to another body |
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| EP2995910B1 (de) * | 2014-09-11 | 2016-11-16 | Baumüller Nürnberg GmbH | Absolutlage-Messsystem und -Verfahren |
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| EP3410075B1 (en) * | 2017-05-30 | 2020-10-07 | MEAS France | Temperature compensation for magnetic field sensing devices and a magnetic field sensing device using the same |
| DE102020202147A1 (de) * | 2020-02-19 | 2021-08-19 | Hawe Hydraulik Se | Hydraulikkomponente, hydraulisches Stellsystem mit einer solchen Hydraulikkomponente und Fahrzeug mit einem solchen hydraulischen Stellsystem |
| US11719527B2 (en) * | 2021-11-04 | 2023-08-08 | Allegro Microsystems, Llc | Angle sensor with a single die using a single target |
| EP4279874B1 (de) * | 2022-05-19 | 2024-09-04 | Dr. Johannes Heidenhain GmbH | Induktive positionsmesseinrichtung |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| GB1206591A (en) * | 1966-10-05 | 1970-09-23 | Nat Res Dev | Improvements in or relating to positional displacement transducer arrangements |
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| JPS59117902A (ja) * | 1982-12-23 | 1984-07-07 | S G:Kk | 流体圧シリンダの位置決め制御装置 |
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| DE3325353A1 (de) * | 1983-07-14 | 1985-01-24 | Honeywell Gmbh | Positionssensor |
-
1985
- 1985-06-07 JP JP60123984A patent/JPS61281902A/ja active Granted
-
1986
- 1986-06-03 US US06/870,106 patent/US4757244A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-06-06 EP EP86107711A patent/EP0212104B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-06-06 DE DE8686107711T patent/DE3673917D1/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4757244A (en) | 1988-07-12 |
| DE3673917D1 (de) | 1990-10-11 |
| EP0212104A3 (en) | 1988-09-21 |
| EP0212104B1 (en) | 1990-09-05 |
| EP0212104A2 (en) | 1987-03-04 |
| JPS61281902A (ja) | 1986-12-12 |
| EP0212104B2 (en) | 1995-04-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |