JPH06507476A - 表示器及びその装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 表示器及びその装置 本発明は可動部材（■ｅｍｂｅｒ）の位置等の変数を表示するための表示器及び その装置に係わるものである。例えば、本発明は水道やガスメータ、リニヤエン コーダまたはロータリーエンコーダ等のダイヤル位置の決定に適用できる。

従来技術では、２つの部材の相対位置を測定するためには多量の機器を必要とし ていた。欧州特許出願第２４０７０７号及び同３６９４９３号では、部材の片方 に磁石を配し、他方に磁気感応性レジスタ列（ａｒｒａｙ　ｏｒ　ｍａｇｎｅｔ ｌｃａｌｌｙ　５ｅｎｓｉｔｌｙｅ　ｒｅｓｉｓｔｏｒｓ）を配して、磁界に応 じてそのレジスタの抵抗が変化するようになっている。この提案では２つの部材 は相対的に移動し、磁石はレジスタ列上を移動するように考案されている。位置 は、レノスタ列に接続される測定回路で決定され、その回路は磁石が生成した磁 界に影響された抵抗のレジスタを検出するよう作動する。この提案の問題点は、 ２つの部材の相対位置を決定するために電気回路を全てのレジスタに物理的に接 続しなければならないことである。そのような回路は当然複雑化し高価になる。

英国特許出願第２０１６６９４号は、超音波遅延線（ｕＨｒａｓｏｎｉｃ　ｄｅ ｌａｙ　１ｉｎｅ）として効果的に動作する磁歪ロッド（ｍａｇｎｅｔｏｓｔｒ ＋ｃｔ＋ｖｅ　ｒｏｄ）を使用することを提案している。口／ドは一方の可動部 材に取付けられ、口ｙドに巻かれ、口ｙドに沿って移動可能な電気送信コイル（ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｉｒａｎｓ■口ｔｅｒ　ｃｏｉｌ）が他方の部材に取付 けられている。コイルに交流パルス（ａＨｅｒｎａｔｉｎｇ　ｐｕｌｓｅ）を流 すことにより、磁歪口Ｉドが超音波を起こし交番磁界（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ 　ｆｉｅｌｄ）を作り出す。

口ｙドの両端にはピックアップコイル（ｐｉｃｋ　ｕｐ　ｃｏｉｌｇ）が配され 、それぞれは、その三箇所のロッド端部に超音波が到着する時間差を決定するた めの電気回路に接続されている。この時間差はロッド長に対する可動コイル（■ ｏｖｅａｂｌｅ　ｃｏｉｌ）の位置を示すものである。この提案では、相対位置 を決定するためには電気回路を送信コイルとピックアップコイルの両方に接続し なければならない。

さらに、米国特許第４７１０７０９号では、相対的に可動可能な部材の一方が２ つのｆＩ？ｊ［電気コイルを支え（ｃａｒｒｙ）　、他方の部材（バー）は、両 コイル内をその軸に沿って移動可能なバー（ｂ訂）を備えている。ここで他方の バーは、磁歪素子（ｓａｇｎｅｔｏｓｔｒｉｃｔｉｖｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ）を収 容する穴部を有し、この磁歪素子は穴部内で機械的に振動可能になっている。ま た、初めの部材は磁歪素子に作用するＤＣバイアス磁界を生成する手段も有して いる。バーがコイル内を移動すると、磁歪素子上のＤＣバイアス磁界の磁力（ｓ ｔｒｅｎｇｔｈ）が変化し、素子のヤング率と共振周波数を変化させる。従って 共振周波数の変化は位置変化の大きさく諷ｅａｓｕｒｅ）であり、重複コイルの １つを適当な周波数の信号で付勢（ｅｎｅｒｇｉｚｉｎｇ）　して、呼掛磁界（ ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｉｎｇ　ｆｉｅｌｄ）を磁歪素子に与えることによって検 出される。この信号の周波数は磁歪素子が共振する周波数範囲を掃引するのに適 当な周波数である。共振すると、磁歪素子はその共振周波数で交番磁界を生成し 、これが第２の重複コイルで検出される。この提案の問題点は、検出される変位 範囲（ｒａｎｇｅ　ｏｆｄｉｇｐｌａｃｅ＋＋ｅｎｔｓ）が、磁歪素子が共振周 波数に検出可能な変差を作り出すためにＤＣ磁界生成手段と相対的に移動する距 離によって、制限されることである。

上記の問題を克服あるいは軽減するために、本発明の一１様は、第１及び第２の 相対可動部材と、一方の部材上には異なる周波数で共振する複数の磁歪素子と、 他方の部材上にはバイアス磁界を生成する手段を備え、第１及び第２の部材の相 対位置に応じて、異なる前記複数の磁歪素子がバイアス磁界下にさらされる。バ イアス磁界は、その作用を受ける磁歪素子が、適当な周波数の呼掛ＡＣ磁界に応 じて機械的に共振して検出可能なＡＣ磁界を生成するような磁界である。個々の 磁歪素子は異なる周波数で共振するので、検出された周波数は第１及び第２の部 材の相対位置を示すものとなる。好ましくは、バイアス手段（ｂｉａ＠ｉｎｇ■ ｅａｎｓ）は、異なる磁歪素子の組み合わせが所定コードに基づく第１及び第２ のメンバーの相対位置に従って扁倚され、呼掛磁界で生成される異なる周波数の 組み合わせが第１及び第２の部材の相対位置を示すような手段である。

他の実施例によると、位置検出装置は第１及び第２の相対可動部材と、一方の部 材上に１つの磁歪素子を備えられ、他方の部材上の磁気バイアス手段（ｍａｇｎ ｅｔＩｅ　ｂｉａｓｉｎｇ　ｗ＋ｅａｎｓ）を備え、この磁気バイアス手段は２ つの部材の相対位置に従って磁歪素子上に異なるＤＣ磁界パターンを与える。こ こで磁界パターンは、磁歪素子が、与えられた適当な周波数の呼掛ＡＣ磁界に応 じて、単数あるいは複数の基本周波数及び高調波で共振するように磁歪素子にバ イアスをかけることである。

本発明の他の様態は、遠隔読取表示器であって、磁歪手段と、磁歪手段にバイア スをかける磁界を与える手段と、磁歪手段とバイアス磁界間の関係を変化させ、 及び／または、磁歪手段が、変数あるいは量の値に従って異なる個別の（ｄｉｓ ｅｒｅｔｅ）周波数の呼掛交番磁界に応答するように、測定あるいは表示される 変数あるいは量の関数としてバイアス磁界を変化させる遠隔読取表示器を提供す るものである。

本発明は例として以下の図面を参照して説明される。

図１〜９は本発明の好適な実施例で利用される電磁／磁歪原理を示す図である。

図１０は本発明の実施例に係わる、ガスメータ等の、６つのダイヤルを有する遠 隔読取メータを示す図である。

図１１は図１Ｏのメータのダイヤルを詳細に示す斜視図である。

図１２は本発明の一様態に係わる、図１０のダイヤル上に提供される磁化パター ンの例を示す図である。

図１３は図１０のダイヤルが異なる連続的な位置に回転すると、ダイヤルから得 られる応答（ｒｅｓｐｏｎｓｅ）の例を示すグラフである。

図１４は図１Ｏのメータにおいて、異なるダイヤルとそれぞれ関連した異なる共 振ストリップ間の関係を示す図である。

図１５は図１Ｏ〜１４のメータを遠隔読取する構成を示す図である。

図１６は別のダイヤル構成を示す斜視図である。

図１７は図１６のダイヤル上に提供される磁化パターンの一部を示す図である。

図１８及び図１９は、図１６及び図１７に相当し、さらに別のダイヤル構成を示 す図である。

図２０及び図２１も図１６及び図１７に相当し、さらに別のダイヤル構成を示す 図である。

図２２はより高度な正確さを達成する他の実施例を示す図である。

図２３はさらに他の実施例を示す、部分的に断面となった部分側面図である。

図２４は図２３に示される実施例の一部を示す斜視図である。

図２５は図２３０線ｘ−ｘ上の部分断面図である。

図２６は図２３〜２５の実施例で利用される磁歪素子列を詳細に示す図である。

図２７は図２３〜２６の実施例に含まれるダイヤルの一部を切り取った拡大部分 斜視図である。

図２８は図２３とに相当し、図２３の実施例の変形例を示す図である。

図２９は図２８に示す装置の端面図である。

図３０は本発明の他の実施例を示す、部分的に切り取った斜視図である。

図３１は図３０の実施例の動作を示す図である。

図３２は図３０の実施例の制御表示コニＦトのブロック図である。

図３３は図３０の実施例の変形例を示す図である。

図３４は本発明の他の実施例を示す、部分的に切り取った斜視図である。

図３５は図３４の実施例の動作を示す図である。

図３６〜３８は本発明で使用される共振素子の、さらに形成可能な形を示す図で ある。

図３９は図３６〜３８の一部の磁歪素子に相当し、さらに単一の材料からなる磁 歪素子を示す図である。

図４０は図３０の実施例の変形例を示す図である。

図４１は図２３〜２７の実施例の変形例を示す図である。

図４２は図１６〜２９の実施例に可能な変形例を示す図である。

図４３は磁歪共振素子の呼掛磁界に対する応答が増幅された変形例を示す平面図 である。

図４４は図４３の変形例の側面図である。

図４５は磁歪共振素子の呼掛磁界に対するレスポンスが増幅された変形例を示す 平面図である。

図４６は図４５の変形例の側面図である。

図４７〜５２は磁歪素子における異なるモード（ｍｏｄｅ）生成を示す図である 。

電磁／磁歪原理 図１は磁歪素材ストリップの形を取る磁歪素子１２を示している。磁歪素子１２ は、磁歪ストリップ１４に対する磁気バイアス素子として作用するよう磁化され た硬質素材の矩形プレート１４に隣接して設けられている。このように、プレー ４１４は南北（Ｓ、Ｎ）極２４．２６を両端に有し、矢印で示されるように素子 １２に作用する磁界を生成する。

既知のように、単純な棒磁石と同様に、具体的には、バイアス素子１４が図１の ように一端の北極、他端が南極として磁化されると、そこに生じた磁界によって 磁歪素子１２にストレスがかけられる。つまり、もし素子１２の固有周波数（ｎ ａｔｕｒａｌ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）と等しい周波数を持つ外部からの呼掛交番 磁界下に素子１２が置かれると、素子は機械的に振動して、同じ周波数を持つ検 出可能な再生交番磁界を生成する。この効果は図２から理解できる。図２におい て、２つの曲線は、素子！２の付加された呼掛磁界に対する感度が、バイアス素 子１４の磁化によりストリップ１２に生じたバイアス磁界の磁力の関数として変 化する様子を示している。曲線Ａは磁界Ｈの作用で素子１２に生じる張力（ｓｔ ｒａｉｎ）を表す線である。磁界Ｈがゼロになる原点では、張力は起こらない。

磁界Ｈが値Ｓあるいは−Ｓに増加すると磁歪素子は飽和し、磁界が更に増加して もくいずれの方向でも）それ以上の更なる張力は生じない。曲線Ｂは、磁界に対 する装置の感度が、バイアス磁界Ｈの磁力の増加に伴って直線的に増加する様子 を表しており、感度曲線の上限に向けて、バイアス磁界を提供するために素子１ ２に加わる磁力が選択される。例えば、図５の矢印２８で示される磁界は、図２ に示すようにＩｌｌあるいは−Ｈ１の値を持っている。

図１の素子１４における単純な磁化パターン、即ち一端の北極と他端の南極を用 いると、素子１２は、前述したように、目らの基本あるいは固有周波数の呼掛磁 界に応じて、その周波数で共振する。そして後述するように、この現象は本発明 の幾つかの実施例で利用されている。これも後述するが、その他の実施例では、 磁歪素子の共振は、固有又は基本周波数の１つまたは複数の高調波に等しい周波 数の呼掛磁界に応じて、その固有又は基本周波数の１つまたは複数の周波数で共 振する。この共振を行わせるため、図１に示す磁気パターンよりも複雑なパター ンがバイアス素子１４に与えられる。図３に示すように、バイアス素子１４を、 矢印で示されるような従来のタイプの磁気記録へ・ｌド１８のごく近くを通過さ せることによって、そうしたパターンは素子１４に記録される。素子１４が記録 へ、ド１８付近を通過する時、制御部２２に制御される信号発生器２ｏが、必要 な磁気パターンをバイアス素子１４に生成するように選択された波形の信号で、 磁気へラド１８を付勢する。

図４は、磁歪素子１２にバイアスを掛ける磁気パターンを素子１４に蓄積するた め、記録ヘッド１８に与えられる信号波形の例を示している。この場合、素子１ ２は、固有または基本周波数の２倍の周波数を持つ呼掛交番磁界に応じて、固有 または基本周波数の２倍の周波数で共振することになる。図４にあるように、波 形１５は正弦波で、その周波数と位相は素子１４の記録へラド１８通過に関連し ており、素子１２．１４が図１の位置にある時、素子１４に記録される正弦波の １サイクルが磁歪素子１２の長さに一致し、正弦波のゼロクロスポイント１７． １９が素子１２の両端部１２ａ＋　１２ｂにほぼ一致した状態となるように選択 される。記録プロセスでは、記録ヘッド１８下に到着するより前にオンされ、素 子１４が記録へ、ド１８を通過した後にオフにされる。これは、ゼロクロスポイ ン）１７．１９で信号源２０をオン／オフしないと、素子１４における記録に一 時的な磁化が発生する恐れがあるためである。この処理は図４中、正弦波１５の 点線２１．２３で表されている。

図５かられかるように、素子１４内に蓄積された磁気パターンは、ストリップの 中央に近い南（Ｓ）極域２４とスト１ルｙプ両端部へ向かう北（Ｎ）極域２６か ら成っている。図５の矢印２８．３０は素子１４に記録された磁気パターンから 起こる磁力線を表している。そして、磁歪素子１２がバイアスを受ける磁界の方 向は、矢印が表す方向に従い、ストリップ１２の左側部分では右方向、右側部分 では左方向である。従って、素子１４が、ストリ・１ブ１２の固有周波数の２倍 の呼掛交番磁界の作用を受ける時、素子の左右画部分は固有周波数の２倍の周波 数で、互いに反対の位相で共振することになる。共振は機械的なものであって、 ストリップ１２の固有周波数の２倍の周波数を持ち、検出可能な再生磁界を生成 する。

磁歪素子１２を、固有周波数の３倍の呼掛磁界に応じ、その周波数で共振させる には、図３のようなプログラムを実行する際に図６に示すような波形が使用され る。図６に示すように、素子１４が記録へラド１８を通過する時に記録ヘッド１ ８に作用する正弦信号２５は、素子１４の動きに対して、ｌ＋１／２サイクルの 正弦波で、ストリップ１２の長さがほの一致し、そのゼロクロスポイント２７が ストリップ１２の両端にほぼ一致するような周波数と位相を持っている。図４の 実施例では、前述と同様の理由から、正弦信号２５は素子１４が記録ヘッド１８ 下に到着するより前にオンされ、素子１４が記録ヘッド１８下を去るに従ってオ フされる。

信号２５を記録した素子１４により生成されたスト１ル１プ１２の磁界は３２． ３４．３６の三つのゾーンに分れている。ゾーン３２は素子１２の左の三分の− に相当し、右方向である。／−ン３４は中央の三分の−で左方向に向けられ、そ して右の三分の−のゾーン３６は右方向である。従って、ストリ、、プは、固有 周波数の３倍の周波数を持つ交番磁界に応じて３倍の周波数で共振する。こうし た共振は機械的なものであって、固有周波数の３倍の周波数の検出可能な再生磁 界を生成する。

図７は図６と同様である。図中、４０は磁歪素子１２の固有周波数の４倍の周波 数で共振を起こすために記録へラド１８に加えられる正弦波である。記録ヘッド １８に加えられる信号の周波数は、ゼロクロスポイントが、前述したような状態 で、また前述したように過度電流を避けて、正弦波の２サイクルが素子１４に記 録されるような周波数である。図中、４２．４４．４６．４８のように、その結 果として生じるストリップ１２に作用するバイアス磁界パター７は４つのゾーン に分れ、１つのゾーンと隣の／−ノは反対方向を向いている。このように、スト ’ＩＩ　ｙプは、固有周波数の４倍の周波数を持つ呼掛磁界に応じて機械的に共 振し、共振の周波数は固有周波数の４倍となる。前述と同様に、ストリップの固 有周波数の４倍の周波数を持つ、検出可能な再生磁界が生成される。

素子１４は、記録ヘッド１８によって記録される信号を一致調整（ｃｏｒｒｅｓ ｐｏｎｄＩｎｇｌｙ　ａｄｊｕｓｔｉｎｇ）することにより、磁歪素子１２がよ り高い高調波で共振するようにプログラムできる。ここまでは、基本周波数の高 調波である単一の周波数のみでいかに共振を起こすかを述べてきたが、磁歪素子 １２が呼掛周波数のそれぞれに応じて共振するように素子１４をプログラムする ことも可能である。そうした周波数は基本及び１つまたは複数の高調波でもよい し、基本波を省略してもよい。ここでは、個々の必要な周波数に対し必要な磁気 パター７の重ね合わせを表す磁気パターンストリップ１４上に記録すればよい。

図８の例では、ストリ、プ１４上に記録される、磁歪素子１２に基本周波数の２ 倍及び４倍の共振を起こさせる波形５０が示されている。波形５０は、それぞれ 図４、図７の波形に相当する波形１５．４０を単純に合成することにより形成さ れている。

図８は２つの高調波の共振を起のための符号化を示しているが、必要な高調波を 波形の単純合成で得ることにより、２つ以上の高調波で共振を起こすよう符号化 することも可能である。あるいは、基本波（正弦波の三分の一サイクルで、ゼロ クロスポイントがストリップ１２の両端１２ａ、１２ｂにほぼ一致する）を得る ための必要な波形と各必要な高調波を得るための波形を合成することによって、 素子１２の固有周波数と１つまたは複数の高調波で共振を起こすよう符号化する ことも可能である。異なる周波数で作り出される共振の振幅は、特に、素子１４ に記録された共振を起こすための信号の振幅の関数である。従って、異なる共振 を生みだすための記録信号は、異なる振幅を持ち、システムの他の要因（ｆａｃ ｔｏｒ）を補償する。他の要因とは、高めの高調波での共振振幅が、低めの高調 波での共振振幅より自然と少なくなる傾向にあるというような事実をいう。こう いった補償される他の要因の例としては、ノイズ、異なる周波数の受信側の感度 、周波数により変化する呼掛磁界力などがあげられる。

多数の異なる周波数で共振を得るために波形を合成する時、合成される信号間の 振幅及び位相の関係は磁歪素子１２の飽和状態を避けるように選択されなければ ならない。いかにしてこれを達成するかは図９で示される。図９の波形１５（前 述の波形と同じものである）は、図９の考察から理解できるように、ストリップ １２の固有周波数の６倍の共振を作り出す波形５７と合成される。図９に実線で 表されている波形５７の好適な位相において、ピーク５９．６１は波形１５のピ ークと一致し、それらは波形１５と反対の正弦のピークとなっている。このよう にして、２つの波形のピークが重ね合わさることを避けるのである。図９の点線 ５７１１は波形５７の反転波形であり、その位相は、波形５７のピークが波形１ ５のピークに加わるような位相である。こうした状況で、磁歪ストリップ１２の 飽和を避けるためには、２つの波形の振幅は波形５７の使用レベルより低いレベ ルに保たれなければならない。

発明の実施例 ガスや水道等のメータにおいて、ダイヤル位置を読み取るための本発明の多数の 実施例を１０〜図２９を１＃照して以下に説明する。図１０〜図２３の実施例は 、図４〜図９を参照して説明した原理に従って、磁歪素子をそれぞれの基本周波 数の高調波で共振させることによって、ダイヤル位置を示すものである。図２４ 〜２９の実施例は、異なる基本周波数を持つ多数の磁歪素子を提供し、基本周波 数の異なる組み合わせで共振を起こしてダイヤル位置を示すものである。

図１Ｏ〜図１５は本発明の実施例である遠隔読取メータ１０１を示している。

図１Ｏに示す通り、メータはガスや水の流れを感知するための従来のセンサ機構 １００（詳細は図示せず）と、図示はされないが破線１１４で表される従来のリ ンクを通じてセンサ機構に駆動される、６つのダイヤル１０２．１０４．１０６ 、１０８．１１０．１１２を備えている。図１０にあるように、ダイヤル１０２ 〜１１２の上面にはそれぞれ０から９までの数字が記され、ケーシング（ｃａｓ ｌｒ＋ｇ）１１６が各ダイヤルと隣接して配されている。ケーシング１１６には マーク１１８が記されていて、このマークで示されるダイヤルの回転位置の数字 が電流値となる。従来のように、６つのダイヤルで６桁の数字を表し、それぞれ の桁の数字はケーシング１１６が取付けられているハウジング（ｈｏｕｓｉｎｇ ）　（図示せず）内に回転可能にセットされる（−ｏｕｎｔｅｄ）。

図１１はダイヤル１１２とケーシング１１６を示す斜視図であり、図示のように 、ケーシング１１６は矩形をしており、ダイヤルの回転軸１２０に平行である。

さらに、ケーシング１１６はダイヤルの軸長とほぼ一致して延長可能である。ケ ーシング１１６は図１の素子１２と同様の、矩形の磁歪ストリップ素子１２２を 有している。素子１２２は、機械的に振動するように余裕を持ってケーシング１ １６の矩形の空所内に収納されている。ケーシング１１６は合成プラスチック等 磁気透過性素材からできている。

図１Ｏ及び図１１から明らかなように、各ダイヤル１０２〜１１２はドラムヤを している。硬質磁気素材のストリ・ノブ１２４（図１の素子１４に相当する）が ドラムの周囲に取付けられ、縦方向に伸びている。各ストリップ１２４はダイヤ ル上面の数字と対応しており、それぞれに磁気パターンが記録されている。磁気 パターンはケーシング１１６と隣接した時に、特定の周波数で共振するストリッ プ１２２にバイアスを掛ける磁界パターンである。図１２は、それぞれの異なる ストリップ１２４で生成される磁界パターンの例を示している。このように、ダ イヤル上の数字ｒｌＪに隣接するストリップ１２４は、磁歪素子１２２を基本ま たは固有周波数ｆで共振させるが、この共振はその周波数ｆを持つ呼掛磁界に呼 応したものである。同様に、ダイヤル上の数字ｒ２Ｊから「５」に隣接したスト リップ１２４には、磁歪素子１２２がそれぞれ周波数２１から５ｆの呼掛磁界に 応じて２ｒから５ｔの周波数で共振するような磁気パターンが記録されている。

図１２に示すように、６〜９及び０の数字と関連した磁界パターンはｆがら５ｆ までの範囲で共振を起こす。しかし、図１２に表されるように、磁歪素子１２２ ０幅は各ストリップ１２４の幅より大きいので、磁歪素子１２２は常に２つある いは３つのストリップ１２４に影響を受ける。例えば磁歪素子１２２はダイヤル 位置番号４及び番号７の所で４ｆで共振するが、番号４の所では３ｆ、５【の周 波数でも共振し、番号７の所では２ｆ％　！でも共振する。こうして、４の位置 と７の位置を互いに区別することができる。図１３はダイヤルが３の位置から４ の位置へ動く時に起こる共振を示している。図中、曲線Ａは３の位置で起きた共 振を表している。そこでは高振幅の周波数３１と比較的低い振幅の周波数２ｆ、 ４ｆの共振が起こっている。曲ｌｌ１Ｂはダイヤルが３と４のほぼ中間の位置に ある時に起きた共振を表しており、具体的には、等しい振幅の３ｆ、４ｆと、低 振幅の２ｆ、５ｆの共振が起こっている。曲線Ｃはダイヤルが４の位置にある時 の共振を表し、４ｆで高振幅の共振が起こり、はぼ等しく低振幅の共振が３ｆ、 ５ｆで起こっている。以下に明らかになるように、ダイヤル上の数字の符号化は 次の通りである。

数字　共振周波数 ０　３ｆ、５ｆ、ｆ ｌ　５ｆ、ｆ、２ｆ ２　ｆ、２ｆ、３ｆ ３　２ｆ、　３ｆ、　４ｆ ４　３ｆ、４ｆ、５ｆ ５　４ｆ、　５ｆ、　２ｆ ６　５ｆ、２ｆ、４ｆ ７　２ｆ、４ｆ％　ｆ ８　４ｆ、ｆ、３ｆ ９　ｆ、３ｆ、５ｆ 表中、ｆは磁歪ストリップの固有周波数である。このタイプの符号化には各ダイ ヤルにおける周波数の数を少なくできるという利点がある。

このように、ダイヤルに呼び掛けるために、呼掛交番磁界が与えられ、周波数の 必要な範囲が掃引できる。あるダイヤルを別のダイヤルと区別するため、それぞ れのダイヤルに隣接する磁歪ストリップの長さは図１４に示すように異なってい る。このため、ダイヤル１０２〜１１２に対応するストリップ１２２Ａ〜１２２ Ｆは各々異なる基本周波数を持ち、従って異なる高調波のセットを持っている。

図１５はメータ１０１の呼掛図式を示すもので、メータに隣接する第１コイル１ １０と、メータからは離れているが単純導電体１３４によりコイル１３０に接続 された第２コイル１３２と、メータを読む係の人が持ち歩く携帯読取装置１３か らなっている。装置１３は送受信フィル１３６、電源１３８と、コイル１３６に 交番磁界を生成させるように電源を駆動する制御部１４０を備えている。コイル １３６の交番磁界の周波数は、磁歪素子１２２が共振する周波数（高調波を含む ）範囲を掃引される。装置１３はさらに、検出された再生磁界を復号するデコー ダと、制御部＋４０の制御により、各メータからメータ識別子と共に読み取った データを格納するデータ格納部１４４を備えている。

図１６はメータの変形例を示している。ここでは、ダイヤル１０２’〜１１２“ は共通軸１６０上に配貨され、ダイヤルの番号は底面ではなく周囲に記されて、 測定用プレート＋６２を通して見えるようになっている。

図１７に示すように、ダイヤル表面の数字は硬質磁気ストリップ１２４上に記さ れているが、ストリップ１２４に記録されている磁気パターンは図１２と同様で ある。磁歪共振素子１２２°Ａ−１２２’Ｆは、図１６のように、ダイヤルの周 囲に隣接している。しかし、この例では、ダイヤルの軸長と磁歪ストリップの長 さ及び硬質磁気ストリップの長さは図１０より短いものとなっている。

図１８．１９の実施例は図１６．１７の実施例と同様であるが、図１９に示すよ うに、磁歪ストリップ＋２４°１がダイヤルの周囲ではなく側面に配されている 点が異なっている。そして、図１８に示すように、磁歪共振器１２２”が側面に 隣接している。図１８．１９では、共振器１２２”　とストリップ１２４’゛は 放射状に伸びている。

図２０．２１の構成は図１８．１９のものと同様であるが、磁歪ストリブブ素子 １２２”“はダイヤル１０２°〜１１２’の側面の弦に沿って伸びており、硬質 磁気ディスクが各ダイヤルの側面に設けられている。図２１に示すよう、磁気パ ター７はこれらの磁気ディスクに記録される。図２１では、斜線部分は磁界方向 が時計回りであることを示し、その他の部分は磁界方向が反時計回りであること を示している。このように、隣接するストリップ１２２°１°はバイアスを受け て前述の実施例のように特定の周波数で共振するということが理解できる。

図２２は図１０のダイヤル構成に、より正確さをめた変形例である。図２２の構 成は、ダイヤルがケーンフグ１１フ内に収容された、別の磁歪共振器１２３と関 連しているという点を除いては、図１０と同様である。ダイヤル１０２と関係し た共振器１２２．１２３の配置は、ダイヤル上の番号の１つとそのストリップ１ ２４が一方の共振器と合う位置に来た（ａｌｌｇｎｅｄ）時、もう一方の共振器 が隣接する２つのストリップ１２４のほぼ中間に来るようになっている。ストリ ップの長さが都合よく異なっているので、２つのストリップ１２２．１２３によ る共振を区別することができる。これら２つのストリップに再生された信号の適 当な復号化によって、ダイヤル位置を正確に決定することができる。図２１は単 一のダイヤルのみを示しているが、同じ構成を、異なるストリップで異なる周波 数の、メータの他のダイヤルにも適用できる。

図２３〜図２６を参照して、水道やガスメータ（図示せず）等のインジケータ（ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）　２００について説明する。インジケータの６つのダイヤ ル２０２．２０４．２０６．２０８．２１０．２１２は支持部２１４上に同軸に 配置され、支持部２１４は、メータの、ガスや水の流れを感知するセンサを持つ ケーシング２１６（部分のみ図示）に取付けられている。ダイヤル２０２〜２１ ２は共通軸２１８を中心に回転可能であり、不図示の６桁のカウンタ（ｓｉｘ　 ｄｅｃａｄｅ　ｃｏｕｎｔｅｒ）を形成するための手段によって相互に連結して 駆動される。図示するように、０から９の数字が各ダイヤルの周囲に記され、ダ イヤル位置が目視点検できるように、ウィンドウ２２０が支持部２１４内に設け られている。この目的のために、支持部２１４を囲むカバー２２２は透明になっ ている。

磁歪を利用してメータを読み取るために、磁歪素子のアレイ（ａｒｒａγ）２２ ４はダイヤル２０２〜２１２と隣接している。各ダイヤルは硬質磁気素材の２つ の部材２２６ａ、２２６ｂを備えている。それらの部材はアレイ２２４の磁歪素 子にＤＣバイアス磁界を与えるために磁化されている。アレイ２２４の磁歪素子 は全て異なる基本周波数を持ち、磁歪素子の異なる組み合わせが異なるメータ読 み取りのためにバイアスを受けるようになっている。

このように、アレイ２２４は参照番号２２８．２３０，２３２．２３４．２３６ ．２３８でそれぞれ示される６セツトの磁歪素子から成っている。各セットはダ イヤル２０２〜２１２の異なる１つに隣接している。各セット２２８〜２３８は ４つの磁歪素子２２８８〜ｄ、２３０ａ〜ｄ・・・を有している。各セットの磁 歪素子は靭帯（Ｉｉｇａｗ＋ｅｎｔｓ）　２４４によって互いに連結し、支持プ レート（ｓｕｐｐｏｒｔ）２４０．２４２と連結している。好都合なことにアレ イ２２４、プレート２４ｏ１２４２は磁歪素材のンートをエツチング加工するこ とにより形成できる。支持プレート２４０．２４２は支持バー（ｓｕｐｐｏｒｔ 　ｂａｒ）　２４６．２４８にそれぞれ把持されている。支持バー２４６．２４ ８は、２４、図２５に示すように、アレイ２２４の外形がダイヤルと同心のカー ブになってダイヤルの周囲と緊密に隣接し、磁歪素子の各セｙ）２２８〜２３８ がそれぞれ関連したダイヤル２０２〜２１２に隣接するように、支持部２１４に 組み込まれている。磁歪素子の各セット２２８〜２３８は関連したダイヤルの周 囲の一部に沿っており、各磁歪素子２２８ａ〜ｄ、、、２３８ａ−ｄはそれぞれ 関連したダイヤル２０２〜２１２の軸を中心とするようになっている。各セット の２２８ａ〜ｄ等の磁歪素子は、ダイヤルの各桁位置を得るもので、ダイヤルの 外周上の４つの連続した数字を正しく合わせるよう間隔が取られている。

硬質磁気素子２２６ａは弧状に湾曲する物質からなる矩形部材（ｒｅｃｔａｎｇ ｕｌａｒｐｉｅｃｅ）で、ダイヤルの弓形のスロット（ａｒｅｕａｔｅ　５ｌｏ ｔ）　２５０内に位置している。

図２５．２７に明示するように、素子２２６ａはダイヤルの２つの隣接した数字 にまたがって円周上に伸びている。硬質磁気素子２２６ｂも弧状に湾曲する矩形 部材で、ダイヤルの弓形スロｙ）２５２内に位置している。素子２２６ｂは、図 ２５に明示するように、４つの隣接した数字の位置にまたがって伸びている。こ のように、例えば、硬質磁気素子２２６８は数字８．９の位置にまたがっており 、硬質磁気素子２２６ｂは数字３〜６の位置にまたがっている。数字０，１，２ ．７の位置には関連する硬質磁気素子が存在しない。この構成により、各ダイヤ ルの４つの磁歪素子２２ａ〜２２８ｄ等の興なる組み合わせが、素子２２６ａ、 ２２６ｂによりダイヤルの異なる数字の位置のそれぞれについて磁気的にバイア スを受ける。素子２２６ａ、２２６ｂでは、それぞれの南北極Ｎ、Ｓがダイヤル 軸上で離れるように間隔が取られている。即ち、南北極ＮＳＳは素子２２６ａ、 ２２６ｂの縦の縁に沿っていて、ダイヤル２０２〜２１２の軸上に方向付けられ た磁界を生成する。各セット２２８〜２３８の磁歪素子によるＤＣバイアス磁界 方向は図２６の矢印２５４．２５６．２５８．２６０，２６２．２６４で示され ている。このように、バイアス方向は（図１に示すように）各磁歪素子の縦方向 となっている。各素子が、機械的な振動を起こす基本周波数を持つ交番磁界に応 じて縦方向に（ダイヤル軸方間に）共振するようにするためである。図２６の矢 印２５４〜２６４に示すように、交番磁界２５４．２５８．２６２は連続して互 いに反対方向を向いている。交番バイアス磁界２５６．２６０．２６４も同様で ある。これにより、交番バイアス磁界（即ち２５４．２５８）は磁歪素子の中間 のセｙ）（即ち２３０）に不必要にバイアスを掛けないで済む。

アレイ２８８の２４の磁歪素子はそれぞれ異なる長さを持ち、従って異なる基本 周波数を持っている。この結果、及び磁歪素子と各ダイヤルの硬質磁気素子２２ ６８．２２６ｂとの相互作用の結果、磁歪素子の基本周波数の全てを含みまたは 掃引する交番磁界を与尤た時に、θ〜９９９９９９の各数字に対して独自の周波 数の組み合わせが作られるような符号（ｃｏｄｅ）が提供される。このことは単 一のダイヤルの符号化（ｃｏｄｉｎｇ）を表す次の表からより良（理解できる。

表では、左側の欄は数字位置０〜９を示し、符号を示す各欄にはダイヤルと関連 する４つの磁歪素子（例えば２２８８〜２２８ｄ）の見出しａ−ｄが付いている 。各８〜ｄ欄の２値数字「０」またはｒｌＪは、各磁歪素子が硬質磁気素子２２ ６８または２２６ｂでバイアスを受けているか否かを示している。２値のｒＯＪ は素子がバイアスを受けていないこと、従って呼掛磁界に応じて共振しないこと を示し、ｒｌＪは素子がバイアスを受けていて、呼掛磁界に応じて共振すること を示している。

表２ ＤＩＡＬ　ＰＯＳＩＴＩＯＮ　ＭＡＣＮＥＴＯＳＴＲＩＣＴＩＶＥ　ＥＬＥＭＥ ＮＴ図２３〜図２７に示す実施例では、メータの電磁読み取りは図１５を参照し て前述したように、ハウジング２２２上にコイル１３０を配置するやり方で行な われる。この実施例では、コイル１３０はフェライトロッド（ｆｅｒｒｉｔｅ　 ｒｏｄ）　２７０と、ロッドに沿って巻かれたらせん部（ｗｉｎｄｉｎｇ）　２ ７２を備え、図１５に示すように、らせん部はコイル１３２に接続されている。

読取器の制御部１４０はパルスで呼掛磁界を与えるように、さらに、それをパル ス間リスニング間隔（ｌｉｓｔｅｎｌｎｇ　Ｉｎｔｅｒｖａｌｍ）に行なうよう にプログラムされている。コイル２７０，２７２は呼掛磁界を生成し、リスニン グ間隔内に再生磁界を磁歪素子からピックアップするように動作する。

さらに、図２３〜図２７の実施例では、支持部２１４上に載置された識別タグ２ ８０（図２３）により、メータの識別が自動的に行なわれて、図１６の装置によ ってメータ識別が記録される。タグ２８０は、図１の磁歪素子１２に相当する磁 歪素子１２ｍを含んだ合成プラスチック素材や他の磁気透過性物質から成るホロ ートレー（ｈｏｌｌｏｗ　ｔｒａｙ）　２８２を備え、図１の素子１４に相当す る硬質磁気素子１４ｍで、トレイ２８２のカバーを形成するようになっている。

素子１２ｍはトレイ２８２内で自由に振動し、素子１４ｍは図１〜図９を参照し て説明した方法で符号化される。素子１２ａは磁気パターンによりバイアスを掛 けられ、特定のメータの識別表示をするために選択された高調周波数の組み合わ せ、もしくは基本及び高調周波数で共振する。

タグ２８０により、様々なメータ識別を表すことが可能である。例えば、異なる 高調波で異なる２値の数字が表わされるようにしてもよい。例えば、４ビツトの ２値数字が磁歪素子の固有周波数のそれぞれ２倍、３倍、４倍、８倍の共振で表 されるようにする。共振が起これば２値の１を表示し、起こらなければ２値の０ を表示する。しかし、２値数字の桁が比較的少なくて済むのは好都合であるが、 この符号化処理が使用されて桁数が増えると信号／ノイズ比が下がってしまう。

これに替わる符号化方法として、０から２１９の数字で３つの高調波のみ（基本 周波数は励振を起こす可能性が高いので除外する）を記録する方法があろう。こ こでは、１２の高調波から２２０の３高調波の組み合わせができる。これは８ビ ツトの２値数字（２５６通りの組み合わせができる）に相当するが、より高い信 号／ノイズ比を得られるため、各タグに同時に記録される高調波が８以下であれ ばこの方法の方が信頼性が高い。３より多（、もしくはそれ未満の共振が検出さ れた時はいつでも、機能不全を知ることができるという利点もある。このように 、このデータ表示システムを用いた復号器は、不適切な共振数を検出すると警告 音を発するようにプログラムしてもよい。

尚、実際は、読み取り対象のメータの数は非常に多いので、各識別タグは幾つも の磁歪素子を有し、メータの識別に足りるようにビット数の多いコードを提供す るようになっている。

呼掛の間、呼掛磁界の各周波数はりスニング間隔を置いて順に送信される。ある いは、呼掛磁界の周波数の全ての適切な周波数を掃引すると、全ての周波数のた めのりスニング間隔が残る。この方法は、通常は使用周波数が比較的少ない場合 のみ有効である。掃引は各周波数で生じる応答の時間が十分にあるということを 確実にするために十分遅くなければならず、掃引が完了しても全ての素子がまだ 共振しているような速度でなければならないからである。さらに他の方法として 、必要な周波数の成分（ｅｏ■ｐｏｎｅｎｔｓ）を含む呼掛磁界を、後続のりス ニング間隔と同時に送信することもできる。必要であれば、読み取りは、ノイズ 軽減やエラー検出のために電磁読取処理を何回も繰り返して行なってもよい。

例えば、アレイ２２４の磁歪素子の長さを５ミリからｌθミリの間で異なるもの にしたり、共振範囲を２２５ｋＨｚから４５０ｋＨｚに設定してもよい。

表２の符号化方法では、少なくとも１つの共振が全てのダイヤルで生じるように なっている。呼掛磁界に対する応答が無い場合は、故障を意味している。

図２８、図２９に示す実施例は呼掛コイルを除いては２４〜図２７の実施例と同 様である。ここでは、コイル１３０は１８０，１８２の２つの部分に分れ、ダイ ヤルのセｙ）２０２〜２１２の端に配されていて、通常、コイルの部分１８０゜ １８２はダイヤルと同軸である。ここでは上述の読み取りシーケンスのいずれも 利用できる。

リニアエンコーダ 図３０は本発明の実施例であるリニアエンコーダを示している。エンコーダは直 線移動可能な細長のストリップ３００を備えており、ストリップ位置はモニタさ れるか、または検出される。また、エンコーダは、ストリップ３ｏｏと隣接した 固定の変換ユニｙ　ト（ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ　ｕｎｉｔ）　３０２と、変換ユ ニｙ）３０２に接続された制御表示ユニット３０４を備え、制御表示ユニット３ ０４は変換ユニットからの信号を処理しストリップ３００の位置を表示する。

変換ユニｙト３０２は、２つの磁歪変換器３０８，３１０を有するハウジング３ ０６を備えている。変換器３０８は、ストリップ３００上の粗表示トラック（ｃ ｏａｒｓｓ　１ｎｄｌｅａｔｏｒ　ｔｒａｃｋ）　３１２の上方に位置し、スト リップを横断するように伸びている。変換器３１０は、ストリップ３００上の電 表示トラック（ｆｉｎｅ　Ｉｎｄｌｅａｔｏｒ　ｔｒａｃｋ）　３１４の上方に 位置し、ストリップの縦方向に伸びている。変換器３０８は磁気透過性ケーシン グ３１８に内臓された磁歪素子３１６を有する。

ここで、素子３１６はケーンフグ３１８内で自由に振動可能なようになっている 。

また、変換器３０８は、ワイヤ３２２により制御表示ユニブト３０４に接続され たコイル３２０を有している。同様に、変換器３１０は、磁気透過性ケーシング ３２６内で自由に振動する磁歪素子３２４と、ワイヤ３３０によりユニット３゜ ４に接続されたコイル３２８とを有している。

トラック３１２は、図１２と同様に、異なる磁気パターンが記録された一連の硬 質磁気セグメントまたは素子（ｈａｒｄ　ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｓｅｇｍｅｎｔｓ 　ｏｒ　ｅｌｅｍｅｎｔｓ）　３３２を有している。セグメント３３２は、個別 の素子をベルト３ｏｏに取り付けて構成しても良いし、ベルトａｏｏ上に、磁気 素材から成る単一の連続ストリップの連続でもって構成してもよい。セグメント ３３２の磁気パターンは磁歪素子３１６によって作用し、素子３１６が、ユニッ ト３０４の制御下で生みだされた適当な周波数の呼掛磁界に応じて、素子３ｏｏ の位置を示す符号に従う基本及び／または高調周波数の異なる組み合わせで共振 するようにする。このようにして、ストリップ３００の位置は、粗いが絶対的な 位置が得られる。

トラック３１４も同様に、硬質磁気物質を持ち、記録ヘッド（図３に示すような 記録へラド）に高周波正弦波信号３４ｏ（図３１）を与えることにより生じた磁 気パターン３３９を記録している。パターン３３９はトラックに沿って連続的に 端部から端部へ伸び、図３０に示すように、ストリップ３００の長さに平行な、 互いに反対方向のバイアス磁界を作り出す、連続した磁化ゾーンから成っている 。

信号３４０の周波数は、磁歪素子３２４の長さくストリップ３００の方向に平行 である）に関連しており、素子３２４にバイアスを掛けて、コイル３２８により 与えられた適当な周波数の呼掛磁界に応じて高位の高調波で共振させる。例えば 、素子３２４は２０ミリの長さで、信号３４０に素子３２４に２ミリの高調波を かけ、２０番目の高調波で共振するようにする。

図３１はストリップ３００に沿って加えられる信号３４０を示している。また、 ３２４８〜３２４１は、信号３４０による素子３２４の端部の位置における９通 りの信号例を示している。位置３２４ａでは、素子３２４の端部は信号３４０の ゼロクロスポイントと一致している。そして、３５ｏで表すように、素子３２４ は、単一の高調波（上述の例では２０番目）に応じてこの周波数で共振する。各 ゼロクロスポイントに関してはこのことは正しく、従って同図の位置３２４目二 ついても正しく当てはまっている。素子３２４の端部が信号３４０の上限あるい は下限に一致している時、例えば３２４ｅの位置の時、磁歪素子３２４は高調波 ３５０では共振せず、それぞれ高調波３５０よりも上下位の高調波３５２．３６ ４で共振する。図３１かられかるように、素子３２４と信号３４０の相対位置が 位置３２４ａ〜３２４Ｃ間を移動すると、３５０の共振は次第に減少して３６２ ．３５４の共振は次第に増幅する。３２４ｃの位置では、３つの共振が、正弦波 の約６０度に相当する等しい振幅を見せる。６０から９０度の間では、共振３５ ２．３５４は３５０より大き（なる。信号３４０の９０度（最大）の位置から次 のゼロクロスポイントまで動く間に、３５２，３５４の共振振幅は減少して、次 のゼロクロスポイント３２４１まで、３５０の共振が再び増幅する。ゼロクロス ポイント３２４１では、３５０の共振のみが残る。これは、記録された信号３４ ０の半サイクルのそれぞれが磁歪素子３２４を通過する度に繰り返される。こう して、コイル３２８に適当な呼掛周波数を加えることによって、共振３５０，３ ５２．３５４が励振されて検出される。これにより、ストリップ３００の位置は 、高解像度で（ｈｉｇｈ　ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）　、Ｌかし絶対的な表示とは ならないように決定される。

図３１から明らかになるように、そうした解像度は４分の１の波長かそれ以下で 容易に得られる。１ミリあるいはそれ以下、恐らく１０ミクロンまでの解像度が 達成可能である。

図３２に示すように、制御表示ユニット３０４は、コイル３２０．３２８をそれ ぞれ付勢する電源３６０．３６２と、パルスで付勢される電源供給を行い、かつ 周波数を特定の実施例のために選択された周波数範囲を掃引されるよう（あるい はそうした周波数はバーストで送信される）制御する制御ユニット３６４と、素 子３１６．３２４の共振によって生みだされた信号をそれぞれ復号するデコーダ ３６６．３６８と、デコーダからのデータを格納するデータ格納部３７０．３７ ２と、制御ユニット３６４の制御下で表示エンコーダ３７６により付勢され、素 子３００の位置を表示する表示部３７４を備えている。制御ユニ・ｙト３６４は 適切にプログラムされたマイクロプロセッサで構成すれば良い。

磁歪素子３２４から受信した信号を復号するデコーダ３６８は、呼掛信号が周波 数で掃引されているが、次のように動作する。受信信号は（一般に）時間依存性 （ＩＩ■ｅ−ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ）電圧で、振幅の具なる３つまでのピークを含 んでいる。この電圧信号はアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）でデジタル化さ れ、デジタル値は好適な電気メモリ（例えば、ＦＩＦＯ，ｆｉｒｓｔ−１ｎ−ｆ ｉｒｓｔ−ｏｕｔ−ｂｕｆｆｅｒ）に記憶される。

制御ユニットはそのメモリを検索してピーク値を識別する。これは、ピーク位置 付近の３つの最高値を検索することにより行なわれるか、あるいは、３つのピー ク曲線をデータに一致させる数値演算技術（ｎｕ讃ｅｒｌｅａｌ　ｔｅｃｈｎｉ ｑｕｅ）にょっことで行なわれる。

より高速の処理が望まれる場合は他のアプローチも可能である。例えば、入力電 圧を電子的に微分して（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｄ）　％ゼロクロス（元の 信号のピークに相当する）を識別することもできる。この技術は大幅に高速化で きる可能性があるが、ノイズ感度も高い。

あるいは、磁歪素子がパルスエコ一手段（ｐｕｌｓｅ−ｅｃｈｏ　ｍｅａｎｓ） によって呼掛られるようにした場合、戻り信号は狭帯域フィルタに通して３つの チャネルに提供することもできる。この場合、各チャネルの電圧値はピーク信号 の値に一致することになる。

いずれの場合でも、ピーク値がわかれば、位置の値は様々な手段により検出する ことができる。例えば、中央のピークの高さの、その「両翼」ピークの高さに対 する比をとっても良い（但し、いずれのバブフグラウンド（ｂｉｅｋｇｒｏｕｒ ＋ｄ）を一度取り除いてから、「ゼロで割る」のを避けて比を出すようにする） 。また、ルックアップテーブルを使ってこの比を位置測定値に変換することも可 能である。

図３３は図３１と同様であるが、図３０の実施例の変形例を示している。図３３ では、トラック３１４上には、高周波数信号３４０に加えて、低周波数信号３８ ０も記録されており、２つの信号の合成信号が３８２である。図３３の３８４で 示されるように、高周波数信号３４０は、素子３２４の信号３４０に対する位置 に基づいて共振３５０．３５２．３５４を発生させている。３８６で示されるよ うに、低周波数信号３８０は、共振３５０　ａ、　３５２　ｍ、　３５４　ａを 起こしてイル。共ｓｓ　５０　ａは、素子３２４の端部が信号波３８０中のゼロ クロスポイントに一致した時に、はぼ独立して現われる。そして、共振３５２ａ 、３５４ａは、素子３２４の端部が信号波３８０の上下限に一致した時に、はぼ 独立して現われる。高周波数信号３４０に加えて低周波数信号３８０を提供する ことにより、共振３８４．３８６が繰り返される前に部材３００が移動しなけれ ばならない距離は、図３１の例に比べて長くなる。

図３４の実施例では、磁歪素子４００が同軸のコイル４０２．４０４の間に位置 している。ストラット（ｓｔｒｕｔ）　４０６は、矢印４０８で示されるように 、コイル４０４内を軸に移動可能であって、その直線位置が検出されるようにな っている。磁気パターン４１０は、ストラット４０６上に記録されて、素子４０ ０にバイアスを掛けて、素子が、上述したように、基本及び／または高調周波数 の異なる組み合わせで共振するようになっている。コイル４０２．４０４は、呼 掛磁界を素子４００に与えて、共振により生じる再生磁界を検出するためのもの である。

コイル４０２．４０４の巻き線は、図３５の矢印で示すように、コイルが作り出 す磁界が、素子４００が位置するフィル間の環状スペース（ａｎｎｕｌ訂５ｐａ ｃｅ）　４１２で合成され、コイル４０４の内部領域及びコイル４０２の外部領 域で相殺されるようになっている。このように、コイルの磁化の際に生じる不要 な磁界（ｕｎｗｍｒｕｅｄ　５ｔｒａｙ■ａｇｎｅＨｅ　ｆｉｅｌｄ）を減少ま たは削除して、不要磁界に対するコイルの感度を実質的に減少または削除するこ とができる。さもなければ、ストラット４０６が、磁気物質を有している、ある いは磁気素材の場合、周囲の単一コイルをアンテナとして作用し、不要な発振（ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ）が不要磁界により生じてしまうことによって、こうし た不要磁界感度が高くなる。

図３４、図３５に示す装置の１つの応用例は、自動車のサスペンン曽ンストラッ ト（ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ　５ｔｒｕｔ）の動きを必要な際に検出することで、 例えば、サスベンン璽ン素子がフィードバックシステムで駆動される、アクティ ブサスベンジ１ンシステムにおけるストラットの動きを検出することができる。

図示の実施例においては、公知の磁歪物質が磁歪素子に使用される。例えば、ｒ ＭＥＴＧＬＡＳ　２６０ＳＪの商標で販売されている非晶質（墓■ｏｒｐｈｏｕ ｓ）の回転融解リボン（ｓｐｉｎ−ｍｅｎ　ｒｉｂｂｏｎ）や、グレイン配向シ リコン変圧ＩＩ　（ｇｒａｉｎ−ｏｒｉｅｎｔｅｄ　１ｌｌｌｃｏｎ　ｔｒａｎ ｓｆｏｒｍｅｒ　＠ｔｅｅｌ）等である。磁歪物質は高透磁率と高い磁界結合を 持っているものが望ましい。硬質磁気素子は各種の硬質磁気物質のいずれから成 るものでもよい。例えば、磁気ステンレス鋼、ニッケル、フェライトや軟鋼（ｍ ｉｌｄ　５ｔｅｅｌ）等である。あるいは、硬質磁気物質は、磁気テープや磁気 ディスクに用いられる、スラリー（泥漿）製法の（５ｌｕｒｒｙ−ｆｏｒ■ｅｄ ）フェライト等のように、磁気コーティングされた非磁気基板であってもよい。

バイアス素子には、半永久的に磁化されるという特質が必要とされる。

変形例 図３６〜図５２を参照して、上述の実施例になされる多数の変形例を以下に説明 する。

前述したように、図示の矩形の磁歪素子の固有周波数はその素子の長さに依存し ており、異なる固有周波数を持つ磁歪素子は、例えば図１４に示すように、異な る長さを持っているとして説明されてきた。図３６〜図３９では、異なる周波数 を得るための別の方法を示している。

図３６は本発明の様々な実施例で利用される磁歪素子５１２を示している。素子 ５１２は、磁歪素材ンートから打出しまたはエツチングにより形成されたもので 、各端部に横の４つの突部（ｐｒｏｊｅｅｔｊｏｎ）　６１６のある長さ１のス トリップ５１４を有している。突部５１６は、長さｌのストリップが持っている 固有周波数を減少させることができる。この固有周波数の減少は、ストリップ５ １４に対する突部５１６の加えによる質量（ｍａｓ＋）の増加から起こる。必要 な固有周波数のために、寸法（ｄｉ■ｅｎｓｌｏｎ）　ｌを縮小してもよい。前 述の実施例のように、適当な磁気パターンを記録した硬質磁気バイアス部材が、 素子５１２と提携している。

硬質磁気バイアス部材の大きさと形は、例えば図３６の点線５２０で表すように ストリップ５１４と同じでもよいし、あるいは、同図の点線５２２で表すように 素子５１２の外形と同じ大きさの長方形であってもよい。さらに、硬質磁気バイ アス部材の大きさは、点１１６２０．５２２で表した大きさの中間であってもよ い。

図３７は図３６の素子と同様の素子５１２を示しているが、この素子は矩形突部 ５１６の代わりに台形の突部５１８を有している。もし突部５１８の領域が突部 ５１６の領域より小さく、図３６、図３７の素子が同一だとすると、図３７のス トリップ５１４の固有または基本周波数は、突部５１６と比較して質量の少ない 突部５１８のために、図３６のストリップ５１４の周波数よりいくらか高（なる 。図３６に基づき説明したような硬質磁気バイアス部材は図３７に示す素子５１ ２にも使用されるため、図３７の要素で図３６と共通するものには同じ符号を付 している。

図３８は磁歪素子５１２を示している。これは図３６、図３７に基づき説明した ものと同様の磁歪ニレメンの変形例であるので、共通要素には共通符号を付しで ある。図３８において、ストリップ５１４には、図３６、図３７の突部５１６． ５１７の代わりに横方向の突部５２４が備えられている。各突部５２４はほぼＬ 字型をしており、こうして突部はストリツプ５１４と共にＥの字を形成している 。

突部５２４の形を別にすると、図３６、図３７の説明は図３８にも当てはまる。

図３８に示すような装置で得られる周波数の特別な例としては、凰として５ミリ の長さを持たせ、突部５２４を欠く場合には、ストリップ５１４が４４０ＫＨｚ の基本周波数を持つ。そして素子５２４の質量が、この周波数を例えば１１３Ｋ Ｈｚに低くする。また、実験によれば、点線５２０で表すよりも大きい幅を持ち 、ストリップ５１４をその基本周波数で共振を誘導するバイアス磁界を持つ硬質 磁気素子は、適切な周波数の呼掛磁界に応じても、より高い周波数（実験では２ ２３ＫＨｚ）の派生不要共振を起こすことが判明している。この不要共振はどの 実際的なシステムにおいては配慮することになろう。

図３６〜図３８に示すような側部の突部を持つ素子は、長さ１が一定に保ちなが ら異なる固有周波数を提供する。従って、図１４に示すような興なる長さの素子 の代わりに使用される。

同様に、図３６〜図３８のような形状の素子は、異なる長さの素子の代わりに、 図２６に示すのと同様な異なる固有周波数を持つ素子のアレイとして使用される 。

図３９はそうしたアレイの一部を示すもので、共通の部材から成る５つの素子５ １２ａ〜５１２ｅが支持ストリップ５１３によって接続されている。全素子は同 一の長さ１を持つが、多様な突部を持つため、翼なる形と大きさで異なる固有周 波数を提供する。このように、図３９に示すのと同様の素子を備えるアレイは、 図２３のアレイの代わりに図２６で使用することができる。

図４０は図３０のリニアエンコーダの変形例である。図４０に示すように、トラ ック３１４と共同で動作する共振器（変換器）３１Ｏに加えて、３１０と同様の 、トラック３１４と共同で動作する共振器３１０’　が設けられている。共振器 ３１０．３１０′の固有周波数は、もしそれらが同時に励振する場合、共振の区 別がつくように、異なっていなければならない。これは、それぞれの長さをわず かに異なったものにすれば容易に達成できる。しかし、好ましくは、トラックで 得られる固有周波数の差が図３６〜図３８を参照して説明したような仕方で得ら れるか、さもなければ質量を一方あるいは両方の共振器に加えることができる場 合には、それらは２つとも同じの長さであることが望ましい。共振器３１０°　 は、共振器３１０に対して縦方向にずれて（ｏｆｆｓｅｔ）おり、共振器３１０ の端部が信号３４０のゼロクロスポイントと一致した時、共振器３１０′の端部 が曲線３４０の下ｍと次のゼロクロスポイントの中間のある程度の所に（ｐａｒ ｔ−ｗａｙ　ｂｅｔｗｅｅｎ。

、）位置するようになっている。このように、図４０では、共振器３１０．３１ ０°は互いに縦方向に並んで、互いに間隔を空けているが、勿論、記録信号３４ ０に関して適当な「位相」差が維持されるならば、他の位置も可能である。

曲線３４００図４０における文字Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ％Ｅ及びＦは、トラック３１４ が通過する時の記録信号３４０に関する、共振器３１０の端部の６つの位置の例 を表している。位置ＡＳＥはゼロクロスポイントで、位置Ｃは最大ポイントであ る。図４０の下部にある波形は、トラックがそれぞれＡ−Ｆの位置の時に共振器 ３１０．３１０°により（適当な周波数の呼掛磁界に応じて）起こされる共振を 表している。トラック３１４が共振器３１０を通過する際の共振の変化の仕方は すでに３１、図３２を参照して説明済みなので、図４０はこれ以上の説明をしな くても十分理解できよう。

図４０の新たな共振器３１０′の目的は、共振が再開される前にトラック３１４ が移動する距離を延長して、点Ａ−Ｅを通るトラック３１４に対する共振器３１ Ｏ１３１０′の位置を明瞭にすることである。さらに、図４０に示す単純正弦波 ３４０の代わりに、合成信号をトラック３１４上で用いてもよいことが理解でき る。

図４１は図２３〜図２９の実施例の変形例を示しており、ここでは４つに代わり ５つの磁歪共振器が各ダイヤルに関連しており、各ダイヤルが、隣接するダイヤ ルの５つの数字の位置にまたがって伸びる、即ち円周の約半分を占める、硬質磁 気バイアス素子を備える。図４１はこれらのダイヤルの１つであるダイヤル６０ ０と、５つの磁歪共振器６０２．６０４．６０６．６０８．６１０を示し、磁歪 共振器はそれぞれ異なった固有周波数を持ち、反対側のそれぞれ異なる数字位置 になるように間隔が取られている。ダイヤル６００を半分はど取り巻くように伸 びる、硬質磁気バイアス素子６１２も図示されている。ダイヤル６００は図２３ 〜図２９のダイヤルと同様であってもよいし、磁歪素子６０２〜６１０及び硬質 磁気素子６１２も、それらの図の素子と同様に組み込まれてもよい。さらに、ダ イヤル６００は、ウィンドウ６１６を持っケーシング６１４内に位置して、ダイ ヤル周囲の数字が見えるようにしてもよい。

硬質磁気素子６１２がＯから４の数字の位置にまたがって伸びている場合は、連 続するダイヤル位置の符号シーケンスは次の表３のようになる。

表３ ＤＩＡＬＮｔｌＭＢＥＲａ　ｂ　ｃ　ｄ　ｅｏ　０００１１ ５　１．１１００ 表では、ａ　％　ｅの見出しの付いた欄はそれぞれ磁歪素子６０２〜６１０の応 答を示し、「０」は素子にバイアスが掛からなかったことを、ｒｌＪは適当な周 波数の呼掛磁界に応じてバイアスが掛かったことを表している。

図４２は、例えば図２３の実施例に、さらにダイヤル位置を問いかける呼掛コイ ルを設ける更なる可能例を示している。図４２では、符号７００はメータに含ま れるダイヤルのうちの３つのダイヤルであり、７０２はダイヤル７００に同軸に 巻かれた呼掛コイル（コイルをセットする手段は図示せず）である。図かられか るように、コイル低部（ｌｏｗｅｒ　ｐｏｒｔｉｏｎ＠ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｉｌ ）　７０４はダイヤル７゜Ｏ周囲に伸び、コイル上部７０６は、コイルがダイヤ ル周囲の数字表示の邪魔にならないように、一方にずれて（片寄せされて）いる 。コイル７０２は、図４２では単一の捲き（ｓｔｒａｎｄ）で示しているが、実 際は、多数の巻き線（ｗｉｎｄｉｎｇｓ）を有していてもよい。呼掛コイル７０ ２の付勢は他の呼掛コイルで説明される多様な方法のいずれも有効である。共振 器は図４２には図示されないが、コイルの上下部７０６．７０４とダイヤル７０ ０の間に位置することになる。

図４３〜図４６は磁歪素子の呼掛磁界に対する応答を増幅する手段を示している 。そうした手段は、呼掛磁界の磁束（ｆｌｕｘ）を、磁歪素子を含む領域で集中 させる（ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ）ことによって上記の増幅を行なう。この手段 は、上述の磁歪素子のいずれでも、そのアプリケ−／Ｗンに十分なスペースがあ れば、適切な構造で適用することができる。しかし、図解上の目的から、レスポ ンス増幅手段は、図４３、図４４を参照して説明する。そこでは増幅手段は図２ ３の素子２８０のような識別素子に適用されている。しかし、識別素子は、多数 の異る基本周波数を持ち、様々な高調波でバイアスされて共振する磁歪共振器を 含んでおり、メータの識別を表す桁数の多い数字（ｍｕｌｔｉ−ｄｉｇｉｔ　ｎ ｕ＋＋ｂｅｒ）が符号化されるようになっている。

このように、図４３、図４４は５つで一組の共振素子８１２を示し、素子８１２ のそれぞれは対応する硬質磁気バイアス素子８１４を有している。ここで、バイ アス素子８１４は、台形をした、高透磁率の平坦な軟質磁気シート８３０．８３ ２の間に位置している。図４４かられかるように、ノート８３０，８３２は素子 ８１２と同じ平面板上にある。シート８３０，８３２の狭端部（ｎａｒｒｏｗ　 ｅｎｄｓ）８３４．８３６はそれぞれ素子８１２端部と隣接しており、従って、 ／−）８３０．８３２の広端部（ｗｉｄｅ　ｅｎｄｓ）　８３８．８４９はそれ ぞれの素子８１２とは間隔がおいている。図４３かられかるように、シート８３ ０，８３２は、素子８１２端部と隣接する端部ができるだけ近接できるようなっ ているため、互いに翼なる形をしている。これにより、呼掛磁界の磁束が、ンー ）８３０，８３２の狭端部８３４，８３６間の領域で、言い換えると、磁歪素子 ８１２を含む領域で集中するようになっている。この効果は図４３では、呼掛磁 界の磁束線を表す点線８４２で示している。この結果、磁界に対する磁歪素子の 感度が向上する。このように動作範囲は与えられたパワーレベルに対して拡大す る。つまり、範囲を維持するのであれば、低いパワーレベルも呼掛磁界に使用す ることができる。さらには、作用範囲とパワーレベルの両方を維持するのであれ ば、信号／ノイズ（８／ｎ）比を高める。

／−）８３０．８３２に適切な磁気素材は、Ｖａｃｕｕｍｓｃｈｍｅｌｚｅ６０ ２５である。

図４５、図４６は磁歪素子８１２を含む領域における呼掛磁界の磁束を集中させ るようにした他の例を示している。ここでは、単一の磁歪素子８１２のみが図示 されているが、勿論必要であれば素子のセットを設けてもよい。図４５、図４６ において、アルミニュウム等の非磁気素材の矩形シート８４４は、単一または複 数の素子８１２．８１４が位置する間隙部８４６を有し、シート８４４はシート の約中央に位置する素子８１２．８１４に対して垂直に伸びている。間隙部８４ ６から部材８４４の端部へ伸びる狭間隙部８４３は、確実に間隙部８４６周辺で 閉回路（ｓｈｏｒｔ　ｅｉｒｅｕｔｔ　ｐａｔｈ）とならないようにしている。

図４６の破線８４８で表すように、呼掛磁界の磁束線はシート８４４付近及び間 隙部８４６を通るが、図示のように間隙部８４６を集中して通るので、磁歪素子 ８１２が位置する間隙部８４６における呼掛磁界力が高められる。効果を上げる ためには、／−ト８４４は少なくとも磁気表面部の深さくｅｌｅｃｔｒｏｍａｇ ｎｅｔｉｃ　５ｋｉｎ　ｄｅｐｔｈ）と同じだけの厚さを持つ必要がある。従っ て、材料を無駄にせずに必要な結果を得るためには、／−ト８４４の厚さが磁気 表面部の深さよりわずかに厚ければ最適である。

ここまで実施例では、硬質磁気素子に与えられる磁界パターンは磁歪素子にバイ アスを掛けて縦方向に共振させるものであった。具体的には、矩形磁歪ストリ、 ブは、適当な周波数の呼掛交番磁界に応じて伸縮する。しかし、発明の範囲内で 縦方向以外の振動モードを起こすバイアス磁界を提供することも可能である。

図４７〜図５０を参照して２つの例を説明する。

図４７では、磁歪素子９１２は、硬質磁気バイアス素子（図示せず）に、矢印９ １４．９１６で示すように、ストリップ９１２の磁界の上下部が反対の縦方向に なるようにバイアスを掛けられる。図４８において、符号Ａａ、Ｂｂはそれぞれ 図４７の線ａ−ａ、ｂ−ｂに沿ってバイアス素子に記録される信号である。この 磁気パター７の効果として、図４７のストリップ９１２の上下部は、適当な周波 数の呼掛磁界に応じて、互いに反対の位相で伸縮し、図４９の一点鎖線で表され るようなストリップ自身の面内で歪んだ振動を起こす。これらの発振が起こる場 合の周波数は素子９１２の基本周波数とは異なる。他の周波数の他の振動モード を生み出すため、実際は、例えば、素子９１２を、基本周波数の高調波で図１〜 図９で説明したように縦方向に振動させるために、図４８に示すような信号上に 他の信号パターンが重ね合わせても良い。

図５０の実施例では、磁歪ストリップ素子９１８は硬質磁気素子（図示せず）に よりバイアスを掛けられ、矢印９２２で表されるようなストリップの長さに対し て横に並んだ磁界を生成する。矢印９２２の磁界の強さはストリップ端部で最も 強く、ストリップ中央に向けて弱くなり、中央部では、磁界は実質的にゼロにな る。図５１の符号Ｂａ、Ｂｂ、Ｂｅは図５０にそれぞれ記された線ａａ、ｂｂ。

ＣＣに沿って磁気バイアス素子に記録される信号である。図５１のグラフの水平 軸は、ストリップ９２２の縦の長さに対し横に並んだ方向に記録された信号を表 している。この磁界パターンの効果は、図５２に示すように、ストリップの横の 振動歪曲を起こすことにある。図５２では、主にストリップの両端部は適当な周 波数の呼掛交番磁界に応じてストリップ長に対し横に広がっている。図５２から れかるように、ストリップの中間ゾーンｂｂ％　ＣＣではストリップ幅がいくら か収縮している。これは図５０、図５１のパターンによって起きる振動をコンピ ュータ／ミュレー／Ｗンすることで予測されている。図５２の発振を起こすのに 必要な信号の周波数はストリップの基本周波数とは異なっている。他の実施例の ように、他の磁界パターンを図５０、図５１に示すような信号上に重ね合わせて 、基本周波数及び／または高調波など他の周波数の共振を起こすようにしてもよ い。

このように、図４７〜図５２の実施例は、本発明に従って、ストリップが応答す る付加的な周波数を提供するために、異なるモードの振動がストリップ内で誘導 される原理を明らかにしている。

本発明の範囲内でさらに更に多くの変形例が可能である。例えば、図１５の構成 に代えて、メータ近（に読取装置を置くことによってもメータ読み取りを行なう ことができる。しかし、図１５のようなコイル１３０，１３２により、例えば、 メータを屋内または地下に配置して数メートル離れた所で絖み取りを行なうよう にすることもできる。

さらに別の変形例として、単一の磁気バイアス部材を単数ダイヤルまたは複数ダ イヤルの各々隣りに配し、磁歪素子をダイヤル上の数字に対応する位置に配し、 これによって磁歪素子がバイアス素子の隣に位置した時に、バイアスを受けて固 有周波数で共振を起こすようにすることも可能である。ここでは磁歪素子は素子 よりわずかに大きい空洞部に収容して自由に振動するようにする。また、異なる 固有周波数を持つ磁歪ストリップは、異なる数字と関連付けられるようにして、 数字が互いに区別できるようにもできる。２つの直線移動可能な部材の相対位置 を検出する所に、磁歪素子の列を一方の部材に沿って配置し、各素子を異なる周 波数で共振するようにする。また、他方の部材には硬質磁気バイアス素子を配し て、２つの部材が相対的に直線的に移動する様に、バイアス素子が磁歪素子列に 沿って移動して、異なる素子にバイアスを掛けるようにすることができる。

また、本発明に従って、どの部品も動かさずに変数値を表示するように装置を構 成することも可能である。変数値の関数として、磁歪コイルのセットを付勢する 等して、異なる磁気パターンを生み出すための電気的手段を設け、その磁気パタ ーンにバイアスを受ける単数または複数の磁歪素子を、生成される磁気バイアス パターンに基づく異なる周波数で共振を起こすようにすることができる。このよ うに、翼なる周波数あるいは周波数の組み合わせで、変数値の表示ができる。

図ＩＯの実施例における部材１２４は別々の硬質磁気ストリップとして説明され たが、その代わりに、各ドラムに単一の硬質磁気コーティングを施すことで、「 ストリップ」が物理的には別々ではないが磁気パターンが記録されるゾーンは別 々となるようにすることも可能である。これは、他の実施例の素子１２４′、１ ２４”　にも適用できる。

図２３〜図２９の実施例では、磁歪素子のアレイ２４は単一の磁歪素材のシート をエツチング加工することにより形成されると説明したが、そうしたアレイは他 の方法でも形成できる。例えば、磁歪素子を独立に形成して、プラスチック材等 の７−ト（例えば［マイラー（Ｍｙｌａｒ）　Ｊ　）等の磁気透過性の支持シー トに取付け、アレイ２２４と同様にダイヤルに隣接するようにもできる。さらに 、図２４〜図２９の実施例では、それぞれ幾つかの数字位置にまたがって伸びる ２つの硬質磁気素子２２６ａ、２２６ｂのみが示されていたが、その代わりに、 数字位置の各々に対して別々の硬質磁気素子を利用し、各数字位置にはそれぞれ 関連した硬質磁気素子が配されるようにすることも可能である。

図面を参照した説明では、磁歪ストリップは！方向にのみ、即ちストリップ長方 向にのみバイアスを掛けられていたが、適当な磁界パターンで横方向にバイアス を掛けて、縦方向の共振の代わりに、または縦方向共振に加えて、横方向で共振 させることもできる。

上記の説明では、呼掛磁界を掃引したり必要な周波数の範囲を段階掃引（ｓｔｅ ｐｐｅｄ）するのに様々な記述があったが、他の方法も可能である。例えば、呼 掛磁界は同時に生成された複数の必要な呼掛磁界のバーストを備えていてもよい し、ある状況では、共振を起こすために必要な周波数に加えて、多数の周波数を 含む白ノイズ等のノイズのバーストの形を取ってもよい。

図３０の実施例では、絶対位置のおおまかな表示だけが必要とされる所ではトラ ック３１４及び変換器３１０を省略することが可能である。また、トラック３１ ２及び変換器３０８を省略して高解像度のトラック３１４に依存することも可能 である。そうした部材３００の絶対的な位置表示が必要な場合は、単なる増加的 な動き（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ　ｍｏｖｅｍｅｎｔ）の測定するというより、 例えば、部材３００をある端部の位置から移動させ、そこからの増加的な動きの 計数を維持させることで、この情報を与えるための適切な代りの手段を設けるこ とができる。

図３６〜図３９を参照して、ストリ・１ブ端部に突部を設けることによりストリ ップの基本周波数を減少できることを説明した。基本周波数を減少する他の方法 として、特に、適当な位置で質量のある物質を使用する等地の方法で質量を増す ことでも可能である。

図３７〜図５２に関しては、磁歪素子は異なるモードまたは方向で共振するとい うことが説明されたが、多くの適用例では縦方向モードのみで共振が得られるこ とが望ましい。そうした場合、高い縦横比（ａｓｐｅｃｔ　ｒａＨｏ）の単純な 矩形ストリップ、つまり縦方向の振動が最大になり横方向の振動が最小となるよ うに、長くて薄いストリップを使用すればよい。一定のストリップ長の場合は、 ストリップ暢を少なくすることによりトータルの信号を縮小することができる。

ストリップの質量は減るが、生みだされる共振は実質的に狭い周波数帯域を持つ ため、狭信号／／イズ比は向上するからである。また、共振器の長さがその幅の 整数倍である時、ある高調波を使用すると問題が起きる。例えば、３：１のアス ペクト比を持たせた装置の実験段階では、３番目の高調波（即ち基本周波数の３ 倍の周波数）はダブーｙ　）　（ｄｏｕｂｌｅｔ）に分れてしまうため使用でき ない。同様なことが９番目の高調波でも起こる。さらに、共振周波数は、低いア スペクト比が使用された所では、基本周波数の正確な倍数とはならず、これはス トリップに対して横方向の共振の励振によるものと考えられている。こうした問 題は例えば１５：１以上の高いアスペクト比のストリップを使用することで避け ることができる。というのは、こうした問題は、使用される周波数の範囲外の、 非常に高い高調波（あるいはアスペクト比が１５：１で、基本周波数の１５倍以 上の周波数）でしか起こらないためである。

図３〜図９を参照して、信号源２０が、好ましくは素子１４が変換器１８に到着 するまえにオンされて、過渡現象を避けるために素子１４が変換器を去る前にオ フされることを説明した。しかし、多くの場合では、システムを注意深（設計す ることによって、不要な過渡現象の発生を避けることができるため、こうしたオ ンオフ操作は必要ではない。

本発明は次の多くの点で有利である。本発明は、装置の既存の構成に使用可能で 、目視に干渉すること無く通常のデータ読み取りを行うことのできる手段によっ て、水道やガスメータのダイヤルによる変数データの遠隔読み取りを実現できる 。また、本発明は低コスト、本来的な安全性（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ　５ａｆｅｔ ｙ）　、頑丈さ等に優れている。移動部品の機械的な抵抗（ｄｒａｇ）も起こさ ない。さらに、受動的に使用される装置なので、メンテナンス（■ｍ１ｎｔｅｎ ａｎｃｅ）や部品交換無しでも長年の使用に耐える装置を提供することができる 。

Ｆ／（ｉ、２　膳ｔｉ森 閥ｌ＃？怜 Ｆｌ（ｉ、　２６ Ｆ／６，３１ 特表千［；−５０７４７６（１９） Ｆ　人伏　Ｕ フロントページの続き （３１）優先権主張番号　９１０９８９７．０（３２）優先日　１９９１年５月 ８日 （３３）優先権主張国　イギリス（ＧＢ）（３１）優先権主張番号　９１１７３ １０．４（３２）優先日　１９９１年８月９日 （３３）優先権主張国　イギリス（ＧＢ）（３１）優先権主張番号　９１１８７ ２２．９（３２）優先日　１９９１年９月２日 （３３）優先権主張国　イギリス（ＧＢ）（３１）優先権主張番号　９１２１７ ７９．４（３２）優先日　１９９１年１０月１４日（３３）優先権主張国　イギ リス（ＧＢ）（８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＳＥ）、　０Ａ（Ｂ Ｆ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、ＧＡ、ＧＮ、ＭＬ、ＭＲ，ＳＮ、ＴＤ、Ｔ Ｇ）、ＡＴ、ＡＵ、ＢＢ、ＢＧ、ＢＲ，ＣＡ、ＣＨ，ＤＥ、ＤＫ。

ＥＳ、ＦＩ、ＧＢ、ＨＵ、ＪＰ、ＫＰ、ＫＲ，ＬＫ、ＬＵ、ＭＧ、ＭＷ、ＮＬ、 Ｎｏ、ＰＬ、ＲＯ，ＲＵ、ＳＤ、ＳＥ、ＵＳ （７２）発明者　ハイド、　ピータ−ジョンイギリス国　シイ−ビー８９エイチ ピーサフォーク、　ニューマーケット　カウリンジ、　ケイターズ　ファーム　 （番地なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．数値表示装置であって、 前記数値の機能として相対的に移動可能な第１及び第２の部材と、前記部材の一 方に設けられた第１のタイプの複数の素子と、他方の前記部材上の少なくとも１ つの第２のタイプの素子とを備え、ここで、前記タイプのうち一方は磁歪タイプ で、他方は磁気バイァス磁界を生成するタイプである、 前記素子は、 前記第１及び第２の部材が相対的に移動する場合に、前記複数の第１のタイプの 素子の中の異なる素子は、少なくとも１つの前記第２のタイプの素子と磁気的に 相互作用し、そして、前記部材の異なる位置毎に、異なる周波数の交番呼掛磁界 に応じた異なる周波数の磁歪共振を起こす、 ことを特徴とする数値表示装置。 ２．前記第１のタイプの素子は磁歪性であり、異なる基本周波数を持つことを特 徴とする請求項１に記載の装置。 ３．前記磁歪性素子は、前記異なる基本周波数を提供するために、互いに異なる 長さを持つストリップ素子であることを特徴とする請求項２に記載の装置。 ４．前記磁歪性素子は、互いに同一の長さを持ち、前記異なる基本周波数を生成 するために付加的な質量が加えられていることを特徴とする請求項２に記載の装 置。 ５．前記付加的な質量は、少なくともい（つかの前記ストリップ素子の横方向の 突部に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の装置。 ６．前記横方向の突部は、前記ストリップ素子の少なくとも１つの各端部にもう けられて、Ｈ字の形を形成することを特徴とする請求項５に記載の装置。 ７．前記横方向の突部は、前記ストリップ素子の少なくとも１つの各端部にもう けられて、前記ストリップの端部がＥ字の形を形成することを特徴とする請求項 ４に記載の装置。 ８．前記磁歪性素子は単一の磁歪素材シートから形成され、前記素材により互い に接続されたままであることを特徴とする請求項２乃至請求項６に記載の装置。 ９．生成される磁界は、前記第１及び第２の部材の異なる相対位置における前記 磁歪性素子の異なる組み合わせで相互作用するような寸法の単一の第２のタイプ の素子がある ここで、前記それぞれ異なる相対位置は、与えられた適当な周波数の呼掛磁界に 応じて前記磁歪性素子が共振するよう、周波数の組み合わせにより識別可能にな っている、ことを特徴とする請求項２乃至請求項８のいずれかに記載の装置。 １０．前記第１及び第２の部材の相対的運動方向に沿って、互いに間隔が開けら れた前記第２のタイプの素子を少なくとも２つを備える、これにより、第１及び 第２の部材のそれぞれ異なる相対位置では、磁歪性素子の異なる組み合わせが前 記第２のタイプの前記素子と相互作用し、共振周波数の異なる組み合わせが前記 それぞれ異なる位置を示すようになっている、 ことを特徴とする請求項第２乃至請求項８に記載の装置。 １１．前記第１のタイプの前記素子は、互いに異なる磁界パターンを生成するよ うに動作するＤＣ磁界生成素子であって、少なくとも前記第２のタイプの素子の １つは磁歪性であり、前記異なる磁界パターンでバイアスを掛けられて、異なる 周波数で共擬することを特徴とする請求項１に記載の装置。 １２．前記バイアス磁界パターンは、前記周波数の少なくとも１つが磁歪性素子 の基本周波数の高調波であるようなパターンであることを特徴とする請求項１１ に記載の装置。 １３．前記バイアス磁界パターンは、少なくとも前記周波数の１つが、前記磁歪 性素子の基本周波数の少なくとも２つの高調波であるようなパターンであること を特徴とする請求項１１に記載の装置。 １４．前記バイアス磁界パターンは、前記周波数が、磁歪性素子の基本周波数と 、少なくとも１つの高調波から成るようなパターンであることを特徴とする請求 項１１に記載の装置。 １５．前記磁歪性素子はストリップの形を持ち、前記バイアス磁界パターンは少 なくとも２つの要素を有するパターンを含むここで、前記要素の少なくとも１つ は、前記ストリップの縦方向に向けられ、前記要素の方向は連続したセグメント において前記素子に沿って同じ長さで逆転（ｒｅｖｅｒｓｉｎｇ）している、こ れにより少なくとも１つの前記要素は素子の基本周波数の高調波で共振する ことを特徴とする請求項１１に記載の装置。 １６．前記素子は磁歪素材の矩形ストリップであって、前記バイアス磁界パター ンは前記ストリップの縦方向に方向付けられた複数の要素を持つパターンを含む ここで前記要素の少なくとも１つは、前記ストリップの等しい長きの連続したセ グメントの方向に対し逆転しており、これによって前記セグメントの数に基づい てストリップの基本周波数の高調波で共振を起こす ことを特徴とする請求項１１に記載の装置１７．前記ＤＣ磁界生成素子は、硬質 磁気素材の分離片からなることを特徴とする請求項１１乃至請求項１６のいずれ かに記載の装置。 １８．前記ＤＣ磁界生成素子は、硬質磁気素材の単一の片の異なる部分からなる ここで前記異なる部分は異なる磁化パターンで磁化されている、ことを特徴とす る請求項１１乃至請求項１６のいずれかに記載の装置。 １９．前記ＤＣ磁界生成素子は、前記第１及び第２の部材の複数の位置のそれぞ れに関して、前記磁歪性素子と関連するような寸法であるここで、前記磁歪性素 子が前記ＤＣ磁界生成素子の少なくとも２つと相互作用する、 ことを特徴とする請求項１乃至請求項１８のいずれかに記載の装置。 ２０．前記相対運動は回転運動であることを特徴とする請求項１乃至請求項１９ のいずれかに記載の装置。 ２１．前記相対連動は直線運動であることを特徴とする請求項１乃至請求項１９ のいずれかに記載の装置。 ２２．メークによ，て記録きれた値を表示する複数のダイヤルを有するメータと 各前記ダイヤルの位置を表示するための各前記ダイヤルと関連した請求項１乃至 請求項１９のいずれかに記載の装置。 ２３．前記メータは、関連した呼掛コイルを有し、遠隔の磁化コイルを接続され ていて、メータの呼掛は前記遠隔コイルと呼掛装置との共同動作により行なわれ ることを特徴とする請求項２２に記載のメータ。 ２４．運動検出装置であって、 相対的に移動可能な第１及び第２の部材と、一方の前記部材上に設けられ振動す るための磁歪性素子と、他方の前記部材上に投げられた交番磁化パターンと、こ こで、前記パターンは磁歪性素子に対して短い長さの波長を持ち、素子が適切な 周波数の呼掛交番磁界に応じて、基本周波数の高調波で共振するように、部材と 共同に動作して、前記素子にバイアスを掛ける、 前記記録された信号と前記磁歪性素子の相対位置の変化に基づいて、磁歪性素子 に呼掛磁界を付加することで、磁歪性素子の共振周波数の変化を検出する手段と を備えることを特徴とする運動検出装置。 ２５．重ね合わせられた前記交番磁化パターンは前記他方の部材上に記録きれる ことを特徴とする請求項２４に記載の検出装置。 ２６．前記交番磁化パターンに互いに関連し、位相外に位置した前記磁歪性素子 の少なくとも２つを含むことを特徴とする請求項２４または請求項２５に記載の 検出装置。 ２７．データ記憶装置であって、 磁歪性素子と、 与えられた所定の周波数の呼掛交番磁界に応じて前記磁歪性素子が前記所定の周 波数で共振するよう、前記素子にバイアスを掛けるバイアス磁界生成手段とここ で、前記バイアス磁界生成手段は、前記素子に関連する磁界パターンを与えるこ とで、前記所定の周波数の前記与えられた呼掛交番磁界に応じて、複数の異なる 所定周波数で前記素子に共振を起こさせる、 を備えることを特徴とするデータ記憶装置。 ２８．データ記憶器又は記憶装置であって、磁歪性素子と、 磁界生成手段と ここで、前記磁界生成手段は前記素子に所定周波数で呼掛交番磁界を与え、これ に応じて、前記素子が自身の固有周波数より高い前記所定周波数で共振させるよ うになっている。 を備えることを特徴とするデータ記憶器又は装置。 ２９．データ記請書又は装置であって、磁歪性素子と、 磁界生成手段と ここで、前記磁界生成手段は、前記素子に磁界パターンを与え、これに応じて、 前記素子が、所定周波数の呼掛交番磁界に応じて耳前記所定周波数で共振させる 、 ここで前記磁界パターンは、なだらかな曲線を描く関数として変化する磁力を持 つ、 を備えることを特徴とするデータ記憶器又は装置。 ３０．前記関数は正弦関数であるか、又は、２つ以上の正弦関数の合成であるこ とを特徴とする請求項２９に記載のデータ記憶器又は装置。 ３１．データ記憶器又は装置であって、磁歪性素子と、 磁界生成手段と ここで、前記磁界生成手段は、前記素子に磁界パターンを与え、これに応じて、 前記素子が、所定周波数の呼掛磁界に応じて前記所定周波数で共振させる、 ここで、前記磁界パターンは、その強さが素子のエッジ域は端部にいくにつれて 実質的にゼロにまで減少する、を備えることを特徴とするデータ記憶器又は装置 。 ３２．データ記憶器であって、 磁歪性素子と、 前記素子に磁界パターンを与え、これによって前記素子が適当な周波数で呼び掛 けられた磁界に応じて、非縦方向モードで共振させる、磁界生成手段とを備える ことを特徴とするデータ記憶器。 ３３．前記素子は磁歪素材の矩形ストリップであって、前記非縦方向モードは、 前記ストリップの面における屈曲モードであることを特徴とする請求項３２に記 載のデータ記憶器。 ３４．前記素子は、磁歪素材の矩形ストリップであって、前記非縦方向モードは 、前記ストリップの端部付近における横方向の伸縮を含むことを特徴とする請求 項３２に記載のデータ記憶器。 ３５．表示装置であって、 複数の異なる位置に移動可能な部材と、磁歪手段と、 前記磁歪手段に磁気的バイアスを掛ける磁界生成手取とここで、前記磁歪手取と 前記磁界生成手段とは、前記可動部材の異なる前記位置に対して、前記可動部材 と関連し、前記磁歪手段はそれぞれ異なる所定の周波数で共振する、また、与え られた異なる周波数の呼掛磁界に応答する前記磁歪手段を検出することで、前記 移動部材の位置が判別される、を備えることを特徴とする表示装置。 ３６．磁気読取表示器であって、 磁歪手段と、 前記磁歪手段にバイアス磁界を与える手段と、前記磁歪手段と前記磁界生成間の 関係を変更し、及び／あるいは、測定又は表示しようとする変数又は両の関数と して麦化させる手段とこれにより、前記磁歪手段が、前記変数または量の値に基 づいて異なる周波数の呼掛交番磁界に応じるようにする、を備えることを特徴と する磁気読取表示器。 ３７．磁気検出可能な磁歪器であって、呼掛交番磁界に応答するよう適用された 磁歪性素子と、前記素子に隣接し、素子を含む領域で呼掛磁界の磁束を集中させ る手段とを備えることを特徴とする磁気検出可能な磁歪器。 ３８．前記磁束集中手段は、高透磁率の軟質磁気素材から成る第１及び第２の部 材を備え、第１及び第２の部材間に前記素子を位置させることを特徴とする請求 項３７に記載の磁歪器。 ３９．前記磁束集中手段は、間隙を有する非磁気素材の部材を備え、前記素子は 間隙を通過して伸び、前記部材は間際における前記磁束の集中を起こすように構 成されていることを特徴とする請求項３８に記載の磁歪器。 ４０．ストラットの位置を検出する装置であって、ストラットに隣接した磁歪性 素子と、 磁界パターンを生成するために前記ストラットによって伝搬される磁気パターン と、 ここで、磁界パターンは、前記素子に関連する前記ストラットの位置に基づいて 、前記素子が複数の周波数で共振するように、磁歪性素子と相互作用する、 前記素子と共同作動して前記素子を励振させ、共振を検出する呼掛コイル手段と を備えることを特徴とするストラット位置検出装置。 ４１．前記付勢コイル手段は、前記ストラットと同軸であることを特徴とする請 求項４０に記載のストラット位置検出装置。 ４２．前記付勢コイル手段は、前記磁歪性素子を含むように環状間隙部を規定す るため、同軸に配置された第１及び第２のコイルを備え、前記コイルの巻き線は 、付勢の際に、生成される磁界が環状間隙部内で合成され、前記コイルの外側で 互いに対向するような巻き線であることを特徴とする請求項４１に記載のストラ ット位置検出装置。