JPH10103912A - 電気マイクロメータ - Google Patents

電気マイクロメータ

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JPH10103912A
JPH10103912A JP25717596A JP25717596A JPH10103912A JP H10103912 A JPH10103912 A JP H10103912A JP 25717596 A JP25717596 A JP 25717596A JP 25717596 A JP25717596 A JP 25717596A JP H10103912 A JPH10103912 A JP H10103912A
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JP
Japan
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phase
signal
input signal
sine wave
input
Prior art date
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Withdrawn
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JP25717596A
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English (en)
Inventor
Katsufumi Miyaji
勝文 宮司
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Ando Electric Co Ltd
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Ando Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 被測定物の寸法測定を行う電気マイクロメー
タにおいて、測定入力信号である同一周波数の2つの正
弦波電圧信号を加算して得られる出力の振幅誤差を無く
し、高精度な測定を行う。 【解決手段】 位相差検出回路3により周波数が同じで
ある2つの正弦波信号の位相差を検出し、可変移相器2
により一方の正弦波信号の位相を変化させ、固定移相器
1により位相変化させた他方の正弦波信号の位相と合わ
せることにより、位相ずれによる加算出力の振幅誤差を
なくし、高精度の測定を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気マイクロメー
タに関し、特に差動変圧器形など同一周波数の2つの正
弦波電圧信号を加算した出力により被測定物の寸法測定
を行う電気マイクロメータに関する。
【0002】
【従来の技術】差動変圧器形などの電気マイクロメータ
による寸法測定は、同一周波数の2つの正弦波入力電圧
信号を加算した出力から測定結果を得る方法が知られて
いる。図5は、従来技術による電気マイクロメータの一
構成例を示すブロック図である。図5において、共に正
弦波電圧である入力信号S1と入力信号S2が測定信号
として加算器4に入力され、加算信号S6を出力する。
加算信号S6は変換器5により表示器6を駆動する変換
出力S7に変換され、表示器6は測定結果を表示する。
ここで変換器5は、たとえば表示器6がアナログ表示形
である場合には、V−Iコンバータ等が用いられ、表示
器6がディジタル表示形である場合には、A−Dコンバ
ータ等が用いられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の技術によ
る電気マイクロメータは、測定子の変位による誘起電圧
の違いを差動変圧器などにより検出することによって被
測定物の寸法を測定するものであるが、電圧誘起の過程
で若干の位相ずれが生じてしまう。本来、同位相である
べき測定入力の2つの正弦波電圧信号の間に位相差が生
じても、測定結果を得ることができるが、位相差がある
と加算して得られる信号の振幅に誤差が生じるため、高
精度な測定を行うことができなかった。本発明はこのよ
うな背景の下になされたもので、2つの正弦波電圧信号
の間の位相差をなくし、同位相にしてから加算を行うこ
とによって、高精度の寸法測定を可能とする電気マイク
ロメータを提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るため、請求項1に記載の発明は、測定入力信号である
同一周波数の2つの正弦波電圧信号を加算する加算手段
と、この加算出力を変換し測定出力を得る手段と、この
測定出力を表示する表示手段とを有し、同一周波数の2
つの正弦波電圧信号の加算出力により被測定物体の寸法
測定を行う電気マイクロメータにおいて、前記同一周波
数の2つの正弦波電圧信号が同位相となるような移相手
段を具備することを特徴とする電気マイクロメータを提
供する。請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電
気マイクロメータにおける前記移相手段として、前記同
一周波数の2つの正弦波電圧信号のうち、一方の信号の
位相をある固定された値だけ変化させる第1の移相手段
と、前記同一周波数の2つの正弦波電圧信号の位相差を
検出し、位相差に応じた信号を出力する位相差検出手段
と、前記同一周波数の2つの正弦波電圧信号のうち、他
方の信号の位相を前記位相差検出手段の出力信号によっ
て決定される値だけ変化させて、前記同一周波数の2つ
の正弦波電圧信号を同一位相とする第2の移相手段とを
具備し、前記同一周波数の2つの正弦波電圧信号を加算
して得られる信号の位相差による振幅誤差を無くすこと
を特徴とする電気マイクロメータを提供する。
【0005】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の電気マイクロメ
ータの一実施形態を示すブロック図である。図1におい
て、固定移相器1は、正弦波入力電圧信号S1の位相を
ある固定された値だけ変化させる。可変移相器2は、正
弦波入力電圧信号S2の位相を移相信号S3により決定
される値だけ変化させる。位相差検出回路3は、前記入
力信号S1と前記入力信号S2の位相差を検出し、前記
移相信号S3を出力する。加算器4は、固定移相器1の
出力信号S4と可変移相器2の出力信号S5を加算し、
加算信号S6を作り出す。変換器5は、加算信号S6を
表示器6を駆動する信号S7に変換し、表示器6により
測定結果として表示する。図1の動作について説明す
る。共に正弦波である2つの入力電圧信号S1と入力電
圧信号S2が電気マイクロメータに入力されると、前記
入力信号S1の位相は固定移相器1によりある固定され
た値だけ変化させられる。本実施例では、前記入力信号
S1の位相は固定移相器1により位相が90゜遅れ、S
4となるものとする。また前記入力信号S2は前記入力
信号S1に対して5゜遅れていると仮定する。
【0006】位相差検出回路3は、前記入力信号S1と
前記入力信号S2の位相差を検出し、位相差に応じた移
相信号S3を出力する。可変移相器2は、前記入力信号
S2の位相を移相信号S3により決定される値だけ変化
させる。前記入力信号S2が前記入力信号S1に対して
5゜遅れていた場合、可変移相器2は前記入力信号S2
を85゜遅らせることになる。この動作により、固定移
相器1の出力信号S4と可変移相器2の出力信号S5の
間の位相差が無くなり、その結果、振幅誤差の無い測定
信号S6が得られるようになる。なお、可変移相器2お
よび位相差検出回路3は、前記入力信号S1と前記入力
信号S2の位相差が無い場合には、可変移相器2におい
て変化する位相の値と固定移相器1において変化する位
相の値が一致するように構成される。図2は、図1の可
変移相器2の一構成例を示す回路図である。図2におい
て、可変移相器2は、フォトカプラ21と、OPアンプ
22と、抵抗器R1,R2と、コンデンサCとにより構
成され、図示の如く接続される。即ちOPアンプ22の
入力端子(−)にはR1が接続され、該端子と出力端子
の間にはR2が接続される。なお、抵抗器R1とR2は
同じ抵抗値とし、OPアンプのゲインを1とする。OP
アンプ22の入力端子(+)にはフォトカプラ21の出
力側が接続され、該端子には接地との間にコンデンサC
が接続される。前記入力端子(−)には前記R1をとお
して入力信号S2が印加され、前記入力端子(+)には
フォトカプラ21の出力側抵抗Rをとおして入力信号S
2が印加される。
【0007】フォトカプラ21は、位相検出回路3の出
力電流S3により出力側抵抗値Rが変化し、可変移相器
2において変化する位相の値は、フォトカプラ21の出
力側抵抗値RとコンデンサCによって決る周波数f0=
1/(2πRC)と、入力信号S2の周波数fの比によ
って決まる。なお、図2の構成例の場合、可変移相器2
の出力S5の位相は、入力信号S2の位相より必ず遅れ
た値となる。図3は、図1の移相差検出回路3の一構成
例を示すブロック図であり、90゜移相器31と、コン
パレータ32と、×1倍増幅器33と、×1倍反転増幅
器34と、積分回路35と、V−Iコンバータ36と、
インバータおよびスイッチとにより構成されている。9
0゜移相器31は、前記入力信号S1の位相を90゜遅
らせた信号S31を出力する。コンパレータ32は、9
0゜移相器31の出力信号S31から検波タイミング信
号S32を作り出す。×1倍増幅器33は、前記入力信
号S2を×1倍した信号を作り出す。×1倍反転増幅器
34は、前記入力信号S2を×−1倍した信号を作り出
す。積分回路35は、検波タイミング信号S32により
切替えられた×1倍増幅回路33と×1倍反転増幅回路
34の出力信号を積分して信号S36を出力する。V−
Iコンバータ36は、積分回路35の出力信号を電圧−
電流変換し、移相信号S3を出力する。
【0008】次に、図3の動作について説明する。図3
において、前記入力信号S1と前記入力信号S2が入力
されると、90゜移相器31は、前記入力信号S1の位
相を90゜遅れの信号S31に変化させる。コンパレー
タ32は、90゜移相器31の出力信号S31を0Vと
比較し、検波タイミング信号S32を出力する。この検
波タイミング信号S32は、前記入力信号S2を×1倍
増幅回路33において×1倍された信号S33と、前記
入力信号S2を×1倍反転増幅回路34において×−1
倍された前記信号S34を、スイッチにより半周期ごと
に切替えるために用いられる。積分回路35は、検波タ
イミング信号S32により切替えられた×1倍増幅回路
33と、×1倍反転増幅回路34の出力信号S35を積
分して、前記入力信号S1と前記入力信号S2の位相差
に応じて0ボルトを中心とする正負両方の電圧が得られ
る。たとえば、前記入力信号S2が前記入力信号S1に
対して遅れている場合には正の電圧、前記入力信号S2
が前記入力信号S1に対して進んでいる場合には負の電
圧が得られる。位相差が無い場合には、0ボルトとな
る。V−Iコンバータ36は、積分回路35の出力電圧
を電圧−電流変換し、移相信号S3を出力する。
【0009】図4は、図3の構成例における各部の信号
の一例を示す波形図である。図4の例では、前記入力信
号S2(図4(d))の位相が前記入力信号S1(図4
(a))の位相に対して遅れていると仮定している。検
波タイミング信号S32(図4(c))により、×1倍
増幅器33の出力信号S33(図4(e))と、×1倍
反転増幅回路34の出力信号S34(図4(f))をス
イッチを用いて半周期ごとに切替えると、信号S35
(図4(g))のような信号が得られる。積分回路35
により、信号S35を積分すると、移相信号S36(図
4(h))が得られる。図4の例では正側の面積が大き
いため、正の電圧となる。この電圧の大きさは、位相差
の大きさに対応している。前記入力信号S1と前記入力
信号S2の位相差が無い場合には、信号S35の正側と
負側の面積が等しくなるため、積分した結果得られる電
圧は0ボルトとなり、前記入力信号S1と前記入力信号
S2の位相ずれによる加算出力の振幅誤差がなくなり、
高精度の測定が可能となる。以上、本発明の一実施形態
の動作を図面を参照して詳述してきたが、本発明はこの
実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱
しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【0010】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による電気
マイクロメータは、位相差検出回路により同一周波数の
測定入力信号である2つの正弦波電圧信号の位相差を検
出し、可変移相器により一方の正弦波信号の位相を変化
させ、固定移相器により変化した他方の正弦波信号と同
位相にすることにより、2つの正弦波信号を加算して得
られる出力の位相ずれによる振幅誤差を無くし、高精度
な測定を行うことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による電気マイクロメータの一構成例
を示すブロック図である。
【図2】 図1の可変移相器の一構成例を示す回路図で
ある。
【図3】 図1の位相差検出回路の一構成例を示すブロ
ック図である。
【図4】 図3の構成例における各部の信号の一例を示
す波形図である。
【図5】 従来技術による電気マイクロメータの一構成
例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 固定移相器 2 可変移相器 3 位相差検出回路 4 加算器 5 変換器 6 表示器 21 フォトカプラ 22 OPアンプ 31 90゜移相器 32 コンパレータ 33 ×1倍増幅器 34 ×1倍反転増幅器 35 積分回路 36 V−Iコンバータ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 測定入力信号である同一周波数の2つの
    正弦波電圧信号を加算する加算手段と、該加算出力を変
    換し測定出力を得る手段と、該測定出力を表示する表示
    手段とを有し、前記2つの正弦波電圧信号の加算出力に
    より被測定物体の寸法測定を行う電気マイクロメータに
    おいて、 前記2つの正弦波電圧信号が同位相となるような移相手
    段を具備することを特徴とする電気マイクロメータ。
  2. 【請求項2】 前記移相手段は、前記2つの正弦波電圧
    信号のうち、一方の信号の位相をある固定された値だけ
    変化させる第1の移相手段と、 前記2つの正弦波電圧信号の位相差を検出し、位相差に
    応じた信号を出力する位相差検出手段と、 前記2つの正弦波電圧信号のうち、他方の信号の位相を
    前記位相差検出手段の出力信号によって決定される値だ
    け変化させて、前記2つの正弦波電圧信号を同一位相と
    する第2の移相手段とを具備することを特徴とする請求
    項1に記載の電気マイクロメータ。
JP25717596A 1996-09-27 1996-09-27 電気マイクロメータ Withdrawn JPH10103912A (ja)

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JP25717596A JPH10103912A (ja) 1996-09-27 1996-09-27 電気マイクロメータ

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ID=17302736

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JP (1) JPH10103912A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102359753A (zh) * 2011-07-27 2012-02-22 重庆理工大学 一种直线位移传感器

Cited By (1)

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CN102359753A (zh) * 2011-07-27 2012-02-22 重庆理工大学 一种直线位移传感器

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Date Code Title Description
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20031202