JPH0634303A - Capacitance type length measuring instrument - Google Patents

Capacitance type length measuring instrument

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Publication number
JPH0634303A
JPH0634303A JP20703292A JP20703292A JPH0634303A JP H0634303 A JPH0634303 A JP H0634303A JP 20703292 A JP20703292 A JP 20703292A JP 20703292 A JP20703292 A JP 20703292A JP H0634303 A JPH0634303 A JP H0634303A
Authority
JP
Japan
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correction
measurement
capacitor
electrode
square wave
Prior art date
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Pending
Application number
JP20703292A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Kanayama
淳 金山
Akio Fujita
暁夫 藤田
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
Application filed by Kawaguchiko Seimitsu KK filed Critical Kawaguchiko Seimitsu KK
Priority to JP20703292A priority Critical patent/JPH0634303A/en
Publication of JPH0634303A publication Critical patent/JPH0634303A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a capacitance type length measuring instrument wherein an extremely precise electronic circuit such as an arithmetic circuit can be omitted. CONSTITUTION:In a measuring ring electrode A, a screen movable in the axial direction as well as a measuring core electrode B is provided. A plurality of correction ring electrodes F1-F5 and reference ring electrodes H1-H5, which form different capacitance respectively from correction core electrodes G1-G5 and reference core electrodes I1-I5, are provided, and the correction core electrodes G1-G5 and the reference core electrodes I1-I5 are fitted thereon to apply a voltage Em in common to respective core electrodes. Measurement ranges are divided at switching points and precision correction is conducted at respective switching points.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、物体の変位量を静電
容量の変化として検出し、これを電気信号に変換して取
り出すようにした静電容量型測長器に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a capacitance type length measuring device which detects a displacement amount of an object as a change in capacitance and converts the detected amount into an electric signal to take out the electric signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】図13は従来の静電容量型測長器の検出
器部分を示す構成図である。図13において、1は測定
リング電極、2は測定リング電極1と同軸的に配された
基準リング電極、3は測定リング電極1と基準リング電
極2の中心軸上に共通に配されたコア電極、4はコア電
極3が嵌合されると共に測定リング電極1内で同軸的に
x方向に移動するリング状のスクリーンで電気的に接地
されている。Cm は測定リング電極1、コア電極3及び
スクリーン4で構成される測定キャパシタ、Crは基準
リング電極2とコア電極3とで構成される基準キャパシ
タである。
2. Description of the Related Art FIG. 13 is a block diagram showing a detector portion of a conventional capacitance type length measuring device. In FIG. 13, 1 is a measurement ring electrode, 2 is a reference ring electrode coaxially arranged with the measurement ring electrode 1, and 3 is a core electrode commonly arranged on the central axes of the measurement ring electrode 1 and the reference ring electrode 2. Reference numeral 4 denotes a ring-shaped screen which is fitted with the core electrode 3 and which moves coaxially in the measurement ring electrode 1 in the x direction and is electrically grounded. C m is a measurement capacitor composed of the measurement ring electrode 1, the core electrode 3 and the screen 4, and C r is a reference capacitor composed of the reference ring electrode 2 and the core electrode 3.

【0003】次に上記構成による動作について説明す
る。図13に示すように、検出器の要部は、測定キャパ
シタCm 、基準キャパシタCr 、スクリーン4より構成
されていて、測定キャパシタCm と基準キャパシタCr
のコア電極3は共通である。測定キャパシタCm 、基準
キャパシタCr は同じ誘電体で構成されていて、測定キ
ャパシタCm には基準方形波電圧Vr が、基準キャパシ
タCr には測定方形波電圧Vm が印加される。Vr とV
m は同一周波数で互いに逆相の方形波電圧であり、Vr
は一定の変化しない電圧、Vm は可変の電圧である。ス
クリーン4が移動し、Cm のキャパシタンスcm が変化
すると、電子装置(図示せず)により、コア電極3に誘
導されるAC電圧が零となるように、Vm が変化させら
れる。このことは、『Cm にVr を印加したときにCm
に発生する電流ir と、Cr にVm を印加したときにC
r に発生する電流im との和が零となるようにVm を変
化させる。』ことと同等である。これにより次の式が成
り立つ。 cmr +crm =0 Vm =−Vrm /cr ・・・・・(1) (1)式において、Vm とVr は位相差が180度ある
ため、異符号となり、Vr =−Vr1と表わすと、 Vm =Vr1m /cr ・・・・・(2) となる。ここで、Vr1/cr は正の比例定数である。
(2)式は、cm が増加するとVm は増加し、cm が減
少するとVm が減少することを意味しており、cm が減
少するとVm が増加したり、cm が増加するとVm が減
少したりすることは決してないことを意味している。
Next, the operation of the above configuration will be described. As shown in FIG. 13, the main part of the detector is composed of a measurement capacitor C m , a reference capacitor C r , and a screen 4, and the measurement capacitor C m and the reference capacitor C r are included.
The core electrode 3 of is common. The measurement capacitor C m and the reference capacitor C r are made of the same dielectric material, and the reference square wave voltage V r is applied to the measurement capacitor C m and the measurement square wave voltage V m is applied to the reference capacitor C r . V r and V
m is a square wave voltage having the same frequency and opposite phase, and V r
Is a constant voltage that does not change, and V m is a variable voltage. Screen 4 is moved, the capacitance c m of C m is changed, by an electronic device (not shown), so that AC voltage induced in the core electrode 3 becomes zero, V m is changed. This means that, when applying a V r to "C m C m
Of the current i r generated in C and C when V m is applied to C r
changing the V m as a sum of the current i m which occurs r is zero. 』Is equivalent to that. As a result, the following equation holds. In c m V r + c r V m = 0 V m = -V r c m / c r ····· (1) (1) formula, since the V m and V r of the phase difference is 180 degrees, different If it becomes a code and is expressed as V r = −V r1 , then V m = V r1 cm / c r (2) Here, V r1 / c r is a positive proportional constant.
(2) equation, V m increases when c m increases, which means that a decrease in V m the c m is reduced, or increases V m the c m is decreased, the c m increases This means that V m never decreases.

【0004】図13のxは、スクリーン4の変位を示し
ている。スクリーン4が測定リング電極1内に差し込ま
れて図の右に移動するとき、変位xを正と取れば、cm
は次の式で表わされる。 cm =cm0(1−bx)=−bcm0x+cm0 ・・・・・(3) ここで、cm0はスクリーン4の基準位置の(x=0のと
きの)Cm のキャパシタンスであり、bは正の比例定数
である。(2)式と(3)式より、Vm は次のようなx
の一次式として表わせる。 Vm =−(Vr1bcm0x/cr )+(Vr1m0/cr ) ・・・(4) 比例定数−Vr1bcm0/cr は、必ず負の値であり、x
が増加すると、図14に示すように、Vm は減少し、x
が減少するとVm は増加することになる。
In FIG. 13, x indicates the displacement of the screen 4. When the screen 4 is inserted into the measuring ring electrode 1 and moves to the right in the figure, if the displacement x is positive, then cm
Is expressed by the following equation. c m = c m0 (1- bx) = - bc m0 x + c m0 ····· (3) where, c m0 is an capacitance C m (when x = 0) of the reference position of the screen 4 , B are positive proportional constants. From the equations (2) and (3), V m is x
Can be expressed as a linear expression of V m = - (V r1 bc m0 x / c r) + (V r1 c m0 / c r) ··· (4) proportional constant -V r1 bc m0 / c r is always negative, x
14 increases, V m decreases and x increases, as shown in FIG.
As V decreases, V m increases.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の静電容量型測長
器は以上のように構成されているので、上記(4)式か
らも判るように、スクリーン4の変位を測定リング電極
1内に差し込まれる方向を正と取ると、xとVm の増
加、減少の関係は逆となり、xとVm は線形の関係には
あるが比例関係にはない。このため、Vm をxと比例関
係を保ち、かつ比例定数が正となるVm1にさらに変換す
る必要がある。この変換には精度の良い演算回路などの
電子回路を必要とし、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
る要因となる等の問題点があった。
Since the conventional capacitance type length measuring device is constructed as described above, the displacement of the screen 4 is measured in the measuring ring electrode 1 as can be seen from the above formula (4). taking the direction normal to be inserted into, an increase of x and V m, the relationship of the reduction becomes reversed, x and V m are not in proportional relation to the linear relationship. Therefore, the V m keeping a proportional relationship between x, and the proportionality constant needs to be further converted into a positive V m1. This conversion requires an electronic circuit such as a highly accurate arithmetic circuit, and the addition of the electronic circuit leads to a cost increase and causes a problem of deteriorating the stability and temperature characteristics of the circuit.

【0006】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、精度の良い演算回路などの電子
回路を省くことのできる静電容量型測長器を提供するこ
とを目的としている。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and an object thereof is to provide an electrostatic capacitance type length measuring device in which an electronic circuit such as a highly accurate arithmetic circuit can be omitted. There is.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明においては、そ
れぞれ異なる厚さを有する複数の補正リング電極を設
け、測定リング電極、基準リング電極及び補正リング電
極に同一電位に接続されたコア電極をそれぞれ挿通した
ものである。
According to the present invention, a plurality of correction ring electrodes each having a different thickness are provided, and the measurement ring electrode, the reference ring electrode and the correction ring electrode are each provided with a core electrode connected to the same potential. It has been inserted.

【0008】[0008]

【作用】測定リング電極に基準方形波電圧E1 を加え、
補正リング電極に上記基準方形波電圧E1 と逆相の補正
方形波電圧を加えることにより、基準リング電極にスク
リーンの移動に応じた上記基準方形波電圧E1 と同相の
電圧E3 が得られると共に、測定範囲が各補正リング電
極と対応する切替点で分割され、各切替点で精度の補正
が行われる。
[Operation] A reference square wave voltage E 1 is applied to the measuring ring electrode,
By applying a complementary square wave voltage opposite in phase to the reference square wave voltage E 1 to the correction ring electrode, a voltage E 3 in phase with the reference square wave voltage E 1 corresponding to the movement of the screen is obtained in the reference ring electrode. At the same time, the measurement range is divided at the switching points corresponding to each correction ring electrode, and the accuracy is corrected at each switching point.

【0009】[0009]

【実施例】【Example】

実施例1.図1において、11は一端が閉塞されると共
に電気的に接地された円筒状のスクリーン、12はスク
リーン11の上記の一端に一端が固定され軸方向に移動
可能なスピンドルで、このスピンドル12の他端が被測
定物体(図示せず)に当接されるように成されている。
13はスピンドル12が挿通される軸受、Aはスクリー
ン11と同軸的に配され、スクリーン11が軸方向に移
動可能に嵌合される円筒状の測定リング電極、Bは測定
リング電極A及びスクリーン11内の中心軸上に配され
た円柱状の測定コア電極、CA は測定リング電極Aと測
定コア電極Bとで構成される測定キャパシタ、cA は測
定キャパシタCA のキャパシタンスである。
Example 1. In FIG. 1, 11 is a cylindrical screen whose one end is closed and which is electrically grounded, 12 is a spindle which is fixed to the above one end of the screen 11 and is movable in the axial direction. The end is abutted against an object to be measured (not shown).
Reference numeral 13 is a bearing through which the spindle 12 is inserted, A is a cylindrical measurement ring electrode coaxially arranged with the screen 11, and the screen 11 is movably fitted in the axial direction. B is the measurement ring electrode A and the screen 11. A cylindrical measurement core electrode arranged on the central axis in the figure, C A is a measurement capacitor composed of the measurement ring electrode A and the measurement core electrode B, and c A is the capacitance of the measurement capacitor C A.

【0010】以上は検出器の構成であり、次に電子装置
内のキャパシタ部分の構成について説明する。後述する
測定範囲の分割数をn=5とすると、キャパシタ部分は
n個の補正キャパシタCF1,CF2,CF3,・・・C
Fnと、1個以上n個以下の基準キャパシタCH1,CH2
H3,・・・CHk(kは1以上n以下の正の整数、ここ
ではk=5)とを有している。各補正キャパシタCF1
F5は円筒状の補正リング電極F1 〜F5 と円柱状の補
正コア電極G1 〜G5 とにより構成され、各基準キャパ
シタCH1〜CH5は円筒状の基準リング電極H1 〜H5
円柱状の基準コア電極I1 〜I5 とにより構成されてい
る。上記測定コア電極Aと各補正コア電極G1 〜G5
各基準コア電極I1 〜I5 とはすべて電気的に共通に導
通している。各補正キャパシタCF1〜CF5の補正リング
電極F1 〜F5 と補正コア電極G1〜G5 の中心軸はほ
ぼ一致していて、補正リング電極F1 〜F5 と補正コア
電極G1 〜G5 のギャップdがそれぞれ異なっている。
各補正キャパシタCF1〜CF5のキャパシタンスcF1〜c
F5はそれぞれ調整ネジ51〜55により調整可能であ
る。各基準キャパシタCH1〜CH5の基準リング電極H1
〜H5 と基準コア電極I1 〜I5 の中心軸も、ほぼ一致
していて各基準キャパシタCH1〜CH5のキャパシタンス
H1〜cH5もそれぞれ調整ネジ71〜75により調整可
能となっている。なお、測定キャパシタCA 、補正キャ
パシタCF1〜CF5、基準キャパシタCH1〜CH5はすべて
同じ誘電体(空気)で構成されている。また、21,2
4は検出器と電子装置間の伝送線のシールドである。
The above is the configuration of the detector. Next, the configuration of the capacitor portion in the electronic device will be described. Assuming that the number of divisions of the measurement range described later is n = 5, the capacitor portion has n correction capacitors C F1 , C F2 , C F3 , ... C.
Fn and one or more and n or less reference capacitors C H1 , C H2 ,
C H3 , ... C Hk (k is a positive integer not less than 1 and not more than n, here k = 5). Each correction capacitor C F1 ~
C F5 is composed of cylindrical correction ring electrodes F 1 to F 5 and cylindrical correction core electrodes G 1 to G 5, and each reference capacitor C H1 to C H5 is a cylindrical reference ring electrode H 1 to H. 5 and cylindrical reference core electrodes I 1 to I 5 . All of the above measurement core electrode A and each correction core electrodes G 1 ~G 5 and each reference core electrodes I 1 ~I 5 is conducting the electrical common. The central axis of the compensation ring electrodes F 1 to F 5 and the correction core electrode G 1 ~G 5 of each of the correction capacitor C F1 -C F5 is not substantially coincide with the correction ring electrode F 1 to F 5 and the correction core electrode G 1 Gap d of G 5 is different from each other.
The capacitances c F1 to c of the correction capacitors C F1 to C F5
F5 can be adjusted by adjusting screws 51 to 55, respectively. Reference ring electrode H 1 of each reference capacitor C H1 to C H5
The central axis of to H 5 and the reference core electrode I 1 ~I 5 also becomes adjustable by respective adjustment screws 71-75 capacitance c H1 to c H5 also substantially coincident have the reference capacitor C H1 -C H5 There is. The measurement capacitor C A , the correction capacitors C F1 to C F5 , and the reference capacitors C H1 to C H5 are all made of the same dielectric (air). Also 21,2
4 is a shield for the transmission line between the detector and the electronic device.

【0011】次に、上記構成による動作について図1〜
4と共に説明する。スピンドル12が押し込まれると、
スクリーン11が測定キャパシタCA に差し込まれてキ
ャパシタンスcA が変化する。ここでは、スピンドル1
2の押し込まれる方向(スクリーン11が測定キャパシ
タCA に差し込まれる方向)、すなわち測定キャパシタ
A のキャパシタンスcA が減少する方向を正としてい
る。また、図2(a)〜(f)に示すように、測定範囲
中にスクリーンの移動位置に対応した切替点が等間隔に
設けられている。測定始点q0 、切替点q1 ,q2,q3
,・・・qn-1 の位置は、スクリーン11を正確に変
位させ、そのときの測定方形波電圧E3 が零となるよう
に各補正キャパシタCF1〜CF5のキャパシタンスを調整
することにより、あらかじめ等間隔Pに設定されてい
る。
Next, the operation of the above configuration will be described with reference to FIGS.
4 will be described together. When the spindle 12 is pushed in,
The screen 11 is plugged into the measuring capacitor C A and the capacitance c A changes. Here, spindle 1
The direction in which 2 is pushed (the direction in which the screen 11 is inserted in the measuring capacitor C A ), that is, the direction in which the capacitance c A of the measuring capacitor C A decreases is positive. Further, as shown in FIGS. 2A to 2F, switching points corresponding to the moving position of the screen are provided at equal intervals in the measurement range. Measurement start point q 0 , switching points q 1 , q 2 , q 3
The position of q n-1 is determined by accurately displacing the screen 11 and adjusting the capacitances of the correction capacitors C F1 to C F5 so that the measured square wave voltage E 3 at that time becomes zero. , Are set at equal intervals P in advance.

【0012】図3は図1に示す各電圧E1 〜E3 及び後
述する電圧E0SC ,E4 の波形を示すタイミングチャー
トである。図3において、基準方形波電圧E1 と補正方
形波電圧E2 は、同一周波数で互いに逆相の方形波電圧
であり、基準方形波電圧E1と測定方形波電圧E3 は同
一周波数で同相の方形波電圧である(E2 とE3 の関係
は、同一周波数で逆相の方形波電圧となる)。基準方形
波電圧E1 、補正方形波電圧E2 は一定の変化しない電
圧で測定方形波電圧E3 は可変の電圧である。図4は測
定始点q0 、切替点q1 〜q5 と測長器の表示値yとの
関係を示す。
FIG. 3 is a timing chart showing the waveforms of the voltages E 1 to E 3 shown in FIG. 1 and the voltages E 0SC and E 4 which will be described later. In FIG. 3, the reference square wave voltage E 1 and the complementary square wave voltage E 2 are square wave voltages having the same frequency and opposite phases to each other, and the reference square wave voltage E 1 and the measurement square wave voltage E 3 have the same frequency and the same phase. Is a square wave voltage (the relationship between E 2 and E 3 is a square wave voltage of opposite phase at the same frequency). The reference square wave voltage E 1 and the complementary square wave voltage E 2 are constant and constant voltages, and the measured square wave voltage E 3 is a variable voltage. FIG. 4 shows the relationship between the measurement start point q 0 , the switching points q 1 to q 5 and the display value y of the length measuring device.

【0013】スクリーン11の先端が測定始点q0 より
第1の切替点q1 まで変位するときの測定は、測定リン
グ電極Aに基準方形波電圧E1 を印加し、第1の補正リ
ング電極F1 にE1 と同一周波数で逆相の補正方形波電
圧E2 を印加し、さらに第1の基準リング電極H1 には
基準方形波電圧E1 と同一周波数で同相の測定方形波電
圧E3 を印加する。補正方形波電圧E2 又は測定方形波
電圧E3 の印加されていない補正リング電極及び基準リ
ング電極は電気的に接地される。スピンドル12が移動
し、スピンドル12と一体的に取り付けられたスクリー
ン11の先端が測定始点q0 より移動すると、測定キャ
パシタCA のキャパシタンスcA が変化する。このとき
電子装置が働き、コア電極(測定コア電極、補正コア電
極、基準コア電極)に誘導されるAC電圧が零となるよ
うに、E3 が変化させられる。即ち、CA に流れる電流
をiA とし、CF1に流れる電流をiF1、CH1に流れる電
流をiH1とすれば、次式が満足させられるようにE3
変化させられる。 iA +iF1+iH1=0 ・・・・・(5) CA ,CF1,CH1のキャパシタンスをそれぞれcA ,c
F1,cH1とすると、(5)式は次のように表わせる。 cA1 +cF12 +cH13 =0 したがってE3 は次式のようになる。 E3 = −(cA1 +cF12 )/cH1 ・・・・・(6) E3 とE1 は同相の方形波電圧で、E3 とE2 は逆相の
方形波電圧であるので、E21=−E2 と置き換えて、
(6)式を書き換えるとE3 は次式のようになる。 E3 = (cF121−cA1 )/cH1 ・・・・・(7)
When the tip of the screen 11 is displaced from the measurement start point q 0 to the first switching point q 1 , the reference square wave voltage E 1 is applied to the measurement ring electrode A and the first correction ring electrode F is applied. 1 auxiliary square wave voltage E 2 of the opposite phase is applied at E 1 and the same frequency, the further first the reference ring electrodes H 1 reference square wave voltage E 1 measured in-phase at the same frequency as the square wave voltage E 3 Is applied. The correction ring electrode and the reference ring electrode to which the complementary square wave voltage E 2 or the measurement square wave voltage E 3 is not applied are electrically grounded. When the spindle 12 moves and the tip of the screen 11 mounted integrally with the spindle 12 moves from the measurement starting point q 0 , the capacitance c A of the measurement capacitor C A changes. At this time, the electronic device operates, and E 3 is changed so that the AC voltage induced in the core electrodes (measurement core electrode, correction core electrode, reference core electrode) becomes zero. That is, if the current flowing through C A is i A , the current flowing through C F1 is i F1 , and the current flowing through C H1 is i H1 , then E 3 can be changed so that the following equation is satisfied. i A + i F1 + i H1 = 0 (5) Capacitances of C A , C F1 , and C H1 are c A and c, respectively.
Assuming F1 and c H1 , the equation (5) can be expressed as follows. c A E 1 + c F1 E 2 + c H1 E 3 = 0 Therefore, E 3 is given by the following equation. E 3 = - (c A E 1 + c F1 E 2) / c H1 ····· (6) E 3 and E 1 is a square-wave voltage of the same phase, E 3 and E 2 are opposite phase of the square wave voltage , So replace it with E 21 = -E 2 ,
By rewriting the equation (6), E 3 becomes the following equation. E 3 = (c F1 E 21 −c A E 1 ) / c H1 (7)

【0014】スピンドル12が検出器内に押し込まれる
方向(スクリーン11が測定リング電極Aに差し込まれ
る方向)を正として変位x1 を表わし、x1 =0のCA
のキャパシタンスをc0 とすると、cA は次式で表わす
ことができる。 cA =c0 (1−a11 ) ・・・・・(8) ここで、a1 は測定始点q0 と切替点q1 の間で測定リ
ング電極Aと測定コア電極Bの幾何学的寸法によって定
まる正の値である。(7)式に(8)式を代入すると、 E3 =(c0111 /cH1)+(cF1j21−c01 )/cH1 ・・・・・(10) と表わせ、 α1 =c011/cH1 ,β1 =(cF121−c01 )/cH1 ・・・・・(11) とおくと、(10)式は次のように変形される。 E3 =α11 +β1 ・・・・・(12) E2 又はcF1がcF1|E2 |=c0 |E1 |、即ち、c
F121=c01 となるようにあらかじめ調整されてい
るのでβ1 =0となり、E3 は次式で表わすことができ
る。 E3 =α11 =c0111 /cH1 ・・・・・(13) 比例定数α1 は正の値であるので、E3 とx1 の関係
は、次のように言い表わすことができる。x1 が増加す
ると、E3 はx1 に正比例して増加し、x1 が減少する
と、E3はx1 に正比例して減少する。また、x1 =0
のとき、E3 =0となる。なお、α1 はあらかじめ基準
値α0 と等しくなるように基準キャパシタCH1のキャパ
シタンスcH1の調整により調整されているので、(1
3)式は、 E3 =α01 ・・・・・(14) と表わすことができる。
The displacement x 1 is represented by the direction in which the spindle 12 is pushed into the detector (the direction in which the screen 11 is inserted into the measuring ring electrode A) being positive, and C A at x 1 = 0.
If the capacitance of is c 0 , then c A can be expressed by the following equation. c A = c 0 (1-a 1 x 1 ) (8) where a 1 is the geometry of the measurement ring electrode A and the measurement core electrode B between the measurement start point q 0 and the switching point q 1. It is a positive value determined by the geometrical dimensions. Substituting (7) into equation (8), E 3 = (c 0 E 1 a 1 x 1 / c H1) + (c F1j E 21 -c 0 E 1) / c H1 ····· ( 10) and α 1 = c 0 E 1 a 1 / c H 1 , β 1 = (c F 1 E 21 −c 0 E 1 ) / c H 1 (11), then (10) The formula is transformed as follows. E 3 = α 1 x 1 + β 1 (12) E 2 or c F1 is c F1 | E 2 | = c 0 | E 1 |, that is, c
Since it is adjusted in advance so that F1 E 21 = c 0 E 1 , β 1 = 0 and E 3 can be expressed by the following equation. E 3 = α 1 x 1 = c 0 E 1 a 1 x 1 / c H1 (13) Since the proportional constant α 1 is a positive value, the relationship between E 3 and x 1 is Can be expressed as When x 1 increases, E 3 increases in direct proportion to x 1 , and when x 1 decreases, E 3 decreases in direct proportion to x 1 . Also, x 1 = 0
Then, E 3 = 0. Note that since α 1 is adjusted in advance by adjusting the capacitance c H1 of the reference capacitor C H1 so as to be equal to the reference value α 0 , (1
Equation 3) can be expressed as E 3 = α 0 x 1 (14).

【0015】E3 は電子装置によりγ倍(1/α0 倍)
され測長値に換算される。そして測長器は表示値γE
3 、即ち『x1 』を表示する。(10)式において、E
3 はc0 /cH1,cF1/cH1と言うキャパシタンスの比
で構成されているので、CA ,CF1,CH1が同一誘電体
で構成されていれば、誘電率の影響は全く受けない。c
F1|E2 |≠c0 |E1 |のときは、β1 は零でない定
数となり、E3 はβ1 増加し、長さ表示値は見掛け上、
1 =0の点がγβ1 、即ちβ1 /α0 だけマイナス側
に移動する。cF1|E2 |=c0 |E1 |の関係は、c
F1を調整して保たれても良く、E2を調整して保たれて
も良く、E2 及びcF1の両者を調整して保たれてもよい
が、補正キャパシタ、基準キャパシタを検出器内に設置
して検出器に互換性を持たせる場合は、cF1を調整して
保たれることが必要である。cF1の調整は、補正キャパ
シタCF1の調整ネジ51により行われる。
E 3 is γ times (1 / α 0 times) by an electronic device
And converted to length measurement value. And the length measuring device displays the value γE
3 , that is, "x 1 " is displayed. In equation (10), E
Since 3 is composed of the capacitance ratios of c 0 / c H1 and c F1 / c H1 , if C A , C F1 and C H1 are composed of the same dielectric material, the effect of the dielectric constant is completely absent. I do not receive it. c
When F1 | E 2 | ≠ c 0 | E 1 |, β 1 becomes a non-zero constant, E 3 increases by β 1, and the length display value is apparently
The point of x 1 = 0 moves to the minus side by γβ 1 , that is, β 1 / α 0 . The relationship of c F1 | E 2 | = c 0 | E 1 | is c
F1 may be adjusted and maintained, E 2 may be adjusted and maintained, and both E 2 and c F1 may be adjusted and maintained. If the detector is to be installed in order to make the detector compatible, it is necessary to adjust and maintain c F1 . The adjustment of c F1 is performed by the adjustment screw 51 of the correction capacitor C F1 .

【0016】一般に、E2 の調整には、温度特性良好な
ポテンショメータなどの電気部品が用いられるが、温度
が変化しても全く変化しないと言うものではないため、
温度特性良好なることを非常に要求される場合は、ポテ
ンショメータなどの電気部品なしが好ましい。補正キャ
パシタを設けたことにより、ポテンショメータなどの電
気部品なしでのx1 =0の点の調整を可能としている。
α1 =α0 の関係は基準キャパシタCH1の基準リング電
極H1 の調整ネジ71でキャパシタンスcH1を調整する
ことにより行われる。スクリーン11の先端が切替点q
1 に達すると電子装置に内蔵されたカウンタが1つカウ
ントアップされる。カウンタのカウント値を測長値に換
算するための比例定数をδとすれば、測長器は表示値
『δ』を表示する。これと同時に、基準方形波電圧E1
と同一周波数で逆相の補正方形波電圧E2が、第1の補
正リング電極F1 から第2の補正リング電極F2 に切替
えて印加され、基準方形波電圧E1 と同一周波数で同相
の測定方形波電圧E3 が、第1の基準リング電極H1
ら第2の基準リング電極H2 に切替えて印加される。補
正方形波電圧E2 または測定方形波電圧E3 の印加され
ていない補正リング電極及び基準リング電極は電気的に
接地される。なお、基準方形波電圧E1 は測定リング電
極Aに印加されたまま保たれる。
Generally, for adjusting E 2 , an electric component such as a potentiometer having a good temperature characteristic is used, but it does not mean that it does not change at all even if the temperature changes.
When it is extremely required to have good temperature characteristics, it is preferable not to use electric parts such as a potentiometer. By providing the correction capacitor, it is possible to adjust the point of x 1 = 0 without an electric component such as a potentiometer.
The relationship of α 1 = α 0 is established by adjusting the capacitance c H1 with the adjusting screw 71 of the reference ring electrode H 1 of the reference capacitor C H1 . The tip of the screen 11 is the switching point q
When it reaches 1 , the counter built into the electronic device is incremented by one. If the proportional constant for converting the count value of the counter into the length measurement value is δ, the length measuring instrument displays the display value “δ”. At the same time, the reference square wave voltage E 1
A complementary square wave voltage E 2 having the same frequency and the opposite phase is switched and applied from the first correction ring electrode F 1 to the second correction ring electrode F 2 , and has the same frequency and the same phase as the reference square wave voltage E 1 . The measurement square wave voltage E 3 is applied by switching from the first reference ring electrode H 1 to the second reference ring electrode H 2 . The correction ring electrode and the reference ring electrode to which the complementary square wave voltage E 2 or the measurement square wave voltage E 3 is not applied are electrically grounded. The reference square wave voltage E 1 is kept applied to the measurement ring electrode A.

【0017】スクリーン11の先端が切替点q1 よりq
2 に向かって移動すると、測定始点q0 〜切替点q1
ときと同様に、測定キャパシタCA のキャパシタンスc
A が変化する。このとき電子装置が働き、コア電極(測
定コア電極、補正コア電極、及び基準コア電極)に誘導
されるAC電圧が零となるように、E3 が変化させられ
る。即ち、CA ,CF2,CH2に流れる電流をiA
F2,iH2とすれば、次式が満足させられるようにE3
は変化させられる。 iA +iF2+iH2=0 ・・・・・(15) CA ,CF2,CH2のキャパシタンスをそれぞれcA ,c
F2,cH2とすると、(15)式は次のように表わせる。 cA1 +cF22 +cH23 =0 従って、E3 は次式のようになる。 E3 =−(cA1 +cF22 )/cH2 ・・・・・(16) q0 〜q1 のときと同様に、E21=−E2 と置き換え
て、(16)式を書き換えると、E3 は次式のようにな
る。 E3 =(cF221+cA1 )/cH2 ・・・・・(17) 切替点q1 からのスクリーン11の変位をx2 とし、変
位x2 の正の方向を、q0 〜q1 と同じ方向(スクリー
ン11が測定リング電極に差し込まれる方向)とし、切
替点q1 (x2 =0の点)の測定キャパシタCA のキャ
パシタンスをc1 とすると、cA は次式で表わすことが
できる。 cA =c1 (1−a22 ) ・・・・・(18) ここで、a2 は測定始点q1 とq2 の間で測定リング電
極Aと測定コア電極Bの幾何学的寸法によって定まる正
の値である。(17)式に(18)式を代入し、q0
1 と同様に、 α2 =c112 /cH2,β2 =(cF221−c11 )/cH2 ・・・・・(19) とおくと、(18)式は次のようになる。 E3 =α22 +β2 ・・・・・(20) E2 又はcF2がcF2|E2 |=c1 |E1 |、即ち、c
F221=c11 となるように調整されているので、β
2 =0となり、E3 はq0 〜q1 と同様な次式で表わす
ことができる。 E3 =α22 =c1122 /cH2 ・・・・・(21) 比例定数α2 は正の値であるので、E3 とx2 の関係
は、次のように言い表わすことができる。x2 が増加す
ると、E3 はx2 に正比例して増加し、x2 が減少する
と、E3はx2 に正比例して減少する。また、x2 =0
のとき、E3 =0となる。なお、α2 があらかじめ基準
値α0 と等しくなるように基準キャパシタCH2のキャパ
シタンスcH2の調整により調整されているので、(2
1)式は、 E3 =α02 ・・・・・(22) と表わすことができる。
From the switching point q 1 to the tip of the screen 11 q
When moving toward 2 , the capacitance c of the measurement capacitor C A is the same as at the measurement start point q 0 to the switching point q 1.
A changes. At this time, the electronic device operates, and E 3 is changed so that the AC voltage induced in the core electrodes (measurement core electrode, correction core electrode, and reference core electrode) becomes zero. That is, the currents flowing through C A , C F2 and C H2 are i A ,
If i F2 and i H2 , then E 3
Can be changed. i A + i F2 + i H2 = 0 (15) Capacitances of C A , C F2 , and C H2 are c A and c, respectively.
Assuming F2 and c H2 , the equation (15) can be expressed as follows. c A E 1 + c F2 E 2 + c H2 E 3 = 0 Therefore, E 3 is as follows. E 3 = - (c A E 1 + c F2 E 2) / c H2 ····· (16) as in the case of q 0 to q 1, is replaced with E 21 = -E 2, (16 ) formula By rewriting, E 3 is given by the following equation. E 3 = (c F2 E 21 + c A E 1 ) / c H2 (17) The displacement of the screen 11 from the switching point q 1 is x 2, and the positive direction of the displacement x 2 is q 0. If the capacitance of the measurement capacitor C A at the switching point q 1 (point of x 2 = 0) is c 1 and the same direction as that of ˜q 1 (the direction in which the screen 11 is inserted into the measurement ring electrode) is c 1 , then c A is given by Can be expressed as c A = c 1 (1-a 2 x 2 ) (18) where a 2 is the geometrical shape of the measurement ring electrode A and the measurement core electrode B between the measurement starting points q 1 and q 2. It is a positive value determined by the dimensions. Substituting equation (18) into equation (17), q 0 ~
Similarly to q 1 , if α 2 = c 1 E 1 a 2 / c H2 , β 2 = (c F2 E 21 −c 1 E 1 ) / c H2 (19), then (18) ) The formula is as follows. E 3 = α 2 x 2 + β 2 (20) E 2 or c F2 is c F2 | E 2 | = c 1 | E 1 |, that is, c
Since it is adjusted so that F2 E 21 = c 1 E 1 , β
2 = 0, and E 3 can be expressed by the following equation similar to q 0 to q 1 . E 3 = α 2 x 2 = c 1 E 1 a 2 x 2 / c H2 (21) Since the proportional constant α 2 is a positive value, the relationship between E 3 and x 2 is Can be expressed as When x 2 increases, E 3 increases in direct proportion to x 2 , and when x 2 decreases, E 3 decreases in direct proportion to x 2 . Also, x 2 = 0
Then, E 3 = 0. In addition, since α 2 is previously adjusted by adjusting the capacitance c H2 of the reference capacitor C H2 so that it becomes equal to the reference value α 0 , (2
The equation 1) can be expressed as E 3 = α 0 x 2 (22).

【0018】そして測長器は、表示値γE3 +δ、即ち
『x2 +δ』を表示する。cF2|E2 |=c1 |E1
の関係は、cF2を調整することによって保たれ、cF2
補正キャパシタCF2の調整ネジ52により調整される。
α2 =α0 の関係は基準キャパシタCH2の基準リング電
極H2 の調整ネジ72でキャパシタンスcH2を調整する
ことにより行われる。(21)式において、E3 はc1
/cH2,cF2/cH2というキャパシタンスの比で構成さ
れているので、CA ,CF2,CH2が同一誘電体で構成さ
れていれば、誘電率の影響は全く受けない。スクリーン
11の先端が切替点q2 に達すると電子装置に内蔵され
たカウンタがさらに1つカウントアップされ、測長器は
表示値『2δ』を表示する。これと同時に、次に基準方
形波電圧E1 と同一周波数で逆相の補正方形波電圧E2
を、第2の補正リング電極F2 から第3の補正リング電
極F3 に切替えて印加し、さらに基準方形波電圧E1
同一周波数で同相の測定方形波電圧E3 を、第2の基準
リング電極H2 から第3の基準リング電極H3 に切替え
て印加する。E2 またはE3 の印加されていない補正リ
ング電極及び基準リング電極は電気的に接地される。な
お、基準方形波電圧E1 は測定リング電極Aに印加され
たまま保たれる。
Then, the length measuring instrument displays the display value γE 3 + δ, that is, "x 2 + δ". c F2 | E 2 | = c 1 | E 1 |
Relationship is maintained by adjusting the c F2, c F2 is adjusted by the adjustment screw 52 of the correction capacitor C F2.
The relationship of α 2 = α 0 is established by adjusting the capacitance c H2 with the adjusting screw 72 of the reference ring electrode H 2 of the reference capacitor C H2 . In the equation (21), E 3 is c 1
Since the capacitance ratios of / c H2 and c F2 / c H2 are used, if C A , C F2 and C H2 are made of the same dielectric material, there is no influence of the dielectric constant. When the tip of the screen 11 reaches the switching point q 2 , the counter incorporated in the electronic device is further incremented by 1, and the length measuring instrument displays the display value “2δ”. At the same time, the complementary square wave voltage E 2 having the same frequency as the reference square wave voltage E 1 but the opposite phase
Is switched from the second correction ring electrode F 2 to the third correction ring electrode F 3 and applied, and the measured square wave voltage E 3 having the same frequency as the reference square wave voltage E 1 and the same phase is used as the second reference ring wave voltage E 3. The switching is applied from the ring electrode H 2 to the third reference ring electrode H 3 . The correction ring electrode and the reference ring electrode to which E 2 or E 3 is not applied are electrically grounded. The reference square wave voltage E 1 is kept applied to the measurement ring electrode A.

【0019】スクリーン11の先端が切替点q2 よりq
3 に向かって移動すると、切替点q1 〜q2 のときと同
様に、測定キャパシタCA のキャパシタンスcA が変化
する。このとき電子装置が働き、コア電極(測定コア電
極、補正コア電極、及び基準コア電極)に誘導されるA
C電圧が零となるように、測定方形波電圧E3 が変化さ
せられる。そして切替点q1 〜q2 のときと同様に、切
替点q2 からの変位をx3 と表わし、変位x3 の方向を
切替点q0 〜q1 と同じ方向とし、切替点q2(x3
0の点)の測定キャパシタCA のキャパシタンスをc2
と表わし、そして補正キャパシタCF3のキャパシタンス
F3が、cF3|E2 |=c2 |E1 |となるように補正
キャパシタCF3の調整ネジ53によりあらかじめ調整さ
れていれば、測定方形波電圧E3 は切替点q1 〜q2
同様に次式で表わされる。 E3 =α33 ・・・・・(23) ここで、 α3 =c2133 /cH3 ・・・・・(24) であり、a3 は切替点q2 とq3 の間の測定リング電極
Aと測定コア電極Bの幾何学的寸法によって定まる正の
値である。切替点q1 〜q2 と同様にα3 =α0 となる
ように基準キャパシタCH3のキャパシタンスcH3は調整
ネジ73によりあらかじめ調整されている。そして、測
長器は表示値γE3 +δ、即ち『x3 +2δ』を表示す
る。
From the switching point q 2 to the tip of the screen 11 q
When moving toward 3 , the capacitance c A of the measuring capacitor C A changes, as in the case of the switching points q 1 to q 2 . At this time, the electronic device operates and is guided to the core electrodes (measurement core electrode, correction core electrode, and reference core electrode) A
The measured square wave voltage E 3 is changed so that the C voltage becomes zero. And as in the case of the switching point q 1 to q 2, the displacement from the switching point q 2 represents a x 3, the direction of the displacement x 3 is the same direction as the switching point q 0 to q 1, switching point q 2 ( x 3 =
The capacitance of the measuring capacitor C A at the point 0) is c 2
And represents, and the capacitance c F3 correction capacitor C F3 is, c F3 | E 2 | = c 2 | E 1 | if it is previously adjusted by the adjustment screw 53 and so as to correct the capacitor C F3, measured square wave The voltage E 3 is represented by the following equation, like the switching points q 1 to q 2 . E 3 = α 3 x 3 (23) where α 3 = c 2 E 1 a 3 x 3 / c H3 (24), where a 3 is the switching point q 2 Is a positive value determined by the geometrical dimensions of the measurement ring electrode A and the measurement core electrode B between Q and q 3 . Capacitance c H3 of reference capacitor C H3 so that similarly α 3 = α 0 and the switching point q 1 to q 2 are previously adjusted by the adjusting screw 73. Then, the length measuring instrument displays the display value γE 3 + δ, that is, “x 3 + 2δ”.

【0020】切替点q3 以後も同様にして、変位に比例
した(比例定数α0 の)測定方形波電圧E3 が得られ
る。切替点q3 以後、測長器は切替点q3 ,q4 では、
表示値『3δ』,『4δ』を表示し、q3 〜q4 ,q4
〜q5 (q5 は測定終点)では、表示値『x4 +3
δ』,『x5 +4δ』を表示する。切替点の数は実施例
では4であるがこの数以上でもこの数以下でも差し支え
ない。スピンドル12が検出器から抜け出る方向、即ち
スクリーン11が測定キャパシタから抜け出る方向に移
動するとき、各切替点ではカウンタが1つカウントダウ
ンされ、それと同時に補正方形波電圧E2 、測定方形波
電圧E3 はスクリーン11が差し込まれる方向のとき各
切替点間で印加されたのと同じ補正リング電極、基準リ
ング電極に印加される。そしてスクリーン11が同一位
置にあればスクリーン11が差し込まれた場合と同じ表
示値を示す。測定始点q0 、切替点q1 ,q2 ,q3
4 の位置はスクリーン11を正確に変位させることに
よって得ており、これらの位置で補正キャパシタが調整
される。q0 ,q1 ,q2 ,q3 ,q4 の間隔は正確に
等間隔ピッチPである。
After the switching point q 3, similarly, a measured square wave voltage E 3 (having a proportional constant α 0 ) proportional to the displacement is obtained. Switching point q 3 after, measuring instrument at switching point q 3, q 4,
Display value "3δ", to display the "4δ", q 3 ~q 4, q 4
~q In 5 (q 5 measurement end point), the displayed value "x 4 +3
“δ” and “x 5 + 4δ” are displayed. The number of switching points is four in the embodiment, but may be more than this number or less than this number. As the spindle 12 moves out of the detector, i.e. the screen 11 moves out of the measuring capacitor, the counter is decremented by one at each switching point and at the same time the complementary square wave voltage E 2 and the measuring square wave voltage E 3 are It is applied to the same correction ring electrode and reference ring electrode as applied between the switching points when the screen 11 is inserted. If the screen 11 is at the same position, the same display value as when the screen 11 is inserted is shown. Measurement start point q 0 , switching points q 1 , q 2 , q 3 ,
The position of q 4 is obtained by precisely displacing the screen 11, and the correction capacitor is adjusted at these positions. The intervals of q 0 , q 1 , q 2 , q 3 , and q 4 are exactly equal pitch P.

【0021】基準キャパシタ、補正キャパシタの調整は
次の手順で行う。まず、スクリーン11を測定始点q0
に正確に変位させ、補正方形波電圧E2が補正キャパシ
タCF1に、測定方形波電圧E3 が基準キャパシタCH1
印加されるようにして、この位置で測長器の表示値が零
となるように、すなわち測定方形波電圧E3 が零となる
ように補正キャパシタCF1を調整ネジ51により調整
し、測定始点q0 より切替点q1 の方向にスクリーン1
1をピッチPよりわずかに少ない寸法P1 変位させ、測
長器の表示値が『P1 』となるように基準キャパシタC
H1を調整ネジ71により調整する。次に、スクリーン1
1を測定始点q0 からピッチP正確に変位させ(切替点
1 に正確に変位させ)、補正方形波電圧E2 が補正キ
ャパシタCF2に、測定方形波電圧E3 が基準キャパシタ
H2に印加されるようにして、この位置で測長器の表示
値が『δ』となるように、すなわち測定方形波電圧E3
が零となるように補正キャパシタCF2を調整ネジ52に
より調整し、そしてスクリーン11を切替点q1 よりq
2 の方向にピッチPよりわずかに少ない寸法P2 変位さ
せ、測長器の表示値が『δ+P2 』となるように基準キ
ャパシタCH2を調整ネジ72により調整する。
The reference capacitor and the correction capacitor are adjusted by the following procedure. First, the screen 11 is moved to the measurement starting point q 0
Accurately so that the complementary square wave voltage E 2 is applied to the correction capacitor C F1 and the measurement square wave voltage E 3 is applied to the reference capacitor C H1 , and the display value of the length measuring device becomes zero at this position. become such, i.e. measured square wave voltage E 3 is adjusted by adjusting screw 51 the correction capacitor C F1 so that zero, the screen 1 from the measurement start point q 0 in the direction of the switching point q 1
1 is displaced by a dimension P 1 slightly smaller than the pitch P, and the reference capacitor C is set so that the display value of the length measuring device becomes “P 1 ”.
Adjust H1 with adjusting screw 71. Then screen 1
1 is accurately displaced from the measurement start point q 0 by the pitch P (correctly displaced to the switching point q 1 ), the complementary square wave voltage E 2 is the correction capacitor C F2 , and the measured square wave voltage E 3 is the reference capacitor C H2 . As it is applied, the display value of the length measuring instrument becomes “δ” at this position, that is, the measured square wave voltage E 3
The correction capacitor C F2 is adjusted by the adjusting screw 52 so that the value becomes zero, and the screen 11 is changed from the switching point q 1 to q.
The reference capacitor C H2 is adjusted by the adjusting screw 72 so that the size P 2 is slightly displaced from the pitch P in the direction of 2 , and the display value of the length measuring device becomes “δ + P 2 ”.

【0022】次に、スクリーン11を切替点q1 からピ
ッチP正確に変位させ(切替点q2に正確に変位さ
せ)、補正方形波電圧E2 が補正キャパシタCF3に、測
定方形波電圧E3 が基準キャパシタCH3に印加されるよ
うにして、この位置で測長器の表示値が『2δ』となる
ように、すなわち測定方形波電圧E3 が零となるように
補正キャパシタCF3を調整ネジ53により調整し、そし
てスクリーン11を切替点q2 よりq3 の方向にピッチ
Pよりわずかに少ない寸法P3 変位させ、測長器の表示
値が『2δ+P3 』となるように基準キャパシタCH3
調整ネジ73により調整する。さらに、スクリーン11
を切替点q2 からピッチP正確に変位させ(切替点q3
に正確に変位させ)、補正方形波電圧E2 が補正キャパ
シタCF4に、測定方形波電圧E3 が基準キャパシタCH4
に印加されるようにして、この位置で測長器の表示値が
『3δ』となるように、すなわち測定方形波電圧E3
零となるように補正キャパシタCF4を調整ネジ54によ
り調整し、そしてスクリーン11を切替点q3 よりq4
の方向にピッチPよりわずかに少ない寸法P4 変位さ
せ、測長器の表示値が『3δ+P4 』となるように基準
キャパシタCH4を調整ネジ74により調整する。そして
最後に、スクリーン11を切替点q3 からピッチP正確
に変位させ(切替点q4 に正確に変位させ)、補正方形
波電圧E2 が補正キャパシタCF5に、測定方形波電圧E
3 が基準キャパシタCH5に印加されるようにして、この
位置で測長器の表示値が『4δ』となるように、すなわ
ち測定方形波電圧E3 が零となるように、補正キャパシ
タCF5を調整ネジ55により調整し、そしてスクリーン
を切替点q4 より測定終点q5 の方向に測定終点q5
前までP5 変位させ、測長器の表示値が『4δ+P5
となるように基準キャパシタCH5を調整ネジ75により
調整する。なお、補正キャパシタ、基準キャパシタは切
替順序に従って配置する必要はない。
Next, the screen 11 is accurately displaced from the switching point q 1 by the pitch P (correctly displaced to the switching point q 2 ), and the complementary square wave voltage E 2 is applied to the correction capacitor C F3 and the measurement square wave voltage E. 3 is applied to the reference capacitor C H3 , and the correction capacitor C F3 is set so that the display value of the length measuring instrument becomes “2δ” at this position, that is, the measured square wave voltage E 3 becomes zero. The screen 11 is adjusted by the adjusting screw 53, and the screen 11 is displaced in the direction of q 3 from the switching point q 2 by a dimension P 3 which is slightly smaller than the pitch P so that the display value of the length measuring device becomes “2δ + P 3 ”. Adjust CH3 with adjusting screw 73. Furthermore, the screen 11
Accurately displace the pitch P from the switching point q 2 (switching point q 3
Accurately, the complementary square wave voltage E 2 is applied to the correction capacitor C F4 , and the measured square wave voltage E 3 is applied to the reference capacitor C H4.
The correction capacitor C F4 is adjusted by the adjusting screw 54 so that the display value of the length measuring device becomes “3δ” at this position, that is, the measured square wave voltage E 3 becomes zero. , And the screen 11 from the switching point q 3 to q 4
The reference capacitor C H4 is adjusted by the adjusting screw 74 so that the display value of the length measuring device becomes “3δ + P 4 ”, by displacing the dimension P 4 slightly smaller than the pitch P in the direction of. And finally, the screen 11 is accurately displaced from the switching point q 3 by the pitch P (correctly displaced to the switching point q 4 ), and the complementary square wave voltage E 2 is applied to the correction capacitor C F5 and the measured square wave voltage E.
3 is applied to the reference capacitor C H5 so that the display value of the length measuring device becomes “4δ” at this position, that is, the measured square wave voltage E 3 becomes zero, so that the correction capacitor C F5 was adjusted with adjustment screw 55, and the screen is P 5 displaced in the direction of the measurement end point q 5 than the switching point q 4 to the measurement end point q 5 immediately before the display values of the measurement unit is "4δ + P 5"
The reference capacitor C H5 is adjusted by the adjusting screw 75 so that The correction capacitor and the reference capacitor do not have to be arranged in the switching order.

【0023】実施例2.図5は補正キャパシタCF1〜C
F5及び基準キャパシタCH1〜CH5を検出器内に設けた場
合の実施例であり、図1と対応する部分には同一符号が
付されている。22はシールドを示す。
Example 2. FIG. 5 shows correction capacitors C F1 to C
This is an embodiment in which F5 and reference capacitors C H1 to C H5 are provided in the detector, and the portions corresponding to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. 22 indicates a shield.

【0024】実施例3.図6は電子装置内において、補
正キャパシタCF1〜CF5を絶縁材61〜64を介して一
体化すると共に、1個の基準キャパシタCH0を設け、そ
れらに共通のコア電極Gを設けたものである。70は調
整ネジである。
Example 3. FIG. 6 shows an electronic device in which correction capacitors C F1 to C F5 are integrated via insulating materials 61 to 64, one reference capacitor C H0 is provided, and a common core electrode G is provided to them. Is. 70 is an adjusting screw.

【0025】実施例4.図7は図6のキャパシタの構造
を検出器に設けた場合を示す。
Example 4. FIG. 7 shows a case where the structure of the capacitor of FIG. 6 is provided in the detector.

【0026】実施例5.図8は上記実施例1〜4とは異
なる補正キャパシタ、基準キャパシタの実施例であり、
リング電極81、コア電極82、絶縁部材83より構成
されている。リング電極81には絶縁部材83が固着さ
れていて、絶縁部材83には雌ネジが設けられており、
この雌ネジにはコア電極の雄ネジ部が嵌合され、キャパ
シタンスの調整はコア電極を回転させることにより行わ
れる。リング電極とコア電極の中心軸はほぼ一致してい
る。
Example 5. FIG. 8 shows an example of a correction capacitor and a reference capacitor different from those of Examples 1 to 4,
It is composed of a ring electrode 81, a core electrode 82, and an insulating member 83. An insulating member 83 is fixed to the ring electrode 81, and the insulating member 83 is provided with a female screw.
The male screw portion of the core electrode is fitted to this female screw, and the capacitance is adjusted by rotating the core electrode. The center axes of the ring electrode and the core electrode are substantially coincident with each other.

【0027】以上説明した実施例1〜5によれば、測定
範囲の分割数をnとすると、測定範囲を分割しない場合
に比較し、単位測定長さ当たりの基準方形波電圧E1
n倍となり、測定方形波電圧E3 も単位測定長さ当たり
n倍となるため、n倍の測定感度の向上がはかれる。各
キャパシタを構成するリング電極とコア電極の中心軸は
ほぼ一致している。このため衝撃などにより、リング電
極、コア電極の中心軸が僅かに動き、中心軸同志の距離
が僅かに変化しても、測定方形波電圧E3 にはほとんど
影響を与えない(中心軸同志が一致している場合は、中
心軸同志がズレている場合よりも、中心軸同志のズレ量
の影響は小さい)。スクリーン11は円筒状で、スピン
ドル12の中心軸にほぼ一致してスピンドル12に固定
されており、この中心軸は測定リング電極、測定コア電
極の中心軸とも一致している。さらに、スピンドル12
の変位方向はこの中心軸と一致しているため、スピンド
ルとスピンドルの軸受に生じるラジアル方向のガタの影
響をほとんど無くすことができる。さらに、スピンドル
の軸受けに、ボールリテーナを用い、予圧状態としてお
けば、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全く無くすことができる。
According to the first to fifth embodiments described above, assuming that the number of divisions of the measurement range is n, the reference square wave voltage E 1 per unit measurement length is n times that of the case where the measurement range is not divided. Therefore, the measurement square wave voltage E 3 also becomes n times per unit measurement length, so that the measurement sensitivity can be improved by n times. The center axes of the ring electrode and the core electrode which form each capacitor are substantially coincident with each other. Therefore, even if the center axes of the ring electrode and the core electrode slightly move due to impact or the like, and the distance between the center axes slightly changes, the measured square wave voltage E 3 is hardly affected. If they match, the effect of the misalignment of the central axes is smaller than if the central axes are misaligned). The screen 11 has a cylindrical shape and is fixed to the spindle 12 so as to substantially coincide with the central axis of the spindle 12, and the central axis also coincides with the central axes of the measurement ring electrode and the measurement core electrode. In addition, the spindle 12
Since the direction of displacement of is coincident with this central axis, the influence of radial play in the spindle and the bearing of the spindle can be almost eliminated. Further, if a ball retainer is used for the bearing of the spindle and it is preloaded, the play of the spindle can be made zero, and the influence of the play of the spindle can be completely eliminated.

【0028】測定リング電極と測定コア電極の円筒度、
真円度等の幾何学的寸法精度が良好なる場合は、基準キ
ャパシタの数は、共用使用することにより分割数よりも
少なくすることができ、基準キャパシタの数を減らすこ
とによるコストダウンがはかれる。当然この場合でもそ
れぞれの切替点間では決まった基準キャパシタが対応し
て使用される。図6及び図7の実施例3,4は基準キャ
パシタCH0を1個としたものである。このように、各コ
ア電極を一体化することにより、コア電極の数が減るこ
とによるコストダウンがはかれると共に、コア電極間の
接続を無くすことによるコストダウンもはかれる。キャ
パシタCA ,CF1,CF2,CF3,・・・、CH1,CH2
H3,・・・のリング電極及びコア電極の材質を同一と
することにより、上記部品の熱膨張も同一となり、温度
変化によるキャパシタンスのアンバランスを防止でき、
測長器の温度性能の向上がはかれる。
The cylindricity of the measuring ring electrode and the measuring core electrode,
When the geometrical dimension accuracy such as the roundness is good, the number of reference capacitors can be made smaller than the number of divisions by shared use, and the cost can be reduced by reducing the number of reference capacitors. Of course, even in this case, a fixed reference capacitor is correspondingly used between the respective switching points. The third and fourth embodiments of FIGS. 6 and 7 have one reference capacitor C H0 . By thus integrating the core electrodes, the cost can be reduced by reducing the number of core electrodes and the cost can be reduced by eliminating the connection between the core electrodes. Capacitors C A , C F1 , C F2 , C F3 , ..., C H1 , C H2 ,
By using the same material for the ring electrode and the core electrode of C H3 , ..., the thermal expansion of the above parts will also be the same, and it is possible to prevent capacitance imbalance due to temperature changes,
The temperature performance of the length measuring device can be improved.

【0029】図5,図7のように、検出器内に補正キャ
パシタ、基準キャパシタを設けた場合は、各基準キャパ
シタのキャパシタンスの調整が調整ネジにより検出器内
で可能となり、各検出器のα0 を一致させることがで
き、さらに補正キャパシタCF1のキャパシタンスcF1
調整が調整ネジにより検出器内で可能となるため、検出
器全体を移動することなく、検出器側でx1 =0の点の
調整が可能となり、どの検出器も測定原点までをも一致
させて互換性をもたせることができる。
When the correction capacitor and the reference capacitor are provided in the detector as shown in FIGS. 5 and 7, the capacitance of each reference capacitor can be adjusted in the detector by the adjusting screw, and α of each detector can be adjusted. Since 0 can be matched and the capacitance c F1 of the correction capacitor C F1 can be adjusted in the detector by the adjusting screw, x 1 = 0 of x 1 = 0 can be set on the detector side without moving the entire detector. It is possible to adjust the points, and it is possible to make all detectors coincident with each other up to the measurement origin point for compatibility.

【0030】次に、各電圧E1 〜E3 ,Em 等を得るた
めの電圧発生回路の実施例を図9〜図12について説明
する。図9において、発振器30は水晶式でもCR式で
もよく、水晶式の場合、一般に高周波となるため、分周
器(図示せず)を用いて希望の周波数とする。基準方形
波電圧E1 はDC電圧Er と接地レベルとの間を発振器
の出力電圧E0SC で制御される電子スイッチ31で切り
替えることによって得ていて、補正方形波電圧E2 はD
C電圧−Er と接地レベルとの間をE0SC で制御される
電子スイッチ32で切り替えることによって得ている
(E1 ,E2 の位相関係は図10参照)。DC電圧−E
r はこれと異なるDC電圧でもよい。E4 は、帰還電圧
m 又はEm1を入力増幅器により増幅したAC電圧であ
る。図10のように、E4 はE0SC の半周期ごと
(t11,t12,t13及びt21,t22,t23・・・ごと)
に復調され、差動積分器に入力される。復調された信号
が零と異なると、差動積分器の出力DC電圧E0 は、復
調された電圧の振幅及び極性の関数として差動積分器へ
の入力が零に達するまで変化する。
Next, an embodiment of a voltage generating circuit for obtaining each voltage E 1 to E 3 , E m, etc. will be described with reference to FIGS. 9 to 12. In FIG. 9, the oscillator 30 may be a crystal type or a CR type. In the case of the crystal type, since it generally has a high frequency, a frequency divider (not shown) is used to obtain a desired frequency. The reference square wave voltage E 1 is obtained by switching between the DC voltage E r and the ground level by an electronic switch 31 controlled by the output voltage E 0SC of the oscillator, the complementary square wave voltage E 2 being D
It is obtained by switching between the C voltage −E r and the ground level by the electronic switch 32 controlled by E 0SC (see FIG. 10 for the phase relationship between E 1 and E 2 ). DC voltage-E
r may be a DC voltage different from this. E 4 is an AC voltage obtained by amplifying the feedback voltage E m or E m1 by the input amplifier. As shown in FIG. 10, E 4 is every half cycle of E 0SC (every t 11 , t 12 , t 13 and t 21 , t 22 , t 23 ...).
Is demodulated and input to the differential integrator. When the demodulated signal is different from zero, the output DC voltage E 0 of the differential integrator changes as a function of the amplitude and polarity of the demodulated voltage until the input to the differential integrator reaches zero.

【0031】測定方形波電圧E3 は、E0 と一定電圧
(図9の実施例では接地レベル)との間をE0SC で電子
スイッチを切り替えることにより得られる。したがっ
て、E0と同様にE3 も差動積分器への入力が零に達す
るまで変化する。このようにして得られたE3 は、前述
したように各切替点の間でスクリーンの変位に比例す
る。E4 には望ましくない結合及び時間遅延により過渡
状態が現れ、この過渡状態は方形波の切り替え点(側
面)で発生し、ある時間の後、減衰する。この過渡状態
は出力DC電圧E0 の安定性を低下させて測定方形波電
圧E3 の安定性を低下させ、そして測長器の指示の安定
度を低下させる。このため安定度を非常に必要とする測
長器では過渡状態の影響を無くす配慮が必要である。こ
の過渡状態は入力増幅器と復調器の間に過渡抑制器を設
けることにより、取り除くことができ安定度の良いE3
を得ることができる。
The measured square wave voltage E 3 is obtained by switching the electronic switch at E 0SC between E 0 and a constant voltage (ground level in the embodiment of FIG. 9). Therefore, like E 0 , E 3 also changes until the input to the differential integrator reaches zero. The E 3 thus obtained is proportional to the displacement of the screen between the switching points as described above. A transient appears at E 4 due to undesired coupling and time delay, which occurs at the switching point (side) of the square wave and decays after some time. This transient condition reduces the stability of the output DC voltage E 0 , that of the measuring square wave voltage E 3 , and that of the length measuring instrument. For this reason, it is necessary to consider the effects of transient conditions in length measuring instruments that require a high degree of stability. This transient state can be removed by installing a transient suppressor between the input amplifier and demodulator, and E 3 with good stability can be removed.
Can be obtained.

【0032】図11は過渡抑制器を設けた場合の実施例
で、この実施例のE0SC ,E1 ,E2 ,E3 ,E4 のタ
イミングは図3に示されている。図11において、発振
器30は水晶式でもCR式でもよく、一般に水晶式の場
合高周波となるため、分周器(図示せず)を用いて希望
の周波数とする。E1 はDC電圧Er と接地レベルとの
間をE0SC 、時間遅延回路37、及び周波数を1/2に
する周波数分周回路38で制御される電子スイッチ31
により切り替えることによって得ている。E2はDC電
圧−Er と接地レベルとの間をE0SC 、時間遅延回路3
7及び周波数を1/2にする周波数分周回路38で制御
される電子スイッチ32により得ている。DC電圧−E
r はこれと異なるDC電圧でもよい。過渡抑制器は、最
も簡単な場合、電子スイッチで、発振器のクロック信号
0S C の1周期ごとに、過渡状態でない部分(t01〜t
02,t11〜t12,t21〜t22,・・・)のみを通過させ
る。この過渡状態のない信号が復調器に入力され、E0S
C の1周期ごと(t0 ,t2 ,t4 ,・・・及びt1
3 ,t5 ,・・・ごと)に復調され、差動積分器に入
力される。復調された信号が零と異なると、差動積分器
の出力DC電圧E0 は、復調された電圧の振幅及び極性
の関数として差動積分器への入力が零に達するまで変化
する。E3 は、E0 と一定電圧(図11の実施例では接
地レベル)との間をE0SC 、時間遅延回路37、及び周
波数を1/2にする周波数分周回路38で制御される電
子スイッチ36により得られる。したがって、E0 と同
様にE3 も差動積分器への入力が零に達するまで変化す
る。このようにして得られたE3 は、各切替点の間でス
クリーンの変位に比例し、かつE4 の過渡状態の影響は
全く受けない。基本的には、コア電極に誘導される帰還
電圧Em は、励起用方形波電圧E1 ,E2 ,E3 の影響
を受けないようにする必要があり、またE1 ,E2 ,E
3 も互いに影響しあわないようにする必要がある。その
ため、検出器と電子装置を結ぶ線は、実施例ではシール
ドされている。
FIG. 11 shows an embodiment in which a transient suppressor is provided, and the timing of E 0SC , E 1 , E 2 , E 3 and E 4 in this embodiment is shown in FIG. In FIG. 11, the oscillator 30 may be a crystal type or a CR type, and generally has a high frequency in the case of a crystal type, so a frequency divider (not shown) is used to obtain a desired frequency. E 1 is an electronic switch 31 controlled by E 0SC between the DC voltage E r and the ground level, a time delay circuit 37, and a frequency divider circuit 38 that halves the frequency.
Got by switching by. E 2 is E 0SC between the DC voltage −E r and the ground level, and the time delay circuit 3
7 and an electronic switch 32 controlled by a frequency dividing circuit 38 for halving the frequency. DC voltage-E
r may be a DC voltage different from this. Transient suppressor, the simplest case, by electronic switch, for each cycle of the oscillator of the clock signal E 0S C, not in a transient state portion (t 01 ~t
02, t 11 ~t 12, t 21 ~t 22, ···) to pass only. The signal without this transient state is input to the demodulator, and E 0S
For each cycle of C (t 0 , t 2 , t 4 , ... And t 1 ,
demodulated every t 3 , t 5 , ..., And input to the differential integrator. When the demodulated signal is different from zero, the output DC voltage E 0 of the differential integrator changes as a function of the amplitude and polarity of the demodulated voltage until the input to the differential integrator reaches zero. E 3 is an electronic switch controlled by E 0SC between the E 0 and a constant voltage (ground level in the embodiment of FIG. 11), a time delay circuit 37, and a frequency dividing circuit 38 that halves the frequency. 36. Therefore, like E 0 , E 3 also changes until the input to the differential integrator reaches zero. The E 3 thus obtained is proportional to the displacement of the screen between each switching point and is not affected by the transient state of E 4 at all. Basically, the feedback voltage E m induced in the core electrode should not be affected by the excitation square wave voltages E 1 , E 2 , E 3 , and E 1 , E 2 , E.
It is necessary for 3 also not to affect each other. Therefore, the line connecting the detector and the electronic device is shielded in the embodiment.

【0033】検出器内に補正キャパシタ、基準キャパシ
タを配した場合、帰還電圧Em の導かれる線のシールド
の簡略化は、次に述べる方法で可能となる。検出器内に
於て、コア電極(測定コア電極又は補正コア電極又は基
準コア電極)にインピーダンス変成器の入力側と放電用
抵抗の一方側を接続し、放電用抵抗のもう一方側は接地
し、インピーダンス変成器の出力側は電子装置の入力増
幅器に接続する(入力増幅器は、電流電圧変換回路のよ
うな入力インピーダンスの小さな回路構成とすることが
当然必要である)。これにより、インピーダンス変成器
と入力増幅器の間のインピーダンスを小さくすることが
でき、シールドを簡略化でき、高感度、高精度を要求さ
れない場合は、E1 ,E2 ,E3 ,Em1の導かれる線を
1本ずつでなくまとめてシールドすることで置き換える
ことも可能となる。しかし、高感度、高精度を要求され
る場合には、E1 ,E2 ,E3 ,Em1の導かれる線の1
本ずつのシールドを併用することにより、より安定した
ものとすることができる。
When the correction capacitor and the reference capacitor are arranged in the detector, the shield of the line through which the feedback voltage E m is guided can be simplified by the method described below. In the detector, connect the input side of the impedance transformer and one side of the discharge resistor to the core electrode (measurement core electrode, correction core electrode or reference core electrode) and ground the other side of the discharge resistor. The output side of the impedance transformer is connected to the input amplifier of the electronic device (it is necessary that the input amplifier has a circuit configuration with a small input impedance such as a current-voltage conversion circuit). Thus, it is possible to reduce the impedance between the impedance transformer and the input amplifier, the shield can be simplified, highly sensitive, if not require high accuracy, electrical of E 1, E 2, E 3 , E m1 It is also possible to replace the lines to be shielded not by one line but by shielding them collectively. However, if high sensitivity and high accuracy are required, one of the lines leading E 1 , E 2 , E 3 , and E m1
By using a shield for each book together, it can be made more stable.

【0034】図12は、検出器内にインピーダンス変成
器26とキャパシタンスの放電用抵抗27を付加した場
合の実施例を示す。インピーダンス変成器26の入力側
と放電用抵抗27の一方側を測定コア電極又は補正コア
電極又は基準コア電極に接続し、インピーダンス変成器
26の出力側を電子装置に接続し、放電用抵抗27のも
う一方側を接地する。
FIG. 12 shows an embodiment in which an impedance transformer 26 and a capacitance discharge resistor 27 are added in the detector. The input side of the impedance transformer 26 and one side of the discharge resistor 27 are connected to the measurement core electrode, the correction core electrode or the reference core electrode, the output side of the impedance transformer 26 is connected to the electronic device, and the discharge resistor 27 Ground the other side.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、補正コ
ア電極、基準コア電極とそれぞれ異なる容量を形成する
複数の補正リング電極を同軸的に設け、測定リング電
極、基準リング電極及び補正リング電極に同一電位のコ
ア電極を挿通する構成としたので、次の効果が得られ
る。 (1)スピンドル(スクリーン)の変位量は、スピンド
ルが検出器内に押し込まれる方向(スクリーンが測定キ
ャパシタに差し込まれる方向)を正とすると、測定方形
波電圧E3 に正比例し、比例定数は正の値となり、従来
例(E3 とスクリーンの変位は線形の関係にはあるが正
比例せず、比例定数は負である)に必要となる演算回路
等の電子回路を不要としている。このような電子回路が
なくなることにより、この回路の安定度の影響、及び温
度特性の影響が排除でき、測長器の安定度及び温度性能
が向上する。また、コストダウンともなる。 (2)補正キャパシタと、補正キャパシタのキャパシタ
ンス調整用の調整ネジを設けることにより、検出器の零
点調整がポテンショメータ等の電気部品なしでも行うこ
とが可能となり、ポテンショメータ等の電気部品の安定
度及び温度特性の影響が排除でき、測長器の安定度及び
温度性能の向上がはかれる。 (3)検出器内に補正キャパシタ、基準キャパシタを設
けた場合、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ることによ
り、異なる検出器を共通の電子装置に、測定原点までを
も一致させて、校正し直すことなく接続することが可能
となった(検出器全体を移動することなく、検出器側で
零点調整ができるため、機械類に取り付けて使用する場
合の機械側に設けられる微動の零点調整装置を不要とす
ると共に、1つの電子装置に多数の検出器を切り替え使
用することを可能とした)。
As described above, according to the present invention, a plurality of correction ring electrodes forming different capacities from the correction core electrode and the reference core electrode are coaxially provided, and the measurement ring electrode, the reference ring electrode and the correction ring are provided. Since the core electrode having the same potential is inserted through the electrodes, the following effects can be obtained. (1) The displacement amount of the spindle (screen) is directly proportional to the square wave voltage E 3 to be measured, where the positive direction is the direction in which the spindle is pushed into the detector (the direction in which the screen is inserted into the measuring capacitor), and the proportional constant is positive. Therefore, the electronic circuit such as the arithmetic circuit required for the conventional example (E 3 and the displacement of the screen have a linear relationship but are not directly proportional and the proportional constant is negative) is unnecessary. By eliminating such an electronic circuit, the influence of the stability of this circuit and the influence of the temperature characteristic can be eliminated, and the stability and temperature performance of the length measuring device are improved. It also reduces costs. (2) By providing the correction capacitor and the adjustment screw for adjusting the capacitance of the correction capacitor, the zero point of the detector can be adjusted without the electric parts such as the potentiometer, and the stability and temperature of the electric parts such as the potentiometer. The influence of the characteristics can be eliminated, and the stability and temperature performance of the length measuring device can be improved. (3) When the correction capacitor and the reference capacitor are provided in the detector, the reference capacitor and the correction capacitor are provided with adjustment screws for adjusting the capacitance, respectively, so that different detectors can be connected to a common electronic device up to the measurement origin. It is now possible to match the values and connect without recalibrating. (Because the zero point can be adjusted on the detector side without moving the entire detector, it is possible to connect to the machine side when using it on the machine side. It eliminates the need for the fine-movement zero-adjustment device provided, and makes it possible to switch and use multiple detectors in one electronic device).

【0036】(4)測定方形波電圧E3 は、キャパシタ
ンスの比で構成されるため、3個のキャパシタの誘電体
を同一とすれば、誘電率の影響を全く受けない。誘電率
の変化に起因する校正又は補正を不要となる。 (5)測定範囲中に切替点を設けることにより測定範囲
が分割され、各切替点での精度の補正が可能となり、測
定リング電極、測定コア電極の円筒度、真円度等の寸法
精度の向上なしに測定精度の向上がはかれる。 (6)測定範囲中に切替点を設けることにより測定範囲
が分割され、この分割数をnとすると、切替点を設けな
かった場合に比較してn倍の感度の向上がはかれる。 (7)測定リング電極、測定コア電極、スピンドルの中
心軸をほぼ一致させ、さらに各補正キャパシタ、各基準
キャパシタのリング電極とコア電極の中心軸をほぼ一致
させることにより、リング電極とコア電極の中心軸同志
の距離が僅かに変化しても、測定方形波電圧への影響を
非常に小さくできる(中心軸同志の距離の変化量が同じ
でも、初期の中心軸のズレが大きいほど影響は大き
い)。 (8)スピンドルの軸受けに、ボールリテーナを用い、
予圧状態としておけば、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無くすことができ
る。
(4) Since the measured square wave voltage E 3 is composed of the capacitance ratio, if the dielectrics of the three capacitors are the same, there is no influence of the dielectric constant. It eliminates the need for calibration or correction due to changes in the dielectric constant. (5) By providing a switching point in the measuring range, the measuring range is divided, and the accuracy at each switching point can be corrected, and the dimensional accuracy such as cylindricity and roundness of the measuring ring electrode and the measuring core electrode can be improved. The measurement accuracy can be improved without any improvement. (6) The measurement range is divided by providing a switching point in the measurement range, and when the number of divisions is n, the sensitivity can be improved n times as compared with the case where the switching point is not provided. (7) The center axes of the measurement ring electrode, the measurement core electrode, and the spindle are substantially aligned with each other, and the center axes of the ring electrodes and core electrodes of the correction capacitors and the reference capacitors are substantially aligned with each other. Even if the distance between the central axes changes slightly, the influence on the measured square wave voltage can be made very small. (Even if the amount of change in the distance between the central axes is the same, the larger the deviation of the initial central axes, the greater the effect. ). (8) Use a ball retainer for the spindle bearing,
In the preload state, the play of the spindle can be made zero, and the influence of the play of the spindle can be eliminated.

【0037】(9)キャパシタCA ,CF1,CF2
F3,・・・、CH1,CH2,CH3,・・・のリング電極
及びコア電極の材質を同一とすることにより、上記部品
の熱膨張も同一となり、温度変化によるキャパシタンス
のアンバランスを防止でき、検出器の温度性能の向上が
はかれる。 (10)入力増幅器と復調器の間に過渡抑制器を設ける
ことにより、過渡状態のない信号が復調器に入力でき、
0 ,E3 の安定度が向上し、測長器の安定度が向上す
る。 (11)検出器内に基準キャパシタ、補正キャパシタを
設けた場合、検出器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、高精度を要求されな
い場合は、E1 ,E2 ,E3 ,Em1の導かれる線を1本
ずつでなく、まとめてシールドすることで置き換えるこ
とができる。高精度、高感度を要求される場合は、1本
ずつのシールドも併用することにより、より安定したも
のとすることができる。
(9) Capacitors C A , C F1 , C F2 ,
By making the ring electrode and core electrode of C F3 , ..., C H1 , C H2 , C H3 , ... the same, the thermal expansion of the above components will also be the same, and the capacitance will be unbalanced due to temperature changes. Can be prevented, and the temperature performance of the detector can be improved. (10) By providing a transient suppressor between the input amplifier and the demodulator, a signal without a transient state can be input to the demodulator,
The stability of E 0 and E 3 is improved, and the stability of the length measuring device is improved. (11) When a reference capacitor and a correction capacitor are provided in the detector, by providing an impedance transformer and a discharge resistor in the detector, if high sensitivity and high accuracy are not required, E 1 , E 2 , It is possible to replace them by shielding the lines to which E 3 and E m1 are guided not one by one but collectively. When high precision and high sensitivity are required, it can be made more stable by using the shields one by one.

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

【図1】この発明の実施例1を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】動作を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing an operation.

【図3】動作を示すタイミングチャートである。FIG. 3 is a timing chart showing the operation.

【図4】測長器の表示値と切替点との関係を示す特性図
である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a display value of a length measuring device and a switching point.

【図5】この発明の実施例2を示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図6】この発明の実施例3を示す構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図7】この発明の実施例4を示す構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図8】この発明の実施例5を示す構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram showing a fifth embodiment of the present invention.

【図9】電圧発生回路の実施例を示す構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram showing an embodiment of a voltage generation circuit.

【図10】同回路の動作を示すタイミングチャートであ
る。
FIG. 10 is a timing chart showing the operation of the circuit.

【図11】同回路の他の実施例を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing another embodiment of the same circuit.

【図12】検出器に設けられる回路の実施例を示す構成
図である。
FIG. 12 is a configuration diagram showing an example of a circuit provided in a detector.

【図13】従来の静電容量型測長器を示す構成図であ
る。
FIG. 13 is a configuration diagram showing a conventional capacitance type length measuring device.

【図14】動作を示す特性図である。FIG. 14 is a characteristic diagram showing an operation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 測定リング電極 B 測定コア電極 F1 〜F5 補正リング電極 H1 〜H5 基準リング電極 G1 〜G5 補正コア電極 I1 〜I5 基準コア電極 G コア電極 11 スクリーン 81 リング電極 82 コア電極A measurement ring electrode B measurement core electrode F 1 to F 5 correction ring electrode H 1 to H 5 reference ring electrode G 1 to G 5 correction core electrode I 1 to I 5 reference core electrode G core electrode 11 screen 81 ring electrode 82 core electrode

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 測定リング電極と、上記測定リング電極
内で軸方向に移動可能に配された円筒状のスクリーン
と、同軸的に配され補正コア電極、基準コア電極とそれ
ぞれ異なる容量を形成する複数の補正リング電極と、基
準リング電極と、上記測定リング電極、補正リング電極
及び基準リング電極内にそれぞれ挿通され同一電位に接
続されるコア電極とを備えた静電容量型測長器。
1. A measuring ring electrode, a cylindrical screen movably arranged in the measuring ring electrode in an axial direction, a coaxially arranged correction core electrode, and a reference core electrode, each forming a different capacitance. A capacitance-type length measuring instrument comprising a plurality of correction ring electrodes, a reference ring electrode, and a core electrode which is inserted into each of the measurement ring electrode, the correction ring electrode, and the reference ring electrode and connected to the same potential.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5796318A (en) * 1994-01-24 1998-08-18 Murata Manufacturing Co., Ltd. Dual TM-mode dielectric resonator apparatus equipped with window for electromagnetic field coupling, and band-pass filter apparatus equipped with the dielectric resonator apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5796318A (en) * 1994-01-24 1998-08-18 Murata Manufacturing Co., Ltd. Dual TM-mode dielectric resonator apparatus equipped with window for electromagnetic field coupling, and band-pass filter apparatus equipped with the dielectric resonator apparatus

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