JPH0827164B2 - 静電容量式変位測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタルノギス、デ
ィジタルマイクロメータ、ハイトゲージ等の小型計測器
に適用される静電容量式変位測定装置、特に対向する電
極間の汚染を検出できる静電容量式変位測定装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】計測値を液晶表示装置等に表示するディ
ジタルノギス、ディジタルマイクロメータ、ハイトゲー
ジ等の小型な変位測定装置として、静電容量式の変位セ
ンサを利用するものが有望である。この変位センサは、
複数の送信電極を配列した第１部材と、複数の受信電極
を配列した第２部材とをスライド可能に対向させ、前記
送信電極と受信電極との間の容量値から前記第１部材と
第２部材との相対位置関係を測定できるようにしたもの
である。ディジタルノギスを例にとると、長尺なメイン
スケールに複数の受信電極を配列し、これと対向する短
寸のスライダに受信電極とはピッチの異なる複数の送信
電極を配列し、複数の送信電極のそれぞれに位相のずれ
た送信信号を印加してスライダとメインスケールとの相
対位置関係を測定する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した静電容量式の
変位測定装置は、送信電極と受信電極との間の容量値が
スライダとメインスケールとの相対位置関係のみに基づ
いて変化することを前提としているため、他の要因によ
り前記容量値が変化することは好ましくない。例えば、
装置の送受信電極間に水等の汚染物質が付着したとする
と、その汚れが電極間の誘電率を変化させてしまうた
め、計測精度は低下する。

【０００４】本発明は、通常の計測モードとは別に汚染
検出モードを設け、この汚染検出モードにおいて自動的
に汚染の有無を検出して表示することにより、電極に汚
染が付着したままの状態で不正確な測定をすることを未
然に防止できるようにした静電容量式変位測定装置を提
供する事を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、複数の送信電極を配列した第１部材と複数の
受信電極を配列した第２部材とをスライド可能に対向さ
せ、前記送信電極と受信電極との間の容量値から第１部
材と第２部材との相対位置関係を測定する静電容量式変
位測定装置において、前記複数の送信電極を複数のブロ
ックに分割すると共に、前記複数の受信電極が等価的に
共通の電極となるように設定し、前記送信電極の各ブロ
ックにそれぞれ位相関係が同一の送信信号を順次供給
し、前記受信電極で順次受信される受信信号の位相を比
較して、第１部材と第２部材の間の介在物の有無を判定
する機能を設けたことを特徴としている。

【０００６】より具体的に本発明による変位測定装置
は、複数の送信電極が配列された第１部材と複数の受信
電極が配列された第２部材とがスライド可能に対向配置
され、前記第１部材と第２部材との間の容量値がそれら
の相対位置関係により変化する変位センサと、この変位
センサに計測モードのための第１の送信信号と汚染検出
モードのための第２の送信信号を供給するための送信波
形発生手段と、前記第１の送信信号により前記変位セン
サから出力される第１の検出出力に基づいて前記計測モ
ードの計測値を算出する第１の信号処理手段と、前記第
２の送信信号により前記変位センサから出力される第２
の検出出力に基づいて前記汚染検出モードの計測値を算
出する第２の信号処理手段と、前記計測モードと汚染検
出モードの切換えを行うモード切換え手段とを備えて構
成される。

【０００７】更に本発明による他の変位測定装置は、複
数の送信電極が配列された第１部材と複数の受信電極が
配列された第２部材とがスライド可能に対向配置され、
前記第１部材と第２部材との間の容量値がそれらの相対
位置関係により変化する変位センサと、この変位センサ
に計測モードのための第１の送信信号と汚染検出モード
のための第２の送信信号を供給するための送信波形発生
手段と、前記変位センサから出力に基づいて計測値を算
出するための、前記計測モードと汚染検出モードで共用
される信号処理手段と、前記計測モードの動作を所定周
期の間欠動作とし、その間欠動作の空き時間に前記汚染
検出モードの動作を挿入するモード制御手段とを備えて
構成される。

【０００８】

【作用】汚染検出モードにおいては、変位センサの複数
の送信電極を適当な複数個ずつのブロックに分けて、汚
染検出のための送信信号をこれらのブロックに順次供給
して、受信電極により順次検出される信号の位相を検出
する。そして、各ブロックについての検出出力信号の位
相差が所定範囲に収まっている場合には汚染なし、所定
範囲外の時は汚染ありと判定して、これを表示する。こ
れにより、汚染検出用の格別のセンサを別に設けること
なく、電極に水等が付着したままで不正確な測定をする
という事態を未然に防止することができる。

【０００９】変位センサがアブソリュート方式の場合に
は、短時間の測定で位置が絶対値で分かるから、測定を
連続的に行うことは必要ない。従って計測モードを所定
周期の間欠動作とし、その間欠動作の間に汚染検出モー
ドの動作を挿入することにより、変位センサの検出出力
の処理回路を計測モードの場合と汚染検出モードの場合
とで共用することができる。このようにすれば、汚染検
出モードを設けたことによる集積回路規模の増大を抑え
ることができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１
（ａ）（ｂ）は、本発明の実施例の静電容量式変位測定
装置における計測モードと汚染検出モードの原理説明図
である。図において、Ｔはスライダに配列形成された送
信電極であり、Ｒはメインスケールに配列された受信電
極である。この例では、受信電極Ｒのピッチが送信電極
Ｔの４倍に設定されているので、４枚の送信電極Ｔと１
枚の受信電極Ｒとが対向する。通常の計測モードにおい
ては、図１（ａ）に示すように、受信電極Ｒが１枚おき
に検出系に接続され、それらの間にある受信電極Ｒが接
地されると共に、８枚の送信電極Ｔの夫々に４５°ずつ
位相のずれた正弦波送信信号（第１の送信信号）が供給
される。いま、検出系に接続された受信電極Ｒと各送信
電極Ｔｉとの間の容量Ｃｉは、 Ｃｉ＝Ａ sin［２π（ｘ−ｉ・ｐ／８）／ｐ］ で表すことができる。ここで、Ａは係数、ｘはスライダ
の位置、ｐは送信電極Ｔ８枚分に相当するピッチ、ｉは
各送信電極Ｔに対応する番号で１，２，３，…，８の各
数値である。また、各送信電極Ｔに供給される送信信号
Ｓｉは、 Ｓｉ＝Ｂ sin［２π（ｔ−ｉ・Ｔ／８）／Ｔ］ で表すことができる。但し、Ｂは係数、ｔは時間、Ｔは
送信信号波形の周期である。従って、検出系に接続され
た受信電極Ｒで受信される信号Ｓは、 Ｓ＝Σｋ・Ｃｉ・Ｓｉ ｉ ＝Ｋ cos（２πｘ／ｐ−２πｔ／Ｔ） となる。この受信信号Ｓの例えば立下りゼロクロス点の
時間をｔ0 とすると、 ２πｘ／ｐ−２πｔ0 ／Ｔ＝π／２ であるから、 ｘ＝ｐｔ0 ／Ｔ＋ｐ／４ となり、基準位相からゼロクロス点までの時間ｔ0 をカ
ウンタ等によりカウントすることにより、スライダの位
置ｘが求められることになる。なお、スライダの 位置ｘ
は、ピッチｐだけ移動するたびに同じ値をとるので、相
対測定の場合には、基準位置からのゼロクロス点をカウ
ントする必要がある。

【００１１】これに対して、汚染検出モードにおいて
は、例えば図１(b) に示すように、送信電極Ｔを４本づ
つのブロックＴ1 とＴ2 に分けて、各ブロックに順次同
じ送信信号、例えば、０°，４５°，９０°，１３５°
の位相差のある正弦波送信信号（第２の送信信号）が供
給される。受信電極Ｒは全て検出系に接続され、ブロッ
クＴ1 ，Ｔ2 の各送信電極群と受信電極の形成する静電
容量が設計上等しくなっている。

【００１２】この汚染検出モードにおいては、送信電極
ブロックＴ1 を用いて受信電極によって検出される信号
の位相と、送信電極ブロックＴ2 を用いて受信電極によ
つて検出される信号の位相を検出し、その位相差が所定
の範囲内にあれば正常、なければ汚染ありと判定して表
示する。この判定結果を表示器で確認したオペレーター
は、そのまま測定モードに入ることができるのか、電極
表面を清浄にすべきかを速やかに判断することができ
る。

【００１３】なお、汚染検出モードにおいて選択する送
信電極ブロックの組み合わせは各２本以上であれば、例
えば、中央の４本の組と、両端の２本ずつの計４本の組
との組み合わせとしてもよい。また、これらの組み合わ
せを多くすることにより判定誤差を減少させることがで
きる。

【００１４】図２は、以上の汚染検出モードの原理を分
かり易くするため、送信信号と受信信号の位相関係をベ
クトル表示で示したものである。汚染検出モードにおい
ては、図２（ａ）に示す４組の正弦波信号をベクトル合
成した送信信号Ｘは、図２（ｂ）に示す受信信号ベクト
ルＹのように検出される。この受信信号ベクトルＹの位
相θ2 は、電極間に汚染がない限り、各ブロックＴ1 ，
Ｔ2 の間で差がなく、一定となる。なお図２（ａ）と
（ｂ）のベクトル信号の位相θ1 とθ2 は、説明の便宜
上同じにしてあるが、実際の装置においては、検出系に
容量と抵抗があるため、位相θ1 とθ2 は同じにはなら
ない。

【００１５】一方、図１(a) に示したように、電極ブロ
ックＴ1 の０°の送信電極Ｔと受信電極Ｒの間に汚染物
Ｚが介在している場合には、検出信号ベクトルを構成す
る０°の位相成分が大きくなるため、他の条件が同じで
あっても、図２(c) に示すように、検出信号ベクトルＹ
の位相θ3 は、図２(b) に示す汚染がない場合の位相θ
2 と異なることになる。従ってこれらの位相差の比較に
基づいて汚染物の存在を判定することが可能となる。

【００１６】図３は、具体的な実施例のアブソリュート
タイプの静電容量式変位測定装置のブロック図である。
ＡＢＳセンサ１は、静電容量式アブソリュートタイプの
変位センサである。このＡＢＳセンサ１は、例えば図４
に示すように構成されている。可動要素であるスライダ
２１は、固定要素であるメインスケール２２に対し僅か
の間隙を介して対向配置され、測定軸ｘ方向に移動可能
なものとなっている。スライダ２１には、送信電極２３
が所定ピッチＰt0で配設されている。送信電極２３は、
メインスケール２２にピッチＰr で配設された第１受信
電極２４ａ及び第２受信電極２４ｂと容量結合されてい
る。受信電極２４ａ，２４ｂは、その配列方向に沿って
隣接するピッチＰt1，Ｐt2の第１伝達電極２５ａ，第２
伝達電極２５ｂに１対１で夫々接続されている。伝達電
極２５ａ，２５ｂは、夫々メインスケール２１側に設け
られた第１検出電極２６ａ，２６ｂ及び第２検出電極２
７ａ，２７ｂと容量結合されている。

【００１７】送信電極２３は、７つおきに共通接続され
て一群が８電極の複数の電極群を構成している。これら
の電極群には、通常の計測モードではそれぞれ位相が４
５°ずつずれた８相の周期信号ａ，ｂ，…，ｈが駆動信
号Ｓｄ（第１の送信信号）として供給されるようになっ
ている。これらの駆動信号Ｓｄは、より具体的には、図
５に示すように、高周波パルスでチョップされた信号と
なっており、図３の送信波形発生回路２から生成出力さ
れる。

【００１８】送信電極２３に駆動信号Ｓｄが供給される
ことにより生ずる電場パターンのピッチＷt は、送信電
極２３のピッチＰt0の８倍であり、このピッチＷt は、
受信電極２４ａ，２４ｂのピッチＰr のＮ倍に設定され
ている。ここでＮは、１，３，５等の奇数であることが
好ましく、この実施例では３に設定されている。したが
って、８つの連続する送信電極２３に対しては常に３乃
至４つの受信電極２４ａ，２４ｂが容量結合されること
になる。受信電極２４ａ，２４ｂは、三角形状又は正弦
波状の電極片を相互に挟み合う形で配設してなるもので
ある。各受信電極２４ａ，２４ｂで受信される信号の位
相は、送信電極２３と受信電極２４ａ，２４ｂとの容量
結合面積によって決定されるが、これはスライダ２１と
メインスケール２２との相対位置によって変化する。

【００１９】受信電極２４ａ，２４ｂと伝達電極２５
ａ，２５ｂとが同一ピッチで形成されていれば、検出電
極２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂは、単にメインスケ
ール２１のｘ方向位置がピッチＰｒだけ変化する毎に繰
り返される周期信号を検出することになるが、この実施
例のＡＢＳセンサ１では、粗い変位量（粗スケール）、
中間の変位量（中スケール）及び細かい変位量（密スケ
ール）の３つのレベルの変位量を検出するため、伝達電
極２５ａ，２５ｂのピッチを受信電極２４ａ，２４ｂの
それと異ならせて、受信電極２４ａ，２４ｂに対して夫
々Ｄ１，Ｄ２だけ偏位させている。即ち、一方の伝達電
極２５ａのピッチPt1と、他方の伝達電極２５ｂのピッ
チPt2 とは、受信電極２４ａ，２４ｂのピッチＰｒに対
して、Ｐｒ＞Ｐt2＞Ｐt1なる関係に設定する。これによ
り、偏位量Ｄ１，Ｄ２は、下記数１で示される夫々基準
位置ｘ０からの距離ｘの関数であって、Ｄ１（ｘ）＞Ｄ
２（ｘ）の関係を満たす。

【００２０】

【数１】Ｄ1(ｘ) ＝（Ｐr −Ｐt1）ｘ／Ｐr Ｄ2(ｘ) ＝（Ｐr −Ｐt2）ｘ／Ｐr

【００２１】検出電極２６ａ，２６ｂは互いに１８０°
位相がずれた信号Ｂ１，Ｂ２を得るために、夫々、１送
信波長Ｗｔ分の３個ずつの受信電極２４ａの信号を検出
すべく、ピッチＰt1で配列された３個ずつの伝達電極２
５ａに対向するように、ピッチＷr1＝３Ｐt1の波形パタ
ーンとしている。検出電極２７ａ，２７ｂについても同
様に、信号Ｃ１，Ｃ２を得るために、ピッチＰt2で配列
された３個ずつの伝達電極２５ｂに対向するように、ピ
ッチＷr2＝３Ｐt2の波形パターンとしている。但し、こ
れら検出電極を波形パターンとしているのは、本質的で
はなく、空間的フィルタを構成して信号処理を容易にす
るためである。偏位量Ｄ１（ｘ）の大きさが、ｘ０位置
での０を中心に＋（１／２）Ｗr1〜−（１／２）Ｗr1の
範囲で変化するのが中スケールの周期となり、同様に偏
位量Ｄ２（ｘ）の大きさが、＋（１／２）Ｗr2〜−（１
／２）Ｗr2の範囲で変化するのが粗スケールの周期とな
る。即ち偏位量Ｄ１（ｘ）によって、受信電極２４ａか
ら伝達電極２５ａを介して検出電極２６ａ，２６ｂに伝
達される信号の強度が位置ｘに応じて変化することにな
り、検出電極２６ａ，２６ｂからは、２πＤ１（ｘ）／
Ｗr1なる周期の中スケール用の信号Ｂ１，Ｂ２が得ら
れ、同様に検出電極２７ａ，２７ｂからは、２πＤ２
（ｘ）／Ｗr2なる長い周期の粗スケール用の信号Ｃ１，
Ｃ２が得られる。

【００２２】図６はこの検出信号Ｂ１，Ｂ２の位相成分
を電極間容量として示したものである。信号Ｂ１，Ｂ２
は、伝達電極２５ａと検出電極２６ａ，２６ｂ間の容量
結合の変化に対応する，偏位量Ｄ１（ｘ）で決まる大き
な周期が互いに逆相であり、送信電極２３と受信電極２
４ａ間の容量結合の変化に対応する，受信電極２４ａの
ピッチＰｒで決まる小さな周期が同相である。従って両
信号の差から大きな周期の信号が、また両信号の和から
小さな周期の信号が得られる。検出信号Ｃ１，Ｃ２につ
いても同様である。ここで、検出信号Ｂ１，Ｂ２の大き
な周期が小さな周期の数十倍、検出信号Ｃ１，Ｃ２の大
きな周期が検出信号Ｂ１，Ｂ２の大きな周期の数十倍に
なるように電極パターンを設定することにより、下記数
２の演算で各レベルの偏位を得ることができる。

【００２３】

【数２】 Ｃ1 −Ｃ2 （粗スケール） Ｂ1 −Ｂ2 （中スケール） Ｂ1 ＋Ｂ2 （密スケール）

【００２４】これらの演算は、図３に示すように、ＡＢ
Ｓセンサ１の検出出力を受けて、加算減算回路４０によ
り行われる。計測モードでの以上の演算出力信号Ｃ1 −
Ｃ2，Ｂ1 −Ｂ2 ，Ｂ1 ＋Ｂ2 は、それぞれ粗スケール
復調回路３，中スケール復調回路４，密スケール復調回
路５および位相検出回路６，７，８で処理される。復調
は具体的には図５に示した送信波形のチョップ周波数で
のサンプリング、ミキシング、低域ろ波、二値化等の処
理を経て、エッジに位相情報を担った矩形波の位相信号
ＣＭＰを生成することにより行われる。位相検出回路
６，７，８は送信波形発生回路２から出力される０°の
駆動信号Ｓｄを参照信号として各入力信号の位相をディ
ジタル値で出力する。

【００２５】これらの位相検出回路６〜８から出力され
たディジタル値は、合成回路１０で重み付けられて合成
される。また、合成回路１０には、オフセット記憶部１
１に記憶されたオフセット値も供給されており、合成値
のオフセット量を調整するようになっている。このオフ
セット記憶部１１は、例えばＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性
メモリからなっている。合成回路１０の出力は、演算回
路１２において、例えば電極配列ピッチを実寸法値に変
換される。以上の計測モードでの出力信号Ｃ1 −Ｃ2 ，
Ｂ1 −Ｂ2 ，Ｂ1 ＋Ｂ2 を処理する各復調回路３，４，
５以下の処理回路が、計測モード用の第１の信号処理回
路を構成している。そして、得られた実寸法値は、ＬＣ
Ｄ表示器１３に表示されるようになっている。これらの
各回路には、ソーラセル１４で発生しレギュレータ１５
で安定化させた電源電圧ＶDDが供給され、この電源供給
によって装置が作動する。

【００２６】以上の動作は、モード切換え手段４１が通
常の計測モードの制御信号を出力している場合のもので
ある。モード切換え手段４１が汚染検出モードの制御信
号を出力した場合の動作は次のようになる。

【００２７】先ず、送信波形発生回路２は、各８つの送
信電極２３から成る各群の夫々に同時ではなく、例えば
図１（ｂ）と同様のグループ分けに従って、各グループ
に対して順次に切替えて、図１（ｂ）と同様の第２の送
信信号を供給する。それと同時に、加算減算回路４０で
は、モード切換え制御信号によってＡＢＳセンサ１から
の４出力Ｃ１，Ｃ２，Ｂ１，Ｂ２を全て加算する。この
加算は、図１の実施例において、受信電極と接地電極を
全て検出系に接続することと等価である。この加算値
は、汚染検出用の第２の信号処理回路を構成するモニタ
ースケール復調回路４２，モニター位相検出回路４３で
処理され判定回路４４に入力される。すなわち、モニタ
ースケール復調回路４２により復調され、その出力はモ
ニター位相検出回路４３で位相信号が検出されて判定回
路４４に印加される。判定回路４４は位相検出回路４３
より入力されるディジタル位相信号を内蔵のメモリーに
記憶して、順次入力される位相信号値を比較し、その差
が一定値を越えた場合には、送信電極や受信電極の間に
汚染があるものと判定する。この結果をＬＣＤ表示器１
３に表示してオペレーターに警告する。

【００２８】以上の実施例では、通常の計測モードと汚
染検出モードとでは別系列の信号処理回路を設けて、モ
ード切換えを行っている。次に、通常の計測モードと汚
染検出モードの信号処理回路を共用して、これを時分割
で動作させるようにした実施例を説明する。これは、Ａ
ＢＳセンサが間欠動作で測定できることを利用したもの
といえる。

【００２９】図７がそのような実施例の構成である。基
本的な構成は、先の実施例と同様であり、図３と対応す
る部分には図３と同一符号を付して詳細な説明は省く。
粗スケール処理回路５１は、図３における粗スケール復
調回路３および粗位相検出回路６を含む。中スケール処
理回路５２は同様に、中スケール復調回路４と中位相検
出回路７を含み、密スケール処理回路５３は同様に、密
スケール復調回路５と密位相検出回路８を含む。これら
の各信号処理回路のうち、中スケール処理回路５２は、
通常の計測モードでの信号処理と同時に、汚染検出モー
ドでの信号処理を行うものとして共用されている。

【００３０】モード制御手段５４は、先の実施例のよう
な単なるモード切換えではなく、通常の計測モードを一
定周期の間欠動作とし、その間欠動作の空き時間に汚染
検出モード動作を挿入するというタイミング制御を行う
ものである。計測モードのタイミングでは、先の実施例
と同様の送信信号が送られ、加算減算回路４０では、Ａ
ＢＳセンサ１の出力に対して、Ｃ1 −Ｃ2 ，Ｂ1 −Ｂ2
，Ｂ1 ＋Ｂ2 という演算が行われ、これらの信号処理
と合成によって計測値が力される。これが間欠動作とし
て行われる。一方、汚染検出モードのタイミングでは、
やはり先の実施例と同様の送信信号が送られ、加算減算
回路４０では、ＡＢＳセンサ１の出力に対して、Ｃ1 ＋
Ｃ2＋Ｂ1 ＋Ｂ2 という演算が行われ、この演算結果に
ついて、中スケール処理回路５４によって復調および位
相検出が行われ、その結果から汚染状態が判定回路４４
で判定される。この汚染検出モードは、計測モードの空
き時間を利用して行われる。

【００３１】この実施例での具体的な動作タイミング例
を、図８に示す。密スケール，中スケールおよび粗スケ
ールの計測全てが、図示のように１００ｍsec の周期で
間欠的に行われる。この間欠的な計測動作の空き時間
に、例えば５００ｍsec の周期で、汚染検出モードが挿
入される。この実施例でのＬＣＤ表示器１３の表示は例
えば、通常の計測値の表示と同時に、表示画面の隅に汚
染検出結果の警告表示を出せばよい。この場合は表示駆
動回路は別々に用意される。或いは同じ表示駆動回路と
同じ表示画面を用いて、例えば外部からの選択によって
通常の計測値表示と汚染検出結果の表示を切換えられる
ようにしてもよい。

【００３２】この実施例によれば、通常の計測と汚染検
出とを同じセンサを用いて行い、先の実施例と同様に電
極汚染による誤った測定を未然に防止することができ
る。更にこの実施例では、通常の計測と汚染検出とで信
号処理回路を共用しているので、装置構成および回路構
成が簡単になる。特に信号処理の集積回路規模の増大が
効果的に抑制される。

【００３３】本発明は上記実施例に限られるのではな
い。例えば、二番目の実施例では汚染検出モードも所定
周期で繰り返し行っているが、繰り返し行うことは必ず
しも必要ではない。例えば、間欠的な計測動作の計測開
始初期の空き時間に一回だけ汚染検出動作を挿入するよ
うにしてもよい。また、汚染検出の信号処理回路として
共用できるのは中スケール処理回路に限られるわけでは
なく、粗スケール処理回路５１或いは密スケール処理回
路５４を汚染検出信号処理回路として用いることもでき
る。更に実施例では、粗，中，密の３段階スケールの計
測を行う装置を説明したが、本発明は、単一スケールの
測定を行う静電容量式変位測定装置にも同様に適用する
ことが可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、対向
する電極間の容量値から二つの部材の相対位値関係を測
定する静電容量式変位測定装置において、通常の計測モ
ードとは汚染検出モードを設け、この汚染検出モードに
おいて自動的に汚染の有無を検出して表示することがで
きるので、電極間に汚染が付着したままの状態で不正確
な測定をすることを未然に防止できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例の原理説明図である。

【図２】 汚染による信号位相変化の説明図である。

【図３】 本発明の実施例を示す変位測定装置のブロッ
ク図である。

【図４】 同実施例のＡＢＳセンサの構成図である。

【図５】 同実施例の送信信号の波形図である。

【図６】 同実施例の受信信号の波形図である。

【図７】 他の実施例の変位測定装置のブロック図であ
る。

【図８】 同実施例の動作タイミングを示す図である。

【符号の説明】

１…ＡＢＳセンサ、２１…スライダ、２２…メインスケ
ール、２３…送信電極、２４ａ，２４ｂ…受信電極、２
５ａ，２５ｂ…伝達電極、２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２
７ｂ…検出電極、２…送信波形発生回路、３…粗スケー
ル復調回路、４…中スケール復調回路、５…密スケール
復調回路、４２…モニタースケール復調回路、６…粗位
相検出回路、７…中位相検出回路、８…密位相検出回
路、４３…モニター位相検出回路、４４…判定回路、１
０…合成回路、１１…オフセット記憶部、１２…演算回
路、１３…ＬＣＤ表示器、１４…ソーラーセル、１５…
レギュレータ、４１…モード切換え回路、５１…粗スケ
ール処理回路、５２…中スケール処理回路（兼汚染検出
処理回路）、５３…密スケール処理回路、５４…モード
制御回路、Ｔ…送信電極、Ｒ…受信電極。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−94203（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−94354（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−238412（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の送信電極を配列した第１部材と複
   数の受信電極を配列した第２部材とをスライド可能に対
   向させ、前記送信電極と受信電極との間の容量値から第
   １部材と第２部材との相対位置関係を測定する静電容量
   式変位測定装置において、前記複数の送信電極を複数のブロックに分割すると共
   に、前記複数の受信電極が等価的に共通の電極となるよ
   うに設定し、前記送信電極の各ブロックにそれぞれ位相
   関係が同一の送信信号を順次供給し、前記受信電極で順
   次受信される受信信号の位相を比較して 、第１部材と第
   ２部材の間の介在物の有無を判定する機能を設けたこと
   を特徴とする静電容量式変位測定装置。
2. 【請求項２】 複数の送信電極が配列された第１部材と
   複数の受信電極が配列された第２部材とがスライド可能
   に対向配置され、前記第１部材と第２部材との間の容量
   値がそれらの相対位置関係により変化する変位センサ
   と、 この変位センサに計測モードのための第１の送信信号と
   汚染検出モードのための第２の送信信号を供給するため
   の送信波形発生手段と、 前記第１の送信信号により前記変位センサから得られる
   出力に基づいて前記計測モードの計測値を算出する第１
   の信号処理手段と、 前記第２の送信信号により前記変位センサから得られる
   出力に基づいて前記汚染検出モードの計測値を算出する
   第２の信号処理手段と、 前記計測モードと汚染検出モードの切換えを行うモード
   切換え手段と、を備えたことを特徴とする静電容量式変
   位測定装置。
3. 【請求項３】 複数の送信電極が配列された第１部材と
   複数の受信電極が配列された第２部材とがスライド可能
   に対向配置され、前記第１部材と第２部材との間の容量
   値がそれらの相対位置関係により変化する変位センサ
   と、 この変位センサに計測モードのための第１の送信信号と
   汚染検出モードのための第２の送信信号を供給するため
   の送信波形発生手段と、 前記変位センサからの出力に基づいて計測値を算出する
   ための、前記計測モードと汚染検出モードで共用される
   信号処理手段と、 前記計測モードの動作を所定周期の間欠動作とし、その
   間欠動作の空き時間に前記汚染検出モードの動作を挿入
   するモード制御手段と、を備えたことを特徴とする静電
   容量式変位測定装置。